JPH033786A - マニピュレータ制御方式 - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、マニピュレータの制御方式に係わり、特に深
海、宇宙、原子炉などの適時修理が困難である環境下に
あるマニピュレータの制御方式（従来の技術） 従来、マニピュレータの制御プログラムは、駆動部たと
えばジヨイントかすべて正常に機能することを前提に作
成されている。そのため、ｎ個のジヨイントを有するマ
ニピュレータにおいて、たった１個のジヨイントに異常
か発生した場合でも、マニピュレータとしてのすべての
機能が停止１−する。

（発明が解決しようとする課題） 従来のマニピュレータ制御方式においては、異常が発生
した駆動部たとえばジヨイントが修理可能な環境にある
ものならば修理することによって異常を解除し作業が可
能となるか、深海用・宇宙用などのように遠隔操作や自
動操縦で制御されるもの、あるいは高温下、超低温下、
放射性物質の周辺など人間が作業するのに適さない場所
での作業用マニピュレータにおいては、ジヨイントに異
常が発生すると異常の解除が困難で作業の続行か困難で
あった。

実際の作業においては、ｎ個のジヨイントを有するマニ
ピュレータが、そのｎ個のジヨイントすべてを稼働させ
なければならない作業がすべてではなく、異常が発生し
ているジヨイントを固定し、残りのジヨイントを用いて
作業が可能なものもある。

また、マニピュレータを有する複数の搬送ロボットから
なる搬送システムにおいて、ある搬送ロボットのマニピ
ュレータのジヨイントに異常が発生した場合、その異常
が発生しているジヨイントを固定し、残りのジヨイント
を用いた作業が困難ならば、他のロボットのマニピュレ
ータの作業の邪魔にならないように退避させることが必
要である。

本発明は、上記問題点を鑑みてなされたもので、複数の
駆動部たとえばジヨイントを有するマニピュレータがそ
の幾つかのジヨイントに異常が発生した場合にも、残り
のジヨイントを用いて作業、あるいは退避姿勢をとれる
マニピュレータ制御方式を提供することにある。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明は、上記目的を達成するために、複数の駆動部を
有し予め作成された制御プログラムによって制御される
マニピュレータにおいて、前記複数の駆動部の機械系異
常と制御系異常とを検出する異常検出手段と、この異常
検出手段により異常が検出された駆動部を固定する駆動
部ロック手段と、前記異常検出手段で異常か検出された
駆動部の異常状態に応じて前記マニピュレータの前記制
御プログラムを変更するプログラム変更手段とを備えた
ものである。

（作　用） 本発明のマニピュレータ制御方式では、」二記構成とす
ることにより、ｎ個のジヨイントを有するマニピュレー
タにおいて、その幾つかのジヨイントに異常か発生した
場合、異常が発生しているジヨイントを固定するととも
に異常状態に応じて制御プログラムを変更する。

この結果、異常か発生していない残りのジヨイントを用
いて作業したり、あるいは他のマニピュレータの作業の
邪魔にならないように退避させることができる。

（実施例） 以下、図面を参照して本発明の一実施例を説明する。

第１図はマニピュレータの概略図であり、図中、■から
５はマニピュレータのアームを駆動する駆動部である第
１から第５までのジヨイントで、その先端部である第５
ジヨイント５の先にはハンド６が設けられ、これら各ジ
ヨイントにはアームを駆動するための図示しないモータ
、エンコーダおよび異常か発生した際にジヨイントを固
定するためのジヨイントロック機構等が内蔵されている
。

ジヨイントロック機構としては、例えばモータの電源を
オフしてロックさせる機構がある。

」二記マニピュレータは制御装置７によって制御されて
おり、この制御装置７は制御プログラムが記憶されてい
る記憶装置であるＲＡＭ８より随時プログラムを読取り
、マニピュレータを制御している。

上記各ジョインＩ・に内蔵されているエンコーダから出
力されるジヨイントの屈曲角度信号およびモータから出
力される速度信号から成るジヨイント確認信号はバス９
を介して異常検出回路１０に入力される。さらにこの異
常検出回路には上記マニピュレータの姿勢を監視する監
視用ステレオカメラ１１．１１で得られる測定姿勢信号
と上記制御装置７から出力される理論姿勢信号がそれぞ
れ人力される。−に記異常検出回路１０はモータの回転
異常等の機械系の異常を検出する機械系異常検出部、ジ
ヨイントの屈曲角度やマニピュレータの姿勢等の制御系
の異常を検出する制御系異常検出部および」二記測定姿
勢信号によりマニピュレータの姿勢を３次元的に認識す
る姿勢検出部から成っている。

」１記異常検出回路１０において機械系の異常あるいは
制御系の異常が検出されると、異常検出回路１０から制
御部７には異常検出信号が、また、プログラム作成回路
１２には異常か発生したジヨイント部分の異常データが
それぞれ出力される。

プログラム作成回路１２は上記異常検出回路１ｏから入
力された異常データを基に新たな制御プログラムを作成
し、この新規プログラムをＲＡＭ８に出力するとともに
プログラム作成終了信号を異常検出回路１０に出力する
。

次に、上記マニピュレータの制御方式について、第１図
と第２図に示す第１図のマニピュレータの動作を示すフ
ローチャー１・により説明する。

ます、図示しない操作卓あるいはホスＩ・コンピュータ
から制御装置７に部品ＰをＡ地点からＢ地点に移動させ
る指令が入力されると、制御装置７から第１から第５の
各ジヨイント１．２，３，４．５に作業開始か指示され
る。（ステップＳｌ）。

作業開始か指示されると、異常検出回路１０には第１か
ら第５の各ジョインｌ−１，２，３，４，５からジョイ
ンＩ・確認信号がバス９を介して入力され、この入力さ
れたジヨイント確認信号を基に異常検出回路１０におい
ては機械系異常検出部でモータの回転異常に伴う機械系
の異常の有無を検出する。また、制御系異常検出部でジ
ヨイントの屈曲角度に関するジヨイント確認信号と監視
用ステレオカメラ１１１１から入力される７Ｉｌｌｌ定
姿勢信号を姿勢検出部で３次元的に認識されたマニピュ
レータの姿勢とを、制御装置７から入力される理論姿勢
信号と比較することにより制御系の異常の有無を検出す
る。

（ステップＳ２、Ｓ３）。

ステップＳ２およびステップＳ３において、ジヨイント
に異常か発生していない場合には、制御装置７はＲＡＭ
８に記憶されている制御プログラムにしたがって第４ジ
ヨイント４を点線のように動作させ、部品ＰをＡ地点か
らＢ地点に移動させる。

（ステップ８１１）。

次に、例えば、第４ジヨイント４のモータか回転しなく
なり、第４のジヨイント４が稼働しないという異常が発
生すると、第４ジヨイントからのジヨイント確認信号が
変化しなくなったことを異常検出回路１０における機械
系異常検出部が検出する。異常が検出されると、異常検
出回路１０から制御装置７に異常検出信号が出力され、
制御装置７はマニピュレータに作業−時停止の指令を出
し、作業を一時停止する。これと同時に、制御装置７か
ら異常か発生した第４ジヨイントのジョインｉ・ロック
機構に第４ジヨイントを固定するよう指令か出され、第
４ジヨイントは固定される。（ステップＳ４、Ｓ５）。

さらに、異常検出回路１０からプログラム作成回路１２
に異常データか出力され、プログラム作成回路】２は入
力された異常データを基に第４ジヨイント４を固定した
状態で作業実施可能な座標変換プログラムを作成し、こ
れを使って新たな制御プログラムを作成する。作成され
た新たな制御プログラムがＲＡＭ８に書込まれると、プ
ログラム作成回路１２はプログラム作成終了信号を異常
検出回路１０に出力する。（ステップＳ６、Ｓ７、Ｓ８
）。

次に、異常検出回路１０が制御装置７に作業−時停止の
解除と作業の再起動を指示すると１、制御装置７はまず
マニピュレータに作業−時停止の解除を指令する。（ス
テップＳ９）。

それから制御装置７は再起動するために行おうとしてい
る作業か、ＲＡＭ８　ｊ−に書込まれている新たな制御
プログラムに有るか無いかを検索する。

この作業か新たな制御プログラム上に有る場合には、そ
の作業プログラムを読取り、第４ジヨイント４を固定し
たまま二点鎖線のように動作させ、部品ＰをＡ地点から
Ｂ地点に移動させる。（ステップＳＩＯ、Ｓ１１　）。

無い場合には、作業続行不可能として、制御装置７はマ
ニピュレータに他のマニピュレータの邪魔にならないよ
うに退避姿勢をとるように指令を変更する。（ステップ
５１２）。

このような退避姿勢をとらせることは、それぞれがマニ
ピュレータを有する搬送ロボットでは特に必要としてい
る。

」１記実施例では機械系の異常について説明したが、制
御系の異常の場合には、各ジヨイントのエンコーダから
人力されるジヨイント確認信号と監視用ステレオカメラ
］　１．　、　Ｉ　ｌで得られる測定姿勢信号とを、制
御装置７から入力される理論姿勢信号と異常検出回路１
０て比較することによって、制御系の異常が発生してい
るか否がか検出される。制御系の異常検出以外の動作に
ついては上記機械系０ の異常の動作と同様である。

なお、本発明は上記第１図および第２図に示した実施例
に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない
範囲で種々変形可能であることは勿論である。

［発明の効果］ 以」−詳述したように、本発明のマニピュレータ制御方
式によれば、駆動部に異常が発生した場合、異常が発生
している駆動部を固定し、異常状態に応じて制御プログ
ラムを変更する方式としたので、異常か発生していない
残りの駆動部を用いて作業を続行させたり、あるいは他
のマニピュレタの作業の邪魔にならないように退避させ
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のマニピュレータの概略図、第２図は第
１図に示すマニピュレータの動作を示すフローチャート
である。 １．２，３，４．５・・・駆動部（ジヨイント）、８・
・・ＲＡＭ、１０・・・異常検出回路、１ド プログラム作成回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 複数の駆動部を有し予め作成された制御プログラムによ
   って制御されるマニピュレータにおいて、前記複数の駆
   動部の機械系異常と制御系異常とを検出する異常検出手
   段と、この異常検出手段により異常が検出された駆動部
   を固定する駆動部ロック手段と、前記異常検出手段で異
   常が検出された駆動部の異常状態に応じて前記マニピュ
   レータの前記制御プログラムを変更するプログラム変更
   手段とを具備したことを特徴とするマニピュレータ制御
   方式。