JPS60201408A - Industrial robot - Google Patents

Industrial robot

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Publication number
JPS60201408A
JPS60201408A JP5864584A JP5864584A JPS60201408A JP S60201408 A JPS60201408 A JP S60201408A JP 5864584 A JP5864584 A JP 5864584A JP 5864584 A JP5864584 A JP 5864584A JP S60201408 A JPS60201408 A JP S60201408A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
time
speed
calculated
distance
axis
Prior art date
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Pending
Application number
JP5864584A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroaki Miki
三木 宏明
Hiroshi Ogasa
小笠 宏
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shinmaywa Industries Ltd
Original Assignee
Shin Meiva Industry Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Shin Meiva Industry Ltd filed Critical Shin Meiva Industry Ltd
Priority to JP5864584A priority Critical patent/JPS60201408A/en
Publication of JPS60201408A publication Critical patent/JPS60201408A/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00Programme-control systems
    • G05B19/02Programme-control systems electric
    • G05B19/18Numerical 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
    • G05B19/416Numerical 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
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00Program-control systems
    • G05B2219/30Nc systems
    • G05B2219/45Nc applications
    • G05B2219/45083Manipulators, robot

Abstract

PURPOSE:To reduce a shock at the time of acceleration and deceleration, and to position a high inertia load with high accuracy by approximating a moving speed by a trigonometrical function of time and outputting a position command, at the time of start and stop. CONSTITUTION:An accelerating time Ta<i> of each axis is calculated in accordance with Ta<i>=(pi¦V<i>¦)/2a<i>, subsequently, a distance d<i> to a point for shifting to a uniform speed from a start position P0<i> of each axis is calculated, based on d<i>= V<i>/2).{(-sinomegaTa/omega)+Ta}, and next, a moving distance L<i> is calculated in accordance with L<i>=P3<i>-P0<i>. Subsequently, a uniform speed time Tc is calculated from Tc=(L-2d)/V. In this case, L, (d), and V denote a distance between a start position and a stop position, a start distance, and a speed common to each axis set by a speed setting switch, namely, a composite speed. Subsequently, time t=0 is set as an initial state, a target position P<i> is calculated at every minute time DELTAt, and it is commanded as position information to each servo-circuit from a control device.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) この発明は産業用ロボットに関する。より特定的には、
この発明は、高慣性負荷を移動制御するような産業用ロ
ボットに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) This invention relates to industrial robots. More specifically,
The present invention relates to an industrial robot that controls the movement of a high inertia load.

(従来技術の説明) 複数の制御軸を有し、各制御軸が同時に発進されかつ同
時に停止されるような産業用ロボットが、たとえば特開
昭57−139810号公報などによって周知である。
(Description of Prior Art) An industrial robot having a plurality of control axes, each of which is started and stopped at the same time, is well known, for example, as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 57-139810.

このような産業用ロボットにおいて、たとえばエンドエ
フェクタなどの被制御部分の重量が大きくしかもその移
動速度も速い場合には、慣性が太き(なる。そしてこの
ような高慣性負荷を高精度に位置決めしなければならな
い場合は、通常、各制御軸のサーボ系のサーボゲインを
高くする必要がある。しかしながら、サーボゲインを高
くすると加減速時の衝撃が大きくなり、そして、このよ
うな衝撃に対しても充分な強度を得ようとすれば、各部
の剛性を大きくしなければならない。剛性を上げれば重
量がさらに大きくなり、慣性もまた大きいものとなり、
結局は問題の解決は図れないことになる。すなわち、従
来の産業用ロボットでは、高慣性負荷を高精度に位置決
めすることは非常に困難であった。
In such industrial robots, for example, when the weight of the controlled part such as the end effector is large and the movement speed is fast, the inertia becomes large. If this is necessary, it is usually necessary to increase the servo gain of the servo system for each control axis. However, increasing the servo gain increases the impact during acceleration and deceleration, and the In order to obtain sufficient strength, the rigidity of each part must be increased.Increasing the rigidity will increase the weight and inertia.
In the end, the problem cannot be resolved. That is, with conventional industrial robots, it is extremely difficult to position a high inertia load with high precision.

(発明の目的) それゆえに、この発明の目的は、加減速時の衝撃を小さ
くして高慣性負荷を高精度に位置決めできるようにした
、産業用ロボットを提供することである。
(Objective of the Invention) Therefore, an object of the present invention is to provide an industrial robot that can position a high inertia load with high precision by reducing impact during acceleration and deceleration.

(発明の概要) この発明は、簡単にいえば、起動時および停止時におい
て、移動速度を時間の三角関数で近似して位置指令を出
すようにした、産業用ロボットである。
(Summary of the Invention) To put it simply, the present invention is an industrial robot that issues a position command by approximating the moving speed by a trigonometric function of time when starting and stopping.

この発明の上述の目的およびその他の目的と特徴は図面
を参照して行なう以下の詳細な説明から一層明らかとな
ろう。
The above objects and other objects and features of the invention will become more apparent from the following detailed description with reference to the drawings.

(実施例の説明) 第1図はこの発明の背景となるかつこの発明が有利に実
施され得る産業用ロボットの一例を示す図解図である。
(Description of Embodiments) FIG. 1 is an illustrative view showing an example of an industrial robot that forms the background of the present invention and in which the present invention can be advantageously implemented.

この例に示す産業用ロボット10は、複合ロボットであ
るが、この発明は、このような複合ロボットに限らず、
任意の構成の産業用ロボットに適用され得るものである
、ということを予め指摘しておく。
Although the industrial robot 10 shown in this example is a composite robot, the present invention is not limited to such a composite robot.
It should be pointed out in advance that the invention can be applied to industrial robots of any configuration.

ロボット10は、Y軸方向(この第1図において紙面に
直角な方向)に延びる基台12を含む。
The robot 10 includes a base 12 extending in the Y-axis direction (direction perpendicular to the plane of paper in FIG. 1).

基台12上には移動台I4が載せられ、この移動台14
は基台12に案内されてY軸方向に移動自在に構成され
る。そして、移動台14は、動力源16によって、Y軸
方向に位置制御される。動力源16は、図示しないが、
たとえばザーホモータおよびそれによって回転されるポ
ールねしを含む。
A movable base I4 is placed on the base 12, and this movable base 14
is guided by the base 12 and is configured to be movable in the Y-axis direction. The position of the movable table 14 is controlled in the Y-axis direction by a power source 16. Although the power source 16 is not shown,
For example, it includes a motor and a pole shaft rotated by the motor.

移動台14には、X軸方向に慴動自在に慴動腕18が支
持され、ごの慴動腕18は動力源20によってX軸方向
に位置制御される。慴動腕18の先端には垂直軸回りに
回動可能にかつ昇降自在に垂直腕22が支持される。こ
の垂直腕22は、動力源24によってX軸方向に移動制
御されるとともに、動力源26によってその回動角β3
が制御される。垂直腕22の下端には、水平方向の軸2
8によって回動可能に、エンドエフェクタ30が取り付
けられる。この例では、エンドエフェクタ30は、上下
方向に開閉可能な把持爪として構成されている。そして
、このエンドエフェクタ30は、図示しない動力源によ
って、軸28回りの回動角β4が制御される。したがっ
て、エンドエフェクタ30は、第1図の実線で示す垂直
の姿勢と2点鎖線で示す水平の姿勢との間の任意の角度
β4をとり得る。
A sliding arm 18 is supported on the movable table 14 so as to be movable in the X-axis direction, and the position of the sliding arm 18 is controlled in the X-axis direction by a power source 20 . A vertical arm 22 is supported at the tip of the sliding arm 18 so as to be rotatable around a vertical axis and can be raised and lowered. This vertical arm 22 is controlled to move in the X-axis direction by a power source 24, and its rotation angle β3 is controlled by a power source 26.
is controlled. The lower end of the vertical arm 22 has a horizontal axis 2
8, the end effector 30 is rotatably attached. In this example, the end effector 30 is configured as a gripping claw that can be opened and closed in the vertical direction. The rotation angle β4 of the end effector 30 about the shaft 28 is controlled by a power source (not shown). Therefore, the end effector 30 can take any angle β4 between the vertical attitude shown by the solid line in FIG. 1 and the horizontal attitude shown by the two-dot chain line.

垂直腕22には、この垂直腕22と同軸に回動可能な回
動体32が設げられ、この回動体32は動力源34によ
って回動角α1が制御される。回動体32には、水平軸
回りに俯仰自在に、第1腕36が支持され、この第1腕
36は動力源38によって、その俯仰角α2が制御され
る。このような第1115ii 36には、さらに、水
平軸回りに俯仰自在に第2腕40が取り付けられる。こ
の第2腕40は、動力源42によって、その俯仰角α3
が制御される。第2腕40の先端には、水平軸回りに回
動ないし俯仰自在に手首42が支持され、この手首42
は動力源44によってその俯仰角α4が制御される。
The vertical arm 22 is provided with a rotating body 32 that can rotate coaxially with the vertical arm 22, and the rotating angle α1 of the rotating body 32 is controlled by a power source 34. A first arm 36 is supported by the rotary body 32 so as to be able to be raised and raised freely around a horizontal axis, and the elevation angle α2 of the first arm 36 is controlled by a power source 38 . A second arm 40 is further attached to such the 1115ii 36 so as to be able to move up and down about the horizontal axis. This second arm 40 is controlled by a power source 42 at an elevation angle α3
is controlled. A wrist 42 is supported at the tip of the second arm 40 so as to be rotatable or tiltable around a horizontal axis.
The elevation angle α4 is controlled by the power source 44.

手首42には、この手首42の俯仰軸に直角の軸43回
りに回動自在に、トーチ取付具46が支持される。この
トーチ取付具46は、動力源48によってその回動角α
5が制御される。そして、この取付具46の先端に溶接
トーチ48が取りイ」けられる。このとき、溶接トーチ
48の先端の作動点すなわち溶接点は、上述の軸43上
になるように構成される。
A torch mount 46 is supported on the wrist 42 so as to be rotatable about a shaft 43 perpendicular to the vertical axis of the wrist 42 . This torch mount 46 is rotated through its rotation angle α by a power source 48.
5 is controlled. A welding torch 48 is then installed at the tip of this fixture 46. At this time, the operating point at the tip of the welding torch 48, that is, the welding point, is configured to be on the above-mentioned axis 43.

このようにして、ロボット10は、制御軸X。In this way, the robot 10 is controlled along the control axis X.

y、z、β3およびβ4の4つの自由度を有する親ロボ
ットの途中に回動角α1.α2.α3.α4およびα5
の5つの自由度を有する子ロボットが設けられた、複合
ロボットとして構成されている。なお、親ロボットの制
御軸X、Y、Z、β3およびβ4は、固定された基台1
を基準に定められ、子ロボットの制御軸α1〜α5は、
腕18の先端を基準として設けられているものと理解さ
れたい。
The parent robot has four degrees of freedom: y, z, β3, and β4. α2. α3. α4 and α5
It is configured as a composite robot with a child robot having five degrees of freedom. The control axes X, Y, Z, β3 and β4 of the parent robot are fixed on the fixed base 1.
The control axes α1 to α5 of the child robot are determined based on
It should be understood that it is provided with the tip of the arm 18 as a reference.

第2図は第1図のロボットを制御する制御回路の一例を
示すブロック図である。第1図に示す動力源16,20
. ・・・などは、対応するサーボ回路50〜68のそ
れぞれによって制御される。
FIG. 2 is a block diagram showing an example of a control circuit for controlling the robot shown in FIG. 1. Power sources 16, 20 shown in FIG.
.. . . . are controlled by the corresponding servo circuits 50 to 68, respectively.

これらサーボ回路50〜68には、周知のように、号−
ホモータMやエンコーダEが設けられる。エンコーダE
は、各軸における移動量には回動角の情報を出力するた
めのものである。そして、これらサーボ回路50〜68
は、それぞれ、パスライン・70によって、制御装置7
2に連結される。制御装置72は、たとえば、CPU7
4とこのcpU74に連結されるメモリ76を含む。制
御装置72は、典型的にはマイクロコンピュータないし
マイクロプロセサによって構成される。さらに、ハスラ
イン70には、操作盤78が接続される。
As is well known, these servo circuits 50 to 68 have the numbers -
A home motor M and an encoder E are provided. Encoder E
is for outputting rotation angle information for the amount of movement in each axis. And these servo circuits 50 to 68
are connected to the control device 7 by the pass line 70, respectively.
2. The control device 72 includes, for example, the CPU 7
4 and a memory 76 coupled to the CPU 74. Control device 72 is typically constituted by a microcomputer or microprocessor. Furthermore, an operation panel 78 is connected to the lotus line 70.

この操作盤78には、速度設定スイッチ80.モード切
り換えスイッチ82およびマニュアル操作スイッチ群8
4が設けられる。マニュアル操作スイッチ群84は、親
ロボットシステムを操作するか或いは子ロボットシステ
ムを操作するかを選択する選択スイッチ86によって、
その機能が切り換えられる。そしてマニュアル操作スイ
ッチ群84および選択スイッチ86は、公知の3位置ト
グルスイッチからなる。操作盤78には、さらに、子ロ
ボットシステムにおける円弧補間指令スイッチ88.直
線補間指令スイッチ90が設けられる。
This operation panel 78 includes a speed setting switch 80. Mode selection switch 82 and manual operation switch group 8
4 is provided. The manual operation switch group 84 includes a selection switch 86 for selecting whether to operate the parent robot system or the child robot system.
Its function can be switched. The manual operation switch group 84 and the selection switch 86 are comprised of known three-position toggle switches. The operation panel 78 further includes a circular interpolation command switch 88 for the child robot system. A linear interpolation command switch 90 is provided.

スタートスイッチ92は、自動モードの際のスタート指
令を与えまたティーチングモードの際のティーチング指
令を与える。
A start switch 92 provides a start command in automatic mode and also provides a teaching command in teaching mode.

つぎに、上述のロボットの操作の一例を説明する。オペ
レータは、ロボット10および制御装置72等に通電し
て、それらを能動化する。そして、スイッチ82によっ
て、マニュアルモード(M)を設定する。ロボットによ
って行なう作業の一例として、第1図に示す鋼板W1の
上に向かい合わせに2本の鋼チャネル材W2が載置され
たワークピースについて、このチャネル材w211板W
1に仮付溶接する場合を想定する。この場合、チャネル
材W2と鋼板W1とが直接板イ1けされるのではなく、
短チヤネル材W3をエンドエフェクタ30によって把持
したまま、この第1図において示すように、チャネル材
W2に被せて鋼板W1に押し付けるようにし、その短チ
ヤネル材W3とチャネル材W2および短チヤネル材W3
と鋼板W1とを、それぞれ、溶接トーチ48によって仮
付けする。このような場合、エンドエフェクタ30が短
チヤネル材W3を把持して移動されるためには親ロボッ
トを制御しなければならない。このように親ロボットに
は子ロボットがさらに組み込まれているため、エンドエ
フェクタ30の移動に際しては大きな慣性が生じる。こ
の発明は、このような高慣性負荷を有するロボットをい
かに制御するかという点にその特徴がある。
Next, an example of the operation of the above-mentioned robot will be explained. The operator energizes the robot 10, the control device 72, etc. to activate them. Then, the switch 82 is used to set the manual mode (M). As an example of the work performed by a robot, regarding a workpiece in which two steel channel materials W2 are placed facing each other on a steel plate W1 shown in FIG.
Assume that tack welding is performed on 1. In this case, the channel material W2 and the steel plate W1 are not directly attached to each other,
While holding the short channel material W3 by the end effector 30, as shown in FIG. 1, the short channel material W3 is placed over the channel material W2 and pressed against the steel plate W1, and the short channel material W3, the channel material W2, and the short channel material W3 are
and steel plate W1 are temporarily attached using a welding torch 48, respectively. In such a case, the parent robot must be controlled in order for the end effector 30 to grip and move the short channel material W3. In this way, since the child robot is further incorporated into the parent robot, large inertia occurs when the end effector 30 moves. The present invention is characterized by how to control a robot having such a high inertial load.

第3図はこの発明の基本的な考え方を説明するグラフで
あり、第3図(A)は時間(横軸)に対する速度(縦軸
)の関係を示し、第3図(B)は時間(横軸)に対する
加速度を示すグラフである。
Figure 3 is a graph explaining the basic idea of this invention, Figure 3 (A) shows the relationship between speed (vertical axis) and time (horizontal axis), and Figure 3 (B) shows the relationship between time (horizontal axis) and speed (vertical axis). It is a graph showing acceleration with respect to the horizontal axis).

この第3図から判るように、この発明では、起動時(第
3図の時間O〜tl;T)および停止時(時間t2〜t
3;T>の移動速度を、時間の三角関数で近似するよう
にし、その移動速度に応じて目標位置を指令する。起動
時の目標速度Vtは次式(1)で与えられ、そのときの
順次の目標位置ptは次式(2)で与えられる。
As can be seen from FIG. 3, in the present invention, during startup (time O to tl; T in FIG. 3) and stop (time t2 to tl;
3; The moving speed of T> is approximated by a trigonometric function of time, and the target position is commanded according to the moving speed. The target speed Vt at startup is given by the following equation (1), and the sequential target positions pt at that time are given by the following equation (2).

vt= (V/2) ・ (−cosωt+1)・・・
 (1) P を−(V/2) ・ ((=sinωt/ω)+t
)+Po ・・・ (2) ここで、■は操作盤78のスイッチ80によって設定し
た速度であり、POは第4図に示すように起動点であり
、P2は停止移行点である。ただし、ω=π/T(0≦
t≦T)であり、Tは起動(または停止)時間である。
vt= (V/2) ・ (-cosωt+1)...
(1) P -(V/2) ・ ((=sinωt/ω)+t
)+Po... (2) Here, ■ is the speed set by the switch 80 on the operation panel 78, PO is the starting point as shown in FIG. 4, and P2 is the stop transition point. However, ω=π/T (0≦
t≦T), where T is the startup (or shutdown) time.

そして、停止時の速度Vtおよび位置情報ptは、それ
ぞれ、次式(3)および(4)で与えられる。
The speed Vt and position information pt at the time of stopping are given by the following equations (3) and (4), respectively.

vt−(V/2) ・ (cosωt+1)・・・ (
3) Pt= (V/2) ・((sinωt/ω)十t)十
P2 ・・・ (4) そして、第3図(B)に示す起動時および停止時の最大
加速度a (may )は、次式(5)で与えられる。
vt-(V/2) ・ (cosωt+1)... (
3) Pt= (V/2) ・((sinωt/ω) 10t) 10P2... (4) And the maximum acceleration a (may) at the time of starting and stopping shown in Fig. 3(B) is , is given by the following equation (5).

a (max ) −(d /d t) (V t)、
jt−p−Vω/2 ・ ・ ・ (5) 上述のように、起動時および停止時の速度を三角関数に
近似させることによって、第3図(A)に示すように、
起動時および停止時において速度が滑らかに変化される
ようになる。そのために、高慣性負荷を高速に移動制御
しても、振動や衝撃が生じることが少ない。また、三角
関数で近似することは、高次微分でも連続的であること
、速度の積分が得やすいこと、各軸の同期が取り易いこ
となどの利点がある。
a (max) − (d / d t) (V t),
jt-p-Vω/2 ・ ・ ・ (5) As mentioned above, by approximating the speed at startup and stop to a trigonometric function, as shown in FIG. 3(A),
The speed will change smoothly when starting and stopping. Therefore, even if a high-inertia load is controlled to move at high speed, vibrations and shocks are less likely to occur. Furthermore, approximation using trigonometric functions has the advantage that even high-order differentials are continuous, it is easy to obtain velocity integrals, and it is easy to synchronize each axis.

等速移動中すなわち第3図における時間tl〜t2すな
わち時間Tcの間は、当然のことながら、目標速度Vt
および目標位置ptは、それぞれ、次式(6)および(
7)で与えられる。
During constant movement, that is, from time tl to t2 in FIG. 3, that is, time Tc, it goes without saying that the target speed Vt
and target position pt are the following equations (6) and (
7) is given by

Vt=V ・ ・ ・ (6) pt=vt・Δt+PI ・・・ (7)ここで、Pl
は、第4図で示す等速移行点である。
Vt=V ・ ・ ・ (6) pt=vt・Δt+PI ・・・ (7) Here, Pl
is the constant velocity transition point shown in FIG.

第5A図および第5B図はこの発明の一実施例の操作な
いし動作を説明するフロー図である。最初のステップS
1においては、初期状態が示される。すなわち、第2図
に示すメモリ76に、最大加速度a ’ (max )
 、設定速度y+、起動位置POIおよび停止位置P3
星が予め設定されかつ記憶されている。ここで、最大加
速度a ’ (maに)は、各軸に関してロボット10
 (第1図)の重量、構造等から、設計上求められてい
る値である。
FIGS. 5A and 5B are flow diagrams illustrating the operation of an embodiment of the present invention. first step S
1, the initial state is shown. That is, the maximum acceleration a' (max) is stored in the memory 76 shown in FIG.
, set speed y+, starting position POI and stopping position P3
Stars are preset and stored. Here, the maximum acceleration a' (in ma) of the robot 10 with respect to each axis is
(Figure 1) This is a value required for design based on the weight, structure, etc.

なお、iはロボット10の親ロボットの自由度の数すな
わち直角座標系による軸数である。設定速度ないし目標
速度■1は、操作盤78の速度設定スイッチ80によっ
て設定される速度(V)に対し、各袖口)毎に案分され
る速度データである。
Note that i is the number of degrees of freedom of the parent robot of the robot 10, that is, the number of axes in the rectangular coordinate system. The set speed or target speed (1) is speed data that is divided for each cuff with respect to the speed (V) set by the speed setting switch 80 on the operation panel 78.

起動位置PO1は、ティーチングによってその点の直角
座標上の情報が各軸毎の情報として取り込まれたもので
あり、第4図に示す点poに相当す1 る。また、停止位置P31は、ティーチングによるその
点の直角座標上の情報が各軸毎の情報として取り込まれ
たものであり、第4図の点P3に相当する。なお、メモ
リ76(第2図)には、さらに、後述の三角関数すなわ
ちサイン(sin)およびコザイン(cos)などのテ
ーブルもまた併せて記憶されているものとする。
The starting position PO1 is obtained by taking in the information on the orthogonal coordinates of that point as information for each axis through teaching, and corresponds to the point po shown in FIG. Further, the stop position P31 is obtained by taking in information on the orthogonal coordinates of that point by teaching as information for each axis, and corresponds to the point P3 in FIG. 4. It is assumed that the memory 76 (FIG. 2) also stores tables for trigonometric functions, ie, sine (sin) and cosine (cos), which will be described later.

ステップS2においては、CPU74 (第2図)は、
加速時間Ta’を次式(8〉にしたがって演算する。
In step S2, the CPU 74 (FIG. 2)
The acceleration time Ta' is calculated according to the following equation (8>).

Ta i = (πl V ’ l) /2a ’ (
max )・・・ (8) ここで、Ta’は各軸毎の加速時間を表わす。そして、
続くステップS3において、各軸毎の加速時間(Ta’
)中の最大のものが判断ないし選択される。
Ta i = (πl V'l) /2a' (
max)... (8) Here, Ta' represents the acceleration time for each axis. and,
In the following step S3, the acceleration time (Ta'
) is judged or selected.

ステップS4において、起動時の距離すなわち各軸の起
動位置po+から等速に移行する点P11までの距離d
iを、次式(9)に基づいて算出する。
In step S4, the distance d at startup, that is, the distance d from the startup position po+ of each axis to the point P11 where the speed shifts to constant speed.
i is calculated based on the following equation (9).

2 d ’−(V ’/2) ・((−5ina+Ta/ω
)十’l’ a ) ・・・ (9) なお、ここにおける三角関数sinωTaは、メモリ7
6(第2図)に記憶されているテーブルから引き出され
る。このように起動時の距離d1をめるのは、その起動
距離内に停止位置P3iが入ってしまう場合、別の制御
を行なう必要があるからである。同じ理由で、ステップ
s5において、移動距11Liを次式(10)にしたが
って計算する。
2 d'-(V'/2) ・((-5ina+Ta/ω
) 10'l' a ) ... (9) Note that the trigonometric function sinωTa here is
6 (FIG. 2). The reason why the starting distance d1 is set in this way is that if the stop position P3i falls within the starting distance, it is necessary to perform another control. For the same reason, in step s5, the moving distance 11Li is calculated according to the following equation (10).

Li=P3i−POi −−−(10)なお、LIは、
起動位置Potと停止位置P3Iとの間の距離を各軸に
案分したものである。
Li=P3i−POi ---(10) In addition, LI is
The distance between the starting position Pot and the stopping position P3I is divided proportionally to each axis.

起動距離diが起動位置po+と停止位置P3濁との間
の距離の半分に満たないような場合は、等速移動時間を
特別の方法で算出しなければならないタメ、ステップS
6において、rd l<L l/2?」を、CPU74
 (第2図)が判断する。
If the starting distance di is less than half of the distance between the starting position po+ and the stopping position P3, the constant velocity movement time must be calculated using a special method.
6, rd l<L l/2? ", CPU74
(Figure 2) makes the judgment.

もしステップS6における判断で、dl〈LI/2であ
れば、移動距1ilItL1が短い場合であり、このと
きには、続くステップS7において、係数Cを計算する
。この係数Cは、L’/2Diの内の最大のものが選ば
れる。このような係数Cは速度を圧縮するために用いら
れる。すなわち、速度■1が大きくなれば時間tが小さ
くなりVIが小さくなれば時間tが大きくなるだけでL
’/2は不変である、ということを利用して、速度を通
常の場合に比べて遅くする。ステップS8において、新
しい目標速度vIを次式(11)で、そしてそれに対応
する起動釦@diを次式(12)で、それぞれめる。
If the determination in step S6 is dl<LI/2, this means that the moving distance 1ilItL1 is short, and in this case, the coefficient C is calculated in the subsequent step S7. As this coefficient C, the largest one among L'/2Di is selected. Such a coefficient C is used to compress the velocity. In other words, if the speed ■1 increases, the time t decreases, and if VI decreases, the time t increases, but L
Using the fact that '/2 remains unchanged, the speed is made slower than in the normal case. In step S8, the new target speed vI is determined by the following equation (11), and the corresponding start button @di is determined by the following equation (12).

V +=CV + ・・・ (11) d ’−(V ’/2) ・((−sinωTa/ω)
Ta) ・・・ (12) ステップS9において等速時間すなわち第3図における
時間t1−t2の期間Tcを、次式(13)から計算す
る。
V + = CV + ... (11) d'-(V'/2) ・((-sinωTa/ω)
(12) In step S9, the constant velocity time, that is, the period Tc of time t1-t2 in FIG. 3 is calculated from the following equation (13).

Tc−(L−2d)/■ ・・・ (13)ここで、L
は起動位置と停止位置との間の距離を直角座標で表わし
たものであり、dは起動距離を直角座標で表わしたもの
であり、そしてVば操作盤78の速度設定スイッチ80
によってマニュアル設定した各軸共通の速度すなわち合
成速度である。そして、この等速時間Tcは、極端な例
では、すなわち移動距離が非常に短い場合には、Tc−
〇となることもあろう。
Tc-(L-2d)/■ ... (13) Here, L
is the distance between the starting position and the stop position expressed in rectangular coordinates, d is the starting distance expressed in rectangular coordinates, and V is the speed setting switch 80 of the operation panel 78.
This is the speed common to each axis, that is, the composite speed manually set by . In an extreme example, that is, when the moving distance is very short, this constant velocity time Tc is
It may be 〇.

つぎのステップSIOにおいて、初期状態として時間t
=Qとする。そして、微少時間Δを毎に、目標位置P1
を算出し、制御装置72から各サーボ回路50〜68に
位置情報として指令される。
In the next step SIO, time t is set as an initial state.
=Q. Then, every minute time Δ, the target position P1
is calculated and commanded from the control device 72 to each servo circuit 50 to 68 as position information.

すなわち、ステップS12においては、「t<Ta?J
を判断して、起動時間中であるかどうかを判断する。そ
してもし起動時間中であれば、つぎのステップS13に
おいて前述の第(2)式に基づいて目標位置Pi(t)
を算出する。それとともに、つぎの計算の基準となる点
すなわち等速移行点Pliを計算しておく。そして、時
間の経過とともにステップ314の判断において、t≦
Ta+Tcとなり、等速移動に移行する。そしてこの等
速移動中においては、ステップS15のよう5 な計算式すなわち前述の第(6)式に基づいて、逐次の
目標位置Pi(t)を計算する。それとともに、このス
テップS15においては、つぎの計算の基準点すなわち
停止開始点(第4図のP2に相当する)P2+をめてお
く。その後の時間の経過とともに、ステップS16の判
断において、t≦2Ta+Tcとなり、等速移動が終わ
り停動が開始される。このような停動中においては、ス
テップS17で、時間t′を次式(14)にしたがって
計算する。
That is, in step S12, "t<Ta?J
to determine whether it is during startup time. If it is during the startup time, in the next step S13, the target position Pi(t) is determined based on the above-mentioned equation (2).
Calculate. At the same time, a point that will serve as a reference for the next calculation, that is, a constant velocity transition point Pli, is calculated in advance. Then, as time passes, in the judgment at step 314, t≦
Ta+Tc becomes Ta+Tc, and the movement shifts to constant velocity. During this uniform movement, the target position Pi(t) is successively calculated based on the formula (6) as shown in step S15. At the same time, in this step S15, a reference point for the next calculation, that is, a stop start point (corresponding to P2 in FIG. 4) P2+ is determined. As time passes thereafter, in the judgment in step S16, t≦2Ta+Tc, and the constant velocity movement ends and stopping begins. During such a standstill, in step S17, time t' is calculated according to the following equation (14).

t ’ −t−Ta−Tc ・・・(14)ついで、前
述の第(4)式に基づいて逐次の目標位置PI(t)を
計算する。それとともに、つぎの区間の制御のために基
準点となるべき起動位置を計算しておく。
t'-t-Ta-Tc (14) Next, successive target positions PI(t) are calculated based on the above-mentioned equation (4). At the same time, the starting position to be used as a reference point for controlling the next section is calculated.

上述の説明から判るように、起動中および浮動中におい
ては、逐次の位置指令が三角関数で近似された速度■1
の関数として与えられることになり、したがって起動お
よび停動動作が非常に滑らかに行なわれる。
As can be seen from the above explanation, during startup and floating, the successive position commands are approximated by trigonometric functions.
Therefore, starting and stopping operations are performed very smoothly.

6 なお、上述の実施例では、ステップS13.S15およ
びS17において、それぞれ、つぎの計算のための基準
点を予め算出しておくようにした。
6. In the above embodiment, step S13. In S15 and S17, reference points for the next calculation are calculated in advance.

しかしながら、これはあくまでも演算の便宜のためであ
り、それぞれのステップにおいて起動位置POiからの
時間で逐次の目標位置P1 (t)を算出するようにし
てもよい。
However, this is only for convenience of calculation, and the target position P1 (t) may be calculated successively based on the time from the starting position POi in each step.

(発明の効果) 以上のように、この発明によれば、加減速時にそれぞれ
の速度を時間の三角関数とし、その速度に基づいて逐次
の位置指令を行なうようにしたので、起動時或いは停止
時においてエンドエフェクタないし被制御部の動きが非
常に滑らかになる。
(Effects of the Invention) As described above, according to the present invention, each speed during acceleration and deceleration is made into a trigonometric function of time, and sequential position commands are performed based on the speed. In this case, the movement of the end effector or the controlled part becomes very smooth.

そのために高慣性負荷を移動制御しても、慣性による影
響が低減されているので、比較的高精度の位置決めを行
なうことができる。また、加減速時の振動ないし衝撃を
防止することができるので、各部の剛性を余り大きくす
る必要もない。
Therefore, even if a high inertia load is controlled to move, the influence of inertia is reduced, so positioning can be performed with relatively high precision. Furthermore, since vibration or impact during acceleration and deceleration can be prevented, there is no need to increase the rigidity of each part.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はこの発明の背景となるかつこの発明が有利に実
施され得る産業用ロボットの一例を示す図解図である。 第2図は第1図のロボットを制御するだめの制御回路の
一例を示すブロック図である。 第3図はこの発明の基本的な考え方を説明するためのグ
ラフである。 第4図は各点位置を表わす図解図である。 第5A図および第5B図は操作ないし動作の一例を説明
するフロー図である。 図において、10は産業用ロボット、50〜68は各軸
サーボ回路、72は制御装置、7日は操作盤を示す。 特許出願人 新明和工業株式会社 代理人 弁理士 岡 1)全 啓 (ほか1名) 9 手続補正書印釦 特許庁長官 若 杉 和 夫 殿 1、事件の表示 昭和59年 特許側 第058645号2、発明の名称 産業用ロボット 3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住 所 兵庫県西宮市小曽根町1丁目5番25号名 称
 (235)新明和工業株式会社代表者 玉 河 曽 
次 4、代 理 人 e540 ’m大阪(06) 764
−5443 (代)住 所 大阪市東区谷町5丁目30
番地7、補正の内容 (1)明細書第4頁第15行、第16行および第17行
の「慴動腕」を「摺動腕」に訂正する。 (2)明細書第5頁第15行、第17行、第18行、第
20行、第6頁第2行および第3行の1俯抑」を「俯仰
」に訂正する。 (3)明細書第10頁の第(2)式を下記のとおり訂正
する。 記 P j” (V/2) ・((−sinωt/ω) 十
t)十po ・・・ (2) (4)明細書第10頁第13行の[起動点であり、P2
は停止移行点である。」を「起動点である。」に訂正す
る。 (5)明細書第10頁第17行の[・・・与えられる。 」の後に「なお、P2は停止移行点である。」の文章を
加入する。 以上
FIG. 1 is an illustrative diagram showing an example of an industrial robot that forms the background of the present invention and in which the present invention can be advantageously implemented. FIG. 2 is a block diagram showing an example of a control circuit for controlling the robot shown in FIG. 1. FIG. 3 is a graph for explaining the basic idea of this invention. FIG. 4 is an illustrative diagram showing the positions of each point. FIGS. 5A and 5B are flowcharts illustrating an example of operation or operation. In the figure, 10 is an industrial robot, 50 to 68 are servo circuits for each axis, 72 is a control device, and 7th is an operation panel. Patent Applicant ShinMaywa Industries Co., Ltd. Agent Patent Attorney Oka 1) Zen Kei (and 1 other person) 9 Procedural Amendment Stamp Commissioner of the Patent Office Kazuo Wakasugi 1, Indication of Case 1980 Patent Side No. 058645 2 , Name of the invention Industrial robot 3, Relationship to the case of the person making the amendment Patent applicant address 1-5-25 Kozone-cho, Nishinomiya-shi, Hyogo Name (235) ShinMaywa Industries Co., Ltd. Representative Tamagawa So
Next 4, agent e540 'm Osaka (06) 764
-5443 Address 5-30 Tanimachi, Higashi-ku, Osaka
Address 7, contents of amendment (1) "Sliding arm" in lines 15, 16, and 17 of page 4 of the specification is corrected to "sliding arm." (2) In the specification, page 5, line 15, line 17, line 18, line 20, page 6, line 2, line 3, 1 "downward" is corrected to "downward." (3) Formula (2) on page 10 of the specification is corrected as follows. Note P j" (V/2) ・((-sinωt/ω) 10t) 10po... (2) (4) [Starting point, P2
is the stop transition point. " is corrected to "It is a starting point." (5) [... is given] on page 10, line 17 of the specification. '', add the following sentence: ``P2 is the stop transition point.''that's all

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 起動点から停止点までエンド−エフェクタを移動さ
せる産業用ロボットであって、 起動時および停止時に、設定された速度を時間の三角関
数で近似して、位置指令を出す、産業用ロホソト。 2 前記起動点から停止点までの距離が起動時の距離の
2倍以下の場合、別の速度をめてこの別の速度を時間の
三角関数で近似する、特許請求の範囲第1項記載の産業
用ロボy’p。 3 前記別の速度は前記設定された速度と一定の係数と
に基づいて算出する、特許請求の範囲第2項記載の産業
用ロボット。 4 前記起動時1等速移動時および停止時には、それぞ
れ、起動点1等速移行点および等速終了点を基準として
逐次の前記位置をめる、特許請求の範囲第1項ないし第
3項のいずれかに記載の産業用ロボット。
[Claims] 1. An industrial robot that moves an end-effector from a starting point to a stopping point, which approximates a set speed by a trigonometric function of time and issues a position command when starting and stopping. , Industrial Lojosoto. 2. When the distance from the starting point to the stopping point is less than or equal to twice the distance at the time of starting, another speed is determined and this other speed is approximated by a trigonometric function of time, according to claim 1. Industrial robot y'p. 3. The industrial robot according to claim 2, wherein the other speed is calculated based on the set speed and a constant coefficient. 4. The method according to Claims 1 to 3, wherein the positions are set sequentially based on the starting point, the first constant velocity transition point, and the constant velocity end point, respectively, during the first constant velocity movement at the time of starting and the time of stopping, respectively. The industrial robot described in any of the above.
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