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JP2874238B2 - 多関節形ロボットの制御方法 - Google Patents

多関節形ロボットの制御方法

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JP2874238B2
JP2874238B2 JP2011890A JP1189090A JP2874238B2 JP 2874238 B2 JP2874238 B2 JP 2874238B2 JP 2011890 A JP2011890 A JP 2011890A JP 1189090 A JP1189090 A JP 1189090A JP 2874238 B2 JP2874238 B2 JP 2874238B2
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善勝 南
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YASUKAWA DENKI KK
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    • B25J9/00Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16Programme controls
    • B25J9/1628Programme controls characterised by the control loop
    • B25J9/1643Programme controls characterised by the control loop redundant control
    • 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
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は冗長度を有する多関節形ロボットの制御方法
に関する。
[従来の技術] 近年、産業用ロボットは複雑な作業に対応するため
に、より柔軟な動きが要求され、同時に制御できる軸数
が増加する傾向にある。一般に任意の手先位置と手先姿
勢をロボットがとるためには、6軸あることが必要かつ
十分な条件であるが、最近は、冗長度を有する6軸を超
える産業用ロボットも求められるようになってきた。
しかしながら、ロボットの手先を補間動作させるに
は、ある軸跡上の手先の位置・姿勢をロボットの各関節
の回転角で制御しなければならない。この際、冗長度を
有する6軸を超えるロボットでは演算量が膨大であるた
め、動作中の実時間で処理することは困難でほとんど実
用に供されていなかった。
そこで、この問題を解決するため、従来技術としては
特開昭64-42704号公報に示すように、7軸ロボットの第
2軸の回転角の余弦と第6軸の回転角の余弦との和また
は差が極値をとるように第4軸の回転角を決定する制御
方法が提案されている。また、特開昭64-16389号公報で
は冗長度分の軸を固定して仮想の6軸ロボットを再構成
してロボットの手先位置・姿勢を制御するものが提案さ
れている。
[発明が解決しようとする課題] 上述した従来の制御方法は、7軸ロボットに限定され
るか、もしくは仮想の6軸ロボットとして制御しなけれ
ばならないので、冗長軸は一時的に停止した状態とな
り、全軸同時制御とは言えず、柔軟な動きを制御するこ
とができないという欠点がある。
本発明は上記欠点に鑑み、全軸同時制御できる多関節
形ロボットの制御方法を提供することを目的とする。
[課題を解決するための手段] 本発明の多関節形ロボットの制御方法は、多関節形ロ
ボットの軸を6軸以下の、固定されない2区分とし、区
分点に対し基準点側を冗長軸、手先側を基本軸とする第
1のステップと、区分点を第1の制御点、手先を第2の
制御点として、第1の制御点を補間制御し、補間制御さ
れた第1の制御点を新たな基準点とみなして第2の制御
点をさらに補間制御する第2のステップとを有する。
[作用] 基準点から第1の制御点までと、第1の制御点から第
2の制御点まではいずれも6軸以下であるから、従来の
制御方法により、第1の制御点を補間制御し、補間制御
された第1の制御点を基準に第2の制御点を補間制御す
る。
[実施例] 次に、本発明の実施例について図面を参照して説明す
る。
第1図は本発明の多関節形ロボットの制御方法の一実
施例を示すブロック図、第2図は第1,第2の制御点を示
す図、第3図は第2図を詳細に示す図、第4図は制御方
法を示す図である。
本実施例においては、第2図,第3図に示すように、
全12軸を6軸ずつに区分し、第1の制御点である冗長軸
の制御点Pと第2の制御点であるロボット手先の制御点
QがそれぞれP1,Q1とP2,Q2と数示されたと仮定し、ロ
ボット手先の制御点Qが直線補間動作するものとして説
明する。
記憶部1から第2の制御点Q1,Q2を数示するロボット
の各軸のパルスデータを取り出し、順変換器2で順変換
を行いP1,Q1,P2,Q2の位置・姿勢データを計算する。
この計算はロボットの軸構成及び各軸の回転角が与えら
れると可能であることは既知の技術なので説明を省略す
る。
次にロボット手先の制御点Qに関し、Q1からQ2へ直線
補間を行う計算を補間計算器4で行う。その際、第4図
に示すように分割数nに対するi番目の制御点Qiの位置
・姿勢を表わすマトリックスをTi(i=1…n)とす
る。さらに冗長軸の制御点PがP1からP2へ補間動作を行
う計算を補間計算器3で行う。この補間動作は、直線補
間と限定する必要はなく、状況に応じてジョイント動作
(各軸が始点から終点へ同時スタート、同時停止で動く
動作:PTP制御ともいう)、直線補間、円弧補間と使い分
けることが可能である。分割数nに対するi番目の制御
点Piの位置・姿勢を表わすマトリックスをSi(i=1…
n)とする。Siを逆変換器5へ入力することにより冗長
軸の各軸回転角θ1〜θ6は算出される。この算出方法と
しては、例えば特開昭62-193786号公報に記載された方
法を用いることができる。
一方、基本軸は下記のマトリックス計算の結果得られ
iを逆変換器6へ入力することにより各軸の回転角θ7
〜θ12が算出される。
Ti=Si・Ui Ui=Si -1・Ti(i=1…n) この算出方法も前記公報に記載された方法を用いるこ
とができる。
以上、算出された各軸回転角θ1〜θ12を位置指令器
7へ入力し、その出力が各軸サーボアンプヘ入力され
る。
[発明の効果] 以上説明したように本発明は、多関節形ロボットの軸
を6軸以下に区分して、第1、第2の制御点を設定し、
第1の制御点を基準に第2の制御点を制御することによ
り、7軸ロボットに限定されることもなく、冗長軸を一
時的に停止して仮想の6軸ロボットとして制御する必要
もなく、12軸同時制御を行いながら、各種補間動作が可
能となり柔軟な動きを制御することができるという効果
がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の多関節形ロボットの制御方法の一実施
例を示すブロック図、第2図は制御点を示す図、第3図
は第2図を詳細に示す図、第4図は制御方法を示す図で
ある。 1……記憶部、2……順変換器、3,4……補間計算器、
5,6……逆変換器、7……位置指令器。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G05B 19/18 G05B 19/4103 B25J 9/10

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】6軸を超え12軸以下の多関節形ロボットの
    制御方法において、 前記軸を6軸以下の、固定されない2区分とし、区分点
    に対し基準点側を冗長軸、手先側を基本軸とする第1の
    ステップと、区分点を第1の制御点、手先を第2の制御
    点として、第1の制御点を補間制御し、補間制御された
    第1の制御点を新たな基準点とみなして第2の制御点を
    さらに補間制御する第2のステップとを有することを特
    徴とする多関節形ロボットの制御方法。
JP2011890A 1990-01-22 1990-01-23 多関節形ロボットの制御方法 Expired - Fee Related JP2874238B2 (ja)

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