JP2009226552A - Method for teaching redundant robot - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for teaching a redundant robot in which a redundant axis is effectively utilized according to the position and the attitude of a work and an obstacle. <P>SOLUTION: In this method for teaching a redundant robot 10, the work 30 is detected by an external sensor, and a robot arm 1 having a joint with seven or more axes including the redundant axis is operated for the detected work 30. The method includes a step of dividing the operating area of the robot arm 1 into a plurality of areas and pre-teaching the reference position and the reference attitude of the robot arm 1 for each divided area. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、冗長ロボットの教示方法に関する。   The present invention relates to a redundant robot teaching method.

冗長ロボットは、７軸以上の関節を有するロボットであって、たとえば、人間の腕と同じように７軸の関節を有する場合、１つの冗長軸を含むため、手先の位置・姿勢を固定しても、肘の位置・姿勢に関して自由度が存在する。冗長ロボットは、この肘の位置・姿勢に関する自由度を利用して、障害物を回避しながらロボット先端部を移動させて作業をおこなうことができる。   A redundant robot is a robot having seven or more joints. For example, when a robot has seven joints like a human arm, it includes one redundant shaft, so the position / posture of the hand is fixed. However, there is a degree of freedom regarding the position and posture of the elbow. The redundant robot can work by moving the tip of the robot while avoiding an obstacle using the degree of freedom regarding the position and posture of the elbow.

部品箱から部品（以下、「ワーク」と称する）を取り出す作業をロボットで自動化する場合、通常、位置・姿勢が未知のワークを外部センサにより検出し、検出されたワークの位置・姿勢を計算して、ロボットアームの先端部を前記ワークに到達させて動作させる。この作業において、冗長ロボットを利用することにより、部品箱とロボットアームとの干渉を避けながら、計算されたワークの位置・姿勢にロボットアームの先端部を到達させてワークを取り出し得る。しかしながら、ワークの位置・姿勢、すなわち、ロボットアームの先端部の位置・姿勢が決められたとしても、肘部に残る冗長度、自由度が存在するために、各軸の回転角度が一意に決まらないという問題がある。   When automating the work of taking out parts (hereinafter referred to as “workpieces”) from the parts box with a robot, usually the work with an unknown position / posture is detected by an external sensor, and the position / posture of the detected work is calculated. Then, the tip of the robot arm is moved to reach the workpiece. In this operation, by using a redundant robot, the tip of the robot arm can reach the calculated position / posture of the workpiece and the workpiece can be taken out while avoiding interference between the parts box and the robot arm. However, even if the position / posture of the workpiece, that is, the position / posture of the tip of the robot arm, is determined, the degree of rotation and rotation of each axis is uniquely determined because there is redundancy and freedom remaining in the elbow. There is no problem.

現在、市販されている一般的な冗長ロボットは、指定されたロボットアームの先端部の位置・姿勢から、その位置・姿勢を実現する各軸の回転角度を求めるために、まず、肘部の角度をある値で固定することで、冗長性を排除してから、各軸の回転角を計算するという方法がとられている。すなわち、一般的な冗長ロボットは、視覚センサなどの外部センサからの情報に応じて、ロボットアームの先端部の位置・姿勢を指定する機能は有するものの、ワークの位置・姿勢および障害物に応じて肘部の回転角を指定する機能を有していないため、冗長軸を活用した障害物回避機能を上手く活用できていない。   In order to obtain the rotation angle of each axis that realizes the position / posture from the position / posture of the tip of the specified robot arm, the general redundant robot currently on the market is Is fixed at a certain value to eliminate redundancy, and then calculate the rotation angle of each axis. In other words, a general redundant robot has a function to specify the position / posture of the tip of the robot arm according to information from an external sensor such as a visual sensor, but it depends on the position / posture of the workpiece and an obstacle. Since it does not have a function to specify the rotation angle of the elbow, the obstacle avoidance function using the redundant axis cannot be used well.

そこで、特許文献１に記載されたロボットの教示方法は、ロボットの動作軌跡上に存在する障害物の面の方向を利用して障害物を回避する肘部（冗長軸）の位置・姿勢を決定している。
特開平９−３１４４８７号公報 Therefore, the robot teaching method described in Patent Document 1 determines the position / posture of an elbow (redundant axis) that avoids an obstacle by using the direction of the surface of the obstacle present on the motion trajectory of the robot. is doing.
JP-A-9-314487

しかしながら、従来のロボットの教示方法では、ワークに向かうロボットアームの動作軌跡上にある障害物に関する詳細な情報を予め得ておくことが必要であり、実用的ではないという問題があった。すなわち、ロボットアームがワークに向かう際に、障害物の詳細な情報に基づいてロボットアームの冗長軸を含めた各軸の位置・姿勢を計算する必要があるため、その計算時間および工数がかかり、また、障害物の詳細な情報そのものを得るためにも多大な工数を要してしまっていた。   However, in the conventional robot teaching method, it is necessary to obtain in advance detailed information regarding obstacles on the motion trajectory of the robot arm toward the workpiece, which is not practical. In other words, when the robot arm heads to the workpiece, it is necessary to calculate the position and orientation of each axis including the redundant axis of the robot arm based on the detailed information of the obstacle. In addition, it takes a lot of man-hours to obtain detailed information of the obstacle itself.

さらに、冗長ロボットが部品箱の中にあるバラバラに積まれたワークを把持するような場合においては、ワークの位置・姿勢がランダムであり、ワークごとに部品箱（障害物）を回避する冗長軸の位置・姿勢も一様ではない。したがって、冗長ロボットの教示方法においては、ケースバイケースで最適な冗長軸の位置・姿勢を指定する必要がある。   In addition, when the redundant robot grips a piece of work stacked in the parts box, the position and orientation of the work are random, and the redundant axis that avoids the parts box (obstacle) for each work The position / posture is not uniform. Accordingly, in the redundant robot teaching method, it is necessary to designate the position and posture of the optimum redundant axis on a case-by-case basis.

以上より、本発明は、上記問題点を解決し、ワークの位置・姿勢および障害物に応じて、冗長軸を有効に活用した冗長ロボットの教示方法を提供することを目的とする。   In view of the above, an object of the present invention is to solve the above-described problems and to provide a teaching method for a redundant robot that effectively uses redundant axes in accordance with the position / posture of a workpiece and an obstacle.

本発明の上記目的は、下記の手段によって達成される。   The above object of the present invention is achieved by the following means.

本発明の冗長ロボットの教示方法は、ロボットアームの動作領域を複数の領域に分割し、前記分割された領域ごとに前記ロボットアームの基準位置および基準姿勢を予め教示しておくことを特徴とする。   The teaching method of the redundant robot according to the present invention is characterized in that the operation area of the robot arm is divided into a plurality of areas, and the reference position and reference posture of the robot arm are taught in advance for each of the divided areas. .

本発明によれば、ワークの位置・姿勢および障害物に応じて、ロボットアームにおける冗長軸の最適な位置・姿勢を指定することができる。   According to the present invention, the optimum position / posture of the redundant axis in the robot arm can be designated according to the position / posture of the workpiece and the obstacle.

以下、本発明に係る冗長ロボットの教示方法について、図面を参照しながら詳細に本発明の実施形態を説明する。なお、本発明の実施形態では、冗長ロボットとして、冗長軸を含めた７軸の関節を有するロボットアームを動作させるロボットを例にとって説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings for a redundant robot teaching method according to the present invention. In the embodiment of the present invention, a robot that operates a robot arm having a seven-axis joint including a redundant axis will be described as an example of the redundant robot.

ここで、まず、７軸の関節を有するロボットアームを動作させる冗長ロボットの動作原理について説明する。図１は、本発明の一実施形態による冗長ロボットを示す概略図である。   Here, the operation principle of a redundant robot that operates a robot arm having a 7-axis joint will be described first. FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a redundant robot according to an embodiment of the present invention.

本実施形態の冗長ロボット（以下、「ロボット」と称する）１０は、７軸の関節を有するロボットアーム１を有し、ロボットアーム１の先端部に、たとえば、部品箱２０の中から対象物（以下、「ワーク」と称する）３０を取り出すためのロボットハンド２を有する。また、ロボット１０は、ロボット１０を教示する手段として、内部に組み込まれた処理回路（図示せず）を有する。処理回路は、たとえば、種々の演算および制御を行うためのプロセッサ、データを一時的に格納するとともに画像処理時のワーキングエリアとして機能するＲＡＭ、プログラムを格納するＲＯＭ，および周辺回路から構成されている。   A redundant robot (hereinafter referred to as “robot”) 10 according to the present embodiment includes a robot arm 1 having a seven-axis joint, and an object (for example, from a component box 20 at the tip of the robot arm 1). (Hereinafter referred to as “workpiece”) 30. Moreover, the robot 10 has a processing circuit (not shown) incorporated therein as means for teaching the robot 10. The processing circuit includes, for example, a processor for performing various operations and controls, a RAM that temporarily stores data and functions as a working area during image processing, a ROM that stores programs, and peripheral circuits. .

ロボットアーム１は、７軸の関節を有し、各関節は、たとえば、肩関節Ｓ、肘関節Ｅ、手首関節Ｗに分けることができる。すなわち、ロボットアーム１の各関節は、回転関節であるＳ１軸１１、旋回関節であるＳ２軸１２、回転関節であるＳ３軸１３、旋回関節であるＥ１軸１４、回転関節であるＥ２軸１５、旋回関節であるＷ１軸１６、および回転関節であるＷ２軸１７からなる。本実施形態のロボットアーム１では、図２に示すように、肘関節であるＥ１軸１４を冗長軸として、手先の位置・姿勢および肩の位置・姿勢を固定した状態で冗長軸のエルボー角θを変化させることであらゆる姿勢をとることができる。   The robot arm 1 has seven-axis joints, and each joint can be divided into, for example, a shoulder joint S, an elbow joint E, and a wrist joint W. That is, each joint of the robot arm 1 includes an S1 axis 11 that is a rotary joint, an S2 axis 12 that is a rotary joint, an S3 axis 13 that is a rotary joint, an E1 axis 14 that is a rotary joint, an E2 axis 15 that is a rotary joint, It comprises a W1 axis 16 that is a pivot joint and a W2 axis 17 that is a rotary joint. In the robot arm 1 of the present embodiment, as shown in FIG. 2, the elbow angle θ of the redundant axis is fixed with the position / posture of the hand and the position / posture of the shoulder fixed with the E1 axis 14 which is an elbow joint as the redundant axis. Any posture can be taken by changing.

上述したような７軸の関節を有するロボットアーム１を動作させるロボット１０の教示方法は、以下のように処理を行う。   The teaching method of the robot 10 for operating the robot arm 1 having the seven-axis joint as described above performs the following process.

図３は、本実施形態のロボット１０の教示方法の処理内容の一例を示すフローチャートである。なお、本実施形態では、ロボット１０が部品箱２０の中からワーク３０を把持して取り出す作業を例にとって説明する。また、以下の処理は、ロボット１０に組み込まれた処理回路がその役割を担うものとする。   FIG. 3 is a flowchart illustrating an example of processing contents of the teaching method of the robot 10 according to the present embodiment. In the present embodiment, a description will be given of an example in which the robot 10 grasps and takes out the workpiece 30 from the component box 20. In the following processing, a processing circuit incorporated in the robot 10 assumes its role.

まず、本実施形態におけるロボット１０の教示方法は、ロボットアーム１の動作領域を複数の領域に分割し、前記分割された領域ごとにロボットアーム１の基準位置・姿勢を予め教示する（ステップＳ１００）。たとえば、図４に示すように、ロボットアーム１の動作領域である部品箱２０の中を行列状に９分割し、それぞれ分割された領域ごとに基準点Ｐ１〜Ｐ９を抽出する。そして、抽出された基準点Ｐ１〜Ｐ９において、ロボットアーム１が部品箱２０と干渉しないようなロボットアーム１の基準位置・姿勢をそれぞれ予め設定しておく。また、ロボットアーム１の基準位置・姿勢において、冗長軸である肘関節Ｅ１軸１４は、領域内の最適値とする。肘関節Ｅ１軸１４の領域内の最適値とは、たとえば、ロボットアーム１が各領域において、冗長軸を保持したまま他の軸を動作させて、領域内のワークの位置・姿勢にかかわらず、部品箱と干渉せずにワーク３０を把持できる冗長軸の位置・姿勢である。なお、ロボットアーム１の動作領域の分割は、図４に示す分割数または形態に限られず、部品箱、ワーク、またはロボットアームの形状や大きさによって、分割数の増減または領域の大きさを適宜変えることができる。   First, in the teaching method of the robot 10 in the present embodiment, the operation area of the robot arm 1 is divided into a plurality of areas, and the reference position / orientation of the robot arm 1 is taught in advance for each of the divided areas (step S100). . For example, as shown in FIG. 4, the parts box 20 that is the operation area of the robot arm 1 is divided into nine in a matrix, and the reference points P <b> 1 to P <b> 9 are extracted for each divided area. Then, at the extracted reference points P <b> 1 to P <b> 9, reference positions and postures of the robot arm 1 are set in advance so that the robot arm 1 does not interfere with the component box 20. Further, at the reference position / posture of the robot arm 1, the elbow joint E1 axis 14 which is a redundant axis is set to an optimum value in the region. The optimal value in the area of the elbow joint E1 axis 14 is, for example, that the robot arm 1 operates other axes while holding redundant axes in each area, regardless of the position / posture of the workpiece in the area. This is the position / posture of the redundant axis that can grip the workpiece 30 without interfering with the parts box. The division of the operation area of the robot arm 1 is not limited to the division number or form shown in FIG. Can be changed.

次いで、外部（視覚）センサ（図示せず）からワーク３０の位置・姿勢を検出する（ステップＳ１１０）。外部センサは、たとえば、ＣＣＤカメラなどの撮像装置であって、撮像した得られた画像データを処理回路に送信する。   Next, the position / posture of the workpiece 30 is detected from an external (visual) sensor (not shown) (step S110). The external sensor is an imaging device such as a CCD camera, for example, and transmits the obtained image data to the processing circuit.

次いで、検出されたワーク３０の位置・姿勢に基づいて、ワーク３０に対するロボットアーム１の先端部の位置・姿勢を算出する（ステップＳ１２０）。外部センサにより撮像して得られた画像からワーク３０の位置姿勢を算出する方法は、従来の画像検出方法と同様であるので、詳細な説明は省略する。そして、算出したワーク３０の位置・姿勢から、そのワーク３０を把持するためのロボットアーム１の先端部、すなわち、ロボットハンド２の位置・姿勢を算出する。   Next, based on the detected position / posture of the work 30, the position / posture of the tip of the robot arm 1 relative to the work 30 is calculated (step S120). Since the method for calculating the position and orientation of the workpiece 30 from the image obtained by imaging with the external sensor is the same as the conventional image detection method, detailed description thereof is omitted. Then, from the calculated position / posture of the work 30, the tip / end of the robot arm 1 for gripping the work 30, that is, the position / posture of the robot hand 2 is calculated.

次いで、算出されたロボットアーム１の先端部の位置・姿勢が複数の領域の中からどの領域に属するかを判断する（ステップＳ１３０）。どの領域に属するかの算出方法は、たとえば、ロボットアーム１の動作領域をＸＹ座標系で表現して、ロボットアーム１の先端部の位置・姿勢、すなわち、ロボットハンド２の代表点を抽出し、その代表点の座標によってどの領域に属するかを判断する。ロボットハンド２の代表点Ａは、たとえば、図５に示すような位置にある場合、基準点Ｐ２を有する領域に属すると判断される。なお、ロボットハンド２の代表点Ａは、たとえば、ロボットハンド２の中心にすることができ、また、場合によって適宜変更できる。   Next, it is determined to which region the calculated position / posture of the tip of the robot arm 1 belongs from among a plurality of regions (step S130). The calculation method of which region belongs is, for example, expressing the movement region of the robot arm 1 in the XY coordinate system, and extracting the position / posture of the tip of the robot arm 1, that is, the representative point of the robot hand 2, Which region belongs is determined by the coordinates of the representative point. For example, when the representative point A of the robot hand 2 is at a position as shown in FIG. 5, it is determined that it belongs to the region having the reference point P2. The representative point A of the robot hand 2 can be set at the center of the robot hand 2, for example, and can be changed as appropriate.

次いで、属する領域における基準点の基準位置・姿勢に各軸を動作させ、ロボットアーム１を移動させる（ステップＳ１４０）。すなわち、初期状態のロボットアーム１の位置が基準点Ｐ１にあるとすれば、まず、ロボットアーム１を基準点Ｐ１から基準点Ｐ２に移動するために、予め教示されている基準点Ｐ２における基準位置・姿勢になるようにロボットアーム１を動作させる。   Next, each axis is moved to the reference position / posture of the reference point in the region to which the robot belongs, and the robot arm 1 is moved (step S140). That is, assuming that the position of the robot arm 1 in the initial state is at the reference point P1, first, in order to move the robot arm 1 from the reference point P1 to the reference point P2, the reference position at the reference point P2 taught in advance is set. -Operate the robot arm 1 so that it is in a posture.

次いで、ロボットアーム１を基準点Ｐ２における基準位置・姿勢に動作させた後、基準点Ｐ２から目標であるワーク３０に移動させるために、冗長軸Ｅ１軸１４の回転角（エルボー角）を保持したまま、残りの軸の位置・姿勢を算出する（ステップＳ１５０）。   Next, after the robot arm 1 is moved to the reference position / posture at the reference point P2, the rotation angle (elbow angle) of the redundant axis E1 axis 14 is held in order to move the robot arm 1 from the reference point P2 to the target workpiece 30. The position and orientation of the remaining axes are calculated as they are (step S150).

次いで、ロボットハンド２を目標であるワーク３０を把持するために移動させる（ステップＳ１６０）。すなわち、ロボットハンド２を基準点Ｐ２からステップＳ１５０で算出されたロボットハンド２の中心点Ａに移動させる。ロボットアーム１を基準点Ｐ２に動作させ、冗長軸Ｅ１軸１４の位置姿勢を保持することで、障害物である部品箱２０との干渉を回避しつつ、ロボットハンド２を目的のワーク３０に対して移動させることができる。すなわち、図６に示すように、たとえば、冗長軸を部品箱２０と干渉を回避するように設定しないと、図６の破線で示すようにロボットアーム１と部品箱２０とが干渉してしまう。しかしながら、本実施形態のように、図６の実線で示すように予めロボットアーム１と部品箱２０とが干渉しない冗長軸を教示しておくことで、ロボットアーム１と部品箱２０との干渉を回避することができる。なお、図６（ａ）は、部品箱を上から見た図であって、図６（ｂ），（ｃ）は、図６（ａ）の部品箱をそれぞれ側面から見た図である。   Next, the robot hand 2 is moved to hold the target workpiece 30 (step S160). That is, the robot hand 2 is moved from the reference point P2 to the center point A of the robot hand 2 calculated in step S150. By moving the robot arm 1 to the reference point P2 and maintaining the position and orientation of the redundant axis E1 axis 14, the robot hand 2 is moved against the target workpiece 30 while avoiding interference with the parts box 20 that is an obstacle. Can be moved. That is, as shown in FIG. 6, for example, unless the redundant axis is set so as to avoid interference with the component box 20, the robot arm 1 and the component box 20 interfere with each other as indicated by a broken line in FIG. 6. However, as shown in the solid line in FIG. 6, the redundant axis in which the robot arm 1 and the component box 20 do not interfere with each other is taught in advance as in this embodiment, so that the robot arm 1 and the component box 20 are not interfered with each other. It can be avoided. 6A is a view of the component box as viewed from above, and FIGS. 6B and 6C are views of the component box of FIG. 6A as viewed from the side.

次いで、ワークを把持させる（ステップＳ１７０）。   Next, the work is gripped (step S170).

上記処理において、ステップＳ１００の処理は、ロボットアームの動作領域を複数の領域に分割し、前記分割された領域ごとに前記ロボットアームの基準位置および基準姿勢を予め教示する処理に対応する。また、ステップＳ１１０〜Ｓ１２０の処理は、外部センサにより検出された前記ワークの位置および姿勢に基づいて、前記ワークに向かう前記ロボットアームの先端位置および姿勢を算出する処理に対応する。ステップＳ１３０の処理は、ロボットアームの先端位置および姿勢が前記複数の領域の中からどの領域に属するかを判断する処理に対応する。ステップＳ１４０の処理は、ロボットアームの先端位置および姿勢が属する領域における前記基準位置および基準姿勢に前記ロボットアームを動作させる処理に対応する。ステップＳ１５０〜Ｓ１６０の処理は、ロボットアームを前記基準位置および基準姿勢に動作させた後、前記冗長軸を保持したまま、前記ロボットアームの残りの軸を前記ワークに対して動作させる処理に対応する。   In the above process, the process of step S100 corresponds to a process of dividing the motion area of the robot arm into a plurality of areas and teaching the reference position and reference posture of the robot arm in advance for each of the divided areas. The processing in steps S110 to S120 corresponds to processing for calculating the tip position and posture of the robot arm that faces the workpiece based on the position and posture of the workpiece detected by an external sensor. The process of step S130 corresponds to a process of determining which region of the plurality of regions the tip position and posture of the robot arm belong to. The processing in step S140 corresponds to processing for operating the robot arm to the reference position and reference posture in the region to which the tip position and posture of the robot arm belong. The processes in steps S150 to S160 correspond to a process of operating the remaining axes of the robot arm with respect to the workpiece while holding the redundant axis after operating the robot arm to the reference position and reference posture. .

以上のように、本実施形態の冗長ロボットの教示方法によれば、ロボットアームの動作領域を複数の領域に分割し、前記分割された領域ごとに前記ロボットアームの基準位置および基準姿勢を予め教示する。したがって、ワークの位置姿勢および障害物に応じて、ロボットアームにおける冗長軸の最適な位置姿勢を指定することができる。ここで、参考として、従来の冗長ロボットの教示方法の処理内容を図７のフローチャートに示す。従来の冗長ロボットの教示方法は、図８に示すように、検出されたワークの位置・姿勢に基づいて、初期状態の基準点Ｐ１から目標とするワークに対してロボットアームの先端部の位置・姿勢に直接動作させるものであった。したがって、従来の教示方法によれば、ワークごとに最適な冗長軸を指定しなければならず、本発明では、ワークおよび障害粒に応じて領域ごとに最適な冗長軸を指定することで、障害物との干渉の回避を可能とした。   As described above, according to the redundant robot teaching method of the present embodiment, the operation area of the robot arm is divided into a plurality of areas, and the reference position and reference posture of the robot arm are previously taught for each of the divided areas. To do. Therefore, the optimal position and orientation of the redundant axis in the robot arm can be designated according to the position and orientation of the workpiece and the obstacle. Here, as a reference, the processing content of the conventional redundant robot teaching method is shown in the flowchart of FIG. As shown in FIG. 8, the conventional redundant robot teaching method is based on the detected position / posture of the workpiece, and the position / position of the tip of the robot arm with respect to the target workpiece from the reference point P1 in the initial state. It was intended to move directly to the posture. Therefore, according to the conventional teaching method, the optimum redundant axis must be designated for each workpiece. In the present invention, the optimum redundant axis is designated for each region in accordance with the workpiece and the failure grain. It was possible to avoid interference with objects.

また、本実施形態の冗長ロボットの教示方法によれば、ワークがどの領域に属するかを判断して、その属する領域の基準位置・姿勢にロボットアームを移動させることで、従来技術のように複雑な計算・工数を要せずに、容易に障害物との干渉を回避することができる。   Further, according to the teaching method of the redundant robot of the present embodiment, it is determined as to which area the work belongs, and the robot arm is moved to the reference position / posture of the area to which the work belongs, so that it is complicated as in the prior art. It is possible to easily avoid interference with an obstacle without requiring a lot of calculation and man-hours.

さらに、本実施形態の冗長ロボットの教示方法によれば、ロボットアームを基準位置および基準姿勢に動作させた後、冗長軸を保持したまま、ロボットアームの残りの軸をワークに対して動作させる。したがって、冗長軸が最適値に保持されることで、障害物との干渉を確実に回避しつつ、ロボットアームをワークに対して動作させることができる。   Further, according to the redundant robot teaching method of the present embodiment, after the robot arm is moved to the reference position and the reference posture, the remaining axes of the robot arm are moved with respect to the workpiece while holding the redundant axes. Therefore, by maintaining the redundant axis at the optimum value, the robot arm can be operated with respect to the workpiece while reliably avoiding interference with the obstacle.

以上のように本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は、以上の実施形態に限定されるべきものではなく、特許請求の範囲に表現された思想および範囲を逸脱することなく、種々の変形、追加、および省略が当業者によって可能である。   The preferred embodiments of the present invention have been described above. However, the present invention should not be limited to the above embodiments, and does not depart from the spirit and scope expressed in the claims. Various modifications, additions, and omissions are possible by those skilled in the art.

たとえば、本発明は、７軸の関節を有する冗長ロボットに限られず、たとえば、冗長軸を２軸有した８軸の関節を有する冗長ロボット、または、８軸以上の関節を有する冗長ロボットにも適用できることはもちろんである。   For example, the present invention is not limited to a redundant robot having 7-axis joints. For example, the present invention is also applicable to a redundant robot having 8-axis joints having 2 redundant axes or a redundant robot having 8-axis or more joints. Of course you can.

また、本発明は、ロボットアームの先端部によってワークを把持する場合に限られず、たとえば、ワークが磁気性を有し、ロボットアームの先端部に磁石を取り付けた場合は、ロボットアームを領域ごとの基準位置および基準姿勢に動作させるだけでワークを吸着して取り出すこともできる。   Further, the present invention is not limited to the case where the workpiece is gripped by the tip portion of the robot arm. For example, when the workpiece has magnetic properties and a magnet is attached to the tip portion of the robot arm, the robot arm is attached to each region. The workpiece can be picked up and taken out simply by moving it to the reference position and the reference posture.

さらに、本発明は、ロボットアームの動作領域を二次元的、すなわち、平面的に複数の領域に分割される場合を説明したが、これに限られない。すなわち、ロボットアームの動作領域を、平面上のみならず深さ方向を含めて三次元的に複数の領域分割し、分割された領域ごとにロボットアームの基準位置および基準姿勢を予め教示してもよい。三次元的に複数の領域に分割することで、ロボットアーム２は、障害物との干渉をより確実に回避することができる。   Furthermore, although the present invention has been described with respect to the case where the motion area of the robot arm is divided into a plurality of areas in a two-dimensional manner, that is, in a planar manner, the present invention is not limited to this. That is, the operation area of the robot arm can be divided into a plurality of three-dimensional areas including not only on the plane but also in the depth direction, and the reference position and reference posture of the robot arm can be taught in advance for each divided area. Good. By dividing into a plurality of regions three-dimensionally, the robot arm 2 can avoid interference with an obstacle more reliably.

さらに、上記の説明では、各処理をロボット１内に組み込まれた処理回路で実行する場合を説明したが、本発明はこの場合に限られず、たとえば、各処理をロボット１とは別途用意されたＰＣで行い、ＰＣとロボット１とが通信インターフェースを介して相互に情報を通信する形態とすることもできる。   Furthermore, in the above description, the case where each process is executed by the processing circuit incorporated in the robot 1 has been described. However, the present invention is not limited to this case. For example, each process is prepared separately from the robot 1. It is also possible to use a form in which the PC and the robot 1 communicate information with each other via a communication interface.

本発明の一実施形態による冗長ロボットを示す概略図である。1 is a schematic diagram illustrating a redundant robot according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態による冗長ロボットの冗長性とエルボー角を示す概略図である。It is the schematic which shows the redundancy and elbow angle of the redundant robot by one Embodiment of this invention. 本実施形態のロボットの教示方法の処理内容の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the processing content of the teaching method of the robot of this embodiment. 本実施形態のロボットの動作領域の領域分割と代表点を示す図である。It is a figure which shows the area | region division and representative point of the operation area | region of the robot of this embodiment. 本実施形態のロボットの動作手順を示す図である。It is a figure which shows the operation | movement procedure of the robot of this embodiment. 本実施形態の冗長軸を活用して障害物と干渉回避の様子を示す概略図である。It is the schematic which shows the mode of an obstacle and interference avoidance using the redundant axis of this embodiment. 従来のロボットの教示方法の処理内容の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the processing content of the teaching method of the conventional robot. 従来のロボットの動作手順を示す図である。It is a figure which shows the operation | movement procedure of the conventional robot.

符号の説明Explanation of symbols

１ ロボットアーム、
２ ロボットハンド、
１０ 冗長ロボット、
２０ 部品箱、
３０ ワーク。 1 Robot arm,
2 Robot hand,
10 redundant robots,
20 parts box,
30 work.

Claims (4)

ワークを外部センサにより検出し、当該検出されたワークに対して冗長軸を含めた７軸以上の関節を有するロボットアームを動作させる冗長ロボットの教示方法において、
前記ロボットアームの動作領域を複数の領域に分割し、前記分割された領域ごとに前記ロボットアームの基準位置および基準姿勢を予め教示する段階を含むことを特徴とする冗長ロボットの教示方法。 In a redundant robot teaching method of detecting a workpiece by an external sensor and operating a robot arm having a joint of seven axes or more including a redundant axis with respect to the detected workpiece.
A redundant robot teaching method comprising: dividing an operation area of the robot arm into a plurality of areas, and previously teaching a reference position and a reference posture of the robot arm for each of the divided areas. さらに、前記外部センサにより検出された前記ワークの位置および姿勢に基づいて、前記ワークに向かう前記ロボットアームの先端部の位置および姿勢を算出する段階と、
前記ロボットアームの先端部が前記複数の領域の中からどの領域に属するかを判断する段階と、
前記ロボットアームの先端部が属する領域における前記基準位置および基準姿勢に前記ロボットアームを動作させる段階と、
を含むことを特徴とする請求項１に記載の冗長ロボットの教示方法。 Furthermore, based on the position and orientation of the workpiece detected by the external sensor, calculating the position and orientation of the tip of the robot arm that faces the workpiece;
Determining which region of the plurality of regions the tip of the robot arm belongs to;
Operating the robot arm to the reference position and reference posture in the region to which the tip of the robot arm belongs;
The redundant robot teaching method according to claim 1, further comprising: さらに、前記ロボットアームを前記基準位置および基準姿勢に動作させた後、前記冗長軸を保持したまま、前記ロボットアームの残りの軸を前記ワークに対して動作させる段階を含むことを特徴とする請求項２に記載の冗長ロボットの教示方法。   The method further comprises the step of operating the remaining axes of the robot arm with respect to the workpiece while holding the redundant axis after operating the robot arm to the reference position and reference posture. Item 3. A redundant robot teaching method according to Item 2. 前記ロボットアームの基準位置および基準姿勢を予め教示する段階において、
前記ロボットアームの動作領域は、三次元的に複数の領域に分割されることを特徴とする請求項１に記載の冗長ロボットの教示方法。 In the step of teaching the reference position and reference posture of the robot arm in advance,
The redundant robot teaching method according to claim 1, wherein an operation area of the robot arm is divided into a plurality of areas three-dimensionally.
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