JPH01173206A - Robot teaching method - Google Patents

Robot teaching method

Info

Publication number
JPH01173206A
JPH01173206A JP33360487A JP33360487A JPH01173206A JP H01173206 A JPH01173206 A JP H01173206A JP 33360487 A JP33360487 A JP 33360487A JP 33360487 A JP33360487 A JP 33360487A JP H01173206 A JPH01173206 A JP H01173206A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
robot
work point
coordinate system
teaching
transformation matrix
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP33360487A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2572092B2 (en
Inventor
Hidetaka Nose
野瀬 英高
Yoshihiko Suzuki
快彦 鈴木
Kazuhiro Kawabata
川端 和弘
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Honda Motor Co Ltd
Original Assignee
Honda Motor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Honda Motor Co Ltd filed Critical Honda Motor Co Ltd
Priority to JP62333604A priority Critical patent/JP2572092B2/en
Publication of JPH01173206A publication Critical patent/JPH01173206A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2572092B2 publication Critical patent/JP2572092B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Numerical Control (AREA)
  • Manipulator (AREA)

Abstract

PURPOSE:To fix the attitude at a work point to teach a robot by obtaining a new coordinate transformation matrix coinciding with the attitude at the present work point based on a coordinate transformation matrix and a movement vector to calculate new state data of each joint. CONSTITUTION:A base coordinate system O0 fixed to a base 26 and a hand coordinate system Oe fixed to a work point TCP on a work 15 are defined for an arc welding robot 14, and coordinate systems O1-O6 are defined for respective joints. Coordinate transformation matrices between respective joints are obtained from state data of respective joints, and the position of the present work point is calculated based on these matrices and a movement vector to the position of the next work point is obtained. New state data of respective joints are calculated based on coordinate transformation matrices and the movement vector. Thus, the attitude at the work point is fixed to teach the robot,and the operation speed of the robot at the time of play-back is improved.

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ティーチング方法に関し、−層詳細
には、ロボットのエンドエフェクタにおける作業点の姿
勢をワークに対して固定した状態で位置を変更可能とし
たロボットのティーチング方法に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a robot teaching method, and more particularly, the present invention relates to a robot teaching method, in which the position of a working point of an end effector of a robot is changed while the posture is fixed with respect to a workpiece. Concerning the robot teaching method that has been made possible.

[発明の背景] 例えば、産業用ロボットを用いてワークに対し所定の作
業を行う場合、当該ロボットの先端部に取着されたエン
ドエフェクタを所定の経路に沿って移動させる必要があ
る。この場合、前記経路は一般にティーチングボックス
によって教示される。ここで、ロボットのティーチング
を行うティーチングボックスには、ロボットの各関節を
駆動するための指令値やティーチングの基準とする座標
系を選択する入力手段あるいはロボットの動作速度を設
定する設定手段等が備えられており、オペレータはこれ
らの手段を所定の仕様に従って操作することでロボット
に対するティーチングを行っている。
[Background of the Invention] For example, when performing a predetermined work on a work using an industrial robot, it is necessary to move an end effector attached to the tip of the robot along a predetermined path. In this case, the route is generally taught by a teaching box. Here, the teaching box used for teaching the robot is equipped with input means for selecting command values for driving each joint of the robot, a coordinate system as a reference for teaching, or a setting means for setting the operating speed of the robot. The operator teaches the robot by operating these means according to predetermined specifications.

ところで、このような産業用ロボットを用いてワークに
対し塗装、シーリング、アーク溶接等の作業を行う場合
、ワークに対するエンドエフェクタの姿勢が極めて重要
となる。ここで、多関節ロボットのエンドエフェクタの
位置をティーチングにより設定した場合、前記エンドエ
フェクタを所定の位置に移動した際に、各関節が変位す
ることでエンドエフェクタのワークに対する姿勢が変化
してしまう。そこで、通常、エンドエフェクタの位置を
設定した後、ワークに対するエンドエフェクタの姿勢を
修正する作業が行われる。
By the way, when performing work such as painting, sealing, arc welding, etc. on a workpiece using such an industrial robot, the attitude of the end effector with respect to the workpiece becomes extremely important. Here, when the position of the end effector of the multi-joint robot is set by teaching, when the end effector is moved to a predetermined position, each joint is displaced and the posture of the end effector with respect to the workpiece changes. Therefore, after setting the position of the end effector, a work is usually performed to correct the posture of the end effector with respect to the workpiece.

この場合、例えば、ロボットのアーム先端部を中心とし
て旋回するように構成されたエンドエフェクタを用いた
場合、当該エンドエフェクタを旋回させた時にエンドエ
フェクタのワークに対する作業点の位置が変動する不都
合が生じる。従って、エンドエフェクタのワークに対す
る姿勢を修正した場合には前記作業点の位置の修正をも
行わなければならず、その作業が極めて面倒となる欠点
が指摘されている。
In this case, for example, if an end effector configured to rotate around the tip of the robot's arm is used, the position of the work point of the end effector relative to the workpiece may change when the end effector is rotated. . Therefore, when the posture of the end effector with respect to the workpiece is corrected, the position of the work point must also be corrected, which has been pointed out to be a disadvantage in that the work becomes extremely troublesome.

そこで、前述したティーチングの作業性を向上させるた
め、ティーチング時にエンドエフェクタの作業点の位置
およびワークに対する姿勢を記憶しておき、プレイパッ
ク時において前記作業点の位置および姿勢データに基づ
いてロボットの各関節の位置等を演算してロボットを動
作させる技術的思想が特開昭第59−167713号に
開示されている。然しなから、この場合には作業点の姿
勢を変更することで変位した作業点の位置を補正するよ
うに各関節のデータを演算してロボットを動作させてい
るため、ロボットの位置決めに長時間を要し、プレイハ
ック時における動作速度が低下してしまう不都合が指摘
されている。
Therefore, in order to improve the workability of the teaching described above, the position of the end effector's work point and its posture with respect to the workpiece are memorized during teaching, and the position and posture of the robot are adjusted based on the position and posture data of the end effector during play pack. A technical concept for operating a robot by calculating the positions of joints, etc. is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-167713. However, in this case, the robot is operated by calculating the data of each joint to correct the position of the displaced work point by changing the posture of the work point, so it takes a long time to position the robot. It has been pointed out that there is an inconvenience that the operation speed during play hacking decreases.

[発明の目的] 本発明は前記の不都合を克服するためになされたもので
あって、多関節ロボットを構成する各関節の状態データ
から設定される座標変換行列と、エンドエフェクタの作
業点の移動ベクトルとを用いて前記エンドエフェクタを
移動させた場合における各関節の状態データを算出する
ことにより、作業点の姿勢を固定したティーチングを可
能とし、また、プレイバック時におけるロボットの動作
速度を向上することの出来るロボットのティーチング方
法を提供することを目的とする。
[Object of the Invention] The present invention has been made in order to overcome the above-mentioned disadvantages, and it uses a coordinate transformation matrix set from state data of each joint constituting an articulated robot and movement of the working point of an end effector. By calculating the state data of each joint when the end effector is moved using the vector, it is possible to perform teaching with the posture of the work point fixed, and also improve the operating speed of the robot during playback. The purpose is to provide a teaching method for robots that can perform the following tasks.

1目的を達成するための手段] 前記の目的を達成するために、本発明は多関節ロボット
を構成する各関節の状態データから前記各関節間の座標
変換行列を求め、前記座標変換行列に基づきエンドエフ
ェクタによる現在の作業点の位置を算出し、次に、前記
現在の作業点の位置から次の作業点の位置に至る移動ベ
クトルを求めた後、前記座標変換行列および前記移動ベ
クトルに基づいて算出される新たな作業点の姿勢が前記
現在の作業点の姿勢に一致するよう前記各関節間の新た
な座標変換行列を求め、当該新たな座標変換行列から各
関節の新たな状態データを算出することを特徴とする。
Means for Achieving Object 1] In order to achieve the above object, the present invention calculates a coordinate transformation matrix between each joint from state data of each joint constituting an articulated robot, and calculates a coordinate transformation matrix between the joints based on the coordinate transformation matrix. After calculating the position of the current work point by the end effector and then determining the movement vector from the current work point position to the next work point position, based on the coordinate transformation matrix and the movement vector, A new coordinate transformation matrix between the joints is determined so that the posture of the new work point to be calculated matches the posture of the current work point, and new state data of each joint is calculated from the new coordinate transformation matrix. It is characterized by

[実施態様] 次に、本発明に係るロボットのティーチング方法につい
て好適な実施態様を挙げ、添付の図面を参照しながら以
下詳細に説明する。
[Embodiments] Next, preferred embodiments of the robot teaching method according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

第1図において、参照符号10は本実施態様に係るロボ
ットのティーチング方法が適用される溶接システムを示
し、この溶接システム10ではシーケンサ12によるシ
ーケンス制御に基づきアーク溶接ロボット14が駆動さ
れ、クランプ装置16によって治具台17上に位置決め
されたワーク15に対し所定の溶接作業が行われる。こ
の場合、アーク溶接ロボット14はティーチングボック
ス18によりその動作が教示され、ロボットコントロー
ラ20を介して油圧ユニット22および溶接コントロー
ラ24によって駆動制御される。
In FIG. 1, reference numeral 10 indicates a welding system to which the robot teaching method according to the present embodiment is applied. In this welding system 10, an arc welding robot 14 is driven based on sequence control by a sequencer 12, and a clamp device 16 is driven. A predetermined welding operation is performed on the workpiece 15 positioned on the jig stand 17. In this case, the arc welding robot 14 is taught its operation by the teaching box 18, and is driven and controlled by the hydraulic unit 22 and the welding controller 24 via the robot controller 20.

アーク溶接ロボット14は基台26上に設置されており
、移動部28が油圧モータ30により前記基台26に対
して矢印方向に移動すると共に、旋回部32が油圧モー
タ34により前記移動部28に対し矢印方向に旋回可能
に構成される。また、旋回部32にはアーム部材36の
一端部が軸着し、このアーム部材36は前記旋回部32
に取着された油圧シリンダ38により矢印方向に昇降可
能に構成される。一方、アーム部材36の他端部には油
圧モータ40を有する取付部材42が取着され、前記取
付部材42には油圧モータ44を介してエンドエフェク
タとしての溶接トーチ46が連結される。この場合、溶
接トーチ46は油圧モータ44を中心とシ油圧モータ4
0によって矢印方向に旋回すると共に、油圧モータ44
により矢印方向に回動可能に構成される。なお、前述し
た油圧ユニット22はアーク溶接ロボット14を構成す
る油圧モータ30.34.40および44と油圧シリン
ダ38を駆動制御する。また、溶接コントローラ24は
溶接トーチ46とワーク15との間の溶接電流制御を達
成する。
The arc welding robot 14 is installed on a base 26, and the moving part 28 is moved in the direction of the arrow with respect to the base 26 by a hydraulic motor 30, and the rotating part 32 is moved to the moving part 28 by a hydraulic motor 34. On the other hand, it is configured to be able to turn in the direction of the arrow. Further, one end portion of an arm member 36 is pivotally attached to the rotating portion 32, and this arm member 36 is attached to the rotating portion 32.
It is configured to be movable up and down in the direction of the arrow by a hydraulic cylinder 38 attached to. On the other hand, a mounting member 42 having a hydraulic motor 40 is attached to the other end of the arm member 36, and a welding torch 46 as an end effector is connected to the mounting member 42 via a hydraulic motor 44. In this case, the welding torch 46 is centered around the hydraulic motor 44.
0, the hydraulic motor 44 rotates in the direction of the arrow.
It is configured to be rotatable in the direction of the arrow. The hydraulic unit 22 described above drives and controls the hydraulic motors 30, 34, 40 and 44 and the hydraulic cylinder 38 that constitute the arc welding robot 14. Further, the welding controller 24 achieves welding current control between the welding torch 46 and the workpiece 15.

ここで、アーク溶接ロボット14に対して基台26に固
定したベース座標系0゜と、溶接1・−チ46のワーク
15に対する作業点TCPに固定したハンド座標系08
とを定義すると共に、アーク溶接ロボット14の各関節
に対して座標系OI乃至06を定義する。
Here, the base coordinate system 0° fixed to the base 26 with respect to the arc welding robot 14, and the hand coordinate system 08 fixed to the work point TCP with respect to the workpiece 15 of welding 1.
At the same time, coordinate systems OI to 06 are defined for each joint of the arc welding robot 14.

ベース座標系O8はXo 、Yo 、Zoの直交3軸か
らなり、各軸回りの回動方向を夫々Ao、B、、Coと
する。ハンド座標系08はX8、Y、 、Z、の直交3
軸からなり、各軸回りの回動方向を夫々A、 、B、 
、C,とする。座標系0、は油圧モータ30によりベー
ス座標系0゜に対して変位する座標系であり、座標系0
2は油圧モータ34により座標系01に対して回動する
座標系であり、座標系03は油圧シリンダ38により座
標系02に対して回動する座標系である。
The base coordinate system O8 consists of three orthogonal axes Xo, Yo, and Zo, and the rotation directions around each axis are Ao, B, and Co, respectively. Hand coordinate system 08 is orthogonal 3 of X8, Y, , Z
It consists of axes, and the rotation directions around each axis are A, , B, respectively.
,C,. The coordinate system 0 is a coordinate system that is displaced with respect to the base coordinate system 0° by the hydraulic motor 30, and the coordinate system 0
2 is a coordinate system rotated with respect to coordinate system 01 by a hydraulic motor 34, and coordinate system 03 is a coordinate system rotated with respect to coordinate system 02 by a hydraulic cylinder 38.

また、座標系04は座標系03に対して固定された座標
系であり、アーク溶接ロボッ目4を6軸ロボツトとして
説明するために付加したものである。さらに、座標系0
5は油圧モータ40により座標系04に対して回動する
座標系であり、座標系06は油圧モーフ44により座標
系05に対して回動する座標系である。
Further, the coordinate system 04 is a coordinate system fixed to the coordinate system 03, and is added to explain the arc welding robot eye 4 as a 6-axis robot. Furthermore, the coordinate system 0
5 is a coordinate system that rotates with respect to the coordinate system 04 by the hydraulic motor 40, and a coordinate system 06 is a coordinate system that rotates with respect to the coordinate system 05 by the hydraulic morph 44.

一方、ティーチングボックス18は第2図に示すように
構成される。すなわち、ティーチングボックス18はア
ーク溶接ロボット14に対してティーチング等を行う本
体部52と、当該ティーチングボックス18の操作方法
等を表示する表示部54とから基本的に構成される。
On the other hand, the teaching box 18 is configured as shown in FIG. That is, the teaching box 18 basically includes a main body section 52 that performs teaching etc. to the arc welding robot 14, and a display section 54 that displays the operating method of the teaching box 18 and the like.

本体部52は接続ケーブル55を介してロボットコント
ローラ20に接続されており、その上面部には後述する
ティーチモード、プレイモード等の切り換えを行うモー
ド切換スイッチ56と、アーク溶接ロボット14をマニ
ュアルで動作させるジョイスティック58と、機能選択
、データ入力等を行うテンキー60と1、アーク溶接ロ
ボット14の動作を非常停止させるための非常停止ボタ
ン62とが設けられる。この場合、ジョイスティック5
8は矢印αおよびβ方向に傾動可能であると共に矢印γ
方向に回動可能に構成されており、その傾動方向あるい
は回動方向とアーク溶接ロボット14の駆動方向との対
応関係はテンキー60によって設定される。また、アー
ク溶接ロボット14の動作速度はジョイスティック58
の傾斜角度あるいは回動角度によって設定される。なお
、ジョイスティック58の先端部εこは動作スイッチ6
4が設けられており、この動作スイッチ64を押圧する
ことによってアーク溶接ロボット14が動作可能となる
The main body 52 is connected to the robot controller 20 via a connection cable 55, and on the top thereof there is a mode changeover switch 56 for switching between a teach mode, a play mode, etc., which will be described later, and a mode switch 56 for manually operating the arc welding robot 14. A joystick 58 for controlling the arc welding robot 14, numeric keys 60 and 1 for selecting functions, inputting data, etc., and an emergency stop button 62 for stopping the operation of the arc welding robot 14 in an emergency are provided. In this case, joystick 5
8 is tiltable in the directions of arrows α and β, and is tiltable in the directions of arrows α and β.
The correspondence between the tilting direction or rotation direction and the driving direction of the arc welding robot 14 is set using the numeric keypad 60. The operating speed of the arc welding robot 14 is controlled by the joystick 58.
It is set by the inclination angle or rotation angle of. Note that the tip of the joystick 58 is the operation switch 6.
4 is provided, and by pressing this operation switch 64, the arc welding robot 14 becomes operable.

本体部52は斜め上方向に突出する一対のアーム部材6
6a、66bを有しており、これらのアーム部材66a
、66bの先端部間には取付ねじ68a、68bを介し
て表示部54が矢印θ方向に回動可能に軸着する。この
場合、表示部54はLCDデイスプレィ70を有してお
り、このLCDデイスプレィ70にはモード切換スイッ
チ56およびテンキー60によって選択されたティーチ
ングボックス18の操作方法等が表示される。
The main body portion 52 includes a pair of arm members 6 that protrude diagonally upward.
6a, 66b, and these arm members 66a
, 66b through mounting screws 68a, 68b, the display section 54 is rotatably mounted in the direction of arrow θ. In this case, the display section 54 has an LCD display 70, on which the operating method of the teaching box 18 selected by the mode changeover switch 56 and the numeric keypad 60 is displayed.

本実施態様に係るロボットのティーチング方法が適用さ
れる溶接システムは基本的には以上のように構成される
ものであり、次にこのシステムを用いたティーチング方
法について説明する。
The welding system to which the robot teaching method according to the present embodiment is applied is basically configured as described above. Next, the teaching method using this system will be described.

先ず、ティーチングボックス18の電源を投入する。こ
の場合、ティーチングボックス18のLCDデイスプレ
ィ70には第3図に示すメインメニュー画面80が表示
される。このメインメニュー画面80において、rTE
AcHJはジョイスティック58を用いてアーク溶接ロ
ボット14のティーチングを行うティーチモードであり
、[PLAYJはロボットコン1−ローラ20の図示し
ないキーボード等を用いて所望のティーチングデータを
呼び出しアーク溶接ロボット14を動作させるプレイモ
ードである。また、rAUTOJは前記のプレイモード
をシーケンサ12等の要求に基づいて自動的に実行する
オーj・モードであり、アーク溶接ロボット14による
ワーク15の実際の溶接作業はこのオートモードで行わ
れる。
First, the power of the teaching pendant 18 is turned on. In this case, a main menu screen 80 shown in FIG. 3 is displayed on the LCD display 70 of the teaching box 18. In this main menu screen 80, rTE
AcHJ is a teaching mode in which the arc welding robot 14 is taught using the joystick 58, and [PLAYJ is a teaching mode in which the arc welding robot 14 is operated by calling up desired teaching data using a keyboard (not shown) of the robot controller 1-roller 20, etc. It is play mode. Further, rAUTOJ is an AUTO mode in which the play mode is automatically executed based on a request from the sequencer 12, etc., and the actual welding work of the workpiece 15 by the arc welding robot 14 is performed in this auto mode.

rED IT、はティーチングボックス18に格納され
ているティーチングデータを編集(立体シフト、コピー
等)する編集モードであり、「PARAJはアーク溶接
ロボット14における溶接トーチ46の寸法等のパラメ
ータを設定するパラメータ設定モードである。
rED IT is an editing mode for editing (stereoscopic shift, copying, etc.) the teaching data stored in the teaching box 18, and "PARAJ" is a parameter setting mode for setting parameters such as the dimensions of the welding torch 46 in the arc welding robot 14. mode.

次に、オペレータがメインメニュー画面80からティー
チモードを選択しモード切換スイッチ56を[1]の位
置に設定すると、LCDデイスプレィ70には第4図に
示すティーチモードメニュー画面82が表示される。
Next, when the operator selects the teach mode from the main menu screen 80 and sets the mode selector switch 56 to the [1] position, the teach mode menu screen 82 shown in FIG. 4 is displayed on the LCD display 70.

この場合、rJOINT  123Jはジョイスティッ
ク58の矢印α、βおよびT方向への動作に対してアー
ク溶接ロボット14を構成する油圧モータ30.34お
よび油圧シリンダ38が駆動されるモードである。また
、rJOINT  456」はジョイスティック58の
矢印αおよびβ方向への動作に対して油圧モータ40お
よび44が駆動されるモードである。rBAsE  X
YZJはジョイスティック58の動作に対して溶接トー
チ46の作業点TCPが基台26を基準とするベース座
標系0゜のX。、y、、z、方向に夫々移動するモード
である。さらに、rBASE  ABCJはジョイステ
ィック58の動作に対して溶接トーチ46の作業点TC
Pが前記ベース座標系OoのXo 、Yo 、Zoの回
りA。、B、、C8方向に回動するモードである。一方
、rHAND  XYZJはジョイスティック58の動
作に対して溶接トーチ46の作業点TCPが当該作業点
TCPを基準とするハンド座標系08のXe、y、、z
、方向に移動するモードである。同様に、rHAND 
 ABC,は溶接トーチ46の作業点TCPがハント座
標系0.(7)X、 、y、、zeの回りA、、B、、
C,方向に回動するモードである。rBASE  MD
1.および「HAND  MDI、は夫々溶接トーチ4
6の作業点TCPがベース座標系0゜またはハンド座標
系Oeを基準として入力されるティーチングデータに基
づいて移動するモードである。そして、rMEMORI
 ZEJはアーク溶接ロボット14の現在の状態をティ
ーチングデータとしてロボットコントローラ20の図示
しない記憶手段に取り込むためのモードを示す。
In this case, rJOINT 123J is a mode in which the hydraulic motors 30, 34 and hydraulic cylinders 38 that constitute the arc welding robot 14 are driven in response to the movement of the joystick 58 in the arrow α, β, and T directions. Further, "rJOINT 456" is a mode in which the hydraulic motors 40 and 44 are driven in response to the movement of the joystick 58 in the directions of arrows α and β. rBAsEX
YZJ is the X of the base coordinate system 0° where the work point TCP of the welding torch 46 is based on the base 26 with respect to the operation of the joystick 58. , y, and z directions, respectively. Furthermore, rBASE ABCJ is the working point TC of the welding torch 46 relative to the movement of the joystick 58.
P is the rotation A around Xo, Yo, and Zo of the base coordinate system Oo. , B, , This is a mode of rotation in the C8 direction. On the other hand, rHAND
, is a mode that moves in the direction. Similarly, rHAND
ABC, the working point TCP of the welding torch 46 is in the Hunt coordinate system 0. (7) Around X, , y, , ze A, , B, ,
This is a mode of rotation in the C direction. rBASE MD
1. and “HAND MDI” are respectively welding torch 4.
This is a mode in which the work point TCP No. 6 moves based on teaching data input with the base coordinate system 0° or the hand coordinate system Oe as a reference. And rMEMORI
ZEJ indicates a mode for importing the current state of the arc welding robot 14 into a storage unit (not shown) of the robot controller 20 as teaching data.

そこで、例えば、テンキー60から「3]を入力すると
ティーチモードよりrBAsE  XYZ」のモードが
選択される。次いで、オペレータは動作スイッチ64を
押圧した状態でジョイスティック58を矢印α、βおよ
びT方向に所定量傾動あるいは回動させる。この場合、
ジョイスティック58の傾斜方向、回動方向、傾斜角お
よび回動角の各データは接続ケーブル55を介してロボ
ットコントローラ20に転送される。ロボットコントロ
ーラ20は選択されたrBASE  XYZJのモード
に基づき前記各データからアーク溶接ロボット14の各
座標系01乃至06の移動量に対応するパルス信号を生
成し油圧ユニット22に出力する。油圧ユニット22は
前記パルス信号に基づきアーク溶接ロボット14におけ
る溶接トーチ46の作業点T’CPをベース座標系O8
に従いワーク15の所望の溶接位置まで移動させる。こ
の場合、前記作業点TCPはジョイスティック58を矢
印α方向に傾動させることでZ。
Therefore, for example, when "3" is input from the numeric keypad 60, the "rBAsE XYZ" mode is selected from the teach mode. Next, while pressing the operation switch 64, the operator tilts or rotates the joystick 58 by a predetermined amount in the directions of arrows α, β, and T. in this case,
Data regarding the tilt direction, rotation direction, tilt angle, and rotation angle of the joystick 58 are transferred to the robot controller 20 via the connection cable 55. Based on the selected rBASE XYZJ mode, the robot controller 20 generates a pulse signal corresponding to the movement amount of each coordinate system 01 to 06 of the arc welding robot 14 from the above data and outputs it to the hydraulic unit 22. Based on the pulse signal, the hydraulic unit 22 converts the working point T'CP of the welding torch 46 in the arc welding robot 14 into a base coordinate system O8.
Accordingly, the workpiece 15 is moved to the desired welding position. In this case, the work point TCP is moved to Z by tilting the joystick 58 in the direction of the arrow α.

方向に移動し、矢印β方向に傾動させることでXo力方
向移動し、矢印T方向に回動させることでY。方向に夫
々移動する。
By moving in the direction of the arrow β and tilting in the direction of the arrow β, it moves in the Xo force direction, and by rotating in the direction of the arrow T, it moves in the Y direction. move in each direction.

ここで、ワーク15における溶接経路が平面内で所定長
以上続く場合、アーク溶接を正確に遂行するためには溶
接トーチ46の作業点TCPの位置を正確に設定するだ
けでな(、ワーク15に対する溶接トーチ46の姿勢を
一定とする必要がある。この場合、本実施態様における
rBASE  XYZ」のモードでは溶接トーチ46の
作業点TCPがベース座標系O8を基準として、その姿
勢を固定した状態で所望の位置まで平行移動される。そ
こで、第5図に示すフローチャートに基づき溶接トーチ
46の移動方法を説明する。
Here, when the welding path on the workpiece 15 continues for a predetermined length or more in a plane, in order to accurately perform arc welding, it is necessary not only to accurately set the position of the working point TCP of the welding torch 46 (with respect to the workpiece 15 It is necessary to keep the posture of the welding torch 46 constant. In this case, in the rBASE The method of moving the welding torch 46 will be explained based on the flowchart shown in FIG.

先ず、ロボットコントローラ20はアーク溶接ロボッ)
・14を構成する各油圧モータ30.34.40.44
および油圧シリンダ38に装着された図示しないポテン
ショメータから現在のパルスP+ (i−1,2、・・
・6)を取り込み、このパルスP、から隣接する座標系
0.乃至06に対する各関節の現在の角度r、を (i=1.2、・・・6) として求める (STPI)。ここで、k+、は座種糸
01におけるポテンショメータの分解能および減速比に
係るパラメータである。k2iは座標系0.における関
節の可動範囲に対して基準中間点を設定した場合、ポテ
ンショメータによって得られたパルスP、を前記基準中
間点に対する増減量として表すためのオフセット量であ
る。また、k3iは角度(deg)をラジアンに変換す
るためのパラメータである。なお、本実施態様では座標
系04が座標系03に対して固定されているためパルス
P4を0に設定しておく。
First, the robot controller 20 is an arc welding robot)
・Each hydraulic motor 30.34.40.44 that constitutes 14
And the current pulse P+ (i-1, 2,...
・6) is taken in, and from this pulse P, the adjacent coordinate system 0. The current angle r of each joint with respect to 06 is determined as (i=1.2, . . . 6) (STPI). Here, k+ is a parameter related to the resolution and reduction ratio of the potentiometer in the thread 01. k2i is the coordinate system 0. When a reference midpoint is set for the range of motion of the joint in , this is an offset amount for expressing the pulse P obtained by the potentiometer as an increase or decrease with respect to the reference midpoint. Further, k3i is a parameter for converting an angle (deg) into radians. Note that in this embodiment, since the coordinate system 04 is fixed with respect to the coordinate system 03, the pulse P4 is set to 0.

次に、(1)式に基づいて算出された現在の角度r、か
ら変換行列Tを算出する(SrF2)。
Next, a transformation matrix T is calculated from the current angle r calculated based on equation (1) (SrF2).

この場合、変換行列Tはベース座標系0゜に対する座標
系0.の位置および姿勢を設定するものであり、変換行
列Tの各成分をjmn(m=1.2.3、n=1.2.
3.4)としてのように設定される。ここで、変換行列
TをT= 〔A:、b 〕         ・・・(
3)と定義した場合、作業点TCPの現在の位置Cは変
換行列Tを用いて、 として算出される(SrF3)。なお、Aは変換行列T
の左側4行3列の成分を示し、bは変換行列Tの右側4
行1列の成分を示す。
In this case, the transformation matrix T is the coordinate system 0.degree. with respect to the base coordinate system 0.degree. The position and orientation of the transformation matrix T are set by jmn (m=1.2.3, n=1.2.
3.4). Here, the transformation matrix T is expressed as T= [A:,b]...(
3), the current position C of the work point TCP is calculated as follows using the transformation matrix T (SrF3). Note that A is the transformation matrix T
b is the component of the left side 4 rows and 3 columns of the transformation matrix T, and b is the right side 4
The components in row and column 1 are shown.

また、hは座標系06に対する作業点TCPのオフセッ
ト量を示すベクトルであり、ベース座標系0゜を基準と
したX。、y、 、zo力方向成分をh+ 、hz 、
haとして、のように定義される。
Further, h is a vector indicating the amount of offset of the work point TCP with respect to the coordinate system 06, and is X with respect to the base coordinate system 0°. , y, , zo force direction component as h+ , hz ,
As ha, it is defined as.

次に、ロボットコントローラ20はティーチングボツク
ス18におけるジョイスティック58からの入力の有無
を判別しく5TP4)、入力のない場合には現在のパル
スP、をそのまま保持する(SrF2)。
Next, the robot controller 20 determines whether there is an input from the joystick 58 on the teaching box 18 (5TP4), and if there is no input, the current pulse P is held as is (SrF2).

一方、ジョイスティック58が動作スイッチ64を押圧
した状態で矢印α、βおよびγ方向に所定量傾動あるい
は回動された場合、ロボットコントローラ20はジョイ
スティック58に連結された図示しない各ポテンショメ
ータからの電圧信号へ■、に基づきベース座標系0゜の
各軸X0、Yo 、Zoに対する移動量ΔC1を算出す
る。
On the other hand, when the joystick 58 is tilted or rotated by a predetermined amount in the directions of the arrows α, β, and γ while the operation switch 64 is pressed, the robot controller 20 receives voltage signals from each potentiometer (not shown) connected to the joystick 58. (2) Calculate the amount of movement ΔC1 for each axis X0, Yo, and Zo of the base coordinate system 0° based on .

この場合、前記各ポテンショメータのゲインをg、とす
ると、移動量ΔC3は、 J として求まる(SrF6)。なお、j=1はX。
In this case, if the gain of each potentiometer is g, the movement amount ΔC3 can be found as J (SrF6). Note that j=1 is X.

方向、j=2はY。方向、j=3はZ。方向の移動量に
夫々対応する。
The direction, j=2, is Y. The direction, j=3, is Z. Each corresponds to the amount of movement in the direction.

次いで、ステップ6で算出した移動量ΔCjを用いて作
業点TCPの新たな位置C′を求める(SrF2)。す
なわち、ジョイスティック58によって移動した作業点
TCPの新たな位置C′は、現在の位置Cの各成分をC
5、新たな位置C′の各成分を04′ とすると、(6
)式を用いて、 Cj’−Cj−ΔC47k4      ・(7)(j
−1,2,3) として求まる。なお、k4はジョイスティック58の図
示しないポテンショメータの分解能および減速比に係る
係数である。
Next, a new position C' of the work point TCP is determined using the movement amount ΔCj calculated in step 6 (SrF2). In other words, the new position C' of the work point TCP moved by the joystick 58 changes each component of the current position C to C.
5. Letting each component of the new position C' be 04', (6
) using the formula, Cj'-Cj-ΔC47k4 ・(7)(j
-1, 2, 3). Note that k4 is a coefficient related to the resolution and reduction ratio of a potentiometer (not shown) of the joystick 58.

ここで、作業点TCPを位置C′に移動させた場合の変
換行列T′を ”r ’ −(A’  :、’b ’ )      
 ・・・(8)とすると、作業点TCPが位置CからC
′に移動する際に、その姿勢が固定されるためには(3
)式の関係から、 A−A′              ・・・(9)で
あることを要する。従って、作業点TCPの新たな位置
C′は、 C’ −A−h O+ ’b ’       ・00
)となり、変換行列T′が として求まる(SrF8)。
Here, the transformation matrix T' when moving the work point TCP to position C' is "r' - (A':, 'b')
...(8), the work point TCP is from position C to C
In order for the posture to be fixed when moving to ′, (3
), it is necessary that A-A' (9). Therefore, the new position C' of the work point TCP is C' -A-h O+ 'b' ・00
), and the transformation matrix T' is found as (SrF8).

そこで、この変換行列T′を逆変換すれば、各座標系0
.乃至06が設定される関節における次の角度rt’(
i=1.2、・・・6)を求めることが出来る(SrF
2)。この結果、前記角度r、′から次のパルスp %
は、 (i−1,2、・・・6)      ・・・02)の
ようにして求まる(STPIO)。
Therefore, by inversely transforming this transformation matrix T', each coordinate system 0
.. The next angle rt'(
i=1.2,...6) can be found (SrF
2). As a result, from said angle r,' the next pulse p %
is determined as (i-1, 2, . . . 6) . . 02) (STPIO).

次いで、ロボットコントローラ20はステップ10で求
めたパルスp %を油圧ユニット22に出力しアーク溶
接ロボット14の移動指示を行う(STPII)。この
場合、アーク溶接ロボット14の溶接トーチ46は作業
点TCPの姿勢を固定した状態でその位置のみがジョイ
スティック58の傾動量あるいは回動量に応じて変化す
る。そこで、ティーチングボックス18のテンキー60
よりOとIを同時に入力すれば、ロボットコントローラ
20の図示しない記憶手段にステップ10で求められた
各関節のパルスP盈′がティーチングデータとして格納
される(SrF12)。
Next, the robot controller 20 outputs the pulse p % obtained in step 10 to the hydraulic unit 22 to instruct the arc welding robot 14 to move (STPII). In this case, the welding torch 46 of the arc welding robot 14 has its position fixed at the work point TCP, and only its position changes according to the amount of tilt or rotation of the joystick 58. Therefore, the numeric keypad 60 of the teaching pendant 18
If O and I are input at the same time, the pulse P' of each joint obtained in step 10 is stored as teaching data in the storage means (not shown) of the robot controller 20 (SrF12).

以上の処理を所望の溶接地点毎に繰り返すことにより、
溶接トーチ46の作業点TCPはワーク15の所定の位
置に平行移動することになる。
By repeating the above process for each desired welding point,
The working point TCP of the welding torch 46 is translated to a predetermined position on the workpiece 15.

なお、上述した実施態様ではベース座標系0゜を基準と
して作業点TCPを平行移動させる場合について説明し
たが、前記作業点TCPに設定されるハンド座標系0゜
を基準として当該作業点TCPを平行移動させることも
可能である。そこで、オペレータはLCDデイスプレィ
70に表示されたティーチモードメニュー画面82より
rHAND  XYZJのモードを選択してジョイステ
ィック58を所定方向に傾動あるいは回動させる。この
場合、作業点TCPは当該作業点TCPに固定したハン
ド座標系0゜を基準として変更されるため、オペレータ
はベース座標系0゜を用いた場合よりも一層容易にティ
ーチングを行うことが可能となる。なお、この場合の処
理手順では、第5図に示すステップ6においてハンド座
標系08の各軸X、 、Y、、Z8方向の移動量を設定
した後、当該移動量をベース座標系0゜からみた移動量
Δc s((6)式参照)に変換してステップ7以下の
処理を遂行すれば、各関節に対する所望のパルスを得る
ことが出来る。
In addition, in the embodiment described above, a case has been described in which the work point TCP is moved in parallel with the base coordinate system 0° as a reference, but the work point TCP is moved in parallel with the hand coordinate system 0° set at the work point TCP as a reference. It is also possible to move it. Therefore, the operator selects the rHAND XYZJ mode from the teach mode menu screen 82 displayed on the LCD display 70 and tilts or rotates the joystick 58 in a predetermined direction. In this case, the work point TCP is changed based on the hand coordinate system 0° fixed at the work point TCP, so the operator can perform teaching more easily than when using the base coordinate system 0°. Become. In addition, in the processing procedure in this case, after setting the amount of movement in each axis X, Y, Z8 direction of the hand coordinate system 08 in step 6 shown in FIG. By converting the measured movement amount Δcs (see equation (6)) and performing the processing from step 7 onwards, desired pulses for each joint can be obtained.

以上のようにしてアーク溶接ロボット14のティーチン
グ作業が完了すると、オペレータはティーチングボック
ス18のLCDデイスプレィ70の画面を第3図に示す
メインメニュー画面80に戻す。次に、モード切換スイ
ッチ56を[2〕のプレイモードに設定し、アーク溶接
ロボット14に対しプレイハック動作を行わせティーチ
ングデータの確認を行う。
When the teaching work of the arc welding robot 14 is completed as described above, the operator returns the screen of the LCD display 70 of the teaching box 18 to the main menu screen 80 shown in FIG. 3. Next, the mode changeover switch 56 is set to play mode [2], and the arc welding robot 14 is caused to perform a play hack operation and the teaching data is confirmed.

次に、ティーチングデータによるアーク溶接ロホッ目4
の動作確認が終了すると、オペレータはLCDデイスプ
レィ70の画面を再びメインメニュー画面80に戻した
後、テンキー60の[3]を選択しオートモードとする
。この場合、アーク溶接ロボット14はシーケンサ12
の制御下にロボットコントローラ20より出力されるテ
ィーチングデータに基づいてワーク15に対し所望の溶
接作業を遂行する。なお、ロボットコントローラ20は
ティーチング時において設定された各油圧モータ30.
34.40.44および油圧シリンダ38のティーチン
グデータを保持しているため、アーク溶接ロボット14
に対して高速度でデータを出力することが出来る。従っ
て、当該アーク溶接作業を高速に遂行することが可能と
なる。
Next, arc welding lobe 4 according to the teaching data
When the operation confirmation is completed, the operator returns the screen of the LCD display 70 to the main menu screen 80, and then selects [3] on the numeric keypad 60 to enter the auto mode. In this case, the arc welding robot 14 is connected to the sequencer 12.
A desired welding operation is performed on the workpiece 15 based on the teaching data output from the robot controller 20 under the control of the robot controller 20 . Note that the robot controller 20 controls each hydraulic motor 30 .
34, 40, 44 and the hydraulic cylinder 38, the arc welding robot 14
Data can be output at high speed. Therefore, it becomes possible to perform the arc welding work at high speed.

[発明の効果] 以上のように、本発明によれば、多関節ロボットを構成
する各関節の座標変換行列とエンドエフェクタによる作
業点の移動ベクトルとを用いて前記作業点の姿勢を固定
した状態で当該エンドエフェクタを移動させている。従
って、エンドエフェクタをワークに対して一定の姿勢で
移動させることが出来る。また、各関節の状態データは
前記座標変換行列と移動ベクトルとで設定される新たな
座標変換行列を用いてティーチング時に容易に算出する
ことが出来る。従って、ティーチング時におけるデータ
算出時間が短縮されるだけでなく、プレイハック時にお
けるロボットの動作速度も向上する。
[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, the posture of the work point is fixed using the coordinate transformation matrix of each joint constituting the articulated robot and the movement vector of the work point by the end effector. The end effector is being moved. Therefore, the end effector can be moved in a constant posture relative to the workpiece. Moreover, the state data of each joint can be easily calculated at the time of teaching using a new coordinate transformation matrix set by the coordinate transformation matrix and the movement vector. Therefore, not only the data calculation time during teaching is shortened, but also the operation speed of the robot during play hacking is improved.

以上、本発明について好適な実施態様を挙げて説明した
が、本発明はこの実施態様に限定されるものではなく、
本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の改良並び
、に設計の変更が可能なことは勿論である。
Although the present invention has been described above with reference to preferred embodiments, the present invention is not limited to these embodiments.
Of course, various improvements and changes in design are possible without departing from the gist of the present invention.

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

第1図は本発明に係るロボットのティーチング方法が適
用される溶接システムの概略構成図、第2図は第1図に
示す溶接システムにおけるティーチングボックスの構成
斜視図、 第3図および第4図は第2図に示すティーチングボック
スに表示される各メニュー画面の説明図、 第5図は本発明に係るロボッ1−のティーチング方法の
手順を示すフローチャートである。 10・・・溶接システム   12・・・シーケンサ1
4・・・アーク溶接ロボット 18・・・ティーチングボックス 20・・・ロボットコントローラ 22・・・油圧ユニット   24・・・溶接コントロ
ーラ52・・・本体部      54・・・表示部5
6・・・モード切換スイッチ 58・・・ジョイスティック 60・・・テンキー62
・・・非常停止ボタン  64・・・動作スイッチ70
・・・LCDデイスプレィ
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a welding system to which the robot teaching method according to the present invention is applied, FIG. 2 is a perspective view of the configuration of a teaching box in the welding system shown in FIG. 1, and FIGS. 3 and 4 are FIG. 2 is an explanatory diagram of each menu screen displayed on the teaching box, and FIG. 5 is a flowchart showing the procedure of the teaching method for the robot 1 according to the present invention. 10... Welding system 12... Sequencer 1
4... Arc welding robot 18... Teaching box 20... Robot controller 22... Hydraulic unit 24... Welding controller 52... Main body part 54... Display part 5
6...Mode selector switch 58...Joystick 60...Numeric keypad 62
...Emergency stop button 64...Operation switch 70
・・・LCD display

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)多関節ロボットを構成する各関節の状態データか
ら前記各関節間の座標変換行列を求め、前記座標変換行
列に基づきエンドエフェクタによる現在の作業点の位置
を算出し、次に、前記現在の作業点の位置から次の作業
点の位置に至る移動ベクトルを求めた後、前記座標変換
行列および前記移動ベクトルに基づいて算出される新た
な作業点の姿勢が前記現在の作業点の姿勢に一致するよ
う前記各関節間の新たな座標変換行列を求め、当該新た
な座標変換行列から各関節の新たな状態データを算出す
ることを特徴とするロボットのティーチング方法。
(1) Obtain a coordinate transformation matrix between the joints from the state data of each joint that constitutes the articulated robot, calculate the current working point position of the end effector based on the coordinate transformation matrix, and then After determining the movement vector from the position of the work point to the position of the next work point, the new work point attitude calculated based on the coordinate transformation matrix and the movement vector is the current work point attitude. A method for teaching a robot, characterized in that a new coordinate transformation matrix between the joints is determined so that they match, and new state data for each joint is calculated from the new coordinate transformation matrix.
JP62333604A 1987-12-28 1987-12-28 Robot teaching method Expired - Lifetime JP2572092B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP62333604A JP2572092B2 (en) 1987-12-28 1987-12-28 Robot teaching method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP62333604A JP2572092B2 (en) 1987-12-28 1987-12-28 Robot teaching method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH01173206A true JPH01173206A (en) 1989-07-07
JP2572092B2 JP2572092B2 (en) 1997-01-16

Family

ID=18267903

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP62333604A Expired - Lifetime JP2572092B2 (en) 1987-12-28 1987-12-28 Robot teaching method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2572092B2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10234687B4 (en) * 2001-08-06 2008-07-17 Honda Giken Kogyo K.K. Control system for an installation and air-fuel ratio control system for an internal combustion engine

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59167713A (en) * 1983-12-05 1984-09-21 Hitachi Ltd Teaching method of wrist posture of robot
JPS6095605A (en) * 1983-10-31 1985-05-29 Nissan Motor Co Ltd Teaching data correcting method of robot
JPS61148504A (en) * 1984-12-24 1986-07-07 Nissan Motor Co Ltd Control device of robot

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6095605A (en) * 1983-10-31 1985-05-29 Nissan Motor Co Ltd Teaching data correcting method of robot
JPS59167713A (en) * 1983-12-05 1984-09-21 Hitachi Ltd Teaching method of wrist posture of robot
JPS61148504A (en) * 1984-12-24 1986-07-07 Nissan Motor Co Ltd Control device of robot

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10234687B4 (en) * 2001-08-06 2008-07-17 Honda Giken Kogyo K.K. Control system for an installation and air-fuel ratio control system for an internal combustion engine

Also Published As

Publication number Publication date
JP2572092B2 (en) 1997-01-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5053976A (en) Method of teaching a robot
US6124693A (en) Robot controller
EP0849053B1 (en) Method of controlling force assisting device and control apparatus using the same
JP2684359B2 (en) Robot work Cartesian coordinate system setting device
JP3207409B2 (en) Robot tool attitude control method
JPH06250728A (en) Direct teaching device for robot
JP3272286B2 (en) Operating device for force assist device
JP7065721B2 (en) Robot system
JPH01173206A (en) Robot teaching method
JP2572093B2 (en) Robot teaching method
JPH06315881A (en) Force control device for force control working machine
JPH01175608A (en) Method for generating teaching data of robot
JPH01188903A (en) Correcting method for robot teaching data
JPH10202568A (en) Industrial robot and its teaching method
JPH01185704A (en) Method for correcting teaching data of robot
JPH01196605A (en) Linear interpolating method for teaching data in robot
JPH01154206A (en) Teaching box
GB2232504A (en) Method of teaching a robot
JP2004188594A (en) Robot controller
KR100454472B1 (en) Welding torch angle control method and device of arc welding robot in relation to angle correction of welding torch in welding circular arc
JPH07104698B2 (en) Circular interpolation method of teaching data in robot
JPH0413109B2 (en)
JPH01169510A (en) Teaching box
JP2001312305A (en) Tool control method for robot
JPH0375271B2 (en)

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20071024

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081024

Year of fee payment: 12

EXPY Cancellation because of completion of term
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081024

Year of fee payment: 12