JPH03213284A - Robot controller - Google Patents

Robot controller

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JPH03213284A
JPH03213284A JP992790A JP992790A JPH03213284A JP H03213284 A JPH03213284 A JP H03213284A JP 992790 A JP992790 A JP 992790A JP 992790 A JP992790 A JP 992790A JP H03213284 A JPH03213284 A JP H03213284A
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JP
Japan
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point
transit
robot manipulator
pattern
distance
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JP992790A
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Japanese (ja)
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Takaharu Matsumoto
松本 高治
Kazuhiro Hara
原 和寛
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Yokogawa Electric Corp
Original Assignee
Yokogawa Electric Corp
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Abstract

PURPOSE:To enable the determination of an orbit without depending on a velocity by generating a biquadratic Bezier curve on the basis of three points, a point prior to via distance from a via point, a via point and a point after via distance from the via point, while installing such a means as interpolates this besel curve with a quartic equation of time, in a via pattern orbit generating means. CONSTITUTION:A via pattern orbit of a robot manipulator 30 is determined by an interpolating means in an orbit pattern generating part 90 with a biquadratic Bezier curve based on three points, a point prior to via distance from a via point, a via point and a point after via distance from the via point, and this Bezier curve is interpolated by the quartic equation of time. With this constitution, a via starting point of the via pattern orbit in the robot manipulator 30 and a via finishing point are determined without depending on a designated operation speed, whereby the speed on the via orbit is varied in leaving the continuity of acceleration intact from the operating speed prior to the via to that after the via, and even in the case where designation of the traveling speed differs, it comes to go through on top of the same orbit at all times in consequence.

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、ロボットマニピュレータを[1標点へ移動さ
せたり、指定された経由点を経て目標点まで移動させる
ロボット制御装置にかかるもので、特に動作性能の向上
に関する。
[Detailed Description of the Invention] <Industrial Application Field> The present invention relates to a robot control device that moves a robot manipulator to one gage point or to a target point via a specified waypoint. In particular, it relates to improving operational performance.

〈従来の技術〉 本件出願人・がロボットマニピュレータを開始点から複
数の経由点を経て終了点まで移動させるロボット制御装
置として出願しているものの一つに、第β図のように、
経由区間前の指定速度の減速距離と経由区間後の加速距
離を比較して短い方を経由距離とすることにより経由開
始点P。と経由終了点P2を算出し、これら経由開始点
P。と経由終了点P2及び経由位置P1の3点で決定さ
れる曲線上を移動させるようにしたものがある。
<Prior Art> One of the devices filed by the applicant as a robot control device for moving a robot manipulator from a starting point to a finishing point via multiple transit points is as shown in Fig. β.
By comparing the deceleration distance at the specified speed before the transit section and the acceleration distance after the transit section, and setting the shorter one as the transit distance, the transit start point P is determined. and the route end point P2 are calculated, and these route start points P. There is one that moves on a curve determined by three points: a route end point P2 and a route position P1.

〈発明が解決しようとする課題〉 しかし、この従来のロボット制御装置では、ロボットマ
ニピュレータの移動速度との指定によってロボットマニ
ピュレータの経由動作時の軌跡が異なってしまうという
問題がある。
<Problems to be Solved by the Invention> However, with this conventional robot control device, there is a problem in that the locus of the robot manipulator during transit operations varies depending on the specified moving speed of the robot manipulator.

すなわち、低速で経由軌跡を教示したものを高速で動作
させると経由軌跡がより内側になって教示した軌跡が使
えなくなったり、障害物との接触を生じる危険性があっ
た。
In other words, if a machine whose trajectory has been taught at a low speed is operated at a high speed, the trajectory becomes more inward, making it impossible to use the taught trajectory or causing a risk of contact with an obstacle.

本発明はこのような点に着目してなされたものであり、
その目的は、速度に依存することなく軌道か決定できる
ロボット制御装置を提供することにある。
The present invention has been made with attention to these points,
The purpose is to provide a robot control device that can determine a trajectory independent of speed.

〈課題を解決するための手段〉 上記課題を解決する本発明は、 ロボットマニピュレータの現在位置を記憶し、外部より
指定された経由点を経由して外部より指定された目標点
に前記ロボットマニピュレータを移動させるロボット制
御装置において、ロボットマニピュレータの現在位置を
記憶する手段と、 外部より指定される経由点の位置を受信し記憶する手段
と、 外部より指定される目標点の位置を受信し記憶する手段
と、 ロボットマニピュレータの移動に関連した移動距離、速
度等のパラメータを算出する手段と、ロボットマニピュ
レータを加速動作させる加速パターンの軌道を発生する
手段と、 ロボットマニピュレータを等速動作させる等速パターン
の軌道を発生する手段と、 ロボットマニピュレータを減速動作させる加速パターン
の軌道を発生する手段と、 ロボットマニピュレータを経由動作させる経由パターン
の軌道を発生する手段と、 動作開始後の経過時間、ロボットマニピュレータの移動
距離及び移動速度から前記4つの軌道発生手段のいずれ
かを選択するパターン選択手段と、ロボットマニピュレ
ータの移動距離からロボットマニピュレータの位置を算
出する手段と、ロボットマニピュレータの位置から各関
節の位置を算出する手段とを具備し、 前記パターン選択手段は最高動作速度時の減速停止距離
と経由後の加速距離の短い方を経由距離として演算する
手段を有し、 前記経由パターン軌道発生手段は経由点より経由距離前
の点と経由点と経由点より経由距離後の点の3点に基づ
いて4次のベジェ曲線を生成すると共に該ベジェ曲線上
を時間の4次式で補間する手段を有し、 経由開始点と経由終了点が指定された動作速度に依存す
ることなく決定され、経由軌道上で経由前の動作速度か
ら経由後の動作速度へ加速度の連続性を保ったままで変
化させることを特徴とするものである。
<Means for Solving the Problems> The present invention to solve the above problems stores the current position of a robot manipulator and moves the robot manipulator to an externally specified target point via an externally specified way point. In a moving robot control device, means for storing the current position of the robot manipulator, means for receiving and storing the position of a via point designated from the outside, and means for receiving and storing the position of the target point designated from the outside. a means for calculating parameters such as travel distance and speed related to the movement of the robot manipulator; a means for generating an acceleration pattern trajectory for accelerating the robot manipulator; and a constant velocity pattern trajectory for moving the robot manipulator at a constant speed. A means for generating an acceleration pattern trajectory for decelerating the robot manipulator; A means for generating a transit pattern trajectory for moving the robot manipulator; and the elapsed time after the start of the operation and the distance traveled by the robot manipulator. and pattern selection means for selecting one of the four trajectory generation means based on the movement speed, means for calculating the position of the robot manipulator from the movement distance of the robot manipulator, and means for calculating the position of each joint from the position of the robot manipulator. The pattern selection means has means for calculating the shorter of the deceleration and stopping distance at the maximum operating speed and the acceleration distance after passing as the transit distance, and the transit pattern trajectory generating means calculates the transit distance from the transit point. It has means for generating a fourth-order Bezier curve based on three points: a previous point, a waypoint, and a point after the waypoint by a distance from the waypoint, and interpolating on the Bezier curve using a quartic equation of time, and starting the way. The point and the end point of the route are determined without depending on the specified motion speed, and the motion speed is changed from the motion speed before the transit to the motion speed after the transit while maintaining the continuity of acceleration on the transit trajectory. It is something.

く作用〉 本発明のロボット制御装置において、ロボットマニピュ
レータの経由パターン軌道は経由点より経由距離前の点
と経由点、と経由点より経由距離後の点の3点に基づく
4次のベジェ曲線で決定され、該ベジェ曲線は時間の4
次式で補間される。
In the robot control device of the present invention, the route pattern trajectory of the robot manipulator is a fourth-order Bezier curve based on three points: a point before the route point, the route point, and a point after the route point. determined, the Bezier curve is 4 times
Interpolated using the following formula.

これにより、ロボットマニピュレータの経由パターン軌
道の経由開始点と経由終了点は指定動作速度に依存する
ことなく決定され、経由軌道上での速度は経由前の動作
速度から経由後の動作速度へ加速度の連続性を保ったま
まで変化し、移動速度の指定が異なる場合にも常に同じ
軌道上を経由することになる。
As a result, the start point and end point of the robot manipulator's route pattern trajectory are determined without depending on the specified motion speed, and the speed on the route trajectory changes from the motion speed before the route to the motion speed after the route. It changes while maintaining continuity, and even if the specified movement speed is different, it will always travel on the same orbit.

〈実施例〉 以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する
<Example> Hereinafter, an example of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

第1図は本発明の一実施例を示す構成ブロック図である
。図において、10はホストコンピュータ等外部からの
通信による目標位置データ及び経由位置データを受信す
る指令位置データ受信器であり、受信した目標位置デー
タは[1標位置レジスタ21に格納され、経由位置デー
タは経由位置レジスタ22に格納される。なお、これら
目標位置レジスタ21及び経由位置レジスタ22は指令
認識部20を構成している。30は多関節のロボットマ
ニピュレータで、例えば6関節のものでは肩11・l1
手首、アームの上下回転及び捩りの6動作をする。40
はロボットマニピュレータ30の各関節に取り付けられ
た位置検出器で、例えば関節の回転角をi1F+定する
エンコーダや各関節に付けられたマークを読み取るマー
ク読取装置が用いられる。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention. In the figure, reference numeral 10 denotes a command position data receiver that receives target position data and transit position data via communication from an external device such as a host computer. is stored in the transit position register 22. Note that these target position register 21 and route position register 22 constitute a command recognition section 20. 30 is a multi-joint robot manipulator, for example, a 6-joint robot manipulator has shoulders 11 and l1.
Make 6 movements of wrist and arm: vertical rotation and twisting. 40
is a position detector attached to each joint of the robot manipulator 30, and includes, for example, an encoder that determines the rotation angle of the joint (i1F+) and a mark reading device that reads marks attached to each joint.

50はロボットマニピュレータ30の現在位置を把握す
るための現状認識部であり、現在位置レジスタ5.1及
び前回目標位置レジスタ52で構成されている。現在位
置レジスタ51には例えば各関節の回転角から算出され
た手先位置が格納される。
Reference numeral 50 denotes a current status recognition unit for grasping the current position of the robot manipulator 30, and is composed of a current position register 5.1 and a previous target position register 52. The current position register 51 stores, for example, the hand position calculated from the rotation angle of each joint.

60は目標位置レジスタ21.経由位置レジスタ22及
び前回目標位置レジスタ52に格納されているデータ等
から移動時のパラメータを算出するパラメータ演算器で
ある。該パラメータ演算器60は、移動時のパラメータ
として代表移動距離。
60 is a target position register 21. This is a parameter calculator that calculates parameters during movement from data stored in the transit position register 22 and the previous target position register 52. The parameter calculator 60 uses a representative moving distance as a parameter during movement.

加減速度のパラメータ、最高動作速度時の加速距離や減
速距離等を算出して各種データ記憶装置70に出力する
と共に発生パターン選択器80にも出力する。該発生パ
ターン選択器80の出力信号は軌道パターン発生部90
に加えられる。該軌道パターン発生部90には現在位置
、[目標位置及び経由位置の各区間の移動に必要な加速
パターン発生器911等速パターン発生器92.減速パ
ターン発生器93及び経由パターン発生器94が設けら
れている。加速パターン発生器91は現在速度から指定
された速度まで加速動作する軌道パターンを発生し、等
速パターン発生器92は指定された速度で等速動作する
軌道パターンを発生し、減速パターン発生器93は目標
位置で滑らかに停止する軌道パターンを発生し、経由パ
ターン発生器94は経由位置近傍で経由前における減速
動作と経由後における加速動作を組み合わせることによ
り経由動作をするための軌道パターンを発生する。
Parameters of acceleration/deceleration, acceleration distance and deceleration distance at the maximum operating speed, etc. are calculated and output to various data storage devices 70 and also to a generation pattern selector 80. The output signal of the generated pattern selector 80 is transmitted to the trajectory pattern generator 90.
added to. The trajectory pattern generator 90 includes a current position, an acceleration pattern generator 911, a constant velocity pattern generator 92, and a constant velocity pattern generator necessary for movement in each section of the target position and transit position. A deceleration pattern generator 93 and a transit pattern generator 94 are provided. The acceleration pattern generator 91 generates a trajectory pattern that accelerates from the current speed to a specified speed, the constant velocity pattern generator 92 generates a trajectory pattern that moves uniformly at a specified speed, and the deceleration pattern generator 93 generates a trajectory pattern that stops smoothly at the target position, and the route pattern generator 94 generates a trajectory pattern for performing the route operation by combining a deceleration operation before the route and an acceleration operation after the route near the route position. .

これら各パターン発生器91〜94は終了信号を発生パ
ターン選択器80に帰還して次のパターンの選択を促す
。このような軌道パターンの選択は目標位置に到着する
まで繰り返して実行される。
Each of these pattern generators 91 to 94 feeds back an end signal to the generated pattern selector 80 to prompt selection of the next pattern. Such trajectory pattern selection is repeated until the target position is reached.

手先位置演算器100は加速パターン発生器91゜等速
パターン発生器92及び減速パターン発生器93から出
力される移動距離データに基づいてロボットマニピュレ
ータ30の手先の位置を算出する。関節位置演算器11
0には手先位置演算器100の出力信号及び経由パター
ン発生器94の出力信号が加えられていて、手先位置を
各関節の位置に変換するための演算を行う。該関節位置
演算器110で演算された各関節位置信号はロボットマ
ニピュレータ30を駆動する駆動回路120にロボット
マニピュレータ30の目標位置として与えられる。
The hand position calculation unit 100 calculates the position of the hand of the robot manipulator 30 based on movement distance data output from an acceleration pattern generator 91 , a constant velocity pattern generator 92 , and a deceleration pattern generator 93 . Joint position calculator 11
0 is added with the output signal of the hand position calculator 100 and the output signal of the route pattern generator 94, and performs calculations for converting the hand position into the positions of each joint. Each joint position signal calculated by the joint position calculator 110 is given to a drive circuit 120 that drives the robot manipulator 30 as a target position of the robot manipulator 30.

このように構成された装置の動作を説明する。The operation of the device configured in this way will be explained.

第2図は経由位置を1つ指定した場合のロボットマニピ
ュレータの軌道を示した図である。図において、Pはx
、  y、  zの3次元位置ベクトル、■1〜v4は
指定速度、Pa−Pd、Pa’ 〜Pd′は移動距離を
示している。予め与えられている位置は、現在位置Ps
、経由位置P3、目標位置PEである。現在位置Psか
ら経由位置P、の近傍を経由して目標位置、P8へ至る
軌道パターンを発生する場合、区間I〜■において発生
バターン選択器80を起動し、その時点での移動距離速
度等からいずれかのパターン発生器91〜94を選択し
てロボットマニピュレータ30を動作させる。
FIG. 2 is a diagram showing the trajectory of the robot manipulator when one transit position is specified. In the figure, P is x
, y, and z, ■1 to v4 are designated speeds, and Pa-Pd and Pa' to Pd' are moving distances. The pre-given position is the current position Ps
, the transit position P3, and the target position PE. When generating a trajectory pattern from the current position Ps to the target position P8 via the vicinity of the transit position P, start the generation pattern selector 80 in sections I to ■, and select from the movement distance speed etc. at that point. One of the pattern generators 91 to 94 is selected to operate the robot manipulator 30.

■移動時のパラメータ演算器60の動作現在位置P、及
び経由位置P1が与えられることにより、次のような5
種の演算を行う。
■Operation of parameter calculator 60 during movement Given the current position P and transit position P1, the following 5
Perform seed operations.

A1代表移動距離 D−I P、−PS B、指定速度Vに到達するための距離 D +−+ −(1/2)(T−p + Ta−) V
V二指定速度 T、、:加速時間 To=減速時間 C,x、  y、  z方向への配分係数S1・・1−
買一(P L−P s−) / DS +−1−−−(
P +−P s−) / DS +−0−−−(P +
−P s−) / DD、加減減速時の係数 K 、p−(1/2)(V / T up)Kd、、−
(1/2)(V/T、、) E、最高速度V M 1 Mで動作した場合の加速距離
及び減速距離 1)D≧(1/2)(T−p+T+−)v、、、・・・
台形駆動り、、−(1/2)T、、V、、、。
A1 Representative travel distance D-I P, -PS B, Distance D to reach specified speed V +-+ -(1/2)(T-p + Ta-) V
V2 designated speed T,...: Acceleration time To = deceleration time C, distribution coefficient in x, y, z directions S1...1-
Buy one (PL-P s-) / DS +-1--(
P+-Ps-)/DS+-0--(P+
-P s-) / DD, coefficient K during acceleration/deceleration, p-(1/2) (V/T up) Kd, -
(1/2) (V/T,,) E, acceleration distance and deceleration distance when operating at maximum speed V M 1 M 1) D≧(1/2) (T-p+T+-)v,,,・・・・
Trapezoidal drive, -(1/2)T,,V,,.

Dd、、−(1/2) Tdfiv−、t2)D < 
(1/2)(T u、十Ta−> v−−−−三角駆動
り、、−T、、D/(T、、+Td、)Da、−Ti、
、D/(丁、、十T、n)上記の各演算結果は各種デー
タ記憶装置70に格納される。
Dd,,-(1/2) Tdfiv-,t2)D<
(1/2) (T u, 10 Ta-> v---triangular drive, -T,, D/(T,, +Td,) Da, -Ti,
, D/(D, , 10T, n) The results of each of the above calculations are stored in various data storage devices 70.

■加速パターン発生器91の動作 発生パターン選択器80から現在までの移動距離P b
 、現在速度V。及び加速終了時間T。かり。
■ Movement distance P b of the acceleration pattern generator 91 from the motion generation pattern selector 80 to the present
, current speed V. and acceleration end time T. debt.

えられると、次式に従って移動距離p (t)を算出す
る。
Once obtained, the moving distance p (t) is calculated according to the following equation.

P(t)=P、−Kup (t’ /T、 2)+2K
up(t3/T、、) 十Vct(0≦t≦T、) ■等速パターン発生器92の動作 発生パターン選択器80から現在までの移動距離P1.
現在速度V、及び加速終了時間TI!が与えられると、
次式に従って移動距離p (t)を算出する。
P(t)=P, -Kup (t'/T, 2)+2K
up (t3/T, ,) 10Vct (0≦t≦T,) ■ Movement distance P1 of the constant velocity pattern generator 92 from the operation generation pattern selector 80 to the present.
Current speed V and acceleration end time TI! is given,
The moving distance p (t) is calculated according to the following formula.

P(L)−P、+V、t (0≦tsTg) ■減速パターン発生器93の動作 発生パターン選択器80から現在までの移動距離P1.
現在速度V、及び加速終了時間TOが与えられると、次
式に従って移動距MP(L)を算出する。
P(L)-P, +V, t (0≦tsTg) ■ Movement distance P1 of the deceleration pattern generator 93 from the operation generation pattern selector 80 to the present.
Given the current speed V and acceleration end time TO, the moving distance MP(L) is calculated according to the following equation.

P (t)−P C十KON (t ’ / To 2
)2KDN (t ’ /To ) +vet(0≦t
≦To) ■経由パターン発生器94の動作 発生パターン選択器80から現在位置P。、経由位置P
1.経由終了位fir2.経由終了時間1日及び現在速
度veが与えられると、次式に従って手先位置P (t
)を算出する。
P (t) - P C ten KON (t' / To 2
)2KDN (t'/To) +vet(0≦t
≦To) ■ Current position P from the operation generation pattern selector 80 of the transit pattern generator 94. , via position P
1. Via end position fir2. Given the transit end time of 1 day and the current speed ve, the hand position P (t
) is calculated.

P(t)−(Po  2F+ +P2 )t””2  
(Po   2P+  +P2)  t′ s+2  
(P+  −Pa )t’  +P。
P(t)−(Po 2F+ +P2)t””2
(Po 2P+ +P2) t' s+2
(P+ −Pa)t′ +P.

ここて、 L’  −((VcTB /2L)  11(L/TR
) ’−2((v、 To /2L)−1t(t/T8
)  ’+(v c Te  /2L)(t/  TB
 )L ”” l P o  P t (0≦【≦TB) ■手先位置演算器100の動作 加速パターン発生器912等速パターン発生器92及び
減速パターン発生器93から移動距離P(Oが与えられ
ると、次式に従って手先位置P(t)を算出する。
Here, L' - ((VcTB /2L) 11(L/TR
) '-2((v, To /2L)-1t(t/T8
) '+(v c Te /2L)(t/ TB
)L ””l P o P t (0≦[≦TB) ■The movement distance P(O is given from the motion acceleration pattern generator 912, constant velocity pattern generator 92, and deceleration pattern generator 93 of the hand position calculator 100) Then, the hand position P(t) is calculated according to the following equation.

■発生パターン選択器の動作 第2図において現在位置Ps、経由位置P。■Operation of generation pattern selector In FIG. 2, the current position Ps and the transit position P.

目標位置tpiが指定され、た場合のIPsからP2で
の動作を順を追って説明する。
The operation from IPs to P2 when the target position tpi is specified will be explained step by step.

ま すなわち、パラメータ演算器60から各区間毎に次のよ
うなものが与えられる。
That is, the parameter calculator 60 provides the following for each section.

・区間 P、→P1 D −NI V−NI Dial−N r K11ll
−NI K+1+−NI  Sal −N* D up
−NI Dd++−N・区間 P、−P。
・Section P, →P1 D -NI V-NI Dial-N r K11ll
-NI K+1+-NI Sal -N* D up
-NI Dd++-N・Section P, -P.

D −Pr V−P+ Dial−F + KuP−P
+ Kd*−P+  S l5111−1’l D u
++−P+ D da−Pここで、 D −o :移動距離 V −O:指定速度 D l @ l −0”−0に到達するための移動距離
に−p−0’加速時の係数 K a n −o ’減速時の係数 S la+++−0’ x、  511  Z方向への
配分係数Dup−D’最高速度■41、時の加速距離D
a++−o:最高速度V□、8時の減速距離発生パター
ン選択器80は、パラメータ演算器60から与えられる
これらのデータに従って、以下に示すように各区間1〜
■毎に適切なパターン発生器91〜93を選択する。
D -Pr V-P+ Dial-F + KuP-P
+ Kd*-P+ S l5111-1'l D u
++-P+ D da-P where, D -o: Distance traveled V -O: Specified speed D l @ l -0''-p-0' Coefficient during acceleration to the distance traveled to reach -0 n -o 'Coefficient during deceleration S la+++-0' x, 511 Z-direction distribution coefficient Dup-D' Maximum speed ■ 41, acceleration distance D
a++-o: Maximum speed V□, deceleration distance generation pattern selector 80 at 8 o'clock selects each interval 1 to 8 as shown below according to these data given from parameter calculator 60.
(2) Select an appropriate pattern generator 91 to 93 for each step.

a)区間I P、−〇 T、=  (Vl   Vo )(T、−/V−N)P
、−P、+(1/2)(Vl  +vo)T。
a) Section I P, -〇T, = (Vl Vo ) (T, -/V-N) P
, -P, +(1/2)(Vl +vo)T.

として、加速パターン発生器91を選択する。, the acceleration pattern generator 91 is selected.

そして、加速パターンの発生が終了すると区間■へ移る
Then, when the generation of the acceleration pattern ends, the process moves to section (3).

b)区間■ 指定速度により経由開始点が異ならないように、最高速
度V11.時の減速開始点まで等速動作を行う。
b) Section■ Maximum speed V11. Performs constant speed operation until the deceleration start point at .

1)DN  P b > Da−−N(等速区間あり)
V、−V。
1) DN P b > Da--N (with constant velocity section)
V, -V.

TE −(DN   P b、  Da−−N) / 
VlPCIIMP、+vI IIT6 として、等速パターン発生器92を選択する。
TE-(DNPb, Da--N)/
The constant velocity pattern generator 92 is selected as VlPCIIMP, +vI IIT6.

そして、等速パターンの発生が終了すると区間■へ移る
Then, when the generation of the constant velocity pattern ends, the process moves to section (3).

2)DN  Pb≦Da−s(等速区間なし)Pc−P
2) DN Pb≦Da-s (no constant velocity section) Pc-P
.

として、区間■へ移る。, move to section ■.

C)区間■ 指定速度により経由軌道が変化しないように、紅白時の
移動距離DBを、 Dロー11n  (D−N  Pc 、 Due−p)
として、常に同じ経由開始位置P。、経由点P1゜経由
終了位置P2によって決定される曲線上を動作させる。
C) Section■ In order to avoid changing the transit trajectory depending on the specified speed, the travel distance DB at the time of red and white is set to Dlow 11n (D-N Pc, Due-p).
, the route start position P is always the same. , the movement is performed on a curve determined by way point P1° and way end position P2.

従って、DaM−NI Due Pの関係により以下の
ような処理を行う。
Therefore, the following processing is performed depending on the DaM-NI Due P relationship.

1)D、−N−P、≦D up−P V2−V。1) D, -N-P, ≦D up-P V2-V.

P、−P。P, -P.

として、区間■へ移る。, move to section ■.

2)11.−Pc>Du、−p はじめに、経由開始時の速度v2は、 とする。従って、 V1≦vPの時は、 P、−Pc V、−V。2) 11. -Pc>Du, -p First, the speed v2 at the start of the route is shall be. Therefore, When V1≦vP, P, -Pc V, -V.

TE −(D−N  P、−Da )/V+P、−P、
+V、  ・T9 として、等速パターン発生器92を選択する。そして、
等速パターンの発生が終了すると区間■へ移る。
TE −(D−NP, −Da)/V+P, −P,
+V, ・T9, the constant velocity pattern generator 92 is selected. and,
When the generation of the constant velocity pattern ends, the process moves to section (3).

V、>v、の時は、 d−(1/4)(Vl ’ −V、 ’ /Km、−N
)+D[l とし、さらに、 D−、−Pc−d>0では、 Pb””P。
When V,>v, d-(1/4)(Vl'-V,'/Km,-N
)+D[l, and further, if D-, -Pc-d>0, Pb""P.

eIwvI T!! = (D−N  P t  d)/VIPc−
Pb +v、  ・TI! として、等速パターン発生器92を選択する。そして、
等速パターンの発生が終了すると再び区間■へ移る。一
方、 IIN−Pc−d≦0では、 V、−V。
eIwvIT! ! = (D-NPtd)/VIPc-
Pb +v, ・TI! , the constant velocity pattern generator 92 is selected. and,
When the generation of the constant velocity pattern ends, the process moves to section (3) again. On the other hand, when IIN-Pc-d≦0, V, -V.

■2″′vP Ta −(VI  V2 /V−N)  (T、1fi
)Pd−Pc+(1/2)(VI +V2)T。
■2″′vP Ta −(VI V2 /V−N) (T, 1fi
)Pd-Pc+(1/2)(VI+V2)T.

として、減速パターン発生器93を選択する。そして、
減速パターンの発生が終了すると区間■へ移る。
, the deceleration pattern generator 93 is selected. and,
When the generation of the deceleration pattern ends, the process moves to section ■.

d)区間■ まず、経由後区間の速度v4を算出する。d) Section ■ First, the speed v4 of the post-transit section is calculated.

そして、算出された速度v4を用いて経由終了とし、 VB  −min(Vz 、VB ) とする。Then, using the calculated speed v4, the route is terminated, VB -min (Vz, VB) shall be.

さらに、 P o = P 3 + D B ・$ l*+++−
NP 2 = P 1 + D B ・$ lsn+−
PTo ””4 ・DB / (V2 +V3 )P、
  −Dll として、経由パターン発生器94を選択する。
Furthermore, P o = P 3 + D B ・$ l *+++−
NP 2 = P 1 + D B ・$lsn+-
PTo ""4 ・DB / (V2 +V3)P,
- Select the transit pattern generator 94 as Dll.

そして、経由パターンの発生が終了すると区間Vへ移る
Then, when the generation of the transit pattern ends, the process moves to section V.

e)区間V 経由後の動作を行うために、目標位置をIP、からPs
に、P5からP1ヘコピーする。さらに、各種の係数0
−Pを0−Nにコピーする。
e) In order to perform the operation after passing through section V, set the target position from IP to Ps.
Then, copy from P5 to P1. Furthermore, various coefficients 0
-Copy P to 0-N.

1)V、 −V4 P、−P。1) V, -V4 P, -P.

として、区間■へ移る。, move to section ■.

2)V、<V4 c−VB T−= (V4  VB )(T、、/V−N)Pb 
  −P、 ’  +(1/2)(V4  +V3 )
  Tuとして、加速パターン発生器91を選択する。
2) V, <V4 c-VB T-= (V4 VB ) (T,, /V-N)Pb
-P, ' + (1/2) (V4 +V3)
The acceleration pattern generator 91 is selected as Tu.

そして、加速パターンの発生が終了すると区間■へ移る
Then, when the generation of the acceleration pattern ends, the process moves to section (3).

f)区間■ 区間■と同様な処理を行い、処理後区間■へ移る。f) Section■ Perform the same processing as in section ■, and move to section ■ after the processing.

g)区間■ 1)D−、−P、’  >(1/4)(V4 ’ /K
DN−N)p 、 ’ m pc ■ゎ−■4 T、−ID−N−Pc (1/4)(V4 ’ / KDN−N)l/ V4P
、  =Ph’ +V4  ・Tp として、等速パターン発生器92を選択する。
g) Section ■ 1) D-, -P,'> (1/4) (V4'/K
DN-N)p, 'm pc ■ゎ-■4 T, -ID-N-Pc (1/4) (V4'/KDN-N)l/V4P
, =Ph' +V4 ·Tp, and the constant velocity pattern generator 92 is selected.

そして、等速パターンの発生が終了すると再び区間■へ
移る。
Then, when the generation of the constant velocity pattern ends, the process moves to section (3) again.

2)D−、−Pc’  >(1/4)(V4 ’ /K
DN−N)■、−v4 Ta ”= (V4 / VN ) Ta。
2) D-, -Pc'> (1/4) (V4'/K
DN-N) ■, -v4 Ta"= (V4/VN) Ta.

として、減速パターン発生器92を選択する。, the deceleration pattern generator 92 is selected.

そして、パターン発生終了後停止となる。Then, after the pattern generation ends, it stops.

なお、パターン発生器の選択順序は必ずしも第2図のよ
うになるものではなく、現在位置PS。
It should be noted that the selection order of the pattern generators is not necessarily as shown in FIG. 2, but is based on the current position PS.

経由位置PI、目標位置PEの関係、指定速度、加減速
時間等に応じて変化することもある。
It may change depending on the relationship between the transit position PI and the target position PE, specified speed, acceleration/deceleration time, etc.

また、以上の説明では直交座標系(x、y、z)の補間
について述べたが、n個の関節を持つロボットマニピュ
レータの関節補間についても同様である。
Further, although the above description has been about interpolation of the orthogonal coordinate system (x, y, z), the same applies to joint interpolation of a robot manipulator having n joints.

また、経由点は1つに限るものではなく、複数の経由点
を指定することもてきる。
Further, the number of way points is not limited to one, and multiple way points can be specified.

〈発明の効果〉 以上詳細に説明したように、本発明によれば、速度に依
存することなく軌道が決定できるロボット制御装置を提
供することができ、ロボットマニピュレータに対する教
示が容易になる。
<Effects of the Invention> As described in detail above, according to the present invention, it is possible to provide a robot control device that can determine a trajectory without depending on speed, and it becomes easy to teach a robot manipulator.

これにより、例えば低速で経由軌跡を教示したものを高
速で動作させて、も従来のように経由軌跡がより内側に
なって教示した軌跡が使えなくなったり、障害物との接
触を生じることはない。
As a result, for example, even if a machine is taught a route at low speed and operated at high speed, the route will not become inward, making the taught route unusable, or causing contact with obstacles, unlike in the past. .

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の一実施例を示す構成ブロック図、 第2図は第1図の動作説明図、 第3図は従来の装置の動作説明図である。 10・・・指令−データ受信器 20・・・指令認識部 30・・・ロボットマニピュレータ 40・・・位置検出器    50・・・現状認識部6
0・・・パラメータ演算器 70・・・各種データ記憶装置 80・・・発生パターン選択器 90・・・軌道パターン発生部 91・・・加速パターン発生器 92・・・等速パターン発生器 93・・・減速パターン発生器 94・・・経由パターン発生器 100・・・手先位置演算器
FIG. 1 is a configuration block diagram showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an explanatory diagram of the operation of FIG. 1, and FIG. 3 is an explanatory diagram of the operation of a conventional device. 10... Command-data receiver 20... Command recognizing unit 30... Robot manipulator 40... Position detector 50... Current status recognizing unit 6
0...Parameter calculator 70...Various data storage device 80...Generation pattern selector 90...Trajectory pattern generator 91...Acceleration pattern generator 92...Constant velocity pattern generator 93... ...Deceleration pattern generator 94...Transit pattern generator 100...Hand position calculator

Claims (1)

【特許請求の範囲】 ロボットマニピュレータの現在位置を記憶し、外部より
指定された経由点を経由して外部より指定された目標点
に前記ロボットマニピュレータを移動させるロボット制
御装置において、 ロボットマニピュレータの現在位置を記憶する手段と、 外部より指定される経由点の位置を受信し記憶する手段
と、 外部より指定される目標点の位置を受信し記憶する手段
と、 ロボットマニピュレータの移動に関連した移動距離、速
度等のパラメータを算出する手段と、ロボットマニピュ
レータを加速動作させる加速パターンの軌道を発生する
手段と、 ロボットマニピュレータを等速動作させる等速パターン
の軌道を発生する手段と、 ロボットマニピュレータを減速動作させる加速パターン
の軌道を発生する手段と、 ロボットマニピュレータを経由動作させる経由パターン
の軌道を発生する手段と、 動作開始後の経過時間、ロボットマニピュレータの移動
距離及び移動速度から前記4つの軌道発生手段のいずれ
かを選択するパターン選択手段と、ロボットマニピュレ
ータの移動距離からロボットマニピュレータの位置を算
出する手段と、ロボットマニピュレータの位置から各関
節の位置を算出する手段とを具備し、 前記パターン選択手段は最高動作速度時の減速停止距離
と経由後の加速距離の短い方を経由距離として演算する
手段を有し、 前記経由パターン軌道発生手段は経由点より経由距離前
の点と経由点と経由点より経由距離後の点の3点に基づ
いて4次のベジェ曲線を生成すると共に該ベジェ曲線上
を時間の4次式で補間する手段を有し、 経由開始点と経由終了点が指定された動作速度に依存す
ることなく決定され、経由軌道上で経由前の動作速度か
ら経由後の動作速度へ加速度の連続性を保ったままで変
化させることを特徴とするロボット制御装置。
[Scope of Claims] A robot control device that stores the current position of a robot manipulator and moves the robot manipulator to an externally specified target point via an externally specified way point, comprising: means for receiving and storing the position of a via point specified from the outside; means for receiving and storing the position of the target point specified from the outside; and a movement distance related to the movement of the robot manipulator; means for calculating parameters such as speed, means for generating an acceleration pattern trajectory for accelerating the robot manipulator, means for generating a uniform velocity pattern trajectory for causing the robot manipulator to operate at a constant speed, and means for decelerating the robot manipulator. a means for generating a trajectory of an acceleration pattern; a means for generating a trajectory of a transit pattern that causes the robot manipulator to operate via the robot manipulator; a pattern selection means for selecting a robot manipulator; a means for calculating a position of the robot manipulator from a moving distance of the robot manipulator; and a means for calculating a position of each joint from a position of the robot manipulator; It has means for calculating the shorter of the deceleration and stopping distance at speed and the acceleration distance after transit as the transit distance, and the transit pattern trajectory generating means calculates the transit distance from a point before the transit point, the transit point, and the transit distance from the transit point. It has means for generating a fourth-order Bezier curve based on the three subsequent points and interpolating on the Bezier curve using a time-based fourth-order equation, so that the start point and the end point of the route reach a specified operating speed. A robot control device characterized by being determined without dependence and changing an operating speed on a transit trajectory from a motion speed before transit to a motion speed after transit while maintaining continuity of acceleration.
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