JPS60178509A - Teaching system of robot - Google Patents

Teaching system of robot

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Publication number
JPS60178509A
JPS60178509A JP3231084A JP3231084A JPS60178509A JP S60178509 A JPS60178509 A JP S60178509A JP 3231084 A JP3231084 A JP 3231084A JP 3231084 A JP3231084 A JP 3231084A JP S60178509 A JPS60178509 A JP S60178509A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
robot
teaching
data
teaching data
memory
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP3231084A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kuniaki Ozawa
小沢 邦昭
Kosuke Shinnai
新内 浩介
Tetsuo Iwamoto
岩本 哲夫
Kenjiro Kumamoto
熊本 健二郎
Sadanori Shintani
新谷 定則
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 Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP3231084A priority Critical patent/JPS60178509A/en
Publication of JPS60178509A publication Critical patent/JPS60178509A/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00Programme-control systems
    • G05B19/02Programme-control systems electric
    • G05B19/42Recording and playback systems, i.e. in which the programme is recorded from a cycle of operations, e.g. the cycle of operations being manually controlled, after which this record is played back on the same machine
    • G05B19/425Teaching successive positions by numerical control, i.e. commands being entered to control the positioning servo of the tool head or end effector
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00Program-control systems
    • G05B2219/30Nc systems
    • G05B2219/36Nc in input of data, input key till input tape
    • G05B2219/36043Correction or modification of program

Abstract

PURPOSE:To improve the efficiency of teaching operation by calculating the attitude that the robot takes as teaching data, and substituting it with on-line teaching data in a specific operation period. CONSTITUTION:The robot teaching system consists of an input device 1 for indicating an operation command, etc., angle arithmetic unit 2 for each articulation of the robot, etc., and further memory 9 for storing time-series data on each directly taught articulation angle and an editing device 10 for replacing on- line and off-line teaching data with each other are provided. Then, the off-line teaching data is sent from memory 3 to a robot controller 6 to put the robot 7 in assembling operation. In this case, when part of teaching data is corrected on on-line basis, correction start and end signals are inputted over a look at a correction part on a screen 5 and the part between them is corrected by a direct teaching device 8 and stored in said memory 9. Then, said editing device 10 is started and part of data in said memory 3 is replaced.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は自動機械(以下、ロボットと呼ぶ)の教示方式
に係り、特に、オフライン教示結果の條正にオンライン
教示データを利用するのに好適なロボット教示方式に関
する。
[Detailed Description of the Invention] [Field of Application of the Invention] The present invention relates to a teaching method for automatic machines (hereinafter referred to as robots), and in particular, a method suitable for using online teaching data to determine the conditions of offline teaching results. Regarding robot teaching methods.

〔発明の背景〕[Background of the invention]

ロボット(特に、関節型ロボット)は、バックラッシュ
等の機構的誤差により1位置決めの絶対精度が必ずしも
十分でなく、各機の絶対精度にバラツキがあるのが現状
である。このため、ロボットはオフライン教示で指定し
た通りの位置決めを行なうことができず、誤差を生じる
。この誤差は、ロボット1台1台で皆異なり、オフライ
ン教示のみでは、ロボットに思う通りの作業をさせるこ
とができない大きな原因となっている。
Currently, robots (particularly articulated robots) do not necessarily have sufficient absolute accuracy for one positioning due to mechanical errors such as backlash, and there are variations in the absolute accuracy of each robot. For this reason, the robot cannot perform positioning as specified by offline teaching, resulting in an error. This error varies from robot to robot, and is a major reason why it is not possible to make the robot perform the desired work with offline teaching alone.

上記誤差対策として、従来、次のような方法がとられて
きた。
Conventionally, the following methods have been used to counter the above-mentioned errors.

(1)パラメータ調整法 ロボットの位置決め誤差をパラメータとして取扱い、オ
フラインで計測した各ロボットの誤差データを用いてパ
ラメータ調整を行なう。
(1) Parameter adjustment method The positioning error of the robot is treated as a parameter, and the parameter adjustment is performed using error data of each robot measured off-line.

(2)センサ利用法 ロボットにセンサを取付け、センサ信号による位置と教
示位置との差に基づいて、ロボットにフィードバックを
かける。センサとしては種種のものがあるが、視覚セン
サが代表的なものである。
(2) Sensor usage: A sensor is attached to the robot, and feedback is given to the robot based on the difference between the position determined by the sensor signal and the taught position. There are various types of sensors, but a visual sensor is a typical one.

(3)代表点ティーチング法 代表的数点をダイレクト・ティーチング(オンライン教
示)で教え直し、このデータを用いてあらかじめ教えて
おいたデータを、補間計算などで全部修正し直す方法で
ある。
(3) Representative point teaching method This is a method in which several representative points are retaught by direct teaching (online teaching), and using this data, all the previously taught data is corrected by interpolation calculations and the like.

しかし、人間の感覚を必要とする高度な作業では、代表
点を数点教え直し、代表点間を補間する方法では、うま
く行かない場合が多い。このため、ある連続した区間の
教示データの修正が必要となる。
However, in advanced tasks that require human senses, the method of reteaching several representative points and interpolating between the representative points often does not work. Therefore, it is necessary to modify the teaching data in a certain continuous section.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明の目的は、オフライン教示データの修正として、
人間が感覚を用いて行なうオンライン教示データを、離
散的に数点利用するばかりでなく連続的にある区間利用
することが可能で、使い勝手の良い数示方法を提供する
ことにある。
The purpose of the present invention is to correct offline teaching data by:
To provide an easy-to-use numerical method that allows online teaching data, which humans perform using their senses, to be used not only discretely at several points but also continuously over a certain section.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

オンライン教示でもオフライン教示でも、ロボットのコ
ントローラに送るデータは、各関節角の時系列データで
ある。オンライン教示では、ロボットの動作と時系列デ
ータの対応をっけにくいので、一部分のデータを教え直
して入れ替えるということは、事実上1行なわれていな
い。
In both online and offline teaching, the data sent to the robot controller is time-series data of each joint angle. In online teaching, it is difficult to match the robot's movements with time-series data, so reteaching and replacing a portion of the data is virtually never done.

一方、オフライン教示では、ロボットの動作をもとに関
節角の時系列データを計算するので、ロボット姿勢と時
系列データとの対応をつけることができる。本発明では
この対応関係を利用することにより、ある動作区間のデ
ータを、オンライン教示によるデータとそっくり入れ替
える点に特徴がある。
On the other hand, in offline teaching, since time-series data of joint angles is calculated based on the robot's motion, it is possible to establish a correspondence between the robot posture and the time-series data. The present invention is characterized in that by utilizing this correspondence relationship, data in a certain motion section can be completely replaced with data obtained through online teaching.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

以下、本発明の一実施例を第1図により説明する。第1
図に示すロ、ポット教示システムは、ロボットの環境(
作業対象や周辺装置)並びにロボットの動作指令をオペ
レータが指示するための入力装置1、指示された動作を
実現するために、ロボットの各関節のとるべき角度を計
算する角度演算装置2、計算された角度を時系列的に記
憶するメモリ3.3次元のロボット姿勢を2次元画面に
表示するための座標変換演算装置4、オフライン教示結
果を確認するためのロボット動作表示装置5、時系列デ
ータに基づいてロボット7を動作させるロボット・コン
トローラ6、ロボット7をオンライン教示するための直
接教示装置8、直接教示の結果である各関節角の時系列
データを格納するメモリ9、オンライン教示データとオ
フライン教示データを交換する編集装置110とから成
る。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. 1st
The pot teaching system shown in the figure is based on the robot's environment (
an input device 1 for the operator to instruct the robot's movement commands (work objects and peripheral devices); an angle calculation device 2 for calculating the angle that each joint of the robot should take in order to realize the instructed movement; A memory for storing angles in time series; a coordinate transformation calculation device 4 for displaying the three-dimensional robot posture on a two-dimensional screen; a robot movement display device 5 for checking off-line teaching results; a robot controller 6 for operating the robot 7 based on the robot 7, a direct teaching device 8 for teaching the robot 7 online, a memory 9 for storing time series data of each joint angle as a result of direct teaching, online teaching data and offline teaching. and an editing device 110 for exchanging data.

さて、第2図に示すように、丸棒11を台12に組立て
る作業を例に取り本教示方式を説明するオフライン教示
では、同図のX印の点をオペレータが入力装置1を用い
て指示する。点線で示した軌道の各点におけるロボット
の関節角は角度演算装置2で計算され、時系列データと
してメモリ3に格納される。オフライン教示結果は、座
標変換演算装置4による演算の後に、動作表示装置f!
5により動画的に表示され、オペレータの確認を受ける
Now, as shown in FIG. 2, in offline teaching to explain this teaching method by taking as an example the work of assembling a round bar 11 on a stand 12, the operator uses the input device 1 to specify the point marked with an X in the same figure. do. The joint angles of the robot at each point on the trajectory indicated by dotted lines are calculated by the angle calculation device 2 and stored in the memory 3 as time series data. The offline teaching result is displayed on the operation display device f! after calculation by the coordinate transformation calculation device 4.
5, it will be displayed in a moving image and will be confirmed by the operator.

確認後のオフライン教示データは、メモリ3からロボッ
ト・コントローラ6に送られ、ロボット7が組立て作業
を行なう。このとき、ロボット7のバックラッシュ等に
より、丸棒11と台12の穴13の中心軸がずれて、第
3図のように、″カミツキ”が起こり、丸棒11が動か
なくなることがある。ロボットの再教示セは、教示デー
タの一部をオンラインで修正するために、オペレータは
次の操作を行なう。
The offline teaching data after confirmation is sent from the memory 3 to the robot controller 6, and the robot 7 performs assembly work. At this time, due to backlash of the robot 7, etc., the central axes of the round bar 11 and the hole 13 of the stand 12 may be misaligned, causing "snapping" as shown in FIG. 3, and the round bar 11 may not move. In the robot re-teaching process, the operator performs the following operations in order to modify part of the teaching data online.

(1)オフライン教示データによるロボット動作の動画
面表示を再現する。
(1) Reproduce the video screen display of robot motion using offline teaching data.

(2)画面を見ながら、オンライン教示に切換えたいと
き、例えば丸棒が穴の真近に来たときに画面も停止し、
オンライン教示データによる修正開始信号を入力装置1
から入力する。
(2) When you want to switch to online teaching while looking at the screen, for example, when the round bar comes close to the hole, the screen also stops,
Input device 1 for starting correction signal based on online teaching data
Enter from.

(3)再び画面を動かし、オンライン教示データによる
修正を終えたいとき、例えば、丸棒が穴に挿入され、ロ
ボットが丸棒から手を離したときに画面を停止し、オン
ライン教示データにょる修正終了信号を入力装[1から
入力する。
(3) When you want to move the screen again and finish the correction using the online teaching data, for example, when the round rod is inserted into the hole and the robot releases its hand from the round rod, stop the screen and use the online teaching data to make the correction. Input the end signal from the input device [1.

(4)オンライン教示データによる修正開始点まで、オ
フライン教示データを用いてロボット7を初期位置から
移動し、その点でロボット7を停止させる。
(4) Move the robot 7 from the initial position using the offline teaching data to the correction start point using the online teaching data, and stop the robot 7 at that point.

(5)オンライン教示区間について、直接教示装置8を
用いて、ロボットの姿勢と位置の微小な修正を行なう。
(5) For the online teaching section, use the direct teaching device 8 to make small corrections to the posture and position of the robot.

この教示データはメモリ9に格納される。This teaching data is stored in the memory 9.

(6)上記教示データを用いてオフライン教示データを
修正するために、編集装置10を起動する。
(6) Start up the editing device 10 in order to modify the offline teaching data using the teaching data.

この結果、メモリ3のデータの一部がそっくり入れ変り
、ロボット7に所望の作業をさせることが可能となる。
As a result, part of the data in the memory 3 is completely replaced, making it possible for the robot 7 to perform the desired work.

上記実施例におけるデータの流れを第4図に示す。FIG. 4 shows the flow of data in the above embodiment.

上述の実施例のうち、オフライン教示部(装置1〜5)
については公知例がある(例えば、[オートメ・−ジョ
ンJ 、 1983年5月号、P2O3)。
Of the above-mentioned embodiments, the offline teaching section (devices 1 to 5)
There are known examples regarding this (for example, [Autome John J, May 1983 issue, P2O3).

また、オンライン教示部(装置16〜9)については既
に商品化され、明らかに公知の事実となっている1本発
明の特徴は1編集装置10によりオフライン教示データ
の一部をオンライン教示データで置換できる機能を実現
し、二つの異なるアプローチの教示法を有機的に結びつ
けた点にある。
In addition, the online teaching section (devices 16 to 9) has already been commercialized and is clearly a known fact. 1 Features of the present invention are 1 The editing device 10 replaces a part of the offline teaching data with online teaching data. The point is that it has realized the functions that can be done, and has organically linked the teaching methods of two different approaches.

上記置換機能を実現するためには、次の技術的課題を解
決する必要がある。
In order to realize the above replacement function, it is necessary to solve the following technical problems.

(a) I!換するデータ区間の認識 (b)該区間におけるデータの置換 (a)に関しては、置換の開始点及び終了点を認識する
ことが必要になる。実施例では、メモリ3内の時系列デ
ータとロボット動作表示装置5の表示画面がl対lに対
応していることを利用して、画面をオペレータが指示す
ることにより、置換の開始点と終了点を認識する方法を
取っている。
(a) I! Recognition of the data interval to be replaced (b) Regarding the replacement of data in the interval (a), it is necessary to recognize the start and end points of the replacement. In the embodiment, by utilizing the fact that the time-series data in the memory 3 and the display screen of the robot motion display device 5 correspond in l to l, the start and end points of replacement can be determined by the operator instructing the screen. The method is to recognize points.

実施例の変形として、例えばロボット動作表示装置lf
5を持たない教示システムでは、それまでの経験や知見
に基づいて、あらかじめ、データの置換の開始点と終了
点を決めておく方式をとればよい、また、表示装置5の
画面上の動きとロボット7の動きを同期させ、ロボット
7の動きを見ながら、置換開始点を入力装置1により指
示するようにすることもできる。このようにすれば、上
記実施例のうちの手順(1)「動画面表示の再現」は不
要になる。
As a modification of the embodiment, for example, a robot motion display device lf
In a teaching system that does not have 5, it is sufficient to adopt a method in which the start and end points of data replacement are determined in advance based on past experience and knowledge. It is also possible to synchronize the movements of the robot 7 and to indicate the replacement start point using the input device 1 while observing the movement of the robot 7. In this way, step (1) "reproduction of video screen display" in the above embodiment becomes unnecessary.

(b)に関しては、編集装置lOそのものの機能である
が、例えばマイクロ・コンピュータを用いることにより
、容易に実現できる。
Regarding (b), it is a function of the editing device IO itself, but it can be easily realized by using, for example, a microcomputer.

なお、オンライン教示の終了点におけるロボットの位!
Aは、先に指定した置換終了点のロボット位置Bと多少
ずれる。このため、オンライン教示からオフライン教示
への切換え時には、ロボットが位置AからBに急激に動
くことがある。この動作を滑らかにするには、現在位置
Aとオフライン教示位1iBの間を補間して動く機能を
付加することにより解決できる。
In addition, the robot's position at the end of online teaching!
A is slightly shifted from the robot position B, which is the previously specified replacement end point. Therefore, when switching from online teaching to offline teaching, the robot may move suddenly from position A to position B. This movement can be made smoother by adding a function to interpolate between the current position A and the offline teaching position 1iB.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によれば1次の効果がある。 According to the present invention, there is a first-order effect.

(1)バックラッシュ等により絶対位置決め精度の良く
ないロボット(例えば関節型ロボット)に対しても、オ
フライン教示データの大部分(約60%以L)が使える
ので、教示作業の効率が向上する。
(1) Most of the offline teaching data (approximately 60% or more) can be used even for robots with poor absolute positioning accuracy due to backlash (for example, articulated robots), so the efficiency of teaching work is improved.

(2)視覚、触覚等のセンサを使わないので、安価な教
示システムになる。
(2) Since no visual or tactile sensors are used, the teaching system is inexpensive.

(3)人間の感覚を必要とする高度な作業のみをオペレ
ータがオンライン教示すればよいので、オペレータの熟
練的技能が発揮でき、効率の高いマン・マシン・システ
ムを構成できる。
(3) Since the operator only needs to teach online about advanced tasks that require human senses, the operator's expert skills can be demonstrated and a highly efficient man-machine system can be constructed.

(4)オフライン教示からオンライン教示へのモード切
換えにより、オペレータはプログラムミスによるロボッ
ト暴走の危険におびやかされることなく安全に教示を行
うことができる。
(4) By switching the mode from offline teaching to online teaching, the operator can safely teach the robot without being in danger of the robot running out of control due to programming errors.

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

第1図は、ロボット教示システムの構成図、第2図はロ
ボットの作業対象を示した説明図、第3図は、第2図に
示す作業対象の縦断面図、第4図は実施例における処理
手順のフローチャートである。 1:・・動作指令等の入力装置。 第 1 図 *2図 ¥13 図 劉 41 第1頁の続き 0発 明 者 新 谷 定 則 川崎市麻生区王禅寺ム
開発研究所内
Fig. 1 is a configuration diagram of the robot teaching system, Fig. 2 is an explanatory diagram showing the work object of the robot, Fig. 3 is a longitudinal cross-sectional view of the work object shown in Fig. 2, and Fig. 4 is a diagram showing the working object of the robot. It is a flowchart of a processing procedure. 1: Input device for operation commands, etc. Figure 1 *Figure 2 ¥13 Figure Liu 41 Continued from page 1 0 Inventor Sadanori Arata Inside Ozenjimu Development Research Institute, Asao Ward, Kawasaki City

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] ロボットの作業環境や動作指令を入力する入力手段と、
入力された動作指令により指示された動作をおこなうた
めに、ロボットのとるべき姿勢を計算する第1の計算手
段と、計算結果をオフライン教示データとして、時系列
的に記憶する記憶手段と、3次元のロボット姿勢を2次
元画面に表示するための変換をおこなう第2の計算手段
と、計算結果を連続的に動画面表示する表示手段とから
成るロボットのオフライン教示システムにおいて、上記
オフライン教示データとロボット動作との対応関係にも
とづき、所定の動作区間におけるオフライン教示データ
をオンライン教示データと置換することを特徴とするロ
ボットの教示方式。
an input means for inputting the robot's working environment and operation commands;
a first calculation means for calculating the posture that the robot should take in order to perform the movement instructed by the input movement command; a storage means for storing the calculation results in chronological order as offline teaching data; In a robot offline teaching system comprising a second calculation means for converting the robot posture to display it on a two-dimensional screen, and a display means for continuously displaying the calculation results on a video screen, the offline teaching data and the robot A robot teaching method characterized in that offline teaching data in a predetermined motion section is replaced with online teaching data based on a correspondence relationship with motion.
JP3231084A 1984-02-24 1984-02-24 Teaching system of robot Pending JPS60178509A (en)

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JP (1) JPS60178509A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63273908A (en) * 1987-05-06 1988-11-11 Honda Motor Co Ltd Production system for teaching data on industrial robot
JPH01286003A (en) * 1988-05-12 1989-11-17 Fujitsu Ltd Teaching system for force control robot

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