JPS638910A - ロボツト位置表示方法 - Google Patents

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〉 本発明はロボット位置表示方法に係り、特にツール軸方
向が認識できるロボット位置表示方法に関する。

〈従来技術〉 ロボットによりワークステーション上の部品を扱う場合
、いかなる通路に沿っていかなるポイント迄ロボットを
移動させろかの通路データやロボット動作を規定するデ
ータをロボットコントローラに入力する必要がある。こ
のため通常、教示操作盤を操作することによりロボット
を実際に移動させて必要なポイントの座標値、該ポイン
トへの動作速度、Ｍｓ移動かあるいは円弧移動かなどを
示す移動タイプ、該ポイントにおける四ボットサービス
コード等を教示してロボット制御プログラムを作成し、
該ロボット制御プログラムをロボットコントローラに入
力してロボットを制御するようにしている。

しかし、かかるロボット制御プログラムの作成方法では
教示操作が面倒となる。このためオフラインプログラミ
ング操作でロボット制御プログラムを作成する方法が提
案されている。

このオフラインプログラミングは簡単なロボット言語と
変数を用いてロボットの運動を定義すると共に（例えば
各ポイントはポジション変数Ｐ１で表現する）、該ロボ
ット言語で作成されたソースプログラムをオフラインプ
ログラミング装置の翻訳機能により翻訳してロボットコ
ントローラが実行可能な所定コードのＭ動ファイルと該
運動ファイルにおいて用いられろ変数の変数ファイルと
を作成し、しかる浸酸変数をキーボードその他の手段で
特定することにより行われろ。

そして、かかるオフラインプログラミング方法によれば
簡単なロボット言語さえ知っていればロボット制御用の
ソースプログラムを容易に作れ、しかも該ソースプログ
ラムを入力するだけです後オフラインプログラミング装
置がロボットコントローラが実行可能な所定のコードよ
りなる運動ファイルと変数ファイルを作成してくれる。

ところで、オフラインプログラミングにおいては実際に
ロボットを移動させて四ボット制御プログラムを作成す
るものではないため、ロボット制御プログラム作成後に
、その動作確認をする必要がある。そして、かかる動作
確認は従来、ロボット制御プログラムを１ブロツクづつ
読み取って、その通路軌跡をディスプレイ画面に描画す
ると共に、ブロック終点位置を黒丸等のマークで表示す
ることにより行っている。尚、位置を修正したい場合に
は修正処理が行われる。

〈発明が解決しようとしている問題点〉しかしながら、
従来のロボット位置表示方法はロボット先端の通路を表
示するだけであるため、ツール軸方向を確認できず、従
って十分なロボット動作の確認ができず、特にツール軸
方向の修正が困難であった。

以上から、本発明の目的はロボット通路と共に、ロボッ
トハンドで把持されたツールの軸方向を認識できるロボ
ット位置表示方法を提供することである。

〈問題点を解決するための手段〉 第１図は本発明の概略説明図である。

１はディスプレイ画面、２（点線）は関節ロボット、３
はロボット通路、Ｘ、−ＹＰ−Ｚ、はロボット直交座標
系、ＸＴ−ＹニーＺＴはロボットハンドに把持されたツ
ールの軸方向を示すツール直交座標系である。尚、ロボ
ット２　（点線）は実際にはディスプレイ画面には表示
されない。

く作用〉 オフラインプログラミングによ炒作成したロボット制御
プログラムを１ブロツクづつ読み取り、関節座標系のロ
ボット位置データを変換マトリクスを用いてロボット直
交座標系Ｘ、−ＹＦＩ−Ｚ、ｌにおける位置ベクトル（
ｘｔａｐ　　ｚ）とツール直交座標系ＸニーＹＴ−ＺＴ
の向きを示す方向ベクトル（ａ。

ｂ、ｃ）を求める。

しかる後、ディスプレイ画面１にロボット座標系Ｘ、−
Ｙ、Ｉ−Ｚ、ト共ニツール直交座標系ＸＴ−ＹＴ−Ｚ、
を描画座標系に変換して描画する。

〈実施例〉 第２図は本発明を適用できろ関節ロボット説明図で、同
図（Ａ）はＡ１〜Ａ６の６個の自由度を有する関節ロボ
ット、同図（Ｂ）【よ５個の自由度Ａ−Ｅを有する関節
ロボットである。

第２図（Ｂ）の関節ロボットにおいて、ＢＳはペースで
あり、Ｅ軸を中心に回転するもの、ＢＤはボディであり
、ベースＢＳに対してＤ軸を中心に回転するもの、ＡＲ
Ｍはアームであり、ボディＢＤに対してＣ軸を中心に回
転するもの、ＨＤは手首（ハンド）であゆ、アームＡＲ
Ｍに対してＢ軸を中心に回転すると共にそれ自身もＡ軸
を中心に回転し、全体として基本３軸、手首２軸の５軸
の関節ロボットである。手首ＨＤの先端には作業部材で
あるツールＴＬ（点線）が、たとえばハンド面に垂直に
装着されろ。尚、ハンド面の所定ポイントＱを原点、Ｑ
を通りハンド面に垂直な方向（ツール軸方向）をＺ１軸
、Ｑを通すＹＴ軸に垂直なハンド面上の２つの軸をそれ
ぞれＸＴ軸、Ｙ１軸としてツール座標系が設定されろ。

第３図は本発明を実現するオフラインプログラミング装
置のブロック図、第４図は本発明の処理の流れ図である
。

第３図において、１１はプロセッサ、１２はＲＯＭ、１
３＋！ＲＡＭ、１４は！−１−Ｆ等ノテータ入力装置、
１５はグラフィックディスプレイ装置（ＣＲＴ）　、１
６はディスクコントローラ、１７はプリンタ、ＦＬＰは
フロッピー、ＰＲＰは印字用紙である。

ＲＯＭ１２には翻訳機能、インタプリタ機能、変数ｓｍ
機能等の各種処理機能プログラムが記憶されている。又
、ＲＡＭ１３にはオフラインプログラミングにより作成
したロボット制御プロゲラＡＲＣＰ−ｉ　　（ｉ＝１．
２．　　・・・ｎ）が記憶される。

以下、第４図に示す流れ図を参照して本発明におけるロ
ボット位置表示処理を説明する。尚、既にオフラインプ
ログラミングによりロボット制御プログラムが作成され
てＲＡＭ１３に記憶されているものとする。

（１）グラフィックディスプレイ装置１５のディスプレ
イ画面に処理選択メニュー画面を表示させ、「インタプ
リタ処理」を選択する。尚、処理選択メニュー画面には
、たとえば翻訳処理、インタプリータ処理、変数調薬処
理、プログラム出力処理等の処理名とメニュ一番号が表
示されるからキーボード１４上のキーを操作して「イン
タプリタ処理」を選択する。インタプリータ処理の選択
により、ＣＲＴにロボット制御プログラムの名称を入力
させるプログラム選択メニュー画面が表示されるから所
定のプログラム名称を入力する。

以上の処理により、プロセッサー１はディスプレイ画面
にロボット座標系を示す各座標軸ｘＲ２Ｙ１．Ｉ、ｚ１
．ｌヲ描画（第１図参照）する。

尚、ロボット座標系ｘ、　−ｙｌ、１−　ｚ、における
位置座標値（”ｐＹｐＮをディスプレイ画面上の描画座
標系の位置座標値（ｘ’、　　’、ｚ’）に変換する変
換マトリクスをＴとする （２）ついで、プロセッサ１１はロボット制御プログラ
ムの第ｉブロック（ｌの初期値は１）を読み取る。

（３）プロセッサは読み取ったブロックに位置データが
含まれているかどうかをチェックし、ポジシアン変数が
存在しなければステップ（９）に飛ぶ。

（４）シかし、位置データ（関節座標系）が存在すれば
、現ブロックのソースライン番号ＳＬＮとポジション変
数名ＰＮＭとその位置データＰＤを表示すると共に（第
１図参照）以下の処理を行う。

すなわち、位置データを用いてツール座標系原点Ｑ（第
２図（Ｂ）参照）のロボット直交座標系における位置ベ
クトル（ｘ、Ｙ、Ｚ）と、原点Ｑにおける法線方向（第
２図（Ｂ）の例ではＺ軸方向であり、ツール軸方向）を
示す方向ベクトル（ａ、ｂ、ｃ）を周知の座標変換マト
リクスＪを用いて次式 により演算する。尚、上式は第２図（Ｂ）における場合
であり、θ、ｗ、ｕ、β、ａはＥ−Ａ軸の回転量でロボ
ット位置データから求まるものである。又、第２図（Ａ
）に示す関節ロボットの場合における座標変換マトリク
スも周知であり、たとえば「昭和５９年９月１０日、コ
ロナ社より発行された刊行物“ロボット・マニュピユレ
ータ”、著者リチャード　ポールの第４１頁〜第６１頁
」を参照されない。

（ｓｌｘ、　Ｙｐ　”ｓ　”ｐ　ｂｙ　Ｃが求まれば、
プロセッサ１１は次式 によゆツール原点の描画座標系における位置（Ｘ’　、
　ｙ’　、Ｚ’　）を求めると共に、次式によりＺＴ軸
の先端位置（ａ／　、　ｂ／　、　Ｃ／　）を求める。

以後、同様にｘＴ軸、ＹＴ軸の先端位置を求めてツール
座標系Ｘ、　−ＹＴ−ＺＴをディスプレイ画面に描画す
る（第１図参照）。

（６）ロボット位置を観察してロボット位置データを修
正する必要があるかどうかを判断する。

（７）修正する必要があれば、修正してステップ（４）
以降の処理を繰り返す。

（８）一方、修正する必要がなければキーボード上のＮ
Ｌキーを押圧する。これにより、プロセッサ１１は、前
ブロツク終点から現ブロック終点に到るロボット通路３
を描画する。

（９）シかる後、プログラムエンドかどうかをチェック
し、終わりであれば処理を終了する。

（ｌ［ｌｌシかし、ロボット制御データがプログラムの
終わりを示すデータでなければ、ｌ＋１→ｌとしてステ
ップ（２）以降の処理を繰り返す。

尚、以上はブロック終点位置にツール座標系を描画した
場合であるが、ツール軸を示すように構成してもよい。

たと火ば、Ｚ１軸とツール軸が一致する場合にはＺＴ軸
のみ（ツール軸）を表示する。

又、思上ではロボットとして関節ロボットの場合につい
て説明したが本発明は関節ロボットに限るものではない
。

〈発明の効果〉 以上本発明によれば、ディスプレイ画面にロボット座標
系ｘ、　−ｙ、　−ｚｌ、ｌと共に、ツール直交座標系
ｘＴ−ｙＴ−ｚ工あるいはツール軸を描画するように構
成したから、ロボットハンドで把持されたツールの軸方
向を認識でき、ロボット動作の確認が容易になると共に
、その修正が容易になった

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の概略説明図、 第２図は関節ロボットの説明図、 第３図は本発明を実現するオフラインプログラミング装
置のブロック図、 第４図は本発明の処理の流れ図である。 １・・ディスプレイ画面、 ２・　・関節ロボット、 ３・・ロボット通路、 ｘ、　−ｙ、　−ｚ、・・ロボット直交座標系、ｘＴ−
ＹニーｚＴ・・ツール直交座標系特許出願人　　　　　
　　　ファナック株式会社代理人　　　　　　　　　　
弁理士　　齋藤千幹第２図（８） 、／−１ （）ｌ 第３図 ＩＩ 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 オフラインプログラミング装置におけるロボット位置表
   示方法において、 ロボット直交座標系とロボットのハンド先端に原点を有
   するツール直交座標系とをそれぞれ設定しておき、 ディスプレイ画面にロボット直交座標系を描画すると共
   に、 ロボット制御プログラムに含まれるロボット位置データ
   を用いて前記ツール座標系原点のロボット直交座標系に
   おける位置ベクトル（Ｘ，Ｙ，Ｚ）とツール直交座標系
   の向き、あるいはツール軸方向を示す方向ベクトル（ａ
   ，ｂ，ｃ）を求め、前記位置ベクトルが示すディスプレ
   イ画面上の位置に、前記方向ベクトルを用いてツール直
   交座標系あるいはツール軸を描画することを特徴とする
   ロボット位置表示方法。