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
- Publication number
- 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
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- acceleration
- servo
- robot
- variation
- speed
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
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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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- General Physics & Mathematics (AREA)
- 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 |
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JPS4950376A (ja) * | 1972-06-26 | 1974-05-16 | ||
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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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