JPS6273307A - ロボツトの制御装置 - Google Patents
ロボツトの制御装置Info
- Publication number
- JPS6273307A JPS6273307A JP21307385A JP21307385A JPS6273307A JP S6273307 A JPS6273307 A JP S6273307A JP 21307385 A JP21307385 A JP 21307385A JP 21307385 A JP21307385 A JP 21307385A JP S6273307 A JPS6273307 A JP S6273307A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- robot
- runner
- shortest distance
- coordinate
- narrow part
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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】
〔発明の技術分野〕
本発明はロボットの制御装置に係り、特に水車ランナの
内部等狭隘部での作業に使用されるロボッ１〜の制御装
置に関する。
内部等狭隘部での作業に使用されるロボッ１〜の制御装
置に関する。
一般に、フランシス水中、ポンプ水車等はその性能を維
持するために定期的にメンテナンスが行なわれている。
持するために定期的にメンテナンスが行なわれている。
このメンテナンスはランナの羽根表面を研削したりラン
ナの流路幅が規定値にあるかどうかを計測するものであ
るが、作業者が入れないか作業姿勢が困難なランプ中央
の狭隘部における研削作業は、第７図に示すように、熟
練作業者がハンドグラインダ１ヤ柄の先端に砥石を取ｆ
−１けた冶具２をランナ３に挿入し羽根の形状に倣いな
がら少しずつ研削しており、同様に目測作業も熟練作業
者が内パス、スケールや密着ゲージ等を用い少しずつ行
なっていた。
ナの流路幅が規定値にあるかどうかを計測するものであ
るが、作業者が入れないか作業姿勢が困難なランプ中央
の狭隘部における研削作業は、第７図に示すように、熟
練作業者がハンドグラインダ１ヤ柄の先端に砥石を取ｆ
−１けた冶具２をランナ３に挿入し羽根の形状に倣いな
がら少しずつ研削しており、同様に目測作業も熟練作業
者が内パス、スケールや密着ゲージ等を用い少しずつ行
なっていた。
このため、上記研削および計測作業は高度な技能を備え
た熟、練作業省を必要とし、作業時間がかかると共にコ
ストアップの原因となっており、また最近のポンプ水車
は高落差化によりランプ流路幅が小さいので熟練作業者
でも上記作業が困難な場合があり、上記作業のロボット
による自動化が望まれていた。
た熟、練作業省を必要とし、作業時間がかかると共にコ
ストアップの原因となっており、また最近のポンプ水車
は高落差化によりランプ流路幅が小さいので熟練作業者
でも上記作業が困難な場合があり、上記作業のロボット
による自動化が望まれていた。
ところが、ロボット例えば多関節型ロボットを上記ラン
チの狭隘部で使用すると作業中にロボットがランナの羽
根と干渉することがあり、ロボットにより自動化しても
作業時間や作業効率の点でロボットを使用するメリット
が得られなかった。
チの狭隘部で使用すると作業中にロボットがランナの羽
根と干渉することがあり、ロボットにより自動化しても
作業時間や作業効率の点でロボットを使用するメリット
が得られなかった。
Ｃ発明の目的〕
そこで、本発明の目的は上述した従来技術が有する問題
点を解消し、水車ランチ等の狭隘部でのロボットによる
作業が効率良く行なえるようにしたロボットの制御装置
を提供するものである。
点を解消し、水車ランチ等の狭隘部でのロボットによる
作業が効率良く行なえるようにしたロボットの制御装置
を提供するものである。
上記目的を達成するために、本発明はロボットの９１作
データおよび作業者が入ることができない狭隘部の形状
データを入出ノｌる入出力回路と、入ツノしたデータや
演算結果を格納する記憶回路と、上記狭隘部に挿入され
たロボットと狭隘部内面との最短距離を算出する演痺制
御回路とを備え、この求めた最短距離よりロボットと狭
隘部との干渉をチェックしてロボットと作動させること
を特徴とするものであって、狭隘部での作業が効率良く
行なえるようにしたものである。
データおよび作業者が入ることができない狭隘部の形状
データを入出ノｌる入出力回路と、入ツノしたデータや
演算結果を格納する記憶回路と、上記狭隘部に挿入され
たロボットと狭隘部内面との最短距離を算出する演痺制
御回路とを備え、この求めた最短距離よりロボットと狭
隘部との干渉をチェックしてロボットと作動させること
を特徴とするものであって、狭隘部での作業が効率良く
行なえるようにしたものである。
以下、本発明による１コボツトの制御装置の実施例を第
１図乃至第６図を参照して説明する。
１図乃至第６図を参照して説明する。
第１図において符号１１は多関節型ロボットを示し、こ
の多関節型ロボット１１を制御する制御盤１２には外部
とデータの入出力を行なう入出力回路１３、入力したデ
ータや演粋した結果を格納する記憶回路１４およびロボ
ットの各関節位置とランナの羽根との最短距離を算出す
る演弾制御回路１５が設けられている。また、上記制御
盤１２にはロボットを操作する操作盤１６が接続されて
いる。そして、このように構成されたロボットを操作し
て、第２図に示すように、ランナ３の狭隘部にロボット
の先端部を挿入し、研削および計測作業等を行なうｂの
である。
の多関節型ロボット１１を制御する制御盤１２には外部
とデータの入出力を行なう入出力回路１３、入力したデ
ータや演粋した結果を格納する記憶回路１４およびロボ
ットの各関節位置とランナの羽根との最短距離を算出す
る演弾制御回路１５が設けられている。また、上記制御
盤１２にはロボットを操作する操作盤１６が接続されて
いる。そして、このように構成されたロボットを操作し
て、第２図に示すように、ランナ３の狭隘部にロボット
の先端部を挿入し、研削および計測作業等を行なうｂの
である。
次に、上記多Ｉｙ！節型ロボットの制ｔＩｌ装置の作用
を説明する。
を説明する。
第３図の処理フローチャートに示ずように、はじめにあ
る座標系を決め、この座標系上にロボット１１の原点お
よびランナ３の原点と形状を表わす。ザなわら、ロボッ
トの動作データとしてロボッ１〜の先端位置座標点とロ
ボットの各関節の回転角度を、またランナのデータとし
て狭隘部の羽根形状を表わした格子状の座標点を前記入
出力回路１３より入力する。この入力されたデータに基
づいてロボットの各関節位置が算出され、またランチの
羽根形状は格子状の各座標点を含むファーガソンの双３
次多項式による自由曲面として定義される。次に、ロボ
ットの各関節ごとに関節近傍に位置するランチの羽根の
座標点の内４点を取出し、この４点を含む双３次多項式
による曲面とロボッ１〜の関節座標値との間の最短距離
を締出し、この求められた最短距離とロボットのアーム
径とを比較し、ロボットがランチの羽根と干渉するかど
うかをチェックする。そして、この干渉チェックにより
ロボットとランナの羽根が干渉しないことが確認で３ｖ
れば、ロボッ１〜を操作し各秤作業を行なう。ま／ｊ
、ロボッ１〜とランナの羽根が干渉する場合はロボット
の動作データを再入力し、干渉がなく＜Ｋるまで上述の
操伯を繰り返り。
る座標系を決め、この座標系上にロボット１１の原点お
よびランナ３の原点と形状を表わす。ザなわら、ロボッ
トの動作データとしてロボッ１〜の先端位置座標点とロ
ボットの各関節の回転角度を、またランナのデータとし
て狭隘部の羽根形状を表わした格子状の座標点を前記入
出力回路１３より入力する。この入力されたデータに基
づいてロボットの各関節位置が算出され、またランチの
羽根形状は格子状の各座標点を含むファーガソンの双３
次多項式による自由曲面として定義される。次に、ロボ
ットの各関節ごとに関節近傍に位置するランチの羽根の
座標点の内４点を取出し、この４点を含む双３次多項式
による曲面とロボッ１〜の関節座標値との間の最短距離
を締出し、この求められた最短距離とロボットのアーム
径とを比較し、ロボットがランチの羽根と干渉するかど
うかをチェックする。そして、この干渉チェックにより
ロボットとランナの羽根が干渉しないことが確認で３ｖ
れば、ロボッ１〜を操作し各秤作業を行なう。ま／ｊ
、ロボッ１〜とランナの羽根が干渉する場合はロボット
の動作データを再入力し、干渉がなく＜Ｋるまで上述の
操伯を繰り返り。
さらに、１記１コボツトとランプの羽根との最短距離を
算出する泪０法を第４図乃至第６図により詳細に説明す
る。
算出する泪０法を第４図乃至第６図により詳細に説明す
る。
第４図Ｌ１３よび第５図に示づように、７手をロボット
の関部座標点、Ｐｏ、ｒ’ 、Ｉ） 、Ｐ３を上記
ロボットの関部座標点に近いランナの羽根の格子状座標
点とすると、この格子状座標点を含むランチの羽根形状
は次の双３次多項式により定義される自由曲面Ｐ Ｓ
′Ｃ−表わせる。
の関部座標点、Ｐｏ、ｒ’ 、Ｉ） 、Ｐ３を上記
ロボットの関部座標点に近いランナの羽根の格子状座標
点とすると、この格子状座標点を含むランチの羽根形状
は次の双３次多項式により定義される自由曲面Ｐ Ｓ
′Ｃ−表わせる。
（０≦Ｕ≦１．０≦■≦１） ・・・・・・（１）ここ
で、上記（１）式にＪ５いて、格子状座標点Ｐｏ、Ｐｌ
、Ｐ 、Ｐ３が４つの境Ｗ条件となり、さらに上記４
つの座標点におけるＵ、■方向の接線ベクトルを適当な
手法であらかじめ決めると、となりあう曲面間では同一
の接線ベタ１〜ルを使用するので曲面の連続性より８つ
の条件が決まる。
で、上記（１）式にＪ５いて、格子状座標点Ｐｏ、Ｐｌ
、Ｐ 、Ｐ３が４つの境Ｗ条件となり、さらに上記４
つの座標点におけるＵ、■方向の接線ベクトルを適当な
手法であらかじめ決めると、となりあう曲面間では同一
の接線ベタ１〜ルを使用するので曲面の連続性より８つ
の条件が決まる。
また、上記４つの座標点における微小面積の条件ａ Ｐ
／ ａ ｔＪ ａ Ｖ ＝ Ｏ・・−・・・・−・（２
）より４つの条件が決まり、これら合計１６の条件によ
り前記（１）式におけるＡｉｊの全係数が求められ、曲
面ＰＳが定義される。
／ ａ ｔＪ ａ Ｖ ＝ Ｏ・・−・・・・−・（２
）より４つの条件が決まり、これら合計１６の条件によ
り前記（１）式におけるＡｉｊの全係数が求められ、曲
面ＰＳが定義される。
次に、座標点Ｐ。における法線ベクトルＳＮを接線ベク
トルＵ、■の外積計算式によりと表わし、この法線ベク
トルＳＮと上記座標点Ｐｏからロボットの関節座標点Ｘ
Ｐへの方向ベクー−−→ トルＲＶとの角度θを内積計算式より θ＝バ・容 ・・・・・・・・・（４）と表わす。
トルＵ、■の外積計算式によりと表わし、この法線ベク
トルＳＮと上記座標点Ｐｏからロボットの関節座標点Ｘ
Ｐへの方向ベクー−−→ トルＲＶとの角度θを内積計算式より θ＝バ・容 ・・・・・・・・・（４）と表わす。
そして、この角度θが最短距離収束角度、例えば０．１
＠に収束するかどうかを判定し、収束しない場合は上記
座標点Ｐ。を含む接平面りの座標点Ｐ。′を次式により
求める。
＠に収束するかどうかを判定し、収束しない場合は上記
座標点Ｐ。を含む接平面りの座標点Ｐ。′を次式により
求める。
７３ｏ・＝ｉ−（１訂りも１・ｃｏｓθ）・ぢ・・・・
・・・・・ （５） そして、この求めた接平面り上の座標点Ｐ。′を曲面Ｐ
ＳＱ法線方向に沿って曲面ＰＳ上におろした点を新し・
い座標点Ｐ。０とし、この新しい座標点におけるパラメ
ータＵ、■を求め、上述した８１等で角度θが最短距離
収束角度に収束するまで行なう。
・・・・・ （５） そして、この求めた接平面り上の座標点Ｐ。′を曲面Ｐ
ＳＱ法線方向に沿って曲面ＰＳ上におろした点を新し・
い座標点Ｐ。０とし、この新しい座標点におけるパラメ
ータＵ、■を求め、上述した８１等で角度θが最短距離
収束角度に収束するまで行なう。
ここで、新しい座標点Ｐ。０におけるパラメータＵ、■
の求め方をＶについて説明する。上記座標点Ｐ 、Ｐ
、Ｐ 、Ｐ３′ｃ決まる曲面ＰＳ上でパラメータ
Ｕ、■に次のような条件をりえる。
の求め方をＶについて説明する。上記座標点Ｐ 、Ｐ
、Ｐ 、Ｐ３′ｃ決まる曲面ＰＳ上でパラメータ
Ｕ、■に次のような条件をりえる。
（ＬＪ、 Ｖ） ＝ （（０，０，０，０） 、 （０
，５，０，０） 、 （１，０，０，０＞ ）（Ｌｌ、
Ｖ） ＝ （（０，（１，＜１．５） 、 （０，５
，０，５） 、 （１，（１，（１，５０・・曲（６）
（ＬＪ、 Ｖ） ＝ （（０，０，１，０） 、 （０
，５，１，０＞ 、 （１０，１，０＞ ）この〈６）
式による条件にＪ：りそれぞれ３点を求め、第６図に承
り−Ｊこうに、上記３点をＹＺ平而面投影しこの３点に
よる円Ｃ、Ｃ２，Ｃ３を求め、新しい座標点Ｐｏｏが上
記３円のどこにあるかを判断し、はさみ打ち法によりパ
ラメータ■を求める。
，５，０，０） 、 （１，０，０，０＞ ）（Ｌｌ、
Ｖ） ＝ （（０，（１，＜１．５） 、 （０，５
，０，５） 、 （１，（１，（１，５０・・曲（６）
（ＬＪ、 Ｖ） ＝ （（０，０，１，０） 、 （０
，５，１，０＞ 、 （１０，１，０＞ ）この〈６）
式による条件にＪ：りそれぞれ３点を求め、第６図に承
り−Ｊこうに、上記３点をＹＺ平而面投影しこの３点に
よる円Ｃ、Ｃ２，Ｃ３を求め、新しい座標点Ｐｏｏが上
記３円のどこにあるかを判断し、はさみ打ち法によりパ
ラメータ■を求める。
パラメータＵについても同様の方法により求める。
なお、上記パラメータＵ、■の求め方については曲率を
利用して求める方法らある。
利用して求める方法らある。
このように、本発明によれば多関節型ロボットの位置、
動作データおよびランナの狭隘部における羽根形状のデ
ータよりランプ内におけるロボッｌ−の各関節位置を求
め、この関節位置と自由曲面で定義される羽根との最短
距離をロボットとの全移動予定点に対して求め、この求
めた最短距離とロボットのアーム径とを比較してロボッ
トがランナの羽根と干渉するかどうかをチェックするの
で、従来実際にロボットを作動させな【ノればチェック
できなかった水車ランナ等狭隘部におけるランナの羽根
と量１ポットとの干渉を未然に防止できるので、ロボッ
トの操作をスムーズに行なえ、ロボットによる各種作業
を効率よく行なうことができる。
動作データおよびランナの狭隘部における羽根形状のデ
ータよりランプ内におけるロボッｌ−の各関節位置を求
め、この関節位置と自由曲面で定義される羽根との最短
距離をロボットとの全移動予定点に対して求め、この求
めた最短距離とロボットのアーム径とを比較してロボッ
トがランナの羽根と干渉するかどうかをチェックするの
で、従来実際にロボットを作動させな【ノればチェック
できなかった水車ランナ等狭隘部におけるランナの羽根
と量１ポットとの干渉を未然に防止できるので、ロボッ
トの操作をスムーズに行なえ、ロボットによる各種作業
を効率よく行なうことができる。
なお、本発明は上述の水車ランチの研削、副側作業に使
用するロボットに限られるｂのではなく、作業者が直接
入ることのできない狭隘部で作業するロボットならいか
なる型のロボットにも適用できる。
用するロボットに限られるｂのではなく、作業者が直接
入ることのできない狭隘部で作業するロボットならいか
なる型のロボットにも適用できる。
第１図は本発明によるロボットの制御Ｖｔ置の概略図、
第２図は水車ランナ内における多関節型ロボットの作動
状態を示ず概略図、第３図は上記制御装置の処理フロー
チャートを示す図、第４図乃至第６図はロボットの関節
位置とランチとの最短距離を算出する計算を説明ηる図
、第７図は作業者にＪ：るランナの仕上げ作業の状況を
示した斜視図である。 ３・・・ランナ、１１・・・多関節型ロボット、１２・
・・制御盤、１３・・・入出力回路、１４・・・記憶回
路、１５・・・演詐制御回路、１６・・・操作盤。 出願人代理人 佐 藤 −雄 第 １ 図 Ｙ 鮪２ 図 第３図 第５ 図 第６ 固
第２図は水車ランナ内における多関節型ロボットの作動
状態を示ず概略図、第３図は上記制御装置の処理フロー
チャートを示す図、第４図乃至第６図はロボットの関節
位置とランチとの最短距離を算出する計算を説明ηる図
、第７図は作業者にＪ：るランナの仕上げ作業の状況を
示した斜視図である。 ３・・・ランナ、１１・・・多関節型ロボット、１２・
・・制御盤、１３・・・入出力回路、１４・・・記憶回
路、１５・・・演詐制御回路、１６・・・操作盤。 出願人代理人 佐 藤 −雄 第 １ 図 Ｙ 鮪２ 図 第３図 第５ 図 第６ 固
Claims (1)
- ロボットの動作データおよび作業者が入ることができな
い狭隘部の形状データを入出力する入出力回路と、入力
したデータや演算結果を格納する記憶回路と、上記狭隘
部に挿入されたロボットと狭隘部内面との最短距離を算
出する演算制御回路とを備え、この求めた最短距離より
ロボットと狭隘部との干渉をチェックしてロボットを作
動させることを特徴とするロボットの制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21307385A JPS6273307A (ja) | 1985-09-26 | 1985-09-26 | ロボツトの制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21307385A JPS6273307A (ja) | 1985-09-26 | 1985-09-26 | ロボツトの制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6273307A true JPS6273307A (ja) | 1987-04-04 |
Family
ID=16633093
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21307385A Pending JPS6273307A (ja) | 1985-09-26 | 1985-09-26 | ロボツトの制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6273307A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04268905A (ja) * | 1991-02-25 | 1992-09-24 | Daikin Ind Ltd | みがき装置におけるみがき範囲指定方法 |
| JPH04268904A (ja) * | 1991-02-25 | 1992-09-24 | Daikin Ind Ltd | みがき装置におけるみがき面教示方法 |
| JPH0816225A (ja) * | 1994-04-27 | 1996-01-19 | Hitachi Ltd | ロボット機構制御方法及びその装置 |
| JP2011062671A (ja) * | 2009-09-18 | 2011-03-31 | Nakata Mac Corporation | 垂下式塗装装置および塗装システム |
-
1985
- 1985-09-26 JP JP21307385A patent/JPS6273307A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04268905A (ja) * | 1991-02-25 | 1992-09-24 | Daikin Ind Ltd | みがき装置におけるみがき範囲指定方法 |
| JPH04268904A (ja) * | 1991-02-25 | 1992-09-24 | Daikin Ind Ltd | みがき装置におけるみがき面教示方法 |
| JPH0816225A (ja) * | 1994-04-27 | 1996-01-19 | Hitachi Ltd | ロボット機構制御方法及びその装置 |
| JP2011062671A (ja) * | 2009-09-18 | 2011-03-31 | Nakata Mac Corporation | 垂下式塗装装置および塗装システム |
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