JPH05150837A - ロボツトの制御装置 - Google Patents
ロボツトの制御装置Info
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- JPH05150837A JPH05150837A JP31100391A JP31100391A JPH05150837A JP H05150837 A JPH05150837 A JP H05150837A JP 31100391 A JP31100391 A JP 31100391A JP 31100391 A JP31100391 A JP 31100391A JP H05150837 A JPH05150837 A JP H05150837A
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- torque
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Abstract
(57)【要約】
位置／力ハイブリッド制御ならびにインピーダンスおよ
びコンプライアンス制御などの設定したいワークに適し
たワーク座標系に、制御系を最初に組むときに選んだロ
ボットアーム固有のベース座標系から座標変換すること
を容易に可能にするために、ベース座標系における現在
位置ｘ、現在速度ｘ１および現在の力／トルクｆを、そ
のワークに適したワーク座標系の各値に変換して、ワー
ク座標系の少なくとも目標の力／トルクｆd を用いてワ
ーク座標系で演算し、その演算結果をベース座標系に変
換してロボットアームの各軸の制御を行う。このことに
よってたとえば浮遊状態で本体が移動しても、時々刻
々、座標変換を変換させることによって作業空間でのた
とえばインピーダンスを保持することができる。
びコンプライアンス制御などの設定したいワークに適し
たワーク座標系に、制御系を最初に組むときに選んだロ
ボットアーム固有のベース座標系から座標変換すること
を容易に可能にするために、ベース座標系における現在
位置ｘ、現在速度ｘ１および現在の力／トルクｆを、そ
のワークに適したワーク座標系の各値に変換して、ワー
ク座標系の少なくとも目標の力／トルクｆd を用いてワ
ーク座標系で演算し、その演算結果をベース座標系に変
換してロボットアームの各軸の制御を行う。このことに
よってたとえば浮遊状態で本体が移動しても、時々刻
々、座標変換を変換させることによって作業空間でのた
とえばインピーダンスを保持することができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、たとえば産業用ロボッ
トなどのアームを制御するための装置に関する。
トなどのアームを制御するための装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来からロボットアーム手先の作業端の
力／トルクの方向と値を制御するいわゆる位置／力ハイ
ブリッド制御方式と、ロボットアーム手先の作業端の抵
抗を制御するいわゆるインピーダンス制御方式または仮
想コンプライアンス制御方式とがあるけれども、このよ
うな各先行技術では、作業空間座標系で組まれた制御系
では、その制御系を最初に組むときに選んだロボットア
ーム固有のベース座標系でしか記述されない。したがっ
て任意の座標系についての力制御ならびにインピーダン
スおよびコンプライアンス制御を行うことができない。
力／トルクの方向と値を制御するいわゆる位置／力ハイ
ブリッド制御方式と、ロボットアーム手先の作業端の抵
抗を制御するいわゆるインピーダンス制御方式または仮
想コンプライアンス制御方式とがあるけれども、このよ
うな各先行技術では、作業空間座標系で組まれた制御系
では、その制御系を最初に組むときに選んだロボットア
ーム固有のベース座標系でしか記述されない。したがっ
て任意の座標系についての力制御ならびにインピーダン
スおよびコンプライアンス制御を行うことができない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、制御
系を最初に組むときに選んだ座標系であるロボットアー
ム固有のベース座標系から、設定したい希望する座標系
であるワーク座標系への座標変換を容易に行うことが可
能なロボットの制御装置を提供することである。
系を最初に組むときに選んだ座標系であるロボットアー
ム固有のベース座標系から、設定したい希望する座標系
であるワーク座標系への座標変換を容易に行うことが可
能なロボットの制御装置を提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、目標位置ｘd
となるように現在位置ｘに基づいて、目標速度ｘd１と
なるように現在の速度ｘ１に基づいて、および目標の力
／トルクｆd となるように現在の力／トルクｆに基づい
て、目標応答をさせるように、目標位置、目標速度およ
び目標の力／トルクと、それらの各目標値になるまでの
経過状態とを達成するトルク指令形制御を行い、ロボッ
トアーム固有のベース座標系の現在位置ｘ、現在速度ｘ
１および現在の力／トルクｆを、ワークに適したワーク
座標系の各値に変換して、ワーク座標系の少なくとも目
標の力／トルクｆｄを用いてワーク座標系で演算し、そ
の演算結果をベース座標系に変換して前記トルク指令形
制御を行うことを特徴とするロボットの制御装置であ
る。
となるように現在位置ｘに基づいて、目標速度ｘd１と
なるように現在の速度ｘ１に基づいて、および目標の力
／トルクｆd となるように現在の力／トルクｆに基づい
て、目標応答をさせるように、目標位置、目標速度およ
び目標の力／トルクと、それらの各目標値になるまでの
経過状態とを達成するトルク指令形制御を行い、ロボッ
トアーム固有のベース座標系の現在位置ｘ、現在速度ｘ
１および現在の力／トルクｆを、ワークに適したワーク
座標系の各値に変換して、ワーク座標系の少なくとも目
標の力／トルクｆｄを用いてワーク座標系で演算し、そ
の演算結果をベース座標系に変換して前記トルク指令形
制御を行うことを特徴とするロボットの制御装置であ
る。
【０００５】
【作用】本発明に従えば、ロボットアーム固有のベース
座標系における現在位置ｘ、現在速度ｘ１および現在の
力／トルクｆを、ワークに適したワーク座標系の各値に
変換し、そのワーク座標系の少なくとも目標の力／トル
クｆdを用いて、ワーク座標系で演算し、その演算結果
をベース座標系に変換して力制御ならびにインピーダン
スおよびコンプライアンス制御などを行うことができる
ようになり、特にこのことは浮遊状態でロボットのベー
スが移動するときにおいても、時々刻々、座標変換を変
化させることによって作業空間でのたとえば希望するイ
ンピーダンスを保持することが可能となる。
座標系における現在位置ｘ、現在速度ｘ１および現在の
力／トルクｆを、ワークに適したワーク座標系の各値に
変換し、そのワーク座標系の少なくとも目標の力／トル
クｆdを用いて、ワーク座標系で演算し、その演算結果
をベース座標系に変換して力制御ならびにインピーダン
スおよびコンプライアンス制御などを行うことができる
ようになり、特にこのことは浮遊状態でロボットのベー
スが移動するときにおいても、時々刻々、座標変換を変
化させることによって作業空間でのたとえば希望するイ
ンピーダンスを保持することが可能となる。
【０００６】
【実施例】図１は、本発明の一実施例の全体のブロック
図である。演算回路１は、図２に示される産業用ロボッ
ト２の各軸を制御し、そのロボットアーム手先の作業端
３によって、たとえば図３に示されるようにワークであ
るボルト４を把んで、物体５のねじ孔６に嵌め込む作業
を行う。このボルト４をねじ孔６に螺合する際には、ね
じ孔６の方向７には、低剛性の並進剛性を設定し、ボル
ト４を矢符８のように回転させる方向には、必要な目標
締付トルクを指令し、これによってボルト４をねじ孔７
に嵌め込む作業を達成する。ねじ孔６の方向７は、ｚ軸
に平行であり、力制御が行われ、回転方向８およびｚ軸
方向は、コンプライアンス制御が行われ、後述の目標剛
性Ｋdｘを低く設定し、これによって反力を小さくし、
ねじ孔６へのボルト４の挿入を容易にする。このように
力制御とコンプライアンス制御とを複合し、これによっ
て作業に応じた柔軟な対応を可能とする。
図である。演算回路１は、図２に示される産業用ロボッ
ト２の各軸を制御し、そのロボットアーム手先の作業端
３によって、たとえば図３に示されるようにワークであ
るボルト４を把んで、物体５のねじ孔６に嵌め込む作業
を行う。このボルト４をねじ孔６に螺合する際には、ね
じ孔６の方向７には、低剛性の並進剛性を設定し、ボル
ト４を矢符８のように回転させる方向には、必要な目標
締付トルクを指令し、これによってボルト４をねじ孔７
に嵌め込む作業を達成する。ねじ孔６の方向７は、ｚ軸
に平行であり、力制御が行われ、回転方向８およびｚ軸
方向は、コンプライアンス制御が行われ、後述の目標剛
性Ｋdｘを低く設定し、これによって反力を小さくし、
ねじ孔６へのボルト４の挿入を容易にする。このように
力制御とコンプライアンス制御とを複合し、これによっ
て作業に応じた柔軟な対応を可能とする。
【０００７】ロボット２は、図２に示されるように床に
固定されたベース９と、このベース９に第１軸ＪＴ１ま
わりに角変位されるアーム１０、さらに第２および第３
の各軸ＪＴ２，ＪＴ３まわりに角変位されるアーム１
１，１２が設けられ、このアーム１２は第４軸ＪＴ４の
まわりに角変位可能であり、さらにアーム１３は第５軸
ＪＴ５まわりに角変位し、またこのアーム１３に固定さ
れている作業端３は第６軸ＪＴ６まわりに角変位可能で
ある。
固定されたベース９と、このベース９に第１軸ＪＴ１ま
わりに角変位されるアーム１０、さらに第２および第３
の各軸ＪＴ２，ＪＴ３まわりに角変位されるアーム１
１，１２が設けられ、このアーム１２は第４軸ＪＴ４の
まわりに角変位可能であり、さらにアーム１３は第５軸
ＪＴ５まわりに角変位し、またこのアーム１３に固定さ
れている作業端３は第６軸ＪＴ６まわりに角変位可能で
ある。
【０００８】このようなロボットの応答制御は、数１を
実現することによって達成される。
実現することによって達成される。
【０００９】
【数１】 Ｍx・ｘ２＋Ｄd（ｘ１−ｘd１）＋Ｓ・Ｋd（ｘ−ｘd） ＝Ｓ・ｆ＋（Ｅ−Ｓ）Ｋf（ｆ−ｆd） ここでｘはロボットアーム手先作業端３である関心点の
位置、ｘ１は手先関心点の速度、ｘ２は手先関心点の加
速度である。
位置、ｘ１は手先関心点の速度、ｘ２は手先関心点の加
速度である。
【００１０】Ｍx は作業座標系での実慣性行列、ｘd は
目標の位置、ｘd１は目標の速度、ｆdは目標の力／トル
クである。
目標の位置、ｘd１は目標の速度、ｆdは目標の力／トル
クである。
【００１１】さらにＤd は目標粘性行列、Ｋd は目標剛
性行列、Ｋf は力フィードバックゲインである。
性行列、Ｋf は力フィードバックゲインである。
【００１２】ｆは外力である。
【００１３】Ｓは対角スイッチ行列、Ｅは単位行列であ
る。
る。
【００１４】Ｓ＝Ｅのときには全方向にコンプライアン
ス制御が行われる。Ｓ＝１が設定される成分方向にコン
プライアンス制御が行われ、Ｓ＝０が設定される成分方
向には力制御が行われる。
ス制御が行われる。Ｓ＝１が設定される成分方向にコン
プライアンス制御が行われ、Ｓ＝０が設定される成分方
向には力制御が行われる。
【００１５】マニピュレータ、すなわち作業端３の作業
座標系でのダイナミクスは数２で示される。
座標系でのダイナミクスは数２で示される。
【００１６】
【数２】Ｍx・ｘ２＋Ｈx（θ１，θ）＝ tＪ-1τ＋ｆ ここでθは現在の関節角、θ１は現在の関節角速度、Ｈ
x（θ１，θ）は遠心力、コリオリ力、重力および摩擦
力などの外乱を含む非線形項、Ｊはヤコビ行列であり、
tＪ-1はその転置逆行列であり、τは関節トルク入力で
ある。
x（θ１，θ）は遠心力、コリオリ力、重力および摩擦
力などの外乱を含む非線形項、Ｊはヤコビ行列であり、
tＪ-1はその転置逆行列であり、τは関節トルク入力で
ある。
【００１７】数１および数２から、Ｍx・ｘ２を消去し
て整理すると、数３が成立する。
て整理すると、数３が成立する。
【００１８】
【数３】 τ＝ tＪ［Ｄd （ｘd１−ｘ１）＋ ＳＫd（ｘd −ｘ） ＋（Ｅ−Ｓ）｛Ｋf（ｆ−ｆd）−ｆ｝＋Ｈx（θ１，θ）］ この数３は、ハイブリッド・コンプライアンス／力制御
の基礎式である。
の基礎式である。
【００１９】前述の外乱を含む非線形項の中で、本発明
の一実施例では、重力項Ｇ（θ）だけを補償する。また
応答改善のために各軸の速度サーボ系を追加し、Ｋv を
各軸速度ゲインとすると、数４が成立する。
の一実施例では、重力項Ｇ（θ）だけを補償する。また
応答改善のために各軸の速度サーボ系を追加し、Ｋv を
各軸速度ゲインとすると、数４が成立する。
【００２０】
【数４】 τ＝ tＪ［Ｄd（ｘd１−ｘ１）＋Ｋd（ｘd−ｘ） ＋(Ｅ−Ｓ)｛Ｋf（ｆ−ｆd）−ｆ｝]＋Ｇ(θ)＋Ｋv（θd１−θ１） 数４は、前述の図１に示される実施例によって実現され
る。
る。
【００２１】産業用ロボット２の演算回路１では、産業
用ロボット２のロボットアーム固有のベース座標系0Σ
で構成されている。これに対して図２のワーク６０はた
とえばその平坦な表面６１に沿ってｘｙ平面を形成して
ワーク座標系wΣを設定する。このようなワーク座標系w
Σは、ワーク６０の姿勢に応じて適切に設定される。こ
のワーク６０には、その表面６１に垂直な軸線を有する
ねじ孔または凹所６２が形成されており、この部分６２
に、産業用ロボット２によってボルトまたはピンなどが
着脱される。演算回路１では、ロボットアーム固有のベ
ース座標系における後述の各値をライン１６，２６，３
２から導出し、またライン４６からの信号に応答してベ
ース座標系における各軸の演算動作を制御する。目標値
設定回路１９では、ライン２０，２８，４１には、ロボ
ットアーム固有のベース座標系の目標速度ｘd１，目標
位置ｘdおよび目標角速度θd１をそれぞれ導出し、また
ライン３５には、ワーク座標系の目標の力／トルクｆd
を導出する。そこで本件実施例では、後述のようにライ
ン３２に変換行列演算器６５を設け、また同様にライン
２１，５２に変換行列演算器６６，６７を設ける。これ
らの変換行列演算器６５，６６，６７は、変換行列Ｃw0
を有し、入力されてくるロボットアーム固有のベース座
標系0Σの各信号を、ワークに適したワーク座標系wΣの
各値に変換する変換行列を有する。さらにまたライン５
３には変換行列演算器６８が設けられる。この変換行列
演算器６８は、変換行列Ｃ0wを有し、ワーク座標系wΣ
の各値をベース座標系0Σに変換する働きをする。各軸
のロボットアーム固有のベース座標系0Σでの関節角速
度は検出手段１５によって検出され、その出力はライン
１６を介して演算器１７に与えられる。この演算器１７
は、作業座標系におけるアーム手先の関心点のヤコビ行
列Ｊの演算を行い、これによってライン１７ａには、現
在の速度ｘ１が導出されて減算器１８に与えられる。目
標値設定回路１９からライン２０には、ベース座標系0
Σでの目標速度ｘｄ１が導出されて減算器１８に与えら
れる。減算器１８の出力（ｘd１−ｘ１）はライン２１
から変換行列演算器６６によってワーク座標系wΣの値
に変換され、演算器２２に与えられ、目標粘性行列Ｄd
の演算が行われ、その出力Ｄd（ｘd１−ｘ１）はライン
２３から加算回路２４に与えられる。
用ロボット２のロボットアーム固有のベース座標系0Σ
で構成されている。これに対して図２のワーク６０はた
とえばその平坦な表面６１に沿ってｘｙ平面を形成して
ワーク座標系wΣを設定する。このようなワーク座標系w
Σは、ワーク６０の姿勢に応じて適切に設定される。こ
のワーク６０には、その表面６１に垂直な軸線を有する
ねじ孔または凹所６２が形成されており、この部分６２
に、産業用ロボット２によってボルトまたはピンなどが
着脱される。演算回路１では、ロボットアーム固有のベ
ース座標系における後述の各値をライン１６，２６，３
２から導出し、またライン４６からの信号に応答してベ
ース座標系における各軸の演算動作を制御する。目標値
設定回路１９では、ライン２０，２８，４１には、ロボ
ットアーム固有のベース座標系の目標速度ｘd１，目標
位置ｘdおよび目標角速度θd１をそれぞれ導出し、また
ライン３５には、ワーク座標系の目標の力／トルクｆd
を導出する。そこで本件実施例では、後述のようにライ
ン３２に変換行列演算器６５を設け、また同様にライン
２１，５２に変換行列演算器６６，６７を設ける。これ
らの変換行列演算器６５，６６，６７は、変換行列Ｃw0
を有し、入力されてくるロボットアーム固有のベース座
標系0Σの各信号を、ワークに適したワーク座標系wΣの
各値に変換する変換行列を有する。さらにまたライン５
３には変換行列演算器６８が設けられる。この変換行列
演算器６８は、変換行列Ｃ0wを有し、ワーク座標系wΣ
の各値をベース座標系0Σに変換する働きをする。各軸
のロボットアーム固有のベース座標系0Σでの関節角速
度は検出手段１５によって検出され、その出力はライン
１６を介して演算器１７に与えられる。この演算器１７
は、作業座標系におけるアーム手先の関心点のヤコビ行
列Ｊの演算を行い、これによってライン１７ａには、現
在の速度ｘ１が導出されて減算器１８に与えられる。目
標値設定回路１９からライン２０には、ベース座標系0
Σでの目標速度ｘｄ１が導出されて減算器１８に与えら
れる。減算器１８の出力（ｘd１−ｘ１）はライン２１
から変換行列演算器６６によってワーク座標系wΣの値
に変換され、演算器２２に与えられ、目標粘性行列Ｄd
の演算が行われ、その出力Ｄd（ｘd１−ｘ１）はライン
２３から加算回路２４に与えられる。
【００２２】検出手段２５はライン２６にアーム手先の
現在位置ｘを表す信号を導出して減算器２７に与える。
目標値設定回路１９からライン２８には、目標の位置ｘ
dを表す信号が導出され、これによって減算器２７の出
力（ｘd −ｘ）はライン５２から変換行列変換器６７に
よってワーク座標系wΣの値に変換され、演算器２９に
与えられる。演算器２９は、減算器２７の出力と目標剛
性行列Ｋｄの積を求め、ライン３０から加算器２４に、
Ｋd（ｘd −ｘ）を導出する。
現在位置ｘを表す信号を導出して減算器２７に与える。
目標値設定回路１９からライン２８には、目標の位置ｘ
dを表す信号が導出され、これによって減算器２７の出
力（ｘd −ｘ）はライン５２から変換行列変換器６７に
よってワーク座標系wΣの値に変換され、演算器２９に
与えられる。演算器２９は、減算器２７の出力と目標剛
性行列Ｋｄの積を求め、ライン３０から加算器２４に、
Ｋd（ｘd −ｘ）を導出する。
【００２３】検出手段３１は、ライン３２にアーム手先
である作業端３の検出された力／トルクを表す信号を導
出し、変換行列演算器６５によってワーク座標系wΣの
値に変換され、減算器３３，３４にそれぞれ与えられ
る。目標値設定回路１９は、ライン３５からワーク座標
系wΣにおける目標の力／トルクｆｄを表す信号を導出
して減算器３３に与える。減算器３３はライン３６に、
（ｆ−ｆd）を表す信号を導出し、力制御補償器３７
は、力フィードバックゲインＫｆを掛け算して減算器３
４に与える。減算器３４は、Ｋf（ｆ−ｆd）−ｆを演算
し、行列演算器３７に与える。行列演算器３７は、（Ｅ
−Ｓ）を減算器３４の出力に掛け算し、その出力を加算
器２４に与える。加算器２４の出力はライン５３を介し
て変換行列変換器６８によってベース座標系0Σの値に
変換され、その後、行列演算器３８に与えられる。この
行列演算器３８は、加算器２４の出力を、作業座標系に
おけるアーム手先の関心点の転置ヤコビ行列tＪを求
め、その出力を演算器３９に与える。演算器３９は、行
列演算器３８の出力を、各関節のモータの電流すなわち
トルクに換算する係数Ｋｑを掛け算し、その出力を加算
器４０に与える。
である作業端３の検出された力／トルクを表す信号を導
出し、変換行列演算器６５によってワーク座標系wΣの
値に変換され、減算器３３，３４にそれぞれ与えられ
る。目標値設定回路１９は、ライン３５からワーク座標
系wΣにおける目標の力／トルクｆｄを表す信号を導出
して減算器３３に与える。減算器３３はライン３６に、
（ｆ−ｆd）を表す信号を導出し、力制御補償器３７
は、力フィードバックゲインＫｆを掛け算して減算器３
４に与える。減算器３４は、Ｋf（ｆ−ｆd）−ｆを演算
し、行列演算器３７に与える。行列演算器３７は、（Ｅ
−Ｓ）を減算器３４の出力に掛け算し、その出力を加算
器２４に与える。加算器２４の出力はライン５３を介し
て変換行列変換器６８によってベース座標系0Σの値に
変換され、その後、行列演算器３８に与えられる。この
行列演算器３８は、加算器２４の出力を、作業座標系に
おけるアーム手先の関心点の転置ヤコビ行列tＪを求
め、その出力を演算器３９に与える。演算器３９は、行
列演算器３８の出力を、各関節のモータの電流すなわち
トルクに換算する係数Ｋｑを掛け算し、その出力を加算
器４０に与える。
【００２４】目標値設定回路１９からライン４１には、
関節角速度の目標値θd１を表す信号を導出して減算器
４２に与える。減算器４２は、（θd１−θ１）を演算
し、演算器４３に与える。演算器４３は、関節速度フィ
ードバックゲインＫvを掛け算し、その出力Ｋv（θd１
−θ１）を導出して加算器４０に与える。この加算器４
０には、重力補償項Ｇ（θ）の信号を導出する信号発生
器４４からの信号がライン４５を介して与えられる。こ
うして加算器４０からライン４６には、前述の数４で示
される関節トルク入力τを表す信号が与えられる。
関節角速度の目標値θd１を表す信号を導出して減算器
４２に与える。減算器４２は、（θd１−θ１）を演算
し、演算器４３に与える。演算器４３は、関節速度フィ
ードバックゲインＫvを掛け算し、その出力Ｋv（θd１
−θ１）を導出して加算器４０に与える。この加算器４
０には、重力補償項Ｇ（θ）の信号を導出する信号発生
器４４からの信号がライン４５を介して与えられる。こ
うして加算器４０からライン４６には、前述の数４で示
される関節トルク入力τを表す信号が与えられる。
【００２５】演算回路１において、ライン４６の関節ト
ルク入力τを表す信号は減算器４７に与えられ、増幅回
路４８から各軸を駆動するモータ４９に与えられる。モ
ータ４９によって駆動される各軸の位置／速度はエンコ
ーダ５０によって検出され、検出手段１５と検出手段２
５とに与えられる。このようにしてモータ４９によって
各軸のトルクが前記値τに設定される。
ルク入力τを表す信号は減算器４７に与えられ、増幅回
路４８から各軸を駆動するモータ４９に与えられる。モ
ータ４９によって駆動される各軸の位置／速度はエンコ
ーダ５０によって検出され、検出手段１５と検出手段２
５とに与えられる。このようにしてモータ４９によって
各軸のトルクが前記値τに設定される。
【００２６】このような実施例によれば、たとえば組立
て作業としてガイドピンを有する物体を、そのピンを台
盤などのワーク６０の凹所６２にならわせることによっ
て着脱する作業を行い、この場合の設定は、ワーク座標
系wΣのｘｙ平面へは力制御、ｚ方向および回転方向は
コンプライアンス制御を行い、この挿入直前にミスアラ
イメントがあるとき、そのたとえばｘ方向に約１５ｍｍ
のミスアライメント偏差があっても、本件発明者の実験
結果によれば、エンドエフェクタ、すなわち作業端３に
柔軟なコンプライアンスを設定することによって、安定
な装着および取外し作業を容易に実現することができる
ことが確認された。したがって組立て作業に先立って適
当な位置決めさえできていれば、多少の誤差があって
も、その作業が可能であることが判る。これによって作
業用ロボットのティーチング作業を簡素化することがで
き、また作業端位置絶対精度を得にくい長尺アームや浮
遊ロボットアームの制御などに本発明が有効に実施され
る。
て作業としてガイドピンを有する物体を、そのピンを台
盤などのワーク６０の凹所６２にならわせることによっ
て着脱する作業を行い、この場合の設定は、ワーク座標
系wΣのｘｙ平面へは力制御、ｚ方向および回転方向は
コンプライアンス制御を行い、この挿入直前にミスアラ
イメントがあるとき、そのたとえばｘ方向に約１５ｍｍ
のミスアライメント偏差があっても、本件発明者の実験
結果によれば、エンドエフェクタ、すなわち作業端３に
柔軟なコンプライアンスを設定することによって、安定
な装着および取外し作業を容易に実現することができる
ことが確認された。したがって組立て作業に先立って適
当な位置決めさえできていれば、多少の誤差があって
も、その作業が可能であることが判る。これによって作
業用ロボットのティーチング作業を簡素化することがで
き、また作業端位置絶対精度を得にくい長尺アームや浮
遊ロボットアームの制御などに本発明が有効に実施され
る。
【００２７】目標粘性行列Ｄdおよび目標剛性行列Ｋ
dは、ワーク座標系において可変である。
dは、ワーク座標系において可変である。
【００２８】本発明は産業用ロボットだけでなく、予め
定める特定の用途にのみ実施されるロボットなどに関連
して実施することもまた可能である。
定める特定の用途にのみ実施されるロボットなどに関連
して実施することもまた可能である。
【００２９】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、制御系を
最初に組むときに選んだ座標系であるロボットアーム固
有のベース座標系から、位置／力ハイブリッド制御なら
びにインピーダンス制御およびコンプライアンス制御な
どの設定したい座標系であるワーク座標系への座標変換
を行うことによって、そのワーク座標系に適した座標系
を選んで最適な制御を行うことが容易に可能になる。
最初に組むときに選んだ座標系であるロボットアーム固
有のベース座標系から、位置／力ハイブリッド制御なら
びにインピーダンス制御およびコンプライアンス制御な
どの設定したい座標系であるワーク座標系への座標変換
を行うことによって、そのワーク座標系に適した座標系
を選んで最適な制御を行うことが容易に可能になる。
【図１】本発明の一実施例の全体のブロック図である。
【図２】産業用ロボット２の簡略化した断面図である。
【図３】図１および図２に示される実施例によって物体
５のねじ孔６にボルト４を嵌め込む作業を示す断面図で
ある。
５のねじ孔６にボルト４を嵌め込む作業を示す断面図で
ある。
１ 演算回路 ２ 産業用ロボット ３ アーム手先作業端 ４ ボルト ５ 物体 １９ 目標値設定回路 ６５，６６，６７ ロボットアーム固有のベース座標系
からワークに適したワーク座標系への変換行列Ｃw0を行
う変換行列演算器 ６８ ワークに適したワーク座標系からロボットアーム
固有のベース座標系に変換する変換行列Ｃ0wの変換行列
演算器
からワークに適したワーク座標系への変換行列Ｃw0を行
う変換行列演算器 ６８ ワークに適したワーク座標系からロボットアーム
固有のベース座標系に変換する変換行列Ｃ0wの変換行列
演算器
Claims (1)
- 【請求項１】 目標位置ｘdとなるように現在位置ｘに
基づいて、目標速度ｘd１となるように現在の速度ｘ１
に基づいて、および目標の力／トルクｆdとなるように
現在の力／トルクｆに基づいて、目標応答をさせるよう
に、目標位置、目標速度および目標の力／トルクと、そ
れらの各目標値になるまでの経過状態とを達成するトル
ク指令形制御を行い、 ロボットアーム固有のベース座標系の現在位置ｘ、現在
速度ｘ１および現在の力／トルクｆを、ワークに適した
ワーク座標系の各値に変換して、ワーク座標系の少なく
とも目標の力／トルクｆdを用いてワーク座標系で演算
し、その演算結果をベース座標系に変換して前記トルク
指令形制御を行うことを特徴とするロボットの制御装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3311003A JP2960233B2 (ja) | 1991-11-26 | 1991-11-26 | ロボットの制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3311003A JP2960233B2 (ja) | 1991-11-26 | 1991-11-26 | ロボットの制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05150837A true JPH05150837A (ja) | 1993-06-18 |
| JP2960233B2 JP2960233B2 (ja) | 1999-10-06 |
Family
ID=18011957
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3311003A Expired - Fee Related JP2960233B2 (ja) | 1991-11-26 | 1991-11-26 | ロボットの制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2960233B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014024133A (ja) * | 2012-07-25 | 2014-02-06 | Seiko Epson Corp | 制御装置、制御方法、制御プログラム、ロボット及びロボットシステム |
| CN106003018A (zh) * | 2015-03-30 | 2016-10-12 | 精工爱普生株式会社 | 机器人、机器人控制装置以及机器人系统 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101479656B1 (ko) * | 2013-11-05 | 2015-01-07 | 세종대학교산학협력단 | 구면좌표계를 기반으로 한 로봇 팔 및 그 제어방법 |
-
1991
- 1991-11-26 JP JP3311003A patent/JP2960233B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014024133A (ja) * | 2012-07-25 | 2014-02-06 | Seiko Epson Corp | 制御装置、制御方法、制御プログラム、ロボット及びロボットシステム |
| CN106003018A (zh) * | 2015-03-30 | 2016-10-12 | 精工爱普生株式会社 | 机器人、机器人控制装置以及机器人系统 |
| JP2016187844A (ja) * | 2015-03-30 | 2016-11-04 | セイコーエプソン株式会社 | ロボット、ロボット制御装置およびロボットシステム |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2960233B2 (ja) | 1999-10-06 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |