JP6429977B2 - ロボット装置及びロボット制御方法 - Google Patents
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Description
ことを特徴とする。
以下、本発明の第1実施形態に係るロボット装置について、図1から図7を参照しながら説明する。まず、第1実施形態に係るロボット装置1全体の概略構成について、図1を参照しながら説明する。図1は、本発明の第1実施形態に係るロボット装置1の全体構造を模式的に示す図である。
次に、第2実施形態に係るロボット装置について、図8を参照しながら説明する。第2実施形態では、関節制御装置31の順機構計算部57をヤコビ行列計算部59及びヤコビ行列掛け算部60に置き換えたことが第1実施形態と相違する。そのため、第2実施形態では、ヤコビ行列計算部59及びヤコビ行列掛け算部60について説明する。図8は、第2実施形態に係る関節制御装置31Aの構成を示すブロック図である。
次に、第3実施形態に係るロボット装置について、図9を参照しながら説明する。第3実施形態では、補正量修正部61を追加して補正量を小さくしたことが第1実施形態と相違する。そのため、第3実施形態では、補正量修正部61について説明する。図9は、第3実施形態に係る関節制御装置31Bの構成を示すブロック図である。
次に、第4実施形態に係るロボット装置について、図10を参照しながら説明する。第4実施形態では、最大関節角偏差の制限に加えて偏差変化も制限する最大関節角偏差変化調整部62を設けた点が第1実施形態と相違する。そのため、第4実施形態では、最大関節角偏差変化調整部62について説明する。図10は、第4実施形態に係る関節制御装置31Cの構成を示すブロック図である。
次に、第5実施形態に係るロボット装置について、図11を参照しながら説明する。第5実施形態では、位置指令補正工程及び逆機構計算工程を特異点計算工程の前に行う点が第1実施形態と相違する。そのため、第5実施形態では、位置指令補正工程及び逆機構計算工程を特異点計算工程の前に行った場合について説明する。図11は、第5実施形態に係る関節制御装置31Dの構成を示すブロック図である。
次に、第6実施形態に係るロボット装置について、図12を参照しながら説明する。第6実施形態では、補正量計算工程の後に減衰工程を設けた点が第1実施形態と相違する。そのため、第6実施形態では、減衰計算工程を実施する減衰計算部63について説明する。図12は、第6実施形態に係る関節制御装置31Eの構成を示すブロック図である。
2 多関節ロボット
3 コントローラ(制御装置)
4 ティーチングペンダント(操作手段)
30 サーボ制御装置(関節駆動制御部)
32 関節角演算部
51 特異点計算部
52 最大関節角偏差調整部(関節速度制限部)
Claims (13)
- 複数の回転関節を有する多関節ロボットと、前記多関節ロボットを操作可能な操作手段から入力された動作指令に基づいて、前記多関節ロボットを駆動制御する制御装置と、を備えたロボット装置において、
前記制御装置は、
前記動作指令に基づいて前記多関節ロボットを駆動するための、前記複数の回転関節のそれぞれの関節角指令を演算する関節角演算部と、
前記関節角演算部が演算した関節角指令に基づいて前記複数の回転関節のそれぞれを回転駆動させて、前記多関節ロボットを動作させる関節駆動制御部と、
前記関節ロボットの特異点に対する前記回転関節の特異点角度又は特異点距離を計算する特異点計算部と、
前記特異点計算部が計算した特異点角度又は特異点距離が所定の値よりも小さくなる場合には、予め特定された回転関節の回転速度を制限する関節速度制限部と、を備え、
前記関節角演算部は、
前記動作指令に基づいて位置指令を計算する位置指令計算部と、
前記特異点計算部が計算した特異点角度又は特異点距離に応じて位置指令を補正する位置指令補正部と、
補正した位置指令を、仮の関節角指令に変換する逆機構計算部と、
仮の関節角指令と前回の関節角指令とから関節角偏差を計算し、前記関節角偏差が前記回転速度を超えないように仮の関節角指令を減じて次回の関節角指令を計算する関節角補正部と、
修正した関節角指令から次回の位置を計算する順機構計算部と、
次回の位置と位置指令との差に前回の補正量を加えて、次回の補正量を計算する補正量計算部と、を有する、
ことを特徴とするロボット装置。 - 前記補正量は、補正強度調整部によって前記特異点計算部が計算した特異点角度又は特異点距離に応じた補正の割合を計算し、前記前回の補正量に前記補正強度調整部で計算した補正割合を乗じたものを位置指令に加えて求める、
ことを特徴とする請求項1記載のロボット装置。 - 前記関節速度制限部は、前記特異点角度又は前記特異点距離が所定の値よりも小さくなると、前記特異点角度又は前記特異点距離に応じて、前記特定された回転関節の回転速度を制限するための制限値を小さくするが、当該特異点の種類に基づいて前記制限値の最小値が設定されている、
ことを特徴とする請求項1または2に記載のロボット装置。 - 複数の回転関節を有する多関節ロボットを操作可能な操作手段から入力された動作指令に基づいて、制御部が前記多関節ロボットを駆動制御するロボット制御方法において、
前記制御部が、前記動作指令に基づいて前記多関節ロボットを駆動するための、前記複数の回転関節のそれぞれの関節角指令を演算する関節角演算工程と、
前記制御部が、前記関節角演算工程が演算した関節角指令に基づいて前記複数の回転関節のそれぞれを回転駆動させて、前記多関節ロボットを動作させる関節制御工程と、
前記制御部が、前記多関節ロボットの前記回転関節の特異点角度又は特異点距離を計算する特異点計算工程と、
前記制御部が、前記特異点計算工程が計算した特異点角度又は特異点距離が所定の値よりも小さくなる場合には、予め特定された回転関節の回転速度を制限する関節速度制限工程と、を備え、
前記関節角演算工程は、
前記動作指令に基づいて位置指令を計算する位置指令計算工程と、
前記特異点計算工程で計算された前記特異点角度又は前記特異点距離に応じて補正量を求め、前記補正量に基づいて位置指令を補正する位置指令補正工程と、
補正した位置指令を、仮の関節角指令に変換する逆機構計算工程と、
仮の関節角指令と前回の関節角指令とから関節角偏差を計算し、前記関節角偏差が前記回転速度を超えないように仮の関節角指令を減じて次回の関節角指令を計算する関節角補正工程と、
計算した次回の関節角指令から次回の位置を計算する順機構計算工程と、
次回の位置と位置指令との差に前回の補正量を加えて、次回の補正量を計算する補正量計算工程と、を有する、
ことを特徴とするロボット制御方法。 - 前記補正量は、前記制御部が、前記特異点計算工程において計算した特異点角度又は特異点距離に応じた補正の割合を計算し、前記前回の補正量に前記補正の割合を乗じたものを位置指令に加えて求める、
ことを特徴とする請求項4記載のロボット制御方法。 - 前記関節速度制限工程は、前記特異点角度又は前記特異点距離が所定の値よりも小さくなると、前記特異点角度又は前記特異点距離に応じて、前記特定された回転関節の回転速度を制限するための制限値を小さくするが、当該特異点の種類に基づいて前記制限値の最小値が設定されている、
ことを特徴とする請求項4または5に記載のロボット制御方法。 - 前記順機構計算工程は、ヤコビ行列を求め、前記関節角補正工程で計算した次回の関節角指令と前回の関節角指令との差と、前記ヤコビ行列とを掛け、これに現在位置を加えて次回の位置を計算する、
ことを特徴とする請求項4乃至6いずれか1項に記載のロボット制御方法。 - 前記補正量計算工程は、補正量から偏差指令の方向の成分を除去する、
ことを特徴とする請求項4乃至7いずれか1項に記載のロボット制御方法。 - 前記関節速度制限工程において、前記回転速度に加えて最大回転速度変化も計算し、
前記関節角補正工程において、仮の関節角指令と、前回の関節角指令と、前々回の関節角指令とから関節角偏差変化を計算し、これが先の最大関節角偏差変化を超えないように、仮の関節角指令を減じ、さらに、仮の関節角指令と、前回の関節角指令とから関節角偏差を計算し、これが先の最大関節角偏差を超えないように、仮の関節角指令を減じて次の関節角指令を計算する、
ことを特徴とする請求項4乃至8いずれか1項に記載のロボット制御方法。 - 前記補正量計算工程で計算された補正量を、予め定めた倍率で減衰計算する減衰計算工程を備えた、
ことを特徴とする請求項4乃至9いずれか1項に記載のロボット制御方法。 - 請求項4乃至10のいずれか1項に記載のロボット制御方法を前記制御部に実行させるためのロボット制御プログラム。
- 請求項11に記載のロボット制御プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
- 請求項1乃至3いずれか1項に記載のロボット装置を用いて物品を製造することを特徴とする物品の製造方法。
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