JPH02145285A - ロボットアームの動作シミュレーター装置 - Google Patents
ロボットアームの動作シミュレーター装置Info
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- JPH02145285A JPH02145285A JP29434788A JP29434788A JPH02145285A JP H02145285 A JPH02145285 A JP H02145285A JP 29434788 A JP29434788 A JP 29434788A JP 29434788 A JP29434788 A JP 29434788A JP H02145285 A JPH02145285 A JP H02145285A
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- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 43
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 claims description 15
- 230000009466 transformation Effects 0.000 claims description 15
- 238000004088 simulation Methods 0.000 abstract description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
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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】
（産業上の利用分野）
本発明は、原子力ロボット、産業用ロボット等多自由度
のロボットの設計時に用いられるロボットアームの動作
シミニレ−ター装置に関する。
のロボットの設計時に用いられるロボットアームの動作
シミニレ−ター装置に関する。
従来のロボットアームの動作シミュレーター装置におい
ては、第２図系統図に示すように、ロボットアーム４の
各関節角は、ロボットアーム４の先端の位置と姿勢を入
力する目標位置姿勢人力装置９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とに
基づいて、予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、この座標変換演算装置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４の各関節角の変位及び速度と比較演算されてロボ
ットアーム４の駆動信号となる。
ては、第２図系統図に示すように、ロボットアーム４の
各関節角は、ロボットアーム４の先端の位置と姿勢を入
力する目標位置姿勢人力装置９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とに
基づいて、予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、この座標変換演算装置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４の各関節角の変位及び速度と比較演算されてロボ
ットアーム４の駆動信号となる。
そこで、ロボットアーム４の各関節は制御装置３より出
力された駆動信号に追従して動き、動作シミュレーショ
ンが行われる。
力された駆動信号に追従して動き、動作シミュレーショ
ンが行われる。
このようにして、目標位置姿勢入力装置９より入力され
たロボットアーム４先端の位置データ及び姿勢データと
、ロボットアーム４の現在の関節信号とに基づいて、予
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４の次の時点の関節角が演算され、ロボットアーム４
の先端の位置と姿勢は、時々刻々目標位置姿勢入力装置
９により与えられた指令通りの動作を行うことになる。
たロボットアーム４先端の位置データ及び姿勢データと
、ロボットアーム４の現在の関節信号とに基づいて、予
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４の次の時点の関節角が演算され、ロボットアーム４
の先端の位置と姿勢は、時々刻々目標位置姿勢入力装置
９により与えられた指令通りの動作を行うことになる。
しかしながら、このようなロボットアームの動作シミュ
レーター装置においては、次のような諸点において汎用
性がなく、不具合である。
レーター装置においては、次のような諸点において汎用
性がなく、不具合である。
（１） 座標変換演算装置２が固定式のため、異種構
造２機構のロボットアーム４に変更しようとする場合や
、異なる環境条件の中で異なる操作対象物を取り扱う場
合には、その都度座標変換演算装置２の構成を変更しな
ければならない。
造２機構のロボットアーム４に変更しようとする場合や
、異なる環境条件の中で異なる操作対象物を取り扱う場
合には、その都度座標変換演算装置２の構成を変更しな
ければならない。
（２） 工具を把持したときに、目標軌道の再入力が
必要となる。
必要となる。
（３）操作対象物を操作する場合、対象物中心のハンド
リングができず不便である。
リングができず不便である。
（４） ロボットアーム４の各関節角を検出するセン
サーに誤差がある場合、実際のロボットでは手先の位置
に誤差が生ずるが、これをセンサーフィードバックによ
り補正する手法の検討のためのシミュレーションができ
ない。
サーに誤差がある場合、実際のロボットでは手先の位置
に誤差が生ずるが、これをセンサーフィードバックによ
り補正する手法の検討のためのシミュレーションができ
ない。
本発明は、このような事情に鑑みて提案されたもので、
異種のロボットアームに対してもその構造２機構データ
を入力するだけでシミュレーション可能となり、また工
具を利用した作業や対象物中心の操作のための動作を記
述するだけでロボットアームの全関節角を演算して、ロ
ボットアーム先端並びにロボットアームに把持された工
具先端や操作対象物の所定の位置を所期の目標軌道に沿
って動作しうるような動作軌道を演算でき、更にセンサ
ー信号の変動に対するシミュレーションが可能であるロ
ボットアームの動作シミュレーター装置を提供すること
を目的とする。
異種のロボットアームに対してもその構造２機構データ
を入力するだけでシミュレーション可能となり、また工
具を利用した作業や対象物中心の操作のための動作を記
述するだけでロボットアームの全関節角を演算して、ロ
ボットアーム先端並びにロボットアームに把持された工
具先端や操作対象物の所定の位置を所期の目標軌道に沿
って動作しうるような動作軌道を演算でき、更にセンサ
ー信号の変動に対するシミュレーションが可能であるロ
ボットアームの動作シミュレーター装置を提供すること
を目的とする。
そのために本発明は、機構入力装置からのデータと工具
諸元入力装置からのデータと操作対象物人力装置からの
データとからロボットの構造と機構とを演算する機構演
算装置と、上記機構演算装置からのデータと目標位置姿
勢入力装置からのデータと模擬センサーノイズ発生装置
からのデータとからロボットアーム先端の軌道を演算す
る軌道演算装置と、上記軌道演算装置データに基づきロ
ボットアームの関節角を演算する座標変換演算装置と、
上記座標変換演算装置の出力に基づきロボットアームの
駆動信号を発する制御装置とを具えたことを特徴とする
。
諸元入力装置からのデータと操作対象物人力装置からの
データとからロボットの構造と機構とを演算する機構演
算装置と、上記機構演算装置からのデータと目標位置姿
勢入力装置からのデータと模擬センサーノイズ発生装置
からのデータとからロボットアーム先端の軌道を演算す
る軌道演算装置と、上記軌道演算装置データに基づきロ
ボットアームの関節角を演算する座標変換演算装置と、
上記座標変換演算装置の出力に基づきロボットアームの
駆動信号を発する制御装置とを具えたことを特徴とする
。
本発明ロボットアームの動作シミュレーター装置におい
ては、ロボットアームの変更時に、新たなロボットアー
ムの構造と機構に関するデータを機構入力装置に入力す
るとともに、ロボットの用いる工具諸元及びロボットの
操作する対象物諸元をそれぞれの入力装置に入力し、そ
れらの入力装置からの出力信号を機構演算装置で演算変
換して、軌道演算装置による演算を経て座標変換演算装
置に出力する。同座標変換演算装置には、上記入力信号
の他、ロボットアームの目標位置と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。
ては、ロボットアームの変更時に、新たなロボットアー
ムの構造と機構に関するデータを機構入力装置に入力す
るとともに、ロボットの用いる工具諸元及びロボットの
操作する対象物諸元をそれぞれの入力装置に入力し、そ
れらの入力装置からの出力信号を機構演算装置で演算変
換して、軌道演算装置による演算を経て座標変換演算装
置に出力する。同座標変換演算装置には、上記入力信号
の他、ロボットアームの目標位置と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、制御装置はロボットア
ームの各関節角変位と速度を合わせて演算処理し、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
。またロボットアームの各関節角の検出の際のノイズを
模擬的に発生させて、軌道演算装置の演算に利用する。
ームの各関節角変位と速度を合わせて演算処理し、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
。またロボットアームの各関節角の検出の際のノイズを
模擬的に発生させて、軌道演算装置の演算に利用する。
本発明ロボットアームの動作シミュレーター装置の一実
施例を第１図系統図について説明する。
施例を第１図系統図について説明する。
第１図において、ロボットの機構及び構造の各データを
入力する機構入力装置５と、ロボットアーム４が把持す
る工具の形状２重心等の諸元を入力する工具諸元入力装
置６と、ロボットアーム４が持ち運びなどのハンドリン
グ操作する操作対象物の形状等の諸元を入力する操作対
象物諸元入力装置７とから入力されたそれぞれのデータ
信号を、機構演算装置８により演算したうえ、その出力
信号を軌道演算装置１に送り、この軌道演算装置１にお
いて、この出力信号と、目標位置姿勢入力装置９に入力
されたロボットアーム４先端の目標位置と姿勢のデータ
信号と、更に模擬センサーノイズ発生装置１０において
ロボットアーム４の関節角に対応して模擬的に発生させ
たセンサーノイズ信号とから、ロボットアーム４先端の
軌道を演算し、この演算結果とロボットアーム４の現在
の各関節角の信号に基づいて、座標変換演算装置２によ
りロボットアーム４の次の各関節角を演算する。
入力する機構入力装置５と、ロボットアーム４が把持す
る工具の形状２重心等の諸元を入力する工具諸元入力装
置６と、ロボットアーム４が持ち運びなどのハンドリン
グ操作する操作対象物の形状等の諸元を入力する操作対
象物諸元入力装置７とから入力されたそれぞれのデータ
信号を、機構演算装置８により演算したうえ、その出力
信号を軌道演算装置１に送り、この軌道演算装置１にお
いて、この出力信号と、目標位置姿勢入力装置９に入力
されたロボットアーム４先端の目標位置と姿勢のデータ
信号と、更に模擬センサーノイズ発生装置１０において
ロボットアーム４の関節角に対応して模擬的に発生させ
たセンサーノイズ信号とから、ロボットアーム４先端の
軌道を演算し、この演算結果とロボットアーム４の現在
の各関節角の信号に基づいて、座標変換演算装置２によ
りロボットアーム４の次の各関節角を演算する。
更に座標変換演算装置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４の各関節
角変位及び速度と合わせて演算され、ロボットアーム４
の駆動信号となる。ロボットアーム４は各関節角を制御
装置３から入力された駆動信号に追従しτ動作する。動
作結果は表示装置１１により表示される。
４の制御装置３に入力され、ロボットアーム４の各関節
角変位及び速度と合わせて演算され、ロボットアーム４
の駆動信号となる。ロボットアーム４は各関節角を制御
装置３から入力された駆動信号に追従しτ動作する。動
作結果は表示装置１１により表示される。
またロボットアーム４の先端が工具を把持してその工具
を用いて作業する場合には、目標軌道は、ロボットアー
ム４の先端より工具の所定の部分、例えば工具としてス
パナを用いてナツトの締緩を実施する場合、スパナ先端
のナツトがはめ合わされる位置に変換して再設定する必
゛要があるが、これは、この演算のための信号としてロ
ボットアーム４の位置信号を機構演算装置８に入力して
、その演算結果を修正することにより達成される。
を用いて作業する場合には、目標軌道は、ロボットアー
ム４の先端より工具の所定の部分、例えば工具としてス
パナを用いてナツトの締緩を実施する場合、スパナ先端
のナツトがはめ合わされる位置に変換して再設定する必
゛要があるが、これは、この演算のための信号としてロ
ボットアーム４の位置信号を機構演算装置８に入力して
、その演算結果を修正することにより達成される。
また更に、ロボットアーム４が操作する対象物の形状２
重心位置に関する諸元データを操作対象物諸元入力装置
７より入力し、このデータを基にロボットアーム４先端
の目標軌道を操作対象物の所定の位置、例えば対象物の
重心位置の軌道に変更して演算する必要のため、ロボ７
）アーム４の各関節角信号を機構演算装置８に戻して、
その演算結果を修正する。
重心位置に関する諸元データを操作対象物諸元入力装置
７より入力し、このデータを基にロボットアーム４先端
の目標軌道を操作対象物の所定の位置、例えば対象物の
重心位置の軌道に変更して演算する必要のため、ロボ７
）アーム４の各関節角信号を機構演算装置８に戻して、
その演算結果を修正する。
また実際のロボットの場合、ロボットアーム４の各関節
角はセンサーにより検出するが、通常センサーノイズ信
号がロボ・ノドの制御に悪影響を与える。このため設定
ずれ、ドリフトを含むセンサーノイズの模擬信号を模擬
センサーノイズ発生装置１０により発生させ、その出力
を軌道演算装置ｌの演算に利用し、センサー信号の変動
に対するシミュレーションが可能としている。
角はセンサーにより検出するが、通常センサーノイズ信
号がロボ・ノドの制御に悪影響を与える。このため設定
ずれ、ドリフトを含むセンサーノイズの模擬信号を模擬
センサーノイズ発生装置１０により発生させ、その出力
を軌道演算装置ｌの演算に利用し、センサー信号の変動
に対するシミュレーションが可能としている。
かくして本発明装置によれば、ロボットの構造と機構が
変更された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、そのデータと更に別途入力の
ロボットアームの目標位置姿勢データ及び模擬センサー
ノイズ信号とから、アーム先端の軌道を演算し、その軌
道に沿ってロボットアーム先端の動作を可能ならしめる
ことができる。
変更された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、そのデータと更に別途入力の
ロボットアームの目標位置姿勢データ及び模擬センサー
ノイズ信号とから、アーム先端の軌道を演算し、その軌
道に沿ってロボットアーム先端の動作を可能ならしめる
ことができる。
またロボットアーム先端に工具を把持した場合には、ア
ーム先端軌道を工具先端軌道に変更して動作させること
が可能となる。
ーム先端軌道を工具先端軌道に変更して動作させること
が可能となる。
更にロボットアームが操作する対象物の形状等の入力デ
ータを利用して、操作対象物を中心とした動作が可能と
なる。結局これらの機能を利用して、汎用ロボットアー
ムのシミュレーター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。
ータを利用して、操作対象物を中心とした動作が可能と
なる。結局これらの機能を利用して、汎用ロボットアー
ムのシミュレーター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。
要するに本発明によれば、機構入力装置からのデータと
工具諸元入力装置からのデータと操作対象物入力装置か
らのデータとから口ポットの構造と機構とを演算する機
構演算装置と、上記機構演算装置からのデータと目標位
置姿勢入力装置からのデータと模擬センサーノイズ発生
装置からのデータとからロボットアーム先端の軌道を演
算する軌道演算装置と、上記軌道演算装置データに基づ
きロボットアームの関節角を演算する座標変換演算装置
と、上記座標変換演算装置の出力に基づきロボットアー
ムの駆動信号を発する制御装置とを具えたことにより、
異種のロボットアームに対してもその構造１機構データ
を入力するだけでシミュレーション可能となり、また工
具を利用した作業や対象物中心の操作のための動作を記
述するだけでロボットアームの全関節角を演算して、ロ
ボットアーム先端並びにロボットアームに把持された工
具先端や操作対象物の所定の位置を所期の目標軌道に沿
って動作しうるような動作軌道を演算でき、更にセンサ
ー信号の変動に対するシミュレーションが可能であるロ
ボットアームの動作シミュレーター装置を得るから、本
発明は産業上極めて有益なものである。
工具諸元入力装置からのデータと操作対象物入力装置か
らのデータとから口ポットの構造と機構とを演算する機
構演算装置と、上記機構演算装置からのデータと目標位
置姿勢入力装置からのデータと模擬センサーノイズ発生
装置からのデータとからロボットアーム先端の軌道を演
算する軌道演算装置と、上記軌道演算装置データに基づ
きロボットアームの関節角を演算する座標変換演算装置
と、上記座標変換演算装置の出力に基づきロボットアー
ムの駆動信号を発する制御装置とを具えたことにより、
異種のロボットアームに対してもその構造１機構データ
を入力するだけでシミュレーション可能となり、また工
具を利用した作業や対象物中心の操作のための動作を記
述するだけでロボットアームの全関節角を演算して、ロ
ボットアーム先端並びにロボットアームに把持された工
具先端や操作対象物の所定の位置を所期の目標軌道に沿
って動作しうるような動作軌道を演算でき、更にセンサ
ー信号の変動に対するシミュレーションが可能であるロ
ボットアームの動作シミュレーター装置を得るから、本
発明は産業上極めて有益なものである。
第１図は本発明ロボットアームの動作シミュレーター装
置の一実施例の系統図である。 第２図は従来のロボットアームの動作シミュレーター装
置の系統図である。 ■・・・軌道演算装置、・・・座標変換演算装置、３・
・・制御装置、４・・・ロボットアーム、５・・・機構
入力装置、６・・・工具諸元入力装置、７・・・操作対
象物諸元入力装置、８・・・機構演算装置、９・・・目
標位置姿勢入力装置、１０・・・模擬センサーノイズ発
生装置、１１・・・表示装置。 代理人 弁理士 塚 本 正 文 第１図 第２図 Ｗ１πぺπ沢１
置の一実施例の系統図である。 第２図は従来のロボットアームの動作シミュレーター装
置の系統図である。 ■・・・軌道演算装置、・・・座標変換演算装置、３・
・・制御装置、４・・・ロボットアーム、５・・・機構
入力装置、６・・・工具諸元入力装置、７・・・操作対
象物諸元入力装置、８・・・機構演算装置、９・・・目
標位置姿勢入力装置、１０・・・模擬センサーノイズ発
生装置、１１・・・表示装置。 代理人 弁理士 塚 本 正 文 第１図 第２図 Ｗ１πぺπ沢１
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 機構入力装置からのデータと工具諸元入力 装置からのデータと操作対象物入力装置からのデータと
からロボットの構造と機構とを演算する機構演算装置と
、上記機構演算装置からのデータと目標位置姿勢入力装
置からのデータと模擬センサーノイズ発生装置からのデ
ータとからロボットアーム先端の軌道を演算する軌道演
算装置と、上記軌道演算装置データに基づきロボットア
ームの関節角を演算する座標変換演算装置と、上記座標
変換演算装置の出力に基づきロボットアームの駆動信号
を発する制御装置とを具えたことを特徴とするロボット
アームの動作シミュレーター装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29434788A JPH02145285A (ja) | 1988-11-21 | 1988-11-21 | ロボットアームの動作シミュレーター装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29434788A JPH02145285A (ja) | 1988-11-21 | 1988-11-21 | ロボットアームの動作シミュレーター装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02145285A true JPH02145285A (ja) | 1990-06-04 |
Family
ID=17806533
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29434788A Pending JPH02145285A (ja) | 1988-11-21 | 1988-11-21 | ロボットアームの動作シミュレーター装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02145285A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20250065494A1 (en) * | 2022-01-21 | 2025-02-27 | Kinova Inc. | System for teaching a robotic arm |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62127905A (ja) * | 1985-11-29 | 1987-06-10 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | ロボツトア−ムの動作シミユレ−タ装置 |
-
1988
- 1988-11-21 JP JP29434788A patent/JPH02145285A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62127905A (ja) * | 1985-11-29 | 1987-06-10 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | ロボツトア−ムの動作シミユレ−タ装置 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20250065494A1 (en) * | 2022-01-21 | 2025-02-27 | Kinova Inc. | System for teaching a robotic arm |
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