JP4528577B2 - 工業用ロボット - Google Patents
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W(i):特性関数
Jps(i):補助装置経路方程式により規定される補助装置の位置及び姿勢
i:1からmの整数であって、現在の制御周期から数えて第何番目の制御周期であるかを示す。
m:平均化点数
図1から図5に示す第1実施形態は、マニピュレータ11とポジショナ12を備えるPTP型の工業用ロボットに本発明を適用した例である。
ポジショナ12の限界加減速度Apを超えない範囲で、加減速に要する時間が最短となるようにするには、平均化点数mを以下のように設定すればよい。なお、限界加減速度Apの単位はrad/sec2、ポジショナ12の位置及び姿勢の変化の速度ΔJpの単位はrad/sec、制御周期Tcの単位はmsecとする。まず、ポジショナ12の位置及び姿勢Jpの最適加減速時間Taccは以下の式(9)で表される。
図6から図9に示す第2実施形態は、マニピュレータ11とスライダ22を備えるPTP型の工業用ロボットに本発明を適用した例である。
図10に示すように、マニピュレータ11とポジショナ12及びスライダ22を備えるPTP型の工業用ロボットにも本発明を適用することができる。
11a 台座
12 ポジショナ
12a テーブル
13 制御装置
14 教示装置
16 ツール
16a ツール先端
17 ワーク
18 FIFOメモリ
22 スライダ
Claims (9)
- 先端にツールを備え、かつこのツールの位置及び姿勢を三次元空間内で変化させるマニピュレータと、ワーク及び前記マニピュレータの少なくとも一方を前記三次元空間内で移動させる補助装置と、前記マニピュレータと前記補助装置を同期して同時に動作させる制御装置とを備える工業用ロボットであって、
前記制御装置は、
前記マニピュレータ自体に設定されたマニピュレータ座標系で与えられるマニピュレータの位置及び姿勢と、前記補助装置自体に設定された補助装置座標系で与えられる補助装置の位置及び姿勢として入力される教示位置から、前記ワークに設定されたワーク座標系におけるツール先端の目標位置及び姿勢を計算する第1の演算手段と、
第1の検出器で検出された前記マニピュレータ座標系における前記マニピュレータの位置及び姿勢と、第2の検出器で検出された前記補助装置座標系における前記補助装置の位置及び姿勢とである現在位置から、前記ワーク座標系における前記ツール先端の現在位置及び姿勢を計算する第2の演算手段と、
前記ワーク座標系におけるツール先端の目標位置及び姿勢と、前記ワーク座標系におけるツール先端の現在位置及び姿勢と、予め入力された前記ツール先端の移動特性とに基づいて、前記現在位置から前記目標位置までの前記ワーク座標系における前記ツール先端の位置及び姿勢の時系列変化を規定するツール経路方程式を計算する第1の経路算出手段と、
前記ツール経路方程式で規定される前記ワーク座標系における前記ツール先端の位置及び姿勢の時系列変化と同期するように、前記現在位置から前記教示位置までの前記補助装置座標系における前記補助装置の位置及び姿勢の時系列変化を規定する補助装置経路方程式を計算する第2の経路算出手段と、
前記補助装置経路方程式により規定される前記補助装置の位置及び姿勢の時系列変化を、その加減速度が限界加減速度を下回るように平滑化した平滑化位置姿勢を算出する平滑化手段と、
前記平滑化位置姿勢を使用して、前記ツール経路方程式により規定された前記ワーク座標系における前記ツール先端の位置及び姿勢を、前記マニピュレータの基部に設定され、かつ前記三次元空間に対して固定されたベース座標系におけるツール先端の位置及び姿勢に変換する座標変換処理手段と、
前記座標変換処理手段により算出された前記ベース座標系におけるツール先端の位置及び姿勢を前記マニピュレータ座標系におけるマニピュレータの位置及び姿勢に変換する逆キネマティクス処理手段と、
前記逆キネマティクス処理手段により算出された前記マニピュレータ座標系におけるマニピュレータの位置及び姿勢に基づいて、前記マニピュレータを駆動するマニピュレータ駆動手段と、
前記平滑化手段により算出された平滑化位置姿勢に基づいて、前記補助装置を駆動する補助装置駆動手段と
を備え、
前記平滑化手段、前記座標変換処理手段、前記逆キネマティクス処理手段、前記マニピュレータ駆動手段、及び前記補助装置駆動手段は、制御周期毎に動作を繰り返すことを特徴とする工業用ロボット。 - 前記平滑化手段は、
前記ツールが前記ツール経路方程式で規定される経路に沿って前記現在位置から前記目標位置に移動するまでに要する時間である移動時間と、
前記教示位置での前記補助装置座標系における前記補助装置の位置及び姿勢と、
前記現在位置での前記補助装置座標系における前記補助装置の位置及び姿勢と、
前記補助装置の限界加減速度と
に基づいて、前記平滑化位置姿勢を計算することを特徴とする請求項1に記載の工業用ロボット。 - 前記補助装置として、前記ワークを保持し、かつ前記ワークを単一又は複数の軸周りに回転させるポジショナを備えることを特徴とする請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の工業用ロボット。
- 前記補助装置として、前記マニピュレータを保持し、かつ前記マニピュレータを単一又は複数の軸線方向に直進移動させるスライダを備えることを特徴とする請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の工業用ロボット。
- 前記補助装置は、前記ワークを保持し、かつ前記ワークを単一又は複数の軸周りに回転させるポジショナと、前記マニピュレータを保持し、かつ前記マニピュレータを単一又は複数の軸線方向に直進移動させるスライダとを備えることを特徴とする請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の工業用ロボット。
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