JPS6198404A - Coordinate conversion system for industrial robot - Google Patents

Coordinate conversion system for industrial robot

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JPS6198404A
JPS6198404A JP21844584A JP21844584A JPS6198404A JP S6198404 A JPS6198404 A JP S6198404A JP 21844584 A JP21844584 A JP 21844584A JP 21844584 A JP21844584 A JP 21844584A JP S6198404 A JPS6198404 A JP S6198404A
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JP
Japan
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equation
robot
eta
xsi
value
Prior art date
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JP21844584A
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Japanese (ja)
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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 JPS6198404A publication Critical patent/JPS6198404A/en
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
    • G05B19/18Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • G05B19/408Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by data handling or data format, e.g. reading, buffering or conversion of data
    • G05B19/4086Coordinate conversions; Other special calculations
    • 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
    • G05B2219/33Director till display
    • G05B2219/33263Conversion, transformation of coordinates, cartesian or polar

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Abstract

PURPOSE:To simplify the conversion of coordinates without deteriorating the accuracy by using a conversion table related to a triangle formed by the continuous arms to convert the orthogonal data into the joint data. CONSTITUTION:When the wrist vectors PW are referred to as K1, K2 and K, the angles theta2 and theta3 can be shown by eta, xsi and phi (phi: arc sign ZW/K and eta: arc sign K2/K, etc.). This can solve a triangle. Therefore the lists of xsi and eta corresponding to the values of K are produced and both xsi and eta are obtained from the value of the list and the linear interpolation based on the given K. Then the angles theta2 and theta3 are obtained from the obtained xsi and eta. The list is previously produced so as to satisfy the desired accuracy in order to secure the accuracy of calculations.

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処理に係り、特に制
御装置に於ける座標変換処理手続きに関するCPU負荷
の軽減(高速化、精度保証の安定性の向上)に好適な航
業用ロボットの座標変換処理手(洗きに関する。
[Detailed Description of the Invention] [Field of Application of the Invention] The present invention relates to coordinate transformation processing for industrial robots, and in particular to reduction of CPU load (speeding up, stability of accuracy guarantee) related to coordinate transformation processing procedures in a control device. Coordinate transformation processing of navigational robots suitable for (improvement of) (related to washing).

〔発明の背景〕[Background of the invention]

従来の産業用ロボットに於ける座標買換方式は、直接非
線形の連立方式式を求めるか、この方程式を収束法を用
いて解く方式を使用していたので、(1)計算処理に要
する時間が大である。(2)前述の方式に於込ては複雑
な処理を経る為解の精度を定義域全域について保証する
のが困難であり、後述の方法に於いては必要な精度を得
る為の初期値の定め方や必要なループ回数を保証するの
が困難であるというM度保証の定定性の確立がむづかし
いという欠点があった。
Conventional coordinate purchasing methods for industrial robots either directly obtain a nonlinear simultaneous equation or solve this equation using a convergence method, so (1) the time required for calculation processing is reduced; It's large. (2) In the method described above, it is difficult to guarantee the accuracy of the solution over the entire domain because it goes through complex processing, and in the method described later, the initial value is There is a drawback that it is difficult to establish the definiteness of the M degree guarantee because it is difficult to guarantee the determination method and the necessary number of loops.

又、ロボットに対して設定した直交座標糸を立方格子状
に分割し、各格子点についての関節データをテーブルと
して持ち、これを初期値として収束法を用いる技法も提
案されているが、この方式ではテーブルの記憶に要する
メモリ容量が太きすぎて実用にはならないし、前述の収
束法の持つ弱点をその1ま受は継いでAるという欠点が
あった。
Also, a technique has been proposed in which the orthogonal coordinate thread set for the robot is divided into cubic grids, joint data for each grid point is held as a table, and a convergence method is used with this as an initial value. In this case, the memory capacity required to store the table is too large to be practical, and A has the disadvantage that it inherits one of the weaknesses of the convergence method described above.

〔発明の目1fつ〕 本発明の目的は、高速(簡易)で解のiff度保証の容
易な、産業用ロボットの座標変換手続き (アルゴリズ
ムンを提供することにある。
[Objective of the Invention] An object of the present invention is to provide a coordinate transformation procedure (algorithm) for an industrial robot that is fast (simple) and easy to guarantee the IF degree of the solution.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

一般的な5軸垂直条間節形のロボット機構の概念図を示
したのが第1図である。
FIG. 1 shows a conceptual diagram of a general 5-axis vertical interlined robot mechanism.

以下、説明する本発明の内容は5軸、6軸のいずれであ
っても、又手先が複雑な機構のものであっても適用可能
であるので(実際に本発明の実施例は6軸で手首は]1
中で90°曲がっている〕、説明には単純な軸構成のも
のを用いている。
The content of the present invention described below is applicable to either 5-axis or 6-axis systems, or even if the hand has a complicated mechanism (actually, the embodiment of the present invention is applicable to 6-axis systems). The wrist is] 1
The shaft is bent at 90°], and a simple shaft configuration is used in the explanation.

本図(第1図)に示したaI−θ、は関節データと呼ば
れ一ロボットの各軸(アクチェータ)の位置を示してお
り、現在主流を成すハーモニック減速機構とDCサーボ
モータを使用するロボットに於いては角度で与えられる
のが通常である。又、ロボットの制御点を空間内の任意
の点へ移動して、直線や円弧といったー作を行なわせる
為には制御点の直交座標系上での位置データが必要とな
るが、この為に設駕した座標系がΣbであり、この直交
座標値を直交データと呼ぶ。
aI-θ shown in this figure (Figure 1) is called joint data and indicates the position of each axis (actuator) of one robot. It is usually given as an angle. In addition, in order to move the robot's control point to any point in space and perform a straight line or circular arc, position data of the control point on the orthogonal coordinate system is required. The established coordinate system is Σb, and the orthogonal coordinate values are called orthogonal data.

第2図に、直交データと関節データの一般的なフォーマ
ットを示した。ここでNはロボットの軸数を示しており
、第1図に於いてはN=5となる。
FIG. 2 shows the general format of orthogonal data and joint data. Here, N indicates the number of axes of the robot, and in FIG. 1, N=5.

又、直交データは制御点のΣ。座標系で表わしたXs 
 y、Z成分に、手先の状態を記述する為に04〜θn
を付は加えた形となっている。
Also, the orthogonal data is Σ of the control point. Xs expressed in coordinate system
04 to θn to describe the state of the hand in the y and Z components.
The ``with'' is added.

以上で、一般的なロボット機構とそれに付随する直交、
関節データについて説明した。実際にロボットを動作さ
せる為には、各アクチェータへの指令や、ティーチデー
タとしては関節データを用い、直線や円弧上の点へロボ
ットの制御点を誘導する為には直交データを用いる、と
いう様にその目的に依ってどちらのデータを使用するか
使い分けを行なう事になる。この為、関節データを直交
データに変換したり、逆に直交データを関節データに変
換したジする操作が必要不可欠となる。前者を正変換、
後者を逆変換と呼ぶ。これ等の変換子 はロボット動作時に実時間でしかも頻繁に実行される為
−変換を実行する処理手続きには処理ねと精確さに於い
て強い要求があり、制御を行う為一般的に困難な問題の
一つとされている○第1図に示したロボット機構の正変
換式は次の(1)式で与えられる。一般に正変換は単純
な計算であり、三角関数の処理に多少の工夫の余地があ
る程度なので問題とはならない。
The above describes the general robot mechanism and its accompanying orthogonal,
Explained joint data. In order to actually operate the robot, joint data is used as commands to each actuator and teaching data, and orthogonal data is used to guide the robot's control point to a point on a straight line or arc. Which data to use depends on the purpose. Therefore, it is essential to convert joint data into orthogonal data, or conversely, convert orthogonal data into joint data. Correct transformation of the former,
The latter is called inverse transformation. Because these transformers are executed frequently and in real time during robot operation - the processing procedures that perform the transformations have strong demands on processing precision and are generally difficult to control. The positive transformation equation for the robot mechanism shown in FIG. 1, which is considered to be one of the problems, is given by the following equation (1). In general, positive transformation is a simple calculation, and there is some room for improvement in the processing of trigonometric functions, so it is not a problem.

(1)式の内容 x = Cog  (θ 、 )  ・(11sin 
 θ 2  +  t、 cos(s2+ θ 、)+
t4 co日 θ 4)y = sin (θ、 ) 
*(L、 sin e 2+ L、0os(#。
Contents of equation (1) x = Cog (θ, ) ・(11sin
θ 2 + t, cos(s2+ θ ,)+
t4 co day θ 4)y = sin (θ, )
*(L, sin e 2+ L, 0os(#.

+# 、) +14Coeθ4) z=t、cos  θ 、   −t、Sin  (e
  2  + θ 3)−t4sin a 4 04°θ4 θF15 問題となるのは逆変換である。本説明例のロボット機構
に於ける逆変換の手続きのフローチャートを第6図に示
した。以下、第5図に従って逆変換の処理に関して説明
する。第3図に於いて第1番目の処理61は手先の状態
に関するパラメータθ4.θsK関するもので、前出(
1)式に示した様に一般的には関節データのθ4.θ、
がその1壕用いられるので単に転送するのみで良い。次
に第2の処理手続32はθ1を求めるもので、前出(1
)式のX、  7を単純に割算すれば、y / x =
 tanθ1となるので次式(2)を計算するだけであ
る0ただし、arctanの求め方については精度、処
理速度の面から十分な検討が必要となる。
+#,) +14Coeθ4) z=t, cos θ, -t, Sin (e
2 + θ 3)-t4sin a 4 04° θ4 θF15 The problem is the inverse transformation. A flowchart of the inverse conversion procedure in the robot mechanism of this example is shown in FIG. The inverse transformation process will be described below with reference to FIG. In FIG. 3, the first process 61 is a parameter θ4 related to the state of the hand. Regarding θsK, mentioned above (
1) As shown in equation 1), in general, the joint data θ4. θ,
is used in that case, so it is sufficient to simply transfer it. Next, the second processing procedure 32 is to obtain θ1, which is described above (1
) By simply dividing X and 7 in the formula, y / x =
Since tan θ1 is obtained, the following formula (2) is simply calculated.

(2)式の内容 θ、 = arctan (y / x I最後に第3
の処理35、I@aの処理3乙に依りθ2.θ、を決定
するのであるが、これが多少複雑な操作を要することに
なる。先づ、次の(3;式に従ってベクトルipw=t
(Xw  Yw  Zwlを計算する。この(3)式で
求めた値の意味を示したのが(4)式であジ、更に(2
)にして示したのが第4図(3)式の内容 X W: X Oosθ、+Ysinθ、−44008
θ4Yw=−Xsinθ、 + Y cosθ。
(2) Contents of formula θ, = arctan (y / x I Finally, the third
Process 35 of I@a, θ2. θ, which requires a somewhat complicated operation. First, according to the following formula (3), vector ipw=t
(Calculate Xw Yw Zwl. Equation (4) shows the meaning of the value obtained using equation (3).
) is shown in Figure 4 as the content of equation (3).
θ4Yw=−Xsinθ, +Ycosθ.

Z w=Z + 14sin a 。Z w = Z + 14 sin a.

(4)式の内容 Xw=4.sinθ、+z、Co5(θ2+θ、)Y 
w = O Zw=t2 COsσ、−4,5in(θ2+θ、)で
ある。第4図よりベクトルPwが、ロボットの手首付根
の位置を示す物である事が判り、又(4)式がその通り
の意味を持つ事も判る。
(4) Contents of formula Xw=4. sinθ, +z, Co5(θ2+θ,)Y
w=O Zw=t2 COsσ, -4,5in(θ2+θ,). From FIG. 4, it can be seen that the vector Pw indicates the position of the base of the robot's wrist, and it can also be seen that equation (4) has the same meaning.

次に(4)式で求めたPwを用いて下記(5)式で定義
されるに、、に!を計算する。このに、、に2の値の短
味は第alUに示した様に角度θ2だけ時計(ロ)9に
回転した座標系Σθ、に於けるロボット手首ベクトルP
wであり、これを式で辰わせは(6)式となる。(6)
式より02の値を求める為には連立方程式 (5)式の内容 に含F7ゝ「石F K1=(K ” + 4” −ts” ) / (2Z
 、 )K2=圧7璽7 (6)式の内容 に、=Xwsinθ2+ZwCosθ2に2=Xw C
osθ、−Zw日inl+2(6)を解いて次式(7)
に依り求めれば良い事が判る。
Next, using Pw found in equation (4), the following equation (5) is used to obtain, ! Calculate. In this case, the disadvantage of the value of 2 is that the robot wrist vector P in the coordinate system Σθ rotated by the angle θ2 to the clock (B) 9 as shown in section alU.
w, and the equation (6) is obtained by resolving this into an equation. (6)
In order to find the value of 02 from the equation, the content of simultaneous equation (5) includes
, )K2=pressure 7 7 In the contents of equation (6), =Xwsinθ2+ZwCosθ2=2=XwC
osθ, −Zw day inl + 2 (6) is solved and the following equation (7) is obtained.
You can find out what you need by asking.

(7)式の内容 a 、 = arctan (” ’ ” −” ’ 
二)K、Xw+に、Zw 最後にθ、を求める為には次の(8)の関係式を用いて
、これを解いた(9)式を計算すればよい。
(7) Contents of formula a, = arctan (” ' ” -” '
2) K, Xw+, and Zw.Finally, θ can be obtained by using the following relational expression (8) and solving it by calculating the equation (9).

(8)式の内容 K” =1.’ + L:+ 21. sinθ。(8) Contents of formula K” = 1.’ + L: + 21. sin θ.

(9)式の内容 以上説明した手順に依9第1図に示したロボット機構の
正変換と逆変換が実際に行なえるのだが、以下本発明の
内容に関する説明に移る前に本発明の対象であるところ
のθ7.θ3を求める逆変換手続に関して、その図形的
意味を補足する。
Contents of Equation (9) According to the procedure explained above, the forward and reverse transformations of the robot mechanism shown in Fig. 1 can actually be performed. θ7. Regarding the inverse transformation procedure to obtain θ3, we will supplement its graphical meaning.

前出(6)式に於いて式の両辺をK(=6W)で除した
後、次の(10)式で定義する量ψ、ηを纏大して整理
してやると(11)式となる。
After dividing both sides of the equation (6) by K (=6W), the quantities ψ and η defined by the following equation (10) are summarized and rearranged to obtain equation (11).

千 (10)式の内容 Cosψ合X w / K 日1n ψ≦qZw/K Oosη合に、/K sinη合に、/K (11)式の内容 Cosη= Oos (5−02−ψ]sinη=8i
n(シー〇、−ψ) (11)式は更に単純に次の関係式となる。
Contents of equation (10) Cos ψ if 8i
n(C〇, -ψ) Equation (11) can be further simplified into the following relational expression.

(11′)式の内容 η+02+ψ=π/2 η、ψの音吐を説明する図を第5図に示した。これに依
ジθ2はηとψの値を余弦定理とarctanを甲いて
求める事もできる事が分かる。言い換えれば、ロボット
の第2.第3アーム依り成る三角形を解く事(ηを求め
る事]ができれは幽い事が分かる。
Contents of equation (11') η+02+ψ=π/2 A diagram illustrating the sound emission of η and ψ is shown in FIG. From this, it can be seen that the dependence θ2 can also be obtained by applying the cosine theorem and arctan to the values of η and ψ. In other words, the robot's second. It turns out that it is difficult to solve the triangle made up of the third arm (to find η).

θ、についても− 02と同じ三角形を解く事に帰着さ
せられる事は同様で、前出(8)式に於いて第5図に示
した角δを用いて、δ=π−θ、の1蓼係を代入すれば
次式(12)となり、単に余弦定理を示 いη式の内容 K ’ := 424 ts”+ 2 t 2 t 3
 C0EIδしているにすぎない。
Similarly, for θ, it can be solved by solving the same triangle as −02, and in equation (8) above, using the angle δ shown in Figure 5, we can solve 1 of δ=π−θ. By substituting the yoke, we get the following equation (12), which simply shows the cosine theorem, and the content of the η equation is K' := 424 ts"+ 2 t 2 t 3
It's just C0EIδ.

以上述べた様にロボット機構の逆変換手続の1部は単に
三角形を解く事に外ならない。これが不発明の第1の前
提である。
As mentioned above, part of the inversion procedure for a robot mechanism is simply solving a triangle. This is the first premise of non-invention.

次に本発明の第2の前提となる、この三角形を解く操作
がテーブルを引く事に依り1次補間に依り精度良く求め
る事が可能である事実を(12)式を例にとって説明す
る。
Next, the second premise of the present invention, which is the fact that the operation of solving this triangle can be obtained with high accuracy by drawing a table and by linear interpolation, will be explained using equation (12) as an example.

(12)式に於いて与えられたKの(+gに対するδの
値の表を作成しておき、その表の間を直線で補間した場
合の精度は、δのKに関する2次微係数で近似的に仰る
事ができる。そこで、(12)式を2回微分して、δの
KK関する微係数を求めれば次式(13)となる。ここ
で〜全体の傾向を見たい(13)式の内容 のであるからt2;’sと考えて、1=1.=13と置
き侯えてみると、次の(14)式となる。この式の (14)式の内容 値を計算してみると、たとえばδ=900の場合は式の
値は一1/12となり、δ=90°の近使ではtの1直
が元々かなり大きいこともあって非常に小さな値となっ
ている。この結果、δの値はKに依る表を引く事で精度
巾〈求まり、逆に言えば表に非するデータ数(Kの間隔
)を小なく (広く)とる事が許される事になる。
(12) If you create a table of the values of δ for (+g) of K given in equation (12), and interpolate between the tables with a straight line, the accuracy is approximated by the second derivative of δ with respect to K. Therefore, by differentiating equation (12) twice and finding the differential coefficient of δ with respect to KK, we get the following equation (13).Here, we want to see the overall trend.Equation (13) Considering that t2;'s is the content of , and substituting 1=1.=13, we get the following equation (14). Let's calculate the content value of equation (14) of this equation. For example, in the case of δ = 900, the value of the formula is 1/12, and for the envoy with δ = 90°, it is a very small value, partly because the 1 scale of t is originally quite large.As a result, , the value of δ can be found by drawing a table depending on K, and conversely, the number of data that is not included in the table (the interval of K) can be kept small (wide).

以上、述べた2つの前提に拠って、ロボット機構の逆変
換の一部をテーブルにして持ち、その間を補間する事に
依って、精度良く、高速に、しかも実現可能な程度のメ
モリ容量で行なう事が可能となる。これが本発明である
Based on the two assumptions mentioned above, by having a part of the inverse transformation of the robot mechanism as a table and interpolating between them, it can be performed with high precision, at high speed, and with as much memory as possible. things become possible. This is the invention.

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

以下、本発明の一実施例を第6陶〜@8図によ1   
         9欽、明する。
Hereinafter, one embodiment of the present invention will be explained as shown in Figure 6~@8.
9th grade, I'll clarify.

・j 第6図は本実施例のシステム構成図であり、6軸を持つ
ロボット機構61と、それを制御する為の制御装置62
と、ロボット教示を行なう際に用いるティーチングボッ
クスと呼ぶ補助装置63より成っている事を示している
・j Figure 6 is a system configuration diagram of this embodiment, which includes a robot mechanism 61 with 6 axes and a control device 62 for controlling it.
It is shown that it is made up of an auxiliary device 63 called a teaching box used when teaching the robot.

第7図は本実施例に於ける逆変僕手続きのフローチャー
トを示したものであり、逆変換手続が先づθ4〜θ、を
転送し71、θ1を既に述べた方法を拡張して計算し7
2、手首付根の座標Pwを求め73.奇抜に本発明であ
るテーブル方式の技法な用いてθ2.θ、を求めて74
、終了する事を示している。
FIG. 7 shows a flowchart of the inverse transformation procedure in this embodiment, in which the inverse transformation procedure first transfers θ4 to θ, and then calculates θ1 by extending the method described above. 7
2. Find the coordinate Pw of the base of the wrist 73. The present invention uniquely uses the table method technique to calculate θ2. Find θ, 74
, indicates the end.

第8図は、巣7崗に於げるθ2.θ、を求める手続部7
4の処理内容を詳述したフローチャートであり本発明の
実施内容の詳細を示すものであるO入力されたFWに対
し、先づK(=JEτ耳Zw”)を求め810次いでこ
のKより表を引く為のパラメータTを求める82゜ここ
でTはテーブル上で次の関係を満足する整数である。K
tとKt−+−4の間は等し            
             1□ (15)式の内容 Kt≦K(K1.−z 〈τの距離を置いてとっであるので次に以下の式で与え
られる補間の為のパラメータξを計算する83゜しかる
後にη、δに関する表を引き84、(16)式の内容 ξ= (K−Kt)/τ Kt、  Kt+1に対応するηt、ηt+1、δt。
Figure 8 shows θ2. Procedure section 7 to find θ.
This is a flowchart detailing the processing contents of step 4 and showing the details of the implementation contents of the present invention. First, K (= JEτ ear Zw") is calculated for the input FW.810 Then, from this K, a table is created. Find the parameter T for subtraction82゜Here, T is an integer that satisfies the following relationship on the table.K
t and Kt-+-4 are equal
1□ Contents of Equation (15) Kt≦K(K1.-z <Since it is taken at a distance of τ, next calculate the parameter ξ for interpolation given by the following equation.83゜After that, η, A table regarding δ is drawn84, and the contents of equation (16) ξ= (K-Kt)/τ Kt, ηt, ηt+1, δt corresponding to Kt+1.

δt+、の値を求め、これを次式に依り補間してKに対
応するηk。
Find the value of δt+, and interpolate it according to the following equation to obtain ηk corresponding to K.

(17)式の内容 ηに=(1−ξ] ηt+ξηt−t−。(17) Contents of formula η=(1-ξ) ηt+ξηt-t-.

δに=(1−ξ] δt+ξδ1++ δkを求め85、最後に次の関係式を計算86して (18)式の内容 θ2=シーδ−+7’k  (ψ= arctan (
Y w/Xw) )θ、;π−δに θ2.θ、を求めている事を示している。
Find δ = (1 - ξ) δt + ξδ1++ δk85, and finally calculate the following relational expression86 to find the content of equation (18) θ2=C δ-+7'k (ψ= arctan (
Y w/Xw) ) θ,; θ2 to π−δ. This shows that θ is being sought.

本実施例に依れば、逆変換手続の処理の高速北米める解
の柘度保証が容易である メモリ容量も多少少なくなる
、等の効果があった。
According to this embodiment, there are effects such as high speed processing of the inverse transformation procedure, easy guarantee of the consistency of the solution, and a slight reduction in memory capacity.

少し仙足して説明する。Let me explain a little bit.

第6図の制御装置62には周知のごとく、CPU(中央
処理装置)とこれにデータノくスを介して接続されたR
OM、RAMの記憶手段をもつ。巣7圀するいは第8図
の逆変換のためのプログラムは前記ROMに格納され、
CPUによって実行される○ 第5図の各Kに対応するηおよびδの値を示す変換テー
ブルも前記ROMに格納されている。これは予め定めら
れたロボットアームの長さt2゜1sに応じ、予め計算
され、予め書込1れたものである。前記実施例ではKは
(12−1,)の絶対値からt、+t、iでの間でに、
に、に、・・・・Kt、Kt+1・・・・・・Knとい
うように、一定の間隔Jとなるテーブルが形成されるこ
ととなる○したがって、実際のKtO値をテーブルに書
込むことは不要であって、Ktのパラメータ (引a)
Tとこれに対応するηt、δtを記憶すれば足りる。
As is well known, the control device 62 in FIG. 6 includes a CPU (central processing unit) and an R connected to it via a data node.
It has storage means of OM and RAM. A program for converting the nest 7 or inversely converting the image shown in FIG. 8 is stored in the ROM,
A conversion table executed by the CPU indicating the values of η and δ corresponding to each K in FIG. 5 is also stored in the ROM. This is calculated in advance and written in advance according to the predetermined length t2°1s of the robot arm. In the above example, K is from the absolute value of (12-1,) to t, +t, i,
A table with a constant interval J will be formed, such as , , Kt, Kt + 1, Kn. ○Therefore, writing the actual KtO value into the table is Unnecessary, parameter of Kt (attribution a)
It is sufficient to memorize T and the corresponding ηt and δt.

これはηt、δtをTのII@ K配列することである
This is to arrange ηt and δt in II@K arrangement of T.

TとKtとの間には(t2−LM)の絶対値をLとする
とKt=L+TJの関係が成立する。したがって、次の
ようになる。
The relationship Kt=L+TJ holds between T and Kt, where L is the absolute value of (t2-LM). Therefore, it becomes as follows.

Kt−L T=− 第8図のステップ81で求められたKの値に対応するT
を求める(82)には上式のKtにKを代入し、古式の
整数部をとってTとすればよい。このパラメータ(引数
)によって示されるT番目(テーブル中のT番目)に格
納されているのがηt。
Kt-L T=- T corresponding to the value of K found in step 81 of FIG.
To find (82), substitute K for Kt in the above equation, and take the integer part of the old equation and set it as T. ηt is stored at the Tth position (Tth position in the table) indicated by this parameter (argument).

δtである。したがって、第8図のステップ84は簡単
に実行できる。
δt. Therefore, step 84 of FIG. 8 is easy to perform.

削成のLはいわば初期値である。L=にのときには第5
図のδは0となる。通常は関節機構上の理由でδの婦小
値は0よりも大きいので、初期値りを<tt−1s)の
絶対値よりも大きな値に定め、変換テーブルの容量を節
約するのがよい。
The deletion L is, so to speak, an initial value. When L = ni, the fifth
δ in the figure is 0. Normally, the minimum value of δ is larger than 0 for joint mechanism reasons, so it is preferable to set the initial value to a value larger than the absolute value of <tt-1s) to save the capacity of the conversion table.

第1図のθ、のように回転する部分は一般に旋回ベース
と呼ばれる。t、は第1アームまたは上j      
     腕、t、は第2アームまたは前腕と呼ばれる
。前5″          記名説明では、1t、1
.を第1アーム、第2アームの長さとしても流用した。
The part that rotates like θ in FIG. 1 is generally called a swing base. t, is the first arm or upper j
The arm, t, is called the second arm or forearm. Front 5″ In the name explanation, 1t, 1
.. was also used as the length of the first arm and the second arm.

旋回ベース(δ、)は垂直である。したがって、第4図
、第5図1におけるθ2は旋回ベースに対する第1アー
ムt、の角度となる。同様に、θ3は第2アームt、の
第1アームt2に対する角度となる。この角度を第1図
のような水平ラインに対する伏角と定義してもよい。そ
のいずれでもよいが0.に関連する前記各式は第1久方
式のときは少し修正される。
The pivot base (δ,) is vertical. Therefore, θ2 in FIGS. 4 and 5 is the angle of the first arm t with respect to the swing base. Similarly, θ3 is the angle of the second arm t with respect to the first arm t2. This angle may be defined as an angle of inclination with respect to a horizontal line as shown in FIG. Either one is fine, but 0. The above formulas related to are slightly modified for the first method.

前記したように、変換テーブルiKに関して一定間隔+
J)のものである。この点を改めJを変化させることも
有力である。すなわちへ前記(13)式の値に反比例す
るようにJの値を足めるのでろる。前記(13)式はK
に対するδのカーブのM率を示しているoしたがって、
曲率が大きなところではJの小さな小刻みのテーブルを
用意し、第8図ステップ85の補間積置を向上させるこ
とが望でれるためである。
As mentioned above, with respect to the conversion table iK, the constant interval +
J). It is also effective to change this point and change J. That is, the value of J can be added in inverse proportion to the value of equation (13) above. The above formula (13) is K
shows the M rate of the curve of δ for o Therefore,
This is because where the curvature is large, it is desirable to prepare a table with small increments of J to improve the interpolation product in step 85 in FIG.

”8[W、x?7786(DMiT“e+18)E°゛
“0K”     1いて、ψの値も計算の対象となる
。ここでYw/Xwに対応する別のテーブルを用意する
ことも一法であるが−このarctan 演算そのもの
がかなり高速に処理できるため、別テーブルを用意する
メリットは小さい。
"8[W,x?7786(DMiT"e+18)E°゛"0K" 1, and the value of ψ is also subject to calculation. One method would be to prepare another table corresponding to Yw/Xw, but since this arctan calculation itself can be processed at a fairly high speed, the merit of preparing another table is small.

第4図のPw点を境とし、それよりも根本の部分をアー
ム、ないしは腕機構、それより先の部分を手機構(t4
)という。この手機構は三次元の位置に加え、手機構に
取付けられた図外のワークの姿勢に関する自由度を提供
することである。したがって、手機構は望1しぐに3自
由度のものであるべきであるが、本発明は1〜3のいず
れの自由度の手機構に対しても適用可能である。それは
手4!tlの構成変化にともなって、単に前記(3)式
における各右辺の内容が修正されるに過ぎないためであ
る。
Point Pw in Figure 4 is the boundary, the base part is the arm or arm mechanism, and the part beyond it is the hand mechanism (t4
). This hand mechanism provides a degree of freedom regarding the three-dimensional position as well as the posture of a workpiece (not shown) attached to the hand mechanism. Therefore, although the hand mechanism should preferably have three degrees of freedom, the present invention is applicable to hand mechanisms with any one to three degrees of freedom. That's move 4! This is because the contents of each right-hand side of equation (3) are simply modified as the configuration of tl changes.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によれば、座標変換を簡易に行なう事ができるの
で、処理速度の向上、精度の向上、の効果がある。これ
を具体的に示したのが第9図で、これに依れば処理速度
で20%、精度で70%の同士がある。言い換えれば、
不発明に依れば5軸分のCPU負荷で手いっばいの制御
装置を用いて6軸のロボットを制御する事が可能になる
という経済的な効果をも期待する事ができる。
According to the present invention, since coordinate transformation can be easily performed, processing speed and precision can be improved. This is specifically shown in FIG. 9, which shows that the processing speed is 20% and the accuracy is 70%. In other words,
According to this invention, it is possible to expect an economical effect in that it becomes possible to control a 6-axis robot with a CPU load for 5 axes using an all-in-one control device.

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

第1図は関節形ロボットの概念図、第2図はデータのフ
ォーマット図、第3図は逆変換のフローチャート、第4
図は本発明の詳細な説明する説明図、第5図は第4図同
様の次のステップの説明図1、第6図は本発明に係るシ
ステム構成図、篇7図は本発明に係る逆変換のフローチ
ャート−第8図はその細部のフローチャート、第9図は
性能比政図である。 図中の12.1.はアーム、62は制御装置、84はテ
ーブルからパラメータを誘導する工程を示す。 図面の+ ’r”2’ (内容に変更なし)第 1 図
         $3Z 阜 2 目 、関 茹テ゛−夕          豆 交チー7第
 4 図 $ 5  凹 手続補正書(方式) 土11件の表示 昭和 59年1旨′i願第 218445  弓発明の
名称 産業用ロホットの座標f換方式 t117正をする者 (・県の諌二 特許出願人 〆3I・151’ll iL式会1F  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
Figure 1 is a conceptual diagram of an articulated robot, Figure 2 is a data format diagram, Figure 3 is a flowchart of inverse transformation, and Figure 4 is a conceptual diagram of an articulated robot.
Figure 5 is an explanatory diagram explaining the present invention in detail, Figure 5 is an explanatory diagram 1 of the next step similar to Figure 4, Figure 6 is a system configuration diagram according to the present invention, and Figure 7 is a reverse diagram according to the present invention. Conversion flowchart - Figure 8 is a detailed flowchart, and Figure 9 is a performance ratio diagram. 12.1 in the figure. 62 is an arm, 62 is a control device, and 84 is a process for deriving parameters from a table. + 'r'2' of the drawing (No change in content) Figure 1 $3Z 2nd Seki boiled beans 7th Figure $ 5 Amendment form for recess procedure (method) Display of 11 cases Showa 1959 1'i Application No. 218445 Name of bow invention Industrial Rohot coordinate f conversion method t117 Person who corrects (・Kuji Prefecture Patent applicant 〆3I・151'll iL Ceremony 1F Hitachi
Manufacturer Name Hitachi Keiyo Engineering Co., Ltd. Agent

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、相連続する複数のアームより成るロボット機構と、
それを制御する制御装置より成るロボットシステムに於
いて、ロボットの位置と各アクチエータの位置の間の変
換処理手続き中において、相連続するアームの成す三角
形に関する変換テーブルを設けたことを特徴とする産業
用ロボットの座標変換方式。 2、上記変換手続きに於いて、テーブルで与えられたデ
ータ間を補間する処理を設け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. A robot mechanism consisting of a plurality of consecutive arms;
An industry characterized in that, in a robot system comprising a control device for controlling the robot system, a conversion table regarding triangles formed by successive arms is provided during a conversion processing procedure between the position of the robot and the position of each actuator. Coordinate transformation method for robots. 2. A coordinate conversion method for an industrial robot, characterized in that the above conversion procedure includes a process of interpolating between data given in a table.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0432907A (en) * 1990-04-14 1992-02-04 Matsushita Electric Works Ltd Coordinate conversion system of articulated robot
CN1053651C (en) * 1996-12-06 2000-06-21 淄博工业陶瓷厂 Refractory heat-isolating hollow ball and its preparation

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