JPS60218114A - ロボツトア−ム教示装置 - Google Patents

ロボツトア−ム教示装置

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Publication number
JPS60218114A
JPS60218114A JP7418384A JP7418384A JPS60218114A JP S60218114 A JPS60218114 A JP S60218114A JP 7418384 A JP7418384 A JP 7418384A JP 7418384 A JP7418384 A JP 7418384A JP S60218114 A JPS60218114 A JP S60218114A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
coordinate
robot arm
coordinate system
directions
movement
Prior art date
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Pending
Application number
JP7418384A
Other languages
English (en)
Inventor
Nobuaki Takanashi
伸彰 高梨
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.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Nippon Electric Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp, Nippon Electric Co Ltd filed Critical NEC Corp
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Publication of JPS60218114A publication Critical patent/JPS60218114A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • 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
    • G05B19/427Teaching successive positions by tracking the position of a joystick or handle to control the positioning servo of the tool head, master-slave control
    • 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
    • G05B2219/35Nc in input of data, input till input file format
    • G05B2219/35438Joystick

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Numerical Control (AREA)
  • Manipulator (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、多関節ロボットアームの教示装置に関するも
のである0 (従来技術とその問題点) 一般に多関節ロボットアームを用いて作業を行う場合、
アーム先端の位置とその姿勢を必要に応じてあらかじめ
指定し、かつ制御装置内に登録しておき、実際の作業を
行う時点で登録した前記の位置と姿勢を順次読み出して
、その順序に従って移動するという方式が採用されてい
る0通常この一連の作業を行うために必要とされる前記
の位置と姿勢の点数は多く、このため、アームの位置や
姿勢を指示する装置としては、所望の作業に応じて操作
を行う人間の感覚に適合し、かつ安価なものが必要とさ
れる0このため、幾つかの教示装置が既に提案され、実
際に用いられている0周知の一装置においては押しボタ
ンスイッチのついた教示装置を用いて、多関節ロボット
アームを構成する各駆動軸のそれぞれの回転方向をスイ
ッチによって指定し、アームの所望の位置と姿勢への移
動を行うものがある0また、各駆動軸の回転方向と回転
速度は別々のスイッチによって指定を行う。この装置で
は各駆動軸の回転角とアーム先端の移動方向との関係が
教示を行う操作者に直 。
感的にとらえに<<、特に多関節ロボットアームの先端
をある一定方向に沿って移動させるという動作を行うこ
とが極めて内鍵である。
第2の教示装置として直交座標系や円筒座標系等ロボッ
トアームを用いて行う作業に適した空間座標系から各駆
動軸の回転角への座標変換を行う機構を教示装置内或い
は制御装置内に持ち、前記空間座標系によってアーム先
端の移動方向を指示するものがある。この場合、アーム
先端の姿勢の変化に対して各駆動軸単位で指定[7、希
望の姿勢をとった後、その姿勢を保ったままアーム先端
の移動を行うという方式をとる〇 前記第2の装置において移動方向を示す座標系について
は第1としてアーム本体が置かれた空間に固定された基
準座標系を用いるもの、第2としてアーム先端に固定さ
れた手先座標系を用いるもの、さらに第3として基準座
標系、手先座標系の両者を切シ換えて用いることができ
るものとがある。第1.第2.第3のいずれの装置にお
いても移動方向が座標軸と一致した場合は操作が容易で
あるが、そうでない場合には、各座標軸についての移動
の繰り返しによシ目的の位置まで移動させることか必要
である。複数の軸を同時に操作した場合でも各座標軸方
向への移動速度は等しいので各座標軸に対する成分が等
しいよう人移動方向しか指定することはできない0さら
に姿勢を変える際は、姿勢の変化の指定を各駆動軸の回
転方向としてのみ与えるため姿勢の変化の方向が人間の
感覚と一致せず操作が容易でない0また移動方向と移動
速度の指定を別々に行うため、移動距離が大きい場合、
第1として精度は粗いが高速な移動を行う動作と第2と
して低速精密な移動を行う動作が必要であり、第1第2
の動作を各々繰シ返して行う時には教示のための操作回
数が増加する0塗装用ロボツトの教示装置としては人間
がロボットアームの先端を持ち、直接動かすことによっ
て動作を教示するものがある0この装置は海中や宇宙空
間や原子炉の内部などで作業を行うロボ・ントに対する
教示を行う例に見られるように、人間とロボットが離れ
ている場合には用いることができない。また、精密組立
作業のように細かい場所へ手先を入れて部品の挿入や交
換を行う場合は人間が手先を持ってロボットアームを動
かすことはできない。
以上のように従来の教示装置では種々の欠点があった〇 (発明の目的) 本発明の目的は多関節アームの動作について前述した従
来の欠点を解決し、作業に応じて人間の1&覚に合った
操作性の良いマン−マシンインターフェースを安価に実
現する教示装置を提供することである。
(発明の構成) 本装置は多関節アームの持つ多自由度による複数の移動
方向から一対の独立な座標軸方向を選択する選択スイッ
チと、一対の前記方向に対する移動速度及び移動方向の
正負を入力する2次元座標入力装置を具備することを特
徴とするロボットアーム教示装置である。
(発明の効果) 本教示装置は複数軸の制御を同時に行うことができ、移
動方向に対する各座標軸方向の成分を任意に指定するこ
とが可能であシ、このため任意の移動方向を指定するこ
とができるという利点がある。さらに移動方向と移動速
度を同時に指定できるという利点もある。このため、移
動距離が大きく精度は粗いが高速な移動を行う前記第1
の動作と、低速だが精密な移動を行う前記第2の動作の
繰シ返しを行う場合にも教示のための操作回数の増加が
避けられる。またアームの持つ多自由度による複数の移
動方向の指定を行うとき、作業に応じた座標軸を選んで
用いることが可能であるた八人間の感覚に合った教示を
行うことができる0前記教示装置を実現するために通常
の安価な2次元座標入力装置を用いることができるとい
う利点も有する。
(構成の詳細な説明) 以下本発明に従う多関節ロボットアーム教示装置の詳細
を説明する。
一般にロボットアームの位置と姿勢はアーム先端の位置
を表わすポイントベクトルPと、先端の向きを表わすア
プローチベクトルa、スライディングベクトルSを用い
て表わされている。ロボットアームを定められた位置に
おいである姿勢をとっている状態から次の状態へ移動さ
せる場合、移動方向としては平行移動を行わせるために
任意の座標軸を指定すると共に、姿勢の変化を行わせる
ために軸まわシの回転方向を指定する必要がある。
第1図に座標軸と、軸まわりの回転方向を示す〇本発明
に従う教示装置ではアーム本体が置かれた空間に固定さ
れた基準座標系と、アーム先端に固定された手先座標系
を設定し、前記2つの座標系において、直交する座標軸
とその軸まわシの回転を移動方向としている。
第1図では基準座標系における座標軸をX、Y、Zとと
シ、各座標軸まわりの回転方向をに、1、mとする。ま
た、手先座標系における座標軸をa、m、nとし、各軸
まわりの回転方向をα、β、rとする。ここでaはアー
ム先端の向き、Sはアーム先端に取シ付けられたハンド
の開閉方向、nはa、sに垂直な方向を表わしている0
第1図において6自由度の多関節ロボットアームの動き
を指定するためには、基準座標系の座標軸方向X、Y、
Z及び座標軸まわシの回転方向に、l、m、または手先
座標系の座標軸方向a、s、n及び座標軸まわシの回転
方向α、β、γの組を指定し、前記基準及び前記手先座
標系における各方向に対する座標値の絶対値を前記方向
への移動速度とし、座標値の正負を移動方向として与え
れば十分である。
基準座標系による指定方式と手先座標系による指定方式
は所望の作業に応じて適する座標系を選択すればよい。
本教示装置では前記座標値の組を指定する場合、前記X
、Y、Z、に、l、mの中から2方向または前記a、s
、n、α、β、rの中から2方向を各々一対として選択
し、選択した2方向について指定を行う。
(実施例) 本教示装置を実施するに最適な教示装置の構成の実施例
について第2図を用いて述べる0基準座標系と手先座標
系の選択及び、選択した基準または手先座標系における
座標軸方向の組から2方向をさらに選択するための座標
系選択スイッチ12、移動方向選択スイッチ13と、選
択した2方向に対する座標値を入力するための2次元座
標入力装置11とが制御装置lに接続され、制御装置内
で演算処理が行なわれた後ロボットアーム2が駆動され
る。
2次元座標入力装置は第3図に示したようにA、B2方
向について正負の座標値を入力することができる。前記
A、B2方向を基準座標系における前記X、Y、Z 、
 k 、 l 、m及び手先座標系における前記a、s
、n、α、β、γから選択した2方向に対応系を座標系
とした場合であり、それぞれX−Y。
k−1,z−mの組について移動方向と移動速度の指定
を行う。また第5Pは手先座標系を座標系とした場合で
あシ、それぞれa−s、α−β、n−rの組について指
定を行う0 第6図は本教示装置の一実施例についてさらに具体的に
示したもので教示装置操作卓10の上面に2次元座標入
力装置11と、基準及び手先座標系の選択を行う座標系
選択スイッチ12、選択した座標系における前記6方向
すなわちX、Y、Z、に、l、mまたはa、s、n、α
、β、γから2方向の組を選択する移動方向選択スイッ
チ13があシ、前記2次元座標入力装置11及び選択ス
イッチ12.13によシロボットアームの教示を行う。
さらに操作者の便利のため現在選択されている座標系を
示す表示器14.現在選択されている前記2方向の組を
示す表示器15及び選択された2方向と2次元 、、座
標入力装置による入力方向との対応を示す表示板16を
教示装置操作卓10の上部に取り付けておくと操作性は
さらに向上する。なお選択スイッチ12,13として第
6図では押しボタンスイッチ 、 ゛を用いているが設
計者の方針によりスライドスイッチ、ロータリースイッ
チ、トグルスイッチ等市販の種々のスイッチを用いるこ
とができるのは勿論である。
第7図はロボ7)制御装置に対する命令の指示や、制御
装置の状態の表示を行う操作卓に本教示装置を組み込ん
だ実施例である0操作卓10の上面には制御装置に命令
を与えるキーボード21と制御装置及びロボットアーム
の状態を表示する表示装置20がある。ロボットアーム
の動作教示の際はキーボード21によ多制御命令を与え
、選択スイッチ12.13及び、2次元座標入力装置1
1によセ移動の指示を行う。
本教示装置の具体的な使用例としてロボットアームを現
在の位置から基準座標系においてX軸方向に1Offi
、X軸方向に5m、Z軸方向に0備、姿勢を変えずに移
動させることを考える。まず、アームの持つ多自由度に
よる複数の移動方向から一対の独立な方向を選択するた
めに、第6図において座標系選択スイッチ12のうち左
側のものを押す。次に前記2方向の組をX−Yの座標軸
方向に対応させるため、移動方向選択スイッチ13のう
ち一番上のものを押す。一方、2次元座標入力装置11
からは第3図に示すようにA、B2方向に対する一対の
座標値が入力される。選択スイッチ12.13により座
標軸X−Yが選択されているので前述のとおシ、前記座
標値A−Bの正負は前記座標軸方向X−Yについての移
動方向の正負に対応させ、前記座標値A−Bの絶対値は
前記移動方向X−Yへの移動速度に対応させる。
本具体例における移動を行うためにはA、Bの絶対値の
比を2:lに保ちながら、第1に絶対値の大きな座標値
を入力することによって高速に目標の点の近くへの移動
を行い、第2に絶対値の小さ彦座標値を入力することに
よって低速で目標の点へ近ブくことを行う。さらに目標
の点へ達した時点で前記座標値A−Bを0としてロボッ
トアームを停止させることにより、目的の移動を達成す
ることができる。
本具体例において示されるように、本発明に従う教示装
置によれば、はなれた点へのロボットアームの高速な前
記第1の移動と低速だが精密な前記第2の移動の指示を
容易に行うことができる。
なお、制御装置の処理により、同時に選択する前記2方
向の組は自由に変更することができることは勿論であシ
、第4図、第5図、第6図に示した方向の組の組み合せ
方が、本発明に従う教示装置による方向の選択方法に制
限を加えるものではない。
【図面の簡単な説明】
第1図はロボットアームの移動方向の指定を行う際に用
いる座標軸について示した斜視図であり、第2図は本発
明に従う教示装置を実施するだめの装置の構成の一実施
例を示す1072図、第3図は2次元座標入力装置で行
う入力座標値の方向を示す図、第4図は基準座標系を用
いる場合に選択する指定方向の組の例を示す図、第5図
は手先座標系を用いる場合の例について示す図、第6図
は本発明による教示装置の一実施例を示す斜視図、第7
図は本発明による教示装置をロボット制御装置の操作卓
に組み込んだ実施例を示す斜視図であるO 図において1は制御装置、2けロボットアーム、10は
教示装置操作卓、11は2次元座標入力装置、12は座
標系選択スイッチ、13は移動方向選択スイッチ、14
は座標系表示器、15は移動方向表示器、16は移動方
向表示板、20はロボットアーム制御装置の状態表示器
、21はロボットアーム制御装置への命令指示を行うキ
ーボードである。 7I−1図 72 図 オ 3 図 第4図 オ 5 図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 多関節ロボットアームの動作教示装置において、アーム
    の移動の指示をロボット制御装置に与える際、アームの
    持つ多自由度による複数の移動方向から一対の独立な方
    向を選択する選択スイッチと、一対の前記方向に対する
    移動速度及び移動方向の正負を入力する2次元座標入力
    装置を具備するととを特徴とするロボットアーム教示装
    置0
JP7418384A 1984-04-13 1984-04-13 ロボツトア−ム教示装置 Pending JPS60218114A (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7418384A JPS60218114A (ja) 1984-04-13 1984-04-13 ロボツトア−ム教示装置

Applications Claiming Priority (1)

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JP7418384A JPS60218114A (ja) 1984-04-13 1984-04-13 ロボツトア−ム教示装置

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JPS60218114A true JPS60218114A (ja) 1985-10-31

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ID=13539797

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JP7418384A Pending JPS60218114A (ja) 1984-04-13 1984-04-13 ロボツトア−ム教示装置

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT512521A4 (de) * 2012-03-29 2013-09-15 Engel Austria Gmbh Bedieneinheit für eine Spritzgießmaschine
CN110171009A (zh) * 2019-05-09 2019-08-27 广西安博特智能科技有限公司 一种基于立体视觉的机器人手持示教装置
JP7137668B1 (ja) * 2021-06-21 2022-09-14 日鉄エンジニアリング株式会社 変更装置、ロボット制御システム、変更方法、ロボット制御方法およびプログラム

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