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公開番号2024148887
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-18
出願番号2023062442
出願日2023-04-07
発明の名称制御装置および制御方法
出願人アズビル株式会社
代理人弁理士法人山王内外特許事務所
主分類B25J 9/10 20060101AFI20241010BHJP(手工具;可搬型動力工具;手工具用の柄;作業場設備;マニプレータ)
要約【課題】制約を満たしかつ駆動時間を短縮することが可能となるとともに、処理に要する演算量を低減することを可能とする。
【解決手段】軌跡を、通過点間の連続した区間であって、当該軌跡上の相対位置である観測位置が時間に関する多項式で表された区間である標本区間に分割する区間分割部102と、区間分割部102により分割された標本区間ごとに、観測位置の多項式の係数である観測運動係数を初期化する区間速度初期化部104と、区間分割部102により分割された標本区間ごとに、当該標本区間の通過に要する時間が制約条件を満たすなかで短くなるよう、区間速度初期化部104により初期化された観測運動係数を更新する区間速度更新部105と、区間速度更新部105により更新された観測運動係数に基づいて、ロボットアームが有する各関節の関節角度を制御時刻ごとに取得する時系列角度取得部106とを備えた。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
軌跡を、通過点間の連続した区間であって、当該軌跡上の相対位置である観測位置が時間に関する多項式で表された区間である標本区間に分割する区間分割部と、
前記区間分割部により分割された標本区間ごとに、観測位置の多項式の係数である観測運動係数を初期化する区間速度初期化部と、
前記区間分割部により分割された標本区間ごとに、当該標本区間の通過に要する時間が制約条件を満たすなかで短くなるよう、前記区間速度初期化部により初期化された観測運動係数を更新する区間速度更新部と、
前記区間速度更新部により更新された観測運動係数に基づいて、ロボットアームが有する各関節の関節角度を制御時刻ごとに取得する時系列角度取得部と
を備えた制御装置。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記区間分割部により分割された標本区間ごとに、監視対象となる特徴量または当該特徴量を積分した値を観測位置の多項式で近似し、当該多項式の係数および当該特徴量に関する制約範囲を取得する区間情報取得部を備え、
前記区間速度更新部は、前記区間情報取得部による取得結果に基づいて、特徴量の出力範囲を算出し、当該出力範囲が制約範囲に違反しないように、前記区間速度初期化部により初期化された観測運動係数を更新する
ことを特徴とする請求項１記載の制御装置。
【請求項３】
前記区間分割部は、少なくとも１つ以上の関節の関節角度が極値をとる通過点が標本区間の境界となるように、軌跡を複数の標本区間に分割する
ことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の制御装置。
【請求項４】
前記区間分割部は、監視対象となる特徴量または当該特徴量を積分した値のうち少なくとも１つ以上が極値をとる通過点が標本区間の境界となるように、軌跡を複数の標本区間に分割する
ことを特徴とする請求項２記載の制御装置。
【請求項５】
前記区間分割部は、標本区間において、前記監視対象となる特徴量または当該特徴量を積分した値のうち少なくとも１つ以上が所定の条件を満たすように、軌跡を複数の標本区間に分割する
ことを特徴とする請求項２記載の制御装置。
【請求項６】
前記区間分割部は、標本区間において、前記監視対象となる特徴量に関する制約範囲群のうち少なくとも１つ以上が所定の条件を満たすように、軌跡を複数の標本区間に分割する
ことを特徴とする請求項２記載の制御装置。
【請求項７】
区間分割部が、軌跡を、通過点間の連続した区間であって、当該軌跡上の相対位置である観測位置が時間に関する多項式で表された区間である標本区間に分割するステップと、
区間速度初期化部が、前記区間分割部により分割された標本区間ごとに、観測位置の多項式の係数である観測運動係数を初期化するステップと、
区間速度更新部が、前記区間分割部により分割された標本区間ごとに、当該標本区間の通過に要する時間が制約条件を満たすなかで短くなるよう、前記区間速度初期化部により初期化された観測運動係数を更新するステップと、
時系列角度取得部が、前記区間速度更新部により更新された観測運動係数に基づいて、ロボットアームが有する各関節の関節角度を制御時刻ごとに取得するステップと
を有する制御方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、ロボットアームを制御する制御装置および制御方法に関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
産業分野における複数の関節を有するロボットアームは、プログラム等の指示に従い、現在位置から目標位置まで移動する。その際、現在位置から目標位置までの各関節の各制御時刻における関節角度指令値を事前に算出し、その指令値に従って各関節を駆動する方法がある。そして、ロボットアームを高速に駆動して駆動時間を短縮したいという要求がある。
【０００３】
このような要求に答えるべく、例えば特許文献１に示すように、ロボットアームの駆動時間を短縮する制御方法が開示されている。
この特許文献１に開示された制御方法では、軌跡の始点から終点まで多数の通過点を細かく設定し、始点から順に各通過点での関節角速度を、速度または加速度に課せられた各種制約に違反しない範囲でなるべく速くする。これにより、特許文献１に開示された制御方法では、軌跡における始点から終点までの駆動時間を短縮できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２００８－１９４７６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示された制御方法では、軌道中の数多くの通過点のそれぞれについて速度を決定する処理を行うため、その処理に要する全体の演算量が多くなるという課題がある。
【０００６】
本開示は、上記のような課題を解決するためになされたもので、制約を満たしかつ駆動時間を短縮することが可能となるとともに、処理に要する演算量を低減することが可能となる制御装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示に係る制御装置は、軌跡を、通過点間の連続した区間であって、当該軌跡上の相対位置である観測位置が時間に関する多項式で表された区間である標本区間に分割する区間分割部と、区間分割部により分割された標本区間ごとに、観測位置の多項式の係数である観測運動係数を初期化する区間速度初期化部と、区間分割部により分割された標本区間ごとに、当該標本区間の通過に要する時間が制約条件を満たすなかで短くなるよう、区間速度初期化部により初期化された観測運動係数を更新する区間速度更新部と、区間速度更新部により更新された観測運動係数に基づいて、ロボットアームが有する各関節の関節角度を制御時刻ごとに取得する時系列角度取得部とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本開示によれば、上記のように構成したので、制約を満たしかつ駆動時間を短縮することが可能となるとともに、処理に要する演算量を低減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
実施の形態１に係る制御装置の構成例を示す図である。
実施の形態１に係る制御装置の動作例を示すフローチャートである。
実施の形態１における通過点情報取得部の動作例を示すフローチャートである。
実施の形態１における区間情報取得部の動作例を示すフローチャートである。
実施の形態１における区間速度初期化部の動作例を示すフローチャートである。
実施の形態１における区間速度初期化部が用いる全体Ｓ字カーブの一例を示す図である。
実施の形態１における区間速度更新部の動作例を示すフローチャートである。
実施の形態１における区間速度更新部による更新前後のＳ字カーブの一例を示す図である。
実施の形態１における時系列角度取得部の動作例を示すフローチャートである。
実施の形態１における関節制御部の動作例を示すフローチャートである。
実施の形態２における区間分割部の動作例を示すフローチャートである。
実施の形態４における区間分割部の動作例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
実施の形態１．
図１は実施の形態１に係る制御装置１の構成例を示す図である。
制御装置１は、図１に示すように、通過点情報取得部１０１、区間分割部１０２、区間情報取得部１０３、区間速度初期化部１０４、区間速度更新部１０５、時系列角度取得部１０６、および、関節制御部１０７を備えている。
（【００１１】以降は省略されています）

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