JPH11249723A - ロボットの制御方法および制御装置 - Google Patents
ロボットの制御方法および制御装置Info
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- JPH11249723A JPH11249723A JP6946398A JP6946398A JPH11249723A JP H11249723 A JPH11249723 A JP H11249723A JP 6946398 A JP6946398 A JP 6946398A JP 6946398 A JP6946398 A JP 6946398A JP H11249723 A JPH11249723 A JP H11249723A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 内回りの途中からロボットを再起動させても
内回りを継続させることができるロボットの制御方法お
よび制御装置を提供する。 【解決手段】 ロボットの制御装置１に教示経路に沿っ
て移動させるための補間指令値を生成する第１補間指令
値生成部３と、円弧軌跡生成手段４１およびその円弧軌
跡上を移動させるための速度を算出する動作速度算出手
段４２を有する第２補間指令値生成部４とを備え、精度
設定ｓがなされている教示点Ｐに関する円弧軌跡を生成
してその円弧軌跡に沿ってロボットアーム先端を内回り
させるものである。
内回りを継続させることができるロボットの制御方法お
よび制御装置を提供する。 【解決手段】 ロボットの制御装置１に教示経路に沿っ
て移動させるための補間指令値を生成する第１補間指令
値生成部３と、円弧軌跡生成手段４１およびその円弧軌
跡上を移動させるための速度を算出する動作速度算出手
段４２を有する第２補間指令値生成部４とを備え、精度
設定ｓがなされている教示点Ｐに関する円弧軌跡を生成
してその円弧軌跡に沿ってロボットアーム先端を内回り
させるものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はロボットの制御方法
および制御装置に関する。さらに詳しくは、いわゆる内
回り途中からロボットを再起動させても内回り動作を継
続さすことができるロボットの制御方法および制御装置
に関する。
および制御装置に関する。さらに詳しくは、いわゆる内
回り途中からロボットを再起動させても内回り動作を継
続さすことができるロボットの制御方法および制御装置
に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、ロボットを教示点に沿って厳
密に移動させる必要がない場合においては、サイクルタ
イムを低減させるため、ロボットアームの先端をいわゆ
る内回り動作させることがなされている。
密に移動させる必要がない場合においては、サイクルタ
イムを低減させるため、ロボットアームの先端をいわゆ
る内回り動作させることがなされている。
【０００３】しかしながら、例えば直線補間によりロボ
ットを制御している場合、内回りの途中でロボットを停
止させ、その場所から再起動させると内回り動作を継続
せずに直線動作により次の教示点に向かう。例えば、図
８に示すように、教示点をＰ1，Ｐ2，Ｐ3とし、ロボッ
トを内回りの途中のＱ点で停止させ、そのＱ点から再起
動させると直線ＱＰ3の軌跡でロボットが動作する。こ
のように、連続動作させたときと、途中で停止させてか
ら再起動させたときの軌跡が異なるので、教示に時間が
かかるという問題がある。
ットを制御している場合、内回りの途中でロボットを停
止させ、その場所から再起動させると内回り動作を継続
せずに直線動作により次の教示点に向かう。例えば、図
８に示すように、教示点をＰ1，Ｐ2，Ｐ3とし、ロボッ
トを内回りの途中のＱ点で停止させ、そのＱ点から再起
動させると直線ＱＰ3の軌跡でロボットが動作する。こ
のように、連続動作させたときと、途中で停止させてか
ら再起動させたときの軌跡が異なるので、教示に時間が
かかるという問題がある。
【０００４】なお、前記問題を解決すべく従来より種々
提案がなされているが、そのいずれもなお改良の余地が
あり完璧ではない。
提案がなされているが、そのいずれもなお改良の余地が
あり完璧ではない。
【０００５】例えば、特開平８ー１２３５３１号公報に
は、自動作業機械の可動部先端付近に取り付けたツール
もしくはワーク上に設定される作業点を教示された経路
と教示された速さに従って移動させる軌道の制御方法で
あって、第一の教示経路の終点と第二の教示経路の始点
とが同一の連続する二つの教示経路の間を、二つの教示
経路の接続点近傍で滑らかに結ぶ移行軌道を生成し、生
成された移行軌道に従って作業点の運動を制御する方法
において、生成される移行軌道を第一の教示経路上で減
速を行う長さを０以上の予減速区間、二つの教示経路か
ら離れて移動する長さ０以上の移行区間、第二の教示経
路上で加速を行う長さ０以上の後加速区間から構成し、
各区間毎に独立に加減速方法を設定することを特徴とす
る軌道の制御方法が提案されている。
は、自動作業機械の可動部先端付近に取り付けたツール
もしくはワーク上に設定される作業点を教示された経路
と教示された速さに従って移動させる軌道の制御方法で
あって、第一の教示経路の終点と第二の教示経路の始点
とが同一の連続する二つの教示経路の間を、二つの教示
経路の接続点近傍で滑らかに結ぶ移行軌道を生成し、生
成された移行軌道に従って作業点の運動を制御する方法
において、生成される移行軌道を第一の教示経路上で減
速を行う長さを０以上の予減速区間、二つの教示経路か
ら離れて移動する長さ０以上の移行区間、第二の教示経
路上で加速を行う長さ０以上の後加速区間から構成し、
各区間毎に独立に加減速方法を設定することを特徴とす
る軌道の制御方法が提案されている。
【０００６】また、特開平８ー３３９２２２号公報に
は、ロボットの先端部が移動する軌道の基準を与える教
示点と、その教示点に基づく軌道の形状を指定する移動
命令と、軌道上を先端部が移動する速度を指定する移動
速度と、教示点と軌道との間の誤差の最大値を指定する
許容経路誤差とを備えた教示点データを入力とし、連続
して存在する３点以上の教示点データにより指定された
折れ線形状の経路の前記折れ線の節点を経由せずに内回
りする軌道の内回りを開始する点である内回り開始点の
位置と姿勢と、終了する点である内回り終了点の位置と
姿勢をロボットの動作前にあらかじめ計算し、教示点デ
ータに登録する内回り開始終了点設定手段を有し、放物
線補間する際の先端移動速度として、単位時間あたりの
ロボットの各関節軸の回転速度の変化量が各関節軸毎に
定められた最大加速度から定まる許容変化量を超えるこ
とのない上限移動速度を、ロボットの動作前にあらかじ
め計算し、教示点データに登録する上限移動速度設定手
段を有し、内回りする区間が２つ以上連続して存在する
場合には、ある放物線軌道の終了点での先端の到達速度
から、次の放物線軌道の開始点での先端移動速度まで、
その間の直線移動区間を関節軸の許容角加速度値以下で
加速または減速移動すれば加速または減速できるように
それぞれの放物線軌道の上限移動速度をあらかじめ調整
し教示点データへ登録する速度連続化手段を有し、前記
内回り開始終了点設定手段と前記上限移動速度設定手段
と前記速度連続化手段によって新たに登録した教示デー
タにしたがって折れ線形状の経路を内回りする軌道を放
物線軌道によって生成する放物線補間演算手段がある軌
道演算手段を有することを特徴とするロボットの軌道の
生成装置が提案されている。
は、ロボットの先端部が移動する軌道の基準を与える教
示点と、その教示点に基づく軌道の形状を指定する移動
命令と、軌道上を先端部が移動する速度を指定する移動
速度と、教示点と軌道との間の誤差の最大値を指定する
許容経路誤差とを備えた教示点データを入力とし、連続
して存在する３点以上の教示点データにより指定された
折れ線形状の経路の前記折れ線の節点を経由せずに内回
りする軌道の内回りを開始する点である内回り開始点の
位置と姿勢と、終了する点である内回り終了点の位置と
姿勢をロボットの動作前にあらかじめ計算し、教示点デ
ータに登録する内回り開始終了点設定手段を有し、放物
線補間する際の先端移動速度として、単位時間あたりの
ロボットの各関節軸の回転速度の変化量が各関節軸毎に
定められた最大加速度から定まる許容変化量を超えるこ
とのない上限移動速度を、ロボットの動作前にあらかじ
め計算し、教示点データに登録する上限移動速度設定手
段を有し、内回りする区間が２つ以上連続して存在する
場合には、ある放物線軌道の終了点での先端の到達速度
から、次の放物線軌道の開始点での先端移動速度まで、
その間の直線移動区間を関節軸の許容角加速度値以下で
加速または減速移動すれば加速または減速できるように
それぞれの放物線軌道の上限移動速度をあらかじめ調整
し教示点データへ登録する速度連続化手段を有し、前記
内回り開始終了点設定手段と前記上限移動速度設定手段
と前記速度連続化手段によって新たに登録した教示デー
タにしたがって折れ線形状の経路を内回りする軌道を放
物線軌道によって生成する放物線補間演算手段がある軌
道演算手段を有することを特徴とするロボットの軌道の
生成装置が提案されている。
【０００７】しかしながら、特開平８ー１２３５３１号
公報の提案においては、第一の教示経路の減速域と第二
の教示経路の加速域を合成しているため、合成領域のロ
ボットの線速度を一定とすることができないという問題
があり、また特開平８ー３３９２２２号公報の提案にお
いては、最大加速度を超えないように移動速度を決定し
ているため、ロボットの先端速度が変動するという問題
がある（図９参照）。
公報の提案においては、第一の教示経路の減速域と第二
の教示経路の加速域を合成しているため、合成領域のロ
ボットの線速度を一定とすることができないという問題
があり、また特開平８ー３３９２２２号公報の提案にお
いては、最大加速度を超えないように移動速度を決定し
ているため、ロボットの先端速度が変動するという問題
がある（図９参照）。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる従来技
術の課題に鑑みなされたものであって、内回りの途中か
らロボットを再起動させても内回りを継続させることが
できるロボットの制御方法および制御装置を提供するこ
とを目的としている。
術の課題に鑑みなされたものであって、内回りの途中か
らロボットを再起動させても内回りを継続させることが
できるロボットの制御方法および制御装置を提供するこ
とを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明のロボットの制御
方法は、教示経路に沿ってロボットアームの先端を移動
させるロボットの制御方法であって、精度設定がなされ
ている教示点についてはその教示点から精度設定に対応
した距離点間を円弧軌跡によりロボットを内回りさせる
ことを特徴とする。
方法は、教示経路に沿ってロボットアームの先端を移動
させるロボットの制御方法であって、精度設定がなされ
ている教示点についてはその教示点から精度設定に対応
した距離点間を円弧軌跡によりロボットを内回りさせる
ことを特徴とする。
【００１０】本発明のロボットの制御方法は、より具体
的には、教示経路に沿ってロボットアームの先端を移動
させるロボットの制御方法であって、所望の教示点に関
する精度設定をなす手順と、前記精度設定がなされた教
示点に関する円弧軌跡を生成する手順と、ロボットアー
ムの先端を前記円弧軌跡に沿って内回りさせる手順とを
含んでなることを特徴とする。
的には、教示経路に沿ってロボットアームの先端を移動
させるロボットの制御方法であって、所望の教示点に関
する精度設定をなす手順と、前記精度設定がなされた教
示点に関する円弧軌跡を生成する手順と、ロボットアー
ムの先端を前記円弧軌跡に沿って内回りさせる手順とを
含んでなることを特徴とする。
【００１１】本発明のロボットの制御方法においては、
教示経路から円弧軌跡に移行する際および／または円弧
軌跡から教示経路に移行する際に速度ベクトルの不連続
が生ずる場合、その速度ベクトルの不連続が生ずる点の
微小区間において速度の重ね合わせをなす手順が付加さ
れてなるのが好ましい。
教示経路から円弧軌跡に移行する際および／または円弧
軌跡から教示経路に移行する際に速度ベクトルの不連続
が生ずる場合、その速度ベクトルの不連続が生ずる点の
微小区間において速度の重ね合わせをなす手順が付加さ
れてなるのが好ましい。
【００１２】また、本発明のロボットの制御方法におい
ては、教示経路から円弧軌跡へ移行するときの速度の絶
対値と、円弧軌跡から教示経路に移行するときの速度の
絶対値とが異なる場合、円弧軌跡上のロボットアームの
先端の動作速度の絶対値を、前記両個所における速度の
絶対値が一致するように連続的に変化させてもよい。
ては、教示経路から円弧軌跡へ移行するときの速度の絶
対値と、円弧軌跡から教示経路に移行するときの速度の
絶対値とが異なる場合、円弧軌跡上のロボットアームの
先端の動作速度の絶対値を、前記両個所における速度の
絶対値が一致するように連続的に変化させてもよい。
【００１３】一方、本発明のロボットの制御装置は、教
示経路に沿ってロボットアームの先端を移動させるロボ
ットの制御方法に用いられるロボットの制御装置であっ
て、前記制御装置が、教示経路の補間指令値を生成する
第１補間指令値生成部と、円弧軌跡を生成する円弧軌跡
生成手段およびその生成された円弧軌跡上を移動する際
の動作速度を算出する動作速度算出手段を有する、円弧
軌跡上を移動する際の補間指令値を生成する第２補間指
令値生成部と、前記第１補間指令値生成部および第２補
間指令値生成部からの補間指令値を出力する補間指令値
出力部とを備え、前記円弧軌跡生成手段により、精度設
定がなされた教示点に関する円弧軌跡が生成され、前記
動作速度算出手段により、前記前記円弧軌跡生成手段に
より生成された円弧軌跡における動作速度が算出される
ことを特徴とする。
示経路に沿ってロボットアームの先端を移動させるロボ
ットの制御方法に用いられるロボットの制御装置であっ
て、前記制御装置が、教示経路の補間指令値を生成する
第１補間指令値生成部と、円弧軌跡を生成する円弧軌跡
生成手段およびその生成された円弧軌跡上を移動する際
の動作速度を算出する動作速度算出手段を有する、円弧
軌跡上を移動する際の補間指令値を生成する第２補間指
令値生成部と、前記第１補間指令値生成部および第２補
間指令値生成部からの補間指令値を出力する補間指令値
出力部とを備え、前記円弧軌跡生成手段により、精度設
定がなされた教示点に関する円弧軌跡が生成され、前記
動作速度算出手段により、前記前記円弧軌跡生成手段に
より生成された円弧軌跡における動作速度が算出される
ことを特徴とする。
【００１４】本発明のロボットの制御装置においては、
教示経路から円弧軌跡に移行する際および／または円弧
軌跡から教示経路に移行する際に速度ベクトルの不連続
が生ずる場合、前記動作速度算出手段により、その速度
ベクトルの不連続が生ずる点の微小区間において速度の
重ね合わせがなされて動作速度が算出されるのが好まし
い。
教示経路から円弧軌跡に移行する際および／または円弧
軌跡から教示経路に移行する際に速度ベクトルの不連続
が生ずる場合、前記動作速度算出手段により、その速度
ベクトルの不連続が生ずる点の微小区間において速度の
重ね合わせがなされて動作速度が算出されるのが好まし
い。
【００１５】また、本発明のロボットの制御装置におい
ては、教示経路から円弧軌跡へ移行するときの速度の絶
対値と、円弧軌跡から教示経路に移行するときの速度の
絶対値とが異なる場合、前記動作速度算出手段により、
円弧軌跡上のロボットアームの先端の動作速度の絶対値
を、前記両個所における速度の絶対値が一致するように
連続的に変化させて動作速度が算出されてもよい。
ては、教示経路から円弧軌跡へ移行するときの速度の絶
対値と、円弧軌跡から教示経路に移行するときの速度の
絶対値とが異なる場合、前記動作速度算出手段により、
円弧軌跡上のロボットアームの先端の動作速度の絶対値
を、前記両個所における速度の絶対値が一致するように
連続的に変化させて動作速度が算出されてもよい。
【００１６】ここで、前記微小区間は１２８ｍｓ以下、
好ましくは６４ｍｓ以下とされる。
好ましくは６４ｍｓ以下とされる。
【００１７】
【作用】本発明は前記の如く構成されているので、内回
りの途中からロボットを再起動させても連続動作させて
いるときと同一の軌跡により内回りする。そのため、教
示作業が簡素化される。
りの途中からロボットを再起動させても連続動作させて
いるときと同一の軌跡により内回りする。そのため、教
示作業が簡素化される。
【００１８】また、速度ベクトルが不連続となる点の微
小区間において速度の重ね合わせをなしている本発明の
好ましい形態によれば、速度ベクトルの不連続点におけ
る衝撃などのロボットへの悪影響が緩和される。
小区間において速度の重ね合わせをなしている本発明の
好ましい形態によれば、速度ベクトルの不連続点におけ
る衝撃などのロボットへの悪影響が緩和される。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照しながら本
発明を実施の形態に基づいて説明するが、本発明はかか
る実施の形態のみに限定されるものではない。
発明を実施の形態に基づいて説明するが、本発明はかか
る実施の形態のみに限定されるものではない。
【００２０】本発明のロボットの制御方法に用いる一実
施の形態の制御装置を図１に示し、この制御装置１は、
教示データを記憶しておく教示データ記憶部２、教示経
路の補間指令値を生成する第１補間指令値生成部３、円
弧動作をさせて内回りさせるための円弧軌跡用補間指令
値を生成する第２補間指令値生成部４、補間指令値出力
部５とを主要部として備えてなるものである。
施の形態の制御装置を図１に示し、この制御装置１は、
教示データを記憶しておく教示データ記憶部２、教示経
路の補間指令値を生成する第１補間指令値生成部３、円
弧動作をさせて内回りさせるための円弧軌跡用補間指令
値を生成する第２補間指令値生成部４、補間指令値出力
部５とを主要部として備えてなるものである。
【００２１】なお、かかる構成の制御装置１は、具体的
には、ＣＰＵを中心として、後述する処理に対応させた
制御プログラム等が格納されたＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力
インターフェース等を組み合わせることにより実現され
る。また、教示データ記憶部２は、教示データを記憶す
るために従来よりロボットの制御装置に用いられている
ものと同様とされているので、その詳細な説明は省略す
る。
には、ＣＰＵを中心として、後述する処理に対応させた
制御プログラム等が格納されたＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力
インターフェース等を組み合わせることにより実現され
る。また、教示データ記憶部２は、教示データを記憶す
るために従来よりロボットの制御装置に用いられている
ものと同様とされているので、その詳細な説明は省略す
る。
【００２２】第１補間指令値生成部３は、教示データに
基づいて直線補間あるいは円弧補間により精度設定距離
までの教示経路の補間指令値、および円弧軌跡終了後の
教示経路の補間指令値を生成するもので、その構成とし
ては従来よりロボットの制御装置において補間指令値生
成に用いられているものを適宜用いることができる。
基づいて直線補間あるいは円弧補間により精度設定距離
までの教示経路の補間指令値、および円弧軌跡終了後の
教示経路の補間指令値を生成するもので、その構成とし
ては従来よりロボットの制御装置において補間指令値生
成に用いられているものを適宜用いることができる。
【００２３】第２補間指令値生成部４は円弧軌跡上をロ
ボットが動作するための補間指令値を生成するものであ
って、円弧軌跡を生成する円弧軌跡生成手段４１とその
円弧軌跡上の動作速度を算出する動作速度算出手段４２
とを備えてなるものとされ、そして円弧軌跡生成手段４
１は、指定された精度設定距離ｓの始点および終点から
内回り側に垂線を立て、両垂線の交点を中心として前記
始点および終点を通る円弧軌跡を生成するものであり、
動作速度算出手段４２は前記始点および終点の動作速度
に基づいて円弧軌跡上の動作速度を算出するものであ
る。なお、円弧軌跡生成の具体例および動作速度算出の
具体例については後述する。
ボットが動作するための補間指令値を生成するものであ
って、円弧軌跡を生成する円弧軌跡生成手段４１とその
円弧軌跡上の動作速度を算出する動作速度算出手段４２
とを備えてなるものとされ、そして円弧軌跡生成手段４
１は、指定された精度設定距離ｓの始点および終点から
内回り側に垂線を立て、両垂線の交点を中心として前記
始点および終点を通る円弧軌跡を生成するものであり、
動作速度算出手段４２は前記始点および終点の動作速度
に基づいて円弧軌跡上の動作速度を算出するものであ
る。なお、円弧軌跡生成の具体例および動作速度算出の
具体例については後述する。
【００２４】補間指令値出力部５は、第１補間指令値生
成部３および第２補間指令値生成部４からの補間指令値
を逐次出力するものである。
成部３および第２補間指令値生成部４からの補間指令値
を逐次出力するものである。
【００２５】次に、円弧軌跡の生成およびその生成され
た円弧軌跡上の動作速度の算出について説明する。
た円弧軌跡上の動作速度の算出について説明する。
【００２６】Ａ）教示された経路が直線経路の組合せか
らなる場合 図２に示すように教示点Ｐ1，Ｐ2，Ｐ3があり、各教示
点間、すなわちＰ1Ｐ2間およびＰ2Ｐ3間を直線で動作さ
せ、教示点Ｐ2に関する精度設定をｓとする。つまり、
ロボットが教示点Ｐ2までの距離がｓの点Ｑ1に到達する
と、次のステップに移行するようにさせる。すわわち、
内回りさせる。そして、この内回りを円弧軌跡により行
う。
らなる場合 図２に示すように教示点Ｐ1，Ｐ2，Ｐ3があり、各教示
点間、すなわちＰ1Ｐ2間およびＰ2Ｐ3間を直線で動作さ
せ、教示点Ｐ2に関する精度設定をｓとする。つまり、
ロボットが教示点Ｐ2までの距離がｓの点Ｑ1に到達する
と、次のステップに移行するようにさせる。すわわち、
内回りさせる。そして、この内回りを円弧軌跡により行
う。
【００２７】この円弧軌跡の生成は、まず経路Ｐ1Ｐ2お
よび経路Ｐ2Ｐ3のそれぞれに教示点Ｐ2から精度設定ｓ
に対応した点Ｑ1、Ｑ2をそれぞれ設定する。ついで、点
Ｑ1、Ｑ2に接する円を生成し、その円より円弧Ｑ1Ｑ2を
切取り、それをロボットを内回りさせる円弧軌跡とす
る。この点Ｑ1、Ｑ2に接する円は、簡単な数学の理論に
より、例えば点Ｑ1の垂線および点Ｑ2の垂線との交点Ｒ
1を中心とし線分Ｒ1Ｑ1を半径とすることにより作成さ
れる。
よび経路Ｐ2Ｐ3のそれぞれに教示点Ｐ2から精度設定ｓ
に対応した点Ｑ1、Ｑ2をそれぞれ設定する。ついで、点
Ｑ1、Ｑ2に接する円を生成し、その円より円弧Ｑ1Ｑ2を
切取り、それをロボットを内回りさせる円弧軌跡とす
る。この点Ｑ1、Ｑ2に接する円は、簡単な数学の理論に
より、例えば点Ｑ1の垂線および点Ｑ2の垂線との交点Ｒ
1を中心とし線分Ｒ1Ｑ1を半径とすることにより作成さ
れる。
【００２８】このように、あらかじめロボットを内回り
させる円弧軌跡を設定しておくことにより、ロボットが
内周り中に点Ｑ3において停止したとしても、再起動時
には点Ｑ3から円弧軌跡上を動作せさることができる。
させる円弧軌跡を設定しておくことにより、ロボットが
内周り中に点Ｑ3において停止したとしても、再起動時
には点Ｑ3から円弧軌跡上を動作せさることができる。
【００２９】この円弧軌跡を動作するときのロボットの
動作速度は、次のようにして算出される。
動作速度は、次のようにして算出される。
【００３０】円弧上の点Ｑ1での初速度は、経路Ｐ1Ｐ2
における点Ｑ1での速度と同一速度とし、円弧上の点Ｑ2
での終速度は、経路Ｐ2Ｐ3における点Ｑ2での速度と同
一速度とする。この場合、点Ｑ1における速度の絶対値
と点Ｑ2における速度の絶対値に差があるときには、円
弧Ｑ1Ｑ2上の速度の絶対値は点Ｑ1における速度の絶対
値と点Ｑ2における速度の絶対値との差を適宜配分、例
えば均等配分、あるいは加減速配分することにより決定
される。例えば、教示点Ｐ2において速度の絶対値をゼ
ロとする動作計画とされている場合、教示点Ｐ1から教
示点Ｐ2への移動計画が図３（ａ）に示すようなものと
なり、教示点Ｐ2から教示点Ｐ3への移動計画が図３
（ｂ）に示すようなものとなる。したがって、点Ｑ1に
おける速度の絶対値はｖ1となり、点Ｑ2における速度の
絶対値はｖ2となる。そこで、これらｖ1およびｖ2を用
いて円弧Ｑ1Ｑ2上の点Ｑにおける速度の絶対値ｖを算出
する。例えば、下記式１により算出する。
における点Ｑ1での速度と同一速度とし、円弧上の点Ｑ2
での終速度は、経路Ｐ2Ｐ3における点Ｑ2での速度と同
一速度とする。この場合、点Ｑ1における速度の絶対値
と点Ｑ2における速度の絶対値に差があるときには、円
弧Ｑ1Ｑ2上の速度の絶対値は点Ｑ1における速度の絶対
値と点Ｑ2における速度の絶対値との差を適宜配分、例
えば均等配分、あるいは加減速配分することにより決定
される。例えば、教示点Ｐ2において速度の絶対値をゼ
ロとする動作計画とされている場合、教示点Ｐ1から教
示点Ｐ2への移動計画が図３（ａ）に示すようなものと
なり、教示点Ｐ2から教示点Ｐ3への移動計画が図３
（ｂ）に示すようなものとなる。したがって、点Ｑ1に
おける速度の絶対値はｖ1となり、点Ｑ2における速度の
絶対値はｖ2となる。そこで、これらｖ1およびｖ2を用
いて円弧Ｑ1Ｑ2上の点Ｑにおける速度の絶対値ｖを算出
する。例えば、下記式１により算出する。
【００３１】 ｖ＝ｖ1＋（ｖ2−ｖ1）（ｔ−ｔ1）／（ｔ2−ｔ1） （１） ここに、 ｔ：点Ｑにおける時刻 ｔ1：点Ｑ1における時刻 ｔ2：点Ｑ2における時刻
【００３２】Ｂ）教示された経路が直線経路と円弧経路
との組合せからなる場合 図４に示すように教示点Ｐ1，Ｐ2，Ｐ3，Ｐ4があり、教
示点Ｐ1Ｐ2間を直線で動作させ、教示点Ｐ2Ｐ3間および
教示点Ｐ3Ｐ4間を同一円弧上で円弧動作させ、そして教
示点Ｐ2に関する精度設定をｓとする。つまり、前記と
同様にロボットが教示点Ｐ2までの距離がｓの点Ｑ1に到
達すると、ロボットを円弧軌跡により内回りさせる。
との組合せからなる場合 図４に示すように教示点Ｐ1，Ｐ2，Ｐ3，Ｐ4があり、教
示点Ｐ1Ｐ2間を直線で動作させ、教示点Ｐ2Ｐ3間および
教示点Ｐ3Ｐ4間を同一円弧上で円弧動作させ、そして教
示点Ｐ2に関する精度設定をｓとする。つまり、前記と
同様にロボットが教示点Ｐ2までの距離がｓの点Ｑ1に到
達すると、ロボットを円弧軌跡により内回りさせる。
【００３３】この円弧軌跡の生成は、まず直線経路Ｐ1
Ｐ2に教示点Ｐ2から精度設定にｓに対応した点Ｑ1を設
定するとともに、円弧経路Ｐ2Ｐ3Ｐ4に長さｓの弦を教
示点Ｐ 2から作成し、その弦の他端を点Ｑ2とする。つい
で、前記と同様にして点Ｑ1および点Ｑ2に接する円を作
成し、その円から円弧Ｑ1Ｑ2を切取りロボットを内回り
させる円弧軌跡Ｑ1Ｑ2とする。この場合、直線経路Ｐ1
Ｐ2と円弧経路Ｐ2Ｐ3Ｐ4が同一平面上になくてもよい。
Ｐ2に教示点Ｐ2から精度設定にｓに対応した点Ｑ1を設
定するとともに、円弧経路Ｐ2Ｐ3Ｐ4に長さｓの弦を教
示点Ｐ 2から作成し、その弦の他端を点Ｑ2とする。つい
で、前記と同様にして点Ｑ1および点Ｑ2に接する円を作
成し、その円から円弧Ｑ1Ｑ2を切取りロボットを内回り
させる円弧軌跡Ｑ1Ｑ2とする。この場合、直線経路Ｐ1
Ｐ2と円弧経路Ｐ2Ｐ3Ｐ4が同一平面上になくてもよい。
【００３４】したがって、ロボットは直線経路Ｐ1Ｐ2上
において点Ｑ1に到達すると、円弧軌跡Ｑ1Ｑ2上に移行
し、そして点Ｑ2に到達すると円弧経路Ｐ2Ｐ3Ｐ4上に移
行する。しかるに、点Ｑ1における直線経路Ｐ1Ｐ2から
円弧軌跡Ｑ1Ｑ2への移行においては、速度ベクトルの方
向は常に連続であるが、点Ｑ2における円弧軌跡Ｑ1Ｑ2
から円弧経路Ｑ2Ｐ3Ｐ4への移行においては、速度ベク
トルは不連続となる。そのため、その不連続点、つまり
点Ｑ2においてロボットに衝撃が生ずる。しかしなが
ら、その不連続点における両速度ベクトルのなす角θは
０≦θ＜（π／２）であるので、その不連続点でロボッ
トに生ずる衝撃は、図５に示すように速度の重ね合わせ
を点Ｑ2の近傍の微小区間ついて行うことにより緩和で
きる。この微小区間は、具体的には、ロボットの移動に
要する時間とロボットの速度を考慮して１２８ｍｓ以下
の範囲において適宜選定される。なお、ロボットの移動
速度が速い場合は６４ｍｓ以下の範囲において選定され
るのが好ましい。また、この微小区間は、場合によって
は０ｍｓとされてもよい。
において点Ｑ1に到達すると、円弧軌跡Ｑ1Ｑ2上に移行
し、そして点Ｑ2に到達すると円弧経路Ｐ2Ｐ3Ｐ4上に移
行する。しかるに、点Ｑ1における直線経路Ｐ1Ｐ2から
円弧軌跡Ｑ1Ｑ2への移行においては、速度ベクトルの方
向は常に連続であるが、点Ｑ2における円弧軌跡Ｑ1Ｑ2
から円弧経路Ｑ2Ｐ3Ｐ4への移行においては、速度ベク
トルは不連続となる。そのため、その不連続点、つまり
点Ｑ2においてロボットに衝撃が生ずる。しかしなが
ら、その不連続点における両速度ベクトルのなす角θは
０≦θ＜（π／２）であるので、その不連続点でロボッ
トに生ずる衝撃は、図５に示すように速度の重ね合わせ
を点Ｑ2の近傍の微小区間ついて行うことにより緩和で
きる。この微小区間は、具体的には、ロボットの移動に
要する時間とロボットの速度を考慮して１２８ｍｓ以下
の範囲において適宜選定される。なお、ロボットの移動
速度が速い場合は６４ｍｓ以下の範囲において選定され
るのが好ましい。また、この微小区間は、場合によって
は０ｍｓとされてもよい。
【００３５】例えば図５に示すように、円弧軌跡Ｑ1Ｑ2
上の減速領域と円弧経路Ｑ2Ｐ3Ｐ4の加速領域とを重ね
合わせにより得られた速度により動作させることによ
り、速度ベクトルの不連続点におけるロボットへの悪影
響を緩和できる。なお、円弧軌跡Ｑ1Ｑ2上の動作速度は
前記Ａと同様にして算出される。
上の減速領域と円弧経路Ｑ2Ｐ3Ｐ4の加速領域とを重ね
合わせにより得られた速度により動作させることによ
り、速度ベクトルの不連続点におけるロボットへの悪影
響を緩和できる。なお、円弧軌跡Ｑ1Ｑ2上の動作速度は
前記Ａと同様にして算出される。
【００３６】このように、あらかじめロボットを内回り
させる円弧軌跡を設定しておくことにより、ロボットが
内周り中に点Ｑ3において停止したとしても、再起動時
には点Ｑ3から円弧軌跡Ｑ1Ｑ2上を動作せさることがで
きる。
させる円弧軌跡を設定しておくことにより、ロボットが
内周り中に点Ｑ3において停止したとしても、再起動時
には点Ｑ3から円弧軌跡Ｑ1Ｑ2上を動作せさることがで
きる。
【００３７】Ｃ）教示された経路が円弧経路の組合せか
らなる場合 図６に示すように教示点Ｐ1，Ｐ2，Ｐ3，Ｐ4があり、教
示点Ｐ1Ｐ2間をある円弧（以下、第１円弧経路という）
上を円弧動作させ、教示点Ｐ2Ｐ3間および教示点Ｐ3Ｐ4
間を先の円弧とは異なる同一円弧（以下、第２円弧経路
という）上を円弧動作させ、そして教示点Ｐ2に関する
精度設定をｓとする。
らなる場合 図６に示すように教示点Ｐ1，Ｐ2，Ｐ3，Ｐ4があり、教
示点Ｐ1Ｐ2間をある円弧（以下、第１円弧経路という）
上を円弧動作させ、教示点Ｐ2Ｐ3間および教示点Ｐ3Ｐ4
間を先の円弧とは異なる同一円弧（以下、第２円弧経路
という）上を円弧動作させ、そして教示点Ｐ2に関する
精度設定をｓとする。
【００３８】この円弧軌跡の生成は、まず第１円弧経路
Ｐ1Ｐ2に教示点Ｐ2から精度設定にｓに対応した点Ｑ1を
設定するとともに、第２円弧経路Ｐ2Ｐ3Ｐ4に教示点Ｐ2
から精度設定にｓに対応した点Ｑ2を設定する。これら
の点Ｑ1，Ｑ2の設定は、前記Ｂの円弧経路Ｑ2Ｐ3Ｐ4に
おける点Ｑ2の設定と同様にしてなされる。ついで、前
記と同様にして点Ｑ1および点Ｑ2に接する円を作成し、
その円から円弧Ｑ1Ｑ2を切取りロボットを内回りさせる
円弧軌跡Ｑ1Ｑ2とする。この場合、第１円弧経路Ｐ1Ｐ2
と第２円弧経路Ｑ2Ｐ3Ｐ4が同一平面上になくてもよ
い。
Ｐ1Ｐ2に教示点Ｐ2から精度設定にｓに対応した点Ｑ1を
設定するとともに、第２円弧経路Ｐ2Ｐ3Ｐ4に教示点Ｐ2
から精度設定にｓに対応した点Ｑ2を設定する。これら
の点Ｑ1，Ｑ2の設定は、前記Ｂの円弧経路Ｑ2Ｐ3Ｐ4に
おける点Ｑ2の設定と同様にしてなされる。ついで、前
記と同様にして点Ｑ1および点Ｑ2に接する円を作成し、
その円から円弧Ｑ1Ｑ2を切取りロボットを内回りさせる
円弧軌跡Ｑ1Ｑ2とする。この場合、第１円弧経路Ｐ1Ｐ2
と第２円弧経路Ｑ2Ｐ3Ｐ4が同一平面上になくてもよ
い。
【００３９】したがって、ロボットは第１円弧経路Ｐ1
Ｐ2上において点Ｑ1に到達すると、円弧軌跡Ｑ1Ｑ2上に
移行し、そして点Ｑ2に到達すると第２円弧経路Ｑ2Ｐ3
Ｐ4上に移行する。この場合、前記Ｂと異なり点Ｑ1にお
ける速度ベクトルの方向も不連続となるので、点Ｑ1の
近傍の微小区間についても速度の重ね合わせを行い、点
Ｑ1おける速度ベクトルの不連続による悪影響を緩和す
る（図７参照）。
Ｐ2上において点Ｑ1に到達すると、円弧軌跡Ｑ1Ｑ2上に
移行し、そして点Ｑ2に到達すると第２円弧経路Ｑ2Ｐ3
Ｐ4上に移行する。この場合、前記Ｂと異なり点Ｑ1にお
ける速度ベクトルの方向も不連続となるので、点Ｑ1の
近傍の微小区間についても速度の重ね合わせを行い、点
Ｑ1おける速度ベクトルの不連続による悪影響を緩和す
る（図７参照）。
【００４０】このように、あらかじめロボットを内回り
させる円弧軌跡を設定しておくことにより、ロボットが
内周り中に点Ｑ3において停止したとしても、再起動時
には点Ｑ3から円弧軌跡Ｑ1Ｑ2上を動作せさることがで
きる。
させる円弧軌跡を設定しておくことにより、ロボットが
内周り中に点Ｑ3において停止したとしても、再起動時
には点Ｑ3から円弧軌跡Ｑ1Ｑ2上を動作せさることがで
きる。
【００４１】以上、本発明を実施の形態に基づいて説明
してきたが、本発明はかかる実施の形態のみに限定され
るものではなく、種々改変が可能である。例えば、実施
の形態においては内回りさせる個所が１ヶ所かのように
説明されているが、内回り個所は適宜個数とすることが
でき、またその内回り個所の精度設定を異ならしめるこ
ともできる。例えば、ある個所の精度設定を大きくし、
他の個所の精度設定を小さくしてサイクルタイムを最小
とできる。
してきたが、本発明はかかる実施の形態のみに限定され
るものではなく、種々改変が可能である。例えば、実施
の形態においては内回りさせる個所が１ヶ所かのように
説明されているが、内回り個所は適宜個数とすることが
でき、またその内回り個所の精度設定を異ならしめるこ
ともできる。例えば、ある個所の精度設定を大きくし、
他の個所の精度設定を小さくしてサイクルタイムを最小
とできる。
【００４２】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば次
のような優れた効果が得られる。
のような優れた効果が得られる。
【００４３】（１）ロボットを所望の円弧軌跡により内
回りさせることができる。
回りさせることができる。
【００４４】（２）内回りさせる円弧軌跡があらかじめ
定められているため、ロボットを内回りの途中で停止さ
せ、改めてその位置から再起動させたとしても連続動作
の場合と同一軌跡により移動するので、教示作業が簡素
化される。
定められているため、ロボットを内回りの途中で停止さ
せ、改めてその位置から再起動させたとしても連続動作
の場合と同一軌跡により移動するので、教示作業が簡素
化される。
【００４５】（３）精度設定を変更することにより円弧
軌跡を変更できるので、動作経路を最適なものとなし
て、サイクルタイムを最小とすることができる。
軌跡を変更できるので、動作経路を最適なものとなし
て、サイクルタイムを最小とすることができる。
【図１】本発明のロボットの制御方法に用いられる制御
装置のブロック図である。
装置のブロック図である。
【図２】教示経路が直線経路の組合せからなる場合の円
弧軌跡作成の説明図である。
弧軌跡作成の説明図である。
【図３】図２に示す教示経路における動作計画の説明図
であって、同（ａ）は教示経路Ｐ1Ｐ2について示し、同
（ｂ）は教示経路Ｐ2Ｐ3について示す。
であって、同（ａ）は教示経路Ｐ1Ｐ2について示し、同
（ｂ）は教示経路Ｐ2Ｐ3について示す。
【図４】教示経路が直線経路と円弧経路との組合せから
なる場合の円弧軌跡作成の説明図である。
なる場合の円弧軌跡作成の説明図である。
【図５】図４に示す経路における速度ベクトルが不連続
となる点近傍の速度の重ね合わせの説明図である。
となる点近傍の速度の重ね合わせの説明図である。
【図６】教示経路が円弧経路と円弧経路との組合せから
なる場合の円弧軌跡作成の説明図である。
なる場合の円弧軌跡作成の説明図である。
【図７】図６に示す経路における速度ベクトルが不連続
となる点近傍の速度の重ね合わせの説明図である。
となる点近傍の速度の重ね合わせの説明図である。
【図８】従来のロボットの制御方法により内回りの途中
からロボットを再起動させた場合の説明図である。
からロボットを再起動させた場合の説明図である。
【図９】特開平８ー３３９２２２号の提案によりロボッ
トを動作させた場合の説明図であって、同（ａ）は経路
を示し、同（ｂ）は同経路におけるロボットの先端速度
を示す。
トを動作させた場合の説明図であって、同（ａ）は経路
を示し、同（ｂ）は同経路におけるロボットの先端速度
を示す。
１ 制御装置 ２ 教示データ記憶部 ３ 第１補間指令値生成部 ４ 第２補間指令値生成部 ４１ 円弧軌跡生成手段 ４２ 動作速度算出手段 ５ 補間指令値出力部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 下村 信康 明石市川崎町１番１号 川崎重工業株式会 社明石工場内 (72)発明者 平塚 充一 明石市川崎町１番１号 川崎重工業株式会 社明石工場内
Claims (11)
- 【請求項１】 教示経路に沿ってロボットアームの先端
を移動させるロボットの制御方法であって、精度設定が
なされている教示点についてはその教示点から精度設定
に対応した距離点間を円弧軌跡によりロボットを内回り
させることを特徴とするロボットの制御方法。 - 【請求項２】 教示経路に沿ってロボットアームの先端
を移動させるロボットの制御方法であって、 所望の教示点に関する精度設定をなす手順と、 前記精度設定がなされた教示点に関する円弧軌跡を生成
する手順と、 ロボットアームの先端を前記円弧軌跡に沿って内回りさ
せる手順とを含んでなることを特徴とするロボットの制
御方法。 - 【請求項３】 教示経路から円弧軌跡に移行する際およ
び／または円弧軌跡から教示経路に移行する際に速度ベ
クトルの不連続が生ずる場合、その速度ベクトルの不連
続が生ずる点の微小区間において速度の重ね合わせをな
す手順が付加されてなることを特徴とする請求項２記載
のロボットの制御方法。 - 【請求項４】 前記微小区間が１２８ｍｓ以下であるこ
とを特徴とする請求項３記載のロボットの制御方法。 - 【請求項５】 前記微小区間が６４ｍｓ以下であること
を特徴とする請求項４記載のロボットの制御方法。 - 【請求項６】 教示経路から円弧軌跡へ移行するときの
速度の絶対値と、円弧軌跡から教示経路に移行するとき
の速度の絶対値とが異なる場合、円弧軌跡上のロボット
アームの先端の動作速度の絶対値を、前記両個所におけ
る速度の絶対値が一致するように連続的に変化させるこ
とを特徴とする請求項２記載のロボットの制御方法。 - 【請求項７】 教示経路に沿ってロボットアームの先端
を移動させるロボットの制御方法に用いられるロボット
の制御装置であって、 前記制御装置が、教示経路の補間指令値を生成する第１
補間指令値生成部と、 円弧軌跡を生成する円弧軌跡生成手段およびその生成さ
れた円弧軌跡上を移動する際の動作速度を算出する動作
速度算出手段を有する、円弧軌跡上を移動する際の補間
指令値を生成する第２補間指令値生成部と、前記第１補
間指令値生成部および第２補間指令値生成部からの補間
指令値を出力する補間指令値出力部とを備え、 前記円弧軌跡生成手段により、精度設定がなされた教示
点に関する円弧軌跡が生成され、 前記動作速度算出手段により、前記前記円弧軌跡生成手
段により生成された円弧軌跡における動作速度が算出さ
れることを特徴とするロボットの制御装置。 - 【請求項８】 教示経路から円弧軌跡に移行する際およ
び／または円弧軌跡から教示経路に移行する際に速度ベ
クトルの不連続が生ずる場合、前記動作速度算出手段に
より、その速度ベクトルの不連続が生ずる点の微小区間
において速度の重ね合わせがなされて動作速度が算出さ
れることを特徴とする請求項７記載のロボットの制御装
置。 - 【請求項９】 前記微小区間が１２８ｍｓ以下であるこ
とを特徴とする請求項８記載のロボットの制御装置。 - 【請求項１０】 前記微小区間が６４ｍｓ以下であるこ
とを特徴とする請求項９記載のロボットの制御装置。 - 【請求項１１】 教示経路から円弧軌跡へ移行するとき
の速度の絶対値と、円弧軌跡から教示経路に移行すると
きの速度の絶対値とが異なる場合、前記動作速度算出手
段により、円弧軌跡上のロボットアームの先端の動作速
度の絶対値を、前記両個所における速度の絶対値が一致
するように連続的に変化させて動作速度が算出されるこ
とを特徴とする請求項７記載のロボットの制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6946398A JPH11249723A (ja) | 1998-03-03 | 1998-03-03 | ロボットの制御方法および制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6946398A JPH11249723A (ja) | 1998-03-03 | 1998-03-03 | ロボットの制御方法および制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11249723A true JPH11249723A (ja) | 1999-09-17 |
Family
ID=13403389
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6946398A Pending JPH11249723A (ja) | 1998-03-03 | 1998-03-03 | ロボットの制御方法および制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11249723A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013244550A (ja) * | 2012-05-24 | 2013-12-09 | Fanuc Ltd | ロボットプログラム変更装置 |
| WO2015098085A1 (ja) * | 2013-12-25 | 2015-07-02 | 川崎重工業株式会社 | 動作プログラム作成方法およびロボットの制御方法 |
| CN114217573A (zh) * | 2021-12-10 | 2022-03-22 | 江苏集萃智能制造技术研究所有限公司 | 一种速度前瞻控制方法 |
| CN115769157A (zh) * | 2020-07-10 | 2023-03-07 | 发那科株式会社 | 轨道生成装置以及自动位置控制装置 |
| CN116748950A (zh) * | 2023-06-21 | 2023-09-15 | 海德盟数控技术（深圳）有限公司 | 数控机床及使用所述数控机床进行的产品加工的方法 |
| CN119665101A (zh) * | 2025-02-20 | 2025-03-21 | 贵州装备制造职业学院 | 一种具有垂直升降机构的轨道式巡检机器人 |
-
1998
- 1998-03-03 JP JP6946398A patent/JPH11249723A/ja active Pending
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013244550A (ja) * | 2012-05-24 | 2013-12-09 | Fanuc Ltd | ロボットプログラム変更装置 |
| US8831777B2 (en) | 2012-05-24 | 2014-09-09 | Fanuc Corporation | Robot program changing device |
| DE102013008523B4 (de) | 2012-05-24 | 2019-03-28 | Fanuc Corporation | Roboterprogramm-Änderungsvorrichtung |
| WO2015098085A1 (ja) * | 2013-12-25 | 2015-07-02 | 川崎重工業株式会社 | 動作プログラム作成方法およびロボットの制御方法 |
| CN105829033A (zh) * | 2013-12-25 | 2016-08-03 | 川崎重工业株式会社 | 动作程序生成方法以及机械手的控制方法 |
| CN105829033B (zh) * | 2013-12-25 | 2018-09-07 | 川崎重工业株式会社 | 动作程序生成方法以及机械手的控制方法 |
| CN115769157A (zh) * | 2020-07-10 | 2023-03-07 | 发那科株式会社 | 轨道生成装置以及自动位置控制装置 |
| US12290932B2 (en) | 2020-07-10 | 2025-05-06 | Fanuc Corporation | Trajectory generation device and automatic position control device |
| CN114217573A (zh) * | 2021-12-10 | 2022-03-22 | 江苏集萃智能制造技术研究所有限公司 | 一种速度前瞻控制方法 |
| CN114217573B (zh) * | 2021-12-10 | 2023-12-29 | 江苏集萃智能制造技术研究所有限公司 | 一种速度前瞻控制方法 |
| CN116748950A (zh) * | 2023-06-21 | 2023-09-15 | 海德盟数控技术（深圳）有限公司 | 数控机床及使用所述数控机床进行的产品加工的方法 |
| CN119665101A (zh) * | 2025-02-20 | 2025-03-21 | 贵州装备制造职业学院 | 一种具有垂直升降机构的轨道式巡检机器人 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19991012 |