JPH01257579A - Manipulator - Google Patents

Manipulator

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JPH01257579A
JPH01257579A JP8294188A JP8294188A JPH01257579A JP H01257579 A JPH01257579 A JP H01257579A JP 8294188 A JP8294188 A JP 8294188A JP 8294188 A JP8294188 A JP 8294188A JP H01257579 A JPH01257579 A JP H01257579A
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JP
Japan
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end effector
manipulator
slave
freedom
work
Prior art date
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Pending
Application number
JP8294188A
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Japanese (ja)
Inventor
Fumio Tomizawa
富沢 文雄
Nobuyoshi Iwatsuka
岩塚 信好
Fuminobu Takahashi
高橋 文信
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Publication of JPH01257579A publication Critical patent/JPH01257579A/en
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Abstract

PURPOSE:To conduct rough teaching operation by a master or the like surely and easily by providing a control device for feedbacking a detection signal showing the relation between an object of work and an end effector to portions other than a portion for regulating the position attitude of a slave manipulator in a work breakdown teaching device. CONSTITUTION:A slave regulates rough position and attitude of an end effector by teacing means such as a master or the like. The position and attitude of the end effector for an object of work at this time is detected by a detection sensor 2. An output signal of the detection sensor 2 is feedbacked to portions other than a portion for regulating the position and attitude of a slave manipulator in a work breakdown teaching device such as a master or the like. Thus, the assisting degree of freedom of the slave manipulator is controlled to always keep the position and attitude of the end effector for an object of work constant. Accordingly, even if the teaching contents for the slave are rough, teaching operation can be accomplished surely and easily.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はマニピュレータに係り、特に、作業対象とエン
ドエフェクタとの間に一定の拘束関係を保ちながら作業
するのに好適なマニピュレータに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a manipulator, and particularly to a manipulator suitable for working while maintaining a certain constraint relationship between a work object and an end effector.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

マスタスレーブ式のマニピュレータでは、エンドエフェ
クタの位置、姿勢を一定に保つ拘束動作を伴った作業を
マスタスレーブ制御だけで実現するのは困難である。
With a master-slave type manipulator, it is difficult to perform work that involves restraint operations that keep the end effector's position and posture constant using master-slave control alone.

また、長尺マニピュレータでも、長尺マニピュレータの
動的なたわみ、関節駆動の減速機構のバンクラッシュな
どによって、エンドエフェクタと作業対象の関係を一定
に保つことはむずかしい。
Furthermore, even with a long manipulator, it is difficult to maintain a constant relationship between the end effector and the workpiece due to dynamic deflection of the long manipulator, bank lash of the joint-driven deceleration mechanism, and the like.

1)1j者に対する従来技術は、作業対象とエンドエフ
ェクタの関係を検出し、その出力によりスレーブの位置
、姿勢を規定するマスタマニピュレータのアーム関節に
コンプライアンスを発生させて生しるマスクの反力によ
って、操作者に作業対象とエンドエフェクタの関係を検
知させる方法がある。
1) The conventional technology for 1j operators detects the relationship between the work target and the end effector, and uses the output to generate compliance in the arm joint of the master manipulator that defines the position and posture of the slave. There is a method in which the operator detects the relationship between the work object and the end effector.

長尺マニピュレータでは、作業動作を教示する時に、T
Vカメラ等によりマニピュレータの先端を監視し、教示
内容をトライアンドエラーにより修正してから、実際の
作業に入っていた。
With long manipulators, when teaching work movements, T
The tip of the manipulator was monitored using a V-camera, etc., and the teaching contents were corrected through trial and error before the actual work began.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

マスタスレーブ式に対する従来技術では、操作者は、常
に、マスクに伝わる反力を感じ、その反力がなくなるよ
うにスレーブの位置姿勢を規定するマスクの多くの自由
度を微妙に操作することが要求されるため、操作者の疲
労は大きくなる問題がある。
In the conventional technology for master-slave type, the operator is required to always feel the reaction force transmitted to the mask and delicately manipulate the many degrees of freedom of the mask that define the position and orientation of the slave so that the reaction force disappears. Therefore, there is a problem in that operator fatigue increases.

後者の長尺マニピュレータでは、教示時間がかかり、教
示者の疲労も大きくなる。
The latter long manipulator takes time to teach and increases teacher fatigue.

従って、本発明の目的は、マスクなどにより大まかな教
示でも、作業を確実に、かつ、容易に実現する手段を提
供することにある。
Therefore, an object of the present invention is to provide a means for reliably and easily realizing the work even with rough teaching using a mask or the like.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

上記目的は、作業対象とエンドエフェクタとの関係を検
出する検出センサ、作業を実行するスレーブ、作業内容
教示装置、及び、検出センサの出力をマスタなどの作業
内容教示装置とスレーブのうち、スレーブの位置姿勢を
規定する以外の部分にフィードバックする制御装置を構
成することにより達成される。
The above purpose is to provide a detection sensor that detects the relationship between the work object and the end effector, a slave that executes the work, a work content teaching device, and a work content teaching device such as a master that uses the output of the detection sensor and the slave of the slave. This is achieved by configuring a control device that provides feedback to parts other than those that define the position and orientation.

(作用〕 スレーブは、教示手段、例えば、マスクによってエンド
エフェクタの大まかな位置・姿勢を規定する。検出セン
サは、この時のエンドエフェクタの作業対象に対する位
置・姿勢を検出する。スレーブの位置・姿勢を規定する
以外の部分は、スレーブでは、スレーブの位置・姿勢を
自由度(これを主自由度と呼ぶ)以外の自由度(これを
補助自由度と呼ぶ)があり、マスクでは、エンドエフェ
クタ操作器などがある。スレーブの補助自由度を例にと
って説明すれば、検出センサによりスレーブの補助自由
度は、エンドエフェクタの作業対象に対する位置・姿勢
が、一定の状態になるように制御装置によって制御され
る。このことによって、スレーブに対する教示内容が大
まかであっても、作業を確実に、かつ、容易に実現でき
る。特に、マスタスレーブ制御では、マスクの操作が簡
単になり、操作者の疲労も少なくなる。
(Operation) The slave defines the approximate position and orientation of the end effector using a teaching means, such as a mask.The detection sensor detects the position and orientation of the end effector at this time with respect to the work object.The position and orientation of the slave The slave has degrees of freedom (this is called the auxiliary degree of freedom) other than the degree of freedom (this is called the main degree of freedom) for controlling the position and orientation of the slave, and the mask has the end effector operation. Taking the slave's auxiliary degree of freedom as an example, the slave's auxiliary degree of freedom is controlled by the control device so that the position and orientation of the end effector relative to the work object are kept constant by the detection sensor. As a result, even if the instructions given to the slaves are rough, the work can be accomplished reliably and easily.In particular, with master-slave control, mask operation is easier and operator fatigue is reduced. Become.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明の実施例をプラズマ切断作業を例にとって
説明する。
Embodiments of the present invention will be described below by taking a plasma cutting operation as an example.

第一の実施例として、補助自由度をエンドエフェクタに
設けた場合を第1図から第5図を用いて説明する。第1
図で、スレーブ8は、アーム81エンドエフエクタ1、
検出センサ2及びプラズマトーチ3から構成される。ア
ーム81はエンドエフェクタ1の位置・姿勢を規定でき
るように六自由度の主自由度から構成される。第2図は
、エンドエフェクタ1と検出センサ2の一実施例を示す
As a first embodiment, a case where an auxiliary degree of freedom is provided in an end effector will be described using FIGS. 1 to 5. 1st
In the figure, slave 8 includes arm 81 end effector 1,
It is composed of a detection sensor 2 and a plasma torch 3. The arm 81 is composed of six main degrees of freedom so that the position and posture of the end effector 1 can be defined. FIG. 2 shows an embodiment of the end effector 1 and the detection sensor 2. As shown in FIG.

第3図は、検出センサ2のエンドエフェクタ1の作業対
象9に対する姿勢検出の説明図である。検出センサは、
リング状の検出センサプレートと検出センサプレート2
1の上下、左右に取り付けられた距離センサ2u、2a
、2しy 2Rからなる。
FIG. 3 is an explanatory diagram of detection of the posture of the end effector 1 with respect to the work object 9 by the detection sensor 2. The detection sensor is
Ring-shaped detection sensor plate and detection sensor plate 2
Distance sensors 2u and 2a attached to the top, bottom, left and right of 1
, 2 and y 2R.

添字u、d、L、Rは、各々距離センサの取り付は位置
が上、下、左及び右であることを示す。距離センサ2u
、SL、2R12Lは、各々、作業対象9との距離をQ
u、Qar QRl及びQ、Lを検出する。
The suffixes u, d, L, and R indicate that the distance sensor is mounted in the upper, lower, left, and right positions, respectively. Distance sensor 2u
, SL, 2R12L are the distances to the work object 9, respectively.
Detect u, Qar QRl and Q, L.

エンドエフェクタ1は、プラズマトーチをアーム81に
対して前後に移動させる伸縮軸11、左右に施回させる
左右旅回軸12、及び、上下に施回させる上下旅回軸1
3をもつ。伸縮軸11は、モータ111、エンコーダ1
12及びボールネジ113から構成される。プラズマト
ーチ3は、プラズマトーチ保持部14に固定され、ボー
ルネジ113により前後に移動する。検出センサ2も、
検出センサガイド捧22を介してプラズマトーチ保持部
に固定され、プラズマトーチとともに、ボールネジ11
3によって前後に移動する。左右旅回軸12は、モータ
121、エンコーダ122ベアリング123、及びシャ
フト124から構成され、モータ121を駆動すること
によって、モータ121のロータに固定されたシャフト
124によってエンドエフェクタ1全体を左右に施回す
る。
The end effector 1 includes a telescoping shaft 11 that moves the plasma torch back and forth with respect to the arm 81, a left-right travel shaft 12 that rotates the plasma torch left and right, and a vertical travel shaft 1 that rotates the plasma torch vertically.
Has 3. The telescopic shaft 11 includes a motor 111 and an encoder 1.
12 and a ball screw 113. The plasma torch 3 is fixed to a plasma torch holder 14 and moved back and forth by a ball screw 113. The detection sensor 2 also
It is fixed to the plasma torch holding part via the detection sensor guide 22, and is attached to the ball screw 11 along with the plasma torch.
3 moves forward or backward. The left-right travel axis 12 is composed of a motor 121, an encoder 122, a bearing 123, and a shaft 124. By driving the motor 121, the entire end effector 1 is turned left and right by the shaft 124 fixed to the rotor of the motor 121. do.

上下旅回軸13も左右旅回軸12と同様に構成され、エ
ンドエフェクタ1の全体を上下に施回する。
The vertical travel rotation shaft 13 is also configured in the same manner as the left and right travel rotation shaft 12, and rotates the entire end effector 1 up and down.

次に、検出センサ2によって、エンドエフェクタ1にあ
る補助自由度の制御方法について説明する。第4図は、
その制御装置6のブロック図を示し、伸縮軸11を制御
する場合を示す。制御装置6は検出センサ2の出力Qに
より各軸の指令値演算部61、指令値により所望の制御
を行なうために操作量を決める制御要素62、及び、モ
ータドライバ63からなる。第5図に、指令演算部にお
ける制御アルゴリズムを示す。プラズマ切断では。
Next, a method of controlling the auxiliary degrees of freedom in the end effector 1 using the detection sensor 2 will be described. Figure 4 shows
A block diagram of the control device 6 is shown, showing the case where the telescopic shaft 11 is controlled. The control device 6 includes a command value calculation section 61 for each axis based on the output Q of the detection sensor 2, a control element 62 that determines the amount of operation to perform desired control based on the command value, and a motor driver 63. FIG. 5 shows the control algorithm in the command calculation section. In plasma cutting.

プラズマトーチ3と作業対象9との距離(これをスタン
ドオフと呼ぶ)を一定にし、かつ作業対象9に対するプ
ラズマトーチ3の姿勢を垂直に保つことが望まれる。ス
タンドオフを一定に保つため、四つの距離センサの平均
値りを求め、(シーケンス10、これ以後シーケンスを
Sと略す)望むべきスタンドオフLoと比較しく520
)、その差によって伸縮軸11を制御する(S30,5
40)。
It is desirable to keep the distance between the plasma torch 3 and the workpiece 9 (this is called a standoff) constant and to keep the attitude of the plasma torch 3 perpendicular to the workpiece 9. To keep the standoff constant, calculate the average value of the four distance sensors (sequence 10, hereafter sequence is abbreviated as S) and compare it with the desired standoff Lo, which is 520.
), the telescopic shaft 11 is controlled based on the difference (S30, 5
40).

制御要素62を第4図に示すような不感帯を持つ非線形
要素で構成すれば、伸縮軸11はオンオフ的に制御され
ることになる。また、プラズマトーチの姿勢を一定に保
つため、左右の距離センサQL+ Qnを比較しく55
0)、その差によって左右旅回軸12を制御(S60.
70)L、上下の距離QL、ORによって同様に上下流
回転13を制御する(S80,90,100)。この制
御を作業終了までくり返す。第6図は、作業対象9の端
部で、4つの距離センサのうちの一つが作業対象との距
離を検出できない時の処理を示し、上側の距離センサQ
uの場合を示す。距離センサの値がQuがある一定以上
(Q uu)になった時、作業対象9を検出できないと
定義する。スタンドオフαは、左右距離センサ21.、
2Rの平均値でも、上下距離センサ2..2.の平均値
でも求まるから、この場合は前者によって求める(S2
10)、伸縮軸11と左右旋回転の処理は、第4図と同
じである(S220)。上下流回転に対しては、このス
タンドオフLと下側の距離センサQ−との比較によって
、第4図と同じように制御する(S250゜260.2
70)。このように、検出センサ2とエンドエフェクタ
1にある補助自由度によって、エンドエフェクタ1の位
置・姿勢を大まかに教示しても、作業対象とプラズマト
ーチ3との関係を所望の状態に保持でき作業が確実、か
つ、容易にできる。
If the control element 62 is composed of a nonlinear element having a dead zone as shown in FIG. 4, the telescopic shaft 11 will be controlled in an on-off manner. In addition, in order to keep the posture of the plasma torch constant, the left and right distance sensors QL + Qn are set comparatively at 55
0), and the left and right travel axis 12 is controlled based on the difference (S60.
70) Similarly, the upstream and downstream rotations 13 are controlled using L, the vertical distance QL, and OR (S80, 90, 100). This control is repeated until the work is completed. FIG. 6 shows the process when one of the four distance sensors cannot detect the distance to the work object at the end of the work object 9, and the upper distance sensor Q
The case of u is shown. It is defined that the work object 9 cannot be detected when the value Qu of the distance sensor exceeds a certain value (Q uu). The standoff α is the left and right distance sensor 21. ,
Even with the average value of 2R, the vertical distance sensor 2. .. 2. Since it can also be found by the average value of
10) The processing of the telescopic shaft 11 and left and right rotation is the same as in FIG. 4 (S220). Upstream and downstream rotations are controlled in the same way as shown in Fig. 4 by comparing this standoff L and the lower distance sensor Q- (S250°260.2
70). In this way, the auxiliary degrees of freedom in the detection sensor 2 and the end effector 1 allow the relationship between the work object and the plasma torch 3 to be maintained in the desired state even if the position and orientation of the end effector 1 are roughly taught. can be done reliably and easily.

次に、第二の実施例として補助自由度をアーム内に配置
し、かつ補助自由度を主自由度で兼ねる場合を第7図か
ら第9図を用いて説明する。第8図は、本発明を適用と
するマニピュレータ8の自由度配置の一例を示す0本マ
ニピュレータ8は、根元側からロールθ1.ピッチθ2
.ピッチ03.ロールθ番、ピッチθ6及びロールθG
の自由度配置をもち、先端に第8図に示すエンドエフェ
クタ5を装着している。マニピュレータ8は、θ+、O
z。
Next, as a second embodiment, a case where the auxiliary degree of freedom is disposed within the arm and the auxiliary degree of freedom also serves as the main degree of freedom will be described with reference to FIGS. 7 to 9. FIG. 8 shows an example of the degree of freedom arrangement of the manipulator 8 to which the present invention is applied. The zero manipulator 8 has a roll θ1. pitch θ2
.. Pitch 03. Roll θ number, pitch θ6 and roll θG
It has a degree of freedom arrangement, and an end effector 5 shown in FIG. 8 is attached to the tip. The manipulator 8 has θ+, O
z.

θ3の根元側三軸によって、エンドエフェクタの位置を
規定し、θ番、θ5.θBの先端側3軸によってエンド
エフェクタ5の姿勢を決定する。エンドエフェクタ5は
、θB軸の先端に固定されている。第8図に示すエンド
エフェクタ4は、プラズマトーチ3、プラズマトーチ保
持部41、及び、接触型検出センサ5から構成されてい
る。接触型検出センサ5は、検出センサの第二の実施例
であり、作業対象9との距離Qul Qa+ QL+ 
QR(添字内容は、検出センサ2と同じ)を検出するの
に接触型距離センサ5u+ 5d+ 5Ll 5Rを用
いたものである。接触型距離センサ5..5=、5L、
5Rは、バネ51で摺動棒52を常に作業対象9に押付
ける機構となっており、摺動棒52の先端には、摺動棒
52が作業対象9を滑らかにすべることができるように
ポールキャスタ53を装着している。
The position of the end effector is defined by the three axes on the root side of θ3, θ number, θ5. The attitude of the end effector 5 is determined by the three axes on the tip side of θB. The end effector 5 is fixed to the tip of the θB axis. The end effector 4 shown in FIG. 8 is composed of a plasma torch 3, a plasma torch holding section 41, and a contact type detection sensor 5. The contact type detection sensor 5 is a second embodiment of the detection sensor, and the distance from the work object 9 is Qul Qa+ QL+
Contact type distance sensors 5u+ 5d+ 5Ll 5R are used to detect QR (subscript content is the same as detection sensor 2). Contact type distance sensor5. .. 5=, 5L,
5R has a mechanism that constantly presses the sliding rod 52 against the work object 9 using a spring 51, and a tip is provided at the tip of the sliding rod 52 so that the sliding rod 52 can smoothly slide over the work object 9. Pole casters 53 are attached.

距離Qは摺動棒52のガイド54に対する位置で検出す
る。接触型検出センサ5では、スタンドオフは、バネ5
1によって自動的に補正される。従って、本発明ではア
クティブに制御しなくてはならないのは、エンドエフェ
クタの姿勢である。この姿勢を効率的に補正するマニピ
ュレータの自由度は、θ4軸の左右旅回軸と、05軸の
上下旅回軸である。
The distance Q is detected by the position of the sliding rod 52 with respect to the guide 54. In the contact type detection sensor 5, the standoff is the spring 5
1 is automatically corrected. Therefore, in the present invention, what must be actively controlled is the attitude of the end effector. The degrees of freedom of the manipulator for efficiently correcting this posture are the left and right travel axis of the θ4 axis and the vertical travel axis of the 05 axis.

次に、04軸、05軸の制御方法について説明する。第
9図は1本実施例における制御装置のブロック図を示す
。制御装置6の基本的構成は、第一の実施例と同じであ
るが、指令部演算部61の構成が多少異なる。指令部演
算部61は、検出センサ5の出力Q、〜QRにより目標
値変更量を計算する目標値変更部611と、目標値を計
算する目標値計算部611である。目標値変更部611
の処理内容は、第5図、第6図で示した第一の実施例の
制御アルゴリズムのうち、左右及び上下旅回に相当する
処理を行なう。例えば、θ4軸によりエンドエフェクタ
の左右の姿勢を補正するための姿勢補正1tRc4は次
式で定める。
Next, a method of controlling the 04 and 05 axes will be explained. FIG. 9 shows a block diagram of a control device in this embodiment. The basic configuration of the control device 6 is the same as that of the first embodiment, but the configuration of the command section calculation section 61 is slightly different. The command unit calculation unit 61 includes a target value change unit 611 that calculates a target value change amount based on the outputs Q and QR of the detection sensor 5, and a target value calculation unit 611 that calculates the target value. Target value change unit 611
The processing content corresponds to the left/right and up/down travel of the control algorithm of the first embodiment shown in FIGS. 5 and 6. For example, the posture correction 1tRc4 for correcting the left and right postures of the end effector using the θ4 axis is determined by the following equation.

RC4=K  CQR12r)           
        −(1)ここでに:定数 また、目標値計算部611は式(2)の計算により、動
作信号量を計算する。
RC4=K CQR12r)
-(1) where: constant Further, the target value calculation unit 611 calculates the amount of operation signal by calculation of equation (2).

Q+= (P114+RC4)  Ps4      
−(2)ここで P、:マスタの位置信号 Psニスレープの位置信号 添字4:04軸を示す θδ軸についても同様に求まる。式(2)に示すように
本実施例の制御の特徴は、従来のマスタスレーブ制御の
スレーブ制御系(第9図で破線内7の部分)において、
目標値であるマスクの位置信号Psに、検出センサ5に
よって決る姿勢補正量を重畳した制御方策を採ることに
ある。このように制御すれば、マスクによってスレーブ
の位置を概略指定するだけで、エンドエフェクタ4の姿
勢を自動的に所望の状態に保持できる。従って、操作者
は従来例のように微妙な反力に注意を払いながら操作す
るといった負担が無いので疲労も少なく、簡単、かつ、
確実に操作できる。
Q+= (P114+RC4) Ps4
-(2) Here, P: Master position signal Ps Nislepe position signal Subscript 4: The θδ axis indicating the 04 axis is similarly determined. As shown in equation (2), the feature of the control of this embodiment is that in the slave control system of the conventional master-slave control (portion 7 within the broken line in FIG. 9),
The objective is to adopt a control strategy in which the posture correction amount determined by the detection sensor 5 is superimposed on the mask position signal Ps, which is the target value. By controlling in this manner, the posture of the end effector 4 can be automatically maintained in a desired state simply by roughly specifying the position of the slave using a mask. Therefore, the operator is not burdened with the burden of operating while paying attention to subtle reaction forces as in the conventional case, so there is less fatigue, and the operation is simple and easy.
Can be operated reliably.

最後に、第三の実施例を第10図及び第11図を用いて
説明する。第三の実施例は、検出センサによって決る姿
勢補正量を、スレーブの補助自由度ではなく、マスクの
エンドエフェクタ操作器に反力としてフィードバックす
る方法である。本実施例では、プラズマトーチ3のスタ
ンドオフ量りを姿勢補正量とする場合を考える。
Finally, a third embodiment will be described using FIGS. 10 and 11. The third embodiment is a method in which the amount of posture correction determined by the detection sensor is fed back as a reaction force to the end effector operating device of the mask instead of the auxiliary degree of freedom of the slave. In this embodiment, a case will be considered in which the standoff scale of the plasma torch 3 is used as the attitude correction amount.

第一、第二の実施例では、スタンドオフ量りは、エンド
エフェクタ1の伸縮軸、又は、接触型距離センサ5u〜
5Rのバネ51によっである程度調整可能である。しか
し、両者の調整範囲を越える場合もあり得る。これに対
処するために、スタンドオフ量りが許容範囲にあるかど
うかを操作者にフィードバックしたほうが操作性の向上
のために得策である。この場合、マスクの自由度のうち
、スレーブの位置姿勢を規定する自由度にフィードバッ
クしたのでは、スレーブの位置姿勢への外乱となり操作
上好ましくない。従って、スレーブの位置姿勢には関係
のないマスクのエンドエフェクタ操作器に反力としてフ
ィードバックする。
In the first and second embodiments, the standoff scale is the telescopic shaft of the end effector 1 or the contact distance sensor 5u.
It can be adjusted to some extent by the 5R spring 51. However, there may be cases where the adjustment range of both is exceeded. To deal with this, it is better to provide feedback to the operator as to whether or not the standoff scale is within the allowable range in order to improve operability. In this case, if feedback is given to the degree of freedom that defines the position and orientation of the slave among the degrees of freedom of the mask, this will cause a disturbance to the position and orientation of the slave, which is undesirable for operation. Therefore, it is fed back as a reaction force to the end effector operating device of the mask, which is unrelated to the position and orientation of the slave.

第10図は、エンドエフェクタ操作器101を含むマス
タのグリッパ10の一実施例を示す。操作者はグリッパ
103を握り、人差し指でエンドエフェクタ操作器10
1の部分を操作する。モータ102にトルクを与えるこ
とによって操作者は反力を感じることができる。104
は、トルク検出器である。第11図は、本実施例におけ
る制御装置20のブロックを示す。制御装置の基本構成
は、第二の実施例と同じである。異なる点は第二の実施
例がスレーブの位置Psをフィードバックしていたのに
対し、本実施例では、マスクのグリッパの反力f、をフ
ィードバックすることである。
FIG. 10 shows one embodiment of a master gripper 10 that includes an end effector manipulator 101. As shown in FIG. The operator grips the gripper 103 and presses the end effector operating device 10 with his or her index finger.
Operate part 1. By applying torque to the motor 102, the operator can feel a reaction force. 104
is a torque detector. FIG. 11 shows a block diagram of the control device 20 in this embodiment. The basic configuration of the control device is the same as in the second embodiment. The difference is that while the second embodiment feeds back the position Ps of the slave, the present embodiment feeds back the reaction force f of the gripper of the mask.

トルク指令部211では、モータ102に発生させるト
ルクTは、 T=R(1、−L O)             −
(3)そこで、目標値計算部213では破線内30で示
す従来のマスクのグリッパトルク制御系に与える目標値
を計算する。従って、本実施例によれば、エンドエフェ
クタ2、又は、4を作業対象から離すことも無く、作業
を確実に実現できる。
In the torque command unit 211, the torque T generated by the motor 102 is as follows: T=R(1, -L O) -
(3) Therefore, the target value calculation unit 213 calculates a target value to be given to the gripper torque control system of the conventional mask, which is indicated by the broken line 30. Therefore, according to this embodiment, the work can be reliably accomplished without separating the end effector 2 or 4 from the work object.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によれば、マスタなどの作業内容教示装置の概略
的な教示でも、作業を確実、かつ、容易に実現すること
ができる。
According to the present invention, a work can be reliably and easily realized even by rough teaching from a work content teaching device such as a master.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、補助自由度をエンドエフェクタに持たせた時
の本発明の一実施例の斜視図、第2図は、第1図のエン
ドエフェクタと検出センサの断面図。 第3図は、検出センサと作業対象との関係を示す斜視図
、第4図は、制御装置のブロック図、第5図は、指令演
算部の通常の制御アルゴリズム図、第6図は、エンドエ
フェクタが作業対象の端部にきた時の指令演算部の制御
アルゴリズム図、第7図は、本発明の第二の実施例に適
用するスレーブマニピュレータの一構成例図、第8図は
、本発明の第二の実施例のエンドエフェクタと検出セン
サの構成図、第9図は、第二の実施例の制御装置のブロ
ック図、第10図は、第三の実施例に使用するマスクの
グリッパを示す図、第11図は、第三の実施例の制御装
置のブロック図である。 2・・・検出センサ、2u〜2R・・・距離センサ、3
・・・プラズマトーチ、5・・・接触型検出センサ、6
・・・制御装置、8・・・スレーブマニピュレータ、9
・・・作業対第1図 第2図 第3図 第4図 第5図 第6図 第7図 第8図 8(θ6) 第9図 第10図
FIG. 1 is a perspective view of an embodiment of the present invention in which the end effector has an auxiliary degree of freedom, and FIG. 2 is a sectional view of the end effector and detection sensor of FIG. 1. Fig. 3 is a perspective view showing the relationship between the detection sensor and the work object, Fig. 4 is a block diagram of the control device, Fig. 5 is a normal control algorithm diagram of the command calculation section, and Fig. 6 is the end FIG. 7 is a diagram of the control algorithm of the command calculation unit when the effector comes to the end of the workpiece, FIG. 7 is a diagram showing a configuration example of a slave manipulator applied to the second embodiment of the present invention, and FIG. 9 is a block diagram of the control device of the second embodiment, and FIG. 10 is a block diagram of the mask gripper used in the third embodiment. The figure shown in FIG. 11 is a block diagram of the control device of the third embodiment. 2...Detection sensor, 2u~2R...Distance sensor, 3
...Plasma torch, 5...Contact detection sensor, 6
...Control device, 8...Slave manipulator, 9
...Work pair Figure 1 Figure 2 Figure 3 Figure 4 Figure 5 Figure 6 Figure 7 Figure 8 Figure 8 (θ6) Figure 9 Figure 10

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、作業対象とエンドエフェクタとの関係の検出センサ
、作業を実行するスレーブマニピュレータ、作業内容教
示装置から構成され、前記検出センサの出力を前記作業
内容教示装置のうち前記スレーブマニピュレータの位置
姿勢を規定する以外の部分にフィードバックする制御装
置からなることを特徴とするマニピュレータ。 2、特許請求の範囲第1項記載のマニピュレータにおい
て、 前記スレーブマニピュレータを位置姿勢を規定する主自
由度とそれ以外の補助自由度とにより構成し、前記検出
センサの出力を前記補助自由度にフィードバックする制
御装置からなることを特徴とするマニピュレータ。 3、特許請求の範囲第2項記載のマニピュレータにおい
て、 補助自由度を前記エンドエフェクタに持たせたことを特
徴とするマニピュレータ。 4、特許請求の範囲第2項記載のマニピュレータにおい
て、 補助自由度を主自由度で兼ねたことを特徴とするマニピ
ュレータ。 5、特許請求の範囲第1項ないし第4項記載のマニピュ
レータにおいて、 前記作業内容教示装置をマスタマニピュレータとしたこ
とを特徴とするマニピュレータ。6、特許請求の範囲第
5項記載のマニピュレータにおいて、 前記検出センサの出力を前記マスタマニピュレータのエ
ンドエフェクタ制御する自由度にフィードバックする制
御装置からなることを特徴とするマニピュレータ。
[Scope of Claims] 1. Consisting of a sensor for detecting the relationship between the work object and the end effector, a slave manipulator that executes the work, and a work content teaching device, the output of the detection sensor is transmitted to the slave manipulator of the work content teaching device. A manipulator comprising a control device that provides feedback to parts other than regulating the position and orientation of the manipulator. 2. The manipulator according to claim 1, wherein the slave manipulator is configured with a main degree of freedom that defines the position and orientation and other auxiliary degrees of freedom, and the output of the detection sensor is fed back to the auxiliary degree of freedom. A manipulator comprising a control device. 3. The manipulator according to claim 2, wherein the end effector has an auxiliary degree of freedom. 4. The manipulator according to claim 2, characterized in that the auxiliary degree of freedom also serves as the main degree of freedom. 5. The manipulator according to claims 1 to 4, wherein the work content teaching device is a master manipulator. 6. The manipulator according to claim 5, further comprising a control device that feeds back the output of the detection sensor to the degree of freedom for controlling the end effector of the master manipulator.
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