JPS6393012A - マニピュレータの制御方法 - 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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は１人間が′Ａ時間でその動きを指令するマニピ
ュレータの動作制御方法に関する。

（従来の技術） ）　ｔ’−ン＊マニピュレータなどの多関節慎病をＭす
る機械を人間が操作するに当り、ジョイスティックやレ
バーにより移動時の速度を指令し、その速度を呆現する
ような制御系を構成することによって目標動作を実現さ
せることが広く行われでいる。

第３図にその従来のマニピュレータの制御方法を示す。

しかしながら、上記の従来の劃一方法にあっては１次の
ような問題点かあつ九、すなわち、クレーンやマニピュ
レータで作業を行うときけ、目標がマニピュレータの手
先、あるいは手先で把持しｔ対象物の特定の位置への位
置決めとなることが多い。従って操作者はマニピュレー
タの手先が目標地点で停止するようなマニピュレータの
動きを予測し、指令速度を与えねばならなＡｏところが
。

おうおうにして機構部の慣性などによｆ）指令速度に対
して実際のアームの使きｌこ遅れが生じることがある。

すると、操作者はこのマニピュレータの姿勢によって必
ずしも一定ではな＾動作の遅れをも考慮に入れて指令速
度を決定しなければならず。

特に目標値付近の正−な動きが請求される段階での操作
が因婚ならのとなり、位置決めに時間を用し１位置決め
ｔ１度を上げることが難しかつ九〇（発明が叫決しよう
とする問題点） 上述しｔように従来の制御方法では、マニピュレータの
動きに指令に対する遅れが存在するときの位置決めに用
する時間が長くなり、立置決め精度が上がらなかう九。

そこで１本発明は指令に対する遅れが存在するときにも
迅速に正確な立置決めができるー」間方法を提供するこ
とを目的としている。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段） 本発明の制御方法においては、実時間で指令する目標動
作をマニピュレータの速度だけでなく位置にも設定でき
るように構成している。

（作用） マニピュレータの目ｅＪＡ動作を速度に設定しておけば
指令部から実時間で目標速度を与えることにより、マニ
ピュレータを適切な仇道を経て目標匝付近まで誘導する
ことができる。目標動作を位置に設定すれば、マニピュ
レータの動きにｑａｔ′Ｆ、指令に対する遅れがあろう
とも、指令１［を一定ｌこしておく限り一定時間経過後
ｔこけ指令位置に停止する。

従って、目標位置付近までは目標動作後マニピュレータ
の速度に設定し、目標立置ｆ仕返に達しｔら目標動作を
位置に設定することにより、目標位置への迅速かつ正確
な位置決めが行える。

（実施例） 臥下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。

ｗｃｚ図は多関節マニピュレータが手先でペイロードを
把持している図である。９は６関節を有するマニピュレ
ータであり、各間’ｉ！’７５！こ位置および速度セン
ナを取りつけである。１０はマニピュレータが把持して
いるペイロードである。１１￥′ｉマニビユン−夕の基
Ｗ５直交座傾系である。

第１図はイハ」副系を表すブロック図である。指令部１
で、マニピュレータ手先のり作を指令する。

目標動作を速度に設定すると、指令部１で与えられ九指
令値がモード遺沢部２から座標変換演算部４に送らｔＬ
、マニピュレータの各関節Ｏの随に従って関節角速度ζ
こ変換される。この目標関節角速［マニピュレータの各
関節に取り付けられｔ速度センサの［Ｖとの偏差がサー
ボ系６に送られ、マニピュレータ駆動部への指令部を計
算し、モード選沢部７を通してマニピュレータ機構Ｖ１
５ｓへ加えることにより各関節ごとの目標関節角速度が
実現される。よって指令部１で与え九指令速度が実現さ
れる。ｔだし。マニピュレータおよびマニピュレータ手
先で把持しｔペイロードの質ホが大きいときは目標速度
に対する遅れが存在し、ペイロードの正確な立置決めは
難しくなる。

そこで目標動作を位置に設定変更すると、指令ｆｉｔで
与えられｆｃ指令１直がモード通沢部２から座標変換演
算部３に送られ、マニピュレータの各関節角）ｆθに従
って関節角度ｌこ変換される。この目標関節角ＩＪｊと
マニピュレータの各関節角度θとの４差がサーボ系５に
送られ、マニピュレータ駆動部への指令部を計算し、モ
ード通沢部７を通してマニピュレータ＜ＩＡ＋１１部８
へ加えられることによって目標１関節角度が実現される
。従って指令部１で目標地点を指令すれば、一定時間の
のちにマニピュレータの手先は目標地点に停止する。

以上では座標系を持に指定しなかつｔが、目標動作を速
度から位置へ変更しｔ時点でのマニピュレータ先端の位
置を原点とする座標系をとれば。

マニピュレータの動作範囲が位置決め精度に比べてかな
り広いときでも座標位置近傍に設定できるので、ジョイ
スティックなどの指令部のフルスケールを小さくとるこ
とが町ＷＱｆこなり微小位置決め指令が容易になる。ま
ｔ、目は地点でのマニピュレータ手先の目標姿勢がマニ
ピュレータ基部直交座標系の一つの座標・紬と予行なと
きなど、基部直交座標系でけ２きジわかっていることは
かなりあると思われるが、このようなときは基部直交座
標系と平行移動し九座傾系をとることにより、マニピュ
レータの目標姿勢の指令がはるかに容易ｔこなる。上記
の２点け、いづれも目標動作を立置にとっｔことによる
利点である。

〔発明の効果〕

以上詳述してきｔよう暑こ１本発明ｌこよれば、マニピ
ュレータの目標動作をマニピュレータの速度とする制御
基だけでなく、マニピュレータの位置とする制ｄ叩系す
有し、そのいづれかを４沢できるように溝成しにことに
よＶ、マニピュレータの動作に指令部１こ対する遅れが
存在するときで５．迅速かつ正罐な位置決めができる効
果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、実施例における制μｓ系を表すブロック図、
第２図はマニピュレータを表す概略図、第３図はマニピ
ュレータ手先の速度を指令する従来の制御系のブロック
図である。 １・・・指令部、２．７・・・目の動作選択都、３・・
・位置座標変換部、４・・・速度座標変換部、５．６・
・・サーボ系、８・・・マニピュレータ鋼購部、９・・
・６ｆｉｌｔｌマニピユレータ、１０・・・ペイロード
、１１・・・！ｆｓ部直交座標系。 代理人　弁理士　　則　近　曙　右 同　　　　　竹　花　喜久男

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. アームの動きを実時間で指令を与えることにより制御す
   るマニピュレータの制御方法において、制御系の目標入
   力をアームの位置とする制御系と速度とする制御系の二
   つの制御系を有し、いづれかの制御系を、任意の時刻に
   選択できることを特徴とするアームの動作制御方法。