JPH01169509A - ロボットアームの動作シミュレータ装置 - Google Patents
ロボットアームの動作シミュレータ装置Info
- Publication number
- JPH01169509A JPH01169509A JP32802387A JP32802387A JPH01169509A JP H01169509 A JPH01169509 A JP H01169509A JP 32802387 A JP32802387 A JP 32802387A JP 32802387 A JP32802387 A JP 32802387A JP H01169509 A JPH01169509 A JP H01169509A
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- Japan
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- robot arm
- robot
- data
- arithmetic unit
- calculation device
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- Pending
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- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims abstract description 24
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract 3
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 45
- 230000009466 transformation Effects 0.000 claims description 13
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 7
- 230000008878 coupling Effects 0.000 abstract 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 abstract 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 abstract 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
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- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、ロボットのマニピュレータアームに適用され
る動作シミュレータに関するものである。
る動作シミュレータに関するものである。
（従来の技術）
従来のロボットアームの動作シミュレータ装置の構成を
第２図に示す。同図においてロボットアームの各関節角
は、ロボットアーム先端の位置と姿勢の各データが入力
された入力装置ｌｌからの出力データ信号と、ロボット
アーム４の現在の各関節角信号とに基づいて予じめ構成
された座標変換演算装置２により演算して求められる。
第２図に示す。同図においてロボットアームの各関節角
は、ロボットアーム先端の位置と姿勢の各データが入力
された入力装置ｌｌからの出力データ信号と、ロボット
アーム４の現在の各関節角信号とに基づいて予じめ構成
された座標変換演算装置２により演算して求められる。
この演算装置２からの出力信号は、ロボットアームの制
御装置３に入力され、ここでロボットアームの各関節角
の変位及び速度と比較演算され、ロボットアームの駆動
信号となる。
御装置３に入力され、ここでロボットアームの各関節角
の変位及び速度と比較演算され、ロボットアームの駆動
信号となる。
ロボットアーム４は、制御装置３より入力された駆動信
号に追従して各関節角を動作する。
号に追従して各関節角を動作する。
この様にしてロボットアーム先端の位置と姿勢は、時々
刻々、位置・姿勢入力装置１１により与えられた指示通
りの動作を行うことになる。
刻々、位置・姿勢入力装置１１により与えられた指示通
りの動作を行うことになる。
前記装置においては、位置・姿勢入力装置１１により入
力されたロボットアーム先端の位置データ及び姿勢デー
タと、ロボットアーム４の現在の関節角信号とに基づい
て、予め構成された座標変換演算袋Ｗ２によりロボット
アームの次の時点の関節角を演算することになるが、従
来この演算装置の構成は固定式のため、ロボットアーム
の構成が変更されると、それに伴って前記演算装置の構
成もその都度変更する必要があり、またロボットの周辺
に存在する障害物を自動的に回避させてロボットアーム
を駆動させることができず、汎用的に用いるには不便が
ある上、６自由度を越えるロボットの場合には甚だ繁雑
となり、異種のロボットアームが異なる環境条件下にお
かれた場合に対して迅速に対応することが難しいという
欠点があった。
力されたロボットアーム先端の位置データ及び姿勢デー
タと、ロボットアーム４の現在の関節角信号とに基づい
て、予め構成された座標変換演算袋Ｗ２によりロボット
アームの次の時点の関節角を演算することになるが、従
来この演算装置の構成は固定式のため、ロボットアーム
の構成が変更されると、それに伴って前記演算装置の構
成もその都度変更する必要があり、またロボットの周辺
に存在する障害物を自動的に回避させてロボットアーム
を駆動させることができず、汎用的に用いるには不便が
ある上、６自由度を越えるロボットの場合には甚だ繁雑
となり、異種のロボットアームが異なる環境条件下にお
かれた場合に対して迅速に対応することが難しいという
欠点があった。
また、動作指示を逐一人力装置１１から与える必要があ
り、混み入った作業をさせる場合には、ユーザーに大き
な負担をかけることとなっていた。
り、混み入った作業をさせる場合には、ユーザーに大き
な負担をかけることとなっていた。
（発明が解決しようとする問題点）
このように、従来のロボットアームの動作シミュレータ
装置にあっては、汎用性がなく、異種構造・機構のロボ
ットアームに変更しようとする場合や、異なる環境条件
の下で障害物を回避させて動作させようとする場合には
、その都度、座標変換演算装置の構成を変更せざるを得
す、ロボットの周囲の障害物にロボットのアーム部を衝
突することなしに動作させる場合には、非常に不便であ
り、またロボットアーム先端の位置と姿勢を変更する場
合にも、最終的な目標位置及び姿勢を与えるだけでなく
、それに至る位置と姿勢に関する軌道を与える必要があ
り、極めて不便であるという問題点があった。
装置にあっては、汎用性がなく、異種構造・機構のロボ
ットアームに変更しようとする場合や、異なる環境条件
の下で障害物を回避させて動作させようとする場合には
、その都度、座標変換演算装置の構成を変更せざるを得
す、ロボットの周囲の障害物にロボットのアーム部を衝
突することなしに動作させる場合には、非常に不便であ
り、またロボットアーム先端の位置と姿勢を変更する場
合にも、最終的な目標位置及び姿勢を与えるだけでなく
、それに至る位置と姿勢に関する軌道を与える必要があ
り、極めて不便であるという問題点があった。
本発明は、この点を解決すべく開発されたもので異種の
ロボットアームに対しても、その構造・機構データを入
力するだけでシミュレーションを可能とし、また、たと
えロボットのまわりに障害物があっても、ロボットアー
ムの作業内容を与えるだけで、ロボットアームの全関節
角を演算して、ロボットアーム先端に限らずロボットア
ーム部が共に障害物に衝突することのない動作軌道を演
算し、その演算結果を表示させ、該当障害物が回避可能
かどうか、また指示した作業が指示通り遂行できている
かどうかを、シミュレーションできるロボットアームの
動作シミュレータを提供しようというものである。
ロボットアームに対しても、その構造・機構データを入
力するだけでシミュレーションを可能とし、また、たと
えロボットのまわりに障害物があっても、ロボットアー
ムの作業内容を与えるだけで、ロボットアームの全関節
角を演算して、ロボットアーム先端に限らずロボットア
ーム部が共に障害物に衝突することのない動作軌道を演
算し、その演算結果を表示させ、該当障害物が回避可能
かどうか、また指示した作業が指示通り遂行できている
かどうかを、シミュレーションできるロボットアームの
動作シミュレータを提供しようというものである。
（問題点を解決するための手段）
このため、本発明はロボットアームの作業指示データを
与えることにより、アームの各関節角を演算する座標変
換演算装置からの演算結果に基づきロボットアームを駆
動するシミ二！ノータ装置において、ロボットの構造に
機構別データとロボットの作業指示内容データとロボッ
ト周囲の障害物に関するデータの各データに基づきロボ
ットアームの軌道を演算する軌道演算装置と、ロボット
の構造・機構別データを数式処理する機構演算装置と、
ロボット周囲の障害物データからロボットアームの回避
領域を演算する回避演算装置の各演算装置を上記座標変
換演算装置に連結し、任意のロボットアームの動作をシ
ミュレーションすることを構成とし、これを上記問題点
の解決手段とするものである。
与えることにより、アームの各関節角を演算する座標変
換演算装置からの演算結果に基づきロボットアームを駆
動するシミ二！ノータ装置において、ロボットの構造に
機構別データとロボットの作業指示内容データとロボッ
ト周囲の障害物に関するデータの各データに基づきロボ
ットアームの軌道を演算する軌道演算装置と、ロボット
の構造・機構別データを数式処理する機構演算装置と、
ロボット周囲の障害物データからロボットアームの回避
領域を演算する回避演算装置の各演算装置を上記座標変
換演算装置に連結し、任意のロボットアームの動作をシ
ミュレーションすることを構成とし、これを上記問題点
の解決手段とするものである。
（作用）
ロボットアームの変更時に、新たなロボットアームの構
造゛・機構に関するデータを別個の入力装置に入力し、
その入力装置からの出力信号を、数式処理演算装置で演
算して、座標変換演算装置に出力する。該座標変換演算
装置には、前記入力信号の他、ロボットアームの目標位
置と姿勢に関する演算結果と、現時点におけるロボット
アームの関節角信号並びに障害物回避軌道演算装置の出
力信号がそれぞれ入力され、これらの信号に基づいて次
の時点の関節角を演算する。この演算結果を制御装置に
送り、制御装置はロボットアームの各関節角変位と速度
を合わせて演算処理し、ロボットアームの駆動信号をロ
ボットアームの駆動部に送る。
造゛・機構に関するデータを別個の入力装置に入力し、
その入力装置からの出力信号を、数式処理演算装置で演
算して、座標変換演算装置に出力する。該座標変換演算
装置には、前記入力信号の他、ロボットアームの目標位
置と姿勢に関する演算結果と、現時点におけるロボット
アームの関節角信号並びに障害物回避軌道演算装置の出
力信号がそれぞれ入力され、これらの信号に基づいて次
の時点の関節角を演算する。この演算結果を制御装置に
送り、制御装置はロボットアームの各関節角変位と速度
を合わせて演算処理し、ロボットアームの駆動信号をロ
ボットアームの駆動部に送る。
（実施例）
以下、本発明の実施例を図面について説明する。
第１図に本発明の代表的な実施例を示す。同図に示すよ
うに、本実施例では座標変換演算装置２として従来の如
く予じめ構成され、単に位置・姿勢入力装置１１から指
示データ及び現在の関節角信号から次の時点の関節角を
演算するだけではなく、同演算装置２には後述する軌道
演算装置１、機構演算装置６並びに回避範囲演算装置７
からの各信号を受けて、現時点の関節角信号と併せて次
の時点における各関節角を演算しようとするものである
。
うに、本実施例では座標変換演算装置２として従来の如
く予じめ構成され、単に位置・姿勢入力装置１１から指
示データ及び現在の関節角信号から次の時点の関節角を
演算するだけではなく、同演算装置２には後述する軌道
演算装置１、機構演算装置６並びに回避範囲演算装置７
からの各信号を受けて、現時点の関節角信号と併せて次
の時点における各関節角を演算しようとするものである
。
前記軌道演算装置１には、ロボットの機構及び構造の各
データが入力された機構入力装置５からの信号を数式処
理演算する前記機構演算装置６からの信号、ロボット周
囲の障害物の形状と位置データを入力する障害物入力装
置９からの出力信号、並びに後述する目標位置・姿勢演
算装置１０からの各信号が入力さ・れ、ロボットアーム
の目標位置と姿勢が演算される。
データが入力された機構入力装置５からの信号を数式処
理演算する前記機構演算装置６からの信号、ロボット周
囲の障害物の形状と位置データを入力する障害物入力装
置９からの出力信号、並びに後述する目標位置・姿勢演
算装置１０からの各信号が入力さ・れ、ロボットアーム
の目標位置と姿勢が演算される。
上記回避範囲演算装置７には、前記障害物入力装置９か
らと前記座標変換演算装置２からの各信号が入力され、
ロボットアームの障害物回避範囲を演算し、その演算結
果を表示装置に送ると共に、上述の如（再度座標変換演
算装置２に返送する。
らと前記座標変換演算装置２からの各信号が入力され、
ロボットアームの障害物回避範囲を演算し、その演算結
果を表示装置に送ると共に、上述の如（再度座標変換演
算装置２に返送する。
前記目標位置・姿勢演算装置１０には、ロボットアーム
に行わせる作業内容に関するデータが入力された作業指
示内容入力装置１２からの作業内容指示データに基づき
作業手順を生成する作業手順生成装置１３の信号と、前
記機構入力装置からのロボットの構造と機構データ信号
、並びに前記障害物入力装置９からのデータ信号がそれ
ぞれ入力され、ロボットアームの目標位置と姿勢を演算
し前記軌道演算装置１にその結果を出力する。
に行わせる作業内容に関するデータが入力された作業指
示内容入力装置１２からの作業内容指示データに基づき
作業手順を生成する作業手順生成装置１３の信号と、前
記機構入力装置からのロボットの構造と機構データ信号
、並びに前記障害物入力装置９からのデータ信号がそれ
ぞれ入力され、ロボットアームの目標位置と姿勢を演算
し前記軌道演算装置１にその結果を出力する。
座標変換演算装置２の出力信号は、ロボットアームの制
御装置３に入力され、ロボットアームの各関節角変位及
び速度と併せて演算され、ロボットアームの駆動信号と
なる。ロボットアーム４は、この駆動信号に追従して、
各関節角を制御装置３から入力された駆動信号に追従し
て動作する。
御装置３に入力され、ロボットアームの各関節角変位及
び速度と併せて演算され、ロボットアームの駆動信号と
なる。ロボットアーム４は、この駆動信号に追従して、
各関節角を制御装置３から入力された駆動信号に追従し
て動作する。
本装置では、ロボットの構造と機構が変更されても演算
器２を変更する必要がなく、ロボットの構造と機構に関
するデータを機構入力装置５に入力することにより容易
に対応できると共に、ロボットの置かれた環境内の障害
物に対して、ロボットアームが障害物を回避しつつ、与
えられた作業指示内容に従って、自動的に目標姿勢や動
作軌道を演算しながら作業の遂行を可能にする。
器２を変更する必要がなく、ロボットの構造と機構に関
するデータを機構入力装置５に入力することにより容易
に対応できると共に、ロボットの置かれた環境内の障害
物に対して、ロボットアームが障害物を回避しつつ、与
えられた作業指示内容に従って、自動的に目標姿勢や動
作軌道を演算しながら作業の遂行を可能にする。
（発明の効果）
以上、詳細に説明した如く本発明によると、異種のロボ
ットに対してもその構造と機構を独自の入力装置に入力
し、そのデータとさらに別途入力されたロボットアーム
の作業内容指示データ、並びにロボットの周囲の障害物
データにより、ロボットアームの作業手順及び動作目標
位置と姿勢並びにロボットアームの先端軌道を演算し、
ロボットのアーム部を障害物に衝突させることなく動作
させることが可能となり、汎用ロボットアームのシミュ
レータとして、ロボットの作業性能を迅速に検討するこ
とが可能となる。
ットに対してもその構造と機構を独自の入力装置に入力
し、そのデータとさらに別途入力されたロボットアーム
の作業内容指示データ、並びにロボットの周囲の障害物
データにより、ロボットアームの作業手順及び動作目標
位置と姿勢並びにロボットアームの先端軌道を演算し、
ロボットのアーム部を障害物に衝突させることなく動作
させることが可能となり、汎用ロボットアームのシミュ
レータとして、ロボットの作業性能を迅速に検討するこ
とが可能となる。
第１図は本発明の実施例を示すロボットアームの動作シ
ミュレータ装置のブロック線図、第２図は従来の装置に
おける同ブロック線図である。 図の主要部分の説明 １−軌道演算装置 ２・・・（座標変換）演算装置 ３−・・制御装置 ４・−ロボットアーム ５・−・（構造）機構入力装置 ６・・−機構（数式処理）演算装置 ７・−障害物回避演算装置 ８・−表示装置 ９−・障害物（形状・位置）入力装置 １０・・−目標位置・姿勢演算装置
ミュレータ装置のブロック線図、第２図は従来の装置に
おける同ブロック線図である。 図の主要部分の説明 １−軌道演算装置 ２・・・（座標変換）演算装置 ３−・・制御装置 ４・−ロボットアーム ５・−・（構造）機構入力装置 ６・・−機構（数式処理）演算装置 ７・−障害物回避演算装置 ８・−表示装置 ９−・障害物（形状・位置）入力装置 １０・・−目標位置・姿勢演算装置
Claims (1)
- ロボットアームの作業指示データを与えることにより、
アームの各関節角を演算する座標変換演算装置からの演
算結果に基づきロボットアームを駆動するシミュレータ
装置において、ロボットの構造に機構別データとロボッ
トの作業指示内容データとロボット周囲の障害物に関す
るデータの各データに基づきロボットアームの軌道を演
算する軌道演算装置と、ロボットの構造・機構別データ
を数式処理する機構演算装置と、ロボット周囲の障害物
データからロボットアームの回避領域を演算する回避演
算装置の各演算装置を上記座標変換演算装置に連結し、
任意のロボットアームの動作をシミュレーションするこ
とを可能ならしめることを特徴とするロボットアームの
動作シミュレータ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32802387A JPH01169509A (ja) | 1987-12-24 | 1987-12-24 | ロボットアームの動作シミュレータ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32802387A JPH01169509A (ja) | 1987-12-24 | 1987-12-24 | ロボットアームの動作シミュレータ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01169509A true JPH01169509A (ja) | 1989-07-04 |
Family
ID=18205655
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32802387A Pending JPH01169509A (ja) | 1987-12-24 | 1987-12-24 | ロボットアームの動作シミュレータ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01169509A (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62127905A (ja) * | 1985-11-29 | 1987-06-10 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | ロボツトア−ムの動作シミユレ−タ装置 |
-
1987
- 1987-12-24 JP JP32802387A patent/JPH01169509A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62127905A (ja) * | 1985-11-29 | 1987-06-10 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | ロボツトア−ムの動作シミユレ−タ装置 |
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