JPS6029283A - マスタ−スレ−ブマニプレ−タの制御方式 - Google Patents

マスタ−スレ−ブマニプレ−タの制御方式

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JPS6029283A
JPS6029283A JP13679083A JP13679083A JPS6029283A JP S6029283 A JPS6029283 A JP S6029283A JP 13679083 A JP13679083 A JP 13679083A JP 13679083 A JP13679083 A JP 13679083A JP S6029283 A JPS6029283 A JP S6029283A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
signal
master
arm
slave
torque
Prior art date
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Pending
Application number
JP13679083A
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English (en)
Inventor
穂坂 重孝
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.)
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Heavy Industries Ltd filed Critical Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はマスタースレーブマニプレータの制御方式に関
し、特にプレイバック機能含有するものに用いて有用で
ある。
原子力発電の原子炉格納容器内にスレーブアームが位置
するようロボットを置き、そのロボツ)K人間が汎用工
具で行なうような軽作業、例えばバルブの開閉やボルト
の増給などを行なわせるよう人間が格納容器外のマスタ
ーアームを操縦して遠隔操作する時、不特定で複雑な作
業ばかシでなく、単純な繰返し作業もある。このような
作業からオペレータの負担を軽減させるためにティーチ
ングプレイバック機能が有効である。ティーチングプレ
イパック機能は産業用ロボットでは広く利用されている
ものであるが、マスタースレーブマニプレータでは作業
の性格から様々なティーチングとプレイバック機能が要
求される。
ここで第1図に制御方式の従来例を示す。同図において
、手首、肘、肩の回転あるいはねじシの関節含有するマ
スターアーム1とスレーブアーム2とは電気的に結合さ
れておシ、オペレータ(人間)Kよって操縦されるマス
ターアーム1の関節角度#Mが位置検出器3によルミ気
信号に変換され、スレーブアーム2の関節角度θSも位
置検出器4によって電気信号に変換される。
が増幅器8を介してスレープアーA2fMf)駆動装置
6に与えら牡、この駆動装置6はθ8をθMK一致させ
るようにスレーブアーム2t−駆動する。
また前記比較器9の位置偏差信号ΔEit信号変換器l
Oで−に信号変換され、増幅器7t−介してマスターア
ームl側の駆動装置5に与えられる。よって駆動装置5
は8Mとθ5に一致させるようにマスターアームlに作
用し、オペレータに、1PMをりに一致させる向きのト
ルク分だけ反力全厚える。
上述の如く位置のザーボ系を対称に設けることによシ、
オペレータはスレーブアーム2が作用している力或いは
これが保持している力を力感覚として容易に感じながら
、スレーブアーム2を確実に操縦できる。
このようなマスタースレーブマニプレータにおいて、テ
ィーチングプレイバック機能は、スレーブアーム2の位
置信号を時系列順にメモリ11に記憶することによって
ティーチンクL1プレイバック時に、スレーブアーム2
0指令位置として、順次メモリの位置データを読み出す
ことによって、容易にティーチングプレイバック機能を
実現できる。なお選択回路12は、位置検出器3からの
信号かメモリllからの信号を選択して比較器9に伝え
るものである。
しかしながら、このようにスレーブアームの位置信号を
基にティーチングプレイバックする従来技術では静的な
位置の再現は可能であるが、動的な位置の再現(軌道の
再現)や、力の作用を伴なう作業の再現はむずかしいと
いう欠点がある。
本発明は、上記従来技術に鑑み、動的な位置の再現や力
の作用を伴なう作業の再現といったプレイバックを精度
よく実行できるマスタースレーブマニプレータの制御方
式を提供することを目的とする。
かかる目的を達成する本発明の特徴は、(イ) スレー
ブアームのティーチング時に、スレーブアームとマスタ
ーアームの2つの位置信号とマスターの速度、トルク信
号を記憶する点、 0 プレイバック時にある条件でスレーブアーム或はマ
スターアームの記憶された位置信号全選択し、プレイバ
ックする点、 (→ ある条件は、作業の内容(例えば位置決め作業が
中心か力作業が中心か)によって、オペレータが操作盤
を介して設定できる点、に) プレイバック時にスレー
ブアームの位置信号或はマスターアームの位置信号を選
択できるので、作業が再現されるまで、ティーチングを
繰返すことなく、調整できる点、 にある。
以下本発明の実施例?、$2図に基づき詳)lilK説
明する。なお従来技術と同一部分には同一番号を付し重
複する説明は省略する。同図において、100はマスタ
ーアームlの位置信号θMを記憶する記憶装置、101
h、スレーブアーム2の位置信号θsft記憶する記憶
装置、102はマスターの駆動装置5が発生するトルク
を検出してトルク信号TB(1i7出力するトルク検出
器、102aはトルク信号TMを記憶するメモリ、10
3はスレープの駆動装置6が発生するトルクを検出して
トルク信号Ts1cm出力するトルク検出器、104社
比較器でマスターとスレーブとのトルク偏差信号ΔT(
=Ts −Tyt )’を出力する。105はマスター
の速度を検出して速度信号vMt−出力する速度検出器
、105aは速度信号vM′t−記憶するメモリ、10
6Fiスレーブの速度を検出して速度信号V5 f出力
する速度検出器、107a比較器でマスターとスレーブ
との速度偏差信号Δに=VB −VM)を出力する。1
0Bは操作盤で、位置偏差設定信号・邸set、)ルク
偏差設定信号△Tset。
速度偏差設定信号△Vset t−人間オペレータの操
作で設定されるものである。109は選択信号発生器で
、信号ΔE、ΔT、ΔV、ΔE!iet eΔT se
t 。
Δマsetの後述する関係よシ、選択信号FG(==F
Fm−Fs)を出力する。110ti選択装置で、位置
検出器3の出力信号CM、記憶装置100の出力信号θ
Mm、記憶装置101の出力信号esmの信号のうち1
つの信号を選択信号発生装置からの選択信号FGKよっ
て選択し、出力する。
次に各種動作を説明する。
〈動作 l〉 マス、ティーチングモード時の動作について述べる。
操作盤108からのティーチングモード信号で記憶装置
too及び101はそれぞれマスターの位置信号#Mと
スレーブの位置信号e8をある時間周期1sで記憶する
また、記憶装置102a 祉マスターアームlのトルク
信号TMを、記憶装置105a #′iマxp−の速度
信号vMを、それぞれ時間周期t8で記憶する。
この時、選択信号発生器109から社pG=p信号が出
力され、選択装置110ではマスターの位置信号θMが
選択され、通常のマスタースレーブ制御にてスレーブア
ームは動作する。
〈動作 2〉 次にグレイバックモード時の動作について述べる。人間
オペレータ社プレイバックを開始するために、あらかじ
め、信号ΔESete△vsetsΔTsetを操作盤
108から設定する。選択信号発生器109では、比較
器9. 104,107から出力される信号△E、ΔV
、ΔTと操作盤108から出力さnるΔEset #△
vSetsΔTsetとの絶対値の大小を比較し、ΔE
≧ΔEset;hるいはΔV≧Δマsetあるい祉ΔT
〉〆らetのとき、マスターアームの位置を記憶した記
憶装置100からの出力信号θMmt−選択する信号F
Mを出力する。選択装置110ではスレーブアームの゛
目標値としてθ動が選択され、プレイバック動作を行な
う。々お、プレイバック時の初期状態で杜選択信号は−
が出力され、スレーブアームの目標値としてf’Mmが
選択されている。
〈動作 3〉 く動作2〉において、選択信号発生器109で、△E〈
△EsetかつΔV〈△VsetかつΔT〈ΔTset
のトキ、スレーブアーム2の位置を記憶した記憶装置1
01からの出力信号θsmt−選択する信号Psk出力
する。このとき選択装置11Gで紘スレーブアームの目
標値として08mが選択され、プレイバック動作を行な
う。
かかる本実施例でれ次のような効果があるゆく動作1)
においては、マスタースレーブ制御によシ通常の操作全
行ないつつ、マスターアームl或はスレーブアーム2の
位置信号θM、θSを記憶装置100,101に記憶で
きるので、確実に、そして容易にティーチング動作を行
なうことができる。
〈動作2〉においては、人間オペレーHt操作盤ios
により設定する°ΔESe t sΔVset 、aT
、61の各信号によって、例えばΔEset以上の位置
偏差tUfとシつつマスタースレーブの操作を必要とす
るボルトの増給のような力作業に対してマスターアーム
の位置でプレイバックすることによって、力作業を容易
にかつ確実に再現できる。
また、人間オペレータは一回のティーチングで、操作盤
iosにおいて、信号ΔBset aΔVset #Δ
Tset t−各種変更して、繰返し作業の再現を見定
めつつ、プレイバックをすることができ、ティーチング
時間が短縮できる。なお、信号dset aΔvSea
m△Tset 、 k 1回のプレイバック時に、何回
か変える手R′Jk用意することによって、さらに本機
能七使いやすくできることは容易に考えら牡る。
〈動作3>[おいてQ従来性なわれていたプレイバック
動作上行なうことができる。
すなわち、位置決め作業を中心とする作業では確実に1
スレーブアーム2の位置を再現することができる。なお
、この時、マスターアームlの位置を使ってプレイバッ
クしない理由は、マスターアームlKは人間の操作性の
確保のため、不感帯(ガタ)を設けるとき、!スターア
ームlの位置では正確さを欠く。また、物体にカを作用
させた状態で位置決め動作をプレイバックした場合はマ
スターアームの位置は物体に作用した力に相当する偏差
だけスレーブアーム2の位置と異なるので、位置決め動
作に扛不具合である。
以上実施例ととも忙具体的に説明したように本発明によ
nば、静的な位置の再現はいうまでもなく、動的な位置
の再現や力の作用を伴なう作業の再現といったプレイバ
ックを精度よく実行できる。
最後に、本発明を応用できる分野を挙げておく。
〔陸関係〕
放射線発生物質、爆発物、有害物質などの危険物を取扱
う作業用マニプレータ 放射線、有害ガスなどの条件の悪い雰囲気で作業するマ
ニプレータ 〔海関係〕 水中・海中などで建設・保全作業する作業用マニプレー
タ 〔完宙、空関係〕 宇宙などで作業する作業用マニプレータ〔共 通〕 災害時の救援救助作業マニプレータ 高電圧下の作業マニプレータ
【図面の簡単な説明】
第1図は従来技術を示すブロック図、第2図は本発明の
実施例を示すブロック図である。 図 面 中、 100.101は記憶装置、 102.103はトルク検出器、 102a 、105a はメモリ、 9.104,107は比較器、 105.106は速度検出器、 iosは操作盤、 109Fi、選択信号発生器、 11Gは選択装置、 △EFi位置偏差信号、 θM、θS は位置信号、 θMm・θsmは記憶された位置信号、TM、Ts は
トルク信号、 ΔTはトルク偏差信号、 VM 、 VB は速度信号、 △Vは速度偏差信号、 △Esetは位置偏差設定信号、 ΔTsetl’t)ルク偏差設定信号、ΔVsetは速
度偏差設定信号、 FG、 F 、 F= 、 F、は選択信号である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. マスタースレーブマニプレータにおいて、ティーチング
    時にスレーブアーム及びマスターアームの位置信号とマ
    スターアームの速度信号及びトルク信号を記憶する記憶
    手段と、プレイバック時にあらかじめマスターアームと
    スレーブアームの位置偏差設定信号、速度偏差設定信号
    及び発生トルク偏差設定信号が人間オペレータ忙よル設
    定される操作盤と、プレイバック時忙記憶されたマスタ
    ーアームの速度信号及びトルク信号とプレイバック時の
    スレーブアームの速度信号及びトルク信号とを比較して
    速度偏差信号及びトルク偏差信号を出力する比較器と、
    位置速度、トルクの各偏差信号について各偏差設定信号
    と現在値の大小比較をして記憶されたマスター了−人の
    位晋櫂4橡り行スレーブアームの位置信号のいずれかの
    信号を選択せしめる選択信号を出力する選択信号発生器
    と、この選択信号によシ記憶されたマスターアームの位
    置信号或はスレーブアームの位置信号を選択する選択a
    tt備、t、マスターアームとスレーブアームの位置偏
    差設定信号、速度偏差設定信号及びトルク偏差設定信号
    を自由に設定すること和よって、ティーチング時に記憶
    されたマスターアーム或はスレーブアームの位置信号を
    目標値としてプレイパックすることを特徴とするマスタ
    ースレーブマニプレータの制御方式。
JP13679083A 1983-07-28 1983-07-28 マスタ−スレ−ブマニプレ−タの制御方式 Pending JPS6029283A (ja)

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JP13679083A Pending JPS6029283A (ja) 1983-07-28 1983-07-28 マスタ−スレ−ブマニプレ−タの制御方式

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6284771A (ja) * 1985-10-11 1987-04-18 日機装株式会社 中空糸型血液浄化装置およびその製造方法
JPS63117548U (ja) * 1987-01-23 1988-07-29
JPH03196699A (ja) * 1989-12-26 1991-08-28 Kanai Hiroyuki 電磁波シールド材

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