專利名稱：機(jī)器人協(xié)調(diào)控制方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于使多個(gè)機(jī)器人協(xié)調(diào)動(dòng)作的機(jī)器人協(xié)調(diào)控制方法以及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在各個(gè)機(jī)器人控制裝置控制一個(gè)或多個(gè)機(jī)器人、同時(shí)由這些多個(gè)機(jī)器人控制裝置控制的多個(gè)機(jī)器人共同執(zhí)行一個(gè)作業(yè)時(shí)，有時(shí)需要使多個(gè)機(jī)器人互相協(xié)調(diào)地進(jìn)行動(dòng)作。此時(shí)，一般把多個(gè)機(jī)器人中的一個(gè)作為主機(jī)器人，同時(shí)把其他的機(jī)器人作為從屬機(jī)器人。然后，使用以太網(wǎng)(注冊商標(biāo))等通信連接單元連接多個(gè)機(jī)器人控制裝置彼此，并從主機(jī)器人的機(jī)器人控制裝置通過通信連接單元向從屬機(jī)器人的機(jī)器人控制裝置發(fā)送主機(jī)器人的當(dāng)前位置，根據(jù)所發(fā)送的主機(jī)器人的位置數(shù)據(jù)使從屬機(jī)器人進(jìn)行動(dòng)作。
但是，機(jī)器人的控制循環(huán)與在機(jī)器人控制裝置的內(nèi)部以一定周期生成的動(dòng)作基本周期信號(hào)同步地開始。但是，各機(jī)器人控制裝置因?yàn)榉謩e獨(dú)立地生成動(dòng)作基本周期信號(hào)，所以在不同的機(jī)器人控制裝置之間在其生成時(shí)期可以產(chǎn)生偏離。該動(dòng)作基本周期信號(hào)生成時(shí)期的偏離在由一個(gè)機(jī)器人控制裝置控制多個(gè)機(jī)器人使其進(jìn)行協(xié)調(diào)動(dòng)作時(shí)不成為問題。但是在使用由不同的機(jī)器人控制裝置控制的多個(gè)機(jī)器人的情況下，即使不考慮該動(dòng)作基本周期信號(hào)的生成時(shí)期的偏離來進(jìn)行協(xié)調(diào)動(dòng)作，也會(huì)產(chǎn)生對于多個(gè)機(jī)器人無法使其進(jìn)行正確的協(xié)調(diào)動(dòng)作的問題。因此，例如在特開2003-145462號(hào)公報(bào)中，通過調(diào)整一個(gè)機(jī)器人控制裝置從其他的機(jī)器人控制裝置接收到動(dòng)作指令后到實(shí)際使機(jī)器人進(jìn)行動(dòng)作所需的時(shí)間，來協(xié)調(diào)機(jī)器人的動(dòng)作。
但是在特開2003-145462號(hào)公報(bào)中記載的機(jī)器人的協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)中，為了調(diào)整一個(gè)機(jī)器人控制裝置從其他的機(jī)器人控制裝置接收到動(dòng)作指令后到實(shí)際使機(jī)器人進(jìn)行動(dòng)作所需的時(shí)間，變更機(jī)器人控制裝置的最小中斷周期，所以存在控制變得復(fù)雜的問題。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于提供一種機(jī)器人協(xié)調(diào)控制方法以及系統(tǒng)，可以使各機(jī)器人控制裝置同時(shí)生成動(dòng)作基本周期信號(hào)，提高多個(gè)機(jī)器人的動(dòng)作的協(xié)調(diào)精度。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的第一形態(tài)，提供一種機(jī)器人協(xié)調(diào)控制方法，其在各個(gè)以預(yù)定的周期生成動(dòng)作基本周期信號(hào)且與該動(dòng)作基本周期信號(hào)同步地控制至少一個(gè)機(jī)器人的多個(gè)機(jī)器人控制裝置之間進(jìn)行通信，使由所述多個(gè)機(jī)器人控制裝置控制的機(jī)器人協(xié)調(diào)動(dòng)作，從所述多個(gè)機(jī)器人控制裝置中的一個(gè)向其他機(jī)器人控制裝置發(fā)送基準(zhǔn)信號(hào)，根據(jù)所述多個(gè)機(jī)器人控制裝置中的一個(gè)生成動(dòng)作基本周期信號(hào)到發(fā)送所述基準(zhǔn)信號(hào)所需的時(shí)間，所述其他機(jī)器人控制裝置生成動(dòng)作基本周期信號(hào)到所述其他機(jī)器人控制裝置接收到所述基準(zhǔn)信號(hào)所需的時(shí)間，以及所述多個(gè)機(jī)器人控制裝置中的一個(gè)與所述其他機(jī)器人控制裝置之間的通信所需要的通信延遲時(shí)間，使所述其他機(jī)器人控制裝置中的動(dòng)作基本周期信號(hào)的生成時(shí)期與所述多個(gè)機(jī)器人控制裝置中的一個(gè)的動(dòng)作基本周期信號(hào)的生成時(shí)期一致。
在上述機(jī)器人協(xié)調(diào)控制方法中，例如，所述多個(gè)機(jī)器人控制裝置中的一個(gè)是主控制裝置，其他機(jī)器人控制裝置是從屬控制裝置。
另外，優(yōu)選在由所述其他機(jī)器人控制裝置接收到從所述多個(gè)機(jī)器人控制裝置中的一個(gè)發(fā)送的基準(zhǔn)信號(hào)之后，由所述多個(gè)機(jī)器人控制裝置中的一個(gè)接收從所述其他機(jī)器人控制裝置發(fā)送的返回信號(hào)，由此求出所述多個(gè)機(jī)器人控制裝置中的一個(gè)與所述其他機(jī)器人控制裝置之間的通信所需要的通信延遲時(shí)間。
例如，在所述其他機(jī)器人控制裝置從所述多個(gè)機(jī)器人控制裝置中的一個(gè)接收到所述基準(zhǔn)信號(hào)，并在經(jīng)過了預(yù)定的延遲時(shí)間后，向所述多個(gè)機(jī)器人控制裝置中的一個(gè)發(fā)送返回信號(hào)時(shí)，把所述多個(gè)機(jī)器人控制裝置中的一個(gè)發(fā)送基準(zhǔn)信號(hào)之后到接收到來自所述其他機(jī)器人控制裝置的返回信號(hào)所需的時(shí)間中減去了所述預(yù)定的延遲時(shí)間的時(shí)間的一半作為通信延遲時(shí)間。
而且，優(yōu)選調(diào)整所述其他機(jī)器人控制裝置的動(dòng)作基本周期信號(hào)的生成時(shí)期，使所述其他機(jī)器人控制裝置生成動(dòng)作基本周期信號(hào)到所述其他機(jī)器人控制裝置接收到所述基準(zhǔn)信號(hào)所需的時(shí)間等于所述通信延遲時(shí)間加上所述多個(gè)機(jī)器人控制裝置中的一個(gè)生成動(dòng)作基本周期信號(hào)到發(fā)送所述基準(zhǔn)信號(hào)所需的時(shí)間后的時(shí)間。
此外，根據(jù)本發(fā)明的第二方式，提供一種機(jī)器人協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)，它具有各個(gè)以預(yù)定的周期生成動(dòng)作基本周期信號(hào)且與該動(dòng)作基本周期信號(hào)同步地控制至少一個(gè)機(jī)器人的動(dòng)作的多個(gè)機(jī)器人控制裝置、連接所述多個(gè)機(jī)器人控制裝置之間的通信連接單元，通過所述通信連接單元在所述多個(gè)機(jī)器人控制裝置之間進(jìn)行通信，使由所述多個(gè)機(jī)器人控制裝置控制的機(jī)器人協(xié)調(diào)動(dòng)作，所述各個(gè)機(jī)器人控制裝置控制具有通過所述通信連接單元向其他機(jī)器人控制裝置發(fā)送基準(zhǔn)信號(hào)的基準(zhǔn)信號(hào)發(fā)送單元、通過所述通信連接單元接收從所述其他機(jī)器人控制裝置發(fā)送的基準(zhǔn)信號(hào)的基準(zhǔn)信號(hào)接收單元、和計(jì)時(shí)單元，通過其他機(jī)器人控制裝置的基準(zhǔn)信號(hào)接收單元接收從所述多個(gè)機(jī)器人控制裝置中的一個(gè)的基準(zhǔn)信號(hào)發(fā)送單元所發(fā)送的基準(zhǔn)信號(hào)，根據(jù)由所述多個(gè)機(jī)器人控制裝置中的一個(gè)的所述計(jì)時(shí)單元所測量到的所述多個(gè)機(jī)器人控制裝置中的一個(gè)生成動(dòng)作基本周期信號(hào)到發(fā)送所述基準(zhǔn)信號(hào)所需的時(shí)間、由所述其他機(jī)器人控制裝置的所述計(jì)時(shí)單元測量到的所述其他機(jī)器人控制裝置生成動(dòng)作基本周期信號(hào)到所述其他機(jī)器人控制裝置接收到所述基準(zhǔn)信號(hào)所需的時(shí)間、以及所述多個(gè)機(jī)器人控制裝置中的一個(gè)與所述其他機(jī)器人控制裝置之間的通信所需要的通信延遲時(shí)間，使所述其他機(jī)器人控制裝置的動(dòng)作基本周期信號(hào)的生成時(shí)期與所述多個(gè)機(jī)器人控制裝置中的一個(gè)的動(dòng)作基本周期信號(hào)的生成時(shí)期一致。
在上述機(jī)器人協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)中，優(yōu)選所述其他機(jī)器人控制裝置調(diào)整自身的動(dòng)作基本周期信號(hào)的生成時(shí)期，使所述其他機(jī)器人控制裝置生成動(dòng)作基本周期信號(hào)到所述其他機(jī)器人控制裝置接收到所述基準(zhǔn)信號(hào)所需的時(shí)間等于所述通信延遲時(shí)間加上所述多個(gè)機(jī)器人控制裝置中的一個(gè)生成動(dòng)作基本周期信號(hào)到發(fā)送所述基準(zhǔn)信號(hào)所需的時(shí)間后的時(shí)間。
從多個(gè)機(jī)器人控制裝置中的一個(gè)向其他機(jī)器人控制裝置發(fā)送基準(zhǔn)信號(hào)，并由其他的機(jī)器人控制裝置接收該基準(zhǔn)信號(hào)，由此，求出一個(gè)機(jī)器人控制裝置生成動(dòng)作基本周期信號(hào)到發(fā)送基準(zhǔn)信號(hào)所需的時(shí)間、和其他的機(jī)器人控制裝置生成動(dòng)作基本周期信號(hào)到接收到基準(zhǔn)信號(hào)所需的時(shí)間。如果機(jī)器人控制裝置彼此之間的通信延遲時(shí)間已知，則例如為了使其他機(jī)器人控制裝置生成動(dòng)作基本周期信號(hào)到其他機(jī)器人控制裝置接收到所述基準(zhǔn)信號(hào)所需的時(shí)間等于通信延遲時(shí)間加上一個(gè)機(jī)器人控制裝置生成動(dòng)作基本周期信號(hào)到發(fā)送基準(zhǔn)信號(hào)所需的時(shí)間后的時(shí)間，調(diào)整其他機(jī)器人控制裝置的動(dòng)作基本周期信號(hào)的生成時(shí)期，由此可以使一個(gè)機(jī)器人控制裝置的動(dòng)作基本周期信號(hào)的生成時(shí)期與其他機(jī)器人控制裝置的動(dòng)作基本周期信號(hào)的生成時(shí)期一致。
根據(jù)本發(fā)明，因?yàn)榭梢栽诙鄠€(gè)機(jī)器人控制裝置之間，使各自的動(dòng)作基本周期信號(hào)的生成時(shí)期一致，所以能夠以更高的精度使各機(jī)器人協(xié)調(diào)動(dòng)作。另外，即使在各機(jī)器人控制裝置內(nèi)的水晶振蕩器中存在振蕩誤差，在由于長時(shí)間連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)導(dǎo)致的振蕩誤差的積累，產(chǎn)生了動(dòng)作基本周期信號(hào)生成時(shí)期的偏離的情況下，通過在進(jìn)行一個(gè)一個(gè)的協(xié)調(diào)動(dòng)作之前使多個(gè)機(jī)器人控制裝置之間的動(dòng)作基本周期信號(hào)的生成時(shí)期一致，由此可以消除振蕩誤差積累的影響，實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)動(dòng)作精度的提高。


下面參照附圖，并根據(jù)本發(fā)明的最佳實(shí)施方式對本發(fā)明的上述以及其他的目的、特征以及優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行更加詳細(xì)地說明。
圖1是表示本發(fā)明的機(jī)器人協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的全體結(jié)構(gòu)的方框圖。
圖2是用于說明各機(jī)器人控制裝置的動(dòng)作基本周期信號(hào)生成時(shí)期的偏離的定時(shí)圖。
圖3是用于說明各機(jī)器人控制裝置的基準(zhǔn)信號(hào)以及返回信號(hào)的收發(fā)時(shí)期的定時(shí)圖。
圖4A以及4B是表示用于使機(jī)器人控制裝置之間的動(dòng)作基本周期信號(hào)的生成時(shí)期一致的順序的一例的流程圖。
圖5是表示用于使機(jī)器人控制裝置之間的動(dòng)作基本周期信號(hào)的生成時(shí)期一致的順序的另一例的流程圖。
圖6是表示本發(fā)明的機(jī)器人協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的另一實(shí)施方式的方框圖。
具體實(shí)施例方式
下面參照附圖對本發(fā)明的最佳實(shí)施方式進(jìn)行說明。
圖1是表示本發(fā)明的機(jī)器人協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的全體結(jié)構(gòu)的方框圖。參照圖1，本發(fā)明的機(jī)器人協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)11具有各自控制至少一個(gè)機(jī)器人13的動(dòng)作的多個(gè)機(jī)器人控制裝置15、和互相連接這些多個(gè)機(jī)器人控制裝置15之間的通信連接單元17。在圖1的實(shí)施方式中，各機(jī)器人控制裝置15控制一個(gè)機(jī)器人13。由機(jī)器人控制裝置15控制的機(jī)器人13可以是任意的類型，不特別限定。另外，作為通信連接單元17，使用由LAN電纜等構(gòu)建的以太網(wǎng)(注冊商標(biāo))等。
多個(gè)機(jī)器人控制裝置15，通常將其中的一個(gè)作為主控制裝置，將其他的機(jī)器人控制裝置作為從屬控制裝置。各從屬控制裝置通過通信連接單元17互相進(jìn)行關(guān)于主控制裝置和/或其他從屬控制裝置控制的機(jī)器人13的位置信息等的通信，使不同的機(jī)器人控制裝置控制的機(jī)器人13協(xié)調(diào)動(dòng)作。典型地，各從屬控制裝置只進(jìn)行和主控制裝置的通信，在獲得了由主控制裝置控制的機(jī)器人13的當(dāng)前位置信息的基礎(chǔ)上，使各從屬控制裝置控制的機(jī)器人13與主控制裝置控制的機(jī)器人13的動(dòng)作協(xié)調(diào)。
各機(jī)器人控制裝置15具有能夠進(jìn)行各種運(yùn)算的運(yùn)算處理裝置(CPU)19、通過通信連接單元17向其他機(jī)器人控制裝置15發(fā)送基準(zhǔn)信號(hào)的基準(zhǔn)信號(hào)發(fā)送單元21、通過通信連接單元17接收從其他機(jī)器人控制裝置15發(fā)送的基準(zhǔn)信號(hào)的基準(zhǔn)信號(hào)接收單元23、能夠進(jìn)行時(shí)刻或者相對的時(shí)間的測量的計(jì)時(shí)單元25、和以預(yù)定的周期T生成動(dòng)作基本周期信號(hào)的動(dòng)作基本周期信號(hào)生成單元27。
運(yùn)算處理裝置19與動(dòng)作基本周期信號(hào)生成單元27生成了動(dòng)作基本周期信號(hào)的時(shí)期(定時(shí))同步地開始機(jī)器人13的動(dòng)作控制循環(huán)，并按照預(yù)先輸入的動(dòng)作程序等對各機(jī)器人13發(fā)出動(dòng)作指令。運(yùn)算處理裝置19也可以與動(dòng)作基本周期信號(hào)生成單元27一體化。
主控制裝置15的基準(zhǔn)信號(hào)發(fā)送單元21在動(dòng)作基本周期信號(hào)生成單元27生成動(dòng)作基本周期信號(hào)，并經(jīng)過了預(yù)定的第一延遲時(shí)間t1之后，對其他機(jī)器人控制裝置(從屬控制裝置)15發(fā)送基準(zhǔn)信號(hào)。另一方面，從屬控制裝置15的基準(zhǔn)信號(hào)發(fā)送單元21在從屬控制裝置15的基準(zhǔn)信號(hào)接收單元23從主控制裝置15接收到基準(zhǔn)信號(hào)，并經(jīng)過了第二延遲時(shí)間t2之后，對主控制裝置15發(fā)送相同的基準(zhǔn)信號(hào)來作為返回信號(hào)。也可以把第一延遲時(shí)間t1以及第二延遲時(shí)間t2中的任何一個(gè)設(shè)定為零。另外，基準(zhǔn)信號(hào)如果可以和動(dòng)作基本周期信號(hào)區(qū)別，則可以是1位的信號(hào)，也可以是數(shù)字節(jié)的數(shù)據(jù)。
計(jì)時(shí)單元25通過在運(yùn)算處理裝置19等中內(nèi)置的、且根據(jù)運(yùn)算處理裝置19的動(dòng)作時(shí)鐘進(jìn)行動(dòng)作的計(jì)數(shù)器等來實(shí)現(xiàn)。運(yùn)算處理裝置19的動(dòng)作時(shí)鐘通常為100MHz左右，所以計(jì)數(shù)器的分辨能力為10ns(納秒)左右，可以高精度地進(jìn)行時(shí)間的測量。計(jì)時(shí)單元25主要用于動(dòng)作基本周期信號(hào)的生成時(shí)刻以及基準(zhǔn)信號(hào)的收發(fā)時(shí)刻或者它們的相對時(shí)間的測量。
動(dòng)作基本周期信號(hào)生成單元27使用各機(jī)器人控制裝置15的運(yùn)算處理裝置19的動(dòng)作時(shí)鐘，以預(yù)定的周期T反復(fù)生成動(dòng)作基本周期信號(hào)。即，各機(jī)器人控制裝置15通過各自的動(dòng)作基本周期信號(hào)生成單元27獨(dú)自生成動(dòng)作基本周期信號(hào)。因此，如圖2所示，動(dòng)作基本周期信號(hào)的生成時(shí)期(定時(shí))通常不一致，產(chǎn)生偏離D1、D2。因此，當(dāng)各機(jī)器人控制裝置15與自身的動(dòng)作基本周期信號(hào)生成單元27所生成的動(dòng)作基本周期信號(hào)同步地開始執(zhí)行機(jī)器人的控制處理循環(huán)時(shí)，即使某個(gè)機(jī)器人控制裝置15在當(dāng)前的動(dòng)作基本周期內(nèi)按照其數(shù)據(jù)能夠控制機(jī)器人，其他的機(jī)器人控制裝置也不能在當(dāng)前的動(dòng)作基本周期內(nèi)的處理中使用其數(shù)據(jù)，而在下一動(dòng)作基本周期使用其數(shù)據(jù)進(jìn)行機(jī)器人的控制。其結(jié)果，在由不同的機(jī)器人控制裝置15控制的機(jī)器人13之間，在應(yīng)該同時(shí)進(jìn)行的動(dòng)作的時(shí)期中產(chǎn)生偏離，無法使各機(jī)器人13正確地協(xié)調(diào)動(dòng)作。因此，在本發(fā)明的機(jī)器人協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)11及方法中，通過在不同機(jī)器人控制裝置15之間使動(dòng)作基本周期信號(hào)的生成時(shí)期一致，由此可以實(shí)現(xiàn)機(jī)器人正確的協(xié)調(diào)動(dòng)作。
下面參照圖3、4A以及4B，按照本發(fā)明，對在不同的機(jī)器人控制裝置15之間使動(dòng)作基本周期信號(hào)的生成時(shí)期一致的順序進(jìn)行說明。
首先，機(jī)器人控制裝置15-1(主控制裝置)的動(dòng)作基本周期信號(hào)生成單元27生成動(dòng)作基本周期信號(hào)。于是，機(jī)器人控制裝置15-1的基準(zhǔn)信號(hào)發(fā)送單元21在生成該動(dòng)作基本周期信號(hào)并經(jīng)過了第一延遲時(shí)間t1之后，向機(jī)器人控制裝置15-n(從屬控制裝置)(n＝1，2，...)發(fā)送基準(zhǔn)信號(hào)(步驟S1)。然后，在機(jī)器人控制裝置15-n的基準(zhǔn)信號(hào)接收單元23在機(jī)器人控制裝置15-1發(fā)送基準(zhǔn)信號(hào)并經(jīng)過了通信延遲時(shí)間a之后，接收到從機(jī)器人控制裝置15-1發(fā)送的基準(zhǔn)信號(hào)時(shí)，機(jī)器人控制裝置15-n的基準(zhǔn)信號(hào)發(fā)送單元21在接收到基準(zhǔn)信號(hào)并經(jīng)過了第二延遲時(shí)間t2之后，作為返回信號(hào)向機(jī)器人控制裝置15-1發(fā)送同樣的基準(zhǔn)信號(hào)(步驟S2)。然后，機(jī)器人控制裝置15-1的基準(zhǔn)信號(hào)接收單元23在由機(jī)器人控制裝置15-n發(fā)送返回信號(hào)并經(jīng)過了通信延遲時(shí)間a之后，接收該返回信號(hào)(步驟S3)。此時(shí)，機(jī)器人控制裝置15-1使用自身的計(jì)時(shí)單元25，分別測量動(dòng)作基本周期信號(hào)的生成(時(shí)刻Ta0)、基準(zhǔn)信號(hào)的生成(時(shí)刻Ta1)以及返回信號(hào)的接收(時(shí)刻Ta2)的時(shí)刻，機(jī)器人控制裝置15-n使用自身的計(jì)時(shí)單元25，分別測量動(dòng)作基本周期信號(hào)的生成(時(shí)刻Tb0)、基準(zhǔn)信號(hào)的接收(時(shí)刻Tb1)以及返回信號(hào)的發(fā)送(時(shí)刻Tb2)的時(shí)刻。各個(gè)計(jì)時(shí)單元例如可以測量以機(jī)器人控制裝置15-1的動(dòng)作基本周期信號(hào)的生成時(shí)刻為基準(zhǔn)的基準(zhǔn)信號(hào)的發(fā)送以及返回信號(hào)的接收的相對時(shí)刻，和以機(jī)器人控制裝置15-n的動(dòng)作基本周期信號(hào)的生成時(shí)刻為基準(zhǔn)的基準(zhǔn)信號(hào)的接收以及返回信號(hào)的發(fā)送的相對時(shí)刻，也可以測量絕對時(shí)刻。
然后，機(jī)器人控制裝置15-1根據(jù)機(jī)器人控制裝置15-1的基準(zhǔn)信號(hào)的發(fā)送時(shí)刻Ta1和返回信號(hào)的接收時(shí)刻Ta2、以及機(jī)器人控制裝置15-n的第二延遲時(shí)間t2或者機(jī)器人控制裝置15-n的基準(zhǔn)信號(hào)的接收時(shí)刻Tb1以及返回信號(hào)的發(fā)送時(shí)刻Tb2，來求得通信延遲時(shí)間a(步驟S4)。
從圖3可知，通信延遲時(shí)間a與機(jī)器人控制裝置15-1發(fā)送基準(zhǔn)信號(hào)后到接收到來自機(jī)器人控制裝置15-n的返回信號(hào)所需的時(shí)間中減去了機(jī)器人控制裝置15-n的第二時(shí)間t2的時(shí)間的-半相當(dāng)。即，通信延遲時(shí)間a通過下式(1)求出。
a＝{(Ta2-Ta1)-t2}/2(1)另外，在機(jī)器人控制裝置15-1中，在預(yù)先決定了從生成動(dòng)作基本周期信號(hào)到發(fā)送基準(zhǔn)信號(hào)的第-延遲時(shí)間t1(＝Ta1-Ta0)時(shí)，也可以代替式(1)通過下式(1’)來求出通信延遲時(shí)間a。
a＝{(Ta2-Ta0)-t1-t2}/2(1’)此外，第二延遲時(shí)間t2由機(jī)器人控制裝置15-n使用由機(jī)器人控制裝置15-n的計(jì)時(shí)單元25測量到的基準(zhǔn)信號(hào)的接收時(shí)刻Tb1以及返回信號(hào)的發(fā)送時(shí)刻Tb2按照下式(2)求出，由機(jī)器人控制裝置15-n求出的第二延遲時(shí)間t2從機(jī)器人控制裝置15-n通過通信連接單元17傳送給機(jī)器人控制裝置15-1。
t2＝Tb2-Tb1(2)在預(yù)定了第二延遲時(shí)間t2時(shí)，也可以把各個(gè)機(jī)器人控制裝置15-n的第二延遲時(shí)間t2預(yù)先存儲(chǔ)在機(jī)器人控制裝置15-1中，機(jī)器人控制裝置15-1使用該值求出通信延遲時(shí)間a。
然后，機(jī)器人控制裝置15-1通過通信連接單元17向機(jī)器人控制裝置15-n傳送求出的通信延遲時(shí)間a(步驟S5)。于是，機(jī)器人控制裝置15-n按照下式(3)計(jì)算機(jī)器人控制裝置15-1和機(jī)器人控制裝置15-n之間的動(dòng)作基本周期信號(hào)的生成時(shí)期的偏離D(＝Tb0-Ta0)(步驟S6)。
D＝Tb0-Ta0＝t1+a-t3(3)這里，時(shí)間t3是機(jī)器人控制裝置15-n生成動(dòng)作基本周期信號(hào)(時(shí)刻Tb0)到接收到基準(zhǔn)信號(hào)(時(shí)刻Tb1)所需的時(shí)間(即t3＝Tb1-Tb0)。另外，第一延遲時(shí)間t1(＝Ta1-Ta0)根據(jù)由機(jī)器人控制裝置15-1的計(jì)時(shí)單元25測量到的機(jī)器人控制裝置15-1的動(dòng)作基本周期信號(hào)的生成時(shí)刻Ta0以及基準(zhǔn)信號(hào)的發(fā)送時(shí)刻Ta1，由機(jī)器人控制裝置15-1求出，并將求出的時(shí)間t1從機(jī)器人控制裝置15-1通過通信連接單元17傳送給機(jī)器人控制裝置15-n。在預(yù)定了第-延遲時(shí)間t1時(shí)，可以將機(jī)器人控制裝置15-1的第一延遲時(shí)間t1預(yù)先存儲(chǔ)在機(jī)器人控制裝置15-n中，機(jī)器人控制裝置15-n使用該值求出偏離D。
在步驟S6中，當(dāng)計(jì)算出機(jī)器人控制裝置15-1和機(jī)器人控制裝置15-n之間的動(dòng)作基本周期信號(hào)的生成時(shí)期的偏離D時(shí)，機(jī)器人控制裝置n為了使機(jī)器人控制裝置15-1的動(dòng)作基本周期信號(hào)的生成時(shí)期和機(jī)器人控制裝置15-n的動(dòng)作基本周期信號(hào)的生成時(shí)期一致，將機(jī)器人控制裝置15-n的動(dòng)作基本周期信號(hào)的生成時(shí)期提早偏離D或者推遲偏離(T-D)(步驟S7)。
如此，對于控制希望使其協(xié)調(diào)動(dòng)作的所有機(jī)器人13的機(jī)器人控制裝置15，在動(dòng)作基本周期信號(hào)的生成時(shí)期的修正結(jié)束之前，重復(fù)步驟S1到步驟S7(步驟S8)。
由此，使機(jī)器人控制裝置15-1到機(jī)器人控制裝置15-n的動(dòng)作基本周期信號(hào)的生成時(shí)期一致，所以能夠使機(jī)器人13正確地協(xié)調(diào)動(dòng)作。
另外，各機(jī)器人控制裝置15的水晶振蕩器的振蕩周期不嚴(yán)格相同，而是存在微小的個(gè)體間差異(即振蕩誤差)。因此，即使使各機(jī)器人控制裝置15的動(dòng)作基本周期信號(hào)的生成時(shí)期一致，當(dāng)長時(shí)間進(jìn)行動(dòng)作時(shí)，由于振蕩誤差的積累可能再次在動(dòng)作基本周期信號(hào)的生成時(shí)期中產(chǎn)生偏離。因此，使動(dòng)作基本周期信號(hào)一致的上述順序在每次進(jìn)行一個(gè)一個(gè)的協(xié)調(diào)動(dòng)作之前進(jìn)行是有效的。
在上述實(shí)施形態(tài)中，通過執(zhí)行步驟S1到步驟S4的順序來求出通信延遲時(shí)間a，但是也可以例如預(yù)先執(zhí)行步驟S1至步驟S4，預(yù)先求出機(jī)器人控制裝置15-1和其他的機(jī)器人控制裝置15-2～15-n之間的通信延遲時(shí)間a，并分別存儲(chǔ)在機(jī)器人控制裝置15-2～15-n中，在執(zhí)行機(jī)器人13的控制時(shí)，使用所存儲(chǔ)的通信延遲時(shí)間a的值。此時(shí)，不需要從機(jī)器人控制裝置15-n向機(jī)器人控制裝置15-1發(fā)送返回信號(hào)。在圖5中表示在如此預(yù)先求出了通信延遲時(shí)間a的情況下，使各機(jī)器人控制裝置15的動(dòng)作基本周期信號(hào)的生成時(shí)期一致的順序。圖5的步驟S11、S12、S13以及S14的順序分別和圖4A以及圖4B的步驟S1、S6、S7、S8的順序相同，所以在這里省略詳細(xì)的說明。
另外，在上述實(shí)施方式中，將本發(fā)明應(yīng)用于一個(gè)機(jī)器人控制裝置15控制一個(gè)機(jī)器人13的情況，但是，如圖6所示，當(dāng)然也可以將本發(fā)明應(yīng)用于一個(gè)機(jī)器人控制裝置15控制多個(gè)機(jī)器人13的情況。即使在后者的情況下，使各機(jī)器人控制裝置15的動(dòng)作基本周期信號(hào)的生成時(shí)期一致的順序和圖4A以及4B或者圖5所示的順序沒有差異。
而且，在上述實(shí)施方式中，使從屬控制裝置的動(dòng)作基本周期信號(hào)的生成時(shí)期與主控制裝置的動(dòng)作基本周期信號(hào)一致，但是也可以不管機(jī)器人控制裝置是主控制裝置還是從屬控制裝置，任何一個(gè)機(jī)器人控制裝置可以使動(dòng)作基本周期信號(hào)的生成時(shí)期與其他機(jī)器人控制裝置的動(dòng)作基本周期信號(hào)的生成時(shí)期一致。
權(quán)利要求
1.一種機(jī)器人協(xié)調(diào)控制方法，其在各個(gè)以預(yù)定的周期生成動(dòng)作基本周期信號(hào)且與該動(dòng)作基本周期信號(hào)同步地控制至少一個(gè)機(jī)器人(13)的多個(gè)機(jī)器人控制裝置(15-1，15-2，...，15-n)之間進(jìn)行通信，使由所述多個(gè)機(jī)器人控制裝置(15-1，15-2，...，15-n)控制的機(jī)器人協(xié)調(diào)動(dòng)作，其特征在于，從所述多個(gè)機(jī)器人控制裝置(15-1，15-2，...，15-n)中的一個(gè)向其他機(jī)器人控制裝置(15-1，15-2，...，15-n)發(fā)送基準(zhǔn)信號(hào)，根據(jù)所述多個(gè)機(jī)器人控制裝置中的一個(gè)生成動(dòng)作基本周期信號(hào)到發(fā)送所述基準(zhǔn)信號(hào)所需的時(shí)間，所述其他機(jī)器人控制裝置生成動(dòng)作基本周期信號(hào)到所述其他機(jī)器人控制裝置接收到所述基準(zhǔn)信號(hào)所需的時(shí)間，以及所述多個(gè)機(jī)器人控制裝置中的一個(gè)與所述其他機(jī)器人控制裝置之間的通信所需要的通信延遲時(shí)間，使所述其他機(jī)器人控制裝置中的動(dòng)作基本周期信號(hào)的生成時(shí)期與所述多個(gè)機(jī)器人控制裝置中的一個(gè)的動(dòng)作基本周期信號(hào)的生成時(shí)期一致。
2.權(quán)利要求1所述的機(jī)器人協(xié)調(diào)控制方法，其中，在由所述其他機(jī)器人控制裝置(15-1，15-2，...，15-n)接收到從所述多個(gè)機(jī)器人控制裝置(15-1，15-2，...，15-n)中的一個(gè)發(fā)送的基準(zhǔn)信號(hào)之后，由所述多個(gè)機(jī)器人控制裝置中的一個(gè)接收從所述其他機(jī)器人控制裝置發(fā)送的返回信號(hào)，由此求出所述多個(gè)機(jī)器人控制裝置中的一個(gè)與所述其他機(jī)器人控制裝置之間的通信所需要的通信延遲時(shí)間。
3.權(quán)利要求2所述的機(jī)器人協(xié)調(diào)控制方法，其中，所述其他機(jī)器人控制裝置(15-1，15-2，...，15-n)在從所述多個(gè)機(jī)器人控制裝置(15-1，15-2，...，15-n)中的一個(gè)接收到所述基準(zhǔn)信號(hào)，并在經(jīng)過了預(yù)定的延遲時(shí)間后，向所述多個(gè)機(jī)器人控制裝置中的一個(gè)發(fā)送返回信號(hào)，把所述多個(gè)機(jī)器人控制裝置中的一個(gè)發(fā)送基準(zhǔn)信號(hào)之后到接收到來自所述其他機(jī)器人控制裝置的返回信號(hào)所需的時(shí)間中減去了所述預(yù)定的延遲時(shí)間的時(shí)間的一半作為通信延遲時(shí)間。
4.權(quán)利要求1到3中任何一項(xiàng)所述的機(jī)器人協(xié)調(diào)控制方法，其中，調(diào)整所述其他機(jī)器人控制裝置的動(dòng)作基本周期信號(hào)的生成時(shí)期，使所述其他機(jī)器人控制裝置(15-1，15-2，...，15-n)生成動(dòng)作基本周期信號(hào)到所述其他機(jī)器人控制裝置接收到所述基準(zhǔn)信號(hào)所需的時(shí)間等于所述通信延遲時(shí)間加上所述多個(gè)機(jī)器人控制裝置(15-1，15-2，...，15-n)中的一個(gè)生成動(dòng)作基本周期信號(hào)到發(fā)送所述基準(zhǔn)信號(hào)所需的時(shí)間后的時(shí)間。
5.權(quán)利要求1所述的機(jī)器人協(xié)調(diào)控制方法，其中，所述多個(gè)機(jī)器人控制裝置(15-1，15-2，...，15-n)中的一個(gè)是主控制裝置，其他機(jī)器人控制裝置(15-1，15-2，...，15-n)是從屬控制裝置。
6.一種機(jī)器人協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)，它具有各個(gè)以預(yù)定的周期生成動(dòng)作基本周期信號(hào)且與該動(dòng)作基本周期信號(hào)同步地控制至少一個(gè)機(jī)器人(13)的動(dòng)作的多個(gè)機(jī)器人控制裝置(15-1，15-2，...，15-n)、連接所述多個(gè)機(jī)器人控制裝置(15-1，15-2，...，15-n)之間的通信連接單元(17)，通過所述通信連接單元(17)在所述多個(gè)機(jī)器人控制裝置之間進(jìn)行通信，使由所述多個(gè)機(jī)器人控制裝置控制的機(jī)器人(13)協(xié)調(diào)動(dòng)作，其特征在于，所述各個(gè)機(jī)器人控制裝置控制(15-1，15-2，...，15-n)具有通過所述通信連接單元(17)向其他機(jī)器人控制裝置發(fā)送基準(zhǔn)信號(hào)的基準(zhǔn)信號(hào)發(fā)送單元(21)、通過所述通信連接單元(17)接收從所述其他機(jī)器人控制裝置發(fā)送的基準(zhǔn)信號(hào)的基準(zhǔn)信號(hào)接收單元(23)、和計(jì)時(shí)單元(25)，通過其他機(jī)器人控制裝置(15-1，15-2，...，15-n)的基準(zhǔn)信號(hào)接收單元(23)接收從所述多個(gè)機(jī)器人控制裝置(15-1，15-2，...，15-n)中的一個(gè)的基準(zhǔn)信號(hào)發(fā)送單元(21)所發(fā)送的基準(zhǔn)信號(hào)，根據(jù)由所述多個(gè)機(jī)器人控制裝置中的一個(gè)的所述計(jì)時(shí)單元(25)所測量到的所述多個(gè)機(jī)器人控制裝置中的一個(gè)生成動(dòng)作基本周期信號(hào)到發(fā)送所述基準(zhǔn)信號(hào)所需的時(shí)間、由所述其他機(jī)器人控制裝置的所述計(jì)時(shí)單元(25)測量到的所述其他機(jī)器人控制裝置生成動(dòng)作基本周期信號(hào)到所述其他機(jī)器人控制裝置接收到所述基準(zhǔn)信號(hào)所需的時(shí)間、以及所述多個(gè)機(jī)器人控制裝置中的一個(gè)與所述其他機(jī)器人控制裝置之間的通信所需要的通信延遲時(shí)間，使所述其他機(jī)器人控制裝置的動(dòng)作基本周期信號(hào)的生成時(shí)期與所述多個(gè)機(jī)器人控制裝置中的一個(gè)的動(dòng)作基本周期信號(hào)的生成時(shí)期一致。
7.權(quán)利要求6所述的機(jī)器人協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)，其中，所述其他機(jī)器人控制裝置(15-1，15-2，...，15-n)調(diào)整自身的動(dòng)作基本周期信號(hào)的生成時(shí)期，使所述其他機(jī)器人控制裝置生成動(dòng)作基本周期信號(hào)到所述其他機(jī)器人控制裝置接收到所述基準(zhǔn)信號(hào)所需的時(shí)間等于所述通信延遲時(shí)間加上所述多個(gè)機(jī)器人控制裝置中的一個(gè)生成動(dòng)作基本周期信號(hào)到發(fā)送所述基準(zhǔn)信號(hào)所需的時(shí)間后的時(shí)間。
全文摘要
從通過通信連接單元連接的多個(gè)機(jī)器人控制裝置中的一個(gè)向其他機(jī)器人控制裝置發(fā)送基準(zhǔn)信號(hào)，根據(jù)多個(gè)機(jī)器人控制裝置中的一個(gè)生成動(dòng)作基本周期信號(hào)到發(fā)送基準(zhǔn)信號(hào)所需的時(shí)間、其他機(jī)器人控制裝置生成動(dòng)作基本周期信號(hào)到接收到基準(zhǔn)信號(hào)所需的時(shí)間、和多個(gè)機(jī)器人控制裝置中的一個(gè)和其他機(jī)器人控制裝置之間的通信所需要的通信延遲時(shí)間，使其他機(jī)器人控制裝置的動(dòng)作基本周期信號(hào)的生成時(shí)期與多個(gè)機(jī)器人控制裝置中的一個(gè)的動(dòng)作基本周期信號(hào)的生成時(shí)期一致。
文檔編號(hào)B25J9/10GK1931530SQ200610126539
公開日2007年3月21日 申請日期2006年8月25日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月26日
發(fā)明者橋本良樹, 大家智樹 申請人:發(fā)那科株式會(huì)社