JPH0724762A - Robot controller - Google Patents

Robot controller

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Publication number
JPH0724762A
JPH0724762A JP18898293A JP18898293A JPH0724762A JP H0724762 A JPH0724762 A JP H0724762A JP 18898293 A JP18898293 A JP 18898293A JP 18898293 A JP18898293 A JP 18898293A JP H0724762 A JPH0724762 A JP H0724762A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
robot
dimensional
operable range
range
designating
Prior art date
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Pending
Application number
JP18898293A
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Japanese (ja)
Inventor
Katsuhiro Komuro
克弘 小室
洋二 ▲吉▼田
Yoji Yoshida
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Toyoda Koki KK
Original Assignee
Toyoda Koki KK
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Publication date
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Priority to JP18898293A priority Critical patent/JPH0724762A/en
Publication of JPH0724762A publication Critical patent/JPH0724762A/en
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Abstract

PURPOSE:To facilitate setting of a scope of permissible action so as to improve work efficiency by specifying a scope of permissible three-dimensional action by a shape and space coordinate having the predetermined relationship. CONSTITUTION:Shape selection menu of a scope of possible action is displayed on CRT 27 of an operation panel 26 and shape is selected through key inputting. The selected shape specification data is stored in DDA region of a memory 25. Next, input point of data related to position and size is displayed on the CRT 27 based on the shape data stored in FDA region of the memory 25. A worker moves a tip of a robot to a position on the displayed space coordinate system in an actual space to store a coordinate value of the position in the DDA region. Next, the actual scope of three-dimensional action is computed and determined from this input coordinate. Further, a teaching point data is read from PDA region of the memory 25 to compute position coordinate of an interpolation point. If it is in the scope of possible action, the tip of robot is positioned and controlled at the interpolation point, and if it is out of the scope, it is stopped.

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、ロボットの位置及び姿
勢を制御するロボット制御装置に関する。特に、ロボッ
トの先端部分の動作範囲を制限するようにして作業の安
全性を図った装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a robot controller for controlling the position and orientation of a robot. In particular, the present invention relates to a device for ensuring work safety by limiting the operating range of the tip portion of a robot.

【0002】[0002]

【従来技術】従来、特開昭60-44293号公報に記載のよう
に、ロボットの先端位置の動作許可範囲を予め設定する
装置が知られている。その装置では、空間座標系におけ
る直方体の角の点の座標を直接に入力する方法と、空間
座標系において、現実にロボットの先端点を直方体の角
の点に位置決めして、その位置の座標を記憶する方法と
が採用されている。そして、ティーチング時及びプレイ
バック時にロボットの先端点の目標位置がその動作許可
範囲に存在する場合には、その範囲内における目標点へ
の位置決めができ、その範囲外に目標位置がある場合に
は、その目標位置への位置決めを禁止することが行われ
ている。
2. Description of the Related Art Conventionally, as described in Japanese Patent Laid-Open No. 60-44293, there is known a device for presetting an operation permission range of a tip position of a robot. In that device, the method of directly inputting the coordinates of the corner points of the rectangular parallelepiped in the spatial coordinate system, and in the spatial coordinate system, the tip point of the robot is actually positioned at the corner point of the rectangular parallelepiped, and the coordinates of that position are calculated. The method of remembering is adopted. Then, when the target position of the tip of the robot is in the operation permission range at the time of teaching and playback, the robot can be positioned at the target point within the range, and when the target position is outside the range, , The positioning to the target position is prohibited.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】このような動作許可範
囲の設定により、ロボットの位置決め制御における安全
性が確保されているが、設定される範囲の形状は直方体
に限定されており、ロボットの行う種々の加工動作に対
して必ずしも適切ではなかった。又、このような動作可
能範囲の設定は煩雑であり、多大な時間を必要とすると
いう問題があった。本発明は上記の課題を解決するため
に成されたものであり、その目的は、ロボットに許可し
得る動作可能範囲の設定を容易化することで、作業効率
を改善すると共に、作業の安全性を向上させることであ
る。
Although the safety in the positioning control of the robot is ensured by setting the operation permission range as described above, the shape of the set range is limited to a rectangular parallelepiped, and the robot performs it. It was not always suitable for various machining operations. Further, there is a problem that setting such an operable range is complicated and requires a lot of time. The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and an object thereof is to improve work efficiency and work safety by facilitating setting of an operable range that can be permitted to a robot. Is to improve.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の請求項1の発明の構成は、ロボットの位置及び姿勢を
制御するロボット制御装置において、3次元動作可能範
囲の形状を指定入力する形状指定手段と、3次元動作可
能範囲に対して所定の関係にある点を空間座標系におい
て指定することで3次元動作可能範囲の位置を空間座標
系において指定する位置指定手段と、指定された形状及
び位置に基づいて、空間座標系における現実の3次元動
作可能範囲を特定するデータを演算する演算手段と、ロ
ボットの位置及び姿勢の制御時に、その位置決め制御目
標位置がロボットの先端部分が現実の3次元動作可能範
囲に存在するか否かを判定する判定手段と、判定手段に
より制御目標位置が現実の3次元動作可能範囲内に存在
しない場合には、その制御目標位置への位置決め制御を
禁止する動作禁止手段とを設けたことを特徴とする。
According to a first aspect of the present invention for solving the above-mentioned problems, a robot controller for controlling a position and a posture of a robot has a shape for designating and inputting a shape within a three-dimensional movable range. Designating means, position designating means for designating a position in the three-dimensional movable range in the spatial coordinate system by designating points having a predetermined relationship with the three-dimensional movable range in the spatial coordinate system, and designated shape. Based on the position and the position, a calculation unit that calculates data that specifies the actual three-dimensional operable range in the spatial coordinate system, and the target position of the positioning control when the position and the posture of the robot are controlled, the tip portion of the robot is the actual position. If the control target position is not within the actual three-dimensional operable range by the determining means and the determining means for determining whether the control target position exists within the three-dimensional operable range, Characterized by providing an operation inhibiting means for inhibiting the positioning control to the control target position.

【0005】又、請求項2の発明は、3次元動作可能範
囲を特定するのに、ロボットの先端部を空間座標系にお
いて現実に移動させて位置決めすることで行うことを特
徴とする。さらに、請求項3及び4の発明は、形状、位
置、大きさのデータにより決定された3次元動作可能範
囲から、動作禁止領域を部分的に除去することができる
ようにしたことを特徴とする。
Further, the invention of claim 2 is characterized in that, in order to specify the three-dimensional movable range, it is carried out by actually moving and positioning the tip of the robot in the spatial coordinate system. Further, the inventions of claims 3 and 4 are characterized in that the motion prohibited area can be partially removed from the three-dimensional movable range determined by the shape, position, and size data. .

【0006】[0006]

【作用】ロボットの先端の3次元動作可能範囲を空間座
標系において設定する場合に、設定すべき3次元動作可
能範囲の形状とその範囲の設定位置とを指定するデータ
が入力される。空間座標系における現実の3次元動作可
能範囲の存在領域が演算される。次に、現実にロボット
の先端部分の位置決め動作が実行される場合には、ロボ
ットの先端部分の制御目標位置が設定された現実の3次
元動作可能範囲に存在するか否かが判定され、その範囲
に存在する場合にのみ制御目標位置への位置決め制御が
実行される。又、動作可能範囲から部分的な動作禁止領
域が設定された場合には、その動作禁止領域を除く3次
元動作可能範囲が演算されて、その動作可能範囲内にお
いてのみ、ロボットの先端部の位置決め制御が可能とな
る。
When the three-dimensional movable range of the tip of the robot is set in the spatial coordinate system, data designating the shape of the three-dimensional movable range to be set and the set position of the range are input. The existing area of the actual three-dimensional operable range in the spatial coordinate system is calculated. Next, when the positioning operation of the tip end portion of the robot is actually executed, it is determined whether or not the control target position of the tip end portion of the robot is within the set actual three-dimensional operable range. Positioning control to the control target position is executed only when the position is within the range. Further, when a partial operation prohibited area is set from the operable area, the three-dimensional operable area excluding the operation prohibited area is calculated, and the tip of the robot is positioned only within the operable area. It becomes possible to control.

【0007】[0007]

【発明の効果】本発明は、このようにして、3次元動作
可能範囲を形状やその範囲と所定の関係にある点の空間
座標系における座標等を指定することで、空間座標系に
設定される現実の3次元動作可能範囲が演算される。従
って、特に、動作可能範囲の形状が任意に選択できるの
で、工作物や作業の種類に応じた動作可能範囲の設定が
極めて容易となるため、作業性が向上する。又、3次元
動作可能範囲の設定を現実のロボットの先端部を位置決
めすることで入力する場合には、作業者は動作可能範囲
を容易にイメージすることができ、範囲の設定が極めて
容易となる。さらに、3次元動作可能範囲において、部
分的に動作禁止領域が容易に設定できるため、基本的な
形状で指定された動作可能範囲内に障害物が存在する場
合には、その障害物の存在する領域を動作禁止領域とし
て容易に除去することが可能となり、この場合の動作可
能範囲の設定作業が極めて容易となると共に動作可能範
囲を詳細に決定できるので、より作業の安全性が確保さ
れる。
As described above, according to the present invention, the three-dimensional movable range is set in the spatial coordinate system by designating the shape and the coordinates of the points having a predetermined relationship with the range in the spatial coordinate system. The actual three-dimensional operable range is calculated. Therefore, in particular, since the shape of the movable range can be arbitrarily selected, it is extremely easy to set the movable range according to the type of the workpiece and the work, and the workability is improved. Further, when the setting of the three-dimensional operable range is input by positioning the tip of the actual robot, the operator can easily imagine the operable range, and the setting of the range becomes extremely easy. . Further, in the three-dimensional movable range, the motion prohibited area can be easily set partially. Therefore, when an obstacle exists within the movable range specified by the basic shape, the obstacle exists. It is possible to easily remove the area as the operation prohibited area, the work of setting the operable range in this case is extremely easy, and the operable range can be determined in detail, so that the safety of the work is further ensured.

【0008】[0008]

【実施例】以下、本発明を具体的な実施例に基づいて説
明する。図1は6軸多関節ロボットの機構を示した機構
図である。10がロボット本体であり、フロアに本体1
0を固定するベース12が配設され、ベース12上には
コラム13が固設されており、コラム13はボディ14
を回転自在に配設している。ボディ14はアッパーアー
ム15を回動自在に軸支し、アッパーアーム15は、フ
ォアアーム16を回動自在に軸支している。ボディ1
4、アッパーアーム15、フォアアーム16は、それぞ
れ、サーボモータM1,M2,M3(図2参照)によっ
て、軸a,b,cの回りに回転駆動される。この回転角
はエンコーダE1,E2,E3によって検出される。フ
ォアアーム16の先端部にはリスト17がd軸の周りに
回転可能に軸支され、リスト17にはハンド18がe軸
の周りに回動自在に軸支されている。
EXAMPLES The present invention will be described below based on specific examples. FIG. 1 is a mechanism diagram showing the mechanism of a 6-axis articulated robot. 10 is the robot body, and the body 1 is on the floor
A base 12 for fixing 0 is disposed, and a column 13 is fixedly mounted on the base 12, and the column 13 includes a body 14
Is rotatably arranged. The body 14 rotatably supports the upper arm 15, and the upper arm 15 rotatably supports the forearm 16. Body 1
4, the upper arm 15 and the forearm 16 are rotationally driven about axes a, b, and c by servomotors M1, M2, and M3 (see FIG. 2), respectively. This rotation angle is detected by the encoders E1, E2, E3. A wrist 17 is rotatably supported on the tip of the forearm 16 about the d axis, and a hand 18 is rotatably supported on the wrist 17 about the e axis.

【0009】さらに、ハンド18はf軸の周りに回転可
能に軸支されており、このハンド18に溶接トーチTが
取り付けられている。そして、この溶接トーチTにより
工作物Wが加工される。尚、d軸、e軸、f軸はサーボ
モータM4、M5、M6によって駆動される。
Further, the hand 18 is rotatably supported around the f axis, and the welding torch T is attached to the hand 18. Then, the workpiece W is processed by the welding torch T. The d-axis, the e-axis, and the f-axis are driven by servomotors M4, M5, and M6.

【0010】図2はロボットの姿勢制御装置の電気的構
成を示したブロックダイヤグラムである。20はマイク
ロコンピュータ等から成る中央処理装置である。この中
央処理装置20には、メモリ25、サーボモータを駆動
するためのサーボCPU22a〜22f、ジョグ運転の
指令、教示点の指示等を行う操作盤26、溶接のための
レーザ発振器23が接続されている。その操作盤26に
は各種のデータを表示するCRT27が配設されてい
る。又、そのレーザ発振器23には溶接トーチTが接続
されている。ロボットに取付けられた各軸a〜f駆動用
のサーボモータM1〜M6は、それぞれサーボCPU2
2a〜22fによって駆動される。
FIG. 2 is a block diagram showing the electrical configuration of the robot attitude control device. Reference numeral 20 is a central processing unit including a microcomputer and the like. A memory 25, servo CPUs 22a to 22f for driving a servo motor, an operation panel 26 for instructing jog operation, instruction of a teaching point, and the like, and a laser oscillator 23 for welding are connected to the central processing unit 20. There is. The operation panel 26 is provided with a CRT 27 for displaying various data. A welding torch T is connected to the laser oscillator 23. The servo motors M1 to M6 for driving the axes a to f attached to the robot are respectively the servo CPU 2
It is driven by 2a to 22f.

【0011】サーボCPU22a〜22fのそれぞれ
は、中央処理装置20から出力される出力角度データθ
1 〜θ6 と、サーボモータM1〜M6に連結されたエン
コーダE1〜E6の出力α1 〜α6 との間の偏差を演算
し、この演算された偏差の大きさに応じた速度で各サー
ボモータM1〜M6を回転させるように作動する。
Each of the servo CPUs 22a to 22f outputs output angle data θ output from the central processing unit 20.
The deviations between 1 to θ 6 and the outputs α 1 to α 6 of the encoders E1 to E6 connected to the servo motors M1 to M6 are calculated, and each servo is operated at a speed according to the magnitude of the calculated deviation. It operates so as to rotate the motors M1 to M6.

【0012】メモリ25にはロボットを教示点データに
従って動作させるためのプログラムが記憶されたPA領
域とロボットの位置及び姿勢を表す教示点データを記憶
するPDA領域と3次元動作可能範囲を特定するデータ
を形状毎に記憶するFDA領域と現実の3次元動作可能
範囲を設定するために必要な形状の指定データ、位置の
指定データ、大きさの指定データを記憶するDDA領域
とが形成されている。
The memory 25 has a PA area in which a program for operating the robot according to the teaching point data is stored, a PDA area in which the teaching point data representing the position and orientation of the robot is stored, and data for specifying the three-dimensional operable range. Is formed for each shape, and a DDA area for storing shape designation data, position designation data, and size designation data necessary to set the actual three-dimensional operable range.

【0013】次に、その作用について説明する。図3は
同実施例装置において使用されているCPU20の教示
に関する処理手順を示したフローチャートである。先
ず、ステップ100 で、操作盤26のCRT27に動作可
能範囲の形状の選択メニューが表示され、作業者のキー
入力により形状が選択される。動作可能範囲の形状とし
ては、直方体、球、円柱等である。選択された形状指定
データはメモリ25のDDA領域に記憶される。作業者
は工作物の加工の種類により、ロボットの先端部の動作
可能範囲の形状を決定する。次に、ステップ102 におい
て、図5に示すように、メモリ25のFDA領域に記憶
された形状データに基づいて、CRT27に位置及び大
きさに関するデータの入力点が表示される。例えば、動
作可能範囲の形状に直方体が選択された場合には、図4
に示すように、直方体の形状及び位置のデータ入力点A
と大きさのデータ入力点Bとが表示される。入力点Bと
入力点Aとは対角線上に存在する。
Next, the operation will be described. FIG. 3 is a flowchart showing a processing procedure regarding teaching of the CPU 20 used in the apparatus of the embodiment. First, in step 100, a menu for selecting the shape of the operable range is displayed on the CRT 27 of the operation panel 26, and the shape is selected by the operator's key input. The shape of the operable range is a rectangular parallelepiped, a sphere, a cylinder, or the like. The selected shape designation data is stored in the DDA area of the memory 25. The operator determines the shape of the movable range of the tip of the robot according to the type of machining of the workpiece. Next, at step 102, as shown in FIG. 5, based on the shape data stored in the FDA area of the memory 25, the input point of the data regarding the position and the size is displayed on the CRT 27. For example, when a rectangular parallelepiped is selected as the shape of the operable range,
As shown in, the data input point A of the shape and position of the rectangular parallelepiped
And the data input point B of the size are displayed. The input point B and the input point A are on a diagonal line.

【0014】次に、ステップ104 において、作業者は現
実の空間において、選択された形状の3次元動作可能範
囲を想定する共に、CRT27に表示された位置のデー
タ入力点Aに相当する空間座標系上の位置にロボットの
先端部が移動される。これは、作業者が操作盤26を操
作することによるジョグ運転により行われる。次に、ス
テップ106 において、操作盤26のデータセットキーが
押下されたか否かが判定され、データセットキーが押下
された場合には、ステップ108 において、位置のデータ
入力点Aの空間座標系における座標値(Ax,y,z
がメモリ25のDDA領域に記憶される。尚、ロボット
の先端部の座標値はロボットの各軸の現在の角度を座標
変換することにより求めることができる。又、データセ
ットキーが押下されない場合には、ステップ104 のジョ
グ運転による位置決め動作が繰り返し実行される。
Next, in step 104, the operator assumes a three-dimensional movable range of the selected shape in the real space, and at the same time, the spatial coordinate system corresponding to the data input point A at the position displayed on the CRT 27. The tip of the robot is moved to the upper position. This is performed by the jog operation by the operator operating the operation panel 26. Next, in step 106, it is judged whether or not the data set key of the operation panel 26 has been pressed. If the data set key has been pressed, in step 108, in the spatial coordinate system of the data input point A of the position. Coordinate value (A x, A y, A z )
Are stored in the DDA area of the memory 25. The coordinate value of the tip of the robot can be obtained by coordinate conversion of the current angle of each axis of the robot. If the data set key is not pressed, the positioning operation by the jog operation in step 104 is repeatedly executed.

【0015】次に、ステップ110 において、同様に、現
実の空間において、選択された形状の3次元動作可能範
囲を想定する共に、CRT27に表示された図4に示す
大きさのデータ入力点Bに相当する空間座標系上の位置
にロボットの先端部がジョグ運転により移動される。次
に、ステップ112 において、操作盤26のデータセット
キーが押下されたか否かが判定され、データセットキー
が押下された場合には、ステップ114 において、大きさ
のデータ入力点Bの空間座標系における座標値(Bx,
y,z )がメモリ25のDDA領域に記憶される。又、
データセットキーが押下されない場合には、ステップ11
0 のジョグ運転による位置決め動作が繰り返し実行され
る。
Next, in step 110, similarly, in the actual space, the three-dimensional movable range of the selected shape is assumed and the data input point B of the size shown in FIG. The tip of the robot is moved to a position on the corresponding spatial coordinate system by a jog operation. Next, in step 112, it is determined whether or not the data set key of the operation panel 26 is pressed. If the data set key is pressed, in step 114, the spatial coordinate system of the data input point B of the size is determined. Coordinate values at (B x, B
y, B z ) is stored in the DDA area of the memory 25. or,
If the dataset key is not pressed, step 11
The positioning operation by the jog operation of 0 is repeatedly executed.

【0016】次に、ステップ116 において、ステップ10
8 で入力された位置のデータ入力点Aの座標とステップ
114 で入力された大きさのデータ入力点Bの座標とから
現実の3次元動作可能範囲を特定するデータが演算され
る。図4に示す直方体の例では、位置のデータ入力点A
と大きさのデータ入力点Bとは対角線上にある。従っ
て、大きさのデータ入力点Bの位置のデータ入力点Aに
対する変位(Ex,y,z )=(Bx −Ax,y −Ay,
z −Az )が演算される。この変位(Ex,y,z
と位置のデータ入力点Aの座標値(Ax,y,z )とか
ら、現実の3次元動作可能範囲が決定される。
Next, in step 116, step 10
The coordinates and step of the data input point A of the position input in 8.
Data specifying the actual three-dimensional operable range is calculated from the coordinates of the data input point B having the size input at 114. In the example of the rectangular parallelepiped shown in FIG. 4, the position data input point A
And the size data input point B are on a diagonal line. Accordingly, the displacement with respect to the data input point A of the position of the size of the data input point B (E x, E y, E z) = (B x -A x, B y -A y,
B z −A z ) is calculated. This displacement (E x, E y, E z )
And the coordinate value (A x, A y, A z ) of the position data input point A determines the actual three-dimensional operable range.

【0017】次に、ロボットの位置決め及び姿勢制御に
ついて説明する。CPU20は図6に示す手順を実行す
る。ステップ200 では、メモリ25のPDA領域に記憶
された教示点データが読み出され、次に、ステップ202
では、隣接する教示点間を補間する点の位置座標(X,
Y,Z)が補間演算される。そして、ステップ204 で
は、ロボットの先端部の補間点(X,Y,Z)が現実に
設定された3次元動作可能範囲に存在することの演算が
行われる。即ち、図4に示す3次元動作可能範囲内に補
間点が存在するか否かが判定される。ステップ206 で補
間点が3次元動作可能範囲内に存在すると判定された場
合には、ステップ208において、ロボットの先端部はス
テップ202 で演算された補間点に位置決め制御される。
一方、ステップ206 において、補間点が3次元動作可能
範囲に存在しないと判定された場合には、ステップ210
において、補間点への位置決め動作が停止される。
Next, the positioning and posture control of the robot will be described. The CPU 20 executes the procedure shown in FIG. In step 200, the teaching point data stored in the PDA area of the memory 25 is read out, and then step 202
Then, the position coordinates (X,
Y, Z) are interpolated. Then, in step 204, it is calculated that the interpolation point (X, Y, Z) at the tip of the robot exists in the actually set three-dimensional operable range. That is, it is determined whether or not an interpolation point exists within the three-dimensional operable range shown in FIG. If it is determined in step 206 that the interpolation point is within the three-dimensional operable range, the tip of the robot is position-controlled to the interpolation point calculated in step 202 in step 208.
On the other hand, if it is determined in step 206 that the interpolation point does not exist in the three-dimensional operable range, step 210
At, the positioning operation to the interpolation point is stopped.

【0018】以上のようにして、空間座標系において、
ロボットの先端部の3次元動作可能範囲を設定すること
ができ、位置決め目標点がその3次元動作可能範囲に存
在しない場合には位置決め動作を禁止することができ
る。よって、3次元動作可能範囲の設定が極めて容易と
なると共にロボットの位置及び姿勢制御動作における危
険を防止することができる。
As described above, in the spatial coordinate system,
It is possible to set the three-dimensional movable range of the tip of the robot, and to prohibit the positioning operation when the positioning target point does not exist in the three-dimensional movable range. Therefore, the setting of the three-dimensional operable range becomes extremely easy, and danger in the position and attitude control operation of the robot can be prevented.

【0019】尚、上記実施例では、CRT27上の動作
可能範囲の形状の表示に従って、空間座標系の指定点に
現実にロボットの先端部を移動させて、その点の座標値
を記憶するようにしている。しかし、操作盤26から、
直接に、図4に示す位置のデータ入力点Aの座標値及び
大きさのデータ入力点Bの座標値を数値として入力する
ようにしても良い。
In the above embodiment, the tip of the robot is actually moved to the designated point in the spatial coordinate system according to the display of the shape of the movable range on the CRT 27, and the coordinate value of the point is stored. ing. However, from the control panel 26,
The coordinate value of the data input point A at the position shown in FIG. 4 and the coordinate value of the data input point B of the size may be directly input as numerical values.

【0020】さらに、3次元動作可能範囲を球体で指定
した場合には、図7に示すように、球の中心を位置のデ
ータ入力点Aとし、球面上の任意の点Bを大きさのデー
タ入力点Bとしてもよい。この球体の場合には球面上の
任意の点Bと中心点Aとから球の半径rが大きさのデー
タとして演算される。又、球の場合には、球面上の3点
を指示するようにしても良い。
Further, when the three-dimensional movable range is designated by a sphere, as shown in FIG. 7, the center of the sphere is used as a position data input point A, and an arbitrary point B on the sphere is used as size data. It may be the input point B. In the case of this sphere, the radius r of the sphere is calculated from the arbitrary point B and the center point A on the sphere as size data. In the case of a sphere, three points on the spherical surface may be designated.

【0021】又、円柱の場合には、図8に示すように、
底面の中心点Aを位置のデータ入力点Aとし、底面の円
周上の任意の点B及び高さ方向(z軸方向)の任意の点
Cを大きさのデータ入力点B,Cとすることができる。
また、これ以外の点であっても、円柱を定義できる点で
あれば位置のデータ入力点と大きさのデータ入力点とは
任意に指定することができる。
In the case of a cylinder, as shown in FIG.
The center point A of the bottom surface is the position data input point A, and the arbitrary point B on the circumference of the bottom surface and the arbitrary point C in the height direction (z-axis direction) are the size data input points B and C. be able to.
Further, even if it is a point other than this, the position data input point and the size data input point can be arbitrarily designated as long as they can define a cylinder.

【0022】以上述べた実施例では、直方体、球、円柱
等の異なった形状を指定できるようにしているが、形状
指定データは必ずしも異なった形状を用意しておく必要
はない。例えば、図9に示すように、直方体の大、中、
小というような大きさ別に形状を指定できる場合には、
大きさのデータ入力は必要ではない。
In the embodiment described above, different shapes such as a rectangular parallelepiped, a sphere and a cylinder can be designated, but it is not always necessary to prepare different shapes for the shape designation data. For example, as shown in FIG. 9, a rectangular parallelepiped large, medium,
If you can specify the shape by size such as small,
No size data entry is required.

【0023】又、上述した実施例では、形状の大きさ、
データ入力点Bによって、3次元動作可能範囲が決定さ
れるが、図10に示すように各形状の基準となる大きさ
を予め設定しておき、この基準形状に対する倍率を入力
することによって大きさを変化させるようにしても良
い。
Further, in the above-mentioned embodiment, the size of the shape,
Although the three-dimensional operable range is determined by the data input point B, the reference size of each shape is set in advance as shown in FIG. 10, and the size is input by inputting the magnification for this reference shape. May be changed.

【0024】次に、第2実施例について説明する。本実
施例は、3次元動作可能領域から障害物の存在する領域
を除去できるようにした装置である。CPU20は図3
に示す手順で3次元動作可能範囲を指定したあとで、図
12に示す部分禁止領域の設定プログラムを実行する。
ステップ300 では、CRT27に表示された図4の動作
可能範囲において、図11に示すように、作業者にの操
作盤26の操作により、画面上で障害物Sの最前面上の
4つの点S1、S2、S3、S4が指定される。次に、
ステップ302 において、入力された4つの点の座標から
部分禁止領域が演算される。この領域は2つの点で決定
される面Gと3次元動作可能領域の面Hとで挟まれた領
域Jとして決定される。この部分禁止領域Jは、図4に
示す3次元動作可能範囲がA点の位置座標とその点に対
する対角線上の点Bの変位とにより定義されたのと同様
にして定義される。即ち、図11に示すように、点S2
の座標(Sx,y,z )と変位ex,y,z とを用いて
部分禁止領域Jが設定される。
Next, a second embodiment will be described. The present embodiment is an apparatus capable of removing an area where an obstacle exists from a three-dimensional operable area. CPU 20 is shown in FIG.
After the three-dimensional operable range is specified by the procedure shown in FIG. 12, the partial prohibited area setting program shown in FIG. 12 is executed.
In step 300, in the operable range of FIG. 4 displayed on the CRT 27, as shown in FIG. 11, the operator operates the operation panel 26 to display four points S1 on the front surface of the obstacle S on the screen. , S2, S3, S4 are designated. next,
In step 302, the partial prohibited area is calculated from the coordinates of the four input points. This area is determined as an area J sandwiched between the surface G determined by two points and the surface H of the three-dimensional operable area. The partial prohibited area J is defined in the same manner as the three-dimensional operable range shown in FIG. 4 is defined by the position coordinates of the point A and the displacement of the point B on the diagonal with respect to the point. That is, as shown in FIG.
Coordinates (S x, S y, S z) and the displacement e x, e y, partial inhibition region J is set by using the e z.

【0025】現実のロボットの先端部の位置決め制御で
は、図6で示すプログラムが実行されるが、ステップ20
4 において、ロボットの先端部の補間点が3次元動作可
能範囲に存在することを演算する場合に、次の式を満た
さないことが条件となる。
In the actual positioning control of the tip of the robot, the program shown in FIG. 6 is executed.
In 4, when calculating that the interpolation point at the tip of the robot exists in the three-dimensional movable range, the condition below must not be satisfied.

【数1】0≦(x−Sx /ex )≦1 かつ 0≦(y−Sy /ey )≦1 かつ 0≦(z−Sz /ez )≦1[Number 1] 0 ≦ (x-S x / e x) ≦ 1 and 0 ≦ (y-S y / e y) ≦ 1 and 0 ≦ (z-S z / e z) ≦ 1

【0026】このようにして、現実の3次元動作可能範
囲から部分禁止領域を除去した領域が実質的な3次元動
作可能範囲となる。ロボットの先端部の制御目標位置が
この範囲に存在しない場合には動作禁止となる。
In this way, the area obtained by removing the partial prohibited area from the actual three-dimensional operable range becomes the substantial three-dimensional operable range. If the control target position at the tip of the robot does not exist within this range, the operation is prohibited.

【0027】また、球体の場合には、図13に示すよう
に、障害物Sが突出している場合には、平面Vの位置を
指定することで、部分禁止領域を図13に示すように平
面Vと球面Qとで挟まれた部分とすることができる。
Further, in the case of a sphere, as shown in FIG. 13, when the obstacle S is protruding, the position of the plane V is designated so that the partial prohibited area is flat as shown in FIG. It can be a portion sandwiched between V and the spherical surface Q.

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

【図1】実施例装置で駆動されるロボットの構成を示し
た説明図。
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a configuration of a robot driven by an apparatus according to an embodiment.

【図2】実施例装置の電気的構成を示したブロックダイ
ヤグラム。
FIG. 2 is a block diagram showing an electrical configuration of the apparatus of the embodiment.

【図3】動作可能範囲を設定するためのCPUによる処
理手順を示したフローチャート。
FIG. 3 is a flowchart showing a processing procedure by a CPU for setting an operable range.

【図4】動作可能範囲の設定方法を示した説明図。FIG. 4 is an explanatory diagram showing a method of setting an operable range.

【図5】動作可能範囲を特定するデータを示した説明
図。
FIG. 5 is an explanatory diagram showing data for specifying an operable range.

【図6】位置決め制御時のCPUの処理手順を示したフ
ローチャート。
FIG. 6 is a flowchart showing a processing procedure of a CPU during positioning control.

【図7】他の動作可能範囲の設定方法を示した説明図。FIG. 7 is an explanatory diagram showing another method for setting an operable range.

【図8】他の動作可能範囲の設定方法を示した説明図。FIG. 8 is an explanatory diagram showing another method of setting an operable range.

【図9】他の動作可能範囲の設定方法を示した説明図。FIG. 9 is an explanatory diagram showing another method for setting an operable range.

【図10】他の動作可能範囲の設定方法を示した説明
図。
FIG. 10 is an explanatory diagram showing another method for setting an operable range.

【図11】動作可能範囲に障害物が存在する時の部分禁
止領域を設定する方法を説明した説明図。
FIG. 11 is an explanatory diagram illustrating a method of setting a partial prohibited area when an obstacle exists in the operable range.

【図12】部分禁止領域の設定のためのCPUによる演
算手順を示したフローチャート。
FIG. 12 is a flowchart showing a calculation procedure by a CPU for setting a partially prohibited area.

【図13】動作可能範囲が他の形状の場合において、部
分禁止領域を設定する方法を示した説明図。
FIG. 13 is an explanatory diagram showing a method of setting a partial forbidden area when the operable range has another shape.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…ロボット本体 18…ハンド 20…中央処理装置 25…メモリ T…工具(溶接トーチ) S…変位センサ W…工作物 ステップ100 …形状指定手段 ステップ102 〜ステップ114 …位置指定手段、大きさ指
定手段 ステップ116 …演算手段 ステップ204 、206 …判定手段 ステップ210 …動作禁止手段
10 ... Robot main body 18 ... Hand 20 ... Central processing unit 25 ... Memory T ... Tool (welding torch) S ... Displacement sensor W ... Workpiece step 100 ... Shape designating means Step 102-Step 114 ... Position designating means, size designating means Step 116 ... Calculation means Steps 204, 206 ... Judgment means Step 210 ... Operation prohibition means

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】ロボットの位置及び姿勢を制御するロボッ
ト制御装置において、 前記3次元動作可能範囲の形状を指定入力する形状指定
手段と、 前記3次元動作可能範囲に対して所定の関係にある点を
空間座標系において指定することで前記3次元動作可能
範囲の位置を空間座標系において指定する位置指定手段
と、 指定された形状に基づいて、空間座標系における現実の
3次元動作可能範囲を特定するデータを演算する演算手
段と、 前記ロボットの位置及び姿勢の制御時に、その位置決め
制御目標位置が前記ロボットの先端部分が前記現実の3
次元動作可能範囲に存在するか否かを判定する判定手段
と、 前記判定手段により前記制御目標位置が前記現実の3次
元動作可能範囲内に存在しない場合には、その制御目標
位置への位置決め制御を禁止する動作禁止手段とを設け
たことを特徴とするロボット制御装置。
1. A robot controller for controlling the position and orientation of a robot, wherein a shape designating means for designating and inputting a shape of the three-dimensional movable range, and a point having a predetermined relationship with the three-dimensional movable range. Is specified in the spatial coordinate system, the position specifying means for specifying the position of the three-dimensional operable range in the spatial coordinate system, and the actual three-dimensional operable range in the spatial coordinate system are specified based on the specified shape. And a calculation means for calculating data for controlling the position and orientation of the robot, the positioning control target position of which is the actual position of the robot at the tip of the robot.
Determining means for determining whether or not the control target position is within the three-dimensional operable range, and positioning control to the control target position if the control target position is not within the actual three-dimensional operable range by the determining means A robot controller provided with an operation prohibiting means for prohibiting the operation.
【請求項2】前記3次元動作可能範囲の大きさに関する
値を指定入力する大きさ指定手段を有し、前記位置指定
手段又は大きさ指定手段は、ロボットの先端部を空間座
標系の所定位置に移動させて、その点の座標値を読取る
手段であることを特徴とする請求項1に記載のロボット
制御装置。
2. A size designating unit for designating and inputting a value relating to the size of the three-dimensional movable range, wherein the position designating unit or the size designating unit positions the tip of the robot at a predetermined position in a spatial coordinate system. The robot control device according to claim 1, wherein the robot control device is a unit that is moved to, and reads the coordinate value of the point.
【請求項3】前記3次元動作可能範囲において部分的な
動作禁止領域を特定するデータを入力する部分禁止領域
指定手段を有し、前記演算手段は、前記部分禁止領域指
定手段により指定された領域を前記現実の3次元動作可
能範囲から除去した領域として演算することを特徴とす
る請求項1に記載のロボット制御装置。
3. A partial prohibited area designating means for inputting data for specifying a partial prohibited area in the three-dimensional operable range, wherein the computing means is an area designated by the partial prohibited area designating means. The robot controller according to claim 1, wherein is calculated as a region removed from the actual three-dimensional operable range.
【請求項4】ロボットの位置及び姿勢を制御するロボッ
ト制御装置において、前記3次元動作可能範囲を指定入
力する動作可能範囲指定手段と、 この動作可能範囲指定手段によって指定された3次元動
作可能範囲における部分的な動作禁止領域を特定するデ
ータを入力する部分禁止領域指定手段と、 この部分禁止領域指定手段によって指定された動作禁止
領域を前記動作可能範囲指定手段によって指定された3
次元動作可能範囲から除去して空間座標系における現実
の3次元動作可能範囲を特定するデータを演算する演算
手段と、 前記ロボットの位置及び姿勢の制御時に、その位置決め
制御目標位置が前記ロボットの先端部分が前記現実の3
次元動作可能範囲に存在するか否かを判定する判定手段
と、 前記判定手段により前記制御目標位置が前記現実の3次
元動作可能範囲内に存在しない場合には、その制御目標
位置への位置決め制御を禁止する動作禁止手段とを設け
たことを特徴とするロボット制御装置。
4. A robot controller for controlling the position and orientation of a robot, wherein an operable range designating means for designating and inputting the three-dimensional operable range and a three-dimensional operable range designated by the operable range designating means. In the partial prohibited area designating means for inputting the data for specifying the partial prohibited area, the operation prohibited area designated by the partial prohibited area designating means is designated by the operable range designating means 3.
Calculating means for calculating data for identifying the actual three-dimensional movable range in the spatial coordinate system by removing from the three-dimensional movable range, and the positioning control target position when the position and orientation of the robot are controlled, Part of the reality is 3
Determining means for determining whether or not the control target position is within the three-dimensional operable range, and positioning control to the control target position if the control target position is not within the actual three-dimensional operable range by the determining means A robot controller provided with an operation prohibiting means for prohibiting the operation.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008213056A (en) * 2007-03-01 2008-09-18 Yaskawa Electric Corp Robot system
US7664570B2 (en) 2003-04-23 2010-02-16 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Method and apparatus for limiting the movement of a robot, and a robot equipped with said apparatus
JP7111911B1 (en) * 2021-04-28 2022-08-02 ファナック株式会社 Apparatus, teaching apparatus, and method for setting safety parameters
WO2024090154A1 (en) * 2022-10-26 2024-05-02 住友重機械工業株式会社 Robot teaching device

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