JP2979552B2 - ロボットの制御方法 - Google Patents
ロボットの制御方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、６軸関節形ロボットのティーチング操作時
の動作制御方法に関する。
の動作制御方法に関する。
従来、６軸関節形ロボットのティーチング操作におい
て、ロボットが把持するワークの姿勢を任意の作業点に
対して所望の相対姿勢に変化させる場合、次のような動
作制御を行っていた。
て、ロボットが把持するワークの姿勢を任意の作業点に
対して所望の相対姿勢に変化させる場合、次のような動
作制御を行っていた。
（１） ロボットの各軸を単独に動作させて所望のワー
ク姿勢をとる。
ク姿勢をとる。
（２） ロボット本体の有する基準座標軸回りの回転動
作と基準座標軸方向の平行移動により所望のワーク姿勢
をとる（第７図参照）。
作と基準座標軸方向の平行移動により所望のワーク姿勢
をとる（第７図参照）。
（３） ロボット本体の有するツール座標軸回りの回転
動作とツール座標軸方向の平行移動により所望のワーク
姿勢をとる（第７図参照）。
動作とツール座標軸方向の平行移動により所望のワーク
姿勢をとる（第７図参照）。
前記の（２），（３）の回転動作はロボットの制御点
Ｒを回転中心として動作制御を行う。
Ｒを回転中心として動作制御を行う。
ところが、前記の方法では、ロボットの各軸を単独に
動作させたりロボットの制御点Ｒを回転中心として、あ
る座標軸回りに回転動作させてロボットの把持するワー
クを任意の作業点に対して所望の相対姿勢となるよう動
作させた場合、第７図に示すように、Ｐ点の位置を変化
させずにワークの姿勢だけを変化させることができず
に、回転動作と平行移動を繰り返し操作する必要がある
ため、ティーチング作業時間が長くかかるという問題が
あった。
動作させたりロボットの制御点Ｒを回転中心として、あ
る座標軸回りに回転動作させてロボットの把持するワー
クを任意の作業点に対して所望の相対姿勢となるよう動
作させた場合、第７図に示すように、Ｐ点の位置を変化
させずにワークの姿勢だけを変化させることができず
に、回転動作と平行移動を繰り返し操作する必要がある
ため、ティーチング作業時間が長くかかるという問題が
あった。
そこで本発明は、ロボットの把持するワークと任意の
作業点Ａとの相対姿勢を、第６図に示すようにＰ点の位
置を変化させることなく動作させることを目的とする。
作業点Ａとの相対姿勢を、第６図に示すようにＰ点の位
置を変化させることなく動作させることを目的とする。
この目的を達成するため、本発明のロボットの制御方
法は、ワークを把持して作業を行うロボットを、下記の
ステップで制御することを特徴とする。
法は、ワークを把持して作業を行うロボットを、下記の
ステップで制御することを特徴とする。
（１）ツール寸法が正しく測定された測定用ツールをロ
ボットの手首部に装着して任意の作業点Ａの座標を教示
する。
ボットの手首部に装着して任意の作業点Ａの座標を教示
する。
（２）ワークをロボットで把持して教示する際に用いる
前記任意の作業点Ａを原点とする直交座標系を４×４マ
トリクスのＳで次のように定義する。
前記任意の作業点Ａを原点とする直交座標系を４×４マ
トリクスのＳで次のように定義する。
Ｓ＝Ｚ・Ｓ 但し、Ａ＝（pxs pys pzs） ▲▼＝（nxs nys nzs） ▲▼＝（Oxs Oys Ozs） ▲▼＝（axs ays azs） ▲▼，▲▼，▲▼は単位ベクトル （３）ティーチング操作する際に、前記任意の作業点Ａ
を一時的にロボット制御点Ｒから見たエンドエフェクタ
として演算する。
を一時的にロボット制御点Ｒから見たエンドエフェクタ
として演算する。
Ｓ＝Ｚ・Ｔ・Ｅ Ｅ＝T-1・Ｓ ここでＴはロボットの制御点Ｒを表すマトリクス、Ｅ
はロボットの制御点Ｒから作業点Ａまでのエンドエフェ
クタを表すマトリクス。
はロボットの制御点Ｒから作業点Ａまでのエンドエフェ
クタを表すマトリクス。
（４）作業点Ａに定義された座標系のXU回り、YU軸回り
及びZU軸回りの回転動作の回転角度をそれぞれψ，φ及
びθとし、回転移動マトリクスＭを、 とする。
及びZU軸回りの回転動作の回転角度をそれぞれψ，φ及
びθとし、回転移動マトリクスＭを、 とする。
（５）ワークを把持して行うロボットの実際の作業に際
し、前記任意の作業点Ａの座標系Ｓの見掛け上の座標系
Ｓ′を Ｓ′＝Ｓ・Ｍ と表し、ロボットを、 Ｔ′・Ｅ＝Ｓ′ Ｔ′＝Ｓ′E-1 で表されるＴ′の６軸のリンク角で動作させる。
し、前記任意の作業点Ａの座標系Ｓの見掛け上の座標系
Ｓ′を Ｓ′＝Ｓ・Ｍ と表し、ロボットを、 Ｔ′・Ｅ＝Ｓ′ Ｔ′＝Ｓ′E-1 で表されるＴ′の６軸のリンク角で動作させる。
以下、本発明を、実施例に基づいて具体的に説明す
る。
る。
第１図は本発明のロボットの制御方法を実施するため
のロボット制御装置の構成例を示すブロック図、第２図
はCPUの処理手順を示すフローチャートである。
のロボット制御装置の構成例を示すブロック図、第２図
はCPUの処理手順を示すフローチャートである。
まず、第３図に示すように、ツール寸法が正しく測定
されたツール２をロボット１の手首部に装着して任意の
作業点A3の座標を教示する。次に、第４図に示すよう
に、Ｂ点及びＣ点にツール２を移動し教示する。ただ
し、Ａ点〜Ｃ点の関係は次の通りである。
されたツール２をロボット１の手首部に装着して任意の
作業点A3の座標を教示する。次に、第４図に示すよう
に、Ｂ点及びＣ点にツール２を移動し教示する。ただ
し、Ａ点〜Ｃ点の関係は次の通りである。
Ａ点・・・作業点（座標の原点） Ｂ点・・・XU軸方向 Ｃ点・・・YU軸方向 ▲▼，▲▼の外積をZU軸方向とする。
第５図に示すように、A,B,C点の座標値よりロボット
の基準座標Ｚから見た任意の作業点Ａでの座標系をＳ
（４×４マトリクス）で定義すると、 Ｓ＝Ｚ・Ｓ となる。
の基準座標Ｚから見た任意の作業点Ａでの座標系をＳ
（４×４マトリクス）で定義すると、 Ｓ＝Ｚ・Ｓ となる。
但し、Ａ＝（pxs pys pzs）Ｕ ＝（nxs nys nzs）Ｕ ＝（Oxs Oys Ozs）Ｕ ＝（axs ays azs）U ,U,Ｕは単位ベクトル 次に、ティーチング操作する際に、任意の作業点Ａを
一時的にロボット制御点Ｒから見たエンドエフェクタと
して演算する（第５図）。
一時的にロボット制御点Ｒから見たエンドエフェクタと
して演算する（第５図）。
Ｓ＝Ｚ・Ｔ・Ｅ Ｅ＝T-1・Ｓ ここでＴはロボットの制御点Ｒを表すマトリクス、Ｅ
はロボットの制御点Ｒから作業点Ａまでのエンドエフェ
クタを表すマトリクスである。
はロボットの制御点Ｒから作業点Ａまでのエンドエフェ
クタを表すマトリクスである。
ここで作業点Ａに定義された座標系のZU軸回りの回転
動作を例にとって説明する。回転角度をθとすると、回
転移動マトリクスＭは、 となり、任意の作業点Ａの座表系Ｓは見掛け上、Ｓ′ Ｓ′＝Ｓ・Ｍ と表されるため、ロボットは、 Ｔ′・Ｅ＝Ｓ′ Ｔ′＝Ｓ′E-1 で表されるＴ′の６軸のリンク角を算出すればよい。
動作を例にとって説明する。回転角度をθとすると、回
転移動マトリクスＭは、 となり、任意の作業点Ａの座表系Ｓは見掛け上、Ｓ′ Ｓ′＝Ｓ・Ｍ と表されるため、ロボットは、 Ｔ′・Ｅ＝Ｓ′ Ｔ′＝Ｓ′E-1 で表されるＴ′の６軸のリンク角を算出すればよい。
この算出方法としては、例えば特開昭62−193786号公
報に記載された方法を用いることができる。算出された
リンク角により各軸に対して動作指令を出力することに
より、ロボットの把持するワーク姿勢を第６図に示すよ
うに動作させることが可能となる。XU軸、YU軸回りの回
転動作も同様である。すなわち、作業点Ａに定義された
座標系のXU回り、YU軸回り及びZU軸回りの回転動作の回
転角度をそれぞれψ、φ及びθとすると、回転移動マト
リクスＭは、 となり、任意の作業点Ａの座標系Ｓの見掛け上の座標系
Ｓ′は Ｓ′＝Ｓ・Ｍ と表わされるため、ロボットは、 Ｔ′・Ｅ＝Ｓ′ Ｔ′＝Ｓ′E-1 で表されるＴ′の６軸のリンク角を算出して、これに基
づいてワークを動作させることになる。
報に記載された方法を用いることができる。算出された
リンク角により各軸に対して動作指令を出力することに
より、ロボットの把持するワーク姿勢を第６図に示すよ
うに動作させることが可能となる。XU軸、YU軸回りの回
転動作も同様である。すなわち、作業点Ａに定義された
座標系のXU回り、YU軸回り及びZU軸回りの回転動作の回
転角度をそれぞれψ、φ及びθとすると、回転移動マト
リクスＭは、 となり、任意の作業点Ａの座標系Ｓの見掛け上の座標系
Ｓ′は Ｓ′＝Ｓ・Ｍ と表わされるため、ロボットは、 Ｔ′・Ｅ＝Ｓ′ Ｔ′＝Ｓ′E-1 で表されるＴ′の６軸のリンク角を算出して、これに基
づいてワークを動作させることになる。
以上の制御方法を実施するためのロボット制御装置の
構成を示すブロック図が第１図である。
構成を示すブロック図が第１図である。
第１図に示すようにロボット制御装置は記憶部10とCP
U処理部20により構成されている。その動作を、第２図
のフローチャートに従って説明する。まず、ステップ10
0に示すように任意の作業点Ａの座標をロボットで教示
する。次に、ステップ110に示すように、教示点より作
業点の座標Ｓを演算し、記憶部10の記憶エリアを格納す
る。次のステップ120においては、ティーチボックスの
信号によりCPUへ動作命令が出されると、ロボットの制
御点Ｒから作業点ＡまでのエンドエフェクタＥを算出す
る。ステップ130では、作業点Ａの回転座標Ｓ′と元の
エンドエフェクタＥよりロボットの制御点座標Ｔ′を算
出する。ステップ140では、ロボットの制御点座表Ｔ′
より各軸のリンク角を算出し、動作指令を出力する。
U処理部20により構成されている。その動作を、第２図
のフローチャートに従って説明する。まず、ステップ10
0に示すように任意の作業点Ａの座標をロボットで教示
する。次に、ステップ110に示すように、教示点より作
業点の座標Ｓを演算し、記憶部10の記憶エリアを格納す
る。次のステップ120においては、ティーチボックスの
信号によりCPUへ動作命令が出されると、ロボットの制
御点Ｒから作業点ＡまでのエンドエフェクタＥを算出す
る。ステップ130では、作業点Ａの回転座標Ｓ′と元の
エンドエフェクタＥよりロボットの制御点座標Ｔ′を算
出する。ステップ140では、ロボットの制御点座表Ｔ′
より各軸のリンク角を算出し、動作指令を出力する。
以上に説明したように、本発明によれば、任意の作業
点を一時的にロボット制御点からのエンドエフェクタと
して回転動作制御することにより、ロボットの把持する
ワークの姿勢を任意の作業点に対して所望の相対姿勢と
なるように短時間で変更することができ、ティーチング
時間の短縮に大きな効果がある。
点を一時的にロボット制御点からのエンドエフェクタと
して回転動作制御することにより、ロボットの把持する
ワークの姿勢を任意の作業点に対して所望の相対姿勢と
なるように短時間で変更することができ、ティーチング
時間の短縮に大きな効果がある。
第１図は本発明のロボットの制御方法を実施するための
ロボット制御装置の構成例を示すブロック図、第２図は
その処理手順を示すフローチャート、第３図及び第４図
は任意の作業点の座標定義を示す図、第５図はロボット
制御点と任意の作業点の関係を示すベクトル図、第６図
は本発明での動作例を示す説明図、第７図は従来のティ
ーチング動作例を示す説明図である。
ロボット制御装置の構成例を示すブロック図、第２図は
その処理手順を示すフローチャート、第３図及び第４図
は任意の作業点の座標定義を示す図、第５図はロボット
制御点と任意の作業点の関係を示すベクトル図、第６図
は本発明での動作例を示す説明図、第７図は従来のティ
ーチング動作例を示す説明図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭64−37603（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−193016（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−29806（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−184806（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G05B 19/42
Claims (1)
- 【請求項１】ワークを把持して作業を行うロボットを、
下記のステップで制御することを特徴とするロボットの
制御方法。 （１）ツール寸法が正しく測定された測定用ツールをロ
ボットの手首部に装着して任意の作業点Ａの座標を教示
する。 （２）ワークをロボットで把持して教示する際に用いる
前記任意の作業点Ａを原点とする直交座標系を４×４マ
トリクスのＳで次のように定義する。 Ｓ＝Ｚ・Ｓ 但し、Ａ＝（pxs pys pzs） ▲▼＝（nxs nys nzs） ▲▼＝（Oxs Oys Ozs） ▲▼＝（axs ays azs） ▲▼，▲▼，▲▼は単位ベクトル （３）ティーチング操作する際に、前記任意の作業点Ａ
を一時的にロボット制御点Ｒから見たエンドエフェクタ
として演算する。 Ｓ＝Ｚ・Ｔ・Ｅ Ｅ＝T-1・Ｓ ここでＴはロボットの制御点Ｒを表すマトリクス、Ｅは
ロボットの制御点Ｒから作業点Ａまでのエンドエフェク
タを表すマトリクス。 （４）作業点Ａに定義された座標系のXU回り、YU軸回り
及びZU軸回りの回転動作の回転角度をそれぞれψ，φ及
びθとし、回転移動マトリクスＭを、 とする。 （５）ワークを把持して行うロボットの実際の作業に際
し、前記任意の作業点Ａの座標系Ｓの見掛け上の座標系
Ｓ′を Ｓ′＝Ｓ・Ｍ と表し、ロボットを、 Ｔ′・Ｅ＝Ｓ′ Ｔ′＝Ｓ′E-1 で表されるＴ′の６軸のリンク角で動作させる。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1223986A JP2979552B2 (ja) | 1989-08-29 | 1989-08-29 | ロボットの制御方法 |
| EP90912489A EP0440816B1 (en) | 1989-08-29 | 1990-08-27 | Robot control method |
| DE69032398T DE69032398T2 (de) | 1989-08-29 | 1990-08-27 | Robotersteuerungsverfahren |
| PCT/JP1990/001082 WO1991003779A1 (en) | 1989-08-29 | 1990-08-27 | Robot control method |
| US07/684,921 US5222199A (en) | 1989-08-29 | 1990-08-29 | Robot control method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1223986A JP2979552B2 (ja) | 1989-08-29 | 1989-08-29 | ロボットの制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0385608A JPH0385608A (ja) | 1991-04-10 |
| JP2979552B2 true JP2979552B2 (ja) | 1999-11-15 |
Family
ID=16806791
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1223986A Expired - Fee Related JP2979552B2 (ja) | 1989-08-29 | 1989-08-29 | ロボットの制御方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5222199A (ja) |
| EP (1) | EP0440816B1 (ja) |
| JP (1) | JP2979552B2 (ja) |
| DE (1) | DE69032398T2 (ja) |
| WO (1) | WO1991003779A1 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| JPH0615589A (ja) * | 1992-07-03 | 1994-01-25 | Daihen Corp | 産業用ロボット制御装置 |
| EP0671246A3 (de) * | 1994-03-09 | 1998-05-27 | Siemens Aktiengesellschaft | Greiferbezogenes Handverfahren |
| JP4700646B2 (ja) * | 2007-03-26 | 2011-06-15 | 株式会社神戸製鋼所 | ワーク位置決め装置の制御装置およびそのプログラム |
| JP2010023128A (ja) * | 2008-07-15 | 2010-02-04 | Yaskawa Electric Corp | ロボットシステム |
| DE102013007742B4 (de) | 2012-05-21 | 2019-12-05 | teconsult GmbH precision robotics | Verfahren und Vorrichtung zur Wiederherstellung der Betriebsbereitschaft einer mehrachsigen Bewegungseinrichtung |
| DE102017008316A1 (de) * | 2017-09-05 | 2019-03-07 | Audi Ag | Bearbeitungssystem mit einer auf einem Fahrzeug angeordneten Aufnahmeeinheit für mindestens ein Bauteil und Verfahren zum Bearbeiten mindestens eines Bauteils |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4456961A (en) * | 1982-03-05 | 1984-06-26 | Texas Instruments Incorporated | Apparatus for teaching and transforming noncoincident coordinate systems |
| JPS59189415A (ja) * | 1983-04-13 | 1984-10-27 | Hitachi Ltd | 工業用ロボツトの動作教示方法および装置 |
| JPS60193016A (ja) * | 1984-03-14 | 1985-10-01 | Toyota Motor Corp | ロボツト装置 |
| JPS6142004A (ja) * | 1984-08-06 | 1986-02-28 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | 追従ロボツト装置 |
| JPS61229107A (ja) * | 1985-04-04 | 1986-10-13 | Omron Tateisi Electronics Co | 自動機械群の協調運転方式 |
| US4817017A (en) * | 1985-04-08 | 1989-03-28 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Industrial robot |
| JPS6244809A (ja) * | 1985-08-23 | 1987-02-26 | Hitachi Ltd | ロボツト教示方式 |
| JPS63216689A (ja) * | 1987-03-04 | 1988-09-08 | 株式会社日立製作所 | 自動作業装置 |
| JP2691985B2 (ja) * | 1987-08-04 | 1997-12-17 | ファナック 株式会社 | ロボットの軌跡制御方法 |
| JP2572093B2 (ja) * | 1987-12-28 | 1997-01-16 | 本田技研工業株式会社 | ロボットのティーチング方法 |
| JPH079606B2 (ja) * | 1988-09-19 | 1995-02-01 | 豊田工機株式会社 | ロボット制御装置 |
| JP2786225B2 (ja) * | 1989-02-01 | 1998-08-13 | 株式会社日立製作所 | 工業用ロボットの制御方法及び装置 |
| US5053976A (en) * | 1989-05-22 | 1991-10-01 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Method of teaching a robot |
-
1989
- 1989-08-29 JP JP1223986A patent/JP2979552B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1990
- 1990-08-27 DE DE69032398T patent/DE69032398T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1990-08-27 EP EP90912489A patent/EP0440816B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1990-08-27 WO PCT/JP1990/001082 patent/WO1991003779A1/ja active IP Right Grant
- 1990-08-29 US US07/684,921 patent/US5222199A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE69032398T2 (de) | 1999-03-25 |
| US5222199A (en) | 1993-06-22 |
| EP0440816B1 (en) | 1998-06-10 |
| WO1991003779A1 (en) | 1991-03-21 |
| EP0440816A4 (en) | 1994-05-18 |
| EP0440816A1 (en) | 1991-08-14 |
| DE69032398D1 (de) | 1998-07-16 |
| JPH0385608A (ja) | 1991-04-10 |
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