JPS59103106A - マニプレ−タ制御方法および装置 - Google Patents

マニプレ−タ制御方法および装置

Info

Publication number
JPS59103106A
JPS59103106A JP21278282A JP21278282A JPS59103106A JP S59103106 A JPS59103106 A JP S59103106A JP 21278282 A JP21278282 A JP 21278282A JP 21278282 A JP21278282 A JP 21278282A JP S59103106 A JPS59103106 A JP S59103106A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
manipulator
tip
information
arm
freedom
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
Application number
JP21278282A
Other languages
English (en)
Inventor
Kengo Sugiyama
謙吾 杉山
Mitsuyoshi Sato
佐藤 光由
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP21278282A priority Critical patent/JPS59103106A/ja
Publication of JPS59103106A publication Critical patent/JPS59103106A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16Programme controls
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00Program-control systems
    • G05B2219/30Nc systems
    • G05B2219/39Robotics, robotics to robotics hand
    • G05B2219/39176Compensation deflection arm

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明のオリ用分野〕 本発BAハ、マニプレータの弾性を考慮して、その変化
分を補正して、マニプレータ先端の運動制御をよシn度
よく行なわせるマニプレータの制御方法及び装置に関す
るものである。
〔従来技術〕
従来のマニプレータ、例えばスカラ型ロボットでに、ロ
ボット先端の制御は、ロボットアームの寸法よp決定さ
れる幾可学的条件のみにょシ行っておシ、ロボットアー
ム自体は完全剛体として扱い、弾性変化はないものとし
て扱ってい念。しかし実際には、ロボットアームは弾性
体であシ、これによる変形が発生する。この弾性変形の
発生はn度のよい作業を困難にする。またこの弾性変化
を回避するために、マニプレータをきわめて剛性の高い
構造とし、変形量を許容l112目におさえてることが
考えられるが、この方策ではコストアンプの原因となる
とともに、全体の固有伽動数の低下も招き、制御上不利
となる。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、本質的に弾性体で構成されるマニプレ
ータの弾性的変化量を補正し得るマニプレータの制御方
法および装置を提供することにある。
〔発明の概要〕
本発明の1つの特徴とするところは、Nflffiの自
由度を有するマニプレータにおいて、マニプレータ先端
に作用する力の情報およびマニプレータのN個の自由度
の運動状態に合せて、マニプレータ先端の位置及び姿勢
の弾性変化量を予め求めておき、これをデータとしてマ
ニプレータ制御装置内に記憶させ、マニプレータの実運
動状態において、マニプレータ先端の力情報をフィード
バックするとともに、各N個の自由度の運動状態に合せ
て前記メモリの内容を取シ出し、所定のマニプレータの
動きに、弾性変化分を補正して、マニプレータの運転を
制御することを特徴とするマニプレータの制御方法にち
る。
本発明のもう1つの%徴とするところは、N個の自由[
−有するマニプレータにおいて、マニプレータの先端の
力情報を枳出する検出装置と、この検出装置からのマニ
プレータ先端情軸を入力できる入力装置と、N1固の各
自由区分の弾性的変化分を予め計算で求めて、これをデ
ータとして記憶する記憶装置と、前記検出装置からのマ
ニプレータ先端検出情報によってマニプレータのN個の
各自E13度分の弾性変化分を演算する演算装置と、こ
の屓算装置からの演算値によシ弾性変化分を制御する制
御装置とを備えたことを特徴とするマニプレータの制御
装置にある。
〔発明の実施例〕
以下本発明の実施例を図面により説明する。
第1図は自由度Nが2の場合のマニプレータの構成を示
すものである。このマニプレータはベース5上に第1ア
ームを揺IIdJ可能に備え、この先に第2アーム2が
揺動可能に設けられ、第2アームにはハンド3が直結さ
れた形のものである。ハンド3i”m物体4を掴んでい
るものとする。いま説明の便宜上、マニプレータ先端に
は物体4の亀It wのみが作用するものと考えると、
マニプレータの第1アーム1、第2アーム2が夫々、図
示の角度θl、θ2の角丸指令で制御されたとしても、
第2図に示すように、マニプレータは夫々図示の物体4
0重さWの作用力の影vt受けて、第1アーム1の先端
11幾可学上の点PIから点Q、に移シ、また第2アー
ム2の先端も点P2から点Q2に移ることになる。νU
ち、マニプレータ先端1”r ?O’1 m指令の22
点でF′iなく、ΔX、ΔY変位したQ)点条で移るこ
とになる。従って、ノ・ンド3は本来のマニプレータ指
令点P2でに作業を実行できないことになる。従って、
22点での作業を実行させるには、マニプレータへの制
御角度指令θ1.θ2に何らかの補正をする必要がある
。この補正方法を第1図、第2図をもとに考えると次の
ようになる。即ち、第1アーム1、第2アーム2の角丸
指令値を夫々、θl+Δθ1.θ2+Δθ2とすると、
第1アーム1、餓2アーム2の先端の位ti2は、第2
図のX−Y平面で振わすと次のようになる。
Xt = f+  (l+  +  θ1+Δθ1  
+  t!  +  θ、+Δθ2  、  W )・
・・・・・・・・(1) Yl = gl(tl、θ1+Δθ1.t!、θ:+Δ
θ!、W)・・・・・・・・・(21 X! = f2 (tl、θ:+Δθ、 、 W ) 
     ・・−−−−−−・f31Yz=gz (t
z−θ2千Δθ8.W)     ・・・・・団・(4
1また、第2図より、 X1+X2=11cosθ1+tlcos(θ2−θs
 )   −・・団・(51Yl−Yり= As si
nθ1−を意si口(θ宜−θ1)   °=…°0°
(61が成立すれば、初期のP!点へマニプレータ先端
を位置決めすることができるわけである。fi1〜(6
)式で今tl l tl tit既知の値であり、θ1
.θ、。
Wも足数とすると、指令角度θ1.θ友に対する、補正
角度Δθ1.Δθ2との間には f1′(Δθ1.Δθz)+f*’(Δθ*)=Ct 
 −−・”(71g1′(Δθ1.Δθz)  gx’
(Δθa)=Cz  ・旧・団・(8)ただし、c、T
 c、ニー建値 が成立し、(71式、(8)式より、補正角度Δθ1.
Δθ2が求まることになる。
これによシ、マニプレータ先端制御指令イ直を(7)式
、(8)式で決まる補正量だけ最初から加えておけば、
目的の22点に位置決めできることになる。
ここでFi2次元平面で考えたが、3次元空間に拡張し
ても前述の議論は成立することになる。これをNaの自
由度まで拡張すると、一般的に第3図に示すマニプレー
タで考えると、 ΣFx+ (ΔθI l ”・tΔθN−x ) = 
CI・・団・”・(914 ΣFyt(Δθ鑞、・・・、ΔθN−1) = Cx 
    ・・・・・・・・・Oa集−1 ΣFtI(Δθh・・・、ΔθN−1) = Cs  
  ・・・・・・・・・αυ−1 2Fφ鳳 (Δθh ・・・、lゴd N−1)  =
 C4・・・・・・・・・(121−1 ΣFFI (10+ * =m 1fbt−t ) =
Cs    −”・・Q311・l ΣFr5(Δθ1.・・・、Δθ5−1)’=Cs  
  ・・・・・・・・・α4愈−1 が成立する。但し1、Δθoにないものとする。父の6
1固であるから、自由度へかN>6の場合には、過当な
6個のアームのみの補正で前述の位置、回転姿勢の補正
を行えばよいことになる。このようにして、本発明の目
的である補正を達成できるわけである。
第4図Iグ、本発明の方法を通用するための制御装置の
一例を示すもので、図において7は主制御製置、8に第
1アームのサーボアンプ、9V′i第1アームの7クチ
ユエータ、】0は第1アームの検出装置である。11,
12.13は第Nアームのアンプ、アクチュエータ、検
出器である6154−Itアーム先鴻の作用力とアーム
姿勢によシ、(9)弐〜αζ式テ夫々の補正′Mを予め
計算するオフラインの演算装置、14に演算装置15で
求めたデータを6=憶しておくメモリ装置f、161″
i作用力の入力装置である。
今、このマニプレータの先端制御指令が出fc場合、入
力装置16により作用力の入力を行うことにより、メモ
リ14によシ、補正量を探し出し、この補正量を加えた
上で、各アーム8.11のサーボアンプ9.12に入力
指令を出すことによシ、前述した弾性髪形による変形址
を補正した正規の目標地点にアームを制御することがで
きる。
第5図は上述の方式をオンラインリアルタイムで実行す
る場合の制御装置の構成を示したもので、図において1
7はマニプレータ先端の作用力の検出装置である。この
検出装置17としては例えは、ハンド部に設けた歪ゲー
ジ、加速度計を利用し、あるいは、第Nアーム11のモ
ータの電流値測定器等でもよい、、18は検出装置17
のデータに基づいて(9)弐〜OI式によシ補正量を不
める?yf′jJ、装置である。この構成にすることに
より、第4図に示した本発明の装置を、オンラインリア
ルタイムで実状することができる。
以上のようにして、弾性体アームを有するマニプレータ
の飴υ@を目標どおル実行することができる。
〔発明の効果〕
以上運べたように、本発明によれば、別I性変形による
先端の位置姿勢の笈仕分を補正することができるので、
マニプレータの制御性能を向上させることかできる。ま
たティーチングプレイバンクモードで運転するマニプレ
ータにおいてもNC77ンと同様のオフラインティーチ
ングが可能となり、マニプレータ操作を簡略化できると
ともに、作業機能を拡大できる。さらにマニプレータ本
体の設計を、この補正方法を適用することによシ、従来
の歪設計から強度設計に変更でき、極限設計を可能とす
るとともに、製造コスi低減できるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図ri2自由度のマニプレータの一例の構成を示す
図、第2図は第1図に示す2自由度のマニプレータの弾
性変形状態を示す説明図、第3図はN自山度のマニプレ
ータの構成を示す図、第4図は本発明の制御装置の一例
全示すブロフク図、第5図は本発明の制御装置の他の例
を示すブロフク図である。 1.2・・・ml、i27−ム、5・・・ペース、7・
・・マニプレータ制御装置、8・・・第1アームのサー
ボアンプ、11・・・第Nアームのサーボアンプ、9・
・・第1アームのアクチュエータ、10・・・第1アー
ムの検出器、13・・・第Nアームの検出器、14・・
・メモリ装置、15・・・オフライン形の演其装竹、1
6・・・作用力入力装置、17・・・作用力検出装置、
18・・・オンライン形の演算装置。 代理人 弁理士 薄田利F、、: ’ ”″、。 −ニー・/ Z 1  図 第 Z 図 ¥:J 3  回 茅 4 図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、  Nu固の自由度を有するマニプレータにおいて
    、マニプレータ先端に作用する力の情報および、マニプ
    レータのN個の自由度の2!!動状8に合せて、7ニプ
    レータ先端の位置及び姿勢の弾性的変化kを予め求めて
    おき、これをデータとしてマニプレータ制御装置内に記
    [させ、マニプレータの実運釦状態において、マニプレ
    ータ先端の力情報をフィードバンクするとともに、各N
    個の自由度の運動状態に合せて、前記メモリの内在を取
    り呂し、所定のマニプレータの動きに、弾性変化分を補
    正して、マニプレータの運動を制御することを特徴とす
    るマニプレータの制御方法。 Z  %許珀釆の睨凹第1項記献のマニプレータの制御
    方法において、マニプレータの弾性的変化鉦を時々刻々
    、マニプレータ先端情報に合せて演算しながら、マニプ
    レータ先端の位置、姿勢を補正することを特徴とするマ
    ニプレータの制御方法。 3、%8〒請京の範囲第14記載のマニプレ〜りの制御
    方法において、マニプレータ先端の力の作用情報を、時
    々刻々検出しながら、マニプレータの弾性的笈化景を演
    算し、この演算値によシマニブレータ先端の位置、姿勢
    を補正することを!inとするマニプレータの制御方法
    。 4、  N個の自由歴を有するマニプレータにおいて、
    マニプレータの先端の力情報を検出する検出装置と、こ
    の検出装置からのマニプレータ先端情@を入力できる入
    力装置と、N個の各自白区分の弾性的変化分を予め討n
    で求めて、これをデータとして記憶する記憶装置4と、
    前記検出装置からのマニプレータ先端検出情報によって
    マニプレータのNf固の各自由度分の弾性変化分を、演
    算する演算装置と、この演新、装置からの演舅イ直によ
    り5IIL性変化分を補正制御するflilJ d装置
    とを備えたことを特徴とするマニプレータの制御装置。
JP21278282A 1982-12-06 1982-12-06 マニプレ−タ制御方法および装置 Pending JPS59103106A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP21278282A JPS59103106A (ja) 1982-12-06 1982-12-06 マニプレ−タ制御方法および装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP21278282A JPS59103106A (ja) 1982-12-06 1982-12-06 マニプレ−タ制御方法および装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS59103106A true JPS59103106A (ja) 1984-06-14

Family

ID=16628295

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP21278282A Pending JPS59103106A (ja) 1982-12-06 1982-12-06 マニプレ−タ制御方法および装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS59103106A (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61161511A (ja) * 1985-01-11 1986-07-22 Mitsubishi Electric Corp 産業用ロボツトの制御装置
JPS649504A (en) * 1987-07-02 1989-01-12 Fanuc Ltd Position correcting system for articulated robot
JPH02190911A (ja) * 1989-01-20 1990-07-26 Hitachi Ltd ロボットの動作制御方法
AT507257B1 (de) * 2008-09-10 2011-08-15 Engel Austria Gmbh Handlingteil für spritzgiessmaschine mit aktiver dämpfung

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61161511A (ja) * 1985-01-11 1986-07-22 Mitsubishi Electric Corp 産業用ロボツトの制御装置
JPS649504A (en) * 1987-07-02 1989-01-12 Fanuc Ltd Position correcting system for articulated robot
JPH02190911A (ja) * 1989-01-20 1990-07-26 Hitachi Ltd ロボットの動作制御方法
AT507257B1 (de) * 2008-09-10 2011-08-15 Engel Austria Gmbh Handlingteil für spritzgiessmaschine mit aktiver dämpfung

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4547858A (en) Dynamic control for manipulator
Baeten et al. Hybrid vision/force control at corners in planar robotic-contour following
US20030171847A1 (en) Method of controlling a robot through a singularity
US20100274388A1 (en) Method and device to regulate an automated manipulator
JPH079606B2 (ja) ロボット制御装置
JPH11502776A (ja) 多軸工業ロボットの較正の装置と方法
EP2404712A1 (en) A dual arm robot and a method for controlling a dual arm robot
Ahmad et al. Shape recovery from robot contour-tracking with force feedback
CN114290147B (zh) 基于双工业机器人协作的汽车轮毂打磨系统及其方法
JPH07319547A (ja) ロボットの倣い制御方法
JP3296585B2 (ja) 位置および力を制御するハイブリッドシステム
JP2020121360A (ja) ロボットシステム
JPS5815801B2 (ja) 工業用ロボツトの軌跡制御方式
Senft et al. Redundant motions of non-redundant robots a new approach to singularity treatment
JPS59103106A (ja) マニプレ−タ制御方法および装置
JP2013000856A (ja) ロボット制御システム、ロボットシステム
JP3577124B2 (ja) 力制御ロボットを用いて嵌合データを取得する方法
Kim et al. Joint compliance error compensation for robot manipulator using body frame
Cheah et al. Adaptive Jacobian motion and force tracking control for constrained robots with uncertainties
Chan et al. Design and experimental studies of a generalized bilateral controller for a teleoperator system with a six dof master and a seven dof slave
US20230012386A1 (en) Compliant payload presentation using robotic system with coordinated serial and parallel robots
JPH02205489A (ja) マニピュレータのインピーダンス制御方式
JPS59220806A (ja) 工業用ロボツトの制御方法
Carignan et al. Manipulator impedance accuracy in position-based impedance control implementations
JPS6190207A (ja) ロボツト制御装置