JP5656189B2 - 多関節ロボットアーム型搬送装置の軌道情報生成装置 - Google Patents
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Description
J=diag{Ji}, Ji>0
G=diag{Gi}, Gi>0
i=1,2,3
z=[x,y,φ]T
τ=[τ1,τ2,τ3]T
上部に二つの点を付記した変数は、加速度を示す。
上付き添え字の「−1」は逆行列を意味し、上付き添え字の「T」は行列またはベクトルの転置を意味する。
xaは、エンドエフェクタ(保持部136b)の変位を示す。
Maは、エンドエフェクタ(保持部136b)の質量を示す。
Jiは、第i関節のモータの慣性モーメントである。
Giは、第i関節を駆動するモータに取り付けられた減速器のギア比である。
τiは、第i関節のモータの駆動トルクである。
x,yは、エンドエフェクタ(保持部136b)の位置を示す。
φは、エンドエフェクタ(保持部136b)の姿勢(向き)を示す。
S1=sin(θ10)
S12=sin(θ10+θ20)
S123=sin(θ10+θ20+θ30)
C1=cos(θ10)
C12=cos(θ10+θ20)
C123=cos(θ10+θ20+θ30)
θ10,θ20,θ30は、それぞれ各関節の直線動作開始位置における角度であり、これらは定数として設定される。なお、上記の動力学モデルや振動特性モデルに係る情報は、図1に示すように、予め軌道情報生成手段22のメモリに記憶されているが、受付手段21を通じて設定可能に構成してもよい。
xk=L1cosθ1k+L2cos(θ1k+θ2k)+L3cos(θ1k+θ2k+θ3k)
yk=L1sinθ1k+L2sin(θ1k+θ2k)+L3sin(θ1k+θ2k+θ3k)
振動を考慮したモデル:
始点及び終点における位置や速度の制約条件:
アクチュエータトルクの制約条件:
ただし、τi[k]=τi(kT)である。
ロボット手先(エンドエフェクタ136、先端リンク136)のY方向動作及び姿勢(回転動作)の制約条件:
評価関数:
131…搬送機構(多関節ロボットアーム)
132…軌道情報
134・135・136…リンク
21…受付手段
22…軌道情報生成手段
24…重み付け変更手段
S…始点
E…終点
W…搬送対象物
Pt…軌道
te…移動時間
(x−xa)…模擬振動の大きさ
Claims (3)
- 複数のリンクを回転可能に接続した多関節ロボットアーム型搬送装置に対し、搬送対象物を所望の始点から終点まで直線移動させるための軌道及び軌道上の速度に関する軌道情報を生成する装置であって、
始点情報及び終点情報を受け付ける受付手段と、
前記受付手段に受け付けられた情報と前記搬送装置の動力学モデルとに基づいて始点から終点までの移動に要する時間をパラメータの一つとして含む評価関数の値が最小となるように最適化手法を用いて前記軌道情報を生成する軌道情報生成手段とを具備してなり、
前記軌道情報生成手段は、前記動力学モデルとして前記搬送対象物を搬送する先端リンクの動作を直線動作に限定したモデルを予め設定しておくとともに、前記搬送装置の振動特性モデルとして前記直線動作の方向にのみ変位する単一の質量−バネモデルを予め設定しておき、前記振動特性モデルを用いて先端リンクの移動により生じる模擬振動の大きさを算出し、算出した模擬振動の大きさをパラメータの一つとして前記評価関数に含め、少なくとも上記2つのパラメータを含む前記評価関数の値が最小となるように前記軌道情報を生成することを特徴とする多関節ロボットアーム型搬送装置の軌道情報生成装置。 - 前記軌道情報生成手段は、前記先端リンクの向きを一定とする制約条件が課されている請求項1に記載の多関節ロボットアーム型搬送装置の軌道情報生成装置。
- 変更操作を受け付けて当該変更操作に応じて前記評価関数に対する模擬振動の大きさと移動時間との重み付けを変更する重み付け変更手段を有する請求項1又は2に記載の多関節ロボットアーム型搬送装置の軌道情報生成装置。
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