JPS636603A - ロボツトの制御方法 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、動作軸の移動経路を連続的に制御して目標軌
跡で動作させるロボットの制御方法に関するものである
。

（従来の技術） 従来において、この種のロボット制御方法として、予め
記憶した所定時間毎の位置指令値を順次に出力して各動
作軸を変位させると共に、指令値と変化量との偏差が減
少するように速度と位置のフィードバック制御を行うよ
うにしたものがある。

また、指令値を動作軸相互間の干渉や遠心力等の影響を
考慮して設定し、これを公称指令値として次々に出力し
、各動作軸の位置と速度の現在値との偏差を減少させる
ようにフィードバック制御するようにしたものがある。

（発明が解決しようとする問題点） ところが、前者の方法においては、制御系が各動作軸毎
に構成されているため、制御装置の構成が簡単になると
いう利点があるが、高速で大変位の移動を伴う動作をさ
せるためには各動作軸相互間の干渉による負荷変動が生
じたり、遠心力や車力などの影響で蛇行や行き過ぎ等が
生じ、高速で高精度の軌跡側？ＪＤはｎしいという問題
がある。

−方、後者の方法では８速・高精度の軌跡制御は可能で
あるが、多数の目標位置がある場合には各目標位置毎の
公称指令値を記憶するための記憶容量が膨大になって高
価な構成となってしまう問題がある。

本発明は安価にして簡単な構成で多数の目標位置に高速
・高精度で軌跡の制御を行うことができるロボットの制
御方法を提供することを目的としている。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、プレイバック運転によって軌跡の目標値に対
応した所定時間毎の指令値に対する動作軸の変位量のｔ
ｒＡ差を検出して該偏差に応じて同所定時間の指令値を
前記偏差によって修正し、その修正した指令値に対する
動作軸の変位量と目標値との偏差が許容範囲になるまで
修正動作を繰返し、許容偏差範囲に収束した指令値によ
ってそれぞれ対応した動作軸を駆動して目標軌跡に変位
させるようにしたものである。

（作用） 軌跡の目標値に対応した所定時間毎の指令値はプレイバ
ック運転毎に動作軸の変位量との偏差に応じて修正され
る。この修正は目ｎ　ＩＵと変位量との差が許容範囲に
なるまで繰返される。これによって、目標値に対し許容
範囲内で動作軸の変位量を収束させる指令値が得られる
。従って、この最終的に得られた指令値を用いることに
より、動作軸を目標値に対して許容範囲内で高速・高：
精度で収束させることができる。

（実施例） 第１図は本発明を適用するロボットの一例を示す斜視図
であり、第１アーム１と第２アーム２とを有し、基台３
を設置面に平行な面で図示するＳ方向に、また第１アー
ムを基台３を支点として図示するＬ方向に傾斜させ、さ
らに第２アーム２を第１アームの上端を支点として図示
するり方向に傾斜させ得るように構成され、さらに第２
アーム２をその円周方向（α方向）に、第２アーム２の
先端に取付けた関節部４をβ方向に、関節部４に取付け
た治具５をγ方向にそれぞれ回動変位させ得るように構
成されている。

これらの各回初変位部はそれぞれに対応して設けられた
動作軸の回動変位によって変位し、治具５を目標軌跡に
制御する。

このようなロボットにおいて、第１アーム１゜第２アー
ム２および基台３に対して治具５が円形の軌跡を描くよ
うな指定値を与えると、これらのアーム１，２および基
台３がＬ方向、α方向、Ｓ方向に回動変位し、その合成
ベクトルによって冶具５がＸ軸方向およびＹ軸方向に変
位し、第２図の実線で示すような円形の軌跡が得られる
。

この場合、アーム１，２および基台３の応答遅れや慣性
によってこれらは指令値通りに動かず、治具５の実際の
軌跡は第２図の破線で示すように円軌跡とはならない。

そこで、本発明では各動作軸の実際の変位ωと指令値と
の偏差を指令値の各出力時間毎に求め、この偏差が軌跡
の目標値の許容範囲内に収束するまで修正するプレイバ
ック運転を沁返すものである。

すなわち、説明を簡単にするために１つの駆動軸につい
てのみ代表して説明すると、所定時間Δを毎に第３図に
示すように変化する指令値（変位角度情報）Ｘｌ　、Ｘ
２　、Ｘ３・・・が与えられるが、実際の変位量はｘｌ
、ｘ２．ｘ３．・・・となり、目標の軌跡とずれてしま
う。そこで、本発明は第１回目のプレイバック運転にお
いて次のようにして　　　−各時間毎の指令値Ｘ１　、
Ｘ２　、Ｘ３・・・を修正する。

丁なりち、運転開始時の指令値×１については、この指
令値ｘ１を与えた時の動作軸の変位１ｘ１はｘｌ　＝Ｑ
であるからその偏差はＸｌとなり、この偏差Ｘ１で動作
軸を駆動する。この駆ｖＪ１１１１作によって指令値×
１との偏差はＸｌ−Ｘｌまで縮まる、しかし、ｘｌの次
の指令値×２が与えられると、新たな偏差として［×２
−ｘＩ　Ｊが生じ、動作軸はこの偏差ｒＸ２−ｘＩ　Ｊ
で駆動されることになる。

従って、×１を×１に近付けるためには×１°＝Ｘ１／
ｘｉ　・×１ とした修正指令値Ｘ１°を与えればよい。同様に、×２
については「×２−ｘＩ　Ｊという偏差の信号によって
ｒｘ２−ｘｉ　Ｊだけ変位するからｒＸ２−×１」の変
位量に近付けるためには Ｘ２’＝　　（＜Ｘ２　　　−ｘｌ　　）／　　（ｘ２
　−ｘｌ　　）　　）・（Ｘ２−ｘｌ　）　＋Ｘ　１ とした修正指令値Ｘ２’を与えればよい。

すなわち、動作軸の変位量の目標値ｒＸ２−Ｘ１」に偏
差の信号ｒＸ２−ｘＩ　Ｊに対する動作軸の変位量の倍
率ｒ　（Ｘ２−ｘｉ　）／　（ｘ２−ｘｌ　）」を乗算
した指令値×２°を実際の動きを考慮した指令値として
動作軸に与えることにより、動作軸の変位量を目標値に
近付けることができる。

−膜化すると、第ｎステップ目の指令値Ｘｎについては Ｘｎ’＝　（（Ｘｎ−ｘｏ−１）／ｘｎ　−ｘｏ　、）
（Ｘｎ−Ｘ、−１）＋Ｘｎ、、−１・　（１）という演
算によって修正指令値Ｘｎ“を求め、この修正指令値Ｘ
ｎ”で駆動することにより第ｎステップ目の目標］直に
近付けることができる。

そこで、本発明においてはそれぞれのステップにおいて
、指令値Ｘｎに対する変位量ｘｎの偏差を検出して前述
の第（１）式に従って各ステップ毎の指令値ｘｎを修正
して配置しておき、次のプレイバック運転時に前回修正
しておいた指令値Ｘｎ゛によって再び同様の修正動作を
実行し、その修正した指令値に対する実際の変位量が目
標値の許容範囲内１ｘ′ｎ−ｘｎｌ≦εに収束したなら
ば、修正終了としてこの最終の修正指令値によって以後
のプレイバック運転を行う。

第４図に以上の修正動作の手順をフローチャートで示し
ている。

このように、複数回のプレイバック運転により動作軸の
実際の変位量が目標値の許容範囲内に収束するまで指令
値を修正し、この修正した指令値を用いて実用時のプレ
イバック運転を行うようにしたことにより、動作軸の慣
性や自重、相互間干渉など全ての条件を考慮した精度の
高い指令値を極めて簡単に得ることができる。この結果
、動作軌跡の目標値の多少、あるいは変位量の多少に関
係なく動作軸を高精度で目標値に制御することができる
。また、修正した指令値は前回の記憶位置に記憶させる
ため、記憶容量も増加することでもない。さらに、指令
値の修正動作は前回のステップの変位量を加味して行っ
ているため、動作軸の相互間干渉などの他に時間的な相
互間干渉をも抑制することができる。

（発明の効果） 以上説明したように本発明は、複数回のプレイバック運
転によって動作軸の実際の変位量が目標値の許容範囲内
に収束するまで指令値を修正し、この修正した指令値を
用いて実用時のプレイバック運転を行うようにしたため
、安価にして簡単な構成で多数の目標値に高速・高：精
度で軌跡の制御を行うことができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用するロボットの一例を示す斜視図
、第２図は目標となる円軌跡と実際の軌跡の一例を示す
図、第３図は所定時間毎の指令値と変位量の変化を示す
図、第４図は指令値の修正動作の手順を示すフローチャ
ートである。 １・−第１アーム、２・・・第２アーム、３・・・基台
、４・・・関節部、５・・・治具。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 複数の動作軸のそれぞれに対して所定時間毎に指令値を
   与え、各動作軸を指令値で教示された軌跡に変位させる
   ロボットの制御方法において、プレイバック運転によっ
   て軌跡の目標値に対応した所定時間毎の指令値に対する
   動作軸の変位量の偏差を検出して該偏差に応じて同所定
   時間の指令値を修正し、 その修正した指令値に対する動作軸の変位量と目標値と
   の偏差が許容範囲になるまで修正動作を繰返し、 許容偏差範囲に収束した指令値によつてそれぞれ対応し
   た動作軸を駆動して目標軌跡に変位させることを特徴と
   するロボットの制御方法。