JPH01175608A - Method for generating teaching data of robot - Google Patents

Method for generating teaching data of robot

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JPH01175608A
JPH01175608A JP33325587A JP33325587A JPH01175608A JP H01175608 A JPH01175608 A JP H01175608A JP 33325587 A JP33325587 A JP 33325587A JP 33325587 A JP33325587 A JP 33325587A JP H01175608 A JPH01175608 A JP H01175608A
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JP
Japan
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robot
data
teaching
welding torch
transformation matrix
Prior art date
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Application number
JP33325587A
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Japanese (ja)
Inventor
Hidetaka Nose
野瀬 英高
Kazuhiro Kawabata
川端 和弘
Yoshihiko Suzuki
快彦 鈴木
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Honda Motor Co Ltd
Original Assignee
Honda Motor Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To facilitate the generation of teaching data with respect to the change of end effecter by calculating state data of respective joints from a specified coordinate transformation matrix. CONSTITUTION:A robot controller 20 fetching size data of a welding torch 46 which is inputted from a teaching box and which has been altered, and obtains the transformation matrix in the case of using the altered welding torch 46 with setting the position and attitude of the operation point TCP of the welding torch 46 which has been altered equal to those of the operation point TCP of the welding torch before it is altered. When the transformation matrix is inverted, a subsequent angle in the joints when respective coordinate systems O1-O6 are set can be obtained, and a subsequent pulse with respect to the altered welding torch 46 is obtained from the angle, whereby the pulse is stored in a storage means as corrected teaching data. Thus, teaching again for data correction is eliminated, and the correction of data is facilitated.

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データ作成方法に関し
、−層詳細には、ロボットのエンドエフェクタを変更す
る際、変更前のエンドエフェクタの寸法と変更後のエン
ドエフェクタの寸法とに基づいてティーチングデータを
容易に修正可能としたロボットのティーチングデータ作
成方法に関する。
Detailed Description of the Invention [Field of Industrial Application] The present invention relates to a method for creating teaching data for a robot, and in particular, when changing the end effector of a robot, the dimensions of the end effector before and after the change are determined. The present invention relates to a method for creating teaching data for a robot that allows the teaching data to be easily modified based on the dimensions of an end effector.

[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では作業中におい
てエンドエフェクタの変更を要請される場合がある。例
えば、溶接ロボットを用いてワークに対し所定の溶接作
業を行うラインにおいて当該ワークの形状に一部変更が
生じた場合、エンドエフェクタのワークに対する干渉を
回避するためエンドエフェクタを寸法、形状等の異なる
ものと交換する必要が生じる。
By the way, in such industrial robots, there are cases where it is requested to change the end effector during work. For example, if there is a partial change in the shape of a workpiece on a line where a welding robot performs a predetermined welding operation on the workpiece, the end effector may be changed in size, shape, etc. to avoid interference between the end effector and the workpiece. It becomes necessary to exchange it for something.

然しなから、エンドエフェクタを交換した場合、ワーク
に対するエンドエフェクタの作業点の位置がずれてしま
う虞がある。従って、オペレータは、通常、ロボットの
エンドエフェクタを交換した後、再度ティーチングを行
わなければならない。この結果、オペレータに過度の負
担が強いられるばかりでなく、ティーチングの作業に長
時間を要し製造ラインの稼動率の低下を惹起する不都合
が指摘されている。
However, when the end effector is replaced, there is a risk that the position of the working point of the end effector relative to the workpiece may shift. Therefore, the operator usually has to perform teaching again after replacing the end effector of the robot. As a result, it has been pointed out that not only an excessive burden is imposed on the operator, but also a long time is required for the teaching work, causing a reduction in the operating rate of the production line.

[発明の目的コ 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、ロボットのエンドエフェクタを交換する際、変
更前のエンドエフェクタの寸法データと変更後のエンド
エフェクタの寸法データとに基づいてロボットを構成す
る関節間の座標変換行列を求め、この座標変換行列から
各関節の状態データを算出することにより、エンドエフ
ェクタの変更に対するティーチングデータの作成を容易
にすると共に、ロボットの稼動率の向上に寄与すること
の出来るロボットのティーチングデータ作成方法を提供
することを目的とする。
[Object of the Invention] The present invention has been made to overcome the above-mentioned disadvantages, and when replacing the end effector of a robot, the dimensional data of the end effector before the change and the dimensional data of the end effector after the change are exchanged. By determining the coordinate transformation matrix between the joints that make up the robot based on the above, and calculating the state data of each joint from this coordinate transformation matrix, it is easy to create teaching data for changing the end effector, and the robot operation The purpose of this invention is to provide a method for creating robot teaching data that can contribute to improving the teaching rate.

[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、本発明はティーチングデ
ータに従って駆動される多関節ロボットのエンドエフェ
クタを変更する際、当該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
、前記座標変換行列と変更前のエンドエフェクタの寸法
データとに基づいて当該エンドエフェクタによる作業点
の位置を算出し、次に、変更後のエンドエフェクタによ
る作業点の位置および姿勢が前記変更前のエンドエフェ
クタによる作業点の位置および姿勢と一致するように各
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 the Object] In order to achieve the above-mentioned object, the present invention provides a method for changing the end effector of an articulated robot that is driven according to teaching data, based on state data of each joint constituting the articulated robot. , calculate the coordinate transformation matrix between each joint, calculate the position of the work point by the end effector based on the coordinate transformation matrix and the dimensional data of the end effector before the change, and then calculate the position of the work point by the end effector after the change. A new coordinate transformation matrix between each joint is determined so that the position and orientation of the work point match the position and orientation of the work point by the end effector before the change, and the new state of each joint is determined from the new coordinate transformation matrix. It is characterized by calculating data.

[実施態様〕 次に、本発明に係るロボットのティーチングデータ作成
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 data creation 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データ作成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1
2によるシーケンス制御に基づきアーク溶接ロボット1
4が駆動され、クランプ装W16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。
In FIG. 1, reference numeral 10 indicates a welding system to which the robot teaching data creation method according to the present embodiment is applied, and in this welding system 10, a sequencer 1
Arc welding robot 1 based on sequence control by 2
4 is driven, and a predetermined welding operation is performed on the workpiece 15 positioned on the jig table 17 by the clamping device W16.

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 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を中心とし油圧モータ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 and
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、溶接トーチ46のワーク1
5に対する作業点TC,Pに固定したハンド座標系01
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01乃至0.を定義する。
Here, with respect to the arc welding robot 14, the base coordinate system 0° fixed to the base 26 and the workpiece 1 of the welding torch 46 are
Hand coordinate system 01 fixed at work point TC, P for 5
and coordinate systems 01 to 0. for each joint of the arc welding robot 14. Define.

ベース座標系0゜はXo、Yo、Zoの直交。The base coordinate system 0° is orthogonal to Xo, Yo, and Zo.

3軸からなり、各軸回りの回動方向を夫々A0、Bo、
Coとする。ハンド座標系0.はX、、、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01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□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0.は油圧シリンダ38に
より座標系0!に対して回動する座標系である。
It consists of 3 axes, and the rotation direction around each axis is A0, Bo,
Co. Hand coordinate system 0. consists of three orthogonal axes X, , Y, , Z, and the rotation direction around each axis is A, , , respectively.
Let B, ,C, be. The coordinate system 01 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□ is a coordinate system that is rotated with respect to the coordinate system 01 by the hydraulic motor 34, and the coordinate system 0. is set to coordinate system 0 by the hydraulic cylinder 38! It is a coordinate system that rotates with respect to

また、座標系04は座標系0.に対して固定された座標
系であり、アーク溶接ロボット14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.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O5は油圧モータ44により座
標系Osに対して回動する座標系である。
Also, the coordinate system 04 is the coordinate system 0. This is a coordinate system fixed to the arc welding robot 14, and was added to explain the arc welding robot 14 as a 6-axis robot. Furthermore, the coordinate system 0. is a coordinate system that rotates with respect to the coordinate system 04 by the hydraulic motor 40, and the coordinate system O5 is a coordinate system that rotates with respect to the coordinate system Os by the hydraulic motor 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、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58
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の先端部には動作スイッチ64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, a numeric keypad 60 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 58
is configured to be able to tilt in the directions of arrows α and β and to rotate in the direction of arrow γ, and the correspondence between the tilting direction or rotation direction and the driving direction of the arc welding robot 14 is set by the numeric keypad 60. Ru. Further, the operating speed of the arc welding robot 14 is set by the tilt angle or rotation angle of the joystick 58. In addition,
An operation switch 64 is provided at the tip of the joystick 58, and by pressing the 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β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 β. 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データ作成方
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 data creation method according to the present embodiment is applied is basically configured as described above. Next, a 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
ACH,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はロボットコントローラ2o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、rAUTo。
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
ACH is a teaching mode in which the arc welding robot 14 is taught using the joystick 58, and PLAYJ is a play mode in which desired teaching data is called up using a keyboard (not shown) of the robot controller 2o and the arc welding robot 14 is operated. Also, rAUTo.

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トモードであリ、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。
is an auto mode in which the play mode described above 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.

rEDITJ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1−14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。
rEDITJ 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 1-14. mode.

そこで、オペレータはモード切換スイッチ56を[5]
の位置に設定することでメインメニュー画面80からパ
ラメータ設定モードを選択する。
Therefore, the operator presses the mode selector switch 56 [5].
The parameter setting mode is selected from the main menu screen 80 by setting the parameter to the position .

そして、テンキー60より溶接トーチ46の寸法データ
を入力する。
Then, the dimensional data of the welding torch 46 is input using the numeric keypad 60.

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
、rJOrNT  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O0のXo 、Yo 、Zo力方向夫々移動するモ
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
TCPが前記ベース座標系0゜のXo 、Yo 、Zo
の回りA、 、B、、C0方向に回動するモードである
。一方、「HAND  XYZJはジョイスティック5
8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X、 、
Y、 、Z、方向に移動するモードである。同様に、r
HAND  ABCJは溶接トーチ46の作業点TCP
がハンド座標系0.のX、、y、 、z、の回りA@、
B、 、C,方向に回動するモードである。rBASE
  MDI、およびrHAND  MDIJは夫々溶接
トーチ46の作業点TCPがベース座標系O0またはハ
ンド座標系0゜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、rME
MORI ZE、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2
0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, "rJOrNT 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. rBASE
YZJ is a mode in which the working point TCP of the welding torch 46 moves in the Xo, Yo, and Zo force directions of the base coordinate system O0 with the base 26 as a reference in response to the operation of the joystick 58. Furthermore, rBASE ABCJ indicates that the working point TCP of the welding torch 46 with respect to the operation of the joystick 58 is Xo, Yo, Zo of the base coordinate system 0°.
This is a mode in which it rotates around A, , B, and C0 directions. On the other hand, "HAND XYZJ is joystick 5.
8, the working point TCP of the welding torch 46 is X of the hand coordinate system 08 with reference to the working point TCP,
This is a mode for moving in the Y, , and Z directions. Similarly, r
HAND ABCJ is the working point TCP of welding torch 46
is the hand coordinate system 0. Around X, , y, , z, A@,
This is a mode of rotation in the B, , and C directions. rBASE
MDI and rHAND MDIJ are modes in which the working point TCP of the welding torch 46 moves based on teaching data input with reference to the base coordinate system O0 or the hand coordinate system 0°. And rME
MORI ZE uses the current state of the arc welding robot 14 as teaching data to the robot controller 2.
This shows a mode for importing data into storage means (not shown) of No. 0.

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γ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  XYZ、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OI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TCPをベース座標系0゜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70方向に移動し、矢印β方
向に傾動させることでX0方向に移動し、矢印γ方向に
回動させることでY0方向に夫々移動する。
Therefore, for example, when [3] is input from the numeric keypad 60, the mode "rBAsE XYZ" 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 γ. 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. The robot controller 20 generates a pulse signal corresponding to the movement amount of each coordinate system OI to 06 of the arc welding robot 14 based on the selected rBASE XYZ mode from the above data and outputs it to the hydraulic unit 22. The hydraulic unit 22 moves the working point TCP of the welding torch 46 in the arc welding robot 14 to a desired welding position on the workpiece 15 according to the base coordinate system 0° based on the pulse signal. In this case, the work point TCP is moved in the 70 direction by tilting the joystick 58 in the arrow α direction, moved in the X0 direction by tilting the joystick 58 in the arrow β direction, and moved in the Y0 direction by rotating it in the arrow γ direction. respectively.

一方、オペレータは溶接トーチ46の作業点TCPがワ
ーク15の所望の溶接位置まで移動し且つ後述する操作
により前記溶接トーチ46がワーク15に対して所望の
姿勢となったことを確認すると、ティーチングボックス
18のテンキー60を用いてティーチングデータの記憶
指令を入力する。この場合、第4図に示すティーチモー
ドメニュー画面82に従いテンキー60のOと■とを押
圧すると、アーク溶接ロボット14の現在状態における
各軸のパルスデータが図示しないポテンショメータ等で
読み取られロボットコントローラ20に記憶される。以
上の作業を所望の溶接位置毎に繰り返すことによりアー
ク溶接ロボット14のティーチング作業が完了する。
On the other hand, when the operator confirms that the working point TCP of the welding torch 46 has moved to the desired welding position on the workpiece 15 and that the welding torch 46 has assumed the desired attitude relative to the workpiece 15 by the operation described below, the teaching box A teaching data storage command is input using the 18 numeric keys 60. In this case, when O and ■ on the numeric keypad 60 are pressed according to the teach mode menu screen 82 shown in FIG. be remembered. By repeating the above operations for each desired welding position, the teaching operation of the arc welding robot 14 is completed.

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
対しブレイバ・ン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, the operator displays the LCD of the teaching box 18.
The screen on the display 70 is returned to the main menu screen 80 shown in FIG. Next, set the mode selector switch 56 to [2].
] is set to the play mode, the arc welding robot 14 is made to perform the Braver Neck 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ボット1
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1
2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。
Next, arc welding robot 1 based on the teaching data
When the operation check in step 4 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 1
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.

ところで、アーク溶接ロボット14により溶接作業の遂
行されるワーク15の形状に一部変更が生じた場合、溶
接トーチ46あるいはアーク溶接ロボット14の他の部
位がワーク15に対して干渉してしまう場合がある。こ
のような場合、溶接トーチ46を寸法の異なる他の溶接
トーチ46に変更する必要が生じる。そのため、本実施
態様ではメインメニュー画面80におけるパラメータ設
定モードを選択し、変更後の溶接トーチの寸法データを
入力することでティーチングデータの修正を行っている
。そこで、第5図に示すフローチャートに基づき溶接ト
ーチの変更に係るティーチングデータの作成方法を説明
する。
By the way, if there is a partial change in the shape of the workpiece 15 to be welded by the arc welding robot 14, the welding torch 46 or other parts of the arc welding robot 14 may interfere with the workpiece 15. be. In such a case, it becomes necessary to change the welding torch 46 to another welding torch 46 with different dimensions. Therefore, in this embodiment, the teaching data is corrected by selecting the parameter setting mode on the main menu screen 80 and inputting the changed welding torch dimension data. Therefore, a method for creating teaching data related to changing the welding torch will be explained based on the flowchart shown in FIG.

先ず、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に表示されたメインメニュー画面80
からrPARA、のモードを選択し、テンキー60より
変更後の溶接トーチの寸法データを入力する。
First, the operator displays the LCD of the teaching pendant 18.
Main menu screen 80 displayed on display 70
Select the mode rPARA from , and enter the changed welding torch dimension data using the numeric keypad 60.

一方、ロボットコントローラ20はアーク溶接ロボット
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Pz(i=1.2、・・・6
)を取り込み、このパルスP、から隣接する座標系01
乃至06に対する各関節の現在の角度riを (i=1.2、・・・6) として求める(STPI)。ここで、k目は座標系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。kZiは座標系O5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pt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。
On the other hand, the robot controller 20 receives the current pulse Pz (i=1.2, . . . 6
), and from this pulse P, the adjacent coordinate system 01
The current angle ri of each joint with respect to 06 is determined as (i=1.2, . . . 6) (STPI). Here, the k-th coordinate system is 01
These are parameters related to the resolution and reduction ratio of the potentiometer. kZi is an offset amount for expressing the pulse pt obtained by the potentiometer as an increase/decrease with respect to the reference midpoint when a reference midpoint is set for the range of motion of the joint in the coordinate system O5.

また、k3.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0
4が座標系0.に対して固定されているためパルスP4
をOに設定しておく。
Also, k3. is a parameter for converting an angle (deg) into radians. Note that in this embodiment, the coordinate system is 0
4 is the coordinate system 0. Since the pulse P4 is fixed to
Set to O.

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

この場合、変換行列Tはベース座標系O0に対する座標
系O,の位置および姿勢を設定するものであり、変換行
列Tの各成分をも。(m=1.2.3、n=L 2.3
.4)として(i=1.2、・・・6)     ・・
・(2)のように設定される。ここで、変換行列TをT
’E Ck i  b )         ・・・(
3)と定義した場合、変更前の溶接トーチ46における
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(SrF2)。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 sets the position and orientation of the coordinate system O with respect to the base coordinate system O0, and also each component of the transformation matrix T. (m=1.2.3, n=L 2.3
.. 4) As (i=1.2,...6)...
- It is set as in (2). Here, the transformation matrix T is T
'E Ck i b )...(
3), the current position C of the work point TCP in the welding torch 46 before the change is calculated as follows using the transformation matrix T (SrF2). 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は変更前の溶接トーチ46の寸法データからな
り、座標系06に対する作業点TCPのオフセット量を
示すベクトルである。この場合、hはベース座標系0゜
を基準としたXo、Y、、Z、方向の成分をh+ 、h
z、hsとして、 のように定義される。
Further, h is a vector that includes dimensional data of the welding torch 46 before change and indicates the amount of offset of the work point TCP with respect to the coordinate system 06. In this case, h is the component in the Xo, Y, , Z direction with respect to the base coordinate system 0° as h+, h
As z and hs, it is defined as follows.

次に、ロボットコントローラ20はティーチングボック
ス18からのエンドエフェクタ変更指令の有無を判別し
く5TP4)、変更がない場合には現在のパルスP、を
そのまま保持する(SrF5)。
Next, the robot controller 20 determines whether there is an end effector change command from the teaching box 18 (5TP4), and if there is no change, the current pulse P is held as is (SrF5).

一方、ティーチングボックス18において、パラメータ
設定モードが選択された場合、ロボ・ノドコントローラ
20はテンキー60から入力されるデータを変更後の溶
接トーチの寸法データとして取り込む(SrF6)。こ
こで、この寸法データを成分h l’ 、ht’ 、h
3’からなるベクトルh′として のように定義する。この場合、変更後の溶接トーチを用
いた場合における座標系0.に対する変換行列T′を ?’ E [A”、b ’ )      ・・・(7
)と定義する。変更後の溶接トーチの作業点TCPの位
置および姿勢は変更前の溶接トーチ46の作業点TCP
の位置および姿勢に等しくなければならないから、 T′ ・ h ’  = A’  ・ h0’+b’=
c・・・(8) A′=A              ・・・(9)の
関係が得られる。従って、(4)、(8)および(9)
式%式% となる。この結果、(力式から変換行列T′は、T” 
’ = (Ai A’  ・(h、−ha’)十b )
・・・0]) として求まる(SrF2)。
On the other hand, when the parameter setting mode is selected in the teaching box 18, the robot throat controller 20 takes in the data input from the numeric keypad 60 as the changed dimension data of the welding torch (SrF6). Here, this dimensional data is divided into components hl', ht', h
3' as a vector h'. In this case, the coordinate system when using the changed welding torch is 0. What is the transformation matrix T' for? ' E [A", b ') ... (7
). The position and posture of the working point TCP of the welding torch after the change are the working point TCP of the welding torch 46 before the change.
It must be equal to the position and orientation of
c...(8) A'=A...(9) relationship is obtained. Therefore, (4), (8) and (9)
The formula% is the formula%. As a result, (from the force equation, the transformation matrix T′ is T”
' = (Ai A' ・(h, -ha') ten b )
...0]) (SrF2).

そこで、この変換行列T′を逆変換すれば、各座標系o
1乃至Ohが設定される関節における次の角度r%(i
=1.2、・・・6)を求めることが出来る(SrF8
)。この結果、前記角度r、′から変更後の溶接トーチ
に対する次のパルスPI′ は、 (i=1.2、・・・6)       ・・・Q2+
のようにして求まる(SrF9)。
Therefore, by inversely transforming this transformation matrix T', each coordinate system o
The next angle r%(i
=1.2,...6) can be obtained (SrF8
). As a result, the next pulse PI' for the welding torch after changing the angle r,' is (i=1.2,...6)...Q2+
It is found as follows (SrF9).

次いで、ロボットコントローラ20はステップ9で求め
たパルスPi′を図示しない記憶手段に修正されたティ
ーチングデータとして格納する。以上の処理を全てのテ
ィーチング地点に対して繰り返すことにより変更後の溶
接トーチに係るティーチングデータが作成される。
Next, the robot controller 20 stores the pulse Pi' obtained in step 9 in a storage means (not shown) as modified teaching data. By repeating the above process for all teaching points, teaching data related to the changed welding torch is created.

[発明の効果] 以上のように、本発明によれば、ロボットのエンドエフ
ェクタを変更する際、変更前のエンドエフェクタの寸法
データと変更後のエンドエフェクタの寸法データとに基
づいてティーチングの修正を行っている。この場合、デ
ータ修正のために再度ティーチングを行う必要がなく、
従って、作業が軽減化されると共にデータの修正も極め
て容易となる。また、データの作成に長時間を要しない
ため、当該ロボットの適用される製造ラインに対する影
響は極めて少なく、稼動率の向上にも寄与することが出
来る。
[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, when changing the end effector of a robot, the teaching is corrected based on the dimensional data of the end effector before the change and the dimensional data of the end effector after the change. Is going. In this case, there is no need to perform teaching again to correct the data.
Therefore, the work is reduced and data correction becomes extremely easy. Furthermore, since it does not take a long time to create data, the robot has very little impact on the manufacturing line to which it is applied, and can contribute to improving the operating rate.

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データ作
成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トのティーチングデータ作
成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ディスプレイ FIG、5
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a welding system to which the robot teaching data creation 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; FIGS. The figure is an explanatory diagram of each menu screen displayed on the teaching box shown in FIG. 2, and FIG. 5 is a flowchart showing the procedure of the robot teaching data creation method 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 FIG, 5

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)ティーチングデータに従って駆動される多関節ロ
ボットのエンドエフェクタを変更する際、当該多関節ロ
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、前記座標変換行列と変更前のエ
ンドエフェクタの寸法データとに基づいて当該エンドエ
フェクタによる作業点の位置を算出し、次に、変更後の
エンドエフェクタによる作業点の位置および姿勢が前記
変更前のエンドエフェクタによる作業点の位置および姿
勢と一致するように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
グデータ作成方法。
(1) When changing the end effector of an articulated robot driven according to teaching data, a coordinate transformation matrix between each joint is determined from the state data of each joint that makes up the articulated robot, and the coordinate transformation matrix is changed to the coordinate transformation matrix. The position of the work point by the end effector is calculated based on the dimensional data of the previous end effector, and then the position and posture of the work point by the end effector after the change are the position of the work point by the end effector before the change. and a new coordinate transformation matrix between each joint so as to match the posture, and new state data of each joint is calculated from the new coordinate transformation matrix.
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