JPH087612B2 - ロボットの制御方法 - Google Patents
ロボットの制御方法Info
- Publication number
- JPH087612B2 JPH087612B2 JP19913687A JP19913687A JPH087612B2 JP H087612 B2 JPH087612 B2 JP H087612B2 JP 19913687 A JP19913687 A JP 19913687A JP 19913687 A JP19913687 A JP 19913687A JP H087612 B2 JPH087612 B2 JP H087612B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- joint
- hand
- robot
- posture
- point
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、７軸をもつ産業用ロボットの制御方法に関
するものである。
するものである。
従来の技術 近年、産業用ロボットは複雑な作業に対応させるため
に、より柔軟な動きを要求され、同時に制御できる軸数
が増加する傾向にある。一般に任意の手先位置と手先姿
勢をロボットがとるためには、６軸あることが必要でか
つ十分な条件であるが、最近は７軸以上の産業用ロボッ
トもみられるようになってきた。
に、より柔軟な動きを要求され、同時に制御できる軸数
が増加する傾向にある。一般に任意の手先位置と手先姿
勢をロボットがとるためには、６軸あることが必要でか
つ十分な条件であるが、最近は７軸以上の産業用ロボッ
トもみられるようになってきた。
以下図を参照しながら、上述した従来の７軸をもつロ
ボットの制御方式について説明する。
ボットの制御方式について説明する。
第２図は７軸をもつ産業用ロボットの１例である。第
２図において１は第１関節、２は第１関節の回転の向き
を示す。同様にして、3,4はそれぞれ第２関節とその回
転の方向、5,6はそれぞれ第３関節とその回転の方向、
7,8は第４関節とその回転の方向、9,10は第５関節とそ
の回転の方向、11,12は第６関節とその回転の方向、13,
14は第７関節とその回転の方向を表す。従来からよく用
いられて来た同時６軸制御のロボットに比べ増えた軸
は、第３関節５に相当する。第３図に上記７軸ロボット
の簡略図を示す。第３図においては便宜上、手先の点を
Ａ点，第６関節11の回転軸と第７関節13の回転軸の交点
をＢ点，第４関節７の回転軸と第５関節９の回転軸の交
点をＣ点，第２関節３の回転軸と第３関節５の回転軸の
交点をＤ点とする。第２図および第３図に示すような軸
構成の７軸ロボットにおいては、手先の位置と手先の姿
勢を決めても、Ｃ点すなわち第４関節の位置は一意的に
は決まらず、第３図の破線で示すように、Ｂ点とＣ点の
ある点を中心として半径が一定の円と、どの位置でもと
ることができる。便宜上この円の中心の点をＥ点，この
円のうち最も高い位置をＦ点とする。
２図において１は第１関節、２は第１関節の回転の向き
を示す。同様にして、3,4はそれぞれ第２関節とその回
転の方向、5,6はそれぞれ第３関節とその回転の方向、
7,8は第４関節とその回転の方向、9,10は第５関節とそ
の回転の方向、11,12は第６関節とその回転の方向、13,
14は第７関節とその回転の方向を表す。従来からよく用
いられて来た同時６軸制御のロボットに比べ増えた軸
は、第３関節５に相当する。第３図に上記７軸ロボット
の簡略図を示す。第３図においては便宜上、手先の点を
Ａ点，第６関節11の回転軸と第７関節13の回転軸の交点
をＢ点，第４関節７の回転軸と第５関節９の回転軸の交
点をＣ点，第２関節３の回転軸と第３関節５の回転軸の
交点をＤ点とする。第２図および第３図に示すような軸
構成の７軸ロボットにおいては、手先の位置と手先の姿
勢を決めても、Ｃ点すなわち第４関節の位置は一意的に
は決まらず、第３図の破線で示すように、Ｂ点とＣ点の
ある点を中心として半径が一定の円と、どの位置でもと
ることができる。便宜上この円の中心の点をＥ点，この
円のうち最も高い位置をＦ点とする。
さて第２図および第３図に示すような７軸からなる産
業用ロボットにおいて、手先の位置と手先の姿勢を与え
たときに各関節角を求める従来の方法を次に説明する。
業用ロボットにおいて、手先の位置と手先の姿勢を与え
たときに各関節角を求める従来の方法を次に説明する。
まず与えられた条件で、手先の位置OAと手先の姿勢 より、Ｂ点すなわち を求める。次に上述した円のうち最も高い位置Ｆ点 を求める。次にＣ点がＥ点を中心とする円のどの方向に
あるのかを示す値として∠CEFの大きさを入力する。次
いで と∠CEFの大きさより、 を求める。ここでA,B,C,D,E点が求まったので、これら
の各点より各関節角の大きさを順次求めることができ
る。
あるのかを示す値として∠CEFの大きさを入力する。次
いで と∠CEFの大きさより、 を求める。ここでA,B,C,D,E点が求まったので、これら
の各点より各関節角の大きさを順次求めることができ
る。
発明が解決しようとする問題点 しかしながら以上のような方法によって、各関節角を
求める場合、各点各点において、第３図中のＣ点すなわ
ち、第４関節がどの位置をとるのかを常に入力する必要
があった。これはすなわち、ティーチングが複雑で非常
に時間のかかるものとなる。
求める場合、各点各点において、第３図中のＣ点すなわ
ち、第４関節がどの位置をとるのかを常に入力する必要
があった。これはすなわち、ティーチングが複雑で非常
に時間のかかるものとなる。
本発明は上記問題点となる、ティーチング時に各点ご
とに、Ｃ点すなわち第４関節の位置を与えるという面倒
な操作をなくす手法を提供するものである。
とに、Ｃ点すなわち第４関節の位置を与えるという面倒
な操作をなくす手法を提供するものである。
問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するために、本発明は関節軸の構成
が基部より回転軸と旋回軸が交互に設けられた７軸から
なるロボットの制御方法において、目標値として手先の
位置と姿勢が与えられたときに各関節角の大きさを求め
るについて前記基部から第４番目の関節の位置を，基部
より第２番目の関節角の余弦と前記第６番目の関節角の
余弦との和または差が極値をとるように，目標値として
与えられた前記手先の位置，手先の姿勢及び前記ロボッ
トの各関節間の長さとから決めることによって、目標値
として前記手先の位置と姿勢とを与えるだけで各関節角
の大きさを求めることを特徴とする。
が基部より回転軸と旋回軸が交互に設けられた７軸から
なるロボットの制御方法において、目標値として手先の
位置と姿勢が与えられたときに各関節角の大きさを求め
るについて前記基部から第４番目の関節の位置を，基部
より第２番目の関節角の余弦と前記第６番目の関節角の
余弦との和または差が極値をとるように，目標値として
与えられた前記手先の位置，手先の姿勢及び前記ロボッ
トの各関節間の長さとから決めることによって、目標値
として前記手先の位置と姿勢とを与えるだけで各関節角
の大きさを求めることを特徴とする。
作用 本発明は上記した手法によって、第４関節のとる方向
が唯一に決定されるため、目標値として手先の位置と姿
勢を与えるだけで、各関節角を求めることができる。
が唯一に決定されるため、目標値として手先の位置と姿
勢を与えるだけで、各関節角を求めることができる。
実施例 以下本発明の一実施例として、第１図を用いて説明す
る。尚、第３図で説明した構成要素と同一のものについ
ては、同一の参照符号を付して説明を省略する。
る。尚、第３図で説明した構成要素と同一のものについ
ては、同一の参照符号を付して説明を省略する。
まず第１図は７軸をもつロボットの簡略図である。第
１図において、15は∠CEFを表し、以下ψと表すことと
する。また16,17はそれぞれ第２関節角および第６関節
角を表す。ここで第２関節角、第６関節角をそれぞれθ
2，θ6で表すこととする。いま手先の位置・姿勢が与え
られたときに、第４関節の位置つまりＣ点を決定するこ
とを考える。ここで∠CEFをψとおくと、ψの変化にと
もなって、θ2とθ6はそれぞれ変化する。つまり、θ2
とθ6はそれぞれψの関数である。すなわち θ2＝θ2（ψ）……（１） θ6＝θ6（ψ）……（２） である。θ2，θ6はψの関数であるがまた、これらは与
えられた手先位置、手先姿勢およびロボットの関節間の
距離によっても変化する。θ2とθ6は第１図のようなと
り方をした場合に符号に関係せずできるだけ０に近い値
が望ましいとして、 f1（ψ）＝cosθ2＝cosθ2（ψ）……（３） を考えれば、f1（ψ）は、極大値をとることが、できる
だけθ2を０に近くとることとなる。
１図において、15は∠CEFを表し、以下ψと表すことと
する。また16,17はそれぞれ第２関節角および第６関節
角を表す。ここで第２関節角、第６関節角をそれぞれθ
2，θ6で表すこととする。いま手先の位置・姿勢が与え
られたときに、第４関節の位置つまりＣ点を決定するこ
とを考える。ここで∠CEFをψとおくと、ψの変化にと
もなって、θ2とθ6はそれぞれ変化する。つまり、θ2
とθ6はそれぞれψの関数である。すなわち θ2＝θ2（ψ）……（１） θ6＝θ6（ψ）……（２） である。θ2，θ6はψの関数であるがまた、これらは与
えられた手先位置、手先姿勢およびロボットの関節間の
距離によっても変化する。θ2とθ6は第１図のようなと
り方をした場合に符号に関係せずできるだけ０に近い値
が望ましいとして、 f1（ψ）＝cosθ2＝cosθ2（ψ）……（３） を考えれば、f1（ψ）は、極大値をとることが、できる
だけθ2を０に近くとることとなる。
ここで、θ2，θ6をできるだけ０に近い値とすること
が望ましいのは、アームが次の旋回動作をしようとする
際、隣接するアームとなす角、すなわち、θ2，θ6が０
に近ければ、アームが旋回し得る角度範囲が正，負いず
れかの方向にのみ極端に大きく、又は小さくなることが
なく、均等な大きさの旋回角度を正負両側に確保するこ
とが可能となるからである。同様に f2（ψ）＝cosθ6＝cosθ6（ψ）……（４） について、f2（ψ）が極大値となるところが、θ6をな
るべく０に近くとることとなる。したがって、２つの関
数に対し ｆ（ψ）＝f1（ψ）＋f2（ψ）……（５） ＝cosθ2＋cosθ6……（６） を考えｆ（ψ）が極大となるψを解けば、そのψの値
は、θ2とθ6に関し、双方ともに同じぐらいの比重で０
に近い値ということになる。すなわち、ｆ（ψ）につい
て、その値が極値をとるψを求め、そのψの値をもっ
て、第４関節の位置すなわち、Ｃ点の位置とすれば、Ｃ
点は唯一決定される。ここでｆ（ψ）はψの関数である
が同時に与えられた手先の位置、手先の姿勢、ロボット
の関節間の距離によって変化するので、ｆ（ψ）が極値
となるψを求めることは、手先の位置、手先の姿勢、ロ
ボットの関節間の距離から第４関節の位置を決定してい
ることに等しい。ここでは第１図のように各関節角の方
向をとったために（５）は和をとったが、座標のとり方
によっては、（５）式の符号は正でなく、負となること
もあり得る。
が望ましいのは、アームが次の旋回動作をしようとする
際、隣接するアームとなす角、すなわち、θ2，θ6が０
に近ければ、アームが旋回し得る角度範囲が正，負いず
れかの方向にのみ極端に大きく、又は小さくなることが
なく、均等な大きさの旋回角度を正負両側に確保するこ
とが可能となるからである。同様に f2（ψ）＝cosθ6＝cosθ6（ψ）……（４） について、f2（ψ）が極大値となるところが、θ6をな
るべく０に近くとることとなる。したがって、２つの関
数に対し ｆ（ψ）＝f1（ψ）＋f2（ψ）……（５） ＝cosθ2＋cosθ6……（６） を考えｆ（ψ）が極大となるψを解けば、そのψの値
は、θ2とθ6に関し、双方ともに同じぐらいの比重で０
に近い値ということになる。すなわち、ｆ（ψ）につい
て、その値が極値をとるψを求め、そのψの値をもっ
て、第４関節の位置すなわち、Ｃ点の位置とすれば、Ｃ
点は唯一決定される。ここでｆ（ψ）はψの関数である
が同時に与えられた手先の位置、手先の姿勢、ロボット
の関節間の距離によって変化するので、ｆ（ψ）が極値
となるψを求めることは、手先の位置、手先の姿勢、ロ
ボットの関節間の距離から第４関節の位置を決定してい
ることに等しい。ここでは第１図のように各関節角の方
向をとったために（５）は和をとったが、座標のとり方
によっては、（５）式の符号は正でなく、負となること
もあり得る。
発明の効果 以上のように本発明によれば、目標値として与えられ
た手先の位置と手先の姿勢とロボットの関節間の距離か
ら第４関節の位置を決めることができるため、各関節角
を求めるのに、第４関節の位置を入力するという煩わし
い操作をなくすことができる。
た手先の位置と手先の姿勢とロボットの関節間の距離か
ら第４関節の位置を決めることができるため、各関節角
を求めるのに、第４関節の位置を入力するという煩わし
い操作をなくすことができる。
第１図は本発明の一実施例を説明するための７軸ロボッ
トの簡略図、第２図は７軸ロボットの外観図、第３図は
７軸ロボットの簡略図である。 １……第１関節、３……第２関節、５……第３関節、７
……第４関節、９……第５関節、11……第６関節、13…
…第７関節、θ2……第２関節角、θ6……第６関節角。
トの簡略図、第２図は７軸ロボットの外観図、第３図は
７軸ロボットの簡略図である。 １……第１関節、３……第２関節、５……第３関節、７
……第４関節、９……第５関節、11……第６関節、13…
…第７関節、θ2……第２関節角、θ6……第６関節角。
Claims (1)
- 【請求項１】関節軸の構成が基部より回転軸と旋回軸が
交互に設けられた７軸からなるロボットの制御方法にお
いて、目標値として手先の位置と姿勢が与えられたとき
に各関節角の大きさを求めるについて前記基部から第４
番目の関節の位置を，基部より第２番目の関節角の余弦
と前記第６番目の関節角の余弦との和または差が極値を
とるように，目標値として与えられた前記手先の位置，
手先の姿勢及び前記ロボットの各関節間の長さとから決
めることによって、目標値として前記手先の位置と姿勢
とを与えるだけで各関節角の大きさを求めることを特徴
とするロボットの制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19913687A JPH087612B2 (ja) | 1987-08-11 | 1987-08-11 | ロボットの制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19913687A JPH087612B2 (ja) | 1987-08-11 | 1987-08-11 | ロボットの制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6442704A JPS6442704A (en) | 1989-02-15 |
| JPH087612B2 true JPH087612B2 (ja) | 1996-01-29 |
Family
ID=16402742
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19913687A Expired - Lifetime JPH087612B2 (ja) | 1987-08-11 | 1987-08-11 | ロボットの制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH087612B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2874238B2 (ja) * | 1990-01-23 | 1999-03-24 | 株式会社安川電機 | 多関節形ロボットの制御方法 |
| US5504630A (en) * | 1994-01-14 | 1996-04-02 | Ultrapointe Corporation | Beam steering apparatus |
-
1987
- 1987-08-11 JP JP19913687A patent/JPH087612B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6442704A (en) | 1989-02-15 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |