JPS5827074B2 - Method for detecting the state of the object to be measured - Google Patents
Method for detecting the state of the object to be measuredInfo
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- JPS5827074B2 JPS5827074B2 JP12184075A JP12184075A JPS5827074B2 JP S5827074 B2 JPS5827074 B2 JP S5827074B2 JP 12184075 A JP12184075 A JP 12184075A JP 12184075 A JP12184075 A JP 12184075A JP S5827074 B2 JPS5827074 B2 JP S5827074B2
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、被測定物の状態量を検出する検出方法に関す
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a detection method for detecting state quantities of an object to be measured.
工業用ロボットを用いて対象系に対する作業を行う際に
、その作業対象系が正確に位置決めされていないような
場合、或いは作業対象系をあらかじめ正確に位置決めす
ることが困難であるような場合等には、その作業対象系
の状態量、例えば位置等に関する正確な情報を得るため
に、触覚或いは視覚等の感覚を用いるという方法が一般
的である。When performing work on a target system using an industrial robot, when the work target system is not accurately positioned, or when it is difficult to accurately position the work target system in advance, etc. A common method is to use senses such as touch or vision in order to obtain accurate information regarding the state quantities of the work target system, such as the position.
しかし、前者の触覚を用いるという方法は汎用的な触覚
装置として利用しようとする場合或いは専門的なもので
あっても装置の適用範囲や条件をある程度、広くとろう
とする場合などにおいては、当該触覚位置から得られる
情報の処理に極めて複雑な演算を行なわせなくてはなら
ず、高度な演算機能を持った計算処理装置が必要である
上、計算量も多くを要していた。However, the former method of using the tactile sense is useful when trying to use it as a general-purpose tactile device, or when trying to widen the applicability range and conditions of the device even if it is a specialized one. Extremely complex calculations must be performed to process the information obtained from the position, which requires a calculation processing device with advanced calculation functions and requires a large amount of calculation.
また、後者の視覚を用いるという方法に於いては、視覚
装置としてITV(工業用)カメラ或いは光電素子等の
要素が必要であって、しかも処理装置としてもかなり高
級な計算機が不可欠であり、一般の需要に応するには価
額の点で問題が多いという現状にあった。In addition, in the latter method of using vision, elements such as an ITV (industrial) camera or a photoelectric element are required as a visual device, and a fairly high-grade computer is essential as a processing device. The current situation was that there were many problems in terms of price in order to meet the demand.
本発明の目的は、移動装置に備えられた検出手段を被測
定物に対して移動可能にして、正確且つ容易に被測定物
の状態量を検出出来るようにした被測定物の状態検出方
法を提供することにある。An object of the present invention is to provide a method for detecting the state of a measured object, in which a detection means provided in a moving device is movable relative to the measured object, and the state quantity of the measured object can be accurately and easily detected. It is about providing.
かかる目的を達成する本発明の要旨は、
被測定物の状態量を移動手段に取付けられた検出手段に
よって検出する被測定物の状態検出方法において、被測
定物の状態量のうちから特定の複数のパラメータを選び
、そしてこれら複数のパラメータの中から1つのパラメ
ータを選択し、この選択された1つの特定のパラメータ
に対応させて前記検出手段を被測定物に対して第1の特
定の値となる位置まで移動させ、次に前記1つの特定の
パラメータを該第1の特定の値に保ちながら他の特定の
パラメータがそれぞれの特定の値となるまで前記移動手
段を駆動して該検出手段を前記被測定物に対して移動さ
せることを他の各パラメータ毎にそれぞれ行い、これら
特定の各パラメータがそれぞれの特定の値に相当する位
置にて被測定物の状態量を前記検出手段を通じて検出す
るようにしたものから構成される被測定物の状態検出方
法にある。The gist of the present invention to achieve such an object is to provide a method for detecting the state of a measured object by detecting the state quantities of the measured object using a detection means attached to a moving means. Then, one parameter is selected from among the plurality of parameters, and the detection means is set to a first specific value for the object to be measured in correspondence with the selected one specific parameter. and then drive the moving means until the other specific parameters reach their respective specific values while keeping the one specific parameter at the first specific value, thereby detecting the detection unit. The object to be measured is moved for each of the other parameters, and the state quantity of the object to be measured is detected through the detection means at a position where each of these specific parameters corresponds to a specific value. A method for detecting the state of an object to be measured is provided.
以下、図面により本発明の一実施例を説明するC第1図
は、直角座標系工業用ロボットの手首先端に取付けられ
た触覚装置によって円板状の対象物の姿勢を検出する場
合の状態を示した全体の斜視図である。Hereinafter, one embodiment of the present invention will be explained with reference to the drawings. Figure C1 shows a state in which the attitude of a disc-shaped object is detected by a tactile device attached to the wrist tip of a Cartesian coordinate system industrial robot. It is a perspective view of the whole shown.
油圧シリンダ1により第1のコラム2上をX軸方向へ往
復移動する鞍3と、この鞍3上に直立に設けられた第2
のコラム4に沿って油圧シリンダ5によりX軸方向に上
下動する十字軸受箱6と、この十字軸受箱6に取付けら
れ、油圧シリンダ7によってY軸方向に往復動させるコ
ラム8と、このコラム8の先端に固定された鉛直軸線の
まわりに回転動し得る手首機構9とを有している。A saddle 3 that reciprocates in the X-axis direction on a first column 2 by a hydraulic cylinder 1, and a second saddle 3 provided upright on this saddle 3
a cross bearing box 6 that is moved up and down in the X-axis direction by a hydraulic cylinder 5 along the column 4; a column 8 that is attached to the cross-bearing box 6 and reciprocated in the Y-axis direction by a hydraulic cylinder 7; It has a wrist mechanism 9 that can rotate around a vertical axis fixed to the tip of the wrist.
この手首機構に触覚装置10が取付けられている。A haptic device 10 is attached to this wrist mechanism.
かかる触覚装置10は対象物Wを円板状のものとして本
発明者等によって提案されたものであって、円板の中心
位置と傾きとを検出する機能に適した構造になっている
。Such a tactile device 10 was proposed by the present inventors using a disc-shaped object W, and has a structure suitable for the function of detecting the center position and inclination of the disc.
対象物Wは、例えば自動車のロードホイールである。The object W is, for example, a road wheel of an automobile.
かかるロードホイールはバンドルによって容易に傾きが
変わり、どの方向をむいているか分らない。The inclination of such a road wheel changes easily depending on the bundle, and it is difficult to tell which direction it is facing.
更に、自動車本体の寸法誤差が大きいため、ロードホイ
ールの中心位置も明らかでない。Furthermore, due to large dimensional errors in the vehicle body, the center position of the road wheel is not clear.
従って、上述のような機能を有する触覚装置10が必要
となってくる。Therefore, there is a need for a haptic device 10 having the functions described above.
触覚装置10は、4本の触角11,12,13゜14を
具えている。The tactile device 10 comprises four antennae 11, 12, 13°14.
第2図にはかかる触覚装置10の拡大図を示している。FIG. 2 shows an enlarged view of such a haptic device 10.
触角11及び12は平行リンク機構により互いに平行に
Z軸方向にのみ変位しうるようになっている。The antennae 11 and 12 can be displaced parallel to each other only in the Z-axis direction by a parallel link mechanism.
触角13,14は、互いにY軸方向にのみ変位するよう
になっている。The antennae 13 and 14 are configured to be displaced relative to each other only in the Y-axis direction.
これらの触角は、平常時には、それぞれ上端ないし前方
に引き上げられ、或いは突き出されており、対象物Wに
接触すると変位するようにバネ111,121,131
,141で支持されている。In normal times, these antennae are pulled up or protruded toward the upper end or the front, and are supported by springs 111, 121, 131 so that they are displaced when they come into contact with the object W.
, 141.
更に、各触角は、ポテンショメータ110゜120.1
30,140に接続されており、各触角の変位を電圧信
号に変換して取り出すように構成されている。Furthermore, each antennae has a potentiometer 110°120.1
30 and 140, and is configured to convert the displacement of each antenna into a voltage signal and extract it.
かかる触覚装置を用いて対象物Wの位置を検出する場合
に、各触角から得られる変位量をデータ処理装置に読み
込ませる必要がある。When detecting the position of the object W using such a tactile device, it is necessary to read the amount of displacement obtained from each tactile angle into the data processing device.
この系統図を第3図に示す。This system diagram is shown in Figure 3.
4個の触角の各々に取付けられたポテンショメーク11
0,120,130゜140からの変位量検出電圧信号
は、選択回路15によって切り換えられ、所要のポテン
ショメータの出力電圧信号を取り出せるようになってい
る。Potentiometer 11 attached to each of the four antennae
The displacement detection voltage signals from 0, 120, and 130 degrees 140 are switched by a selection circuit 15 so that a desired potentiometer output voltage signal can be extracted.
この取り出された信号は、A/D変換器16に送られ、
2進のディジタル信号に変換され、次いでデータ処理装
置19に入力さへ処理される。This extracted signal is sent to the A/D converter 16,
The signal is converted into a binary digital signal and then input to a data processing device 19 for processing.
今、上記触覚装置の4本の触角11 、12゜13.1
4が対象物の円板に接触している第4図の如き状態を考
える。Now, the four antennae of the tactile device 11, 12°13.1
Consider a situation as shown in FIG. 4, in which the object 4 is in contact with the disk of the object.
中心位置、及び傾きの検出動作を述べよう。Let us describe the center position and tilt detection operations.
かかる第4図の平面図を第5図、立面図を第6図に示す
。A plan view of FIG. 4 is shown in FIG. 5, and an elevational view is shown in FIG. 6.
触角11,12,13゜14の変位をそれぞれLa、R
a、la、raとすflf、触覚装置10の主軸と対象
物Wの円板の主軸とのなす角度をφとすれば、
となり、触角11と12との変位差Zaは円板の傾きφ
及び角度αの関数である。The displacements of the antennae 11, 12, 13°14 are La and R, respectively.
a, la, ra and flf, and if the angle between the principal axis of the haptic device 10 and the principal axis of the disk of the object W is φ, then the displacement difference Za between the antennae 11 and 12 is the inclination of the disk φ
and the angle α.
これをαについて解き、
とおけば、円板の中心と触覚装置の中心との偏差Teは
、
となる。If we solve this for α and set , then the deviation Te between the center of the disk and the center of the haptic device becomes .
上述の工業用ロボットは直交座標系であるため、この偏
差と等価な修正量をロボットのX軸、及びY軸にふりわ
けて指令を与えなくてはならない。Since the above-mentioned industrial robot has an orthogonal coordinate system, it is necessary to allocate a correction amount equivalent to this deviation to the X-axis and Y-axis of the robot and give a command.
これをそれぞれ、Xe1.Yeo とすれば、となる。These are respectively Xe1. If it is Yeo, then it becomes.
また、触覚装置の主軸と円板の主軸とのなす角度φは、
であるから、
となり、円板と触覚装置とを平行にするためには、ロボ
ットの手首振り軸(以下SW軸と呼ぶ)の傾きをφだけ
回転すればよいことがわかる。In addition, the angle φ between the main axis of the haptic device and the main axis of the disk is as follows.In order to make the disk and the haptic device parallel, the robot's wrist swing axis (hereinafter referred to as the SW axis) must be It can be seen that it is sufficient to rotate the slope by φ.
ここで、さらにこの修正動作において、回転中心が円板
面上に来るようにするためには、この回転動作と同時に
Y軸およびY軸にそれぞ札
の移動量を与えればよい。Further, in this correction operation, in order to bring the rotation center onto the disk surface, it is sufficient to apply the amount of movement of the bill to the Y-axis and the Y-axis simultaneously with this rotation operation.
以上より、第4図のように、
4本の触角が対象
物である円板に接触している場合には、ロボット各軸の
所要修正量Xe、Yo、SWoは、各触角の変位量を用
いて、
なる関係式から成り立つ。From the above, as shown in Figure 4, when the four antennae are in contact with the target disk, the required correction amounts Xe, Yo, and SWo for each axis of the robot are the displacement amount of each antennae. It is established from the relational expression.
これらの式を正確に計算することができれば、ロボット
各軸をその計算結果にもとずいて移動させることにより
対象物の円板の中心位置および傾きと触覚装置の中心位
置および傾きを一致させることが可能になる(但し、実
際上は、上述の関係式によってロボット各軸を移動した
後の時点におけるロボット各軸の位置をxl、y、、z
、、swlとすれば、円板の中心位置の座標X。If these formulas can be calculated accurately, it will be possible to match the center position and inclination of the target disk with the center position and inclination of the haptic device by moving each axis of the robot based on the calculation results. (However, in practice, the position of each axis of the robot at the time after moving each axis of the robot is expressed as xl, y, z
,,swl is the coordinate X of the center position of the disk.
、Yo、Zoおよび傾きの値SWoは、で与えられるも
のである)。, Yo, Zo and the slope value SWo are given by ).
かかる計算式は極めて複雑である。Such a calculation formula is extremely complex.
この複雑な計算式をオンライン的に処理するためには、
規模の大きいデータ処理装置を用意しなければならない
。In order to process this complex calculation formula online,
A large-scale data processing device must be prepared.
例えば、上記計算式を処理するためには、乗算、除算、
三角1関数の演算を始めとして、パラメータ変数を持っ
た陰間数の演算をも行わなければならない。For example, in order to process the above formula, multiplication, division,
In addition to computing trigonometric functions, it is also necessary to compute implicit numbers with parameter variables.
勿論、規模の小さいデータ処理装置によってもある程度
の処理は可能である。Of course, a certain amount of processing is possible even with a small-scale data processing device.
例えば、三角関係はもとより乗除算の機能を持っていな
いデータ処理装置で上述の機能を処理するためには、ソ
フトウェアとしてプログラム上で処理するが、記憶装置
にあらかじめ計算表を収納しておくか、或いはハードウ
ェアとしてこれらの演算処理回路を追加するか、などの
方法をとることになる。For example, in order to process the above-mentioned functions with a data processing device that does not have the functions of multiplication and division, let alone trigonometric relations, the processing is performed on a software program, but calculation tables must be stored in advance in the storage device. Alternatively, methods such as adding these arithmetic processing circuits as hardware may be taken.
しかし、上記第1の方法では、処理時間が多くかかリオ
ンライン的な制御は間に合わず、第2の方法では、すで
に装置として与えられている記憶装置の容量のすべてを
使う程度の容量規模となり、その計算に附随して行われ
る程制御に必要なデータ等の記憶領域をなくしてしまう
ことになり、実際上計算処理を行い得ない事態を生む。However, in the first method, the processing time is too long and the re-online control cannot be done in time, and in the second method, the capacity scale is such that the entire capacity of the storage device already provided as the device is used. , the more the calculation is carried out, the more the storage area for data necessary for control is lost, creating a situation where the calculation process cannot actually be performed.
また仮に、記憶容量を増加した場合、小型のデータ処理
装置としては、装置全体の規模から考慮して許容し得な
い記憶容量となってしまう。Furthermore, even if the storage capacity were to be increased, the storage capacity would be unacceptable for a small data processing apparatus considering the overall scale of the apparatus.
いずれにしろ、実際上は処理不可能となる。In any case, it becomes practically impossible to process.
更に、第3の方法は、価額的に高価にならざるを得ない
欠点を持つ。Furthermore, the third method has the drawback of being expensive.
以上述べた大型と小型とは実際上次のようになっている
。The above-mentioned large and small sizes are actually as follows.
大型のデータ処理装置とは、乗算や除算、更には三角関
数等の複雑な計算を処理する能力を持つものであり、汎
用ディジタル計算機や大型の制御用計算機がその範囲と
して含まれる。Large-scale data processing devices have the ability to process complex calculations such as multiplication, division, and even trigonometric functions, and include general-purpose digital computers and large-scale control computers.
小型のデータ処理装置とは上記計算処理能力を持たず、
規模も小型のものであり、小型計算機、即ち通称マイク
ロコンピュータやミニコンピユータと称せられるもの、
或いは、上記汎用ディジタル計算機や制御用計算機の端
末での部分的データ処理を行う小型のデータ処理装置を
含むものである。A small data processing device is one that does not have the above calculation processing capacity,
They are also small in size, and are commonly referred to as microcomputers or minicomputers.
Alternatively, it includes a small data processing device that performs partial data processing at a terminal of the general-purpose digital computer or control computer.
ここで、特別に大型と小型との相異及びそれらの処理能
力に触れた理由は、ロボット制御を現実的に処理するた
めである。The reason why we have specifically mentioned the differences between large and small robots and their processing capabilities is to realistically process robot control.
ロボットの制御は、対象物によって多少の違いはあるが
、一般的には動作として簡単なものが多い。Control of robots varies somewhat depending on the object, but in general, the movements are simple.
しかし、その動作を制御の観点からみた場合、上述した
ように相当に複雑な計算式によってその動作は成り立っ
ている。However, when this operation is viewed from the viewpoint of control, the operation is achieved by a considerably complicated calculation formula as described above.
このことは、装置からみた場合、極めて不合理である。This is extremely unreasonable from the perspective of the device.
例えば、大型のデータ処理装置によればロボットの制御
は簡単である。For example, a robot can be easily controlled using a large data processing device.
しかし、ロボットの制御を行うために大型のデータ処理
装置を使うことは、経済的でない。However, it is not economical to use a large data processing device to control the robot.
従って、小型のデータ処理装置を使うことが、理想とな
る。Therefore, it would be ideal to use a small data processing device.
しかし、上述したように、従来の如き一般的な使い方や
一般的な考え方の延長に立つかぎり、計算処理能力は、
限度を持ってくる。However, as mentioned above, as long as it is an extension of conventional general usage and general thinking, computational processing power
Bring limits.
この小型のデータ処理装置に於ける欠点は本質的なもの
である。The disadvantages of this compact data processing device are substantial.
しかし、特定の考え方を導入すれば、複雑な計算式の処
理も可能である。However, by introducing a specific way of thinking, it is possible to process complex calculation formulas.
以下、本発明の基本的考え方を述べよう。The basic idea of the present invention will be described below.
小型のデータ処理装置としてマイクロコンピュータを考
える。Consider a microcomputer as a small data processing device.
マイクロコンピュータの基本的な演算には、シフトない
しはローティトと呼ぶものがある。The basic operations of microcomputers include what is called a shift or rotation.
例えば、アセンブラ言語上では、シフト命令はl’−R
ARJないしはrRALJなどの記号で表現される。For example, in assembly language, the shift instruction is l'-R
It is expressed by a symbol such as ARJ or rRALJ.
命令「RARJとは、コンピュータ内のアキュームレー
タ上の数値Pを
とすれば(1語を8ビツトとする)、
ト命令によって
1桁右シフ
が得られる。The command ``RARJ'' means that if the value P on the accumulator in the computer is (one word is 8 bits), then a one-digit shift to the right can be obtained by using the ``T'' instruction.
従って、を「0」とすれば、 ここで更にP′の最上位の桁 となる。Therefore, if we set ``0'', then Here, the most significant digit of P′ becomes.
Pに対してPRは、2分の1になっていることを示す。PR is 1/2 of P.
一般にアキュームレータ上の数値Pに対してシフト命令
rRARJをn(n≦8)行い、その結果の数値におい
て上位n桁をすべて「0」にしたものをQとすれば、
となる。Generally, if n (n≦8) shift commands rRARJ are performed on the numerical value P on the accumulator, and Q is the resultant numerical value with all the upper n digits set to "0", then the following is obtained.
ここで、〔〕は、カッコ内の数値を越えない最大の整数
を示すもので、いわゆるガウス記号である。Here, [ ] indicates the largest integer that does not exceed the number in parentheses, and is a so-called Gauss symbol.
かかる(4)式は、簡単化すれば、
となり、いわゆる(]「)とPとの乗算を行ったことと
等価とみなせる。Equation (4) can be simplified as follows, and can be regarded as equivalent to multiplying so-called (]'') by P.
即ち、単純な機能しか持たないコンピュータによっても
、ごく限られたものではあるが乗除算を近似的に遂行で
きることとなる。In other words, even a computer with only simple functions can approximately perform multiplication and division, albeit to a very limited extent.
以上が本発明の第1の基本的考え方である。次に、第2
の基本的考え方を述べよう。The above is the first basic idea of the present invention. Next, the second
Let me explain the basic idea.
上述の各関係式を複雑にしている理由は、変数が相互に
関係しているためである。The reason why each of the above-mentioned relational expressions is complicated is that the variables are interrelated.
変数を一般化してパラメータと称する。Variables are generalized and called parameters.
すべてのパラメータの相互関係を同時に満足させながら
、演算を進めてゆこうとすればする程、計算過程は複雑
なものとなる。The more a calculation is attempted while simultaneously satisfying the interrelationships of all parameters, the more complicated the calculation process becomes.
従って、逆に、パラメータを順次減少させてゆくならば
、その減少に対応して計算は簡単になってゆく。Therefore, conversely, if the parameters are sequentially decreased, the calculation becomes simpler as the parameters decrease.
このことを制御の観点からみれば、上述の関係式を簡単
になる方向にあらかじめロボットを移動させ(これは、
パラメータ毎に制御を行わせることを意味する)た後、
次の過程の制御を行わせようとすることと等価となる。Looking at this from a control perspective, the robot is moved in advance in a direction that makes the above relational expression simpler (this is
(means controlling each parameter), then
This is equivalent to trying to control the next process.
例えば、(2) 、 (3) 。(4) 、 (5)式
は角度φを含む関係式であるが、最初に(8) 、 (
9)式の関係によってロボットの手首軸を角度φだけ回
転しておくことによれば、その結果として触覚装置と円
板との主軸は一致し、触覚装置からみて対象物の円板外
周は楕円でなく円となる。For example, (2), (3). Equations (4) and (5) are relational equations that include the angle φ, but first, (8) and (
If the wrist axis of the robot is rotated by the angle φ according to the relationship in equation 9), as a result, the principal axes of the haptic device and the disk will coincide, and the outer circumference of the disk of the object will be an ellipse as seen from the haptic device. It becomes a yen instead.
この状態に於いて得られる触角11.12の変位を改め
て、La、Raとおくことにすれば、(2)弐〜(5)
式はすべてそれらの式においてφ−〇としたものとなり
、(6)、(7)式は、
となってパラメータを1つ減らすことができる。If we redefine the displacement of the antennae 11.12 obtained in this state as La and Ra, then (2)2~(5)
All equations are set to φ−〇, and equations (6) and (7) become as follows, allowing the number of parameters to be reduced by one.
即ち、ロボット本体を特定のパラメータに関連して動か
すことによってコンピュータの演算能力を相当程度補う
ことが可能になる。That is, by moving the robot body in relation to specific parameters, it is possible to significantly supplement the computing power of the computer.
次に第3の基本的考え方を述べよう。Next, let me explain the third basic idea.
この考え方は上記第1の考え方を発展させたものである
。This idea is a development of the first idea above.
上記関係式の中で、特定の関数により近似可能なパラメ
ータがある。Among the above relational expressions, there are parameters that can be approximated by specific functions.
関数近似を行わせた場合、当然のことながら、近似誤差
を生ずる。Naturally, approximation errors occur when function approximation is performed.
この近似誤差は、関数近似を何回か継続して行わせるこ
とによって、無視可能な値に収束させることが可能であ
る。This approximation error can be converged to a negligible value by continuously performing function approximation several times.
直線近似の事例を述べよう。(9)式の関係に於いて、
触角13,14の変位差■3の値は当該触角に接続され
たポテンションメータの印加電圧およびA/D変換器の
変換係数によって定まる値であり、一方、角度φの値は
ロボット手首のSW軸への回転角度指令として当該軸の
位置検出器の分解度によって定まるものである力曳いま
、それらの影響を含めて(9)式の関係が第7図の実線
で示すようになっているものとする。Let's discuss an example of linear approximation. In the relationship of equation (9),
The value of the displacement difference (■3) between the antennas 13 and 14 is determined by the voltage applied to the potentiometer connected to the antenna and the conversion coefficient of the A/D converter, while the value of the angle φ is determined by the SW of the robot wrist. The rotation angle command for the shaft is determined by the resolution of the position detector of the shaft, and the relationship in equation (9) including these influences is shown by the solid line in Figure 7. shall be taken as a thing.
この時、SW軸への回転角度指令φは、 と近似可能となる。At this time, the rotation angle command φ to the SW axis is It can be approximated as
この式に基づく直線は点線で示される。A straight line based on this equation is shown as a dotted line.
かかる式は、第1の基本的考え方によるシフト命令によ
って実現できる。Such a formula can be realized by a shift instruction based on the first basic idea.
修正動作について具体的に述べよう。Let's talk specifically about the corrective action.
第7図に於いて、検出されてなる変位量yaが100デ
イジツト(以下、digitsと略す)であったとする
。In FIG. 7, it is assumed that the detected displacement amount ya is 100 digits (hereinafter abbreviated as digits).
この時、SW軸の所要修正量φの近似値はφ=50 d
igi tsとなる。At this time, the approximate value of the required correction amount φ of the SW axis is φ=50 d
igi ts.
この近似値を回想目標値としてSW軸の回転を行えば、
回転動作後の誤差は、仮想目標値と実際の値との差ε1
である。If the SW axis is rotated using this approximate value as the recall target value,
The error after the rotation operation is the difference between the virtual target value and the actual value ε1
It is.
差ε1は約5digitsとなる。尚、φ1は実際の値
である。The difference ε1 is approximately 5 digits. Note that φ1 is an actual value.
従ってこの・状態におけるSW軸の位置と真の目標値と
の誤差は、φ= 5 digi tsに対応する値φ2
に対するYaの値ya1になる。Therefore, the error between the SW axis position and the true target value in this state is the value φ2 corresponding to φ=5 digits.
The value of Ya becomes ya1.
ここで、再度の修正を行えば、ya□は12 digi
tsである故、それに対応するφの値φ、は6digi
tsとなり、誤差ε2は1 d igi tsとなる。Now, if we make the correction again, ya□ will be 12 digi
ts, the corresponding value of φ is 6 digi
ts, and the error ε2 becomes 1 d igi ts.
従って、この2回の修正後の角度の誤差はφ=1dig
itsということになる。Therefore, the angle error after these two corrections is φ=1dig
That means its.
即ち、(9)式のような関係式をマイクロコンピュータ
のシフト命令で代行できる程度の大まかな線形の関係に
近似し、−担その近似値を仮想の目標値としてロボット
を移動させ、その後で再度同様の操作を行うことを操り
返すことによって、近似誤差を零(0)となる方向に収
束させて行くことが可能となる。In other words, the relational expression (9) is approximated to a rough linear relationship that can be substituted by a microcomputer's shift command, the robot is moved using the approximate value as a virtual target value, and then the robot is moved again. By repeating similar operations, it becomes possible to converge the approximation error in the direction of zero (0).
以上の演算では、1ビツトシフトによる直線近似とした
が、対象関係式の性格によって、2ビツトシフト等によ
る他のシフトによって直線近似を行わせることも可能で
ある。In the above calculation, linear approximation was performed using a 1-bit shift, but depending on the nature of the object relational expression, linear approximation may be performed using other shifts such as a 2-bit shift.
次に、かかる原理に基づく、本発明の実施例を述べよう
。Next, examples of the present invention based on this principle will be described.
第8図は、本発明の実施例をブロック図により示したも
のである。FIG. 8 is a block diagram showing an embodiment of the present invention.
特定パラメータ演算装置200は、ポテンションメータ
110゜120.130,140から得られる検出信号
200a、200b、200c、200dを入力とし、
A/D変換処理等の前処理を行った後、特定パラメータ
に関する演算処理を行う装置である。The specific parameter calculation device 200 inputs detection signals 200a, 200b, 200c, and 200d obtained from the potentiometers 110, 120, 130, and 140,
This is a device that performs arithmetic processing regarding specific parameters after performing preprocessing such as A/D conversion processing.
この特定パラメータに関する演算処理とは、パラメータ
を減らしてゆくこと、及び該減らすにあたって、そのパ
ラメータの処理を簡単化した処理式のもとに演算を行っ
てゆくことを意味している。The arithmetic processing regarding this specific parameter means that the number of parameters is reduced, and in the reduction, the calculation is performed based on a processing formula that simplifies the processing of the parameter.
具体的には、例えば、先ず、角度φに着目し、該φをシ
フトによる直線近似によって近似させ、演算処理を行わ
せている。Specifically, for example, first, attention is paid to the angle φ, and the angle φ is approximated by linear approximation by shifting, and arithmetic processing is performed.
従って、該演算装置200には、どのパラメータをどの
ような順位のもとに減少させてゆくか、そしてその各順
位の中でどのような近似条件のもとに演算を行ってゆく
かがあらかじめ設定されている。Therefore, the arithmetic device 200 has information in advance about which parameters are to be reduced in what order and under what approximation conditions in each order. It is set.
従って、所定のデータが入力されることによって、特定
パラメータの演算が順次行われてゆくことになる。Therefore, by inputting predetermined data, calculations of specific parameters are sequentially performed.
移動量設定装置201は、上記特定パラメータ演算装置
200から得られるデータ及び各ポテンショメータから
の検出信号200a、200b。The movement amount setting device 201 uses data obtained from the specific parameter calculation device 200 and detection signals 200a and 200b from each potentiometer.
200c、200dを入力として、ロボットの移動量を
設定させる装置である。This is a device that uses inputs 200c and 200d to set the amount of movement of the robot.
ロボットの移動量とは、先に述べたように、Xe、Ye
、SWe等の値を示している。As mentioned earlier, the amount of movement of the robot is Xe, Ye
, SWe, etc. are shown.
ロボット1駆動回路202は、かかる移動量設定装置2
01からの設定信号を受け、ロボット203の姿勢制御
を行うものである。The robot 1 drive circuit 202 is configured to control the movement amount setting device 2.
It receives a setting signal from 01 and controls the posture of the robot 203.
かかるロボット駆動回路202によりロボット203は
設定された移動量だけ駆動される。The robot drive circuit 202 drives the robot 203 by a set amount of movement.
このようにして移動された後におけるロボット203の
状態量は、ポテンショメータ110,120,130.
140により再度検出され、特定パラメータ設定装置2
00に入力される。After being moved in this way, the state quantities of the robot 203 are determined by the potentiometers 110, 120, 130, .
140, and the specific parameter setting device 2
00 is input.
いわゆるフィードバック動作となる。以上の各装置によ
り、処理量の少ない小型のデータ処理装置、例えばマイ
クロコンピュータにより複雑な関係式を簡単な処理形態
により処理可能となる。This is a so-called feedback operation. Each of the above devices enables a small data processing device with a small processing amount, such as a microcomputer, to process complex relational expressions in a simple processing form.
尚、第8図に於いて、移動量設定装置210から特定パ
ラメータ設定装置200へ信号が出力されているカベ
これは、特定パラメータ設定装置200での演算には、
移動量設定装置201からの出力信号を必要としている
ためである。In addition, in FIG. 8, the wall where the signal is output from the movement amount setting device 210 to the specific parameter setting device 200 is
This is necessary for calculation in the specific parameter setting device 200.
This is because the output signal from the movement amount setting device 201 is required.
このことを含めて、特定パラメータ設定装置200に関
して第9図により、より詳細に説明しよう。Including this, the specific parameter setting device 200 will be explained in more detail with reference to FIG.
第9図は、特定パラメータ設定装置200の内部構成を
示す図である。FIG. 9 is a diagram showing the internal configuration of the specific parameter setting device 200.
図に於いて、パラメータ演算順位設定装置2001は、
演算開始の指令により起動し、あらかじめ定められたパ
ラメータの順位に従って、パラメータの選択を行ってゆ
くものである。In the figure, the parameter calculation order setting device 2001 is
It is activated by a command to start calculation, and selects parameters according to a predetermined order of parameters.
この順位はあらかじめ定められていることが基本である
が、計算の過程では必要に応じて順位が自動的に変更さ
れる場合がある。This ranking is basically determined in advance, but the ranking may be automatically changed as necessary during the calculation process.
該演算順位設定装置2001は、かかる順位自動設定機
能をも持っている。The calculation ranking setting device 2001 also has such a ranking automatic setting function.
この順位自動設定に必要なデータは具体的には、第8図
に述べたポテンショメータにより与えられるところの検
出信号200a。Specifically, the data necessary for this automatic ranking setting is the detection signal 200a provided by the potentiometer described in FIG.
200b、200c、200dである。They are 200b, 200c, and 200d.
該パラメータ演算順位設定装置2001より指定される
パラメータは、特定パラメータ近似条件設定装置200
2に入力する。The parameters specified by the parameter calculation order setting device 2001 are specified by the specific parameter approximation condition setting device 200.
Enter 2.
該特定パラメータ近似条件設定装置2002は、パラメ
ータによってどのような近似条件を満足するかあらかじ
め設定されており、従って、上記選択されたパラメータ
の入力により、近似すべき条件を設定し、出力すること
になる。The specific parameter approximation condition setting device 2002 is set in advance as to what kind of approximation conditions are satisfied by the parameters, and therefore, by inputting the selected parameters, it sets and outputs the conditions to be approximated. Become.
該近似すべき条件を入力とする命令設定装置2003は
、近似すべき条件に従って必要とする命令を設定するも
のである。The command setting device 2003, which receives the conditions to be approximated, sets necessary commands according to the conditions to be approximated.
命令には、先に述べたシフト命令がその代表としである
。A typical command is the shift command mentioned above.
該命令設定装置2003により出力された命令は、次段
のデータ処理部2004に入力する。The command output by the command setting device 2003 is input to the data processing unit 2004 at the next stage.
データ処理部2004では、必要とする入力データ20
04aを入力として処定関係式のもとにパラメータの演
算を行う。In the data processing unit 2004, necessary input data 20
Parameters are calculated based on the processing relational expression using 04a as input.
入力データ2004aとは、具体的には、第8図で述べ
たポテンショメータからの検出信号、のデータである。Specifically, the input data 2004a is the data of the detection signal from the potentiometer described in FIG.
該データ処理部でパラメータの演算が完了すると起動信
号2004bが発生し、再びパラメータ演算順位設定装
置2001を起動し、次の順位のパラメータを選択する
ことになる。When the parameter calculation is completed in the data processing section, a start signal 2004b is generated, and the parameter calculation order setting device 2001 is started again to select the parameter of the next order.
以上の実施例は、極めて定性的な範囲でまとめたもので
あり、実際の特定のモデルにより細部構成は種々異って
くる。The above embodiments are summarized within a very qualitative range, and the detailed configuration may vary depending on the actual specific model.
こうした細部構成は、発明の目的にそぐわないので省略
することとする。These detailed configurations are omitted because they do not suit the purpose of the invention.
尚上記実施例では、直線近似としたが、一般に曲線的な
関係式のもとにあるパラメータに対しても本発明は適用
可能である。Although the above embodiment uses linear approximation, the present invention is also applicable to parameters that are generally based on curved relational expressions.
例えば、曲線を直線で近似する折線近似方式を使用すれ
ば、曲線近似が可能であることはよく知られている。For example, it is well known that curve approximation is possible by using a broken line approximation method in which a curve is approximated by a straight line.
従って、名折線に対応するシフト命令を用意しておくこ
とによって、該シフト命令の組合せにより曲線近似が可
能となる。Therefore, by preparing shift commands corresponding to the famous line, curve approximation becomes possible by combining the shift commands.
各関係式の中で、折線近似の占める割合は比較的大きく
、本発明ではシフト命令の組合せ(伺ビットシフトさせ
るかということ)による近似方式が積極的に活用される
。Among each relational expression, the polygonal line approximation occupies a relatively large proportion, and in the present invention, an approximation method based on a combination of shift commands (whether to shift bits or not) is actively utilized.
例えば、tanψのような関係を、0°≦ψ≦300で
はtanψ÷−凭1
300≦φ≦45°ではjanψ中1+ψ。For example, a relationship such as tanψ is tanψ÷−1 when 0°≦ψ≦300, and 1+ψ in janψ when 300≦φ≦45°.
という如きm
折線で近似して、ロボット手首軸SWの回転量をX、Y
軸の移動量と関連づけることが可能となる。By approximating it with a broken line, the amount of rotation of the robot wrist axis SW can be expressed as X, Y.
It becomes possible to relate this to the amount of movement of the axis.
以上、本発明を直角座標系工業用ロボットの手首先端に
取付けられた触覚装置によって円板状の対象物Wの姿勢
を検出する場合について説明してきた。The present invention has been described above with respect to a case where the attitude of a disc-shaped object W is detected by a tactile device attached to the wrist end of a Cartesian coordinate system industrial robot.
他の事例にも本発明は適用できる。例えば第10図は、
2本のXY平面内に互いに直角に置かれた棒状触角17
.18によって互いに90°づつ隔って設置されたボル
トの位置を検出する触覚装置を示す。The present invention is also applicable to other cases. For example, in Figure 10,
Rod-like antennae 17 placed at right angles to each other in two XY planes
.. 18 shows a tactile device for detecting the position of bolts placed 90° apart from each other.
図に於いて、垂直方向の触角17の長さはて7・水平方
向0触角18″長さは″(但し、VうPより犬)となっ
ている。In the figure, the length of the antennae 17 in the vertical direction is 7, and the length of the antennae 18 in the horizontal direction is 7'' (however, V is longer than P).
但し、ここで、Pは4本のボルト19,20,21,2
2の各ピッチである。However, here, P is the four bolts 19, 20, 21, 2
2 pitches.
この時、ボルト群を有する円板W1の傾きを人とすれば
、垂直触角17及び水平触角18の円板中心からの変位
量をそれぞれ、Ha、■3とすると、
となる。At this time, if the inclination of the disk W1 having the bolt group is human, and the displacement amounts of the vertical antenna 17 and the horizontal antenna 18 from the center of the disk are Ha and 3, respectively, the following equations are obtained.
かかる関係式においても、ごく大まかな直線近似を行い
、ロボットを動作させて再度近似するという方法を繰り
返すことによって、正確な位置検出が可能となる。Even in such a relational expression, accurate position detection is possible by repeating the method of making a very rough linear approximation, operating the robot, and reapproximating it.
以上詳細に説明したように、本発明の検出方法によれば
、移動装置に取付けられた検出手段を被測定物の状態量
である各パラメータ毎に特定の値の位置まで該被測定物
に対して移動させ、これら特定の値の位置にて被測定物
の状態量を該検出手段を通じて測定するようにしたので
極めて正確、且つ容易に被測定物の状態量を検知するこ
とが可能となるという効果を奏する。As explained in detail above, according to the detection method of the present invention, the detection means attached to the moving device is moved toward the object to be measured until it reaches a position of a specific value for each parameter that is the state quantity of the object to be measured. Since the state quantity of the object to be measured is measured through the detection means at the position of these specific values, it is possible to detect the state quantity of the object to be measured very accurately and easily. be effective.
第1図は工業用ロボットと対象物である円板との関係を
示す斜視図、第2図は触覚装置の斜視図、第3図は触覚
装置からの検出信号の処理を行うブロック図、第4図は
触覚装置と円板との接触状態を示す図、第5図及び第6
図は第4図に示したものの平面図、第7図は本発明の詳
細な説明する図、第8図、第9図は本発明の実施例図、
第10図は本発明の対象系の他の事例を示す図である。
符号の説明、11,12,13.14・・・触角、20
0・・・特定パラメータ演算装置、201・・・移動量
設定装置、202・・・ロボット駆動回路、203・・
・ロボット本体。Fig. 1 is a perspective view showing the relationship between an industrial robot and a disk as a target object, Fig. 2 is a perspective view of the tactile device, Fig. 3 is a block diagram for processing detection signals from the tactile device, Figure 4 shows the state of contact between the haptic device and the disk, Figures 5 and 6.
The figure is a plan view of what is shown in FIG. 4, FIG. 7 is a detailed explanation of the present invention, FIGS. 8 and 9 are illustrations of embodiments of the present invention,
FIG. 10 is a diagram showing another example of the object system of the present invention. Explanation of symbols, 11, 12, 13. 14... antennae, 20
0...Specific parameter calculation device, 201...Movement amount setting device, 202...Robot drive circuit, 203...
・Robot body.
Claims (1)
段によって検出する被測定物の状態検出方法において、
被測定物の状態量のうちから特定の複数のパラメータを
選び、そしてこれら複数のパラメータの中から1つのパ
ラメータを選択し、この選択された1つの特定のパラメ
ータに対応させて前記検出手段を被測定物に対して第1
の特定の値となる位置まで移動させ、次に前記1つの特
定のパラメータを該第1の特定の値に保ちながら他の特
定のパラメータがそれぞれの特定の値となるまで前記移
動手段を駆動して該検出手段を前記被測定物に対して移
動させることを他の各パラメータ毎にそれぞれ行い、こ
れら特定の各パラメータがそれぞれの特定の値に相当す
る位置にて被測定物の状態量を前記検出手段を通じて検
出するようにしたことを特徴とする被測定物の状態検出
方法。1. In a method for detecting the state of a measured object in which the state quantity of the measured object is detected by a detection means attached to a moving means,
A plurality of specific parameters are selected from among the state quantities of the object to be measured, one parameter is selected from among the plurality of parameters, and the detection means is applied in correspondence to the selected one specific parameter. The first
and then drive the moving means while keeping the one specific parameter at the first specific value until the other specific parameters reach their respective specific values. The detection means is moved relative to the object to be measured for each of the other parameters, and the state quantity of the object to be measured is detected at a position where each of these specific parameters corresponds to a specific value. A method for detecting the state of an object to be measured, characterized in that detection is performed through a detection means.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12184075A JPS5827074B2 (en) | 1975-10-11 | 1975-10-11 | Method for detecting the state of the object to be measured |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12184075A JPS5827074B2 (en) | 1975-10-11 | 1975-10-11 | Method for detecting the state of the object to be measured |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5247265A JPS5247265A (en) | 1977-04-14 |
JPS5827074B2 true JPS5827074B2 (en) | 1983-06-07 |
Family
ID=14821223
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP12184075A Expired JPS5827074B2 (en) | 1975-10-11 | 1975-10-11 | Method for detecting the state of the object to be measured |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5827074B2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6341481U (en) * | 1986-09-01 | 1988-03-18 | ||
JPS6353669U (en) * | 1986-09-25 | 1988-04-11 |
-
1975
- 1975-10-11 JP JP12184075A patent/JPS5827074B2/en not_active Expired
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6341481U (en) * | 1986-09-01 | 1988-03-18 | ||
JPS6353669U (en) * | 1986-09-25 | 1988-04-11 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS5247265A (en) | 1977-04-14 |
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