JPS6010309A - ロボツトハンドの経路補間方法 - Google Patents
ロボツトハンドの経路補間方法Info
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- JPS6010309A JPS6010309A JP11699583A JP11699583A JPS6010309A JP S6010309 A JPS6010309 A JP S6010309A JP 11699583 A JP11699583 A JP 11699583A JP 11699583 A JP11699583 A JP 11699583A JP S6010309 A JPS6010309 A JP S6010309A
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- JP
- Japan
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- speed
- robot hand
- deviation
- robot
- memory
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- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B19/00—Programme-control systems
- G05B19/02—Programme-control systems electric
- G05B19/42—Recording and playback systems, i.e. in which the programme is recorded from a cycle of operations, e.g. the cycle of operations being manually controlled, after which this record is played back on the same machine
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/33—Director till display
- G05B2219/33119—Servo parameters in memory, configuration of control parameters
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/33—Director till display
- G05B2219/33263—Conversion, transformation of coordinates, cartesian or polar
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Numerical Control (AREA)
- Manipulator (AREA)
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】
〔発明の利用分野〕
本発明はロボットハンドの経路補間方法に関するもので
あり、更に詳しくは直線軌跡精度と定速性の向上に好適
なロボットハンドの経路補間方法に関する。
あり、更に詳しくは直線軌跡精度と定速性の向上に好適
なロボットハンドの経路補間方法に関する。
ロボットハンドの経路補間方法には、位置制御による方
法と速度制御による方法がある。位置制御による方法は
、第1図に示す様に、ロボットハンドの現在位置を示す
対偶変位θを座標変換して得られる現在位置データXと
目標位置データXfとを用いて、次のサンプリング時の
目標位置Xnk位置計算する。この目標位置xnを座標
変換してめられる対偶変位08力艷ら前記現在位置を示
す対偶変位θを減算し、その値をに倍して目標値となる
各回転対偶の対偶変位θをめ、駆動系1に入力する。駆
動系1ば、同一構成の駆動回路がロボットハンドが有す
る自由度の数だけ設けられており、モータMとタコジェ
ネレータTGと回転変位検出器PEとカウンタCとサー
ボアンプA1とアンfA2とから構成されている。
法と速度制御による方法がある。位置制御による方法は
、第1図に示す様に、ロボットハンドの現在位置を示す
対偶変位θを座標変換して得られる現在位置データXと
目標位置データXfとを用いて、次のサンプリング時の
目標位置Xnk位置計算する。この目標位置xnを座標
変換してめられる対偶変位08力艷ら前記現在位置を示
す対偶変位θを減算し、その値をに倍して目標値となる
各回転対偶の対偶変位θをめ、駆動系1に入力する。駆
動系1ば、同一構成の駆動回路がロボットハンドが有す
る自由度の数だけ設けられており、モータMとタコジェ
ネレータTGと回転変位検出器PEとカウンタCとサー
ボアンプA1とアンfA2とから構成されている。
一方、速度制御による方法に、第2図に示す様に、ロボ
ットハンドを現在位置から目標位置へ直線で移動させる
命令を受けると、現在位置データXと目標位置データX
(とから次のサングリング時の目標速度Uを計算し、そ
れを座標変換して各回転対偶の対偶速度ンヲ求め、これ
全駆動系1に入力するものである。第1図と第2図にお
いて、θはアクチュエータの回転変位検出器PEの出方
をカウンタCで計数して得られるアクチュエータの対偶
変位であり、これを直交座標系に座標変換したのが現在
位置データXである。
ットハンドを現在位置から目標位置へ直線で移動させる
命令を受けると、現在位置データXと目標位置データX
(とから次のサングリング時の目標速度Uを計算し、そ
れを座標変換して各回転対偶の対偶速度ンヲ求め、これ
全駆動系1に入力するものである。第1図と第2図にお
いて、θはアクチュエータの回転変位検出器PEの出方
をカウンタCで計数して得られるアクチュエータの対偶
変位であり、これを直交座標系に座標変換したのが現在
位置データXである。
従来のロボットハンドの経路補間方法のうち速度制御に
よる方法は、予定の直線軌道に関踵あらかじめ速度曲線
を設定しておき、それ全周いて次のサンプリング時の目
標位置を決定している。
よる方法は、予定の直線軌道に関踵あらかじめ速度曲線
を設定しておき、それ全周いて次のサンプリング時の目
標位置を決定している。
しかし、ロボットハンドの速度は、負荷に応じて変動す
るため、あらかじめ設定された速度曲線に対し定常的な
偏差が生じ、直線軌道からずれたり・速度の変動が生じ
一定速度で移動できないという欠点があった。又、一度
直線軌道からずれてしまうと、もとの軌道に復帰させる
のが不可能であり、直線軌道を正しく移動させることが
困難であった。
るため、あらかじめ設定された速度曲線に対し定常的な
偏差が生じ、直線軌道からずれたり・速度の変動が生じ
一定速度で移動できないという欠点があった。又、一度
直線軌道からずれてしまうと、もとの軌道に復帰させる
のが不可能であり、直線軌道を正しく移動させることが
困難であった。
この様な欠点全除去するため、あらかじめ定められた軌
道1J)らのずれを計算してめ、この位置ずれ量に比例
した復元速度を速度指令値に加えることにより、軌道精
度を向上させたものも存在する。しかし、実験の結果、
このようなロボットハンドの経路補間方法では、十分に
満足できる程軌道精度全向上できないことがわかった。
道1J)らのずれを計算してめ、この位置ずれ量に比例
した復元速度を速度指令値に加えることにより、軌道精
度を向上させたものも存在する。しかし、実験の結果、
このようなロボットハンドの経路補間方法では、十分に
満足できる程軌道精度全向上できないことがわかった。
第3図は、従来のロボットハンドの経路補間方法により
めた直線軌道精度の実測例を示す図である。この例は、
上腕長800mm−前腕長600mmの関節形5自由度
ロボット金用いて2点間距離160mm k指定速度1
00mm%秒で移動させたときの直線軌道精度を示して
いる。横軸は時間(秒)であり、サンプリング時間は加
ミリ秒となっている。縦軸は偏差を示し、指定軌道から
のずれ量の絶対値で表わしである。
めた直線軌道精度の実測例を示す図である。この例は、
上腕長800mm−前腕長600mmの関節形5自由度
ロボット金用いて2点間距離160mm k指定速度1
00mm%秒で移動させたときの直線軌道精度を示して
いる。横軸は時間(秒)であり、サンプリング時間は加
ミリ秒となっている。縦軸は偏差を示し、指定軌道から
のずれ量の絶対値で表わしである。
図中(イ)は、補正を全く行なわない一般的な速度制御
を行なった場合であり、図中(ロ)は、上記した指定軌
道からのずれ量に比例した復元速度を用いて補正した場
合を示している。図中(ハ)については、後述する。
を行なった場合であり、図中(ロ)は、上記した指定軌
道からのずれ量に比例した復元速度を用いて補正した場
合を示している。図中(ハ)については、後述する。
第3図から明らかな様に従来技術では、その軌道精度は
まだ十分と言えないものであった〇〔発明の目的〕 本発明は上記した従来技術の欠点に鑑みなされたもので
、上記した欠点を除去し、高い直線軌跡精度と定速性を
得ることができるロボットハンドの経路補間方法を提供
すること全目的としている。
まだ十分と言えないものであった〇〔発明の目的〕 本発明は上記した従来技術の欠点に鑑みなされたもので
、上記した欠点を除去し、高い直線軌跡精度と定速性を
得ることができるロボットハンドの経路補間方法を提供
すること全目的としている。
本発明のロボットハンドの経路補間方法は、3次元空間
中の始点と終点の2点間を指定速度で直線経路補間する
場合、指定軌道からの位置ずれに比例する値と、始点か
らの各サンプリング毎の位置ずれの蓄積量に比例する値
と、定速度領域における指定速度からの速度ずれに比例
する値と、定速度領域の最初のサンプリング点から各サ
ンプリング毎の速度ずれの蓄積量に比例する値全それぞ
れ加えた値に基づいて、ロボットハンドの指定軌道から
の位置すれと指定速度からの速度ずれ全復元させる速度
指令値をめることを特徴としている。
中の始点と終点の2点間を指定速度で直線経路補間する
場合、指定軌道からの位置ずれに比例する値と、始点か
らの各サンプリング毎の位置ずれの蓄積量に比例する値
と、定速度領域における指定速度からの速度ずれに比例
する値と、定速度領域の最初のサンプリング点から各サ
ンプリング毎の速度ずれの蓄積量に比例する値全それぞ
れ加えた値に基づいて、ロボットハンドの指定軌道から
の位置すれと指定速度からの速度ずれ全復元させる速度
指令値をめることを特徴としている。
第4図を用いて本発明の原理について説明する。
始点Aから終点Bまでの直線が与えられた軌道とする・
まlcs ロボットハンドの移動途中の点全Pとし、点
Pから与えられた直線軌道へ下した垂線の足を点Qとす
る。また、点A、B、P、Qの各点の位置ベクトルをそ
れぞれζ、4. xt、 弓、。
まlcs ロボットハンドの移動途中の点全Pとし、点
Pから与えられた直線軌道へ下した垂線の足を点Qとす
る。また、点A、B、P、Qの各点の位置ベクトルをそ
れぞれζ、4. xt、 弓、。
とし、直線軌道の方向ベクトル全マとする。この様にす
ると、位置ずれベクトル7と速度ずれベクトルevは、
次の様に表わせる。
ると、位置ずれベクトル7と速度ずれベクトルevは、
次の様に表わせる。
Xq、t= X4 ((Xf−Xt) ’ a ) a
”曲(1)q、t t ・・・・・・(2) vt−(Xq、t−Xq、t−1)/T・・・・・・(
3)7 、 ・・・・・・(4) ここで、VQは指定速度であり、Tはサンプリング時間
を示す。又、添字のtは、サンプリング回数を示すもの
で、t−1は一回前のサンプリング時の値であることを
示す。
”曲(1)q、t t ・・・・・・(2) vt−(Xq、t−Xq、t−1)/T・・・・・・(
3)7 、 ・・・・・・(4) ここで、VQは指定速度であり、Tはサンプリング時間
を示す。又、添字のtは、サンプリング回数を示すもの
で、t−1は一回前のサンプリング時の値であることを
示す。
これらをもとに、速度指令値ベクトルτを次のように決
定する。
定する。
u= vta 十kle/ T+に2Σe/T十に3e
v+に4Σev−・・・・・(5)ここで、Σeは始点
Aからの各サンf リング毎の位置ずれの蓄積量を示し
、Σくは定速度領域の最初のサンプリング点から各サン
プリング毎の速度ずれの蓄積量を示す。又、k1〜に4
は比例定数である。この速度指令値ベクトルuiもとに
経路補間が行なわれろ。
v+に4Σev−・・・・・(5)ここで、Σeは始点
Aからの各サンf リング毎の位置ずれの蓄積量を示し
、Σくは定速度領域の最初のサンプリング点から各サン
プリング毎の速度ずれの蓄積量を示す。又、k1〜に4
は比例定数である。この速度指令値ベクトルuiもとに
経路補間が行なわれろ。
以下添付の図面に示す実施例により、更に詳細に本発明
について説明する。
について説明する。
第5図は本発明のロボットハンドの経路補間方法を実行
する制御装置の一実施例を示すブロック図である。第5
図において、プロセッサ1】は、バス12ヲ介してメモ
リ1311テーブル14−乗除X器15・出力ポート1
6・入力ポート17・ティーチングボックス18は接続
され、更に出力ポート16と入力ポート17[ロボット
本体19とバス120間の入出力部プロセッサ11は、
各種の演算制御とバス12ヲ介してメモリ13・テーブ
ル14・乗除算器15@出力ポート16@入カポート1
7・ティーチングボックス18の管理を行なう。メモリ
13は、演算制御用のグロダラムと各種のデータを格納
する。テーブル14は、三角関数や逆三角関数を格納す
るデータテーブルである。乗除算器15は、乗除算専用
のハードウェアである。ティーチングボックス18は、
ティーチンク時ノマン・マシンインタフェース用のコン
ソールである。このティーチングボックス18によって
指示されて、ロボットの駆動系あるいはセンサから得ら
れろティーチングデータは、メモリ13に格納される。
する制御装置の一実施例を示すブロック図である。第5
図において、プロセッサ1】は、バス12ヲ介してメモ
リ1311テーブル14−乗除X器15・出力ポート1
6・入力ポート17・ティーチングボックス18は接続
され、更に出力ポート16と入力ポート17[ロボット
本体19とバス120間の入出力部プロセッサ11は、
各種の演算制御とバス12ヲ介してメモリ13・テーブ
ル14・乗除算器15@出力ポート16@入カポート1
7・ティーチングボックス18の管理を行なう。メモリ
13は、演算制御用のグロダラムと各種のデータを格納
する。テーブル14は、三角関数や逆三角関数を格納す
るデータテーブルである。乗除算器15は、乗除算専用
のハードウェアである。ティーチングボックス18は、
ティーチンク時ノマン・マシンインタフェース用のコン
ソールである。このティーチングボックス18によって
指示されて、ロボットの駆動系あるいはセンサから得ら
れろティーチングデータは、メモリ13に格納される。
テ、イーチングボックス18からの指示に、J:クロボ
ット本体19の所定の部位を所定の位置まで駆動する。
ット本体19の所定の部位を所定の位置まで駆動する。
そして、この位置におけるアクチュエータの変位を図示
しない回転変位検出器で検出し、この値からロボットハ
ンドの空間内における位置全計算し、ティーチングデー
タとしてメモリ13に格納する。実際の操作時には、先
ずメモリ13から動作モードに従ってティーチングデー
タを読み出す。
しない回転変位検出器で検出し、この値からロボットハ
ンドの空間内における位置全計算し、ティーチングデー
タとしてメモリ13に格納する。実際の操作時には、先
ずメモリ13から動作モードに従ってティーチングデー
タを読み出す。
次にティーチングボックス18からの指示(例えば、速
度の指示)に従って、ティーチングデータに点間の補間
処理全行なう。
度の指示)に従って、ティーチングデータに点間の補間
処理全行なう。
点間の補間処理について、第6図を用いて説明する。先
ずメモリ13内の始点位置データ(図示せず)と目標位
置データX、とから、 軌道方向データaを計算する。
ずメモリ13内の始点位置データ(図示せず)と目標位
置データX、とから、 軌道方向データaを計算する。
次にロボット本体の回転変位検出器から得られるロボッ
トハンドの対偶変位θをプロセッサ11と乗除算器15
とテーブル14ヲ用いて座標変換し、直交座標系の現在
位置データxtft計nする。この現在位置データX、
と目標位置データXfと軌道方向データaから、式(1
) 、 (2) 、 (3) 、 (4) 。
トハンドの対偶変位θをプロセッサ11と乗除算器15
とテーブル14ヲ用いて座標変換し、直交座標系の現在
位置データxtft計nする。この現在位置データX、
と目標位置データXfと軌道方向データaから、式(1
) 、 (2) 、 (3) 、 (4) 。
(5)全プロセッサ1】と乗除算器15i用いて計算し
、次のザングリング時の速度指令値u’z決定する。
、次のザングリング時の速度指令値u’z決定する。
次に、この速度指令値u全プロセッサl]とテーブル1
4と乗除算器15ヲ用いて座標変換し、各対偶の速度指
令値θとし、これ全ロボットの駆動系1への指令値とす
る・ 本発明を用いてロボットハンドを実際に制御した例を第
3図中の()→に示す。各種の制御条件は第3図中の(
イ)(ロ)に示す従来例の場合と全く同様である。又、
第3図中の())に示す例では、式(5)にかげろ比例
係数が次の様に設定された。即ち、kに0.61 k2
=Q、Q3 、 k3=O、lc4二〇である。第3図
から明らかな様に、第3図中の(ロ)に示す従来例より
も、約3〜4倍程度軌道精度全向上させろことが可能に
なった。
4と乗除算器15ヲ用いて座標変換し、各対偶の速度指
令値θとし、これ全ロボットの駆動系1への指令値とす
る・ 本発明を用いてロボットハンドを実際に制御した例を第
3図中の()→に示す。各種の制御条件は第3図中の(
イ)(ロ)に示す従来例の場合と全く同様である。又、
第3図中の())に示す例では、式(5)にかげろ比例
係数が次の様に設定された。即ち、kに0.61 k2
=Q、Q3 、 k3=O、lc4二〇である。第3図
から明らかな様に、第3図中の(ロ)に示す従来例より
も、約3〜4倍程度軌道精度全向上させろことが可能に
なった。
本発明によれば、ロボットハンドを指定された直線軌道
に従って移動させた場合、高い直線軌道精度と高い定速
度性を実現することができろ効果力する。従って、ロボ
ットハンドの制御性を向上させることができる。
に従って移動させた場合、高い直線軌道精度と高い定速
度性を実現することができろ効果力する。従って、ロボ
ットハンドの制御性を向上させることができる。
第1図と第2図は従来のロボットハンドの経路補間方法
を示す説明図、第3図は従来のロボットハンドの経路補
間方法及び本発明のロボットハンドの経路補間方法によ
る軌道制御の精度の−例全示す図、第4図は本発明のロ
?ットノ1ンドの経路補間方法の原理ケ説明するための
説明図、第5図は本発明の一実施例を・示すブロック図
、第6図は第5図に示す実施例の動作を示す説明図であ
る。 1・・・駆動系、11・・・プロセッサ、12・・・バ
ス、13・・・メモリ、14・・・テーブル、15・・
・乗除算器、16・・・出力ポート、17・・・入力&
−)、18・・・ティーチングぎツクス、19・・・ロ
ボット本体。 代理人弁理士 秋 本 正 実
を示す説明図、第3図は従来のロボットハンドの経路補
間方法及び本発明のロボットハンドの経路補間方法によ
る軌道制御の精度の−例全示す図、第4図は本発明のロ
?ットノ1ンドの経路補間方法の原理ケ説明するための
説明図、第5図は本発明の一実施例を・示すブロック図
、第6図は第5図に示す実施例の動作を示す説明図であ
る。 1・・・駆動系、11・・・プロセッサ、12・・・バ
ス、13・・・メモリ、14・・・テーブル、15・・
・乗除算器、16・・・出力ポート、17・・・入力&
−)、18・・・ティーチングぎツクス、19・・・ロ
ボット本体。 代理人弁理士 秋 本 正 実
Claims (1)
- 3次元空間中の始点と終点の2点間を指定速度で直線経
路補間する場合、指定軌道からの位置ずれに比例する値
と、始点から各サンプリング毎の位置ずれの蓄積量に比
例する値と、定速度領域におけろ指定速度からの速度ず
れに比例する値と、定速度領域の最初のサンプリング点
から各サンプリング毎の速度ずれの蓄積、量に比例する
値とをそれぞれ加えた値に基づいて、ロボットハンドの
指定軌道からの位置すれと指定速度からの速度ずれ全復
元させる速度指令値をめることを特徴とするロボットハ
ンドの経路補間方法。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11699583A JPS6010309A (ja) | 1983-06-30 | 1983-06-30 | ロボツトハンドの経路補間方法 |
US06/623,455 US4617502A (en) | 1983-06-30 | 1984-06-22 | Method and apparatus for controlling a robot hand along a predetermined path |
DE8484107470T DE3485141D1 (de) | 1983-06-30 | 1984-06-28 | Verfahren und geraet zur steuerung einer roboterhand entlang einem bestimmten weg. |
EP84107470A EP0130570B1 (en) | 1983-06-30 | 1984-06-28 | Method and apparatus for controlling a robot hand along a predetermined path |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11699583A JPS6010309A (ja) | 1983-06-30 | 1983-06-30 | ロボツトハンドの経路補間方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6010309A true JPS6010309A (ja) | 1985-01-19 |
JPH0583922B2 JPH0583922B2 (ja) | 1993-11-30 |
Family
ID=14700864
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11699583A Granted JPS6010309A (ja) | 1983-06-30 | 1983-06-30 | ロボツトハンドの経路補間方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6010309A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61226457A (ja) * | 1985-03-29 | 1986-10-08 | オセ‐ネーデルランド・ベー・ヴエー | シート選別機 |
JPS61253504A (ja) * | 1985-05-02 | 1986-11-11 | Hitachi Ltd | ロボツトの円弧軌道制御装置 |
JPS63106009A (ja) * | 1986-10-23 | 1988-05-11 | Fujitsu Ltd | ロボツトの運動制御方法 |
JPH06328888A (ja) * | 1993-05-18 | 1994-11-29 | Shell Works:Kk | 棚差しタイトルカード |
US6244594B1 (en) | 1998-03-02 | 2001-06-12 | Tohoku Ricoh Co., Ltd. | Apparatus for storing sheets driven out of an image forming apparatus |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5053781A (ja) * | 1973-09-04 | 1975-05-13 |
-
1983
- 1983-06-30 JP JP11699583A patent/JPS6010309A/ja active Granted
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5053781A (ja) * | 1973-09-04 | 1975-05-13 |
Cited By (5)
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JPS63106009A (ja) * | 1986-10-23 | 1988-05-11 | Fujitsu Ltd | ロボツトの運動制御方法 |
JPH06328888A (ja) * | 1993-05-18 | 1994-11-29 | Shell Works:Kk | 棚差しタイトルカード |
US6244594B1 (en) | 1998-03-02 | 2001-06-12 | Tohoku Ricoh Co., Ltd. | Apparatus for storing sheets driven out of an image forming apparatus |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0583922B2 (ja) | 1993-11-30 |
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