JPS5858609A - 産業用ロボツト軌跡補間方法 - Google Patents
産業用ロボツト軌跡補間方法Info
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- JPS5858609A JPS5858609A JP15748381A JP15748381A JPS5858609A JP S5858609 A JPS5858609 A JP S5858609A JP 15748381 A JP15748381 A JP 15748381A JP 15748381 A JP15748381 A JP 15748381A JP S5858609 A JPS5858609 A JP S5858609A
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- Japan
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- servo
- robot
- variation
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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
- G05B19/41—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 interpolation, e.g. the computation of intermediate points between programmed end points to define the path to be followed and the rate of travel along that path
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- Automation & Control Theory (AREA)
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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】
本発明は動作をプログラムしうる産業用ロボットの制御
方式、詳細にはｐｒｐ （ポイントッーポイント〕教示
コンテニュアスパス制御を行う産業用ロボットの軌跡補
間方法に関するものである。
方式、詳細にはｐｒｐ （ポイントッーポイント〕教示
コンテニュアスパス制御を行う産業用ロボットの軌跡補
間方法に関するものである。
近年、プレイバックロボットの制御にμコンピュータが
用いられる様になり、従来のＣＰ教示ＣＰ （ｃｏｎｔ
ｉｎｕｏｕｓ ｐａｓｓ ）制御ではなくｐｒｉ’（ｐ
ａｉｎｔ ｔｏ ｐａｉｎｔ ）教示ｃｐ制御方式の制
御方法が一般的に用いられる様になりロボットが高機能
化して来ている。またそれに共いＰａ１ｎｔデータがロ
ボット個有のアクチュエータの移動位置テークだけでは
なく、もっと一般的な、たとえばｘ−ｙ−ｚ直交座標系
で記述される様になり、動作の軌跡も直線円弧など直交
座標系で１”述される方向に進んで米ている。したがっ
て１１１間をたとえば直線でロボットを動作させるに必
要な動作途中の点を連続的に求め、なｉかつその移動速
度を指定されたもので行い、かつハード的な制約から加
減速を行う制御機能が要求されている。前述の機能はロ
ボットの動作機能を定める根幹に位置するものである。
用いられる様になり、従来のＣＰ教示ＣＰ （ｃｏｎｔ
ｉｎｕｏｕｓ ｐａｓｓ ）制御ではなくｐｒｉ’（ｐ
ａｉｎｔ ｔｏ ｐａｉｎｔ ）教示ｃｐ制御方式の制
御方法が一般的に用いられる様になりロボットが高機能
化して来ている。またそれに共いＰａ１ｎｔデータがロ
ボット個有のアクチュエータの移動位置テークだけでは
なく、もっと一般的な、たとえばｘ−ｙ−ｚ直交座標系
で記述される様になり、動作の軌跡も直線円弧など直交
座標系で１”述される方向に進んで米ている。したがっ
て１１１間をたとえば直線でロボットを動作させるに必
要な動作途中の点を連続的に求め、なｉかつその移動速
度を指定されたもので行い、かつハード的な制約から加
減速を行う制御機能が要求されている。前述の機能はロ
ボットの動作機能を定める根幹に位置するものである。
しかしながらこの軌跡補間と総称される機能はロボット
メーカが独自に開発しているものであり、広く一般的に
用いられている公知の方法とい５ものはないが、第＊＊
に示す移動速度を台形に近似させてその加速区間定速区
間減速区間に分け、その積分である移動距離を定めて加
速度を一定で設定し、その加減速切換え時間をパラメー
タとして算出して使用するか、加減速時間を一定宅七の
加速度をパラメータとして算出して用いることが手嘔で
あり、これらが用いられている様に思われる。しかしこ
の方法が加速度がステップ状に変化し加速区間→定速区
間。
メーカが独自に開発しているものであり、広く一般的に
用いられている公知の方法とい５ものはないが、第＊＊
に示す移動速度を台形に近似させてその加速区間定速区
間減速区間に分け、その積分である移動距離を定めて加
速度を一定で設定し、その加減速切換え時間をパラメー
タとして算出して使用するか、加減速時間を一定宅七の
加速度をパラメータとして算出して用いることが手嘔で
あり、これらが用いられている様に思われる。しかしこ
の方法が加速度がステップ状に変化し加速区間→定速区
間。
停止点でその変化が急なためメカや制御系に悪影響を与
え、動作がスムーズでなく振動現象の発生の要因となる
欠点がある。
え、動作がスムーズでなく振動現象の発生の要因となる
欠点がある。
また、ロボット個有の関節角置県データだけではなく直
交座標系で記述される様になったため、この２つのデー
タ系を交互に座標変換しなければならなくな。った。第
１図に外形、第２図に関節配置の概念図に示す６自由度
を持ったロボットを例にとると、直交座標系では通常位
置を示す（ｘ、ｙ、ｚ）データとその姿勢を示す（α、
β、ｒ）の６つのデータで表示できる。
交座標系で記述される様になったため、この２つのデー
タ系を交互に座標変換しなければならなくな。った。第
１図に外形、第２図に関節配置の概念図に示す６自由度
を持ったロボットを例にとると、直交座標系では通常位
置を示す（ｘ、ｙ、ｚ）データとその姿勢を示す（α、
β、ｒ）の６つのデータで表示できる。
これをロボットのアクチュエータがもつ角度系の位置デ
ータに相互に変換する座標変換機能が必要である。これ
は数式で表現できるが、ロボットの機構・構造により固
有に定まるものであるし、本発明にその内容までは重要
でないので省略する。しかしその計算なμコンビ、−夕
で処理するのは、ロボットの自由度が増す毎に級数的に
計算量が増大するため、前述の動作途中点のアクチーエ
ータ位置を求めるのに時間を必要とし、ロボットの離散
値系サーボを行うためのサンプル時間間隔が長くなり、
サーボ系の応答性が愚くなり、ロボットの運動がなめら
かにできなくなる事象が生まれて米た。
ータに相互に変換する座標変換機能が必要である。これ
は数式で表現できるが、ロボットの機構・構造により固
有に定まるものであるし、本発明にその内容までは重要
でないので省略する。しかしその計算なμコンビ、−夕
で処理するのは、ロボットの自由度が増す毎に級数的に
計算量が増大するため、前述の動作途中点のアクチーエ
ータ位置を求めるのに時間を必要とし、ロボットの離散
値系サーボを行うためのサンプル時間間隔が長くなり、
サーボ系の応答性が愚くなり、ロボットの運動がなめら
かにできなくなる事象が生まれて米た。
つまりロボットの動作が高機能化されるにしたがい、そ
の制御のための計算量が増大し【いるが、μコンピュー
タの能力には限界があり。
の制御のための計算量が増大し【いるが、μコンピュー
タの能力には限界があり。
その能力に比べて必要処理量がより増加して来ているた
め、そのサーボ系をサポートする時間に制約を受け、そ
の動作のなめらかさがそこなわれるという矛盾した状況
にあるといえる。
め、そのサーボ系をサポートする時間に制約を受け、そ
の動作のなめらかさがそこなわれるという矛盾した状況
にあるといえる。
本発明の目的は、上記したロボットの動作を高機能化す
るために必要な軌跡補間方法を提供し、かつその補間な
どによる計算量増大に対してサンプル時間が長くなり動
特性が低下するという問題に対処し、高直な動作機能を
持ち、かつなめらかに動くのを実現する産業用ロボット
の制御方法を提供するにある。
るために必要な軌跡補間方法を提供し、かつその補間な
どによる計算量増大に対してサンプル時間が長くなり動
特性が低下するという問題に対処し、高直な動作機能を
持ち、かつなめらかに動くのを実現する産業用ロボット
の制御方法を提供するにある。
即ち本発明の要点は次の６つある。第１に軌跡補間にお
いて途中のサンプル点を求めるのに各位置データを別個
に扱うのではなく、そのデータから重要な変化量Ｍを設
定してオペイードパラメータとし、そのパラメータの変
化量りから各位置データを算出する様にしたことである
。
いて途中のサンプル点を求めるのに各位置データを別個
に扱うのではなく、そのデータから重要な変化量Ｍを設
定してオペイードパラメータとし、そのパラメータの変
化量りから各位置データを算出する様にしたことである
。
第２に速度に対し単位加々速［（加速度の微分）Ｖを設
定し、その変化をコントロールすることによって加速度
（Ｖ、＝ΣＶ）の変化を三角形に近似し、速＊ＣＶ＝Σ
ト）の変化ｔ５次形にし−〔ロボット動作に急激な加速
ＩＩｔ変化をなくしたことである。第６にサーボ周期を
上述の補間周期より小かく細分し、その指令値を平滑化
することによりサーボ系の応答性を良くすると共に周期
毎発生するサーボの振動を低減することである。
定し、その変化をコントロールすることによって加速度
（Ｖ、＝ΣＶ）の変化を三角形に近似し、速＊ＣＶ＝Σ
ト）の変化ｔ５次形にし−〔ロボット動作に急激な加速
ＩＩｔ変化をなくしたことである。第６にサーボ周期を
上述の補間周期より小かく細分し、その指令値を平滑化
することによりサーボ系の応答性を良くすると共に周期
毎発生するサーボの振動を低減することである。
以下本発明を図に示す実施例にもとづいて具体的に説明
する・ 本発明Ｉｋ説明する前にロボットの概略について述べる
。第１図＆工本発明に使用した６自由度を持った関節形
ロボットである。ロボットの手先を空間に定義する場合
、空間にある物体ｔＸ ６自由度を持っているため一般
的な座標で記述する場合６つの変数が必要であって、ロ
ボットをプレイバック動作だけでなく、他の外Ｓ装置か
らの信号によって制御する場合、その位置起述を一般的
な座標で定義することにより、多くの利点が得られるこ
とは衆知の事実となって米ている。この位置情報からロ
ボットの姿勢を定義するには、最低ロボットが６自由度
を持つ構造である必要があるため、ここでは６自由度の
ロボットを使用している。このロボットは各関節゛が回
転の自由度で構成されている。その自由度構成を＠２図
に示す。またｊ１１図は制御装置とそれによって駆動さ
れるアクチュエータの配置な図示している。以上のロボ
ット機構により。
する・ 本発明Ｉｋ説明する前にロボットの概略について述べる
。第１図＆工本発明に使用した６自由度を持った関節形
ロボットである。ロボットの手先を空間に定義する場合
、空間にある物体ｔＸ ６自由度を持っているため一般
的な座標で記述する場合６つの変数が必要であって、ロ
ボットをプレイバック動作だけでなく、他の外Ｓ装置か
らの信号によって制御する場合、その位置起述を一般的
な座標で定義することにより、多くの利点が得られるこ
とは衆知の事実となって米ている。この位置情報からロ
ボットの姿勢を定義するには、最低ロボットが６自由度
を持つ構造である必要があるため、ここでは６自由度の
ロボットを使用している。このロボットは各関節゛が回
転の自由度で構成されている。その自由度構成を＠２図
に示す。またｊ１１図は制御装置とそれによって駆動さ
れるアクチュエータの配置な図示している。以上のロボ
ット機構により。
一般的なロボットの形態を限定することは本発明にとっ
て重要な事項ではなく別な形式のロボットであってもさ
しつかえない。
て重要な事項ではなく別な形式のロボットであってもさ
しつかえない。
第３図は本発明に使用した制御装置を示す。
この制御装置は中央処理装置として、ＣＭ’Ｕ（１１２
１とｔ’ Ｐ Ｕ （２１２２の２台のｃｐｖを使用し
た。２台のＣＰＵを使用することは本願の必須の条件で
はないが１本願ではＣＰＵはマルチであった方が便利で
あるためこの方式を取った。外部通信リンク３０は他の
制御装置とロボットが対話するだめの手段である。外部
入出力装置６１＆Ｘロボツトの外郭装置をロボットが制
御するための装置である。外部記憶装置５２はロボット
の動作データを保存するためのものであり通常磁気カセ
ットテープなどが使用される。メイン操作ユニット６３
はロボットにオペレータが命令を与えるために使用する
ものでありＴＴＹなどが使用される。教示操作ユニット
３４はコンソールＢｏｘなどと称されロボットをマニア
ル動作で動かすだめの装置である。以上はインターフェ
ースＳ５を介してＣＰ Ｕ １１１２１につながってい
る。
１とｔ’ Ｐ Ｕ （２１２２の２台のｃｐｖを使用し
た。２台のＣＰＵを使用することは本願の必須の条件で
はないが１本願ではＣＰＵはマルチであった方が便利で
あるためこの方式を取った。外部通信リンク３０は他の
制御装置とロボットが対話するだめの手段である。外部
入出力装置６１＆Ｘロボツトの外郭装置をロボットが制
御するための装置である。外部記憶装置５２はロボット
の動作データを保存するためのものであり通常磁気カセ
ットテープなどが使用される。メイン操作ユニット６３
はロボットにオペレータが命令を与えるために使用する
ものでありＴＴＹなどが使用される。教示操作ユニット
３４はコンソールＢｏｘなどと称されロボットをマニア
ル動作で動かすだめの装置である。以上はインターフェ
ースＳ５を介してＣＰ Ｕ １１１２１につながってい
る。
数値演算ユニット５６は掛算×１割算＋、平方ＩＩＶ−
などの計算を行う専用装置であり、ＣＰｉ１１２１の処
理をたすける。関数テーブル５７は。
などの計算を行う専用装置であり、ＣＰｉ１１２１の処
理をたすける。関数テーブル５７は。
ＳＩＮ 、 ＣＯ５、ＳＩＮ 、 ＣＯ５、ｔａｎ
、 ｔａｎ なとの関数演算を行う装置である。処理の
データプアファに使用するワークメモリ５Ｂ、ユーザー
プログラムをストックするデータ蓄積装置２５や全
゛システムプログラムな記憶して８くプログラム蓄積
装置５０などが鯖る。以上がＣＰ Ｕ （１１２１を働
かせるための一般的な装置である。Ｃ？ Ｕ （１１２
１はこれらの装置により作業者の命令をメイン操作ユニ
ット５５や教示操作ユニット６４によって受けとり、ロ
ボットの動作データを作成配憶するあるいは外部通信リ
ンク５０や外部記憶装置５２によって既作成の動作デー
タを受けとり、内部に記憶する。ＣＰ Ｕ （１１２１
はこれらの動作データをプログラム蓄積装置５０に記憶
されているロボットの全システムプログラムにより解析
し、処理実行する。その中に本発明の軌跡補間の実行も
含まれる。
、 ｔａｎ なとの関数演算を行う装置である。処理の
データプアファに使用するワークメモリ５Ｂ、ユーザー
プログラムをストックするデータ蓄積装置２５や全
゛システムプログラムな記憶して８くプログラム蓄積
装置５０などが鯖る。以上がＣＰ Ｕ （１１２１を働
かせるための一般的な装置である。Ｃ？ Ｕ （１１２
１はこれらの装置により作業者の命令をメイン操作ユニ
ット５５や教示操作ユニット６４によって受けとり、ロ
ボットの動作データを作成配憶するあるいは外部通信リ
ンク５０や外部記憶装置５２によって既作成の動作デー
タを受けとり、内部に記憶する。ＣＰ Ｕ （１１２１
はこれらの動作データをプログラム蓄積装置５０に記憶
されているロボットの全システムプログラムにより解析
し、処理実行する。その中に本発明の軌跡補間の実行も
含まれる。
ＣＰ Ｕ （２１２５＋工通信リンク２２を介してＣＰ
Ｕ１１１２１とデータの交換ができる。ＣＰ Ｕ （２
１２５は主にサーボ系を制御子るのに用いられる。サー
ボ駆動装置２４はＮＣ装置のサーボ枢動装置と同様な機
ｉがあれば良い。ここではサーボ回路４２と電流増幅器
であるサーボアンプ４５とフィードバック回路４４から
なる。これらはアクチェエータユニット６０を制御駆動
する。アクチェエータユニット６０はロボットを動かテ
アクチ。エータ４５と速度信号発生装置４６と信置信号
発生装置４７とからなる。この２つの信号はフィードバ
ック回路４４を介してサーボ回路４２とＣＰ Ｕ （２
１２５に伝達される。ＣＰＵ（２１２５を動か丁システ
ムプログラムはプログラム蓄積装置５０に記憶されてい
る。最後に２つのＣＰＵを同期をとって働かせるためタ
イマーの働きをする時間計測回路４１と本発明である補
間周期とサーボ周期を等分割するための分周回路４０が
ある。以上で本発明に使用した装置自体の説明を終了す
る本装置は本発明に必須の条件ではなく別な形式の装置
であっても実行できるのでこれ以上の詳細は述べない。
Ｕ１１１２１とデータの交換ができる。ＣＰ Ｕ （２
１２５は主にサーボ系を制御子るのに用いられる。サー
ボ駆動装置２４はＮＣ装置のサーボ枢動装置と同様な機
ｉがあれば良い。ここではサーボ回路４２と電流増幅器
であるサーボアンプ４５とフィードバック回路４４から
なる。これらはアクチェエータユニット６０を制御駆動
する。アクチェエータユニット６０はロボットを動かテ
アクチ。エータ４５と速度信号発生装置４６と信置信号
発生装置４７とからなる。この２つの信号はフィードバ
ック回路４４を介してサーボ回路４２とＣＰ Ｕ （２
１２５に伝達される。ＣＰＵ（２１２５を動か丁システ
ムプログラムはプログラム蓄積装置５０に記憶されてい
る。最後に２つのＣＰＵを同期をとって働かせるためタ
イマーの働きをする時間計測回路４１と本発明である補
間周期とサーボ周期を等分割するための分周回路４０が
ある。以上で本発明に使用した装置自体の説明を終了す
る本装置は本発明に必須の条件ではなく別な形式の装置
であっても実行できるのでこれ以上の詳細は述べない。
次にプログラム蓄積装置５０の補間パラメータ算出ルー
チン５５−補関パラメータ制御ルーチン５４、オペレー
タパラメータ算出ルーチン５５％中間点算出ルーチン５
６．速度制御ルーチン５７を用いて軌跡補間をする方法
について具体的に説明する。なお５２は関接形ロボット
勢において用いられる座標変換ルーチンである。この軌
跡補間６−１．ｐｒｐ教示ＣＰ制御方式のロボットにと
つて不可欠な要素である。ＦＴＰ教示は、ロボットの動
作の始点ＰＯと終点Ｐ１だけがあたえられているわけで
あり、その中間点を定めて連続的に指令をサーボ駆動回
路２４に与えないかぎり、ロボットに移動を行わせるこ
とは不可能である、ロボットの制御情報として基本的に
始点ＰＯ９終点Ｐ１．始点速度ＶＳ、終点速１４”ｇ、
中間移動速ｇｒｐが与えられる。これから加速区間、定
速区間、減速区間を求める。これらの切換え時間が補間
パラメータとなる。
チン５５−補関パラメータ制御ルーチン５４、オペレー
タパラメータ算出ルーチン５５％中間点算出ルーチン５
６．速度制御ルーチン５７を用いて軌跡補間をする方法
について具体的に説明する。なお５２は関接形ロボット
勢において用いられる座標変換ルーチンである。この軌
跡補間６−１．ｐｒｐ教示ＣＰ制御方式のロボットにと
つて不可欠な要素である。ＦＴＰ教示は、ロボットの動
作の始点ＰＯと終点Ｐ１だけがあたえられているわけで
あり、その中間点を定めて連続的に指令をサーボ駆動回
路２４に与えないかぎり、ロボットに移動を行わせるこ
とは不可能である、ロボットの制御情報として基本的に
始点ＰＯ９終点Ｐ１．始点速度ＶＳ、終点速１４”ｇ、
中間移動速ｇｒｐが与えられる。これから加速区間、定
速区間、減速区間を求める。これらの切換え時間が補間
パラメータとなる。
第１０図に補間パラメータの算出フローを示す。
ブロック１００がデータ蓄積装置２５に蓄積された制御
情報（始点ＰＯの、座標、終点Ｐ１の座標、始点速度ｒ
１．中間移動速ｊ［）’ｐ、終点速度ＶＩＥ）である。
情報（始点ＰＯの、座標、終点Ｐ１の座標、始点速度ｒ
１．中間移動速ｊ［）’ｐ、終点速度ＶＩＥ）である。
ブロック１０２は、データ蓄積装置２５から与えられる
直交座標系のデータかアクチュエータ位置系のデータで
あるかを識別するものである。
直交座標系のデータかアクチュエータ位置系のデータで
あるかを識別するものである。
ブロック１０４ハアクチ、エータの移動量、ブロック１
０６は直交座標系移動量を扱い、各移動量の移動に要す
る時間の最大となる移動量な選んでオペレートパラメー
タＭとする。即ち直交座標系（座標）でデータが与えら
れた場合、そその移動距離になるが、これがゼロに近く
、姿勢角（α、β、７）の変化が大きい場合。
０６は直交座標系移動量を扱い、各移動量の移動に要す
る時間の最大となる移動量な選んでオペレートパラメー
タＭとする。即ち直交座標系（座標）でデータが与えら
れた場合、そその移動距離になるが、これがゼロに近く
、姿勢角（α、β、７）の変化が大きい場合。
位置系（位置の変化量）のデータでは
速度系と角速度系の区別があり、基本的に同一な数値デ
ータとしてあつかえないが、ここでは全て速度をある定
数によって一般化してしまい。
ータとしてあつかえないが、ここでは全て速度をある定
数によって一般化してしまい。
同一にあつかっている。この定数舎工、ハード的な相関
によって定まるある比例関係を用いて一般化してしまえ
る。以後角速度も速度Ｖと称す ・：る。この様に
して求めたオペレートパラメータＨの大きさが移動距離
であるζする。そのオペレートパラメータＭを移動距離
と解釈してブロック１０６が加速度区間パラメータ、ブ
ロック１０７が定速区間パラメータを算出する。しかし
ながら加減速に要する移動距離は、その速度変化量によ
って定まる。ところが与えられた１１１間の距離がその
必要区間より短い場合があり、この場合、初速度を低下
させなければならない。
によって定まるある比例関係を用いて一般化してしまえ
る。以後角速度も速度Ｖと称す ・：る。この様に
して求めたオペレートパラメータＨの大きさが移動距離
であるζする。そのオペレートパラメータＭを移動距離
と解釈してブロック１０６が加速度区間パラメータ、ブ
ロック１０７が定速区間パラメータを算出する。しかし
ながら加減速に要する移動距離は、その速度変化量によ
って定まる。ところが与えられた１１１間の距離がその
必要区間より短い場合があり、この場合、初速度を低下
させなければならない。
それを実行するのがブロック１０５である。
これらの計算のフローは、単位加々速［（加速度の微分
）Ｖを設定し、この値を補間の時間のパラメータに従っ
て＋−１−一加速Ｗ／ＬＶ＝ΣＶ速［＊＝ΣＶ、移動距
離Ｌ＝ΣＶしなる性質を利用し、速度変化をなめらかな
曲線近似するという基本的なアリゴリズムによって簡単
に計算できる。即ち第５図＋Ｃ＋に示す様に単位加々速
度ｒｖ＋−１−一すると、加速度Ｖ＝Σｒであり、第５
図ＩＡ）に示すようにその変化は三角形になる。
）Ｖを設定し、この値を補間の時間のパラメータに従っ
て＋−１−一加速Ｗ／ＬＶ＝ΣＶ速［＊＝ΣＶ、移動距
離Ｌ＝ΣＶしなる性質を利用し、速度変化をなめらかな
曲線近似するという基本的なアリゴリズムによって簡単
に計算できる。即ち第５図＋Ｃ＋に示す様に単位加々速
度ｒｖ＋−１−一すると、加速度Ｖ＝Σｒであり、第５
図ＩＡ）に示すようにその変化は三角形になる。
また速ＥＦはＶ＝ΣＰ＝ΣΣＶであり、第５図（α１に
示す様に、Ｓ次曲線になる。また、その時の移動距離Ｉ
ｔ”Ｌ Ｌ ＝ΣＶである。これら・１加減速切換点で
加速度の変化が少ないため、その動作は。
示す様に、Ｓ次曲線になる。また、その時の移動距離Ｉ
ｔ”Ｌ Ｌ ＝ΣＶである。これら・１加減速切換点で
加速度の変化が少ないため、その動作は。
第４図の台形近似に比してなめらかな動きな得る。また
これらＱパラメータは、加々速度の＋。
これらＱパラメータは、加々速度の＋。
−及びゼロの判断Ｅその切換え時間だけであり。
これが本発明の補間パラメータとなる。また。
その速度と移動距離を求めるのはサミエーシ置ンΣの実
行だけであり、μコンピュータにとってこの演算は多く
の時間を必要としないため、補間により目標値算出と同
時に別の割込系を使用シテμコンピュータにとってマル
チジープで行なえる。
行だけであり、μコンピュータにとってこの演算は多く
の時間を必要としないため、補間により目標値算出と同
時に別の割込系を使用シテμコンピュータにとってマル
チジープで行なえる。
第１１図にこの補間パラメータによってオペレートパラ
メータＨの途中変化量Ｌｆ求める７０−を示す。ブロッ
ク１１０においてサンプリング時間ｔｎがｉｎ （ｔａ
ｔなる条件を満た１関はブロック１１５から単位加々速
［Ｐとして−を出力する。
メータＨの途中変化量Ｌｆ求める７０−を示す。ブロッ
ク１１０においてサンプリング時間ｔｎがｉｎ （ｔａ
ｔなる条件を満た１関はブロック１１５から単位加々速
［Ｐとして−を出力する。
次にブロック１１１においてサンプリング時間ｔｎがｔ
ａｔ ＝ ｔｎ ＜ ｔａｓ なる条件を満たすと、
ブロック１１６から単位加々速ｇｔＶとして−−な出力
する。次にブロック１１２においてサンプリング時間ｔ
ｎがｔａ５≦ｉｎ （ｔｎ４ なる条件を満た丁とブ
ロック１１９から単位加々速［、Ｖとしてゼロを出力す
る。次にブロック１１６においてサンプリング時間ｔｎ
がｔα４≦ｉｎ （ｔｎ６なる条件を満たすとブロック
１１７から単位加々速［Ｖとして一を出力する、次にブ
ロック１１４においてサンプリング時間ｉｎがｔａ６≦
ム＜ ｔａｙになるとブロック１１８から単位加々速［
Ｖとして−を出力する。ブロック１２０はサンプリング
時間毎にＰ＝める。ブロック１２１はサンプリング時間
毎に。
ａｔ ＝ ｔｎ ＜ ｔａｓ なる条件を満たすと、
ブロック１１６から単位加々速ｇｔＶとして−−な出力
する。次にブロック１１２においてサンプリング時間ｔ
ｎがｔａ５≦ｉｎ （ｔｎ４ なる条件を満た丁とブ
ロック１１９から単位加々速［、Ｖとしてゼロを出力す
る。次にブロック１１６においてサンプリング時間ｔｎ
がｔα４≦ｉｎ （ｔｎ６なる条件を満たすとブロック
１１７から単位加々速［Ｖとして一を出力する、次にブ
ロック１１４においてサンプリング時間ｉｎがｔａ６≦
ム＜ ｔａｙになるとブロック１１８から単位加々速［
Ｖとして−を出力する。ブロック１２０はサンプリング
時間毎にＰ＝める。ブロック１２１はサンプリング時間
毎に。
求める。更にブロック１２２はサンプリング時間毎にＬ
＝Ｌ＋Ｖなる演算をしてパラメータ変化量Ｌ（＝ΣＰ）
を求める。ブロック１２６は１ｎ＝ｔａ７になるとＰを
ゼロにし、パラメータ変化量りはＭとなる。そしてブロ
ック１２７はムｔ１がｔｎとなったところで終了となる
。
＝Ｌ＋Ｖなる演算をしてパラメータ変化量Ｌ（＝ΣＰ）
を求める。ブロック１２６は１ｎ＝ｔａ７になるとＰを
ゼロにし、パラメータ変化量りはＭとなる。そしてブロ
ック１２７はムｔ１がｔｎとなったところで終了となる
。
ＦＴＰ教示の終点でＭとＬは一致する。その時サンプル
回数（時間ｔｔｓ）をゼロクリアし、補間パラメータを
先行して求めである別のユニットに書き直すと同時に最
初、から再び補間目標値演算を実行してゆ、く。第６図
（α１に初経速度がゼロの場合、（ｂ）にゼロでない場
合の速度変化曲線な示す。このオペレートパラメータＬ
から各軸の位置をサンプリング毎に次の式に示す如く比
例関係でもって簡皐に求めることができる。
回数（時間ｔｔｓ）をゼロクリアし、補間パラメータを
先行して求めである別のユニットに書き直すと同時に最
初、から再び補間目標値演算を実行してゆ、く。第６図
（α１に初経速度がゼロの場合、（ｂ）にゼロでない場
合の速度変化曲線な示す。このオペレートパラメータＬ
から各軸の位置をサンプリング毎に次の式に示す如く比
例関係でもって簡皐に求めることができる。
また、？記発明の考え方を用いると、ゼロからある速度
Ｖに加速するのに必要な１時間は単位加々速度、サンプ
ル間隔を１にとると。
Ｖに加速するのに必要な１時間は単位加々速度、サンプ
ル間隔を１にとると。
なる関−を用いて手軽にＦＴＰ関の距離Ｍから。
速ＦＩＬＶの最高値な推定できるが分解能が悪く、゛整
数演算を行うなら、これらに補足演算を加えないと一現
実的でない。本実施例でも、第６図（α１に示すｔｎ２
とｔａＢ 、 ｔｎ５の補助パラメータ、によって速度
分解能と移動距離の誤差発生を防止している。
数演算を行うなら、これらに補足演算を加えないと一現
実的でない。本実施例でも、第６図（α１に示すｔｎ２
とｔａＢ 、 ｔｎ５の補助パラメータ、によって速度
分解能と移動距離の誤差発生を防止している。
次に軌跡補間周期ｔより短かいサーボ周期−を設定し、
偏差量を単に鴇等分するのではなく。
偏差量を単に鴇等分するのではなく。
直前の偏差量に影響されて連続的に配分することにより
、サーボ指令値の周期リップルを小さくシ、かつ必要な
サーボ周期間隔を確保可゛能にすることについて説明す
る。この必要性は前述した様にロボットが高機能化する
につれ、そり声コンピュータの処理量が増大し、サーボ
処理のための周期間隔が長くなってしまう傾向にある。
、サーボ指令値の周期リップルを小さくシ、かつ必要な
サーボ周期間隔を確保可゛能にすることについて説明す
る。この必要性は前述した様にロボットが高機能化する
につれ、そり声コンピュータの処理量が増大し、サーボ
処理のための周期間隔が長くなってしまう傾向にある。
つまり補間周期＋ａがサーボ周期となるわけであり、そ
の系に必要なサーボ周期の確保が困難になって来ている
からである。
の系に必要なサーボ周期の確保が困難になって来ている
からである。
第７図はサーボ回路のブロック図である。ＣＰＵシ１２
３からの位置信号８０が指令位置配憶装置７０に記憶さ
れる。また、アクチュエータユニット６０からのディジ
タルな位置信号８２が位置記憶装置７１に記憶されてい
る。ＩＩ差信号発生鉄装７２は、この指令位置記憶装置
７０、位置記憶装置７１の両者の差をとり、その誤差量
を位置偏差信号８６として発生する。この位置偏差信号
８Ｓを佼Ａコンバータ７６でアナログ量の位置偏差信号
８４に変換し、これを速度指令値として、差動アングア
４に伝える。差動アンプ７４は速度信号８５との差ｗ増
幅して、速度指令信号８６としてパワアンプに伝え、ア
クチュエータを駆動する。この様なサーボアンプに指令
値を与えるのに周期が長いと第９図１ａ＋の様な形にな
り１周期毎の位置偏差の変化が太きい。これを細分して
与えれば変化の差が小さくなって第９図（７１の様にで
き、この様なサーボ系にとって良い影響を与える。以上
は電気賄賂のハードな具体的に示したが１丁べてｔ’
Ｐ Ｕ （２１２Ｍで処理し、′／Ａコンバータ７５よ
り直接速［指令信号８６を４生する様にしても別に機能
的に大差はない。
３からの位置信号８０が指令位置配憶装置７０に記憶さ
れる。また、アクチュエータユニット６０からのディジ
タルな位置信号８２が位置記憶装置７１に記憶されてい
る。ＩＩ差信号発生鉄装７２は、この指令位置記憶装置
７０、位置記憶装置７１の両者の差をとり、その誤差量
を位置偏差信号８６として発生する。この位置偏差信号
８Ｓを佼Ａコンバータ７６でアナログ量の位置偏差信号
８４に変換し、これを速度指令値として、差動アングア
４に伝える。差動アンプ７４は速度信号８５との差ｗ増
幅して、速度指令信号８６としてパワアンプに伝え、ア
クチュエータを駆動する。この様なサーボアンプに指令
値を与えるのに周期が長いと第９図１ａ＋の様な形にな
り１周期毎の位置偏差の変化が太きい。これを細分して
与えれば変化の差が小さくなって第９図（７１の様にで
き、この様なサーボ系にとって良い影響を与える。以上
は電気賄賂のハードな具体的に示したが１丁べてｔ’
Ｐ Ｕ （２１２Ｍで処理し、′／Ａコンバータ７５よ
り直接速［指令信号８６を４生する様にしても別に機能
的に大差はない。
次にこのアルゴリズムであるを説明する。Ｃ。
Ｐ Ｕ （１１２１によって計算された目標値を、現在
目標値をＰｎ、欠目、標値をｈ＋１．現在偏差量をＡ７
″ｓｓ。
目標値をＰｎ、欠目、標値をｈ＋１．現在偏差量をＡ７
″ｓｓ。
分割数ｍをたとえば４にとると。
ΔＬ−（Ｐｎ＋１− Ｉ’ｍ ） −１Ｊ’ｓｓ Ｘ
４贋＝１の時の目標値 Ｐｓ１＝Ｐル＋♂５１＝Ｐル＋♂ｓｓ＋ΔＬＸ−ａ＋ｂ
＋ｃ＋ｄ ｍ＝２の時の目標値 ｒｓ＝５の時の目標値 Ｐｓ５＝ＰＳ２十♂１５ ＝ ＰＳ＠ ＋ｔＪ’ｓ１＋
ΔＬ× １−α十り＋ｃ＋ｄ 講＝４の時の目標値 Ｐｓａ ＝Ｐｓｓ＋♂ｊ４ ：Ｉ Ｉ’ｍ ＋１４Ｐｓ
ｓ ＝Ｐｓａ −Ｐｓｓ の様に簡単に計算で鎗る。ΔＬの値によってΔＬ〉０加
速モード、ΔＬキ０定速モード、ΔＬ＜ｏ減速モードに
あるといえる。α、ｂ、ｃ、ｄを線形に増加させれば第
８図の様な偏差量変化になり。
４贋＝１の時の目標値 Ｐｓ１＝Ｐル＋♂５１＝Ｐル＋♂ｓｓ＋ΔＬＸ−ａ＋ｂ
＋ｃ＋ｄ ｍ＝２の時の目標値 ｒｓ＝５の時の目標値 Ｐｓ５＝ＰＳ２十♂１５ ＝ ＰＳ＠ ＋ｔＪ’ｓ１＋
ΔＬ× １−α十り＋ｃ＋ｄ 講＝４の時の目標値 Ｐｓａ ＝Ｐｓｓ＋♂ｊ４ ：Ｉ Ｉ’ｍ ＋１４Ｐｓ
ｓ ＝Ｐｓａ −Ｐｓｓ の様に簡単に計算で鎗る。ΔＬの値によってΔＬ〉０加
速モード、ΔＬキ０定速モード、ΔＬ＜ｏ減速モードに
あるといえる。α、ｂ、ｃ、ｄを線形に増加させれば第
８図の様な偏差量変化になり。
細分された偏差量Δも連続的に変化させることができる
。
。
以上説明したように本発明によれば、軌跡の補間が容易
となると共に、ロボッ）Ｙスムーズに動作させることが
出来る効果を奏する。
となると共に、ロボッ）Ｙスムーズに動作させることが
出来る効果を奏する。
第１図は産業用ロボットを示す全体図。
第２図は産業用ロボットの機構ン示す概略図。
第３図は産業用ロボットの制御装置を示す図。
第４図は従来の台形近似の加減速方法な示す図。
Ｗ、５図は本発明の加減速方法な示す原理図。
第６図は本発明を利用して動かした速度曲線ケ示す図。
第７図は本発明のサーボ回路な示す回路図。
緋８図は本発明の平滑処理の説明図。
第９図は平滑処理をしサーボ周期を細分した時の効果を
示す図。 東１０図は補間パラメータ算出の概略フローを示す図。 ９ｇ １１１／はオペレートパラメータ算出フローを示
す図である。 ２１１Ｃ’７’（／ ５ＺＣＰＵ ２４け−ボ駆動装置 ２５１データ蓄積装置 ５５；メイン操作ユニット ５５１インタフエース ５６ ＋数値演算ユニット ５０１プログラム蓄積装置 ５１１ ｇ ６０１アクチユエータユニツト 代理人弁理士 薄 １）利 、辛 一’４’ｔ 肥 才 ４ 図 才 ５ 図 ２６図 対間 才 ’７１１１￥１ 才 δ 図 Ａｊ、ＳＳ”Ｐ５１°ｆｓ２°ｍＡＦ％ 、。 才ｑＷＪ 片間 （ｂ＞ ■ 才 ＩＯ図 才 １１ 図
示す図。 東１０図は補間パラメータ算出の概略フローを示す図。 ９ｇ １１１／はオペレートパラメータ算出フローを示
す図である。 ２１１Ｃ’７’（／ ５ＺＣＰＵ ２４け−ボ駆動装置 ２５１データ蓄積装置 ５５；メイン操作ユニット ５５１インタフエース ５６ ＋数値演算ユニット ５０１プログラム蓄積装置 ５１１ ｇ ６０１アクチユエータユニツト 代理人弁理士 薄 １）利 、辛 一’４’ｔ 肥 才 ４ 図 才 ５ 図 ２６図 対間 才 ’７１１１￥１ 才 δ 図 Ａｊ、ＳＳ”Ｐ５１°ｆｓ２°ｍＡＦ％ 、。 才ｑＷＪ 片間 （ｂ＞ ■ 才 ＩＯ図 才 １１ 図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 ｔ 代表的な移動量Ｍを算出し、それをオペレートパラ
メータとして設定し、この設定されたオペレートパラメ
ータについて皐位加々速度（加速度の微分）Ｖを設定し
、この値を補間の時間パーラメータに従って＋、−と、
加速なる関係からサンプリング毎のパラメータ変化量り
を求め、この求められたパラメータ変化量りからサンプ
リング毎に各軸の位置比例関係を算出し、各軸の速度変
化をなめらかにすることを特徴とする産業用ロボットの
軌跡補間方法。 ２ 軌跡補間周期ｔより短かいサーボ周期−を設定し、
偏差量を連続的に配分し、サーボ指令値の周期リップル
な小なくシ、かつ必要なサーボ周期簡隔を確保可能にす
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
ロボットの軌跡補間方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56157483A JPH0695294B2 (ja) | 1981-10-05 | 1981-10-05 | 産業用ロボットの軌跡補間方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56157483A JPH0695294B2 (ja) | 1981-10-05 | 1981-10-05 | 産業用ロボットの軌跡補間方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5858609A true JPS5858609A (ja) | 1983-04-07 |
| JPH0695294B2 JPH0695294B2 (ja) | 1994-11-24 |
Family
ID=15650662
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56157483A Expired - Lifetime JPH0695294B2 (ja) | 1981-10-05 | 1981-10-05 | 産業用ロボットの軌跡補間方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0695294B2 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6115207A (ja) * | 1984-06-29 | 1986-01-23 | Shin Meiwa Ind Co Ltd | ロボツト制御方法およびその装置 |
| JPS6116305A (ja) * | 1984-07-03 | 1986-01-24 | Shin Meiwa Ind Co Ltd | ロボツト制御方法およびその装置 |
| JPS62219102A (ja) * | 1986-03-20 | 1987-09-26 | Fanuc Ltd | ロボツト用制御装置 |
| JPH01238450A (ja) * | 1988-03-18 | 1989-09-22 | Hitachi Ltd | リニアアクセス機構 |
| CN107036568A (zh) * | 2017-06-01 | 2017-08-11 | 中国计量大学 | 空间大尺寸轨迹检测装置及方法 |
| CN113910216A (zh) * | 2020-07-09 | 2022-01-11 | 北京配天技术有限公司 | 一种电机轴控制方法、系统、机器人及存储介质 |
| CN116330299A (zh) * | 2023-05-26 | 2023-06-27 | 浙江工业大学 | 一种基于加速度平滑的工业机器人柔顺运动控制方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4950376A (ja) * | 1972-06-26 | 1974-05-16 | ||
| JPS50121681A (ja) * | 1974-03-12 | 1975-09-23 | ||
| JPS54114686A (en) * | 1978-02-28 | 1979-09-06 | Toyo Electric Mfg Co Ltd | Positional controller |
| JPS5574605A (en) * | 1978-11-29 | 1980-06-05 | Hitachi Ltd | Operation control system for industrial robbot or the like |
-
1981
- 1981-10-05 JP JP56157483A patent/JPH0695294B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4950376A (ja) * | 1972-06-26 | 1974-05-16 | ||
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Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPH0522921B2 (ja) * | 1984-06-29 | 1993-03-31 | Shin Meiwa Ind Co Ltd | |
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| CN113910216A (zh) * | 2020-07-09 | 2022-01-11 | 北京配天技术有限公司 | 一种电机轴控制方法、系统、机器人及存储介质 |
| CN113910216B (zh) * | 2020-07-09 | 2023-01-24 | 北京配天技术有限公司 | 一种电机轴控制方法、系统、机器人及存储介质 |
| CN116330299A (zh) * | 2023-05-26 | 2023-06-27 | 浙江工业大学 | 一种基于加速度平滑的工业机器人柔顺运动控制方法 |
| CN116330299B (zh) * | 2023-05-26 | 2023-09-01 | 浙江工业大学 | 一种基于加速度平滑的工业机器人柔顺运动控制方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0695294B2 (ja) | 1994-11-24 |
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