JPH07261821A - 負荷による撓みを考慮したロボット軌道計画方法 - Google Patents
負荷による撓みを考慮したロボット軌道計画方法Info
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- JPH07261821A JPH07261821A JP6072747A JP7274794A JPH07261821A JP H07261821 A JPH07261821 A JP H07261821A JP 6072747 A JP6072747 A JP 6072747A JP 7274794 A JP7274794 A JP 7274794A JP H07261821 A JPH07261821 A JP H07261821A
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- B25J9/16—Programme controls
- B25J9/1656—Programme controls characterised by programming, planning systems for manipulators
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
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- B25J9/00—Programme-controlled manipulators
- B25J9/16—Programme controls
- B25J9/1674—Programme controls characterised by safety, monitoring, diagnostic
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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
- G05B2219/39—Robotics, robotics to robotics hand
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- G05B2219/40523—Path motion planning, path in space followed by tip of robot
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- G05B2219/41—Servomotor, servo controller till figures
- G05B2219/41167—Control path independent of load
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Robotics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Numerical Control (AREA)
- Manipulator (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】ロボットの撓みを考慮に入れた適正なロボット
軌道計画。 【構成】直線Ｐ→Ｑは撓み非考慮時のロボットコントロ
ーラが認識する軌道、Ｐ' →Ｈ1'→・・→Ｈn-1'→Ｑ'
は実際の軌道である。撓み考慮時には、位置Ｐの各軸デ
ータとロボット負荷パラメータに基づき各軸撓み量Δθ
ｐj'を求め、位置Ｐの各軸値に加えてＰ' の各軸値θｐ
j'を求める。更に、θｐj'とロボット負荷パラメータに
基づき各軸撓み量Δθｐj を計算する。終点に関して
も、各軸撓み量Δθｑj'、Ｑ' の各軸値θｑj'、各軸撓
み量Δθｑj を求める。更に、Ｐ' ，Ｑ' の各軸値θｐ
j'とθｑj'から座標値を求め、各補間点位置Ｈi を求
め、Δθｐj ，Δθｑj を用いて各補間点位置Ｈi'に関
する各軸撓み量、補間点位置Ｈi'の座標値から各軸値を
順次計算し、この各軸値から各撓み量Δθjiを引いて補
間点Ｈi の座標値を求める。Ｐ→Ｈ1 →・・→Ｈn-1 →
Ｑを順次目標点とする移動を行なわせれば、実現軌道は
所望軌道Ｐ' →Ｈ1'・・・→Ｈn-1'→＝Ｑ' となる。
軌道計画。 【構成】直線Ｐ→Ｑは撓み非考慮時のロボットコントロ
ーラが認識する軌道、Ｐ' →Ｈ1'→・・→Ｈn-1'→Ｑ'
は実際の軌道である。撓み考慮時には、位置Ｐの各軸デ
ータとロボット負荷パラメータに基づき各軸撓み量Δθ
ｐj'を求め、位置Ｐの各軸値に加えてＰ' の各軸値θｐ
j'を求める。更に、θｐj'とロボット負荷パラメータに
基づき各軸撓み量Δθｐj を計算する。終点に関して
も、各軸撓み量Δθｑj'、Ｑ' の各軸値θｑj'、各軸撓
み量Δθｑj を求める。更に、Ｐ' ，Ｑ' の各軸値θｐ
j'とθｑj'から座標値を求め、各補間点位置Ｈi を求
め、Δθｐj ，Δθｑj を用いて各補間点位置Ｈi'に関
する各軸撓み量、補間点位置Ｈi'の座標値から各軸値を
順次計算し、この各軸値から各撓み量Δθjiを引いて補
間点Ｈi の座標値を求める。Ｐ→Ｈ1 →・・→Ｈn-1 →
Ｑを順次目標点とする移動を行なわせれば、実現軌道は
所望軌道Ｐ' →Ｈ1'・・・→Ｈn-1'→＝Ｑ' となる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本願発明は、産業用ロボット（以
下、単に「ロボット」と言う。）の制御技術に関し、更
に詳しく言えば、ロボット制御時にロボットにかかる負
荷による撓みを考慮してロボットの軌道を定める為のロ
ボット軌道計画方法に関する。
下、単に「ロボット」と言う。）の制御技術に関し、更
に詳しく言えば、ロボット制御時にロボットにかかる負
荷による撓みを考慮してロボットの軌道を定める為のロ
ボット軌道計画方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、ロボットには負荷がかかってお
り、特に溶接用トーチ等の重いツールを装着した場合に
は、負荷による撓みが無視出来ない大きさとなる。ロボ
ットの各軸の原点位置キャリブレーション、即ち、マス
タリングによって該マスタリング実行時の条件（ロボッ
ト姿勢等に応じた負荷条件）の下で存在している撓み分
については、これを織り込んだツール先端点の位置及び
姿勢（以下、単に「ロボット位置」と言う。）をロボッ
トコントローラに認識させることが出来る。しかし、各
軸にかかる負荷はロボット姿勢や装着ツールの重量・形
状等によって異なるから、ロボットが一般のロボット軌
道上にある時には、ロボットコントローラが認識してい
るロボット位置と実際のロボット位置との間にずれが生
じており、ロボットコントローラ付属のディスプレイ上
に表示される現在位置データも正確なものではなくなっ
ている。
り、特に溶接用トーチ等の重いツールを装着した場合に
は、負荷による撓みが無視出来ない大きさとなる。ロボ
ットの各軸の原点位置キャリブレーション、即ち、マス
タリングによって該マスタリング実行時の条件（ロボッ
ト姿勢等に応じた負荷条件）の下で存在している撓み分
については、これを織り込んだツール先端点の位置及び
姿勢（以下、単に「ロボット位置」と言う。）をロボッ
トコントローラに認識させることが出来る。しかし、各
軸にかかる負荷はロボット姿勢や装着ツールの重量・形
状等によって異なるから、ロボットが一般のロボット軌
道上にある時には、ロボットコントローラが認識してい
るロボット位置と実際のロボット位置との間にずれが生
じており、ロボットコントローラ付属のディスプレイ上
に表示される現在位置データも正確なものではなくなっ
ている。
【０００３】従って、ロボット制御時にこの負荷による
撓みを考慮に入れずに軌道計画を立てるロボットを動作
させると、ロボットコントローラが認識しているデータ
上のロボット軌道が所望の軌道と合致しても、ロボット
の実際の軌道はそこからはずれたものとなる。
撓みを考慮に入れずに軌道計画を立てるロボットを動作
させると、ロボットコントローラが認識しているデータ
上のロボット軌道が所望の軌道と合致しても、ロボット
の実際の軌道はそこからはずれたものとなる。
【０００４】従来、このような負荷による撓みを考慮し
て所望のロボット軌道を実現させるロボット軌道計画方
法が知られていなかった。
て所望のロボット軌道を実現させるロボット軌道計画方
法が知られていなかった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本願発明の目
的は、負荷によるロボットの撓みを考慮して所望のロボ
ットを実現させることの出来るロボット軌道計画方法を
提供することにあり、特に、ロボットコントローラに過
大な計算処理負担をかけずに適正なロボット軌道を算出
することが出来るロボット軌道計画方法を提供すること
にある。
的は、負荷によるロボットの撓みを考慮して所望のロボ
ットを実現させることの出来るロボット軌道計画方法を
提供することにあり、特に、ロボットコントローラに過
大な計算処理負担をかけずに適正なロボット軌道を算出
することが出来るロボット軌道計画方法を提供すること
にある。
【０００６】
【問題点を解決するための手段】本願発明は上記課題を
解決する為の構成として、「ロボットコントローラを用
いた負荷による撓みを考慮したロボット軌道計画方法に
おいて、（Ａ）各始点及び終点の位置データが与えられ
ている少なくとも１つの区間について、始点と終点に関
する位置データ及びロボット負荷パラメータに基づいて
該始点及び終点における各軸の撓み量を求め、これらを
前記始点位置データ及び終点位置データに対応した各軸
値に加えて前記始点位置及び終点位置に対応した撓み考
慮済みの各軸値を求める段階と、（Ｂ）前記撓み考慮済
みの各軸値とロボット負荷パラメータに基づいて始点及
び終点に関する各軸の撓み量を求める段階と、（Ｃ）前
記（Ａ）の段階で求めた撓み考慮済みの各軸値に基づい
て、対応するロボット始点位置及び終点位置の座標値を
求め、この両座標値で与えられる点を結んだ軌道上の各
補間点位置を求める段階と、（Ｄ）前記（Ｂ）の段階で
求めた始点及び終点に関する撓み量に基づいて、前記各
補間点位置に関する各軸撓み量を求める段階と、（Ｅ）
前記補間点位置から対応する各軸値を計算し、この各軸
値から上記段階（Ｄ）で求めた各補間点における撓み量
を差し引くことにより、各補間点の座標値を逐次的な移
動目標位置を表わすデータとして求める段階、とを含む
ことを特徴とする前記負荷による撓みを考慮したロボッ
ト軌道計画方法」を提案したものである。
解決する為の構成として、「ロボットコントローラを用
いた負荷による撓みを考慮したロボット軌道計画方法に
おいて、（Ａ）各始点及び終点の位置データが与えられ
ている少なくとも１つの区間について、始点と終点に関
する位置データ及びロボット負荷パラメータに基づいて
該始点及び終点における各軸の撓み量を求め、これらを
前記始点位置データ及び終点位置データに対応した各軸
値に加えて前記始点位置及び終点位置に対応した撓み考
慮済みの各軸値を求める段階と、（Ｂ）前記撓み考慮済
みの各軸値とロボット負荷パラメータに基づいて始点及
び終点に関する各軸の撓み量を求める段階と、（Ｃ）前
記（Ａ）の段階で求めた撓み考慮済みの各軸値に基づい
て、対応するロボット始点位置及び終点位置の座標値を
求め、この両座標値で与えられる点を結んだ軌道上の各
補間点位置を求める段階と、（Ｄ）前記（Ｂ）の段階で
求めた始点及び終点に関する撓み量に基づいて、前記各
補間点位置に関する各軸撓み量を求める段階と、（Ｅ）
前記補間点位置から対応する各軸値を計算し、この各軸
値から上記段階（Ｄ）で求めた各補間点における撓み量
を差し引くことにより、各補間点の座標値を逐次的な移
動目標位置を表わすデータとして求める段階、とを含む
ことを特徴とする前記負荷による撓みを考慮したロボッ
ト軌道計画方法」を提案したものである。
【０００７】
【作用】本願発明では、ロボットコントローラが与えら
れた位置データとロボット負荷パラメータを利用して、
負荷による撓みを考慮した軌道計画プログラムを実行し
て所望のロボット軌道（位置データに実際に合致したロ
ボット軌道）を実現させるようとするものである。即
ち、ロボットコントローラ上では、位置データに合致し
たロボット軌道ではなく、これに撓み相当分のずれを補
償するようなシフト量を加えた位置が移動目標点として
逐次求められる。この移動目標点を順次辿るようにロボ
ットを移動させれば、実際のロボット位置が位置データ
にほぼ合致した軌道となる。
れた位置データとロボット負荷パラメータを利用して、
負荷による撓みを考慮した軌道計画プログラムを実行し
て所望のロボット軌道（位置データに実際に合致したロ
ボット軌道）を実現させるようとするものである。即
ち、ロボットコントローラ上では、位置データに合致し
たロボット軌道ではなく、これに撓み相当分のずれを補
償するようなシフト量を加えた位置が移動目標点として
逐次求められる。この移動目標点を順次辿るようにロボ
ットを移動させれば、実際のロボット位置が位置データ
にほぼ合致した軌道となる。
【０００８】ロボットコントローラによって実行される
より具体的な処理手順の概略を例示的に述べると次のよ
うになる（詳細は実施例を参照）。先ず、移動しようと
する区間について、始点位置の各軸データを読み込み、
この始点位置に関する各軸データ及びロボット負荷パラ
メータ（ハンド及びツールについてはその時に取り付け
られているものについてのデータ）に基づいて各軸の撓
み量を求める。
より具体的な処理手順の概略を例示的に述べると次のよ
うになる（詳細は実施例を参照）。先ず、移動しようと
する区間について、始点位置の各軸データを読み込み、
この始点位置に関する各軸データ及びロボット負荷パラ
メータ（ハンド及びツールについてはその時に取り付け
られているものについてのデータ）に基づいて各軸の撓
み量を求める。
【０００９】次いで、求めた各軸の撓み量を始点位置に
関する各軸値に加えて実際の各軸値を計算する。そし
て、この各軸値とロボット負荷パラメータに基づいて各
軸の撓み量を計算する。
関する各軸値に加えて実際の各軸値を計算する。そし
て、この各軸値とロボット負荷パラメータに基づいて各
軸の撓み量を計算する。
【００１０】同様に、終点位置に対応した位置に関する
各軸データを読み込み、終点位置に関する各軸データ及
びロボット負荷パラメータに基づいて各軸の撓み量を求
める。そして、各軸の撓み量を位置Ｑに関する各軸値に
加えて撓みによるシフトを考慮に入れた各軸値を計算す
る。更に、この各軸値とロボット負荷パラメータに基づ
いて各軸の撓み量を計算する。
各軸データを読み込み、終点位置に関する各軸データ及
びロボット負荷パラメータに基づいて各軸の撓み量を求
める。そして、各軸の撓み量を位置Ｑに関する各軸値に
加えて撓みによるシフトを考慮に入れた各軸値を計算す
る。更に、この各軸値とロボット負荷パラメータに基づ
いて各軸の撓み量を計算する。
【００１１】次いで、撓みによるシフトを考慮に入れた
各軸値から、対応するロボット始点位置及び終点位置の
座標値を求め、この両座標値で与えられる点を結んだ直
線上の各補間点位置を求める。 更に、先に求めた始点
及び終点における撓み量を用いて、各補間点位置に関す
る各軸撓み量を計算する。そして、補間点位置から対応
する各軸値を計算し、この各軸値から上記求めた各補間
点における撓み量を差し引いて補間点の各軸値を計算す
る。
各軸値から、対応するロボット始点位置及び終点位置の
座標値を求め、この両座標値で与えられる点を結んだ直
線上の各補間点位置を求める。 更に、先に求めた始点
及び終点における撓み量を用いて、各補間点位置に関す
る各軸撓み量を計算する。そして、補間点位置から対応
する各軸値を計算し、この各軸値から上記求めた各補間
点における撓み量を差し引いて補間点の各軸値を計算す
る。
【００１２】このようにして定められたロボット位置を
順次移動目標点とする移動を行なわせれば、現実に実現
されるロボット軌道は、撓みによって所望するロボット
軌道（位置データが指示しているロボット軌道）とな
る。
順次移動目標点とする移動を行なわせれば、現実に実現
されるロボット軌道は、撓みによって所望するロボット
軌道（位置データが指示しているロボット軌道）とな
る。
【００１３】
【実施例】図１は、本願発明の方法を実施する際に使用
されるロボットコントローラの概略構成の１例を要部ブ
ロック図で示したものである。同図において、符号１０
で指示されたロボットコントローラは、中央演算処理装
置（以下、「ＣＰＵ」と言う。）１１を有し、該ＣＰＵ
１１には、ＲＯＭからなるメモリ１２、ＲＡＭからなる
メモリ１３、ＣＭＯＳ素子等からなる不揮発性メモリ１
４、ＬＣＤ（液晶ディスプレイ）１５を備えた教示操作
盤１６、ロボットの各軸を制御するロボット軸制御部１
７、及び汎用信号インターフェイス１９がバス２０を介
して接続されている。ロボット軸制御部１７は更にサー
ボ回路１８を経由してロボット本体３０に接続され、汎
用インターフェイス１９にはオフラインプログラミング
装置等の外部装置が適宜接続される。
されるロボットコントローラの概略構成の１例を要部ブ
ロック図で示したものである。同図において、符号１０
で指示されたロボットコントローラは、中央演算処理装
置（以下、「ＣＰＵ」と言う。）１１を有し、該ＣＰＵ
１１には、ＲＯＭからなるメモリ１２、ＲＡＭからなる
メモリ１３、ＣＭＯＳ素子等からなる不揮発性メモリ１
４、ＬＣＤ（液晶ディスプレイ）１５を備えた教示操作
盤１６、ロボットの各軸を制御するロボット軸制御部１
７、及び汎用信号インターフェイス１９がバス２０を介
して接続されている。ロボット軸制御部１７は更にサー
ボ回路１８を経由してロボット本体３０に接続され、汎
用インターフェイス１９にはオフラインプログラミング
装置等の外部装置が適宜接続される。
【００１４】ＲＯＭメモリ１２にはロボット制御装置全
体を統括制御するプログラムが格納され、不揮発性メモ
リ１４にはロボットの動作プログラム及び関連データ、
各座標系の定義データ等が格納される。
体を統括制御するプログラムが格納され、不揮発性メモ
リ１４にはロボットの動作プログラム及び関連データ、
各座標系の定義データ等が格納される。
【００１５】このような構成及び機能は、従来のロボッ
トコントローラのそれと基本的に変わるところはない
が、本実施例のロボットコントローラでは、更に、後述
する軌道計画処理を含むプログラム及び関連所要データ
（教示点における撓み量計算に必要なアーム長、アーム
重量データ、取り付けが予定されるハンド及びツールの
データ（重心位置データ、重量データ等）等が不揮発性
メモリ１４に格納されている。なお、これらデータをま
とめて「ロボット負荷パラメータ」と呼ぶこととする。
トコントローラのそれと基本的に変わるところはない
が、本実施例のロボットコントローラでは、更に、後述
する軌道計画処理を含むプログラム及び関連所要データ
（教示点における撓み量計算に必要なアーム長、アーム
重量データ、取り付けが予定されるハンド及びツールの
データ（重心位置データ、重量データ等）等が不揮発性
メモリ１４に格納されている。なお、これらデータをま
とめて「ロボット負荷パラメータ」と呼ぶこととする。
【００１６】以下、負荷による撓みをロボット軌道計画
の中に取り入れて適正な軌道を定める手法について図２
に示した事例を用いて説明し、更に、該手法に即した軌
道計画プログラムの処理内容について、図３のフローチ
ャートを参照して説明する。
の中に取り入れて適正な軌道を定める手法について図２
に示した事例を用いて説明し、更に、該手法に即した軌
道計画プログラムの処理内容について、図３のフローチ
ャートを参照して説明する。
【００１７】図２（１）は、ロボットが１つの教示点区
間Ｐ〜Ｑの間を直線移動する場合について、ロボットコ
ントローラが認識しているロボット位置と撓みによるシ
フトを考慮に入れた実際のロボット位置との間にずれに
ついて説明する図である。図中に使用されている記号の
意味は次の通りである。
間Ｐ〜Ｑの間を直線移動する場合について、ロボットコ
ントローラが認識しているロボット位置と撓みによるシ
フトを考慮に入れた実際のロボット位置との間にずれに
ついて説明する図である。図中に使用されている記号の
意味は次の通りである。
【００１８】 Ｐ ・・・ロボットコントローラが認識している直線
軌道の始点におけるロボット位置 Ｐ' ・・・直線軌道の始点における実際のロボット位
置 Ｑ ・・・ロボットコントローラが認識している直線
軌道の終点におけるロボット位置 Ｑ' ・・・直線軌道の終点における実際のロボット位
置 Ｈi ・・・ロボットコントローラの内部で計算される
ｉ番目の補間点位置 但し、ｉ＝０，１，２，３・・・ｎ−１，ｎであり、Ｈ
0 ＝Ｐ、Ｈn ＝Ｑとする。
軌道の始点におけるロボット位置 Ｐ' ・・・直線軌道の始点における実際のロボット位
置 Ｑ ・・・ロボットコントローラが認識している直線
軌道の終点におけるロボット位置 Ｑ' ・・・直線軌道の終点における実際のロボット位
置 Ｈi ・・・ロボットコントローラの内部で計算される
ｉ番目の補間点位置 但し、ｉ＝０，１，２，３・・・ｎ−１，ｎであり、Ｈ
0 ＝Ｐ、Ｈn ＝Ｑとする。
【００１９】 Ｈi' ・・・補間点Ｈi に対応した実際のロボット位
置。但し、Ｈ0'＝Ｐ'、Ｈn'＝Ｑ' とする。） Ｌ ・・・ＰＱ点間距離 ｌ ・・・隣合う補間点間の距離、Ｌ＝ｎｌが成立す
る。
置。但し、Ｈ0'＝Ｐ'、Ｈn'＝Ｑ' とする。） Ｌ ・・・ＰＱ点間距離 ｌ ・・・隣合う補間点間の距離、Ｌ＝ｎｌが成立す
る。
【００２０】上記記号を使って、本願発明に従った軌道
計画を行なわない場合の実際のロボット軌道を表わせ
ば、Ｐ' ＝Ｈ0'→Ｈ1'→Ｈ2'→・・・→Ｈn-1'→Ｈn'＝
Ｑ' となる。本願発明は、このような各ロボットコント
ローラ認識位置と実際のロボット位置の間のずれを補償
するように軌道計画を立てるものである。
計画を行なわない場合の実際のロボット軌道を表わせ
ば、Ｐ' ＝Ｈ0'→Ｈ1'→Ｈ2'→・・・→Ｈn-1'→Ｈn'＝
Ｑ' となる。本願発明は、このような各ロボットコント
ローラ認識位置と実際のロボット位置の間のずれを補償
するように軌道計画を立てるものである。
【００２１】即ち、図２（２）に示されているように、
図２（１）における直線軌道Ｐ→Ｑに、現実に実現され
るロボット軌道Ｐ' ＝Ｈ0'→Ｈ1'→Ｈ2'→・・・→Ｈn-
1'→Ｈn'＝Ｑ' が出来るだけ重なるように、Ｐ及びＱの
位置データを補正した値に基づいて軌道計画を立てれば
良いことになる。なお、図２（２）における各点Ｈ1，
Ｈ2 ，・・Ｈn-1 は、ロボットコントローラが本願発明
に従った軌道計画の作成時に補間計算に使用するデータ
に対応した補間点位置を例示的に表わしている。
図２（１）における直線軌道Ｐ→Ｑに、現実に実現され
るロボット軌道Ｐ' ＝Ｈ0'→Ｈ1'→Ｈ2'→・・・→Ｈn-
1'→Ｈn'＝Ｑ' が出来るだけ重なるように、Ｐ及びＱの
位置データを補正した値に基づいて軌道計画を立てれば
良いことになる。なお、図２（２）における各点Ｈ1，
Ｈ2 ，・・Ｈn-1 は、ロボットコントローラが本願発明
に従った軌道計画の作成時に補間計算に使用するデータ
に対応した補間点位置を例示的に表わしている。
【００２２】そこで、本実施例では、直線軌道の始点及
び終点について、予めロボットコントローラ１０の不揮
発性メモリ１４に記憶されたロボット負荷パラメータに
基づいて、直線軌道の始点Ｐ及び終点Ｑについてロボッ
ト各軸θj （６軸ならば、ｊ＝１，２，３，４，５，
６）の撓み量を計算し、これを用いて中間補間点（１〜
ｎ−１番目の補間点）における各軸θj の撓み量を計算
する。
び終点について、予めロボットコントローラ１０の不揮
発性メモリ１４に記憶されたロボット負荷パラメータに
基づいて、直線軌道の始点Ｐ及び終点Ｑについてロボッ
ト各軸θj （６軸ならば、ｊ＝１，２，３，４，５，
６）の撓み量を計算し、これを用いて中間補間点（１〜
ｎ−１番目の補間点）における各軸θj の撓み量を計算
する。
【００２３】今、ロボット負荷パラメータに基づいて計
算された、始点位置Ｐ' 及び終点位置Ｑ' における各軸
θj の撓み量（負荷による関節角の角度変位）を、Δθ
ｐj及びΔθｑj とすると、各中間補間点における各軸
の推定撓み量Δθjiは、次式［１］または［２］で与え
られる。
算された、始点位置Ｐ' 及び終点位置Ｑ' における各軸
θj の撓み量（負荷による関節角の角度変位）を、Δθ
ｐj及びΔθｑj とすると、各中間補間点における各軸
の推定撓み量Δθjiは、次式［１］または［２］で与え
られる。
【００２４】 Δθji＝Δθｐj ＋［（Δθｑj −Δθｐj ）×ｉｌ／Ｌ］ ・・・［１］ Δθji＝Δθｐj ＋［（Δθｑj −Δθｐj ）×ｔ／Ｔ］ ・・・［２］ 但し、Ｔは始点から終点に到達する迄に要する時間、ｔ
は始点からｉ番目の補間点に到達する迄の時間である。
は始点からｉ番目の補間点に到達する迄の時間である。
【００２５】ここで、始点位置Ｐ' 及び終点位置Ｑ' に
おける各軸θj の撓み量Δθｐj 及びΔθｑj をより正
しく求めるには、Ｐ' 及びＱ' における各軸値データが
必要となるが、それはロボットコントローラ１０が持っ
ている位置Ｐ及びＱに関するデータを利用して求めるこ
とが出来る。
おける各軸θj の撓み量Δθｐj 及びΔθｑj をより正
しく求めるには、Ｐ' 及びＱ' における各軸値データが
必要となるが、それはロボットコントローラ１０が持っ
ている位置Ｐ及びＱに関するデータを利用して求めるこ
とが出来る。
【００２６】以下、その為の計算処理を含めた軌道計画
プログラムの処理内容の概略を図３のフローチャートを
参照して説明する。先ず、始点位置に対応した位置Ｐに
関する各軸データθｐj を読み込み（ステップＳ１）、
この位置Ｐに関する各軸データ及びロボット負荷パラメ
ータ（ハンド及びツールについてはその時に取り付けら
れているものについてのデータ）に基づいて各軸の撓み
量Δθｐj'を求める（ステップＳ２）。
プログラムの処理内容の概略を図３のフローチャートを
参照して説明する。先ず、始点位置に対応した位置Ｐに
関する各軸データθｐj を読み込み（ステップＳ１）、
この位置Ｐに関する各軸データ及びロボット負荷パラメ
ータ（ハンド及びツールについてはその時に取り付けら
れているものについてのデータ）に基づいて各軸の撓み
量Δθｐj'を求める（ステップＳ２）。
【００２７】次いで、ステップＳ２で求めた各軸θj の
撓み量Δθｐj'を位置Ｐに関する各軸値に加えて撓みに
よるシフトを考慮に入れた各軸値を計算する。これをθ
ｐj'とする（ステップＳ３）。 続くステップＳ４で
は、ステップＳ３で計算された各軸値θｐj'とロボット
負荷パラメータに基づいて各軸の撓み量Δθｐj を計算
する。
撓み量Δθｐj'を位置Ｐに関する各軸値に加えて撓みに
よるシフトを考慮に入れた各軸値を計算する。これをθ
ｐj'とする（ステップＳ３）。 続くステップＳ４で
は、ステップＳ３で計算された各軸値θｐj'とロボット
負荷パラメータに基づいて各軸の撓み量Δθｐj を計算
する。
【００２８】同様に、終点位置に対応した位置Ｑに関す
る各軸データθｑj を読み込み（ステップＳ５）、この
位置Ｑに関する各軸データ及びロボット負荷パラメータ
に基づいて各軸の撓み量Δθｑj'を求める（ステップＳ
６）。そして、ステップＳ６で求めた各軸の撓み量Δθ
ｐj'を位置Ｑに関する各軸値に加えて撓みによるシフト
を考慮に入れた各軸値を計算し、これをθｑj'とする
（ステップＳ７）。更に、ステップＳ７で計算された各
軸値θｐj'とロボット負荷パラメータに基づいて各軸の
撓み量Δθｑj を計算する（ステップＳ８）。
る各軸データθｑj を読み込み（ステップＳ５）、この
位置Ｑに関する各軸データ及びロボット負荷パラメータ
に基づいて各軸の撓み量Δθｑj'を求める（ステップＳ
６）。そして、ステップＳ６で求めた各軸の撓み量Δθ
ｐj'を位置Ｑに関する各軸値に加えて撓みによるシフト
を考慮に入れた各軸値を計算し、これをθｑj'とする
（ステップＳ７）。更に、ステップＳ７で計算された各
軸値θｐj'とロボット負荷パラメータに基づいて各軸の
撓み量Δθｑj を計算する（ステップＳ８）。
【００２９】次いで、ステップＳ９では、ステップＳ
３，Ｓ７で求められたＰ' 及びＱ' に関する各軸値θｐ
j'とθｑj'から、対応するロボット位置Ｐ' 及びＱ' の
座標値（Ｘp'，Ｙp'，Ｚp'）及び（Ｘq'，Ｙq'，Ｚq'）
を求める。この両座標値で与えられる点を結んだ直線上
の各補間点位置Ｈi （Ｘi'，Ｙi'，Ｚi'）を求める。
３，Ｓ７で求められたＰ' 及びＱ' に関する各軸値θｐ
j'とθｑj'から、対応するロボット位置Ｐ' 及びＱ' の
座標値（Ｘp'，Ｙp'，Ｚp'）及び（Ｘq'，Ｙq'，Ｚq'）
を求める。この両座標値で与えられる点を結んだ直線上
の各補間点位置Ｈi （Ｘi'，Ｙi'，Ｚi'）を求める。
【００３０】次に、ステップＳ４，８で求めたΔθｐj
，Δθｑj を用いて、各補間点位置Ｈi'に関する各軸
撓み量を式［１］あるいは［２］から計算する（ステッ
プＳ１０）。更に、補間点位置Ｈi'のＸＹＺ座標値（Ｘ
i'，Ｙi'，Ｚi'）から対応する各軸値を計算し（ステッ
プＳ１１）、この各軸値からステップＳ１０で求めた各
々の撓み量Δθjiを差し引いて補間点Ｈi の各軸値θji
（６軸ならば、ｊ＝１，２，３，４，５，６）を計算す
る（ステップＳ１２）。なお、始点位置Ｐ及び終点位置
Ｑについては、Δθｐj 及びΔθｑj が差し引き量とな
る。
，Δθｑj を用いて、各補間点位置Ｈi'に関する各軸
撓み量を式［１］あるいは［２］から計算する（ステッ
プＳ１０）。更に、補間点位置Ｈi'のＸＹＺ座標値（Ｘ
i'，Ｙi'，Ｚi'）から対応する各軸値を計算し（ステッ
プＳ１１）、この各軸値からステップＳ１０で求めた各
々の撓み量Δθjiを差し引いて補間点Ｈi の各軸値θji
（６軸ならば、ｊ＝１，２，３，４，５，６）を計算す
る（ステップＳ１２）。なお、始点位置Ｐ及び終点位置
Ｑについては、Δθｐj 及びΔθｑj が差し引き量とな
る。
【００３１】このようにして定められた位置が図２
（２）でＰ（＝Ｈ0 ），Ｈ1 ，Ｈ2 ・・・・Ｈn-1 ，Ｑ
（＝Ｈn ）として表わされて位置に相当することにな
る。そこで、ロボットコントローラ１０の内部で、これ
らのロボット位置Ｈ0 （＝Ｐ）→Ｈ1 →Ｈ2 →・・・・
→Ｈn-1 →Ｈn （＝Ｑ）を順次移動目標点とする移動を
行なわせれば、現実に実現されるロボット軌道は、撓み
によって所望するロボット軌道Ｈ0'（＝Ｐ' ）→Ｈ1'→
Ｈ2'→・・・→Ｈn-1'→Ｈn'（＝Ｑ' ）となる。
（２）でＰ（＝Ｈ0 ），Ｈ1 ，Ｈ2 ・・・・Ｈn-1 ，Ｑ
（＝Ｈn ）として表わされて位置に相当することにな
る。そこで、ロボットコントローラ１０の内部で、これ
らのロボット位置Ｈ0 （＝Ｐ）→Ｈ1 →Ｈ2 →・・・・
→Ｈn-1 →Ｈn （＝Ｑ）を順次移動目標点とする移動を
行なわせれば、現実に実現されるロボット軌道は、撓み
によって所望するロボット軌道Ｈ0'（＝Ｐ' ）→Ｈ1'→
Ｈ2'→・・・→Ｈn-1'→Ｈn'（＝Ｑ' ）となる。
【００３２】以上、２点間の直線移動を例にとって本願
発明のロボット軌道計画方法を説明したが、多数点間を
結ぶ軌道についても、上記説明したプロセスを繰り返せ
ば、撓みを考慮したロボット軌道計画を立てることが出
来る。また、円弧軌道が含まれる場合でも、補間点の計
算方式をそれに応じたものとすれば、他の計算プロセス
を基本的に変更することなく撓みを考慮したロボット軌
道計画を立てることが可能なことも言うまでもない。
発明のロボット軌道計画方法を説明したが、多数点間を
結ぶ軌道についても、上記説明したプロセスを繰り返せ
ば、撓みを考慮したロボット軌道計画を立てることが出
来る。また、円弧軌道が含まれる場合でも、補間点の計
算方式をそれに応じたものとすれば、他の計算プロセス
を基本的に変更することなく撓みを考慮したロボット軌
道計画を立てることが可能なことも言うまでもない。
【００３３】
【発明の効果】本願発明によれば、ロボットコントロー
ラに過大な処理負担をかけることなく、負荷によるロボ
ットの撓みを考慮したロボット軌道計画を立てることが
出来る。従って、本願発明の軌道計画方法によって定め
られたロボット軌道を辿らせるロボット制御を実行すれ
ば、予定された所望の軌道との一致度の高いロボット軌
道が実現され、ロボット作業の精度の向上がもたらされ
る。
ラに過大な処理負担をかけることなく、負荷によるロボ
ットの撓みを考慮したロボット軌道計画を立てることが
出来る。従って、本願発明の軌道計画方法によって定め
られたロボット軌道を辿らせるロボット制御を実行すれ
ば、予定された所望の軌道との一致度の高いロボット軌
道が実現され、ロボット作業の精度の向上がもたらされ
る。
【図１】本願発明の方法を実施する際に使用されるロボ
ットコントローラの概略構成の１例を要部ブロック図で
示したものである。
ットコントローラの概略構成の１例を要部ブロック図で
示したものである。
【図２】（１）は、ロボットが１つの教示点区間Ｐ〜Ｑ
の間を直線移動する場合について、ロボットコントロー
ラが認識しているロボット位置と実際のロボット位置と
の間にずれについて説明する図であり、（２）は、
（１）における直線軌道Ｐ→Ｑの位置に実際のロボット
軌道が出来るだけ重なるように軌道計画を立てる方法に
ついて説明する図である。
の間を直線移動する場合について、ロボットコントロー
ラが認識しているロボット位置と実際のロボット位置と
の間にずれについて説明する図であり、（２）は、
（１）における直線軌道Ｐ→Ｑの位置に実際のロボット
軌道が出来るだけ重なるように軌道計画を立てる方法に
ついて説明する図である。
【図３】図１に示したロボットコントローラを用い、図
２に示した事例について本願発明に従ったロボット軌道
計画方法を実施する処理手順の概略を記したフローチャ
ートである。
２に示した事例について本願発明に従ったロボット軌道
計画方法を実施する処理手順の概略を記したフローチャ
ートである。
１０ ロボットコントローラ １１ 中央演算処理装置（ＣＰＵ） １２ ＲＯＭメモリ １３ ＲＡＭメモリ １４ 不揮発性メモリ １５ 液晶表示装置（ＬＣＤ） １６ 教示操作盤 １７ ロボット軸制御部 １８ サーボ回路 １９ 汎用インターフェイス ２０ バス ３０ ロボット本体
Claims (1)
- 【請求項１】 ロボットコントローラを用いた負荷によ
る撓みを考慮したロボット軌道計画方法において、 （Ａ）各始点及び終点の位置データが与えられている少
なくとも１つの区間について、始点と終点に関する位置
データ及びロボット負荷パラメータに基づいて該始点及
び終点における各軸の撓み量を求め、これらを前記始点
位置データ及び終点位置データに対応した各軸値に加え
て前記始点位置及び終点位置に対応した撓み考慮済みの
各軸値を求める段階と、 （Ｂ）前記撓み考慮済みの各軸値とロボット負荷パラメ
ータに基づいて始点及び終点に関する各軸の撓み量を求
める段階と、 （Ｃ）前記（Ａ）の段階で求めた撓み考慮済みの各軸値
に基づいて、対応するロボット始点位置及び終点位置の
座標値を求め、この両座標値で与えられる点を結んだ軌
道上の各補間点位置を求める段階と、 （Ｄ）前記（Ｂ）の段階で求めた始点及び終点に関する
撓み量に基づいて、前記各補間点位置に関する各軸撓み
量を求める段階と、 （Ｅ）前記補間点位置から対応する各軸値を計算し、こ
の各軸値から上記段階（Ｄ）で求めた各補間点における
撓み量を差し引くことにより、各補間点の座標値を逐次
的な移動目標位置を表わすデータとして求める段階、 とを含むことを特徴とする前記負荷による撓みを考慮し
たロボット軌道計画方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6072747A JPH07261821A (ja) | 1994-03-16 | 1994-03-16 | 負荷による撓みを考慮したロボット軌道計画方法 |
| US08/402,606 US6157155A (en) | 1994-03-16 | 1995-03-13 | Robot path planning method where bending owing to load is taken into consideration |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6072747A JPH07261821A (ja) | 1994-03-16 | 1994-03-16 | 負荷による撓みを考慮したロボット軌道計画方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07261821A true JPH07261821A (ja) | 1995-10-13 |
Family
ID=13498264
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6072747A Withdrawn JPH07261821A (ja) | 1994-03-16 | 1994-03-16 | 負荷による撓みを考慮したロボット軌道計画方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6157155A (ja) |
| JP (1) | JPH07261821A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2017113219A1 (zh) * | 2015-12-30 | 2017-07-06 | 深圳配天智能技术研究院有限公司 | 折弯跟随轨迹规划方法、装置及系统 |
| JP2019195892A (ja) * | 2018-05-11 | 2019-11-14 | 川崎重工業株式会社 | 撓み量推定装置、ロボット制御装置、及び撓み量推定方法 |
| CN111496798A (zh) * | 2020-05-18 | 2020-08-07 | 北京配天技术有限公司 | 机器人传送带跟踪方法、设备及存储装置 |
| CN112659121A (zh) * | 2020-12-09 | 2021-04-16 | 北京配天技术有限公司 | 机器人磨轮半径补偿方法、装置、机器人及存储介质 |
| CN113211437A (zh) * | 2021-05-08 | 2021-08-06 | 深圳市博洋精密科技有限公司 | 一种四轴机器人末端负载物识别方法 |
| WO2021238191A1 (zh) * | 2020-05-26 | 2021-12-02 | 珠海格力智能装备有限公司 | 机器人的定位补偿方法及装置 |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3808321B2 (ja) * | 2001-04-16 | 2006-08-09 | ファナック株式会社 | ロボット制御装置 |
| DE102004026185A1 (de) * | 2004-05-28 | 2005-12-22 | Kuka Roboter Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer Maschine, wie eines Mehrachs- Industrieroboters |
| JP4087841B2 (ja) * | 2004-12-21 | 2008-05-21 | ファナック株式会社 | ロボット制御装置 |
| JP3946753B2 (ja) * | 2005-07-25 | 2007-07-18 | ファナック株式会社 | ロボットプログラム評価・修正方法及びロボットプログラム評価・修正装置 |
| US20070233371A1 (en) * | 2006-03-31 | 2007-10-04 | Arne Stoschek | Navigation system for a motor vehicle |
| US9052214B2 (en) * | 2006-05-22 | 2015-06-09 | Volkswagen Ag | Navigation system for a motor vehicle, method for operating a navigation system and motor vehicle including a navigation system |
| US8700308B2 (en) * | 2006-03-31 | 2014-04-15 | Volkswagen Ag | Navigation system for a motor vehicle |
| US9478133B2 (en) * | 2006-03-31 | 2016-10-25 | Volkswagen Ag | Motor vehicle and navigation arrangement for a motor vehicle |
| US8554463B2 (en) * | 2006-03-31 | 2013-10-08 | Volkswagen Ag | Navigation system for a motor vehicle |
| CN105171743B (zh) * | 2015-07-29 | 2017-05-03 | 浙江理工大学 | 码垛机械臂末端的运动轨迹规划方法 |
| EP3651943B1 (en) | 2017-07-10 | 2024-04-24 | Hypertherm, Inc. | Computer-implemented methods and systems for generating material processing robotic tool paths |
| CN112139320B (zh) * | 2020-09-10 | 2023-03-03 | 中国航发贵州黎阳航空动力有限公司 | 一种螺旋状导管加工方法 |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3679955A (en) * | 1971-06-07 | 1972-07-25 | Gen Electric | Control system for compensating for dimensional errors due to cutting tool wear in an automatic machine tool |
| US4132937A (en) * | 1976-10-18 | 1979-01-02 | Unimation, Inc. | Programmable manipulator with dynamic feedback apparatus for stabilization |
| JPS57113117A (en) * | 1980-12-30 | 1982-07-14 | Fanuc Ltd | Robot control system |
| EP0262600B1 (en) * | 1986-09-29 | 1992-11-25 | Asea Ab | Method and device for optimum parameter control of controllers for rotational and/or linear movements in one or more degrees of freedom in an industrial robot |
| JP2676793B2 (ja) * | 1988-06-30 | 1997-11-17 | トヨタ自動車株式会社 | 倣い制御ロボット |
| JPH02161503A (ja) * | 1988-12-14 | 1990-06-21 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | ロボットにおける教示位置データの修正・再生方法 |
| JPH04233602A (ja) * | 1990-12-28 | 1992-08-21 | Fanuc Ltd | ロボットのたわみ補正方法及びたわみ認識方法 |
| US5426722A (en) * | 1993-09-09 | 1995-06-20 | Stratasys, Inc. | Method for optimizing the motion of a multi-axis robot |
-
1994
- 1994-03-16 JP JP6072747A patent/JPH07261821A/ja not_active Withdrawn
-
1995
- 1995-03-13 US US08/402,606 patent/US6157155A/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2017113219A1 (zh) * | 2015-12-30 | 2017-07-06 | 深圳配天智能技术研究院有限公司 | 折弯跟随轨迹规划方法、装置及系统 |
| JP2019195892A (ja) * | 2018-05-11 | 2019-11-14 | 川崎重工業株式会社 | 撓み量推定装置、ロボット制御装置、及び撓み量推定方法 |
| WO2019216416A1 (ja) * | 2018-05-11 | 2019-11-14 | 川崎重工業株式会社 | 撓み量推定装置、ロボット制御装置、及び撓み量推定方法 |
| CN111496798A (zh) * | 2020-05-18 | 2020-08-07 | 北京配天技术有限公司 | 机器人传送带跟踪方法、设备及存储装置 |
| WO2021238191A1 (zh) * | 2020-05-26 | 2021-12-02 | 珠海格力智能装备有限公司 | 机器人的定位补偿方法及装置 |
| CN112659121A (zh) * | 2020-12-09 | 2021-04-16 | 北京配天技术有限公司 | 机器人磨轮半径补偿方法、装置、机器人及存储介质 |
| CN112659121B (zh) * | 2020-12-09 | 2024-03-29 | 北京配天技术有限公司 | 机器人磨轮半径补偿方法、装置、机器人及存储介质 |
| CN113211437A (zh) * | 2021-05-08 | 2021-08-06 | 深圳市博洋精密科技有限公司 | 一种四轴机器人末端负载物识别方法 |
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|---|---|
| US6157155A (en) | 2000-12-05 |
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| Date | Code | Title | Description |
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| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
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