JPS58143981A - 産業用ロボツトの制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はロボットを駆動するための制御装置に関する。

従来のロボットの制御では、特開昭４９−５０３７６号
に開示されている如く、教示された点間な指定された速
度になるよう等間隔に補関し、この結果から補間点に対
応するロボットアクチーエータの変位を計算し、実際の
アクチーエータの変位から偏差を決定し、これによりア
クチーエータを制御していた。しかしこの方法では直線
に削っての速度からアクチーエータの速度を決定してい
るため、ロボットの姿勢によってはアクチーエータの速
度がその能力を起え、制御不能となる場合があった。

本発明の目的はハンドを指定された経路に浴って駆動す
る際、アクチーエータへの速度指令がその性能を越えた
場合、経路に滑っての速度を修正し、ハンドを円滑に駆
動できるようにし。

た産業用ロボットの制御方法を提供するにある。

即ち本発明は、指定さ第１た経路に清ってのハンドの速
度から、ロボットのアクチーエータの速度を計算し、も
しアクチーエータの速度がその性能を越えた場合、谷ア
クチーエータの速度をすべてがその性能内に入るように
比例的に減小させ、ハンドのれ路に沿っての速度を修正
することを特徴とするものである。

以下本発明を図に示す実施例にもとづいて具。

体内に説明する。第１図に本発明の産業用ロボットの制
御装置の一実施例を示す図である。１は産業用ロボット
の一実施例ケ示すものである。

即ち第１図に示した産業用ロボットは６自由度。

を有する関節形産業用ロボットである。１２Ｖｉ基。

台１７に対し垂直軸を中心に旋回可能に設けられ１．。

た旋回台で、モータ（アクチーエータ）１０Ｃに。

減速機を介して連結されている。１３は旋回台１２に水
平軸を中心に回動可能に支持された上腕で、旋回ム１２
上に取付けられたモータ（アクチーエータ）１０ｂに減
速機を介して連結されている。１１４は上腕１５の先端
に水平軸を中心に回動可能に。

支持された前腕で、旋回台１２上に取付けられた。

モータ（アクチーにり）１０ａから減速機を介して出力
された出力軸と平行リンク機構で連結されている。１５
は前腕１４の先端に２自由度をも−り１て連結された第
１の手首部材で、旋回台１２上に取付けられたモータ（
アクチュエータ）　ｉｏＣ。

１０ｃｔから減速＋ＩＡ娑介して出力された出力軸に平
行リンク機構で連結されている。１６は第１の手首部材
の先に１自由度を有するように連結された第２の手首部
材で前腕１４上に設けられたモータ（゛アクチーエータ
）１０ｆから減速機を介して・出力された出力軸に軸、
歯車等で連結されている。２はこの第２の手首部材１６
の先に取付けら・れた物体をつかむハンドである。なお
本発明に１、・おいては産業用ロボットは第１図に示す
産業用。

ロボットに限定されるものでなく１通常の産業。

用ロボットに適用できるものである。ところでロボット
ハンド２の運動を教示するにはティー。

チングコンソール４からハンド２の位置および１速度を
入力するかあるいは操作ボックス５によ。

シロボットを操作し、所定の位置にノ）ンド２を。

位置決めし、そのときの各アクチーエータ１０α。

１０ｂ、＋０１？、１０ｄ、１０−に連結された変位検
出器１１α。

１１Ａ、１１Ｃ，１１ｄ、１１１からハンド２の位置を
求める。

ロボット１を制御するときはこのようにして与えら」ま
た位置間を指定された速度になるように補関し、各・す
゛ンプリング時間毎にハンド２が占める位ｄを求め、こ
才Ｌ７１１らアクチーエータ１０α１１ｏａ、＋ｏＣ，
＋ｏｄ、＋ｏｇ　／＼の制御車を決定する。

以下本発明の実施例を６自由度ロボットを例にして示す
。

いま目標とするハンド２の位置および姿勢が、ハンド２
０基準点の静止座標に対する位置ベク。

トルＰｆとハンド２の２個の基準軸の方向余弦ｆｆ、、
。

ｆｆで与えられているとする（第２図）。またハンド２
の並進速度の大きさＶが指定されている。

ものとする。時刻ｔにおけるロボットハンド２０位置お
よび姿勢”ｉ；、７．７はそのときのアク。

チーエータ１０α〜１０ｆの変位θｌ、θ２川θ６によ
シ決。

定され ｐ＝ｐ　（θ１．θ２．・・・θ６　）　　　　　　　
　＋１＞１−１（θ１．θ２．・・・０ｇ　）　　　　
　　　（２）ｖ＝２（θｓ、Ｏｚ、・・・θ６　）　　
　　　　　（５）である。このときハンド２が目標点β
に同かって並進速度νで移動すると、サンプリング時間
゛で与えられ。

（ｉ）　　アｆ−７，Ｖｆ４のとき ？＝０　　　　　　　　　　　　　　　（４）　　。

（幻　７ｉ＝ア　、ｉ）　Ｎ　−“のときｇ−７（５）
。

（１１リ　ア／＋１，７ｚ−７のと　き？−７（６）。

ｈ）　　（７ｚ−７）ｘ（７ｆ−７）＝ｏのとき””（
７ｆＸ７７）Ｘ（アＸ７）／１（７７Ｘ７／）Ｘ（７Ｘ
７）Ｉ　　　（７）　　。

（Ｖ）その他のとき ７−（アｌ−７）ｘ（７ｆ−７）／（アｚ−７）ｘ（７
ｚ−７）Ｉ　　　　（ａｌ　　。

である。舊たア、７から７ｔ、ｉｔまでの回転角θはで
与えられるため１時間Ｔの間の回転角△θはｖｒ である。したがって・・ンド２の並進速度Ｖと回転速度
Ｈは となるｃｌ と７，７の関係は線形関係となり、６Ｘ６′のヤコビア
ン行列Ｊにより となり、これから によシアクチ−エータの速度が定まシ、これを指令値と
してアクチーエータを制御すれば良い。

ところでこのようにして求めたアクチュエータの速度３
１ｊ１ｇ、・・・、ｈ６の幾つかがその性能を越える場
合がある。このとき１より小さい定数αを式４式％） とし、αθ１ｉ−１〜６　がその性能を越えないように
することが可能である。このとき、ｖ、ｗけν。

に比例であるから１式（１５）の操作は指令速度Ｖをα
に修正したことになる。このようにして。

アクチーエータの速度がαθｊ（ｉ＝１〜６）となるよ
う。

にすればロボットのノ１ンドが指定された経路に沿って
移動するように制御することが可能である。

以上の演算は第１図に示す演算回路によ如実行される。

即ちティーチングコンソール４あるいは操作ボックス５
により与えられた目標値と。

ロボット１０対偶の変位から演算装置５によυ゛計算た
ハンドの現在位置から、演算装＠３で本発明による手法
によシロボットの対偶速度な゛計算し、これを運就指令
としてサーボ（ロ）路９に出力する。サーボ回路９は対
偶に取り付けられた１クチ−エータ１０が指令された速
度となるように制御する。

なおとの実ｈ−−１ｌではヤコビアン行列を用いた。

計算の例１示したが、ハンドの目標位置から対！′偶変
位を計算し、実際の対偶変位との差からロ゛ポットヲ制
御する場合においても全く同様に行゛なうことかできる
。さらに５自由度以下のロボ・ットについ′Ｃも同様で
ある。

以上説明したように本発明によれば、従来、・・指定速
度に応じごハンドを駆動しようとしたとき、それがアク
チェエータの性能を越えた場合エラーで停止し、駆動で
きなかったのに比較して、アクチーエータの性能に応じ
てハンドの速度を１−正することが口丁能とｌ【る効果
を奏する。

また現在位置から目標点に向かう補間方式として円弧補
間等の任意の曲線を用いることができるが、この円弧補
間等で式（３）のように目標点゛の関数としてハンドの
経路に沿っての速度が計算できる場合には、本発明の方
式をそのまま用いることができる効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の産業用ロボットの制御方法を実施する
装置の一実施例を示す概略構成図、第２図は静止空間内
におけるノ・ンドの位置と姿１勢とを示した図である。 １・・・ロボット腕、　　　２・・・ロボットハント、
３・・・演算装置。 ４・・・ティーチングコンソール、 ５・・・操作ボックス、　６・・・制御装置、　　　１
７・・・プロセッサ。 ８・・・入出力インタフェース、 ９・・・サーボ回路、　　１０・・・アクチェエータ。 代理人弁理士　薄　１）利　幸

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　ロボットハンドを所定の経路に沿って駆動するた
   めの産業用の制御方法において、ロボット駆動系の性能
   に応じ・・ンドの移動する経路にθっでのハンドの速度
   を自動的に修正することを特徴とする産業用ロボットの
   制御方法。 ２、　教示された点の間の補間演算によシ経路を創成し
   、指定された経路に削っての速度で・・ンドを駆動する
   際、アクチーエータの速度がその定格を起える場合、定
   格の範囲におさまるようハンドの速度を自動的に低速に
   落としかつハンドがその経路に清って移動することを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の産業用ロボットの
   制御方法。