JPH11226884A - Accuracy evaluating method for robot track - Google Patents

Accuracy evaluating method for robot track

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Publication number
JPH11226884A
JPH11226884A JP10030292A JP3029298A JPH11226884A JP H11226884 A JPH11226884 A JP H11226884A JP 10030292 A JP10030292 A JP 10030292A JP 3029298 A JP3029298 A JP 3029298A JP H11226884 A JPH11226884 A JP H11226884A
Authority
JP
Japan
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trajectory
robot
point
shortest distance
singular point
Prior art date
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Pending
Application number
JP10030292A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kunio Miyawaki
国男 宮脇
Yasuhiro Teika
康浩 定家
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Zosen Corp
Original Assignee
Hitachi Zosen Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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Priority to JP10030292A priority Critical patent/JPH11226884A/en
Publication of JPH11226884A publication Critical patent/JPH11226884A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method evaluating in a short time accuracy of a robot track formed by an off-line without using a Jacobian matrix. SOLUTION: A circular arc-shaped wrist singular point locus S1 , S2 in a paint robot is obtained, and the shortest distance between this singular point locus and a robot track Pc Pi of horizontal paint work obtained relating to a workpiece is obtained. For obtaining the shortest distance by whether this shortest distance is within a permissible value or not, in the case of evaluating accuracy of the robot track, a projection point Piπ from a search point Pi on the robot track is obtained in a plane π including the wrist singular point locus. An intersection Sci of a straight line connecting this projection point and a center point C of the singular point locus and the plane π is obtained, a three square theorem is applied to these three points, a distance Pi Sci between the search point on the robot track and the intersection on the singular point locus is obtained, this procedure is repeatedly performed in a plurality of parts on the robot track, and the shortest is the shortest distance, in this method.

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、特異点近傍におけ
る作業を回避して作業精度の向上を図り得るロボット軌
道の精度評価方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for evaluating the accuracy of a robot trajectory that can improve the work accuracy by avoiding work near a singular point.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、各種の量産品の製造工程において
ロボットが広く実用化されているが、船舶、橋梁などの
大型構造物においても、ロボットの実用化が図られてい
る。
2. Description of the Related Art In recent years, robots have been widely put to practical use in the production process of various mass-produced products, and robots have also been put to practical use in large structures such as ships and bridges.

【0003】例えば、溶接作業の多くは、溶接ロボット
により行われているが、溶接に比べて、経済効果が充分
に発揮されない塗装作業においても、熟練を要する作業
者の確保等の問題から、やはりロボット化が望まれてい
る。
For example, most welding operations are performed by welding robots. However, even in painting operations in which economic effects are not sufficiently exhibited as compared with welding, there is still a problem of securing skilled workers and the like. Robotization is desired.

【0004】一般に、塗装ロボットは、自動車産業で多
く使用されるとともに、その運転データ(NCデータ)
は、手作業によるティーチングにより得られていた。と
ころで、ロボットへの手作業によるティーチングは、自
動車などのように、塗装範囲が狭くかつロボットの動き
も複雑でない場合には、比較的容易に行うことができる
が、大型構造物の場合には、塗装面積も広くかつ塗装面
に多数の補剛部材が突出しており、手作業によりティー
チングするのは、手間と時間を要するという問題があ
る。
[0004] In general, painting robots are widely used in the automobile industry and their operation data (NC data).
Was obtained by manual teaching. By the way, teaching by hand to the robot can be performed relatively easily when the painting range is small and the movement of the robot is not complicated, such as in a car, but in the case of a large structure, Since the painting area is large and many stiffening members protrude from the painting surface, there is a problem that manual teaching requires time and effort.

【0005】このため、オフラインでのプログラミング
により、ロボットの運転データを作成する必要がある。
オフラインにより、ロボットの運転データを作成する場
合、塗装対象物の構造データ、塗装条件データ、および
塗装施工法データをライブラリから読み込み、これら各
データに基づき、ロボットの運転データ、すなわちロボ
ット軌道が生成されていた。
For this reason, it is necessary to create operation data of the robot by programming offline.
When creating robot operation data offline, the robot reads the structure data, coating condition data, and painting method data of the object to be coated from the library, and generates robot operation data, that is, a robot trajectory based on these data. I was

【0006】そして、オフラインにより生成されたロボ
ット軌道については、安定した塗装作業または必要な作
業スキルの発揮のために、軌道精度の確保が不可欠とな
る。すなわち、ロボット軌道が、作業精度が劣化する特
異点近傍を通過しているか否かをチェックする必要があ
るが、従来、チェック方法としては、ヤコビ行列による
ものがある。
[0006] With respect to the robot trajectory generated off-line, it is indispensable to secure the trajectory accuracy in order to perform a stable painting operation or to exhibit necessary work skills. That is, it is necessary to check whether or not the robot trajectory passes near a singular point where the work accuracy is deteriorated. Conventionally, as a check method, there is a Jacobian matrix.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】ところで、このヤコビ
行列による場合、ロボット軌道上の各姿勢での関節角を
知る必要があり、このため、ロボット軌道の各点に対す
る逆運動学を解いた上で、ヤコビ行列を用いる必要があ
る。したがって、計算時間に多大な時間を要するという
問題があり、特に塗装対象物が大型構造物である場合に
は、その計算量が莫大なものになるという問題が発生す
る。
By the way, in the case of this Jacobian matrix, it is necessary to know the joint angles at each posture on the robot trajectory. Therefore, it is necessary to solve the inverse kinematics for each point on the robot trajectory. , It is necessary to use a Jacobi matrix. Therefore, there is a problem that a large amount of time is required for the calculation time. In particular, when the object to be painted is a large structure, a problem that the calculation amount becomes enormous occurs.

【0008】そこで、本発明は、オフラインで生成され
たロボット軌道の精度評価を、ヤコビ行列を使用するこ
となく、短時間で行い得る評価方法を提供するもので、
特に手首特異姿勢に関する評価方法を提供することを目
的とする。
Therefore, the present invention provides an evaluation method capable of performing accuracy evaluation of a robot trajectory generated off-line in a short time without using a Jacobi matrix.
In particular, an object of the present invention is to provide a method for evaluating a wrist singular posture.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の第1のロボット軌道の精度評価方法は、ロ
ボットにより所定作業を行わせる際のツール姿勢、ロボ
ット諸元およびロボット動作範囲に基づき、ロボットに
おける手首特異点軌跡を求めるとともに、この手首特異
点軌跡と作業対象物に応じて求められたロボット軌道と
の最短距離を求め、この最短距離が許容値内であるか否
かにより、ロボット軌道の精度を評価する方法である。
In order to solve the above-mentioned problems, a first method for evaluating the accuracy of a robot trajectory according to the present invention provides a tool posture, a robot specification and a robot operation range when a predetermined operation is performed by a robot. Based on the wrist singular point trajectory of the robot, the shortest distance between the wrist singular point trajectory and the robot trajectory obtained according to the work target is determined, and whether or not the shortest distance is within an allowable value, This is a method for evaluating the accuracy of the robot trajectory.

【0010】また、本発明の第2のロボット軌道の精度
評価方法は、ロボットにより所定作業を行わせる際のツ
ール姿勢、ロボット諸元およびロボット動作範囲に基づ
き、ロボットにおける円弧状の手首特異点軌跡を求める
とともに、この手首特異点軌跡と作業対象物に応じて求
められた水平方向作業におけるロボット軌道との最短距
離を求め、この最短距離が許容値内であるか否かによ
り、ロボット軌道の精度を評価するロボット軌道の精度
評価方法であって、上記最短距離を求めるのに、円弧状
の手首特異点軌跡を含む平面に、ロボット軌道上の所定
の点から垂線を下しその第1交点を求めるとともに、こ
の第1交点と円弧状手首特異点軌跡の中心点とを結ぶ直
線と、上記平面との第2交点を求め、これら所定の点、
第1交点および第2交点に三平方の定理を適用して、ロ
ボット軌道上の所定の点と手首特異点軌跡上の第2交点
との距離を求め、この手順を、ロボット軌道上の複数箇
所にて繰り返し行い、これら求められた距離の内、最も
短いものを、最短距離とする方法である。
A second method for evaluating the accuracy of a robot trajectory according to the present invention is based on a tool posture, a robot specification, and a robot operation range when a predetermined operation is performed by the robot. And the shortest distance between the wrist singularity trajectory and the robot trajectory in the horizontal operation determined according to the work object.The accuracy of the robot trajectory is determined by whether or not this shortest distance is within an allowable value. Is a method for evaluating the accuracy of a robot trajectory, in which a perpendicular is drawn from a predetermined point on the robot trajectory to a plane including an arc-shaped wrist singularity trajectory to obtain the shortest distance, and the first intersection point is determined. And a second intersection point between a straight line connecting the first intersection point and the center point of the arc-shaped wrist singular point locus and the plane is determined.
The distance between a predetermined point on the robot trajectory and the second intersection on the trajectory of the wrist singular point is determined by applying the three-square theorem to the first and second intersections. This is a method in which the shortest of the obtained distances is set as the shortest distance.

【0011】さらに、本発明の第3のロボット軌道の精
度評価方法は、ロボットにより所定作業を行わせる際の
ツール姿勢、ロボット諸元およびロボット動作範囲に基
づき、ロボットにおける円弧状の手首特異点軌跡を求め
るとともに、この手首特異点軌跡と作業対象物に応じて
求められた鉛直方向作業におけるロボット軌道との最短
距離を求め、この最短距離が許容値内であるか否かによ
り、ロボット軌道の精度を評価するロボット軌道の精度
評価方法であって、上記最短距離を求めるのに、円弧状
の手首特異点軌跡を含む平面上に、ロボット軌道を射影
させて射影軌道を求め、上記円弧状手首特異点軌跡の中
心点から上記射影軌道上に垂線を引きその射影軌道との
第1交点および手首特異点軌跡との第2交点を求めると
ともに、上記第1交点に対応するロボット軌道上の対応
点を求め、この対応点と上記第2交点との距離を最短距
離とする方法である。
Further, a third method for evaluating the accuracy of a robot trajectory according to the present invention is based on an arc-shaped wrist singular point trajectory of a robot based on a tool posture, a robot specification and a robot operation range when a predetermined operation is performed by the robot. And the shortest distance between the wrist singularity trajectory and the robot trajectory in the vertical work determined according to the work target.The accuracy of the robot trajectory is determined based on whether the shortest distance is within an allowable value. A robot trajectory is projected onto a plane including an arc-shaped wrist singular point trajectory to obtain a projected trajectory, and the arc-shaped wrist singular is obtained. A perpendicular is drawn on the projected trajectory from the center point of the point trajectory to determine a first intersection with the projected trajectory and a second intersection with the wrist singularity trajectory. Obtains corresponding points on the robot path corresponding to the point, the distance between the corresponding point and the second intersection is a method for the shortest distance.

【0012】上記各精度評価方法によると、ロボット軌
道、例えば水平方向作業でのロボット軌道または鉛直方
向作業でのロボット軌道と、手首特異点軌跡との最短距
離を求め、この最短距離と許容値、すなわち特異点近傍
で誤差が生じるような距離とを比較することにより評価
を行うようにしたので、ヤコビ行列を使用することな
く、軌道精度の評価を行うことができる。
According to each of the above accuracy evaluation methods, the shortest distance between the robot trajectory, for example, the robot trajectory in the horizontal operation or the robot trajectory in the vertical operation, and the trajectory of the wrist singular point is determined. That is, since the evaluation is performed by comparing the distance with which an error occurs near the singular point, the trajectory accuracy can be evaluated without using the Jacobi matrix.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態のワー
クにおけるロボット軌道の精度評価方法を、図1〜図1
2に基づき説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a method for evaluating the accuracy of a robot trajectory on a workpiece according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
2 will be described.

【0014】本実施の形態においては、多関節型の塗装
用ロボットにおける軌道の精度評価について説明する。
本実施の形態における塗装対象物(作業対象物の一例
で、以下、単にワークという)は船殻ブロックであり、
水平方向および鉛直方向の部材により組み立てられたも
ので、箱型形状にされている。
In the present embodiment, the accuracy evaluation of the trajectory in a multi-joint type painting robot will be described.
The object to be painted (an example of an object to be worked, hereinafter simply referred to as a work) in the present embodiment is a hull block,
It is assembled by horizontal and vertical members and has a box shape.

【0015】例えば、図1に示すように、この船殻ブロ
ック1は、船体外板2の内面に補剛部材として、ビーム
材3が取り付けられるとともに、船体外板2に直交する
ように隔壁材4などが取り付けられたものであり、この
船殻ブロック1の表面を、塗装ロボット(以下、ロボッ
トという)により、自動的に塗装する場合について説明
する。
For example, as shown in FIG. 1, this hull block 1 has a beam member 3 attached to the inner surface of a hull outer plate 2 as a stiffening member, and a partition wall member perpendicular to the hull outer plate 2. A case where the surface of the hull block 1 is automatically painted by a painting robot (hereinafter, referred to as a robot) will be described.

【0016】まず、手首部に塗装ガン(以下、ツールと
いう)が取り付けられたロボットの軌道すなわち運転デ
ータが運転データ生成システム(コンピュータシステ
ム)にて求められる。
First, the trajectory, ie, operation data, of a robot having a painting gun (hereinafter, referred to as a tool) attached to a wrist is obtained by an operation data generation system (computer system).

【0017】すなわち、図2のフローチャートに示すよ
うに、軌道生成システムにおいて、CADデータ11か
らワークの構造データが読み込まれて認識されるととも
に、塗装ライブラリイ12から塗装条件データおよび作
業ライブラリイ13から塗装施工法データが読み込ま
れ、これら各データに基づき、ロボット軌道すなわちツ
ールの移動速度、ツール姿勢、ツール先端軌跡などが求
められ、そして所定のチェック(後述する)が行われた
後、オフラインにてNCデータが生成される。
That is, as shown in the flowchart of FIG. 2, in the trajectory generation system, the work structure data is read from the CAD data 11 and recognized, and the painting condition data from the painting library 12 and the painting work from the work library 13 are read. Based on these data, the robot trajectory, that is, the moving speed of the tool, the tool posture, the tool tip trajectory, etc. are obtained. After a predetermined check (described later) is performed, the NC data is offline. Is generated.

【0018】具体的に説明すると、軌道の生成に際して
データ生成システムに与えられる情報は、ロボットが設
置されている基準座標におけるワークの構造データおよ
びロボットの諸元である。すなわち、CADからの情報
によりワーク構造が数値認識されると、ロボットの諸元
の一つである動作範囲を基に、ロボットの原点位置が決
定され、そして認識したワーク構造並びに決定されたロ
ボットの原点位置およびツール姿勢にしたがって、ワー
クの各部に対応する塗装パスおよび移動パスがロボット
軌道として生成される。
More specifically, the information given to the data generation system when generating the trajectory is the structural data of the workpiece and the specifications of the robot at the reference coordinates where the robot is installed. That is, when the work structure is numerically recognized based on the information from the CAD, the origin position of the robot is determined based on the operation range which is one of the specifications of the robot, and the recognized work structure and the determined robot are determined. A painting path and a movement path corresponding to each part of the work are generated as a robot trajectory according to the origin position and the tool posture.

【0019】次に、この生成されたロボット軌道が適正
か否かのチェック、すなわち干渉チェックおよび軌道精
度のチェック(評価)並びに修正が行われる。以下、こ
の軌道の精度評価方法について説明する。なお、干渉チ
ェックについては、当然行われるものであり、しかもそ
のチェックは容易であるため、説明は省略する。
Next, a check is made as to whether the generated robot trajectory is appropriate, that is, an interference check, a check (evaluation) of trajectory accuracy, and a correction are performed. Hereinafter, a method for evaluating the accuracy of the trajectory will be described. The interference check is naturally performed, and the check is easy.

【0020】この軌道精度の評価については、ロボット
軌道が、運動性能が劣化する特異姿勢の領域内を通過し
ているか否かにより、判断するのであるが、まずこの生
成された軌道におけるロボット姿勢の特異点の軌跡、す
なわち特異姿勢が演算により求められる。
The trajectory accuracy is evaluated based on whether or not the robot trajectory passes through the region of the singular posture in which the motion performance deteriorates. First, the robot trajectory in the generated trajectory is determined. The trajectory of the singular point, that is, the singular posture, is obtained by calculation.

【0021】この特異姿勢としては、手首部および肩部
に関するものがある。手首部に関するものは、図3
(a)に示すように、ツール21を固定保持したロボッ
ト31の手首部32と前腕部33とが一直線になる場
合、すなわちツール姿勢が一定の場合(以下、手首特異
姿勢という)で、肩部に関するものは、図3(b)に示
すように、ロボット31の手首部32の回転中心点34
がロボット31の第一関節軸35の旋回中心軸36上に
位置する場合(以下、肩特異姿勢という)である。
The unique posture includes a wrist and a shoulder. Fig. 3
As shown in (a), when the wrist part 32 and the forearm part 33 of the robot 31 fixedly holding the tool 21 are in a straight line, that is, when the tool posture is constant (hereinafter referred to as a wrist singular posture), the shoulder part 3B, the rotation center point 34 of the wrist 32 of the robot 31 is
Is located on the turning center axis 36 of the first joint axis 35 of the robot 31 (hereinafter, referred to as a shoulder specific posture).

【0022】ここで、実際に、ロボットを作動させて、
ロボットに特異点およびその近傍を通過する軌道を与
え、そして時々刻々におけるツール先端(TCP)およ
びツール姿勢における誤差を、水平角15度および俯角
30度で見た場合を、図4に示す。なお、指定速度は、
膜厚の大きい重塗装に必要な速度として、300mm/
sに設定されている。図4から、特異点近傍を通る軌道
においては、特に、手首特異点Shに近づくにつれて、
ツール先端、ツール姿勢などの軌道精度に誤差が生じて
いるのが分かる。
Here, actually, the robot is operated,
FIG. 4 shows a case where the robot is given a trajectory passing through the singular point and its vicinity, and errors in the tool tip (TCP) and the tool posture at every moment are observed at a horizontal angle of 15 degrees and a depression angle of 30 degrees. The specified speed is
The speed required for heavy coating with a large film thickness is 300 mm /
s. From FIG. 4, in the trajectory passing near the singular point, especially as the wrist singular point Sh is approached,
It can be seen that there is an error in the trajectory accuracy of the tool tip, tool posture, etc.

【0023】計測パラメータとして、特異点を含む軌道
からY方向およびZ方向への軌道のシフト量をとること
により、特異点からの距離と軌道精度との関係を把握し
た。手首特異点に対してはY方向およびZ方向にシフト
しており、肩特異点に対してはY方向にシフトしてい
る。
The relationship between the distance from the singular point and the trajectory accuracy was grasped by taking the amount of shift of the trajectory in the Y and Z directions from the trajectory including the singular point as a measurement parameter. The wrist singularity is shifted in the Y and Z directions, and the shoulder singularity is shifted in the Y direction.

【0024】図5に特異点軌道からのシフト量、すなわ
ち特異点からの空間的距離に対する各軌道誤差の計測結
果を示す。図5の(a)はツール先端(TCP)、
(b)はツール姿勢、(c)は移動速度をそれぞれ表わ
している。この図5から、手首特異点に対しては、特異
点軌道からY方向およびZ方向にシフトしており、肩特
異点に対しては、Y方向にシフトしているのが分かる。
すなわち、どの精度項目に対しても、誤差が特異点から
の距離に反比例していることが読み取れる。
FIG. 5 shows a measurement result of each trajectory error with respect to a shift amount from the singular point trajectory, that is, a spatial distance from the singular point. FIG. 5A shows a tool tip (TCP),
(B) represents the tool posture, and (c) represents the moving speed. From FIG. 5, it can be seen that the singular point orbit is shifted in the Y and Z directions from the singular point trajectory, and the shoulder singular point is shifted in the Y direction.
That is, for any accuracy item, it can be read that the error is inversely proportional to the distance from the singular point.

【0025】ところで、ツール先端の経路誤差ΔPとツ
ール姿勢誤差Δψとが相乗して塗布面での狙い位置誤差
δとなる。この塗布面の狙い位置誤差δのとり得る最大
値は、ツールである塗装ガンと塗布面との塗装距離をL
とすれば、下記(1)式により、表わされる。
By the way, the path error ΔP at the tip of the tool and the tool attitude error Δψ are synergistic to become the target position error δ on the coating surface. The maximum value that the target position error δ of the coating surface can take is that the coating distance between the coating gun, which is a tool, and the coating surface is L.
Then, it is represented by the following equation (1).

【0026】δ≒ΔPmax+L×Δψ・・・(1) 図5に示した軌道誤差の計測結果と(1)式より、特異
点から軌道までの空間距離と塗布面狙い位置誤差の最大
値との関係は、L=300mmとすれば、図6のように
なる。図6から、やはり、誤差は特異点からの距離に反
比例していることが分かる。
Δ ≒ ΔP max + L × Δψ (1) From the measurement result of the trajectory error shown in FIG. 5 and equation (1), the spatial distance from the singular point to the trajectory and the maximum value of the target position error of the coating surface. 6 is as shown in FIG. 6 if L = 300 mm. FIG. 6 shows that the error is again inversely proportional to the distance from the singular point.

【0027】このように、軌道精度は特異点からの距離
に依存していることから、軌道精度を保持するために
は、特異点を中心とする許容値を半径とする領域を設け
て特異領域とし、評価対象であるロボット軌道がこの特
異領域を通るか否かで、軌道精度を評価すればよいこと
が分かる。
As described above, since the trajectory accuracy depends on the distance from the singular point, in order to maintain the trajectory accuracy, a region having a radius around an allowable value centered on the singular point is provided. It can be seen that the trajectory accuracy should be evaluated based on whether or not the robot trajectory to be evaluated passes through this singular region.

【0028】例えば、塗布面での狙い位置誤差の許容値
が30mmであるとすると、図6に示すように、軌道は
特異点から10mm以上離れている必要があることが分
かる。このように、軌道精度が劣化する領域を特異領域
として見なすとともに、この特異領域をロボット軌道が
通過するか否かを判断することにより、極めて容易に評
価を下すことができる。
For example, assuming that the allowable value of the target position error on the application surface is 30 mm, as shown in FIG. 6, it is understood that the trajectory needs to be separated from the singular point by 10 mm or more. As described above, the area in which the trajectory accuracy is degraded is regarded as a singular area, and whether the robot trajectory passes through this singular area can be evaluated very easily.

【0029】図7に示すように、特異点の集合として特
異点軌跡41が定まれば、特異点から許容値rsを半径
とするとともに特異点軌跡41に沿ったこの半径rs
集合とする特異領域42が得られる。
As shown in FIG. 7, if singular point trajectory 41 Sadamare as a set of singular points, the allowable value r s from the singular point along the specific point trajectory 41 with a radius and a set of the radius r s Is obtained.

【0030】したがって、軌道評価の方法として、ロボ
ットの軌道(線分)と特異点軌跡(線分)との空間内で
の最短距離が、上記特異点領域の半径よりも大きけれ
ば、その軌道は可とし、小さければ不可と判定すること
ができる。ところで、この特異点領域の半径の値は、実
際の作業に基づき決定するのが好ましく、具体的には、
塗装作業で指定された移動速度に比例する値である。
Therefore, as a method of trajectory evaluation, if the shortest distance in space between the trajectory (line segment) of the robot and the singular point trajectory (line segment) is larger than the radius of the singular point region, the trajectory is determined. If it is acceptable, it can be determined that it is not possible if it is small. By the way, it is preferable that the value of the radius of this singular point region is determined based on actual work, and specifically,
This value is proportional to the moving speed specified in the painting operation.

【0031】ここで、上記特異点の内、手首部に関する
場合の評価方法を、詳細に説明する。まず、手首部特異
点の軌跡を求める方法について説明する。
Here, the evaluation method for the wrist part among the above singular points will be described in detail. First, a method of obtaining the locus of the wrist singularity will be described.

【0032】一般に、塗装軌道すなわちロボット軌道を
得るには、目標点(ツール先端であるツールの狙い位
置)、ツール姿勢および線速度が指定される。一定のツ
ール姿勢を指定したときに、ピューマ型のロボットの手
首特異点を描く軌跡を図示すると、図8のようになる。
なお、ツール軸と手首軸とは、同一軸上に配置されてい
るものとする。
Generally, in order to obtain a painting trajectory, that is, a robot trajectory, a target point (target position of a tool which is a tool tip), a tool posture, and a linear velocity are designated. FIG. 8 illustrates a trajectory that draws a wrist singular point of a puma-type robot when a fixed tool posture is designated.
It is assumed that the tool axis and the wrist axis are arranged on the same axis.

【0033】この手首特異点軌跡は、図8に示すよう
に、前腕の方向をツール軸方向のベクトル*a[記号*
は、その後に記載された文字がベクトルであることを示
し(以下、同じ)、また以下に示す式中において、ベク
トルは太字で示す]と平行に保ちつつ第二関節軸
(θ2)を可動範囲内で動かしたときに、ツール先端
(TCP)の描く軌跡であって、上腕の長さ(L1)を
半径とする円弧S12である。この円弧は、ベクトル*
aによって決まる平面π上にある。
As shown in FIG. 8, the trajectory of the singular point of the wrist corresponds to the vector * a [symbol *
Indicates that the character described thereafter is a vector (hereinafter the same), and in the following equation, the vector is shown in bold.] And the second joint axis (θ 2 ) is movable while being kept parallel to This is a locus drawn by the tool tip (TCP) when moved within the range, and is an arc S 1 S 2 having a radius equal to the length (L 1 ) of the upper arm. This arc is a vector *
lies on a plane π determined by a.

【0034】以下、手首特異点軌跡を求めてみる。 (1)まず、NCデータの一部として与えられる,Z−
Y−Xオイラー角(α,β,γ)によるツール姿勢よ
り、基準座標系から見たツール軸(手首軸)方向ベクト
ル*a=[xa,ya,zaTを求める。
Hereinafter, a wrist singular point locus will be obtained. (1) First, Z- is given as a part of NC data.
A tool axis (wrist axis) direction vector * a = [x a , ya a , z a ] T viewed from the reference coordinate system is obtained from the tool posture based on the YX Euler angles (α, β, γ).

【0035】ベクトル*aは、ロボット関節角によるツ
ールまでの回転変換行列[下記(2)式に示す]によ
り、下記(3)式のように求められる。
The vector * a is obtained by the following equation (3) from a rotation transformation matrix up to the tool based on the robot joint angle [shown in the following equation (2)].

【0036】[0036]

【数1】 (Equation 1)

【0037】(2)次に、ツール軸方向*aを含む平面
πに対する第一軸の関節角度θ1(*a)を求めると、
下記(4)式のようになる。 tanθ1(*a)=ya/xa・・・(4) (3)次に、特異点軌跡を求める。
(2) Next, when the joint angle θ 1 (* a) of the first axis with respect to the plane π including the tool axis direction * a is obtained,
The following equation (4) is obtained. tanθ 1 (* a) = y a / x a ··· (4) (3) Next, determine the singular point trajectory.

【0038】特異点軌跡は、図8に示すように、上腕の
長さL1を半径とする円弧であり、その中心cは、図8
に示すロボット座標系(x0−y0−z0)では、下記
(5)式にて表わされ、また平面π上では、下記(6)
式にて表わされる。
The singular point locus is, as shown in FIG. 8, an arc having a radius equal to the length L 1 of the upper arm, and the center c of the locus is shown in FIG.
In the robot coordinate system (x 0 −y 0 −z 0 ) shown in (5), it is expressed by the following equation (5), and on the plane π, the following (6)
It is represented by the formula.

【0039】[0039]

【数2】 (Equation 2)

【0040】そして、円cは、図8中にて示される媒介
変数φにより、平面π上では下記(7)式で表わされ、
またロボット座標系では下記(8)式にて表わされる。
The circle c is represented by the following equation (7) on a plane π by the parameter φ shown in FIG.
In the robot coordinate system, it is expressed by the following equation (8).

【0041】[0041]

【数3】 (Equation 3)

【0042】(4)次に、特異点軌跡の範囲について求
める。 円弧をとる特異点集合の範囲S12は、上腕および前腕
の各関節角の範囲と指定されたツール軸方向ベクトル*
aにより決定される。以下、平面π上で考える。
(4) Next, the range of the singular point locus is determined. The range S 1 S 2 of the singular point set taking an arc is the range of each joint angle of the upper arm and the forearm and the specified tool axis direction vector *
a. Hereinafter, it is considered on the plane π.

【0043】上腕と前腕の関節角範囲を、図9に示すよ
うな方向で、次のようにとる。なお、前腕の動作範囲は
上腕に対するものである。 上腕動作範囲:θ2min≦θ2≦θ2max 前腕動作範囲:θ3min≦θ3≦θ3max1は、下記(9)式を満たす上腕関節点q2cr1(*
a)の偏角によって、下記(11)式に示すような場合
分けとなる。また、S2は、下記(10)式を満たすq
2cr2(*a)の偏角によって、下記の(12)式に示す
ような場合分けとなる。なお、(9)式および(10)
式の解としては、zQ2/xQ2>za/xaの解を選択す
る。
The range of the joint angle between the upper arm and the forearm is set as follows in the direction shown in FIG. The range of motion of the forearm is for the upper arm. Brachial operating range: θ 2min ≦ θ 2 ≦ θ 2max forearm operating range: θ 3min ≦ θ 3 ≦ θ 3max S 1 is the upper arm articulation point q 2Cr1 satisfying the following equation (9) (*
Depending on the argument of a), the cases are classified as shown in the following equation (11). In addition, S 2 satisfies the following equation (10): q
Depending on the declination of 2cr2 (* a), the cases are classified as shown in the following equation (12). Note that the equations (9) and (10)
The solution of Equation, selects the solution of z Q2 / x Q2> z a / x a.

【0044】[0044]

【数4】 (Equation 4)

【0045】ベクトルの複素数表示での偏角をargで
表示し、S1については(11)式により、S2について
は(12)式により、それぞれ対応する媒介変数φの値
が決定される。
The argument of the vector in complex number notation is represented by arg, and the value of the corresponding parameter φ is determined by equation (11) for S 1 and by equation (12) for S 2 .

【0046】[0046]

【数5】 (Equation 5)

【0047】このように、手首特異点軌跡が求められる
と、次はこの手首特異点軌跡とロボット軌道との最短距
離を求め必要がある。以下、この最短距離を求める方法
について説明する。
After the trajectory of the wrist singular point is determined, it is necessary to determine the shortest distance between the trajectory of the wrist singular point and the robot trajectory. Hereinafter, a method of obtaining the shortest distance will be described.

【0048】ところで、手首特異点軌跡は任意の鉛直面
上にある円弧であり、またロボット軌道は空間内での任
意の線分であり、これらの最短距離を直接求めるのは難
しい。
By the way, the trajectory of the wrist singular point is an arc on an arbitrary vertical plane, and the robot trajectory is an arbitrary line segment in space, and it is difficult to directly determine the shortest distance between them.

【0049】そこで、手首特異点軌跡とロボット軌道と
の最短距離算出アルゴリズムついては、構造物の塗装デ
ータの生成システムへの組み込みの実用性を考慮して、
下記の条件にて求める。
The algorithm for calculating the shortest distance between the trajectory of the wrist singularity and the robot trajectory is considered in consideration of the practicality of incorporating it into a system for generating coating data of a structure.
Calculate under the following conditions.

【0050】一番目の条件としては、ワークの殆どが箱
型構造物であるため、塗装軌道の方向を、全て、ロボッ
ト基準座標と平行な水平方向および鉛直方向とする。二
番目の条件としては、塗布面の塗料の付着性を考慮する
と、ツールである塗装ガンの塗布面に対する姿勢角度は
90度が望ましく、したがってツールの塗布面に対する
姿勢角すなわちツール先端経路(TCP経路)とツール
の成す角度を45度までとする。
The first condition is that, since most of the work is a box-shaped structure, the directions of the coating trajectory are all horizontal and vertical directions parallel to the robot reference coordinates. As a second condition, in consideration of the adhesion of the paint on the application surface, the attitude angle of the paint gun, which is a tool, with respect to the application surface is desirably 90 degrees. ) And the tool are up to 45 degrees.

【0051】以下、これらの条件を考慮して、水平方向
塗装および鉛直方向塗装における最短距離を求めてみ
る。ここで、ツール先端軌道Pctを、パラメータをt
として、下記(13)式にて表わすものとする。
In the following, the shortest distances in the horizontal coating and the vertical coating will be obtained in consideration of these conditions. Here, the tool tip trajectory P c P t is represented by the parameter t
Is expressed by the following equation (13).

【0052】[0052]

【数6】 (Equation 6)

【0053】(a)水平方向塗装での最短距離を求め
る。 まず、ロボット軌道上または手首特異点軌跡上に最短距
離に近い点を求め、次にこの点を出発点として一定間隔
ごとに山登り法で最短距離を探索する。これによって、
探索に要する時間を最小にして、運転データ生成システ
ムに適したアルゴリズムとする。
(A) Find the shortest distance in horizontal painting. First, a point closest to the shortest distance is obtained on the robot trajectory or the wrist singular point trajectory, and then the shortest distance is searched for at a constant interval by using this point as a starting point. by this,
The algorithm required for the driving data generation system is minimized by minimizing the time required for the search.

【0054】ところで、この方法においては、ロボット
軌道上の点を探索して手首特異点軌跡との最短距離を見
つける方法と、手首特異点軌跡上の点を探索してロボッ
ト軌道との最短距離を見つける方法とがある。
In this method, a point on the robot trajectory is searched to find the shortest distance from the trajectory of the wrist singularity, and a point on the trajectory of the wrist singularity is searched to determine the shortest distance from the robot trajectory. There is a way to find it.

【0055】前者は、空間内での点と円との最短距離を
求める問題に帰着することができ、空間幾何学的に探索
式を求めることができる。後者は、同じく空間内での点
と直線との最短距離を求める問題に帰着することがで
き、代数幾何学を用いて探索式を求めることができる。
The former can be reduced to the problem of finding the shortest distance between a point and a circle in space, and a search formula can be found geometrically in space. The latter can also be reduced to the problem of finding the shortest distance between a point and a straight line in space, and a search expression can be found using algebraic geometry.

【0056】本実施の形態においては、図10を参照し
て、ロボット軌道上の探索点と円弧状の手首特異点軌跡
との最短距離を、空間幾何学的に以下の手順にて求め
る。 (1)まず、探索点Pi(所定の点)の平面πへの射影
点Piπ(第1交点)を求める。 (2)次に、手首特異点軌跡(S12)の円弧中心Cと
iπとを結ぶ線分と円弧S12との交点Sci(第2
交点)を求める。 (3)そして、Piに対する最短距離h(Pi)=Pi
ciは、三平方の定理を用いることにより、下記(14)
式にて求められる。
In the present embodiment, referring to FIG. 10, the shortest distance between the search point on the robot trajectory and the arc-shaped wrist singular point trajectory is obtained spatially geometrically by the following procedure. (1) First, a projection point P i π (first intersection) of the search point P i (predetermined point) onto the plane π is obtained. (2) Next, the intersection S ci ( second ) of the arc S 1 S 2 with the line segment connecting the arc center C and P i π of the wrist singular point locus (S 1 S 2 )
Intersection). (3) Then, the shortest distance h (P i) with respect to P i = P i S
ci is given by the following (14)
It is obtained by the formula.

【0057】 (Pici2=(PiπSci2+(Piiπ)2・・・(14) なお、交点Sciがない場合には、円弧の終点S1とS2
うち、交点に近い点を選択して、直接に、線分の長さを
求める。
[0057] (P i S ci) 2 = (P i πS ci) 2 + (P i P i π) 2 ··· (14) When there is no intersection point S ci is the arc end point S 1 of S 2, and select a point near the intersection, directly determines the length of the line segment.

【0058】探索については、軌道の端から順番に行う
のは効率が悪く、したがってアルゴリズムの前提条件に
より、ほぼ最短距離となるような近い点を探索出発点に
選び、その左右で探索することにより、最小の探索点数
で済ませる。
It is inefficient to perform the search in order from the end of the trajectory. Therefore, according to the preconditions of the algorithm, a near point that is almost the shortest distance is selected as the search starting point, and the search is performed on the left and right sides. , With the minimum number of search points.

【0059】すなわち、探索出発点P0としては、ロボ
ット軌道Pctと手首特異点軌跡を含む平面πとの交点
Pπを選ぶのがよい。交点が存在しない場合には、軌
道終端点PcとPtのうち、Pπに近い点を選択する。
なお、これらは、極端なツール姿勢をとらないとする条
件によるものである。
[0059] That is, as the search starting point P 0, it is to choose the intersection Pπ the plane π containing the robot path P c P t and wrist singular point trajectory. If the intersection is not present among the orbital end point P c and P t, selecting a point closer to Ppai.
These are based on the condition that an extreme tool posture is not taken.

【0060】前探索点と最短距離との比較は、下記のよ
うに行う。 h(Pi)>h(Pi-1):最短距離h=h(Pi-1) h(Pi)≦h(Pi-1):探索継続(i=i+1) ここで、P0が軌道内部にある場合には、図11に示す
ように、出発点P0で左右に分けてそれぞれの最短距離
を探索し、最後に、それらの最小値を最短距離h min
する。ここでの探索点Piは、出発点P0から軌道を示す
(13)式にしたがって、外側に移動される。
The comparison between the previous search point and the shortest distance is as follows.
Do it. h (Pi)> H (Pi-1): Shortest distance h = h (Pi-1) H (Pi) ≦ h (Pi-1): Continue search (i = i + 1) where P0If is inside the orbit, it is shown in FIG.
So the starting point P0Divided into right and left
, And finally, find their minimum value by the shortest distance h minWhen
I do. Search point P hereiIs the starting point P0Showing trajectory from
It is moved outward according to the equation (13).

【0061】また、P0がPcまたはPtの場合には、一
方向に探索していけばよい。なお、探索点の間隔は、下
記(15)式のように、特異領域の定義に用いた半径r
sの1/2程度にするのがよい。
When P 0 is P c or P t , the search may be performed in one direction. Note that the interval between the search points is equal to the radius r used to define the singular region, as shown in the following equation (15).
It is good to set to about 1/2 of s .

【0062】[0062]

【数7】 (Equation 7)

【0063】(b)次に、鉛直方向塗装での最短距離を
求める。 塗装軌道がほぼロボット基準座標に平行であるという条
件の下では、鉛直方向塗装では、ロボット軌道と手首特
異点軌跡を含む平面πとは、ほぼ平行であり、したがっ
てロボット軌道と手首特異点軌跡との最短距離は、探索
法によることなく求めることができる。
(B) Next, the shortest distance in vertical painting is determined. Under the condition that the painting trajectory is almost parallel to the robot reference coordinates, in vertical painting, the robot trajectory and the plane π including the wrist singularity trajectory are almost parallel, and thus the robot trajectory and the wrist singularity trajectory Can be obtained without using a search method.

【0064】以下、求める手順を図12に基づき説明す
る。 (1)まず、ロボット軌道Pctの平面πへの射影線分
cπPtπを求める。なお、平面πでの射影軌道*
pπは、ロボット軌道*pの回転変換行列(10・*
p)において、y成分をゼロとしたものである。 (2)次に、平面π上で点Cから射影線分PcπPt
πに下した垂線CH0と円弧S12の交点S0を求め
る。 (3)次に、H0に対応する(鉛直軸座標が等しい)ロ
ボット軌道上の点P0を求める。 (4)したがって、基本的には、手首特異点軌跡S12
とロボット軌道Pctとの最短距離は、下記(16)式
にて表わされる。
In the following, the procedure to be determined will be described with reference to FIG. (1) First, the projection line P c πP t π onto the plane [pi robot trajectory P c P t. Note that the projected trajectory on the plane π *
pπ is the rotation transformation matrix ( 1 R 0 · *) of the robot trajectory * p
In p), the y component is set to zero. (2) Next, the projected line segment P c πP t from the point C on the plane π
The intersection S 0 of the perpendicular CH 0 down to π and the arc S 1 S 2 is determined. (3) Next, a point P 0 on the robot trajectory corresponding to H 0 (having the same vertical axis coordinates) is obtained. (4) Therefore, basically, the wrist singularity locus S 1 S 2
The shortest distance between the robot path P c P t is expressed by the following equation (16).

【0065】 (S002=(S002+(H002・・・(16) しかし、詳細には、SとHがそれぞれ手首特異点軌跡と
射影軌道の上にあるか否かで、下記の(17)式に示す
ような場合分けにて、決定される。なお、空間内の点が
線分上にある場合を⊆、ない場合を⊃で表現している。
(S 0 P 0 ) 2 = (S 0 H 0 ) 2 + (H 0 P 0 ) 2 (16) However, in detail, S and H are the wrist singular point trajectory and the projected trajectory, respectively. Is determined based on whether or not there is a difference between the cases described above. In addition, the case where the point in the space is on the line segment is represented by ⊆, and the case where it is not present is represented by ⊃.

【0066】[0066]

【数8】 (Equation 8)

【0067】このようにして求められた水平方向塗装作
業でのロボット軌道および鉛直方向塗装作業でのロボッ
ト軌道と、手首特異点軌跡との最短距離を求め、そして
この最短距離が許容値と比較されて、軌道の精度が評価
される。
The shortest distance between the robot trajectory in the horizontal painting operation and the robot trajectory in the vertical painting operation thus determined and the trajectory of the wrist singular point is determined, and the shortest distance is compared with an allowable value. Then, the accuracy of the trajectory is evaluated.

【0068】したがって、ヤコビ行列を使用する場合に
比べて、非常に、短時間にかつ容易に、ロボット軌道の
精度の評価を行うことができる。なお、上記評価によ
り、ロボット軌道が特異領域内を通過している場合に
は、その最短距離が許容値を超えるように、ロボット原
点を移動させることにより、非常に、容易に修正を行う
ことができる。
Therefore, the accuracy of the robot trajectory can be evaluated very quickly and easily as compared with the case where the Jacobian matrix is used. According to the above evaluation, if the robot trajectory passes through the singular region, it can be corrected very easily by moving the robot origin so that the shortest distance exceeds the allowable value. it can.

【0069】[0069]

【発明の効果】以上のように本発明の各精度評価方法に
よると、ロボット軌道、例えば水平方向作業でのロボッ
ト軌道またぱ鉛直方向作業でのロボット軌道と、手首特
異点軌跡との最短距離を求め、この最短距離と許容値、
すなわち特異点近傍で誤差が生じるような距離とを比較
して評価を行うようにしたので、ヤコビ行列を使用する
ことなく、非常に、短時間でかつ簡単に軌道精度の評価
を行うことができる。
As described above, according to each accuracy evaluation method of the present invention, the shortest distance between the robot trajectory, for example, the robot trajectory in the horizontal operation or the robot trajectory in the vertical operation, and the wrist singular point trajectory is determined. Find the shortest distance and tolerance,
That is, since the evaluation is performed by comparing the distance with which an error occurs near the singular point, the trajectory accuracy can be evaluated very quickly and easily without using the Jacobi matrix. .

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

【図1】本発明の実施の形態における塗装対象物の要部
鳥瞰図である。
FIG. 1 is a bird's-eye view of a main part of an object to be painted in an embodiment of the present invention.

【図2】同実施の形態におけるロボット軌道の概略生成
手順を示すフローチャートである。
FIG. 2 is a flowchart showing a schematic procedure for generating a robot trajectory according to the embodiment;

【図3】同実施の形態におけるロボットの特異姿勢を示
す模式図である。
FIG. 3 is a schematic diagram showing a unique posture of the robot according to the embodiment.

【図4】同実施の形態におけるロボットの特異点近傍を
通過させた際のツール先端およびツール姿勢の誤差を示
す図である。
FIG. 4 is a diagram showing errors in the tool tip and tool posture when the robot passes near a singular point of the robot in the embodiment.

【図5】同実施の形態のロボットにおける軌道誤差の計
測結果を示すグラフである。
FIG. 5 is a graph showing a measurement result of a trajectory error in the robot according to the embodiment.

【図6】同実施の形態のロボットにおける塗布面での狙
い位置誤差の計測結果を示すグラフである。
FIG. 6 is a graph showing a measurement result of a target position error on a coating surface in the robot according to the embodiment.

【図7】同実施の形態におけるロボット軌道とロボット
の特異領域との関係を示すグラフである。
FIG. 7 is a graph showing a relationship between a robot trajectory and a unique region of the robot in the embodiment.

【図8】同実施の形態におけるロボット姿勢とその特異
領域との関係を示すグラフである。
FIG. 8 is a graph showing a relationship between a robot posture and its unique region in the embodiment.

【図9】同実施の形態におけるロボットの手首特異点軌
跡の範囲を示す模式図である。
FIG. 9 is a schematic diagram showing a range of a trajectory of a singular point of a wrist of the robot in the embodiment.

【図10】同実施の形態における水平方向塗装でのロボ
ット軌道と手首特異点軌跡との最短距離を求める手順を
説明する斜視図である。
FIG. 10 is a perspective view illustrating a procedure for obtaining the shortest distance between the robot trajectory and the wrist singularity trajectory in horizontal painting in the embodiment.

【図11】同実施の形態における水平方向塗装でのロボ
ット軌道と手首特異点軌跡との最短距離を求める手順を
説明する斜視図である。
FIG. 11 is a perspective view illustrating a procedure for obtaining the shortest distance between the robot trajectory and the wrist singularity trajectory in the horizontal painting in the embodiment.

【図12】同実施の形態における鉛直方向塗装でのロボ
ット軌道と手首特異点軌跡との最短距離を求める手順を
説明する斜視図である。
FIG. 12 is a perspective view illustrating a procedure for obtaining a shortest distance between a robot trajectory and a wrist singularity trajectory in vertical painting according to the embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 船殻ブロック 2 船体外板 3 ビーム材 4 隔壁材 21 ツール 31 ロボット 32 手首部 33 前腕部 34 回転中心点 35 第一関節軸 36 旋回中心軸 41 特異点軌跡 42 特異領域 Pct ロボット軌道 S12 手首特異点軌跡 Pi 探索点 Piπ 射影点(第1交点) Sci 交点(第2交点) h 最短距離 rs 許容値DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Hull block 2 Hull outer plate 3 Beam material 4 Partition material 21 Tool 31 Robot 32 Wrist part 33 Forearm part 34 Center of rotation 35 First joint axis 36 Center axis of rotation 41 Singular point locus 42 Singular area Pc Pt robot trajectory S 1 S 2 Wrist singular point trajectory Pi search point Pi π Projection point (first intersection) S ci intersection (second intersection) h Shortest distance r s tolerance

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】ロボットにより所定作業を行わせる際のツ
ール姿勢、ロボット諸元およびロボット動作範囲に基づ
き、ロボットにおける手首特異点軌跡を求めるととも
に、この手首特異点軌跡と作業対象物に応じて求められ
たロボット軌道との最短距離を求め、この最短距離が許
容値内であるか否かにより、ロボット軌道の精度を評価
することを特徴とするロボット軌道の精度評価方法。
1. A wrist singular point trajectory of a robot is obtained based on a tool posture, a robot specification, and a robot operation range when a predetermined operation is performed by the robot, and the trajectory is obtained according to the wrist singular point trajectory and a work object. A method for evaluating the accuracy of a robot trajectory, comprising determining a shortest distance from an obtained robot trajectory and evaluating the accuracy of the robot trajectory based on whether the shortest distance is within an allowable value.
【請求項2】ロボットにより所定作業を行わせる際のツ
ール姿勢、ロボット諸元およびロボット動作範囲に基づ
き、ロボットにおける円弧状の手首特異点軌跡を求める
とともに、この手首特異点軌跡と作業対象物に応じて求
められた水平方向作業におけるロボット軌道との最短距
離を求め、この最短距離が許容値内であるか否かによ
り、ロボット軌道の精度を評価するロボット軌道の精度
評価方法であって、上記最短距離を求めるのに、円弧状
の手首特異点軌跡を含む平面に、ロボット軌道上の所定
の点から垂線を下しその第1交点を求めるとともに、こ
の第1交点と円弧状手首特異点軌跡の中心点とを結ぶ直
線と、上記平面との第2交点を求め、これら所定の点、
第1交点および第2交点に三平方の定理を適用して、ロ
ボット軌道上の所定の点と手首特異点軌跡上の第2交点
との距離を求め、この手順を、ロボット軌道上の複数箇
所にて繰り返し行い、これら求められた距離の内、最も
短いものを、最短距離とすることを特徴とするロボット
軌道の精度評価方法。
2. An arc-shaped wrist singular point trajectory of a robot is determined based on a tool posture, a robot specification, and a robot operation range when a predetermined operation is performed by the robot. A robot trajectory accuracy evaluation method for determining the shortest distance to the robot trajectory in the horizontal work determined in accordance with the above, and evaluating the accuracy of the robot trajectory based on whether the shortest distance is within an allowable value. To determine the shortest distance, a perpendicular line is drawn from a predetermined point on the robot trajectory on a plane including the arc-shaped wrist singular point trajectory, and the first intersection point is obtained. The first intersection point and the arc-shaped wrist singular point trajectory are determined. A second intersection point between a straight line connecting the center point of the above and the plane is obtained, and these predetermined points,
The distance between a predetermined point on the robot trajectory and the second intersection on the trajectory of the wrist singular point is determined by applying the three-square theorem to the first and second intersections. And a method for repeatedly evaluating the accuracy of the robot trajectory, wherein the shortest one of the obtained distances is set as the shortest distance.
【請求項3】ロボットにより所定作業を行わせる際のツ
ール姿勢、ロボット諸元およびロボット動作範囲に基づ
き、ロボットにおける円弧状の手首特異点軌跡を求める
とともに、この手首特異点軌跡と作業対象物に応じて求
められた鉛直方向作業におけるロボット軌道との最短距
離を求め、この最短距離が許容値内であるか否かによ
り、ロボット軌道の精度を評価するロボット軌道の精度
評価方法であって、上記最短距離を求めるのに、円弧状
の手首特異点軌跡を含む平面上に、ロボット軌道を射影
させて射影軌道を求め、上記円弧状手首特異点軌跡の中
心点から上記射影軌道上に垂線を引きその射影軌道との
第1交点および手首特異点軌跡との第2交点を求めると
ともに、上記第1交点に対応するロボット軌道上の対応
点を求め、この対応点と上記第2交点との距離を最短距
離とすることを特徴とするロボット軌道の精度評価方
法。
3. An arc-shaped wrist singular point trajectory of the robot is determined based on a tool posture, a robot specification, and a robot operation range when a predetermined operation is performed by the robot. A robot trajectory accuracy evaluation method for determining the shortest distance from the robot trajectory in the vertical work determined in accordance with the above, and evaluating the accuracy of the robot trajectory by determining whether the shortest distance is within an allowable value. To determine the shortest distance, the robot trajectory is projected on a plane containing the arc-shaped wrist singular point trajectory to obtain a projected trajectory, and a perpendicular is drawn on the projected trajectory from the center point of the arc-shaped wrist singular point trajectory. A first intersection with the projected trajectory and a second intersection with the trajectory of the wrist singular point are determined, and a corresponding point on the robot trajectory corresponding to the first intersection is determined. And accuracy evaluation method robot path, characterized in that the distance between the second intersection point to the shortest distance.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN107907593A (en) * 2017-11-22 2018-04-13 中南大学 Manipulator collision-proof method in a kind of ultrasound detection
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