JPS6377678A - ロボツトの動作制御方法 - Google Patents
ロボツトの動作制御方法Info
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- JPS6377678A JPS6377678A JP21950486A JP21950486A JPS6377678A JP S6377678 A JPS6377678 A JP S6377678A JP 21950486 A JP21950486 A JP 21950486A JP 21950486 A JP21950486 A JP 21950486A JP S6377678 A JPS6377678 A JP S6377678A
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- robot
- work
- coordinate system
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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、ロボットの動作制御方法に係り、特に作業対
象物との相対位置が変化しながら作業を行なうロボット
に好適な動作制御方法に関する。
象物との相対位置が変化しながら作業を行なうロボット
に好適な動作制御方法に関する。
〔従来の技術〕
ロボットは一般的に固定設置されており、このロボット
の動作範囲内にセットされた作業対象物に対して作業を
行なっている。この場合、ロボットの作業に先たち、動
作内容を教示し、記憶して、この記憶内容を再生してロ
ボットに作業を行なわせる制御方式いわゆる教示再生制
御方式が採用されている。
の動作範囲内にセットされた作業対象物に対して作業を
行なっている。この場合、ロボットの作業に先たち、動
作内容を教示し、記憶して、この記憶内容を再生してロ
ボットに作業を行なわせる制御方式いわゆる教示再生制
御方式が採用されている。
一方、近年ではロボットの多様化に伴ない、大形掃造物
や、人間が介入できない原子カプラント等を作業対象と
してロボットの適用化が要求されている。この要求を満
すためには、ロボット自身が移動しながら作業を行う移
動型ロボットが不可欠である。しかしながら、移動型ロ
ボットは作業対象物との位置、姿勢の相対的関係が作業
実行中に変化する。このため、教示や設計データによる
数値等により、予め定められた所要の軌道に沿って作業
を行わせることは不可能であった。これに近い例として
は、例えば特開昭５７−１８２２０５号公報や特開昭５
９−１８９４１５号公報に記載のように、ロボットと対
象物の相対関係を複数の代表点の教示により検出し、作
業内容を補正するものがある。
や、人間が介入できない原子カプラント等を作業対象と
してロボットの適用化が要求されている。この要求を満
すためには、ロボット自身が移動しながら作業を行う移
動型ロボットが不可欠である。しかしながら、移動型ロ
ボットは作業対象物との位置、姿勢の相対的関係が作業
実行中に変化する。このため、教示や設計データによる
数値等により、予め定められた所要の軌道に沿って作業
を行わせることは不可能であった。これに近い例として
は、例えば特開昭５７−１８２２０５号公報や特開昭５
９−１８９４１５号公報に記載のように、ロボットと対
象物の相対関係を複数の代表点の教示により検出し、作
業内容を補正するものがある。
しかし、上記従来技術は１作業実行中にロボットと対象
物との相対的関係が変化するような状況には対応できな
かった。
物との相対的関係が変化するような状況には対応できな
かった。
本発明の第１の目的は５作業対象物とロボットとの位置
、姿勢の相対的関係が作業実行中に変化しても、予め与
えられた作業内容をリアルタイムで実行させることがで
きるロボットの動作制御方法を提供することにある。
、姿勢の相対的関係が作業実行中に変化しても、予め与
えられた作業内容をリアルタイムで実行させることがで
きるロボットの動作制御方法を提供することにある。
本発明の第２の目的は、作業対象物とロボットとの位置
、姿勢の相対関係が作業実行中に変化しても、予め与え
られた作業内容をリアルタイムで実行させることができ
るロボットの動作制御装置を提供することにある。
、姿勢の相対関係が作業実行中に変化しても、予め与え
られた作業内容をリアルタイムで実行させることができ
るロボットの動作制御装置を提供することにある。
本発明の第１の目的は、予め与えられた作業内容を、対
象物に固定された座標系で表わし記憶し、センサ等によ
り検出したロボットと対象物の相対関係にもとづいて順
次補正し、所定の軌道に沿ってロボットを動作制御する
ことにより、達成される。
象物に固定された座標系で表わし記憶し、センサ等によ
り検出したロボットと対象物の相対関係にもとづいて順
次補正し、所定の軌道に沿ってロボットを動作制御する
ことにより、達成される。
本発明の第２の目的は、作業対象との位置、姿勢の相対
的関係が作業実行中に変化するような状況において作業
を行なうロボットにおいて、作業対象物とロボットとの
相対的関係を検出する検出手段と、ロボットの作業デー
タを記憶する手段と、対象物上の任意の作業点をロボッ
トの座標系に変換する手段と、この変換手段からの情報
によりロボットの作業データを倍圧する手段をＩｎえる
ことにより達成されろ。
的関係が作業実行中に変化するような状況において作業
を行なうロボットにおいて、作業対象物とロボットとの
相対的関係を検出する検出手段と、ロボットの作業デー
タを記憶する手段と、対象物上の任意の作業点をロボッ
トの座標系に変換する手段と、この変換手段からの情報
によりロボットの作業データを倍圧する手段をＩｎえる
ことにより達成されろ。
ロボットの移動等により、対象物との位置、姿勢の相対
的関係が変化しても、センサ等により、その相対的関係
を検出する。この時の相対的関係にもとづいて、予め与
えられている作業内容を座標変換により、順次補正する
。ロボットをこの補正した作業内容によって動作させる
ことにより、対象物の予め定められた軌道に沿って動作
制御することができる。
的関係が変化しても、センサ等により、その相対的関係
を検出する。この時の相対的関係にもとづいて、予め与
えられている作業内容を座標変換により、順次補正する
。ロボットをこの補正した作業内容によって動作させる
ことにより、対象物の予め定められた軌道に沿って動作
制御することができる。
以下図面を参照して本発明の詳細な説明する。
まず、本発明の詳細な説明するに、先立つて本発明の原
理を第２図によって説明する。
理を第２図によって説明する。
作業中のある瞬間におけるロボットＲの位置をＰ、次の
瞬間に移動した位置をＱとする。いま、ロボットにより
作業される作業対象個所Ｗ＾上に固定した座標系を、第
２図に示すように０＾、ＸＡ。
瞬間に移動した位置をＱとする。いま、ロボットにより
作業される作業対象個所Ｗ＾上に固定した座標系を、第
２図に示すように０＾、ＸＡ。
ＹＡ、ＺＡとし、Ｐの位置におけるロボット上の座標系
をＯｐ ｒ ｘｐ ｔ ｙｐ ＋ ｚｐ とし、同様
にＱの位置におけるロボット上の座標系をＯｅ 、 Ｘ
Ｑ 。
をＯｐ ｒ ｘｐ ｔ ｙｐ ＋ ｚｐ とし、同様
にＱの位置におけるロボット上の座標系をＯｅ 、 Ｘ
Ｑ 。
ｙＱ 、ＺＱとする。
まず、作業内容については、予め教示したデータ、また
は、設計データを基にして、作業対象個所Ｗ＾上に固定
した座標系０＾、Ｘ＾、Ｙ＾。
は、設計データを基にして、作業対象個所Ｗ＾上に固定
した座標系０＾、Ｘ＾、Ｙ＾。
ＺＡ を基標として与えられている。
次に、ロボットの位置Ｐにおいて作業を行なう場合は、
ロボットの座標系Ｏｐ ９ ＸＰ ＋ ｙＰ ｔｚｐで
作業内容のデータを表現する必要がある。
ロボットの座標系Ｏｐ ９ ＸＰ ＋ ｙＰ ｔｚｐで
作業内容のデータを表現する必要がある。
同様に、ロボットが位置Ｑにおいて作業を行なう場合も
、ロボットの位置Ｑにおける座標系Ｏｅ。
、ロボットの位置Ｑにおける座標系Ｏｅ。
ＸＱ 、 ｙＱ 、ＺＱで表現する必要がある。
ここで、作業内容データの任意の作業点をＡとし、座標
系ＯＡ、ＸＡ、ＹＡ、Ｚ＾における点Δの座標値を（Ｘ
ａ 、 Ｙａ 、 Ｚａ ）とする。また、ロボットの
位置Ｐにおける座標系Ｏｐ ＋ ＸＰｖ ３’Ｐ＋ｚｐ
における点Ａ（７）座標値を（Ｘｐ 、 Ｙｐ 、 Ｚ
ｐ ）とし、ロボットの位置Ｑにおける座標系Ｏｅ 。
系ＯＡ、ＸＡ、ＹＡ、Ｚ＾における点Δの座標値を（Ｘ
ａ 、 Ｙａ 、 Ｚａ ）とする。また、ロボットの
位置Ｐにおける座標系Ｏｐ ＋ ＸＰｖ ３’Ｐ＋ｚｐ
における点Ａ（７）座標値を（Ｘｐ 、 Ｙｐ 、 Ｚ
ｐ ）とし、ロボットの位置Ｑにおける座標系Ｏｅ 。
ＸＱ ｖ ｙｅ ｔ ＺＱにおける点Ａの座標値を（Ｘ
、ｔ。
、ｔ。
Ｙｑ 、 Ｚｑ ）とすれば（Ｘａ 、 Ｙａ 、Ｚａ
）と（ＸＰ 、 Ｙｐ 、 ＺＰ ）及び（Ｘｑ 、
Ｙｑ 、 Ｚｑ ）との変換を行う関係式を与えれば、
教示されたデータを変換しながらロボットに作業を行わ
せることができる。
）と（ＸＰ 、 Ｙｐ 、 ＺＰ ）及び（Ｘｑ 、
Ｙｑ 、 Ｚｑ ）との変換を行う関係式を与えれば、
教示されたデータを変換しながらロボットに作業を行わ
せることができる。
そこで、上述の座標変換関係を説明する。いま、第１図
に示す任意の点Ａの１＠標を座標系Ｏ＾。
に示す任意の点Ａの１＠標を座標系Ｏ＾。
ＸＡ 、ＹＡ 、ＺＡで表わすと（Ｘａ 、 Ｙａ 、
Ｚａ ）となり、座標系ＯＰ ＊ ＸＰ ｐ ３’Ｐ
ｔ ＺＰで表わすと（Ｘｐ 、 Ｙｐ 、Ｚｐ ）と
なるとする。この間の変換行列をＴ１とすれば の関係が成り立つ、ここで変換行列Ｔ１は、座標系０＾
、ＸＡ、ＹＡ、ＺＡ上の複数個の基準点を座標系Ｏｐ
、ｘｐ 、ｙｐ Ｆ ｚｐ上から表現することにより求
められる。よって、座標系Ｏｐ 、 ｘｐ 。
Ｚａ ）となり、座標系ＯＰ ＊ ＸＰ ｐ ３’Ｐ
ｔ ＺＰで表わすと（Ｘｐ 、 Ｙｐ 、Ｚｐ ）と
なるとする。この間の変換行列をＴ１とすれば の関係が成り立つ、ここで変換行列Ｔ１は、座標系０＾
、ＸＡ、ＹＡ、ＺＡ上の複数個の基準点を座標系Ｏｐ
、ｘｐ 、ｙｐ Ｆ ｚｐ上から表現することにより求
められる。よって、座標系Ｏｐ 、 ｘｐ 。
ｙｐ 、ｚｐ上にある視覚センサ等により、座標系０＾
、ＸＡ、ＹＡ、ＺＡ上の複数個の基準点を検出すれば、
変換行列Ｔ１を求めることができる。
、ＸＡ、ＹＡ、ＺＡ上の複数個の基準点を検出すれば、
変換行列Ｔ１を求めることができる。
また、上記と同様の方法により、座標系Ｏ＾。
ＸＡ 、ＹＡ 、ＺＡと座標系Ｏｅ 、 Ｘｅ 、ＹＧ
Ｉ 、Ｚｅとの変換行列ＴＺも求めることができる。
Ｉ 、Ｚｅとの変換行列ＴＺも求めることができる。
以上の説明で明らかなように、ロボットと作業対象物と
の相対的関係がどのように変化しても、その時々におい
て、センサ情報により変換行列を求め、対象物上の任意
の作業点をロボットの座標系に変換し、所定の作業を行
なわせることができる。
の相対的関係がどのように変化しても、その時々におい
て、センサ情報により変換行列を求め、対象物上の任意
の作業点をロボットの座標系に変換し、所定の作業を行
なわせることができる。
次に上述した本発明の動作制御の原理にもとづいて、本
発明の動作制御装置の一実施例を第１図によって説明す
る。この図において、Ｒは移動形のロボット、Ｓは作業
対象物を撮影するセンサ。
発明の動作制御装置の一実施例を第１図によって説明す
る。この図において、Ｒは移動形のロボット、Ｓは作業
対象物を撮影するセンサ。
１０２は動作経路記憶装置で、この装置１０２は例えば
第２図に示す、ワーク座標系０＾、ＸＡ。
第２図に示す、ワーク座標系０＾、ＸＡ。
ＹＡ 、ＺＡ上での作業データとして記憶しておく。
この基本的な作業データは、ロボットＲの教示動作ある
いは設計データにもとづいて計算機等により求めた数値
データを記憶しておく設計データ記憶装置１０１から与
えられる。１０７は補正点データ記憶装置で、この装置
１０７は前述したワーク座標系と、ロボット座標系Ｏｐ
ｔ ＸＰ ！ ｙＰ ｒｚｐとの相対的な関係を与え
るための基準参照点データをセンサＳにより検出し、記
憶している。
いは設計データにもとづいて計算機等により求めた数値
データを記憶しておく設計データ記憶装置１０１から与
えられる。１０７は補正点データ記憶装置で、この装置
１０７は前述したワーク座標系と、ロボット座標系Ｏｐ
ｔ ＸＰ ！ ｙＰ ｒｚｐとの相対的な関係を与え
るための基準参照点データをセンサＳにより検出し、記
憶している。
基準参照点データは、ロボットＲとワークＡとの相対的
な関係の変化に伴ない、センサＳにより検出し、データ
を書き換えることができる。この補正点データは、例え
ば第４図に示すように、ロボットとワークの相対的関係
の変化に伴ない、点Ａｌ ｌ Ａｘ ｖ Ａｓから点Ａ
Ｉ’ 、 Ａ２’ 、 Ａａ’のように書き換え
られる。
な関係の変化に伴ない、センサＳにより検出し、データ
を書き換えることができる。この補正点データは、例え
ば第４図に示すように、ロボットとワークの相対的関係
の変化に伴ない、点Ａｌ ｌ Ａｘ ｖ Ａｓから点Ａ
Ｉ’ 、 Ａ２’ 、 Ａａ’のように書き換え
られる。
１０６は、装置１０７からの補正点データによって変換
行列を演算する装置で、この装置１０６は前述した（１
）式にもとづいて変換行列ＴＩ を演算する。１０３は
、装置１０６の補正変換行列Ｔ１を用いて、装置１０２
からのロボットＲの作業動作経路をロボット座標系のデ
ータとして演算する装置である。この演算装置１０３に
よって得られるロボットＲの修正動作経路データは、ワ
ークＷ＾とロボットＲとの相対的関係の変化に伴い修正
される。このデータは記憶装置１０４に格納され、ロボ
ットＲの動作指令発生装置１０５へ順次送出される。こ
の動作指令発生装置１０５は、前述したデータによりロ
ボットＲを駆動し、ロボットＲとワークＷ＾との相対的
関係の変化にかかわらず、正しい作業を実行させる。
行列を演算する装置で、この装置１０６は前述した（１
）式にもとづいて変換行列ＴＩ を演算する。１０３は
、装置１０６の補正変換行列Ｔ１を用いて、装置１０２
からのロボットＲの作業動作経路をロボット座標系のデ
ータとして演算する装置である。この演算装置１０３に
よって得られるロボットＲの修正動作経路データは、ワ
ークＷ＾とロボットＲとの相対的関係の変化に伴い修正
される。このデータは記憶装置１０４に格納され、ロボ
ットＲの動作指令発生装置１０５へ順次送出される。こ
の動作指令発生装置１０５は、前述したデータによりロ
ボットＲを駆動し、ロボットＲとワークＷ＾との相対的
関係の変化にかかわらず、正しい作業を実行させる。
なお、ロボットＲとワークＷ＾との相対的関係が時々刻
々変化する場合は、演算装置１０３での演算を高速でリ
アルタイムに行うため、記憶装置１０４を省略すること
ができる。
々変化する場合は、演算装置１０３での演算を高速でリ
アルタイムに行うため、記憶装置１０４を省略すること
ができる。
次に本発明を移動形のロボットによる作業の一例に適用
した例を説明する。その作業例は第３図に示すようにロ
ボットＲは、作業対象物であるドア１１に移動しながら
接近し、手先ハンド１３によりドア１１を開け、ドア１
，１の内側に移動する例である。
した例を説明する。その作業例は第３図に示すようにロ
ボットＲは、作業対象物であるドア１１に移動しながら
接近し、手先ハンド１３によりドア１１を開け、ドア１
，１の内側に移動する例である。
上述のロボット作業において、ロボットＲがドア１１に
接近し移動しながら手先ハンド１３を用いてノブ１２を
把持し、開ける。ドア１１を開ける場合、ドア１１のノ
ブ１２とロボットＲの相対的関係はロボットＲの移動に
ともない、時々刻々変化する。このため、ロボットＲに
とりつけた視覚センサ１４，１５により、ドア１１上の
基準参照点Ａｒ 、Ａ２．Ａｓを検出し、この結果によ
りロボットＲと対象物であるドア１１の相対的関係を時
々刻々検出しながら１手先ハンド１３を動作制御し、ノ
ブ１２を移動させ、ドア１１を開けるものである。
接近し移動しながら手先ハンド１３を用いてノブ１２を
把持し、開ける。ドア１１を開ける場合、ドア１１のノ
ブ１２とロボットＲの相対的関係はロボットＲの移動に
ともない、時々刻々変化する。このため、ロボットＲに
とりつけた視覚センサ１４，１５により、ドア１１上の
基準参照点Ａｒ 、Ａ２．Ａｓを検出し、この結果によ
りロボットＲと対象物であるドア１１の相対的関係を時
々刻々検出しながら１手先ハンド１３を動作制御し、ノ
ブ１２を移動させ、ドア１１を開けるものである。
この場合の基準参照点Ａｘ 、Ａｘ 、Ａｓは黒色マー
クが一般的であるが、視覚センサ１４，１５が認識でき
るものであれば、その形状９種類は問わない。
クが一般的であるが、視覚センサ１４，１５が認識でき
るものであれば、その形状９種類は問わない。
第３図に示すロボットＲによるドア開作業において、ロ
ボットＲが第４図に示すように点αから点βに移動し、
その間にドア１１は符号ＷＢで示す位置から符号Ｗ Ｂ
’ で示す位置に移動する。ここで与め与えられて
いる作業データは、第３図に示すノブ１２の軌道であり
、第３図においては点ＢからＢ′へ移動となる。以下、
第４図を用いて動作制御方法を説明する。
ボットＲが第４図に示すように点αから点βに移動し、
その間にドア１１は符号ＷＢで示す位置から符号Ｗ Ｂ
’ で示す位置に移動する。ここで与め与えられて
いる作業データは、第３図に示すノブ１２の軌道であり
、第３図においては点ＢからＢ′へ移動となる。以下、
第４図を用いて動作制御方法を説明する。
ロボットＲの点αにおける座標系を０α、Ｘａ。
Ｙａ、Ｚαとし、その時の対象物であるドアＷＢの座標
系をＯＢ 、ＸＦＩ ＋ ＹＢ＋ ＺＢとする。次に、
ロボットＲの点βにおける座標系を０β、ＸＢ。
系をＯＢ 、ＸＦＩ ＋ ＹＢ＋ ＺＢとする。次に、
ロボットＲの点βにおける座標系を０β、ＸＢ。
ＹＢ、Ｚｎとし、その時の対象物であるドアＷ Ｂ ’
の座標系をＯＲ＊ ＸＢ’ ＋ Ｙａ’ ｌ ＺＢ
とする。
の座標系をＯＲ＊ ＸＢ’ ＋ Ｙａ’ ｌ ＺＢ
とする。
ここでロボットの作業点Ｂは、座標系Ｏａ 、 ＸＢ
。
。
Ｙａ 、Ｚｎにより表わされており、Ｂ′は座標系ＯＢ
＋ Ｘｌ：Ｉ’ ＨＹａ’ ｌ Ｚａ’ ニよ
り表わされている。まず、点αにおいて、ロボットＲは
、第２図に示す視覚センサ１４，１５により基準点ＡＩ
。
＋ Ｘｌ：Ｉ’ ＨＹａ’ ｌ Ｚａ’ ニよ
り表わされている。まず、点αにおいて、ロボットＲは
、第２図に示す視覚センサ１４，１５により基準点ＡＩ
。
Ａ２．Ａｓを検出する。このデータをもとに変換行列演
算装置１．０６は座標系ＯＢ 、Ｘａ ｔ ＹＢ。
算装置１．０６は座標系ＯＢ 、Ｘａ ｔ ＹＢ。
ｚａから座標系Ｏα、Ｘα、Ｙα、Ｚαへの変換行列Ｔ
αを求め、点Ｂのデータを座標系０α。
αを求め、点Ｂのデータを座標系０α。
Ｘａ、Ｙａ、Ｚα上のデータに変換する。同様に、点β
における変換行列Ｔβを基準点Ａ １ ’ ＨＡ ２
’ ＋Ａｓ’ の検出により求め、点Ｂ′のデータを
座標系Ｏβ、Ｘβ、Ｙβ、Ｚβ上のデータに変換する。
における変換行列Ｔβを基準点Ａ １ ’ ＨＡ ２
’ ＋Ａｓ’ の検出により求め、点Ｂ′のデータを
座標系Ｏβ、Ｘβ、Ｙβ、Ｚβ上のデータに変換する。
上記と同様の方法を行うことにより、ロボットＲの移動
にともなう、ロボットＲと対象物であるドア１１の作業
点ノブ１２のデータをロボットの座標系で与えることが
でき１手先ハンド１３を誘導し、作業が行なえる。
にともなう、ロボットＲと対象物であるドア１１の作業
点ノブ１２のデータをロボットの座標系で与えることが
でき１手先ハンド１３を誘導し、作業が行なえる。
次に本発明の他の実施例を第５図及び第６図を用いて説
明する。
明する。
第５図の例は、ベルトコンベア４］上を鋼板部材４４が
流れて来て、これにロボット４０の手先につけたペン４
３により文字を書く例を示している。この例においては
、絶対空間に固定された視πセンサ４２により部材４４
のエツジ部を基準点として検出している。この例におけ
る動作制御方法を第６図を用いて説明する。ロボットは
点Ｅに設置されており、ロボットの座標系をＯｐ、ＸＥ
。
流れて来て、これにロボット４０の手先につけたペン４
３により文字を書く例を示している。この例においては
、絶対空間に固定された視πセンサ４２により部材４４
のエツジ部を基準点として検出している。この例におけ
る動作制御方法を第６図を用いて説明する。ロボットは
点Ｅに設置されており、ロボットの座標系をＯｐ、ＸＥ
。
Ｙａ 、ＺＥとする。部材４４の点Ｃにおける座標系を
Ｏｃ ｔ Ｘｃ ＋ Ｙｃ ｔ Ｚｃとし、点りにおけ
る座標系をＯｎ 、 Ｘｏ ｔ Ｙｏ ｅ Ｚｏ Ｊニ
ーする。また、作業内容を表わすデータは作業対象物の
座標系で表わしである。
Ｏｃ ｔ Ｘｃ ＋ Ｙｃ ｔ Ｚｃとし、点りにおけ
る座標系をＯｎ 、 Ｘｏ ｔ Ｙｏ ｅ Ｚｏ Ｊニ
ーする。また、作業内容を表わすデータは作業対象物の
座標系で表わしである。
ここで第５図のセンサ４２により０点における部材４４
上の基準点ＡＣ１１ＡＣｌｌ、 ＡＣｌｌを検出し、座
標系Ｏｃ ？ Ｘｃ ＋ Ｙｃ ＊ Ｚｃと座標系ＯＥ
ｔ Ｘ Ｆ！ ｙＹＥ 、ＺＥとの変換行列ＴＣが求
まる。この例においてはロボットが固定設置されている
ため、絶対空間に固定されているセンサ４２は、ロボッ
トの座標系０＋＝ ＋ ＸＥ ｒ ＹＥｔ Ｚａ テ表
わせるにのことから、センサ４２は、移動する部材４４
の基準点のみを検出すれば、変換行列Ｔｃを求めること
ができ１作業データをロボット座標系０ＥｙＸＥｒ Ｙ
ｐ ｔ Ｚｐで表現でき、部材４４上の所定の位置にロ
ボット４０の手先につけたペン４３を動作させ、きめら
れた作業が可能となる。
上の基準点ＡＣ１１ＡＣｌｌ、 ＡＣｌｌを検出し、座
標系Ｏｃ ？ Ｘｃ ＋ Ｙｃ ＊ Ｚｃと座標系ＯＥ
ｔ Ｘ Ｆ！ ｙＹＥ 、ＺＥとの変換行列ＴＣが求
まる。この例においてはロボットが固定設置されている
ため、絶対空間に固定されているセンサ４２は、ロボッ
トの座標系０＋＝ ＋ ＸＥ ｒ ＹＥｔ Ｚａ テ表
わせるにのことから、センサ４２は、移動する部材４４
の基準点のみを検出すれば、変換行列Ｔｃを求めること
ができ１作業データをロボット座標系０ＥｙＸＥｒ Ｙ
ｐ ｔ Ｚｐで表現でき、部材４４上の所定の位置にロ
ボット４０の手先につけたペン４３を動作させ、きめら
れた作業が可能となる。
以上の実施例では、基準点を３点としたが、ロボット及
び作業対象物の相対関係の変化する条件により、２点、
あるいは１点、または、直線等を検出しても同様に変換
行列を求めることができる。
び作業対象物の相対関係の変化する条件により、２点、
あるいは１点、または、直線等を検出しても同様に変換
行列を求めることができる。
また、対象物に固定されたセンサによりロボット上の基
準点を検出しても逆変換行列を求めることによりロボッ
ト座標系に変換できることは自明である。
準点を検出しても逆変換行列を求めることによりロボッ
ト座標系に変換できることは自明である。
さらに、センサが絶対空間に固定され、ロボット及び対
象物がともに移動する場合を第７図を用いて説明する。
象物がともに移動する場合を第７図を用いて説明する。
センサが固定された絶対座標系をＯｏ、Ｘｏ。
Ｔｏ、７．ｏとし、対象物の座標系をＯｗ ＨＸｗ ｇ
Ｙｗ 、２ｗロボットの座標系をＯＲ＋ Ｘｓ ｖ Ｙ
ＲｒＺＲとする、ここで、前述したように、センサによ
り対象物−ヒの基準点を検出することにより変換行列Ｔ
Ｖを求め、ロボット上の基準点を検出することにより変
換行列ＴＦＩ−’を求める。ここでＴＲ−”はロボット
座標系から絶対座標系への変換行列ＴＲの逆座標変換行
列である。以上の結果をもとに対象物の座標系Ｏｗ 、
Ｘｗ 、Ｙｗ 、Ｚｗからロボットの座標系ＯＲ、ＸＲ
、ＹＲ、ＺＦＩへ変換する変換行列は Ｔ ＝ Ｔ ｗ−Ｔ Ｒ−” −−
（２）により求まる。
Ｙｗ 、２ｗロボットの座標系をＯＲ＋ Ｘｓ ｖ Ｙ
ＲｒＺＲとする、ここで、前述したように、センサによ
り対象物−ヒの基準点を検出することにより変換行列Ｔ
Ｖを求め、ロボット上の基準点を検出することにより変
換行列ＴＦＩ−’を求める。ここでＴＲ−”はロボット
座標系から絶対座標系への変換行列ＴＲの逆座標変換行
列である。以上の結果をもとに対象物の座標系Ｏｗ 、
Ｘｗ 、Ｙｗ 、Ｚｗからロボットの座標系ＯＲ、ＸＲ
、ＹＲ、ＺＦＩへ変換する変換行列は Ｔ ＝ Ｔ ｗ−Ｔ Ｒ−” −−
（２）により求まる。
ここで、ロボットのみが移動する場合は、ＴＲ−” を
求めるだけで変換行列Ｔが求まり、対象物のみが移動す
る場合はＴｗを求めるだけで変換行列Ｔが求まる。
求めるだけで変換行列Ｔが求まり、対象物のみが移動す
る場合はＴｗを求めるだけで変換行列Ｔが求まる。
以上の説明では、センサには視覚センサを用いて基準点
を検出したが、触覚センサ等による検出も可能である。
を検出したが、触覚センサ等による検出も可能である。
また、対象物やロボットが回転移動する場合は、エンコ
ーダ等による検出も可能である。
ーダ等による検出も可能である。
なお、以上の説明については、ロボットの作業点におけ
る位置データの変換を示したが、ロボットの手先工具の
姿勢を対象物の座標系に対する角度成分（オイラー角）
や工具主軸と対象物の座標系の方向余弦などを用いて表
現することにより、位置データと同様変換行列により、
ロボット座標系のデータとして変換可能である。すなわ
ち、本発明は、ロボットと作業対象物の相対関係が変化
しても、手先の位置のみならず、作業対象物に対する手
先の姿勢をも正確に制御する必要のある場合に対しても
適用できる。
る位置データの変換を示したが、ロボットの手先工具の
姿勢を対象物の座標系に対する角度成分（オイラー角）
や工具主軸と対象物の座標系の方向余弦などを用いて表
現することにより、位置データと同様変換行列により、
ロボット座標系のデータとして変換可能である。すなわ
ち、本発明は、ロボットと作業対象物の相対関係が変化
しても、手先の位置のみならず、作業対象物に対する手
先の姿勢をも正確に制御する必要のある場合に対しても
適用できる。
また、以上の説明で明らかなように、作業内容のデータ
を作業対象物の座標系で予め与えることにより、センサ
情報より求めた変換行列により】度の変換を行うだけで
ロボット座標系における作業データに変換できるため、
演算時間の高速化が計れ、ロボットや作業対象物の移動
に供う相対関係の変化にリアルタイムで対応し、所定の
動作制御を達成させるに有利である。
を作業対象物の座標系で予め与えることにより、センサ
情報より求めた変換行列により】度の変換を行うだけで
ロボット座標系における作業データに変換できるため、
演算時間の高速化が計れ、ロボットや作業対象物の移動
に供う相対関係の変化にリアルタイムで対応し、所定の
動作制御を達成させるに有利である。
本発明によれば１作業対象物とロボットの相対的関係が
時々刻々変化しても、予め記憶したデータを補正してロ
ボットの手先を予め定められた軌道に沿って動作制御す
ることが可能となる。
時々刻々変化しても、予め記憶したデータを補正してロ
ボットの手先を予め定められた軌道に沿って動作制御す
ることが可能となる。
第１図は本発明の装置の一実施例を示す回路構成図、第
２図は本発明の動作原理を説明するための図、第３図は
本発明を移動形のロボットによるドア開動作に適用した
例を示す斜視図、第４図はその動作説明図、第５図は本
発明の他の適用例を示す斜視図、第６図はその動作説明
図、第７図は本発明のさらに他の例における動作説明図
である。 １１・・・ドア、１４，１５．４２・・・視覚センサ、
Ｒ９４０・・・ロボット５４４・・・作業対象物。
２図は本発明の動作原理を説明するための図、第３図は
本発明を移動形のロボットによるドア開動作に適用した
例を示す斜視図、第４図はその動作説明図、第５図は本
発明の他の適用例を示す斜視図、第６図はその動作説明
図、第７図は本発明のさらに他の例における動作説明図
である。 １１・・・ドア、１４，１５．４２・・・視覚センサ、
Ｒ９４０・・・ロボット５４４・・・作業対象物。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、作業対象物との位置、姿勢の相対的関係が作業実行
中に変化するような状況において作業を行なうロボット
において、作業対象物とロボットとの相対的関係を検出
手段によって検出し、この検出結果にもとづいてロボッ
トの作業内容を順次補正し、もって作業対象物上に予め
定められた所要の軌道に沿って、ロボットの手先に固定
された作業工具を駆動制御することを特徴とするロボッ
トの動作制御方法。 ２、相対的関係は、ロボットに対して固定されたセンサ
によって対象物を検出することにより求めることを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載のロボットの動作制御
方法。 ３、相対的関係は、絶対空間に固定されたセンサによっ
て、ロボットと対象物を検出することにより求めること
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載のロボットの動
作制御方法。 ４、相対的関係は、対象物に対して固定されたセンサに
よって、ロボットを検出することにより求めることを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載のロボットの動作制
御方法。 ５、ロボットのみが移動するとき、ロボットのみを検出
することを特徴とする特許請求の範囲第３項記載のロボ
ットの動作制御方法。 ６、対象物のみが移動するとき、対象物のみを検出する
ことを特徴とする特許請求の範囲第３項記載のロボット
の動作制御方法。 ７、ロボットの作業内容は、対象物に対して固定した座
標系によって表わしておき、相対関係検出結果にもとづ
いて補正を行うことを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載のロボットの動作制御方法。 ８、ロボットの作業内容は、対象物に対して固定した座
標系によって表わしておき、相対関係検出結果にもとづ
いて、これをロボット座標系に変換することによって補
正を行うことを特徴とした特許請求の範囲第１項記載の
ロボットの動作制御方法。 ９、作業対象物との位置、姿勢の相対的関係が作業実行
中に変化するような状況において作業を行なうロボット
において、作業対象物とロボットとの相対的関係を検出
する検出手段と、ロボットの作業データを記憶する手段
と、対象物上の任意の作業点をロボットの座標系に変換
する手段と、この変換手段からの情報によりロボットの
作業データを修正する手段とを備えたことを特徴とする
ロボットの動作制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21950486A JPS6377678A (ja) | 1986-09-19 | 1986-09-19 | ロボツトの動作制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21950486A JPS6377678A (ja) | 1986-09-19 | 1986-09-19 | ロボツトの動作制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6377678A true JPS6377678A (ja) | 1988-04-07 |
Family
ID=16736487
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21950486A Pending JPS6377678A (ja) | 1986-09-19 | 1986-09-19 | ロボツトの動作制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6377678A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016059990A (ja) * | 2014-09-17 | 2016-04-25 | シャダイ株式会社 | ドア開閉ロボット、ドア開閉ロボット制御システム |
| JP2017523059A (ja) * | 2014-07-15 | 2017-08-17 | コブラ カーボン グラインディング ベスローテン フェンノートシャップ | 炭素質材料を研削するための装置及び方法 |
| WO2022259387A1 (ja) * | 2021-06-08 | 2022-12-15 | ファナック株式会社 | 生産システム |
-
1986
- 1986-09-19 JP JP21950486A patent/JPS6377678A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017523059A (ja) * | 2014-07-15 | 2017-08-17 | コブラ カーボン グラインディング ベスローテン フェンノートシャップ | 炭素質材料を研削するための装置及び方法 |
| JP2016059990A (ja) * | 2014-09-17 | 2016-04-25 | シャダイ株式会社 | ドア開閉ロボット、ドア開閉ロボット制御システム |
| WO2022259387A1 (ja) * | 2021-06-08 | 2022-12-15 | ファナック株式会社 | 生産システム |
| JPWO2022259387A1 (ja) * | 2021-06-08 | 2022-12-15 | ||
| US12434391B2 (en) | 2021-06-08 | 2025-10-07 | Fanuc Corporation | Production system |
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