JPS61290127A - マスタスレ−ブ制御方法 - Google Patents

マスタスレ−ブ制御方法

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JPS61290127A
JPS61290127A JP13269385A JP13269385A JPS61290127A JP S61290127 A JPS61290127 A JP S61290127A JP 13269385 A JP13269385 A JP 13269385A JP 13269385 A JP13269385 A JP 13269385A JP S61290127 A JPS61290127 A JP S61290127A
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JP
Japan
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slave
angles
master
gamman
range
Prior art date
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Pending
Application number
JP13269385A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiroshi Oshima
寛 大島
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.)
Komatsu Ltd
Original Assignee
Komatsu Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Komatsu Ltd filed Critical Komatsu Ltd
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Publication of JPS61290127A publication Critical patent/JPS61290127A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02FDREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20Drives; Control devices
    • E02F9/2004Control mechanisms, e.g. control levers
    • E02F9/2008Control mechanisms in the form of the machine in the reduced scale model

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Operation Control Of Excavators (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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、マニプレータ式パワーシ、ベル等に適用され
るマスタスレーブ制御方法に関する。
〔従来技術〕
第4図は、パワーショベルの作業機10たるプーム11
.アーム12おヨヒノ肴ケッ)13t−スレーブとし、
この作業機10と相似な形状を有する操縦レバー20金
マスタとするマニプレータ式のパワーショベルを示して
いる。
上記作業機10t−構成するプーム11.アーム12お
よびパケット13の各回動支点には、それら回動角(回
動位置)を検出するポテンショメータ14t15および
16が付設され、また操縦レバー20を構成するプーム
21.アーム22およびパケット23の各回動支点にも
それらの回動角を検出するポテンショメータ24.25
および26が各々付設されている。
いま、オイレータによって操縦レバー20が操作される
と、ポテンショメータ14,24の各出力の偏差、ポテ
ンショメータ15.25の各出力の偏差およびポテンシ
ョメータ16.26の各出力の偏差が各々減算器31.
32および33より出力され為これらの減算器の出力は
作業機10のプームクリング1フ、アームシリンダ18
およびパケットシリンダ19を駆動する図示されていな
いプーゲ系に加えられる。この結果、作業機10は操縦
レバー20に追従する態様で作動される・〔発明が解決
しようとする問題点〕 ところで、スレーブ几る作業機10には、該作業機の慣
性や油圧シリン/17〜19の能力(定格速度、力、ト
ルク)に基因した応答遅れがある。
これに対し、オペレータが操作する操縦レノ々−20は
、作業機10の速度に比較して非常に高速に動かすこと
が可能である。この之め、従来、レバー20が高速で操
作されたさいに作業機10が該パー20の動作経路通シ
に作動しないで、まっ九く異なる経路全通ってレバー2
0で指示された最終位置に近づくという不都合を生じて
いた。
すなわち、例えば第5図に示すように、作業機10のノ
々ケット13先端を直線t、に沿って移動てせるべくレ
バー20を操作した場合に、マスタたる該レノ々−の操
作が早いと途中でプームが上かっ【下がるという指令が
省略されてアームのみがマスターに従がって動くため、
ノクケット先端が円弧状の軌跡t2vl−画きながら最
終位置に到達するという不都合を生じていた。
〔問題点を解決する几めの手段および作用〕本発明は、
かかる従来の問題点に鑑み、マスタの移動経路全記憶手
段に格納し、上記スレーブの現在位置からの上記移動経
路上における#動可能範囲を求め、上記マスタによって
現在指示されているスレーブの位置が上記移動可能範u
内にあれば上記指示されているスレーブの位f金、また
上記範囲外にあれば該範囲の最大値を各々上記スレーブ
の移動目標位置とするようにしている。
〔実施例〕
以下、図面を参照しながら本発明の詳細な説明する。
第1図は、第2図に示すマニプレータ弐ノヤワーシ、ベ
ルに適用した本発明に係るマスタスレーブ制御方法の一
実施例を示している。
i2図において、スレーまたるパワーショベルの作業機
10(以下、スレーブという)は・、7°°−ム11.
アーム12およびパケット13からなシ、それらの回動
角A、B、rは各々の回動支点に設けられ几ポテンシ、
メータ14,15および16で検出される。またマスタ
几る操縦レバー20(以下、マスタという)は、作業機
10と相似な形状を有し、そのアーム21.プーム22
およびパケット23の各回動支点にはそれらの回動角α
、βおよびr2検出するボテン7Nメータ24゜25お
よび26がそれぞれ設けられている。
上記ボテンシ、メータ14,15,16および24.2
5,26の各出力は、制御部30に設けられたA/D変
換器31,32.33および34゜35.36に入力さ
れ、ここで対応する角度データに変換されたのちCPU
 37に入力される0第1図は、第2図に示したCPU
 37の処理手順を示し、この手順は、妻4噛禾称考肴
CPU 37によって7時間(例えばl0m5)毎に繰
シ返される。
この手順では、まずマスタ20の現在位置を示す角度α
3.βn、γ0およびスレーブ1oの現在位置を示す角
度An、 Bn・roが取シ込まれ(ステップ100)
、角度α。、/n、γ。はメモリ38に、ま九角度Af
!、 B、 、 rnはCPo 38内のレジスタに各
各格納される(ステップ101)。
ついで、本発明に係る経路制御を行なうか否かの判断が
モード選択スイッチ39の出力に基づいて実行され(ス
テップ102 )、この判断結果がYESの場合には4
1時間(之とえば0.1aec)後においてスレーブ1
0のプーム11.アーム12およびパケット13が取り
得る可能回動角範囲が演算される(ステップ103)。
すなわち、まず現時点でのスレーブ10についての角度
A、ll、Bn、rrlと1時間前の同スレーブ10の
角度An −+ p 3n−1@ rn−+とに基づい
て、現時点における該スレーブのプーム11.アーム1
2、パケット13の角速度A  、B  、rが下式1
式% ■によっ℃求められるり そして、下式■に基づいて上記47時間後にとりうるス
レーブ10についての角度A、B、r’の範囲が演算さ
れる(ステップ103)。
ただし、Δj;ΔT後における角速度Aの予設定最大増
分値 ΔB;ΔT後における角速度B の予設定最大増分値 いま、7時間毎にサンプリングされたマスタ几るレバー
20についての角度(α4.β1wr、)s(α2.β
2pr2)*・・・・・・・・・(α。、βn + r
n)が第3図(a)に示すようにメモリ38の先頭番地
よシ順次格納されているとすると、このメモリの内容は
上記マスタ20の移動経路上の位置を示している。
次にステップ104においては、以下のようにしてスレ
ーブの目標位置が決定される。すなわち、メモリ38内
にストアされている角度α1.β1および11 (1=
1 * 2 m・・・)が■式に示し之A、Bおよびr
についての角度範囲外になるか否か會該メモリの先頭番
地より順次サーチし、たとえば第3図(鳳)に示す角度
〜j 7’m # rmのうちのいずれかが上記範囲外
の値を最初に示したことが判断された場合には、この角
度αm’β。、rrnまではスレーブが追従できるとみ
なして、これらの角度α。、九およびrmヲスレーグ1
0のプーム11゜アーム12およびパケット13に対す
る目標回動角A、 t EIItおよびr、として設定
する。
一方、メモリ38の先頭番地からn番地までをサーチし
た結果、■式に示し九角度範囲外の角度α2.β1.γ
、が存在しないと判断された場合には、n番地にストア
されている角度αゎ、β、およびγ。
をスレーブ10のプーム、アームおよびパケットに対す
る目標回動角A、 、 B、およびr、として設定する
以上のようにしてスレーブに対する目標回動角が設定さ
れると、つぎにメモリ38内のデータの更新処理が以下
のようにして実行される(ステラ7’105)。すなわ
ち、第3図(、)に示すα。、β。。
r が目標回動角に設定され几場合には、同図(b)に
示すようにこの目標回動角がメモリ38の先頭番地に格
納されるようにデータのシフトが実行され、一方、α。
、β。、γ。が目標回動角に設定された場合には、この
目標回動角がメモリの先頭番地に格納される。
ついでCPU 37では、上記スレー110に対する目
標回動角A、、 E、およびrIlと該スレーブ10の
現在の回動角An、Bnおよびrflとの偏差が各々演
算され、かつこれらの偏差を示唆する信号が出力される
(ステラ7’106)。
しかして、これらの偏差信号はテーゲアング41.42
および43を介してスレーブ10のシリンダ17.18
および19i51に動する図示されていない制御弁に加
えられ、これによってプーム11、アーム12およびパ
ケット13が前記目標回動角A、 、 E、 、 r、
に近ずくように作動される。
上記ステラ7”lOO〜106に示し九手順は前述し友
ように7時間毎に実行されるので、上記各目標回動角は
この1時間の周期で設定されることになる。
上述するように、この実施例では、■式に示すスレーブ
10のプーム11.アーム12.バケツト13について
の現在位置、現在速度およびそれらの加速能力Δj、Δ
A、Δ戸とに基づき0式に示したΔτ後におけるそれら
の各可能回動角範囲、つまりΔT後にそれらがとり得る
位置の範囲が求められる。そしてメモリ38内にストア
されたマスタの経路データαI、β1−r、がそれぞれ
上記各範囲外の値を示しているか否かが該メモリの先頭
番地のデータから順次チェックされ1、α1.βl”f
のいずれかが上記範囲外の値を示している番地が現われ
た場合に、その番地にストアされているデータα。、β
rn、γ。がスレーブ10に対する目標回動角(目標位
置)として使用される。
またメモリ38内に上記範囲外の値を示すデータが存在
しない場合には、マスタの現在位置を示す角度r−タ町
、β1t7”Iがスレーブ10の目標回動角(目標位[
)として使用される。
しかして上記目標回動角は、7時間毎につまシマスタの
回動角α、β、rが丈ンプリングされる毎に設定される
ので、結局スレーブ10は個々の時点でとりうる最大速
度でマスタ20で指示された経路上を移動することにな
る。
なお、マスタ20が停止している場合には、メモリ38
内のデータが0式に示した範囲内の値を常にとることに
なるので、7時間毎にマスタ20の現在位置についての
角度データがスレーブ20に対する目標回動角(目標位
置)として与えられ、これによってスレーブ20も停止
状態上保持することになる。
つぎにステップ101の判断結果がNOの場合、つまり
モード選択スイッチ39によって従来制御全行なうモー
ドが選択された場合について説明する。この場合には、
前記メモリ38がクリアされ(ステップ107)、つい
で該メモリ38の先頭番地にマスタ20の現在位置につ
いての角度データα1.β1eJがスレーツIOK対す
る目標回動角としてストアされる。そして、前記ステッ
プ106に示した処理が実行され、この処理によって求
められた偏差がなくなるようにスレーブ10が作動され
る。
この従来制御では、7時間毎にスレーブ20の各回動体
に対する目標回動角が設定されることになるが、マスタ
20の操作速度が速い場合、目標回動角とスレーブの現
在位置についての回動角との偏差がきわめて大きくなる
状態が発生するので、マスタの移動経路通りにスレー1
が追従できなくなるOつまシ第5図に示したような現象
金主じる。
上記実施例ではマスタレータ式のパワーショベルに本発
明を適用しているが、本発明はアクチュエータとして油
圧モータ、油圧シリンダ、フーケモータ等を用いた他の
多関節タイ!または三軸直交タイプのマニプレータにも
有効に適用しうる。
〔発明の効果〕
本発明においては、マスタの移動経路を記憶手段に格納
し、上記スレーブの現在位置からの上記移動経路上にお
ける移動可能範囲を求め、上記マスタによって現在指示
されているスレー!の位置が上記移動可能範囲内にあれ
ば上記指示されているスレーブの位it、また上記範囲
外にあれば該範囲の最大値を各々上記スレーブの移動目
標位置としている・ したがって、マスタがスレー1の応答速度よシも早い速
度で操作され九としても、該スレーブをマスタの移動軌
跡に沿って高速追従させることができるという効果が得
られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る方法の一実施例を示し念フローチ
ャート、第2図は本発明が適用されるマニグレータ式パ
ワーシ、ベルの構成を示した概念図、第3図は第2図に
示すメモリの記憶の態様を例示し九概念図、第4図は従
来のマニグレータ弐ノ譬ワーショベルの構成全示す概念
図、第5図は第4図に示した/4′ワーシ璽ベルの作用
を示す概念図である。 10・・・作業m、11・・・ブーム、12・・・アー
ム、13・・・パケット、17〜19・・・シリンダ、
20・・・操縦レバー、21・・・ブーム、22・・・
アーム、23・・・パケット、37・・・CPU、38
・・・メモリ、39・・・モード選択スイッチ。 (0)デ“−夕格糸内内容         (b)テ
パ一夕艷航借地                 @
力第3図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)マスタの位置変化に追従するようにスレーブを制
    御する方法において、上記マスタの移動経路を記憶手段
    に格納し、上記スレーブの現在位置からの上記移動経路
    上における移動可能範囲を求め、上記記憶手段の記憶内
    容に基づき上記マスタによって現在指示されているスレ
    ーブの位置が上記移動可能範囲内にあるか否かを判断し
    、該範囲内にあれば上記指示されているスレーブの位置
    を、また上記範囲外にあれば該範囲の最大値を各々上記
    スレーブの移動目標位置とすることを特徴とするマスタ
    スレーブ方法
  2. (2)上記移動可能範囲は、上記スレーブの現在位置、
    現在速度および該スレーブの速度の所定時間後における
    最大増分値とに基づいて求められる特許請求の範囲第(
    1)項記載のマスタスレーブ制御方法
JP13269385A 1985-06-18 1985-06-18 マスタスレ−ブ制御方法 Pending JPS61290127A (ja)

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ID=15087331

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01171784A (ja) * 1987-12-24 1989-07-06 Tamagawa Seiki Co Ltd リモートコントロール装置
JPH03136776A (ja) * 1989-10-23 1991-06-11 Meidensha Corp マスタ・スレーブ型マニプレータの制御方法
JPH05210698A (ja) * 1992-01-31 1993-08-20 Toshiba Corp 機械翻訳システム
JPH0577343U (ja) * 1992-03-27 1993-10-22 前田建設工業株式会社 掘削装置
EP1081295A1 (en) * 1999-09-06 2001-03-07 Kabushiki Kaisha F.F.C. Working equipment and a control system therefor

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EP1081295A1 (en) * 1999-09-06 2001-03-07 Kabushiki Kaisha F.F.C. Working equipment and a control system therefor
US6378411B1 (en) 1999-09-06 2002-04-30 Kabushiki Kaisha F.F.C. Working equipment and a control system therefor

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