JPS6394307A - 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、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装置に関するものである。

〈従来の技術〉 第２図は従来のロボットアームの動作シミュレータ装百
の構成を示し、第３図はロボットアームを示す。ロボッ
トアーム４の各間１１ｆｆｉ４ａ〜４ｅの関節角は次の
ようにして求められる。即ち、ロボットアーム４の先端
の位置と姿勢のデータが入力された位置・姿勢入力装＠
１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。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。

この駆動信号に追従して、各関節角が、動き口ボットア
ーム４が、作動する。

この様にして、ロボッ１へ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２の構成は固定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２の構
成もその度毎に変更する必要があった。またロボットの
四りに存在する障害物を自動的に回避して、ロボットア
ーム４を駆動させることができず、汎用的に用いるにｔ
ま不便があるうえ、６自由度を越えるロボットの場合に
甚だ瞥雑となり、箕種のロボットアームが界る環境条件
下に置かれた場合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、汎用性がない。したがって箕種４Ｍ造・
機構のロボットアームに変更しようとする場合や、異る
環境条件の中で、障害物を回避させて動作させようとす
る場合には、その都度、座標変換演算装置２の構成の変
更が生じる。更に、ロボットの周囲に障害物があった場
合に、この障害物にロボットアームが衝突することなし
に動作させる場合には非常に不便であるという問題点が
あった。

本発明は、この点を解決すべく開発されたもので、巽種
のロボットアームに対してもその構造・機構データを入
力するだけでシミュレーションを可能とし、ロボットの
周囲に障害物があってもその動作可能領域を演算する装
置の出力表示結果を確認することにより、該障害物が回
避可能かどうかをシミュレーションできるロボットアー
ムの動作シミュレータを提供しようというものである。

く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
演算装置の演算結果に基づき、制御装置によりロボット
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
数式処理演算装置と、ロボットの置かれた環境内にある
障害物の形状と位置データを入力する入力装置と、該入
力データに基づいて演算する障害物回避可能領域演算器
置と、表示装置を、上記座標変換演算装置に連結し、任
意環境におかれた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。

く作用〉 ロボットアームの変更ｔｔｉに、駈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出力する。該座標変換装
置には、前記入力信号の他ロボットアームの位置・姿勢
に関する入力信号と現時点におけるロボットアームの関
節角信号及び障害物回避可能領域演算器の出力信号が入
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。この演算結果を制御装置に送り、制御ｌ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第１図に基づき詳細に説明する。

同図において位置・姿勢入力装置］はロボットアーム４
の先端の位置とロボットアーム４の姿勢を示す位置・姿
勢データ信号ａを入力する装置である。構造・機構入力
装置５はロボッＩ・の構造及び機構を示す構造・機構デ
ータ信号すを数式迦理ｖ１算装置６に入力する。＠造・
機構データとしては、各関節の配置、各関節の型、アー
ムの長さ、据付時のアームの方向、各回転軸の方向等が
ある。演算装置６は構造・機構データｂを数式処理演算
して演算変換信号Ｃを出力する。障害物入力装置９はロ
ボットの周囲の障害物の形状と位置を示す障害物データ
ｄを回避領域演算装置７に入力する。

演算装置７は、入力装置９の障害物データｄ及び、演算
装置２を経由して位置・姿勢入力装置１より入力したデ
ータ信号ａ並びに演算装置６の演算変換信号Ｃより、ロ
ボットアーム４の障害物回避可能領域を演算する。この
演算結果を示す回避領１８１演算信号ｅは表示装置８、
及び演算装置２に送られる。

演算装置２は、ロボットアーム４の現在の各関節角を示
す関節角信号ｆと、位置・姿勢データ信号ａと、演算変
換信号Ｃと、回避領ｉ０．演算信号ｅに基づいて、ロボ
ットアーム４の次の関節角を）演算する。

演算装置２の出力信号９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角変位、及び速
度を示す変位・速度信＠ｉと合せて演算され、ロボット
アームの駆動信＠ｈとなる。

ロボットアーム４は、この駆動信＠ｈに追従して、各関
節角を動作させる。

本装置では、ロボットの構造と機構が変更されても演算
器２を変更する必要がなく、ロボットの構造と機も１に
関するデータをデータ入力装置５に入力することにより
容易に対応可能となる。また、ロボットの置かれた環境
内の障害物に対してロボットアームの障害物回避可能領
域を確認しながら動作指令を行うことが可能となり、ロ
ボットの障害物に当ることなく円滑に作業を進めること
が可能となる。　　″ 〈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、そのデータと、さらに別途入力の障害物データを用
いて求めた回避可能領域データに基づいて座標変換演算
装置が動くため、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共に、障害物にロボットのアームを
衝突させることなく動作させることも可能となり、汎用
のロボットアーム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】

第１図は、本発明の実施例に係るロボットアームの動作
シミュレータ装置を示すブロック構成図、第２図は、従
来装置を示すブロック構成図、第３図はロボットアーム
を示す構成図である。 図面中、 １は位置・姿勢入力装置 ２は座標変換演算装置 ３は制御装置 ４はロボットアーム ５は構造・機構入力装置 ６は数式処理演算装置 ７は回避領域演算装置 ８は表示装置 ９は障害物入力装置である。 第３図 Ｃ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ロボットの構造データ及び機構データが入力される構造
   ・機構入力装置と、構造・機構入力装置から与えられる
   各データに基づいて演算をして演算変換信号を出力する
   数式処理演算装置と、ロボットの周囲に配置された障害
   物を表すデータを入力する障害物入力装置と、障害物入
   力装置から与えられる各データに基づいて障害物回避可
   能領域を演算する回避可能領域演算装置と、演算した障
   害物回避可能領域を表示する表示装置と、ロボットアー
   ムの位置データと姿勢データとが入力される位置・姿勢
   入力装置と、数式処理演算装置、回避領域演算装置及び
   位置姿勢入力装置からのデータを基にロボットアームの
   次の関節角を演算する座標変換演算装置と、座標変換演
   算装置の演算結果に基づきロボットアームを制御する制
   御装置とを有す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。