JPH04333105A - ロボットの軌跡制御方法 - Google Patents
ロボットの軌跡制御方法Info
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- JPH04333105A JPH04333105A JP10251991A JP10251991A JPH04333105A JP H04333105 A JPH04333105 A JP H04333105A JP 10251991 A JP10251991 A JP 10251991A JP 10251991 A JP10251991 A JP 10251991A JP H04333105 A JPH04333105 A JP H04333105A
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- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 10
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 claims abstract description 4
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 12
- 230000006870 function Effects 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 1
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 1
Landscapes
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はロボットの軌跡制御方法
に関し、マニピュレータ、工作機械、輸送機械等にも適
用されるものである。
に関し、マニピュレータ、工作機械、輸送機械等にも適
用されるものである。
【０００２】
【従来の技術】図３に従来のロボットの軌跡制御方法に
使用される装置構成の一例を示す。同図に示す装置は、
ＣＰＵ１、メモリ２、アクチュエータ３及びロボット軸
４で構成されている。ここで、ＣＰＵ１は、メモリ２に
蓄わえられたロボットの教示位置ｐＮ 及びロボット軸
４からの位置情報によりアクチュエータ３を経由しロボ
ット軸４を制御するものである。
使用される装置構成の一例を示す。同図に示す装置は、
ＣＰＵ１、メモリ２、アクチュエータ３及びロボット軸
４で構成されている。ここで、ＣＰＵ１は、メモリ２に
蓄わえられたロボットの教示位置ｐＮ 及びロボット軸
４からの位置情報によりアクチュエータ３を経由しロボ
ット軸４を制御するものである。
【０００３】また、メモリ２は、ロボット軸の動作すべ
き教示位置の情報を保持するものであり、更に、アクチ
ュエータ３は、ＣＰＵ１からの指令によりロボット軸４
を駆動するものである。従って、ロボットの教示位置ｐ
Ｎ−１ ，ｐＮ ，ｐＮ＋１ …をメモリ２に予め記憶
させておき、その後、ロボットを再生動作する場合には
、ＣＰＵ１はメモリ２より教示位置ｐＮ 及びロボット
軸４からのロボットの位置情報よりアクチュエータ３に
対する制御信号を演算し、その結果をアクチュエータ３
に出力する。
き教示位置の情報を保持するものであり、更に、アクチ
ュエータ３は、ＣＰＵ１からの指令によりロボット軸４
を駆動するものである。従って、ロボットの教示位置ｐ
Ｎ−１ ，ｐＮ ，ｐＮ＋１ …をメモリ２に予め記憶
させておき、その後、ロボットを再生動作する場合には
、ＣＰＵ１はメモリ２より教示位置ｐＮ 及びロボット
軸４からのロボットの位置情報よりアクチュエータ３に
対する制御信号を演算し、その結果をアクチュエータ３
に出力する。
【０００４】その結果、ロボット軸４はメモリ２に教示
されている位置ｐＮ−１ ，ｐＮ ，ｐＮ＋１ …で規
定される軌跡上を正確に再生される。
されている位置ｐＮ−１ ，ｐＮ ，ｐＮ＋１ …で規
定される軌跡上を正確に再生される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来のロボット制御方
法においては教示位置ｐＮ は、位置的及び時間的にも
離散的に記憶されているため、再生時において、その経
路を軌跡誤差が機能上無視しうるまでの微少直線にまで
細分化する必要がある。もし、そうしないのであれば、
高速で高価格なＣＰＵを使用せざるを得ない。
法においては教示位置ｐＮ は、位置的及び時間的にも
離散的に記憶されているため、再生時において、その経
路を軌跡誤差が機能上無視しうるまでの微少直線にまで
細分化する必要がある。もし、そうしないのであれば、
高速で高価格なＣＰＵを使用せざるを得ない。
【０００６】この為、従来では、教示位置ｐＮ を直接
使用して制御するのではなく、図４に示すように教示位
置ｐＮ から、軌跡補間位置ｐｊ を計算し、更にサー
ボ補間位置ｐｉ を２段階に計算していた。ここで、軌
跡補間位置ｐｊ とは、教示位置を２次又は３次の曲線
で結び、その上に軌跡誤差が無視できる程度の時間間隔
で決定された補間点であり、通常数１０ｍｓｅｃ間隔を
有する。
使用して制御するのではなく、図４に示すように教示位
置ｐＮ から、軌跡補間位置ｐｊ を計算し、更にサー
ボ補間位置ｐｉ を２段階に計算していた。ここで、軌
跡補間位置ｐｊ とは、教示位置を２次又は３次の曲線
で結び、その上に軌跡誤差が無視できる程度の時間間隔
で決定された補間点であり、通常数１０ｍｓｅｃ間隔を
有する。
【０００７】また、サーボ補間位置ｐｉ とは、軌跡補
間点…ｐｊ−１ ，ｐｊ ，ｐｊ＋１ …内をさらにサ
ーボ周期で、滑らかに且つ精度良くなるように決定され
た補間点であり、通常数１０ｍｓｅｃ以下の間隔を有す
る。しかし、軌跡補間位置ｐｊ の演算方式は、従来か
ら種々の方式が提案され演算時間的にも余裕があるのに
対し、サーボ補間位置ｐｉ の演算方式はサーボ制御の
安定性、追従性の兼ね合いから、充分には満足できない
ものであった。
間点…ｐｊ−１ ，ｐｊ ，ｐｊ＋１ …内をさらにサ
ーボ周期で、滑らかに且つ精度良くなるように決定され
た補間点であり、通常数１０ｍｓｅｃ以下の間隔を有す
る。しかし、軌跡補間位置ｐｊ の演算方式は、従来か
ら種々の方式が提案され演算時間的にも余裕があるのに
対し、サーボ補間位置ｐｉ の演算方式はサーボ制御の
安定性、追従性の兼ね合いから、充分には満足できない
ものであった。
【０００８】これは、サーボ補間位置ｐｉ はサーボ制
御の安定性の制約から短周期で決定する必要がある反面
、滑らかに追従性良く動作させるためには、高次の曲線
補間をせざるを得ない為である。本発明は、上記従来技
術に鑑みてなされたものであり、サーボ制御の安定性と
追従性を両立させることができるロボットの軌跡制御方
法を提供すること目的とする。
御の安定性の制約から短周期で決定する必要がある反面
、滑らかに追従性良く動作させるためには、高次の曲線
補間をせざるを得ない為である。本発明は、上記従来技
術に鑑みてなされたものであり、サーボ制御の安定性と
追従性を両立させることができるロボットの軌跡制御方
法を提供すること目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の特徴は、ロボッ
ト軸の軌跡制御を行う際にサーボ補間点演算をある時間
点における理論サーボ補間位置及び過去の時間点におけ
る実サーボ補間位置の双方に対し、特定重み関数を付加
、平均化することにより高次数曲線を使用することなく
一次式で演算で行えるようにしたことにある。
ト軸の軌跡制御を行う際にサーボ補間点演算をある時間
点における理論サーボ補間位置及び過去の時間点におけ
る実サーボ補間位置の双方に対し、特定重み関数を付加
、平均化することにより高次数曲線を使用することなく
一次式で演算で行えるようにしたことにある。
【００１０】従って、再生時は上記結果のサーボ補間点
に向って再生するようにできるのである。このように、
演算式の低次数化により減少した演算時間と補間回数の
向上に振り向けることができる。
に向って再生するようにできるのである。このように、
演算式の低次数化により減少した演算時間と補間回数の
向上に振り向けることができる。
【００１１】
【実施例】以下、本発明について、図面に示す実施例を
参照して詳細に説明する。本発明の一実施例に使用する
装置構成は、基本的には従来と同様のもので良く、例え
ば、図３に示すものが使用できる。従って、この装置は
、ＣＰＵ１、メモリ２、アクチュエータ３及びロボット
軸４で構成され、ＣＰＵ１は、メモリ２に蓄わえられた
ロボットの教示位置ｐＮ 及びロボット軸４からの位置
情報によりアクチュエータ３を経由しロボット軸４を制
御し、また、メモリ２は、ロボット軸の動作すべき教示
位置の情報を保持し、更に、アクチュエータ３は、ＣＰ
Ｕ１からの指令によりロボット軸４を駆動するものであ
る。
参照して詳細に説明する。本発明の一実施例に使用する
装置構成は、基本的には従来と同様のもので良く、例え
ば、図３に示すものが使用できる。従って、この装置は
、ＣＰＵ１、メモリ２、アクチュエータ３及びロボット
軸４で構成され、ＣＰＵ１は、メモリ２に蓄わえられた
ロボットの教示位置ｐＮ 及びロボット軸４からの位置
情報によりアクチュエータ３を経由しロボット軸４を制
御し、また、メモリ２は、ロボット軸の動作すべき教示
位置の情報を保持し、更に、アクチュエータ３は、ＣＰ
Ｕ１からの指令によりロボット軸４を駆動するものであ
る。
【００１２】但し、上記ＣＰＵ１は、従来と同様の機能
、作用を有するだけではなく、次式（１），（２）の演
算を実施する機能を有している。即ち、ＣＰＵ１は、下
式（１）に示すように軌跡補間位置間ｐｊ ，ｐｊ＋１
を直線で結び、かつ、サーボ補間周期で分割した理論
サーボ補間位置ｐｉを演算する機能を有している。 Ｐｉ ＝Ｐｊ ＋ｉ・（Ｐｊ＋１ −Ｐｊ ）／ｎ
…（１）但し ｎ＝Ｔ／Δｔ Δｔ：サーボ補間周期 Ｔ：軌跡補間演算周期 更に、ＣＰＵ１は、理論サーボ補間位置ｐｉ 及びあら
かじめ保持しておいた過去の時間点における実サーボ補
間位置ｐ′ｉ−１ ，ｐ′ｉ−２ …に基づき、下式（
２）により実サーボ補間位置ｐ′ｉ を算出する機能を
有している。 Ｐｉ ′＝（ａｉ ・ｋｉ ＋ａｉ−１ ・ｐ′ｉ−１
＋ａｉ−２ ・ｐ′ｉ−２ …＋ａｏ ）／Ｎ
…（２）但し Ｎ＝ａｉ ＋ａｉ
−１ ＋…＋ａｏ ａｉ ：重み係数 上記構成を有する装置において、ロボット再生時には、
図１に示すように制御される。
、作用を有するだけではなく、次式（１），（２）の演
算を実施する機能を有している。即ち、ＣＰＵ１は、下
式（１）に示すように軌跡補間位置間ｐｊ ，ｐｊ＋１
を直線で結び、かつ、サーボ補間周期で分割した理論
サーボ補間位置ｐｉを演算する機能を有している。 Ｐｉ ＝Ｐｊ ＋ｉ・（Ｐｊ＋１ −Ｐｊ ）／ｎ
…（１）但し ｎ＝Ｔ／Δｔ Δｔ：サーボ補間周期 Ｔ：軌跡補間演算周期 更に、ＣＰＵ１は、理論サーボ補間位置ｐｉ 及びあら
かじめ保持しておいた過去の時間点における実サーボ補
間位置ｐ′ｉ−１ ，ｐ′ｉ−２ …に基づき、下式（
２）により実サーボ補間位置ｐ′ｉ を算出する機能を
有している。 Ｐｉ ′＝（ａｉ ・ｋｉ ＋ａｉ−１ ・ｐ′ｉ−１
＋ａｉ−２ ・ｐ′ｉ−２ …＋ａｏ ）／Ｎ
…（２）但し Ｎ＝ａｉ ＋ａｉ
−１ ＋…＋ａｏ ａｉ ：重み係数 上記構成を有する装置において、ロボット再生時には、
図１に示すように制御される。
【００１３】即ち、ＣＰＵ１は、ロボットの再生時にお
いて、先ず教示位置…ｐＮ−１ ，ｐＮ ，ｐＮ＋１
…をメモリ２より読み出し、軌跡補間演算周期Ｔで三つ
の教示位置ｐＮ−１ ，ｐＮ ，ｐＮ＋１ を通過する
曲線を演算し、更に、二つの教示位置ｐＮ ，ｐＮ−１
間をさらに直線で結ぶ軌跡上に問題が無いことを条件
として軌跡補間位置…ｐｊ−１ ，ｐｊ ，ｐｊ＋１
…を演算する。
いて、先ず教示位置…ｐＮ−１ ，ｐＮ ，ｐＮ＋１
…をメモリ２より読み出し、軌跡補間演算周期Ｔで三つ
の教示位置ｐＮ−１ ，ｐＮ ，ｐＮ＋１ を通過する
曲線を演算し、更に、二つの教示位置ｐＮ ，ｐＮ−１
間をさらに直線で結ぶ軌跡上に問題が無いことを条件
として軌跡補間位置…ｐｊ−１ ，ｐｊ ，ｐｊ＋１
…を演算する。
【００１４】次に、ＣＰＵ１は、式（１）に示すように
軌跡補間位置ｐｊ ，ｐｊ＋１ 間を直線で結び、サー
ボ補間周期Δｔで分割した理論サーボ補間位置ｐｉ を
演算する。更に、ＣＰＵ１は、理論サーボ補間位置ｐｉ
及びあらかじめ保持しておいた過去の時間点における
実サーボ補間位置ｐ′ｉ−１ ，ｐ′ｉ−２ …に基づ
き、式（２）により実サーボ補間位置ｐ′ｉ を算出す
る。
軌跡補間位置ｐｊ ，ｐｊ＋１ 間を直線で結び、サー
ボ補間周期Δｔで分割した理論サーボ補間位置ｐｉ を
演算する。更に、ＣＰＵ１は、理論サーボ補間位置ｐｉ
及びあらかじめ保持しておいた過去の時間点における
実サーボ補間位置ｐ′ｉ−１ ，ｐ′ｉ−２ …に基づ
き、式（２）により実サーボ補間位置ｐ′ｉ を算出す
る。
【００１５】その後、ＣＰＵ１は実サーボ補間位置ｐｉ
′をアクチュエータ３に出力した後、メモリ２に記憶
する。ロボット軸４は、アクチュエータ３の制御により
、実サーボ補間位置ｐｉ ′に向って再生動作を実施す
る。このように、実サーボ補間位置ｐ′ｉ−１ ，ｐｉ
′を使用してロボット軸４を制御すると、図２に示す
ように、軌跡補間位置ｐｊ，ｐｊ＋１ の間における直
線的に補完された理論サーボ補間位置ｐｉ−１ ，ｐｉ
に対して、ロボット軌跡が滑らかな曲線を描いゆくこ
とがわかる。
′をアクチュエータ３に出力した後、メモリ２に記憶
する。ロボット軸４は、アクチュエータ３の制御により
、実サーボ補間位置ｐｉ ′に向って再生動作を実施す
る。このように、実サーボ補間位置ｐ′ｉ−１ ，ｐｉ
′を使用してロボット軸４を制御すると、図２に示す
ように、軌跡補間位置ｐｊ，ｐｊ＋１ の間における直
線的に補完された理論サーボ補間位置ｐｉ−１ ，ｐｉ
に対して、ロボット軌跡が滑らかな曲線を描いゆくこ
とがわかる。
【００１６】従って、本発明では、実サーボ補間位置を
一次式で簡略化して算出するので、従来のように高次の
曲線補間を行う場合に比較し、ＣＰＵ１の演算時間を減
少させることができる為、単位時間あたりのサーボ補間
回数を増加させることにより、一次式でも高次数曲線で
の補間と同等以上の制御性能を実現可能である。尚、上
記実施例において、ＣＰＵ１は、式（２）の参照点数ｉ
及び重み関数の初期値を外部に接続可能なプリセットス
イッチ等の設定器（図示せず）から読み取り可能となっ
ている。
一次式で簡略化して算出するので、従来のように高次の
曲線補間を行う場合に比較し、ＣＰＵ１の演算時間を減
少させることができる為、単位時間あたりのサーボ補間
回数を増加させることにより、一次式でも高次数曲線で
の補間と同等以上の制御性能を実現可能である。尚、上
記実施例において、ＣＰＵ１は、式（２）の参照点数ｉ
及び重み関数の初期値を外部に接続可能なプリセットス
イッチ等の設定器（図示せず）から読み取り可能となっ
ている。
【００１７】
【発明の効果】以上、実施例に基づいて具体的に説明し
たように、本発明は、再生時に実サーボ補間点を一次式
で簡略化した演算をすることによりＣＰＵの演算時間を
減少させることができる。更に、単位時間あたりのサー
ボ補間回数を増加させることができ一次式でも高次数曲
線での補間と同等以上の制御性能が実現可能である。特
に、過去の時間点の出力を積極的に使用することにより
自動的に加減速制御を行い機体寿命の向上がはかられた
。また、実サーボ補間位置を平均化することにより外乱
に対しても系が安定性を向上した。
たように、本発明は、再生時に実サーボ補間点を一次式
で簡略化した演算をすることによりＣＰＵの演算時間を
減少させることができる。更に、単位時間あたりのサー
ボ補間回数を増加させることができ一次式でも高次数曲
線での補間と同等以上の制御性能が実現可能である。特
に、過去の時間点の出力を積極的に使用することにより
自動的に加減速制御を行い機体寿命の向上がはかられた
。また、実サーボ補間位置を平均化することにより外乱
に対しても系が安定性を向上した。
【図１】本発明の一実施例に係るロボット軌跡制御方法
のフローチャートである。
のフローチャートである。
【図２】本発明の原理を示す説明図である。
【図３】従来のロボット位置再生機構を示す構成図であ
る。
る。
【図４】従来の制御方法の原理を示す説明図である。
１ ＣＰＵ
２ メモリ
３ アクチュエータ
４ ロボット軸
Claims (1)
- 【請求項１】 ロボット軸の教示位置の間に２段階に
補間位置を算出し、算出された補間位置に沿って前記ロ
ボット軸を再生制御するロボットの軌跡制御方法におい
て、前記補間位置のうち２段目のものは、下式で示すよ
うに過去の実サーボ補間位置ｐ′ｉ−１ ，ｐ′ｉ−２
…及び現時点における理論サーボ補間位置ｐｉ に対
し、特定の重み関数ａｉ を係数として積算し、一次式
として平均化した現時点における実サーボ補間位置ｐ′
ｉ であり、ここで、理論サーボ補間位置ｐｉ は前記
補間位置のうち１段目のものの間を直線的に結ぶ線分上
にサーボ補間周期で複数に分割したものであることを特
徴とするロボットの軌跡制御方法。 Ｐｉ ′＝（ａｉ ・ｐｉ ＋ａｉ−１ ・ｐ′ｉ−１
＋ａｉ−２ ・ｐ′ｉ−２ …＋ａｏ ）／Ｎ
但し、Ｎ＝ａｉ ＋ａｉ−１ ＋…＋ａ
ｏ ａｉ ：重み係数
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10251991A JPH04333105A (ja) | 1991-05-08 | 1991-05-08 | ロボットの軌跡制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10251991A JPH04333105A (ja) | 1991-05-08 | 1991-05-08 | ロボットの軌跡制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04333105A true JPH04333105A (ja) | 1992-11-20 |
Family
ID=14329601
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10251991A Withdrawn JPH04333105A (ja) | 1991-05-08 | 1991-05-08 | ロボットの軌跡制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04333105A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011096077A (ja) * | 2009-10-30 | 2011-05-12 | Makino Milling Mach Co Ltd | 工具経路の生成方法及び装置 |
| CN103257614A (zh) * | 2012-02-20 | 2013-08-21 | 发那科株式会社 | 具有加工曲线生成功能的数值控制装置 |
-
1991
- 1991-05-08 JP JP10251991A patent/JPH04333105A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011096077A (ja) * | 2009-10-30 | 2011-05-12 | Makino Milling Mach Co Ltd | 工具経路の生成方法及び装置 |
| CN103257614A (zh) * | 2012-02-20 | 2013-08-21 | 发那科株式会社 | 具有加工曲线生成功能的数值控制装置 |
| US9268323B2 (en) | 2012-02-20 | 2016-02-23 | Fanuc Corporation | Numerical controller with machining curve creating function |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19980806 |