JPH0631663A - Track control device for profile control robot - Google Patents
Track control device for profile control robotInfo
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- JPH0631663A JPH0631663A JP4191029A JP19102992A JPH0631663A JP H0631663 A JPH0631663 A JP H0631663A JP 4191029 A JP4191029 A JP 4191029A JP 19102992 A JP19102992 A JP 19102992A JP H0631663 A JPH0631663 A JP H0631663A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は倣い制御ロボットの軌道
制御装置に係り、特に、グラインダ作業、バリ取り作
業、研磨作業等の倣い動作を行なう倣い制御ロボットの
軌道生成において、曲面上の定位置間の倣い動作を設定
時間内に行ない、倣い動作時の軌道制御性能を向上させ
た、作業シーケンスの組み立ての容易な倣い制御ロボッ
トの軌道制御装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a trajectory control device for a copying control robot, and more particularly to a fixed position on a curved surface in the trajectory generation of a copying control robot for performing copying operations such as grinder work, deburring work and polishing work. The present invention relates to a trajectory control device for a copying control robot in which a copying operation is performed within a set time and the trajectory control performance during the copying operation is improved, and a work sequence is easily assembled.
【0002】[0002]
【従来の技術】力制御ロボットを用いて倣い動作を実現
するために、検出した接触力からロボットの制御方向を
算出し、それぞれの制御方向に基づいて位置制御、力制
御を行なう方法が既に提案されている(特開平3−18
4786)。2. Description of the Related Art In order to realize a copying operation using a force control robot, a method has already been proposed in which the control direction of the robot is calculated from the detected contact force and position control and force control are performed based on each control direction. (Japanese Patent Laid-Open No. 3-18
4786).
【0003】図6に、従来の倣い制御ロボットの軌道制
御装置の構成図を示す。同図において、本従来例の倣い
制御ロボットの軌道制御装置は、制御対象(対象部材の
表面に沿って加工等を行なう倣い制御ロボットであり、
以下ロボットという)1と、ロボット1を作動させる操
作部2と、ロボット1が受ける力を検出する力検出部3
と、ロボット1の位置、姿勢等を検出する位置検出部4
と、ロボット1と対象部材の接点の法線ベクトルを算出
して倣い座標系を算出すると共に、倣い座標系に沿って
ロボット1の移動方向ベクトルを算出する制御方向算出
部107と、制御対象1への力及び位置指令、並びに各
種パラメータの転送を行なう動作シーケンス生成部10
8と、力検出部3により検出した力に基づいてロボット
1に与える力を制御する力制御部106と、位置検出部
4により検出した位置座標に基づいてロボット1の位置
を制御する位置制御部105とから構成されている。FIG. 6 is a block diagram of a conventional trajectory control device for a copying control robot. In the figure, a trajectory control device of a copying control robot of the conventional example is a control target (a copying control robot that performs processing along the surface of a target member,
Hereinafter, referred to as a robot) 1, an operation unit 2 that operates the robot 1, and a force detection unit 3 that detects a force received by the robot 1.
And a position detection unit 4 for detecting the position, posture, etc. of the robot 1.
And a control direction calculation unit 107 that calculates a normal vector of a contact point between the robot 1 and a target member to calculate a scanning coordinate system and a moving direction vector of the robot 1 along the scanning coordinate system; Operation sequence generation unit 10 for transmitting force and position commands to the robot and transferring various parameters
8, a force control unit 106 that controls the force applied to the robot 1 based on the force detected by the force detection unit 3, and a position control unit that controls the position of the robot 1 based on the position coordinates detected by the position detection unit 4. And 105.
【0004】つまり、位置検出部4、位置制御部10
5、及び操作部2により、ロボット1の先端位置を動作
シーケンス生成部108から指示される目標位置に従っ
て移動する位置フィードバックループを形成し、また、
力検出部3、力制御部106、及び操作部2により、力
検出部3で検出したロボット1の先端と対象部材との接
触力が動作シーケンス生成部108から生成される目標
力に一致するように力制御を行なう力フィードバックル
ープを形成している。That is, the position detector 4 and the position controller 10
5 and the operation unit 2 form a position feedback loop for moving the tip position of the robot 1 according to the target position instructed from the operation sequence generation unit 108, and
The force detection unit 3, the force control unit 106, and the operation unit 2 make the contact force between the tip of the robot 1 and the target member detected by the force detection unit 3 match the target force generated by the operation sequence generation unit 108. It forms a force feedback loop for force control.
【0005】制御方向算出部108では、力検出部3で
検出された接触力に基づいて制御方向を算出する。算出
された制御方向に基づいて、動きが拘束される方向へは
力制御を、動きが拘束されていない方向へは位置制御を
行なうと、倣い動作を実行できる。The control direction calculator 108 calculates the control direction based on the contact force detected by the force detector 3. If the force control is performed in the direction in which the movement is restrained and the position control is performed in the direction in which the movement is not restrained, the copying operation can be executed based on the calculated control direction.
【0006】動作シーケンス部108には、倣い動作終
了判定部が内蔵されており、倣い動作の終了を次のよう
な条件で判断する。 (1)一定時間経過した時 (2)オペレータからの指示があった時 (3)以上終了した時 ロボット1を組み立てライン等に適用する際には、ある
タクトタイム内にロボット1の1つの動作が終了するこ
とが要求される。しかし、上記のような判定条件では、
対象部材の表面形状が未知である場合に、ロボット1の
動作時間、動作開始位置、及び目標位置を指定した倣い
動作を実行することができない。つまり、ある時間内に
指示された動作開始位置から終了位置まで移動するに
は、制御装置内で適当な動作速度を生成する必要がある
が、動作の開始位置と終了位置しか分からない状態で未
知の曲面を倣う場合、動作経路及び移動距離が不明なた
め動作速度が設定できない。従って、従来の軌道制御装
置では動作時間の補償がされないため、組み立てライン
等の一定のタクトタイムが要求される作業に適用できな
い。The operation sequence section 108 has a built-in copying operation end judging section, and judges the end of the copying operation under the following conditions. (1) When a certain period of time has passed (2) When an instruction is given by the operator (3) When the above is completed When applying the robot 1 to an assembly line or the like, one operation of the robot 1 is performed within a certain takt time. Is required to end. However, under the above judgment conditions,
When the surface shape of the target member is unknown, it is not possible to execute the copying operation in which the operation time, the operation start position, and the target position of the robot 1 are designated. In other words, in order to move from the operation start position to the end position instructed within a certain time, it is necessary to generate an appropriate operation speed in the control device, but it is unknown when only the start and end positions of the operation are known. When tracing the curved surface of, the operation speed cannot be set because the operation path and the movement distance are unknown. Therefore, the conventional track control device does not compensate for the operation time, and therefore cannot be applied to a work such as an assembly line where a constant tact time is required.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来の
倣い制御ロボットの軌道制御装置では、ある時間内に指
示された動作開始位置から終了位置まで移動するには、
制御装置内で適当な動作速度を生成する必要があり、未
知の曲面を倣う場合、動作経路及び移動距離が不明なた
め動作速度が設定できず、動作時間の補償がされないた
め、組み立てライン等の一定のタクトタイムが要求され
る作業に適用できないという問題があった。As described above, in the conventional trajectory control device for the copying control robot, in order to move from the operation start position to the end position instructed within a certain time,
It is necessary to generate an appropriate operating speed in the control device, and when copying an unknown curved surface, the operating speed cannot be set because the operating path and movement distance are unknown, and the operating time cannot be compensated. There was a problem that it could not be applied to work requiring a certain takt time.
【0008】本発明は、上記問題点を解決するもので、
射影点を制御することによって、曲面上の定位置間の倣
い動作を指定された時間内に行なうこととし、作業シー
ケンスの組み立ての容易な倣い制御ロボットの軌道制御
装置を提供することを目的とする。The present invention solves the above problems.
An object of the present invention is to provide a trajectory control device of a copying control robot in which a copying operation between fixed positions on a curved surface is performed within a designated time by controlling a projection point, and a work sequence is easily assembled. .
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の第1の特徴の倣い制御ロボットの軌道制御
装置は、図1に示す如く、制御対象1の軌道制御を行な
う倣い制御ロボットの軌道制御装置であって、前記制御
対象1を作動させる操作部2と、前記制御対象1の倣い
動作の動作時間と動作経路を監視、制御する軌道制御部
5と、前記制御対象1が受ける力を制御する力制御部6
と、前記制御対象1と対象部材が接触している時に、制
御方向を算出する制御方向算出部7とを有して構成し、
前記軌道制御部5は、設定時間内に指定位置間の倣い動
作を行なうように制御する。In order to solve the above-mentioned problems, the trajectory control device of the copying control robot of the first feature of the present invention is a copying control for performing the trajectory control of the controlled object 1 as shown in FIG. A trajectory control device for a robot, comprising an operation unit 2 for operating the controlled object 1, a trajectory control unit 5 for monitoring and controlling an operation time and an operation path of a copying operation of the controlled object 1, and the controlled object 1. Force control unit 6 for controlling the force received
And a control direction calculation unit 7 that calculates a control direction when the control target 1 and the target member are in contact with each other,
The trajectory control unit 5 controls to perform a copying operation between designated positions within a set time.
【0010】また、本発明の第2の特徴の倣い制御ロボ
ットの軌道制御装置は、図1に示す如く、制御対象とな
るロボット1の軌道制御を行なう倣い制御ロボットの軌
道制御装置であって、前記ロボット1を作動させる操作
部2と、前記ロボット1が受ける力を検出する力検出部
3と、前記力検出部3により検出した力に基づいて前記
ロボット1に与える力を制御する力制御部6と、前記ロ
ボット1の位置、姿勢等を検出する位置検出部4と、前
記位置検出部4により検出した位置座標に基づいて前記
ロボット1の倣い動作の動作時間と動作経路を監視、制
御する軌道制御部5と、前記ロボット1と対象部材が接
触している時に、接触力から前記ロボット1のアームの
先端の拘束方向及び可動方向を算出する制御方向算出部
7と、前記ロボット1への力及び位置指令、並びに各種
パラメータの転送を行なう動作シーケンス生成部8とを
有して構成し、前記軌道制御部5は、設定時間内に指定
位置間の倣い動作を行なうように制御する。Further, the trajectory control device of the copying control robot of the second feature of the present invention is, as shown in FIG. 1, a trajectory control device of the copying control robot for controlling the trajectory of the robot 1 to be controlled. An operation unit 2 that operates the robot 1, a force detection unit 3 that detects the force received by the robot 1, and a force control unit that controls the force applied to the robot 1 based on the force detected by the force detection unit 3. 6, a position detector 4 for detecting the position, orientation, etc. of the robot 1, and the operation time and operation path of the copying operation of the robot 1 are monitored and controlled based on the position coordinates detected by the position detector 4. The trajectory control unit 5, a control direction calculation unit 7 that calculates the restraining direction and the moving direction of the tip of the arm of the robot 1 from the contact force when the robot 1 and the target member are in contact, and the robot controller. 1 and a motion sequence generation unit 8 for transmitting a force command and a position command and various parameters, and the trajectory control unit 5 controls to perform a copying motion between designated positions within a set time. To do.
【0011】本発明の第3の特徴の倣い制御ロボットの
軌道制御装置は、請求項1または2に記載の倣い制御ロ
ボットの軌道制御装置において、前記軌道制御部5は、
倣い軌道を射影平面に射影した射影点の速度関数が、時
間変化に対して台形状になるように制御する。A trajectory control device for a copying control robot according to a third aspect of the present invention is the trajectory control device for a copying control robot according to claim 1 or 2, wherein the trajectory control unit 5 is:
Control is performed so that the velocity function of the projection point obtained by projecting the scanning trajectory on the projection plane becomes trapezoidal with respect to time change.
【0012】また、本発明の第4の特徴の倣い制御ロボ
ットの軌道制御装置は、請求項1または2に記載の倣い
制御ロボットの軌道制御装置において、前記軌道制御部
5は、倣い軌道を射影平面に射影した射影点の速度関数
が、時間の多項式関数で表現されるように制御する。A trajectory control apparatus for a copying control robot according to a fourth aspect of the present invention is the trajectory control apparatus for a copying control robot according to claim 1 or 2, wherein the trajectory control unit 5 projects the copying trajectory. The velocity function of the projection point projected on the plane is controlled so as to be expressed by a polynomial function of time.
【0013】更に、本発明の第5の特徴の倣い制御ロボ
ットの軌道制御装置は、請求項1または2に記載の倣い
制御ロボットの軌道制御装置において、前記軌道制御部
5は、倣い軌道を射影平面に射影した射影点の速度関数
が、時間の超越関数で表現されるように制御する。Further, the trajectory control device of the copying control robot of the fifth feature of the present invention is the trajectory control device of the copying control robot according to claim 1 or 2, wherein the trajectory control unit 5 projects the copying trajectory. The velocity function of the projection point projected on the plane is controlled so as to be expressed by a transcendental function of time.
【0014】[0014]
【作用】本発明の倣い制御ロボットの軌道制御装置は、
図1に示す如く、動作シーケンス生成部8からの目標力
に追従するように制御を行なう力検出部3、力制御部
6、及び操作部2から成る力フィードバックループと、
動作シーケンス生成部8からの目標位置に追従するよう
に制御を行なう位置検出部4、軌道制御部5、及び操作
部2から成る位置フィードバックループと、ロボット1
と対象部材が接触している時に、接触力から拘束方向及
び可動方向を算出する制御方向算出部7と、作業を実行
するための制御指令を生成する動作シーケンス生成部8
とから構成されている。The trajectory control device of the copying control robot of the present invention is
As shown in FIG. 1, a force feedback loop including a force detection unit 3, a force control unit 6, and an operation unit 2 that perform control so as to follow the target force from the operation sequence generation unit 8.
A position feedback loop including a position detection unit 4, a trajectory control unit 5, and an operation unit 2 that control so as to follow the target position from the operation sequence generation unit 8, and the robot 1
When the target member and the target member are in contact with each other, the control direction calculation unit 7 that calculates the restraining direction and the movable direction from the contact force, and the operation sequence generation unit 8 that generates the control command for executing the work.
It consists of and.
【0015】軌道制御部5では、対象部材との接触点を
ある平面に射影した時の射影点が、直線軌道を進むよう
な制御を行なう。射影される平面は、ロボット1の倣い
動作開始位置で設定される作業座標系で定義され、動作
開始位置、目標位置、及び射影点の軌跡を含む。平面上
の直線軌道を考えると、動作開始位置及び目標位置から
移動位置を算出することができ、指定時間で動作を完了
するために必要な動作速度を決定できる。実際の倣い制
御は、射影点の移動速度を制御方向算出部7で算出した
倣い座標系上での速度に変換して行なう。The trajectory control unit 5 performs control such that the projection point when the contact point with the target member is projected on a certain plane advances along a linear trajectory. The projected plane is defined by the work coordinate system set at the copying motion start position of the robot 1, and includes the motion start position, the target position, and the locus of the projection point. Considering a linear trajectory on a plane, the moving position can be calculated from the motion start position and the target position, and the motion speed required to complete the motion in the designated time can be determined. The actual copying control is performed by converting the moving speed of the projection point into the speed on the copying coordinate system calculated by the control direction calculating unit 7.
【0016】このように、射影点を制御することによっ
て、曲面上の定位置間の倣い動作を指定された時間内に
行なうことができ、倣い動作時の軌道制御性能を向上さ
せることができ、結果として、作業シーケンスの組み立
ての容易な倣い制御ロボットの軌道制御装置を実現でき
る。As described above, by controlling the projection point, the copying operation between the fixed positions on the curved surface can be performed within a designated time, and the trajectory control performance during the copying operation can be improved. As a result, it is possible to realize the trajectory control device of the copying control robot in which the work sequence is easily assembled.
【0017】[0017]
【実施例】次に、本発明に係る実施例を図面に基づいて
説明する。図1に本発明の一実施例に係る倣い制御ロボ
ットの軌道制御装置の構成図を示す。同図において、図
6(従来例)と重複する部分には同一の符号を附す。Embodiments of the present invention will now be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a block diagram of a trajectory control device for a copying control robot according to an embodiment of the present invention. In the figure, the same parts as those in FIG. 6 (conventional example) are designated by the same reference numerals.
【0018】図1において、本実施例の倣い制御ロボッ
トの軌道制御装置は、制御対象(対象部材の表面に沿っ
て加工等を行なう倣い制御ロボットであり、以下ロボッ
トという)1と、ロボット1を作動させる操作部2と、
ロボット1が受ける力を検出する力検出部3と、ロボッ
ト1の位置、姿勢等を検出する位置検出部4と、力検出
部3により検出した力に基づいてロボット1に与える力
を制御する力制御部6と、位置検出部4により検出した
位置座標に基づいてロボット1の倣い動作の動作時間と
動作経路を監視、制御する軌道制御部5と、ロボット1
と対象部材が接触している時に接触力から拘束方向及び
可動方向を算出する制御方向算出部7と、ロボット1へ
の力及び位置指令、並びに各種パラメータの転送を行な
う動作シーケンス生成部8とから構成されている。In FIG. 1, a trajectory control device for a copying control robot according to the present embodiment includes a control target (a copying control robot that performs processing or the like along the surface of a target member, which will be referred to as a robot hereinafter) 1 and a robot 1. The operation unit 2 to be operated,
A force detection unit 3 that detects the force received by the robot 1, a position detection unit 4 that detects the position, orientation, etc. of the robot 1, and a force that controls the force applied to the robot 1 based on the force detected by the force detection unit 3. The control unit 6, the trajectory control unit 5 that monitors and controls the operation time and operation path of the copying operation of the robot 1 based on the position coordinates detected by the position detection unit 4, and the robot 1
From the control direction calculation unit 7 that calculates the restraining direction and the movable direction from the contact force when the target member is in contact with the target member, and the operation sequence generation unit 8 that transfers the force and position command to the robot 1 and various parameters. It is configured.
【0019】位置検出部4、軌道制御部5、及び操作部
2は、ロボット1の先端位置を動作シーケンス生成部8
から指示される目標位置に追従するような制御を行なう
位置フィードバックループを形成し、また、力検出部
3、力制御部6、及び操作部2は、力検出部3で検出し
たロボット1の先端と対象部材との接触力が動作シーケ
ンス生成部8から生成される目標力に一致するように力
制御を行なう力フィードバックループを形成している。The position detection unit 4, the trajectory control unit 5, and the operation unit 2 determine the tip position of the robot 1 by the operation sequence generation unit 8
A position feedback loop for performing control to follow the target position instructed from is formed, and the force detection unit 3, the force control unit 6, and the operation unit 2 form the tip of the robot 1 detected by the force detection unit 3. A force feedback loop for performing force control is formed so that the contact force between the target member and the target member matches the target force generated by the operation sequence generation unit 8.
【0020】位置検出部4は、制御対象であるロボット
アームの関節部のモータの回転角を検出するエンコーダ
及びカウンタと、回転角から基準座標系へ座標を変換す
る座標変換部とからなり、基準座標系でのロボット1の
先端位置を検出する。The position detecting section 4 is composed of an encoder and a counter for detecting the rotation angle of the motor of the joint portion of the robot arm to be controlled, and a coordinate conversion section for converting the coordinates from the rotation angle to the reference coordinate system. The tip position of the robot 1 in the coordinate system is detected.
【0021】力検出部3は、ロボットアームの先端に接
続された力覚センサと、力覚センサで検出された電気信
号から基準座標系における接触力を算出する力信号算出
部とからなり、基準座標系での接触力を検出する。基準
座標系での接触力の算出は後述する。The force detection unit 3 comprises a force sensor connected to the tip of the robot arm and a force signal calculation unit for calculating the contact force in the reference coordinate system from the electric signal detected by the force sensor. Detects the contact force in the coordinate system. The calculation of the contact force in the reference coordinate system will be described later.
【0022】ロボットアームは操作部2によって駆動さ
れるが、操作部2は、サーボ・モータ、パワー・アン
プ、D/Aコンバータ、及び補償器で構成され、位置制
御部9及び力制御部6で生成された基準座標系での速度
指令に追従するようにロボットの関節部を駆動する。The robot arm is driven by the operation unit 2. The operation unit 2 is composed of a servo motor, a power amplifier, a D / A converter, and a compensator, and is composed of a position control unit 9 and a force control unit 6. The joint part of the robot is driven so as to follow the generated speed command in the reference coordinate system.
【0023】軌道制御部5は、位置検出部4で検出され
たロボット1の先端位置Xから算出した位置制御平面上
の射影点、並びに、動作シーケンス生成部8から与えら
れた目標位置XO 、動作時間、及び位置制御ゲイン等の
位置制御パラメータに基づいて、倣い座標系の位置制御
方向の速度指令信号L VP を生成する。The trajectory control unit 5 calculates the projection point on the position control plane calculated from the tip position X of the robot 1 detected by the position detection unit 4, and the target position X O given by the motion sequence generation unit 8. operation time, and based on the position control parameters such as position control gain to generate a speed command signal of the position control direction of the scanning coordinate system L V P.
【0024】力制御部6は、力検出部3により検出され
た力信号、設定力(力指令FO )、及び力制御パラメー
タに基づいて力制御方向の速度指令信号Vf を生成す
る。また、制御方向算出部7は、接触力の力信号、及び
倣い軌道を決定するために予め設定されているベクトル
oOPから、倣い軌道を行なうための制御方向を算出す
る。The force control unit 6 generates a speed command signal V f in the force control direction based on the force signal detected by the force detection unit 3, the set force (force command F O ) and the force control parameter. Further, the control direction calculation unit 7 calculates the control direction for performing the scanning trajectory from the force signal of the contact force and the vector o OP preset for determining the scanning trajectory.
【0025】更に、動作シーケンス生成部8には、オペ
レータにより作業のための動作手順が設定され、以下の
処理を行なう。 (1)力指令FO の発生、力制御パラメータの転送 (2)位置指令XO の発生、位置制御パラメータの転送 (3)位置制御、力制御の切り換え (4)倣い軌道を決定するベクトルの設定 次に、本実施例の制御方向算出部7の詳細構成図を図2
に示す。Further, an operation procedure for work is set by the operator in the operation sequence generator 8 and the following processing is performed. (1) Generation of force command F O , transfer of force control parameter (2) Generation of position command X O , transfer of position control parameter (3) Switching between position control and force control (4) Settings Next, a detailed configuration diagram of the control direction calculation unit 7 of the present embodiment is shown in FIG.
Shown in.
【0026】倣い動作の制御方向は、接触点における倣
い座標系から決定される。倣い座標系は接触点で定義さ
れる直交座標系であり、力制御を行なう力制御方向の単
位ベクトルをnL 、ロボット1の先端の移動方向の単位
ベクトルをoL 、ベクトルn L 及びoL に直交するもう
1つの位置制御方向の単位ベクトルをaL とする。単位
ベクトルnL 、oL 、及びaL は、 aL =nL ×oL を満たす。The control direction of the copying operation is the copying at the contact point.
It is determined from the coordinate system. The scanning coordinate system is defined by the contact point.
It is a rectangular coordinate system that is used for force control.
Order vector nL, Unit of movement direction of the tip of robot 1
Vector oL, Vector n LAnd oLOrthogonal to
The unit vector of one position control direction is aLAnd unit
Vector nL, OL, And aLIs aL= NL× oL Meet
【0027】ある接触点での法線ベクトルnL は、次の
ようにして求められる。尚、法線ベクトルnL の算出方
法は、特開平3−184786に開示されている方法と
同一である。The normal vector n L at a certain contact point is obtained as follows. The method of calculating the normal vector n L is the same as the method disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 3-184786.
【0028】単位法線ベクトルnL は、基準座標系で記
述された接触力O Fから算出される。力検出部3の力覚
センサでは、力覚センサ座標系で記述された接触点での
反力 S FのXS 、YS 、及びZS 方向のそれぞれの分力
fX 、fY 、及びfZ 、並びに、各座標軸回りのモーメ
ントmX 、mY 、及びmZ が検出される。ここで、座標
軸XS 、YS 、及びZS は力覚センサ座標系を表す。以
下では、力覚センサの検出するモーメント成分について
の説明は省略する。Unit normal vector nLIs in the reference coordinate system
Stated contact forceOCalculated from F. Force sense of force detector 3
In the sensor, at the contact point described in the force sensor coordinate system,
Reaction force SX of FS, YS, And ZSEach component of the direction
fX, FY, And fZ, And Maume around each coordinate axis
Nt mX, MY, And mZIs detected. Where the coordinates
Axis XS, YS, And ZSRepresents the force sensor coordinate system. Since
Below, regarding the moment component detected by the force sensor
Is omitted.
【0029】反力S Fをベクトル表示すると(Sは力覚
センサ座標系OS −XS YS Z S で記述されている
ことを示す)、S F=(S fX S fY S fZ )T となる。力覚センサ座標系で記述された接触力S Fを基
準座標系で表すと、O F=O AS ・S F =(O fX O fY O fZ )T である。座標変換行列O AS は、力覚センサの姿勢によ
って変化し、ロボットアームの関節角θi を同次変換
(或いはDenavit-Hartenbergの記法)を用いて求めるこ
とができる。以下、接触力O FをFとし、その成分を、 F=(fX fY fZ )T で表す。Reaction forceSWhen F is displayed as a vector (S is a force
Sensor coordinate system OS-XS YS Z SDescribed in
),S F = (SfX SfY SfZ)T Becomes Contact force described in the force sensor coordinate systemSBased on F
Expressed in a quasi-coordinate system,O F =OAS・SF = (OfX OfY OfZ)T Is. Coordinate transformation matrixOASDepends on the posture of the force sensor.
The robot arm joint angle θiA homogeneous transformation
(Or Denavit-Hartenberg notation)
You can Below, contact forceOLet F be F, and its components are F = (fX fY fZ)T It is represented by.
【0030】倣い座標系の単位法線ベクトルnL は、接
触力Fと逆向きのベクトルであり、成分表示すると、The unit normal vector n L of the scanning coordinate system is a vector in the direction opposite to the contact force F.
【0031】[0031]
【数1】 [Equation 1]
【0032】である。次に、オペレータが与えた移動方
向ベクトルoOPと、求めた法線ベクトルnLを用いて、
移動方向ベクトルoL を算出する。但し、移動方向ベク
トルoOPと法線ベクトルnL は、 oOP=nL 、 または oOP=−nL を満たさないものとする。移動方向ベクトルoL は、法
線ベクトルnL に直交し、移動方向ベクトルoOPと法線
ベクトルnL の成す平面上にあるベクトルである。この
時、倣い座標系の座標軸を表す単位ベクトルの1つであ
るaL は、法線ベクトルnL と移動方向ベクトルoOPを
用いて、 aL =(nL ×oOP)/|nL ×oOP| で表される。移動方向ベクトルoL は、ベクトルnL 及
びaL の直交関係により、 oL =aL ×n で求められる。It is Next, using the moving direction vector o OP given by the operator and the obtained normal vector n L ,
The moving direction vector o L is calculated. However, the moving direction vector o OP and the normal vector n L do not satisfy o OP = n L or o OP = −n L. Moving direction vector o L is perpendicular to the normal vector n L, is a vector in a plane formed by the moving direction vector o OP and the normal vector n L. At this time, a L , which is one of the unit vectors representing the coordinate axes of the scanning coordinate system, is a L = (n L × o OP ) / | n L using the normal vector n L and the moving direction vector o OP. It is represented by × o OP |. The moving direction vector o L is obtained by o L = a L × n due to the orthogonal relationship between the vectors n L and a L.
【0033】次に、本実施例の力制御部6の詳細構成図
を図3に示す。同図に示すように、力制御部6は、転置
座標変換行列(RL T )演算部61と、力補償器62
と、選択行列(Sf )演算部63と、座標変換行列(R
L )演算部64とから構成されている。Next, FIG. 3 shows a detailed configuration diagram of the force control unit 6 of the present embodiment. As shown in the figure, the force control unit 6, a transposed coordinate transformation matrix (R L T) calculation unit 61, a force compensator 62
, A selection matrix (S f ) operation unit 63, and a coordinate transformation matrix (R
L ) arithmetic unit 64.
【0034】力制御部6では、算出された倣い座標系n
L 、oL 、及びaL 、並びに、力検出部3で検出された
接触力Fを用いて力制御を行なう。力信号は、転置座標
変換行列(RL T )演算部61で求められる座標変換行
列RL T によって、基準座標系から倣い座標系に変換さ
れる。座標変換行列RL Tは、単位ベクトルnL 、
oL 、及びaL で与えられ、例えば、スカラ型ロボット
のように並進3自由度、回転1自由度の場合、In the force control unit 6, the calculated scanning coordinate system n
Force control is performed using L , o L , and a L , and the contact force F detected by the force detection unit 3. Force signal, by the coordinate transformation matrix R L T sought transposed coordinate transformation matrix (R L T) calculation unit 61, is converted into the coordinate system copying from the reference coordinate system. The coordinate transformation matrix R L T is a unit vector n L ,
Given by o L and a L , for example, in the case of a translational 3 degrees of freedom and a rotation 1 degree of freedom like a SCARA robot
【0035】[0035]
【数2】 [Equation 2]
【0036】となる。尚、座標変換行列RL T は、倣い
座標系から基準座標系にベクトルを変換する座標変換行
列RL の転置行列であり、座標変換行列RL は、It becomes Incidentally, the coordinate transformation matrix R L T, the transpose matrix of the coordinate transformation matrix R L to convert the vector to the reference coordinate system from copying the coordinate system, the coordinate transformation matrix R L,
【0037】[0037]
【数3】 [Equation 3]
【0038】で表される。力補償器62では、倣い座標
系で記述された接触力F、目標力FO 、及び力制御ゲイ
ンGに基づいて、力速度指令信号を生成する。It is represented by The force compensator 62 generates a force / velocity command signal based on the contact force F, the target force F O , and the force control gain G described in the scanning coordinate system.
【0039】選択行列(Sf )演算部63で求められる
選択行列Sf は、力速度指令信号の力制御方向成分のみ
を取り出すために用いられる。選択行列Sf は、The selection matrix (S f) selection matrix S f obtained by the arithmetic unit 63 is used to extract only the force control direction component of the force velocity command signal. The selection matrix S f is
【0040】[0040]
【数4】 [Equation 4]
【0041】で与えられる。更に力速度指令信号は、座
標変換行列RL によって、倣い座標系から基準座標系へ
変換される。Is given by Further, the force / velocity command signal is converted from the scanning coordinate system to the reference coordinate system by the coordinate conversion matrix R L.
【0042】次に、本実施例の軌道制御部5の詳細構成
図を図4に示す。同図に示すように、軌道制御部5は、
関数発生器51と、選択行列(SP )演算部52と、変
換行列(TV )演算部53と、座標変換行列(O RL )
演算部54と、積分器55と、転置座標変換行列(O R
W T )演算部56と、力補償器57とから構成されてい
る。Next, FIG. 4 shows a detailed configuration diagram of the trajectory control unit 5 of the present embodiment. As shown in FIG.
A function generator 51, the selection matrix (S P) and the operation unit 52, the transformation matrix (T V) and the arithmetic unit 53, a coordinate transformation matrix (O R L)
The calculation unit 54, the integrator 55, and the transposed coordinate transformation matrix ( OR
And W T) calculation unit 56, and a force compensator 57.
【0043】先ず、動作開始時に決定される作業座標系
を表す単位ベクトルnW 、oW 、及びaW の算出方法に
ついて説明する。単位ベクトルnW は、動作開始時にオ
ペレータが指示する力の制御方向を示すベクトルであ
り、オペレータが指示した目標力ベクトルをO FOPとす
ると、 nW =O FOP/|O FOP| である。基準座標系で表した倣い動作の開始位置をX
(t=0)、目標位置をX OPとする。点XOPを単位ベク
トルnW に垂直で開始位置X(t=0)を含む平面へ射
影し、その射影点をX0 とした時、倣い軌道の射影点の
進行方向を示す単位ベクトルaW は、First, the work coordinate system determined at the start of operation
A unit vector nW, OW, And aWTo the calculation method of
explain about. Unit vector nWAt the start of operation
It is a vector that indicates the control direction of the force indicated by the operator.
The target force vector specified by the operatorOFOPTosu
Then, nW=OFOP/ |OFOP| X is the start position of the copying operation in the reference coordinate system.
(T = 0), the target position is X OPAnd Point XOPUnit is
TornWTo a plane that is perpendicular to and includes the starting position X (t = 0)
Shadow and project the projection point to X0, The projection point of the copy trajectory is
Unit vector a indicating the direction of travelWIs
【0044】[0044]
【数5】 [Equation 5]
【0045】で与えられる。単位ベクトルoW は、単位
ベクトルnW 及びaW を用いて表される。 oW =aW ×nW 各座標系の位置関係を図5(2)に示す。図中、O−X
O YO ZO は基準座標系、nW 、oW 、及びaW は
作業座標系、nL 、oL 、及びaL は倣い座標系、点X
(t=0)は動作開始位置、点XOPは目標位置、点Xは
現在位置、点X 0 は目標位置XOPのoW −aW 平面への
射影点、Voaw は関数発生器51で算出された速度を、
それぞれ表す。Is given by Unit vector oWIs the unit
Vector nWAnd aWIs represented by. oW= AW× nW The positional relationship of each coordinate system is shown in FIG. OX in the figure
O YO ZOIs the reference coordinate system, nW, OW, And aWIs
Working coordinate system, nL, OL, And aLIs the copying coordinate system, point X
(T = 0) is the operation start position, point XOPIs the target position and point X is
Current position, point X 0Is the target position XOPOW-AWTo the plane
The projection point, Voaw, is the velocity calculated by the function generator 51,
Represent each.
【0046】軌道制御部5は、同図に示すように、接触
点の現在位置XのoW −aW 平面への射影点が、動作開
始位置X(t=0)と目標位置XOPの射影点X0 を結ぶ
直線上にある目標射影位置と一致するように倣い動作の
軌道を制御する。As shown in the figure, the trajectory control unit 5 determines that the projection point of the current position X of the contact point on the o W -a W plane is the motion start position X (t = 0) and the target position X OP . The trajectory of the copying operation is controlled so as to coincide with the target projection position on the straight line connecting the projection points X 0 .
【0047】各時刻における目標射影位置の移動速度
は、関数発生器51によって設定される。ここでは一例
として、関数発生器51では、目標射影位置の速度の時
間関数が図5(1)に示すような台形形状で与えられる
ものとする。倣い動作の動作時間tO と移動距離|X0
−X(t=0)|が与えられると、関数発生器51内
で、The moving speed of the target projection position at each time is set by the function generator 51. Here, as an example, it is assumed that the function generator 51 provides a time function of the velocity of the target projection position in a trapezoidal shape as shown in FIG. Operation time t O of copying operation and movement distance | X 0
Given −X (t = 0) |, in the function generator 51,
【0048】[0048]
【数6】 [Equation 6]
【0049】を満たすように、t1 ,t2 が決定され
る。上式からt1 ,t2 を求めると、 t1 ={tO −(tO 2 −4|X0 −X(t=0)|/acc)1/2 }/2 t2 =tO −t1 Vow=acc・t1 である。但し、加速度accはオペレータが予め設定し
ておく。尚、目標射影位置は作業座標系の単位ベクトル
aW の方向へ移動するので、関数発生器51で生成され
る速度ベクトルは、次式のようになる。T 1 and t 2 are determined so as to satisfy the above condition. When t 1 and t 2 are calculated from the above equation, t 1 = {t O − (t O 2 −4 | X 0 −X (t = 0) | / acc) 1/2 } / 2 t 2 = t O −t 1 Vow = acc · t 1 . However, the acceleration acc is preset by the operator. Since the target projection position moves in the direction of the unit vector a W of the work coordinate system, the velocity vector generated by the function generator 51 is as follows.
【0050】[ 0 0 Voaw ]T 目標射影位置と、現在位置Xの単位ベクトルaW への射
影点との間にはロボット1の機構的な特性等により、偏
差が生じる場合がある。そこで、位置のフィードバック
を行なうことで、目標射影位置への追従性を向上させ
る。作業座標系で記述した目標射影位置の絶対位置は、
基準座標系から作業座標系への変換行列R W T を用い
て、 RW T ・X(t=0)+∫Voaw dτ で表される。現在位置Xを作業座標系で記述すると、 RW T ・X であるので、偏差ΔXは、 ΔX=RW T ・X(t=0)+∫Voaw dτ−RW T ・
X =RW T ・{X(t=0)−X}+∫Voaw dτ となる。上式は、図4のブロック線図中、積分器55及
び転置座標変換行列(ORW T )演算部56で実現され
る。また偏差ΔXは、レギュレータ等で構成された位置
補償器57によって速度量Vpwへ変換され、フィードバ
ックループを構成する。[0 0 Voaw]T A unit vector a of the target projection position and the current position XWShooting at
Due to the mechanical characteristics of the robot 1
Differences may occur. So position feedback
To improve the followability to the target projection position.
It The absolute position of the target projection position described in the working coordinate system is
Transformation matrix R from the reference coordinate system to the working coordinate system W TUsing
And RW T-It is represented by X (t = 0) + ∫ Voaw dτ. If the current position X is described in the working coordinate system, RW TSince X, the deviation ΔX is ΔX = RW T・ X (t = 0) + ∫ Voaw dτ-RW T・
X = RW T・ {X (t = 0) −X} + ∫Voaw dτ. The above equation is calculated by the integrator 55 and
And the transposed coordinate transformation matrix (ORW T) Implemented by the computing unit 56
It Further, the deviation ΔX is the position formed by a regulator or the like.
The compensator 57 converts the speed amount to Vpw and
Configure a croup.
【0051】射影点の位置制御は、oW −aW 平面内で
行なわれるので、関数発生器51及び位置補償器57で
生成された速度の位置制御方向成分を、選択行列
(SP )演算部52によって抽出する。選択行列SP は
次式で与えられる。Since the position control of the projection point is performed in the o W -a W plane, the position control direction component of the speed generated by the function generator 51 and the position compensator 57 is calculated by the selection matrix ( SP ). Extracted by the unit 52. The selection matrix S P is given by the following equation.
【0052】[0052]
【数7】 [Equation 7]
【0053】次に、上述した方法で生成された作業座標
系記述の位置速度指令を、倣い座標系で記述する。倣い
座標系の位置制御速度指令ベクトルL VP と、作業座標
系の位置制御速度指令ベクトルW VP は次式を満たす。Next, the position / speed command of the work coordinate system description generated by the above method is described in the scanning coordinate system. The position control speed command vector L V P of the scanning coordinate system and the position control speed command vector W V P of the working coordinate system satisfy the following equation.
【0054】W VP =W RL ・L VP ここで、W RL は、倣い座標系のベクトルを作業座標系
表現へ変換する座標変換行列であり、W RL =W RO ・O RL =(O RW )T ・O RL O RW =[ O nW O oW O aW ]O RL =[ O nL O oL O aL ] である。倣い座標系の位置制御速度指令ベクトルL VP
は、位置制御方向であるoL 及びaL 方向の速度成分の
みを持ち、[0054] In W V P = W R L · L V P where, W R L is a coordinate transformation matrix for transforming the vectors of the copying coordinate system to the working coordinate system representation, W R L = W R O · O R L = (O R W) T · O R L O R W = [O n W O o W O a W] O R L = a [O n L O o L O a L]. Position control of scanning coordinate system Speed command vector L V P
Has only velocity components in the o L and a L directions that are position control directions,
【0055】[0055]
【数8】 [Equation 8]
【0056】で表される。また、上式を満たす作業座標
系の位置制御速度指令ベクトルW VPを成分表示する
と、It is represented by Further, the position control speed command vector W V P of the work coordinate system which satisfies the above equation when ingredient labeling,
【0057】[0057]
【数9】 [Equation 9]
【0058】となる。ここで、VPwX ,VPwY ,VPwZ
は作業座標系で記述された関数発生器51及び位相補償
器57により算出される速度指令成分である。以上の関
係から、倣い座標系の位置制御方向の速度VPlY ,V
PlZ を、作業座標系の位置制御方向の速度指令成分V
PwY ,VPwZ を用いて表す。It becomes Where V PwX , V PwY , V PwZ
Is a speed command component calculated by the function generator 51 and the phase compensator 57 described in the working coordinate system. From the above relationship, the speeds V PlY , V in the position control direction of the scanning coordinate system
PlZ is the speed command component V in the position control direction of the working coordinate system
It is expressed using PwY and V PwZ .
【0059】[0059]
【数10】 [Equation 10]
【0060】従って、Therefore,
【0061】[0061]
【数11】 [Equation 11]
【0062】また以上から、変換行列TV を用いて、作
業座標系の位置制御速度指令ベクトルW VP 及び倣い座
標系の位置制御速度指令ベクトルL VP の関係を次式の
ように表す。From the above, using the transformation matrix T V , the relationship between the position control speed command vector W V P of the working coordinate system and the position control speed command vector L V P of the scanning coordinate system is expressed as the following equation.
【0063】L VP =TV ・W VP L V P = T V · W V P
【0064】[0064]
【数12】 [Equation 12]
【0065】算出した倣い座標系の位置制御速度指令ベ
クトルL VP を基準座標系で表すと、O VP =O RL ・L VP となる。[0065] When representing the position control speed command vector L V P of calculated scanning coordinate system reference coordinate system, the O V P = O R L · L V P.
【0066】尚、以上の説明では、軌道制御部5の関数
発生器51は、時間変化に対して台形形状の関数を生成
することとしたが、これに限らず、倣い軌道を射影平面
に射影した射影点の速度関数を、時間の多項式関数或い
は超越関数で表現される関数として構成してもよい。In the above description, the function generator 51 of the trajectory control unit 5 is assumed to generate a trapezoidal function with respect to time change. However, the present invention is not limited to this, and the tracing trajectory is projected onto the projection plane. The velocity function of the projected point may be configured as a function expressed by a polynomial function of time or a transcendental function.
【0067】[0067]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
動作シーケンス生成部からの目標力に追従するように制
御を行なう力検出部、力制御部、及び操作部から成る力
フィードバックループと、動作シーケンス生成部からの
目標位置に追従するように制御を行なう位置検出部、軌
道制御部、及び操作部から成る位置フィードバックルー
プと、ロボットと対象部材が接触している時に、接触力
から拘束方向及び可動方向を算出する制御方向算出部
と、作業を実行するための制御指令を生成する動作シー
ケンス生成部とを具備し、軌道制御部では、対象部材と
の接触点をある平面に射影した時の射影点が、直線軌道
を進むような制御を行ない、動作開始位置及び目標位置
から移動位置を算出して、指定時間で動作を完了するた
めに必要な動作速度を決定することとしたので、射影点
を制御することによって、曲面上の定位置間の倣い動作
を指定された時間内に行なうことができ、倣い動作時の
軌道制御性能を向上させることができ、結果として、作
業シーケンスの組み立ての容易な倣い制御ロボットの軌
道制御装置を提供することができる。As described above, according to the present invention,
A force feedback loop consisting of a force detection unit, a force control unit, and an operation unit that controls to follow the target force from the motion sequence generation unit, and control to follow the target position from the motion sequence generation unit. A position feedback loop including a position detection unit, a trajectory control unit, and an operation unit, a control direction calculation unit that calculates the restraining direction and the movable direction from the contact force when the robot and the target member are in contact, and performs work. And a motion sequence generation unit that generates a control command for controlling the motion of the motion control unit so that the projection point when the contact point with the target member is projected onto a certain plane is a straight line trajectory. Since it was decided to calculate the movement position from the start position and the target position and determine the operation speed required to complete the operation in the specified time, it is possible to control the projection point. As a result, the copying operation between the fixed positions on the curved surface can be performed within a specified time, the trajectory control performance during the copying operation can be improved, and as a result, the copying control robot in which the work sequence is easily assembled It is possible to provide the orbit control device.
【図1】本発明の一実施例に係る倣い制御ロボットの軌
道制御装置の構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram of a trajectory control device for a copying control robot according to an embodiment of the present invention.
【図2】実施例の制御方向算出部の詳細構成図である。FIG. 2 is a detailed configuration diagram of a control direction calculation unit according to the embodiment.
【図3】実施例の力制御部の詳細構成図である。FIG. 3 is a detailed configuration diagram of a force control unit according to the embodiment.
【図4】実施例の軌道制御部の詳細構成図である。FIG. 4 is a detailed configuration diagram of a trajectory control unit according to the embodiment.
【図5】図5(1)は軌道制御部の関数発生器の生成す
る速度関数の説明図、図5(2)は基準座標系、作業座
標系、及び倣い座標系の位置関係説明図である。FIG. 5 (1) is an explanatory diagram of a velocity function generated by a function generator of a trajectory control unit, and FIG. 5 (2) is an explanatory diagram of a positional relationship between a reference coordinate system, a work coordinate system, and a scanning coordinate system. is there.
【図6】従来の倣い制御ロボットの軌道制御装置の構成
図である。FIG. 6 is a configuration diagram of a conventional trajectory control device for a copying control robot.
1…制御対象(ロボット) 2…操作部 3…力検出部 4…位置検出部 5…軌道制御部 105…位置制御部 6,106…力制御部 7…制御方向算出部 8…動作シーケンス生成部 X…位置検出部で検出されるロボットの先端位置 XO …動作シーケンス生成部から与えられる目標位置 F…接触力 FO …動作シーケンス生成部から与えられる設定力(力
指令) Vf …力制御方向の速度指令信号 51…関数発生器 52…選択行列(SP )演算部 53…変換行列(TV )演算部 54…座標変換行列(O RL )演算部 55…積分器 56…転置座標変換行列(O RW T )演算部 57…力補償器 61…転置座標変換行列(RL T )演算部 62…力補償器 63…選択行列(Sf )演算部 64…座標変換行列(RL )演算部 O…基準座標系 W…作業座標系 L…倣い座標系 oOP…移動方向ベクトル G…力制御ゲイン nW ,oW ,aW …作業座標系の単位ベクトル nL ,oL ,aL …倣い座標系の単位ベクトル X(t=0)…動作開始位置 XOP…目標位置 X…現在位置 X0 …目標位置XOPのoW −aW 平面への射影点 Voaw …関数発生器で算出された速度 acc…加速度 ΔX…偏差 Vpw…位置補償器の出力(速度量)W VP …作業座標系の位置制御速度指令ベクトルL VP …倣い座標系の位置制御速度指令ベクトルO VP …基準座標系の位置制御速度指令ベクトルDESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Control object (robot) 2 ... Operation part 3 ... Force detection part 4 ... Position detection part 5 ... Orbit control part 105 ... Position control part 6, 106 ... Force control part 7 ... Control direction calculation part 8 ... Operation sequence generation part X ... Robot tip position detected by the position detection unit XO ... Target position given by the operation sequence generation unit F ... Contact force F0 ... Set force (force command) Vf given by the operation sequence generation unit Vf ... Force control direction of the velocity command signal 51 ... function generator 52 ... selection matrix (S P) calculation unit 53 ... transform matrix (T V) calculating unit 54 ... coordinate transformation matrix (O R L) calculation unit 55 ... integrator 56 ... transposed coordinates transformation matrix (O R W T) calculation portion 57 ... force compensator 61 ... transposed coordinate transformation matrix (R L T) calculation portion 62 ... force compensator 63 ... selection matrix (S f) calculating unit 64 ... coordinate transformation matrix (R L) calculation unit O ... reference coordinate system W ... work seat System L ... copying coordinate system o OP ... moving direction vector G ... force control gain n W, o W, a W ... unit vector n L of the work coordinate system, o L, a L ... units of the scanning coordinate system vector X (t = 0) ... Operation start position X OP ... Target position X ... Current position X 0 ... Projection point of target position X OP on o W -a W plane Voaw ... Velocity calculated by function generator acc ... Acceleration ΔX ... Deviation vpw ... output of the position compensator (velocity amount) W V P ... position control speed command vector position control speed command vector O V P ... reference coordinate system of the position control speed command vector L V P ... scanning coordinate system of the work coordinate system
Claims (5)
制御ロボットの軌道制御装置であって、 前記制御対象(1)を作動させる操作部(2)と、 前記制御対象(1)の倣い動作の動作時間と動作経路を
監視、制御する軌道制御部(5)と、 前記制御対象(1)が受ける力を制御する力制御部
(6)と、 前記制御対象(1)と対象部材が接触している時に、制
御方向を算出する制御方向算出部(7)とを有し、 前記軌道制御部(5)は、設定時間内に指定位置間の倣
い動作を行なうように制御することを特徴とする倣い制
御ロボットの軌道制御装置。1. A trajectory control device of a copying control robot for performing trajectory control of a controlled object (1), comprising: an operating section (2) for operating the controlled object (1); and copying of the controlled object (1). The trajectory control unit (5) that monitors and controls the operation time and the operation route of the operation, the force control unit (6) that controls the force received by the control target (1), the control target (1) and the target member And a control direction calculation unit (7) that calculates a control direction when in contact, and the trajectory control unit (5) controls to perform a copying operation between designated positions within a set time. Trajectory control device for a characteristic copying control robot.
御を行なう倣い制御ロボットの軌道制御装置であって、 前記ロボット(1)を作動させる操作部(2)と、 前記ロボット(1)が受ける力を検出する力検出部
(3)と、 前記力検出部(3)により検出した力に基づいて前記ロ
ボット(1)に与える力を制御する力制御部(6)と、 前記ロボット(1)の位置、姿勢等を検出する位置検出
部(4)と、 前記位置検出部(4)により検出した位置座標に基づい
て前記ロボット(1)の倣い動作の動作時間と動作経路
を監視、制御する軌道制御部(5)と、 前記ロボット(1)と対象部材が接触している時に、接
触力から前記ロボット(1)のアームの先端の拘束方向
及び可動方向を算出する制御方向算出部(7)と、 前記ロボット(1)への力及び位置指令、並びに各種パ
ラメータの転送を行なう動作シーケンス生成部(8)と
を有し、 前記軌道制御部(5)は、設定時間内に指定位置間の倣
い動作を行なうように制御することを特徴とする倣い制
御ロボットの軌道制御装置。2. A trajectory control device for a copying control robot for controlling the trajectory of a robot (1) to be controlled, comprising: an operating section (2) for operating the robot (1); and the robot (1). A force detection unit (3) for detecting a force received, a force control unit (6) for controlling a force applied to the robot (1) based on the force detected by the force detection unit (3), and the robot (1 ) Position detection unit (4) for detecting the position, posture, etc., and monitoring and controlling the operation time and operation path of the copying operation of the robot (1) based on the position coordinates detected by the position detection unit (4). And a control direction calculation unit (5) that calculates the restraining direction and the moving direction of the tip of the arm of the robot (1) from the contact force when the robot (1) and the target member are in contact with each other. 7) and the robot (1 And a motion sequence generation unit (8) for transmitting various force and position commands to various parameters, and the trajectory control unit (5) controls to perform a copying motion between designated positions within a set time. A trajectory control device for a copying control robot, which is characterized by:
影平面に射影した射影点の速度関数が、時間変化に対し
て台形状になるように制御することを特徴とする請求項
1または2に記載の倣い制御ロボットの軌道制御装置。3. The trajectory control unit (5) controls the velocity function of a projection point obtained by projecting a scanning trajectory on a projection plane so as to have a trapezoidal shape with respect to time change. Alternatively, the trajectory control device of the copying control robot described in 2.
影平面に射影した射影点の速度関数が、時間の多項式関
数で表現されるように制御することを特徴とする請求項
1または2に記載の倣い制御ロボットの軌道制御装置。4. The trajectory control unit (5) controls such that a velocity function of a projection point obtained by projecting a scanning trajectory on a projection plane is expressed by a polynomial function of time. 2. A trajectory control device for the copying control robot according to 2.
影平面に射影した射影点の速度関数が、時間の超越関数
で表現されるように制御することを特徴とする請求項1
または2に記載の倣い制御ロボットの軌道制御装置。5. The trajectory control unit (5) controls so that a velocity function of a projection point obtained by projecting a scanning trajectory on a projection plane is represented by a transcendental function of time.
Alternatively, the trajectory control device of the copying control robot described in 2.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4191029A JPH0631663A (en) | 1992-07-17 | 1992-07-17 | Track control device for profile control robot |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4191029A JPH0631663A (en) | 1992-07-17 | 1992-07-17 | Track control device for profile control robot |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JPH0631663A true JPH0631663A (en) | 1994-02-08 |
Family
ID=16267716
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4191029A Pending JPH0631663A (en) | 1992-07-17 | 1992-07-17 | Track control device for profile control robot |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0631663A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114347017A (en) * | 2021-12-08 | 2022-04-15 | 华中科技大学 | Adsorption type mobile processing robot curved surface motion control method based on plane projection |
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1992
- 1992-07-17 JP JP4191029A patent/JPH0631663A/en active Pending
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