JPH0573118A - Robot controller - Google Patents

Robot controller

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Publication number
JPH0573118A
JPH0573118A JP3236498A JP23649891A JPH0573118A JP H0573118 A JPH0573118 A JP H0573118A JP 3236498 A JP3236498 A JP 3236498A JP 23649891 A JP23649891 A JP 23649891A JP H0573118 A JPH0573118 A JP H0573118A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
motion
robot
coordinate system
tool
command
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP3236498A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masanori Koga
正徳 古賀
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.)
Yaskawa Electric Corp
Original Assignee
Yaskawa Electric Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Yaskawa Electric Corp filed Critical Yaskawa Electric Corp
Priority to JP3236498A priority Critical patent/JPH0573118A/en
Publication of JPH0573118A publication Critical patent/JPH0573118A/en
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Abstract

PURPOSE:To consistently logically handle the operations of a robot without handling any specified operation as an exception by enlarging concept for the operations of the robot. CONSTITUTION:While considering an external coordinate system defined on the outside of a robot 40 and an indirect definition coordinate system defined indirectly to the external coordinate system, an operation at every driving axis of the robot 40 is defined as an L operation, the operation of a tool concerning the coordinate systems at the tool control point of the robot 40 is defined as a K operation, the operation of moving the tool horizontally to the external coordinate system is defined as an N operation, the operation of changing the posture of the tool axially to the external coordinate system is defined as a Q operation, the operation making the position and/or posture of the tool coincident with the position and posture of the indirect definition coordinate system is defined as an I operation, and the operation of changing the position and posture of the arm of the robot 4 without changing the position and posture of the tool is defined as an F operation. The robot 40 is controlled by providing L, K, N, Q, I and F operation processing means 11-16 respectively corresponding to the operating commands expressing the respective L, K, N, Q, I and F operations.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、産業用ロボットの制御
装置に関し、特に、ツールと複数の駆動軸と前記駆動軸
を接続するアームとを有するロボットの動作を制御する
ロボット制御装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a controller for an industrial robot, and more particularly to a robot controller for controlling the operation of a robot having a tool, a plurality of drive shafts and an arm connecting the drive shafts.

【0002】[0002]

【従来の技術】産業用ロボットの進歩は著しいが、この
進歩の過程においては、まずロボットが動くことを目的
とし、そして用途の拡大に応じて、ロボットの動きを改
良してきた。すなわち用途が変わったときには、それに
応じてロボット機械を新規に設計するか、新たな動作機
能をロボットの制御装置に組み込むかのいずれか一方あ
るいは両方の対策が取られてきた。
2. Description of the Related Art The progress of industrial robots is remarkable, but in the process of this progress, the purpose of the robots is to move first, and the movements of the robots have been improved in accordance with the expanding use. That is, when the application is changed, either one or both of a new design of the robot machine and a new operation function incorporated in the control device of the robot have been taken.

【0003】通常の産業用ロボットにおいて基本とされ
ている動作は、ロボットの各アームの単独動作を主体と
するリンク動作といわれるものと、ロボットのアームの
先端に装着されたツールの座標系に関連したツール軸動
作といわれるもの(カルテシアン動作と呼ばれることも
ある)の2つであり、これに直線動作や円弧動作などが
付加され、これら4動作をもってロボットの基本動作と
されている。直線動作や円弧動作は、補完動作といわれ
ることもある。これは、直線動作や円弧動作は、従来の
ロボットの動作教示がティーチングとプレイバックでな
されるために、その動作の指定に先だって与えられる2
点あるいは3点に対し、内部的に通過点を算出、発生さ
せていたことからきている。これら基本動作における動
きの定義は、ロボットがその位置あるいはその姿勢にな
ったことがあるということを基本にしている。また、ツ
ールの3次元空間における位置と姿勢が6つのパラメー
タで表わされることにより(すなわち自由度が6)、従
来、ロボットの動作制御は6軸のロボットを中心にして
考えられてきており、それ以外は特殊なロボットとして
取り扱われている。
[0003] The basic motions of ordinary industrial robots are related to the so-called link motion mainly consisting of independent motions of each arm of the robot and the coordinate system of the tool attached to the tip of the robot arm. There are two types of so-called tool axis movements (sometimes called Cartesian movements), to which linear movements and circular movements are added, and these four movements are the basic movements of the robot. Linear motion and circular motion are sometimes called complementary motions. This is because the linear motion and the circular motion are given prior to the designation of the motion because the motion teaching of the conventional robot is performed by teaching and playback.
This is because the passing points are internally calculated and generated for the points or three points. The definition of the motion in these basic motions is based on that the robot has once been in its position or its posture. Further, since the position and orientation of the tool in the three-dimensional space are represented by six parameters (that is, the degree of freedom is 6), conventionally, motion control of a robot has been considered centering on a 6-axis robot. Others are treated as special robots.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上述のよ
うなこれまでの技術改良の流れにおいては、ロボットが
機械として本来どのような動作を要求されるのかという
視点が欠けているため、用途の拡大への対応がロボット
の制御側で場当たり的になり、ロボット技術を提供する
側で混乱を招いてきている。つまり、本質的にはそれほ
ど異ならない制御方法であっても全く別のものであるか
のごとく扱われたり、あるいはある範囲の動作のみを基
本動作としているためこの範囲からはずれる動作を総て
例外動作として扱ったりしているという問題点がある。
However, in the above-mentioned flow of technological improvement, the viewpoint of what kind of operation the robot is originally required to perform as a machine is lacking. However, the response from the robot becomes ad hoc on the control side of the robot, causing confusion on the side of providing the robot technology. In other words, even if the control methods are not so different in nature, they are treated as if they were completely different, or because the basic operation is only a certain range of operations, all operations outside this range are exceptional operations. There is a problem that it is treated as.

【0005】また、リンク動作、ツール軸動作、直線動
作、円弧動作だけの動作概念だけでロボットの動作を総
て網羅しているとはいえない。例えば、ビジョン入力装
置(画像入力装置)などからの入力によって決定される
ロボット外の点に対しロボットのツールの制御点を一致
させたりするような動作は、従来の動作の範疇にはな
い。それは、ロボットとしては、過去にその点に接近し
たこともないし、またその点に到達できるかどうかも不
明であるからである。そのような場合であっても、ロボ
ットがその点にできるだけ接近してほしいことがある。
さらに、2点もしくは3点を与えたときに、直線動作や
円弧動作以外の動きをしてもらいたいこともある。7軸
以上の関節を有するロボットにおける衝突回避のアーム
の動きを上述のような基本動作でとらえることはできな
い。この他、ロボット以外の対象物上に定義された点で
の座標系にツールの姿勢を合わせるような動作は、ロボ
ットにビジョンシステムが取り付けられて初めて出現し
た動作であるが、このような動作も上述の基本動作の範
疇にはない。このような特定の場合でも、対象物におけ
る座標系の軸とツールの軸における座標系の軸との組み
合せは、1通りではないが、このような組み合せを考慮
した動作も上述の基本動作で明確に定義されているわけ
ではない。
Further, it cannot be said that all the motions of the robot are covered only by the motion concept of only the link motion, the tool axis motion, the linear motion, and the arc motion. For example, an operation of matching a control point of a tool of a robot with a point outside the robot determined by an input from a vision input device (image input device) or the like is not included in the conventional operation category. This is because the robot has never approached that point in the past, and it is unknown whether or not it can reach that point. Even then, there are times when you want the robot to get as close as possible to that point.
Furthermore, when two or three points are given, it is sometimes desired that the user make a motion other than a linear motion or a circular motion. The movement of an arm for collision avoidance in a robot having joints of 7 or more axes cannot be captured by the above-described basic operation. Other than this, an operation that matches the posture of the tool with the coordinate system at a point defined on an object other than the robot is an operation that first appeared when the vision system was attached to the robot. It is not within the scope of the basic operation described above. Even in such a specific case, there is not only one combination of the coordinate system axis of the object and the coordinate system axis of the tool axis, but the operation considering such a combination is also clarified in the basic operation described above. Not defined in.

【0006】さらに大きな問題として、本来はロボット
の制御理論からして差がないはずであるにもかかわら
ず、現状では6軸のロボットと6軸以外のロボットとで
は制御の取り扱いが全く異なっており、6軸以外のもの
を例外扱いしている。軸数が少ない場合には、実現可能
範囲が軸数が少ない分だけ狭くなっていると考えればよ
いはずである。また、上述した基本動作は、ティーチン
グボックスを用いてロボットの教示を行なう場合には取
り扱う上で都合のよいものであるが、CADやビジョン
入力装置を用いたいわゆるオフライン教示を行なう場合
には必ずしも都合のよいものではない。
As a further big problem, although there should be no difference from the viewpoint of the control theory of the robot, the handling of the control is completely different between the 6-axis robot and the non-6-axis robot under the present circumstances. , Except 6 axes are treated as exceptions. When the number of axes is small, it should be considered that the feasible range is narrowed by the number of axes. Further, the basic operation described above is convenient for handling when teaching a robot using a teaching box, but is not always convenient when performing so-called off-line teaching using a CAD or vision input device. Is not good.

【0007】本発明の目的は、ロボットの動作の概念を
拡大して、特定の動作を例外扱いすることなしにロボッ
トの動作を論理的に一貫して扱うことのできる、ロボッ
ト制御装置を提供することにある。
An object of the present invention is to extend the concept of robot motion to provide a robot controller capable of handling robot motion logically and consistently without exception handling of specific motions. Especially.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明のロボット制御装
置は、前記ロボットの外部で定義される座標系を外部座
標系とし、前記外部座標系と間接的に定義される座標系
を間接定義座標系とし、駆動軸ごとの動きをL動作と
し、ツールの制御点での座標系に関する前記ツールの動
きをK動作とし、前記ツールを前記外部座標系に関して
平行移動させる動きをN動作とし、前記ツールの姿勢を
前記外部座標系の軸の方向に関して変化させる動きをQ
動作とし、前記間接定義座標系における位置と姿勢に前
記ツールの位置および/または姿勢を一致させる動きを
I動作とし、前記ツールの位置と姿勢を変化させずにア
ームの位置と姿勢を変化させる動きをF動作とするとき
に、前記L動作を表わす動作指令が入力したとき、該動
作指令を解析して前記ロボットが前記L動作を行なうよ
うに前記各駆動軸への制御信号を生成するL動作処理手
段と、前記K動作を表わす動作指令が入力したとき、該
動作指令を解析して前記ロボットが前記K動作を行なう
ように前記各駆動軸への制御信号を生成するK動作処理
手段と、前記N動作を表わす動作指令が入力したとき、
該動作指令を解析して前記ロボットが前記N動作を行な
うように前記各駆動軸への制御信号を生成するN動作処
理手段と、前記Q動作を表わす動作指令が入力したと
き、該動作指令を解析して前記ロボットが前記Q動作を
行なうように前記各駆動軸への制御信号を生成するQ動
作処理手段と、前記I動作を表わす動作指令が入力した
とき、該動作指令を解析して前記ロボットが前記I動作
を行なうように前記各駆動軸への制御信号を生成するI
動作処理手段と、前記F動作を表わす動作指令が入力し
たとき、該動作指令を解析して前記ロボットが前記F動
作を行なうように前記各駆動軸への制御信号を生成する
F動作処理手段とを有する。
In a robot controller according to the present invention, a coordinate system defined outside the robot is an external coordinate system, and a coordinate system indirectly defined with the external coordinate system is an indirect defined coordinate system. System, the motion for each drive axis is L motion, the motion of the tool with respect to the coordinate system at the control point of the tool is K motion, and the motion for translating the tool with respect to the external coordinate system is N motion. To change the posture of the robot with respect to the direction of the axis of the external coordinate system
An operation is a motion for matching the position and / or the posture of the tool with the position and the posture in the indirectly defined coordinate system is an I motion, and a motion for changing the position and the posture of the arm without changing the position and the posture of the tool. When an operation command representing the L operation is input when the F operation is performed, the operation command is analyzed to generate a control signal to each drive axis so that the robot performs the L operation. Processing means, and K operation processing means that, when an operation command representing the K operation is input, analyzes the operation command and generates a control signal to each drive axis so that the robot performs the K operation. When an operation command representing the N operation is input,
When N motion processing means for analyzing the motion command and generating a control signal to each of the drive axes so that the robot performs the N motion, and a motion command representing the Q motion are inputted, the motion command is inputted. When Q operation processing means for analyzing and generating a control signal to each of the drive axes so that the robot performs the Q operation, and an operation command representing the I operation are input, the operation command is analyzed and I for generating a control signal to each of the drive axes so that the robot performs the I operation.
An operation processing means, and an F operation processing means which, when an operation command representing the F operation is input, analyzes the operation command and generates a control signal to each drive axis so that the robot performs the F operation. Have.

【0009】[0009]

【作用】ロボットがL動作、K動作、N動作、Q動作、
I動作およびF動作のそれぞれを行なうように制御信号
を発生するL動作処理手段、K動作処理手段、N動作処
理手段、Q動作処理手段、I動作処理手段およびF動作
処理手段が、各動作に対応して設けられているので、各
駆動軸を直接制御する動作、ツールの制御点における座
標系に基づくツールの動作、外部座標系に基づくツール
の動作、間接定義座標系に基づくツールの動作、ツール
を動かさずにアームのみを動かす動作を同一のロボット
制御装置で実現でき、ロボット制御装置の内部の動作論
理が明解になり、ビジョン入力装置やCADなどを用い
たオフライン教示を行なう場合であっても論理的に一貫
して制御を行なうことができる。
[Function] The robot performs L motion, K motion, N motion, Q motion,
An L operation processing means, a K operation processing means, an N operation processing means, a Q operation processing means, an I operation processing means and an F operation processing means which generate a control signal to perform each of the I operation and the F operation are provided for each operation. Since it is provided correspondingly, the operation that directly controls each drive axis, the operation of the tool based on the coordinate system at the control point of the tool, the operation of the tool based on the external coordinate system, the operation of the tool based on the indirectly defined coordinate system, When the same robot controller can realize the operation of moving only the arm without moving the tool, the internal operation logic of the robot controller becomes clear, and offline teaching using a vision input device or CAD is performed. Can be controlled logically and consistently.

【0010】[0010]

【実施例】次に本発明の実施例について図面を参照して
説明する。図1は本発明の一実施例のロボット制御装置
の構成を示すブロック図、図2〜7はそれぞれL動作、
K動作、N動作、Q動作、I動作およびF動作を説明す
る図である。このロボット制御装置1は、入力装置30
から入力される動作指令をもとにロボット40を制御す
るためのものであり、入力制御手段10、L動作処理手
段11、K動作処理手段12、N動作処理手段13、Q
動作処理手段14、I動作処理手段15、F動作処理手
段16、ロボット制御手段20からなっている。なおロ
ボット40は、図2に示すように、6軸のものであっ
て、各自由度に対応する6個の駆動軸41がアーム43
で連結された構成であり、先端にツール42が取り付け
られている。
Embodiments of the present invention will now be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a robot controller according to an embodiment of the present invention, FIGS.
It is a figure explaining K operation, N operation, Q operation, I operation, and F operation. The robot control device 1 includes an input device 30.
It is for controlling the robot 40 based on the operation command input from the input control means 10, L operation processing means 11, K operation processing means 12, N operation processing means 13, Q.
It comprises motion processing means 14, I motion processing means 15, F motion processing means 16, and robot control means 20. As shown in FIG. 2, the robot 40 has six axes, and the six drive shafts 41 corresponding to each degree of freedom have arms 43.
And the tool 42 is attached to the tip.

【0011】入力制御手段10は、入力装置30からの
動作指令を受け付け、この動作指令がL動作指令であれ
ばL動作処理手段11に、K動作指令であればK動作処
理手段12に、N動作指令であればN動作処理手段13
に、Q動作指令であればQ動作処理手段14に、I動作
指令であればI動作処理手段15に、F動作指令であれ
ばF動作処理手段16に、それぞれこの動作指令を転送
するものである。L動作処理手段11、K動作処理手段
12、N動作処理手段13、Q動作処理手段14、I動
作処理手段15、F動作処理手段16は、各々、L動作
指令、K動作指令、N動作指令、Q動作指令、I動作指
令、F動作指令を解析して、ロボット40が後述するL
動作、K動作、N動作、Q動作、I動作、F動作をそれ
ぞれ行なうように、ロボット40の各駆動軸41の制御
信号を作成し、ロボット制御手段20に転送するもので
ある。ロボット制御手段20は、各動作処理手段11〜
16からの制御信号に基づき実際にロボット40の各駆
動軸41を駆動制御するためのものであり、例えばサー
ボ制御によって各駆動軸41を制御する。
The input control means 10 receives an operation command from the input device 30, and if the operation command is an L operation command, it is sent to the L operation processing means 11, if it is a K operation command, to the K operation processing means 12, and N is sent. If it is an operation command, N operation processing means 13
The Q operation command is transferred to the Q operation processing means 14, the I operation command is transferred to the I operation processing means 15, and the F operation command is transferred to the F operation processing means 16. is there. The L motion processing means 11, the K motion processing means 12, the N motion processing means 13, the Q motion processing means 14, the I motion processing means 15, and the F motion processing means 16 respectively have an L motion command, a K motion command, and an N motion command. , Q operation command, I operation command, F operation command are analyzed, and the robot 40 uses the L
A control signal for each drive shaft 41 of the robot 40 is generated and transferred to the robot control means 20 so that each of the operation, the K operation, the N operation, the Q operation, the I operation, and the F operation is performed. The robot control means 20 includes the respective motion processing means 11 to 11.
This is for actually controlling the drive of each drive shaft 41 of the robot 40 based on the control signal from 16. For example, each drive shaft 41 is controlled by servo control.

【0012】ここで、L動作、K動作、N動作、Q動
作、I動作およびF動作について、図2〜7を用いて説
明する。L動作は、駆動軸41ごとの動きを表わすもの
であり、図2に示すように、各駆動軸41をそれぞれ動
かすことによって各アーム43が動き、ツール42の位
置と姿勢が変化する。
Here, the L operation, K operation, N operation, Q operation, I operation and F operation will be described with reference to FIGS. The L motion represents the movement of each drive shaft 41. As shown in FIG. 2, each arm 43 moves by moving each drive shaft 41, and the position and posture of the tool 42 change.

【0013】K動作は、ツール42の制御点での座標系
(図示xyz座標系)に関するツール42の動きを表わ
すものであり、図3に示すように、この制御点での座標
系における各軸方向への移動と各軸回りの回転の動作を
含んでいる。N動作は、外部座標系(図示XYZ座標
系)すなわちロボット以外で定義された座標系に関して
ツールを平行移動させる動きを表わし、図4に示すよう
に、ツールを外部座標系の原点に近付ける動き、ツール
を外部座標系の原点から遠ざける動き、外部座標系の各
軸方向にツールを平行移動させる動きからなっている。
The K motion represents the movement of the tool 42 with respect to the coordinate system (xyz coordinate system shown) at the control point of the tool 42, and as shown in FIG. 3, each axis in the coordinate system at this control point. Includes movements in directions and rotations around each axis. The N motion represents a movement of moving the tool in parallel with respect to an external coordinate system (XYZ coordinate system in the drawing), that is, a coordinate system defined by other than the robot. As shown in FIG. 4, the movement of bringing the tool close to the origin of the external coordinate system, It consists of moving the tool away from the origin of the external coordinate system and moving the tool in parallel in each axis of the external coordinate system.

【0014】Q動作は、ツールの姿勢を外部座標系の軸
の方向に関して変化させる動きを表わし、図5(a),(b)
に示すように、ツールの制御点で定義された座標系の軸
を外部座標系の軸の向きに合わせる、すなわちツールの
制御点における座標系の軸方向と外部座標系の軸方向と
が平行になるようにする動きからなる。図5(a)はZ軸
のみを重ねる場合であり、図5(b)は3軸とも重ねる場
合である。
The Q motion represents a motion that changes the attitude of the tool with respect to the direction of the axis of the external coordinate system, and is shown in FIGS.
As shown in, align the axis of the coordinate system defined by the control points of the tool with the direction of the axis of the external coordinate system, that is, make the axis direction of the coordinate system at the control point of the tool parallel to the axis direction of the external coordinate system. Consists of movements to make. FIG. 5 (a) shows a case where only the Z axis is overlapped, and FIG. 5 (b) shows a case where all three axes are overlapped.

【0015】I動作は、間接定義座標系(図示X'Y'
Z'座標系)すなわち外部座標系と間接的に定義される
座標系における位置と姿勢にツールの位置および/また
は姿勢を一致させる動きを表わし、図6(a),(b)に示す
ように、XYZ座標で表わされる外部座標系に対しX'
Y'Z'座標で表わされる間接定義座標系が定義され、こ
の間接定義座標系とツール42の制御点における座標系
を一致させるような動きを表わす。例えば、従来の円弧
動作は、円弧の中心に外部座標系を定義し、円周上の点
で定義される座標系を間接定義座標系とすれば、このI
動作で実現することができる。I動作は、円弧動作のみ
ならず、一般の複雑な動作の定義に使用されるものであ
る。なお、図6(a)はI動作を一般的に表わしたもので
あり、図6(b)はI動作のうち従来の円弧動作を説明す
るものである。
The I motion is an indirectly defined coordinate system (X'Y 'in the figure).
Z'coordinate system), that is, a motion for matching the position and / or orientation of the tool with the position and orientation in the coordinate system indirectly defined with the external coordinate system, as shown in FIGS. 6 (a) and 6 (b). , X ′ with respect to the external coordinate system represented by XYZ coordinates
An indirect defined coordinate system represented by Y'Z 'coordinates is defined, and a motion is made to match the indirect defined coordinate system with the coordinate system at the control point of the tool 42. For example, in the conventional arc motion, if an external coordinate system is defined at the center of the arc and the coordinate system defined by points on the circumference is an indirect defined coordinate system, this I
It can be realized by operation. The I motion is used not only for the circular motion but also for defining a general complicated motion. Note that FIG. 6 (a) generally shows the I motion, and FIG. 6 (b) illustrates the conventional arc motion of the I motions.

【0016】F動作は、ツールの位置と姿勢を変化させ
ずにアームの位置と姿勢を変化させる動きを表わし、図
7に示すように、例えば、ツール42を動かさずに中間
部分のアーム43を上[図7(a)]から下[図7(b)]に
動かす動作を表わす。冗長軸アームをもつロボットでの
衝突回避の動作などがこのF動作で実現される。これら
各動作と従来のロボットの動作との対応について説明す
る。L動作は、従来のリンク動作と完全に一致する。従
来、ツール軸動作と呼ばれていたもののうち、ツール4
2の座標系の原点がツール42上にあるものはK動作で
表わされ、ツール42の座標系の原点がツール42から
少し離れたところにあるものはN動作とQ動作で表わさ
れる。また、従来の直線動作は、N動作あるいはN動作
とQ動作の組合せで表わされる。従来の円弧動作はI動
作で表わされる。I動作には、このほか、溶接ロボット
におけるウィービング動作や、双腕ロボットなどの2つ
の腕による協調動作がその範疇にはいる。2つの腕によ
る協調動作では、左右の腕の動きは、対象物が要求して
いる動作の中心に定義される座標系(すなわち外部座標
系)からそれぞれ間接的に定義される2つの間接座標系
の動きに対応して定義されるからである。ここでいう動
作の中心とは、例えば、はさみでは2つの刃の回転軸の
部分を指し、取り扱う対象物の動作を数学的にモデル化
する場合に便利なように決定されるべきものである。
The F movement represents a movement for changing the position and posture of the arm without changing the position and posture of the tool. As shown in FIG. 7, for example, the arm 43 in the middle portion is moved without moving the tool 42. The operation of moving from the upper [FIG. 7 (a)] to the lower [FIG. 7 (b)] is shown. This F movement realizes a collision avoidance movement in a robot having redundant axis arms. The correspondence between each of these operations and the operation of the conventional robot will be described. The L operation is completely consistent with the conventional link operation. Tool 4 is one of the traditional tool axis motions.
If the origin of the second coordinate system is on the tool 42, it is represented by K motion, and if the origin of the coordinate system of the tool 42 is slightly away from the tool 42, it is represented by N motion and Q motion. Further, the conventional linear motion is represented by N motion or a combination of N motion and Q motion. The conventional circular motion is represented by I motion. In addition to this, the I motion includes a weaving motion of a welding robot and a cooperative motion of two arms such as a double-arm robot. In the coordinated movement by the two arms, the movements of the left and right arms are two indirect coordinate systems defined indirectly from the coordinate system defined in the center of the motion requested by the object (that is, the external coordinate system). This is because it is defined according to the movement of. The center of motion referred to here means, for example, the portions of the rotary shafts of the two blades with scissors, and should be determined for convenience when mathematically modeling the motion of the object to be handled.

【0017】次に、本実施例の動作について説明する。
入力装置30からの動作指令は、まず、入力制御手段1
0に入力する。この場合、入力装置30は、ティーチン
グボックスのような教示装置であってもよいし、ビジョ
ン入力装置やCADなどによるオフライン教示を行なう
装置であってもよい。入力制御手段10は、入力された
動作指令が何の動作指令であるのかを判別し、L動作処
理手段11、K動作処理手段12、N動作処理手段1
3、Q動作処理手段14、I動作処理手段15、F動作
処理手段16のうちの対応するものにこの動作指令を転
送する。
Next, the operation of this embodiment will be described.
The operation command from the input device 30 is first input control means 1
Enter 0. In this case, the input device 30 may be a teaching device such as a teaching box, or may be a device for performing offline teaching using a vision input device or CAD. The input control means 10 determines what kind of operation command the input operation command is, and the L operation processing means 11, the K operation processing means 12, and the N operation processing means 1
This operation command is transferred to the corresponding one of 3, Q operation processing means 14, I operation processing means 15, and F operation processing means 16.

【0018】動作指令がL動作指令であれば、この動作
指令は特定の駆動軸41を指定量だけ駆動するためのも
のであるので、L動作処理手段11はこの動作指令を解
析し、動作指令に基づいて該当する駆動軸41を前記指
定量だけ動かすような制御信号を作成し、ロボット制御
手段20に制御信号を転送する。動作指令がK動作指令
であるときは、この動作指令はツール42の制御点にお
けるツール42の平行移動と回転とを指定するものであ
るので、K動作処理手段12は、この平行移動量と回転
量を各駆動軸41の駆動量に換算し、この換算した駆動
量に基づいて各駆動軸41を駆動制御するような制御信
号を作成し、ロボット制御手段20にこの制御信号を転
送する。
If the motion command is the L motion command, this motion command is for driving the specific drive shaft 41 by the designated amount, and therefore the L motion processing means 11 analyzes this motion command and the motion command. Based on the above, a control signal for moving the corresponding drive shaft 41 by the designated amount is created, and the control signal is transferred to the robot control means 20. When the motion command is the K motion command, this motion command specifies the parallel movement and rotation of the tool 42 at the control point of the tool 42, so the K motion processing means 12 determines the parallel movement amount and rotation. The amount is converted into the drive amount of each drive shaft 41, a control signal for driving and controlling each drive shaft 41 is created based on the converted drive amount, and this control signal is transferred to the robot control means 20.

【0019】動作指令がN動作指令であるときは、この
動作指令は外部座標系に関するツール42の平行移動を
指定するものであるから、N動作処理手段13は、ツー
ル42の制御点における座標系と外部座標系との位置関
係を求め、この位置関係に基づいてツール42の制御点
における座標系で表わしたツール42の平行移動量を求
め、この平行移動量を各駆動軸41の駆動量に換算し、
換算した駆動量に基づいて各駆動軸41を駆動制御する
ような制御信号を作成し、ロボット制御手段20にこの
制御信号を転送する。
When the motion command is the N motion command, the motion command designates the parallel movement of the tool 42 with respect to the external coordinate system. Therefore, the N motion processing means 13 causes the coordinate system at the control point of the tool 42 to operate. And the external coordinate system are obtained, the parallel movement amount of the tool 42 represented by the coordinate system at the control point of the tool 42 is obtained based on this positional relation, and this parallel movement amount is set as the drive amount of each drive shaft 41. Converted,
A control signal for driving and controlling each drive shaft 41 is created based on the converted drive amount, and this control signal is transferred to the robot control means 20.

【0020】動作指令がQ動作指令であるときは、この
動作指令は外部座標系に関するツール42の回転を指定
するものであるから、Q動作処理手段14は、ツール4
2の制御点における座標系と外部座標系との姿勢関係を
求め、この姿勢関係に基づいてツール42の制御点にお
ける座標系で表わしたツール42の回転量を求め、この
回転量を各駆動軸41の駆動量に換算し、換算した駆動
量に基づいて各駆動軸41を駆動制御するような制御信
号を作成し、ロボット制御手段20にこの制御信号を転
送する。
When the operation command is the Q operation command, this operation command specifies the rotation of the tool 42 with respect to the external coordinate system. Therefore, the Q operation processing means 14 causes the tool 4 to rotate.
The attitude relationship between the coordinate system at the second control point and the external coordinate system is obtained, and the rotation amount of the tool 42 represented by the coordinate system at the control point of the tool 42 is obtained based on this attitude relationship. The control signal is converted into the drive amount of 41, and a control signal for driving and controlling each drive shaft 41 is created based on the converted drive amount, and this control signal is transferred to the robot control means 20.

【0021】動作指令がI動作指令であるときは、この
動作指令は間接定義座標系にツール42の制御点の座標
系を一致させようとするものであるから、I動作処理手
段15は、要求された動作に基づいて外部座標系から間
接定義座標系の位置関係を求め、求められた間接定義座
標系とツールの制御点での座標系の位置関係を求め、後
者の位置関係に基づいてツール42の平行移動量と回転
量とを算出し、算出した平行移動量と回転量を各駆動軸
41の駆動量に換算し、換算した駆動量に基づいて各駆
動軸41を駆動制御するような制御信号を作成し、ロボ
ット制御手段20にこの制御信号を転送する。
When the motion command is the I motion command, this motion command attempts to make the coordinate system of the control point of the tool 42 coincide with the indirect defined coordinate system. The positional relationship between the indirectly defined coordinate system and the coordinate system at the control point of the tool is calculated from the external coordinate system based on the specified motion, and the tool is based on the latter positional relationship. The parallel movement amount and the rotation amount of 42 are calculated, the calculated parallel movement amount and the rotation amount are converted into the drive amount of each drive shaft 41, and each drive shaft 41 is drive-controlled based on the converted drive amount. A control signal is created and this control signal is transferred to the robot control means 20.

【0022】動作指令がF動作指令であるときは、この
動作指令はツール42を固定するという拘束条件下での
アーム43の移動を指定するものなので、F動作処理手
段16はこの拘束条件下で可能なアーム43の動きを算
出し、アーム43がこの動きをするような各駆動軸41
の駆動量を算出し、算出した駆動量に基づいて各駆動軸
41を駆動制御するような制御信号を作成し、ロボット
制御手段20にこの制御信号を転送する。
When the motion command is the F motion command, this motion command specifies the movement of the arm 43 under the constraint condition that the tool 42 is fixed. Therefore, the F motion processing means 16 operates under this constraint condition. The possible movements of the arm 43 are calculated, and each drive shaft 41 that causes the arm 43 to make this movement is calculated.
The drive amount is calculated, a control signal for driving and controlling each drive shaft 41 is created based on the calculated drive amount, and this control signal is transferred to the robot control means 20.

【0023】ロボット制御手段20は、各動作処理手段
11〜16から制御信号が転送されたら、転送された制
御信号に基づいて各駆動軸41を駆動制御し、ロボット
40が実際に動かされるようにする。以上のようにし
て、L動作、K動作、N動作、Q動作、I動作およびF
動作を表わす動作指令を本実施例のロボット制御装置1
に入力することによって、ロボット40が所与の動作を
行なうようになる。
When the control signals are transferred from the motion processing means 11 to 16, the robot control means 20 drives and controls each drive shaft 41 based on the transferred control signals so that the robot 40 is actually moved. To do. As described above, L operation, K operation, N operation, Q operation, I operation and F operation
The robot controller 1 of the present embodiment outputs motion commands that represent motions.
By inputting to the robot 40, the robot 40 can perform a given motion.

【0024】以上、本発明の実施例について説明した
が、本発明のロボット制御装置と従来のロボット制御装
置とを比較すると、本発明のロボット制御装置では、L
動作、K動作、N動作、Q動作、I動作およびF動作に
よって整然とロボットの動作概念が分類され、それに基
づいて内部の設計がなされているのに対し、従来のロボ
ット制御装置は、上述の分類でいえば通常はL動作とK
動作を主として扱うものであり、いわゆる高級機であっ
てもこれにたかだかN動作、Q動作あるいはI動作の一
部を組み込んだものに過ぎない。そして従来のロボット
制御装置では、上述のような分類に基づいてロボットの
動作概念が把握されておらず、このため論理的には内部
構造が設計されていないし、またロボットを論理的に理
解することが困難となってロボットの動きを学習する上
でオペレータとロボットとが「反目」するような事態も
発生する。一方、本発明のロボット制御装置は、上述の
ように整然と動作が分類されていることにより、ティー
チングボックスによる教示のみならず各種のオフライン
教示にも十分対応できるものとなっている。そして、6
軸以外の軸数のロボットについても6軸の場合と同様に
統一して扱うことができる。
Although the embodiment of the present invention has been described above, comparing the robot controller of the present invention with the conventional robot controller, the robot controller of the present invention is
The robot motion concept is categorized by the motions, K motions, N motions, Q motions, I motions, and F motions, and the internal design is made based on that, whereas the conventional robot control device uses the above-mentioned classifications. By the way, usually L motion and K
It mainly deals with motions, and even a so-called high-end machine only incorporates a part of N motion, Q motion or I motion. And, in the conventional robot control device, the concept of operation of the robot is not grasped based on the classification as described above, and therefore, the internal structure is not logically designed, and the robot is logically understood. It becomes difficult for the operator to learn the movement of the robot, and there is a situation in which the operator and the robot "fight" each other. On the other hand, the robot control device of the present invention is capable of sufficiently supporting not only the teaching by the teaching box but also various off-line teachings, because the actions are categorized in the orderly manner as described above. And 6
Robots with the number of axes other than the axes can be handled in the same manner as in the case of 6 axes.

【0025】[0025]

【発明の効果】以上説明したように本発明は、ロボット
がL動作、K動作、N動作、Q動作、I動作およびF動
作のそれぞれを行なうように制御信号を発生するL動作
処理手段、K動作処理手段、N動作処理手段、Q動作処
理手段、I動作処理手段およびF動作処理手段を各動作
に対応して設けることにより、各駆動軸を直接制御する
動作、ツールの制御点における座標系に基づくツールの
動作、外部座標系に基づくツールの動作、間接定義座標
系に基づくツールの動作、ツールを動かさずにアームの
みを動かす動作を同一のロボット制御装置で実現でき、
ロボット制御装置の内部の動作論理が明解になり、ビジ
ョン入力装置やCADなどを用いたオフライン教示を行
なう場合であっても論理的に一貫して制御を行なうこと
ができ、6軸以外の軸数のロボットであっても6軸の場
合と同様に統一して扱えるようになるという効果があ
る。
As described above, according to the present invention, the L motion processing means K for generating a control signal so that the robot performs each of L motion, K motion, N motion, Q motion, I motion and F motion, K. By providing the motion processing means, the N motion processing means, the Q motion processing means, the I motion processing means and the F motion processing means corresponding to each motion, the motion of directly controlling each drive axis, the coordinate system at the control point of the tool Based on the same robot controller, the movement of the tool based on the external coordinate system, the movement of the tool based on the external coordinate system, the movement of the tool based on the indirectly defined coordinate system, and the movement of only the arm without moving the tool can be realized.
The internal operation logic of the robot controller is clarified, and even when performing offline teaching using a vision input device or CAD, logically consistent control can be performed, and the number of axes other than 6 This robot has the effect that it can be handled in the same manner as in the case of 6 axes.

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

【図1】本発明の一実施例のロボット制御装置の構成を
示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a robot controller according to an embodiment of the present invention.

【図2】ロボットのL動作を説明する図である。FIG. 2 is a diagram illustrating an L operation of the robot.

【図3】ロボットのK動作を説明する図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a K operation of the robot.

【図4】ロボットのN動作を説明する図である。FIG. 4 is a diagram illustrating N motion of the robot.

【図5】(a),(b)はそれぞれロボットのQ動作を説明す
る図である。
5 (a) and 5 (b) are diagrams for explaining the Q operation of the robot.

【図6】(a),(b)はそれぞれロボットのI動作を説明す
る図である。
6 (a) and 6 (b) are diagrams for explaining the I motion of the robot.

【図7】(a),(b)はそれぞれロボットのF動作を説明す
る図である。
7 (a) and 7 (b) are diagrams for explaining the F motion of the robot.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ロボット制御装置 10 入力制御手段 11 L動作処理手段 12 K動作処理手段 13 N動作処理手段 14 Q動作処理手段 15 I動作処理手段 16 F動作処理手段 20 ロボット制御手段 30 入力装置 40 ロボット 41 駆動軸 42 ツール 43 アーム DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 robot control device 10 input control means 11 L motion processing means 12 K motion processing means 13 N motion processing means 14 Q motion processing means 15 I motion processing means 16 F motion processing means 20 robot control means 30 input device 40 robot 41 drive axis 42 tool 43 arm

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ツールと複数の駆動軸と前記駆動軸を接
続するアームとを有するロボットの動作を制御するロボ
ット制御装置において、 前記ロボットの外部で定義される座標系を外部座標系と
し、前記外部座標系と間接的に定義される座標系を間接
定義座標系とし、前記駆動軸ごとの動きをL動作とし、
前記ツールの制御点での座標系に関する前記ツールの動
きをK動作とし、前記ツールを前記外部座標系に関して
平行移動させる動きをN動作とし、前記ツールの姿勢を
前記外部座標系の軸の方向に関して変化させる動きをQ
動作とし、前記間接定義座標系における位置と姿勢に前
記ツールの位置および/または姿勢を一致させる動きを
I動作とし、前記ツールの位置と姿勢を変化させずに前
記アームの位置と姿勢を変化させる動きをF動作とする
ときに、 前記L動作を表わす動作指令が入力したとき、該動作指
令を解析して前記ロボットが前記L動作を行なうように
前記各駆動軸への制御信号を生成するL動作処理手段
と、 前記K動作を表わす動作指令が入力したとき、該動作指
令を解析して前記ロボットが前記K動作を行なうように
前記各駆動軸への制御信号を生成するK動作処理手段
と、 前記N動作を表わす動作指令が入力したとき、該動作指
令を解析して前記ロボットが前記N動作を行なうように
前記各駆動軸への制御信号を生成するN動作処理手段
と、 前記Q動作を表わす動作指令が入力したとき、該動作指
令を解析して前記ロボットが前記Q動作を行なうように
前記各駆動軸への制御信号を生成するQ動作処理手段
と、 前記I動作を表わす動作指令が入力したとき、該動作指
令を解析して前記ロボットが前記I動作を行なうように
前記各駆動軸への制御信号を生成するI動作処理手段
と、 前記F動作を表わす動作指令が入力したとき、該動作指
令を解析して前記ロボットが前記F動作を行なうように
前記各駆動軸への制御信号を生成するF動作処理手段と
を有することを特徴とするロボット制御装置。
1. A robot controller for controlling the operation of a robot having a tool, a plurality of drive axes, and an arm connecting the drive axes, wherein a coordinate system defined outside the robot is an external coordinate system. A coordinate system indirectly defined with an external coordinate system is defined as an indirect defined coordinate system, and the movement of each drive axis is defined as L motion.
The motion of the tool with respect to the coordinate system at the control point of the tool is K motion, the motion of translating the tool with respect to the external coordinate system is N motion, and the attitude of the tool is with respect to the direction of the axis of the external coordinate system. Q to change movement
An operation is a motion that matches the position and / or the posture of the tool with the position and the posture in the indirectly defined coordinate system is the I motion, and the position and the posture of the arm are changed without changing the position and the posture of the tool. When a motion is an F motion and an motion command representing the L motion is input, the motion command is analyzed to generate a control signal to each drive axis so that the robot performs the L motion. Motion processing means, and K motion processing means that, when a motion command representing the K motion is input, analyzes the motion command and generates a control signal to each drive axis so that the robot performs the K motion. An N motion processing unit that analyzes a motion command when the motion command representing the N motion is input, and generates a control signal to each of the drive axes so that the robot performs the N motion. When an operation command representing the Q operation is input, the operation command is analyzed to generate a control signal to the drive axes so that the robot performs the Q operation. When an operation command representing the operation is input, I operation processing means for analyzing the operation command and generating a control signal to each of the drive axes so that the robot performs the I operation, and the operation command representing the F operation. A robot controller comprising: an F motion processing unit that, when input, analyzes the motion command and generates a control signal to each of the drive axes so that the robot performs the F motion.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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