JPH0418788Y2 - - Google Patents

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JPH0418788Y2
JPH0418788Y2 JP3986183U JP3986183U JPH0418788Y2 JP H0418788 Y2 JPH0418788 Y2 JP H0418788Y2 JP 3986183 U JP3986183 U JP 3986183U JP 3986183 U JP3986183 U JP 3986183U JP H0418788 Y2 JPH0418788 Y2 JP H0418788Y2
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gun
robot body
robot
painting
tip
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Description

【考案の詳細な説明】 本考案は工業用ロボツトに係り、より詳細に
は、多関節型の工業用ロボツトに係る。
[Detailed Description of the Invention] The present invention relates to an industrial robot, and more particularly to an articulated industrial robot.

従来、基台に対して関節を介して可動に取り付
けられた可動部の先端としての手首の先端に関節
を介して塗装ガンが取り付けられてなる塗装用ロ
ボツト本体と、順次位置決めされるべき塗装ガン
の位置データを記憶する記憶装置とを有してなる
PTP(ポイント・ツー・ポイント)テイーチング
方式の多関節型塗装用ロボツトは知られている。
Conventionally, there has been a painting robot main body in which a painting gun is attached via a joint to the tip of the wrist as the tip of a movable part that is movably attached to a base via a joint, and a coating gun that is to be positioned sequentially. a storage device for storing position data of
PTP (point-to-point) teaching type articulated painting robots are known.

PTPテイーチイング方式にて塗装ロボツトを
教示する場合、塗装したい軌道上の折れ曲がり点
における塗装ガンの位置及び姿勢が教示される。
この教示された点列を再生時に順次つないで再生
軌道を生成する。塗装ロボツトの場合、塗装ガン
が所与の長さを有しており、その先端から長手方
向に沿つて塗料が噴射されること及び塗料の噴射
は所定の噴射パターンにて行われることから、再
生時に塗装ガンの位置だけでなくガンの狙い方向
と噴射パターンの捩じり角が必要となり、塗装ガ
ンの位置だけではなく姿勢も合わせて記録する必
要がある。教示された塗装ガンの位置と姿勢はロ
ボツトの各関節に設けられた検出器の検出値の組
み合わせとして記憶されている。また、塗装ガン
の塗料が噴射される先端位置は塗装ガンの長手軸
と1つの軸が一致するように固定された直交座標
系から見た座標として与えられている。
When teaching a painting robot using the PTP teaching method, the position and orientation of the painting gun at a turning point on the trajectory to be painted is taught.
This taught point sequence is sequentially connected during reproduction to generate a reproduction trajectory. In the case of a painting robot, the paint gun has a given length, and the paint is sprayed along its length from its tip, and the paint is sprayed in a predetermined spray pattern. Sometimes, it is necessary to record not only the position of the painting gun, but also the gun's aiming direction and the twist angle of the spray pattern, so it is necessary to record not only the position of the painting gun but also its attitude. The taught position and orientation of the painting gun are stored as a combination of detection values from detectors provided at each joint of the robot. Further, the position of the tip of the paint gun where the paint is injected is given as coordinates viewed from an orthogonal coordinate system fixed such that one axis coincides with the longitudinal axis of the paint gun.

このような塗装ロボツトにおける再生は、塗装
ガンの先端が所与の速度になるように行われる。
この際、塗装ロボツトの各関節における角速度
は、ロボツト本体の教示点列間の移動時間又は動
作時間を、連続する教示点i−1及びi間におけ
る基台に固定した座標系から見たガン先端位置の
変位と所与のガン先端速度とから算出し、これに
基づき決定していた。この場合、各教示位置での
基台に対する塗装ガンの先端位置は、各関節にお
ける関節角から得られた基台上に固定された座標
系と塗装ガン上に固定された座標系との関係に基
づき、塗装ガン上に固定された座標系から見た座
標から基台に固定した座標系から見た座標に変換
され与えられる。
Regeneration in such a painting robot is performed so that the tip of the painting gun reaches a given speed.
At this time, the angular velocity at each joint of the painting robot is determined by the movement time or operation time between the series of teaching points of the robot body, and the gun tip as seen from the coordinate system fixed to the base between successive teaching points i-1 and i. It was calculated from the positional displacement and the given gun tip speed, and determined based on this. In this case, the tip position of the painting gun with respect to the base at each teaching position is determined by the relationship between the coordinate system fixed on the base obtained from the joint angle at each joint and the coordinate system fixed on the painting gun. Based on this, the coordinates seen from the coordinate system fixed on the paint gun are converted into the coordinates seen from the coordinate system fixed on the base.

上記の塗装ロボツトにおいては、塗装ガンの姿
勢としての狙い方向と捩じり角、即ちガンに固定
された座標系の各軸の基台に固定した座標系から
見た方向は大きく変化するが、ガン先端の位置自
体は変化が少ないという場合、ガンを保持する手
首先端点は大きく変化するが、ガン先端の移動距
離は短く、この移動距離に基づき算出された移動
時間は結果的に小さなものとなつてしまう。塗装
ガンの姿勢変化が大きいということはとりもなお
さずロボツト本体の各関節の関節角の変化も大き
いということであるが、得られた移動時間が小さ
いため、ロボツトの各関節の角速度は非常に大き
くなり、場合によつては、各関節の動作限界を超
えてしまつたり、ロボツト本体の動きが、教示位
置において急変してしまうという欠点を有してい
た。また、塗装ガンの先端速度は所与の速度とな
るが、ガン先まわりの角速度が大きいためガンの
根元での速度及びガンを保持する手首の速度が大
きくなつてしまい、制御を難しいものとしてしま
うという欠点を有していた。
In the above-mentioned painting robot, the aiming direction and torsion angle as the attitude of the painting gun, that is, the direction seen from the coordinate system fixed to the base of each axis of the coordinate system fixed to the gun, change greatly. If the position of the gun tip itself does not change much, the point at the tip of the wrist that holds the gun changes greatly, but the distance the gun tip moves is short, and the travel time calculated based on this moving distance is ultimately small. I get used to it. A large change in the posture of the painting gun means a large change in the joint angle of each joint of the robot body, but since the travel time obtained is small, the angular velocity of each joint of the robot is very large. In some cases, the operating limits of each joint may be exceeded, or the movement of the robot body may suddenly change at the taught position. In addition, although the tip speed of the painting gun is a given speed, the angular speed around the gun tip is large, so the speed at the base of the gun and the speed of the wrist holding the gun become large, making control difficult. It had the following drawback.

本考案は前記した点に鑑みなされたものであ
り、ロボツト本体の各関節の角速度が大きく成り
過ぎず、全体として滑らかに動作し得る工業用ロ
ボツトを提供することである。
The present invention has been made in view of the above-mentioned points, and it is an object of the present invention to provide an industrial robot that can operate smoothly as a whole without increasing the angular velocity of each joint of the robot body too much.

本考案によれば、上記目的は、基台に対して関
節を介して可動に取り付けられた可動部の先端に
関節を介して塗装ガンが取り付けられてなるロボ
ツト本体と、順次位置決めされるべき塗装ガンの
位置データを記憶する記憶手段と、塗装ガンに固
定された三次元直交座標系の三つの軸方向の所与
の点が、記憶された位置データに基づき、ロボツ
ト本体の基準点に対して、第一の位置にある場合
と次ぎに塗装ガンが動き得る第二の位置にある場
合との差異を求める第1の演算手段と、三つの差
異の大きさを平均化して平均距離を求める第2の
演算手段と、平均距離に応じてロボツト本体の動
作時間を求める第3の演算手段とを有してなる工
業用ロボツトにて達成される。
According to the present invention, the above object is to provide a robot body in which a painting gun is attached to the tip of a movable part that is movably attached to a base via a joint, and a coating gun that is to be positioned sequentially. A storage means for storing position data of the gun, and given points in the three axial directions of a three-dimensional orthogonal coordinate system fixed to the painting gun, relative to the reference point of the robot body based on the stored position data. , a first calculation means for calculating the difference between the first position and the second position where the paint gun can move, and a second calculating means for calculating the average distance by averaging the magnitudes of the three differences. This is achieved by an industrial robot having two calculation means and a third calculation means for determining the operating time of the robot body according to the average distance.

上記構成によれば、塗装ガンに固定された三次
元直交座標系の三つの軸方向の所与の点の夫々の
移動距離が算出され、この三つの移動距離の平均
を用いてロボツト本体の動作時間が決定されるの
で、各関節の角速度が塗装ガンの先端位置と姿勢
の両者に依存し、これによりロボツト本体の各関
節の角速度が大きく成り過ぎず、制御も容易で、
全体として滑らかに動作し得、ロボツト本体の可
動部の動きの急変を回避し得る。
According to the above configuration, the movement distance of each given point in the three axial directions of the three-dimensional orthogonal coordinate system fixed to the painting gun is calculated, and the movement of the robot body is calculated using the average of these three movement distances. Since the time is determined, the angular velocity of each joint depends on both the tip position and posture of the painting gun, which prevents the angular velocity of each joint of the robot body from becoming too large and makes it easy to control.
The robot can operate smoothly as a whole, and sudden changes in the movement of the movable parts of the robot body can be avoided.

次に本考案による好ましい一具体例の工業用ロ
ボツトとしての塗装用ロボツト1を図面に基づい
て説明する。
Next, a coating robot 1 as a preferred example of an industrial robot according to the present invention will be explained based on the drawings.

図中、2は6自由度多関節型塗装用ロボツト本
体であり、塗装用ロボツト本体2は、床上に載置
された基台3と、関節としてのデイスク4aにお
いて基台3に対してA1方向に水平面内で回動自
在に連結されていると共に関節4bにおいて基台
3に対してA2方向に鉛直面内で回動自在に連結
されている長さr1の支柱5aと、関節4cにおい
て支柱5aに対してA3方向に鉛直面内で回動自
在に連結されている第一アーム部5bと、関節4
dにおいて第一アーム部5bの伸延方向に沿つた
軸6aのまわりでA4方向に回動自在な第二アー
ム部5cと、関節4eにおいて、第一及び第二ア
ーム部5b,5cからなる長さr2のアーム5dに
対して第二アーム部5cの回動軸6aに直交する
軸6bのまわりでA5方向に回動自在な手首5e
と、長さr3の手首5eの先端に位置する関節4f
において軸6aと同一平面内にあり且つ軸6bに
対して直角方向に伸延する軸6cのまわりでA6
方向に回動自在に手首5eに取り付けられた長さ
r4の塗装ガン5fとを有する。7aは基台3に対
して支柱5aをA1方向に回動変位させる油圧駆
動装置、7bは基台3に対して支柱5aをA2方
向に回動変位させる油圧駆動装置、7cは油圧駆
動装置7bと協働して支柱5aに対してアーム5
dをA3方向に回動変位させる油圧駆動装置、7
dは第一アーム部5bに対して第二アーム部5c
をA4方向に回動変位させる油圧駆動装置、7e
はアーム5dに対して手首5eをA5方向に回動
変位させる油圧駆動装置、7fは手首5eに対し
て塗装ガン5fをA6方向に回動変位させる油圧
駆動装置である(以下において油圧駆動装置7
a,…,7fを総称する場合は符号7で表わす)。
In the figure, 2 is a 6-degree-of-freedom articulated painting robot body, and the painting robot body 2 is connected to a base 3 placed on the floor and a disk 4a as a joint in the A1 direction with respect to the base 3. A column 5a having a length r1 is connected to the base 3 at the joint 4b so as to be rotatable in the horizontal plane in the vertical plane in the A2 direction, and a column 5a at the joint 4c. The first arm portion 5b is rotatably connected in the vertical plane in the A3 direction, and the joint 4
At d, the second arm section 5c is rotatable in the A4 direction around the axis 6a along the extension direction of the first arm section 5b, and at the joint 4e, the length consists of the first and second arm sections 5b and 5c. The wrist 5e is rotatable in the A5 direction around the axis 6b perpendicular to the rotation axis 6a of the second arm part 5c with respect to the arm 5d of r2.
and a joint 4f located at the tip of the wrist 5e with length r3.
A6 about an axis 6c which is coplanar with axis 6a and extends perpendicularly to axis 6b.
A length attached to the wrist 5e so as to be rotatable in the direction
R4 painting gun 5f. 7a is a hydraulic drive device that rotationally displaces the column 5a in the A1 direction with respect to the base 3, 7b is a hydraulic drive device that rotationally displaces the column 5a in the A2 direction with respect to the base 3, and 7c is a hydraulic drive device 7b. The arm 5 cooperates with the pillar 5a.
Hydraulic drive device for rotationally displacing d in the A3 direction, 7
d is the second arm portion 5c with respect to the first arm portion 5b.
Hydraulic drive device that rotates and displaces in the A4 direction, 7e
7f is a hydraulic drive device that rotationally displaces the wrist 5e in the A5 direction with respect to the arm 5d, and 7f is a hydraulic drive device that rotationally displaces the painting gun 5f in the A6 direction with respect to the wrist 5e.
When a,..., 7f are collectively referred to, they are represented by the symbol 7).

8aは基台3に対する支柱5aのA1方向の回
転角B1を検出する検出器、8bは基台3に対す
る支柱5aのA2方向の回転角B2を検出する検出
器、8cは支柱5aに対するアーム5dのA3方
向の回転角B3を検出する検出器、8dは第一ア
ーム部5bに対する第二アーム部5cのA4方向
の回転角B4を検出する検出器、8eはアーム5
dに対する手首5eのA5方向の回転角B5を検出
する検出器、8fは手首5eに対する塗装ガン5
fのA6方向の回転角B6を検出する検出器である
(以下において検出器8a,…8fを総称する場
合は符号8で表わす)。
8a is a detector that detects the rotation angle B1 of the support 5a in the A1 direction with respect to the base 3, 8b is a detector that detects the rotation angle B2 of the support 5a in the A2 direction with respect to the base 3, and 8c is a detector that detects the rotation angle B2 of the support 5a with respect to the base 3 in the A2 direction. 8d is a detector for detecting the rotation angle B3 in the A3 direction, 8d is a detector for detecting the rotation angle B4 in the A4 direction of the second arm portion 5c relative to the first arm portion 5b, and 8e is the arm 5
A detector detects the rotation angle B5 of the wrist 5e in the A5 direction with respect to d, and 8f is the paint gun 5 with respect to the wrist 5e.
This is a detector that detects the rotation angle B6 of f in the A6 direction (hereinafter, the detectors 8a, . . . , 8f are collectively referred to as 8).

ここで角度B1,B2,…B6は、基台3に固定さ
れた三次元直交座標系X0,Y0,Z0のX0軸をデ
イスク4aに固定された三次元直交座標系X1,
Y1,Z1のX1軸に一致させ、更に支柱5aに固定
された三次元直交座標系X2,Y2,Z2のX2軸に
一致させ、最終的に関節4fにおいて塗装ガン5
fに固定された三次元直交座標系X6,Y6,Z6の
X6軸に一致させる場合の対応する各関節4a,
4b,…4fでの回転角を表わす、尚、X0Y0平
面は床に平行であり、X0軸は第1図及び第2図
に示した状態のロボツト本体2のアーム5dの伸
延方向と平行であり、X1,Y1,Z1座標系は初期
状態においてX0,Y0,Z0座標系と一致している
とし、X2軸、X3軸…X6軸は支柱5a、第一アー
ム部5b,…塗装ガン5fの伸延方向と一致して
いるとする。もちろんX,Y,Z軸のとり方を変
えてもよい。ここでロボツト本体2の基準点0は
X0,Y0,Z0座標系の原点に対応し、関節4bの
回動中心とデイスク4aの回動中心との交点に対
応する。尚、例えば塗装ガン5fのノズル先端5
gに対して自由度が比較的大きい場合、基準点0
として例えば支柱5aに固定された所与の点を選
んでもよい。
Here, the angles B1, B2,...B6 are defined as the X0 axis of the three-dimensional orthogonal coordinate system X0, Y0, Z0 fixed on the base 3, and the three-dimensional orthogonal coordinate system X1 fixed on the disk 4a,
Coincide with the X1 axis of Y1, Z1, and further align with the X2 axis of the three-dimensional orthogonal coordinate system
The three-dimensional orthogonal coordinate system X6, Y6, Z6 fixed at f
Each corresponding joint 4a when aligned with the X6 axis,
4b,...4f, the X0Y0 plane is parallel to the floor, and the X0 axis is parallel to the extension direction of the arm 5d of the robot body 2 in the state shown in FIGS. 1 and 2. , X1, Y1, Z1 coordinate systems are initially coincident with the X0, Y0, Z0 coordinate systems, and the X2, X3, ... Assume that it matches the direction. Of course, the X, Y, and Z axes may be arranged differently. Here, the reference point 0 of the robot body 2 is
It corresponds to the origin of the X0, Y0, Z0 coordinate system, and corresponds to the intersection of the rotation center of the joint 4b and the rotation center of the disk 4a. For example, the nozzle tip 5 of the painting gun 5f
If the degree of freedom is relatively large for g, the reference point is 0.
For example, a given point fixed to the support column 5a may be selected as the point.

9はハンドル、9aはテイーチング指示スイツ
チ、10は記憶装置であり、テイーチング時に人が
ハンドル9を持つて被塗装物に対して疑似塗装作
業を行ないつつ、適宜スイツチ9aを押すことに
より、その時のロボツト本体2の姿勢を検出器8
での検出角度データB1,…B6の形で各テイーチ
ング点i毎に記憶装置10に順次記憶させる。
Reference numeral 9 denotes a handle, 9a a teaching instruction switch, and 10 a memory device. During teaching, a person holds the handle 9 and performs a pseudo painting operation on the object to be painted, and by pressing the switch 9a as appropriate, the robot at that time can be programmed. Detector 8 detects the attitude of main body 2
The detected angle data B1, . . . B6 are sequentially stored in the storage device 10 for each teaching point i.

11は座標変換演算器であり、制御装置12の
制御下において演算器11は各テイーチング点i
毎に記憶装置10に記憶された一組のデータB1,
…B6に基づいて座標系X6,Y6,Z6でみた位置
データを座標系X0,Y0,Z0でみた位置データに
変換するための変換マトリツクスTiを求める。
2つの直交座標系間の座標変換マトリツクスは、
U,V,W,Pを夫々3x1のベクトルとすると、 T=U V W P 0 0 0 1 の4x4のマトリツクスとして表現される。ここ
で、U,V,Wは一方の座標系の各軸の基底ベク
トルを他の座標系から見たもので、Pは原点の変
位を表す変位ベクトルである。
11 is a coordinate transformation calculator, and under the control of the control device 12, the calculator 11 converts each teaching point i.
A set of data B1 stored in the storage device 10 for each
...Based on B6, find a conversion matrix Ti for converting the position data seen in the coordinate system X6, Y6, Z6 to the position data seen in the coordinate system X0, Y0, Z0.
The coordinate transformation matrix between two orthogonal coordinate systems is
When U, V, W, and P are each 3x1 vectors, they are expressed as a 4x4 matrix of T=UVWP0001. Here, U, V, and W are the base vectors of each axis of one coordinate system viewed from the other coordinate system, and P is a displacement vector representing the displacement of the origin.

ロボツトの各関節に直交座標系を固定し各座標
系間の座標変換マトリツクスを求める場合、関節
間の関係はある軸まわりの回転または平行移動と
なる。そこで回転の場合をD、平行移動の場合を
Rとすれば、DとRの積でガンに固定された座標
系と基台に固定された座標系間の座標変換マトリ
ツクスTiが得られる。従つて、TiはTi=D1・
D2・R1・D3・R2・D4・D5・R3・D6の形で求
まる。ここでD1,D2,…D6は夫々関節4a,4
b,…4fでの角度B1,B2,…B6の回転に伴な
う変換マトリツクス、R1,R2,R3はそれぞれ支
柱5a、アーム部、5d、手首部5eの所与の長
さr1,r2,r3に対応する平行移動を表わす変換マ
トリツクスであり、夫々例えば D1=C1 S1 0 0 −S1 C1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1,D2=C2 0 S2 0 0 1 0 0 −S2 0 C2 0 0 0 0 1 D3=C3 0 −S3 0 1 0 0 S3 0 C3 0 0 0 0 1,0D4=1 0 0 0 0 C4 S4 0 0 −S4 C4 0 0 0 0 1 D5=C5 0 S5 0 0 1 0 0 −S5 0 C5 00 0 0 1,D6=C6 S6 0 0 −S6 C6 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 Rj=1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 rj 0 0 0 (ただしj=1,2,3) の形で表わされる。尚 Ck=cosBk Sk=sinBk (ただしk=1,2,…,6)である。
When fixing an orthogonal coordinate system to each joint of a robot and finding a coordinate transformation matrix between each coordinate system, the relationship between the joints is rotation or translation around a certain axis. Therefore, if D is the case of rotation and R is the case of parallel movement, then a coordinate transformation matrix Ti between the coordinate system fixed to the gun and the coordinate system fixed to the base is obtained by the product of D and R. Therefore, Ti is Ti=D1・
It can be found in the form of D2, R1, D3, R2, D4, D5, R3, D6. Here, D1, D2,...D6 are joints 4a and 4, respectively.
The transformation matrices R1, R2, and R3 associated with the rotation of angles B1, B2, and B6 at b,...4f are the given lengths r1, r2, and R3 of the strut 5a, arm portion 5d, and wrist portion 5e, respectively. A transformation matrix representing the parallel movement corresponding to r3, respectively, for example, D1=C1 S1 0 0 −S1 C1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1, D2=C2 0 S2 0 0 1 0 0 −S2 0 C2 0 0 0 0 1 D3=C3 0 -S3 0 1 0 0 S3 0 C3 0 0 0 0 1,0D4=1 0 0 0 0 C4 S4 0 0 -S4 C4 0 0 0 0 1 D5=C5 0 S5 0 0 1 0 0 −S5 0 C5 00 0 0 1, D6=C6 S6 0 0 −S6 C6 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 Rj=1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 rj 0 0 0 (however j=1,2,3). Note that Ck=cosBk Sk=sinBk (k=1,2,…,6).

すなわち、座標変換演算器11は、テイーチン
グ指示スイツチ9aによつて制御装置12にテイ
ーチング指示が与えられる毎に制御装置12から
信号Eを受け取り、記憶装置10に格納されたば
かりの一組のデータB1i,…B6i(総称してBiで表
わす)を読み出し該データBiに基づいて変換マ
トリツクスTiを求め、演算の終了後、制御装置
12に終了信号Eを与える。
That is, the coordinate transformation calculator 11 receives the signal E from the control device 12 every time a teaching instruction is given to the control device 12 by the teaching instruction switch 9a, and converts the set of data B1i, just stored in the storage device 10, to the control device 12. ...B6i (generally expressed as Bi) is read out, a conversion matrix Ti is determined based on the data Bi, and after the calculation is completed, a termination signal E is given to the control device 12.

13はテイーチング点iよりも一つ前のテイー
チング点i−1に対応する変換マトリツクスTi
−1を格納すべく構成された記憶器であり、14
はテイーチング点i−1に対応する姿勢からテイ
ーチング点iに対応する姿勢へのロボツト本体2
の塗装ガン5fの姿勢の変化を含めた塗装ガン5
fの変位を座標系X6,Y6,Z6における固定点
PX(r4,0,0)、PY(0,r4,0)、PZ(0,
0,r4)の基台3(すなわち基準点0)に対する
位置変化の形で求める演算器であり、第一の演算
手段としての演算器14は、信号Fに応じて制御
装置12から与えられる演算指示信号Gの制御下
で、変換マトリツクスデータTi,Ti−1を演算
器11及び記憶器13から読み出し、点PX,
PY,PZのテイーチング点i−1に対応する第一
の位置からテイーチング点iに対応する第二の位
置への変位Hを夫々 HPX=(Ti-Ti-1) r4 0 0 1 HPY=(Ti-Ti-1) 0 r4 0 1 HPZ=(Ti-Ti-1) 0 0 r4 1 の形で求める。ここで点PXは塗装ガン5fのノ
ズル先端5に対応し、HPXは基台3に固定した
座標系X0,Y0,Z0でみたノズル先端5gの変位
ベクトルを表わす。
13 is a conversion matrix Ti corresponding to the teaching point i-1 which is one point before the teaching point i.
-1, and is a memory configured to store 14
is the robot body 2 changing from the posture corresponding to teaching point i-1 to the posture corresponding to teaching point i.
Painting gun 5 including changes in the attitude of painting gun 5f
The displacement of f is a fixed point in the coordinate system X6, Y6, Z6
PX (r4, 0, 0), PY (0, r4, 0), PZ (0,
0, r4) with respect to the base 3 (i.e. reference point 0), and the calculator 14 as a first calculation means calculates the calculation given from the control device 12 in response to the signal F. Under the control of the instruction signal G, the conversion matrix data Ti, Ti-1 are read out from the arithmetic unit 11 and the memory 13, and the points PX,
The displacement H of PY and PZ from the first position corresponding to teaching point i-1 to the second position corresponding to teaching point i is HPX=(Ti-Ti-1) r4 0 0 1 HPY=(Ti -Ti-1) 0 r4 0 1 HPZ=(Ti-Ti-1) 0 0 r4 1. Here, the point PX corresponds to the nozzle tip 5 of the coating gun 5f, and HPX represents the displacement vector of the nozzle tip 5g viewed from the coordinate system X0, Y0, Z0 fixed to the base 3.

尚、演算器14はHPX,XPY,HPZの演算が
終了すると信号Jを制御器12に与える。制御器
12は信号Jに応じて信号Kを発して演算器11
で求められた変換マトリツクスTiを記憶器13
に格納させる。15は第二の演算手段としての平
均移動距離演算器であり、演算器15は、信号J
に応じて制御器12から与えられる指示信号Lの
制御下で、演算器14の演算結果HPX,HPY,
HPZを読み出し、平均移動距離dを d=1/3(|HPX|+|HPY|+|HPZ|) の形で求める。ここで|HPX|、|HPY|、|
HPZ|は夫々変位ベクトルHPX,HPY,HPZ
の大きさであり、4行1列の4つの要素のうち上
の3つの要素に基づいて求められる。この平均移
動距離dは塗装ガン5fのノズル先端5gの基台
3に対する変位のみならず、塗装ガン5fの姿
勢、換言すれば塗装ガン5fのノズルの方向又は
手首5eの基台3に対する変位等にも依存してい
る。仮にノズル先端5gの変位の大きさ|HPX
|が小さくても、関節4e,4f等での手首5e
の曲がり方又は手先方向のねじり角等が大きく変
化する場合には|HPY|及び|HPZ|のうちの
少なくとも一方が大きな値になり、平均移動距離
dは比較的大きな値になる。
Note that the arithmetic unit 14 gives a signal J to the controller 12 when the calculations of HPX, XPY, and HPZ are completed. The controller 12 generates a signal K in response to the signal J and outputs a signal K to the arithmetic unit 11.
The conversion matrix Ti obtained by is stored in the memory 13.
be stored in Reference numeral 15 denotes an average moving distance calculator as a second calculation means, and the calculator 15 receives the signal J.
Under the control of the instruction signal L given from the controller 12 in accordance with the calculation results HPX, HPY,
Read HPZ and find the average moving distance d in the form d=1/3 (|HPX|+|HPY|+|HPZ|). Here |HPX|, |HPY|, |
HPZ | is the displacement vector HPX, HPY, HPZ, respectively
The size is determined based on the top three elements of the four elements arranged in 4 rows and 1 column. This average moving distance d is determined not only by the displacement of the nozzle tip 5g of the painting gun 5f with respect to the base 3 but also by the attitude of the painting gun 5f, in other words, the direction of the nozzle of the painting gun 5f or the displacement of the wrist 5e with respect to the base 3. is also dependent. Assuming the displacement of 5g at the nozzle tip | HPX
Even if | is small, wrist 5e at joints 4e, 4f, etc.
When the bending direction or the twist angle in the direction of the hand changes significantly, at least one of |HPY| and |HPZ| becomes a large value, and the average moving distance d becomes a relatively large value.

演算器15はテイーチング点i−1,i間での
移動距離dの演算が終了すると信号Mを制御器1
2に与え、制御器12は信号Mに応じて演算指示
信号Nを発する。
When the calculation of the moving distance d between the teaching points i-1 and i is completed, the calculation unit 15 sends the signal M to the controller 1.
2, and the controller 12 issues an operation instruction signal N in response to the signal M.

16は平均移動速度の大きさVが設定される速
度設定器であり、17は信号Nの制御下でテイー
チング点i−1からテイーチング点iまでのロボ
ツト本体2の姿勢変化動作の時間ti−1,iを求
める演算器であり、演算器17は、信号Nの制御
下で平均距離データd及び設定速さデータVに基
づき ti−1,i=d/V なる演算を行なつて、求められた移動時間データ
ti−1,iを制御器12に与え、テイーチングデ
ータとして記憶装置10内に格納させる。
Reference numeral 16 denotes a speed setting device in which the magnitude V of the average movement speed is set, and 17 indicates the time ti-1 of the posture change operation of the robot body 2 from the teaching point i-1 to the teaching point i under the control of the signal N. , i, and the calculator 17 calculates ti−1,i=d/V based on the average distance data d and the set speed data V under the control of the signal N, and calculates the result. travel time data
ti-1,i is given to the controller 12 and stored in the storage device 10 as teaching data.

プレイバツクの際、制御器12は移動時間ti−
1,iでロボツト本体2の姿勢がテイーチング点
i−1の状態からテイーチング点iの状態に変化
するように、テイーチングデータBi−1,Bi,ti
−1,i及び検出器8での検出出力に基づき、比
較器18及び油圧駆動装置7等を介してロボツト
本体2を制御する。
During playback, the controller 12 controls the travel time ti-
1, i, the teaching data Bi-1, Bi, ti is set so that the posture of the robot body 2 changes from the state of teaching point i-1 to the state of teaching point i.
-1, i and the detection output from the detector 8, the robot body 2 is controlled via the comparator 18, the hydraulic drive device 7, etc.

この移動時間tの演算をプレイバツク時に行な
うようにしてもよい。この場合、この移動時間t
の演算は、ロボツト本体2がテイーチング点i−
1の状態になつたことが比較器18で確認された
後に行なつてもよいが、好ましくはロボツト本体
2がテイーチング点i−2の状態からテイーチン
グ点i−1の状態に近づいている途中で、例えば
ロボツト本体2がテイーチング点i−2の状態に
なつたことが比較器18で確認されると同時に開
始される。また、位置データBiをキーボード等
から直接入力してテイーチングデータを作成する
場合には、入力の途中で又は入力の完了後に移動
時間tを求めてテイーチングデータとして記憶装
置10に格納するようにしてもよい。更にテイー
チングデータとしての平均移動時間tのかわりに
平均移動距離dを格納しておいてもよく、この場
合例えばプレイバツク時に速度データVを所望に
応じて設定することにより、プレイバツク速度を
選択し得る。
The calculation of the moving time t may be performed during playback. In this case, this travel time t
The calculation is performed when the robot body 2 is at the teaching point i-
This may be done after the comparator 18 confirms that the teaching point 1 has been reached, but preferably, the robot body 2 is in the process of approaching the teaching point i-1 from the teaching point i-2. , for example, starts at the same time as the comparator 18 confirms that the robot body 2 has reached the teaching point i-2. Furthermore, when creating teaching data by directly inputting the position data Bi from a keyboard or the like, the travel time t may be calculated during input or after the input is completed and stored in the storage device 10 as teaching data. good. Furthermore, the average moving distance d may be stored instead of the average moving time t as teaching data, and in this case, for example, the playback speed can be selected by setting the speed data V as desired at the time of playback.

以上の如く構成された塗装用ロボツト1におい
て、移動時間tは塗装ガン5fの先端5gの位置
変化の大きさのみならず塗装ガン5fの方向の変
化に依存し、手首部5eの変位が比較的大きい場
合には、塗装ガン5fの先端5gの変位量が小さ
くても、比較的大きい値になり、ロボツト本体2
の手首5e等の可動部が急速にプレイバツクされ
る虞れがない。
In the painting robot 1 configured as described above, the moving time t depends not only on the magnitude of the change in the position of the tip 5g of the painting gun 5f but also on the change in the direction of the painting gun 5f, and the displacement of the wrist portion 5e is relatively small. If it is large, even if the displacement amount of the tip 5g of the painting gun 5f is small, it will be a relatively large value, and the robot body 2
There is no risk that movable parts such as the wrist 5e of the user will be rapidly played back.

またテイーチング点i−1,i間での手首5e
の基部又はアーム5dの先端部4eの移動距離が
大きい場合、平均移動距離dはほぼガン先端部5
gの移動距離にほぼ一致し、ガン先端部5gはほ
ぼ一様な速さでVで動かされ得る。
Also, the wrist 5e between teaching points i-1 and i
When the moving distance of the base of the gun or the tip 4e of the arm 5d is large, the average moving distance d is approximately the same as that of the gun tip 5.
The gun tip 5g can be moved at a substantially uniform speed V, approximately corresponding to the travel distance g.

尚以上においては、塗装ガン5fのノズルの方
向乃至長さ方向がX6軸と一致し、ノズル先端5
gがX6上に位置する例について説明したが、ノ
ズル先端5gはY6又はZ6軸上に位置していても、
X6,Y6,Z6のうちのいずれの軸上にも位置して
いなくてもよい。
In the above, the direction or length direction of the nozzle of the painting gun 5f coincides with the X6 axis, and the nozzle tip 5
We explained the example where g is located on X6, but even if the nozzle tip 5g is located on the Y6 or Z6 axis,
It does not have to be located on any axis among X6, Y6, and Z6.

また、以上においては、主として手首5eの先
端の変位の大きさを考慮して移動距離d又は移動
時間tを求めたが、例えばロボツト本体2が多数
の関節を介して連結された多数のアーム部を有し
ており大きな自由度を有する場合には、中間に位
置する可動部であるアーム部の変位の大きさをも
考慮して移動時間を求めるようにしてもよい。更
に塗装ガンの位置及び姿勢の変化よりもある中間
のアーム部の姿勢の変化の方が大きい場合には、
該中間のアーム部の平均移動距離を求め、該移動
距離の大きさに基づいてテイーチング点間の移動
時間を決定するようにしてもよい。加えて、ロボ
ツト本体のアームの長さも変化してもよい。工業
用ロボツトは、塗装用ロボツトのかわりに、シー
ル作業用ロボツト等他のロボツトでもよい。
In addition, in the above, the movement distance d or movement time t was determined mainly by taking into account the magnitude of displacement of the tip of the wrist 5e. In the case of having a large degree of freedom, the travel time may be calculated by taking into consideration the magnitude of displacement of the arm part, which is a movable part located in the middle. Furthermore, if the change in the posture of a certain intermediate arm is greater than the change in the position and posture of the painting gun,
The average moving distance of the intermediate arm portion may be determined, and the moving time between teaching points may be determined based on the magnitude of the moving distance. Additionally, the length of the arm of the robot body may also vary. The industrial robot may be another robot such as a sealing robot instead of a painting robot.

以上の如く、本考案工業用ロボツトでは、第二
の可動部に固定された三次元直交座標系の三つの
軸方向の所与の点が、記憶された位置データに基
づき、ロボツト本体の基準点に対して、第一の位
置にある場合と次に可動部が動き得る第二のとの
差異を求める第一の演算手段と、 前記三つの差異の大きさを平均化して平均距離
を求める第二の演算手段とが設けられているため
に、第二の可動部の先端位置の移動距離のみなら
ず第二の可動部の姿勢又は第一の可動部の先端の
移動距離の大きさに応じてロボツト本体がプレイ
バツクされ得、平均距離に応じてテイーチング点
間でのロボツト本体の動作又は移動時間を決める
ことによりロボツト本体の各関節の角速度が大き
く成り過ぎず、制御も容易で、全体として滑らか
に動作し得、ロボツト本体の可動部の動きの急変
を回避することが可能になる。
As described above, in the industrial robot of the present invention, given points in the three axial directions of the three-dimensional orthogonal coordinate system fixed to the second movable part are set as the reference point of the robot body based on the stored position data. , a first calculation means for calculating the difference between the first position and the second position in which the movable part can move next; and a second calculating means for calculating the average distance by averaging the magnitudes of the three differences. Since the second calculation means is provided, it is determined not only the moving distance of the tip position of the second moving part but also the attitude of the second moving part or the size of the moving distance of the tip of the first moving part. By determining the movement or movement time of the robot body between teaching points according to the average distance, the angular velocity of each joint of the robot body does not become too large, the control is easy, and the entire robot body is smooth. This makes it possible to avoid sudden changes in the movement of the movable parts of the robot body.

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

第1図は本考案による好ましい一具体例の塗装
用ロボツトの本体の正面説明図、第2図は第1図
のロボツト本体の平面説明図、第3図は第1図の
ロボツト本体の可動部のリンク状態を示す説明
図、第4図は第1図のロボツト本体の制御系統の
説明図、第5図は第4図の制御系統による制御の
仕方を説明するための説明図である。 2…ロボツト本体、3…基台、4a,4b,4
c,4d,4e,4f…関節、5e…手首、5f
…塗装ガン、10…記憶装置、11,14,1
5,17…演算器。
1 is a front explanatory view of the main body of a painting robot according to a preferred embodiment of the present invention, FIG. 2 is a plan view of the robot main body of FIG. 1, and FIG. 3 is a movable part of the robot main body of FIG. 1. FIG. 4 is an explanatory diagram showing the control system of the robot body shown in FIG. 1, and FIG. 5 is an explanatory diagram showing the method of control by the control system shown in FIG. 4. 2... Robot body, 3... Base, 4a, 4b, 4
c, 4d, 4e, 4f...Joint, 5e...Wrist, 5f
...painting gun, 10...storage device, 11, 14, 1
5, 17... Arithmetic unit.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 基台に対して関節を介して可動に取り付けられ
た可動部の先端に関節を介して塗装ガンが取り付
けられてなるロボツト本体と、順次位置決めされ
るべき塗装ガンの位置データを記憶する記憶手段
と、塗装ガンに固定された三次元直交座標系の三
つの軸方向の所与の点が、記憶された位置データ
に基づき、ロボツト本体の基準点に対して、第一
の位置にある場合と次に塗装ガンが動き得る第二
の位置にある場合との差異を求める第1の演算手
段と、前記三つの差異の大きさを平均化して平均
距離を求める第2の演算手段と、前記平均距離に
応じてロボツト本体の動作時間を求める第3の演
算手段とを有してなる工業用ロボツト。
A robot body including a paint gun attached to the tip of a movable part movably attached to a base via a joint, and a storage means for storing position data of the paint gun to be sequentially positioned. , if the given points in the three axial directions of the three-dimensional orthogonal coordinate system fixed to the painting gun are at the first position and the next, based on the stored position data, with respect to the reference point of the robot body. a first calculation means for calculating the difference between the painting gun and the second position where the paint gun can move; a second calculation means for calculating the average distance by averaging the magnitudes of the three differences; an industrial robot comprising: third calculation means for determining the operation time of the robot body according to the operation time of the robot body.
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