JPH01237703A - Robot teaching device - Google Patents

Robot teaching device

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JPH01237703A
JPH01237703A JP63063382A JP6338288A JPH01237703A JP H01237703 A JPH01237703 A JP H01237703A JP 63063382 A JP63063382 A JP 63063382A JP 6338288 A JP6338288 A JP 6338288A JP H01237703 A JPH01237703 A JP H01237703A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
robot
target value
load
movement
displayed
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.)
Pending
Application number
JP63063382A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Koji Kameshima
亀島 鉱二
Ikuo Takeuchi
郁雄 竹内
Tomoyuki Hamada
浜田 朋之
Hiroshi Yamamoto
広志 山本
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.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi 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 Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP63063382A priority Critical patent/JPH01237703A/en
Publication of JPH01237703A publication Critical patent/JPH01237703A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To generate data, which satisfy an operating purpose to consider dynamics, immediately after teaching data are inputted and to speedily execute a teaching work with high efficiency by displaying robot operation with changing the color of joint, whose joint load arithmetic value goes over a joint load setting value to be set in advance, when the robot operation is graphic-displayed. CONSTITUTION:The operation target value of a robot is inputted by an input device and the joint load of robot arms 4 and 5 of the robot is calculated based on the operation target value which is inputted, by a load arithmetic means 2a. The robot operation is calculated by an attitude arithmetic means 2b based on the joint load and the robot operation is graphic-displayed on a display device 3. The target value of the arm 4 before one time point and the newest target value are interpolated by the means 2a and a smooth operating target track is prepared. Then, dynamic operation is executed according to the track. The motion of the arm 4 is simulated by resolving the equation of motion by the means 2b and a result is displayed on a screen in a different color from the display of the means 2a.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は複数の関節を有するロボット教示装置に係り、
特に動力学演算を行うことによってロボットの動作教示
を効率的に行うロボット教示装置に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a robot teaching device having a plurality of joints,
In particular, the present invention relates to a robot teaching device that efficiently teaches robot movements by performing dynamic calculations.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来のロボット教示装置は特開昭61−177578号
に記載のように教示動作をグラフィック表示装置上の仮
想ロボットの動きに従い座標入力を行っていた。
Conventional robot teaching devices perform teaching operations by inputting coordinates according to the movement of a virtual robot on a graphic display device, as described in Japanese Patent Laid-Open No. 177578/1983.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

上記従来技術はロボットの幾何学データによる教示であ
りロボットの動作時に関節に印加される負荷トルクにつ
いて配慮がされていない、このため、前述の教示データ
で動作目的を達成できるかどうかは実機で検証するしか
なく、非能率的であるという問題があった。
The above conventional technology teaches using the robot's geometric data and does not take into account the load torque applied to the joints when the robot moves.Therefore, it is verified with the actual machine whether the movement objective can be achieved with the above teaching data. There was a problem that it was inefficient.

本発明の目的は教示ロボットの教示作業を、実機で検証
することなく高速、かつ高効率の教示データを得ること
ができるロボット教示装置を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a robot teaching device that can obtain teaching data at high speed and with high efficiency without verifying the teaching work of a teaching robot using an actual machine.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

上記目的は表示手段を用いて表示したロボットに基づい
て入力手段から入力した動作日M4Hについて関節負荷
トルクの演算を行う負荷演算手段並びに負荷演算手段で
演算した結果にもとづいて口ポットの姿勢を演算する姿
勢演算手段を設は姿勢演算手段で演算した結果を表示手
段を用いて表示することにより、入力した動作目標値に
基づくロボットの実現可能な動きを教示者に示すと共に
、これに基づいて動作目標値の変更を入力手段を用いて
行うことにより、達成される。
The above purpose is to calculate the load calculation means for calculating the joint load torque for the operation date M4H input from the input means based on the robot displayed using the display means, and to calculate the posture of the mouth pot based on the results calculated by the load calculation means. By displaying the results calculated by the posture calculation means using the display means, the instructor is shown the possible movements of the robot based on the input movement target value, and the robot is operated based on this. This is achieved by changing the target value using an input means.

〔作用〕[Effect]

負荷演算手段は入力装置から入力した動作目標値系列を
基にスムーズな動作目標軌跡を作成してこれに基づいて
負荷トルクを行い、姿勢演算手段は負荷トルク系列を基
にロボット機4Wのとりうる姿勢を演算し、表示装置は
この姿勢演算結果を表示する1、このとき、姿勢演算手
段は、負荷トルク演算結果が負荷設定値を上回る場合、
(即ち過負荷の場合)には負荷トルクを設定値に置き換
えて姿勢を計算する。同時に表示手段は過負荷状態の関
節の色を正常時の色と変えて表示する。これによって教
示者は入力した動作目標軌跡を実機のロボットに入力し
た場合のロボットの動きを動作目標軌跡を実機のロボッ
トに入力する前に知ることができ、表示手段に表示され
たロボットの動きが動作目的を満足しない場合は入力手
段を用いて動作目標値を変更して再び演算装置で演算し
、動作目的を満足する教示データを作成する。この教示
データはあらかじめ動作を検証しているので実機のロボ
ットに入力した場合に最初から動7作目的を満足するロ
ボットの動きを実現することができ、ロボットの動作教
示を高速、高効率に行うことができる。
The load calculation means creates a smooth target movement trajectory based on the movement target value series input from the input device and calculates the load torque based on this, and the posture calculation means calculates the possible positions of the robot machine 4W based on the load torque series. The attitude is calculated, and the display device displays the attitude calculation result.
(In other words, in the case of overload), the load torque is replaced with the set value and the attitude is calculated. At the same time, the display means displays the overloaded joint in a different color from the normal color. This allows the instructor to know the robot's movement when the input target movement trajectory is input to the actual robot before inputting the movement target trajectory to the actual robot, and the robot's movement displayed on the display means is If the operation objective is not satisfied, the operation target value is changed using the input means and the calculation is performed again by the arithmetic unit to create teaching data that satisfies the operation objective. Since the motion of this teaching data has been verified in advance, when it is input to an actual robot, it is possible to realize the robot's movement that satisfies the purpose of the movement from the beginning, and the robot's movement can be taught at high speed and with high efficiency. be able to.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図は本発明の装置の一実施例をロボットの教示に適
用した例を示すもので、この図において、1は入力装置
で、ロボットアームの動作目標値を入力するa2aはこ
の動作目標値を基に動作目標軌跡を作成しこれに基づい
て負荷トルクの演算を行う負荷演算手段である。2bは
負荷トルク演算結果にもとづいて動的シュミレーション
を行い、ロボットアームの姿勢の変化を時々刻々計算す
る姿勢演算手段である。3は表示装置で、入力装置1で
入力したロボットアームの動き、または姿勢演算手段2
bで演算した結果に基づくロボットアームの動きとロボ
ットアームの作業環境をグラフィック表示する。このと
き、表示装置3は負荷演算手段2aの計算結果にもとづ
いてロボットアームの色表示を変化させる。すなわち、
負荷計算結果が予め設定した値以下のときには関節を(
例えば)緑色で表示し、さもなければ(例えば)赤で表
示する。このとき、更にわかりやすくするために、過負
荷状態の関節を朱色の点滅表示しても効果的である。4
は表示装置3の画面上に表示した教示動作開始時のロボ
ツ1へアームであり、5は表示装置3の画面上に表示し
た教示動作終了時のロボットアームであり、6は白ボッ
1−アームの作業の対象物である。
FIG. 1 shows an example in which an embodiment of the device of the present invention is applied to teaching a robot. In this figure, 1 is an input device, and a2a for inputting a target motion value of the robot arm is this motion target value. This is a load calculation means that creates a target movement trajectory based on the , and calculates the load torque based on this. Reference numeral 2b represents a posture calculation means that performs dynamic simulation based on the load torque calculation results and calculates changes in the posture of the robot arm from time to time. 3 is a display device that displays the movement of the robot arm input through the input device 1 or posture calculation means 2;
The movement of the robot arm and the working environment of the robot arm are graphically displayed based on the results calculated in step b. At this time, the display device 3 changes the color display of the robot arm based on the calculation result of the load calculation means 2a. That is,
When the load calculation result is less than the preset value, the joint is
(e.g.) in green, otherwise (e.g.) in red. At this time, in order to make it easier to understand, it is also effective to display overloaded joints in flashing vermilion. 4
5 is the arm to the robot 1 at the start of the teaching operation displayed on the screen of the display device 3, 5 is the robot arm at the end of the teaching operation displayed on the screen of the display device 3, and 6 is the arm to the robot 1 shown on the screen of the display device 3. It is the object of the work.

次に、前述した本発明の装置の一実施例の動作を説明す
る。まず最初に表示装置3の画面上には教示動作開始時
のロボットアーム4を表示してあり、入力手段1から目
標位置を入力していくとそれに従って逐次ロボットアー
ム4の位置が変化していく、この目標位置入力は遂次負
荷演算手段2aに入力される。この動作目標値は飛び飛
びの位置の点列であるので、負荷演算手段2aではまず
1時点前の目標値と最新の目標値を補間し、スムーズな
動作目標軌跡を作成し1次にこの動作目標軌跡に基づい
て動力学演算を行う0例えば、動力学演算には多関節機
構の運動方程式を逆に解くことにより達成される。負荷
演算の結果は姿勢演算手段2b及び表示袋y!13に入
力される。姿勢演算手段2bは、運動方程式を解くこと
によってロボットアームの動きをシミュレートし、その
結果を表示装置3に転送する0表示装置3は姿勢演算手
段2bより入力されたロボットアームの動きを負荷演算
手段2aの結果にもとづいて色分けして画面上に表示す
る。教示者は表示装置3の画面上のロボットアームの動
き及び色よってロボットアームの動きの実現可能性を視
覚で確認して、ロボットアームの動きが動作目的を満足
していない場合、例えば白ボッ1−アームに無理な力が
加わっている場合には入力装置1によって動作目標値を
変更し、この変更した動作目標値を用いて再び負荷演算
及び姿勢演算を実行しその結果得たロボットアームの動
きを表示装置3の画面上に表示する。
Next, the operation of one embodiment of the apparatus of the present invention described above will be explained. First, the robot arm 4 at the start of the teaching operation is displayed on the screen of the display device 3, and as the target position is input from the input means 1, the position of the robot arm 4 changes sequentially accordingly. , this target position input is sequentially input to the load calculation means 2a. Since this operation target value is a sequence of points at discrete positions, the load calculation means 2a first interpolates the target value one point before and the latest target value to create a smooth operation target trajectory. Performing dynamic calculations based on trajectories For example, dynamic calculations are accomplished by reversing the equation of motion of a multi-joint mechanism. The result of the load calculation is displayed on the posture calculation means 2b and the display bag y! 13. The posture calculation means 2b simulates the movement of the robot arm by solving the equation of motion, and transfers the result to the display device 3.The display device 3 calculates the load on the movement of the robot arm input from the posture calculation means 2b. Based on the result of means 2a, it is displayed on the screen in different colors. The instructor visually confirms the feasibility of the robot arm's movement based on the robot arm's movement and color on the screen of the display device 3, and if the robot arm's movement does not satisfy the purpose of operation, for example, a white box 1 is displayed. - If an unreasonable force is applied to the arm, change the movement target value using the input device 1, use the changed movement target value to perform load calculation and posture calculation again, and move the robot arm obtained as a result. is displayed on the screen of the display device 3.

表示袋ff13の画面上のロボットアームの動きが動作
目的を満足している場合には、負荷演算手段2a及び姿
勢演算手段2bで作成した負荷予見値及び動作目標軌跡
を教示データとして記憶する。
If the movement of the robot arm on the screen of display bag ff13 satisfies the purpose of operation, the predicted load value and target movement trajectory created by load calculation means 2a and posture calculation means 2b are stored as teaching data.

教示データはロボットアームの各関節の位置または速度
または加速度または負荷バイアスから成っており、実機
のロボットアームのコントローラにそのまま入力するこ
とができるものである。
The teaching data consists of the position, velocity, acceleration, or load bias of each joint of the robot arm, and can be input as is into the controller of the actual robot arm.

上述の負荷演算並びに姿勢演算の内容の一例ブロック線
図で第2図に示す。ゲイン13を有する位置制御系にお
いて実機のロボットアームの代りにロボットメカニズム
のモデル12を用いてシミュレーションを行う、ロボッ
トメカニズムのモデル12中の演算は符号10が現在の
位置の情報がら関節トルクを求める進動力学演算であり
、負荷演算手段2aで実行される。また符号11が関節
トルクから位置の情報を求める動力学演算であり姿勢演
算手段2bで実行される。
FIG. 2 is a block diagram showing an example of the contents of the load calculation and posture calculation described above. In a position control system having a gain of 13, a simulation is performed using a robot mechanism model 12 instead of an actual robot arm. In the calculations in the robot mechanism model 12, reference numeral 10 is a process for calculating joint torque from current position information. This is a dynamic calculation and is executed by the load calculation means 2a. Further, reference numeral 11 is a dynamic calculation for obtaining position information from joint torque, and is executed by the posture calculation means 2b.

本実施例によれば、グラフィック表示装置を用いて教示
データを作成する際に、動作目標軌跡に基づいてロボッ
トアームの動きをシミュレーションしているので、その
教示データを実機のロボットで実現可能であることがあ
らかじめ検証されている。このために作成した教示デー
タを実機のロボットアームに入力した場合に最初から動
作目的を満足するロボットアームの動きを実現すること
ができるので教示作業の高速化、高効率化の効果がある
According to this embodiment, when creating teaching data using a graphic display device, the movement of the robot arm is simulated based on the target movement trajectory, so the teaching data can be realized by an actual robot. This has been verified in advance. When the teaching data created for this purpose is input to the actual robot arm, it is possible to realize a movement of the robot arm that satisfies the purpose of operation from the beginning, which has the effect of speeding up the teaching work and increasing efficiency.

第3図は本発明の装置の他の実施例を示すもので、この
図において第1図と同符号のものは同一部分である。こ
の実施例は入力装置1で入力したロボ、ットアームの動
きとロボットアームの作業環境を表示装置3aの画面上
に表示し、演算手段2a、2bで演算した結果に基づく
ロボットアームの動きとロボットアームの作業環境を表
示装置3bの画面上に表示する。4a、4bは教示動作
開始時のロボットアームであり、5a、5bは教示動作
終了時のロボットアームであり、6a。
FIG. 3 shows another embodiment of the apparatus of the present invention, in which the same reference numerals as in FIG. 1 are the same parts. In this embodiment, the movement of the robot arm and the working environment of the robot arm inputted by the input device 1 are displayed on the screen of the display device 3a, and the movement of the robot arm and the working environment of the robot arm are displayed on the screen of the display device 3a. The working environment of is displayed on the screen of the display device 3b. 4a and 4b are the robot arms at the start of the teaching operation, 5a and 5b are the robot arms at the end of the teaching operation, and 6a.

6bは対象物である。この実施例によれば入力装置1で
入力したロボットアームの動きと演算手段2a、2bで
演算した結果に基づくロボットアームの動きを同時に教
示者に提示することができるのでロボットアームの動作
教示の変更を直接具ることができる。
6b is an object. According to this embodiment, the movement of the robot arm input through the input device 1 and the movement of the robot arm based on the results calculated by the calculation means 2a and 2b can be presented to the instructor at the same time, so that the teaching of the movement of the robot arm can be changed. can be provided directly.

なお、上述した実施例においては、動作目標値を全て入
力装置1から入力したが、CADシステムなどを入力装
置としてもよい。また、第3図に示した実施例では表示
装置を2つの場合について説明したが、これに限られる
ものではなく、また。
In the above-described embodiment, all the operation target values are input from the input device 1, but a CAD system or the like may be used as the input device. Further, in the embodiment shown in FIG. 3, the case where there are two display devices has been described, but the present invention is not limited to this.

マルチウィンドウのような表示装置を用いることもでき
る。また、上記の実施例はロボットアームの自由度を3
つとして図示したが、これに限られるものではない。
A display device such as a multi-window may also be used. In addition, the above embodiment has three degrees of freedom for the robot arm.
Although illustrated as one, it is not limited to this.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によれば、複数の関節を有するロボットの動作教
示において、教示データを入力するとすぐに、動力学を
考慮した動作目的を満足する教示データを作成すること
ができるので、教示作業を高速、かつ高効率に行うこと
ができる。
According to the present invention, when teaching the motion of a robot having multiple joints, it is possible to create teaching data that satisfies the purpose of motion in consideration of dynamics as soon as the teaching data is input. Moreover, it can be carried out with high efficiency.

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

第1図は本発明の装置の一実施例を示す図、第2図は本
発明に用いられるシミュレーションのブロック線図の一
例を示す図、第3図は本発明の装置の他の実施例を示す
図である6 1・・・入力装置、2a・・・負荷演算手段、2b・・
・姿勢演算手段、3・・・表示装置、4,5・・・ロボ
ットアーム、6・・・対象物。 弔 I 目 4・・・ロボットアーム 夢 2 目 13・・・ゲイン
FIG. 1 is a diagram showing one embodiment of the device of the present invention, FIG. 2 is a diagram showing an example of a block diagram of a simulation used in the present invention, and FIG. 3 is a diagram showing another embodiment of the device of the present invention. 6 1... Input device, 2a... Load calculation means, 2b...
- Attitude calculation means, 3... Display device, 4, 5... Robot arm, 6... Target object. Condolence I Eye 4... Robot arm dream 2 Eye 13... Gain

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1、複数の関節を有するロボットの教示装置において、
ロボットの動作目標値を入力する入力手段と、前記動作
目標値に基づいて前記ロボットの関節負荷を演算する負
荷演算手段と、関節負荷にもとづいてロボット動作を演
算する姿勢演算手段と、ロボット動作をグラフィック表
示する表示手段を有し、関節負荷演算値が事前に設定し
た関節負荷設定値を上回る関節の色を変えて表示するこ
とを特徴とするロボット教示装置。
1. In a robot teaching device having multiple joints,
an input means for inputting a movement target value of the robot; a load calculation means for calculating a joint load of the robot based on the movement target value; a posture calculation means for calculating a robot movement based on the joint load; 1. A robot teaching device comprising a display means for graphically displaying, and displaying joints whose joint load calculation values exceed a preset joint load setting value by changing the color of the joints.
JP63063382A 1988-03-18 1988-03-18 Robot teaching device Pending JPH01237703A (en)

Priority Applications (1)

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JP63063382A JPH01237703A (en) 1988-03-18 1988-03-18 Robot teaching device

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08314527A (en) * 1995-05-22 1996-11-29 Ricoh Elemex Corp Operation teaching system for robot
JP2004074368A (en) * 2002-08-21 2004-03-11 Komatsu Ltd Cable display device in robot off-line teaching system
US8340821B2 (en) 2007-08-10 2012-12-25 Fanuc Ltd Robot program adjusting system
JP2016093869A (en) * 2014-11-14 2016-05-26 株式会社クリエイティブマシン Teaching data creation method, creation device, and creation program, and, data structure of teaching data, and recording medium

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