JP2003103481A - Attitude optimizing method and attitude optimizing device for articulated robot - Google Patents

Attitude optimizing method and attitude optimizing device for articulated robot

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JP2003103481A
JP2003103481A JP2001299371A JP2001299371A JP2003103481A JP 2003103481 A JP2003103481 A JP 2003103481A JP 2001299371 A JP2001299371 A JP 2001299371A JP 2001299371 A JP2001299371 A JP 2001299371A JP 2003103481 A JP2003103481 A JP 2003103481A
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JP
Japan
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posture
articulated robot
postures
point
teaching
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Application number
JP2001299371A
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Japanese (ja)
Inventor
Ryo Nakajima
陵 中島
Masakatsu Kaneko
正勝 金子
Kaoru Shibata
薫 柴田
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Honda Motor Co Ltd
Original Assignee
Honda Motor Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To verify a proper attitude for suppressing a transit time or a deviation amount when operating an articulated robot in a matter of minutes. SOLUTION: Sixteen attitudes of the articulated robot 50 in a teaching attitude point P1 is calculated (step S2), and respective transit times from an initial specific attitude are determined and considered as motion path candidates (step S3). Sixteen attitudes per each motion path are calculated in regard to a next teaching attitude point Pn (step S4), and transit times from a precedent stage are determined (step S5). One with the shortest transit time is selected per each motion path (step S6). When the steps S4-S6 are finished in all teaching attitude points (step S8), the total sum of acting times of the motion paths is calculated (step S8), and one with the shortest transit time is selected (step S9).

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、多関節ロボットの
姿勢適正化方法および適正化装置に関し、特に、多関節
ロボットの先端部に設けられたエンドエフェクタが、所
定の出発点から到達点へ動作するための経路を設定する
ための多関節ロボットの姿勢適正化方法および適正化装
置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a posture adjusting method and an adjusting device for an articulated robot, and in particular, an end effector provided at the tip of the articulated robot moves from a predetermined starting point to a reaching point. The present invention relates to a posture adjusting method and an adjusting device of an articulated robot for setting a path for performing the action.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、製造ラインに設置された多関節ロ
ボットを直接操作させて作業姿勢のティーチングを行お
うとすると、多関節ロボットの操作を熟知したオペレー
タが製造ラインの現場で作業を行わなければならないた
め、その分、作業が非効率的となってしまう。また、そ
の作業は、製造ラインを停止させた状態で行う必要があ
るために当該製造ラインの稼動率も低下してしまう。
2. Description of the Related Art Conventionally, when an articulated robot installed on a manufacturing line is directly operated to teach a work posture, an operator who is familiar with the operation of the articulated robot must perform the work on the site of the manufacturing line. Therefore, the work becomes inefficient accordingly. Further, since the work needs to be performed while the production line is stopped, the operating rate of the production line also decreases.

【0003】そこで、近時前記ティーチング作業の効率
化を図るため、あるいは、前記製造ラインの稼動率を向
上させるために、オフラインによるティーチング(オフ
ラインティーチング)が行われている。すなわち、コン
ピュータ上に多関節ロボット並びに作業対象物であるワ
ークおよび周辺構造物のモデルを構築し、このモデルを
用いてティーチングデータを作成した後、前記ティーチ
ングデータを現場の多関節ロボットに供給するようにす
れば、ティーチングデータの作成中に製造ラインを停止
させる必要がない。
Therefore, in recent years, in order to improve the efficiency of the teaching work or to improve the operating rate of the manufacturing line, offline teaching (offline teaching) is performed. That is, a model of an articulated robot and a work and a peripheral structure which are work objects is constructed on a computer, teaching data is created using this model, and then the teaching data is supplied to the articulated robot on site. By doing so, it is not necessary to stop the manufacturing line while creating the teaching data.

【0004】また、溶接用の多関節ロボットなどの場
合、所定の溶接ポイントが予め決まっており、これらの
溶接ポイントに溶接電極を当接して溶接を行う。従っ
て、多関節ロボットの先端部に設けられたガンユニット
の姿勢が溶接ポイントによって決定されるものであり、
オフラインティーチングのために、溶接ポイントを多関
節ロボットの教示姿勢点として用いることがある。
Further, in the case of a multi-joint robot for welding or the like, predetermined welding points are determined in advance, and welding is performed by bringing a welding electrode into contact with these welding points. Therefore, the posture of the gun unit provided at the tip of the articulated robot is determined by the welding point,
For off-line teaching, a welding point may be used as a teaching posture point of an articulated robot.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ところで、溶接ポイン
トを教示姿勢点として与えても、その情報だけでは多関
節ロボットの姿勢を1つに決定できないことが多い。つ
まり、溶接ポイントはガンユニットの位置および傾斜を
与えるだけであり、多関節ロボットのその他の動作軸に
ついては複数の組合せが成立しうる。
Even if a welding point is given as a teaching posture point, it is often impossible to determine the posture of the articulated robot into one by using only that information. That is, the welding point only gives the position and inclination of the gun unit, and a plurality of combinations can be established for the other motion axes of the articulated robot.

【0006】このことにより、例えば、ある構造の多関
節ロボットが所定の溶接ポイントに対して16通りの姿
勢を取りうるもので、また20箇所の溶接ポイントを順
次溶接するティーチングデータを作成する場合では、各
溶接ポイントにおける姿勢を考慮した動作経路の組合せ
は、1620≒1.2×1024通りだけ存在する。
As a result, for example, a multi-joint robot having a certain structure can take 16 different postures with respect to a predetermined welding point, and when creating teaching data for sequentially welding 20 welding points. , There are only 16 20 ≈1.2 × 10 24 combinations of motion paths considering the posture at each welding point.

【0007】多関節ロボットの動作時間は短いことが望
ましいが、図14に示すように、規定姿勢から教示姿勢
点1までの間で、最も移動時間の短い経路1を選択して
も、教示姿勢点1〜教示姿勢点2の移動時間が長く、経
路2の移動時間の方が短いということがある。
Although it is desirable that the operating time of the articulated robot is short, as shown in FIG. 14, even if the path 1 having the shortest movement time is selected from the specified posture to the teaching posture point 1, the teaching posture is reduced. In some cases, the moving time from point 1 to teaching posture point 2 is long, and the moving time on route 2 is short.

【0008】一方、これらの組合せの全てについて動作
時間を検証することは非現実的である。なぜなら、1つ
の動作経路について検証を行うのに、コンピュータを用
いて0.01[sec]の時間を要すると仮定すると、
上記の例の1.2×1024通り全ての検証を行うために
は3.8×1014[年]の時間が必要となるからであ
る。溶接ポイントの数が20箇所以上であれば、この時
間はさらに指数関数的に増大する。
On the other hand, it is unrealistic to verify the operating time for all of these combinations. This is because, assuming that it takes 0.01 [sec] using a computer to verify one operation path,
This is because it takes 3.8 × 10 14 [years] to perform all the 1.2 × 10 24 verifications in the above example. If the number of welding points is 20 or more, this time further increases exponentially.

【0009】検証時間だけではなく、1.2×1024
りの全ての動作経路候補を比較するためには、これに見
合った記憶容量が必要であるが、現状ではそのような記
憶装置はない。
In order to compare not only the verification time but also all 1.2 × 10 24 operation path candidates, a storage capacity commensurate with this is required, but there is currently no such storage device. .

【0010】これは、溶接用の多関節ロボットに限った
問題ではなく、一般の多関節ロボットに共通した問題で
ある。
This is not a problem limited to articulated robots for welding, but a problem common to general articulated robots.

【0011】さらに、抑制するパラメータとしては移動
時間だけでなく、動作の偏差量または動作において消費
するエネルギー量等について抑制する検証を行う場合も
全く同様の問題がある。
Further, as the parameter to be suppressed, not only the moving time but also the verification of suppressing the deviation amount of the operation or the energy amount consumed in the operation has the same problem.

【0012】本発明はこのような課題を考慮してなされ
たものであり、多関節ロボットを動作させる際の移動量
を抑制するための適正な姿勢を短時間で検証することを
可能にする多関節ロボットの姿勢適正化方法および適正
化装置を提供することを目的とする。
The present invention has been made in consideration of such a problem, and it is possible to verify in a short time an appropriate posture for suppressing a movement amount when operating an articulated robot. An object of the present invention is to provide a posture optimizing method and an optimizing device for a joint robot.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明に係る多関節ロボ
ットの姿勢適正化方法は、規定姿勢を出発点とし、多関
節ロボットの特定部分について位置および傾斜を規定し
た複数の教示姿勢点に従って、多関節ロボットを動作さ
せるための多関節ロボットの姿勢適正化方法において、
最初の教示姿勢点における前記多関節ロボットの取りう
る複数の第1姿勢を求め、該第1姿勢をそれぞれ動作経
路候補として設定する第1のステップと、前記規定姿勢
から前記最初の教示姿勢点における前記複数の第1姿勢
まで移動するための移動量を求める第2のステップと、
2番目の教示姿勢点における前記多関節ロボットの取り
うる複数の第2姿勢を求める第3のステップと、前記複
数の第1姿勢のうち1以上の姿勢から、前記複数の第2
姿勢まで移動するための移動量を求める第4のステップ
と、前記複数の第2姿勢のうち、前記第4のステップで
求めた移動量が最小のものを選択し、前記動作経路候補
毎に記録する第5のステップとを有することを特徴とす
る。
A method for optimizing a posture of an articulated robot according to the present invention uses a prescribed posture as a starting point, and according to a plurality of taught posture points which define a position and an inclination with respect to a specific portion of the articulated robot, In the posture optimization method of the articulated robot for operating the articulated robot,
A first step of obtaining a plurality of possible first postures of the articulated robot at the first teaching posture point and setting the first postures as motion path candidates respectively; A second step of obtaining a movement amount for moving to the plurality of first postures;
The third step of obtaining a plurality of possible second postures of the articulated robot at the second taught posture point, and the plurality of second postures from one or more postures of the plurality of first postures.
A fourth step of obtaining a movement amount for moving to the posture and a plurality of second postures having the smallest movement amount obtained in the fourth step are selected and recorded for each of the movement path candidates. And a fifth step of

【0014】そして、前記第3〜第5のステップを繰り
返して行い、3番目以降の前記教示姿勢点に対して前記
2番目の教示姿勢点に対する処理と同じ処理を行い、1
つ前の前記教示姿勢点との間で最小となる移動量を求め
て前記動作経路候補を設定するようにしてもよい。
Then, the third to fifth steps are repeated, and the same processing as the processing for the second teaching posture point is performed for the third and subsequent teaching posture points.
The movement path candidate may be set by obtaining the minimum movement amount with respect to the immediately preceding teaching posture point.

【0015】また、前記教示姿勢点毎に、前記動作経路
候補の全てについて、前記第3〜第5のステップを行う
ようにしてもよい。
Further, the third to fifth steps may be performed for all of the motion path candidates for each of the taught posture points.

【0016】さらに、前記動作経路候補のうち1つの動
作経路候補について、前記第3〜第5のステップを所定
番号の前記教示姿勢点まで繰り返して行い、その後、他
の動作経路候補について前記第3〜第5のステップを前
記所定番号の前記教示姿勢点まで繰り返して行うように
してもよい。
Further, with respect to one motion path candidate among the motion path candidates, the third to fifth steps are repeatedly performed up to the teaching posture point having a predetermined number, and then the third motion path candidate is subjected to the third motion path candidate. The fifth step may be repeated until the teaching posture point having the predetermined number.

【0017】さらにまた、前記移動量は移動時間、偏差
量またはエネルギー量であってもよい。
Furthermore, the movement amount may be a movement time, a deviation amount or an energy amount.

【0018】前記複数の第1姿勢に対応する動作経路候
補のうち、移動量の合計が最小のものを選択するように
してもよい。
Of the movement path candidates corresponding to the plurality of first postures, the one having the smallest total movement amount may be selected.

【0019】最終の教示姿勢点の後段に、前記規定姿勢
を設定するようにしてもよい。
The specified posture may be set after the final teaching posture point.

【0020】また、本発明に係る多関節ロボットの姿勢
適正化装置は、規定姿勢を出発点とし、多関節ロボット
の特定部分について位置および傾斜を規定した複数の教
示姿勢点に従って、多関節ロボットを動作させるための
多関節ロボットの姿勢適正化装置において、前記教示姿
勢点における前記多関節ロボットの取りうる複数姿勢を
求める姿勢算出部と、所定の姿勢間を移動するための移
動量を求める区間移動時間計算部と、前記区間移動時間
計算部で算出した移動量が最小のものを選択し、最初の
教示姿勢点における前記多関節ロボットの取りうる複数
の第1姿勢に対応した動作経路候補に記録する最短移動
時間算出部と、前記動作経路候補のうち移動量の合計が
最小のものを選択する動作経路選択部とを有することを
特徴とする。
In addition, the posture-optimizing apparatus for an articulated robot according to the present invention defines the articulated robot as a starting point, and controls the articulated robot according to a plurality of taught posture points that define the position and inclination of a specific portion of the articulated robot. In a posture adjusting device for an articulated robot to operate, a posture calculation unit that obtains a plurality of possible postures of the articulated robot at the taught posture point, and a section movement that obtains a movement amount for moving between predetermined postures The time calculation unit and the one having the minimum movement amount calculated by the section movement time calculation unit are selected and recorded in the motion path candidates corresponding to the plurality of first postures of the articulated robot at the first teaching posture point. And a movement route selection unit that selects a movement route candidate having the smallest total movement amount among the movement route candidates.

【0021】これにより、各教示姿勢点において多関節
ロボットの取りうる姿勢が複数あっても、その姿勢の組
合せが指数関数的に増大することを防ぎ、多関節ロボッ
トを動作させる際の移動時間または偏差量などの移動量
を抑制するための適正な姿勢を短時間で検証することが
できる。
Thus, even if there are a plurality of possible postures of the articulated robot at each taught posture point, the combination of the postures is prevented from exponentially increasing, and the movement time or the time of operating the articulated robot is reduced. It is possible to verify an appropriate posture for suppressing the movement amount such as the deviation amount in a short time.

【0022】[0022]

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る多関節ロボッ
トの姿勢適正化方法および適正化装置の実施の形態例を
図1〜図13を参照しながら説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of a posture adjusting method and an adjusting device for an articulated robot according to the present invention will be described below with reference to FIGS.

【0023】本実施の形態における多関節ロボットの姿
勢適正化方法および適正化装置は、基本的には、最初の
教示姿勢点において多関節ロボットが取りうる16通り
の姿勢を求めておき、これらの姿勢に対応した16通り
の動作経路候補を設定する。これらの動作経路候補につ
いて、次の教示姿勢点における16通りの姿勢のうち移
動時間が最短となるものを選択して順次記録していくも
のである。
Basically, the posture adjusting method and the adjusting device of the articulated robot according to the present embodiment basically find 16 possible postures of the articulated robot at the first taught posture point, and 16 types of motion path candidates corresponding to the posture are set. With respect to these motion path candidates, one having the shortest movement time is selected from the 16 postures at the next taught posture point and sequentially recorded.

【0024】図1に示すように、本実施の形態において
使用するオフラインティーチング装置(姿勢適正化装
置)10は多関節ロボット50の動作のティーチングを
行うものであり、作成されたティーチングデータに基づ
き作業対象物に対して所望の作業を行うロボット装置1
2と連係されている。
As shown in FIG. 1, an off-line teaching device (posture optimization device) 10 used in the present embodiment teaches the operation of the articulated robot 50, and works based on the created teaching data. Robot device 1 for performing desired work on an object
It is linked to 2.

【0025】また、ロボット装置12は、多関節ロボッ
ト50と、ティーチングデータに基づいて前記多関節ロ
ボット50の動作制御を行うロボット制御部24とを備
える。
The robot apparatus 12 also comprises an articulated robot 50 and a robot controller 24 for controlling the operation of the articulated robot 50 based on teaching data.

【0026】図2に示すように、オフラインティーチン
グ装置10を構成する制御部14は、オフラインティー
チング装置10の全体の制御を行う制御手段としてのC
PU(コンピュータ)26と、記憶部であるROM28
およびRAM29と、ハードディスク34に対してデー
タのアクセスを行うハードディスクドライブ(HDD)
39と、モニタ16の画面上における描画制御を行う描
画制御回路30と、入力装置としてのキーボード18お
よびマウス20が接続されるインタフェース回路32
と、外部記録媒体36a(例えば、フレキシブルディス
クやコンパクトディスク等)を制御する記録媒体ドライ
ブ36とを有する。
As shown in FIG. 2, the control unit 14 constituting the offline teaching apparatus 10 has a C functioning as a control means for controlling the entire offline teaching apparatus 10.
PU (computer) 26 and ROM 28 that is a storage unit
A hard disk drive (HDD) for accessing data to the RAM 29 and the hard disk 34.
39, a drawing control circuit 30 for controlling drawing on the screen of the monitor 16, and an interface circuit 32 to which the keyboard 18 and the mouse 20 as input devices are connected.
And a recording medium drive 36 that controls an external recording medium 36a (for example, a flexible disk or a compact disk).

【0027】ハードディスク34には、多関節ロボット
50の動作経路を適正化する機能等をもつ姿勢適正化プ
ログラム35、および図示しないOS等が格納されてい
る。
The hard disk 34 stores a posture optimization program 35 having a function of optimizing the movement path of the articulated robot 50, an OS (not shown), and the like.

【0028】図3に示すように、多関節ロボット50
は、取付台である第1ベース54に対して、先端側に向
かって順に、第2ベース56、第1リンク58、第2リ
ンク60、第3リンク62、第4リンク64およびガン
着脱部66が接続されている。先端のガン着脱部66に
はガンユニット(エンドエフェクタ)68が接続されて
いる。
As shown in FIG. 3, an articulated robot 50
Is a second base 56, a first link 58, a second link 60, a third link 62, a fourth link 64, and a gun attaching / detaching portion 66 in order from the first base 54, which is a mounting base, toward the distal end side. Are connected. A gun unit (end effector) 68 is connected to the gun attaching / detaching portion 66 at the tip.

【0029】第2ベース56は鉛直軸である軸J1を中
心にして第1ベース54に対して旋回可能に軸支されて
いる。第1リンク58の基端部は水平軸である軸J2に
より第2ベース56に俯仰可能に軸支されている。ま
た、第2リンク60の基端部は水平軸である軸J3によ
り第1リンク58の先端部に揺動可能に軸支されてい
る。そして、第3リンク62は第2リンク60の先端側
に軸J4を共通の回転中心軸として接続されている。さ
らに、第4リンク64の基端部は軸J4に対して直角方
向の軸J5により第3リンク62の先端部に揺動可能に
軸支されている。ガン着脱部66は第4リンク64の先
端側に軸J6を共通の回転中心軸として接続されてい
る。
The second base 56 is pivotally supported with respect to the first base 54 about an axis J1 which is a vertical axis. The base end of the first link 58 is pivotally supported on the second base 56 by a shaft J2 which is a horizontal shaft. Further, the base end portion of the second link 60 is swingably supported on the tip end portion of the first link 58 by a shaft J3 which is a horizontal shaft. The third link 62 is connected to the tip end side of the second link 60 with the axis J4 as a common rotation center axis. Further, the base end portion of the fourth link 64 is pivotally supported on the tip end portion of the third link 62 by a shaft J5 perpendicular to the shaft J4. The gun attaching / detaching portion 66 is connected to the tip end side of the fourth link 64 with the axis J6 as a common rotation center axis.

【0030】また、軸J4および軸J6は、動作的な余
裕を考慮して2回転分つまり720°の可動範囲をも
つ。
The shafts J4 and J6 have a movable range of two rotations, that is, 720 ° in consideration of the operational margin.

【0031】ガン着脱部66に接続されたガンユニット
68はいわゆるC型溶接ガンであり、アーチ状のアーム
74の両端部には、軸J6に沿って開閉する一対の電極
70、72を有する。この電極70、72は閉状態では
軸J6上の溶接作業点(以下、TCP(Tool Center Po
int)という。)でワーク80に接触する。
The gun unit 68 connected to the gun attaching / detaching portion 66 is a so-called C-type welding gun, and has a pair of electrodes 70 and 72 which are opened and closed along the axis J6 at both ends of the arch-shaped arm 74. When the electrodes 70 and 72 are in the closed state, the welding work point (hereinafter TCP (Tool Center Po
int). ) To contact the work 80.

【0032】TCPから本体側の電極72の軸心に一致
する方向をベクトルZrとし、ベクトルZrに直交しガ
ンユニット68の外側に向く方向をベクトルXrとす
る。また、ベクトルXr、ベクトルZrに互いに直交す
る方向をベクトルYrとする。
A direction that coincides with the axis of the electrode 72 on the main body side from TCP is defined as a vector Zr, and a direction that is orthogonal to the vector Zr and faces the outside of the gun unit 68 is defined as a vector Xr. Further, a vector Yr is a direction orthogonal to the vector Xr and the vector Zr.

【0033】軸J1〜J6の駆動機構並びに電極70、
72の開閉機構は、それぞれ図示しないアクチュエータ
により駆動され、TCPは軸J1〜J6のそれぞれの回
転角θ1〜θ6の値および多関節ロボット50の各部寸
法により決定される。
The drive mechanism for the shafts J1 to J6 and the electrodes 70,
The opening / closing mechanism 72 is driven by an actuator (not shown), and the TCP is determined by the values of the rotation angles θ1 to θ6 of the axes J1 to J6 and the dimensions of each part of the articulated robot 50.

【0034】また、ガンユニット68はC型溶接ガンに
限らず、例えば図4に示すX型溶接ガン(共通の支軸に
軸支された開閉する一対のガンアームを備える溶接ガ
ン)68aであってもよい。
The gun unit 68 is not limited to the C-type welding gun, but is, for example, an X-type welding gun (a welding gun having a pair of opening and closing gun arms pivotally supported by a common support shaft) 68a shown in FIG. Good.

【0035】多関節ロボット50に関する座標計算およ
び制御上の基準点として、軸J1と軸J2とが交差する
点を原点Oとして規定し、この原点Oを基準として、鉛
直上向き方向を高さZ、回転角θ1がθ1=0であると
きの軸J2の方向を奥行Y、高さZと奥行Yに垂直な方
向を幅Xとして表す。この高さZ、幅Xおよび奥行Yに
より3次元直交座標を示すものとする。
As a reference point for coordinate calculation and control of the articulated robot 50, the point where the axis J1 and the axis J2 intersect is defined as an origin O, and with this origin O as a reference, the vertical upward direction is a height Z, When the rotation angle θ1 is θ1 = 0, the direction of the axis J2 is represented as depth Y, and the height Z and the direction perpendicular to the depth Y are represented as width X. The height Z, the width X, and the depth Y indicate three-dimensional orthogonal coordinates.

【0036】図5に示すように、姿勢適正化プログラム
35は、RAM29およびハードディスク34等からデ
ータを読み込む機能を持つ作業点座標読み出し部100
と、ガンユニット68の位置および傾斜から多関節ロボ
ット50の軸J1〜J6の回転角を求める機能を持つロ
ボット姿勢算出部102と、多関節ロボット50が所定
の姿勢間を移動する時間を求める区間移動時間算出部1
04と、所定の姿勢間を移動する時間のうち最短の時間
を求める最短移動時間算出部106を有する。
As shown in FIG. 5, the posture optimization program 35 has a work point coordinate reading section 100 having a function of reading data from the RAM 29, the hard disk 34 and the like.
And a robot posture calculation unit 102 having a function of obtaining the rotation angles of the axes J1 to J6 of the articulated robot 50 from the position and inclination of the gun unit 68, and a section for obtaining the time for the articulated robot 50 to move between predetermined postures. Travel time calculation unit 1
04, and the shortest movement time calculation unit 106 that obtains the shortest time of the movement time between the predetermined postures.

【0037】また、姿勢適正化プログラム35は、姿勢
間の移動において最短の移動時間となる姿勢を選択する
ロボット姿勢選択部108と、複数の教示姿勢点を接続
した動作経路を移動するために要する時間を算出するロ
ボット累積移動時間計算部110と、複数の動作経路の
うち移動時間が最短であるものを選択する機能をもつ動
作経路選択部112を有する。
In addition, the posture optimization program 35 is required to move the robot posture selecting unit 108 for selecting the posture that provides the shortest movement time in movement between postures and the movement path connecting a plurality of taught posture points. It has a robot cumulative movement time calculation unit 110 for calculating time, and a movement route selection unit 112 having a function of selecting one of a plurality of movement routes having the shortest movement time.

【0038】また、ロボット姿勢計算部102および区
間移動時間計算部104と同様の機能はロボット制御部
24内にも設けられている。
The same functions as those of the robot posture calculation unit 102 and the section movement time calculation unit 104 are also provided in the robot control unit 24.

【0039】さらに、姿勢適正化プログラム35は、多
関節ロボット50の姿勢データを3次元CADによって
定義されているロボットモデルに設定して描画する画像
表示部116を有する。
Further, the posture optimization program 35 has an image display section 116 for setting the posture data of the articulated robot 50 in a robot model defined by three-dimensional CAD and drawing it.

【0040】画像表示部116は、オペレータが設定す
るロボット姿勢設定コマンドと、描画コマンドとにより
API(Application Programming Interface)を用い
て多関節ロボットのモデルや、所定のグラフをモニタ1
6の画面に描画する機能を持つ。
The image display unit 116 monitors a model of an articulated robot or a predetermined graph using an API (Application Programming Interface) by a robot posture setting command set by an operator and a drawing command.
It has a function to draw on the screen of 6.

【0041】図6に示すように、多関節ロボット50の
動作を途中の規定姿勢P0および教示姿勢点Pn(n=
1、2、3…)における姿勢を記録するパステーブル1
80は、「ガンユニットの向き」欄180a、「TCP
の位置」欄180bおよび「各軸角度」欄180cから
構成されており、「各軸角度」欄180cは回転角θ1
〜θ6から構成されている。
As shown in FIG. 6, the prescribed posture P0 and the teaching posture point Pn (n =
Path table 1 for recording postures in 1, 2, 3 ...
80 is a "gun unit orientation" column 180a, "TCP
No. ”column 180b and“ each axis angle ”column 180c. The“ each axis angle ”column 180c indicates the rotation angle θ1.
.About..theta.6.

【0042】「ガンユニットの向き」欄180aは、3
次元空間上におけるガンユニット68の傾斜を表すもの
であり、3つのベクトルXr、Yr、Zrによって示さ
れる。「TCPの位置」欄180bは、3次元空間上に
おけるTCPの位置を原点Oを基準としてX、Y、Z座
標系で表すものである。
The "gun unit orientation" column 180a is 3
It represents the inclination of the gun unit 68 in the dimensional space and is represented by three vectors Xr, Yr, and Zr. The “TCP position” column 180b represents the position of TCP in the three-dimensional space in the X, Y, Z coordinate system with the origin O as a reference.

【0043】「各軸角度」欄180cは、多関節ロボッ
ト50の姿勢を軸J1〜J6のそれぞれの回転角θ1〜
θ6によって表すものである。
The "each axis angle" column 180c indicates the posture of the articulated robot 50 by the rotation angles θ1 to J1 of the axes J1 to J6.
This is represented by θ6.

【0044】最初の順番「0」および最後の順番である
「21」は、規定姿勢としてP0が設定されている。つ
まり、このパステーブル180に基づいて作成される動
作経路は溶接等の所定動作を行った後、元の姿勢に戻る
ことを示す。
In the first order "0" and the last order "21", P0 is set as the specified posture. That is, it indicates that the operation path created based on the path table 180 returns to the original posture after performing a predetermined operation such as welding.

【0045】また、規定姿勢点P0については、「各軸
角度」欄180cが予め記録されている。その他の教示
姿勢点P1〜P20については、「ガンユニットの向
き」欄180aおよび「TCPの位置」欄180bのみ
が記録されている。これは、各教示姿勢点P1〜P20
は、ワーク80を溶接する溶接ポイントの位置と、その
点においてワーク80の面に電極70、72を垂直に当
てることおよびガンユニット68の方向を示すベクトル
Xrから必然的に決まっているものである。
Further, regarding the specified posture point P0, the "each axis angle" column 180c is recorded in advance. For the other teaching posture points P1 to P20, only the “gun unit orientation” column 180a and the “TCP position” column 180b are recorded. This is the teaching posture points P1 to P20.
Is inevitably determined from the position of the welding point for welding the work 80, the application of the electrodes 70 and 72 vertically to the surface of the work 80 at that point, and the vector Xr indicating the direction of the gun unit 68. .

【0046】実際には、このパステーブル180は溶接
ポイントだけでなく、その途中の経路についても教示し
ているものがあるが、便宜上、溶接ポイント以外の点に
ついては省略する。
In practice, this path table 180 teaches not only the welding points but also the path along the way, but for the sake of convenience, points other than the welding points are omitted.

【0047】また、図6に示す状態のパステーブル18
0は、予めハードディスク34に記録されているものと
する。
Further, the path table 18 in the state shown in FIG.
It is assumed that 0 is recorded in the hard disk 34 in advance.

【0048】図7に示すように、移動時間記録テーブル
190は、16通りの動作経路候補に対して、各教示姿
勢点間の移動時間を記録する「移動時間」欄190a
と、その合計を計算して記録する「合計」欄190bを
もつ。移動時間記録テーブル190はRAM29上に記
憶されており、読み書きが可能なテーブルである。
As shown in FIG. 7, the movement time recording table 190 has a "movement time" column 190a in which the movement time between each teaching posture point is recorded for 16 movement path candidates.
And a "total" column 190b for calculating and recording the total. The travel time recording table 190 is a readable / writable table stored in the RAM 29.

【0049】次に、多関節ロボット50の姿勢を適正化
する手順の説明に先立ち、ロボット姿勢算出部102の
機能について説明する。ロボット姿勢算出部102は、
パステーブル180に記録された「ガンユニットの向
き」欄180aの3つのパラメータおよび「TCPの位
置」欄180bの3つのパラメータの合計6のパラメー
タによって、多関節ロボット50の姿勢を示す「各軸角
度」欄180cの回転角θ1〜θ6を求める。
Next, before explaining the procedure for optimizing the posture of the articulated robot 50, the function of the robot posture calculation unit 102 will be described. The robot posture calculation unit 102
A total of 6 parameters of the “gun unit orientation” column 180a and the three parameters of the “TCP position” column 180b recorded in the path table 180, ie, 6 parameters in total, are used to indicate the posture of the articulated robot 50 “each axis angle”. The rotation angles θ1 to θ6 of the column 180c are obtained.

【0050】上記6つのパラメータにより、空間上にお
けるガンユニット68の位置および傾斜が決定される。
この6つのパラメータを行列式A6として表すものとす
ると、行列式A6は回転角θ1〜θ6を変数とする関数
fによって求まるものであり、次の(1)式によって表
される。
The position and inclination of the gun unit 68 in space are determined by the above six parameters.
If these six parameters are expressed as a determinant A6, the determinant A6 is obtained by a function f having variables of the rotation angles θ1 to θ6, and is expressed by the following equation (1).

【0051】 A6=f(θ1、θ2、θ2、θ3、θ4、θ5、θ6) …(1) 逆に、行列式A6から回転角θ1〜θ6を求めるために
は、関数fの逆の操作をする関数f-1を行うこととな
り、次の(2)式によって求められる。
A6 = f (θ1, θ2, θ2, θ3, θ4, θ5, θ6) (1) Conversely, in order to obtain the rotation angles θ1 to θ6 from the determinant A6, the reverse operation of the function f is performed. The function f -1 is performed, which is obtained by the following equation (2).

【0052】 (θ1、θ2、θ2、θ3、θ4、θ5、θ6)=f-1(A6) …(2) この(2)式は、実際には連立方程式の形式で表される
ものでり、その連立方程式を解くと解の組合せの数は複
数存在することがあり、このことは、多関節ロボット5
0の取りうる姿勢の数は複数存在することを表す。
(Θ1, θ2, θ2, θ3, θ4, θ5, θ6) = f −1 (A6) (2) This equation (2) is actually expressed in the form of simultaneous equations. , When the simultaneous equations are solved, there may be a plurality of combinations of solutions. This means that the articulated robot 5
The number of possible postures of 0 indicates that there are a plurality of postures.

【0053】本実施の形態における多関節ロボット50
の構造の場合では、解の数は約16通り存在する。つま
り、図8Aに示すように、軸J2、軸J3および軸J5
の回転角度により、同じガンユニット68の姿勢におい
て、所謂、肘が上がった状態と肘が下がった状態(図8
Aの二点鎖線参照)の2つの姿勢を取りうる。
Articulated robot 50 according to the present embodiment
In the case of the above structure, there are about 16 solutions. That is, as shown in FIG. 8A, the axis J2, the axis J3, and the axis J5.
Depending on the rotation angle of the gun unit 68, the so-called elbow is raised and the elbow is lowered (Fig. 8).
(See the double-dotted line of A)).

【0054】また、図8B、図8Cに示すように、軸J
4における第3リンク62と第4リンク64との相互の
位置関係を逆にすることが可能であり、この箇所におい
て2つの姿勢を取りうる。
Further, as shown in FIGS. 8B and 8C, the axis J
It is possible to reverse the mutual positional relationship between the third link 62 and the fourth link 64 in No. 4, and two positions can be taken at this position.

【0055】さらに、軸J4および軸J6は可動範囲が
それぞれ720°となっているので、所定の向きに設定
するために2つの角度(例えば、10°と370°)を
取りうる。
Further, since the movable range of each of the shaft J4 and the shaft J6 is 720 °, two angles (for example, 10 ° and 370 °) can be set in order to set a predetermined orientation.

【0056】これらのことから、通常は、ガンユニット
68の位置を示す6つのパラメータを基準にして多関節
ロボット50は24=16通りの姿勢を取りうることが
分かる。ロボット姿勢算出部102では、この16通り
の姿勢を計算するものである。
From these, it can be seen that the articulated robot 50 can normally take 2 4 = 16 different postures based on the six parameters indicating the position of the gun unit 68. The robot posture calculation unit 102 calculates these 16 postures.

【0057】次に、このように構成されるオフラインテ
ィーチング装置10、および姿勢適正化プログラム35
を用いて、多関節ロボット50の姿勢を適正化する手順
について図9〜図11を参照しながら説明する。
Next, the off-line teaching device 10 and the posture optimizing program 35 thus configured.
A procedure for optimizing the posture of the articulated robot 50 will be described with reference to FIGS. 9 to 11.

【0058】図9のステップS1において、まず作業点
座標読み出し部100が、図6に示すパステーブル18
0をハードディスク34から読み出し、RAM29上に
記憶する。
In step S1 of FIG. 9, the work point coordinate reading unit 100 first causes the path table 18 shown in FIG.
0 is read from the hard disk 34 and stored in the RAM 29.

【0059】次に、ステップS2において、ロボット姿
勢算出部102が、パステーブル180に記録されてい
る教示姿勢点P1について、「ガンユニットの向き」欄
180a、「TCPの位置」欄180bのデータから多
関節ロボット50の姿勢を16通り計算して、その全て
を記憶する。なお、データによっては16通り未満であ
ることもあるので、その場合は求まった組合せだけを記
憶する。
Next, in step S2, the robot posture calculation unit 102 uses the data of the "gun unit direction" column 180a and the "TCP position" column 180b for the teaching posture point P1 recorded in the path table 180. 16 postures of the articulated robot 50 are calculated and all of them are stored. Since there may be less than 16 combinations depending on the data, only the obtained combinations are stored in that case.

【0060】なお、パステーブル180の順番21に対
しては、最終段として規定姿勢点P0が記録されてい
る。この規定姿勢点P0に対しては姿勢が既に決定して
いるので、ステップS2を省略する。
For the order 21 of the path table 180, the specified posture point P0 is recorded as the final stage. Since the posture has already been determined for this defined posture point P0, step S2 is omitted.

【0061】次に、ステップS3において、区間移動時
間計算部104により、規定姿勢である規定姿勢点P0
からステップS2で求めた16通りの姿勢に移動するま
での移動時間を求め、それぞれを動作経路候補1〜16
とする。この動作経路候補1〜16について求めた移動
時間を移動時間記録テーブル190の「移動時間」欄1
90aのうち一番左側欄に記録する。
Next, in step S3, the section movement time calculation unit 104 causes the specified posture point P0 which is the specified posture.
From the movement path candidates 1 to 16
And The travel time calculated for these operation route candidates 1 to 16 is the “travel time” column 1 of the travel time record table 190.
Record in the leftmost column of 90a.

【0062】次に、ステップS4において、パステーブ
ル180における次の教示姿勢点Pnについて、ステッ
プS2と同様の手順により多関節ロボット50の姿勢を
16通り計算する。求めた16通りの姿勢データはRA
M29等に仮に記憶する。
Next, in step S4, with respect to the next taught posture point Pn in the path table 180, 16 postures of the articulated robot 50 are calculated by the same procedure as in step S2. The 16 posture data obtained are RA
It is temporarily stored in M29 or the like.

【0063】この時点における動作経路候補は、図10
に示すように、動作経路候補1〜16に対してさらに1
6通り(図10中の破線参照)の動作経路が存在するこ
とになる。すなわち162=256通りの動作経路が存
在しうる。
The operation path candidates at this point are shown in FIG.
As shown in FIG.
There are six types of operation paths (see the broken line in FIG. 10). That is, 16 2 = 256 operation paths can exist.

【0064】次に、ステップS5において、各動作経路
候補1〜16に対応している16通りの動作経路につい
て、前段の教示姿勢点Pnの姿勢からの移動時間を区間
移動時間計算部104により求める。
Next, in step S5, the section movement time calculation unit 104 obtains the movement time from the posture of the teaching posture point Pn at the preceding stage for the 16 movement routes corresponding to the respective movement route candidates 1 to 16. .

【0065】次に、ステップS6において、最短移動時
間算出部106が、各動作経路候補1〜16に対応して
いる16通りの動作経路について移動時間が最も短いも
のを選択する。
Next, in step S6, the shortest movement time calculation unit 106 selects the movement route having the shortest movement time among the 16 movement routes corresponding to the movement route candidates 1 to 16.

【0066】つまり、図11に示すように、各動作経路
候補1〜16に対して、教示姿勢点P2における多関節
ロボット50の姿勢をそれぞれ1つ選択することにな
る。これにより、256通り存在する組合せを16通り
に抑制することができる。
That is, as shown in FIG. 11, one of the postures of the articulated robot 50 at the teaching posture point P2 is selected for each of the motion path candidates 1 to 16. As a result, it is possible to suppress the combinations existing in 256 ways to 16 ways.

【0067】最短移動時間計算部106によって、最も
移動時間が短いとされた姿勢データは、ロボット姿勢選
択部108に伝えられ、さらにRAM29上に保持す
る。その他の姿勢データについてはメモリ上から開放す
る。また、選択された動作経路に対応する移動時間は移
動時間記録テーブル190の各動作経路候補1〜16に
対応させて記録する。
The posture data for which the shortest movement time is calculated by the shortest movement time calculation unit 106 is transmitted to the robot posture selection unit 108, and is further stored in the RAM 29. Other posture data is released from the memory. The travel time corresponding to the selected operation route is recorded in association with each of the operation route candidates 1 to 16 in the travel time recording table 190.

【0068】次に、ステップS7において、全ての教示
姿勢点Pnについて処理を終了したか否かを確認し、終
了していれば次のステップS8に移る。未処理の教示姿
勢点Pnが残っていれば、ステップS4に戻り、パステ
ーブル180に示される順に従い処理を続行する。
Next, in step S7, it is confirmed whether or not the processing has been completed for all the teaching posture points Pn, and if they have been completed, the process proceeds to the next step S8. If the unprocessed teaching posture point Pn remains, the process returns to step S4, and the process is continued in the order shown in the path table 180.

【0069】次のステップS8においては、ロボット累
積移動時間計算部110が、移動時間記録テーブル19
0に基づいて、各動作経路候補1〜16の動作時間の累
積合計を計算する。計算した結果は「合計」欄190b
に記録する。
In the next step S8, the robot cumulative movement time calculation unit 110 causes the movement time recording table 19
Based on 0, the cumulative total of the operation times of the operation path candidates 1 to 16 is calculated. The calculated result is the "total" column 190b
To record.

【0070】次に、ステップS9において、動作経路選
択部112が、「合計」欄190bに記録された結果に
基づいて、動作経路候補1〜16のうち最も移動時間の
短いものを選択し、最終的な動作経路とする。
Next, in step S9, the movement route selection unit 112 selects the movement route candidate having the shortest travel time from the movement route candidates 1 to 16 based on the result recorded in the "total" column 190b. Operation path.

【0071】最後に、ステップS10において、動作経
路選択部110により選択された動作経路に対応する教
示姿勢点P1〜P20における多関節ロボット50の姿
勢データを回転角θ1〜θ6として表す。
Finally, in step S10, the posture data of the articulated robot 50 at the teaching posture points P1 to P20 corresponding to the movement path selected by the movement path selection unit 110 are represented as rotation angles θ1 to θ6.

【0072】求めた回転角θ1〜θ6を、図6に示すパ
ステーブル180の例で、順番1〜20の空欄となって
いる「各軸角度」欄180cに記録する。
The calculated rotation angles θ1 to θ6 are recorded in the “each axis angle” column 180c which is blank in the order 1 to 20 in the example of the path table 180 shown in FIG.

【0073】次に、上述の実施の形態の変形例について
図12を参照しながら説明する。
Next, a modification of the above-described embodiment will be described with reference to FIG.

【0074】上述の実施の形態では、ステップS4〜S
6で、動作経路候補1〜16に対して並列的に移動時間
を算出する例を示したが、本変形例は、各動作経路候補
1〜16毎に個別に移動時間の算出を行うものである。
In the above-described embodiment, steps S4 to S4.
6 shows an example in which the movement time is calculated in parallel for the movement route candidates 1 to 16, but in the present modification, the movement time is calculated individually for each movement route candidate 1 to 16. is there.

【0075】図12において、ステップS101〜S1
03は前記ステップS1〜S3と同じ処理であり、パス
テーブル180をハードディスク34から読み出し、教
示姿勢点P1について多関節ロボット50の姿勢を16
通り計算して、この16通りの姿勢と規定姿勢点P0と
の移動時間を移動時間記録テーブル190(図7参照)
に記録する。この16通りの姿勢に対応する動作経路を
動作経路候補1〜16とする。
In FIG. 12, steps S101 to S1.
Step 03 is the same process as that of steps S1 to S3 described above.
The movement time recording table 190 (see FIG. 7) is calculated by calculating the movement time between the 16 postures and the specified posture point P0.
To record. Motion paths corresponding to these 16 postures are defined as motion path candidates 1 to 16.

【0076】次のステップS104において、動作経路
候補1〜16のうち1つを示すカウンタiを初期値
「1」に設定する。
In the next step S104, the counter i indicating one of the motion path candidates 1 to 16 is set to the initial value "1".

【0077】次に、ステップS105において、教示姿
勢点Pnの順番を示すカウンタnを初期値「2」に設定
する。また、教示姿勢点Pnの1つ前の教示姿勢点をP
(n−1)と表すものとする。
Next, in step S105, the counter n indicating the order of the teaching posture points Pn is set to the initial value "2". In addition, the teaching posture point immediately before the teaching posture point Pn is set to P.
It shall be represented as (n-1).

【0078】次に、ステップS106において、パステ
ーブル180における教示姿勢点Pnについて、前記ス
テップS2と同様の手順により多関節ロボット50の姿
勢を16通り計算する。求めた16通りの姿勢データは
RAM29等に仮に記憶する。
Next, in step S106, with respect to the teaching posture point Pn in the path table 180, 16 postures of the articulated robot 50 are calculated by the same procedure as in step S2. The 16 posture data thus obtained are temporarily stored in the RAM 29 or the like.

【0079】なお、ガンユニット68の姿勢によって
は、取りうる姿勢の数は16通りでない場合もあるが、
その場合は、取りうる姿勢の数に応じて適宜処理すれば
よい。
The number of possible postures may not be 16 depending on the posture of the gun unit 68.
In that case, processing may be appropriately performed according to the number of possible postures.

【0080】次に、ステップS107において、動作経
路候補iについて、ステップS106で求めた16通り
の姿勢と、すでに姿勢を選択済みの教示姿勢点P(n−
1)との間で移動時間を計算する。この処理は区間移動
時間計算部104によって行われる。
Next, in step S107, for the motion path candidate i, the 16 postures obtained in step S106 and the teaching posture point P (n-
Calculate the travel time between 1). This processing is performed by the section travel time calculation unit 104.

【0081】次に、ステップS108において、最短移
動時間算出部106が、動作経路候補iについて、ステ
ップS107で求めた16通りに分岐した動作経路につ
いて移動時間が最も短いものを選択する。
Next, in step S108, the shortest movement time calculation unit 106 selects the movement path candidate i having the shortest movement time among the 16 operation paths branched in step S107.

【0082】選択した姿勢に対応する移動時間は、移動
時間記録テーブル190の動作経路候補iの欄に記録す
る。
The movement time corresponding to the selected posture is recorded in the column of the movement path candidate i of the movement time recording table 190.

【0083】次に、ステップS109において、カウン
タnが最終値を示しているか否かを確認する。すなわ
ち、パステーブル180の例では、教示姿勢点P20を
示す「20」となっているか否かを確認する。
Next, in step S109, it is confirmed whether or not the counter n indicates the final value. That is, in the example of the path table 180, it is confirmed whether or not it is “20” indicating the teaching posture point P20.

【0084】カウンタnが最終値であれば、次のステッ
プS111へ移り、最終値未満であればカウンタnを
「1」だけインクリメントして(ステップS110)ス
テップS106へ戻る。
If the counter n is the final value, the process proceeds to the next step S111, and if it is less than the final value, the counter n is incremented by "1" (step S110) and the process returns to step S106.

【0085】ステップS111においては、ロボット累
積移動時間計算部110が、移動時間記録テーブル19
0に基づいて、動作経路候補iの動作時間の累積合計を
計算する。計算した結果は動作経路候補iに対応する
「合計」欄190bに記録する。
In step S111, the robot cumulative movement time calculation unit 110 causes the movement time recording table 19
Based on 0, the cumulative total of the operation time of the operation route candidate i is calculated. The calculated result is recorded in the "total" column 190b corresponding to the motion path candidate i.

【0086】次に、ステップS112において、カウン
タiが最終値である「16」を示しているか否かを確認
する。カウンタiが「16」であれば次のステップS1
14へ移り、「16」未満であればカウンタiを「1」
だけインクリメントして(ステップS113)ステップ
S105へ戻る 次に、ステップS114において、前記ステップS9と
同様に、動作経路候補1〜16のうち最も移動時間の短
いものを選択し、最終的な動作経路とする。
Next, in step S112, it is confirmed whether or not the counter i indicates the final value "16". If the counter i is "16", the next step S1
14, the counter i is set to "1" if it is less than "16".
Increment (step S113) and return to step S105. Next, in step S114, as in step S9, one of the movement route candidates 1 to 16 having the shortest travel time is selected to determine the final movement route. To do.

【0087】最後に、ステップS115において、前記
ステップS10と同様に多関節ロボット50の姿勢を示
す回転角θ1〜θ6をパステーブル180に記録する。
Finally, in step S115, the rotation angles θ1 to θ6 indicating the posture of the articulated robot 50 are recorded in the path table 180, as in step S10.

【0088】このように、本実施の形態およびその変形
例によれば、最初の教示姿勢点P1における多関節ロボ
ット50の取りうる複数の姿勢を求めて、この複数の姿
勢に対応させて動作経路候補を設定する。そして、その
後段の教示姿勢点Pnでは、その教示姿勢点Pnにおけ
る多関節ロボット50の取りうる複数の姿勢と1つ前段
の姿勢との間の移動時間を算出し、最短の移動時間とな
る姿勢を選択することにしている。
As described above, according to the present embodiment and its modification, a plurality of possible postures of the articulated robot 50 at the first taught posture point P1 are obtained, and the movement path is made to correspond to the plurality of postures. Set candidates. Then, at the teaching posture point Pn in the subsequent stage, the movement time between the plurality of possible postures of the articulated robot 50 at the teaching posture point Pn and the posture in the preceding stage is calculated, and the posture which becomes the shortest movement time is calculated. I have decided to choose.

【0089】これにより、総当たりの組合せ法では、指
数関数的に増大してしまう動作経路の組合せの数を合理
的な範囲に抑制することができる。しかも、最短の移動
時間を選択して記録するようにしたので、移動時間の観
点から適正な姿勢を選択することができる。
As a result, in the brute force combination method, the number of combinations of motion paths that exponentially increase can be suppressed within a reasonable range. Moreover, since the shortest movement time is selected and recorded, an appropriate posture can be selected from the viewpoint of the movement time.

【0090】特に、溶接ポイントの数が多い場合では、
その検証時間は溶接ポイントの数に比例して長くなる
が、指数関数的に増大することはない。より具体的に
は、コンピュータを用いて実行すれば、数分から数時間
で実行可能である。
Especially when the number of welding points is large,
The verification time increases in proportion to the number of welding points, but does not increase exponentially. More specifically, if it is executed using a computer, it can be executed in a few minutes to a few hours.

【0091】また、規定姿勢から最初の教示姿勢点P1
までの移動については、複数の姿勢に対応した動作経路
候補を設定するので、この間を特に重視して多関節ロボ
ット50の姿勢適正化を行うことができる。
Further, the first taught posture point P1 from the specified posture
With respect to the movement up to, the movement path candidates corresponding to a plurality of postures are set, so that the posture of the articulated robot 50 can be optimized with particular emphasis placed on this period.

【0092】また、最終段には、最初の規定姿勢点P0
と同じ姿勢を設定しているので、繰り返し動作をする場
合であっても、短い移動時間で動作が可能である。
In the final stage, the first specified posture point P0
Since the same posture is set, it is possible to perform the movement in a short movement time even when repeatedly performing the movement.

【0093】上述の実施の形態においては、パステーブ
ル180の最終段には最初の規定姿勢点P0と同じ姿勢
を設定しているが、溶接を終了した後、規定姿勢に戻る
時間について考慮する必要がないときは、この間の移動
時間を無視するようにしてもよい。
In the above-mentioned embodiment, the same posture as the first prescribed posture point P0 is set in the final stage of the path table 180, but it is necessary to consider the time to return to the prescribed posture after welding is completed. If there is not, the moving time during this period may be ignored.

【0094】また、パステーブル180の形態によって
は、教示姿勢点P1〜P20の全てに対して適用しなく
とも、例えば図13に示すように、教示姿勢点P3〜P
10のように、適当な区間だけに対して適用するように
してもよい。この場合、教示姿勢点P3を規定姿勢と規
定すればよい。
Depending on the form of the path table 180, the teaching posture points P3 to P may be applied to all the teaching posture points P1 to P20, as shown in FIG. 13, for example.
As shown in 10, it may be applied only to an appropriate section. In this case, the taught posture point P3 may be defined as the defined posture.

【0095】さらに、上述の実施の形態においては、ガ
ンユニット68を教示姿勢を示す特定部分とみなし、そ
の位置および傾斜に基づいて多関節ロボット50の姿勢
を求める例について説明したが、他の部分の情報から姿
勢を算出するようにしてもよい。
Further, in the above-described embodiment, an example in which the gun unit 68 is regarded as the specific portion indicating the teaching posture and the posture of the articulated robot 50 is obtained based on the position and the inclination thereof has been described. The attitude may be calculated from the information of.

【0096】さらにまた、上述の例では、移動量のパラ
メータとして移動時間を適正化することとしたが、処理
する対象のパラメータは移動時間だけでなく、偏差量ま
たは消費エネルギー量等であってもよい。すなわち、軸
J1〜J6の回転角θ1〜θ6の角度偏差を適当な評価
関数によって評価し、軸J1〜J6の回転量を抑制する
ようにすれば、多関節ロボット50の寿命を伸ばすこと
ができるとともに、過度の姿勢変化を抑制することがで
きる。
Furthermore, in the above example, the moving time is optimized as the parameter of the moving amount, but the parameter to be processed is not only the moving time but also the deviation amount or the energy consumption amount. Good. That is, the life of the articulated robot 50 can be extended by evaluating the angular deviations of the rotation angles θ1 to θ6 of the axes J1 to J6 by an appropriate evaluation function and suppressing the rotation amount of the axes J1 to J6. At the same time, excessive posture changes can be suppressed.

【0097】多関節ロボット50が動作するためのエネ
ルギー量[J]または仕事率[W]を抑制するようにす
れば、消費エネルギーを低減し、エネルギー供給源の設
備を小さいものにすることができる。
If the amount of energy [J] or the work rate [W] for operating the articulated robot 50 is suppressed, the energy consumption can be reduced and the equipment of the energy supply source can be made small. .

【0098】また、多関節ロボット50は、例えば、7
軸構造やリンク機構を含む構造など異なる構造であって
もよい。
In addition, the articulated robot 50 has, for example, 7
Different structures such as a shaft structure and a structure including a link mechanism may be used.

【0099】この発明に係る多関節ロボットの姿勢適正
化方法および適正化装置は、上述の実施の形態例に限ら
ず、この発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を
採り得ることはもちろんである。
The posture adjusting method and the adjusting device for an articulated robot according to the present invention are not limited to the above-described embodiments, and needless to say, various configurations can be adopted without departing from the gist of the present invention. Is.

【0100】[0100]

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る多関
節ロボットの姿勢適正化方法および適正化装置によれ
ば、多関節ロボットを動作させる際の移動時間または偏
差量などの移動量を抑制するための適正な姿勢を短時間
で検証することができるという効果が達成される。
As described above, according to the posture adjusting method and the adjusting device of the articulated robot according to the present invention, the movement amount such as the movement time or the deviation amount when operating the articulated robot is suppressed. The effect of being able to verify the proper posture for doing in a short time is achieved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本実施の形態で使用するオフラインティーチン
グ装置およびロボット装置を示す説明図である。
FIG. 1 is an explanatory diagram showing an offline teaching device and a robot device used in the present embodiment.

【図2】オフラインティーチング装置の構成を示すブロ
ック図である。
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of an offline teaching device.

【図3】多関節ロボットの構成を示す説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram showing a configuration of an articulated robot.

【図4】X型溶接ガンを示す説明図である。FIG. 4 is an explanatory view showing an X-type welding gun.

【図5】姿勢適正化プログラムの構成を示すブロック図
である。
FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of a posture optimization program.

【図6】パステーブルを示す説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram showing a path table.

【図7】移動時間記録テーブルを示す説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram showing a travel time recording table.

【図8】図8Aは、ガンユニットの位置を一定にしたと
きの多関節ロボットの第1リンクおよび第2リンクの関
係を示す説明図であり、図8Bは、第3リンクが第4リ
ンクより手前側に位置している例を示す説明図であり、
図8Cは、第4リンクが第3リンクより手前側に位置し
ている例を示す説明図である。
FIG. 8A is an explanatory diagram showing the relationship between the first link and the second link of the articulated robot when the position of the gun unit is fixed, and FIG. 8B shows the third link more than the fourth link. It is an explanatory view showing an example located on the front side,
FIG. 8C is an explanatory diagram illustrating an example in which the fourth link is located on the front side of the third link.

【図9】本実施の形態に係る多関節ロボットの姿勢適正
化方法の手順を示すフローチャートである。
FIG. 9 is a flowchart showing a procedure of a posture optimization method for an articulated robot according to the present embodiment.

【図10】2番目の教示姿勢点までにおいて、動作経路
が256通りあることを示す説明図である。
FIG. 10 is an explanatory diagram showing that there are 256 motion paths up to the second taught posture point.

【図11】2番目の教示姿勢点において、移動時間の短
いものを選択し、動作経路を16通りに減らした状態を
示す説明図である。
FIG. 11 is an explanatory diagram showing a state in which a short moving time is selected at the second teaching posture point and the number of movement paths is reduced to 16 ways.

【図12】本実施の形態の変形例に係る多関節ロボット
の姿勢適正化方法の手順を示すフローチャートである。
FIG. 12 is a flowchart showing a procedure of a posture optimization method for an articulated robot according to a modified example of the present embodiment.

【図13】教示姿勢点のうち所定の中間領域に対して姿
勢適正化を行った例を示す説明図である。
FIG. 13 is an explanatory diagram showing an example in which the posture is optimized for a predetermined intermediate area of the taught posture points.

【図14】動作経路の選び方において、教示姿勢点間の
最短時間姿勢を選択しても、全体としての移動時間が最
小とはならない場合があることを示す説明図である。
FIG. 14 is an explanatory diagram showing that even when the shortest time posture between the teaching posture points is selected, the movement time as a whole may not be the minimum in the selection of the motion path.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…オフラインティーチング装置 12…ロボット
装置 14…制御部 16…モニタ 20…マウス 24…ロボット
制御部 26…CPU 29…RAM 35…姿勢適正化プログラム 50…多関節ロ
ボット 68…ガンユニット 70、72…電
極 80…ワーク 100…作業点
座標読み出し部 102…ロボット姿勢算出部 104…区間移
動時間算出部 106…最短移動時間算出部 108…ロボッ
ト姿勢選択部 110…ロボット累積移動時間計算部 112…動作経
路選択部 180…パステーブル 190…移動時
間記録テーブル P0…規定姿勢点 P1〜P20…
教示姿勢点
10 ... Offline teaching device 12 ... Robot device 14 ... Control unit 16 ... Monitor 20 ... Mouse 24 ... Robot control unit 26 ... CPU 29 ... RAM 35 ... Posture optimization program 50 ... Articulated robot 68 ... Gun unit 70, 72 ... Electrode 80 ... Work 100 ... Work point coordinate reading unit 102 ... Robot posture calculation unit 104 ... Section movement time calculation unit 106 ... Shortest movement time calculation unit 108 ... Robot posture selection unit 110 ... Robot cumulative movement time calculation unit 112 ... Motion path selection unit 180 ... Path table 190 ... Moving time recording table P0 ... Specified posture points P1 to P20 ...
Teaching posture point

フロントページの続き (72)発明者 柴田 薫 埼玉県狭山市新狭山1−10−1 ホンダエ ンジニアリング株式会社内 Fターム(参考) 3C007 AS11 BS12 BT08 CT05 CV08 CW08 LS10 LS15 LS20 MT01 5H269 AB12 AB33 BB09 CC09 DD06 QC10 SA10 SA11 Continued front page    (72) Inventor Kaoru Shibata             1-10-1 Shinsayama, Sayama City, Saitama Prefecture             Engineering Co., Ltd. F term (reference) 3C007 AS11 BS12 BT08 CT05 CV08                       CW08 LS10 LS15 LS20 MT01                 5H269 AB12 AB33 BB09 CC09 DD06                       QC10 SA10 SA11

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】規定姿勢を出発点とし、多関節ロボットの
特定部分について位置および傾斜を規定した複数の教示
姿勢点に従って、多関節ロボットを動作させるための多
関節ロボットの姿勢適正化方法において、 最初の教示姿勢点における前記多関節ロボットの取りう
る複数の第1姿勢を求め、該第1姿勢をそれぞれ動作経
路候補として設定する第1のステップと、 前記規定姿勢から前記最初の教示姿勢点における前記複
数の第1姿勢まで移動するための移動量を求める第2の
ステップと、 2番目の教示姿勢点における前記多関節ロボットの取り
うる複数の第2姿勢を求める第3のステップと、 前記複数の第1姿勢のうち1以上の姿勢から、前記複数
の第2姿勢まで移動するための移動量を求める第4のス
テップと、 前記複数の第2姿勢のうち、前記第4のステップで求め
た移動量が最小のものを選択し、前記動作経路候補毎に
記録する第5のステップとを有することを特徴とする多
関節ロボットの姿勢適正化方法。
1. A posture optimization method for a multi-joint robot for operating a multi-joint robot according to a plurality of teaching posture points, which define a position and a tilt for a specific portion of the multi-joint robot, starting from a predetermined posture. A first step of obtaining a plurality of possible first postures of the articulated robot at the first taught posture point and setting the first postures as motion path candidates, respectively; A second step of obtaining a movement amount for moving to the plurality of first postures; a third step of obtaining a plurality of second postures that the articulated robot can take at a second taught posture point; A fourth step of obtaining a movement amount for moving from one or more of the first postures to the plurality of second postures; Chi, the moving amount calculated by the fourth step is to select the smallest, the fifth step and the orientation optimization method of the articulated robot, characterized in that it comprises a recording for each of the operation path candidate.
【請求項2】請求項1記載の多関節ロボットの姿勢適正
化方法において、 前記第3〜第5のステップを繰り返して行い、3番目以
降の前記教示姿勢点に対して前記2番目の教示姿勢点に
対する処理と同じ処理を行い、1つ前の前記教示姿勢点
との間で最小となる移動量を求めて前記動作経路候補を
設定することを特徴とする多関節ロボットの姿勢適正化
方法。
2. The posture optimization method for an articulated robot according to claim 1, wherein the third to fifth steps are repeated to perform the second teaching posture with respect to the third and subsequent teaching posture points. A posture optimization method for an articulated robot, which performs the same process as a process for a point and obtains a minimum movement amount with respect to the previous teaching posture point and sets the motion path candidate.
【請求項3】請求項2記載の多関節ロボットの姿勢適正
化方法において、 前記教示姿勢点毎に、前記動作経路候補の全てについ
て、前記第3〜第5のステップを行うことを特徴とする
多関節ロボットの姿勢適正化方法。
3. The posture optimizing method for an articulated robot according to claim 2, wherein the third to fifth steps are performed for all of the motion path candidates for each of the taught posture points. Posture optimization method for articulated robot.
【請求項4】請求項2記載の多関節ロボットの姿勢適正
化方法において、 前記動作経路候補のうち1つの動作経路候補について、
前記第3〜第5のステップを所定番号の前記教示姿勢点
まで繰り返して行い、 その後、他の動作経路候補について前記第3〜第5のス
テップを前記所定番号の前記教示姿勢点まで繰り返して
行うことを特徴とする多関節ロボットの姿勢適正化方
法。
4. The posture optimizing method for an articulated robot according to claim 2, wherein one motion path candidate among the motion path candidates is
The third to fifth steps are repeatedly performed up to the teaching posture point of a predetermined number, and then the third to fifth steps are repeatedly performed up to the teaching posture point of the predetermined number for another motion path candidate. A posture optimization method for an articulated robot characterized by the following.
【請求項5】請求項1〜4のいずれか1項に記載の多関
節ロボットの姿勢適正化方法において、 前記移動量は移動時間、偏差量またはエネルギー量であ
ることを特徴とする多関節ロボットの姿勢適正化方法。
5. The posture optimization method for an articulated robot according to claim 1, wherein the movement amount is a movement time, a deviation amount, or an energy amount. Posture adjustment method.
【請求項6】請求項1〜5のいずれか1項に記載の多関
節ロボットの姿勢適正化方法において、 前記複数の第1姿勢に対応する動作経路候補のうち、移
動量の合計が最小のものを選択することを特徴とする多
関節ロボットの姿勢適正化方法。
6. The posture optimization method for an articulated robot according to any one of claims 1 to 5, wherein among the movement path candidates corresponding to the plurality of first postures, the total movement amount is the smallest. A posture-optimizing method for an articulated robot, characterized by selecting objects.
【請求項7】請求項1〜6のいずれか1項に記載の多関
節ロボットの姿勢適正化方法において、 最終の教示姿勢点の後段に、前記規定姿勢を設定するこ
とを特徴とする多関節ロボットの姿勢適正化方法。
7. The articulated robot posture adjusting method according to claim 1, wherein the specified posture is set after the final taught posture point. Robot posture optimization method.
【請求項8】規定姿勢を出発点とし、多関節ロボットの
特定部分について位置および傾斜を規定した複数の教示
姿勢点に従って、多関節ロボットを動作させるための多
関節ロボットの姿勢適正化装置において、 前記教示姿勢点における前記多関節ロボットの取りうる
複数姿勢を求める姿勢算出部と、 所定の姿勢間を移動するための移動量を求める区間移動
時間計算部と、 前記区間移動時間計算部で算出した移動量が最小のもの
を選択し、最初の教示姿勢点における前記多関節ロボッ
トの取りうる複数の第1姿勢に対応した動作経路候補に
記録する最短移動時間算出部と、 前記動作経路候補のうち移動量の合計が最小のものを選
択する動作経路選択部とを有することを特徴とする多関
節ロボットの姿勢適正化装置。
8. A posture adjusting device for a multi-joint robot for operating a multi-joint robot according to a plurality of teaching posture points, which define a position and a tilt for a specific portion of the multi-joint robot, starting from a predetermined posture. A posture calculation unit that obtains a plurality of possible postures of the articulated robot at the taught posture point, a section movement time calculation unit that obtains a movement amount for moving between predetermined postures, and a section movement time calculation unit A shortest movement time calculation unit that selects a movement amount that is the smallest and records it in a movement route candidate corresponding to a plurality of first postures that the articulated robot can take at the first taught posture point; A posture optimization apparatus for an articulated robot, comprising: a motion path selection unit that selects a robot having a minimum total movement amount.
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