JP3089813B2 - Trajectory control device - Google Patents
Trajectory control deviceInfo
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- JP3089813B2 JP3089813B2 JP04105656A JP10565692A JP3089813B2 JP 3089813 B2 JP3089813 B2 JP 3089813B2 JP 04105656 A JP04105656 A JP 04105656A JP 10565692 A JP10565692 A JP 10565692A JP 3089813 B2 JP3089813 B2 JP 3089813B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- rotation amount
- speed
- point
- inward rotation
- acceleration
- Prior art date
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- Expired - Lifetime
Links
Landscapes
- Numerical Control (AREA)
- Manipulator (AREA)
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、ロボットのハンド部
等の物体の移動軌跡を制御するための軌跡制御装置に関
するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a trajectory control device for controlling the trajectory of an object such as a robot hand.
【0002】[0002]
【従来の技術】この種の軌跡制御技術として、第1回日
本ロボット学会学術講演会予稿集第165頁に記載のも
のが知られている。この技術では、図3に例示するよう
に、まず、物体を移動させたい軌跡に沿った各点を…P
i-1 ,Pi ,Pi+1 …のように定める。そして、例え
ば、点Pi-1 と点Pi が与えられると、点Pi-1 から点
Pi に向かう方向(Pi-1 →Pi 方向と示す。他も同様
である)が決定される。次に、点Pi-1 から点Pi に向
かう次のような速度パターンが決定される。すなわち、
Pi-1 →Pi 方向に定速度V0 で移動させ、点Pi に近
づいたときから(図3の場合には点A0 から)、−α0
という加速度(減速度としてはα0 となる)で減速さ
せ、速度ゼロにまで減速されたとき(この時点をタイミ
ングt′とする)にちょうど点Pi に達するような減速
開始タイミングtを求めるのである(ともに図4(a) 参
照)。ここで、V0 はロボット等、軌跡を制御したい物
体のあらかじめ定められた最高速度であり、α0 は最高
加速度である。このタイミングtが決定されると、今度
はPi →Pi+1 方向の速度成分Vi+1をタイミングtか
ら加速度α0 で増速し、速度V0 に達した時以後定常速
度とする速度変化パターンを算出する。これが図4(b)
に示されている。この2つの速度変化パターンが決定さ
れると、それぞれの速度成分をベクトル加算することに
より、実際の移動方向と速度成分が算出される。なお、
ベクトル加算された速度は最高速度V0 以上となること
はない。図4(a),(b) から明らかなように、Pi-1 →P
i 方向の速度成分Vi が減少すると同時に点Pi から点
Pi+1 に向かう速度成分Vi+1 が増大し、タイミングt
とt′とにおいて、いずれか一方の速度成分は最高速度
V0 となり、他方の速度成分はゼロとなる。このため、
ベクトル加算された方向と速度とに従って物体を移動さ
せると、タイミングt以前にはPi-1 →Pi 方向に速度
V0 で定速度移動する。タイミングtからt′の間は、
Pi-1 →Pi 方向の速度成分Vi が小さくなりつつPi
→Pi+1 方向の速度成分Vi+1 が大きくなる。ここで、
タイミングt′でPi-1 →Pi の速度成分Vi がゼロに
なるため、タイミングt′で物体は点Pi と点Pi+1と
を結ぶ直線上にいることになる。なお、上記の計算が点
Pi-2 →点Pi-1 →点Pi ならびに点Pi →点Pi+1 →
点Pi+2 についても行われる(なお、点Pi-2 ,点P
i+2 は図示されていない)。このようにして、物体の移
動方向と速度とが決定されると、物体は図3のM0に示
すように、点Pi-1 →点Pi →点Pi+1 を結ぶ直線にほ
ぼ沿って、これをなめらかに内回りしながら移動するこ
ととなる。2. Description of the Related Art As a trajectory control technique of this kind, a technique described in the first proceedings of the first conference of the Robotics Society of Japan, page 165, is known. In this technique, as illustrated in FIG. 3, first, each point along a trajectory where an object is to be moved is set to.
i−1 , P i , P i + 1 . Then, for example, if the points P i-1 and the point P i is given, the direction from the point P i-1 to the point P i (P i-1 → denoted P i direction. Other versa) is determined Is done. Next, the following speed pattern from point P i-1 to point P i is determined. That is,
It is moved at a constant speed V 0 in the direction of P i−1 → P i , and from the point when it approaches the point P i (from the point A 0 in FIG. 3), −α 0
That it is decelerated by the acceleration (a alpha 0 is a deceleration), when decelerated to zero speed since obtaining the deceleration start timing t like (this point a timing t ') reaches exactly the point P i in (Both refer to FIG. 4 (a)). Here, V 0 is a predetermined maximum speed of an object whose trajectory is to be controlled, such as a robot, and α 0 is a maximum acceleration. When the timing t is determined, this time to hereinafter steady rate when reaching the P i → P i + 1 direction increasing the velocity component V i + 1 at an acceleration alpha 0 from the timing t Hayashi, velocity V 0 Calculate the speed change pattern. This is shown in FIG.
Is shown in When the two speed change patterns are determined, the actual moving direction and the speed component are calculated by adding the respective speed components to the vector. In addition,
The speed to which the vector is added does not exceed the maximum speed V 0 . As is clear from FIGS. 4 (a) and (b), P i-1 → P
velocity component V i + 1 i direction velocity component V i is directed from decreasing at the same time point P i to the point P i + 1 is increased, the timing t
At t and t ', one of the speed components becomes the maximum speed V 0 , and the other speed component becomes zero. For this reason,
Moving the object in accordance with the vector summed direction and speed, prior to the timing t is a constant speed moves at P i-1 → P i velocity V 0 in the direction. Between timing t and t ',
P i-1 → P i direction velocity component V i is smaller becomes while P i
→ P i + 1 direction velocity component V i + 1 is increased. here,
'Because in the P i-1 → P i velocity component V i of zero, the timing t' timing t object will have been on a straight line connecting the a point P i + 1 point P i in. It should be noted that the above calculation shows that the point P i-2 → point P i-1 → point P i and point P i → point P i + 1 →
This is also performed for the point P i + 2 (note that the points P i−2 and P
i + 2 is not shown). When the moving direction and the speed of the object are determined in this way, the object is substantially represented by a straight line connecting the point P i−1 → point P i → point P i + 1 as shown by M 0 in FIG. Along this, it moves smoothly inward.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】このような制御技術に
おいてロボット等に動作軌跡を教示する場合には、移動
時の最高速度V0 と最高加速度α0 があらかじめ設定さ
れる。このようにV0 とα0 とが決定されると、例えば
点Pi に向かって直線的に移動しているところから点P
i+1 に向かって向きを変える点、すなわち図3でA0 で
示す点と点Pi との距離L(これを内回り量ということ
とする)は図4(a) の斜線部分の面積で表され、次の
(1)式で表される。 L=V0 2 /(2α0 ) …(1) すなわち、このような制御技術によると、内回り量Lの
値は動作時の最高速度V0 と加速度α0 に固有のものと
なる。これを固有内回り量L0 ということとする。しか
しながら、そのロボット等の実際の作業現場では、ロボ
ットの加工中の最高速度をV0 ,最高加速度をα0 と設
定し、教示しても、この教示軌跡が所望の軌跡であるか
を確認する確認運転が必要となる。この確認運転では教
示ミスによってロボットが他の物体と干渉することを防
止するために、実際の速度V0 よりも遅い速度でロボッ
トを制御することが望ましい。しかし、動作速度を遅く
すると、上記(1)式よりも明らかなように内回り量L
は実際に加工を行う時の内回り量L0 よりも小さくな
り、図3においては軌跡M1 を描くことになる。このよ
うに、従来技術においては、加工時の内回り量M0 と確
認運転時の内回り量とが異なるため、正しい動作の確認
ができないという問題があった。また、ロボットを制御
する場合においては、設定された最高速度V0 や加速度
α0 を優先するよりも、固有内回り量L0 より小さな内
回り量L1 の軌跡M1 を描かせたい場合や、固有内回り
量L0 より大きな内回り量L2 の軌跡M2 を描かせたい
場合等がある。In the case of teaching a motion trajectory to a robot or the like in such a control technique, a maximum speed V 0 and a maximum acceleration α 0 during movement are set in advance. When this set to V 0 and alpha 0 is determined as, for example, the point from where moving linearly toward the point P i P
The point L that changes the direction toward i + 1 , that is, the distance L between the point indicated by A 0 in FIG. 3 and the point P i (hereinafter referred to as the inward rotation amount) is the area of the hatched portion in FIG. And expressed by the following equation (1). L = V 0 2 / (2α 0 ) (1) That is, according to such a control technique, the value of the inward rotation amount L is specific to the maximum speed V 0 and the acceleration α 0 during operation. This is referred to as an intrinsic inner rotation amount L 0 . However, at the actual work site of the robot or the like, the maximum speed during machining of the robot is set to V 0 and the maximum acceleration is set to α 0, and even if teaching is performed, it is confirmed whether or not the taught locus is a desired locus. Confirmation operation is required. By teaching error in the confirmation operation in order to prevent the robot from interfering with another object, it is desirable to control the robot in real speed slower than the speed V 0. However, when the operation speed is reduced, the inner rotation amount L becomes apparent as is clear from the above equation (1).
Is smaller than the inward turning amount L 0 when performing actual machining, so that a locus M 1 in FIG. As described above, in the prior art, there is a problem that the correct operation cannot be confirmed because the inner rotation amount M 0 during processing is different from the inner rotation amount during the checking operation. Further, in the case of controlling the robot, rather than giving priority to the maximum speed V 0 and the acceleration alpha 0 which is set, and if you want to draw loci M 1 unique inward turning amount L 0 smaller inward turning amount L 1, unique and the like want to draw the inward turning amount L loci M 2 major inward turning amount L 2 than 0.
【0004】そこで、本発明は、所望の内回り量の軌跡
を描くように制御し得る軌跡制御装置を提供することを
課題とする。Accordingly, an object of the present invention is to provide a trajectory control device capable of controlling a trajectory with a desired inward rotation amount.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に、請求項1に係る発明では、図1に示すように、一方
向への速度成分を減少させながら他方向への速度成分を
増大させることによって、前記一方向から前記他方向へ
向かう移動軌跡を作る軌跡制御装置2において、指定さ
れた内回り量と前記一方向へ移動する際の最大速度及び
最大加速度より定まる固有内回り量とが等しくない場合
を検出する内回り量判別手段と、この内回り量判別手段
によって前記指定された内回り量と前記固有内回り量と
が等しくないと判別された場合、前記指定された内回り
量を満たす前記一方向への速度成分の減速開始時と前記
他方向への速度成分の増速開始時との間の時間差を演算
する時間差演算手段と、この時間差演算手段によって演
算された時間差に基づいて前記一方向の速度成分と前記
他方向の速度成分の増減タイミングを制御して前記指定
された内回り量に前記移動軌跡を制御する移動軌跡制御
手段とを備えたことを特徴とする。また、請求項2に係
る発明では、同じく図1に示すように、一方向への速度
成分を減少させながら他方向への速度成分を増大させる
ことによって、前記一方向から前記他方向へ向かう移動
軌跡を作る軌跡制御装置2において、指定された内回り
量と前記一方向へ移動する際の最大速度及び最大加速度
より定まる固有内回り量とが等しくない場合を検出する
内回り量判別手段と、この内回り量判別手段によって前
記指定された内回り量と前記固有内回り量とが等しくな
いと判別された場合、前記指定された内回り量を満たす
前記一方向から前記他方向へ向かう際の加速度を演算す
る加速度演算手段と、この加速度演算手段によって演算
された加速度に基づいて前記一方向の速度成分と前記他
方向の速度成分の増減タイミングを演算して前記指定さ
れた内回り量に前記移動軌跡を制御する移動軌跡制御手
段とを備えたことを特徴とする。In order to solve this problem, in the invention according to claim 1, as shown in FIG. 1, the speed component in one direction is increased while the speed component in the other direction is increased. By doing so, in the trajectory control device 2 that creates a movement trajectory from the one direction to the other direction, the specified inward rotation amount and the intrinsic inward rotation amount determined from the maximum speed and the maximum acceleration when moving in the one direction are equal. An inward rotation amount determining unit that detects a case where there is no inward rotation amount, and when it is determined that the specified inward rotation amount and the intrinsic inner rotation amount are not equal to each other by the inward rotation amount determination unit, the one direction that satisfies the specified inward rotation amount. Time difference calculating means for calculating the time difference between the start of deceleration of the speed component and the start of speed increase of the speed component in the other direction, and the time difference calculated by the time difference calculating means. Zui and is characterized in that a moving locus control means for controlling the movement locus in inward turning amount of said specified by controlling the increase and decrease timing of the other direction of the velocity component and the direction of the velocity component. According to the second aspect of the present invention, as shown in FIG. 1, the speed component in one direction is increased while the speed component in the other direction is increased, so that the movement from the one direction to the other direction is performed. In the trajectory control device 2 for creating a trajectory, an inner rotation amount discriminating means for detecting a case where the designated inner rotation amount is not equal to a specific inner rotation amount determined from the maximum speed and the maximum acceleration when moving in the one direction, and the inner rotation amount When the discriminating means determines that the designated inward turning amount and the intrinsic inward turning amount are not equal, an acceleration calculating means for calculating an acceleration in the one direction from the one direction satisfying the designated inward turning amount to the other direction. Calculating the increase / decrease timing of the speed component in the one direction and the speed component in the other direction based on the acceleration calculated by the acceleration calculation means, and Characterized by comprising a movement locus control means for controlling the movement locus in inward turning amount of.
【0006】[0006]
【作用】請求項1に係る発明によると、一方向に向かう
速度成分が遅くなり始めた後ある程度遅れて他方向に向
かう速度が生じ始める。ここで、内回り量とこの時間差
とは関連しており、時間差が大きくなるほど内回り量は
小さくなる。この発明では、内回り量が与えられるとそ
れを満たす時間差が算出されるために、指定された内回
り量が満たされる。また、請求項2に係る発明による
と、加減速度が調整される。ここで、内回り量と加減速
度とは関連しており、加減速度を小さくすると内回り量
が大きくなる。この発明では、内回り量が与えられる
と、それを満たす加減速度が算出されるために、指定さ
れた内回り量が満たされる。According to the first aspect of the invention, after the speed component in one direction starts to slow, a speed in the other direction starts to be generated with a certain delay. Here, the inward turning amount and the time difference are related, and the inner turning amount decreases as the time difference increases. According to the present invention, when the inward rotation amount is given, the time difference satisfying the inward rotation amount is calculated, so that the specified inward rotation amount is satisfied. According to the second aspect of the invention, the acceleration / deceleration is adjusted. Here, the inward rotation amount and the acceleration / deceleration are related, and when the acceleration / deceleration is reduced, the inner rotation amount increases. According to the present invention, when the inward rotation amount is given, the acceleration / deceleration that satisfies the inward rotation amount is calculated, so that the specified inward rotation amount is satisfied.
【0007】[0007]
<第1実施例>次に、本発明の第1実施例を図1〜図6
に基づいて説明する。図1に示すように、この軌跡制御
装置2には、従来と同様にロボットの軌跡制御を行うあ
らかじめ教示された点Pi-1 ,点Pi 等の位置を記憶す
る教示点座標記憶手段1が設けられており、また、I/
Oポート3を介してロボット軌跡制御モータ4に接続さ
れている。そして、この軌跡制御装置2では、次のよう
な制御内容のプログラムが入力されているコンピュータ
が搭載されている。すなわち、この軌跡制御装置2にお
いては、指定された内回り量LP よりロボットを一方向
から他方向へ移動させる2つの速度成分の時間差や加減
速度が算出され、それに基づいてその2つの速度成分の
速度パターンが算出され、その後は従来と同様にその2
つの速度パターンがベクトル加算され、物体が制御され
る最終的な速度成分が算出されるのである。そして、そ
の速度成分に基づいて、I/Oポート3を経て軌跡制御
モータ4が制御され、物体が移動されるのである。<First Embodiment> Next, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
It will be described based on. As shown in FIG. 1, this locus control system 2, similarly to the conventional P i-1 previously taught point performs trajectory control of a robot, the teaching point coordinate storage means for storing the position of such a point P i 1 Is provided, and I /
It is connected to the robot trajectory control motor 4 via the O port 3. The trajectory control device 2 is equipped with a computer in which a program having the following control content is input. That is, in the trajectory control device 2, the time difference and acceleration / deceleration of two speed components for moving the robot from one direction to the other direction are calculated from the designated inward rotation amount L P , and based on the calculated time difference and acceleration / deceleration of the two speed components. The speed pattern is calculated, and after that,
The two speed patterns are vector-added, and the final speed component for controlling the object is calculated. The trajectory control motor 4 is controlled via the I / O port 3 based on the speed component, and the object is moved.
【0008】図2に示すように、ステップS1でオペレ
ータにより点A0 より内回りを開始する所望の内回り量
LP の値が入力され、ステップS2へ移行する。ステッ
プS2では、そのLP の値が前述の(1)式で示される
ロボットが動作する時の最高速度V0 と最高加速度α0
とによって定まる固有内回り量Lk 以下か否かが判断さ
れる。ステップS2でLP がLk 以下であると判断され
た場合は、ステップS3へ移行する。ステップS3でL
P =Lk と判断された場合は、従来と同様、図3,図4
に示すように、固有内回り量Lk ,軌跡M0 の軌跡制御
がなされる。[0008] As shown in FIG. 2, the value of the desired inward turning amount L P to start the inner loop from the point A 0 by the operator at step S1 is input, the process proceeds to step S2. In step S2, the maximum velocity V 0 and the maximum acceleration α 0 at the time when the robot whose L P value is represented by the above-described equation (1) operates.
Whether natural inward turning amount L k less determined by a is determined. If L P is determined to be less L k in step S2, the process proceeds to step S3. L in step S3
When it is determined that P = Lk , as in the prior art, FIGS.
As shown in ( 1) , the trajectory control of the intrinsic inward rotation amount L k and the trajectory M 0 is performed.
【0009】図2に戻り、ステップS3でLP=Lkでな
い場合、つまりLPがLkより小さいと判断された場合、
即ち図3におけるL2のように所望の内回り開始点A0よ
りも速いA2点で内回りを開始してしまう場合は、ステ
ップS5へ移行し、次のように制御される。図5に、P
i-1→Pi方向の速度成分Viと、Pi→Pi+1方向の速度
成分Vi+1とを重ね合わせて示す。この図においては、
ロボット動作時の最高速度V0の大きさであった速度成
分Viが最高加速度α0で減速され始める減速開始タイミ
ングtiと、速度成分Vi+1がゼロから最高加速度α0で
増速され始める増速開始タイミングti+1との間に、時
間差(遅れ時間)Δt1を設定する。この場合には、内
回り量LPの長さは図中の斜線部分の面積で表され、次
の(2)式で表される。 LP=(1/2)×α0×(V0/α0−Δt1)2 …(2) よって、次の(3)式が求まる。 Δt1=V0/α0−(2L P /α0)1/2 …(3) このように、速度成分Viの減速開始タイミングtiから
時間差Δt1だけ遅れて速度成分Vi+1が増速を開始する
と、図3に示すように、Vi=V0で移動していた物体
が、点A0(点PiよりL P の長さだけ手前側の点)か
ら、速度成分Viが最高加速度α0で減速されるととも
に、その速度成分V0から前述の(1)式で定まる減速
開始タイミングti(即ち点A2)よりΔt1((3)
式)だけ遅れたタイミングti+1(そのとき物体は、点
PiからL P だけ手前側の点A0に来ている)から、速度
成分Vi+1が最高加速度α0で増速されるように制御さ
れ、物体は点A1から図示のようにカーブして、動作時
の最高速度V0及び最高加速度α0とによって定まる固有
内回り量Lk(L2)より小さな内回り量L P の軌跡M0を
描くようになるのである。そして、その後、点B0(点
Piより長さLPだけ点Pi+1側の点)から速度成分Viは
ゼロとなり、点B0からVi+1=V0でPi→Pi+1方向へ
直線的に移動する。[0009] Returning to FIG 2, if in step S3 is not the L P = L k, that is, when the L P is determined to be L k less,
That is, if will start the inner loop at a desired fast A 2 points than inward turning start point A 0 as L 2 in Figure 3, the process proceeds to step S5, is controlled as follows. FIG.
a velocity component V i of i-1 → P i direction, shown by superimposing and P i → P i + 1 direction velocity component V i + 1. In this figure,
Velocity component V i was magnitude and the maximum acceleration alpha start 0 begins to be decelerated deceleration timing t i of the maximum speed V 0 which during robot operation, increasing the velocity component V i + 1 is the highest acceleration alpha 0 from zero speed A time difference (delay time) Δt 1 is set between the acceleration start timing t i + 1 and the start of the acceleration. In this case, the length of the inward turning amount L P is represented by the shaded area in the figure is expressed by the following equation (2). L P = ()) × α 0 × (V 0 / α 0 −Δt 1 ) 2 (2) Accordingly, the following equation (3) is obtained. Δt 1 = V 0 / α 0 - (2L P / α 0) 1/2 ... (3) Thus, the velocity component V i + 1 with a delay from the deceleration start timing t i velocity component V i by the time difference Delta] t 1 When but starts accelerating, as shown in FIG. 3, the object was moving in a V i = V 0 is, from point a 0 (a point the length front side of the point P i from L P), velocity components with V i is decelerated at the maximum acceleration alpha 0, from its velocity component V 0 which above (1) start of deceleration determined by the formula timing t i (i.e. point a 2) than Delta] t 1 ((3)
From the timing t i + 1 delayed by the equation (i.e., the object comes to the point A 0 on the near side by L P from the point P i ), the speed component V i + 1 increases at the maximum acceleration α 0. The object is curved as shown in the figure from the point A 1, and the inner rotation amount L k (L 2 ) smaller than the intrinsic inner rotation amount L k (L 2 ) determined by the maximum speed V 0 and the maximum acceleration α 0 during operation. The locus M 0 of P is drawn. Thereafter, the velocity component V i from the point B 0 (point length from the point P i of L P only the point P i + 1 side) is zero, P from point B 0 in V i + 1 = V 0 i → It moves linearly in the Pi + 1 direction.
【0010】また、図2において、ステップS2でLP
がLk より大きいと判断された場合、即ち、図3におけ
るL1 のように所望の内回り開始点A0 よりも遅いタイ
ミングti のA1 点で内回りを開始してしまう場合(こ
の場合が従来技術で述べた確認運転の場合に相当す
る)、ステップS6へ移行し、次のように制御される。
図6に示すように、動作時の最高速度V0 と最高加速度
α0 で定まる速度成分Vi の減速開始タイミングと、速
度成分Vi+1 の増速開始タイミングはタイミングti+1
で同時であるが、速度成分Vi の減速の加速度(絶対
値)α2 と速度成分Vi+1 の増速の加速度α2 (両者は
同値)とが、最高加速度α0 より小さな値に設定され
る。この時、加速度α2 に変更することにより、減速開
始タイミングti+1 はti よりも遅いti+1 に変更され
る。この際の内回り量LP は前述と同様に図中の斜線部
分の面積で表され、次の(4)式で表される。 LP =V0 2 /(2α2 ) …(4) よって、次の(5)式が求まる。 α2 =V0 2 /(2LP ) …(5) このように、各速度成分Vi ,Vi+1 の加減速度を最高
加速度α0 より小さなα2 とすると、図3中に示すよう
に、減速開始タイミングti+1 、即ち、点A0(点Pi
より長さLP だけ手前の点)から、速度成分Vi が加速
度α2 ((5)式)で減速され始めるとともに、速度成
分Vi+1 が加速度α2 ((5)式)で増速され始めるよ
うに制御され、動作時の最高速度V0 及び最高加速度α
0 によって定まる固有内回り量Lk (L1 )より大きな
内回り量LP の軌跡M0 を描くようになるのである。そ
して、その後、点B0 (点Pi より長さLP だけ点P
i+1側の点)から、Vi+1 =V0 でPi →Pi+1 方向へ
移動する。なお、点A0 から点B0 まで軌跡M0 を経て
移動するのに要する時間(これを内回り時間ということ
とする)TL は次の(6)式で表される。 TL =2LP /V0 =V0 /α2 …(6)In FIG. 2, at step S2, L P
Is determined to be greater than L k , that is, when inward rotation starts at point A 1 at a timing t i that is later than the desired inward rotation start point A 0 as indicated by L 1 in FIG. The operation proceeds to step S6, and is controlled as follows.
As shown in FIG. 6, the deceleration start timing of the velocity component V i determined by the maximum speed V 0 and the maximum acceleration alpha 0 in operation, the acceleration start timing of the velocity component V i + 1 is the timing t i + 1
In is a simultaneous acceleration of deceleration of the velocity component V i (absolute value) alpha 2 and velocity component V i + 1 of the speed increasing acceleration alpha 2 and (both equivalent), but smaller than the maximum acceleration alpha 0 Is set. At this time, by changing the acceleration alpha 2, the deceleration start timing t i + 1 is changed to a slow t i + 1 than t i. Inward turning amount L P at this time is represented by the area of the hatched portion in the drawing in the same manner as described above, it is expressed by the following equation (4). L P = V 0 2 / (2α 2 ) (4) Accordingly, the following equation (5) is obtained. α 2 = V 0 2 / ( 2L P) ... (5) Thus, the velocity component V i, when a smaller alpha 2 than the maximum acceleration alpha 0 the deceleration of V i + 1, as shown in FIG. 3 The deceleration start timing t i + 1 , that is, the point A 0 (point P i
Increase in the more length L P only in front of the point), the velocity component V i is the acceleration alpha 2 ((5) formula) together begins to be decelerated, the velocity component V i + 1 is the acceleration alpha 2 ((5) formula) The maximum speed V 0 during operation and the maximum acceleration α
0 by it to become a locus M 0 of large inward turning amount L P than the natural inward turning amount L k (L 1) determined. Thereafter, the length from the point B 0 (point P i of L P only the point P
(i + 1 side point), and moves in the direction of P i → P i + 1 at V i + 1 = V 0 . The time T L required to move from the point A 0 to the point B 0 via the trajectory M 0 (this is referred to as an inward rotation time) is represented by the following equation (6). T L = 2L P / V 0 = V 0 / α 2 (6)
【0011】<第2実施例> 次に、本発明の第2実施例を、図7,図8に基づいて、
第1実施例との相違点を中心に説明する。図7におい
て、ステップS2でLP>Lkと判断された場合はステッ
プS6へ移行し、次の判断がされる。仮に、図8に示す
ように、速度成分Viの減速開始タイミングtiよりも、
速度成分Vi+1の増速開始タイミングti+1の方が時間差
Δt2だけ早いと設定する。また、各速度成分Vi,V
i+1の加速度(絶対値)が最高加速度α0であるとする。
そのとき、内回り量L P は図8中の斜線部分の面積で表
され、次の(7)式で表される。 L P =V0 2/(2α0)+Δt2×V0 …(7) よって、次の(8)式が求まる。 Δt2=L P /V0−V0/2α0 …(8) そして、速度成分Vi+1の増速開始タイミングti+1から
速度成分Viの減速終了タイミングt′iまでの各時点に
おいて、両速度成分ViとVi+1とがベクトル合成された
速度の大きさ(絶対値)を合成速度Vtotalとし、その
合成速度Vtotalが最高速度V0より大きいが否かが判断
される。<Second Embodiment> Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
The following description focuses on differences from the first embodiment. In FIG. 7, if it is determined in step S2 that L P > L k , the process proceeds to step S6, and the next determination is made. Suppose, as shown in FIG. 8, that the deceleration start timing t i of the speed component V i is
It is set that the speed increase start timing t i + 1 of the speed component V i + 1 is earlier by the time difference Δt 2 . Further, each speed component V i , V
It is assumed that the acceleration (absolute value) of i + 1 is the maximum acceleration α 0 .
Then, inward turning amount L P is represented by the shaded area in FIG. 8, it is expressed by the following equation (7). L P = V 0 2 / (2α 0 ) + Δt 2 × V 0 (7) Accordingly, the following equation (8) is obtained. Δt 2 = L P / V 0 -V 0 / 2α 0 ... (8) Then, each of the acceleration start timing t i + 1 of the velocity component V i + 1 to the deceleration end timing t 'i velocity component V i in time, both the velocity component V i and V i + 1 and the magnitude of the velocity which is the vector synthesis (absolute value) as the composite speed V total, whether the composite speed V total is greater than the maximum speed V 0 is the Is determined.
【0012】そして、合成速度Vtotal が最高速度V0
より大きい時点があると判断されたときは、ステップS
7において、第1実施例のステップS6(図2)と同様
に制御される。The combined speed V total is equal to the maximum speed V 0.
If it is determined that there is a larger time point, step S
7, the control is performed in the same manner as in step S6 (FIG. 2) of the first embodiment.
【0013】一方、どの時点においても合成速度V
total が最高速度V0 以下であると判断されたときは、
ステップS8へ移行し、次のように制御される。すなわ
ち、図3中に示す点A2 (点Pi より長さL2 だけ手前
の点)に位置するタイミングti+1 (図8参照)から、
速度成分Vi+1 が最高加速度α0 で増速され、その増速
開始タイミングti+1 より時間差Δt2 だけ遅れたタイ
ミングti で速度成分Vi が最高加速度α0 で減速され
始める。すると、図3中に示すように、動作時の最高速
度V0 及び最高加速度α0 によって定まる固有内回り量
Lk (L1 )より大きな内回り量LP の軌跡M0 (正確
には、第1実施例におけるM0 とは少しずれる)を描く
ようになるのである。この際、この場合の内回り時間T
L ′について(9)式が成立し、内回り時間TL ′は
(10)式で表される。 α0 ×(TL ′−Δt2 )=V0 …(9) TL ′=V0 /α0 +Δt2 …(10) したがって、第1実施例における内回り時間TL との差
は次の(11)式で表される。 TL −TL ′=V0 /α2 −V0 /α0 −Δt2 =(1/α2 −1/α0 )×V0 /2 …(11) ここで、前述のようにα2 <α0 であるから、TL ′<
TL が成立し、本実施例の場合は、物体が、その内回り
部分を、第1実施例の場合よりも速い速度で移動するこ
とができるのである。On the other hand, at any time, the combined speed V
When it is determined that total is equal to or less than the maximum speed V 0 ,
The process proceeds to step S8, and is controlled as follows. That is, from the timing t i + 1 (see FIG. 8) located at the point A 2 (the point before the point P i by the length L 2 ) shown in FIG.
Velocity component V i + 1 is accelerated at the maximum acceleration alpha 0, the velocity components V i at its acceleration start timing t i + 1 than by the time difference Delta] t 2 delayed timing t i starts to be decelerated at a maximum acceleration alpha 0. Then, as shown in FIG. 3, the operation unique inward turning amount determined by the maximum velocity V 0 and the maximum acceleration alpha 0 when L k (L 1) greater than the inward turning amount L P locus M 0 (precisely, first the M 0 in the embodiment is become to draw a little shifted). At this time, inward time T in this case
L 'for (9) is satisfied, inward turning time T L' is expressed by equation (10). α 0 × (T L '-Δt 2) = V 0 ... (9) T L' = V 0 / α 0 + Δt 2 ... (10) Therefore, the difference between the inner loop time T L in the first embodiment in the following It is expressed by equation (11). T L -T L '= V 0 / α 2 -V 0 / α 0 -Δt 2 = (1 / α 2 -1 / α 0) × V 0/2 ... (11) Here, as described above alpha Since 2 <α 0 , T L ′ <
T L is established, and in the case of the present embodiment, the object can move on the inner circumference at a higher speed than in the case of the first embodiment.
【0014】[0014]
【発明の効果】本発明によれば、あらかじめ内回り量を
設定しておけば、動作時の最大速度及び最大加速度にか
かわらず、所望の内回り量の軌跡を描くように制御する
ことができる。このため、例えば図3の点Pi に示す点
の内側近傍にロボットのハンドと干渉するような邪魔物
がある場合にも、それを避けて動く軌跡を描かせること
ができ、ロボットの作動不良や故障等を防止することが
できる。また、確認運転時にも内回り量が変化すること
がないので、正しい動作軌跡の確認が行える。According to the present invention, if the inward rotation amount is set in advance, it is possible to control so as to draw a desired inward rotation amount trajectory regardless of the maximum speed and the maximum acceleration during operation. Thus, for example, if the inside near the point shown in P i point is disturbed, such as interfering with the hand of the robot to be 3, it is possible to draw a trajectory moving to avoid it, malfunction of the robot And failure can be prevented. In addition, since the inward rotation amount does not change during the checking operation, a correct operation locus can be checked.
【図1】本発明の第1実施例の軌跡制御装置とその周辺
を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a trajectory control device according to a first embodiment of the present invention and its periphery.
【図2】本発明の第1実施例における制御内容を示すフ
ローチャートである。FIG. 2 is a flowchart showing control contents according to the first embodiment of the present invention.
【図3】本発明の第1,第2実施例及び従来例の軌跡制
御方式における軌跡を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a trajectory in the trajectory control methods of the first and second embodiments of the present invention and a conventional example.
【図4】第1実施例(図2)のステップS4及び従来の
軌跡制御における各速度成分Vi ,Vi+1 の大きさを示
す図である。FIG. 4 is a diagram showing the magnitudes of speed components V i and V i + 1 in step S4 of the first embodiment (FIG. 2) and the conventional trajectory control.
【図5】第1実施例(図2)のステップS5における各
速度成分Vi ,Vi+1 の大きさを示す図である。FIG. 5 is a diagram showing the magnitude of each speed component V i , V i + 1 in step S5 of the first embodiment (FIG. 2).
【図6】第1実施例(図2)のステップS6における各
速度成分Vi ,Vi+1 の大きさを示す図である。FIG. 6 is a diagram showing the magnitude of each speed component V i , V i + 1 in step S6 of the first embodiment (FIG. 2).
【図7】第2実施例における制御内容を示すフローチャ
ートである。FIG. 7 is a flowchart showing control contents in a second embodiment.
【図8】第2実施例(図7)のステップS8における各
速度成分Vi ,Vi+1 の大きさを示す図である。FIG. 8 is a diagram showing the magnitude of each speed component V i , V i + 1 in step S8 of the second embodiment (FIG. 7).
2 軌跡制御装置 ステップS5 時間差Δti を求めるステップである。 ステップS7 加減速度α2 を求めるステップである。2 Trajectory control device Step S5 This is a step for obtaining the time difference Δt i . Step S7 is a step of obtaining the acceleration alpha 2.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−36811(JP,A) 特開 昭63−221404(JP,A) 特開 昭58−35607(JP,A) 特開 昭58−211211(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G05B 19/416 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-59-36811 (JP, A) JP-A-63-221404 (JP, A) JP-A-58-35607 (JP, A) JP-A-58-358 211211 (JP, A) (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) G05B 19/416
Claims (2)
方向への速度成分を増大させることによって、前記一方
向から前記他方向へ向かう移動軌跡を作る軌跡制御装置
において、 指定された内回り量と前記一方向へ移動する際の最大速
度及び最大加速度より定まる固有内回り量とが等しくな
い場合を検出する内回り量判別手段と、 この内回り量判別手段によって前記指定された内回り量
と前記固有内回り量とが等しくないと判別された場合、
前記指定された内回り量を満たす前記一方向への速度成
分の減速開始時と前記他方向への速度成分の増速開始時
との間の時間差を演算する時間差演算手段と、 この時間差演算手段によって演算された時間差に基づい
て前記一方向の速度成分と前記他方向の速度成分の増減
タイミングを制御して前記指定された内回り量に前記移
動軌跡を制御する移動軌跡制御手段とを備えたことを特
徴とする軌跡制御装置。1. A trajectory control device for creating a trajectory from said one direction to said other direction by increasing a speed component in another direction while decreasing a speed component in one direction, comprising: And an inward rotation amount determining means for detecting a case where the intrinsic inward rotation amount determined from the maximum speed and the maximum acceleration when moving in the one direction is not equal, and the inward rotation amount designated by the inward rotation amount determining means and the intrinsic inward rotation amount Is determined to be unequal,
A time difference calculating means for calculating a time difference between the start of deceleration of the speed component in the one direction that satisfies the designated inward rotation amount and the start of speed increase of the speed component in the other direction; and Moving trajectory control means for controlling the increase / decrease timing of the speed component in the one direction and the speed component in the other direction based on the calculated time difference to control the moving trajectory to the specified inward rotation amount. Trajectory control device characterized.
方向への速度成分を増大させることによって、前記一方
向から前記他方向へ向かう移動軌跡を作る軌跡制御装置
において、 指定された内回り量と前記一方向へ移動する際の最大速
度及び最大加速度より定まる固有内回り量とが等しくな
い場合を検出する内回り量判別手段と、 この内回り量判別手段によって前記指定された内回り量
と前記固有内回り量とが等しくないと判別された場合、
前記指定された内回り量を満たす前記一方向から前記他
方向へ向かう際の加速度を演算する加速度演算手段と、 この加速度演算手段によって演算された加速度に基づい
て前記一方向の速度成分と前記他方向の速度成分の増減
タイミングを演算して前記指定された内回り量に前記移
動軌跡を制御する移動軌跡制御手段とを備えたことを特
徴とする軌跡制御装置。2. A trajectory control device for producing a movement trajectory from said one direction to said other direction by increasing a speed component in another direction while decreasing a speed component in one direction, comprising: And an inward rotation amount determining means for detecting a case where the intrinsic inward rotation amount determined from the maximum speed and the maximum acceleration when moving in the one direction is not equal, and the inward rotation amount designated by the inward rotation amount determining means and the intrinsic inward rotation amount Is determined to be unequal,
Acceleration calculating means for calculating an acceleration when going from the one direction to the other direction that satisfies the designated inward rotation amount; a speed component in the one direction and the other direction based on the acceleration calculated by the acceleration calculating means And a movement trajectory control means for calculating the increase / decrease timing of the speed component and controlling the movement trajectory to the specified inward rotation amount.
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JP04105656A JP3089813B2 (en) | 1992-03-30 | 1992-03-30 | Trajectory control device |
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JPH05282032A JPH05282032A (en) | 1993-10-29 |
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-
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- 1992-03-30 JP JP04105656A patent/JP3089813B2/en not_active Expired - Lifetime
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JPH05282032A (en) | 1993-10-29 |
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