JPS58222307A - 関節型ロボツトの制御方法 - Google Patents
関節型ロボツトの制御方法Info
- Publication number
- JPS58222307A JPS58222307A JP10630182A JP10630182A JPS58222307A JP S58222307 A JPS58222307 A JP S58222307A JP 10630182 A JP10630182 A JP 10630182A JP 10630182 A JP10630182 A JP 10630182A JP S58222307 A JPS58222307 A JP S58222307A
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- Japan
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- robbot
- hand
- robot
- arm
- robot hand
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-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B19/00—Programme-control systems
- G05B19/02—Programme-control systems electric
- G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
- G05B19/416—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by control of velocity, acceleration or deceleration
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は関節型ｔ！ポットの制御方法、特に数置制御装
置によって制御され、自動加工或いは自動組立を行なう
関節型ロボットの制御方法に関するものである。
置によって制御され、自動加工或いは自動組立を行なう
関節型ロボットの制御方法に関するものである。
近時、各種製造部門においては省力化°或いは製品の均
一化が図られ、ロボットを使用して機械加工或すは組立
てを行なうことが広く行なわれている。
一化が図られ、ロボットを使用して機械加工或すは組立
てを行なうことが広く行なわれている。
第１図には関節型ロボットのモデル構成が示され、剛性
体１０には所定間隔離れて第１７−ム１２と第２アーム
１４が回動自在に設けられている。
体１０には所定間隔離れて第１７−ム１２と第２アーム
１４が回動自在に設けられている。
そして、第１７−ム１２の先端部Ｂには第３アーム１６
が、また第２７−ム１４の先端部りには第４７−ム１８
がそれぞれ回動自在に連結されておシ、この第３７−ム
１６と第４７−ム１８の先端部Ｃによって作業用のロボ
ットハンド２０が保持されている。この結果ロボットハ
ンド２０を保持する各アームの連結機構、すなわちリン
ク機構がロボットアームを形成し、このロボットアーム
の動作を規制することによシロボットノ・ンドの位置お
よび姿勢を制御することができる。
が、また第２７−ム１４の先端部りには第４７−ム１８
がそれぞれ回動自在に連結されておシ、この第３７−ム
１６と第４７−ム１８の先端部Ｃによって作業用のロボ
ットハンド２０が保持されている。この結果ロボットハ
ンド２０を保持する各アームの連結機構、すなわちリン
ク機構がロボットアームを形成し、このロボットアーム
の動作を規制することによシロボットノ・ンドの位置お
よび姿勢を制御することができる。
前記第１アームの基部Ａには第１サーボモータ２２の駆
動軸が連結されておシ、また第２アーム１４の基部Ｅに
は第２サーボモータ２４の駆動軸が連結されておル、こ
の第１第２サーボモータ２２．２４の駆動柘よ）ロボッ
トアームが所望の位置に駆動操作され前記ロボットハン
ド２０の位置および姿勢が制御される。
動軸が連結されておシ、また第２アーム１４の基部Ｅに
は第２サーボモータ２４の駆動軸が連結されておル、こ
の第１第２サーボモータ２２．２４の駆動柘よ）ロボッ
トアームが所望の位置に駆動操作され前記ロボットハン
ド２０の位置および姿勢が制御される。
前記第１第２サーボモータ２２．２４は図示されていな
い数値制御装置の指令ｉこよって回転駆動される。すな
わち数値制御装置はロボットハンド２０を動かす際の加
速特性、減速特性、及び最高速度を与えられたパラメー
タに基づいて数値側°御装置内の演算処理回路で演算し
、この演算生成された指令速度曲線に位置のループと速
度のループとを持ったサーボ系に基づくサーボモータ２
ｋ、２４を追従駆動し前記ロボットハンド２０の位置お
よび姿勢の制御が行なわれる。
い数値制御装置の指令ｉこよって回転駆動される。すな
わち数値制御装置はロボットハンド２０を動かす際の加
速特性、減速特性、及び最高速度を与えられたパラメー
タに基づいて数値側°御装置内の演算処理回路で演算し
、この演算生成された指令速度曲線に位置のループと速
度のループとを持ったサーボ系に基づくサーボモータ２
ｋ、２４を追従駆動し前記ロボットハンド２０の位置お
よび姿勢の制御が行なわれる。
この種の従来方法におりてはロボットハンドの位置およ
び姿勢を制御する指令速度曲線は数値制御装置内での演
算処理時間を短くシ、さらに記憶装置の容量を小さくす
るために機械系の慣性は一定と見なし、モータの回転角
度の大きさのみをノくラメータとして加速特性、減速特
性、及び最高速度が演算されていた。
び姿勢を制御する指令速度曲線は数値制御装置内での演
算処理時間を短くシ、さらに記憶装置の容量を小さくす
るために機械系の慣性は一定と見なし、モータの回転角
度の大きさのみをノくラメータとして加速特性、減速特
性、及び最高速度が演算されていた。
しかしながら関節型ロボットにお−て、サーボモータ２
２．２４にかかる負荷慣性はロボットアームの姿勢によ
シ大きく変動することとなシ、負荷慣性が小さくなる様
なロボットアームの姿勢におりてはサーボモータ２２．
２４のパワーが十分発揮できずこの為ロボットハンドの
動きが低速となシ作業能率を高めることができないとい
う欠点があった。
２．２４にかかる負荷慣性はロボットアームの姿勢によ
シ大きく変動することとなシ、負荷慣性が小さくなる様
なロボットアームの姿勢におりてはサーボモータ２２．
２４のパワーが十分発揮できずこの為ロボットハンドの
動きが低速となシ作業能率を高めることができないとい
う欠点があった。
すなわちこの欠点は第１図に示す五節リンクロボットの
運動方程式によル次の様に理解される。
運動方程式によル次の様に理解される。
すな−わち第１図において第１７−ム１２の基部と第２
７−ム１４０基部を結ぶ直線をＸ軸にとシ、この第１ア
ーム１２と第２アーム１４との中間点０から垂線を引き
これをｙ軸とし、Ｘ軸と第１７−ム１２との傾きを０１
、Ｘ軸と第２７−ム１４との傾きをθｔ、ｘ−と第３７
−ム１６との傾きをθ１、Ｘ軸と第４７−ム１８との傾
きを０４とし、更に各アームの長さを等しく形成する。
７−ム１４０基部を結ぶ直線をＸ軸にとシ、この第１ア
ーム１２と第２アーム１４との中間点０から垂線を引き
これをｙ軸とし、Ｘ軸と第１７−ム１２との傾きを０１
、Ｘ軸と第２７−ム１４との傾きをθｔ、ｘ−と第３７
−ム１６との傾きをθ１、Ｘ軸と第４７−ム１８との傾
きを０４とし、更に各アームの長さを等しく形成する。
そして第３７−ム１６および第４アーム１８の中間点Ｐ
、Ｑをそれぞれのアームの重心位置とし、Ｐ点の座標を
（ｐｇ、ｐ、 ）、Ｑ点の座標を（ｑ工、ｑア）としま
た第１サーボモータ２２のトルクをＴ□同様に第２サー
ボモータ２４のトルクをＴ、とすれば、この五節リンク
ロボットの運動方程式は（１）式に示す様になる。
、Ｑをそれぞれのアームの重心位置とし、Ｐ点の座標を
（ｐｇ、ｐ、 ）、Ｑ点の座標を（ｑ工、ｑア）としま
た第１サーボモータ２２のトルクをＴ□同様に第２サー
ボモータ２４のトルクをＴ、とすれば、この五節リンク
ロボットの運動方程式は（１）式に示す様になる。
ただしく１）式において、
１＝１，２
Ｍ：アームの質量
Ｊ：アームの慣性モーメント
である。
ここで第１サーボモータ２２の慣性ｔ ＪＭｌ 、ｆｌ
Ｅ ２サーボモータ２４の慣性をＪＭｆｆｉとすると、
ただしく２）式において １−１．２ である。
Ｅ ２サーボモータ２４の慣性をＪＭｆｆｉとすると、
ただしく２）式において １−１．２ である。
前記（１＞式によルＴ区は’１％θ１、ｄｌ、ｄｌ、’
Ｌ ％ ’！の関数であるので第２式から当然にＪＭｌ
はθ１、θ１．６１’２％ ｅｌ ％ ｉｔの関数とな
る。この結果サーボモータ２２．２４に対する負荷慣性
の大きさはロボットハンドの位置、速度、加速度によっ
て変動することが理解できる。
Ｌ ％ ’！の関数であるので第２式から当然にＪＭｌ
はθ１、θ１．６１’２％ ｅｌ ％ ｉｔの関数とな
る。この結果サーボモータ２２．２４に対する負荷慣性
の大きさはロボットハンドの位置、速度、加速度によっ
て変動することが理解できる。
従来装置においてはこのＪ旧を一定と見なして指令速度
曲線を決定しておシ、この様な場合にはＪＭｌの最大値
を仮想の負荷慣性と見なさなければならず、従って１組
が小さくなる様なロボットアームの姿勢においてはサー
ボモータ２２．２４が出し得るパワーを十分に出し切っ
ていない状態となシ前述した様にロボットハンドの移動
速度が低下するという欠点があった。
曲線を決定しておシ、この様な場合にはＪＭｌの最大値
を仮想の負荷慣性と見なさなければならず、従って１組
が小さくなる様なロボットアームの姿勢においてはサー
ボモータ２２．２４が出し得るパワーを十分に出し切っ
ていない状態となシ前述した様にロボットハンドの移動
速度が低下するという欠点があった。
本発明は前述した従来の課題に鑑み為されたものでアシ
、その目的はロボットアームの姿勢に係わらずサーボモ
ータのパワーを十分に発揮でき、ロボットハンドの高速
制御を行なうことができる関節型ロボットの制御方法を
提供することにある。
、その目的はロボットアームの姿勢に係わらずサーボモ
ータのパワーを十分に発揮でき、ロボットハンドの高速
制御を行なうことができる関節型ロボットの制御方法を
提供することにある。
上記目的を達成する為に本発明は所望の与えられたパラ
メータから演算生成される指令速度曲線に基づいてサー
ボモータを駆動し作業用ロボットハンドの姿勢および位
置を制御する関節型ロボットの制御方法にお−て、ロボ
ットハンドの全作業領域を複数の領域に小分割し、ロボ
ットハンドの始点が属する領域と終点が属する領域との
組合せごとに指令速度曲線の演算パラメータをサーボモ
ータの負荷慣性変動の情報を加味して予め設定しておき
、このパラメ、−夕を用い：：黛−ポ系への入力となる
速度指令曲線を演算し前記ロボットノ・ンドの位置りよ
び姿勢を高速制御することを特徴とする。
メータから演算生成される指令速度曲線に基づいてサー
ボモータを駆動し作業用ロボットハンドの姿勢および位
置を制御する関節型ロボットの制御方法にお−て、ロボ
ットハンドの全作業領域を複数の領域に小分割し、ロボ
ットハンドの始点が属する領域と終点が属する領域との
組合せごとに指令速度曲線の演算パラメータをサーボモ
ータの負荷慣性変動の情報を加味して予め設定しておき
、このパラメ、−夕を用い：：黛−ポ系への入力となる
速度指令曲線を演算し前記ロボットノ・ンドの位置りよ
び姿勢を高速制御することを特徴とする。
以下図面および表に基づいて本発明の好適な実施例を説
明する。
明する。
本発明において特徴的なことはロボットノ・／ドの全作
業領域を複数の領域に小分割し、ロボットハンドの始点
が属する領域と終点が属する領域との組合せごとに指令
速度曲線の演算パラメータをサーボモータの負荷慣性変
動の情報を加味して予め設定しておき、このパラメータ
を用いサーボ系への入力となる速度指令曲線を演算し前
記ロボットハンドの位置および姿勢を高速制御するよう
に構成したことである。
業領域を複数の領域に小分割し、ロボットハンドの始点
が属する領域と終点が属する領域との組合せごとに指令
速度曲線の演算パラメータをサーボモータの負荷慣性変
動の情報を加味して予め設定しておき、このパラメータ
を用いサーボ系への入力となる速度指令曲線を演算し前
記ロボットハンドの位置および姿勢を高速制御するよう
に構成したことである。
本実施例においてはロボットノ１ンドの作業全領域を第
２図に示す様にＡＩ、Ａ１、Ａ３の３つの領域に分割し
、この作業領域内でロボットノ・ンドの始点が属する領
域と終点が属する領域との組合せごとに表１に示す様に
第１サーボモータ２２に対する指令速度曲線およ１び第
２サーボモータ２４に対する指令速度曲線が暴れそれ数
値制御装置によって演算される。
２図に示す様にＡＩ、Ａ１、Ａ３の３つの領域に分割し
、この作業領域内でロボットノ・ンドの始点が属する領
域と終点が属する領域との組合せごとに表１に示す様に
第１サーボモータ２２に対する指令速度曲線およ１び第
２サーボモータ２４に対する指令速度曲線が暴れそれ数
値制御装置によって演算される。
表１ 各作業領域の組合せと指令速度曲線との関係すな
わち、本実施例において、表２に示すように加速度の大
きさα、減速度の大きさβ、定速領域における最高速度
の大きさＶがサーボモータ２２．２４の負荷慣性変動の
情報を加味して予め計算され、これらの計算結果が数値
制御装置の記憶装置に演算パラメータとして記憶される
。そしてこの所定のパラメータから指令速度曲線Ｃが数
値制御装置内で演算されこの結果に基づいてロボットノ
１ンドの位置及び姿勢の制御が行なわれる。
わち、本実施例において、表２に示すように加速度の大
きさα、減速度の大きさβ、定速領域における最高速度
の大きさＶがサーボモータ２２．２４の負荷慣性変動の
情報を加味して予め計算され、これらの計算結果が数値
制御装置の記憶装置に演算パラメータとして記憶される
。そしてこの所定のパラメータから指令速度曲線Ｃが数
値制御装置内で演算されこの結果に基づいてロボットノ
１ンドの位置及び姿勢の制御が行なわれる。
表２各指令速度曲線とその演算パラメータとの関係従っ
て本実施例によれば、指令速度曲線はロボットアームの
各姿勢に応じてサーボモータのノくワーを最大限に発揮
できる様に設定することが可能であシ、この為ロボット
アームの姿勢如何にかかわらずサーボモータ２２．２４
の出カッくワーを十分に活用でき、ロボットノ・ンドの
姿勢及び位置の高速制御を行なうことが可能である。
て本実施例によれば、指令速度曲線はロボットアームの
各姿勢に応じてサーボモータのノくワーを最大限に発揮
できる様に設定することが可能であシ、この為ロボット
アームの姿勢如何にかかわらずサーボモータ２２．２４
の出カッくワーを十分に活用でき、ロボットノ・ンドの
姿勢及び位置の高速制御を行なうことが可能である。
以上説明した様に本発明によれば、指令速度曲線をサー
ボモータの負荷慣性変動の情報を加味してロボットハン
ドの始点が属する領域と終点が属する領域との組合わせ
ごとに指令速度曲線の演算パラメータを与える結果、ロ
ボットアームの姿勢にかかわシなくロボットハンドの姿
勢及び位置を高速に制御することか可能である。
ボモータの負荷慣性変動の情報を加味してロボットハン
ドの始点が属する領域と終点が属する領域との組合わせ
ごとに指令速度曲線の演算パラメータを与える結果、ロ
ボットアームの姿勢にかかわシなくロボットハンドの姿
勢及び位置を高速に制御することか可能である。
なお、本実施例においては指令速度曲線の基本形を台形
速度曲線としたため加速度の大きさ、減速度の大きさ、
定速領域における最高速度の大きさ等を指令速度曲線を
求めるためのパラメータとして選定してｈるが、このパ
ラメータは指令速度曲線の特性を表わすものであれば他
のパラメータを用いることも可能である。
速度曲線としたため加速度の大きさ、減速度の大きさ、
定速領域における最高速度の大きさ等を指令速度曲線を
求めるためのパラメータとして選定してｈるが、このパ
ラメータは指令速度曲線の特性を表わすものであれば他
のパラメータを用いることも可能である。
また本実施例におｈてはロボットハンドの作業領域を３
個の小領域に分割したが、数値制御装置の記憶装置の容
量に余裕があれ、ばさらに多くの小領域に分割すること
が可能であル、この様にすることによシロボットハンド
の位置および姿勢のよシ効果的な高速制御が可能となる
。
個の小領域に分割したが、数値制御装置の記憶装置の容
量に余裕があれ、ばさらに多くの小領域に分割すること
が可能であル、この様にすることによシロボットハンド
の位置および姿勢のよシ効果的な高速制御が可能となる
。
さらに、本実施例においては、ロボットハンドの作′業
領域を２次元領域の場合で示し士いるが、この作業領域
を１次元或いは３次元領域に適用することが可能である
。
領域を２次元領域の場合で示し士いるが、この作業領域
を１次元或いは３次元領域に適用することが可能である
。
第１図は関節型ロボットのモデルを示す五節リンクの構
成図、第２図はロボットハンドの全作業領域の３分割状
態を示す概略説明図である。 各図中同一部材には同一符号を付し、２ｏはロボットハ
ンド、２２は第１サーボモータ、２４は第２サーボモー
タである。 代理人 弁理士 葛 野 信 −′□
（ほか１名） 第１図 第２図 昭和 年 月 日 持許庁長宮殿 １、事件の表示 特願昭 ５７−１０６３０１号
２、発明の名称 関節型ロボットの制御方法３、補正を
する者 明１１１１＠の発明の詳細な説明の欄。 以上 一
成図、第２図はロボットハンドの全作業領域の３分割状
態を示す概略説明図である。 各図中同一部材には同一符号を付し、２ｏはロボットハ
ンド、２２は第１サーボモータ、２４は第２サーボモー
タである。 代理人 弁理士 葛 野 信 −′□
（ほか１名） 第１図 第２図 昭和 年 月 日 持許庁長宮殿 １、事件の表示 特願昭 ５７−１０６３０１号
２、発明の名称 関節型ロボットの制御方法３、補正を
する者 明１１１１＠の発明の詳細な説明の欄。 以上 一
Claims (1)
- （１） 所望の与えられたパラメータから演算生成さ
れる指令速度曲線に基づｂてサーボモータを駆動し作業
用ロボットハンドの姿勢および位置を制御する関節型ロ
ボットの制御方法において、ロボットハンドの全作業領
域を複数の領域に小分割しいロボットハンドの始点が属
する領域と終点が属する領域との組合せごとに指令速度
曲線の演算パラメータをサーボモータの負荷慣性変動の
情報を加味して予め設定しておき、このパラメータを用
いサーボ系への入力となる速度指令曲線を演算し前記ロ
ボットハンドの位置および姿勢を高速制御することを特
徴とする関節型ロボットの制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10630182A JPS58222307A (ja) | 1982-06-21 | 1982-06-21 | 関節型ロボツトの制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10630182A JPS58222307A (ja) | 1982-06-21 | 1982-06-21 | 関節型ロボツトの制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58222307A true JPS58222307A (ja) | 1983-12-24 |
| JPH0255803B2 JPH0255803B2 (ja) | 1990-11-28 |
Family
ID=14430190
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10630182A Granted JPS58222307A (ja) | 1982-06-21 | 1982-06-21 | 関節型ロボツトの制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58222307A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6057407A (ja) * | 1983-09-06 | 1985-04-03 | Seiko Epson Corp | ロボツトコントロ−ラ |
| JPS60230206A (ja) * | 1984-04-27 | 1985-11-15 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 角加速度制御方法 |
| JPS6231406A (ja) * | 1985-08-02 | 1987-02-10 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 多関節ロボツトの位置決め制御装置 |
| JPS6261104A (ja) * | 1985-09-11 | 1987-03-17 | Fanuc Ltd | 水平関節型ロボツトの加減速制御方式 |
| JP2014014876A (ja) * | 2012-07-05 | 2014-01-30 | Canon Inc | ロボット制御装置、及びロボット制御方法 |
-
1982
- 1982-06-21 JP JP10630182A patent/JPS58222307A/ja active Granted
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6057407A (ja) * | 1983-09-06 | 1985-04-03 | Seiko Epson Corp | ロボツトコントロ−ラ |
| JPS60230206A (ja) * | 1984-04-27 | 1985-11-15 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 角加速度制御方法 |
| JPS6231406A (ja) * | 1985-08-02 | 1987-02-10 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 多関節ロボツトの位置決め制御装置 |
| JPS6261104A (ja) * | 1985-09-11 | 1987-03-17 | Fanuc Ltd | 水平関節型ロボツトの加減速制御方式 |
| JP2014014876A (ja) * | 2012-07-05 | 2014-01-30 | Canon Inc | ロボット制御装置、及びロボット制御方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0255803B2 (ja) | 1990-11-28 |
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