JPS61199111A - 障害物回避制御装置 - Google Patents

障害物回避制御装置

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JPS61199111A
JPS61199111A JP60040418A JP4041885A JPS61199111A JP S61199111 A JPS61199111 A JP S61199111A JP 60040418 A JP60040418 A JP 60040418A JP 4041885 A JP4041885 A JP 4041885A JP S61199111 A JPS61199111 A JP S61199111A
Authority
JP
Japan
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obstacle
movement
obstacles
control device
output
Prior art date
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Pending
Application number
JP60040418A
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English (en)
Inventor
Takeshi Takeda
健 武田
Kenzo Matsumoto
松本 賢蔵
Masahiro Iwatani
岩谷 政洋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は機械の可動部を動作範囲内にある障害物から回
避させるための障害物回避制御装置に関するものである
従来の技術 一般に、機械の可動部の周辺には他の装置等の障害物が
設置されているために、可動部が他の装置と衝突する可
能性がある。これを防ぐためには機械の可動部が障害物
を回避するように移動経路を設定する必要性があるが、
従来は機械の利用者が障害物を考慮してその経路を設定
していた。
すなわち第6図に示すように、障害物1が存在する動作
範囲内のある一点2から目標点3に可動部4を移動する
場合に、中継点6,6を機械の利用者みずからが障害物
1の位置及び規模を検討し、その結果を可動部の制御装
置に入力して移動経路を設定するものであった。
発明が解決しようとする問題点 しかし、このような構成では、機械の利用者は可動部の
移動経路を設定する場合は常に障害物の存在を考慮する
必要があるため、経路の設定が非常に複雑になるという
問題点があった。
また、障害物が移動した場合に機械は同一作業を行なう
ときでも、移動経路を全て設定し直す必要があった。
そこで、本発明は可動範囲内に障害物が存在しても、簡
単な初期値設定(位置・規模)だけで障害物の回避がで
きるようにするものである。
問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するために、本発明では中央処理装置
(以下、CPUと略す)により障害物を回避する移動経
路をみずから算出し、設定する構成としたものである。
作用 上記の構成によりその作用は次のようになる。
すなわち、障害物が可動範囲内に存在しない場合には従
来と同様の作業が可能である。また、障害物が存在する
場合には、初期値として入力される障害物の位置及び規
模のデータと出発地点及び目標地点の位置の関係から、
障害物の回避経路をソフトウェア上で算出し設定した後
に作業を実行するO この結果、機械の利用者は簡単な初期値の設定だけを行
えば後は障害物を無視できるため、経路設定が非常に容
易になる。そして、障害物の変化に対しても初期値の変
更だけで対応が可能である。
また全体の経路設定を終えた後に作業を開始するため、
作業の高速化に対しても対応が可能である。
実施例 以下本発明の一実施例の障害物回避制御装置について、
図面を参照しながら説明する。
第1図は本発明の第1の実施例における障害物回避制御
装置を用いたロボットの駆動制御装置の構成を示したも
のである。7はマイクロコンビー−タであジ、CPU、
リードオンリーメモリ(以下ROMと略す)、ランダム
アクセスメモリ(以下RAMと略す)および入出力ボー
ト等から構成されている。8は入力操作部、9は指令パ
ルス発生回路、10は偏差カラ/り、11はディジタル
−アナログ変換器(以下D/ム変換器と略す)、12は
サーボアンプ、13は直流サーボモータ、14はロータ
リーエンコーダ、15は周波数−電圧変換器(以下F/
V変換器と賂すう、16は現在位置カウンタである。
入力操作部8よりあらかじめマイクロコンピュータ7の
RAM内に入力された動作プログラムと障害物のデータ
から、CPUで補正しRAMに書き込まれた動作プログ
ラムの手順に従って、可動部が作業を行なう。前記マイ
クロコンビエータTからは移動量と移動速度に対応した
データが指令パルス発生回路9に転送される。また一方
では、直流プ゛−ボモータ13の回転数をロータリーエ
ンコーダ14によって検出し、可動部の移動量と移動速
度に応じたパルスを発生する。偏差カウンタ10は、指
令パルス発生回路9の出力とロータリーエンコーダ14
の出力パルス数の偏差をD/ム変換器11およびサーボ
アンプ12を通し、直流サーボモータ13に出力してい
る。またF/V変換器16はロータリーエンコーダ14
の出力パルス周波数を電圧に変換してサーボアンプ12
に出力し、速度制御を行なっている。現在位置カウンタ
ー16は、ロータリーエンコーダ14からの出力パルス
をカウントすることで移動量を測定する。
この出力をマイクロコンビエータ7で処理し、現在位置
の確認や可動有効範囲内での作業を行なわせる。
以上のように構成された障害物回避制御装置について、
以下第2図、第3図、第4図および第5図を用いてその
動作を説明する。第4図のような条件下で可動部4の障
害物1の回避を考える場合、入力操作部8より動作のシ
ーケンスを示すプログラムと、障害物1の位置を示す一
点Pの座標(x0y□ * 26 )と、障害物を直方
体に近似し、その規模を示すx、 、 !、 、 Zm
を入力後、マイクロコンピュータ7のROMに記憶され
ている第2図のフローチャートに示すプログラムを実行
し、動作のシーケンスを示すプログラムを補正しRAM
に書き込んだ後実行する。
まず、第2図のフローチャートに示すように、障害物の
データとしてPの座標と−+ ym l zmを読ミ込
み(ステップ1)、ステップ2で障害物1の有無を判定
する。障害物1が無い場合ステップ9でRAM内に設け
られた実行プログラムエリアへ動作命令はすべて転送さ
れ、ステップ11で動作命令が実行される。障害物が存
在する場合はステップ3で移動命令を読み込み、ステッ
プ4で命令が停止命令であるかを判別し、停止命令であ
ればステップ10で実行プログラムエリアに停止命令を
書き込みステップ11で動作命令を実行する。
停止命令でなければステップ5で実行プログラムエリア
へ移動命令の他の処理を転送する。ステップ6でム、B
を通る直線式を算出し、ステップ1で読み込んだ障害物
1のデータと比較して障害物1との交点の有無を判定す
る。交点が無い場合はステップ12で実行プログラムエ
リアへ移動命令をそのまま転送し、ステップ3に戻り次
の移動命令をRAMから読み込む。交点が存在する場合
は、ステシブ8の副プログラムで回避経路を実行プログ
ラムエリアに設定し、主プログラムに戻った後にステッ
プ3に戻り次の移動命令を読み込む。ステップ8の副プ
ログラムの内部は第3図に示すように、ステップ13で
ム、Bの2座標を大きい方にそろえム、B1(またはA
l、B)とし、ステップ14とステップ16でム、B1
を直径の両端とし、Iy平面に垂直な半円軌道が障害物
1と交差するか否かを判定する。交差する場合にはステ
ップ16を経て半円軌動を2軸の正方向に平行移動させ
てステップ17を実行し、交差しない場合は直接ステッ
プ1了でRAM内の実行プログラムエリアに回避経路の
移動命令を書き込む。この場合の回避経路は、特許請求
の範囲第2項記載の手段によるものである。
以上のように本実施例によれば、簡単な障害物の位置・
規模の設定からCPHにより回避経路を構成・設定する
ことで、比較的簡単でなめらかな障害物回避制御装置を
容易に構成できる。
次に本発明の第2の実施例について説明する。
第6図は本発明の第2の実施例のフローチャート内の回
避経路設定の副プログラムである。制御装置の構成と主
プログラムについては、前記の第1の実施例と同様であ
る。第1の実施例と異なる点は、可動部4の移動経路を
直線で構成し、最短距離の回避経路をとる点である。
上記のように構成された障害物回避制御装置について、
以下第1図に示した前記マイクロコンピュータ6のRO
Mに記憶されているプログラムを中心に説明する。
全体を通しての作業は第1の実施例と同様であり、ステ
ップ7で障害物1との交点が存在する場合に、第5図に
示す副プログラムを実行する。ステップ18で障害物1
を近似した直方体の展開図から、2交点間の最短ルート
を選択し、ステップ19で直方体の稜線との交点ム2.
B2の座標を算出する。この時、稜線との交点が1点の
場合B2のみとする。次にステップ2oでこの交点の数
を判別し、1点のみの場合はステップ28.ステップ2
7を実行し14M内の実行プログラムエリアにが2点の
場合、ステップ21でム、B2を通る直線式を導きステ
ップ22で障害物1との交点の有無を判定する。交点が
存在しない場合はステップ2B、ステップ27を実行し
、主プログラムに戻る。交点が存在する場合はステップ
23に示す移動命令をRAMの実行プログラムエリアに
書き込む。ステップ24でム2.Bを通る直線式を算出
し、ステップ26で障害物1との交点の有無を判定し、
交点が存在しない場合はステップ29に示した移動命令
を、また存在する場合にはステップ26゜ステップ27
の移動命令をそれぞれ実行プログラムエリアに書き込ん
だ後に、主プログラムに戻る。
以上のように本実施例によれば、簡単な障害物の位置及
び規模の設定からCPUにより回避経路を構成、設定す
ることで、最短距離を通る回避制御装置を容易に構成す
ることができる。
なお、上記各実施例では障害物を直方体に近似したが、
柱体、錐体2球等でも同様に構成できる。
発明の効果 以上のように本発明は、機械の可動範囲に存在する障害
物の位置及び規模を簡単な初期値設定に基づきCPUに
より回避経路の算出、設定を行なう障害物回避制御装置
を提供するものであり、機械の利用者は可動部の移動経
路を設定する場合に障害物を考慮することなく、簡単に
経路設定を行なうことが可能になる。そして、障害物を
移動した場合に機械が同一作業を行なうときでも、移動
経路を利用者が設定し直す必要はなくなり、障害物のデ
ータの入力だけで算出・設定はCPUが行なうため、利
用者の工数の低減に大きく役立つ。
また、全体の経路設定を終えた後に実行するため、作業
の高速化にも対応可能である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例における障害物回避制御装置の
構成を示すブロック図、第2図は同装置の主プログラム
のフローチャート、第3図は第1の実施例の副プログラ
ムのフローチャート、第4図は本発明による回避経路の
概略図、第6図は第2の実施例の副プログラムのフロー
チャート、第6図は従来の障害物回避の説明図である。 7・・・・・・マイクロコンビーータ、8・・・・・・
入力操作部、9・・・・・・指令パルス発生回路、1o
・・・・・・偏差カウンタ、11・・・・−・D/ム変
換器、12・・・・・−サーボアンプ、13・・・・・
・直流サーボモータ、14・・・・・・ロータリーエン
コーダ、16・・・・・・F/V変換器、16・・・・
・・現在位置カウンタ。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名第1
図 f3−−XIJ−’X:;1−f 14−−−TJ−グリーエ〉J−タ゛ 第2図 第3図 第4図 第5図 第6図 1−−一療害物 2−を夾f!汽 j−15孫ve膚。 牛−−−町り邦

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)機械の可動部の動作範囲内に存在する障害物の位
    置及び規模を入力するデータ入力装置と、前記入力装置
    より入力した障害物の位置及び規模と出発地点及び目標
    地点の位置を比較して機械の可動部の移動経路を算出す
    る中央処理装置と、前記中央処理装置により移動経路を
    決定する手段と、前記手段により決定した結果に基づき
    、可動部の駆動装置に対して制御信号を出力する駆動制
    御装置からなる障害物回避制御装置。
  2. (2)直線と曲線で構成した移動経路を決定する手段を
    もつ特許請求の範囲第1項記載の障害物回避制御装置。
  3. (3)直線のみで構成した移動経路を決定する手段をも
    つ特許請求の範囲第1項記載の障害物回避制御装置。
  4. (4)最短距離の移動経路を決定する手段をもつ特許請
    求の範囲第3項記載の障害物回避制御装置。
JP60040418A 1985-03-01 1985-03-01 障害物回避制御装置 Pending JPS61199111A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6373307A (ja) * 1986-09-16 1988-04-02 Mitsutoyo Corp サ−ボ位置決め装置
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