JPH05289736A - Off-line teaching method for robot - Google Patents
Off-line teaching method for robotInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、複数台のロボットと１
個の作業対象ワークで構成されるワークセルを対象とす
るとロボットのオフライン教示方法に関するものであ
る。The present invention relates to a plurality of robots and a robot.
The present invention relates to a robot off-line teaching method for a work cell composed of individual work objects.
【０００２】[0002]
【従来の技術】ロボットの教示方法としては、実際のロ
ボットを使わずにグラフィックコンピュータ（ＣＡＤ）
を用いてロボットの動作を作成するオフラインプログラ
ミング方式の有効性が認識されつつある。このオフライ
ンプログラミング方式を用いて複数のロボットに対する
オフライン教示方法としては、特開平２−２６２９８６
号が提案されている。2. Description of the Related Art As a robot teaching method, a graphic computer (CAD) is used without using an actual robot.
The effectiveness of the off-line programming method for creating robot motions using is being recognized. As an off-line teaching method for a plurality of robots using this off-line programming method, there is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 262986.
Issue has been proposed.
【０００３】この特開平２−２６２９８６号に記載のロ
ボットのオフライン教示方法では、複数のロボットＲ１
〜Ｒ３とワークＷに共通する基準座標系（原点Ｏに対応
する座標系）を設定しておき、作業ポイントの位置デー
タを上記基準座標系に基づく位置座標Ｐ1 〜Ｐ3 で記載
し、実行データとして教示する。ここで、各ロボット座
標系からみた作業ポイントの位置は、予め求められてい
る基準座標系と各ロボット座標系（原点ＯR1〜ＯR3に対
応する座標系）との座標変換行列［Ｔ1 ］〜［Ｔ3 ］を
用いて演算して求める。In the off-line teaching method for a robot described in Japanese Patent Laid-Open No. 2-262986, a plurality of robots R1 are used.
~ R3 and a reference coordinate system common to the workpiece W (coordinate system corresponding to the origin O) are set, the position data of the work point is described by the position coordinates P 1 to P 3 based on the reference coordinate system, and executed. Teach as data. Here, the position of the work point viewed from the robot coordinate system, the coordinate transformation matrix with the previously sought-reference coordinate system and the robot coordinate system (coordinate system corresponding to the origin O R1 ~O R3) [T 1 ] ~ [T 3 ] is used for calculation.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記特開昭
２−２６２９８６号のロボットのオフライン教示方法で
は次のような問題があった。 新たに基準座標系という概念を導入しなければなら
ないと同時に、従来から一般に使用されている３次元の
幾何形状を表現するワーク座標系に基づく作業対象ワー
クの記載データ（［ＰWi］（ｉは作業ポイント番号））
を用いることができない。このため、新たに基準座標系
に基づくデータに書き換えるか、あるいは新たに基準座
標系で作業ポイントの位置を測定しなおす必要があると
いう手間が増える。However, the robot off-line teaching method disclosed in JP-A-2-262986 has the following problems. At the same time that the concept of a reference coordinate system must be newly introduced, description data ([P Wi ] (i: Work point number))
Cannot be used. Therefore, it is necessary to rewrite the data based on the reference coordinate system or to measure the position of the work point again on the reference coordinate system.
【０００５】 ワーク座標系に基づく作業対象のデー
タを使って、新たな基準座標系に基づくデータを演算で
求める方法をとった場合に、最終に必要となる各ロボッ
ト座標系での作業ポイントの位置（［ＰRi］j （ｊはロ
ボットの番号））は、 ［ＰRi］j ＝［Ｔj ］［ＴOW］［ＰWi］ で求められ、これは［ロボット座標系〜基準座標変換行
列］×［基準座標系〜ワーク座標系変換行列］の２段の
測定手段から得られた変換行列を掛け合わせることにな
るので、精度が劣化する。When the method of calculating the data based on the new reference coordinate system by using the data of the work target based on the work coordinate system, the position of the work point in each robot coordinate system finally required ([P Ri ] j (j is the robot number)) is calculated by [P Ri ] j = [T j ] [T OW ] [P Wi ], which is [robot coordinate system-reference coordinate conversion matrix]. The accuracy is deteriorated because the conversion matrices obtained from the two-step measuring means of [reference coordinate system to work coordinate system conversion matrix] are multiplied.
【０００６】 基準座標系をどこにとるべきかは特開
昭２−２６２９８６号には明確に示されていないが、設
定する位置によっては最終に必要なる各ロボット座標系
での作業ポイントの位置精度が劣化し、所望の精度が得
られない。 新たに設定する基準座標系の原点を実空間上に示す
ために、機械的な指標治具を設定しなければならない。Where the reference coordinate system should be taken is not clearly shown in JP-A-2-262986, but depending on the position to be set, the positional accuracy of the work point in each robot coordinate system that is finally required may be different. It deteriorates and the desired accuracy cannot be obtained. In order to show the origin of the newly set reference coordinate system in the real space, a mechanical index jig must be set.
【０００７】本発明は上述の点に鑑みて為されたもので
あり、その目的とするところは、正確な作業ポイントの
位置が得られ、教示作業が容易なロボットのオフライン
教示を提供することにある。The present invention has been made in view of the above points, and an object thereof is to provide an off-line teaching of a robot in which an accurate work point position is obtained and teaching work is easy. is there.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明では、上記目的を
達成するために、複数台のロボットと１個の作業対象ワ
ークで構成されるワークセルを対象とし、３次元ＣＡＤ
上に実ワークセルと同様のロボットモデルとワークモデ
ルを構築し、ロボットモデルを画面上で実ロボットと同
様の動作をさせながら教示し、さらにＣＡＤ上の教示プ
ログラムを実ロボットの実行データに変換するとロボッ
トのオフライン教示方法において、ＣＡＤ上にロボット
の台数分と同等のワークモデルを元のワークモデルから
複製し、各ロボット座標系で測定したワーク位置に各複
製ワークモデルを置いてシミュレーションを行う。In order to achieve the above object, the present invention targets a work cell composed of a plurality of robots and one work target work, and three-dimensional CAD.
If a robot model and a work model similar to the actual work cell are constructed above, the robot model is taught while operating on the screen in the same manner as the actual robot, and the teaching program on CAD is converted into execution data of the actual robot. In the robot off-line teaching method, work models equivalent to the number of robots are duplicated from the original work model on CAD, and each duplicate work model is placed at the work position measured in each robot coordinate system for simulation.
【０００９】さらに具体的には、上記各複製ワークモデ
ルの属性データとして、ワーク位置測定を施したロボッ
トのロボットモデル名と、複製される元ワークモデルの
名前を格納しておき、ＣＡＤ上の教示プログラムから実
行プログラムを生成する際に、作業を施すロボットに対
応した複製ワークモデル上の作業ポイントの位置データ
を実行プログラム内に代入して生成すればよい。More specifically, the attribute model data of each duplicated work model is stored with the robot model name of the robot whose work position has been measured and the name of the original work model to be duplicated. When the execution program is generated from the program, the position data of the work point on the duplicate work model corresponding to the robot performing the work may be generated by substituting it in the execution program.
【００１０】[0010]
【作用】本発明は、上述のように構成することにより、
一般に３次元ＣＡＤシステムで用いられているワーク座
標系に基づいて作業対象ワークの記載データをそのまま
使え、新たに基準座標系に基づくデータに書き換えた
り、新たな基準座標系で作業ポイントの位置の測定を行
ったりする必要がない。また、ロボット座標系でのワー
ク位置を実ワークセルで直接に測定するので、各ロボッ
トとワークの相対位置関係は座標変換行列の演算を行う
必要がなく、正確な作業ポイントの位置が得られる。The present invention has the above-mentioned configuration,
Generally, the description data of the work to be worked can be used as it is based on the work coordinate system used in the three-dimensional CAD system, and can be rewritten to data based on the new reference coordinate system, or the position of the work point can be measured using the new reference coordinate system. You don't have to go. Further, since the work position in the robot coordinate system is directly measured in the actual work cell, it is not necessary to calculate the coordinate conversion matrix for the relative positional relationship between each robot and the work, and an accurate work point position can be obtained.
【００１１】[0011]
【実施例】図１乃至図３に本発明の一実施例を示す。本
実施例のロボットのオフライン教示方法を図１に従って
ステップ毎に説明する。 （ステップ１） オフライン教示を行うためのＣＡＤシ
ステム上に複数台のロボットと作業対象ワークをレアウ
ト設計通りに配置する。この時点で、ワークモデルは実
体通りの１個であり、ＣＡＤシステム上の名前はＷ０と
しておく。ここで、ワークモデルの幾何形状はワーク基
準座標で記載されており、さらに作業ポイントも同様に
ワーク基準座標で記載する。一方、ロボットモデルは各
ロボット毎にロボット座標系を持ち、これらの原点ＯR1
〜ＯR3は実際のロボットで必要とされる作業ポイントデ
ータの原点と同じである。1 to 3 show an embodiment of the present invention. The offline teaching method for the robot of this embodiment will be described step by step with reference to FIG. (Step 1) Plural robots and work-pieces are arranged according to the layout design on the CAD system for off-line teaching. At this point, the work model is exactly one, and the name on the CAD system is W0. Here, the geometrical shape of the work model is described in work reference coordinates, and the work point is similarly described in work reference coordinates. On the other hand, the robot model has a robot coordinate system for each robot, and these origins O R1
~ OR3 is the same as the origin of the work point data required by the actual robot.
【００１２】（ステップ２） 上記元ワークモデルＷ０
をロボット台数分複製し、Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３…というよ
うな識別可能な名前を付けておく。これら複製ワークモ
デルの幾何形状、作業ポイントのワーク基準座標系に基
づく位置データは元ワークモデルのものと全く同じであ
る。 （ステップ３） 実際にロボットとワークを設定した現
場で、各ロボットのハンド先端をワーク上の数点に移動
させ、ロボット座標系でのデータを読み取る。(Step 2) The original work model W0
Are duplicated for the number of robots and given identifiable names such as W1, W2, W3 .... The geometrical shape of these duplicate work models and the position data of the work points based on the work reference coordinate system are exactly the same as those of the original work model. (Step 3) At the site where the robot and work are actually set, the tip of the hand of each robot is moved to several points on the work and the data in the robot coordinate system is read.
【００１３】（ステップ４） 読み取ったデータを基に
ＣＡＤシステム上のワークモデルを移動させる。このと
き、実ロボット１で読み取ったデータを基にＣＡＤシス
テム上の複製ワークモデルＷ１を移動すると共に、実ロ
ボット２で読み取ったデータを基にＣＡＤシステム上の
複製ワークモデルＷ２を移動し、さらに実ロボット３で
読み取ったデータを基にＣＡＤシステム上の複製ワーク
モデルＷ３を移動する。また、各ワークモデルの属性と
して、測定したロボットのロボットモデル名（Ｒ１，Ｒ
２，Ｒ３）を登録しておく。(Step 4) The work model on the CAD system is moved based on the read data. At this time, the duplicate work model W1 on the CAD system is moved based on the data read by the real robot 1, and the duplicate work model W2 on the CAD system is moved based on the data read by the real robot 2, The duplicate work model W3 on the CAD system is moved based on the data read by the robot 3. The robot model name of the measured robot (R1, R
2, R3) is registered.
【００１４】（ステップ５） 元ワークモデルＷ０の夫
々の作業ポイントに対して、作業を施すべきロボットを
プログラムの形（教示プログラム（教示言語あるいは教
示データとも称する））で記述する。例えば、図３に示
すように、ロボット１（ロボットモデル名Ｒ１）で作業
ポイント２に作業を施す場合には、ｍｏｖｅ（Ｒ１，Ｐ
２／Ｗ）と記載する。この記載例の／Ｗは、元ワークモ
デル上の作業ポイントであることの意味を明示するため
にわざわざ記載したものであって、本実施例のように作
業対象ワークが１個であり、元ワークモデルも１個しか
存在しない場合には、後のシミュレーションや実データ
生成に必要はないので省略してもよい。(Step 5) Describe the robot to be worked in the form of a program (teaching program (also referred to as teaching language or teaching data)) for each work point of the original work model W0. For example, as shown in FIG. 3, when the work is performed on the work point 2 by the robot 1 (robot model name R1), move (R1, P
2 / W). In this description example, / W is purposely described in order to clarify the meaning of the work point on the original work model, and there is one work target work as in the present embodiment, and the original work If there is only one model, it may be omitted because it is not necessary for subsequent simulation and actual data generation.
【００１５】（ステップ６） ＣＡＤ画面上でロボット
動作のシミュレーションを行う場合には、ステップ５で
のプログラム記載例から、Ｐ２／Ｗに、作業が施される
べきロボットはＲ１、即ちロボット１であることを読み
取って、複製ワークモデルＷ２、即ちＰ２／Ｗ２の位置
にロボットモデルＲ１のハンド先端が移動するようにす
る。(Step 6) When simulating the robot operation on the CAD screen, the robot to be worked on P2 / W is R1, that is, the robot 1 from the program description example in step 5. Then, the hand tip of the robot model R1 is moved to the position of the duplicate work model W2, that is, P2 / W2.
【００１６】（ステップ７） 実ロボットを動作させる
ための実行データ（実行プログラムとも称する）を生成
する場合にもステップ６のシミュレーションと同様に、
元プログラムＰ２／ＷをＰ２／Ｗ２に、即ち作業を施す
べきロボットに対応したワークモデル上の作業ポイント
におきかえならがら、ロボットの動作実行データを生成
する。(Step 7) Similar to the simulation in step 6, when the execution data (also referred to as an execution program) for operating the real robot is generated,
When the original program P2 / W is replaced with P2 / W2, that is, at a work point on the work model corresponding to the robot to be worked, the operation execution data of the robot is generated.
【００１７】このようにすれば、従来は一般に使われる
作業対象ワークの位置を示すための「ワーク座標系」と
ロボットの位置を示す「ロボット座標系」だけを用い
て、複数のロボットを備えたシステムに対して容易で高
精度に教示が行える。この点をさらに詳述すると次のよ
うな特徴がある。 一般に３次元ＣＡＤシステムで用いられているワー
ク座標系に基づいて作業対象ワークの記載データをその
まま使え、新たに基準座標系に基づくデータに書き換え
たり、新たな基準座標系で作業ポイントの位置の測定を
行ったりする必要がない。上述した式で示すと、 ［ＰRi］j ＝［Ｔj ］［ＰWi］ 、つまりは１段の変換だけで最終に必要となる各ロボッ
ト座標系での作業ポイントの位置（［ＰRi］j ）が求め
られる。According to this configuration, a plurality of robots are provided by using only the "work coordinate system" for indicating the position of the work object which is generally used conventionally and the "robot coordinate system" for indicating the position of the robot. The system can be taught easily and with high accuracy. If this point is further detailed, there are the following characteristics. Generally, the description data of the work to be worked can be used as it is based on the work coordinate system used in the three-dimensional CAD system, and can be rewritten to data based on the new reference coordinate system, or the position of the work point can be measured using the new reference coordinate system. You don't have to go. According to the above equation, [P Ri ] j = [T j ] [P Wi ], that is, the position of the work point ([P Ri ] in each robot coordinate system that is finally required by only one-step conversion. j ) is required.
【００１８】 ロボット座標系でのワーク位置を実ワ
ークセルで直接に測定するので、各ロボットとワークの
相対位置関係は座標変換行列の演算を行う必要がなく、
正確である。 と同様の理由で、新たに基準座標系の設定や現場
での機械的な基準座標系の原点の指標治具などを設ける
必要がない。Since the work position in the robot coordinate system is directly measured in the actual work cell, it is not necessary to calculate the coordinate conversion matrix for the relative positional relationship between each robot and the work.
Be accurate. For the same reason as above, it is not necessary to newly set the reference coordinate system or newly provide an index jig for the origin of the mechanical reference coordinate system in the field.
【００１９】但し、各ロボットに共通な基準座標の設定
は行わないので、各ロボット間の相対位置関係はレイア
ウト設計時の位置データのままであり、現場での据え付
け誤差は反映されない。しかし、各ロボットが相互作用
を及ぼして作業を行う場合以外は、それほどのロボット
間相対位置精度を必要とせず、あくまで各ロボットが夫
々ワークに作用を施すような場合には問題はない。However, since the reference coordinates common to each robot are not set, the relative positional relationship between the robots remains the positional data at the time of layout design, and the installation error at the site is not reflected. However, except when the robots interact with each other to perform the work, the relative positional accuracy between the robots is not required so much, and there is no problem in the case where each robot acts on the work individually.
【００２０】[0020]
【発明の効果】本発明は上述のように、複数台のロボッ
トと１個の作業対象ワークで構成されるワークセルを対
象とし、３次元ＣＡＤ上に実ワークセルと同様のロボッ
トモデルとワークモデルを構築し、ロボットモデルを画
面上で実ロボットと同様の動作をさせながら教示し、さ
らにＣＡＤ上の教示プログラムを実ロボットの実行デー
タに変換するとロボットのオフライン教示方法におい
て、ＣＡＤ上にロボットの台数分と同等のワークモデル
を元のワークモデルから複製し、各ロボット座標系で測
定したワーク位置に各複製ワークモデルを置いてシミュ
レーションを行うようにしてあるので、一般に３次元Ｃ
ＡＤシステムで用いられているワーク座標系に基づいて
作業対象ワークの記載データをそのまま使え、新たに基
準座標系に基づくデータに書き換えたり、新たな基準座
標系で作業ポイントの位置の測定を行ったりする必要が
なく、教示作業を容易に行える。また、ロボット座標系
でのワーク位置を実ワークセルで直接に測定するので、
各ロボットとワークの相対位置関係は座標変換行列の演
算を行う必要がなく、正確な作業ポイントの位置が得ら
れる。As described above, the present invention is applied to a work cell composed of a plurality of robots and one work target work, and a robot model and a work model similar to an actual work cell on a three-dimensional CAD. To teach the robot model on the screen while performing the same operation as the real robot, and further convert the teaching program on the CAD into the execution data of the real robot, the number of robots on the CAD can be changed in the offline teaching method of the robot. Since the work model equivalent to the minute work model is duplicated and each duplicated work model is placed at the work position measured in each robot coordinate system for simulation, a three-dimensional C is generally used.
Based on the work coordinate system used in the AD system, the written data of the work to be used can be used as it is, rewritten to data based on the new reference coordinate system, or the position of the work point can be measured using the new reference coordinate system. The teaching work can be easily performed without the need to perform. Also, since the work position in the robot coordinate system is measured directly in the actual work cell,
With respect to the relative positional relationship between each robot and the work, it is not necessary to calculate the coordinate conversion matrix, and an accurate work point position can be obtained.
【図１】本発明の一実施例のロボットのオフライン教示
方法を示すフローチャートである。FIG. 1 is a flowchart showing an offline teaching method for a robot according to an embodiment of the present invention.
【図２】同上における座標系の構成方法を示す説明図で
ある。FIG. 2 is an explanatory diagram showing a method of configuring a coordinate system in the above.
【図３】同上のプログラム変換例を示す説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram showing a program conversion example of the above.
【図４】同上の複製ワークモデルのデータ構成の説明図
である。FIG. 4 is an explanatory diagram of a data configuration of the duplicate work model of the above.
【図５】従来例の座標系の構成方法を示す説明図であ
る。FIG. 5 is an explanatory diagram showing a method of configuring a coordinate system of a conventional example.
Ｒ１〜Ｒ３ ロボットモデル Ｗ０ 元ワークモデル Ｗ１〜Ｗ３ 複製ワークモデル Ｐ1 〜Ｐ3 作業ポイントR1 to R3 Robot model W0 Original work model W1 to W3 Duplicate work model P 1 to P 3 Work points
Claims (2)
クで構成されるワークセルを対象とし、３次元ＣＡＤ上
に実ワークセルと同様のロボットモデルとワークモデル
を構築し、ロボットモデルを画面上で実ロボットと同様
の動作をさせながら教示し、さらにＣＡＤ上の教示プロ
グラムを実ロボットの実行データに変換するとロボット
のオフライン教示方法において、ＣＡＤ上にロボットの
台数分と同等のワークモデルを元のワークモデルから複
製し、各ロボット座標系で測定したワーク位置に各複製
ワークモデルを置いてシミュレーションを行うことを特
徴とするロボットのオフライン教示方法。1. A robot model and a workpiece model similar to an actual workpiece cell are constructed on a three-dimensional CAD targeting a workpiece cell composed of a plurality of robots and one workpiece, and the robot model is displayed on the screen. If the teaching program on the CAD is converted while the teaching program on the CAD is converted into the execution data of the actual robot, the work model equivalent to the number of robots on the CAD is used in the offline teaching method of the robot. Off-line teaching method for robots, characterized by replicating from the work model described above, placing each replicated work model at the work position measured in each robot coordinate system, and performing simulation.
して、ワーク位置測定を施したロボットのロボットモデ
ル名と、複製される元ワークモデルの名前を格納してお
き、ＣＡＤ上の教示プログラムから実行プログラムを生
成する際に、作業を施すロボットに対応した複製ワーク
モデル上の作業ポイントの位置データを実行プログラム
内に代入して生成して成ることを特徴とするロボットの
オフライン教示方法。2. The attribute data of each of the duplicate work models stores the robot model name of the robot whose work position has been measured and the name of the original work model to be duplicated, and the program is executed from the teaching program on the CAD. An off-line teaching method for a robot, characterized in that the position data of a work point on a duplicate work model corresponding to a robot performing work is generated by substituting it in an execution program.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4094644A JP2889429B2 (en) | 1992-04-15 | 1992-04-15 | Offline teaching method for robots |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05289736A true JPH05289736A (en) | 1993-11-05 |
| JP2889429B2 JP2889429B2 (en) | 1999-05-10 |
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Legal Events
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19980804 |
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