JPS59205284A - 産業用ロボツト - Google Patents
産業用ロボツトInfo
- Publication number
- JPS59205284A JPS59205284A JP7894783A JP7894783A JPS59205284A JP S59205284 A JPS59205284 A JP S59205284A JP 7894783 A JP7894783 A JP 7894783A JP 7894783 A JP7894783 A JP 7894783A JP S59205284 A JPS59205284 A JP S59205284A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- vector
- movement
- distance
- drive system
- detection sensor
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- Pending
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は環境に適応して動作する産業用ロボットに関
するものである。
するものである。
従来は産業用ロボットを手動で操作する場合は、スイッ
チ、ジョイスティック等の操作入力装置を用いてグリッ
パ等のロボットアームに装着された作業具を操作する方
法が一般的である。この方法の場合は、作業台１作業対
象物等の周囲環境と作業具の干渉を目視で監視しながら
行なう。この作業は細心の注意と操作技術の熟練を要す
るもので、特に作業対象物や作業台に近接している作業
具を安全かつ速やかに移動することは非常に難かしい。
チ、ジョイスティック等の操作入力装置を用いてグリッ
パ等のロボットアームに装着された作業具を操作する方
法が一般的である。この方法の場合は、作業台１作業対
象物等の周囲環境と作業具の干渉を目視で監視しながら
行なう。この作業は細心の注意と操作技術の熟練を要す
るもので、特に作業対象物や作業台に近接している作業
具を安全かつ速やかに移動することは非常に難かしい。
第１図に従来の操作例な示す。通常はグリッパ（３）を
作業対象物（２０）より退避してから、目標点Ａに向か
う操作となり、退避及び目標点Ａへの接近操作時に操作
方向、速度の設定を誤ると危険である。
作業対象物（２０）より退避してから、目標点Ａに向か
う操作となり、退避及び目標点Ａへの接近操作時に操作
方向、速度の設定を誤ると危険である。
この発明は上記のような従来のものの欠点を除去するた
めになされたもので、作業具と周囲環境の干渉を自律的
に回避する機能すなわち第２Ａ図の操作例に示す如く、
手動運転時に操作入力を目標黒人に直接向かう方向（図
中破線で示す。）に与えれば、作業対象物（１４）とグ
リッパ（６）の相対距離は距離検出センサ（２）の情報
ζこ従って常に一定に保たれるように制御され（図中実
線で示す。）、作業対象物面に沿って目標黒人に達する
機能を実現することにより、安全で操作性の良い産業用
ロボットを提供することを目的としている。
めになされたもので、作業具と周囲環境の干渉を自律的
に回避する機能すなわち第２Ａ図の操作例に示す如く、
手動運転時に操作入力を目標黒人に直接向かう方向（図
中破線で示す。）に与えれば、作業対象物（１４）とグ
リッパ（６）の相対距離は距離検出センサ（２）の情報
ζこ従って常に一定に保たれるように制御され（図中実
線で示す。）、作業対象物面に沿って目標黒人に達する
機能を実現することにより、安全で操作性の良い産業用
ロボットを提供することを目的としている。
次にこの発明の産業用ロボットの構成を説明す机
第３図はこの発明の産業用ロボットの全体構成図である
。この発明は、座標変換手段（１７）、加算手段（１５
）、駆動系ベクトル変換手段（１２）、及び減算手段（
１６）を含むメインプロセッサ（５）を有する。
。この発明は、座標変換手段（１７）、加算手段（１５
）、駆動系ベクトル変換手段（１２）、及び減算手段（
１６）を含むメインプロセッサ（５）を有する。
さらに記憶手段（６）、操作入力装置（９）、距離検出
センサ（２）及び駆動手段（１３）を有する。
センサ（２）及び駆動手段（１３）を有する。
距離検出センサ（２）はロボットのアーム先端に装着さ
れたグリッパ等の作業具部に装備され、作業具と作業対
象物の相対距離を測定する。操作入力装置（９）は作業
具の移動位置を指示する。記憶手段（６）はメインプロ
セッサ（５）と情報の授受を行ない位置ベクトル及び駆
動系ベクトルを記憶する。座標変換手段（１７）は座標
変換Ｉ （１０）及び座標変換１（１１１からなり、距
離検出センサ（２）で検出した距離検出値及び操作入力
装置（９）から入力した移動位置をロボット本体を基準
とした座標系の距離方向補正ベクトル錯及び操作ベクト
ルＦＤに変換する。加算手段（１５）は距離方向補正ベ
クトルＦＳ、操作ベクトルｂ及び記憶手段（６）に記憶
された現在の位置ベクトルＬを加算し、移動後の位置ベ
クトルＬ１を求める。
れたグリッパ等の作業具部に装備され、作業具と作業対
象物の相対距離を測定する。操作入力装置（９）は作業
具の移動位置を指示する。記憶手段（６）はメインプロ
セッサ（５）と情報の授受を行ない位置ベクトル及び駆
動系ベクトルを記憶する。座標変換手段（１７）は座標
変換Ｉ （１０）及び座標変換１（１１１からなり、距
離検出センサ（２）で検出した距離検出値及び操作入力
装置（９）から入力した移動位置をロボット本体を基準
とした座標系の距離方向補正ベクトル錯及び操作ベクト
ルＦＤに変換する。加算手段（１５）は距離方向補正ベ
クトルＦＳ、操作ベクトルｂ及び記憶手段（６）に記憶
された現在の位置ベクトルＬを加算し、移動後の位置ベ
クトルＬ１を求める。
駆動系ベクトル変換手段（１２）は加算手段（１５）で
求めた移動後の位置ベクトルＬ、を駆動系ベクトルＳ１
に変換する。減算手段（１６）は移動後の駆動系ベクト
ルＳ！と記憶手段（６）に記憶された現在位置の駆動系
ベクトルＳの差を計算し１作業具の動作量な求める。駆
動手段（１３）は減算手段（１６）で求めた作業具の動
作量に基づきロボットを駆動する。
求めた移動後の位置ベクトルＬ、を駆動系ベクトルＳ１
に変換する。減算手段（１６）は移動後の駆動系ベクト
ルＳ！と記憶手段（６）に記憶された現在位置の駆動系
ベクトルＳの差を計算し１作業具の動作量な求める。駆
動手段（１３）は減算手段（１６）で求めた作業具の動
作量に基づきロボットを駆動する。
次にこの発明を実施例により説明する。
第４図はこの発明の産業用ロボットの実施例の構成図で
あり、第５図はこの実施例の作業具部の詳細を示したも
のである。なお第３図と同一符号のものは第３図の発明
の構成に相当するものであることを示す。第５図におい
て座標系ＸＹＺはロボット本体を基準とした座標系、座
標系Ｘｓ Ｙｓ″ＺＳは距離検出センサ（急を基準とし
た座標系な示す。
あり、第５図はこの実施例の作業具部の詳細を示したも
のである。なお第３図と同一符号のものは第３図の発明
の構成に相当するものであることを示す。第５図におい
て座標系ＸＹＺはロボット本体を基準とした座標系、座
標系Ｘｓ Ｙｓ″ＺＳは距離検出センサ（急を基準とし
た座標系な示す。
ロボット本体（１）のアーム先端に装着されたグリッパ
（３）に、距離検出センサ（２）が装備されている。
（３）に、距離検出センサ（２）が装備されている。
距離検出センサ（２）はセンサ本体と相対する物体との
距離が検出できる機能があればいかなる原理のものでも
良いが、この発明による機能を効果的に実現するために
は非接触型のものが好ましい。センサによる検出情報は
、操作入力装置（９）等の他の入出力情報と共に入出力
インターフェース（４）を介してメインプロセッサ（５
）に伝達される。メインプロセッサ（５）及び記憶手段
（６）においてロボットの動作が決定さね１、サーボプ
ロセッサ（力、サーボアンプ等の駆動系（８）からなる
駆動手段（１３）によりロボットが駆動される。
距離が検出できる機能があればいかなる原理のものでも
良いが、この発明による機能を効果的に実現するために
は非接触型のものが好ましい。センサによる検出情報は
、操作入力装置（９）等の他の入出力情報と共に入出力
インターフェース（４）を介してメインプロセッサ（５
）に伝達される。メインプロセッサ（５）及び記憶手段
（６）においてロボットの動作が決定さね１、サーボプ
ロセッサ（力、サーボアンプ等の駆動系（８）からなる
駆動手段（１３）によりロボットが駆動される。
次に、この実施例において、この発明を実現するための
制御方法を説明する。第６図はこの実施例の動作原理口
笛６図に示すようにグリッツ秘）を移動させるべく操作
ベクトルＦＤが与えられた場合に、距離方向補正ベクト
ルＦ８ｆ２を距離検出センサ（２））こよる距離情報に
応じて算出し、この２つのベクトルの合成ベクトルＦ方
向にグリツバ（３）を駆動することによ〕、対象物（１
４）に対して一定の距離りに保ちながら移動することが
できる。第７図はこの制御過程を示すブロック線図であ
る。この発明を実現する制御装置においては以下のよう
な手順で制御演算が行なわれる。
制御方法を説明する。第６図はこの実施例の動作原理口
笛６図に示すようにグリッツ秘）を移動させるべく操作
ベクトルＦＤが与えられた場合に、距離方向補正ベクト
ルＦ８ｆ２を距離検出センサ（２））こよる距離情報に
応じて算出し、この２つのベクトルの合成ベクトルＦ方
向にグリツバ（３）を駆動することによ〕、対象物（１
４）に対して一定の距離りに保ちながら移動することが
できる。第７図はこの制御過程を示すブロック線図であ
る。この発明を実現する制御装置においては以下のよう
な手順で制御演算が行なわれる。
まず移動ペクトルアを計算する。これは要求される動作
を実現するための入力情報に基づいて。
を実現するための入力情報に基づいて。
メインプロセッサ（５）にて行なわれるものである。
一般的にはこの移動ベクトル７はロボット本体を基準と
する座標系ＸＹＺで表現する必要があるが、この発明の
ように作業具に装備された距離検出センサ（２）からの
距離情報は第５図に示すように距離検出センサ（２）を
基準とした座標系Ｘｓ Ｙｓ Ｚｓにおけるムに関する
情報である。従ってこの座標系廟Ｙｓ Ｚｓから座標系
ＸＹＺへの変換が必要である。
する座標系ＸＹＺで表現する必要があるが、この発明の
ように作業具に装備された距離検出センサ（２）からの
距離情報は第５図に示すように距離検出センサ（２）を
基準とした座標系Ｘｓ Ｙｓ Ｚｓにおけるムに関する
情報である。従ってこの座標系廟Ｙｓ Ｚｓから座標系
ＸＹＺへの変換が必要である。
この座標変換演算式は第（１）式のようになる。
・・・・・・・・・（１）′
部、φＢ、θＢは距離検出センサ（２）の姿勢を、 Ｘ
ｏｓ、Ｙｏｓ書Ｚｏｓは距離検出センナ（２）の現在位
置を座標系ＸＹＺで表わしたもので、ψＢ、φ８ｊθＳ
、は例えば座標系Ｘｓ Ｙｓｈを座標系ＸＹＺでオイラ
ー角表現したものである。このＸＯ８＠ＹＯ８ｅＺＯ８
ｓＮｅφＢ、θＳはセンサ（−２）の状態を示す変数と
して常時保存する。実際にはセンサ（２）による距離検
出値が）であると距離方向補正ベクトルＦ８は式（１）
より次式で与えられる。
ｏｓ、Ｙｏｓ書Ｚｏｓは距離検出センナ（２）の現在位
置を座標系ＸＹＺで表わしたもので、ψＢ、φ８ｊθＳ
、は例えば座標系Ｘｓ Ｙｓｈを座標系ＸＹＺでオイラ
ー角表現したものである。このＸＯ８＠ＹＯ８ｅＺＯ８
ｓＮｅφＢ、θＳはセンサ（−２）の状態を示す変数と
して常時保存する。実際にはセンサ（２）による距離検
出値が）であると距離方向補正ベクトルＦ８は式（１）
より次式で与えられる。
Ｄは設定距離、には距離補正系数である。
この式（２）の演算が第７図中の座標変換１ （１０）
にて行なわれる。また操作入力装置から入力される移動
位置も必要に応じて操作座標系、例えば作業具を基準と
した座標系が選択されるため、距離方向補正ベクトルＦ
ｓと同様に座標変換１ （１１）を行ない、操作ベクト
ルゐが得られる。以上の２ベクトルの和を求めることに
より移動ベクトル７が決定される。
にて行なわれる。また操作入力装置から入力される移動
位置も必要に応じて操作座標系、例えば作業具を基準と
した座標系が選択されるため、距離方向補正ベクトルＦ
ｓと同様に座標変換１ （１１）を行ない、操作ベクト
ルゐが得られる。以上の２ベクトルの和を求めることに
より移動ベクトル７が決定される。
次に目的とする動作を実現するための各駆動軸の動作量
を決定する。まず上記移動ベクトル７をロボットの現在
位置に加算することにより移動後の位置を求める。これ
らの加算は加算手段（１５）にて行なわれる。そして位
吟変数としてｘ、ｙ、ｚ、ψ、φ。
を決定する。まず上記移動ベクトル７をロボットの現在
位置に加算することにより移動後の位置を求める。これ
らの加算は加算手段（１５）にて行なわれる。そして位
吟変数としてｘ、ｙ、ｚ、ψ、φ。
θの６次元が選択されて、６自由度の機構を持つロボッ
トに対しては式（６）のように上記６変数から６次元の
各駆動系ベクトルに駆動系ベクトル変換手段（１２）で
変換される。
トに対しては式（６）のように上記６変数から６次元の
各駆動系ベクトルに駆動系ベクトル変換手段（１２）で
変換される。
この移動後の駆動ベクトルＳ１と、現在の駆動系ベクト
ル百との差が目的とする動作を実現するために必要な動
作量である。
ル百との差が目的とする動作を実現するために必要な動
作量である。
最後にこの動作量の駆動をサーボプロセッサ（７）と駆
動系（８）による駆動手段（１３）により実現すること
によりロボットに装備された作業具が第６図に示す移動
ペクトルア方向に移動する。
動系（８）による駆動手段（１３）により実現すること
によりロボットに装備された作業具が第６図に示す移動
ペクトルア方向に移動する。
これら一連の制御を連続して行なうことにより、グリッ
パ（３）は操作入力を行なった方向に作業対象物（１４
）とは一定の距離ＤＶ保って移動することかできる。
パ（３）は操作入力を行なった方向に作業対象物（１４
）とは一定の距離ＤＶ保って移動することかできる。
またこの実施例は手動操作の場合について説明したが、
自動運転中の空走時にもセンサ（２）による検出値珈が
設定値り以下の場合に距離補正ベクトルＦ８を発生する
ことにより第２Ｂ図に示すように自動的に障害物ｈ″−
−回避る。
自動運転中の空走時にもセンサ（２）による検出値珈が
設定値り以下の場合に距離補正ベクトルＦ８を発生する
ことにより第２Ｂ図に示すように自動的に障害物ｈ″−
−回避る。
以上のように、この発明によれば対象物に沿って作業具
を動かすことができ、また障害物を自動的に回避できる
などの自律的に周囲環境に適応し次機能が実現されるた
め、安全で操作の容易な産業用ロボットを供給すること
ができる。
を動かすことができ、また障害物を自動的に回避できる
などの自律的に周囲環境に適応し次機能が実現されるた
め、安全で操作の容易な産業用ロボットを供給すること
ができる。
第１図は従来の手動操作による位置決め作業の動作図、
第２Ａ図はこの発明の実施例による動作図、第２Ｂ図は
この発明の実施例の応用例である障害物を自動的に回避
する動作図、第３図はこの発明の全体構成図、第４図は
この発明の実施例の構成図、第５図は第４図の実施の作
業具部の構造図、第６図は第４図の実施例の動作原理図
、第７図は第４図の実施例に含まれるメインプロセッサ
のブロン′り線図である。 （１）・・・ロボット本体、（２）・・・距離検出セン
サ、（３）・・・グリツバ（４１・・・人出方インター
フェース、（５ｊ・・・メインプロセッサ、（６）・・
・記憶手段、（７）・・・サーボプロセッサ、（８）・
・・駆動系、（９１・・・操作入力装置、（１２）・・
・駆動系ベクトル変換手段、 （１３）・・・駆動手
段、（１４）・・・作業対象物、（１５）・・・加算手
段、（１６）・・・減算手段、（１７）・・・座標変換
手段・ なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す。 代理人 大 岩 増 雄 （υ） 第１図 第２Ａ図 ｌ、事件の表示 特願昭 ５８−７８９４７号２１
発明の名称 産業用ロボット ３、補正をする者 代表者片山仁へ部 ４、代理人 明細書の発明の詳細な説明の欄及び図面６、補正の内容 （１）明細書第８頁第２０行の「各駆動系ベクトル」を
「駆動系ベクトル」と補正する。 （２）明細書第９頁第２行から第５行の式を次の式に補
正する。 」 （３）図面第６図を補正図面のように補正する。 （４）図面第７図を補正図面のように補正する。 以上
第２Ａ図はこの発明の実施例による動作図、第２Ｂ図は
この発明の実施例の応用例である障害物を自動的に回避
する動作図、第３図はこの発明の全体構成図、第４図は
この発明の実施例の構成図、第５図は第４図の実施の作
業具部の構造図、第６図は第４図の実施例の動作原理図
、第７図は第４図の実施例に含まれるメインプロセッサ
のブロン′り線図である。 （１）・・・ロボット本体、（２）・・・距離検出セン
サ、（３）・・・グリツバ（４１・・・人出方インター
フェース、（５ｊ・・・メインプロセッサ、（６）・・
・記憶手段、（７）・・・サーボプロセッサ、（８）・
・・駆動系、（９１・・・操作入力装置、（１２）・・
・駆動系ベクトル変換手段、 （１３）・・・駆動手
段、（１４）・・・作業対象物、（１５）・・・加算手
段、（１６）・・・減算手段、（１７）・・・座標変換
手段・ なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す。 代理人 大 岩 増 雄 （υ） 第１図 第２Ａ図 ｌ、事件の表示 特願昭 ５８−７８９４７号２１
発明の名称 産業用ロボット ３、補正をする者 代表者片山仁へ部 ４、代理人 明細書の発明の詳細な説明の欄及び図面６、補正の内容 （１）明細書第８頁第２０行の「各駆動系ベクトル」を
「駆動系ベクトル」と補正する。 （２）明細書第９頁第２行から第５行の式を次の式に補
正する。 」 （３）図面第６図を補正図面のように補正する。 （４）図面第７図を補正図面のように補正する。 以上
Claims (1)
- 産業用ロボットにおいて、アーム先端に装着されたグリ
ッパ等の作業具部に装備した距離検出センサー；作業具
の移動位置を指示する操作入力装置；位置ベクトル及び
駆動系ベクトルを記憶する記憶手段；前記距離検出セン
サーで検出した距離検出値及び操作入力装置から入力し
た移動位置をロボット本体を基準とした座標系の距離方
向補正ベクトル及び操作ベクトルに変換する座標変換手
段；前記距離方向補正ベクトル、操作ベクトル及び前記
記憶手段に記憶された現在の位置ベクトルを加算し移動
後の位置ベクトルを求める加算手段；移動後の位置ベク
トルを駆動系ベクトルに変換する駆動系ベクトル変換手
段；この移動後の駆動系ベクトルと記憶手段に記憶され
た現在位置の駆動系ベクトルの差により動作量を求める
減算手段；およびこの動作量に基づいてロボットを駆動
させる駆動手段より成り、ロボットが指示された動作方
向に移動する際に、前記距離検出センサーにて作業具に
相対する作業対象物等の周囲環境までの距離な検出し、
作業具を周囲環境番こ対して一定の距離に自律的に保っ
て操作できることを特徴とする産業用ロボット。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7894783A JPS59205284A (ja) | 1983-05-06 | 1983-05-06 | 産業用ロボツト |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7894783A JPS59205284A (ja) | 1983-05-06 | 1983-05-06 | 産業用ロボツト |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59205284A true JPS59205284A (ja) | 1984-11-20 |
Family
ID=13676078
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7894783A Pending JPS59205284A (ja) | 1983-05-06 | 1983-05-06 | 産業用ロボツト |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59205284A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS632686A (ja) * | 1986-06-18 | 1988-01-07 | 日本電信電話株式会社 | ロボツトの遠隔制御方法 |
-
1983
- 1983-05-06 JP JP7894783A patent/JPS59205284A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS632686A (ja) * | 1986-06-18 | 1988-01-07 | 日本電信電話株式会社 | ロボツトの遠隔制御方法 |
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