JPH08339221A - Robot track control method - Google Patents

Robot track control method

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JPH08339221A
JPH08339221A JP14662295A JP14662295A JPH08339221A JP H08339221 A JPH08339221 A JP H08339221A JP 14662295 A JP14662295 A JP 14662295A JP 14662295 A JP14662295 A JP 14662295A JP H08339221 A JPH08339221 A JP H08339221A
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calculated
route
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Kenichi Kawada
健一 河田
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Daikin Ind Ltd
ダイキン工業株式会社
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Abstract

PURPOSE: To smoothly move a robot with no extreme variance of its moving speed by adapting the average one of those target positions set in a prescribed period and controlling the robot so as to move on a track that is decided by the average target position. CONSTITUTION: When the passing points are set between the start and end points, the distances are calculated among these set points. Then each of these calculated distances is divided by a set speed, so that every inter-section moving time is calculated. Thus an acceleration time ta is calculated, and a static period of the time ta is set before the movement start time ts and after the movement end time tf respectively. Then the area of the time ta is successively moved up to a state where the right edge of the area is coincident with the time tf from a state where the left edge of the area is coincident with time 0, and the target position is calculated at every time point as the average value of those coordinates which are set on a polygonal line corresponding to the area of the time ta. Based on the calculated target position, a robot moving plan is produced and the robot locus control is carried out. Therefore, the target position can be smoothly changed regardless of the length of every path.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】この発明はロボットの軌跡制御方
法に関し、さらに詳細にいえば、複数の経路上を移動す
るに当って、ロボットの各経路間における運動の円滑化
を図るための軌跡制御方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a trajectory control method for a robot, and more specifically, it is a trajectory control for smoothing the motion of each path of a robot when moving on a plurality of routes. Regarding the method.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来から、ロボットの軌跡制御方法とし
て、複数の経路上を移動させるに当って、図4に示すよ
うに、各経路に対応させて個別に移動計画を作成し、作
成された複数の移動計画を合成することにより複数の経
路全体としての移動計画を作成してロボットを制御する
方法が最も簡単な方法として提案されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a trajectory control method for a robot, when moving on a plurality of routes, as shown in FIG. 4, a movement plan is individually created corresponding to each route and created. A method of controlling a robot by synthesizing a plurality of movement plans to create a movement plan for a plurality of routes as a whole has been proposed as the simplest method.
【0003】この方法は、各経路ごとに移動計画を作成
して単純に合成するだけであるから、制御が簡単である
とともに、確実に移動目標点を通過させることができる
が、各経路ごとに加速、減速が行われるのであるから、
経路の数に応じた停止点が生じ、ロボットのスムーズな
移動を達成することができない。このような不都合を解
消させることを目的とした軌跡制御方法として、特開昭
64−26911号公報に記載された方法が提案されて
いる。
In this method, since a movement plan is created for each route and simply synthesized, the control is simple and the movement target point can be reliably passed. Because acceleration and deceleration are performed,
Stop points corresponding to the number of paths occur, and smooth movement of the robot cannot be achieved. As a trajectory control method aimed at eliminating such inconvenience, a method described in Japanese Patent Laid-Open No. 64-26911 has been proposed.
【0004】この方法は、各経路における加減速に要す
る時間を互いに等しくしておき、各経路の減速期間と次
の経路の加速期間とを重ね合わせることにより(図5参
照)、各経路の目的地点(または出発地点)においてロ
ボットを停止させることなく、全ての経路からなる移動
経路の始点から終点に至る移動計画を作成してロボット
を制御することができる。また、この場合には、前の経
路の減速と同時に次の経路の加速が行われるのであるか
ら、目標地点を通過することができない可能性が高い
が、目標地点に対するずれは余り大きくないので、特に
不都合とはならない。
According to this method, the time required for acceleration / deceleration on each route is made equal to each other, and the deceleration period of each route and the acceleration period of the next route are overlapped (see FIG. 5) to achieve the purpose of each route. Without stopping the robot at a point (or a starting point), it is possible to control the robot by creating a movement plan from the start point to the end point of the movement route including all the routes. Further, in this case, since the deceleration of the previous route and the acceleration of the next route are performed at the same time, there is a high possibility that the target point cannot be passed, but the deviation from the target point is not so large, It is not particularly inconvenient.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】特開昭64−2691
1号公報に記載された方法を採用する場合であっても、
何れかの経路の長さが著しく短い場合には、この経路に
おいて、加速が終了する前に減速が開始されることにな
ってしまい、前の経路と次の経路とにおける加減速に要
する時間を等しくすることが不可能になってしまう。ま
た、加速度を小さくすることにより加減速に要する時間
を等しく設定することは可能であるが、この場合には、
重ね合わせの結果として得られる移動計画において、長
さが著しく短い経路と長さが十分に長い経路との間でロ
ボットの移動速度が大きく異なってしまうという不都合
がある(図6参照)。
[Problems to be Solved by the Invention] Japanese Patent Laid-Open No. 64-2691
Even when the method described in Japanese Patent No. 1 is adopted,
If the length of one of the routes is extremely short, deceleration will start before the end of acceleration in this route, and the time required for acceleration / deceleration on the previous route and the next route will be increased. It becomes impossible to make them equal. Also, it is possible to set the time required for acceleration / deceleration to be equal by reducing the acceleration, but in this case,
In the movement plan obtained as a result of the superposition, there is an inconvenience that the movement speeds of the robots greatly differ between a path having a significantly short length and a path having a sufficiently long length (see FIG. 6).
【0006】[0006]
【発明の目的】この発明は上記の問題点に鑑みてなされ
たものであり、複数の経路からなる移動経路上を移動す
るようにロボットを制御するに当って、長さが著しく短
い経路が存在している場合であっても、ロボットの移動
速度を余りばらつかせることなく、スムーズな移動を達
成することができる軌跡制御方法を提供することを目的
としている。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and in controlling a robot so as to move on a moving route consisting of a plurality of routes, there is a route having a remarkably short length. It is an object of the present invention to provide a trajectory control method that can achieve smooth movement of the robot even if it is moving, without causing the movement speed of the robot to vary too much.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】請求項1のロボットの軌
跡制御方法は、先の経路の目標地点と次の経路の出発地
点とを共有する2つの経路を順次組合せてなる複数の経
路上を移動するロボットの軌跡を行うに当って、出発地
点および/または目標地点間を直線で補間するととも
に、1番目の経路の前および最後の経路の後に加速時間
と等しい時間の静止期間を設定し、各時刻におけるロボ
ットの目標位置として、その時刻を含む所定期間の目標
位置の平均位置を採用し、採用された目標位置に基づい
て定まる軌跡上をロボットが移動するように制御する方
法である。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a robot trajectory control method, wherein a plurality of routes, which sequentially combine two routes sharing a target point of a previous route and a starting point of a next route, are used. In performing a trajectory of a moving robot, a straight line is interpolated between a starting point and / or a target point, and a stationary period equal to an acceleration time is set before the first route and after the last route, As a target position of the robot at each time, an average position of the target positions for a predetermined period including the time is adopted, and the robot is controlled so as to move on a locus determined based on the adopted target position.
【0008】請求項2のロボットの軌跡制御方法は、各
時刻におけるロボットの目標位置として、その時刻を含
む所定期間の目標位置の平均位置を採用するに当って、
所定期間の目標位置に所定の重み付けを与えた状態で平
均位置を得る方法である。ここで、重み付けとしては、
三角形パターン、正弦波パターンなどが例示できる。
In the robot trajectory control method according to a second aspect of the present invention, the average position of the target positions for a predetermined period including the time is adopted as the target position of the robot at each time,
This is a method of obtaining an average position in a state where a predetermined weight is given to a target position for a predetermined period. Here, as the weighting,
A triangular pattern and a sine wave pattern can be exemplified.
【0009】[0009]
【作用】請求項1のロボットの軌跡制御方法であれば、
先の経路の目標地点と次の経路の出発地点とを共有する
2つの経路を順次組合せてなる複数の経路上を移動する
ロボットの軌跡を行うに当って、出発地点および/また
は目標地点間を直線で補間するとともに、1番目の経路
の前および最後の経路の後に加速時間と等しい時間の静
止期間を設定し、各時刻におけるロボットの目標位置と
して、その時刻を含む所定期間の目標位置の平均位置を
採用し、採用された目標位置に基づいて定まる軌跡上を
ロボットが移動するように制御するのであるから、各経
路の長短に拘らずスムーズに目標位置を変化させること
ができ、この目標位置に基づいて定まる軌跡上における
ロボットのスムーズな動作を達成することができる。も
ちろん、この軌跡制御方法を採用した場合には、所定期
間の目標位置の平均位置を目標位置として採用するので
あるから、目標位置を通過しないが、目標位置に対する
ずれは余り大きくないので、特に不都合とはならない。
また、用途を限定することにより、このずれは全く問題
にならない。
According to the robot trajectory control method of claim 1,
In performing a trajectory of a robot that moves on a plurality of routes that are a combination of two routes that share a target point of the previous route and a departure point of the next route, While interpolating with a straight line, set a stationary period of time equal to the acceleration time before the first route and after the last route, and as the target position of the robot at each time, average the target positions for a predetermined period including that time. Since the position is adopted and the robot is controlled so as to move on the trajectory determined based on the adopted target position, the target position can be changed smoothly regardless of the length of each route. It is possible to achieve a smooth motion of the robot on the locus determined based on. Of course, when this trajectory control method is adopted, since the average position of the target positions for the predetermined period is adopted as the target position, it does not pass the target position, but the deviation from the target position is not so large, which is particularly inconvenient. Does not mean
Also, by limiting the application, this deviation does not pose any problem.
【0010】請求項2のロボットの軌跡制御方法であれ
ば、各時刻におけるロボットの目標位置として、その時
刻を含む所定期間の目標位置の平均位置を採用するに当
って、所定期間の目標位置に所定の重み付けを与えた状
態で平均位置を得るのであるから、重み付けに対応させ
てロボットの加減速パターンを得ることができ、用途に
応じて最適の加減速パターンでロボットを移動させるこ
とができる。
According to the locus control method of the robot of claim 2, when the average position of the target positions of the predetermined period including the time is adopted as the target position of the robot at each time, the target position of the predetermined period is set. Since the average position is obtained in the state where the predetermined weighting is given, the acceleration / deceleration pattern of the robot can be obtained in correspondence with the weighting, and the robot can be moved in the optimum acceleration / deceleration pattern according to the application.
【0011】[0011]
【実施例】以下、実施例を示す添付図面によってこの発
明の実施例を詳細に説明する。図1はこの発明のロボッ
トの軌跡制御方法の一実施例を説明するフローチャート
である。なお、以下の説明は、ロボットを等速で移動さ
せることを前提としている。また、ロボットの移動と
は、例えば、ロボットのアーム手先などの移動を意味し
ている。
Embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the accompanying drawings showing embodiments. FIG. 1 is a flow chart for explaining an embodiment of a robot trajectory control method of the present invention. Note that the following description is premised on that the robot is moved at a constant speed. Further, the movement of the robot means, for example, movement of the arm hands of the robot.
【0012】始終点間において経由すべき点が設定され
た場合に、ステップSP1において、設定された点間を
直線で結ぶとともに、設定された点間の距離を計算し、
各距離を設定速度で除算することにより各区間(設定さ
れた点で規定される区間)の移動所要時間を求める。ス
テップSP2において、加速時間ta(例えば、設定速
度を前回の加速度で除算した値)を得、移動開始時刻t
sの前、移動終了時刻tfの後にそれぞれ時間taの静
止期間を設定する(図2参照)。その後、ステップSP
3において、時間taの領域を、その左端が時刻0に一
致する状態から、その右端が時刻tfに一致する状態ま
で順次移動させ、各時点における目標位置を、時間ta
の領域に対応する折れ線上の座標値の平均値として算出
する。そして、ステップSP4において、算出された目
標位置に基づいてロボットを移動させる移動計画を作成
し、ロボットの軌跡制御を行う。
When a point to be passed between the start and end points is set, in step SP1, the set points are connected by a straight line and the distance between the set points is calculated.
The required travel time of each section (section defined by the set points) is obtained by dividing each distance by the set speed. In step SP2, the acceleration time ta (for example, a value obtained by dividing the set speed by the previous acceleration) is obtained, and the movement start time t
Before s and after the movement end time tf, the stationary period of time ta is set (see FIG. 2). After that, step SP
3, the area at time ta is sequentially moved from the state where the left end thereof coincides with time 0 to the state where the right end thereof coincides with time tf, and the target position at each time point is changed to time ta.
It is calculated as the average value of the coordinate values on the polygonal line corresponding to the area. Then, in step SP4, a movement plan for moving the robot is created based on the calculated target position, and the trajectory control of the robot is performed.
【0013】以上の軌跡制御を行うことにより、ロボッ
トの目標位置は図3に示すとおりになる。なお、図2、
図3はX座標値の時間的変化のみを示しており、X座標
方向の速度は等速ではないが、図示しないY座標方向の
速度を考慮することにより、始終点間における等速移動
が達成されている。また、生成された経路は設定された
経由点を通らないが、このずれは余り大きくないので不
都合とはならない。また、用途を限定することによりこ
のずれは全く問題にならない。
By performing the above trajectory control, the target position of the robot becomes as shown in FIG. Note that FIG.
FIG. 3 shows only the time change of the X coordinate value, and the velocity in the X coordinate direction is not constant velocity, but by considering the velocity in the Y coordinate direction (not shown), constant velocity movement between the start and end points is achieved. Has been done. Further, the generated route does not pass through the set waypoints, but since this deviation is not so large, there is no inconvenience. Further, by limiting the use, this deviation does not pose any problem.
【0014】特に、ロボットが高速化されれば、特開昭
64−26911号公報に記載された方法を採用した場
合に、加速が完了する前に減速が開始されることになる
経路が増加するのであり、しかもロボットは高速化の傾
向が強いのであるから、この方法を採用することによ
り、ロボットの高速移動を損なうことなく、かなり高精
度の軌跡制御を達成することができる。
In particular, if the speed of the robot is increased, when the method described in Japanese Patent Laid-Open No. 64-26911 is adopted, the number of routes in which deceleration is started before acceleration is completed increases. In addition, since the robot has a strong tendency to speed up, by adopting this method, it is possible to achieve trajectory control with considerably high accuracy without impairing the high speed movement of the robot.
【0015】以上の実施例においては、目標位置を算出
するに当って、時間taの領域に対応する折れ線上の座
標値の単純平均値を算出しているが、単純平均値に代え
て、三角形状の重み付けを与えた状態で平均値を算出す
るようにしてもよい。この場合には、加速度パターンが
三角形状になり、静止時の残留振動を防止できるととも
に、ロボットのダメージを抑制することができる。ま
た、正弦波状の重み付けを与えた状態で平均値を算出す
るようにしてもよく、この場合には高周波の非線形振動
成分を大幅に低減することができる。その他の重み付け
パターンを採用することももちろん可能である。
In the above embodiment, when calculating the target position, the simple average value of the coordinate values on the polygonal line corresponding to the area of the time ta is calculated. However, instead of the simple average value, a triangle is used. You may make it calculate an average value in the state where the weighting of the shape was given. In this case, the acceleration pattern has a triangular shape, and it is possible to prevent residual vibration at rest and suppress damage to the robot. Further, the average value may be calculated in a state where the sine wave weighting is applied, and in this case, the high-frequency nonlinear vibration component can be significantly reduced. Of course, other weighting patterns can be adopted.
【0016】[0016]
【発明の効果】請求項1の発明は、各経路の長短に拘ら
ずスムーズに目標位置を変化させることができ、この目
標位置に基づいて定まる軌跡上におけるロボットのスム
ーズな動作を達成することができるという特有の効果を
奏する。請求項2の発明は、重み付けに対応させてロボ
ットの加減速パターンを得ることができ、用途に応じて
最適の加減速パターンでロボットを移動させることがで
きるという特有の効果を奏する。
According to the first aspect of the present invention, the target position can be changed smoothly regardless of the length of each path, and the smooth motion of the robot on the locus determined based on the target position can be achieved. It has the unique effect of being able to do it. The invention of claim 2 has a unique effect that the acceleration / deceleration pattern of the robot can be obtained corresponding to the weighting, and the robot can be moved in the optimum acceleration / deceleration pattern according to the application.
【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]
【図1】この発明のロボットの軌跡制御方法の一実施例
を説明するフローチャートである。
FIG. 1 is a flowchart illustrating an embodiment of a robot trajectory control method according to the present invention.
【図2】各区間を等速で移動する計画を行い、かつその
前後に静止期間を設定した状態を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a state in which a plan to move each section at a constant speed is made, and a stationary period is set before and after the plan.
【図3】図1の軌跡制御を行った場合における目標位置
を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a target position when the trajectory control of FIG. 1 is performed.
【図4】従来方法による移動計画を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a movement plan according to a conventional method.
【図5】他の従来方法による移動計画を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a movement plan according to another conventional method.
【図6】他の従来方法による不都合を説明する図であ
る。
FIG. 6 is a diagram for explaining an inconvenience caused by another conventional method.

Claims (2)

    【特許請求の範囲】[Claims]
  1. 【請求項1】 先の経路の目標地点と次の経路の出発地
    点とを共有する2つの経路を順次組合せてなる複数の経
    路上を移動するロボットの軌跡制御方法であって、出発
    地点および/または目標地点間を直線で補間するととも
    に、1番目の経路の前および最後の経路の後に加速時間
    と等しい時間の静止期間を設定し、各時刻におけるロボ
    ットの目標位置として、その時刻を含む所定期間の目標
    位置の平均位置を採用し、採用された目標位置に基づい
    て定まる軌跡上をロボットが移動するように制御するこ
    とを特徴とするロボットの軌跡制御方法。
    1. A trajectory control method for a robot that moves on a plurality of routes, which is formed by sequentially combining two routes that share a target point of the previous route and a departure point of the next route, the starting point and / or Alternatively, a straight line is interpolated between the target points, and a stationary period with a time equal to the acceleration time is set before the first route and after the last route, and as a target position of the robot at each time, a predetermined period including that time is set. The locus control method for a robot, characterized in that the average position of the target positions is adopted and the robot is controlled so as to move on a locus determined based on the adopted target position.
  2. 【請求項2】 各時刻におけるロボットの目標位置とし
    て、その時刻を含む所定期間の目標位置の平均位置を採
    用するに当って、所定期間の目標位置に所定の重み付け
    を与えた状態で平均位置を得る請求項1に記載のロボッ
    トの軌跡制御方法。
    2. When the average position of the target positions of a predetermined period including the time is adopted as the target position of the robot at each time, the average position is set with a predetermined weight given to the target position of the predetermined period. The trajectory control method for a robot according to claim 1, which is obtained.
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