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JPS61199108A - Method and device for robot teaching - Google Patents

Method and device for robot teaching

Info

Publication number
JPS61199108A
JPS61199108A JP4161885A JP4161885A JPS61199108A JP S61199108 A JPS61199108 A JP S61199108A JP 4161885 A JP4161885 A JP 4161885A JP 4161885 A JP4161885 A JP 4161885A JP S61199108 A JPS61199108 A JP S61199108A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
work
teaching
point
points
robot
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP4161885A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Katsuhiko Shimizu
勝彦 清水
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kobe Steel Ltd
Original Assignee
Kobe Steel Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kobe Steel Ltd filed Critical Kobe Steel Ltd
Priority to JP4161885A priority Critical patent/JPS61199108A/en
Publication of JPS61199108A publication Critical patent/JPS61199108A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To teach easily the position, the attitude, etc. of a working tool by calculating a plane including two working points on a working line and an auxiliary point near the working line and obtaining the attitude of the working tool and the position of its wrist part on a basis of the direction of this plane and teaching them. CONSTITUTION:In a robot teaching device 1, drawing information is displayed on a CRT display device 4. An operator uses a mouse 6 to input the first working point A (start point) on the working line while watching the picture on the display device 4 and inputs the second working point B (end point) to display it. When drawing information desirable for input of the auxiliary point near the working line is displayed, the operator selects and inputs a right auxiliary point R or a left auxiliary point L in the right or the left when viewing an automobile body from a working tool 10. A computer 2 calculates a plane including points A, B, and R of L, and calculates the attitude of the tool 10 on a basis of the direction of this plane and calculates the position of the wrist part on a basis of this attitude. Thus, teaching is performed.

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は、ロボットの手首部に取り付けた作業工具の
位置・姿勢・移動速度等を教示するためのロボットの教
示方法および装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION "Field of Industrial Application" The present invention relates to a robot teaching method and apparatus for teaching the position, posture, moving speed, etc. of a working tool attached to the wrist of the robot.

「従来技術とその問題点」 ロボットの教示方法には、オンライン教示とオフライン
教示とがあるが、生産ラインを停止しなくてもよいとい
う観点からオフライン教示が望ましい。
"Prior art and its problems" Robot teaching methods include online teaching and offline teaching, but offline teaching is preferable from the viewpoint of not having to stop the production line.

オフライン教示の方法には、オフライン用ロボットを人
手で動作させて教示する直接教示と、数値、言語1図形
などを介して教示する間接教示とがあり、それぞれ長所
・欠点を育している。
Off-line teaching methods include direct teaching, in which offline robots are operated manually, and indirect teaching, in which teaching is performed through numerical values, language, graphics, etc., and each method has its own strengths and weaknesses.

直接教示の長所は、簡単な動作から比較的複雑な動作ま
で教示の難度がそれほど変わらないことである。しかし
、人手で動作させるため動作の複雑化の上で、また教示
時間を短縮化する上で限界がある。またオフライン用ロ
ボットやその設置場所等が必要となる等の欠点がある。
The advantage of direct teaching is that the difficulty of teaching does not change much from simple movements to relatively complex movements. However, since the operation is performed manually, there is a limit to the complexity of the operation and the shortening of the teaching time. Additionally, there are drawbacks such as the need for offline robots and their installation locations.

一方、間接教示の長所は、オフライン用ロボットやその
設置場所等が不要となることである。しかし、動作が少
し複雑になると教示の難度が急に高くなる欠点がある。
On the other hand, the advantage of indirect teaching is that offline robots and their installation locations are not required. However, there is a drawback that the difficulty of teaching suddenly increases when the motion becomes a little complicated.

その原因の一つは、作業工具の姿勢を教示しにくい点に
ある。すなわち、作業線自体の教示は例えばワークの図
面上に作業点をプロットするなど間接教示でありでも比
較的直裁的な方法をとりうるのに対し、作業工具の姿勢
は図面に表われない空間であるから直裁的な方法がとれ
ず、座標群を数値入力するなど文字どおり間接的な方法
となり、教示が困難となるのである。
One of the reasons for this is that it is difficult to teach the posture of the work tool. In other words, teaching the work line itself can be done indirectly, such as by plotting work points on the drawing of the workpiece, but it is possible to use a relatively direct method, whereas the posture of the work tool is taught using a space that does not appear on the drawing. Therefore, a direct method cannot be used, and it is literally an indirect method such as numerically inputting a group of coordinates, which makes teaching difficult.

このため比較的複雑な動作をするロボットに対しては、
従来あまり間接教示は利用されていない。
For this reason, for robots that perform relatively complex movements,
Indirect teaching has not been used much in the past.

「発明の目的」 この発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、作業工
具の位置・姿勢等を容易に教示可能としたロボットの教
示方法および装置を提供することを目的とするものであ
る。
"Purpose of the Invention" This invention was made in view of the above circumstances, and aims to provide a robot teaching method and device that makes it possible to easily teach the position, posture, etc. of a working tool. .

「発明の構成」 この発明のロボットの教示方法は、ロボットの手首部に
取り付けた作業工具の位置・姿勢等を教示するための方
法であって、作業線上に選定した2つの作業点とその作
業線の近傍に選定した補助点とからこれらを含む平面を
算出し、その平面の向きに基づいて作業工具の姿勢を算
出して教示し、またその姿勢に基づいて手首部の位置を
算出して教示することを特徴とするものである。また、
この発明のロボットの教示装置は、ロボットの手首部に
取り付けた作業工具の位置・姿勢等を教示するための装
置であって、作業線上に選定した2つの作業点および作
業線の近傍に選定した少なくとも一つの補助点の位置を
入力する入力手段と、その入力手段で入力された2つの
作業点と補助点の位置からこれらを含む平面を算出し、
その平面の向きに基づいて作業工具の姿勢を算出し、そ
の姿勢に基づいてロボットの手首部の位置を算出する演
算手段とを具備したことを構成上の特徴とするものであ
る。
"Structure of the Invention" The robot teaching method of the present invention is a method for teaching the position, posture, etc. of a working tool attached to the robot's wrist, and the method includes two work points selected on a work line and the corresponding work. A plane containing the auxiliary points selected near the line is calculated, the posture of the work tool is calculated and taught based on the orientation of the plane, and the position of the wrist is calculated based on the posture. It is characterized by teaching. Also,
The robot teaching device of the present invention is a device for teaching the position, orientation, etc. of a work tool attached to the wrist of a robot, and is a device for teaching the position, posture, etc. of a work tool attached to the wrist of a robot, and is a device for teaching the position, orientation, etc. of a work tool attached to the wrist of a robot, and is a device for teaching the position, orientation, etc. of a work tool attached to the wrist of a robot. an input means for inputting the position of at least one auxiliary point, and a plane including the two work points and the position of the auxiliary point inputted by the input means,
The present invention is characterized in that it is provided with calculation means for calculating the posture of the working tool based on the orientation of the plane, and calculating the position of the wrist of the robot based on the posture.

上記入力手段としては、画像または図面を介して入力す
る手段、たとえばライトベン、マウス。
The above-mentioned input means include means for inputting through images or drawings, such as a light ben or a mouse.

デジタイザ等を用いるのが好ましいが、数値入力手段た
とえばテンキーを用いてもよいし、所望により直接教示
手段を用いて直接教示的に前記作業点および前記補助点
を入力するようにしてもよい。
Although it is preferable to use a digitizer or the like, numerical input means such as a numeric keypad may be used, and if desired, the working point and the auxiliary point may be directly input using direct teaching means.

上記演算手段としては、コンピュータを用いるのが好ま
しい。
It is preferable to use a computer as the calculation means.

「実施例」 以下、図に示す実施例に基づいてさらにこの発明を詳説
する。ここに第1図はこの発明の一実施例のロボットの
教示装置とロボット装置とを説明する模式的構成説明図
、第2図は第1図に示すロボットの教示装置の作動の要
部フローチャート、第3図は自動車ボディに塗装を行う
作業の説明図、第4図は第1図に示すロボットの教示装
置における画像表示の一例を示す説明図、第5図は同じ
く他の画像表示の一例を示す第4図相当図、第6図は隅
肉溶接を行うのにこの発明を通用した場合の概念説明図
、第7図は第6図に示す場合における第4図相当図、第
8図は第6図に示す場合における第5図相当図である。
"Example" The present invention will be further explained in detail below based on the example shown in the drawings. Here, FIG. 1 is a schematic structural explanatory diagram illustrating a robot teaching device and a robot device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a flowchart of essential parts of the operation of the robot teaching device shown in FIG. 1. Fig. 3 is an explanatory diagram of the work of painting an automobile body, Fig. 4 is an explanatory diagram showing an example of an image display in the robot teaching device shown in Fig. 1, and Fig. 5 is an explanatory diagram showing an example of another image display. 4 is a diagram equivalent to FIG. 4, FIG. 6 is a conceptual explanatory diagram when this invention is applied to perform fillet welding, FIG. 7 is a diagram equivalent to FIG. 4 in the case shown in FIG. 6, and FIG. 8 is a diagram equivalent to FIG. FIG. 5 is a diagram corresponding to FIG. 5 in the case shown in FIG. 6;

なお、これによりこの発明が限定されるものではない。Note that this invention is not limited to this.

第1図に示すように、この発明の一実施例の口ポットの
教示装置1は、コンピユー タ本体2、メモリー3、C
RTディスプレイ4、キーボード5、マウス6からなっ
ている。以下に説明するように、CRTディスプレイ4
.キーボード5およびマウス6が入力手段に対応し、コ
ンピュータ本体2が演算手段に対応する。
As shown in FIG. 1, a mouth pot teaching device 1 according to an embodiment of the present invention includes a computer main body 2, a memory 3, a C.
It consists of an RT display 4, a keyboard 5, and a mouse 6. As explained below, the CRT display 4
.. The keyboard 5 and mouse 6 correspond to input means, and the computer main body 2 corresponds to calculation means.

コンピュータ本体2は、ロボット制御装置12に連結さ
れ、そのロボット制御装置12はメモリー13.制御盤
17およびロボット18に接続されている。
The computer main body 2 is connected to a robot control device 12, and the robot control device 12 has a memory 13. It is connected to a control panel 17 and a robot 18.

ロボットの教示装置1において教示されたデータに基づ
き、ロボット制御装置12はロボット18を制御し、ロ
ボット18はその手首部前端に取り付けた作業工具10
 (たとえば塗装ガンや溶接トーチ)を移動して所望の
作業を行う。
Based on the data taught by the robot teaching device 1, the robot control device 12 controls the robot 18, and the robot 18 controls the working tool 10 attached to the front end of its wrist.
(for example, a paint gun or welding torch) to perform the desired task.

次に第2図〜第5図を参照しつつ、具体例に沿ってロボ
ットの教示装置1の作動を説明する。
Next, the operation of the robot teaching device 1 will be explained using a specific example with reference to FIGS. 2 to 5.

具体例は説明の簡単のために第3図に示す如き自動車ボ
ディWへの塗装ガンによる塗装作業を想定し、その自動
車ボディWの図面情報は予めメモリー3に記憶されてい
るものとする。
For the sake of simplicity, a specific example assumes that a painting operation is performed on an automobile body W using a paint gun as shown in FIG. 3, and drawing information of the automobile body W is stored in the memory 3 in advance.

教示処理がスタートすると、コンピュータ本体2は記憶
している図面情報のリストをCRTディスプレイ4に表
示し、オペレータはそれを見て適当な図面情報を選択し
、キーボード5またはマウス6を用いてその図面情報を
呼び出し、CRTディスプレイ4に表示させる。このよ
うな図面呼び出しの操作は従来公知のCADの技術を利
用することができる。これがステップSlである。
When the teaching process starts, the computer main body 2 displays a list of stored drawing information on the CRT display 4, and the operator looks at the list and selects appropriate drawing information, and uses the keyboard 5 or mouse 6 to edit the drawing. The information is called up and displayed on the CRT display 4. Conventionally known CAD technology can be used for such a drawing calling operation. This is step Sl.

ステップS1において呼び出された図面情報は、たとえ
ば第4図に示すようにCRTディスプレイ4の画面4′
に表示される。なお、画面4′の右上の表示は自動車ボ
ディWのどの部分の図面を表示しているかを示すもので
ある。
The drawing information called up in step S1 is displayed on the screen 4' of the CRT display 4, for example, as shown in FIG.
will be displayed. Note that the display at the upper right of the screen 4' indicates which part of the automobile body W is being displayed.

オペレータはこの画面4′を見ながら第1の作業点Aを
選択する。第1作業点Aは作業の始点となるものである
から、原則として作業線上の一点を選択しなければなら
ない0選択した第1作業点Aを入力するには、たとえば
マウス6を動かして画面上のカーソルポイントを移動し
、そのカーソルポイントの移動と共に画面上に表示され
る座標値(Ax 、Ay 、At )を確認してから読
み込み指示を与えてやればよい、この入力を正確に行う
ために、要部をさらに拡大した図面情報を取り出して入
力するようにしてもよい、このような手法は従来公知の
CADにおける手法を用いることができる。
The operator selects the first work point A while looking at this screen 4'. The first work point A is the starting point of the work, so in principle you must select a point on the work line.0 To input the selected first work point A, for example, move the mouse 6 and point it on the screen. To perform this input accurately, move the cursor point, check the coordinate values (Ax, Ay, At) displayed on the screen as the cursor point moves, and then give the reading instruction. , the drawing information in which the main parts are further enlarged may be extracted and inputted.As such a method, a conventionally known CAD method can be used.

第1作業点Aの入力が終わるとコンピュータ本体2は自
動的に第2作業点Bの入力を待つ状態になるから、同様
にして第2作業点Bを入力すればよい、この第2作業点
Bは作業の終点の意味を持つものである。
When the input of the first work point A is completed, the computer body 2 automatically enters the state of waiting for the input of the second work point B, so it is only necessary to input the second work point B in the same way.This second work point B has the meaning of the end point of the work.

これらが第2図に示すステップS2である。These are step S2 shown in FIG.

第1作業点A及び第2作業点Bの入力が終わると、次に
補助点の入力処理に移るわけであるが、補助点は一般に
作業点とは異なる空間を示す図面を画面4′に表示して
入力するのが好ましい場合が多い、このように補助点を
入力するのに好ましい図面情報を画面4′に選択表示さ
せるステップがステップS3である。
When the input of the first work point A and the second work point B is completed, the next step is to input the auxiliary points, and the auxiliary points generally display a drawing showing a different space from the work point on the screen 4'. Step S3 is a step of selectively displaying drawing information preferable for inputting auxiliary points on the screen 4'.

補助点を入力するのに好ましい図面情報が画面4′に表
示されたならば、オペレータは補助点を選択し入力する
。補助点は、作業対象が単純な平面なら作業線の近傍に
1点をとれば充分であるが、曲面、稜線、谷などを含む
場合は1点では不十分である。この実施例では2点をと
る場合を説明する。
When drawing information suitable for inputting an auxiliary point is displayed on the screen 4', the operator selects and inputs an auxiliary point. If the object to be worked on is a simple plane, it is sufficient to have one point near the work line, but one point is not sufficient when the object includes curved surfaces, ridges, valleys, etc. In this embodiment, a case will be explained in which two points are taken.

すなわち補助点には右補助点Rと左補助点りとがある。That is, the auxiliary points include a right auxiliary point R and a left auxiliary point.

作業工具10から自動車ボディWを見て作業工具10の
進行方向に向かって右側に選択するのが右補助点Rであ
り、左側に選択するのが左補助点しである。以下の説明
に従って理解されるように、右補助点Rか左補助点しか
を区別して選ぶことによって作業工具10の向きを規定
していることになる。
When looking at the vehicle body W from the power tool 10, the right auxiliary point R is selected on the right side in the direction of movement of the power tool 10, and the left auxiliary point is selected on the left side. As will be understood according to the following description, the orientation of the power tool 10 is defined by selectively selecting only the right auxiliary point R or the left auxiliary point.

右補助点Rの選択方法は、第1作業点Aと第2作業点B
との間の作業線部分の中間近傍の点であって作業線の右
側の壁面上の点を選ぶようにするのが好ましい、同様に
左補助点しは作業線の左側の壁面上に選択するのが好ま
しい、補助点R,Lの具体的な入力操作は、前記作業点
A、Bの入力操作と同様である0以上の処理が第2図に
示すステップS4である。
The selection method for the right auxiliary point R is the first work point A and the second work point B.
It is preferable to select a point on the wall on the right side of the work line that is near the middle of the work line between Preferably, the specific input operation for the auxiliary points R and L is the same as the input operation for the work points A and B, and the process for 0 or more is step S4 shown in FIG.

コンピュータ本体2は、上記のように作業点A、Bおよ
び補助点R,Lが入力されると、次のような手順により
右平面αおよび左平面βを演算する。
When the work points A and B and the auxiliary points R and L are inputted as described above, the computer main body 2 calculates the right plane α and the left plane β according to the following procedure.

すなわち、点A、B、Rの座標がそれぞれ(A。That is, the coordinates of points A, B, and R are (A.

、Ay、At )、CB+c、BF+ Bt )、(R
xr Ry l Rz )であれば、点A、 B、 H
の座標をそれぞれ(1)式に代入して4元連立1次方程
式をつくり、かつ同時にOにならないE、 F、 G。
, Ay, At ), CB+c, BF+ Bt ), (R
xr Ry l Rz ), then points A, B, H
Create a four-dimensional simultaneous linear equation by substituting the coordinates of E, F, and G into equation (1), and do not become O at the same time.

Hを求めることによって右平面αの方程式を得る。By determining H, the equation of the right plane α is obtained.

Ex+Fy+Gz+H璽0・−・−−(1)具体的演算
手法としては、例えば、 を解いてX、7.Zのそれぞれの係数としてE。
Ex+Fy+Gz+H 0・−・−−(1) As a specific calculation method, for example, solve X, 7. E as each coefficient of Z.

F、Gを得、定数項としてHを得ることができる。F, G can be obtained, and H can be obtained as a constant term.

同様に、点A、Bと点りの座標(LX、Ly +L、)
から左平面βの方程式 %式%(2) 以上が第2図に示すステップS5である。
Similarly, the coordinates of points A, B and the point (LX, Ly +L,)
From the equation of the left plane β, %Formula %(2) The above is step S5 shown in FIG.

次にコンピュータ本体2は、右平面αと左平面βとがな
す角を均等に分割する分割方向を演算する。
Next, the computer main body 2 calculates a division direction that equally divides the angle formed by the right plane α and the left plane β.

すなわら、まずE、  F、 Gから右平面αの単位法
線ベクトル(α1.α1.α3)を得る。
That is, first obtain the unit normal vector (α1.α1.α3) of the right plane α from E, F, and G.

具体的演算手法としては、例えば、 八−1E7=1;謙;石7° 、α+ −E / Aα
z−F/A   、  α3−G/Δにより得ることが
できる。
As a specific calculation method, for example, 8-1E7=1;Ken;Ishi7°, α+ -E/Aα
It can be obtained by z-F/A and α3-G/Δ.

同様に、J、に、Lから左平面βの単位法線ベクトル(
β1.β2.β、)を得る。
Similarly, to J, let L to the unit normal vector of the left plane β (
β1. β2. β, ) is obtained.

これらの単位法線ベクトルから分割方向の分割ベクトル
(S+ 、S2 、Sz )−(α1 +β1゜α2+
β2.α3+β3)を得、この分割ベクトルから単位分
割ベクトル(s+、  A31  A3 )を得る。
From these unit normal vectors, the division vector in the division direction (S+, S2, Sz) - (α1 + β1° α2+
β2. α3+β3) is obtained, and a unit division vector (s+, A31 A3) is obtained from this division vector.

具体的演算手法としては、例えば、 rT −Ell、 s + −S + /IT’2 ”
32 / n  、  II) −83/ nにより得
ることができる。
As a specific calculation method, for example, rT −Ell, s + −S + /IT'2 ”
32/n, II) -83/n.

次ぎに、コンピュータ本体2は、作業点A、 Bから作
業線ベクトル(M+ + M21M3 )−(B1−A
I、B2−A2.B3  A3)を得、この作業線ベク
トルを先に求めた分割ベクトルに後から乗じて外積ベク
トル(11,12+  13)を求める。
Next, the computer main body 2 calculates the work line vector (M+ + M21M3) - (B1 - A) from the work points A and B.
I, B2-A2. B3 A3) is obtained, and the previously obtained division vector is later multiplied by this working line vector to obtain the cross product vector (11, 12+13).

具体的演算手法としては、例えば、 より算出する。As a specific calculation method, for example, Calculate from

次ぎに、第1作業点Aを基点としてその外積ベクトルの
指す点Pの座標(P K I  P y r Pz )
 −(Ax +1+ + Ay ”12r Ax +1
3)を求め、その点Pと右補助点Rとが、前記分割ベク
トルと前記作業線ベクトルのつくる平面Tに対して同じ
側の領域にあるか否かを判定する。
Next, with the first work point A as the base point, the coordinates of the point P pointed to by the cross product vector (P K I P y r Pz )
−(Ax +1+ + Ay ”12r Ax +1
3) is determined, and it is determined whether the point P and the right auxiliary point R are on the same side of the plane T formed by the division vector and the work line vector.

具体的演算手法としては、例えば、 のX、 7+  ”に、点Pの座標値P g + P 
y 、P tをそれぞれ代入したときの上記りの符号と
、右補助点Rの座標値R+c +  Ry + Rtを
それぞれ代入したときの上記りの符号とが、合致するか
否かを判定する0合致すれば間じ側の領域にあり、合致
しなければ異なる側にある。
As a specific calculation method, for example, the coordinate value P g + P of point P is set to
Determine whether or not the above sign when substituting each of y and P t and the above sign when substituting the coordinate value R + c + Ry + Rt of the right auxiliary point R match or not. If they match, they are on the same side, and if they do not match, they are on different sides.

点Pと右補助点Rとが同じ側にあれば、前記分割ベクト
ルの向きが作業工具lOの向きにたまたま一致している
のであるから、基本方向ベクトル(1,,12,1:+
)一単位分割ベクトルすなわち(1+、 12.11)
露(31,32,Sz)とする、そうでなければ逆方向
であるから、基本方向ベクトル(t+、  t2+  
t3)m一単位分割ベクトルすなわち(t+ 、t2.
tx )−(−1++  −”2 *  −s3 )と
する。
If the point P and the right auxiliary point R are on the same side, the direction of the division vector happens to coincide with the direction of the working tool IO, so the basic direction vector (1,,12,1:+
) one unit division vector i.e. (1+, 12.11)
The basic direction vector (t+, t2+
t3) m one unit division vector, ie (t+, t2.
tx )−(−1++−”2*−s3).

このようにして得られた基本方向ベクトルの各成分t1
.”2+  t3は、作業工具10の基本姿勢の方向余
弦である。
Each component t1 of the basic direction vector obtained in this way
.. "2+t3 is the direction cosine of the basic posture of the working tool 10.

以上が第2図に示すステップS6である。The above is step S6 shown in FIG. 2.

第5図に示すように、コンピュータ本体2は、ステップ
S6で得た基本方向ベクトルを表す矢印20を自動車ボ
ディWの図面との対応において表示する。これが第2図
に示すステップS7である。
As shown in FIG. 5, the computer main body 2 displays an arrow 20 representing the basic direction vector obtained in step S6 in correspondence with the drawing of the automobile body W. This is step S7 shown in FIG.

第5図に示す矢印20の方向はそのまま作業工具10の
姿勢として用いることができるものであるが、実際には
作業工具10を進行′方向に少し前傾させたい場合(特
に塗装作業において塗装速度が速い場合)や、作業工具
10をもう少し鉛直に立てたい場合(特に溶接作業にお
いて溶接トーチを立てたい場合)等がある。第2図に示
すステップS8はこのような場合に作業工具10の姿勢
を補正するための処理である。操作としては、たとえば
第5図に示す画面を見ながらマウス6によりたとえば前
傾角θを選択して、画面上の表示値を徐々に増加もしく
は減少させ所望の値でとめてそれを前傾角度θとしてセ
ットするよう指示してやればよい。作業工具10を鉛直
方向に起こす角度ψについても同様に補正を指示してや
ればよい。
Although the direction of the arrow 20 shown in FIG. There are cases where the user wants to stand the work tool 10 a little more vertically (especially when it is desired to stand up the welding torch during welding work). Step S8 shown in FIG. 2 is a process for correcting the attitude of the power tool 10 in such a case. For example, while viewing the screen shown in FIG. 5, select the forward tilt angle θ using the mouse 6, gradually increase or decrease the displayed value on the screen, stop at the desired value, and set the forward tilt angle θ. Just instruct them to set it as . A similar correction instruction may be given to the angle ψ at which the power tool 10 is raised in the vertical direction.

コンピュータ本体2は、姿勢補正入力が終わると、その
補正された姿勢に作業工具10の長さ。
When the posture correction input is completed, the computer main body 2 adjusts the length of the power tool 10 to the corrected posture.

先端間隙等を加味してロボットの手首部の位置を算出す
る。これがステップS9である。
Calculate the position of the robot's wrist by taking into account the tip gap, etc. This is step S9.

次ぎに、コンピュータ本体2は速度入力を要求するから
、オペレータはこれに応じ、たとえばキーボード5を介
して2点A、 8間の作業速度を入力する。これが第2
図に示すステップSIOである。
Next, since the computer main body 2 requests a speed input, the operator responds by inputting the working speed between the two points A and 8 via the keyboard 5, for example. This is the second
This is the step SIO shown in the figure.

以上の操作が終了するとコンピュータ本体2は、第1作
業点A、第2作業点B、方向余弦1手首部位置および作
業速度をメモリー3に記憶する。
When the above operations are completed, the computer main body 2 stores the first work point A, the second work point B, the direction cosine 1 wrist position, and the work speed in the memory 3.

これが第2図に示すステップ311である。This is step 311 shown in FIG.

教示したい区間が上記第1作業点Aと第2作業点Bの間
だけならば、以上で教示作業は終了する。
If the area to be taught is only between the first working point A and the second working point B, the teaching work is completed.

しかし、第2作業点Bの後にさらに教示したい作業線が
あるならば、最初のステップS1にもどり、上記と同じ
ことを繰り返す、2回目は前記第2作業点Bを第1作業
点とし、次に新たに第2作業点を設定すればよい、この
ようにして長く連続した作業線の教示を行えることにな
る。また、2点A、Bの距離を短くとれば、屈曲した作
業線の教示を行うこともできる。
However, if there is another work line that you want to teach after the second work point B, return to the first step S1 and repeat the same process as above.The second time, set the second work point B as the first work point, and then It is only necessary to newly set a second work point at .In this way, a long continuous work line can be taught. Further, by keeping the distance between the two points A and B short, it is also possible to teach a curved work line.

実際の作業に当たっては、メモリー3に記憶した教示デ
ータをロボット制御装置12に転送し、ロボット制御装
置12は転送された教示データに基づいてロボット18
の各アームの作動角度等を算出し、また作業点間の補間
等を行い、それらのデータをメモリー13にfff欅す
る−さらに湘制御盤17からのオペレータの指示により
メモリー13に記憶したデータに基づいてロボット18
を作動する。
During actual work, the teaching data stored in the memory 3 is transferred to the robot control device 12, and the robot control device 12 uses the transferred teaching data to control the robot 18.
calculates the operating angle, etc. of each arm, performs interpolation between work points, etc., and stores these data in the memory 13; Based on robot 18
operate.

なお、教示データからロボット18の実際の作動データ
を作成する方法については従来公知の逆変換方法を用い
ればよい。
Note that a conventionally known inverse conversion method may be used to create actual operation data of the robot 18 from the teaching data.

第6図は水平隅肉溶接にこの発明を通用した場合を示し
ている。また第7図、第8図はこの水平隅肉溶接につい
ての教示における表示画面の例を示すものである。これ
らの第6図、第7図、第8図が前記第3図、第4図、第
5図に対応するものであることは容易に理解されよう。
FIG. 6 shows a case where the present invention is applied to horizontal fillet welding. Further, FIGS. 7 and 8 show examples of display screens for teaching this horizontal fillet welding. It will be easily understood that these FIGS. 6, 7, and 8 correspond to the aforementioned FIGS. 3, 4, and 5.

他の実施例としては、CRTディスプレイ4上に表示さ
れた図面上の点をライトベンで指示することにより作業
点や補助点を入力するもの、あるいはデジタイザにより
図面上の点を指示することにより作業点や補助点を入力
するもの等が挙げられる。
In other embodiments, work points and auxiliary points are input by pointing a point on the drawing displayed on the CRT display 4 with a light ben, or working points are input by pointing a point on the drawing with a digitizer. For example, there is a method for inputting auxiliary points.

さらに、間接教示と直接教示の中間的な教示方法と言え
るが、あたかもif教示のように作業工具10を実際に
ワーク上に移動して作業点や補助点を教示するものが挙
げられる。この場合、作業工具10の姿勢自体が教示さ
れるものではないので直接教示とは言えないが、作業点
自体は直接教示となる。このような教示方法を採用すれ
ば、作業工具10の姿勢を気にせずに先端だけに着目し
て動かせばよいから、オペレータの負担が軽減される効
果がある。
Furthermore, although it can be said to be an intermediate teaching method between indirect teaching and direct teaching, there is a method in which the work tool 10 is actually moved over the workpiece to teach the work point or auxiliary point, as if teaching. In this case, since the posture of the working tool 10 itself is not taught, it cannot be called direct teaching, but the working point itself is directly taught. If such a teaching method is adopted, it is possible to move the power tool 10 by focusing only on its tip without worrying about the posture of the power tool 10, which has the effect of reducing the burden on the operator.

「発明の効果」 この発明によれば、ロボットの手首部に取り付けた作業
工具の位置・姿勢等を教示するための方法であって、作
業線上に選定した2つの作業点とその作業線の近傍に選
定した補助点とからこれらを含む平面を算出し、その平
面の向きに基づいて作業工具の姿勢を算出して教示し、
またその姿勢に基づいて手首部の位置を算出して教示す
ることを特徴とするロボットの教示方法が提供され、ま
たロボットの手首部に取り付けた作業工具の位置・姿勢
等を教示するための装置であって、作業線上に選定した
2つの作業点および作業線の近傍に選定した少なくとも
一つの補助点の位置を入力する入力手段と、前記入力手
段で入力された2つの作業点と補助点の位置からこれら
を含む平面を算出し、その平面の向きに基づいて作業工
具の姿勢を算出し、その姿勢に基づいてロボットの手首
部の位置を算出する演算手段と、を具備したことを特徴
とするロボットの教示装置が提供され、これにより点の
選択を行うことで作業工具の基本姿勢を容易に得られ、
またロボットの手首部の位置を得られることになるから
、画像や図面を介して教示する際にネックとなっていた
作業工具の姿勢の教示の困難性が克服され、複雑な動作
であっても画像や図面、を介して直裁的に従って容易に
間接教示できるようになる効果が得られる。
"Effects of the Invention" According to the present invention, there is provided a method for teaching the position, orientation, etc. of a work tool attached to the wrist of a robot, which includes two work points selected on a work line and the vicinity of the work line. A plane containing these points is calculated from the auxiliary points selected in
Furthermore, there is provided a robot teaching method characterized by calculating and teaching the position of the wrist based on the posture, and a device for teaching the position, posture, etc. of a working tool attached to the wrist of the robot. an input means for inputting the positions of two work points selected on the work line and at least one auxiliary point selected near the work line; Calculating means calculates a plane including these from the position, calculates the posture of the work tool based on the orientation of the plane, and calculates the position of the wrist of the robot based on the posture. A teaching device for a robot is provided, which allows the basic posture of a working tool to be easily obtained by selecting points.
In addition, since the position of the robot's wrist can be obtained, the difficulty of teaching the posture of a work tool, which was a bottleneck when teaching through images or drawings, can be overcome, even when performing complex movements. This has the effect of making it easier to teach directly and indirectly through images and drawings.

このことはオフライン&間接教示の実用性を格段に高め
るものであって、生産性の向上、場所の節約、教示時間
の短縮1作業の高度化など多くの効果を一挙にもたらす
ものである。
This greatly increases the practicality of offline and indirect teaching, and brings about many effects at once, such as improved productivity, space savings, reduced teaching time, and increased sophistication of one task.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はこの発明の一実施例のロボットの教示装置とロ
ボット装置とを説明する模式的構成説明図、第2図は第
1図に示すロボットの教示装置の作動の要部フローチャ
ート、第3図は自動車ボディに塗装を行う作業の説明図
、第4図は第1図に示すロボットの教示装置における画
像表示の一例を示す説明図、第5図は同じく他の画像表
示の一例を示す第4図相当図、第6図は隅肉溶接を行う
のにこの発明を通用した場合の概念説明図、第7図は第
6図に示す場合における第4図相当図、第8図は第6図
に示す場合における第5図相当図である。 (符号の説明) 1・・・ロボットの教示装置 2・・・コンピュータ本体 3・・・メモリー 4・・・CRTディスプレイ 5・・・キーボード   6・・・マウス。
FIG. 1 is a schematic structural explanatory diagram illustrating a robot teaching device and a robot device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a flowchart of essential parts of the operation of the robot teaching device shown in FIG. 1, and FIG. FIG. 4 is an explanatory diagram showing an example of an image display in the robot teaching device shown in FIG. 1, and FIG. 5 is an explanatory diagram showing an example of another image display. Figure 4 is a diagram equivalent to Figure 4, Figure 6 is a conceptual explanatory diagram when this invention is applied to perform fillet welding, Figure 7 is a diagram equivalent to Figure 4 in the case shown in Figure 6, and Figure 8 is a diagram equivalent to Figure 6. 5 is a diagram corresponding to FIG. 5 in the case shown in FIG. (Explanation of symbols) 1... Robot teaching device 2... Computer body 3... Memory 4... CRT display 5... Keyboard 6... Mouse.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、ロボットの手首部に取り付けた作業工具の位置・姿
勢等を教示するための方法であって、作業線上に選定し
た2つの作業点とその作業線の近傍に選定した補助点と
からこれらを含む平面を算出し、その平面の向きに基づ
いて作業工具の姿勢を算出して教示し、またその姿勢に
基づいて手首部の位置を算出して教示することを特徴と
するロボットの教示方法。 2、ロボットの手首部に取り付けた作業工具の位置・姿
勢等を教示するための装置であって、作業線上に選定し
た2つの作業点および作業線の近傍に選定した少なくと
も一つの補助点の位置を入力する入力手段と、 前記入力手段で入力された2つの作業点と補助点の位置
からこれらを含む平面を算出し、その平面の向きに基づ
いて作業工具の姿勢を算出し、その姿勢に基づいてロボ
ットの手首部の位置を算出する演算手段と、 を具備したことを特徴とするロボットの教示装置。 3、入力手段が、画像または図面を介して入力する手段
である特許請求の範囲第2項記載のロボットの教示装置
。 4、入力手段が、補助点として作業線の両側に右補助点
と左補助点の二つの位置を入力するものであり、演算手
段が、前記入力手段で入力された2つの作業点と右補助
点の位置からこれらを含む右平面を算出し、また2つの
作業点と左補助点の位置からこれらを含む左平面を算出
し、それら右平面と左平面とがなす平面開角度を均等に
分割する分割方向を算出し、その分割方向を作業工具の
基本姿勢の方向とするものである特許請求の範囲第2項
または第3項記載のロボットの教示装置。
[Claims] 1. A method for teaching the position, orientation, etc. of a work tool attached to the wrist of a robot, which includes two work points selected on a work line and a position selected near the work line. The present invention is characterized by calculating a plane including these points from the auxiliary points, calculating and teaching the posture of the work tool based on the direction of the plane, and calculating and teaching the position of the wrist based on the posture. A teaching method for robots. 2. A device for teaching the position, posture, etc. of a work tool attached to the wrist of a robot, which includes the positions of two work points selected on the work line and at least one auxiliary point selected near the work line. an input means for inputting , and a plane containing the two work points and the auxiliary point inputted by the input means is calculated, the posture of the work tool is calculated based on the orientation of the plane, and the posture is adjusted to the posture. 1. A robot teaching device comprising: arithmetic means for calculating the position of the robot's wrist based on the above information. 3. The robot teaching device according to claim 2, wherein the input means is a means for inputting via images or drawings. 4. The input means inputs the two positions of the right auxiliary point and the left auxiliary point on both sides of the work line as auxiliary points, and the calculation means inputs the two positions of the right auxiliary point and the right auxiliary point input by the input means. Calculate the right plane that includes them from the positions of the points, calculate the left plane that includes them from the positions of the two work points and the left auxiliary point, and divide the plane opening angle between the right and left planes equally. The robot teaching device according to claim 2 or 3, wherein the dividing direction is calculated and the dividing direction is set as the direction of the basic posture of the working tool.
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