JPS584377A - 関節形産業用ロボツトの制御装置 - 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】 本発明は、関節形産業用ロボットの直線補間制御装置に
関する。

従来、関節形ロボットは他形式忙比べてコンパクトにオ
とまシ、高速で動かしＪ！偽といつ比特長をもつ反面、
突用上必要とする袖間歇能を高梢度釦、しかも経済性を
満たしながら実現することは困細であり走。

直交形ロボットでは直交座標（Ｘ、ｙ、ｚ）上での補間
出力を詳駆動軸ｘ、ｒ、ｚｐｃ対応させれば良いが、関
節形では直交ａｍ上での補間の他に各関節駆動軸と直交
座標との複雑な座標変換が必要となる。このｌ！［細な
座標変換式を含め九補間演算をオンライン（ロボット動
作中）で高速、高精度に解く九めには、を品；ンビ、−
メ岬の高価す装置が必要となるため、価格が電植される
関節形産業用ロボットではこのイ品；ンビ為−！方式ハ
実用化されていない。

演算を容易圧する九めの近似計算法も提案されているが
、補間誤差が大きく、実用性力１薄い。

ティーチングプレイバック方式の関節形ロボットにおい
て、教示された一点間の直線補間制御を行なうとき、基
準クロック毎に各駆動軸にパルスをｌパルス出すか出さ
ないかといったｌパルス補間の必要性は必ずしもない。

関節形ロボットの９賃に装着したガン先端の教示点間の
距離が短いときは、各関節駆動軸を与えられた速度を実
現するように、均一にパルス分配（同時スタート、同時
停止方式）すれば、実用上支障をきたさない精度で直線
運動をするからである。

すなわち、教示された一点間を接線速度と基準クロック
で決まるセグメントに分割し、そのセグメントに対応す
る各関節駆動軸の増分パルス数を補間演算し、Ｂ　ＲＭ
　（Ｂｉｎａｒｙ　Ｒａｔ＠ｄ　ＭｕｌｔｌｐＨｅｒ　
）でその増分パルス数を時間的に均一にパルス分配すれ
ば、補間誤差が無視できる補間制御が可能となる。

従来、ン二コンビ義−メ等の高価な装置によシｌパルス
補間をして−る直線補間器に比べ、ｌパルス補間をする
のではなく、本発明はセグメント補間を行ない、座標変
換を含む補間演算に時間がかかっても支障を色良さない
ため、簡単、安価な演算器にＢＩＬＭ等若干のハードウ
ェアを追加するのみで実現される利点がある。

直線補間はロボット手貫に装着したガン先端を直線運動
させるのみならず、ガンの姿勢側−も同時に行なう必要
がある。ガンの姿勢はロボットの作業内容、対象ワーク
によって規定される１例えば溶接關ボットの場合には、
対象ワークの溶接線に沿いトーチ角度、前進角等のガン
姿勢が、＃縁上支障のない範囲で一定に保九れねばな石
ない。

コーナ尋で直線補間の距離が短かく、しかも９賃姿勢（
ガン姿勢）を急激に変化させる場合には、基準クロック
毎のセグメント量を基準に補間すると、基準クロック毎
の９貫軸移動量が失色くなシ過ぎ、９賃駆動電動機の最
大−転数をオーバすることもある。最も極熾な例として
はガン先端の位置はほとんど変えずに、つまシ直線補間
距躯はほぼゼロで手首のみ急激に変化する場合等には、
こんなケースが顕著にあられれる。

手首軸が駆動電′ｌＩｂ機の最大回転数を越えない範囲
では基準のロック毎のセグメント量を基準に補関し、手
首姿勢は直線補間されるべき一点間を均一に変化するよ
う制御し、最大回転数を越えるときには、基準クロック
毎の手首姿勢の移動量が最大回転数を満す値となるよう
、基準クロック毎のセグメント量を変更し補間すればこ
の間亀は解決される。

また、直線補間と直線補間のつなぎ目のブロック間停止
の問題に対しては、先読み計算とλ段バッファパルス払
い出し方式で対処すればよい。

ここにおいて本発明は、基準クロック毎のキＩメント量
を９貫軸速度が最大回転数を越える場合と越えない場合
で切り替え、いずれの場合でも手１１は直１１！ｉ１ｍ
関さるべき一点間を位置的に均一に変化させながら、高
ＩＰ＃度な補間演算を安＠Ｉｉ聞単な演算器とλ段バッ
ファ付きＢＲＭパルス分配回路によシ、ブロック間停止
が金（なく直線と直線をスムーズにつないでいく直−補
間を行なう制御装置を提供する仁とを、その目的とする
。

以下、図面に従−実施例を菖体的ＫＭ明する。

第１図は、多関節ロボットの七デルを示し、旋回軸、下
腕軸り、上腕軸Ｉはそれぞれ（２）転角φ、　　　ｅ、
Ｐで制御され、手首ふシ軸は回転角ｆ、Ｔで制御される
。

第２図は、ロボット手首まわりと取シっけガンの外観を
示している。

第１図の手首ふり軸（９）転中心ｑ点より距離人、ひね
り軸回転中心軸よシ距＠Ｂ、離れた点Ｐが直線補間され
る制御点である。

点Ｐは次式によ多関節駆動角φ、　＃、　９’、　ｒ。

τから直交座標系に座標変換される。

・・・・・・（第７式） 関節駆動系で教示され九始点、終点間をプレイバック時
直！Ｓ補間するとき、まず始点Ｐ、（ψ□、θ１゜’ｉ
ｓ　’１＋　’１　”終点ｐ、（φ２＊　％＊　９’２
＋　ｒ２＋　’２　）を（１８１式）Ｋよシ、直交座標
値ＰＬ（Ｎ１１　Ｆｉｌ　”１　）　＋ｐ、ｃ冥２ｒ）
’２ｙ！２）に変換する。

２点間の距＃ＩＤは Ｄ冨　ａｘ”　＋　Ｊｙ　＋　ａｘ　　　・・・・四囲
（Ｍ一式）％式％ 基準クロック毎のセグメント補間１ｇ１ｉ＆Ｎ１は、基
準クロック周期をＣ０，！＆紬速度をｖｏとすると従っ
て１回の払込出しセグメント量は この値は基準りｎツク周期毎の移動量を示し、即ち速度
を意味している。

前述のように、コーを等手首軸が急変するときＫは、９
貫軸速度が駆動電動機の最大回転数を越えることもある
。それを防ぐ良め 次だし、ｒｍａ工、−はいずれも手首駆動電動後が最大
回転数となるときの基準クロック周期あたりの移動蓋で
ある。

を演算し、Ｎ工、　Ｎ２．　Ｎ、の大小を判別し、その
最大値をセグメント補間回数とする。Ｎ、＞Ｎ、。

Ｎ１＞Ｎ、のときＫは１回のセグメント量は（第参式）
％式％ とする。Ｎ、＞Ｎ□、Ｎ、＞Ｎ！　のと龜は（第を式）
のＮ２０代シにＮ、となる。

（第１式）または（Ｎ４式）で演算されたΔＸ。

Δｙ、Δ２の値を現在値として累積してお龜、その現在
値Ｘ、７．１とΔγ、Δτを加算した現在値ｒ。

τとを基に（第１式）を逆変換し、ψ、＃、ψを求める
。

この値（φ、＃、ψ＋ｒ＋　　τ）との差Δψ、Δθ。

Δψ、Δｒ、Δτをλ段バッファ付きＢＲＭ経由で各軸
駆動位置サーボに指令パルスとして払い出し、制御点Ｐ
を直線補間する。

払い出し最終回にはψ２−ψ＝Δψ、θ２−＃＝Δθ。

ψ、−ψ＝Δψ、ｒ２−γ＝Δｒ、τ２−τ；Δτの補
正を行ない、演算誤差等の誤差を補正し、教示された位
置決め点に復帰させる。

第３図は、教示されている始点Ｐ１．終点Ｐ２間を直線
加減速をしながら直線補間を行なう例の観閲図である。

ｖｏは定常速度、Ｔｏは加減速時間を示している。

加減速時間内のセグメント補間回数Ｎ。はとなる。

一方、加減速時間内に進行する距離Ｌ（Ｎ）はである。

、　始点と終点の間の距離りがＤ＞、２Ｌ（Ｎｏ）のと
き定常速度部分を有し、 Ｄ≦ＪＬ（Ｎｏ）のとき加減速部分だけとなる。

加減速部分セグメント補間回数Ｎ４は Ｄ〉コＬ（Ｎｏ）のときＮ、ＷＮｏとなシ、Ｄ≦コＬ　
（Ｎｏ）のとき（縞を式）の左辺に３−を代入して、Ｎ
を求め、それをＮ、とする。

ｔた、定常速度部分の補間回数Ｎ、は Ｄ≦Ｊ　Ｌ　（ＮＯ）のときＮ５ＷＯであシＤ＞コＬ（
Ｎｏ）　のとき となる。

従って、全補間回数Ｎ８は Ｎ工＝−Ｎ、＋Ｎ、　　・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・　（＠　Ｔｏ式）こうして求めたＮ１を
Ｎ２あるいはＮ、と比較する。

いま、Ｎ１≧Ｎ２．Ｎ工≧Ｎ、の場合は、このままＮｏ
を全補間回数として採用する。

しかし、Ｎ１＜Ｎ２あるいはＮ工（Ｎ、　　の場合は。

指定された速度が手首の動きにマツチングしていないこ
とを意味する。

従って、手首のｗＪ話に合わせるよう速度ｖ０を修正す
３その値をＶ。′とすれば、 Ｄ≦、２　Ｌ　（Ｎｏ）の場合は Ｎ−五　としても（第を式）から修正速度コ ｖＪ　を求める。

Ｄ＞コＬ（Ｎｏ）の場合は Ｎ１＝　Ｎ、として（第１０式）から定常速度部分の補
間（ロ）数Ｎ、を求め、（第２式）Ｋ代入し修正速度Ｖ
≦を求める。

これらの修正速度ｖ；をｖ０＝　ｖ、’　　として、次
の演算を行なう。

まず、加速部分の進行距離の各軸成分はに回の基準クロ
ックのと龜に 定常速度部分の進行圧−の各軸成分は である。

１回の進行圧−は（第１コ式）を’／Ｎ、すればよい。

加速時には始点座標Ｋ（第１／式）を加えた値を現在値
とし、定常速度時には前回値Ｋ（第７一式）を／へ、し
た値を加えて現在値とし、減速時には終点座標からに＝
Ｎ、−Ｋを代入した（第１／式）を減じた値を現在値と
する。

しかして、手貫コ軸は加減速Ｋかかわらず一様に配分し とする。

基準クロック毎に！、Ｆ、Ｉの現在値とｒ、τの現在値
よシ加減速のない場合と同様にψ、＃、ψを求め、前回
基準クロックでの値との差ｌφ、ノー。

Δ！、ノｒ、　ｌｔを前記ＢＲＭで各軸ｔ−ボに指令パ
ルスとして与える。

最終回の補正も加減速のない場合と同様に行なう。

さて、菖−図は本発明の一実施例における演算（至）と
２段バック１付ＢＲＭで構成された直越補間制御働とそ
れを制御するメインＣＰＵ　（中央処理装置）のつなぎ
を示すブロック図である。

演算器参〇〇からのコマンド要求４４００７に対し、全
体のμポット動作シーケンス上から直線−関を行なう場
合には、メインＣＰＵ＃０りは直線補間の始点、終点の
各関節駆動軸の原点からのパルス数、接続速度、加減速
有無情報のｕＯｌｏをメモリＣＷＡ示せず）から続み出
し、ｐｏｔのレヂスタ／、１ｆｉ０７のレヂスタコ、ｐ
ｏｔのレヂスタＪＫセットし、直線補間開始ｉクロコマ
ンドｐｏｏｒを出力する機能を有して％Ａゐ。

演ｓａ参〇〇はシーケンスーントロ−９４ｉＬＯ／、マ
イク琴プログラムメ令り夢ＯＪ、パイプラインレヂス１
００３．マルチプレクｔ、ｇｏｓ、ａムＬ、Ｕ（Ｒ＠ｇ
ｌｓｔ＊ｒ　ａｎｄ　Ａｒｌｔｈｍ＠ｔ１＠Ｌ＠ｇｌｓ
ａｌ　Ｕｎｉｔ　）、し、デスタ１．ｕｏｔ、レデスメ
Ｊ−＃０７、レヂス１ｓ−４Ａｏｔより構成される。

シーケンスコントローラーｏｔＢマイクロブ四グラムメ
モリ＃０２に格納されているマイクロインストラクシリ
ンの実行ジ−タンスを制御するアドレスコントローラで
ある。パイプラインレヂスタｌｌ０Ｊからの制御命令４
ＩＬ００２１１Ｃよシ、種々のアドレッシングとスタッ
タコントロールを行ｔｔう。

ｓ 更に詳しくいえば、現在実行中のアドレスのインクリメ
ント、マクロコマンド＃００デで指定されたアドレス選
択、基準クロツタアドレスジェネレータ＃ｌｊで指定さ
れ九アドレス選択、８ムＬＵステイＩスｐｏｏｒｔ會め
大テスト条件８００１に応じ九条件ジャンプのと龜パイ
プラインレジスタ４ＡＯＳから与えられるジャンプアド
レスの選択、−条件ジャンプのときパイプラインレヂス
Ｉμ０３から与えられるジャンプアドレスの選択、マイ
クロナブル−チンコール時のスタックコントロール等を
処理する部分である。

アドレッシングのための入力情報としてはマクロコマン
ド参Ｏ０り、基準フロックアドレスジェネレータ４４／
Ｊ、パイプラインレヂスタｌＯＪの出力の３つがある。

シーケンスコントローラｕｏｉがこれらのうちどれｔＳ
択するかは、マイクロプログラムすなわちパイプライン
レヂスタ１０３の制御命令５ｏｏａによ〕規定される。

直線補間の場合、マクａスマンド参ＯＯＦは直線補間開
始コマンドのみで、このコマンドはノ・−トウエア上か
らいえば直線補間サービスマイク四プログラムの先頭ア
ドレス（以下Ｎ“と称する）を示す形で与えられる。

基準クロックアドレスジェネレータｌｌＪ出カバ前記ノ
！　ｔ　ｊＦ　ｒΔ２．Δｒ、Δ丁から各関節駆動軸の
増分パルス数４ψ、Δ６Δψ、Δｒ＋ｊ’を求めるサー
ビス！イクロプｗａｆラムの先頭アドレス（以下Ｍ与称
する）を示す形で与えられる。

Ｎｏから始ｔｐ増分パルス数ノφ、ノー、軒、ノｒ。

ノτを求める一連のマイタロプロダラムの途中にＭｏが
あるととになる。

直線補間の開始時ＫＮ０から出発し、Δφ、ｌ＃。

Δψ、ノｒ、Δ丁を求め電機、−算器＃００はウェイト
ルーチンで基準クロック参〇〇４を待つ。

その後、基準クロック４１００４が尭生ずる毎ＫＭ＃か
ら演算を始め、Δφ、４＃Ｉノｙ、ＡＴ、ΔＴを求め、
ウェイトし、つぎの基準クロツタ＃Ｏ＃１を待つ動作を
ブロックエンドになるまで繰夛返す。

これ以外のと龜は、パイプラインレヂスメμ０１出力か
らのジャンプアドレス、？ブルーチンコールアドレス、
カレントアドレスインクリメントによりアドレッシング
される。

マイクロプログラムノ４ｖ夢Ｏ吋比の演算器参〇〇の中
枢部で、全ての演算処理はこのマイクロプログラムの指
令通！＞Ｋ１１１行される。

パイプラインレヂス１４１１１１はマイクログロダラム
メモリ参〇コのバッフアレデスタで、現在実行すべき演
算用マイクロインストラクシ璽ンをＲムＬＵ４１−０１
へ出力するとともに、次のマイクロアドレス決定の九め
の制御命令４Ａ００コをシーケンスーントＵ−ラー０１
．マルチプレクサｌＯ弘へ出力し、ジャンプアドレス、
サブルーチンコールアドレス、カレントアドレスインク
リメントをシーケンスコントローラ４４０／へ出力する
。また直線補間が終了しブロックエンドになっ九ときＫ
は、＝マント要求−００７をメインＣＰＵへ出力スル。

乙のパイプラインレヂスメ弘０ＪＦｉ一つの信号パスを
形成し、各々を並列に同時進行させ、ｉイクロサイクル
タイムを短縮させ、演算の高速化を図るためＫある。

すなわち、１つのパルスはパイプラインレヂスｉＸ事０
Ｊ→シーケンスコントローラ弘Ｏ７→ｉイタロブログラ
ムメモリ参〇Ｊとつながるコントロール系のパス、いま
１つはパイプラインレヂスタ参０３→ＲＡＬ、Ｕの演算
系のパスで、このλつのパスを同じクロックサイクルの
間にｉＪｔ判ＫＩＩＩＪ作すせる九めにパイプラインレ
デス１４ＡＯＪが用意されている。

りａνり（！Ｐ４ＬＯＯ／の立ち上）時に轄既にコント
ロール系のパスで準備され九ｉイクμプログラムの次の
命令が、パイプラインレジス１４ＡＯＪの゛入力にあら
れれている大め、メモリ７工ツチ時間がゼロと勢価な高
速動作か可能となる。

１ルチプレクサぴＯ＃はパイプラインレヂスＩ参０３の
制御命令ｌ−００２Ｋ応じＲＡＬＵスティメスｐｏｏｒ
　、外部条件眸のテスト条件４ＡＯ（ＩＪをシーケンス
コントローラ−０１へ与え、条件ジャンプを実行させる
ためのものである。

ＲＡＬＵＩＯｊは輪環・算術演算エエットとプログラマ
プルレヂスＩで構成され、マイクロブ■グラムで規定さ
れた演算インストラタシ冒ンを実行する。演算結末であ
る基準クロツタ毎の各関節駆動の増分パルス数が翼ムＬ
Ｕ＃０１内のＷｒ９！のレジスｚ４ｃ格納される。

ダ０１のレジスタ／、ｇｅｔのレヂスメλハ直線輛間の
始点、終点の会関節駆動軸の原点よシのパルス数を格納
するレジスタである。ダ０ｔのレジスタ３は直線補間速
度と加減速時間および有無情報を格納するレジスタであ
る。

夢／／ａ〜ｕｔｉ・のバッファｌは各関節駆動軸のつぎ
り基準り四ツクで払い出すべき増分パルス数を格納する
レジスタ、参ｌコ畠〜参ｌコ・のバッフアコは現在払い
出し中の増分パルス数を格納するレジスタである。

一ハ１〜参１３・のＢＲＭはバッフ７Ｊに格納されてい
るパルス数を基準クロック周期内にクロックφ（Ｍ／の
クロック）　４ＡＯＯＪ　Ｋ同期したパルスとして均−
一様に配分し、基準クロック１００１毎にバッファ転送
用払い出し完了信号−０Ｖａを出力する。

＃１０はバッファ／、バッフアコおよびＢＲＭからなる
Ｊ＃Ｒバッファパルス払出器である。

分局立ち上り微分回路ｉりは夕日ツクφ（第１のクロッ
ク）弘ｏａｊより１１１Ｍ４’／Ｊａ　〜＃／Ｊ・のビ
ット数だけ分局されｆｃ：ｉ＆準ジクロツクｏａｔを作
妙立ち上す微分する回路で、ＢＲＭ払い出し完了信号−
００ａ−夢＃０．Ｉと基準クロック−００４の同期をと
るためのものである。

４１１１は基準クロツタ参００４をアドレスするレジス
タである。

つぎに、９８図の直線補間動作にりいて説明すおり、パ
イプラインレジスタ４４０ＪからメインＣｐｕｕｏｙヘ
コ１ンド要求−００７を出し、シーケンスコントローラ
４４０／はマタ目；マンドダｏｏデが与えられると、Ｎ
ｏを選択する制御命令４１００コをパイプラインレヂス
Ｉ＃ＯＪがら与えられながら、ウェイトルーチンを実行
するようアドレスコントロールしている。

また、このウェイトルーチンに紘分周立ち上り微分回路
ダ７４（をリセットする命令ｐｏｏｒが入うている九め
、基準クロＶ夕＃００４は軸止しない。

直線補間を始めるにあ九９てメイン０１Ｌｙ８０デは−
０４のレヂスＪ／、ｓｏツのレジスタＪ、ａｌｌｏｒの
レヂスｊｌＪに始点、終点、−ＩＩｌ！遮ぽ、加減速時
間、加減速有無をセットする。

メインＣＰＵ４ＬＯデが直線補間開始マクロコマンドダ
ｏｏｙを出すとＮ　からの直線補間マイクロブ曹グラム
が実行されだす。

Ｎｏには分周立ち上り微分回路参ｌｌのリセット信号ｇ
ｏｏｒの解除命令が入つている光め、分周回路ｌｌｌは
クロックφ４４００１をカウントし始める。

以後、次の基準クロックアドレスジェネレータ参ｌｊよ
シの出力がくるまで、シーケンスコントローラーＯ１は
演算処理に必要なアドレックングを行なうよう動作する
。

演算器参〇〇は参０４のレヂスタ／、＄５７のレヂスタ
Ｊの始点、終点の各軸パルス数よシ（第１式）を使りて
Ｐｔ（ｘｌ＊　７Ｌｆ　Ｉｆ　）ｔ　Ｐｇ（！ｚ、　’
Ｉｌ１ｍｇ）を針算し、（第一式）よシ距＠Ｄ、（第３
式）より数値Ｎｆｆ１．Ｎ、を求める。　レヂスタＪの
接線速度ｖ０を（ｓＪ式）に代入し、基準クロック毎の
セグメント禰間圓数Ｎ１を求める。

加減速無しの場合には、　Ｎｌ、　Ｎ２．　Ｎ、の大小
判別よｐ、（第参式）１７には（第１式）から１回の基
準クロック５ｏｏ４あ一＆ｌｌのセグメント（増分量）
Ａｘ、ノＦ　＊　ＩＮ　＠　ＡＴ　１４丁を求める。

加減速のある場合には、（第を式ト（第７３式）を計算
し加速時、定常速度時、減速時の増分量を求める。

っぎに、マイクロブはグラムはＭｏに進み、始点の”ｌ
　ｔ　１１＋　１１　＋　１１１ｆｌＫ　ｊｌ　、Δｙ
、Δ２．Δｒ。

ＡＴを加算した現在値よ）（第１式）を逆変換し、φ、
０．９を求める。

この値（ψ＋　’＋　９＊　ｒｍ　”＞、と始点での値
（ψ１．’ｌｔψ１＋ｒｌｔｌとの差分Ｉｆ、ＡＩ、Ｉ
ｆ。

Δｒ、ΔτをＲＡＬＵ＃０７内の所定ルヂス７１Ｋセッ
トしウェイトする。とのウェイトは−を待つウェイトル
ーチンとは異なシ、次の基準りｍｙ夕０００４即ちＮ　
を待つルーチンであり、分周立ち上り微分回路ダｌ−の
リセットは行わない。

以上の演算が終了するまでの時間以上に基準タロツク＃
００４周期が長くなるように、りＩツク−４Ａ００１と
Ｂ　１Ｍ４’　／　Ｊ　ａＰ＃ｅ　／　Ｊ　ｅビシト数
を設電しているので、演算時間が間にあわないというト
ラブルは発生しない。

演算器４４００がＨｅを待つウェイトルーチンを実行し
ているとき、基準クロック５ｏｏｔが発生すると同時に
８１Ｍ４’　／　ｊ　ａＰ−＄　／　Ｊ　＠よシ払い出
し完了信号ＩＩｏｏ参ｍ５−ｕ００参・が出力され、５
個のバッファｌ（≠／／ａ〜μｌｌ・）にＲＡＬＵ夢Ｏ
Ｊ内の所定のレヂスタからΔψ、Δ＃、Δψ、ΔｒΔτ
、がそれぞれロードされ、ダｌコａｘ４（／コ・のバッ
フアコには４７１／典〜４４１／・のバッフ１１の内容
がロードされる。

初回の基準クロック４Ａ００ｔでは４Ａ／／ａ〜参ｌｌ
・のバッファｌがクリアされ九ままであるため、弘ハ２
ａ〜＃／コ・のバッフアコには０が入如、り／Ｊａ−４
ＡＩＪ・のＢＲＭによるパルス払い出しは行なわれない
。

この基準クロックぴＯＯ≦によシ基準りロックアドレス
ジ翼ネレータｌｌＪが作動し、マイクロブ田グラムＵＭ
”から実行され始め、前回の翼、ｙ。

ｓ、ｒ、τの現在値に今回の増分量ｊＸ＋ｊＦ＋Δ２゜
ｊｒ、）ｉを加え喪新良な現在値より（第１式→を逆変
換し、ナ、’ｓψ、ｒｅ’を求め、前回との差分）φ５
．ノー、ノ？　＃　ｊｒ　＠　ｊｔを前回と同様ＫＲム
ＬＵ４１ｃＯｊ内の所定のレヂスタにセットし、次のＭ
０開始を待つウェイトルーチンに入る。　４Ａ／ＪａＰ
−μｌコ・のバッファーに紘前闘の＃／／ａ〜参ｌｌ・
のバッファｌの内容が人１）ｉｌＲＭｌ／Ｊａ〜４ＡＩ
Ｊ＠により各軸位置サーボへのパルス払い出しが行なわ
れる。

制御点が終点に到達し、ブロックエンドになるまでこの
動作が繰シ遮される。

２段バッファによりパルスを払−出しながらも、いつも
４Ａ／／ａ〜４４／／・のバッファｌには次のデータが
人、うている九め、直ＩＩＩＡＩＩＩ間と直１ｍ−関の
つなぎのプルツクに米九とＩＩＫも、ブ四ツク間停止が
なくなめらかな動きが保証されている。

停止があるのは多数の直曽補閲の一番最初に／回あるの
みで、もともとロボットが侍止していると亀であシ、円
滑な動きＫは何の墨影智も４ｊＬない。

以上説明し九ように１本発明によれば、安価簡単な演算
器とバッファ付ＢＲＭで構成された直線補間制御器によ
る高精度補間ときめ細かい手首制御によシ、関節形ロボ
ットを直線部の多い対象物へ適用する際のティーチング
作業性が大幅に向上するようＫなる。

すなわち、本発明は、関節形ロボットを既に教示された
一点間を直線補間制御により動作させる場合、一点間の
距離と教示されｆｔ接線速度と基準クロックによυ決る
基準クロック毎の位置の増分量を演算し補間しておシ、 ｅＤ！ｉＩ！線速度が低速域では、各関節駆動軸の位置
検出ｌパルス以下の補間精度を保証し、高速域でも実用
上補間誤差が無視できる。

＠　直線補間すべき教示点が切り替わりたときのブロッ
ク間停止が全くなく、スムーズに教示点間を直線補間し
ながらつないで行くことができる。

θ　直線加減速制御機能を備えて、高速直線補間動作を
させたと亀の停止時の振動を小さくしている。

Ｏ教示された始点、Ｉｓ点の−がット手首軸、ふシーひ
ねυ軸の姿勢を距−的に一橡に変化させるよう演算制御
している。

■　直線の回り角などで、直線補間距−が短かく、しか
も手首姿勢を急激に変化させたいような場合には、基準
クロツタ毎の位置の増分量の代シに手首姿勢の増分量を
基準とした直線補間を行なうようにしている。

かくして本発明は、産業用四ボットとして斯界に碑益す
るところ大きいと考える。

【図面の簡単な説明】

第１図は多関節ロボットのモデル図、＃Ｉコ図ハロボッ
ト手首まわりと取りつけガンの外−図、第３図は教示さ
れ九始点から終点まで直重加減速をしながら直線補間を
行なう１１１１１図、第＃図は本発明の一実鵬例の構成
を示すプ冒ツク−である。 ＷＯＯ・・・演算器 ００／・・・シーケンスーントローラ 参〇Ｊ・・・マイクロプロダラムメモリー０３・・・パ
イプラインレヂスＩ 参〇夢９・・マルチプレタす 参〇ｊ・・・８ムＬＵ ｐｏｔ〜＃ｏｒ・・・レジスａｔ〜Ｊ ダ０デ・・・メインＣＰｔｆ ４Ａ１０・・・一段バッツアパルス払出器４Ｃ／／ａ　
Ｐ−＃／／＠−パｙ７．ｚ４１’／コａＰ−ダｌコ・・
・ｅバッフアコ＃／ｊａ−４Ａ／ｊ・　−ＩＢＭ １１・・・分周立ち上シ微分回路 ｐｉｔ・・・基準クロックアドレスジェネレータ。 出願人代理人　　＃Ｉ　Ｉ！ｋ　　　清手続補正書 昭和５７年５月瀝日 特許庁長官　　　　島　１）春　樹　殿１、事件の表示 昭和邸年特許願第８８８７２号 ２、発明の名称 ｇｇｔ＊＊＊＊用口ｌットの制御装置 ３、補正をする者 事件との関係特許出願人 （６１り株式金社　安用電機製作所 詳■な説１１Ｊの欄、およびｌ１１ｗ１゜ｔ　＠正の内
賽 （１）＠組番の特許請求の範囲を別紙のとおり欧める。 （２）明細書第ｑ頁１Ｊｆｆ目に記載した「群駆動軸Ｘ
、Ｙ、ＺＪは、「直接駆動軸Ｘ、Ｙ、！Ｊと改める。 （３１ｌＪｌ！細書第組番陣〜ｔｓｆ′ｉ８ｗｃ記載し
た「基準クロックで決まる」を、「基準クロックと１点
間の距離で決まる」に改める。 （４）明細書第７頁３行１１に記載した「四ツク侮の」
は、「クロック侮の」と改める。 （５）明細書第８頁７行ＩＫ記載した「手首ふり軸は回
転角ｒ、τで」は「手首ふり軸、ひねり軸は閏転角ｙ、
ｒで」と改める。 （６）　　明細書第１／頁６行１ｉＫ記載した「この値
（φｓ’ｓ！、ｒ＠ｆ）　との差」を、「この値（φＩ
’１ｆｌｒ１丁）と前鵡の基準りＱｙり時の値との差」
に改める。 （７）　　明細書第１９ｊ［／！行目に記載した「１つ
のパルスは」を、「１つのバスはｊと改める。 （１ｋ）　　＠組番第に頁／４〜１７行に記載した「各
関節駆動の」は、「各関節駆動軸の」に改める。 （９）　　＠組番第コ／］（＆行〜第−頁１行に記載し
た「ＢＲＭ払い出し完了信号４４００　ｍ−ヂ。０・」
を、ｊｍｉＭ払い出し完了信号４１Ｉｌ）Ｏ９ａ−１０
０＊＊Ｊと改める。 ｎ　　明細書菖μ頁７４行目に記載した「Ｎ参」　は、
「−」　Ｋ改める。 ａｉ）１１１図の「旋回軸位置サー１Ｍ令パルｘＡＩｌ
ｊは、未配のように「旋回軸位置サーボ指令パルスノφ
」　に改める。 「特許請求の範囲 ｌ　ティーチングズレイバック方式の調節形口ｌツ）に
おいて、教示された一点間の直線補間制御を行なうとき
、その一点間を接線速度ト１ｌｌｉ準１０ツクと一点間
の距離で決まるセグメントに分割し、このセグメントに
対応する各関節駆動軸の増分パルス数を補間演算し、そ
の増分パルス数を時間的に均一にパルス分配するように
したことを特徴とする関節形壷業用ロボットの制御装置
。 １　直線補間の距離が煙かくφ貰姿勢を急激に変化さ（
る場合において、平葺軸速度がソノ駆動電動機の最大回
転数を越えない範囲では基準りｐツク毎のセグメント量
を基準に補間し、手菫姿勢は直進されるべき一点間を絢
−に変化するように制御し、手菫速度がその駆動電動機
の最大回転数を越えるときは基準りｐツク毎の手首央勢
の移動量が最大回転数な満す値となるよう基準クロツタ
毎のセグメント量を変更し補間するようにしたことを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載の関節形産業用ロボ
ット制御装置。 １　全ての演算処理な指令するマイクロプログツ本を記
憶するマイクロプログラムメモリと。 このマイクロプログラムメモリに格納されてイルマイク
四インストラクシ璽ンの実行シーケンスを制御するアド
レスコントローラをなすシーケンスコントローラと、前
記マイクロブ隨グ２ムメモリのバッフアレデスタである
パイプラインレヂスタと、論理・算術演算ユニットとプ
ログラマプルレヂスタからなりマイクーグ筒グラムで規
定された演算インストックシ璽ンを実行する凰ムＬＵと
、直線補間の始点、終点の各関節駆動軸の原点よりのパ
ルス数を格納する第１および第一のレヂスタと、直線補
間Ｉｌ！線速度と加減速時間および加減速有無情報を格
納する第３のレヂスタと。 前記パイプツインレデスクからの制御命令に応じ前記シ
ーケンスコントローラへテスト条件を与えるマルチプレ
クサと、前記パイプツイ／レヂスタからの＝！ン、ド要
求により第１ないし第３レヂスタへ始点、＃％点点綴接
線速度加減速時間および加減速有無をセットし前記シー
ケンスコントローラヘマｌｌａ：２マントヲ出すメイン
中央処理装置と、前記ＲムＬＵからの各関節駆動軸のつ
ぎの基準クロックで払い出すべき増分パルス数を格納す
る第１のバッファと現在払い出し中の増分パルス数を格
納する第一のバッファとその第１のバッファに格納され
【いるパルス数を基準り四ツク周期内に基準り四ツクよ
り多い周波数の第１のクロククＫｆｉｉｊ期したパルス
として均−一様に配分してパルスを払い出す１翼麗より
なる一段パッファノ（ルス払出器と、第１のクロックを
分周し立ち上りを微分し基準り四ツクを発生させる分馬
立ち上り微分囲路と、基準ターツクを入力し前記Ｖ−ケ
ンス；ント■−ラヘ演算処理に必要なアドレッシングを
行なわせる指令を出す基準り四ツクアドレスジェネレー
タとから構成されゐことを特徴とする特許端末の範囲第
１項記載の関節形−業用ｐポットの制御装置。」 手続補正書 昭和５７年８月Ｖ日 特許庁長官　　　着　杉　和　夫　殿 １、事件の表示 昭和団年特許願第３８８７ｉ号／ ２、発明の名称 関節形麿業用ロボットの制御装置 ３、補正をする者 事件との関係特許出願人 （６６り株式会社　安川電機製作所 図面

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １６　　ティーチングプレイバック方式の関節形ロボッ
   トにおいて、教示された一点間の直線補間制御を行なう
   とき、その一点間を接細速度と基葉クロックで決まるセ
   グメントに分割し、このセグメン）Ｋ対応する各関節駆
   動軸の増分パルス数を補間演算し、その増分パルス数を
   時間的に均一にパルス分配するようにしたことを特徴と
   する関節形産業用ロボットの制御装置。 コ、直線補間の距離が短かく手首姿勢を急激に変化させ
   る場合において、手首軸速度がその駆動電動機の最大（
   ９）転数を越えない範囲では基準クロック毎のセグメン
   ト量を基準に補関し、手首姿勢は直線されるべき一点間
   を均一に変化するように制御し、手貫速匿がその駆励電
   ｗＪＪ観の蛇大圓転数金越えるときは基準クロック毎の
   手首姿勢の移励蓋が最大回転数を満す値となるよう基準
   クロック毎のセグメント量を変更し補間するようにした
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の関節形産
   業用ロボット制御装置。 ３、全ての演算処理を指令するマイクロプログラムを配
   憶するマイクロプログラムメモリと、このマイクロプロ
   グラムメモリに格納されてｂるマイクロインストラクシ
   冒ンの痰行シーケンスを制御するアドレスコントローラ
   をなすシーケンスコントローラと、前記マイクロプログ
   ラムメモリのバッフアレデスタであるパイプラインレチ
   スタと、ＭＩ理・其佑演算ユニットとプログラマブルレ
   ヂスタからなりマイクロプログラムで規定され友演算イ
   ンストラクシ曽ンを実行するＲＡＬＵと、直線補間の始
   点、終点の各関節駆動軸の原点よシのパルス数を格納す
   る第１および第一のレヂスタと、直纏補１４縁線速度と
   加減速時間および加減速有無情味を格納する繭Ｊのレヂ
   スメと、前Ｈ己パイプラインレヂスタからの制御命令に
   応じ前記シーケンスコントローラヘテスト条件を与える
   マルチプレクサと、前記パイプラインレヂスタからのコ
   マン）’要求により第１ないし第３レヂスタへ始点、終
   点１ｗ！緩速度、加減速時間および加減速有無をセット
   し前記シーケンスコントローラへマクロコマンドを崩す
   メイン中央処理装置と、前記ＲＡＬＵからの各関節駆動
   軸のっぎの基準クロックで払い出すべき増分パルス数を
   格納する第１のバッフ７と現在払い出し中の増分パルス
   数を格納する第一のバッフ７とその第一のバッファに格
   納されているパルス数を基準クロック周期内に基準クロ
   ックより多１ｎ［波数の第１のクロック忙同期し＆　パ
   ルスとして均−一様に配分してパルスを払り出すｉｌＲ
   Ｍよりなるコ段バッファパルス払出（至）と、第１のク
   ロックを分局し立ち上りを微分し基準クロックを発生さ
   せる分局立ち上シ黴分回路と、基準クロックを大刀し前
   記シーケンスコントローラへ演算処理に必要なアドレッ
   シングを行なわせる指令を出す基準クーツクアドレスジ
   ェネレーメとから構成されることを特徴とする特許請求
   のｍｉｉ第１項記載の関節形産業用ロボットの制御装置
   。