JPS61138310A - ロボツト制御装置 - Google Patents

ロボツト制御装置

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JPS61138310A
JPS61138310A JP25965384A JP25965384A JPS61138310A JP S61138310 A JPS61138310 A JP S61138310A JP 25965384 A JP25965384 A JP 25965384A JP 25965384 A JP25965384 A JP 25965384A JP S61138310 A JPS61138310 A JP S61138310A
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JP
Japan
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position data
angular position
angle position
allowable value
change
Prior art date
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Pending
Application number
JP25965384A
Other languages
English (en)
Inventor
Katsuhiro Komuro
克弘 小室
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.)
Toyoda Koki KK
Original Assignee
Toyoda Koki KK
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Publication date
Application filed by Toyoda Koki KK filed Critical Toyoda Koki KK
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Publication of JPS61138310A publication Critical patent/JPS61138310A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • 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
    • G05B19/41Numerical 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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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computing Systems (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Manipulator (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。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、目標位置データに基づいて補間点の座標値を
一定時間毎に演算するとともに、この演算された座標値
に対応する角度位置データを各軸毎に算出してサーボモ
ータ駆動回路に供給する補間手段を備えたロボット制御
装置に関するものである。
〈従来の技術〉 ロボットのハンドを直線経路に沿って一定速度で移動さ
せる場合、目標位置データに基づいて現在位置と目標位
置とを結ぶ直線上に位置する複数の補間点を演算すると
ともに、この補間点の座標値から複数の旋回軸の目標角
度を計算し、これを一定の時間間隔でサーボモータ駆動
回路に供給するようにしている。
しかしながら、第6図に示すような6自由度のロボット
においては、作業ヘッドWHの姿勢を−定に保持した状
態で、第5軸であるe軸の角度位置θ5が00に近い値
となるような領域を通過する直線移動を行うと、f軸の
回転速度は第7図(b)に示すように、θ5が00に近
づく時点Tpにおいて著しく増大し、サーボモータの追
従可能速度Vmを大幅に上回ってしまう。
上記の05が06となる点は一般に特異点と呼ばれてお
り、サーボモータに許容以上の負荷を掛けないように、
特異点の近傍を通過しないようにプログラムを作成する
か、特異点近傍の通過によって速度が許容以上になる場
合には異常としてロボットを停止させる必要があった。
このような問題をなくす方法として、特開昭59−16
3609号公報に示されているように、各制御軸の指令
速度が許容値を越えた場合には、各軸の速度指令を一定
の割合で低減させるとともに、移動予定距離も同じ割合
で低減して、演算によって求めた補間点の位置を後戻り
させて、現実の移動と一致させている。
〈発明が解決しようとする問題点〉 しかしながら、このものにおいては、各軸の移動速度が
許容値以下となるように速度指令値を補正するだけでな
く、この速度指令値の補正量に対応して補間点の戻り量
を直交座標系の値で計算する処理を各補間点毎に行う必
要があるため、処理に時間がかかり、ロボットの最大移
動速度が低下してしまう問題があった。
〈問題点を解決するための手段〉 第1ryJは本発明を明示するための全体構成図である
。本発明は、補間手段Aから出力される角度位置データ
の変化割合を一定時間毎に算出する変化割合演算手段C
と、この変化割合演算手段Cによって演算された変化割
合が許容値を越えたことを検出する判別手段りと、この
判別手段りによって前記変化割合が許容値を越えたと判
別された場合に作動し、前記変化割合が前記許容値以下
になる中間角度位置データを前記角度位置データに基づ
いて算出する中間角度位置演算手段Eと、この演算され
た中間角度位置データを一定時間間隔で出力し、この後
補間手段を作動させて次の補間点−3= 特徴とするものである。
〈作用〉 変化割合演算手段Cは、一定時間毎に補間手段Aから出
力される角度位置データの変化割合を各軸の移動速度と
して計算し、判別手段りは、この演算された変化割合が
許容値を越えていないか否かを判別し、もし許容値を越
えていることが判別された場合には、中間角度位置演算
手段Eを作動させる。この中間角度位置演算手段Eはサ
ーボモータ駆動回路Bに与えられる角度位置データの変
化割合が許容値以下となるように複数の中間角度位置デ
ータを算出する。制御手段Fは、この演算された複数の
中間角度位置データを一定時間間隔で出力した後で、補
間手段Aを作動させ、次の補間点の座標値を計算させる
ぐ実施例〉 以下本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
第2図においては、20はマイクロコンピュータ等から
成る中央処理装置であり、この中央処理袋q  □ 置20には、メモリ25、ロボットに取付けされた各軸
a y f用のサーボモータM1〜M6を駆動するサー
ボモータ駆動回路22a〜22f、ジッダ運転の指令、
教示点の指示等を行う操作盤26が接続されている。
前記サーボモータ駆動回路22a〜22fのそれぞれは
、中央処理装置20から出力される出力角度データEと
、サーボモータM1〜M6に連結されたエンコーダE1
〜E6の出力との間の偏差を演算し、この演算された偏
差の大きさに応じた速度で各サーボモータM1〜M6を
回転させるように作動する。
前記メモリ25には作業ヘッドの位置決め点と作業ヘッ
ドの向きを表わすデータを記憶する記憶エリアが設けら
れており、教示モードにおいて、複数の位置決め点にお
ける位置データと向きデータが記憶される。
ロボットのプレイバック動作が開始され、読出した移動
指令が、作業ヘッドを目標位置まで直線的に一定速度で
移動すべきことを指示している場6一 合には、第3図と第4図に示す直線移動用のプログラム
を実行する。
このプログラムが実行されると、まず最初に目標位置の
データに基づいて移動方向と総移動量を計算しi、この
後、一定時間Δを秒後に移動すべき補間点の直交座標系
での座標値Piを演算するii、そして、この後、座標
値Piを逆変換し、補間点の座標値Piに対応した目標
角度位置Etを導出するfll a このようにして目標角度位置Eiが導出されると、この
目標角度位置Eiを各軸のサーボモータ駆動回路22a
〜22fに出力する前に、前回導出した角度位置Ei 
−1に対する変化量りを各軸毎に算出するivoそして
、この後、ステップ■からviiの処理により、軸指定
用の制御変数■を1〜6の間で変化させて演算された各
軸の変化量D(■)を読出し、これが許容値IM (1
)を越えていないか否かを判別するvRo 各軸の変化量りが許容値DIlを越えない場合には、ス
テップviiiからステップixへ移動して、所定の出
力タイミングでサーボモータ駆動回路22a〜22fに
目標角度位置Eiを出力するが、複数の軸″の内1つで
も変化量りが許容値Dβを越えるものがある場合には、
ステップvitからステップXへ移行し、目標角度位置
Biを分割して出力する処理を行う。
第5図(a)は、目標角度位置Eiと前回導出した角度
位置Ei−1との間の変化量りの変化を移動速度が最大
となるd軸について表わしたもので、区間81〜S5の
間においては、変化量りが許容値DJ−t−越えていな
いが、区間S6では、変化量りが許容値DIを越え、こ
のような場合に、ステップX以後の分割処理が行われる
この分割処理は、移動速度が最大となる軸において、Δ
を秒当たりの変化量りが許容値D7!以下となるような
中間角度位置データを算出して出力するもので、この処
理を行うと、第5図(b)に示すように、変化量りが許
容値DIlを越える区間では、本来1区間で行われる移
動が、2〜3の区間に分割して行われ、この結果移動速
度が許容値以内となる。
すなわち、分割数nを1に初期設定した後x1軸指定用
の制御変数■を1〜6の間で変化させて、各軸に対応し
た変化量りと許容値1)Ilを読出し、D/DIlの演
算を行うとともに、この演算結果を切上げして分割数n
′を算出するxii、そして、このn′がnより大きい
場合には、n′をnにセットするxiv。■の値が6と
なるまで、この処理を行うことにより、nの値は、最大
速度で移動する軸においても、移動速度が許容値を越え
ないような分割数となる。
このようにして分割数nが算出されると、各軸の変化量
りをnで割り、分割変化量ΔDを各軸毎に算出するxv
i、そして、この後、前回導出した角度位置Ei  1
を出力角度データEとして設定しくxvii)、この後
、この出力角度データEに各軸の分割変化量ΔDをそれ
ぞれを加算して、最初に出力する出力角度データEを各
軸毎に算出しXvitt、これをサーボモータ駆動回路
223〜22fにそれぞれ出力するx i x、この処
理をnに等しい回数だけ繰返すことにより、例えば分割
数nが3であれば、サーボモータ駆動回路228〜22
fには、 E i −1+ΔD Ei−++2・ΔD E’i 、−H+ 3・ΔD = E j−(+ D 
j= E iに等しい出力角度データEがΔを秒間隔で
順次出力され、3Δを秒後に、本来Δを秒後に達するべ
き補間点に移動する。
そして、このような処理が完了すると、最終目標位置に
達しているか否かを判別しx x ii、もし達してい
ない場合には、ステップitへ戻って、次の補間点の座
標値Piを求める処理を行ない、以下、前述した処理と
同様の処理を行う。
これにより、移動速度が許容速度を越えるような軸が1
軸でもある部分では移動速度が低下され、サーボモータ
に許容以上の負荷が加わることを防止できる。
〈発明の効果〉 以上述べたように本発明においては、サーボモ−タ駆動
回路に一定時間毎に供給される角度位置の変化割合から
サーボモータの移動速度を検出し、この検出した速度が
許容範囲を上回る場合には、移動速度が許容範囲となる
ような中間角度位置データを前記角度位置のデータに基
づいて算出するとともに、これを一定時間毎に出力して
目標とする補間点まで移動させ、この後、次の補間点に
対応する角度位置のデータを計算するようにしているの
で、特定の軸の移動速度が著しく増大する特異点の近傍
を通過できるようになる利点があるだけでなく、移動速
度が許容範囲を越えた場合でも、演算によって求められ
る直交座標系での補間点の位置補正を行う必要がなく、
補間点の位置補正を行うものに比べて処理速度を向上で
きて移動速度が演算処理によって制限されない利点があ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明を明示するための全体構成図、第2図〜
第5図(b)は本発明の実施例を示すもので、第2図は
制御装置の全体構成を示すブロック図、第3図と第4図
は第2図におけるコンピュータ20の動作を示すフロー
チャート、第5図(a)、  (b)は本発明における
処理を説明するタイムチャート、第6図はロボットの軸
構成を示す概略図、第7図(a)、  (b)は第6図
に示すロボットにおける合成移動速度とf軸の速度変化
を示すタイムチャートである。 20・・・中央処理装置、22a〜22f・・・サーボ
モータ駆動回路、25・・・メモリ、M1〜M6・・・
サーボモータ。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)目標位置データに基づいて補間点の座標値を一定
    時間毎に演算するとともに、この演算された座標値に対
    応する角度位置データを各軸毎に算出してサーボモータ
    駆動回路に供給する補間手段を備えたロボット制御装置
    において、前記補間手段から出力される前記角度位置デ
    ータの変化割合を前記一定時間毎に算出する変化割合演
    算手段と、この変化割合演算手段によって演算された変
    化割合が許容値を越えたことを検出する判別手段と、こ
    の判別手段によって前記変化割合が許容値を越えたと判
    別された場合に作動し、前記変化割合が前記許容値以下
    になる中間角度位置データを前記角度位置データに基づ
    いて演算する中間角度位置演算手段と、この演算された
    中間角度位置データを前記一定時間間隔で出力し、この
    後前記補間手段を作動させて次の補間点の座標値を演算
    させる制御手段とを設けたことを特徴とするロボット制
    御装置。
JP25965384A 1984-12-07 1984-12-07 ロボツト制御装置 Pending JPS61138310A (ja)

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Cited By (3)

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