JPH04116703A - ロボットの制御方法 - Google Patents
ロボットの制御方法Info
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- JPH04116703A JPH04116703A JP23583490A JP23583490A JPH04116703A JP H04116703 A JPH04116703 A JP H04116703A JP 23583490 A JP23583490 A JP 23583490A JP 23583490 A JP23583490 A JP 23583490A JP H04116703 A JPH04116703 A JP H04116703A
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- robot
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- target trajectory
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Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 23
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 abstract description 16
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 1
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 1
- 210000000707 wrist Anatomy 0.000 description 1
Landscapes
- Numerical Control (AREA)
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、ロボットの制御方法に関し、特に最高速度の
大きいロボットに適用して好適なロボットの制御方法に
関する。
大きいロボットに適用して好適なロボットの制御方法に
関する。
最高速度の大きなロボットの速度指令方法としては、例
えば特願昭６２−２７０５５１号公報に示すように、１
次遅れ方式を採用したものが知られている。
えば特願昭６２−２７０５５１号公報に示すように、１
次遅れ方式を採用したものが知られている。
すなわち、手先目標演算部でロボットに固定された直交
座標系での制御周期毎の手先目標軌道を演算する際に、
制御理論でいうところのステップ入力に対する一次遅れ
系の応答を差分方程式で記述しておき制御周期毎に差分
方程式を計算し得られる波形を速度指令とする制御方法
である。
座標系での制御周期毎の手先目標軌道を演算する際に、
制御理論でいうところのステップ入力に対する一次遅れ
系の応答を差分方程式で記述しておき制御周期毎に差分
方程式を計算し得られる波形を速度指令とする制御方法
である。
例えば、第７図（ａ）に示すようにステップ入力に対す
る一次遅れ系の応答は曲線Ａのようになり、この−次遅
れ系の応答を下記の差分方程式で計算する。
る一次遅れ系の応答は曲線Ａのようになり、この−次遅
れ系の応答を下記の差分方程式で計算する。
Ｌ （ｋ） −Ｌ （ｋ−１） ＋Ｖｏ −（１）Ｖ
（ｋ）−ＫｘＬ （ｋ） −＝ （２）Ｌ
（ｋ）−Ｌ （ｋ）−Ｖ （ｋ） ・ （３）ただし
Ｌ （０） −０ 上式において、Ｖｏは直交座標系での手先の教示速度、
Ｖ （ｋ）はに番目の制御周期での速度指令、Ｋは一次
遅れの時定数に相当する定数、Ｌ （ｋ）は１次遅れ処
理のためのレジスタの内容を示す。
（ｋ）−ＫｘＬ （ｋ） −＝ （２）Ｌ
（ｋ）−Ｌ （ｋ）−Ｖ （ｋ） ・ （３）ただし
Ｌ （０） −０ 上式において、Ｖｏは直交座標系での手先の教示速度、
Ｖ （ｋ）はに番目の制御周期での速度指令、Ｋは一次
遅れの時定数に相当する定数、Ｌ （ｋ）は１次遅れ処
理のためのレジスタの内容を示す。
前記計算で得られた波形は第７図（ｂ）のＢのようにな
り、この波形を速度指令とする。
り、この波形を速度指令とする。
かかる制御方法であれば加減速処理の演算量を大幅に低
減できる利点を有するが、第７図（ｂ）より明らかなよ
うに時刻１−０でノ加速度変動が大きく、そのために高
速動作時にはロボットのアームが振動してしまうことが
ある。
減できる利点を有するが、第７図（ｂ）より明らかなよ
うに時刻１−０でノ加速度変動が大きく、そのために高
速動作時にはロボットのアームが振動してしまうことが
ある。
そこで、本発明は前述の課題を解決できるようにしたロ
ボットの制御方法を提供することを目的とする。
ボットの制御方法を提供することを目的とする。
〔課題を解決するための手段及び作用〕前記手先目標軌
道の演算に際してランプ入力とステップ入力の組み合せ
入力に対して一次遅れ処理し、それにより得られた波形
の位相を制御周期内で遅らせた波形を速度指令とするロ
ボットの制御方法。
道の演算に際してランプ入力とステップ入力の組み合せ
入力に対して一次遅れ処理し、それにより得られた波形
の位相を制御周期内で遅らせた波形を速度指令とするロ
ボットの制御方法。
これにより、−次遅れ処理の持つ演算量の少ないという
利点を有しながら加速度変動の少ない速度パターンか生
成でき、ロボットのアーム振動を低減することができる
。
利点を有しながら加速度変動の少ない速度パターンか生
成でき、ロボットのアーム振動を低減することができる
。
第１図はロボットの一例を示し、第１軸１の回りに揺動
する旋回台２、第２軸３の回りに揺動する第１アーム４
、第３軸５の回りに揺動する第２アーム６、第４軸７の
回りに揺動する手首８等を備え、各アームを第１・第２
、第３、第４サーボモータで揺動して手先部９を手先目
標軌道Ｃに沿って動作する。
する旋回台２、第２軸３の回りに揺動する第１アーム４
、第３軸５の回りに揺動する第２アーム６、第４軸７の
回りに揺動する手首８等を備え、各アームを第１・第２
、第３、第４サーボモータで揺動して手先部９を手先目
標軌道Ｃに沿って動作する。
第２図はロボット制御装置のブロック説明図であり、手
先目標軌道演算部１０と各軸目標軌道演算１１より成る
制御プロセッサ１２を備え、まずティーチング等により
直線補間、円弧補間等の補間動作か与えられると手先目
標軌道演算部１０にてロボットに固定された直交座標系
、第１図におけるｘ、ｙＳｚ座標系での制御周期毎の手
先目標軌道を演算する。
先目標軌道演算部１０と各軸目標軌道演算１１より成る
制御プロセッサ１２を備え、まずティーチング等により
直線補間、円弧補間等の補間動作か与えられると手先目
標軌道演算部１０にてロボットに固定された直交座標系
、第１図におけるｘ、ｙＳｚ座標系での制御周期毎の手
先目標軌道を演算する。
この手先目標駆動の演算の際に加減速処理を行なうが、
その加減速処理の方法が本発明のロボット制御方法に係
わる。
その加減速処理の方法が本発明のロボット制御方法に係
わる。
前述のようにして求めた手先目標軌道は各軸目標軌道演
算部１１にて前述の直交座標系における目標軌道を各軸
の目標軌道に変換する。
算部１１にて前述の直交座標系における目標軌道を各軸
の目標軌道に変換する。
変換された各軸の目標軌道は第１・第２・第ｎ軸サーボ
回路１３１，１３２．１３ｎにそれぞれ出力され、各軸
のサーボモータに指令を出して駆動すると同時に第１、
第２、第ｎ軸検出器１４１，１４２．１４ｎで検出した
各軸の位置、速度信号をサーボ回路にフィードバックし
、各アームが目標軌道に追従して動作するように制御す
る。
回路１３１，１３２．１３ｎにそれぞれ出力され、各軸
のサーボモータに指令を出して駆動すると同時に第１、
第２、第ｎ軸検出器１４１，１４２．１４ｎで検出した
各軸の位置、速度信号をサーボ回路にフィードバックし
、各アームが目標軌道に追従して動作するように制御す
る。
次に手先目標軌道演算部ｌＯによる加減速処理について
説明する。
説明する。
従来の制御方法における一次遅れ処理により得られた離
散化された波形は第７図（ｂ）のＢのように連続時間系
の一次遅れ系の応答波形Ａよりも位相が進んでおり、こ
のために最初の制御周期で出力される速度指令ｖ（１）
が大きくなって加速度変動が大きくなってしまう。
散化された波形は第７図（ｂ）のＢのように連続時間系
の一次遅れ系の応答波形Ａよりも位相が進んでおり、こ
のために最初の制御周期で出力される速度指令ｖ（１）
が大きくなって加速度変動が大きくなってしまう。
そこで本発明の制御方法においては前述の離散化された
波形Ｂの位相を遅らせて加速度変動を低減するようにし
た。
波形Ｂの位相を遅らせて加速度変動を低減するようにし
た。
例えば下記の式を用いて波形Ｂを制御周期の１／２だけ
位相を遅らせるようにした。
位相を遅らせるようにした。
Ｌ （ｋ） −Ｌ （ｋ−１） ＋ｖ。
Ｖｑ （Ｋ） −ＫｘＬ （ｌｃ）Ｌ （ｋ）
＝Ｌ （ｋ） −Ｖｑ （ｋ）たたし、Ｌ
（ｏ）−０、Ｖｑ （ｏ） −０ここで、Ｖｏは直交座
標系での手先の教示速度、Ｖ （ｋ）はに番目の制御周
期での速度指令、Ｋは一次遅れの時定数に相当する定数
、Ｌ （ｋ）は−次遅れ処理のためのレジスタ内容、Ｖ
ｑ（ｋ）はＶ （ｋ）を求めるために使う仮の速度指令
、Ｎは位相の遅れ量を制御周期の１周期の範囲内で任意
に設定する値であって位相を制御周期の１／２だけ遅ら
せるにはＮ−２とする。
＝Ｌ （ｋ） −Ｖｑ （ｋ）たたし、Ｌ
（ｏ）−０、Ｖｑ （ｏ） −０ここで、Ｖｏは直交座
標系での手先の教示速度、Ｖ （ｋ）はに番目の制御周
期での速度指令、Ｋは一次遅れの時定数に相当する定数
、Ｌ （ｋ）は−次遅れ処理のためのレジスタ内容、Ｖ
ｑ（ｋ）はＶ （ｋ）を求めるために使う仮の速度指令
、Ｎは位相の遅れ量を制御周期の１周期の範囲内で任意
に設定する値であって位相を制御周期の１／２だけ遅ら
せるにはＮ−２とする。
以上の結果により得られた波形は第３図のＤとなり、従
来の制御方法による波形Ｂと比較して位相の進みが小さ
いので、加速度変動が低減できる。
来の制御方法による波形Ｂと比較して位相の進みが小さ
いので、加速度変動が低減できる。
しかし前述の制御方法は波形の位相のずれを改善したた
けであり、時刻を一〇での加速度の大きな変動は改善さ
れない。
けであり、時刻を一〇での加速度の大きな変動は改善さ
れない。
すなわち、従来の制御方法では制御理論でいうところの
ステップ入力を利用したので時刻を一〇での加速度変動
が大きいので、本発明においては一次遅れ処理の演算が
簡単という利点を残したまま時刻１−０での加速度変動
を小さくするために、第４図に示すようにランプ入力と
ステップ入力の組み合せ入力に対する一次遅れ系の応答
波形Ｅを差分方程式で記述しておき、この差分方程式を
制御周期毎に計算して離散化された波形とし、その波形
を前述のように位相をずらして速度指令とした。
ステップ入力を利用したので時刻を一〇での加速度変動
が大きいので、本発明においては一次遅れ処理の演算が
簡単という利点を残したまま時刻１−０での加速度変動
を小さくするために、第４図に示すようにランプ入力と
ステップ入力の組み合せ入力に対する一次遅れ系の応答
波形Ｅを差分方程式で記述しておき、この差分方程式を
制御周期毎に計算して離散化された波形とし、その波形
を前述のように位相をずらして速度指令とした。
この制御方法は次式を用いれば良い。
Ｌ （ｋ） ＝Ｌ （ｋ−１） ＋Ｖｉ （
ｋ）Ｖｑ （ｋ） −ＫＸＬ （ｋ）へ Ｌ （ｋ） −Ｌ （ｋ） −Ｖｑ （ｋ）
ただし、Ｌ （ｏ）−０、Ｖｑ （ｏ） −０ここて、
Ｖｉ（ｋ）は−次遅れ処理への入力波形（例えばランプ
入力）、Ｔは制御周期、ｔａは上記Ｖｉ（ｋ）をランプ
入力からステップ入力へ切換わる時刻を示し、教示速度
、ロボットの姿勢等の負荷条件に応じて最適値を設定す
る。
ｋ）Ｖｑ （ｋ） −ＫＸＬ （ｋ）へ Ｌ （ｋ） −Ｌ （ｋ） −Ｖｑ （ｋ）
ただし、Ｌ （ｏ）−０、Ｖｑ （ｏ） −０ここて、
Ｖｉ（ｋ）は−次遅れ処理への入力波形（例えばランプ
入力）、Ｔは制御周期、ｔａは上記Ｖｉ（ｋ）をランプ
入力からステップ入力へ切換わる時刻を示し、教示速度
、ロボットの姿勢等の負荷条件に応じて最適値を設定す
る。
以上の動作をフローチャートで示すと第５図のようにな
る。
る。
以上の実施例により得られた速度パターンと従来の制御
方法で得られた速度パターンを比較すると第６図（ａ）
、（ｂ）となり、本発明の制御方法によれば加速度変動
が大幅に低減てきることか明らかである。
方法で得られた速度パターンを比較すると第６図（ａ）
、（ｂ）となり、本発明の制御方法によれば加速度変動
が大幅に低減てきることか明らかである。
なお、以上の実施例では加速処理について説明したが減
速処理も全く同様に制御すれば良い。
速処理も全く同様に制御すれば良い。
一次遅れ処理の持つ演算量の少ないという利点を有しな
がら加速度変動の少ない速度パターンか生成でき、ロボ
ットのアーム振動を低減することができる。
がら加速度変動の少ない速度パターンか生成でき、ロボ
ットのアーム振動を低減することができる。
第１図〜第６図は本発明の実施例を示し、第１図はロボ
ットの一例を示す斜視図、第２図は制御装置のブロック
説明図、第３図は一次遅れ波形を示す図表、第４図は入
力波形を示す図表、第５図は動作フローチャート、第６
図（ａ）、（ｂ）は速度パターンの比較図表、第７図（
ａ）、（ｂ）は従来例による入力波形、−次遅れ波形を
示す図表。 第 図 速度 第 図 ｑフ 禦紹 速度 （Ｇ） 図 速度 （ｂ）
ットの一例を示す斜視図、第２図は制御装置のブロック
説明図、第３図は一次遅れ波形を示す図表、第４図は入
力波形を示す図表、第５図は動作フローチャート、第６
図（ａ）、（ｂ）は速度パターンの比較図表、第７図（
ａ）、（ｂ）は従来例による入力波形、−次遅れ波形を
示す図表。 第 図 速度 第 図 ｑフ 禦紹 速度 （Ｇ） 図 速度 （ｂ）
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 補間動作が与えられると手先目標軌道を算出し、その
手先目標軌道を各軸の目標軌道に変換し、その各軸の目
標軌道に追従して動作制御するロボットの制御方法にお
いて、 前記手先目標軌道の演算に際してランプ入力とステップ
入力の組み合せ入力に対して一次遅れ処理し、それによ
り得られた波形の位相を制御周期内で遅らせた波形を速
度指令とすることを特徴とするロボットの制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23583490A JPH04116703A (ja) | 1990-09-07 | 1990-09-07 | ロボットの制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23583490A JPH04116703A (ja) | 1990-09-07 | 1990-09-07 | ロボットの制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04116703A true JPH04116703A (ja) | 1992-04-17 |
Family
ID=16991955
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23583490A Pending JPH04116703A (ja) | 1990-09-07 | 1990-09-07 | ロボットの制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04116703A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111230866A (zh) * | 2020-01-16 | 2020-06-05 | 山西万合智能科技有限公司 | 一种六轴机器人末端跟随目标物实时位姿的计算方法 |
-
1990
- 1990-09-07 JP JP23583490A patent/JPH04116703A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111230866A (zh) * | 2020-01-16 | 2020-06-05 | 山西万合智能科技有限公司 | 一种六轴机器人末端跟随目标物实时位姿的计算方法 |
| CN111230866B (zh) * | 2020-01-16 | 2021-12-28 | 山西万合智能科技有限公司 | 一种六轴机器人末端跟随目标物实时位姿的计算方法 |
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