JP4736607B2 - ロボット制御装置 - Google Patents
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Description
1)接続点が一致していること。
2)接続点で接線ベクトルが一致していること。
3)接続点で接線ベクトルの変化率が一致していること。
ロボットは、図6に示すように、ロボット本体1と、このロボット本体1を制御する制御装置2と、ティーチング装置としてのティーチングペンダント3を備えている。この実施例において、制御装置2の制御対象であるロボット本体1は、例えば垂直多関節型の作業用ロボットとして構成され、ベース4と、このベース4に水平方向に旋回可能に設けられたショルダ部5と、このショルダ部5に上下方向に旋回可能に設けられた下アーム6と、この下アーム6に上下方向に旋回可能に且つ捻り回転可能に設けられた上アーム7と、この上アーム7に上下方向に旋回可能に設けられた手首8とを備えており、手首8は先端部に捻り回転可能なフランジ9を備えている。このフランジ9には、図示はしないが、ワークを把持するハンド(図示せず)が取り付けられるようになっている。
すなわち、台形速度パターンは、図4(a)に示すように、加速過程(T1)、最高速度での等速過程(T2)、減速過程(T3)からなるが、この台形の速度パターンとなるような動作角度(位置)のパターンは図4(b)に示すようになる。図4(b)に示す角度パターンにおいて、tn時点での関節の角度をθn 、このtn時点からΔt時間後のt(n+1)時点での角度をθ(n+1)とすると、Δt時間での角度の変化がt(n+1)時点での関節の角速度V(n+1)となり、これが速度指令値となる。
X(t)=a3t3+a2t2+a1t+a ……(1)
Y(t)=b3t3+b2t2+b1t+b ……(2)
Z(t)=c3t3+c2t2+c1t+c ……(3)
この(1)〜(3)式をまとめると、スプライン曲線セグメント上の各点の位置は、次の(4)式に示す3次の一般式(スプラインセグメント関数)によって定義される。
(イ)一区画の両端(始点側指令位置および終点側指令位置)の接線ベクトルの大きさは、両端を結ぶ直線の長さに比例する大きさに定め、且つ、両端の接線ベクトルの向きは、両端を結ぶ直線が、前の一区間についての両端を結ぶ直線および後の一区間について両端を結ぶ直線となす角を、それぞれ2分する方向に定めること。
(ウ)上記のように定めた始点側接線ベクトルの向きが前の区画の終点側接線ベクトルの向きと一致し、終点側接線ベクトルの向きが後の区画の始点側接線ベクトルの向きと一致すること。
ここで、矢印付きのP0〜P3は、指令位置R0〜R3の位置ベクトルであるから、(10)式および(11)式において、小括弧内の第1式は直線L1に一致する方向の単位ベクトル、第2式は、直線L2に一致する方向の単位ベクトルをそれぞれ求めるものであり、同様に(12)式および(13)式において、小括弧内の第1式は直線L2に一致する方向の単位ベクトル、第2式は、直線L3に一致する方向の単位ベクトルをそれぞれ求めるものである。従って、(10)式〜(13)式において、小括弧内の式を演算することによって直線L1とL2とのなす角の差、直線L2とL3とのなす角の差が求められ、それに0.5を乗ずることによって直線L1とL2とのなす角を二分する方向、直線L2とL3とのなす角を二分する方向がそれぞれ求められる。
比例係数rは、1に限られない。rが所定の大きさの範囲にあればループを描くことを防止できる。
垂直多関節型のロボットに限られず、ロボット一般に広く適用できる。
Claims (1)
- 間隔をおいて与えられた複数の指令位置を曲線補間してロボットアーム先端の単位時間当たりの移動量を制御するロボット制御装置において、
前記曲線補間のために前記指令位置を結ぶスプライン曲線を設定する設定手段と、設定された前記スプライン曲線上を前記ロボットアーム先端が移動するようにその単位時間当たりの移動量を演算する補間手段とを備え、
前記設定手段は、
隣り合う2つの前記指令位置の間を一区間としてそれら区間毎に、両端の前記指令位置を結ぶ直線の長さに比例する大きさのベクトルであって、当該区間の両端の前記指令位置を結ぶ直線と前の一区間についての両端の前記指令位置を結ぶ直線とがなす角を2分する方向を向く始点側接線ベクトル、および当該区間の両端の前記指令位置を結ぶ直線と後の一区間についての両端の前記指令位置を結ぶ直線とがなす角を2分する方向を向く終点側接線ベクトルを演算する接線ベクトル演算部と、
前記区間毎に、前記接線ベクトル演算部によって演算された当該区間の前記始点側接線ベクトルおよび終点側接線ベクトルに基づいて前記スプライン曲線を演算する曲線演算部とを備えてなることを特徴とするロボット制御装置。
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