JPH0962322A - Control device and method for multiaxial robot - Google Patents

Control device and method for multiaxial robot

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JPH0962322A
JPH0962322A JP21455395A JP21455395A JPH0962322A JP H0962322 A JPH0962322 A JP H0962322A JP 21455395 A JP21455395 A JP 21455395A JP 21455395 A JP21455395 A JP 21455395A JP H0962322 A JPH0962322 A JP H0962322A
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JP
Japan
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axis robot
posture
axis
robot
area
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP21455395A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takehito Yamaguchi
岳人 山口
Katsumi Ishihara
勝己 石原
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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Publication of JPH0962322A publication Critical patent/JPH0962322A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a control device/method which can facilitate teaching jobs for actions of a multiaxial robot. SOLUTION: A controller is prepared to control a multiaxial robot based on the target movement position that is previously set. The controller reads the target movement position (S1) and a right-hand inhibition area (S2) out of a RAM when a movement command is executed. Then the target movement position is compared with the right-hand inhibition area (S3). If the target movement position is included in the right-hand inhibition area, the target movement position is shifted to a left-hand inhibition area (S4) and the turnover amount of every rotate joint of the robot is calculated in a left-hand system (S5). If the target movement position is excluded out of the right-hand inhibition area, the target movement position is shifted to the right-hand inhibition area (S6). Then the turnover extent of every rotate joint of the robot is calculated in a right-hand system (S7). Based on these calculation results, the positioning action of the robot is started (S8).

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、多軸ロボットを制
御する制御装置及びその制御方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a control device and a control method for controlling a multi-axis robot.

【0002】[0002]

【従来の技術】多軸ロボットに作業をさせるためには、
一般的にそのロボットの動作プログラムを予め作成し、
制御装置の内部あるいは外部の記憶装置に格納する。動
作プログラムは、作業点の位置情報とロボット言語と呼
ばれている各種命令語により書かれた動作プログラムか
らなる。
2. Description of the Related Art In order to make a multi-axis robot work,
Generally, the operation program of the robot is created in advance,
It is stored in a storage device inside or outside the control device. The operation program is composed of position information of the work point and an operation program written by various command words called a robot language.

【0003】多軸ロボットに自動運転による再生動作を
させる場合は、まず、作業点の位置情報を教示装置によ
る教示作業により記憶装置に格納してゆく。
When the multi-axis robot is made to perform a reproducing operation by automatic operation, first, the position information of the working point is stored in the storage device by the teaching work by the teaching device.

【0004】次に、記憶装置に記憶されている動作プロ
グラムにより命令語を1つづつ取り出し、解読しながら
所定の動作を行なう。これらの動作命令の内で、ある作
業を行なうための動作命令を実行する場合、その作業点
の位置情報の内容を参照し、指定された位置に多軸ロボ
ットは動く。一般的に作業点の位置情報は、作業者が多
軸ロボットに備えられた手先の位置として教示し、その
手先位置は作業者が直観的に理解し易いように、直交座
標で表現される(例えば、”P1(X0,Y0,Z0,S
0)”という形式、但しS0は手先軸の直交座標系に対す
る回転角である。)。このため手先位置を直交座標で表
現する場合、多軸ロボットの各関節のモータの停止位置
は一意的には決まらない。すなわち、多軸ロボットは、
1つの手先位置に対して各関節のモータの停止位置が右
手系及び左手系の2通り存在するわけである。これを多
軸ロボットの自動運転における教示再生中に一意的に決
めるためには、2つの方法がある。
Next, the operation program stored in the storage device takes out the instruction words one by one and performs a predetermined operation while decoding the instruction words. When executing an operation command for performing a certain work among these operation commands, the multi-axis robot moves to the designated position by referring to the content of the position information of the work point. Generally, position information of a working point is taught by a worker as a position of a hand provided on a multi-axis robot, and the hand position is expressed in Cartesian coordinates so that the worker can intuitively understand ( For example, "P1 (X0, Y0, Z0, S
0) ”, where S0 is the rotation angle of the hand axis with respect to the Cartesian coordinate system.) Therefore, when the hand position is represented by Cartesian coordinates, the motor stop position of each joint of the multi-axis robot is unique. Is not decided, that is, the multi-axis robot
With respect to one hand position, there are two stop positions of the motor of each joint, that is, the right hand system and the left hand system. There are two methods for uniquely determining this during the teaching reproduction in the automatic operation of the multi-axis robot.

【0005】1.教示作業では、手先位置情報として、
Pn(Xn,Yn,Zn,Sn)(nは作業点番号)という
形式で教示し、動作プログラムの命令語により教示位置
再生時に、その動作プログラム中で左右2通りある各関
節のモータの停止位置情報を選択する方法。
[0005] 1. In teaching work, as hand position information,
Pn (Xn, Yn, Zn, Sn) (n is a work point number) is taught, and when the teaching position is reproduced by the command word of the operation program, there are two left and right motor stop positions for each joint in the operation program. How to select information.

【0006】図6は、従来例としての動作プログラム例
1を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing an operation program example 1 as a conventional example.

【0007】図9は、従来例としての手先位置情報を示
す図である。
FIG. 9 is a diagram showing hand position information as a conventional example.

【0008】図6に示すように、LNO2において、多
軸ロボットの左右2通りある各関節のモータの停止位置
のうち、それらのモータが停止位置になったときに、多
軸ロボットのアームの姿勢が右手系になるような各モー
タの停止位置を算出するように条件を設定する。次にL
NO3で各関節の関係が右手系の状態で各モータの停止
位置を算出する。また図7は、図6のLNO2とLNO
3を1つの命令にまとめた例である。
As shown in FIG. 6, in LNO2, of the two left and right motor stop positions of each joint of the multi-axis robot, when those motors reach the stop position, the posture of the arm of the multi-axis robot is changed. Set the conditions so that the stop position of each motor is calculated so that is a right-handed system. Then L
In NO3, the stop position of each motor is calculated in a state where the relationship of each joint is a right-handed system. Further, FIG. 7 shows LNO2 and LNO of FIG.
3 is an example in which 3 is combined into one instruction.

【0009】図7は、従来例としての動作プログラム例
2を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing an operation program example 2 as a conventional example.

【0010】2.教示作業の時点で、手先位置情報とし
て、Pn(Xn,Yn,Zn,Sn,ARMn)という形式で
教示し、教示位置を再生する際に手先位置情報の中の姿
勢要素”ARMn”を考慮して各関節の各モータの停止
位置を算出する方法。
[0010] 2. At the time of teaching work, the hand position information is taught in the form of Pn (Xn, Yn, Zn, Sn, ARMn), and the posture element "ARMn" in the hand position information is taken into consideration when the taught position is reproduced. To calculate the stop position of each motor of each joint.

【0011】図8は、従来例としての動作プログラム例
3を示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing an operation program example 3 as a conventional example.

【0012】図10は、従来例としての手先位置情報を
示す図である。
FIG. 10 is a diagram showing hand position information as a conventional example.

【0013】図10に示すように、教示作業時に手先位
置情報として直交座標系上の位置、及び姿勢の情報とし
て、右手系又は左手系を示す”RIGHT”或は”LE
FT”を設定する。動作プログラム例3の実行による教
示位置再生時には、位置情報に加えて姿勢情報を考慮し
て(LNO2)、手先が教示位置に移動するように各関
節のモータの停止位置を算出する。
As shown in FIG. 10, during teaching work, "RIGHT" or "LE" indicating a right-handed system or a left-handed system is shown as position information on the Cartesian coordinate system as hand position information and posture information.
FT "is set. When the teaching position is reproduced by executing the operation program example 3, the posture information is considered in addition to the position information (LNO2), and the stop position of the motor of each joint is set so that the hand moves to the teaching position. calculate.

【0014】[0014]

【解決をしようとする課題】前述の1の場合、再生時の
位置決め精度が必要な場合に不利である。例えば教示し
たときの姿勢情報が残されていないので、教示した時の
姿勢とは反対の姿勢が動作プログラム上で指示される
と、各関節の減速機構のロストモーション、すなわち教
示位置への移動の際、ロボットの右手系又は左手系動作
における機械的な要因による位置決め動作誤差により高
精度に位置決めできない。これにより多軸ロボットの手
先位置に取り付けたハンドによりワークの把持ができな
いという問題が予想される。また、2の場合は、教示位
置の要素に多軸ロボットがその教示位置へ位置決めされ
た時の姿勢が含まれているので、作業者が教示作業を行
なう際、ひとつひとつの教示位置に対して再生時の姿勢
を考慮しながら正確に設定する必要があるため、教示作
業者が多軸ロボットの教示作業に熟達していなければな
らなかった。具体的な例として、同一のパレット上で初
め右手系により教示作業を行っていったが、右手系では
次の位置を教示することが不可能な領域が存在するた
め、左手系に変更してから教示作業を続行する必要が生
じ、同一パレット上で、左右の手系が混在した教示位置
データ出来上がる。この状態で、教示位置を自動運転で
再生すると、同一パレット上で手系の変更のための余分
なタクトが発生する。これを防ぐためには、初めから左
手系の姿勢で教示作業をやり直さなければならなくな
り、大変作業者に負荷がかかる。
The above-mentioned case 1 is disadvantageous when the positioning accuracy during reproduction is required. For example, since the posture information at the time of teaching is not left, if the posture opposite to the posture at the time of teaching is instructed in the operation program, the lost motion of the deceleration mechanism of each joint, that is, the movement to the taught position At this time, positioning cannot be performed with high accuracy due to a positioning operation error due to mechanical factors in the robot's right-handed or left-handed operation. As a result, it is expected that the hand attached to the hand position of the multi-axis robot cannot hold the work. In the case of 2, since the element of the teaching position includes the posture when the multi-axis robot is positioned at the teaching position, when the operator performs the teaching work, the teaching position is reproduced for each teaching position. Since it is necessary to set the position accurately while considering the posture of the time, the teaching operator must be skilled in teaching the multi-axis robot. As a specific example, the teaching work was performed with the right-handed system on the same pallet at first, but there is an area where the next position cannot be taught with the right-handed system, so change to the left-handed system. Therefore, it becomes necessary to continue the teaching work, and teaching position data in which the left and right hand systems are mixed is completed on the same pallet. In this state, if the teaching position is reproduced by automatic operation, an extra tact for changing the hand system occurs on the same pallet. In order to prevent this, the teaching work must be redone from the beginning in a left-handed posture, which puts a great burden on the operator.

【0015】そこで本発明は、多軸ロボットの動作を教
示する作業を容易にする制御装置及びその制御方法の提
供を目的とする。
Therefore, an object of the present invention is to provide a control device and a control method for facilitating the work of teaching the operation of a multi-axis robot.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】前述の課題解決のための
本発明の構成として、請求項1は、予め設定した目標移
動位置に従って多軸ロボットの制御を行なう制御装置に
おいて、前記多軸ロボットの動作の際、姿勢を制限する
領域を予め設定する手段と、前記目標移動位置に従って
前記多軸ロボットの軌道計画を作成する際、前記軌道計
画が、前記姿勢を制限する領域に含まれているか否かを
判別する手段と、その判別した結果と前記軌道計画に従
って、前記目標移動位置に対応する前記多軸ロボットの
各軸の移動量を補正する手段を備えたことを特徴とする
多軸ロボットの制御装置である。
As a constitution of the present invention for solving the above-mentioned problems, a first aspect of the present invention is a control device for controlling a multi-axis robot in accordance with a preset target movement position. A means for presetting an area for limiting the posture during operation, and whether or not the trajectory plan is included in the area for limiting the posture when creating the trajectory plan of the multi-axis robot according to the target movement position. And a means for determining the movement amount of each axis of the multi-axis robot corresponding to the target movement position according to the determined result and the trajectory plan. It is a control device.

【0017】これにより個々の教示位置の設定と再生時
の動作姿勢の制限を独立して設定できる。
This makes it possible to set the individual teaching positions and the limitation of the movement posture during reproduction independently.

【0018】請求項2は、前記多軸ロボットの各軸の移
動量を補正する手段は、前記多軸ロボットの各軸が取り
得る姿勢である右手系又は左手系の変更を含むことを特
徴とする請求項1記載の多軸ロボットの制御装置であ
る。
According to a second aspect of the present invention, the means for correcting the amount of movement of each axis of the multi-axis robot includes a change of a right-handed system or a left-handed system in which each axis of the multi-axis robot can assume. The control device for a multi-axis robot according to claim 1.

【0019】これにより多軸ロボットの動作時に障害物
を避けて動作させることができる。また手系の変更は、
姿勢を制限する領域に多軸ロボットが出入りする時だけ
必要最小限行われる。
Thus, the multi-axis robot can be operated while avoiding obstacles during operation. Also, the change of hand system,
This is performed only when the multi-axis robot moves in and out of the area where the posture is restricted.

【0020】請求項3は、前記姿勢を制限する領域を設
定する手段は、通信手段を介して前記制御装置と接続さ
れた外部装置で行なうことを特徴とする請求項2記載の
多軸ロボットの制御装置である。
According to a third aspect of the present invention, the means for setting the area in which the posture is restricted is performed by an external device connected to the control device via a communication means. It is a control device.

【0021】これにより、多軸ロボットの動作プログラ
ムとは独立した現場レベルでのパラメータ設定を実現す
る。
As a result, the parameter setting at the site level independent of the operation program of the multi-axis robot is realized.

【0022】請求項4は、前記姿勢を制限する領域は、
複数設定できることを特徴とする請求項2記載の多軸ロ
ボットの制御装置である。
According to a fourth aspect, the area for limiting the posture is
The control device for a multi-axis robot according to claim 2, wherein a plurality of settings can be made.

【0023】これによりロボットのアームとワークの物
理的な制約が、ワークの移動開始位置及び移動終了位置
の2ヶ所で左右異なるような場合にも適用できる多軸ロ
ボットの制御装置を得る。
Thus, a control device for a multi-axis robot can be obtained which can be applied even when the physical constraints of the robot arm and the work are different at the two positions of the movement start position and movement end position.

【0024】請求項5は、前記多軸ロボットのインチン
グ動作中に、前記姿勢を制限する領域の境界を前記多軸
ロボットが抵触した際、インチング動作を停止させるこ
とを特徴とする請求項2記載の多軸ロボットの制御装
置。
According to a fifth aspect of the present invention, during the inching operation of the multi-axis robot, the inching operation is stopped when the multi-axis robot touches a boundary of a region that limits the posture. Multi-axis robot controller.

【0025】これにより多軸ロボットのインチング動作
中に、使用を制限された手系で姿勢を制限する領域へ不
用意に出入りすることをなくす。
With this, during the inching operation of the multi-axis robot, it is prevented that the hand system whose use is restricted inadvertently enters and leaves the area where the posture is restricted.

【0026】同課題の解決のための本発明の他の構成と
して、請求項6は、予め設定した目標移動位置に従って
多軸ロボットの制御を行なう制御方法において、前記多
軸ロボットの動作の際、姿勢を制限する領域を予め設定
し、前記目標移動位置に従って前記多軸ロボットの軌道
計画を作成する際、前記軌道計画が、前記姿勢を制限す
る領域に含まれているか否かを判別し、その判別した結
果と前記軌道計画に従って、前記目標移動位置に対応す
る前記多軸ロボットの各軸の移動量を補正することを特
徴とする多軸ロボットの制御方法である。
As another configuration of the present invention for solving the same problem, a sixth aspect of the present invention is a control method for controlling a multi-axis robot according to a preset target movement position, wherein the multi-axis robot is operated in the following manner. An area for limiting the posture is set in advance, and when the trajectory plan of the multi-axis robot is created according to the target movement position, the trajectory plan is determined whether or not it is included in the area for limiting the posture. A method of controlling a multi-axis robot, comprising: correcting the amount of movement of each axis of the multi-axis robot corresponding to the target movement position according to the determined result and the trajectory plan.

【0027】これにより個々の教示位置の設定と再生時
の動作姿勢の制限を独立して設定できる。
Thus, the setting of each teaching position and the limitation of the operation posture during reproduction can be set independently.

【0028】請求項7は、前記多軸ロボットの各軸の移
動量を補正する方法は、前記多軸ロボットの各軸が取り
得る姿勢である右手系又は左手系の変更を含むことを特
徴とする請求項6記載の多軸ロボットの制御方法であ
る。
According to a seventh aspect of the present invention, the method of correcting the movement amount of each axis of the multi-axis robot includes changing the right-handed system or the left-handed system which is the posture that each axis of the multi-axis robot can take. The method for controlling a multi-axis robot according to claim 6.

【0029】これにより多軸ロボットの動作時に障害物
を避けて動作させることができる。また手系の変更は、
姿勢を制限する領域に多軸ロボットが出入りする時だけ
必要最小限行われる。
Thus, the multi-axis robot can be operated while avoiding obstacles during operation. Also, the change of hand system,
This is performed only when the multi-axis robot moves in and out of the area where the posture is restricted.

【0030】請求項8は、前記姿勢を制限する領域は、
複数設定できることを特徴とする請求項7記載の多軸ロ
ボットの制御方法である。
According to the eighth aspect, the area for limiting the posture is
The control method for a multi-axis robot according to claim 7, wherein a plurality of settings can be made.

【0031】これによりロボットのアームとワークの物
理的な制約が、ワークの移動開始位置及び移動終了位置
の2ヶ所で左右異なるような場合にも適用できる多軸ロ
ボットの制御装置を得る。
Thus, a control apparatus for a multi-axis robot can be obtained which can be applied even when the physical constraints of the robot arm and the work are different at the two positions of the movement start position and movement end position.

【0032】請求項9は、前記多軸ロボットのインチン
グ動作中に、前記姿勢を制限する領域の境界を前記多軸
ロボットが抵触した際、インチング動作を停止させるこ
とを特徴とする請求項7記載の多軸ロボットの制御方法
である。
A ninth aspect of the present invention is characterized in that, during the inching operation of the multi-axis robot, the inching operation is stopped when the multi-axis robot touches a boundary of a region that limits the posture. Is a control method of the multi-axis robot.

【0033】これにより多軸ロボットのインチング動作
中に、使用を制限された手系で姿勢を制限する領域へ不
用意に出入りすることをなくす。
With this, during the inching operation of the multi-axis robot, it is prevented that the hand system whose use is restricted inadvertently goes in and out of the area where the posture is restricted.

【0034】[0034]

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図面
を参照して説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0035】図1は、本発明を適用する多軸ロボットの
システム構成図である。
FIG. 1 is a system configuration diagram of a multi-axis robot to which the present invention is applied.

【0036】図中、4は本多軸ロボットのシステムを制
御するロボット制御装置であり、パレット28に載せら
れた複数のワーク29を個々にコンベア30へ移動させ
る多軸ロボットを制御する。この多軸ロボット11は、
支柱21に支えられており、サーボモータをそれぞれ備
えた第1軸(22)、第2軸(24)、そしてS軸(2
6)とそれらを始点にして動作するアーム1(23)、
アーム2(25)、そしてフィンガー(27)を備え
る。1は、マンマシンインターフェースとしての教示装
置である。
In the figure, 4 is a robot controller for controlling the system of the present multi-axis robot, which controls the multi-axis robot for individually moving a plurality of works 29 placed on the pallet 28 to the conveyor 30. This multi-axis robot 11
The first shaft (22), the second shaft (24), and the S shaft (2
6) and the arm 1 (23) that operates using them as a starting point,
Arm 2 (25) and finger (27) are provided. 1 is a teaching device as a man-machine interface.

【0037】図2は、本発明を適用する多軸ロボットの
ブロック構成図である。
FIG. 2 is a block diagram of a multi-axis robot to which the present invention is applied.

【0038】図中、教示装置1は、各種パラメータや動
作の教示位置等の入力を行なう入力部2、入力値や結果
の表示などを行なう表示部3を備える。4はロボット制
御装置であり、教示装置1とのデータの受け渡しを行う
通信インターフェース5、教示装置1からの移動司令な
どの解読、サーボ制御、軌道計画演算等を行うCPU
6、CPUを動作させるための制御プログラム及び軌道
計画演算アルゴリズム等を記憶しているROM7、サー
ボゲイン、電動モータの最高回転数、回転方向などのサ
ーボパラメータ、座標系の種類を確定するパラメータ、
多軸ロボット11の第1、第2アームの長さ、各関節の
回転量の最大値と最小値、及び左手系制御領域がアーム
ソリューションパラメータとして記憶されているRAM
8、ロボット制御装置4の内部の各要素のデータ通信の
ためのバス9、そしてサーボドライバを備えたサーボ系
インターフェース10を備える。多軸ロボット11は、
ロボット制御装置4に接続され、その指示に従って動作
する。
In the figure, the teaching apparatus 1 is provided with an input unit 2 for inputting various parameters and teaching positions for motions, and a display unit 3 for displaying input values and results. Reference numeral 4 denotes a robot control device, which is a communication interface 5 for exchanging data with the teaching device 1, a CPU for deciphering a movement command or the like from the teaching device 1, servo control, trajectory planning calculation, and the like.
6, a ROM 7 that stores a control program for operating the CPU, a trajectory planning calculation algorithm, etc., a servo gain, a maximum rotation speed of the electric motor, servo parameters such as a rotation direction, and a parameter that determines the type of the coordinate system,
A RAM in which the lengths of the first and second arms of the multi-axis robot 11, the maximum and minimum values of the amount of rotation of each joint, and the left-handed control area are stored as arm solution parameters.
8, a bus 9 for data communication of each element inside the robot controller 4, and a servo system interface 10 having a servo driver. The multi-axis robot 11
It is connected to the robot controller 4 and operates according to the instructions.

【0039】まず本実施形態では、動作プログラム、又
は手先位置情報の設定時に教示装置1(ロボット制御装
置4からでも良い)から入力していた姿勢要素(前述の
従来例図6〜図10)の設定を行わずに、位置の教示の
際、多軸ロボット11の全動作領域の内部で、動作姿勢
を制限する領域の設定を行なう。ロボット制御装置4
は、教示位置に従ってロボットを動作させる場合に、個
々の教示位置が、予め設定したロボットアームの動作姿
勢を制限する領域内にあるかどうかを判別し、動作を実
行する。この考え方に基づいて以下に説明を述べる。
First, in the present embodiment, the posture element (the above-mentioned conventional examples FIGS. 6 to 10) input from the teaching device 1 (or the robot control device 4) at the time of setting the motion program or the hand position information. When the position is taught without setting, an area for restricting the movement posture is set within the entire movement area of the multi-axis robot 11. Robot controller 4
When the robot is operated in accordance with the taught position, it determines whether or not each taught position is within a preset region that limits the movement posture of the robot arm, and executes the operation. The explanation is given below based on this idea.

【0040】サーボ系インターフェース10の動作につ
いて図3〜図5を参照して説明する。
The operation of the servo system interface 10 will be described with reference to FIGS.

【0041】図3は、本発明の一実施形態としての移動
指令コマンドの処理のフローチャートである。
FIG. 3 is a flow chart of processing of a movement command command as an embodiment of the present invention.

【0042】図中、サーボ系インターフェース10で
は、CPU6からバス9を介して送信されてきたコマン
ドを解読し、移動指令コマンドであるならばステップS
1で目標移動位置、ステップS2でアームソリューショ
ンパラメータ中の右手系禁止領域をRAM8からそれぞ
れ読み込む。次にステップS3において、読み込んだ目
標移動位置と右手系禁止領域を比較し、目標移動位置が
右手系禁止領域内であれば、目標移動位置を左手系に変
更し(ステップS4)、ステップS5で多軸ロボット1
1の各関節回転量を左手系で演算する。一方、目標移動
位置が右手系禁止領域外であれば、目標移動位置を右手
系に変更し(ステップS6)、ステップS7で多軸ロボ
ット11の各関節回転量を右手系で演算する。そしてこ
の演算結果を基に、ステップS8においてロボット11
の位置決め動作を開始する。
In the figure, the servo system interface 10 decodes the command transmitted from the CPU 6 via the bus 9, and if it is a movement command command, step S
The target movement position is read in 1 and the right hand system prohibited area in the arm solution parameter is read from the RAM 8 in step S2. Next, in step S3, the read target movement position is compared with the right hand system prohibited area, and if the target movement position is within the right hand system prohibited area, the target movement position is changed to the left hand system (step S4), and in step S5. Multi-axis robot 1
The joint rotation amount of 1 is calculated by the left-handed system. On the other hand, if the target movement position is outside the right-handed system prohibited area, the target movement position is changed to the right-handed system (step S6), and the joint rotation amount of the multi-axis robot 11 is calculated by the right-handed system in step S7. Then, based on the calculation result, the robot 11
Start the positioning operation of.

【0043】図4は、本発明の一実施形態としてのロボ
ット11の動作領域を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing an operation area of the robot 11 as an embodiment of the present invention.

【0044】図中、多軸ロボット可動領域40は、同一
位置でも右手系、左手系の両方をとることが可能な領域
と、右手系、左手系のどちらか一方しかとることができ
ない領域が構造上存在する。ここでは説明を簡単にする
ために、多軸ロボット11の動作の基本を右手系とす
る。次に、この右手系領域内に右手系禁止領域43を設
定する方法は、方形の右手系禁止領域43を対角点の2
点、すなわち44の第1領域設定位置(X1、Y1)
と、45の第2領域設定位置(X2、Y2)から構成さ
れるものとする。更に物理的に左手系でしかとりえない
領域41はモータの回転角を利用して検出し、それ以外
の領域は右手系領域42とする。目標移動位置が(X,
Y,Z)としたとき、X座標がX1〜X2間、Y座標が
Y1〜Y2間に入っている場合のみ、目標移動位置が右
手系禁止領域43と判別する。これはスカラ型ロボット
の自動運転時のPTP(POINT TO POINT)動作のときは
もちろん、教示作業時のインチング動作のときも同様で
ある。
In the figure, the movable area 40 of the multi-axis robot has a structure in which both the right hand system and the left hand system can be taken at the same position, and the area where only one of the right hand system and the left hand system can be taken. Exists above. Here, in order to simplify the explanation, the basic operation of the multi-axis robot 11 is a right-handed system. Next, the method of setting the right-handed system prohibited area 43 in this right-handed system area is as follows.
Point, that is, 44 first area setting position (X1, Y1)
And 45 second area setting positions (X2, Y2). Further, a region 41 that can be physically taken only by the left-handed system is detected by utilizing the rotation angle of the motor, and the other region is a right-handed region 42. If the target movement position is (X,
(Y, Z), the target movement position is determined to be the right hand system prohibited area 43 only when the X coordinate is between X1 and X2 and the Y coordinate is between Y1 and Y2. This applies not only to the PTP (POINT TO POINT) operation during automatic operation of the SCARA type robot, but also to the inching operation during teaching work.

【0045】インチング動作の場合教示装置1のキー操
作によりロボット制御装置4にインチング命令が送られ
る。ロボット制御装置4はインチング命令を受けると、
所定のサンプリングタイム毎に、多軸ロボット11の手
先位置を算出し、その手先位置が左右どちらかの制限領
域に含まれるかを判別し、現在と次のサンプリングタイ
ム後の手先位置が同一の制御領域に含まれる場合のみ、
その手先位置になるように、多軸ロボット11を動作さ
せる。すなわち手先位置が右手系領域42にある場合
は、インチング動作はこの右手系の姿勢を保ったまま直
交座標系上を移動する。
In the case of inching operation, an inching command is sent to the robot controller 4 by operating the key of the teaching device 1. When the robot controller 4 receives the inching command,
The hand position of the multi-axis robot 11 is calculated for each predetermined sampling time, it is determined whether the hand position is included in the left or right restricted area, and the current hand position and the hand position after the next sampling time are controlled to be the same. Only if included in the region,
The multi-axis robot 11 is operated so as to reach the hand position. That is, when the hand position is in the right-handed system region 42, the inching operation moves on the orthogonal coordinate system while maintaining the posture of the right-handed system.

【0046】次のサンプリングタイム後の手先の移動位
置が右手系禁止領域43に含まれると判別されると、イ
ンチング動作は停止され、多軸ロボット11が右手系の
姿勢を保ったまま、右手系禁止領域43に入り込むこと
はない。継続して右手系禁止領域43内のインチング動
作を行ないたい場合は、多軸ロボット11の姿勢を左手
系に変更してから行なう。同様に、右手系禁止領域43
内のインチング動作を行っているときに、次のサンプリ
ングタイム後の手先位置が右手系領域42に含まれると
判別されると、インチング動作は停止され、左手系の姿
勢を保ったまま、右手系領域42に入り込むことはな
い。右手系領域42内のインチング動作を行ないたい場
合は、姿勢を右手系に変更してから行なう。このインチ
ング動作途中で教示位置とした手先位置に達したら、イ
ンチング動作を中止し、現在停止している手先位置を目
的とする教示位置として、ロボット制御装置4に記憶す
る。
When it is determined that the movement position of the hand after the next sampling time is included in the right hand system prohibited area 43, the inching operation is stopped and the multi-axis robot 11 keeps the right hand system posture and the right hand system. It does not enter the prohibited area 43. If it is desired to continue the inching operation in the right hand system prohibited area 43, the posture of the multi-axis robot 11 is changed to the left hand system. Similarly, the right-handed prohibited area 43
When it is determined that the hand position after the next sampling time is included in the right hand system area 42 during the inching operation in the inside, the inching operation is stopped, and the left hand system posture is maintained and the right hand system is maintained. It does not enter the area 42. If it is desired to perform the inching operation in the right-handed system area 42, the posture is changed to the right-handed system and then performed. When the hand position, which is the teaching position, is reached during the inching operation, the inching operation is stopped and the currently stopped hand position is stored in the robot controller 4 as the target teaching position.

【0047】図5は、本発明を適用する多軸ロボットの
システムを上から見た図である。
FIG. 5 is a top view of a multi-axis robot system to which the present invention is applied.

【0048】(1)ワークの位置を教示する場合 (A)の場所のワーク29の全て(パレット28上には
ワーク29が数段に渡って存在する。)の位置を教示す
るとき、多軸ロボット11は左手系にした状態で教示し
なければならない。なぜならば本実施形態に適用した多
軸ロボット11は、図1のようにZ軸上の移動が支柱に
沿って動作するため、(A)の場所のワーク29を上段
から下段に向かって右手系で教示しようとした場合、ア
ーム全体が(A)の場所以外に積み上げられたワーク2
9に干渉してしまうからである。すなわちZ軸が下がる
と、同時にアーム1、アーム2が下がってしまう。この
様なことを避けるために、このパレット28上の領域は
予め左手系の領域とし、右手系ではオペレータがインチ
ング等の教示作業をできないようにする。
(1) When teaching the position of the work When teaching all the positions of the work 29 at the location of (A) (the work 29 exists in several stages on the pallet 28), the multi-axis is taught. The robot 11 must be taught in a left-handed state. This is because the multi-axis robot 11 applied to the present embodiment moves the work 29 at the location (A) from the upper stage to the lower stage in the right-handed system because the movement on the Z-axis operates along the support as shown in FIG. If you try to teach with, the work 2 with the whole arm piled up except the place of (A)
This is because it interferes with 9. That is, when the Z axis is lowered, the arm 1 and the arm 2 are simultaneously lowered. In order to avoid such a situation, the area on the pallet 28 is set in advance as a left-handed area so that the operator cannot perform teaching work such as inching with the right-handed area.

【0049】(2)PTP動作の場合 動作プログラム上でPTP動作命令がある場合、まず目
標移動位置のX,Y,Z座標成分よりこの位置が右手系
領域42なのかそれとも右手系禁止領域43なのかを判
別し、その上で多軸ロボット11の手系が予め制限され
ている姿勢となるように、各関節の各モータの停止位置
(=回転量)を算出し、各モータを算出した位置になる
ように駆動する。 <実施形態の効果> (1)教示位置の再生動作中に多軸ロボット11の手先
部が、次の目標移動位置へ移動する場合、予め設定した
右手系禁止領域43を出入りする時以外はアームの姿勢
が統一される。これにより、本来、左右異なる各関節の
減速機構の機械的なロス、すなわち同じ教示位置でも左
手系でその位置に到達した場合と、右手系でその位置に
到達した場合とでは、実際の手先の位置が異なってしま
うという現象を必要最小限に避けることが可能となり、
ロストモーションなどを考慮せずに高精度な位置決めが
実現する。 (2)アームの姿勢制限情報を作業者が予め領域として
設定するので、目標動作位置の教示の際、作業者が常に
アームの姿勢を意識することから開放することができ
る。 (3)右手系禁止領域43の設定を、第1領域設定位置
(X1、Y1)と、45の第2領域設定位置(X2、Y
2)の2点で指定するため、作業の形態に一番適した形
の領域が指定できる。尚、この制限領域は、必要により
複数設定できる構成であっても良い。 (4)アームの姿勢の制限情報を作業者が予め領域とし
て設定するため、作業者が作成する動作プログラム、及
び教示位置データ上からアームの姿勢情報を削除したシ
ンプルな構成を実現できる(すなわち、動作プログラム
は図8、教示位置データは図9の構成となりどちらから
もアームの姿勢情報を削除できる)。
(2) In the case of PTP operation When there is a PTP operation command on the operation program, first, this position is the right hand system area 42 or the right hand system prohibition area 43 according to the X, Y and Z coordinate components of the target movement position. Is determined, and the stop position (= rotation amount) of each motor of each joint is calculated so that the hand system of the multi-axis robot 11 has a posture that is restricted in advance, and the calculated position of each motor is calculated. Drive to become. <Effects of Embodiment> (1) When the hand portion of the multi-axis robot 11 moves to the next target movement position during the playback operation of the teaching position, the arm is provided except when the preset right hand system prohibited area 43 enters and leaves. The attitude of is unified. As a result, the mechanical loss of the deceleration mechanism of the left and right joints, that is, when the position is reached with the left-handed system and the position with the right-handed system at the same teaching position, It is possible to avoid the phenomenon that the position is different to the minimum necessary,
Highly accurate positioning is realized without considering lost motion. (2) Since the worker sets the posture restriction information of the arm in advance as a region, it can be released from the fact that the worker is always aware of the posture of the arm when teaching the target operation position. (3) The right hand system prohibited area 43 is set by setting the first area setting position (X1, Y1) and the 45 second area setting position (X2, Y).
Since it is specified by 2 points of 2), the area of the shape most suitable for the work form can be specified. It should be noted that this restricted area may be configured so that a plurality of restricted areas can be set as necessary. (4) Since the worker sets the arm posture restriction information as a region in advance, a simple configuration in which the arm posture information is deleted from the operation program created by the worker and the teaching position data can be realized (that is, The operation program has the configuration shown in FIG. 8 and the teaching position data has the configuration shown in FIG. 9, and the posture information of the arm can be deleted from either of them.

【0050】尚、本発明は、複数の機器から構成される
システムに適用しても、本実施形態のように1つの機器
からなる装置に適用しても良い。また、本発明はシステ
ム或は装置にプログラムを供給することによって実施さ
れる場合にも適用できることは言うまでもない。この場
合、本発明に係るプログラムを格納した記憶媒体が本発
明を構成することになる。そして、該記憶媒体からその
プログラムをシステム或は装置に読み出すことによっ
て、そのシステム或は装置が、予め定められた仕方で動
作する。
The present invention may be applied to a system composed of a plurality of devices or an apparatus composed of a single device as in this embodiment. Further, it goes without saying that the present invention can be applied to the case where it is implemented by supplying a program to a system or an apparatus. In this case, the storage medium storing the program according to the present invention constitutes the present invention. Then, by reading the program from the storage medium to the system or device, the system or device operates in a predetermined manner.

【0051】[0051]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、多
軸ロボットのアームの姿勢制限情報を予め領域として設
定することにより、多軸ロボットの動作を教示する作業
者の負担を軽減し、作業を容易にする制御装置及びその
制御方法の提供が可能となる。
As described above, according to the present invention, by setting the posture restriction information of the arm of the multi-axis robot as the area in advance, the burden on the operator who teaches the operation of the multi-axis robot is reduced, It is possible to provide a control device and a control method thereof that facilitate the work.

【0052】[0052]

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

【図1】本発明を適用する多軸ロボットのシステム構成
図である。
FIG. 1 is a system configuration diagram of a multi-axis robot to which the present invention is applied.

【図2】本発明を適用する多軸ロボットのブロック構成
図である。
FIG. 2 is a block configuration diagram of a multi-axis robot to which the present invention is applied.

【図3】本発明の一実施形態としての移動指令コマンド
の処理のフローチャートである。
FIG. 3 is a flowchart of processing of a movement command command according to an embodiment of the present invention.

【図4】本発明の一実施形態としてのロボット11の動
作領域を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing an operation area of the robot 11 as one embodiment of the present invention.

【図5】本発明を適用する多軸ロボットのシステムを上
から見た図である。
FIG. 5 is a diagram of a multi-axis robot system to which the present invention is applied, viewed from above.

【図6】従来例としての動作プログラム例1を示す図で
ある。
FIG. 6 is a diagram showing an operation program example 1 as a conventional example.

【図7】従来例としての動作プログラム例2を示す図で
ある。
FIG. 7 is a diagram showing an operation program example 2 as a conventional example.

【図8】従来例としての動作プログラム例3を示す図で
ある。
FIG. 8 is a diagram showing an operation program example 3 as a conventional example.

【図9】従来例としての手先位置情報を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing hand position information as a conventional example.

【図10】従来例としての手先位置情報を示す図であ
る。
FIG. 10 is a diagram showing hand position information as a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 教示装置 2 入力部 3 表示部 4 ロボット制御装置 5 通信インターフェース 6 CPU 7 ROM 8 RAM 9 バス 10 サーボ系インターフェース 11 多軸ロボット 21 支柱 22 第1軸 23 アーム1 24 第2軸 25 アーム2 26 S軸 27 フィンガー 28 パレット 29 ワーク 30 コンベア 40 多軸ロボット可動領域 41 左手系でしかとりえない領域 42 右手系領域 43 右手系禁止領域 44 第1領域設定位置 45 第2領域設定位置 1 Teaching device 2 Input part 3 Display part 4 Robot control device 5 Communication interface 6 CPU 7 ROM 8 RAM 9 Bus 10 Servo system interface 11 Multi-axis robot 21 Strut 22 First axis 23 Arm 1 24 Second axis 25 Arm 2 26 S Axis 27 Finger 28 Pallet 29 Work 30 Conveyor 40 Multi-axis robot movable area 41 Area that can be taken only by left hand system 42 Right hand system area 43 Right hand system prohibited area 44 First area setting position 45 Second area setting position

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 予め設定した目標移動位置に従って多軸
ロボットの制御を行なう制御装置において、 前記多軸ロボットの動作の際、姿勢を制限する領域を予
め設定する手段と、 前記目標移動位置に従って前記多軸ロボットの軌道計画
を作成する際、前記軌道計画が、前記姿勢を制限する領
域に含まれているか否かを判別する手段と、 その判別した結果と前記軌道計画に従って、前記目標移
動位置に対応する前記多軸ロボットの各軸の移動量を補
正する手段を備えたことを特徴とする多軸ロボットの制
御装置。
1. A control device for controlling a multi-axis robot according to a preset target movement position, wherein a unit for presetting an area for limiting a posture when the multi-axis robot operates, and a unit for presetting the region according to the target movement position. When creating a trajectory plan of a multi-axis robot, a means for determining whether or not the trajectory plan is included in the area for limiting the posture, and the target movement position to the target movement position according to the determined result and the trajectory plan. A control device for a multi-axis robot comprising means for correcting the amount of movement of each axis of the corresponding multi-axis robot.
【請求項2】 前記多軸ロボットの各軸の移動量を補正
する手段は、 前記多軸ロボットの各軸が取り得る姿勢である右手系又
は左手系の変更を含むことを特徴とする請求項1記載の
多軸ロボットの制御装置。
2. The means for correcting the movement amount of each axis of the multi-axis robot includes a change of a right-handed system or a left-handed system which is a posture that each axis of the multi-axis robot can assume. 1. The control device for a multi-axis robot according to 1.
【請求項3】 前記姿勢を制限する領域を設定する手段
は、通信手段を介して前記制御装置と接続された外部装
置で行なうことを特徴とする請求項2記載の多軸ロボッ
トの制御装置。
3. The control device for a multi-axis robot according to claim 2, wherein the means for setting the area for limiting the posture is performed by an external device connected to the control device via a communication means.
【請求項4】 前記姿勢を制限する領域は、複数設定で
きることを特徴とする請求項2記載の多軸ロボットの制
御装置。
4. The control device for a multi-axis robot according to claim 2, wherein a plurality of regions for limiting the posture can be set.
【請求項5】 前記多軸ロボットのインチング動作中
に、前記姿勢を制限する領域の境界を前記多軸ロボット
が抵触した際、インチング動作を停止させることを特徴
とする請求項2記載の多軸ロボットの制御装置。
5. The multi-axis robot according to claim 2, wherein when the multi-axis robot collides with a boundary of a region where the posture is restricted during the inching motion of the multi-axis robot, the inching motion is stopped. Robot controller.
【請求項6】 予め設定した目標移動位置に従って多軸
ロボットの制御を行なう制御方法において、 前記多軸ロボットの動作の際、姿勢を制限する領域を予
め設定し、 前記目標移動位置に従って前記多軸ロボットの軌道計画
を作成する際、前記軌道計画が、前記姿勢を制限する領
域に含まれているか否かを判別し、 その判別した結果と前記軌道計画に従って、前記目標移
動位置に対応する前記多軸ロボットの各軸の移動量を補
正することを特徴とする多軸ロボットの制御方法。
6. A control method for controlling a multi-axis robot according to a preset target movement position, wherein a region for limiting a posture is preset when the multi-axis robot operates, and the multi-axis robot is controlled according to the target movement position. When creating the trajectory plan of the robot, it is determined whether or not the trajectory plan is included in the area for limiting the posture, and the multi-path corresponding to the target movement position is determined according to the determined result and the trajectory plan. A method for controlling a multi-axis robot, characterized in that the amount of movement of each axis of a multi-axis robot is corrected.
【請求項7】 前記多軸ロボットの各軸の移動量を補正
する方法は、 前記多軸ロボットの各軸が取り得る姿勢である右手系又
は左手系の変更を含むことを特徴とする請求項6記載の
多軸ロボットの制御方法。
7. The method for correcting the amount of movement of each axis of the multi-axis robot includes changing a right-handed system or a left-handed system, which is a posture that each axis of the multi-axis robot can take. 6. The control method for a multi-axis robot according to 6.
【請求項8】 前記姿勢を制限する領域は、複数設定で
きることを特徴とする請求項7記載の多軸ロボットの制
御方法。
8. The method of controlling a multi-axis robot according to claim 7, wherein a plurality of regions for limiting the posture can be set.
【請求項9】 前記多軸ロボットのインチング動作中
に、前記姿勢を制限する領域の境界を前記多軸ロボット
が抵触した際、インチング動作を停止させることを特徴
とする請求項7記載の多軸ロボットの制御方法。
9. The multi-axis robot according to claim 7, wherein when the multi-axis robot collides with a boundary of a region in which the posture is restricted during the inching motion of the multi-axis robot, the inching motion is stopped. Robot control method.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009169668A (en) * 2008-01-16 2009-07-30 Denso Wave Inc Robot controller and robot control method
JP2009178794A (en) * 2008-01-30 2009-08-13 Denso Wave Inc Robot simulator and method for controlling the same
WO2023248327A1 (en) * 2022-06-21 2023-12-28 株式会社Fuji Robot device and method for assisting direct teaching
WO2024089813A1 (en) * 2022-10-26 2024-05-02 株式会社Fuji Robot

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