JPH0784618A - Method for setting up coordinate system of robot - Google Patents

Method for setting up coordinate system of robot

Info

Publication number
JPH0784618A
JPH0784618A JP18733693A JP18733693A JPH0784618A JP H0784618 A JPH0784618 A JP H0784618A JP 18733693 A JP18733693 A JP 18733693A JP 18733693 A JP18733693 A JP 18733693A JP H0784618 A JPH0784618 A JP H0784618A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
coordinate system
force
robot
arbitrary
setting
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
JP18733693A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toshiyuki Miyamoto
敏之 宮本
Tooru Kurenuma
榑沼  透
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.)
Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Construction Machinery Co Ltd filed Critical Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority to JP18733693A priority Critical patent/JPH0784618A/en
Publication of JPH0784618A publication Critical patent/JPH0784618A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Control Of Position Or Direction (AREA)
  • Numerical Control (AREA)
  • Manipulator (AREA)

Abstract

PURPOSE:To make it possible to quickly set up an optional coordinate system by simple operation without practically teaching plural points and to improve the safeness of operation and the accuracy of reproducing operation. CONSTITUTION:This setting method for an optional coordinate system 11 can set up a coordinate axis direction for indicating the operating direction of an articulated robot 1 having two degree of freedom or more capable of setting up optional position and posture to an optional direction and the coordinate system 11 can be set up by regarding the system 11 as an orthogonal coordinate system and inputting the value of a directional cosine in each axis direction of the system 11. The robot 1 is provided with a force sensor 4 for detecting force in a parallel advancement direction and force in the rotational direction at least in 2 axis directions on an arm head part, a coordinate axis direction for indicating the operating direction of the robot 1 can be set up to an optional direction by applying force for parallel advancement or rotation to two axis directions desired to be set.

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座標系設定方
法に関し、特に、力制御に基づき動作し、任意の位置お
よび姿勢に設定できる多関節型ロボットにおいて、操作
が容易な座標系の設定方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a coordinate system setting method for a robot, and more particularly to a coordinate system setting method which is easy to operate in an articulated robot that operates under force control and can set an arbitrary position and posture. Regarding

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のロボットの座標系設定方法とし
て、例えば特開昭61−49205号に開示されるロボ
ット制御方式が存在する。このロボット制御方式では、
ロボット絶対座標系における2点または3点を用いて1
つの局所座標系すなわち任意座標系を定義する構成を含
んでいる。
2. Description of the Related Art As a conventional robot coordinate system setting method, for example, there is a robot control method disclosed in JP-A-61-49205. In this robot control system,
1 using 2 or 3 points in the robot absolute coordinate system
It contains a configuration that defines one local coordinate system, an arbitrary coordinate system.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】従来のロボット制御方
式における任意座標系の設定方法では、ロボット本体を
動作させながら2点または3点の座標を教示することが
必要であり、操作が繁雑となる。さらにワークの設置位
置の都合により、2点または3点の座標の教示を行うこ
とが困難な場合があり、このような場合には任意座標系
を設定することが不可能となり、問題であった。
In the conventional method of setting an arbitrary coordinate system in the robot control system, it is necessary to teach the coordinates of two or three points while operating the robot body, which makes the operation complicated. . Further, there are cases where it is difficult to teach the coordinates of two or three points due to the installation position of the work. In such a case, it is impossible to set an arbitrary coordinate system, which is a problem. .

【0004】本発明の目的は、複数の点を実際に教示す
ることなく、簡単な操作でかつ短時間で任意座標系を設
定でき、また操作の安全性および再生時の動作精度を向
上したロボットの座標系設定方法を提供することにあ
る。
An object of the present invention is to set an arbitrary coordinate system by a simple operation in a short time without actually teaching a plurality of points, and further improve the safety of the operation and the accuracy of operation during reproduction. To provide a coordinate system setting method of.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明に係るロボットの
座標系設定方法は、任意の位置と姿勢に設定できる2自
由度以上の多関節型ロボットで、このロボットの動作方
向を指示するための座標軸方向を任意方向に設定可能に
する任意座標系の設定方法であり、任意座標系を直交座
標系とし、任意座標系の各軸方向についての方向余弦の
数値を入力することにより任意座標系を設定する方法で
ある。
A robot coordinate system setting method according to the present invention is an articulated robot having two or more degrees of freedom capable of setting an arbitrary position and posture, and is used for instructing a movement direction of the robot. This is a method of setting an arbitrary coordinate system that allows the coordinate axis direction to be set in an arbitrary direction.The arbitrary coordinate system is set as a Cartesian coordinate system, and the arbitrary coordinate system is set by inputting the values of the direction cosine for each axis direction of the arbitrary coordinate system. How to set.

【0006】また本発明に係るロボットの座標系設定方
法は、任意の位置と姿勢に設定できる2自由度以上の多
関節型ロボットであり、アーム先部に少なくとも2軸方
向について並進方向の力と回転方向の力を検出する力セ
ンサを備え、ロボットの動作方向を指示するための座標
軸方向を任意方向に設定可能にする任意座標系の設定方
法であり、設定したい2つの軸方向について並進または
回転の力を加えることにより任意座標系を設定する方法
である。
The robot coordinate system setting method according to the present invention is a multi-joint type robot having two or more degrees of freedom capable of setting an arbitrary position and posture, and a force in a translational direction is applied to the arm tip portion in at least two axial directions. This is a method of setting an arbitrary coordinate system that has a force sensor that detects the force in the direction of rotation and that allows setting the coordinate axis direction for instructing the movement direction of the robot in any direction. This is a method of setting an arbitrary coordinate system by applying the force of.

【0007】前記の方法において、好ましくは、設定し
たい2つの軸方向について押すことにより任意座標系を
設定する。
In the above method, the arbitrary coordinate system is preferably set by pushing in the two axial directions to be set.

【0008】前記の方法において、好ましくは、設定し
たい2つの軸方向について回転力を加えることにより任
意座標系を設定する。
In the above method, preferably, an arbitrary coordinate system is set by applying a rotational force in the two axial directions to be set.

【0009】さらに本発明に係るロボットの座標系設定
方法は、前述の数値入力による座標系設定方法と、前述
のそれぞれの力を加えることによる座標系設定方法とを
組合せることにより任意座標系を設定するようにしたこ
とを特徴とする。
Further, in the coordinate system setting method of the robot according to the present invention, an arbitrary coordinate system can be obtained by combining the above-mentioned coordinate system setting method by numerical input and the above-mentioned coordinate system setting method by applying respective forces. The feature is that it is set.

【0010】[0010]

【作用】本発明によるロボットの座標系設定方法では、
実際にロボット本体を所定の教示点に動作させる必要が
なく、ユーザ自身の感覚的判断に基づいて、ティーチン
グボックスを用いて所定の数値を入力すること、または
力センサおよび力制御手段を備えるロボットにおいて当
該力センサに対して少なくとも2つの軸の並進方向また
は回転方向について力を加えることで任意座標系を設定
することが可能となり、任意座標系の設定が簡素化され
る。
In the robot coordinate system setting method according to the present invention,
In a robot equipped with a force sensor and force control means, it is not necessary to actually move the robot main body to a predetermined teaching point, and a predetermined numerical value is input using a teaching box based on the user's sensory judgment. An arbitrary coordinate system can be set by applying a force to the force sensor in the translational or rotational directions of at least two axes, and the setting of the arbitrary coordinate system is simplified.

【0011】[0011]

【実施例】以下に、本発明の実施例を添付図面に基づい
て説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

【0012】本発明に係る座標系設定方法が適用される
ロボットのシステムの構成を、図4に従って説明する。
図4において、1はベース部(台座)3に取り付けられ
かつアーム2を備えたロボット本体、4はアーム2の先
部に設けられた力センサ、5はロボット本体1の動作を
制御するコントローラである。ロボット本体1は、複数
の関節部を有して少なくとも2自由度の機構部を構成し
ており、かつ各関節部に駆動装置を内蔵している。駆動
装置の駆動によってロボット本体1は各種の姿勢をと
る。力センサ4の先には、任意の作業ツール(一般的に
は手先効果器)6が装着される。コントローラ5はコン
ピュータで構成され、ロボット本体1の動作制御に必要
なプログラムおよび制御パラメータをその記憶装置に保
持している。本実施例のロボットは、力センサを備えか
つコントローラ内に力制御手段を含む力制御ロボットと
して説明する。ただし本発明に係る座標系設定方法は、
力制御ロボットに限定されるものではない。
The configuration of the robot system to which the coordinate system setting method according to the present invention is applied will be described with reference to FIG.
In FIG. 4, 1 is a robot body attached to a base (pedestal) 3 and provided with an arm 2, 4 is a force sensor provided at the tip of the arm 2, and 5 is a controller for controlling the operation of the robot body 1. is there. The robot body 1 has a plurality of joints to form a mechanism having at least two degrees of freedom, and each joint has a built-in drive device. The robot main body 1 takes various postures by driving the driving device. An arbitrary work tool (generally, a hand effector) 6 is attached to the tip of the force sensor 4. The controller 5 is composed of a computer, and holds a program and control parameters necessary for controlling the operation of the robot body 1 in its storage device. The robot of this embodiment will be described as a force control robot including a force sensor and including a force control means in the controller. However, the coordinate system setting method according to the present invention is
It is not limited to force control robots.

【0013】ロボットでは、ベース部3に固定された座
標系であるベース座標系11、力センサ4の中心部にお
ける力センサ座標系12、およびベース座標系11で表
した単位ベクトルによって決められる任意座標系13が
設定されている。これらの座標系11,12,13はそ
れぞれ3つの軸X,Y,Zが直交する直交座標系であ
る。本発明による座標系設定方法では、この任意座標系
の設定方法に関するものであり、1)数値入力による設
定方法、2)押付け力(引き力であっても実質的に同
じ)による設定方法、3)回転力による設定方法、4)
押付け力と回転力の組合せによる設定方法の4つの設定
方法が用いられる。
In the robot, a base coordinate system 11 which is a coordinate system fixed to the base unit 3, a force sensor coordinate system 12 at the center of the force sensor 4, and an arbitrary coordinate determined by a unit vector represented by the base coordinate system 11. The system 13 is set. These coordinate systems 11, 12 and 13 are orthogonal coordinate systems in which three axes X, Y and Z are orthogonal to each other. The coordinate system setting method according to the present invention relates to this arbitrary coordinate system setting method, and 1) a setting method by inputting a numerical value, 2) a setting method by a pressing force (substantially the same even if a pulling force), 3) ) Rotational force setting method 4)
Four setting methods, that is, a setting method using a combination of a pressing force and a rotating force, are used.

【0014】先ず、図1〜図3に基づいて数値入力によ
る座標系設定方法を説明する。
First, a method of setting a coordinate system by inputting numerical values will be described with reference to FIGS.

【0015】図1において、21は、操作ボタンやキー
および任意座標系設定画面21aを有するティーチング
ボックスであり、作業教示者がティーチングボックス2
1を操作することによりロボット本体1に対する教示を
行う。ティーチングボックス21で入力された教示内容
は、コントローラ5の内部に設定される。図1で示され
るコントローラ5の内部構造では、本発明の要旨に関連
する要部のみが示される。当該コントローラ5は任意座
標系データ入力処理部22、任意座標系データ格納部2
3、力制御演算部24、サーボ回路25を含んでいる。
任意座標系データ入力処理部22は任意座標系に関する
データを入力処理するためのものである。ティーチング
ボックス21と任意座標系データ入力処理部22によっ
て入力されたデータは、任意座標系データ格納部23に
格納される。力制御演算部24は、任意座標系データ格
納部23に格納されたデータを用いて座標変換を行う。
In FIG. 1, reference numeral 21 is a teaching box having operation buttons and keys and an arbitrary coordinate system setting screen 21a.
The robot body 1 is taught by operating 1. The teaching content input in the teaching box 21 is set inside the controller 5. In the internal structure of the controller 5 shown in FIG. 1, only essential parts relevant to the gist of the present invention are shown. The controller 5 includes an arbitrary coordinate system data input processing unit 22, an arbitrary coordinate system data storage unit 2
3, a force control calculator 24 and a servo circuit 25 are included.
The arbitrary coordinate system data input processing unit 22 is for inputting data relating to the arbitrary coordinate system. The data input by the teaching box 21 and the arbitrary coordinate system data input processing unit 22 is stored in the arbitrary coordinate system data storage unit 23. The force control calculation unit 24 uses the data stored in the arbitrary coordinate system data storage unit 23 to perform coordinate conversion.

【0016】力制御演算部24の構成および作用を概説
する。力制御演算部24は、内部に位置と力の制御を実
行する手段を内蔵し、作業の内容に応じて予め用意され
た位置パラメータおよび力制御パラメータ、仮想コンプ
ライアンス制御を実行するための各種の制御パラメー
タ、制御指令を生成するための各種の制御演算式が設定
されている。力制御演算部24が制御指令を生成するた
めには、ロボット本体1に関する実際の位置と力に関す
る情報が必要である。ロボット本体1の各関節部に設け
られた位置センサ(例えばエンコーダによる角度計)か
ら出力される位置に関するデータは、サーボ回路25を
通して力制御演算部24に入力される。また前述の力セ
ンサ4が出力する力に関するデータも力制御演算部24
に入力される。設定された位置目標値と実際の各部の位
置との差、および設定された力目標値と実際に検出する
力との差に基づいて、かつ設定された各種制御パラメー
タおよび制御演算式を利用して目標値が実現されるよう
に制御指令が生成される。生成された制御指令は、サー
ボ回路25を介してロボット本体1の各部の駆動装置に
与えられる。なお詳細については、特開平1−2223
16号公報に開示される。
The structure and operation of the force control calculator 24 will be outlined. The force control calculation unit 24 has a built-in means for executing position and force control inside, and various types of control for executing position parameters and force control parameters prepared in advance according to the contents of work and virtual compliance control. Various control arithmetic expressions for generating parameters and control commands are set. In order for the force control calculation unit 24 to generate a control command, information regarding the actual position and force of the robot body 1 is required. The data regarding the position output from the position sensor (for example, the angle meter by the encoder) provided at each joint of the robot body 1 is input to the force control calculation unit 24 through the servo circuit 25. In addition, the data regarding the force output by the force sensor 4 described above also includes the force control calculation unit
Entered in. Based on the difference between the set position target value and the actual position of each part, and the difference between the set force target value and the actually detected force, and using various set control parameters and control arithmetic expressions. A control command is generated so that the target value is achieved. The generated control command is given to the drive device of each part of the robot body 1 via the servo circuit 25. For details, see Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-2223.
No. 16 publication.

【0017】次に、図2および図3を参照して任意座標
系の設定方法を説明する。図2に示されるフローチャー
トによる処理は、任意座標系データ入力処理部22で実
行される。
Next, a method of setting an arbitrary coordinate system will be described with reference to FIGS. 2 and 3. The process according to the flowchart shown in FIG. 2 is executed by the arbitrary coordinate system data input processing unit 22.

【0018】ステップ31は数値を入力するためのステ
ップであり、ステップ31においてX軸方向はNベクト
ル、Y軸方向はOベクトル、Z軸方向はAベクトルとし
てそれぞれの方向余弦の数値を入力する。Nベクトルの
方向余弦はN(Nx ,Ny ,Nz )、Oベクトルの方向
余弦はO(Ox ,Oy ,Oz )、Aベクトルの方向余弦
はA(Ax ,Ay ,Az )として、各値はティーチング
ボックス21の操作キーを操作することによってかつ図
3に示される任意座標系設定画面21aに示すような状
態で入力される。ティーチングボックス21の任意座標
系設定画面21aに示される数値の配列において、縦方
向の並びはN,O,Aであり、横方向の並びはX軸方
向、Y軸方向、Z軸方向の各値である。N,O,Aの各
値の入力が終了した後には終了ボタン(図示せず)を操
作する。判断ステップ32で、終了ボタンが操作された
ことを確認されると、ステップ33に移る。ステップ3
3は入力されたNとOが正しい方向への押付け状態を形
成しているか否かを判定するためのステップである。ス
テップ33では、NベクトルとOベクトル内積を計算
し、この計算値を、設定されたある値α(約0.001
程度の値)との大小関係を比較する。ステップ33の比
較において、計算値がαよりも大きい場合にはステップ
35に移ってエラーメッセージを表示し、再入力を行う
ことを作業者に促す。このエラーメッセージを見た作業
者は、再入力を行い、ステップ31に戻って前述のステ
ップ31〜33を繰り返す。ステップ33の比較で、計
算値がα以下である場合にはステップ34に移って次の
(数1)に基づきベクトルA′を計算する。
Step 31 is a step for inputting a numerical value. In step 31, the numerical value of each direction cosine is input as N vector in the X-axis direction, O vector in the Y-axis direction, and A vector in the Z-axis direction. The direction cosine of the N vector is N (Nx, Ny, Nz), the direction cosine of the O vector is O (Ox, Oy, Oz), and the direction cosine of the A vector is A (Ax, Ay, Az). Input is made by operating the operation keys of the box 21 and in the state as shown in the arbitrary coordinate system setting screen 21a shown in FIG. In the array of numerical values displayed on the arbitrary coordinate system setting screen 21a of the teaching box 21, the vertical arrangement is N, O, A, and the horizontal arrangement is each value in the X-axis direction, Y-axis direction, and Z-axis direction. Is. After inputting the respective values of N, O and A, an end button (not shown) is operated. When it is confirmed in the determination step 32 that the end button has been operated, the process proceeds to step 33. Step 3
Reference numeral 3 is a step for determining whether or not the input N and O form a pressing state in the correct direction. In step 33, the inner product of the N vector and the O vector is calculated, and this calculated value is set to a certain value α (about 0.001).
Compare the magnitude relationship with the value). In the comparison of step 33, when the calculated value is larger than α, the process moves to step 35, an error message is displayed, and the operator is urged to re-input. The operator who sees this error message performs re-entry, returns to step 31, and repeats steps 31 to 33 described above. If the calculated value is equal to or less than α in the comparison in step 33, the process moves to step 34 to calculate the vector A ′ based on the following (Equation 1).

【0019】[0019]

【数1】 [Equation 1]

【0020】次のステップ36ではベクトルAとベクト
ルA′の内積を計算し、その計算値が(1−ε)以上か
つ1以下でないときにはエラーメッセージの表示を行い
(ステップ35)、ステップ31に戻ってN,O,Aの
各値の入力を再び行う。ステップ36において計算値が
(1−ε)以上かつ1以下であるときには、数値入力に
よる任意座標系の設定のための作業が終了する。こうし
て設定された任意座標系は、任意座標系データ格納部2
3に格納される。ただし、作業者が実際に作業を行うの
は、ベクトルN,O,Aの各値の入力のみである。作業
者はティーチングボックス21の任意座標系設定画面2
1aに表示された指示内容に従って作業を行う。
At the next step 36, the inner product of the vector A and the vector A'is calculated, and if the calculated value is not less than (1-ε) and not less than 1, an error message is displayed (step 35) and the process returns to step 31. Then, each value of N, O, A is input again. When the calculated value is greater than or equal to (1-ε) and less than or equal to 1 in step 36, the operation for setting the arbitrary coordinate system by inputting a numerical value ends. The arbitrary coordinate system thus set is the arbitrary coordinate system data storage unit 2
3 is stored. However, the worker actually works only by inputting the values of the vectors N, O, and A. The operator sets the arbitrary coordinate system setting screen 2 of the teaching box 21.
Work is performed according to the instruction content displayed in 1a.

【0021】また数値入力による任意座標系の設定方法
の変形例として、ステップ31においてベクトルAの入
力を要求せず、自動的に(数1)で求める方法、あるい
は判定ステップ33でαの値を大きめに設定し、(数
1)でベクトルAを求め、さらに下記の(数2)でベク
トルOを求め直す方法も考えることができる。
As a modified example of the method of setting an arbitrary coordinate system by numerical input, a method of automatically calculating by (Equation 1) without requesting the input of the vector A in step 31, or a value of α in the judgment step 33 A method of setting a large value, obtaining the vector A by (Equation 1), and re-obtaining the vector O by (Equation 2) below can also be considered.

【0022】[0022]

【数2】 [Equation 2]

【0023】次に図5〜図7を参照して押付け力による
任意座標系の設定方法について説明する。
Next, a method of setting the arbitrary coordinate system by the pressing force will be described with reference to FIGS.

【0024】最初に力の値をベース座標系で表現するた
め、センサ座標系を、図6に示すロボット本体1の各軸
に設けられた位置センサすなわちエンコーダによって各
関節部の軸角度データを、図5に示すようにエンコーダ
カウンタ25bを介して検出し、当該検出値を座標変換
部26で座標変換して求める。次に押付け方向演算部2
7での演算で任意座標系を設定し、任意座標系データ入
力処理部22に供給する。図1で示したサーボ回路25
は、上記のエンコーダカウンタ25bとサーボアンプ2
5aを含むものとする。また力センサ4が出力する力信
号は、力制御演算部24と押付け力方向演算部27に入
力される。その他の構成については、図1に示した構成
と同じである。
First, in order to express the force value in the base coordinate system, the sensor coordinate system is changed to the axis angle data of each joint by the position sensor, that is, the encoder provided in each axis of the robot body 1 shown in FIG. As shown in FIG. 5, detection is performed via the encoder counter 25b, and the detected value is coordinate-converted by the coordinate conversion unit 26 to be obtained. Next, the pressing direction calculation unit 2
The arbitrary coordinate system is set by the calculation in 7 and is supplied to the arbitrary coordinate system data input processing unit 22. Servo circuit 25 shown in FIG.
Is the encoder counter 25b and the servo amplifier 2 described above.
5a is included. The force signal output by the force sensor 4 is input to the force control calculation unit 24 and the pressing force direction calculation unit 27. Other configurations are the same as those shown in FIG.

【0025】ステップ41で、任意座標系設定画面21
aに表示されたZ軸方向への押付けの指示に基づいて、
作業者はロボット本体1に装着した作業ツール6に対し
Z軸方向の押付けを行う。このZ軸方向への押付け力は
力センサ4で検出され、力制御演算部24および押付け
方向演算部27に入力される。押付け作業が終了した後
には終了ボタンを押す。ステップ42では、終了ボタン
が確実に押されたか否かが確認される。次にステップ4
3で、Z軸方向に加えた力28を、力センサ4と押付け
力方向演算部27を介して取り込み、任意座標系データ
入力処理部22に力データ〈Fz〉として入力する。こ
こで「〈 〉」はベクトル量を表すものとする。
In step 41, the arbitrary coordinate system setting screen 21
Based on the pressing instruction in the Z-axis direction displayed in a,
The worker presses the work tool 6 mounted on the robot body 1 in the Z-axis direction. The pressing force in the Z-axis direction is detected by the force sensor 4 and input to the force control calculation unit 24 and the pressing direction calculation unit 27. After the pressing work is completed, press the end button. In step 42, it is confirmed whether or not the end button has been surely pressed. Next step 4
In 3, the force 28 applied in the Z-axis direction is taken in via the force sensor 4 and the pressing force direction calculation unit 27, and is input to the arbitrary coordinate system data input processing unit 22 as force data <Fz>. Here, “<>” represents a vector quantity.

【0026】次いで、任意座標系設定画面21aに表示
されたY軸方向押付け指示に基づいて、作業者はロボッ
ト本体1に装着した作業ツール6に対しY軸方向の押付
けを行う(ステップ44)。Y軸方向の押付け力も力セ
ンサ4で検出される。押付け作業が終了した後には終了
ボタンを押す。ステップ45では、終了ボタンが確実に
押されたか否かが確認される。次にステップ46で、Y
軸方向に加えた力29を、力センサ4と押付け力方向演
算部27を介して取り込み、任意座標系データ入力処理
部22に力データ〈Fy〉として入力する。
Next, based on the Y-axis direction pressing instruction displayed on the arbitrary coordinate system setting screen 21a, the worker presses the work tool 6 mounted on the robot body 1 in the Y-axis direction (step 44). The pressing force in the Y-axis direction is also detected by the force sensor 4. After the pressing work is completed, press the end button. In step 45, it is confirmed whether or not the end button has been surely pressed. Then in step 46, Y
The force 29 applied in the axial direction is taken in via the force sensor 4 and the pressing force direction calculation unit 27, and is input to the arbitrary coordinate system data input processing unit 22 as force data <Fy>.

【0027】次に、力データ〈Fz〉,〈Fy〉を用い
て次式によりそれぞれの単位ベクトルZ,Y′の計算す
る(ステップ47)。
Next, using the force data <Fz> and <Fy>, the respective unit vectors Z and Y'are calculated by the following equation (step 47).

【0028】[0028]

【数3】 [Equation 3]

【0029】次に、Z軸およびY軸の各方向に正しく力
が押し付けられたか否かを判定するために、(数3)で
計算した各単位ベクトルの内積を計算し、その計算値が
設定された値β(約0.7程度)とその大小関係を比較
する(ステップ48)。内積の計算値が任意の値β以上
であるときには押付け方向エラーのエラーメッセージ表
示(ステップ49)が行われ、ステップ44に戻ってY
軸方向の押付けを再度行い上記ステップを繰り返す。ス
テップ48で内積の計算値が任意の値βよりも小さいと
きには、ステップ50で下記の(数4)が行われる。
Next, in order to determine whether or not the force is correctly pressed in each of the Z-axis and Y-axis directions, the inner product of each unit vector calculated in (Equation 3) is calculated, and the calculated value is set. The calculated value β (about 0.7) is compared with its magnitude relationship (step 48). When the calculated inner product is greater than or equal to the arbitrary value β, an error message indicating the pressing direction error is displayed (step 49), and the process returns to step 44 and Y
Axial pressing is performed again and the above steps are repeated. When the calculated value of the inner product is smaller than the arbitrary value β in step 48, the following (Equation 4) is performed in step 50.

【0030】[0030]

【数4】 [Equation 4]

【0031】上記のごとくして押付け力による任意座標
系の設定が終了する。設定された任意座標系は任意座標
系データ格納部23に格納される。ただし作業者が実際
に作業を行うのは、Z軸方向およびY軸方向に対する押
付けだけである。
As described above, the setting of the arbitrary coordinate system by the pressing force is completed. The set arbitrary coordinate system is stored in the arbitrary coordinate system data storage unit 23. However, the worker actually works only by pressing in the Z-axis direction and the Y-axis direction.

【0032】なお前記実施例において、力センサ4を押
すのではなく、引くことも可能である。また回転力によ
る任意座標系の設定方法を行う場合には、作業ツール6
を、設定した軸方向に回転力を加えその回転力を力セン
サ4で検出することにより、前記と同様な処理を行い、
任意座標系を設定することができる。なお、この力セン
サ4では回転トルクを検出できるものとする。また、力
センサ4の代わりに専用のトルクセンサを用いることも
できる。
In the above embodiment, the force sensor 4 can be pulled instead of being pushed. In addition, when performing the method of setting the arbitrary coordinate system by the rotational force, the work tool 6
By applying a rotational force to the set axial direction and detecting the rotational force with the force sensor 4, the same processing as described above is performed,
An arbitrary coordinate system can be set. It should be noted that the force sensor 4 can detect the rotation torque. A dedicated torque sensor can be used instead of the force sensor 4.

【0033】次に回転力および押付け力による任意座標
系の設定方法を図7および図8を参照して説明する。基
本的には、前述の押付け力のみで任意座標系を設定する
方法と同じである。異なる点は、ステップ41,42で
Z軸方向の押付け力を加える代りにZ軸回りの回転力3
0を加える点、ステップ43でZ軸方向の回転力に関す
る力(モーメント)データ〈Mz〉を入力する点であ
る。その他の計算処理および判断処理の内容は実質的に
同じである。このようにして回転力および押付け力によ
る任意座標系の設定方法が行われる。
Next, a method of setting the arbitrary coordinate system by the rotational force and the pressing force will be described with reference to FIGS. 7 and 8. Basically, it is the same as the method of setting the arbitrary coordinate system only by the pressing force described above. The difference is that instead of applying the pressing force in the Z-axis direction in steps 41 and 42, the rotational force around the Z-axis is 3
This is the point where 0 is added, and the force (moment) data <Mz> relating to the rotational force in the Z-axis direction is input in step 43. The contents of the other calculation processing and determination processing are substantially the same. In this way, the method of setting the arbitrary coordinate system by the rotational force and the pressing force is performed.

【0034】なお、前記の各実施例において、各軸方向
への押付けの指示、軸回りの回転力の指示は一例であっ
て、X,Y,Zの各軸方向への並進力(押付け力または
引き力)、各軸回りの回転力の任意の組み合わせによっ
て任意に設定することができる。
In each of the above-mentioned embodiments, the instruction of pressing in each axial direction and the instruction of the rotational force about the axis are merely examples, and the translational force (pressing force) in each axial direction of X, Y, Z. Or a pulling force), and an arbitrary combination of rotational forces around the respective axes.

【0035】また作業ツールを動作させるためのスイッ
チをオンすることによって作業ツールに反力を生じさ
せ、これにより回転力を与えることもできる。
It is also possible to generate a reaction force in the work tool by turning on a switch for operating the work tool, thereby giving a rotational force.

【0036】さらに、前述した数値入力、押付け力(引
き力)、回転力を利用した座標系設定方法を適宜に組合
せて任意座標系の設定方法を構成することもできる。特
に、数値入力による方法と、押付け力および回転力によ
る方法とを組合せなる座標系設定方法は、いずれも作業
者の主体性に基づいて設定することを可能にし、実際の
作業では望ましい方法である。
Further, a setting method of an arbitrary coordinate system can be configured by appropriately combining the coordinate system setting methods utilizing the numerical value input, the pressing force (pulling force), and the rotating force described above. In particular, the coordinate system setting method, which combines the method of inputting numerical values and the method of using pressing force and rotating force, makes it possible to set based on the independence of the operator, and is a desirable method in actual work. .

【0037】[0037]

【発明の効果】以上の説明で明らかなように本発明によ
れば、直接に数値を入力することで任意座標系の設定を
行うことができるので、任意座標系の設定を容易に行う
ことができる。また力センサを備えたロボットに関して
は、力センサに、少なくとも2軸方向について所要の押
付け力(引き力であってもよい)や回転力を加えること
により任意の座標系を設定できるので、簡易な座標系設
定作業を行うことができ、作業が安全であり、精度の高
い座標系設定を行うことができる。数値入力を利用する
方法と押付け力等を利用する方法とを組合せてなる座標
系設定方法は実際の現場では便利であるという利点を有
する。
As is apparent from the above description, according to the present invention, it is possible to set an arbitrary coordinate system by directly inputting numerical values, and therefore it is possible to easily set the arbitrary coordinate system. it can. Further, regarding a robot provided with a force sensor, an arbitrary coordinate system can be set by applying a required pressing force (may be pulling force) or rotational force to at least two axis directions to the force sensor. The coordinate system setting work can be performed, the work is safe, and the coordinate system setting can be performed with high accuracy. The coordinate system setting method, which is a combination of a method of using a numerical input and a method of using a pressing force, has the advantage of being convenient in an actual field.

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

【図1】数値入力による座標系設定方法を実施するロボ
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 a configuration of a robot controller that implements a coordinate system setting method by numerical input.

【図2】数値入力による座標系設定方法を示すフローチ
ャートである。
FIG. 2 is a flowchart showing a coordinate system setting method by numerical input.

【図3】ティーチングボックスの表示画面を示す図であ
る。
FIG. 3 is a diagram showing a display screen of a teaching box.

【図4】ロボット本体の構成および設定される座標系を
示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a configuration of a robot body and a coordinate system to be set.

【図5】押付け力による座標系設定方法を実施するロボ
ット制御装置の構成を示すブロック図である。
FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of a robot controller that implements a coordinate system setting method by pressing force.

【図6】押付け力を与える場合のロボット本体の構成お
よび設定される座標系を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing a configuration of a robot body and a coordinate system to be set when a pressing force is applied.

【図7】押付け力による座標系設定方法を示すフローチ
ャートである。
FIG. 7 is a flowchart showing a coordinate system setting method by pressing force.

【図8】押付け力と回転力を与える場合のロボット本体
の構成および設定される座標系を示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing a configuration of a robot main body and a coordinate system to be set when a pressing force and a rotational force are applied.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ロボット本体 2 アーム 4 力センサ 5 コントローラ 6 作業ツール 11 ベース座標系 12 センサ座標系 13 任意座標系 21 ティーチングボックス 22 任意座標系データ入力処理部 23 任意座標系データ格納部 24 力制御演算部 26 座標変換部 27 押付け力方向演算部 1 Robot Main Body 2 Arm 4 Force Sensor 5 Controller 6 Work Tool 11 Base Coordinate System 12 Sensor Coordinate System 13 Arbitrary Coordinate System 21 Teaching Box 22 Arbitrary Coordinate System Data Input Processor 23 Arbitrary Coordinate System Data Storage 24 Force Control Calculator 26 Coordinates Conversion unit 27 Pressing force direction calculation unit

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 任意の位置と姿勢に設定可能な2自由度
以上の多関節型ロボットで、このロボットの動作方向を
指示するための座標軸方向を任意方向に設定可能にする
任意座標系の設定方法において、 前記任意座標系を直交座標系とし、前記任意座標系の各
軸方向についての方向余弦の数値を入力することにより
前記任意座標系を設定するようにしたことを特徴とする
ロボットの座標系設定方法。
1. A multi-joint robot having two or more degrees of freedom that can be set to an arbitrary position and orientation, and an arbitrary coordinate system that can set an arbitrary coordinate axis direction for instructing the movement direction of the robot. In the method, the arbitrary coordinate system is an orthogonal coordinate system, and the arbitrary coordinate system is set by inputting a numerical value of a direction cosine for each axial direction of the arbitrary coordinate system. System setting method.
【請求項2】 任意の位置と姿勢に設定可能な2自由度
以上の多関節型ロボットであり、アーム先部に少なくと
も2軸方向について並進方向の力と回転方向の力を検出
する力センサを備え、前記ロボットの動作方向を指示す
るための座標軸方向を任意方向に設定可能にする任意座
標系の設定方法において、 設定したい2つの軸方向について並進または回転の力を
加えることにより前記任意座標系を設定するようにした
ことを特徴とするロボットの座標系設定方法。
2. A multi-joint robot having two or more degrees of freedom that can be set to an arbitrary position and posture, and a force sensor for detecting a force in a translational direction and a force in a rotational direction in at least two axial directions at an arm tip portion. In the method of setting an arbitrary coordinate system, wherein the coordinate axis direction for instructing the movement direction of the robot can be set to an arbitrary direction, the arbitrary coordinate system is applied by applying a translational or rotational force in the two axial directions to be set. A method for setting the coordinate system of a robot, characterized in that
【請求項3】 請求項2記載のロボットの座標系設定方
法において、設定したい前記2つの軸方向について力を
押すことにより前記任意座標系を設定するようにしたこ
とを特徴とするロボットの座標系設定方法。
3. The robot coordinate system setting method according to claim 2, wherein the arbitrary coordinate system is set by pushing a force in the two axial directions to be set. Setting method.
【請求項4】 請求項2記載のロボットの座標系設定方
法において、設定したい前記2つの軸方向について回転
力を加えることにより前記任意座標系を設定するように
したことを特徴とするロボットの座標系設定方法。
4. The robot coordinate system setting method according to claim 2, wherein the arbitrary coordinate system is set by applying a rotational force in the two axial directions to be set. System setting method.
【請求項5】 請求項1に記載された数値入力による座
標系設定方法と、請求項2〜4のいずれか1項に記載さ
れた力を加えることによる座標系設定方法とを組合せる
ことにより任意座標系を設定するようにしたことを特徴
とするロボットの座標系設定方法。
5. A combination of the coordinate system setting method by numerical input according to claim 1 and the coordinate system setting method by applying a force according to any one of claims 2 to 4. A method for setting a coordinate system of a robot, characterized in that an arbitrary coordinate system is set.
JP18733693A 1993-06-30 1993-06-30 Method for setting up coordinate system of robot Pending JPH0784618A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP18733693A JPH0784618A (en) 1993-06-30 1993-06-30 Method for setting up coordinate system of robot

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP18733693A JPH0784618A (en) 1993-06-30 1993-06-30 Method for setting up coordinate system of robot

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0784618A true JPH0784618A (en) 1995-03-31

Family

ID=16204221

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP18733693A Pending JPH0784618A (en) 1993-06-30 1993-06-30 Method for setting up coordinate system of robot

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0784618A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115972260A (en) * 2022-12-02 2023-04-18 昆明理工大学 Industrial robot calibration method and system based on vector inner product error model

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115972260A (en) * 2022-12-02 2023-04-18 昆明理工大学 Industrial robot calibration method and system based on vector inner product error model
CN115972260B (en) * 2022-12-02 2024-06-11 昆明理工大学 Industrial robot calibration method and system based on vector inner product error model

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6924145B2 (en) Robot teaching method and robot arm control device
EP3342541B1 (en) Remote control robot system
JP3923053B2 (en) Robot teaching device
EP2055446A1 (en) A portable robot control apparatus and a method for controlling a movement of a robot
KR20180069031A (en) Direct teaching method of robot
JP2000024968A (en) Robot controller
US11123864B2 (en) Motion teaching apparatus, robot system, and motion teaching method
JP7187765B2 (en) robot controller
JP2021030364A (en) Robot control device
JPH09225872A (en) Robot teaching device
JPH08281584A (en) Joy stick signal processing device
JP3577124B2 (en) Method of acquiring mating data using force control robot
JP2791030B2 (en) Curved copying controller for multi-degree-of-freedom work machine
JPH0784618A (en) Method for setting up coordinate system of robot
JPH05303425A (en) Direct teaching type robot
JPH06155346A (en) Teaching device for robot
JP2709001B2 (en) Work Object Position Detector for Force Control Robot
JP2000094370A (en) Inclination measuring method of work surface of robot and measuring device thereof
JP2004188594A (en) Robot controller
JPH07205068A (en) Coordinate system setting method of robot
JPH06179187A (en) Direction detection type teaching mechanism
US20240001552A1 (en) Teaching method and teaching apparatus
JP7185749B2 (en) ROBOT SYSTEM AND ROBOT SYSTEM CONTROL METHOD
JP2002361581A (en) Method and device for automating works and memory medium to store the method
JP2520006B2 (en) Robot teaching method