JPS61250705A - Coordinate conversion system for industrial robot - Google Patents

Coordinate conversion system for industrial robot

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JPS61250705A
JPS61250705A JP9083885A JP9083885A JPS61250705A JP S61250705 A JPS61250705 A JP S61250705A JP 9083885 A JP9083885 A JP 9083885A JP 9083885 A JP9083885 A JP 9083885A JP S61250705 A JPS61250705 A JP S61250705A
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JP
Japan
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coordinate transformation
coordinate conversion
controlled object
matrix
transformation matrix
Prior art date
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Application number
JP9083885A
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Japanese (ja)
Inventor
Masafumi Suzuki
雅史 鈴木
Maki Sumita
住田 真樹
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Hitachi Ltd
Hitachi Keiyo Engineering Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Hitachi Keiyo Engineering Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPS61250705A publication Critical patent/JPS61250705A/en
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Abstract

PURPOSE:To obtain a proper control system in the relation with an actual work by using a normalized coordinate conversion matrix normalizing a refer ence coordinate conversion matrix so as to apply coordinate conversion. CONSTITUTION:After the operation of a conventional reference coordinate conversion matrix utilized for coordinate conversion by a block 1000 at first, the 2nd process correcting the result so as to cancel the change in the length attended with coordinate conversion is performed at the block 2000 and the effect of 3-dimensional distortion of a work being an object of job is excluded. After said reference coordinate conversion matrix is used to apply coordinate conversion for a position data (block 3000), the attitude data with respect to the controlled system is applied with coordinate conversion by using the normal ized coordinate conversion matrix.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は産業用ロボットの座標変換方式に関するもので
ある。特に1作業対象となるワークが教示時のものに対
して歪んでいるときにも適用できる座標変換方式に関す
るものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Application of the Invention] The present invention relates to a coordinate transformation method for an industrial robot. In particular, the present invention relates to a coordinate transformation method that can be applied even when the workpiece to be worked on is distorted from the one at the time of teaching.

〔発明の背景〕[Background of the invention]

産業用ロボットの教示には大変な時間ないし労力がとも
なう。そこで1作業対象となるワークの位置、姿勢が変
わった場合に、始めから教示し直す代わりに、教示プロ
グラムの中に含まれる位置、姿勢に関するデータを修正
して使うのがよい。
Teaching industrial robots requires a lot of time and effort. Therefore, when the position and orientation of the workpiece to be worked on change, it is better to modify and use the data regarding the position and orientation included in the teaching program instead of re-teaching from the beginning.

この修正は一種の座標変換となる。産業用ロボットは変
換の施された教示プログラムにしたがって、制御対象た
とえは溶接トーチの位置。
This modification is a type of coordinate transformation. Industrial robots control the position of a welding torch, for example, by following a teaching program that has been converted.

姿勢を連続的忙制御する。この制御は教示時のワークだ
対してではなく、現実のワークの位置。
Continuous control of posture. This control is based on the actual position of the workpiece, not on the workpiece at the time of teaching.

姿勢に適合したものとなる。It will be suitable for your posture.

作業対象となるワークが教示時のそれに対して三次元的
に歪むことがある。このような前提の座標変換において
は、姿勢データの変換が問題となる。すなわち、制御対
象の姿勢を三次元的に歪んだワークとの関連において再
現することは困難である。
The work to be worked on may be distorted three-dimensionally compared to the one at the time of teaching. In coordinate transformation based on such a premise, the problem is the transformation of posture data. That is, it is difficult to reproduce the posture of a controlled object in relation to a three-dimensionally distorted workpiece.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明はワークが三次元的に歪んだ場合であっても有効
に利用できる座標変換方式を提案するものである。
The present invention proposes a coordinate transformation method that can be effectively used even when a workpiece is distorted three-dimensionally.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

本発明においては基準座標変換マトリックスを演算する
第一工程をもつ。このマトリックスは座標変換を行う際
に利用されるごく普通のものである。また、正規化座標
変換マトリックスを演算する第二工程をもつ。このマト
リックスは基準座標変換マトリックスを、座標変換にと
もなう長さの変化を消去するように修正したものである
。作業対象となるワークの三次元歪みのひとつの典型は
座標の各軸方向へ互いに異なる比率で拡大縮小すること
である。この変化は基準座標変換マトリックスの内容に
反映する。
The present invention includes a first step of calculating a reference coordinate transformation matrix. This matrix is a very common one used when performing coordinate transformations. It also has a second step of calculating a normalized coordinate transformation matrix. This matrix is a standard coordinate transformation matrix modified to eliminate changes in length due to coordinate transformation. One typical example of three-dimensional distortion of a workpiece is scaling at different ratios in each coordinate axis direction. This change is reflected in the contents of the reference coordinate transformation matrix.

しかし、長さを正規化した正規化座標変換マトリックス
においては1以上の拡大縮小の影響は除外される。
However, in the normalized coordinate transformation matrix whose length is normalized, the influence of one or more scaling is excluded.

本発明においては制御対象に関する変換前の位置データ
を基準座標変換マトリックスによって座標変換を行う第
三工程と、制御対象に関する姿勢データを正規化座標変
換マトリックスによって座標変換を行う第四工程を含む
。第三工程と第四二[程の実行順序は逆でもよい。制御
対象に関する変換前の位置データ、姿勢データは教示プ
ログラムの一部を構成するものであって。
The present invention includes a third step of performing coordinate transformation of position data regarding the controlled object before transformation using a reference coordinate transformation matrix, and a fourth step of performing coordinate transformation of posture data regarding the controlled object using a normalized coordinate transformation matrix. The execution order of the third step and the forty-second step may be reversed. The position data and orientation data regarding the controlled object before conversion constitute a part of the teaching program.

それが座標変換によって変更後のものに修正される。工
業用ロボットはこの修正された位置をり、姿勢データを
含む教示プログラムにもとづいてプレイパック動作され
る。
It is corrected to the changed version by coordinate transformation. The industrial robot takes this corrected position and performs a play pack operation based on a teaching program including posture data.

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

第2図、第3図は関節形の工業用ロボットの外観を示し
たものであって、所定位Ifテ固定される固定ベース0
.旋回ベース1.第1アーム2、第2了−ムコ1曲げ軸
4.振り袖5.ひねり軸6を含んでいる。これは全部で
6自由変のものであって、ひねり軸6の先く取付°けた
制御対象7の位置、姿勢を制御する。制御対象7どなる
べきものは溶接トーチ、工具等であるが。
Figures 2 and 3 show the appearance of an articulated industrial robot, with a fixed base 0 fixed at a predetermined position.
.. Swivel base 1. 1st arm 2, 2nd arm 1 bending axis 4. Furisode 5. It includes a twist shaft 6. This has six free variations in total, and controls the position and orientation of the controlled object 7 to which the twist shaft 6 is attached. The objects to be controlled 7 are welding torches, tools, etc.

ここではゲージ棒でそれを代表させている。Pは制御対
象点であって、これはゲージの先に位置付けられた一種
の仮想点であって、ゲージ棒はその制御対象点Pと姿勢
をわかり易くするためて図示されている。ゲージ棒にマ
ーク7を表示したのも同様の理由による。
Here, it is represented by a gauge rod. P is a point to be controlled, which is a kind of virtual point located at the tip of the gauge, and the gauge rod is illustrated to make the point P and its attitude to be controlled easier to understand. The reason for displaying mark 7 on the gauge rod is for the same reason.

制御対象点Pは固定ペースOK結びついた座標系XYZ
を使って位置ペクトA/ (!1 、 yl 、 21
’としてあられすことができる。また、姿勢忙ついては
ひねり軸6(一般的にはロボット端末の台座)に結びつ
いた2つのベクトル’(’1*’2*g3)およびf 
(fs 、h 、fa)であられすことができる。ベク
トルeは制御対象7の向きと一致し、かつ制御対象点P
を基点とした単位ベクトルである。ベクトルfはベクト
ルeと直交する単位ベクトルであって、これは前記マー
ク7の向きを示している。このように、ベクトルe。
The controlled point P is a fixed pace OK connected coordinate system XYZ
Use position pect A/ (!1, yl, 21
'It can hail as.' In addition, for posture control, two vectors '('1*'2*g3) and f
(fs, h, fa). The vector e coincides with the direction of the controlled object 7, and the controlled object point P
is a unit vector with the base point at . The vector f is a unit vector orthogonal to the vector e, and indicates the direction of the mark 7. Thus, the vector e.

fは制御対象7の姿勢の中に包含される向きと回転を示
すパラメータとなるものである。
f is a parameter indicating the orientation and rotation included in the attitude of the controlled object 7.

第2図、第3図に示されているのは産業用ロボットとし
てのいわば本体であって、制御盤等の制御部の図示は省
略されている。この制御部には中央処理装置(CPU)
と記憶装置が含まれる。記憶装置の中に処理用のプログ
ラムないしはデータが格納される。プログラムの中には
教示プログラム、それを実行(プレイバック)するため
のプログラム、教示プログラムを作るためのプログラム
等の他に、座標変換マトリックスを作るためのプログラ
ム、座標変換を実行するだめのプログラムも含まれる。
What is shown in FIGS. 2 and 3 is the main body of the industrial robot, and illustrations of control units such as a control panel are omitted. This control unit has a central processing unit (CPU)
and storage devices. Processing programs or data are stored in the storage device. The program includes a teaching program, a program to execute (playback) it, a program to create a teaching program, etc., as well as a program to create a coordinate transformation matrix and a program to execute coordinate transformation. included.

wJ1図は本発明に係る座標変換方式を例示したもので
ある。ステップ1000で、入力情報100 。
Figure wJ1 illustrates the coordinate transformation method according to the present invention. In step 1000, input information 100.

101にもとづいて基準座標変換マトリックス(マトリ
ックスの係数データ)102を演算する。
101, a reference coordinate transformation matrix (matrix coefficient data) 102 is calculated.

ここではこれを第一工程という。このマトリックスは一
般の座標変換の際にも使われる。その意味ではごく普通
のものであるが、後の正規化座標変換マトリックスと区
別するために特にこれを基準のものとする。ステップ2
000で基準座標変換マトリックス102にもとづいて
正規化座標変換マトリックス(マトリックスの係数デー
タ)103を演算する。これが第二工程である。
Here, this is called the first step. This matrix is also used during general coordinate transformations. In that sense, it is quite ordinary, but we will use it as a standard in order to distinguish it from the later normalized coordinate transformation matrix. Step 2
000, a normalized coordinate transformation matrix (matrix coefficient data) 103 is calculated based on the reference coordinate transformation matrix 102. This is the second step.

この正規化座標変換マトリックスは前記した方向別拡大
縮小の影響を除外したものである。ステップ3000は
第三工[K該当するものであって。
This normalized coordinate transformation matrix excludes the influence of the above-mentioned directional scaling. Step 3000 corresponds to the third step [K].

制御対象7に関する変更前の位置データ104を標準座
標変換マ) IJラックス02を使って座標変換する。
The position data 104 before the change regarding the controlled object 7 is coordinate-transformed using the standard coordinate transformation machine IJ Lux 02.

一方、ステップ4100 、4200 、4300 。Meanwhile, steps 4100, 4200, 4300.

4400は制御対象7に関する変更前の姿勢データを座
標変換する第四工程を示したものである。
Reference numeral 4400 indicates a fourth step of coordinate transformation of the posture data of the controlled object 7 before change.

始めに、ステップ4100で姿勢データ106から方向
ベクトルt (107)と回転ベクトルf (108)
を演算する。姿勢データの形式がベクトルe、jをパラ
メータとするものであれば、この処理は省略できる。ス
テップ4200で正規化座標変換マトリックス103を
使って座標変換の演算を行う。
First, in step 4100, a direction vector t (107) and a rotation vector f (108) are obtained from the posture data 106.
Calculate. This process can be omitted if the format of the posture data is one in which vectors e and j are used as parameters. In step 4200, coordinate transformation calculations are performed using the normalized coordinate transformation matrix 103.

これは変換の主体となる演算である。その後のステップ
4300は変換後におけるベクトル’′、1(109、
110)を互いに直交させるように修正するためのもの
である。この修正は回転ベクトルf’(110)につい
て行われるが、変更後におけるペクト/L’l 、 f
(109、110)がもともと直交している場合はステ
ップ4300の演算は実質的な意味をもたない。ステッ
プ4400で変換されたベクトル& 、 f (111
、112)にもとづいて。
This is the main operation of the conversion. The subsequent step 4300 is the vector '',1(109,
110) so that they are orthogonal to each other. This modification is performed on the rotation vector f' (110), but the pect/L'l after the change, f
If (109, 110) are originally orthogonal, the calculation in step 4300 has no practical meaning. The vector & , f (111
, 112).

変換後の姿勢データ(113)が出力される。ステップ
4400はステップ106のそれとは逆の演算処理を行
うもので、変換前後における姿勢データ106゜113
の形式は一致する。もともとの位置、姿勢のデータ(1
04、106)が位置と姿勢に区分されていない。たと
えば関節データ(関節形ロボットに準拠したデータであ
って、各関節における回転角がパラメータとなる)であ
るときには。
Posture data (113) after conversion is output. Step 4400 performs arithmetic processing opposite to that of step 106, and the posture data 106°113 before and after conversion.
The format of matches. Original position and posture data (1
04, 106) are not classified into position and orientation. For example, when the data is joint data (data based on articulated robots, where the rotation angle at each joint is a parameter).

そこから位置データ104を算出する図外のステップも
必要となる。一方、工業用ロボットが例えば5自由度の
ものであって、ひねり軸6がないときは回転ベクトルf
 (108’)も不要となり、したがってステップ43
00の処理も要らなくなる。
An unillustrated step for calculating the position data 104 from there is also required. On the other hand, if the industrial robot has, for example, five degrees of freedom and there is no twist axis 6, then the rotation vector f
(108') is also no longer needed, so step 43
There is no need to process 00.

第一工程(ステップ1000)について説明を補足する
。位置データ、姿勢データはワークとの関連において、
制御対象7をどう動かせばよいのかを示すものであって
、対象のワークに応じて修正されるべきである。そこで
、ワーク上におけるいくつかの特徴点(角とか隅)を予
め基準点として定めておく、教示時におけるワーク上の
4つの基準点をそれぞれpo PI P2 paとする
A supplementary explanation will be given regarding the first step (step 1000). Position data and posture data are
It shows how to move the controlled object 7, and should be modified according to the target work. Therefore, some feature points (corners and corners) on the workpiece are determined in advance as reference points, and the four reference points on the workpiece at the time of teaching are respectively set as po PI P2 pa.

一方、現に作業対象となるワーク上の同様の基準点をそ
れぞれQo QI Q2 Qaとすると1次のようなベ
クトルが求まる。
On the other hand, if similar reference points on the work that is currently being worked on are respectively defined as Qo QI Q2 Qa, then a linear vector can be found.

R1=PIPOR2:P2POR3=P3PO81=Q
I QO52=Q2QOS:5=QaQ。
R1=PIPOR2:P2POR3=P3PO81=Q
I QO52=Q2QOS:5=QaQ.

ここで1次式を充足するマトリックスMを求める。Here, a matrix M that satisfies the linear equation is found.

S1=M−RI   S2=M−R2S3=M−R3こ
れを次のようにまとめる。
S1=M-RI S2=M-R2 S3=M-R3 These can be summarized as follows.

〔518283〕=MCR1R2R3〕M” (818
2S3 ] (RI R2R3)−1上記によって示さ
れるマトリックスMが前記した基準座標変換マトリック
スである。ところで、5iRi(t=1.2.3)は次
の形となる。
[518283]=MCR1R2R3]M” (818
2S3] (RI R2R3)-1 The matrix M shown above is the reference coordinate transformation matrix described above. By the way, 5iRi (t=1.2.3) has the following form.

よって、基準座標変換マトリックスMは3行3列の形と
なる。
Therefore, the reference coordinate transformation matrix M has a form of 3 rows and 3 columns.

第二工程(ステップ2000 )について改めて説明す
る。基準座標変換マトリックスM (102)および正
規化座標変換マトリックスM (103)の各係数を次
のようにあられす。
The second step (step 2000) will be explained again. The coefficients of the reference coordinate transformation matrix M (102) and the normalized coordinate transformation matrix M (103) are expressed as follows.

以上の正規化座標変換マトリックスMの各係数は正規化
の次式から求める。
Each coefficient of the above normalized coordinate transformation matrix M is obtained from the following normalization equation.

第三工程(ステップ3000 )の座標変換では基準座
標変換マトリックスMが使われ、第四工程におけるステ
ップ4200では正規化座標変換マトリックスMが使わ
れる。したがって、ステップ4200では次のように演
算される。ここにおける’ (’1 r ’2 t ’
3 )およびf (h 、fz 、f3 )は姿勢をあ
られすベクトルであって、ダッシュのないものは変換前
、ダッシュのあるものは変換後を示している。
The reference coordinate transformation matrix M is used in the coordinate transformation in the third process (step 3000), and the normalized coordinate transformation matrix M is used in step 4200 in the fourth process. Therefore, in step 4200, the following calculation is performed. Here'('1 r '2 t'
3) and f (h, fz, f3) are vectors for changing the posture, those without a dash indicate before conversion, and those with a dash indicate after conversion.

ステップ4300では次のように演算する。ここにおけ
る、/ 、 f/はステップ4200で変換された後の
方向ベクトル(109)と回転をあられすベクトル(1
10)である。また方向ベクトル(109)と111は
同じものである。一方、fはステップ4300で修正さ
れた回転ベクトルを示しており1次式の通りとなる。
In step 4300, the following calculation is performed. Here, /, f/ are the direction vector (109) and rotation vector (1) after being converted in step 4200.
10). Further, the direction vector (109) and 111 are the same. On the other hand, f indicates the rotation vector corrected in step 4300, and is expressed by a linear equation.

f=、f   (e、f )*e ただし、0は二つのベクトル、/ 、 、/の内積な示
し、木は二つのベクトル0.eの外積をあられすものと
する。以上のベクトルf (112)はベクトル−(1
09または111)と直交する。
f=, f (e, f )*e where 0 indicates the inner product of two vectors / , , /, and the tree is the inner product of two vectors 0. Let the cross product of e be hail. The above vector f (112) is the vector -(1
09 or 111).

ここで、姿勢データの座標変換について、第4図〜第9
図を用いて説明する。第4図は教示時のワーク5000
に関する本のであり、第7因は作業対象となる実際のワ
ーク5000に関するものである。第4図には予め教示
されたある教示点における姿勢データを示すために、制
御対象7も同時に示されている。この点は@7図につい
ても同様であるが、第7図の場合は座標変換の施された
変更後の姿勢データによったものと想定する。第5図、
第6図は第4図についての制御対象7の向きを示し、第
8図、第9図は第7図についての同様な向きを示してい
る。前記したように、姿勢データはワーク5000 、
5000との関係において把掘される制御対象7の向き
等を示すものであるから第5図、第6図における角度α
、β、γ、δと第8図、第9図における角度α′、β′
、γ′、δ′との間に次式の関係をもたせることが合目
的である。
Here, regarding coordinate transformation of posture data, Figures 4 to 9
This will be explained using figures. Figure 4 shows the workpiece 5000 during teaching.
The seventh factor is related to the actual work 5000 to be worked on. In FIG. 4, the controlled object 7 is also shown to show attitude data at a certain teaching point taught in advance. This point is the same for Figure @7, but in the case of Figure 7, it is assumed that the posture data has been changed after coordinate transformation. Figure 5,
FIG. 6 shows the orientation of the controlled object 7 with respect to FIG. 4, and FIGS. 8 and 9 show similar orientations with respect to FIG. 7. As mentioned above, the posture data includes the workpiece 5000,
The angle α in FIGS. 5 and 6 indicates the direction of the controlled object 7 to be grasped in relation to the
, β, γ, δ and the angles α′, β′ in FIGS. 8 and 9
, γ′, and δ′ have the following relationship.

また、この式は本発明による姿勢データについての座標
変換をあられす定義ともなるものである。
This equation also defines the coordinate transformation of posture data according to the present invention.

第4図、第7図におけるベクトルRI R2R3:td
よびs、 s2 s3はステップ1000で使用する入
力情報lOOおよび101となるものであるが、この第
4図、第7図のケースではワーク5000 、5000
それ自身の角度変化をともなう。このため第10図。
Vector RI R2R3 in Figures 4 and 7: td
and s, s2 and s3 are the input information lOO and 101 used in step 1000, but in the cases of FIGS. 4 and 7, the works 5000, 5000
with its own angular change. For this reason, FIG.

第11図で説明するような問題が起こる。A problem as explained in FIG. 11 occurs.

第10図は変更前、第11図は変更後のものであるが、
第10図における姿勢データに関するペク) ル# 、
 f (107、108)は互い直交する。しかし、ス
テップ4200を実行した後の第11図におけるベクト
ル、/ 、 、/は互いに直交するものではない。これ
は角度変化にともなうものであるが。
Figure 10 is before the change, and Figure 11 is after the change.
Specifications regarding posture data in FIG. 10)
f (107, 108) are orthogonal to each other. However, the vectors / , , / in FIG. 11 after performing step 4200 are not orthogonal to each other. This is due to the change in angle.

回転をあられすベクトル/の定義からは外れる。The rotation is outside the definition of vector /.

前記したように、ステップ4300でベクトルf′(1
10)をベクトルf (112)に修正するのはそのた
めである。
As mentioned above, in step 4300, the vector f'(1
This is why we modify 10) to vector f (112).

次に、 !12図〜第17図を使って説明する。これら
の各図はI!4図〜第9図に対応するものである。しか
して、第4図〜第9図ではワーク5000 、5000
’の各辺に沿った各ペクト” (R1−Ra eS1〜
S3)が各基準点に対応した入力情報100゜101と
してのそれと正確に一致するものとしているがこれは一
般的でない。そこで、第12図〜第17図ではベクトル
G1□、G1□、G13.G21.G2□。
next, ! This will be explained using FIGS. 12 to 17. Each of these figures is I! This corresponds to FIGS. 4 to 9. However, in Figures 4 to 9, the workpieces 5000 and 5000
'Each pect along each side of ' (R1-Ra eS1~
S3) is assumed to exactly match that of the input information 100° 101 corresponding to each reference point, but this is not common. Therefore, in FIGS. 12 to 17, vectors G1□, G1□, G13. G21. G2□.

G23を用いた。これらのベクトルは基準点に対応シタ
ベクトル(R1〜R3,S1〜S3)であることもあり
、ないこともある。この第12図〜第17図のケースは
ワーク5000 、5000について方向別の拡大縮小
が生じたものである。しかも、均一に拡大し、あるいは
縮小していないケースである。
G23 was used. These vectors may or may not be sita vectors (R1-R3, S1-S3) corresponding to the reference points. In the cases shown in FIGS. 12 to 17, the works 5000 and 5000 are enlarged or reduced in different directions. Furthermore, this is a case where the image is not uniformly enlarged or reduced.

しかしながら、前記した正規化座標変換マ) IJツク
スM′では1以上のような長さの変化が消去される。こ
のため、ステップ4200での座標変換は第13図、第
14図の変更前の角度1.mと第16図、第17図の変
更後の角度1 、 rx’との間に1 = l    
  m = m の関係を成立させるものである。ちなみに、正規化され
ない変換マ) IJラックスとえば基準座標変換マトリ
ックスMをそのまま適用すると。
However, in the above-mentioned normalized coordinate transformation matrix IJTx M', changes in length of 1 or more are eliminated. Therefore, the coordinate transformation in step 4200 is performed at the angle 1 before the change in FIGS. 13 and 14. 1 = l between m and the angle 1, rx' after the changes in Figures 16 and 17
This establishes the relationship m = m. By the way, if you apply the standard coordinate transformation matrix M as it is to the IJ Lux (non-normalized transformation matrix).

第18図のものが第19図のように変更される。第18
図における変更前の制御対象7の向きはワーク5000
の最上端、最右端の交点POOの付近から隅を指向した
ものである。第19図における変更後の制御対象7の向
きはワーク5000の最上端、最右端の交点POOの付
近から隅を指向したものであって、ワーク5000全体
との関連では制御対象7の向きはうまく座標変換されて
いる。しかし。
The one shown in FIG. 18 is changed as shown in FIG. 19. 18th
In the figure, the orientation of the controlled object 7 before the change is the workpiece 5000.
The corner is oriented from the vicinity of the intersection point POO of the topmost end and the rightmost end. The orientation of the controlled object 7 after the change in FIG. 19 is oriented toward the corner from the vicinity of the intersection point POO between the top end and the right end of the workpiece 5000, and the orientation of the controlled object 7 is correct in relation to the entire workpiece 5000. The coordinates have been transformed. but.

1=lとならないので良くない。これはワーク5000
0面との関連で制御対象7の向きが定められるからであ
る。この事情は制御対象7がたとえば溶接方向を示すも
のと仮定すると良くわかる。姿勢データの変換に正規化
座標変換マトリックス材を使うのはこのような理由によ
るものである。
This is not good because 1=l does not hold. This is work 5000
This is because the direction of the controlled object 7 is determined in relation to the zero plane. This situation can be clearly understood by assuming that the controlled object 7 indicates, for example, the welding direction. This is the reason why a normalized coordinate transformation matrix material is used to transform posture data.

前記正規化のための式からも明らかなように。As is clear from the formula for normalization above.

正規化座標変換マトリックスMの各係数について次式が
成立する。
The following equation holds true for each coefficient of the normalized coordinate transformation matrix M.

したがって、正規化されていることがわかる。Therefore, it can be seen that it has been normalized.

以上の関係式は・・・・・・ であるときはもとより、そうでない場合であっても成立
する。このため、基準座標変換マトリックスMがもとも
と正規化されたものであるかを判定することは不要であ
る。この点はステップ4300 Kおけるベクトルfの
修正についても同様であって、修正が必要かどうかを予
め判定することは不要である。
The above relational expression holds true not only when the following is true, but also when it is not. Therefore, it is not necessary to determine whether the reference coordinate transformation matrix M is originally normalized. This point also applies to the modification of the vector f in step 4300K, and it is not necessary to determine in advance whether modification is necessary.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上のように1本発明は基準座標変換マトリックスを正
規化した正規化座標変換マトリックスを演算し、姿勢デ
ータについては特にこの正規化座標変換マ) +7ツク
スによって座標変換を行うものである。これによれば実
際のワークとの関連において適切な制御対象の姿勢を具
現することが可能となる。
As described above, one aspect of the present invention is to calculate a normalized coordinate transformation matrix that is a normalized reference coordinate transformation matrix, and particularly perform coordinate transformation for posture data using this normalized coordinate transformation matrix. According to this, it becomes possible to realize an appropriate posture of the controlled object in relation to the actual workpiece.

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

各図は本発明実施例に関するものあるいはそれを説明す
るためのものである。第1図は変換方式の尤穆を示す流
れ図、第2図は工業用ロボット(不休)の正面図、@3
図はその要部を示す拡大図、第4図はワークと制御対象
の姿勢を示す斜視図、第5図と第6図はその制御対象の
向きを示す座標図、第7図は第4図のものを座標変換し
た後のワークと制御対象の姿勢を示す斜視図、第8図と
第9図はその制御対象の向きを示す座標図、第10図は
制御対象の方向ベクトルと回転ベクトルを示す斜視座標
図、@11図は方向ベクトルと回転ベクトルが非直角と
なった状況を示す前記同様な斜視座標図、!12図はワ
ークと制御対象の姿勢を示す別のケースの斜視図第13
図とIE14図はその制御対象の向きを示す座標図、 
1115図は第12図のものを座標変換した後のワーク
と制御対象の姿勢を示す斜視図、第16図と817図は
その制御対象の向きを示す座標図。 第18図はワークと制御対象の姿勢を示すさらに別のケ
ースの側面図、第19図は第18図のものを不適白和座
標した後のワークと御制対象の向きを示す側面図である
。 図中の1000は第一工程、 2000は第二工程。 3000は第三工a、4100〜4400は第四工程、
 5000と5000はワーク、7は制御対象、εとe
は方向ベクトル、fとfは回転ベクトルを示す。 lθ0101 /1,3 %!le口        IJn目 事件の表示 昭和66 年特許願第 90838  号発明の名称 産季用ロボットの座標変換方式 補正をする者 11件との関係 特許出願人 名 称  )5101株式会計 日 立 製 作 所名
 称    日立京葉エンジニアリング株式会社代  
 理   人
Each figure relates to an embodiment of the present invention or is for explaining the same. Figure 1 is a flowchart showing the basics of the conversion method, Figure 2 is a front view of an industrial robot (not available), @3
The figure is an enlarged view showing the main parts, Figure 4 is a perspective view showing the posture of the workpiece and the controlled object, Figures 5 and 6 are coordinate diagrams showing the orientation of the controlled object, and Figure 7 is the same as the figure 4. A perspective view showing the posture of the workpiece and the controlled object after coordinate transformation, Figures 8 and 9 are coordinate diagrams showing the orientation of the controlled object, and Figure 10 shows the direction vector and rotation vector of the controlled object. The perspective coordinate diagram shown in Figure @11 is a perspective coordinate diagram similar to the above, showing a situation where the direction vector and rotation vector are non-perpendicular. Figure 12 is a perspective view of another case showing the postures of the workpiece and the controlled object.
The figure and IE14 figure are coordinate diagrams showing the direction of the controlled object,
FIG. 1115 is a perspective view showing the posture of the workpiece and the controlled object after the coordinate transformation of FIG. 12, and FIGS. 16 and 817 are coordinate diagrams showing the orientation of the controlled object. Fig. 18 is a side view of yet another case showing the postures of the workpiece and the controlled object, and Fig. 19 is a side view showing the orientation of the workpiece and the controlled object after applying inappropriate white sum coordinates to those in Fig. 18. . In the figure, 1000 is the first process, and 2000 is the second process. 3000 is the third process a, 4100-4400 is the fourth process,
5000 and 5000 are workpieces, 7 is the controlled object, ε and e
is a direction vector, and f and f are rotation vectors. lθ0101 /1,3%! Le Mouth IJnth Incident Indication Patent Application No. 90838 of 1986 Name of the Invention Relationship with the 11 cases who correct the coordinate transformation method of a robot for the production season Patent Applicant Name ) 5101 Stock Accounting Hitachi Manufacturing Company Name Name Hitachi Keiyo Engineering Co., Ltd.
person

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、制御対象に関する位置データ、姿勢データに座標変
換を施し、新たな位置データ、姿勢データを生成するも
のにおいて、 基準座標変換マトリックスを演算する第一 工程と、基準座標変換マトリックスから座標変換にとも
なう長さの変化がないと仮定した正規化座標変換マトリ
ックスを演算する第二工程と、制御対象に関する変換前
の位置データを基準座標変換マトリックスによつて座標
変換を行う第三工程と、制御対象に関する変換前の姿勢
データを正規化座標変換マトリックスによつて座標変換
を行う第四工程を備えたことを特徴とする産業用ロボッ
トの座標変換方式。
[Claims] 1. In an apparatus that performs coordinate transformation on position data and orientation data regarding a controlled object to generate new position data and orientation data, a first step of calculating a reference coordinate transformation matrix; and a first step of calculating a reference coordinate transformation matrix; The second step is to calculate a normalized coordinate transformation matrix from the matrix assuming that there is no change in length due to coordinate transformation, and the third step is to perform coordinate transformation on the position data of the controlled object before transformation using the reference coordinate transformation matrix. 1. A coordinate transformation method for an industrial robot, comprising a step and a fourth step of performing coordinate transformation of posture data of a controlled object before transformation using a normalized coordinate transformation matrix.
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