JPH0866879A - ロボットの制御方法 - Google Patents
ロボットの制御方法Info
- Publication number
- JPH0866879A JPH0866879A JP19988494A JP19988494A JPH0866879A JP H0866879 A JPH0866879 A JP H0866879A JP 19988494 A JP19988494 A JP 19988494A JP 19988494 A JP19988494 A JP 19988494A JP H0866879 A JPH0866879 A JP H0866879A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- coordinate system
- axis
- new
- robot
- sampling
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 倣りロボットの座標系の設定に当り位置デー
タのサンプリング遅れを軽減した。 【構成】 進行方向を現在位置ＰC と目標位置ＰA によ
るベクトルから、押し付け方向を現在位置Ｐn と前回サ
ンプリング位置Ｐn-1 によるベクトルからそれぞれ求
め、しかも押付け力偏差Ｅと変化量ΔＥとで座標系の補
正をした。
タのサンプリング遅れを軽減した。 【構成】 進行方向を現在位置ＰC と目標位置ＰA によ
るベクトルから、押し付け方向を現在位置Ｐn と前回サ
ンプリング位置Ｐn-1 によるベクトルからそれぞれ求
め、しかも押付け力偏差Ｅと変化量ΔＥとで座標系の補
正をした。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、力制御可能なロボット
でワーク倣いを行なう場合、作業座標系の設定を行なう
ロボット制御方法を得ることを目的とする。
でワーク倣いを行なう場合、作業座標系の設定を行なう
ロボット制御方法を得ることを目的とする。
【０００２】
【従来の技術】従来、産業用ロボットは、いわゆるティ
ーチングプレイバック方式を採り、教授内容通りの動作
を行うロボットが一般的である。しかし、最近は更に進
んで力感覚を持つロボットが得られ、未知形状の曲面を
手でなぞるようにロボットに触覚（力センサ）を与える
ことにより、未知形状の物体を認識することが可能とな
った。一例として図３の如くロボットによるグラインダ
がけを例にとると、作業効率や砥石の寿命を考慮してワ
ーク１に対してグラインダ２の砥石３の接触角度（姿
勢）を制御したいのであるが、すなわち、ワーク１の形
状を認識して倣いつつ砥石３の姿勢制御をしたいのであ
るが、このワーク１の倣い座標系において砥石３の姿勢
や押付け力を指定することにより、ロボットがワーク１
を倣いながらしかも加工姿勢を自立的に制御しながら作
業できることになる。
ーチングプレイバック方式を採り、教授内容通りの動作
を行うロボットが一般的である。しかし、最近は更に進
んで力感覚を持つロボットが得られ、未知形状の曲面を
手でなぞるようにロボットに触覚（力センサ）を与える
ことにより、未知形状の物体を認識することが可能とな
った。一例として図３の如くロボットによるグラインダ
がけを例にとると、作業効率や砥石の寿命を考慮してワ
ーク１に対してグラインダ２の砥石３の接触角度（姿
勢）を制御したいのであるが、すなわち、ワーク１の形
状を認識して倣いつつ砥石３の姿勢制御をしたいのであ
るが、このワーク１の倣い座標系において砥石３の姿勢
や押付け力を指定することにより、ロボットがワーク１
を倣いながらしかも加工姿勢を自立的に制御しながら作
業できることになる。
【０００３】ロボットによりワーク倣いを行なうに当っ
て、ワークの倣い座標系とロボット座標系を｛Ｆ｝，
｛Ｒ｝と記号化して考えた場合、図４の如き曲面を単に
倣うとき、直角座標の倣い座標系｛Ｆ｝では、Ｚ方向に
力制御を行ない、Ｘ−Ｙ方向に位置制御を行なえば、倣
い座標系｛Ｆ｝とロボット座標系｛Ｒ｝とは一致させる
ことができる。
て、ワークの倣い座標系とロボット座標系を｛Ｆ｝，
｛Ｒ｝と記号化して考えた場合、図４の如き曲面を単に
倣うとき、直角座標の倣い座標系｛Ｆ｝では、Ｚ方向に
力制御を行ない、Ｘ−Ｙ方向に位置制御を行なえば、倣
い座標系｛Ｆ｝とロボット座標系｛Ｒ｝とは一致させる
ことができる。
【０００４】ところが、押し付け方向を曲面の法線方向
に設定する場合には、倣い座標系｛Ｆ｝のＺ方向を常に
面の法線方向に一致させるべく、曲線状態に応じて時々
刻々と座標系を変えてゆくことになる。具体的には、前
回のサンプリング位置と今回のサンプリング位置とのデ
ータから移動方向ベクトルを求め、この移動方向を倣い
座標系｛Ｆ｝の新Ｘ軸とし、Ｙ軸はもともとの倣い座標
系と一致させ、この新Ｘ軸とＹ軸との外積によって法線
ベクトルとしてのＺ軸を求めるようにしている。
に設定する場合には、倣い座標系｛Ｆ｝のＺ方向を常に
面の法線方向に一致させるべく、曲線状態に応じて時々
刻々と座標系を変えてゆくことになる。具体的には、前
回のサンプリング位置と今回のサンプリング位置とのデ
ータから移動方向ベクトルを求め、この移動方向を倣い
座標系｛Ｆ｝の新Ｘ軸とし、Ｙ軸はもともとの倣い座標
系と一致させ、この新Ｘ軸とＹ軸との外積によって法線
ベクトルとしてのＺ軸を求めるようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述の座標系
の設定は、位置データのサンプリングにより決めること
になり、この位置データはロボットの各関節に取付けら
れたエンコーダ（あるいはポテンショメータ）にて検出
した位置をもとにして直交座標系に変換したデータであ
ることから、座標系の設定にサンプリング遅れが生ず
る。
の設定は、位置データのサンプリングにより決めること
になり、この位置データはロボットの各関節に取付けら
れたエンコーダ（あるいはポテンショメータ）にて検出
した位置をもとにして直交座標系に変換したデータであ
ることから、座標系の設定にサンプリング遅れが生ず
る。
【０００６】本発明は上述の問題に鑑み、位置データの
サンプリング遅れを補うようにしたロボットの制御方法
の提供を目的とする。
サンプリング遅れを補うようにしたロボットの制御方法
の提供を目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成する本
発明は、現在位置と前回サンプリング位置とによるベク
トルをＺ−Ｘ平面に投影して新Ｘ軸とし、このＸ軸とＹ
軸との外積として新Ｚ軸を求め、更に押付け力の目標値
と現在の検出力との偏差値Ｅと前回サンプリングでの偏
差値との変化量ΔＥを求め、この偏差値Ｅと変化量ΔＥ
とにより得られる角度にて倣い座標系をＹ軸方向回りに
回転させて新たな倣い座標系を得るロボットの制御方法
を提供する。
発明は、現在位置と前回サンプリング位置とによるベク
トルをＺ−Ｘ平面に投影して新Ｘ軸とし、このＸ軸とＹ
軸との外積として新Ｚ軸を求め、更に押付け力の目標値
と現在の検出力との偏差値Ｅと前回サンプリングでの偏
差値との変化量ΔＥを求め、この偏差値Ｅと変化量ΔＥ
とにより得られる角度にて倣い座標系をＹ軸方向回りに
回転させて新たな倣い座標系を得るロボットの制御方法
を提供する。
【０００８】
【作用】現在位置及び前回サンプリング位置での押付け
力の偏差とその偏差の変化量とにより新たな倣い座標系
を設定しつつ形状変化を予測することができ、位置デー
タによるＺ軸を得る場合と異なり、サンプリング遅れが
軽減される。
力の偏差とその偏差の変化量とにより新たな倣い座標系
を設定しつつ形状変化を予測することができ、位置デー
タによるＺ軸を得る場合と異なり、サンプリング遅れが
軽減される。
【０００９】
【実施例】ここで、図１、図２を参照して本発明の実施
例を説明する。本実施例は、図示しないが前述のグライ
ンダがけロボットの如き、多関節の産業ロボットを対象
とする。本実施例では、図２に示すようにワーク１の曲
面に沿ってＰ(n-1) ，Ｐ(n) のような位置制御にみを行
なうサンプリングデータによる倣い座標を設定するもの
でなく、図１に示すように力やトルクのデータによる補
正を更に行ない、この力やトルクデータを加味した補正
により精度の良い倣い座標系を設定しつつ形状変化を予
測して、サンプリング遅れを軽減するものである。
例を説明する。本実施例は、図示しないが前述のグライ
ンダがけロボットの如き、多関節の産業ロボットを対象
とする。本実施例では、図２に示すようにワーク１の曲
面に沿ってＰ(n-1) ，Ｐ(n) のような位置制御にみを行
なうサンプリングデータによる倣い座標を設定するもの
でなく、図１に示すように力やトルクのデータによる補
正を更に行ない、この力やトルクデータを加味した補正
により精度の良い倣い座標系を設定しつつ形状変化を予
測して、サンプリング遅れを軽減するものである。
【００１０】倣い制御を行なう場合、押し付け方向を倣
い座標系｛Ｆ｝のＺ方向とするとき、このＺ方向押し付
け力の目標値をＦZ ref とし、現在の検出力をＦZ とし
た場合、この偏差ＦZ ref −ＦZ ＝Ｅとこの偏差Ｅの変
化量（今回サンプリング値−前回サンプリング値）ΔＥ
とを、倣い座標系設定時に利用する。
い座標系｛Ｆ｝のＺ方向とするとき、このＺ方向押し付
け力の目標値をＦZ ref とし、現在の検出力をＦZ とし
た場合、この偏差ＦZ ref −ＦZ ＝Ｅとこの偏差Ｅの変
化量（今回サンプリング値−前回サンプリング値）ΔＥ
とを、倣い座標系設定時に利用する。
【００１１】手順として、まず、進行方向の決定は、目
標位置ＰA と現在位置ＰC とで作られるベクトルＰCAを
得てこのベクトルを倣い座標系｛Ｆ｝のＸ−Ｙ平面に射
影した方向を新Ｘ軸とする。つぎに、押し付け方向は、
図１に示す如く現在位置Ｐ(n) と前回サンプリング位置
Ｐ(n-1) として、Ｐ(n) とＰ(n-1) とで作られるベクト
ルＰN を倣い座標系｛Ｆ｝のＺ−Ｘ平面に射影し、この
ベクトルＰN を更に新Ｘ軸とする。このとき、Ｙ軸は予
め設定した方向と全く同じとすると、新Ｚ軸はＸ，Ｙ軸
の外積として求められる。そして更に、前述の偏差Ｅと
変化量ΔＥを用いて次式にて定義されたΔθｙで補正す
る。 Δθｙ＝αＥ＋βΔＥ この式は倣い座標系｛Ｆ｝をＹ軸回りに回転させるとき
の回転量となる。なお、α＝０、β＝０の時は、補正せ
ず位置データのサンプリングにより倣い座標を設定する
場合と全く同じになる。補正にあっては、α，βの値は
適当な値を設定できる。図１にて述べれば、ＰN-1 は点
Ｐ(n-2) の接線とずれておりしかもワークから遠ざかる
方向となるのでＰ(n-1) の押し付け力（検出力）ｆはｆ
＜ＦO と予想されることになる。
標位置ＰA と現在位置ＰC とで作られるベクトルＰCAを
得てこのベクトルを倣い座標系｛Ｆ｝のＸ−Ｙ平面に射
影した方向を新Ｘ軸とする。つぎに、押し付け方向は、
図１に示す如く現在位置Ｐ(n) と前回サンプリング位置
Ｐ(n-1) として、Ｐ(n) とＰ(n-1) とで作られるベクト
ルＰN を倣い座標系｛Ｆ｝のＺ−Ｘ平面に射影し、この
ベクトルＰN を更に新Ｘ軸とする。このとき、Ｙ軸は予
め設定した方向と全く同じとすると、新Ｚ軸はＸ，Ｙ軸
の外積として求められる。そして更に、前述の偏差Ｅと
変化量ΔＥを用いて次式にて定義されたΔθｙで補正す
る。 Δθｙ＝αＥ＋βΔＥ この式は倣い座標系｛Ｆ｝をＹ軸回りに回転させるとき
の回転量となる。なお、α＝０、β＝０の時は、補正せ
ず位置データのサンプリングにより倣い座標を設定する
場合と全く同じになる。補正にあっては、α，βの値は
適当な値を設定できる。図１にて述べれば、ＰN-1 は点
Ｐ(n-2) の接線とずれておりしかもワークから遠ざかる
方向となるのでＰ(n-1) の押し付け力（検出力）ｆはｆ
＜ＦO と予想されることになる。
【００１２】
【発明の効果】以上説明したように、サンプリング位置
によるべクトル及び押付け力の偏差や変化量により補正
して倣い座標系を得ることができ、各関節のサンプリン
グ位置データによらずサンプリング遅れを補う座標系の
設定が可能となった。
によるべクトル及び押付け力の偏差や変化量により補正
して倣い座標系を得ることができ、各関節のサンプリン
グ位置データによらずサンプリング遅れを補う座標系の
設定が可能となった。
【図１】本実施例の倣い制御の原理説明図。
【図２】従来の曲面倣いの説明図。
【図３】従来例の説明図。
【図４】倣いの説明図。
１ モデル ２ ワーク ３ 砥石
Claims (1)
- 【請求項１】 現在位置と前回サンプリング位置とによ
るベクトルをＺ−Ｘ平面に投影して新Ｘ軸とし、このＸ
軸とＹ軸との外積として新Ｚ軸を求め、更に押付け力の
目標値と現在の検出力との偏差値Ｅと前回サンプリング
での偏差値との変化量ΔＥを求め、この偏差値Ｅと変化
量ΔＥとにより得られる角度にて倣い座標系をＹ軸方向
回りに回転させて新たな倣い座標系を得るロボットの制
御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19988494A JPH0866879A (ja) | 1994-08-24 | 1994-08-24 | ロボットの制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19988494A JPH0866879A (ja) | 1994-08-24 | 1994-08-24 | ロボットの制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0866879A true JPH0866879A (ja) | 1996-03-12 |
Family
ID=16415216
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19988494A Withdrawn JPH0866879A (ja) | 1994-08-24 | 1994-08-24 | ロボットの制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0866879A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007310594A (ja) * | 2006-05-17 | 2007-11-29 | Okuma Corp | 数値制御工作機械の制御装置 |
| KR100809352B1 (ko) * | 2006-11-16 | 2008-03-05 | 삼성전자주식회사 | 파티클 필터 기반의 이동 로봇의 자세 추정 방법 및 장치 |
| JP2021094633A (ja) * | 2019-12-16 | 2021-06-24 | 川崎重工業株式会社 | ロボット曲面倣い制御方法 |
-
1994
- 1994-08-24 JP JP19988494A patent/JPH0866879A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007310594A (ja) * | 2006-05-17 | 2007-11-29 | Okuma Corp | 数値制御工作機械の制御装置 |
| KR100809352B1 (ko) * | 2006-11-16 | 2008-03-05 | 삼성전자주식회사 | 파티클 필터 기반의 이동 로봇의 자세 추정 방법 및 장치 |
| JP2021094633A (ja) * | 2019-12-16 | 2021-06-24 | 川崎重工業株式会社 | ロボット曲面倣い制御方法 |
| WO2021125175A1 (ja) * | 2019-12-16 | 2021-06-24 | 川崎重工業株式会社 | ロボット曲面倣い制御方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20011106 |