JPS59708A - 適合速度制御を行なう経路運動マニピユレ−タ - 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、プログラム制御されるマニピーレータに関し
、プログラム制御されるマニピーレータの動作を作業工
程と関連するパラメータのプログラムされない変動に適
合させる技術に関する。

運動ら一次軸心が直交三次元座標系の座標軸心と対応す
る変位軸心である従来周知の工作機械とは区別されるよ
うに、マニピーレータは工具またはこれにより支持され
る工作物の姿勢を与える回転運動軸心を含むことにより
史に大きな柔軟性を達成する。この更に大きな柔軟性の
御蔭で、特に関節を有する即ち人間に擬した機械に妥当
するが、プログラム可能なマニビーレータは、以前には
作業環境が健康に非常に有害である場合でさえ手作業に
より実施された制御された運動を必要とする作業に対し
て使用されている。このような作業の例としては、継目
溶接、噴霧塗装および粗銅造品の清掃が含まれる。この
ような使途における主な障害は、継目間隙を有する溶接
部分の変化、温度および湿度を有する塗装液の粘度の変
化、および粗銅造品の鋳ばりおよび湯口における切断ト
ルクの変動の如き作業パラメータのプログラムされない
変動に対する運動制御のプロセス内での適合化である。

偏差を袈する検出された諸榮件を許容するためプログラ
ム経路を変更するためには多くの手法があるが、これま
では、前述の如き作業パラメータを許容するためプログ
ラム制御されたマニピーレータの運動の速度を自動的に
変化させることは知られていなかった。それにも拘らず
、これらの作業は他の多くのものと共に、このプログラ
ムされた運動が測定された作業パラメータおよび経路速
度と関連する適当な機能に従って規定される速度の変動
を受けろことを許容することによりプログラムされない
パラメータの変動に対して容易に適合させることができ
る。

従って、本発明の目的は、運動を規定するプログラムさ
れた入力信号に応答し、かつ運動の速度の変更のため作
業パラメータのプログラムされない変動に応答して機能
要素を運動させるためのマニピーレータおよび制御装置
の提供することにある。

本発明の別の目的は、運動の予めプログラムされた記述
に従って、運動速度を変化させるため加工作業パラメー
タのプログラムされない変動に選択的に応答する１つの
機能要素を運動させるためのマニピュレータおよび制御
装置の提供にある。

本発明の更に別の目的は、運動の予めプログラムされた
記述に従って、運動速度を変化させるため測定された作
業パラメータ対速度の１つの（幾能と関連する値に応答
するある機能要素を運動させるためのマニピュレータお
よび制御装置の提供にある。

本発明の更に他の目的は、直交座標系に関する位置およ
びその間の経路速度を規定づ−る入力信号に応答し、か
つ自動運動モードにおいて有効な経路速度を変化させる
ための作業パラメータの測定値に応答して１つの機能要
素を運動させるためのマニピュレータおよび制御装置の
提供にある。

本発明の他の目的および長所については、図面およびそ
の記述から明らかになるであろう。

上記の諸口的によれば、予め規定された経路に沿う制御
された運動を生じるため、１つの機能要素と関連するあ
る点の位置およびその間の経路速度を規鼠する入力信号
に実施するマニピーレータおよび制御装置が提供される
。前記位置については１つの３次元座標系の軸心に関し
て記述され、マニビーレータは機械の座標系を規定する
運動を結合する機械部材の回転軸を含んでいる。運動は
経路に沿５ｊ＝分径間の終端点と対応する中間点の補間
により、また機械の座標軸の運動を指令するため中間点
の座標を機械の座標に変換することによって生じる。各
増分はこれに対して増分の径間長を計算するため使用さ
れた増分経路速度を関連させる。作業パラメータを連続
的に監視する装置が設けられ、制御装置はパラメータ値
を入力速度に関連伺ける機能を評価する手順を選択的に
実行する。作業工程の速度関数から選ばれる増分速度値
は選択的に生成され、経路に沿った点の速度を有効に変
化させるため中間点の補間手法により使用される。

本発明の例示の目的のため、望ましい一実施態様を構成
するマニピュレータおよび制御装置の組合せについて記
述する。このマニビーレータと制御装置は、本発明の譲
受人であるＣｉｎｃｉｎｎａｔｉＭｉｌａｃｒｏｎ社に
より製造されたものと対応する。望ｒｅ　Ｌい実施態様
のマニピュレータの特定の構造は本発明の限定と解釈イ
ベきものではないことを理解すべきである。むしろ、直
交座標系または機械の軸心とは独立的決定された他の座
標系に関してｉ１１！Ｉ成された予め定めた経路に沿っ
た中間点の補間により制御される回転運動の直列状に連
結した軸ノし・を内蔵する機械は、本願の用途に適する
ものである。

第１図においては、制御装置３５に対して結合され、研
削工具１２２と工具モータ１２０とを支持する関節付き
のマニピーレータ１０が示されてイル。本マニヒュレー
タ１０は、ショルダープレート１８が回転自在に載置さ
れ、かつその内部にショルダー回転作動装置１４および
中間カプリング１６が存在する基部１２を有する。作動
装置１４、カプリング１６および取付は板１８は共働し
てプレート１８の中心を貫通する垂直軸の周囲にマニピ
ュレータ構造を回転させる。上部アーム２２はショルダ
ー・ジヨイント２３においてプレート１８土に回転自在
に支持され、ショルダー・ジヨイント２３の中心を通る
垂直軸と父差する水平軸の周囲に回転させられる。上部
アーム２２のこの軸の周囲の回転運動は作動装置２０に
より生じる。前方アーム２６は上部アーム２２に対して
エルボ−・ジヨイント２５において結合され、その周囲
においてピストンおよびシリンダまたはねしおよびナツ
トの如き直線的作動装置でよい作動装置２４により回転
させられる。作動装置１４．２０．２４は、本構造の機
械的な制約により規定される容積内のどんな位置におい
てもその端部を定置するため前方アーム２６の運動を生
じるに充分なものである。

作動装置の制御により生じる運動の柔軟性を最大限にす
るため、３つの別の運動軸が前方アーム２６に後続する
。これらの３つの別の軸は、マニピュレータにより支持
された工具の変更可能な基準点に対する姿勢について制
御を行なうことを意図するものである。これら３つの姿
勢の軸心の第１のものは、前方アーム２６の端部におい
て水平軸の周囲で作動装置２８により駆動される回転運
弓動に対応して、マニピュレータにより支持される工具
のピンチの変化を生じる。第２の姿勢軸は第１のものに
対して直角をなし、マニピュレータにより支持される工
具の横方向運動の変化を生じ、作動、装置３０により駆
動される。ロール制御用の第３の姿勢軸は第１および第
２の軸ノｂに対して直交し、作動装置３２により駆動さ
れる。これらの３つの姿勢軸はマニピーレータ１０のリ
スｉ・部分２７を構成している。

リスト部分２７の端部には面板３３が存在し、これに対
して研削具１２２を支持する工具モータ１２０が取付け
られている。工具モータ１２０に対して取付けられてい
るのは、加工工程の測定されたパラメータをフィードバ
ックするためのトランスジューサ１２４である。モータ
１２０と研削Ａ１２２はマニピュレータ１０により支持
される機能要素３（を構成する。実施されるべき加工工
程に依存して使用することができる広範囲の工具または
物品把持装置が存在する。機能要素３１の運動を制御す
るための記憶されたプログラムは、工具の中心点３４の
位置および工具の中ノｂ点３４に関する機能要素３１の
姿勢を規定する。

制御装置３５は、オペレータとマニピュレー２１０間の
通信をｎ」能にするコンソール装置３６と、マニヒーレ
ータ１ｏの運動を指令する記憶されたプログラムを処理
するための制御装置３８と、この制御ｊ装置３８に応答
して機械の作動装置１４．２０．２４．２８．３ｏおよ
び３２を制御するサーボ駆動回路３９を含んでいる。作
動装置および駆動回路の特定の形式は本発明の一部を構
成するものではないため、これら素子についてはこれ以
上詳細には記述しない。

第２図においては、制御装置の詳細なブロック図が記載
される。制御装置３５は、メモリー４２、中央処理装置
４６および入出カインターフーース４４からなるプログ
ラム可能な汎用ディジタル・コンピュータ４０を含んで
いる。コンピュータ４゜トマニピュレータ１０とオペレ
ータ間の対話は、多くの周辺素子と結合された外部バス
５ｏ上に送られる諸信号によって実施される。オペレー
タによる使用に最も適する周辺素子としては、記憶され
たプログラムを生成するため手操作により運動指令を生
じるためのテーチング用の吊下げ型制御盤５２と、コン
ピュータのメモリーに対して情報を入力するキーボード
６４と、マニピーレータおよびその記憶されたプログラ
ムのその時の作動に関するデータを表示するためのＣＲ
Ｔ６２とが含まれる。

マニピュレータ１０を制御装置３５に対してインターフ
ェースするため使用される周辺素子は、マニピーレータ
１０の操作に必要ナマニヒュレータと制御装置間で多く
の個々の素子の信号を交換する制御装置の入出力インタ
ーンー−ス５４と、マニピュレータ１０と関連するアプ
リケーション専用素子に関して信号を交換する、本例に
おいてはトランスジー−サ１２４と結合されだ１アナロ
グ／デイジタル・コンバータを内蔵するように示された
ユーザ入出力インターフェース５８と、作動装置の運動
を直接制御する軸方向駆動インターン一−ス５８とを含
んでいる。軸方向駆動インターンエース５８は、ディジ
タル形態でのデータを受取ってディジタル／アナログ変
換を実行し、これによりアナログ信号を軸方向補償兼サ
ーボ増巾器６８に対してアナログ信号を与える。補償さ
れたアナログ信号は次に、機械的に取（＝Ｊけられたロ
ボット要素７１を駆動する作動装置７０に対する入力と
して使用される。作動装置７０またはロボット要素７１
に対して機械的に結合されたフィードバックｍ子７２は
、ロボット・アームの被駆動要素の実際の運動を表わす
フィードバック信号を提供する。ロボット・アームの／
Ｉ！ｒ要素に対するサーボ機構ループの制＠１のための
いくつかの形態があるが、軸方開駆動装置６６と、サー
ボ・アーム６８と、作動装置７０と、フィードバンク要
素７２はマニピーレータにおける制御軸の数と等しい数
において使用される。

２つの更に別の周辺素子はプログラム・データの交換を
可能にする。第１Ｋ、オンラインの外部データ伝送イン
ターフェース５８は、マニピュレータが１つの操作サイ
クルを実行中、外部データ・ストアからコンピュータ４
０にデータを入れることを許容する素子を表わす。第２
に、パンチされたテープのリーグ、カセット・リーグ等
の如き素子によりコンピュータに対′１−るデータの入
力を許容するためオフラインのデータ記１．バインター
フエース６０が設けられている。

コンピュータ４０内のメモリー４２は２つの主な構成要
素からなっている。その第１のものは全ての数値データ
情報を記憶するデータ・ストア７４であり、第２の構成
要素はマニピュレータのオペレーティング・システムを
規定スる。このオペレーティング・システムは、ユーザ
のプログラムの生成および記憶されたユーザ・プログラ
ムの実行を行なうようコンピータ４０の作動を指令する
１組の制御プログラムである。例示の目的のため、この
オペレーティング・システム・プログラムは入出カセッ
ト７６と教示モード・セント９２と自動モード・セット
９４を含む機能的に関連するセットで示されている。

入出力セ／ドア６には、データ編集プログラム７８と、
ｌｒ３下げ型教示Ｉ１０プログラム８０と、ＣＲＴおよ
びキーボードＩ１０プログラム８２と、制御１■１０プ
ログラム８４と、軸方向駆動装置Ｉ１０プログラム８５
と、外部データ伝送プログラム８６と、ユーザＩ１０プ
ログラム８８とが含まれている。これらの入出カプログ
ラムの谷々は制御装置とインターフ−一スされる異なる
形式の周辺素子と対応し、特定の周辺糸子とコンピュー
タ４０間の信号父換を制御するように作用する。

このオペレーティング・システムはまた、例えば手動、
教示、自動等の種々の操作モード間におけるコンピュー
タの制御の切り替えのためのモード制御プログラム９０
を含んでいる。本文に開示した本発明においては唯一の
自動モードが必要とされるため、このモードについての
み詳細に記述することにする。教示モード・システム９
２内にはデータ編集プログラム９６と教示操作機能プロ
グラム９８が存在する。これら２つのプログラムは教示
モードにおいてマニピュレータの作動な制御し、これら
プログラムの詳細については床間特許第３，９２　ｏ、
９７２号において記載され、あるいはＣ１ｎｃｉｎｎａ
ｔｉ　Ｍｉｌａｃｒｏｎ社から入手することができる。

自動モード・セット９４は、データ取出しプログラム１
０６と、経路計算プログラム１０４と、変換プログラム
１０６と、軸方向駆動プログラム１０８と、機能制御プ
ログラム１１０と、周辺サービス・プログラム１１１と
、速度修正プログラム１１２とを含んでいる。経路計算
および速度修正プログラムの詳細については本文中で述
べ、他のプログラムの詳細については床間特許第３，９
０９．６００号において特に記載されるか、あるいはＣ
４ｎｃｉｎｎａｔｉ　Ｍ］１ａｃｒｏｎ社から入手する
ことができる。

マニピュレータ１０の機械の座標系については、第３図
の概略図に関して記述する。これまで説明したように、
マニピュレータ１０の各運動軸は回転運動の軸心である
。第３図の直交座標系は、その原点を取付は板１８の僅
かに上方の一点に配置させ、作動装置２００回転軸と一
致させている。

２軸座標は、取付は板１８の回転中心と一致する。

このように、取飼は板１８の回転運動は、角度ｒｄＪの
運動と対応する。線分１３０は上部アーム２２と対応し
、作動装置２０の中心の周囲の回転運動は、矢印により
示される方向に２軸に対して測定された角度［−ａ］だ
け線分１３００回転運動と対応する。線分１３２は前方
アーム２６と対応し、エルボ−・ジヨイント２５の周囲
の前方アーム２６の回転運動は第３図の矢印により示さ
れた方向に測定された角度ｒｂＪだけ線分１３２を回転
運動させたものと対応する。作動装置２８におけるリス
ト部分２７の第１の曲げ軸は、矢印により示される如く
線分１３２の延長から負の方向に測定された角度１−ｃ
Ｊだけ線分１３４を回転させたものと対応する。作動装
置３０の回転と対応するリスト部分２７の第２の曲げ軸
は、Ｘ軸に関して測定されたＸ−Ｙ面内の正射影により
示される素子ｒＥＪだけ線分１３６の回転により示され
る。リスト部分２７のローリングは、角度ｒＲＪにより
示される線分１３６０回転と対応する。工具の中心点３
４は線分の端部における一点と定義される。線分１３６
の長さは、ユーザが指定した工具の長さおよび横方向運
動軸を超えるリスト部分２７の要素の長さを含む。記憶
されたプログラムは、方位Ｄ、ＥおよびＲの角度と共に
工具の中心点３４のＸ、Ｙおよび２軸座標を含む。１位
角度りは角度「ａ」、ｒｂＪおよび「ｃ」のオｌと等し
い。第３図に示すように、工具の中心点３４は線分１３
６の軸上に配置されるが、偏位した工具の中心点もまた
許容される。次に、線分１３０乃至１３６の長さが既知
でありかつプログラムがそれぞれピッチングＤ１ヨーイ
ングＥおよびローリングＲに関する方位角度を規定する
ことを前提として、また工具の中心点３４のＸ、Ｙおよ
びＺ［標が規定されることを前提として、作動装置の角
度ａ、ｂ、ｃおよびｄの一義的な組合せが決定できるこ
とは明らかであろう。これらの作動装置の角度は、方位
軸の角度ＥおよびＲと共に機械の座標系を構成する。プ
ログラム座標系から機械の座標系への転移方法の詳細に
ついては、ローリング軸を除いて床間特許第３゜９０９
．６００号に記載されており、これにおける用語−膜化
座標系は本文に述べた機械の座標系と対応している。

第４ａ図乃至第４ｃ図の概略図に関して、本発明の経路
制御方式について記述する。第４ａ図においては、直線
の線分１４０は、工具の中心点がプログラム点ＰＯから
プログラム点Ｐ１までの移動においてこれに沿って進む
べき運動経路を示す。

制御は、この直線経路に沿う中間点Ｐｉを補間する。円
形または放物緋形の如き他の予め定めた経路も補間のた
めに選択することもできる。点ＰＯ１Ｐ１および中間点
Ｐｉの座標は全てＸ、Ｙおよび２座標系に関して定義さ
れる。工具の中心点が点ＰＯＫおける静止状態から出詭
して点Ｐ１において再び静止し、次いで経路制御方式が
プログラムされた速度に関して自動的な加速および減速
を生じる。中間点Ｐｉは固定された増分時間間隔△ｔに
従って生じるが、点Ｐｉ間の実際の増分距離は工具の中
心点の速度が変化すると共に変化する。

このように、一定の増分間隔△Ｔにおいて横断した距離
と対応する増分距離△Ｓは、運動の一定速度部分と予め
定めた運動の加速および減速の位相との間で変化するこ
とが判る。こぎで用いられる基本的な経路制御方式によ
れば、点ｐｏと２１間の速度の変化は、加速と減速の位
相間に速度の不連続部分を生じないように行なわれるの
である。

次に第４ｂ図においては、径間１４（１１１７）μ■き
典型的な径間の速度特性が示されている。この径間は、
零であってもよいが零でなくともよい初期速度Ｖｉにお
いて開始され、連続的な加速関数が加速期間ＴＡにおい
て工具中心点速度をプローグラム速度Ｖｐに上げるカー
ブ１４２を生じる。一定速度の期間に続いて、制御は減
速位相を開始し、連続的な減速関数に従って中心点の速
度を最終速度Ｖｆまで減速してカーブ１４４を形成する
。再び零であってもなくてもよい最終速度までプログラ
ム速度からの減速は減速期間Ｔｄにおいて行なわれる。

一定速度位相へのまたはがらの徐々の遷移状態は、作動
装置および部材の慣性を考慮に入れる時、マニピュレー
タの物理的構造から予期される実際の性能と対応する。

第４ｃ図は本発明により構成される適合速度機能により
生じる典型的な速度特性からの偏差を示している。最初
に、これよりも低い適合速度変化は許容されない最低速
度Ｖｍ　ｉ　ｎに達するまで速度は特性カーブ１４２に
追従する。一旦実際の速度がこの最低速度Ｖｍｉｎを越
え、また制御プロセスのパラメータが速度の低下を散水
するものとすれば、速度の制御は通常の加速関数から離
脱し、速度は適合速度関数に従って変化させられる。速
度の増分値は予め規定された速度と関連する関数および
作業工程パラメータに従って生じて、経路制御アルゴリ
ズムにより用いられて経路に沿って中間点を補間する。

訓算された適合ｔ・ｄ分速度が、適合速度関数が最初に
減少値を生じる時有効な不適合速度Ｖｉａよりも小さい
限り、計算された値が制御する。一旦適合値が最初の負
適合値Ｖｉａと等しいかあるいはこれより大きくなると
、初期値Ｖｉａは置換されて負適合操作が継続する。こ
の効果はＴｉおよびＴｒ間のカーブ１４６０部分により
示されている。この適合操作の１川、速度はこれ以下の
減少は許されない最低値Ｖｍｉｎに達するように示され
ている。Ｔｒに続いて、速度は負適合加速関数に従って
プログラム速度Ｖｐまで加速される。

適合速度操作の続く期間においては、工具中心点を必要
とされる最終速度にするため減速が開始されなければな
らないことが判定されろ。減速期間Ｔｄにおいては適合
操作は許されず、速度は第４ｂ図のカーブ１４４により
示される負適合減速関数に従って減速する。適合速度制
御を生じるための制御手順の詳細については以下に詳細
に記述することにする。

自動モードにおけるマニピュレータ１０の全体サイクル
は第５ａ図のフローチャートにより示される。処理ステ
ップ１５０においては、開側ｊはプログラム速度Ｖｐに
おけるプログラム点ＰＯおよび２１間の運動を補間する
ため必要な径間データを初期化する。プログラムされた
径間長さＳｐ、座標成分比率Ｎｃｃおよび公称加速度に
対する値はステップ１５０と関連する手順により生成さ
れる。

処理ステツ′プ１５２においては、経路△Ｓに沿つた増
分および累積された補間距離Ｓｋが計算されろ。処理ス
テップ１５６は一般化された座標系に対ずろ補間された
中間点の偏位を生じるためサブルーチンを呼出して、−
膜化された座標系に関する座標値を光わず１組の機械座
標信号を生じる。

判断ステップ１５４においては、減速が生じないことを
表示するフラッグが検査される。工具の中心点３４の運
動がプログラムされた位置にわたって連続する時、この
ような表示の機能属性がプログラムされる。この時、そ
の時の径間において減速が不要となること、および減速
フラッグが以下に述べろ如く設定されることが生じる。

この１易合この手順は判断ステップ１５４のｙ　ｅ　ｓ
　（ｌ（ＩＩに続いて判断ステップ１５５に継続し、こ
こでその時の増分がその時の径間の最後の増分であるか
どうかが判定されろ。もしそうでなければ、別の増分が
コネクタＬ−２を介して補間される。最後にはその時の
径間の最終増分が補間され、全体的な操作サイクルが判
断ステップ１５５からコネクタＩ、−３を介して判断ス
テップ１６８まで継続することになる。処理ステップ１
６８は、機械の各軸が径間の終りに達する時、位置Ｐ１
についてプログラムされた機能を実行させる。その後、
判断ステップ１７１Ｊはプログラムされた位置Ｐ１がこ
のプログラムの終りと対応するかどうかを判定する。も
しそうでなければ、このサイクルはコネクタＬ−１によ
り処理ステップ１５０において次にプログラムされたデ
ータのアクセスにより反復される。もし位置がこのプロ
グラムの最後の位置であれは、プログラム全体がターミ
ナル１７２により示される如き予め選択されたプログラ
ム位置で始まって循環されろ。

減速フラッグが設定されなかったものとすれば判断ステ
ップ１５４からの全体的な操作サイクルは処理ステップ
１５８において継続する。処理ステップ１５８は、停止
するまでの減速が開始しなければならない時点に先立っ
てその時の径間において残る距離を計算する。減速位相
の始めまでの残りの距離Ｓ　ＲＤがその時の増分距離△
Ｓよりも大きい時、サイクルは処理ステップ１６２を経
て継続し、このステップは作業工程パラメータのプログ
ラムされない変動に従って増分された速度値を瞬間的に
変更ずろための速度変更ザブルーチンを呼出す。このサ
ブルーチンの完了と同時に、手順は処理ステップ１５２
に至るループを経て継続し、ここで増分速度の最も後で
形成された値を用いて径間増分が補間される減速の開始
点に先立って径間に残る距離が一旦その時の増分距離よ
りも小さけれ−：、判断ステップ１６０のｙｅｓ側は次
の点Ｐ１が連続する点である旨の記１．ハされたプログ
ラムにおける表示についての検査に続く。プログラムさ
れた各点かこの時点において実施されるべき作業工程と
関連するある特定の機能を表わす機能信号と関連させら
れることができろため、ある特定の機能信号と関連する
ある連続する属性の存在により連続点がマークされる。

連続コードが判断ステップ１６４により判定されなかっ
たと仮定すれば、減速工程が処理ステップ１６６により
呼出される。この減速工程は停止点Ｐ１に至る補間され
た減速処理を生じる。然る後、処理ステップ１６８が時
点Ｐ■と関連するプログラムされたある機能を実行させ
る。次に、判断ステップ１７０は、ソノ時点がロボット
・プログラムの終了を表わすかどうかを判定し、もしそ
うでなければ、この工程はコネクタＬ−１を経て処理ス
テップ１５０に続いて次のプログラム位置に対するデー
タを処理する。もしその時の位置が設定されたプログラ
ムの終りであれば、プログラムはターミナル１７２によ
り表示される如き循環位置として表わされるプログラム
・エントリを選択することにより反復されるのである。

もし減速の開始点において次の点が判断ステップ１６４
による連続点であったことを判定したならば、工程は処
理ステップ１８０に続き、ここでその時の径間長さに対
する新しい値が生成される。

補間された中間位置が増分間隔および有効な増分速度に
より規定されるｆ・、ｊ１分距離だけ離間されるため、
運動がプログラムされた位置を経て継続する時、減速判
断位置からプログラムされた終りの位置までの径間にお
ける残りの距離は常にその時の増分距離の整数倍と等し
くないことが予期される。

この矛盾を補償するため、その時の径間はプログラムさ
れた終り位置に最も近いその時の増分距離の整数倍にお
いて有効に終了させられる。このためには、残る距離（
Ｓｐ−８ｋ）が増分距離△Ｓにより除されて残Ｒを得る
。次に、その時の径間長さが残Ｒだけ減少されて連続径
間長さＳ、ｃｐを生じる。この距離は、この時の径間の
終りの位置と次の径間の始めの位置を再び規定する。

＝ｉＩＪ＋ｔ、＋ｉステップ１７４においては、その時
の径間と次の径間との間に挾まれる角度が１２０°　よ
りも小さいかどうかの判断が行なわれる。この判定は、
その時の径間の開始位１７Ｐと次の径間の終りの位置Ｐ
２との間全距離の二乗に対し２つの値ＳＴ”および値Ｓ
Ｔ”（１，２０）を乗することによりなされる。第１の
値埴ＳＴ２は２つの位置間の座標成分の差の二乗のオｌ
として計算される。第２の値値５Ｔ２（１２０）は、他
の２つの辺の長さとその間の角度を有する三角形の第３
の辺の長さにつり・ての数式に従って計算される。即ち
、。

Ｗγ　−Ａ　　　＋　　Ｂ　　　−２ＡＢ−Ｃｏｓγ上
式は、γ−１２０°の時、下記の如く単純化される。即
ち、 Ｗ−ＡＩＩ３＋ＡＢ 処理ステップ１８０の結果がその時の径間に対する新た
な終端位置を生じることとなるため、径間の長さはプロ
グラムされた長さから変更される。

その時の径間の長さはＳｅｐであり、次の径間ＳＮの長
さはステップ１８υの新しい開始位置、およびこの径間
のプログラムされた終端位置Ｐ２によって定義される。

もし挟角が１２０°よりも小さければ、進行に先立って
運動を停止させることが必要であり、本操作は処理ステ
ップ１６６における減速工程に対する呼出しを経て再び
継続することになる。もしか挟角が１２０°以上である
ならば、判断ステップ１７６に進んで次の径間ＶＰＮの
プログラムされた速度がその時のプログラムされた速度
Ｖｐよりも大きいかあるいは等しいかについて判断する
。もし次の径間ＶＰＮのプログラム速度がその時の径間
のプログラム速度Ｖｐよりも小さければ、次のステップ
における運動がその時の径間に対してプログラムされた
速度において開始されるように、この径間における減速
を生じることが必要となる。処理ステップ１７８により
呼出された減速工程に続いて、全体サイクルがコネクタ
Ｌ−；３を弁して処理ステップ１６８にお・いて継続さ
れる。もし次の径間に対するプログラムされた速度かそ
の時の径間のプログラムされた速度よりも大きいかある
いはこれと等しければ、判断ステップ１７６からの工程
は処理ステップ１７７に継続し、ここでは減速フラッグ
は設定されず、然る後コネクタＬ−２を介してステップ
１５２に至る。従って、以上の記述から、全操作サイク
ルが制御処理工程を没後的に行なうことによりプログラ
ムされた点間の径間を規定する中間点の反俊補間操作と
、このプログラム位置と関連する諸機能の実行からなる
ことか判るであろう。

次に第５ｂ図については、作動装置のサーボ機構のサー
ビスを行なうルーチンが示されている。

全体的な操作サイクルが実行中、独立的なサーボ遮断サ
ービス・ルーチンが処理へされる。中央処理装置４６に
より生成されるサーボ・システム・クロックは、新たに
生成された作動装置の座標データを作動装置のサーボ機
栴ニ対して与えるため全システム処理を周期的に遮断す
る。判断ステップ１９２は、作動装置の指令データに対
′１″るバッファ記憶領域がその待望であるかどうかに
ついて判定する。もしバッファが空であれば、その時の
径間は完了され、径間フラッグの終了が処理ステップ１
９４により設定される。しかし、もしバッファ内にデー
タが存在すれば、処理ステップ１９６はデータをバッフ
ァから前記サーボに対して転送する。いずれの場合にも
、サーボ割込みのサービスは完了し、第５ａ図のフロー
チャートの制御−「における全システム処理はターミナ
ル１９８を介して戻ることにより継続される。

第６ａ図より第６ｅ図のフローチャートは、第５ａ図の
フローチャートの主たるセグメントまたはサブルーチン
と対応する。特に、第６ａ図のフローチャートは第５ａ
図の処理ステップ１５０と対応する。処理ステップ２０
０においては、入力信号と対応するプログラムされた径
間データがメモリー４２のデータ・ストア７４から呼出
される。

始動点ＰＯ１終端点Ｐ１およびプログラム速度Ｖｐは工
具の中心点３４により次に実行されるべき運動を規定す
る。メモリーから呼出されたプログラムされた座標デー
タは、プログラム点の表示と対応して接尾辞を付して示
されて℃・る。処理ステップ２０２においては、全径間
長さＳｐが、２つのプログラムされた点の直交座標を用
いかつ座標成分の二乗の割込みの平方根を抽出して計算
される。

処理ステップ２０４においては、プログラムされた座標
系の軸内成分比率Ｎｃｃが径間長さにより座標成分を徐
すことにより計算される。これらの比率はＮｉｌ乃至Ｎ
１６と呼ばれる。方位角度に対する軸成分比率は、直交
座標軸における成分比率と同じ方法で計算される。処理
ステップ２０６においては、公称径間加速率Ａｐは、四
分の一秒のある任意の選択された間隔によりプログラム
プログラムされた速度Ｖｐを徐すことにより計算される
。径間変数のこの予備的な計算が一旦完了すると、全体
的な操作ザイクルはターミナル２０Ｂを介して第５ａ図
の処理ブロック１５２まで継続１−る。

次に第６ｂ図においては、第５ａ図のブロック１５２と
対応する径間増分の補間の処理ステップは、更に詳細な
フローチャートに拡張される。判断ステップ２１０がら
始めて、適合速度即ちプログラムされない速度フラッグ
が第５ａ図の処理ステア′プ１６２により呼出されたサ
ブルーチンにより記憶されたかどうかの判定が行なわれ
る。もしその時の径間に対してプログラムされた適合速
度関数が存在しないが、あるいは適合速度関数が増分速
度値への変更を生じなかった場合、適合速度フラッグは
記憶されず、また操作は判断ステップ２１２で継続する
。判断ステップ２１２は、その時の増分速度Ｖｋがプロ
グラム速度より小さいかどうかを判定するため、プログ
ラム速度Ｖｐ。

値に対して増分速度信号Ｖｋ即ちその時の反復のための
増分速度のその時の値を検査する。もしそうであれば、
本操作は加速サブルーチンを呼出す処理ステノブ２１６
を継続する。カぼ速サブルーチンの効果は、第４ｂ図に
関して示され記述した連続する加速機能に従って増分速
度信号Ｖｋに対して新しい値を提供することである。こ
のように、工具の中ノし・点が静止状態から始動づ−る
運動の始めに、増分速度の初期値が零であり、プログラ
ム速度は無論苓でない値となり、処理ステ７プ２１６に
おける加速ザブルーチンに対する呼出しは、連続する加
速機能に従って増分速度値の変更を開始する。加速ザブ
ルーテンの完了と同時に、本操作は増分距離へＳが第６
ｂ図の処理ステップの右側に記載された式に従って訓Ｘ
される処理ステップ２１８において継続する。この式は
、前の増分速度値を用いて新たな増分速度値Ｖｋを平均
化することにより、またこの平均値が増分間隔信号Δｔ
により表わされる増分間隔において有効であるとすれば
、増分距離信号ΔＳに対する値を得る。適合速度機能フ
ラッグが設定される時、増分距離は適合サブルーチンに
より得た速度値を用いて計算される。増分速度がプログ
ラムされた速度Ｖｐよりも小さくない時、増分距離信号
に対する新しい値を計算することは必要でなく、処理ス
テップ２１４により表示される如き反復カウンタを増進
することだけが必要となる。いずれの場合も、本操作が
最後に処理ステップ２２０を再開し、これにおいて累積
された増分距離信号Ｓｋに対するある値が処理ステップ
２００の右側に示された式に従って計算される。全体的
な操作サイクルが、この時フローチャートのターミナル
２２１の続きにより継続される。全体的な操作サイクル
は、第６Ｃ図のフローチャートにおいて示された転換ザ
ブルーチ／の呼出しにより継続する。

第６ｃ図においては、処理ステップ２２２において、累
積した増分距離の経路の座標が計算されて終端点の座標
信号を生じる。これは、前の増分終端点の座標により補
間された増分距離の同軸内の成分の合計により得られる
。その後、終端点のプログラムされた座標系に関する座
標が処理ステップ２２４により一般化された、即ち機械
の座標系の各座標に転換されて、機械の座標系に対する
終端点の座標の値を表わす１組の機械の座標信号を生じ
る。逆三角関数を避けるため、その時の機械の座標値に
基づくエラー関数を生じる対話式の近似化アルゴリズム
が使用される。この試みの詳細については、この転換ア
ルゴリズムの説明のため必要な程度に本文に参考のため
の引用される米量特許第３，９０９，６００号において
示されている。

処理ステップ２２６においては、一般化された座標にお
ける変化が計算され、処理ステップ２２８においては、
一般化された座標の増分差がサーボ割込みサービス・ル
ーチンによりアクセスするためバソノ７において記１麗
される。転換サブルーチンが完了する時、全体的な操作
サイクルの処理がターミナル２３０の戻りにより再開さ
れる。この時、この処理は本操作を第５ａ図の判断ステ
ップ１５４に続ける。全体的なサイクルが減速の小径間
の始めまでの残りの距離が計算される処理ステップ１５
８に進むものと仮定すれば、全体的サイクルが第６ｄ図
の詳細なフローチャートを実行する。

次に第６ｄ図においては、処理ステップ２３２が径間の
変数の準備の量計算される公称加速値Ａｐをとる減速に
必要な時間を言１算し、減速の期間中有効であり、かつ
最終速度が零となる。このように、減速に必要なおよそ
の時間は、その時の増分速度およびこの公称の加速定数
の商に等しい。処理ステップ２３４においては、その時
の増分速度および零の平均値が処理ステップ２３２にお
いて計算された間隔中有効であると仮定して、減速に要
する距隔ＳＤが計算される。また最後に、処理ステップ
２３６において、その時の補間された位置から丁度計算
された減速距離ＳＤが開始しなければならない地点まで
の径間長さ内の残りの距離ＳＲＤが計算される。このよ
うに、距離の残りＳＲＤは、全径間長さＳｐから累積さ
れた補間距離ＳＫにより表わされる径間の部分および減
速に必要な径間部分ＳＤを差引いたものに等しい。この
計算に続いて、全体的操作サイクルは、前記の残りの距
離ＳＲＤがその時の有効増分距離△Ｓよりも小さいかど
うかが判定される第５ａ図の判断ステップ１６０におい
て継続する。もし残りの距離ＳＲＤがその時の有効増分
距離△Ｓよりも小さくなければ、その距離の別の増分の
補間が可能である。しかしもしその時の有効増分距離が
削算された残りの距離よりも太きければ、直ちに減速を
開始することが必要である。

減速サブルーチンは、連続する加速関数に従って増分速
度変数Ｖｋの減少する値を反復的に生じる。減速サブル
ーチンの開始時には、増分速度が再び計算されて本願に
おいて使用されるコンピュータにより実行される整数演
算の切捨て誤差について調整される。その後、減速ザブ
ルーチンが、工具の中心点速度を最終速度にするため連
続する減速関数に続く中間点を補間する。この補間操作
は、加速サブルーチン呼出しはないが、第６ｂ図に関し
て記述したものと一致する。史に、減速ザブルーチンは
、累積された補間距離の計算に続く第６ｃ図の転換サブ
ルーチンの呼出しにより一般化された機械の座標への転
換を行なう。

はとんどのプログラムされた径間は加速、一定速度およ
び減速の小径間即ち位相を含むが、減速サブルーチンの
実行は、工具中心点速度がプログラムされた速度に達す
るまでに開始することができることを留意すべきである
。この状態は、第５ａ図の判断ステップ１６０が減速を
開始する必要を判定する前に、もしプログラムされた径
間長さがプログラムされた速度への加速を許容するに不
充分であったならば生じることになろう。このように、
減速サブルーチンの効果が工具の中心点をプログラムさ
れた径間に対する最終速度にするため経路に沿って補間
な継続することであるため、適合速度の操作は減速位相
においては処理されないことは明らかであろう。

基本的な経路の制御のアルゴリズムは運動の加速および
減速位相における連続的な速度の変化を生じるが、第５
ａ図の処理ステップ１６２に関して前に述べた如く別の
速度変更が容易に可能である。望ましい実施態様は加工
工程のパラメータのプログラムされない変動に従って自
動的に生じる速度変化に関するものであるが、手操作に
より生じたパラメータ変更もまたオペレータが制御する
速度のオーバーライドな可能にするようにすることもで
きる。トランスジューサ１２４により、工具駆動モータ
１２０のトルクの如き作業工程パラメータの入力信号の
値を連続的綽監視することもできる。従ってこのトルク
の値はユーザのＩ１０アナログ／ディジタル・コンバー
タ５６に変換することもでき、また適当な誤差機能が提
供されることを前提にして、計測されたトルクに応答し
て速度の変動を生じることもできる。これらの速度変動
は次に、第５ｂ図の処理ステップ１６２により呼出され
るサブルーチンによって全体的な操作ザイクルにおいて
構成される。

本願において選択されたアナログ／ディジタル・コンバ
ータ５６においては、操作パラメータの入力イｇ号の値
がある操作のパラメータ信号の値を規定する５桁の２進
数に変換される。当業者には本操作において充分な制御
をもたらすに必要な計測された変数および精度の範囲は
アナログ値からディジタル値への変換、の分解能を規定
するものであることが判るであろう。このように、操作
パラメータ信号に対するこれ以上もしくは以下の２進数
が特定の使途において適当となろう。

次に第７図においては、適合速度制御を行なうザブルー
チンが示されている。本発明は、ある特定のプログラム
された径間を記述する入力信号の組に適合速度機能信号
を含めることにより、適合速度径間としてプログラムさ
れた径間の定義を可能にする。従って、判断ステップ２
４０に−おいては、その時のプログラムされた径間がこ
れについテフログラムされた適合速度機能を有するがど
うかの判定Ωため検葺が行なわれる。もしそうでなげれ
ば、ターミナル２４４への戻しが行なわれ、これは第５
ａ図の処理ステップ１５２における全体的な操作ザイク
ルの継続を許容する。もしこの適合速度機能がその時の
径間についてプログラムされるならば、判断ステップ２
４２はその時の増分速度Ｖｋがそれ以下ではそれ以上の
低下か許容されない最小速度Ｖｍｉｎよりも小さいがど
うかを判定する。もしその時の増分速度Ｖｋが最小速度
Ｖｍｉｎより小さければ、ターミナル２４４への戻しが
行なわれる。しかし、もしその時の増分速度Ｖｋが最小
速度Ｖｍｉｎよりも低くなければ、適合速度操作は判断
ステップ２４６において継続して、適合制御機能の状態
信号のその時の状態を判定する。

適合制両サブルーチンがその時の増分に対する補間の制
御に有効である増分速度値を生じる時、適合速度フラッ
グ即ち状態信号は適合速度操作が速度を制御しつつある
ことを表示するように設定される。このように、判断ス
テップ２４６においては、もし適合速度フラッグが設定
されるならば、この操作は処理ステップ２５２において
継続する。

しかし、もし適合速度フラングが設定されなければ、こ
の操作は適合速度フラッグが設定される処理ステップ２
４Ｂにおいて継続する。処理ステップ２５０においては
、増分速度信号のその時の値が名称ＯＬＤで表わされた
場所に保管即ち記憶される。この保管された増分速度値
は第４ｃ図の速度値と対応している。処理ステップ２５
０に続いて、適合速度操作は処理ステップ２５２におい
て継続し、ここで工程パラメータ信号のその時の値がコ
ンバータ５６から入力される。処理ステップ２５３にお
いては、適合速度の最小値が、マニピュレータの運動を
記述する入力信号と共にプログラムされる工程パラメー
タの基準信号の値に対する操作パラメータの値の比率に
よりＯＬＤに保管された速度値を乗することにより割算
される。判断ステップ２５４においては、その時の工程
パラメータ値が工程パラメータの基準値と等しいかどう
かについて判定が行なわれる。

比較的簡単な適合速度操作により最も広い範囲の用途を
可能にするため、本願ではある工程パラメータの実際の
または測定された値が比較される工程パラメータの基準
信号の値の規定を可能にするように選択した。このよう
に、色々な金属除去用具が工具モータ１２０により支持
される粗銅造品清掃の特定の事例においては、それ以上
では速度の低下が要求される基準値として異なるトルク
値を選択することができる。当業者には、測定された工
程パラメータに従づて工具中心点速度の制御を行なうた
めには転送値を規定する必要がないこと、また実際に速
度がある測定された工程パラメータに正比例して変更さ
れる適当な制御が可能となることは明らかであろう。こ
のような場合には、零の工程パラメータの基準値がとら
れることになろう。

もし判断ステップ２５４において工程パラメータ信号の
その時の測定された値が工程パラメータの基準信号の値
と等しいことが判定されたならば速度の低下は必要でな
く、また適合工程が処理ステップ２６１において継続し
、ここで適合操作速度ＶＡＫが前の増分速度ＶＫ−１と
等しく設定される。

一方、判断ステップ２５４において工程パラメータ信号
の実際の値が基準値とは等しくないことが判定されたな
らば、本操作は処理ステップ２５４において継続し、こ
こで工程パラメータの速度信号ＶＡＫの新たな値が処理
ステップ２５６に隣接して記載される説明に従って計算
されることになる。

この式は、測定された工程パラメータとこのパラメータ
の基準値との間の差に基づいた比率を表わすパラメータ
の要因信号の値により前の工程パラメータの速度信号を
乗じることにより工程パラメータの速度信号に対するそ
の時の値を計算する。

判断ステップ２５８においては、工程パラメータの速度
信号のこの計算された値が最小適合速度ＶＡＭよりも小
さいかどうかが判定され、もしそうでなければ、本操作
は判断ステップ２６２において継続する。もし計算値Ｙ
ＡＫが最小適合速度ＶＡＭよりも小さければ、判断ステ
ップ２５９において史に検査が行なわれて、増分速度信
号Ｖｋのその時の値が工程パラメータの速度信号ＶＡＫ
Ｏ値よりも小さいかどうかを判定する。もしＶｋがＶＡ
Ｋより小さければ、工程パラメータ要因は速度の増加を
もたらし、本操作は判断ステップ２６２において継続す
る。判断ステップ２５４がらの操作がある適合速度値ま
たは処理ステラ１２６１０強制値の計算を要求したかど
うかにより、本操作は最終的には再び判断ステップ２６
２に至ることが判る。ここでは、有効な適合速度値が場
所ＯＬＤにおいて保管された値よりも小さいかどうかに
ついて判定が行なわれる。もしそうでなければ、処理ス
テップ２６６においては、増分速度信号のその時の値は
ＯＬＤにおいて保管された値と等しく設定され、処理ス
テップ２６８においては適合速度フラッグかりセントさ
れる。然る後、全体的な操作サイクルがターミナル２７
２を通る戻し操作により再開される。もし判断ステップ
２６２において、工程パラメータの速度信号のその時の
値がＯＬＤにおいて保管された値よりも小さいことが判
定されたならば、処理ステップ２６４においては、増分
速度値は工程パラメータの速度信号のその時の値と等し
くなるように設定される。その後全体的な操作サイクル
がターミナル２７０を経る戻し操作により再開される。

判断ステップ２６２の効呆は、地点Ｔｒに続いて第４Ｃ
図のカーブ１４６により示される如き不適合速度制御の
再開を生じることである。もし判断ステップ２５８にお
いて、工程パラメータの速度信号の計算された値が最小
値Ｖａｍより小さいことが判定されたならば、本操作は
判断ステップ２５９において継続することになろう。も
しその時の値Ｖｋが値ＶＡＫより小さいことが判定され
たならば、巣に速度の低下が要求され、また増分値が最
小適合速度ＶＡＭＯ値に設定される。処理ステップ２６
０に続いて、全体的な操作サイクルがターミナル２７０
を通る戻し操作により継続される。

再び第６ｂ図においては、適合速度フラッグの状態に対
する判断ステップ２１０における検査が、工程パラメー
タの速度値がＯＬＤに保管された増分速度値よりも小さ
いと判定される時、適合速度操作により判定される速度
値の制御を可能にする手段を提供することが判る。即ち
、判断ステップ２１２処理ステツプ２１６とを飛越すル
ープが適合速度操作により生成される工程パラメータの
速度値をして処理ステップ２１８における距離増分の計
算において使用させるようにする。適合速度機能が活動
状態にあるが、工程パラメータの測定はその時の増分速
度値の減少を要求しない値を生じる時、適合速度フラッ
グの状態は補間操作に続く判断ステップ２１２および処
理ステップ２１６または２１４をもたらして、次の増分
速度信号を生じる。適合速度の制御はこのように、その
時の径間がこれを適合速度機能と関連させたかどうか、
また工程パラメータの信号のその時の測定値が有効な増
分速度の低下を要求して所要の結果を得るかどうかに基
づいて選択させられる。特に、粗銅造品の清掃工程につ
いて考えると、工程パラメータの基準信号の適当な値は
、トランスジー−サ１２４により測定されたトルクがパ
ラメータの基準値の上方および下方の実際の値を生じる
ことになるように選択することができる。測定されたト
ルクがパラメータの基準値の下方にある場合は、第７図
の判断ステップ２５４の結果が計算された工程パラメー
タの速度値を生じることになろう。

しかし、判断ステップ２６２においては、計算された値
は記憶即ち保管された増分速度値を超えることが見出さ
れて、速度の低下は生じないことになろう。一方、一旦
測定されたトルクがパラメータの基準値を越えると、計
算された適合速度の値はＯＬＤにおいて保管された値よ
りも小さくなり、減少した速度の値が制御を行なうこと
になる。

本発明については図面において示された望ましい実施態
様に従ってやや詳細に例示し、望ましい実施態様をやや
詳細に記述したが、これにより本発明をかかる詳細点に
限定する意図はない。反対に、頭書の特許請求の範囲お
よび主旨内に該当する全ての変更、代替および相当内容
を網羅することを意図するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は関節を設けたマニピュレータおよびその制御装
置に対する簡単な接続を示す図、第２図は関連する入出
力インターフェース・モジュールを含む制御装置を示す
ブロック図、第３図は機械が画成した一般化された座標
系を示す幾何学的表示、第４ａ図乃至第４ｃ図はマニピ
ュレータにより支持される工具において生じた運動制御
を示ず幾何学的表示、第５ａ図より第５ｂ図は２つの主
な制御手順を行なう運動制御装置のフローチャート、第
６ａ図より第６ｄ図はサブルーチンのフローチャートお
よび第５ａ図のフローチャートの主な部分を示す図、お
よび第７図は第５ａ図の補間手順により使用される適合
速度手順を示すフローチャートである。 １０・・・マニピュレータ、１２・・・基部、１４・・
・作動装置、１６・・カプリング、１８・・−ショルダ
ープレート（取伺は板）、２０　作動装置、２２　上部
アーム、２３−ショルダー・ジョイン）、２４・・・作
動装置、２５　エルボ−・ジヨイント、２６・・・前方
アーム、２１・・・リスト部分、２８．３０．３２・作
動装置、３１・・機能要素、３３・面板、３４・・工具
の中心点、３５．３８・・・制御装置、３６・コンソー
ル装置、３９・・サーボ駆動回路、４０・コンピュータ
、４２　メモリー、４４・・・入出力インターフー−ス
、４６・・・中央処理装置、５０　外部バス、５２−　
／１３下げ型制御盤、５４・・・入出力インターフェー
ス、５６・・ユーザ■１０アナロク／テイジタル・コン
バータ、５Ｂ・・・軸方向駆動インターフェース、６０
・データ記憶インターフェース、６２・・・ＣＲＴ　、
ｔ、、　、６４・・・キーボード、６６・・・軸方向駆
動装置、６８・・軸方向補償兼サーボ増巾器、７０・作
動装置、７１・・・ロボット要素、７２　フィードバッ
ク素子、７４　データ・ストア、Ｔ６・・・入出力セン
ト、７８・・・データＩ１０プログラム、８０・・−吊
下げ型教示Ｉ１０プログラム、８２・・−ＣＲＴおよび
キーボードＩ１０プログラム、８４・・ｔ１１］徊ｌｌ
１０プログラム、８５・軸方向駆動装置Ｉ１０プログラ
ム、８６・外部データ伝送プログラム、８８・・・ユー
ザ■１０プログラム、９ｕ・・モード制御プログラム、
９２・・教示モード・セット、９４・・自動モード・セ
ット、９６・・・データ編集プロ５グラム、９８・・・
教示操作機能プログラム、１００・・手動運動計算プロ
グラム、１０４・・・経路計算プログラム、１０６・・
・データ取出しプログラム、１０８軸方向駆動プログラ
ム、１１０・・機能制御プログラム、１１１・周辺サー
ビス・プログラム、１１２・速度修正プログラム、１２
０・・・工具モータ、１２２・・研削工具、１２４・・
トランスジューサ、１３０．１３２．１３４．１３６．
１４０・・・線分、１４２．１４４・カーブ、１７２　
ターミナル、１９８・・ターミナル。 （外４名） 第１頁の続き ク アメリカ合衆国オハイオ州４５２１ ３シンシナティ・リスボン・ア ベニュー６４２７

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）機能要素と関連する工具の中心点の第１の座標系位
   置に関して規定する入力信号に従って機能要素を運動さ
   せ、前記工具中心点は如何なる２つの位置間でも予め定
   めた経路を追従し、更に入力信号はプログラムされない
   変動を受ける加工工程パラメータを規定する装置におい
   て、 （ａ）　　前記機能要素が載置されるマニピュレータを
   設け、該マニピュレータは、 （１）複数の運動軸を設定する複数の部材を含み、該部
   材の少なくともいくつかは回転軸によりリンクされ、前
   記部材と運動軸は一般化された座標系を規定し、 （２）各々が前記部材の運動を行なうための少なくとも
   １つの作動装置をこれと関連させる複数の作動装置とを
   含み、 （ｂ）　　位置を規定する入力信号を記憶するメモＩＪ
   −と前記部材の運動を制御するため前記作動装置と結合
   されたサーボ機構とを含むマニピーレータｆｌｌＪ御装
   置を設け、該制御装置は、 （１）加工工程パラメータの入力信号に応答して加工工
   程パラメータの値を表わす工程パラメータ信号を生じ、 （２）前記経路に沿っである変位の増分を生じるよう前
   記工具中心点を運動させるある期間を表わす増分間隔信
   号を生じ、 （３）工程パラメータ信号に応答して、前記期間におけ
   る前記工具中心点の有効速度を表わす工程パラメータ速
   度信号を生じ、 （４）増分間隔信号および工程パラメータ速度信号に応
   答して、前記経路に沿った変位の増分を表わす増分距離
   信号を生じ、 （５）前記増分の１つの終端点の最初の座標系に関して
   座標を表わす終端点信号を生じ、（６）前記終端点の座
   標信号に応答して、−膜化された座標系に関する前記終
   端点の座標値を表わす１組の機械の、座標信号を生じ、 （力　ＡｉＪ記部材の関連した運動を生じて前記終端点
   の座標信号により規定される位置まで前記工具中心点を
   運動させるため、前記サーボ機構に対して前記の組の機
   械の座標１ぎ号を与え、（８）前記加工工程パラメータ
   のプログラムされない変動に従って決定された速度にお
   いてＭ＋Ｉ記入力信号により規定された各位置間で前記
   経路に沿って一連の増分を以て前記工具中心点を運動さ
   せるためＤｉＪ記工程（１）乃至（力を反復させる工程
   を実行することを特徴とする装置。 ２、特許請求の範囲第１項記載の装置において、工程パ
   ラメータ速度信号を生じる前記工程が更に、（ａ）　　
   前記工程パラメータ信号に応答して前記工程パラメータ
   の任意の選択された基準を表わすパラメータ要因信号を
   生じ、 （ｂ）　　前記の工程パラメータ速度信号を生じるため
   、前の工程パラメータ速度信号を前記パラメータ要因信
   号で来じる工程を含むことを特徴とする装置。 ３）特許請求の範囲第２項記載の装置において、終端点
   のｍｗ　イｓ号を生じる前記工程が更に、入力信号によ
   り規定される最後の位置から運動した増分距離信号の和
   を表わす累計された増分距離信号を生じる工程を含むこ
   とを特徴とする装置。 ４）特許請求の範囲第３項記載の装置において、前記加
   工工程パラメータが工作物に対する切断工具のトルクで
   あることを特徴とする装置。 ５）機能要素と関連する工具の中心点の第１の座標系位
   置およびその間の経路速度に関して規定する入力信号に
   従って機能要素を運動させ、前記工具中ノド点はｙ■何
   なる２つの位置間でも予め定めた経路を追従し、更に入
   力信号はプログラムされない変動を受ける変更可能なパ
   ラメータを規定する装置において、 （ａ）　　前記機能要素が載置されるマニピーレータを
   設け、該マニピーレータは、 （１）複数の運動軸を設定する複数の部材を含み、該部
   材の少なくともいくつかは回転軸によりリンクされ、前
   記部材と運動軸は一般化された座標系を規定し、 （２）谷々が前記部材の運動を行なうための少なくとも
   １つの作動装置をこれと関連させる複数の作動装置とを
   含み、 （ｂ）位置および経路速度を規定する入力信号を記憶Ｊ
   −るメモリーと、Ａｉｌ記部材の運動を制御するため前
   記作動装置と結合されたサーボ機構とを含むマニピーレ
   ータ制御装置を設け、該制御装置は、（１）変更ｎ」能
   パラメータの入力信号に応答して前記変更可能パラメー
   タの値を表わす工程パラメータ信号を生じ、 （２）前記経路に沿っである変位の増分を生じるよう前
   記工具中心点を運動させるある期間を表わす増分間隔信
   号を生じ、 （３）　　位置および経路速度を規定′１−る入力信号
   に応答して、前記９１間における前記工具中心点の有効
   速度を表わす増分速度信号を生じ、 （４）工程パラメータ速度信号に応答して、前記期間に
   おける前記工具中心点の有効速度を表わす工程パラメー
   タ速度信号を生じ、 （５）増分間隔信号と増分速度信号の小さな方と工程パ
   ラメータ速度信号に応答して増分距離信号を生じ、該増
   分距離信号は前記期間において運動される距離な表わ゛
   し、 （６）前記増分の１つの終端点の最初の座標系に関する
   座標を弄わす終端点座標信号を生じ、（力　前記終端点
   の座標信号に応答して、−膜化された座標系に関する前
   記終端点の座標値を表わす１組の機械の座標信号を生じ
   、 （８）前記部材の関連した運動を生じて前記終端点の座
   標により規定される位置まで前記工具中ＩＬ・点を運動
   させるため、前記サーボ機構に対して前記の組の機械の
   座標信号を与え、 （９）前記入力信号および前記袈東可能パラメータのプ
   ログラムされない変動によって選択的に規定された速度
   において前記入力信号により規定された各位置間で一連
   の増分を以て前記工具中心点を運動させるため前記工程
   （１）乃至（８）を反復させる工程を実行することを特
   徴とする装置。 ６）特許請求の範囲第５項記載の装置において、工程パ
   ラメータ速度信号を生じる前記工程が更に、（、）　　
   前記工程パラメータ信号に応答して前記工程パラメータ
   の任意の選択された基準を表わすパラメータ要因信号を
   生じ、 （ｂ）　　前記の工程パラメータ速度信号を生じるため
   、ｎＩＩの工程パラメータ速度信号を前記パラメータ要
   因信号で乗じる工程を含むことを特徴とする装置。 ７）特許請求の範囲第６項記載の装置において、前記加
   工工程パラメータが工作物に対する切断工具のトルクで
   あることを特徴とする装置。 ８）機能要素と関連する工具の中ノＬ・点の第１の座標
   糸位ｉｆおよびその間の経路速度に関して規定する予め
   プログラムされた入力信号に従って機能要素を運動させ
   、前記工具中ノし点は如何なる２つの位置間でも予め定
   めた経路を追従し、更に予めプログラムされた入力信号
   は工程パラメータの基準値を規定し、更に別の入力信号
   はプログラムされない変動を受ける加工工程パラメ゛−
   夕を規定する装置において、 （ａ）　　自ＩＩ言己機能要紫が載置されるマニビーレ
   ータを設け、該マニピーレータは、 （１）値数の運動軸を設定する複数の部材を含み、該部
   材の少なくともいくつがば回転軸によりリンクされ、前
   記部材と運動軸は一般化された座標系を規定し、 （２）各々が前記部材の運動を行なうための少なくとも
   １つの作動装置をこれと関連させる複数の作動装置とを
   含み、 （ｂ）　　位置および経路速度を規定する予めプログラ
   ムされた入力信号を記憶するメモリーと、Ｈ１■１部材
   の運動を制御するため前記作動装置と結合されたサーボ
   機構とを含むマニピーレータ制御装置を設け、該制御装
   置は、 （１）　　加工工程パラメータの入力信号に応答して加
   工工程パラメータの値を表わす工程パラメータ信号を生
   じ、 （２）前記工程パラメータ入力信号の値とは異なる工程
   パラメータ信号の値に応答して、前記の異なる内容に依
   存する速度関数の値を表わす工程パラメータの速度信号
   を生じ、 （３）前記工具中心点を前記経路に沿っである増分だけ
   運動させる期間を表わす増分間隔信号を生（４）位置お
   よび経路速度を規定する予めプログラムされた入力信号
   に応答して、」・ｄ分速度信号を生じ、該」ＩＮ分速度
   信号は前記期間におけろ工具中ノし・点の速度を表わし
   、 （５）Ｊ、７分間隔信号、および選択的に工程パラメー
   タ速度信号およびＪ・ｄ分速度信号に応答して、前記経
   路に沿った変位のＪ・＾を分を云わずＪ・ｕ分距離信号
   を生じ、 （６）　　ｓｉＪ記ｊ・８分の１つの終端点の最初の座
   標系に関する座標を表わず終端点座標信号を生じ、（力
   　前記終端点の座標信号に応答して、−膜化された座標
   系に関する前記終端点の座標値を表わす１組の機械の座
   標信号を生じ、 （８）前記部材の関連する運動を生じて前記終端点の座
   標により規定される位置まで前記工具中心点を運動させ
   るため前屈サーボ機構に対して前記の組の機械の座標信
   号を与え、 （９）前記入力信号によって規定された２つの位置間で
   一連のＪ・ｄ分を以て前記工具中心点を運動させるため
   前記工程（１）乃至（８）を反復させる工程を実行する
   ことを特徴とする装置。 ９）特許請求の範囲第８項記載の装置において、前記制
   御装置が史に、 （ａ）１つの工程パラメータの速度信号がある増分に関
   して有効である１つの条件を応答適合制御状態信号を生
   じ、 （ｂ）　　ｘ’ｉｒ記状態信号が前記条件が偽であるこ
   とを表わす時前記増分速度信号を記憶し、 （ｃ）　　前記工程パラメータの速度信号を前記の記憶
   された増分速度信号と比軟し、 （ｄ）　　記憶された信号より小さくない工程パラメー
   タの速度信号に応答して、前記条件が偽であることを反
   映するよう前記状態１に号を設定し、（ｅ）　　前記有
   効速度信号に対して、前記工程パラメータの速度１６号
   の小さい方および記１．ハした増分速度信号を選択する
   工程を実行することを特徴とする装置。 １０）　　特許請求の範囲第９項記載の装置において、
   増分速度信号を生じる前記工程が更に、（、）　　適合
   制御状態信号をその状態に関して検査し２、（ｂ）　　
   真の条件な表わす状態信号に応答して増分速度信号の生
   成を禁止する工程を含むことを特徴とする装置。 １１）　　特許請求の範囲第１０項記載の装置において
   、工程パラメータの速度信号を生じる前記工程が更に、 （ａ）　　前記工程パラメータ信号と前記の予めプログ
   ラムされた工程パラメータ基準信号間の差に応答して、
   任意に選択された前記の差の基準を表わすパラメータ要
   因信号を生じ、 （ｂ）　　工程パラメータの速度信号を生じるため、前
   記の１前の工程パラメータの速度信号を前記パラメータ
   要因信号で乗じる工程を含むことを特徴とする装置。 １２）　　特許請求の範囲第１１項記載の装置において
   、ｉｉｌ記加工工程パラメータが切断工具と工作物間の
   相対トルクであることを特許とする装置。 １３）機能要素と関連する工具の中心点の第１の座標系
   位置およびその間の経路速度に関して規定する予めプロ
   グラムされた入力信号に従って機能要素を運動させ、前
   記工具中心点は如何なる２つの位置間でも予め定めた経
   路を追従し、更に予めプログラムされた入力信号は適合
   速度関数および加工工程パラメータの値を規定し、更に
   別の入力１ｄ号はプログラムされない変動を受ける加工
   工程パラメータを規定する装置において、 （ａ）　　前記機能要素が載置されるマニピュレータを
   設け、該マニピュレータは、 （１）複数の運動軸を設定する複数の部月な含み、該部
   拐の少なくともいくつかは回転軸によりリンクされ、ｈ
   ＩＩ記部材と運動軸は一般化された座似系ケ規足し、 （２）各々が前記部材の運動を行なうための少なくとも
   １つの作動装置をこれと関連させる複数の作動装置とを
   含み、 （ｂ）　　位置および経路速度を規定する予めプログラ
   ムされた入力信号を記憶するメモリーと、前記部材の運
   動を制御するため前記作動装置と結合されたサーボ機構
   とを含むマニピーレータ制御装置を設け、該制御装置は
   、 （１）加工工程パラメータの入力信号に応答して加工工
   程パラメータの値を表わす工程パラメータ信号を生じ、 （２）　　１ｑｉｆ記適合速度関数１ｇ号、工程パラメ
   ータ信号および工程パラメータ基準信号に応答して、前
   記加工工程パラメータの値に依存づ−る速度関数の値を
   光わ１一工程パラメータの速度信号を生じ、（３）前記
   工具中心点を前記経路に沿っである増分だけ運動させろ
   期間を表わず増分間隔信号を生じ、 （４）位置オ６よびその間の経路速度を規定する予めプ
   ログラムされた入力信号に応答して増分速度１ぎ号を生
   じ、該増分速度信号は前記期間における工具中心点の速
   度を表わし、 （５）増分間隔信号、および選択的に工程パラメータ速
   度信号および増分速度信号に応答して、前記経路に沿っ
   た変位の増分を表わす増分距離信号を生じ、 （６）前記増分の１つの終端点の最初の座標系に関する
   座標を表わす終端点座標信号を生じ、（７）前記の増分
   終端点の座標信号に応答して、−膜化された座標系に関
   する前記終端点の座標値を表わ′１−１組の機械の座標
   信号を生じ、（８）前記部材の関連する運動ン生じて前
   記終端点の座標により規定される位置まで前記工具中心
   点を運動させるため前記サーボ機構に対して前記の組の
   機械の座標信号を与え、 （９）前記の予めプログラムされた入力信号によって規
   定された位置間で一連の増分を以て前記工具中心点を運
   動させるため前記工程（１）乃至（８）を反後させる工
   程を実行することを特徴とする装置。 １４ン　　特許請求の範囲第１３項記載の装置において
   、工程パラメータ速度信号を生じる前記工程が更に、 （ａ）　　前記工程パラメータの基準信号と前記工程パ
   ラメータ信号間の差に応答して前記の差の任意の選択さ
   れた基準を表わすパラメータ要因信号を生じ、 （＋））　　前記の工程パラメータ速度信号を生じるた
   め、前の工程パラメータ速度信号を前記パラメータ要因
   信号で乗じろ工程を含むことを特徴とする装置。 ］５）　　特許請求の範囲第１４項記載の装置におｌ、
   ＝て、前記増分距離信号を生じろ前記工程が更に、（、
   ）　　前記増分速度信号を前記工程パラメータの速度信
   号と比較し、 （ｂ）　　前記増分速度信号が前記の前の工程パラメー
   タ速度信号よりも小さいことが見出される時、増分速度
   信号を選択し、 （ｃ）　　前記工程パラメータの速度信号が前記増分速
   度信号よりも小さいことが見出される時、工程パラメー
   タ速度信号を選択づ−る工程を含むことを特徴とする装
   置。 １６）　　特許請求の範囲第１５項記載の装置において
   、前記加工工程パラメータが切断工具と工作物間の相対
   トルクであることを特徴とする装置。