JPH0583922B2 - - Google Patents

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JPH0583922B2
JPH0583922B2 JP58116995A JP11699583A JPH0583922B2 JP H0583922 B2 JPH0583922 B2 JP H0583922B2 JP 58116995 A JP58116995 A JP 58116995A JP 11699583 A JP11699583 A JP 11699583A JP H0583922 B2 JPH0583922 B2 JP H0583922B2
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JP
Japan
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path
vector
hand
tool
robot
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JP58116995A
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Japanese (ja)
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JPS6010309A (en
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Muneyuki Sakagami
Koichi Sugimoto
Shinichi Arai
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00Programme-control systems
    • G05B19/02Programme-control systems electric
    • G05B19/42Recording and playback systems, i.e. in which the programme is recorded from a cycle of operations, e.g. the cycle of operations being manually controlled, after which this record is played back on the same machine
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00Program-control systems
    • G05B2219/30Nc systems
    • G05B2219/33Director till display
    • G05B2219/33119Servo parameters in memory, configuration of control parameters
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00Program-control systems
    • G05B2219/30Nc systems
    • G05B2219/33Director till display
    • G05B2219/33263Conversion, transformation of coordinates, cartesian or polar

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、関節型ロボツトにおいて、アクチユ
エータを制御して与えられた経路に沿つて高い経
路精度でもつてツールまたはハンドを移動させる
ロボツトの経路を制御するロボツトハンドの経路
制御方法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an articulated robot that controls an actuator to move a tool or hand along a given path with high accuracy. This invention relates to a route control method for a robot hand to be controlled.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

ロボツトハンドの経路を制御する経路制御方法
には、位置制御による方法と速度制御による方法
がある。位置制御による方法は、第1図に示すよ
うに、ロボツトハンドの現在位置を示す対偶変位
θを座標変換して得られる現在位置データxと終
点を示す目標位置データxfとを用いて、次のサン
プリング時の目標位置xoを位置計算する。この次
のサンプリング時の目標位置xoを座標変換して求
められる対偶変位θaから前記現在位置を示す対偶
変位θを減算し、その値をk倍して積分同等の処
理を行い、目標値となる各回転対偶の対偶速度θ・
を求め、駆動系1に入力する。駆動系1は、同一
構成の駆動回路がロボツトハンドが有する自由度
の数だけ設けられており、モータMとタコジエネ
レータTGと回転変位検出器PEとカウンタCとサ
ーボアンプA1とアンプA2とから構成されてい
る。
Path control methods for controlling the path of the robot hand include a method using position control and a method using speed control. As shown in Fig. 1, the position control method uses current position data x obtained by coordinate transformation of the pairwise displacement θ indicating the current position of the robot hand and target position data x f indicating the end point. Calculate the target position x o at the time of sampling. Subtract the even displacement θ that indicates the current position from the even displacement θ a obtained by coordinate transformation of the target position The pair speed θ of each rotating pair becomes
is determined and input to the drive system 1. The drive system 1 is provided with drive circuits having the same configuration as many degrees of freedom as the robot hand has, and is composed of a motor M, a tachogenerator TG, a rotational displacement detector PE, a counter C, a servo amplifier A1, and an amplifier A2. ing.

一方、速度制御による方法は、第2図に示す様
に、ロボツトハンドを現在位置から目標位置へ直
線で移動させる命令を受けると、現在位置データ
xと終点を示す目標位置データxfとから次のサン
プリング時の目標速度uを計算し、それを座標変
換して各回転対偶の対偶速度θ・を求め、これを駆
動系1に入力するものである。
On the other hand, in the speed control method, as shown in Figure 2, when the robot hand receives a command to move in a straight line from the current position to the target position, it moves from the current position data x and the target position data x f indicating the end point to the next position. A target speed u at the time of sampling is calculated, coordinate transformation is performed to obtain a pair speed θ· of each rotation pair, and this is input to the drive system 1.

第1図と第2図において、θはアクチユエータ
の回転変位検出器PEの出力をカウンタCで計数
して得られるアクチユエータの対偶変位であり、
これを直行座標系に座標変換したのが現在位置デ
ータxである。
In FIGS. 1 and 2, θ is the even displacement of the actuator obtained by counting the output of the rotational displacement detector PE of the actuator with a counter C,
The current position data x is obtained by converting the coordinates into a rectangular coordinate system.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

従来のロボツトハンドの経路を制御する経路制
御方法のうち速度制御による方法は、予定の直線
経路に関し、あらかじめ速度曲線を設定してお
き、それを用いて次のサンプリング時の目標位置
xoを決定している。しかし、ロボツトハンドの速
度は負荷に応じて変動するため、あらかじめ設定
された速度曲線に対し、定常的な偏差が生じ、直
線経路からずれたり、速度の変動が生じ一定速度
で移動できないという問題点があつた。さらに、
一度直線経路からずれてしまうと、もとの経路に
復帰させるのが不可能であるという問題点があつ
た。
Among the conventional path control methods for controlling the path of a robot hand, the speed control method involves setting a speed curve in advance for the planned straight path, and using that to determine the target position for the next sampling.
x o is determined. However, since the speed of the robot hand fluctuates depending on the load, there is a steady deviation from the preset speed curve, causing it to deviate from a straight path or fluctuating in speed, making it unable to move at a constant speed. It was hot. moreover,
There was a problem in that once the vehicle deviated from the straight path, it was impossible to return to the original path.

このような速度制御による方法の問題点を除去
するため、位置制御による方法においては、あら
かじめ定められた経路に基づいて次のサンプリン
グ時の目標位置xoとのずれを計算して求め、この
位置ずれ量に比例した復元速度を用いて速度指令
値を補正することにより、経路精度を向上させよ
うとしている。しかし、実験の結果、このような
位置制御の方法によるロボツトハンドの経路制御
方法では、十分に満足できる程経路精度を向上す
ることができないことがわかつた。
In order to eliminate these problems with the speed control method, the position control method calculates and determines the deviation from the target position x o at the time of the next sampling based on a predetermined path. An attempt is made to improve route accuracy by correcting the speed command value using a restoration speed proportional to the amount of deviation. However, as a result of experiments, it has been found that the route control method of the robot hand using such a position control method cannot improve the route accuracy to a sufficient degree.

第3図は、従来のロボツトハンドの経路制御方
法により求めた直線経路精度の実測例を示す図で
ある。この例は、上腕長800mm、前腕長600mmの関
節型5自由度ロボツトを用いて2点間距離160mm
を指定速度100mm/秒で移動させたときの直線経
路精度を示している。横軸は時間(秒)であり、
サンプリング時間は30ミリ秒となつている。縦軸
は偏差を示し、指定経路からのずれ量の絶対値で
表わしてある。図中イは、補正を全く行わない一
般的な速度制御を行つた場合であり、図中ロは、
上記した位置制御による指定経路に基づいて次の
サンプリング時の目標位置xoとのずれ量に比例し
た復元速度を用いて補正した場合を即ち、後述す
る速度指令ベルトルを求める(5)式の係数k1を与え
て係数k2は与えないで、係数k1に係る位置ずれベ
クトルeに比例する項のみの補正項を用いて速度
指令ベクトルを決定したものである。一方、図中
ハは、(5)式の係数k1及び係数k2の双方を与えて、
係数k1に係る位置ずれベクトルeに比例する項、
及び係数k2に係る位置ずれの積分に比例する補正
項を用いて速度指令ベクトルを決定したものであ
る。
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of actual measurement of linear path accuracy obtained by a conventional robot hand path control method. This example uses an articulated 5-degree-of-freedom robot with an upper arm length of 800 mm and a forearm length of 600 mm, and a distance between two points of 160 mm.
This shows the linear path accuracy when moving at a specified speed of 100 mm/sec. The horizontal axis is time (seconds),
The sampling time is 30 milliseconds. The vertical axis shows the deviation, which is expressed as the absolute value of the amount of deviation from the designated path. Part A in the figure is the case when general speed control is performed without any correction, and part B in the figure is
Based on the specified path by the position control described above, the correction is made using a restoration speed proportional to the amount of deviation from the target position The speed command vector is determined by giving k 1 but not giving the coefficient k 2 and using only a correction term proportional to the positional deviation vector e related to the coefficient k 1 . On the other hand, C in the figure gives both coefficient k 1 and coefficient k 2 of equation (5),
a term proportional to the positional deviation vector e related to the coefficient k 1 ;
The speed command vector is determined using a correction term proportional to the integral of the positional deviation with respect to the coefficient k2 .

第3図イ,ロから明らかなように、従来技術で
は、その経路精度はまだ十分と言えないものであ
つた。
As is clear from Figures 3A and 3B, the route accuracy of the prior art was not yet sufficient.

本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解決
すべく、与えられた経路に沿つて高い経路精度で
ツールまたはハンドを移動させることができるよ
うにしたロボツトハンドの経路制御方法を提供す
ることにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a path control method for a robot hand that can move a tool or hand along a given path with high path accuracy in order to solve the problems of the prior art described above. It is in.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

本発明は、上記目的を達成するために、アクチ
ユエータを制御して与えられた経路に沿つてツー
ルまたはハンドを移動させるロボツトの経路を制
御する方法において、サンプリング周期毎に順次
検出されたロボツトのアクチユエータの変位か
ら、直交座標におけるツールまたはハンドの位置
ベクトルを計算し、該サンプリング周期毎に計算
された位置ベクトルにおける前記与えられた経路
からの垂直距離ベクトルを算出し、前記与えられ
た経路のベクトル情報に基づく経路方向成分と前
記算出された垂直距離ベクトルに基づいて得られ
る該距離を減少させる方向成分とを持つツールま
たはハンドの速度指令ベクトルを前記サンプリン
グ周期毎に生成し、該ツールまたはハンドの速度
指令ベクトルをロボツトの機構に応じて座標変換
して、前記アクチユエータの制御指令値を算出
し、該算出された制御指令値に基づいて前記アク
チユエータを制御することを特徴とするロボツト
ハンドの経路制御方法である。また、本発明は、
アクチユエータを制御して与えられた経路に沿つ
てツールまたはハンドを移動させるロボツトの経
路を制御する方法において、サンプリング周期毎
に順次検出されたロボツトのアクチユエータの変
位から、直交座標におけるツールまたはハンドの
位置ベクトルを計算し、該サンプリング周期毎に
計算された位置ベクトルにおける前記与えられた
経路からの垂直距離ベクトルを算出すると共に前
記与えられた経路のベクトル情報に基づいて該経
路の方向に沿つたツールまたはハンドの指定速度
に対する速度ずれベクトルを算出し、前記与えら
れた経路のベクトル情報に基づく経路方向成分と
前記算出された垂直距離ベクトルに基づいて得ら
れる該距離を減少させる方向成分とを持ち、更に
前記算出された速度ずれベクトルに基づいて補正
されたツールまたはハンドの速度指令ベクトルを
前記サンプリング周期毎に生成し、該ツールまた
はハンドの速度指令ベクトルをロボツトの機構に
応じて座標変換して、前記アクチユエータの制御
指令値を算出し、該算出された制御指令値に基づ
いて前記アクチユエータを制御することを特徴と
するロボツトハンドの経路制御方法である。
In order to achieve the above object, the present invention provides a method for controlling the path of a robot that moves a tool or hand along a given path by controlling the actuators. From the displacement of , calculate the position vector of the tool or hand in Cartesian coordinates, calculate the vertical distance vector from the given path in the position vector calculated for each sampling period, and calculate the vector information of the given path. A tool or hand speed command vector having a path direction component based on the calculated vertical distance vector and a direction component that decreases the distance obtained based on the calculated vertical distance vector is generated for each sampling period, and the tool or hand speed command vector is A method for controlling the path of a robot hand, comprising: converting the coordinates of a command vector according to the mechanism of the robot, calculating a control command value for the actuator, and controlling the actuator based on the calculated control command value. It is. Moreover, the present invention
In a method of controlling the path of a robot that moves a tool or hand along a given path by controlling an actuator, the position of the tool or hand in Cartesian coordinates is determined from the displacement of the actuator of the robot sequentially detected at each sampling period. a vector, and calculates a vertical distance vector from the given path in the position vector calculated for each sampling period, and a tool or tool along the direction of the given path based on the vector information of the given path. Calculate a velocity deviation vector with respect to a specified speed of the hand, and have a path direction component based on vector information of the given path and a direction component that reduces the distance obtained based on the calculated vertical distance vector, and further A speed command vector of the tool or hand corrected based on the calculated speed deviation vector is generated at each sampling period, and the speed command vector of the tool or hand is coordinate-transformed according to the mechanism of the robot. This is a path control method for a robot hand, characterized in that a control command value for an actuator is calculated, and the actuator is controlled based on the calculated control command value.

〔作用〕[Effect]

本発明のロボツトハンドの経路制御方法によれ
ば、サンプリング周期毎に計算された位置ベクト
ルにおける与えられた経路からの垂直距離ベクト
ルを算出し、与えられた経路のベクトル情報に基
づく経路方向成分と前記算出された垂直距離ベク
トルに基づいて得られる該距離を減少させる方向
成分とを持つツールまたはハンドの速度指令ベク
トルを前記サンプリング周期毎に生成するように
したので、従来技術に比較して高い経路精度でツ
ールまたはハンドを移動させることができる。ま
た、上記ツールまたはハンドの速度指令ベクトル
を、与えられた経路のベクトル情報に基づいて該
経路の方向に沿つたツールまたはハンドの指定速
度に対する速度ずれベクトルに基づいて補正する
ことにより、高い経路精度が得られると共に指定
速度による定速性を維持することができる。即
ち、経路からの垂直距離ベクトルに基づく制御だ
けでは、経路からの垂直距離の大きさに応じて速
度が変動し、定速制御を行うことができない。し
かし、上記速度ずれベクトルに基づいて補正する
ことにより、定速制御を行うことができる。
According to the robot hand path control method of the present invention, a vertical distance vector from a given path in a position vector calculated for each sampling period is calculated, and a path direction component based on vector information of the given path is calculated. Since a tool or hand speed command vector having a directional component that decreases the distance obtained based on the calculated vertical distance vector is generated at each sampling period, the path accuracy is higher than that of the conventional technology. can move the tool or hand. In addition, by correcting the speed command vector of the tool or hand based on the vector information of the given path and the speed deviation vector with respect to the specified speed of the tool or hand along the direction of the path, high path accuracy can be achieved. can be obtained and maintain constant velocity at the specified speed. That is, if the control is based only on the vertical distance vector from the route, the speed will vary depending on the magnitude of the vertical distance from the route, and constant speed control cannot be performed. However, constant speed control can be performed by correcting based on the speed deviation vector.

次に、第4図を用いて本発明の原理について、
直線経路を例にして説明する。始点Aから終点B
までの直線が与えられた経路とする。また、ロボ
ツトハンドの移動途中の点をPとし、点Pから与
えられた直線経路へ下した垂線の足を点Qとす
る。また、点A,B,P,Qの各点の位置ベクト
ルをそれぞれx→s,x→f,x→t,x→q,tとし、直線
経路
の方向ベクトルa→とする。この様にすると、位置
ずれベクトルe→と速度ずれベクトルe→vは、次の
ように表せる。
Next, the principle of the present invention will be explained using Fig. 4.
This will be explained using a straight route as an example. Starting point A to ending point B
The straight line up to is the given route. Also, let P be a point in the middle of the movement of the robot hand, and let Q be the leg of a perpendicular line drawn from point P to a given straight path. Furthermore, the position vectors of points A, B, P, and Q are respectively x→ s , x→ f , x→ t , and x→ q,t , and the direction vector of the straight path is a→. In this way, the positional deviation vector e→ and the velocity deviation vector e→ v can be expressed as follows.

x→q,t=x→f−{(x→f−x→t)・a→}a→……
(1) e→=x→q,t−x→t ……(2) v→t=(x→q,t−x→q,t-1)/T ……(3) e→v=v→t−Vpa→ ……(4) ここで、v→tはハンドの速度ベクトルであり、
voは指定速度であり、Tはサンプリング時間を
示す。ここで、指定速度とは、ある区間ABにつ
いてロボツトハンドを移動させる場合の、区間
ABにおける速度の指令値であり、各サンプリン
グ時間ごとに速度の指令値ではない。また、添字
のtは、サンプリング回数を示すもので、t−1
は一回前のサンプリング時の値であることを示
す。
x→ q,t =x→ f −{(x→ f −x→ t )・a→}a→……
(1) e→=x→ q,t −x→ t …(2) v→ t = (x→ q,t −x→ q,t-1 )/T …(3) e→ v = v→ t −V p a→ ...(4) Here, v→ t is the velocity vector of the hand,
vo is the designated speed and T indicates the sampling time. Here, the specified speed is the interval when moving the robot hand in a certain interval AB.
This is the speed command value at AB, not the speed command value for each sampling time. Also, the subscript t indicates the number of sampling times, t-1
indicates the value at the previous sampling.

これらをもとにして、速度指令ベクトルu→を次
のように決定する。
Based on these, the speed command vector u→ is determined as follows.

u→=vta→+k1e→/T+k2Σe→/T ……(5) 又は、 u→=vta→+k1e→/T+k2Σe→/T +k3e→v+k4Σe→v ……(6) ここで、Σe→は始点Aからの各サンプリング毎
の位置ずれ量の蓄積量を示し、Σe→vは定速度領
域の最初のサンプリング点から各サンプリング毎
の速度ずれの蓄積量を示す。またk1〜k4は比例定
数である。上記(5)式は、高精度な経路制御に有用
であり、(6)式は高精度な経路制御と共に定速度制
御において有用である。この速度指令ベクトルu→
をもとに経路経路が行われる。なお、係数k1に係
る項は位置ずれベクトルeに比例する補正項であ
り、係数k2に係る項は位置ずれの積分に比例する
補正項であり、それぞれ第6図の偏差として補正
量計算で計算される。そして、係数k1に係る補正
項のみを用いて指令速度を決定すると第3図ロに
示すように経路誤差が減少し、係数k2に係る補正
項を用いるとハに示すように更に経路誤差が減少
する。
u→=v t a→+k 1 e→/T+k 2 Σe→/T ……(5) Or u→=v t a→+k 1 e→/T+k 2 Σe→/T +k 3 e→ v +k 4 Σe→ v ...(6) Here, Σe→ indicates the accumulated amount of positional deviation for each sampling from the starting point A, and Σe→ v represents the velocity deviation for each sampling from the first sampling point in the constant velocity region. It shows the amount of accumulation. Further, k 1 to k 4 are proportional constants. Equation (5) above is useful for highly accurate route control, and Equation (6) is useful for constant speed control as well as highly accurate route control. This speed command vector u→
The route is determined based on the . Note that the term related to the coefficient k 1 is a correction term proportional to the positional deviation vector e, and the term related to the coefficient k 2 is a correction term proportional to the integral of the positional deviation, and the correction amount is calculated as the deviation in Fig. 6. is calculated. If the command speed is determined using only the correction term related to the coefficient k 1 , the path error will be reduced as shown in Figure 3 (b), and if the correction term related to the coefficient k 2 is used, the path error will be further reduced as shown in c. decreases.

〔実施例〕〔Example〕

以下、添付の図面に示す実施例により、更に詳
細に本発明について説明する。
Hereinafter, the present invention will be explained in more detail with reference to embodiments shown in the accompanying drawings.

第5図は本発明のロボツトハンドの経路制御方
法を実行する制御装置の一実施例を示すブロツク
図である。第5図において、プロセツサ11は、
バス12を介してメモリ13・テーブル14・乗
除算器15・出力ポート16・入力ポート17・
テーチンボツクス18に接続され、更に出力ポー
ト16と入力ポート17はロボツト本体19とバ
ス12の間の入出力部を形成している。
FIG. 5 is a block diagram showing an embodiment of a control device for carrying out the robot hand path control method of the present invention. In FIG. 5, the processor 11 is
Through the bus 12, a memory 13, a table 14, a multiplier/divider 15, an output port 16, an input port 17,
The output port 16 and the input port 17 form an input/output section between the robot body 19 and the bus 12.

プロセツサ11は、各種の演算制御とバス12
を介してメモリ13・テーブル14・乗除算器1
5・出力ポート16・入力ポート17・テーチン
グボツクス18の管理を行う。メモリ13は、演
算制御用のプログラムと各種のデータを格納す
る。テーブル14は、三角関数や逆三角関数を格
納するデータテーブルである。乗除算器15は、
乗除算専用のハードウエアである。テーチングボ
ツクス18は、テーチング時のマン・マシンイン
ターフエイス用のコンソールである。このテーチ
ングボツクス18によつて指示されて、ロボツト
の駆動系あるいはセンサから得られるテーチング
データは、メモリ13に格納される。
The processor 11 performs various calculation controls and the bus 12.
Memory 13, table 14, multiplier/divider 1
5. Manages the output port 16, input port 17, and teaching box 18. The memory 13 stores programs for calculation control and various data. The table 14 is a data table that stores trigonometric functions and inverse trigonometric functions. The multiplier/divider 15 is
This is hardware dedicated to multiplication and division. The teaching box 18 is a console for man-machine interface during teaching. Teaching data obtained from the robot's drive system or sensors as instructed by the teaching box 18 is stored in the memory 13.

テーチング時には、テーチングボツクス18か
らの指示により、ロボツト本体19の所定の部位
を所定の位置まで駆動する。そして、この位置に
おけるアクチユエータの変位を図示しない回転変
位検出器で検出し、この値からロボツトハンドの
空間内(直交座標系)における位置を計算し、テ
ーチングデータとしてメモリ13に格納する。
During teaching, a predetermined portion of the robot body 19 is driven to a predetermined position based on instructions from the teaching box 18. Then, the displacement of the actuator at this position is detected by a rotational displacement detector (not shown), and the position of the robot hand in space (orthogonal coordinate system) is calculated from this value and stored in the memory 13 as teaching data.

実際の操作時には、先ずメモリ13から動作モ
ードに従つてテーチングデータを読み出す。次
に、テーチングボツクス18からの指示(例え
ば、速度の指示)に従つて、テーチングデータに
点間の補正処理を行う。
During actual operation, teaching data is first read out from the memory 13 according to the operation mode. Next, according to instructions from the teaching box 18 (for example, speed instructions), point-to-point correction processing is performed on the teaching data.

点間の補正処理について、第6図を用いて説明
する。先ず、メモリ13内の始点位置データ(図
示せず)と終点位置を示す目標位置データxfとか
ら、理想経路データとして、経路方向を示す経路
データaを計算する。ここで、理想経路データa
は、前記した直線経路の方向ベクトルa→に対応す
るものである。次に、ロボツト本体の回転変位検
出器PEの出力をカウンタCで計数して得られる
ロボツトハンドの対偶変位θを、プロセツサ11
と乗除算器15とテーブル14を用いて座標変換
し、直交座標系の現在位置データxtを計算する。
次に、この現在位置データxtと目標位置データxf
と経路方向データa等を用いて、式(1)、(2)、(3)、
(4)、(5)又は式(1)、(2)、(3)、(4)、(6)をプロセツサ

1と乗除算器15を用いて計算し、次のサンプリ
ング時の速度指令値uを決定する。
The correction process between points will be explained using FIG. 6. First, route data a indicating the route direction is calculated as ideal route data from starting point position data (not shown) in the memory 13 and target position data x f indicating the ending point position. Here, ideal route data a
corresponds to the direction vector a→ of the straight path described above. Next, the processor 11 calculates the pairwise displacement θ of the robot hand obtained by counting the output of the rotational displacement detector PE of the robot body using the counter C.
The coordinates are transformed using the multiplier/divider 15 and the table 14, and the current position data x t in the orthogonal coordinate system is calculated.
Next, this current position data x t and target position data x f
and route direction data a, etc., formulas (1), (2), (3),
(4), (5) or expressions (1), (2), (3), (4), (6) are
1 and the multiplier/divider 15 to determine the speed command value u for the next sampling.

次に、この速度指令値uをプロセツサ11とテ
ーブル14と乗除算器15を用いて座標変換し、
各対偶の速度指令値θ・とし、これをロボツトの駆
動系1への指令値とする。
Next, this speed command value u is subjected to coordinate transformation using the processor 11, table 14, and multiplier/divider 15.
Let the speed command value θ· of each pair be the command value to the drive system 1 of the robot.

ここで、上記速度指令値uは、ハンドの現在位
置と理想経路との誤差を示す位置ずれベクトルe→
に基づいて計算されているため、上記速度指令値
θ・を用いることにより、高い経路精度でハンドを
移動させることが可能になる。
Here, the speed command value u is a positional deviation vector e which indicates the error between the current position of the hand and the ideal path →
Since it is calculated based on the speed command value θ, it is possible to move the hand with high route accuracy by using the speed command value θ·.

上記実施例を用いてロボツトハンドを実際に制
御した例を第3図中のハに示す。各種の制御条件
は第3図中のイ,ロに示す従来例の場合と全く同
様である。また第3図中のハに示す例では、式(6)
における比例定数が次のように設定された。すな
わちk1=0.6、k2=0.03、k3=0、k4=0である。
すなわち、式(5)に基づく制御が行われた。第3図
から明らかなように、第3図中のロに示す従来例
よりも、約3〜4倍程度経路制度を向上させるこ
とが可能になつた。
An example in which a robot hand is actually controlled using the above embodiment is shown in C in FIG. Various control conditions are exactly the same as in the conventional example shown in A and B in FIG. In addition, in the example shown in Figure 3, Equation (6)
The proportionality constant was set as follows. That is, k 1 =0.6, k 2 =0.03, k 3 =0, and k 4 =0.
That is, control based on equation (5) was performed. As is clear from FIG. 3, it has become possible to improve the route precision by about 3 to 4 times as compared to the conventional example shown in FIG.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によれば、サンプリング周期毎に計算さ
れた位置ベクトルにおける与えられた経路からの
垂直距離ベクトルを算出し、与えられた経路のベ
クトル情報に基づく経路方向成分と前記算出され
た垂直距離ベクトルに基づいて得られる該距離を
減少させる方向成分とを持つツールまたはハンド
の速度指令ベクトルを前記サンプリング周期毎に
生成するようにしたので、高い経路精度でツール
またはハンドを移動させることができ、制御性を
著しく向上させることができる効果を奏する。ま
た、本発明によれば、経路からの垂直距離の大き
さに応じて速度が変動することなく、ほぼ一定速
度で経路に沿つてツールまたはハンドを移動させ
ることができる効果も奏する。
According to the present invention, a vertical distance vector from a given route in a position vector calculated for each sampling period is calculated, and a route direction component based on vector information of the given route and the calculated vertical distance vector are combined. Since a tool or hand speed command vector having a direction component that decreases the distance obtained based on the distance is generated at each sampling period, the tool or hand can be moved with high path accuracy and controllability is improved. This has the effect of significantly improving the Further, according to the present invention, the tool or the hand can be moved along the path at a substantially constant speed without the speed varying depending on the vertical distance from the path.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図と第2図は従来のロボツトハンドの経路
制御方法を示すブロツク図、第3図は従来のロボ
ツトハンドの経路制御方法及び本発明のロボツト
ハンドの経路制御方法による経路制御の精度の一
例を示す図、第4図は本発明のロボツトハンドの
経路制御方法の原理を説明するための説明図、第
5図は本発明のロボツトハンドの経路制御方法を
実行する制御装置の一例を示すブロツク図、第6
図は第5図に示す制御装置において実行される経
路制御を説明するためのブロツク図である。 1……駆動系、11……プロセツサ、12……
バス、13……メモリ、14……テーブル、15
……乗除算器、16……出力ポート、17……入
力ポート、18……テーチングボツクス、19…
…ロボツト本体。
1 and 2 are block diagrams showing a conventional robot hand path control method, and FIG. 3 is an example of the accuracy of path control by the conventional robot hand path control method and the robot hand path control method of the present invention. FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining the principle of the robot hand path control method of the present invention, and FIG. 5 is a block diagram showing an example of a control device for carrying out the robot hand path control method of the present invention. Figure, 6th
This figure is a block diagram for explaining route control executed in the control device shown in FIG. 5. 1... Drive system, 11... Processor, 12...
Bus, 13...Memory, 14...Table, 15
... Multiplier/divider, 16 ... Output port, 17 ... Input port, 18 ... Teaching box, 19 ...
...The robot body.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 アクチユエータを制御して与えられた経路に
沿つてツールまたはハンドを移動させるロボツト
の経路を制御する方法において、サンプリング周
期毎に順次検出されたロボツトのアクチユエータ
の変位から、直交座標におけるツールまたはハン
ドの位置ベクトルを計算し、該サンプリング周期
毎に計算された位置ベクトルにおける前記与えら
れた経路からの垂直距離ベクトルを算出し、前記
与えられた経路のベクトル情報に基づく速度の経
路方向成分と前記算出された垂直距離ベクトルに
基づいて得られる該距離を減少させる方向成分と
を持つツールまたはハンドの速度指令ベクトルを
前記サンプリング周期毎に生成し、該ツールまた
はハンドの速度指令ベクトルをロボツトの機構に
応じて座標変換して、前記アクチユエータの制御
指令値を算出し、該算出された制御指令値に基づ
いて前記アクチユエータを制御することを特徴と
するロボツトハンドの経路制御方法。 2 前記経路は直線経路部が連ねられていること
を特徴とする特許請求の範囲第1項記載のロボツ
トハンドの経路制御方法。 3 アクチユエータを制御して与えられた経路に
沿つてツールまたはハンドを移動させるロボツト
の経路を制御する方法において、サンプリング周
期毎に順次検出されたロボツトのアクチユエータ
の変位から、直交座標におけるツールまたはハン
ドの位置ベクトルを計算し、該サンプリング周期
毎に計算された位置ベクトルにおける前記与えら
れた経路からの垂直距離ベクトルを算出すると共
に前記与えられた経路のベクトル情報に基づいて
該経路の方向に沿つたツールまたはハンドの指定
速度に対する速度ずれベクトルを算出し、前記与
えられた経路のベクトル情報に基づく速度の経路
方向成分と前記算出された垂直距離ベクトルに基
づいて得られる該距離を減少させる方向成分とを
持ち、更に前記算出された速度ずれベクトルに基
づいて補正されたツールまたはハンドの速度指令
ベクトルを前記サンプリング周期毎に生成し、該
ツールまたはハンドの速度指令ベクトルをロボツ
トの機構に応じて座標変換して、前記アクチユエ
ータの制御指令値を算出し、該算出された制御指
令値に基づいて前記アクチユエータを制御するこ
とを特徴とするロボツトハンドの経路制御方法。 4 前記経路は直線経路部が連ねられていること
を特徴とする特許請求の範囲第3項記載のロボツ
トハンドの経路制御方法。
[Claims] 1. In a method for controlling the path of a robot that moves a tool or hand along a given path by controlling an actuator, an orthogonal Calculate the position vector of the tool or hand in the coordinates, calculate the vertical distance vector from the given path in the position vector calculated for each sampling period, and calculate the velocity path based on the vector information of the given path. A tool or hand speed command vector having a direction component and a direction component that decreases the distance obtained based on the calculated vertical distance vector is generated for each sampling period, and the tool or hand speed command vector is A path control method for a robot hand, comprising: calculating a control command value for the actuator by performing coordinate transformation according to a mechanism of the robot; and controlling the actuator based on the calculated control command value. 2. The robot hand path control method according to claim 1, wherein the path is a series of linear path sections. 3. In a method of controlling the path of a robot that moves a tool or hand along a given path by controlling an actuator, the displacement of the robot's actuator detected sequentially at each sampling period is used to determine the position of the tool or hand in Cartesian coordinates. A tool that calculates a position vector, calculates a vertical distance vector from the given path in the position vector calculated for each sampling period, and moves along the direction of the given path based on vector information of the given path. Alternatively, calculate a speed deviation vector for the designated speed of the hand, and calculate a path direction component of the speed based on the vector information of the given path and a direction component that reduces the distance obtained based on the calculated vertical distance vector. and further generate a speed command vector of the tool or hand corrected based on the calculated speed deviation vector at each sampling period, and coordinate transform the speed command vector of the tool or hand according to the mechanism of the robot. A path control method for a robot hand, comprising: calculating a control command value for the actuator; and controlling the actuator based on the calculated control command value. 4. The robot hand path control method according to claim 3, wherein the path includes a series of straight path sections.
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DE8484107470T DE3485141D1 (en) 1983-06-30 1984-06-28 METHOD AND DEVICE FOR CONTROLLING A ROBOT'S HAND ALONG A SPECIFIC WAY.

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