JPH054181A - ロボツト制御装置 - Google Patents
ロボツト制御装置Info
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- JPH054181A JPH054181A JP15165591A JP15165591A JPH054181A JP H054181 A JPH054181 A JP H054181A JP 15165591 A JP15165591 A JP 15165591A JP 15165591 A JP15165591 A JP 15165591A JP H054181 A JPH054181 A JP H054181A
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- manipulator
- arm joint
- axis
- configuration
- axes
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Abstract
(57)【要約】
【目的】本発明は、任意の軸構成に変更しても容易に対
応する制御プログラムを作成できて効率を高めるもの。 【構成】各種タイプの関節の軸及びこの軸を駆動制御す
るとともに軸のタイプ等のデータを記憶するコントロー
ラを有する複数のアーム関節モジュールと、これらアー
ム関節モジュールのうち所望のアーム関節モジュールを
連結してなるマニプレータのデータを収集してマニプレ
ータの構成を判別する軸構成判別手段と、マニプレータ
の各アーム関節モジュールのうち効果器の現在位置から
移動目標位置までの各通過点を求める軌道算出手段と、
各種軸タイプに対する座標変換行列を有し、軸構成判別
手段により収集したデータに基づいて座標変換行列を組
み合わせて各通過点ごとのマニプレータの各関節角速度
等を算出する補間算出手段とを備えている。
応する制御プログラムを作成できて効率を高めるもの。 【構成】各種タイプの関節の軸及びこの軸を駆動制御す
るとともに軸のタイプ等のデータを記憶するコントロー
ラを有する複数のアーム関節モジュールと、これらアー
ム関節モジュールのうち所望のアーム関節モジュールを
連結してなるマニプレータのデータを収集してマニプレ
ータの構成を判別する軸構成判別手段と、マニプレータ
の各アーム関節モジュールのうち効果器の現在位置から
移動目標位置までの各通過点を求める軌道算出手段と、
各種軸タイプに対する座標変換行列を有し、軸構成判別
手段により収集したデータに基づいて座標変換行列を組
み合わせて各通過点ごとのマニプレータの各関節角速度
等を算出する補間算出手段とを備えている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えばマニプレータに
おける任意のタイプの軸への変更が可能なロボット制御
装置に関する。
おける任意のタイプの軸への変更が可能なロボット制御
装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ロボット制御ではロボット単体に対して
専用の制御プログラムが１つ作成される。そして、ロボ
ットの構成、例えばマニプレータの軸を変更すれば、こ
の変更した軸構成のロボットに対して新規な制御プログ
ラムが作成される。又、同一のロボット制御方式を用い
てロボットを動作させる場合、ロボットの構成が異なれ
ば、マニプレータの各関節の各速度等を求める補間計算
のプログラム内容を変更しなければならない。
専用の制御プログラムが１つ作成される。そして、ロボ
ットの構成、例えばマニプレータの軸を変更すれば、こ
の変更した軸構成のロボットに対して新規な制御プログ
ラムが作成される。又、同一のロボット制御方式を用い
てロボットを動作させる場合、ロボットの構成が異なれ
ば、マニプレータの各関節の各速度等を求める補間計算
のプログラム内容を変更しなければならない。
【０００３】従って、ロボットの構成が変更するたびに
プログラミングを作成し直すには時間的に無駄が生じる
とともにコスト高となり、非常に効率が悪い。しかる
に、ロボットは動作内容に関して汎用性があるものの、
目的の作業に対してはその作業に対して特有の構成のロ
ボットを組み立てなければならない。さらにロボットは
構成が変更するたびに制御プログラムの内容を変更しな
ければならず、その面での汎用性及び拡張性がなく非常
に効率の悪いものとなっている。
プログラミングを作成し直すには時間的に無駄が生じる
とともにコスト高となり、非常に効率が悪い。しかる
に、ロボットは動作内容に関して汎用性があるものの、
目的の作業に対してはその作業に対して特有の構成のロ
ボットを組み立てなければならない。さらにロボットは
構成が変更するたびに制御プログラムの内容を変更しな
ければならず、その面での汎用性及び拡張性がなく非常
に効率の悪いものとなっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】以上のようにロボット
の構成が変更するたびに制御プログラムの内容を変更し
なければならず、その面での汎用性及び拡張性がなく非
常に効率が悪い。そこで本発明は、任意の軸構成に変更
しても容易に対応する制御プログラムを作成できて効率
を高めたロボット制御装置を提供することを目的とす
る。
の構成が変更するたびに制御プログラムの内容を変更し
なければならず、その面での汎用性及び拡張性がなく非
常に効率が悪い。そこで本発明は、任意の軸構成に変更
しても容易に対応する制御プログラムを作成できて効率
を高めたロボット制御装置を提供することを目的とす
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、各種タイプの
関節の軸及びこの軸を駆動制御するとともに軸のタイプ
等のデータを記憶するコントローラを有する複数のアー
ム関節モジュールと、これらアーム関節モジュールのう
ち所望のアーム関節モジュールを連結してなるマニプレ
ータのデータを収集してマニプレータの構成を判別する
軸構成判別手段と、マニプレータの各アーム関節モジュ
ールのうち効果器の現在位置から移動目標位置までの各
通過点を求める軌道算出手段と、各種軸タイプに対する
座標変換行列を有し、軸構成判別手段により収集したデ
ータに基づいて座標変換行列を組み合わせて各通過点ご
とのマニプレータの各関節角速度等を算出する補間算出
手段とを備えて上記目的を達成しようとするロボット制
御装置である。
関節の軸及びこの軸を駆動制御するとともに軸のタイプ
等のデータを記憶するコントローラを有する複数のアー
ム関節モジュールと、これらアーム関節モジュールのう
ち所望のアーム関節モジュールを連結してなるマニプレ
ータのデータを収集してマニプレータの構成を判別する
軸構成判別手段と、マニプレータの各アーム関節モジュ
ールのうち効果器の現在位置から移動目標位置までの各
通過点を求める軌道算出手段と、各種軸タイプに対する
座標変換行列を有し、軸構成判別手段により収集したデ
ータに基づいて座標変換行列を組み合わせて各通過点ご
とのマニプレータの各関節角速度等を算出する補間算出
手段とを備えて上記目的を達成しようとするロボット制
御装置である。
【０００６】
【作用】このような手段を備えたことにより、各アーム
関節モジュールのうち所望のアーム関節モジュールを連
結してなるマニプレータの各コントローラから軸構成判
別手段によりデータを収集してマニプレータの構成を判
別し、又軌道算出手段によりマニプレータの各アーム関
節モジュールのうち効果器の現在位置から移動目標位置
までの各通過点を求め、そして補間算出手段により前記
データに基づいて座標変換行列を組み合わせて各通過点
ごとのマニプレータの各関節角速度等を算出する。
関節モジュールのうち所望のアーム関節モジュールを連
結してなるマニプレータの各コントローラから軸構成判
別手段によりデータを収集してマニプレータの構成を判
別し、又軌道算出手段によりマニプレータの各アーム関
節モジュールのうち効果器の現在位置から移動目標位置
までの各通過点を求め、そして補間算出手段により前記
データに基づいて座標変換行列を組み合わせて各通過点
ごとのマニプレータの各関節角速度等を算出する。
【０００７】
【実施例】以下、本発明の一実施例について図面を参照
して説明する。
して説明する。
【０００８】図１はロボット制御装置の構成図である。
マニプレータ１は任意のアーム関節モジュール２ａ、２
ｂ、…２ｈを連結して構成されている。これらアーム関
節モジュール２ａ、２ｂ、…２ｈを説明すると、先ずア
ーム関節モジュール２ｂ、２ｄ、２ｇは図２に示す回転
型「１」のタイプの軸を有し、矢印（イ）方向に回動す
る。なお、アーム関節モジュール２ａ、２ｂ、…２ｈを
示す各図ではアーム関節モジュール２ｂ、２ｄ、２ｇの
外観図を示すとともにその基本要素記号を添えて示して
いる。次にアーム関節モジュール２ａ、２ｅ、２ｆは図
３に示す回転型「２」のタイプの軸を有し、矢印（ロ）
方向に回動する。次にアーム関節モジュール２ｃは図４
に示すスライド型のタイプの軸を有し、矢印（ハ）方向
にスライド移動する。次にアーム関節モジュール２ｈは
図５に示す手先効果器であって、矢印（ニ）方向に把持
動作する。そして、マニプレータ１の元のアーム関節モ
ジュール２ａはベースモジュール２ｉに接続されてい
る。なお、ベースモジュール２ｉにはｘｙｚ座標軸が定
義され、かつ各アーム関節モジュール２ａ、２ｂ、…２
ｈを連結するとこれらアーム関節モジュール２ａ、２
ｂ、…２ｈの関節軸は必ずベースモジュール２ｉのｘｙ
ｚ座標軸のいずれかの軸と一致する構成となっている。
マニプレータ１は任意のアーム関節モジュール２ａ、２
ｂ、…２ｈを連結して構成されている。これらアーム関
節モジュール２ａ、２ｂ、…２ｈを説明すると、先ずア
ーム関節モジュール２ｂ、２ｄ、２ｇは図２に示す回転
型「１」のタイプの軸を有し、矢印（イ）方向に回動す
る。なお、アーム関節モジュール２ａ、２ｂ、…２ｈを
示す各図ではアーム関節モジュール２ｂ、２ｄ、２ｇの
外観図を示すとともにその基本要素記号を添えて示して
いる。次にアーム関節モジュール２ａ、２ｅ、２ｆは図
３に示す回転型「２」のタイプの軸を有し、矢印（ロ）
方向に回動する。次にアーム関節モジュール２ｃは図４
に示すスライド型のタイプの軸を有し、矢印（ハ）方向
にスライド移動する。次にアーム関節モジュール２ｈは
図５に示す手先効果器であって、矢印（ニ）方向に把持
動作する。そして、マニプレータ１の元のアーム関節モ
ジュール２ａはベースモジュール２ｉに接続されてい
る。なお、ベースモジュール２ｉにはｘｙｚ座標軸が定
義され、かつ各アーム関節モジュール２ａ、２ｂ、…２
ｈを連結するとこれらアーム関節モジュール２ａ、２
ｂ、…２ｈの関節軸は必ずベースモジュール２ｉのｘｙ
ｚ座標軸のいずれかの軸と一致する構成となっている。
【０００９】これらアーム関節モジュール２ａ、２ｂ、
…２ｈはそれぞれ軸を駆動するモータを備えるとともに
これらモータをそれぞれ制御する各コントローラ３ａ、
３ｂ、…３ｈを備えている。これらコントローラ３ａ、
３ｂ、…３ｈは図６に示すように通信制御プログラム及
びモータ制御プログラムを有し、各コントローラ３ａ、
３ｂ、…３ｈ間及びホストコンピュータ４との間でデー
タ授受を実行する通信制御機能５ａ、５ｂ、…５ｈ及び
受信したデータに基づいてモータを駆動制御するモータ
制御機能６ａ、６ｂ、…６ｈを有している。又、各コン
トローラ３ａ、３ｂ、…３ｈには自身の軸のタイプ、つ
まり図２〜図５に示す回転型「１」「２」、スライド
型、手先効果器や寸法などのデータが登録されている。
…２ｈはそれぞれ軸を駆動するモータを備えるとともに
これらモータをそれぞれ制御する各コントローラ３ａ、
３ｂ、…３ｈを備えている。これらコントローラ３ａ、
３ｂ、…３ｈは図６に示すように通信制御プログラム及
びモータ制御プログラムを有し、各コントローラ３ａ、
３ｂ、…３ｈ間及びホストコンピュータ４との間でデー
タ授受を実行する通信制御機能５ａ、５ｂ、…５ｈ及び
受信したデータに基づいてモータを駆動制御するモータ
制御機能６ａ、６ｂ、…６ｈを有している。又、各コン
トローラ３ａ、３ｂ、…３ｈには自身の軸のタイプ、つ
まり図２〜図５に示す回転型「１」「２」、スライド
型、手先効果器や寸法などのデータが登録されている。
【００１０】前記ホストコンピュータ４は軸構成判別プ
ログラム、軌道算出プログラム、補間算出プログラム及
び通信制御プログラムを有し、これらプログラムを実行
することにより図６に示すように軸構成判別機能７、軌
道算出機能８、補間算出機能９及び通信制御機能１０を
有するものとなる。
ログラム、軌道算出プログラム、補間算出プログラム及
び通信制御プログラムを有し、これらプログラムを実行
することにより図６に示すように軸構成判別機能７、軌
道算出機能８、補間算出機能９及び通信制御機能１０を
有するものとなる。
【００１１】軸構成判別機能７は所望のアーム関節モジ
ュール２ａ、２ｂ、…２ｈを連結してなるマニプレータ
１の各コントローラ３ａ、３ｂ、…３ｈに登録されてい
るデータを収集してマニプレータ１の構成を判別する機
能を有している。
ュール２ａ、２ｂ、…２ｈを連結してなるマニプレータ
１の各コントローラ３ａ、３ｂ、…３ｈに登録されてい
るデータを収集してマニプレータ１の構成を判別する機
能を有している。
【００１２】軌道算出機能８は、マニプレータ１の各ア
ーム関節モジュール２ａ、２ｂ、…２ｈのうち効果器２
ｈの現在位置から移動目標位置までの各通過点をサンプ
リング時間ごとに求める機能を有している。
ーム関節モジュール２ａ、２ｂ、…２ｈのうち効果器２
ｈの現在位置から移動目標位置までの各通過点をサンプ
リング時間ごとに求める機能を有している。
【００１３】補間算出機能９は、各種軸タイプのアーム
関節モジュールに対する座標変換行列を有し、軸構成判
別機能７により判別されたマニプレータ１の構成のデー
タに基づいて座標変換行列を組み合わせて軌道算出機能
８により求められた各通過点ごとにマニプレータ１の手
先効果器２ｈが次の通過点つまり次のサンプリング時刻
までに移動すべき位置へ移動するために必要な各関節角
度の変化量を算出して前記マニプレータの各コントロー
ラに送る機能を有している。具体的に補間算出機能９は
マニプレータ１の構成に基づいて各種タイプの軸の座標
変換行列を組み合わせてヤコビ行列Ｊを作成する。この
ヤコビ行列Ｊは、手先効果器２ｈの速度をベクトル［dx
/dt 、dy/dt 、dz/dt ］、姿勢の変化速度を手先効果器
２ｈで定義された座標系まわりの回転角速度をベクトル
［ｄφ/dt 、ｄθ/dt 、ｄψ/dt］、各関節角速度をベ
クトルθａ、θｂ、…θｈとするとき次の関係
関節モジュールに対する座標変換行列を有し、軸構成判
別機能７により判別されたマニプレータ１の構成のデー
タに基づいて座標変換行列を組み合わせて軌道算出機能
８により求められた各通過点ごとにマニプレータ１の手
先効果器２ｈが次の通過点つまり次のサンプリング時刻
までに移動すべき位置へ移動するために必要な各関節角
度の変化量を算出して前記マニプレータの各コントロー
ラに送る機能を有している。具体的に補間算出機能９は
マニプレータ１の構成に基づいて各種タイプの軸の座標
変換行列を組み合わせてヤコビ行列Ｊを作成する。この
ヤコビ行列Ｊは、手先効果器２ｈの速度をベクトル［dx
/dt 、dy/dt 、dz/dt ］、姿勢の変化速度を手先効果器
２ｈで定義された座標系まわりの回転角速度をベクトル
［ｄφ/dt 、ｄθ/dt 、ｄψ/dt］、各関節角速度をベ
クトルθａ、θｂ、…θｈとするとき次の関係
【００１４】
【数１】
【００１５】０表したものである。次に補間算出機能９
は、上記ヤコビ行列Ｊの逆ヤコビ行列Ｊ-1を解いてマニ
プレータ１の手先効果器２ｈの移動速度から関節変化速
度を次式から算出する。
は、上記ヤコビ行列Ｊの逆ヤコビ行列Ｊ-1を解いてマニ
プレータ１の手先効果器２ｈの移動速度から関節変化速
度を次式から算出する。
【００１６】
【数２】 次に補間算出機能９は必要な各関節角速度θａ、θｂ、
…θｈを各コントローラ３ａ、３ｂ、…３ｈへ送出する
機能を有する。
…θｈを各コントローラ３ａ、３ｂ、…３ｈへ送出する
機能を有する。
【００１７】ここで、ヤコビ行列Ｊの作成法について説
明する。マニプレータアームの座標系を初期状態におい
て図１０に示すように定義する。次にマニプレータアー
ムの各関節に対して座標変換行列を設定する。第ｉ関節
に対応する固有の座標変換行列をＴｉとすると、
明する。マニプレータアームの座標系を初期状態におい
て図１０に示すように定義する。次にマニプレータアー
ムの各関節に対して座標変換行列を設定する。第ｉ関節
に対応する固有の座標変換行列をＴｉとすると、
【００１８】
【数３】
【００１９】となる。これら行列において第(3) 式はｘ
ｉ軸回りに回転する場合、第(4) 式はｙｉ軸回りに回転
する場合、第(5) 式はｚｉ軸回りに回転する場合、第
(6) 式はｘｉ軸方向にスライドする場合、第(7) 式はｙ
ｉ軸方向にスライドする場合、第(8) 式はｚｉ軸方向に
スライドする場合を示している。又、これら式において ｃθi ＝ cosθi 、ｓθi ＝ sinθi である。
ｉ軸回りに回転する場合、第(4) 式はｙｉ軸回りに回転
する場合、第(5) 式はｚｉ軸回りに回転する場合、第
(6) 式はｘｉ軸方向にスライドする場合、第(7) 式はｙ
ｉ軸方向にスライドする場合、第(8) 式はｚｉ軸方向に
スライドする場合を示している。又、これら式において ｃθi ＝ cosθi 、ｓθi ＝ sinθi である。
【００２０】θi は回転関節の場合は回転角度、スライ
ド関節の場合は移動量である。ｍｘ（ｉ）、ｍｙ
（ｉ）、ｍｚ（ｉ）は第ｉ関節から第（ｉ＋１）関節へ
移動するのに必要なｘｉ、ｙｉ、ｚｉ軸方向の移動量で
ある。次の式によりヤコビ行列Ｊを求める。
ド関節の場合は移動量である。ｍｘ（ｉ）、ｍｙ
（ｉ）、ｍｚ（ｉ）は第ｉ関節から第（ｉ＋１）関節へ
移動するのに必要なｘｉ、ｙｉ、ｚｉ軸方向の移動量で
ある。次の式によりヤコビ行列Ｊを求める。
【００２１】
【数４】 第ｉ関節がスライド型のときはヤコビ行列Ｊのｉ列を
【００２２】
【数５】 に代える。
【００２３】ここで、ベクトル 0Ｓi は図１１に示すよ
うに回転関節の場合はベース座標系ｘ0 、ｙ0 、ｚ0 か
ら見た第ｉ関節の回転軸方向、図１２に示すようにスラ
イド関節の場合はスライド方向の単位ベクトルとする。
又、ベクトル 0Ｐi は図１３に示すようにベース座標原
点から第ｉ関節までの位置ベクトルとする。 ベクトル 0Ｓi 、 0Ｐi は Ｒｉ＝Ｔ1 Ｔ2 ……Ｔi で求められる４×４の行列の要素として求められる。
うに回転関節の場合はベース座標系ｘ0 、ｙ0 、ｚ0 か
ら見た第ｉ関節の回転軸方向、図１２に示すようにスラ
イド関節の場合はスライド方向の単位ベクトルとする。
又、ベクトル 0Ｐi は図１３に示すようにベース座標原
点から第ｉ関節までの位置ベクトルとする。 ベクトル 0Ｓi 、 0Ｐi は Ｒｉ＝Ｔ1 Ｔ2 ……Ｔi で求められる４×４の行列の要素として求められる。
【００２４】
【数６】 ベクトルＳi はベクトルＳxi、Ｓyi、Ｓziのうち関節の
軸と一致するものとする。
軸と一致するものとする。
【００２５】かかる構成であれば、オペレータにより所
望の各アーム関節モジュール２ａ、２ｂ、…２ｈが選出
されて連結され、これにより図１に示すマニプレータ１
が構成されると、ホストコンピュータ４の軸構成判別機
能７は各アーム関節モジュール２ａ、２ｂ、…２ｈの各
コントローラ３ａ、３ｂ、…３ｈに登録されている各デ
ータを収集する。これらデータは上記の如く軸のタイ
プ、つまり図２〜図５に示す回転型「１」「２」、スラ
イド型、手先効果器等の軸タイプや寸法である。軸構成
判別機能７は各データを収集すると、ベースモジュール
２ｉから手先効果器２ｈに向かって符号ｐ０、ｐ１、…
ｐ８を付し、次に軸数ｎ、各軸のタイプ、関節の軸（回
転型の場合は回転軸、スライド型の場合は移動方向の
軸）を判別する。次に軸構成判別機能７は初期構成のマ
ニプレータ１において図７に示すように例えば第ｋ関節
から第ｋ＋１関節へ移動するための量ｍｘ（ｉ）、ｍｙ
（ｉ）、ｍｚ（ｉ）を求める。
望の各アーム関節モジュール２ａ、２ｂ、…２ｈが選出
されて連結され、これにより図１に示すマニプレータ１
が構成されると、ホストコンピュータ４の軸構成判別機
能７は各アーム関節モジュール２ａ、２ｂ、…２ｈの各
コントローラ３ａ、３ｂ、…３ｈに登録されている各デ
ータを収集する。これらデータは上記の如く軸のタイ
プ、つまり図２〜図５に示す回転型「１」「２」、スラ
イド型、手先効果器等の軸タイプや寸法である。軸構成
判別機能７は各データを収集すると、ベースモジュール
２ｉから手先効果器２ｈに向かって符号ｐ０、ｐ１、…
ｐ８を付し、次に軸数ｎ、各軸のタイプ、関節の軸（回
転型の場合は回転軸、スライド型の場合は移動方向の
軸）を判別する。次に軸構成判別機能７は初期構成のマ
ニプレータ１において図７に示すように例えば第ｋ関節
から第ｋ＋１関節へ移動するための量ｍｘ（ｉ）、ｍｙ
（ｉ）、ｍｚ（ｉ）を求める。
【００２６】次に軌道算出機能８は、図８に示すように
マニプレータ１の手先効果器２ｈの現在位置ｓ０から移
動目標位置ｓｎまでの各通過点ｓ１、ｓ２、ｓ３…をサ
ンプリング時間ごとに求める。例えば、同図において通
過点ｓ３とｓ４の距離ｗ１、ｓ４とｓ５の距離ｗ２はそ
れぞれサンプリング時間内における手先効果器２ｈの移
動量を示している。
マニプレータ１の手先効果器２ｈの現在位置ｓ０から移
動目標位置ｓｎまでの各通過点ｓ１、ｓ２、ｓ３…をサ
ンプリング時間ごとに求める。例えば、同図において通
過点ｓ３とｓ４の距離ｗ１、ｓ４とｓ５の距離ｗ２はそ
れぞれサンプリング時間内における手先効果器２ｈの移
動量を示している。
【００２７】次に補間算出機能９は図９に示す補間算出
流れ図に従って補間算出を実行する。すなわち、補間算
出機能９はステップf1において軸構成判別機能７で収集
した各データを受け、次のステップf2において手先効果
器２ｈの現在位置ｓ０から移動目標位置ｓｎまでの各通
過点ｓ１、ｓ２、ｓ３…及びその姿勢を受ける。次に補
間算出機能９はステップf3において手先効果器２ｈの現
在位置、例えば手先効果器２ｈが移動中であればその時
の位置を求める。次に補間算出機能９はステップf4にお
いて軸構成判別機能７で収集した各データに基づいて各
軸タイプの座標変換行列を組み合わせて式（１）に示す
ヤコビ行列Ｊを作成し、次のステップf5において式
（２）に示す逆ヤコビ行列を作成して算出する。次に補
間算出機能９はステップf6において必要な各関節角速度
θａ、θｂ、…θｈを求め、次のステップf7において各
関節角速度θａ、θｂ、…θｈを各コントローラ３ａ、
３ｂ、…３ｈへ送出する。なお、これら各関節角速度θ
ａ、θｂ、…θｈは、例えば通過点ｓ３において求めら
れた値であれば、次の通過点ｓ４へ移動するための各角
速度となる。しかるに、補間算出機能９は各通過点ｓ
１、ｓ２、ｓ３…ごとに各関節角速度θａ、θｂ、…θ
ｈを求める。
流れ図に従って補間算出を実行する。すなわち、補間算
出機能９はステップf1において軸構成判別機能７で収集
した各データを受け、次のステップf2において手先効果
器２ｈの現在位置ｓ０から移動目標位置ｓｎまでの各通
過点ｓ１、ｓ２、ｓ３…及びその姿勢を受ける。次に補
間算出機能９はステップf3において手先効果器２ｈの現
在位置、例えば手先効果器２ｈが移動中であればその時
の位置を求める。次に補間算出機能９はステップf4にお
いて軸構成判別機能７で収集した各データに基づいて各
軸タイプの座標変換行列を組み合わせて式（１）に示す
ヤコビ行列Ｊを作成し、次のステップf5において式
（２）に示す逆ヤコビ行列を作成して算出する。次に補
間算出機能９はステップf6において必要な各関節角速度
θａ、θｂ、…θｈを求め、次のステップf7において各
関節角速度θａ、θｂ、…θｈを各コントローラ３ａ、
３ｂ、…３ｈへ送出する。なお、これら各関節角速度θ
ａ、θｂ、…θｈは、例えば通過点ｓ３において求めら
れた値であれば、次の通過点ｓ４へ移動するための各角
速度となる。しかるに、補間算出機能９は各通過点ｓ
１、ｓ２、ｓ３…ごとに各関節角速度θａ、θｂ、…θ
ｈを求める。
【００２８】このように上記一実施例においては、所望
のアーム関節モジュール２ａ、２ｂ、…２ｈを連結して
なるマニプレータ１の各コントローラ３ａ、３ｂ、…３
ｈからデータを収集してマニプレータ１の構成を判別
し、又マニプレータ１の手先効果器２ｈの現在位置ｓ０
から移動目標位置ｓｎまでの各通過点ｓ１、ｓ２、ｓ３
…を求め、これら通過点ｓ１、ｓ２、ｓ３…ごとのマニ
プレータ１の各関節角速度等を算出してマニプレータ１
の各コントローラ３ａ、３ｂ、…３ｈに送るようにした
ので、マニプレータを構成するアーム関節モジュールの
軸が変更してもこの変更したマニプレータに対する制御
プログラムを新に作成することなしにマニプレータを移
動制御できる。これにより、任意の軸のマニプレータを
構成でき、しかもそのマニプレータを直ぐに移動制御で
きる。従って、汎用性及び拡張性を飛躍的に向上でき
る。
のアーム関節モジュール２ａ、２ｂ、…２ｈを連結して
なるマニプレータ１の各コントローラ３ａ、３ｂ、…３
ｈからデータを収集してマニプレータ１の構成を判別
し、又マニプレータ１の手先効果器２ｈの現在位置ｓ０
から移動目標位置ｓｎまでの各通過点ｓ１、ｓ２、ｓ３
…を求め、これら通過点ｓ１、ｓ２、ｓ３…ごとのマニ
プレータ１の各関節角速度等を算出してマニプレータ１
の各コントローラ３ａ、３ｂ、…３ｈに送るようにした
ので、マニプレータを構成するアーム関節モジュールの
軸が変更してもこの変更したマニプレータに対する制御
プログラムを新に作成することなしにマニプレータを移
動制御できる。これにより、任意の軸のマニプレータを
構成でき、しかもそのマニプレータを直ぐに移動制御で
きる。従って、汎用性及び拡張性を飛躍的に向上でき
る。
【００２９】なお、本発明は上記一実施例に限定される
ものでなくその要旨を変更しない範囲で変更してもよ
い。例えば、アーム関節モジュールは上記一実施例に記
載されていないものを使用してもよい。
ものでなくその要旨を変更しない範囲で変更してもよ
い。例えば、アーム関節モジュールは上記一実施例に記
載されていないものを使用してもよい。
【００３０】
【発明の効果】以上詳記したように本発明によれば、任
意の軸構成に変更しても容易に対応する制御プログラム
を作成できて効率を高めたロボット制御装置を提供でき
る。
意の軸構成に変更しても容易に対応する制御プログラム
を作成できて効率を高めたロボット制御装置を提供でき
る。
【図１】本発明に係るロボット制御装置の一実施例を示
す構成図。
す構成図。
【図２】同装置における回転型「１」のアーム関節モジ
ュールの外観図。
ュールの外観図。
【図３】同装置における回転型「２」のアーム関節モジ
ュールの外観図。
ュールの外観図。
【図４】同装置におけるスライド型のアーム関節モジュ
ールの外観図。
ールの外観図。
【図５】同装置における手先効果器のアーム関節モジュ
ールの外観図。
ールの外観図。
【図６】同装置におけるホストコンピュータ及び各コン
トローラの機能ブロック図。
トローラの機能ブロック図。
【図７】同装置におけるマニプレータ初期状態における
移動量を示す模式図。
移動量を示す模式図。
【図８】同装置におけるマニプレータの手先効果器の通
過点を示す図。
過点を示す図。
【図９】同装置における補間算出流れ図。
【図１０】マニプレータアームの座標系を示す模式図。
【図１１】回転関節におけるベース座標系から見た第ｉ
関節の回転軸方向を示す図。
関節の回転軸方向を示す図。
【図１２】スライド関節におけるスライド方向を示す模
式図。
式図。
【図１３】ベース座標原点から第ｉ関節までの位置ベク
トルを示す図。
トルを示す図。
１…マニプレータ、２ａ〜２ｈ…アーム関節モジュー
ル、３ａ〜３ｈ…コントローラ、４…ホストコンピュー
タ、７…軸構成判別機能、８…軌道算出機能、９…補間
算出機能、１０…通信制御機能。
ル、３ａ〜３ｈ…コントローラ、４…ホストコンピュー
タ、７…軸構成判別機能、８…軌道算出機能、９…補間
算出機能、１０…通信制御機能。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０５Ｂ 19/403 Ｐ 9064−3Ｈ 19/415 Ｚ 9064−3Ｈ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】 各種タイプの関節の軸及びこの軸を駆動
制御するとともに前記軸のタイプ等のデータを記憶する
コントローラを有する複数のアーム関節モジュールと、
これらアーム関節モジュールのうち所望のアーム関節モ
ジュールを連結してなるマニプレータの前記データを収
集して前記マニプレータの構成を判別する軸構成判別手
段と、前記マニプレータの各アーム関節モジュールのう
ち効果器の現在位置から移動目標位置までの各通過点を
求める軌道算出手段と、前記各種軸タイプに対する座標
変換行列を有し、前記軸構成判別手段により収集したデ
ータに基づいて前記座標変換行列を組み合わせて前記各
通過点ごとの前記マニプレータの各関節角速度等を算出
する補間算出手段とを具備したことを特徴とするロボッ
ト制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15165591A JPH054181A (ja) | 1991-06-24 | 1991-06-24 | ロボツト制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15165591A JPH054181A (ja) | 1991-06-24 | 1991-06-24 | ロボツト制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH054181A true JPH054181A (ja) | 1993-01-14 |
Family
ID=15523325
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15165591A Pending JPH054181A (ja) | 1991-06-24 | 1991-06-24 | ロボツト制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH054181A (ja) |
Cited By (14)
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-
1991
- 1991-06-24 JP JP15165591A patent/JPH054181A/ja active Pending
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