JPH05181515A - Method for calculating axial angle in articulated robot - Google Patents

Method for calculating axial angle in articulated robot

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JPH05181515A
JPH05181515A JP34598791A JP34598791A JPH05181515A JP H05181515 A JPH05181515 A JP H05181515A JP 34598791 A JP34598791 A JP 34598791A JP 34598791 A JP34598791 A JP 34598791A JP H05181515 A JPH05181515 A JP H05181515A
Authority
JP
Japan
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axis
angle
robot
parameter
posture
Prior art date
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Pending
Application number
JP34598791A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masahito Kageyama
雅人 影山
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.)
Komatsu Ltd
Original Assignee
Komatsu Ltd
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH05181515A publication Critical patent/JPH05181515A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To improve operability for a coordinate transformation processing and to execute a work in an robot orbit reducing excess operations without narrowing the operational range of a robot by automatically selecting a posture parameter for shortening a moving distance. CONSTITUTION:A posture parameter SP is composed of data (a1, a2 and a3) of three bits. Prior to the calculation, the posture parameters SP of these three bits are successively decided and for this execution example, however, the posture parameters are successively decided in the order of the posture parameter a1 for the first axis - the a2 for the fifth axis - the a3 for the sixth axis. Respective axial angles at a position P are decided by using the decided posture parameter, the position of a control point and the direction of a tool. When the above-mentioned processing is completed, the respective axial angles at the next position on the robot orbit are calculated, afterwards, such a processing is repeatedly executed. This method can be applied to any articulated robot excepting for a 6-axis robot as well.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、多関節ロボットに関
し、特に制御点の位置およびツールの姿勢の他に軸の動
作角度範囲を規定する姿勢パラメータを用いて多関節ロ
ボットの各軸の角度を1つに特定する多関節ロボットに
おける軸角度の計算方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an articulated robot, and more particularly, to the position of a control point and the attitude of a tool, as well as the angle of each axis of an articulated robot using attitude parameters that define the operating angle range of the axis. The present invention relates to a method for calculating an axis angle in a multi-joint robot specified as one.

【0002】[0002]

【従来の技術】現在、産業用ロボットの教示方法として
はティ―チングプレイバック方式が主流である。しか
し、このティ―チングプレイバック方式によると、ロボ
ットプログラムを作成するために、作業を中断させる必
要が生じる。特に、最近では生産ラインにおけるロボッ
ト設置台数の増加や対象ワ―クの多様化などにより教示
時間が増大する傾向にあり、ライン停止による生産効率
の低下が問題になりつつある。
2. Description of the Related Art At present, a teaching playback system is the mainstream as a teaching method for industrial robots. However, according to this teaching playback method, it is necessary to interrupt the work in order to create the robot program. In particular, recently, the teaching time tends to increase due to the increase in the number of robots installed in the production line and the diversification of target work, and the reduction in production efficiency due to the line stop is becoming a problem.

【0003】このため、作業、生産ラインを停止するこ
となくロボットプログラムを作成し得るオフラインプロ
グラム方式が注目されている。
For this reason, an off-line program system which can create a robot program without stopping the work or the production line is drawing attention.

【0004】このオフラインプログラム方式は、ロボッ
ト本体や実ワ―クを全く使わずに教示、動作確認、デ―
タ伝送が行えるものであり、コンピュ―タによって実際
のワ―クおよびロボットに対応するワ―クモデルおよび
ロボットモデルを作成し、これらモデルを3次元グラフ
ィック表示し、表示画面上でロボットモデルをワ―クモ
デルに対して動かすなどしてロボットプログラムを作成
するものである。該作成されたプログラムはデ―タ伝送
線を介して実際のロボットに転送される。
This off-line program system teaches, confirms operation, and deletes data without using the robot body or actual work.
It is possible to transmit data, and a computer creates a work model and a robot model corresponding to the actual work and robot, displays these models in three-dimensional graphic form, and displays the robot model on the display screen. A robot program is created by moving the robot model. The created program is transferred to the actual robot via the data transmission line.

【0005】また、オフラインプログラマにおいては、
制御点の位置及びツールの姿勢を直角座標系で教示し、
この直角座標系をロボット本体に伝送し、ロボット本体
にて多関節座標系へ座標変換し、該座標変換した多関節
座標系による指令でロボットを駆動することが多い。
In the off-line programmer,
Teaches the position of the control point and the attitude of the tool in a rectangular coordinate system,
In many cases, this rectangular coordinate system is transmitted to the robot main body, the robot main body converts the coordinates into an articulated coordinate system, and the robot is driven by a command from the coordinate-converted articulated coordinate system.

【0006】ところで、直角座標系で制御点の位置及び
ツールの姿勢を指定しても多関節座標系における各軸の
値が一義的に決定できない場合がある。
By the way, there are cases where the value of each axis in the articulated coordinate system cannot be uniquely determined even if the position of the control point and the attitude of the tool are specified in the Cartesian coordinate system.

【0007】例えば、6軸ロボットにおいては、 制御
点の位置(X,Y,Z)とツールの方向(a,b,c)
を指定してもロボットの各軸の角度は1つには決まら
ず、何通りかの組み合せがある。そこで従来は,制御点
の位置とツールの方向以外に姿勢パラメータSPとよぶ
ものを使って各軸の角度を1つに決定するようにしてい
る。
For example, in a 6-axis robot, the position of the control point (X, Y, Z) and the direction of the tool (a, b, c)
Even if is specified, the angle of each axis of the robot is not fixed to one, and there are several combinations. Therefore, conventionally, an angle of each axis is determined as one by using a so-called posture parameter SP in addition to the position of the control point and the direction of the tool.

【0008】ある一例として、姿勢パラメータSPは3
ビットのデータ(a1、a2、a3)で以下のような構造
になっている。
As one example, the attitude parameter SP is 3
Bit data (a1, a2, a3) has the following structure.

【0009】a1…第1ビット、制御点がロボットの正
面/背面(0:正面 1:背面) a2…第2ビット、5軸角度の正負(0:正 1:負) a3…第3ビット、6軸角度の正負(0:正 1:負) 尚、図3に示すように、制御点が第1軸の回転軸より前
にあるときを正面といい、後ろにある時を背面という。
A1 ... 1st bit, the control point is the front / back surface of the robot (0: front surface 1: rear surface) a2 ... 2nd bit, 5 axis angle positive / negative (0: positive 1: negative) a3 ... 3rd bit, Positive / negative of 6-axis angle (0: positive 1: negative) As shown in FIG. 3, when the control point is in front of the rotation axis of the first axis, it is called the front, and when it is behind, it is called the back.

【0010】かかる姿勢パラメータを用いて前記オフラ
インプログラム方式により座標変換を行う場合、従来は
ロボットの位置、姿勢のみならず姿勢パラメータをもオ
ペレータが教示するようにしていた。
When coordinate conversion is performed by the off-line programming method using such posture parameters, the operator conventionally teaches not only the position and posture of the robot but also the posture parameters.

【0011】また、ガス切断やパネル溶接の分野におけ
る特定用途向けオフラインプログラムシステムにおいて
は、ロボットの姿勢がそれほど大きくは変化しないため
制御点の位置(X,Y,Z)とツールの方向(a,b,
c)のみを計算し、姿勢パラメータは固定して用いてい
た。
In an off-line program system for a specific application in the fields of gas cutting and panel welding, the position of the control point (X, Y, Z) and the direction of the tool (a, b,
Only c) was calculated, and the posture parameters were fixed and used.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記オ
ペレータにより姿勢パラメータを選択させる手法では、
操作性を悪化させるとともに、もし誤った姿勢パラメー
タを選択した場合には大きな姿勢変化を生じさせ、オペ
レータの予想し得ない動作をするためにロボット及び周
辺装置などを破壊する場合すら有り得る。また、姿勢パ
ラメータ固定の手法では、アプリケーションによっては
対応の困難のものがあるとともに、動作範囲を十分に生
かせられない効率の悪いロボットシステムとなる可能性
がある。
However, in the method of selecting the posture parameter by the operator,
In addition to deteriorating operability, if an incorrect posture parameter is selected, a large posture change may occur, and even the robot and peripheral devices may be destroyed in order to perform an operation that cannot be predicted by the operator. Further, the method of fixing the posture parameter may be difficult to deal with depending on the application, and may be an inefficient robot system in which the movement range cannot be fully utilized.

【0013】この発明はこのような実情に鑑みてなされ
たもので、効率のよいロボットによる作業をなし得ると
もに、操作性のよい多関節ロボットにおける軸角度の計
算方法を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a method for calculating an axis angle in an articulated robot which enables efficient robot work and good operability. ..

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】この発明では、制御点の
位置およびツールの姿勢の他に軸の動作角度範囲を規定
する姿勢パラメータを用いて多関節ロボットの各軸の角
度を1つに特定する座標変換を行う多関節ロボットにお
ける軸角度の計算方法において、前記座標変換の際、前
記姿勢パラメータの各値に対応して前記各軸の角度をそ
れぞれ求め、これら求められた各姿勢パラメータの値に
対応する各軸の角度と先に計算した当該制御点の前の制
御点の各軸角度との角度変化量を各軸別に求め、角度変
化量の小さい方の姿勢パラメータを当該制御点における
姿勢パラメータとして選択し、該選択した姿勢パラメー
タによって決定される軸角度を今回制御点における軸角
度として選択するようにしている。
According to the present invention, the angle of each axis of the articulated robot is specified as one by using the position of the control point and the attitude of the tool as well as the attitude parameter that defines the range of the operating angle of the axis. In the method of calculating an axis angle in a multi-joint robot that performs coordinate conversion, the angle of each axis is obtained in correspondence with each value of the posture parameter in the coordinate conversion, and the value of each obtained posture parameter is obtained. The angle change amount between the angle of each axis corresponding to and the axis angle of the control point before the control point calculated previously is calculated for each axis, and the attitude parameter with the smaller angle change is the attitude at the control point. The axis angle selected as a parameter and determined by the selected posture parameter is selected as the axis angle at the current control point.

【0015】[0015]

【作用】かかる本発明の構成によれば、姿勢パラメータ
を変えたときの各軸の角度をそれぞれ求め、これら求め
た各軸の角度と先に計算した当該制御点の前の制御点の
各軸角度との角度変化量を求め、角度変化量の小さい方
の値に対応する姿勢パラメータを当該制御点における姿
勢パラメータとして選択する。
According to the structure of the present invention, the angles of the respective axes when the posture parameters are changed are respectively obtained, and the obtained angles of the respective axes and the axes of the control point before the control point calculated previously are obtained. The angle change amount with respect to the angle is obtained, and the posture parameter corresponding to the smaller value of the angle change amount is selected as the posture parameter at the control point.

【0016】[0016]

【実施例】以下この発明を添付図面に示す実施例に従っ
て詳細に説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described in detail below with reference to the embodiments shown in the accompanying drawings.

【0017】図1はこの発明の実施例を示すフローチャ
ートであり、この場合はこの発明を図2に示すような6
軸ロボットに適用するようにしている。図2において、
θ1は第1軸角度、θ2は第2軸角度、θ3は第3軸角
度、θ4は第4軸角度、θ5は第5軸角度、θ6は第6軸
角度である。
FIG. 1 is a flow chart showing an embodiment of the present invention. In this case, the present invention is as shown in FIG.
It is applied to the axis robot. In FIG.
θ1 is the first axis angle, θ2 is the second axis angle, θ3 is the third axis angle, θ4 is the fourth axis angle, θ5 is the fifth axis angle, and θ6 is the sixth axis angle.

【0018】以下、図1のフローチャートを参照して制
御点の位置(X,Y,Z)、ツールの方向(a,b,
c)および姿勢パラメータSPに基づき6軸ロボットの
各軸角度θ1〜θ6を決定する手法について説明する。
Hereinafter, referring to the flow chart of FIG. 1, the position of the control point (X, Y, Z) and the direction of the tool (a, b,
A method of determining each axis angle θ1 to θ6 of the 6-axis robot based on c) and the posture parameter SP will be described.

【0019】なお、姿勢パラメータSPは前記同様3ビ
ットのデータ(a1、a2、a3)で以下のような構造に
なっている。
The posture parameter SP is 3-bit data (a1, a2, a3) and has the following structure as described above.

【0020】a1…第1ビット、制御点がロボットの正
面/背面(0:正面 1:背面) a2…第2ビット、5軸角度の正負(0:正 1:負) a3…第3ビット、6軸角度の正負(0:正 1:負) この場合は、ロボットの移動軌跡上のある位置Pにおけ
る各軸角度θ1〜θ6を計算するものとする。
A1 ... 1st bit, the control point is the front / back surface of the robot (0: front surface 1: rear surface) a2 ... 2nd bit, 5 axis angle positive / negative (0: positive 1: negative) a3 ... 3rd bit, Positive / negative of 6-axis angles (0: positive 1: negative) In this case, each axial angle θ1 to θ6 at a certain position P on the movement trajectory of the robot is calculated.

【0021】まず上記計算に先立ち、移動軌跡上におけ
る当該位置Pの1つの前の位置P'における各軸角度θ1
´〜θ6´を求めておく(ステップ100)。すなわ
ち、1つ前の位置P´がロボットの移動軌跡上の第1位
置である場合は、姿勢パラメータSPを固定しているの
で、位置P´の直角座標(X´,Y´,Z´)、ツール
の方向(a´,b´,c´)および姿勢パラメータSP
から各軸角度θ1´〜θ6´を一義的に決定することがで
き、また位置P´がロボット移動軌跡の第2位置以降で
ある場合は、以下のステップ110〜240の処理を実
行することにより当該位置Pの計算を行う際には各軸角
度θ1´〜θ6´は既に求められている。
First, prior to the above calculation, each axis angle θ1 at the position P'one before the position P on the movement locus.
′ To θ6 ′ are obtained (step 100). That is, when the previous position P ′ is the first position on the movement trajectory of the robot, the posture parameter SP is fixed, and therefore the Cartesian coordinates (X ′, Y ′, Z ′) of the position P ′. , Tool direction (a ', b', c ') and attitude parameter SP
From this, each axis angle θ1 ′ to θ6 ′ can be uniquely determined, and when the position P ′ is the second position or later of the robot movement locus, the following steps 110 to 240 are executed. When calculating the position P, the axial angles θ1 ′ to θ6 ′ have already been obtained.

【0022】すなわち、1つ前の位置P´がロボットの
移動軌跡上の第1位置である場合は 、P´={X´,Y´,Z´,a´,b´,c´,S
P}からΘ={θ1´,θ2´,θ3´,θ4´,θ5´,
θ6´}への逆変換を行うことになる。
That is, when the previous position P'is the first position on the locus of movement of the robot, P '= {X', Y ', Z', a ', b', c ', S
From P}, Θ = {θ1 ′, θ2 ′, θ3 ′, θ4 ′, θ5 ′,
Inverse conversion to θ6 ′} will be performed.

【0023】次に、当該位置Pの位置及び(X,Y,
Z)及びツールの姿勢(a,b,c)をワークサイズ、
ロボットの周辺装置の位置方向などから決定する(ステ
ップ110)。このとき、姿勢パラメータSPはまだ未
定である。
Next, the position of the position P and (X, Y,
Z) and the attitude (a, b, c) of the tool, the work size,
It is determined based on the position and direction of the peripheral device of the robot (step 110). At this time, the posture parameter SP is still undecided.

【0024】以下、上記3ビットの姿勢パラメータSP
を順次決定していくわけであるが、この実施例では、第
1軸用の姿勢パラメータa1→第5軸用の姿勢パラメー
タa2→第6軸用の姿勢パラメータa3の順序で姿勢パラ
メータを順次決定していく。
Hereinafter, the above 3-bit attitude parameter SP
In this embodiment, the posture parameters are sequentially determined in the order of the posture parameter a1 for the first axis, the posture parameter a2 for the fifth axis, and the posture parameter a3 for the sixth axis. I will do it.

【0025】・第1軸用の姿勢パラメータa1の決定 まず、SP=000(a1=0、a2=0、a3=0)と
して、P={X,Y,Z,a,b,c,SP}からΘ=
{θ1,θ2,θ3,θ4,θ5,θ6}への逆変換を行い、
得られた各軸角度から第1軸角度θ1(000)を抽出する
(ステップ120)。
Determination of posture parameter a1 for the first axis First, P = {X, Y, Z, a, b, c, SP with SP = 000 (a1 = 0, a2 = 0, a3 = 0). } To Θ =
Inverse conversion to {θ1, θ2, θ3, θ4, θ5, θ6}
The first axis angle θ1 (000) is extracted from the obtained axis angles (step 120).

【0026】P(000)→Θ(000)={θ1(000),θ2(00
0),θ3(000),θ4(000),θ5(000),θ6(000)} 次に、SP=100(a1=1、a2=0、a3=0)と
して、P={X,Y,Z,a,b,c,SP}からΘ=
{θ1,θ2,θ3,θ4,θ5,θ6}への逆変換を行い、
得られた各軸角度から第1軸角度θ1(100)を抽出する
(ステップ130)。
P (000) → Θ (000) = {θ1 (000), θ2 (00
0), θ3 (000), θ4 (000), θ5 (000), θ6 (000)} Next, SP = 100 (a1 = 1, a2 = 0, a3 = 0), and P = {X, Y , Z, a, b, c, SP}, Θ =
Inverse conversion to {θ1, θ2, θ3, θ4, θ5, θ6}
The first axis angle θ1 (100) is extracted from the obtained axis angles (step 130).

【0027】P(100)→Θ(100)={θ1(100),θ2(10
0),θ3(100),θ4(100),θ5(100),θ6(100)} 次に、SP=000の場合の第1軸角度θ1(000)と1つ
前の位置P´における第1軸角度θ1´との差の絶対値
|θ1(000)ーθ1´|を求め、更にSP=100の場合
の第1軸角度θ1(100)と1つ前の位置P´における第1
軸角度θ1´との差の絶対値|θ1(100)ーθ1´|を求
め、両者を比較する(ステップ140)。そして、この
比較の結果、これら角度差のうち値が小さい方の姿勢パ
ラメータSPの第1ビットa1(0か1)を第1軸用姿
勢パラメータとして決定する(ステップ150)。
P (100) → Θ (100) = {θ1 (100), θ2 (10
0), θ3 (100), θ4 (100), θ5 (100), θ6 (100)} Next, in the case of SP = 000, the first axis angle θ1 (000) and the position at the previous position P ′ The absolute value | θ1 (000) -θ1 '| of the difference from the 1-axis angle θ1' is calculated, and the first axis angle θ1 (100) and the first position P'at the position 1'before SP = 100.
The absolute value | θ1 (100) −θ1 ′ | of the difference from the shaft angle θ1 ′ is obtained, and both are compared (step 140). Then, as a result of this comparison, the first bit a1 (0 or 1) of the orientation parameter SP having the smaller value among these angular differences is determined as the orientation parameter for the first axis (step 150).

【0028】・第5軸用の姿勢パラメータa2の決定 この第5軸用の姿勢パラメータa2を決定する際には、
第1軸用の姿勢パラメータa1は先のステップ150で
決定した値に固定する。すなわち、a1として「0」が
選択された場合はSPとして「000」と「010」を
第5軸用の姿勢パラメータa2の決定に用いるようにす
る。この場合は、a1として「0」が選択されたとす
る。
Determination of attitude parameter a2 for the fifth axis When determining the attitude parameter a2 for the fifth axis,
The posture parameter a1 for the first axis is fixed to the value determined in the previous step 150. That is, when "0" is selected as a1, SPs "000" and "010" are used to determine the posture parameter a2 for the fifth axis. In this case, it is assumed that "0" is selected as a1.

【0029】まず、SP=000(a1=0、a2=0、
a3=0)として、P={X,Y,Z,a,b,c,S
P}からΘ(000)={θ1(000),θ2(000),θ3(000),
θ4(000),θ5(000),θ6(000)}への逆変換を行い、得
られた各軸角度から第5軸角度θ5(000)を抽出する(ス
テップ160)。なお、このステップ160で算出する
SP=000またはSP=100のときの第5軸角度θ
5(a100)は先のステップ120または130で既に求め
られているので、このステップでは実際の計算を行う必
要はない。
First, SP = 000 (a1 = 0, a2 = 0,
a3 = 0), P = {X, Y, Z, a, b, c, S
From P}, Θ (000) = {θ1 (000), θ2 (000), θ3 (000),
Inverse conversion to θ4 (000), θ5 (000), θ6 (000)} is performed, and the fifth axis angle θ5 (000) is extracted from the obtained axis angles (step 160). The fifth axis angle θ when SP = 000 or SP = 100 calculated in step 160
Since 5 (a100) has already been obtained in the previous step 120 or 130, it is not necessary to perform the actual calculation in this step.

【0030】次に、SP=010(a1=0、a2=1、
a3=0)として、P={X,Y,Z,a,b,c,S
P}からΘ={θ1,θ2,θ3,θ4,θ5,θ6}への逆
変換を行い、得られた各軸角度から第5軸角度θ1(010)
を抽出する(ステップ170)。
Next, SP = 010 (a1 = 0, a2 = 1,
a3 = 0), P = {X, Y, Z, a, b, c, S
The inverse transformation from P} to Θ = {θ1, θ2, θ3, θ4, θ5, θ6} is performed, and the fifth axis angle θ1 (010) is obtained from each axis angle obtained.
Is extracted (step 170).

【0031】P(010)→Θ(010)={θ1(010),θ2(01
0),θ3(010),θ4(010),θ5(010),θ6(010)} 次に、SP=000の場合の第5軸角度θ5(000)と1つ
前の位置P´における第5軸角度θ5´との差の絶対値
|θ5(000)ーθ5´|を求め、更にSP=010の場合
の第5軸角度θ1(010)と1つ前の位置P´における第5
軸角度θ5´との差の絶対値|θ1(100)ーθ5´|を求
め、両者を比較する(ステップ180)。そして、この
比較の結果、これら角度差のうち値が小さい方の姿勢パ
ラメータSPの第2ビットa2(0か1)を第5軸用姿
勢パラメータとして決定する(ステップ190)。
P (010) → Θ (010) = {θ1 (010), θ2 (01
0), θ3 (010), θ4 (010), θ5 (010), θ6 (010)} Next, in the case of SP = 000, the fifth axis angle θ5 (000) and the first position P ′ The absolute value of the difference from the 5-axis angle θ5 ′ | θ5 (000) −θ5 ′ | is obtained, and the fifth axis angle θ1 (010) when SP = 010 and the fifth value at the previous position P ′ are obtained.
The absolute value | θ1 (100) −θ5 ′ | of the difference from the shaft angle θ5 ′ is obtained, and both are compared (step 180). Then, as a result of this comparison, the second bit a2 (0 or 1) of the orientation parameter SP having the smaller value among these angular differences is determined as the orientation parameter for the fifth axis (step 190).

【0032】・第6軸用の姿勢パラメータa3の決定 この第6軸用の姿勢パラメータa2を決定する際には、
第1軸用の姿勢パラメータa1は先のステップ150で
決定した値に固定し、第5軸用の姿勢パラメータa2は
先のステップ190で決定した値に固定する。この場合
は、a1として「0」が選択され、a2として「1」が選
択されたとする。したがって、この場合はSPとして
「010」と「011」が第6軸用の姿勢パラメータa
3の決定に用いられる。
Determining the attitude parameter a3 for the sixth axis When determining the attitude parameter a2 for the sixth axis,
The posture parameter a1 for the first axis is fixed to the value determined in step 150, and the posture parameter a2 for the fifth axis is fixed to the value determined in step 190. In this case, it is assumed that "0" is selected as a1 and "1" is selected as a2. Therefore, in this case, as the SP, "010" and "011" are the posture parameters a for the sixth axis.
Used to determine 3.

【0033】まず、SP=010(a1=0、a2=1、
a3=0)として、P={X,Y,Z,a,b,c,S
P}からΘ(010)={θ1(010),θ2(010),θ3(010),
θ4(010),θ5(010),θ6(010)}への逆変換を行い、得
られた各軸角度から第6軸角度θ6(010)を抽出する(ス
テップ200)。なお、このステップ200で算出する
第6軸角度θ6(010)は先のステップ160または170
で既に求められているので、このステップでは実際の計
算を行う必要はない。
First, SP = 010 (a1 = 0, a2 = 1,
a3 = 0), P = {X, Y, Z, a, b, c, S
From P}, Θ (010) = {θ1 (010), θ2 (010), θ3 (010),
Inverse conversion to θ4 (010), θ5 (010), θ6 (010)} is performed, and the sixth axis angle θ6 (010) is extracted from the obtained axis angles (step 200). Note that the sixth axis angle θ6 (010) calculated in this step 200 is the same as in the previous step 160 or 170.
You do not need to do any actual calculation in this step, as it has already been calculated in.

【0034】次に、SP=011(a1=0、a2=1、
a3=1)として、P={X,Y,Z,a,b,c,S
P}からΘ={θ1,θ2,θ3,θ4,θ5,θ6}への逆
変換を行い、得られた各軸角度から第6軸角度θ6(011)
を抽出する(ステップ210)。
Next, SP = 011 (a1 = 0, a2 = 1,
a3 = 1), P = {X, Y, Z, a, b, c, S
P} is converted to Θ = {θ1, θ2, θ3, θ4, θ5, θ6}, and the sixth axis angle θ6 (011) is obtained from the obtained axis angles.
Is extracted (step 210).

【0035】P(011)→Θ(011)={θ1(011),θ2(01
1),θ3(011),θ4(011),θ5(011),θ6(011)} 次に、SP=010の場合の第6軸角度θ6(010)と1つ
前の位置P´における第6軸角度θ6´との差の絶対値
|θ6(010)ーθ6´|を求め、更にSP=011の場合
の第6軸角度θ6(011)と1つ前の位置P´における第6
軸角度θ6´との差の絶対値|θ6(011)ーθ6´|を求
め、両者を比較する(ステップ220)。そして、この
比較の結果、これら角度差のうち値が小さい方の姿勢パ
ラメータSPの第3ビットa3(0か1)を第6軸用姿
勢パラメータとして決定する(ステップ230)。
P (011) → Θ (011) = {θ1 (011), θ2 (01
1), θ3 (011), θ4 (011), θ5 (011), θ6 (011)} Next, the sixth axis angle θ6 (010) in the case of SP = 010 and The absolute value | θ6 (010) -θ6 ′ | of the difference from the 6-axis angle θ6 ′ is calculated, and the sixth axis angle θ6 (011) when SP = 011 and the sixth position at the immediately preceding position P ′.
An absolute value | θ6 (011) −θ6 ′ | of the difference from the shaft angle θ6 ′ is obtained and both are compared (step 220). Then, as a result of this comparison, the third bit a3 (0 or 1) of the orientation parameter SP having the smaller value among these angular differences is determined as the orientation parameter for the sixth axis (step 230).

【0036】以上のようにして各姿勢パラメータが決定
されると、該決定された姿勢パラメータ、当該制御点の
位置、およびツールの方向を用いて当該位置Pにおける
各軸角度を決定する(ステップ240)。なお、最終的
に求められる各軸角度はステップ210またはステップ
220の逆変換で既に求められているはずである。
When each posture parameter is determined as described above, each axis angle at the position P is determined using the determined posture parameter, the position of the control point, and the tool direction (step 240). ). It should be noted that the finally obtained axis angles should have already been obtained by the inverse transformation of step 210 or step 220.

【0037】以上の処理が終了すると、ロボット軌跡上
の次の位置における各軸角度を求めるようにし、以後こ
のような処理を繰り返し実行する。
When the above processing is completed, each axis angle at the next position on the robot trajectory is obtained, and thereafter such processing is repeatedly executed.

【0038】なお、本発明は6軸ロボット以外の多関節
ロボットにも適用可能である。また、姿勢パラメータも
実施例で説明したものに限るわけではなく、他の軸の動
作範囲を規定する姿勢パラメータを用いるようにしても
よく、更には他の内容で動作範囲を規定する(正負では
なく例えば軸角度で動作範囲を規定する)姿勢パラメー
タを用いるようにしてもよい。
The present invention can be applied to articulated robots other than the 6-axis robot. Also, the posture parameters are not limited to those described in the embodiment, and a posture parameter that defines the movement range of another axis may be used, and the movement range may be defined by other contents (in positive and negative Instead, for example, a posture parameter that defines the movement range by the axis angle) may be used.

【0039】また、実施例では、姿勢パラメータを順番
に決定するようにしたが、姿勢パラメータのとり得る値
の組み合せを全て調べるようにしてもよい。
Although the posture parameters are determined in order in the embodiment, all combinations of possible values of the posture parameters may be examined.

【0040】[0040]

【発明の効果】以上説明したようにこの発明によれば、
移動距離の少ない姿勢パラメータを自動的に選定するよ
うにしたので、座標変換処理の操作性が向上するととも
に、ロボットの動作範囲を狭めることなく余分な動きの
少ない効率よいロボット軌跡での作業をなし得る。
As described above, according to the present invention,
Since the posture parameter with a small movement distance is automatically selected, the operability of the coordinate conversion process is improved, and the work of an efficient robot trajectory with less extra movement is performed without narrowing the movement range of the robot. obtain.

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

【図1】この発明の実施例を示すフローチャートであ
る。
FIG. 1 is a flow chart showing an embodiment of the present invention.

【図2】この発明を適用する6軸ロボットを示す図であ
る。
FIG. 2 is a diagram showing a 6-axis robot to which the present invention is applied.

【図3】1軸の正面/背面を説明する図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a front / back surface of one axis.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

θ1…第1軸角度 θ2…第2軸角度 θ3…第3軸角度 θ4…第4軸角度 θ5…第5軸角度 θ6…第6軸角度 θ1 ... 1st axis angle θ2 ... 2nd axis angle θ3 ... 3rd axis angle θ4 ... 4th axis angle θ5 ... 5th axis angle θ6 ... 6th axis angle

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】制御点の位置およびツールの姿勢の他に軸
の動作角度範囲を規定する姿勢パラメータを用いて多関
節ロボットの各軸の角度を1つに特定する座標変換を行
う多関節ロボットにおける軸角度の計算方法において、 前記座標変換の際、前記姿勢パラメータの各値に対応し
て前記各軸の角度をそれぞれ求め、これら求められた各
姿勢パラメータの値に対応する各軸の角度と先に計算し
た当該制御点の前の制御点の各軸角度との角度変化量を
各軸別に求め、角度変化量の小さい方の姿勢パラメータ
を当該制御点における姿勢パラメータとして選択し、該
選択した姿勢パラメータによって決定される軸角度を今
回制御点における軸角度として選択するようにしたこと
を特徴とする多関節ロボットにおける軸角度の計算方
法。
1. A multi-joint robot that performs coordinate conversion that specifies the angle of each axis of the multi-joint robot as one by using a posture parameter that defines a motion angle range of the axis in addition to the position of the control point and the posture of the tool. In the method of calculating the axis angle in, in the coordinate conversion, the angle of each of the axes corresponding to each value of the posture parameter is respectively obtained, and the angle of each axis corresponding to the value of each obtained posture parameter and The angle change amount with each axis angle of the control point before the control point calculated previously is obtained for each axis, and the posture parameter with the smaller angle change amount is selected as the posture parameter at the control point, and the selected A method for calculating an axis angle in an articulated robot, characterized in that an axis angle determined by a posture parameter is selected as an axis angle at a control point this time.
【請求項2】前記多関節ロボットは6軸ロボットであ
り、前記姿勢パラメータが、当該制御点がロボットの正
面か背面であることを決定するパラメータ、5軸角度の
正負を決定するパラメータ、6軸角度の正負を決定する
パラメータを含むものである請求項1記載の多関節ロボ
ットにおける軸角度の計算方法。
2. The multi-joint robot is a 6-axis robot, and the posture parameter is a parameter for determining whether the control point is the front surface or the back surface of the robot, a parameter for determining positive / negative of a 5-axis angle, and a 6-axis. The method for calculating an axis angle in an articulated robot according to claim 1, including a parameter for determining whether the angle is positive or negative.
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