JP3294843B2 - ロボットの円弧姿勢補間方法 - Google Patents
ロボットの円弧姿勢補間方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】 A.産業上の利用分野 本発明はロボットに円弧動作を行わせる際のツール姿
勢の制御に必要な補間方法に関する。
勢の制御に必要な補間方法に関する。
B.発明の概要 本発明は、円弧中間点でのツール姿勢をそのまま補間
に用いるのではなく、円弧始点でのツール姿勢を円弧中
心軸ベクトルの回りに円弧終点まで回転し更に或るベク
トルVa回りにδ回転すると円弧終点でのツール姿勢とな
るような、回転主軸ベクトルVaを算出しておく。そし
て、円弧上の補間点を算出した後、円弧始点でのツール
姿勢を円弧中心軸回りに回転し更に回転主軸ベクトルVa
回りにδｉ回転したものを補間点でのツール姿勢とし、
ロボットを制御する。但し、δに対するδｉの比率は全
円弧軌道に対する補間点までの距離の比率に一致する。
これにより、円弧中間点での速度変動が発生せず、円弧
軌道が乱れない。また、ツールアプローチ方向と円弧平
面との角度、ツールアプローチ方向の円弧中心に対する
向き、ツールアプローチ軸回りの回転変化をそれぞれ一
様に変化させることができ、例えば円弧周辺でのバリ取
り作業に適用すると、均等にバリを除去することができ
る。
に用いるのではなく、円弧始点でのツール姿勢を円弧中
心軸ベクトルの回りに円弧終点まで回転し更に或るベク
トルVa回りにδ回転すると円弧終点でのツール姿勢とな
るような、回転主軸ベクトルVaを算出しておく。そし
て、円弧上の補間点を算出した後、円弧始点でのツール
姿勢を円弧中心軸回りに回転し更に回転主軸ベクトルVa
回りにδｉ回転したものを補間点でのツール姿勢とし、
ロボットを制御する。但し、δに対するδｉの比率は全
円弧軌道に対する補間点までの距離の比率に一致する。
これにより、円弧中間点での速度変動が発生せず、円弧
軌道が乱れない。また、ツールアプローチ方向と円弧平
面との角度、ツールアプローチ方向の円弧中心に対する
向き、ツールアプローチ軸回りの回転変化をそれぞれ一
様に変化させることができ、例えば円弧周辺でのバリ取
り作業に適用すると、均等にバリを除去することができ
る。
C.従来の技術 ロボットの手先にツールを取り付けて円弧動作を行わ
せる場合、例えば円弧周辺のバリ取り作業のためにグラ
インダやチッパー等を取り付けて円弧上を動かす場合、
従来は、円弧の始点、中間点及び終点の３点でツール姿
勢を教示し、円弧動作を行う際の円弧補間点におけるツ
ール姿勢の目標値は、始点から中間点までの間では始点
でのツール姿勢と中間点でのツール姿勢とを補間して求
め、中間点から終点までの間は中間点でのツール姿勢と
終点でのツール姿勢とを補間して求めていた。
せる場合、例えば円弧周辺のバリ取り作業のためにグラ
インダやチッパー等を取り付けて円弧上を動かす場合、
従来は、円弧の始点、中間点及び終点の３点でツール姿
勢を教示し、円弧動作を行う際の円弧補間点におけるツ
ール姿勢の目標値は、始点から中間点までの間では始点
でのツール姿勢と中間点でのツール姿勢とを補間して求
め、中間点から終点までの間は中間点でのツール姿勢と
終点でのツール姿勢とを補間して求めていた。
（１）例えば、教示において 円弧始点姿勢＝（Ab,Ob,Nb） 円弧中間点姿勢＝（Am,Om,Nm） 円弧始点姿勢＝（Ae,Oe,Ne） であったとすると、 （イ）円弧始点から中間点までの補間点でのツール姿勢
は、始点姿勢を或るベクトルV1の回りにθ１回転すると
中間点姿勢となるような、ベクトルV1及び回転量θ１を
求め、そして、円弧軌道上の円弧に沿う始点から補間点
への位置移動量と同じ比率だけ、ベクトルV1回りに始点
市政を回転することにより求める。
は、始点姿勢を或るベクトルV1の回りにθ１回転すると
中間点姿勢となるような、ベクトルV1及び回転量θ１を
求め、そして、円弧軌道上の円弧に沿う始点から補間点
への位置移動量と同じ比率だけ、ベクトルV1回りに始点
市政を回転することにより求める。
（ロ）中間点から終点までの姿勢補間も（イ）と同様に
算出する。
算出する。
なお、Ａ、Ｏ、Ｎは夫々アプローチ方向、オリエント
方向、ノーマル方向の単位ベクトルであり、第７図に示
すように、ロボットの手先１に取り付けたツール２の姿
勢を、直交座標系（A,O,N）なる空間での姿勢として表
している。
方向、ノーマル方向の単位ベクトルであり、第７図に示
すように、ロボットの手先１に取り付けたツール２の姿
勢を、直交座標系（A,O,N）なる空間での姿勢として表
している。
（２）あるいは、オイラー角表示を用いて、教示におい
て 円弧始点姿勢＝（αb,βb,γｂ） 円弧始点姿勢＝（αm,βm,γｍ） 円弧中間点姿勢＝（αe,βe,γｅ） であったとすると、 （イ）円弧始点から中間点までの補間点でのツール姿勢
は、始点から中間点までの円弧に沿う移動距離をLm、始
点から補間点までの円弧に沿う移動距離をLiとすれば、
式の演算により求める。
て 円弧始点姿勢＝（αb,βb,γｂ） 円弧始点姿勢＝（αm,βm,γｍ） 円弧中間点姿勢＝（αe,βe,γｅ） であったとすると、 （イ）円弧始点から中間点までの補間点でのツール姿勢
は、始点から中間点までの円弧に沿う移動距離をLm、始
点から補間点までの円弧に沿う移動距離をLiとすれば、
式の演算により求める。
αｉ＝（αｍ−αｂ）Li/Lm＋αｂ βｉ＝（βｍ−βｂ）Li/Lm＋βｂ γｉ＝（γｍ−γｂ）Li/Lm＋γｂ （ロ）中間点から終点までの姿勢補間も（イ）と同様に
算出する。
算出する。
上記（イ）または（ロ）の手法による姿勢補間の一例
を第８図に示す。但し、ロボット手先１の位置の動き
と、ツール２の姿勢の変化とは別々にに表している。同
図において、ロボット手先１は円弧３上を始点４から中
間点５、終点６へと等速で移動し、その間、ツール２の
姿勢が始点４から中間点５の間で一様に変化し、次に中
間点５から終点６の間では先とはべつの形で一様に変化
する。なお、２つの斜線部７、８はそれぞれ別の一平面
内であることを表している。
を第８図に示す。但し、ロボット手先１の位置の動き
と、ツール２の姿勢の変化とは別々にに表している。同
図において、ロボット手先１は円弧３上を始点４から中
間点５、終点６へと等速で移動し、その間、ツール２の
姿勢が始点４から中間点５の間で一様に変化し、次に中
間点５から終点６の間では先とはべつの形で一様に変化
する。なお、２つの斜線部７、８はそれぞれ別の一平面
内であることを表している。
D.発明が解決しようとする課題 従来は第８図からも判るように、始点４から中間点５
へのツール姿勢変化と、中間点５から終点６へのツール
姿勢変化とに２分してツール姿勢の補間をしているた
め、下記（ｉ），（ii）のような不都合がある。
へのツール姿勢変化と、中間点５から終点６へのツール
姿勢変化とに２分してツール姿勢の補間をしているた
め、下記（ｉ），（ii）のような不都合がある。
（ｉ）ロボット手先１の位置自体は第９図（ａ）のよう
に始点４から中間点５、終点６まで円弧上を等速で変化
するが、ツール２の姿勢はいわば２つの平面７、８で異
なる変化をし、中間点５の前後で変化方向が異なるの
で、ロボットの軸の角度は例えば同図（ｂ）の如く中間
点５で急激に大きな速度変化９が生じる。従って、偏差
が生じるが、速度の変化率は軸によって異なるため偏差
量も異なるから、これらの合成によりロボット手先１に
軌道が第10図に破線9aで示す如く中間点５で円弧３から
外れることになり、軌跡精度が悪くなる。
に始点４から中間点５、終点６まで円弧上を等速で変化
するが、ツール２の姿勢はいわば２つの平面７、８で異
なる変化をし、中間点５の前後で変化方向が異なるの
で、ロボットの軸の角度は例えば同図（ｂ）の如く中間
点５で急激に大きな速度変化９が生じる。従って、偏差
が生じるが、速度の変化率は軸によって異なるため偏差
量も異なるから、これらの合成によりロボット手先１に
軌道が第10図に破線9aで示す如く中間点５で円弧３から
外れることになり、軌跡精度が悪くなる。
（ii）ツール姿勢を補間する場合、第11図に示すように
円錐10状の変化を想定して円弧中心軸10aに対して一様
な変化となるのが望ましいが、従来は始点４、中間点５
及び終点６でのツール姿勢をそのまま補間しているた
め、２つの平面７、８間で異なる姿勢変化となり、円弧
中心軸10aに対して一様な変化にならない。このため、
円弧周辺のバリ取り動作をロボットに行わせる場合、一
様なバリ除去ができない。
円錐10状の変化を想定して円弧中心軸10aに対して一様
な変化となるのが望ましいが、従来は始点４、中間点５
及び終点６でのツール姿勢をそのまま補間しているた
め、２つの平面７、８間で異なる姿勢変化となり、円弧
中心軸10aに対して一様な変化にならない。このため、
円弧周辺のバリ取り動作をロボットに行わせる場合、一
様なバリ除去ができない。
上記した（ｉ），（ii）の不都合は、第12図に示すよ
うに、始点４と中間点５ではツール２が同方向を向いて
同じツール姿勢であるが、終点６ではこれらと異なるツ
ール姿勢である場合に顕著である。また、始点４、中間
点５及び終点６の３点教示の場合、中間点５のツール姿
勢を円弧上の距離比率に応じて正しく教示するのは困難
であり、必ず教示誤差が生じるので、それだけ補間誤差
も生じ易い。
うに、始点４と中間点５ではツール２が同方向を向いて
同じツール姿勢であるが、終点６ではこれらと異なるツ
ール姿勢である場合に顕著である。また、始点４、中間
点５及び終点６の３点教示の場合、中間点５のツール姿
勢を円弧上の距離比率に応じて正しく教示するのは困難
であり、必ず教示誤差が生じるので、それだけ補間誤差
も生じ易い。
本発明は上述した従来技術に鑑み、円弧中間点での速
度変動による軌跡精度の悪化がなく、しかも円弧中心軸
に対してツール姿勢が一様に変化するようにロボットを
制御することが可能な補間方法を提供することを目的と
する。
度変動による軌跡精度の悪化がなく、しかも円弧中心軸
に対してツール姿勢が一様に変化するようにロボットを
制御することが可能な補間方法を提供することを目的と
する。
E.課題を解決するための手段 本発明によるロボットの円弧姿勢補間方法は、 円弧始点でのツール姿勢を円弧中心軸ベクトルの回り
に円弧終点の位置まで回転し、更に、ベクトルＶの回り
に回転量δ回転することにより円弧終点でのとなるよう
な、回転主軸ベクトルVaと回転量δを算出すること、 円弧始点でのツール姿勢を円弧中心軸ベクトルの回り
に補間点まで回転し、更に前記回転主軸ベクトルVaの回
りに、円弧上の移動距離に比例した回転量δｉ回転した
ツール姿勢を補間点のツール姿勢として求め、ロボット
を制御することを特徴とするものである。
に円弧終点の位置まで回転し、更に、ベクトルＶの回り
に回転量δ回転することにより円弧終点でのとなるよう
な、回転主軸ベクトルVaと回転量δを算出すること、 円弧始点でのツール姿勢を円弧中心軸ベクトルの回り
に補間点まで回転し、更に前記回転主軸ベクトルVaの回
りに、円弧上の移動距離に比例した回転量δｉ回転した
ツール姿勢を補間点のツール姿勢として求め、ロボット
を制御することを特徴とするものである。
F.作用 円弧の始点、中間点及び終点の計３点の教示における
ツールの位置及び姿勢のうち、３点のツール位置は円弧
軌道の定義と補間点の算出のために用いるが、ツール姿
勢の補間演算には中間点のツール姿勢を用いず、始点及
び終点のツール姿勢から補間を行う。
ツールの位置及び姿勢のうち、３点のツール位置は円弧
軌道の定義と補間点の算出のために用いるが、ツール姿
勢の補間演算には中間点のツール姿勢を用いず、始点及
び終点のツール姿勢から補間を行う。
この場合、円弧始点でのツール姿勢を円弧中心軸ベク
トル回りに終点の位置まで回転し、更に、或る回転主軸
ベクトルVa回りに或る量δ回転すれば必ず終点のツール
姿勢となる。このこととを利用して、円弧軌道と始点、
終点のツール姿勢とから予め、回転主軸ベクトルVaと回
転量δを算出しておく。
トル回りに終点の位置まで回転し、更に、或る回転主軸
ベクトルVa回りに或る量δ回転すれば必ず終点のツール
姿勢となる。このこととを利用して、円弧軌道と始点、
終点のツール姿勢とから予め、回転主軸ベクトルVaと回
転量δを算出しておく。
そして、各補間点毎に、円弧始点のツール姿勢を円弧
中心軸ベクトル回りに補間点まで回転し、更に、回転主
軸ベクトルVa回りに、円弧上の移動距離に比例した回転
量δｉ回転すれば、円弧中心軸ベクトル回りに一様にツ
ール姿勢が変化するように補間が行われる。
中心軸ベクトル回りに補間点まで回転し、更に、回転主
軸ベクトルVa回りに、円弧上の移動距離に比例した回転
量δｉ回転すれば、円弧中心軸ベクトル回りに一様にツ
ール姿勢が変化するように補間が行われる。
また、ツールアプローチ方向と円弧平面との角度及び
ツールアプローチ方向の円弧中心に対する向きは、始点
のツール姿勢を円弧軸ベクトル回りに回転させることに
よって、一定とすることができる。
ツールアプローチ方向の円弧中心に対する向きは、始点
のツール姿勢を円弧軸ベクトル回りに回転させることに
よって、一定とすることができる。
更に、ツールアプローチ方向回りのツールの回転は、
回転主軸ベクトルVa回りの回転により変化させることが
でき、所望のツール姿勢制御が可能となる。
回転主軸ベクトルVa回りの回転により変化させることが
でき、所望のツール姿勢制御が可能となる。
G.実施例 第１〜第６図を参照して、本発明の一実施例を説明す
る。第１図は補間演算のブロック構成図、第２図は教示
の説明図、第３図はロボット制御システムのブロック
図、第４図はロボットの概念的構成図、第５図と第６図
は夫々座標計の説明図である。
る。第１図は補間演算のブロック構成図、第２図は教示
の説明図、第３図はロボット制御システムのブロック
図、第４図はロボットの概念的構成図、第５図と第６図
は夫々座標計の説明図である。
教示においては、第２図に示すように、円弧軌道の定
義のためロボット手先１即ちツール２の一を円弧３の始
点４、中間点５及び終点６の３点について正確に教示す
る。但し、ツール２の姿勢については、始点４及び終点
６でのツール姿勢のみ正しく教示すれば良く、中間点５
でのツール姿勢は補間演算に直接関係しないのでラフな
教示でかまわない。
義のためロボット手先１即ちツール２の一を円弧３の始
点４、中間点５及び終点６の３点について正確に教示す
る。但し、ツール２の姿勢については、始点４及び終点
６でのツール姿勢のみ正しく教示すれば良く、中間点５
でのツール姿勢は補間演算に直接関係しないのでラフな
教示でかまわない。
このような教示を第３図に示すティーチングボックス
30を用いて、またはロボット手先１を直接操作して行
う。第３図において、中央処理装置（CPU）31はバス38
を介して、RAM（メモリ）32及びROM（メモリ）33と接続
されている。また、入出力インタフェース34を介して、
CPU31はロボット35のモータへの出力及びロボット35の
位置検出器からの入力等を行う。更に、CPU31には教示
操作やプログラム作成等を行うため、ティーチングボッ
クス30が接続されている。また、CPU31はインタフェー
ス37を介して、外部との同期等のため、例えばワークの
位置決めが終了したらロボットの動作を開始する等のた
めに、アナログ信号やデジタル信号の入出力を行う。
30を用いて、またはロボット手先１を直接操作して行
う。第３図において、中央処理装置（CPU）31はバス38
を介して、RAM（メモリ）32及びROM（メモリ）33と接続
されている。また、入出力インタフェース34を介して、
CPU31はロボット35のモータへの出力及びロボット35の
位置検出器からの入力等を行う。更に、CPU31には教示
操作やプログラム作成等を行うため、ティーチングボッ
クス30が接続されている。また、CPU31はインタフェー
ス37を介して、外部との同期等のため、例えばワークの
位置決めが終了したらロボットの動作を開始する等のた
めに、アナログ信号やデジタル信号の入出力を行う。
ティーチングボックス30等で教示した円弧３を定める
始点４、中間点５及び終点６の各位置データ、並びに始
点４及び終点６での各ツール姿勢のデータは、RAM32に
記憶される。そして、ROM33に記憶させたツール姿勢の
補間演算のプログラムに従って、CPU31が第１図に示す
ように補間演算を行い、その実行によりインターフェー
ス34を介してロボット35のツール姿勢を制御する。
始点４、中間点５及び終点６の各位置データ、並びに始
点４及び終点６での各ツール姿勢のデータは、RAM32に
記憶される。そして、ROM33に記憶させたツール姿勢の
補間演算のプログラムに従って、CPU31が第１図に示す
ように補間演算を行い、その実行によりインターフェー
ス34を介してロボット35のツール姿勢を制御する。
次に、第１図により、補間演算の実施例を説明する。
第１図中の符号55は円弧補間の前処理部であり、ここで
は補間開始前に、教示により得たデータから、回転主軸
ベクトルVa及び回転量δの算出の他、角度θＴ、ベクト
ルWZc及び姿勢cTbの算出を行っておく。但し、 θT :第２図に示すように、円弧３の平面上での円弧
接点４から円弧終点６までの角度。
第１図中の符号55は円弧補間の前処理部であり、ここで
は補間開始前に、教示により得たデータから、回転主軸
ベクトルVa及び回転量δの算出の他、角度θＴ、ベクト
ルWZc及び姿勢cTbの算出を行っておく。但し、 θT :第２図に示すように、円弧３の平面上での円弧
接点４から円弧終点６までの角度。
δ :回転主軸ベクトルVa回りの回転量。
WZc:円弧３の平面上の法線ベクトル（円弧中心軸ベク
トル）。
トル）。
cTc:円弧始点４のワーク座標系TWにおけるツール姿勢
WTb（WAb,WOb,WNb）を、円弧座標系WTc（WXb,WYb,WZb）
における値に変換したもの。
WTb（WAb,WOb,WNb）を、円弧座標系WTc（WXb,WYb,WZb）
における値に変換したもの。
Va :円弧始点のツール姿勢WTbを、円弧平面の法線ベ
クトル（円弧中心軸ベクトル）WZc回りに角度θＴ回転
し、その後更に、ベクトルVa回りに回転量δ回転すると
円弧終点６でのツール姿勢ち一致するような回転主軸ベ
クトル。
クトル（円弧中心軸ベクトル）WZc回りに角度θＴ回転
し、その後更に、ベクトルVa回りに回転量δ回転すると
円弧終点６でのツール姿勢ち一致するような回転主軸ベ
クトル。
なお、第４図により座標系の補足説明をしておく。同
図において、座標系Ts＝（Xs,Ys,Zs）はロボット設置面
で位置姿勢が決定される静止座標系の姿勢であり、この
静止座標系に対して任意の好都合な位置にワーク座法系
sTw＝（sXw,sYw,sZw）が定義される。左上の添字ｓは静
止座標系におけるベクトルであることを示す。また、ワ
ーク座標系に対してロボットの手先位置がベクトルWPt
により定義され、ツール姿勢が（WA,WO,WN）により定義
される。左上の添字ｗはワーク座標系におけるベクトル
であることを示す。そして、ロボット35の円弧動作を教
示する際は、ワーク座標系におけるロボット手先１即
ち、ツール２の位置WPtと、ツール姿勢（WA,WO,WN）をR
Am32に記憶するようにしている。つまり、WTb＝（WAb,W
Ob,WNb）、WTm＝（WAm,WOm,WNm）、WTe＝（WAe,WOe,
WNe）が教示によって既知であり、３点教示時にRAM32に
記憶される。ここで、WTb、WTm、WTeはそれぞれ円弧始
点４、中間点５、始点６のワーク座標系におけるツール
の姿勢である。
図において、座標系Ts＝（Xs,Ys,Zs）はロボット設置面
で位置姿勢が決定される静止座標系の姿勢であり、この
静止座標系に対して任意の好都合な位置にワーク座法系
sTw＝（sXw,sYw,sZw）が定義される。左上の添字ｓは静
止座標系におけるベクトルであることを示す。また、ワ
ーク座標系に対してロボットの手先位置がベクトルWPt
により定義され、ツール姿勢が（WA,WO,WN）により定義
される。左上の添字ｗはワーク座標系におけるベクトル
であることを示す。そして、ロボット35の円弧動作を教
示する際は、ワーク座標系におけるロボット手先１即
ち、ツール２の位置WPtと、ツール姿勢（WA,WO,WN）をR
Am32に記憶するようにしている。つまり、WTb＝（WAb,W
Ob,WNb）、WTm＝（WAm,WOm,WNm）、WTe＝（WAe,WOe,
WNe）が教示によって既知であり、３点教示時にRAM32に
記憶される。ここで、WTb、WTm、WTeはそれぞれ円弧始
点４、中間点５、始点６のワーク座標系におけるツール
の姿勢である。
次に、円弧座標系は、第５図に示すように、原点40を
円弧中心に持ち、XY平面上に円弧３が描かれる座標系で
あり、ワーク座標系に対してベクトルWPtで位置が定義
され、姿勢はWTc＝（WXc,WYc,WZc）となる。WZcは円弧
平面上の法線ベクトルである。
円弧中心に持ち、XY平面上に円弧３が描かれる座標系で
あり、ワーク座標系に対してベクトルWPtで位置が定義
され、姿勢はWTc＝（WXc,WYc,WZc）となる。WZcは円弧
平面上の法線ベクトルである。
そして、ワーク座標系におけるツール姿勢WTbを、円
弧座標系におけるツール姿勢cTbに変換して補間演算の
便を図る。左上の添字ｃは円弧座標系におけるベクトル
であることを示す。
弧座標系におけるツール姿勢cTbに変換して補間演算の
便を図る。左上の添字ｃは円弧座標系におけるベクトル
であることを示す。
円弧補間前処理部11では円弧始点におけるツール姿勢
WTbを円弧中心軸ベクトルWZc回りにθＴ回転後、更に回
転主軸ベクトルVa回りにδ回転すると円弧終点における
ツール姿勢WTeとなるような、回転主軸ベクトルVaと回
転量δを演算するが、演算自体は公知の方法で良い。例
えば、或る姿勢T1をT2に姿勢変換すつ姿勢回転行列をT3
とすると、 とすると、T3と等かな回転軸V,回転角θは下式により求
まる。
WTbを円弧中心軸ベクトルWZc回りにθＴ回転後、更に回
転主軸ベクトルVa回りにδ回転すると円弧終点における
ツール姿勢WTeとなるような、回転主軸ベクトルVaと回
転量δを演算するが、演算自体は公知の方法で良い。例
えば、或る姿勢T1をT2に姿勢変換すつ姿勢回転行列をT3
とすると、 とすると、T3と等かな回転軸V,回転角θは下式により求
まる。
θ＝cos-1（ａ＋ｅ＋ｉ−１）/2 第６図に、Va,δ,WTb,WTe及びθＴの関係例を模式的
に示す。
に示す。
続いて、第１図における各部12〜16の演算処理を説明
する。円弧補間位置発生部12は円弧３上の補間毎に補間
点17（第２図参照）の位置を演算するものであり、ここ
では円弧始点４から補間点17の円弧上の距離の代わり
に、量点4,17の中心角θ１を算出するようにしている。
θ１はRAM32に記憶される。
する。円弧補間位置発生部12は円弧３上の補間毎に補間
点17（第２図参照）の位置を演算するものであり、ここ
では円弧始点４から補間点17の円弧上の距離の代わり
に、量点4,17の中心角θ１を算出するようにしている。
θ１はRAM32に記憶される。
δｉ算出部13は前処理部11で算出した回転量δに対
し、円弧３の全長に対する始点４から補間点17までの距
離の比率に一致した比較の回転量δｉを求めるものであ
る。ここでは、前処理部11で算出したδＴと、円弧補間
位置発生部12で算出したθｉとを用いて、 δｉ＝δ・θi/θＴ なる演算により、δｉを算出している。
し、円弧３の全長に対する始点４から補間点17までの距
離の比率に一致した比較の回転量δｉを求めるものであ
る。ここでは、前処理部11で算出したδＴと、円弧補間
位置発生部12で算出したθｉとを用いて、 δｉ＝δ・θi/θＴ なる演算により、δｉを算出している。
次の円弧中心軸回転部14は、前処理部11で算出した円
弧中心軸ベクトル（円弧平面の法線ベクトル）WZc回り
に、同じく前処理部11で算出した円弧始点のツール姿勢
cTbを、円弧補間位置算出部12で算出したθｉだけ回転
させることにより、補間点17まで回転した仮のツール姿
勢cTiを算出する演算を行う。
弧中心軸ベクトル（円弧平面の法線ベクトル）WZc回り
に、同じく前処理部11で算出した円弧始点のツール姿勢
cTbを、円弧補間位置算出部12で算出したθｉだけ回転
させることにより、補間点17まで回転した仮のツール姿
勢cTiを算出する演算を行う。
そして、ベクトルVa回転部15は、前処理部11で算出し
た回転主鎖ベクトルVa回りに、円弧中心軸回転部14で算
出したツール姿勢cTiを、δｉ算出部13で算出したδｉ
回転させることにより、補間点17の真のツール姿勢cTi'
を算出する作業を行う。
た回転主鎖ベクトルVa回りに、円弧中心軸回転部14で算
出したツール姿勢cTiを、δｉ算出部13で算出したδｉ
回転させることにより、補間点17の真のツール姿勢cTi'
を算出する作業を行う。
作業座標系変換部16は、ベクトルVa回転部15で算出し
たツール姿勢cTi'が円弧座標系におけるベクトルなの
で、ワーク座標系におけるツール姿勢wTiに変換する作
業を行う。このツール姿勢wTiを各補間点17毎に、処理
部16aで各関節の回転角度に変換し、処理部16bでサーボ
処理へ出力することによりロボット35に与え、円弧軌道
上でバリ取り等の作業を行わせる。
たツール姿勢cTi'が円弧座標系におけるベクトルなの
で、ワーク座標系におけるツール姿勢wTiに変換する作
業を行う。このツール姿勢wTiを各補間点17毎に、処理
部16aで各関節の回転角度に変換し、処理部16bでサーボ
処理へ出力することによりロボット35に与え、円弧軌道
上でバリ取り等の作業を行わせる。
なお、円弧中心軸回転部14は姿勢cTbをベクトルWzc回
りに回転した時の姿勢cTiを求めるが、この変換の等価
回転行列を、 cTi＝cTb・Tx により求める。
りに回転した時の姿勢cTiを求めるが、この変換の等価
回転行列を、 cTi＝cTb・Tx により求める。
H.発明の効果 本発明によれば、円弧の始点ツール姿勢を円弧中心軸
回りに回転し、残りのツール姿勢変化分を回転主軸ベク
トル回りに回転して、円弧補間点上のツール姿勢を求め
ることにより、ツールアプローチ方向と円弧平面との角
度、ツールアプローチ方向の円弧中心に対する向き、ツ
ールアプローチ軸回りの回転変化を、それぞれ一様に変
化させることが可能となる。従って、ロボットによる円
弧周辺のバリ取り作業等に適用すると、均等にバリを除
去することができる。更に、円弧の中間点でのツール姿
勢は補間演算に直接関係しないので、ラフで良く、従っ
て教示操作が簡単になる。
回りに回転し、残りのツール姿勢変化分を回転主軸ベク
トル回りに回転して、円弧補間点上のツール姿勢を求め
ることにより、ツールアプローチ方向と円弧平面との角
度、ツールアプローチ方向の円弧中心に対する向き、ツ
ールアプローチ軸回りの回転変化を、それぞれ一様に変
化させることが可能となる。従って、ロボットによる円
弧周辺のバリ取り作業等に適用すると、均等にバリを除
去することができる。更に、円弧の中間点でのツール姿
勢は補間演算に直接関係しないので、ラフで良く、従っ
て教示操作が簡単になる。
第１図〜第６図は本発明の実施例に関し、第１図は補間
演算の一実施例のブロック構成図、第２図は教示の一例
の説明図、第３図はロボット制御システム例のブロック
図、第４図はロボットの概念的構成図、第５図と第６図
は夫々座標系の説明図である。第７図〜第12図は従来技
術に関し、第７図はツール姿勢ベクトル表示の説明図、
第８図はツール姿勢補間例の説明図、第９図は中間点で
の速度変動発生の説明図、第10図は中間点での円弧軌道
の乱れを示す図。第11図は軸中心軸回りに一様なツール
姿勢変化の説明図、第12図はツール姿勢補間の他の例の
説明図である。 図面中、１はロボットの手先、２はツール、３は円弧、
４は円弧始点、５は円弧中間点、６は円弧終点、11は円
弧補間前処理部、12円弧補間位置発生部、13はδｉ算出
部、14は円弧中心軸回転部、15はベクトルVa回転部、16
は作業（ワーク）座標系変換部である。
演算の一実施例のブロック構成図、第２図は教示の一例
の説明図、第３図はロボット制御システム例のブロック
図、第４図はロボットの概念的構成図、第５図と第６図
は夫々座標系の説明図である。第７図〜第12図は従来技
術に関し、第７図はツール姿勢ベクトル表示の説明図、
第８図はツール姿勢補間例の説明図、第９図は中間点で
の速度変動発生の説明図、第10図は中間点での円弧軌道
の乱れを示す図。第11図は軸中心軸回りに一様なツール
姿勢変化の説明図、第12図はツール姿勢補間の他の例の
説明図である。 図面中、１はロボットの手先、２はツール、３は円弧、
４は円弧始点、５は円弧中間点、６は円弧終点、11は円
弧補間前処理部、12円弧補間位置発生部、13はδｉ算出
部、14は円弧中心軸回転部、15はベクトルVa回転部、16
は作業（ワーク）座標系変換部である。
Claims (1)
- 【請求項１】円弧始点でのツール姿勢を円弧中心軸ベク
トルの回りに円弧終点の位置まで回転した際のツール姿
勢と円弧終点でのツール姿勢から、回転主軸ベクトルVa
と回転量δを算出すること、 円弧始点でのツール姿勢を円弧中心軸ベクトルの回りに
補間点まで回転し、更に前記回転主軸ベクトルVaの回り
に、前記回転量δに全円弧軌道に対する円弧始点から補
間点までの距離の比率を乗じた回転量δｉ回転したツー
ル姿勢を補間点のツール姿勢として求め、ロボットを制
御することを特徴とするロボットの円弧姿勢補間方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20252290A JP3294843B2 (ja) | 1990-08-01 | 1990-08-01 | ロボットの円弧姿勢補間方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20252290A JP3294843B2 (ja) | 1990-08-01 | 1990-08-01 | ロボットの円弧姿勢補間方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0488511A JPH0488511A (ja) | 1992-03-23 |
| JP3294843B2 true JP3294843B2 (ja) | 2002-06-24 |
Family
ID=16458887
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20252290A Expired - Fee Related JP3294843B2 (ja) | 1990-08-01 | 1990-08-01 | ロボットの円弧姿勢補間方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3294843B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2747802B2 (ja) * | 1995-02-16 | 1998-05-06 | 川崎重工業株式会社 | ロボットの制御方法および制御装置 |
| JP4168060B2 (ja) | 2006-04-24 | 2008-10-22 | ファナック株式会社 | 円錐状の加工面の加工を可能にした数値制御装置 |
| CN114378807B (zh) * | 2020-10-20 | 2024-02-09 | 北京配天技术有限公司 | 一种动力装置的运行控制方法、系统、装置及存储介质 |
-
1990
- 1990-08-01 JP JP20252290A patent/JP3294843B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0488511A (ja) | 1992-03-23 |
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