JPH04167005A - 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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- JPH04167005A JPH04167005A JP29183990A JP29183990A JPH04167005A JP H04167005 A JPH04167005 A JP H04167005A JP 29183990 A JP29183990 A JP 29183990A JP 29183990 A JP29183990 A JP 29183990A JP H04167005 A JPH04167005 A JP H04167005A
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- 210000000707 wrist Anatomy 0.000 claims abstract description 16
- 239000013598 vector Substances 0.000 claims abstract description 10
- 238000010422 painting Methods 0.000 abstract description 5
- 238000007789 sealing Methods 0.000 abstract description 5
- 238000003466 welding Methods 0.000 abstract description 5
- 230000036544 posture Effects 0.000 description 10
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 6
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 2
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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、塗装、溶接、シーリング等の各作業に用いら
れるロボットの制御方法に関するものである。
れるロボットの制御方法に関するものである。
塗装、溶接、シーリング等の作業では、作業の高品質化
のために、ロボット先端の動作軌跡の精度、滑らかさが
要求され、これにはロボットの制御において、教示点前
後で動作方向が急変するような場合は、その教示点で停
止させることなく、ロボット先端を連続軌跡に沿って滑
らかに制御する必要がある。
のために、ロボット先端の動作軌跡の精度、滑らかさが
要求され、これにはロボットの制御において、教示点前
後で動作方向が急変するような場合は、その教示点で停
止させることなく、ロボット先端を連続軌跡に沿って滑
らかに制御する必要がある。
従来の技術としては、第４図に示すように、第１、第２
、第３の各点Ｐ １ ＋ Ｐ ２ ＋ ’Ｐ ２に沿っ
てロボット先端を移動する場合で、第２点Ｐ２にて動作
方向が急変する場合、第２点Ｐ２近傍で速度ベクトルを
連続的に合成することにより、第２点Ｐ２で停止するこ
となく、滑らかに軌跡を連続制御するようにしている（
例えば、川崎重工技報、１０６号 １９９０年７月発行
、２２〜３１頁、「ロボット用コントローラ（Ａシリー
ズ）の開発」参照）。
、第３の各点Ｐ １ ＋ Ｐ ２ ＋ ’Ｐ ２に沿っ
てロボット先端を移動する場合で、第２点Ｐ２にて動作
方向が急変する場合、第２点Ｐ２近傍で速度ベクトルを
連続的に合成することにより、第２点Ｐ２で停止するこ
となく、滑らかに軌跡を連続制御するようにしている（
例えば、川崎重工技報、１０６号 １９９０年７月発行
、２２〜３１頁、「ロボット用コントローラ（Ａシリー
ズ）の開発」参照）。
上記従来の制御方法では、ねらい位置を連続制御してい
るだけで、ねらい姿勢に関しては連続制御を行なってい
ないので、第４図に示すように、ロボット先端の姿勢か
第１点Ｐ、から第３点Ｐ３に至る間に大きく変化するよ
うな場合、動作方向が急変する第２点Ｐ２の近傍で姿勢
動作が不連続になってしまい、作業品質の劣化を招くと
いう問題があった。
るだけで、ねらい姿勢に関しては連続制御を行なってい
ないので、第４図に示すように、ロボット先端の姿勢か
第１点Ｐ、から第３点Ｐ３に至る間に大きく変化するよ
うな場合、動作方向が急変する第２点Ｐ２の近傍で姿勢
動作が不連続になってしまい、作業品質の劣化を招くと
いう問題があった。
本発明は上記のことにかんがみなされたもので、教示点
で停止することなく、滑らかにねらい位置及びねらい姿
勢の制御が可能となり、塗装、溶接、シーリング等の作
業での作業の高品質化を図ることができるロボットの制
御方法ヲ提供することを目的とするものである。
で停止することなく、滑らかにねらい位置及びねらい姿
勢の制御が可能となり、塗装、溶接、シーリング等の作
業での作業の高品質化を図ることができるロボットの制
御方法ヲ提供することを目的とするものである。
〔課題を解決するための手段及び作用〕すなわち、本発
明は、動作方向が急変する教示点の前後の移動命令にお
いて、ロボット先端のねらい位置Ｘ、Ｙ、Ｚとねらい姿
勢ベクトルａ、ｏ、ｎを計算し、ねらい姿勢をロボット
の手首部の各軸の回転角θ４．θ６．θ６に変換して、
このねらい位置と回転角を合成することにより、ねらい
位置とねらい姿勢を滑らかに動作させる。
明は、動作方向が急変する教示点の前後の移動命令にお
いて、ロボット先端のねらい位置Ｘ、Ｙ、Ｚとねらい姿
勢ベクトルａ、ｏ、ｎを計算し、ねらい姿勢をロボット
の手首部の各軸の回転角θ４．θ６．θ６に変換して、
このねらい位置と回転角を合成することにより、ねらい
位置とねらい姿勢を滑らかに動作させる。
本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
第３図は本発明を適用しようとする産業用ロボットの一
例である６自由度多関節ロボットを示すもので、図中１
は基台２に対し垂直軸を中心に旋回可能にした旋回台で
、３はその第１旋回関節である。４は旋回台１に第１回
動量節５を介して水平軸を中心に回動可能に支持された
第１アーム、６はこの第１アーム４に第２回動量節７を
介して水平軸を中心に回動可能に支持された第２アーム
、８は第２アーム６に第２旋回関節９を介してこの第２
アーム６の軸心を中心に旋回可能に支持された第１手首
、１０はこの第１手首８に第３回動量節１１を介して水
平軸を中心にして回動可能に支持された第２手首、１２
は第２手首１０に設けた第３旋回関節１３に取付けられ
るプラズマトーチ等の先端工具１４を把持するハンドで
ある。
例である６自由度多関節ロボットを示すもので、図中１
は基台２に対し垂直軸を中心に旋回可能にした旋回台で
、３はその第１旋回関節である。４は旋回台１に第１回
動量節５を介して水平軸を中心に回動可能に支持された
第１アーム、６はこの第１アーム４に第２回動量節７を
介して水平軸を中心に回動可能に支持された第２アーム
、８は第２アーム６に第２旋回関節９を介してこの第２
アーム６の軸心を中心に旋回可能に支持された第１手首
、１０はこの第１手首８に第３回動量節１１を介して水
平軸を中心にして回動可能に支持された第２手首、１２
は第２手首１０に設けた第３旋回関節１３に取付けられ
るプラズマトーチ等の先端工具１４を把持するハンドで
ある。
第３図における座標は、左右、前後をＸｏ。
Ｙｏ上下をＺｏとし、旋回台１の旋回角をθ１、第１ア
ーム４の回動角をθ２、第２アーム６の回動角をθ３、
第１手首８の旋回角をθ４、第２手首１０の回動角をθ
５、先端工具１２の旋回角を０６とする。
ーム４の回動角をθ２、第２アーム６の回動角をθ３、
第１手首８の旋回角をθ４、第２手首１０の回動角をθ
５、先端工具１２の旋回角を０６とする。
上記関節にはそれぞれを駆動するアクチュエータが備え
られている。
られている。
上記のようなロボットにおいて、ａ、ｏ、ｎは工具先端
に固定された座標系（ＸＴ、ＹＴ。
に固定された座標系（ＸＴ、ＹＴ。
ＺＴ）の単位ベクトルであり、これを姿勢ベクトルと呼
ぶ。工具先端のねらい位置Ｘ、Ｙ、Ｚは、ロボットの基
台２に固定された基台座標系（Ｘｏ 、 Ｙｏ 、
Ｚｏ ）で表わされる。またねらい姿勢ａ、ｏ、ｎは
同じく基台座標で表わされる。
ぶ。工具先端のねらい位置Ｘ、Ｙ、Ｚは、ロボットの基
台２に固定された基台座標系（Ｘｏ 、 Ｙｏ 、
Ｚｏ ）で表わされる。またねらい姿勢ａ、ｏ、ｎは
同じく基台座標で表わされる。
第５図において、Ｐｌ、Ｐ２．Ｐ３は第１、第２、第３
の教示点で、第２点は移動が急変する中間の教示点であ
る。そしてＰｌからＰ２、Ｐ２からＰ３へは直線補間で
移動する。第２点Ｐ２では停止せず、ねらい位置、姿勢
の連続制御により、Ｐ２近傍を滑らかに通過する場合の
制御方法を以下に示す。
の教示点で、第２点は移動が急変する中間の教示点であ
る。そしてＰｌからＰ２、Ｐ２からＰ３へは直線補間で
移動する。第２点Ｐ２では停止せず、ねらい位置、姿勢
の連続制御により、Ｐ２近傍を滑らかに通過する場合の
制御方法を以下に示す。
まず第１点Ｐ１から、この第１点Ｐ１と第２点Ｐ２の途
中のある点Ｐ１２（第１の中間点）までは第２図に示す
ように、サンプリング周期毎のねらい位置及び姿勢ベク
トルを求め、機構学的に逆変換してθ１〜θ６を求め、
この目標値に追随するように各軸のサーボ演算を行なう
。
中のある点Ｐ１２（第１の中間点）までは第２図に示す
ように、サンプリング周期毎のねらい位置及び姿勢ベク
トルを求め、機構学的に逆変換してθ１〜θ６を求め、
この目標値に追随するように各軸のサーボ演算を行なう
。
なおこのとき、ねらい位置及び姿勢は加減速を考慮して
演算される。
演算される。
第５図において、第１の中間点Ｐ１゜は連続制御の開始
点で、Ｐ２からの距離で指定したり、ｐ、−ｐ２の移動
命令の減速開始点を用いる方法などがあり、この実施例
では後者を採用した。
点で、Ｐ２からの距離で指定したり、ｐ、−ｐ２の移動
命令の減速開始点を用いる方法などがあり、この実施例
では後者を採用した。
Ｐ２５は第２点Ｐ２から第３点Ｐ３の途中にある第２の
中間点であり、上記第１の中間点Ｐ１２からこの第２の
中間点。３までの連続制御は第１図に示すように行なう
。処理（１）はｐ ＋ ２−Ｐ ２へ移動する処理であ
り、処理（２） 、 （３）はＰ２−Ｐ３へ移動する処
理である。まず第１の中間点ＰＩ２でｐ、−ｏｐ２への
移動命令の最終目標値であるＰ２までのねらい位置と第
１、第２手首８．１０の各関節９，１１．１３の各軸の
残りの移動量ΔＸ、△Ｙ、ΔＺ、△θ４．Δθ５、Δθ
６を求める。
中間点であり、上記第１の中間点Ｐ１２からこの第２の
中間点。３までの連続制御は第１図に示すように行なう
。処理（１）はｐ ＋ ２−Ｐ ２へ移動する処理であ
り、処理（２） 、 （３）はＰ２−Ｐ３へ移動する処
理である。まず第１の中間点ＰＩ２でｐ、−ｏｐ２への
移動命令の最終目標値であるＰ２までのねらい位置と第
１、第２手首８．１０の各関節９，１１．１３の各軸の
残りの移動量ΔＸ、△Ｙ、ΔＺ、△θ４．Δθ５、Δθ
６を求める。
以降この移動命令に関しては、サンプリング周期毎に姿
勢ベクトルａ、ｏ、ｎは求めず、単純に残り移動量△Ｘ
２△Ｙ、△Ｚ、△θ４、Δθ５．△θ６を減算して△Ｘ
′、△Ｙ′。
勢ベクトルａ、ｏ、ｎは求めず、単純に残り移動量△Ｘ
２△Ｙ、△Ｚ、△θ４、Δθ５．△θ６を減算して△Ｘ
′、△Ｙ′。
△Ｚ ／２ △θ４′、△θ５′、△θ６′を求める。
この各位は減速を考慮して求められ、例えば、次式のよ
うにサンプリング周期毎に演算する。
うにサンプリング周期毎に演算する。
△Ｘ ’ −Ｋ−Ｌ ｘ （１）Ｌｘ
−Ｌｘ−△Ｘ’ （２）上記（１） 、
（２’）式は△Ｘの減算であるが、他の△ｙ ｒ、△Ｚ
′、・・・も同様である。Ｋは減速度を決める定数で１
以下の値を用いる。△Ｘ′はサンプリング周期毎のＸ方
向の変動量である。
−Ｌｘ−△Ｘ’ （２）上記（１） 、
（２’）式は△Ｘの減算であるが、他の△ｙ ｒ、△Ｚ
′、・・・も同様である。Ｋは減速度を決める定数で１
以下の値を用いる。△Ｘ′はサンプリング周期毎のＸ方
向の変動量である。
またＬｘは△Ｘ′を求めるためのレジスタであり、初期
値には△Ｘを用いる。
値には△Ｘを用いる。
一方処理（２）では、Ｐ、−１−Ｐ、の移動命令を、通
常の移動命令の処理と同じく加減速を考慮してサンプリ
ング周期毎にねらい位置、姿勢Ｘ。
常の移動命令の処理と同じく加減速を考慮してサンプリ
ング周期毎にねらい位置、姿勢Ｘ。
Ｙ、Ｚ、ａ、 ｏ、ｎの演算を行なう。そして処理（
３）では、手首軸のみを対象として機構学的に逆変換し
てθ４．θ５．θ６を求める。処理（４）では、処理（
１） 、 （３）で得られたねらい位置と手首姿勢を加
算する。すなわち、処理（４）で下記のような演算がな
される。
３）では、手首軸のみを対象として機構学的に逆変換し
てθ４．θ５．θ６を求める。処理（４）では、処理（
１） 、 （３）で得られたねらい位置と手首姿勢を加
算する。すなわち、処理（４）で下記のような演算がな
される。
ｘ”、ｙ”、ｚ”は連続制御後（合成後）のねらい位置
、θ４１．θ５’＋ θ６１１は連続制御後の手首角
度である。
、θ４１．θ５’＋ θ６１１は連続制御後の手首角
度である。
処理（５）ではｘ”、ｙ”、ｚ”・ θ４８・θ５８．
θ６″を用いて機構学的に逆変換により旋回台１、第１
アーム４、第２アーム６のそれぞれの姿勢角θ、′、〜
θ３７を演算し、結局θ１”＋ 〜θ６を得る。なお、
θ、″、〜θ３′″は連続制御後の第１旋回関節３、第
１回動量節５、第２回動量節７の角度である。
θ６″を用いて機構学的に逆変換により旋回台１、第１
アーム４、第２アーム６のそれぞれの姿勢角θ、′、〜
θ３７を演算し、結局θ１”＋ 〜θ６を得る。なお、
θ、″、〜θ３′″は連続制御後の第１旋回関節３、第
１回動量節５、第２回動量節７の角度である。
ｐ ２．−ｂ ｐ ａへの移動はＰ、−Ｐ１２の移動と
同じく、第２図に示す通常の処理で移動する。
同じく、第２図に示す通常の処理で移動する。
以上のように、この実施例では、第１図に示したように
、Ｐ１□−Ｐ２の移動処理を処理（１）のように簡易的
に行なったことにより、ねらい姿勢の連続処理が可能と
なる。
、Ｐ１□−Ｐ２の移動処理を処理（１）のように簡易的
に行なったことにより、ねらい姿勢の連続処理が可能と
なる。
本発明によれば、ロボット先端が教示位置で停止するこ
となく、滑らかにねらい位置及び姿勢の制御が可能とな
り、塗装、溶接、シーリング等の作業での作業の高品質
化が図ることができる。
となく、滑らかにねらい位置及び姿勢の制御が可能とな
り、塗装、溶接、シーリング等の作業での作業の高品質
化が図ることができる。
図面は本発明の実施態様を示すもので、第１図は演算処
理動作を示すブロック図、第２図はサンプリング周期毎
のねらい位置、姿勢を求めるための演算処理動作を示す
ブロック図、第３図は６自由度多関節ロボットを模式的
に示す構成説明図、第４図は移動途中で動作方向が急変
する場合の速度ベクトルを示す説明図、第５図は本発明
方法による速度ベクトル及びロボット先端のねらい位置
及び姿勢を示す説明図である。 １は旋回台、３，９．１３は第１、第２、第３の旋回関
節、４，６は第１、第２のアーム、５．７．１１は第１
、第２、第３の回動関節、８，１０は第１、第２の手首
、１２Ｇよ／Ｘ二／ド。 出願人 株式会社 小松製作所 代理人 弁理士 米 原 正 章
理動作を示すブロック図、第２図はサンプリング周期毎
のねらい位置、姿勢を求めるための演算処理動作を示す
ブロック図、第３図は６自由度多関節ロボットを模式的
に示す構成説明図、第４図は移動途中で動作方向が急変
する場合の速度ベクトルを示す説明図、第５図は本発明
方法による速度ベクトル及びロボット先端のねらい位置
及び姿勢を示す説明図である。 １は旋回台、３，９．１３は第１、第２、第３の旋回関
節、４，６は第１、第２のアーム、５．７．１１は第１
、第２、第３の回動関節、８，１０は第１、第２の手首
、１２Ｇよ／Ｘ二／ド。 出願人 株式会社 小松製作所 代理人 弁理士 米 原 正 章
Claims (2)
- （１）ロボットの先端をあらかじめ教示された直線ある
いは円弧等の経路に沿って動作させるロボットの制御方
法において、移動方向の中間の教示点の前後の移動命令
におけるロボット先端のねらい位置Ｘ、Ｙ、Ｚとねらい
姿勢ベクトルａ、ｏ、ｎを計算し、ねらい姿勢を手首部
の各関節軸の回動及び旋回角θ＿４、θ＿５、θ＿６に
変換して、この両方Ｘ、Ｙ、Ｚ及びθ＿４、θ＿５、θ
＿６を合成することによりねらい位置と姿勢を滑らかに
動作させるようにしたことを特徴とするロボットの制御
方法。 - （２）演算を簡単にするために、移動方向の中間の教示
点の前後の移動命令の合成を開始する時点で、上記教示
点前の移動命令の教示点までの残り移動量ΔＸ、ΔＹ、
ΔＺ、Δθ＿４、Δθ＿５、Δθ＿６を求め、以降この
残り移動量を逐次減算し、教示点後の移動命令で演算し
たＸ、Ｙ、Ｚ、θ＿４、θ＿５、θ＿６に加算すること
を特徴とする請求項（１）記載のロボットの制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29183990A JPH04167005A (ja) | 1990-10-31 | 1990-10-31 | ロボットの制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29183990A JPH04167005A (ja) | 1990-10-31 | 1990-10-31 | ロボットの制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04167005A true JPH04167005A (ja) | 1992-06-15 |
Family
ID=17774089
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29183990A Pending JPH04167005A (ja) | 1990-10-31 | 1990-10-31 | ロボットの制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04167005A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6167328A (en) * | 1995-09-19 | 2000-12-26 | Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki | Robot language processing apparatus |
| JP2012135835A (ja) * | 2010-12-27 | 2012-07-19 | Denso Wave Inc | ロボットの制御装置及びロボットの姿勢補間方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS50124357A (ja) * | 1974-03-18 | 1975-09-30 | ||
| JPS5225365A (en) * | 1975-08-20 | 1977-02-25 | Hitachi Ltd | System of controlling industrial robot |
| JPS584377A (ja) * | 1981-03-18 | 1983-01-11 | 株式会社安川電機 | 関節形産業用ロボツトの制御装置 |
| JPS60262214A (ja) * | 1984-06-06 | 1985-12-25 | Nippei Toyama Corp | 加工中心経路の補正方法 |
| JPS62154006A (ja) * | 1985-12-26 | 1987-07-09 | Toyoda Mach Works Ltd | ロボツト制御装置 |
-
1990
- 1990-10-31 JP JP29183990A patent/JPH04167005A/ja active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPS50124357A (ja) * | 1974-03-18 | 1975-09-30 | ||
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