JPH0523983A - リアルタイム追従型光学式マニピユレータ軌道教示装置 - Google Patents
リアルタイム追従型光学式マニピユレータ軌道教示装置Info
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- JPH0523983A JPH0523983A JP17988791A JP17988791A JPH0523983A JP H0523983 A JPH0523983 A JP H0523983A JP 17988791 A JP17988791 A JP 17988791A JP 17988791 A JP17988791 A JP 17988791A JP H0523983 A JPH0523983 A JP H0523983A
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- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 11
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 241000282412 Homo Species 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 2
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 230000005055 memory storage Effects 0.000 description 1
- 238000012827 research and development Methods 0.000 description 1
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Abstract
(57)【要約】
【目的】本発明は、指示棒の先端に付けた発光器の動き
に、一定距離を保つようにマニピュレータがリアルタイ
ムで追従しながら軌道教示を行なうことを特徴とする。 【構成】支持棒５及び同棒の先端に設けられたレーザ発
振器３及び受光器４でなる教示指示装置と、マニピュレ
ータ１の手先部に設けられた反射板２と、上記受光器４
の出力をもとに上記指示棒５先端とマニピュレータ１手
先との間を一定距離にて追従させるためのレーザ距離計
測装置６、制御用計算機８、及び制御用ドライバ７を含
む制御装置とを有してなることを特徴とする。
に、一定距離を保つようにマニピュレータがリアルタイ
ムで追従しながら軌道教示を行なうことを特徴とする。 【構成】支持棒５及び同棒の先端に設けられたレーザ発
振器３及び受光器４でなる教示指示装置と、マニピュレ
ータ１の手先部に設けられた反射板２と、上記受光器４
の出力をもとに上記指示棒５先端とマニピュレータ１手
先との間を一定距離にて追従させるためのレーザ距離計
測装置６、制御用計算機８、及び制御用ドライバ７を含
む制御装置とを有してなることを特徴とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は産業用ロボット等に適用
されるリアルタイム追従型光学式マニピュレータ軌道教
示装置に関する。
されるリアルタイム追従型光学式マニピュレータ軌道教
示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】産業用ロボット等に於いては、ティーチ
ングボックス（ジョイスティック等）、マニュアル動作
付きコントローラ（移動先を指令するとそこへロボット
が動く）等の教示装置が既に実用化され、製品化されて
いる。
ングボックス（ジョイスティック等）、マニュアル動作
付きコントローラ（移動先を指令するとそこへロボット
が動く）等の教示装置が既に実用化され、製品化されて
いる。
【０００３】これらの教示装置は、いずれもロボット
（マニピュレータ）の作業空間に於いて、任意に測定し
た移動先（教示点）へ上記装置を用いマニピュレータを
移動して、その教示点を保存することで教示を実施して
いる。
（マニピュレータ）の作業空間に於いて、任意に測定し
た移動先（教示点）へ上記装置を用いマニピュレータを
移動して、その教示点を保存することで教示を実施して
いる。
【０００４】上記教示装置を用いた教示法は著しく直感
性を損う方法である。したがって、現状では、人間がマ
ニピュレータの手先を直接把持して、教示すべき軌道を
ガイドしてやることで教示を行なうティーチングプレイ
バック手法が一般的である。また、ＣＡＤデータを用い
る手法もあるが、実用化レベルには、まだ研究開発を要
する段階である。
性を損う方法である。したがって、現状では、人間がマ
ニピュレータの手先を直接把持して、教示すべき軌道を
ガイドしてやることで教示を行なうティーチングプレイ
バック手法が一般的である。また、ＣＡＤデータを用い
る手法もあるが、実用化レベルには、まだ研究開発を要
する段階である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来の人間がマニピュ
レータ手先を持って教示するティーチングプレイバック
手法に於いては以下のような問題点があった。 （１）．マニピュレータの大型化による人間の労力（時
間を含む）の増大（精密な位置決めが困難になる）。
レータ手先を持って教示するティーチングプレイバック
手法に於いては以下のような問題点があった。 （１）．マニピュレータの大型化による人間の労力（時
間を含む）の増大（精密な位置決めが困難になる）。
【０００６】（２）．人間とマニピュレータが共同作業
することによる危険性が大である。特に上記（１）項に
関しては精密な位置決めが困難になるため、大きな問題
である。
することによる危険性が大である。特に上記（１）項に
関しては精密な位置決めが困難になるため、大きな問題
である。
【０００７】本発明は、従来、人間が手で持って教示を
行なっていたものを図４、図５の原理説明図に概略的に
示すように、発光器１３を備えた支持棒５のような教示
装置に置き換えて教示するため、上記問題点を十分解決
することが可能である。また支持棒５に追従してリアル
タイムで受光器（距離測定装置）１４を備えたマニピュ
レータ１が動くので直感性も失わない。
行なっていたものを図４、図５の原理説明図に概略的に
示すように、発光器１３を備えた支持棒５のような教示
装置に置き換えて教示するため、上記問題点を十分解決
することが可能である。また支持棒５に追従してリアル
タイムで受光器（距離測定装置）１４を備えたマニピュ
レータ１が動くので直感性も失わない。
【０００８】
【課題を解決するための手段】従来、人間が手で持って
行なっていた教示（従来のティーチングプレイバックの
教示）を支持棒上の発光器、マニピュレータ側の受光器
により構成される教示装置により、支持棒とマニピュレ
ータ手先を一定距離にて追従させることで教示を実施す
る。２点間の距離を短時間に測定することのできる手段
として一般的に利用されている光学式のセンサを採用す
る。また、そのセンサ情報（指示棒とマニピュレータ手
先の距離）を利用して、指示棒にマニピュレータ手先を
追従するように制御する手段を採用する。
行なっていた教示（従来のティーチングプレイバックの
教示）を支持棒上の発光器、マニピュレータ側の受光器
により構成される教示装置により、支持棒とマニピュレ
ータ手先を一定距離にて追従させることで教示を実施す
る。２点間の距離を短時間に測定することのできる手段
として一般的に利用されている光学式のセンサを採用す
る。また、そのセンサ情報（指示棒とマニピュレータ手
先の距離）を利用して、指示棒にマニピュレータ手先を
追従するように制御する手段を採用する。
【０００９】
【作用】指示棒等の先端に付けた発光器の動きに、一定
距離を保つようにマニピュレータがリアルタイムで追従
しながら軌道教示を行なう。
距離を保つようにマニピュレータがリアルタイムで追従
しながら軌道教示を行なう。
【００１０】図６において、マニピュレータ１は、基準
座標原点１６からのマニピュレータ１の手先迄の距離ベ
クトル［〜ｒm ］にて動作制御される。受光器１４と指
示棒５先端に設けた発光器１３との間の距離は［〜ｒl
］にて計測される。この際、手法の如何を問わず［〜
ｒl ］はｘ−ｙ−ｚとその各軸回りの姿勢の計６成分に
て計測され構成される。
座標原点１６からのマニピュレータ１の手先迄の距離ベ
クトル［〜ｒm ］にて動作制御される。受光器１４と指
示棒５先端に設けた発光器１３との間の距離は［〜ｒl
］にて計測される。この際、手法の如何を問わず［〜
ｒl ］はｘ−ｙ−ｚとその各軸回りの姿勢の計６成分に
て計測され構成される。
【００１１】今、一定距離として［〜ｒl ］を考えるな
らば、指示棒５の動作にて［〜ｒl］から［〜ｒl ′］
への変化があったとすると、指示棒５の移動に伴う距離
の増分値は
らば、指示棒５の動作にて［〜ｒl］から［〜ｒl ′］
への変化があったとすると、指示棒５の移動に伴う距離
の増分値は
【００１２】
【数１】 となり次にマニピュレータ１が指示棒５の動きに追従し
て動くべき移動先は
て動くべき移動先は
【００１３】
【数２】 にて求まる。
【００１４】それぞれのベクトルはｘ、ｙ、ｚの位置成
分３つと、ｘ、ｙ、ｚ各軸回りの姿勢成分３つの合計６
成分にて要素が構成される。ベクトルを成分にて表現す
ると例えば数３の如くとなる。
分３つと、ｘ、ｙ、ｚ各軸回りの姿勢成分３つの合計６
成分にて要素が構成される。ベクトルを成分にて表現す
ると例えば数３の如くとなる。
【００１５】
【数３】
【００１６】上記のようにしてマニピュレータ計算機制
御の一定サンプリング毎にマニピュレータ手先の移動先
［〜ｒm ´］を計算して制御してやることで本発明に係
る手法による装置の技術的作用とする。
御の一定サンプリング毎にマニピュレータ手先の移動先
［〜ｒm ´］を計算して制御してやることで本発明に係
る手法による装置の技術的作用とする。
【００１７】また、図５に示す構成の場合は、あらかじ
め既知として持っている距離ベクトル［〜ｒc ］を用い
てマニピュレータ１手先と発光器１３との間の距離［〜
ｒl］は
め既知として持っている距離ベクトル［〜ｒc ］を用い
てマニピュレータ１手先と発光器１３との間の距離［〜
ｒl］は
【００１８】
【数４】 にて求まる。以下、実施例に於いては上記（１）式、
（２）式に従う。
（２）式に従う。
【００１９】
【実施例】以下図面を参照して本発明の実施例を説明す
る。先ず図１、図３、及び図４を参照して本発明の第１
実施例を説明する。図１に於いて、１はマニピュレータ
であり、５は教示装置となる指示棒である。指示棒５の
先端には、発光器（図４の符号１３参照）として、レー
ザ発振器３、及びレーザ受光器４が設けられる。また、
受光器（４の符号参照）としては、レーザ発振器３より
発せられたレーザ光を反射する反射板２にて構成され
る。
る。先ず図１、図３、及び図４を参照して本発明の第１
実施例を説明する。図１に於いて、１はマニピュレータ
であり、５は教示装置となる指示棒である。指示棒５の
先端には、発光器（図４の符号１３参照）として、レー
ザ発振器３、及びレーザ受光器４が設けられる。また、
受光器（４の符号参照）としては、レーザ発振器３より
発せられたレーザ光を反射する反射板２にて構成され
る。
【００２０】マニピュレータ１手先と指示棒５先端の距
離測定は、レーザ発振器３よりレーザを発し、マニピュ
レータ１手先上の反射板２にて反射されたレーザを再度
レーザ受光器４にて受け、レーザ距離計測装置６に於い
てレーザ反射間のレーザ波長の位相差を測定することで
距離を導出する。この距離データは制御用計算機８に送
られ、マニピュレータ制御用の指令を生成して、同指令
が制御用ドライバ７へ送られ、マニピュレータ１が動作
する。制御用計算機８に於いては、図３に示すように、
大別してマニピュレータ制御系２１と教示装置制御系２
２の２つに分割される。
離測定は、レーザ発振器３よりレーザを発し、マニピュ
レータ１手先上の反射板２にて反射されたレーザを再度
レーザ受光器４にて受け、レーザ距離計測装置６に於い
てレーザ反射間のレーザ波長の位相差を測定することで
距離を導出する。この距離データは制御用計算機８に送
られ、マニピュレータ制御用の指令を生成して、同指令
が制御用ドライバ７へ送られ、マニピュレータ１が動作
する。制御用計算機８に於いては、図３に示すように、
大別してマニピュレータ制御系２１と教示装置制御系２
２の２つに分割される。
【００２１】マニピュレータ制御系２１では、マニピュ
レータ手先指令２３とマニピュレータ手先現在値２８と
の偏差よりマニピュレータの各関節の指令角度２６を導
出し、各関節サーボ２７を実施して、その指令が制御用
ドライバ７に送られ、マニピュレータ１が制御される。
レータ手先指令２３とマニピュレータ手先現在値２８と
の偏差よりマニピュレータの各関節の指令角度２６を導
出し、各関節サーボ２７を実施して、その指令が制御用
ドライバ７に送られ、マニピュレータ１が制御される。
【００２２】一方、教示装置制御系２２に於いては、レ
ーザ距離計測装置６より送られてくる距離データをもと
に上述した［作用］の項で示した手法によりマニピュレ
ータ手先の移動先データ２５を生成する。このデータよ
りマニピュレータ手先指令値、教示点としてのデータメ
モリ格納２４を実施する。以上を一定サンプリング周期
にて実行することで本装置の教示が実現される。次に図
２、及び図５を参照して本発明の第２実施例を説明す
る。
ーザ距離計測装置６より送られてくる距離データをもと
に上述した［作用］の項で示した手法によりマニピュレ
ータ手先の移動先データ２５を生成する。このデータよ
りマニピュレータ手先指令値、教示点としてのデータメ
モリ格納２４を実施する。以上を一定サンプリング周期
にて実行することで本装置の教示が実現される。次に図
２、及び図５を参照して本発明の第２実施例を説明す
る。
【００２３】発光器（図５の符号１３参照）は反射板２
と光源９にて構成される。また受光器（図５の符号１５
参照）はレーザ発振器３、レーザ受光器４、及び光源カ
メラ１０にて構成される。発光器（反射板２と光源９）
と受光器４間の距離計測は、上述した図１の場合と同様
である。
と光源９にて構成される。また受光器（図５の符号１５
参照）はレーザ発振器３、レーザ受光器４、及び光源カ
メラ１０にて構成される。発光器（反射板２と光源９）
と受光器４間の距離計測は、上述した図１の場合と同様
である。
【００２４】この第２実施例による装置は、受光器側が
マニピュレータ１上に無いため、指示棒５先端の光源９
を受光器側の光源追尾カメラ１０で追尾するようにパン
チルト機構１１、及び光源追尾制御装置１２を装備して
おり、反射板２とレーザ発振器３、及びレーザ受光器４
が常に自動的に向い合う構成をとる。尚、制御用計算機
８の機能は上述した図１の説明と同様である。また、マ
ニピュレータ移動先の生成も上述した［作用］の項に示
す通りである。
マニピュレータ１上に無いため、指示棒５先端の光源９
を受光器側の光源追尾カメラ１０で追尾するようにパン
チルト機構１１、及び光源追尾制御装置１２を装備して
おり、反射板２とレーザ発振器３、及びレーザ受光器４
が常に自動的に向い合う構成をとる。尚、制御用計算機
８の機能は上述した図１の説明と同様である。また、マ
ニピュレータ移動先の生成も上述した［作用］の項に示
す通りである。
【００２５】
【発明の効果】上述したように本発明によれば、指示棒
の動きに追従してリアルタイムでマニピュレータが動く
ことによる教示装置が実現できる。これにより恰も従来
の手で持って行うティーチングプレイバック方式の教示
のように教示が遂行され、従来、人間がマニピュレータ
手先を持って教示するティーチングプレイバック方式に
於ける教示者の労力（時間を含む）を大幅に低減でき、
かつ共同作業に於ける危険性を低減できる。
の動きに追従してリアルタイムでマニピュレータが動く
ことによる教示装置が実現できる。これにより恰も従来
の手で持って行うティーチングプレイバック方式の教示
のように教示が遂行され、従来、人間がマニピュレータ
手先を持って教示するティーチングプレイバック方式に
於ける教示者の労力（時間を含む）を大幅に低減でき、
かつ共同作業に於ける危険性を低減できる。
【図１】本発明の第１実施例に係るマニピュレータ軌道
教示装置の構成を示す図。
教示装置の構成を示す図。
【図２】本発明の第２実施例に係るマニピュレータ軌道
教示装置の構成を示す図。
教示装置の構成を示す図。
【図３】上記各実施例に於ける制御用計算機の機能ブロ
ック図。
ック図。
【図４】上記第１実施例に於ける原理説明図。
【図５】上記第２実施例に於ける原理説明図。
【図６】上記実施例に於けるマニピュレータ移動先導出
の説明図。
の説明図。
１…マニピュレータ、２…反射板、３…レーザ発振器、
４…レーザ受光器、５…指示棒、６…レーザ距離計測装
置、７…制御用ドライバ、８…制御用計算機、９…光
源、１０…光源追尾カメラ、１１…パンチルト機構、１
２…光源追尾制御装置、１３…発光器、１４，１５…受
光器、１６…基準原点、１７…マニピュレータ制御系、
２２…教示装置制御系、２３…マニピュレータ手先指
令、２４…指令値生成教示点格納、２５…一定距離によ
る移動先生成、２６…各関節角度変換、２７…各関節サ
ーボ、２８…関節角度〜手先位置変換。
４…レーザ受光器、５…指示棒、６…レーザ距離計測装
置、７…制御用ドライバ、８…制御用計算機、９…光
源、１０…光源追尾カメラ、１１…パンチルト機構、１
２…光源追尾制御装置、１３…発光器、１４，１５…受
光器、１６…基準原点、１７…マニピュレータ制御系、
２２…教示装置制御系、２３…マニピュレータ手先指
令、２４…指令値生成教示点格納、２５…一定距離によ
る移動先生成、２６…各関節角度変換、２７…各関節サ
ーボ、２８…関節角度〜手先位置変換。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】 マニピュレータ手先先端の距離測定装置
もしくはマニピュレータ手先先端と距離測定装置の位置
もしくは位置姿勢関係が算出できる条件下に設けられた
距離測定装置と、先端に発光器を有する指示棒等の教示
指示装置と、教示指示装置の動きと同じようにマニピュ
レータ手先の動きをリアルタイムで制御する演算器、及
びマニピュレータ手先の動いた軌跡となる軌道データを
格納する記憶装置とにより構成された動作プレイバック
機能を有するリアルタイム追従型光学式マニピュレータ
軌道教示装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17988791A JPH0523983A (ja) | 1991-07-19 | 1991-07-19 | リアルタイム追従型光学式マニピユレータ軌道教示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17988791A JPH0523983A (ja) | 1991-07-19 | 1991-07-19 | リアルタイム追従型光学式マニピユレータ軌道教示装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0523983A true JPH0523983A (ja) | 1993-02-02 |
Family
ID=16073637
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17988791A Pending JPH0523983A (ja) | 1991-07-19 | 1991-07-19 | リアルタイム追従型光学式マニピユレータ軌道教示装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0523983A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2018114590A (ja) * | 2017-01-18 | 2018-07-26 | 倉敷紡績株式会社 | ロボット教示装置およびロボットの教示方法 |
| JPWO2022191148A1 (ja) * | 2021-03-11 | 2022-09-15 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63260778A (ja) * | 1987-04-20 | 1988-10-27 | トキコ株式会社 | 工業用ロボツトのテイ−チング方法 |
| JPH02262988A (ja) * | 1989-03-31 | 1990-10-25 | Kobe Steel Ltd | 産業用ロボットシステム |
-
1991
- 1991-07-19 JP JP17988791A patent/JPH0523983A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63260778A (ja) * | 1987-04-20 | 1988-10-27 | トキコ株式会社 | 工業用ロボツトのテイ−チング方法 |
| JPH02262988A (ja) * | 1989-03-31 | 1990-10-25 | Kobe Steel Ltd | 産業用ロボットシステム |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2018114590A (ja) * | 2017-01-18 | 2018-07-26 | 倉敷紡績株式会社 | ロボット教示装置およびロボットの教示方法 |
| JPWO2022191148A1 (ja) * | 2021-03-11 | 2022-09-15 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19980707 |