JPH05341834A - 多関節ロボットの直接教示装置 - Google Patents
多関節ロボットの直接教示装置Info
- Publication number
- JPH05341834A JPH05341834A JP14783992A JP14783992A JPH05341834A JP H05341834 A JPH05341834 A JP H05341834A JP 14783992 A JP14783992 A JP 14783992A JP 14783992 A JP14783992 A JP 14783992A JP H05341834 A JPH05341834 A JP H05341834A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- robot
- joint
- force
- manipulator
- speed command
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 直接教示中にロボットマニュピレータが動作
限界に近づいても、円滑に操作することができる多関節
ロボットの直接教示装置を提供することを目的とする。 【構成】 ロボット先端部に取り付けた力検出器３で力
を検出し、力信号を各関節の速度に変換した後、ロボッ
トマニュピレータ15の現在角度と動作限界角度との差を
算出し、限界処理係数を乗算する動作限界処理部11を速
度指令演算部17に設け、ロボットマニュピレータ15の動
作限界に近づいた時に、その接近の度合を検出し、度合
に応じてロボットマニュピレータ15の動作速度を減速さ
せるよう指示する。
限界に近づいても、円滑に操作することができる多関節
ロボットの直接教示装置を提供することを目的とする。 【構成】 ロボット先端部に取り付けた力検出器３で力
を検出し、力信号を各関節の速度に変換した後、ロボッ
トマニュピレータ15の現在角度と動作限界角度との差を
算出し、限界処理係数を乗算する動作限界処理部11を速
度指令演算部17に設け、ロボットマニュピレータ15の動
作限界に近づいた時に、その接近の度合を検出し、度合
に応じてロボットマニュピレータ15の動作速度を減速さ
せるよう指示する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ティーチングプレイバ
ック方式の多関節ロボットに動作を教示する直接教示に
おいて、操作性の向上に有効な装置に関するものであ
る。
ック方式の多関節ロボットに動作を教示する直接教示に
おいて、操作性の向上に有効な装置に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】従来のロボット教示方法としては、教示
を行う者がロボットコントローラに接続された遠隔操作
装置のロボット動作キーを操作することでロボットを誘
導して位置を記憶させる遠隔教示方法と、ロボットの先
端部を操作者が掴んで動作させて教示する直接教示（ダ
イレクトティーチ）法がある。
を行う者がロボットコントローラに接続された遠隔操作
装置のロボット動作キーを操作することでロボットを誘
導して位置を記憶させる遠隔教示方法と、ロボットの先
端部を操作者が掴んで動作させて教示する直接教示（ダ
イレクトティーチ）法がある。
【０００３】しかし前者の場合、遠隔操作のためロボッ
トを動作させたい位置や姿勢へ誘導する上で、操作性が
悪く、熟練を要するという欠点がある。また後者の場
合、古くは水平関節型において重力により落下しない関
節の駆動源を切り放し操作者がロボット先端部を掴んで
動作させる教示方法があったが、重力により落下しない
関節に限られ操作性が悪いという欠点があった。最近で
は、ロボット先端に力検出器を設け、この力検出器から
発生する信号に基づいてロボットの駆動装置を駆動させ
て教示を行う教示方法がある。
トを動作させたい位置や姿勢へ誘導する上で、操作性が
悪く、熟練を要するという欠点がある。また後者の場
合、古くは水平関節型において重力により落下しない関
節の駆動源を切り放し操作者がロボット先端部を掴んで
動作させる教示方法があったが、重力により落下しない
関節に限られ操作性が悪いという欠点があった。最近で
は、ロボット先端に力検出器を設け、この力検出器から
発生する信号に基づいてロボットの駆動装置を駆動させ
て教示を行う教示方法がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】力検出器を用いる従来
の直接教示方法では、ロボットマニュピレータの動作限
界に近づいても操作者はわからないため、動作限界まで
動作したときに突然に停止し、比較的高速の時は振動が
発生していた。
の直接教示方法では、ロボットマニュピレータの動作限
界に近づいても操作者はわからないため、動作限界まで
動作したときに突然に停止し、比較的高速の時は振動が
発生していた。
【０００５】本発明は直接教示中にロボットマニュピレ
ータが動作限界に近づいても、円滑に操作することがで
きる多関節ロボットの直接教示装置を提供することを目
的とする。
ータが動作限界に近づいても、円滑に操作することがで
きる多関節ロボットの直接教示装置を提供することを目
的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の多関節ロボット
の直接教示装置は、ティーチングプレイバック方式の多
関節ロボットにおいて、ロボットマニュピレータの手首
先端部に取り付けられ手首先端部に作用する力の方向と
大きさを検出する力検出器と、前記力検出器が検出した
力検出信号を力検出器の座標系から多関節ロボットのツ
ール座標系へ変換する座標変換部と、前記ツール座標系
における力検出信号が作用した方向へ移動するように多
関節ロボットの駆動源を駆動させる速度指令値を算出す
る速度指令演算部と、多関節ロボットの各関節の位置を
記憶する記憶装置とを有し、ロボットマニュピレータが
動作限界に接近した時、各関節の動作速度指令値を小さ
くするように前記速度指令演算部で演算し、各関節の関
節駆動モータにより各関節を動作させ、前記記憶装置で
多関節ロボットの位置を記憶するように構成したことを
特徴とする。
の直接教示装置は、ティーチングプレイバック方式の多
関節ロボットにおいて、ロボットマニュピレータの手首
先端部に取り付けられ手首先端部に作用する力の方向と
大きさを検出する力検出器と、前記力検出器が検出した
力検出信号を力検出器の座標系から多関節ロボットのツ
ール座標系へ変換する座標変換部と、前記ツール座標系
における力検出信号が作用した方向へ移動するように多
関節ロボットの駆動源を駆動させる速度指令値を算出す
る速度指令演算部と、多関節ロボットの各関節の位置を
記憶する記憶装置とを有し、ロボットマニュピレータが
動作限界に接近した時、各関節の動作速度指令値を小さ
くするように前記速度指令演算部で演算し、各関節の関
節駆動モータにより各関節を動作させ、前記記憶装置で
多関節ロボットの位置を記憶するように構成したことを
特徴とする。
【０００７】
【作用】この構成によると、速度指令演算部に動作限界
処理部を設けたため、ロボットマニュピレータの動作限
界に近づいた時に、その接近の度合を検出し、度合に応
じてロボットマニュピレータの動作速度を減速させるよ
う速度指令演算部に指示する。
処理部を設けたため、ロボットマニュピレータの動作限
界に近づいた時に、その接近の度合を検出し、度合に応
じてロボットマニュピレータの動作速度を減速させるよ
う速度指令演算部に指示する。
【０００８】
【実施例】以下、本発明の多関節ロボットの直接教示装
置を一実施例に基づいて説明する。
置を一実施例に基づいて説明する。
【０００９】図１において、操作者１がロボット先端部
16に取り付けられた力検出器３と結合された把持部２を
持って力を加えると、力検出器３に力がかかる。力検出
器３は３次元方向Ｘ−Ｙ−Ｚの力（Ｆｘ，Ｆｙ，Ｆｚ：
位置成分）と３次元方向Ｘ−Ｙ−Ｚ各軸まわりのモーメ
ント（Ｍｘ，Ｍｙ，Ｍｚ：方向成分）を検出するものを
用いる。力検出器３の出力が小さい（最大10ミリボルト
程度）のでＡ／Ｄ変換器７が変換しやすい電圧（最大５
〜10ボルト程度）まで信号増幅器４で増幅する。さらに
信号のノイズ除去等のために遮断周波数が50〜 200Ｈｚ
程度のローパスフィルタ５を通す。
16に取り付けられた力検出器３と結合された把持部２を
持って力を加えると、力検出器３に力がかかる。力検出
器３は３次元方向Ｘ−Ｙ−Ｚの力（Ｆｘ，Ｆｙ，Ｆｚ：
位置成分）と３次元方向Ｘ−Ｙ−Ｚ各軸まわりのモーメ
ント（Ｍｘ，Ｍｙ，Ｍｚ：方向成分）を検出するものを
用いる。力検出器３の出力が小さい（最大10ミリボルト
程度）のでＡ／Ｄ変換器７が変換しやすい電圧（最大５
〜10ボルト程度）まで信号増幅器４で増幅する。さらに
信号のノイズ除去等のために遮断周波数が50〜 200Ｈｚ
程度のローパスフィルタ５を通す。
【００１０】ローパスフィルタ５を通った前記力検出器
３の６種の力検出信号を、マイクロプロセッサ12の指示
によりマルチプレクサ６で一本化し、Ａ／Ｄ変換器７で
デジタル信号に変換する。
３の６種の力検出信号を、マイクロプロセッサ12の指示
によりマルチプレクサ６で一本化し、Ａ／Ｄ変換器７で
デジタル信号に変換する。
【００１１】マイクロプロセッサ12に入力された上記６
種の力検出信号は、不感帯重力補正部８によってまずツ
ールの重力成分（ツールの重さによって生ずる力）を取
り除き、微小な力で動作しないように不感帯補正する。
次に力検出器ツール座標変換部９によって力検出器座標
系での力検出信号をツール座標系へ変換する。
種の力検出信号は、不感帯重力補正部８によってまずツ
ールの重力成分（ツールの重さによって生ずる力）を取
り除き、微小な力で動作しないように不感帯補正する。
次に力検出器ツール座標変換部９によって力検出器座標
系での力検出信号をツール座標系へ変換する。
【００１２】次に、信号をツール関節座標変換部10へ送
る。ツール関節座標変換部10では入力されたツール座標
系での力検出信号をロボット先端部（ツール座標系）の
動作距離と角度の動作命令へ換算し、ロボット各関節へ
座標変換を行い（通常インバースキネマティクスと呼ば
れている。）、各関節ごとの速度指令を作成する。
る。ツール関節座標変換部10では入力されたツール座標
系での力検出信号をロボット先端部（ツール座標系）の
動作距離と角度の動作命令へ換算し、ロボット各関節へ
座標変換を行い（通常インバースキネマティクスと呼ば
れている。）、各関節ごとの速度指令を作成する。
【００１３】ここで算出された各関節ごとの速度指令を
動作限界処理部11へ入力する。動作限界処理部11ではロ
ボットマニュピレータ15の現在角度と動作限界角度との
差を算出し、それに図２に示すような限界処理係数を乗
算する。その結果を関節駆動アンプ13へ送る。上記ツー
ル関節座標変換部10と動作限界処理部11をあわせて速度
指令演算部17という。関節駆動アンプ13ではこの速度指
令に応じて関節駆動モータ14を駆動する。
動作限界処理部11へ入力する。動作限界処理部11ではロ
ボットマニュピレータ15の現在角度と動作限界角度との
差を算出し、それに図２に示すような限界処理係数を乗
算する。その結果を関節駆動アンプ13へ送る。上記ツー
ル関節座標変換部10と動作限界処理部11をあわせて速度
指令演算部17という。関節駆動アンプ13ではこの速度指
令に応じて関節駆動モータ14を駆動する。
【００１４】上記のようにして、ロボットマニュピレー
タ15が動作限界に近づくにつれ、動作限界処理部におい
て演算し、動作速度を減速させ、動作限界に達した時停
止させる。また逆に動作限界から離れるに従い加速させ
ることで、直接教示中にロボットマニュピレータが動作
限界に近づいても円滑に操作できる。
タ15が動作限界に近づくにつれ、動作限界処理部におい
て演算し、動作速度を減速させ、動作限界に達した時停
止させる。また逆に動作限界から離れるに従い加速させ
ることで、直接教示中にロボットマニュピレータが動作
限界に近づいても円滑に操作できる。
【００１５】操作者１は所望の位置へロボットマニュピ
レータ15を操作し、スイッチ18を押して、ロボットマニ
ュピレータ15の各関節の位置を記憶装置19に記憶させ
る。
レータ15を操作し、スイッチ18を押して、ロボットマニ
ュピレータ15の各関節の位置を記憶装置19に記憶させ
る。
【００１６】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、速度指令
演算部に動作限界処理部を設けたため、ロボットマニュ
ピレータの動作限界に近づいた時に、その接近の度合を
検出し、度合に応じてロボットマニュピレータの動作速
度を減速させるよう速度指令演算部に指示することがで
き、力検出器を用いたロボットの直接教示において、ロ
ボットマニュピレータが動作限界に近づいても円滑に操
作させることができる。
演算部に動作限界処理部を設けたため、ロボットマニュ
ピレータの動作限界に近づいた時に、その接近の度合を
検出し、度合に応じてロボットマニュピレータの動作速
度を減速させるよう速度指令演算部に指示することがで
き、力検出器を用いたロボットの直接教示において、ロ
ボットマニュピレータが動作限界に近づいても円滑に操
作させることができる。
【図１】本発明の多関節ロボットの直接教示装置の一実
施例の構成図である。
施例の構成図である。
【図２】本発明で使用する限界処理係数を表す関係図で
ある。
ある。
３ 力検出器 ９ 力検出器ツール座標変換部 11 動作限界処理部 14 関節駆動モータ 15 ロボットマニュピレータ 17 速度指令演算部 19 記憶装置
Claims (1)
- 【請求項１】 ティーチングプレイバック方式の多関節
ロボットにおいて、ロボットマニュピレータの手首先端
部に取り付けられ手首先端部に作用する力の方向と大き
さを検出する力検出器と、前記力検出器が検出した力検
出信号を力検出器の座標系から多関節ロボットのツール
座標系へ変換する座標変換部と、前記ツール座標系にお
ける力検出信号が作用した方向へ移動するように多関節
ロボットの駆動源を駆動させる速度指令値を算出する速
度指令演算部と、多関節ロボットの各関節の位置を記憶
する記憶装置とを有し、ロボットマニュピレータが動作
限界に接近した時、各関節の動作速度指令値を小さくす
るように前記速度指令演算部で演算し、各関節の関節駆
動モータにより各関節を動作させ、前記記憶装置で多関
節ロボットの位置を記憶する多関節ロボットの直接教示
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14783992A JPH05341834A (ja) | 1992-06-09 | 1992-06-09 | 多関節ロボットの直接教示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14783992A JPH05341834A (ja) | 1992-06-09 | 1992-06-09 | 多関節ロボットの直接教示装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05341834A true JPH05341834A (ja) | 1993-12-24 |
Family
ID=15439420
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14783992A Pending JPH05341834A (ja) | 1992-06-09 | 1992-06-09 | 多関節ロボットの直接教示装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05341834A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008123200A1 (ja) * | 2007-03-27 | 2008-10-16 | Gifu University | 動作支援装置およびその制御方法 |
| JP2010120124A (ja) * | 2008-11-20 | 2010-06-03 | Toyota Motor Corp | ロボットアームの教示システム及び方法 |
| JP2019058956A (ja) * | 2017-09-25 | 2019-04-18 | ファナック株式会社 | ロボットシステム |
| JP2021000686A (ja) * | 2019-06-21 | 2021-01-07 | ファナック株式会社 | ロボットの制御装置およびプログラミング装置 |
| WO2021254414A1 (zh) * | 2020-06-18 | 2021-12-23 | 北京卫星制造厂有限公司 | 一种基于力反馈的机器人实时运动规划方法 |
| JP2022510478A (ja) * | 2019-10-29 | 2022-01-26 | シーエムアール・サージカル・リミテッド | ロボットジョイント制御 |
-
1992
- 1992-06-09 JP JP14783992A patent/JPH05341834A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008123200A1 (ja) * | 2007-03-27 | 2008-10-16 | Gifu University | 動作支援装置およびその制御方法 |
| JP2010120124A (ja) * | 2008-11-20 | 2010-06-03 | Toyota Motor Corp | ロボットアームの教示システム及び方法 |
| JP2019058956A (ja) * | 2017-09-25 | 2019-04-18 | ファナック株式会社 | ロボットシステム |
| US10639799B2 (en) | 2017-09-25 | 2020-05-05 | Fanuc Corporation | Robot system |
| JP2021000686A (ja) * | 2019-06-21 | 2021-01-07 | ファナック株式会社 | ロボットの制御装置およびプログラミング装置 |
| JP2022510478A (ja) * | 2019-10-29 | 2022-01-26 | シーエムアール・サージカル・リミテッド | ロボットジョイント制御 |
| WO2021254414A1 (zh) * | 2020-06-18 | 2021-12-23 | 北京卫星制造厂有限公司 | 一种基于力反馈的机器人实时运动规划方法 |
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