JPH06324730A - 産業用ロボットの制御装置 - Google Patents
産業用ロボットの制御装置Info
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- JPH06324730A JPH06324730A JP13680493A JP13680493A JPH06324730A JP H06324730 A JPH06324730 A JP H06324730A JP 13680493 A JP13680493 A JP 13680493A JP 13680493 A JP13680493 A JP 13680493A JP H06324730 A JPH06324730 A JP H06324730A
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- B25J9/16—Programme controls
- B25J9/1628—Programme controls characterised by the control loop
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- G—PHYSICS
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- G05B2219/43—Speed, acceleration, deceleration control ADC
- G05B2219/43203—Limitation of speed, permissible, allowable, maximum speed
Abstract
他の位置で発生する可能性のある最大速度を超えて動作
不可能になる場合を、簡単に、かつ統一的な手法で回避
できるロボットの制御方法を提供する。 【構成】直線補間、円弧補間等の補間機能を有する産業
用ロボットにおいて、過去に出力したサンプリング周期
ごとの各軸関節移動データを記憶する手段5と、該記憶
装置に記憶された各関節データによって次回出力する各
軸関節移動データが最大関節速度を超えるかどうかを推
測する手段6と、超えた場合に補正係数を求める手段7
とを設ける。次回演算周期では、補正係数を用いて、最
も動作速度の大きい軸の関節速度がセグメントオーバと
ならないように補間動作速度を推測した係数を乗じて補
間演算する。
Description
装置に関するもので、さらに詳しく言えば、特異点を通
過できる補間演算制御機能を有する産業用ロボットの制
御装置に関するものである。
機構で構成される。この場合、各関節角の回転だけで所
定の位置から所定の位置へと直線や円弧等の補間動作を
姿勢を含めて制御することは図2に示すように行われ
る。すなわち、教示データ記憶部1に記憶されている関
節座標系の教示位置を順変換部2で直交座標系に座標変
換(順変換)し、補間演算部3で直交座標系で直線や円
弧等の軌跡となるように動作速度を考慮しサンプリング
周期毎の目標となる位置と姿勢を演算し、逆変換部4で
目標となる直交座標系での位置と姿勢を関節座標系に座
標変換(逆変換)し、最後にセグメントデータ作成出力
部5で前回の目標位置に対する関節座標データと差分
(セグメントデータと称す)を作成して、サーボ駆動系
6に出力することで補間動作を実現している。補間演算
の基本式を式(1)に示す。 P(k) =Ps +(k/N)*(Pe −Ps ) …(1) ただし、Ps は始点位置を表すベクトル、Pe は終点位
置を表すベクトル、P(k) はPs からPe 間の任意の位
置を表すベクトル、NはPs からPe まで指定された動
作速度で移動させる場合に必要なサンプリング回数であ
り、動作速度、サンプリング周期および移動距離から求
められる。k は整数であり、サンプリング周期毎にkを
0からNまで1づつ加算させることによって、つまり、
サンプリング周期毎に(1/N)*(Pe −Ps )を出
力することにより、P(k) が始点Ps から終点Pe まで
の間を指定された動作速度で変化することになる。
ては逆変換時に複数の解があることが知られている。補
間動作を行う場合に、適宜に解を選択して移動させる
と、途中で特異点、およびその近傍を通過する場合があ
り、指定された動作速度で補間演算を行うと、図3のB
に示すように各軸の関節速度が最大速度を超えて動作不
可能になってしまう場合(以下、セグメントオーバと称
す)がある。これを解決するための手段として、従来
は、特異点を検出し、特異点およびその近傍で演算アル
ゴリズムを切り換えることで通過させる方法で回避して
いた(例えば、特開昭62−189504号公報参
照)。
では、特異点を検出するとアルゴリズムを変更し、特殊
処理が必要となる。また、特異点近傍で動作可能か否か
は、そのときの動作速度やロボットの位置等で条件が変
わるので確実に各軸が動作可能か否かを判定するのは困
難である。さらに、例えばアームが座標原点に近い場所
で補間動作を行う場合のように、特異点以外にも同様に
各軸の関節速度が最大速度を超えて動作不可能になる場
合があるが、これを回避するためにはまた別のアルゴリ
ズムが必要となる。本発明の目的は、直線、円弧等の補
間演算での特異点近傍やその他の位置で発生する可能性
のある最大速度を超えて動作不可能になる場合を、簡単
に、かつ統一的な手法で回避できるロボットの制御方法
を提供することである。
弧補間等の補間機能を有する産業用ロボットの制御装置
において、過去に出力したサンプリング周期ごとの各軸
関節移動データを記憶する手段と、該記憶手段に記憶さ
れた各軸関節移動データによって次回出力する各軸関節
移動速度を推測する手段と、前記推測速度が各軸ごとに
予め設定した所定値を超える場合はその所定値を前記推
測速度で除して補正係数を求める手段と、次回演算時に
は該補正係数を乗じた値で補間演算を行う手段とを備え
たことを特徴とするものである。
大値を越える場合は、前記補正係数が乗算されるので次
回演算時では最大値内におさまる。
本発明は補間演算部3を改良し、セグメントデータ記憶
部7、セグメントオーバ推測部8、および補正係数演算
部9を追加したものである。補間動作を開始すると、順
変換部2から、補間演算部3、逆変換部4、セグメント
データ作成出力部5を経て補間演算を行いセグメントデ
ータと作成する。次にセグメントデータ記憶部7によっ
て、セグメントデータ作成出力部5で作成したセグメン
トデータを記憶する。次にセグメントオーバ推測部8に
よって、セグメントデータ記憶部7で記憶した過去に出
力したセグメントデータを利用して次回に出力するセグ
メントデータを推測する。補正係数演算部9では、前記
推測データが予め設定した値を超える場合は、その所定
値を前記推測データで除して補正係数を求めるその係数
を計算する。次回演算周期では、補間演算部3によって
補正係数演算部9で求めた係数を用いて、最も動作速度
の大きい軸の関節速度がセグメントオーバとならないよ
うに補間動作速度を推測した係数を乗じて補間演算す
る。
および終点をあらかじめ順変換しておき、式(1)で直
交座標でのP(k) を求め、それを逆変換部4で逆変換す
ることによってP(k) の位置に相当する関節座標値を得
る。また、セグメントデータ作成出力部5で前回求めら
れたP(k-1) に相当する関節座標値との差によってセグ
メントデータが得られる。セグメントデータ記憶部7で
は、セグメントデータ作成出力部5で求められたセグメ
ントデータをサンプリング周期毎に記憶する。記憶する
ステップ数は任意ステップが可能である。また、記憶方
法については、リングバッファ等の手段がある。
トデータ記憶部7で記憶したセグメントデータを利用し
て次回の補間演算でのセグメントデータを推測する。こ
こでは説明を簡単にするため、具体例として過去2回分
の1軸のみのセグメントデータを用いて、推測する方法
の一例を述べる。最大関節速度に相当するセグメントデ
ータを100、前回のセグメントデータが60、今回の
セグメントデータが90であったとする。前回と今回の
差分が30であることから、次回は90+30=120
が出力されるものと推測する。推測データ120が最大
値100を越えたため、補正係数演算部7では、次回補
間演算で100を超えないような補正係数Aを以下のよ
うに求める。 A=100/120=0.833 …(2) この補正係数Aとは、従来例でK を整数とし、0からN
まで1ずつ加算していたが、その「1」に相当するもの
である。つまり、本発明では、次回指令が最大値を超え
る場合は、K は整数にはならず、1ではなくAを加算す
るのである。なお、1ではなくAを加算するから、この
ままでは最終値(合計)がNにならないので、最終回の
演算で補正を行えばよい。以上の動作により、図3のA
に示すように、最大値を超えることなく動作するように
なる。
2回分のセグメントデータを用いて変化量が一定つまり
直線的に変化するものとして求めたが、より多くの過去
のセグメントデータを用いて、種々の関数を用いて推測
することも可能である。また複数軸の場合は、最大関節
速度を最も超えるものを選択すればよい。サンプリング
周期毎において、式(1)で補間演算するが、前述のk
を0からNまで補正係数Aを加算することでセグメント
オーバとなることなく最大関節速度で前述の特異点近傍
等を通過することができる。また、直線補間に限らず種
々の補間にも適用できることは勿論である。
算した各関節のセグメントデータを直接的に用いて推測
するため、特異点近傍のみならず全ての動作範囲におい
て補間動作時のセグメントオーバによる動作不能状態を
回避することができる。また、特異点の位置などを事前
に検出しておく必要もなくなる。
グメントデータ作成出力部、7…セグメントデータ記憶
部、8…セグメントオーバ推測部、9…補正係数演算部
Claims (2)
- 【請求項1】 直線補間、円弧補間等の補間機能を有す
る産業用ロボットの制御装置において、過去に出力した
サンプリング周期ごとの各軸関節移動データを記憶する
手段と、該記憶手段に記憶された各軸関節移動データに
よって次回出力する各軸関節移動速度を推測する手段
と、前記推測速度が各軸ごとに予め設定した所定値を超
える場合はその所定値を前記推測速度で除して補正係数
を求める手段と、次回演算時には該補正係数を乗じた値
で補間演算を行う手段とを備えたことを特徴とする産業
用ロボットの制御装置。 - 【請求項2】 前記補正係数を求める場合に前記所定値
を最も大きく超える軸についての補正係数を求めること
を特徴とする請求項1記載の産業用ロボットの制御装
置。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP13680493A JP3748454B2 (ja) | 1993-05-14 | 1993-05-14 | 産業用ロボットの制御装置 |
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JP13680493A JP3748454B2 (ja) | 1993-05-14 | 1993-05-14 | 産業用ロボットの制御装置 |
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JPH06324730A true JPH06324730A (ja) | 1994-11-25 |
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ID=15183907
Family Applications (1)
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JP13680493A Expired - Fee Related JP3748454B2 (ja) | 1993-05-14 | 1993-05-14 | 産業用ロボットの制御装置 |
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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-
1993
- 1993-05-14 JP JP13680493A patent/JP3748454B2/ja not_active Expired - Fee Related
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