JPH04321104A - Method and device for controlling robot - Google Patents

Method and device for controlling robot

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JPH04321104A
JPH04321104A JP9086391A JP9086391A JPH04321104A JP H04321104 A JPH04321104 A JP H04321104A JP 9086391 A JP9086391 A JP 9086391A JP 9086391 A JP9086391 A JP 9086391A JP H04321104 A JPH04321104 A JP H04321104A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
robot
error
command value
net
command
Prior art date
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Pending
Application number
JP9086391A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kenichi Kawada
健一 河田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Daikin Industries Ltd
Original Assignee
Daikin Industries Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Daikin Industries Ltd filed Critical Daikin Industries Ltd
Priority to JP9086391A priority Critical patent/JPH04321104A/en
Publication of JPH04321104A publication Critical patent/JPH04321104A/en
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Abstract

PURPOSE:To attain the control of a robot with high accuracy despite the influences of the deterioration of parts accuracy, an assembling error, the deflection, etc., by correcting the error based on the learning result acquired through a neural net. CONSTITUTION:The position obtained by a position measuring part 3 is previously given to the input layer of a neural net 5 as an input pattern. Simultaneously, an error calculated by an error detecting part 4 is applied to a comparison part as a teacher signal. Thus the relation between the command value and the error is learnt by the net 5 sufficiently. Then a selective part 6 supplies the error obtained by the net 5 to an arithmetic part 1 as an error correction command. At the same time, a selective part 7 supplies the command value to the net 5 as an input signal. The part 1 performs an adverse kinematic operation based on the value obtained by adding the command value to the preceding error. Thus the part 1 can output an action command that never produces an error.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】この発明はロボット制御方法およ
びその装置に関し、さらに詳細にいえば、組立て精度、
たわみ等に起因するロボットの誤差を補正して指令値に
対応する正確なロボット動作を行なわせるための新規な
ロボット制御方法およびその装置に関する。
[Field of Industrial Application] This invention relates to a robot control method and device, and more particularly, to a robot control method and device, and more particularly, to
The present invention relates to a novel robot control method and device for correcting robot errors caused by deflection, etc., and allowing the robot to perform accurate robot motions corresponding to command values.

【0002】0002

【従来の技術】従来から作業対象物の加工、研磨仕上げ
、部品組付け等の種々の分野においてロボットが用いら
れている。そして、ロボットとしては、直交座標型、ス
カラ型等種々の軸構成のものが用途に応じて用いられて
いる。また、ロボットの制御方法としては、位置指令、
ロボットハンドの姿勢指令等に応じてロボットの各軸に
対する動作指令値を算出し、算出された動作指令値に基
づいて各軸を動作させる方法が一般的に採用されている
2. Description of the Related Art Robots have been used in various fields such as processing workpieces, polishing and finishing parts, and assembling parts. Robots with various axis configurations, such as a Cartesian coordinate type and a SCARA type, are used depending on the purpose. In addition, the robot control methods include position commands,
A commonly used method is to calculate a motion command value for each axis of the robot in response to a posture command of the robot hand, and to operate each axis based on the calculated motion command value.

【0003】0003

【発明が解決しようとする課題】しかし、ロボットは一
般的に部品精度、組立て精度のばらつき、各軸のたわみ
等に起因する誤差を含んでいるのであるから、ロボット
制御精度の上限が上記誤差により制限されてしまうこと
になる。そして、上記誤差を小さくしようとすれば、部
品精度、ロボットの組立て精度、据付け精度等を高めな
ければならず、多大の作業時間がかかってしまうという
不都合がある。また、ロボットの各部の誤差を高精度の
測定器により測定し、測定結果に基づいて誤差を補正す
ることも考えられるが、この場合には、誤差を生じさせ
る可能性がある全ての部品、組立て位置等について測定
を行なわなければならないとともに、全ての測定結果に
基づく補正を行なわなければならず、著しく多大の労力
が必要になるという不都合が生じる。
[Problem to be Solved by the Invention] However, since robots generally include errors due to variations in component accuracy, assembly accuracy, deflection of each axis, etc., the upper limit of robot control accuracy is due to the above errors. You will be restricted. In order to reduce the above-mentioned error, it is necessary to improve the accuracy of parts, the assembly accuracy of the robot, the installation accuracy, etc., which is disadvantageous in that it takes a lot of work time. It is also possible to measure errors in each part of the robot using a high-precision measuring instrument and correct the errors based on the measurement results, but in this case, all parts and assemblies that may cause errors may be In addition to having to measure the position and the like, it is also necessary to make corrections based on all the measurement results, resulting in the inconvenience that a significantly large amount of labor is required.

【0004】また、これらの対策を施した場合であって
も、設計者が知り得た原因の分だけは誤差をある程度低
減できるだけであり、誤差を発生させる原因となる要因
を全て知ることができなければロボット制御精度を余り
高精度化することはできない。
[0004] Even if these countermeasures are taken, the error can only be reduced to a certain extent by the causes known to the designer, and it is impossible to know all the factors that cause the error. Otherwise, the robot control accuracy cannot be made very high.

【0005】[0005]

【発明の目的】この発明は上記の問題点に鑑みてなされ
たものであり、部品精度、組立て精度、据付け精度等を
高める必要がないとともに、各部の誤差の測定および測
定結果に基づく補正を行なう必要もなく、高精度のロボ
ット制御を達成できる新規なロボット制御方法およびそ
の装置を提供することを目的としている。
[Object of the Invention] This invention has been made in view of the above-mentioned problems, and it is not necessary to improve parts accuracy, assembly accuracy, installation accuracy, etc., and also measures errors in each part and makes corrections based on the measurement results. It is an object of the present invention to provide a novel robot control method and device that can achieve highly accurate robot control without the need for robot control.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの、請求項1のロボット制御方法は、複数の点に対応
する指令値を与えてロボット動作を行なわせ、ロボット
動作の結果得られる誤差を測定し、与えられた指令値と
測定誤差との関係をニューラル・ネットを用いて学習さ
せ、ロボット制御を行なうに当ってニューラル・ネット
による学習結果に基づいて誤差を補正する方法である。
[Means for Solving the Problems] To achieve the above object, a robot control method according to claim 1 provides a command value corresponding to a plurality of points to cause a robot to perform a motion, and obtains a result of the robot motion. This method measures the error, uses a neural network to learn the relationship between the given command value and the measurement error, and corrects the error based on the learning results by the neural network when controlling the robot.

【0007】請求項2のロボット制御装置は、指令値に
基づく演算を行なってロボットに動作指令を与えるロボ
ット制御手段と、ロボット動作により定まる値と指令値
との誤差を測定する誤差測定手段と、予め定められた指
令値を入力パターンとし、誤差測定手段により測定され
た誤差を教師信号として学習を行なうニューラル・ネッ
トと、ニューラル・ネットによる学習結果に基づく誤差
補正をロボット制御手段に指示する誤差補正指示手段と
を含んでいる。
[0007] The robot control device according to a second aspect of the present invention includes: a robot control means for performing calculations based on command values and giving operation commands to the robot; and an error measurement means for measuring an error between a value determined by the robot operation and the command value. A neural network that performs learning using a predetermined command value as an input pattern and an error measured by an error measuring means as a teacher signal, and an error correction system that instructs a robot control means to correct errors based on the learning results of the neural net. and an instruction means.

【0008】[0008]

【作用】請求項1のロボット制御方法であれば、ロボッ
ト動作を行なわせるための複数の点に対応する指令値と
、ロボット動作の結果得られる誤差との関係をニューラ
ル・ネットを用いて予め学習させておけばよく、実際に
ロボット制御を行なうに当ってニューラル・ネットによ
る学習結果に基づいて誤差を補正することにより、部品
精度、組立て誤差、たわみ等の影響を受けているにも拘
らず高精度のロボット制御を達成できる。そして、ロボ
ット教示、学習の負荷を大巾に低減でき、しかもニュー
ラル・ネット構成するニューロン素子の数を少なくでき
る。
[Operation] The robot control method according to claim 1 uses a neural network to learn in advance the relationship between command values corresponding to a plurality of points for performing robot motion and errors obtained as a result of robot motion. By correcting errors based on the learning results of the neural network when actually controlling the robot, high accuracy can be achieved despite the effects of component accuracy, assembly errors, deflection, etc. Accurate robot control can be achieved. The load on teaching and learning the robot can be greatly reduced, and the number of neuron elements constituting the neural network can also be reduced.

【0009】請求項2のロボット制御装置であれば、ロ
ボット制御手段により指令値に基づく演算を行なってロ
ボットに動作指令を与え、ロボット動作により定まる値
と指令値との誤差を誤差測定手段により測定し、予め定
められた指令値を入力パターンとし、誤差測定手段によ
り測定された誤差を教師信号としてニューラル・ネット
により学習を行なっておけばよく、ニューラル・ネット
による学習結果に基づく誤差補正を誤差補正指示手段に
よりロボット制御手段に指示することにより実際のロボ
ット制御を高精度化できる。そして、ロボット教示、学
習の負荷を大巾に低減でき、しかもニューラル・ネット
構成するニューロン素子の数を少なくできる。
In the robot control device according to claim 2, the robot control means performs calculations based on the command value to give a movement command to the robot, and the error measurement means measures the error between the value determined by the robot movement and the command value. However, learning can be performed by a neural net using a predetermined command value as an input pattern and the error measured by the error measuring means as a teacher signal, and the error correction based on the learning result by the neural net can be performed as an error correction. Actual robot control can be made more precise by instructing the robot control means using the instruction means. The load on teaching and learning the robot can be greatly reduced, and the number of neuron elements constituting the neural network can also be reduced.

【0010】さらに詳細に説明すると、ロボット制御の
高精度化を達成するために、ニューラル・ネットを用い
て指令値(位置指令値、姿勢指令値等)に対する目標値
を教師信号として与えて学習を行なわせることが考えら
れる。しかし、近年ロボットの自由度が増加しているの
であるから、1つの状態に対する制御量が自由度に比例
して増加し、しかもロボットの動作パターンは種々雑多
なパターンであるから、ニューラル・ネットを用いて正
確な関数形の学習を行なわせようとすれば、必要なニュ
ーロン素子の数が著しく多くなり、しかも十分な学習を
行なわせるために著しく長時間がかかってしまうという
不都合があるので、実用的でない。また、比較的粗い入
力パターンとこれらに対応する教師信号とに基づいて学
習を行なわせる場合には、ある程度以上の学習を行なわ
せると、関数が折れ線に近くなりロボットのスムーズな
動作を行なわせることができなくなり、ニューラル・ネ
ットを用いることによりかえって予期した動作パターン
から大きく外れた動作パターンでロボットを動作させる
ことになってしまうという不都合がある。
[0010] To explain in more detail, in order to achieve high accuracy in robot control, a neural network is used to perform learning by giving target values for command values (position command values, attitude command values, etc.) as teacher signals. It is possible to have it done. However, as the degree of freedom of robots has increased in recent years, the amount of control for one state increases in proportion to the degree of freedom, and the movement patterns of robots are various and miscellaneous. If you try to learn accurate functional forms by using this method, the number of neuron elements required will be significantly large, and it will take a very long time to perform sufficient learning, so this is not practical. Not on point. In addition, when learning is performed based on relatively coarse input patterns and the corresponding teacher signals, if the learning is performed beyond a certain level, the function will become close to a polygonal line and the robot will move smoothly. However, the use of neural nets causes the robot to operate in a motion pattern that deviates significantly from the expected motion pattern.

【0011】本件発明者は、これらの不都合にも拘らず
ロボット制御にニューラル・ネットによる学習を適用で
きないかについて鋭意研究を重ねた結果、ロボットに指
令値を与えた場合における誤差に着目し、誤差特性をニ
ューラル・ネットにより学習させることを考えた。即ち
、部品精度、組立て精度、たわみ等に起因する誤差はロ
ボット動作中に特異な変化を示すことはなく、ほぼ線形
の特性を示すことになるのであるから、比較的ニューロ
ン素子数が少ないニューラル・ネットを用いて学習を行
なわせることによりロボット動作の各時点における誤差
を高精度に推定できる。したがって、ニューラル・ネッ
トによりロボット動作の各時点の誤差を高精度に推定し
、推定した誤差を補正すべくロボットに動作指令を与え
ることにより、組立て精度、たわみ等の多少に拘らず高
精度のロボット制御を達成できる。
[0011] Despite these disadvantages, the inventor of the present invention has conducted intensive research on whether learning using neural networks can be applied to robot control, and as a result, focused on the error when giving command values to the robot, and determined the error. We considered learning the characteristics using a neural network. In other words, errors caused by parts precision, assembly precision, deflection, etc. do not show any peculiar changes during robot operation, but show almost linear characteristics, so neural systems with a relatively small number of neuron elements By performing learning using the internet, errors at each point in robot motion can be estimated with high accuracy. Therefore, by using a neural network to highly accurately estimate errors at each point in a robot's movements and giving movement commands to the robot to correct the estimated errors, it is possible to create a highly accurate robot regardless of assembly accuracy, deflection, etc. Control can be achieved.

【0012】0012

【実施例】以下、実施例を示す添付図面によって詳細に
説明する。図1はこの発明のロボット制御方法が適用さ
れるロボット・システムを示す概略図であり、ロボット
・ハンドの位置、ロボット・ハンドの姿勢等を指示する
指令値を入力として従来公知の逆キネマティクス演算を
行なってロボットの各軸に対する動作指令を生成する演
算部1と、生成された動作指令に基づいて動作を行なう
ロボット2と、ロボット・ハンドの位置等を計測する、
CCDカメラ等からなる位置計測部3と、指令値に基づ
いて定まるロボット・ハンドの位置等と位置計測部3に
より計測された位置等との差を算出する誤差検出部4と
、指令値を入力パターンとし、誤差検出部4により算出
された差を教師信号として学習を行なうニューラル・ネ
ット5と、ニューラル・ネット5により得られる差を演
算部1に誤差補正指令として供給する状態と供給しない
状態とを選択する選択部6と、指令値または位置計測部
3により得られた計測位置を選択的にニューラル・ネッ
ト5に供給する選択部7とを含んでいる。
Embodiments Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a schematic diagram showing a robot system to which the robot control method of the present invention is applied, and in which command values instructing the position of the robot hand, the posture of the robot hand, etc. are input, and conventionally known inverse kinematics calculation is performed. a calculation unit 1 that generates motion commands for each axis of the robot; a robot 2 that performs motion based on the generated motion commands; and a robot hand that measures the position of the robot hand.
A position measuring section 3 consisting of a CCD camera, etc., an error detecting section 4 that calculates the difference between the position of the robot hand determined based on the command value and the position etc. measured by the position measuring section 3, and inputting the command value. A neural net 5 performs learning using the difference calculated by the error detection section 4 as a teacher signal, and a state in which the difference obtained by the neural net 5 is supplied to the calculation section 1 as an error correction command and a state in which it is not supplied. , and a selection section 7 that selectively supplies the command value or the measured position obtained by the position measuring section 3 to the neural net 5.

【0013】図2はニューラル・ネット5の一例を示す
概略図であり、入力層51と中間層52と出力層53と
、出力層53からの出力信号と教師信号とを比較して該
当する層にフィードバック信号を供給する比較部54と
を含んでいる。そして、入力層51を構成する全てのニ
ューロン素子を中間層52を構成する全てのニューロン
素子と接続しているとともに、中間層52を構成する全
てのニューロン素子を出力層53を構成する全てのニュ
ーロン素子と接続し、比較部54により得られたフィー
ドバック信号を中間層52および/または出力層53を
構成する各ニューロン素子の結合係数を変更するための
信号として該当する層にフィードバックしている。
FIG. 2 is a schematic diagram showing an example of the neural net 5, in which the input layer 51, the intermediate layer 52, the output layer 53, and the output signal from the output layer 53 are compared with the teacher signal to determine the corresponding layer. and a comparison section 54 that supplies a feedback signal to. All neuron elements forming the input layer 51 are connected to all neuron elements forming the intermediate layer 52, and all neuron elements forming the intermediate layer 52 are connected to all neurons forming the output layer 53. The feedback signal obtained by the comparator 54 is fed back to the corresponding layer as a signal for changing the coupling coefficient of each neuron element constituting the intermediate layer 52 and/or the output layer 53.

【0014】位置計測部3としては、例えば、ロボット
・ハンドにCCDカメラ等を装着しておき、ロボット動
作範囲に予め正確に位置決めされた格子目盛等を設けて
おいて、CCDカメラ等により取込まれる格子目盛等に
基づいてロボット・ハンドの位置を算出する構成を採用
することにより正確な位置の計測を達成できる。また、
ロボット・ハンドの姿勢については、予め正確な姿勢が
把握されているCCDカメラ等によりロボット・ハンド
の画像を取込み、取込み画像に基づいて所定の演算を行
なうことにより正確に計測できる。
As the position measurement unit 3, for example, a CCD camera or the like is attached to the robot hand, and a grid scale or the like that is accurately positioned in advance is provided in the robot's movement range, and the data is captured by the CCD camera or the like. Accurate position measurement can be achieved by adopting a configuration that calculates the position of the robot hand based on a grid scale or the like. Also,
The posture of the robot hand can be accurately measured by capturing an image of the robot hand using a CCD camera or the like whose exact posture is known in advance, and performing predetermined calculations based on the captured image.

【0015】上記構成のロボット・システムの動作は次
のとおりである。ロボットを組立て、据付けた当初にお
いては、ロボットが部品精度、組立て精度、アームのた
わみ等に起因する誤差を含んでいるのであるから、選択
部6により、ニューラル・ネット5により得られる差を
演算部1に誤差補正指令として供給しない状態を選択す
るとともに、選択部7により、位置計測部3により得ら
れる計測位置を入力信号としてニューラル・ネット5に
供給する状態を選択しておき、この状態においてロボッ
ト・ハンドの姿勢等を指示する指令値を離散的に入力し
てロボット動作を行なわせればよい。
The operation of the robot system having the above configuration is as follows. When the robot is first assembled and installed, the robot contains errors due to component accuracy, assembly accuracy, arm deflection, etc. Therefore, the selection unit 6 uses the difference obtained by the neural net 5 to calculate the difference obtained by the neural net 5. 1 is not supplied as an error correction command, and the selection unit 7 selects a state in which the measured position obtained by the position measurement unit 3 is supplied to the neural net 5 as an input signal. In this state, the robot・The robot can operate by discretely inputting command values that instruct the posture of the hand, etc.

【0016】この状態においては、入力された指令値に
基づいて演算部1により逆キネマティクス演算を行なっ
てロボットの各軸に対する動作指令を生成するので、ロ
ボットは指令値に基づいて動作されることになる。そし
て、ロボットが誤差を全く含んでいなければ、指令値と
実際のロボットの状態とは演算の誤差範囲内で正確に一
致する。しかし、実際のロボットにおいては誤差を含ま
ない可能性は限りなく0に近いのであるから、指令値に
基づくロボット動作を行なえば実際のロボットの状態が
指令値と異なることになる。この差は指令値に基づいて
定まるロボット・ハンドの位置等と位置計測部3により
計測された位置等とを誤差検出部4に供給することによ
り簡単に算出できる。
In this state, the operation unit 1 performs inverse kinematics calculations based on the input command values to generate motion commands for each axis of the robot, so that the robot is not operated based on the command values. become. If the robot does not contain any errors, the command value and the actual state of the robot will exactly match within the calculation error range. However, in an actual robot, the possibility of not including errors is extremely close to 0, so if the robot operates based on the command value, the actual state of the robot will differ from the command value. This difference can be easily calculated by supplying the position etc. of the robot hand determined based on the command value and the position etc. measured by the position measuring section 3 to the error detecting section 4.

【0017】したがって、上記のようにロボット動作を
行なわせる場合に、位置計測部3により得られる計測位
置をニューラル・ネット5の入力層51に入力パターン
として与えておき、誤差検出部4により算出された差を
教師信号として比較部54に与えることにより指令値と
誤差との関係を学習させることができる。指令値と誤差
との関係を十分にニューラル・ネット5に学習させた後
は、選択部6により、ニューラル・ネット5により得ら
れる差を演算部1に誤差補正指令として供給する状態を
選択するとともに、選択部7により指令値を入力信号と
してニューラル・ネット5に供給する状態を選択してお
けばよく、指令値に基づいてニューラル・ネット5によ
り得られる差を誤差補正指令として演算部1に供給する
ことになるので、演算部1は指令値に上記差を加味した
値に基づく逆キネマティクス演算を行なうことにより誤
差を生じさせない動作指令を出力する。即ち、出力され
る動作指令は誤差に起因する差を生じさせない指令であ
るから、ロボットは指令値に忠実に動作することになる
Therefore, when making the robot move as described above, the measured position obtained by the position measuring section 3 is given as an input pattern to the input layer 51 of the neural net 5, and the measured position is calculated by the error detecting section 4. By supplying the difference as a teacher signal to the comparator 54, the relationship between the command value and the error can be learned. After the neural net 5 has sufficiently learned the relationship between the command value and the error, the selection section 6 selects a state in which the difference obtained by the neural net 5 is supplied to the calculation section 1 as an error correction command. , the state in which the command value is supplied to the neural net 5 as an input signal may be selected by the selection unit 7, and the difference obtained by the neural net 5 based on the command value is supplied to the calculation unit 1 as an error correction command. Therefore, the calculation unit 1 performs an inverse kinematics calculation based on a value obtained by adding the above-mentioned difference to the command value, thereby outputting an operation command that does not cause an error. That is, since the output operation command is a command that does not cause a difference due to an error, the robot operates faithfully to the command value.

【0018】この実施例を水平2関節ロボットに適用し
た具体例を以下に説明する。図3にAで示す位置指令値
が供給された場合に、ロボットの手先が点Bに到達した
と仮定すれば、位置指令値Aに基づくロボット動作によ
りベクトルBAの誤差が生じていることになる。換言す
れば、ロボットの手先を点Bに到達させたい場合に位置
指令値として点Aを与えればよい。即ち、点Bを入力と
してベクトルBAの誤差を出力するニューラル・ネット
を生成すればよい。したがって、図1に示すロボット・
システムにおいて選択部6、7を学習モードにすること
により、位置計測部3により得られた手先位置をニュー
ラル・ネット5に入力信号として与え、ニューラル・ネ
ット5からの出力信号を演算部1に供給しないようにす
ればよく、ロボット・システムは図4に示す構成になる
A specific example in which this embodiment is applied to a horizontal two-joint robot will be described below. If we assume that the robot's hand reaches point B when the position command value indicated by A in Figure 3 is supplied, an error in vector BA will occur due to the robot movement based on position command value A. . In other words, if you want the robot's hand to reach point B, point A may be given as the position command value. That is, it is sufficient to generate a neural net that inputs point B and outputs the error of vector BA. Therefore, the robot shown in Figure 1
By setting the selection units 6 and 7 in the learning mode in the system, the hand position obtained by the position measurement unit 3 is given as an input signal to the neural net 5, and the output signal from the neural net 5 is supplied to the calculation unit 1. The robot system has the configuration shown in FIG. 4.

【0019】そして、充分な学習を行なわせた後は選択
部6、7を制御モードにすることにより、指令値をニュ
ーラル・ネット5に入力信号として与え、ニューラル・
ネット5からの出力信号を演算部1に供給すればよく、
ロボット・システムは図5に示す構成になる。即ち、指
令値とニューラル・ネット5からの出力信号とを加算し
た値に基づいて逆キネマティクス演算を行なうことによ
り、ロボットの動作範囲内の全ての点において位置誤差
を著しく低減した制御を達成できる。
After sufficient learning has been performed, the selection units 6 and 7 are set to the control mode, and the command value is given as an input signal to the neural net 5.
It is only necessary to supply the output signal from the net 5 to the calculation unit 1,
The robot system has the configuration shown in FIG. That is, by performing inverse kinematics calculations based on the sum of the command value and the output signal from the neural net 5, it is possible to achieve control that significantly reduces position errors at all points within the robot's operating range. .

【0020】以上の実施例においては、ロボットの各軸
に対する誤差を学習させておくことによりロボット・ハ
ンドの位置および姿勢を正確に制御するようにしている
。しかし、塗装、溶接等の用途に適用されるロボットの
場合には、ロボット・ハンドの姿勢に多少の誤差が含ま
れていても特には問題にならない。この場合には、位置
指令値を入力パターンとしてニューラル・ネット5に与
えるとともに、ロボット・ハンドの実際の位置と位置指
令値との差を教師信号としてニューラル・ネット5に与
えるだけでよいことになる。したがって、ニューラル・
ネット5を構成するニューロン素子の数を少なくできる
。この点に関して、指令値を入力パターンとし、各軸の
動作量を教師信号としてニューラル・ネットに与えて学
習を行なわせようとすれば(ロボットに対してニューラ
ル・ネットを単純に適用しようとすれば)、塗装ロボッ
ト、溶接ロボット等の場合であっても位置指令値および
姿勢指令値を入力パターンとして各軸の動作量を学習さ
せなければならないのであるから、ニューラル・ネット
自体の簡素化、学習所要時間の短縮を全く達成できない
のであり、この発明の実施例とは全く異なる。
In the embodiments described above, the position and attitude of the robot hand are accurately controlled by learning the errors for each axis of the robot. However, in the case of robots used for applications such as painting and welding, there is no particular problem even if the robot hand has some errors in its posture. In this case, it is only necessary to give the position command value to the neural net 5 as an input pattern, and to give the difference between the actual position of the robot hand and the position command value to the neural net 5 as a teacher signal. . Therefore, neural
The number of neuron elements constituting the net 5 can be reduced. Regarding this point, if you try to make the neural net learn by using the command values as an input pattern and giving the motion amount of each axis as a teacher signal (if you try to simply apply the neural net to the robot) ), painting robots, welding robots, etc., the movement amount of each axis must be learned using position command values and posture command values as input patterns, so the neural net itself must be simplified and the learning required. This method is completely different from the embodiment of the present invention because it cannot achieve any reduction in time.

【0021】この実施例を水平2関節ロボットに適用し
た具体例について以下に説明する。水平2関節ロボット
は、動作指令として平面上の位置(X、Y各座標値)が
与えられた場合に、与えられた座標値に基づいてロボッ
ト機構上の幾何学計算(逆キネマティクス演算)を行な
って各関節の目標角度θ1、θ2を得、各関節角度が第
1アームL1および第2アームL2を有するロボットを
用いて図6中に破線で示す動作軌跡を達成するに当って
この実施例を適用した場合には、位置指令値として(0
.5,2.0)(1.0,2.0)(1.5,2.0)
(2.0,2.0)の4点を選択し、5,000回、3
0,000回の学習を行なわせた結果、表2、表3に示
すロボット制御を達成できた。尚、表1は位置指令値に
対する実際の位置および誤差を示している。
A specific example in which this embodiment is applied to a horizontal two-joint robot will be described below. When a horizontal two-joint robot is given a position on a plane (X, Y coordinate values) as a motion command, it performs geometric calculations (inverse kinematics calculations) on the robot mechanism based on the given coordinate values. This embodiment is used to obtain the target angles θ1 and θ2 of each joint, and to achieve the motion trajectory shown by the broken line in FIG. 6 using a robot having a first arm L1 and a second arm L2. is applied, the position command value is (0
.. 5, 2.0) (1.0, 2.0) (1.5, 2.0)
Select 4 points (2.0, 2.0), 5,000 times, 3
As a result of 0,000 learning operations, the robot control shown in Tables 2 and 3 was achieved. Note that Table 1 shows the actual position and error relative to the position command value.

【0022】[0022]

【表1】[Table 1]

【0023】[0023]

【表2】[Table 2]

【0024】[0024]

【表3】[Table 3]

【0025】表2、表3から明らかなように、指令値と
誤差との関係を学習させ、学習により得られた誤差を加
味してロボット制御を行なうことによりロボット制御精
度が向上しており、しかも学習回数を増加させることに
よりロボット制御精度が向上していることが分る。尚、
この発明は上記の実施例に限定されるものではなく、例
えば、差を連続的に計測して教師信号として与えること
により学習を行なわせることが可能であるほか、学習を
継続させ続けること、学習を所定回数で中断させること
が可能であり、その他、この発明の要旨を変更しない範
囲内において種々の設計変更を施すことが可能である。
As is clear from Tables 2 and 3, robot control accuracy is improved by learning the relationship between command values and errors and controlling the robot by taking into account the errors obtained through learning. Furthermore, it can be seen that the robot control accuracy is improved by increasing the number of times of learning. still,
The present invention is not limited to the above-mentioned embodiments. For example, it is possible to perform learning by continuously measuring the difference and giving it as a teacher signal, and it is also possible to continuously measure the difference and provide it as a teacher signal. can be interrupted at a predetermined number of times, and various other design changes can be made without changing the gist of the invention.

【0026】[0026]

【発明の効果】以上のように請求項1の発明は、ロボッ
ト教示、学習の負荷を大巾に低減できるとともに、ニュ
ーラル・ネット構成するニューロン素子の数を少なくで
き、しかも組立て精度、アームのたわみ等に起因する誤
差の多少に拘らず高精度のロボット制御を達成できると
いう特有の効果を奏する。
As described above, the invention of claim 1 can greatly reduce the load on robot teaching and learning, reduce the number of neuron elements constituting the neural network, and improve assembly accuracy and arm deflection. The unique effect is that highly accurate robot control can be achieved regardless of the amount of error caused by such factors.

【0027】請求項2の発明も、ロボット教示、学習の
負荷を大巾に低減できるとともに、ニューラル・ネット
構成するニューロン素子の数を少なくでき、しかも組立
て精度、アームのたわみ等に起因する誤差の多少に拘ら
ず高精度のロボット制御を達成できるという特有の効果
を奏する。
The invention of claim 2 can also greatly reduce the load on robot teaching and learning, reduce the number of neuron elements constituting the neural network, and reduce errors caused by assembly accuracy, arm deflection, etc. This has the unique effect of achieving highly accurate robot control regardless of the degree of control.

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

【図1】この発明のロボット制御方法が適用されるロボ
ット・システムを示す概略図である。
FIG. 1 is a schematic diagram showing a robot system to which a robot control method of the present invention is applied.

【図2】ニューラル・ネットの一例を示す概略図である
FIG. 2 is a schematic diagram showing an example of a neural net.

【図3】位置指令値とロボットの手先の到達位置とのず
れを説明する概略図である。
FIG. 3 is a schematic diagram illustrating a deviation between a position command value and a position reached by a robot hand.

【図4】ロボット・システムの学習モードを示す概略図
である。
FIG. 4 is a schematic diagram showing a learning mode of the robot system.

【図5】ロボット・システムの制御モードを示す概略図
である。
FIG. 5 is a schematic diagram showing control modes of the robot system.

【図6】2軸ロボットに適用した場合の教示軌跡を示す
図である。
FIG. 6 is a diagram showing a teaching trajectory when applied to a two-axis robot.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1  演算部    2  ロボット    3  位
置計測部    4  誤差検出部
1 Arithmetic unit 2 Robot 3 Position measurement unit 4 Error detection unit

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  複数の点に対応する指令値を与えてロ
ボット動作を行なわせ、ロボット動作の結果得られる誤
差を測定し、与えられた指令値と測定誤差との関係をニ
ューラル・ネット(5)を用いて学習させ、ロボット制
御を行なうに当ってニューラル・ネット(5)による学
習結果に基づいて誤差を補正することを特徴とするロボ
ット制御方法。
Claim 1: A robot is operated by giving command values corresponding to a plurality of points, an error obtained as a result of the robot action is measured, and the relationship between the given command values and the measurement error is determined using a neural network (5 ), and when controlling the robot, errors are corrected based on the learning results by the neural network (5).
【請求項2】  指令値に基づく演算を行なってロボッ
ト(2)に動作指令を与えるロボット制御手段(1)と
、ロボット動作により定まる値と指令値との誤差を測定
する誤差測定手段(3,4)と、予め定められた指令値
を入力パターンとし、誤差測定手段(3,4)により測
定された誤差を教師信号として学習を行なうニューラル
・ネット(5)と、ニューラル・ネット(5)による学
習結果に基づく誤差補正をロボット制御手段(1)に指
示する誤差補正指示手段(6)とを含むことを特徴とす
るロボット制御装置。
2. A robot control means (1) that performs calculations based on command values and gives operation commands to the robot (2), and error measurement means (3, 4), a neural net (5) that performs learning using a predetermined command value as an input pattern and an error measured by the error measuring means (3, 4) as a teacher signal; A robot control device comprising: error correction instruction means (6) for instructing the robot control means (1) to perform error correction based on learning results.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07191704A (en) * 1993-12-27 1995-07-28 Nec Corp Method and device for automatically adjusting package
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CN104493826A (en) * 2014-12-23 2015-04-08 南京熊猫电子股份有限公司 Neural network control-based reload robot position controller

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