JP2000222019A

JP2000222019A - 機構制御装置

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Publication number: JP2000222019A
Application number: JP11024405A
Authority: JP
Inventors: Hirokazu Watanabe; 洋和渡邊; Haruhiro Tokida; 晴弘常田
Original assignee: Sankyo Seiki Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Nidec Instruments Corp
Priority date: 1999-02-01
Filing date: 1999-02-01
Publication date: 2000-08-11

Abstract

(57)【要約】【課題】経路生成や速度生成等のように性質の異なる
作業を同一の座標上で処理しないようにする。【解決手段】機械の動作を制御する装置の座標系にお
いて、経路を生成する経路生成座標系と、生成された経
路上の速度を演算する速度生成座標系と、経路生成に必
要な補助点を生成する補助点生成座標系と、機械の作動
可能範囲を設定する干渉チェック座標系とを備え、経路
生成座標系と速度生成座標系と、補助点生成座標系と干
渉チェック座標系の４つの座標系の内少なくとも１つの
座標系を他の座標系から独立した座標系に設定可能とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、機械の動作を制御
する機構制御装置に関する。更に詳述すると、本発明
は、機構制御装置での座標系の設定に関する。

【０００２】

【従来の技術】機構制御装置は、ロボットやＮＣ装置等
の機構の動作情報を生成して、その情報通りにこれらの
機構を作動させる。この機構制御装置で動作情報を生成
するときは、例えば使用者がロボット等に動作してほし
い経路の代表点を与える。これにより、機構制御装置で
は、入力された代表点を接続する補間を行うために必要
な補助点を生成する。そして、補助点に基づいて補間を
行い、代表点を結んで経路を生成する。ここで、経路が
機構の限界を超えないか確認して、超えるようで有れば
経路を変更するか動作を打ち切る必要がある。また、経
路の決定後に経路上の各位置での速度をマッピングして
経路と速度とを含めた軌道を生成する。ここでも、軌道
が機構の限界を超えないか確認して、超えるようで有れ
ば速度を調整する。

【０００３】ところで、図１２に示すように、使用者が
代表点を入力する際には、いわゆるユーザ座標系１００
が用いられる。このユーザ座標系１００は、例えばロボ
ットのハンドの進行方向等を座標軸としており、使用者
にとって座標位置（点や点列）の指定が感覚的に分かり
易いものとしている。そして、代表点の入力後は、ユー
ザ座標系１００が自動的に動作座標系１０１に変換され
て処理される。

【０００４】動作座標系１０１で用いられる座標は、例
えばロボットの設置位置に基づいて設定されるワールド
座標である。このため、経路や速度の生成や干渉チェッ
クは、全てワールド座標において行われる。あるいは、
作動させる機構の動作によっては、ワールド座標を用い
ずに、ユーザ座標系で使用された座標をそのまま使用し
て、局所直交座標，局所円筒座標，ハンド座標，動的直
交座標，ジョイント座標，アクチュエータ座標等を用い
ることもある。そして、いずれの座標を使用する場合
も、動作座標系１０１として単一の座標の中で経路や速
度の生成や干渉チェックを行っている。また、干渉チェ
ック１０２は、ワールド座標とジョイント座標とアクチ
ュエータ座標でのみ作動可能である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た機構制御装置では、動作座標系１０１として単一の座
標を採用しているので、経路生成と速度生成と干渉チェ
ックとの全てに適した座標を使用できるとは限らなかっ
た。例えば、座標が経路生成に適していても速度生成に
適していない場合や、逆に座標が速度生成に適していて
も経路生成に適していない場合がある。このため、適し
ていない座標を使用することにより、速度や経路の算出
が非常に煩雑になり、使用者に理解し、設定しにくいも
のとなってしまっている。

【０００６】また、干渉チェック１０２のために予め動
作可能な範囲を入力する際に、与えられた単一の座標系
しか利用できないので、複雑な干渉チェックをするよう
に入力することは困難であった。

【０００７】そこで、本発明は、経路生成や速度生成等
のように性質の異なる作業を同一の座標上で処理しない
ようにする機構制御装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
め、請求項１記載の機構制御装置は、機械の動作を制御
する装置の座標系において、経路を生成する経路生成座
標系と、生成された経路上の速度を演算する速度生成座
標系と、経路生成に必要な補助点を生成する補助点生成
座標系と、機械の作動可能範囲を設定する干渉チェック
座標系とを備え、経路生成座標系と速度生成座標系と、
補助点生成座標系と干渉チェック座標系の４つの座標系
の内少なくとも１つの座標系を他の座標系から独立した
座標系に設定可能とするようにしている。

【０００９】したがって、経路生成と速度生成と補助点
生成と干渉チェックとの動作の際に、それぞれの動作に
適した座標を選択して使用することができるようにな
る。このため、これにより速度や経路の生成を容易、か
つ、迅速に行うことができる。

【００１０】また、請求項２記載の機構制御装置は、機
械の動作を制御する装置の座標系において、経路を生成
する経路生成座標系と、生成された経路上の速度を演算
する速度生成座標系とを互いに独立した座標系に設定可
能とするようにしている。

【００１１】したがって、経路生成と速度生成との動作
の際に、それぞれの動作に適した座標を選択して使用す
ることができるようになる。このため、これにより速度
や経路の生成を容易、かつ、迅速に行うことができる。

【００１２】さらに、請求項３記載の発明は、請求項１
記載の機構制御装置において、経路を生成する経路生成
座標系に対して、経路生成に必要な補助点を生成する補
助点生成座標系を独立した座標系に設定可能とするよう
にしている。

【００１３】したがって、経路生成と補助点生成との動
作の際に、それぞれの動作に適した座標を選択して使用
することができるようになる。このため、これにより速
度や経路の生成を容易、かつ、迅速に行うことができ
る。

【００１４】また、請求項４記載の発明は、請求項１記
載の機構制御装置において、経路を生成する経路生成座
標系に対して、機械の作動可能範囲を設定する干渉チェ
ック座標系を独立した座標系に設定可能とするようにし
ている。

【００１５】したがって、経路生成と干渉チェックとの
動作の際に、それぞれの動作に適した座標を選択して使
用することができるようになる。このため、経路の生成
及び干渉チェックを容易かつ迅速に行うことができる。

【００１６】請求項５記載の発明は、請求項１記載の機
構制御装置において、４つの座標系は、機械が本来もつ
座標系より次元が高い座標系として各々設定可能とする
ようにしている。したがって、次元が高い部分の存在に
より座標に歪を与えることができるので、速度生成や経
路生成の自由度を向上することができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の構成を図面に示す
実施の形態の一例に基づいて詳細に説明する。図１〜図
１１に本発明の機構制御装置１の一実施形態を示す。こ
の機構制御装置１は、ロボットやＮＣ装置等の機構の動
作情報を生成して、その情報通りにこれらの機構を作動
させるものである。そして、この機構制御装置１は、機
構の移動する経路を生成する経路生成座標系と、生成さ
れた経路上での機構の移動速度を演算する速度生成座標
系と、経路生成に必要な補助点を生成する補助点生成座
標系と、機構の作動可能範囲を設定する干渉チェック座
標系とを備えている。そして、経路生成座標系と、速度
生成座標系と、補助点生成座標系と、干渉チェック座標
系との４つの座標系の内の少なくとも１つの座標系を他
の座標系から独立した座標系に設定可能としている。こ
のため、経路生成と速度生成と補助点生成と干渉チェッ
クとの動作の際に各動作に適した座標を選択して使用す
ることができるようになるので、各動作における座標取
りが容易になって、速度や経路等の生成を容易かつ迅速
に行うことができる。

【００１８】各動作の座標系を異ならせる形態として
は、例えば、経路生成座標系と速度生成座標系とを互い
に独立した座標系に設定したり、経路生成座標系に対し
て補助点生成座標系や干渉チェック座標系を独立した座
標系に設定したものにできる。いずれの場合も各動作に
適した座標を選択して使用することができるようになる
ので、各動作における座標取りが容易になって処理速度
を向上できる。

【００１９】また、この機構制御装置１は、使用者が機
構の移動の代表点を入力するためのユーザ座標系を備え
ている。そして、機構制御装置１は、ユーザ座標系で使
用される座標をワールド座標に変換する変換部２と、補
助点生成を行う補助点生成部３と、経路生成を行う経路
生成部４と、速度生成を行う速度生成部５と、干渉チェ
ックを行う干渉チェック部６とを備えている。さらに、
これら変換部２と補助点生成部３と経路生成部４と速度
生成部５と干渉チェック部６とには、座標を選択して割
り当てる選択部７がそれぞれ設けられている。

【００２０】ユーザ座標系で代表点の指定に使用される
座標は、いずれも基本的に点を示すのに適したものが用
いられる。しかし、使用者は点を指定しながらも、これ
らの点を結んだ経路として機構の動作を指定する。

【００２１】そして、経路生成座標系は、使用者により
指定された代表点を結び合わせて経路を形成するための
座標系である。

【００２２】また、速度生成座標系は、機構が経路上を
移動する場合の速度を生成する座標系であり、本来の速
度制御の概念からいえば経路生成座標系と同一でなけれ
ばならないが、これを別に定義可能とすることにより同
一の座標系を用いるよりも軌道生成能力が向上したり、
速度制御の自由度が上がったり、新たな動作を実現可能
にできるようになる。

【００２３】さらに、補助点生成座標系は、経路を生成
するために補間法補助点が必要とされるときに補間法補
助点を生成するための座標系である。補間法補助点とし
ては、ベジェカーブのハンドルや、始点や終点の指定に
おける円の中心点等があり、例えば代表点の２点と半径
とから算出された円の中心座標や、経由点として自動算
出された上昇点や、自由曲線の方向ベクトルを定義する
ための点等がある。具体的には、図２に示すように、何
点か指定した代表点８を円滑に結ぼうとするときに、各
代表点８において滑らかな曲線を生成するための接線を
定義する点を補助点９，９とする。そして、補助点９，
９を結んで接線を得て、この接線に接する曲線により各
代表点８を連結して経路を生成する。

【００２４】また、干渉チェック座標系は、設定した経
路上で機械的に移動できないようにする干渉物体の定義
を行う座標系であり、例えばロボットの周囲に設置され
た他の装置に対してアームが当たらないようにするもの
である。この干渉チェック座標系は、実際には複数の座
標系で定義された動作限界をチェック可能なものとす
る。

【００２５】そして、各座標系に使用される座標は、例
えば表１に層別して示すように分類することができる。
すなわち、同表に示す各層での座標を択一的に使用する
ことができる。

【００２６】

【表１】ここで、ワールド座標は、機構に唯一存在する座標であ
り、一般的には装置の取付基準位置を原点とする直交座
標系である。このため、各座標系で行われる座標変換
は、最低限このワールド座標に対する変換・逆変換を行
うものである必要がある。また、局所座標は、機構の動
作における各種の場面に応じて適宜使用されるものであ
り、ユーザが機構の座標（点や点列）の指定を感覚的に
分かり易くできるようにしたものである。例えば、ロボ
ットのハンドの動作と共に移動する座標系や、カメラ座
標系や、ワーク座標系等が用いられる。

【００２７】ジョイント座標系は、機構依存の座標変換
を行うためのものであり、従来は工具点を座標位置とし
て１つの機構に１つ設けられていたが、ここでは複数登
録されている機構解及び逆機構解を座標変換として扱っ
て局所座標として適宜、場面に応じて入れ替えを可能と
している。このため、従来のロボットで「カメラ座標
系」といったロボットアーム上に取り付けられた座標系
の変換も統一した概念で扱えるようになる。また、モー
タ座標系は、機構とは独立したものでアクチュエータの
移動距離そのものの座標系である。

【００２８】さらに、座標系相互の相対移動に関して、
静的，動的，起動時動的という概念で分類することがで
きる。静的座標は静止した座標であり、従来の座標系の
概念を含んでいる。動的座標は、複数の座標の相対的関
係が変化するものである。起動時動的という概念は動的
な座標系が動作が始まる時点で固定され、静的な座標系
となるもので、この固定された状態で座標系として利用
するものである。例えば、ロボットのアームに取り付け
られたカメラを前方に所定距離移動させようとするとき
に、カメラが移動しようとするときに座標を固定して、
この固定した座標に対して所定距離移動させるものであ
る。

【００２９】また、任意歪座標は、局所的な位置補正等
に有効に利用することができる。複数接合座標は、複数
の座標を定義領域内で接続して作成される座標系であ
る。

【００３０】機構解座標は、機構学変換・逆変換により
座標変換を行おうとするものである。ここで、機構学変
換は厳密な意味では座標変換ではなく、例えば図３に示
す２関節のロボット１０においてアームの先端位置１１
を１つの座標に定めてアームの角度や位置を逆変換によ
り算出しても同図（Ａ）（Ｂ）のように多重解となって
唯一の写像をとることができない。しかし、この例で
も、右手または左手で位置をとることや変換可能な定義
域を明確にすることにより、機構学変換・逆変換での解
が一義に求まって座標変換を行うことができるようにな
る。すなわち、右手で位置決めしたいロボットと左手で
位置決めしたいロボットとは別物であると共に第２アー
ムの定義域も異なることとすれば、１対１の写像を得て
座標変換として扱うことができる。この場合、使用者は
入力プログラムにおいて座標系の右手機構変換と左手機
構変換を使い分ければ良く、操作性を従来と同等に維持
することができる。これにより、例えば複数の工具端を
有するロボットでも統一的に扱うことが可能になる。す
なわち、第１の工具端を使う場合と第２の工具端を使う
場合とを完全に異なった機構として扱うことにより、様
々な機構に統一した観念で制御を行うことができる。

【００３１】ところで、機構制御装置１はコンピュータ
システムにて構成される。このコンピュータシステム
は、特に図示していないが、例えば各種の演算処理を実
行する中央演算処理装置と、演算処理を実行する上で必
要なプログラムやデータ等を記憶する主記憶装置と、入
出力ポート等の各種インタフェースと、この機構制御装
置１を実現するプログラムやその処理を実行する上で必
要な各種データや定数等を記憶する例えばハードディス
クドライブ装置と、データや必要な指令を入力する入力
装置と、中央演算処理装置で処理した結果を出力する出
力装置とから構成されるのが一般的である。

【００３２】上述した機構制御装置１の作動手順を図４
に示すフローチャートに基づいて説明する。

【００３３】使用者が機構を移動させようとする経路の
代表点を機構制御装置１に与える（ステップ１）。これ
は例えばユーザプログラム１２において入力される。こ
のユーザプログラム１２は、例えばアプリケーションソ
フト上で使用するものである。このときの座標系は、ユ
ーザ座標系である。また、ユーザプログラム１２により
各選択部７に指示を与えて、各処理部２〜６でワールド
座標を座標系に変換する変換式と、各処理部２〜６の座
標系をワールド座標に逆変換する変換式とを、登録され
た座標変換式群１３から選択しておく。

【００３４】そして、変換部２において、ユーザ座標系
をワールド座標系に逆変換する。このため、指定された
代表点がワールド座標系で指定される。

【００３５】さらに、補助点生成部３において、代表点
を接続する補間を行うために必要な補助点を生成する
（ステップ２）。補助点生成部３では、ワールド座標を
補助点生成座標系に変換して、登録された所定のアルゴ
リズム１４を用いて補助点生成座標系の上で補助点を生
成する。生成後には、補助点生成座標系をワールド座標
に逆変換する。

【００３６】そして、経路生成部４において、補助点に
基づいて補間を行いながら代表点を結んで経路を生成す
る（ステップ３）。この経路生成部４では、ワールド座
標を経路生成座標系に変換して、補助点生成部３から入
力される補助点の座標と変換部から入力される代表点の
座標とに基づいて、登録された所定のアルゴリズム１４
を用いて経路生成座標系の上で経路を生成する。生成後
には、経路生成座標系をワールド座標に逆変換する。

【００３７】また、干渉チェック部６において、生成し
た経路が機構の限界を超えないか確認して、超えるよう
で有れば経路を変更する（ステップ４）。この干渉チェ
ック部６では、ワールド座標を干渉チェック座標系に変
換して、この干渉チェック座標系の上で所定のアルゴリ
ズムを用いて干渉チェックを行う。干渉チェックの結
果、問題が無ければ経路生成部４から速度生成部５にデ
ータを通過させるが、問題が有れば経路を修正して干渉
チェック座標系をワールド座標に逆変換して、速度生成
部５に修正後のデータを送信する。

【００３８】さらに、速度生成部５において、決定され
た経路上の各位置での機構の移動速度をマッピングして
経路と速度とを含めた軌道を生成する（ステップ５）。
この速度生成部５では、ワールド座標を速度生成座標系
に変換して、登録された所定のアルゴリズム１５を用い
て速度生成座標系の上で速度生成を行う。ここでは、速
度制御の各種のパラメータを決定する（ステップ６）。
各種のパラメータとしては、定常速度，加速度，加速度
微分値，減速度，減速度微分値等がある。軌道の生成後
には、速度生成座標系をワールド座標に逆変換する。

【００３９】また、干渉チェック部６（図示せず）にお
いて、生成した軌道が機構の限界を超えないか確認し
て、超えるようで有れば速度を変更する（ステップ
７）。この干渉チェック部６では、ワールド座標を干渉
チェック座標系に変換して、この干渉チェック座標系の
上で所定のアルゴリズムを用いて干渉チェックを行う。
干渉チェックの結果、問題が無ければ速度生成部５から
逆機構変換部１６にデータを通過させるが、問題が有れ
ば速度を修正して干渉チェック座標系をワールド座標に
逆変換して、逆機構変換部１６に修正後のデータを送信
する。

【００４０】逆機構変換部１６では、機構解を選択して
モータドライブ装置（図示せず）に制御指令を送信す
る。これにより、機構が使用者の命令に従って動作する
ことができる。

【００４１】ところで、上述した実施形態では、各処理
部２〜６においてワールド座標から処理用の座標系に変
換して処理後にワールド座標に逆変換しているが、これ
には限られず連続して処理が行われる処理部２〜６にお
いて同じ座標系を使用する場合はワールド座標への逆変
換を行わずに連続して処理を行うようにしても良い。こ
れによれば、ワールド座標への逆変換と次の座標系への
変換とを省略して処理速度を向上することができる。

【００４２】上述したように、本実施形態の機構制御装
置１によれば、変換部２と補助点生成部３と経路生成部
４と速度生成部５と干渉チェック部６と逆機構変換部１
６とで別個の座標系を選択することができるので、それ
ぞれの処理に適した座標系を選択して各処理を容易かつ
迅速に行うことができるようになる。

【００４３】ここで、上述した機構制御装置１を図５に
示すボールねじ１７を利用したスライダ１８の移動装置
１９に使用した場合について説明する。

【００４４】ボールねじ１７を回転させてスライダ１８
を直動させる場合に、スライダ１８の送り速度はボール
ねじ１７の回転速度によって制限されることがある。す
なわち、ボールねじ１７を高速回転させるとボールねじ
１７に弦振動が生じて、装置１９の安定した駆動が困難
になる。例えば、図５（Ａ）に示すようにスライダ１８
が端部に位置するときは周波数の低い１次モードの弦振
動を生じるので、回転数の限界値は小さくなる。また、
図５（Ｂ）に示すようにスライダ１８が中央部に位置す
るときは周波数の高い２次モードの弦振動を生じるの
で、回転数の限界値は大きくなる。

【００４５】このようなスライダ１８の移動装置１９を
図６に示すような２軸直交ロボット２０に適用するとき
に、経路生成座標系を等間隔の直交座標にして、速度生
成座標系２１を同図に示すように中央部の間隔が端部の
間隔よりも大きくなる歪んだ座標を使用するようにす
る。そして、経路生成座標系で作成された経路を通常の
直交座標変換式を用いてそのまま速度生成座標系２１に
写像して、当該速度生成座標系２１を使用して速度生成
処理を行うようにする。これにより、スライダ１８は機
構の出しうる最大速度の制御を容易に行うことができ
る。

【００４６】次に、上述した機構制御装置１を図７に示
す２関節ロボット２１に使用した場合について説明す
る。

【００４７】２関節ロボット２１のアーム先端部２２を
図中太実線で示すように等速直線運動させる場合の第１
関節２３及び第２関節２４の角速度を図８に示す。同図
から明らかなように、アーム先端部２２が第１関節２３
に最も近接した位置が特異点Ｐとなり、この特異点Ｐの
前後では第１関節２３の回転がピークとなり非常に高速
回転する。このピーク値はロボット２１のモータや減速
機構の許容最大回転数（図中二点鎖線で示す）により制
限しなければならないので、アーム先端部２２を等速直
線運動させるためには、特異点Ｐ以外の部分での移動速
度を非常に遅くしなければならない。

【００４８】これに対し、アーム先端部２２の運動につ
いて直線性のみを重視して等速でなくても良いとした場
合は、アーム先端部２２の線速度を図９に示すように加
速部と最高速部と減速部とに分けると共に最高速部での
特異点Ｐの近辺でのみ減速するようにできる。この場
合、特異点Ｐの近辺では減速されてロボット２１の許容
最大回転数（図中二点鎖線で示す）以下に制御できると
共に、この減速とは無関係に他の部分で高速移動を行う
ことができるので、アーム移動時間を短縮することがで
きる。

【００４９】ここで、このような複雑な速度生成を行う
ために、経路生成座標系及び速度生成座標系としてのワ
ールド座標による直交座標を用いると、速度生成は非常
に複雑になってしまい迅速な処理は困難になる。これに
対し、上述した機構制御装置１を用いて、経路生成座標
系に直交座標を使用すると共に速度生成座標系に各関節
２３，２４の回転角θ１，θ２を座標軸とするモータ軸
座標を使用するようにすれば、容易に速度生成を行うこ
とができるようになる。

【００５０】次に、上述した機構制御装置１を、ワーク
を放射状に出し入れする２関節ロボットに適用した場合
について説明する。

【００５１】例えば、２関節ロボットを中心として放射
状にワークストッカが配置されて、各ストッカに対して
ワークを出し入れする場合は、アームのハンドを各スト
ッカに接近させるときにストッカの枠に干渉しないよう
に干渉チェックを行う。この干渉チェックを行うための
干渉チェック座標系を直交座標とすると判断処理が非常
に煩雑になってしまう。これに対し、干渉チェック座標
系をロボットを中心とする極座標にすると判断処理が非
常に容易に行うことができるようになる。

【００５２】なお、上述の実施形態は本発明の好適な実
施の一例ではあるがこれに限定されるものではなく本発
明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能で
ある。例えば、上述した実施形態では速度生成座標系を
２次元としているが、これには限られず３次元にしても
良い。例えば２次元の直交座標中を移動するロボットに
おいて、図１１に示すように一部をＺ方向に持ち上げた
３次元座標を有する速度生成座標系２５を採用すること
ができる。この速度生成座標系２５では、特定の部分２
６を３次元座標にすることにより、この特定部分２６で
の速度を減速することができるようになる。そして、こ
の特定部分２６を例えば機械干渉するおそれのある部分
に設定することにより、その部分での減速を図って機構
の干渉を防止することができる。

【００５３】また、これは座標変換により減速できるも
のでありプログラムを使用した速度指定と異なるので、
プログラムと別個の教示作業中でも特定点での減速を有
効に行うことができる。よって、教示作業中にＭＤＩ操
作を行ったときでも、特定点での速度を十分に抑制する
ことができる。

【００５４】また、上述した実施形態では軌道の生成の
ために、与えられた代表点を結んで経路を生成し、この
経路上の各位置での速度をマッピングして経路と速度と
を含めた軌道を生成する一方、経路生成及び速度生成の
際に干渉チェックを行うようにしているが、これには限
られないのは勿論である。この場合も、補助点生成部３
と経路生成部４と速度生成部５と干渉チェック部６とで
別個の座標系を選択することができるので、それぞれの
処理に適した座標系を選択して各処理を容易かつ迅速に
行うことができるようになる。

【００５５】

【発明の効果】以上の説明より明らかなように、請求項
１記載の機構制御装置によれば、経路生成と速度生成と
補助点生成と干渉チェックとの動作の際に、それぞれの
動作に適した座標を選択して使用することができるの
で、それぞれの動作における座標取りが容易になって、
経路や補助点や速度の生成や干渉チェック処理を容易か
つ迅速に行うことができる。しかも、各処理を同一の座
標系を用いて行うよりも、処理の自由度を向上すること
ができる。

【００５６】また、請求項２記載の機構制御装置によれ
ば、経路生成と速度生成との動作の際に、それぞれの動
作に適した座標を選択して使用することができるので、
各動作における座標取りが容易になって、経路及び速度
の生成を容易かつ迅速に行うことができる。このため、
各処理を同一の座標系を用いて行うよりも、経路生成能
力が向上したり、速度制御の自由度が上がったり、新た
な動作を実現可能にできるようになる。

【００５７】さらに、請求項３記載の機構制御装置によ
れば、経路生成と補助点生成との動作の際に、それぞれ
の動作に適した座標を選択して使用することができるの
で、経路及び補助点の生成を容易かつ迅速に行うことが
できる。このため、各処理を同一の座標系を用いて行う
よりも、補助点の生成の自由度を向上させて経路生成能
力を向上することができる。

【００５８】また、請求項４記載の機構制御装置によれ
ば、経路生成と干渉チェックとの動作の際に、それぞれ
の動作に適した座標を選択して使用することができるの
で、経路の生成及び干渉チェックを容易かつ迅速に行う
ことができる。しかも、干渉チェックのために予め動作
可能な範囲を入力する際に、その動作に適した座標を選
択して動作範囲の入力作業を簡易化することができる。

【００５９】さらに、請求項５記載の機構制御装置によ
れば、次元が高い部分の存在により座標に歪を与えるこ
とができるので、速度生成や経路生成の自由度を向上す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の機構制御装置の実施形態を示すブロッ
ク図である。

【図２】代表点を連結して経路を生成する様子を示す図
である。

【図３】２関節ロボットにより多重解が得られる例を示
す平面図であり、（Ａ）と（Ｂ）がそれぞれ別個の解で
ある。

【図４】本発明の機構制御装置により軌道を生成する手
順を示すフローチャート図である。

【図５】ボールねじを使用したスライダの駆動装置を示
す側面図であり、（Ａ）はスライダが端部に位置すると
き、（Ｂ）はスライダが中央部に位置するときを示す。

【図６】図５に示すスライダの駆動装置を用いた２軸直
交ロボットを示す平面図である。

【図７】２関節ロボットを示す平面図である。

【図８】２関節ロボットの等速直線運動時の各関節の角
速度を示すグラフである。

【図９】２関節ロボットの直線運動時のアーム先端部の
線速度を示すグラフである。

【図１０】２関節ロボットのアーム先端部の移動方向に
よる速度の違いを示す平面図である。

【図１１】一部をＺ方向に持ち上げた３次元座標を有す
る速度生成座標系を示す図である。

【図１２】従来の機構制御装置により軌道を生成する手
順を示す図である。

【符号の説明】

１機構制御装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 3F059 CA06 FB05 FC13 5H269 AB01 AB33 BB08 BB14 CC01 CC09 DD08 GG08 JJ09 MM08 QC06 QC10

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】機械の動作を制御する装置の座標系にお
いて、経路を生成する経路生成座標系と、生成された経
路上の速度を演算する速度生成座標系と、経路生成に必
要な補助点を生成する補助点生成座標系と、機械の作動
可能範囲を設定する干渉チェック座標系とを備え、上記
経路生成座標系と速度生成座標系と、補助点生成座標系
と干渉チェック座標系の４つの座標系の内少なくとも１
つの座標系を他の座標系から独立した座標系に設定可能
としたことを特徴とする機構制御装置。
【請求項２】機械の動作を制御する装置の座標系にお
いて、経路を生成する経路生成座標系と、生成された経
路上の速度を演算する速度生成座標系とを互いに独立し
た座標系に設定可能としたことを特徴とする機構制御装
置。
【請求項３】経路を生成する経路生成座標系に対し
て、経路生成に必要な補助点を生成する補助点生成座標
系を独立した座標系に設定可能とした請求項１記載の機
構制御装置。
【請求項４】経路を生成する経路生成座標系に対し
て、機械の作動可能範囲を設定する干渉チェック座標系
を独立した座標系に設定可能とした請求項１記載の機構
制御装置。
【請求項５】上記４つの座標系は、機械が本来もつ座
標系より次元が高い座標系として各々設定可能とした請
求項１記載の機構制御装置。