JP2546139B2 - ロボットアーム制御回路 - Google Patents
ロボットアーム制御回路Info
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- JP2546139B2 JP2546139B2 JP5139954A JP13995493A JP2546139B2 JP 2546139 B2 JP2546139 B2 JP 2546139B2 JP 5139954 A JP5139954 A JP 5139954A JP 13995493 A JP13995493 A JP 13995493A JP 2546139 B2 JP2546139 B2 JP 2546139B2
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- Japan
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- arm
- robot arm
- control circuit
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- hole
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はロボットアーム制御回路
に関し、特に多関節ロボットアーム用のコンプライアン
ス制御回路に関する。
に関し、特に多関節ロボットアーム用のコンプライアン
ス制御回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】多関節ロボットアーム用の一般的なコン
プライアンス制御回路について、図３を参照して説明す
る。図に示されているように、一般的なコンプライアン
ス制御回路は、ロボットアーム１３を制御するものであ
り、ロボットアーム制御器１を含んで構成されている。
プライアンス制御回路について、図３を参照して説明す
る。図に示されているように、一般的なコンプライアン
ス制御回路は、ロボットアーム１３を制御するものであ
り、ロボットアーム制御器１を含んで構成されている。
【０００３】従来のロボットアーム制御器１では、ロボ
ットアーム手先目標位置及び姿勢３と各アーム関節角出
力５にアーム各関節角からアーム手先位置及び姿勢への
変換行列（Λ）１１を乗じたものとの差にバネ定数行列
（Ｋ）９を乗じ、その結果をロボットアーム手先の力及
びモーメントの出力（Ｆ）２より減じている。そして、
この減じた結果にＴＭ-1（Ａ）８を乗じたものに、むだ
時間（ｅ-ST ）７による１サンプリング前のアーム手先
の並進速度及び回転速度にＩ−Γ′（＝Ｉ−ＴＭ-1Γ）
６を乗じたものを加えることによりアーム手先の並進速
度及び回転速度を得る。これにヤコビ逆行列（Ｊ -1 ）１
２を乗じて、各アーム関節目標角速度（ω）４を得て、
その信号で各関節を制御することにより、コンプライア
ンス機能を実現しているのである。
ットアーム手先目標位置及び姿勢３と各アーム関節角出
力５にアーム各関節角からアーム手先位置及び姿勢への
変換行列（Λ）１１を乗じたものとの差にバネ定数行列
（Ｋ）９を乗じ、その結果をロボットアーム手先の力及
びモーメントの出力（Ｆ）２より減じている。そして、
この減じた結果にＴＭ-1（Ａ）８を乗じたものに、むだ
時間（ｅ-ST ）７による１サンプリング前のアーム手先
の並進速度及び回転速度にＩ−Γ′（＝Ｉ−ＴＭ-1Γ）
６を乗じたものを加えることによりアーム手先の並進速
度及び回転速度を得る。これにヤコビ逆行列（Ｊ -1 ）１
２を乗じて、各アーム関節目標角速度（ω）４を得て、
その信号で各関節を制御することにより、コンプライア
ンス機能を実現しているのである。
【０００４】なお、Ｉは単位行列、Ｔはサンプリング時
間、Ｍは慣性行列、Γは粘性定数行列である。
間、Ｍは慣性行列、Γは粘性定数行列である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来のロボッ
トアーム制御回路では、各制御周期毎にヤコビ逆行列を
計算しなければならず、演算処理が複雑で長時間を要
し、高性能の計算機を必要とするという欠点があった。
トアーム制御回路では、各制御周期毎にヤコビ逆行列を
計算しなければならず、演算処理が複雑で長時間を要
し、高性能の計算機を必要とするという欠点があった。
【０００６】本発明は上述した従来の欠点を解決するた
めになされたものであり、その目的は演算処理が簡単で
短時間で済むロボットアーム制御回路を提供することで
ある。
めになされたものであり、その目的は演算処理が簡単で
短時間で済むロボットアーム制御回路を提供することで
ある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明によるロボットア
ーム制御回路は、ロボットアームの手先の力情報と該手
先の位置情報とに応じて前記アームの各関節角度を制御
するロボットアーム制御回路であって、前記アームが行
うべき作業とその作業における該アームの代表的な位置
情報に基づくヤコビ逆行列との対応関係を示すテーブル
と、作業を行う際に該作業に対応するヤコビ逆行列を前
記テーブルから呼出す手段とを有し、この呼出したヤコ
ビ逆行列に応じて該作業における前記アームの各関節角
度を制御するようにしたことを特徴とする。
ーム制御回路は、ロボットアームの手先の力情報と該手
先の位置情報とに応じて前記アームの各関節角度を制御
するロボットアーム制御回路であって、前記アームが行
うべき作業とその作業における該アームの代表的な位置
情報に基づくヤコビ逆行列との対応関係を示すテーブル
と、作業を行う際に該作業に対応するヤコビ逆行列を前
記テーブルから呼出す手段とを有し、この呼出したヤコ
ビ逆行列に応じて該作業における前記アームの各関節角
度を制御するようにしたことを特徴とする。
【０００８】
【実施例】次に、本発明について図面を参照して説明す
る。
る。
【０００９】図１は本発明によるロボットアーム制御回
路の一実施例の構成を示すブロック図であり、図３と同
等部分は同一符号により示されている。図において、本
発明の一実施例によるロボットアーム制御回路１は、従
来の回路と異なり、ヤコビ逆行列を制御周期毎に演算せ
ず、アームが行うべき作業におけるアームの代表的な位
置情報に基づくヤコビ逆行列を計算して予めテーブル等
に設定しておき、一作業期間中は定数として扱うのであ
る。これにより、擬似的なコンプライアンス制御を実現
するのである。
路の一実施例の構成を示すブロック図であり、図３と同
等部分は同一符号により示されている。図において、本
発明の一実施例によるロボットアーム制御回路１は、従
来の回路と異なり、ヤコビ逆行列を制御周期毎に演算せ
ず、アームが行うべき作業におけるアームの代表的な位
置情報に基づくヤコビ逆行列を計算して予めテーブル等
に設定しておき、一作業期間中は定数として扱うのであ
る。これにより、擬似的なコンプライアンス制御を実現
するのである。
【００１０】例えば、ハメアイや接触を必要とするペグ
インホール（孔にピンを挿入する作業）等の作業におい
ては、その作業を行うために重要なアーム位置を代表位
置（ノミナル位置）として決定し、その位置に基づくヤ
コビ逆行列を予め計算しておくのである。図２には、ペ
グインホールを行う場合におけるアームの位置が示され
ている。ホールＨ１にピンＰ１を挿入する作業を行った
後、ホールＨ２にピンＰ２を挿入する作業を行う場合を
考えると、ホールＨ１にピンＰ１を挿入する作業ではロ
ボットアーム１３が図中の実線のように位置し、ホール
Ｈ２にピンＰ２を挿入する作業ではロボットアームが図
中の破線のように位置することになる。
インホール（孔にピンを挿入する作業）等の作業におい
ては、その作業を行うために重要なアーム位置を代表位
置（ノミナル位置）として決定し、その位置に基づくヤ
コビ逆行列を予め計算しておくのである。図２には、ペ
グインホールを行う場合におけるアームの位置が示され
ている。ホールＨ１にピンＰ１を挿入する作業を行った
後、ホールＨ２にピンＰ２を挿入する作業を行う場合を
考えると、ホールＨ１にピンＰ１を挿入する作業ではロ
ボットアーム１３が図中の実線のように位置し、ホール
Ｈ２にピンＰ２を挿入する作業ではロボットアームが図
中の破線のように位置することになる。
【００１１】このとき、各ホールへの挿入直前のピンの
底面がホールの上面に接触する位置となるようなアーム
の各関節角度θ１、θ２、θ３（３関節アームの場合）
がノミナル位置となり、各ホールに対して予め定義して
テーブル等に設定しておくことになる。そして、各作業
開始前にテーブル等から読出して値を更新するのであ
る。なお、１つの作業の終了時点は、ホールにセンサを
設けておくことにより検出できる。ホールの数やアーム
の関節数は図示されているものに限られない。
底面がホールの上面に接触する位置となるようなアーム
の各関節角度θ１、θ２、θ３（３関節アームの場合）
がノミナル位置となり、各ホールに対して予め定義して
テーブル等に設定しておくことになる。そして、各作業
開始前にテーブル等から読出して値を更新するのであ
る。なお、１つの作業の終了時点は、ホールにセンサを
設けておくことにより検出できる。ホールの数やアーム
の関節数は図示されているものに限られない。
【００１２】ペグインホール以外の作業を行う場合にも
同様に、ノミナル位置を決定し、予めテーブル等に設定
しておけば良い。
同様に、ノミナル位置を決定し、予めテーブル等に設定
しておけば良い。
【００１３】図１に戻り、かかる構成において、ロボッ
トアーム手先目標位置及び姿勢３と各アーム関節角出力
５にアーム各関節角からアーム手先位置及び姿勢への変
換行列（Λ）１１を乗じたものとの差にバネ定数行列
（Ｋ）９を乗じ、その結果をロボットアーム手先の力及
びモーメントの出力（Ｆ）２より減じている。
トアーム手先目標位置及び姿勢３と各アーム関節角出力
５にアーム各関節角からアーム手先位置及び姿勢への変
換行列（Λ）１１を乗じたものとの差にバネ定数行列
（Ｋ）９を乗じ、その結果をロボットアーム手先の力及
びモーメントの出力（Ｆ）２より減じている。
【００１４】そして、この減じた結果にＴＭ-1（Ａ）８
を乗じたものに、むだ時間（ｅ-ST）７による１サンプ
リング前のアーム手先の並進速度及び回転速度にＩ−
Γ′（＝Ｉ−ＴＭ-1Γ）６を乗じたものを加えることに
よりアーム手先の並進速度及び回転速度を得る。これ
に、事前に設定されたアーム作業のノミナル位置におけ
るヤコビ逆行列（Ｊ -1 const ）１０を乗じて、各アーム
関節目標角速度（ω）４を得て、その信号で各関節を制
御することにより、擬似的なコンプライアンス機能を実
現しているのである。
を乗じたものに、むだ時間（ｅ-ST）７による１サンプ
リング前のアーム手先の並進速度及び回転速度にＩ−
Γ′（＝Ｉ−ＴＭ-1Γ）６を乗じたものを加えることに
よりアーム手先の並進速度及び回転速度を得る。これ
に、事前に設定されたアーム作業のノミナル位置におけ
るヤコビ逆行列（Ｊ -1 const ）１０を乗じて、各アーム
関節目標角速度（ω）４を得て、その信号で各関節を制
御することにより、擬似的なコンプライアンス機能を実
現しているのである。
【００１５】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、コンプラ
イアンス制御演算におけるヤコビ逆行列を制御周期毎に
演算するのではなく、アームの作業のノミナル位置に基
づくヤコビ逆行列を予め計算してテーブル等に設定して
おき、一作業期間中は定数とすることにより、演算処理
を簡易化し、演算処理時間が短時間で済むという効果が
ある。
イアンス制御演算におけるヤコビ逆行列を制御周期毎に
演算するのではなく、アームの作業のノミナル位置に基
づくヤコビ逆行列を予め計算してテーブル等に設定して
おき、一作業期間中は定数とすることにより、演算処理
を簡易化し、演算処理時間が短時間で済むという効果が
ある。
【図１】本発明の実施例によるロボットアーム制御回路
の構成を示すブロック図である。
の構成を示すブロック図である。
【図２】ペグインホールの作業を行う場合のノミナル位
置を示す概略図である。
置を示す概略図である。
【図３】従来のロボットアーム制御回路の構成を示すブ
ロック図である。
ロック図である。
１ ロボットアーム制御器 ２ アーム手先力及びモーメント出力 ３ アーム手先目標位置及び姿勢 ４ アーム各関節目標角速度 ５ アーム各関節角出力 ７ むだ時間 ９ ばね定数行列 １０ ノミナル位置におけるヤコビ逆行列 １１ 変換行列 １２ ヤコビ逆行列
Claims (2)
- 【請求項１】 ロボットアームの手先の力情報と該手先
の位置情報とに応じて前記アームの各関節角度を制御す
るロボットアーム制御回路であって、前記アームが行う
べき作業とその作業における該アームの代表的な位置情
報に基づくヤコビ逆行列との対応関係を示すテーブル
と、作業を行う際に該作業に対応するヤコビ逆行列を前
記テーブルから呼出す手段とを有し、この呼出したヤコ
ビ逆行列に応じて該作業における前記アームの各関節角
度を制御するようにしたことを特徴とするロボットアー
ム制御回路。 - 【請求項２】 前記作業は孔にピンを挿入するペグイン
ホールであり、前記ヤコビ逆行列は前記孔への挿入直前
において前記ピンの底面が前記孔の上面に接触する位置
におけるヤコビ逆行列であることを特徴とする請求項１
記載のロボットアーム制御回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5139954A JP2546139B2 (ja) | 1993-05-19 | 1993-05-19 | ロボットアーム制御回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5139954A JP2546139B2 (ja) | 1993-05-19 | 1993-05-19 | ロボットアーム制御回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06320455A JPH06320455A (ja) | 1994-11-22 |
| JP2546139B2 true JP2546139B2 (ja) | 1996-10-23 |
Family
ID=15257545
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5139954A Expired - Lifetime JP2546139B2 (ja) | 1993-05-19 | 1993-05-19 | ロボットアーム制御回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2546139B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4005639B2 (ja) * | 1996-10-18 | 2007-11-07 | 株式会社安川電機 | 活線作業用ロボット車 |
| JP2011143474A (ja) * | 2011-03-22 | 2011-07-28 | Toyota Motor Corp | 往復作動式機械用搬送ロボットの制御方法及び制御装置 |
| JP6343938B2 (ja) * | 2014-01-14 | 2018-06-20 | セイコーエプソン株式会社 | ロボット、制御装置、ロボットシステム及び制御方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61264406A (ja) * | 1985-05-20 | 1986-11-22 | Fujitsu Ltd | 移動体制御装置 |
| JPH0432907A (ja) * | 1990-04-14 | 1992-02-04 | Matsushita Electric Works Ltd | 多関節ロボットの座標変換方式 |
-
1993
- 1993-05-19 JP JP5139954A patent/JP2546139B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06320455A (ja) | 1994-11-22 |
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