JPH0623928B2 - ロボツトハンドの軌道修正方法 - Google Patents
ロボツトハンドの軌道修正方法Info
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- JPH0623928B2 JPH0623928B2 JP59010038A JP1003884A JPH0623928B2 JP H0623928 B2 JPH0623928 B2 JP H0623928B2 JP 59010038 A JP59010038 A JP 59010038A JP 1003884 A JP1003884 A JP 1003884A JP H0623928 B2 JPH0623928 B2 JP H0623928B2
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- JP
- Japan
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- proportional
- robot hand
- amount
- deviation
- coefficient
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- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B19/00—Programme-control systems
- G05B19/02—Programme-control systems electric
- G05B19/42—Recording 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
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/33—Director till display
- G05B2219/33119—Servo parameters in memory, configuration of control parameters
-
- G—PHYSICS
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- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
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- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/45—Nc applications
- G05B2219/45083—Manipulators, robot
Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、ロボットハンドの軌道修正制御装置に係り、
特に、直線軌道精度の向上および定速性に好適な経路補
間データを発生するための前処理を行ない、軌道精度を
向上させるための軌道修正方法に関するものである。
特に、直線軌道精度の向上および定速性に好適な経路補
間データを発生するための前処理を行ない、軌道精度を
向上させるための軌道修正方法に関するものである。
本出願人は、速度制御を用いた直線軌道制御方法とし
て、特開昭58-177287号公報に示すようにロボットハン
ドの指定直線軌道からの位置偏差と速度偏差を次回のサ
ンプリング時の速度指令値にフィードバックすることに
より直線軌道精度を向上できる方法を開発している。こ
の時、フィードバックするものは、位置偏差に比例する
量、位置偏差の蓄積量に比例する量、直線上の定速指令
域での速度偏差に比例する量、それにこの速度偏差の蓄
積量に比例する量を加えたものである。
て、特開昭58-177287号公報に示すようにロボットハン
ドの指定直線軌道からの位置偏差と速度偏差を次回のサ
ンプリング時の速度指令値にフィードバックすることに
より直線軌道精度を向上できる方法を開発している。こ
の時、フィードバックするものは、位置偏差に比例する
量、位置偏差の蓄積量に比例する量、直線上の定速指令
域での速度偏差に比例する量、それにこの速度偏差の蓄
積量に比例する量を加えたものである。
各サンプリング時には、この４つの比例量を定める４種
の比例係数が最適な値に定まっていなければ高い直線軌
道精度を得ることはできない。ところが、これらの比例
係数の最適値は、ロボットハンドの移動距離、指定移動
速度、移動中のハンドの位置姿勢が変化する毎に変変動
するという問題を残していた。そのため、プレイバック
動作時に直線軌道精度が最も高くなるように比例係数の
値を設定することは困難なものであった。
の比例係数が最適な値に定まっていなければ高い直線軌
道精度を得ることはできない。ところが、これらの比例
係数の最適値は、ロボットハンドの移動距離、指定移動
速度、移動中のハンドの位置姿勢が変化する毎に変変動
するという問題を残していた。そのため、プレイバック
動作時に直線軌道精度が最も高くなるように比例係数の
値を設定することは困難なものであった。
本発明の目的は、かかる比例係数の値を設定するときの
困難をなくし、プレイバック動作時に最高の直線軌道精
度を得るための比例係数の最適値を決定する方法を提供
することにある。
困難をなくし、プレイバック動作時に最高の直線軌道精
度を得るための比例係数の最適値を決定する方法を提供
することにある。
本発明の特徴は、ロボットハンドの速度指令値に軌道か
らの位置偏差と指定速度からの速度偏差を帰還して軌道
精度と定速性を向上させるにおいて、帰還ゲィンをアク
チュエータの位炎置検出器の出力データをもとに最適な
値を得るようにした点である。
らの位置偏差と指定速度からの速度偏差を帰還して軌道
精度と定速性を向上させるにおいて、帰還ゲィンをアク
チュエータの位炎置検出器の出力データをもとに最適な
値を得るようにした点である。
以下、第１図〜第３図に従って本発明の一実施例を詳述
する。第１図はロボットに、離れた２点を教示させた
後、この２点間を直線で結ぶようにプレイバック動作さ
せた場合の比例係数の値と、直線軌道精度の関係の実測
データを示したものであり、横軸に時間、縦軸に予定直
線軌道からの実際の軌道の位置偏差をとってある。
する。第１図はロボットに、離れた２点を教示させた
後、この２点間を直線で結ぶようにプレイバック動作さ
せた場合の比例係数の値と、直線軌道精度の関係の実測
データを示したものであり、横軸に時間、縦軸に予定直
線軌道からの実際の軌道の位置偏差をとってある。
同データを得るに使用したロボットは、上腕長さ800m
m、前腕長600mmの関節型５自由度のロボットで、サンプ
リング時間35ms、移動指令速度100mm/sの場合で、速度
パターンは等加速度の台形状としたものである。なお、
実際の制御は上述した特開昭５８−１７７２８７号公報
に示す制御方法と同様である。この場合、ある時間ｔ１
までは一定加速となるように、時間ｔ１から時間ｔ２ま
では一定速度となるように、時間ｔ２から時間ｔ３まで
は一定減速となるように位置ベクトルｐを設定すれば良
い。
m、前腕長600mmの関節型５自由度のロボットで、サンプ
リング時間35ms、移動指令速度100mm/sの場合で、速度
パターンは等加速度の台形状としたものである。なお、
実際の制御は上述した特開昭５８−１７７２８７号公報
に示す制御方法と同様である。この場合、ある時間ｔ１
までは一定加速となるように、時間ｔ１から時間ｔ２ま
では一定速度となるように、時間ｔ２から時間ｔ３まで
は一定減速となるように位置ベクトルｐを設定すれば良
い。
そして、変化させた比例係数は現在の位置偏差を次回の
サンプリング時に比例で、フィードバックさせる項の係
数でＰＩＤ制御での比例補償項に相当するものである。
他の３種の比例係数はゼロとしている。第１図において
は、この比例係数を変化ｋとおいている。比例係数ｋが
小さいとき（ｋ＝４）は位置偏差は第１図(a)のように
なる。比例係数ｋ＝２４のときは第１図(b)の如くであ
って、位置変差は第１図(a)の場合の1/5程度に減少す
る。さらに比例係数ｋ＝28のときは、第１図(c)に示す
ように、比例補償量が過大で、そのため大きく発振して
位置偏差が再び大きくなる。
サンプリング時に比例で、フィードバックさせる項の係
数でＰＩＤ制御での比例補償項に相当するものである。
他の３種の比例係数はゼロとしている。第１図において
は、この比例係数を変化ｋとおいている。比例係数ｋが
小さいとき（ｋ＝４）は位置偏差は第１図(a)のように
なる。比例係数ｋ＝２４のときは第１図(b)の如くであ
って、位置変差は第１図(a)の場合の1/5程度に減少す
る。さらに比例係数ｋ＝28のときは、第１図(c)に示す
ように、比例補償量が過大で、そのため大きく発振して
位置偏差が再び大きくなる。
第１図(a)〜(c)に示す位置偏差の絶対値を各サンプリン
グ時間毎に加えてサンプリング回数で除した１回のサン
プリングでの平均の位置偏差を縦軸に、比例係数を横軸
にとって示したのが第２図である。同図に示すように、
比例係数を大きくしていくと、位置偏差の絶対値は徐々
に少なくなっていくが、所定の位置から逆に位置偏差が
大きくなる。
グ時間毎に加えてサンプリング回数で除した１回のサン
プリングでの平均の位置偏差を縦軸に、比例係数を横軸
にとって示したのが第２図である。同図に示すように、
比例係数を大きくしていくと、位置偏差の絶対値は徐々
に少なくなっていくが、所定の位置から逆に位置偏差が
大きくなる。
すなわち、下方（一側）に凸状の曲線となっている。こ
れは他の３種の比例係数についても同様の結果が得られ
るものである。従って、位置偏差を一番小さくする比例
係数の値を求めるには、比例係数をゼロから次第に大き
くしてゆき、位置偏差の単調減少が単調増加に切り変わ
る点をさがせばよい。これによって求め得た比例係数の
値を比例係数の最適値と呼ぶことにする。
れは他の３種の比例係数についても同様の結果が得られ
るものである。従って、位置偏差を一番小さくする比例
係数の値を求めるには、比例係数をゼロから次第に大き
くしてゆき、位置偏差の単調減少が単調増加に切り変わ
る点をさがせばよい。これによって求め得た比例係数の
値を比例係数の最適値と呼ぶことにする。
ところで、ある比例係数の最適値が求め得た後、他の比
例係数の値を変動させると既に定めた比例係数の最適値
は少し変動する。従って、順番に４種の比例係数の最適
値を決定して最後にそれらの最適値の近傍で再度同様の
操作を繰り返えせば、真の最適値が求まる。
例係数の値を変動させると既に定めた比例係数の最適値
は少し変動する。従って、順番に４種の比例係数の最適
値を決定して最後にそれらの最適値の近傍で再度同様の
操作を繰り返えせば、真の最適値が求まる。
従って、特定の２点間を直線でプレイバック動作（以
下、プレイバック動作とは特定の２点間でのロボットハ
ンドの動作の一単位を意味する。）するときの４種の比
例係数の最適値を求めるには、次のような装置があれば
よい。
下、プレイバック動作とは特定の２点間でのロボットハ
ンドの動作の一単位を意味する。）するときの４種の比
例係数の最適値を求めるには、次のような装置があれば
よい。
すなわち、４種の比例係数を任意に設定したままロボッ
トハンドにプレイバック動作指舟令を与え、プレイバッ
ク動作中の各サンプリング時間毎の予定軌道と実際に動
いた軌道との間の位置偏差を測定し、その位置偏差の絶
対値の和を計算し、他の比例係数の値の場合とその位置
偏差の絶対値の和を比較し、第２図のグラフをベースに
した最適値探索し、得られた最適値をメモリに格納する
装置があればよいわけである。
トハンドにプレイバック動作指舟令を与え、プレイバッ
ク動作中の各サンプリング時間毎の予定軌道と実際に動
いた軌道との間の位置偏差を測定し、その位置偏差の絶
対値の和を計算し、他の比例係数の値の場合とその位置
偏差の絶対値の和を比較し、第２図のグラフをベースに
した最適値探索し、得られた最適値をメモリに格納する
装置があればよいわけである。
第３図は本発明を実施する具体的なブロック構成図であ
って、図中、１はプロセッサを示し、バス２を介してメ
モリ３、テーブル４、乗除算器５、出力ポート６、入力
ポート７、ティーチングボックス８とインターフェース
する。出力ポート６、入力ポート７はロボット本体９と
バス２との間の入出力部を形成する。
って、図中、１はプロセッサを示し、バス２を介してメ
モリ３、テーブル４、乗除算器５、出力ポート６、入力
ポート７、ティーチングボックス８とインターフェース
する。出力ポート６、入力ポート７はロボット本体９と
バス２との間の入出力部を形成する。
プロセッサ１は各種の演算制御、及びバスを介したメモ
リ３、テーブル４、乗除算器５、出力ポート６、入力ポ
ート７、ティーチングボックス８の管理を行う。メモリ
は、演算制御用のプログラムおよび各種のデータを格納
する。テーブルは三角関数、逆三角関数等を格納するデ
ータテーブルである。また、乗除算器５は乗除算専用の
ハードウェアである。ティーチングボックス８は、ティ
ーチング時のマン−マシンインターフェイス用のコンソ
ールである。このティーチングボックス８によって指示
されたロボットの駆動系あるいはセンサから得られるテ
ィーチングデータはメモリ３に格納される構成としてあ
る。
リ３、テーブル４、乗除算器５、出力ポート６、入力ポ
ート７、ティーチングボックス８の管理を行う。メモリ
は、演算制御用のプログラムおよび各種のデータを格納
する。テーブルは三角関数、逆三角関数等を格納するデ
ータテーブルである。また、乗除算器５は乗除算専用の
ハードウェアである。ティーチングボックス８は、ティ
ーチング時のマン−マシンインターフェイス用のコンソ
ールである。このティーチングボックス８によって指示
されたロボットの駆動系あるいはセンサから得られるテ
ィーチングデータはメモリ３に格納される構成としてあ
る。
同回路構成によると、まず、ティーチングボックス８か
らの指示により、メモリ３の中の４つの比例係数を小さ
な値に初期設定する。次に、メモリ３に格納されたプロ
グラムデータに従って直線経路によるプレイバック動作
を行う。この時各サンプリング時のアクチュエータの変
位検出器（図示せず）の値を読み取り、ロボットの軌道
データとしてメモリ３に格納する。プレイバック終了
後、メモリ３に格納されたロボットの軌道データをもと
にハンドの空間内における位置を計算し、この位置とプ
レイバック時の理論軌道との距離を計算し、この値の絶
対値を、各サンプリング毎に加算し、その結果をメモリ
３に格納する。
らの指示により、メモリ３の中の４つの比例係数を小さ
な値に初期設定する。次に、メモリ３に格納されたプロ
グラムデータに従って直線経路によるプレイバック動作
を行う。この時各サンプリング時のアクチュエータの変
位検出器（図示せず）の値を読み取り、ロボットの軌道
データとしてメモリ３に格納する。プレイバック終了
後、メモリ３に格納されたロボットの軌道データをもと
にハンドの空間内における位置を計算し、この位置とプ
レイバック時の理論軌道との距離を計算し、この値の絶
対値を、各サンプリング毎に加算し、その結果をメモリ
３に格納する。
次に４つの比例係数のいずれか１つの値を２倍に変更し
て、上記と同様の操作を行い、得られた絶対値の総和と
前記メモリ３に格納された値との比較をし、次の作業を
実行する。
て、上記と同様の操作を行い、得られた絶対値の総和と
前記メモリ３に格納された値との比較をし、次の作業を
実行する。
(1)、前回の値の方が大きい場合は、さらに比例係数の
値を等間隔で増し、上記の動作を繰り返す。
値を等間隔で増し、上記の動作を繰り返す。
(2)、前回の値の方が小さい場合、前回の比例係数の値
の中間値を次回の比例係数の値とし、上記の動作を繰り
返えす。
の中間値を次回の比例係数の値とし、上記の動作を繰り
返えす。
(3)、前回の値の方と同じ場合、比例係数の値を前回と
今回の中間値として、これを比例係数の最適値と決定す
る。
今回の中間値として、これを比例係数の最適値と決定す
る。
同様の操作を他の３つの比例係数の最適値が決定するま
で繰り返し、この値をもとにもう一度上記手順を繰り返
し最終的な比例係数の最適値としてこの値をメモリ３に
格納し、通常のプレイバック時の比例係数として所定の
点間のプレイバック用データの１つとして引出せるよう
にする。
で繰り返し、この値をもとにもう一度上記手順を繰り返
し最終的な比例係数の最適値としてこの値をメモリ３に
格納し、通常のプレイバック時の比例係数として所定の
点間のプレイバック用データの１つとして引出せるよう
にする。
そして、メモリのプレイバックプログラム中の高い直線
軌道精度を必要とするプレイバック命令のエリアにこの
比例係数の最適値を格納できるようにしておくことによ
って、複数の高直線軌道精度のプレイバック動作も可能
となる。
軌道精度を必要とするプレイバック命令のエリアにこの
比例係数の最適値を格納できるようにしておくことによ
って、複数の高直線軌道精度のプレイバック動作も可能
となる。
上記、実施例によると、例えば、３次元空間中の始点と
終点の２点を指定速度で直線経路補間するときの精度は
大幅に向上し、特に、ロボット駆動部を指定された直線
軌道に従って駆動させた場合に有効である。
終点の２点を指定速度で直線経路補間するときの精度は
大幅に向上し、特に、ロボット駆動部を指定された直線
軌道に従って駆動させた場合に有効である。
上述の実施例からも明らかなように本発明によれば、直
線軌道精度が向上すると共に、定速度性をロボットコン
トローラの能力の最大限まで向上でき、しかもそれが自
動的に行なえるので、ロボットの駆動部の効率は向上す
る。
線軌道精度が向上すると共に、定速度性をロボットコン
トローラの能力の最大限まで向上でき、しかもそれが自
動的に行なえるので、ロボットの駆動部の効率は向上す
る。
添付図は本発明を説明するための図であって、第１図は
比例係数の大きさと位置偏差の関係を１回のプレイバッ
ク動作をもとに示した説明図、第２図は比例係数の大き
さと位置偏差の関係の説明図、第３図は本発明の具体的
な構成を示す回路ブロック図である。 １……プロセッサ、２……バス、３……メモリ、４……
テーブル、５……乗除算器、６……出力ポート、７……
入力ポート、８……テーチングボックス、９……ロボッ
ト本体。
比例係数の大きさと位置偏差の関係を１回のプレイバッ
ク動作をもとに示した説明図、第２図は比例係数の大き
さと位置偏差の関係の説明図、第３図は本発明の具体的
な構成を示す回路ブロック図である。 １……プロセッサ、２……バス、３……メモリ、４……
テーブル、５……乗除算器、６……出力ポート、７……
入力ポート、８……テーチングボックス、９……ロボッ
ト本体。
Claims (1)
- 【請求項１】ロボットハンドの指定直線軌道からの位置
偏差と速度偏差を次回のサンプリング時の速度指令値に
フィードバックして直線経路補間を行うロボットハンド
の軌道修正方法において、 前記フィードバックするものは位置偏差に比例する量
と、位置偏差の蓄積量に比例する量と、速度偏差に比例
する量と、速度偏差の蓄積量に比例する量の和とし、 前記位置偏差に比例する量を定める第１の比例係数と、
前記位置偏差の蓄積量に比例する量を定める第２の比例
係数と、前記速度偏差に比例する量を定める第３の比例
係数及び前記速度偏差の蓄積量に比例する量を定める第
４の比例係数を初期値設定し、 予めメモリに格納されているプレイバックブログラムデ
ータに従ってロボットハンドに特定の２点間で定まる直
線でプレイバック動作を行わせ、 前記プレイバック動作時における各サンプリング時のア
クチュエータの変位を検出し、該検出結果をもとにロボ
ットハンドの空間内における位置を計算し、該計算され
た位置と前記プレイバック動作時の理論軌道との距離を
算出し、 前記算出された距離の絶対値を各サンプリング毎に加算
し、 前記加算した値が最小となるように前記第１から第４の
比例係数をそれぞれ決定し、 前記決定された第１から第４の比例係数を前記特定の２
点間で定まる前記プレイバックブログラムデータ中の高
い直線軌道精度を必要とするプレイバック命令のエリア
に格納することにより高直線軌道精度のプレイバック動
作を行わせることを特徴とするロボットハンドの軌道修
正方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59010038A JPH0623928B2 (ja) | 1984-01-25 | 1984-01-25 | ロボツトハンドの軌道修正方法 |
| US06/623,455 US4617502A (en) | 1983-06-30 | 1984-06-22 | Method and apparatus for controlling a robot hand along a predetermined path |
| EP84107470A EP0130570B1 (en) | 1983-06-30 | 1984-06-28 | Method and apparatus for controlling a robot hand along a predetermined path |
| DE8484107470T DE3485141D1 (de) | 1983-06-30 | 1984-06-28 | Verfahren und geraet zur steuerung einer roboterhand entlang einem bestimmten weg. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59010038A JPH0623928B2 (ja) | 1984-01-25 | 1984-01-25 | ロボツトハンドの軌道修正方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60156107A JPS60156107A (ja) | 1985-08-16 |
| JPH0623928B2 true JPH0623928B2 (ja) | 1994-03-30 |
Family
ID=11739219
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59010038A Expired - Lifetime JPH0623928B2 (ja) | 1983-06-30 | 1984-01-25 | ロボツトハンドの軌道修正方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0623928B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01205207A (ja) * | 1988-02-10 | 1989-08-17 | Tokico Ltd | 教示データ修正方法 |
| CN102419911A (zh) * | 2011-08-17 | 2012-04-18 | 成都智汇科技有限公司 | 基于gis的新闻报道指挥调度管理系统 |
| CN103302668B (zh) * | 2013-05-22 | 2016-03-16 | 东南大学 | 基于Kinect的空间遥操作机器人的控制系统及其方法 |
| CN107206588B (zh) * | 2015-02-04 | 2021-04-30 | 川崎重工业株式会社 | 机械手的偏移自动调整装置及机械手的偏移自动调整方法 |
| CN114290327B (zh) * | 2021-11-25 | 2023-05-30 | 江苏集萃智能制造技术研究所有限公司 | 基于一阶变增益adrc的六轴机械臂控制系统 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5663605A (en) * | 1979-10-30 | 1981-05-30 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Optimum parameter search device of control unit |
-
1984
- 1984-01-25 JP JP59010038A patent/JPH0623928B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60156107A (ja) | 1985-08-16 |
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