JPH10286788A - 軌跡制御装置 - Google Patents
軌跡制御装置Info
- Publication number
- JPH10286788A JPH10286788A JP10668497A JP10668497A JPH10286788A JP H10286788 A JPH10286788 A JP H10286788A JP 10668497 A JP10668497 A JP 10668497A JP 10668497 A JP10668497 A JP 10668497A JP H10286788 A JPH10286788 A JP H10286788A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- point
- block
- trajectory
- command
- tool
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Manipulator (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 教示点の間隔が短い場合にも、高速かつ高精
度に移動軌跡を制御し得る軌跡制御装置を提供する。 【解決手段】 教示点列をブロックに分割する(S2
2)。この際、軌跡の折れ角が所定角度より鋭角になっ
ているとき、及び、次動作が工具の姿勢変化のみで移動
しないときに分割する。そして、ブロック始点から最高
速度まで加速するのに必要な距離だけ離れた加速終了点
と、ブロック終点から最高速度から速度0まで減速する
のに必要な距離だけ離れた減速開始点とを求め、ブロッ
ク始点からブロック終点までの内部分割点を設定する
(S24)。その後、該各内部分割点を通って移動体を
移動させる(S26〜S36)。即ち、複数の教示点に
またがって新たに内部分割点を設定して工具を制御する
ため、教示点の間隔が短いときでも工具を最高速度で送
ることが可能となる。
度に移動軌跡を制御し得る軌跡制御装置を提供する。 【解決手段】 教示点列をブロックに分割する(S2
2)。この際、軌跡の折れ角が所定角度より鋭角になっ
ているとき、及び、次動作が工具の姿勢変化のみで移動
しないときに分割する。そして、ブロック始点から最高
速度まで加速するのに必要な距離だけ離れた加速終了点
と、ブロック終点から最高速度から速度0まで減速する
のに必要な距離だけ離れた減速開始点とを求め、ブロッ
ク始点からブロック終点までの内部分割点を設定する
(S24)。その後、該各内部分割点を通って移動体を
移動させる(S26〜S36)。即ち、複数の教示点に
またがって新たに内部分割点を設定して工具を制御する
ため、教示点の間隔が短いときでも工具を最高速度で送
ることが可能となる。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、工具等の移動体の
移動軌跡を制御するための軌跡制御装置に関するもので
ある。
移動軌跡を制御するための軌跡制御装置に関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】この種の軌跡制御技術として、CP(
Continuous Path )制御が知られてい
る。この技術では、図9(A)に例示するように、ま
ず、物体を移動させたい軌跡に沿った各点をP0 、P1
、P2 ・・のように定める。そして、点P0 と点P1
が与えられると、点P0 から点P1 に向かう方向(P0
→P1 方向と示す。他も同様である)が決定される。次
に、点P0 からP1 に向かう図9(B)に示す速度パタ
ーンV1 が決定される。即ち、P0 →P1 方向に先ず加
速度αで増速して、目標速度Vに達したらその目標速度
Vで移動させ、そして、−αという目標加速度(減速度
としてはαとなる)で減速させて速度ゼロまで減速され
たときにちょうど点P1 に達するような減速開始点AO
を求め(このときタイミングはt)、この減速開始点A
O から減速を開始させる速度パターンを求める。
Continuous Path )制御が知られてい
る。この技術では、図9(A)に例示するように、ま
ず、物体を移動させたい軌跡に沿った各点をP0 、P1
、P2 ・・のように定める。そして、点P0 と点P1
が与えられると、点P0 から点P1 に向かう方向(P0
→P1 方向と示す。他も同様である)が決定される。次
に、点P0 からP1 に向かう図9(B)に示す速度パタ
ーンV1 が決定される。即ち、P0 →P1 方向に先ず加
速度αで増速して、目標速度Vに達したらその目標速度
Vで移動させ、そして、−αという目標加速度(減速度
としてはαとなる)で減速させて速度ゼロまで減速され
たときにちょうど点P1 に達するような減速開始点AO
を求め(このときタイミングはt)、この減速開始点A
O から減速を開始させる速度パターンを求める。
【0003】このタイミングtが決定されると、今度は
P1 →P2 方向の速度成分V2 に関し、図9(B)に示
すようなタイミングtから加速度αで増速し、速度Vに
達した時以後定常速度とする速度パターンを算出する。
これら2つの速度パターンが決定されると、それぞれの
速度成分をベクトル加算することにより、実際の移動方
向と速度成分が算出される。図9(B)から明らかなよ
うに、P0 →P1 方向の速度成分V1 が減少すると同時
に点P1 から点P2 に向かう速度成分V2 が増大し、タ
イミングtとt’において、いずれか一方の速度成分は
目標速度Vとなり、他方の速度成分はゼロとなる。従っ
て、タイミングtとt’においても合成された速度はほ
ぼ目標速度Vを保つことになる。
P1 →P2 方向の速度成分V2 に関し、図9(B)に示
すようなタイミングtから加速度αで増速し、速度Vに
達した時以後定常速度とする速度パターンを算出する。
これら2つの速度パターンが決定されると、それぞれの
速度成分をベクトル加算することにより、実際の移動方
向と速度成分が算出される。図9(B)から明らかなよ
うに、P0 →P1 方向の速度成分V1 が減少すると同時
に点P1 から点P2 に向かう速度成分V2 が増大し、タ
イミングtとt’において、いずれか一方の速度成分は
目標速度Vとなり、他方の速度成分はゼロとなる。従っ
て、タイミングtとt’においても合成された速度はほ
ぼ目標速度Vを保つことになる。
【0004】このため、ベクトル加算された方向と速度
とに従って物体を移動させると、タイミングt以前には
P0 →P1 方向に目標速度Vで移動する。タイミングt
からt’の間は、P0 →P1 方向の速度成分V1 が小さ
くなりつつP1 →P2 方向の速度成分V2 が大きくな
る。ここで、タイミングt’でP0 →P1 の速度成分が
ゼロになるため、タイミングt’で物体は点P1 と点P
2 とを結ぶ直線上にいることになる。
とに従って物体を移動させると、タイミングt以前には
P0 →P1 方向に目標速度Vで移動する。タイミングt
からt’の間は、P0 →P1 方向の速度成分V1 が小さ
くなりつつP1 →P2 方向の速度成分V2 が大きくな
る。ここで、タイミングt’でP0 →P1 の速度成分が
ゼロになるため、タイミングt’で物体は点P1 と点P
2 とを結ぶ直線上にいることになる。
【0005】なお、上記の計算が点P0 →点P1 に引き
続き、点P1 →点P2 →点P3 ・・・についても行われ
る(なお、点P3 は図示されていない)。このようにし
て、物体の移動方向と速度とが決定されると、物体は図
9(A)の軌跡に示すように、点P0 →点P1 →点P2
を結ぶ直線にほぼ沿って、これをなめらかに内回りしな
がら移動することになる。
続き、点P1 →点P2 →点P3 ・・・についても行われ
る(なお、点P3 は図示されていない)。このようにし
て、物体の移動方向と速度とが決定されると、物体は図
9(A)の軌跡に示すように、点P0 →点P1 →点P2
を結ぶ直線にほぼ沿って、これをなめらかに内回りしな
がら移動することになる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ここで、図9(A)に
示すように教示点間隔が長い場合には、前述の如く例え
ば点P0 から点P1 の区間に関して図9(B)に示す速
度パターンV1 から分かるよう、目標加速度αで加速し
て目標速度Vに達する。そして、目標速度Vで被搬送物
体を送った後に、減速開始点AO から点P0 、点P1 方
向の速度成分に関して−αで減速すると共に、次の点P
1 、点P2 方向の速度成分V2 について加速度αで加速
が行える。即ち、減速開始点AO に到達した後も、一方
の速度成分V1 を減少させると同時に他方の速度成分V
2 を増大させるため点AO から点BO までの速度成分の
合成を行う区間においても、目標速度Vを維持できる。
そして、次の点P1 から点P2 に向かう区間について
も、また、図示しない点P3 以降の区間においてもこの
目標速度Vを維持することが可能である。
示すように教示点間隔が長い場合には、前述の如く例え
ば点P0 から点P1 の区間に関して図9(B)に示す速
度パターンV1 から分かるよう、目標加速度αで加速し
て目標速度Vに達する。そして、目標速度Vで被搬送物
体を送った後に、減速開始点AO から点P0 、点P1 方
向の速度成分に関して−αで減速すると共に、次の点P
1 、点P2 方向の速度成分V2 について加速度αで加速
が行える。即ち、減速開始点AO に到達した後も、一方
の速度成分V1 を減少させると同時に他方の速度成分V
2 を増大させるため点AO から点BO までの速度成分の
合成を行う区間においても、目標速度Vを維持できる。
そして、次の点P1 から点P2 に向かう区間について
も、また、図示しない点P3 以降の区間においてもこの
目標速度Vを維持することが可能である。
【0007】これに対して、図9(C)に示すように教
示点の間隔が短い場合には、例えば点P0 から点P1 の
区間に関して図9(D)に示す速度パターンV1 から分
かるように、目標加速度αで加速中に減速開始点AO に
達し、加速度−αで減速を開始せねばならず目標速度V
に達することができなかった。このため目標速度Vに達
しない三角形の速度パターンV1 とこれに続く三角形の
速度パターンV2 (点P1 から点P2 方向の速度成分)
を減速開始点AO から合成しても、合成された速度はこ
れらの速度パターンの三角形の頂点を結ぶ線上にあり、
そして、次の点P1 から点P2 向かう速度成分V2 の区
間以降においても、合成される速度はこれら三角形の頂
点を結ぶ線上(二点鎖線で示す)の値V0 に留まった。
示点の間隔が短い場合には、例えば点P0 から点P1 の
区間に関して図9(D)に示す速度パターンV1 から分
かるように、目標加速度αで加速中に減速開始点AO に
達し、加速度−αで減速を開始せねばならず目標速度V
に達することができなかった。このため目標速度Vに達
しない三角形の速度パターンV1 とこれに続く三角形の
速度パターンV2 (点P1 から点P2 方向の速度成分)
を減速開始点AO から合成しても、合成された速度はこ
れらの速度パターンの三角形の頂点を結ぶ線上にあり、
そして、次の点P1 から点P2 向かう速度成分V2 の区
間以降においても、合成される速度はこれら三角形の頂
点を結ぶ線上(二点鎖線で示す)の値V0 に留まった。
【0008】即ち、CP制御では、教示点の間隔が短い
場合に移動体の送り速度は遅くなる。このため、特願平
8−150526に示されているパラレルリンクを用い
る加工機で、金型加工を行おうとすると、金型加工は教
示点の間隔が非常に短いく、上記CP制御では、パラレ
ルリンクの特徴である高速性を生かすことができない。
場合に移動体の送り速度は遅くなる。このため、特願平
8−150526に示されているパラレルリンクを用い
る加工機で、金型加工を行おうとすると、金型加工は教
示点の間隔が非常に短いく、上記CP制御では、パラレ
ルリンクの特徴である高速性を生かすことができない。
【0009】一方、上記CP制御の問題に対応するた
め、本出願人は、特開平6−195114号にて、移動
体の送り速度を早める技術を提案した。この技術では、
複数の教示点にまたがって制御を行うことにより速度を
高めている。例えば、図9(C)に示す教示点P1〜P
9を処理する際に、教示点P1、P3、P5、P7、P
9に基づき制御することで、速度を高めている。しかし
ながら、この方法で、速度を高めることができる反面、
教示点に沿って忠実に工具を送ることができないため、
金型加工に求められる加工精度を得ることができないこ
とがあった。
め、本出願人は、特開平6−195114号にて、移動
体の送り速度を早める技術を提案した。この技術では、
複数の教示点にまたがって制御を行うことにより速度を
高めている。例えば、図9(C)に示す教示点P1〜P
9を処理する際に、教示点P1、P3、P5、P7、P
9に基づき制御することで、速度を高めている。しかし
ながら、この方法で、速度を高めることができる反面、
教示点に沿って忠実に工具を送ることができないため、
金型加工に求められる加工精度を得ることができないこ
とがあった。
【0010】更に、本出願人は、特開平6−19511
6号にて、複数の教示点にまたがって制御を行うことに
より速度を高める方法を提案した。例えば、図9(C)
に示す教示点P1〜P9を処理する際に、教示点P1、
P2、P3、P4、P5、P6、P7、P8、P9を一
連の通路と見なし制御することで、速度を高めている。
しかしながら、この技術は、終点P9のひとつ手前の教
示点P8から減速を開始するため、終点P9と教示点P
8との距離が短い場合には、減速を行い得ない。即ち、
終点P9と終点手前の教示点P8との距離が短い際に
は、終点(教示点)P9の位置変更をオペレータに求め
ており、移載ロボット等では、この位置変更は可能であ
るが、工作機械において位置変更を行うことは現実的で
はない。
6号にて、複数の教示点にまたがって制御を行うことに
より速度を高める方法を提案した。例えば、図9(C)
に示す教示点P1〜P9を処理する際に、教示点P1、
P2、P3、P4、P5、P6、P7、P8、P9を一
連の通路と見なし制御することで、速度を高めている。
しかしながら、この技術は、終点P9のひとつ手前の教
示点P8から減速を開始するため、終点P9と教示点P
8との距離が短い場合には、減速を行い得ない。即ち、
終点P9と終点手前の教示点P8との距離が短い際に
は、終点(教示点)P9の位置変更をオペレータに求め
ており、移載ロボット等では、この位置変更は可能であ
るが、工作機械において位置変更を行うことは現実的で
はない。
【0011】本発明は、上述した課題を解決するために
なされたものであり、その目的とするところは、教示点
の間隔が短い場合にも、高速かつ高精度に移動軌跡を制
御し得る軌跡制御装置を提供することにある。
なされたものであり、その目的とするところは、教示点
の間隔が短い場合にも、高速かつ高精度に移動軌跡を制
御し得る軌跡制御装置を提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項1の軌跡制御装置では、最始点および最終点
を含む指令点列に沿って移動体の軌跡を制御する軌跡制
御装置において、前記指令点列をブロック始点及びブロ
ック終点を含む指令点列からなるブロックに分割するブ
ロック分割手段と、前記軌跡上でかつ速度0から最高速
度まで加速するのに必要な距離だけ前記ブロック始点か
ら離れた加速終了点を演算する手段と、前記軌跡上でか
つ最高速度から速度0まで減速するのに必要な距離だけ
前記ブロック終点から離れた減速開始点を演算する手段
と、前記軌跡上でかつ前記ブロック始点から前記加速終
了点までの間に移動体を加速運動させるための内部分割
点を設定する手段と、前記軌跡上でかつ前記加速終了点
から前記減速開始点までの間に移動体を等速運動させる
ための内部分割点を設定する手段と、前記軌跡上でかつ
前記減速開始点から前記ブロック終点までの間に移動体
を減速運動させるための内部分割点を設定する手段と、
前記ブロック始点から前記各内部分割点を通って前記ブ
ロック終点に至る軌跡上を移動体を移動させる手段と、
からなることを技術的特徴とする。
め、請求項1の軌跡制御装置では、最始点および最終点
を含む指令点列に沿って移動体の軌跡を制御する軌跡制
御装置において、前記指令点列をブロック始点及びブロ
ック終点を含む指令点列からなるブロックに分割するブ
ロック分割手段と、前記軌跡上でかつ速度0から最高速
度まで加速するのに必要な距離だけ前記ブロック始点か
ら離れた加速終了点を演算する手段と、前記軌跡上でか
つ最高速度から速度0まで減速するのに必要な距離だけ
前記ブロック終点から離れた減速開始点を演算する手段
と、前記軌跡上でかつ前記ブロック始点から前記加速終
了点までの間に移動体を加速運動させるための内部分割
点を設定する手段と、前記軌跡上でかつ前記加速終了点
から前記減速開始点までの間に移動体を等速運動させる
ための内部分割点を設定する手段と、前記軌跡上でかつ
前記減速開始点から前記ブロック終点までの間に移動体
を減速運動させるための内部分割点を設定する手段と、
前記ブロック始点から前記各内部分割点を通って前記ブ
ロック終点に至る軌跡上を移動体を移動させる手段と、
からなることを技術的特徴とする。
【0013】また、請求項2では、請求項1において、
前記ブロック分割手段は、軌跡の折れ角が所定角度より
鋭角になっているとき、ブロック始点から指令点までの
距離がブロック始点から前記指令点の一つ手前の指令点
までの距離よりも短くなっているとき、指令点が最終点
であるとき、のいずれかの条件を満たす指令点におい
て、ブロックに分割することを技術的特徴とする。
前記ブロック分割手段は、軌跡の折れ角が所定角度より
鋭角になっているとき、ブロック始点から指令点までの
距離がブロック始点から前記指令点の一つ手前の指令点
までの距離よりも短くなっているとき、指令点が最終点
であるとき、のいずれかの条件を満たす指令点におい
て、ブロックに分割することを技術的特徴とする。
【0014】上記目的を達成するため、請求項3の軌跡
制御装置では、基台に対してパラレルリンク機構を介し
て保持された工具を備え、工具の位置および姿勢を制御
可能な工作機械において、工具を最始点および最終点を
含む指令点列に沿って移動させる軌跡制御装置であっ
て、前記指令点列をブロック始点およびブロック終点を
含む指令点列からなるブロックに分割するブロック分割
手段と、前記軌跡上でかつ速度0から最高速度まで加速
するのに必要な距離だけ前記ブロック始点から離れた加
速終了点を演算する手段と、前記軌跡上でかつ最高速度
から速度0まで減速するのに必要な距離だけ前記ブロッ
ク終点から離れた減速開始点を演算する手殴と、前記軌
跡上でかつ前記ブロック始点から前記加速終了点までの
間に工具を加速運動させるための内部分割点を設定する
手段と、前記軌跡上でかつ前記加速終了点から前記減速
開始点までの間に工具を等速運動させるための内部分割
点を設定する手段と、前記軌跡上でかつ前記加速終了点
から前記ブロック終点までの間に工具を加速運動させる
ための内部分割点を設定する手段と、前記ブロック始点
から前記各内部分割点を通って前記ブロック終点に至る
軌跡上を工具を移動させる手段とを備え、前記ブロック
分割手段は、軌跡の折れ角が所定角度より鋭角になって
いるとき、ブロック始点から指令点までの距離がブロッ
ク始点から前記指令点の一つ手前の指令点までの距離よ
りも短くなっているとき、指令点が最終点であるとき、
次動作が工具の姿勢制御のみで移動しないときのいずれ
かの条件を満たす指令点において、ブロックに分割する
ことを技術的特徴とする。
制御装置では、基台に対してパラレルリンク機構を介し
て保持された工具を備え、工具の位置および姿勢を制御
可能な工作機械において、工具を最始点および最終点を
含む指令点列に沿って移動させる軌跡制御装置であっ
て、前記指令点列をブロック始点およびブロック終点を
含む指令点列からなるブロックに分割するブロック分割
手段と、前記軌跡上でかつ速度0から最高速度まで加速
するのに必要な距離だけ前記ブロック始点から離れた加
速終了点を演算する手段と、前記軌跡上でかつ最高速度
から速度0まで減速するのに必要な距離だけ前記ブロッ
ク終点から離れた減速開始点を演算する手殴と、前記軌
跡上でかつ前記ブロック始点から前記加速終了点までの
間に工具を加速運動させるための内部分割点を設定する
手段と、前記軌跡上でかつ前記加速終了点から前記減速
開始点までの間に工具を等速運動させるための内部分割
点を設定する手段と、前記軌跡上でかつ前記加速終了点
から前記ブロック終点までの間に工具を加速運動させる
ための内部分割点を設定する手段と、前記ブロック始点
から前記各内部分割点を通って前記ブロック終点に至る
軌跡上を工具を移動させる手段とを備え、前記ブロック
分割手段は、軌跡の折れ角が所定角度より鋭角になって
いるとき、ブロック始点から指令点までの距離がブロッ
ク始点から前記指令点の一つ手前の指令点までの距離よ
りも短くなっているとき、指令点が最終点であるとき、
次動作が工具の姿勢制御のみで移動しないときのいずれ
かの条件を満たす指令点において、ブロックに分割する
ことを技術的特徴とする。
【0015】請求項1の発明では、指令点列をブロック
に分割し、ブロック始点から最高速度まで加速するのに
必要な距離だけ離れた加速終了点と、ブロック終点から
最高速度から速度0まで減速するのに必要な距離だけ離
れた減速開始点とを求め、ブロック始点からブロック終
点までの内部分割点を設定し、該各内部分割点を通って
移動体を移動させる。即ち、複数の指令点にまたがって
新たに内部分割点を設定して移動体を制御するため、指
令点の間隔が短いときでも移動体を最高速度で送ること
が可能となる。
に分割し、ブロック始点から最高速度まで加速するのに
必要な距離だけ離れた加速終了点と、ブロック終点から
最高速度から速度0まで減速するのに必要な距離だけ離
れた減速開始点とを求め、ブロック始点からブロック終
点までの内部分割点を設定し、該各内部分割点を通って
移動体を移動させる。即ち、複数の指令点にまたがって
新たに内部分割点を設定して移動体を制御するため、指
令点の間隔が短いときでも移動体を最高速度で送ること
が可能となる。
【0016】請求項2の発明では、軌跡の折れ角が所定
角度より鋭角になっているとき、ブロック始点から指令
点までの距離がブロック始点から前記指令点の一つ手前
の指令点までの距離よりも短くなっているとき、指令点
が最終点であるときに、ブロックへ分割するため、移動
体を高い精度で送ることができる。
角度より鋭角になっているとき、ブロック始点から指令
点までの距離がブロック始点から前記指令点の一つ手前
の指令点までの距離よりも短くなっているとき、指令点
が最終点であるときに、ブロックへ分割するため、移動
体を高い精度で送ることができる。
【0017】請求項3の発明では、指令点列をブロック
に分割し、ブロック始点から最高速度まで加速するのに
必要な距離だけ離れた加速終了点と、ブロック終点から
最高速度から速度0まで減速するのに必要な距離だけ離
れた減速開始点とを求め、ブロック始点からブロック終
点までの内部分割点を設定し、該各内部分割点を通って
移動体を移動させる。即ち、複数の指令点にまたがって
新たに内部分割点を設定して工具を制御するため、指令
点の間隔が短いときでも工具を最高速度で送ることが可
能となる。また、軌跡の折れ角が所定角度より鋭角にな
っているとき、及び、次動作が工具の姿勢変化のみで移
動しないときに、ブロックへ分割するため、工具を高い
精度で送ることができる。
に分割し、ブロック始点から最高速度まで加速するのに
必要な距離だけ離れた加速終了点と、ブロック終点から
最高速度から速度0まで減速するのに必要な距離だけ離
れた減速開始点とを求め、ブロック始点からブロック終
点までの内部分割点を設定し、該各内部分割点を通って
移動体を移動させる。即ち、複数の指令点にまたがって
新たに内部分割点を設定して工具を制御するため、指令
点の間隔が短いときでも工具を最高速度で送ることが可
能となる。また、軌跡の折れ角が所定角度より鋭角にな
っているとき、及び、次動作が工具の姿勢変化のみで移
動しないときに、ブロックへ分割するため、工具を高い
精度で送ることができる。
【0018】
【発明の実施の形態】以下、本発明の軌跡制御装置の実
施形態について図を参照して説明する。図1は本第1実
施態様の工作機械10を適用した工作機械全体の構成を
示した図である。工作機械10は工作物Wを載置するテ
ーブル52を有した門型のフレーム50の天井に支持柱
51を介して取り付けられており、この工作機械10に
取り付けられた工具Tを所望の位置に移動して工作物W
を加工するものである。
施形態について図を参照して説明する。図1は本第1実
施態様の工作機械10を適用した工作機械全体の構成を
示した図である。工作機械10は工作物Wを載置するテ
ーブル52を有した門型のフレーム50の天井に支持柱
51を介して取り付けられており、この工作機械10に
取り付けられた工具Tを所望の位置に移動して工作物W
を加工するものである。
【0019】次に、図2に基づき工作機械10について
詳細に説明をする。図2に示すように工作機械10は、
主に、支持柱51によって外部に固定される基台11
と、ドリルやエンドミル等の工具Tを取り付けるトラベ
リングプレート12と、前記基台11および前記トラベ
リングプレート12を連結する6本のアーム14とから
構成されている。
詳細に説明をする。図2に示すように工作機械10は、
主に、支持柱51によって外部に固定される基台11
と、ドリルやエンドミル等の工具Tを取り付けるトラベ
リングプレート12と、前記基台11および前記トラベ
リングプレート12を連結する6本のアーム14とから
構成されている。
【0020】基台11は6角形状の部材であり、周囲に
3つの支持部11aが等間隔で設けられており、この支
持部11aに後述するアーム14が2本ずっ合計6本連
結されている。アーム14はロッド15およびガイド2
0から構成されており、6本とも同じ構成となってい
る。
3つの支持部11aが等間隔で設けられており、この支
持部11aに後述するアーム14が2本ずっ合計6本連
結されている。アーム14はロッド15およびガイド2
0から構成されており、6本とも同じ構成となってい
る。
【0021】ガイド20はベース22、スライドテーブ
ル26、ボールネジ24およびモータ25U、25u、
25V、25v、25W、25wから構成されている。
該モータ25U、25u、25V、25v、25W、2
5wには、それぞれモータ位置検出用エンコーダ31
U、31u、31V、31v、31W、31wが取り付
けられている。ベース22は断面形状がコ型をした部材
であり、それぞれのベース22は基台11に対して所定
角度α(例えば45度)傾斜して放射状に基台11に固
定されている。このベース22にはその長手方向にスラ
イドテーブル26が摺動可能に支持されている。また、
ベース22にはスライドテーブル26の図略のナットと
螺合するボールネジ24が回動可能に支持されており、
ベース22に固定され前記ボールネジ24に連結される
モータ25U、25u、25V、25v、25W、25
w(駆動装置)を駆動することにより、ボールネジ24
を回動し、結果としてスライドテーブル26をベース2
2の長手方向に移動するようになっている。
ル26、ボールネジ24およびモータ25U、25u、
25V、25v、25W、25wから構成されている。
該モータ25U、25u、25V、25v、25W、2
5wには、それぞれモータ位置検出用エンコーダ31
U、31u、31V、31v、31W、31wが取り付
けられている。ベース22は断面形状がコ型をした部材
であり、それぞれのベース22は基台11に対して所定
角度α(例えば45度)傾斜して放射状に基台11に固
定されている。このベース22にはその長手方向にスラ
イドテーブル26が摺動可能に支持されている。また、
ベース22にはスライドテーブル26の図略のナットと
螺合するボールネジ24が回動可能に支持されており、
ベース22に固定され前記ボールネジ24に連結される
モータ25U、25u、25V、25v、25W、25
w(駆動装置)を駆動することにより、ボールネジ24
を回動し、結果としてスライドテーブル26をベース2
2の長手方向に移動するようになっている。
【0022】上述したスライドテーブル26にはそれぞ
れロッド15がボールジョイント16(対偶)により連
結され、ボールジョイント16を支点としてロッド15
はスライドテーブル26に対して3次元方向に揺動可能
となっている。また、各ロッド15の他端はトラベリン
グプレート12にボールジョイント17(対偶)にて連
結され、ボールジョイント17を支点としてロッド15
はトラベリングプレート12に対して3次元方向に揺動
可能となっている。
れロッド15がボールジョイント16(対偶)により連
結され、ボールジョイント16を支点としてロッド15
はスライドテーブル26に対して3次元方向に揺動可能
となっている。また、各ロッド15の他端はトラベリン
グプレート12にボールジョイント17(対偶)にて連
結され、ボールジョイント17を支点としてロッド15
はトラベリングプレート12に対して3次元方向に揺動
可能となっている。
【0023】トラベリングプレート12は前記ロッド1
5の他端がボールジョイント17により同一平面上に連
結されており、下部にはドリルやエンドミル等の工具を
取り付ける図略の主軸が設けられている。以上の構成に
より、図略の制御装置より動作指令を与えることによっ
て、ガイド20のモータ25U、25u、25V、25
v、25W、25wを個別に駆動して6本のロッド15
をそれぞれ独立して揺動させる。すると、この6本のロ
ッド15の揺動の組み合わせにより、トラベリングプレ
ート12を6自由度制御(位置および姿勢制御)するこ
とができる。つまり、各支持部11aに支持された2本
1組のアーム14を同期して3組のアーム14を個別に
駆動することによりトラベリングプレートの位置を決定
し、各支持部11aに固定された2本1組のアーム14
のうちの各1本、即ち合計3本のアーム14を駆動する
ことによりトラベリングプレート12の姿勢を決定する
ことができるようになっている。そして、トラベリング
プレート12に取り付けられた工具を所望の位置および
姿勢に移動し、工作物の加工を行うようになっている。
5の他端がボールジョイント17により同一平面上に連
結されており、下部にはドリルやエンドミル等の工具を
取り付ける図略の主軸が設けられている。以上の構成に
より、図略の制御装置より動作指令を与えることによっ
て、ガイド20のモータ25U、25u、25V、25
v、25W、25wを個別に駆動して6本のロッド15
をそれぞれ独立して揺動させる。すると、この6本のロ
ッド15の揺動の組み合わせにより、トラベリングプレ
ート12を6自由度制御(位置および姿勢制御)するこ
とができる。つまり、各支持部11aに支持された2本
1組のアーム14を同期して3組のアーム14を個別に
駆動することによりトラベリングプレートの位置を決定
し、各支持部11aに固定された2本1組のアーム14
のうちの各1本、即ち合計3本のアーム14を駆動する
ことによりトラベリングプレート12の姿勢を決定する
ことができるようになっている。そして、トラベリング
プレート12に取り付けられた工具を所望の位置および
姿勢に移動し、工作物の加工を行うようになっている。
【0024】以上に述べたように本第1実施態様の工作
機械は、1本のロッド15で構成されるアーム14を6
本にてトラベリングプレート12を駆動するので、トラ
ベリングプレート12(工具T)の位置制御および姿勢
制御(6自由度制御)が行える。また、トラベリングプ
レート12を駆動するアーム14の構成をスライドテー
ブル26を移動させることにより揺動する1本のロッド
15にて行うようにしたため、加工によりトラベリング
プレート12に作用した加工反力は、すべてのロッド1
5に作用する圧縮力または引っ張り力に変換される。そ
して、この加工反力はスライドテーブル26とロッド1
5の両端を連結するボールジョイント16、17(対
偶)を介してスライドテーブル26を駆動する軸力とし
て伝わる。つまり、加工反力はロッド15およびボール
ネジ24の軸方向の荷重として作用するため、直接モー
タ25U〜25wに大きな負荷が作用することがないと
ともに、アーム14に曲げ力が一切作用しないため、高
負荷の作用する加工が高速で行える。
機械は、1本のロッド15で構成されるアーム14を6
本にてトラベリングプレート12を駆動するので、トラ
ベリングプレート12(工具T)の位置制御および姿勢
制御(6自由度制御)が行える。また、トラベリングプ
レート12を駆動するアーム14の構成をスライドテー
ブル26を移動させることにより揺動する1本のロッド
15にて行うようにしたため、加工によりトラベリング
プレート12に作用した加工反力は、すべてのロッド1
5に作用する圧縮力または引っ張り力に変換される。そ
して、この加工反力はスライドテーブル26とロッド1
5の両端を連結するボールジョイント16、17(対
偶)を介してスライドテーブル26を駆動する軸力とし
て伝わる。つまり、加工反力はロッド15およびボール
ネジ24の軸方向の荷重として作用するため、直接モー
タ25U〜25wに大きな負荷が作用することがないと
ともに、アーム14に曲げ力が一切作用しないため、高
負荷の作用する加工が高速で行える。
【0025】引き続き、図3を参照して制御装置70の
構成について説明する。制御装置70は、CPU71、
メモリ72、インタフェイス73、74から構成されて
いる。メモリ72には実加工処理を実行するためのプロ
グラムが記憶されている。インタフェイス73には、上
述したサーボモータ25U、25u、25V、25v、
25W、25wを駆動するデジタルサーボユニット81
〜86が接続されている。各デジタルサーボユニット8
1〜86はCPU71からの指令値(目標値)に基づい
てサーボモータ25U、25u、25V、25v、25
W、25wをそれぞれ駆動し、各モータ位置検出用エン
コーダ31U、31u、31V、31v、31W、31
wからのに出力によってフィードバック制御を行う。そ
して、サーボモータ25U、25u、25V、25v、
25W、25wによって駆動されるそれぞれのスライド
テーブル26を所望の位置にそれぞれ移動することによ
り、結果として、6本のロッド15を介して連結される
トラベリングプレート12を所望の位置及び姿勢に制御
するようになっている。
構成について説明する。制御装置70は、CPU71、
メモリ72、インタフェイス73、74から構成されて
いる。メモリ72には実加工処理を実行するためのプロ
グラムが記憶されている。インタフェイス73には、上
述したサーボモータ25U、25u、25V、25v、
25W、25wを駆動するデジタルサーボユニット81
〜86が接続されている。各デジタルサーボユニット8
1〜86はCPU71からの指令値(目標値)に基づい
てサーボモータ25U、25u、25V、25v、25
W、25wをそれぞれ駆動し、各モータ位置検出用エン
コーダ31U、31u、31V、31v、31W、31
wからのに出力によってフィードバック制御を行う。そ
して、サーボモータ25U、25u、25V、25v、
25W、25wによって駆動されるそれぞれのスライド
テーブル26を所望の位置にそれぞれ移動することによ
り、結果として、6本のロッド15を介して連結される
トラベリングプレート12を所望の位置及び姿勢に制御
するようになっている。
【0026】インタフェイス74には、後述する加工デ
ータ等を入力するキーボード76、加工データや現在の
工作機械10の状態等を表示する画像表示装置(CR
T)77、加工データを記憶する外部記憶装置(例えば
ハードディスク)73が接続されている。
ータ等を入力するキーボード76、加工データや現在の
工作機械10の状態等を表示する画像表示装置(CR
T)77、加工データを記憶する外部記憶装置(例えば
ハードディスク)73が接続されている。
【0027】引き続き、制御装置70による処理につい
て、図4〜図6のフローチャートを参照して説明する。
制御装置70は、先ず、工作機械10による金型加工用
のプログラムを入力する(S12)。次に、該プログラ
ムを解読(デコード)し(S14)、デコードした命令
が終了命令かを判断する(S16)。終了命令でない限
り(S16がNo)、命令が動作命令かを判断する(S
18)。動作命令ではない場合には(S18がNo)、
非動作処理を進める(S20)。例えば、冷却・潤滑用
のクーラントの噴出、停止、工具送りの一時停止等の処
理を行う。
て、図4〜図6のフローチャートを参照して説明する。
制御装置70は、先ず、工作機械10による金型加工用
のプログラムを入力する(S12)。次に、該プログラ
ムを解読(デコード)し(S14)、デコードした命令
が終了命令かを判断する(S16)。終了命令でない限
り(S16がNo)、命令が動作命令かを判断する(S
18)。動作命令ではない場合には(S18がNo)、
非動作処理を進める(S20)。例えば、冷却・潤滑用
のクーラントの噴出、停止、工具送りの一時停止等の処
理を行う。
【0028】一方、命令が動作命令のときは(S18が
Yes)、ステップ22のブロック生成処理を行う。該
ブロック処理では、与えられた教示点列を、1つの加速
−等速−減速にて工具を送れるブロックへ分割して行
く。この処理のサブルーチンを示す図5を参照して、当
該ブロック生成処理について詳細に説明する。ここで
は、図7(A)、図7(C)に示す教示点(指令点)列
を処理するものとして説明する。なお、ティーチングプ
レイバッグ式のロボット等においては教示点、数値制御
工作機械においては指令点という表現が適切と思われる
が、本実施態様においては、教示点と指令点とは、特に
区別していない。
Yes)、ステップ22のブロック生成処理を行う。該
ブロック処理では、与えられた教示点列を、1つの加速
−等速−減速にて工具を送れるブロックへ分割して行
く。この処理のサブルーチンを示す図5を参照して、当
該ブロック生成処理について詳細に説明する。ここで
は、図7(A)、図7(C)に示す教示点(指令点)列
を処理するものとして説明する。なお、ティーチングプ
レイバッグ式のロボット等においては教示点、数値制御
工作機械においては指令点という表現が適切と思われる
が、本実施態様においては、教示点と指令点とは、特に
区別していない。
【0029】先ず、開始点Pi を取得する(S52)。
図7(A)に示す例では、開始点として教示点P1を取
得する。次に、変数nを0に初期化する(S54)。そ
して、次の教示点Pi+1+n 、ここでは教示点P2を取得
し(S56)、点Pi+n (教示点P1)からPi+1+n
(教示点P2)までのベクトルを演算し(S58)、該
開始点Pi (教示点P1)からPi+1+n (教示点P2)
までの距離を演算する(S60)。その後、次次の教示
点Pi+2+n 、ここでは教示点P3を取得し(S62)、
次点(教示点P2)から次次点Pi+2+n (教示点P3)
までのベクトルを演算し(S64)、該開始点Pi (教
示点P1)からPi+2+n (教示点P3)までの距離を演
算する(S66)。
図7(A)に示す例では、開始点として教示点P1を取
得する。次に、変数nを0に初期化する(S54)。そ
して、次の教示点Pi+1+n 、ここでは教示点P2を取得
し(S56)、点Pi+n (教示点P1)からPi+1+n
(教示点P2)までのベクトルを演算し(S58)、該
開始点Pi (教示点P1)からPi+1+n (教示点P2)
までの距離を演算する(S60)。その後、次次の教示
点Pi+2+n 、ここでは教示点P3を取得し(S62)、
次点(教示点P2)から次次点Pi+2+n (教示点P3)
までのベクトルを演算し(S64)、該開始点Pi (教
示点P1)からPi+2+n (教示点P3)までの距離を演
算する(S66)。
【0030】引き続き、上記ステップ58にて求めたP
i+n −Pi+1+n のベクトルと、上記ステップ64にて求
めたPi+1+n −Pi+2+n のベクトルとから、両者の角度
が所定角度(例えば150°)以上かを判断する(S6
8)。即ち、教示点P1から教示点P2へ、更に教示点
P3へ工具を送った際に、軌跡の折れ角が150°以
上、言い換えるならば、該教示点P2にて方向が大きく
変化するかを判断する。方向が大きく変化し高速で工具
を送ると、工具軌跡が教示点から離れてしまう場合には
(S68がNo)、ステップ78へ移行する。他方、大
きく変化せず高速で工具を送っても工具軌跡が教示点P
2から離れない場合には(S68がYes)、ステップ
70へ進む。
i+n −Pi+1+n のベクトルと、上記ステップ64にて求
めたPi+1+n −Pi+2+n のベクトルとから、両者の角度
が所定角度(例えば150°)以上かを判断する(S6
8)。即ち、教示点P1から教示点P2へ、更に教示点
P3へ工具を送った際に、軌跡の折れ角が150°以
上、言い換えるならば、該教示点P2にて方向が大きく
変化するかを判断する。方向が大きく変化し高速で工具
を送ると、工具軌跡が教示点から離れてしまう場合には
(S68がNo)、ステップ78へ移行する。他方、大
きく変化せず高速で工具を送っても工具軌跡が教示点P
2から離れない場合には(S68がYes)、ステップ
70へ進む。
【0031】ステップ70では、開始点Pi から次点P
i+1+n までの距離が、開始点Pi から次次点Pi+2+n ま
での距離よりも短いかを後述する理由から判断する。短
い場合には(S70がYes)、ステップ72に進む。
i+1+n までの距離が、開始点Pi から次次点Pi+2+n ま
での距離よりも短いかを後述する理由から判断する。短
い場合には(S70がYes)、ステップ72に進む。
【0032】ステップ72では、次点Pi+1+n と次次点
Pi+2+n とが等しいか、即ち、次点では、姿勢変化のみ
で先端の移動が無いかを判断する。図1及び図2を参照
した工作機械10では、金型加工において、工具の工作
物Wに当たる角度を変えることがあり、この際には、工
具の移動を停止しないと適切に加工が進められなくな
る。このため、姿勢変化のみで先端の移動が無いときに
は(S72がNo)、ステップ78へ移行して該次点で
工具の送りを一旦停止するための処理を行う。他方、先
端の移動が有る際には(S72がYes)、ステップ7
4へ進む。
Pi+2+n とが等しいか、即ち、次点では、姿勢変化のみ
で先端の移動が無いかを判断する。図1及び図2を参照
した工作機械10では、金型加工において、工具の工作
物Wに当たる角度を変えることがあり、この際には、工
具の移動を停止しないと適切に加工が進められなくな
る。このため、姿勢変化のみで先端の移動が無いときに
は(S72がNo)、ステップ78へ移行して該次点で
工具の送りを一旦停止するための処理を行う。他方、先
端の移動が有る際には(S72がYes)、ステップ7
4へ進む。
【0033】ステップ74では、教示点の最終点かを判
断する。教示点の最終点では(S74がYes)、工具
の移動を停止させるためステップ78へ移行する。他
方、最終点では無いときには(S74がNo)、ステッ
プ76へ進み、変数nに1を加え、ステップ56へ戻
る。
断する。教示点の最終点では(S74がYes)、工具
の移動を停止させるためステップ78へ移行する。他
方、最終点では無いときには(S74がNo)、ステッ
プ76へ進み、変数nに1を加え、ステップ56へ戻
る。
【0034】ステップ56〜ステップ60では、次点P
i+1+n を教示点P3として処理を進め、ステップ62〜
ステップ66では、次次点Pi+2+n を教示点P4として
処理を進める。この処理を繰り返し、次点Pi+1+n を図
7(A)に示すP5とした際、Pi+n (P4)−Pi+1+
n (P5)と、Pi+1+n (P5)−Pi+2+n (P6)と
の角度が図中に示すように150°以上となり、ステッ
プ68における判断がNoとなる。即ち、教示点P4か
ら教示点P5へ、更に教示点P6へ工具を送ったとした
なら、該教示点P5にて方向が大きく変化し、工具軌跡
が教示点P5から離れてしまう。このため、ステップ7
8へ移行し、ブロック始点をP1とし、ブロック終点を
P5とする処理を行い、リターンする。即ち、図中で示
すP6を新たに開始点として上述した様に教示点をブロ
ックに分割する処理を開始する。
i+1+n を教示点P3として処理を進め、ステップ62〜
ステップ66では、次次点Pi+2+n を教示点P4として
処理を進める。この処理を繰り返し、次点Pi+1+n を図
7(A)に示すP5とした際、Pi+n (P4)−Pi+1+
n (P5)と、Pi+1+n (P5)−Pi+2+n (P6)と
の角度が図中に示すように150°以上となり、ステッ
プ68における判断がNoとなる。即ち、教示点P4か
ら教示点P5へ、更に教示点P6へ工具を送ったとした
なら、該教示点P5にて方向が大きく変化し、工具軌跡
が教示点P5から離れてしまう。このため、ステップ7
8へ移行し、ブロック始点をP1とし、ブロック終点を
P5とする処理を行い、リターンする。即ち、図中で示
すP6を新たに開始点として上述した様に教示点をブロ
ックに分割する処理を開始する。
【0035】上述した処理を繰り返し、図7(C)に示
すP17を開始点とし、次点Pi+1+n をP21とした
際、開始点Pi (P17)から次点Pi+1+n (P21)
までの距離L1が、開始点Pi (P17)から次次点P
i+2+n (P22)までの距離L2よりも図中に示す様に
短くなる。即ち、開始点P1から教示点P22への軌跡
がUターンしている。たとえ、軌跡の折れ角が所定角度
以上であっても、このように軌跡がUターンする教示点
P17からP22までを高速で送ると、連続する教示点
列を正確にトレースすることが困難であるため、ステッ
プ70の判断がNoとなり、ステップ78へ移行し、ブ
ロック始点をP17とし、ブロック終点をP21とする
処理を行い、リターンする。
すP17を開始点とし、次点Pi+1+n をP21とした
際、開始点Pi (P17)から次点Pi+1+n (P21)
までの距離L1が、開始点Pi (P17)から次次点P
i+2+n (P22)までの距離L2よりも図中に示す様に
短くなる。即ち、開始点P1から教示点P22への軌跡
がUターンしている。たとえ、軌跡の折れ角が所定角度
以上であっても、このように軌跡がUターンする教示点
P17からP22までを高速で送ると、連続する教示点
列を正確にトレースすることが困難であるため、ステッ
プ70の判断がNoとなり、ステップ78へ移行し、ブ
ロック始点をP17とし、ブロック終点をP21とする
処理を行い、リターンする。
【0036】上記ブロック生成処理の終了により、図4
に示す内部分割点設定処理(S24)へ進む。この処理
のサブルーチンを示す図6を参照して、当該内部分割点
設定処理について詳細に説明する。この内部分割点設定
処理では、分割されたブロックの始点から終点までを工
具を送るための内部分割点を設定する処理を行う。ここ
では、図7(A)に示す上記ブロック生成処理にて分割
された教示点を列処理するものとして説明する。
に示す内部分割点設定処理(S24)へ進む。この処理
のサブルーチンを示す図6を参照して、当該内部分割点
設定処理について詳細に説明する。この内部分割点設定
処理では、分割されたブロックの始点から終点までを工
具を送るための内部分割点を設定する処理を行う。ここ
では、図7(A)に示す上記ブロック生成処理にて分割
された教示点を列処理するものとして説明する。
【0037】先ず、ブロック始点Pi (P1)からブロ
ック終点Pi+1+n (P5)までの折れ線の全長を算出す
る(S82)。即ち、P1→P2、P2→P3、P3→
P4、P4→P5間の距離をそれぞれ求め、求めた距離
を加算する。
ック終点Pi+1+n (P5)までの折れ線の全長を算出す
る(S82)。即ち、P1→P2、P2→P3、P3→
P4、P4→P5間の距離をそれぞれ求め、求めた距離
を加算する。
【0038】次に、設定加速度αと算出した全長から加
速終了点と減速開始点を算出する(S84)。即ち、図
7(D)に示す様に、始点P1→教示点P2→教示点P
3方向に先ず加速度αで増速して、目標速度Vに達する
地点(加速終了点A0)を求め、目標速度Vに達したら
その目標速度Vで移動させ、そして、−αという目標加
速度(減速度としてはαとなる)で減速させて速度ゼロ
まで減速されたときにちょうど終点点P5に達するよう
な減速開始点C0を求め、この減速開始点C0から減速
を開始させる速度パターンを求める。ここで、目標速度
Vは工具等、軌跡を制御したい移動体の予め定められた
最高速度であり、目標加速度αは該移動体の最高加速度
である。
速終了点と減速開始点を算出する(S84)。即ち、図
7(D)に示す様に、始点P1→教示点P2→教示点P
3方向に先ず加速度αで増速して、目標速度Vに達する
地点(加速終了点A0)を求め、目標速度Vに達したら
その目標速度Vで移動させ、そして、−αという目標加
速度(減速度としてはαとなる)で減速させて速度ゼロ
まで減速されたときにちょうど終点点P5に達するよう
な減速開始点C0を求め、この減速開始点C0から減速
を開始させる速度パターンを求める。ここで、目標速度
Vは工具等、軌跡を制御したい移動体の予め定められた
最高速度であり、目標加速度αは該移動体の最高加速度
である。
【0039】そして、図7(D)に示す速度パターンに
沿って補間周期で分割し、補間周期毎の移動距離を演算
する(S86)。
沿って補間周期で分割し、補間周期毎の移動距離を演算
する(S86)。
【0040】引き続き、ステップ86にて演算した移動
距離を基に、図7(A)に示す始点P1から終点P5ま
での折れ線に沿って、図7(B)に示すように内部分割
点を設定する(S88)。即ち、始点P1から加速完了
点までを工具を加速運動させるための内部分割点A1を
設定する。次に、ブロックの終点かを判断する(S9
0)。ここでは、該判断がNoとなり、ステップ86へ
戻り、補間周期毎の移動距離を演算し、ステップ88に
て、更に、加速完了点までを加速運動させるための内部
分割点A2を設定する。上記ステップ86、88を繰り
返すことで、加速完了点までを加速運動させるための内
部分割点A3を、該加速完了点から減速開始点C0まで
を等速運動させるための内部分割点B1、B2、B3、
B4を、更に、該減速開始点から終点P5までを減速運
動させるための内部分割点C1、C2、C3を設定す
る。そして、終点P5まで処理を進めると、ステップ9
0の判断がYesとなって、該内部分割点設定処理が終
了する。
距離を基に、図7(A)に示す始点P1から終点P5ま
での折れ線に沿って、図7(B)に示すように内部分割
点を設定する(S88)。即ち、始点P1から加速完了
点までを工具を加速運動させるための内部分割点A1を
設定する。次に、ブロックの終点かを判断する(S9
0)。ここでは、該判断がNoとなり、ステップ86へ
戻り、補間周期毎の移動距離を演算し、ステップ88に
て、更に、加速完了点までを加速運動させるための内部
分割点A2を設定する。上記ステップ86、88を繰り
返すことで、加速完了点までを加速運動させるための内
部分割点A3を、該加速完了点から減速開始点C0まで
を等速運動させるための内部分割点B1、B2、B3、
B4を、更に、該減速開始点から終点P5までを減速運
動させるための内部分割点C1、C2、C3を設定す
る。そして、終点P5まで処理を進めると、ステップ9
0の判断がYesとなって、該内部分割点設定処理が終
了する。
【0041】図4に示す内部分割点設定処理(S24)
に続いて、ステップ26にて加速区間かを判断する。図
7(B)に示す加速区間(例えば内部分割点A1→A
2)を工具を送る際には(S26がYes)、ステップ
28へ移行して、工具を該内部分割点A1→A2に沿っ
て加速度αにて送る加速処理を行う。また、等速区間
(例えば内部分割点B2→B3)を工具を送る際には
(S30がYes)、ステップ32へ移行して、工具を
該内部分割点B2→B3に沿って速度Vにて送る等速処
理を行う。減速区間(例えば内部分割点C1→C2)を
工具を送る際には(S34がYes)、ステップ36へ
移行して、工具を該内部分割点C1→C2に沿って減速
加速度αにて送る減速処理を行う。そして、終点P5ま
で工具を送ることで、ステップ38の判断がYesとな
って、ステップ14へ戻り次の命令をデコードし、上記
処理を続ける。全ての命令を処理することで、ステップ
16の判断がYesとなって、制御装置70による処理
が完了する。
に続いて、ステップ26にて加速区間かを判断する。図
7(B)に示す加速区間(例えば内部分割点A1→A
2)を工具を送る際には(S26がYes)、ステップ
28へ移行して、工具を該内部分割点A1→A2に沿っ
て加速度αにて送る加速処理を行う。また、等速区間
(例えば内部分割点B2→B3)を工具を送る際には
(S30がYes)、ステップ32へ移行して、工具を
該内部分割点B2→B3に沿って速度Vにて送る等速処
理を行う。減速区間(例えば内部分割点C1→C2)を
工具を送る際には(S34がYes)、ステップ36へ
移行して、工具を該内部分割点C1→C2に沿って減速
加速度αにて送る減速処理を行う。そして、終点P5ま
で工具を送ることで、ステップ38の判断がYesとな
って、ステップ14へ戻り次の命令をデコードし、上記
処理を続ける。全ての命令を処理することで、ステップ
16の判断がYesとなって、制御装置70による処理
が完了する。
【0042】引き続き、本実施態様の軌跡制御方式にお
ける折れ角と軌跡誤差との関係について、図8を参照し
て説明する。ここで、従来の教示点から次の教示点まで
送るP−T−P方式においては、図7(E)に示す、点
B1n→Pn →B2nの経路を通っていたのが、本実施態様
の方式では、点B1n→B2nの経路を通る。このため、指
令速度(50、30、10m/min )及び折れ角β(15
0°、160°、170°)を変えた際の、図中hで示
す軌跡誤差、図中Fに沿った速度(実速度)を検証した
結果を図8中に示す。
ける折れ角と軌跡誤差との関係について、図8を参照し
て説明する。ここで、従来の教示点から次の教示点まで
送るP−T−P方式においては、図7(E)に示す、点
B1n→Pn →B2nの経路を通っていたのが、本実施態様
の方式では、点B1n→B2nの経路を通る。このため、指
令速度(50、30、10m/min )及び折れ角β(15
0°、160°、170°)を変えた際の、図中hで示
す軌跡誤差、図中Fに沿った速度(実速度)を検証した
結果を図8中に示す。
【0043】図8中に示すように指令速度を50m/min
(単位時間内移動距離8.33mm)で、折れ角が150
°のときに要求精度値(1mm)を越える。従って、折れ
角を150°に設定した際には、指令速度は10〜40
m/min が適切である。このため、上述したように本実施
態様では、教示点の折れ角が150°以上のときには、
該教示点を終点として設定することでブロックを分割
し、工具の移動軌跡が該教示点から離れるのを防止して
いる。
(単位時間内移動距離8.33mm)で、折れ角が150
°のときに要求精度値(1mm)を越える。従って、折れ
角を150°に設定した際には、指令速度は10〜40
m/min が適切である。このため、上述したように本実施
態様では、教示点の折れ角が150°以上のときには、
該教示点を終点として設定することでブロックを分割
し、工具の移動軌跡が該教示点から離れるのを防止して
いる。
【0044】一方、速度の変化は、150°のときで最
低の96.5%であり、いずれも95%以上であるた
め、速度変化は加工品質に影響する程ではないと判断さ
れる。すなわち、要求精度値が1mm程度の金型の荒加
工、中仕上加工において40m/min の高速加工が可能と
なる。
低の96.5%であり、いずれも95%以上であるた
め、速度変化は加工品質に影響する程ではないと判断さ
れる。すなわち、要求精度値が1mm程度の金型の荒加
工、中仕上加工において40m/min の高速加工が可能と
なる。
【0045】前述の実施態様においては、軌跡制御装置
を金型加工様のパラレルリンク式ロボット10に適用す
る例について説明したが、本発明の軌跡制御装置はシリ
アル式ロボットハンド等の物体の移動軌跡を制御する一
般の装置に適用できることは言うまでもない。
を金型加工様のパラレルリンク式ロボット10に適用す
る例について説明したが、本発明の軌跡制御装置はシリ
アル式ロボットハンド等の物体の移動軌跡を制御する一
般の装置に適用できることは言うまでもない。
【0046】
【発明の効果】請求項1の発明では、指令点(教示点)
列をブロックに分割し、ブロック始点からブロック終点
までの内部分割点を設定し、該各内部分割点を通って移
動体を移動させる。即ち、複数の指令点にまたがって新
たに内部分割点を設定して移動体を制御するため、指令
点の間隔が短いときでも移動体を最高速度で送ることが
可能となる。
列をブロックに分割し、ブロック始点からブロック終点
までの内部分割点を設定し、該各内部分割点を通って移
動体を移動させる。即ち、複数の指令点にまたがって新
たに内部分割点を設定して移動体を制御するため、指令
点の間隔が短いときでも移動体を最高速度で送ることが
可能となる。
【0047】請求項2の発明では、軌跡の折れ角が所定
角度より鋭角になっているとき、ブロック始点から指令
点までの距離がブロック始点から前記指令点の一つ手前
の指令点までの距離よりも短くなっているとき、指令点
が最始点であるとき、次動作が移動体の姿勢変化のみで
移動しないときに、ブロックへ分割するため、移動体を
高い精度で送ることができる。
角度より鋭角になっているとき、ブロック始点から指令
点までの距離がブロック始点から前記指令点の一つ手前
の指令点までの距離よりも短くなっているとき、指令点
が最始点であるとき、次動作が移動体の姿勢変化のみで
移動しないときに、ブロックへ分割するため、移動体を
高い精度で送ることができる。
【0048】請求項3の発明では、指令点列をブロック
に分割し、ブロック始点からブロック終点までの内部分
割点を設定し、該各内部分割点を通って移動体を移動さ
せる。即ち、複数の指令点にまたがって新たに内部分割
点を設定して工具を制御するため、指令点の間隔が短い
ときでも工具を最高速度で送ることが可能となる。ま
た、軌跡の折れ角が所定角度より鋭角になっていると
き、及び、次動作が工具の姿勢変化のみで移動しないと
きに、ブロックへ分割するため、移動体を高い精度で送
ることができる。
に分割し、ブロック始点からブロック終点までの内部分
割点を設定し、該各内部分割点を通って移動体を移動さ
せる。即ち、複数の指令点にまたがって新たに内部分割
点を設定して工具を制御するため、指令点の間隔が短い
ときでも工具を最高速度で送ることが可能となる。ま
た、軌跡の折れ角が所定角度より鋭角になっていると
き、及び、次動作が工具の姿勢変化のみで移動しないと
きに、ブロックへ分割するため、移動体を高い精度で送
ることができる。
【図1】本発明の一実施態様に係る軌跡制御装置により
制御されるロボットの機械的構成を示す斜視図である。
制御されるロボットの機械的構成を示す斜視図である。
【図2】図1に示すロボットの機械的構成を示す斜視図
である。
である。
【図3】本発明の一実施態様に係る制御装置の構成を示
すブロック図である。
すブロック図である。
【図4】本実施態様の制御装置による処理のメインルー
チンを示すフローチャートである。
チンを示すフローチャートである。
【図5】図4に示すブロック生成処理のサブルーチンを
示すフローチャートである。
示すフローチャートである。
【図6】図4に示す内部分割点設定処理のサブルーチン
を示すフローチャートである。
を示すフローチャートである。
【図7】図7(A)は教示点列を示す説明図、図7
(B)は内部分割点の設定を示す説明図、図7(C)は
教示点列を示す説明図、図7(D)は本実施態様の軌跡
制御方式における速度成分の台形のパターンを示す説明
図、図7(E)は本実施態様の移動軌跡の説明図であ
る。
(B)は内部分割点の設定を示す説明図、図7(C)は
教示点列を示す説明図、図7(D)は本実施態様の軌跡
制御方式における速度成分の台形のパターンを示す説明
図、図7(E)は本実施態様の移動軌跡の説明図であ
る。
【図8】本実施態様の軌跡制御方式における折れ角と軌
跡誤差との関係を示す図表である。
跡誤差との関係を示す図表である。
【図9】図9(A)は従来技術の軌跡制御方式において
教示点の間隔が長い場合の軌跡の説明図、図9(B)
は、図9(A)の速度成分V1 、V2の台形のパターン
を示す説明図である。図9(C)は従来技術の軌跡制御
方式において教示点の間隔が短い場合の軌跡の説明図、
図9(D)は図9(C)の速度成分の三角形のパターン
を示す説明図である。
教示点の間隔が長い場合の軌跡の説明図、図9(B)
は、図9(A)の速度成分V1 、V2の台形のパターン
を示す説明図である。図9(C)は従来技術の軌跡制御
方式において教示点の間隔が短い場合の軌跡の説明図、
図9(D)は図9(C)の速度成分の三角形のパターン
を示す説明図である。
10 ロボット 70 制御装置 72 メモリ 73 外部記憶装置 74 CPU 76 入力装置 77 CRT T 工具(移動体) W 工作物
Claims (3)
- 【請求項1】 最始点および最終点を含む指令点列に沿
って移動体の軌跡を制御する軌跡制御装置において、 前記指令点列をブロック始点及びブロック終点を含む指
令点列からなるブロックに分割するブロック分割手段
と、 前記軌跡上でかつ速度0から最高速度まで加速するのに
必要な距離だけ前記ブロック始点から離れた加速終了点
を演算する手段と、 前記軌跡上でかつ最高速度から速度0まで減速するのに
必要な距離だけ前記ブロック終点から離れた減速開始点
を演算する手段と、 前記軌跡上でかつ前記ブロック始点から前記加速終了点
までの間に移動体を加速運動させるための内部分割点を
設定する手段と、 前記軌跡上でかつ前記加速終了点から前記減速開始点ま
での間に移動体を等速運動させるための内部分割点を設
定する手段と、 前記軌跡上でかつ前記減速開始点から前記ブロック終点
までの間に移動体を減速運動させるための内部分割点を
設定する手段と、 前記ブロック始点から前記各内部分割点を通って前記ブ
ロック終点に至る軌跡上を移動体を移動させる手段と、 からなることを特徴とする軌跡制御装置。 - 【請求項2】 前記ブロック分割手段は、 軌跡の折れ角が所定角度より鋭角になっているとき、 ブロック始点から指令点までの距離がブロック始点から
前記指令点の一つ手前の指令点までの距離よりも短くな
っているとき、 指令点が最終点であるとき、 のいずれかの条件を満たす指令点において、ブロックに
分割することを特徴とする請求項1の軌跡制御装置。 - 【請求項3】 基台に対してパラレルリンク機構を介し
て保持された工具を備え、工具の位置および姿勢を制御
可能な工作機械において、工具を最始点および最終点を
含む指令点列に沿って移動させる軌跡制御装置であっ
て、 前記指令点列をブロック始点およびブロック終点を含む
指令点列からなるブロックに分割するブロック分割手段
と、 前記軌跡上でかつ速度0から最高速度まで加速するのに
必要な距離だけ前記ブロック始点から離れた加速終了点
を演算する手段と、 前記軌跡上でかつ最高速度から速度0まで減速するのに
必要な距離だけ前記ブロック終点から離れた減速開始点
を演算する手殴と、 前記軌跡上でかつ前記ブロック始点から前記加速終了点
までの間に工具を加速運動させるための内部分割点を設
定する手段と、 前記軌跡上でかつ前記加速終了点から前記減速開始点ま
での間に工具を等速運動させるための内部分割点を設定
する手段と、 前記軌跡上でかつ前記加速終了点から前記ブロック終点
までの間に工具を加速運動させるための内部分割点を設
定する手段と、 前記ブロック始点から前記各内部分割点を通って前記ブ
ロック終点に至る軌跡上を工具を移動させる手段とを備
え、 前記ブロック分割手段は、軌跡の折れ角が所定角度より
鋭角になっているとき、ブロック始点から指令点までの
距離がブロック始点から前記指令点の一つ手前の指令点
までの距離よりも短くなっているとき、指令点が最終点
であるとき、次動作が工具の姿勢制御のみで移動しない
ときのいずれかの条件を満たす指令点において、ブロッ
クに分割することを特徴とする軌跡制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10668497A JPH10286788A (ja) | 1997-04-09 | 1997-04-09 | 軌跡制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10668497A JPH10286788A (ja) | 1997-04-09 | 1997-04-09 | 軌跡制御装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10286788A true JPH10286788A (ja) | 1998-10-27 |
Family
ID=14439899
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10668497A Pending JPH10286788A (ja) | 1997-04-09 | 1997-04-09 | 軌跡制御装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH10286788A (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014161918A (ja) * | 2013-02-21 | 2014-09-08 | Seiko Epson Corp | ロボット制御システム、ロボット、ロボット制御方法及びプログラム |
JP2014161917A (ja) * | 2013-02-21 | 2014-09-08 | Seiko Epson Corp | ロボット制御システム、ロボット、ロボット制御方法及びプログラム |
WO2014156784A1 (ja) * | 2013-03-26 | 2014-10-02 | Ntn株式会社 | リンク作動装置の制御装置 |
JP2014188602A (ja) * | 2013-03-26 | 2014-10-06 | Ntn Corp | リンク作動装置の制御装置 |
JP2019166623A (ja) * | 2018-03-26 | 2019-10-03 | 日本電産株式会社 | ロボット制御装置、ロボット制御方法、プログラム |
JP2019166622A (ja) * | 2018-03-26 | 2019-10-03 | 日本電産株式会社 | ロボット制御装置、ロボット制御方法、プログラム |
-
1997
- 1997-04-09 JP JP10668497A patent/JPH10286788A/ja active Pending
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014161918A (ja) * | 2013-02-21 | 2014-09-08 | Seiko Epson Corp | ロボット制御システム、ロボット、ロボット制御方法及びプログラム |
JP2014161917A (ja) * | 2013-02-21 | 2014-09-08 | Seiko Epson Corp | ロボット制御システム、ロボット、ロボット制御方法及びプログラム |
WO2014156784A1 (ja) * | 2013-03-26 | 2014-10-02 | Ntn株式会社 | リンク作動装置の制御装置 |
JP2014188602A (ja) * | 2013-03-26 | 2014-10-06 | Ntn Corp | リンク作動装置の制御装置 |
US9808932B2 (en) | 2013-03-26 | 2017-11-07 | Ntn Corporation | Linking apparatus control device |
EP2979823A4 (en) * | 2013-03-26 | 2018-01-10 | NTN Corporation | Linking apparatus control device |
EP3498432A1 (en) * | 2013-03-26 | 2019-06-19 | NTN Corporation | Linking apparatus control device |
JP2019166623A (ja) * | 2018-03-26 | 2019-10-03 | 日本電産株式会社 | ロボット制御装置、ロボット制御方法、プログラム |
JP2019166622A (ja) * | 2018-03-26 | 2019-10-03 | 日本電産株式会社 | ロボット制御装置、ロボット制御方法、プログラム |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0642893B1 (en) | Method for optimizing the motion of a multi-axis robot | |
JP3830475B2 (ja) | 制御装置 | |
JP6268819B2 (ja) | 多軸型ロボットの軌道生成方法 | |
JP3592628B2 (ja) | 数値制御方法 | |
JP6360301B2 (ja) | 動作プログラム作成方法およびロボットの制御方法 | |
JP2007000954A (ja) | ロボット教示装置及び方法 | |
JPH10286788A (ja) | 軌跡制御装置 | |
JPH1148091A (ja) | 軌跡制御装置 | |
JP4528577B2 (ja) | 工業用ロボット | |
JP6649336B2 (ja) | ワーク移動装置及びロボットを協調して動作させるように制御する制御装置及び制御方法 | |
JPH08155647A (ja) | 溶接ロボットのウィービング制御装置 | |
JP2002091568A (ja) | パラレルリンク機構の制御方法及び制御装置 | |
JPH11114858A (ja) | 軌跡制御方法および軌跡制御装置 | |
JPH0677910B2 (ja) | 産業用ロボツトの制御方法 | |
JP2003015715A (ja) | 指令値生成方法、指令値生成システムおよびプログラム作成装置 | |
JP2000127068A (ja) | 軌跡制御方法および軌跡制御装置 | |
JP2985138B2 (ja) | 速度制御装置および数値制御送り速度制御方法 | |
WO2002033815A1 (fr) | Procede de commande de l'acceleration/deceleration d'un moteur | |
JP3089797B2 (ja) | 数値制御装置 | |
JPH02144705A (ja) | ロボットアームの制御方法 | |
JP7487468B2 (ja) | 数値制御装置、数値制御方法、及び記憶媒体 | |
JP2001242921A (ja) | 加工装置の制御装置、加工装置の制御方法、加工システム、及び記憶媒体 | |
JP6002431B2 (ja) | 加工機の制御装置及びその方法 | |
US20230286152A1 (en) | Robot system and controller | |
JPH0236406A (ja) | スプライン補間機能を有するnc装置 |