JP6457208B2 - Operation instruction system and operation instruction method for robot - Google Patents

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Description

本発明は、ロボットに動作を指示する動作指示システム及び動作指示方法に関する。   The present invention relates to an operation instruction system and an operation instruction method for instructing a robot to perform an operation.

ロボットの教示等の作業においては、ロボットに移動等の動作を指示することが必要になる。例えばロボットの教示作業の一種であるオンライン教示の作業では、教示用ペンダントと呼ばれる弁当箱状の機器に配置されたスイッチやジョイステックを用いてロボットに移動を指示しながら教示作業を行う。   In operations such as teaching a robot, it is necessary to instruct the robot to perform an operation such as movement. For example, in the online teaching work which is a kind of teaching work of the robot, the teaching work is performed while instructing the robot to move using a switch or joystick arranged in a lunch box-like device called a teaching pendant.

しかしながら、従来の教示用ペンダントを用いたロボットへの動作指示では、予め設定された座標系の軸に沿った移動ボタンしか教示用ペンダントにないため、予め設定された座標系の軸と異なる方向への移動を直接指示することができない。このため作業者が、何度もボタンを切り換える必要があるほか、目では見えない座標系の向きを常に意識して動作を指示する必要があり、作業が煩雑である。   However, in the operation instruction to the robot using the conventional teaching pendant, only the movement button along the axis of the preset coordinate system is provided on the teaching pendant, so the direction is different from the axis of the preset coordinate system. Cannot move directly. For this reason, it is necessary for the operator to switch the button many times, and it is necessary to always instruct the operation while paying attention to the direction of the coordinate system that cannot be seen by the eyes, which is complicated.

このように、従来のロボットへの動作指示システムでは作業が煩雑になるという課題がある。   As described above, the conventional operation instruction system for the robot has a problem that the work becomes complicated.

そこで、本発明はこのような課題を解決するためになされたものであり、ロボットへの動作指示を容易にすることを目的とする。   Therefore, the present invention has been made to solve such a problem, and an object thereof is to facilitate an operation instruction to a robot.

上記の課題を解決するために、本発明のある態様に係るロボットへの動作指示システムは、ロボット座標系を有するロボットへの動作指示システムであって、空間における計測点を指示する指示具と、デジタイザ座標系を有し、前記指示具により指示された前記計測点の前記デジタイザ座標系における座標データを生成するデジタイザと、前記デジタイザ座標系と前記ロボット座標系の間の座標変換と、前記デジタイザにより生成された計測点の前記デジタイザ座標系における座標データと、に基づいてロボットに動作を指示するロボット制御部と、を備える。   In order to solve the above-described problem, an operation instruction system for a robot according to an aspect of the present invention is an operation instruction system for a robot having a robot coordinate system, and an indicator that indicates a measurement point in space, A digitizer having a digitizer coordinate system, generating coordinate data in the digitizer coordinate system of the measurement point designated by the pointing tool, coordinate conversion between the digitizer coordinate system and the robot coordinate system, and by the digitizer A robot control unit that instructs the robot to perform an operation based on the coordinate data of the generated measurement points in the digitizer coordinate system.

前記ロボット制御部は、前記ロボットの制御対象点が指定され、前記指示具によって前記ロボットの計測点が指示された場合、前記制御対象点が前記計測点に向かって移動するように前記ロボットに動作を指示してもよい。   The robot control unit operates the robot so that the control target point moves toward the measurement point when the control target point of the robot is designated and the measurement point of the robot is instructed by the pointing tool. May be indicated.

前記ロボット制御部は、前記指示具によってそれぞれ異なる第3の計測点及び第4の計測点が指示された場合、前記第3の計測点及び前記第4の計測点を通る回転軸を生成し、予め設定されたロボットの一部が前記回転軸周りに回転移動するように前記ロボットに動作を指示してもよい。   The robot control unit generates a rotation axis that passes through the third measurement point and the fourth measurement point when different third measurement points and fourth measurement points are instructed by the pointing tool, The robot may be instructed to operate so that a part of the robot set in advance rotates around the rotation axis.

前記ロボット制御部は、前記指示具によって第5の計測点が指示された場合、前記第3の計測点と前記第4の計測点を結ぶ直線と同じ方向で、且つ前記第5の計測点を通る回転軸を生成し、予め設定されたロボットの一部が前記回転軸周りに回転移動するように前記ロボットに動作を指示してもよい。   When the fifth measuring point is instructed by the pointing tool, the robot control unit sets the fifth measuring point in the same direction as a straight line connecting the third measuring point and the fourth measuring point. A rotation axis that passes through may be generated, and an operation may be instructed to the robot such that a part of a preset robot rotates around the rotation axis.

前記ロボットへの動作指示システムは、ロボットの動作に関連する情報を入力するための入力装置を備え、前記ロボット制御部は、前記入力装置によって入力された情報に応じて、前記ロボットに動作を指示してもよい。   The operation instruction system for the robot includes an input device for inputting information related to the operation of the robot, and the robot control unit instructs the robot to perform an operation according to the information input by the input device. May be.

前記ロボット制御部は、前記入力装置によって移動速度または回転速度が入力された場合、入力された移動速度または回転速度でロボットが移動または回転するように前記ロボットに動作を指示してもよい。   The robot control unit may instruct the robot to operate so that the robot moves or rotates at the input movement speed or rotation speed when a movement speed or rotation speed is input by the input device.

前記ロボット制御部は、前記ロボットを移動させて、前記ロボットの少なくとも1ヶ所の特定部位を少なくとも3ヵ所に移動させたときの、それぞれの移動位置における前記特定部位の前記デジタイザ座標系における座標データと前記ロボット座標系における座標データが与えられた場合に、前記デジタイザ座標系における座標データと前記ロボット座標系における座標データのいずれか一方を前記座標変換によって変換した値と他方の値とが一致するように、前記デジタイザ座標系と前記ロボット座標系との間の前記座標変換を算出するように構成されていてもよい。   The robot control unit moves the robot and moves at least one specific part of the robot to at least three parts. The coordinate data in the digitizer coordinate system of the specific part at each moving position; When coordinate data in the robot coordinate system is given, a value obtained by converting one of coordinate data in the digitizer coordinate system and coordinate data in the robot coordinate system by the coordinate conversion matches the other value. Furthermore, the coordinate transformation between the digitizer coordinate system and the robot coordinate system may be calculated.

前記ロボットはフランジ座標系を有するフランジ部を有し、前記ロボット制御装置は、前記フランジ座標系とロボット座標系との間の座標変換と、前記フランジ部および前記フランジ部より先端側の少なくとも3つの特徴点のデジタイザ座標系における座標データと、前記デジタイザ座標系と前記ロボット座標系の間の座標変換に基づいて、前記フランジ座標系における前記少なくとも3つの特徴点のツールベクトルを算出するとともに記憶し、その後、前記デジタイザが移設され、且つ前記少なくとも3つの特徴点の前記デジタイザ座標系における座標データが与えられた場合に、与えられた3つの特徴点の前記デジタイザ座標系における座標データを前記デジタイザ座標系と前記ロボット座標系の間の座標変換によって変換した値と、記憶した前記フランジ座標系における前記少なくとも3つの特徴点のツールベクトルを前記フランジ座標系とロボット座標系との間の座標変換によって変換した値とが一致するように、前記デジタイザ移設後の前記デジタイザ座標系と前記ロボット座標系との間の前記座標変換を算出するように構成されていてもよい。   The robot has a flange portion having a flange coordinate system, and the robot control device performs coordinate conversion between the flange coordinate system and the robot coordinate system, and at least three of the flange portion and the front end side of the flange portion. Calculating and storing a tool vector of the at least three feature points in the flange coordinate system based on coordinate data of the digitizer coordinate system of the feature points and coordinate conversion between the digitizer coordinate system and the robot coordinate system; Thereafter, when the digitizer is moved and the coordinate data of the at least three feature points in the digitizer coordinate system is given, the coordinate data in the digitizer coordinate system of the given three feature points is converted into the digitizer coordinate system. And a value transformed by coordinate transformation between the robot coordinate system and The digitizer coordinate system after the digitizer has been moved so that the values obtained by transforming the tool vectors of the at least three feature points in the flange coordinate system by coordinate transformation between the flange coordinate system and the robot coordinate system match. And the coordinate transformation between the robot coordinate system and the robot coordinate system may be calculated.

前記ロボット制御装置は、予め、空間における所定の領域に所定の動作を割り当てておき、前記指示具によって前記所定の領域内の計測点が指示された場合には、当該割り当てられた動作をロボットに指示してもよい。   The robot control device assigns a predetermined motion to a predetermined region in the space in advance, and when a measurement point in the predetermined region is instructed by the pointing tool, the assigned motion is transmitted to the robot. You may instruct.

本発明のある態様に係るロボットへの動作指示方法は、ロボット座標系を有するロボットへの動作指示方法であって、指示具によって、空間における計測点を指示するステップと、デジタイザ座標系を有するデジタイザによって、前記指示具により指示された計測点の前記デジタイザ座標系における座標データを生成するステップと、前記デジタイザ座標系と前記ロボット座標系の間の座標変換と、前記デジタイザにより生成された計測点の前記デジタイザ座標系における座標データに基づいてロボットに動作を指示するステップと、を含む。   An operation instruction method for a robot according to an aspect of the present invention is an operation instruction method for a robot having a robot coordinate system, the step of instructing a measurement point in space by an indicator, and a digitizer having a digitizer coordinate system Generating coordinate data in the digitizer coordinate system of the measurement point instructed by the pointing tool, coordinate conversion between the digitizer coordinate system and the robot coordinate system, and the measurement point generated by the digitizer Instructing the robot to operate based on the coordinate data in the digitizer coordinate system.

本発明により、動作指示システムの作業を容易にすることができる。   According to the present invention, the operation of the operation instruction system can be facilitated.

本発明の実施の形態1に係るロボットへの動作指示システムの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the operation instruction | indication system to the robot which concerns on Embodiment 1 of this invention. 図1の動作指示システムの入力端末の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the input terminal of the operation | movement instruction system of FIG. 図1の動作指示システムにおける準備作業の手順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 procedure of the preparation work in the operation | movement instruction system of FIG. 図3の準備作業を行う際のシステムの概略図である。It is the schematic of the system at the time of performing the preparatory work of FIG. 図1の動作指示システムにおける作業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 operation | work in the operation | movement instruction system of FIG. 図5の作業を説明するためのシステムの概略図である。It is the schematic of the system for demonstrating the operation | work of FIG. 本発明の実施の形態2の作業を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the operation | work of Embodiment 2 of this invention. 図7のロボットに取り付けられたツール先端を拡大した概略図である。It is the schematic which expanded the tool front end attached to the robot of FIG. ツールの更新登録を説明するためのシステムの概略図である。It is the schematic of the system for demonstrating the update registration of a tool. ロボットへの動作指示システムにおける回転の指示を説明するための概略図である。It is the schematic for demonstrating the instruction | indication of rotation in the operation instruction | indication system to a robot. 動作指示システムのデジタイザ移設に伴う新たな座標変換の算出手順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 calculation procedure of the new coordinate transformation accompanying the digitizer transfer of an operation instruction system. 図11のデジタイザ移設前の手順を説明するためのシステム概略図である。It is a system schematic for demonstrating the procedure before digitizer transfer of FIG. 図11のデジタイザ移設後の手順を説明するためのシステム概略図である。It is a system schematic for demonstrating the procedure after digitizer transfer of FIG. ロボットへのその他の動作の指示を説明するためのシステム概略図である。It is the system schematic for demonstrating the instruction | indication of the other operation | movement to a robot.

以下、本発明に係る実施形態について図面を参照しつつ説明する。   Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described with reference to the drawings.

(実施形態の構成)
図1は、本発明の実施の形態1に係るロボットへの動作指示システム1の構成を示している。図1に示すように、ロボットへの動作指示システム1は、ロボット2と、指示具3と、デジタイザ4と、ロボット制御部6と、入力端末7を備え、これらの機器は有線または無線により通信可能に接続されている。このロボットへの動作指示システム1では、作業者100が指示具3を用いて作業を行う。ロボット制御部6は、ロボット2を駆動するための機器(図示せず)や、情報を記憶するためのメモリー(図示せず)、及び演算を行うための演算部(図示せず)を備えている。ロボット制御部6は単一の装置とは限らず、例えば、ロボット制御部6の一部の機能を実現する装置と、ロボット制御部6の他の機能を実現する他の装置とに分けて構成されてもよい。ロボット制御部6の一部として汎用コンピュータが含まれてもよい。要するに全体としてロボット制御部6の機能を果たすものであればよい。
(Configuration of the embodiment)
FIG. 1 shows a configuration of an operation instruction system 1 for a robot according to Embodiment 1 of the present invention. As shown in FIG. 1, an operation instruction system 1 for a robot includes a robot 2, an indicating tool 3, a digitizer 4, a robot control unit 6, and an input terminal 7. These devices communicate with each other by wire or wirelessly. Connected as possible. In the operation instruction system 1 for the robot, the worker 100 performs work using the pointing tool 3. The robot control unit 6 includes a device (not shown) for driving the robot 2, a memory (not shown) for storing information, and a calculation unit (not shown) for performing calculations. Yes. The robot controller 6 is not limited to a single device. For example, the robot controller 6 is divided into a device that realizes a part of the functions of the robot controller 6 and another device that realizes other functions of the robot controller 6. May be. A general-purpose computer may be included as part of the robot controller 6. In short, what is necessary is just to perform the function of the robot controller 6 as a whole.

ロボット2は、ワークWに対して作業を行うロボットであり、本実施の形態では産業用ロボットを想定しているがこれに限定されず、例えば家庭用のロボットでもよい。本実施の形態では、ロボット2は、床面等の載置面に設置される基台(ベース)10と、ベース10から突出するアーム11とを有する。ベース10の上面を基準とした座標系をロボット座標系20bと呼ぶ。アーム11には、ロボット制御部6からの指令により駆動される複数の関節11a〜11dが設けられ、その先端にはフランジ状のツール取付部11e(以下、「フランジ」ともいう)が設けられている。フランジ11eを基準とした座標系をフランジ座標系20fと呼ぶ。なお、関節は回転駆動されても直動駆動されてもよい。隣接する関節はリンクによって接続される。   The robot 2 is a robot that performs work on the workpiece W. In the present embodiment, an industrial robot is assumed. However, the robot 2 is not limited thereto, and may be a home robot, for example. In the present embodiment, the robot 2 includes a base (base) 10 installed on a mounting surface such as a floor surface, and an arm 11 protruding from the base 10. A coordinate system based on the upper surface of the base 10 is referred to as a robot coordinate system 20b. The arm 11 is provided with a plurality of joints 11a to 11d driven by a command from the robot controller 6, and a flange-like tool attachment portion 11e (hereinafter also referred to as “flange”) is provided at the tip thereof. Yes. A coordinate system based on the flange 11e is referred to as a flange coordinate system 20f. The joint may be rotationally driven or linearly driven. Adjacent joints are connected by links.

関節11a〜11dにはそれぞれの関節の角度を検出可能なエンコーダ(図示せず)などが組み込まれており、関節11a〜11dの角度と、アーム11を構成するリンクの寸法とにより、フランジ11eのロボット座標系20bにおける位置及び姿勢が特定できるようになっている。フランジ11eにはツール12が取り付けられている。図1の例では、ツール12には、先端に尖部を有するエンドミルが使用される。なお、ロボット2の作業対象であるワークWは、特に限定されない。   Encoders (not shown) capable of detecting the angles of the respective joints are incorporated in the joints 11a to 11d, and the flanges 11e have different angles depending on the angles of the joints 11a to 11d and the dimensions of the links constituting the arms 11. The position and posture in the robot coordinate system 20b can be specified. A tool 12 is attached to the flange 11e. In the example of FIG. 1, an end mill having a tip at the tip is used as the tool 12. In addition, the workpiece | work W which is the work object of the robot 2 is not specifically limited.

なお、以下では、「ロボット2の制御対象点(例えばツール12の先端)を移動させる」ことを、簡略化して、「ロボット2を移動させる」と表現する場合がある。また、「ロボット2の制御対象部分(例えばツール12全体)を回転させる」ことを、簡略化して、「ロボット2を回転させる」と表現する場合がある。また、「動作(action)」にはロボット2の移動、回転の他、ハンド開閉等が含まれる。   In the following, “moving the control target point of the robot 2 (for example, the tip of the tool 12)” may be simplified and expressed as “moving the robot 2”. Further, “rotating the control target portion of the robot 2 (for example, the entire tool 12)” may be simplified and expressed as “rotating the robot 2”. In addition, the “action” includes opening and closing of the hand in addition to movement and rotation of the robot 2.

指示具3は、実空間における計測点を指示する。「計測点」とは、デジタイザ4によって計測されるべき空間上の位置を意味し、「計測点を指示する(indicate)」とは、デジタイザ4に計測すべき空間上の位置を認識させることを意味する。本実施の形態では、指示具3は、ペン形状の部分を有し、作業者100は、ペン先により実空間における任意の計測点を指示する。指示具3により、ロボット2や、ツール12、またはワークW上の計測点を指示することもできるし、それ以外の計測点を指示することもできる。   The indicator 3 indicates a measurement point in the real space. “Measurement point” means a position on the space to be measured by the digitizer 4, and “indicate the measurement point” means that the digitizer 4 recognizes the position on the space to be measured. means. In the present embodiment, the pointing tool 3 has a pen-shaped portion, and the worker 100 instructs an arbitrary measurement point in the real space with the pen tip. The pointing tool 3 can be used to specify a measurement point on the robot 2, the tool 12, or the workpiece W, and other measurement points can be specified.

また、指示具3は、例えば、先端からビーム状の光、電波、超音波等のエネルギー波を発し、その先端、または、このエネルギー波を照射された物体の部位がデジタイザ4によって認識可能な状態を呈する(例えばスポット状に光る)ような道具(例えばレーザポインタ)であってもよい。この場合における計測点は、レーザポインタやペン先自体、または、レーザポインタやペン先から発せられた光又は電波により示された他の物体上の部位(照射スポット)でもよい。なお、後述するように指示具3は、作業者の指でもよく、計測点は指先の位置でもよい。   In addition, the indicator 3 emits energy waves such as beam-like light, radio waves, and ultrasonic waves from the tip, and the digitizer 4 can recognize the tip or the part of the object irradiated with the energy wave. (For example, a laser pointer) may be used. The measurement point in this case may be a laser pointer or a pen tip itself, or a part (irradiation spot) on another object indicated by light or radio waves emitted from the laser pointer or the pen tip. As will be described later, the pointing tool 3 may be an operator's finger, and the measurement point may be the position of the fingertip.

デジタイザ4は、指示具3により指示された計測点の、所定の座標系(以下、「デジタイザ座標系20d」と呼ぶ)における座標データを生成する装置の総称である。デジタイザ4は、公知のものを用いることができる。本実施の形態では、デジタイザ4は、いわゆるステレオビジョン方式のデジタイザであって、左右2台の撮像装置(図示せず)と、演算手段(図示せず)とを有する。デジタイザ4は、各撮像装置によって生成された画像データを三角測距に基づいて演算処理することにより測定点の座標データ(x,y,z)を生成し、生成した測定点の座標データをロボット制御部6に出力する。なお、デジタイザは、磁気検知方式又はレーザー干渉計を用いた方式その他の公知のものを使用してもよい。また、作業者の指を指示具3とする場合には、例えば公知の製品であるLeap Motion Controller(登録商標)により、上向きに設置された2台の赤外線カメラで3次元撮影を行い、その画像から空間上の指先の位置を計測点として座標データを生成してもよい。   The digitizer 4 is a general term for devices that generate coordinate data of a measurement point designated by the pointing tool 3 in a predetermined coordinate system (hereinafter referred to as “digitizer coordinate system 20d”). As the digitizer 4, a known one can be used. In the present embodiment, the digitizer 4 is a so-called stereo vision type digitizer, and includes two left and right imaging devices (not shown) and arithmetic means (not shown). The digitizer 4 generates coordinate data (x, y, z) of measurement points by performing arithmetic processing on the image data generated by each imaging device based on triangulation, and the generated coordinate data of the measurement points is transmitted to the robot. Output to the control unit 6. The digitizer may be a magnetic detection method, a method using a laser interferometer, or other known devices. When the operator's finger is used as the pointing tool 3, for example, Leap Motion Controller (registered trademark), which is a well-known product, performs three-dimensional imaging with two infrared cameras installed upward, and the image is obtained. The coordinate data may be generated using the position of the fingertip in space as a measurement point.

ロボット制御部6は、手動モードにおいては、指示具3によって指示された計測点の情報に基づいてロボット2の動作を制御する。ロボット制御部6は、動作プログラムに従ってロボット2の動作を制御する自動モードを有してもよい。また、ロボット制御部6は、デジタイザ4により生成された計測点のデジタイザ座標系20dにおける座標データをロボット座標系20bにおける座標データに変換し、当該変換された座標データに基づいて移動軌跡を算出してロボット2に動作を指示する。   In the manual mode, the robot control unit 6 controls the operation of the robot 2 based on the information on the measurement point designated by the pointing tool 3. The robot controller 6 may have an automatic mode for controlling the operation of the robot 2 according to the operation program. Also, the robot control unit 6 converts the coordinate data of the measurement points generated by the digitizer 4 in the digitizer coordinate system 20d into coordinate data in the robot coordinate system 20b, and calculates a movement locus based on the converted coordinate data. To instruct the robot 2 to operate.

なお、デジタイザ座標系20dとロボット座標系20bの位置と向きはそれぞれ任意に設定でき、両方の座標系が一致する場合もあり得る。この場合には、これらの座標系の間の座標変換は、一方の座標系における座標データをそのまま他方の座標系における座標データとすることを意味する。これは、単位行列である座標変換行列によって座標変換を行うことと等価である。   Note that the positions and orientations of the digitizer coordinate system 20d and the robot coordinate system 20b can be arbitrarily set, and the two coordinate systems may coincide. In this case, the coordinate conversion between these coordinate systems means that the coordinate data in one coordinate system is directly used as the coordinate data in the other coordinate system. This is equivalent to performing coordinate transformation using a coordinate transformation matrix that is a unit matrix.

入力端末7は、作業者100が動作に関連する情報をロボット制御部6に入力するために用いる入力装置である。ロボット制御部6は、入力端末7から出力される情報に応じてロボット2に動作を指示する。入力端末7については後で詳しく説明する。   The input terminal 7 is an input device used by the worker 100 to input information related to the operation to the robot control unit 6. The robot control unit 6 instructs the robot 2 to operate according to information output from the input terminal 7. The input terminal 7 will be described in detail later.

図2は、入力端末7の構成を示した斜視図である。図2に示すように、入力端末7は、各種のキー71a〜71dが設けられた本体部71と、作業者100が入力端末7を保持するための保持部72とを備える。キー71aは、ツールを切り替え又は更新するためのキーである(以下、「ツール切替/更新キー」ともいう)。キー71bは、ロボット2の動作を移動と回転との間で切り替えるためのキーである(以下、「移動/回転切替キー」ともいう)。キー71cは、実空間の所定の領域に予め割り当てられた所定の動作をロボット2に指示するためのキーである(以下、「割り当て動作キー」ともいう)。キー71dは、ロボット2の移動速度を変更するためのものである(以下、「速度ボリューム」ともいう)。このボリュームの回転量に応じてロボットの移動速度または回転速度が変化し、様々な速度でロボットを動作させることができる。ここで、移動速度または回転速度がゼロである場合は「停止」を意味する。また、キー71dは、一方に操作すると操作量に応じて正方向にロボット2が移動し、他方に操作すると操作量に応じて負方向にロボット2が移動するように構成してもよい(以下、「ジョグ送り」と呼ぶ)。手をキー71dから離すとロボット2が停止するように構成してもよいし、手をキー71dから離すとキー71dが予め定められた位置(例えば移動速度がゼロになる位置)に戻るように構成してもよい。本実施の形態では、入力端末7は、各種キー71a〜71dにより入力された情報に基づいてロボット制御部6に情報を出力するように構成されている。   FIG. 2 is a perspective view showing the configuration of the input terminal 7. As illustrated in FIG. 2, the input terminal 7 includes a main body 71 provided with various keys 71 a to 71 d and a holding unit 72 for the operator 100 to hold the input terminal 7. The key 71a is a key for switching or updating a tool (hereinafter also referred to as “tool switching / update key”). The key 71b is a key for switching the operation of the robot 2 between movement and rotation (hereinafter also referred to as “movement / rotation switching key”). The key 71c is a key for instructing the robot 2 to perform a predetermined operation assigned in advance to a predetermined area in the real space (hereinafter also referred to as an “assignment operation key”). The key 71d is for changing the moving speed of the robot 2 (hereinafter also referred to as “speed volume”). The movement speed or rotation speed of the robot changes according to the rotation amount of the volume, and the robot can be operated at various speeds. Here, when the moving speed or the rotational speed is zero, it means “stop”. Further, the key 71d may be configured such that when operated on one side, the robot 2 moves in the positive direction according to the operation amount, and when operated on the other side, the robot 2 moves in the negative direction according to the operation amount (hereinafter referred to as the key 71d). , "Jog feed"). The robot 2 may be configured to stop when the hand is released from the key 71d, or the key 71d is returned to a predetermined position (for example, a position where the moving speed is zero) when the hand is released from the key 71d. It may be configured. In the present embodiment, the input terminal 7 is configured to output information to the robot control unit 6 based on information input by the various keys 71a to 71d.

以上の構成により、作業者100が、目視でロボット2の動作を確認しながら入力端末7を用いて作業を行うことができる。特に、作業者100は、速度ボリュームを操作することにより、ツールとワークが接触する前にロボット2の速度を低速にしたり、ロボット2を停止させたりすることができる。   With the above configuration, the worker 100 can perform work using the input terminal 7 while visually confirming the operation of the robot 2. In particular, the operator 100 can decrease the speed of the robot 2 or stop the robot 2 before the tool and the workpiece come into contact with each other by operating the speed volume.

(準備作業)
次に、ロボットへの動作指示システム1における作業について説明する。作業者100は、作業に先立ってロボット座標系20bとデジタイザ座標系20dの間の座標変換を算出する準備作業を行う。図3は、ロボットへの動作指示システム1における準備作業の手順の一例を示すフローチャートである。図4は、図3の準備作業を行う際のシステムの概略図である。
(preparation work)
Next, operations in the robot operation instruction system 1 will be described. Prior to the work, the worker 100 performs a preparatory work for calculating a coordinate transformation between the robot coordinate system 20b and the digitizer coordinate system 20d. FIG. 3 is a flowchart illustrating an example of a procedure of preparation work in the operation instruction system 1 for the robot. FIG. 4 is a schematic diagram of the system when the preparation work of FIG. 3 is performed.

まず、ロボット制御部6は、ロボット2上の点(例えばツール12の先端)の、ロボット座標系20bにおける座標データbX1を、関節11a〜11dの角度、アーム11を構成するリンクの寸法及びツール12の寸法から算出する(ステップ31)。次に、作業者100がロボット2上の当該点を指示具3で指示し、デジタイザ4が指示具3により指示された計測点の、デジタイザ座標系20dにおける座標データdX1を生成する(ステップ32)。作業者100は、ロボット2を移動させる(ステップ33)。ここまでのステップを少なくとも3回繰り返すことで、座標データbX1〜bX3及び座標データdX1〜dX3が得られる。次に、ロボット制御部6は、座標データdX1〜dX3を座標変換行列bRdによって変換したものが、それぞれ座標データbX1〜bX3に一致するように、または、一致しないまでも両者の誤差が最小になるように、座標変換行列bRdを算出する(ステップ34)。座標変換行列bRdの「b」はロボット座標系20b、「d」はデジタイザ座標系20dをそれぞれ意味し、「bRd」はロボット座標系20bとデジタイザ座標系20dの間の座標変換行列であることを意味している。特に断りのない限り以下同様に記述する。また、以下の説明においてロボット座標系20bとデジタイザ座標系20dの間の座標変換行列は、準備作業によって予め算出されているものとする。   First, the robot control unit 6 uses the coordinate data bX1 of the point on the robot 2 (for example, the tip of the tool 12) in the robot coordinate system 20b, the angles of the joints 11a to 11d, the dimensions of the links constituting the arm 11, and the tool 12. (Step 31). Next, the operator 100 points the point on the robot 2 with the pointing tool 3, and the digitizer 4 generates coordinate data dX1 in the digitizer coordinate system 20d of the measurement point pointed by the pointing tool 3 (step 32). . The worker 100 moves the robot 2 (step 33). By repeating the steps so far at least three times, coordinate data bX1 to bX3 and coordinate data dX1 to dX3 are obtained. Next, the robot control unit 6 minimizes the error between the coordinate data dX1 to dX3 transformed by the coordinate transformation matrix bRd so that they coincide with the coordinate data bX1 to bX3, respectively, or not. Thus, the coordinate transformation matrix bRd is calculated (step 34). In the coordinate transformation matrix bRd, “b” means the robot coordinate system 20b, “d” means the digitizer coordinate system 20d, and “bRd” is a coordinate transformation matrix between the robot coordinate system 20b and the digitizer coordinate system 20d. I mean. Unless otherwise noted, the same applies below. In the following description, it is assumed that the coordinate transformation matrix between the robot coordinate system 20b and the digitizer coordinate system 20d is calculated in advance by a preparatory work.

フランジ11eにツール12が取り付けられている場合には、座標データbX1〜bX3は、フランジ座標系20fにおけるフランジ位置からツール12の所定の点(例えば先端)までのツールベクトルfXtと、フランジ座標系20fとロボット座標系20bの間の座標変換行列bRfとにより、式(1)〜(3)のように算出される。以下では、行列とベクトルとの積を*で表す。座標変換行列bRfの「b」はロボット座標系20b、「f」はフランジ座標系20fをそれぞれ意味しており、特に断りのない限り以下同様に記述する。
bX1 = bRf1 * fXt ・・・(1)
bX2 = bRf2 * fXt ・・・(2)
bX3 = bRf3 * fXt ・・・(3)
When the tool 12 is attached to the flange 11e, the coordinate data bX1 to bX3 includes the tool vector fXt from the flange position in the flange coordinate system 20f to a predetermined point (for example, the tip) of the tool 12, and the flange coordinate system 20f. And the coordinate transformation matrix bRf between the robot coordinate system 20b and the equations (1) to (3). In the following, the product of a matrix and a vector is represented by *. In the coordinate transformation matrix bRf, “b” means the robot coordinate system 20b, and “f” means the flange coordinate system 20f, respectively.
bX1 = bRf1 * fXt (1)
bX2 = bRf2 * fXt (2)
bX3 = bRf3 * fXt (3)

ここで、ツールベクトルfXtは予め設計情報に基づく計算や計測等により求められてロボット制御部6に記憶される。また、座標変換行列bRfは、ロボット2のエンコーダ値とリンクの寸法とからロボット制御部6により算出される。式(1)〜(3)において、座標変換行列bRfに添え字1〜3を付して区別しているのは、ステップ33におけるロボット2の移動によりロボット2のエンコーダ値が変化するためである。これに対して式(1)〜(3)においてツールベクトルfXtの値は同一としている。   Here, the tool vector fXt is obtained in advance by calculation or measurement based on the design information and stored in the robot controller 6. The coordinate transformation matrix bRf is calculated by the robot controller 6 from the encoder value of the robot 2 and the link dimensions. In the equations (1) to (3), the coordinate conversion matrix bRf is distinguished by adding subscripts 1 to 3 because the encoder value of the robot 2 changes due to the movement of the robot 2 in step 33. On the other hand, the values of the tool vector fXt are the same in the expressions (1) to (3).

なお、以上に説明した準備作業は一例であり、ロボット2とデジタイザ4の相対的な位置・姿勢を計測すること等によって座標系の間の変換を算出してもよい。   The preparatory work described above is an example, and conversion between coordinate systems may be calculated by measuring the relative positions and postures of the robot 2 and the digitizer 4.

(移動の指示)
次に、ロボット2に移動を指示する場合について図5及び図6を用いて説明する。ロボットへの動作指示システム1における作業は座標変換行列bRdを使用して行われる。図5は、ロボットへの動作指示システム1における作業の一例を示すフローチャートである。図6は、図5の作業を説明するためのシステムの概略図である。
(Direction of movement)
Next, a case where the robot 2 is instructed to move will be described with reference to FIGS. The operation in the robot operation instruction system 1 is performed using the coordinate transformation matrix bRd. FIG. 5 is a flowchart showing an example of work in the operation instruction system 1 for the robot. FIG. 6 is a schematic diagram of a system for explaining the operation of FIG.

まず、図6(a)に示すように、ロボット2の制御対象点P1(以下、「点P1」と呼ぶ)の座標データbX1が指定される(ステップ51)。作業者100は、指示具3によりロボット2上(例えばツール12の先端)の点P1を指示する。デジタイザ4が指示具3により指示された計測点の、デジタイザ座標系20dにおける座標データdX1を生成する。その上で、生成された座標データdX1と、座標変換行列bRdに基づいて座標データbX1が次式(4)により算出される。点P1の座標データbX1を指定する方法は、後で説明するその他の方法でもよい。
bX1 = bRd * dX1 ・・・(4)
First, as shown in FIG. 6A, coordinate data bX1 of a control target point P1 (hereinafter referred to as “point P1”) of the robot 2 is designated (step 51). The operator 100 instructs the point P1 on the robot 2 (for example, the tip of the tool 12) with the pointing tool 3. The digitizer 4 generates coordinate data dX1 in the digitizer coordinate system 20d of the measurement point designated by the pointing tool 3. Then, coordinate data bX1 is calculated by the following equation (4) based on the generated coordinate data dX1 and the coordinate transformation matrix bRd. The method for designating the coordinate data bX1 of the point P1 may be other methods described later.
bX1 = bRd * dX1 (4)

次に、図6(b)に示すように、作業者100は、指示具3によりワークW上の目標点P2を指示し、デジタイザ4が指示具3により指示された計測点の、デジタイザ座標系20dにおける座標データdX2を生成する(ステップ52)。次に、図6(c)に示すように、ロボット制御部6は、座標データdX2と、座標変換行列bRdに基づいて次式(5)により座標データbX2を算出し、目標点P2と、ロボット2に動作を指示する前の点P1(以下、「出発点P1’」と呼ぶ)を結んだ移動軌跡(図の二点鎖線矢印)に沿って、点P1が移動するようにロボット2に動作を指示する(ステップ53)。
bX2 = bRd * dX2 ・・・(5)
Next, as shown in FIG. 6B, the operator 100 designates the target point P <b> 2 on the workpiece W with the pointing tool 3, and the digitizer coordinate system of the measurement point designated by the digitizer 4 with the pointing tool 3. The coordinate data dX2 at 20d is generated (step 52). Next, as shown in FIG. 6C, the robot controller 6 calculates the coordinate data bX2 by the following equation (5) based on the coordinate data dX2 and the coordinate transformation matrix bRd, the target point P2, the robot The robot 2 is moved so that the point P1 moves along a movement locus (a two-dot chain line arrow in the figure) connecting the point P1 (hereinafter referred to as “starting point P1 ′”) before instructing the movement to 2. (Step 53).
bX2 = bRd * dX2 (5)

点P1を指定するその他の方法として、例えば、(a)点P1の情報を予めロボット制御部6に記憶させておく方法、(b)指示具3によってロボット2上以外の点を指示する方法が存在する。要するに、ロボット2の制御対象点を指定できればよい。以下、(a)、(b)について説明する。   As other methods for designating the point P1, for example, (a) a method in which information on the point P1 is stored in the robot control unit 6 in advance, and (b) a method in which a point other than on the robot 2 is designated by the pointing tool 3. Exists. In short, it suffices if the control target point of the robot 2 can be designated. Hereinafter, (a) and (b) will be described.

(a)点P1の情報を予めロボット制御部6に記憶させておく方法
例えば、点P1の情報をフランジ座標系20fにおけるフランジ位置からロボット2上(例えばツール12の先端)の点までのツールベクトルfXtの形で予めロボット制御部6に記憶させておき、そのツールベクトルfXtと、座標変換行列bRfに基づいて座標データbX1が次式(4−1)により算出されてもよい。
bX1 = bRf * fXt ・・・(4−1)
(A) Method for storing information on point P1 in advance in robot controller 6 For example, the tool vector from the position of the point P1 to the point on the robot 2 (for example, the tip of the tool 12) from the flange position in the flange coordinate system 20f. It may be stored in the robot controller 6 in the form of fXt in advance, and the coordinate data bX1 may be calculated by the following equation (4-1) based on the tool vector fXt and the coordinate transformation matrix bRf.
bX1 = bRf * fXt (4-1)

(b)指示具3によってロボット2上以外の点を指示する方法
作業者100は、指示具3によりロボット2上以外の点(例えばツール12の近傍)の点P1を指示する。デジタイザ4が指示具3により指示された計測点の、デジタイザ座標系20dにおける座標データdX1’を生成する。その上で、生成された座標データdX1’と、座標変換行列bRdに基づいて座標データbX1が次式(4−2)により算出されてもよい。
bX1 = bRd * dX1’ ・・・(4−2)
(B) Method of Instructing Point Except on Robot 2 with Pointer 3 The operator 100 points to a point P1 other than the point on the robot 2 (for example, near the tool 12) with the pointer 3. The digitizer 4 generates coordinate data dX1 ′ in the digitizer coordinate system 20d at the measurement point designated by the pointing tool 3. In addition, the coordinate data bX1 may be calculated by the following equation (4-2) based on the generated coordinate data dX1 ′ and the coordinate conversion matrix bRd.
bX1 = bRd * dX1 '(4-2)

このように、ロボット2上以外の点をロボット2上の点とみなしてロボット2の制御対象点とすることもできるが、座標データdX1’をロボット2上の点に対応付けて、対応付けられたロボット2上の点の座標データをdX1とし、上記の(b)と同様に座標データbX1を算出することもできる。例えば、座標データdX1’が表す点から最も近いロボット2上の点の座標データをdX1とすることができる。   As described above, points other than the robot 2 can be regarded as points on the robot 2 and can be used as the control target points of the robot 2, but the coordinate data dX1 ′ is associated with the points on the robot 2 and associated. It is also possible to calculate the coordinate data bX1 in the same manner as (b) above, assuming that the coordinate data of the point on the robot 2 is dX1. For example, the coordinate data of the point on the robot 2 closest to the point represented by the coordinate data dX1 'can be dX1.

移動に際して、ロボット2を、入力端末7の「速度ボリューム」の操作量に応じた速度で移動させることができる。あるいは、入力端末7にジョグ送り用のキーまたはボリューム(図示せず)を設け、その操作量に応じた移動量だけ点P1を移動させることもできる。この場合、例えば点P1は、出発点P1’と目標点P2を結ぶ直線上を移動する。点P1は、出発点P1’と目標点P2の間のみならず、出発点P1’から見て目標点P2の反対側や、目標点P2から見て出発点P1’の反対側に移動してもよい。   When moving, the robot 2 can be moved at a speed corresponding to the operation amount of the “speed volume” of the input terminal 7. Alternatively, the input terminal 7 may be provided with a jog feed key or volume (not shown), and the point P1 may be moved by a movement amount corresponding to the operation amount. In this case, for example, the point P1 moves on a straight line connecting the starting point P1 'and the target point P2. The point P1 moves not only between the starting point P1 ′ and the target point P2, but also on the opposite side of the target point P2 when viewed from the starting point P1 ′ and the opposite side of the starting point P1 ′ when viewed from the target point P2. Also good.

上記ステップ51〜53で説明したような構成により、実際のロボット2のツール12やワークWを指示具3で指示するだけでロボット2の移動方向を決定し、ロボット2に動作を指示することができる。よって、作業者は座標系やツール設定を意識することなく、直感的且つ効率的に作業を行うことができる。   With the configuration as described in steps 51 to 53 above, it is possible to determine the moving direction of the robot 2 simply by instructing the actual tool 12 or workpiece W of the robot 2 with the pointing tool 3, and to instruct the robot 2 to operate. it can. Therefore, the operator can work intuitively and efficiently without being aware of the coordinate system and tool setting.

なお、指示具3が物体(例えばツール12やワークW)に当接(タッチ)したことを検知する当接検知手段(例えば接触センサ)を指示具3に設けておき、デジタイザ4による計測点の計測を、当接検知手段の出力に基づいて行ってもよい。また、デジタイザ4による計測タイミングを入力するためのキー(図示せず)を指示具3や入力端末7に設けておき、当該キーが操作されたタイミングでデジタイザ4による計測点の計測を行ってもよい。   Note that a contact detecting means (for example, a contact sensor) for detecting that the pointing tool 3 is in contact (touched) with an object (for example, the tool 12 or the workpiece W) is provided in the pointing tool 3, and Measurement may be performed based on the output of the contact detection means. Also, a key (not shown) for inputting the measurement timing by the digitizer 4 may be provided on the pointing tool 3 or the input terminal 7 so that the measurement point is measured by the digitizer 4 at the timing when the key is operated. Good.

点P1と目標点P2が指示具3によって指示される場合、点P1と目標点P2は、それぞれの計測点の計測順によって区別するように構成することができる。また、点P1のデジタイザ4による計測タイミングを入力するためのキー(図示せず)と目標点P2のデジタイザ4による計測タイミングを入力するためのキー(図示せず)を指示具3や入力端末7に設けておき、当該キーの操作に基づいて点P1の計測タイミングと目標点P2の計測タイミングを区別するように構成されてもよい。計測点がロボット2やツール12の存在範囲の近傍であるか、あるいはワークWの存在範囲の近傍であるかによって点P1と目標点P2を区別するように構成されてもよい。   When the point P1 and the target point P2 are instructed by the pointing tool 3, the point P1 and the target point P2 can be configured to be distinguished according to the measurement order of the respective measurement points. Further, a key (not shown) for inputting the measurement timing of the point P1 by the digitizer 4 and a key (not shown) for inputting the measurement timing of the target point P2 by the digitizer 4 are indicated on the indicator 3 and the input terminal 7. It may be configured to distinguish between the measurement timing of the point P1 and the measurement timing of the target point P2 based on the operation of the key. The point P1 and the target point P2 may be distinguished depending on whether the measurement point is in the vicinity of the existence range of the robot 2 or the tool 12 or in the vicinity of the existence range of the workpiece W.

以上の説明ではロボット2の移動軌跡を、出発点P1’と目標点P2を結ぶ直線としたが、他にも各種の移動軌跡を採用可能である。例えば、出発点P1’から目標点P2への移動時間が最短となる移動軌跡や、出発点P1’と目標点P2の間に存在する障害物を回避する移動軌跡としてもよい。出発点P1’と目標点P2を結ぶ移動軌跡の種類を入力するためのキー(図示せず)を指示具3や入力端末7に設けることにより、移動軌跡の種類を選択可能としてもよい。更に、点P1が移動する際に、ツール12が姿勢を変えずに平行移動するようにしてもよいし、ツール12が姿勢を変えるようにしてもよい。   In the above description, the movement trajectory of the robot 2 is a straight line connecting the starting point P1 'and the target point P2, but various other movement trajectories can be employed. For example, it may be a movement trajectory in which the travel time from the starting point P1 'to the target point P2 is the shortest, or a moving trajectory that avoids an obstacle existing between the starting point P1' and the target point P2. By providing a key (not shown) for inputting the type of movement locus connecting the starting point P1 'and the target point P2 on the pointing tool 3 or the input terminal 7, the type of movement locus may be selectable. Further, when the point P1 moves, the tool 12 may move in parallel without changing the posture, or the tool 12 may change the posture.

次に、具体的な作業の例について図7を用いて説明する。図7(a)に示すように、この例において、点P1の情報は、フランジ座標系20fにおけるフランジ位置からツール12の先端までのツールベクトルfXtの形で予めロボット制御部6に記憶されている。作業者100は、指示具3により目標点P2を指示し、デジタイザ4が指示具3により指示された目標点P2の、デジタイザ座標系20dにおける座標データdX2を生成する。次に、ロボット制御部6は、生成された座標データdX2、ロボット制御部6に記憶されたツールベクトルfXt、座標変換行列bRd、ロボット制御部6によって算出される座標変換行列bRf1を用いて、式(6)、(7)により座標データbX1,bX2を算出する。
bX1 = bRf1 * fXt・・・(6)
bX2 = bRd * dX2・・・(7)
Next, a specific example of work will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 7A, in this example, the information of the point P1 is stored in advance in the robot controller 6 in the form of a tool vector fXt from the flange position in the flange coordinate system 20f to the tip of the tool 12. . The operator 100 designates the target point P2 with the pointing tool 3, and the digitizer 4 generates coordinate data dX2 in the digitizer coordinate system 20d of the target point P2 designated with the pointing tool 3. Next, the robot control unit 6 uses the generated coordinate data dX2, the tool vector fXt stored in the robot control unit 6, the coordinate conversion matrix bRd, and the coordinate conversion matrix bRf1 calculated by the robot control unit 6. The coordinate data bX1 and bX2 are calculated from (6) and (7).
bX1 = bRf1 * fXt (6)
bX2 = bRd * dX2 (7)

そして、ロボット制御部6は、点P1が、出発点P1’から目標点P2に向かって移動するようにロボット2に動作を指示する。次に、図7(b)に示すように、作業者100は、指示具3により新しい目標点P2aを指示し、デジタイザ4が指示具3により指示された新しい目標点P2aの、デジタイザ座標系20dにおける座標データdX2aを生成する。次に、ロボット制御部6は、生成された座標データdX2a、ロボット制御部6に記憶されたツールベクトルfXt、座標変換行列bRd、ロボット制御部6によって算出される座標変換行列bRf2を用いて、式(6)、(7)と同様に新しい座標データbX1,bX2を算出する。そして、ロボット制御部6は、点P1が新しい目標点P2aに向かって移動するようにロボット2に動作を指示する。以下、同様にして次々と新しい目標点P2aを指示することでロボット2に動作を指示する。   Then, the robot control unit 6 instructs the robot 2 to operate so that the point P1 moves from the starting point P1 'toward the target point P2. Next, as shown in FIG. 7B, the operator 100 designates a new target point P2a by the pointing tool 3, and the digitizer coordinate system 20d of the new target point P2a designated by the pointing tool 3 is designated by the digitizer 4. The coordinate data dX2a at is generated. Next, the robot control unit 6 uses the generated coordinate data dX2a, the tool vector fXt stored in the robot control unit 6, the coordinate conversion matrix bRd, and the coordinate conversion matrix bRf2 calculated by the robot control unit 6. Similar to (6) and (7), new coordinate data bX1, bX2 are calculated. Then, the robot control unit 6 instructs the robot 2 to operate so that the point P1 moves toward the new target point P2a. Thereafter, similarly, the robot 2 is instructed to operate by instructing new target points P2a one after another.

以上の説明において、ロボット制御部6にツールベクトルfXtを記憶させるのは、ツールベクトルがロボット2の関節11a〜11dの角度によらず一定であるためである。つまり、ツールベクトルの情報を記憶しておけば、関節11a〜11dの角度から算出される座標変換行列bRfを用いることで、ロボット座標系20bにおける点P1点の座標データbX1を算出することができる。このように、フランジ11eには、関節11a〜11dの角度変化の影響を受ける基端側と、関節11a〜11dの角度変化の影響を受けない先端側の境界という意味がある。言い換えれば、以上の説明において、フランジ11eを基準として説明した事項(例えばフランジ座標系20fに関する事項)は、説明中の「フランジ11e」を、関節11a〜11dの角度変化の影響の有無を分ける境界領域内(以下、「フランジ部」と呼ぶ)の任意の点に置き換えても成立する。なお、「ツール12」は、フランジ部より先端側に存在し、フランジ部を含んでもよい。   In the above description, the tool vector fXt is stored in the robot controller 6 because the tool vector is constant regardless of the angles of the joints 11a to 11d of the robot 2. That is, if the tool vector information is stored, the coordinate data bX1 of the point P1 in the robot coordinate system 20b can be calculated by using the coordinate transformation matrix bRf calculated from the angles of the joints 11a to 11d. . Thus, the flange 11e has a meaning of a boundary between the base end side that is affected by the angle change of the joints 11a to 11d and the front end side that is not affected by the angle change of the joints 11a to 11d. In other words, in the above description, the items described with reference to the flange 11e (for example, items related to the flange coordinate system 20f) are the boundaries that separate the “flange 11e” in the description from the presence or absence of the influence of the angle change of the joints 11a to 11d. Even if it is replaced with an arbitrary point in the region (hereinafter referred to as “flange portion”), it is also established. The “tool 12” may be present on the distal end side of the flange portion and may include the flange portion.

次に、図8に示すように、先端部が円筒状(例えば溶接トーチ)であるツール12の、ツール先端12aの縁をワークWの平面上に接触させる位置までツール12を移動させる場合について説明する。点P1は円筒部先端の中心に存在するとする。この場合に、目標点であるワークWの平面上の点を、新しい目標点P2aとして指示してロボット2に動作を指示すると、図8(a)に示すように、ワークWにツール12の先端12aが干渉する。そこで、図8(b)に示すように、円筒の縁(接触させたい部位)を新たな点P1としてロボット制御部6に記憶させる必要がある。そのためには、図9に示すように、まず、作業者100は、指示具3により新たな点P1を指示し、デジタイザ4が指示具3により指示された点P1の、デジタイザ座標系20dにおける座標データdX1を生成する。次に、ロボット制御部6は、座標変換行列bRd,bRfを用いて、式(8)、(9)によりツールベクトル(フランジ11eから点P1までのベクトル)fXt_newを算出し、これをロボット制御部6に記憶させる。これを「ツールの更新」と呼ぶ。ここでinv(bRf1)はbRf1の逆行列である。
bX1 = bRd * dX1・・・(8)
fXt_new = inv(bRf) * bX1・・・(9)
Next, as shown in FIG. 8, the case where the tool 12 is moved to a position where the edge of the tool tip 12a contacts the plane of the workpiece W of the tool 12 having a cylindrical tip (for example, a welding torch) will be described. To do. It is assumed that the point P1 exists at the center of the tip of the cylindrical portion. In this case, when a point on the plane of the workpiece W, which is the target point, is designated as a new target point P2a and the robot 2 is instructed to operate, the tip of the tool 12 is placed on the workpiece W as shown in FIG. 12a interferes. Therefore, as shown in FIG. 8B, it is necessary to store the edge of the cylinder (part to be contacted) in the robot control unit 6 as a new point P1. For this purpose, as shown in FIG. 9, first, the operator 100 designates a new point P1 with the pointing tool 3, and the digitizer 4 coordinates the point P1 designated with the pointing tool 3 in the digitizer coordinate system 20d. Data dX1 is generated. Next, the robot control unit 6 calculates a tool vector (vector from the flange 11e to the point P1) fXt_new by the equations (8) and (9) using the coordinate transformation matrices bRd and bRf, and uses this to calculate the robot control unit 6 is stored. This is called “tool update”. Here, inv (bRf1) is an inverse matrix of bRf1.
bX1 = bRd * dX1 (8)
fXt_new = inv (bRf) * bX1 (9)

以上の説明では、点P1が、出発点P1’から目標点P2に向かって移動する場合について説明したが、点P1が目標点P2に向かって移動する途中にロボット2を停止させつつ、新しい目標点P2aを指示することもできる。具体的には次の通りである。すなわち、ロボット2が停止された状態における座標変換行列bRfを、ロボット制御部6が算出する。作業者100は、指示具3により新しい目標点P2aを指示し、デジタイザ4が指示具3により指示された新しい目標点P2aの、デジタイザ座標系20dにおける座標データdX2aを生成する。次に、ロボット制御部6は、生成された座標データdX2a、記憶されたツールベクトルfXt、算出された座標変換行列bRf、及び座標変換行列bRdを用いて、式(6)、(7)と同様に座標データbX1、bX2を算出する。そして、ロボット制御部6は、点P1が、出発点P1’から目標点P2に向かって移動するように前記ロボットに動作を指示する。   In the above description, the case where the point P1 moves from the starting point P1 ′ toward the target point P2 has been described. However, the robot 2 is stopped while the point P1 moves toward the target point P2, and a new target is obtained. Point P2a can also be indicated. Specifically, it is as follows. That is, the robot control unit 6 calculates the coordinate transformation matrix bRf when the robot 2 is stopped. The operator 100 designates a new target point P2a by the pointing tool 3, and the digitizer 4 generates coordinate data dX2a in the digitizer coordinate system 20d of the new target point P2a designated by the pointing tool 3. Next, the robot control unit 6 uses the generated coordinate data dX2a, the stored tool vector fXt, the calculated coordinate transformation matrix bRf, and the coordinate transformation matrix bRd, as in Expressions (6) and (7). Calculate the coordinate data bX1, bX2. Then, the robot controller 6 instructs the robot to operate so that the point P1 moves from the starting point P1 'toward the target point P2.

このようにすることで、点P1が、出発点P1’から目標点P2に向かって移動する途中に、作業者100がロボット2を停止させ、作業者100が新しい目標点P2aを指示した場合でも、点P1を容易に正しい位置に移動させることができる。   By doing in this way, even when the worker 100 stops the robot 2 while the point P1 moves from the starting point P1 ′ toward the target point P2, the worker 100 instructs the new target point P2a. The point P1 can be easily moved to the correct position.

ここで、点P1の複数の候補の情報をロボット制御部6に記憶させておき、使用する点P1を切り替えられるようにしてもよい。これを「ツールの切り替え」と呼ぶ。このようにすることで、複数のツールにおける点P1の情報や、単一のツールに対する点P1の複数の候補の情報をロボット制御部6に記憶させることができる。以上説明したようなツールの更新やツールの切り替えは、入力端末7のツール切替/更新キー71aが押されることを契機に実行されてもよい。例えば、ツール切替キー71aが押される度に点P1の複数の候補の中で選択されているものが切り替わるようにしてもよいし、ツール切替キー71aが押されると、入力端末7のタッチパネル(図示せず)に点P1の複数の候補が表示され、タッチパネルを操作することにより点P1の複数の候補の中から選択できるようにしてもよい。   Here, information on a plurality of candidates for the point P1 may be stored in the robot control unit 6 so that the point P1 to be used can be switched. This is called “tool switching”. By doing in this way, the information of the point P1 in a some tool and the information of the some candidate of the point P1 with respect to a single tool can be memorize | stored in the robot control part 6. FIG. Tool update and tool switching as described above may be executed when the tool switch / update key 71a of the input terminal 7 is pressed. For example, each time the tool switching key 71a is pressed, the selected one of the plurality of candidates for the point P1 may be switched. When the tool switching key 71a is pressed, the touch panel (see FIG. (Not shown), a plurality of candidates for the point P1 may be displayed, and the touch panel may be operated to select from among the plurality of candidates for the point P1.

(回転の指示)
以下では、ロボット2に回転を指示する場合について説明する。図10(a)は、回転の指示を説明するための概略図である。まず、移動から回転に切り換えるために、入力端末7に設けられた「移動/回転切替キー」71bを回転側に切り替える。次に、回転軸の方向を指定する。ここでは図10(a)に示すように点P3(第3の計測点)と点P4(第4の計測点)を指示具3(ペン先)で指定する。例えばツール12上のエッジと平行な回転軸を指定したい場合は、当該ツール12のエッジ上の点P3にペン先を合わせた状態でデジタイザ4に座標データdX3を生成させた後、ツール12のエッジ上の別の点P4をペン先で合わせた状態でデジタイザ4に座標データdX4を生成させる。次に、回転軸の位置を指定する。ここではワークW上の点G(第5の計測点)にペン先を合わせた状態でデジタイザ4に座標データdX5を生成させる。ロボット制御部6は、座標変換行列bRd及び生成された座標データdX3〜dX5に基づいて、点P3と点P4を結ぶ直線と同じ方向で、且つ点Gを通る回転軸を算出する。図10(b)は、図10(a)に示すように算出された回転軸周りにツール12を回転させた場合の模式図である。この模式図は図10(a)の矢印A方向から見たツール12とワークWを示している。実際に回転させる場合には、ロボット2を、入力端末7の「速度ボリューム」の操作量に応じた速度で回転させることができる。
(Rotation instruction)
Hereinafter, a case where the robot 2 is instructed to rotate will be described. FIG. 10A is a schematic diagram for explaining a rotation instruction. First, in order to switch from movement to rotation, the “movement / rotation switching key” 71b provided on the input terminal 7 is switched to the rotation side. Next, the direction of the rotation axis is specified. Here, as shown in FIG. 10A, a point P3 (third measurement point) and a point P4 (fourth measurement point) are designated by the pointing tool 3 (pen tip). For example, when it is desired to specify a rotation axis parallel to the edge on the tool 12, the digitizer 4 generates coordinate data dX3 with the pen point aligned with the point P3 on the edge of the tool 12, and then the edge of the tool 12 The coordinate data dX4 is generated by the digitizer 4 in a state where the upper point P4 is aligned with the pen tip. Next, the position of the rotation axis is specified. Here, the coordinate data dX5 is generated by the digitizer 4 with the pen tip aligned with the point G (fifth measurement point) on the workpiece W. Based on the coordinate transformation matrix bRd and the generated coordinate data dX3 to dX5, the robot controller 6 calculates a rotation axis that passes through the point G in the same direction as the straight line connecting the points P3 and P4. FIG. 10B is a schematic diagram when the tool 12 is rotated around the calculated rotation axis as shown in FIG. This schematic diagram shows the tool 12 and the workpiece W as seen from the direction of arrow A in FIG. When actually rotating, the robot 2 can be rotated at a speed corresponding to the operation amount of the “speed volume” of the input terminal 7.

以上のような構成により、所望の回転軸を容易に設定し、回転をロボット2に指示することができる。   With the configuration as described above, it is possible to easily set a desired rotation axis and instruct the robot 2 to rotate.

以上の説明では、回転される対象をツール12全体としたが、回転される対象は予め設定されたロボットの一部でさえあればよく、ツール12全体に限定されない。   In the above description, the object to be rotated is the entire tool 12, but the object to be rotated is not limited to the entire tool 12 as long as it is a part of a preset robot.

また、第5の計測点を指示せず、第3の計測点と第4の計測点を通る直線を回転軸としてもよい。第5の計測点として、ツール12の先端等を予め指定しておいてもよい。回転方向として、第3の計測点から第4の計測点に向かう方向に対して、所謂右ネジの回転方向を正の回転方向、その逆を負の回転方向としてもよい。   Alternatively, the fifth measurement point may not be specified, and a straight line passing through the third measurement point and the fourth measurement point may be used as the rotation axis. As the fifth measurement point, the tip of the tool 12 or the like may be designated in advance. As the rotation direction, the rotation direction of the so-called right screw may be a positive rotation direction and the opposite is the negative rotation direction with respect to the direction from the third measurement point to the fourth measurement point.

(教示)
ロボットに移動や回転の動作を指示し、ロボットが所望の位置・姿勢となったときに、その時点でのロボットの位置・姿勢、または関節角度をロボット制御部6に記憶させる(このことを「教示」と呼ぶ)ようにしてもよく、教示のためのキー(図示せず)を指示具3や入力端末7に設けてもよい。
(Teaching)
When the robot is instructed to move or rotate, and when the robot reaches a desired position / posture, the robot control unit 6 stores the position / posture or joint angle of the robot at that time (refer to “ The teaching tool 3 or the input terminal 7 may be provided with a teaching key (not shown).

(デジタイザの移設)
以下では、ロボットへの動作指示システム1においてデジタイザ4を移設する場合について説明する。図11は、デジタイザ4の移設に伴う新たな座標変換行列の算出手順の一例を示すフローチャートである。ここで作業者100は、予め上記実施の形態1と同様な手順で移設前のデジタイザ4についての座標変換行列bRdを算出しておくものとする。図12は、デジタイザ移設前の手順を説明するためのシステム概略図である。図12に示すように、作業者100は、指示具3によりフランジ11eより先端側(例えばツール12)の、少なくとも3つの特徴点を指示し、デジタイザ4により座標データdXp1〜dXp3を生成する(ステップ101)。ここで、「特徴点」とは、デジタイザ4の移設前後に指示具3によって指示される点であって任意の点とすることができるが、部材の角部や(図12を参照)、マーキングされた点等、作業者が容易に指示できる特徴を有する点とすることが好ましい。
(Relocation of digitizer)
Below, the case where the digitizer 4 is moved in the operation | movement instruction | indication system 1 to a robot is demonstrated. FIG. 11 is a flowchart showing an example of a procedure for calculating a new coordinate transformation matrix accompanying the relocation of the digitizer 4. Here, it is assumed that the worker 100 calculates the coordinate transformation matrix bRd for the digitizer 4 before relocation in the same procedure as in the first embodiment. FIG. 12 is a system schematic diagram for explaining a procedure before the digitizer is moved. As shown in FIG. 12, the operator 100 indicates at least three feature points on the tip side (for example, the tool 12) from the flange 11e by the pointing tool 3, and generates coordinate data dXp1 to dXp3 by the digitizer 4 (step). 101). Here, the “feature point” is a point designated by the pointing tool 3 before and after the digitizer 4 is moved, and may be an arbitrary point, but may be a corner of a member (see FIG. 12), marking, It is preferable that the point has a characteristic that an operator can easily instruct.

そして、ロボット制御部6は、フランジ座標系20fとロボット座標系20bの間の座標変換行列bRf3を算出(ステップ102)する。次に、ロボット制御部6は、生成されたdXp1〜dXp3と算出された座標変換行列bRf3に基づいてフランジ11eから各特徴点までのツールベクトルfXp1〜fXp3を算出して記憶する(ステップ103)。   Then, the robot controller 6 calculates a coordinate transformation matrix bRf3 between the flange coordinate system 20f and the robot coordinate system 20b (step 102). Next, the robot controller 6 calculates and stores tool vectors fXp1 to fXp3 from the flange 11e to each feature point based on the generated dXp1 to dXp3 and the calculated coordinate transformation matrix bRf3 (step 103).

次に、作業者100は、デジタイザ移設後の作業を行う。図13は、デジタイザ移設後の手順を説明するためのシステム概略図である。図13に示すように、作業者100は、指示具3により以上に説明した手順で指示された特徴点を再度指示し、移設後のデジタイザ4により計測して、座標データaXp1〜aXp3を生成する(ステップ104)。そして、ロボット制御部6は、座標変換行列bRf4を算出し、記憶したツールベクトルfXp1〜fXp3と算出した座標変換行列bRf4に基づいて次式(10)〜(12)を用いてロボット座標系における座標データを算出する。
bXp1 = bRf4 * fXp1・・・(10)
bXp2 = bRf4 * fXp2・・・(11)
bXp3 = bRf4 * fXp3・・・(12)
Next, the worker 100 performs the work after the digitizer is moved. FIG. 13 is a system schematic diagram for explaining a procedure after the digitizer is moved. As shown in FIG. 13, the worker 100 instructs again the feature point instructed by the indicator 3 in the above-described procedure, and measures it with the digitizer 4 after the transfer to generate coordinate data aXp1 to aXp3. (Step 104). Then, the robot control unit 6 calculates a coordinate transformation matrix bRf4, and coordinates in the robot coordinate system using the following equations (10) to (12) based on the stored tool vectors fXp1 to fXp3 and the calculated coordinate transformation matrix bRf4. Calculate the data.
bXp1 = bRf4 * fXp1 (10)
bXp2 = bRf4 * fXp2 (11)
bXp3 = bRf4 * fXp3 (12)

次に、ロボット制御部6は、移設後のデジタイザ4により生成された座標データaXp1〜aXp3を座標変換行列bRd_newによって変換したものが、それぞれ算出された座標データbXp1〜bXp3に一致するように新しい座標変換行列bRd_newを算出する(ステップ105)。   Next, the robot control unit 6 converts the coordinate data aXp1 to aXp3 generated by the digitizer 4 after relocation using the coordinate conversion matrix bRd_new to match the new coordinate data bXp1 to bXp3. A transformation matrix bRd_new is calculated (step 105).

この手順によると、デジタイザ4を移設した後、作業者100は指示具(ペン先)3で特徴点を3点タッチするだけで座標変換行列を更新することができるので、作業が容易である。特に、ロボットへの動作指示システム1において小型でポータブルなデジタイザ4を使用する場合や、デジタイザ4の現在位置からは計測できない計測点を指示したい場合等には効果がある。   According to this procedure, after the digitizer 4 is moved, the operator 100 can update the coordinate transformation matrix only by touching three feature points with the pointing tool (pen nib) 3, so that the work is easy. This is particularly effective when a small and portable digitizer 4 is used in the operation instruction system 1 for the robot, or when it is desired to indicate a measurement point that cannot be measured from the current position of the digitizer 4.

なお、この手順はデジタイザ4の移設前後でロボット2の姿勢が変化する場合(座標変換行列bRf3と座標変換行列bRf4が異なる場合)と、変化しない場合(座標変換行列bRf3と座標変換行列bRf4が同一の場合)のどちらにも適用することができる。デジタイザ4の移設前後でロボット2の姿勢が変化しない場合には、指示具3によって指示される特徴点の、デジタイザ座標系20dにおける座標データを、デジタイザ4の移設前後において比較することでデジタイザ4の移動量と回転量またはこれらと等価な情報を算出し、算出された情報と、デジタイザ移設前の座標変換行列bRdに基づいて新しい座標変換行列bRd_newを算出することもできる。   This procedure is performed when the posture of the robot 2 changes before and after the digitizer 4 is moved (when the coordinate transformation matrix bRf3 and the coordinate transformation matrix bRf4 are different) and when the robot 2 does not change (the coordinate transformation matrix bRf3 and the coordinate transformation matrix bRf4 are the same). In both cases). When the posture of the robot 2 does not change before and after the digitizer 4 is moved, the coordinate data of the feature point indicated by the pointing tool 3 in the digitizer coordinate system 20d is compared before and after the digitizer 4 is moved. It is also possible to calculate the movement amount and the rotation amount or information equivalent thereto, and to calculate a new coordinate transformation matrix bRd_new based on the calculated information and the coordinate transformation matrix bRd before the digitizer is moved.

(動作割当機能)
上記ロボットへの動作指示システム1では、移動又は回転だけでなく他の動作もロボットに指示することができる。実空間の所定の領域に予め所定の動作を割り当てておき、当該領域内をデジタイザのペン先で指示した状態で入力端末7の「割り当て動作キー」を押した場合に、割当てられた動作がロボット2に指示される。
(Action assignment function)
In the operation instruction system 1 for the robot, not only movement or rotation but also other movements can be instructed to the robot. When a predetermined motion is assigned to a predetermined area of the real space in advance and the “assignment operation key” of the input terminal 7 is pressed in a state where the area is designated by the pen tip of the digitizer, the assigned motion is 2 is instructed.

図14は、ロボットへの動作指示システムにおいてその他の動作指示方法を説明するためのシステム概略図である。ここでは関節11b付近の所定の領域に、関節11bを単独で駆動させる動作を割り当てた一例を示している。例えば、図14に示すように、指示具3で関節11b付近の領域21を指示した状態で入力端末7の「割り当て動作キー」を押した場合に、関節11bを単独で駆動させるようにする。例えば、入力端末7の「速度ボリューム」の操作量に応じた回転速度で関節11bが単独で駆動されるようにしてもよい。同様に、関節11b以外の関節についても関節付近の所定の領域に当該関節を単独で駆動させる動作を割り当てることもできる。   FIG. 14 is a system schematic diagram for explaining another operation instruction method in the operation instruction system for the robot. Here, an example is shown in which an operation for independently driving the joint 11b is assigned to a predetermined region near the joint 11b. For example, as shown in FIG. 14, when the “assignment operation key” of the input terminal 7 is pressed with the pointing tool 3 pointing to the area 21 near the joint 11 b, the joint 11 b is driven alone. For example, the joint 11b may be driven independently at a rotational speed corresponding to the operation amount of the “speed volume” of the input terminal 7. Similarly, for a joint other than the joint 11b, an operation for driving the joint independently can be assigned to a predetermined region near the joint.

所定の領域に割り当てる動作としては、関節の単独駆動の他、ロボット座標系基準での運動やハンドの開閉等の動作等が採用され得る。これにより、作業者が、入力装置を用いて、所望の動作をロボットに容易に指示することができる。   As an operation assigned to the predetermined area, an operation based on a robot coordinate system reference, an operation such as opening and closing of a hand, etc. can be adopted in addition to single driving of a joint. Thus, the operator can easily instruct the robot to perform a desired operation using the input device.

また、ロボットの動作範囲外の領域を所定の領域として動作を割り当ててもよい。これにより、ロボットの移動の指示と、所定の領域に割り当てられた動作の指示を容易に区別することができる。   Further, the motion may be assigned with a region outside the robot motion range as a predetermined region. As a result, it is possible to easily distinguish the robot movement instruction and the movement instruction assigned to the predetermined area.

(その他の実施の形態)
なお、実施の形態では入力端末7は、各種キーが設けられた本体部71と、作業者が保持する保持部72からなる構成としたが、保持部72は作業者の腕に巻き付けて使用可能なリストバンドとし、本体部71をリストバンドに取り付ける構成にしてもよい。また、入力端末7は、デジタイザ4の指示具3(ペン)と独立に構成されるとしたが、指示具3(ペン)と一体に構成されてもよい。指示具3または入力端末7が表示部(図示せず)を有し、指示具3によって指示すべき対象が表示部に表示されてもよい。指示具3、入力端末7またはロボット制御部6が音声システム(図示せず)を有し、指示具3によって指示すべき対象が音声によって案内されてもよい。この場合、音声による案内を開始するためのキーを指示具3または入力端末7に設けてもよい。
(Other embodiments)
In the embodiment, the input terminal 7 includes the main body 71 provided with various keys and the holding unit 72 held by the operator. However, the holding unit 72 can be used by being wrapped around the operator's arm. A simple wristband may be used, and the main body 71 may be attached to the wristband. Further, although the input terminal 7 is configured independently of the pointing tool 3 (pen) of the digitizer 4, it may be configured integrally with the pointing tool 3 (pen). The pointing tool 3 or the input terminal 7 may have a display unit (not shown), and an object to be pointed by the pointing tool 3 may be displayed on the display unit. The pointing tool 3, the input terminal 7, or the robot control unit 6 may have a voice system (not shown), and a target to be pointed by the pointing tool 3 may be guided by voice. In this case, a key for starting voice guidance may be provided on the pointing device 3 or the input terminal 7.

また、指示具3や入力端末7は、教示用ペンダントと併用されてもよく、教示用ペンダントを兼ねていてもよい。   Further, the pointing tool 3 and the input terminal 7 may be used together with the teaching pendant, or may also serve as the teaching pendant.

また、指示具3や入力端末7にデッドマンスイッチを設けてもよい。   Further, a deadman switch may be provided on the pointing tool 3 or the input terminal 7.

また、上記説明では指示具3は実空間における計測点を指示することとしたがこれに限定されず、ヴァーチャルリアリティー空間等、実空間以外の空間における計測点を指示してもよい。いずれの場合にも、作業者が3次元空間におけるロボット2を直接指示することで、直感的で効率的な動作指示が可能になる。   In the above description, the pointing tool 3 indicates a measurement point in the real space. However, the present invention is not limited to this, and the measurement point may be specified in a space other than the real space, such as a virtual reality space. In any case, the operator can directly and intuitively instruct operation by directly instructing the robot 2 in the three-dimensional space.

指示具3は、指示のための点を2つ以上有してもよい。このようにすることで、動作の方向や回転軸を容易かつ直接的に指定できるようになる。例えば、指示のための一方の点をツール12の先端に位置させ、指示のための一方の点から指示のための他方の点に向かう方向が、ツール12の先端を移動させたい方向になるように、指示のための他方の点を位置させることで、ツール12の先端を所望の方向に移動させるようにロボット2に指示できるように構成してもよい。また、指示のための一方の点と指示のための他方の点を結ぶ直線の方向を、ロボット2の回転軸の方向としてロボット2に回転を指示できるように構成してもよい。   The indicator 3 may have two or more points for instruction. By doing so, it becomes possible to easily and directly specify the direction of operation and the rotation axis. For example, one point for pointing is positioned at the tip of the tool 12, and the direction from the one point for pointing to the other point for pointing is the direction in which the tip of the tool 12 is to be moved. In addition, the robot 2 may be instructed to move the tip of the tool 12 in a desired direction by positioning the other point for instruction. Alternatively, the robot 2 may be instructed to rotate with the direction of a straight line connecting one point for instruction and the other point for instruction as the direction of the rotation axis of the robot 2.

指示具3による目標点P2や新しい目標点P2aの指示は連続的にあるいは任意の制御サイクル毎に行われてもよい。このようにすると、点P1が、指示具3の指示のための点を追いかけるようにロボット2に動作を指示できる。   The instruction of the target point P2 and the new target point P2a by the indicator 3 may be performed continuously or every arbitrary control cycle. In this way, the robot 2 can be instructed to move so that the point P1 follows the point for the pointing tool 3 to point.

上記説明から、当業者にとっては、本発明の多くの改良や他の実施形態が明らかである。従って、上記説明は、例示としてのみ解釈されるべきであり、本発明を実行する最良の態様を当業者に教示する目的で提供されたものである。本発明の精神を逸脱することなく、その構造及び機能の少なくとも一方の詳細を実質的に変更できる。   From the foregoing description, many modifications and other embodiments of the present invention are obvious to one skilled in the art. Accordingly, the foregoing description should be construed as illustrative only and is provided for the purpose of teaching those skilled in the art the best mode of carrying out the invention. Details of at least one of its structure and function can be substantially changed without departing from the spirit of the present invention.

本発明は、ロボットへの動作指示に用いることができる。   The present invention can be used for an operation instruction to a robot.

1 ロボットへの動作指示システム
2 ロボット
3 指示具
4 デジタイザ
6 ロボット制御部
7 入力端末
10 基台(ベース)
11 アーム
12 ツール
15 作業台
20b ロボット座標系
20f フランジ座標系
20d デジタイザ座標系
21 割当領域
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Operation instruction system to robot 2 Robot 3 Indicator 4 Digitizer 6 Robot control part 7 Input terminal 10 Base (base)
11 Arm 12 Tool 15 Work table 20b Robot coordinate system 20f Flange coordinate system 20d Digitizer coordinate system 21 Allocation area

Claims (9)

ロボット座標系を有するロボットへの動作指示システムであって、
空間における計測点を指示する指示具と、
デジタイザ座標系を有し、前記指示具により指示された前記計測点の前記デジタイザ座標系における座標データを生成するデジタイザと、
前記デジタイザ座標系と前記ロボット座標系の間の座標変換と、前記デジタイザにより生成された計測点の前記デジタイザ座標系における座標データと、に基づいてロボットに動作を指示するロボット制御部と、
を備え、
前記ロボット制御部は、前記ロボット上の点であって当該ロボットの動作を制御する際の制御対象である制御対象点が指定され、前記指示具によって前記計測点が指示された場合、前記制御対象点が前記計測点に向かって移動するように前記ロボットに動作を指示する、ロボットへの動作指示システム。
An operation instruction system for a robot having a robot coordinate system,
An indicator that indicates a measurement point in space;
A digitizer having a digitizer coordinate system and generating coordinate data in the digitizer coordinate system of the measurement point indicated by the indicator;
A robot control unit that instructs the robot to perform an operation based on coordinate conversion between the digitizer coordinate system and the robot coordinate system, and coordinate data in the digitizer coordinate system of measurement points generated by the digitizer;
With
The robot control unit is a point on the robot that is a control target point that is a control target when controlling the operation of the robot, and when the measurement point is instructed by the pointing tool, the control target An operation instruction system for a robot instructing the robot to perform an operation so that a point moves toward the measurement point .
前記ロボット制御部は、前記指示具によってそれぞれ異なる第3の計測点及び第4の計測点が指示された場合、前記第3の計測点及び前記第4の計測点を通る回転軸を生成し、予め設定されたロボットの一部が前記回転軸周りに回転移動するように前記ロボットに動作を指示する、請求項1に記載のロボットへの動作指示システム。 The robot control unit generates a rotation axis that passes through the third measurement point and the fourth measurement point when different third measurement points and fourth measurement points are instructed by the pointing tool, The operation instruction system for the robot according to claim 1 , wherein an operation is instructed to the robot such that a part of the preset robot rotates around the rotation axis. 前記ロボット制御部は、前記指示具によって第5の計測点が指示された場合、前記第3の計測点と前記第4の計測点を結ぶ直線と同じ方向で、且つ前記第5の計測点を通る回転軸を生成し、予め設定されたロボットの一部が前記回転軸周りに回転移動するように前記ロボットに動作を指示する、請求項2に記載のロボットへの動作指示システム。 When the fifth measuring point is instructed by the pointing tool, the robot control unit sets the fifth measuring point in the same direction as a straight line connecting the third measuring point and the fourth measuring point. The robot operation instruction system according to claim 2 , wherein a rotation axis passing through the robot is generated, and the robot is instructed to move so that a part of the preset robot rotates around the rotation axis. 前記ロボットへの動作指示システムは、ロボットの動作に関連する情報を入力するための入力装置を備え、前記ロボット制御部は、前記入力装置によって入力された情報に応じて、前記ロボットに動作を指示する、請求項1乃至3のいずれかに記載のロボットへの動作指示システム。 The operation instruction system for the robot includes an input device for inputting information related to the operation of the robot, and the robot control unit instructs the robot to perform an operation according to the information input by the input device. The operation instruction system to the robot according to any one of claims 1 to 3 . 前記ロボット制御部は、前記入力装置によって移動速度または回転速度が入力された場合、入力された移動速度または回転速度でロボットが移動または回転するように前記ロボットに動作を指示する、請求項4に記載のロボットへの動作指示システム。 5. The robot controller according to claim 4 , wherein when a movement speed or a rotation speed is input by the input device, the robot control unit instructs the robot to move or rotate at the input movement speed or rotation speed. An operation instruction system for the described robot. 前記ロボット制御部は、前記ロボットを移動させて、前記ロボットの少なくとも1ヶ所の特定部位を少なくとも3ヵ所に移動させたときの、それぞれの移動位置における前記特定部位の前記デジタイザ座標系における座標データと前記ロボット座標系における座標データが与えられた場合に、前記デジタイザ座標系における座標データと前記ロボット座標系における座標データのいずれか一方を前記座標変換によって変換した値と他方の値とが一致するように、前記デジタイザ座標系と前記ロボット座標系との間の前記座標変換を算出するように構成されていている、請求項1に記載のロボットへの動作指示システム。   The robot control unit moves the robot and moves at least one specific part of the robot to at least three parts. The coordinate data in the digitizer coordinate system of the specific part at each moving position; When coordinate data in the robot coordinate system is given, a value obtained by converting one of coordinate data in the digitizer coordinate system and coordinate data in the robot coordinate system by the coordinate conversion matches the other value. The operation instruction system for the robot according to claim 1, further configured to calculate the coordinate transformation between the digitizer coordinate system and the robot coordinate system. 前記ロボットはフランジ座標系を有するフランジ部を有し、
前記ロボット制御装置は、前記フランジ座標系とロボット座標系との間の座標変換と、前記フランジ部および前記フランジ部より先端側の少なくとも3つの特徴点のデジタイザ座標系における座標データと、前記デジタイザ座標系と前記ロボット座標系の間の座標変換に基づいて、前記フランジ座標系における前記少なくとも3つの特徴点のツールベクトルを算出するとともに記憶し、その後、前記デジタイザが移設され、且つ前記少なくとも3つの特徴点の前記デジタイザ座標系における座標データが与えられた場合に、与えられた3つの特徴点の前記デジタイザ座標系における座標データを前記デジタイザ座標系と前記ロボット座標系の間の座標変換によって変換した値と、記憶した前記フランジ座標系における前記少なくとも3つの特徴点のツールベクトルを前記フランジ座標系とロボット座標系との間の座標変換によって変換した値とが一致するように、前記デジタイザ移設後の前記デジタイザ座標系と前記ロボット座標系との間の前記座標変換を算出するように構成されている、請求項1に記載のロボットへの動作指示システム。
The robot has a flange portion having a flange coordinate system;
The robot control device includes coordinate conversion between the flange coordinate system and the robot coordinate system, coordinate data in the digitizer coordinate system of the flange portion and at least three feature points on the tip side of the flange portion, and the digitizer coordinates. Calculating and storing a tool vector of the at least three feature points in the flange coordinate system based on a coordinate transformation between a system and the robot coordinate system; then, the digitizer is relocated, and the at least three features A value obtained by converting coordinate data of the given three feature points in the digitizer coordinate system by coordinate conversion between the digitizer coordinate system and the robot coordinate system when coordinate data of the point in the digitizer coordinate system is given And at least three features in the stored flange coordinate system The coordinates between the digitizer coordinate system and the robot coordinate system after the digitizer is moved so that the value obtained by converting the tool vector of the point by the coordinate conversion between the flange coordinate system and the robot coordinate system matches. The motion instruction system for the robot according to claim 1, wherein the motion instruction system is configured to calculate a transformation.
前記ロボット制御装置は、予め、空間における所定の領域に所定の動作を割り当てておき、前記指示具によって前記所定の領域内の計測点が指示された場合には、当該割り当てられた動作をロボットに指示する、請求項1に記載のロボットへの動作指示システム。   The robot control device assigns a predetermined motion to a predetermined region in the space in advance, and when a measurement point in the predetermined region is instructed by the pointing tool, the assigned motion is transmitted to the robot. The operation instruction system for the robot according to claim 1, wherein the instruction is performed. ロボット座標系を有するロボットへの動作指示方法であって、
指示具によって、空間における計測点を指示するステップと、
デジタイザ座標系を有するデジタイザによって、前記指示具により指示された計測点の前記デジタイザ座標系における座標データを生成するステップと、
前記デジタイザ座標系と前記ロボット座標系の間の座標変換と、前記デジタイザにより生成された計測点の前記デジタイザ座標系における座標データに基づいてロボットに動作を指示するステップと、
を含む、
前記ロボットに動作を指示するステップでは、前記ロボット上の点であって当該ロボットの動作を制御する際の制御対象である制御対象点が指定され、前記指示具によって前記計測点が指示された場合、前記制御対象点が前記計測点に向かって移動するように前記ロボットに動作を指示する、ロボットへの動作指示方法。
以上
An operation instruction method for a robot having a robot coordinate system,
A step of indicating a measurement point in space by an indicator;
Generating coordinate data in the digitizer coordinate system of the measurement point indicated by the indicator by a digitizer having a digitizer coordinate system;
Instructing the robot to perform an operation based on coordinate conversion between the digitizer coordinate system and the robot coordinate system, and coordinate data in the digitizer coordinate system of measurement points generated by the digitizer;
including,
In the step of instructing the robot to operate, a point on the robot that is a target to be controlled when controlling the operation of the robot is specified, and the measurement point is instructed by the pointing tool A method for instructing the robot to instruct the robot to move so that the control target point moves toward the measurement point .
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP6917551B2 (en) 2017-02-13 2021-08-11 パナソニックIpマネジメント株式会社 Robot control method and robot
JP6946669B2 (en) * 2017-03-03 2021-10-06 株式会社デンソーウェーブ Robot direct teaching system
JP7035555B2 (en) * 2018-01-23 2022-03-15 セイコーエプソン株式会社 Teaching device and system
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0740264A (en) * 1993-08-05 1995-02-10 Sumitomo Heavy Ind Ltd Three dimensional movement indicating device
JP3644991B2 (en) * 1994-11-08 2005-05-11 ファナック株式会社 Coordinate system coupling method in robot-sensor system
JP2776477B2 (en) * 1996-02-13 1998-07-16 川崎重工業株式会社 Robot 3D position and orientation teaching system
JP4667417B2 (en) * 2000-08-25 2011-04-13 蛇の目ミシン工業株式会社 Robot motion setting method
DE102004020099A1 (en) * 2004-04-24 2005-11-17 Kuka Roboter Gmbh Method and device for influencing a multi-axis handling device

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