JPS6057408A - ロボツトの軌跡制御装置 - Google Patents
ロボツトの軌跡制御装置Info
- Publication number
- JPS6057408A JPS6057408A JP58165731A JP16573183A JPS6057408A JP S6057408 A JPS6057408 A JP S6057408A JP 58165731 A JP58165731 A JP 58165731A JP 16573183 A JP16573183 A JP 16573183A JP S6057408 A JPS6057408 A JP S6057408A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- joint
- speed
- singular point
- robot
- point
- 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
-
- 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
- G05B19/416—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 control of velocity, acceleration or deceleration
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P90/00—Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
- Y02P90/02—Total factory control, e.g. smart factories, flexible manufacturing systems [FMS] or integrated manufacturing systems [IMS]
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Human Computer Interaction (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Numerical Control (AREA)
- Manipulator (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】
■ 発明の技術分野
本発明は、ロボットの軌跡制御装置、特に与えられた軌
跡に従って移動する多関節ロボットの軌跡制御方式にお
いて、特異点を検出して各関節の速度を制御することに
より、特異点を滑らかに通過させるロボットの軌跡制御
装置に関するものである。
跡に従って移動する多関節ロボットの軌跡制御方式にお
いて、特異点を検出して各関節の速度を制御することに
より、特異点を滑らかに通過させるロボットの軌跡制御
装置に関するものである。
缶）技術の背景と問題点
多関節型ロボットを直交座標系を用いて移動させる軌跡
制御においては、特異点が存在し、この特異点を滑らか
に通過させることが望まれている。
制御においては、特異点が存在し、この特異点を滑らか
に通過させることが望まれている。
従来、前記特異点を通過させる方式としては、前記ロボ
ットを直交座標系を用いて移動させることを中止し、そ
のかわりに、いわゆる関節軸モードに変更し、各関節に
夫々独立な動きを与えて前記特異点を通過させる方式が
採用されていた。このため前記ロボットのアームが計算
された進むべき軌跡から大きく逸脱してしまう問題があ
った〇また、直交座標系を用いてロボットを目標位置に
移動させる途中に特異点が存在する場合、その特異点を
避けて移動するようにティーチングを行っておいて制御
することが行なわれていた。この制御方式では特異点を
避けるため、その移動範囲に制限を受け作業位置に制約
を与えるだけでなく、プログラムを用いて動かすロボッ
トするいはセンサを用いて自律的に動くロボットには対
応でき難いという問題があった〇 ０ 発明の目的と構成 本発明は、与えられた軌跡に従って移動する多関節型ロ
ボットの軌跡制御装置において、特異点を検出し、この
検出情報にもとづき各関節の速度を特異点検出直前の速
度と同一方向に微小量の移動を与えるべく制御すること
により、与えられた軌跡から大きくずれることなく特異
点を通過させ、全空間を連続的に移動させることを目的
としている。そのため本発明のロボットの軌跡制御装置
は、与えられた軌跡に従って移動する多関節型ロボット
の軌跡制御装量であって、現在の関節角度情報にもとづ
き各関節の移動方向を検出する移動方向検出部と、関節
角度が不連続に変化する特異点を検出する特異点検出部
と、該特異点検出部からの検出情報にもとづき特異点検
出直前の速度と同一方向に微小な所定の速度によって各
関節を制御する速度発生部とを少なくとも備えてなるこ
とな特徴としている。
ットを直交座標系を用いて移動させることを中止し、そ
のかわりに、いわゆる関節軸モードに変更し、各関節に
夫々独立な動きを与えて前記特異点を通過させる方式が
採用されていた。このため前記ロボットのアームが計算
された進むべき軌跡から大きく逸脱してしまう問題があ
った〇また、直交座標系を用いてロボットを目標位置に
移動させる途中に特異点が存在する場合、その特異点を
避けて移動するようにティーチングを行っておいて制御
することが行なわれていた。この制御方式では特異点を
避けるため、その移動範囲に制限を受け作業位置に制約
を与えるだけでなく、プログラムを用いて動かすロボッ
トするいはセンサを用いて自律的に動くロボットには対
応でき難いという問題があった〇 ０ 発明の目的と構成 本発明は、与えられた軌跡に従って移動する多関節型ロ
ボットの軌跡制御装置において、特異点を検出し、この
検出情報にもとづき各関節の速度を特異点検出直前の速
度と同一方向に微小量の移動を与えるべく制御すること
により、与えられた軌跡から大きくずれることなく特異
点を通過させ、全空間を連続的に移動させることを目的
としている。そのため本発明のロボットの軌跡制御装置
は、与えられた軌跡に従って移動する多関節型ロボット
の軌跡制御装量であって、現在の関節角度情報にもとづ
き各関節の移動方向を検出する移動方向検出部と、関節
角度が不連続に変化する特異点を検出する特異点検出部
と、該特異点検出部からの検出情報にもとづき特異点検
出直前の速度と同一方向に微小な所定の速度によって各
関節を制御する速度発生部とを少なくとも備えてなるこ
とな特徴としている。
０ 発明の実施例
以下に図面を参照して本発明の詳細な説明する。
第１図は本発明が適用される多関節型ロボットの構成の
概念図、第２図は本発明の１実施例構成図、第３図は本
発明の詳細な説明するフローチャート、第４図は特異点
を説明する説明図を示す。
概念図、第２図は本発明の１実施例構成図、第３図は本
発明の詳細な説明するフローチャート、第４図は特異点
を説明する説明図を示す。
図中、１はハンド、２は速度発生部を表わす。
第１図において、１はハンドであり、６関節屋ロボット
のアームの先端に取り付けられている。
のアームの先端に取り付けられている。
該ハンド１の位置および向きは、位置を表わす直交座標
ｘ、ｙ、ｚｂよび各直交座標軸であるＸ１Ｙ、Ｚ軸の周
りの回転角を表わす夫々のオイラ角α、β、γによって
一義的に特定される。
ｘ、ｙ、ｚｂよび各直交座標軸であるＸ１Ｙ、Ｚ軸の周
りの回転角を表わす夫々のオイラ角α、β、γによって
一義的に特定される。
また、第２図図示２ｌないしθ４は夫々多関節型ロボッ
トの関節である。ｅ１１０４およびθ６はローテーショ
ン（回転）であシ、軸の回りに回転する。
トの関節である。ｅ１１０４およびθ６はローテーショ
ン（回転）であシ、軸の回りに回転する。
θ＝、θ３およびθＳはピボットであり、一点を中心に
軸が回転することカ＜、すりこぎ状に軸先を移動させる
。以下に説明する角度θ工ないしθ６は夫々前記回転角
度あるいは移動に伴う角度とする。
軸が回転することカ＜、すりこぎ状に軸先を移動させる
。以下に説明する角度θ工ないしθ６は夫々前記回転角
度あるいは移動に伴う角度とする。
これらの角度θ１ないしθ・はロータリエンコーダなど
によって夫々検出される。
によって夫々検出される。
第２図図示２は速度発生部であり、ロボットのアーム１
を所定位置に移動させる指令にもとづき、現在の各関節
の角度θＫ（Ｋ＝１．２．３．・・・、６）を基準にし
て計算された微小時間後の各関節の角度θ′Ｋ（Ｋ＝＝
１＋２＋３＋・・・、６）との差をめ、この差に対応し
た回転速度δ贅により夫々の関節を制御する。例えば、
現在位置Ｘｏ （ｇｏ ｌｙ ６ ＊バーαＱ＋βＯ＋
ｒｏ）にあるアーム１を指定位ｆ１． Ｘ＠ （”ｎ
＋ ｕｎ ＊ Ｊ Ｒｌαｆｉｔβｔｔ＋ ｒｓ）に
移動させる場合、各ｘ、ｙ、、ｚ軸方向の移動が同時に
終了するように速度曲線を既知の方法により演算してめ
る。そして、この速度曲線の各位置に対応する角度を前
記計算された角度θ′にとして用いて現在の角度θにと
の差をめ、この差に対応する回転速度７１５．、によシ
夫々の関節を制御すればよい０そして順次繰ｐ返して現
在の各関節の角度θＫを検出することによりロボットの
アーム１を与えられた軌跡に追従して指足位置に滑らか
に移動させることができる。−！ｌた、特異一点におい
ては以下に説明する本発明のロボットの軌跡制御装置に
もとづく制御を行なう。
を所定位置に移動させる指令にもとづき、現在の各関節
の角度θＫ（Ｋ＝１．２．３．・・・、６）を基準にし
て計算された微小時間後の各関節の角度θ′Ｋ（Ｋ＝＝
１＋２＋３＋・・・、６）との差をめ、この差に対応し
た回転速度δ贅により夫々の関節を制御する。例えば、
現在位置Ｘｏ （ｇｏ ｌｙ ６ ＊バーαＱ＋βＯ＋
ｒｏ）にあるアーム１を指定位ｆ１． Ｘ＠ （”ｎ
＋ ｕｎ ＊ Ｊ Ｒｌαｆｉｔβｔｔ＋ ｒｓ）に
移動させる場合、各ｘ、ｙ、、ｚ軸方向の移動が同時に
終了するように速度曲線を既知の方法により演算してめ
る。そして、この速度曲線の各位置に対応する角度を前
記計算された角度θ′にとして用いて現在の角度θにと
の差をめ、この差に対応する回転速度７１５．、によシ
夫々の関節を制御すればよい０そして順次繰ｐ返して現
在の各関節の角度θＫを検出することによりロボットの
アーム１を与えられた軌跡に追従して指足位置に滑らか
に移動させることができる。−！ｌた、特異一点におい
ては以下に説明する本発明のロボットの軌跡制御装置に
もとづく制御を行なう。
従来の多関節型ロボットの制御装置では、第４図に示す
ような特異点（後述する）においては、特異点を境とし
て計算によってめた関節の角度θ−が不連続となり、速
度４の値が異常に大きくなり暴走を起こす。また、特異
点近傍でも速度ｅ′にの値が大きくなる。
ような特異点（後述する）においては、特異点を境とし
て計算によってめた関節の角度θ−が不連続となり、速
度４の値が異常に大きくなり暴走を起こす。また、特異
点近傍でも速度ｅ′にの値が大きくなる。
そこで、本発明は、第３図７０−チャートに示すように
、特異点が検出された場合、該特異点検出情報にもとづ
き直交座標モードによる軌跡追従制御を一時的に中止し
、特異点検出直前の速度と同一方向に微小な所定の速度
によって各関節を移動させることによって、特異点を滑
らかに通過させるものである。以下第３図にもとづいて
詳細に説明する。
、特異点が検出された場合、該特異点検出情報にもとづ
き直交座標モードによる軌跡追従制御を一時的に中止し
、特異点検出直前の速度と同一方向に微小な所定の速度
によって各関節を移動させることによって、特異点を滑
らかに通過させるものである。以下第３図にもとづいて
詳細に説明する。
第３図において、■はｏＫの読み取りを行なう。
θには現在の各関節の角度であシ、θ鳳ないしθ・まで
の６種が６９、夫々ロータリエンコーダなどによって検
出される。
の６種が６９、夫々ロータリエンコーダなどによって検
出される。
■は特異点を検出する。特異点の検出は特異点を境にし
て角度θ′Ｋが不連続と々るため、この不連続点を検出
することにより行なわれる。ＹＥＳであれば本発明に係
る■ないし■の処理が行なわれる。ＮＯであれば従来と
同様にして、■の処理を行ガう。
て角度θ′Ｋが不連続と々るため、この不連続点を検出
することにより行なわれる。ＹＥＳであれば本発明に係
る■ないし■の処理が行なわれる。ＮＯであれば従来と
同様にして、■の処理を行ガう。
■は計算された次のステップで進むべき各関節の角度θ
（と現在の各関節の角度θにとの差をめ、この差をサン
プリング時間Ｔで除算した速度蛭を算出し、各関節を制
御する。
（と現在の各関節の角度θにとの差をめ、この差をサン
プリング時間Ｔで除算した速度蛭を算出し、各関節を制
御する。
■は目標位置に到達したか否かを判断する。
Ｎｏであれば■以下の処理を繰り返す。ＹＥＳであれば
各関節の回転制御は終了し停止する。
各関節の回転制御は終了し停止する。
■は特異点検出の直前の各関節の速度δＨ（ｘ＝ｔ。
２．３．・・・、６）の方向を表わす符号を記憶する。
■は直交座標モードによる軌跡追従制御を一時的に中止
して、関節軸モードにより各関節軸を独立に制御する。
して、関節軸モードにより各関節軸を独立に制御する。
■は■の処理によって記憶された速度の方向な表わす符
号と同一符号の小さな速度によって各関節を制御する。
号と同一符号の小さな速度によって各関節を制御する。
これにより特異点検出直前と同一方向に各関節が小さな
速度で回転し、特異点を滑らかに通過する。
速度で回転し、特異点を滑らかに通過する。
■は■と同様にθＫ（Ｋ＝１・２．３・・・・、６）の
読み取りを行なう。
読み取りを行なう。
■は■と同様にして、特異点を検出する。ＹＥＳであれ
ば■に示すθにの読み取り処理を繰り返すとともに各関
節は小さな速度で回転しつづける。
ば■に示すθにの読み取り処理を繰り返すとともに各関
節は小さな速度で回転しつづける。
ＮＯであれば特異点を通過したことになり、［株］の処
理を行なう。
理を行なう。
［相］は関節軸モードから直交座標モードに切替えを行
ない、■以下の処理を行にうことにより、再び軌跡追従
制御が目標位置に向かって開始される。
ない、■以下の処理を行にうことにより、再び軌跡追従
制御が目標位置に向かって開始される。
第４図は特異点の例を示し、第１図に示す構成を有する
６自由度多関節型ロボツ）Ｋ固有な特異点に対応してい
る。該特異点を既知の計算式によりめると例えば下式の
ようになる。
６自由度多関節型ロボツ）Ｋ固有な特異点に対応してい
る。該特異点を既知の計算式によりめると例えば下式の
ようになる。
θ２＋（θ、／２）＝、π ・・・・・・・・・・・・
・・・・・・（１）θ３＝界π ・・・・・・・・・・
・・・・・・・・（２）θ５＝外π ・・・・・・・・
・・・・・・・・・・（３）この関係を図示したものが
夫々第４図（イ）ないしく／つに示されている。例えば
式（１）では、θｚ＋（θ３／２）の値がｎπを通る時
にθｌの値がπずれる。また式（３）ではθ５がｎπを
通る時θ４と０６とがπずれる。
・・・・・・（１）θ３＝界π ・・・・・・・・・・
・・・・・・・・（２）θ５＝外π ・・・・・・・・
・・・・・・・・・・（３）この関係を図示したものが
夫々第４図（イ）ないしく／つに示されている。例えば
式（１）では、θｚ＋（θ３／２）の値がｎπを通る時
にθｌの値がπずれる。また式（３）ではθ５がｎπを
通る時θ４と０６とがπずれる。
これらの特異点はロボットのノ・ンド１を所定の計算さ
れた軌跡に追従して移動させる場合、各関節の角度の解
をめた際゛に、解の種類の変化点として生じるものであ
る。この特異点を境に関節の角度θｋが不連続となるた
め、特異点において異常な速度となｐ暴走する。また、
特異点近傍においても関節の速度が大きく変化するので
、この近傍においても本発明の制御を行ない、滑らかに
特異点を通過させる。
れた軌跡に追従して移動させる場合、各関節の角度の解
をめた際゛に、解の種類の変化点として生じるものであ
る。この特異点を境に関節の角度θｋが不連続となるた
め、特異点において異常な速度となｐ暴走する。また、
特異点近傍においても関節の速度が大きく変化するので
、この近傍においても本発明の制御を行ない、滑らかに
特異点を通過させる。
＠ 発明の詳細
な説明した如く本発明によれば、与えられた軌跡に従っ
て移動する多関節型ロボットの軌跡制御装置において、
特異点を検出し、該特異点検出情報に４．とづき各関節
を特異点検出直前の速度と同一方向に微小な所定の速度
に制御するため、簡単な構成により、与えられた軌跡か
ら大きくずれることなく滑らかに特異点を通過させ、全
空間を連続的に移動させることができる。
て移動する多関節型ロボットの軌跡制御装置において、
特異点を検出し、該特異点検出情報に４．とづき各関節
を特異点検出直前の速度と同一方向に微小な所定の速度
に制御するため、簡単な構成により、与えられた軌跡か
ら大きくずれることなく滑らかに特異点を通過させ、全
空間を連続的に移動させることができる。
第１図は本発明が適用される多関節型ロボットの構成の
概念図、第２図は本発明の１実施例構成図、第３図は本
発明の詳細な説明するフローチャート、第４し１は特異
点を説明する説明図を示す０図中、１はハンド、２は速
度発生部を表わす。 特許出願人 富士通株式会社 代理人弁理士 森 １） 寛（外１名）第３図
概念図、第２図は本発明の１実施例構成図、第３図は本
発明の詳細な説明するフローチャート、第４し１は特異
点を説明する説明図を示す０図中、１はハンド、２は速
度発生部を表わす。 特許出願人 富士通株式会社 代理人弁理士 森 １） 寛（外１名）第３図
Claims (1)
- 与えられた軌跡に従って移動する多関節型ロボットの軌
跡制御装置でろって、現在の関節角度情報にもとづき各
関節の移動方向を検出する移動方向検出部と、関節角度
が不連続に変化する特異点を検出する特異点検出部と、
該特異点検出部からの検出情報にもとづき特異点検出直
前の速度と同一方向に微小な所定速度によって各関節を
制御する速度発生部とを少なくとも備えてなることを特
徴とするロボットの軌跡制御装置
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58165731A JPS6057408A (ja) | 1983-09-08 | 1983-09-08 | ロボツトの軌跡制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58165731A JPS6057408A (ja) | 1983-09-08 | 1983-09-08 | ロボツトの軌跡制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6057408A true JPS6057408A (ja) | 1985-04-03 |
Family
ID=15817997
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58165731A Pending JPS6057408A (ja) | 1983-09-08 | 1983-09-08 | ロボツトの軌跡制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6057408A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61278906A (ja) * | 1985-06-03 | 1986-12-09 | Hitachi Ltd | ロボツトの制御方法 |
| JPS6258302A (ja) * | 1985-09-09 | 1987-03-14 | Hitachi Ltd | ロボツトの制御方法 |
| JP2014033899A (ja) * | 2012-08-10 | 2014-02-24 | Toyota Motor Corp | 移乗支援装置及びその制御方法 |
| JP2014076498A (ja) * | 2012-10-09 | 2014-05-01 | Sinfonia Technology Co Ltd | 多関節ロボット及び半導体ウェハ搬送装置 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5561810A (en) * | 1978-11-01 | 1980-05-09 | Shin Meiwa Ind Co Ltd | Position control unit |
| JPS58114888A (ja) * | 1981-12-28 | 1983-07-08 | 富士通株式会社 | ロボツトの軌跡制御方式 |
-
1983
- 1983-09-08 JP JP58165731A patent/JPS6057408A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5561810A (en) * | 1978-11-01 | 1980-05-09 | Shin Meiwa Ind Co Ltd | Position control unit |
| JPS58114888A (ja) * | 1981-12-28 | 1983-07-08 | 富士通株式会社 | ロボツトの軌跡制御方式 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61278906A (ja) * | 1985-06-03 | 1986-12-09 | Hitachi Ltd | ロボツトの制御方法 |
| JPS6258302A (ja) * | 1985-09-09 | 1987-03-14 | Hitachi Ltd | ロボツトの制御方法 |
| JP2014033899A (ja) * | 2012-08-10 | 2014-02-24 | Toyota Motor Corp | 移乗支援装置及びその制御方法 |
| JP2014076498A (ja) * | 2012-10-09 | 2014-05-01 | Sinfonia Technology Co Ltd | 多関節ロボット及び半導体ウェハ搬送装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5458769B2 (ja) | ロボットの制御装置 | |
| JPH079606B2 (ja) | ロボット制御装置 | |
| JPH10264080A (ja) | ロボット制御装置 | |
| JPH0252592B2 (ja) | ||
| JPS6057408A (ja) | ロボツトの軌跡制御装置 | |
| JP6565752B2 (ja) | ロボット制御装置及びロボット制御方法 | |
| JPH01267706A (ja) | ロボットの制御方法 | |
| JP5382148B2 (ja) | ロボットの動作制御装置及びその動作制御方法 | |
| JPH0260475B2 (ja) | ||
| JPH07164359A (ja) | ロボットの円弧トラッキング方法 | |
| JP2688372B2 (ja) | ロボットの軌跡制御装置 | |
| JP3191341B2 (ja) | ロボット制御装置 | |
| JP7424097B2 (ja) | ロボットの制御装置及びロボットの制御方法 | |
| JP3636952B2 (ja) | 数値制御装置 | |
| JP7426333B2 (ja) | ロボット制御装置 | |
| JPS5946758B2 (ja) | 自動作業機械の動作制御方法 | |
| JPH09155776A (ja) | ロボットの制御装置 | |
| JP4992702B2 (ja) | ロボットの動作制御装置及びその動作制御方法 | |
| JPH0562763B2 (ja) | ||
| JP2521782B2 (ja) | 産業用ロボットの制御方法 | |
| JPS62189504A (ja) | ロボツトの制御方法 | |
| JPH0962322A (ja) | 多軸ロボットの制御装置及びその制御方法 | |
| JP4530714B2 (ja) | 多関節作業ロボットの駆動制御システム | |
| JP2022174858A (ja) | 直接教示装置及び直接教示方法 | |
| JPS6280707A (ja) | ロボツトのテイ−チデ−タ補正方法 |