JPH08391B2 - ２腕協調式ロボツトの同時制御方式 - Google Patents
２腕協調式ロボツトの同時制御方式Info
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- JPH08391B2 JPH08391B2 JP62037403A JP3740387A JPH08391B2 JP H08391 B2 JPH08391 B2 JP H08391B2 JP 62037403 A JP62037403 A JP 62037403A JP 3740387 A JP3740387 A JP 3740387A JP H08391 B2 JPH08391 B2 JP H08391B2
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- computer
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- arm
- robots
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P90/00—Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
- Y02P90/02—Total factory control, e.g. smart factories, flexible manufacturing systems [FMS] or integrated manufacturing systems [IMS]
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Description
【発明の詳細な説明】 ［概要］ 本発明は２台のロボットの各腕を協調しながら動作さ
せるため、各腕に対し共通に制御するコンピュータのメ
モリには、同時位置制御と状態監視のプログラムを格納
しておき、所定のサンプリング周期で制御することによ
り、良好な協調動作を行わせる方式である。
せるため、各腕に対し共通に制御するコンピュータのメ
モリには、同時位置制御と状態監視のプログラムを格納
しておき、所定のサンプリング周期で制御することによ
り、良好な協調動作を行わせる方式である。
［産業上の利用分野］ 本発明は２台のロボットの各腕を協調動作させるよう
にコンピュータ制御する方式に関する。
にコンピュータ制御する方式に関する。
従来、２台のロボットの各腕を協調動作させるとき、
１動作の終了毎に情報交換を行っていたから、異常発生
時に危険状態となることがあった。そのため安全確実に
制御のできる手段を開発することが要望された。
１動作の終了毎に情報交換を行っていたから、異常発生
時に危険状態となることがあった。そのため安全確実に
制御のできる手段を開発することが要望された。
［従来の技術］ ２台のロボットの各腕を協調動作させて自動組み立て
を行うこと、或いは同一物体を把持して移動させること
などが可能となった。それはロボットの動作にコンピュ
ータ制御を適用し、若干の情報交換を行っているからで
ある。即ち第５図に示す概略図において、第１ロボッ
ト，第２ロボットの各コンピュータ用メモリ1,2の格納
内容を見ると、１つの動作毎に11,12…,21,22…のプロ
グラム領域が割当てられている。第１ロボット・第２ロ
ボット間は通信回路で接続されていて、第１ロボットが
第２ロボットに対し優先順位が高いとき、白太矢印３−
１で示すように、プログラム11の動作開始時に第２ロボ
ットに対し情報３−１を送信する。第２ロボットは第１
ロボットからの情報を受信して、自己のプログラム領域
21の内容の動作を開始する。したがって第１ロボット・
第２ロボットは協調動作を行うが、そのとき若干異なる
軌道により動作することであっても良い。第１ロボット
・第２ロボットは各１つの動作プログラム11,21が終わ
ったとき、例えば早く終了した方がその旨の情報４−１
を相手に送る。図では第１ロボットから第２ロボットへ
送るように記載している。次に第１ロボットは動作プロ
グラム12の動作を開始するとき、前述と同様に情報３−
２を第２ロボットへ送信してから、両ロボットの動作を
スタートする。そして情報４−２は第２ロボットから第
１ロボットへ送信されたと記載している。情報４−1,4
−２は１動作プログラムについて正常に動作が終了した
旨の情報以外に「エラー終了」の情報を含むこともあ
る。
を行うこと、或いは同一物体を把持して移動させること
などが可能となった。それはロボットの動作にコンピュ
ータ制御を適用し、若干の情報交換を行っているからで
ある。即ち第５図に示す概略図において、第１ロボッ
ト，第２ロボットの各コンピュータ用メモリ1,2の格納
内容を見ると、１つの動作毎に11,12…,21,22…のプロ
グラム領域が割当てられている。第１ロボット・第２ロ
ボット間は通信回路で接続されていて、第１ロボットが
第２ロボットに対し優先順位が高いとき、白太矢印３−
１で示すように、プログラム11の動作開始時に第２ロボ
ットに対し情報３−１を送信する。第２ロボットは第１
ロボットからの情報を受信して、自己のプログラム領域
21の内容の動作を開始する。したがって第１ロボット・
第２ロボットは協調動作を行うが、そのとき若干異なる
軌道により動作することであっても良い。第１ロボット
・第２ロボットは各１つの動作プログラム11,21が終わ
ったとき、例えば早く終了した方がその旨の情報４−１
を相手に送る。図では第１ロボットから第２ロボットへ
送るように記載している。次に第１ロボットは動作プロ
グラム12の動作を開始するとき、前述と同様に情報３−
２を第２ロボットへ送信してから、両ロボットの動作を
スタートする。そして情報４−２は第２ロボットから第
１ロボットへ送信されたと記載している。情報４−1,4
−２は１動作プログラムについて正常に動作が終了した
旨の情報以外に「エラー終了」の情報を含むこともあ
る。
［発明が解決しようとする問題点］ ロボットは動作軸・関節がメモリから読出されたプロ
グラム内容に従って制御されるが、２つのロボットは協
調動作をすることではあっても、動作開始時刻が協調さ
れているのみであるから、同時刻にサンプリングしたと
き他側はどのように動作しているか判然とせず、一旦動
作を開始した後は同時刻に所定の協調動作を行わせるこ
とはできない欠点があった。即ち各ロボットの腕先端位
置関係を所望状態とするように時々刻々制御しながら動
作させることが出来なかった。
グラム内容に従って制御されるが、２つのロボットは協
調動作をすることではあっても、動作開始時刻が協調さ
れているのみであるから、同時刻にサンプリングしたと
き他側はどのように動作しているか判然とせず、一旦動
作を開始した後は同時刻に所定の協調動作を行わせるこ
とはできない欠点があった。即ち各ロボットの腕先端位
置関係を所望状態とするように時々刻々制御しながら動
作させることが出来なかった。
またロボットに異常状態が発生した場合は、動作プロ
グラムが終わり前述の情報４−1,4−２を送信するまで
相手側の状態が全く判らないから、時に衝突を起こす危
険が発生する場合があった。
グラムが終わり前述の情報４−1,4−２を送信するまで
相手側の状態が全く判らないから、時に衝突を起こす危
険が発生する場合があった。
本発明の目的は前述の欠点を改善し、１動作が開始さ
れた後もサンプリング周期毎に所望位置状態となるよう
に、且つ正常動作しているか否かを監視し合って、安全
正確な協調動作のできるロボットの同時制御方式を提供
することにある。
れた後もサンプリング周期毎に所望位置状態となるよう
に、且つ正常動作しているか否かを監視し合って、安全
正確な協調動作のできるロボットの同時制御方式を提供
することにある。
［問題点を解決するための手段］ 第１図は本発明の原理構成として、ホストコンピュー
タ６を具備した場合を示す図である。第１図において、
１は第１ロボットのメモリ、２は第２ロボットのメモ
リ、５はホストコンピュータのメモリ、６はホストコン
ピュータの中央処理装置、10は第１ロボットのコンピュ
ータ、20は第２ロボットのコンピュータ、51は各腕の同
時位置制御用プログラム、52は同状態監視用プログラ
ム、53は第１ロボット及び第２ロボットの動作プログラ
ムを示す。
タ６を具備した場合を示す図である。第１図において、
１は第１ロボットのメモリ、２は第２ロボットのメモ
リ、５はホストコンピュータのメモリ、６はホストコン
ピュータの中央処理装置、10は第１ロボットのコンピュ
ータ、20は第２ロボットのコンピュータ、51は各腕の同
時位置制御用プログラム、52は同状態監視用プログラ
ム、53は第１ロボット及び第２ロボットの動作プログラ
ムを示す。
２台のロボットの各腕を協調動作させるようにコンピ
ュータ制御する方式において、本発明は下記の構成とし
ている。即ち、 各ロボットにはそれぞれコンピュータ10,20と、各対
応するメモリ1,2を内蔵し、独立に具備したホストコン
ピュータ６が具備するメモリ５には、ロボットの各腕の
同時位置制御と状態監視を行うことのできるプログラム
51,52…を格納し、前記ホストコンピュータ６は、該プ
ログラム51,52により、１動作の２台のロボットの手先
位置をサンプリング周期毎に演算して、各ロボットのコ
ンピュータ10,20に指令し、更にそのコンピュータ10,20
から異常の有無についての情報を受けることにより、ロ
ボットの各腕について動作制御を行うことである。
ュータ制御する方式において、本発明は下記の構成とし
ている。即ち、 各ロボットにはそれぞれコンピュータ10,20と、各対
応するメモリ1,2を内蔵し、独立に具備したホストコン
ピュータ６が具備するメモリ５には、ロボットの各腕の
同時位置制御と状態監視を行うことのできるプログラム
51,52…を格納し、前記ホストコンピュータ６は、該プ
ログラム51,52により、１動作の２台のロボットの手先
位置をサンプリング周期毎に演算して、各ロボットのコ
ンピュータ10,20に指令し、更にそのコンピュータ10,20
から異常の有無についての情報を受けることにより、ロ
ボットの各腕について動作制御を行うことである。
本発明は第１ロボットまたは第２ロボットのメモリ1,
2に対しメモリ５の内容を格納して、自己のコンピュー
タをホストコンピュータとすることも出来る。
2に対しメモリ５の内容を格納して、自己のコンピュー
タをホストコンピュータとすることも出来る。
［作用］ ロボットが協調動作を開始するとき、ホストコンピュ
ータ例えば６は同時位置制御プログラム51を読出して、
所定の位置関係または軌跡を描いて動作するように制御
量を計算し、各ロボットへ送信する。第２図はロボット
の各腕先端位置の移動軌跡を示す図で、30は第１ロボッ
トの腕関節15の動作開始始点、30−1,30−２…は始点よ
りサンプリング周期経過後に腕関節が到達する位置、31
は同動作中間点、32は目標位置を示す。また40,40−1,4
0−２…41,42は第２ロボットの腕関節25について同様な
位置を示す。Ｇ（t1）,G（t2）…はサンプリング周期経
過毎に各腕関節15,25の位置関係を示す関数である。前
述の各めロボットへ送信された制御量は、Ｇ（t1）を得
るため第１ロボットが位置30→30−1,第２ロボットが40
→40−１へ移動するために要するものである。ロボット
側では、自己の動作について異常がないとき前記制御量
に従う動作を行い、その終了後に位置などのデータをそ
れぞれホストコンピュータへ送信する。ホストコンピュ
ータは所定サンプリング周期の後、新たな制御量を計算
して各ロボットへ送信する。ロボットが異常となったと
きは、処理途中であってもホストコンピュータへ送信す
る。
ータ例えば６は同時位置制御プログラム51を読出して、
所定の位置関係または軌跡を描いて動作するように制御
量を計算し、各ロボットへ送信する。第２図はロボット
の各腕先端位置の移動軌跡を示す図で、30は第１ロボッ
トの腕関節15の動作開始始点、30−1,30−２…は始点よ
りサンプリング周期経過後に腕関節が到達する位置、31
は同動作中間点、32は目標位置を示す。また40,40−1,4
0−２…41,42は第２ロボットの腕関節25について同様な
位置を示す。Ｇ（t1）,G（t2）…はサンプリング周期経
過毎に各腕関節15,25の位置関係を示す関数である。前
述の各めロボットへ送信された制御量は、Ｇ（t1）を得
るため第１ロボットが位置30→30−1,第２ロボットが40
→40−１へ移動するために要するものである。ロボット
側では、自己の動作について異常がないとき前記制御量
に従う動作を行い、その終了後に位置などのデータをそ
れぞれホストコンピュータへ送信する。ホストコンピュ
ータは所定サンプリング周期の後、新たな制御量を計算
して各ロボットへ送信する。ロボットが異常となったと
きは、処理途中であってもホストコンピュータへ送信す
る。
動作が正常のとき、以上の動作を繰り返すことにより
各ロボットは安全確実に動作を開始して終了することが
できる。
各ロボットは安全確実に動作を開始して終了することが
できる。
また状態監視を行うプログラム52は、各ロボットから
異常状態であることの通知を受けたとき、その状態を監
視し、警報を発すること、また他方のロボットを緊急停
止させることなどの処理を行う。
異常状態であることの通知を受けたとき、その状態を監
視し、警報を発すること、また他方のロボットを緊急停
止させることなどの処理を行う。
［実施例］ 第３図はホストコンピュータを具備する本発明の第１
実施例のブロック構成図を示す。第３図において、第１
図と同一符号は同様のものを示す。61はホストコンピュ
ータCPU部６の状態管理部、62は動作指令部、63は軌跡
指示部、64は通知部である。また各ロボットにおいて、
10−１は通信部、10−２は関節角演算部、10−３は関節
制御部、10−４はサーボ機構を示し、20−１〜20−４は
他方のロボットに対するものを示す。
実施例のブロック構成図を示す。第３図において、第１
図と同一符号は同様のものを示す。61はホストコンピュ
ータCPU部６の状態管理部、62は動作指令部、63は軌跡
指示部、64は通知部である。また各ロボットにおいて、
10−１は通信部、10−２は関節角演算部、10−３は関節
制御部、10−４はサーボ機構を示し、20−１〜20−４は
他方のロボットに対するものを示す。
ホストコンピュータでは状態管理部61において、２台
のロボットが現在何の動作を行っているかまたは終了し
たかという情報と、異常の有無に関する情報を管理して
いる。動作指令部62では次の動作が開始可能かどうかを
調べ、可能ならば次の動作開始を指令する。異常が発生
した場合はプログラム52により停止を指令する。軌跡指
示部63では指定された２台のロボットの位置関係または
軌跡を保つように位置ベクトルを計算する。通信部64で
は位置ベクトルを２台のロボットにそれぞれ送信し、同
時に２台のロボットの異常の有無を受信する。
のロボットが現在何の動作を行っているかまたは終了し
たかという情報と、異常の有無に関する情報を管理して
いる。動作指令部62では次の動作が開始可能かどうかを
調べ、可能ならば次の動作開始を指令する。異常が発生
した場合はプログラム52により停止を指令する。軌跡指
示部63では指定された２台のロボットの位置関係または
軌跡を保つように位置ベクトルを計算する。通信部64で
は位置ベクトルを２台のロボットにそれぞれ送信し、同
時に２台のロボットの異常の有無を受信する。
ロボット側では、その一方について述べると、通信部
10−１では前述の位置ベクトルを受信し、異常の有無を
ホストコンピュータに送信する。関節演算部10−２では
通信部10−１で受信した位置ベクトルにより各関節角を
計算する。関節制御部10−３では計算された各関節角に
到達するための速度関数を発生し、ロボットの各関節に
配置されたサーボ機構10−４に対する制御信号を発す
る。これらの全動作が終了するまでサンプリング周期
（例えば30ミリ秒）で繰り返す。
10−１では前述の位置ベクトルを受信し、異常の有無を
ホストコンピュータに送信する。関節演算部10−２では
通信部10−１で受信した位置ベクトルにより各関節角を
計算する。関節制御部10−３では計算された各関節角に
到達するための速度関数を発生し、ロボットの各関節に
配置されたサーボ機構10−４に対する制御信号を発す
る。これらの全動作が終了するまでサンプリング周期
（例えば30ミリ秒）で繰り返す。
第４図は本発明の第２実施例の構成を示す図で、ホス
トコンピュータの役割を第１ロボットの中央処理装置が
実行している場合である。第４図において10−５は状態
管理部で第３図における符号61と対応する。また、10−
６は動作指令部で62と対応し、10−７は軌跡指示部で63
と対応する。この例では第１ロボットのコンピュータ10
が、自己の制御と同時に第２ロボットの状態監視と位置
制御を行っている。動作状態は第３図と略同様である。
トコンピュータの役割を第１ロボットの中央処理装置が
実行している場合である。第４図において10−５は状態
管理部で第３図における符号61と対応する。また、10−
６は動作指令部で62と対応し、10−７は軌跡指示部で63
と対応する。この例では第１ロボットのコンピュータ10
が、自己の制御と同時に第２ロボットの状態監視と位置
制御を行っている。動作状態は第３図と略同様である。
本発明において、複数のロボットを同時に動作させる
ため複数のコンピュータを使用しているが、そのような
場合のコンピュータの処理は、 ロボットの手先位置の計算、 各ロボットの手先位置に移動させるために必要な各
ロボット関節移動量（角度）を算出し、速度を求めるこ
と。
ため複数のコンピュータを使用しているが、そのような
場合のコンピュータの処理は、 ロボットの手先位置の計算、 各ロボットの手先位置に移動させるために必要な各
ロボット関節移動量（角度）を算出し、速度を求めるこ
と。
サーボモータに速度指令を出す処理をサンプリング
周期毎に行う。
周期毎に行う。
である。そして本発明では、上記のみをホストコンピ
ュータが実行し、・については各ロボットのコンピ
ュータが実行している。
ュータが実行し、・については各ロボットのコンピ
ュータが実行している。
そのため、従来技術としての単一ロボットシステムと
比較して、サンプリング周期が短くなるという効果を有
している。ここでサンプリング周期が短くなることは、
ロボットの先端を直線上を移動させるような場合、中間
に補間する点が多くなり、そのためより正確な直線移動
が出来る。
比較して、サンプリング周期が短くなるという効果を有
している。ここでサンプリング周期が短くなることは、
ロボットの先端を直線上を移動させるような場合、中間
に補間する点が多くなり、そのためより正確な直線移動
が出来る。
［発明の効果］ このようにして本発明によると、各腕に対し共通に制
御できるコンピュータのメモリに所定のプログラムを格
納しておき、所定のサンプリング周期毎に動作制御を行
うため、２腕の協調動作が正確に出来る。したがって２
台のロボットが同一物体を把持して運搬するときなどに
有効である。更に本発明によると、サンプリング周期を
短く選定することが容易にできるから、そのときは所定
の軌跡をより正確なものに実現することが出来る。また
２台のロボットの一方が異常停止したときなど、他方に
対する対応が素早く取れるから、衝突の危険性が回避で
きる。更に異常停止後に原因調査など無駄な処理が不要
となる。
御できるコンピュータのメモリに所定のプログラムを格
納しておき、所定のサンプリング周期毎に動作制御を行
うため、２腕の協調動作が正確に出来る。したがって２
台のロボットが同一物体を把持して運搬するときなどに
有効である。更に本発明によると、サンプリング周期を
短く選定することが容易にできるから、そのときは所定
の軌跡をより正確なものに実現することが出来る。また
２台のロボットの一方が異常停止したときなど、他方に
対する対応が素早く取れるから、衝突の危険性が回避で
きる。更に異常停止後に原因調査など無駄な処理が不要
となる。
第１図は本発明の原理構成を示す図、 第２図は第１図の動作説明図、 第３図・第４図は本発明の実施例の構成を示す図、 第５図は従来の動作を説明する概略図である。 １……第１ロボットのメモリ ２……第２ロボットのメモリ ３−1,3−２…４−1,4−２……情報 ５……ホストコンピュータのメモリ ６……ホストコンピュータ 10……第１ロボットのコンピュータ 20……第２ロボットのコンピュータ 11,12…21,22……プログラム領域 15,25……ロボットの腕関節 51……同時位置制御プログラム 52……状態監視プログラム
Claims (2)
- 【請求項１】２台のロボットの各腕を協調動作させるよ
うにコンピュータ制御する方式において、 各ロボットにはそれぞれコンピュータ（10）（20）と、
各対応するメモリ（１）（２）を内蔵し、 独立に具備したホストコンピュータ（６）が具備するメ
モリ（５）には、ロボットの各腕の同時位置制御と状態
監視を行うことのできるプログラム（51）（52）…を格
納し、 前記ホストコンピュータ（６）は、該プログラム（51）
（52）により、１動作の２台のロボットの手先位置をサ
ンプリング周期毎に演算して、各ロボットのコンピュー
タ（10）（20）に指令し、更にそのコンピュータ（10）
（20）から異常の有無についての情報を受けることによ
り、ロボットの各腕について動作の制御を行うこと を特徴とする２腕協調式ロボットの同時制御方式。 - 【請求項２】前記ロボットに内蔵するメモリ（10）（2
0）の一方に対し前記ホストコンピュータのメモリ
（５）の格納情報を移動格納して、ロボットのコンピュ
ータの一方をホストコンピュータの代理動作をさせるこ
とを特徴とする特許請求の範囲１項記載の２腕協調式ロ
ボットの同時制御方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62037403A JPH08391B2 (ja) | 1987-02-20 | 1987-02-20 | ２腕協調式ロボツトの同時制御方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62037403A JPH08391B2 (ja) | 1987-02-20 | 1987-02-20 | ２腕協調式ロボツトの同時制御方式 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63207578A JPS63207578A (ja) | 1988-08-26 |
| JPH08391B2 true JPH08391B2 (ja) | 1996-01-10 |
Family
ID=12496562
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62037403A Expired - Fee Related JPH08391B2 (ja) | 1987-02-20 | 1987-02-20 | ２腕協調式ロボツトの同時制御方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08391B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08381B2 (ja) * | 1989-07-27 | 1996-01-10 | 株式会社不二越 | 産業用ロボットシステム及びその制御方法 |
| JPH07261842A (ja) * | 1994-03-24 | 1995-10-13 | Matsushita Electric Works Ltd | 遠隔操作型スポットライト |
| CN113633326B (zh) | 2016-01-20 | 2024-09-13 | 直观外科手术操作公司 | 快速暂停和恢复医疗设备可重新定位臂中的运动偏离的系统和方法 |
| JP2023077725A (ja) * | 2021-11-25 | 2023-06-06 | 株式会社日立製作所 | ロボットシステム及びロボット制御装置 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS50150166A (ja) * | 1974-05-28 | 1975-12-02 | ||
| JPS57143613A (en) * | 1981-03-02 | 1982-09-04 | Shin Meiwa Ind Co Ltd | Industrial robot |
| JPS60135190A (ja) * | 1983-12-26 | 1985-07-18 | 株式会社東芝 | ロボツトの動作状態診断方法 |
| JPS60138611A (ja) * | 1983-12-27 | 1985-07-23 | Toshiba Corp | ア−ムロボツトの制御装置 |
-
1987
- 1987-02-20 JP JP62037403A patent/JPH08391B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63207578A (ja) | 1988-08-26 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |