JPH11104980A - Robot work route forming-copying method and system device - Google Patents

Robot work route forming-copying method and system device

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JPH11104980A
JPH11104980A JP27243697A JP27243697A JPH11104980A JP H11104980 A JPH11104980 A JP H11104980A JP 27243697 A JP27243697 A JP 27243697A JP 27243697 A JP27243697 A JP 27243697A JP H11104980 A JPH11104980 A JP H11104980A
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JP
Japan
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information
work
shape
path
route
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Application number
JP27243697A
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Japanese (ja)
Inventor
Takashi Okada
尚 岡田
Hiroyuki Ogata
博之 小方
Kazunori Kanayama
和則 金山
Yukihiro Nakamura
幸博 中村
Makoto Mizukawa
真 水川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To absorb a solid difference by using information about the shape of a previously taught route and the shape of an object surface in the periphery of the route relating to a work route divided in a section, and by a search based on a three-dimensional shape data supplied by a sensor. SOLUTION: Corresponding hysteresis information consisting of mapping information or the like by position/attitude conversion of a typical object and individual work object is transfer fed to a work finish section information accumulation part 6. Based on shape detection information and teach information related to work route shape of typical object presented by a route teach information accumulation part 2, based on corresponding hysteresis information presented by the work finish section information accumulation part 6 and solid difference information presented by the route teach information accumulation part 2, in a section during work, correspondence of the typical object and individual object is determined by shape matching technique or the like. In this why, while simultaneously removing an influence of the solid difference and an influence of error or the like in a shape measuring part 3, a work route on a work object is calculated.

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、溶接やバリ除去な
ど、先端に作業ツールを具備したロボットによって作業
経路を追従制御するのに供され、特に、センサによって
与えられる作業経路に関する情報に基づいて作業ツール
が追従すべき経路を生成するロボット作業経路生成倣い
方法及びその実施に直接使用するシステム装置に関する
ものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention is used for controlling the following of a work path by a robot having a work tool at a tip thereof, such as welding or deburring, and in particular, based on information on the work path given by a sensor. The present invention relates to a robot work path generation copying method for generating a path to be followed by a work tool, and a system device directly used for implementing the method.

【0002】[0002]

【従来の技術】ロボットによる経路追従システム装置で
は高精度化を達成しようとする場合、 i)事前に作業経路に関する情報を得ていること。 ii)生成される作業経路の情報は正確であること。 iii )生成される作業経路は連続で滑らかであること。 が望まれる。
2. Description of the Related Art In order to achieve high accuracy in a robot-based route following system, i) information on a work route must be obtained in advance. ii) The generated work route information is accurate. iii) The generated work route is continuous and smooth. Is desired.

【0003】これに対する従来技術として、三次元形状
を直接計測することのできるレーザレンジファインダ等
を用い、先読みされたセンサデータとその信頼度をもと
に関数で表現された経路を生成する手法(特願平4−1
24995号)が提案されている。しかし、レーザレン
ジファインダが出力するデータはノイズが重畳されてい
る場合が多いにもかかわらず、この方式ではノイズによ
るずれやデータ欠落の影響を大きく受けてしまう。この
点に対して、代表物体について予め経路と周囲形状の教
示を行ない、各々の物体について作業をする際にノイズ
やセンサデータの欠落に対して寛容な手法(特願平6−
59122号)が発明されている。
[0003] As a conventional technique, a method of generating a path represented by a function based on pre-read sensor data and its reliability using a laser range finder or the like capable of directly measuring a three-dimensional shape ( Japanese Patent Application No. 4-1
24995) has been proposed. However, although the data output from the laser range finder is often superimposed with noise, this method is greatly affected by a shift due to noise or data loss. To address this point, a method of preliminarily teaching the route and the surrounding shape of the representative object, and being tolerant of noise and loss of sensor data when working on each object (Japanese Patent Application No. Hei.
No. 59122) has been invented.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】前記従来方法は各々の
作業対象物体と代表物体の間の位置・姿勢を比較する
際、双方の個体差は微小なものと仮定しているため、現
実に個体差のある対象物体に対して用いるのは難点があ
った。
In the conventional method, when comparing the position and orientation between each work object and the representative object, it is assumed that the individual difference between the two is small. There are drawbacks to use for target objects with differences.

【0005】ここにおいて、本発明の解決すべき主要な
目的は、次の通りである。即ち、本発明の第1の目的
は、これらの欠点を解決するためになされたものであ
り、代表物体に対して小さくない個体差をもつ物体を対
象とした場合でもその個体差を吸収し得るロボット作業
経路生成倣い方法及びシステム装置を提供せんとするも
のである。
The main objects to be solved by the present invention are as follows. That is, the first object of the present invention has been made to solve these drawbacks, and can absorb individual differences even when an object having a small individual difference with respect to the representative object is targeted. An object of the present invention is to provide a robot work path generation copying method and a system device.

【0006】本発明の第2の目的は、センサデータの誤
差を抑制し、多様に変化する作業対象物体上の経路の全
区間にわたって作業しやすい経路情報を発生するロボッ
ト作業経路生成倣い方法及びシステム装置を提供せんと
するものである。
A second object of the present invention is to provide a robot work path generation copying method and system which suppresses errors in sensor data and generates path information which facilitates work over the entire section of a path on a work object which changes in various ways. No device is provided.

【0007】本発明の第3の目的は、教示情報と検出情
報の対応付け重ね合せ処理に際し、生成倣い実行済み履
歴情報と教示入力した個体差情報から先取りした予測情
報を加味して前記個体差と前記検出情報誤差等の影響を
同時除去しつつ、各作業対象物体上の作業経路を生成す
るロボット作業経路生成倣い方法及びシステム装置を提
供せんとするものである。
A third object of the present invention is to provide a method for matching and superimposing the teaching information and the detection information, by taking into account the generated and executed copying history information and the prediction information obtained in advance from the teaching-input individual difference information. And a robot work path generation copying method and system apparatus for generating a work path on each work target object while simultaneously removing the effects of the detection information error and the like.

【0008】本発明のその他の目的は、明細書、図面、
特に、特許請求の範囲の各請求項の記載から自ずと明か
となろう。
Another object of the present invention is to provide a specification, drawings,
In particular, it will be obvious from the description of each claim in the claims.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明の経路生成倣いシ
ステム装置は、前記課題の解決に当り、個体差情報を含
む教示情報を蓄積出力する経路情報教示蓄積手段と、検
出情報を出力する形状計測手段と、各作業区間の重み付
け情報を決定出力する重み付き対応決定手段と、当該重
み付け情報を加味した作業経路履歴情報を蓄積出力する
作業済区間情報蓄積手段と、抽出した前記個体差情報と
前記教示情報と前記検出情報と前記履歴情報とを取り込
んで、割り出した予測情報をもとに現在作業区間の作業
経路情報を逐次生成出力する経路生成手段と、当該生成
されて来る作業経路情報に逐次追従制御する経路倣い手
段とを備える。
In order to solve the above-mentioned problems, a route generation copying system device according to the present invention has a route information teaching storage means for storing and outputting teaching information including individual difference information, and a shape for outputting detection information. Measuring means, weighted correspondence determining means for determining and outputting weight information of each work section, work section information accumulating means for accumulating and outputting work route history information in consideration of the weight information, and the extracted individual difference information A path generation unit that fetches the teaching information, the detection information, and the history information, sequentially generates and outputs work path information of a current work section based on the calculated prediction information; Path following means for performing sequential tracking control.

【0010】そして、本発明の経路生成倣い方法は、作
業対象物体のうち代表物体に対して作業すべき経路を適
当な区間に分割し、各々の区間に対して作業経路や作業
経路付近の対象物体の形状に関する教示情報として予め
教示する。ここで、個体差を吸収することを目的として
曲率の大きい部分など経路とその周囲に形状特徴が現れ
やすい区間は細かく分割し、これら区間内のみに限定し
た場合は代表物体と作業対象物体の個体差はわずかとな
るようにし、個々の区間内の周囲を含む形状が作業経路
に対してどのような個体差を生じる可能性があるかにつ
いても個体差情報として教示する。
According to the route generation copying method of the present invention, a path to be worked on a representative object among work objects is divided into appropriate sections, and a work path or an object near a work path is divided into each section. It is taught in advance as teaching information on the shape of the object. Here, for the purpose of absorbing individual differences, sections where shapes are likely to appear around a path such as a part with a large curvature and its surroundings are finely divided, and if limited to only these sections, the representative object and the work object The difference is made small, and what kind of individual difference the shape including the surroundings in each section may cause with respect to the work route is taught as individual difference information.

【0011】個々の物体に対する作業の際には、センサ
から出力される経路データと経路付近の対象物体の形状
に関する検出情報のみならず、すでに作業の終了した部
分でのこれらの履歴情報をも利用して前記個体差情報の
範囲を予測情報として予め予測し、予め教示された作業
経路の形状や経路付近の物体の形状に関する教示情報と
を利用しつつ、個体差情報によるずれの範囲内で前記検
出情報と前記教示情報双方の作業経路と経路周辺の形状
の対応づけ最小二乗法などによって探索し、決定してゆ
く。
When working on individual objects, not only the route data output from the sensors and the detection information on the shape of the target object near the route, but also these pieces of history information at the part where the work has already been completed are used. Then, the range of the individual difference information is predicted in advance as prediction information, and while using the teaching information on the shape of the work route taught in advance or the shape of an object near the route, the range within the deviation due to the individual difference information is used. The work route of both the detection information and the teaching information and the shape of the periphery of the route are searched for and determined by the least square method or the like.

【0012】この際、各々の区間における形状が対応づ
けのパラメータに与える影響を適宜利用するところに特
徴をもつ。この影響も教示などの手段によって与えるこ
とができる。かくして対応が決定された後、これから作
業しようとする作業経路を逐次決定し、作業対象となっ
ている物体について適応的に正確な作業経路発生するも
のである。
At this time, it is characterized in that the influence of the shape in each section on the associated parameter is appropriately used. This effect can also be exerted by means such as teaching. After the correspondence is determined in this way, a work route to be worked on is determined one after another, and an accurate work route is adaptively generated for an object to be worked.

【0013】ここで、更に具体的詳細に述べれば、本発
明が、当該課題解決のために、次に列挙する上位概念か
ら下位概念に亙る新規な特徴的構成手法及び手段を採用
することにより、前記目的を達成する。
[0013] More specifically, in order to solve the above-mentioned problems, the present invention adopts a novel characteristic configuration method and means ranging from a superordinate concept to a subordinate concept listed below. The above objective is achieved.

【0014】即ち、本発明方法の第1の特徴は、作業対
象物体群のうちの代表物体上における作業経路と当該作
業経路付近の代表物体の形状に関して予め収得用意して
置いたかつ個体差情報も含む教示情報と、センサデータ
による前記各作業対象物体上における作業経路と当該作
業経路付近の各作業対象物体の形状に関する検出情報と
の対応付け処理により作業経路を逐次決定生成しながら
倣い制御を実行するに当り、当該生成倣い実行済みの作
業履歴経路及び当該作業履歴経路付近の形状情報に基づ
く位置・姿勢の履歴情報と、前記教示情報より抽出した
前記個体差情報と、により割り出したこれから作業しよ
うとする作業経路の位置情報と周囲形状の位置・姿勢の
予測情報を加味して、前記個体差と前記センサデータ誤
差等の影響を同時除去しつつ、前記各作業対象物体上の
作業経路を算出してなるロボット作業経路生成倣い方法
の構成採用にある。
That is, a first feature of the method of the present invention resides in that a work route on a representative object in a group of work objects and a shape of a representative object near the work route are obtained and prepared in advance, and individual difference information is prepared. The tracking control is performed while sequentially determining and generating a work route by a process of associating teaching information including a work route on each work target object with sensor data and detection information on the shape of each work target object near the work route based on the sensor data. At the time of execution, a work determined from the work history path that has been generated and executed, the history information of the position / posture based on the shape information near the work history path, and the individual difference information extracted from the teaching information. The influence of the individual difference and the sensor data error and the like is simultaneously taken into account, taking into account the position information of the work route to be attempted and the prediction information of the position and orientation of the surrounding shape. While removed by, it is the the configuration adopted for the work target object on the working path robot working path generation copying method comprising calculated.

【0015】本発明方法の第2の特徴は、前記本発明方
法の第1の特徴における代表物体上における作業経路
が、全体を複数の区間に分割してなるロボット作業経路
生成倣い方法の構成採用にある。
A second feature of the method according to the present invention is that the working route on the representative object in the first feature of the method according to the present invention is divided into a plurality of sections to adopt a robot working route generation copying method. It is in.

【0016】本発明方法の第3の特徴は、前記本発明方
法の第2の特徴における複数の区間分割が、個体差を可
及的に吸収自在に分割してなるロボット作業経路生成倣
い方法の構成採用にある。
According to a third feature of the method of the present invention, there is provided a robot working path generation copying method according to the second feature of the present invention, wherein the plurality of sections are divided so as to absorb individual differences as much as possible. In the configuration adoption.

【0017】本発明方法の第4の特徴は、前記本発明方
法の第2又は第3の特徴における複数の区間分割が、作
業経路とその周囲に形状特徴が現れやすい区間は細かく
分割してなるロボット作業経路生成倣い方法の構成採用
にある。
A fourth feature of the method of the present invention is that, in the second or third feature of the method of the present invention, a plurality of sections are divided into a work path and a section in which a shape feature is likely to appear around the work path. The present invention resides in adopting a configuration of a robot work path generation copying method.

【0018】本発明方法の第5の特徴は、前記本発明方
法の第4の特徴における区分する形状特徴が、直線区間
と曲線区間、曲率が大きく変化する点、作業経路上の折
れ点、周囲形状の定性的性質が変化する点に代表されて
なるロボット作業経路生成倣い方法の構成採用にある。
A fifth feature of the method of the present invention is that the shape features to be distinguished in the fourth feature of the method of the present invention are a straight section and a curved section, a point at which the curvature largely changes, a break point on the work route, and a surrounding area. An object of the present invention is to adopt a configuration of a robot work path generation copying method represented by a point where a qualitative property of a shape changes.

【0019】本発明方法の第6の特徴は、前記本発明方
法の第2、第3、第4又は第5の特徴における代表物体
上における作業経路が、代表物体上に適当に設定した座
標系上で各々の区間に対し多項式近似された曲線パラメ
ータ等によって表現されてなるロボット作業経路生成倣
い方法の構成採用にある。
A sixth feature of the method of the present invention is that the work route on the representative object in the second, third, fourth or fifth feature of the method of the present invention is such that the coordinate system appropriately set on the representative object. The present invention employs a configuration of a robot work path generation copying method represented by a curve parameter or the like approximated by a polynomial for each section.

【0020】本発明方法の第7の特徴は、前記本発明方
法の第1、第2、第3、第4、第5又は第6の特徴にお
ける作業経路付近の代表物体形状の教示情報が、当該作
業経路を分割した各々の区間毎にその周囲の形状の定性
的情報や定量的情報を含んでなるロボット作業経路生成
倣い方法の構成採用にある。
A seventh feature of the method of the present invention is that the teaching information of the representative object shape near the work route in the first, second, third, fourth, fifth or sixth feature of the method of the present invention is: An object of the present invention is to adopt a configuration of a robot work path generation copying method including qualitative information and quantitative information of a shape around each section obtained by dividing the work path.

【0021】本発明方法の第8の特徴は、前記本発明方
法の第7の特徴における定性的情報が、平面や曲線や作
業経路に沿った面取りに代表されてなるロボット作業経
路生成倣い方法の構成採用にある。
An eighth feature of the method of the present invention resides in that the qualitative information in the seventh feature of the method of the present invention is such that the qualitative information is represented by a chamfer along a plane, a curve or a work route. In the configuration adoption.

【0022】本発明方法の第9の特徴は、前記本発明方
法の第7又は第8の特徴における定量的情報が、平面の
パラメータや各区間の数値的表現に代表されてなるロボ
ット作業経路生成倣い方法の構成採用にある。
According to a ninth feature of the method of the present invention, the quantitative information in the seventh or eighth feature of the method of the present invention is characterized in that a robot work path generation represented by a parameter of a plane or a numerical expression of each section. It lies in adopting the configuration of the copying method.

【0023】本発明方法の第10の特徴は、前記本発明
方法の第1、第2、第3、第4、第5、第6、第7、第
8又は第9の特徴における教示情報が、代表物体のCA
Dモデル等で表現される形状上の作業経路を適当な区間
に分割し、作業経路位置形状情報と周辺形状に関する情
報であるロボット作業経路生成倣い方法の構成採用にあ
る。
According to a tenth feature of the method of the present invention, the teaching information in the first, second, third, fourth, fifth, sixth, seventh, eighth or ninth feature of the method of the present invention is provided. , CA of the representative object
An object of the present invention is to divide a work path on a shape represented by a D model or the like into appropriate sections, and employ a configuration of a robot work path generation copying method which is work path position shape information and information on a peripheral shape.

【0024】本発明方法の第11の特徴は、前記本発明
方法の第1、第2、第3、第4、第5、第6、第7、第
8、第9又は第10の特徴における教示情報が、分割し
た各区間毎の作業経路に対する個体差の方向や範囲を含
んでなるロボット作業経路生成倣い方法の構成採用にあ
る。
An eleventh feature of the method of the present invention is the first, second, third, fourth, fifth, sixth, seventh, eighth, ninth, or tenth feature of the method of the present invention. The present invention resides in adopting a configuration of a robot work route generation copying method in which teaching information includes a direction and a range of an individual difference with respect to a work route for each of the divided sections.

【0025】本発明方法の第12の特徴は、前記本発明
方法の第1、第2、第3、第4、第5、第6、第7、第
8、第9、第10又は第11の特徴における教示情報と
検出情報との対応付け処理が、当該教示情報と当該検出
情報をもとに代表物体と作業対象物体間の位置・姿勢変
換パラメータを求め、当該代表物体の作業経路情報を当
該作業対象物体に当て嵌めてなるロボット作業経路生成
倣い方法の構成採用にある。
A twelfth feature of the method of the present invention is that the first, second, third, fourth, fifth, sixth, seventh, eighth, ninth, tenth, or eleventh of the method of the present invention are described. The process of associating the teaching information with the detection information in the feature of the above is to obtain a position / posture conversion parameter between the representative object and the work target object based on the teaching information and the detection information, and calculate the work route information of the representative object. The present invention resides in adopting a configuration of a robot work route generation copying method applied to the work target object.

【0026】本発明方法の第13の特徴は、前記本発明
方法の第2、第3、第4、第5、第6、第7、第8、第
9、第10、第11又は第12の特徴における予測情報
が、教示情報の位置・姿勢を検出情報の位置・姿勢に写
像する変換処理に際し、作業実行済みの区間の作業履歴
経路と、当該作業履歴経路付近の形状の位置・姿勢の履
歴情報と個体差情報と、により割り出したこれから作業
しようとする作業経路と当該作業経路付近の形状の位置
・姿勢の予知情報であるロボット作業経路生成倣い方法
の構成採用にある。
According to a thirteenth feature of the method of the present invention, the second, third, fourth, fifth, sixth, seventh, eighth, ninth, tenth, eleventh, or twelfth of the method of the present invention are described. In the conversion process in which the prediction information in the feature of the above maps the position / posture of the teaching information to the position / posture of the detection information, the work history path of the section where the work has been executed and the position / posture of the shape near the work history path An object of the present invention is to employ a configuration of a robot work path generation copying method which is information for predicting a work path to be worked on and a position / posture of a shape near the work path determined based on the history information and the individual difference information.

【0027】本発明方法の第14の特徴は、前記本発明
方法の第13の特徴における写像する変換処理が、作業
が終了した履歴部分の内の適当な範囲と先読み区間につ
いての、それぞれ作業経路及び当該作業経路周辺形状の
履歴情報と予測情報が教示情報に最も一致するように順
次変換を求めてなるロボット作業経路生成倣い方法の構
成採用にある。
According to a fourteenth feature of the method of the present invention, the conversion process to be mapped in the thirteenth feature of the method of the present invention is such that the work path for the appropriate range and the look-ahead section in the history part where the work has been completed is performed. Another object of the present invention is to adopt a configuration of a robot work path generation copying method that sequentially obtains conversion so that history information and prediction information of the work path peripheral shape most closely match teaching information.

【0028】本発明方法の第15の特徴は、前記本発明
方法の第1、第2、第3、第4、第5、第6、第7、第
8、第9、第10、第11、第12、第13又は第14
の特徴における履歴情報と予測情報が、写像情報である
ロボット作業経路生成倣い方法の構成採用にある。
A fifteenth feature of the method of the present invention is that the first, second, third, fourth, fifth, sixth, seventh, eighth, ninth, tenth, and eleventh aspects of the method of the present invention are described. Twelfth, thirteenth or fourteenth
The history information and the prediction information in the feature (1) are in the configuration adoption of the robot work route generation copying method which is the mapping information.

【0029】本発明方法の第16の特徴は、前記本発明
方法の第15の特徴における履歴情報が、作業対象物体
の個体差や、検出情報と教示情報の相互関係により各区
間での作業対象物体の位置・姿勢決定へ及ぼす異なる影
響を配慮して各々の区間毎に重み付け処理が施されてい
るロボット作業経路生成倣い方法の構成採用にある。
According to a sixteenth feature of the method of the present invention, the history information in the fifteenth feature of the method of the present invention is characterized in that the history information in each section is determined by the individual difference of the work object and the correlation between the detection information and the teaching information. Another object of the present invention is to adopt a configuration of a robot work path generation copying method in which a weighting process is performed for each section in consideration of different influences on the position / posture determination of an object.

【0030】本発明方法の第17の特徴は、前記本発明
方法の第16の特徴における重み付け処理が、現在作業
中の区間に近いほど大きくし、検出情報のうち教示情報
に対応する部分の大きさに応じて大きくしてなるロボッ
ト作業経路生成倣い方法の構成採用にある。
A seventeenth feature of the method of the present invention is that the weighting process in the sixteenth feature of the method of the present invention increases as the weight becomes closer to the section currently being worked on, and the size of the portion of the detection information corresponding to the teaching information. The present invention resides in the adoption of a configuration of a robot work path generation copying method which is enlarged in accordance with the above.

【0031】本発明方法の第18の特徴は、前記本発明
方法の第1、第2、第3、第4、第5、第6、第7、第
8、第9、第10、第11、第12、第13、第14、
第15、第16又は第17の特徴における履歴情報と個
体差情報をもとに教示情報と検出情報との対応付け処理
が、当該検出情報と当該教示情報とを逐次重合する際、
当該履歴情報と当該個体差情報からの個体差によるずれ
の範囲内で前記検出情報と前記教示情報双方の作業経路
と当該作業経路周辺の形状の対応付けを最小二乗法等に
よって探索決定してなるロボット作業経路生成倣い方法
の構成採用にある。
An eighteenth feature of the method of the present invention is that the first, second, third, fourth, fifth, sixth, seventh, eighth, ninth, tenth, and eleventh of the method of the present invention are described. , Twelfth, thirteenth, fourteenth,
When the associating process of the teaching information and the detection information based on the history information and the individual difference information in the fifteenth, sixteenth, or seventeenth feature sequentially superimposes the detection information and the teaching information,
Within the range of deviation due to individual differences from the history information and the individual difference information, a correspondence between a work route of both the detection information and the teaching information and a shape around the work route is determined and determined by a least square method or the like. The present invention resides in adopting a configuration of a robot work path generation copying method.

【0032】本発明方法の第19の特徴は、前記本発明
方法の第1、第2、第3、第4、第5、第6、第7、第
8、第9、第10、第11、第12、第13、第14、
第15、第16、第17又は第18の特徴におけるセン
サデータが、レーザーレンジファインダによる作業経路
付近の三次元形状データであるロボット作業経路生成倣
い方法の構成採用にある。
A nineteenth feature of the method of the present invention is that the first, second, third, fourth, fifth, sixth, seventh, eighth, ninth, tenth, and eleventh of the method of the present invention are described. , Twelfth, thirteenth, fourteenth,
The sensor data in the fifteenth, sixteenth, seventeenth, or eighteenth feature lies in the adoption of a configuration of a robot work path generation copying method that is three-dimensional shape data near a work path by a laser range finder.

【0033】本発明方法の第20の特徴は、前記本発明
方法の第1又は第18の特徴における各作業対象物体上
の作業経路の算出が、個体差に起因する不一致が生じた
場合、履歴情報と、教示情報から抽出した個体差情報と
をもとに、当該区間の個体差の範囲をおおよそ定めた上
で当該個体差の範囲を探索し、当該教示情報と検出情報
の双方の形状が最も一致するような回転・並進変換を決
定して前記作業経路を決定してなるロボット作業経路生
成倣い方法の構成採用にある。
A twentieth feature of the method of the present invention resides in that the calculation of the work route on each work object in the first or eighteenth feature of the method of the present invention is performed in a case where a mismatch occurs due to individual differences. Based on the information and the individual difference information extracted from the teaching information, the range of the individual difference in the section is roughly determined, and then the range of the individual difference is searched. The present invention resides in adopting a configuration of a robot work path generation copying method that determines the rotation / translation conversion that best matches and determines the work path.

【0034】本発明方法の第21の特徴は、前記本発明
方法の第20の特徴における教示情報と検出情報双方の
形状一致が、その尺度を平面近似された表面形状に基づ
いて双方の差分部分の体積比較に代表されてなるロボッ
ト作業経路生成倣い方法の構成採用にある。
According to a twenty-first feature of the method of the present invention, the shape coincidence of both the teaching information and the detection information in the twentieth feature of the present invention is based on the difference between the two based on the surface shape approximated by a plane. In this case, the robot working path generation copying method represented by the volume comparison is adopted.

【0035】本発明方法の第22の特徴は、前記本発明
方法の第1、第13、第14、第15、第16、第1
7、第18、第19又は第20の特徴における個体差情
報が、作業経路が直線で周囲形状が平面の場合、作業経
路方向は自由度として残るが、当該作業経路周りの姿勢
は信頼性が良く、作業経路が曲率半径の大きい曲線で周
囲形状の教示が困難な場合、作業経路方向の自由度は決
定されるが、姿勢に関する情報の信頼性は良くなく、当
該区間がどのような個体差を生ずるかの可能性の場合、
曲線区間は作業経路に沿った長さ方法に生じ易く直線区
間は生じ難い、以上に代表される特性傾向を数値的に表
現してなるロボット作業経路生成倣い方法の構成採用に
ある。
A twenty-second feature of the method of the present invention is that the first, thirteenth, fourteenth, fifteenth, sixteenth and first aspects of the method of the present invention are described.
In the case where the individual difference information in the seventh, eighteenth, nineteenth, or twentieth feature is that the work route is straight and the peripheral shape is flat, the work route direction remains as a degree of freedom, but the posture around the work route is not reliable. If the work path is a curve with a large radius of curvature and it is difficult to teach the surrounding shape, the degree of freedom in the work path direction is determined, but the reliability of the information on the posture is not good, If it is possible that
The curved section is apt to occur in the length method along the work path, and the straight section is hard to occur. The robot work path generation copying method which numerically represents the characteristic tendency represented above is employed.

【0036】本発明装置の第1の特徴は、経路倣い手段
と、当該経路倣い手段上に取り付けられ、作業対象物体
の三次元的形状を計測する形状計測手段と、作業対象と
なる物体のうち、代表となる物体上における作業経路に
ついて、複数の区間に分割し、当該作業経路に関する情
報や当該経路付近の物体の形状、さらに当該代表物体と
個々の物体との個体差に関する情報等を教示し蓄積する
経路情報教示蓄積手段と、ロボットに対して作業経路情
報を発生する経路生成手段と、当該経路生成手段におい
て経路生成のために用いた当該代表物体と個々の物体と
の対応づけ履歴情報を蓄積する作業済区間情報蓄積手段
とを有するロボットシステムにおいて、前記経路生成手
段は、分割された各々の区間内で前記形状計測手段より
得られる経路や経路周辺の形状に関する検出情報を入力
処理し、その結果得られる代表物体と個別の前記作業対
象物体との位置・姿勢変換による写像情報等からなる対
応づけ履歴情報を前記作業済区間情報蓄積手段に転送
し、当該形状検出情報と、当該経路教示情報蓄積手段に
より提供される代表物体の作業経路形状に関する教示情
報をもとに、当該作業済区間情報蓄積手段より提供され
る対応付け履歴情報と該教示情報蓄積手段により提供さ
れる個体差情報をもとに、作業中の区間について当該代
表物体と個々の物体との対応づけを形状マッチング技術
等で決定自在に構成してなるロボット作業経路生成倣い
システム装置の構成採用にある。
The first feature of the apparatus of the present invention resides in that path copying means, shape measuring means mounted on the path copying means for measuring a three-dimensional shape of a work object, The work route on the representative object is divided into a plurality of sections, and information on the work route, shapes of objects near the route, and information on individual differences between the representative object and individual objects are taught. Path information teaching storage means for storing, path generation means for generating work path information for the robot, and correspondence history information between the representative object and each object used for path generation in the path generation means. In the robot system having the accumulated work section information accumulating means for accumulating the information, the path generating means may include a path and a path obtained by the shape measuring means in each of the divided sections. Input processing of detection information regarding the peripheral shape, and transfer the association history information including mapping information and the like obtained by converting the position and orientation of the representative object and the individual work target object obtained as a result to the processed section information storage means. Then, based on the shape detection information and the teaching information on the work path shape of the representative object provided by the route teaching information storage means, the association history information provided by the worked section information storage means and the teaching history A robot work path generation copying system configured to be able to freely determine the correspondence between the representative object and each individual object in the section under work based on the individual difference information provided by the information storage means using a shape matching technique or the like. The configuration of the device is adopted.

【0037】本発明装置の第2の特徴は、前記本発明装
置の第1の特徴における作業済区間情報蓄積手段が、経
路生成手段での各区間の作業対象物体の位置・姿勢情報
の算出の過程で、変換対応付けされた各区間の写像情報
を、かつ対応各区間について当該経路教示蓄積手段より
提供される位置・姿勢情報に対してその性質に基づいて
重み付けを行なう重みつき対応付け決定手段から重付け
された位置対応付け写像情報を、それぞれ入力自在に接
続してなるロボット作業経路生成倣いシステム装置の構
成採用にある。
A second feature of the apparatus of the present invention resides in that the worked section information accumulating means in the first feature of the apparatus of the present invention is adapted to calculate the position / posture information of the object to be worked in each section by the path generating means. In the process, weighted association determining means for weighting mapping information of each section which has been converted and associated, and weighting the position / posture information provided by the route teaching storage means for each corresponding section based on the properties thereof. The present invention is to adopt a configuration of a robot work path generation copying system device in which the weighted position correspondence mapping information is connected to be freely input.

【0038】本発明装置の第3の特徴は、前記本発明装
置の第1又は第2の特徴における経路情報教示蓄積手段
が、ワークステーション等グラフィックス機能を持つ計
算機により構成してなるロボット作業経路生成倣いシス
テム装置の構成採用にある。
A third feature of the device of the present invention is that the route information teaching storage means in the first or second feature of the device of the present invention is a robot work route constituted by a computer having a graphics function such as a workstation. This is in the configuration and adoption of the generation copying system device.

【0039】本発明装置の第4の特徴は、前記本発明装
置の第1、第2又は第3の特徴における形状計測手段
が、平面状のレーザ光を発射し、作業対象物体に当たる
線状の光の画像を捉えるレーザレンジファインダで構成
してなるロボット作業経路生成倣いシステム装置の構成
採用にある。
A fourth feature of the device of the present invention is that the shape measuring means in the first, second or third feature of the device of the present invention emits a planar laser beam and emits a linear laser beam hitting an object to be worked. Another object of the present invention is to adopt a configuration of a robot work path generation copying system device that is configured by a laser range finder that captures a light image.

【0040】本発明装置の第5の特徴は、前記本発明装
置の第1、2、3又は4の特徴における経路倣い手段
が、産業用ロボットによって構成してなるロボット作業
経路生成倣いシステム装置の構成採用にある。
A fifth feature of the apparatus of the present invention is that the path copying means in the first, second, third or fourth feature of the above-mentioned apparatus of the present invention is a robot work path generating copying system apparatus comprising an industrial robot. In the configuration adoption.

【0041】本発明装置の第6の特徴は、前記本発明装
置の第3、第4又は第5の特徴における経路情報教示蓄
積手段が、代表物体に対して形状計測手段を動作させて
得られた検出データを表示するか又は代表物体に関する
CADデータを教示し、表示された形状に対してグラフ
ィックス画面上が種々の操作をすることにより教示を実
施自在に構成してなるロボット作業経路生成倣いシステ
ム装置の構成採用にある。
A sixth feature of the device of the present invention is that the route information teaching storage means in the third, fourth or fifth feature of the device of the present invention operates the shape measuring means for a representative object. A robot work path generation copy constructed by displaying detected data or teaching CAD data relating to a representative object and performing various operations on the graphics screen for the displayed shape. The configuration of the system unit is adopted.

【0042】本発明装置の第7の特徴は、前記本発明装
置の第1、第2、第3、第4、第5又は第6の特徴にお
ける経路情報教示蓄積手段が、試作物体や代表物体を対
象として適宜形状計測手段によって、作業経路付近の形
状を計測し、前記経路情報教示蓄積手段において得られ
るデータを複数の教示手段によって教示者に対して理解
し易い表現形式で表示し、前記作業経路形状、当該作業
経路周辺の物体形状やそれらに関する情報を入力するこ
とを可能にした情報入力手段を付加してなるロボット作
業経路生成倣いシステム装置の構成採用にある。
A seventh feature of the device of the present invention resides in that the route information teaching and accumulating means in the first, second, third, fourth, fifth or sixth feature of the device of the present invention is adapted to include a prototype object or a representative object. The shape of the vicinity of the work route is measured by a shape measurement unit as appropriate for the object, and the data obtained by the route information teaching storage unit is displayed by a plurality of teaching units in an expression format that is easy for the instructor to understand. Another object of the present invention is to adopt a configuration of a robot work route generation copying system device to which an information input means capable of inputting a route shape, an object shape around the work route, and information related thereto is added.

【0043】本発明装置の第8の特徴は、前記本発明装
置の第1の特徴における形状マッチング技術が、写像変
換、座標変換、変換パラメータ算出、最小二乗法、回転
・並進変換、差分部分の体積演算に代表されてなるロボ
ット作業経路生成倣いシステム装置の構成採用にある。
An eighth feature of the apparatus of the present invention is that the shape matching technique in the first feature of the apparatus of the present invention is such that mapping transformation, coordinate transformation, transformation parameter calculation, least square method, rotation / translation transformation, The present invention resides in the adoption of a configuration of a robot work path generation copying system device represented by volume calculation.

【0044】本発明装置の第9の特徴は、前記本発明装
置の第1、第2、第3、第4、第5、第6、第7又は第
8の特徴における経路生成部と作業済区間情報蓄積部
が、計算機によって一体構成してなるロボット作業経路
生成倣いシステム装置の構成採用にある。
A ninth feature of the device of the present invention resides in that the route generating unit in the first, second, third, fourth, fifth, sixth, seventh or eighth feature of the device of the present invention has already been operated. A section information storage unit is configured to employ a robot work route generation copying system apparatus integrally configured by a computer.

【0045】[0045]

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面につい
て説明する。図1は、作業対象物体例と作業経路例の外
観斜視図、図2は代表物体上の作業系路例を示す図、図
3(a)(b)は作業対象物体に対して検出による入力
状態説明図とその検出情報の例を示す図、図4は外界セ
ンサが出力するデータによって経路を生成する手順説明
図、図5は外界センサが出力するデータによって作業経
路を生成する手順に伴い、適宜な範囲の作業済区間のセ
ンサデータをも使用して作業経路を生成する図である。
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is an external perspective view of an example of a work target object and a work path example, FIG. 2 is a diagram showing an example of a work system path on a representative object, and FIGS. FIG. 4 is a diagram illustrating a state explanatory diagram and an example of detection information thereof, FIG. 4 is a diagram illustrating a procedure for generating a route based on data output from an external sensor, and FIG. 5 is a diagram illustrating a procedure for generating a work route based on data output from an external sensor. It is a figure which produces | generates a work path | route also using the sensor data of the work completed area of an appropriate range.

【0046】図1に作業対象となる物体Aと作業経路γ
の例を示す。このような作業経路γについてセンサより
得られる経路α付近の三次元形状データから作業経路γ
を決定するためには、センサデータより得られる形状の
検出情報をもとに作業対象物体Aと代表物体Bの間の位
置・姿勢の変換パラメータを求め、対象物体Bの経路β
の教示情報を作業対象物体Aに当てはめればよい。
FIG. 1 shows an object A to be worked and a work route γ.
Here is an example. From the three-dimensional shape data near the route α obtained from the sensor for such a work route γ, the work route γ
Is determined based on the shape detection information obtained from the sensor data, a conversion parameter of the position / posture between the work target object A and the representative object B is obtained, and the path β of the target object B is determined.
May be applied to the work object A.

【0047】図1に示すように作業対象となる経路γの
形状は多様に変化する場合がある。そこでまず、図2に
示すように作業対象物体Aのうち代表物体Bについて、
そのCADモデル等で表現される作業経路βを適当な区
間に分割し、経路位置形状β′情報と周辺形状β″に関
する教示情報を教示し、記憶する。
As shown in FIG. 1, the shape of the path γ to be worked may be variously changed. Therefore, first, as shown in FIG.
The work route β expressed by the CAD model or the like is divided into appropriate sections, and the route position shape β ′ information and the teaching information on the peripheral shape β ″ are taught and stored.

【0048】ここで、作業経路βは、例えば直線区間と
曲線区間という分割や曲率が大きく変化する点や経路β
上の折れ点、あるいは周囲形状の定性的性質が変化する
点などで分割し、それぞれの区間について多項式近似さ
れた曲線などによって表現し、記憶する。
Here, the work route β is divided into, for example, a straight section and a curved section, a point at which the curvature greatly changes, and a path β.
It is divided at the upper break point or at a point where the qualitative property of the surrounding shape changes, and each section is represented by a curve approximated by a polynomial and stored.

【0049】また、周囲形状については、各々の区間ご
とにその周囲の形状の定性的情報(平面、曲面など)や
定量的情報(平面のパラメータ等)を教示し、記憶す
る。また、当該区間が経路βに対してどのような個体差
を生じるかについても教示者が判断し、個体差情報の方
向や範囲を入力する。
For the peripheral shape, qualitative information (plane, curved surface, etc.) and quantitative information (plane parameters, etc.) of the peripheral shape are taught and stored for each section. In addition, the instructor also determines what individual difference the route β has with respect to the route β, and inputs the direction and range of the individual difference information.

【0050】溶接やバリ除去などの作業は、作業対象物
体A上の作業経路γを順に進行しながら実行され、実行
中にセンサ1より経路α位置に関するデータと経路α付
近の物体の形状に関するデータとしての検出情報が出力
される。このような用途によく用いられるセンサとして
はレーザレンジファインダがあり、その出力データは図
3に示すようなものである。
The operations such as welding and deburring are performed while sequentially proceeding along the work path γ on the work object A. During execution, data on the position of the path α from the sensor 1 and data on the shape of the object near the path α Is output. A sensor often used for such an application is a laser range finder, and output data thereof is as shown in FIG.

【0051】図3(a)の例は、センサ1より平面状の
レーザ光Lを発射し、作業対象物体Aに当たる線状の光
Lの画像をセンサ1が捉えることにより、その線状部分
の三次元的形状が算出されるものである。図3(b)の
データ例に示すような経路断面に特徴的な形状を認識す
ることにより、断面中の経路位置αnが算出される。
In the example shown in FIG. 3A, a flat laser beam L is emitted from the sensor 1 and an image of the linear light L hitting the work object A is captured by the sensor 1, so that the linear portion of the linear portion is captured. A three-dimensional shape is calculated. By recognizing a characteristic shape of the path section as shown in the data example of FIG. 3B, the path position αn in the section is calculated.

【0052】しかし、データはしばしば欠落部分やノイ
ズを含むため、図4のようにデータより経路位置αnの
正確な算出が困難な場合も生じる。このような場合に対
処するため、経路形状α′と経路周囲の形状α″につい
て予め教示された形状の教示情報を利用する。ロボット
が作業経路γ上のある地点までの作業を実行した状態を
考えると、図5に示すようにすでに作業を実行した区間
については作業経路γが生成され、経路γ付近の形状に
関するデータが得られている。
However, since data often includes missing portions and noise, it may be difficult to calculate the route position αn accurately from the data as shown in FIG. In order to deal with such a case, the teaching information of the shape taught in advance for the route shape α ′ and the shape α ″ around the route is used. Considering this, as shown in FIG. 5, a work route γ is generated for a section in which work has already been performed, and data on the shape near the route γ has been obtained.

【0053】よって、図2に示すこれらの教示情報と履
歴情報によって予め教示された作業経路βと周囲形状
β′,β″のデータの位置・姿勢を、図4に示す作業対
象物体Aの経路αと周囲形状α′,α″の位置・姿勢に
写像する変換を求めることができる。この変換によって
ロボットはこれから作業しようとする作業経路εの位置
情報と周囲形状の情報を予め知ることができる。センサ
1よりこれから作業する区間の予知データが入力された
とき、さきに得られた作業経路γの位置情報と周囲形状
の情報と照合することにより先に述べたセンサ1データ
のうちの誤差を含む部分を除去し、データ欠落部分を補
償した経路γを生成することができる。
Accordingly, the position and orientation of the work path β and the data of the surrounding shapes β ′ and β ″ previously taught by the teaching information and the history information shown in FIG. It is possible to obtain a transformation that maps to α and the position / posture of the surrounding shapes α ′ and α ″. By this conversion, the robot can know in advance the position information of the work route ε to be worked and the information of the surrounding shape. When the prediction data of the section to be worked on is input from the sensor 1, the position information of the work path γ obtained earlier and the information on the surrounding shape are compared with each other to include the error in the sensor 1 data described above. The path γ can be generated by removing the portion and compensating for the data missing portion.

【0054】ところが、一般的に代表物体Bと作業対象
物体Aの間には個体差がある場合が多く、また作業中に
位置ずれや変形を生じる場合も多い。このため、先に述
べた写像によって代表物体Bの位置・姿勢を変換しても
作業対象物体Aに完全に一致しない場合があり得る。本
実施形態例ではこのような場合に対応するため、図5に
示すようにすでに作業が終了した作業経路γ部分のうち
の適当な範囲と先読み区間についてそれぞれの経路γ,
εデータと各経路γ,ε付近の形状データが教示情報に
最も一致するように順次変換を求める。
However, in general, there is often an individual difference between the representative object B and the work object A, and there are many cases where a displacement or deformation occurs during the work. For this reason, even if the position and orientation of the representative object B are converted by the above-described mapping, it may not completely match the work target object A. In the present embodiment, in order to cope with such a case, as shown in FIG. 5, an appropriate range of the work route γ portion where the work has already been completed and a route γ,
The conversion is sequentially determined so that the ε data and the shape data near each of the paths γ and ε best match the teaching information.

【0055】ここで、現在作業中の区間の形状検出デー
タと代表物体Bの形状情報との対応づけを決定する際、
前の区間で生じる個体差情報の範囲で最も一致する対応
づけを決定するという処理が必要となる。つまり、前の
区間の個体差情報に対応する自由度の探索が必要とな
り、これは各区間の形状による影響が大きく、予測は可
能である。よって、代表物体Bに対して区間に分割して
形状情報を教示する際にこのような個体差情報を追加す
ることより、個体差が生じる場合についてもその影響を
適切に除去しつつ経路γが決定できる。
Here, when determining the correspondence between the shape detection data of the currently working section and the shape information of the representative object B,
It is necessary to perform a process of determining the correspondence that best matches the range of the individual difference information generated in the previous section. In other words, it is necessary to search for the degree of freedom corresponding to the individual difference information of the previous section, which is greatly affected by the shape of each section and can be predicted. Therefore, by adding such individual difference information when teaching the shape information by dividing the representative object B into sections, even when individual differences occur, the path γ is appropriately removed while removing the influence thereof. Can decide.

【0056】[0056]

【実施例】本実施形態の実施例をその装置例と方法例に
つき図面を参照して説明する。なお、本実施例では代表
的に装置例及び方法例を説明するが、本実施例は必ずし
も本装置例の手段及び本方法例の手法等だけに限定され
るものではない。本発明の目的を達成し、後述する効果
を有する範囲内において適宜変更して実施することがで
きるものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings with reference to an example of an apparatus and an example of a method thereof. In this embodiment, an example of an apparatus and an example of a method will be described as a representative, but this embodiment is not necessarily limited to only the means of the example of the apparatus and the method of the example of the method. The present invention achieves the object of the present invention and can be carried out with appropriate modifications within a range having the effects described below.

【0057】(装置例)図6は本装置例のブロック構成
図である。本装置例は、経路情報教示蓄積部2と形状計
測部3と経路生成部4と重みつき対応付け決定部5と作
業済区間情報蓄積部6と経路倣い部7とから構成され
る。
(Example of Apparatus) FIG. 6 is a block diagram showing an example of the present apparatus. This device example includes a route information teaching storage unit 2, a shape measurement unit 3, a route generation unit 4, a weighted association determination unit 5, a completed section information storage unit 6, and a route copying unit 7.

【0058】前記経路情報教示蓄積部2は、作業対象物
体A群のうち、代表物体B上における作業経路βについ
て、複数の区間に分割し、作業経路βに関する情報や経
路付近の物体Bの形状β″、さらに、代表物体Bと個々
の物体Aとの個体差に関する情報等を教示し蓄積する機
能を有する。前記形状計測部3は、経路倣い部7上に取
付けられ、作業対象物体Aの三次元的形状を計測する機
能を有する。
The route information teaching storage unit 2 divides the work route β on the representative object B in the group of work objects A into a plurality of sections, and obtains information on the work route β and the shape of the object B near the route. has a function of teaching and accumulating information on individual differences between the representative object B and the individual objects A. The shape measuring unit 3 is mounted on the path copying unit 7 and It has a function to measure a three-dimensional shape.

【0059】前記重みつき対応付け決定部5は、経路生
成部4での各区間の作業対象物体Aの位置・姿勢情報の
算出過程で、変換対応付けされた写像情報を入力して各
区間について経路教示蓄積部2より提供される位置・姿
勢の教示情報に対してその性質に基づいて重み付けを行
う機能を有する。前記作業済区間情報蓄積部6は、重み
つき対応付け決定部5から重み付けされた位置対応付け
写像情報を入力して経路生成部4において作業経路γ生
成のために用いた代表物体Bと個々の物体Aとの対応付
け履歴情報を蓄積する機能を有する。
In the process of calculating the position / posture information of the work object A in each section in the path generation section 4, the weighted association determination section 5 inputs the mapping information converted and associated, and It has a function of weighting the position / posture teaching information provided from the route teaching storage unit 2 based on the nature thereof. The work completed section information storage unit 6 receives the weighted position correspondence mapping information from the weighted correspondence determination unit 5, and receives the representative object B used for the generation of the work path γ in the path generation unit 4 and each of the representative objects B. It has a function of accumulating association history information with the object A.

【0060】前記経路生成部4は、ロボットに対して作
業経路γ情報を発生する機能を有し、分割された各々の
区間内で形状計測部3より得られる作業経路αや経路α
周辺の形状α′,α″に関する検出情報を入力処理し、
その結果得られる代表物体Bとの個別の作業対象物体A
との位置・姿勢変換による写像情報等からなる対応付け
履歴情報を作業済区間情報蓄積部6に転送し、形状検出
情報と、経路教示情報蓄積部2より提供される代表物体
Bの作業経路β形状に関する教示情報をもとに作業済区
間情報蓄積部6により提供される対応付け履歴情報と経
路教示情報蓄積部2より提供される個体差情報をもと
に、作業中の区間について代表物体Bと個々の物体Aと
の対応付けを形状マッチング技術等で決定することによ
り、個体差の影響と形状計測部3の誤差等の影響を同時
に除去しつつ作業物体A上の作業経路γを算出する。
The route generation unit 4 has a function of generating work route γ information for the robot, and a work route α and a route α obtained by the shape measurement unit 3 in each of the divided sections.
Input processing of detection information about the peripheral shapes α ′, α ″,
An individual work object A with the resulting representative object B
Is transferred to the worked section information storage unit 6, and the shape detection information and the work route β of the representative object B provided from the route teaching information storage unit 2 are transferred. Based on the association history information provided by the worked section information storage unit 6 based on the teaching information on the shape and the individual difference information provided by the route teaching information storage unit 2, the representative object B for the working section is displayed. Is determined by using a shape matching technique or the like, thereby calculating the work path γ on the work object A while simultaneously removing the influence of the individual difference and the influence of the error of the shape measurement unit 3. .

【0061】なお、経路情報教示蓄積部2はワークステ
ーション等グラフィックス機能を持つ計算機によって構
成することができ、経路生成部4と作業済区間情報蓄積
部6は計算機によって実現できる。また、形状計測部3
はレーザレンジファインダを用いるものとし、経路倣い
部7は産業用ロボットによって構成することができる。
The route information teaching storage unit 2 can be constituted by a computer having a graphics function such as a workstation, and the route generation unit 4 and the worked section information storage unit 6 can be realized by a computer. Also, the shape measuring unit 3
Uses a laser range finder, and the path follower 7 can be constituted by an industrial robot.

【0062】(方法例)前記装置例に適用する本実施形
態の方法例を図面によって詳述する。図7は、作業経路
と経路周辺の形状が経路決定のパラメータに及ぼす影響
が異なる区間の例を示す図である。
(Example of Method) An example of the method of the present embodiment applied to the above example of the apparatus will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a section in which the work route and the shape of the periphery of the route have different effects on the route determination parameter.

【0063】(1)代表物体Bに基づく教示手順段階 まず、経路情報教示蓄積部2を用いて作業対象物体Aの
うちの代表物体Bに対して作業経路βとその付近の物体
B表面の形状β′,β″を教示する。ここで、経路情報
教示蓄積部2は代表物体Bに対して形状計測部3を動作
させて得られたデータを検出情報として表示するか、ま
たは代表物体Bに関するCADデータを表示し、表示さ
れた形状に対してグラフィックス画面上で種々の操作を
することにより教示を実施することができる。
(1) Step of teaching procedure based on representative object B First, using the path information teaching storage unit 2, the work path β and the shape of the surface of the object B in the vicinity of the representative object B of the work objects A Here, the path information teaching storage unit 2 displays data obtained by operating the shape measuring unit 3 on the representative object B as detection information, or relates to the representative object B. The teaching can be performed by displaying CAD data and performing various operations on the displayed shape on the graphics screen.

【0064】そこで、作業経路βをその形状β′や周囲
形状β″が大きく変化する点や経路β上の祈れ点までの
区間を一つの区間として分割し、作業経路β全体を複数
の区間として教示する。そして、代表物体B上に適当に
座標系を設定し、その座標系上で各々の区間に対し多項
式近似された曲線のパラメータなどによって表現するこ
とができる。
Therefore, the work path β is divided into a section where the shape β ′ and the surrounding shape β ″ change greatly or a section to the prayer point on the path β as one section, and the entire work path β is divided into a plurality of sections. Then, an appropriate coordinate system is set on the representative object B, and each section can be expressed on the coordinate system by a parameter of a curve approximated by a polynomial for each section.

【0065】また、作業経路β付近の物体B表面の教示
情報は例えば平面部分と曲面部分、経路βに沿った面取
りという具合に定性的な情報によって教示することもで
きるし、代表物体B上に座標系を設定した上でこれら平
面のパラメータや特願平5−114998号のように数
値的に表現することもできる。
The teaching information on the surface of the object B in the vicinity of the work route β can be taught by qualitative information such as a flat portion and a curved surface portion, and chamfering along the route β. After a coordinate system is set, the parameters of these planes and numerical values as in Japanese Patent Application No. 5-114998 can be used.

【0066】こうして、代表物体Bの作業経路βと周囲
形状β′,β″について教示した後、各々の区間につい
て当該区間のセンサデータが物体B全体の位置・姿勢決
定に与える影響について判断し、教示する。例えば、図
7部分βaのように経路βが直線で周囲形状が平面の集
合、個体差などを考慮すると経路β方向は自由度として
残るが、経路βまわりの姿勢は信頼性よく決定される。
After teaching the work path β and the surrounding shapes β ′, β ″ of the representative object B in this way, for each section, it is determined how the sensor data of the section affects the position / posture determination of the entire object B. For example, the path β direction remains as the degree of freedom when the path β is a straight line and the surrounding shape is a set of planes and individual differences are taken into consideration, as in the part βa in FIG. 7, but the attitude around the path β is determined with high reliability. Is done.

【0067】一方、部分βbのように経路βが曲率の大
きい曲線で周囲形状β″の教示が困難な場合、経路β方
向の自由度は決定されるが姿勢に関する個体差情報の信
頼牲は良くないといったものである。また、当該区間が
どのような個体差を生じる可能性があるかについても教
示する。例えば、部分βaのような区間は経路βに沿っ
た長さ方向に個体差を生じやすいが、部分βbのような
区間は個体差を生じにくいといったものである。
On the other hand, when the path β is a curve having a large curvature and it is difficult to teach the surrounding shape β ″ as in the part βb, the degree of freedom in the direction of the path β is determined, but the reliability of the individual difference information regarding the posture is good. Also, it teaches what kind of individual difference may occur in the section.For example, a section such as the portion βa has an individual difference in the length direction along the path β. Although it is easy, the section such as the portion βb is unlikely to cause an individual difference.

【0068】(2)各々の作業対象物体Aに対する作業
実行手順段階 形状計測部3が経路α付近の三次元形状を計測する。こ
れは、例えばレーザレンジファインダに代表されるセン
サ1によって構成することができ、センサ1の出力とし
ては作業経路αの位置と周囲の形状α′,α″を得るこ
とができる。このデータは経路生成部4に送られる。
(2) Work execution procedure stage for each work target object A The shape measuring unit 3 measures a three-dimensional shape near the route α. This can be constituted by a sensor 1 typified by a laser range finder, for example, and the output of the sensor 1 can obtain the position of the work path α and the surrounding shapes α ′, α ″. It is sent to the generation unit 4.

【0069】経路生成部4は、現在作業中の区間につい
ての経路γを生成する際、作業済区間情報蓄積部6より
供給される作業が終了した区間の対応づけ情報をもと
に、形状計測部3より転送される形状データの検出情報
と経路情報教示蓄積部2によって供給される現在作業中
の区間の形状についての教示情報とを重ね合わせる。
When generating the route γ for the currently working section, the route generating section 4 measures the shape based on the association information of the section where the work has been completed, which is supplied from the worked section information storage section 6. The detection information of the shape data transferred from the section 3 is superimposed on the teaching information on the shape of the currently working section supplied by the path information teaching storage section 2.

【0070】ここで、個体差に起因する不一致が生じた
場合は、当該区間より前の区間について予め教示された
個体差情報を抽出し、当該区間の個体差の範囲をおおよ
そ定めた上で個体差の範囲を探索し、双方の形状が最も
一致するような回転・並進変換を決定し、経路γを決定
する。ここで、形状の一致の尺度としては、例えば平面
近似された表面形状に基づいて、双方の差分部分の体積
などを用いるものが考えられる。
Here, when a discrepancy due to the individual difference occurs, the individual difference information taught in advance for the section before the section is extracted, and the range of the individual difference in the section is roughly determined. The range of the difference is searched for, the rotation / translation conversion that makes the two shapes best match is determined, and the path γ is determined. Here, as a measure of the coincidence of the shapes, for example, a method using the volume of the difference between the two based on the surface shape approximated to a plane may be considered.

【0071】こうして、現在作業中の区間の経路γ生成
が終了すると、位置・姿勢の変換の履歴情報と対応する
部分の履歴センサデータとともに作業済区間情報蓄積部
6に蓄える。経路倣い部7は経路生成部4によって出力
される作業経路γに基づいて倣い作業を実施する。
When the path γ generation for the section currently being worked on is completed in this way, it is stored in the worked section information storage unit 6 together with the history sensor data of the portion corresponding to the history information of the position / posture conversion. The path copying unit 7 performs a copying operation based on the work path γ output by the path generation unit 4.

【0072】また、物体Aには個体差が存在することや
形状計測部3で得られるセンサ1データと経路情報教示
蓄積部2より供給される教示情報との関係により各々の
区間が物体Aの位置・姿勢決定に及ぼす影響が異なるこ
とを考慮し、まず初めに、例えば経路情報教示蓄積部2
においてこれ等の影響を教示者が判断して重みの数値を
教示し、重みつき対応付決定部5において経路情報教示
蓄積部2から転送される重みの値と経路生成部4から出
力される区間の対応付け情報に対して重み付け処理を追
加した算出法による回転・並進変換を算出し、作業済区
間情報蓄積部6に転送する。
Also, due to the existence of individual differences in the object A and the relationship between the sensor 1 data obtained by the shape measuring section 3 and the teaching information supplied from the path information teaching storage section 2, each section is defined by the object A. Considering that the influence on the position / posture determination is different, first, for example, the route information teaching storage unit 2
In the above, the instructor judges these effects and teaches the numerical value of the weight, and the weighted value transferred from the route information teaching storage unit 2 in the weighted association determination unit 5 and the section output from the route generation unit 4 The rotation / translation conversion is calculated by a calculation method in which a weighting process is added to the association information of, and is transferred to the worked section information storage unit 6.

【0073】この重みづけは、例えば現在作業中の区間
に近いほど大きくし、また形状計測部3で得られるセン
サ1データのうち経路情報教示蓄積部2より供給される
教示情報に対応する部分の大きさに応じて大きくすれば
よい。また、図6中の経路情報教示蓄積部2において、
形状計測部3によって計測されるレンジデータと物体B
の画像を重ねて表示し、作業経路α,βや周囲形状
α′,α″,β′,β″などを画面上で対話的に入力す
ることのできる手段を追加付帯することも可能である。
This weighting is increased, for example, as it approaches the section currently being worked on. Also, of the sensor 1 data obtained by the shape measuring section 3, the weight of the portion corresponding to the teaching information supplied from the path information teaching storing section 2 is obtained. What is necessary is just to enlarge according to a magnitude | size. In the route information teaching storage unit 2 in FIG.
Range data and object B measured by shape measuring unit 3
It is also possible to additionally provide a means for interactively inputting the work paths α and β and the peripheral shapes α ′, α ″, β ′ and β ″ on the screen. .

【0074】[0074]

【発明の効果】かくして、本発明によれば、実際の作業
対象物体は代表物体との間でしばしば個体差をもつた
め、区間に分割された作業経路に対し、予め教示された
経路の形状と経路周辺の物体表面の形状の情報を用い、
センサによって供給される三次元形状データをもとにし
た探索により、このような場合にもより作業の品質を向
上させ得る作業経路の生成が可能である。
As described above, according to the present invention, since the actual work object often has individual differences from the representative object, the work path divided into sections has the same shape as the previously taught path. Using information on the shape of the object surface around the route,
By performing a search based on the three-dimensional shape data supplied by the sensor, it is possible to generate a work route that can improve the work quality even in such a case.

【0075】本発明により、センサデータに欠落を含む
場合でも作業を実行できるので、教示点数を大幅に減少
させることができるし、教示情報に経路上の折れ点に対
する扱いを付加することにより経路上の折れ点にも適応
できる。また、重み付け処理によって、形状に関しさら
に、対話的入力の付加によって、経路情報教示蓄積部2
に教示する際の手間を大幅に削減することができる等優
れた効果を奏する。
According to the present invention, the work can be performed even when the sensor data includes a missing part, so that the number of teaching points can be greatly reduced. Can be adapted to the break points. In addition, the weighting process further relates to the shape.
The present invention has excellent effects, such as greatly reducing the labor required for teaching the user.

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

【図1】作業対象物体例と作業経路例の外観斜視図であ
る。
FIG. 1 is an external perspective view of a work object example and a work path example.

【図2】代表物体の作業経路の例を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a work path of a representative object.

【図3】(a)(b)は、作業対象物体に対してそれぞ
れ検出による入力状態説明図とその検出情報の例を示す
図である。
FIGS. 3A and 3B are diagrams illustrating an input state of a work target object by detection and an example of detection information thereof. FIG.

【図4】外界センサが出力するデータによって経路を生
成する手順説明図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram of a procedure for generating a route based on data output by an external sensor.

【図5】外界センサが出力するデータによって経路を生
成する手順に伴い、適当な範囲の作業済区間のセンサデ
ータを使用して作業経路を生成する図である。
FIG. 5 is a diagram illustrating a process of generating a work route using sensor data of a work-completed section in an appropriate range in accordance with a procedure of generating a route based on data output from an external sensor.

【図6】本発明の実施形態の実施例における装置例を示
すブロック構成図である。
FIG. 6 is a block diagram showing an example of an apparatus according to an example of the embodiment of the present invention.

【図7】同上における方法例として、作業経路と経路周
辺の形状が経路決定のパラメータに及ぼす影響が異なる
区間の例を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing an example of a section in which the influence of the work route and the shape of the periphery of the route on the parameters for determining the route is different as an example of the above method.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…センサ 2…経路情報教示蓄積部 3…形状計測部 4…経路生成部 5…重みつき対応付け決定部 6…作業済区間情報蓄積部 7…経路倣い部 A…作業対象物体 B…代表物体 α,β,γ,ε…作業経路 α′,β′…経路形状 α″,β″…経路周辺(付近・周囲)形状 αn…経路位置 βa…経路βが直線で周囲が平面の部分 βb…経路βの曲率の大きい部分 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Sensor 2 ... Path information teaching storage part 3 ... Shape measurement part 4 ... Path generation part 5 ... Weighted association determination part 6 ... Worked section information storage part 7 ... Path copying part A ... Work target object B ... Representative object .alpha., .beta., .gamma., .epsilon. work path .alpha. ', .beta.'... path shape .alpha. ", .beta."... Path β with large curvature

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中村 幸博 東京都新宿区西新宿三丁目19番2号 日本 電信電話株式会社内 (72)発明者 水川 真 東京都新宿区西新宿三丁目19番2号 日本 電信電話株式会社内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Yukihiro Nakamura 3-19-2 Nishi-Shinjuku, Shinjuku-ku, Tokyo Japan Telegraph and Telephone Corporation (72) Inventor Makoto Mizukawa 3- 19-2, Nishi-Shinjuku, Shinjuku-ku, Tokyo No. Japan Telegraph and Telephone Corporation

Claims (31)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】作業対象物体群のうちの代表物体上におけ
る作業経路と当該作業経路付近の代表物体の形状に関し
て予め収得用意して置いたかつ個体差情報も含む教示情
報と、センサデータによる前記各作業対象物体上におけ
る作業経路と当該作業経路付近の各作業対象物体の形状
に関する検出情報との対応付け処理により作業経路を逐
次決定生成しながら倣い制御を実行するに当り、 当該生成倣い実行済みの作業履歴経路及び当該作業履歴
経路付近の形状情報に基づく位置・姿勢の履歴情報と、
前記教示情報より抽出した前記個体差情報と、により割
り出したこれから作業しようとする作業経路の位置情報
と周囲形状の位置・姿勢の予測情報を加味して、 前記個体差と前記センサデータ誤差等の影響を同時除去
しつつ、前記各作業対象物体上の作業経路を算出する、 ことを特徴とするロボット作業経路生成倣い方法。
1. A sensor device comprising: teaching information prepared and obtained in advance on a work path on a representative object of a group of work target objects and a shape of a representative object near the work path and including individual difference information; In performing the profiling control while sequentially determining and generating the work path by associating the work path on each work object with the detection information regarding the shape of each work object in the vicinity of the work path, the generated profiling has been executed. Work history path and position / posture history information based on shape information near the work history path;
The individual difference information extracted from the teaching information, and taking into account the position information of the work route to be worked on and the predicted information of the position and orientation of the surrounding shape calculated based on the individual difference information, the individual difference and the sensor data error etc. A method of calculating a work path on each of the work target objects while simultaneously removing the influence.
【請求項2】代表物体上における作業経路は、 全体を複数の区間に分割する、 ことを特徴とする請求項1に記載のロボット作業経路生
成倣い方法。
2. The method according to claim 1, wherein the work path on the representative object is divided into a plurality of sections.
【請求項3】複数の区間分割は、 個体差を可及的に吸収自在に分割する、 ことを特徴とする請求項2に記載のロボット作業経路生
成倣い方法。
3. The method according to claim 2, wherein the plurality of sections are divided so as to absorb individual differences as much as possible.
【請求項4】複数の区間分割は、 作業経路とその周囲に形状特徴が現れやすい区間は細か
く分割する、 ことを特徴とする請求項2又は3に記載のロボット作業
経路生成倣い方法。
4. The method according to claim 2, wherein the plurality of sections are divided into a work path and a section in which a shape feature is likely to appear around the work path.
【請求項5】区分する形状特徴は、 直線区間と曲線区間、曲率が大きく変化する点、作業経
路上の折れ点、周囲形状の定性的性質が変化する点に代
表される、 ことを特徴とする請求項4に記載のロボット作業経路生
成倣い方法。
5. The shape features to be classified are represented by straight sections and curved sections, points where the curvature changes significantly, break points on the work route, and points where the qualitative properties of the surrounding shape change. The robot work route generation copying method according to claim 4.
【請求項6】代表物体上における作業経路は、 代表物体上に適当に設定した座標系上で各々の区間に対
し多項式近似された曲線パラメータ等によって表現され
る、 ことを特徴とする請求項2、3、4又は5に記載のロボ
ット作業経路生成倣い方法。
6. The work path on the representative object is represented by a curve parameter or the like which is approximated by a polynomial for each section on a coordinate system appropriately set on the representative object. 6. The robot work route generation copying method according to any one of claims 3, 4, and 5.
【請求項7】作業経路付近の代表物体形状の教示情報
は、 当該作業経路を分割した各々の区間毎にその周囲の形状
の定性的情報や定量的情報を含む、 ことを特徴とする請求項1、2、3、4、5又は6に記
載のロボット作業経路生成倣い方法。
7. The teaching information of a representative object shape in the vicinity of a work route includes qualitative information and quantitative information of a shape around each section obtained by dividing the work route. 7. The robot work path generation copying method according to 1, 2, 3, 4, 5, or 6.
【請求項8】定性的情報は、 平面や曲線や作業経路に沿った面取りに代表される、 ことを特徴とする請求項7に記載のロボット作業経路生
成倣い方法。
8. The method according to claim 7, wherein the qualitative information is represented by a chamfer along a plane, a curve, or a work path.
【請求項9】定量的情報は、 平面のパラメータや各区間の数値的表現に代表される、 ことを特徴とする請求項7又は8に記載のロボット作業
経路生成倣い方法。
9. The robot work path generation copying method according to claim 7, wherein the quantitative information is represented by a parameter of a plane or a numerical expression of each section.
【請求項10】教示情報は、 代表物体のCADモデル等で表現される形状上の作業経
路を適当な区間に分割し、作業経路位置形状情報と周辺
形状に関する情報である、 ことを特徴とする請求項1、2、3、4、5、6、7、
8又は9に記載のロボット作業経路生成倣い方法。
10. The teaching information is characterized in that a work path on a shape represented by a CAD model or the like of a representative object is divided into appropriate sections, and work path position shape information and information on peripheral shapes are provided. Claims 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7,
10. The robot work path generation copying method according to 8 or 9.
【請求項11】教示情報は、 分割した各区間毎の作業経路に対する個体差の方向や範
囲を含む、 ことを特徴とする請求項1、2、3、4、5、6、7、
8、9又は10に記載のロボット作業経路生成倣い方
法。
11. The teaching information according to claim 1, wherein the teaching information includes a direction and a range of an individual difference with respect to a work route for each of the divided sections.
11. The robot work route generation copying method according to 8, 9, or 10.
【請求項12】教示情報と検出情報との対応付け処理
は、 当該教示情報と当該検出情報をもとに代表物体と作業対
象物体間の位置・姿勢変換パラメータを求め、当該代表
物体の作業経路情報を当該作業対象物体に当て嵌める、 ことを特徴をする請求項1、2、3、4、5、6、7、
8、9、10又は11に記載のロボット作業経路生成倣
い方法。
12. A process for associating teaching information with detection information, comprising: obtaining a position / posture conversion parameter between a representative object and a work target object based on the teaching information and the detection information; The information is applied to the work object, wherein the information is applied to the work target object.
12. The method according to claim 8, 9, 10 or 11, wherein
【請求項13】予測情報は、 教示情報の位置・姿勢を検出情報の位置・姿勢に写像す
る変換処理に際し、作業実行済みの区間の作業履歴経路
と、当該作業履歴経路付近の形状の位置・姿勢の履歴情
報と個体差情報と、により割り出したこれから作業しよ
うとする作業経路と当該作業経路付近の形状の位置・姿
勢の予知情報である、 ことを特徴とする請求項2、3、4、5、6、7、8、
9、10、11又は12に記載のロボット作業経路生成
倣い方法。
13. The prediction information includes: a conversion process for mapping the position / posture of the teaching information to the position / posture of the detection information; The prediction information of a work route to be worked on and a position / posture of a shape near the work route determined based on the history information of the posture and the individual difference information. 5, 6, 7, 8,
13. The robot work path generation copying method according to 9, 10, 11 or 12.
【請求項14】写像する変換処理は、 作業が終了した履歴部分の内の適当な範囲と先読み区間
についての、それぞれ作業経路及び当該作業経路周辺形
状の履歴情報と予測情報が教示情報に最も一致するよう
に順次変換を求める、 ことを特徴とする請求項13に記載のロボット作業経路
生成倣い方法。
14. The transformation process for mapping is such that the history information and the prediction information of the work route and the shape around the work route in the appropriate range and the pre-reading section in the history part where the work is completed most closely match the teaching information. 14. The method according to claim 13, wherein the conversion is performed sequentially.
【請求項15】履歴情報と予測情報は、 写像情報である、 ことを特徴とする請求項1、2、3、4、5、6、7、
8、9、10、11、12、13又は14に記載のロボ
ット作業経路生成倣い方法。
15. The system according to claim 1, wherein the history information and the prediction information are mapping information.
The robot working route generation copying method according to 8, 9, 10, 11, 12, 13, or 14.
【請求項16】履歴情報は、 作業対象物体の個体差や、検出情報と教示情報の相互関
係により各区間での作業対象物体の位置・姿勢決定へ及
ぼす異なる影響を配慮して各々の区間毎に重み付け処理
が施されている、 ことを特徴とする請求項15に記載のロボット作業経路
生成倣い方法。
16. The history information is calculated for each section in consideration of the individual differences of the work object and the different effects on the position / posture determination of the work object in each section due to the correlation between the detection information and the teaching information. The robot work path generation copying method according to claim 15, wherein a weighting process is performed on the robot work path.
【請求項17】重み付け処理は、 現在作業中の区間に近いほど大きくし、検出情報のうち
教示情報に対応する部分の大きさに応じて大きくする、 ことを特徴とする請求項16に記載のロボット作業経路
生成倣い方法。
17. The weighting process according to claim 16, wherein the weighting process is increased in proportion to a section currently being worked on, and is increased in accordance with the size of a portion of the detection information corresponding to the teaching information. Robot work path generation copying method.
【請求項18】履歴情報と個体差情報をもとに教示情報
と検出情報との対応付け処理は、 当該検出情報と当該教示情報とを逐次重合する際、当該
履歴情報と当該個体差情報からの個体差によるずれの範
囲内で前記検出情報と前記教示情報双方の作業経路と当
該作業経路周辺の形状の対応付けを最小二乗法等によっ
て探索決定する、 ことを特徴とする請求項1、2、3、4、5、6、7、
8、9、10、11、12、13、14、15、16又
は17に記載のロボット作業経路生成倣い方法。
18. A process for associating teaching information with detection information based on history information and individual difference information, comprising the steps of: when superimposing the detection information and the teaching information successively, on the basis of the history information and the individual difference information; 3. The method according to claim 1, wherein a correspondence between a work route of both the detection information and the teaching information and a shape around the work route is determined by a least square method or the like within a range of deviation due to individual differences. 3, 4, 5, 6, 7,
8. The robot working route generation copying method according to 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16 or 17.
【請求項19】センサデータは、 レーザーレンジファインダによる作業経路付近の三次元
形状データである、 ことを特徴とする請求項1、2、3、4、5、6、7、
8、9、10、11、12、13、14、15、16、
17又は18に記載のロボット作業経路生成倣い方法。
19. The sensor data according to claim 1, wherein the sensor data is three-dimensional shape data near a work route by a laser range finder.
8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16,
19. The method of copying a robot work route according to claim 17 or 18.
【請求項20】各作業対象物体上の作業経路の算出は、 個体差に起因する不一致が生じた場合、履歴情報と、教
示情報から抽出した個体差情報とをもとに、当該区間の
個体差の範囲をおおよそ定めた上で当該個体差の範囲を
探索し、当該教示情報と検出情報の双方の形状が最も一
致するような回転・並進変換を決定して前記作業経路を
決定する、 ことを特徴とする請求項1又は18に記載のロボット作
業経路生成倣い方法。
20. A method of calculating a work route on each work target object, comprising the steps of: when a mismatch occurs due to an individual difference, determining an individual in the section based on history information and individual difference information extracted from teaching information; After the range of the difference is roughly determined, the range of the individual difference is searched, and the rotation / translation conversion is determined so that the shape of both the teaching information and the detection information is most matched to determine the work path. The method according to claim 1 or 18, wherein
【請求項21】教示情報と検出情報双方の形状一致は、 その尺度を平面近似された表面形状に基づいて双方の差
分部分の体積比較に代表される、 ことを特徴とする請求項20に記載のロボット作業経路
生成倣い方法。
21. The method according to claim 20, wherein the shape matching of both the teaching information and the detection information is represented by a volume comparison of both difference portions based on a surface shape whose scale is approximated by a plane. Robot work path generation copying method.
【請求項22】個体差情報は、 作業経路が直線で周囲形状が平面の場合、作業経路方向
は自由度として残るが、当該作業経路周りの姿勢は信頼
性が良く、 作業経路が曲率半径の大きい曲線で周囲形状の教示が困
難な場合、作業経路方向の自由度は決定されるが、姿勢
に関する情報の信頼性は良くなく、 当該区間がどのような個体差を生ずるかの可能性の場
合、曲線区間は作業経路に沿った長さ方法に生じ易く直
線区間は生じ難い、 以上に代表される特性傾向を数値的に表現する、 ことを特徴とする請求項1、13、14、15、16、
17、18、19又は20に記載のロボット作業経路生
成倣い方法。
22. The individual difference information indicates that, when the work path is straight and the peripheral shape is flat, the work path direction remains as a degree of freedom, but the posture around the work path has high reliability, and the work path has a radius of curvature. When teaching the surrounding shape with a large curve is difficult, the degree of freedom in the direction of the work path is determined, but the reliability of the information on the posture is not good, and there is a possibility of what kind of individual difference occurs in the section. The curve section is likely to occur in the length method along the work route and the straight section is unlikely to occur, and the characteristic tendency represented above is numerically expressed. 16,
21. The robot working path generation copying method according to any one of 17, 18, 19, and 20.
【請求項23】経路倣い手段と、当該経路倣い手段上に
取り付けられ、作業対象物体の三次元的形状を計測する
形状計測手段と、作業対象となる物体のうち、代表とな
る物体上における作業経路について、複数の区間に分割
し、当該作業経路に関する情報や当該経路付近の物体の
形状、さらに当該代表物体と個々の物体との個体差に関
する情報等を教示し蓄積する経路情報教示蓄積手段と、
ロボットに対して作業経路情報を発生する経路生成手段
と、当該経路生成手段において経路生成のために用いた
当該代表物体と個々の物体との対応づけ履歴情報を蓄積
する作業済区間情報蓄積手段とを有するロボットシステ
ムにおいて、 前記経路生成手段は、分割された各々の区間内で前記形
状計測手段より得られる経路や経路周辺の形状に関する
検出情報を入力処理し、その結果得られる代表物体と個
別の前記作業対象物体との位置・姿勢変換による写像情
報等からなる対応づけ履歴情報を前記作業済区間情報蓄
積手段に転送し、当該形状検出情報と、当該経路教示情
報蓄積手段により提供される代表物体の作業経路形状に
関する教示情報をもとに、当該作業済区間情報蓄積手段
より提供される対応付け履歴情報と該教示情報蓄積手段
により提供される個体差情報をもとに、作業中の区間に
ついて当該代表物体と個々の物体との対応づけを形状マ
ッチング技術等で決定自在に構成する、 ことを特徴とするロボット作業経路生成倣いシステム装
置。
23. A path following means, a shape measuring means mounted on the path following means for measuring a three-dimensional shape of a work object, and a work on a representative object among the work objects. A path information teaching storage unit that divides the path into a plurality of sections, teaches and stores information on the work path, the shape of an object near the path, and information on individual differences between the representative object and the individual objects. ,
Path generation means for generating work path information for the robot; and worked section information storage means for storing history information relating the representative object used for the path generation to the individual objects in the path generation means. In the robot system having the above, the path generating means, in each of the divided sections, performs input processing of the detection information on the path or the shape around the path obtained by the shape measuring means, and the representative object obtained as a result and the individual The association history information including mapping information and the like obtained by converting the position / posture with the work target object is transferred to the worked section information storage unit, and the shape detection information and the representative object provided by the route teaching information storage unit are transferred. The correspondence history information provided by the worked section information storage means and the teaching information storage means Robot work path generation simulation, wherein the correspondence between the representative object and the individual object in the section under work is freely determined by shape matching technology or the like based on the individual difference information provided by the robot. System device.
【請求項24】作業済区間情報蓄積手段は、 経路生成手段での各区間の作業対象物体の位置・姿勢情
報の算出の過程で、変換対応付けされた各区間の写像情
報を、かつ対応各区間について当該経路教示蓄積手段よ
り提供される位置・姿勢情報に対してその性質に基づい
て重み付けを行なう重みつき対応付け決定手段から重付
けされた位置対応付け写像情報を、それぞれ入力自在に
接続する、 ことを特徴とする請求項23に記載のロボット作業経路
生成倣いシステム装置。
24. The work section information storage means, in the process of calculating the position / posture information of the work target object in each section by the route generation means, stores mapping information of each section which has been converted and associated, and The position and mapping information weighted by the weighting determination unit that weights the position and orientation information provided by the route teaching storage unit based on the nature of the section is connected to each of the sections so as to be freely input. 24. The robot work path generation copying system apparatus according to claim 23, wherein:
【請求項25】経路情報教示蓄積手段は、 ワークステーション等グラフィックス機能を持つ計算機
により構成する、 ことを特徴する請求項23又は24に記載のロボット作
業経路生成倣いシステム装置。
25. The robot work route generation copying system apparatus according to claim 23, wherein the route information teaching storage means is constituted by a computer having a graphics function such as a workstation.
【請求項26】形状計測手段は、 平面状のレーザ光を発射し、作業対象物体に当たる線状
の光の画像を捉えるレーザレンジファインダで構成す
る、 ことを特徴とする請求項23、24又は25に記載のロ
ボット作業経路生成倣いシステム装置。
26. The apparatus according to claim 23, wherein said shape measuring means comprises a laser range finder which emits a planar laser light and captures an image of a linear light hitting an object to be worked. The robot work route generation copying system device according to [1].
【請求項27】経路倣い手段は、 産業用ロボットによって構成する、 ことを特徴とする請求項23、24、25又は26に記
載のロボット作業経路生成倣いシステム装置。
27. The apparatus according to claim 23, 24, 25 or 26, wherein the path copying means is constituted by an industrial robot.
【請求項28】経路情報教示蓄積手段は、 代表物体に対して形状計測手段を動作させて得られた検
出データを表示するか又は代表物体に関するCADデー
タを教示し、表示された形状に対してグラフィックス画
面上が種々の操作をすることにより教示を実施自在に構
成する、 ことを特徴とする請求項25、26又は27に記載のロ
ボット作業経路生成倣いシステム装置。
28. A path information teaching storage means for displaying detection data obtained by operating a shape measuring means on a representative object, or teaching CAD data on a representative object, and 28. The robot work path generation copying system apparatus according to claim 25, 26 or 27, wherein teaching is performed by performing various operations on a graphics screen.
【請求項29】経路情報教示蓄積手段は、 試作物体や代表物体を対象として適宜形状計測手段によ
って、作業経路付近の形状を計測し、前記経路情報教示
蓄積手段において得られるデータを複数の教示手段によ
って教示者に対して理解し易い表現形式で表示し、前記
作業経路形状、当該作業経路周辺の物体形状やそれらに
関する情報を入力することを可能にした情報入力手段を
付加する、 ことを特徴とする請求項23、24、25、26、27
又は28に記載のロボット作業経路生成倣いシステム装
置。
29. A route information teaching and accumulating means for measuring a shape near a work route by a shape measuring means as appropriate for a trial object or a representative object, and converting the data obtained by said route information teaching and accumulating means into a plurality of teaching means. Information input means for displaying the work path shape, the object shape around the work path and information relating to the work path shape, the work path shape, the work path shape, and the like. Claims 23, 24, 25, 26, 27
Or the robot work route generation copying system apparatus according to 28.
【請求項30】形状マッチング技術は、 写像変換、座標変換、変換パラメータ算出、最小二乗
法、回転・並進変換、差分部分の体積演算に代表され
る、 ことを特徴とする請求項23に記載のロボット作業経路
生成倣いシステム装置。
30. The shape matching technique according to claim 23, wherein the shape matching technique is typified by mapping conversion, coordinate conversion, conversion parameter calculation, least squares method, rotation / translation conversion, and volume calculation of a difference part. Robot work path generation copying system device.
【請求項31】経路生成部と作業済区間情報蓄積部は、 計算機によって一体構成する、 ことを特徴とする請求項23、24、25、26、2
7、28、29又は30に記載のロボット作業経路生成
倣いシステム装置。
31. The apparatus according to claim 23, wherein the route generating section and the worked section information accumulating section are integrally configured by a computer.
The robot work path generation copying system device according to 7, 28, 29 or 30.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2006006518A1 (en) * 2004-07-13 2006-01-19 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Arc welding robot
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