JPS63196388A - 遠隔操作ロボツトの教示装置 - Google Patents

遠隔操作ロボツトの教示装置

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JPS63196388A
JPS63196388A JP62024882A JP2488287A JPS63196388A JP S63196388 A JPS63196388 A JP S63196388A JP 62024882 A JP62024882 A JP 62024882A JP 2488287 A JP2488287 A JP 2488287A JP S63196388 A JPS63196388 A JP S63196388A
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JP
Japan
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teaching
arm
shape model
work
working
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JP62024882A
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English (en)
Inventor
土橋　敏生
若原　康志
浅野　都司
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/42—Recording 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
    • G05B19/427—Teaching successive positions by tracking the position of a joystick or handle to control the positioning servo of the tool head, master-slave control
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/34—Director, elements to supervisory
    • G05B2219/34295—System, logic analyser, simulation

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Manipulator (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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は、例えば宇宙空間のように地上と遠く離れた
所で無人作業を行なう遠隔操作ロボットの教示装置に関
する。
（従来の技術） 近年宇宙空間の様に特殊な作業環境で無人作業を実施す
ることが可能な遠隔操作ロボットの必要性が望まれてい
る。
ところで、この様な遠隔操作ロボットを実現させるため
に、例えば従来のマスタースレーブ（Ｍ／Ｓ）方式の遠
隔操作ロボットを利用することが考えれる。この場合、
宇宙空間の作業用アームをステレオカメラ等で捉え、そ
の画像を地上のディスプレイで確認しながら教示用アー
ムの操作を行なうものとなる。しかしながら、地上で、
しかも近距離で制御するのとは異＜Ｘす、宇宙空間と地
上とでは通信時間の遅れから来る無駄時間があるため、
教示用アームを操作してから作業用アームが勤ぎ、その
動きが地上のディスプレイに表示されるまで１秒以上の
遅れの出る恐れがある。従って、作業者は教示用アーム
で教示した１秒以上も前の教示動作を見ながら教示を行
なうことになり、安定した１ＩｌｌＩＩＩｌが困難にな
る恐れがある。
（発明が解決しようとする問題点） このように、宇宙空間のような特殊な作業環境において
無人作業を行なう場合、Ｍ／Ｓ方式の遠隔操作口ボッ・
トを単に利用すると、宇宙空間と地上との通信時間の遅
れから安定な制御が極めて困難になる恐れがある。
そこで、この発明は予め宇宙空間での作業を、地上で略
リアルタイムでｔａＵながら教示することが可能な遠隔
操作ロボットの教示装置の提供を目的とする。
［発明の構成］ （問題点を解決するため゛の手段） 上記問題を解決するためにこの発明は、作業用アームを
備えた遠隔操作ロボットであって、この遠隔操作ロボッ
トの作業教示用に設けられた教示用アームと、作業用ア
ーム及びｌ￥”Ａｍ境の形状モデルを作成する立体形状
モデル作成手段と、前記教示用アームの動きや舶記遠隔
操作ロボットの各種センサ等からの情報を基に前記形状
モデルの位置姿勢を演算しシミュレートする演算手段と
、この形状モデルの動きを表示するグラフィックディス
プレイとを備えてなる構成とした。
（作用） 立体形状モデル作成手段で作業用アーム及び作業環境の
形状モデルを作成し、これら形状モデルを演障手段によ
って実作業位置にシミュレ−１〜し、グラフィックディ
スプレイ上に表示する。従って、作業者は表示用アーム
で作業用アームの動きを教示する時、グラフィックディ
スプレイに表示された形状モデルの動きをリアルタイム
で見ながら行なうことができる。
（実施例） 以下、この発明の詳細な説明する。
図面はこの発明の一実施例に係る遠隔操作ロボットの教
示［ｔＡを示す概念図である。すなわら、この教示袋Ｈ
Ａは地上側に備えられているもので、教示用アーム１と
計算機３とグラフィックディスプレイ５と画像処理装置
７とを備えている。
前記教示用アーム１は２本備えられており、宇宙側の２
本の作業用アーム９の動作を教示するためのもので、ア
ームの動きが逐次計算機３に送られるようになっている
。この教示用アーム１にはグラフィックディスプレイ５
において、作業用アーム９と作業環境との後述する形状
モデルが相互に干渉した場合に計算機３からの信号によ
って教示用アーム１に反力を生じさせる図示しないモー
タが備えられている。作業用アーム９は計算１３からの
信号によって、ナーボコントローラ１１を介して制御さ
れるようになっている。
前記計算機３は内部に立体形状モデル作成手段１３を備
えており、この立体形状モデル作成手段１３で作業用ア
ーム９とその宇宙空間での作業環境の形状モデルを作成
する。この場合、作ｔｐ、環境としては関連機器、作業
対宋物、障害物等がある。
また、計算機３は教示用アーム１の動きや、ポジション
エンコーダ等の各種センサ１５等からの情報を基に作業
用アーム９及び作業環境の形状モデルを実作業環境位置
にシミュレートしたり、作業用アーム９の動特性の計算
を行なう洟１口手段となっている。なお、立体形状モデ
ル作成手段１３は、計ｏｉ３とは別個の計算機で構成す
ることもできる。
前記グラフィックディスプレイ５は、前記形状モデルを
表示する。
前記画像処理装置７は前記作業用アーム９の動きを捉え
る宇宙側のステレオカメラ１７からの画像信号を基に作
業用アーム９とその作業環境の位置関係を演算処理して
求め、これを計算機３に送る。
次に、この教示装置を用いて遠隔操作ロボットの作業用
アーム９に動作を教示する手順を説明する。
まず、計算機３内に立体形状モデル作成手段１３を用い
て作業用アーム９と作業環境要素、例えば関連機器、作
業対像物、それに障害物等との立体形状モデルを構築し
ておく。
次に、宇宙側のステレオカメラ１７の映像を画像処理し
た作業環境の位置情報や各種センサ１５等のセンサ情報
を基に前記立体形状モデルを実作業環境位置に対応して
配置したモデルをシミュレートし、これを地−Ｌ側のグ
ラフィックディスプレイ５に表示する。
次に、このグラフィックディスプレイ５の表示画面を見
ながら教示用アーム１を操作して所望の教示作業を行な
う。この時、作業用アーム９に同一の作業を実行させる
のに必要なアーム各間面の目標値データが自動的に作成
され、計算機３１に記憶される。同時にグラフィックデ
ィスプレイ５にはモデル化された作業用アーム９と作業
環境との動きがリアルタイムでシミュレートされ、作業
者はその動きを見ながら、極めて容易に教示作業を行な
わせることができる。また、グラフィックディスプレイ
５において、作業用アーム９のモデルと、関連１ｇ！ｉ
器、作業対象物、障害物等の作業環境のモデルとが干渉
した場合には計０１３が教示用アーム１のモータに指令
を出し、作業者に反力としてこれを知らせる。この場合
の反力は前記干渉が起っている間に生じており、教示用
アーム１の操作で干渉が無くなると計算機３の指令で反
力が消滅する。なＪ３、反力はこのような継続的なもの
でなく、単発的、間欠的なものでもよい。従って、作業
者は宇宙空間における任意の作業を恰も現場にいるかの
うように教示することができる。
教示作業が終了すると計算１１３では、教示データを基
に自動的にこの動作に最適な＄１１１１１パラメータを
決定し、教示データと共にこれを作業用アーム９に送り
、所望の作業を実行させる。
作業用アーム９での作業が開始されると、作業用アーム
９の動きとタイミングを取りながらグラフィックディス
プレイ５に前記形状モデルを用いてその動作を表示する
。
［発明の効果］ 以上より明らかなようにこの発明の構成によれば、宇宙
側の作業用アームと作業環境とを地上側のグラフィック
ディスプレイの形状モデルで対応ずけるため、教示用ア
ームでの教示に際してその動きがリアルタイムで表示さ
れ、教示作業者は何等信号の遅れを感じることなく、容
易に教示作業を行なわせることができる。
従って、作業者は恰も作業現場の近くにいるかのように
ロボットの教示を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
図面はこの発明の一実施例に係る遠隔操作ロボットの教
示装置を示す概念図である。 １・・・教示用アーム ３・・・計算１（演算手段） ５・・・グラフィックディスプレイ ９・・・作業用アーム １３・・・立体形状モデル作成手段 １５・・・各種センサ Ａ・・・教示装置

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）作業用アームを備えた遠隔操作ロボットであつて
    、この遠隔操作ロボットの作業教示用に設けられた教示
    用アームと、作業用アーム及び作業環境の形状モデルを
    作成する立体形状モデル作成手段と、前記教示用アーム
    の動きや前記遠隔操作ロボットの各種センサ等からの情
    報を基に前記形状モデルの位置姿勢を演算しシミユレー
    トする演算手段と、この形状モデルを表示するグラフィ
    ックディスプレイとを備えてなる遠隔操作ロボットの教
    示装置。
  2. （２）前記教示用アームは、教示作業中に前記作業用ア
    ームの形状モデルと前記作業環境の形状モデルとが干渉
    した時に反力を発生させる反力発生手段を備えてなる特
    許請求の範囲第１項記載の遠隔操作ロボットの教示装置
    。
JP62024882A 1987-02-06 1987-02-06 遠隔操作ロボツトの教示装置 Pending JPS63196388A (ja)

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US07/151,908 US4956790A (en) 1987-02-06 1988-02-03 Instruction system of remote-control robot
EP88101688A EP0278421B1 (en) 1987-02-06 1988-02-05 Instruction system of remote-control robot
CA000558204A CA1324647C (en) 1987-02-06 1988-02-05 Instruction system of remote-control robot
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