JP2610094B2 - Control device for industrial manipulator - Google Patents
Control device for industrial manipulatorInfo
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- JP2610094B2 JP2610094B2 JP5111309A JP11130993A JP2610094B2 JP 2610094 B2 JP2610094 B2 JP 2610094B2 JP 5111309 A JP5111309 A JP 5111309A JP 11130993 A JP11130993 A JP 11130993A JP 2610094 B2 JP2610094 B2 JP 2610094B2
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、産業用マニプレータの
制御装置に係り、マスタアームとスレーブアームとの操
作開始時における位置合せを自動的に行なうようにした
ものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a control device for an industrial manipulator, in which a master arm and a slave arm are automatically aligned at the start of operation.
【０００２】[0002]
【従来の技術】産業用マニプレータは、一般的には、ス
レーブアームとこれに対して縮小相似形のマスタアーム
にて操作を行なうようになっている。すなわち、マスタ
アームの取手を持って旋回させればマニプレータが旋回
し、マスタアームを上下させればスレーブアームが上下
動し、マスタアームを前後させればスレーブアームが前
後動するという動きをする。この場合、マスタアームと
連動するのは、旋回軸である１軸、前後動のための２
軸、上下動のための３軸であり、手首の上下や回転ある
いはハンドの開閉はスイッチ操作により行なっている。2. Description of the Related Art Generally, an industrial manipulator is operated by a slave arm and a master arm having a similar shape to the slave arm. That is, the manipulator turns when the master arm is turned with the handle, the slave arm moves up and down when the master arm is moved up and down, and the slave arm moves back and forth when the master arm is moved back and forth. In this case, the master arm is linked with one axis, which is a pivot axis, and two axes for longitudinal movement.
There are three axes for vertical movement and vertical movement, and wrist up / down, rotation, and hand opening / closing are performed by a switch operation.
【０００３】かかる産業用マニプレータの利用例として
は、鋳物工場で行なう「鋳ばらし作業」、すなわち、
「コンベア上に流れてくるからみ合った鋳物製品を仕分
け、更に製品と湯口とを仕分けて整列させる作業」、に
て利用される垂直多関節の産業用マニプレータがあげら
れる。[0003] An example of the use of such an industrial manipulator is "casting-off work" performed in a foundry, that is,
A vertical multi-joint industrial manipulator used in "Work for sorting cast products entangled on a conveyor and further sorting and aligning products and gates".
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】上述の産業用マニプレ
ータにあって、マニプレータの停止中はスレーブアーム
は停止時の姿勢を保つのであるが、マスタアームは機構
上基本姿勢に戻るという特性を持たせてある。このた
め、スレーブアームの動作をマスタアームの動きに対し
同様の軌道をもって追従させるためには、操作開始時に
スレーブアームの姿勢にマスタアームの姿勢を合わせる
必要がある。In the above-mentioned industrial manipulator, while the manipulator is stopped, the slave arm keeps the posture at the time of stop, but the master arm is mechanically returned to the basic posture. It is. Therefore, in order to cause the operation of the slave arm to follow the movement of the master arm with a similar trajectory, it is necessary to match the attitude of the master arm with the attitude of the slave arm at the start of the operation.
【０００５】従来においては、マスタアームをスレーブ
アームに合わせる方法としては、目視によりマスタアー
ムの姿勢をスレーブアームの姿勢に合わせた状態でスイ
ッチの投入により一致信号を入力してスレーブアームの
追従動作を可能とするようにしている。Conventionally, as a method of aligning the master arm with the slave arm, a matching signal is input by turning on a switch in a state where the attitude of the master arm is visually adjusted to the attitude of the slave arm, and the following operation of the slave arm is performed. I try to make it possible.
【０００６】ところが、この目視によるマスタアームと
スレーブアームとの姿勢合せは、おおよその合せしか行
なうことができず、また、上述の一致信号の入力方法に
よっては、マスタアームとスレーブアームとの両者の姿
勢が大きく異なることがある。そして、これら姿勢の不
一致により、マスタアームとスレーブアームとで動きの
違いが生じ、操作が円滑にできない。However, the attitude of the master arm and the slave arm can be roughly adjusted only visually, and depending on the input method of the coincidence signal, both the master arm and the slave arm can be adjusted. Posture may vary significantly. Then, due to the disagreement of these postures, a difference in movement occurs between the master arm and the slave arm, and the operation cannot be performed smoothly.
【０００７】本発明は、上述の問題に鑑み姿勢の不一致
を防止した産業用マニプレータの制御装置の提供を目的
とする。SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an industrial manipulator control apparatus which prevents the inconsistency of the attitude in view of the above-mentioned problems.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成する本
発明は、スレーブアームの旋回台に、操作者が座る運転
席とこの運転席の右側前方にスレーブアームに動作指令
を送るマスターアームとを備え、マスタ・スレーブ方式
により作業を行なう産業用マニプレータにおいて、上記
マスタアームに操作スイッチを備え、操作開始に当って
上記操作スイッチの投入により上記マスタアームが上記
スレーブアームと略同じ姿勢となるまで上記スレーブア
ームの動作を停止し略同一姿勢となった後はスレーブア
ームの動作をマスタアームの動きに追従させ、更に操作
終了に当って上記操作スイッチの解除により上記スレー
ブアームを停止させると共に上記マスタアームを基本姿
勢に戻す制御部を備え、上記旋回台を旋回させるジョイ
スティックレバーを上記運転席の左側に左手作業用とし
て備え、たことを特徴とする。Means for Solving the Problems The present invention to achieve the above object, the swivel base of the slave arm, the master arm for sending an operation command to the slave arm to the right front of the driver's seat and the driver's seat the operator sits In an industrial manipulator that performs work by a master-slave method, an operation switch is provided on the master arm, and when the operation switch is turned on at the start of operation, the master arm is substantially in the same posture as the slave arm. After the operation of the slave arm is stopped and the posture is almost the same, the operation of the slave arm follows the movement of the master arm, and further operation is performed.
When the operation switch is released,
The arm is stopped and the above master arm is used as a basic figure.
A joystick for turning the swivel table.
Stick lever for left hand operation on the left side of the driver's seat
It is characterized by having prepared .
【０００９】[0009]
【作用】操作スイッチの投入にマスタアームがスレーブ
アームと略同じ姿勢となるまでスレーブアームの動作を
停止させ、同一姿勢となるときマスタアームの軌道にス
レーブアームを追従させたことにより、両アームの動作
や姿勢は必ず一致することになる。When the operation switch is turned on, the operation of the slave arm is stopped until the master arm is substantially in the same posture as the slave arm. When the master arm is in the same posture, the slave arm follows the trajectory of the master arm. The movements and postures always match.
【００１０】[0010]
【実施例】ここで、図１〜図９を参照して本発明の実施
例を説明する。図１は本実施例の産業用マニプレータの
うちスレーブアームを抽出してその基本構成を示す説明
図である。同図に示すように、旋回台１は、床面２に設
置してある基台３に対し１軸モータ（図示せず）により
水平面内を回動可能に構成してある。An embodiment of the present invention will now be described with reference to FIGS. FIG. 1 is an explanatory diagram showing a basic configuration of a slave arm extracted from the industrial manipulator of the present embodiment. As shown in FIG. 1, the swivel base 1 is configured to be rotatable in a horizontal plane by a one-axis motor (not shown) with respect to a base 3 installed on a floor 2.
【００１１】垂直アーム４は、その基端部を、旋回台１
で支持して２軸モータ（図示せず）により回動する回動
軸５に固定するとともに、その先端部を、上部ユニット
７で支持して３軸モータ（図示せず）により回動する回
動軸６に回動可能に取り付けてある。垂直レバー８は、
その基端部を、軸９を介して旋回台１に、またその先端
部を、軸１０を介して上部ユニット７にそれぞれ回動可
能に取付けてある。すなわち、旋回台１、上部ユニット
７、垂直アーム４、垂直レバー８、回動軸５，６及び軸
９，１０により４節の平行リンク機構を形成している。The vertical arm 4 has its base end at the turntable 1.
And is fixed to a rotating shaft 5 which is rotated by a two-axis motor (not shown), and a tip of which is supported by the upper unit 7 and is rotated by a three-axis motor (not shown). It is rotatably attached to the driving shaft 6. The vertical lever 8
The base end thereof is rotatably mounted on the swivel base 1 via a shaft 9 and the distal end thereof is mounted on the upper unit 7 via a shaft 10 so as to be rotatable. That is, the swivel 1, the upper unit 7, the vertical arm 4, the vertical lever 8, the rotating shafts 5, 6 and the shafts 9, 10 form a four-node parallel link mechanism.
【００１２】水平アーム１１は、その途中を、前記回動
軸６に固定し、上部ユニット７に対して回動可能に構成
してある。カウンタウェイト１２は水平アーム１１の基
端部に固定してある。また、水平アーム１１の先端部に
は、Ｌ字状の手首部１３が軸１４を介して回動可能に取
付けてある。水平レバー１５はその両端部を軸１６，１
７にそれぞれ回動可能に取付けてある。このとき、軸１
６は、基端部を上部ユニット７に垂直に固着してあるブ
ラケット１８の先端部に、また軸１７は、手首部１３の
ブラケット１３ａの先端部にそれぞれ回動可能に取付け
てある。すなわち、回動軸６、軸１４，１６，１７、ブ
ラケット１３ａ，１８、水平アーム１１及び水平レバー
１５により４節の平行リンク機構を形成している。The horizontal arm 11 is fixed to the rotation shaft 6 in the middle thereof and is configured to be rotatable with respect to the upper unit 7. The counterweight 12 is fixed to the base end of the horizontal arm 11. Further, an L-shaped wrist 13 is rotatably attached to the distal end of the horizontal arm 11 via a shaft 14. The horizontal lever 15 has shafts 16 and 1 at both ends.
7 are rotatably mounted. At this time, axis 1
6 is rotatably attached to the distal end of a bracket 18 whose base end is vertically fixed to the upper unit 7, and the shaft 17 is rotatably attached to the distal end of the bracket 13 a of the wrist 13. That is, a four-node parallel link mechanism is formed by the rotating shaft 6, the shafts 14, 16, 17, the brackets 13a, 18, the horizontal arm 11, and the horizontal lever 15.
【００１３】ハンド部１９は、その上端部を回動軸２０
を介して４軸モータ（図示せず）により回動可能に手首
部１３に取付けて垂下するとともに、先端部である把持
部１９ａと基端部１９ｂとからなり、把持部１９ａが５
軸モータ（図示せず）により図示の状態で水平面内を回
動可能に構成してある。The hand portion 19 has a rotating shaft 20 at its upper end.
Is attached to the wrist 13 rotatably by means of a four-axis motor (not shown) via a shaft, and is hung down. The grip 19a is a distal end and a proximal end 19b.
The shaft motor (not shown) is configured to be rotatable in a horizontal plane in the illustrated state.
【００１４】かかるスレーブアームは、オペレータによ
るマスターアーム（詳細は後述）の操作に対応して動作
することにより把持部１９ａで対象物を把んで所定位置
迄搬送するものであるが、このときの動作は次の通りで
ある。The slave arm operates in response to the operation of the master arm (details will be described later) by the operator, and grasps the object with the grip 19a and transports it to a predetermined position. Is as follows.
【００１５】１軸モータの駆動により旋回台１が基台３
に対し水平面内を回動する。The turntable 1 is driven by a one-axis motor to turn the base 3
In a horizontal plane.
【００１６】２軸モータの駆動により回動軸５が回動
し、垂直アーム４を含む平行リンク機構が動作して垂直
アーム４及び垂直レバー８が垂直面内を回動する結果、
上部ユニット７が垂直面内を移動する。As a result of the rotation of the rotating shaft 5 by the driving of the two-axis motor, the parallel link mechanism including the vertical arm 4 operates to rotate the vertical arm 4 and the vertical lever 8 in the vertical plane.
The upper unit 7 moves in a vertical plane.
【００１７】３軸モータの駆動により回動軸６が回動
し、水平アーム１１を含む平行リンク機構が動作して水
平アーム１１及び水平レバー１５が垂直面内を回動する
結果、手首部１３及びハンド部１９が垂直面内を移動す
る。このとき、ブラケット１３ａ，１８は平行であり、
しかもブラケット１８は垂直であるため、ブラケット１
３ａも同様に常に垂直となる。すなわち、手首部１３の
姿勢は常に一定に保持される。The rotation of the rotating shaft 6 by the driving of the three-axis motor causes the parallel link mechanism including the horizontal arm 11 to operate and the horizontal arm 11 and the horizontal lever 15 to rotate in the vertical plane. And the hand part 19 moves in a vertical plane. At this time, the brackets 13a and 18 are parallel,
Moreover, since the bracket 18 is vertical, the bracket 1
Similarly, 3a is always vertical. That is, the posture of the wrist 13 is always kept constant.
【００１８】４軸モータの駆動により回動軸２０が回動
し、ハンド部１９が垂直面内を回動する。また、５軸モ
ータの駆動により把持部１９ａが水平面内を回動する。The rotation shaft 20 is rotated by the driving of the four-axis motor, and the hand 19 is rotated in a vertical plane. In addition, the gripper 19a rotates in a horizontal plane by driving the five-axis motor.
【００１９】かかる１軸〜５軸モータの駆動による各部
の移動により把持部１９ａを所定位置から所定位置へ移
動させるThe gripper 19a is moved from a predetermined position to a predetermined position by the movement of each part by driving the one-axis to five-axis motors.
【００２０】図２は、図１に示すスレーブアームを有す
る本実施例に係る産業用マニプレータを示す右側面図、
図３はその背面図、図４はその平面図である。これら図
２〜図４中、図１と同一部分には同一番号を付し重複す
る説明は省略する。FIG. 2 is a right side view showing the industrial manipulator according to the present embodiment having the slave arm shown in FIG. 1,
FIG. 3 is a rear view, and FIG. 4 is a plan view. 2 to 4, the same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.
【００２１】図２〜図４に示すように、旋回台１には運
転席２１、マスターアーム２２及びジョイスティックレ
バー２３が配設してある。旋回台１を回動する１軸モー
タは、基台３内に収納してある。垂直アーム４を回動す
る２軸モータ２４は、支持部２５を介して旋回台１に配
設してある。水平アーム１１を回動する３軸モータ２６
は上部ユニット７に配設してある。ハンド部１９を垂直
面内で回動する４軸モータ２７は、手首部１３に水平に
突出して配設してある。把持部１９ａを水平面内で回動
する５軸モータ２８は、手首部１３に垂直に突出して配
設してある。As shown in FIGS. 2 to 4, the swivel 1 is provided with a driver's seat 21, a master arm 22, and a joystick lever 23. A one-axis motor for rotating the swivel base 1 is housed in the base 3. A two-axis motor 24 for rotating the vertical arm 4 is provided on the swivel 1 via a support 25. 3-axis motor 26 for rotating the horizontal arm 11
Are disposed in the upper unit 7. A four-axis motor 27 that rotates the hand unit 19 in a vertical plane is disposed so as to protrude horizontally from the wrist unit 13. The five-axis motor 28 that rotates the grip 19a in a horizontal plane is disposed so as to protrude perpendicularly to the wrist 13.
【００２２】上述の１軸〜５軸モータで回動する旋回台
１、垂直アーム４、水平アーム１１、ハンド部１９及び
把持部１９ａの回動中心を図２〜図４中にそれぞれ
Ｏ1 ，Ｏ 2 ，Ｏ3 ，Ｏ4 ，Ｏ5 で示す。これら各回動中
心Ｏ1 〜Ｏ5 には回動角を検出するためにポテンショメ
ータが備えられている。A swivel table that is rotated by the above-described one-axis to five-axis motors
1, vertical arm 4, horizontal arm 11, hand unit 19 and
The center of rotation of the grip 19a is shown in FIGS.
O1, O Two, OThree, OFour, OFiveIndicated by During each of these rotations
Heart O1~ OFiveHas a potentiometer to detect the rotation angle.
Data is provided.
【００２３】マスターアーム２２は、スレーブアームと
相似形に形成してあり、このマスターアーム２２をオペ
レータが操作することによりスレーブアームがマスター
アームと相似形となるように制御される。ジョイスティ
ックレバー２３は、これをオペレータが左右に倒すこと
により旋回台１を大きく、高速度で左右方向に回動する
ためのものである。マスターアーム２２は運転席２１の
オペレータが右手で操作するように運転席２１の右側
に、ジョイスティックレバー２３は前記オペレータが左
手で操作するように運転席２１の左側にそれぞれ配設し
てある。The master arm 22 is formed in a similar shape to the slave arm, and the master arm 22 is controlled by an operator to control the slave arm to be similar to the master arm. The joystick lever 23 allows the operator to tilt the joystick lever to the left and right to enlarge the swivel table 1 and to turn the joystick lever 23 in the left and right direction at a high speed. The master arm 22 is disposed on the right side of the driver's seat 21 so that the operator of the driver's seat 21 operates with the right hand, and the joystick lever 23 is disposed on the left side of the driver's seat 21 so that the operator operates with the left hand.
【００２４】図５は、図２に示す産業用マニプレータの
マスターアーム２２を抽出・拡大して示す右側面図、図
６はその背面図、図７はその平面図である。FIG. 5 is a right side view showing the master arm 22 of the industrial manipulator shown in FIG. 2 in an extracted and enlarged manner, FIG. 6 is a rear view thereof, and FIG. 7 is a plan view thereof.
【００２５】図５〜図７に示すように、マスターアーム
２２は、スレーブアームの各構成部品に対応する各部品
をスレーブアームと同様の結合関係を保ちながら相似形
に構成したものである。すなわち、アーム及びレバーの
長さはスレーブアームに相似で、関節回動範囲はスレー
ブアームと等しく構成してある。As shown in FIG. 5 to FIG. 7, the master arm 22 is formed by forming the parts corresponding to the respective constituent parts of the slave arm in a similar shape while maintaining the same connection relationship as the slave arm. That is, the length of the arm and the lever is similar to the slave arm, and the joint rotation range is configured to be equal to that of the slave arm.
【００２６】図５〜図７中、３３は旋回台１に対応する
旋回部、３４は垂直アーム４に対応する垂直アーム、３
５，３６，３９，４０，４４，４６，４７，５０は回動
軸５，６，２０及び軸９，１０，１４，１６，１７にそ
れぞれ対応する軸、３７は上部ユニット７に対応する上
部ユニット、３８は垂直レバー８に対応する垂直レバ
ー、４１は水平アーム１１に対応する水平アーム、４２
はカウンタウエイト１２に対応するカウンタウエイト、
４３は手首部１３に対応する手首部、４３ａはブラケッ
ト１３ａに対応するブラケット、４５は水平レバー１５
に対応する水平レバー、４８はブラケット１８に対応す
るブラケットである。In FIG. 5 to FIG. 7, reference numeral 33 denotes a swivel unit corresponding to the swivel table 1, 34 denotes a vertical arm corresponding to the vertical arm 4,
5, 36, 39, 40, 44, 46, 47, and 50 are axes respectively corresponding to the rotating shafts 5, 6, and 20 and the shafts 9, 10, 14, 16, and 17, and 37 is an upper part corresponding to the upper unit 7. A unit, 38 is a vertical lever corresponding to the vertical lever 8, 41 is a horizontal arm corresponding to the horizontal arm 11, 42
Is a counter weight corresponding to the counter weight 12,
43 is a wrist part corresponding to the wrist part 13, 43a is a bracket corresponding to the bracket 13a, 45 is a horizontal lever 15
, A bracket 48 corresponding to the bracket 18.
【００２７】操作部５１は軸５０を介して手首部４３
に、垂直面内を回動可能に取付けてある。また、この操
作部５１の頂部には、水平面内を回動するハンド操作部
５１ａが設けてあり、このハンド操作部５１ａを回動す
ることにより５軸モータ２８（図２参照）でハンド部１
９を回動させる。操作部５１に配設してあるハンド開閉
スイッチ５２及び本実施例の特徴である操作スイッチ
（デッドマンスイッチ）５３は、その操作によりハンド
部１９（図２参照）の把持部１９ａの開閉を行なうとと
もに、スレーブアームの制御操作を起動することができ
る。The operation unit 51 is connected to the wrist 43 via the shaft 50.
Is mounted so as to be rotatable in a vertical plane. At the top of the operation unit 51, a hand operation unit 51a that rotates in a horizontal plane is provided. By rotating the hand operation unit 51a, the hand unit 1 is turned by the 5-axis motor 28 (see FIG. 2).
9 is rotated. A hand opening / closing switch 52 provided on the operation unit 51 and an operation switch (deadman switch) 53 which is a feature of the present embodiment open and close the grip 19a of the hand unit 19 (see FIG. 2) by the operation thereof. , The control operation of the slave arm can be activated.
【００２８】このとき、旋回部３３は、旋回台１に、水
平面内を回動可能に配設してある。垂直アーム３４、垂
直レバー３８、水平アーム４１、水平レバー４５及び操
作部５１は、軸３５，３９，３６，４６，５０を回動中
心として垂直面内を回動し得るように構成してある。こ
のときの各回動中心を図５、図７中にＯ6 ，Ｏ7 ，
Ｏ 8 ，Ｏ9 ，Ｏ10の符号を付して示す。また、軸４０，
４４，４７の各中心を図５中にＯ11，Ｏ12，Ｏ13の符号
を付して示す。At this time, the swivel unit 33 applies water to the swivel base 1.
It is arranged to be rotatable in a plane. Vertical arm 34, vertical
The straight lever 38, the horizontal arm 41, the horizontal lever 45 and the operation
The working unit 51 is rotating the shafts 35, 39, 36, 46, 50
It is configured so that it can rotate in a vertical plane as a center. This
The center of rotation at the time of is indicated by O in FIGS.6, O7,
O 8, O9, OTenIt is indicated by the reference numeral. Also, the shaft 40,
The centers of 44 and 47 are indicated by O in FIG.11, O12, O13Sign of
It is shown with a suffix.
【００２９】マスターアーム２２における各部の回動量
は、各軸毎に設けたポテンショメータ５４，５５，５
６，５７，５８により検出する。かくして、これら１〜
５軸ポテンショメータ５４〜５８の検出信号に基づき制
御部を介してスレーブアームの１軸モータ、２軸モータ
２４、３軸モータ２６、４軸モータ２７及び５軸モータ
２８（図２参照）を駆動するように構成してある。The amount of rotation of each part of the master arm 22 is determined by potentiometers 54, 55, 5 provided for each axis.
6, 57 and 58. Thus, these 1
The 1-axis motor, 2-axis motor 24, 3-axis motor 26, 4-axis motor 27 and 5-axis motor 28 (see FIG. 2) of the slave arm are driven via the control unit based on the detection signals of the 5-axis potentiometers 54 to 58. It is configured as follows.
【００３０】引張りバネ５９は、その両端部を旋回部３
３と上部ユニット３７とに係止してあり、通常時（非操
作時）には垂直アーム３４及び垂直レバー３８を、垂直
状態に保持するように構成してある。カウンタウエイト
４２は、水平アーム４１の基端部に固着してあり、通常
時には水平アーム４１を基本姿勢である水平状態に保持
するように構成してある。さらに旋回部３３及び操作部
５１には、それぞれ捩りバネ（図示せず）が介装してあ
り、各部の操作力に抗して旋回部３３、ハンド操作部５
１ａが原点位置に復帰するように旋回部３３及びハンド
操作部５１ａをその回動軸回りに水平面内で回動すると
ともに、操作部５１が原点位置に復帰するように操作部
５１をその回動軸回りに垂直面内で回動するように構成
してある。The tension spring 59 has both ends at the turning portion 3.
3 and the upper unit 37, so that the vertical arm 34 and the vertical lever 38 are held in a vertical state in a normal state (when not operated). The counterweight 42 is fixed to the base end of the horizontal arm 41, and is configured to normally hold the horizontal arm 41 in a horizontal state, which is a basic posture. Further, torsion springs (not shown) are interposed in the turning part 33 and the operating part 51, respectively, so that the turning part 33 and the hand operating part 5 can resist the operating force of each part.
The turning unit 33 and the hand operating unit 51a are rotated in a horizontal plane around their rotation axes so that 1a returns to the home position, and the operating unit 51 is rotated so that the operating unit 51 returns to the home position. It is configured to rotate in a vertical plane around the axis.
【００３１】かくして、マスターアーム２２の操作部５
１を手６０で把持して所定の操作を行なった後、この手
６０を離すことにより各部は原点位置に復帰し、基本姿
勢を保持するように構成してある。Thus, the operation unit 5 of the master arm 22
After performing a predetermined operation while holding the hand 1 with the hand 60, the parts are returned to the origin position by releasing the hand 60, and the basic posture is maintained.
【００３２】この場合、前述の操作スイッチ５３は、オ
ペレータによる操作部５１の把持により指での押圧にて
投入されるようになっており、この操作スイッチ５３の
投入にてマスタアームに追従してスレーブアームが動き
得るものである。しかも、操作開始当初マスタアームが
スレーブアームに対してその姿勢が基本姿勢となってず
れている場合には、操作スイッチ５３が投入されてもマ
スタアームに従ってスレーブアームが動かず、マスタア
ームの姿勢がスレーブアームの姿勢に一致した状態の後
マスタアームがスレーブアームと同じ軌道を動くように
なっている。操作スイッチ５３が解除された場合には、
スレーブアームはそのままの姿勢をとり、マスタアーム
が基本姿勢に戻る。なお、操作スイッチ５３は指による
押圧のみならず、光式スイッチによっても構成できる。In this case, the above-mentioned operation switch 53 is turned on by pressing with a finger by the operator holding the operation section 51, and the operation switch 53 follows the master arm when the operation switch 53 is turned on. The slave arm can move. In addition, if the master arm is shifted from the slave arm in the basic posture at the beginning of the operation, the slave arm does not move according to the master arm even when the operation switch 53 is turned on, and the posture of the master arm is changed. The master arm moves on the same trajectory as the slave arm after the posture matching the posture of the slave arm. When the operation switch 53 is released,
The slave arm assumes the same posture, and the master arm returns to the basic posture. The operation switch 53 can be configured not only by pressing with a finger but also by an optical switch.
【００３３】こうして、オペレータがマスターアーム２
２の操作部５１を把持して旋回部３３を回動することに
より、このときの回動量を１軸ポテンショメータ５４で
検出する結果、前記制御部を介して１軸モータが駆動さ
れ、旋回部３３の回動量に応じて旋回台１を旋回する。In this way, the operator can set the master arm 2
By rotating the turning unit 33 while gripping the second operating unit 51, the rotation amount at this time is detected by the one-axis potentiometer 54, and as a result, the one-axis motor is driven via the control unit, and the turning unit 33 is rotated. The swivel 1 is swung according to the amount of rotation of the swivel.
【００３４】以下、同様にオペレータの操作により垂直
アーム３４、水平アーム４１、操作部５１及びハンド操
作部５１ａを回動・操作することにより、このときの回
動量を２軸〜５軸ポテンショメータ５５，５６，５７，
５８で検出する結果、前記制御部を介して２軸〜５軸モ
ータ２４，２６，２７，２８が駆動され、垂直アーム３
４、水平アーム４１、操作部５１及びハンド操作部５１
ａの回動量に応じて垂直アーム４、水平アーム１１、ハ
ンド部１９及び把持部１９ａをそれぞれ回動する。Hereinafter, similarly, the vertical arm 34, the horizontal arm 41, the operation unit 51, and the hand operation unit 51a are rotated and operated by the operation of the operator, so that the rotation amount at this time can be adjusted by the 2-axis to 5-axis potentiometer 55, 56, 57,
As a result of the detection at 58, the 2-axis to 5-axis motors 24, 26, 27, 28 are driven via the control unit,
4. Horizontal arm 41, operation unit 51, and hand operation unit 51
The vertical arm 4, the horizontal arm 11, the hand unit 19, and the gripping unit 19a are respectively rotated according to the amount of rotation of “a”.
【００３５】図８は上述した構成の産業用マニプレータ
の動作を制御する制御系を示し、図９は操作時の制御手
順を示す。図８に示すようにスレーブアームの１軸、２
軸、３軸にはポテンショメータＰＴ１、ＰＴ２、ＰＴ３
が備えられ、マスタアームの１軸、２軸、３軸にもポテ
ンショメータ５４（ＰＴ１１）、５５（ＰＴ１２）、５
６（ＰＴ１３）が備えられている。各ポテンショメータ
ＰＴ１〜ＰＴ３、ＰＴ１１〜ＰＴ１３から出力されたポ
テンショメータ信号はＡ／Ｄ変換器６０にてディジタル
信号に変換されてＣＰＵ６１に入力される。ＣＰＵ６１
は、ポテンショメータ信号から各軸角度を求め、マスタ
アームの姿勢及びスレーブアームの姿勢を演算する。FIG. 8 shows a control system for controlling the operation of the industrial manipulator having the above configuration, and FIG. 9 shows a control procedure at the time of operation. As shown in FIG.
Axes, PT3, PT2, PT3
The potentiometers 54 (PT11), 55 (PT12), and 5
6 (PT13). The potentiometer signals output from the potentiometers PT1 to PT3 and PT11 to PT13 are converted into digital signals by the A / D converter 60 and input to the CPU 61. CPU 61
Calculates the angle of each axis from the potentiometer signal and calculates the attitude of the master arm and the attitude of the slave arm.
【００３６】また操作スイッチ５３のオン・オフ出力が
ＣＰＵ６１に入力されており、この操作スイッチ５３の
投入によりマスタアームがスレーブアームと同姿勢にな
った以後追従動作が開始される制御が行なわれる。ＣＰ
Ｕ６１による追従動作指令は、マスタアームの各軸角度
とスレーブアームの各軸角度の偏差を求め、その偏差が
零となるような指令が演算され出力される。この追従動
作指令はＤ／Ａ変換器６２によりアナログ信号に変換さ
れサーボドライバ６３に送られ、スレーブアームの各軸
に備えたモータが駆動する。かくて、マスタアームの動
作に追従してスレーブアームが動作する。The ON / OFF output of the operation switch 53 is input to the CPU 61. When the operation switch 53 is turned on, the master arm is brought into the same posture as the slave arm, and thereafter the control operation for starting the following operation is performed. CP
The following operation command by U61 is obtained by calculating a deviation between each axis angle of the master arm and each axis angle of the slave arm, and calculating and outputting a command such that the deviation becomes zero. This follow-up operation command is converted into an analog signal by the D / A converter 62 and sent to the servo driver 63, and the motors provided on each axis of the slave arm are driven. Thus, the slave arm operates following the operation of the master arm.
【００３７】図９はマニプレータの操作開始時をも含め
たＣＰＵ６１による制御フローであり、操作開始により
まずスレーブアームのポテンショメータ信号が読み込ま
れ（ステップ１）、ついでマスタアームのポテンショメ
ータ信号が読み込まれて（ステップ２）、それぞれの各
軸の角度計算が行なわれる（ステップ３）。ついで、操
作スイッチ５３のオン・オフが判定され（ステップ
４）、オフの場合には停止指令、オンの場合には次の判
定として角度差１°以内か否かの判断がなされる（ステ
ップ５）。ここで、角度差が１°以上あるときには未だ
マスタアームとスレーブアームとの姿勢が一致しないと
して停止指令が出力され、角度差１°以内では通常の追
従動作に移る。通常の追従動作に移行した場合には、マ
スタアームとスレーブアームとの偏差を求めるために、
ステップ１、２、３と同様の信号読み込みと角度計算が
行なわれる（ステップ６、７、８）。ついで、操作スイ
ッチ５３のオン・オフの判定（ステップ９）後、オフす
ればスレーブの停止、オンにより速度指令値の計算（ス
テップ１０）と速度指令出力（ステップ１１）とにより
追従動作が行なわれる。FIG. 9 is a control flow by the CPU 61 including the time when the operation of the manipulator is started. When the operation is started, first, the potentiometer signal of the slave arm is read (step 1), and then the potentiometer signal of the master arm is read (step 1). Step 2), the angle of each axis is calculated (step 3). Next, it is determined whether the operation switch 53 is on or off (step 4). If the operation switch 53 is off, a stop command is issued. If the operation switch 53 is on, it is determined whether the angle difference is within 1 ° (step 5). ). Here, when the angle difference is 1 ° or more, a stop command is output assuming that the attitudes of the master arm and the slave arm do not match yet, and when the angle difference is within 1 °, the normal follow-up operation is started. When shifting to the normal following operation, in order to find the deviation between the master arm and the slave arm,
Signal reading and angle calculation are performed in the same manner as in steps 1, 2, and 3 (steps 6, 7, and 8). Next, after the operation switch 53 is determined to be on or off (step 9), if the operation switch 53 is turned off, the slave is stopped. If the operation switch 53 is turned on, the speed command value is calculated (step 10) and the speed command output is performed (step 11). .
【００３８】[0038]
【発明の効果】以上実施例と共に具体的に説明したよう
に、オペレータによるマニプレータの操作開始にあって
操作スイッチのオンによりマスタアームがスレーブアー
ムの姿勢に略一致したとき、スレーブアームの動作を追
従させることができ、マニプレータの円滑な操作を可能
とした。また、操作スイッチのオフによりスレーブアー
ムが停止され誤作動が少ないと共にマスタアームが基本
姿勢に戻るようになり次の操作時の操作性が良い。更
に、運転席左側のジョイスティックレバー操作により運
転席を大きく旋回できてスレーブアームの動作を補助す
ることができる。 As described above in detail with the embodiment, when the operation of the manipulator is started by the operator and the operation of the operation switch turns on the master arm substantially coincides with the posture of the slave arm, the operation of the slave arm is followed. This allows smooth operation of the manipulator. When the operation switch is turned off, the slave
The system is stopped, there are few malfunctions, and the master arm is basic.
It returns to the posture and the operability at the next operation is good. Change
Operated by operating the joystick lever on the left side of the driver's seat.
Able to turn the transfer seat greatly and assist the operation of the slave arm
Can be
【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]
【図１】本発明の実施例に係る垂直多関節の産業用マニ
プレータのうちスレーブアームを抽出してその基本構成
を示す説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram showing a basic configuration of a vertical multi-joint industrial manipulator according to an embodiment of the present invention, in which slave arms are extracted.
【図２】図１に示すスレーブアームを有する本実施例に
係る産業用マニプレータを有する右側面図である。FIG. 2 is a right side view having the industrial manipulator according to the embodiment having the slave arm shown in FIG. 1;
【図３】図２の背面図である。FIG. 3 is a rear view of FIG. 2;
【図４】図２の平面図である。FIG. 4 is a plan view of FIG. 2;
【図５】図２に示す産業用マニプレータのマスターアー
ムを抽出・拡大して示す右側面図である。5 is a right side view showing the master arm of the industrial manipulator shown in FIG. 2 in an extracted and enlarged manner.
【図６】図５の背面図である。FIG. 6 is a rear view of FIG. 5;
【図７】図５の平面図である。FIG. 7 is a plan view of FIG. 5;
【図８】本発明の実施例に係る産業用マニプレータの制
御のためのブロック図である。FIG. 8 is a block diagram for controlling the industrial manipulator according to the embodiment of the present invention.
【図９】実施例の操作開始の手法を示すフロー図であ
る。FIG. 9 is a flowchart showing a method of starting operation according to the embodiment.
１ 旋回台 ２ 床面 ３ 基台 ４ 垂直アーム ５ 回動軸 ６ 回動軸 ７ 上部ユニット ８ 垂直レバー ９ 軸 １０ 軸 １１ 水平アーム １２ カウンタウエイト １３ 手首部 １３ａ ブラケット １４ 軸 １５ 水平レバー １６ 軸 １７ 軸 １８ ブラケット １９ ハンド部 １９ａ 把持部 １９ｂ 基端部 ２０ 回動軸 ２１ 運転席 ２２ マスターアーム ２３ ジョイスティックレバー ３３ 旋回部 ３４ 垂直アーム ３５ 回動軸 ３６ 回動軸 ３７ 上部ユニット ３８ 垂直レバー ３９ 軸 ４０ 軸 ４１ 水平アーム ４２ カウンタウエイト ４３ 手首部 ４３ａ ブラケット ４４ 軸 ４５ 水平レバー ４６ 軸 ４７ 軸 ４８ ブラケット ５３ 操作スイッチ ５４、５５、５６、５７、５８、ＰＴ１、ＰＴ２、ＰＴ
３ ポテンショメータDESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Swivel base 2 Floor 3 Base 4 Vertical arm 5 Rotating axis 6 Rotating axis 7 Upper unit 8 Vertical lever 9 Axis 10 Axis 11 Horizontal arm 12 Counter weight 13 Wrist part 13a Bracket 14 Axis 15 Horizontal lever 16 Axis 17 axis Reference Signs List 18 bracket 19 hand part 19a gripping part 19b base end part 20 rotation axis 21 driver's seat 22 master arm 23 joystick lever 33 turning part 34 vertical arm 35 rotation axis 36 rotation axis 37 upper unit 38 vertical lever 39 axis 40 axis 41 Horizontal arm 42 Counter weight 43 Wrist 43a Bracket 44 Axis 45 Horizontal lever 46 Axis 47 Axis 48 Bracket 53 Operation switch 54, 55, 56, 57, 58, PT1, PT2, PT
3 Potentiometer
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−71980（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−50382（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−101787（ＪＰ，Ａ) 実開 昭64−38274（ＪＰ，Ｕ) 実開 平４−63388（ＪＰ，Ｕ)Continuation of the front page (56) References JP-A-2-71980 (JP, A) JP-A-5-50382 (JP, A) JP-A-4-101787 (JP, A) Japanese Utility Model Application No. Sho 64-38274 (JP) , U) Hikaru 4-63388 (JP, U)
Claims (1)
る運転席とこの運転席の右側前方にスレーブアームに動
作指令を送るマスタアームとを備え、マスタ・スレーブ
方式により作業を行なう産業用マニタプレータにおい
て、 上記マスタアームに操作スイッチを備え、 操作開始に当って上記操作スイッチの投入により上記マ
スタアームが上記スレーブアームと略同じ姿勢となるま
で上記スレーブアームの動作を停止し略同一姿勢となっ
た後は上記スレーブアームの動きに追従させ、更に操作
終了に当って上記操作スイッチの解除により上記スレー
ブアームを停止させると共に上記マスタアームを基本姿
勢に戻す制御部を備え、 上記旋回台を旋回させるジョイスティックレバーを上記
運転席の左側に左手作業用として備え、 たことを特徴とする産業用マニプレータの制御装置。To 1. A slave arm swivel base, Manitapureta industrial performing the driver's seat the operator sits and a master arm for sending an operation command to the slave arm to the right front of the driver's seat, a work by the master-slave mode In the above, an operation switch is provided on the master arm, and when the operation switch is turned on at the start of operation, the operation of the slave arm is stopped until the master arm is substantially in the same posture as the slave arm, and the operation is substantially the same. After that, follow the movement of the slave arm and operate further
When the operation switch is released,
The arm is stopped and the above master arm is used as a basic figure.
A control device for an industrial manipulator, comprising: a control unit for returning to the force; and a joystick lever for turning the swivel table on the left side of the driver's seat for left-handed operation.
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