JPH10177409A - ロボットのダイレクトティーチ装置 - Google Patents
ロボットのダイレクトティーチ装置Info
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- JPH10177409A JPH10177409A JP35362696A JP35362696A JPH10177409A JP H10177409 A JPH10177409 A JP H10177409A JP 35362696 A JP35362696 A JP 35362696A JP 35362696 A JP35362696 A JP 35362696A JP H10177409 A JPH10177409 A JP H10177409A
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Abstract
イレクトティーチ装置を提供する。 【解決手段】ロボットマニピュレータの手先に装着した
力センサの情報をもとにマニピュレータに加えるオペレ
ータの操作力に応じてこれにならうようにマニピュレー
タを動作させるダイレクトティーチ装置において、力セ
ンサの力情報を常に計測し、マニピュレータの動作停止
中は力情報の値がしきい値A以下であれば停止状態を保
持し、力情報の値がしきい値A以下でなければ力情報の
値からこの力の方向にならうようにマニピュレータが移
動する方向を計算して、マニピュレータをその方向に動
作させ、動作中に計測している力情報がしきい値Aより
小さいしきい値B以下にならない限り前記の動作を保持
し,力情報がしきい値B以下になった時点でマニピュレ
ータの動作を停止させるようにした。
Description
レータのダイレクトティーチ装置に関するものである。
機能回復や機能強化のために医療装置やトレーニング装
置として使われることがあり、肢体の運動を教示するテ
ィーチングモードと肢体を駆動する動作モードの二つの
モードを備えているのが一般的である。この装置を有効
に機能させるには、動作モードで肢体に適した動作を与
えることであるが、その動作を決めるのがティーチング
モードである。このモードを備えた従来のロボットのダ
イレクトティーチ装置は例えば特開平8−687号公報
等に開示されており、図2に示すような構成をしてい
る。図において、201はいくつかのリンクからなるマ
ニピュレータ本体、202はマニピュレータ本体201
の先端部に取り付けられた力センサ、203は力センサ
202の計測値、204は計測値203を座標変換する
座標変換部、205は座標変換された力情報、206は
マニピュレータの運動を計算する運動計算部、207は
運動計算部206で計算された運動の値、208はマニ
ピュレータのサーボ系、209はマニピュレータのサー
ボ系208の出力であり、210は座標変換部204と
運動計算部206からなり、力センサ202の計測値2
03からマニピュレータの運動の値207を計算する部
分である。この図において、力センサ202はマニピュ
レータ本体201の先端にかかる力を常時計測してお
り、計測値203は常時座標変換部204に送られてい
る。ここで、計測値203はマニピュレータ本体201
の姿勢に応じて座標変換部204によって座標変換さ
れ、座標変換された力情報205が得られる。次に、力
情報205は運動計算部206に送られ、力情報205
にならう方向にマニピュレータ本体201を移動させる
運動を計算する。こうして得られた運動の値207に従
って、マニピュレータのサーボ系208は、マニピュレ
ータ本体201の各アクチュエータへ信号を出力する。
以上の処理をきわめて短い制御周期で行うことで、滑ら
かなならい動作を実現し、ティーチングを行うことがで
きるようになっている。
は、前記の処理をきわめて短い制御周期ですることが必
須の条件になっており、これがなんらかの原因で長くな
ると、制御系が不安定になるという問題があった。これ
は特に、従来の実施例の図2に示した計算する部分21
0における処理が長くなるために発生することが多い。
制御周期が長くなる原因として、例えば、前記処理の一
部において情報伝送の遅れが発生した場合や、計算など
の処理の遅れが発生した場合がある。このような場合、
制御系が発散し不安定になるため、マニピュレータ本体
201が振動して危険な状態となる。そこで、本発明
は、制御周期が長くなっても制御系が不安定にならな
い、ダイレクトティーチ装置を提供することを目的とす
るものである。
め、本発明は、従来の実施例の図2に示したような、マ
ニピュレータの手先に装着した力センサの情報をもとに
マニピュレータに加えるオペレータの操作力に応じてこ
れにならうようにマニピュレータを動作させるダイレク
トティーチ装置において、図2の計算する部分210を
以下のように構成したのである。すなわち、力センサが
検出する力情報を常に計測し、マニピュレータ本体の動
作停止中は力情報の値がしきい値A以下であれば停止状
態を保持し、力情報の値がしきい値A以下でなければ力
情報の値からこの力の方向にならうようにマニピュレー
タが移動する方向を計算し、マニピュレータをその方向
に動作させ、動作中に計測している力情報が前記しきい
値Aより小さいしきい値B以下にならない限り前記の動
作を保持し,前記力情報が前記しきい値B以下になった
時点でマニピュレータの動作を停止させ、同時に前記の
処理を繰り返す構成としたのである。
で制御周期が長くなっても、制御系が不安定になった
り、マニピュレータの動作が振動的になって危険な状態
に陥るという問題が生じることはない。以下、本発明の
実施例を図に基づいて説明する。図1は、図2における
計算する部分210について、本発明で改善した動作を
させるための処理のフローを示す図である。図におい
て、ダイレクトティーチの処理を開始すると、まず力セ
ンサの計測をおこなう。このとき、マニピュレータの動
作が停止中であれば、処理101で力計測値としきい値
Aを比較する。このとき、力計測値がしきい値A以下で
あれば、マニピュレータの動作停止を継続する。また、
力計測値がしきい値A以下でなければ、処理102で前
記力センサが計測した力の方向に従ってマニピュレータ
の動作方向を決定し、処理103でその力の大きさに従
って動作速度を決定し、処理104でマニピュレータの
動作を開始する。一方、力を計測した時点でマニピュレ
ータが動作停止中でないときは、処理105で前記力計
測値としきい値Bとを比較する。このとき、力計測値が
しきい値B以下であれば、マニピュレータの動作を停止
し、力計測値がしきい値B以下でなければ、処理106
でマニピュレータの動作を継続する。以上の処理を終了
すると、本システムの終了指令の有無を確認する。その
指令があるときはここでシステムの処理を終了するが、
その指令がないときは、力センサの計測を始めとする前
記の処理をもう一度繰り返す。ここで、前記しきい値A
は動作開始の基準となる力計測値の大きさ、前記しきい
値Bは動作終了の基準となる力計測値の大きさを示すも
のであり、これらの設定によって僅かの力で動作してし
まい、動作と停止の繰り返しによって系全体が不安定と
なるのを防いでいる。このため、しきい値Aとしきい値
Bは0<B<Aという関係にあり、AとBの大きさの差
が大きくなる程アームの動作・停止を繰り返す動作の感
度が下がり、安定性が増す。
ついては、種々の方法が採用できるので、いくつかの変
形例について説明する。例えば、並進方向の力と回転方
向の力とをある重みづけによって比較することで、いず
れかを選択し、選択した力にならう方向をマニピュレー
タの動作方向とすることができる。また、並進方向の力
と回転方向の力のいずれを読み取りいずれを無視するか
をスイッチによって選択し、選択した力にならう方向を
マニピュレータの動作方向とすることもできる。さら
に、並進方向の力と回転方向の力とに関してそれぞれマ
ニピュレータの移動すべき方向を計算し、それらを合わ
せた運動をマニピュレータの動作方向とすることもでき
る。処理103の動作速度の決定方法についても、種々
の方法が採用できる。例えば、マニピュレータの移動す
る速度の大きさを、力情報がしきい値Aを越えたときの
値の大きさに比例して与えることができる。また、力情
報の値の大きさに応じた大きさの速度でかつその速度を
一定に保ちながらマニピュレータを動作させることもで
きる。さらに、マニピュレータの目標とする動作速度に
対し、動作の立ち上がり時にはこれを1次系あるいは2
次系の応答に沿って動作速度を滑らかに前記目標速度に
近づけてマニピュレータを動作させることもできる。動
作停止の決定方法についても、種々の方法が採用でき
る。例えば、並進方向の力と回転方向の力の値の少なく
とも一方が設定したしきい値以下になったときにマニピ
ュレータを停止させることができる。また、並進方向の
力と回転方向の力の値の両方が設定したしきい値以下に
なったときに始めてマニピュレータを停止させることが
できる。さらに、マニピュレータの動作中にマニピュレ
ータの移動する方向にかかる力がしきい値B以下になっ
たときに始めてマニピュレータを停止させることもでき
る。このほかに、マニピュレータの動作中にマニピュレ
ータの移動する方向にかかる力がしきい値B以下になっ
たときに、もしその移動方向以外の方向の操作力がしき
い値B以下でないならば、マニピュレータを停止させる
ことなく、新たな操作力に応じてこれにならう方向にマ
ニピュレータの移動方向を選択し、移動速度を設定する
こともできる。以上のほか、オペレータに分かりやすく
するため、マニピュレータの動作起動時および動作停止
時に音を発生させることもできる。以上のことから、本
システムを組み込むことによってマニピュレータの動作
の制御周期が長くなっても、制御系が不安定になり、マ
ニピュレータの動作が振動的になったり危険な状態にな
るという問題は生じない。
ニピュレータの動作の制御周期が長くなっても、制御系
が不安定になり、マニピュレータの動作が振動的になっ
たり危険な状態になるという問題は生じず、簡易なシス
テムによって安定したダイレクトティーチを行うことが
できる。
Claims (8)
- 【請求項1】ロボットマニピュレータの手先に装着した
力センサの情報をもとにマニピュレータに加えるオペレ
ータの操作力に応じてこれにならうようにマニピュレー
タを動作させるダイレクトティーチ装置において、力セ
ンサの力情報を常に計測し、マニピュレータの動作停止
中は該力情報の値がしきい値A以下であれば停止状態を
保持し、該力情報の値がしきい値A以下でなければ該力
情報の値からこの力の方向にならうようにマニピュレー
タが移動する方向を計算して、マニピュレータをその方
向に動作させ、動作中に計測している力情報が前記しき
い値Aより小さいしきい値B以下にならない限り前記の
動作を保持し,前記力情報が前記しきい値B以下になっ
た時点でマニピュレータの動作を停止させることを特徴
とするロボットのダイレクトティーチ装置。 - 【請求項2】並進方向の力と回転方向の力とをある重み
づけによって比較し、いずれかを選択することを特徴と
する請求項1記載のロボットのダイレクトティーチ装
置。 - 【請求項3】並進方向の力と回転方向の力のいずれを読
み取りいずれを無視するかをスイッチによって選択する
ことを特徴とする請求項1記載のロボットのダイレクト
ティーチ装置。 - 【請求項4】並進方向の力と回転方向の力とについて
は、それぞれマニピュレータの移動すべき方向を計算
し、それらを合わせた運動をマニピュレータに行わせる
とともに、並進方向の力と回転方向の力の値の少なくと
も一方あるいは両方が設定したしきい値以下になったと
きにマニピュレータを停止させることを特徴とする請求
項1記載のロボットのダイレクトティーチ装置。 - 【請求項5】マニピュレータの動作中にマニピュレータ
の移動方向にかかる力がしきい値B以下になればマニピ
ュレータを停止させ、移動方向以外の方向の操作力がし
きい値B以下でない時は、マニピュレータを停止させる
ことなく、新たな操作力に応じてこれにならう方向にマ
ニピュレータの移動方向を選択し、移動速度を設定する
ことを特徴とする請求項1記載のロボットのダイレクト
ティーチ装置。 - 【請求項6】力情報がしきい値Aを越えたときの値に比
例してマニピュレータの目標速度を与えるとともに、動
作の立ち上がり時には1次系あるいは2次系の応答に沿
って動作速度を滑らかに前記目標速度に近づけてマニピ
ュレータを動作させることを特徴とする請求項1記載の
ロボットのダイレクトティーチ装置。 - 【請求項7】力情報の値の大きさに応じた速度で、かつ
その速度を一定に保ちながらマニピュレータを動作させ
ることを特徴とする請求項1記載のロボットのダイレク
トティーチ装置。 - 【請求項8】マニピュレータの動作起動時および動作停
止時に音を発生することを特徴とする請求項1記載のロ
ボットのダイレクトティーチ装置。 【0001】
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP35362696A JP4032263B2 (ja) | 1996-12-16 | 1996-12-16 | ロボットのダイレクトティーチ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP35362696A JP4032263B2 (ja) | 1996-12-16 | 1996-12-16 | ロボットのダイレクトティーチ装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10177409A true JPH10177409A (ja) | 1998-06-30 |
JP4032263B2 JP4032263B2 (ja) | 2008-01-16 |
Family
ID=18432123
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP35362696A Expired - Fee Related JP4032263B2 (ja) | 1996-12-16 | 1996-12-16 | ロボットのダイレクトティーチ装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4032263B2 (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016007645A (ja) * | 2014-06-20 | 2016-01-18 | ファナック株式会社 | アームの退避機能を有する多関節ロボット |
JP2019058956A (ja) * | 2017-09-25 | 2019-04-18 | ファナック株式会社 | ロボットシステム |
JP2019202365A (ja) * | 2018-05-22 | 2019-11-28 | セイコーエプソン株式会社 | 制御装置及びロボットシステム |
US11027428B2 (en) | 2017-04-14 | 2021-06-08 | Seiko Epson Corporation | Simulation apparatus and robot control apparatus |
-
1996
- 1996-12-16 JP JP35362696A patent/JP4032263B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016007645A (ja) * | 2014-06-20 | 2016-01-18 | ファナック株式会社 | アームの退避機能を有する多関節ロボット |
US9821459B2 (en) | 2014-06-20 | 2017-11-21 | Fanuc Corporation | Multi-joint robot having function for repositioning arm |
US11027428B2 (en) | 2017-04-14 | 2021-06-08 | Seiko Epson Corporation | Simulation apparatus and robot control apparatus |
JP2019058956A (ja) * | 2017-09-25 | 2019-04-18 | ファナック株式会社 | ロボットシステム |
US10639799B2 (en) | 2017-09-25 | 2020-05-05 | Fanuc Corporation | Robot system |
JP2019202365A (ja) * | 2018-05-22 | 2019-11-28 | セイコーエプソン株式会社 | 制御装置及びロボットシステム |
CN110509256A (zh) * | 2018-05-22 | 2019-11-29 | 精工爱普生株式会社 | 控制装置及机器人*** |
CN110509256B (zh) * | 2018-05-22 | 2023-02-17 | 精工爱普生株式会社 | 控制装置及机器人*** |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
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