JPH04140802A - 産業用ロボットの位置制御方法 - 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） 本発明は産業用ロボットの移動指令位置の補間方法を改
善した産業用ロボットの位置制御方法に関する。

（従来の技術） 一般に、ロボットの指令位置は、教示によってあらかし
め、記憶装置に保存されているデータを、取り出して利
用される。そして現在位置とこの指令位置が物理的に離
れている場合には、この間の途中の経路を補間によって
与えている。

補間によって決定される途中指令位置は、直交座標上の
直線１円弧あるいは、その他の補間方法によって決定さ
れる。この途中指令位置の計算には、ＣＰＵの処理スピ
ードによって決まる処理時間が必要であり、この時間は
、サーボ系の応答時定数に対して、非常に長い。したが
って、この補間による途中指令位置を、直接サーボ系に
指令していたのでは、指令のあらさが、そのままロボッ
トの動きとなって、ギクシャクした動作となる。

この問題をさけるために、従来は、この指令位置を、さ
らに補関し、サーボ系の時定数よりも小さい時間毎に、
こまかく、位置を指令するという、二重の補間方法がと
られている。

このように、ロボットの補間方法は、二重の補間という
方法がとられているが、二段目の補間回数は従来スピー
ドによらず一定にされていた。

段目の補間回数ｎ１は、ＣＰｔＪの処理時間に依存する
ために、 と与えられる。ここで！は距離、■はスピード、ｋはＣ
ＰＵの能力によって決まる係数で、［］は切り上げした
整数を表わす。この回数ｎ、は距離！およびスピードＶ
によって変化する。

一方二段目の補間回数ｎ２は ｎ２＝ｂ　　　（ｂは定数） というように、従来定数にされていた。これは、ｋはＣ
ＰＵの処理時間に関係する定数であり、サーボ系の時定
数もシステム設計時にすでに決定されており、定数で十
分であるためでもあった。

（発明が解決しようとする課題） 第二補間回数が定数であることは、速度の分解能が、Ｃ
ＰＵの処理時間によって決まるｋによって決定されるこ
とを意味している。たとえばｊ！＝　１００ｗｎ、　　
ｖ＝１０００ｍｍ／ｓ、　　ｋ＝　１０のとき■ １０１０００（／５） ＝１　（回） となり、１回の第一補間、つまり一度も補間しないで、
目標位置を指令することになる。

次に、Ｖ　＝　５０　（Ｉｇｍ／ｓと半分の速度にする
と、ｎ　　　＝２ となり２回に分けて指令することになる。

ここで　　ｖ　−７００ｍｓ／ｓ　　とするとｎ＋　＝
　（１，４２）　＝２ となり、やはり２回に分けて指令し、結局５００ｍｍ／
ｓのスピードでしか指令できないことがわかる。

一方、■−１０００ＩＩＩＩｌ／ｓのままでも、ｆ＝５
０ｍｍにすると ｎ＋　−〔０，５’ｌ　＝１ となり１回で指令し、本来、距離が短かくなった分、時
間を短くすべき、ところが、そうできないため、スピー
ドは指令したい１０００ａ＋ｍ／ｓの半分の５００ｍｓ
／ｓとなってしまう。

先に述べたように、速度の分解能はに、ｆによって決ま
る。たとえば、ｋ＝ｌ０．ｊ２＝１００ｒｍであれば分
解能は１０００ｍｍ／ｓであり、ｋ＝１０のままで４２
＝５０ａａ＋＋とすれば、分解能は２０００＋糟／Ｓと
なる。これは第二補間の回数すに無関係に決まる。

本発明の課題は、第二補間の回数ａを可変にして、速度
の分解能をサーボ系の処理時間によって決まる最小時間
によって決定し、より滑らかな動作を実現させるロボッ
トの移動指令位置の補間方法を改善した産業用ロボット
の位置制御方法を提供することにある。

（課題を解決するための手段） このため本発明は特許請求の範囲に記載する方法を提供
することにより、上述した従来技術の課題を解決した。

（実施例） 次に本発明の実施例産業用ロボットの位置制御方法の補
間計算フローチャートを示す図面を参照して説明する。

ブロック１ではサーボ系の計算周期を第二補間周期とし
これをｔ、とし、トータルの第二補間回数Ｎがまず求め
られる。

ここで、！は距離、■は移動速度である。

また〔　〕は小数点以下を切り上げる関数である。

次にブロック２では、第一補間の計算周期をｔｌ　とし
て、第二補間周期ｔｌとの周期比即ち第一補間位置間の
第二補間回数ａを、 ａ　−ｔ　＋　／　ｔ　＊　　　（ａは整数）・・・（
２）とすると、第一補間の回数ｎ、を ｎ、＝Ｎ／ａ　　　　　　　　　・・・（３）にて求め
る。

そしてブロック３では第一補間回数ｎ、と２との比較を
行い、ｎ、≧２であれば、ブロック４に移行し、ここで
目標位置をＸｏ、現在位置をｘｅとして、第一補間によ
る補間位置Ｘ、を求める。

ｎｌ ブロック５では、第一補間位置間に行われる第二補間の
部分的第二補間回数をａとし、 Ｎ＝Ｎ−ａ　　　　　　　　　　・・・（６）ｎｌ−ｎ
ｌ　　　１　　　　　　　　・・・（７）Ｘ　ｃ　＝　
Ｘ　ｉ　　　　　　　　　　　・・・（８）とし、再び
ブロック３に戻り第一補間計算式（４）から繰り返すが
、ｎ、〈２の場合は、ブロック６に移行し、式（５）に
よって、目標位置を指令済みであるため、終了する。

ブロック３でｎｌ　＜２の場合には、ブロック６Ｘ；＝
Ｘｏ　　　　　　　　　　　・・・（５）となり、第一
補間位置間第二補間回数ａはＮとされ終了する。

このように、目標位置Ｘ０を指令する時の第二補間の回
数が固定数ではな（、最適な値に変更される。

第１図のフローチャートにおいて、補間を終了する条件
のｎｌ−２は、本発明の要点ではないが、ｎ、＜１の場
合に第二補間の回数分の時間では、第一補間計算をおこ
なう充分な時間がとれず、計算終了を待ってから指令す
ることになり、動きのスムーズさが失われるおそれがあ
る。

（発明の効果） 本発明は、第二補間の回数ａを可変にして、速度の分解
能をサーボ系の処理時間によって決まる最少時間によっ
て決定し、より滑らかな動作を実現させるロボットの移
動指令位置の補間方法を改善した産業用ロボットの位置
制御方法となった。

たとえば図面において、ｋ＝１０．ｖ＝４１゜ｒａｍ／
ｓ、　　ｌ＝　１００ｍｍの場合に、１＋　＝　１００
ａｓ。

Ｔｓ＝ｌＯｍｓとし、 ｎ１＝２．４３ とすべきところｎｌ−３となってしまう場合に、従来は
、仮にａ＝１０として、第一補間回数ｎ。

は３で３回となり、トータル第二補間回数Ｎは３ａ−３
０回となる。そこで従来は実際の速度が４１０ｍｍ／ｓ
から、３３３ｍｍ／ｓになってしまったが、本発明は、
４１０ｙａｍ／Ｓにより近づけようとするものとなった
。即ち上述の例では、ａ−１０としているので、 ｎ＋＝２．４３ とすれば、第一回目は、ａ＝１０とし、第２回目は（ブ
ロック５からブロック６にｎ、〈２のため移行するので
）、ａ＝１５とすることにより、トータル第二補間回数
Ｎ＝２５回で動く。従来の３０回に比較し、スピードは
、４００ｎ＋ｍ／ｓとなりより正確な４１０ｍｍ／ｓへ
近づくことになる。そこで、従来の第二補間回数が固定
の補間方法では、時間の分解能が第一補間周期ｔ、によ
って決定され、指令したい速度と実際に補間によって指
令される速度に大きな差異を生じ、とくに、１０００ｍ
ｍ／ｓ以上の高速で、１００Ｉ！ｌｌ１１ピンチ程度で
教示しである場合、ｔｓ−ｏ、ｉ　（ｋ＝１０）では、
速度分解能が５００ｍｍ／ｓ以上となり、ちょっとした
誤差により速度が倍以七も変動してしまうという問題が
あり、速度を低重させるかピッチを大きくするかのオペ
レータ側の考慮が必要であった。

これに対し、本発明による第二補間の補間回数を可変と
することにより、時間分解能が第二補間周期ｔ８によっ
て決定されるために、従来に比して、１０〜２０倍良い
分解能が得られ、ロボットの動作をより滑らかにするこ
とが可能となる。最近のロボット動作に要求される高速
性を実質的に可能とするためには、単にアクチュエータ
の性能向上だけでは、不足であり、この本発明による補
間技術が重要なキーであり、これなくして、ロボットの
高速化はなし得ない。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例産業用ロボットの位置制御方法の
補間計算フローチャートを示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 産業用ロボットの指令位置の補間方法であって、補間計
   算周期によって決定される第一補間をおこなって、第一
   補間によって与えられる目標位置までの間をサーボ系の
   計算周期によって決定される第二の補間をおこなう二段
   の補間方法においてサーボ系の計算周期を第二補間周期
   とすることにより、前記第二の補間回数を必要に応じて
   変化させる補間方法としたことを特徴とする産業用ロボ
   ットの位置制御方法。