JPH0623925B2 - ロボツト制御装置 - Google Patents

ロボツト制御装置

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JPH0623925B2
JPH0623925B2 JP59093562A JP9356284A JPH0623925B2 JP H0623925 B2 JPH0623925 B2 JP H0623925B2 JP 59093562 A JP59093562 A JP 59093562A JP 9356284 A JP9356284 A JP 9356284A JP H0623925 B2 JPH0623925 B2 JP H0623925B2
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JP
Japan
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robot
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雅晴 鈴木
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Toyoda Jidoshokki Seisakusho KK
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    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00Programme-control systems
    • G05B19/02Programme-control systems electric
    • G05B19/18Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • G05B19/41Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by interpolation, e.g. the computation of intermediate points between programmed end points to define the path to be followed and the rate of travel along that path
    • GPHYSICS
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ロボットの制御装置に関する。
〔従来技術〕
従来、ロボットの制御はロボットの動作軌跡を分解して
得られる動作要素ベクトルの集合によりこれを行ってい
た。
即ち、分解された微少な区間を定義する移動方向と、移
動量に基づきロボットの各駆動軸の制御量を算出し、こ
の制御量に基づいてロボットを駆動するものであった。
ところが、塗装ロボットのように、一連の類似の動作を
連続して行い相似な動作軌跡の集合により一連の動作が
構成されている場合であっても、それぞれ相似の各動作
軌跡毎に動作要素ベクトルに分解し、そのベクトルの大
きさ、及び方向をデータとして与え、このデータに基づ
いてロボットの各駆動軸を制御しなければならなかっ
た。
従って、指示すべきデータ量が多くなり、ロボット制御
装置の記憶部が有効に利用されないという欠点があっ
た。
〔発明の目的〕
そこで本発明は、従来のこの様な欠点を改良するために
成されたものであり、ロボット制御装置を駆動する際の
データの記憶を不要とするとともに、記憶容量を有効に
活用し、かつ、指示データを共通化させることにより、
制御プログラムを簡略化し、簡単に相似な動作軌跡を得
ることのできるロボットの制御装置を提供することを目
的とする。
〔発明の構成〕
本発明は、ロボットの各駆動軸を駆動する駆動装置を制
御するロボット制御装置において、 前記ロボット制御装置は、 前記ロボットの動作軌跡を構成する動作要素ベクトル列
に対応し、その各動作要素ベクトルの単位ベクトルを動
作順序に従って記憶した単位ベクトル列記憶部と、 前記動作要素ベクトル列のベクトルの大きさの列を入力
し、これを記憶する動作要素ベクトル列の大きさ列入力
部と、 前記単位ベクトル列記憶部に記憶された各単位ベクトル
と前記大きさ列入力部に入力された前記各大きさとから
各動作要素ベクトルを該各動作要素ベクトルに基づく動
作時毎に合成する合成部と、 該合成部によって求められた各動作要素ベクトルに従っ
て、前記ロボットの各駆動軸の駆動量を制御信号として
各動作要素ベクトルに基づく動作時毎に前記駆動装置へ
出力する制御信号発生部と、 から成ることを特徴とするロボット制御装置である。
第1図は本発明の概念を示したブロックダイアグラムで
ある。
ロボット制御装置は単位ベクトル列記憶部2と大きさ列
入力部4、及び合成部6、制信号発生部8とから成る。
単位ベクトル列記憶部2はロボットの動作軌跡を分解し
て得られる動作要素ベクトル列に対応する単位ベクトル
を記憶する。この単位ベクトル列の順序は動作順序に対
応する。大きさ列入力部4は、外部からデータとして単
位ベクトル列に対応して、前記動作要素ベクトル列の大
きさ列を入力する部分である。合成部6は単位ベクトル
列記憶部2と大きさ列入力部4とから動作要素ベクトル
列を合成する機能を有する。制御信号発生部8は、これ
らの動作要素ベクトル列に対応して、各動作要素ベクト
ルに対応した位置になる様各駆動軸を駆動する制御信号
を駆動装置10に出力する。駆動装置10はロボット1
2の各駆動軸の駆動を行ないロボットを所定の量だけ制
御することができる。
ここで動作軌跡とは、ロボットの把持部中心点の動作軌
跡と定義する。第6図は、ロボットの動作跡を制御する
ための動作要素ベクトルを与える方法を示した説明図で
ある。このうち、第6図(a)は、動作要素ベクトルを
動作点(P0、P1、P2、等)間の変位ベクトル(▲
▼、▲▼、▲▼等)で与えたものである。
即ち▲▼=▲▼、▲▼=▲
▼、▲▼=▲▼である。ここでp0、p1、p2
等の座標を(x0、y0、z0)、(x1、y1、z1)、(x2、y
2、z2)とする。従って変位ベクトルを座標で表わせ
ば、 ▲▼=(x1−x0、y1−y0、z1−x0) ▲▼=(x2−x1、y2−y1、z2−z1) ▲▼=(x3−x2、y3−z2、z3−z2)となる。従来の
制御方法では、変位ベクトルの座標成分が与えられ、そ
れに基づき、ロボットの駆動軸の駆動量が演算され、そ
れによってロボットが制御されていた。
本発明では、次の単位ベクトル列を与える。
▲▼=▲▼/|▲▼|=(ux0、uy0、uz
0) ▲▼=▲▼/|▲▼|=(ux1、uy1、uz
1) ▲▼=▲▼/|▲▼|=(ux2、uy2、uz
2) 又、その単位ベクトルに対応した大きさ列を与える。
上記単位ベクトル列は、動作順序及び、変位の大きさ1
から成る基本動作軌跡を与える。従って、この単位ベク
トル列を基本動作モジュール別に記憶しておけば、大き
さ列|▲▼|、|▲▼|、|▲▼|等を与
えることにより、基本動作軌跡と一定の関係にある動作
を行なわせることができる。一定の関係とは、たとえ
ば、第6図(b)に示す様な関係をいう。即ち、基本動
作軌跡50に対して、一定の同じ値の大きさ列を与えた
場合には、ロボットの機械原点p0を中心として、相似
な動作軌跡51、が得られる。又、任意の大きさ列を与
えれば、対応する区間において基本動作軌跡跡とそれぞ
れ相似な広義の相似軌跡52が得られる。
この様にして、一度、基本動作軌跡に対応した単位ベク
トル列をモジュール化して記憶しておけば、後は、大き
さ列を与えるだけで、基本動作軌跡と一定の相関ある動
作軌跡が容易に得られる。従って指示データが少なくて
すみ、制御プログラムが簡略化できると共に記憶装置の
効果的な使用ができる。
上記動作要素ベクトルとしては、第6図(c)に示す様
に、座標原点Oを基準とする位置ベクトル▲▼、
▲▼、▲▼等を用いても良い。
この場合にもそれらの単位ベクトル列によって定義され
る基本動作軌跡60に対し、一定の関係を有する動作軌
跡を大きさ列を与えることによって得ることができる。
さらに、動作要素ベクトルには、ロボットの駆動軸の駆
動量を直接指示するするときは、各駆動軸の動作量を各
成分とするベクトルで与えても良い。たとえば、r軸、
θ軸、z軸の円筒座標系3軸制御の場合には、それぞれ
の軸の駆動量を成分とする3次元ベクトルで与えられ
る。この場合にも、前述の様に単位ベクトル列を円筒座
標系における単位位置ベクトル列として定義できる。
本ロボット制御装置はこの様な構成から成り、単位ベク
トル列記憶部2と大きさ列入力部4とを別構成とし、大
きさ列入力部4に動作順序に従って、大きさのデータだ
けを入力することによって所定の動作軌跡に沿った動作
を行なわせることができる。
第2図は本第2発明の構成を示したブロツクダイアグラ
ムである。。
本第2発明では、第1発明のロボット制御装置に、大き
さ列入力部4に大きさ列データを与え、単位ベクトル列
記憶部2に記憶された基本動作軌跡のモジュールを選択
するための第1制御装置20を付加したことを特徴とし
ている。この第1制御装置20は一般にホストコンピュ
ータ等で構成することができる。第1制御装置20は第
2制御装置30に対してデータ及び制御信号を出力す
る。第2制御装置30の単位ベクトル列記憶部2には各
基本動作軌跡毎にモジュール化した単位ベクトル列モジ
ュールが記憶されている。。この単位ベクトル列モジュ
ールは第1制御装置20から選択し、指定することがで
きる。又、その各単位ベクトル列の各動作量の大きさを
与える大きさ列は、大きさ列入力部4へデータを出力す
ることによって完成される。
〔実施例〕
以下、本発明を具体的な実施例に基づいてさらに詳しく
説明する。
第3図は本発明の具体的な実施例に係るロボット制御装
置の構成を示したブロックダイアグラムである。第1制
御装置20は、ロボットに各動作を行なわせるためのモ
ジュール毎の動作要素ベクトルの大きさ列及び動作モジ
ュールの実行順序を記憶した記憶部201を有してい
る。演算処理部202は、その記憶された実行順序に従
って、モジュール選択信号及びそれに対応した大きさ列
を、データ通信号203を介して第2制御装置30に送
信する。
第2制御装置30はデータ通信部301を有し、各モジ
ュール毎の単位ベクトル列及び送信されてくるデータを
記憶する記憶部302を有している。。演算処理部30
3は、第1制御装置20から送信されたデータに基づい
て、動作要素ベクトルを合成し、位置指令部304に制
御信号を出力する。位置指令部304は各ロボットの駆
動軸を駆動するための駆動装置10a、10b、10c
に信号を出力する。
第4図は、第1制御装置20の動作を説明するためのフ
ローチャートであり、第5図は第2制御装置の動作を説
明するためのフローチャートである。第1制御装置はス
テップ100から実行を開始し、所定の動作モジュール
の実行順序を記憶したテーブルに従って動作モジュール
(a)を選択する旨のモジュール選択信号を出力する。
さらに、それに続いてステップ102で動作モジュール
(a)の動作要素ベクトル列の大きさを与える大きさ列
(a0)を出力する。このとき、第2制御装置は、ステ
ップ200から実行を開始し得る状態にあり、ステップ
200で第1制御装置20からデータが送信されてくる
とステップ202に移行する。ステップ202ではモジ
ュール選択信号か否かが判定される。モジュール選択信
号である場合にはステップ204に移り、そのモジュー
ル選択信号によって選択されたモジュールの動作順序、
及び動作方向を表わす単位ベクトル列を読取る。
ステップ202で、大きさ列データを受信した場合には
ステップ205に移行し、その大きさ列データを記憶す
る。次にステップ206に移行し、送信された大きさ列
と予め記憶している単位ベクトル列とを合成し、動作要
素ベクトルを求める。
次にステップ208で動作要素ベクトル列に対応した移
動を可能とするように各ロボットの駆動軸を駆動するた
めのパルス分配指令を行なう。
次にステップ210でロボットが所定の量だけ移動し、
動作が完了した場合にはその旨の信号が入力される。ス
テップ212では、動作が完了した旨の信号を第1制御
装置に送信する。
この様にして動作モジュール(a)に対応した動作軌跡
をロボットの把持部は描く。
次に、第1制御装置はステップ104でその動作完了信
号を受信し、その動作が完了したことが判明された場合
にはステップ106に移り、動作モジュール(b)を選
択する旨のモジュール選択信号を出力し、ステップ10
8でその動作モジュール(b)に対応した動作を行なわ
せるための大きさ列データ(b0)を出力する。
この様にして上述と同様に動作を行なうことができる。
ステップ110でその動作モジュール(b)に対応した
動作が完了した場合にはステップ110に移行し、次の
動作モジュールの実行を行なう。
次の動作モジュールは、前記の動作モジュール(a)と
同じ動作モジュールを選択するものである。ステップ1
14では動作モジュール(a)を選択したけれども、大
きさ列は、前述の大きさ列とは異なる。従って、第2制
御装置は動作モジュール(a)によって特定された基本
動作と同質的な動作をロボットに行なわせることができ
る。従ってステップ102で実行された動作に対し、軌
跡を拡大又は縮小した、相似関係にある動作軌跡を描か
せることができる。
次にステップ116に移行し、その動作が完了したかを
判定し、完了した場合にはステップ118へ移行する。
ステップ118では同じく動作モジュール(b)を選択
し、ステップ120でその動作量を決定する大きさ列
(b1)データを送信する。従って、前回の動作モジュ
ールbの実行によって生じたロボットの動作軌跡と異な
った相似形状の動作軌跡を描かせることができる。ステ
ップ112でこの動作が完了したかを判定し、完了した
場合にはステップ124に移行する。
この様にして複雑な一連の動作を大きさ列データとモジ
ュール選択データのみによって行なわせることができ
る。
〔発明の効果〕
以上、本発明装置によれば、大きさ列のデータを入力す
るだけで、単位ベクトル列によって特定される基本動作
軌跡と一定関係にある例えば相似形状の動作が可能とな
る。このために、この様な関係にある動作を行なわせる
ための特別なプログラムを重複して作成する必要がな
い。又データを単位ベクトル列によって共通化している
のでロボット制御装置の記憶容量を効率良く使用するこ
とができるとともに、合成した動作要素ベクトルの記憶
部が不要となる。又、第1の制御装置と組合せることに
より、第2の制御装置に記憶された単位ベクトル列モジ
ュールを選択し、それに応じた大きさ列データを与える
ことによって、所定の単位機能及びそれと一定の関係に
ある動作の組合せ、として複雑な動作軌跡を簡単に実現
できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1発明の概念を示すブロックダイア
グラムである。第2図は本発明の第2発明の概念を示す
ブロックダイアグラムである。第3図は本発明の具体的
な一実施例にかかるロボット制御装置の構成を示したブ
ロックダイアグラムである。第4図は同実施例装置にお
いて使用した第1制御装置の動作を説明するフローチャ
ートである。第5図は同実施例装置において使用した第
2制御装置の動作を説明するフローチャートである。第
6図は、動作要素ベクトルを与える方法を示した説明図
である。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ロボットの各駆動軸を駆動する駆動装置を
    制御するロボット制御装置において、 前記ロボット制御装置は、 前記ロボットの動作軌跡を構成する動作要素ベクトル列
    に対応し、その各動作要素ベクトルの単位ベクトルを動
    作順序に従って記憶した単位ベクトル列記憶部と、 前記動作要素ベクトル列のベクトルの大きさの列を入力
    し、これを記憶する動作要素ベクトル列の大きさ列入力
    部と、 前記単位ベクトル列記憶部に記憶された各単位ベクトル
    と前記大きさ列入力部に入力された前記各大きさとから
    各動作要素ベクトルを該各動作要素ベクトルに基づく動
    作時毎に合成する合成部と、 該合成部によって求められた各動作要素ベクトルに従っ
    て、前記ロボットの各駆動軸の駆動量を制御信号として
    各動作要素ベクトルに基づく動作時毎に前記駆動装置へ
    出力する制御信号発生部と、 からなることを特徴とするロボット制御装置。
  2. 【請求項2】ロボットの各駆動軸を駆動する駆動装置を
    制御するロボット制御装置において、 前記ロボット制御装置は、第1制御装置と第2制御装置
    とからなり、 前記第1制御装置は、前記ロボットの動作軌跡を構成す
    る動作要素ベクトル列に対応し、その各動作要素ベクト
    ルの単位ベクトルを動作順序に従って記憶した単位ベク
    トル列記憶部と、 前記動作要素ベクトル列のベクトルの大きさの列を入力
    し、これを記憶する動作要素ベクトル列の大きさ列入力
    部と、 前記単位ベクトル列記憶部に記憶された各単位ベクトル
    と前記大きさ列入力部に入力された前記各大きさとから
    各動作要素ベクトルを該各動作要素ベクトルに基づく動
    作時毎に合成する合成部と、 該合成部によって求められた各動作要素ベクトルに従っ
    て、前記ロボットの各駆動軸の駆動量を制御信号として
    各動作要素ベクトルに基づく動作時毎に前記駆動装置へ
    出力する制御信号発生部とからなり、 前記第2制御装置は、前記第1制御装置の単位ベクトル
    列記憶部に予め記憶された単位ベクトル列モジュール番
    号を指定し、そのモジュール番号に対応した単位ベクト
    ル列と対応する動作要素ベクトル列の大きさ列を前記大
    きさ列入力部に送信するものであるロボット制御装置。
JP59093562A 1984-05-10 1984-05-10 ロボツト制御装置 Expired - Lifetime JPH0623925B2 (ja)

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JPS60237507A JPS60237507A (ja) 1985-11-26
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