JPS61122711A - ロボツトのテイ−チング装置 - Google Patents

ロボツトのテイ−チング装置

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Publication number
JPS61122711A
JPS61122711A JP24331284A JP24331284A JPS61122711A JP S61122711 A JPS61122711 A JP S61122711A JP 24331284 A JP24331284 A JP 24331284A JP 24331284 A JP24331284 A JP 24331284A JP S61122711 A JPS61122711 A JP S61122711A
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JP
Japan
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robot
light emitting
led
psd
light
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Pending
Application number
JP24331284A
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English (en)
Inventor
Yoshiteru Nakamura
中村 嘉輝
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
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Publication of JPS61122711A publication Critical patent/JPS61122711A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J19/00Accessories fitted to manipulators, e.g. for monitoring, for viewing; Safety devices combined with or specially adapted for use in connection with manipulators
    • B25J19/02Sensing devices
    • B25J19/021Optical sensing devices
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16Programme controls
    • 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

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • General Physics & Mathematics (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〕 本発明は位置パラメータ(x 、 y 、 z)と姿勢
パラメータ(α、β、γ)を与えると動作するロポ・ノ
ドのチイーテング装置に係り、特にティーチングボック
スやジョイスティック等によりスイッチ、ジョイスティ
ックを指で押してティーチングする必要はなく、移動物
体、例えば指の動作に応じて簡単に動作指示を与えるこ
とができるティーチング装置に関する。
〔従来の技術〕
ロボットに動作を指示するためには、ロボットの位置(
x、y、z)及び姿勢(α、β、γ)の指令値をロボッ
ト制御装置に与える必要がある。
従来、上記指令値を与えるために、第6図に示す如きテ
ィーチングボックスや、第7図に示す如きジョイスティ
ックを用いていた。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上記のティーチングボックス又はジョイスティックを用
いて、ロボットに動作を教えるには、動作のポイント、
ポイントをキースイッチ操作又はジョイスティ・ツク操
作だけで教えなければならず、非常に時間がかかりわず
られしい操作であり、熟練を要する作業であるという問
題がある。
本発明の目的は、ロボットのティーチングを短時間に容
易に行えるロボットのティーチング装置を提供すること
にある。
〔問題点を解決するための手段〕
上記の問題点を解決するために、本発明により提供され
るものは、移動物体の少なくとも3箇所に取付けた発光
源、発光源からの光を互いに直角な2方向からそれぞれ
二次元配置情報として検出する2つの位置検出装置、発
光源の発光几び該位置検出装置による受光を周期制御す
ると共に、位置検出装置による検出情報に基づいての位
置及び姿勢を演算する演算制御装置、及び演算制御装置
による演算結果に基づいてロボットに該移動物体の運動
に相似な運動をさせるロボット制御装置を具備すること
を特徴とするロボットのティーチング装置である。
〔作 用〕 発光ダイオードが取付けられた移動物体、例えば手袋を
人の手に装着することにより、移動物体の動きに応じて
簡単にロボットに動作指示をあたえることができる。
〔実施例〕
以下、本発明の実施例を図面により詳述する。
第1図は本発明の一実施例によるロボットのティーチン
グ装置の概略外観図である。第1図において、人の手に
はめられた手袋Gには3個の発光ダイオード(LED)
1  、 (LED)2. (LED)3が取付けられ
ている。本実施例ではLED 1は人差し指の先端にI
、ED 2は人差し指と親指の間のつけ根に、IJD3
は親指に設けられている。互いに直角な2方向から2つ
の位置検出装置(PSD) 1及び(PSD) 2がそ
れぞれ、LHo 1〜3の光を2次元位置情報として検
出するように配置されている。PSD 1及びPSD 
2は周知の位置検出用カメラである。PSD 1及びP
SD 2により検出された2次元位置情報はPSOカメ
ラコントローラ及びA/D変換器(第1図には図示せず
)を介してロボットコントローラRCに入力される。ロ
ボットコントローラRCは、コントロールボックスCB
からの位置のティーチ、動作のシミュレーション、又は
プレイパック等の指令に応じて、上記2次元位置情報に
基づきロボットに位置(x+y、z)、姿勢(α、β、
r)及びハンドの開き幅Hの指令を与える。
第2図は本発明の一実施例によるロボットのティーチン
グ装置を示すブロック図である。第2図において、第1
図と同一部分には同一参照番号を付しである。PSDカ
メラコントローラFCCは位置検出装置PSD 1及び
PSD 2による位置検出動作とLHo 1〜3の発光
動作との周期制御を行うと共に、位置検出装置PSD 
1及びPSD 2による検出情報に基づいて手袋Gの位
置及び姿勢を後に詳述する手法により演算する。PSD
カメラコントロー−7PCCの出力のアナログ信号はA
/D変換器ADによりディジタル化され、ロボットコン
トローラRCに入力される。ロボットコントローラRC
はコントロールボックスCBからの前述した指令に応じ
てロボットRに位置(x 、 y 、 x) 、姿勢(
α、β。
T)及びハンド開き幅Hの指令を与える。
ロボットRはアームに取付けられた回転用の関節θ1.
θ4.θ6及び屈折用の関節θ2.θよ、θ、と、アー
ムの先端のハンドH’Dとを備えている。6個の関節0
1〜θ、及びハンド開き幅Hは、ロボットコントローラ
RCから7個の情報(x、y、z)及び(α、β、γ)
により制御される。
位置(x 、 y 、 z) 、姿勢(α、β、γ)、
及びハンド開き幅Hは次のようにして求まる。
まず、第3図に示す如く、Z軸から原点O方向へ向くよ
うに1台の位置検出装置PSD 1を置き、X軸から原
点O方向へ向くように他の1台の位置検出装置PSD 
2を置(。pso i及びPSD 2の各々は2次元情
報を検出できる。すなわち、第3図に示した配置では、
PSD lはX、Y平面上の情報、PSD 2はY、Z
平面上の情報を検出する。従って、両手面に共通なy軸
上で原点を定めておけば、上記2台の位置検出装置によ
りLED 1〜3の三次元空間での位置が定まる。
また、位置(x、y、z)、姿勢(α、β、γ)、ハン
ドの開き幅HとLEDI 、 LED2 、 LED3
の関係を例えば以下のように定義ブーる。すなわち、L
ED 2の位置をロボットRへ指令する。位置(x、y
、z)とし、LED 3とLED  1の間隔をハンド
の開き幅Hとする。また、LED 2からLED 3と
LHD Iを結ぶ直線の中点へ行くベクトルを姿勢とす
る。
ロボットRへ指令する位置(x 、 y 、 z)は、
上記定義によりLED 2の位置であり、これはPSD
Iによりそのx、yの座票値(Xz、Vg)が求まり、
PSD2によりその2の座票値z2が求まる。
ハンドの開き幅Hは、上記の定義によりLED 1とL
ED 3の間隔であるが、LED  1としED 3の
それぞれの位置(x+、V++ z+) r (X:l
 、y3123)はPSD 1及びPSD 2により上
記同様に求まる。従ってLEE) lとLED 3の間
隔は H= 幻πへ′了” + (yl −y3) 2+ 2
Zl  23) ”となる。
ロポッ)Rへ指令する姿勢(α、β、γ)は上記の定義
によりLED 2からLED  1とLED 3を結ぶ
直線の中点へ行くベクトルであるので、LHD  Iと
LED 3の座標41 (x+、 V++ z+)及び
(X:+ l y3123)を上述のように求め、次に
中点座標値(x C+7c+Zc)を次のように計算す
る。
xc =x3+ yc=’lx” 次いで第4図に示すように、LED 2が原点となるよ
うに座標を平行移動する。すると、LED 1、LED
 3の座標P、 、 p3及びLED 1とLED 3
の中点P、の座標はそれぞれ(X+  Xt、V+  
Vz+2+  Zz) +(xs  xz、V3VzI
Z3zz)+(Xc  Xt+yc−3’z+zc  
Zt)となる。姿勢パラメータ2は中点P、の極座標表
示において点Cからx、y平面に下した垂線とx、y平
面との交点と原点0にあるLED 2とを結ぶ直線lが
X軸となす角度である。
姿勢パラメータβは上記直線lと直線PCOとのなす角
度である。姿勢パラメータγは直線P10及びP2Oが
つくる平面の法線ベクトルと座標軸x、y。
Zをα、β度回した後の2軸となす角度である。
従って、 ・X CXZ A = (−cos cr 1stnβ、 −5in 
ct 1sinβ、 cosβ)V=(V、xv+ ) ここで、AはZ軸がα、β度回転した後の方向ベクトル
である。但し、×は外積、・は内積であ° る。V +
 、 IV3はそれぞれベクトルPlO、P2O”’C
ある。
以上のようにして、手袋をはめた人間の手の位置と姿勢
及び親指と人差し指の開き幅を計算することが可能であ
る。
実際のロボット操作は第5図に示した如きコントロール
ボックスCBを併用して行われる。第5図において、1
は非常スイッチ、2は動作スピードの切換えスイッチで
あり3つのボタンでスピードを3段階に切換えるもの、
3はスタート、ストップ、及びトップの切換えを行う編
集用スイッチ、4はフォワード、バンク、エンドの切換
えを行う編集用スイッチ、5はインサート、デリート、
チェンジの切換えを行う編集用スイッチ、6は拡大又は
縮少率を表示するLED 、7は拡大又は縮少率を拡大
する方へ変化させるスイッチ、8は拡大縮少率を縮少す
る方へ変化させるスイッチ、9はティーチング開始又は
終了の切換えスイッチである。
スイッチ1〜5は従来のロボットのティーチング装置が
持つ周知のスイッチである。ただし、スタートは予め記
憶されている動作の開始、ストップはその停止、トップ
は上記動作の最初のステップの動作の指示をそれぞれ示
す。またフォワードは1ステツプだけ動作を進める指示
、ハックは1ステツプだけ動作を後退させる指示、エン
ドは動作を停止させる指示を表わす。インサートは動作
を教え込むという指示、デリートは指定したステップを
削除するという指示、チェンジは指定したステップを別
のステップに変更するという指示を表わす。
スイッチ6は、人間の手の動きを、何倍にして、ロボッ
トの動きにしているかを表わす、表示用LEDである。
つまり、人間が、1c11手を動かした時、ロボットが
、何口動くかを表わすための表示用1、EDであり、倍
率を示す。
スイッチ7は、上記倍率を増加させるスイッチで、押し
ている間倍率は増加して行く。
スイッチ8は、上記倍率を減少させるスイッチで押して
いる間倍率は減少して行く。
スイッチ9は、ティーチングの開始または終了の切り換
えスイッチでティーチングを開始する時、1回押し、終
了する時もう1度押す。
ロボットへの指示は次の如く行う。
基本的にティーチング中は、人間が手を動かすと、ロボ
ットも同じ動作を行う。つまり、ティーチング中は、つ
ねに、PSD 1及びPSD 2で読み取った位置と姿
勢、ハンドの開き幅、コントロールボックスCBによる
拡大、縮少率、に基づいてロボットコントローラ側で人
間の手とロボットのハンドとの相対位置を計算してロボ
ットへの指令値を計算し、ロポ・ノドを動かす。ロボッ
トが教えておきたい位置へ移動したら、コントロールボ
ックスCBの編集用スイッチ5のインサートスイッチを
押して教えこむ。その他線集用スイッチについては従来
のティーチングボックスの用い方と同じになる。
以上の実施例の説明では発光ダイオードを手袋に取付け
たが、本発明はこれに限ることなく、人の指に直接発光
ダイオードを取付けるようにしてもよく、また、任意の
移動物体に発光ダイオードを取付けてもよい。
〔発明の効果〕
以上の説明から明らかなように、本発明によれば移動物
体、例えば手にはめた手袋に発光ダイオードを取付けて
その位置及び姿勢を検出したことにより、移動物体の動
きに応じて短時間且つ簡単にロボットに動作指示を与え
ることができるロボットのティーチング装置が得られる
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例によるロボットのティーチン
グ装置の概略外観図、第2図は本発明の一実施例による
ロボットのティーチング装置を示すブロック図、第3図
は位置の演算を説明するための位置検出装置と発光ダイ
オードの配置図、第4図は姿勢の演算のために第3図の
配置を平行移動した図、第5図は第1図に示したコント
ロールボックスの例を示す斜視図、第6図及び第7図は
それぞれ従来のティーチング装置で用いられるティーチ
ングボックス及びジョイステインクを示す斜視図である
。 G・・・手袋、 LHDI−LED3・・・発光ダイオード、PSDI 
、 PSD2・・・位置検出装置、PCC・・・PSD
カメラコントローラ、RC・・・ロボットコントローラ
。 第 3図 皇4図 ↑ 第 6じ) ?P、7 シ1

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、移動物体の少なくとも3箇所に取付けた発光源、 該発光源からの光を互いに直角な2方向からそれぞれ二
    次元配置情報として検出する2つの位置検出装置、 該発光源の発光及び該位置検出装置による受光を同期制
    御すると共に、該位置検出装置による検出情報に基づい
    て該移動物体の位置及び姿勢を演算する演算制御装置、
    及び 該演算制御装置による演算結果に基づいてロボットに該
    移動物体の運動に相似な運動をさせるロボット制御装置 を具備することを特徴とするロボットのティーチング装
    置。
JP24331284A 1984-11-20 1984-11-20 ロボツトのテイ−チング装置 Pending JPS61122711A (ja)

Priority Applications (1)

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JP24331284A JPS61122711A (ja) 1984-11-20 1984-11-20 ロボツトのテイ−チング装置

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JP24331284A JPS61122711A (ja) 1984-11-20 1984-11-20 ロボツトのテイ−チング装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS61122711A true JPS61122711A (ja) 1986-06-10

Family

ID=17101958

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JP24331284A Pending JPS61122711A (ja) 1984-11-20 1984-11-20 ロボツトのテイ−チング装置

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JP (1) JPS61122711A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7848850B2 (en) * 2003-11-13 2010-12-07 Japan Science And Technology Agency Method for driving robot

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7848850B2 (en) * 2003-11-13 2010-12-07 Japan Science And Technology Agency Method for driving robot

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