JPH07160320A

JPH07160320A - ロボットのミラーイメージング方法

Info

Publication number: JPH07160320A
Application number: JP5325796A
Authority: JP
Inventors: Tetsuya Kosaka; 哲也小坂; Tomoyuki Yamamoto; 知之山本
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 1993-12-01
Filing date: 1993-12-01
Publication date: 1995-06-23

Abstract

(57)【要約】【目的】作業者の期待するロボット手首姿勢を実現す
ることが出来るミラーイメージング。【構成】ＣＰＵは原プログラムより１ブロックの命令
を読み（ステップＳ１）、移動命令なら（ステップＳ
２）、教示点Ｐを、作業空間に固定された座標系Σw 上
のミラー座標系Σm1上で表わす行列を求める（ステップ
Ｓ３）。これをミラー面ｍ1 に関して面対称変換した第
１鏡像点Ｐ’を求め（ステップＳ４）、Σw上表現行列
［Ｐ’］を計算する（ステップＳ５）。更に、フェイス
プレート座標系Σr から見たミラー座標系Σm2、ＴＣＰ
を表わす行列［Ｍ2 ］、［Ｔ］を用い、［Ｍ2］
^-1［Ｐ’］を求め、ミラー面ｍ2 について面対称変換を
行ない、第２鏡像点Ｐ”を表わす行列［Ｔ’］を求め
る。これを利用して、第２鏡像点Ｐ”を座標系Σw 上で
表現する行列［Ｐ”］を求め、メモリに記憶する（ステ
ップＳ６〜７）。以上の処理とステップＳ８，９の処理
を所要回数繰り返すことによって、原プログラムに対す
るミラーイメージのプログラムが作成・記憶される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本願発明は、ロボットに位置・姿
勢を教示するプログラムデータ（「原プログラム」のデ
ータと言う。）が与えられた場合に、これと鏡像関係に
あるミラーイメージプログラムを作成し、あるいは原プ
ログラムで教示されたロボット位置・姿勢と鏡像関係に
ある状態を実現させるようにロボットを駆動させるミラ
ーイメージ駆動を実行する方法（以下、「ミラーイメー
ジング方法」と言う。）に関する。

【０００２】

【従来の技術】ロボットのミラーイメージングは、例え
ば、面対称な作業対象物に対し一方の面に対して教示さ
れたプログラムの各教示点のミラーイメージを求めて他
方の面の教示点としてロボットを駆動して作業を行わせ
る為のものであり、１台のロボットで一方の面に対して
は教示されたプログラムによって作業し、他方の面に対
しては、ミラーイメージで求められた教示点に従って作
業したり、あるいは、図１に示すように作業ライン５２
の両側に対称におかれたロボット５０，５１が面対称と
なる作業対象物５３に対し、対称的な動作を行う場合
に、一方のロボット５０（又は５１）は、該ロボット
（又は５１）に対して教示されたプログラムで作業を行
い、他方のロボット５１（又は５０）は上記プログラム
の各教示点のミラーイメージを各教示点として駆動し、
ロボット５０とロボット５１を対称的に駆動するもので
ある。

【０００３】旧来より知られているミラーイメージング
の方法の１つとして、作業対象物の対称面に対応させて
ミラー面を設定し、このミラー面についてロボットのツ
ール先端点（ＴＣＰ）の位置に関するミラーイメージ位
置とツール取付面中心の位置・姿勢に関するミラーイメ
ージを求める方法がある。図２は、その原理を説明する
ものである。即ち、図に示されているように、設定され
たミラー５６に関するツール先端点（ＴＣＰ）の位置５
４のミラーイメージ位置５４’及びツール取付面中心５
５の位置・姿勢のミラーイメージ５５’を求め、原プロ
グラムで教示されるツール先端点（ＴＣＰ）５４及びツ
ール取付面中心５５の位置・姿勢がミラー５６に関して
対称なミラーイメージによるプログラムの作成あるいは
ロボット駆動を行なうものである。

【０００４】しかし、この旧来型の技術では、ツール先
端点（ＴＣＰ）の位置５４及びツール取付面中心５５の
位置・姿勢のミラーイメージを求めても、ツールＡのミ
ラーイメージ処理後の姿勢は図２でＡ’で示されたもの
となり、元のツールＡの姿勢に対し、ミラー面に対し対
称なツール姿勢を得ることができなかった。

【０００５】そこで、この旧来型技術を改良し、ツール
姿勢に関してもミラーイメージシフトを行なうミラーイ
メージング方法が提案されている。その原理の概要を図
３を参照して説明すれば、次のようになる。図３に示さ
れているように、ミラーイメージングの対象となる原プ
ログラムの教示点Ｐは座標系Σw に準拠してそのデータ
が与えられているものとすると、ツール姿勢をも含め、
次式（１）に示すような４行４列の同次変換行列［Ｐ］
で表わすことが出来る。

【０００６】

【数１】また、原プログラムの準拠する座標系Σw と同一の座標
系に対して設定されるミラー面を定義する座標系Σm1
（以下、ミラー座標系と言う。）も同様に４行４列の同
次変換行列で表わされる。そこで、このミラー面を定義
するミラー座標系Σm1の２つの座標軸で形成される面と
ミラー面が一致するように、該ミラー座標系Σm1を定義
する。ここでは、図示されているように、ミラー座標系
Σm1のＸm1−Ｚm1平面上にミラー面ｍ1 があるものとす
る。

【０００７】そして、原プログラムの教示点Ｐのデータ
を読み、該教示点Ｐのツール姿勢を含む４行４列の行列
とミラー面ｍ1 を定義するミラー座標系Σm1の４行４列
の行列［Ｍ1 ］の逆行列［Ｍ1 ］^-1の積（［Ｍ1］
^-1［Ｐ］）を求めると、これは教示点Ｐをミラー座標系
Σm1上で表わしたものとなる。

【０００８】そして、この積（［Ｍ1 ］^-1［Ｐ］）で表
わされる点の４行４列の行列における姿勢を表わすノー
マルベクトル＜ｎ＞，オリエンテーションベクトル＜ｏ
＞，アプローチベクトル＜ａ＞、及び位置を表わす位置
ベクトル＜ｒ＞のミラー面に垂直な軸成分、即ち、上記
例のｙ軸成分ｎy ，Ｏy ，ａy ，ｙの符号を反転する。
これにより、ミラー座標系Σm1のＸm1−Ｚm1平面に関す
るミラーイメージ（鏡像点）が得られる。こうして得ら
れた鏡像点を（［Ｍ1 ］^-1［Ｐ］）’とし、該点（［Ｍ
1 ］^-1［Ｐ］）’の４行４列の行列とミラー面を定義し
たミラー座標系Σm1の行列との積［Ｍ1 ］（［Ｍ1 ］^-1
［Ｐ］）’を求めれば、得られたデータは鏡像点を原プ
ログラムの座標系上で表現したものとなる。

【０００９】即ち、原プログラムの教示点Ｐのミラー面
に対するミラーイメージ（鏡像点）Ｐ’を座標系Σw 上
で表現する行列［Ｐ’］は、［Ｐ’］＝［Ｍ1 ］（［Ｍ1 ］^-1［Ｐ］）’ ・・・・（２）として得られ、その結果、ミラー面に垂直な軸（ｙ軸）
に対する各ベクトルの成分ｎy ，Ｏy ，ａy ，ｙの符号
が反転されているから、ツール姿勢を表わすベクトル＜
ｎ＞，＜ｏ＞，＜ａ＞、及びツール位置を表わすベクト
ル＜ｒ＞は原プログラムにおける教示点（原教示点）を
表わす各ベクトルに対してミラー面に関して対称とな
る。

【００１０】但し、上記各ベクトルの反転処理は座標系
の「裏返し」を伴う変換を表わしているから、上記
（２）式の行列データは、現実にはツール座標系Σt
（鏡像変換以前）の並進と回転の組合せ（運動）によっ
ては実現し得ない状態を表現している点に注意する必要
がある。換言すれば、鏡像変換により、ツール座標系Σ
t が原プログラムが当然の前提としている右手系から左
手系に変換されてしまうので、一般には、実際のロボッ
ト制御において上記（２）式をそのままロボット位置・
姿勢の目標値に採用することは出来ないと言うことにな
る。ロボットに出来ることは、設定されたツール座標系
Σt を運動（並進と回転の組合せ）させることだけであ
る。

【００１１】そこで、従来は左手系を右手系に戻す為の
変換処理として、ツール座標系ΣtのＸt −Ｚt 平面に
対する面対称変換や、メカニカルインターフェイス座標
系の原点（ハンド取り付け面の中心点）とツール先端点
ＴＣＰを結ぶ直線と、メカニカルインターフェイス座標
系のＺ軸（ハンド取り付け面に垂直な方向）を含む平面
に対する面対称変換が採用されていた。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな左手系から右手系に戻す面対称変換処理は、ハンド
の形状を考慮して行なわれるものではないので、面対称
変換処理後に計算されるロボット手首の姿勢は、オペレ
ータ乃至プログラム作成者の期待通りのものとは異なる
のが一般的であり、プログラム再生運転時にロボットハ
ンドやワークの破壊事故を招く原因となる。

【００１３】本願発明の目的は、上記従来技術の問題点
を克服し、ミラーイメージシフト時に必要となる左手系
から右手系へ戻す為の面対称変換処理をハンドの形状を
考慮した形で行ない、面対称変換処理後に計算されるロ
ボット手首の姿勢を適正なものとして、プログラム再生
運転時にロボットハンドやワークの破壊事故を招くこと
の無いミラーイメージング方法を提供することにある。

【００１４】

【課題を解決する為の手段】本願発明は、「作業空間に
対して固定された作業座標系Σw 上に設定される第１の
ミラー面ｍ1 が直交する２つの座標軸で形成される面上
に乗るように定義された第１のミラー座標系Σm1と、ロ
ボットに対して固定されたロボット座標系Σr 上にロボ
ットハンド形状に対応して設定される第２のミラー面ｍ
2 が直交する２つの座標軸で形成される面上に乗るよう
に定義された第２のミラー座標系Σm2を予めロボットに
教示する段階と；上記座標系Σw において原プログラム
の教示点Ｐを表現するデータと前記作業座標系Σw 上で
前記第１のミラー座標系Σm1を表わす行列の逆行列デー
タを用いて前記教示点Ｐの前記第１のミラー座標系Σm1
上の表現データを求め、該表現データに含まれる前記第
１のミラー面ｍ1 に直交する軸成分の各ベクトル成分の
符号を反転して得られる第１鏡像点Ｐ’の表現データ
を、前記第１のミラー座標系Σm1を表現する行列データ
を利用して上記作業座標系Σw 上で第１鏡像点Ｐ’を表
現するデータに変換する段階と；該作業座標系Σw 上の
表現データに変換された第１鏡像点Ｐ’の表現データと
前記ロボット座標系Σr 上で前記第２のミラー座標系Σ
m2を表わす行列の逆行列データを用いて前記第１鏡像点
Ｐ’の前記第２のミラー座標系Σm2上の表現データを求
め、該表現データに含まれる前記第２のミラー面ｍ2 に
直交する軸成分の各ベクトル成分の符号を反転して得ら
れる第２鏡像点Ｐ”の表現データを、前記第２のミラー
座標系Σm2を表現する行列データを利用して上記作業座
標系Σw 上で第２鏡像点Ｐ”を表現するデータに変換す
る段階を含むことを特徴とするロボットのミラーイメー
ジング方法」、によって上記技術課題を解決したもので
ある。

【００１５】

【作用】図４及び図５は、図３に示した態様で教示点Ｐ
の鏡像点Ｐ’を求めた上で、本願発明の技術思想に従
い、ハンドの対称性を考慮した第２のミラー面ｍ2 を設
定し、該ミラー面ｍ2 に関する面対称変換を行なって、
適正な手首姿勢を定める原理を説明する図であり、図５
は特に、ミラー面ｍ2 に関する面対称変換に関連した座
標系の関係を抽出描示したものである。なお、以下の説
明では、図３と共通した符号を適宜使用する。

【００１６】先ず、図４の（１）以下を参照すると、ロ
ボット手首部１のフェイスプレート面（ハンド取り付け
面）１ａに取り付けられたハンド２によってツール３を
把持した状態が例示されている。ここでは、図示されて
いるように、ツール３として突起５を有するワーク３を
想定する。そして、突起５の嵌め合いを考えて、突起５
の先端にツール先端点ＴＣＰ（ツール座標系Σt ）を設
定する。このＴＣＰは、ワーク３の中心線からはずれた
位置にあるものとする。また、ハンド２の一方の上方側
部には突起４が存在するものとする。

【００１７】図４（１）は、上記装備及び把持の態様を
想定されたロボットが原プログラムに従った教示点Ｐに
位置した状態を表わしており、（１’）は、座標系Σw
（作業空間に固定された座標系）に対して設定されたミ
ラー面ｍ1 に関する（純粋な）ミラーイメージを表わし
ている。しかし、このミラーイメージは、ツール（被把
持ワーク）３、ハンド２、ロボット手首１のすべてを鏡
像変換しているので、これら自身が変換の前後で鏡像関
係とならない限り実現出来ない状態を表わしている。

【００１８】ここで、作業者がミラー面ｍ1 に対するミ
ラーイメージシフトを実行するに際して期待する手首姿
勢を考えてみると、それは、そのハンド２に存在する
「対称面」あるいはそれに準ずると意識される面（「準
対称面」と言う。）が、ミラー面ｍ1 に対して面対称に
なるようなものである。

【００１９】そこで、（１），（１’）に併記したよう
に、このハンド２の「対称面」あるいは「準対称面」を
ミラー面ｍ2 としてロボット上（例えば、フェイスプレ
ート１ａの中心Ｏr を原点とするフェイスプレート座標
系Σr ）に設定し、（１’）の状態に対して、このミラ
ー面ｍ2 に対する面対称変換を実行する処理を施し、
（１”）に示されたような状態を考えると、この状態
は、上記作業者の期待を満足し、且つ、各座標系が右手
系に復帰再変換されていることに対応して、（１）の状
態からの「運動」によって実現出来る状態を表わしてい
る。（１”）におけるＴＣＰは、Ｐ’をミラー面ｍ2 に
関して面対称変換したＰ”で表わされている。また、
（２）は、ロボットが原プログラムに従った教示点Ｐに
位置した状態を表わしており、（１）と同一の状態を便
宜的に併記したものである。なお、（２）及び（１”）
においては、ロボットハンド形状に対応して設定される
第２のミラー面ｍ2 の図示を省略した。

【００２０】以上のことから、この第２の鏡像点Ｐ”を
座標系Σw 上で表現する表式（同次変換行列［Ｐ”］）
を求め、該表式に対応した処理を実行すれば、所期のミ
ラーイメージングが実行可能となることが判る。以下、
ミラー面ｍ2 に関する面対称変換に関連した座標系の関
係を抽出描示した図５を参照して、［Ｐ”］を表わす式
を求める。

【００２１】先ず、図５に示されているように、ミラー
面ｍ2 を定義するミラー座標系Σm2を、ミラー座標系Σ
m1の場合と同様に、その２つの座標軸で形成される面が
ミラー面ｍ2 が一致するように定義する。ここでは、図
示されているように、ミラー座標系Σm2のＸm2−Ｚm2平
面上にミラー面ｍ2 があるものとする。そして、フェイ
スプレート１ａの中心Ｏr を原点とするフェイスプレー
ト座標系Σr から見たミラー座標系Σm2を表わす行列を
［Ｍ2 ］とする。また、フェイスプレート座標系Σr か
ら見たツール座標系Σt を表わす行列を［Ｔ］とする。

【００２２】また、ミラー座標系Σm2から見たＰ’を表
わす行列を［Ｈ］とすると、［Ｈ］は、次式で与えられ
る。［Ｈ］＝［Ｍ2 ］^-1［Ｔ］・・・・（３）そして、この積（［Ｍ2 ］^-1［Ｔ］で表わされる点の４
行４列の行列における姿勢を表わすノーマルベクトル、
オリエンテーションベクトル、アプローチベクトル、及
び位置を表わす位置ベクトルのミラー面ｍ2 に垂直な軸
成分、即ち、上記例のｙ軸成分の符号を反転する。この
行列を、［Ｈ’］＝（［Ｍ2 ］^-1［Ｔ］）’ ・・・・（４）とする。

【００２３】これは、点Ｐ’のミラー座標系Σm2のＸm2
−Ｚm2平面に関する鏡像点Ｐ”をミラー座標系Σm2上で
表わしたものとなっている。従って、作業空間に固定さ
れた座標系Σw 上で点Ｐ”を表現する行列［Ｐ”］は次
の式で与えられることになる。［Ｐ”］＝［Ｐ’］［Ｈ］^-1［Ｈ’］＝［Ｐ’］（［Ｍ2 ］^-1［Ｔ］）^-1（［Ｍ2 ］^-1［Ｔ］）’ ・・・・（５）

【００２４】

【実施例】図６は、本願発明に従ってミラーイメージン
グを実施するロボットシステムの概要を要部ブロック図
で表わしたものである。図中、１０はロボットを制御す
るロボットコントローラ、２０はロボットの本体部、３
０はオフラインプログラミング装置を兼ねたワークステ
ーションを示している。ロボットコントローラ１０は中
央演算処理装置（以下、ＣＰＵという）１１を有し、該
ＣＰＵ１１には、ＲＯＭからなるメモリ１２，ＲＡＭか
らなるメモリ１３，不揮発性メモリ１４，液晶ディスプ
レイ（ＬＤＣ）付教示操作盤１５，入出力装置１６及び
ロボット軸制御器１７がバス１９を介して接続されてい
る。

【００２５】メモリ１２にはＣＰＵ１１が実行すべき各
種の制御プログラムが格納されている。メモリ１３は、
ＣＰＵ１１が行なう各種演算のデータの一時記憶等に使
用される。そして、不揮発性メモリ１４には、教示操作
盤１５から入力された各種プログラム、設定データ、あ
るいは入出力装置１５を介してワークステーション３０
で作成されたオフラインプログラムデータ等が格納され
ている。

【００２６】また、軸制御器１６にはサーボ回路１７が
接続され、該サーボ回路１７の出力により、ロボット本
体２０の各軸のサーボモータを駆動しロボットを駆動す
る。

【００２７】以上の構成及び機能は、従来から知られて
いるロボットシステムと基本的に変わるところはない
が、本実施例においては、更に、本願発明のミラーイメ
ージングを実行する為に、図７に示すフローチャートに
相当する処理を実行する為のプログラムが不揮発性メモ
リ１４に格納されていると共に、原プログラムのミラー
イメージのプログラムを書き込む領域が不揮発性メモリ
１４に予め確保されているものとする。以下、図７のフ
ローチャートを参照して、本実施例におけるミラーイメ
ージングについて説明する。

【００２８】なお、ここでは、ロボット本体２０と作業
ライン（ｍ1 に対応）に対し対称に配設される別のロボ
ットの作業対象に対する教示プログラムがすでに作成さ
れ、ワークステーション３０から、入出力装置１５を介
して不揮発性メモリ１４に格納済みであることを仮定す
る。そして、この原プログラムに対するミラーイメージ
動作を該ロボット２０に行わせる為に、該原プログラム
に基づいてミラーイメージのプログラムを作成するケー
スについて述べる。使用するハンド形状及び準対称面
（ｍ2 ）としては、図４に示されたものを想定する。

【００２９】まず、上記原プログラムにおいて各教示点
Ｐを教示するために使用されたワーク座標系等、作業空
間に固定された座標系Σw において、ミラー面を定義す
るミラー座標系Σm1を教示操作盤１５より入力し、メモ
リ１４に記憶させる。この場合、２つのロボットが対称
的に動作する対称中心線、即ち、作業対象物の対称形状
となる対称中心線にミラー面ｍ1 を設定し、かつ、本実
施例は該ミラー面を定義するミラー座標系Σm1のＸm1−
Ｚm1平面上にミラー面ｍ1 が乗るようにミラー座標系Σ
m1を定義して入力する。

【００３０】また、フェイスプレート座標系Σr に対し
てミラー面ｍ2 を定義するミラー座標系Σm2をメモリ１
４に記憶させる。作用の説明の欄で既述したように、ミ
ラー面ｍ2 は、使用するハンド２の形状を考慮して、そ
の対称面または準対称面に対応させて設定する。そし
て、ミラー面ｍ2 が２本の座標軸で張られる平面（ここ
ではＸm2−Ｚm2）上に乗るようにミラー座標系Σm2を定
義してメモリ１４に記憶させる。

【００３１】以上の準備のもとに、ロボットコントロー
ラ１０をミラーイメージプログラム作成モードにして稼
働させると、ＣＰＵ１１は、先ずミラー座標系Σm2から
見たツール先端点を表わす行列［Ｈ］と、該行列［Ｈ］
のｙ軸成分を反転させた行列［Ｈ’］を求めた上で（ス
テップＳ１）、原プログラムより１ブロックの命令を読
み込む（ステップＳ２）。該ブロックの命令が移動命令
であれば（ステップＳ３）、該命令の教示点Ｐのミラー
座標系Σm1における点を、ミラー座標系Σm1の逆行列
［Ｍ］^-1と教示点Ｐを座標系Σw 上で表わす行列［Ｐ］
の積［Ｍ］^-1［Ｐ］を計算することによって求める（ス
テップＳ４）。

【００３２】こうして求められた教示点Ｐをミラー座標
系Σm1上で表現する行列［Ｍ］^-1［Ｐ］における姿勢を
表わすノーマルベクトル、オリエンテーションベクト
ル、アプローチベクトル及び位置ベクトルのミラー面ｍ
1 に垂直な軸、すなわち、Ｙm1軸成分の符号を反転さ
せ、ミラー座標系Σm1における第１鏡像点（［Ｍ］
^-1［Ｐ］）’を求める（ステップＳ５；上記（２）式及
び関連説明参照）。

【００３３】次にミラー座標系Σm1を座標系Σw 上で表
現する行列［Ｍ1 ］とこの第１鏡像点を座標系Σm1上で
表わす行列［Ｐ’］から、座標系Σw （原プログラムが
準拠している座標系）における点Ｐ’の表現行列
［Ｐ’］＝［Ｍ1 ］（［Ｍ］^-1［Ｐ］）’を求める（ス
テップＳ６）。

【００３４】次いで、これらの結果を用いて、第２鏡像
点Ｐ”を座標系Σw 上で表現する行列［Ｐ”］を、
［Ｐ”］＝［Ｐ’］［Ｈ］^-1［Ｈ’］の計算によって求
め、不揮発性メモリ１４に記憶する（ステップＳ７）。

【００３５】以上の処理が終了したら、ステップＳ２へ
戻り、後続する各教示点についてステップＳ２以下の処
理を繰り返して実行する。

【００３６】また、ステップＳ２において読取ったブロ
ックの命令が移動命令でない場合には、該命令をそのま
ま不揮発性メモリ１４内に格納し（ステップＳ８）、該
命令がプログラムエンドでなければ（ステップＳ９）、
ステップＳ１へ戻る。以下、ステップＳ１〜Ｓ９までの
処理をプログラムエンドになるまで実行し、プログラム
エンドになれば、不揮発性メモリ１４のミラーイメージ
プログラム書き込み領域には、原プログラムに対するミ
ラーイメージのプログラムが作成・記憶される。なお、
ステップＳ６における反転処理において、ノーマルベク
トル、オリエンテーションベクトル、アプローチベクト
ルのミラー面ｍ2 に垂直な軸成分のみを反転し、位置ベ
クトルはそのままにすれば、ロボットの位置（ＴＣＰの
位置）に関しては、第１鏡像点Ｐ’から移動させないよ
うにするミラーイメージングが実現されることになる。

【００３７】このようにして作成されたミラーイメージ
のプログラムによってロボット２０を駆動すれば、該ロ
ボット２０は、作業ラインに対し対称に配設され原プロ
グラムで駆動制御されるロボットの動作と対称の動作を
行うこととなる。そして、その際のロボット２０の手首
姿勢は、第２のミラー面ｍ2 に対応したハンドの準対称
面（または、対称面）が第１のミラー面ｍ1 に対して面
対称に変換されたものとなっていることは、上記図４，
図５の関連説明等から明きらかである。

【００３８】なお、上記実施例では、原プログラムを不
揮発性メモリ１４から読み出しながらミラーイメージの
プログラムを作成する例を述べたが、原プログラムをワ
ークステーション３０から入出力装置１６を介して読み
出しながら、上記説明した処理を行ってミラーイメージ
のプログラムを作成するようにしても良い。

【００３９】また、メモリ１４に原プログラムを格納し
ておき、ミラーイメージ再生モードによって原プログラ
ムの再生時に上記処理を実行することによって、該ロボ
ット２０をミラーイメージで再生運転することも可能で
ある。

【００４０】但し、この場合には、図７の処理における
ステップＳ７の処理は、ミラーイメージの点Ｐ”を表わ
すデータ［Ｐ”］を出力し、軸制御器１６，サーボ回路
１７を介してロボット本体２０を作動させることとな
る。このような種々の変形は、すべて本願発明に言うと
ころの「ミラーイメージング方法」に該当するものであ
る。

【００４１】

【発明の効果】本願発明のミラーイメージン方法によれ
ば、ミラーイメージの生成に際して作業者の期待するロ
ボット手首姿勢を実現することが出来る。

【００４２】即ち、使用されるロボットハンドの形状に
含まれる対称面あるいは準対称面が作業座標系に固定さ
れたミラー面に関して対称に変換されるようなミラーイ
メージシフトが、右手座標系から左手座標系へ変換され
た座標系を元の右手座標系へ戻す座標系再裏返し変換を
支障なく実行しつつ実現される。そして、不適正な再裏
返し変換によって作業者の予期しない手首姿勢が計算さ
れ、ロボットハンンドやワーク等の破損事故を起こすと
いうような事態を回避することが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】ミラーイメージによる作業を実施する例の説明
する図である。

【図２】旧来方式によるミラーイメージングについて説
明する図である。

【図３】改良された従来技術によるミラーイメージング
について説明する図である。

【図４】図３で示された状況を前提に、本願発明に従っ
て第２のミラー面を設定し、面対称変換を行なうことに
よって、ロボットの手首姿勢を定める原理について説明
する図である。

【図５】図４において、ミラー面ｍ2 に関する面対称変
換に関連した座標系の関係を抽出描示した図である。

【図６】本願発明に従ったミラーイメージング方法を実
施する際に使用されるロボットコントローラを含むシス
テムの構成を説明する要部ブロック図である。

【図７】図５に記されたシステムを用いて本願発明に従
ったミラーイメージング方法を実施する際の処理の概要
を記したフローチャートである。

【符号の説明】

１ロボット手首部１ａフェイスプレート（ロボットハンド取り付け面）２ロボットハンド３ツール（被把持ワーク）４，５突起１０ロボット制御装置１１中央演算処理装置（ＣＰＵ）１２メモリ（ＲＯＭ）１３メモリ（ＲＡＭ）１４不揮発性メモリ１５教示操作盤１６入出力装置１７軸制御器１８サーボ回路１９バス２０，５０，５１ロボット（本体）５２作業ライン５３作業対象物５４ツール先端点（ＴＣＰ）５４’ ツール先端点のミラーイメージ点５５ツール取付面中心５５’ ツール取付面中心のミラーイメージ点ｍ1 ，ｍ2 ミラー面

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】作業空間に対して固定された作業座標系
Σw 上に設定される第１のミラー面ｍ1 が直交する２つ
の座標軸で形成される面上に乗るように定義された第１
のミラー座標系Σm1と、ロボットに対して固定されたロ
ボット座標系Σr 上にロボットハンド形状に対応して設
定される第２のミラー面ｍ2 が直交する２つの座標軸で
形成される面上に乗るように定義された第２のミラー座
標系Σm2を予めロボットに教示する段階と；上記座標系
Σw において原プログラムの教示点Ｐを表現するデータ
と前記作業座標系Σw 上で前記第１のミラー座標系Σm1
を表わす行列の逆行列データを用いて前記教示点Ｐの前
記第１のミラー座標系Σm1上の表現データを求め、該表
現データに含まれる前記第１のミラー面ｍ1 に直交する
軸成分の各ベクトル成分の符号を反転して得られる第１
鏡像点Ｐ’の表現データを、前記第１のミラー座標系Σ
m1を表現する行列データを利用して上記作業座標系Σw
上で第１鏡像点Ｐ’を表現するデータに変換する段階
と；該作業座標系Σw 上の表現データに変換された第１
鏡像点Ｐ’の表現データと前記ロボット座標系Σr 上で
前記第２のミラー座標系Σm2を表わす行列の逆行列デー
タを用いて前記第１鏡像点Ｐ’の前記第２のミラー座標
系Σm2上の表現データを求め、該表現データに含まれる
前記第２のミラー面ｍ2 に直交する軸成分の各ベクトル
成分の符号を反転して得られる第２鏡像点Ｐ”の表現デ
ータを、前記第２のミラー座標系Σm2を表現する行列デ
ータを利用して上記作業座標系Σw 上で第２鏡像点Ｐ”
を表現するデータに変換する段階を含むことを特徴とす
るロボットのミラーイメージング方法。