JP3196972B2 - ロボットダイレクト教示装置 - Google Patents
ロボットダイレクト教示装置Info
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- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
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-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B19/00—Programme-control systems
- G05B19/02—Programme-control systems electric
- G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
- G05B19/409—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by using manual data input [MDI] or by using control panel, e.g. controlling functions with the panel; characterised by control panel details or by setting parameters
-
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- G05B19/42—Recording and playback systems, i.e. in which the programme is recorded from a cycle of operations, e.g. the cycle of operations being manually controlled, after which this record is played back on the same machine
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はロボットの動作位置及び
姿勢を教示するロボットダイレクト教示装置に関するも
のである。
姿勢を教示するロボットダイレクト教示装置に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】従来のペンダントによる教示装置は、ロ
ボットの手先の位置,姿勢の制御、及び関節軸の制御を
行っている。
ボットの手先の位置,姿勢の制御、及び関節軸の制御を
行っている。
【0003】また、従来の力覚センサによるダイレクト
教示として、ロボットの直接教示装置及び直接教示方法
が特開昭3−123907号公報に記載されている。即
ち、手先効果器を取付けたアームのリスト部に力センサ
を備え、この力センサの出力する力信号を制御手段に入
力し前記力信号に基づき力制御に従って前記アームを誘
導し教示作業を行うロボット教示装置において、前記ア
ームを誘導する操作感を複数の操作感モードのうちいず
れかに設定することが可能なモード設定手段と、このモ
ード設定手段で設定されたモードをアーム誘導中に切換
えるためのモード切換え手段とを備えることを特徴とす
るロボットの直接教示装置が記載されている。
教示として、ロボットの直接教示装置及び直接教示方法
が特開昭3−123907号公報に記載されている。即
ち、手先効果器を取付けたアームのリスト部に力センサ
を備え、この力センサの出力する力信号を制御手段に入
力し前記力信号に基づき力制御に従って前記アームを誘
導し教示作業を行うロボット教示装置において、前記ア
ームを誘導する操作感を複数の操作感モードのうちいず
れかに設定することが可能なモード設定手段と、このモ
ード設定手段で設定されたモードをアーム誘導中に切換
えるためのモード切換え手段とを備えることを特徴とす
るロボットの直接教示装置が記載されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従来のペンダントによ
る教示装置は、ペンダント教示装置の使用方法に習熟す
る必要がある。
る教示装置は、ペンダント教示装置の使用方法に習熟す
る必要がある。
【0005】また、従来の力覚センサによるロボットの
直接教示装置では、軽い操作力と力制御系の安定性を両
立するのが難しく、ロボットの手先を持って位置、姿勢
を教示するため、操作者の安全性を保証するのに考慮す
る必要がある。
直接教示装置では、軽い操作力と力制御系の安定性を両
立するのが難しく、ロボットの手先を持って位置、姿勢
を教示するため、操作者の安全性を保証するのに考慮す
る必要がある。
【0006】本発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
で、ロボットと離れた位置で、ロボットの動きを簡易に
教示することを可能とするロボットダイレクト教示装置
を提供することを目的とする。
で、ロボットと離れた位置で、ロボットの動きを簡易に
教示することを可能とするロボットダイレクト教示装置
を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために、ロボットの根元のワールド座標系に対する
先端のツール座標系の変換量を指定する6自由度ポイン
ティング装置と、前記6自由度ポインティング装置の球
面上の1接触点のロール角、ピッチ角から計算されるロ
ボットの位置の並進移動方向指示手段と、前記6自由度
ポインティング装置の球面上の1接触点の接触時間に比
例するロボットの位置の並進移動量指示手段と、前記6
自由度ポインティング装置の球面上の2接触点から計算
される回転軸の方向から設定されるロボットの手先の回
転方向指示手段と、前記6自由度ポインティング装置の
球面上の2接触点の接触時間に比例するロボットの手先
の回転量指示手段とを具備することを特徴とするもので
ある。
するために、ロボットの根元のワールド座標系に対する
先端のツール座標系の変換量を指定する6自由度ポイン
ティング装置と、前記6自由度ポインティング装置の球
面上の1接触点のロール角、ピッチ角から計算されるロ
ボットの位置の並進移動方向指示手段と、前記6自由度
ポインティング装置の球面上の1接触点の接触時間に比
例するロボットの位置の並進移動量指示手段と、前記6
自由度ポインティング装置の球面上の2接触点から計算
される回転軸の方向から設定されるロボットの手先の回
転方向指示手段と、前記6自由度ポインティング装置の
球面上の2接触点の接触時間に比例するロボットの手先
の回転量指示手段とを具備することを特徴とするもので
ある。
【0008】
【作用】上記手段により、ペンダントにつけられた6自
由度ポインティング装置に接触することで、キーで直接
指示することが難しかったロボットの位置と姿勢の教示
が、離れた場所から可能になる。なお、通常ロボットを
用いる作業においてはロボット手先部の位置とその姿勢
(工具等の方向)を教示する必要がある。位置はX,
Y,Zの3自由度を、姿勢は例えばx軸周り、y軸周
り、z軸周りの角度であるピッチ角、ロール角、ヨー角
の3つの角度の自由度を持ち、全部で6自由度となる。
この6自由度という表現はロボット技術、あるいは一般
的に空間内の物体の位置姿勢を扱う理論または技術にお
いて、物体の位置姿勢を決定する基本パラメータとし
て、たとえば位置を示す座標という表現と同等に広く一
般的に使用されている。空間内の位置姿勢すべてを指定
し、物体の状態を一義的に決定する場合に、位置だけを
示す座標という表現と区別して使用される。本発明にお
ける6自由度ポインティング装置という表現の6自由度
という言葉は位置姿勢すべてのパラメータを決定できる
装置ということを意味しており、この装置の持つ機能や
出力する数値と6自由度の各自由度との個々の対応関係
を述べているものではない。本発明では、この手先部の
6自由度の位置、姿勢を教示すること、そしてその教示
を可能とする6自由度ポインティング装置を用いること
を特徴とする。
由度ポインティング装置に接触することで、キーで直接
指示することが難しかったロボットの位置と姿勢の教示
が、離れた場所から可能になる。なお、通常ロボットを
用いる作業においてはロボット手先部の位置とその姿勢
(工具等の方向)を教示する必要がある。位置はX,
Y,Zの3自由度を、姿勢は例えばx軸周り、y軸周
り、z軸周りの角度であるピッチ角、ロール角、ヨー角
の3つの角度の自由度を持ち、全部で6自由度となる。
この6自由度という表現はロボット技術、あるいは一般
的に空間内の物体の位置姿勢を扱う理論または技術にお
いて、物体の位置姿勢を決定する基本パラメータとし
て、たとえば位置を示す座標という表現と同等に広く一
般的に使用されている。空間内の位置姿勢すべてを指定
し、物体の状態を一義的に決定する場合に、位置だけを
示す座標という表現と区別して使用される。本発明にお
ける6自由度ポインティング装置という表現の6自由度
という言葉は位置姿勢すべてのパラメータを決定できる
装置ということを意味しており、この装置の持つ機能や
出力する数値と6自由度の各自由度との個々の対応関係
を述べているものではない。本発明では、この手先部の
6自由度の位置、姿勢を教示すること、そしてその教示
を可能とする6自由度ポインティング装置を用いること
を特徴とする。
【0009】
【実施例】以下図面を参照して本発明の実施例を詳細に
説明する。
説明する。
【0010】図1は本発明の一実施例を示す構成図であ
る。即ち、ロボット1,制御装置2,及び6自由度ポイ
ンティング装置4を有するペンダント3より構成され
る。
る。即ち、ロボット1,制御装置2,及び6自由度ポイ
ンティング装置4を有するペンダント3より構成され
る。
【0011】図2は6自由度ポインティング装置4を有
するペンダント3の一例のイメージを示す斜視図であ
る。即ち、6自由度ポインティング装置4を有するペン
ダント3は、従来のキーやジョイステックによる教示の
ほかに、6自由度ポインティングによる教示を可能とす
る。
するペンダント3の一例のイメージを示す斜視図であ
る。即ち、6自由度ポインティング装置4を有するペン
ダント3は、従来のキーやジョイステックによる教示の
ほかに、6自由度ポインティングによる教示を可能とす
る。
【0012】6自由度ポインティング装置4では、図5
(a),(b)に示すようにロボット1の根元のワール
ド座標系(X,Y,Z)に対する先端のツール座標系
(x′,y′,z′)の変換量を指定する。
(a),(b)に示すようにロボット1の根元のワール
ド座標系(X,Y,Z)に対する先端のツール座標系
(x′,y′,z′)の変換量を指定する。
【0013】ロボット1の位置の移動方向の指示は、図
3(a),(b)に示すように進ませたい方向の球面上
の点を操作者の手5で1点接触する。接触点p0 のロー
ル角θ,ピッチ角ψから計算される(ux ,uy ,
uz )の方向がロボット1の位置の並進移動方向6とな
る。並進移動量(Δx,Δy,Δz)の指示は、接触時
間Δtに比例する。
3(a),(b)に示すように進ませたい方向の球面上
の点を操作者の手5で1点接触する。接触点p0 のロー
ル角θ,ピッチ角ψから計算される(ux ,uy ,
uz )の方向がロボット1の位置の並進移動方向6とな
る。並進移動量(Δx,Δy,Δz)の指示は、接触時
間Δtに比例する。
【0014】
【数1】 ここで、kは別途指定された定数である。
【0015】ロボット1の手先の回転方向の指示は、図
4(a),(b)に示すように回転軸の方向7を決定す
る2点を操作者の手5で接触する。接触点p1 (u1x,
u1y,u1z),p2 (u2x,u2y,u2z)から計算され
る(vx =u1x−u2x,vy=u1y−u2y,vz =u1z
−u2z)の方向が回転軸の方向7である。先に接触した
点をp1 ,後に接触した点をp2 とする。回転方向8
は、回転軸に対して、右回りまたは左回りに予め設定し
ておく。回転量の指示は、接触時間に比例する。
4(a),(b)に示すように回転軸の方向7を決定す
る2点を操作者の手5で接触する。接触点p1 (u1x,
u1y,u1z),p2 (u2x,u2y,u2z)から計算され
る(vx =u1x−u2x,vy=u1y−u2y,vz =u1z
−u2z)の方向が回転軸の方向7である。先に接触した
点をp1 ,後に接触した点をp2 とする。回転方向8
は、回転軸に対して、右回りまたは左回りに予め設定し
ておく。回転量の指示は、接触時間に比例する。
【0016】
【数2】 ここで、図5(a),(b)に示すようにM(O,A,
T)はロボット1の手先の姿勢(O,A,T)で決まる
行列であり、kは別途指定された定数である。
T)はロボット1の手先の姿勢(O,A,T)で決まる
行列であり、kは別途指定された定数である。
【0017】モード切り替えの指示は、同時に複数の点
が接触された時(即ち、握られた時)に、kの値を変更
する。kの値により変化量を変化する。すなわちこの実
施例では、6自由度ポインティング装置を構成する球状
の入力器の表面の2箇所に2本の指で触れることにより
球表面上に2点が決定され、この2点を結ぶ直線が決定
される。この直線と平行でロボット手先部を通る直線を
回転軸として、ロボット手先部を回転させる。球表面上
の任意の2点に接触することにより、任意のロボット手
先部回転軸を設定することができ、角度に関しては3自
由度すべての教示が可能になることを示している。(空
間の任意の位置設定ができるということはx,y,zが
任意に設定できるということと同じ)。位置に関しても
同様で、球状の入力器の表面の1箇所のみに1本の指を
触れた場合にはその操作が位置教示のためであることが
予め決められており、その球表面上の接触点の位置から
移動方向が決定される。球表面上の接触位置の選択によ
り、ロボットの位置を移動させる任意の方向を設定する
ことができ、角度とあわせて6自由度すべての教示が可
能になることを示している。回転の場合その回転の向き
(正回転、逆回転)を指定する必要があり、これは2点
に指で接触するにあたってどちらの点に先に指が触れた
かによってその2点を結ぶ直線の方向を決定し、右ねじ
の法則によって回転方向を決定する。この2点の識別に
おいて、この2点の接触時間差を用いるため、最初の接
触時にそれが回転教示時の第1点目の接触なのか、位置
教示のための1点のみの接触なのかを区別する必要があ
るが、これは最初の接触があってから一定時間内に2回
目の接触がなかった場合、1点のみの接触であり位置教
示である、といった規則を予め定めておくことにより判
別可能となる。6自由度ポインティング装置上の接触点
の検出法については、具体的には現在一般的に物と物の
接触を検知する接触センサが製造、販売されており、こ
のセンサで球面の表面を覆う構成とすることによって、
球面上の接触位置を検出することが可能になる。
が接触された時(即ち、握られた時)に、kの値を変更
する。kの値により変化量を変化する。すなわちこの実
施例では、6自由度ポインティング装置を構成する球状
の入力器の表面の2箇所に2本の指で触れることにより
球表面上に2点が決定され、この2点を結ぶ直線が決定
される。この直線と平行でロボット手先部を通る直線を
回転軸として、ロボット手先部を回転させる。球表面上
の任意の2点に接触することにより、任意のロボット手
先部回転軸を設定することができ、角度に関しては3自
由度すべての教示が可能になることを示している。(空
間の任意の位置設定ができるということはx,y,zが
任意に設定できるということと同じ)。位置に関しても
同様で、球状の入力器の表面の1箇所のみに1本の指を
触れた場合にはその操作が位置教示のためであることが
予め決められており、その球表面上の接触点の位置から
移動方向が決定される。球表面上の接触位置の選択によ
り、ロボットの位置を移動させる任意の方向を設定する
ことができ、角度とあわせて6自由度すべての教示が可
能になることを示している。回転の場合その回転の向き
(正回転、逆回転)を指定する必要があり、これは2点
に指で接触するにあたってどちらの点に先に指が触れた
かによってその2点を結ぶ直線の方向を決定し、右ねじ
の法則によって回転方向を決定する。この2点の識別に
おいて、この2点の接触時間差を用いるため、最初の接
触時にそれが回転教示時の第1点目の接触なのか、位置
教示のための1点のみの接触なのかを区別する必要があ
るが、これは最初の接触があってから一定時間内に2回
目の接触がなかった場合、1点のみの接触であり位置教
示である、といった規則を予め定めておくことにより判
別可能となる。6自由度ポインティング装置上の接触点
の検出法については、具体的には現在一般的に物と物の
接触を検知する接触センサが製造、販売されており、こ
のセンサで球面の表面を覆う構成とすることによって、
球面上の接触位置を検出することが可能になる。
【0018】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、ペン
ダントにつけられた6自由度ポインティング装置に接触
することで、キーで直接指示することが難しかったロボ
ットの位置と姿勢の教示が、離れた場所から可能にな
る。したがって、ロボットと離れた位置で、ロボットの
動きを簡易に教示することができる。
ダントにつけられた6自由度ポインティング装置に接触
することで、キーで直接指示することが難しかったロボ
ットの位置と姿勢の教示が、離れた場所から可能にな
る。したがって、ロボットと離れた位置で、ロボットの
動きを簡易に教示することができる。
【図1】本発明の一実施例を示す構成説明図である。
【図2】本発明に係る6自由度ポインティング装置を有
するペンダントの一例のイメージを示す斜視図である。
するペンダントの一例のイメージを示す斜視図である。
【図3】本発明に係る並進運動の指示の一例を示す説明
図である。
図である。
【図4】本発明に係る回転運動の指示の一例を示す説明
図である。
図である。
【図5】本発明に係るロボットの手先方向の一例を示す
説明図である。
説明図である。
1…ロボット、2…制御装置、3…ペンダント、4…6
自由度ポインティング装置、5…操作者の手、6…並進
移動方向、7…回転軸の方向、8…回転方向。
自由度ポインティング装置、5…操作者の手、6…並進
移動方向、7…回転軸の方向、8…回転方向。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平1−169510(JP,A) 特開 昭61−84711(JP,A) 特開 平1−191923(JP,A) 特開 平5−40569(JP,A) 特開 平5−282093(JP,A) 特許3075546(JP,B2) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G05B 19/42 B25J 9/22 B25J 13/02 G05B 19/409 G06F 3/03
Claims (1)
- 【請求項1】 ロボットの根元のワールド座標系に対す
る先端のツール座標系の変換量を指定する6自由度ポイ
ンティング装置と、 前記6自由度ポインティング装置の球面上の1接触点の
ロール角、ピッチ角から計算されるロボットの位置の並
進移動方向指示手段と、 前記6自由度ポインティング装置の球面上の1接触点の
接触時間に比例するロボットの位置の並進移動量指示手
段と、 前記6自由度ポインティング装置の球面上の2接触点か
ら計算される回転軸の方向から設定されるロボットの手
先の回転方向指示手段と、 前記6自由度ポインティング装置の球面上の2接触点の
接触時間に比例するロボットの手先の回転量指示手段と
を具備することを特徴とするロボットダイレクト教示装
置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12177992A JP3196972B2 (ja) | 1992-05-14 | 1992-05-14 | ロボットダイレクト教示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12177992A JP3196972B2 (ja) | 1992-05-14 | 1992-05-14 | ロボットダイレクト教示装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05313731A JPH05313731A (ja) | 1993-11-26 |
JP3196972B2 true JP3196972B2 (ja) | 2001-08-06 |
Family
ID=14819683
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP12177992A Expired - Fee Related JP3196972B2 (ja) | 1992-05-14 | 1992-05-14 | ロボットダイレクト教示装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3196972B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7137668B1 (ja) * | 2021-06-21 | 2022-09-14 | 日鉄エンジニアリング株式会社 | 変更装置、ロボット制御システム、変更方法、ロボット制御方法およびプログラム |
-
1992
- 1992-05-14 JP JP12177992A patent/JP3196972B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH05313731A (ja) | 1993-11-26 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
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