在速度抑制处理中，维持手腕前端的位置及手腕前端的移动速度与轴的允许速度，并且抑制目的坐标系中的姿势角度的特定成分的变动。在计算提示路径上的插值点的位置、姿势、以及各轴的角度并进行运动的多关节机器人中，判别手腕轴的速度是否超过允许限度，在超过允许限度的情况下，计算使速度为允许限度内的该手腕轴的角度的多个候选，从多个该候选中，选择焊接线坐标系的姿势角的特定成分的变动得到最大抑制的候选，作为该手腕轴的角度，重新计算与其对应的其他轴的角度并作为下一插值点的角度，驱动多关节机器人。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】在速度抑制处理中，维持手腕前端的位置及手腕前端的移动速度与轴的允许速度，并且抑制目的坐标系中的姿势角度的特定成分的变动。在计算提示路径上的插值点的位置、姿势、以及各轴的角度并进行运动的多关节机器人中，判别手腕轴的速度是否超过允许限度，在超过允许限度的情况下，计算使速度为允许限度内的该手腕轴的角度的多个候选，从多个该候选中，选择焊接线坐标系的姿势角的特定成分的变动得到最大抑制的候选，作为该手腕轴的角度，重新计算与其对应的其他轴的角度并作为下一插值点的角度，驱动多关节机器人。【专利说明】多关节型机器人的控制装置、控制方法以及控制程序
本专利技术涉及多关节型机器人的控制装置、控制方法、以及控制程序，尤其涉及在手腕轴的各驱动轴的速度超过允许范围的情况下，维持手腕的姿势并将各驱动轴的速度维持在允许范围内的技术。
技术介绍
这里，在图23所示的作为一种多关节型机器人的6轴机械手中，控制安装于基座的胳膊轴的关节轴从基座起依次为Jl轴、J2轴、J3轴，控制手腕轴的关节轴从胳膊部分到手腕前端依次为J4轴、J5轴、J6轴。在此情况下,在给出Jl轴?J6轴的各关节角Q1'Θ 6时，通过求出正运动学问题的解，能够求出正交坐标系中的末端执行器(安装于手指的前端部分的焊接器等效果器)的位置的XYZ坐标、和末端执行器的姿势角α、β、Y (另外，姿势角α、β、Y用欧拉角或横摆(Roll).纵倾(Pitch).横倾(Yaw)角等表示)。另外相反，在给出末端执行器的位置的XYZ坐标和姿势角α、β、Y时，通过求出逆运动学问题的解，能够求出Jl轴?J6轴的各关节角Θ i?Θ 6。另外，如图24所示，在J5轴的关节角Θ 5在O度附近时使末端执行器以一定速度运动的情况下，J4轴的关节角Θ 4与J6轴的关节角Θ 6的角度急剧变化，因此必须使J4轴与J6轴高速转动。但是，机械手的各关节轴无法超过转动速度的上限值，在勉强超过上限值动作的情况下，产生末端执行器的路径偏离预定路径，或者末端执行器振动的问题。这样，在多关节型机械手中，有时稍微移动末端执行器的位置或姿势角，就产生要求具有极大转动速度的关节轴，出现无法动作的情况。在发生了这种无法动作的情况下，难以兼顾各关节轴的速度和末端执行器的移动路径的精度，会出现为了确保移动路径的精度各关节轴的转动速度低于要求的速度，或者安全装置起作用从而停止机械手的动作的问题。对此，专利文献I?3中公开了在某个关节轴的速度超过允许范围的情况下，使各手腕轴不发生急剧变化并保持限制内的速度动作的方法。现有技术文献专利文献专利文献I JP特开昭62-162109号公报专利文献2 JP特开平6-324730号公报专利文献3 JP特开2003-300183号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题但是，一般已知，在某个关节轴的速度超过允许范围的情况下，使各手腕轴不发生急剧变化并保持限制内的速度动作，通过预定路径的情况下，无法同时满足对末端执行器要求的(I)位置(2)移动速度(3)姿势角度这三个要素。因此，在一般的机械手中，进行使机械手动作的控制，从而在(I)?(3)要素中仅满足一个或两个要素。例如，在专利文献I及专利文献2中，记载了维持末端执行器的(I)位置和(3)姿势角度的方法，但是由于无法维持(2)移动速度，移动速度变慢，因此在末端执行器具有焊接器的情况下，花费比原本要求的时间更长的时间通过作业线，比其他部分的焊接时间长，存在强度降低等问题。此外，移动速度变慢、焊接时间变长的地方过度隆起，有可能对下面的步骤(例如，第二层的焊接步骤等)产生影响。另外，专利文献3中记载了维持末端执行器的移动速度或位置中的任一者的方法，但在维持移动速度的情况下无法维持位置，在末端执行器具有焊接器或涂镀器的情况下，存在偏离原本预定的作业线，效果无法到达需要焊接或涂镀的位置的问题。因此，本专利技术鉴于上述情况而作，其目的在于提供一种多关节型机器人的控制装置、控制方法以及控制程序，在需要使手腕轴超过指定允许量急剧变化的情况下，维持焊接或涂镀作业中尤为必需的手腕前端的位置及手腕前端的移动速度和手腕轴的允许速度，并且抑制与目的相应的、作业坐标系中的姿势角度的至少一个特定成分的变动。用于解决问题的方案为了实现上述目的，本专利技术适用于控制多关节型机器人的多关节型机器人的控制装置，该多关节型机器人包括:第一关节驱动系统，在前端具有按照作业对象的作业线移动的作业部，包括与该作业部连接并使所述作业部的姿势发生变化的三个驱动轴；以及第二关节驱动系统，与所述第一关节驱动系统连接，包括使该第一关节驱动系统的位置发生变化的至少三个驱动轴，该多关节型机器人的控制装置的结构特征是包括下述的(11)?(16)。(11)插值数据计算单元，在所述多关节型机器人的基础坐标系中，计算表示对提示路径进行插值的多个插值点的所述作业部的位置及当时的姿势的数据，该提示路径连接预先提示的所述作业部的作业开始位置及当时的姿势和作业结束位置及当时的姿势。(12)角度计算单元，根据由所述插值数据计算单元计算的数据求出逆运动学问题的解，据此计算表示所述插值点的所述作业部的位置及当时的姿势的、包含所述第一关节驱动系统及所述第二关节驱动系统的所有驱动轴的角度。(13)速度计算单元，基于由所述角度计算单元计算的下一个所述插值点与当前的所述插值点的所述第一关节驱动系统的所述各驱动轴的角度的差，计算使所述作业部的姿势移动到下一个所述插值点时的所述第一关节驱动系统的两端的两个驱动轴的速度。(14)姿势数据变换单元，将由所述插值数据计算单元计算的数据变换为姿势数据，该姿势数据表示包含所述作业部的移动方向的轴、垂直于该轴的方向的轴、以及垂直于这两个轴的轴的作业坐标系中的所述作业部的姿势。(15)重新计算单元，在由所述速度计算单元计算的所述第一关节驱动系统的两端的两个驱动轴的一者或两者的速度在预先确定的允许范围外的情况下，不变更所述作业部的移动速度，并且对于由所述姿势数据变换单元变换的下一个所述插值点的所述作业部的姿势数据，抑制一个或两个特定成分的变动，同时重新计算所述第一关节驱动系统的两端的两个驱动轴的速度在所述允许范围内的所述第一关节驱动系统的各个驱动轴的角度，基于该计算的所述第一关节驱动系统的各个驱动轴的角度和由所述插值数据计算单元计算的所述作业部的位置，重新计算所述第二关节驱动系统的各个驱动轴的角度。(16)驱动指示单元，在由所述速度计算单元计算的所述第一关节驱动系统的两端的两个驱动轴的两者的速度在所述允许范围内的情况下，基于由所述角度计算单元计算的所述各个驱动轴的角度，驱动所述多关节型机器人，在由所述速度计算单元计算的所述第一关节驱动系统的两端的两个驱动轴的一者或两者的速度在所述允许范围外的情况下，基于由所述重新计算单元计算的所述各个驱动轴的角度，驱动所述多关节型机器人。根据本专利技术，在需要使所述第一关节驱动系统的驱动轴超过所述允许范围急剧变化的情况下，能够维持焊接或涂镀作业中尤为必需的所述作业部的位置及手腕前端的移动速度和所述第一关节驱动系统的驱动轴的允许速度，并且抑制与目的相应的、作业坐标系中的姿势角度的至少一个特定成分的变动。另外，在计算从所述作业开始位置到所述作业结束位置之间存在的特异点(本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：大根努，西村利彦，
申请(专利权)人：株式会社神户制钢所，
类型：
国别省市：
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