JPWO2009096408A1 - Multi-joint structure teaching device - Google Patents

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Abstract

教示内容にリアルタイムに追随するロボットの動作を観察しつつ、直感的かつ人体に負担がかからない方法でロボットの移動を教示する多関節構造体教示装置を提供することを目的とする。多関節構造体の先端関節の移動に伴う隣接する各関節間の角度及び/又は軸回転の変化量を計測し、かつ先端関節における移動に伴うすべての関節間の変化量を合算することにより、多関節構造体の先端関節の移動前の三次元の相対的位置姿勢に対する移動後の三次元の相対的位置姿勢を算出し、算出された位置姿勢情報又は該算出された位置姿勢情報に付加指示情報を加えて処理作成された修正位置姿勢情報を出力することにより、ロボットに基準原点に対するエンドエフェクタの三次元相対的位置姿勢を教示して追随移動させることを特徴とする多関節構造体教示装置が提供される。An object of the present invention is to provide a multi-joint structure teaching apparatus that teaches the movement of a robot in a manner that is intuitive and does not impose a burden on the human body while observing the motion of the robot following the teaching content in real time. By measuring the amount of change in angle and / or axial rotation between adjacent joints accompanying the movement of the tip joint of the multi-joint structure, and adding up the amount of change between all joints accompanying the movement in the tip joint, Calculates the three-dimensional relative position and orientation after movement relative to the three-dimensional relative position and orientation before movement of the tip joint of the multi-joint structure, and adds the calculated position and orientation information to the calculated position and orientation information A multi-joint structure teaching apparatus characterized by outputting a corrected position / orientation information created by adding information and teaching a robot to follow and move the three-dimensional relative position / orientation of the end effector with respect to a reference origin Is provided.

Description

本発明は、産業用ロボットのエンドエフェクタの位置姿勢を教示する技術に関し、特に教示内容にリアルタイムに追随する産業用ロボットの動作を観察しながら適切な教示を与える多関節構造体教示装置に関するものである。   The present invention relates to a technique for teaching the position and orientation of an end effector of an industrial robot, and more particularly to a multi-joint structure teaching apparatus that provides appropriate teaching while observing the motion of an industrial robot that follows the teaching content in real time. is there.

ロボットの教示方法としては、操作者が直接ロボットのエンドエフェクタを動かして教示するダイレクトティーチ法、マニピュレータ等のダミーを用いて教示する方法、ティーチペンダント等の操作盤を用いて教示するリモートティーチ法等がある。   Robot teaching methods include a direct teach method in which an operator moves the robot end effector directly to teach, a teach method using a dummy such as a manipulator, a remote teach method that teaches using an operation panel such as a teach pendant, etc. There is.

ダイレクトティーチ法はエンドエフェクタを直接、正確に作業位置に導くことができるという利点がある。しかし、リーチの長いマニピュレータ等を動かすのには困難が伴う。また、ロボットの作動異常が生じたときに身体が危険にさらされるという問題もある。   The direct teach method has an advantage that the end effector can be directly and accurately guided to the working position. However, it is difficult to move a manipulator with a long reach. There is also a problem that the body is exposed to danger when an abnormal operation of the robot occurs.

マニピュレータのダミーを用いて教示する方法は、マニピュレータの構造により操作者の腕の動きが制約されたり操作装置の摩擦等で操作が重くなるという欠点があったが、これを改善した提案もある(特許文献1)。この方法は、ダミーの代わりに把持部を用い磁力を利用して把持部の移動を検出してマニピュレータを操作するものであるが、把持部を把持したまま手を空中で移動させて微妙な教示を長時間行うのは負担が大きく、また、人体の構造から腰部から下方での微妙な調整がしにくいという問題がある。また、把持部の動きとマニピュレータの動きが1対1に固定されているという問題もある。   The teaching method using the manipulator dummy has the drawback that the movement of the operator's arm is restricted by the structure of the manipulator and the operation becomes heavy due to friction of the operating device, etc., but there is also a proposal to improve this ( Patent Document 1). This method uses a gripping part instead of a dummy to detect the movement of the gripping part using magnetic force and operates the manipulator. It takes a long time to perform the operation for a long time, and it is difficult to make a fine adjustment from the lower back to the lower part of the human body. There is also a problem that the movement of the gripping part and the movement of the manipulator are fixed one-to-one.

ティーチペンダント(ロボットの動作を教示するために使用される携帯型デバイス)等を用いるリモートティーチ法は極めて一般的に行われている方法である。この方法はロボットの状態を見ながら教示でき、安全な場所で、リーチの長さなどにも容易に対応しつつ教示できるという利点がある。しかし、この方法では操作者がロボットの予想される動作を直感できないことから、効率良く操作するためには熟練が必要であるという問題がある。   The remote teaching method using a teach pendant (a portable device used for teaching the operation of a robot) or the like is a very common method. This method has the advantage that teaching can be performed while looking at the state of the robot, and teaching can be performed in a safe place while easily dealing with the length of reach. However, this method has a problem that an operator cannot be intuitively aware of the expected motion of the robot, so that skill is required for efficient operation.

このような問題を解決するため、ロボットのグラフィック画像をティーチペンダントの操作面に表示し、ロボット画像の周囲にその方向への移動を指示するタッチキーを表示した方法が提案されている(特許文献2)。しかし、平面上の位置表示によって三次元の移動指示をすること及びマニピュレータの手首を把持する代わりにタッチキーを押圧することは、直感的な操作を容易に行うことには至らず、やはりある程度の熟練を要する。   In order to solve such a problem, a method has been proposed in which a graphic image of a robot is displayed on the operation surface of a teach pendant, and touch keys for instructing movement in that direction are displayed around the robot image (Patent Literature). 2). However, instructing a three-dimensional movement by displaying the position on a plane and pressing the touch key instead of grasping the wrist of the manipulator does not easily perform an intuitive operation. Requires skill.

また、リモートティーチ法では、操作者が手にデジタイザー等のセンサを有する操作グリップを持ち、腰部に固定した座標原点に対する操作グリップの相対的位置姿勢データを基にロボットの手首を移動させるシステムの提案もある(特許文献3)。このシステムは、ロボットの動きを観察しながら直感的な操作を行うことができかつ移動しながら操作可能であるという利点があり、特許文献1の提案を改善するものである。しかし、操作グリップを空中で把持したまま教示する点、下方への動きの制約という問題は残る。   In the remote teaching method, a system is proposed in which the operator has an operation grip with a sensor such as a digitizer in his hand and moves the wrist of the robot based on the relative position and orientation data of the operation grip with respect to the coordinate origin fixed on the waist. There is also (patent document 3). This system has the advantage that it can be operated intuitively while observing the movement of the robot, and can be operated while moving, which improves the proposal of Patent Document 1. However, problems remain in that the operation grip is taught while being held in the air, and there is a restriction of downward movement.

一方、多関節構造体を用いた提案としては走行ロボットの自己位置同定技術に関するものがある(特許文献4)。しかし、この提案は災害救助を主な目的としたもので、産業ロボットのティーチングに関する具体的な提案を行うものではない。   On the other hand, a proposal using a multi-joint structure is related to a self-position identification technique for a traveling robot (Patent Document 4). However, this proposal is intended primarily for disaster relief, and does not provide a specific proposal for teaching industrial robots.

特開平1−153288号公報Japanese Patent Laid-Open No. 1-153288 特開平10−146782号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-146782 特開平9−216183号公報JP-A-9-216183 特開2006−343114号公報JP 2006-343114 A

本発明は、これらの問題点を解決するために、教示内容にリアルタイムに追随するロボットの動作を観察しつつ、直感的かつ人体に負担がかからない方法でロボットの移動を教示する多関節構造体教示装置を提供することを目的とする。また、操作者の示した行為に基づく原データを修正又は編集して、より適切な教示を行うことを目的とする。   In order to solve these problems, the present invention teaches multi-joint structure teaching that teaches robot movement in a manner that is intuitive and does not impose a burden on the human body while observing the movement of the robot following the teaching contents in real time. An object is to provide an apparatus. It is another object of the present invention to provide more appropriate teaching by correcting or editing original data based on an action indicated by an operator.

上記課題を解決するために、本発明の多関節構造体教示装置は、ロボットのエンドエフェクタの三次元位置姿勢を教示する教示装置であって、可動部に変化量検出センサを有する関節を含む関節群とセンサ信号を処理する処理部と処理されたデータを伝送する通信部とにより構成される多関節構造体と、伝送されたデータを演算編集する演算編集部と、付加指示情報を入力する入力部と、演算編集部により演算された位置姿勢情報を出力する出力部とを備え、該多関節構造体の1又は複数の先端関節の移動に伴う隣接する各関節間の角度及び/又は軸回転の変化量を計測し、かつ該1又は複数の先端関節における移動に伴うすべての関節間の変化量を合算又は先端関節ごとに合算することにより、多関節構造体の1又は複数の先端関節の移動前の三次元の相対的位置姿勢に対する移動後の三次元の相対的位置姿勢を算出し、算出された位置姿勢情報又は該算出された位置姿勢情報に付加指示情報を加えて処理作成された修正位置姿勢情報を出力することにより、ロボットに基準原点に対するエンドエフェクタの三次元相対的位置姿勢を教示して追随移動させることを特徴とする。   In order to solve the above-described problems, a multi-joint structure teaching apparatus according to the present invention is a teaching apparatus that teaches a three-dimensional position and orientation of an end effector of a robot, and includes a joint having a change amount detection sensor in a movable part. A multi-joint structure composed of a group and a processing unit for processing sensor signals and a communication unit for transmitting processed data, an arithmetic editing unit for calculating and editing the transmitted data, and an input for inputting additional instruction information And an output unit for outputting the position and orientation information calculated by the calculation / editing unit, and the angle and / or axis rotation between adjacent joints accompanying the movement of one or a plurality of tip joints of the multi-joint structure And the total amount of change between all joints associated with the movement of the one or more tip joints is summed or summed for each tip joint. Move 3D relative position and orientation after movement relative to the three-dimensional relative position and orientation of the calculated position and orientation information calculated or the corrected position created by adding additional instruction information to the calculated position and orientation information By outputting the posture information, the robot is instructed to follow the three-dimensional relative position and posture of the end effector with respect to the reference origin, and is moved accordingly.

多関節構造体を構成する関節は隣接する関節との傾斜角の形成及び/又は軸の回転が可変となった可動部を有している。又、各関節可動部には変化量を計測するポテンショメータ等のセンサが備えられている。ロボットにエンドエフェクタの移動先を教示する場合、先ず、操作者は多関節構造体の先端関節と教示するロボットのエンドエフェクタを開始位置に設定する。次に、多関節構造体の先端関節をロボットのエンドエフェクタの到達すべき地点に対応すると思われる地点の付近に移動させる。
このとき、先端関節の三次元の位置の変化量は、センサにより計測されるすべての関節の各々の傾斜角度と回転角度の合算によりたちどころに演算処理され、算出された三次元位置姿勢情報は出力部からロボットの制御部に伝送される。伝送された情報に基づき、ロボットの制御部よりエンドエフェクタの移動指示がなされ、エンドエフェクタは多関節構造体の先端関節にほぼリアルタイムに追随する。操作者はかかるエンドエフェクタの動作を観察し、必要な方向等の修正を加えつつさらに先端関節を移動させる。
このような作業を繰り返すことにより先端関節の移動によって、ロボットのエンドエフェクタを正確な到達すべき地点に導くことができる。
The joint constituting the multi-joint structure has a movable portion in which the formation of the inclination angle with the adjacent joint and / or the rotation of the shaft is variable. Each joint movable part is provided with a sensor such as a potentiometer for measuring the amount of change. When teaching the robot where to move the end effector, first, the operator sets the tip joint of the multi-joint structure and the end effector of the robot to be taught to the start position. Next, the tip joint of the multi-joint structure is moved in the vicinity of a point that seems to correspond to a point where the end effector of the robot should reach.
At this time, the change amount of the three-dimensional position of the tip joint is calculated and processed by summing the inclination angle and the rotation angle of all the joints measured by the sensor, and the calculated three-dimensional position and orientation information is It is transmitted from the output unit to the control unit of the robot. Based on the transmitted information, an instruction to move the end effector is issued from the control unit of the robot, and the end effector follows the tip joint of the multi-joint structure almost in real time. The operator observes the movement of the end effector and further moves the tip joint while correcting the necessary direction and the like.
By repeating such operations, the end effector of the robot can be guided to a precise point to be reached by moving the tip joint.

なお、エンドエフェクタとは、一般に、ロボットが作業対象に直接働きかける機能を持つ部分をいい、把持具、締め具、溶接ガン等が該当する。又、位置姿勢とは関節を含む中間部分及び/又はエンドエフェクタの三次元位置と傾きの一方又は双方の概念を含む。位置については、先端関節の移動後の三次元位置と移動前の三次元位置との差分を出力して、それをロボットの操作に反映し、姿勢については、先端関節の移動後の傾き(向き)と移動前の傾き(向き)との差分を出力して、それをロボットに反映する。又、ロボットのエンドエフェクタの移動は、ロボット制御部(コントローラ)の指令に基づくドライバの出力によるサーボモータの駆動等によって行われるがそれに限定されるものではない。   Note that the end effector generally means a part having a function of a robot directly acting on a work target, and corresponds to a gripping tool, a fastener, a welding gun, and the like. Further, the position / posture includes a concept of one or both of a three-dimensional position and an inclination of the intermediate portion including the joint and / or the end effector. For the position, the difference between the 3D position after the movement of the tip joint and the 3D position before the movement is output and reflected in the operation of the robot. ) And the tilt (orientation) before the movement is output and reflected in the robot. The movement of the end effector of the robot is performed by driving a servo motor or the like by a driver output based on a command from a robot control unit (controller), but is not limited thereto.

ここで、本発明の多関節構造体教示装置に関して、上記の先端関節にロボットのエンドエフェクタの有する機能に対応した指示をなしうるアタッチメントを装着させることにより、先端関節の移動によって教示された三次元相対的位置姿勢に基づきロボットのエンドエフェクタが追随移動し、かつアタッチメントによる指示によりエンドエフェクタを移動及び/又は動作させることが好ましい態様である。
先端関節の移動の動きをロボットのエンドエフェクタがトレースし、その指示により開閉、把持、解放等の動作を行えるからである。なお、アタッチメントの形状はロボットのエンドエフェクタと同一形状とすることによって、三次元位置姿勢情報をより正確に教示できるが、それに限定されるものではない。エンドエフェクタに開閉、把持、解放等の追随動作を指示しうるものであれば、類似形状又はかなり異なった形状のものも含まれる。
Here, with regard to the multi-joint structure teaching apparatus of the present invention, the three-dimensional taught by the movement of the tip joint is provided by attaching an attachment capable of giving an instruction corresponding to the function of the end effector of the robot to the tip joint. It is a preferable aspect that the end effector of the robot follows and moves based on the relative position and posture and moves and / or operates the end effector according to an instruction by the attachment.
This is because the movement of the tip joint is traced by the end effector of the robot, and operations such as opening / closing, gripping and releasing can be performed according to the instructions. Note that the shape of the attachment is the same as that of the end effector of the robot, so that the three-dimensional position and orientation information can be taught more accurately, but is not limited thereto. As long as it can instruct the end effector to follow the opening / closing, gripping, releasing, and the like, those having similar shapes or considerably different shapes are also included.

また、本発明の多関節構造体教示装置に関して、上記のロボットの基準原点を固定し、ロボットに固定された基準原点に対するエンドエフェクタの三次元相対的位置姿勢を教示して追随移動及び/又は動作させることが好ましい態様である。
多関節構造体の先端関節の教示開始前の三次元位置を固定された基準原点に対応させておくことにより、教示によって移動中のエンドエフェクタの固定基準原点に対する三次元位置姿勢が、移動中の多関節構造体の先端関節の教示開始前の三次元位置姿勢に対する三次元位置姿勢と常に一致する絶対位置バージョンの教示となるからである。また、かかる態様の場合、多関節構造体全体の形状とロボットアームの形状が類似し直感的教示がしやすいといった利点もある。特に、基準原点をロボットアームの台座等基部に設定し、かつ、多関節構造体の先端関節の教示開始前の三次元位置を後端関節近傍位置とする場合は、多関節構造体とロボットアームの移動中の形状が極めて類似するので、直観的な教示が容易である。なお、基準原点とは、ロボットのエンドエフェクタの基準となる初期位置をいう。
Further, the articulated structure teaching apparatus of the present invention fixes the reference origin of the robot, teaches the three-dimensional relative position and orientation of the end effector relative to the reference origin fixed to the robot, and follows and moves and / or operates. It is a preferred embodiment.
By matching the three-dimensional position of the tip joint of the multi-joint structure before starting teaching to the fixed reference origin, the three-dimensional position and orientation of the end effector being moved by teaching with respect to the fixed reference origin can be changed. This is because the absolute position version always matches the three-dimensional position / posture with respect to the three-dimensional position / posture before starting the teaching of the tip joint of the multi-joint structure. In addition, such an aspect has an advantage that the shape of the entire multi-joint structure and the shape of the robot arm are similar, and intuitive teaching is easy. In particular, when the reference origin is set at the base of the base of the robot arm and the 3D position before the start of teaching of the tip joint of the multi-joint structure is set as the position near the rear end joint, the multi-joint structure and the robot arm Intuitive teaching is easy because the moving shapes of are very similar. The reference origin refers to an initial position that serves as a reference for the end effector of the robot.

また、本発明の多関節構造体教示装置に関して、上記のロボットの基準原点を任意の位置に変更し、ロボットに変更後の基準原点に対するエンドエフェクタの三次元相対的位置姿勢を教示して追随移動及び/又は動作させることが好ましい態様である。
多関節構造体の先端関節の教示開始前の三次元位置は、変更された基準原点に対応付けられるからである。このため、教示によって移動中のエンドエフェクタの変更された基準原点に対する三次元位置姿勢が、移動中の多関節構造体の先端関節の教示開始前の三次元位置姿勢に対する三次元位置姿勢と一致するといった相対位置バージョンの教示ができるのである。かかる態様の場合、エンドエフェクタの位置を任意の位置に置いて、そこから教示開始可能なので開始前の位置合わせが簡単であるといった利点もある。
In addition, regarding the articulated structure teaching apparatus of the present invention, the reference origin of the robot is changed to an arbitrary position, and the robot follows the movement by teaching the robot the three-dimensional relative position and orientation of the end effector with respect to the changed reference origin. And / or operating is a preferred embodiment.
This is because the three-dimensional position of the multi-joint structure before the start of teaching of the tip joint is associated with the changed reference origin. For this reason, the three-dimensional position / posture of the end effector being moved by teaching with respect to the changed reference origin coincides with the three-dimensional position / posture of the tip joint of the moving multi-joint structure before starting teaching. The relative position version can be taught. In such a mode, the end effector can be placed at an arbitrary position and teaching can be started from there, so that there is an advantage that the alignment before the start is simple.

また、本発明の多関節構造体教示装置に関して、上記の先端関節の一連の移動の過程において、ロボットの基準原点の固定及び/又は変動を組合せ、固定基準原点に対するエンドエフェクタの三次元相対的位置姿勢の教示と変動基準原点に対するエンドエフェクタの三次元相対的位置姿勢の教示とを複合した教示を行うハイブリッド型の多関節構造体教示装置が提供されることが好ましい態様である。
かかる態様により、変動タイプと固定タイプを教示段階で適宜切替えて使い分けることが可能となる。
In the multi-joint structure teaching apparatus of the present invention, in the above-described series of movements of the tip joint, the fixed reference origin of the robot is combined and / or changed, and the three-dimensional relative position of the end effector with respect to the fixed reference origin It is a preferred aspect that a hybrid multi-joint structure teaching apparatus is provided that performs teaching that combines teaching of posture and teaching of the three-dimensional relative position and orientation of the end effector with respect to the variation reference origin.
According to this aspect, it is possible to switch between the variable type and the fixed type as appropriate at the teaching stage.

また、本発明の多関節構造体教示装置に関して、上記の多関節構造体先端部の位置を微細に補正する微細移動手段を有することにより、多関節構造体先端部の移動を段階的に行うことが好ましい態様である。
かかる態様により、多関節構造体先端部の移動に基づく出力によりロボットエンドエフェクタを到達地点付近に移動させた後、別系統の入力手段による付加情報を出力させることにより、ロボットエンドエフェクタは、より微細な移動を行って正確な目標地点に到達することができる。
In addition, the articulated structure teaching apparatus of the present invention includes a fine moving means for finely correcting the position of the articulated structure tip, thereby moving the articulated structure tip in a stepwise manner. Is a preferred embodiment.
According to such an embodiment, the robot end effector can be made finer by causing the robot end effector to move to the vicinity of the arrival point by the output based on the movement of the tip of the multi-joint structure, and then outputting the additional information by the input means of another system. It is possible to reach an accurate target point by performing a simple movement.

また、本発明の多関節構造体教示装置に関して、上記のロボットのエンドエフェクタの初期移動方向を補正する手段を有し、補正された初期移動方向にロボットのエンドエフェクタを移動させることが好ましい態様である。
ロボットの設置方法は、床面据え置きタイプ、壁面取り付けタイプ、天井垂下タイプと様々であり、そのタイプにより作動前のアームの折れ方が異なり、エンドエフェクタの向きも様々である。そのために、多関節構造体教示装置の出力部からの情報によって、ロボット制御部がエンドエフェクタを移動させるとき、エンドエフェクタの向きと移動先の方向が正反対の場合等にはエンドエフェクタは円滑に移動を開始できない。
このような場合には、本態様により、操作者が目視により移動方向の補正情報を付加情報として与えることによってエンドエフェクタを円滑に移動させることができるのである。
In addition, the articulated structure teaching apparatus according to the present invention preferably includes means for correcting the initial movement direction of the end effector of the robot and moves the end effector of the robot in the corrected initial movement direction. is there.
There are various methods for installing the robot, such as a floor-standing type, a wall-mounted type, and a ceiling hanging type. Depending on the type, the way the arm bends before operation is different and the direction of the end effector is also different. Therefore, when the robot control unit moves the end effector based on information from the output unit of the multi-joint structure teaching device, the end effector moves smoothly when the direction of the end effector is opposite to the direction of the destination. Cannot start.
In such a case, according to this aspect, the operator can smoothly move the end effector by visually providing correction information on the moving direction as additional information.

また、本発明の多関節構造体教示装置に関して、上記の多関節構造体先端部の三次元相対的位置姿勢情報を変換する手段を有し、変換された位置姿勢情報の出力によりロボットのエンドエフェクタの移動距離を延長又は短縮させることが好ましい態様である。
かかる態様により、算出された三次元相対的位置姿勢情報を修正して、到達すべきエンドエフェクタの三次元相対的位置を接近させ又は遠ざけることができる。
The multi-joint structure teaching apparatus of the present invention further includes means for converting the three-dimensional relative position and orientation information of the tip of the multi-joint structure, and outputs an end effector of the robot by outputting the converted position and orientation information. It is a preferable aspect to extend or shorten the moving distance.
According to this aspect, the calculated three-dimensional relative position / posture information can be corrected, and the three-dimensional relative position of the end effector to be reached can be approached or moved away.

また、本発明の多関節構造体教示装置に関して、上記の多関節構造体先端部の三次元相対的位置姿勢情報を逐次変更する手段を有し、該多関節構造体先端部の移動による三次元相対的位置姿勢情報と対象物の数と逐次変更する三次元相対的位置姿勢情報を教示することによって、ロボットのエンドエフェクタの複数の対象物に対する連続した移動及び/又は動作を実行させることが好ましい態様である。
かかる態様によれば、多関節構造体の移動による基本教示に対し、座標値を増減した付加情報を順次加えた修正位置情報を対象物が変わる都度出力することにより、対象物を隣り合った異なる位置へ次々と移動させることができる。なお、付加情報としてはX軸・Y軸・Z軸上の位置や傾斜角の変更及びこれらの組合せの変更が可能である。
Further, the articulated structure teaching apparatus of the present invention has means for sequentially changing the three-dimensional relative position and orientation information of the tip of the articulated structure, and the three-dimensional by moving the tip of the articulated structure. In a preferred embodiment, continuous movement and / or movement of a robot end effector with respect to a plurality of objects is performed by teaching the relative position / orientation information and the number of objects and three-dimensional relative position / orientation information that sequentially changes. is there.
According to this aspect, the corrected position information obtained by sequentially adding the additional information with the coordinate value increased or decreased with respect to the basic teaching based on the movement of the multi-joint structure is output each time the object is changed, so that the objects are adjacent to each other. It can be moved to the position one after another. As additional information, the position on the X axis, the Y axis, and the Z axis, the inclination angle, and the combination thereof can be changed.

また、本発明の多関節構造体教示装置に関して、上記の多関節構造体先端部についての長方形の領域の斜向する隅部における2つの三次元相対的位置姿勢情報の差分を任意の数で均等割り付けした各々の三次元相対的位置姿勢情報を算出する手段を有し、該斜向する隅部に存する最初の対象物と最後の対象物の各々の三次元相対的位置姿勢情報と該対象物間の対象物の数を教示することにより、ロボットのエンドエフェクタの全対象物に対する移動及び/又は動作を逐次連続して実行させることが好ましい態様である。
先に三次元相対的位置姿勢情報を逐次変更する方法を述べたが、本発明では最初に両端の位置姿勢情報を与え、それらの情報から中間のスペースを配置すべき対象物の数で除した1対象物当たりのスペースを割り出し、その割り出した座標上の数値を対象物が変わるたびに累積付加して対象物を配置していくものである。これは、四角形の領域で実行可能である。
In addition, regarding the articulated structure teaching apparatus of the present invention, the difference between the two three-dimensional relative position and orientation information at the obliquely inclined corners of the rectangular region with respect to the tip of the articulated structure is equalized in an arbitrary number. Means for calculating each allocated three-dimensional relative position and orientation information, and the three-dimensional relative position and orientation information of each of the first object and the last object existing in the oblique corner and the object It is a preferable aspect that the movement and / or movement of the robot end effector with respect to all the objects is sequentially and continuously executed by teaching the number of objects in between.
The method of sequentially changing the three-dimensional relative position / orientation information has been described above. In the present invention, first, position / orientation information at both ends is given, and an intermediate space is divided from the information by the number of objects to be arranged. The space per object is determined, and the numerical value on the calculated coordinates is accumulated and added every time the target changes, and the target is arranged. This can be done in a rectangular area.

ここで、三次元相対的位置姿勢情報の不連続出力及び/又は出力タイミング繰り延べ手段を有することにより、多関節構造体先端部の移動に追随するロボットのエンドエフェクタの移動軌跡及び/又は移動速度の調整をすることを特徴とすることが好ましい。なお、多関節構造体を構成する関節数が多い場合には、エンドエフェクタを先端関節の移動軌跡と同一の移動軌跡を追随させると情報量が過多になって追随が遅れる場合がある。
また、操作者がエンドエフェクタの到達地点に対応する地点を正確に把握している場合等においては、逐次追随させる必要はない。このような場合には、一定時間ごと又は目標地点付近での情報のみ出力させても良い。反対に情報を遅らせて出力してエンドフェクタの動作を緩慢にすることも可能である。
Here, by having a discontinuous output and / or output timing deferring means of the three-dimensional relative position and orientation information, the movement trajectory and / or movement speed of the end effector of the robot following the movement of the tip of the multi-joint structure is detected. It is preferable to make adjustments. If the number of joints constituting the multi-joint structure is large, if the end effector is made to follow the same movement locus as the movement locus of the tip joint, the amount of information becomes excessive and the tracking may be delayed.
Further, in the case where the operator accurately grasps the point corresponding to the arrival point of the end effector, it is not necessary to sequentially follow. In such a case, only information at regular time intervals or in the vicinity of the target point may be output. On the other hand, it is also possible to slow down the operation of the end effector by delaying and outputting information.

また、ロボットのエンドエフェクタの移動停止指示及び移動再開指示をする手段を有することが好ましい。エンドエフェクタの移動において無駄な動作が多くなってきた場合や多くなることが予想される場合、又はロボット作業の禁止領域に接近した場合には、移動停止情報を入力することによりのエンドエフェクタの移動が停止し、本来の動作又は安全領域に復帰したところで移動再開指示を行うことができる。移動禁止地点から移動再開地点までの移動についてはスムージングを行うことが好ましい。   Further, it is preferable to have means for instructing movement stop and movement resumption of the end effector of the robot. Movement of the end effector by inputting movement stop information when unnecessary movements in the movement of the end effector have increased or are expected to increase, or when approaching the prohibited area for robot work Is stopped and a movement resumption instruction can be issued when the original operation or the safe area is restored. Smoothing is preferably performed for the movement from the movement prohibited point to the movement resuming point.

また、上述の多関節構造体教示装置によって、算出され及び/又は修正された情報を編集演算部で蓄積し、蓄積された情報にさらに付加指示情報を加えた編集情報を作成し、又は蓄積された複数の情報から選択し及び/又は組合せた1の編集情報を作成し、作成された編集情報を出力することにより、三次元相対的位置姿勢及び動作を教示してロボットのエンドエフェクタを追随移動及び/又は動作させることがより好ましい。
複数回の教示のうちの最短時間の教示を選択したり、教示した情報に別途進入禁止領域をマッピングした情報を付加して安全作業情報を作成したり、複数の教示内容を組合せて1の教示情報を作成することができるからである。
Further, the calculated and / or corrected information is accumulated in the editing operation unit by the above-described articulated structure teaching apparatus, and editing information obtained by adding additional instruction information to the accumulated information is created or accumulated. 1 edit information selected and / or combined from a plurality of information is created, and the created edit information is output to teach the 3D relative position and posture and move the robot end effector. And / or more preferably it is operated.
Select teaching of the shortest time among multiple teachings, add safety mapping information by separately mapping information that prohibits entry to the taught information, or combine multiple teaching contents into one teaching This is because information can be created.

また、特に、上述の多関節構造体をNCマシンの加工先端軸の移動に用いることができる。NCマシンのプログラミング(ティーチング)も、加工を行う先端軸が加工対象の加工位置に移動する際に、加工対象の他の突起などが軸が移動する際に衝突しないように干渉防止の配慮を行う必要があるが、従来の対話式のティーチングでは手間がかかり、その結果工数や加工コストの上昇につながっていた。そこでNCマシンのプログラミング(ティーチング)においても、本発明の装置を使用すれば干渉するポイントを視認しつつ、適切にアームの加工を行う先端軸を加工近辺まで移動させることが出来る。その後、従来方法に基づく加工点への移動加工指示を与えれば速やかに加工作業を行える。つまり、NCマシンのプログラミングを行う上で精度があまり必要なくかつ迅速に作業させたい部分に本装置を適用し、従来同様に高精度の位置移動が必要な箇所は数値入力などの従来方法を適用するハイブリッド構成を取ることで、従来方法だけで行う場合のプログラム作業時間を大幅に削減させることが可能となる。   In particular, the multi-joint structure described above can be used to move the machining tip axis of the NC machine. NC machine programming (teaching) is also designed to prevent interference when the tip shaft to be processed moves to the processing position of the processing target so that other protrusions of the processing target do not collide when the shaft moves. Although it is necessary, the conventional interactive teaching takes time and results in an increase in man-hours and machining costs. Therefore, in the NC machine programming (teaching), if the apparatus of the present invention is used, the tip shaft for appropriately machining the arm can be moved to the vicinity of machining while visually confirming the interference point. Thereafter, if a moving processing instruction to a processing point based on the conventional method is given, the processing operation can be performed quickly. In other words, this device is applied to parts that require less precision and quicker work when programming NC machines, and conventional methods such as numerical input are applied to parts that require high-precision position movement as before. By adopting such a hybrid configuration, it is possible to greatly reduce the program work time in the case where only the conventional method is performed.

また、上述の多関節構造体教示装置を、人間を含む移動体に装着し、移動体における多関節構造体先端部の取り付け部分の動きによる多関節構造体先端部の移動及び/又はエンドエフェクタの有する機能に対応した指示によってロボットのエンドエフェクタの三次元相対的位置姿勢及び動作を教示することが好ましい。多関節構造体教示装置を装着することにより、教示地点を移動して教示情報を出力することが可能となる。又、手に把持する必要がなく、装着部位も選択できる。   In addition, the articulated structure teaching apparatus described above is attached to a moving body including a human, and the movement of the articulated structure distal end portion due to the movement of the attachment portion of the articulated structure distal end portion of the moving body and / or the end effector It is preferable to teach the three-dimensional relative position and orientation and movement of the end effector of the robot by an instruction corresponding to the function. By mounting the multi-joint structure teaching apparatus, it is possible to move teaching points and output teaching information. Further, it is not necessary to hold it in the hand, and the mounting site can be selected.

また、上述の多関節構造体教示装置によって三次元相対的位置姿勢及び動作を教示する方法が好ましい。   In addition, a method of teaching the three-dimensional relative position / posture and motion by the multi-joint structure teaching apparatus described above is preferable.

又、ロボットを構成する1又は複数の部分に対して移動先の三次元位置姿勢を教示する教示装置であって、可動部に変化量検出センサを有する関節を含む関節群とセンサ信号を処理する処理部と処理されたデータを伝送する通信部とにより構成される多関節構造体と、伝送されたデータを演算編集する演算編集部と、演算編集部により演算された位置情報を出力する出力部とを備え、該多関節構造体を構成する1又は複数の関節の移動に伴う隣接する各関節間の角度及び/又は軸回転の変化量を計測し、かつ該変化量を合算することにより、多関節構造体の1又は複数の関節の移動前の三次元位置姿勢に対する移動後の三次元位置姿勢を算出し、該算出された位置姿勢情報の出力を通じて、前記ロボットの1又は複数の部分の移動前の三次元位置姿勢に対する移動後の三次元位置姿勢を教示して追随移動させることが好ましい。   In addition, the teaching apparatus teaches a three-dimensional position and orientation of a movement destination for one or a plurality of parts constituting a robot, and processes a joint group including a joint having a change amount detection sensor in a movable portion and a sensor signal. An articulated structure composed of a processing unit and a communication unit that transmits processed data, a calculation editing unit that calculates and edits the transmitted data, and an output unit that outputs position information calculated by the calculation editing unit And measuring the amount of change in angle and / or axial rotation between adjacent joints accompanying the movement of one or more joints constituting the multi-joint structure, and adding the amount of change, A three-dimensional position / posture after movement with respect to a three-dimensional position / posture before the movement of one or a plurality of joints of the multi-joint structure is calculated, and one or more parts of the robot are calculated through output of the calculated position / posture information. 3D before moving It is preferable to follow the movement teaches a three-dimensional position and orientation after movement relative postures.

ロボットのエンドエフェクタ以外の部分の三次元位置姿勢を教示する必要のある場合がある。又、エンドエフェクタの三次元位置が同一の場合であっても、ロボットアームの関節部の三次元位置姿勢は一意に決定されずに複数の位置が可能である場合がある。これらの場合に、多関節構造体の先端関節に限定されない1又は複数の関節の移動情報を、対応するロボットアームの関節部等のロボットを構成する部分に対する移動指令情報とすることによりロボットアームの関節部等を追随移動させることができる。又、ロボットの三次元位置姿勢には、ロボットアームの部分の位置姿勢に限定されず、ロボットの脚、頭を含むロボット全体の形状・動作に基づくロボット全体を構成する部分の位置姿勢が含まれる。さらには、ロボットの歩行距離などの位置姿勢情報も含まれる。なお、位置姿勢とは前述の通り三次元位置と傾きの一方又は双方を含む概念である。   There are cases where it is necessary to teach the three-dimensional position and orientation of a portion other than the end effector of the robot. Even if the three-dimensional position of the end effector is the same, the three-dimensional position and orientation of the joint part of the robot arm may not be uniquely determined, and a plurality of positions may be possible. In these cases, the movement information of one or a plurality of joints not limited to the tip joint of the multi-joint structure is used as movement command information for a part constituting the robot, such as a joint part of the corresponding robot arm. A joint part etc. can be moved following. The three-dimensional position / orientation of the robot is not limited to the position / orientation of the robot arm part, but includes the position / orientation of the part constituting the whole robot based on the shape / motion of the whole robot including the robot leg and head. . Furthermore, position and orientation information such as the walking distance of the robot is also included. The position and orientation is a concept including one or both of the three-dimensional position and the inclination as described above.

又、付加指示情報を入力する入力部を有し、前記算出された位置姿勢情報に該付加指示情報を加えて処理作成された修正位置姿勢情報を出力することにより、ロボットの1又は複数の部分の移動前の三次元位置姿勢に対する移動後の三次元位置姿勢を教示して追随移動させることが好ましい。移動距離の拡張・短縮、移動情報出力の一部削除(中抜き)、出力タイミングの繰り延べ調整等の修正が可能である。   In addition, it has an input unit for inputting additional instruction information, and outputs corrected position / orientation information generated by adding the additional instruction information to the calculated position / orientation information. It is preferable to follow the three-dimensional position / posture before movement by teaching the post-movement three-dimensional position / posture. It is possible to make corrections such as extending or shortening the travel distance, deleting part of the travel information output (cutting out), and adjusting the deferred output timing.

又、前記記載の多関節構造体教示装置によって算出された位置姿勢情報を編集演算部で保存蓄積し、蓄積された複数の情報から選択し及び/又は組合せた1の編集情報を作成し、作成された編集情報を出力することにより、ロボットに1又は複数の部分の移動前の三次元位置姿勢に対する移動後の三次元位置姿勢を教示して追随移動させることが好ましい。 Further, the position and orientation information calculated by the multi-joint structure teaching apparatus described above is stored and stored in the editing operation unit, and one editing information selected and / or combined from a plurality of stored information is created and created. By outputting the edited information, it is preferable to teach the robot the three-dimensional position / posture after movement with respect to the three-dimensional position / posture before the movement of one or more parts.

又、前記多関節構造体を人間の一方又は双方の腕に装着することが好ましい。人体では腕部分が最もすばやくかつ自由な範囲で微妙な運動が可能であるので、腕に装着することによりロボットのエンドエフェクタ又は関節等の部分に、より有効な移動を教示することができる。一方、演算編集部や出力部等は肩や背や腰に保持することが好ましい。なお、双方の腕に装着するとは、左右の腕にそれぞれ1の多関節構造体を装着することをいう。   The multi-joint structure is preferably attached to one or both human arms. Since the human body can move the arm portion most quickly and within a free range, it can teach a more effective movement to a portion such as an end effector or a joint of the robot by attaching it to the arm. On the other hand, it is preferable to hold the arithmetic editing unit, the output unit, etc. on the shoulder, back, or waist. In addition, mounting | wearing with both arms means mounting | wearing with one multi-joint structure body in each arm on either side.

又、前記多関節構造体を人間の一方又は双方の腕に装着し、前記入力部を一方の手近傍に配置することが好ましい。演算編集部や出力部等を入力部と一体に一方の手に配置すること又は入力部を分離して演算編集部や出力部等を肩や背や腰に配置することいずれも可能であるが、分離して入力部を軽量化することが操作性の観点から特に好ましい。その場合、入力部の演算編集部や出力部等との接続は有線又は無線いずれも可能である。   Further, it is preferable that the multi-joint structure is mounted on one or both arms of a human and the input unit is disposed in the vicinity of one hand. It is possible to arrange the calculation editing unit, the output unit, etc. in one hand integrally with the input unit, or to separate the input unit and arrange the calculation editing unit, the output unit, etc. on the shoulder, back or waist. It is particularly preferable from the viewpoint of operability to separate and reduce the weight of the input unit. In that case, the connection with the operation editing unit and the output unit of the input unit can be either wired or wireless.

又、ロボットの1又は複数の特定の部分の三次元位置姿勢教示の実行と停止を切り替える教示オプション切り替え部を有することが好ましい。ロボットの設定された通常の動作と多関節構造体教示装置の教示に基づく動作を適宜切り替えて動作を行わせることが可能である。   It is also preferable to have a teaching option switching unit that switches between execution and stop of the three-dimensional position and orientation teaching of one or more specific parts of the robot. It is possible to perform the operation by appropriately switching between the normal operation set by the robot and the operation based on the teaching of the articulated structure teaching apparatus.

又、ロボットの認識するワーク及び/又は周辺情報を検出する検出部を有し、該検出されたワーク及び/又は周辺情報に基づいてロボットの1又は複数の部分の移動前の三次元位置姿勢に対する移動後の三次元位置姿勢を教示することが好ましい。ロボットの有する画像等のワーク情報や周辺情報を検出して、それを多関節構造体の移動操作に反映させる双方向型教示を行うことができる。   In addition, a detection unit that detects a workpiece and / or surrounding information recognized by the robot is provided, and based on the detected workpiece and / or surrounding information, one or a plurality of parts of the robot before the movement of the three-dimensional position and orientation are detected. It is preferable to teach a three-dimensional position and orientation after movement. Bidirectional teaching can be performed in which work information such as an image of the robot and surrounding information are detected and reflected in the movement operation of the multi-joint structure.

また、上述の多関節構造体教示装置を用いて、ロボットの1又は複数の部分の移動前の三次元位置姿勢に対する移動後の三次元位置姿勢を教示する方法が好ましい。   In addition, a method of teaching the three-dimensional position / posture after movement with respect to the three-dimensional position / posture before movement of one or more parts of the robot using the multi-joint structure teaching apparatus described above is preferable.

本発明により、多関節構造体教示装置はロボットのエンドエフェクタの三次元位置姿勢をリアルタイムに教示する。その結果、ロボットのエンドエフェクタは多関節構造体先端関節の動きをなぞったように追随し、その追随する動作を観察した操作者はエンドエフェクタの動きに適合するように多関節構造体先端関節を移動させ、エンドエフェクタはそれにさらに追随するという共同作業的な効率の良い教示が提供される。多関節構造体はその形状や曲げ等の機能がロボットアームと近似しているため、操作者は直感的な所作によりエンドエフェクタの三次元位置姿勢の教示を行うことができる。多関節構造体にエンドエフェクタの有する機能に対応した指示をなしうるアタッチメントを装着すれば、エンドエフェクタはより操作者の意図する動作を行う。エンドエフェクタの形状によってはアタッチメントの形状を同一形状とすることによって、一層酷似した移動、動作を実行させることが可能となる。   According to the present invention, the multi-joint structure teaching apparatus teaches the three-dimensional position and orientation of the end effector of the robot in real time. As a result, the end effector of the robot follows the movement of the tip joint of the multi-joint structure, and the operator who observes the following motion moves the tip joint of the multi-joint structure so that it matches the movement of the end effector. A collaborative and efficient teaching is provided that moves and the end effector follows further. Since the multi-joint structure has a shape and bending function similar to those of the robot arm, the operator can teach the three-dimensional position and orientation of the end effector through intuitive actions. If an attachment that can give an instruction corresponding to a function of the end effector is attached to the multi-joint structure, the end effector performs a motion intended by the operator. Depending on the shape of the end effector, by making the shape of the attachment the same shape, it becomes possible to perform movement and movement that are much more similar.

また、ロボットの基準原点を固定させると、デジタイザモードとなり、多関節構造体を下方に移動させるとエンドエフェクタも確実に下方に移動するというように直感性に優れた追随移動をなす。そのため正確な作業がしやすいというメリットがある。一方、変動させると、三次元マウスモードとなり、ロボットの初期位置などを考慮することなく操作が簡単である。
また、人間のリーチを超える多関節構造体の移動も、マウスをいったんもとの位置に戻して再度移動させることにより可能となる。デジタイザモードとマウスモードを組合せ、原点復帰や移動距離を拡張したいときはマウスモードにし、正確な教示をしたいときはデジタイザモードにする等、教示段階によって切替えて使用することにより使い勝手の良さと正確な教示を両立させることが可能である。
In addition, if the reference origin of the robot is fixed, the digitizer mode is set, and if the multi-joint structure is moved downward, the end effector also moves downward, making the follower movement excellent in intuition. Therefore, there is a merit that accurate work is easy. On the other hand, if it is changed, it becomes a three-dimensional mouse mode, and the operation is simple without considering the initial position of the robot.
In addition, the movement of the multi-joint structure exceeding human reach is possible by returning the mouse to the original position and moving it again. Combining digitizer mode and mouse mode, switch to the mouse mode when you want to return to origin or extend the travel distance, and switch to the digitizer mode when you want accurate teaching. It is possible to make teaching compatible.

また、微細移動手段によってエンドエフェクタをラフ移動と詳細位置合わせの2段階の移動に区分けすることにより、全体的に効率的かつ正確な教示を実現(実施)できる。ロボットのエンドエフェクタの初期移動方向を補正することにより円滑な移動を実現できる。又三次元位置姿勢情報を変換することにより、拡張又は縮小した移動、変形をさせることができる。   Further, by classifying the end effector into two stages of movement, ie, rough movement and detailed positioning, by the fine movement means, efficient and accurate teaching can be realized (implemented) as a whole. Smooth movement can be realized by correcting the initial moving direction of the end effector of the robot. Further, by converting the three-dimensional position and orientation information, it is possible to move or deform the expanded or contracted information.

また、多数の対象物を移動させたり、多数の対象物に対して作業を行う場合に、すべての対象物に対して逐一教示することは煩雑である。このような場合、X軸、Y軸等の座標の間隔を付加情報として付与し、間隔を累積的に増加させれば対象物は一定間隔で配置される。このように手間をかけずにリピート移動、動作が可能である。同様に、四角形の箱の中に対象物を収納する場合等には最初の対象物(例えば左下隅)と最後の対象物(例えば右上隅)に関する教示のみを行い、中間の対象物については均等割り付けによる付加情報を付与することにより、都度教示することなくリピート移動、動作が可能である。   Further, when moving a large number of objects or performing operations on a large number of objects, it is complicated to teach all the objects one by one. In such a case, if an interval between coordinates such as the X axis and the Y axis is given as additional information and the interval is cumulatively increased, the objects are arranged at a constant interval. In this way, repeat movement and operation are possible without taking time and effort. Similarly, when storing an object in a rectangular box, etc., only the teaching on the first object (for example, the lower left corner) and the last object (for example, the upper right corner) is performed, and intermediate objects are equally distributed. By adding additional information by assignment, repeat movement and operation are possible without teaching each time.

また、出力情報選択及び/又は出力タイミング調整手段によって、情報量を節約しつつ適切な教示を行ったり、ロボットのエンドエフェクタの動作を緩慢にして安全性を高めたりすることができる。又、多関節構造体先端部の移動による三次元相対的位置姿勢情報を拡大変換して大きなロボットの教示に適合させることができる。さらに、エンドエフェクタの動作を加速させることもできる。又、移動停止指示をする手段によって、エンドエフェクタの移動を一時停止させたり、通路など作業禁止区域への進入をブロックすることができる。   Further, the output information selection and / or output timing adjustment means can perform appropriate teaching while saving the amount of information, or can slow down the operation of the end effector of the robot and improve safety. In addition, the three-dimensional relative position / orientation information obtained by the movement of the tip of the multi-joint structure can be expanded and adapted to the teaching of a large robot. Furthermore, the operation of the end effector can be accelerated. Moreover, the movement of the end effector can be temporarily stopped by the means for instructing the movement stop, or the entry to the work prohibited area such as a passage can be blocked.

編集演算部で蓄積された教示内容が編集されることによって、より正確な教示やより安全な教示等最適と評価される教示内容を作成し決定することができる。又、多関節構造体教示装置を装着することによって、装置の把持等を行うことなく負担の少ない自然な動作による教示を行うことができる。装着部位も選択でき、例えば肩を起点として装着した場合には下方への移動を上方への移動と同様に円滑に行うことができる。多関節構造体教示装置を複数装着することにより、複数のロボットのエンドエフェクタに対して教示したりすることもできる。多関節構造体教示装置自体の移動とロボット全体の移動をリンクさせれば歩行型ロボットに教示をすることも可能である。   By editing the teaching contents accumulated in the editing operation unit, it is possible to create and determine teaching contents that are evaluated as optimum, such as more accurate teaching and safer teaching. In addition, by mounting the multi-joint structure teaching apparatus, it is possible to perform teaching by a natural operation with less burden without gripping the apparatus. An attachment site can also be selected. For example, when wearing from the shoulder as a starting point, the downward movement can be performed smoothly like the upward movement. By installing a plurality of multi-joint structure teaching devices, it is possible to teach the end effectors of a plurality of robots. If the movement of the articulated structure teaching apparatus itself and the movement of the entire robot are linked, it is possible to teach a walking robot.

又、多関節構造体の1又は複数の関節における移動によりロボットの中間関節等特定の部分を移動させることができる。エンドエフェクタの移動に限定されず、中間の部分を含んだロボット全体の移動又は中間の部分のみの移動により、手を振る動作、ダンスのような様々な動作を教示することも可能である。又、多関節構造体の先端関節の位置を変えずに中間関節の位置を変更することにより、ロボットの中間関節が障害物に接触することを防止しつつエンドエフェクタにワーク把持等の動作を適切に行わせることができる。   Further, a specific part such as an intermediate joint of the robot can be moved by movement of one or a plurality of joints of the multi-joint structure. The movement of the entire robot including the intermediate part or only the movement of the intermediate part is not limited to the movement of the end effector, and various movements such as waving and dancing can be taught. In addition, by changing the position of the intermediate joint without changing the position of the tip joint of the multi-joint structure, it is possible to prevent the intermediate joint of the robot from coming into contact with the obstacle and to properly operate the end effector such as workpiece gripping. Can be done.

又、付加指示情報の入力により、多関節構造体の移動情報に基づくロボットの1又は複数の部分の移動を調整することができる。ロボットの1又は複数の部分の移動距離を拡張・圧縮することが可能となる。又、多関節構造体が複雑な移動ルートを辿る場合に、移動情報の一部のみを出力することにより、ロボットの1又は複数の部分にショートカットした効率的な移動ルートを辿らせることが可能である。   Further, the movement of one or more parts of the robot based on the movement information of the multi-joint structure can be adjusted by inputting the additional instruction information. It is possible to expand / compress the moving distance of one or more parts of the robot. In addition, when the multi-joint structure follows a complicated movement route, it is possible to trace an efficient movement route that is shortcut to one or more parts of the robot by outputting only a part of the movement information. is there.

多関節構造体の移動による教示情報を保存蓄積することにより、繰り返して同じ教示情報によりロボットの1又は複数の部分を移動させたり、複数の教示情報を組み合わせてより適切な一連の教示情報を構築することが可能となる。   By storing and accumulating teaching information from the movement of multi-joint structures, one or more parts of the robot can be repeatedly moved using the same teaching information, or more appropriate series of teaching information can be constructed by combining multiple teaching information It becomes possible to do.

又、人体に装着し、かつ多関節構造体を腕に装着することにより、移動しつつタイムリーな教示を行うことができる。片手で教示し他方の手で非常停止等の操作を行うことにより、より迅速かつ安全な教示を行うことができ、2つの多関節構造体を両腕に装着することにより、ロボット全体に対する動作を教示することが可能となる。装着者の動作をそのままロボットに伝達・教示する直観的な操作が可能になるのである。なお、多関節構造体を腕部、脚部、頭部に装着することにより全身型ロボットに対しても同様に直観的な教示を行うことができる。さらに、人体の動作を計測する計測装置として用いれば、人体の動作に追随しつつ計測するので、計測範囲の制限等の制約を受けることのない広範囲な計測が可能である。   In addition, by attaching to the human body and attaching the multi-joint structure to the arm, timely teaching can be performed while moving. By teaching with one hand and performing an emergency stop, etc. with the other hand, quicker and safer teaching can be performed. By attaching two multi-joint structures to both arms, the robot can be operated on the entire robot. It becomes possible to teach. Intuitive operation that directly transmits and teaches the wearer's movements to the robot becomes possible. Note that intuitive teaching can be similarly performed for a whole-body type robot by attaching the multi-joint structure to the arm, leg, and head. Furthermore, if it is used as a measuring device that measures the movement of the human body, the measurement is performed while following the movement of the human body, so that it is possible to perform a wide range of measurement without being restricted by the limitation of the measurement range.

教示の実行と停止を常時切り替え可能とすることにより、ロボットの1又は複数の部分の一連の移動の中で多関節構造体の移動情報に基づく教示が必要な移動部分のみを選択して教示することによって迅速な教示を行うことができる。   By making it possible to always switch between execution and stop of teaching, only a moving part that requires teaching based on movement information of the multi-joint structure is selected and taught among a series of movements of one or more parts of the robot. Therefore, quick teaching can be performed.

又、ロボットが取得するワークや周辺の情報を教示に利用することにより、双方向情報に基づいたより早く正確な教示を行うことが可能となる。例えば、ロボットがカメラによりワーク画像を取得している場合、ワーク画像を検出部に転送させ、転送されたワーク画像を参考にして多関節構造体の移動を調整すれば、より適切にロボットの1又は複数の部分の移動を教示することができる。   Further, by using the workpiece and surrounding information acquired by the robot for teaching, it becomes possible to perform teaching more quickly and accurately based on bidirectional information. For example, when the robot acquires a work image using a camera, the work image is transferred to the detection unit, and the movement of the multi-joint structure is adjusted with reference to the transferred work image. Or the movement of several parts can be taught.

以下、本発明の最良の実施形態に係る多関節構造体教示装置について図面を参照しつつ詳細に説明する。   Hereinafter, an articulated structure teaching apparatus according to the best embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1Aは、床置きタイプの多関節構造体教示装置1である。多関節構造体教示装置1は操作テーブル2と多関節構造体3とアタッチメント4より構成されている。操作テーブル2には入力用のインターフェイスとしてタッチパネル5と操作キー6と移動方向切替えレバー7と非常停止ボタン8が組み込まれている。入力用のインターフェイスとしては本実施例に限定されないのは勿論である。例えば操作テーブルを小型化して操作用のボタン等を一切設けず、パソコンに接続してパソコン側から入力するようにしても良い。又、多関節構造体教示装置は人体に装着すると、移動を重ねながら教示することが可能となる。   FIG. 1A shows a floor-mounted multi-joint structure teaching apparatus 1. The articulated structure teaching apparatus 1 includes an operation table 2, an articulated structure 3, and an attachment 4. The operation table 2 incorporates a touch panel 5, operation keys 6, a moving direction switching lever 7 and an emergency stop button 8 as an input interface. Of course, the input interface is not limited to this embodiment. For example, the operation table may be reduced in size so that no operation buttons or the like are provided, and the operation table may be connected to a personal computer and input from the personal computer side. In addition, when the multi-joint structure teaching apparatus is mounted on a human body, it is possible to teach while repeatedly moving.

多関節構造体3は多数の関節により構成され、関節の先端部9にはアタッチメント4が取り付けられている。先端関節をアタッチメントの先端まで延長して取り付けることも勿論可能である。また、アタッチメント4には手元操作用として操作テーブル2の入力用インターフェイスと同機能を有したジョイスティック10及び図示していないボタンが取り付けられている。ロボットへの教示の開始後は先端関節9とほぼ同位置にあるジョイスティック10を用いて付加情報を入力する方が便宜である。   The multi-joint structure 3 is composed of a large number of joints, and an attachment 4 is attached to the distal end portion 9 of the joint. Of course, it is possible to extend the tip joint to the tip of the attachment. In addition, a joystick 10 having the same function as the input interface of the operation table 2 and a button (not shown) are attached to the attachment 4 for hand operation. After the teaching to the robot is started, it is more convenient to input additional information using the joystick 10 that is substantially in the same position as the tip joint 9.

図1Bは操作テーブルのタッチパネル5の拡大図である。タッチパネル5には固定・変動切替え表示、距離・時間切替え表示、停止・再開表示、微調整表示、出力切替え表示、編集表示がある。固定・変動切替え表示とは教示対象のロボットの基準原点位置を固定にするか変動にするかのモード切替え表示である。距離切替え表示とは通常1:1にセットされている多関節構造体先端部の移動距離とロボットのエンドエフェクタの移動距離の比率を切替えるための表示である。停止・再開表示とは、ロボットのエンドエフェクタの移動又を停止させたり、停止された後の再開を指令するための表示である。なお、移動等再開させた場合には停止位置から再開位置の間の移動はスムージングされる。微調整表示は、通常の多関節構造体先端部の移動による教示に対して、より精密な移動等教示を行うときに使用される。具体的な位置の調整は右の操作キーを用いて行う。出力切替え表示は、多関節構造体先端部の移動の全データのうち選択されたもののみ出力したり、時間をずらせて出力する出力調整モードの選択・非選択表示である。編集表示は、移動に係る演算されたデータ又は入力情報付加によって修正されたデータを加工、組合せる場合の表示である。   FIG. 1B is an enlarged view of the touch panel 5 of the operation table. The touch panel 5 includes a fixed / variable switching display, a distance / time switching display, a stop / restart display, a fine adjustment display, an output switching display, and an editing display. The fixed / variable switching display is a mode switching display indicating whether the reference origin position of the teaching target robot is fixed or variable. The distance switching display is a display for switching the ratio of the movement distance of the tip of the multi-joint structure that is normally set to 1: 1 and the movement distance of the end effector of the robot. The stop / restart display is a display for instructing a restart after the movement or stop of the end effector of the robot is stopped. When the movement is resumed, the movement from the stop position to the resume position is smoothed. The fine adjustment display is used when more precise movement or the like is taught with respect to the teaching by the movement of the normal articulated structure tip. The specific position is adjusted using the right operation key. The output switching display is a selection / non-selection display of an output adjustment mode in which only selected data of all the movements of the tip of the multi-joint structure is output or output with a time shift. The edit display is a display when processing and combining data calculated for movement or data corrected by adding input information.

図2は多関節構造体の一例である。本多関節構造体関節は先端関節9と後端関節と折り曲げ関節12と軸回転関節13とダミー関節により構成されている。関節間にはすべて可動部11が装着されている。可動部は円滑に運動するように低摩擦樹脂で形成されているが、ベアリング等でも良い。可動部はいずれも1自由度であるが、折り曲げ関節と軸回転関節がバランス良く配置されているため、多関節構造体全体では任意の三次元位置へと容易に進むことができる。勿論2自由度以上であっても良い。又、可動部にはそれぞれポテンショメータ14が備えられ、いくつかの関節にはCPU15が配置されている。   FIG. 2 is an example of a multi-joint structure. This multi-joint structure joint is composed of a front end joint 9, a rear end joint, a bending joint 12, an axis rotation joint 13, and a dummy joint. A movable part 11 is mounted between all the joints. The movable part is formed of a low friction resin so as to move smoothly, but a bearing or the like may be used. Each of the movable parts has one degree of freedom, but since the bending joint and the shaft rotation joint are arranged in a well-balanced manner, the entire multi-joint structure can easily advance to an arbitrary three-dimensional position. Of course, it may be more than two degrees of freedom. Each movable part is provided with a potentiometer 14, and a CPU 15 is disposed at some joints.

次に、多関節構造体の移動に伴う変化量の演算、送信について説明する。多関節構造体の先端部9が移動等したとき、移動に伴い各関節間の角度が変化する。一方、各関節間の長さは変化しない。したがって、角度の変化を合計すれば、移動等前の三次元位置姿勢に対する移動後の三次元位置姿勢が判明する。関節間の角度の変化はポテンショメータ14で計測され、計測データはCPU15に送られる。CPUはCAN通信機能を有しており、本多関節構造体全体で1つのCANネットワークが構築されているので、すべてのCPUから操作テーブル内の演算編集部に直接無線送信されて演算される。先端関節9が分岐している場合には、各々の先端関節について移動に伴う角度変化が計測される。したがって、分岐した先端部9の開閉等の動作についても三次元位置の変化として計測される。操作テーブル内演算編集部で演算された先端関節の三次元位置姿勢情報は操作テーブル2内の出力部よりロボット制御部に出力送信される。
例えば、ロボット制御部では指示されたロボットのエンドエフェクタの三次元位置姿勢情報を実現するために、逆キネマティクスにより関節角度を決定する等の処理を行い、エンドエフェクタを移動・変形させる。エンドエフェクタについては、次に図3を参照して説明する。
Next, calculation and transmission of the amount of change associated with movement of the multi-joint structure will be described. When the tip 9 of the multi-joint structure moves, the angle between the joints changes with the movement. On the other hand, the length between each joint does not change. Therefore, if the change in angle is summed, the three-dimensional position / posture after movement with respect to the three-dimensional position / posture before movement and the like can be determined. The change in the angle between the joints is measured by the potentiometer 14, and the measurement data is sent to the CPU 15. Since the CPU has a CAN communication function and one CAN network is constructed in the entire multi-joint structure, the CPU is directly wirelessly transmitted to the calculation editing unit in the operation table and calculated. When the tip joint 9 is branched, the angle change accompanying the movement is measured for each tip joint. Therefore, an operation such as opening / closing of the branched tip portion 9 is also measured as a change in the three-dimensional position. The three-dimensional position / orientation information of the distal joint calculated by the operation editing unit in the operation table is output and transmitted from the output unit in the operation table 2 to the robot control unit.
For example, in order to realize the three-dimensional position and orientation information of the instructed robot end effector, the robot control unit performs a process such as determining a joint angle by inverse kinematics, and moves and deforms the end effector. Next, the end effector will be described with reference to FIG.

図3は多関節構造体の先端関節の移動に追随するロボットのエンドエフェクタ17を示している。操作者は多関節構造体をロボットアーム16に見立てて直感的に操っている。移動対象物18はシャンプー、移動元はベルトコンベア19、移動先は製品20本用ダンボールケース26である。エンドエフェクタ17は操作者の多関節構造体の移動に追随するが、シャンプーを把持する段階では微妙な位置合わせが必要であることから、操作者の先端部移動は揺れ動き、エンドエフェクタ17も追随してもたついた動きをすることとなる。シャンプーを箱に入れるときも同様である。このような場合には、円滑に移動している領域の最後付近でジョイスティック10に備えられている入力用の停止ボタンを押す。停止ボタンを押すとメモリ1にそれまでの三次元位置姿勢情報がメモリに記録されると共にエンドエフェクタ17の追随移動等がストップする。次に、先端部がシャンプーの真上(又はダンボール箱の真上)に対応する位置にきたと判断した場合に、再開ボタンを押してエンドエフェクタ17の移動等を再開させる。この一連の操作によって、円滑に移動等している部分のみエンドエフェクタ17に教示できたことになる。なお、停止箇所と再開箇所の接続にしてはスムージング処理を施すことによって容易に解決することができる。   FIG. 3 shows the end effector 17 of the robot that follows the movement of the tip joint of the multi-joint structure. The operator intuitively manipulates the articulated structure as if it were the robot arm 16. The moving object 18 is a shampoo, the moving source is a belt conveyor 19, and the moving destination is a cardboard case 26 for 20 products. The end effector 17 follows the movement of the multi-joint structure of the operator. However, since delicate positioning is necessary at the stage of gripping the shampoo, the movement of the tip of the operator swings and the end effector 17 follows. It will move very much. The same applies when putting shampoo into the box. In such a case, an input stop button provided on the joystick 10 is pressed near the end of the smoothly moving region. When the stop button is pressed, the previous three-dimensional position / orientation information is recorded in the memory 1 and the following movement of the end effector 17 is stopped. Next, when it is determined that the tip portion has come to a position corresponding to the position directly above the shampoo (or just above the cardboard box), the movement of the end effector 17 is restarted by pressing the restart button. Through this series of operations, the end effector 17 can be taught only to the smoothly moving part. In addition, it can solve easily by performing a smoothing process for the connection of a stop location and a restart location.

図4は多関節構造体先端関節のアタッチメントの拡大図を示す。Aはジョイスティックタイプである。表面のジョイスティックと裏面のボタンを用いて入力情報を付加指示する。Bはグリップセンサタイプである。エンドエフェクタに対して対象物の把持・解放情報を出力することができる。Cは電子グローブタイプである。各指の端部まで多関節構造体の先端関節が延長されており、多指型のロボットアームに正確な追随移動及び動作指示をすることができる。さらに、後述するようにエンドエフェクタの形状に類似する特殊な形状のアタッチメントを装着することも可能である。   FIG. 4 shows an enlarged view of the attachment of the tip joint of the multi-joint structure. A is a joystick type. Using the joystick on the front side and the button on the back side, input information is instructed. B is a grip sensor type. The object grip / release information can be output to the end effector. C is an electronic globe type. The tip joint of the multi-joint structure is extended to the end of each finger, and accurate follow-up movement and operation instructions can be given to the multi-finger type robot arm. Further, as will be described later, it is possible to attach an attachment having a special shape similar to the shape of the end effector.

図5はロボットアーム16の初期位置の相違による初期移動の不具合を補正する入力手段に関する概念図である。図6の左側は多関節構造体と天井吊り下げ型のロボットアーム16と床据え置き型のロボットアーム16のそれぞれ初期位置を示している。多関節構造体先端関節が移動を始め教示を開始した場合、天井吊り下げ型ロボットアーム16は多関節構造体と同様にアームの向きが土台部から放射する向きにセットされている。したがって、多関節構造体先端関節の移動等にスムーズに追随することができる。一方、床据え置き型ロボットアーム16は土台に接近する向きにセットされている。この場合、ロボットによっては下向きに移動しようとすることがある。そこで、表示テーブルの移動方向切替えレバー7又はジョイスティック10のボタンで方向を切替え補正することにより、移動等をスムーズに行うことが可能となる。   FIG. 5 is a conceptual diagram relating to input means for correcting a problem of initial movement due to a difference in the initial position of the robot arm 16. The left side of FIG. 6 shows the initial positions of the multi-joint structure, the ceiling-suspended robot arm 16, and the floor-standing robot arm 16. When the tip joint of the multi-joint structure starts to move and starts teaching, the ceiling-suspended robot arm 16 is set so that the direction of the arm radiates from the base portion as in the multi-joint structure. Accordingly, it is possible to smoothly follow the movement of the joint at the tip of the multi-joint structure. On the other hand, the floor-standing robot arm 16 is set so as to approach the base. In this case, some robots may try to move downward. Therefore, by moving and correcting the direction with the movement direction switching lever 7 of the display table or the button of the joystick 10, the movement or the like can be performed smoothly.

図6Aは一升瓶22をケースに収める場合、図6Bはシャンプー18を四角の箱に収める場合の概念図である。図6Aでは、先ず最初の一升瓶22の移動等を教示する。次に多関節構造体先端関節9の三次元位置姿勢情報に対して先に収めた一升瓶22と接触しない程度に右横にずらせた間隔のデータを付加して新たな三次元位置姿勢情報を及びさらに同間隔を付加した情報を作成して、次の一升瓶、さらにその次の一升瓶の移動に適用する。この一連の操作によって、次の一升瓶はスペース1にその次に一升瓶はスペース2に収められる。一度教示した後のリピート動作を自動化することができるのである。   FIG. 6A is a conceptual diagram when the single bottle 22 is stored in a case, and FIG. 6B is a conceptual diagram when the shampoo 18 is stored in a square box. In FIG. 6A, the first movement of the first bottle 22 is taught. Next, new three-dimensional position / orientation information is added by adding data of an interval shifted to the right so that the three-dimensional position / orientation information of the multi-joint structure joint 9 is not in contact with the first bottle 22 stored earlier. Further, information with the same interval added is created and applied to the next bottle, and then the next bottle. By this series of operations, the next bottle is placed in the space 1 and the next bottle is placed in the space 2. The repeat operation after teaching once can be automated.

図6Bはシャンプー10本入りの箱である。シャンプー容器の移動等の教示では、左下に最初のシャンプー容器24を納め、右上に最後のシャンプー容器25を納めている。後は8本分のスペースが空いている。この場合、残り8本について同様の教示をすることなく、下4本分のスペースと上4本分のスペースを8で除する演算を行い、演算結果の1本当たりスペースの1、2、3本分各々右横にずらせたデータを容器中心点の三次元位置姿勢データとし、同様に上部の位置情報も付加して残り8本の容器を自動的に移動することができる。   FIG. 6B is a box containing 10 shampoos. In the teaching such as movement of the shampoo container, the first shampoo container 24 is stored in the lower left and the last shampoo container 25 is stored in the upper right. After that, there are 8 spaces available. In this case, without performing the same teaching on the remaining eight, the calculation is performed by dividing the lower four spaces and the upper four spaces by 8, and 1, 2, 3 of the space per calculation result. The data shifted to the right side for each of these is used as the three-dimensional position / orientation data of the container center point. Similarly, the remaining eight containers can be automatically moved by adding the position information of the upper part.

図7はシャンプー搬送システムの固定タイプ教示の概念図である。本図では人間が多関節構造体装置を装着している。多関節構造体のアタッチメントは電子グローブ21である。対面には左右逆の鏡像位置にロボットが配置されており、人間とロボットの間にベルトコンベアに載せられたシャンプー容器18が移動している。なお、図示していないが操作テーブル2はタッチパネル式デイスプレイである。   FIG. 7 is a conceptual diagram of fixed type teaching of the shampoo conveyance system. In this figure, a human wears an articulated structure device. The attachment of the multi-joint structure is an electronic glove 21. The robot is arranged in the mirror image position opposite to the left and right, and the shampoo container 18 placed on the belt conveyor is moving between the human and the robot. Although not shown, the operation table 2 is a touch panel display.

先ず、操作者は操作部の電源を入れる。次にロボットアーム16の原点位置(配置ポジション)を選択する。この操作によりロボットアーム接続が開始され、指定位置にロボットアーム16が移動する。操作者はここで多関節構造体のジョイスティック10(図4のAで示したもの)で固定モードを選択する。そして、多関節構造体の三次元位置情報に基づいて、ロボットアーム16が追随するか否かを確認する。   First, the operator turns on the power of the operation unit. Next, the origin position (arrangement position) of the robot arm 16 is selected. By this operation, the robot arm connection is started, and the robot arm 16 moves to the designated position. Here, the operator selects the fixed mode with the joystick 10 (shown by A in FIG. 4) of the multi-joint structure. Then, based on the three-dimensional position information of the multi-joint structure, it is confirmed whether or not the robot arm 16 follows.

次に、ティーチングに入る。多関節構造体3を操作してロボットアーム16を基準原点付近まで移動させる。ここから教示を開始する。ジョイスティック10(図4のAを参照)のメモリ1を押す。多関節構造体3を操作して移動先のベルトコンベア19の位置までロボットアーム16が移動する。ここでメモリ2を押す。微調整切り替えボタンを押して微調整モードに入る。ジョイスティック10(図4のAを参照)のボタンで微調整を行う。シャンプー容器18を把持したらメモリ3を押す。多関節構造体3を操作して移動先の梱包箱までロボットアーム16を移動してメモリ4を押す。
次に、再び微調整切替えボタンを押して微調整を行う。操作は上記と同様である。そして、シャンプー容器18を放して梱包容器26に収める。ここでメモリ5を押す。その後、教示を続行する場合はロボットアーム16を移動元の位置に追随移動させ、いったん原点復帰する場合には原点付近まで追随移動させる。一連の教示が完了したら操作テーブル2の編集表示で教示完了及び保存処理を行う。その後、保存された教示内容を実行し、ロボットアーム16を自動で移動等させてその動作を確認する。動作の不具合等があれば修正する。
Next, start teaching. The multi-joint structure 3 is operated to move the robot arm 16 to the vicinity of the reference origin. Teaching starts here. Press the memory 1 of the joystick 10 (see A in FIG. 4). The robot arm 16 moves to the position of the destination belt conveyor 19 by operating the multi-joint structure 3. Here, the memory 2 is pushed. Press the fine adjustment switching button to enter the fine adjustment mode. Fine adjustment is performed with the buttons of the joystick 10 (see A in FIG. 4). When the shampoo container 18 is gripped, the memory 3 is pushed. The multi-joint structure 3 is operated to move the robot arm 16 to the destination packing box and push the memory 4.
Next, fine adjustment is performed by pressing the fine adjustment switching button again. The operation is the same as above. Then, the shampoo container 18 is released and stored in the packing container 26. Here, the memory 5 is pushed. Thereafter, when teaching is continued, the robot arm 16 is moved to the original position, and when returning to the origin, it is moved to the vicinity of the origin. When a series of teaching is completed, teaching completion and storage processing are performed by editing and displaying the operation table 2. Thereafter, the stored teaching content is executed, and the robot arm 16 is automatically moved to check its operation. Correct any malfunctions.

図8はシャンプー配送システムの変動タイプ教示の概念図である。多関節構造体アタッチメント4は電子グローブ21であり、操作部(図示していない)はパソコンである。
準備段階では、図7とほぼ同様であるが、ここでは図7と相違して変動モードを選択する。次に教示に入る。操作部でロボットアーム16を原点に移動させる。多関節構造体3の電子グローブ21内のボタンを押し続けている時のみロボットに対して教示情報が出力される。固定モードの場合と異なり、多関節構造体3操作者の腕の位置とロボットの位置には相関がない。
多関節構造体3を操作して移動元のベルトコンベア19の位置までロボットアーム16移動させてメモリ1を押す。微調整に切換え、操作はハンドグローブ内ボタンで行う。シャンプーを把持したらメモリ2を押す。多関節構造体3を操作して移動先の梱包箱26まで移動させてメモリ3を押す。微調整に切換えハンド部で操作する。シャンプー容器18を離して梱包に収めてメモリ4を押す。その後は図7の例と同様である。
FIG. 8 is a conceptual diagram of variation type teaching of the shampoo delivery system. The multi-joint structure attachment 4 is an electronic glove 21 and the operation unit (not shown) is a personal computer.
In the preparation stage, it is almost the same as that in FIG. 7, but here, the variation mode is selected unlike FIG. Next, the teaching begins. The robot arm 16 is moved to the origin by the operation unit. The teaching information is output to the robot only when the button in the electronic glove 21 of the multi-joint structure 3 is kept pressed. Unlike the case of the fixed mode, there is no correlation between the position of the arm of the multi-joint structure 3 operator and the position of the robot.
The multi-joint structure 3 is operated to move the robot arm 16 to the position of the belt conveyor 19 to be moved, and the memory 1 is pushed. Switch to fine adjustment and use the buttons in the hand glove. When holding the shampoo, press the memory 2. The multi-joint structure 3 is operated to move to the destination packing box 26 and the memory 3 is pushed. Switch to fine adjustment and operate with the hand. The shampoo container 18 is released and stored in the package, and the memory 4 is pushed. The subsequent steps are the same as in the example of FIG.

図9は塗装ロボットの教示である。ロボットの背後から操作を行っている。多関節構造体アタッチメント4は電子グローブ21に塗装ガンタイプアタッチメント27を結合したものである。固定、変動選択については、ハイブリッドモードを選択し、両者の利点を組合せて活用する。   FIG. 9 shows the teaching of the painting robot. You are operating from behind the robot. The multi-joint structure attachment 4 is obtained by connecting a paint gun type attachment 27 to an electronic glove 21. For fixed and variable selection, the hybrid mode is selected and the advantages of both are combined.

準備段階については、ハイブリッドモード選択以外は図7,図8と同様である。教示を開始した時点では変動型モードになっている。操作開始時点ですぐメモリを押さず、塗装対象の開始位置までロボットを追随移動させた時点ではじめてメモリ1を押す。次にモードを固定モードに切り替える。ジョイスティック10あるいはアナログ量検知スイッチを使用して塗装の塗布量を制御しながら多関節構造体3を移動、変形させてロボットアーム16を追随移動させ、塗装ガン28により塗装を行わせる。塗装完了後は塗装対象の開始位置に移動又は原点復帰する。   The preparation stage is the same as in FIGS. 7 and 8 except for the hybrid mode selection. When teaching is started, the mode is variable. The memory 1 is pushed only when the robot is moved to the start position of the painting object without pushing the memory immediately at the start of the operation. Next, the mode is switched to the fixed mode. The articulated structure 3 is moved and deformed while controlling the coating amount using the joystick 10 or the analog amount detection switch, and the robot arm 16 is moved following the coating, and the coating gun 28 is used for coating. After painting is complete, move to the starting position of the painting object or return to the origin.

なお、一品一様で塗装する場合には都度多関節構造体装置によりロボットを教示して塗装を実行させる。人間が直接行うと芸術品等商品によっては塗装用のエアガンの使用によって危険なガスが発生する場合があるからである。このような場合は本発明による多関節構造体装置を利用することが好ましい。なお、安全面を考慮して本実施例では操作者はロボットから離れた背後から遠隔操作を行っている。   In addition, when painting one item uniformly, the robot is taught by the multi-joint structure device to perform painting each time. This is because, if performed directly by human beings, dangerous gas may be generated by using an air gun for painting depending on products such as arts. In such a case, it is preferable to use the multi-joint structure apparatus according to the present invention. In consideration of safety, in this embodiment, the operator performs a remote operation from the back away from the robot.

人体装着型の多関節構造体教示装置について、図10、図11、図12、図13に基づいて説明する。   A human body-mounted multi-joint structure teaching apparatus will be described with reference to FIGS. 10, 11, 12, and 13. FIG.

図10は人体装着型多関節構造体教示装置29に係る概念図である。多関節構造体3を両腕に沿わせて配設することにより双腕型ロボットへの移動教示が可能であるが、現在は左腕に配設した多関節構造体のみを機能させており、左腕に沿わせて配設し先端部には塗料ガンを模したアタッチメント4を取り付けている。人体の背部には多関節構造体3に連結してポータブル制御部30が配設されている。図11は図10と同一の実施形態で人体前面方向より投射した概念図である。右腕に配設した多関節構造体3の先端部には付加情報入力及び非常停止用のポータブル入力部31が装着されている。なお、多関節構造体の人体への装着については、関節など人体の可動部分にのみ密着固定させて配設すれば、装着する人体(操作者)の動作を多関節構造体が忠実にトレースすることができる。多関節構造体を構成するすべての関節を人体に密着固定させる必要はない。   FIG. 10 is a conceptual diagram related to the human body-mounted multi-joint structure teaching device 29. It is possible to teach movement to a double-armed robot by arranging the multi-joint structure 3 along both arms, but currently only the multi-joint structure placed on the left arm is functioning, And an attachment 4 simulating a paint gun is attached to the tip. A portable control unit 30 is disposed on the back of the human body so as to be connected to the multi-joint structure 3. FIG. 11 is a conceptual diagram projected from the front side of the human body in the same embodiment as FIG. A portable input unit 31 for inputting additional information and for emergency stop is attached to the tip of the multi-joint structure 3 disposed on the right arm. As for the attachment of the multi-joint structure to the human body, the multi-joint structure faithfully traces the action of the human body (operator) to be attached if it is disposed in close contact with only a movable part of the human body such as a joint. be able to. It is not necessary to tightly fix all the joints constituting the multi-joint structure to the human body.

図12はポータブル制御部30の内部構成概念図であり、図13は外形である。ポータブル制御部30は演算編集用CPU32と出力部33より構成されている。出力部33には出力用モジュール33aと無線出力用コネクタ33bと有線出力用コネクタ33cが配されており、無線LAN又は有線LANによる出力の選択が可能である。   FIG. 12 is a conceptual diagram of the internal configuration of the portable control unit 30, and FIG. The portable control unit 30 includes a calculation editing CPU 32 and an output unit 33. The output unit 33 is provided with an output module 33a, a wireless output connector 33b, and a wired output connector 33c, and output can be selected by wireless LAN or wired LAN.

多関節構造体を構成する関節には可動部を有する折り曲げタイプ及び軸回転タイプと可動部を有さない接続タイプの3種類がある。折り曲げタイプは隣接する関節間を結ぶ線の角度が傾斜可能となっている。折り曲げタイプ関節にはさらに上下のみの折り曲げが可能なタイプと左右のみの折り曲げが可能なタイプがあり、交互に配置されている。いずれも1自由度で折り曲げ可能範囲は±45度である。軸回転タイプ関節は隣接する関節間を結ぶ線は直線のまま変化せずに関節を貫く軸の直交方向に回転可能となっている。軸回転タイプも1自由度で回転可能範囲は0度ないし120度でストップ点がある。接続タイプはポータブル制御部30とアタッチメント4に接続する多関節構造体3の両端部に配置されている。多関節構造体を構成する関節のタイプ、配置、折り曲げ等の可能範囲は本実施形態に限定されるものではない。   There are three types of joints constituting the multi-joint structure: a bending type and a shaft rotation type having a movable part, and a connection type having no movable part. In the bending type, the angle of a line connecting adjacent joints can be inclined. There are two types of bendable joints: one that can be folded only up and down and the other that can be folded only left and right. In both cases, the bendable range is ± 45 degrees with one degree of freedom. The shaft rotation type joint can rotate in the direction perpendicular to the axis passing through the joint without changing the line connecting the adjacent joints. The shaft rotation type also has a stop point with one degree of freedom and a rotatable range of 0 to 120 degrees. The connection type is arranged at both ends of the multi-joint structure 3 connected to the portable control unit 30 and the attachment 4. The possible range of the type, arrangement, bending, etc. of the joints constituting the multi-joint structure is not limited to this embodiment.

可動部を有するタイプの関節にはそれぞれポテンショメータ14が配設され、数関節よりなるユニット毎にCPU15があり、CAN通信が配線されている。ポテンショメータにより計測された折り曲げ又は軸回転による関節間の変化量は有線でCPUに伝送され、CPUで集計された複数の関節間の変化量データはCAN通信(有線)でポータブル制御部30の演算編集用CPU32に伝送される。演算編集用CPU32では伝送された計測値を演算し、ロボットの構成に対応させた位置姿勢情報データに変換し、出力部33よりロボットコントローラに有線又は無線でデータを伝送する。関節間の変化量の計測センサ、CPUへの伝送やCAN通信方法は本実施形態に限定されず、ポータブル制御部では変化量データに付加情報を加えて修正した位置姿勢情報データをロボットコントローラに伝送することも可能である。   A potentiometer 14 is disposed in each of the types of joints having a movable part, and a CPU 15 is provided for each unit composed of several joints, and CAN communication is wired. The amount of change between joints measured by the potentiometer due to bending or shaft rotation is transmitted to the CPU by wire, and the amount of change data between multiple joints calculated by the CPU is computed and edited by the portable control unit 30 by CAN communication (wired). Is transmitted to the CPU 32. The calculation editing CPU 32 calculates the transmitted measurement value, converts it into position / orientation information data corresponding to the configuration of the robot, and transmits the data from the output unit 33 to the robot controller in a wired or wireless manner. The sensor for measuring the amount of change between joints, the transmission to the CPU, and the CAN communication method are not limited to this embodiment, and the portable controller transmits position and orientation information data corrected by adding additional information to the amount of change data to the robot controller. It is also possible to do.

出力部より伝送された位置姿勢情報に基づくロボットの動作の一例を示す。本発明に係る多関節構造体教示装置のロボットコントローラに伝送された位置姿勢情報により、ロボットコントローラの位置決め制御ユニットでモータの駆動パターンが作成され、パルス信号による駆動指令がなされる。コントローラからの指令に基づきドライバは変調した電力をモータに出力する。モータは指令パルスに基づいてロータを回転させ、減速機37を通じたロボットアームの回転によりエンドエフェクタが塗装対象物に向かい移動することとなる。   An example of the operation of the robot based on the position and orientation information transmitted from the output unit will be described. Based on the position and orientation information transmitted to the robot controller of the articulated structure teaching apparatus according to the present invention, a motor drive pattern is created by the positioning control unit of the robot controller, and a drive command based on a pulse signal is issued. Based on the command from the controller, the driver outputs the modulated power to the motor. The motor rotates the rotor based on the command pulse, and the end effector moves toward the object to be painted by the rotation of the robot arm through the speed reducer 37.

本発明に係る多関節構造体教示装置は工場の組立て、搬送ライン等で広く用いることが可能であり、産業上の利用可能性が大きい。   The articulated structure teaching apparatus according to the present invention can be widely used in factory assembly, transfer lines, etc., and has great industrial applicability.

多関節構造体教示装置の概念図Conceptual diagram of multi-joint structure teaching device 多関節構造体の概念図Conceptual diagram of articulated structure ロボットの概念図Conceptual diagram of robot アタッチメントの拡大図Enlarged view of the attachment ロボットアームの配置別動作対比概念図Conceptual diagram of operation comparison by robot arm arrangement 容器挿入概念図Container insertion concept 固定型多関節構造体教示装置による教示概念図Conceptual diagram of teaching with fixed multi-joint structure teaching device 変動型多関節構造体教示装置による教示概念図Conceptual diagram of teaching with variable multi-joint structure teaching device ハイブリッド型多関節構造体教示装置による塗装教示概念図Conceptual drawing of painting with a hybrid articulated structure teaching device 人体装着型多関節構造体教示装置(人体背部側)Human body-mounted multi-joint structure teaching device (back side of human body) 人体装着型多関節構造体教示装置(人体腹部側)Human body-mounted multi-joint structure teaching device (human abdomen side) 多関節構造体教示装置制御部内部構造Multi-joint structure teaching device control unit internal structure 多関節構造体教示装置制御部外形Multi-joint structure teaching device controller outline

符号の説明Explanation of symbols

1 多関節構造体教示装置
2 操作テーブル
3 多関節構造体
4 アタッチメント
5 タッチパネル
6 操作キー
7 移動方向切り替えレバー
8 非常停止ボタン
9 先端関節
10 ジョイスティック
11 可動部
12 折り曲げ関節
13 軸回転関節
14 ポテンショメータ
15 CPU
16 ロボットアーム
17 エンドエフェクタ
18 対象物
19 ベルトコンベア
20 グリップセンサタイプアタッチメント
21 電子グローブタイプアタッチメント
22 一升瓶
23 スペース
24 最初のシャンプー容器
25 最後のシャンプー容器
26 梱包箱
27 塗装ガンタイプアタッチメント
28 塗装ガン
29 人体装着型多関節構造体教示装置
30 ポータブル制御部
31 ポータブル入力部
32 演算編集用CPU
33 出力部
33a 出力用モジュール
33b 無線出力用コネクタ
33c 有線出力用コネクタ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Multi-joint structure teaching apparatus 2 Operation table 3 Multi-joint structure 4 Attachment 5 Touch panel 6 Operation key 7 Movement direction switching lever 8 Emergency stop button 9 Tip joint 10 Joystick 11 Movable part 12 Bending joint 13 Shaft rotary joint 14 Potentiometer 15 CPU
16 Robot Arm 17 End Effector 18 Object 19 Belt Conveyor 20 Grip Sensor Type Attachment 21 Electronic Glove Type Attachment 22 First Bottle 23 Space 24 First Shampoo Container 25 Last Shampoo Container 26 Packing Box 27 Paint Gun Type Attachment 28 Paint Gun 29 Human Body Attachment Type multi-joint structure teaching device 30 Portable control unit 31 Portable input unit 32 CPU for arithmetic editing
33 Output unit 33a Output module 33b Wireless output connector 33c Wired output connector

Claims (24)

ロボットのエンドエフェクタの三次元位置姿勢を教示する教示装置であって、可動部に変化量検出センサを有する関節を含む関節群とセンサ信号を処理する処理部と処理されたデータを伝送する通信部とにより構成される多関節構造体と、伝送されたデータを演算編集する演算編集部と、付加指示情報を入力する入力部と、演算編集部により演算された位置姿勢情報を出力する出力部とを備え、該多関節構造体の1又は複数の先端関節の移動に伴う隣接する各関節間の角度及び/又は軸回転の変化量を計測し、かつ該1又は複数の先端関節における移動に伴うすべての関節間の変化量を合算又は先端関節ごとに合算することにより、多関節構造体の1又は複数の先端関節の移動前の三次元の相対的位置姿勢に対する移動後の三次元の相対的位置姿勢を算出し、算出された位置姿勢情報又は該算出された位置姿勢情報に付加指示情報を加えて処理作成された修正位置姿勢情報を出力することにより、ロボットに基準原点に対するエンドエフェクタの三次元相対的位置姿勢を教示して追随移動させることを特徴とする多関節構造体教示装置。   A teaching apparatus for teaching a three-dimensional position and orientation of an end effector of a robot, a joint group including a joint having a change amount detection sensor in a movable part, a processing unit for processing sensor signals, and a communication unit for transmitting processed data A multi-joint structure comprising: a calculation editing unit for calculating and editing transmitted data; an input unit for inputting additional instruction information; and an output unit for outputting position and orientation information calculated by the calculation editing unit. And measuring the amount of change in angle and / or axial rotation between adjacent joints accompanying the movement of one or more tip joints of the multi-joint structure, and accompanying the movement in the one or more tip joints By adding the amount of change between all joints or summing each tip joint, the three-dimensional relative position after movement relative to the three-dimensional relative position and posture before the movement of one or more tip joints of the multi-joint structure Place By calculating the orientation and outputting the calculated position and orientation information or the corrected position and orientation information created by adding additional instruction information to the calculated position and orientation information, the robot can output the three-dimensional end effector to the reference origin. A multi-joint structure teaching apparatus characterized by teaching a relative position and posture to move following. 前記先端関節にロボットのエンドエフェクタの有する機能に対応した指示をなしうるアタッチメントを装着させることにより、前記先端関節の移動によって教示された三次元相対的位置姿勢に基づきロボットのエンドエフェクタが追随移動し、かつアタッチメントによる指示によりエンドエフェクタを移動及び/又は動作させることを特徴とする請求項1に記載の多関節構造体教示装置。   By attaching an attachment that can give an instruction corresponding to the function of the end effector of the robot to the tip joint, the end effector of the robot follows and moves based on the three-dimensional relative position and orientation taught by the movement of the tip joint. The multi-joint structure teaching apparatus according to claim 1, wherein the end effector is moved and / or operated in accordance with an instruction by an attachment. 前記ロボットの基準原点を固定し、ロボットに固定された基準原点に対するエンドエフェクタの三次元相対的位置姿勢を教示して追随移動及び/又は動作させることを特徴とする請求項1又は2に記載の固定型多関節構造体教示装置。   The reference origin of the robot is fixed, and the three-dimensional relative position and orientation of the end effector with respect to the reference origin fixed to the robot is taught to follow and move and / or operate. Fixed multi-joint structure teaching device. 前記ロボットの基準原点を任意の位置に変更し、ロボットに変更後の基準原点に対するエンドエフェクタの三次元相対的位置姿勢を教示して追随移動及び/又は動作させることを特徴とする請求項1又は2に記載の変動型多関節構造体教示装置。   The reference origin of the robot is changed to an arbitrary position, and the three-dimensional relative position and orientation of the end effector with respect to the changed reference origin is taught to the robot, and the follow movement and / or operation is performed. 2. The variable multi-joint structure teaching apparatus according to 2. 前記先端関節の一連の移動の過程において、前記ロボットの基準原点の固定及び/又は変動を組合せ、固定基準原点に対するエンドエフェクタの三次元相対的位置姿勢の教示と変動基準原点に対するエンドエフェクタの三次元相対的位置姿勢の教示とを複合した教示を行うことを特徴とする請求項1又は2に記載のハイブリッド型多関節構造体教示装置。   In the course of a series of movements of the tip joint, the fixed and / or variation of the reference origin of the robot is combined to teach the three-dimensional relative position and orientation of the end effector relative to the fixed reference origin and the three-dimensional end effector relative to the variation reference origin 3. The hybrid articulated structure teaching apparatus according to claim 1, wherein teaching is performed in combination with teaching of relative position and orientation. 前記多関節構造体先端部の位置を微細に補正する微細移動手段を有することにより、多関節構造体先端部の移動を段階的に行うことを特徴とする請求項1ないし5のいずれかに記載の多関節構造体教示装置。   6. The movement of the tip of the multi-joint structure is performed stepwise by providing fine movement means for finely correcting the position of the tip of the multi-joint structure. Multi-joint structure teaching device. 前記ロボットのエンドエフェクタの初期移動方向を補正する手段を有し、補正された初期移動方向にロボットのエンドエフェクタを移動させることを特徴とする請求項1ないし6のいずれかに記載の多関節構造体教示装置。   7. The multi-joint structure according to claim 1, further comprising means for correcting an initial movement direction of the end effector of the robot, and moving the end effector of the robot in the corrected initial movement direction. Body teaching device. 前記多関節構造体先端部の三次元相対的位置姿勢情報を変換する手段を有し、変換された位置姿勢情報の出力によりロボットのエンドエフェクタの移動距離を延長又は短縮させることを特徴とする請求項1ないし7のいずれかに記載の多関節構造体教示装置。   The apparatus has means for converting the three-dimensional relative position and orientation information of the tip of the multi-joint structure, and the moving distance of the end effector of the robot is extended or shortened by outputting the converted position and orientation information. Item 8. The articulated structure teaching apparatus according to any one of Items 1 to 7. 前記多関節構造体先端部の三次元相対的位置姿勢情報を逐次変更する手段を有し、該多関節構造体先端部の移動による三次元相対的位置姿勢情報と対象物の数と逐次変更する三次元相対的位置姿勢情報を教示することによって、ロボットのエンドエフェクタの複数の対象物に対する連続した移動及び/又は動作を実行させることを特徴とする請求項1ないし8のいずれかに記載の多関節構造体教示装置。   Means for sequentially changing the three-dimensional relative position and orientation information of the tip of the multi-joint structure, and three-dimensional to sequentially change the three-dimensional relative position and orientation information by the movement of the tip of the multi-joint structure and the number of objects The articulated structure according to any one of claims 1 to 8, wherein continuous movement and / or movement of a plurality of objects of an end effector of a robot is executed by teaching relative position and orientation information. Body teaching device. 前記多関節構造体先端部についての長方形の領域の斜向する隅部における2の三次元相対的位置姿勢情報の差分を任意の数で均等割り付けした各々の三次元相対的位置姿勢情報を算出する手段を有し、該斜向する隅部に存する最初の対象物と最後の対象物の各々の三次元相対的位置姿勢情報と該対象物間の対象物の数を教示することにより、ロボットのエンドエフェクタの全対象物に対する移動及び/又は動作を逐次連続して実行させることを特徴とする請求項1ないし9のいずれかに記載の多関節構造体教示装置。   Each three-dimensional relative position / orientation information is calculated by equally assigning an arbitrary number of differences between the two three-dimensional relative position / orientation information at the oblique corners of the rectangular region with respect to the tip of the multi-joint structure. A robot end effector by teaching the three-dimensional relative position and orientation information of each of the first object and the last object in the oblique corner and the number of objects between the objects. The multi-joint structure teaching apparatus according to any one of claims 1 to 9, wherein the movement and / or operation for all the objects is sequentially and continuously executed. 前記三次元相対的位置姿勢情報の不連続出力及び/又は出力タイミング繰り延べ手段を有することにより、前記多関節構造体先端部の移動に追随する前記ロボットのエンドエフェクタの移動軌跡及び/又は移動速度の調整をすることを特徴とする請求項1ないし10のいずれかに記載の多関節構造体教示装置。   By having discontinuous output and / or output timing deferring means of the three-dimensional relative position and orientation information, the movement trajectory and / or movement speed of the end effector of the robot that follows the movement of the tip of the multi-joint structure is obtained. The articulated structure teaching apparatus according to any one of claims 1 to 10, wherein adjustment is performed. 前記ロボットのエンドエフェクタの移動停止指示及び移動再開指示をする手段を有することを特徴とする請求項1ないし11のいずれかに記載の多関節構造体教示装置。   12. The articulated structure teaching apparatus according to claim 1, further comprising means for instructing movement stop and movement resumption of the end effector of the robot. 請求項1ないし12のいずれかに記載の多関節構造体教示装置によって算出され及び/又は修正された情報を編集演算部で蓄積し、蓄積された情報にさらに付加指示情報を加えた編集情報を作成し、又は蓄積された複数の情報から選択し及び/又は組合せた1の編集情報を作成し、作成された編集情報を出力することにより、三次元相対的位置姿勢及び動作を教示してロボットのエンドエフェクタを追随移動及び/又は動作させることを特徴とする多関節構造体教示装置。   Information calculated and / or corrected by the articulated structure teaching apparatus according to any one of claims 1 to 12 is accumulated in an editing operation unit, and editing information obtained by adding additional instruction information to the accumulated information is stored. One edit information selected and / or combined from a plurality of information created or stored is created, and the created edit information is output to teach the three-dimensional relative position and orientation and motion. A multi-joint structure teaching apparatus characterized by moving and / or moving the end effector. 請求項1ないし12のいずれかに記載の多関節構造体をNCマシンの加工先端軸の移動に用いることを特徴とする多関節構造体教示装置。   An articulated structure teaching apparatus using the articulated structure according to any one of claims 1 to 12 for moving a machining tip axis of an NC machine. 請求項1ないし12のいずれかに記載の多関節構造体教示装置を、人間を含む移動体に装着し、移動体における多関節構造体先端部の取り付け部分の動きによる多関節構造体先端部の移動及びエンドエフェクタの有する機能に対応した指示によってロボットのエンドエフェクタの三次元相対的位置姿勢及び動作を教示することを特徴とする多関節構造体教示装置。   The multi-joint structure teaching apparatus according to any one of claims 1 to 12 is attached to a mobile body including a human and the tip of the multi-joint structure body is moved by the movement of the attachment portion of the multi-joint structure front-end part of the mobile body. A multi-joint structure teaching apparatus that teaches the three-dimensional relative position and orientation and movement of an end effector of a robot by instructions corresponding to movement and functions of the end effector. 請求項1ないし15のいずれかに記載の多関節構造体教示装置を用いて、三次元相対的位置姿勢及び動作を教示することを特徴とするロボットのエンドエフェクタの三次元相対的位置姿勢の教示方法。   Teaching the three-dimensional relative position and orientation of an end effector of a robot, wherein the multi-joint structure teaching apparatus according to any one of claims 1 to 15 is used to teach a three-dimensional relative position and orientation and movement. Method. ロボットを構成する1又は複数の部分に対して移動先の三次元位置姿勢を教示する教示装置であって、可動部に変化量検出センサを有する関節を含む関節群とセンサ信号を処理する処理部と処理されたデータを伝送する通信部とにより構成される多関節構造体と、伝送されたデータを演算編集する演算編集部と、演算編集部により演算された位置姿勢情報を出力する出力部とを備え、該多関節構造体を構成する1又は複数の関節の移動に伴う隣接する各関節間の角度及び/又は軸回転の変化量を計測し、かつ該変化量を合算することにより、多関節構造体の1又は複数の関節の移動前の三次元位置姿勢に対する移動後の三次元位置姿勢を算出し、該算出された位置姿勢情報の出力を通じて、前記ロボットの1又は複数の部分の移動前の三次元位置姿勢に対する移動後の三次元位置姿勢を教示して追随移動させることを特徴とする多関節構造体教示装置。   A teaching device that teaches a three-dimensional position and orientation of a movement destination for one or a plurality of parts constituting a robot, and a processing unit that processes a sensor group and a joint group including a joint having a change amount detection sensor in a movable part A multi-joint structure comprising a communication unit that transmits processed data, a calculation editing unit that calculates and edits the transmitted data, and an output unit that outputs position and orientation information calculated by the calculation editing unit By measuring the amount of change in angle and / or axial rotation between adjacent joints accompanying the movement of one or more joints constituting the multi-joint structure, and adding the amount of change. The movement of one or more parts of the robot is calculated by calculating a three-dimensional position / posture after movement relative to the three-dimensional position / posture before the movement of one or more joints of the joint structure, and outputting the calculated position / posture information. Previous three-dimensional Multi-joint structure teaching device, characterized in that to follow movement teaches a three-dimensional position and orientation after movement relative postures. 付加指示情報を入力する入力部を有し、前記算出された位置姿勢情報に該付加指示情報を加えて処理作成された修正位置姿勢情報を出力することにより、ロボットに1又は複数の部分の移動前の三次元位置姿勢に対する移動後の三次元位置姿勢を教示して追随移動させることを特徴とする請求項17に記載の多関節構造体教示装置。   An input unit for inputting additional instruction information, and adding the additional instruction information to the calculated position / orientation information, and outputting corrected position / orientation information, thereby moving one or more parts to the robot 18. The articulated structure teaching apparatus according to claim 17, wherein the three-dimensional position and orientation after movement with respect to the previous three-dimensional position and orientation is taught and moved following. 請求項17又は18のいずれかに記載の多関節構造体教示装置によって算出された位置姿勢情報を編集演算部で保存蓄積し、蓄積された複数の情報から選択し及び/又は組合せた1の編集情報を作成し、作成された編集情報を出力することにより、ロボットに1又は複数の部分の移動前の三次元位置姿勢に対する移動後の三次元位置を教示して追随移動させることを特徴とする多関節構造体教示装置。   The position / orientation information calculated by the multi-joint structure teaching apparatus according to claim 17 or 18 is stored and accumulated in an editing operation unit, and one edit selected and / or combined from a plurality of accumulated information By creating information and outputting the created editing information, the robot is instructed to follow the three-dimensional position after the movement relative to the three-dimensional position and orientation before the movement of one or more parts, Multi-joint structure teaching device. 前記多関節構造体を人間の一方又は双方の腕に装着したことを特徴とする請求項15又は請求項17ないし19に記載の多関節構造体教示装置。   The multi-joint structure teaching apparatus according to claim 15 or 17 to 19, wherein the multi-joint structure is mounted on one or both human arms. 前記多関節構造体を人間の一方又は双方の腕に装着し、かつ、前記入力部を一方の手近傍に配置したことを特徴とする請求項15又は請求項17ないし19に記載の多関節構造体教示装置。   The multi-joint structure according to claim 15 or 17 to 19, wherein the multi-joint structure is attached to one or both arms of a human and the input unit is arranged in the vicinity of one hand. Body teaching device. ロボットの1又は複数の部分の移動先の三次元位置姿勢教示の実行と停止を切り替える教示オプション切り替え部を有することを特徴とする請求項15又は請求項17ないし21に記載の多関節構造体教示装置。   The multi-joint structure teaching according to claim 15 or 17 to 21, further comprising a teaching option switching unit that switches between execution and stop of three-dimensional position and orientation teaching of a movement destination of one or more parts of a robot. apparatus. ロボットの認識するワーク及び/又は周辺情報を検出する検出部を有し、該検出されたワーク及び/又は周辺情報に基づいて、ロボットの1又は複数の部分の移動前の三次元位置姿勢に対する移動後の三次元位置を教示して追随移動させることを特徴とする請求項15又は請求項17ないし22に記載の多関節構造体教示装置。 A detection unit that detects a workpiece and / or surrounding information recognized by the robot, and based on the detected workpiece and / or surrounding information, moves one or more parts of the robot relative to the three-dimensional position and orientation before moving. 23. The multi-joint structure teaching apparatus according to claim 15 or 17, wherein the following three-dimensional position is taught to be moved following. 請求項17ないし23のいずれかに記載の多関節構造体教示装置を用いて、ロボットの1又は複数の部分の移動前の三次元位置姿勢に対する移動後の三次元位置を教示して追随移動させることを特徴とするロボットの三次元位置の教示方法。   The multi-joint structure teaching apparatus according to any one of claims 17 to 23 is used to teach and follow a three-dimensional position after movement of one or more parts of the robot with respect to a three-dimensional position and orientation before movement. A method for teaching a three-dimensional position of a robot.
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