JPH077302B2 - ロボットの速度変動最小化制御方法 - Google Patents
ロボットの速度変動最小化制御方法Info
- Publication number
- JPH077302B2 JPH077302B2 JP1268516A JP26851689A JPH077302B2 JP H077302 B2 JPH077302 B2 JP H077302B2 JP 1268516 A JP1268516 A JP 1268516A JP 26851689 A JP26851689 A JP 26851689A JP H077302 B2 JPH077302 B2 JP H077302B2
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- JP
- Japan
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- robot
- velocity
- time
- vector
- speed
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- Manipulator (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はロボットの速度変動最小化制御方法に関するも
ので、特に塗装、シーリング作業を行うロボットの制御
に適用されるものである。
ので、特に塗装、シーリング作業を行うロボットの制御
に適用されるものである。
一般に、塗装、シーリング作業を行うロボットには高速
かつ滑らかな複雑な動きが要求される。
かつ滑らかな複雑な動きが要求される。
このため、速度や軌跡を細かく指定することによりこの
ような動きを実現することが行われており、このような
指定を行うには指定速度および指定軌跡を短ピッチで細
かくティーチングすることが行われる。すなわち、短い
距離毎あるいは短い時間毎に速度や軌跡を細かく指定す
ることにより滑らかな軌跡を得るものである。
ような動きを実現することが行われており、このような
指定を行うには指定速度および指定軌跡を短ピッチで細
かくティーチングすることが行われる。すなわち、短い
距離毎あるいは短い時間毎に速度や軌跡を細かく指定す
ることにより滑らかな軌跡を得るものである。
しかし、この方法では、指定を細かくすることによりテ
イーチングのためのアルゴリズムが複雑化して演算量が
増加し、必要とする高速度が得られず、また速度変動が
避けられないという問題がある。
イーチングのためのアルゴリズムが複雑化して演算量が
増加し、必要とする高速度が得られず、また速度変動が
避けられないという問題がある。
このため、高次関数を用いた滑らかな軌跡制御を行うこ
とが提案されている。
とが提案されている。
例えば、特開昭62−72008号公報に示された５次関数に
よるものでは２点間の軌跡を求める条件として始点終
点位置、始点終点速度ベクトル、始点終点加速度ベ
クトル、２点間の移動時間を与え、加速度の時間変化
（加加速度）を最小化するような軌跡を求めることが行
われる。
よるものでは２点間の軌跡を求める条件として始点終
点位置、始点終点速度ベクトル、始点終点加速度ベ
クトル、２点間の移動時間を与え、加速度の時間変化
（加加速度）を最小化するような軌跡を求めることが行
われる。
しかしながら、この方法の場合、スカラ量である２点間
の移動時間についてはロボットの能力による制約等を考
慮してユーザが指定しなければならず、また、移動時間
の指定値によって軌跡そのものや移動速度が変化してし
まうという問題がある。
の移動時間についてはロボットの能力による制約等を考
慮してユーザが指定しなければならず、また、移動時間
の指定値によって軌跡そのものや移動速度が変化してし
まうという問題がある。
本発明はこのような問題点を解決するためになされたも
ので、速度変動を最小化でき、しかも滑らかな軌跡を得
ることのできるロボットの速度変動最小化制御方法を提
供することを目的とする。
ので、速度変動を最小化でき、しかも滑らかな軌跡を得
ることのできるロボットの速度変動最小化制御方法を提
供することを目的とする。
本発明によるロボットの速度変動最小化制御方法におい
ては、時間の３次関数で表現したロボットの先端の位置
および前記位置を時間で微分した速度を表わす式に対し
て始点の位置ベクトル、始点の速度ベクトル、終点の位
置ベクトル、終点の速度ベクトル、仮の移動時間を与え
て前記３次関数の各係数を求める過程と、これらの係数
を用いて得られた速度と目標速度との誤差の２乗和を求
める過程と、前記２乗和が最小になるような移動時間を
収束計算により求める過程と、収束した移動時間をもと
にロボット先端の軌跡を与えるようにロボットを制御す
ることを特徴とする。
ては、時間の３次関数で表現したロボットの先端の位置
および前記位置を時間で微分した速度を表わす式に対し
て始点の位置ベクトル、始点の速度ベクトル、終点の位
置ベクトル、終点の速度ベクトル、仮の移動時間を与え
て前記３次関数の各係数を求める過程と、これらの係数
を用いて得られた速度と目標速度との誤差の２乗和を求
める過程と、前記２乗和が最小になるような移動時間を
収束計算により求める過程と、収束した移動時間をもと
にロボット先端の軌跡を与えるようにロボットを制御す
ることを特徴とする。
時間の３次関数で表現したロボットの先端の位置および
前記位置を時間で微分した速度を表わす式に対して始点
の位置ベクトル、始点の速度ベクトル、終点の位置ベク
トル、終点の速度ベクトル、仮の移動時間を与えると３
次関数の各係数が求められ、これらの係数を用いて得ら
れた速度と目標速度との誤差の２乗和を求めてこの２乗
和が最小になるような移動時間が収束計算により求めら
れる。この値を用いてロボット先端の軌跡を与えるよう
にロボットを制御することにより、速度変動を最小化で
き、しかも滑らかな軌跡を得ることができる。
前記位置を時間で微分した速度を表わす式に対して始点
の位置ベクトル、始点の速度ベクトル、終点の位置ベク
トル、終点の速度ベクトル、仮の移動時間を与えると３
次関数の各係数が求められ、これらの係数を用いて得ら
れた速度と目標速度との誤差の２乗和を求めてこの２乗
和が最小になるような移動時間が収束計算により求めら
れる。この値を用いてロボット先端の軌跡を与えるよう
にロボットを制御することにより、速度変動を最小化で
き、しかも滑らかな軌跡を得ることができる。
なお、始点と終点の速度ベクトルの絶対値はユーザが指
定するが、方向は前後の教示点より自動的に定めること
ができ、ユーザが指定しなくてもよい。
定するが、方向は前後の教示点より自動的に定めること
ができ、ユーザが指定しなくてもよい。
以下、本発明の実施例を詳細に説明する。
図は本発明における方法を示すフローチャートである。
ここではロボット先端の軌跡の位置は次のような時間の
３次関数で表わすものとする。
ここではロボット先端の軌跡の位置は次のような時間の
３次関数で表わすものとする。
Ｘ＝ａｘt3＋ｂｘt2＋ｃｘｔ＋ｄｘ ……（１） Ｙ＝ａｙt3＋ｂｙt2＋ｃｙｔ＋ｄｙ ……（２） Ｚ＝ａｚt3＋ｂｚt2＋ｃｚｔ＋ｄｚ ……（３） これらから、ロボット先端の速度は（１）（２）（３）
式を時間微分して Vx＝dx/dt＝3aｘt2＋2bｘｔ＋ｃｘ ……（４） Vy＝dy/dt＝3aｙt2＋2bｙｔ＋ｃｙ ……（５） Vz＝dz/dt＝3aｚt2＋2bｚｔ＋ｃｚ ……（６） として表わされる。
式を時間微分して Vx＝dx/dt＝3aｘt2＋2bｘｔ＋ｃｘ ……（４） Vy＝dy/dt＝3aｙt2＋2bｙｔ＋ｃｙ ……（５） Vz＝dz/dt＝3aｚt2＋2bｚｔ＋ｃｚ ……（６） として表わされる。
なお、これらの各式は予め制御装置内の記憶部に記憶さ
れており、速度制御時に必要に応じて取出されるものと
する（ステップS10）。
れており、速度制御時に必要に応じて取出されるものと
する（ステップS10）。
ここで、始点の位置ベクトル、終点の位置ベクトル、始
点の速度ベクトル、終点の速度ベクトル、仮の移動時間
を与えて解くと、上記ａｘ、ｂｘ、ｃｘ、ｄｘ、ａｙ、
ｂｙ、ｃｙ、ｄｙ、ａｚ、ｂｚ、ｃｚ、ｄｚを求めるこ
とができる（ステップS20）。
点の速度ベクトル、終点の速度ベクトル、仮の移動時間
を与えて解くと、上記ａｘ、ｂｘ、ｃｘ、ｄｘ、ａｙ、
ｂｙ、ｃｙ、ｄｙ、ａｚ、ｂｚ、ｃｚ、ｄｚを求めるこ
とができる（ステップS20）。
したがって、速度Ｖは と表わされる（ステップS30）。
この速度を目標速度に近づけるために、次のような目標
速度Ｖrefに対する誤差の２乗和を求める演算を行う
（ステップS40）。
速度Ｖrefに対する誤差の２乗和を求める演算を行う
（ステップS40）。
Ｓ＝∫（Ｖref−Ｖ）2dt そしてこのＳの値を最小化するような移動時間を収束計
算により求める。すなわち、上記誤差が収束したと判断
断できるような微小な一定値ε以下になったどうかを確
認し（ステップS50）、なっている場合はこの移動時間
をもとに、２点間の軌跡を決定する（ステップS60）。
このとき速度移動は最小となっている。
算により求める。すなわち、上記誤差が収束したと判断
断できるような微小な一定値ε以下になったどうかを確
認し（ステップS50）、なっている場合はこの移動時間
をもとに、２点間の軌跡を決定する（ステップS60）。
このとき速度移動は最小となっている。
まだ収束していないと判断されるときには移動時間を変
化させてステップS20から繰返す（ステップS70） また、得られた軌跡を実現するための各軸の加減速度が
規定値を越すような場合、始点、終点の速度設定値を下
げステップ20から繰返すことにより、動作可能な軌跡を
求めることができる。
化させてステップS20から繰返す（ステップS70） また、得られた軌跡を実現するための各軸の加減速度が
規定値を越すような場合、始点、終点の速度設定値を下
げステップ20から繰返すことにより、動作可能な軌跡を
求めることができる。
以上のような演算は高速のマイクロコンピュータなどを
用いて行われる。
用いて行われる。
以上のように本発明によれば、位置と速度についての始
点ベクトルおよび終点ベクトルと仮の移動時間を与える
だけで速度変動が最小化され目標速度に近い速度を有す
る軌跡を与えることができる。したがって正確な移動時
間をユーザ側で指定しなくても、滑らかなロボットの動
作を実現することができる。
点ベクトルおよび終点ベクトルと仮の移動時間を与える
だけで速度変動が最小化され目標速度に近い速度を有す
る軌跡を与えることができる。したがって正確な移動時
間をユーザ側で指定しなくても、滑らかなロボットの動
作を実現することができる。
図は本発明の方法を示すフローチャートである。
Claims (1)
- 【請求項１】時間の３次関数で表現したロボットの先端
の位置および前記位置を時間で微分した速度を表す式に
対して始点の位置ベクトル、始点の速度ベクトル、終点
の位置ベクトル、終点の速度ベクトル、仮の移動時間を
与えて前記３次関数の各係数を求める過程と、 これらの係数を用いて得られた速度と目標速度との誤差
の２乗和を求める過程と、 前記２乗和が最小になるような移動時間を収束計算によ
り求めると過程と、 収束した移動時間をもとにロボット先端の軌跡を与える
ようにロボットを制御することを特徴とするロボットの
速度変動最小化制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1268516A JPH077302B2 (ja) | 1989-10-16 | 1989-10-16 | ロボットの速度変動最小化制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1268516A JPH077302B2 (ja) | 1989-10-16 | 1989-10-16 | ロボットの速度変動最小化制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03129504A JPH03129504A (ja) | 1991-06-03 |
| JPH077302B2 true JPH077302B2 (ja) | 1995-01-30 |
Family
ID=17459602
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1268516A Expired - Lifetime JPH077302B2 (ja) | 1989-10-16 | 1989-10-16 | ロボットの速度変動最小化制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH077302B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10235580A (ja) * | 1997-02-26 | 1998-09-08 | Seiko Seiki Co Ltd | 位置・力目標軌道生成器 |
| US6568030B1 (en) * | 1999-02-08 | 2003-05-27 | Kayaba Kogyo Kabushiki Kaisha | Caster |
| JP6577522B2 (ja) | 2017-06-07 | 2019-09-18 | ファナック株式会社 | 制御装置及び機械学習装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62221704A (ja) * | 1986-03-24 | 1987-09-29 | San Esu Shoko Co Ltd | 数値制御方法 |
-
1989
- 1989-10-16 JP JP1268516A patent/JPH077302B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03129504A (ja) | 1991-06-03 |
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