JP2019093488A - ロボットの制御装置及びロボットの逆変換処理方法 - Google Patents
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このように構成すれば、第4軸と第6軸とを連結するリンク長d5のオフセットアームを有するロボットについても、第6軸の角度を仮決めして逆変換処理を行い、その処理結果を順変換処理して得られる行列pE及び行列REを評価して演算を収束させることで、逆変換処理を行うことが可能になる。
そして、2つの手首形態の境界を分ける点は特異点となるはずであり、ヤコビ行列は、特異点において行列式がゼロとなる。そこで、各形態の組み合わせについて、逆変換処理結果の手首形態とヤコビ行列の行列式の符号とが対応するか否かにより、その形態が指定したものとなっているか否かを判定できる。すなわち、4軸の角度が−90度〜90度,−180度〜−90度又は90度〜180度の何れに属するかと組み合わせることで、最大で4つの手首形態を判別できる。
d1:第0座標系Σ0の原点から第1座標系Σ1の原点までのリンク長
d2:第1座標系Σ1の原点から第1アーム7の基部までのリンク長
a2:第1アーム7の基部から同先端部,第2座標系Σ2の原点までのリンク長
d3:第2座標系Σ2の原点から第3オフセットアーム8の先端部までのリンク長
a3:第3軸J3,第4軸J4の軸心間距離
d4:第3座標系Σ3の原点から第4座標系Σ4の原点までのリンク長
d5:第4座標系Σ4の原点から第5座標系Σ5の原点までのリンク長
d6:第5座標系Σ5の原点から第6座標系Σ6の原点までのリンク長
a3については図3を参照。そして、上記d5が第5オフセットアーム10のリンク長に相当する。
<順変換処理>
先ず、z軸回転、z軸移動、x軸移動、x軸回転の順の座標変換で、DHパラメータを表1のように決定した。θiが、図2の状態からの各関節の回転角度になる。
次に、逆変換処理について説明する。ロボットアームの手先の位置姿勢が、同時変換行列で与えられているとする。図2におけるベース座標Σ0での位置ベクトルをpiとする。まず、アプローチベクトルa6から、手首位置p5を求める。
p5=p6−d6a6 …(20)
p4=a4d6+p6
=o6d6+p6
=(o6s6+o6c6)d6+p6 …(21)
よって、軸角度の三角関数を、(25)〜(28)式のように求めることができる。
atan2(y,x)を用いれば、1,2,3軸角度を求めることができる。
LEFTYの場合はθ3>φ3でABOVE,θ3<φ3でBELOWとなる。また、
RIGHTYの場合はθ3>φ3でBELOW,θ3<φ3でABOVEとなる。z12の符号でも判定可能である。φ3は(64)式で表される。
φ3=atan2(a3,d4) …(64)
l14 2=r14 2
とすれば良い。そこで、L=|r14|−|l14|とすると、
w=L/|l14|,[wx4 wy4 0]T
だけ位置を補正すれば良い。
次に、逆変換の結果として求められた角度θ’を用いて順変換処理を行う(S4)。この順変換処理の結果得られた同時変換行列をT”,形態をF”とする。同時変換行列T”は、要素として回転行列R”,位置行列p”を含む。
コントローラ3を、ロボット2のベース4の外に配置しても良い。
Claims (6)
- 第5軸が配置され、第4軸と第6軸とを連結するリンク長d5のオフセットアームを有することで、第4軸の軸心と第6軸の軸心とが平行となる構造の垂直6軸型のアームを備えるロボットに適用され、前記アームの先端部を制御点とし、前記制御点の目標となる位置及び姿勢を逆変換処理することで各軸の角度を算出するもので、
第6軸の位置を仮決めし、その仮決めした位置P6’に基づいて第5軸の位置をP5’に仮決めする位置仮決め部と、
前記位置P5’及びP6’が、前記ロボットのリンクパラメータに基づく動作範囲内にあるか否かを判定する動作範囲判定部と、
前記位置P5’及びP6’が動作範囲内にあれば、それらの位置に基づく同次変換行列について、リンク長d5を「0」に設定して逆変換処理を行う逆変換処理部と、
前記逆変換処理により求められた各軸の角度を用いて順変換処理を行う順変換処理部と、
前記制御点の目標位置と、前記順変換処理により得られた位置との差の位置行列pEを求めると共に、前記目標位置に対応する回転行列に、前記順変換処理により得られた回転行列の逆行列を乗じて回転行列REを求め評価値演算部と、
前記位置行列pEのノルム||pE||が閾値を超えているか、又は前記回転行列REより求められる角度||RE||が閾値を超えていると、前記回転行列REの回転軸ベクトルqEを求め、
前記角度||RE||と単位回転軸ベクトルqE/||qE||との積である回転ベクトルrEを求め、
前記位置行列pEと前記回転ベクトルrEとから定まる位置行列PEに対し、前記逆変換処理により求められた各軸の角度から求めたヤコビ行列の逆行列を乗じた結果によって前記角度を更新し、前記順変換処理からの処理を繰り返し実行する繰返し演算実行部とを備えるロボットの制御装置。 - 前記逆変換処理部は、前記位置P5’及びP6’が動作範囲内になければ、当該動作範囲内に位置するように前記位置P5’及びP6’を修正する請求項1記載のロボットの制御装置。
- 前記逆変換処理の結果についてヤコビ行列の行列式を演算し、その行列式の符号が、予め指定された手首形態に合致するか否かにより、逆変換処理結果の手首形態を決定する形態決定部を備える請求項1又は2記載のロボットの制御装置。
- 第5軸が配置され、第4軸と第6軸とを連結するリンク長d5のオフセットアームを有することで、第4軸の軸心と第6軸の軸心とが平行となる構造の垂直6軸型のアームを備えるロボットに適用され、前記アームの先端部を制御点とし、前記制御点の目標となる位置及び姿勢を逆変換処理することで各軸の角度を算出するもので、
第6軸の位置を仮決めし、その仮決めした位置P6’に基づいて第5軸の位置をP5’に仮決めするステップと、
前記位置P5’及びP6’が、前記ロボットのリンクパラメータに基づく動作範囲内にあるか否かを判定するステップと、
前記位置P5’及びP6’が動作範囲内にあれば、それらの位置に基づく同次変換行列について、リンク長d5を「0」に設定して逆変換処理を行うステップと、
前記逆変換処理により求められた各軸の角度を用いて順変換処理を行うステップと、
前記制御点の目標位置と、前記順変換処理により得られた位置との差の位置行列pEを求めると共に、前記目標位置に対応する回転行列に、前記順変換処理により得られた回転行列の逆行列を乗じて回転行列REを求めるステップと、
前記位置行列pEのノルム||pE||が閾値を超えているか、又は前記回転行列REより求められる角度||RE||が閾値を超えていると、前記回転行列REの回転軸ベクトルqEを求め、
前記角度||RE||と単位回転軸ベクトルqE/||qE||との積である回転ベクトルrEを求め、
前記位置行列pEと前記回転ベクトルrEとから定まる位置行列PEに対し、前記逆変換処理により求められた各軸の角度から求めたヤコビ行列の逆行列を乗じた結果によって前記角度を更新し、前記順変換処理を行うステップから繰り返し実行するロボットの逆変換処理方法。 - 前記位置P5’及びP6’が動作範囲内になければ、当該動作範囲内に位置するように前記位置P5’及びP6’を修正する請求項4記載のロボットの逆変換処理方法。
- 逆変換処理の結果についてヤコビ行列の行列式を演算し、その行列式の符号が、予め指定された手首形態に合致するか否かにより、逆変換処理結果の手首形態を決定する形態決定部を備える請求項4又は5記載のロボットの逆変換処理方法。
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114952859A (zh) * | 2022-06-20 | 2022-08-30 | 成都飞机工业(集团)有限责任公司 | 机器人逆解方法、装置、设备及介质 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4680519A (en) * | 1985-09-23 | 1987-07-14 | General Electric Co. | Recursive methods for world-to-joint transformation for a robot manipulator |
JPS62193786A (ja) * | 1986-02-17 | 1987-08-25 | 株式会社安川電機 | ロボツトの制御方法 |
JPS648407A (en) * | 1987-07-01 | 1989-01-12 | Hitachi Ltd | Method for controlling operation of industrial robot |
JP2013132731A (ja) * | 2011-12-27 | 2013-07-08 | Seiko Epson Corp | ロボット制御システム、ロボットシステム及びロボット制御方法 |
JP2013166222A (ja) * | 2012-02-16 | 2013-08-29 | Seiko Epson Corp | ロボット制御装置、ロボット制御方法およびロボット制御プログラムならびにロボットシステム |
JP2017061022A (ja) * | 2015-09-25 | 2017-03-30 | 株式会社デンソーウェーブ | ロボットの制御装置 |
-
2017
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Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4680519A (en) * | 1985-09-23 | 1987-07-14 | General Electric Co. | Recursive methods for world-to-joint transformation for a robot manipulator |
JPS62193786A (ja) * | 1986-02-17 | 1987-08-25 | 株式会社安川電機 | ロボツトの制御方法 |
JPS648407A (en) * | 1987-07-01 | 1989-01-12 | Hitachi Ltd | Method for controlling operation of industrial robot |
JP2013132731A (ja) * | 2011-12-27 | 2013-07-08 | Seiko Epson Corp | ロボット制御システム、ロボットシステム及びロボット制御方法 |
JP2013166222A (ja) * | 2012-02-16 | 2013-08-29 | Seiko Epson Corp | ロボット制御装置、ロボット制御方法およびロボット制御プログラムならびにロボットシステム |
JP2017061022A (ja) * | 2015-09-25 | 2017-03-30 | 株式会社デンソーウェーブ | ロボットの制御装置 |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114952859A (zh) * | 2022-06-20 | 2022-08-30 | 成都飞机工业(集团)有限责任公司 | 机器人逆解方法、装置、设备及介质 |
CN114952859B (zh) * | 2022-06-20 | 2024-02-23 | 成都飞机工业(集团)有限责任公司 | 机器人逆解方法、装置、设备及介质 |
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