JPS59231608A - ロボツト制御装置 - Google Patents
ロボツト制御装置Info
- Publication number
- JPS59231608A JPS59231608A JP10604183A JP10604183A JPS59231608A JP S59231608 A JPS59231608 A JP S59231608A JP 10604183 A JP10604183 A JP 10604183A JP 10604183 A JP10604183 A JP 10604183A JP S59231608 A JPS59231608 A JP S59231608A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- speed pattern
- curvature
- speed
- trajectory
- control device
- 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.)
- Pending
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J9/00—Programme-controlled manipulators
- B25J9/16—Programme controls
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Robotics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Numerical Control (AREA)
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】
この発明は、ロボット制御装置において、特に手先工具
の壁間軌道と、速度パターンを自動生成するロボット制
御装置に関するものである。
の壁間軌道と、速度パターンを自動生成するロボット制
御装置に関するものである。
第１図は従来のこの種口ボット制御装置を示すブロック
図で、（１）は指令位置を入力するための教示入力装置
、（２）は各種データを記憶させるための記憶装置、（
３）は作業座橡糸補間装置、（４）はこの作業座林糸か
らロボットの各関節モータ（７）の角度系に変換する座
標逆変換装置、（５）社告関節モータ（７）のサーボ制
御装置、（旬はこのサーボ制御装置（５）から出力され
た信号を増幅するための増幅装置、（８）は上記各関節
モータ（７）の回転位置を検出するための、たとえばエ
ンコーダ等からなる位置検出装置、（９）は座標正変換
装置である。
図で、（１）は指令位置を入力するための教示入力装置
、（２）は各種データを記憶させるための記憶装置、（
３）は作業座橡糸補間装置、（４）はこの作業座林糸か
らロボットの各関節モータ（７）の角度系に変換する座
標逆変換装置、（５）社告関節モータ（７）のサーボ制
御装置、（旬はこのサーボ制御装置（５）から出力され
た信号を増幅するための増幅装置、（８）は上記各関節
モータ（７）の回転位置を検出するための、たとえばエ
ンコーダ等からなる位置検出装置、（９）は座標正変換
装置である。
次に、第２図鉱−上記作業座標系補間手段（３）におけ
る軌道の補間方式を示すベクトル図で、（Ｐ、）〜（八
）は指定通過点あるいは目標位飢、（ａ）は直線による
直線補間、（ｂ）、は真、−帆と円弧による補間、（ｃ
）は直線と放物線による補］−藺！ （ｄｌは円弧によ
る円弧補間、（ｅｌは区分多項式による自由曲線補間で
おる。
る軌道の補間方式を示すベクトル図で、（Ｐ、）〜（八
）は指定通過点あるいは目標位飢、（ａ）は直線による
直線補間、（ｂ）、は真、−帆と円弧による補間、（ｃ
）は直線と放物線による補］−藺！ （ｄｌは円弧によ
る円弧補間、（ｅｌは区分多項式による自由曲線補間で
おる。
次に、第３図は上記作業座標系補間装置（３）を詳π１
１１に説明するためのブロック図で、０１は上記教示入
力装置（１）によって得られる目標位置、（ｌｌｌｔｉ
最高速度、０１は速度パターン記憶装置、（２）は上記
最高速度ａηと速度パターン記憶装置０１の記憶内容に
基づき速度指令値（ｆ＋を算出する加減速制御装置、α
◆はこの加減速制御装置ａ邊のサンプリング時間（ΔＴ
）、０時は現在位置と、目標位置α１から、移動残差を
算出する移動残差算出装置、（２）は上記加減速制御装
置（６）から出力された速度指令値と、ザンブリング時
間０脣、および移動残差算出装置Ｏｆｊから出力された
移動残差によシ、サンプリング時間Ｑ４内の変位ベクト
ルを決定する変位ベクトル決定装置、（１７）１１この
変位ベクトル決定装置ａ０から出力された変位ベクトル
を累積し、現在位置を出力する現在位置累秋装置、（ｌ
Ｅ９は上記サンプリング時間ａ４内の作業座標系移動デ
ータである。
１１に説明するためのブロック図で、０１は上記教示入
力装置（１）によって得られる目標位置、（ｌｌｌｔｉ
最高速度、０１は速度パターン記憶装置、（２）は上記
最高速度ａηと速度パターン記憶装置０１の記憶内容に
基づき速度指令値（ｆ＋を算出する加減速制御装置、α
◆はこの加減速制御装置ａ邊のサンプリング時間（ΔＴ
）、０時は現在位置と、目標位置α１から、移動残差を
算出する移動残差算出装置、（２）は上記加減速制御装
置（６）から出力された速度指令値と、ザンブリング時
間０脣、および移動残差算出装置Ｏｆｊから出力された
移動残差によシ、サンプリング時間Ｑ４内の変位ベクト
ルを決定する変位ベクトル決定装置、（１７）１１この
変位ベクトル決定装置ａ０から出力された変位ベクトル
を累積し、現在位置を出力する現在位置累秋装置、（ｌ
Ｅ９は上記サンプリング時間ａ４内の作業座標系移動デ
ータである。
従来のロボット制御装置は、上記のように栴成されてい
るめで１．−φま経示入力手段（１）により、複数点の
位置指令値（Ｐ、）〜（Ｐ２）と、最高速度α時とを入
力し、記憶装置（２）に記憶する。次いで、ａポットの
移動を開始させると、作業座標系補間装置（３）は、記
憶装置（２）から、最高速度ｅ１ｍ）と、目標位置Ｃ１
Ｏとを取シ出し、速度パターン記憶装置（２）に記憶さ
せである速度パターンに基づいて、サンプリング時間α
→毎の移動量を算出し、次いで上記教示入力装置（１）
によって入力した位置指令値と、上記補間方式に基づい
て、移動ベクトルを決定する。次に、第１図に示す座標
逆変換装置（４）によって作業座標系移動データぐ呻を
各関節セータ（７）の回転指令値に変換してサーボ制御
装置（５）に出力すると、このサーボ制御装置（５）は
、各関節モータ（７）の回転指令値を分配し、信号とし
て出力し、増幅装置（６）によりこの信号を増幅して出
力する。一方、位置検出装置（８）は各関節モータ（７
）の回転位置を検出してサーボ制御装置（５）にフィー
ドバックするようになされている。
るめで１．−φま経示入力手段（１）により、複数点の
位置指令値（Ｐ、）〜（Ｐ２）と、最高速度α時とを入
力し、記憶装置（２）に記憶する。次いで、ａポットの
移動を開始させると、作業座標系補間装置（３）は、記
憶装置（２）から、最高速度ｅ１ｍ）と、目標位置Ｃ１
Ｏとを取シ出し、速度パターン記憶装置（２）に記憶さ
せである速度パターンに基づいて、サンプリング時間α
→毎の移動量を算出し、次いで上記教示入力装置（１）
によって入力した位置指令値と、上記補間方式に基づい
て、移動ベクトルを決定する。次に、第１図に示す座標
逆変換装置（４）によって作業座標系移動データぐ呻を
各関節セータ（７）の回転指令値に変換してサーボ制御
装置（５）に出力すると、このサーボ制御装置（５）は
、各関節モータ（７）の回転指令値を分配し、信号とし
て出力し、増幅装置（６）によりこの信号を増幅して出
力する。一方、位置検出装置（８）は各関節モータ（７
）の回転位置を検出してサーボ制御装置（５）にフィー
ドバックするようになされている。
従来の口ぜう〉ト制御装置においては、上述した工うに
、第２”−％７１７）ペクトで図における直線補間（ａ
ｌ、直線と円（ｂ）、直線と放物線（ｃｌ、円弧ｔｄｌ
、自由曲線（ｅｌというような軌道の補間方式において
、作業座標系補間装置（３）は、予め記憶させておいた
一定の速度パターンによシ加減速制御を行なっているた
め、上記直線補間方式（幻においては、指定点で必ず停
止するため、高速化が不可能であるばかりでなく、直線
と円弧慟）、および直線と放物線（ｃｌによる補間方式
においては、指令点において、誤差を含んだ軌道となり
、正確な軌道制御が不可能な欠点がおる。また、上述し
た円弧補間方式（ｄｌにおいては、余分なはみ出しが発
生するため、高速移動ができないはかりでなく、さらに
上述した自由曲線による補間方式（ｅｌにおいては、速
度パターンが一定のため、曲率の大きい所では軌道に正
確に追従できない欠点もおる。
、第２”−％７１７）ペクトで図における直線補間（ａ
ｌ、直線と円（ｂ）、直線と放物線（ｃｌ、円弧ｔｄｌ
、自由曲線（ｅｌというような軌道の補間方式において
、作業座標系補間装置（３）は、予め記憶させておいた
一定の速度パターンによシ加減速制御を行なっているた
め、上記直線補間方式（幻においては、指定点で必ず停
止するため、高速化が不可能であるばかりでなく、直線
と円弧慟）、および直線と放物線（ｃｌによる補間方式
においては、指令点において、誤差を含んだ軌道となり
、正確な軌道制御が不可能な欠点がおる。また、上述し
た円弧補間方式（ｄｌにおいては、余分なはみ出しが発
生するため、高速移動ができないはかりでなく、さらに
上述した自由曲線による補間方式（ｅｌにおいては、速
度パターンが一定のため、曲率の大きい所では軌道に正
確に追従できない欠点もおる。
この発明はかかる点に着目してなされたもので、自由曲
線による補間方式（ｅｌを用いて、補間した軌道曲線の
曲率によシ、予め記憶させていた速度パターンを修正し
てこれを使用することによシ、指定通過点を正・確に通
過し・４３、かつ、停止することなく高速に運動させる
ことができるロボット制御装置を提供しようとするもの
でおる。
線による補間方式（ｅｌを用いて、補間した軌道曲線の
曲率によシ、予め記憶させていた速度パターンを修正し
てこれを使用することによシ、指定通過点を正・確に通
過し・４３、かつ、停止することなく高速に運動させる
ことができるロボット制御装置を提供しようとするもの
でおる。
すなわち、第４図りこの発明の一実施例を示すブロック
図であるが、上述した従来のもの（第１図）と同一符号
は同一構成部材につきその説Ｗ】を省略する。
図であるが、上述した従来のもの（第１図）と同一符号
は同一構成部材につきその説Ｗ】を省略する。
（至）は上記教示入力手段（１）において入力された通
過点、■は標準となる速度パターン選択信号、Ｃ２１）
は上記通過点（ロ）の間を区分多項式により内挿する軌
道生成装置、に）はこの軌道生成装置Ｑ投により生成し
た軌道曲線の曲率を算出する曲率算出装置、翰は生成し
た軌道式から作業座標系の位置を算出する位置算出装置
、（ハ）は上記速度パターン選択信号翰と、上記最高速
度（ロ）により速度パターンを生成する速度パターン生
成装置、（ハ）はこの速度パターン生成装置（ハ）によ
り生成した速度パターンは、上記曲率算出装置に）によ
シ算出した曲率によって修正するための一潰１１度パタ
ーン修正装置である。なお、第５図は、二上ゝ′記軌道
生成装置Ｑυ、曲率算出装置に）、速度バ０・ダ「ン生
成装置（ハ）、および速度バタ−ン修正装簡： ｆＡか
らそれぞれ出力される中間出力データを示す特性図であ
る。
過点、■は標準となる速度パターン選択信号、Ｃ２１）
は上記通過点（ロ）の間を区分多項式により内挿する軌
道生成装置、に）はこの軌道生成装置Ｑ投により生成し
た軌道曲線の曲率を算出する曲率算出装置、翰は生成し
た軌道式から作業座標系の位置を算出する位置算出装置
、（ハ）は上記速度パターン選択信号翰と、上記最高速
度（ロ）により速度パターンを生成する速度パターン生
成装置、（ハ）はこの速度パターン生成装置（ハ）によ
り生成した速度パターンは、上記曲率算出装置に）によ
シ算出した曲率によって修正するための一潰１１度パタ
ーン修正装置である。なお、第５図は、二上ゝ′記軌道
生成装置Ｑυ、曲率算出装置に）、速度バ０・ダ「ン生
成装置（ハ）、および速度バタ−ン修正装簡： ｆＡか
らそれぞれ出力される中間出力データを示す特性図であ
る。
この発明のロボット制御装置は、上記のように構成され
ているので、址ず、教示入力手段（りによって、通過点
０１、および最高引０υを入力し、そして、記憶装置（
２）に記憶させる。次いで、第４図に示す軌道生成装ｆ
ｆｉ：６２ρにおいて、複数の通過点（至）から次の軌
道式の係数Ｖ、、Ｖｎを許、出し、この式を用いて、軌
道曲線データ億】を出力する。
ているので、址ず、教示入力手段（りによって、通過点
０１、および最高引０υを入力し、そして、記憶装置（
２）に記憶させる。次いで、第４図に示す軌道生成装ｆ
ｆｉ：６２ρにおいて、複数の通過点（至）から次の軌
道式の係数Ｖ、、Ｖｎを許、出し、この式を用いて、軌
道曲線データ億】を出力する。
通過点： Ｐｔ 、 Ｐｔ ＋−・＝ ・／’ｎ−，Ｐ
ｎｔＰｔｘ＊ｙ＊ｚ）＞軌道点： Ｃ’ｉ ＝Ｐ ｉ
−Ｂｏ （ｔｌ＋ Ｊ’ｉ＋１ ・Ｂ！ （ｔｌ−）−
Ｊ’１４−３ ・Ｂ３ （ｔｌｉ−１〜６゜ 次いで、上記軌道式から、曲率算出装置に）によ多曲率
データΦ）を算出する。すなわち、Ｃ１（ｓｌ：曲率ベ
クトル Ｃ１（ｔｌ：パラメータ（１）による１微分分Ｃｔ（ｔ
＋：パラメータ（ｔｌｌｌ′ｃｘ ル２次微分次いで記
憶し寞おいた最高速度α珍と、速度バターンデータ（ｉ
ｔを、上記曲率データ（ｈ）を入力する仁とにより、速
度パターン修正装置（ハ）において、曲率に応じた速度
係数を生成し、この速度係数を速度パターンデータ（ｉ
ｌに乗じることによって、曲率に応じて、速度の変化す
る修正速度パターン（ｊ）を算出し、そしてこれを出力
するようにガされている。なお、Ｃのあとの動作は、上
述した従来のものと同様に、この修正速度パターンＵ＋
を用いて、ザ／ブリング時間（ロ）毎の移動ベクトルを
決定し、動作を行なうことはいうまでもない。
ｎｔＰｔｘ＊ｙ＊ｚ）＞軌道点： Ｃ’ｉ ＝Ｐ ｉ
−Ｂｏ （ｔｌ＋ Ｊ’ｉ＋１ ・Ｂ！ （ｔｌ−）−
Ｊ’１４−３ ・Ｂ３ （ｔｌｉ−１〜６゜ 次いで、上記軌道式から、曲率算出装置に）によ多曲率
データΦ）を算出する。すなわち、Ｃ１（ｓｌ：曲率ベ
クトル Ｃ１（ｔｌ：パラメータ（１）による１微分分Ｃｔ（ｔ
＋：パラメータ（ｔｌｌｌ′ｃｘ ル２次微分次いで記
憶し寞おいた最高速度α珍と、速度バターンデータ（ｉ
ｔを、上記曲率データ（ｈ）を入力する仁とにより、速
度パターン修正装置（ハ）において、曲率に応じた速度
係数を生成し、この速度係数を速度パターンデータ（ｉ
ｌに乗じることによって、曲率に応じて、速度の変化す
る修正速度パターン（ｊ）を算出し、そしてこれを出力
するようにガされている。なお、Ｃのあとの動作は、上
述した従来のものと同様に、この修正速度パターンＵ＋
を用いて、ザ／ブリング時間（ロ）毎の移動ベクトルを
決定し、動作を行なうことはいうまでもない。
以上述べたように１この発明によれば、複数の通過指定
点を教示して軌道を生成し、この軌道の曲率に応じた速
度パターンを決定するようにしたので、軌道全長にわた
って停止するようなことがなく、１しかも、指定通過点
からの位置誤差を小さくした状態で移動させることがで
きるため、たとえば、布線作業や、障害物回避を含む組
立作業などのロボット化において、作業の高速化および
高精度化に貢献す、ｋ１、とどろきわめて大である。ま
た、教示作業にお一゛・てノも、教示情報が少くて済む
ため装置の構成がきわめて簡単になる効果も有している
。
点を教示して軌道を生成し、この軌道の曲率に応じた速
度パターンを決定するようにしたので、軌道全長にわた
って停止するようなことがなく、１しかも、指定通過点
からの位置誤差を小さくした状態で移動させることがで
きるため、たとえば、布線作業や、障害物回避を含む組
立作業などのロボット化において、作業の高速化および
高精度化に貢献す、ｋ１、とどろきわめて大である。ま
た、教示作業にお一゛・てノも、教示情報が少くて済む
ため装置の構成がきわめて簡単になる効果も有している
。
なお、上述した一実施例においては、速度パターン修正
装置（ハ）の説明を簡単にするため、曲率に応じた速度
係数を生成して標準速度パターンにこれを乗じることに
よって修正するようにした場合について述べたが、必ず
しもこれに限定されるものでなく、軌道全体の平均曲率
からの偏差に応じて速度係数を決定しても同様の効果が
得られることはいうまでもガい。また、曲率による速度
係数には、運動の方向による係数（たとえば、重力方向
や、ロボット機構の特定軸方向への移動ベクトルの大き
さから決定する）を併用することも可能である。
装置（ハ）の説明を簡単にするため、曲率に応じた速度
係数を生成して標準速度パターンにこれを乗じることに
よって修正するようにした場合について述べたが、必ず
しもこれに限定されるものでなく、軌道全体の平均曲率
からの偏差に応じて速度係数を決定しても同様の効果が
得られることはいうまでもガい。また、曲率による速度
係数には、運動の方向による係数（たとえば、重力方向
や、ロボット機構の特定軸方向への移動ベクトルの大き
さから決定する）を併用することも可能である。
第１図は従来のロボット制御装備を示すブロック図、第
２図は軌道″の補間方式のベクトル図、第３図は第１図
に示す従来の作業座標系補間装置の詳細を示すブロック
図、第４図はこの発明の一実施例を示すプロ′シ゛ン図
、第５図は中間出力データを示す特性図である。 図面中、０時は移動残差算出装置、αηは現在位置累積
装置、（１のは移動テーク、（へ）は通過点、ｆｌやは
軌道生成装置、（２）は位置算出装置、（至）は曲率算
出装置、（ハ）は速度パターン修正装置、（ハ）は速度
パターン生成装置である。 なお、図中同一符号は同一または相当部分を示す。 代理人 大岩増雄 第１図 ９す彎紹 鴫褐やＶ
２図は軌道″の補間方式のベクトル図、第３図は第１図
に示す従来の作業座標系補間装置の詳細を示すブロック
図、第４図はこの発明の一実施例を示すプロ′シ゛ン図
、第５図は中間出力データを示す特性図である。 図面中、０時は移動残差算出装置、αηは現在位置累積
装置、（１のは移動テーク、（へ）は通過点、ｆｌやは
軌道生成装置、（２）は位置算出装置、（至）は曲率算
出装置、（ハ）は速度パターン修正装置、（ハ）は速度
パターン生成装置である。 なお、図中同一符号は同一または相当部分を示す。 代理人 大岩増雄 第１図 ９す彎紹 鴫褐やＶ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （ＩＪ複数の指定通過点を軌道に沿って運動させるよう
にしたものにおいて、上記指定通過点間を連続したを間
曲線で結合する軌道生成装置と、この軌道生成装置によ
り生成された軌道に沿って曲率を算出する曲率算出装置
と、上記曲率に適応する速度係数を生成し、与えられた
標準速度パターンを自動修正する速度パターン修正装置
を備えたことを特徴とするロボット制御装置。 （２）速度パターン修正装訂は、軌道の平均曲率からの
偏差によって速度係数を生成するようＫしたことを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載のロボット制御装置。 （３）軌道に沿う曲率に適応する速度係数に、たとえば
運動の方向による他の係数等を併用するようにしたこと
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載のロボット制御
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10604183A JPS59231608A (ja) | 1983-06-14 | 1983-06-14 | ロボツト制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10604183A JPS59231608A (ja) | 1983-06-14 | 1983-06-14 | ロボツト制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59231608A true JPS59231608A (ja) | 1984-12-26 |
Family
ID=14423548
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10604183A Pending JPS59231608A (ja) | 1983-06-14 | 1983-06-14 | ロボツト制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59231608A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1988002884A1 (en) * | 1986-10-15 | 1988-04-21 | Fanuc Ltd | Method of preparing nc pert programs for laser machining |
| JPS63106809A (ja) * | 1986-10-24 | 1988-05-11 | Shin Nippon Koki Kk | 数値制御式工作機械 |
| JPS63106808A (ja) * | 1986-10-24 | 1988-05-11 | Shin Nippon Koki Kk | 数値制御式工作機械 |
| WO1988006752A1 (en) * | 1987-02-24 | 1988-09-07 | Fanuc Ltd | Numerical control method capable of variably setting positioning precision |
| JPH01239607A (ja) * | 1988-03-22 | 1989-09-25 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 自動許容速度演算ｎｃ装置 |
| WO1990010900A1 (en) * | 1989-03-13 | 1990-09-20 | Fanuc Ltd | Involute-interpolation speed control system |
| JPH05100731A (ja) * | 1991-04-01 | 1993-04-23 | Fanuc Ltd | 丸み付けをするための曲面創成ｎｃデータ作成方法 |
| CN101898358A (zh) * | 2009-05-29 | 2010-12-01 | 库卡机器人有限公司 | 用于控制机械手的方法及装置 |
-
1983
- 1983-06-14 JP JP10604183A patent/JPS59231608A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1988002884A1 (en) * | 1986-10-15 | 1988-04-21 | Fanuc Ltd | Method of preparing nc pert programs for laser machining |
| JPS63106809A (ja) * | 1986-10-24 | 1988-05-11 | Shin Nippon Koki Kk | 数値制御式工作機械 |
| JPS63106808A (ja) * | 1986-10-24 | 1988-05-11 | Shin Nippon Koki Kk | 数値制御式工作機械 |
| WO1988006752A1 (en) * | 1987-02-24 | 1988-09-07 | Fanuc Ltd | Numerical control method capable of variably setting positioning precision |
| JPH01239607A (ja) * | 1988-03-22 | 1989-09-25 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 自動許容速度演算ｎｃ装置 |
| WO1990010900A1 (en) * | 1989-03-13 | 1990-09-20 | Fanuc Ltd | Involute-interpolation speed control system |
| JPH05100731A (ja) * | 1991-04-01 | 1993-04-23 | Fanuc Ltd | 丸み付けをするための曲面創成ｎｃデータ作成方法 |
| CN101898358A (zh) * | 2009-05-29 | 2010-12-01 | 库卡机器人有限公司 | 用于控制机械手的方法及装置 |
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