JPS6376001A - ロボツトの制御方式 - Google Patents

ロボツトの制御方式

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JPS6376001A
JPS6376001A JP22238986A JP22238986A JPS6376001A JP S6376001 A JPS6376001 A JP S6376001A JP 22238986 A JP22238986 A JP 22238986A JP 22238986 A JP22238986 A JP 22238986A JP S6376001 A JPS6376001 A JP S6376001A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
robot
processor
arm
joint
sampling time
Prior art date
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Pending
Application number
JP22238986A
Other languages
English (en)
Inventor
Makoto Araki
誠 荒木
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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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】 〔概要〕 本発明は所定のサンプリング時刻における腕先端の位置
情報から各関節及び各腕部材の移動速度を、異なったサ
ンプリング昨刻毎に演算する演算手段を複数設けさせ、
この演算手段の演算結果に基づいて各関節及び腕部材を
駆動することによりサンプリング周期を短縮してロボッ
トの軌跡の精度の向上、腕先端の移動速度の高速化を図
ったものである。
〔産業上の利用分野〕
本発明は、ロボットの制御方式に係り特にロボットの腕
先端を定められた軌跡で移動させるべく、所定のサンプ
リング時刻で腕先端の位置情報から各関節及び各腕部材
の移動速度を演算する演算手段を有し、この演算手段の
演算結果に基づいて各関節及び腕部材を駆動するロボッ
トの制御方式に関する。
〔従来の技術〕
従来上記のようなロボットの制御方式としては次のよう
なものがある。これは第8図に示すように、多関節型ロ
ボットlの先端部2の位置及び姿勢を指示された所定の
軌跡に沿うように制御する場合、演算処理装置3に設け
た演算装置であるプロセッサ4はロボット1制御のため
各サンプリング時刻t1ごとに主として次のような演算
を実行する。
■当該サンプリング時刻tiにおけるロボットの腕先 
端の位置及び姿勢P1を求める。
■前項で計算したロポー2トの腕先端の位δ及び姿勢P
+からロボットの各関節の関節角度S1を計算する。
■前項で計算したロボットの各関節の関節角度S1から
ロボットの各関節の角速度Uiを計算する。
なお、このプロセッサ4にはバス5を介してメモリ6、
インタフェース7を接続するようにしている。
すなわち、プロセッサ4はロボット1の腕先端を始点P
oから終点ptまで移動させるに際して、第9図に示す
ように、先ず始点Paにおいて次のサンプリング時刻に
おけるロボットの腕先端の位置姿勢PI、関節角度Sl
、角速度Ulを計算を行ない、ロボットの各関節を駆動
して次のサンプリング時刻迄に腕先端をPIにまで移動
するようにしている。そしてこの次のサンプリング時刻
までの間に次の計算を実行するようにして、これを次々
に実行してロボットの腕先端を処置の軌跡に沿って移動
させるようにしているのである。
〔発明が解決しようとする問題点〕
ところで、上述のようなロボットの制御方式にあっては
隣りあうサンプリング時刻の周期、即ちサンプリング周
期の長さは演算装置であるプロセッサが一連の計算を実
行する時間より短いものとすることはできず、ロボット
の精密な制御をおこなおうとしてサンプリング回数を多
いものとすると一連の動作に時間がかかるという問題が
ある。また同様にロボットの作動の高速化を図ろうとす
るとサンプリング回数が少なくロボットの作動は大まか
なものとならざるをえない。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明において上記の問題点を解決するための手段は、
ロボットの腕先端を定められた軌跡で移動させるべく、
所定のサンプリング時刻で腕先端の位置情報から各関節
及び各腕部材の移動速度を演算する演算手段を有し、こ
の演算手段の演算結果に基づいて各関節を駆動するロボ
ットの制御方式において、」二記演算手段を複数設け、
各演算手段に異なったサンプリング時刻における演算を
実行させるようにしたことである。
〔作用〕
本発明によれば、演算手段を複数設け、各演算手段に異
なったサンプリング時刻における演算を実行させるよう
にしたから演算手段は同一の時刻に複数が同時に作動す
ることとなり、一つ一つの演算時間が長いものであって
もサンプリング時刻の周期を短くすることができ、ロボ
ットの精密な制御、高速制御が可能となる。
〔実施例〕
以下本発明に係るロボットの制御方式の実施例を図面に
基づいて説明する。
第1図乃至第3図は本発明に係るロボットの制御方式の
第1の実施例を示すものである0本実施例においては、
第2図に示すようにロポッ)10にはサーボ制御装置1
1と演算処理袋2!112とを接続するようにしている
。そして演算処理装置12には演/JX装置であるプロ
セッサ13を3台設置する共にこのプロセッサ13には
バス14を介してメモリ15とインターフェース16を
接続している。また、サーボ制御装置11には演算処理
装置12からの信号に基いてロボットの関節を駆動させ
る速度関数発生器17と関数発生器17の出力に対し、
ロボット10の各関節をあらゆる外乱に抗して正確に追
従させる閉ループ制御装置18を設けている。
次にこの実施例の作動について説明する。第3図は本実
施例における演算処理装置が実行するプログラムのフロ
ーチャートを示し、第1図はそのタイムチャートを示す
ものである。この実施例によれば、3つのプロセッサ、
プロセッサI、プロセッサ■、プロセッサmは並行して
隣りあう3つのサンプリング時刻におけるロボット10
の腕先端部19の位置から各関節の速度を計算している
。即ちプロセッサエは先ず、ロボット10の動作パラメ
ータを計算し移動開始のフラグをオンとする。プロセッ
サエはサンプリング時刻t1におけるロボットの腕先端
の位22F+、各関節の角度S1及び各関節の角速度U
lを計算して各関節の角速度U1を出力する。この時刻
をサンプリング時刻toとする。するとサーボ制御装f
illがロボットの関節のモータを駆動してロボットの
腕先端をPlまで移動させる。プロセッサ1は次いでサ
ンプリング時刻t4についての計算を実行する。
一方、プロセッサ■はプロセッサIが計算を開始したの
を確認した後、これらのプロセッサが計算実行に必要な
時間の1/3(この時間がこの実施例におけるサンプリ
ング周期Δtとなる)の間待機し、次のサンプリング時
刻t2における腕先端の位置P2.各関節の角度S2お
よび各関節の角速度U2を計算する。この計算が終了す
ると同時に(時刻1+)、上記のようにロボットの腕先
端はPIに到着するから、サーボ制御装置はプロセッサ
2の計算結果により、ロボットを駆動して腕先端をサン
プリング時刻t2までにP2に移動させる。プロセッサ
■は、次いでサンプリング時刻t5についての計算を実
行する。
また一方、プロセッサ■はプロセッサIが計算を開始し
たのを確認した後、これらのプロセッサが計算実行に必
要な時間の2/3(この時間がこの実施例におけるサン
プリング周期Δtの2倍の時間)の間待機し、次のサン
プリング時刻t3における腕先端の位fiP3.各関節
の角度S3および各関節の角速度U3を計算する。この
計算が終了すると同時に(時刻t2)、J二足のように
ロポッ)10の腕先端19はP2に到着するから、サー
ボ制m装置はプロセッサmの計算結果により、ロポッ)
10を駆動して腕先端19をサンプリング時刻t3まで
にP3に移動させる。プロセッサ■は次いでサンプリン
グ時刻t6についての計算を実行する0以上のようにプ
ロセッサI、n、mは、到達目標位置FTもしくはSt
に達するまで、ロボット10を駆動する演算をくり返す
このようにして各プロセッサは次々に2つおきのサンプ
リング時刻における計算を実行してロボットの腕先端を
所定の軌跡に沿って移動させることとなる。従って従来
に示したロボットの制御方式に比べて、サンプリング周
期を約1/3とすることができ、さら゛にプロセッサを
増加してN個とすれば、サンプリング周期を従来の約1
/NとすることがMTtF、となる。
次に未発11に係るロボットの制御方式の第2の実施例
を説明する。第4図乃至第7図本発明に係るロボットの
制御方式の第2の実施例を示すものである。この実施例
においてロボット20には、第5図に示すように、第1
の実施例と同様にサーボ制御装置21と演算処理装置1
22とを設けるようにしているが、サーボ制御装置21
については第1の実施例と同様であるので、その説明は
省略する。
本実施例において、演算処理装置22には演算手段とし
てのプロセッサ23を4つ使用するようにしており、こ
れらのプロセッサ23はバス24でメモリz5及びイン
タフェース26接続するようにしている。そして本実施
例においては3つのプロセッサ23.即ちプロセッサ■
、プロセッサ■プロセッサ■については第1の実施例と
同様に時刻j i、I  、 L ii、!・・・にお
けるロボットの腕先端の位2tPi、Pi弓・・・から
各関節の角度S+、S+−+・・・および各関節の角速
度U*、+。
Ui−1,1・・・を計算する。そして本実施例におい
て、プロセッサ■、プロセッサ■、プロセッサ■は計算
したロボット関節の角速度P+、i。
Pii、l・・・の値を残り一つのプロセッサ、即ちプ
ロセッサ■に転送してこのプロセッサ■はこれらのデー
タからこれらの時刻j i、lとt il1.Iとの間
の時刻t1,2とt i、3におけるロボット関節の角
速度U i、 21 IJ l、 3を線形補完よって
計算し、各サンプリング時刻におけるロボットの関節の
角速度をサーボ制御回路に出力する。
第6図はこの実施例に係る演算算処理装置が実行するプ
ログラムのフローチャートを示し、第4図はそのタイム
チャートを示すものである。この実施例に於てはプロセ
ッサ■乃至プロセッサ■の作動は第一の実施例と同様で
あり、次々に時刻t +、+  * t ill、I・
・・におけるロボットの腕先端の位鐙P i  、 P
 il・・・から角度各関節の角度Si、5j−1・・
・および各関節の角速度Ui、+。
Uii、I・・・を計算する。この計算結果はのプロセ
ッサ■に転送される。
本実施例においては、第4図及び第7図に示すように、
プロセッサ■、プロセッサ■、プロセッサ■の計算によ
って得た各点間の2点における補完値を計算する。即ち
、上記のプロセッサによる2つのサンプリング時刻ti
とtl、1の間のサンプリング時間Δtを三等分して、
時刻t i、+ 、時刻t 1.’ 、時刻t1.3に
おけるロボット20の腕の角度si、、、角速度Ui、
jを計算してロボット20を制御する。即ち、本実施例
においてサンプリング時刻の数は3倍となり、サンプリ
ング時間はΔt/3となる。
いま、サンプリング時刻ti。12.におけるロポッ)
20の関節の角速度Ui。+、iはΔt/3 で求めることができる。ここでnはサンプリング時間の
分割数で、ti。l+o=tl+l+とするものである
そして、本実施例においては、補完の計算は次の条件で
行なうものとしている。
サンプリング時刻tiとt illの間の補完位置は、
角速度の差が等しくなるようにする。即ちU i、j争
1−01+」= IJ ill −IJ Lj−iとな
る。
すると、補完値を求める一般式は (1) n = 2 m (m= 1 、2 、3・=
)のときΔ t S口+、)=Si伺1.1−1 + 01   +(2
)n=2m+1 (m=O、l 、2=)のときΔ t SI・+、4=Si令+13−1+Ul−+ただし n
≧j≧1 S Inn =S l’++0 本実施例においてはn=3であるため、Δ t S ++l+J= S’・1.j−1+Ui   +と
なる。
プロセッサ■は、プロセッサ■、プロセッサ■、プロセ
ッサ■がΔtごとに求める関節角St争lとSl、及び
S t−+の値を用いて、Δt/3ごとに角速度、 を計算してサーボ制御装置に出力する(ここでS’l・
I++−1は、サンプリング時刻t ti+ノー1にお
ける現実の関節の角度を表わしている)。
こめようにして、プロセッサ■は、第7図に示すように
、次々にサンプリング時刻t i、jにおける計算を実
行してロボット20の腕先端を所定の軌跡に沿って移動
させることとなる。
従って本実施例においては、サンプリング周期をΔt/
3とすることができ、第一の実施例に示したロボットの
制御方式に比べても、プロセッサを一つ追加するだけで
サンプリング周期を約1/3とすることができ、さら従
来と比較すればサンプリング周期を1/9とすることが
可能となる。
〔発明の効果〕
以−L説明したように、本発明によれば、ロボットの腕
先端を定められた軌跡で移動させるべく、所定のサンプ
リング時刻における腕先端の位置情報から各関節及び各
腕部材の移動速度を@算する演算手段を有し、この演算
手段の演算結果に基づいて各関節及び腕部材を駆動する
ロボットの制御方式において、上記演算手段を複数設け
、各演算手段に異なったサンプリング時刻における演算
を実行させるようにしたから、サンプリング周期を短い
ものとすることができ、ロボットをより細かい周期で制
御することができ、軌跡の精度の向上を図ることができ
るほか、腕先端の移動速度の高速化を図ることができる
という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係るロボットの制御方式の第1の実施
例を示すタイムチャート、第2図は本発明の第1の実施
例の構成を示すブロック図、第3図は本発明の第1の実
施例の作動を示すフローチャート、第4図は本発明にロ
ボットの制御方式の第二の実施例を示すタイムチャート
、第5図は本発明の第2実施例の構成を示すブロック図
、第6図は本発明の第二の実施例の作動を示すフローチ
ャート、第7図は本発明の第2の実施例の作動を示す図
、第8図は従来のロポー、トの制御方式を示すブロック
図、第9図は従来のロボットの制御方式の作動を示すタ
イムチャートである。 10・・・ロッポト 13・・・プロセッサ(演算手段) 19・・・腕先端

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)ロボットの腕先端を定められた軌跡で移動させるべ
    く、所定のサンプリング時刻における腕先端の位置から
    各関節の移動速度を演算する演算手段を有し、この演算
    手段の演算結果に基づいて各関節を駆動するロボットの
    制御方式において、上記演算手段を複数設け、各演算手
    段に異なったサンプリング時刻における演算を実行させ
    ることを特徴とするロボットの制御方式。 2)上記複数の演算手段のうち少なくとも一の演算手段
    は他の演算手段の実行した各サンプリング時刻における
    腕先端の位置から各関節の移動速度の演算結果から各サ
    ンプリング時刻の間のサンプリング時刻における腕先端
    の位置から各関節の移動速度を線形補完演算することを
    特徴とする特許請求の範囲第1項記載のロボットの制御
    方式。
JP22238986A 1986-09-19 1986-09-19 ロボツトの制御方式 Pending JPS6376001A (ja)

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JP22238986A JPS6376001A (ja) 1986-09-19 1986-09-19 ロボツトの制御方式

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JP22238986A JPS6376001A (ja) 1986-09-19 1986-09-19 ロボツトの制御方式

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JPS6376001A true JPS6376001A (ja) 1988-04-06

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JP (1) JPS6376001A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0561525A (ja) * 1991-08-30 1993-03-12 Mitsubishi Electric Corp 移動体の動作表示装置及びその表示方法
CN105773623A (zh) * 2016-04-29 2016-07-20 江南大学 基于预测型间接迭代学习的scara机器人轨迹跟踪控制方法

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