JP7311971B2 - ロボット制御装置及びロボット制御方法 - Google Patents
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Description
まず、図1に基づいてロボット11の構成を説明する。
(X,Y,Z)=(x1 ,y1 ,z1 ) …(1)
とし、動作終点の座標を
(X,Y,Z)=(x2 ,y2 ,z2 ) …(2)
とする。尚、この3次元の座標系は、第1関節軸14の軸心をZ軸とし、第1関節軸14の軸心の所定の高さ位置に原点が設定され、XY平面は水平面となる。
Y=aX+b …(3)
a=(y1 -y2 )/(x1 -x2 ) …(4)
b=y1 -ax1 …(5)
x1 ≠x2 …(6)
y1 ≠y2 …(7)
X=x1 …(8)
Y=y1 …(9)
Y=-(1/a)X …(10)
Y=0 …(11)
となり、X軸と一致する直線となる。
X=0 …(12)
となり、Y軸と一致する直線となる。
(X,Y)=(x1 ,0) …(14)
(7)式のみが満たされない場合、交点のXY座標は次式となる。
(X,Y)=(0,y1 ) …(15)
x1 2 +y1 2 >x2 2 +y2 2 …(16)
の条件が満たされる場合には、次式となる。
(X,Y)=(x2 ,y2 ) …(17)
(16)式が満たされない場合には、次式となる。
(X,Y)=(x1 ,y1 ) …(18)
(X,Y)=(xi ,yi ) …(19)
計算の都合上、XY平面上で動作始点と動作終点との間を結ぶベクトルは、XY平面上の動作軌跡上で第1関節軸14の軸心に最も近い点から原点までのベクトルとなす角度を鈍角にしたいので、ベクトルの方向は動作始点と動作終点それぞれと第1関節軸14の軸心との間の距離を参照して決定する。
第1関節軸14の速度方向は、XY平面上の動作軌跡上で第1関節軸14の軸心に最も近い点から原点までのベクトルと直角となっているので、第1関節軸14の速度方向と手先速度方向との角度差θb は、次式で求められる。
θb =θa -π/2 …(24)
Vmax =VXYmax /cosθc …(27)
また、ロボット11は、5軸垂直多関節ロボットに限定されず、4軸以下又は6軸以上の多関節ロボットであっても良い。
Claims (5)
- 5軸垂直多関節ロボットの動作を制御するロボット制御装置において、
動作始点から動作終点までの手先の動作軌跡上で第1関節軸の軸心に最も近い点を算出する第1算出部と、
前記第1算出部で算出した前記第1関節軸の軸心に最も近い点で前記第1関節軸が許容最高回転速度で回転したときの前記手先の動作軌跡に沿ったXYZ方向の動作可能な最高速度V max (以下「前記手先の動作可能な最高速度V max 」という)を算出する第2算出部と、
前記第2算出部で算出した前記手先の動作可能な最高速度V max を前記手先の目標動作速度として設定すると共に前記手先の動作軌跡に沿ったXYZ方向の動作速度が前記手先の目標動作速度となるように各関節軸の目標回転速度を設定する目標動作速度設定部と、
前記目標動作速度設定部で設定した前記各関節軸の目標回転速度に基づいて前記動作始点から前記動作終点までの前記各関節軸の回転速度を制御する動作制御部と
を備え、
前記第2算出部は、前記第1関節軸の軸心をZ軸とし、前記第1関節軸の軸心の所定の高さ位置に原点を設定した3次元の座標系において、前記第1関節軸の軸心に最も近い点で前記第1関節軸が許容最高回転速度で回転したときのXY平面上に投影した前記手先の動作軌跡に沿ったXY方向の動作可能な最高速度V XYmax を算出すると共に、前記手先の動作軌跡に沿ったXYZ方向とXY平面とのなす角度θc を求め、前記XY方向の動作可能な最高速度V XYmax と前記角度θc とに基づいて前記手先の動作可能な最高速度V max を求める、ロボット制御装置。 - 前記手先の動作軌跡を直線補間により設定する動作軌跡設定部を備える、請求項1に記載のロボット制御装置。
- 前記第1算出部は、前記手先が前記動作終点に到達する毎に、次の動作開始に備えて、前記動作終点を次の動作始点とし、新たに設定した次の動作終点までの前記手先の動作軌跡上で前記第1関節軸の軸心に最も近い点を算出して、前記第2算出部に前記手先の動作可能な最高速度V max を算出させる、請求項1又は2に記載のロボット制御装置。
- 作業対象となるワークを撮像するカメラと、
前記カメラの撮像画像を処理して前記ワークを認識する画像処理を行う画像処理部とを備える、請求項1乃至3のいずれかに記載のロボット制御装置。 - 5軸垂直多関節ロボットの動作を制御するロボット制御方法において、
動作始点から動作終点までの手先の動作軌跡上で第1関節軸の軸心に最も近い点を算出する第1算出処理と、
前記第1算出処理で算出した前記第1関節軸の軸心に最も近い点で前記第1関節軸が許容最高回転速度で回転したときの前記手先の動作軌跡に沿ったXYZ方向の動作可能な最高速度V max (以下「前記手先の動作可能な最高速度V max 」という)を算出する第2算出処理と、
前記第2算出処理で算出した前記手先の動作可能な最高速度V max を前記手先の目標動作速度として設定すると共に前記手先の動作軌跡に沿ったXYZ方向の動作速度が前記手先の目標動作速度となるように各関節軸の目標回転速度を設定する目標動作速度設定処理と、
前記目標動作速度設定処理で設定した前記各関節軸の目標回転速度に基づいて前記動作始点から前記動作終点までの前記各関節軸の回転速度を制御する動作制御処理とを含み、 前記第2算出処理では、前記第1関節軸の軸心をZ軸とし、前記第1関節軸の軸心の所定の高さ位置に原点を設定した3次元の座標系において、前記第1関節軸の軸心に最も近い点で前記第1関節軸が許容最高回転速度で回転したときのXY平面上に投影した前記手先の動作軌跡に沿ったXY方向の動作可能な最高速度V XYmax を算出すると共に、前記手先の動作軌跡に沿ったXYZ方向とXY平面とのなす角度θc を求め、前記XY方向の動作可能な最高速度V XYmax と前記角度θc とに基づいて前記手先の動作可能な最高速度V max を求める、ロボット制御方法。
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