JPH0810520Y2 - Master / slave type servomanipulator index controller - Google Patents

Master / slave type servomanipulator index controller

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JPH0810520Y2
JPH0810520Y2 JP1986193711U JP19371186U JPH0810520Y2 JP H0810520 Y2 JPH0810520 Y2 JP H0810520Y2 JP 1986193711 U JP1986193711 U JP 1986193711U JP 19371186 U JP19371186 U JP 19371186U JP H0810520 Y2 JPH0810520 Y2 JP H0810520Y2
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arm
master
slave
switch
index
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Description

【考案の詳細な説明】 A.産業上の利用分野 本考案はマスタ/スレーブ型サーボマニピュレータに
おいて、マスタアームとスレーブアーム間に、位置また
は角度の偏差を任意に設定できる制御装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION A. Field of Industrial Application The present invention relates to a control device in a master / slave type servo manipulator that can arbitrarily set a deviation in position or angle between a master arm and a slave arm.

B.考案の概要 本考案による制御装置はインデックス制御装置と称す
るものであり、オペレータがスイッチをオンにするとイ
ンデックス制御モードとなり、スレーブアームをホール
ド制御して現状態に保持したままマスタアームだけ移動
させることができ、その間、マスタアームの移動によっ
て生じたスレーブアームとの偏差をインデックス値とし
て記憶する。スイッチを元に戻すと、マスタ・フリー制
御モードとなり、マスタアームの現在値にインデックス
値を加算したものをスレーブアームの目標値とし、偏差
を維持したままスレーブアームをマスタアームに追従さ
せる。
B. Overview of the device The control device according to the present invention is called an index controller, and when the operator turns on the switch, it enters the index control mode, in which the slave arm is hold-controlled to move only the master arm while holding the present state. During that time, the deviation from the slave arm caused by the movement of the master arm is stored as an index value. When the switch is returned to its original position, the master free control mode is set, and the index value is added to the current value of the master arm as the target value of the slave arm, and the slave arm follows the master arm while maintaining the deviation.

C.従来の技術 従来、マスタ/スレーブ型サーボマニピュレータの制
御装置は、スレーブアームの位置、角度等を常にマスタ
アームのそれに一致させるようになっている。
C. Conventional Technology Conventionally, the control device of the master / slave type servo manipulator always matches the position and angle of the slave arm with that of the master arm.

D.考案が解決しようとする問題点 そのため、スレーブアーム側にある操作対象物が通常
の操作範囲から相当離れている場合、その位置にスレー
ブアームを移動させるためには、オペレータも通常のマ
スタ側操作範囲を大きく越えてマスタアームを操作する
必要がある。
D. Problems to be solved by the device Therefore, when the operation object on the slave arm side is considerably away from the normal operation range, the operator must move to the normal master side in order to move the slave arm to that position. It is necessary to operate the master arm far beyond the operating range.

しかし、このような場合はオペレータの姿勢が通常の
ものから大きく異ならざるを得ず、安定したマスタ操作
が困難になることがある。例えば、オペレータの腕が伸
び切ったり、中腰になったり、身が傾いたりして不安定
な姿勢で操作するとか、あるいは、操作席から離れるた
め操作対象物をオペレータが目視しづらくなる。
However, in such a case, the posture of the operator is inevitably different from the normal posture, which may make stable master operation difficult. For example, when the operator's arm is stretched out, he / she is in the middle waist, or he / she leans and operates in an unstable posture, or because he / she is away from the operator's seat, it becomes difficult for the operator to see the operation target.

そこで、スレーブアーム側の操作対象物の位置に関係
なく、できればオペレータは通常のマスタ側操作範囲の
ほぼ中央部で操作を行いたいという要求がある。
Therefore, regardless of the position of the operation object on the slave arm side, there is a demand for the operator to perform the operation in the substantially central portion of the normal master side operation range, if possible.

本考案はかかる要求に応えた制御装置を提供すること
を目的とする。
An object of the present invention is to provide a control device that meets such a demand.

E.問題点を解決するための手段 本考案はマスタ/スレーブ型サーボマニピュレータの
制御装置において、 制御モードを切換えるための1つのスイッチと、この
スイッチのオン及びオフのうちオンによりマスタアーム
とスレーブアームとの結合を解除し且つスレーブアーム
を現状態に保持する制御手段と、前記スイッチがオンの
間スレーブアームとマスタアームとの偏差をインデック
ス値として記憶する記憶手段と、前記スイッチのオフに
よりマスタアームとスレーブアームとを結合し且つマス
タアームの現在値と記憶されたインデックス値との和を
スレーブアームの目標値とする制御手段とを具備するこ
とを特徴とするものである。
E. Means for Solving Problems The present invention relates to a controller for a master / slave type servo manipulator, in which a switch for switching a control mode and a master arm and a slave arm are turned on and off by turning on the switch. Control means for releasing the connection with the slave arm and holding the slave arm in the present state, storage means for storing the deviation between the slave arm and the master arm as an index value while the switch is on, and the master arm by turning off the switch. And a slave arm, and a control means for connecting the present value of the master arm and the stored index value as a target value of the slave arm.

F.作用 マスタアームとスレーブアーム間に位置、角度の偏差
を任意に設定できれば、スレーブアーム側の操作対象物
の位置に関係なく、オペレータは通常のマスタ側操作範
囲のほぼ中央部でマスタアームを操作することができ
る。
F. Action If the position and angle deviation can be set arbitrarily between the master arm and slave arm, the operator can set the master arm in the center of the normal master side operation range regardless of the position of the operation object on the slave arm side. It can be operated.

本考案によるインデックス制御装置においては、オペ
レータがスイッチをオンにすると、マスタアームはスレ
ーブアームとは無関係に移動可能となり、スレーブアー
ムは現状態に保持される。その間マスタアームを操作す
ると、スレーブアームとの間に偏差が生じるが、この偏
差はインデックス値として記憶される。次にスイッチを
元に戻すと、マスタアームの現在値にインデックス値が
加算したものを目標値としてスレーブアームを制御する
ことになり、偏差を維持したままマスタアームにスレー
ブアームが追従する。
In the index control device according to the present invention, when the operator turns on the switch, the master arm can move independently of the slave arm, and the slave arm is held in the present state. If the master arm is operated during that time, a deviation occurs between the master arm and the slave arm, and this deviation is stored as an index value. Next, when the switch is returned to its original position, the slave arm is controlled with the target value obtained by adding the index value to the current value of the master arm, and the slave arm follows the master arm while maintaining the deviation.

従って、スイッチのオン・オフ操作とマスタアームの
操作とにより任意に偏差を設定できる。これの適宜な繰
返しにより、オペレータは常にマスタ側操作範囲のほぼ
中央部で操作できることになる。
Therefore, the deviation can be arbitrarily set by the on / off operation of the switch and the operation of the master arm. By appropriately repeating this, the operator can always operate in the substantially central portion of the master side operation range.

特に本考案では、スレーブアームをマスタアームに追
従して移動させる場合はスイッチをオンにする必要がな
く、オペレータはスイッチを意識せずオフのままにして
おけば良い。そして、スイッチをオンにするのは、例え
ばマスタアームがオペレータにとって操作性が悪に位置
にある場合に、マスタアームだけを適当な位置に移動さ
せたい場合だけである。つまり、スイッチの操作性が極
めて良い。
Particularly in the present invention, when the slave arm is moved following the master arm, it is not necessary to turn on the switch, and the operator may leave the switch off without being aware of it. Then, the switch is turned on only when it is desired to move only the master arm to an appropriate position, for example, when the master arm is in a position where operability is bad for the operator. That is, the operability of the switch is extremely good.

また、マスタアームがどの位置にあっても、1つのス
イッチのオン/オフのみで、スレーブアームとの間に偏
差を設定し、この偏差を維持したままスレーブアームを
マスタアームに追従させることができる。つまり、マス
タアームの操作性には何の制約も加わらない。
Further, regardless of the position of the master arm, a deviation from the slave arm can be set only by turning on / off one switch, and the slave arm can follow the master arm while maintaining this deviation. . That is, no restrictions are imposed on the operability of the master arm.

G.実施例 以下、図面を参照して本考案を説明する。G. Example Hereinafter, the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図は制御のフローチャート、第2図はイニシャラ
イズのフローチャート、第3図はインデックス制御時の
装置構成図、第4図はマスタ・フリー制御時の装置構成
図、第5図及び第6図はそれぞれインデックス値の説明
図である。
FIG. 1 is a control flowchart, FIG. 2 is an initialization flowchart, FIG. 3 is a device configuration diagram during index control, FIG. 4 is a device configuration diagram during master-free control, and FIGS. It is explanatory drawing of each index value.

第3図,第4図において、1はマスタ側の制御演算装
置であり、工学変換器2を介して入力したマスタアーム
のトルク,位置及び速度の情報からトルクを求め、工学
変換器3を介してマスタアームにトルクを与える。4は
スレーブ側の制御演算装置であり、工学変換器5を介し
て入力したスレーブアームのトルク及び速度の情報並び
に、マスタ側制御演算装置1から入力したマスタアーム
の位置情報と工学変換器5を介して入力したスレーブア
ームの位置情報との偏差に基づいてトルクを求め、マス
タアームにスレーブアームに追従するように、工学変換
器6を介してトルクを与える。ここまでは、従来と同じ
である。
In FIGS. 3 and 4, reference numeral 1 denotes a master-side control arithmetic unit, which obtains torque from the torque, position, and speed information of the master arm input via the engineering converter 2 and sends it via the engineering converter 3. And apply torque to the master arm. Reference numeral 4 denotes a slave-side control arithmetic unit, which stores torque and speed information of the slave arm input via the engineering converter 5, and position information of the master arm input from the master-side control arithmetic unit 1 and the engineering converter 5. The torque is obtained based on the deviation from the position information of the slave arm input via the engine arm, and the torque is given to the master arm via the engineering converter 6 so as to follow the slave arm. Up to this point, the process is the same as the conventional one.

本考案によるインデックス制御装置では、制御モード
切換用に押しボタン式等のスイッチ7(以下、インデッ
クス制御スイッチと称す)があり、その接点信号をマス
タ側・スレーブ側の両制御演算装置1,4に与えている。
インデックス制御スイッチ7は、オペレータが操作し易
いようにマスタアームのグリップ付近に設けてある。
In the index control device according to the present invention, there is a push button type switch 7 (hereinafter referred to as an index control switch) for switching the control mode, and its contact signal is sent to both the master side and slave side control arithmetic units 1 and 4. I'm giving.
The index control switch 7 is provided near the grip of the master arm so that the operator can easily operate it.

また、スレーブ側制御演算装置4にはメモリ8を設
け、ホールド値を記憶するようにしてある。本考案で
は、インデックス制御スイッチ7がオンの間は第3図に
示すようにマスタ側とスレーブ側の両制御演算装置1,4
間の結合を無くすようにしてある。また、スイッチオン
の間はスレーブアームのトルク情報の入力を止め、更
に、オフからオンに変化した時のみスレーブアームの位
置情報をメモリ8に取込み、スイッチオン後はメモリ8
中の位置情報を目標値に置換えるようにしてある。
Further, the slave side control arithmetic unit 4 is provided with a memory 8 for storing a hold value. In the present invention, while the index control switch 7 is on, both the master side and slave side control arithmetic units 1 and 4 as shown in FIG.
The connection between them is eliminated. Further, the input of the torque information of the slave arm is stopped while the switch is on, and the position information of the slave arm is taken into the memory 8 only when it changes from off to on.
The inside position information is replaced with the target value.

一方、マスタ側制御演算装置1にもメモリ9を設け、
インデックス値を記憶するようにしてある。本考案で
は、インデックス制御スイッチ7がオンからオフへ変化
した時のみ、第4図に破線で示すように、スレーブアー
ムの位置とマスタアームの位置との偏差をインデックス
値としてメモリ9に取込むようにしてある。また、イン
デックス制御スイッチ7がオフになると、メモリ9中の
インデックス値(位置偏差情報)をマスタアームの現在
の位置情報に加算し、加算値をスレーブアームの位置の
目標値としてスレーブ側制御演算装置4へ与えるように
してある。
On the other hand, a memory 9 is also provided in the master-side control arithmetic unit 1,
The index value is stored. In the present invention, only when the index control switch 7 changes from on to off, the deviation between the position of the slave arm and the position of the master arm is taken into the memory 9 as an index value as shown by the broken line in FIG. is there. When the index control switch 7 is turned off, the index value (positional deviation information) in the memory 9 is added to the current position information of the master arm, and the added value is used as the target value of the position of the slave arm, and the slave side control arithmetic unit. It is given to 4.

以上の説明では制御演算装置1,4をマスタ側とスレー
ブ側それぞれに分けたが、コンピュータ等により一括し
て制御できる。
Although the control arithmetic units 1 and 4 are divided into the master side and the slave side in the above description, they can be collectively controlled by a computer or the like.

次に、第3図,第4図に示したインデックス制御装置
の動作を第1図,第2図,第5図,第6図を参照して説
明する。
Next, the operation of the index control device shown in FIGS. 3 and 4 will be described with reference to FIGS. 1, 2, 5, and 6.

まず、装置をリセットすると、メモリ9中のインデッ
クス値は零となる。この状態でインデックス制御スイッ
チ7をオフのままにしておけば、2つの制御演算装置1,
4は第4図に実線で示すものとなる。この場合は、イン
デックス値が零であるから、第5図(a),(b)に示
すように、マスタアーム10の軸角度aにスレーブアーム
11の軸角度aが常に等しくなるように制御される。これ
は従来の制御と同じである。
First, when the device is reset, the index value in the memory 9 becomes zero. If the index control switch 7 is kept off in this state, the two control arithmetic units 1,
4 is shown by the solid line in FIG. In this case, since the index value is zero, as shown in FIGS. 5 (a) and 5 (b), the slave arm is set to the axis angle a of the master arm 10.
The axis angle a of 11 is controlled to be always equal. This is the same as the conventional control.

次に、インデックス制御スイッチ7を押してオンにす
ると、2つの制御演算装置1,4は第3図に示すものとな
る。即ち、マスタアーム10はスレーブアーム11とは全く
無関係なフリー制御モードになり、オペレータはマスタ
アーム10を任意の位置に移動させることができる。一
方、スレーブアーム11はスイッチオン時にメモリ8に取
込んだ位置情報に従った位置ホールド制御となり、スイ
ッチオン直前の状態を保持する。
Next, when the index control switch 7 is pushed to turn it on, the two control arithmetic units 1 and 4 become those shown in FIG. That is, the master arm 10 is in a free control mode that is completely unrelated to the slave arm 11, and the operator can move the master arm 10 to any position. On the other hand, the slave arm 11 performs position hold control according to the position information stored in the memory 8 when the switch is turned on, and holds the state immediately before the switch was turned on.

今、スイッチオンの間、スレーブアーム11が第6図
(b)に示す如く第5図(b)と同じ位置にホールドさ
れ、マスタアーム10が第6図(a)に示すように第5図
(a)の位置から移動したとする。この間、スレーブア
ーム11の位置とマスタアーム10の位置との偏差「a」が
メモリ9に格納される。
Now, while the switch is on, the slave arm 11 is held at the same position as in FIG. 5 (b) as shown in FIG. 6 (b), and the master arm 10 is shown in FIG. 5 (a) as shown in FIG. 6 (a). It is assumed that it has moved from the position of (a). During this time, the deviation “a” between the position of the slave arm 11 and the position of the master arm 10 is stored in the memory 9.

次に、インデックス制御スイッチ7を離して元に戻し
オフにすると、スレーブアーム11はメモリ9に格納した
インデックス値「a」なる偏差を保ってマスタアーム10
に追従する。即ち、オペレータはマスタアーム10を引続
いて移動できるが、このときのスレーブアーム11の制御
位置(目標位置)はマスタアーム10の現在位置にメモリ
9中のインデックス値「a」を加算したものとなるた
め、スレーブアーム11は偏差「a」を維持したままマス
タアーム10に追従する。
Next, when the index control switch 7 is released and returned to the original state, the slave arm 11 maintains the deviation of the index value "a" stored in the memory 9 and the master arm 10
Follow. That is, the operator can continue to move the master arm 10, but the control position (target position) of the slave arm 11 at this time is the current position of the master arm 10 plus the index value “a” in the memory 9. Therefore, the slave arm 11 follows the master arm 10 while maintaining the deviation "a".

以上より明らかなように、オペレータはインデックス
制御スイッチ7のオン・オフ操作と、マスタアーム10の
操作とにより、スレーブ側操作対象物の位置に関係なく
マスタ側操作範囲のほぼ中央部で操作を行えるように、
マスタアーム10とスレーブアーム11間に任意の偏差を設
定できる。
As is clear from the above, the operator can operate the index control switch 7 on / off and the master arm 10 at almost the center of the master operation range regardless of the position of the slave operation target. like,
An arbitrary deviation can be set between the master arm 10 and the slave arm 11.

H.考案の効果 本考案によれば、スレーブアームの位置に関係なく、
またマスタアームの位置にも関係なく、マスタアームを
操作し易い位置に移動することができる。更に、オペレ
ータは1つのスイッチを操作するだけで、しかもこのス
イッチはマスタアームだけをスレーブアームと関係なく
適当な位置に移動させたい場合だけオンに操作すれば良
く、通常のスレーブアームを追従させる場合にはスイッ
チを意識することなくオフのままにしておけば良い。こ
れにより、オペレータの操作性が極めて良くなる。ま
た、従来は操作が困難であった位置へもスレーブアーム
を楽に移動させることができる。
H. Effect of the Invention According to the present invention, regardless of the position of the slave arm,
Further, regardless of the position of the master arm, the master arm can be moved to a position where it can be easily operated. Furthermore, the operator only has to operate one switch, and this switch needs to be turned on only when it is desired to move only the master arm to an appropriate position regardless of the slave arm. You can leave it off without being aware of the switch. As a result, the operability of the operator is extremely improved. In addition, the slave arm can be easily moved to a position that was difficult to operate in the past.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は実施例装置の制御のフローチャート、第2図は
イニシャライズのフローチャート、第3図はインデック
ス制御時の装置構成図、第4図はマスタ・フリー制御時
の装置構成図、第5図(a),(b)及び第6図
(a),(b)はそれぞれインデックス値の説明図であ
る。 図面中、1はマスタ側制御演算装置、2,3,5,6は工学変
換器、4はスレーブ側制御演算装置、7はスイッチ、8
はホールド値用メモリ、9はインデックス値用メモリ、
10はマスタアーム、11はスレーブアームである。
FIG. 1 is a flow chart of control of the embodiment apparatus, FIG. 2 is a flow chart of initialization, FIG. 3 is a device configuration diagram during index control, FIG. 4 is a device configuration diagram during master / free control, and FIG. (a), (b) and FIG. 6 (a), (b) are explanatory views of the index value, respectively. In the drawing, 1 is a master-side control arithmetic unit, 2, 3, 5, 6 are engineering converters, 4 is a slave-side control arithmetic unit, 7 is a switch, 8
Is a hold value memory, 9 is an index value memory,
10 is a master arm and 11 is a slave arm.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 【請求項1】マスタ/スレーブ型サーボマニピュレータ
の制御装置において、 制御モードを切換えるための1つのスイッチと、このス
イッチのオン及びオフのうちオンによりマスタアームと
スレーブアームとの結合を解除し且つスレーブアームを
現状態に保持する制御手段と、前記スイッチがオンの間
スレーブアームとマスタアームとの偏差をインデックス
値として記憶する記憶手段と、前記スイッチのオフによ
りマスタアームとスレーブアームとを結合し且つマスタ
アームの現在値と記憶されたインデックス値との和をス
レーブアームの目標値とする制御手段とを具備すること
を特徴とするマスタ/スレーブ型サーボマニピュレータ
のインデックス制御装置。
1. A controller for a master / slave type servo manipulator, comprising: a switch for switching a control mode; and by turning on or off the switch, the master arm and the slave arm are uncoupled from each other and the slave Control means for holding the arm in the present state; storage means for storing the deviation between the slave arm and the master arm as an index value while the switch is on; and connection of the master arm and the slave arm with the switch off. An index control device for a master / slave type servo manipulator, comprising: a control means for setting a sum of a current value of a master arm and a stored index value as a target value of a slave arm.
JP1986193711U 1986-12-18 1986-12-18 Master / slave type servomanipulator index controller Expired - Lifetime JPH0810520Y2 (en)

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JPS63100173U JPS63100173U (en) 1988-06-29
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