JPH02144705A - ロボットアームの制御方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ロボットアームの制御方法に係り、特に、任
意の加、減速を行なって正確な位置決めを可能にする高
精度制御に好適なロボットアームの制御方法に関するも
のである。

〔従来の技術〕

ロボットアームを加、減速動作させるために、従来用い
られている制御方法は１例えば、特開昭６１−１９３２
０４号公報記載のように台形の速度パターンを利用する
もの、特開昭５９−８３２１０号公報記載のように、速
度テーブルおよび距離テーブルを用意し、それを検索す
ることにより加減速を含む動作速度を決定するもの、特
開昭６１−５３１１号公報記載のように関数演算を利用
するものなどが知られている。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術は、システム仕様の変更に対して柔軟性を
欠くものが多く、ティーチングによって多様な働きをす
るロボットアームに適用することについて配慮が不十分
であった。

本発明は、上記従来技術における課題を解決するために
なされたもので、より一般的で汎用性があり、かつロボ
ットアームの多様な動作条件に自由に適合でき、高精度
の加、減速と位置決めを可能にするロボットアームの制
御方法を提供することを、その目的とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明に係るロボットアー
ムの制御方法の構成は１点移動制御によるロボットアー
ムの演算制御方法において、その制御装置の演算手順記
憶部内に、２点間の移動を制御する際に参照すべき、テ
ーブル値に変換定数を乗じた値がロボットアームの速度
または微小移動距離となる加速パターンテーブルおよび
減速パターンテーブルを設け、与えられた２点間の移動
距離Ω０と、加、減速テーブルを所定の参照ステップど
おり動作させたときの移動距離Ωとを比較し、Ｑ　ｏ　
＜　Ｑの場合に、０が１０に等しくなるように、前記変
換定数の縮小とテーブル参照ステップの拡大を行い、得
られた変換定数とテーブル参照ステップとを用いて、ロ
ボットアームの動作開始時には、加速パターンテーブル
を低速側から高速側へ順次検索し、得られるテーブル値
に変換定数を乗じたものをロボットアームの速度指令値
とし、加速テーブルの検索を終了したあとは、自振位置
と現在位置との差である残り移動量（指定された動作距
離）Ｌｏを求め、現在の動作速度から減速テーブルに従
って減速する場合の減速所要距離（加減速動作距離）Ｌ
と比較し、ＬｏΣＬの場合は、現在の速度指令値を保持
し、Ｌｏ＜Ｌ　の場合は′、減速テーブルの参照アドレ
スを、テーブル参照ステップだけ減じ、減速テーブルの
低速側のテーブル値を検索し、この値組当分だけ減速所
要距離りを補正するとともに、テーブル値に変換定数を
乗じた値を速度指令値または微小増分移動量としてロボ
ットアームの動作制御を行い、加速および減速パターン
に従ってロボットアームを動作させるようにしたもので
ある。

〔作用〕

本発明は、加減速パターンテーブルを動作距離に応じて
拡大縮少し、ロボットアームを最適に動作させるもので
ある。

加減速動作距離をＬ、指定された動作距離をＬｏとした
とき、本発明では、テーブル値の縮少と、テーブル参照
ステップの拡大を行い、Ｌｏ　＝Ｌとなるわうに補正す
る方法が提供される。

すなわち、テーブル値を縮少すれば、最大速度および加
速度が減少する。したがって、その分だけテーブル参照
ステップを拡大して、初期のテーブルパターンに示され
る加速度になるように補正すれば、ロボットアームの動
作特性を良好に保ったまま動作時間の短縮ができる。

〔実施例〕

以下１本発明の一実施例を第１図ないし第１０図を参照
して説明する。

第１図は、本発明の一実施例に係るロボットシステムの
構成を示すブロック図、第２図は、一般的なロボット装
置の斜視図、第３図は、第１図の教示手段の一例を示す
構成図、第４図は、第１図の演算手段の構成を示すブロ
ック図である。

第１図に示すようにロボットシステムは、ロボット本体
２と制御装置１とで構成される。

制御装置１は、ロボットを手動で動作させたり、動作し
た位置を位置記憶手段１８に記憶指令をしたり、ロボッ
トの動作手順を入力し、動作手順記憶手段１７に記憶指
令をしたり、その動作手順記憶手段１７に記憶された動
作手順に従ってロボットに動作するよう指令したりする
ための複数の操作スイッチおよび動作状況などを表示す
るための表示装置類を含む教示手段１４と、演算手段１
５の出力するパルス幅変調（以下ＰＷＭという）指令を
受けてＰＷＭ信号を発生するＰＷＭ信号発生回路１１と
、そのｐＷＭ信号によって動作し、ロボット本体２、特
にサーボモータに運転電流を供給するパワー回路１２と
、サーボモータの回転位置を測定するためにサーボモー
タに取りつけられたエンコーダのエンコーダパルスを計
数するパルスカウンタ１３と、複数のロボットアーム先
端部の経由する位置を記憶する位置記憶手段１８と。

前記位置記憶手段１８に記憶された複数の位置の動作手
順を記憶する動作手順記憶手段１７と、演算手段１５の
演算手順を記憶する演算手順記憶手段１６と、教示手段
１４の入力信号に応じて定められた演算手順記憶手段１
６内に格納されている適切な演算手順を読み出し、必要
に応じて動作手順記憶手段１７および位置記憶手段１８
に格納されている情報を用いて演算を行ないロボットを
動作制御するマイクロコンピュータ等の演算手段１５と
から構成されている。

ここで、ＰＷＭ信号発生回路１１．パワー回路１２、サ
ーボモータ２．パルスカウンタ１３は、第１図に示すよ
うな接続関係で、ロボットの動作自由度の数だけ設けら
れるものであるが、第１図では説明を単純にするため１
組しか示していない。

また、第１図には図示していないが、外部装置とのデー
タ送受をするためのＩ１０インターフェイス、上位装置
との通信のための通信インターフェイスも設けられる。

第２図に、本実施例の説明に利用するロボット装置の一
例を示す。

第２図に示すロボットアームは、周知の水平多関節形ロ
ボットであり、図示のように３個の回転（θ工、θ２．
θ８）の自由度および１個の直線運動（ｚａ力方向の自
由度を持っている。ただし、本発明は、特定の機構のロ
ボットに限定されるものではなく、その応用対象は、垂
直多関節形ロボットでも直交動作形ロボットでも良いこ
とは言うまでもない。

第３図に、教示手段１４の操作スイッチおよび表示装置
の例を示す、その詳細な説明は省き、以下の実施例の説
明の中で必要に応じ参照することにする。

まず、第４図を参照して、演算手段１５の構成について
説明する。

第４図は、演算手段の最小機能構成を示したものである
。

電源入の初期設定が終ると、演算手段１５は。

動作モード釦取り込み部２０において、動作モード釦（
第３図の位置ティーチ、プログラムティーチ、原点合わ
せ、テスト運転、連続運転等の釦）の入力を待っている
。いずれかの釦（キー）が押されると、それに応じて原
点合わせ処理部２１゜動作教示処理部２２９位置教示処
理部２３．テスト動作処理部２４．再生動作処理部２５
の各処理部のいずれかを実行する。動作教示処理部２２
の場合を除き、他の場合はすべてロボットの動作制御に
関係するものであり、これらの下位には破線で示すよう
に、これらの指示に従ってロボットアームの動作制御を
実行するサーボ制御部３０が装備されている。

これらのうち、原点合わせ処理部２１９位置教示処理部
２３．テスト動作処理部２４．再生動作処理部２５のい
ずれかの処理を実行してロボットアームを動作させる場
合には、ロボットアームの現在位置と目標位置とが与え
られ、その間を適切な加減速モードを与えてロボットア
ームの経由点を演算し、これをサーボ制御部３０に与え
てロボットアームを動作させる。

以下では、ロボットアームを適当な加減速パターンに従
って動作させるための加減速パターン処理方式について
説明する。

第５図は、加速パターンの一例を示す柱状図、第６図は
、加速および減速用テーブルの構成図である。

第５図において、横軸はテーブルアドレスであり、縦軸
は無次元速度を表わす、第５図は、具体的には第６図に
示す加速および減速用のテーブルで構成されている。

第６図において、加速および減速テーブルのパターンは
任意のもので良く、ロボットアームの加減速制御に最適
なものを設計者が設定することができる。また、加速、
減速テーブルの大きさも異なってい−ても良い０両者を
組み合わせて使用するときの最大の無次元速度が使用時
に同一または略同−で、両者を切り換えたときに速度ギ
ャップが生じないようになっていればよい、また、加速
時と減速時で同一パターンを利用する場合には、加速テ
ーブルのみ設けて減速時にも共用するようにすることも
できる。

第６図に示す加速および減速テーブルは、ロボットの各
回転動作ごとの動作用および直線動作用など個別に用意
することも自由であり、それによって、以下に述べる本
発明の主旨が変るものではない。

以下では、加速テーブルと減速テーブルとの２つを設け
、すべての動作条件で共用する場合を例にとって説明す
る。前記した変形例に対しても多少の手直しで適用でき
る。

加速および減速用テーブルを共用して、かつ任意のテー
ブル部分を参照できるようにするために。

各動作軸および直線動作用に、第６図に示すような第ｎ
軸周ＲＯＭメモリを用意する。以下の説明では、第ｎ軸
周の表現は、全動作軸および直線動作用に個別に用意さ
れるものの１代表例の名称とする。

第ｎ軸周として加速および減速テーブルを参照するため
に、第６図のテーブルに対しラベルを付す。

ＡＳＴＲＮ：加速開始参照アドレス ＡＭＡＸＮ：加速終了参照アドレス ＤＭＩＮＮ：減速終了参照アドレス ＤＭＡＸＮ：減速開始参照アドレス 第ｎ　＠ＲＯＭメモリのエリアＡＳＴＲ，ＡＭＡＸ。

ＤＭＩＮ、ＤＭＡＸに、上記ラベルの値を格納する。こ
れは、例えばアセンブリ言語で下記のように、 ＡＳＴＲＤＣ，Ｗ　　　ＡＳＴＲＮ と記載し、アセンブラにかければ、自動的に。

ＡＳＴＲのラベルを付されたエリアにＡＳＴＲＮの値、
すなわちテーブルアドレスが格納されることによりラベ
ルを付す手順が達成される。

これにより、加速時は、加速テーブルのＡＳＴＲＮから
ＡＭＡ−ＸＮ、減速時は、減速テーブルのＤＭＩＮＮか
らＤＭＡＸＮの範囲を参照することが可能となる。また
、各テーブルのラベルの位置を任意に設定しなおすこと
により、任意の範囲でテーブルを参照することが可能と
なる。

第ｎ　＠　ＲＯＭメモリの５ＨＵＫＵで定義されるエリ
アには、テーブルの参照縮少率を定義する。

例えば、定義した値が１．０　であるときは、テーブル
参照間隔は、１個ずつ、すなわちテーブルを順次参照す
ることを表わし、０．５　に定義したときは、テーブル
を１個おきに参照することを表わす。

すなわち、定義した値の逆数が、テーブル参照間隔を表
わす。あとで述べるように、この逆数値は整数となる必
要はない。

第ｎ　＠ＲＯＭメモリの５ＰＤＧ１〜５ＰＤＧｎは、ロ
ボットアームを動作させるときに指定される速度に対応
し、前記加速または減速テーブルの最大値にその値をか
けると結果が指定された速度になるように選ばれた変換
定数を格納するエリアである。ここでは、離散的にｎ個
の変換定数を準備するようにしているが、１個だけ準備
し、指定された速度との倍率をかけて実際の変換定数を
算出するようにしても良い。

第ｎ軸ＲＡＭメモリの５ＰＤＧのエリアは、前記５ＰＤ
Ｇｎの値またはその実動作のために補正された値を記憶
するために設けられている。

ＫＡＳＯＫＵおよびＧＥＮＳＯＫＵ　（７）　！　ｊＪ
　７は、テーブル参照時の現在参照する各テーブルのア
ドレスを格納している。

ＤＥＬＴＢＬは、テーブルの参照間隔、すなわち前記５
ＨＵＫＵの値の逆数もしくはその補正された値を格納し
、テーブル参照のアドレス計算に利用される。

ＫＡＳＯＫＵ、　ＧＥＮＳＯＫＵおよびＤＥＬＴＢＬは
、少数以下の値を含むテーブル参照アドレスおよび参照
ステップを格納しているが、ＫＡＳＯＫＵまたはＧＥＮ
ＳＯＫＵ内の値を使ってテーブルを参照するときは、少
数以下の値を切り捨てて行う、この機能により、固定ピ
ッチで作成されているテーブルをフリーピッチで参照す
ることができる。

第ｎ　＠　ＲＡ　ＭメモリのＩＫＰＵＬＳおよびＩＤＰ
ＵＬＳのエリアには、それぞれ第ｎ軸ＲＯＭメモリで参
照定義されたテーブル範囲内のテーブル値の積算値が記
憶されている。それぞれの値傘縮少率−変換定数は、そ
れぞれ加速距離および減速距離を与える。

ＩＫＰＵＬＳおよびＩＤＰＵＬＳの値は、もしテーブル
が固定的に扱われる場合には、前もって計算して、第ｎ
軸メモリに格納しておくことも可能である。

ここでは、演算システム初期化時に演算手段が第ｎ　Ｍ
　ＲＯＭメモリを参照して積算値を求め、前記エリアに
格納しであるものとする。

以上のテーブルおよびメモリが準備され、ロボットアー
ムの指定された動作距離Ｌｏおよび指定された速度Ｖｏ
（実際には第ｎ　＠　ＲＯＭメモリの５ＰＤＧＩ〜５Ｐ
ＤＧｎを参照するインデックス）から与えられた場合の
テーブル参照の計画手順を次に説明する。

第７図は１本実施例のテーブル参照計画を説明するフロ
ーチャート、第８図は、そのテーブル参照計画の補正法
を示すフローチャート、第９図は、ロボットアームを加
減速動作させる場合のテーブル参照法を示すフローチャ
ート、第１０図は、本実施例による加減速パターンの例
を示す線図である。

第７図に示すブロック４０００は、指定された速度Ｖｏ
をインデックスとして、第ｎ　＠Ｉｔ　ＲＯＭメモリの
５ＰＤＧＩ〜Ｓ　Ｐ　Ｄ　Ｇ　ｎから変換定数を読み出
し、第ｎ軸ＲＡＭメモリの５ＰＤＧエリアに設定する。

ブロック４００１は、加速および減速テーブルの総メン
バ数を、第ｎ軸ＲＯＭメモリに格納されているテーブル
参照アドレスを用いて求める。テーブル参照アドレスの
ピッチが１である場合は、ブロック４００１に示す式と
なる。ピッチが１以外の場合は、それに応じて修正すれ
ば良い。この値は、ロボットアームを加減速のみで動作
させ、逐一テーブルを参照するとしたときのテーブル参
照回数を示し、それはまた、ロボットアームの移動時間
を示していることになる。

ブロツーク４００２は、ロボットアームを加減速動作の
みで動作させたときの動作距離りを求めている。

ブロック４００３では、指定された動作距離Ｌｏと、前
記加減速動作距離りの比較を行なっている。

もし、Ｌｏ＞Ｌの場合は、指定された動作距離Ｌｏが、
加減速テーブルで規定される加減速動作距離りより大で
ある。すなわち、ロボットアームを、加速→等速→減速
のパターンで動作させる必要があることを示し、この場
合は、ブロック４００４の処理を行う。

ブロック４００４では２等速部を含めたテーブル参照回
数、実質上は、ロボットアーム第ｎ軸の移動時間Ｉ　Ｔ
　ｉ　Ｍ　Ｅを求める。これは、後述するように、ロボ
ットアームの全動作軸を同時スタート、同時ストップで
動作させるような場合に利用される。

次に、減速積算値ＩＤＰＵＬＳ　ｔｉ−ＤＰＵＬＳに修
正し、さらにテーブル参照ステップＤＥＬＴＢＬを求め
る。

ＤＰＵＬＳは、減速時の減速制御の基準値として。

ＤＥＬＴＢＬは、テーブル参照のステップ増／減分とし
て用いられる。

もし、Ｌ　ｏ　＞　Ｌ　の場合は、テーブルパターンど
おりに加減速を行うと、ロボットアームが目標位置を通
り過ぎてしまうことを示している。このような場合に、
テーブルパターンの高速側を切りすててしまう方法が考
えられるが、この方法によれば、せっかく最適に設定準
備したテーブルパターンが有効に利用されないために、
ロボットアームに不測の振動および加速度の急変が起っ
たりするので好ましくない、また、テーブル値を縮少、
すなわち５ＰＤＧを小さくしてＬｏ＝Ｌとなるように修
正して利用する方法も考えられるが、この場合は、動作
距離が短いにも関わらず、動作時間がテーブルパターン
に設定した時間と同一、一定の長い時間となり、好まし
くない。

そこで、本発明では、テーブル値の縮少と、テーブル参
照ステップの拡大を行い、Ｌｏ＝’＋Ｌとなるように補
正する方法を提供する。

その原理は下記のとおりである。すなわち、テーブル値
を縮少すれば、最大速度および加速度が減少する。した
がって、その分だけテーブル参照ステップを拡大して、
初期のテーブルパターンに示される加速度になるように
補正すれば、ロボットアームの動作特性を良好に保った
まま動作時間の短縮ができることにある。ここで問題に
なるのは、縮少、拡大にともなう配分率をいかに決定す
るかである。

テーブル値が、関数式を用いて準備されたものであるな
らば、テーブル値の縮少率をパラメータとして、最大加
速度が同一となる参照ステップの拡大率を求めることが
可能である。

ここでは、任意テーブルパターンに対処でき、かつ、容
易に配分率を決定する方法として、ブロック４００５を
示している。

テーブルパターン縮少率を、Ｍ＝〜ｎ］＝Σ丁とし、テ
ーブルステップ拡大率を１／Ｍとする。

これにより、変換定数５ＰＤＧを、 ５ＰＤＧ＊Ｍ→５ＰＤＧに修正する。

テーブル参照回数もしくは移動時間Ｉ　Ｔ　ｉ　Ｍ　Ｅ
はＮ・５ＨＵＫＵ串Ｍとなる。減速積算値は、ＩＤＰＵ
ＬＳ拳５ＨＵＫＵ傘Ｍとなる。

そこで、テーブル参照ステップＤ［ＥＬＴＢＬは１／（
ＳＨＵＫＵ＊Ｍ）となる。

以上の準備のあと、ブロック４００６において、テーブ
ル参照の初期アドレスをＫＡＳＯＫＵおよびＧＥＮＳＯ
ＫＵに設定する。

以上述べたように、ロボットの各動作軸毎もしくは直線
／曲線動作時のテーブル参照計画が求められる。

ここでブロック４ｏ０５におけるテーブルパターンの縮
少は、横軸および縦軸とも同一となるようにしている。

しかし、準備するテーブルパターンによっては、同一比
率の縮少を行なった場合に、動作加速度が初期のテーブ
ルパターンより大となることがある。そのような例は、
例えばサイクロイド曲線を利用するときに現われる。こ
のような縮少時に動作加速度が初期のテーブルパターン
より大となるものについては、動作距離が短い場合に不
測の一振動を発生する原因となる場合があり、好ましく
ない。そのような場合には、横軸方向の縮少率が縦軸方
向の縮少率より小さくなるようにすることが望ましい、
その方法の１例は９次に示すようなものである。与えら
れた２点間の移動距離を００、加、減速テーブルを所定
の参照ステップどおり動作させたときの移動距離をＱと
したとき、 ｘ＝ｍフＱ　　Ｍ＝ｘ＋（１−ｘ＞／ｙＭ’＝（１２ｏ
／Ｉ２）／Ｍ　　（ｙ＞＝１）とし、１／Ｍを前記テー
ブル参照ステップの拡大率、Ｍ′を前記変換定数の縮少
率とすれば、Ｍ’　＜Ｍ が得られる。ここでｙ−２Ｎ（Ｎ＞＝Ｏの整数）とすれ
ば、論理演算をデータのシフトで実行できるので、演算
効率を上げることができる。

なお、補足すると、ｙ＝１の場合は、Ｍ＝１となり、テ
ーブルの横軸方向の縮少を行なわないことを示し　ｙ　
−４０ｆ）の場合は、Ｍ＝ｘとなり、横軸および縦軸方
向とも同一の縮少を行なうことを示している。したがっ
て、ｙの値またはＮの値を適当に指定することにより、
テーブルパターンを最適に利用する横軸および縦軸の配
分率を定めることができる。

また１Ｍ′については、上記Ｍで求められるテーブル参
照ステップを用いて、再度Σテーブル値を求め、 Ω によって求めるようにしても良い。

次に、ロボットの全動作軸を２機械座標系で同時に動作
開始させ、同時に動作を終了させる場合のテーブル参照
計画の補正法について、第８図を参照して説明する。

まず、第８図に示す４０１０において、第７図を用いて
求められた各動作軸の移動時間ＩＴｉＭＥから同時動作
させるべき動作軸について最大移動時間Ｉ　Ｔ　ｉ　Ｍ
　Ｅ　Ｍ　Ａ　Ｘを求める。続いてブロック４ｏ１１に
おいて、同時動作させる軸についてブロック４０１２〜
４０１４のステップを実行させる。

ブロック４０１２では、第ｎ軸の移動時間増分ΔＩ　Ｔ
　ｉ　Ｍ　Ｅを求める。ブロック４０１３では、時間増
分だけ等速移動部を追加するとした場合の第ｎ軸の動作
距離りを求める。

Ｌ＝Ｌｎ＋ΔＩＴｉＭＥ串テーブル最大値拳５ＰＤＧ ここで、Ｌｎは、第ｎ軸の動作距離、テーブル最大値は
、第ｎ軸が参照するテーブル値の最大のもの、すなわち
無次元最大速度、５ＰＤＧは、第ｎ軸のテーブル値の変
換定数である。

次に、ブロック４０１４において、第ｎ軸の変換定数を
縮少する。

５ＰＤＧ＝ＳＰＤＧ＊Ｌｎ／Ｌ これにより、各軸独立に加減速テーブルを参照して動作
させるようサーボ制御しても、ロボットアームは同時ス
タート、同時ストップするように動作する。

以上のように軌道計画されたときに、ロボットアームを
加減速動作させる場合のテーブル参照法について第９図
を参照して説明する。

第９図において、初期値として、加速テーブルの参照開
始アドレスを示すアドレスがＫＡＳＯＫＵに、減速テー
ブルの最終アドレス（最小値）がＧＥＮＳＯＫＵに、テ
ーブル参照ステップがＤＥＬＴＢＬに、減速テーブル値
の総和がＤＰＵＬＳに、テーブル値をロボットアームを
動作制御する値に変換する変換定数が５ＰＤＧに設定さ
れている。これはテーブル参照計画につき説明したもの
と同様である。また、テーブル参照を制御するフラグと
して、Ｆｌａｇに加速モードが設定されている。このよ
うな条件で。

第９図のテーブル参照が実行される。

まず、最初はＦｌａｇに加速モードが設定されているか
ら、ブロック４１００の判断によりブロック４１０１が
実行される。ブロック４１０１では、ＫＡＳＯＫＵの示
すアドレスが最大を越えたか否かがチエツクされる。最
初は越えていないから、ブロック４１０３が実行される
。

すなわち、ＫＡＳＯＫＵの示す加速テーブルアドレスよ
り加速テーブル値を読み出し、レジスタに設定する・次
−に、テーブル参照ステップＤＥＬＴＢＬをＫＡＳＯＫ
ＵおよびＧＥＮＳＯＫＵに加える。ここでＧＥＮＳＯＫ
Ｕに加えているのは、説明を省略するが、動作途中でロ
ボットアームを強制減速させる場合の減速テーブルアド
レスを設定するためである。これにより、次に参照すべ
きテーブルアドレスが更新される。

ここで前記したように、ＤＥ！ＬＴＢＬ、　）［ＡＳＯ
Ｘυ、ＧＥＮＳＯＫＵは、小数点以下の値を含み、実際
のテーブル参照時はＫＡＳＯＫＵまたはＧＥＮＳＯＫＵ
の整数点が用いられる。

そして得られたテーブル値は、ブロック４１１０におい
て変換定数が乗じられ、実際にロボットアームを駆動す
る速度を得る。上述のプロセスは繰り返し実行され、加
速時の速度パターンが次々にテーブルを利用して求めら
れる。そして遂には、ＫＡＳＯＫＵテーブルの最大上限
に到達する。このときはブロック４１０２および４１１
０が実行される。

すなわち、加速が完了して、以降は定速または減速モー
ドで動作することになるから、減速の開始アドレスをＧ
ＥＮＳＯＫＵに設定し、判断フラグＦｌａｇに定速モー
ドを設定し、ＧＥＮＳＯＫＵの示す減速テーブル値をレ
ジスタに読み出し、変換して動作速度を得る０次に、テ
ーブル参照が起動されたときは、定速モードであるから
、ブロック４１０４以降が実行される。

すなわち、 残り移動量＝目標付随−現在位置または目標動作距離−
低動作距離 減速所要量＝減速テーブルの積算値（ＤＰＵＬＳ）　申
変換定数（ＳＰＤＧ） の比較が行なわれ、前者が後者より大であれば減速の必
要がないからブロック４１０５および４１１０の処理が
実行される。ここで第９図に図示していないが、低動作
距離＝Σ（テーブルより求めた速度）である、　ＧＥＮ
ＳＯＫＵの示すテーブルアドレス値が読み出されるから
、ＧＥＮＳＯＫＵの値が変化しなければその値は一定で
あり、すなわち等速の速度指定が得られ、ロボットアー
ムは等速で動作することになる。この状態が続くと、ロ
ボットアームは順次動作目標点に近づくから、ブロック
４１０４の判断結果はＮｏとなり、ブロック４１０６以
降の処理が実行される。

ブロック４１０６においては、ＧＨＮＳＯＫＵの値がテ
ーブル参照ステップＤＥＬＴＢＬだけ小さくされる。

すなわち、減速テーブルの低速側の値を示すアドレスを
示すよう値が更新される。ブロック４１０７および４１
０６は、減速テーブルの定義外を参照するのを防止する
ための安全対策である。

ブロック４１０９においてＧＥ！Ｎ５ＯＫＵの示すアド
レスより減速テーブル値が読み出される。また、その読
み出した値だけＤＰＵＬＳの値が減じられ、次の参照の
ときの減速所要量の値を更新している６ブロツク４１１
０は、前述した内容の共通処理である。

このようにして、ロボットアームに加速→等速→減速ま
たは加速→減速を指令する指令値が得られる。

ここで、上述では示さなかったが、移動中のロボットア
ームを強制的に減速して停止させる必要が生じた場合に
は、前記したようにどこから減速しても良いように減速
テーブルを参照するためのアドレスがＧＥＮＳＯＫＵに
設定されているから、これを用いて常時ブロック４１０
６以降を実行させれば、ロボットアームを減速制御する
ことができる。

この場合は、ブロック４１０９のＤＰＵＬＳに関する補
正を行う必要はない。

以上のテーブルの参照計画およびテーブル参照によって
ロボットアームの１軸を加減速制御した場合の例を第１
０図に示す。

第１０図において与えた加速パターンと減速パターンは
同一であり、ここではサイクロイド曲線を用いた。

第１０図において、■は動作距離が短くテーブルパター
ンが縮小されて加速→減速のモードで動作した場合であ
り、■は動作距離が十分長く、加速→等速→減速のモー
ドで動作した場合であり、■は、丁度、両者の境界に相
当する場合である。

このように、本実施例の減速テーブル処理法によれば、
動作距離の大小に関わらず常に最適なパターンでロボッ
トアームを動作させることができる。

以上述べた加減速パターン処理法においては、無次元速
度をテーブル値とする加速テーブルおよび減速テーブル
を利用するものとして説明した。

ここで、加速パターンと減速パターンとが同一である場
合は、加速パターンテーブルのみを設け、減速テーブル
と共用するようにしても本実施例の内容とは何ら変わる
ことなく適用することができる。

また、テーブル値を無次元速度でなく、無次元動作距離
としてテーブルを構成しても良い、この場合に無次元速
度が必要とされたときは、テーブル値の差を取ることに
より容易に無次元速度を求めることができ、上述の説明
におけるテーブル処理方式を多少変更することで対処で
きる。

さらに、加速テーブルは無次元速度を、減速テーブルは
無次元動作距離を基準として与えるようにしても本実施
例に係る内容は容易に適用でき、実質同一結果が得られ
る。また、加減速パターンが、ある特定の関数によって
記述できるときは、前記テーブルに代えて、関数値演算
処理部を設け、テーブル参照を関数値演算とすれば、容
易に本発明を実現できる。この場合は、関数特有の特性
を利用して加減速計画を実現することもでき、これは前
述のとおりである。

本実施例によれば、以上述べたように、ロボットアーム
の駆動に最適な任意の加速および減速パターンテーブル
を設け、動作距離の大なる場合は、加減速区間の間に定
速区間を挿入し、動作距離の小なる場合は、テーブル値
の縮少とテーブル参照ステップの拡大を行なうようテー
ブル参照計画を立て、この計画に従ってテーブルを参照
し、得られた値を用いてロボットアームを駆動するよう
にしたので、次のようなすぐれた効果がもたらされる。

（１）任意の最適なテーブルパターンを自由に設計でき
る。

（２）常にテーブルパターンに従ってロボットアームは
円滑に動作し、停止時においても振動を発生したりする
ことがない。

（３）動作距離が短い場合は、テーブル参照ステップが
拡大されるので、動作時間が短くなる。

なお、上記実施例の技術は、単にロボットアームの制御
に適用できるにとどまらず、点移動制御による物体の移
動制御に広く応用が可能である。

〔発明の効果〕

以上述べたように１本発明によれば、より一般的で汎用
性があり、かつロボットアームの多様な動作条件に自由
に適合でき、高精度の加、減速と位置決めを可能にする
ロボットアームの制御方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例に係るロボットシステムの
構成を示すブロック図、第２図は、一般的なロボット装
置の斜視図、第３図は、第１図の教示手段の一例を示す
構成図、第４図は、第１図の演算手段の構成を示すブロ
ック図、第５図は、加速パターンの一例を示す柱状図、
第６図は、加速および減速用テーブルの構成図、第７図
は、本実施例のテーブル参照計画を説明するフローチャ
ート、第８図は、そのテーブル参照計画の補正法を示す
フローチャート、第９図は、ロボットアームを加減速動
作させる場合のテーブル参照法を示すフローチャート、
第１０図は、本実施例による加減速パターンの例を示す
線図である。 １・・・制御装置、１４・・・教示手段、１５・・・演
算手段、１６・・・演算手順記憶手段、Ｌ・・・加減速
動作距離。 Ｌｏ・・・指定された動作距離、Ｑ・・・移動距離、Ｑ
ｏ・・・与えられた２点間の移動距離、Ｍ・・・テーブ
ルパターン縮少率、Ｍ′・・・変換定数の縮少率、１／
Ｍ・・・テーブル参照ステップの拡大率。 第 ？ 箒 如 第 の 第 目 第 八〇　ん　／′Ｉ２ ハ。 テーグルアＦＬス 第 第 匈 早 目 ■１間

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、点移動制御によるロボットアームの演算制御方法に
   おいて、 その制御装置の演算手順記憶部内に、２点間の移動を制
   御する際に参照すべき、テーブル値に変換定数を乗じた
   値がロボットアームの速度または微小移動距離となる加
   速パターンテーブルおよび減速パターンテーブルを設け
   、 与えられた２点間の移動距離ｌ＿０と、加、減速テーブ
   ルを所定の参照ステップどおり動作させたときの移動距
   離ｌとを比較し、 ｌ＿０＜ｌの場合に、ｌがｌ＿０に等しくなるように、
   前記変換定数の縮小とテーブル参照ステップの拡大を行
   い、得られた変換定数とテーブル参照ステップとを用い
   て、 ロボットアームの動作開始時には、加速パターンテーブ
   ルを低速側から高速側へ順次検索し、得られたテーブル
   値に変換定数を乗じたものをロボットアームの速度指令
   値とし、 加速テーブルの検索を終了したあとには、目標位置と現
   在位置との差である残り移動量Ｌ＿０を求め、現在の動
   作速度から減速テーブルに従つて減速する場合の減速所
   要距離Ｌと比較し、Ｌ＿０＞Ｌの場合は、現在の速度指
   令値を保持し、 Ｌ＿０＜Ｌの場合は、減速テーブルの参照アドレスを、
   テーブル参照ステップだけ減じ、減速テーブルの低速側
   のテーブル値を検索し、この値相当分だけ減速所要距離
   Ｌを補正するとともに、テーブル値に変換定数を乗じた
   値を速度指令値または微小増分移動量としてロボットア
   ームの動作制御を行い、 加速および減速パターンに従つてロボットアームを動作
   させることを特徴とするロボットアームの制御方法。 ２、特許請求の範囲第１項記載の方法において、ｌ＿０
   ＜ｌの場合に、Ｍ＝√（ｌ＿０／ｌ）を変換定数の縮小
   率とし、１／Ｍをテーブル参照ステップの拡大率とし、
   テーブルの横軸方向の縮少率を縦軸方向の縮少率より小
   さくしたことを特徴とするロボットアームの制御方法。 ３、特許請求の範囲第１項記載の方法において、ｌ＿０
   ＜ｌの場合に、 ｘ＝√（ｌ＿０／ｌ）、Ｍ＝ｘ＋（１−ｘ）／ｙＭ′×
   Ｍ＝ｌ＿０／ｌ（ｙ＞＝１）とし、１／Ｍをテーブル参
   照ステップの拡大率とし、Ｍ′を変換定数の縮少率とし
   、 ｙ＝２＾Ｎ（Ｎ＞＝０の整数）としたことを特徴とする
   ロボットアームの制御方法。 ４、特許請求の範囲第１項記載の方法において、加速パ
   ターンテーブルと減速パターンテーブルとを共用する１
   個のテーブルを用いることを特徴とするロボットアーム
   の制御方法。 ５、特許請求の範囲第１項記載の方法において、加、減
   速パターンテーブルを、動作距離パターンテーブルとし
   、テーブル値の差に変換定数を乗じたものにより速度指
   令を得るようにしたことを特徴とするロボットアームの
   制御方法。 ６、特許請求の範囲第１項記載の方法において、加、減
   速パターンテーブルのテーブル値を、テーブル参照アド
   レスに相当する数値で関数演算によつて求めるようにし
   たことを特徴とするロボットアームの制御方法。