JPH04141383A - ロボットの制御方法及びその装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、産業用ロボットなかでもシーリング作業やレ
ーザ、電子ビーム等による連続作業を実行するものに好
適するロボットの制御方法及びその装置に関する。

（従来の技術） 産業用ロボット例えばシーリング作業を行うロボットに
あっては、アーム先端からシール材を噴出しながら所定
の軌道をたどって移動されるようになっている。この場
合、例えば第８図に示すような軌跡でアーム先端を移動
させてシーリング作業を行う場合、目標点２０〜点Ｐ５
が予め教示され、アーム先端は、夫々独立して制御され
る複数のモータを駆動することによりそれら各目標点を
つなぐように順次移動されるようになっている。

ここでは、点２０〜点Ｐ１の間が直線補間軌道、点２１
〜点Ｐ３の間が経由点Ｐ２を通る円弧補間軌道、点Ｐ３
〜点Ｐ４の間及び点Ｐ４〜点Ｐ５の間が夫々直線補間軌
道とされている。

ところで、ロボットを動作させるにあたっては、マイク
ロコンピュータなどからなる制御装置により、アーム先
端の位置、速度、加速度が夫々連続となるように軌道計
算を行い、これに基づいて各軸を制御することが行なわ
れる。この制御は、現在アームが移動中の区間（目標点
から次の目標点までの間）にて先の区間の軌道計算を行
い、所定時刻になった時点でその計算に基づく制御に切
り換えるといった方式により行なわれるようになってい
る。

この場合、アーム先端を各目標点において必ずしも位置
決め停止させる必要はなく、停止させることによりむし
ろ作業時間が長くなりまたシール材の噴出が均一となら
ない弊害を招いてしまう。

そこで、一般には、ある区間の移動動作が完了して位置
決め停止Ｊ二する以前に次の区間の移動動作を重ね合わ
せるように開始させるパス動作を実行させることが行わ
れる。例えば第８図の例では、アーム先端を点Ｐ３から
点Ｐ４に向かう移動動作が完了して位置決め停止する以
前に点Ｐ５への移動動作を開始させるパス動作を実行さ
せれば、同図に破線で示すように、アーム先端は点Ｐ４
にて停止することなくなめらかな経路で移動するように
なる。このようなパス動作の軌道計算は、各区間におい
て全ての軸における移動時間及び加減速時間が一致する
ように速度パターンを決定し、それら速度パターンの重
ね合わせにより求めるようにしている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、第８図に示ず１」標点Ｐ］あるいは点Ｐ
３のように、前後の区間の少なくとも一方が円弧補間軌
道である場合には、その円弧補間軌道において速度の方
向が時間と共に変化するため、上述のような速度パター
ンの重ね合わせによるパス動作の軌道計算方法を採用す
ることができなかった。このため、従来では、前後の軌
道の少なくとも一方に円弧補間軌道を含む場合には、適
切なパス動作の軌道計算方法がなく、その目標点（点Ｐ
１や点Ｐ３）にてロボットを一旦停止せざるを得なかっ
た。この場合、停止部分においてシール材の噴出が多く
なり、また、作業時間も長くなる不具合を招いていた。

このような不具合に対処するためには、例えばｌ」標点
Ｐ１から目標点Ｐ３までの間を、複数の直線補間軌道に
細分化してパス動作でつなげることが考えられる。とこ
ろが、この場合、教示しなければならない目標点の数が
膨大となると共にプロダラムのステップ数やデータも膨
大となる不具合があり、採用できるものではなかった。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は
、前後の区間に円弧補間軌道を含む場合でもパス動作の
実行を可能とすることができるロボットの制御方法及び
その装置を提供するにある。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明のロボットの制御方法は、アーム先端を、設定さ
れた複数の目標点に対し各１」標点間を直線補間軌道あ
るいは円弧補間軌道にてつなぐように順次移動さぜるも
のにおいて、所定の目標点におけるアーム先端の位置決
め停止にを行なう以前に次の目標点への移動動作を開始
させるパス動作を実行させるにあたって、所定の目標点
の前後の軌道の少なくとも一方が円弧補間軌道である場
合には、指定されたパス率に応じて円弧補間軌道の開始
あるいは終了部分の一部を直線軌道に補正することによ
り、直線軌道同士の重ね合わせとしてパス動作の軌道計
算を行うようにしたところに特徴を有するものである。

また、本発明のロボットの制御装置は、アーム先端を、
設定された複数の目標点に対し各目標点間を直線補間軌
道あるいは円弧補間軌道にてつなぐように順次移動させ
るものにおいて、所定の目標点におけるアーム先端の位
置決め停止を行なう以前に次の目標点への移動動作を開
始させるバス動作を実行させるにあたって、所定の目標
点の前後の軌道の少なくとも一方が円弧補間軌道である
場合には、指定されたバス率に応じて円弧補間軌道の開
始あるいは終了部分の一部を直線軌道に補圧する手段と
、この補正手段の補正に基づいて直線軌道同士の重ね合
わせとしてパス動作の軌道計算を行う手段とを具備した
ところに特徴を有するものである。

（作用） 本発明のロボットの制御方法によれば、指定されたバス
率に応じて円弧補間軌道の開始あるいは終了部分の一部
を直線軌道に補正するようにしたので、パス動作の軌道
計算は直線軌道同士の重ね合わせとして行うことができ
る。この場合、速度方向が時刻と共に変化する円弧軌道
ではなく速度方向が一定である直線軌道としてパス動作
の軌道計算を行うものであるから、例えば全ての軸にお
ける移動時間及び加減速時間が一致するように速度パタ
ーンを決定し、それら速度パターンを重ね合わせるとい
った簡単な計算方法によりパス動作の軌道計算を行い得
、パス動作を実行させることが可能となる。

また、本発明のロボットの制御装置によれば、指定され
たバス率に応じて円弧捕間軌道の開始あるいは終了部分
の一部を直線軌道に補正する手段と、この補正手段の補
正に基づいて直線軌道同士の重ね合わせとしてパス動作
の軌道計算を行う手段とを設けたので、上記した制御方
法を実現することができ、ひいてはパス動作を実行させ
ることが可能となる。

（実施例） 以下本発明をシーリング作業用のロボットに適用した一
実施例について、第１１図乃至第７図を参照して説明す
る。

まず、図示はしないが、ロボットの構成について簡単に
述べるに、ロボットのアームの先端からは一定量のシー
ル材が噴出されるようになっており、このアーム先端は
二辺上の異なる方向への独立した動作が可能となってい
る。このアームの各方向例えば上下動１前後動、旋回な
どの動作は、夫々別個のモータによりなされ、これら複
数のモータ（各軸）は、マイクロコンピュータなどから
なる制御装置により夫々制御されるようになっている。

この制御装置には後述するような動作プログラムが設定
されるようになっており、このプログラムに従ってアー
ム先端はある位置（目標点）から次の目標点に向けて移
動されるものであるが、例えばアーム先端を第４図（ａ
）に示す経路にて移動させるにあたっては、制御装置に
は、目標点ＰＯ，Ｐｉ、Ｐ３．Ｐ５．Ｐ６が予め教示さ
れ、これら各目標点間を、直線補間軌道あるいは円弧補
間軌道にてつなぐように順次移動されるようになってい
る。この場合、点ＰＯ−ＰＩ、点Ｐ５〜Ｐ６の各区間は
直線補間軌道、点Ｐ１〜Ｐ３．点Ｐ３〜Ｐ５の各区間は
円弧補間軌道に設定される。

また、円弧補間軌道にあっては、軌道を確定するための
経由点Ｐ２．Ｐ４が夫々教示されるようになっており、
これにて、例えば点２１〜点Ｐ３の区間での円弧軌道は
、３点ＰＩ、Ｐ２．Ｐ３が形成する三角形の外接円に相
当する軌道とされる。

そして、各軸の制御は、後述するような軌道計算に基づ
いて行なわれる。このとき、所定の１」標点におけるア
ーム先端の位置決め停止を行なう以前に次のＬ１標点へ
の移動動作を重ね合わせて開始させることにより、アー
ム先端をなめらかに移動させるパス動作の実行が可能と
されている。

ここで、ロボットを動作させるにあたって制御装置に設
定されるロボット言語による動作プログラムについて簡
単に説明しておく。

まず、従来より適用されている直線捕間軌道にてアーム
先端を移動させる場合のプログラムの一例を以下に示す
。また、このプログラムに対応したアーム先端の軌道を
第４図（ｂ）に示ず。

ＰＲＯＧＲＡＭ　　ＭＡＩＮ ＭＯＶＥ　　　ＰＯ ＰＡＳＳ−５０ ＥＮＡＢＬＥ　　　ＰＡＳＳ ＭＯＶＥＳ　　　ＰＩ ＭＯＶＥＳ　　　Ｐ２ ＤＩＳＡＢＬＥ　　　ＰＡＳＳ ＭＯＶＥＳ　　　Ｐ３ ＭＯＶＥ　　　Ｐ４ ＮＤ このプログラムにおいて、１行目はこのプログラム名が
ｒＭＡ　Ｉ　ＮＪという名前であることを示している。

２行目はＦ　Ｔ　Ｐ　（ＰＯＩＮＴ　Ｔｏ　ＰＯＩＮＴ
）動作で目標点ＰＯに移動せよという命令である。３行
目はパス動作を行うタイミングを示すもので、この場合
、あるｌ」標点（例えばＰＩ）に向かう距離の５０％ま
で移動したら（パス率５０％）、次の目標点（Ｐ２）に
向かう動作を重ねて行えという命令を表わす。このパス
率は一般に５０〜１００％の範囲で設定される。４行目
はパス動作を開始せよという命令である。５，６行目は
夫々直線補間軌道にて目標点Ｐｉ、Ｐ２に移動せよとい
う命令である。７行目はパス動作を解除する命令である
。８行目は直線補間軌道にて目標点Ｐ３に移動せよとい
う命令である。９行目はＦＴＰ動作で目標点Ｐ４に移動
せよという命令である。１０行目はプログラムの終りを
示している。

本実施例においては、上記プログラムのＭＯＹＥＳ（直
線補間）命令をＭＯＶＥＣ（円弧補間）命令に置換える
だけで、後述するようにパス動作命令の実行を可能とし
ている。従って、上述の第４図（ａ）に示すような動作
は、次に示すプログラムにより実行されるのである。

ＰＲＯＧＲＡＭ　　ＭＡＩＮ ＭＯＶＥ　　ＰＯ ＰＡＳＳ＝９０ ＥＮＡＢＬＥ　　ＰＡＳＳ ＭＯＶＥＳ　　ＰＩ ＭＯＶＥＣＰ２　　Ｐ３ ＭＯＶＥＣＰ４　　Ｐ５ ＤＩＳＡＢＬＥ　　ＰＡＳＳ ＭＯＹＥＳ　　Ｐ６ ＮＤ このプログラムにおいて、６行目は現在位置Ｐ１−から
目標点Ｐ３へ向けて紅白点Ｐ２を通る円弧補間軌道にて
移動せよという命令である。

このようなプログラムにより、各区間における移動が直
線補間軌道か円弧補間軌道かの別、並びにパス動作を行
なうかどうか及びパス動作のタイミングが指定されるよ
うになっている。その他、制御装置には、指令速度、最
大加速度等のシステムパラメータが予め設定されている
。

制御装置は、このような動作プログラムの解析と平行し
、どのようにアーム先端を移動させるか即ちあるサンプ
リング時刻ｔにおける位置、速度。

加速度をどれだけにすべきであるかの軌道計算を行ない
、これに基づいて各モータを制御するようになっている
。この軌道計算は、例えば現在アームが移動中の区間（
目標点から次の目標点までの間）にて先の区間における
軌道計算を行い、所定時刻になった時点て、既に計算さ
れた軌道計算に基づく制御に切り換えるといった方式に
より一連］３ の動作を実行する。

次に、直線補間軌道同士のパス動作の軌道計算の方法に
ついて、ある−輔の時間に関する速度変化を示した第３
図を参照しながら簡単に説明する。

尚、ここでは、説明の簡略化のため、点ＰＯ１点Ｐ１２
点Ｐ２の順にアーム先端が直線捕間軌道にて移動される
場合を例として述べており、また、ここでは、加速時及
び減速時に、加速度が一定となる直線加減速を採用する
ようにしている。

今、点Ｐ〇−点Ｐ１の区間（前回のセグメント）の軌道
計算は、以下に述べる点Ｐ］−点Ｐ２の区間（今回のセ
グメント）と同様にして既に計算が完了しており、ここ
では、まず、今回の区間の開始点Ｐｉ（速度０）から最
高速度まで加速するとき、及び、最高速度から次の目標
点Ｐ２に停止させるまで減速するときに、加速度が夫々
一定のいわゆる直線加減速を採用して、各軸の時間に対
する速度変化のパターンの設定が行われる。

まず、今回のセグメントにあって各軸における移動距離
Ｄ　Ｃ［ｉ］を調べて、予め設定されている指令速度Ｓ
ＰＤで加速減速なしに移動させた場合に最も長くかかる
軸の移動時間Ｔ１を算出し、各軸の移動時間をＴ１に揃
えて各軸の最高速度ＳＰＤ［ｉコを算出する。

Ｔ［ｉｌ　　−ＤＣ［ｉコ　／５ＰＤ Ｔ　　１　　＝ｍ　　ａ　　ｘ　　（Ｔ［ｊコ　）ＳＰ
Ｄ［Ｉ］　−ＤＣ［ｉｌ　／Ｔ１ 次に、各軸において速度Ｏから前記最高速度ＳＰ　Ｄ　
［ｉｌまで加速するあるいは最高速度ＳＰＤ［ｉコから
速度０まで減速するのに要する時間（これを加減速時間
と称する）　Ｔ　ａ　［ｊｌを、予め設定されている最
大加速度Ａ　ＣＣ［ｉｌから算出する。そして、加減速
時間が最も長い軸の時間をＴ　ａ　ｎ＋ａｘとして、全
軸の加減速時間をそのＴ　ａ　ｍａＸに揃えて各軸の加
速度Ａ　ＣＣ［ｉｌを補正する。

Ｔ　　ａ　　［１コ　−　ＳＰＤ［ｊコ　／ＡＣＣ［ｉ
ｌＴａｍａｘ−ｍａｘ　（Ｔａ［ｉｌ　）ＡＣＣ［ｉｌ
　＝Ｓ　ＰＤ［ｉｌ　／Ｔ　ａｍａｘこれにより、すべ
ての軸において移動時間及び加減速時間が揃い（第３図
に示すような等脚台形状態）、速度方向が常に一定な直
線捕間軌道の速度パターンが設定されるのである。

そして、パス動作を行うにあたっては、各軸において、
既に軌道計算されている前回のセグメント（点Ｐ〇−点
Ｐ点間１間おける速度パターンと今回のセグメント（点
Ｐ１−点Ｐ　２８１　）における速度パターンとの重ね
合わせが行われる。尚、パス動作のタイミング即ち重ね
合わせ部分がどれだけかは、プログラムで指定されるパ
ス率により定められる。

これにて、以下に述べるような軌道方程式で使用する係
数及び時間管理パラメータが算出され、また、パス動作
開始点および完了点に速度、加速度が求められて第３図
にて大実線で示すような時間に対する速度変化のパター
ンが得られる。この場合、軌道計算は、同図に示すよう
なＩ〜■の各部分軌道に分けて、軌道方程式を解くこと
により行われる。尚、時刻Ｏは同図に示すように次々と
リセットされるようになっている。

Ｔ１：ある点から次の点までの最高速度、加］６ 速度無限大で移動するときに要する時間。

Ｔ２：動作開始時にあっては、動作を開始してから等速
になるまでの時間の１／２の時間。

パス動作時にあっては、パス動作を開 始してから終了するまでの時間の１／２の時間。

減速停止時にあっては、減速を開始し てから停止するまでの時間の１７２の時間。

Ｔ３：時刻Ｏから減速を開始するまでの時間。

Ｔ４：バス動作を開始する時間。時刻（ＴＩ−Ｔ４）か
らバス動作を開始する。

Ｔ５；時刻０の時点と次の動作パターンの加速時間の］
／２の時点との時間のずれ。

Ｔ６：時刻０から次の動作の加速を終了するまでの時間
。

このような時間パラメータに基づき、第３図の例では、
ロボットのアーム先端は次のように動作する。ここで、
Ｑ　［１Ｆは次のサンプリング時刻ｔにおける位置を表
し、Ｂ　Ｉｊ］は前回の目標点（点Ｐ１）、Ｃ［＋］は
今回の目標点（点Ｐ２）、Ｎｌ−Ｎ７はパラメータを示
す。

（１）動作開始加速軌道 時刻を−Ｔ２として直線加速で動作を開始する。

軌道方程式： ％式％［］ 時刻か十Ｔ２になったら等速度動作に移行する。

軌道方程式： ％式％［ （ｍ）パス動作前の減速軌道 時刻が十Ｔ３になったら直線減速動作を開始する。

軌道方程式： ％式％（ ［］ （ＩＶ）パス動作軌道 時刻力（＋　Ｔ　Ｉ　　Ｔ　４　）になったら時刻を−
Ｔ２に変えてパス動作を開始する。

軌道方程式： ％式％） ［ （Ｖ）パス動作軌道後の加速軌道 時刻が十Ｔ２になったら次の動作の直線加速動作に移行
する。

軌道方程式： ％式％） 時刻が十Ｔ６になったら等速動作に移行する。

（■）動作終了軌道 時刻が十Ｔ３になったら時刻を−Ｔ２に変えて減速動作
を開始する。時刻が十Ｔ２になったら動作を終了する。

軌道方程式： ％式％（ 尚、この例では、各セグメントの加減速時に加速度が一
定な直線加減速を採用したが、いわゆる８字加減速を採
用しても良い。この８字加減速とは、加速時にあっては
、所定時間ＴＡＩ加速度が一定の率で増加し、続いて所
定時間ＴＡ２等加速度、引続き所定時間ＴＡ１の間加速
度が一定の率で減少するような加速をいい、減速時にあ
ってはそれとは対称的に減速することをいう。

さて、本実施例の制御装置は、パス動作を実行させるに
あたって、所定の目標点の前後の軌道の少なくとも一方
が円弧補間軌道である場合には、指定されたパス率に応
じて円弧補間軌道の開始あるいは終了部分の一部を直線
軌道に補正する手段と、この補正手段の補正に基づいて
直線軌道同士の重ね合わせとしてバス動作の軌道計算を
行う手段とを含んで構成されている。前記補正手段は、
ｒＭＯＶＥｃＪ命令がｒＥＮＡＢＬＥ　　ＰＡＳＳＪ命
令とｒＤＩｓＡＢＬＥ　　ＰＡＳＳＪ命令との間に存在
すると、第２図に示すように、接続しようとする円弧補
間軌道を破線で示すように近似的な直線軌道βあるいは
Ω′に補正（内挿）し、また、軌道計算手段は、その直
線軌道Ωと相手の直線補間軌道との間のバス動作、ある
いは、直線軌道ρとΩ′との間のバス動作の軌道計算を
行うようになっている。従って、例えば第２図（ａ）の
例では、バス動作が実行されるとアーム先端は同図に細
い実線で示す軌道にて動作されるようになっている。

ここで、パス動作軌道を計算するために必要となるデー
タは、時間管理のパラメータを除くと、（１）前回のセ
グメントの加速度 （２）前回のセグメントの速度 （３）前回のセグメントの目標点 （４）今回のセグメントの加速度 （５）今回のセグメントの速度 の５項目である。前回のセグメントあるいは今回のセグ
メント円弧補間軌道の場合でも、パス動作開始点から前
回のセグメントの目標点までを結ぶ直線軌道区間あるい
は今回のセグメントの開始点からパス動作終了点までを
結ぶ直線軌道区間を設けることにより、上述のような直
線補間軌道と直線補間軌道とをつなぐバス動作の軌道計
算方式を用いて軌道計算が行えるようにしたのである。

本実施例では、第１図に示すフローチャートに従って軌
道計算がなされる。

２］ 即ち、まず、ステップＳ］では、今回のセグメントの各
軸の移動距離Ｄ　Ｃ［ｉｌを調べ、加速減速なしにあら
かじめ設定された指令速度ＳＰＤで移動させた場合に要
する移動時間Ｔ［１］を求め、移動に要する時間が最も
長い軸の移動時間をセグメント時間Ｔ１とする。

Ｔ［１］　＝ＤＣ４ｉ１　／Ｓ　ＰＤ ＴＩ−ｍａｘ　（Ｔｌｊ］　） 次のステップＳ２では、各軸の移動時間をＴ１に揃え、
各軸の移動距離から各軸の最高速度を補正する。

ＳＰＤ［ｉコ　＝　Ｄ　　Ｃ［ｉコ　／ＴＩそして、ス
テップＳ３では、各軸の加減速時間を比較し、加減速に
要する時間が最も長い軸の時間をＴ　ａ　ｍａｘとして
全軸の加減速時間をこのＴａｍａｘに統一する。前述の
補正後の各軸の最高速度Ｓ　Ｐ　Ｄ　［ｉｌと加減速時
間Ｔ　ａ　ｍａＸとから、各軸の加速度Ａ　ＣＣ［ｉｌ
を求める。

ＡＣＣ［＋］　＝ＳＰＤ［ｉｌ　／Ｔａｍａｘステップ
Ｓ４では、バス動作を行うかどうかが判断される。これ
は、プログラムのパス指令の有無により判断され、バス
指令がない場合（ｒＮｏＪ）にはそのままステップＳ　
］、　Ｏに進む。

一方、バス指令があった場合には（ｒＹｅｓＪ）、ステ
ップＳ５にて、プログラムで指定されたパス率から、パ
ス動作の移行時間を求める。そして、ステップ８６〜Ｓ
９にて、バス動作で接続する補間の種類が判断される。

まず、ステップＳ６にて、今回のセグメントが円弧補間
である場合には（ｒＹｅｓＪ）、パス動作完了点の円弧
角より後述するようにその点における各座標系の速度と
加速度を求める（ステップＳ７）。尚、補間種別が直線
補間ならば（ステップＳ６にてｒＮｏＪ）、パス動作終
了時間から上述の直線補間軌道同士のバス動作の計算方
法にて述べたようにしてバス動作完了点の速度と加速度
が求められる。

そして、前回のセグメントが円弧補間である場合には（
ステップＳ８にて「Ｙｅｓ」）、同様にパス動作開始点
の円弧角より後述するようにその点における各座標系の
速度と加速度を求める（ステップＳ９）。尚、この場合
も、補間種別が直線補間ならば（ステップＳ８にてｒＮ
ｏＪ）、パス動作終了時間から上述の直線補間軌道同士
のバス動作の計算方法にて述べたように１−でバス動作
完了点の速度と加速度か求められる。

以上の手順により、パス動作軌道を計算するために必要
となるデータは、時間管理のパラメータを除いて計算で
きるものであり、次のステップＳ１０にて、上述の直線
補間軌道同士のバス動作の計算方法にて述べたようにし
て軌道方程式で使う係数や時間管理のパラメータを計算
し、ステップＳｌｌにて、軌道方程式の計算が行われる
のである。

以下、バス動作開始点あるいは終了点の円弧角よりその
点における各座標系の速度と加速度を求める計算方法に
ついて述べる。

ここでは、まず、円弧の軌道４算のアルゴリズムを第５
図乃至第７図を参照して説明する。

■まず、第５図に示すように、円弧軌道の始点Ａ、ＭＯ
ＶＥＣ命令で指定された経由点Ｂ及び目標点Ｃで構成す
る座標系Ｆを、静止座標系Ｗ（ロボットの有する座標系
）上に定義する。座標系Ｆは、点Ａを原点とし、点Ａと
点Ｂとをつなぐ直線をＸ軸とし、点ＣをＸ−Ｙ平面上に
含むものとし、同次変換により定義する。

最初にＸ軸（１Ｘ）の方向余弦ＥＸを求め、次にＹ軸（
’　Ｙ）の方向余弦ＥＹ及びＺ軸（ＰＺ）の方向余弦Ｅ
Ｚを求める。座標系Ｆの原点座標は点Ａの座標となる。

点Ａ、Ｂ、Ｃの座標を次のようにおく。

ここで、ＡＢ＝Ｏとなっているときには、例えば設定の
ミスなどにより始点と経由点とが一致しているため、目
標点への直線補間を行う。

ここで、ｔは ｔ　−Ｎｘ　（Ｃｘ ａｘ） →−Ｎ。

（Ｃｙ ａｙ） ＋Ｎｚ　　（Ｃｚ ａｚ） ここで、ａ２＋ｂ２＋Ｃ２−０となっているとぎには、
例えば設定のミスなとにより始点と目標点あるいは始点
と経由点とが一致しているため、目標点への直線補間を
行う。

よって、 点Ａ。

Ｂ。

Ｃから構成される座標系Ｆ と表せる ■次に、 座標系Ｆ上の円弧の方程式を求める。

第６図において、 座標系Ｆ上の点Ａ。

Ｂ。

Ｃの 座標は、 Ａ− （０゜ Ｏ） 　Ｂ　− （Ｘ２　。

ＦＣ＝ （Ｘ３ Ｙ３） ここで、 Ｘ３　＝ＡＣｅＯ８β−（Ｘ２２＋ＡＣ２ＢＣ２）／２
Ｘ２ となる。

第７図において、座標系Ｆ上の円弧の中心座標ＰＱ（Ｆ
Ｘ、Ｆｙ）は、 Ｆｘ＝Ｘ２　／２　　　　　　　　　　　、、、（１８
）Ｐ！／＝　（Ｘ３　’　　Ｘ２　Ｘ３　＋Ｙ３　’　
）／２Ｙ３・・・　（１つ） また、半径ｒは、 ｒ＝Ｆ］７７１匹　　　　　　−（２０）円弧角θは、
ＡＤとＣＤとのなす角をαとおくと、ａ　−５ｉｎ−’
　（ＡＣ／２　ｒ）　　　　　　　−（２］）ここで、
Ｘ３≧０のとき、 Ｆｙくｙ３ＦＸ／ｘ３であれば、 θ＝２π−２α　　　　　　　　　　・・・（２２）Ｐ
　ｙ≧ｙ３Ｐｘ／ｘ３であれば、 θ＝２α　　　　　　　　　　　　　・・・（２３）一
方、Ｘ３く０のとき、 Ｆｙ＜ｙｓ　’　ｘ／ｘ３であれば、 θ　−２π−２α　　　　　　　　　　　　　　　・・
・　（２４）Ｆ　ｙ≧ｙ３　’　Ｘ　／　Ｘ　３であれ
ば、θ−２α　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
・・・　（２５）円弧軌道長しは、 Ｌ−ｒθ　　　　　　　　　　　　　・・・（２６）ま
た、ＦＸ軸とＡＯとのなす角φは φ−ｔａｎ−’　（ｌ″ｙ／Ｐｘ）　　　　　　−（２
７）となる。

■そして、円弧補間の加減速パラメータを求める。

円弧の周速から決まる最高角速度ωｆｆ１−は、ω□８
−θｖ　／　Ｌ　　　　　　　　　・・・（２８）Ｖ：
補間並進最高速度定数 ■円弧軌道の生成 直線軌道と同様に、サンプル時刻ｔごとの速度パターン
に応じた静止座標系」二の位置Ｑを生成する。

座標系Ｆ上の円弧軌道ｐＱｔは、 よって、 静止座標系上の円弧軌道Ｑ は、 と表すことができる。

さて、第２図は、円弧軌道のパス動作命令によって補正
（内挿）される直線軌道ｇあるいはｇ′を示すものであ
る。ここで、点Ａ１はパス動作の移行開始点、点Ａ２は
２つの軌道の交点（前回のセグメントの目標点）、点Ａ
３はバス動作の移行完了点を示している。点Ａ１は、円
弧角θ（（２２）〜（２５）式参照）を基にして、これ
を１００％としてパス率で指定された％に対応する円弧
軌道上の位置とする。

従って、第２図（ａ）の例では、パス率がａ％のとき、 円弧角θ１＝θＸ　（ａ／１００） となる。この円弧角θ、を静止座標系の位置に変換する
。点Ａ１の座標（Ｘ、Ｙ、Ｚ）は、Ｘ−Ｃｌ−Ｃ２ｃｏ
ｓθｍ−Ｃ３ｓｉｎθ。

Ｙ−Ｃ４−Ｃ５ｃｏｓθ、−Ｃ６ｓｉｎθ。

Ｚ−Ｃ７−Ｃ８ｃｏｓθ、　−Ｃ９５ｉｎ８゜０１〜Ｃ
９：パラメータ となる。次に、各座標位置から、各座標速度ｓｘ。

ＳＹ、ＳＺを算出する。

Ｓｘ　＝　（Ｘ−Ａ　２ｘ　）　／１ａｃｃＳｙ　””
　（Ｙ−Ａ２ｙ　）　／１ａｃｃＳ　ｚ　−（Ｚ−Ａ　
２ｚ　）　／１ａｃｃここで、Ａ２ｘ　、Ａ２ｙ　、Ａ
２ｚは、点Ａ２の座標のｘ、ｙ、ｚ成分であり、ｔａｃ
ｃは点Ａ１がら点Ａ２までの移行時間である。これにて
、各加速度Ａｙ、Ａｙ、Ａｚは、 Ａｘ　＝　Ｓ　ｘ　／１ａｃｃ ＡＶ　　＝ＳＹ　　／Ｌａｃｅ Ａｚ　　＝　Ｓ　ｚ　　／１ａｃｃ と求められる。

このようにして、上述のバス動作軌道を計算するために
必要な点ＡＩ、Ａ２．Ａ３における加速度、速度及び目
標位置のデータが得られ、バス動作軌道の計算を行うこ
とができるのである。

このような本実施例によれば、補正手段により、指定さ
れたパス率に応じて円弧補間軌道のＩＪ始あるいは終了
部分の一部を直線軌道に補正するようにしたので、バス
動作の軌道計算を直線軌道同士の重ね合わせとして容易
に行うことができるものである。従って、従来のように
円弧補間軌道における適切なバス動作の軌道計算方法が
なく　ＩＥＩ標点にてロボットを一旦停止ぜざるを得な
かったものと異なり、前後の区間に円弧補間軌道を含む
場合でもバス動作の実行を可能とすることができる。

この結果、ロボットのアーム先端を停止させることなく
なめらかな軌道にて動作させることができ、ひいては、
シール材の噴出の均一化や作業時間の短縮化を図ること
ができるものである。

［発明の効果コ 以上の説明にて明らかなように、本発明のロボットの制
御方法によれば、指定されたパス率に応じて円弧補間軌
道の開始あるいは終了部分の一部を直線軌道に補正する
ことにより、直線軌道同士の重ね合わせとしてバス動作
の軌道計算を行うようにしたので、前後の区間に円弧補
間軌道を含む場合でもバス動作の実行を可能とすること
ができるという優れた効果を奏するものである。

また、本発明のロボットの制御装置によれば、指定され
たパス率に応じて円弧補間軌道の開始あるいは終了部分
の一部を直線軌道に補正する手段と、この補正手段の補
正に基づいて直線軌道同士の重ね合わせとしてバス動作
の軌道計算を行う手段とを具備したので、上記した制御
方法を実現することができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第７図は本発明の一実施例を示すもので、第
１図は軌道計算のフローチャート、第２図は円弧補間軌
道を直線軌道に補正する様子を概念的に示す図、第３図
は直線軌道同士のバス動作を行うときのある一軸におけ
る速度と時間との関係を示す図、第４図は動作プログラ
ム例に対応するアーム先端の動作軌道を示す図、第５図
乃至第７図は円弧軌道の軌道計算の方法を説明するため
の図であり、また、第８図は従来例を示すアーム先端の
動作軌道を示す図である。 代理人　　弁理士　佐　藤　　強 興遅

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、アーム先端を、設定された複数の目標点に対し各目
   標点間を直線補間軌道あるいは円弧補間軌道にてつなぐ
   ように順次移動させるものにおいて、所定の目標点にお
   けるアーム先端の位置決め停止を行なう以前に次の目標
   点への移動動作を開始させるパス動作を実行させるにあ
   たって、所定の目標点の前後の軌道の少なくとも一方が
   円弧補間軌道である場合には、指定されたパス率に応じ
   て円弧補間軌道の開始あるいは終了部分の一部を直線軌
   道に補正することにより、直線軌道同士の重ね合わせと
   してパス動作の軌道計算を行うようにしたことを特徴と
   するロボットの制御方法。 ２、アーム先端を、設定された複数の目標点に対し各目
   標点間を直線補間軌道あるいは円弧補間軌道にてつなぐ
   ように順次移動させるものにおいて、所定の目標点にお
   けるアーム先端の位置決め停止を行なう以前に次の目標
   点への移動動作を開始させるパス動作を実行させるにあ
   たって、所定の目標点の前後の軌道の少なくとも一方が
   円弧補間軌道である場合には、指定されたパス率に応じ
   て円弧補間軌道の開始あるいは終了部分の一部を直線軌
   道に補正する手段と、この補正手段の補正に基づいて直
   線軌道同士の重ね合わせとしてパス動作の軌道計算を行
   う手段とを具備したことを特徴とするロボットの制御装
   置。