JPH068166A - 加減速制御装置 - Google Patents
加減速制御装置Info
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- JPH068166A JPH068166A JP19138092A JP19138092A JPH068166A JP H068166 A JPH068166 A JP H068166A JP 19138092 A JP19138092 A JP 19138092A JP 19138092 A JP19138092 A JP 19138092A JP H068166 A JPH068166 A JP H068166A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】運動軌道途中での速度を滑らかに変更すること
ができ、途中停止動作もできる加減速制御装置を提供す
ること。 【構成】加減速制御部は、経路長Ｓを経路速度Ｖの積算
値として求める経路長演算部６と、経路速度Ｖを経路加
速度Ａの積算値から求める経路速度演算部５と、経路加
速度Ａを経路速度偏差Ｅの加速度関数Ｆ（Ｅ）から求め
る経路加速度演算部４と、経路速度偏差Ｅを経路速度指
令値Ｖｒから経路速度Ｖを差し引いて求める経路速度偏
差演算部３と、経路速度指令値Ｖｒを経路長Ｓと速度選
択ＳＷより求める経路速度指令設定部１と、停止制御部
２とから構成され、停止制御部２は、経路残り長Ｌを演
算し、経路速度Ｖと経路残り長Ｌとから判断して速度選
択ＳＷを制御すると共に、経路加速度演算部４を制御す
る。
ができ、途中停止動作もできる加減速制御装置を提供す
ること。 【構成】加減速制御部は、経路長Ｓを経路速度Ｖの積算
値として求める経路長演算部６と、経路速度Ｖを経路加
速度Ａの積算値から求める経路速度演算部５と、経路加
速度Ａを経路速度偏差Ｅの加速度関数Ｆ（Ｅ）から求め
る経路加速度演算部４と、経路速度偏差Ｅを経路速度指
令値Ｖｒから経路速度Ｖを差し引いて求める経路速度偏
差演算部３と、経路速度指令値Ｖｒを経路長Ｓと速度選
択ＳＷより求める経路速度指令設定部１と、停止制御部
２とから構成され、停止制御部２は、経路残り長Ｌを演
算し、経路速度Ｖと経路残り長Ｌとから判断して速度選
択ＳＷを制御すると共に、経路加速度演算部４を制御す
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、マニピュレータなどの
運動を制御する方法に関し、さらに詳しくは運動軌道途
中での速度を滑らかに変更する方法に関する。
運動を制御する方法に関し、さらに詳しくは運動軌道途
中での速度を滑らかに変更する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、マニピュレータは、エンドエフェ
クタを一つの教示点からつぎの教示点へ動かすことを繰
り返すことで作業を行なっている。ＰＴＰ動作の場合、
マニピュレータの各関節座標の変化速度を停止状態から
定められた加速特性で定められた速度まで加速し、定め
られた減速特性で減速し、次の教示点で停止する。一
方、直線補間動作、円弧補間動作などのデカルト座標系
で運動軌道を規定する動作の場合、ＰＴＰ動作と同様に
加減速を行うが、運動軌道上の接線速度を加減速する点
が異なる。
クタを一つの教示点からつぎの教示点へ動かすことを繰
り返すことで作業を行なっている。ＰＴＰ動作の場合、
マニピュレータの各関節座標の変化速度を停止状態から
定められた加速特性で定められた速度まで加速し、定め
られた減速特性で減速し、次の教示点で停止する。一
方、直線補間動作、円弧補間動作などのデカルト座標系
で運動軌道を規定する動作の場合、ＰＴＰ動作と同様に
加減速を行うが、運動軌道上の接線速度を加減速する点
が異なる。
【０００３】いずれにせよ、上記方法は、前もって定め
た速度で運動を規定する方法であって、ゆえに、上記方
法では、途中で速度を変更することが不可欠な作業に対
して対応できない。これら上記方法に対し、途中での速
度の変更を行うように改めた装置が特開昭６３−１２０
３１３号公報に記載されている。この装置は、減速指令
を受けた時点で速度曲線を計算し直す装置で、指令が減
速指令か、加速指令かによって、速度曲線を計算する式
を選択することによって速度の変更を実現している。さ
らにこの装置では、等速区間が存在するかどうかを判断
し、速度曲線を計算する式を選択している。
た速度で運動を規定する方法であって、ゆえに、上記方
法では、途中で速度を変更することが不可欠な作業に対
して対応できない。これら上記方法に対し、途中での速
度の変更を行うように改めた装置が特開昭６３−１２０
３１３号公報に記載されている。この装置は、減速指令
を受けた時点で速度曲線を計算し直す装置で、指令が減
速指令か、加速指令かによって、速度曲線を計算する式
を選択することによって速度の変更を実現している。さ
らにこの装置では、等速区間が存在するかどうかを判断
し、速度曲線を計算する式を選択している。
【０００４】また、特開平１−１１９８０９号公報で
は、運動軌道途中で停止指令を受けた場合に軌道速度に
関する速度曲線を減速時の速度計画に変更し、停止する
方法が示されている。
は、運動軌道途中で停止指令を受けた場合に軌道速度に
関する速度曲線を減速時の速度計画に変更し、停止する
方法が示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】以上の装置及び方法に
より、運動軌道の途中で速度を変更したり、減速停止す
ることができるようになり、たとえば前者の装置を用い
ると、物を穴に挿入する作業で穴の入口まで高速に移動
してきて穴を通るとき低速にすることができる。しかし
ながら速度変更の手順が複雑であるため、軌道途上の速
度を何度も任意に変更することが必要な塗装などの作業
に用いることは難しい。また、停止点の変更は考慮され
ていないので、途中停止動作をするには、新たな速度曲
線を計算するための式を速度変更の手順の中に追加する
必要がある。後者の方法は、非常事態が生じたときに途
中停止させる場合に運動軌道を逸脱することなく停止す
るので安全である。しかし、途中の速度変更についての
方策は、論及していない。
より、運動軌道の途中で速度を変更したり、減速停止す
ることができるようになり、たとえば前者の装置を用い
ると、物を穴に挿入する作業で穴の入口まで高速に移動
してきて穴を通るとき低速にすることができる。しかし
ながら速度変更の手順が複雑であるため、軌道途上の速
度を何度も任意に変更することが必要な塗装などの作業
に用いることは難しい。また、停止点の変更は考慮され
ていないので、途中停止動作をするには、新たな速度曲
線を計算するための式を速度変更の手順の中に追加する
必要がある。後者の方法は、非常事態が生じたときに途
中停止させる場合に運動軌道を逸脱することなく停止す
るので安全である。しかし、途中の速度変更についての
方策は、論及していない。
【０００６】これらの課題を解決するため、本発明の目
的は、複雑な手順を要することなく運動軌道途中での速
度変更を滑らかに何度も任意に変更することができ、途
中停止動作も同じ方法を利用して行うことができる加減
速制御装置を提供することにある。
的は、複雑な手順を要することなく運動軌道途中での速
度変更を滑らかに何度も任意に変更することができ、途
中停止動作も同じ方法を利用して行うことができる加減
速制御装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成させるた
めに、本発明は、運動軌道を軌道の始点からの経路長Ｓ
の関数として表現しておき、経路長Ｓの時々刻々の増加
速度を管理する加減速制御部でマニピュレータの加減速
制御を行うものである。加減速制御部は、経路長Ｓを経
路速度Ｖの積算値として求める経路長演算部と、経路速
度Ｖを経路加速度Ａの積算値から求める経路速度演算部
と、経路加速度Ａを経路速度偏差Ｅの関数である加速度
関数Ｆ（Ｅ）から求める経路加速度演算部と、経路速度
偏差Ｅを経路速度指令値Ｖｒから経路速度Ｖを差し引い
て求める経路速度偏差演算部と、経路速度指令値Ｖｒを
求める経路速度指令設定部と、停止制御部とから構成さ
れる。
めに、本発明は、運動軌道を軌道の始点からの経路長Ｓ
の関数として表現しておき、経路長Ｓの時々刻々の増加
速度を管理する加減速制御部でマニピュレータの加減速
制御を行うものである。加減速制御部は、経路長Ｓを経
路速度Ｖの積算値として求める経路長演算部と、経路速
度Ｖを経路加速度Ａの積算値から求める経路速度演算部
と、経路加速度Ａを経路速度偏差Ｅの関数である加速度
関数Ｆ（Ｅ）から求める経路加速度演算部と、経路速度
偏差Ｅを経路速度指令値Ｖｒから経路速度Ｖを差し引い
て求める経路速度偏差演算部と、経路速度指令値Ｖｒを
求める経路速度指令設定部と、停止制御部とから構成さ
れる。
【０００８】経路速度指令設定部は、経路長Ｓの関数と
しての設定速度関数Ｖｓ（Ｓ）と速度選択ＳＷから構成
される。
しての設定速度関数Ｖｓ（Ｓ）と速度選択ＳＷから構成
される。
【０００９】
【作用】まず、経路速度指令設定部が速度選択ＳＷの状
態に応じて、経路速度指令値Ｖｒを０とするか、あるい
は設定速度関数Ｖｓ（Ｓ）とするかを選択し、経路速度
指令値Ｖｒを決定する。つぎに経路速度偏差演算部が経
路速度指令Ｖｒと経路速度Ｖの差である経路速度偏差Ｅ
を演算する。つぎに経路加速度演算部が加速度関数Ｆ
（Ｅ）にしたがって経路加速度Ａを決める。つぎに経路
速度演算部が経路加速度Ａを積算して経路速度Ｖを求
め、経路長演算部が経路速度Ｖを積算して経路長Ｓを求
める。加速度関数Ｆ（Ｅ）の作用によって経路速度Ｖ
は、設定速度関数Ｖｓ（Ｓ）に追従するように運動軌道
途中において滑らかに変化する。停止制御部は、経路速
度Ｖから減速停止するまでの減速距離Ｗを計算し、経路
残り長Ｌが減速距離Ｗより小さくなると、経路速度指令
Ｖｒを０とするよう速度選択ＳＷを制御すると共に、軌
道終点の教示点でちょうど停止するように経路加速度演
算部のパラメータを変更する。以上の処理が一定の制御
周期にて繰り返され、運動軌道を形成する。運動軌道の
途中で停止させる場合は、経路速度指令Ｖｒを０とする
ように速度選択ＳＷを制御するだけで減速停止が実行さ
れる。
態に応じて、経路速度指令値Ｖｒを０とするか、あるい
は設定速度関数Ｖｓ（Ｓ）とするかを選択し、経路速度
指令値Ｖｒを決定する。つぎに経路速度偏差演算部が経
路速度指令Ｖｒと経路速度Ｖの差である経路速度偏差Ｅ
を演算する。つぎに経路加速度演算部が加速度関数Ｆ
（Ｅ）にしたがって経路加速度Ａを決める。つぎに経路
速度演算部が経路加速度Ａを積算して経路速度Ｖを求
め、経路長演算部が経路速度Ｖを積算して経路長Ｓを求
める。加速度関数Ｆ（Ｅ）の作用によって経路速度Ｖ
は、設定速度関数Ｖｓ（Ｓ）に追従するように運動軌道
途中において滑らかに変化する。停止制御部は、経路速
度Ｖから減速停止するまでの減速距離Ｗを計算し、経路
残り長Ｌが減速距離Ｗより小さくなると、経路速度指令
Ｖｒを０とするよう速度選択ＳＷを制御すると共に、軌
道終点の教示点でちょうど停止するように経路加速度演
算部のパラメータを変更する。以上の処理が一定の制御
周期にて繰り返され、運動軌道を形成する。運動軌道の
途中で停止させる場合は、経路速度指令Ｖｒを０とする
ように速度選択ＳＷを制御するだけで減速停止が実行さ
れる。
【００１０】
【実施例】以下、本発明による一実施例を図面を基に説
明する。図１は、本発明による加減速制御方法のデータ
の流れを示すブロック図である。図２は、本発明を実施
したロボットマニピュレータのモーションコントロール
の処理の流れを示すブロック図である。まず、図２を基
にモ−ションコントロールの動作を説明する。
明する。図１は、本発明による加減速制御方法のデータ
の流れを示すブロック図である。図２は、本発明を実施
したロボットマニピュレータのモーションコントロール
の処理の流れを示すブロック図である。まず、図２を基
にモ−ションコントロールの動作を説明する。
【００１１】軌道計画部２１は、ロボット言語で記述さ
れた動作シーケンスに従って、経路長Ｓの関数として運
動軌道関数Ｐ（Ｓ）を設定する。運動軌道関数Ｐ（Ｓ）
は、運動軌道の座標値を経路長Ｓの関数として表わした
ものである。運動軌道の座標値は、ＰＴＰ動作の場合は
関節座標系で表され、直線補間動作や円弧補間動作など
のデカルト座標系動作の場合はデカルト座標系で表され
る。経路長Ｓは軌道の始点から運動軌道の経路にそって
計った距離である。さらに軌道計画部２１は、経路長Ｓ
の関数として設定速度関数Ｖｓ（Ｓ）を設定する。次に
軌道計画部２１は、経路長Ｓの加減速に必要なパラメー
タ６１を動作シーケンスに従って算出し、加減速制御部
２２に送るとともに動作開始を加減速制御部２２に指令
する。本実施例における加減速に必要なパラメータ６１
を以下に示す。 線型加減速（台形加減速）の場合。 Ａmax ；最大加速度 線型加速放物線減速の場合。 Ａmax ；最大加速度 Ｊ ；躍動度（加速度の時間変化率）
れた動作シーケンスに従って、経路長Ｓの関数として運
動軌道関数Ｐ（Ｓ）を設定する。運動軌道関数Ｐ（Ｓ）
は、運動軌道の座標値を経路長Ｓの関数として表わした
ものである。運動軌道の座標値は、ＰＴＰ動作の場合は
関節座標系で表され、直線補間動作や円弧補間動作など
のデカルト座標系動作の場合はデカルト座標系で表され
る。経路長Ｓは軌道の始点から運動軌道の経路にそって
計った距離である。さらに軌道計画部２１は、経路長Ｓ
の関数として設定速度関数Ｖｓ（Ｓ）を設定する。次に
軌道計画部２１は、経路長Ｓの加減速に必要なパラメー
タ６１を動作シーケンスに従って算出し、加減速制御部
２２に送るとともに動作開始を加減速制御部２２に指令
する。本実施例における加減速に必要なパラメータ６１
を以下に示す。 線型加減速（台形加減速）の場合。 Ａmax ；最大加速度 線型加速放物線減速の場合。 Ａmax ；最大加速度 Ｊ ；躍動度（加速度の時間変化率）
【００１２】加減速制御部２２は、軌道計画部２１から
受け取ったパラメータ６１を使って経路長Ｓの時間的挙
動を管理し、経路長Ｓを曲線発生部２３へ送る。
受け取ったパラメータ６１を使って経路長Ｓの時間的挙
動を管理し、経路長Ｓを曲線発生部２３へ送る。
【００１３】曲線発生部２３は、運動軌道関数Ｐ（Ｓ）
を使って運動軌道の座標値６３を作成し、座標値６３を
座標変換部２４に送り、座標変換部２４は座標値６３を
ロボットマニピュレータの関節サーボモータ指令値６４
に変換し、サーボモータ指令値６４をサーボモータ制御
部２５に送る。サーボモータ制御部は、関節のサーボモ
ータをサーボモータ指令値６４に従って動かすように制
御する。
を使って運動軌道の座標値６３を作成し、座標値６３を
座標変換部２４に送り、座標変換部２４は座標値６３を
ロボットマニピュレータの関節サーボモータ指令値６４
に変換し、サーボモータ指令値６４をサーボモータ制御
部２５に送る。サーボモータ制御部は、関節のサーボモ
ータをサーボモータ指令値６４に従って動かすように制
御する。
【００１４】加減速制御部２２、曲線発生部２３、座標
変換部２４は、一定の制御周期Ｔにて繰り返し動作し、
運動軌道が軌道開始点から軌道終点まで形成される。サ
ーボモータ制御部も制御周期Ｔと同じかあるいは制御周
期Ｔより短い周期で繰り返し動作する。
変換部２４は、一定の制御周期Ｔにて繰り返し動作し、
運動軌道が軌道開始点から軌道終点まで形成される。サ
ーボモータ制御部も制御周期Ｔと同じかあるいは制御周
期Ｔより短い周期で繰り返し動作する。
【００１５】つぎに、加減速制御部２２の動作を図１に
従って説明する。演算処理は、経路速度指令設定部１、
経路速度偏差演算部３、経路加速度演算部４、経路速度
演算部５、経路長演算部６、停止制御部２の順序で実行
される。また、動作開始時には、つぎの処理を行う。 １。 Ｓ＝０ ２。 Ｖ＝０ ３。 ＳＷ＝１
従って説明する。演算処理は、経路速度指令設定部１、
経路速度偏差演算部３、経路加速度演算部４、経路速度
演算部５、経路長演算部６、停止制御部２の順序で実行
される。また、動作開始時には、つぎの処理を行う。 １。 Ｓ＝０ ２。 Ｖ＝０ ３。 ＳＷ＝１
【００１６】経路速度指令設定部１は、経路長Ｓから設
定速度関数Ｖｓ（Ｓ）を用いて、データＣをＣ＝Ｖｓ
（Ｓ）として演算する。設定速度関数Ｖｓ（Ｓ）は、経
路上の速度設定を表すもので一例を図４に示す。経路長
でＳ1 からＳ2 までは経路速度Ｖ1 で動作し、Ｓ3 から
Ｓ4 までは経路速度Ｖ2 で動作し、それ以外ではＶ0 で
動作する様に設定してある。速度選択ＳＷに従って切り
替え処理８を行い、経路速度指令Ｖｒを得る。
定速度関数Ｖｓ（Ｓ）を用いて、データＣをＣ＝Ｖｓ
（Ｓ）として演算する。設定速度関数Ｖｓ（Ｓ）は、経
路上の速度設定を表すもので一例を図４に示す。経路長
でＳ1 からＳ2 までは経路速度Ｖ1 で動作し、Ｓ3 から
Ｓ4 までは経路速度Ｖ2 で動作し、それ以外ではＶ0 で
動作する様に設定してある。速度選択ＳＷに従って切り
替え処理８を行い、経路速度指令Ｖｒを得る。
【００１７】経路速度偏差演算部３は、経路速度指令Ｖ
ｒから経路速度Ｖを差し引いて経路速度偏差Ｅを演算す
る。
ｒから経路速度Ｖを差し引いて経路速度偏差Ｅを演算す
る。
【００１８】経路加速度演算部４は、経路速度偏差Ｅか
ら加速度関数Ｆ（Ｅ）を用いて、データＢをＢ＝Ｆ
（Ｅ）として演算する。加速度関数Ｆ（Ｅ）は加減速の
特性を表す。本実施例における加速度関数Ｆ（Ｅ）をＥ
が０より大きいとき、Ｅが０に等しいとき、Ｅが０より
小さいときに応じてつぎに示す。 線型加減速（台形加減速）の場合。 線型加速放物線減速の場合。 ＋Ａmax ；Ｅ＞０ Ｆ（Ｅ）＝ ０ ；Ｅ＝０ −（２Ｊ・｜Ｅ｜）1 / 2 ＋Ｊ／２ ；Ｅ＜０ さらにデータＢに加速度リミッタ１０を作用させて経路
加速度Ａを演算する。
ら加速度関数Ｆ（Ｅ）を用いて、データＢをＢ＝Ｆ
（Ｅ）として演算する。加速度関数Ｆ（Ｅ）は加減速の
特性を表す。本実施例における加速度関数Ｆ（Ｅ）をＥ
が０より大きいとき、Ｅが０に等しいとき、Ｅが０より
小さいときに応じてつぎに示す。 線型加減速（台形加減速）の場合。 線型加速放物線減速の場合。 ＋Ａmax ；Ｅ＞０ Ｆ（Ｅ）＝ ０ ；Ｅ＝０ −（２Ｊ・｜Ｅ｜）1 / 2 ＋Ｊ／２ ；Ｅ＜０ さらにデータＢに加速度リミッタ１０を作用させて経路
加速度Ａを演算する。
【００１９】経路速度演算部５は経路加速度Ａを積算し
て経路速度Ｖを求める。経路長演算部６は経路速度Ｖを
積算して経路長Ｓを求める。
て経路速度Ｖを求める。経路長演算部６は経路速度Ｖを
積算して経路長Ｓを求める。
【００２０】停止制御部２は、経路速度Ｖと経路長Ｓを
もとに速度選択ＳＷと経路加速度演算部４のパラメータ
を制御する。停止制御部２の動作を図３をもとに説明す
る。（処理３１） 経路速度Ｖより減速して停止するま
でに必要な移動距離である減速距離Ｗを計算する。 線型加減速（台形加減速）の場合。 Ｗ＝ Ｖ2 ／（２Ａmax ）＋Ｖ／２ 線型加速放物線減速の場合。（Ｄ＝Ａmax 2 ／（２
Ｊ）と定義） Ｗ＝ Ａmax 3 ／（６Ｊ2 ）＋（Ｖ2 −Ｄ2 ）／（２Ａmax ）＋Ｖ／２ ；Ｖ＞Ｄ （２Ｖ3 ／（９Ｊ））1 / 2 ＋Ｖ／２ ；Ｖ≦Ｄ （処理３２） 経路長Ｓと軌道全長から経路残り長Ｌを
計算する。軌道全長は、軌道計画部２１（図２）で明ら
かとなっている。 Ｌ＝ 軌道全長 − Ｓ （判定３３） もし、Ｌ≦Ｗならば処理３４へ進む。Ｌ
＞Ｗならば停止制御部は特に何もしない。 （処理３４） 速度選択ＳＷ＝０ （処理３５） 減速距離Ｗと経路残り長Ｌの差から生じ
る停止位置ずれを吸収するため、経路加速度演算部４の
パラメータを修正する。 線型加減速（台形加減速）の場合。 Ａmax ＝ Ｖ2 ／（２Ｌ＋Ｖ） 線型加速放物線減速の場合（Ｄ＝Ａmax 2 ／（２Ｊ）
と定義）。 Ｊ＝ Ａmax 2 ／｛２４（Ａmax ・（Ｌ＋Ｖ／２）−Ｖ2 ／２）｝1 / 2 ；Ｖ＞Ｄ ２Ｖ3 ／｛９（Ｌ＋Ｖ／２）2 ｝ ；Ｖ≦Ｄ
もとに速度選択ＳＷと経路加速度演算部４のパラメータ
を制御する。停止制御部２の動作を図３をもとに説明す
る。（処理３１） 経路速度Ｖより減速して停止するま
でに必要な移動距離である減速距離Ｗを計算する。 線型加減速（台形加減速）の場合。 Ｗ＝ Ｖ2 ／（２Ａmax ）＋Ｖ／２ 線型加速放物線減速の場合。（Ｄ＝Ａmax 2 ／（２
Ｊ）と定義） Ｗ＝ Ａmax 3 ／（６Ｊ2 ）＋（Ｖ2 −Ｄ2 ）／（２Ａmax ）＋Ｖ／２ ；Ｖ＞Ｄ （２Ｖ3 ／（９Ｊ））1 / 2 ＋Ｖ／２ ；Ｖ≦Ｄ （処理３２） 経路長Ｓと軌道全長から経路残り長Ｌを
計算する。軌道全長は、軌道計画部２１（図２）で明ら
かとなっている。 Ｌ＝ 軌道全長 − Ｓ （判定３３） もし、Ｌ≦Ｗならば処理３４へ進む。Ｌ
＞Ｗならば停止制御部は特に何もしない。 （処理３４） 速度選択ＳＷ＝０ （処理３５） 減速距離Ｗと経路残り長Ｌの差から生じ
る停止位置ずれを吸収するため、経路加速度演算部４の
パラメータを修正する。 線型加減速（台形加減速）の場合。 Ａmax ＝ Ｖ2 ／（２Ｌ＋Ｖ） 線型加速放物線減速の場合（Ｄ＝Ａmax 2 ／（２Ｊ）
と定義）。 Ｊ＝ Ａmax 2 ／｛２４（Ａmax ・（Ｌ＋Ｖ／２）−Ｖ2 ／２）｝1 / 2 ；Ｖ＞Ｄ ２Ｖ3 ／｛９（Ｌ＋Ｖ／２）2 ｝ ；Ｖ≦Ｄ
【００２１】つぎに、速度設定関数Ｖｓ（Ｓ）を図４に
示した様に設定した時、本発明による加減速制御方法に
より経路速度Ｖが制御される様子を図４、図５を用いて
説明する。図５は経路速度Ｖの時間変化を横軸を時刻に
とって図示したもので、定量的に厳密な図ではない。分
かり易さのために線型加減速の場合を図示した。時刻０
にて加速を開始し、Ｔ0 にて所定のＶ0 に達する。ここ
までの動作では、経路速度偏差Ｅが０でなく、加速度関
数Ｆ（Ｅ）（図１参照）にしたがって経路速度Ｖは増加
する。時刻Ｔ1 にて経路長ＳがＳ1 に達し、経路速度指
令ＶｒがＶ1 に変わると、また、経路速度偏差Ｅが０で
なくなり、加速が始まる。同様にして、時刻Ｔ2 、Ｔ3
、Ｔ4 にて経路長Ｓが各々Ｓ2 、Ｓ3 、Ｓ4 に達し経
路速度指令Ｖｒが変化し、加減速が始まる。また、図３
に示した様に、停止制御部が経路速度Ｖから減速に必要
な減速距離Ｗを計算し、経路残り長Ｌと比較し、常に減
速開始を検討しているので、時刻Ｔ5 にて条件が整って
速度選択ＳＷを０とし、経路速度指令Ｖｒが０に変わっ
て経路速度偏差Ｅが０でなくなり、経路速度Ｖは、０に
なるまで減速し、運動軌道の終点で停止する。
示した様に設定した時、本発明による加減速制御方法に
より経路速度Ｖが制御される様子を図４、図５を用いて
説明する。図５は経路速度Ｖの時間変化を横軸を時刻に
とって図示したもので、定量的に厳密な図ではない。分
かり易さのために線型加減速の場合を図示した。時刻０
にて加速を開始し、Ｔ0 にて所定のＶ0 に達する。ここ
までの動作では、経路速度偏差Ｅが０でなく、加速度関
数Ｆ（Ｅ）（図１参照）にしたがって経路速度Ｖは増加
する。時刻Ｔ1 にて経路長ＳがＳ1 に達し、経路速度指
令ＶｒがＶ1 に変わると、また、経路速度偏差Ｅが０で
なくなり、加速が始まる。同様にして、時刻Ｔ2 、Ｔ3
、Ｔ4 にて経路長Ｓが各々Ｓ2 、Ｓ3 、Ｓ4 に達し経
路速度指令Ｖｒが変化し、加減速が始まる。また、図３
に示した様に、停止制御部が経路速度Ｖから減速に必要
な減速距離Ｗを計算し、経路残り長Ｌと比較し、常に減
速開始を検討しているので、時刻Ｔ5 にて条件が整って
速度選択ＳＷを０とし、経路速度指令Ｖｒが０に変わっ
て経路速度偏差Ｅが０でなくなり、経路速度Ｖは、０に
なるまで減速し、運動軌道の終点で停止する。
【００２２】つぎに運動軌道の途中で停止動作をする場
合の経路速度Ｖの挙動について、同じく図５を用いて説
明する。加減速制御部２２（図２参照）が経路途中で停
止指令５５を受け取り、図１の速度選択ＳＷが０になる
と、経路速度指令Ｖｒが０に変わって経路速度偏差Ｅが
０でなくなり、経路速度Ｖは、０になるまで減速し、通
常のパターン５０を離れて、停止動作のパターン５６の
様になる。
合の経路速度Ｖの挙動について、同じく図５を用いて説
明する。加減速制御部２２（図２参照）が経路途中で停
止指令５５を受け取り、図１の速度選択ＳＷが０になる
と、経路速度指令Ｖｒが０に変わって経路速度偏差Ｅが
０でなくなり、経路速度Ｖは、０になるまで減速し、通
常のパターン５０を離れて、停止動作のパターン５６の
様になる。
【００２３】以上、本発明による加減速制御方法の一実
施例について説明してきたが、本発明は、これらの構成
に限定されるものではなく、例えば、加速度関数Ｆ
（Ｅ）は、対応した計算式を停止制御部２（図１参照）
に用いれば、Ｅの範囲毎に別個の関数を用いることも含
め、加速度関数Ｆ（Ｅ）を変更してもいっこうに構わな
い。さらに、速度設定関数Ｖｓ（Ｓ）は、ここで示した
もの以外の関数でも同様のことができることは言うまで
もないことを付記しておく。
施例について説明してきたが、本発明は、これらの構成
に限定されるものではなく、例えば、加速度関数Ｆ
（Ｅ）は、対応した計算式を停止制御部２（図１参照）
に用いれば、Ｅの範囲毎に別個の関数を用いることも含
め、加速度関数Ｆ（Ｅ）を変更してもいっこうに構わな
い。さらに、速度設定関数Ｖｓ（Ｓ）は、ここで示した
もの以外の関数でも同様のことができることは言うまで
もないことを付記しておく。
【００２４】
【発明の効果】本発明によれば、加速度関数Ｆ（Ｅ）の
働きにより、経路途中での経路速度は、設定速度関数Ｖ
ｓ（Ｓ）にしたがって運動軌道途中で滑らかに変化す
る。したがって設定速度関数Ｖｓ（Ｓ）は、図４に示す
ように経路長Ｓの区間毎に不連続に速度設定することも
可能で設定速度関数Ｖｓ（Ｓ）の情報量は最小限に抑え
ることができる。さらに、通常動作に変わって運動軌道
途中で停止動作をする場合も運動軌道途中の経路速度が
０になるように経路速度Ｖを変化させるので新たに処理
を追加する必要がない。
働きにより、経路途中での経路速度は、設定速度関数Ｖ
ｓ（Ｓ）にしたがって運動軌道途中で滑らかに変化す
る。したがって設定速度関数Ｖｓ（Ｓ）は、図４に示す
ように経路長Ｓの区間毎に不連続に速度設定することも
可能で設定速度関数Ｖｓ（Ｓ）の情報量は最小限に抑え
ることができる。さらに、通常動作に変わって運動軌道
途中で停止動作をする場合も運動軌道途中の経路速度が
０になるように経路速度Ｖを変化させるので新たに処理
を追加する必要がない。
【図１】本発明による加減速制御方法のデータの流れを
示すブロック図である。
示すブロック図である。
【図２】本発明を実施したロボットマニピュレータのモ
ーションコントロール系統のブロック図である。
ーションコントロール系統のブロック図である。
【図３】本発明による停止制御部処理の流れ図である。
【図４】本発明の一実施例の中で用いる設定速度関数Ｖ
ｓ（Ｓ）を示す図である。
ｓ（Ｓ）を示す図である。
【図５】本発明の一実施例における経路速度Ｖの変化の
様子を示す図である。
様子を示す図である。
１ 経路速度指令設定部 ２ 停止制御部 ３ 経路速度偏差演算部 ４ 経路加速度演算部 ５ 経路速度演算部 ６ 経路長演算部
Claims (4)
- 【請求項１】 運動軌道を軌道の始点からの経路長Ｓの
関数として表現しておき、経路長Ｓの時々刻々の増加速
度を管理する加減速制御部を用いてマニピュレータの加
減速制御を行う制御装置において、 加減速制御部は、経路長Ｓを経路速度Ｖの積算値として
求める経路長演算部と、経路速度Ｖを経路加速度Ａの積
算値から求める経路速度演算部と、経路加速度Ａを経路
速度偏差Ｅの関数である加速度関数Ｆ（Ｅ）から求める
経路加速度演算部と、経路速度偏差Ｅを経路速度指令値
Ｖｒから経路速度Ｖを差し引いて求める経路速度偏差演
算部と、経路速度指令値Ｖｒを経路長Ｓと速度選択ＳＷ
より求める経路速度指令設定部と、停止制御部とから構
成され、停止制御部は、経路残り長Ｌを演算し、経路速
度Ｖと経路残り長Ｌとから判断して速度選択ＳＷを制御
すると共に、経路加速度演算部を制御することを特徴と
する加減速制御装置。 - 【請求項２】 加速度関数Ｆ（Ｅ）を式 Ａmax ；最大加速度 とすることを特徴とする請求項１記載の加減速制御装
置。 - 【請求項３】 加速度関数Ｆ（Ｅ）を式 ＋Ａmax ；Ｅ＞０ Ｆ（Ｅ）＝ ０ ；Ｅ＝０ −（２Ｊ・｜Ｅ｜）1 / 2 ＋Ｊ／２ ；Ｅ＜０ Ａmax ；最大加速度 Ｊ ；躍動度（加速度の時間変化率） とすることを特徴とする請求項１記載の加減速制御装
置。 - 【請求項４】 経路速度指令設定部は、経路長Ｓの関数
としての設定速度関数Ｖｓ（Ｓ）と速度選択ＳＷから構
成されることを特徴とする請求項１記載の加減速制御装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04191380A JP3121920B2 (ja) | 1992-06-26 | 1992-06-26 | 加減速制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04191380A JP3121920B2 (ja) | 1992-06-26 | 1992-06-26 | 加減速制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH068166A true JPH068166A (ja) | 1994-01-18 |
| JP3121920B2 JP3121920B2 (ja) | 2001-01-09 |
Family
ID=16273635
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04191380A Expired - Fee Related JP3121920B2 (ja) | 1992-06-26 | 1992-06-26 | 加減速制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3121920B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000288966A (ja) * | 1999-03-31 | 2000-10-17 | Tokico Ltd | 工業用ロボット |
| WO2009144805A1 (ja) * | 2008-05-29 | 2009-12-03 | 三菱電機株式会社 | 加減速制御装置 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010020285A (ja) | 2008-03-28 | 2010-01-28 | Panasonic Corp | レーザ光源、画像表示装置、及び加工装置 |
-
1992
- 1992-06-26 JP JP04191380A patent/JP3121920B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000288966A (ja) * | 1999-03-31 | 2000-10-17 | Tokico Ltd | 工業用ロボット |
| JP4538859B2 (ja) * | 1999-03-31 | 2010-09-08 | 株式会社安川電機 | 工業用ロボット |
| WO2009144805A1 (ja) * | 2008-05-29 | 2009-12-03 | 三菱電機株式会社 | 加減速制御装置 |
| US8600527B2 (en) | 2008-05-29 | 2013-12-03 | Mitsubishi Electric Corporation | Acceleration/deceleration control device |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3121920B2 (ja) | 2001-01-09 |
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