JPS6374585A - ロボツトア−ムの動作シミユレ−タ装置 - Google Patents

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、原子力関係・連撮関係・塗装用・溶接用等の
各種産業用ロボットのマニピュレータアームに適用され
る動作シミュレータに関するものである。

（従来の技術） 従来のロボットアームの動作シミュレータ装置の構成を
第２図に示す。同図において、ロボットの各関節角は、
ロボットアームの先端の位置及び姿勢に関する入力装置
１に入力されたデータの出力信号とロボットアーム４の
現在の各関節角信号に基づいて、予じめ構成された座標
変換演算装置２により演算して求められる。座標変換演
算装置２の出力信号はロボットアーム４の制御装置３に
入力され、ロボットアームの各関節角の変位及び速度と
比較演算されロボットアームの駆動信号となる。

ロボットアーム４の各関節角は制御装置３より入力され
る駆動信号に追従して動作する。この様にして、ロボッ
トアームの先端の位置と姿勢は、時々刻々、位置・姿勢
入力装置１により与えられた指令通りの動作を行うこと
になる。

前記装置においては、位置・姿勢入力装置１により入力
されたロボットアーム先端の位置データ及び姿勢データ
と、ロボットアーム４の現在の関節角信号に基づいて予
じめ構成された座標変換演算装置２により、ロボットア
ームの次の時点の関節角を演算することになるが、従来
この演算装置の構成は固定形式のため、ロボットアーム
の構成が変更されると、それに伴って前記演算装置の構
成もその度毎に変更する必要があり、またロボットの関
節構成の変更に伴い変化するロボットの特異点に対して
十分な対応ができず、汎用的に用いるには不便がある上
に、その構成も６自由度を越えるロボットの場合には甚
だ繁雑となり、異種のロボットアームに対して迅速に対
応することが難しいという欠点があった。

（発明が解決しようとする問題点） このように、従来のロボットアーム動作シミュレータ装
置にあっては、汎用性がなく、異種構造・機構のロボッ
トアームに変更しようとする場合には、その都度座標変
換演算装置の構成をも変更する必要がある上、ロボット
特有の特異点に関する検討も十分行えないという問題点
があった。

本発明は、この点を解決すべく開発されたもので、異種
のロボットアームに対してもその構造・機構データを入
力するだけで、ロボットの特異点回避の検討を含めたシ
ミュレーションを可能とするロボットアームの動作シミ
ュレータ装置を提供しようというものである。

（問題点を解決するための手段） このため、本発明はロボットアームの位置データと姿勢
データを与えてアームの各関節角を演算する座標変換装
置を有し該演算装置の演算結果に基づきロボットアーム
を駆動するシミュレータ装置において、ロボットの構造
データ及び機構データが入力される入力装置と該入力装
置から与えられる各データに基づいて演算する数式処理
演算装置、並びにロボットアームの特異点をチェックす
る演算装置及び表示装置を夫々上記座標変換演算装置に
連結し、任意のロボットアームの動作をシミュレーショ
ンすることを可能ならしめる構成とし、これを上記問題
点の解決手段とするものである。

（作用） ロボットアームの変更時に、新たなロボットアームの構
造・機構に関するデータを別途の入力装置に入力し、そ
の入力装置からの出力信号を数式処理演算装置で演算変
換して座標変換演算装置に入力すると共に特異点チェッ
ク用演算装置にも入力する。前記座標変換演算装置には
、前記入力信号、位置・姿勢入力装置よりの出力信号、
前記特異点チェック用演算装置よりの出力信号、並びに
現時点におけるロボットアームの関節角信号が入力され
、これらの信号に基づいて次の時点の関節角を演算する
。これらの演算結果を制御装置に送り、制御装置は、ロ
ボットアームの各関節角変位と速度を合せて演算処理し
、ロボットアームの駆動信号をロボットアームの駆動部
に送る。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面について説明する。第１図
に本発明の実施例を示す。本実施例では、同図に示すよ
うに第２図に示した従来のロボットアームの動作シミュ
レータ装置に、新たにロボットの機構及び構造に関する
データの入力装置５、同人力装置５からの出力データ信
号を数式処理する演算装置６及び同演算装置６からの演
算変換された信号を受けてロボットアームの特異点をチ
ェックする演算装置７並びに同演算装置７からの出力信
号を画面に表示する表示装置８が追加されている。

また、前記数式処理を行う演算装置６の出力信号は座標
変換演算装置２にも送られ、更に同演算装置２にはロボ
ットアームの特異点をチェックする演算装置７からも信
号が入力される。

勿論、同演算装置７には位置と姿勢に関するデータ信号
が位置・姿勢入力装置１より送信される。

以上の構成において、ロボットアーム先端の位置と姿勢
が、位置・姿勢入力装置１に入力されたデータ信号と、
ロボットの機構及び構造の各データが入力された入力装
置５からのデータ信号を数式処理演算装置６により演算
変換した信号と、ロボットアームの現在の各信号、並び
に前記数式処理演算装置６からの出力データと位置・姿
勢入力装置ｌからの出力信号の双方を受けてロボットア
ームの特異点のチェックを行う演算装置７からの各出力
が座標変換演算装置２に入力され同演算装置２によりロ
ボットアームの次の各関節角を演算する。

与えられたロボットアーム先端の軌道（位置及び姿勢）
が特異点を通過する可能性があるかどうかを特異点チェ
ック用演算装置７による演算結果を表示装置８に出力し
て表示し、特異点回避が可能であれば、演算装置２の出
力信号はロボットアームの制御装置３に入力され、ロボ
ットアームの各関節変位及び速度と合せて演算されロボ
ットアームの駆動信号となる。ロボットアーム４の各関
節角は制御装置３から入力された駆動信号に追従して動
作する。

本装置では、ロボットの構造と機構が変更されても、座
標変換演算装置を変更する必要がなく、また与えられた
ロボットアームの軌道が、アームの特異点を通過する可
能性があるかどうかの検討が可能となり、ロボットの機
構と構造並びに位置・姿勢データをそれぞれ入力装置５
と位置・姿勢入力装置１に入力することにより容易に対
応可能となる。

（発明の効果） 以上詳細に説明した如く本発明によると、異種のロボッ
トに対しても、その構造と機構を別の入力装置に入力し
、そのデータに基づいて座標変換装置が働くため、従来
の如く該演算装置の構成を変更する必要がなくなると同
時に、ロボット特有の特異点回避の検討も合せて実施で
きるため、汎用ロボットシミュレータとして、ロボット
アームの動作を迅速に検討することができるものである
。

【図面の簡単な説明】

図１は、本発明の実施例を示すロボ−／　）アームの動
作シミュレータ装置のブロック線図、第２図は、従来の
同装置におけるブロック線図である。 図の主要部分の説明 １−位置・姿勢入力装置 ２−・−（座標変換）演算装置 ３・・・制御装置 ４−・ロボットアーム ５−・（構造・機構）入力装置 ６−・（数式処理）演算装置 ７・−（特異点チェック用）演算装置 ８−表示装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ロボットアームの位置データと姿勢データを与えてアー
   ムの各関節角を演算する座標変換演算装置を有し該演算
   装置の演算結果に基づきロボットアームを駆動するシミ
   ュレータ装置において、ロボットの構造データ及び機構
   データが入力される入力装置と該入力装置から与えられ
   る各データに基づいて演算する数式処理演算装置、並び
   にロボットアームの特異点をチェックする演算装置及び
   表示装置を夫々上記座標変換演算装置に連結し、任意の
   ロボットアームの動作をシミュレーションすることを可
   能ならしめることを特徴とするロボットアームの動作シ
   ミュレータ装置。