JPS63196905A

JPS63196905A - 産業用ロボツトの補間演算方法

Info

Publication number: JPS63196905A
Application number: JP2809187A
Authority: JP
Inventors: Yoshiichi Takaoka; 佳市高岡; Kazuo Okabayashi; 岡林　千夫; Michiharu Tanaka; 道春田中
Original assignee: Yaskawa Electric Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Yaskawa Electric Corp
Priority date: 1987-02-12
Filing date: 1987-02-12
Publication date: 1988-08-15
Anticipated expiration: 2013-12-02
Also published as: JP2831350B2

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、プログラムされた座標点間の補間点の座標を
演算する補間演算プロセッサを複数個有する産業用ロボ
ット制御装置に関する。

（従来の技術〕産業用ロボットの補間演算に関しては、単一プロセッサ
を使用する場合、プロセッサの性能により基本制御クロ
ックが決定されていた（第３図（１））。また、制御ク
ロック短縮のために複数のプロセッサを用いる場合、座
標変換演算式等を分解して、スケジューリングして各プ
ロセッサに処理を割り合て、それぞれを同期させて並列
処理していた（第３図（２））。

（発明が解決しようとする問題点）上述した従来のマルチプロセッサ方式の産業用ロボット
制御装置は、演算式の分割およびスケジューリングを行
なった後、各プロセッサのプログラミングを行なわねば
ならず、ロボットの構造の変化等の演算式の変更があれ
ば、再度分割とスケジューリングを行なう必要があり、
ソフトウェアのメンテナンスが大変であり、また、プロ
セッサ間のデータの授受のため、単一プロセッサ方式に
比べて外部メモリのアクセス回数が増大し、演算速度の
向上効果が少ないという欠点がある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、ソ
フトウェアメンテナンスに優れ、かつマルチプロセッサ
による補間演算の高速化を図った産業用ロボットの補間
演算方法を提供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段）本発明の産業用ロボットの補間演算方法は、補間演算プ
ロセッサを、補間点の直交座標値を演算する第１のプロ
セッサと、前記直交座標値をロボット固有の座標値に変
換する第２のプロセッサに分け、第１、第２のプロセッ
サによる演算を並、列に行なわせるものである。

（作用）第１図（１）は本発明の産業用ロボットの補間演算方法
の原理図、第１図（２）はその処理タイミング図である
。

補間演算は、■補間点の直交座標値を求める処理と■直
交座標値を変換してロボット固有の座標値を求める処理
の２つに大別できるが、■の処理をプロセッサａ、■の
処理をプロセッサｂに割り当てる。また、この他に、ロ
ボット動作中に、制御クロック毎に演算ブロックに対し
て現在子−タ位置の作成要求をするプロセッサＣがある
。これらは共有ＲＡＭによりデータの授受が行なえる。

２８点から２６点へ動作する場合は次のような処理とな
る。

！）プロセッサＣはプロセッサａに対し最初の制御クロ
ックでの目標直交座標値の演算指令を出す。

２）プロセッサａはｌ）に対応して目標直交座標値の演
算（“Ｓｌ”処理）を行なう。

３）プロセッサＣは“Ｓｌ”処理の完了を持ち、プロセ
ッサａに対し、制御クロックに同期してモータ位置演算
要求を行なう。

４）プロセッサａは、３）を受けてプロセッサｂに対し
て２）で求めた目標値をモータ位置に変換する指令を出
しく“Ｓｌ”処理）、直後に次の制御クロックでの目標
直交座標値を求める（“Ｓ３”処理）。

５）プロセッサｂは４）の指令により目標値をモータ位
置に変換する（“Ｓ４”処理）。このとき“５３”と“
Ｓ４”の処理は並行して実行される。

６）プロセッサＣは、次の制御クロック処理にて５）で
の答を受は取り、制御クロックに同期して次のモータ位
置の演算要求を行なう。

７）４）〜６）の処理をＰＥ点へ到達するまで繰り返す
。

また、センサからの制御クロック毎の軌跡補正量が与え
られる場合は、前記３）、４）、６）の処理は次のよう
になる。

３）プロセッサＣは“Ｓｌ”の処理の完了を待ちセンサ
からの補正量をプロセッサａへ送り制御クロックに同期
してモータ位置演算要求を行な、　　う。

４）プロセッサａは３）を受けて２）で求めた目標値を
３）の補正量だけ修正し、その値をプロセッサｂへ送り
モータ位置への変換指令を出す。その後、次の制御クロ
ックでの直交座標値を求める。

６）プロセッサＣは次の制御クロック処理にて５）での
答を受は取り、センサからの補正量をプロセッサａへ送
りモータ位置演算要求を行なう。

前記５）の処理の“Ｓ３”と“Ｓ４“処理に並行して実
行している時間Ｔだけ単一プロセッサ処理に比べて処理
時間が短縮される。

（実施例）次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。

第２図は本発明の産業用ロボットの補間演算方法が適用
された産業用ロボット制御装置の一実施例のブロック図
である。

この産業用ロボット制御装置は、システムコントロール
部ｌと、演算処理ブロックを構成する演算部４（プロセ
ッサａ）、演算部５（プロセッサｂ）、２ボ一トＲＡＭ
６と、システムコントロール部１によってアクセスされ
るＲＡＭ２と、共有ＲＡＭ３と、モータ１８を駆動する
サーボアンプ１７を制御するサーボコントロール部８と
、センサ１６と、センサ１６を制御するセンサコントロ
ール部７で構成されている。

ＲＡＭ２にはユーザプログラム９が含まれ、始点Ｐｇ、
終点ＰＥのデータが書込まれている。共有ＲＡＭ３には
始点データエリアＩＯ１終点データエリア１１、セグメ
ントデータエリア１２が含まれている。２ボ一トＲＡＭ
６には現在値エリア１３、目標値エリア１４、セグメン
トデータエリア１５が含まれている。

今、始点Ｐ８から終点Ｐ６に向ってセンサ信号による修
正を行ない最終点にＰ６°に動作する場合の処理を説明
する。

ｌ）システムコントロール部１はＲＡＭ２から共有ＲＡ
Ｍ３へ始点Ｐ３．終点Ｐ、のデータを送り、演算部４へ
単位制御クロック後の目標値直交座標データの作成要求
を行なう。

２）演算部４は上記演算を行なった後２ポートＲＡＭ６
の現在値エリア１３ヘモータ位置ｐｓを送る（“Ｓｌ”
処理）。

３）システムコントロール部１は２）の完了後、制御ク
ロック毎に次の処理を行なう。

３、Ｉ）演算部４に対しロボットのモータの次の制御ク
ロックでの移動量（以下、セグメントデータと呼ぶ）を
求める演算要求を行なう。

３．２）演算部４は３．１）の指令により次の処理を行
なう。

３．２．１）共用ＲＡＭ３を通じてデータ授受を行なう
センサコントロール部フからの修正指令があれば、２）
で求めた目標値を修正し、そのデータを２ポ一トＲＡＭ
６の目標値エリア１４へ転送する（“Ｓｌ”処理）。

３．２．２）演算部５に対して目標値エリア１４の直交
座標値をモータ位置に変換（以下、逆変換と呼ぶ）する
演算要求を行なう。

３．２．３）続けて次の制御クロックでの目標直交座標
値を求める（“Ｓ３”処理）。

３．３）演算部５は３．２．２）に対応して次の処理を
行なう。

３．３．１）　２ボ一トＲＡＭ６の目標値直交データを
逆変換してモータ位置を求め、２ボ一トＲＡＭ　６のモ
ータ位置の現在値との差をセグメントデータとし、２ボ
一トＲＡＭ６のセグメントデータエリア１５へその値を
返す。

３．３．２）新しいモータ位置を２ポ一トＲＡＭ６の現
在値エリア１３へ転送する。

３．３．３）演算終了を演算部４へ伝える。

（３，３，１〜３．３．３−・・“５４″処理）３．４
）演算部４は２ボ一トＲＡＭ６上の答を共有ＲＡＭ３へ
転送する。

３．５）システムコントロール部ｌはサーボコントロー
ル部８に対してセグメントデータｍ６モータを回転させ
る指令を出す。

４）３．１）〜３．５）の処理をＰ、、°点に到達まで
繰り返す。

本実施例も、前述したように“Ｓ３”と“Ｓ４”の並列
処理時間分全体の処理時間が短縮されるが、短縮効果に
ついて次の特徴がある。システムコントロール部１から
のセグメント要求以降に行なう必要がある処理は“Ｓｌ
”のセンサ信号による目標値修正と“Ｓ４”の逆変換で
ある。“Ｓ３”の次の目標値を求める処理時間（Ｔｓ３
）は“Ｓ４”の処理時間（ＴＳ４）より短い必要がある
が、一般のアプリケーションでは、“Ｔ３４”の方が充
分時間がかかる。

このことからシステムｆＩＩＪ御クロックはＳ２”処理
時間Ｔｓ□＋７３４＋ａとなる。つまり、複雑なアプリ
ケーションになりＴＳ３のが長くなる程、単一プロセッ
サで実行する時間に対する時間Ｔ、に対する２つのプロ
セッサで実行する時間Ｔ２は短くなる。

演算速度向上率をＥとすると、Ｅ　−ＴＩ／Ｔ２　＝　
（Ｔｓｘ令ＴＳ３−Ｔ１１４）／　（ＴＳ２◆ＴＳ４）
となる。ＴＳ２が充分小さいとし、”８３　”ｔＴｓ４
となる場合、Ｅ９２となり、２つのプロセッサを使うこ
とで１つの場合の最大２倍の速度が得られる。また、演
算式の分解とスケジューリング等の必要がなくプログラ
ムは見易く、メンテナンス性に優れている。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、補間演算プロセッサを、
補間点の直交座標値を演算する第１のプロセッサと、前
記直交座標値をロボット固有の座標値に変換する第２の
プロセッサに分け、第１、第２のプロセッサによる演算
を並列に行なわせることにより、処理時間が短縮され、
また演算式の分解とスケジューリング等が必要ないため
、ソフトウェアのメンテナンス性に優れているという効
果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の産業用ロボット制御装置の補間演算方
法の原理図、第２図は本発明の産業用ロボットの補間演
算方法が適用された産業用ロボット制御装置の一実施例
の構成図、第３図（１）、（２）は従来技術を示す図で
ある。１　峠・　システムコントロール部、２−ＲＡＭ、　　３　・−共有ＲＡＭ。４．５　・・・　演算部、６−２ポ一トＲＡＭ、７−・
　センサコントロール部、８　・・・　サーボコントロール部、９　・・・　ユーザプログラム、１０　−・・　　始点データエリア、１１　−・・　　終点データエリア、１２．１５−・・　　セグメントデータエリア、１３　
−一　現在値エリア、１４　−・・　　目標値エリア、
１６−・　　センサ、　　　　１７　−・・　　サーボ
アンプ、１８　−・・　　モータ。

Claims

【特許請求の範囲】プログラムされた座標点間の補間点の座標を演算する補
間演算プロセッサを複数個有する産業用ロボット制御装
置において、前記補間演算プロセッサを、補間点の直交座標値を演算
する第１のプロセッサと、前記直交座標値をロボット固
有の座標値に変換する第２のプロセッサに分け、第１、
第２のプロセッサによる演算を並列に行なわせる産業用
ロボットの補間演算方法。