JPS6095608A - ロボツトの制御装置 - Google Patents

ロボツトの制御装置

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JPS6095608A
JPS6095608A JP20214683A JP20214683A JPS6095608A JP S6095608 A JPS6095608 A JP S6095608A JP 20214683 A JP20214683 A JP 20214683A JP 20214683 A JP20214683 A JP 20214683A JP S6095608 A JPS6095608 A JP S6095608A
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JP
Japan
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robot
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arm
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Pending
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JP20214683A
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English (en)
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Satoshi Hashiba
橋場 聡
Takeshi Sasaki
健 佐々木
Hideo Tachiki
立木 英雄
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Nippon Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by NEC Corp, Nippon Electric Co Ltd filed Critical NEC Corp
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Publication of JPS6095608A publication Critical patent/JPS6095608A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00Programme-control systems
    • G05B19/02Programme-control systems electric
    • G05B19/42Recording 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
    • 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
    • G05B2219/34Director, elements to supervisory
    • G05B2219/34101Data compression, look ahead segment calculation, max segment lenght
    • 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
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  • 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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はロボットないしマニピュレータ(以下単にロボ
ットという)に作業全行なわせるための制御装置に関す
るものである。
ロボットの作業の実行形態を考える上で最も重要なもの
はいわゆる直接教示−再生形態である。
従来、これは教示者がロボットの腕全動かして所期の作
業全行なわせ、あらかじめ定められたサンプリング時刻
毎にその時々のロボットの腕の空間的位置データ全保持
して置き、後にロボットが作業する際に、前記位置デー
タに基づいて、教示された運動全再現するという形態ケ
採ることが多かった。
この場合教示内容の正確な再現のためには、大一方、教
示内存、すなわち「定められたサンプリング時刻毎のロ
ボットの腕の空間的位置」において、本質的に重要なも
のは位置の空間的なっなかシ、言い換えれば経路であっ
て、サンプリング時刻との関係は第二義的なものであり
、従って再生に際しては教示内存とは異なる時刻との関
係で位置が再生されても差し支えないことが多い。
ロボットの場合に限らず、一般に教示ないしその習得の
過程において鉱、内容の難易に応じて異なった対処金す
ることが合理的であるが、この考え万全ロボットの腕の
運動に適用するならば、経路の複雑な部分は相対的にゅ
っくシと、逆に単純な部分は速く動かすということにな
る。こうした観点から、教示された運動全そのまま再現
するという従来の教示−再生形態は必ずしも合理的なも
のではなかった。
本発明は教示されたロボットの腕の運動の経路の複雑さ
に応じて、ロボットの腕の位置の時系列データの密Kk
変化させ、再生のためのデータの記憶手段の軽減と、ロ
ボットの腕の運動の合理化と全件せて実現するロボット
の制御装置全提供することにある。
本発明によるとロボットの腕の運動すべき経路を与える
点(以下構成点という)群の座標値列上保持する手段と
、前記構成点のうちの1)k開始点とし核間始点と後続
の構成点における接線のなす角度を順次計算する手段と
、該角度があらかじめ定められた閾値を越えるか否か?
判定する手段と、閾値を越えたと判定された時その構成
点全再生時の構成点群の1つとして選択しその座標値を
保持する手段と1選択された構成点上訴たな開始点とし
て次の構成点の選択に処理金蔓す手段金倉むこと全特徴
とするロボットの制御装置が得られる。
すなわち本発明は、ロボットの腕の運動すべき経路が、
経路の順に並らぶ構成点の座標値からなるデータ列の形
で教示された場合、経路の曲線としての複雑さ會、その
曲線の接線相互のなす角度の大小という形で検出し、検
出された角度の大きさと、あらかじめ与えられた閾値と
の大小全比較し、閾値を越した角度金持つ点上訴たな経
路の構成点とすることによシ、データの圧縮及びロボッ
トの腕の運動を合理化しようとするものである。
以下1本発明について図面全参照して説明する。
第1図は本発明の処理奮うけるべきロボットの腕の経路
全模擬的に示したものである。実際には経路上の点は離
散的なデータとして与えられるが。
本質に関係しないので、しばらく連続した曲線として扱
う。曲線101が腕の経路を表している。
同図中X印で示した点のように、曲率の小さい部分では
粗い間隔で1曲率の大きい部分では細かい間隔でサンプ
リングしてゆき、新たな経路の構成点とするのが本発明
の目的である。
この目的に対し、本発明では曲線の曲シ方の大小金1こ
の評価の開始点となる一点(以下評価開始点という)と
、評価される別の一点(以下評価点という)とにおける
該曲線への接線のなす角度の大きさで判断する。
第2図は接線のなす角度で曲り方の大小老評価する方法
全説明するためのものである。201は腕の経路を表わ
す曲線であシ、A点が評価開始点、B点が評価点である
。A、B点における曲線201に接する単位ベクトル全
それぞれtA e ’ B * で表す。また1人、1
Bのなす角[1−Δθとおく。
第3図は、曲線に接する2つの単位ベクトルと、そのな
す角度の関保全示すものである。’ A e ” Bは
単位ベクトルであシ、1tムl=l in l=iであ
ることを用いれば、同図から明らかなようにΔ0 ロB−會ムl=2ghi−丁 ・・・・・・fl)が成
立する。ここで絶対値記号はベクトルの長さt−表す。
なお、Δθが十分に小さい範凹では Δ0 28m 2二Δθ −°−−°(2) が成立するので、(1)式は 1’tB ”f’Al:l:Δθ (ΔθzO) ・・
・・・・(3)と変形される。すなわち、2つの単位接
ベクトルの差の長名が両単位接ベクトルのなす角度にほ
ぼ等しくなる。
また%t1)式が曲線の曲シ方の尺度になっていること
は、B−+Aの極限でtl)式の右辺がA点における曲
線の曲率になっていることからも明らかである。
実際に与えられる腕の経路は以上述べたような連続的な
曲線ではなく、離散的な時刻でサンプリングされたデー
タ列(サンプル値系)として与えられるものである。
第4図はサンプル値系で与えられた経路に対する上記の
角度の計算法の実施例全説明するためのものである。経
路は一定の時間間隔りでサンプリングされた三次元空間
上の点列、つまシ< XWh、 yn、 Z+a) の形で与えられるものとする。ただしnは点の順序上あ
られす添字1xfil”II”はそれぞ−れ経路のn番
目の構成点のxe )’l ”座標である。
n番目の点を のようにベクトル記号及び座標音用いてあられすことに
すると、xoの時間に関しての微分はである。但し、サ
ンプル値系なので、微分は数値微分の公式、例えば などによって計算するものとする。
X11点における単位接ベクトルは で与えられるので、(4)式?考慮すればを得る。
ここでT1点が評価開始点であるとし、それよhp点先
のXユ+2点が評価点であるとする。するとyn点に対
して単位接ベクトルto’fc計算したのと全く同様に
、r1+9点に対して単位接ベクトル1 n+1 を計
算できる。
この両単位接ベクトル(1nとも+P)のなす角度をΔ
0とすれば、(1)式の関係よシ、 Δθ l ’ n+1−も1=2aト丁 ・・・・・・(8)
を得る。(8)式の左辺は曲線の曲シ方の一つの尺度金
与えておシ、1計p−”nlが大きい程曲シ方が大きい
ことになる。
第5図Lサンプル値系で与えられた経路のデータ列t(
8)弐を用いた評価によ勺データ圧縮するアルゴリズム
の実施例全フローチャートで弄したものである。
最初に502で経路に含まれる点の個数N及び(8)式
の左辺と比較する閾値THREとサンプリングの時間間
隔h2人力する。次に503でnとp全初期化する。
まず505で、)r1点は無条件に新しい経路の構成点
として格納する。
次に、506の判断で、n + 2 〉Nになったら処
理を終える。これは数値微分の公式(5)が2つ先まで
の点上要求してbるためでおる。
507においては式(4)、 (5)、 +7)Ic基
づいて、評価開始点の単位接ベクトルink計算してい
る。
508の判断で、n + 1) + 2 ) N Ic
 fx、 ッたら処理を終える。これも公式(5)が2
つ先までの点上要求しているためである。
509において、507と同様に評価点の単位接ベクト
ルtn+、t”計算している。
510において、tn+pとtヶの差ベクトル1食の長
さ1Δtlを計算する。
そして511で、(8)式に基いて、1Δtlが閾筐T
HkLE′f、越えなければpの値を一つ増やして(つ
 ・まシ評価点t−1つ先に進めて)508に戻り、次
の評価点の計算に移る。
1Δ書1が閾値THルEf越えるとX1+2点と1つ点
の間の曲が夕が十分大きいことになシ、xl、+。
点を新しい経路構成点として格納する。その後にn’e
n+pにし、I)=1に戻して506に戻シ、新しい評
価開始点から計算を開始する。
第6図は5以上に述べた処理全実施するための本発明の
一実施例のブロック構成図である。601はデータ入力
部で、ロボット等からの処理前の空間座標のデータを入
力する。602はデータ記憶部(1)であり、入力部6
01からのデータ全保持し、以下の部分の必要に応じて
参照できる。603は処理終了判断部であり、処理すべ
きデータがなくなると処理全終了させる。606は制御
部であシ、現在処理中の点の番号(前述のnやp)等k
iすレジスタ金有しており、処理終了判断部603や比
較器612からの情報によシ、処理の流れ全制御してい
る。
微分回路604及び演算部605では、評価開始点にお
ける単位接ベクトル(前述のl’n)の計Kk、’?、
た微分回路607及び演算部608では、評価点におけ
る単位接ベクトル(L+p)の計算7行なう。
減算器609では前述のIn+pと8゜との差ベクトル
(Δt)k計算し、演算部611で1Δt1會計算する
。612は比較器で、演算部611から出力された1Δ
11と、閾値入力部610から入力ちれた閾値TH凡E
の値との比較を行ない、その結果全制御部606に送る
。613はデータ記憶部(2)であ夛、比較器612を
通過した点の情報がデータ記憶部(1) 602から制
御部606ケ介して記憶される。
なお、各部の計算は、前記の公式等音用いて通常の手段
で実現できるので、ここでは詳述しない。
以上、処理前のデータが一定のサンプリング間隔で並ん
でいる例を述べたが、それ以外の場合、すなわち処理前
のデータ列Iがサンプリング時刻金含む <xn、y、z、tn> : t Ilはn番目の点が
サンプリングされた 時刻 の形で与えられb ’nの間隔が一定でない場合でも、
(4)式を にかえて計算すればよく、本発明の範囲に含まれる。
また、説明中のデータ構造や数式、アルゴリズムや構成
例等はすべて本発明の考え方奮わかシやすく説明するた
めの配慮であシ、これによシ本発明全限定するものでは
ない。
以上説明したように、本発明によれば従来ニジロボット
に複雑な作業全正確に行なわせることが工き、また教示
データの記憶量全従来よ勺減少させることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はロボットの腕の経路のデータ圧縮の説明図、第
2図は経路の接線のなす角度の説明図、第3図は2つの
単位接ベクトルとそのなす角度の関係の説明図、第4図
はサンプル値系の経路の場合の本発明の詳細な説明図、
第5図は第4図の方法全実行するためのフローチャート
、第6図は第5図で述べた処理全実施するための本発明
の一実施例のブロック構成図である。 図において、601・・・・・・データ入力部、602
・・・・・・データ記憶部(1)、603・・・・・・
処理終了判断部、604・・・・・・微分回路(1)、
605・・・・・・演算部(1)。 606・・・・・・制御部、607・・団・微分回路(
21,608・・・・・・演算部(2)、609・・・
・・・減算器、610・・・・・・閾値入力部、612
・・・・・・比較器、613・・・・・・データ記憶部
(2)である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. ロボットの腕の運動すべき経路金与える点(以下構成点
    という)群の座標値列を保持する手段と、前記構成点の
    うちの1つ全開始点とし該開始点と後続の構成点におけ
    る接線のなす角度全順次計算する手段と、該角度があら
    かじめ定められた閾値企越えるか否か全判定する手段と
    、閾値會越えたと判定された時その構成点音再生時の構
    成点群の1つとして選択しその座標値全保持する手段と
    、選択された構成点を新たな開始点として次の構成点の
    選択に処理を移す手段を含むこと全特徴とするロボット
    の制御装置。
JP20214683A 1983-10-28 1983-10-28 ロボツトの制御装置 Pending JPS6095608A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP20214683A JPS6095608A (ja) 1983-10-28 1983-10-28 ロボツトの制御装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP20214683A JPS6095608A (ja) 1983-10-28 1983-10-28 ロボツトの制御装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS6095608A true JPS6095608A (ja) 1985-05-29

Family

ID=16452720

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP20214683A Pending JPS6095608A (ja) 1983-10-28 1983-10-28 ロボツトの制御装置

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JP (1) JPS6095608A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61273607A (ja) * 1985-05-30 1986-12-03 Matsushita Electric Ind Co Ltd ロボツトの連続経路制御方法
JPS6286413A (ja) * 1985-10-11 1987-04-20 Matsushita Electric Ind Co Ltd 移動体の経路教示方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61273607A (ja) * 1985-05-30 1986-12-03 Matsushita Electric Ind Co Ltd ロボツトの連続経路制御方法
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