JPH01140207A - Manual control method for robot arm - Google Patents

Manual control method for robot arm

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JPH01140207A
JPH01140207A JP17470087A JP17470087A JPH01140207A JP H01140207 A JPH01140207 A JP H01140207A JP 17470087 A JP17470087 A JP 17470087A JP 17470087 A JP17470087 A JP 17470087A JP H01140207 A JPH01140207 A JP H01140207A
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robot arm
robot
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operating
axis
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加納 稔
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弘直 釜谷
Hiroshi Shinozaki
弘 篠崎
Akinobu Takemoto
明伸 竹本
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Abstract

PURPOSE:To widely shorten a teaching work time by using two or three points taught beforehand, defining an arbitrary coordinate system convenient for a teaching by the action teacher of a robot arm and operating the robot arm along the coordinate system. CONSTITUTION:When X-Y coordinate axes are converted and the robot arm is operated concerning new coordinate axes X'-Y', for example, two pieces of position information are taken out. Next, the present tip position of the robot arm and an action direction vector are used and an action limit position at the time of operating the robot arm in the action vector direction and the action distance at the time of operating it to the action limit position are obtained by an arithmetic unit 15. Next, an adjustable processing system at the time of operating the robot arm only at a prescribed action distance is determined in accordance with a maximum speed and an accelerating system specified beforehand. An action target position at the time of operating it at a minute distance in a prescribed action direction is obtained. This is converted into the position signal of a servo motor 2, a control signal is obtained and it is outputted to a PWM signal generating circuit 11. That an adjusting key is detached is detected and a whole arithmetic processing is terminated.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ロボットの動作制御方式に係り、特に、ロボ
ットの動作点を教示する際に効果的な動作制御手段を提
供するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to a robot motion control system, and particularly provides a motion control means that is effective in teaching the robot's motion point.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

関節形ロボットにその動作を教示する際の有効な手法と
して、ロボットの機構とは独立し、かつロボット設計時
に一意的にロボット機構と関連づけられる特定の直交座
標系の各々の直交軸に沿ってロボットを動作させれば教
示作業に好適であることが示されている。
An effective method for teaching an articulated robot its motion is to align the robot along each orthogonal axis of a specific orthogonal coordinate system that is independent of the robot's mechanics and that is uniquely associated with the robot's mechanics during robot design. It has been shown that operating the system is suitable for teaching work.

なおこの種の装置としては、特公昭60−51121号
に記載されたものがある。
An example of this type of device is the one described in Japanese Patent Publication No. 51121/1983.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

ロボットアームを直交座標軸に沿って動作させ、動作点
を教示する方法は、作業者の容易に認識しろるもしくは
生活基盤となっている座標系であるから、その価値は大
きい。しかしながら、上記直交座標系は、ロボット設計
時に一意に定義された座標系であり、その直交軸に沿っ
てのみしかロボットを動作させることができないという
問題がある。換言すれば、ロボットの作業教示の対象と
なるワークの座標系が、前記ロボットの座標系と一致し
ない場合、(そして、これは通常一致しないものであり
、一致するように調整することが大変な作業を伴うこと
、そのように調整しても、異なる場所へロボットを移動
された場合には再調整が必要となること等)、作業教示
点が多い場合は、前記座標系の各面分軸方向の動作を繰
り返して。
The method of moving the robot arm along orthogonal coordinate axes and teaching the operating point is of great value because it is a coordinate system that workers can easily recognize or that is the basis of their daily lives. However, the above-mentioned orthogonal coordinate system is a coordinate system uniquely defined at the time of robot design, and there is a problem in that the robot can only be operated along the orthogonal axes. In other words, if the coordinate system of the workpiece that is the target of the robot's work instruction does not match the coordinate system of the robot (and this usually does not match, and it is difficult to adjust it so that they match) If the robot is moved to a different location, readjustment will be required even if the adjustment is made, etc.), and if there are many work teaching points, each surface axis of the coordinate system Repeat the movement in the direction.

ロボットを目標の教示点へ位置決めさせなければならな
いという問題がある。この問題は、面分動作形ロボット
アームの場合についても同様である。
There is a problem in that the robot must be positioned to the target teaching point. This problem is also the same in the case of a surface motion type robot arm.

本発明はこのような問題を解消し、よりロボットの動作
点教示を簡易にする手法を提供するにある。
The present invention solves these problems and provides a method for simplifying the teaching of robot operating points.

〔問題点を解決するための手段〕 上記目的は、前記ロボットの直交座標系を、ワークの直
公座標系に変換する手段を提供することにより達成され
る。
[Means for Solving the Problems] The above object is achieved by providing means for converting the orthogonal coordinate system of the robot into the orthogonal coordinate system of the workpiece.

具体的には、前記ロボットの直公座標系は、水平面上に
X−Y軸があり、X−Y軸の作る面に面分する軸がZ軸
であるとするとき、 (1)X−Y座標系を変換したいときは、ワーク上の作
業点2点を教示し、この2点の水平成分方向余弦を求め
1例えばこの方向余弦ベクトルをX′軸と再定義し、こ
れに直交゛する水平面内のベクトルをY′軸とし、ロボ
ットをX′及びY′軸方向へ動作させる機能を付与する
ことにより達成される。
Specifically, in the orthogonal coordinate system of the robot, when the X-Y axes are on a horizontal plane and the Z-axis is the axis that intersects with the plane formed by the X-Y axes, (1) X- When you want to transform the Y coordinate system, teach two working points on the workpiece and find the horizontal component direction cosine of these two points.1 For example, redefine this direction cosine vector as the X' axis and orthogonal to it. This is achieved by setting the vector in the horizontal plane as the Y' axis and giving the robot the ability to move in the X' and Y' axis directions.

(2)X−Y−Z座標系を変換したいときは、ワーク上
の作業点3点を教示し、その内の2点より求められる方
向余弦をX′軸とし、残りの1点よりX′軸へ下した垂
線をY′軸とし。
(2) When you want to convert the X-Y-Z coordinate system, teach three working points on the workpiece, set the direction cosine found from two of them as the X' axis, and use the remaining one point to Let the perpendicular line drawn to the axis be the Y' axis.

X’−Y’平面に直交する直線をZ′軸とし、ロボット
をX’、 Y’、 Z’軸方向へ動作させる機能を付与
することにより達成される。
This is achieved by setting a straight line perpendicular to the X'-Y' plane as the Z' axis, and giving the robot the ability to move in the X', Y', and Z' axis directions.

〔作用〕[Effect]

本発明の作用を第1図〜第3図を用いて説明する。 The operation of the present invention will be explained using FIGS. 1 to 3.

ここでは、説明の簡便さのために水平面を再定義する場
合について示す。第1図において、ロボット固有の直交
座標系x−Yは、ロボット本体を座標原点に第1図のよ
うに定義されている。これに対し、ロボットの動作対象
となるワークの座標系x’−y’は、第1図のようにな
っているとする。
Here, for the sake of simplicity of explanation, a case will be shown in which the horizontal plane is redefined. In FIG. 1, a robot-specific orthogonal coordinate system x-Y is defined with the robot body as the origin of coordinates as shown in FIG. On the other hand, it is assumed that the coordinate system x'-y' of the workpiece to be operated by the robot is as shown in FIG.

ここでQ印は、動作教示予定点であり、これらはワーク
座標系上にて整列している。ここで、例へばO印の点り
と■を通常の方法でロボットを動作させて教示するとす
る。この2点より、第1図に矢印で示すような点Iから
点りへ向かう方向ベクトルが計算できる。従ってこれを
X′軸方向であるとすれば、これに直交するY′軸方向
も自ずとさだめることかできる。ここで、2点の教え方
は任意であり、教示した2点からX′軸方向が決定でき
るものであることは云うまでもない。
Here, the Q marks are the operation teaching planned points, and these are aligned on the workpiece coordinate system. Here, for example, assume that the robot is taught the dotted O mark and ■ by operating it in the usual way. From these two points, a directional vector from point I to the point as shown by the arrow in FIG. 1 can be calculated. Therefore, if this is defined as the X'-axis direction, the Y'-axis direction perpendicular to this can also be defined. Here, the method of teaching the two points is arbitrary, and it goes without saying that the X'-axis direction can be determined from the two taught points.

次に第2図を用いて従来の動作点を教示する手順を示す
。先ず、点Iまでの教示は完了しており次に点りを教示
するものとする。点工から、点りへロボットアーム先端
を移動させるために、ロボットの動作教示者は、操作ス
イッチを操作することにより、ロボット固有の座標軸X
またはY軸の方向に沿って第2図に示すようにロボット
を動作させ、点りの近傍でXまたはY軸方向の動作を繰
り返し微調整を、それも繰り返すことにより点Dヘロボ
ットアーム先端を位置決めする。次に別の操作スイッチ
の操作により点りをロボットの制御装置に記憶させる。
Next, a conventional procedure for teaching an operating point will be described using FIG. First, it is assumed that the teaching up to point I has been completed and the next point will be taught. In order to move the tip of the robot arm from point to point, the robot movement instructor moves the robot's own coordinate axis X by operating the operation switch.
Alternatively, move the robot along the Y-axis direction as shown in Figure 2, repeat the movement in the X- or Y-axis direction near the dot, make fine adjustments, and then move the tip of the robot arm to point D. Position. Next, by operating another operation switch, the light is stored in the robot control device.

点Bの教示についても同様である。このように教示点の
存在位置とロボットの動作可能方向が異なるため、種々
の動作方向を組み合せてロボットを動作させ、目標位置
にロボットアームを位置決めしなければならず、特に目
標位置近傍での微調整は非常にねすらおしいものである
The same applies to the teaching at point B. Since the location of the teaching point and the direction in which the robot can move are different, it is necessary to move the robot by combining various movement directions and position the robot arm at the target position. Adjustment is very tricky.

次に第3図を用いて、本発明の動作点を教示する手順を
示す。まず、x’−y’座標軸を決定するための2点の
位置は教示ずみであり、教示点工までの動作教示はすで
に完了しているとし1次に点りを教示する場合ついて説
明する。点■から点Dへロボットアーム先端を動作させ
るには、ロボットの動作教示者は、まず、ロボットアー
ムをX′−Y’座標系で動作させるための指令信号を操
作船を操作して制御装置に教える。これにより動作モー
ドはX’ −Y’座標系規準となる。次に、前記と同様
操作ボタンを操作すれば、今度の場合は。
Next, the procedure for teaching the operating point of the present invention will be described using FIG. First, assuming that the positions of the two points for determining the x'-y' coordinate axis have already been taught and the teaching of the motion up to the teaching point has already been completed, a case will be described in which the primary point is taught. In order to move the tip of the robot arm from point ■ to point D, the robot movement instructor must first operate the control vessel to send a command signal for moving the robot arm in the X'-Y' coordinate system to the control device. Teach to. This makes the operating mode based on the X'-Y' coordinate system. Next, if you operate the operation buttons in the same way as above, in this case.

ロボットアーム先端はX′またはY′軸に沿って動く。The robot arm tip moves along the X' or Y' axis.

従って点工から点りへロボットを動作させるにはある操
作船を押すだけでも良く、ロボットアームは、第3図矢
線で示すように点りの方向へ向かって動作する。点りの
近傍で微調整する点は従来と同様であるが、これもX′
軸方向で調整するのみで良く非常に簡単になる。次に点
Bを教示するにおいては、別の操作船によってY′軸方
向へ動かすことのみで教示することができる。
Therefore, in order to move the robot from point to point, it is sufficient to push a certain operating vessel, and the robot arm moves in the direction of the point as shown by the arrow in FIG. The point for fine adjustment near the point is the same as before, but this is also
It is very easy to adjust only in the axial direction. Next, when teaching point B, it is possible to teach by simply moving it in the Y'-axis direction using another operating vessel.

更に本発明のかくれた利点は、任意にロボットの動作教
示者が、教示に都合の良い座標系を定義でき、その座標
系上でロボットの動作点を教示できるので、−直線上に
配列された教示点は、正確に一直線上の点として教示す
ることができ、短形上に配列された点は、短形上の正確
な点として教示することができる点にある。これに対し
従来の教示方法によれば、−直線上に配列された点であ
っても、その直線がロボット固有の座標軸と一致しない
限り、X軸及びY軸方向の動作を繰り返して教示するこ
とになるので、正確に一直線上に配列された点を、−直
線上に位置するものとして教示することができない。短
形状に配列された点を教示する場合においても、正確な
短形状の点として教示することはできない。
Furthermore, a hidden advantage of the present invention is that a robot motion instructor can arbitrarily define a coordinate system convenient for teaching, and can teach the robot's motion points on that coordinate system. A teaching point can be taught as a point exactly on a straight line, and a point arranged on a rectangle is at a point that can be taught as an exact point on the rectangle. On the other hand, according to the conventional teaching method, even if the points are arranged on a straight line, unless the straight line coincides with the robot's own coordinate axes, the motion in the X-axis and Y-axis directions is repeatedly taught. Therefore, points arranged exactly on a straight line cannot be taught as being located on a - straight line. Even when teaching points arranged in a rectangular shape, it is not possible to teach them as accurate rectangular points.

〔実施例〕〔Example〕

第4図に、本発明を実現するロボットシステムの一構成
例を示す。ロボットシステムは、ロボット本体2と制御
装置1より構成される。制御装置1は、ロボットを手動
で動作させたり、動作した位置を位置記憶手段18に記
憶指令をしたり、ロボットの動作手順を入力し、動作手
段記憶手段17に記憶指令をしたり、動作手順記憶手段
17に記憶された動作手順に従ってロボットに動作する
よう指令したりするための複数の操作スイッチ及び動作
状況他を表示するための表示装置類を含む教示手段14
と、演算手段15の出力するpwM指令を受けてPWM
信号を発生するPWM信号発生回路11、そのPWM信
号によって動作し、ロボット本体2、特に、サーボモー
タに運転電流を供給するパワー回路12と、サーボモー
タの回転位置を測定するためにサーボモータに取り付け
られたエンコーダのエンコーダパルスを計数するパルス
カウンタ13と、複数のロボットアーム先端部の経由す
る位置を記憶する位置記憶手段18と、前記位置記憶手
段18に記憶された複数の位置の動作手順を記憶する動
作手順記憶手段17と。
FIG. 4 shows an example of the configuration of a robot system that implements the present invention. The robot system is composed of a robot body 2 and a control device 1. The control device 1 manually operates the robot, instructs the position storage means 18 to store the operated position, inputs the operation procedure of the robot, instructs the operation means storage means 17 to store it, and stores the operation procedure. A teaching means 14 including a plurality of operation switches for instructing the robot to operate according to the operation procedure stored in the storage means 17 and a display device for displaying operation status, etc.
In response to the pwM command output from the calculation means 15, the PWM
A PWM signal generation circuit 11 that generates a signal, a power circuit 12 that operates based on the PWM signal and supplies operating current to the robot body 2, particularly the servo motor, and a power circuit 12 that is attached to the servo motor to measure the rotational position of the servo motor. a pulse counter 13 for counting the encoder pulses of the encoder that has been moved; a position storage means 18 for storing the positions passed by the tip of the robot arm; and a position storage means 18 for storing operation procedures for the plurality of positions stored in the position storage means 18. and an operation procedure storage means 17.

演算手段15の演算手順を記憶する演算手順記憶手段1
6と、教示手段14の入力信号に応じて定められた演算
手順記憶手段16内に格納されている。適切な演算手順
を読み出し、必要に応じて動作手順記憶手段17及び位
置記憶手段に格納されている情報を用いて演算を行ない
ロボットを動作制御する演算手段15より成っている。
Arithmetic procedure storage means 1 for storing the arithmetic procedure of the arithmetic means 15
6 and is stored in the calculation procedure storage means 16 determined according to the input signal of the teaching means 14. It consists of a calculation means 15 that reads an appropriate calculation procedure and performs calculations using information stored in the operation procedure storage means 17 and the position storage means as necessary to control the robot's operation.

第5図に、教示手段14の操作船及び表示部の一例を示
す。
FIG. 5 shows an example of the operating vessel and display section of the teaching means 14.

以下、本発明におけるロボットの動作を詳細に説明する
Hereinafter, the operation of the robot according to the present invention will be explained in detail.

ロボットの動作を開始させるために、まず、主電源スイ
ッチ(図示せず)を投入すると、第4図の演算手段15
は、ロボットの動作、表示関係の初期化を行う。次に第
5図の原点合せキーを押すと、演算手段15は所定の手
順に従ってロボットを動作させ、ロボットに機械基準姿
勢をとらせる。
In order to start the operation of the robot, first, when the main power switch (not shown) is turned on, the calculation means 15 shown in FIG.
initializes the robot's movements and display. Next, when the origin setting key shown in FIG. 5 is pressed, the calculation means 15 operates the robot according to a predetermined procedure and causes the robot to assume a mechanical reference posture.

これにより、ロボット機械姿勢と位置情報の対応関係が
確立され、ロボットがプログラム制御可能の状態となる
As a result, the correspondence between the robot mechanical posture and the position information is established, and the robot becomes program controllable.

まず1本発明に係る任意の座標系を定義するための動作
点の教示方法について説明する。第5図の位置ティーチ
キーを押すことにより、ロボットは位置ティーチモード
になる。この状態で第5図の位置調整キーのいずれかを
押すことにより、ロボットは、各調整キーに対してあら
かじめ定められた方向にあらかじめ定められた速度で動
作し、調整キーを雛すと停止するように動作する。例え
ば第5図のアーム右のキーを押すとロボットアーム先端
は、第1図のX軸矢線方向へ、アーム前のキーを押すと
第1図のY軸矢線方向へ動く。このように調整キーを操
作することにより、ロボットアーム先端を任意の点に位
置決めすることができる。位置決めした点に対して第5
図のデータ入カキ−を操作して位置決め点の位置情報を
記憶すべき位置番号を入力(これは例えば第5図のステ
ップ部に表示される)したのち、第5図のセットキーを
押せば、現在のロボット位置情報が、入力された位置番
号に対して位置記憶手段18のあらかじめ定められた記
憶領域に格納される。
First, a method of teaching operating points for defining an arbitrary coordinate system according to the present invention will be explained. By pressing the position teach key in FIG. 5, the robot enters position teach mode. In this state, by pressing any of the position adjustment keys shown in Figure 5, the robot will move at a predetermined speed in a predetermined direction for each adjustment key, and will stop when the adjustment key is pressed. It works like this. For example, if the key on the right side of the arm in FIG. 5 is pressed, the tip of the robot arm moves in the direction of the X-axis arrow in FIG. 1, and if the key in front of the arm is pressed, the tip of the robot arm moves in the direction of the Y-axis arrow in FIG. By operating the adjustment keys in this manner, the tip of the robot arm can be positioned at an arbitrary point. 5th point for the positioned point
After operating the data input key shown in the figure to input the position number for which the position information of the positioning point is to be stored (this is displayed, for example, in the step section of Fig. 5), press the set key shown in Fig. 5. , the current robot position information is stored in a predetermined storage area of the position storage means 18 for the input position number.

ここで、位置記憶手段18に記憶される位置情報は、サ
ーボモータ2の回転角を与えるエンコーダパルス信号の
積算値もしくは、これより演算して求められるロボット
固有に定められた座標系のx、y、z値、もしくは、関
節形ロボットの場合はアームの回転角のようなものであ
っても良い。
Here, the position information stored in the position storage means 18 is the integrated value of the encoder pulse signal that gives the rotation angle of the servo motor 2, or the x, y coordinate system determined uniquely to the robot calculated from this. , z value, or, in the case of an articulated robot, the rotation angle of the arm.

要は、ロボットアーム先端の位置情報そのもの、もしく
は、何らかの演算処理を施こすことにより位置情報と1
:1に対応がつけられるものであれば何でも良い。
In short, the position information of the tip of the robot arm itself, or the position information and the same information by performing some calculation processing.
:Anything that can be associated with 1 is fine.

次にこのようにして教示記憶する位置情報を。Next, position information is taught and stored in this way.

ロボットの動作教示者の定義する新しい座標系の基礎デ
ータとして定義する方法を示す。
We will show how to define the basic data of a new coordinate system defined by a robot motion instructor.

その第1の方法は、位置記憶手段18の特定の領域に格
納されている2点の位置情報を新しい座標系の基礎デー
タとみなす方法である。前記特定の領域は前記したよう
に位置番号に対応しているから、ロボットの動作教示者
が、前記したように、ある特定の位@岳号を入力してセ
ットキーを押すことにより、この情報が位置記憶手段1
8の特定の領域に格納される。
The first method is to consider the position information of two points stored in a specific area of the position storage means 18 as basic data of a new coordinate system. Since the specific area corresponds to the position number as described above, the robot motion instructor can input this information by inputting a specific position @mount number and pressing the set key as described above. is the position storage means 1
8 specific areas.

第2の方法は、データ入カキ−を用いて、第5図のオペ
コード表示部に特定の記号を入力したときに、演算手段
15が、これを座標系定義記号であると判別し、所定の
定義処理を行なうようにすることを基本とする。例えば
オペコード表示部に′″7″を入力したときは、第1の
、II 8 IIを入力したときは、第2の、1197
1を入力したときは第3の座標系定義位置を定義するも
のとする。この場合、前記の特定記号をオペコード表示
部へ入力し、セットキーを押すと、演算手段15は、前
記した位置情報の記憶であるか、座標系定義入力である
かを、前記した特定記号の有無により判別する。特定記
号がなければ、位置情報を記憶するよう処理するが、そ
れは前記したものである。座標系定義入力すなわち前記
例でIt 7 II、II 8 IIまたは29′″が
オペコード表示部に入力されていれば。
In the second method, when a specific symbol is input into the operation code display section of FIG. The basic idea is to perform definition processing. For example, when inputting ``7'' in the operation code display section, the first input is II 8. When inputting II, the second input is 1197.
When 1 is input, the third coordinate system definition position is defined. In this case, when the above-mentioned specific symbol is input into the operation code display section and the set key is pressed, the calculation means 15 determines whether the above-mentioned position information is to be stored or coordinate system definition input is to be performed using the above-mentioned specific symbol. Distinguish by presence/absence. If there is no specific symbol, processing is performed to store position information, which is described above. If the coordinate system definition input, ie, It 7 II, II 8 II or 29''' in the above example is input in the opcode display.

ステップ部に表示されている位置番号をとり込み、前記
特定のコードに応じて準備したエリアにこの位置番号を
記憶する。第1の方法の場合には、座標系を定義または
再定義する場合には、定義するための位置にロボットを
動作させなければならないのに対し、第2の方法の場合
には、既に教示された位置をロボットを動かすことなく
自由に指定することができる。
The position number displayed on the step part is taken in and stored in an area prepared according to the specific code. In the case of the first method, when defining or redefining the coordinate system, the robot must be moved to the position to be defined, whereas in the case of the second method, it is necessary to move the robot to the position to be defined. You can freely specify the position of the robot without moving it.

以上のようにして、新しい座標系を定義するための位置
情報を特定することができる。
In the manner described above, position information for defining a new coordinate system can be specified.

次に、前記のようにして特定された位置情報を用いて、
新しく定義した座標系の座標軸に沿ってロボットアーム
先端部を動作させる方法を示す。
Next, using the location information specified as above,
We will show how to move the tip of the robot arm along the coordinate axes of the newly defined coordinate system.

そのためには、先ず、制御装置1に新しく定義した座標
軸に沿ってロボットアームを動作させることを指示しな
ければならない。その方法は、例えば、ユーティリティ
キーを押し、続けて、前記を指示するようあらかじめ定
められた特定のコード、例えば、P′″ II Q I
I 、 II Q l″をデータ入カキ−を用いて順次
入力し、セットキーを押すことにより達成する。制御装
置は、上記入力を解読し、前記動作モードとなる。別の
例は、第5図には示していないが、別のキーを設け、こ
のキーを押すことにより、前記ロボットアーム固有の座
標系に従って動くモードと、新しい座標系に従って動く
モードが切りかえられるようになっていても良い。すな
わち、制御装置1に新しく定義した座標軸に沿ってロボ
ットアームを動かすことを指示できるものであれば手段
は問わない。
To do this, first, it is necessary to instruct the control device 1 to operate the robot arm along the newly defined coordinate axes. The method includes, for example, pressing a utility key followed by a specific code predetermined to indicate the above, e.g.
This is achieved by sequentially inputting I, II Ql'' using the data entry key and pressing the set key.The control device decodes the above input and enters the operating mode.Another example is Although not shown in the figure, another key may be provided, and pressing this key can switch between a mode in which the robot arm moves according to its own coordinate system and a mode in which it moves according to a new coordinate system. That is, any means may be used as long as it can instruct the control device 1 to move the robot arm along the newly defined coordinate axes.

このようにして、新しい座標軸に沿って動く動作モード
になったのちのロボットアームの動かし方について、第
6図を用いて説明する。位置調整キーのいずれかが押さ
れると、第6図の動作が開始される。まずブロック00
oにおいて1次の処理をする。前記した方法で新しい座
標軸定義用に記憶された2つの位置情報(必要なら何ら
かの変換を施こして)を取り出す。ここでは、X−Y座
標軸を変換して新しい座標軸x’−y’について動作さ
せる場合について説明しているので、2つの位置情報P
0.P工は、次のベクトル成分からなる。
How to move the robot arm after entering the operation mode of moving along the new coordinate axes in this way will be explained using FIG. 6. When any of the position adjustment keys is pressed, the operation shown in FIG. 6 is started. First block 00
Primary processing is performed at o. The two pieces of position information stored for the new coordinate axis definition are retrieved using the method described above (with some transformation if necessary). Here, we are explaining the case where the X-Y coordinate axes are converted and the operation is performed on the new coordinate axes x'-y', so the two position information P
0. P-engine consists of the following vector components.

Pa” (P−x、Pay) P工=(p−x−pty) これよりX″座標軸方向は、次の方向ベクトルで与えら
れる。
Pa'' (P-x, Pay) P = (p-x-pty) From this, the direction of the X'' coordinate axis is given by the following direction vector.

ブロック001では次の処理を実行する。In block 001, the following processing is executed.

すなわち、″アーム右”の調整キーが押された場合はア
ームの動作方向ベクトルυを次のようにする。
That is, when the "arm right" adjustment key is pressed, the movement direction vector υ of the arm is set as follows.

″′アーム左″の調整キーが押された場合は。If the adjustment key for ``Arm Left'' is pressed.

”アーム前″の調整キーが押された場合は。If the "Arm Front" adjustment key is pressed.

”アーム後″の調整キーが押された場合は、このように
して、ロボットアーム先端を動作すべき方向が定まる。
When the "arm rear" adjustment key is pressed, the direction in which the tip of the robot arm should be operated is determined in this way.

次にブロック′″002”において、動作条件の準備計
算を行なう。すなわち、現在のロボットアーム先端位置
PN=(PNXI PNy# PNZ)と動作方向ベク
トルυを用いて、動作ベクトル方向へロボットアームを
動作させるとした場合の動作限界位置P[!=(Fax
+ P[+yt PEZ)及び限界位置まで動作させる
ときの動作距離a0を求める。次に、あらかじめ定めら
れた最大速度及び加減速方式に従って、動作距離Q。だ
けロボットアームを動作させる場合の加減速処理方式を
決定する。演算処理の詳細は本発明の主眼ではないので
、ここでは省略する。
Next, in block ''002'', preparatory calculations of operating conditions are performed. That is, when the robot arm is moved in the direction of the motion vector using the current robot arm tip position PN=(PNXI PNy# PNZ) and motion direction vector υ, the motion limit position P[! =(Fax
+P[+yt PEZ) and the operating distance a0 when operating to the limit position. Next, the operating distance Q is determined according to the predetermined maximum speed and acceleration/deceleration method. Determine the acceleration/deceleration processing method when operating the robot arm. The details of the calculation processing are not the main focus of the present invention, so they will be omitted here.

次にブロック”003”において動作方向υへ、あらか
じめ定められた微少距離ΔQだけ動作させるとした場合
の動作目標位置Pを求める。
Next, in block "003", the target operation position P is determined in the case where the operation is performed by a predetermined minute distance ΔQ in the operation direction υ.

p=p、、+ΔQ・υ これを、ロボット機構に関連する演算式に従ってロボッ
トアームを駆動するサーボモータの位置信号に変換し、
適切なる制御論理に従って制御信号を求め、これをPW
M信号発生回路11に出力する。これにより、ロボット
アームは、動作方向υに沿って極く御少距離ΔQだけ動
く。
p=p, , +ΔQ・υ Convert this into a position signal for the servo motor that drives the robot arm according to the calculation formula related to the robot mechanism,
Determine the control signal according to appropriate control logic and apply it to PW
It is output to the M signal generation circuit 11. As a result, the robot arm moves by a very small distance ΔQ along the motion direction υ.

次に、ブロック”004”において、所定の時間、例え
ば1 secの間に渡って、ブロック”005”で示さ
れるチエツクを行なう。ブロック”005”において調
整キーが離されたことが検出されると。
Next, in block "004", a check indicated by block "005" is performed for a predetermined period of time, for example, 1 sec. When it is detected in block "005" that the adjustment key has been released.

全ての演算処理は終了する。この機能は、調整キーを極
短時間だけ押すと、調整キーで指示された方向へロボッ
トアームを極く微小距離動かすことができることを意味
し、ロボットアームを動作目標点へ正確に位置決めする
際の位置調整に有効であることを示している。ここで、
所定時間同じ調整キーが押され続けていると次のブロッ
ク”o。
All arithmetic processing ends. This function means that by pressing the adjustment key for a very short time, the robot arm can be moved a very small distance in the direction specified by the adjustment key, which is useful when accurately positioning the robot arm to the target point. This shows that it is effective for position adjustment. here,
If the same adjustment key is held down for a predetermined period of time, the next block "o" will be displayed.

6″を実行する。Execute 6″.

ブロック”006”は一定時間間隔、これはサーボ系の
サンプリングレートに関連し、例えば2m sec毎に
ブロック”007”の演算を起動する。
Block "006" starts the operation of block "007" at fixed time intervals, which is related to the sampling rate of the servo system, for example, every 2 msec.

ここでブロック”006”は、サーボ制御との関連でそ
う人した一例であり、実際の処理形態としては種々のも
のがある。
Here, block "006" is an example in relation to servo control, and there are various types of actual processing.

ブロック”007”では、ブロック”005”と同様に
、同じ調整キーが押され続けているか否かをチエツクす
る。もし押されていれば、ブロック′″008′″”0
09”を実行する。ブロック”008”では、ロボット
アームが、ブロック”002”で求めた動作限界点に到
達したが否がをチエツクする。もし到達していれば、全
ての処理は終了する。到達していなければ、ブロック”
002″′で求めた加減速条件に従って、次にロボット
が動くべき点の動作距離Qを求め、動作点Pを得る。
In block "007", as in block "005", it is checked whether the same adjustment key continues to be pressed. If pressed, block ''008''''”0
09'' is executed. In block ``008'', it is checked whether the robot arm has reached the operating limit point determined in block ``002''. If so, all processing ends. If not reached, block”
According to the acceleration/deceleration conditions determined in step 002'', the operating distance Q of the next point at which the robot should move is determined, and the operating point P is obtained.

P=PN+Qυ このPによってロボットを動作させる手順はブロック″
′Oo3”において説明したものと同様である。このブ
ロック”009”の処理を一定時間間隔毎に実行するこ
とにより、ロボットアームは所定の加減速方式に従って
連続的に動作方向υに沿って動く。そして、キーが押さ
れつづけていれば、最終的に動作限界点に到達し、ロボ
ットアームは停止する。
P=PN+Qυ The procedure for moving the robot using this P is the block''
This is the same as that explained in ``Oo3''. By executing the process of block ``009'' at regular time intervals, the robot arm continuously moves along the motion direction υ according to a predetermined acceleration/deceleration method. If the key continues to be pressed, the robot arm will eventually reach its operating limit and stop.

ロボットアームを希望の位置に停止させたい場合は、動
作教示者は、調整キーをはなせば良い。
If the robot arm is to be stopped at a desired position, the motion instructor only has to release the adjustment key.

調整キーを離すとブロック”010”が実行される。す
なわち、ブロック”002″で得られた減速条件に従っ
てロボットアームを減速停止させる動作目標位置を”0
10”ブロックの説明では省略しているが、ブロック”
006”に示すと同様の一定の時間間隔で発生し、サー
ボ系に作用させることによりロボットアームを停止させ
る。このようにして、ブロック”006”〜”010”
の作用により、ロボットアームは動作方向に沿って動作
し、目標位置近傍に位置決めされる。正確な位置決め方
法は前記した通りである。なお、上記説明では、実用シ
ステムの動作すなわち、安全性チエツク、動作可/不可
チエツク等の本発明の本旨でない面は一部省略している
When the adjustment key is released, block "010" is executed. In other words, the operation target position for decelerating and stopping the robot arm according to the deceleration conditions obtained in block "002" is set to "0".
10"Although omitted in the block explanation, the block"
Blocks "006" to "010" occur at similar fixed time intervals and act on the servo system to stop the robot arm.
Due to this action, the robot arm moves along the movement direction and is positioned near the target position. The exact positioning method is as described above. Incidentally, in the above description, some aspects of the operation of the practical system, such as safety checks, operability/inoperability checks, etc., which are not the main purpose of the present invention are omitted.

以上は、平面座標を任意に定義しその座標軸方向に沿っ
てロボットアームを動作させる場合につき、詳細に説明
した。この平面は水平面であるとして説明したが、これ
を垂直面とする場合も同様の考え方で実現できる。また
、空間座標を任意に定義し、その各座標方向に沿ってロ
ボットアームを動作させる場合は類似の方法で実現する
ことができるので、ここでの詳細な説明は省略する。
The above is a detailed explanation of the case where plane coordinates are arbitrarily defined and the robot arm is operated along the coordinate axis direction. Although the explanation has been made assuming that this plane is a horizontal plane, it can also be realized using a similar concept when it is a vertical plane. Furthermore, if spatial coordinates are arbitrarily defined and the robot arm is operated along each of the coordinate directions, this can be achieved using a similar method, so a detailed explanation will be omitted here.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように、あらかじめ教示された2点または
3点を用いて、ロボットアームの動作教示者が任意のそ
して動作教示に好都合な新しい座標系を定義することが
でき、この座標系の各軸方向に沿ってロボットアームを
動作させることができるので、本発明によれば、教示作
業の簡略化、簡便化が得られると共に、教示作業時間を
大幅に短縮することができるという多大の効果を奏する
As explained above, using two or three points taught in advance, the robot arm movement instructor can define a new coordinate system that is arbitrary and convenient for teaching the movement, and each axis of this coordinate system Since the robot arm can be moved along the direction, the present invention has the great effect of simplifying and simplifying the teaching work and significantly shortening the teaching work time. .

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、本発明の原理図。 第2図は、従来の動作教示手順を説明する図。 第3図は、本発明の動作教示手順を説明する図6第4図
は、本発明の全体システム構成側図。 第5図は、本発明の教示手段側図。     ゛第6図
は、本発明を用いてロボットアームを手動動作させるた
めの手順図。 第 1 因 第 22 第3 区
FIG. 1 is a diagram showing the principle of the present invention. FIG. 2 is a diagram explaining a conventional motion teaching procedure. FIG. 3 is a diagram illustrating the operation teaching procedure of the present invention. FIG. 4 is a side view of the overall system configuration of the present invention. FIG. 5 is a side view of the teaching means of the present invention.゛FIG. 6 is a procedure diagram for manually operating a robot arm using the present invention. 1st cause 22nd 3rd ward

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)あらかじめ教示記憶されたロボットアームの2つ
の位置データから求められる水平面または垂直面内の方
向ベクトル軸と、前記面内で前記ベクトル軸に垂直なベ
クトル軸とを定め、ロボットアームの動作教示装置の操
作ボタンにより選択される軸と方向に沿う直線路上をロ
ボットアーム先端部に動作させるようにしたことを特徴
とするロボットアームの手動制御方法。
(1) Determine a direction vector axis in a horizontal or vertical plane, which is determined from two position data of the robot arm that have been taught and stored in advance, and a vector axis perpendicular to the vector axis in the plane, and teach the robot arm movement. A manual control method for a robot arm, characterized in that the tip of the robot arm is moved along a straight path along an axis and direction selected by an operation button of the device.
(2)あらかじめ教示記憶されたロボットアームの3つ
の位置データのうちの最初の2つから求められる方向ベ
クトル軸と、この軸に垂直で最後の1つの点を通る方向
ベクトル軸と、前記2つのベクトルにより定まる平面に
直交する方向ベクトル軸とを定め、ロボットアームの動
作教示装置の操作ボタンにより選択される軸と方向に沿
う直線路上をロボットアーム先端部に動作させるように
したことを特徴とするロボットアームの手動制御方法。
(2) A direction vector axis obtained from the first two of the three position data of the robot arm that has been taught and stored in advance, a direction vector axis that is perpendicular to this axis and passes through the last point, and a direction vector axis that is perpendicular to this axis and passes through the last point. A directional vector axis perpendicular to a plane determined by the vector is determined, and the tip of the robot arm is made to move along a straight path along the axis and direction selected by the operation button of the robot arm motion teaching device. Manual control method for robot arm.
JP62174700A 1987-07-15 1987-07-15 Manual control method for robot arm Expired - Lifetime JPH07104712B2 (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04128906A (en) * 1990-09-20 1992-04-30 Mitsubishi Electric Corp Laser beam device
JP2012066322A (en) * 2010-09-22 2012-04-05 Daihen Corp Robot control system

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63184806A (en) * 1987-01-28 1988-07-30 Fujitsu Ltd Relative coordinate system information teaching system by robot

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