JPH0424809A - ロボット制御装置 - Google Patents
ロボット制御装置Info
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- JPH0424809A JPH0424809A JP12964090A JP12964090A JPH0424809A JP H0424809 A JPH0424809 A JP H0424809A JP 12964090 A JP12964090 A JP 12964090A JP 12964090 A JP12964090 A JP 12964090A JP H0424809 A JPH0424809 A JP H0424809A
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- distance
- acceleration
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- 230000001133 acceleration Effects 0.000 claims abstract description 39
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
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- Numerical Control (AREA)
- Manipulator (AREA)
- Control Of Position Or Direction (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔概要〕
ロボット制御装置に関し、
直線移動の移動時間あるいは速度が指示されなくても、
最短時間内で移動する速度カーブを自動作成し、速度制
御することを目的とし、移動目標位置の指示に対応して
現在位置から当該移動目標位置に移動させる移動距離l
が、予め記憶したロボットの最大速度vmおよび最大加
速度aをもとに計算した当該最大速度V、に到達して減
速するに要する最小の距離lcよりも小さいときに加減
速時間tおよび全体の移動時間Tをt = (/ /2
) r′z T=2t として求め、 一方、上記移動路M1が、上記距離ficよりも大きい
ときに加減速時間tおよび全体の移動時間Tを t =v m / a T= <1−1t )/v、+2 t として求め、これら求めた加減速時間tおよび全体の移
動時間Tをもとに各時間における速度を制御するように
構成する。
最短時間内で移動する速度カーブを自動作成し、速度制
御することを目的とし、移動目標位置の指示に対応して
現在位置から当該移動目標位置に移動させる移動距離l
が、予め記憶したロボットの最大速度vmおよび最大加
速度aをもとに計算した当該最大速度V、に到達して減
速するに要する最小の距離lcよりも小さいときに加減
速時間tおよび全体の移動時間Tをt = (/ /2
) r′z T=2t として求め、 一方、上記移動路M1が、上記距離ficよりも大きい
ときに加減速時間tおよび全体の移動時間Tを t =v m / a T= <1−1t )/v、+2 t として求め、これら求めた加減速時間tおよび全体の移
動時間Tをもとに各時間における速度を制御するように
構成する。
本発明は、ロボット制御装置に関するものである。
〔従来の技術と発明が解決しようとする課題〕空間上で
関節型のロボットアームを移動させる場合、その軌跡が
人間に分り易いように、関節座標でなく、直交座標系で
直線移動による指令を与えることが多い。このような直
線移動を指令する場合、目標位置と移動速度、あるいは
目標位置と移動時間を与えることにより、途中の移動ベ
クトルを計算する。そして、滑らかな移動を行うために
、第4図に示すように、時間ごとの速度曲線を設定し、
ロボットアームを直線移動させるようにしている。
関節型のロボットアームを移動させる場合、その軌跡が
人間に分り易いように、関節座標でなく、直交座標系で
直線移動による指令を与えることが多い。このような直
線移動を指令する場合、目標位置と移動速度、あるいは
目標位置と移動時間を与えることにより、途中の移動ベ
クトルを計算する。そして、滑らかな移動を行うために
、第4図に示すように、時間ごとの速度曲線を設定し、
ロボットアームを直線移動させるようにしている。
ここで、目標位置と移動時間が指示された場合、第4回
速度カーブの面積が移動距離となり、かつ時間が設定値
となるように、加減速時間を計算する。例えば加速度を
a、移動距離をl、移動設定時間をT、とすると、加速
時間=減速時間=tは、式(3)のように求められる。
速度カーブの面積が移動距離となり、かつ時間が設定値
となるように、加減速時間を計算する。例えば加速度を
a、移動距離をl、移動設定時間をT、とすると、加速
時間=減速時間=tは、式(3)のように求められる。
A’=vT、−vt・・・・・・・・・・・・(1)v
=a t・・・・・・・・・・・・・・・・(2)より
、 t=1/2 (TS −(Ts ”−4J/a)””
)・・・・・・・・・・・ ・ ・・・・・・・・・
(3)また、目標位置と移動速度が指示された場合、同
様に、加速時間−減速時間=t、移動時間Tは、式(4
)、(5)のように求められる。
=a t・・・・・・・・・・・・・・・・(2)より
、 t=1/2 (TS −(Ts ”−4J/a)””
)・・・・・・・・・・・ ・ ・・・・・・・・・
(3)また、目標位置と移動速度が指示された場合、同
様に、加速時間−減速時間=t、移動時間Tは、式(4
)、(5)のように求められる。
t = v / a・・・・・・・・パ・・・・・・(
4)T = J / v + v / a・・・・・・
・・・・・(5)ロボ7)は、直線移動で出し得る最大
加速度および最大速度が、サーボ系によって制限されて
いる。加速度は、最大加速度を用いるとして、速度が最
大速度を超えないように指令を行う必要がある。従来、
最短時間で移動を指令するために、徐々に速度を上げて
計算を繰り返し行い、エラーを生じない範囲で上記式(
3)、(5)などの値を求めて指令しなければならない
という問題があった。
4)T = J / v + v / a・・・・・・
・・・・・(5)ロボ7)は、直線移動で出し得る最大
加速度および最大速度が、サーボ系によって制限されて
いる。加速度は、最大加速度を用いるとして、速度が最
大速度を超えないように指令を行う必要がある。従来、
最短時間で移動を指令するために、徐々に速度を上げて
計算を繰り返し行い、エラーを生じない範囲で上記式(
3)、(5)などの値を求めて指令しなければならない
という問題があった。
本発明は、直線移動の移動時間あるいは速度が指示され
なくても、最短時間内で移動する速度カーブを自動作成
し、速度制御することを目的としている。
なくても、最短時間内で移動する速度カーブを自動作成
し、速度制御することを目的としている。
第1図を参照して課題を解決する手段を説明する。
第1図において、演算部3は、目標位置に移動させる移
動距離lが、予め記憶したロボット9の最大速度vmお
よび最大加速度aをもとに計算した当該最大速度vmに
到達して減速するに要する最小の距j!!!!、cより
も小さいときおよび大きいときの加減速時開tおよび全
体の移動時間Tをそれぞれ求るものである。
動距離lが、予め記憶したロボット9の最大速度vmお
よび最大加速度aをもとに計算した当該最大速度vmに
到達して減速するに要する最小の距j!!!!、cより
も小さいときおよび大きいときの加減速時開tおよび全
体の移動時間Tをそれぞれ求るものである。
記憶部4は、ロボット9の最大加速度aおよび最大速度
Vヨなどを記憶するものである。
Vヨなどを記憶するものである。
本発明は、第1図に示すように、演算部3が移動目標位
置の指示に対応して現在位置から当該移動目標位置に移
動させる移動路j11を求め、記憶部4に予め記憶され
ているロボット9の最大速度v1および最大加速度aを
もとに計算した当該最大速度vmに到達して減速するに
要する最小の距離1cよりも小さいときに加減速時間t
および全体の移動時間Tを t= <1/a)I/2 T=2t として求め、 一方、移動距離lが上記距離1よりも大きいときに加減
速時間tおよび全体の移動時間Tをt−V @ /
a T= <1−1c )/v、+”l tとして求め、
これら求めた加減速時間tおよび全体の移動時間Tをも
とに各時間におけるロボット9の速度を制御するように
している。
置の指示に対応して現在位置から当該移動目標位置に移
動させる移動路j11を求め、記憶部4に予め記憶され
ているロボット9の最大速度v1および最大加速度aを
もとに計算した当該最大速度vmに到達して減速するに
要する最小の距離1cよりも小さいときに加減速時間t
および全体の移動時間Tを t= <1/a)I/2 T=2t として求め、 一方、移動距離lが上記距離1よりも大きいときに加減
速時間tおよび全体の移動時間Tをt−V @ /
a T= <1−1c )/v、+”l tとして求め、
これら求めた加減速時間tおよび全体の移動時間Tをも
とに各時間におけるロボット9の速度を制御するように
している。
従って、移動目標位置の指示に対応して、たとえ移動時
間あるいは速度が設定されなくても、最短時間内で移動
する速度カーブを自動的に作成し、速度制御することが
可能となる。
間あるいは速度が設定されなくても、最短時間内で移動
する速度カーブを自動的に作成し、速度制御することが
可能となる。
次に、第1図から第3図を用いて本発明の1実施例の構
成および動作を順次詳細に説明する。
成および動作を順次詳細に説明する。
第1図において、制御装置1は、ロボット9を制御する
ものである。
ものである。
パラメータ入力部2は、コンソール7を制御して各種デ
ータ、パラメータを取り込んだり、取り込んだコマンド
を解析したりなどするものである。
ータ、パラメータを取り込んだり、取り込んだコマンド
を解析したりなどするものである。
演算部3は、目標位置を指定した移動指示(移動指令)
に対応して、加減速時間tおよび全体の移動時間Tなど
を演算して求めるものである(第2図を用いて後述する
)。
に対応して、加減速時間tおよび全体の移動時間Tなど
を演算して求めるものである(第2図を用いて後述する
)。
記憶部4は、ロボット9の最大速度v1、最大加速度a
、パラメータなどを予め記憶するものである。
、パラメータなどを予め記憶するものである。
コントローラ入力部5は、ロボット9の現在の座標値を
サーボコントローラ8から取り込むものである。
サーボコントローラ8から取り込むものである。
コントローラ出力部6は、演算部3によって計算して求
めた加減速時間tおよび全体の移動時間Tなどをもとに
、ロボット9を速度制御するための切り換え時間、加速
度、方向ベクトルなどをサーボコントローラ8に通知す
るものである。
めた加減速時間tおよび全体の移動時間Tなどをもとに
、ロボット9を速度制御するための切り換え時間、加速
度、方向ベクトルなどをサーボコントローラ8に通知す
るものである。
コンソール7は、CRT、キーボードなどから構成され
るものである。
るものである。
サーボコントローラ8は、コントローラ出力部6から指
令されたデータをもとに、座標演算、サーボ演算などし
、ロボット9を速度制御などするものである。
令されたデータをもとに、座標演算、サーボ演算などし
、ロボット9を速度制御などするものである。
ロボット9は、駆動源であるモータ、駆動された位W(
角度)を測定するエンコーダなどから構成されるもので
ある。
角度)を測定するエンコーダなどから構成されるもので
ある。
次に、第2図を用いて加減速時間tおよび全体の移動時
間Tついて詳細に説明する。
間Tついて詳細に説明する。
第2図(イ)は、1=1.cのときの速度カーフを示す
。これは、ロボット9のノ\ンドを目標位置に移動させ
るコマンド例えば move x、y、、z、θ・・・・・・・・aυが
第1図パラメータ入力部2によって取り込まれた場合、
演算部3が現在位置から目標位置までの距離lを求め、
このEが、記憶部4に予め記憶させておいたロボット9
の最大速度vmおよび最大加速度aをもとに計算した当
該最大速度V、に到達して減速するに要する最小の距離
1cに等しい場合の速度カーブ例を示す、この速度カー
ブは、1=at” ・・・・・・・・・・・・・・・
叩v、=at・・・・・・・・・・・・・・・0より、 れ=l =v @ ” / a・・・・・・・・・・(
ロ)T = 2 t = 2 V @ / a・・・・
・・・・・・(へ)として求める。
。これは、ロボット9のノ\ンドを目標位置に移動させ
るコマンド例えば move x、y、、z、θ・・・・・・・・aυが
第1図パラメータ入力部2によって取り込まれた場合、
演算部3が現在位置から目標位置までの距離lを求め、
このEが、記憶部4に予め記憶させておいたロボット9
の最大速度vmおよび最大加速度aをもとに計算した当
該最大速度V、に到達して減速するに要する最小の距離
1cに等しい場合の速度カーブ例を示す、この速度カー
ブは、1=at” ・・・・・・・・・・・・・・・
叩v、=at・・・・・・・・・・・・・・・0より、 れ=l =v @ ” / a・・・・・・・・・・(
ロ)T = 2 t = 2 V @ / a・・・・
・・・・・・(へ)として求める。
第2図(ロ)は、Z>Xcのときの速度カーブを示す。
これは、演算部3が現在位置から指定された目標位置ま
での距離lを求め、このlが、ロボット9の最大速度v
mおよび最大加速度aをもとに計算した当該最大速度V
ヨに到達して減速するに要する最小の距1i[fcより
も大きい場合の速度カーブ例を示す。この速度カーブは
、t=v、/a・・・・・・・・・・・・・・0eT=
(l−Itc)/v1+2t・・・・・・αηv=v、
・・・・・・・・・・・・・・・・(1mとして求
める。ここで、0からtの間、最大の加速度aで加速し
、tから(T−t)の間、最大速度V、の定速で移動し
、(T−t)からTの間、最大加速度aで減速し、目標
位置に到達する。
での距離lを求め、このlが、ロボット9の最大速度v
mおよび最大加速度aをもとに計算した当該最大速度V
ヨに到達して減速するに要する最小の距1i[fcより
も大きい場合の速度カーブ例を示す。この速度カーブは
、t=v、/a・・・・・・・・・・・・・・0eT=
(l−Itc)/v1+2t・・・・・・αηv=v、
・・・・・・・・・・・・・・・・(1mとして求
める。ここで、0からtの間、最大の加速度aで加速し
、tから(T−t)の間、最大速度V、の定速で移動し
、(T−t)からTの間、最大加速度aで減速し、目標
位置に到達する。
第3図(ハ)は、l<Itcのときの速度カーフを示す
、これは、演算部3が現在位置から目標位置までの距離
Eを求め、このlがロボット9の最大速度vmおよび最
大加速度aをもとに計算した当該最大速度V、に到達し
て減速するに要する最小の距離1cよりも小さい場合の
速度カーブ例を示す。この速度カーブは、 1=a t” ・・・・・・・・・・・・・・・亜よ
り、 t =(Z / a ) l / 2 ・・・・・・
・・・・・0匂T=2 t=2 (j!/a) ””
−・・・・・・t2@v=at= (all)””
−・・−−−−−(21)として求める。ここで、
0からtの間、最大の加速度aで加速し、最大の速度V
、に到達しないうちに、tからTの間、最大の加速度a
で減速し、目標位置に到達する。
、これは、演算部3が現在位置から目標位置までの距離
Eを求め、このlがロボット9の最大速度vmおよび最
大加速度aをもとに計算した当該最大速度V、に到達し
て減速するに要する最小の距離1cよりも小さい場合の
速度カーブ例を示す。この速度カーブは、 1=a t” ・・・・・・・・・・・・・・・亜よ
り、 t =(Z / a ) l / 2 ・・・・・・
・・・・・0匂T=2 t=2 (j!/a) ””
−・・・・・・t2@v=at= (all)””
−・・−−−−−(21)として求める。ここで、
0からtの間、最大の加速度aで加速し、最大の速度V
、に到達しないうちに、tからTの間、最大の加速度a
で減速し、目標位置に到達する。
次に、第3図フローチャートに示す順序に従い、第1図
構成の動作を詳細に説明する。
構成の動作を詳細に説明する。
第3図において、■は、コマンド入力する。これは、第
1図コンソール7などから目標位置に移動させるコマン
ド、例えば move X%Y%Z% θ を入力する。
1図コンソール7などから目標位置に移動させるコマン
ド、例えば move X%Y%Z% θ を入力する。
■は、時間設定有りか否かを判別する。これは、■で入
力されたコマンドのパラメータに、現時間から目標位置
に到達する時間T、の設定が有りか以下を判別する。Y
ESの場合には、現時間から目標位置に到達する時間T
、の設定があったので、加減速時間tを下式によって求
める。
力されたコマンドのパラメータに、現時間から目標位置
に到達する時間T、の設定が有りか以下を判別する。Y
ESの場合には、現時間から目標位置に到達する時間T
、の設定があったので、加減速時間tを下式によって求
める。
t=172 (T−(T2−44!/a)”” )・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・(22)[相
]は、移動路Hp、を計算する。これは、現在位置(X
F 、Yp 、Zp )から移動指示された目標位f
(X、 、Y、、Z、)までの距離lを下式(23)で
計算する。
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・(22)[相
]は、移動路Hp、を計算する。これは、現在位置(X
F 、Yp 、Zp )から移動指示された目標位f
(X、 、Y、、Z、)までの距離lを下式(23)で
計算する。
1= ((Xa Xp)2+ (Y4 Yp)z+
(za−zp)”)直″・・・・・・・・(23)[相
]は、1<Itcを判別する。YESの場合には、[相
]で第2図(ハ)で説明した加減速時間tおよび全体の
時間Tを@に示すように求める。一方、NOの場合には
、0で第2図(ロ)で説明した加減速時間tおよび全体
の時間TをOに示すように求める。
(za−zp)”)直″・・・・・・・・(23)[相
]は、1<Itcを判別する。YESの場合には、[相
]で第2図(ハ)で説明した加減速時間tおよび全体の
時間Tを@に示すように求める。一方、NOの場合には
、0で第2図(ロ)で説明した加減速時間tおよび全体
の時間TをOに示すように求める。
[相]は、■、[相]、Oでそれぞれ求めた加減速時間
tおよび全体の時間Tなどをもとにコントローラにロボ
ット9を速度制御するように指令する。これにより、目
標位置まで最短時間で到達するように速度制御される。
tおよび全体の時間Tなどをもとにコントローラにロボ
ット9を速度制御するように指令する。これにより、目
標位置まで最短時間で到達するように速度制御される。
以上説明したように、本発明によれば、移動目標位置の
指示に対応して、たとえ移動時間あるいは速度が設定さ
れなくても、最短時間内で移動する速度カーブを自動的
に作成し、速度制御する構成を採用しているため、作業
時間における移動時間を常に最小の値にすることができ
る。
指示に対応して、たとえ移動時間あるいは速度が設定さ
れなくても、最短時間内で移動する速度カーブを自動的
に作成し、速度制御する構成を採用しているため、作業
時間における移動時間を常に最小の値にすることができ
る。
第1図は本発明の1実施例構成図、第2図は本発明の動
作説明図、第3図は本発明に係る切り換え時間計算フロ
ーチャート、第4図は速度カーブ例を示す。 図中、2はパラメータ入力部、3は演算部、4は記憶部
、6はコントローラ出力部、7はコンソール、8はサー
ボコントローラ、9はロボットを表す。
作説明図、第3図は本発明に係る切り換え時間計算フロ
ーチャート、第4図は速度カーブ例を示す。 図中、2はパラメータ入力部、3は演算部、4は記憶部
、6はコントローラ出力部、7はコンソール、8はサー
ボコントローラ、9はロボットを表す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 移動目標位置の指示に対応して現在位置から当該移動目
標位置に移動させる移動距離lが、予め記憶したロボッ
トの最大速度v_mおよび最大加速度aをもとに計算し
た当該最大速度v_mに到達して減速するに要する最小
の距離l_cよりも小さいときに加減速時間tおよび全
体の移動時間Tをt=(l/a)^1^/^2 T=2t として求め、 一方、上記移動距離lが、上記距離l_cよりも大きい
ときに加減速時間tおよび全体の移動時間Tを t=v_m/a T=(l−l_c)/v_m+2t として求め、これら求めた加減速時間tおよび全体の移
動時間Tをもとに各時間における速度を制御するように
構成したことを特徴とするロボット制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12964090A JPH0424809A (ja) | 1990-05-20 | 1990-05-20 | ロボット制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12964090A JPH0424809A (ja) | 1990-05-20 | 1990-05-20 | ロボット制御装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0424809A true JPH0424809A (ja) | 1992-01-28 |
Family
ID=15014507
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP12964090A Pending JPH0424809A (ja) | 1990-05-20 | 1990-05-20 | ロボット制御装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0424809A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011183481A (ja) * | 2010-03-05 | 2011-09-22 | Okuma Corp | ねじ切り制御方法 |
US20120251213A1 (en) * | 2011-03-31 | 2012-10-04 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Motor control apparatus and image forming apparatus |
US9423777B2 (en) | 2012-03-01 | 2016-08-23 | Mitsubishi Electric Corporation | Motor control device |
CN111958586A (zh) * | 2020-07-01 | 2020-11-20 | 深圳市越疆科技有限公司 | 机器人的速度控制方法、机械臂式机器人及存储介质 |
-
1990
- 1990-05-20 JP JP12964090A patent/JPH0424809A/ja active Pending
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011183481A (ja) * | 2010-03-05 | 2011-09-22 | Okuma Corp | ねじ切り制御方法 |
US20120251213A1 (en) * | 2011-03-31 | 2012-10-04 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Motor control apparatus and image forming apparatus |
JP2012215947A (ja) * | 2011-03-31 | 2012-11-08 | Brother Ind Ltd | モータ制御装置及び画像形成装置 |
US9323198B2 (en) | 2011-03-31 | 2016-04-26 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Motor control apparatus and image forming apparatus |
US9423777B2 (en) | 2012-03-01 | 2016-08-23 | Mitsubishi Electric Corporation | Motor control device |
CN111958586A (zh) * | 2020-07-01 | 2020-11-20 | 深圳市越疆科技有限公司 | 机器人的速度控制方法、机械臂式机器人及存储介质 |
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