JPH0969005A - Servo system control device and control method - Google Patents

Servo system control device and control method

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JPH0969005A
JPH0969005A JP22424895A JP22424895A JPH0969005A JP H0969005 A JPH0969005 A JP H0969005A JP 22424895 A JP22424895 A JP 22424895A JP 22424895 A JP22424895 A JP 22424895A JP H0969005 A JPH0969005 A JP H0969005A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
point
axis
target
straight line
servo
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP22424895A
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Japanese (ja)
Inventor
Yutaka Yoshida
豊 吉田
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH0969005A publication Critical patent/JPH0969005A/en
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Abstract

(57)【要約】 【課題】任意の線分組合わせに対して二つの線分間で経
路変更を行なえ、タクトタイムを低減でき、プログラミ
ングを簡略化する。 【解決手段】 経由目標地点である第2地点と第3地点
を結ぶ線分を含む直線をX軸とし、第1地点、第2地点
及び第3地点を含む平面上の直線であって、X軸と直交
する直線をY軸とする経路座標系を基準座標系に対して
仮定し、第1地点を初期位置とし、第3地点を目標位置
とし、かつ、第1地点と第2地点を結ぶ直線上の分岐点
から円弧を描いてX軸上に経路を移行させるべく初期位
置から目標位置に向かう際の分岐点における初速度、目
標速度、目標加速度をパラメータとして時間関数を生成
し、この時間関数に基づいて第1地点から第3地点まで
被制御装置を直線軌跡制御によりサーボ駆動するので、
経路途中で停止することなく略L字上の軌跡を描いて被
制御装置を駆動でき、タクトタイムを低減し、プログラ
ムを簡略化できる。
(57) 【Abstract】 PROBLEM TO BE SOLVED: To change a route between two line segments for an arbitrary line segment combination, reduce takt time, and simplify programming. SOLUTION: A straight line including a line segment connecting a second point and a third point which is a transit target point is defined as an X axis, and a straight line on a plane including a first point, a second point and a third point, wherein X A path coordinate system having a straight line orthogonal to the axis as the Y axis is assumed with respect to the reference coordinate system, the first point is the initial position, the third point is the target position, and the first point and the second point are connected. A time function is generated using the initial speed, target speed, and target acceleration at the branch point when moving from the initial position to the target position to draw a circular arc from the branch point on the straight line and move the path on the X axis. Since the controlled device is servo-driven by the linear trajectory control from the first point to the third point based on the function,
The controlled device can be driven by drawing a substantially L-shaped trajectory without stopping in the middle of the route, the takt time can be reduced, and the program can be simplified.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はサーボ系の制御装置
および制御方法に係り、特に直線軌跡制御を行なうサー
ボ系の制御装置および制御方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a servo system control device and control method, and more particularly to a servo system control device and control method for performing linear trajectory control.

【0002】ロボットやNC(Numerical Control )工
作機械等のサーボ制御機構を備える装置において、サー
ボ制御系の目標位置(動作制御位置)を正確に生成する
ことは、組立や加工精度に直接的な影響を及ぼすため、
重要な課題となっている。
In a device having a servo control mechanism such as a robot or an NC (Numerical Control) machine tool, accurately generating a target position (motion control position) of a servo control system directly affects assembly and machining accuracy. To exert
It is an important issue.

【0003】しかしながら、目標位置を正確に生成する
だけでは、作業時間(タクトタイム)が長くなることと
なり必ずしも効率がよくないという不都合が生じる。そ
こで、このようなサーボ制御機構を備える装置におい
て、目標位置を正確に生成するばかりでなく、タクトタ
イムを低減することが望まれている。
However, if the target position is accurately generated, the working time (tact time) becomes long, which is not necessarily efficient. Therefore, in an apparatus including such a servo control mechanism, it is desired not only to accurately generate the target position but also to reduce the takt time.

【0004】[0004]

【従来の技術】従来のサーボ制御機構を備える装置にお
いて、直線軌跡制御は最も多用される制御方法である。
2. Description of the Related Art In a conventional device having a servo control mechanism, linear trajectory control is the most frequently used control method.

【0005】一般にアーチモーションと呼ばれる動作で
は、ピックアンドプレース動作に用いる比較的単純な線
分(運動軌跡)の組合わせを連続的に結ぶことが可能で
ある。
In an operation generally called arch motion, it is possible to continuously connect a combination of relatively simple line segments (movement loci) used for a pick and place operation.

【0006】例えば図12に示すように、ピックアンド
プレース動作に用いる直線軌跡の組合わせにより制御を
行なう場合、各結合点P1 、…、P8 において一旦動作
を停止ししてしまうこととなっていた。
For example, as shown in FIG. 12, when the control is performed by the combination of the linear loci used for the pick and place operation, the operation is temporarily stopped at each of the connecting points P 1 , ..., P 8 . Was there.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】上記従来のアーチモー
ション動作を用いて制御を行なう場合、複雑な組立作業
を行なうためには、任意の線分組合わせに対して二つの
線分間で経路変更を行なえる必要がある。
When control is performed using the above-described conventional arch motion operation, in order to perform complicated assembly work, it is possible to change the route in two line segments for an arbitrary line segment combination. Need to

【0008】また、このような経路変更部分の軌跡につ
いては、溶接等の特殊な作業を除いて、その形状が問題
となることはない。さらに教示動作では、直線軌跡で経
由点を指示する必要があるため、再生動作時においても
直線軌跡の組合わせとして実行できれば、制御プログラ
ミングの観点からも都合が良い。
Regarding the locus of such a route changing portion, its shape does not matter except for special work such as welding. Further, in the teaching operation, it is necessary to instruct a via point with a linear locus, so that it is convenient from the viewpoint of control programming if it can be executed as a combination of linear loci even in the reproducing operation.

【0009】そこで、本発明の目的は、 1) 任意の線分組合わせに対して二つの線分間で経路
変更を行なえ、 2) タクトタイムを低減でき、 3) プログラミングを簡略化することが可能な、 サーボ系の制御装置および制御方法を提供することにあ
る。
Therefore, the objects of the present invention are: 1) It is possible to change the route in two line segments for any combination of line segments, 2) the tact time can be reduced, and 3) programming can be simplified. To provide a control device and a control method for a servo system.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項1記載の発明は、第1地点(x1 、y1 、z
1 )から第3地点(x3 、y3 、z3 )に向かって非直
線的に被制御装置をサーボ駆動するサーボ系の制御装置
であって、経由目標地点である第2地点(x2 、y2
2 )と前記第3地点を結ぶ線分を含む直線をX軸と
し、前記第1地点、前記第2地点及び前記第3地点を含
む平面上の直線であって、前記X軸と直交する直線をY
軸とする経路座標系を基準座標系に対して仮定し、前記
第1地点を初期位置とし、前記第3地点を目標位置と
し、かつ、前記第1地点と前記第2地点を結ぶ直線上の
分岐点から円弧を描いて前記X軸上に経路を移行させる
べく前記初期位置から前記目標位置に向かう際の前記分
岐点における初速度、目標速度、目標加速度をパラメー
タとして時間関数を生成する時間関数生成手段と、前記
時間関数に基づいて前記第1地点から前記第3地点まで
被制御装置を直線軌跡制御によりサーボ駆動する駆動制
御手段と、を備えて構成する。
Means for Solving the Problems To solve the above problems,
Therefore, the invention of claim 1 is the first point (x1, Y1, Z
1) To the third point (xThree, YThree, ZThree) Towards non-direct
Servo system controller that linearly servo-drives the controlled device
And the second point (x2, Y2,
z2) And the line segment connecting the third point to the X-axis
Including the first point, the second point, and the third point.
Which is a straight line on a flat plane that is orthogonal to the X axis.
Assuming the path coordinate system as the axis with respect to the reference coordinate system,
The first point is the initial position and the third point is the target position.
And on the straight line connecting the first point and the second point
Draw an arc from the branch point and move the path on the X axis.
Therefore, the amount when moving from the initial position to the target position
Parameters such as initial speed, target speed, and target acceleration at various points
A time function generating means for generating a time function as
From the first point to the third point based on a time function
Drive control that servo-drives the controlled device by linear trajectory control
And a control means.

【0011】請求項1記載の発明によれば、時間関数生
成手段は、経由目標地点である第2地点(x2 、y2
2 )と第3地点を結ぶ線分を含む直線をX軸とし、第
1地点、第2地点及び第3地点を含む平面上の直線であ
って、X軸と直交する直線をY軸とする経路座標系を基
準座標系に対して仮定し、第1地点を初期位置とし、第
3地点を目標位置とし、かつ、第1地点と第2地点を結
ぶ直線上の分岐点から円弧を描いてX軸上に経路を移行
させるべく初期位置から目標位置に向かう際の分岐点に
おける初速度、目標速度、目標加速度をパラメータとし
て時間関数を生成する。
According to the first aspect of the invention, the time function generating means includes the second point (x 2 , y 2 ,
z 2 ) and a straight line including a line segment connecting the third point are X-axis, and a straight line on a plane including the first point, the second point and the third point, which is orthogonal to the X-axis is Y-axis. Assuming that the route coordinate system is relative to the reference coordinate system, the first point is the initial position, the third point is the target position, and an arc is drawn from the branch point on the straight line connecting the first point and the second point. A time function is generated using the initial velocity, the target velocity, and the target acceleration at the branch point when moving from the initial position to the target position in order to shift the path on the X axis.

【0012】これにより駆動制御手段は、生成された時
間関数に基づいて第1地点から第3地点まで被制御装置
を直線軌跡制御によりサーボ駆動する。請求項2記載の
発明は、第1地点(x1 、y1 、z1 )から第4地点
(x4 、y4 、z4 )に向かって非直線的に被制御装置
をサーボ駆動するサーボ系の制御装置であって、経由目
標地点である第3地点(x3 、y3 、z3 )と前記第4
地点を結ぶ線分を含む直線をX軸とし、第2地点
(x2 、y2 、z2 )、前記第3地点及び前記第4地点
を含む平面上の直線であって、前記X軸と直交する直線
をY軸とする経路座標系を基準座標系に対して仮定し、
前記第1地点を初期位置とし、前記第4地点を目標位置
とし、かつ、前記第1地点と前記第2地点を結ぶ直線上
の第1の分岐点から円弧を描いて前記第2地点と前記第
3地点を結ぶ直線上へ向かう軌跡上の第2の分岐点から
円弧を描いて前記X軸上に経路を移行させるべく前記初
期位置から前記目標位置に向かう際の前記第1の分岐点
及び前記第2の分岐点における初速度、目標速度、目標
加速度をパラメータとして時間関数を生成する時間関数
生成手段と、前記時間関数に基づいて前記第1地点から
前記第4地点まで被制御装置を直線軌跡制御によりサー
ボ駆動する駆動制御手段と、を備えて構成する。
As a result, the drive control means servo-drives the controlled device from the first point to the third point by linear trajectory control based on the generated time function. According to a second aspect of the present invention, a servo that non-linearly servo-drives the controlled device from the first point (x 1 , y 1 , z 1 ) to the fourth point (x 4 , y 4 , z 4 ). A system control device, which is a third target point (x 3 , y 3 , z 3 ) which is a target point for transit and the fourth target point.
A straight line including a line segment connecting points is defined as an X-axis, and a straight line on a plane including a second point (x 2 , y 2 , z 2 ), the third point and the fourth point, and the X-axis Assuming a path coordinate system with a Y axis as an orthogonal straight line with respect to a reference coordinate system,
The first point is the initial position, the fourth point is the target position, and an arc is drawn from a first branch point on a straight line connecting the first point and the second point, and the second point and the second point. The first branch point at the time of going from the initial position to the target position in order to draw a circular arc from the second branch point on the locus going on the straight line connecting the third points and shift the path on the X axis; A time function generating means for generating a time function using the initial speed, the target speed, and the target acceleration at the second branch point as parameters, and the controlled device is linear from the first point to the fourth point based on the time function. Drive control means for servo-driving by trajectory control.

【0013】請求項2記載の発明によれば、時間関数生
成手段は、経由目標地点である第3地点と第4地点を結
ぶ線分を含む直線をX軸とし、第2地点、第3地点及び
第4地点を含む平面上の直線であって、X軸と直交する
直線をY軸とする経路座標系を基準座標系に対して仮定
し、第1地点を初期位置とし、第4地点を目標位置と
し、かつ、第1地点と第2地点を結ぶ直線上の第1の分
岐点から円弧を描いて第2地点と第3地点を結ぶ直線上
へ向かう軌跡上の第2の分岐点から円弧を描いてX軸上
に経路を移行させるべく初期位置から目標位置に向かう
際の第1の分岐点及び第2の分岐点における初速度、目
標速度、目標加速度をパラメータとして時間関数を生成
する。
According to the second aspect of the present invention, the time function generating means uses a straight line including a line segment connecting the third point and the fourth point, which are the target points, as the X axis, and the second point and the third point. And a straight line on a plane including the fourth point, where a straight line that is orthogonal to the X-axis and has the Y-axis is assumed to be the reference coordinate system, the first point is the initial position, and the fourth point is From the second branch point on the trajectory that goes to the target position and draws an arc from the first branch point on the straight line connecting the first point and the second point, and goes on the straight line connecting the second point and the third point A time function is generated using the initial velocity, the target velocity, and the target acceleration at the first branch point and the second branch point when moving from the initial position to the target position in order to shift the path on the X axis while drawing an arc. .

【0014】駆動制御手段は、生成された時間関数に基
づいて第1地点から第4地点まで被制御装置を直線軌跡
制御によりサーボ駆動する。請求項3記載の発明は、第
1地点(x1 、y1 、z1 )から第3地点(x3
3 、z3 )に向かって非直線的に被制御装置をサーボ
駆動するサーボ系の制御方法であって、経由目標地点で
ある第2地点(x2 、y2 、z2 )と前記第3地点を結
ぶ線分を含む直線をX軸とし、前記第1地点、前記第2
地点及び前記第3地点を含む平面上の直線であって、前
記X軸と直交する直線をY軸とする経路座標系を基準座
標系に対して仮定し、前記第1地点を初期位置とし、前
記第3地点を目標位置とし、かつ、前記第1地点と前記
第2地点を結ぶ直線上の分岐点から円弧を描いて前記X
軸上に経路を移行させるべく前記初期位置から前記目標
位置に向かう際の前記分岐点における初速度、目標速
度、目標加速度をパラメータとして時間関数を生成する
時間関数生成工程と、前記時間関数に基づいて前記第1
地点から前記第3地点まで被制御装置を直線軌跡制御に
よりサーボ駆動する駆動制御工程と、を備えて構成す
る。
The drive control means servo-drives the controlled device from the first point to the fourth point by linear trajectory control based on the generated time function. The invention according to claim 3 is from the first point (x 1 , y 1 , z 1 ) to the third point (x 3 ,
y 3 , z 3 ), which is a servo system control method for non-linearly servo-driving the controlled device, wherein a second target point (x 2 , y 2 , z 2 ) which is a via target point and the second target A straight line including a line segment connecting three points is defined as the X-axis, and the first point and the second point
A straight line on a plane including a point and the third point, assuming a path coordinate system having a straight line orthogonal to the X axis as the Y axis with respect to a reference coordinate system, the first point as an initial position, The third point is set as a target position, and an arc is drawn from a branch point on a straight line connecting the first point and the second point to form the X
Based on the time function, a time function generating step of generating a time function using the initial velocity, the target velocity, and the target acceleration at the branch point when moving from the initial position to the target position to shift the path on the axis; The first
A drive control step of servo-driving the controlled device from a point to the third point by linear trajectory control.

【0015】請求項3記載の発明によれば、時間関数生
成工程は、経由目標地点である第2地点と第3地点を結
ぶ線分を含む直線をX軸とし、第1地点、第2地点及び
第3地点を含む平面上の直線であって、X軸と直交する
直線をY軸とする経路座標系を基準座標系に対して仮定
し、第1地点を初期位置とし、第3地点を目標位置と
し、かつ、第1地点と第2地点を結ぶ直線上の分岐点か
ら円弧を描いてX軸上に経路を移行させるべく初期位置
から目標位置に向かう際の分岐点における初速度、目標
速度、目標加速度をパラメータとして時間関数を生成す
る。
According to the third aspect of the present invention, in the time function generating step, a straight line including a line segment connecting the second point and the third point which are the target points of the passage is set as the X axis, and the first point and the second point are set. And a straight line on a plane including the third point, where a path coordinate system having a straight line orthogonal to the X axis as the Y axis is assumed with respect to the reference coordinate system, the first point is the initial position, and the third point is Initial velocity and target at the branch point when going from the initial position to the target position in order to shift the route on the X axis by drawing an arc from the branch point on the straight line connecting the first point and the second point A time function is generated using the velocity and target acceleration as parameters.

【0016】これにより駆動制御工程は、時間関数に基
づいて第1地点から第3地点まで被制御装置を直線軌跡
制御によりサーボ駆動する。請求項4記載の発明は、第
1地点(x1 、y1 、z1 )から第4地点(x4
4 、z4 )に向かって非直線的に被制御装置をサーボ
駆動するサーボ系の制御方法であって、経由目標地点で
ある第3地点(x3 、y3 、z3 )と前記第4地点を結
ぶ線分を含む直線をX軸とし、第2地点(x2 、y2
2 )、前記第3地点及び前記第4地点を含む平面上の
直線であって、前記X軸と直交する直線をY軸とする経
路座標系を基準座標系に対して仮定し、前記第1地点を
初期位置とし、前記第4地点を目標位置とし、かつ、前
記第1地点と前記第2地点を結ぶ直線上の第1の分岐点
から円弧を描いて前記第2地点と前記第3地点を結ぶ直
線上へ向かう軌跡上の第2の分岐点から円弧を描いて前
記X軸上に経路を移行させるべく前記初期位置から前記
目標位置に向かう際の前記第1の分岐点及び前記第2の
分岐点における初速度、目標速度、目標加速度をパラメ
ータとして時間関数を生成する時間関数生成工程と、前
記時間関数に基づいて前記第1地点から前記第4地点ま
で被制御装置を直線軌跡制御によりサーボ駆動する駆動
制御工程と、を備えて構成する。
As a result, the drive control step servo-drives the controlled device from the first point to the third point by linear trajectory control based on the time function. The invention according to claim 4 is from the first point (x 1 , y 1 , z 1 ) to the fourth point (x 4 ,
y 4 , z 4 ), which is a servo system control method for non-linearly servo-driving the controlled device, wherein a third target point (x 3 , y 3 , z 3 ) and A straight line including the line segment connecting the four points is defined as the X axis, and the second point (x 2 , y 2 ,
z 2 ), a straight line on a plane including the third point and the fourth point, and a path coordinate system having a Y axis as a straight line orthogonal to the X axis is assumed to be the reference coordinate system, and One point is an initial position, the fourth point is a target position, and an arc is drawn from a first branch point on a straight line connecting the first point and the second point to form the second point and the third point. The first branch point and the first branch point when moving from the initial position to the target position in order to draw a circular arc from the second branch point on the locus going on the straight line connecting the points and shift the path on the X axis. A time function generating step of generating a time function using the initial speed, the target speed, and the target acceleration at the bifurcation point 2 as parameters, and linear trajectory control of the controlled device from the first point to the fourth point based on the time function. Drive control process of servo drive by Constitute Te.

【0017】請求項4記載の発明によれば、時間関数生
成工程は、経由目標地点である第3地点と第4地点を結
ぶ線分を含む直線をX軸とし、第2地点、第3地点及び
第4地点を含む平面上の直線であって、X軸と直交する
直線をY軸とする経路座標系を基準座標系に対して仮定
し、第1地点を初期位置とし、第4地点を目標位置と
し、かつ、第1地点と第2地点を結ぶ直線上の第1の分
岐点から円弧を描いて第2地点と第3地点を結ぶ直線上
へ向かう軌跡上の第2の分岐点から円弧を描いてX軸上
に経路を移行させるべく初期位置から目標位置に向かう
際の第1の分岐点及び第2の分岐点における初速度、目
標速度、目標加速度をパラメータとして時間関数を生成
する。
According to the fourth aspect of the invention, in the time function generating step, the straight line including the line segment connecting the third point and the fourth point, which is the route target point, is used as the X-axis, and the second point and the third point. And a straight line on a plane including the fourth point, where a straight line that is orthogonal to the X-axis and has the Y-axis is assumed to be the reference coordinate system, the first point is the initial position, and the fourth point is From the second branch point on the trajectory that goes to the target position and draws an arc from the first branch point on the straight line connecting the first point and the second point, and goes on the straight line connecting the second point and the third point A time function is generated using the initial velocity, the target velocity, and the target acceleration at the first branch point and the second branch point when moving from the initial position to the target position in order to shift the path on the X axis while drawing an arc. .

【0018】これにより駆動制御工程は、時間関数に基
づいて第1地点から第4地点まで被制御装置を直線軌跡
制御によりサーボ駆動する。
As a result, the drive control step servo-drives the controlled device from the first point to the fourth point by linear trajectory control based on the time function.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】まず実施態様の説明に先立ち、第
1地点P1 から第2地点P2 に向かわせるための直線軌
跡を台形速度カーブを用いて描かせるための原理につい
て説明する。 モード1動作 図1(a)に示すように第1地点P1 から第2地点P2
に向かう直線軌跡を各座標成分に単純に分解し台形速度
カーブを生成すると図1(b)にそれぞれ示すようなも
のとなる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Prior to the description of the embodiments,
1 point P1To second point P2Straight gauge to get to
For the principle of drawing a trace using a trapezoidal velocity curve
Will be explained. Mode 1 operation As shown in FIG. 1 (a), the first point P1To second point P2
The trapezoidal velocity is calculated by simply decomposing the linear trajectory toward
When a curve is generated, the curves shown in FIG.
Will be

【0020】ところで加減速時間は各座標成分で一致さ
せる必要がある、すなわち、 t1x=t1y=t1z かつ、 t2x=t2y=t2z を満たす必要がある。
By the way, the acceleration / deceleration time needs to be the same for each coordinate component, that is, t 1x = t 1y = t 1z and t 2x = t 2y = t 2z .

【0021】このため、一般に第1地点P1 及び第2地
点P2 を結ぶ線分の方向ベクトルnに沿って線分の長さ
lに関して図1(c)に示すように線形補間を行ない、
(1)式から第1地点P1 及び第2地点P2 を結ぶ線分
上の地点Pを求める手法が取られている。
Therefore, in general, linear interpolation is performed as shown in FIG. 1 (c) for the length l of the line segment along the direction vector n of the line segment connecting the first point P 1 and the second point P 2 .
A method of obtaining the point P on the line segment connecting the first point P 1 and the second point P 2 from the equation (1) is used.

【0022】 P=P1 l P・n …(1) このように線分の長さに着目して軌跡演算を行なう制御
方法では、経路変更に充分に対応することができない。
P = P 1 + l P · n (1) In this way, the control method of performing the trajectory calculation by paying attention to the length of the line segment cannot sufficiently cope with the route change.

【0023】すなわち、図2(a)に示すように、第1
地点P1 から第2地点P2 へ向けて一定速度で移動中
に、第1地点P1 及び第2地点P2 を結ぶ直線上の目標
地点Pで位置決めをする場合には、図3に示すように、
位相平面l−vl上で計画した軌跡に沿って(図3
(a)参照)、長さ成分に依存する時間関数を生成する
ことにより(図3(b)参照)、第1地点P1 及び第2
地点P2 を結ぶ直線上で経路変更を行なわせることが可
能である。
That is, as shown in FIG.
During movement from the point P 1 at a constant speed toward the second point P 2, in the case of a positioning straight line of the target point P connecting the first point P 1 and the second point P 2, shown in FIG. 3 like,
Along the planned trajectory on the phase plane l-vl (see FIG.
(See (a)), by generating a time function depending on the length component (see FIG. 3 (b)), the first point P 1 and the second point P 1
It is possible to change the route on the straight line connecting the points P 2 .

【0024】しかしながら、図2(b)に示すように、
第1地点P1 及び第2地点P2 を結ぶ直線上の地点Pか
ら第2地点P2 から地点P3 へ向かう直線軌跡に経路変
更する場合には、長さ成分に依存した時間関数を用い
て、経路変更を実現することはできない。
However, as shown in FIG. 2 (b),
When changing the route from the point P on the straight line connecting the first point P 1 and the second point P 2 to the straight line trajectory from the second point P 2 to the point P 3 , a time function depending on the length component is used. Therefore, the route cannot be changed.

【0025】そこで、本実施形態では、被制御装置の駆
動経路である直線軌跡の方向に併せて随時別個の座標系
を導入することで問題の解決を図っている。以下、この
ように導入する座標系を経路座標系、経路座標系にかか
わらず一定の座標系を基準座標系というものとする。
Therefore, in the present embodiment, the problem is solved by introducing a separate coordinate system at any time in accordance with the direction of the linear trajectory that is the drive path of the controlled device. Hereinafter, the coordinate system thus introduced will be referred to as a route coordinate system, and a fixed coordinate system regardless of the route coordinate system will be referred to as a reference coordinate system.

【0026】図4(a)に示すように、停止状態の第1
地点P1 から出発し、第2地点P2で停止する直線軌跡
を考える。2点P1 、P2 が与えられたとき、下記の
(2)式に示すように、第1地点P 1 と第2地点P2
結ぶ線分を含む直線をx軸(第1地点P1 から第2地点
2へ向かう方向を正方向とする)とする経路座標系Σ
lを基準座標系Σbについて下記の(3)式のように定
める。
As shown in FIG. 4A, the first state in the stopped state
Point P1Departure from the second point P2A straight path that stops at
think of. 2 points P1, P2When given,
As shown in equation (2), the first point P 1And the second point P2To
A straight line including connecting line segments is x-axis (first point P1To second point
P2The path coordinate system Σ with the direction toward
l is determined by the following equation (3) with respect to the reference coordinate system Σb.
Confuse.

【0027】 n=(P2 −P1 )/‖P2 −P1 ‖ …(2)N = (P 2 −P 1 ) / ‖P 2 −P 1 ‖ (2)

【0028】[0028]

【数1】 この場合において、y軸及びz軸は互いに直交し、か
つ、x軸と直交する向きに任意に設定する。
[Equation 1] In this case, the y-axis and the z-axis are set to be orthogonal to each other and to the direction orthogonal to the x-axis.

【0029】第1地点P1 及び第2地点P2 に対応する
経路座標系Σlにおける座標 l1 l2 は(4)式
で表される。 l1 =Rt 1 l2 =Rt 2 …(4) さらに直線軌跡に沿った経路座標系Σlにおける速度ベ
クトル lm 及び加速度ベクトル lm は、基準座標系
Σbに関して予め与えられている速度ベクトルVm 及び
加速度ベクトルam によりそれぞれ(5)式、(6)式
により与えられる。
Coordinates l P 1 and l P 2 in the route coordinate system Σl corresponding to the first point P 1 and the second point P 2 are expressed by equation (4). l P 1 = R t P 1 , l P 2 = R t P 2 ... (4) In addition the velocity vector in the path coordinate system Σl along the line trajectory l v m and the acceleration vector l a m, with respect to the reference coordinate system Σb The velocity vector V m and the acceleration vector a m given in advance are given by equations (5) and (6), respectively.

【0030】 lm =Rt m …(5) lm =Rt m …(6) このとき、第1地点P1 と第2地点P2 を結ぶ線分上の
地点Pのx座標は図4(b)に示すようにして得ること
ができる。地点Pのy座標及びz座標は、経路座標系Σ
l上では変化しないので、基準座標系Σbにおける地点
Pの座標は、経路座標系Σlにおける地点 lPに基づい
て(7)式により表される。
[0030] l v m = R t v m ... (5) l a m = R t a m ... (6) At this time, point P on the line segment connecting the first point P 1 and the second point P 2 The x coordinate can be obtained as shown in FIG. The y coordinate and the z coordinate of the point P are the route coordinate system Σ
Since it does not change on l, the coordinates of the point P in the reference coordinate system Σb are expressed by equation (7) based on the point l P in the route coordinate system Σl.

【0031】 P=R lP ここで lP=( lx l2y l2z)’ …(7) このように経路変更を行なわない場合を、以下、モード
1と呼ぶこととする。 モード2動作 次に第1地点P1 から第2地点P2 への移動中に地点P
から第3地点へ向かう直線軌跡に経路変更する場合(以
下、モード2と呼ぶ。)について図5を参照して説明す
る。
P = RlP wherelP = (lPx lP2y lP2z) '... (7) If the route is not changed in this way,
I will call it 1. Mode 2 operation Next, the first point P1To second point P2Point P while moving to
When changing the route from a straight path to the third point (from
Below, it is called mode 2. ) Will be described with reference to FIG.
You.

【0032】経路座標系Σlのx軸はモード1の場合と
同様に第2地点P2 から第3地点P 3 を結ぶ線分を含む
直線をx軸(第2地点P2 から第3地点P3 へ向かう方
向を正方向とする)とし、y軸は第1地点P1 と第2地
点P2 を結ぶ線分を含む直線とx軸を含む平面s2 上、
かつ、x軸と直交する軸とし、z軸は平面s2 に垂直な
軸とする。
The x-axis of the path coordinate system Σl is the same as in the case of mode 1.
Similarly, the second point P2To third point P ThreeIncluding the line segment connecting
The straight line is the x-axis (the second point P2To third point PThreeThose heading for
Direction is the positive direction), and the y-axis is the first point P1And the second place
Point P2A straight line including the line segment connecting the lines and a plane s including the x axis2Up,
Moreover, the axis is orthogonal to the x-axis, and the z-axis is the plane s.2Perpendicular to
The axis.

【0033】これにより、第1地点P1 から地点Pを経
由して第3地点P3 へ至る経路は経路座標系Σlにおけ
るx−y平面上の問題として処理できることがわかる。
すなわち、3点P1 、P2 、P3 が与えられたとき、下
記の(8)式に示すように、第2地点P2 から第3地点
3 を結ぶ線分を含む直線をx軸とし、y軸は第1地点
1 と第2地点P2 を結ぶ線分を含む直線とx軸を含む
平面s2 上、かつ、x軸と直交する軸とする経路座標系
Σlを基準座標系Σbについて下記の(9)式〜(1
1)式のように定める。
From this, it is understood that the route from the first point P 1 to the third point P 3 via the point P can be treated as a problem on the xy plane in the route coordinate system Σl.
That is, when three points P 1 , P 2 and P 3 are given, a straight line including a line segment connecting the second point P 2 to the third point P 3 is given as the x-axis as shown in the following formula (8). The y-axis is a straight line including a line segment connecting the first point P 1 and the second point P 2 and a plane s 2 including the x-axis, and a path coordinate system Σl that is an axis orthogonal to the x-axis is a reference coordinate. For the system Σb, the following equations (9) to (1
1) Set as shown in equation.

【0034】 n=(P3 −P2 )/‖P3 −P2 ‖ …(8) a=n×(P2 −P1 )/‖n×(P2 −P1 )‖ …(9) o=a×n …(10) Σb→Σl:R=(n o a) …(11) また、経路変更開始点である地点P及び終点である第3
地点P3 は経路座標系Σlにおいて(12)式で与えら
れる。
N = (P 3 −P 2 ) / ‖P 3 −P 2 ‖ (8) a = n × (P 2 −P 1 ) / ‖n × (P 2 −P 1 ) ‖ ... (9) ) O = a × n (10) Σb → Σl: R = (n o a) (11) Further, the point P which is the route change start point and the third point which is the end point.
The point P 3 is given by the equation (12) in the route coordinate system Σl.

【0035】 lP=Rt P, l3 =Rt 3 …(12) さらに、第1地点P1 から第2地点P2 に向かうモード
1の経路座標系において、モード1に対応するx軸方向
(第1地点P1 から第2地点P2 に向かう軸方向)に関
する地点Pにおける速度の大きさv0を用いて、モード
2におけるx軸、y軸方向の速度成分 lx0l y0
表すと、それぞれ(13)式、(14)式により表され
る。
L P = R t P, l P 3 = R t P 3 (12) Furthermore, in the route coordinate system of mode 1 from the first point P 1 to the second point P 2 , it corresponds to mode 1. Using the magnitude v0 of the velocity at the point P in the x-axis direction (the axial direction from the first point P 1 to the second point P 2 ), the velocity components l v x0 , l in the x-axis and y-axis directions in the mode 2 are used. V y0 is represented by the equations (13) and (14), respectively.

【0036】 lx0=v0 ・(P2 −P1 )/‖P2 −P1 ‖・n …(13) ly0=v0 ・(P2 −P1 )/‖P2 −P1 ‖・o …(14) 但し、v0 はモード1における地点Pにおける速度 さらにまた、経路座標系Σlにおける速度ベクトル l
m 及び加速度ベクトル lm は、基準座標系Σbに関し
て予め与えられている速度ベクトルVm 及び加速度ベク
トルam によりそれぞれ(15)式、(16)式により
与えられる。
[0036]lvx0= V0・ (P2−P1) / ‖P2−P1‖ ・ N… (13)lvy0= V0・ (P2−P1) / ‖P2−P1‖ ・ O… (14) However, v0Is the velocity at the point P in mode 1 Furthermore, the velocity vector in the path coordinate system Σllv
mAnd acceleration vector lamIs the reference coordinate system Σb
Velocity vector V given in advancemAnd acceleration
Tor amAccording to equation (15) and equation (16),
Given.

【0037】 lm =Rt m …(15) lm =Rt m …(16) ここで、地点Pから第2地点P2 及び第3地点P3 を結
ぶ直線上への経路変更問題は、以下に示す二つの時間関
数生成問題と等価である。
[0037] l v m = at R t v m ... (15) l a m = R t a m ... (16) where, from the point P to the straight line connecting the second point P 2 and the third point P 3 The route change problem is equivalent to the following two time function generation problems.

【0038】1)地点 lx から初速度 lx0で移動を
開始し、地点 l3xに至り停止するための時間関数を求
める(図6(a)参照)。 2)地点 ly から初速度 ly0で移動を開始し、地点
l3yに至り停止するための時間関数を求める(図6
(b)参照)。
1) The time function for starting the movement from the point l P x at the initial velocity l v x0 and reaching the point l P 3x and stopping is obtained (see FIG. 6 (a)). 2) Start moving from the point l P y at the initial velocity l v y0 ,
Find the time function to stop at l P 3y (Fig. 6
(B)).

【0039】これらの結果、経路変更過程における時間
関数は(17)式により与えられることとなる。 P=R lP …(17) ここで、l P=( lx ly l3z) である。
As a result, the time function in the route changing process is given by the equation (17). P = R l P (17) Here, l P = ( l P x l P y l P 3z ).

【0040】なお、t>tc においては、経路座標系Σ
lにおいてy軸方向の軌跡生成は完了するため、モード
1と等価な状態となる。そして、t>tc 以降において
第3地点P3 に到達すれば、停止状態となり、第3地点
3 に到達する前に新たな経路変更指定を与えれば、再
びモード2に移行する。モード3動作 一方、t≦tc において、新たな経路変更指定を与えれ
ば、以下に説明するモード3に移行することとなる。
When t> t c , the path coordinate system Σ
Since the generation of the locus in the y-axis direction is completed at l, the state becomes equivalent to the mode 1. Then, if the third point P 3 is reached after t> t c , the state is stopped, and if a new route change designation is given before reaching the third point P 3 , the mode 2 is entered again. Mode 3 operation On the other hand, if a new route change designation is given when t ≦ t c , the mode shifts to the mode 3 described below.

【0041】ここで、図7を参照してモード3における
経路変更動作について説明する。第1地点P1 から第2
地点P2 への移動中に地点P’から第3地点へ向かう直
線軌跡に経路変更し、さらに第3地点への移動中に地点
Pから第4地点へ向かう直線軌跡に経路変更する場合に
ついて説明する。
Here, the route changing operation in the mode 3 will be described with reference to FIG. From the first point P 1 to the second
A case where the route is changed to a straight line trajectory from the point P ′ to the third point while moving to the point P 2 and further to a straight line trajectory from the point P to the fourth point while moving to the third point will be described. To do.

【0042】経路座標系Σlのx軸はモード2の場合と
同様に第3地点P3 から第4地点P 4 を結ぶ線分を含む
直線をx軸(第3地点P3 から第4地点P4 へ向かう方
向を正方向とする)とし、y軸は第2地点P2 、第3地
点P3 及び第4地点P4 を含む平面s3 上、かつ、x軸
と直交する軸とし、z軸は平面s3 に垂直な軸とする。
The x-axis of the path coordinate system Σl is the same as in mode 2
Similarly, the third point PThreeTo 4th point P FourIncluding the line segment connecting
The straight line is the x-axis (the third point PThreeTo 4th point PFourThose heading for
And the y-axis is the second point P.2, Third place
Point PThreeAnd 4th point PFourPlane s containingThreeTop and x-axis
And the z-axis is the plane sThreeAxis perpendicular to.

【0043】この場合において、第2モードと同様に経
路座標系Σlを基準座標系Σbについて下記の(18)
式〜(21)式のように定める。 n=(P4 −P3 )/‖P4 −P3 ‖ …(18) a=n×(P3 −P2 )/‖n×(P3 −P2 )‖ …(19) o=a×n …(20) Σb→Σl:R=(n o a) …(21) また、経路変更開始点である地点P及び終点である第4
地点P4 は経路座標系Σにおいて(22)式で与えら
れる。
In this case, as in the second mode, the path coordinate system Σl is changed to the following (18) with respect to the reference coordinate system Σb.
It is defined as in Expressions (21). n = (P 4 −P 3 ) / ‖P 4 −P 3 ‖ ... (18) a = n × (P 3 −P 2 ) / ‖n × (P 3 −P 2 ) ‖ ... (19) o = a × n (20) Σb → Σl: R = (n o a) (21) Further, a point P that is a route change start point and a fourth point that is an end point.
The point P 4 is given by the equation (22) in the route coordinate system Σ l .

【0044】 lP=Rt P, l4 =Rt 4 …(22) さらに、第1地点P1 から第2地点P2 に向かうモード
1の経路座標系において、モード2における方向ベクト
ルn2 (x軸方向)、方向ベクトルo2 (y方向)に対
応する地点Pにおける速度の大きさv2x、v2yを用い
て、モード3におけるx軸、y軸、z軸方向の速度成分
lx0 ly0 lz0を表すと、それぞれ(23)
式、(24)式、(25)式により表される。
L P = R t P, l P 4 = R t P 4 (22) Further, in the path coordinate system of mode 1 from the first point P 1 to the second point P 2 , the direction vector in mode 2 Using velocity magnitudes v 2x and v 2y at point P corresponding to n 2 (x-axis direction) and direction vector o 2 (y-direction), velocity components in the x-axis, y-axis, and z-axis directions in mode 3
Representing l v x0 , l v y0 , and l v z0 , respectively (23)
Expressions (24) and (25) are used.

【0045】 lx0=(v2x・n2 +v2y・o2 )・n …(23) ly0=(v2x・n2 +v2y・o2 )・o …(24) lz0=(v2x・n2 +v2y・o2 )・a …(25) さらにまた、経路座標系Σlにおける速度ベクトル l
m 及び加速度ベクトル lamは、基準座標系Σbに関して
予め与えられている速度ベクトルVm 及び加速度ベクト
ルam によりそれぞれ(26)式、(27)式により与
えられる。
[0045]lvx0= (V2x・ N2+ V2y・ O2) ・ N… (23)lvy0= (V2x・ N2+ V2y・ O2) ・ O… (24)lvz0= (V2x・ N2+ V2y・ O2) · A (25) Furthermore, the velocity vector in the path coordinate system Σllv
mAnd acceleration vector lam refers to the reference coordinate system Σb
Velocity vector V given in advancemAnd acceleration vector
Ru amIs given by equation (26) and equation (27) respectively.
available.

【0046】 lm =Rt m …(26) lm =Rt m …(27) ここで、地点Pから第3地点P3 及び第4地点P4 を結
ぶ直線上への経路変更問題は、以下に示す三つの時間関
数生成問題と等価である。
L v m = R t v m (26) la m = R t a m (27) Here, from the point P to the straight line connecting the third point P 3 and the fourth point P 4 . The route change problem is equivalent to the following three time function generation problems.

【0047】1)地点 lx から初速度 lx0で移動を
開始し、地点 l4xに至り停止するための時間関数を求
める(図8(a)参照)。 2)地点 ly から初速度 ly0で移動を開始し、地点
l4yに至り停止するための時間関数を求める(図8
(b)参照)。
1) Obtain a time function for starting the movement from the point l P x at the initial velocity l v x0 and reaching the point l P 4x and stopping (see FIG. 8 (a)). 2) Start moving from the point l P y at the initial velocity l v y0 ,
Find the time function to stop at l P 4y (Fig. 8
(B)).

【0048】3)地点 lz から初速度 lz0で移動を
開始し、地点 l4zに至り停止するための時間関数を求
める(図8(c)参照)。 これらの結果、経路変更過程における時間関数は(2
8)式により与えられることとなる。
3) Obtain a time function for starting the movement from the point l P z at the initial velocity l v z0 and reaching the point l P 4z and stopping (see FIG. 8 (c)). As a result, the time function in the route change process is (2
It will be given by the equation (8).

【0049】 P=R lP …(28) ここで、l P=( lX lY lZ )’ である。P = R 1 P (28) Here, 1 P = ( 1 P X 1 P Y 1 P Z ) ′.

【0050】なお、tc1<t<tc2においては、y軸方
向の軌跡生成は完了するため、モード2と等価な状態と
なり、さらにt>tc2においては、経路座標系Σl にお
いてz軸方向の軌跡生成は完了するため、モード1と等
価な状態となる。
Note that when t c1 <t <t c2 , the trajectory generation in the y-axis direction is completed, so that a state equivalent to mode 2 is obtained. Further, at t> t c2 , the z-axis in the path coordinate system Σ l is obtained. Since the generation of the trajectory in the direction is completed, the state becomes equivalent to the mode 1.

【0051】また、t<tc1において、第5地点P5
向かう新たな経路変更指定を与えれば、モード3の状態
で、上記(23)〜(25)式を以下の3式(23)’
〜(25)’式に置き換えることにより制御可能であ
る。
If a new route change designation to the fifth point P 5 is given at t <t c1 , the above equations (23) to (25) are changed to the following three equations (23) in the mode 3 state. '
It is possible to control by substituting the expression (25) '.

【0052】 lx0=(v3x・n3 +v3y・o3 +v3z・a3 )・n …(23)’ ly0=(v3x・n3 +v3y・o3 +v3z・a3 )・o …(24)’ lz0=(v3x・n3 +v3y・o3 +v3z・a3 )・a …(25)’ 以上におけるモード遷移状態を図9に示す。 L v x0 = (v 3x · n 3 + v 3y · o 3 + v 3z · a 3 ) · n (23) ′ l v y0 = (v 3x · n 3 + v 3y · o 3 + v 3z · a 3) · o ... (24) shown in 'l v z0 = (v 3x · n 3 + v 3y · o 3 + v 3z · a 3) · a ... (25)' 9 mode transition state in the above.

【0053】例えば、上述したt<tc1において、第5
地点P5 へ向かう新たな経路変更指定を与えた場合の状
態遷移は図9において、C8 の遷移状態に相当する。以
上の説明のように本実施形態によれば、モード1乃至モ
ード3の動作を組合わせることにより、直線移動命令を
用いて任意の方向に経路を変更することが可能となる。
For example, at t <t c1 described above, the fifth
The state transition when a new route change designation toward the point P 5 is given corresponds to the transition state of C 8 in FIG. As described above, according to the present embodiment, by combining the operations of modes 1 to 3, it is possible to change the route in an arbitrary direction using the linear movement command.

【0054】この場合において、新しい目標地点以外の
パラメータを与える必要なく、自動的に経路変更をする
ことができ、動作開始地点から最終目標地点まで停止す
ることなく連続動作を行なうことが可能となり、タクト
タイムを短縮することが可能となる。
In this case, the route can be automatically changed without giving a parameter other than the new target point, and continuous operation can be performed without stopping from the operation start point to the final target point. It is possible to shorten the tact time.

【0055】さらに経路変更のための特別な命令が不要
となるため、プログラミングを簡略化して工数を削減す
ることができる。
Further, since a special instruction for changing the route is unnecessary, the programming can be simplified and the man-hour can be reduced.

【0056】[0056]

【実施例】図10及び図11にアーチモーション動作を
実際に行なわせる場合のプログラミング例及びその経路
軌跡を示す。この場合において、具体的に実現するため
には、直線軌跡制御可能なロボットを被制御装置とし、
このロボットを実際に駆動するための駆動装置及び時間
関数生成手段としてのコントロール装置が必要となる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIGS. 10 and 11 show a programming example and a path locus for actually performing an arch motion operation. In this case, in order to realize it concretely, a robot capable of linear trajectory control is set as the controlled device,
A drive device for actually driving the robot and a control device as a time function generating means are required.

【0057】図10(a)は、経路変更を伴わない場合
の軌跡であり、図10(b)は対応するコントロール装
置のためのプログラム例である。図10(b)におい
て、 MOV A は現在位置からA点へ直線移動を行なわせる命令であ
り、 WAIT UNTIL (B) は条件Bが満たされるまで待機状態(Wait)とするため
の命令である。
FIG. 10 (a) is a locus when the route is not changed, and FIG. 10 (b) is an example of a program for the corresponding control device. In FIG. 10 (b), MOV A is an instruction for performing a linear movement from the current position to point A, and WAIT UNTIL (B) is an instruction for keeping a wait state (Wait) until condition B is satisfied.

【0058】この結果、図10の実施例によれば、第1
地点P1 を出発して、第2地点P2及び第3地点P3
経由して、第4地点P4 で停止することとなる。図11
(a)は、経路変更を伴う場合の軌跡であり、図11
(b)は対応するコントロール装置のためのプログラム
例である。
As a result, according to the embodiment of FIG. 10, the first
It departs from the point P 1, passes through the second point P 2 and the third point P 3 , and stops at the fourth point P 4 . FIG.
FIG. 11A is a trajectory when a route is changed, and FIG.
(B) is an example program for the corresponding control device.

【0059】この結果、図11の実施例によれば、第1
地点P1 を出発して、第2地点P2及び第3地点P3
経由せずに、第4地点P4 に至り、停止することとな
る。以上の説明のように本実施例によれば、図11に示
す経路変更を行なう場合でも特別な命令は不要で、単に
直線移動命令(=MOV)の開始タイミングを異ならせ
るだけで、連続する経路軌跡を描かせることが可能とな
る。
As a result, according to the embodiment of FIG. 11, the first
It departs from the point P 1 , reaches the fourth point P 4 without passing through the second point P 2 and the third point P 3 , and stops. As described above, according to the present embodiment, even when the route change shown in FIG. 11 is performed, no special command is required, and the start timing of the linear movement command (= MOV) is simply changed, and the continuous route is changed. It is possible to draw a trajectory.

【0060】[0060]

【発明の効果】以上説明したように、請求項1記載の発
明によれば、時間関数生成手段は、経由目標地点である
第2地点(x2 、y2 、z2 )と第3地点を結ぶ線分を
含む直線をX軸とし、第1地点、第2地点及び第3地点
を含む平面上の直線であって、X軸と直交する直線をY
軸とする経路座標系を基準座標系に対して仮定し、第1
地点を初期位置とし、第3地点を目標位置とし、かつ、
第1地点と第2地点を結ぶ直線上の分岐点から円弧を描
いてX軸上に経路を移行させるべく初期位置から目標位
置に向かう際の分岐点における初速度、目標速度、目標
加速度をパラメータとして時間関数を生成し、駆動制御
手段は、生成された時間関数に基づいて第1地点から第
3地点まで被制御装置を直線軌跡制御によりサーボ駆動
するので、直線軌跡制御にもかかわらず、経路途中で停
止することなく略L字状の軌跡を描いて被制御装置を駆
動することができ、タクトタイムを低減することができ
るとともに、直線軌跡制御命令のみで制御が可能である
ので、プログラムを簡略化してプログラミングの工程を
削減することができる。
As described above, according to the invention described in claim 1, the time function generating means separates the second point (x 2 , y 2 , z 2 ) and the third point, which are the target points of the route. A straight line including a connecting line segment is defined as an X axis, and a straight line on a plane including the first point, the second point, and the third point, which is orthogonal to the X axis is Y.
Assuming the path coordinate system as the axis with respect to the reference coordinate system,
The point is the initial position, the third point is the target position, and
The initial speed, target speed, and target acceleration at the branch point when moving from the initial position to the target position to draw a circular arc from the branch point on the straight line connecting the first point and the second point and move the route on the X axis are parameters. As a result, the drive control means servo-drives the controlled device from the first point to the third point by linear trajectory control based on the generated time function. Since the controlled device can be driven by drawing a substantially L-shaped trajectory without stopping halfway, the tact time can be reduced, and control can be performed only by the linear trajectory control command. It is possible to simplify and reduce the programming process.

【0061】請求項2記載の発明によれば、時間関数生
成手段は、経由目標地点である第3地点と第4地点を結
ぶ線分を含む直線をX軸とし、第2地点、第3地点及び
第4地点を含む平面上の直線であって、X軸と直交する
直線をY軸とする経路座標系を基準座標系に対して仮定
し、第1地点を初期位置とし、第4地点を目標位置と
し、かつ、第1地点と第2地点を結ぶ直線上の第1の分
岐点から円弧を描いて第2地点と第3地点を結ぶ直線上
へ向かう軌跡上の第2の分岐点から円弧を描いてX軸上
に経路を移行させるべく初期位置から目標位置に向かう
際の第1の分岐点及び第2の分岐点における初速度、目
標速度、目標加速度をパラメータとして時間関数を生成
し、駆動制御手段は、生成された時間関数に基づいて第
1地点から第4地点まで被制御装置を直線軌跡制御によ
りサーボ駆動するので、経路途中で停止することなく任
意の軌跡を描いて被制御装置を駆動することができ、タ
クトタイムを低減することができるとともに、直線軌跡
制御命令のみで制御が可能であるので、プログラムを簡
略化してプログラミングの工程を削減することができ
る。
According to the second aspect of the present invention, the time function generating means uses the straight line including the line segment connecting the third point and the fourth point, which are the target points, as the X axis, and the second point and the third point. And a straight line on a plane including the fourth point, where a straight line that is orthogonal to the X-axis and has the Y-axis is assumed to be the reference coordinate system, the first point is the initial position, and the fourth point is From the second branch point on the trajectory that goes to the target position and draws an arc from the first branch point on the straight line connecting the first point and the second point, and goes on the straight line connecting the second point and the third point A time function is generated using the initial speed, the target speed, and the target acceleration at the first and second branch points when moving from the initial position to the target position in order to shift the path on the X axis while drawing an arc. , The drive control means, based on the generated time function, from the first point to the fourth point Since the controlled device is servo-driven by the linear trajectory control, it is possible to drive the controlled device by drawing an arbitrary trajectory without stopping in the middle of the route, and it is possible to reduce the tact time and control the linear trajectory. Since the control can be performed only by the instruction, the program can be simplified and the programming process can be reduced.

【0062】請求項3記載の発明によれば、時間関数生
成工程は、経由目標地点である第2地点と第3地点を結
ぶ線分を含む直線をX軸とし、第1地点、第2地点及び
第3地点を含む平面上の直線であって、X軸と直交する
直線をY軸とする経路座標系を基準座標系に対して仮定
し、第1地点を初期位置とし、第3地点を目標位置と
し、かつ、第1地点と第2地点を結ぶ直線上の分岐点か
ら円弧を描いてX軸上に経路を移行させるべく初期位置
から目標位置に向かう際の分岐点における初速度、目標
速度、目標加速度をパラメータとして時間関数を生成
し、駆動制御工程は、時間関数に基づいて第1地点から
第3地点まで被制御装置を直線軌跡制御によりサーボ駆
動するので、経路途中で停止することなく略L字状の軌
跡を描いて被制御装置を駆動することができ、タクトタ
イムを低減することができるとともに、直線軌跡制御命
令のみで制御が可能であるので、プログラムを簡略化し
てプログラミングの工程を削減することができる。請求
項4記載の発明によれば、時間関数生成工程は、経由目
標地点である第3地点と第4地点を結ぶ線分を含む直線
をX軸とし、第2地点、第3地点及び第4地点を含む平
面上の直線であって、X軸と直交する直線をY軸とする
経路座標系を基準座標系に対して仮定し、第1地点を初
期位置とし、第4地点を目標位置とし、かつ、第1地点
と第2地点を結ぶ直線上の第1の分岐点から円弧を描い
て第2地点と第3地点を結ぶ直線上へ向かう軌跡上の第
2の分岐点から円弧を描いてX軸上に経路を移行させる
べく初期位置から目標位置に向かう際の第1の分岐点及
び第2の分岐点における初速度、目標速度、目標加速度
をパラメータとして時間関数を生成し、駆動制御工程
は、時間関数に基づいて第1地点から第4地点まで被制
御装置を直線軌跡制御によりサーボ駆動するので、経路
途中で停止することなく任意の軌跡を描いて被制御装置
を駆動することができ、タクトタイムを低減することが
できるとともに、直線軌跡制御命令のみで制御が可能で
あるので、プログラムを簡略化してプログラミングの工
程を削減することができる。
According to the third aspect of the present invention, in the time function generating step, a straight line including a line segment connecting the second point and the third point, which is the via target point, is set as the X axis, and the first point and the second point are set. And a straight line on a plane including the third point, where a path coordinate system having a straight line orthogonal to the X axis as the Y axis is assumed with respect to the reference coordinate system, the first point is the initial position, and the third point is Initial velocity and target at the branch point when going from the initial position to the target position in order to shift the route on the X axis by drawing an arc from the branch point on the straight line connecting the first point and the second point A time function is generated using the speed and the target acceleration as parameters, and the drive control step servo-drives the controlled device from the first point to the third point by linear trajectory control based on the time function, so stop in the middle of the route. Controlled device without drawing L-shaped locus Can be driven, it is possible to reduce the tact time, since it is possible to control only in a straight line trajectory control command, it is possible to reduce the programming steps to simplify the program. According to the invention described in claim 4, in the time function generating step, a straight line including a line segment connecting the third point and the fourth point, which are the transit target points, is used as the X axis, and the second point, the third point, and the fourth point. A straight line on a plane including points, where a path coordinate system having a Y axis as a straight line orthogonal to the X axis is assumed with respect to the reference coordinate system, the first point is the initial position, and the fourth point is the target position. , And draw a circular arc from the first branch point on the straight line connecting the first point and the second point, and draw a circular arc from the second branch point on the path going on the straight line connecting the second point and the third point The initial speed, the target speed, and the target acceleration at the first branch point and the second branch point when moving from the initial position to the target position in order to shift the path on the X axis, and a drive function is generated. The process is based on the time function and the controlled device is linearly tracked from the first point to the fourth point. Since the servo drive is performed by the control, the controlled device can be driven by drawing an arbitrary trajectory without stopping in the middle of the route, the tact time can be reduced, and the control can be performed only by the linear trajectory control command. Therefore, the program can be simplified and the number of programming steps can be reduced.

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

【図1】直線軌跡制御の原理説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram of the principle of linear trajectory control.

【図2】直線軌跡制御の説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram of linear trajectory control.

【図3】長さ成分に依存する直線軌跡制御の説明図であ
る。
FIG. 3 is an explanatory diagram of linear trajectory control depending on a length component.

【図4】直線軌跡制御の説明図(モード1)である。FIG. 4 is an explanatory diagram (mode 1) of linear trajectory control.

【図5】直線軌跡制御の説明図(モード2)である。FIG. 5 is an explanatory diagram (mode 2) of linear trajectory control.

【図6】直線軌跡制御の説明図(モード2)である。FIG. 6 is an explanatory diagram (mode 2) of linear trajectory control.

【図7】直線軌跡制御の説明図(モード3)である。FIG. 7 is an explanatory diagram (mode 3) of linear trajectory control.

【図8】直線軌跡制御の説明図(モード3)である。FIG. 8 is an explanatory diagram (mode 3) of linear trajectory control.

【図9】動作モード遷移状態の説明図である。FIG. 9 is an explanatory diagram of an operation mode transition state.

【図10】実施例(経路変更なし)の説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram of an example (no route change).

【図11】実施例(経路変更有り)の説明図である。FIG. 11 is an explanatory diagram of an example (with a route change).

【図12】従来の動作説明図である。FIG. 12 is a diagram for explaining a conventional operation.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

P、P’…地点 P1 …第1地点 P2 …第2地点 P3 …第3地点 P4 …第4地点P, P '... Point P 1 ... 1st point P 2 ... 2nd point P 3 ... 3rd point P 4 ... 4th point

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 第1地点(x1 、y1 、z1 )から第3
地点(x3 、y3 、z3 )に向かって非直線的に被制御
装置をサーボ駆動するサーボ系の制御装置であって、 経由目標地点である第2地点(x2 、y2 、z2 )と前
記第3地点を結ぶ線分を含む直線をX軸とし、前記第1
地点、前記第2地点及び前記第3地点を含む平面上の直
線であって、前記X軸と直交する直線をY軸とする経路
座標系を基準座標系に対して仮定し、前記第1地点を初
期位置とし、前記第3地点を目標位置とし、かつ、前記
第1地点と前記第2地点を結ぶ直線上の分岐点から円弧
を描いて前記X軸上に経路を移行させるべく前記初期位
置から前記目標位置に向かう際の前記分岐点における初
速度、目標速度、目標加速度をパラメータとして時間関
数を生成する時間関数生成手段と、 前記時間関数に基づいて前記第1地点から前記第3地点
まで被制御装置を直線軌跡制御によりサーボ駆動する駆
動制御手段と、 を備えたことを特徴とするサーボ系の制御装置。
1. From the first point (x 1 , y 1 , z 1 ) to the third point
Point A (x 3, y 3, z 3) non-linear servo system control device for servo-driving the controlled device toward the second point is through the target point (x 2, y 2, z 2 ) and the line segment connecting the third point to the X-axis,
A path coordinate system that is a straight line on a plane including a point, the second point, and the third point, and that is a straight line orthogonal to the X axis is the Y axis, is assumed to be a reference coordinate system, and the first point is As an initial position, the third point as a target position, and the initial position for drawing a circular arc from a branch point on a straight line connecting the first point and the second point to move the route on the X axis. From the first point to the third point based on the time function, the time function generating means generating a time function using the initial velocity, the target velocity, and the target acceleration at the branch point when moving from the vehicle to the target position. A servo system control device comprising: a drive control unit that servo-drives a controlled device by linear trajectory control.
【請求項2】 第1地点(x1 、y1 、z1 )から第4
地点(x4 、y4 、z4 )に向かって非直線的に被制御
装置をサーボ駆動するサーボ系の制御装置であって、 経由目標地点である第3地点(x3 、y3 、z3 )と前
記第4地点を結ぶ線分を含む直線をX軸とし、第2地点
(x2 、y2 、z2 )、前記第3地点及び前記第4地点
を含む平面上の直線であって、前記X軸と直交する直線
をY軸とする経路座標系を基準座標系に対して仮定し、
前記第1地点を初期位置とし、前記第4地点を目標位置
とし、かつ、前記第1地点と前記第2地点を結ぶ直線上
の第1の分岐点から円弧を描いて前記第2地点と前記第
3地点を結ぶ直線上へ向かう軌跡上の第2の分岐点から
円弧を描いて前記X軸上に経路を移行させるべく前記初
期位置から前記目標位置に向かう際の前記第1の分岐点
及び前記第2の分岐点における初速度、目標速度、目標
加速度をパラメータとして時間関数を生成する時間関数
生成手段と、 前記時間関数に基づいて前記第1地点から前記第4地点
まで被制御装置を直線軌跡制御によりサーボ駆動する駆
動制御手段と、 を備えたことを特徴とするサーボ系の制御装置。
2. From the first point (x 1 , y 1 , z 1 ) to the fourth point
A servo-system control device that non-linearly servo-drives a controlled device toward a point (x 4 , y 4 , z 4 ), and is a third target point (x 3 , y 3 , z) that is a via target point. 3 ) and the straight line including the line segment connecting the fourth point are defined as the X-axis, and are straight lines on the plane including the second point (x 2 , y 2 , z 2 ), the third point and the fourth point. Then, a path coordinate system having a straight line orthogonal to the X axis as the Y axis is assumed with respect to the reference coordinate system,
The first point is the initial position, the fourth point is the target position, and an arc is drawn from a first branch point on a straight line connecting the first point and the second point, and the second point and the second point. The first branch point at the time of going from the initial position to the target position in order to draw a circular arc from the second branch point on the locus going on the straight line connecting the third points and shift the path on the X axis; Time function generating means for generating a time function using the initial speed, the target speed, and the target acceleration at the second branch point as parameters, and the controlled device is linearly moved from the first point to the fourth point based on the time function. A servo-system control device comprising: a drive control unit that servo-drives by trajectory control.
【請求項3】 第1地点(x1 、y1 、z1 )から第3
地点(x3 、y3 、z3 )に向かって非直線的に被制御
装置をサーボ駆動するサーボ系の制御方法であって、 経由目標地点である第2地点(x2 、y2 、z2 )と前
記第3地点を結ぶ線分を含む直線をX軸とし、前記第1
地点、前記第2地点及び前記第3地点を含む平面上の直
線であって、前記X軸と直交する直線をY軸とする経路
座標系を基準座標系に対して仮定し、前記第1地点を初
期位置とし、前記第3地点を目標位置とし、かつ、前記
第1地点と前記第2地点を結ぶ直線上の分岐点から円弧
を描いて前記X軸上に経路を移行させるべく前記初期位
置から前記目標位置に向かう際の前記分岐点における初
速度、目標速度、目標加速度をパラメータとして時間関
数を生成する時間関数生成工程と、 前記時間関数に基づいて前記第1地点から前記第3地点
まで被制御装置を直線軌跡制御によりサーボ駆動する駆
動制御工程と、 を備えたことを特徴とするサーボ系の制御方法。
3. From the first point (x 1 , y 1 , z 1 ) to the third point
A method for controlling a servo system, which non-linearly servo-drives a controlled device toward a point (x 3 , y 3 , z 3 ), which is a second target point (x 2 , y 2 , z) 2 ) and the line segment connecting the third point to the X-axis,
A path coordinate system that is a straight line on a plane including a point, the second point, and the third point, and that is a straight line orthogonal to the X axis is the Y axis, is assumed to be a reference coordinate system, and the first point is As an initial position, the third point as a target position, and the initial position for drawing a circular arc from a branch point on a straight line connecting the first point and the second point to move the route on the X axis. From the first point to the third point based on the time function, the time function generating step of generating a time function using the initial speed, the target speed, and the target acceleration at the branch point as a parameter when moving from the first position to the target position. A drive control step of servo-driving a controlled device by linear trajectory control, and a servo system control method comprising:
【請求項4】 第1地点(x1 、y1 、z1 )から第4
地点(x4 、y4 、z4 )に向かって非直線的に被制御
装置をサーボ駆動するサーボ系の制御方法であって、 経由目標地点である第3地点(x3 、y3 、z3 )と前
記第4地点を結ぶ線分を含む直線をX軸とし、第2地点
(x2 、y2 、z2 )、前記第3地点及び前記第4地点
を含む平面上の直線であって、前記X軸と直交する直線
をY軸とする経路座標系を基準座標系に対して仮定し、
前記第1地点を初期位置とし、前記第4地点を目標位置
とし、かつ、前記第1地点と前記第2地点を結ぶ直線上
の第1の分岐点から円弧を描いて前記第2地点と前記第
3地点を結ぶ直線上へ向かう軌跡上の第2の分岐点から
円弧を描いて前記X軸上に経路を移行させるべく前記初
期位置から前記目標位置に向かう際の前記第1の分岐点
及び前記第2の分岐点における初速度、目標速度、目標
加速度をパラメータとして時間関数を生成する時間関数
生成工程と、 前記時間関数に基づいて前記第1地点から前記第4地点
まで被制御装置を直線軌跡制御によりサーボ駆動する駆
動制御工程と、 を備えたことを特徴とするサーボ系の制御方法。
4. From the first point (x 1 , y 1 , z 1 ) to the fourth point
A method for controlling a servo system, which non-linearly servo-drives a controlled device toward a point (x 4 , y 4 , z 4 ), which is a third target point (x 3 , y 3 , z) which is a via target point. 3 ) and the straight line including the line segment connecting the fourth point are defined as the X-axis, and are straight lines on the plane including the second point (x 2 , y 2 , z 2 ), the third point and the fourth point. Then, a path coordinate system having a straight line orthogonal to the X axis as the Y axis is assumed with respect to the reference coordinate system,
The first point is the initial position, the fourth point is the target position, and an arc is drawn from a first branch point on a straight line connecting the first point and the second point, and the second point and the second point. The first branch point at the time of going from the initial position to the target position in order to draw a circular arc from the second branch point on the locus going on the straight line connecting the third points and shift the path on the X axis; A time function generating step of generating a time function using the initial speed, the target speed, and the target acceleration at the second branch point as parameters, and the controlled device is linearly moved from the first point to the fourth point based on the time function. A drive control step of servo-driving by trajectory control, and a servo system control method comprising:
JP22424895A 1995-08-31 1995-08-31 Servo system control device and control method Withdrawn JPH0969005A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005234862A (en) * 2004-02-19 2005-09-02 Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd Motion controller device

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2005234862A (en) * 2004-02-19 2005-09-02 Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd Motion controller device

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