JPH03123908A - Device and method for directly teaching position and attitude of robot - Google Patents

Device and method for directly teaching position and attitude of robot

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JPH03123908A
JPH03123908A JP26136089A JP26136089A JPH03123908A JP H03123908 A JPH03123908 A JP H03123908A JP 26136089 A JP26136089 A JP 26136089A JP 26136089 A JP26136089 A JP 26136089A JP H03123908 A JPH03123908 A JP H03123908A
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一徳 山田
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透 榑沼
Shinsaku Tsutsui
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Abstract

PURPOSE:To simplify an operation and to improve work efficiency in direct teaching work by respectively controlling teaching intervals in the case of translation and rotation, and storing teaching data in the teaching point. CONSTITUTION:The arm 2 of a robot 1 is guided while teaching data of the position of the robot 1 or the attitude is continuously taken in and stored for respective teaching points decided by the translation moving intervals which a teaching worker arbitrarily sets or the moving intervals related on the rotation of the attitude of a finger part. At that time, the teaching intervals deciding the teaching points by using a teaching interval setting means 11C at the time of starting teaching work are set to be the moving intervals and a prescribed value is numerically supplied. Thus, a teaching interval operation means 8 judges a moving distance based on position data obtained from the position sensor of the robot 1 based on the teaching intervals, automatically detects the teaching points and stores the position and the attitude of the finger part of the robot at that time.

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位置と姿勢の直接教示装置及び直接
教示方法に関し、特にティーチングプレイバック方式の
ロボットや作業機械の教示作業において、教示データを
読取り記憶させる操作を簡易化し作業能率を向上したロ
ボットの位置と姿勢の直接教示装置及び直接教示方法に
関するものである。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a direct teaching device and direct teaching method for the position and posture of a robot, and in particular to teaching data for teaching playback type robots and working machines. The present invention relates to a device and method for directly teaching the position and posture of a robot, which simplifies reading and storing operations and improves work efficiency.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来、力制御に基づくロボットの直接教示方法が提案さ
れている。この直接教示方法は、教示作業者がロボット
のアームの先部に設けられた手先効果器に力を加え、こ
の加えられた力をリスト部に備えた力センサで検出し、
力センサが出力する力信号に基づき且つ予め定められた
演算式に上り力制御を行う制御手段に従って、加えられ
た力の方向に移動するようにロボットのアームの動作を
制御し、手先効果器の移動速度と移動方向を決定し、手
先効果器を目標とする位置に誘導して、教示データを記
憶するものである。この力制御によるロボットの制御で
は、ロボットのアームに力を加えて誘導し、アーム先端
の手先効果器の位置や姿勢を目標とする位置(姿勢を含
む)に位置決めした後、その位置決め地点で位置や姿勢
の教示データを記憶し、各位置決め地点ごとに教示デー
タの記憶を行うようにしていた。また、その他の教示デ
ータの取り方としては、ロボットや作業機械の動力装置
を非能動状態にして教示を行うように構成された直接教
示方法で、教示データ読取り点の間隔を例えばコントロ
ーラのサイクル時間などを利用して一定の時間的な間隔
として定め、この時間間隔に従って教示データを記憶す
るものがある。
Conventionally, direct teaching methods for robots based on force control have been proposed. In this direct teaching method, a teaching worker applies force to a hand effector installed at the tip of the robot's arm, and this applied force is detected by a force sensor installed in the wrist.
Based on the force signal output by the force sensor and according to a control means that performs upward force control according to a predetermined calculation formula, the movement of the robot's arm is controlled to move in the direction of the applied force, and the hand effector is controlled. The moving speed and direction are determined, the hand effector is guided to the target position, and the teaching data is stored. In controlling a robot using this force control, force is applied to the robot arm to guide it, position the hand effector at the tip of the arm to the target position (including the posture), and then position it at that positioning point. The teaching data of the position and attitude were memorized, and the teaching data was stored for each positioning point. Another method of obtaining teaching data is the direct teaching method in which teaching is performed with the power unit of the robot or work machine inactive, and the interval between teaching data reading points is set to the cycle time of the controller, for example. There is a method that stores teaching data according to a fixed time interval determined by using a method such as a fixed time interval.

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

前記の従来の直接教示方法において、1点1点教示デー
タを読込む時点を決めて教示データを記憶する方法によ
れば、例えば複雑な形状をしたワークの表面に沿って倣
うような作業では、ワークに沿って多数の教示点を設定
することとなり多数の教示点で位置と姿勢を教示しなけ
ればならず、そのため多大な時間と労力を要するという
欠点がある。
In the above-mentioned conventional direct teaching method, according to the method of determining the point at which the teaching data is read point by point and storing the teaching data, for example, in a work such as tracing along the surface of a workpiece with a complicated shape, A large number of teaching points are set along the workpiece, and the position and orientation must be taught at a large number of teaching points, which has the drawback of requiring a great deal of time and effort.

また、教示間隔を時間的なタイミングで設定した従来方
法では、教示点の時刻が決められているから教示作業に
おいて厳密な時間管理が要求される。また、教示作業全
体に要する時間に依存して教示データの数が決まり、作
業に応じて教示データ数が変動するという不具合がある
。更に、教示作業においてロボットを停止状態に維持す
ると、教示データ記憶時点は一定の時間間隔によって決
まっているため、その停止状態でのデータが際限なく記
憶されることになる。従って、時間的なタイミングで記
憶を行う教示作業では、教示作業者の教示動作が非常に
重要となり、教示作業に非常な緊張を要求され、作業を
楽に行えないという欠点を有する。
Furthermore, in the conventional method in which the teaching interval is set based on temporal timing, the time of the teaching point is determined, so strict time management is required in the teaching work. Furthermore, there is a problem in that the number of teaching data is determined depending on the time required for the entire teaching work, and the number of teaching data varies depending on the work. Furthermore, if the robot is kept in a stopped state during teaching work, the teaching data storage time is determined by a fixed time interval, so data in the stopped state will be stored without limit. Therefore, in a teaching task in which memorization is performed at a temporal timing, the teaching action of the teaching worker is very important, and the teaching task requires great tension, which has the disadvantage that the task cannot be performed easily.

本発明の目的は、上記の従来の問題点に鑑み、力制御に
よるロボットの位置と姿勢の直接教示作業において、教
示データ取込み時点を並進と回転の所定の移動距離で設
定できるように構成し、もって直接教示作業における操
作の簡易化、作業能率の向上を企図したロボットの位置
と姿勢の直接教示装置と直接教示方法を提供することに
ある。
In view of the above-mentioned conventional problems, an object of the present invention is to provide a structure in which the teaching data acquisition point can be set at a predetermined translation and rotation movement distance in direct teaching work of the position and posture of a robot by force control. It is an object of the present invention to provide a direct teaching device and a direct teaching method for the position and posture of a robot, which are intended to simplify operations and improve work efficiency in direct teaching work.

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

本発明に係るロボットの位置と姿勢の直接教示装置は、
手先効果器を取付けたアームのリスト部に力センサを備
え、この方センサの出力する力信号を制御手段に入力し
前記力信号に基づき力制御に従ってアームを誘導し、適
当な教示間隔で設定された複数の教示点でロボットの手
先部の位置と姿勢を位置センサと位置検出手段を介して
取出し記憶手段に記憶するように構成されたロボットの
位置と姿勢の直接教示装置において、前記教示間隔を移
動間隔として任意に設定するための教示間隔設定手段と
、設定された前記教示間隔を記憶し、ロボットの各部に
配置された位置センサの出力信号から位置検出手段が取
出した位置データを人力して移動距離を演算し、この移
動距離と記憶された教示間隔とを比較し、教示間隔ごと
の教示点で前記ロボットの位置と姿勢の教示データを記
憶手段に記憶させる教示間隔演算手段とを備えるように
構成される。
The direct teaching device for the position and posture of a robot according to the present invention includes:
A force sensor is provided at the wrist of the arm to which the hand effector is attached, and the force signal output from this sensor is input to the control means, and the arm is guided according to force control based on the force signal, and the arm is guided at an appropriate teaching interval. In a direct teaching device for the position and posture of a robot configured to retrieve the position and posture of a robot's hand at a plurality of teaching points via a position sensor and a position detection means and store it in a storage means, the teaching interval is moved. A teaching interval setting means for arbitrarily setting an interval, and a robot that stores the set teaching interval and manually moves the robot using position data extracted by a position detecting means from output signals of position sensors arranged in each part of the robot. and a teaching interval calculation means for calculating a distance, comparing the moving distance with a stored teaching interval, and storing teaching data of the position and posture of the robot in a storage means at teaching points for each teaching interval. configured.

本発明に係るロボットの位置と姿勢の直接教示方法は、
教示作業者がアームの力センサに力を加え、このとき力
センサが出力する力信号に基づき一力制御に従ってアー
ムを誘導し教示作業を行う口ポットの直接教示方法にお
いて、ロボットのアームを誘導しながら、教示作業者が
任意に設定した並進移動間隔又は手先部姿勢の回転に係
る移動間隔のいずれかで決まる教示点ごとにロボットの
位置と姿勢のいずれかの教示データを連続に自動的に取
込み記憶するようにしたことを特徴とする。
The method for directly teaching the position and posture of a robot according to the present invention is as follows:
In the direct teaching method of the mouth pot, the teaching worker applies a force to the force sensor of the arm, and at this time, the arm is guided according to single-force control based on the force signal output by the force sensor to perform teaching work. However, the teaching data of either the robot's position or posture is continuously and automatically captured for each teaching point determined by either the translation interval set arbitrarily by the teaching worker or the movement interval related to the rotation of the hand posture. It is characterized by being memorized.

〔作用〕[Effect]

上記のロボットの位置と姿勢の直接教示装置では、教示
作業を開始する時に教示間隔設定手段を用いて教示点を
決定する教示間隔を移動間隔として数値的に一定値を与
えることができ、この教示間隔が与えられると、教示間
隔演算手段が前記教示間隔に基づきロボットの位置セン
サから得られる位置データに基づき移動距離を判断して
自動的に教示点を見出し、その時点でのロボットの手先
部の位置と姿勢を記憶手段に記憶させる上記のロボット
の位置と姿勢の直接教示教示方法では、教示作業者が作
業の内容や作業状況に応じて教示点を定める教示間隔を
並進及び回転の移動間隔として任意に与えることができ
、教示間隔を設定した後は自動的にその教示間隔を調べ
て教示点を決め教示データが記憶される。
In the above-mentioned direct teaching device for the position and posture of the robot, when starting the teaching work, the teaching interval for determining the teaching point can be numerically given a fixed value as the movement interval using the teaching interval setting means, and this When the interval is given, the teaching interval calculation means determines the moving distance based on the position data obtained from the robot's position sensor based on the teaching interval, automatically finds the teaching point, and calculates the teaching point of the robot's hand at that point. In the above-mentioned direct teaching method of the robot's position and orientation in which the position and orientation are stored in a storage means, the teaching operator determines the teaching point according to the content of the work and the work situation, and the teaching interval is used as the translational and rotational movement interval. It can be given arbitrarily, and after setting the teaching interval, the teaching interval is automatically checked, the teaching point is determined, and the teaching data is stored.

〔実施例〕〔Example〕

以下に、本発明の実施例を添付図面に基づいて説明する
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

第1図は本発明が適用されるロボットシステムの全体構
成を示す。第1図において、1はロボット本体で、複数
の関節部を有するアーム2が支持基台3に取付けられ、
アーム2の各関節部の可動作用により、アームの手先部
は所要の位置に移動すると共にアーム全体は所要の姿勢
に変化する。
FIG. 1 shows the overall configuration of a robot system to which the present invention is applied. In FIG. 1, 1 is a robot body, and an arm 2 having multiple joints is attached to a support base 3.
Due to the movable action of each joint of the arm 2, the tip of the arm moves to a desired position, and the entire arm changes to a desired posture.

アーム2の手先部に位置するリスト部4に6軸の力セン
サ5が取付けられ、更に力センサ5の先には、ワーク6
に対して仕事を行う手先効果器7が取付けられている。
A six-axis force sensor 5 is attached to the wrist portion 4 located at the tip of the arm 2, and a workpiece 6 is attached to the tip of the force sensor 5.
A hand effector 7 is attached to perform work on the robot.

8はコントローラであり、このコントローラ8内にはコ
ンピュータ等で構成される制御手段が含まれ、予め定め
られた力制御のための演算式を用いて且つ所定の手順で
ロボット1に対し力制御を実行する機能を有している。
Reference numeral 8 denotes a controller, and the controller 8 includes a control means composed of a computer or the like, and controls the robot 1 by using a predetermined calculation formula for force control and according to a predetermined procedure. It has the functions to execute.

コントローラ8は、ロボット1に対し動作を指令するた
めの指令信号9を与えると共に、力センサ5から力セン
サに加わる力に関する検出信号、すなわち力信号10を
取り込むように相互に電気的に接続されている。11は
教示を行う作業者が所持するティーチングボックスであ
り、テンキー及び各種の指令をコントローラ8に与える
ことのできる複数の操作スイッチが設けられている。そ
の操作スイッチの中において、本実施例によるティーチ
ングボックスでは直接教示ルーチンを呼び出すためのス
イッチ11A10ボツトのアーム手先部の位置や姿勢を
教示するためのスィッチ11B1教示間隔を設定するた
めの教示間隔設定スイッチ11Cが設けられている。テ
ィーチングボックス11はコントローラ8に接続されて
おり、作業者の操作でティーチングボックス11に与え
られたデータはコントローラ8に与えられる。
The controllers 8 are electrically connected to each other so as to provide a command signal 9 for instructing the robot 1 to operate, and to receive a detection signal related to the force applied to the force sensor from the force sensor 5, that is, a force signal 10. There is. Reference numeral 11 denotes a teaching box owned by a worker who teaches, and is provided with a numeric keypad and a plurality of operation switches that can give various commands to the controller 8. Among the operation switches, the teaching box according to the present embodiment includes a switch 11A10 for directly calling the teaching routine, a switch 11B1 for teaching the position and posture of the arm tip, and a teaching interval setting switch for setting the teaching interval. 11C is provided. The teaching box 11 is connected to the controller 8, and data given to the teaching box 11 by an operator's operation is given to the controller 8.

第2図に基づいてコントローラ8による制御機構の具体
的構成について説明する。本発明に係る直接教示装置は
、コントローラ8内に含まれるコンピュータ等を利用し
て実現されるものであり、第2図に示される装置構成で
は実質的に機能ブロック図として示されている。
The specific configuration of the control mechanism by the controller 8 will be explained based on FIG. 2. The direct teaching device according to the present invention is realized using a computer included in the controller 8, and the device configuration shown in FIG. 2 is substantially shown as a functional block diagram.

第2図に示すように、コントローラ8内において機能手
段として先ず力検出部12、力成分座標変換部13、速
度演算部14、座標変換部15が設けられる。これらの
機能手段は、教示作業者がロボット1の手先効果器7に
対し教示の目的で力を加えた場合に、力センサ5で力を
検出しこの加えられた力の方向にロボット1の手先効果
器7を動作させるための制御装置構成である。ロボット
1のアームの動作モードは、速度演算部14に設定され
た力制御のための演算式によって決められている。
As shown in FIG. 2, within the controller 8, a force detection section 12, a force component coordinate conversion section 13, a speed calculation section 14, and a coordinate conversion section 15 are provided as functional means. These functional means are such that when a teaching worker applies a force to the hand effector 7 of the robot 1 for the purpose of teaching, the force is detected by the force sensor 5 and the hand of the robot 1 is transmitted in the direction of the applied force. This is a configuration of a control device for operating the effector 7. The operation mode of the arm of the robot 1 is determined by a calculation formula for force control set in the speed calculation section 14.

上記の構成において、力検出部12は力センサ5が出力
する力信号を入力し、この力検出部12でロボット1の
アーム2に対し誘導のため加えられた作業者による操作
力を検出する。検出された操作力に関する情報は力成分
座標変換部13に供給され、ここでロボット1のアーム
2のリスト部4に設けられたハンド座標系における、又
はロボット本体を基準としたベース座標系における直交
3軸方向についての軸方向の力と軸回りのモーメントに
変換する。このようにして求められた力とモーメントを
基礎に、速度演算部14でロボット1における各関節部
に備えられたモータの速度指令値を求める。具体的には
、速度演算部14には、例えば次のような演算式が設定
されている。
In the above configuration, the force detection section 12 receives the force signal output from the force sensor 5, and detects the operating force applied by the operator to the arm 2 of the robot 1 for guidance. Information regarding the detected operating force is supplied to the force component coordinate conversion unit 13, where it is converted into an orthogonal coordinate in the hand coordinate system provided on the wrist part 4 of the arm 2 of the robot 1 or in the base coordinate system with the robot body as a reference. Convert to axial force and moment around the axis in three axial directions. Based on the forces and moments obtained in this way, the speed calculation section 14 obtains speed command values for the motors provided at each joint in the robot 1. Specifically, the following calculation formula is set in the speed calculation unit 14, for example.

■i:ミニベース系i軸方向の並進 の速度指令値 fi:操作力のi軸方向成分 M :仮想の質量 C:仮想の粘性減衰係数 上記の式において、力成分座標変換部13から与えられ
るカデータfiを用いて、且つ固定値MとC(ただし、
いずれの値も必要に応じて自由に変えることができる)
を用いて直交座標系の速度指令値を各軸について演算す
る。こうして得られた速度指令値は、座標変換部15で
ロボット1の各関節部のモータの速度指令値に変換され
、各モータが駆動される。
i: Speed command value for translation in the i-axis direction of the mini base system fi: i-axis direction component of the operating force M: virtual mass C: virtual viscous damping coefficient In the above equation, given by the force component coordinate conversion unit 13 using the data fi and fixed values M and C (however,
(Both values can be changed freely as needed)
The speed command value of the orthogonal coordinate system is calculated for each axis using The speed command values obtained in this way are converted into speed command values for the motors of each joint of the robot 1 by the coordinate conversion unit 15, and each motor is driven.

更に、コントローラ8の中には位置検出部16と教示デ
ータ記憶部17とが設けられる。位置検出部16はロボ
ット1の各部に配設された図示しない位置センサからの
出力信号を入力し、所定の条件の下で、入力した位置信
号から位置データと姿勢データを取込み、指定された各
教示点におけるロボット1の位置や姿勢のデータを教示
データ記憶部17に送給する機能を有する。18は移動
間隔演算部であり、この移動間隔演算部18は後述する
ように位置検出部16で得られた位置データ等を教示デ
ータ記憶部16に記憶させる条件を与えるものである。
Further, the controller 8 is provided with a position detection section 16 and a teaching data storage section 17. The position detection unit 16 inputs output signals from position sensors (not shown) disposed in each part of the robot 1, reads position data and posture data from the input position signals under predetermined conditions, and detects each specified position. It has a function of sending data on the position and posture of the robot 1 at the teaching point to the teaching data storage section 17. Reference numeral 18 denotes a movement interval calculation section, and this movement interval calculation section 18 provides conditions for storing position data etc. obtained by the position detection section 16 in the teaching data storage section 16, as will be described later.

次にティーチングボックス11との関係について説明す
る。ロボット1の直接教示作業を行うときには、操作ス
イッチIIAを押して直接教示ルーチンを呼び出す。こ
れにより作業者はロボット1の手先効果器7に対して力
を加えて教示作業を行うことができる。作業者によって
手先効果器7に加えられた力は力検出部12に送給され
る。また前記教示データ記憶部17における記憶動作は
、ティーチングボックス11に設けられた教示スイッチ
11Bのオン動作によって行われる。また教示データ取
込み時点は教示間隔設定スイッチ11Cによって指示さ
れる。教示間隔設定スイッチ11Cを操作することよっ
て、並進動作の場合には並進移動距離Δ11回転動作の
場合には回転移動角度Δθを任意に設定することができ
る。数値の入力には、メニュ一方式で与えても良いし、
実際上ティーチングボックス11のテンキーを使用して
その都度入力することもできる。教示スイッチ11Bの
出力信号と教示間隔設定スイッチ11Cの出力信号は前
記の移動間隔演算部18に与えられる。
Next, the relationship with the teaching box 11 will be explained. When performing direct teaching work for the robot 1, the operator presses the operation switch IIA to call up the direct teaching routine. This allows the operator to perform teaching work by applying force to the hand effector 7 of the robot 1. The force applied to the hand effector 7 by the worker is sent to the force detection section 12. Further, the storage operation in the teaching data storage section 17 is performed by turning on the teaching switch 11B provided on the teaching box 11. Further, the teaching data acquisition time point is specified by the teaching interval setting switch 11C. By operating the teaching interval setting switch 11C, it is possible to arbitrarily set the translational movement distance Δ1 in the case of a translational movement and the rotational movement angle Δθ in the case of a rotational movement. Numerical values can be input using one method from the menu, or
In fact, it is also possible to input each time using the numeric keypad of the teaching box 11. The output signal of the teaching switch 11B and the output signal of the teaching interval setting switch 11C are given to the above-mentioned movement interval calculating section 18.

かかる構成において、移動間隔演算部18は、位置検出
部16で検出した位置情報と姿勢情報を入力し、この(
S)4i!情報等に基づいてロボット1の手先部分が移
動した距離と、リスト部4が回転移動じた角度を演算し
、これらの演算値のいずれか一方が予め教示間隔設定ス
イッチ11Cによって設定された並進移動距離Δ11又
は回転移動角度Δθの値以上になったとき、自動的に位
置検出部17から出力されるロボット1の位置と姿勢の
教示データを記憶するように教示データ記憶部16に対
し記憶指令信号を出す。また、この教示データの記憶動
作は、不要なデータを記憶しないように教示スイッチI
IBがオンしているときのみ有効となるようにプログラ
ムされている。
In such a configuration, the movement interval calculation section 18 inputs the position information and posture information detected by the position detection section 16, and calculates this (
S)4i! The distance traveled by the hand portion of the robot 1 and the rotational angle of the wrist portion 4 are calculated based on information, etc., and one of these calculated values is the translational movement set in advance by the teaching interval setting switch 11C. When the distance Δ11 or rotational movement angle Δθ is exceeded, a storage command signal is sent to the teaching data storage unit 16 to automatically store the teaching data of the position and posture of the robot 1 output from the position detection unit 17. issue. In addition, the teaching data storage operation is performed using the teaching switch I so as not to store unnecessary data.
It is programmed to be valid only when IB is on.

次に第3図のフローチャートに従って本実施例による直
接教示装置の動作及び直接教示方法を説明する。このフ
ローチャートを実現するプログラムはコントローラ8の
中に用意される。
Next, the operation of the direct teaching device and the direct teaching method according to this embodiment will be explained according to the flowchart of FIG. A program that implements this flowchart is prepared in the controller 8.

先ず、ステップ19において教示間隔を設定する。この
設定はティーチングボックス11における教示間隔設定
スイッチ11Cを操作することにより行われる。教示間
隔として、並進の場合には移動距離Δlを、リスト部の
回転の場合には回転移動角度Δθをそれぞれ設定する。
First, in step 19, a teaching interval is set. This setting is performed by operating the teaching interval setting switch 11C on the teaching box 11. As the teaching interval, a movement distance Δl is set in the case of translation, and a rotational movement angle Δθ is set in the case of rotation of the wrist part.

なお、教示間隔の設定値は、予め内部に設定させておく
ことも可能である。次の判断ステップ20では教示作業
が終了すべきか否かが判断される。終了すべきでない時
には、ステップ21に移行し、教示スイッチ11Bの状
態を判断する。教示スイッチ11Bがオン状態のときに
は教示動作を行い、ロボット1のアーム手先部のその時
点(現在)での位置と姿勢のデータを位置検出部17で
検出し、教示データを教示データ記憶部16に記憶する
(ステップ22)。次にステップ22で教示データとし
て記憶したロボット1のアーム手先部の現在位置及び現
在姿勢のデータを基準位置のデータとしてセットし、基
準位置データは、位置データがP。、姿勢データがQ。
Note that the setting value of the teaching interval can also be set internally in advance. In the next judgment step 20, it is judged whether or not the teaching work should be completed. If the process should not end, the process moves to step 21, and the state of the teaching switch 11B is determined. When the teaching switch 11B is in the on state, a teaching operation is performed, the position detection unit 17 detects data on the current position and posture of the arm end of the robot 1, and the teaching data is stored in the teaching data storage unit 16. Store (step 22). Next, in step 22, the data of the current position and current posture of the arm tip of the robot 1, which were stored as teaching data, are set as reference position data, and the reference position data is set to P. , posture data is Q.

とじてセットされる(ステップ23)。この基準位置は
、ロボット1の次の移動において移動間隔を計算するた
めの始点位置となるものである。次にステップ24でロ
ボット1を移動させるためのプログラムを実行してロボ
ット1を移動させる。この移動は、力制御に基づくアー
ム2の手先部の移動であり、教示作業者によるアーム誘
導によるアーム手先部の移動を意味する。
It is closed and set (step 23). This reference position becomes the starting point position for calculating the movement interval for the next movement of the robot 1. Next, in step 24, a program for moving the robot 1 is executed to move the robot 1. This movement is a movement of the tip of the arm 2 based on force control, and means movement of the tip of the arm by guidance of the arm by the teaching worker.

第3図に示されるフローチャートでは、移動中のロボッ
トの位置を検出する手順を分かりやすくするために同一
制御ループ上に移動のためのルーチンを示したが、ロボ
ット1の移動は別の制御ループで実行することもできる
In the flowchart shown in Fig. 3, the routine for movement is shown in the same control loop to make it easier to understand the procedure for detecting the position of the moving robot, but the movement of robot 1 is performed in a separate control loop. It can also be executed.

次いで、所定の1サイクルごとに移動中のロボット1の
現在位置を位置データPi1姿勢データQiとして位置
検出部17で検出する(ステップ25)。移動間隔演算
部18は、先に設定した基準位置(Po、Qo)と今回
入力した現在位置(Pi、Qi)のデータを用いて2つ
のデータの差を取り、ロボットの移動間隔を演算する(
ステップ26)このとき求められた演算値は、並進移動
による差を並進移動間隔Pとし、回転移動による差を回
転移動量ΔQとする。ここで、再び教示スイッチ11B
がオンであるか否かを判定する(ステップ27)。教示
スイッチ11Bがオンのままであれば、並進移動量ΔP
と並進移動間隔Δlを比較し、且つ回転移動量ΔQと回
転教示間隔Δθを比較し、Δl≦ΔP又はΔθ≦ΔQの
条件が満足される場合において、ステップ22に移行し
てロボット1の手先部の現在位置を検出して位置と姿勢
の教示データを記憶し、その後ステップ23以降の上記
各ステップを繰り返す(ステップ28)。ステップ28
における条件が満足されない時には、移動のステップ2
4に移行し、次の移動ルーチンを実行し、その後前記ス
テップ25〜28を繰り返す。
Next, the current position of the moving robot 1 is detected at each predetermined cycle as position data Pi1 and posture data Qi by the position detection unit 17 (step 25). The movement interval calculation unit 18 calculates the movement interval of the robot by using the previously set reference position (Po, Qo) and the currently input current position (Pi, Qi) data, and calculates the difference between the two data (
Step 26) The calculated values obtained at this time are such that the difference due to the translational movement is the translational movement interval P, and the difference due to the rotational movement is the rotational movement amount ΔQ. Here, teach switch 11B again
is on (step 27). If the teaching switch 11B remains on, the translational movement amount ΔP
and the translational movement interval Δl, and also compare the rotational movement amount ΔQ and the rotational teaching interval Δθ, and if the conditions of Δl≦ΔP or Δθ≦ΔQ are satisfied, the process proceeds to step 22 and the hand portion of the robot 1 is The current position of is detected and the position and orientation teaching data are stored, and then the above steps from step 23 onwards are repeated (step 28). Step 28
If the conditions in are not satisfied, move step 2
4, the next movement routine is executed, and then steps 25 to 28 are repeated.

ステップ27において、教示スイッチIIBがオフであ
ると判定された場合には、ロボット1の現在位置を位置
検出部16を介して検出し、これを教示データとして教
示データ記憶部17に記憶する(ステップ29)。その
後は移動ルーチンを実行するステップ30に移り、教示
作業判定のステップ20まで戻る。ステップ20におい
て、教示作業が終了したと判定されれば、教示作業は終
了する。なお、ステップ21で条件が満たされない時に
もステップ30に移行する。以上の手順によって本発明
に係る直接教示方法が実行される。
In step 27, if it is determined that the teaching switch IIB is off, the current position of the robot 1 is detected via the position detection unit 16, and this is stored as teaching data in the teaching data storage unit 17 (step 29). Thereafter, the process moves to step 30 for executing a movement routine, and returns to step 20 for determining the teaching work. If it is determined in step 20 that the teaching work has ended, the teaching work ends. Incidentally, even when the condition is not satisfied in step 21, the process moves to step 30. The direct teaching method according to the present invention is executed by the above procedure.

第4図は本発明による直接教示方法を用いた作業例を示
し、この作業は工具である手先効果器7をワーク6′に
倣わせる作業である。第4図において、手先効果器7を
ワーク6′の倣い開始点Aに誘導し、この開始点Aにお
いて教示スイッチ11Bをオンにする。この時に、前記
フローチャートのステップ21と22で説明したように
、開始点Aにおけるロボット1の手先効果器7の位置と
姿勢に関する教示データが教示記憶部16に記憶される
。次いで、手先効果器7をワーク6′に沿って教示作業
者が誘導すると、ステップ19において教示間隔設定ス
イッチ11Cによって予め設定されている教示間隔Δl
 (並進の場合)又はΔθ(回転の場合)ごとに手先効
果器7の位置と姿勢の教示データが自動的に記憶される
。この部分の直接教示作業のための制御は前記ステップ
22乃至28によって実行される。最後にワーク6′の
倣い終了点Bに手先効果器7を誘導した時点で教示スイ
ッチ11Bをオフにすると、終了点Bにおける位置と姿
勢の教示データが記憶される(ステップ29に対応)。
FIG. 4 shows an example of a work using the direct teaching method according to the present invention, and this work is a work in which a hand effector 7, which is a tool, is made to follow a workpiece 6'. In FIG. 4, the hand effector 7 is guided to a starting point A for tracing the workpiece 6', and at this starting point A, the teaching switch 11B is turned on. At this time, as explained in steps 21 and 22 of the flowchart, the teaching data regarding the position and posture of the hand effector 7 of the robot 1 at the starting point A is stored in the teaching storage section 16. Next, when the teaching operator guides the hand effector 7 along the workpiece 6', the teaching interval Δl preset by the teaching interval setting switch 11C is changed in step 19.
The teaching data of the position and posture of the hand effector 7 is automatically stored for each Δθ (in the case of translation) or Δθ (in the case of rotation). Control for this part of the direct teaching work is executed by steps 22 to 28 described above. Finally, when the teaching switch 11B is turned off when the hand effector 7 is guided to the end point B of copying the workpiece 6', the teaching data of the position and posture at the end point B are stored (corresponding to step 29).

なお、第4図では手先効果器7の直接教示作業の実行例
を2次元において説明しているが、3次元的なワークに
対し3次元的な移動を行う場合も同様に行われる。
Although FIG. 4 describes an example of the execution of the direct teaching work of the hand effector 7 in two dimensions, the same method is used when moving a three-dimensional work in a three-dimensional manner.

以上のように、教示間隔を、並進の場合にはその移動距
離で、回転の場合にはその回転角度でそれぞれ管理し、
自動的に教示点を定め、その教示点における教示データ
を記憶することにより、ワークの形状に沿って工具を移
動するだけでロボットに教示をすることができるため、
教示能率が極めて向上する。また、本実施例よるもので
は移動距離によって教示間隔を管理しているから、教示
作業中にロボット1のアームの移動を停止させている場
合には、時間で管理されるものとは異なり、教示データ
が不必要に記憶されることはない。
As described above, the teaching interval is managed by the moving distance in the case of translation, and by the rotation angle in the case of rotation.
By automatically determining a teaching point and storing the teaching data at that teaching point, the robot can be taught simply by moving the tool along the shape of the workpiece.
Teaching efficiency is greatly improved. In addition, in this embodiment, since the teaching interval is managed by the moving distance, if the movement of the arm of the robot 1 is stopped during the teaching work, the teaching interval is managed by the time. Data is not stored unnecessarily.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上の説明で明らかなように、本発明によれば次のよう
な効果が生じる。
As is clear from the above description, the present invention provides the following effects.

力制御によるロボットの直接教示作業において、教示作
業者等が任意に設定し得る移動間隔を教示間隔として用
いるように構成したため、前記移動間隔ごとに位置と姿
勢の教示データを連続して自動的に教示することができ
る。教示作業者はロボットのアームを誘導するだけで作
業を行うことができ、移動時間に対しても注意を払う必
要がなく、自分のペースで作業を行うことができるので
、教示作業が楽になり、教示作業の能率を向上すること
ができる。
In the direct teaching work of the robot by force control, the movement interval that can be arbitrarily set by the teaching worker is used as the teaching interval, so the teaching data of the position and posture can be continuously and automatically transmitted at each movement interval. Can be taught. The teaching worker can perform the work simply by guiding the robot's arm, and there is no need to pay attention to travel time, and the worker can work at his or her own pace, making teaching work easier. The efficiency of teaching work can be improved.

また、パリ取り作業のようにワークのエツジに沿ってそ
の形状を倣う作業の教示においては、手先効果器をワー
クに接触させ、ワークのエツジに倣いながら教示するこ
とも可能であることから、比較的に正確な位置と姿勢の
教示を行うことができる。
In addition, when teaching work such as deburring work that follows the shape of a workpiece along the edge, it is possible to bring the hand effector into contact with the workpiece and teach while tracing the edge of the workpiece. It is possible to teach accurate position and posture.

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

第1図は本発明が適用されるロボットシステムの全体構
成図、第2図は本発明に係る直接教示装置の構成を示す
ブロック図、第3図は本発明に係る直接教示装置の動作
を示すフローチャート、第4図は直接教示作業の一例を
示す作業図である。 〔符号の説明〕 1・・・・・ 2φ・・・拳 4・・・−・ 5・・・・・ 6.6′・・ 7 a m a m− 8・拳・・・ 11・・・・ 11A・・・ ・ロボット ・アーム ・リスト部 ・力センサ ・ワーク ・手先効果器 ・コントローラ ・ティーチングボックス ・直接教示ルーチン呼出し スイッチ ・教示スイッチ ・教示間隔設定スイッチ ・速度演算部 ・位置検出部 ・教示データ記憶部 ・移動間隔演算部 11B φ ・ ・ 11C・ ・ ・ 14 ・ −・ ・ 16 ・ ・ ・ ・ 17 ・ ・ ・ ・ 18 ・ ・ φ ・ 第1 図
FIG. 1 is an overall configuration diagram of a robot system to which the present invention is applied, FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of a direct teaching device according to the present invention, and FIG. 3 is a diagram showing the operation of the direct teaching device according to the present invention. The flowchart, FIG. 4, is a work diagram showing an example of direct teaching work. [Explanation of symbols] 1... 2φ...Fist 4...-- 5... 6.6'... 7 a m a m- 8. Fist... 11...・ 11A... ・Robot, arm, wrist section, force sensor, workpiece, hand effect device, controller, teaching box, direct teaching routine call switch, teaching switch, teaching interval setting switch, speed calculation section, position detection section, teaching Data storage unit/movement interval calculation unit 11B φ ・ ・ 11C ・ ・ ・ 14 ・ −・ ・ 16 ・ ・ ・ ・ 17 ・ ・ ・ ・ 18 ・ ・ φ ・ Fig. 1

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)手先効果器を取付けたアームのリスト部に力セン
サを備え、この力センサの出力する力信号を制御手段に
入力し前記力信号に基づき力制御に従って前記アームを
誘導し、適当な教示間隔で設定された複数の教示点でロ
ボットの手先部の位置と姿勢を位置センサと位置検出手
段を介して取出し記憶手段に記憶するように構成された
ロボットの位置と姿勢の直接教示装置において、前記教
示間隔を移動間隔として任意に設定するための教示間隔
設定手段と、設定された前記教示間隔を記憶し、前記ロ
ボットの各部に配置された前記位置センサの出力信号か
ら前記位置検出手段が取出した位置データを入力して移
動距離を演算し、この移動距離と記憶された前記教示間
隔とを比較し、前記教示間隔ごとの教示点で前記ロボッ
トの位置と姿勢の教示データを前記記憶手段に記憶させ
る教示間隔演算手段とを備えることを特徴とするロボッ
トの位置と姿勢の直接教示装置。
(1) A force sensor is provided on the wrist part of the arm to which the hand effector is attached, and the force signal outputted by the force sensor is input to the control means, and the arm is guided according to force control based on the force signal, and appropriate teaching is performed. In a direct teaching device for the position and posture of a robot, the device is configured to retrieve the position and posture of a robot's hand at a plurality of teaching points set at intervals via a position sensor and a position detection means and store it in a storage means, teaching interval setting means for arbitrarily setting the teaching interval as a movement interval; and the position detecting means storing the set teaching interval and extracting the output signal from the position sensor arranged in each part of the robot. input the position data, calculate the movement distance, compare this movement distance with the stored teaching interval, and store the teaching data of the position and posture of the robot in the storage means at the teaching point for each teaching interval. 1. A device for directly teaching the position and posture of a robot, comprising a teaching interval calculation means for storing the teaching interval.
(2)教示作業者がアームの力センサに力を加え、この
とき力センサが出力する力信号に基づき力制御に従って
前記アームを誘導し教示作業を行うロボットの直接教示
方法において、ロボットの前記アームを誘導しながら、
教示作業者が任意に設定した並進移動間隔又は手先部姿
勢の回転に係る移動間隔のいずれかで決まる教示点ごと
にロボットの位置と姿勢の教示データを連続に自動的に
取込み記憶することを特徴とするロボットの位置と姿勢
の直接教示方法。
(2) In a direct teaching method for a robot in which a teaching worker applies a force to a force sensor of an arm and guides the arm according to force control based on a force signal output by the force sensor at this time to perform a teaching work, the arm of the robot While guiding
It is characterized by automatically capturing and storing the teaching data of the robot's position and posture for each teaching point determined by either the translational movement interval arbitrarily set by the teaching worker or the movement interval related to the rotation of the hand posture. A method for directly teaching the position and posture of a robot.
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