JP6856447B2 - パラレルリンク機構の制御装置及び制御方法、並びにパラレルリンク機構及び制御装置を含むシステム - Google Patents
パラレルリンク機構の制御装置及び制御方法、並びにパラレルリンク機構及び制御装置を含むシステム Download PDFInfo
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Description
図5は、簡単のため、工具先端点が進入できない禁止領域52がX、Y及びZ軸からなる直交座標系の原点Oを通り、中心軸がZ軸に合致する円柱で画定される領域であるとした場合に、工具先端点の指令位置A及びBを含む補間経路(指令軌跡)54を示す図である。図5の例では、指令位置A及びBの各々においては、工具先端点は指令通りの位置及び姿勢をとりうるが、位置Aから位置Bまでの間を線形補間した場合、その中間点(補間位置)Cは禁止領域52内に入るため、位置Aから位置Bまで工具の姿勢を変更せずに工具先端点の位置を移動させると、上述の急停止が生じることになる。なお各指令位置における矢印は工具方向(図4の参照符号46に相当)を表し、工具方向と禁止領域52の中心軸の方向は互いに平行である。
次に図8−図12を参照して、禁止領域を表す数理モデルの他の例として、単位球面を利用する場合を説明する。図8は、パラレルリンク機構10の要部を模式的に表した図であり、基礎部材12の中心(基礎部材12と中心軸32との交点)を原点Oとし、工具先端点をpとし、工具方向(ベクトル)をvとする。このとき、pを通りかつ工具ベクトルvと同方向に延びる直線と原点Oとの距離dは、以下の式(1)で表される。但しθは、工具ベクトルvと位置ベクトルpがなす角であり、以下の式(2)で表される。また式(2)におけるsgnは符号関数である。
12 基礎部材
14a、14b、14c 直動リンク
16 可動部材
18 マスタ回転軸
20 スレーブ回転軸
22 機構先端部
24 工具ホルダ
26 工具
28a、28b、28c、30a、30b、30c ボールジョイント
32 中心軸
34 産業機械
36 制御装置
38 工具先端点
40 指令位置作成部
42 モデル作成部
44 補間指令部
46 工具方向
48 オフセット
52、58 禁止領域
54 指令軌跡
56 単位球面
60 許容領域
Claims (6)
- パラレルリンク機構を制御する制御装置であって、該パラレルリンク機構は、
並列する複数のリンクの動作により移動可能な可動部材と、該可動部材に設けられたマスタ回転軸と、該マスタ回転軸と異なる方向に延びるとともに、該マスタ回転軸の回転に応じて方向が変化するスレーブ回転軸と、該スレーブ回転軸に取り付けられた機構先端部とを有し、前記機構先端部の姿勢を表す軸線との距離が最短となる前記スレーブ回転軸上の点が前記マスタ回転軸上に位置せず、
前記制御装置は、
前記機構先端部の位置及び姿勢の組み合わせを各々が含む複数の指令位置を作成する指令位置作成部と、
前記複数の指令位置の間の補間動作における前記機構先端部の位置又は姿勢についての禁止領域を示す数理モデルを、前記機構先端部の位置、及び前記点と前記マスタ回転軸との距離に基づいて作成するモデル作成部と、
前記数理モデルに基づいて、前記補間動作中において前記機構先端部の位置又は姿勢が前記禁止領域に入らないように、前記機構先端部の位置及び姿勢についての補間指令を作成する補間指令部と、を有する、
制御装置。 - 前記補間指令部は、前記補間動作において、前記機構先端部の位置を線形的に補間するとともに、前記機構先端部の姿勢が前記禁止領域内に入らないように補間指令を作成する、請求項1に記載の制御装置。
- 前記数理モデルは、前記機構先端部の位置を中心とする単位球面である、請求項1又は2に記載の制御装置。
- 前記数理モデルは、前記マスタ回転軸の軸線を中心軸とし、前記点と前記マスタ回転軸との距離に等しい半径を有する無限長の円柱である、請求項1又は2に記載の制御装置。
- パラレルリンク機構を備えた産業機械と、該パラレルリンク機構を制御する制御装置とを有するシステムであって、
前記パラレルリンク機構は、
並列する複数のリンクの動作により移動可能な可動部材と、該可動部材に設けられたマスタ回転軸と、該マスタ回転軸と異なる方向に延びるとともに、該マスタ回転軸の回転に応じて方向が変化するスレーブ回転軸と、該スレーブ回転軸に取り付けられた機構先端部とを有し、前記機構先端部の姿勢を表す軸線との距離が最短となる前記スレーブ回転軸上の点が前記マスタ回転軸上に位置せず、
前記制御装置は、
前記機構先端部の位置及び姿勢の組み合わせを各々が含む複数の指令位置を作成する指令位置作成部と、
前記複数の指令位置の間の補間動作における前記機構先端部の位置又は姿勢についての禁止領域を示す数理モデルを、前記機構先端部の位置、及び前記点と前記マスタ回転軸との距離に基づいて作成するモデル作成部と、
前記数理モデルに基づいて、前記補間動作中において前記機構先端部の位置又は姿勢が前記禁止領域に入らないように、前記機構先端部の位置及び姿勢についての補間指令を作成する補間指令部と、を有する、
システム。 - パラレルリンク機構の制御方法であって、該パラレルリンク機構は、
並列する複数のリンクの動作により移動可能な可動部材と、該可動部材に設けられたマスタ回転軸と、該マスタ回転軸と異なる方向に延びるとともに、該マスタ回転軸の回転に応じて方向が変化するスレーブ回転軸と、該スレーブ回転軸に取り付けられた機構先端部とを有し、前記機構先端部の姿勢を表す軸線との距離が最短となる前記スレーブ回転軸上の点が前記マスタ回転軸上に位置せず、
前記制御方法は、
前記パラレルリンク機構の制御装置が、前記機構先端部の位置及び姿勢の組み合わせを各々が含む複数の指令位置を作成することと、
前記制御装置が、前記複数の指令位置の間の補間動作における前記機構先端部の位置又は姿勢についての禁止領域を示す数理モデルを、前記機構先端部の位置、及び前記点と前記マスタ回転軸との距離に基づいて作成することと、
前記制御装置が、前記数理モデルに基づいて、前記補間動作中において前記機構先端部の位置又は姿勢が前記禁止領域に入らないように、前記機構先端部の位置及び姿勢についての補間指令を作成することと、を含む、
制御方法。
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JP2017102503A JP6856447B2 (ja) | 2017-05-24 | 2017-05-24 | パラレルリンク機構の制御装置及び制御方法、並びにパラレルリンク機構及び制御装置を含むシステム |
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JP2018196919A JP2018196919A (ja) | 2018-12-13 |
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