JPH01257585A - ロボット制御装置 - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、ロボットをスムーズに動作させるロボット制
御装置に関する。

（従来の技術） ロボットの腕つまりマニプレータには各種構造、例えば
スカラー形マニブレーク、直行座標形マニプレータ及び
多関節形マニプレータ等があり、これらマニプレータは
移動する場合、その到達すべき目標位置へ移動させる移
動位置データと移動するときの速度制御データとの２つ
のデータを用いている。そして、速度制御データは、移
動距離と最大速度とから速度が第６図に示すような台形
状又はカム曲線等になるように演算し求めている。

ところで、このような動作制御が行なわれるマニプレー
タを第７図に示すように位置Ａ点から位置Ｂ点の近傍を
通過して位置Ｃ点に到達させる場合、スカシ形及び直行
座標形マニプレータでは例えば１つのアームをＸ軸方向
に移動させて位置Ｂ点に到達させ、次にもう１つのアー
ムをＸ軸方向に移動させている。この場合、マニプレー
タのハントが位置Ｂ点付近を通過させるために１つのア
ームが位置Ｂ点に到達する前に１つのアームへの移動命
令の送出を完了させて早めにもう１つのアームへの移動
命令を送出して起動を行っている。又、多関節形マニプ
レータでは位置Ｂ点に到達させるだめの各関節への移動
命令の送出を早めに完了させて次の移動命令を送出して
いる。このとき、ｌ＼ンドの移動速度が不連続とならな
いように速度が演算し求められている。つまり、各マニ
プレータではその移動時の速度が連続となるように制御
が実行されている。

（発明が解決しようとする課題） 以上のように移動位置データと速度制御データとを受け
るマニプレータでは、位置Ｂ点を通過するような場合、
この通過時における速度が不連続とならないようにその
都度速度を演算し求めなければならず、その演算が複雑
である。

そこで本発明は、移動位置データのみから加減速の命令
を与えてロボットをスムーズに動作させることができる
ロボット制御装置を提供することを目的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明は、少なくとも２つの自由度を持ったロボットに
対してこのロボットの先端等を目標位置に到達させるた
めの時間経過に従った移動位置データを作成して先端等
を目標位置に移動制御するロボット制御装置において、
移動位置データを逐次受取りこの移動位置データと少な
くとも一回以上過去に受取った移動位置データとともに
重み付けを行うフィルタ部を備えて上記目的を達成しよ
うとするロボット制御装置である。

（作用） このような手段を備えたことにより、目標位置に到達さ
せるための時間経過に従った移動位置データはフィルタ
部で少なくとも過去に受取った移動位置データとともに
重み付けされて加算されて出力される。そして、このフ
ィルタ出力が例えばマニプレータの各関節角移動命令に
変換される。

（実施例） 以下、本発明の一実施例について図面を参照して説明す
る。

第１図はロボット制御装置の構成図である。同図におい
て１は６軸のマニプレータであって、このマニプレータ
１はθ１方向に回転する第１アーム２、θ２方向に回転
する第２アーム１−２、この第２アーム１−２に回動自
在に取り付けられてθ３方向に回動する第３アーム１−
３、この第３アーム１−３の軸方向を回転軸として取り
付けられてθ１．方向に回転する第４アーム１−４、こ
の第４アームに取り付けられてθ５方向に回動する第５
アーム１−５及びθ６方向に回転する第６アーム１−６
とから構成されている。

一方、２は移動データ発生部であって、これはマニプレ
ータ１の先端つまり第６アーム１−６を移動させて目標
位置に到達させるための時間経過に従った移動位置デー
タｐ（ｎ）を発生するものである。フィルタ部３はこの
移動位置データ、ｐ（ｎ）を逐次量は取ってこの移動位
置データと少なくとも過去に受は取った移動位置データ
とに対して重み付けを行ってこれら重み付けした各デー
タの平均を求めて出力する機能を持ったものである。具
体的には０１時間に移動位置データｐ（ｎ）を受は取っ
てそのときのフィルタ出力をｘ（ｎ）とし、過去に取り
込んだ移動位置データの数をｍとすると、フィルタ出力
ｘ（ｎ）は ・・・（１） となる。ここで、Ｇ（ｉ）は１番目の重み行列である。

なお、ｎ＜Ｏのときは Ｔ）　　（ｎ）−Ｔ）　　（０） とする。

関節角変換部４はフ、イルタ部３の出力ｘ（ｎ）を受取
ってマニプレータ１の各関節の関節角移動指令に変換し
てサーボコントロール部５へ送出する機能を持ったもの
である。

このサーボコントロール部５は各関節角移動指令を受け
てマニプレータ１の各関節に設けられた各サーボモータ
（不図示）に対して駆動制御信号を送出して各アーム１
−１〜１−６を移動させる機能を持ったものである。な
お、このサーボコントロール部５は各サーボモータに取
り付けられた各エンコーダからフィードバックされる回
転角信号を受けて各サーボモータを各関節角移動指令に
従って回転させる機能となっている。

次に上記装置の作用について第６アーム１−６を第２図
に示すように位置ａ点から各位置す、　　ｃ点の付近を
通過して位置ｄに到達させる場合を例にとって説明する
。移動データ発生部２は第３図に示すような移動位置デ
ータｐ（ｎ）を送出する。この移動位置データｐ　（ｎ
）はＸ軸方向及びｙ軸方向の各データから成るもので、
Ｘ軸方向のデータは時刻ｔｌにおいて位置ａ点から移動
を開始して時刻【２において位置ｄに到達するものとな
っており、又ｙ軸方向のデータは時刻ｔｏにおいて位置
ａ点から移動開始して時刻１１に位置す点に到達し、次
に時刻Ｌ２において移動を開始して時刻Ｌ３において位
置ｄ点に到達するものとなっている。

このような移動位置データｐ（ｎ）が移動データ発生部
２から送出されてフィルタ部３に１時間毎に取り込まれ
ると、このフィルタ部３は上記第（１）式に従って重み
付けを行って過去ｍ個の移動位置データの荷重平均の値
を求める。そして、フィルタ部３はこの値をフィルタ出
力ｘ（ｎ）として関節角変換部４へ送る。ここで、第４
図はフィルタ出力ｘ（ｎ）を示しており、このフィルタ
出力ｘ（ｎ）はＸ軸及びｙ軸方向の各データはそれぞれ
平滑されたような変化となる。そうして、関節角変換部
４はこのフィルタ出力）（（ｎ）を受けて各関節の関節
角移動指令に変換する。ここで、第５図は各関節の関節
角移動指令θ１〜θ６を示している。しかして、マニプ
レータ１はこれら関節角移動指令θ１〜θ６を受けると
各第１〜第６アーム１−１〜１−６が移動し、この結果
第６アーム１−６は第２図に示す位置す、ｃ点の付近を
通過する点線の通りに移動する。

このように上記一実施例においては、目標位置に到達さ
せるための時間経過に従った移動位置データｐ　（ｎ）
をフィルタ部３で過去に受取った移動位置データととも
に重み付けして平均して出力するようにしたので、移動
位置データを発生するだけで位置す、ｃ点を通過する際
の速度の加減速を演算して求めなくても第６アーム１−
６の移動をあたかも加減速制御した如くスムーズにでき
る。

なお、本発明は上記−実施例に限定されるものでなくそ
の主旨を逸脱しない範囲で変形してもよい。例えば、フ
ィルタ部３は次のような構成としても良い。すなわち、
上記第（１）式の重み行列Ｇを単位行列とした場合、移
動位置データｐ（ｎ）とフィルタ出力ｘ（ｎ）との関係
が となるように構成してもよい。

さらに、フィルタ出力Ｘが ｘ　　（ｎ　＋　１　）　−ｘ　　（ｎ　）＝　Ａｆ　
ｐ（ｎ　）　−ｘ　　（ｎ　）　１＋　Ｂ　　ｆ　ｘ　
　（ｎ　）　−ｘ　　（ｎ　−１）　１となるように構
成してｘ（ｎ＋１）を求めるようにしてもよい。ここで
、Ａ、Ｂ　は正方行列となっている重み行列である。

又、上記一実施例のように６軸のマニプレータ１に限ら
ずスカラ形マニプレークや直行座標形マニプレータにも
適用できる。

［発明の効果］ 以上詳記したように本発明によれば、簡単な指令により
加減速の指令を与えてロボットをスムーズに動作させる
ことができるロボット制御装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第５図は本発明に係わるロボット制御装置の
一実施例を説明するための図であって、第１図は構成図
、第２図は移動例を示す模式図、第３図は移動位置デー
タの模式図、第４図はフィルタ出力を示す図、第５図は
各関節角移動指令を示す模式図、第６図及び第７図は従
来技術を説明するための図である。 １・・・マニプレータ、２・・・移動データ発生部、３
・・・フィルタ部、４・・・関節角変換部、５・・・サ
ーボコントロール部。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 ℃　直 紬　： 第４図 第５−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 少なくとも２つの自由度を持ったロボットに対してこの
   ロボットの先端等を目標位置に到達させるための時間経
   過に従った移動位置データを作成して前記先端等を目標
   位置に移動制御するロボット制御装置において、前記移
   動位置データを逐次受取りこの移動位置データを少なく
   とも一回以上過去に受取った移動位置データとともに重
   み付けを行うフィルタ部を備えたことを特徴とするロボ
   ット制御装置。