JPH07132435A - Robot work computing-teaching method - Google Patents

Robot work computing-teaching method

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Publication number
JPH07132435A
JPH07132435A JP27871893A JP27871893A JPH07132435A JP H07132435 A JPH07132435 A JP H07132435A JP 27871893 A JP27871893 A JP 27871893A JP 27871893 A JP27871893 A JP 27871893A JP H07132435 A JPH07132435 A JP H07132435A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
work
robot
end effector
work object
target
Prior art date
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Pending
Application number
JP27871893A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Nobuhiro Muto
伸洋 武藤
Kenichiro Shimokura
健一朗 下倉
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.)
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication date
Application filed by Nippon Telegraph and Telephone Corp filed Critical Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication of JPH07132435A publication Critical patent/JPH07132435A/en
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Abstract

PURPOSE:To compute and teach the work of a robot simply and flexibly by computing the contact point position, on a work object, of an end effector set to a robot, and generating the control target value of a robot according to the target path of the work object and work specifications. CONSTITUTION:When an operator Q induces a robot arm A' to a work object C', the detection signal of at least a six-tension detector 9 is transmitted to a computer through an A/D converter so as to store the three-dimensional position-attitude and action force of an end effector B' in the robot arm A'. In the computer, the contact point position of the end effector B' on the work object C' is computed on the basis of stored information, and the target path of the work object C' is generated according to the contact point position. In addition, work specifications are stored, and the control target value of the robot arm A' is generated according to the target path and work specifications.

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、作業対象物の表面に沿
って加工する研磨作業、ばり取り作業など多彩な作業に
使用されるロボットにおける所定の作業のための制御目
標値動作情報を算出教示するのに供されるロボット作業
算出教示方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention calculates control target value motion information for a predetermined work in a robot used for various works such as polishing work and deburring work for working along the surface of a work object. The present invention relates to a robot work calculation teaching method used for teaching.

【0002】[0002]

【従来の技術】この種従来の技術を図面につき説明す
る。図8は作業例を示した斜視図、図9は当該作業例に
必要な各種ロボット制御目標値を示す斜視図である。図
中、Aはロボットハンド、Bはエンドイフェクタ、Cは
作業対象物、Dは作業対象物C上の目標経路である。
2. Description of the Related Art A conventional technique of this kind will be described with reference to the drawings. FIG. 8 is a perspective view showing a work example, and FIG. 9 is a perspective view showing various robot control target values necessary for the work example. In the figure, A is a robot hand, B is an end effector, C is a work target, and D is a target route on the work C.

【0003】図8は、本発明の属する技術分野における
作業例を示したものであり、このような形態の作業に
は、研摩,面取り,ばり取り作業など種々の作業があ
る。このような作業をロボットに教示するのには、図9
に示すような、目的とする接触力F,做い速度V
接触点位置P,接触姿勢aなどを実現するロボット
制御目標値を生成することが必要となる。
FIG. 8 shows an example of work in the technical field to which the present invention belongs. The work in such a form includes various works such as polishing, chamfering, deburring and the like. In order to teach the robot such a work, FIG.
, The target contact force F r , the significant velocity V r ,
It is necessary to generate a robot control target value that realizes the contact point position P r , the contact attitude a r, and the like.

【0004】このような作業の教示方法に関する従来の
技術としては、一般的に使用されている産業用ロボット
に関しては、ティーチングボックスなどを用いた遠隔操
作により、作業対象物の経路上にロボットを操作し、そ
の時の各関節角度情報を記憶させる方法がある。
As a conventional technique relating to such a work teaching method, for a commonly used industrial robot, the robot is operated on the route of the work target object by remote control using a teaching box or the like. However, there is a method of storing the joint angle information at that time.

【0005】また、「日本ロボット学会誌9巻3号35
4頁」には、操作者がロボットを作業対象物に倣うよう
に直接誘導した際の関節角度情報により教示を行う方法
が示されている。そして、姿勢の教示方法に関しては、
例えば特開平4−609号公報にCADデータによる作
業対象物上の目標経路情報から、姿勢などを指定するこ
とによりロボット制御目標値を生成する方法が示されて
いる。
In addition, "Journal of the Robotics Society of Japan, Vol. 9, No. 3, 35"
"Page 4" shows a method of teaching by the joint angle information when the operator directly guides the robot to follow the work target. And regarding the method of teaching the posture,
For example, Japanese Patent Laid-Open No. 4-609 discloses a method of generating a robot control target value by designating a posture or the like from target route information on a work target based on CAD data.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】ところが、遠隔操作に
より作業対象物の経路上にロボットを操作してその時の
各関節角度情報を記憶させる方法においては、複雑な作
業対象物の場合には一つの作業対象物の経路に対して非
常に多くの教示点を要し、なおかつその際の接触点位置
や接触姿勢を目的とする接触点位置、接触姿勢に合わせ
て遠隔操作しなければならないため時間がかかるうえ
に、一つの作業対象物に対して工具姿勢や接触位置のみ
を変更するといった場合に対しても柔軟な操作が困難で
あり、再教示の必要が生じるといった問題点がある。
However, in the method of operating the robot on the path of the work object by remote control and storing the joint angle information at that time, in the case of a complicated work object, one A large number of teaching points are required for the path of the work object, and the contact point position and contact attitude at that time must be remotely controlled according to the desired contact point position and contact attitude. In addition to this, even when changing only the tool posture or the contact position for one work object, it is difficult to perform a flexible operation, and there is a problem that re-teaching is required.

【0007】また、「日本ロボット学会誌9巻3号35
4頁」に記載されている方法は、基本的には、教示時の
関節角度を力制御則に基づきプレイバックすることによ
り制御目標値を生成するため、すなわち本質的にワーク
経路を教示しているわけではないため、ロボットを操作
者が誘導する際には目的とする接触点位置、接触姿勢を
実現するように誘導する必要があるという問題点があ
る。そして、この場合にも、一つの作業対象物に対して
工具姿勢や接触位置のみを変更するといった場合に対し
ても柔軟な操作が困難であり、再教示の必要が生じると
いった問題点がある。
In addition, "Journal of the Robotics Society of Japan, Vol. 9, No. 3, 35"
The method described in "Page 4" basically generates a control target value by playing back the joint angle at the time of teaching based on the force control law, that is, essentially teaches the work path. However, there is a problem in that when the operator guides the robot, it is necessary to guide the robot so as to achieve a desired contact point position and contact posture. Also in this case, there is a problem that a flexible operation is difficult even when changing only the tool posture or the contact position with respect to one work object, and re-teaching is required.

【0008】そして、特開平4−609号公報に記載さ
れている方法においては、経路情報の獲得をCADシス
テムに基づいて行っているため、一つ一つの作業対象物
に対して操作者が予め形状を記憶させる必要があるう
え、コストのかかるCADシステムの導入なくしては実
現できないという問題点がある。
In the method disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 4-609, since the route information is acquired based on the CAD system, the operator preliminarily works on each work object. There is a problem that the shape needs to be memorized and it cannot be realized without introducing a costly CAD system.

【0009】ここにおいて、本発明は、前記従来の技術
の問題点に鑑み、教示時に目的とする接触点位置、接触
姿勢を実現するように操作あるいは誘導するという煩雑
な手順を省き、更に一つの作業対象物に対して工具姿勢
や接触位置のみを変更するといった場合に対しても柔軟
な操作が可能で、なおかつ作業対象物のCADデータを
必要としないロボット作業算出教示方法を提供せんとす
るものである。
In view of the above-mentioned problems of the prior art, the present invention omits the complicated procedure of operating or guiding so as to realize a desired contact point position and contact attitude at the time of teaching, and yet another one. It is intended to provide a robot work calculation teaching method that can be flexibly operated even when only the tool posture or the contact position is changed with respect to the work object and does not require CAD data of the work object. Is.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】前記課題の解決は、本発
明が次の新規な特徴的構成手法を採用することにより達
成される。すなわち、本発明の特徴は、セットしたエン
ドイフェクタの3次元位置・姿勢を検出演算測定する機
能を持ち、かつ該エンドイフェクタに加わる作用力を検
出演算測定する機能を持ったロボットに、作業対象物に
向けられた所定の作業のための制御目標値動作情報を算
出教示するにあたり、操作者による前記作業対象物への
ロボット誘導時の前記エンドイフェクタの3次元位置・
姿勢及び作用力を記憶する情報記憶手順と、該エンドイ
フェクタの3次元位置・姿勢及び作用力から該エンドイ
フェクタの該作業対象物上の接触点位置を計算する接触
点計算手順と、前記接触点位置より作業対象物上の目標
経路を生成する経路生成手順と、作業仕様を記憶する手
順と、前記作業対象物上の目標経路と前記作業仕様より
ロボット制御目標値を生成する目標値生成手順とを順次
踏んでなるロボット作業算出教示方法である。
The above-mentioned problems can be solved by the present invention by adopting the following novel characteristic construction method. That is, a feature of the present invention is that a robot having a function of detecting and calculating the three-dimensional position / orientation of the set end effector and a function of detecting and calculating the acting force applied to the end effector When calculating and teaching control target value motion information for a predetermined work directed to an object, the three-dimensional position of the end effector when the operator guides the robot to the work object is calculated.
An information storing procedure for storing a posture and an acting force; a contact point calculating procedure for calculating a contact point position of the end effector on the work object from the three-dimensional position / posture and the acting force of the end effector; A route generation procedure for generating a target route on the work target from the contact point position, a procedure for storing work specifications, and a target value generation for generating a robot control target value from the target route on the work target and the work specifications It is a robot work calculation teaching method which is step by step.

【0011】[0011]

【作用】本発明は、前記のような手法を講じるので、操
作者によるロボット誘導時のエンドイフェクタの3次元
位置・姿勢および作用力を記憶する情報記憶手順によ
り、経路生成に必要な情報を獲得するため、短時間での
教示が可能となり、CADデータなしに経路生成に必要
な情報を獲得できる。
According to the present invention, since the method as described above is adopted, the information necessary for path generation is stored by the information storing procedure for storing the three-dimensional position / posture and the acting force of the end effector when the operator guides the robot. Since the information is acquired, the teaching can be performed in a short time, and the information necessary for the route generation can be acquired without the CAD data.

【0012】更に、作業仕様を記憶する手順と、前記作
業対象物上の目標経路と該作業仕様よりロボット制御目
標値を生成する目標値生成手順を踏むため、前記作業仕
様と前記目標経路に関する情報を独立に指定することが
でき、教示時に目的とする接触点位置、接触姿勢を実現
するように操作あるいは誘導するという煩雑な手順をな
くし、更に一つ一つの作業対象物に対して工具姿勢や接
触位置のみを変更するといった場合に対しても、必要な
変更点のみを指定するだけで目標経路を再教示する必要
がなくなるという従来技術との差異がある。
Further, in order to carry out a procedure for storing the work specification, a target path on the work object, and a target value generation procedure for generating a robot control target value from the work specification, information on the work specification and the target path. Can be specified independently, eliminating the complicated procedure of operating or guiding to achieve the desired contact point position and contact posture during teaching, and further Even when only the contact position is changed, there is a difference from the conventional technique in that it is not necessary to re-teach the target route by only designating necessary change points.

【0013】[0013]

【実施例】本発明の実施例を図面につき説明する。図1
は本発明の実施例を適用するロボットアームの各関節の
自由度と各リンク長を示す模式図、図2はロボットアー
ムの制御系構成図、図3は本実施例における作業手順を
示したフローチャート、図4は本実施例において操作者
によるロボットアームの誘導例を図示した図、図5
(a)(b)(c)(d)は本実施例における座標系の
それぞれ設定例を示す図である。
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Figure 1
Is a schematic diagram showing the degrees of freedom of each joint and each link length of the robot arm to which the embodiment of the present invention is applied, FIG. 2 is a control system configuration diagram of the robot arm, and FIG. 3 is a flowchart showing a work procedure in this embodiment. FIG. 4 is a diagram illustrating an example of guiding the robot arm by an operator in the present embodiment, and FIG.
(A) (b) (c) (d) is a figure which shows each setting example of the coordinate system in a present Example.

【0014】図中、A′は旋回軸,軸回転それぞれ3つ
づつ計6自由度を有するロボットアーム、B′はロボッ
トアームA′の手先に交換自在にセットしたエンドイフ
ェクタ、C′はワークたる作業対象物、D′は作業対象
物C′上の目標経路、1〜6はそれぞれロボットアーム
A′の順次基部からの関節、7はロボットアームA′の
各関節1〜6に取り付けるエンコーダ、8はアップダウ
ンカウンタ、9はロボットアームA′の手先に取り付け
る6軸力検出器、10はA/Dコンバータ、11はD/
Aコンバータ、12はサーボアンプ、13はダイレクト
ドライブ方式のアクチュエータ、14はロボットアーム
A′全体の動作の制御及び本実施例に必要な演算を行う
コンピュータである。
In the figure, A'is a robot arm having three rotary shafts and three rotary shafts each having a total of 6 degrees of freedom, B'is an end effector set at the end of the robot arm A'and is replaceable, and C'is a work. A barrel work object, D ′ is a target path on the work object C ′, 1 to 6 are joints from the base of the robot arm A ′ in sequence, 7 is an encoder attached to each joint 1 to 6 of the robot arm A ′, 8 is an up / down counter, 9 is a 6-axis force detector attached to the hand of the robot arm A ', 10 is an A / D converter, 11 is D /
An A converter, 12 is a servo amplifier, 13 is a direct drive type actuator, and 14 is a computer for controlling the operation of the entire robot arm A'and performing calculations necessary for this embodiment.

【0015】本実施例を適用するロボットアームA′
は、このような具体的実施態様を呈するが、次に本実施
例の実施手順を、図7に示したような研磨、ばり取り作
業等の倣い作業を例として、図面を参照して説明する。
Robot arm A'to which this embodiment is applied
Shows such a concrete embodiment, but next, the procedure for carrying out the present embodiment will be described with reference to the drawings, taking a copying operation such as polishing and deburring work as shown in FIG. 7 as an example. .

【0016】[情報記憶手順]…(図3のステップ1) まず、図4に示すように、操作者Qがロボットアーム
A′を誘導する。この操作中のエンコーダ7の信号をア
ップダウンカウンタ8を介して、6軸力検出器9の信号
をA/Dコンバータ10を介して、それぞれコンピュー
タ14に記憶する。このとき、図4の点線矢印に示すよ
うな、作業対象物C′への近接、及び作業対象物C′か
らの離脱のために必要なロボットアームA′の関節角度
情報を記憶することも可能である。
[Information Storage Procedure] (Step 1 in FIG. 3) First, as shown in FIG. 4, the operator Q guides the robot arm A '. The signal of the encoder 7 during this operation is stored in the computer 14 via the up / down counter 8, and the signal of the 6-axis force detector 9 is stored in the computer 14 via the A / D converter 10. At this time, it is also possible to store the joint angle information of the robot arm A'necessary for approaching the work object C'and leaving the work object C'as shown by the dotted arrow in FIG. Is.

【0017】[接触点計算手順]…(図3のステップ
2) 次に記憶した情報を基に、接触点を計算する手順の一例
を示す。例えば、エンドイフェクタB′の表面上に充分
細かく設けた候補点のうち、6軸力検出器9の外力方向
が候補点の外向き法線と90度以上となり、下記の式
(1)で示される評価関数Hを最小とする点を接触点と
すればよい。
[Contact Point Calculation Procedure] (Step 2 in FIG. 3) Next, an example of a procedure for calculating the contact point based on the stored information will be described. For example, among the candidate points provided on the surface of the end effector B ′ sufficiently finely, the external force direction of the 6-axis force detector 9 is 90 degrees or more with the outward normal line of the candidate point, and the following equation (1) is used. The point that minimizes the evaluation function H shown may be the contact point.

【0018】 H=δ|V(pi)・N(pi)|+ε‖(u・pi)u+b−pi‖ …(1) δ,ε:重み係数 pi :候補点位置ベクトル V(pi):候補点piにおける並進速度 N(pi):候補点piにおける法線ベクトル u :外力方向ベクトル b :力の作用線上への垂線ベクトルH = δ | V (pi) · N (pi) | + ε‖ (u · pi) u + b−pi‖ (1) δ, ε: Weighting coefficient pi: Candidate point position vector V (pi) : Candidate Translation velocity at point pi N (pi) : Normal vector at candidate point pi u: External force direction vector b: Vector perpendicular to the force action line

【0019】[経路生成手順]…(図3のステップ3) 絶対座標系で記述した接触点計算手順により得られた結
果は、離散的な作業対象物C′上の目標経路D′上の点
となる。次にこれを適切な補完を行うことにより、連続
的な作業対象物C′上の目標経路D′を算出する。例え
ば、下記の式(2)に示すような3次の経路長の関数に
より、離散的な作業対象物C′上の目標経路D′上の点
を補完することが可能である。
[Route generation procedure] (Step 3 in FIG. 3) The result obtained by the contact point calculation procedure described in the absolute coordinate system is the point on the target route D'on the discrete work object C '. Becomes Next, the target path D ′ on the continuous work object C ′ is calculated by appropriately complementing this. For example, it is possible to complement the points on the target path D'on the discrete work object C'by a function of the third order path length as shown in the following expression (2).

【数1】 [Equation 1]

【0020】上記の式(2)の関数が、離散的な作業対
象物C′上の目標経路D′の点の一部分について、例え
ば二乗誤差が最小になる補完をすることにより連続的な
作業対象物C′上の目標経路D′が計算される。また、
上記作業対象物C′上の目標経路D′により経路が属す
る平面の法線等を用いて従来例の図9に示した接触姿勢
の基準ベクトルeを計算することができる。すなわち、
本実施例は、以上の手順を踏むことにより作業対象物
C′上の目標経路D′を計算しているため、従来例のよ
うな一つ一つの作業対象物C′に対するCADデータは
必要としない。
The function of the above equation (2) complements a part of the points of the target path D'on the discrete work object C ', for example, by complementing the square error to minimize the continuous work object. A target path D'on object C'is calculated. Also,
The reference vector e of the contact attitude shown in FIG. 9 of the conventional example can be calculated by using the normal line of the plane to which the path belongs and the target path D ′ on the work object C ′. That is,
In this embodiment, since the target route D'on the work object C'is calculated by following the above procedure, CAD data for each work object C'as in the conventional example is necessary. do not do.

【0021】(作業仕様記憶手順)…(図3のステップ
4) 次に、目的の作業仕様をコンピュータ14に記憶する。
たとえば、従来例の図9でいえば、目標とする接触力F
,倣い速度V,接触位置P,接触姿勢aを記憶
する。
(Work specification storing procedure) (Step 4 in FIG. 3) Next, the target work specification is stored in the computer 14.
For example, referring to FIG. 9 of the conventional example, the target contact force F
r , the scanning speed V r , the contact position P r , and the contact posture a r are stored.

【0022】これらは、定数であっても、経路長の関数
であっても、時間関数であっても、あるいは個々の仕様
やエンドイフェクタB′の回転数など複数の情報を関係
づけた関数とする事も可能である。接触位置P,接触
姿勢aの教示はこの手順を踏むことによりおこなうた
め、従来例のように教示時に目的とする接触点位置
,接触姿勢aを実現するように操作あるいは誘導
するという煩雑な手順を必要としない。
These are constants, functions of path lengths, time functions, or functions relating a plurality of information such as individual specifications and the number of revolutions of the end effector B '. It is also possible to Since the teaching of the contact position P r and the contact attitude a r is performed by following this procedure, the operation or guidance is performed so as to realize the target contact point position P r and the contact attitude a r at the time of teaching as in the conventional example. It does not require a complicated procedure.

【0023】[目標値生成手順]…(図3のステップ
5) 次に作業座標系におけるスティフネス制御を例に、目標
値生成手順を説明する。まず、図5(a)〜(d)に座
標系の設定を示す。座標系は作業座標系としてエンドイ
フェクタB′上に図5(a)に示すようΣ,図5
(c)に示すように作業対象物C′の座標系をΣWK,絶
対座標系として図5(b)に示すようなΣを設定す
る。
[Target Value Generation Procedure] (Step 5 in FIG. 3) Next, the target value generation procedure will be described by taking the stiffness control in the working coordinate system as an example. First, the setting of the coordinate system is shown in FIGS. Coordinate system as shown in FIG. 5 (a) on the end effector B 'as a work coordinate system sigma T, 5
As shown in (c), Σ WK is set as the coordinate system of the work target C ′, and Σ W as shown in FIG. 5B is set as an absolute coordinate system.

【0024】制御は、エンドイフェクタB′座標系Σ
の目標軌道としてΣTr(エンドイフェクタB′の目標位
置及び目標姿勢)を与えることにより行う。Σ及びΣ
Trはグラインデイングホイールの回転に影響を受けない
ものとする。また、基準姿勢を表す座標系ΣToを図のよ
うに設定する。ここで、時刻TにエンドイフェクタB′
が接触すべき作業対象物C′座標系を前記倣い速度と前
記作業対象物C′上の目標経路D′よりΣWK(T) として
求めた場合の、制御目標値ΣTr(OTr(T) ,xTr(T)
Tr(T) ,zTr(T) )は以下の手順で求めることができ
る。
The control is performed by the end effector B'coordinate system Σ T
Σ Tr (target position and target attitude of the end effector B ′) is given as the target trajectory of Σ T and Σ
Tr shall not be affected by the rotation of the grinding wheel. Further, the coordinate system Σ To representing the reference attitude is set as shown in the figure. Here, at time T, the end effector B '
Control target value Σ Tr (O Tr (T Tr (T Tr ) when the work object C ′ coordinate system to be contacted by is calculated as Σ WK (T) from the scanning speed and the target path D ′ on the work object C ′. ) , X Tr (T) ,
y Tr (T) , z Tr (T) ) can be obtained by the following procedure.

【0025】まず、目標姿勢xTr(T) ,yTr(T) ,z
Tr(T) は、基準姿勢ΣTo(xTo,yTo,zTo)を軸e
WKV(T)に関して角度α′=−D(a−γ)回転したも
のとして導出する。 (xTr(T),Tr(T),Tr(T) )=R[ewkv(T), α′](xTo, yTo, zTo) …(3) R[k,θ]:軸kに対する角度θの回転座標変換
First, the target posture x Tr (T) , y Tr (T) , z
Tr (T) uses the standard posture Σ To (x To , y To , z To ) as the axis e.
Angle α with respect WKV (T) '= - D (a r -γ) is derived as rotated. (X Tr (T), y Tr (T), z Tr (T) ) = R [e wkv (T) , α ′] (x To , y To , z To ) (3) R [k, θ ]: Rotation coordinate conversion of angle θ with respect to axis k

【0026】次に、ΣToにおけるエンドイフェクタB′
が接触すべき点の位置ベクトルprc (T) は次式(4)よ
り求められる。 prc(T) =rR[ e,πD/2] ewkv(T)−rtanγe …(4) r:pにおけるエンドイフェクタ半径 γ:pにおけるエンドイフェクタ法線とxTo−yTo
面のなす角
Next, the end effector B'in Σ To
The position vector p rc (T) of the point to be touched by is calculated by the following equation (4). p rc (T) = rR [ e, πD / 2] e wkv (T) -rtanγe ... (4) r: end-effector in p r radius gamma: the end effector in p r normal to x the To -y the To Angle formed by planes

【0027】このときΣから見た、姿勢(xTr(T)
Tr(T) Tr(T) )におけるprc(T)をprc'(T)とする
と、 prc'(T)=R[ewkv(T),α′]prc(T) …(5) これより、prc'(T)方向のスティフネスをKとした場合
の目標位置は、下記の式(6)により得られる。 OTr(T) =Owk(T) −prc'(T)+(Fr /K)prc'(T)/‖prc'(T)‖ …(6)
At this time, the posture (x Tr (T) y seen from Σ W
If p rc (T ) in Tr (T) z Tr (T) ) is p rc '(T) , then p rc' (T) = R [e wkv (T) , α '] p rc (T) ... (5) From this, when the stiffness in the p rc '(T) direction is K, the target position is obtained by the following equation (6). O Tr (T) = O wk (T) -p rc '(T) + (F r / K) p rc' (T) / ‖p rc '(T) ‖… (6)

【0028】上記の計算例は、スティフネス制御におけ
る目標値生成例であるが、ひとたび何らかの形でΣ
WK(T) と作業仕様が与えられれば、様々な制御則におけ
る目標値の生成は容易に行える。
The above calculation example is an example of generating the target value in the stiffness control.
Given WK (T) and work specifications, it is easy to generate target values for various control laws.

【0029】(実験例)次に本発明による実験例を示
す。図6及び図7に本実験例による教示結果を示す。実
験は、図6に示すような作業対象物C1:塩化ビニル製
のワークについて行った。また、エンドイフェクタB′
には、実際のグラインダ工具(半径:3mm)をそのま
ま用いた。
(Experimental Example) Next, an experimental example according to the present invention will be described. 6 and 7 show teaching results according to this experimental example. The experiment was performed on a work object C1: a work made of vinyl chloride as shown in FIG. Also, the end effector B '
For this, an actual grinder tool (radius: 3 mm) was used as it was.

【0030】図7(a)は、接触点計算手順により計算
した接触点軌跡α1及び接触法線軌跡β1を絶対座標系
でプロットしたものである。図7(b)は、接触点を2
次のスプライン関数を用いて補完した作業対象物C1上
の目標経路D′の軌跡α2及び経路法線軌跡β2であ
る。
FIG. 7A is a plot of the contact point locus α1 and the contact normal locus β1 calculated by the contact point calculation procedure in the absolute coordinate system. In FIG. 7B, the contact point is set to 2
A trajectory α2 and a trajectory normal trajectory β2 of the target route D ′ on the work target C1 complemented by using the following spline function.

【0031】一つの作業対象物C1の経路のための教示
に要した時間はわずか10秒であり、複雑な経路に対し
て短時間の効率よい教示ができることを確認できる。ま
た、得られた作業対象物C1上の目標経路D′に対して
使用工具や作業仕様を与えることにより、再教示するこ
となく様々な作業仕様に応じた制御目標値生成が可能で
ある。
The time required for teaching for the route of one work object C1 is only 10 seconds, and it can be confirmed that efficient teaching can be performed for a complicated route in a short time. Further, by giving a tool to be used and a work specification to the obtained target path D ′ on the work object C1, it is possible to generate control target values according to various work specifications without re-teaching.

【0032】[0032]

【発明の効果】かくして本発明方法によれば、従来の技
術の問題点であった、教示時に目的とする接触点位置、
接触姿勢を実現するように操作あるいは誘導するという
煩雑な手順を省き、なおかつ作業対象物に対するCAD
データを必要としない。
As described above, according to the method of the present invention, the contact point position intended at the time of teaching, which is a problem of the prior art,
CAD for the work object while omitting the complicated procedure of operating or guiding so as to realize the contact posture
No data needed.

【0033】さらに、従来技術における、一つの作業対
象物に対して工具姿勢や接触位置のみを変更するといっ
た場合に対しても、再教示を必要とする場合が生じると
いった問題点を解決したロボットにおける作業教示算出
方法が実現される等、優れた有用性を発揮する。
Furthermore, in the robot in which the re-teaching may be necessary even in the case of changing only the tool posture and the contact position with respect to one work object in the prior art, It exhibits excellent usefulness such as realization of a work teaching calculation method.

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

【図1】本発明の実施例を適用するロボットアームを示
す模式図である。
FIG. 1 is a schematic diagram showing a robot arm to which an embodiment of the present invention is applied.

【図2】同上、制御系構成図である。FIG. 2 is a control system configuration diagram of the same.

【図3】本発明の実施例の実施手順を示す、フローチャ
ートである。
FIG. 3 is a flowchart showing an implementation procedure of an embodiment of the present invention.

【図4】同上において、操作者によるロボットアームの
誘導例を図示した図である。
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of guiding the robot arm by an operator in the above.

【図5】(a)(b)(c)(d)は、同上における座
標系のそれぞれの設定例を示す図である。
5 (a), (b), (c), and (d) are diagrams showing respective setting examples of the coordinate system in the above.

【図6】同上の実験例において、作業対象物の形状を示
した平面図である。
FIG. 6 is a plan view showing the shape of a work object in the experimental example of the same.

【図7】同上で教示された作業対象物上の目標経路を示
す図である。
FIG. 7 is a diagram showing a target route on a work object taught in the above.

【図8】従来の倣い作業例を示した斜視図である。FIG. 8 is a perspective view showing an example of a conventional copying operation.

【図9】同上、倣い作業の作業仕様及びロボット制御目
標値を算出するのに必要な様々なパラメータを示した図
である。
FIG. 9 is a diagram showing work specifications of copying work and various parameters necessary for calculating a robot control target value.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

A,A′…ロボットアーム B,B′…エンドイフェクタ C,C′…作業対象物 C1…実験例に用いた作業対象物 D,D′…目標経路 1〜6…関節 7…エンコーダ 8…アップダウンカウンタ 9…6軸力検出器 10…A/Dコンバータ 11…D/Aコンバータ 12…サーボアンプ 13…アクチュエータ 14…コンピュータ A, A '... Robot arm B, B' ... End effector C, C '... Work object C1 ... Work object used in the experimental example D, D' ... Target path 1-6 ... Joint 7 ... Encoder 8 ... Up-down counter 9 ... 6-axis force detector 10 ... A / D converter 11 ... D / A converter 12 ... Servo amplifier 13 ... Actuator 14 ... Computer

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】セットしたエンドイフェクタの3次元位置
・姿勢を検出演算測定する機能を持ち、かつ該エンドイ
フェクタに加わる作用力を検出演算測定する機能を持っ
たロボットに、作業対象物に向けられた所定の作業のた
めの制御目標値動作情報を算出教示するにあたり、 操作者による前記作業対象物へのロボット誘導時の前記
エンドイフェクタの3次元位置・姿勢及び作用力を記憶
する情報記憶手順と、 該エンドイフェクタの3次元位置・姿勢及び作用力から
該エンドイフェクタの該作業対象物上の接触点位置を計
算する接触点計算手順と、 該接触点位置より前記作業対象物上の目標経路を生成す
る経路生成手順と、 作業仕様を記憶する手順と、 前記作業対象物上の目標経路と前記作業仕様より前記ロ
ボットの制御目標値を生成する目標値生成手順とを順次
踏むことを特徴としたロボット作業算出教示方法。
1. A robot having a function of detecting, calculating and measuring the three-dimensional position / orientation of a set end effector and a function of detecting, calculating and measuring an acting force applied to the end effector. Information for storing the three-dimensional position / posture and the acting force of the end effector when the operator guides the robot to the work object in order to calculate and teach the control target value motion information for the predetermined predetermined work. A storage procedure, a contact point calculation procedure for calculating a contact point position of the end effector on the work object from the three-dimensional position / posture and acting force of the end effector, and the work object from the contact point position. A route generation procedure for generating the above target route, a procedure for storing work specifications, and a control target value for the robot from the target route on the work target and the work specifications. Robot work calculated teaching method characterized by sequentially stepping the target value generation procedure.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006061752A1 (en) * 2006-12-28 2008-07-03 Kuka Roboter Gmbh Method for programming robot, involves manual starting of space points with robot, which carries determined force or torque in started space point, where force or torque is stored
DE102007026299A1 (en) * 2007-06-06 2008-12-11 Mrk-Systeme Gmbh Industrial robots and method for programming an industrial robot
DE102007062108A1 (en) * 2007-12-21 2009-07-02 Kuka Roboter Gmbh Industrial robots and method for programming an industrial robot
WO2017079892A1 (en) 2015-11-10 2017-05-18 Abb Schweiz Ag A method and system for machining, and a robot system

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006061752A1 (en) * 2006-12-28 2008-07-03 Kuka Roboter Gmbh Method for programming robot, involves manual starting of space points with robot, which carries determined force or torque in started space point, where force or torque is stored
DE102007026299A1 (en) * 2007-06-06 2008-12-11 Mrk-Systeme Gmbh Industrial robots and method for programming an industrial robot
DE102007026299B4 (en) 2007-06-06 2018-08-16 Kuka Roboter Gmbh Industrial robots and method for programming an industrial robot
DE102007062108A1 (en) * 2007-12-21 2009-07-02 Kuka Roboter Gmbh Industrial robots and method for programming an industrial robot
US9250624B2 (en) 2007-12-21 2016-02-02 Kuka Roboter Gmbh Industrial robot and method for programming an industrial robot
WO2017079892A1 (en) 2015-11-10 2017-05-18 Abb Schweiz Ag A method and system for machining, and a robot system
CN107249817A (en) * 2015-11-10 2017-10-13 Abb瑞士股份有限公司 For mach method and system and robot system
EP3374128A4 (en) * 2015-11-10 2019-07-17 ABB Schweiz AG A method and system for machining, and a robot system
US10946498B2 (en) 2015-11-10 2021-03-16 Abb Schweiz Ag Method and system for machining, and a robot system

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