JPS58158712A - 工業用ロボツトの動作制御方法 - Google Patents

工業用ロボツトの動作制御方法

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JPS58158712A
JPS58158712A JP4138482A JP4138482A JPS58158712A JP S58158712 A JPS58158712 A JP S58158712A JP 4138482 A JP4138482 A JP 4138482A JP 4138482 A JP4138482 A JP 4138482A JP S58158712 A JPS58158712 A JP S58158712A
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JP
Japan
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obstacle
robot
path
arm
robbot
Prior art date
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Pending
Application number
JP4138482A
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English (en)
Inventor
Kiyoshi Furuya
清 古谷
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Omron Corp
Original Assignee
Tateisi Electronics Co
Omron Tateisi Electronics Co
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Publication date
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Publication of JPS58158712A publication Critical patent/JPS58158712A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00Programme-control systems
    • G05B19/02Programme-control systems electric
    • G05B19/42Recording and playback systems, i.e. in which the programme is recorded from a cycle of operations, e.g. the cycle of operations being manually controlled, after which this record is played back on the same machine
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00Program-control systems
    • G05B2219/30Nc systems
    • G05B2219/49Nc machine tool, till multiple
    • G05B2219/49157Limitation, collision, interference, forbidden zones, avoid obstacles

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Numerical Control (AREA)

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】 この発明は、工業用ロボットの動作軌道経路上に障害物
がある場合にこの障害物を回避し得る工業用ロボットの
動作制御方法に関する。
一般に工業用ロボットに作業させる場合工業用ロボット
の動作軌道経路上に障害物があれば、この障害物を回避
して移動させる必要がある。
工業用ロボットにおける従来の障害物からの退避方法と
しては、オペレータがあらかじめ予想した障害物を回避
できる動作軌道経路を教示しておく方法、工業用ロボッ
トの動作により動かされる対象物の位置を動かされる前
と動かされた後で常に計算しておく方法があるがいずれ
も障害物回避のための計算量が多くなり、計算に時間が
かかるという問題があった。
この発明は上記した従来方法の欠点を解消し。
ロボットに動作軌道経路を教示する時に障害物を考慮す
ることが必要でない、また軌道経路計算も障害物を含ん
だ軌道経路計算をなすことなく簡単に計算できる工業用
ロボットの動作制御方法を提供するKある。
以上の目的を達成するためにこの発明の工業用ロボット
の動作制御方法は手先部のアーム上に2自由度を有する
補助アームを設け、さらにこの補助アーム端に超音波送
受波器を設け、前記アームの移動中に前記補助アームの
回動による前記超音波送受波器の検知出力にもとすいて
、前記制御回路で前記動作軌道経路上の障害物までの距
離と前記アームが障害物を回避し得る回転角とを算出し
この距離と回転角とによシ、前記障害物を避けた退避軌
道経路を求めて前記ロボットアームを通過させ、前記障
害物回避後はもとの動作軌道経路に復帰させるようにし
ている。
以下1図面に示す実施例によりこの発明の詳細な説明す
る。
第1図はこの発明が実施される工業用ロボットの基本的
構成を示す概略図である。同図において。
1・2・・・・・6はロボット本体7の関節部でありβ
1・β2・・・・・β6はそれぞれ各関節部1・2・・
・・・6の自由度すなわち回転角度を示している。
また手先部8のアーム9上に補助アーム10を設けてお
り、この補助アーム10は関節11・12による2自由
度を有しており、β1・β2はその回転角を示している
。補助アーム10の先端には超音波送受波器13が設け
られておフ前記関節11・12の自由度により回転自在
とされている。
第1図に示すロボットを用いて障害物を検知する場合に
は第2図に示すように方向14の軌道が計算されると、
ロボット7は方向14に向かって動く前に障害物15’
i−先ず検知する。検知は、関節12を動かしながら超
音波送受波器13をβ1の方向に回転させ超音波送受波
器15より超音波を障害物15に送射し反射波を受波す
ることにより先ずその回転方向に障害物15が存在する
か判定する。そして角度β1を検知する。次に今度は関
節11を動かして超音波送受波器13をβ2方向に回転
させ角度β2を検知する。角度β1・β2の検知により
、この角度に囲まれる範囲内に障害物15が含まれるか
ら、上記角度β1・β2検知時に関節11・12と障害
物15端部との距離11・12・13・14を求めて角
度β1・β2と距、11・12・13・14から新たな
軌道経路16を求め、ロボットアームは元の軌道経路1
4を修正して軌道経路16に退避する。障害物15’i
5通過すると軌道経路は元の軌道方向14にもどる。
第6図は上記障害物の検知により障害呑を回避して対象
物を移動させる作業例を示している。同図において作業
台17の上に載置される対象物1日を作業台19に移す
のに、ロボット7の手先部8を対象物18の所まで移動
して対象物18を保持する。作業台17と作業台19間
に障害物15がない場合は軌道経路14を経て対象物1
8が運ばれるが作業台17の位置で超音波送受波器16
が障害物15を検知すると上記したように修正軌道経路
16が求められこの経路を経て対象物18が作業台19
(18’は運ばれた対象物)に運ばれることになる。
第4図はロボット本体を制御する回路の回路ブロック図
である。同図において20は関節駆動部であってロボッ
ト本俸7の各関節1・2・・・・・・6を駆動するため
の信号をロボット本体7に供給する。
21は補助アーム駆動部であってロボット本体7の補助
アーム10の各関節11・12を駆動するための信号を
ロボット本体7に供給する。22は超音波送受波部であ
って補助アーム10端に設けられる超音波送受波器13
の信号処理部である。
26はCPUであって内蔵されるプログラムにしたがい
ロボット本体7に対し諸種の制御動作を遂行する。その
制御動作は第5図に示す制御フローにしたがって実行さ
れる。24は修正前の元の軌道経路を示す関節角度θ1
・β2・・・・・β6や障害物検知による修正軌道経路
に関する関節角度θ1・β2・・・・・・06等のデー
タを記憶するメモリである。
メモリ24の各データエリアの詳細は第6図に示してい
る。
次に第4図の回路動作を第5図に示す制御フローを参照
して説明する。
先ずスタート段階でアームの出発点Aと到達点Bを教示
すると、ロボット7の各関節部1・2・・・・・・・・
・6の1時間to・tl・・・・・・・・tnにおける
それぞれの時刻の各回転角θ1・β2・・・・・β6が
CP β23によって計算される(ステップSTI )
。これらの各時刻tQ−1l・・・・・tnにおける回
転角θ1・β2・・・・・β6は修正前の動作軌道を示
すものである(第8図の例■参照)。そしてこれらの各
回転角θ1・β2・・・・・β6は各時刻毎にメモリ2
4のエリアm1・m2・・・・・m4に記憶される。次
に時刻t。
において補助アームの関節12を駆動して上下に±90
°のβ1の回転をさせる(Sr2)。そして超音波送受
波器15より超音波を発して、その反射波があれば受信
する(Sr1)。もし反射波が受信されれば障害物有と
いうことで(s’r4 )、障害物までの距離と角度を
メモリエリアm5に記憶する。なお角度β1は第7図に
示すように修正前の軌道方向に対し上下方向のβ1・−
β1′として検出し、この角度β1・−β1′と、角度
β1のときの障害物15までの距離6o及び角度−β1
′のときの障害物15までの距離lO′をメモリエリア
m5に記憶する。
Sr1に続いであるいはSr1における障害物検知なし
の判定に続いて、今度は補助アームの関節11を駆動し
て左右に±900のβ2の回転をさせる(Sr1)とと
もに超音波送受波器13より超音波を発してその反射波
があれば受信する(Sr1)。その結果反射波が受信さ
れれば障害物有ということで(Sr1)、Sr1の場合
と同様検知物までの距離と角度をメモリエリアm6に記
憶する(Sr1)。なお角度β2は第7図に示すように
修正前の軌道方向に対し左右方向のβ2・β2′として
検出し、この角度β2・−β2′と、さらに超音波の送
受波時間によって求められる角度β2のときの障害物1
5までの距離11及び角度−β26ときの障害物15ま
での距*xiをメモリエリアm6に記憶する。
Sr1に続いて、あるいはSr1における障害物検知な
しの判定に続いて、CPU23ではメモリエリアm5・
m6に記装置されている角度β1・−β1・β2・−β
2および距離lO・la’・11・g 1/を読出して
障害物15の占有する空間を計算する。そして、この障
害物15の占有空間全回避する修正軌道経路となる。ロ
ボットアームの各関節1・2・・・・・・6の各回転角
θ1・β2・・・・・β6が時刻to・tl・・・・・
tn毎に分けて算出されそれぞれメモリエリアm7・・
・m10に記憶される(ST10)。この回転角θ1・
β2・・・・・β6のうちのいずれがを例にとり時刻の
変化to・tl・・・・・tnに対する変化を示すと第
8図■に示す曲線となる。
以上のようにして頭初算出される軌道経路を示すデータ
とその軌道経路上に障害物がある場合の修正軌道を示す
データがそれぞれメモリエリアm1・・・m4とメモリ
エリアm7・・・mlOに記憶される。
そして障害物が頭初算出される軌道経路上にない場合に
は、メモリエリアm1・・・m4の各角度データかtO
・・・・tnの時間順次に読み出されて関節駆動部20
に供給されロボット本体7の各関節1・2・・・・・6
はその加えられるデータにしたがって駆動され、対象物
17は軌道14上を点Aがら点Bまで運ばれることにな
る(ST11)。
しかし、もし頭初の軌道経路14上に障害物が存在すれ
ば、メモリエリアm7・・・mlDの各角度データがt
o−tl・・・・・tnの時間順次に読み出されて関節
駆動部20に供給される。そしてロボット本体7の各関
節1・2・・・・・6はその加えられるデータにしたが
って駆動され対象物17は障害物15を回避して軌道経
路16上を点Aから点Bまで運ばれることになる(ST
11)。
以上のようにこの発明の工業用ロボットの動作制御方法
によれば9手先部のアーム上に2自由度を有する補助ア
ームを設けさらにこの補助アーム端に超音波送受波器を
備え、この超音波送受波器で軌道経路上の障害物を検知
し、障害物が存在する場合、前記超音波送受波器の検知
高力にもとづいて、障害物までの距離とアームが障害物
を回避し得る前記補助アームの回転角を算出しこの距離
と回転角によυ障害物を避けた退避軌道経路を求めてロ
ボットアームを通過させ障害物回避後は元の動作軌道経
路に復帰させるものであるから、ロボットに頭初動作軌
道経路を教示する時に出発点と到達点のみを教示すれば
障害物があってもロボット自らがこれをキャッチし軌道
修正を行なうので教示がきわめて簡単となる。また頭初
の軌道経路計算は障害物の存在を予測考慮して計算する
必要がないので簡単に軌道経路計算を行なうことができ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明が実施されるロボット本体の構成を示
す概略図、第2図は第1図のロボット本体を用いて障害
物を検知する方法を説明するための図、第3図は第1図
のロボット本体を用いて対象物を運搬する場合の作業例
を示す図、第4図は第1図に示すロボット本体を制御す
る回路のブロック図、第5図は第4図に示す制御回路の
制御フローを示す図、第6図は第4図4回路のメモリの
メモリエリア配置を示す図、第7図は障害物が存在する
場合の回転角及び障害物までの距離を求めるための動作
を説明するための図、第8図はロボットの関節の回転角
の時間経過に対する変化度合の一例を示す図である。 1・2・・・・・・6:関節、  7:ロボット本体。 経路、 15:障害物、 16:修正軌道経路。 17・19:作業台、  18二対象物。 20:関節駆動部、 21:補助アーム駆動部。 22:超音波送受波部、  2.:CPU。 24:メモリ。 特許出願人     立石電機株式会社代理人  弁理
士  中 村 茂 信 寥2m 棄4図           2n         
7甑、5′聞 第7叉 寵8閲 (A)(8)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)予め制御回路に設定された動作軌道経路にしたが
    ってロボットのアームを移動させる工業用ロボットの動
    作制御方法におイテ。 記アームの移動中に前記補助アームの回動による前記超
    音波送受波器の検知出力にもとづいて。 前記制御回路で前記動作軌道経路上の障害物までの距離
    と前記アームが障害物を回避し得る回転角とを算出し、
    この距離と回転角とにより前記障害物を避けた退避軌道
    経路を求めて、@記ロボットアームを通過させ、前記障
    害物回避後はもとの動作軌道経路に復帰させることを特
    徴とする工業用ロボットの動作制御方法。
JP4138482A 1982-03-15 1982-03-15 工業用ロボツトの動作制御方法 Pending JPS58158712A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4138482A JPS58158712A (ja) 1982-03-15 1982-03-15 工業用ロボツトの動作制御方法

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JP4138482A JPS58158712A (ja) 1982-03-15 1982-03-15 工業用ロボツトの動作制御方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS58158712A true JPS58158712A (ja) 1983-09-21

Family

ID=12606892

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP4138482A Pending JPS58158712A (ja) 1982-03-15 1982-03-15 工業用ロボツトの動作制御方法

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JP (1) JPS58158712A (ja)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60108285A (ja) * 1983-11-17 1985-06-13 株式会社日立製作所 非接触センサによる多自由度ロボットの制御方法
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