JP2001216015A - Operation teaching device for robot - Google Patents
Operation teaching device for robotInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、ロボットの動作教
示装置に係り、実空間をコンピュータの仮想空間に投影
し、実空間の実ロボットに対応する仮想ロボットモデル
を仮想空間に作成し、仮想ロボットモデルに実ロボット
の動作確認をさせ、その確認した動作を実ロボットに教
示するロボットの動作教示装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an operation teaching apparatus for a robot, which projects a real space into a virtual space of a computer, creates a virtual robot model corresponding to the real robot in the real space, and creates a virtual robot model. The present invention relates to a robot operation teaching device that causes a model to check the operation of a real robot and teach the checked operation to the real robot.
【０００２】[0002]
【従来の技術】一般に、ロボットの動作教示装置は、実
空間の実ロボットをコンピュータの仮想空間に仮想ロボ
ットモデルとして作成し、仮想ロボットモデルに実ロボ
ットの動作を模倣させることにより仮想空間にて実空間
における実ロボットの動作確認を行ない、その動作デー
タを実ロボットの動作コマンドに変換して実ロボットに
動作を教示するものである。このような実ロボットとし
ては、例えば回転中心を有したアームを順次連結して構
成され、最後位のアーム先端に作業部を有するものがあ
る。この従来のロボットの動作教示装置は、仮想空間を
表示する表示部と、仮想ロボットモデルを作成するため
のデータや仮想ロボットモデルの動作位置（実ロボット
の作業部に対応する位置）を入力するためのデータ入力
部と、データ入力部から入力されたデータに基づいて、
仮想ロボットモデルを仮想空間に作成したり、作成した
仮想ロボットモデルを動かすための演算部と、仮想ロボ
ットモデルの動作に応じて実ロボットの動作コマンドを
作成して実空間の実ロボットに送信する動作コマンド算
出部とを備えて構成されている。従来のロボットの動作
教示装置は、３次元ＣＡＤを利用して仮想空間を定義し
そこに、仮想ロボットモデルを実空間の実ロボットと形
態及び動作において同等にすべく精巧に表現している。
この実ロボットの動作教示装置は、その精巧な仮想ロボ
ットモデルを用いることによって、実ロボットを実際に
動かすことなく実空間の実ロボットと同じ動作を仮想空
間において仮想ロボットモデルにさせることで動作の許
否を確認し実ロボットの動作コマンドを作成して、実ロ
ボットの動作教示を行なう。2. Description of the Related Art In general, a robot motion teaching device creates a real robot in a real space as a virtual robot model in a virtual space of a computer, and causes the virtual robot model to imitate the operation of the real robot. The operation of the real robot in the space is confirmed, and the operation data is converted into operation commands of the real robot to teach the operation to the real robot. As such an actual robot, for example, there is an actual robot configured by sequentially connecting arms having a rotation center and having a working unit at the end of the last arm. This conventional robot operation teaching device is provided with a display unit for displaying a virtual space, and data for creating a virtual robot model and an operation position of the virtual robot model (a position corresponding to a working unit of a real robot). Based on the data input unit and the data input from the data input unit,
An operation unit for creating a virtual robot model in a virtual space and moving the created virtual robot model, and an operation for creating an operation command of a real robot according to the operation of the virtual robot model and transmitting the operation command to the real robot in the real space And a command calculation unit. The conventional robot motion teaching device uses a three-dimensional CAD to define a virtual space and elaborately express the virtual robot model so as to be equivalent in form and motion to a real robot in a real space.
By using the sophisticated virtual robot model, the motion teaching device of this real robot allows the same motion as the real robot in the real space to the virtual robot model in the virtual space without actually moving the real robot. Is confirmed, an operation command of the actual robot is created, and the operation of the actual robot is taught.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来のロボ
ットの動作教示装置の場合、３次元ＣＡＤを利用して精
巧な仮想ロボットモデルを作成するために、実ロボット
の精密な形態情報及び動作情報が必要とされた。何故な
ら、例えば、回転させる箇所があるとすると、形態上か
らも回転可能に表現しなければ動作させることができな
いからである。そのため、形態情報としては仮想ロボッ
トモデルの外観を忠実に表現するために幾層ものレイヤ
データが必要となり、動作情報としては実ロボットの動
作機構のデータや動作させるモータの数式モデルデータ
等が必要とされた。これらのデータは、量的に膨大であ
り、３次元ＣＡＤで仮想ロボットモデルを作成するだけ
で多大な時間を要していた。また、仮想ロボットモデル
には、作業対象物（例えば物を移動させる実ロボットで
あれば移動対象物）やその作業環境（作業範囲における
障害物）を認識させ、それらを踏まえたうえで仮想ロボ
ットモデルの動作を制御させるための制御機構が必要と
なる。この制御機構を構築するのにも多大な時間が必要
とされている。このように、従来のロボットの動作教示
装置で実ロボットの動作教示を行なうためには、実ロボ
ットの動作教示を行なう前段階で多大な労力を要すると
いう問題があった。By the way, in the case of a conventional robot operation teaching device, since a sophisticated virtual robot model is created using three-dimensional CAD, precise form information and operation information of a real robot are required. Needed. This is because, for example, if there is a part to be rotated, it cannot be operated unless it is rotatably expressed from the form. Therefore, as the morphological information, several layers of layer data are required to faithfully represent the appearance of the virtual robot model, and as the operation information, the data of the operating mechanism of the real robot and the mathematical model data of the motor to be operated are required. Was done. These data are enormous in volume, and it takes a lot of time just to create a virtual robot model by three-dimensional CAD. In addition, the virtual robot model recognizes a work target (for example, a moving target in the case of a real robot that moves an object) and its work environment (an obstacle in a work range), and, based on those, recognizes the virtual robot model. Requires a control mechanism for controlling the operation of. A great deal of time is required to construct this control mechanism. As described above, in order to teach the operation of the real robot using the conventional robot operation teaching device, there is a problem that a great deal of labor is required before the operation teaching of the actual robot is performed.
【０００４】本発明は、このような問題点に鑑みてなさ
れたもので、実空間の実ロボットに対応した仮想ロボッ
トモデルを、仮想空間上に簡易に作成し動作させ、実ロ
ボットの動作教示を容易に行なうことができるロボット
の動作教示装置を提供することを目的とする。The present invention has been made in view of such problems, and a virtual robot model corresponding to a real robot in a real space is simply created and operated in a virtual space to teach the operation of the real robot. An object of the present invention is to provide a robot operation teaching device that can be easily performed.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
るための本発明の技術的手段は、回転中心を有したアー
ムを順次連結して構成され、最後位のアーム先端に作業
部を有した実ロボットの動作を教示するロボットの動作
教示装置において、表示部と、データ入力部と、上記実
ロボットの回転中心に対応した基端を有し、上記実ロボ
ットの各アームの長さに対応した長さを有するととも
に、基端を中心にＸ，Ｙ，Ｚ軸の３軸回りに回転可能に
設けられ、先端に他の基端が連結可能な仮想アームを用
いて構成されかつ、該仮想アームを上記実ロボットに対
応させて連結した仮想ロボットモデルを上記表示部に３
次元座標系によって表示させる表示手段と、上記データ
入力部から入力され、上記表示手段によって表示させら
れる仮想ロボットモデルを作成するための仮想アームの
初期データを設定する初期データ設定手段と、上記デー
タ入力部から入力され、上記作業部の軌道の座標を設定
する軌道座標設定手段と、上記初期データ設定手段の設
定データ及び軌道座標設定手段で設定された上記作業部
の軌道の座標に基づいて、上記表示手段によって表示さ
せられる仮想ロボットモデルの表示データを演算する表
示データ演算手段と、該表示データ演算手段の表示デー
タに基づいて、上記実ロボットを作動させる実作動パタ
ーンを算出する実作動パターン算出手段とを備えた構成
とした。実空間の実ロボットを構成するアーム単位に分
けて、各アームの長さと実ロボットにおける位置とその
位置においてアームが動作する回転軸とを確認し、アー
ムをその長さに対応する仮想アームのデータに変換し、
変換した仮想アームのデータを、データ入力部より入力
し初期値データ設定手段に設定し、初期値データ設定手
段に設定された仮想アームのデータは、表示データ演算
手段にてグラフィックスデータである表示データとされ
表示部で仮想ロボットモデルとして表示される。実ロボ
ットの形態を動作機能のみを考慮して作成しているの
で、仮想アームを組み合わせて表現すればよく、仮想ロ
ボットモデルの作成が大変容易になる。The technical means of the present invention for solving such a problem is constituted by sequentially connecting arms having a center of rotation, and has a working portion at the end of the last arm. A robot operation teaching device for teaching the operation of a real robot, having a display unit, a data input unit, and a base end corresponding to the rotation center of the real robot, and corresponding to the length of each arm of the real robot. A virtual arm which is provided so as to be rotatable about three axes of X, Y, and Z around a base end and is connectable to another base end at a front end thereof. A virtual robot model in which an arm is connected to the real robot is displayed on the display unit.
Display means for displaying in a dimensional coordinate system; initial data setting means for setting initial data of a virtual arm that is input from the data input unit and creates a virtual robot model to be displayed by the display means; A trajectory coordinate setting means that is input from the section and sets the coordinates of the trajectory of the working unit, based on the setting data of the initial data setting means and the coordinates of the trajectory of the working unit set by the trajectory coordinate setting means. Display data calculation means for calculating display data of the virtual robot model displayed by the display means, and actual operation pattern calculation means for calculating an actual operation pattern for operating the real robot based on the display data of the display data calculation means And a configuration including: For each arm that constitutes the real robot in the real space, confirm the length of each arm, the position on the real robot, and the rotation axis on which the arm operates at that position, and convert the arm to virtual arm data corresponding to that length. To
The converted virtual arm data is input from the data input unit and set in the initial value data setting means, and the virtual arm data set in the initial value data setting means is displayed as graphics data by the display data calculation means. The data is displayed as a virtual robot model on the display unit. Since the form of the real robot is created in consideration of only the motion function, it can be expressed by combining virtual arms, and it becomes very easy to create a virtual robot model.
【０００６】また、必要に応じ、上記仮想アームの初期
データを、その名称，アームの長さ，基端が回転する回
転軸種，隣接する仮想アームとのリンク座標位置を備え
て規定した構成とした。仮想アームは、仮想空間におけ
る位置とその位置において仮想アームを回転させるため
の回転軸の情報から設定でき、実ロボットの動作に関わ
る必要最小限の情報から容易に仮想ロボットモデルを作
成することができる。更に、必要に応じ、上記軌道座標
設定手段に、上記作業部の軌道の座標に、作業部の動作
順を示すポインタを規定する機能を備えた構成とした。
軌道の座標を入力することによって、その座標入力にと
もなって座標に動作順を示すポインタが付加されるの
で、改めて動作順を座標に与えることなく、座標入力し
た順に仮想ロボットモデルの作業部を動作させることが
できる。更にまた、必要に応じ、上記表示手段に、上記
軌道座標設定手段で入力された座標の位置を該座標の相
対位置に応じて、上記表示部にコンピュータグラフィッ
クス表示させるＣＧ表示手段を備えた構成とした。座標
は、座標位置に応じた所定の大きさの立体図形として表
示部に表示することができるので、仮想空間における座
標間の位置関係を容易に把握することができる。Further, if necessary, the virtual arm initial data may be defined by including its name, arm length, type of rotation axis on which the base end rotates, and link coordinate position with the adjacent virtual arm. did. The virtual arm can be set from information on the position in the virtual space and the rotation axis for rotating the virtual arm at that position, and a virtual robot model can be easily created from the minimum necessary information related to the operation of the real robot. . Further, as required, the orbit coordinate setting means is provided with a function of defining a pointer indicating the operation order of the working unit at the coordinates of the orbit of the working unit.
By inputting the coordinates of the trajectory, a pointer indicating the operation order is added to the coordinates according to the input of the coordinates, so that the working unit of the virtual robot model is operated in the order of the input coordinates without giving the operation order to the coordinates again. Can be done. Still further, if necessary, the display means includes CG display means for displaying the position of the coordinates input by the orbit coordinate setting means on the display unit in accordance with the relative position of the coordinates by computer graphics. And Since the coordinates can be displayed on the display unit as a three-dimensional figure of a predetermined size corresponding to the coordinate position, the positional relationship between the coordinates in the virtual space can be easily grasped.
【０００７】また、必要に応じ、上記軌道座標設定手段
に、上記データ入力部からの指令に基づいて上記入力さ
れた複数の座標を所定の軌道範囲毎にグループ分けする
グループ分け手段を備え、上記表示データ演算手段に上
記データ入力部からの指令に基づいて該グループ分けさ
れた座標の一括編集を可能にする一括編集手段を備えた
構成とした。入力した複数の座標に、その座標のグルー
プを示す情報を付加して所望の複数の座標をグループと
して認識させることができるので、グループ単位での座
標の編集処理等を可能にする。更に、必要に応じ、上記
表示手段に、上記表示部において上記作業部が上記作業
部の軌道の座標上を動くように、上記仮想ロボットモデ
ルによるシミュレーション動作を行なわせるシミュレー
ション手段を備えた構成とした。座標を設定した後、仮
想ロボットモデルに動作させたい座標範囲を指定して仮
想ロボットモデルを動作させることができる。実ロボッ
トを実際に動作させることなく、仮想空間にて仮想ロボ
ットモデルで動作確認を容易に行なうことができる。更
にまた、必要に応じ、上記シミュレーション手段に、予
め指定された始点及び終点となる座標間でシミュレーシ
ョン動作を行なわせる機能を備えた構成とした。所望と
する動作範囲についてのみのシミュレーションを行なう
ことができるので、実ロボットの動作確認処理が短縮さ
れる。If necessary, the trajectory coordinate setting means may include a grouping means for grouping the plurality of input coordinates based on a command from the data input unit for each predetermined trajectory range. The display data calculation means is provided with a batch editing means for enabling batch editing of the grouped coordinates based on a command from the data input section. Information indicating the group of the coordinates is added to the plurality of input coordinates so that the desired plurality of coordinates can be recognized as a group. Therefore, it is possible to perform a coordinate editing process or the like on a group basis. Further, if necessary, the display means is provided with a simulation means for performing a simulation operation by the virtual robot model so that the work unit moves on the coordinates of the trajectory of the work unit on the display unit. . After the coordinates are set, the virtual robot model can be operated by specifying a coordinate range in which the virtual robot model is to be operated. The operation can be easily confirmed with the virtual robot model in the virtual space without actually operating the real robot. Furthermore, if necessary, the simulation means is provided with a function of performing a simulation operation between coordinates designated as a start point and an end point designated in advance. Since the simulation can be performed only for the desired operation range, the operation confirmation processing of the actual robot can be shortened.
【０００８】また、必要に応じ、上記データ入力部を、
音声入力装置を備えて構成し、該音声入力装置により入
力された音声データを上記作業部の軌道の座標データに
変換して軌道座標設定手段に供給する音声変換部を備え
た構成とした。キーボードやマウスに加えて、音声によ
る座標入力を可能にしたので、座標の位置決めを高速に
行なうことができる。更に、必要に応じ、上記データ入
力部を、力感覚入出力装置を備えて構成し、力感覚入出
力装置により入力された作業部の位置データと上記作業
部の設定可能な軌道の座標データとの比較を行ない、設
定不能な座標データが入力された際に、力感覚入出力装
置に触覚可能な触覚力を出力する設定可能座標認識部を
備えた構成とした。設定不能な座標データが入力された
際に、力感覚入出力装置の操作箇所に触覚力を与えられ
るので、仮想ロボットモデルの動作不能な位置を、入力
操作時に確認することができる。更にまた、必要に応
じ、上記表示手段を、上記表示データをステレオ立体視
させるためのステレオデータ変換部を備えて構成し、該
ステレオデータ変換部により変換されて表示部に表示さ
れた表示データをステレオ立体視させて見るための視認
装置を備えた構成とした。仮想空間の３次元表示をより
リアルに知覚させることができるので、軌道の座標を相
対位置関係をより正しく認識して設定することができ
る。また、必要に応じ、上記実ロボットの回りに在る周
辺物体を、周辺物体モデルとして上記表示手段によって
表示させられる仮想ロボットモデルと同様の３次元座標
系によって表示させるため、上記データ入力部からの入
力により上記仮想ロボットモデルの所定位置からの座標
と該物体の体積変数とを設定する周辺物体設定手段を備
えた構成とした。仮想ロボットモデルを仮想空間で動作
させるうえでの尺度となる周辺物体モデルを作成するこ
とができるので、周辺物体モデルを考慮して、例えば障
害物モデルを設定することができるので、実ロボットの
動作教示の精度を向上させることができる。また、仮想
ロボットモデルと周辺物体モデルとは、仮想ロボットモ
デルと同一座標系で表されるので、仮想ロボットモデル
と周辺物体モデルとの相対的な位置決めが容易となる。
更に、必要に応じ、上記仮想ロボットモデルを、同一３
次元座標系に複数作成した際、上記データ入力部からの
入力指令に基づいて各仮想ロボットモデルの動作タイミ
ングを設定するシーケンサ設定手段を備えた構成とし
た。同一の座標系にて複数の仮想ロボットモデルを作成
して、シーケンサ設定手段にて、これらの仮想ロボット
モデルが動作するための動作タイミングを設定して動作
制御を行ない、一連の作業をさせ、動作確認をして、複
数の実ロボットの動作教示を行なうことができる。Further, if necessary, the data input unit is
A voice input device is provided, and the voice data input by the voice input device is converted into coordinate data of the trajectory of the working unit, and the voice conversion unit is provided to the trajectory coordinate setting means. In addition to a keyboard and a mouse, coordinate input by voice is enabled, so that coordinate positioning can be performed at high speed. Further, if necessary, the data input unit is provided with a force sensation input / output device, and the position data of the working unit input by the force sensation input / output device and the coordinate data of the trajectory that can be set for the work unit are provided. And a settable coordinate recognizing unit that outputs a tactile force that can be tactile to the force-sensing input / output device when non-settable coordinate data is input. When the unsettable coordinate data is input, a tactile force is applied to the operation part of the force-sensing input / output device, so that the inoperable position of the virtual robot model can be confirmed at the time of the input operation. Furthermore, if necessary, the display means is provided with a stereo data conversion unit for stereoscopically viewing the display data, and the display data converted by the stereo data conversion unit and displayed on the display unit is displayed. The system was equipped with a visual recognition device for stereoscopic viewing. Since the three-dimensional display of the virtual space can be perceived more realistically, the coordinates of the trajectory can be set by more accurately recognizing the relative positional relationship. Further, if necessary, a peripheral object around the real robot is displayed as a peripheral object model in the same three-dimensional coordinate system as a virtual robot model displayed by the display means. A peripheral object setting means is provided for setting coordinates from a predetermined position of the virtual robot model and a volume variable of the object by input. Since it is possible to create a peripheral object model that serves as a scale for operating the virtual robot model in the virtual space, it is possible to set an obstacle model in consideration of the peripheral object model, so that the actual robot operation The teaching accuracy can be improved. Further, since the virtual robot model and the peripheral object model are represented by the same coordinate system as the virtual robot model, relative positioning between the virtual robot model and the peripheral object model is facilitated.
Further, if necessary, the virtual robot model
When a plurality of virtual robot models are created in the dimensional coordinate system, a sequencer setting means for setting the operation timing of each virtual robot model based on an input command from the data input unit is provided. Create multiple virtual robot models in the same coordinate system, set the operation timing for operating these virtual robot models by the sequencer setting means, perform operation control, and perform a series of operations. After confirmation, the operation teaching of a plurality of real robots can be performed.
【０００９】[0009]
【発明の実施の形態】以下、添付図面に基づいて本発明
の実施の形態に係るロボットの動作教示装置を説明す
る。本発明のロボットの動作教示装置は、図１〜図６に
示すように、実空間の実ロボットＲ（図２参照）を仮想
空間に簡易な仮想ロボットモデルＭ（図３参照）として
作成し、実ロボットＲの作業箇所となる作業部Ｈに対応
する仮想ロボットモデルＭの作業部ｈが動作する軌道の
座標Ｐを仮想空間に設定し、仮想ロボットモデルＭの動
作の確認を行ない、その動作の結果を反映させて実ロボ
ットＲの動作教示を行なうものである。ロボットの動作
教示装置Ｓは、図１に示すように、表示部１と、データ
入力部２と、コンピュータ本体７とから構成される。表
示部１は、実空間を投影した仮想空間を表現できる例え
ばＣＲＴ等の表示装置からなる。データ入力部２は、マ
ウス３とキーボード４とマイクからなる音声入力装置５
と力感覚入出力装置６とを備えて構成されている。音声
入力装置５は人の音声を入力信号としてデータ入力を行
なうものであり、力感覚入出力装置６は入力操作者に触
覚力を出力させて入力状況を把握させてデータ入力を行
なうものである。データ入力部２からは、仮想ロボット
モデルＭ，仮想ロボットモデルＭの周辺に設置する物体
の周辺物体モデルＤ（実ロボットＲの周辺にある物体を
仮想空間に作成），座標Ｐを仮想空間に作成するための
データが入力される。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a perspective view showing a robot operation teaching device according to an embodiment of the present invention. The robot operation teaching device of the present invention creates a real robot R (see FIG. 2) in a real space as a simple virtual robot model M (see FIG. 3) in a virtual space, as shown in FIGS. The coordinates P of the trajectory on which the working unit h of the virtual robot model M corresponding to the working unit H serving as the working location of the real robot R is set in the virtual space, and the operation of the virtual robot model M is confirmed. The operation teaching of the real robot R is performed by reflecting the result. As shown in FIG. 1, the operation teaching device S for a robot includes a display unit 1, a data input unit 2, and a computer main body 7. The display unit 1 is composed of a display device such as a CRT capable of expressing a virtual space obtained by projecting a real space. The data input unit 2 includes a voice input device 5 including a mouse 3, a keyboard 4, and a microphone.
And a force sense input / output device 6. The voice input device 5 is for inputting data using human voice as an input signal, and the force sensation input / output device 6 is for inputting data by causing an input operator to output tactile force to grasp the input situation. . From the data input unit 2, a virtual robot model M, a peripheral object model D of an object installed around the virtual robot model M (an object around the real robot R is created in a virtual space), and coordinates P are created in a virtual space. Is input.
【００１０】コンピュータ本体７は、仮想ロボットモデ
ルＭ等を表示部１に表示させる表示手段８と、仮想ロボ
ットモデルＭに関するデータを設定する初期データ設定
手段９と、仮想ロボットモデルＭの作業部ｈの軌道の座
標Ｐを設定する軌道座標設定手段１０と、周辺物体モデ
ルＤのデータを設定する周辺物体設定手段１１と、初期
データ設定手段９，軌道座標設定手段１０，周辺物体設
定手段１１に設定されたデータに基づいて、仮想ロボッ
トモデルＭ，軌道の座標Ｐ，周辺物体モデルＤを仮想空
間にグラフィックス表示させるための表示データを演算
する表示データ演算手段１２と、軌道の座標Ｐの表示デ
ータに基づいて実ロボットＲを作動させるための実作動
パターンを算出する実作動パターン算出手段１３とを備
えて構成される。The computer body 7 includes a display unit 8 for displaying the virtual robot model M and the like on the display unit 1, an initial data setting unit 9 for setting data relating to the virtual robot model M, and a working unit h for the virtual robot model M. The trajectory coordinate setting means 10 for setting the coordinates P of the trajectory, the peripheral object setting means 11 for setting the data of the peripheral object model D, the initial data setting means 9, the trajectory coordinate setting means 10, and the peripheral object setting means 11 are set. Display data calculating means 12 for calculating display data for displaying the virtual robot model M, the coordinates P of the trajectory, and the peripheral object model D in the virtual space based on the data obtained from the virtual robot model M, and the display data of the coordinates P of the trajectory. And an actual operation pattern calculating means 13 for calculating an actual operation pattern for operating the actual robot R based on the actual operation pattern.
【００１１】表示手段８は、表示データ演算手段１２で
算出された各種表示データをＣＧ表示手段１４でグラフ
ィックス化して表示部１に供給する。また、表示手段８
にはシミュレーション手段１５が設けられている。シミ
ュレーション手段１５は、座標Ｐに基づいて仮想ロボッ
トモデルＭの作業部ｈが動く過程を仮想ロボットモデル
Ｍの構造変化を伴わせて表示部１に表示させることがで
きる。シミュレーション手段１５では、データ入力部２
から座標Ｐの範囲を指定することができ、座標Ｐにおい
て仮想ロボットモデルＭの動作確認の範囲を動作始点と
なる座標Ｐと動作終点となる座標Ｐとを指定することに
よって実ロボットＲのシミュレーション範囲を制限する
ことができる。更に、ＣＧ表示手段１４には、表示部１
の表示視点を変更して表示させる機能が備えられ、仮想
空間を所望の視点から３次元表示させることができる。The display unit 8 converts the various display data calculated by the display data calculation unit 12 into graphics by the CG display unit 14 and supplies the graphics to the display unit 1. Display means 8
Is provided with simulation means 15. The simulation means 15 can cause the display unit 1 to display a process in which the working unit h of the virtual robot model M moves based on the coordinates P along with a structural change of the virtual robot model M. In the simulation means 15, the data input unit 2
The range of the coordinate P can be specified from. The simulation range of the real robot R can be specified by specifying the coordinate P as the operation start point and the coordinate P as the operation end point at the coordinate P. Can be restricted. Further, the CG display means 14 includes the display unit 1
Is provided for changing the display viewpoint of the virtual space, and the virtual space can be three-dimensionally displayed from a desired viewpoint.
【００１２】初期データ設定手段９では、実ロボットＲ
に対応した仮想ロボットモデルＭを構成する仮想アーム
Ｔの初期データが設定される。仮想アームＴとは、実ロ
ボットＲを構成するアームＡに対応した仮想ロボットモ
デルＭの構成単位である。仮想アームＴの初期データと
は、実ロボットＲの初期状態（動かしていない状態）に
対応した仮想ロボットモデルＭを構成する仮想アームＴ
のデータを示す。具体的に、実ロボットＲの一例を示
し、その仮想ロボットモデルＭを構成する仮想アームＴ
の初期データについて説明する。実ロボットＲは、図２
に示すように、基台Ｂに回転中心を有した４つの直方体
状のアームＡ（Ａ１〜Ａ４）を順次連結して構成され、
最後位のアームＡ４の先端に所定の大きさの物体を捕獲
することができるように開閉可能な作業部Ｈを有したも
のである。基台Ｂは固定して設置され、回転中心は各ア
ームＡ１〜Ａ４の一部に設けられ（回転中心とは、アー
ムＡが包合する回転軸部分の中心を意味する。）、各ア
ームＡ１〜Ａ４は実ロボットＲの設置面に対して垂直ま
たは平行な回転軸を有したものとされ、その回転軸に沿
って各アームＡ１〜Ａ４が回転することにより基台Ｂ上
で動作する。詳しくは、実ロボットＲは、基台Ｂを有
し、基台ＢにＹ軸に平行な回転軸を中心に有したアーム
Ａ１が設置され、アームＡ１の上に一端にＹ軸に平行な
回転軸を有したアームＡ２が接続され、アームＡ２の他
端に一端にＸ軸に平行な回転軸を有したアームＡ３が接
続され、アームＡ３の他端に一端がＺ軸に平行な回転軸
を有したアームＡ４が接続され、アームＡ４の先端に捕
獲対象物を捕獲可能にアームＡ４の長手方向の軸に沿っ
て回転し、かつ開閉可能なハンド状の作業部Ｈが設けら
れて構成されている。In the initial data setting means 9, the actual robot R
Is set, the initial data of the virtual arm T constituting the virtual robot model M corresponding to. The virtual arm T is a constituent unit of the virtual robot model M corresponding to the arm A forming the real robot R. The initial data of the virtual arm T is the virtual arm T that constitutes the virtual robot model M corresponding to the initial state (non-moving state) of the real robot R.
The data of is shown. Specifically, an example of a real robot R is shown, and a virtual arm T constituting the virtual robot model M is shown.
Will be described. The actual robot R is shown in FIG.
As shown in the figure, the base B is configured by sequentially connecting four rectangular parallelepiped arms A (A1 to A4) having a rotation center,
At the end of the last arm A4, there is provided a working unit H that can be opened and closed so that an object of a predetermined size can be captured. The base B is fixedly installed, and the center of rotation is provided in a part of each of the arms A1 to A4 (the center of rotation means the center of the rotating shaft portion that the arm A wraps around). A to A4 have a rotation axis perpendicular or parallel to the installation surface of the real robot R, and operate on the base B by rotating the arms A1 to A4 along the rotation axis. Specifically, the real robot R has a base B, an arm A1 having a rotation axis parallel to the Y axis as a center is installed on the base B, and a rotation parallel to the Y axis is provided at one end on the arm A1. An arm A2 having a shaft is connected, an arm A3 having a rotation axis parallel to the X axis is connected to one end of the arm A2, and a rotation axis parallel to the Z axis is connected to the other end of the arm A3. The arm A4 has a hand-shaped working unit H that is rotatable along the longitudinal axis of the arm A4 and that can be opened and closed at a tip of the arm A4 so as to be able to capture an object to be captured. I have.
【００１３】ロボットの動作教示装置Ｓでは、実ロボッ
トＲを以下のようにアームＡ（Ａ１〜Ａ４）の形態及び
動作機構を簡易な数値で仮想アームＴ（Ｔ１〜Ｔ４）と
して設定して、表示データ演算手段１２にて仮想アーム
Ｔ１〜Ｔ４の表示データにすることができる。ここで
は、図３に示すように、アームＡ１〜Ａ４を表示部１に
線分状に表示させるように設定した。先ず、アームＡ１
は、Ｙ軸回りに回転可能な基端αを有するアームＡ１の
長さに対応した仮想アームＴ１とされる。初期データ設
定手段８には、アームＡ１〜Ａ４を簡易化して仮想アー
ムＴ１〜Ｔ４で表示させるためのデータが設定される。
具体的には、仮想アームＴ１の初期データは、Ｔ１（そ
の名称，アームＡ１の長さ，基端αの回転する回転軸
種，隣接する仮想アームＴ１とのリンク座標）とされ、
具体的には、Ｔ１（Ａｒｍ１，１００，ｙ，（ａ，ｂ，
ｃ））となり、仮想アームＴ１は名称がＡｒｍ１、アー
ムＡ１の長さが１００ｃｍ、ｙ軸に平行な回転軸を有
し、アームＡ１の先端の座標（ｘ，ｙ，ｚ）が（ａ，
ｂ，ｃ）であることが示される。ここで、アームＡ１の
基端αは、仮想空間の原点座標（０，０，０）とされ、
（ａ，ｂ，ｃ）は原点座標を基準にした値とされる。同
様にして、アームＡ２〜Ａ４についても、仮想アームＴ
２〜Ｔ４にされる。これら仮想アームＴは、形態データ
として初期データ設定手段９にファイルに保存しておく
ことができ、仮想ロボットモデルを作成する際にファイ
ルから所望の形態データを呼び出すことができる。仮想
ロボットモデルＭの先端には、ここでは仮想アームＴ４
の先端βには、作業部Ｈに対応する作業部ｈが付加され
る。作業部ｈは、作業箇所を示す概念として表示される
ものである。また、作業部ｈは、仮想アームＴ４の先端
βに付加されるコ字状体とされる。In the robot operation teaching device S, the real robot R is set and displayed as a virtual arm T (T1 to T4) using simple numerical values for the form and operation mechanism of the arm A (A1 to A4) as follows. The data calculation means 12 can make the display data of the virtual arms T1 to T4. Here, as shown in FIG. 3, the arms A1 to A4 are set to be displayed on the display unit 1 in a line segment. First, arm A1
Is a virtual arm T1 corresponding to the length of the arm A1 having a base end α rotatable around the Y axis. In the initial data setting means 8, data for simplifying the arms A1 to A4 and displaying them on the virtual arms T1 to T4 is set.
Specifically, the initial data of the virtual arm T1 is T1 (the name, the length of the arm A1, the type of rotation axis on which the base end α rotates, and the link coordinates with the adjacent virtual arm T1),
Specifically, T1 (Arm1, 100, y, (a, b,
c)), the virtual arm T1 has a name Arm1, a length of the arm A1 of 100 cm, a rotation axis parallel to the y-axis, and coordinates (x, y, z) of the tip of the arm A1 of (a,
b, c). Here, the base end α of the arm A1 is set to the origin coordinates (0, 0, 0) of the virtual space,
(A, b, c) is a value based on the origin coordinates. Similarly, for the arms A2 to A4, the virtual arm T
2 to T4. These virtual arms T can be stored in a file in the initial data setting means 9 as form data, and desired form data can be called from the file when creating a virtual robot model. At the tip of the virtual robot model M, here, a virtual arm T4
A working part h corresponding to the working part H is added to the tip β of the. The work unit h is displayed as a concept indicating a work place. The working unit h is a U-shaped body added to the tip β of the virtual arm T4.
【００１４】軌道座標設定手段１０は、仮想ロボットモ
デルＭの作業部ｈが動く座標Ｐを設定する。ここで、座
標Ｐとは、図４に示すように、作業部ｈの捕獲作業の中
心となるコ字状体の内側中央位置Ｏの３次元座標を示
す。また、軌道座標設定手段１０では、座標Ｐととも
に、作業部ｈが座標Ｐに位置したときの仮想ロボットモ
デルＭを構成する各仮想アームＴの回転角度が決められ
ており、作業部ｈが座標Ｐに位置したときの仮想ロボッ
トモデルＭを構成する仮想アームＴ１〜Ｔ４の接続構造
が一意的に決められている。更に、軌道座標設定手段１
０では、座標Ｐが設定される際に動作順を示すポインタ
も付加的に座標Ｐ毎に設定される。軌道座標設定手段１
０へのデータ入力には、操作容易性からマウス４，音声
入力装置５及び力感覚入出力装置６を利用する。マウス
４によれば、表示部１に表示される仮想空間の所望位置
にカーソルを位置させて座標Ｐを入力することができ
る。The trajectory coordinate setting means 10 sets coordinates P at which the working unit h of the virtual robot model M moves. Here, as shown in FIG. 4, the coordinates P indicate three-dimensional coordinates of an inner central position O of the U-shaped body serving as the center of the capturing operation of the working unit h. In the trajectory coordinate setting means 10, the rotation angle of each virtual arm T constituting the virtual robot model M when the working unit h is located at the coordinate P is determined together with the coordinate P. The connection structure of the virtual arms T1 to T4 that constitute the virtual robot model M when the robot is positioned at is determined uniquely. Further, the orbit coordinate setting means 1
At 0, a pointer indicating the operation order is additionally set for each coordinate P when the coordinate P is set. Orbit coordinate setting means 1
For data input to 0, a mouse 4, a voice input device 5, and a force sense input / output device 6 are used for ease of operation. According to the mouse 4, the coordinates P can be input by positioning the cursor at a desired position in the virtual space displayed on the display unit 1.
【００１５】音声入力装置５のマイクからの音声入力に
おいては、作業部ｈをシミュレーション作動させなが
ら、作業部ｈの方向（右，左，上，下）と初期位置に対
する移動角度を指定でき、音声による決定の指令によっ
て、音声変換部１６にて、予めデコード対象とされる音
声パターンに従って作業部ｈの基準座標（コ字状体の内
側中央位置Ｏの現在位置する位置座標）からの作業部ｈ
の移動位置を座標Ｐのデータに変換する。例えば、”右
３０°”という音声入力は基準座標を右方向に指定した
角度だけ移動させる。このような指令を作業部ｈが所要
の位置に位置するまで行ない、音声による決定の指令に
よって、軌道座標設定手段１０に座標Ｐが設定される。
また、移動量を一定とし、音声入力において作業部ｈの
方向のみを指定して作業部ｈの移動位置を座標Ｐのデー
タに変換するようにしても良い。音声変換部１６では、
種々の音声パターンと移動量とが関連付けられてライブ
ラリ化される。この場合は、例えば、”右”という音声
入力は基準座標を右に予め定めた所定角度移動させる。
マウス３と音声入力装置５を併用して座標Ｐを入力する
場合には、表示部１に表示されるカーソルをマウス３を
利用して目的位置付近に移動し音声入力装置５で微調整
を行なうことにより、座標Ｐを容易に効率良く設定する
ことができる。In the voice input from the microphone of the voice input device 5, the direction (right, left, up, down) of the working unit h and the moving angle with respect to the initial position can be designated while the working unit h is simulated. In response to the instruction of the determination, the voice conversion unit 16 determines the working unit h from the reference coordinates (the current position coordinates of the inner central position O of the U-shape) in accordance with the voice pattern to be decoded in advance.
Is converted into coordinate P data. For example, a voice input of “right 30 °” moves the reference coordinates to the right by a specified angle. Such a command is issued until the working unit h is located at a required position, and the coordinates P are set in the orbit coordinate setting means 10 by a voice determination command.
Alternatively, the moving amount may be fixed, and only the direction of the working unit h may be designated by voice input to convert the moving position of the working unit h into data of coordinates P. In the voice conversion unit 16,
Various audio patterns and movement amounts are associated with each other and stored in a library. In this case, for example, a voice input of “right” moves the reference coordinates to the right by a predetermined angle.
When the coordinates P are input by using the mouse 3 and the voice input device 5 together, the cursor displayed on the display unit 1 is moved to the vicinity of the target position using the mouse 3 and fine adjustment is performed by the voice input device 5. This makes it possible to easily and efficiently set the coordinates P.
【００１６】また、力感覚入出力装置６は、棒を握って
操作するスティックバーや指を嵌めて指の動きを反映さ
せる器具等で構成されている。仮想ロボットモデルＭの
動作可能範囲は、仮想ロボットモデルＭの構造により決
められるので、その動作可能範囲が設定可能座標認識部
１７に設定される。詳しくは、設定可能座標認識部１７
においては、この力感覚入出力装置６により入力された
作業部ｈの位置データと作業部ｈの設定可能な軌道の座
標データとの比較を行ない、設定不能な座標データが入
力された際に、力感覚入出力装置６に触覚可能な触覚力
を出力する。例えば、表示部１に表示されているカーソ
ルを設定したい位置に移動させる際、仮想ロボットモデ
ルＭが動作不能な位置にカーソルが位置させられ、ある
いは、ロボットモデルＭが動作不能な位置にカーソルが
近づくと、設定可能座標認識部１７に設定されている動
作可能範囲に基づいて、操作者に振動を与えて警告した
り、移動方向に対して負荷を与えて、不所望な座標Ｐが
設定されないようにしている。The force sensation input / output device 6 is constituted by a stick bar operated by grasping a stick, a device for fitting a finger and reflecting the movement of the finger, and the like. Since the operable range of the virtual robot model M is determined by the structure of the virtual robot model M, the operable range is set in the settable coordinate recognition unit 17. For details, the settable coordinate recognition unit 17
In, the position data of the working unit h input by the force sensation input / output device 6 is compared with the coordinate data of the trajectory that can be set for the working unit h, and when the unsettable coordinate data is input, The tactile force that can be tactile is output to the force sensation input / output device 6. For example, when the cursor displayed on the display unit 1 is moved to a position to be set, the cursor is positioned at a position where the virtual robot model M cannot operate, or the cursor approaches a position where the robot model M cannot operate. And, based on the operable range set in the settable coordinate recognizing unit 17, a warning is given to the operator by giving a vibration or a load is given in the moving direction so that the undesired coordinates P are not set. I have to.
【００１７】また、軌道座標設定手段１０は、データ入
力部２からの指令に基づいて入力された複数の座標Ｐを
所定の軌道範囲毎にグループ分けするグループ分け手段
１８を備えている。座標Ｐとともに設定可能なグループ
分け情報を付加することにより、座標Ｐを複数のグルー
プに分けて認識することができる。周辺物体設定手段１
１は、実空間において実ロボットＲが動作する際の障害
物となる周辺物体モデルＤを設定する。周辺物体モデル
Ｄは、ここでは複雑な形状物を想定しておらず、仮想空
間におけるＸＹ平面またはＹＺ平面またはＺＸ平面に平
行な平面から構成される立方体とした。図５示すよう
に、周辺物体モデルＤは、原点座標からの座標ｄ（ｘ，
ｙ，ｚ）と体積変数である立方体の構成辺データ（ｘ，
ｙ，ｚ）とからＤ（ｄ，ｘ，ｙ，ｚ）と定義される。The trajectory coordinate setting means 10 includes a grouping means 18 for grouping a plurality of coordinates P inputted based on a command from the data input unit 2 for each predetermined trajectory range. By adding grouping information that can be set together with the coordinates P, the coordinates P can be divided into a plurality of groups and recognized. Peripheral object setting means 1
1 sets a peripheral object model D which is an obstacle when the real robot R operates in the real space. Here, the peripheral object model D is not assumed to have a complicated shape, and is a cube formed of a plane parallel to the XY plane, the YZ plane, or the ZX plane in the virtual space. As shown in FIG. 5, the peripheral object model D has coordinates d (x,
y, z) and the constituent edge data (x,
y (z, z) and D (d, x, y, z).
【００１８】表示データ演算手段１２は、初期データ設
定手段９、軌道座標設定手段１０、周辺物体設定手段１
１に設定されたデータをグラフィックスデータである表
示データに変換する。表示データがＣＧ表示手段１４で
変換されることにより、仮想ロボットモデルＭ，座標Ｐ
及び周辺物体モデルＤが表示部１に具現化される。ＣＧ
表示手段１４は、軌道座標設定手段１０で入力された座
標の位置を該座標の相対位置に応じて、表示部１にコン
ピュータグラフィックス表示させる機能を備えている。
詳しくは、座標Ｐの具現化において、単に図４で示すよ
うな点で表わすのではなく、例えば、座標Ｐの相対位置
に応じて遠近表示する。具体的には、座標Ｐが、図６に
示すように、単に点や×印のような２次元的に示される
だけでなく、ＣＧ表示手段１４の機能により立方体や三
角錐や球のような３次元図形で表わすことができ、３次
元図形の大きさを座標Ｐの相対位置によって変えること
によって、遠近感を持たせて表示することができる。周
辺物体モデルＤの具現化は、図５に示すように直方体表
示にて行なわれる。また、表示データ演算手段１２は、
グループ分けされた座標Ｐの一括編集を可能にする一括
編集手段１９を備えている。図６の（ａ）〜（ｃ）に示
すように、グループ分けされた同一グループの座標Ｐ
（番号は、座標Ｐに動作順を説明するために付けてい
る。）は、同一図形種で表わすことができる。一括編集
手段１９は、個々の座標Ｐの追加，削除、データの変更
を行なうとともに、座標範囲を指定して一括して削除，
追加したり、座標Ｐを線で結んで作業部ｈの軌跡を表示
させることができる。図６の（ａ）において、曲線Ｗで
囲まれた部分は、削除する範囲（動作順９から１７）で
ある。削除した後に、図６の（ｂ）に示すように、
（ａ）で削除した範囲（動作順８と１８との間）に新た
なグループの６つの座標Ｐ群が追加された。追加された
座標Ｐの動作順は、動作順９から１４とされる。従っ
て、（ａ）において動作順１８だった座標Ｐは、動作順
が１５に変更される。このように、一括編集手段１９に
て、座標Ｐの削除，追加が行なわれると、自動的に座標
Ｐに付加されているポインタが変更され、動作順が調整
される。図６の（ｃ）には、作業部ｈの軌跡を表示した
例が示される。The display data calculating means 12 includes initial data setting means 9, trajectory coordinate setting means 10, peripheral object setting means 1.
The data set to 1 is converted into display data that is graphics data. The display data is converted by the CG display means 14 so that the virtual robot model M and the coordinates P
And the peripheral object model D are embodied on the display unit 1. CG
The display unit 14 has a function of displaying computer coordinates on the display unit 1 in accordance with the relative position of the coordinates input by the orbital coordinate setting unit 10.
More specifically, when the coordinates P are embodied, the coordinates P are not displayed simply as points as shown in FIG. Specifically, as shown in FIG. 6, the coordinates P are not only shown two-dimensionally, such as a point or an X mark, but also by a function of the CG display unit 14, such as a cube, a triangular pyramid, or a sphere. It can be represented by a three-dimensional figure, and can be displayed with a sense of perspective by changing the size of the three-dimensional figure according to the relative position of the coordinates P. The embodiment of the peripheral object model D is performed in a rectangular parallelepiped display as shown in FIG. Further, the display data calculation means 12
A batch editing unit 19 that enables batch editing of the grouped coordinates P is provided. As shown in FIGS. 6A to 6C, the coordinates P of the same group are classified.
(The numbers are given to the coordinates P to explain the order of operation.) Can be represented by the same graphic type. The batch editing means 19 adds and deletes individual coordinates P, changes data, and designates a coordinate range to collectively delete and delete.
The trajectory of the working unit h can be displayed by adding or connecting the coordinates P with a line. In FIG. 6A, a portion surrounded by a curve W is a range to be deleted (operation order from 9 to 17). After the deletion, as shown in FIG.
A new group of six coordinate P groups has been added to the range (between operation orders 8 and 18) deleted in (a). The operation order of the added coordinates P is from operation order 9 to 14. Therefore, the coordinate P, which was in the operation order 18 in (a), is changed to the operation order 15. As described above, when the coordinate P is deleted or added by the batch editing means 19, the pointer added to the coordinate P is automatically changed, and the operation order is adjusted. FIG. 6C shows an example in which the trajectory of the working unit h is displayed.
【００１９】実作動パターン算出手段１３は、仮想ロボ
ットモデルＭを仮想空間に作成して動作させた結果に基
づいて、実ロボットＲを動作させる実作動パターンを算
出する。実作動パターンは、実ロボットＲを作動させる
ためのコマンド群からなり、仮想ロボットモデルＭの一
連の動作に対応した動作コマンドを組み合わせて作成さ
れる。実作動パターン算出手段１３で作成された実作動
パターンは、実ロボットＲの制御装置に送信される。ま
た、実施の形態に係るロボットの動作教示装置において
は、図７に示すように、仮想ロボットモデルＭを、同一
３次元座標系に複数（Ｍ１，Ｍ２）作成した際、データ
入力部２からの入力指令に基づいて各仮想ロボットモデ
ルＭ（Ｍ１，Ｍ２）の動作タイミングを設定するシーケ
ンサ設定手段２０が備えられている。更にまた、実施の
形態に係るロボットの動作教示装置においては、表示手
段８に表示データをステレオ立体視させるためのステレ
オデータ変換部２１が設けられている。そして、外部
に、ステレオデータ変換部２１により変換されて表示部
１に表示された表示データをステレオ立体視させて見る
ための視認装置を備えている。詳しくは、例えば、ステ
レオデータ変換部２１に、右目用の画像と左目用の画像
とを別々に作成する機能を設け、視認装置を左右の目に
夫々対峙し交互に開閉可能な一対のシャッタを備えた所
謂眼鏡タイプの開閉装置で構成している。The actual operation pattern calculating means 13 calculates an actual operation pattern for operating the real robot R based on the result of creating and operating the virtual robot model M in the virtual space. The actual operation pattern includes a group of commands for operating the real robot R, and is created by combining operation commands corresponding to a series of operations of the virtual robot model M. The actual operation pattern created by the actual operation pattern calculation means 13 is transmitted to the control device of the actual robot R. Further, in the robot operation teaching device according to the embodiment, as shown in FIG. 7, when a plurality of (M1, M2) virtual robot models M are created in the same three-dimensional coordinate system, the data input unit 2 A sequencer setting means 20 for setting the operation timing of each virtual robot model M (M1, M2) based on an input command is provided. Further, in the robot operation teaching device according to the embodiment, the display means 8 is provided with a stereo data converter 21 for causing the display data to be stereoscopically viewed. Further, a visual recognition device for externally viewing the display data converted by the stereo data conversion unit 21 and displayed on the display unit 1 is provided. More specifically, for example, the stereo data conversion unit 21 is provided with a function of separately creating a right-eye image and a left-eye image, and a pair of shutters that allow the visual recognition device to face the left and right eyes and open and close alternately. It is configured with a so-called eyeglass type opening / closing device provided.
【００２０】従って、この実施の形態に係る実ロボット
の動作教示装置によれば、図８に示す操作過程に従って
実ロボットＲの動作教示が行なわれる。 （１）仮想ロボットモデルＭの作成 実空間の実ロボットＲを構成するアーム単位に分けて、
各アームＡの長さと実ロボットＲにおける位置とその位
置において当該アームＡが動作する回転軸とを確認し、
アームＡをその長さに対応する仮想アームＴのデータに
変換する。仮想アームＴのデータとして必要なものは、
（その名称，アームＡの長さ，仮想アームの回転する回
転軸種，仮想アームＴとのリンク座標）であり、簡易な
数値データである。長さは、実質的に動作する回転中心
からアームＡの先端までの最短距離にしている。回転軸
種は、複数設けることができるが仮想空間を構成する
Ｘ，Ｙ，Ｚの３軸に平行な軸にしている。仮想アームＴ
の回転中心の座標は、アームＡ１においてその回転中心
を原点座標とし、リンク座標となる他のアームＡ２〜Ａ
４において投影比（実空間と仮想空間との相似比）を考
慮して求められる。このようにして求めた仮想アームＴ
のデータを、データ入力部２より入力し初期値データ設
定手段９に設定する。初期値データ設定手段９に設定さ
れた仮想アームＴのデータは、表示データ演算手段１２
にてグラフィックスデータである表示データとされ表示
部１で線分からなる仮想ロボットモデルＭとして表示さ
れる。仮想ロボットモデルＭの作成は、実ロボットＲの
形態を動作機能のみを考慮して作成しているので、仮想
アームＴである線分を組み合わせて表現すればよく、大
変容易に行なうことができる。また、仮想空間の原点を
仮想ロボットモデルＭ上（最底部の仮想アームＴの基端
α）に置いたので、表示部１に表示される空間座標を例
えば原点が常時画面中央に位置するようにすることで、
仮想ロボットモデルＭを常に画面内に位置付けておくこ
とができるので、仮想ロボットモデルＭの動作の確認が
容易になる。Therefore, according to the operation teaching device of the real robot according to the present embodiment, the operation teaching of the real robot R is performed according to the operation process shown in FIG. (1) Creation of virtual robot model M Divided into arm units that constitute real robot R in real space,
Confirm the length of each arm A, the position in the real robot R, and the rotation axis on which the arm A operates at that position,
The arm A is converted into virtual arm T data corresponding to its length. What is required as data of the virtual arm T is
(The name, the length of the arm A, the type of rotation axis on which the virtual arm rotates, and the link coordinates with the virtual arm T), which are simple numerical data. The length is set to the shortest distance from the center of rotation that substantially operates to the tip of the arm A. Although a plurality of rotation axis types can be provided, the rotation axis types are axes parallel to the three axes X, Y, and Z that constitute the virtual space. Virtual arm T
The coordinates of the rotation center of the other arms A2 to A2 which are the link coordinates in the arm A1 with the rotation center as the origin coordinates
4 in consideration of the projection ratio (similarity ratio between the real space and the virtual space). The virtual arm T obtained in this way
Is input from the data input unit 2 and set in the initial value data setting means 9. The data of the virtual arm T set in the initial value data setting means 9 is stored in the display data calculating means 12.
Are displayed as display data, which is graphics data, and are displayed on the display unit 1 as a virtual robot model M composed of line segments. The virtual robot model M is created by considering the form of the real robot R in consideration of only the motion function, and therefore, can be expressed very simply by combining the line segments that are the virtual arms T, and can be performed very easily. Further, since the origin of the virtual space is placed on the virtual robot model M (the base end α of the virtual arm T at the bottom), the spatial coordinates displayed on the display unit 1 are set such that the origin is always located at the center of the screen. by doing,
Since the virtual robot model M can always be positioned on the screen, it is easy to check the operation of the virtual robot model M.
【００２１】（２）周辺物体モデルＤの作成 実空間の実ロボットＲの周辺に存在し、実ロボットＲが
動作するうえで障害物となり得る物体を、仮想ロボット
モデルＭと同一の仮想空間に作成する。実ロボットＲの
周辺に存在する物体を、略直方体と擬制し仮想ロボット
モデルＭに指定した原点からの座標と直方体の体積変数
（直方体の体積を求めるのに必要な変数）とからなる周
辺物体モデルＤのデータに変換する。変換した周辺物体
モデルＤのデータを、データ入力部２より入力し周辺物
体設定手段１１に設定する。周辺物体設定手段１１に設
定された物体データは、表示データ演算手段１２にて表
示データとされ表示部１で直方体に表示される。このよ
うに、仮想ロボットモデルＭと周辺物体モデルＤとは、
仮想ロボットモデルＭの一端を原点とする同一座標系で
表されるので、仮想ロボットモデルＭと周辺物体モデル
Ｄとの相対的な位置決めが容易となる。 （３）軌道の座標の入力 空間座標に、仮想ロボットモデルＭと周辺物体モデルＤ
を作成した後に、仮想ロボットモデルＭの作業部ｈが動
く軌道の座標Ｐを設定する。実ロボットＲに作業させた
いように、仮想ロボットモデルＭの作業部ｈの軌道の座
標Ｐを、マウス３，音声入力装置５，力感覚入出力装置
６を用いて設定する。座標Ｐの設定は、マウス３や力感
覚入出力装置６を用いて設定したい位置の近傍にカーソ
ルを移動させて、音声入力装置５で微調整することで、
座標Ｐの設定を効率良く行なうことができる。ここで、
力感覚入出力装置６を用いれば、作業部ｈが動作不能な
座標Ｐを設定することがなくなるので、座標Ｐの設定効
率が向上させられる。座標Ｐの設定に際しては、設定し
た座標Ｐを、遠近感を有する３次元図形で表示部１に表
示することができるので、座標Ｐの設定が容易になる。
更に、座標Ｐには設定した順に作業部ｈの動作順を示す
ポインタが付加されるので、座標Ｐに動作順を与えさせ
る必要がない。(2) Creation of Peripheral Object Model D An object that exists around the real robot R in the real space and can be an obstacle when the real robot R operates is created in the same virtual space as the virtual robot model M. I do. An object existing around the real robot R is simulated as a substantially rectangular parallelepiped, and a peripheral object model including coordinates from the origin specified in the virtual robot model M and volume variables of the rectangular parallelepiped (variables required for obtaining the volume of the rectangular parallelepiped) Convert to D data. The converted data of the peripheral object model D is input from the data input unit 2 and set in the peripheral object setting unit 11. The object data set in the peripheral object setting means 11 is converted into display data by the display data calculating means 12 and displayed on the display unit 1 in a rectangular parallelepiped. Thus, the virtual robot model M and the peripheral object model D
Since the virtual robot model M is represented by the same coordinate system with one end as the origin, relative positioning between the virtual robot model M and the peripheral object model D is facilitated. (3) Input of the coordinates of the trajectory The virtual robot model M and the peripheral object model D are input to the space coordinates.
Is created, the coordinates P of the trajectory on which the working unit h of the virtual robot model M moves are set. The coordinates P of the trajectory of the working unit h of the virtual robot model M are set using the mouse 3, the voice input device 5, and the force sense input / output device 6 so that the real robot R wants to work. The coordinates P can be set by moving the cursor near the position to be set using the mouse 3 or the force-sensing input / output device 6 and finely adjusting it with the voice input device 5.
The coordinate P can be set efficiently. here,
The use of the force sensation input / output device 6 eliminates the need to set the coordinates P at which the working unit h cannot operate, thereby improving the setting efficiency of the coordinates P. In setting the coordinates P, the set coordinates P can be displayed on the display unit 1 as a three-dimensional figure having a perspective, so that the setting of the coordinates P is facilitated.
Further, since a pointer indicating the operation order of the working unit h is added to the coordinates P in the set order, it is not necessary to give the coordinates P an operation order.
【００２２】（４）座標Ｐの編集 仮想空間に設定した座標Ｐに対して、設定位置の編集
（変更，削除，追加，移動等）を行ない、設定した座標
の調整を行なう。例えば、一括編集手段１９により設定
した座標Ｐにポインタ順に線を引き作業部ｈの動作する
軌跡を作成し、スムーズに動作できるかを確認する。こ
のとき、不所望な設定箇所がある場合には、一括編集手
段１９により個々の座標Ｐごとに編集することができ
る。また、一括編集手段１９により、所定範囲の座標Ｐ
を指定して一括して編集することができるので、座標Ｐ
の編集操作が容易になる。 （５）シミュレーションの実行 仮想空間にプロットした複数の座標Ｐ上を、仮想ロボッ
トモデルＭの作業部ｈが順次移動するように仮想ロボッ
トモデルＭを動作させ、実ロボットＲの動作のシミュレ
ーションを行なう。シミュレーションの結果、動作結果
に満足した場合にはその動作データに基づいて実作動パ
ターンを作成することができる。一方、動作結果に不満
足の場合には、一括編集手段１９にて座標Ｐの設定位置
の変更等を行ない、再度実ロボットＲの動作のシミュレ
ーションを行なう。この場合、予め指定された始点及び
終点となる座標間でシミュレーション動作を行なわせる
と、所望とする動作範囲についてのみのシミュレーショ
ンを行なうことができるので、実ロボットの動作確認処
理が短縮される。(4) Editing of coordinates P The coordinates P set in the virtual space are edited (changed, deleted, added, moved, etc.) to adjust the set coordinates. For example, a line is drawn at the coordinates P set by the batch editing means 19 in the order of pointers to create a trajectory in which the operation unit h operates, and it is confirmed whether the operation can be performed smoothly. At this time, if there is an undesired setting location, the batch editing means 19 can edit the individual coordinates P. Further, the coordinates P of the predetermined range are
Can be edited at once by specifying
Editing operation becomes easy. (5) Execution of Simulation The virtual robot model M is operated so that the working unit h of the virtual robot model M sequentially moves on the plurality of coordinates P plotted in the virtual space, and the operation of the real robot R is simulated. As a result of the simulation, when the operation result is satisfied, an actual operation pattern can be created based on the operation data. On the other hand, when the operation result is not satisfactory, the set position of the coordinates P is changed by the batch editing means 19, and the operation of the real robot R is simulated again. In this case, if the simulation operation is performed between the coordinates of the start point and the end point designated in advance, the simulation can be performed only in the desired operation range, and the operation confirmation processing of the actual robot is shortened.
【００２３】（６）実作動パターンの作成 シミュレーションの結果に満足した場合には、シミュレ
ーションの動作に基づいて、実ロボットＲの動作コマン
ドが組み合わされて実作動パターンが作成される。実作
動パターン算出手段１３では、仮想ロボットモデルＭの
作業部ｈが座標Ｐ上を移動する際の仮想ロボットモデル
Ｍの構造変化と、実ロボットＲの動作コマンドとが対応
付けられており、仮想ロボットモデルＭの動作に応じて
実ロボットＲの実作動パターンが作成される。(6) Creation of Actual Operation Pattern When the result of the simulation is satisfied, the actual operation pattern is created by combining the operation commands of the actual robot R based on the operation of the simulation. In the actual operation pattern calculating means 13, the structural change of the virtual robot model M when the working unit h of the virtual robot model M moves on the coordinates P is associated with the operation command of the real robot R. An actual operation pattern of the actual robot R is created according to the operation of the model M.
【００２４】次に、図７に示すように、複数の仮想ロボ
ットモデルＭを用いた場合の実ロボットの動作教示する
場合について説明する。仮想ロボットモデルＭ１，Ｍ２
と周辺物体モデルＤは、前述の仮想ロボットモデルＭと
同様に作成される。但し、原点座標は、仮想ロボットモ
デルＭ１の基端αとされている。仮想ロボットモデルＭ
１，Ｍ２の動作は、座標Ｐにおいて動作対象とする仮想
ロボットモデルＭ１，Ｍ２が決められる。ここでは、外
部から与えられる所定の制御信号Ｘ１〜Ｘ８の状態に応
じて、動作対象となる仮想ロボットモデルＭ１，Ｍ２が
切換えられる。図７においては、例えば、座標Ｐ（動作
順５）において制御信号Ｘ１〜Ｘ８の状態がラダー図で
示される条件に適合した場合に仮想ロボットモデルＭ２
が動作可能にされることを示している。このように、座
標Ｐにおいて動作対象とする仮想ロボットモデルＭ１，
Ｍ２を制御することができるので、動作対象とする仮想
ロボットモデルＭ１，Ｍ２の制御を容易にすることがで
きる。更にまた、上記のシミュレーションの際等に、表
示手段８に表示データをステレオ表示し、視認装置で立
体視すれば、即ち、例えば、表示手段８に右目用の画像
と左目用の画像とを別々に作成し、左右の目に夫々対峙
し交互に開閉可能な一対のシャッタを備えた所謂眼鏡タ
イプの視認装置でこれを立体視すれば、仮想空間の３次
元表示をよりリアルに知覚することができるようにな
る。Next, as shown in FIG. 7, a case will be described in which the operation of a real robot is taught when a plurality of virtual robot models M are used. Virtual robot model M1, M2
And the peripheral object model D are created in the same manner as the virtual robot model M described above. However, the origin coordinates are set to the base end α of the virtual robot model M1. Virtual robot model M
For the operations of M1 and M2, virtual robot models M1 and M2 to be operated at coordinates P are determined. Here, the virtual robot models M1 and M2 to be operated are switched according to the states of predetermined control signals X1 to X8 given from the outside. In FIG. 7, for example, when the state of the control signals X1 to X8 at the coordinate P (operation order 5) meets the condition shown in the ladder diagram, the virtual robot model M2
Are enabled. As described above, the virtual robot models M1,
Since M2 can be controlled, it is possible to easily control the virtual robot models M1 and M2 to be operated. Furthermore, in the case of the above-mentioned simulation or the like, if the display data is stereoscopically displayed on the display means 8 and stereoscopically viewed by the visual recognition device, for example, the image for the right eye and the image for the left eye are separately displayed on the display means 8. And a stereoscopic view using a so-called spectacle-type viewing device provided with a pair of shutters that can be opened and closed alternately while facing each other with the left and right eyes, it is possible to more realistically perceive the three-dimensional display of the virtual space. become able to.
【００２５】尚、上記実施の形態に係るロボットの動作
教示装置において、アームモデルＡを線分で表わした
が、所望の体積を持たせた直方体形状にしてもよい。更
に、仮想空間の仮想ロボットモデルＭの動作シミュレー
ションを行なった後に、その動作結果を実空間の実ロボ
ットＲに反映させているが、仮想ロボットモデルＭの動
作シミュレーションを行ないながら同時に実ロボットＲ
を動かすようにしてリアルタイムに実ロボットＲの動作
教示を行なうこともできる。In the operation teaching apparatus for a robot according to the above embodiment, the arm model A is represented by a line segment, but may be a rectangular parallelepiped having a desired volume. Further, after the operation simulation of the virtual robot model M in the virtual space is performed, the operation result is reflected on the real robot R in the real space.
, The operation of the real robot R can be taught in real time.
【００２６】[0026]
【発明の効果】以上説明したように、本発明のロボット
の動作教示装置によれば、仮想ロボットモデルを、実空
間の実ロボットを構成するアーム単位に分けて、各アー
ムの長さと実ロボットにおける位置とその位置において
アームが動作する回転軸とを確認し、アームの長さに対
応するアームモデルのデータに変換し、実ロボットの形
態を動作機能のみを考慮して作成できるので、仮想ロボ
ットモデルを簡易な形態のアームモデルを組み合わせて
表現でき、そのため、仮想ロボットモデルの作成を容易
に行なうことができ、実ロボットの動作教示を極めて容
易に行うことができるようになる。また、仮想アームの
初期データを、その名称，アームの長さ，基端の回転す
る回転軸種，隣接する仮想アームとのリンク座標位置を
備えて規定した場合には、必要最小限の情報から容易に
仮想ロボットモデルを作成することができる。更に、軌
道座標設定手段に、作業部の軌道の座標に、作業部の動
作順を示すポインタを規定する機能を備えた場合には、
座標入力した順に仮想ロボットモデルの作業部を動作さ
せることができるので、軌道の座標の入力作業が簡略化
される。更にまた、表示手段に、軌道座標設定手段で入
力された座標の位置を座標の相対位置に応じて、表示部
にグラフィックス表示させるＣＧ表示手段を備えた場合
には、仮想空間における座標間の位置関係を容易に把握
することができるとともに、軌道の座標の入力作業をよ
り容易に行なうことができる。As described above, according to the robot operation teaching apparatus of the present invention, the virtual robot model is divided into the arm units constituting the real robot in the real space, and the length of each arm and the actual robot The position and the rotation axis on which the arm operates at that position are checked, converted to arm model data corresponding to the arm length, and the form of the real robot can be created in consideration of only the operation function, so the virtual robot model Can be expressed in combination with a simple form of an arm model. Therefore, it is possible to easily create a virtual robot model, and to very easily teach the operation of a real robot. If the initial data of the virtual arm is defined with its name, arm length, rotation axis type of the base end, and link coordinate position with the adjacent virtual arm, the minimum data is used. A virtual robot model can be easily created. Further, when the orbit coordinate setting means has a function of defining a pointer indicating the operation order of the working unit at the coordinates of the orbit of the working unit,
Since the working unit of the virtual robot model can be operated in the order of inputting the coordinates, the input operation of the coordinates of the trajectory is simplified. Furthermore, when the display means is provided with CG display means for displaying the position of the coordinates input by the orbit coordinate setting means in a graphic manner on the display unit in accordance with the relative position of the coordinates, the CG display means in the virtual space The positional relationship can be easily grasped, and the input operation of the coordinates of the trajectory can be performed more easily.
【００２７】また、軌道座標設定手段に、データ入力部
からの指令に基づいて入力された複数の座標を所定の軌
道範囲毎にグループ分けするグループ分け手段を備え、
表示データ演算手段に上記データ入力部からの指令に基
づいて該グループ分けされた座標の一括編集を可能にす
る一括編集手段を備えた場合には、グループ単位での座
標の編集処理等を可能にするので、軌道の座標の入力作
業性をより向上させることができる。更に、表示手段
に、表示部において作業部が作業部の軌道の座標上を動
くように、仮想ロボットモデルによるシミュレーション
動作を行なわせるシミュレーション手段を備えた場合に
は、実ロボットを実際に動作させることなく、仮想空間
にて仮想ロボットモデルで動作確認を容易に行なうこと
ができるので、短時間で種々の動作確認を行なうことが
可能になり動作教示の操作性を向上することができる。
更にまた、シミュレーション手段に、予め指定された始
点及び終点となる座標間でシミュレーション動作を行な
わせる機能を備えた場合には、動作確認処理時間が短縮
されるので、動作教示の操作性を向上することができ
る。[0027] The orbit coordinate setting means includes grouping means for grouping a plurality of coordinates input based on a command from the data input unit into predetermined orbit ranges.
In the case where the display data calculation means is provided with batch editing means for enabling batch editing of the grouped coordinates based on a command from the data input unit, it is possible to perform coordinate editing processing in group units and the like. Therefore, the workability of inputting the coordinates of the trajectory can be further improved. Further, when the display means is provided with a simulation means for performing a simulation operation using a virtual robot model so that the work section moves on the coordinates of the trajectory of the work section on the display section, the actual robot is actually operated. In addition, since the operation check can be easily performed with the virtual robot model in the virtual space, various operation checks can be performed in a short time, and the operability of the operation teaching can be improved.
Furthermore, when the simulation means is provided with a function of performing a simulation operation between coordinates that are designated as a start point and an end point, the operation confirmation processing time is shortened, and the operability of the operation teaching is improved. be able to.
【００２８】また、データ入力部を、音声入力装置を備
えて構成し、音声入力装置により入力された音声データ
を作業部の軌道の座標データに変換して軌道座標設定手
段に供給する音声変換部を備えた場合には、入力操作の
高速化を図ることができる。更に、データ入力部を、力
感覚入出力装置を備えて構成し、力感覚入出力装置によ
り入力された作業部の位置データと作業部の設定可能な
軌道の座標データとの比較を行ない、設定不能な座標デ
ータが入力された際に、力感覚入出力装置に触覚可能な
触覚力を出力する設定可能座標認識部を備えた場合に
は、入力操作時に入力可能位置を確認できるので、デー
タを正確に設定でき、入力作業効率を向上させることが
できる。更にまた、表示手段を、表示データをステレオ
立体視させるためのステレオデータ変換部を備えて構成
し、ステレオデータ変換部により変換されて表示部に表
示された表示データをステレオ立体視させて見るための
視認装置を備えた場合には、軌道の座標の相対位置関係
をより正しく認識でき、入力操作の精度を向上すること
ができる。また、実ロボットの回りに在る物体を、周辺
物体モデルとしてデータ入力部から入力され表示手段に
よって表示させられる仮想ロボットモデルと同様の３次
元座標系によって表示させるため、仮想ロボットモデル
の所定位置からの座標と、物体の体積変数とで作成する
周辺物体設定手段を備えた場合には、仮想ロボットモデ
ルと周辺物体モデルとの相対的な位置決めが容易となる
ので、入力作業効率を向上させることができる。更に、
仮想ロボットモデルを、同一３次元座標系に複数作成し
た際、データ入力部からの入力指令に基づいて各仮想ロ
ボットモデルの動作タイミングを設定するシーケンサ設
定手段を備えた場合には、同一の座標系にて複数の仮想
ロボットモデルを作成して、これらの仮想ロボットモデ
ルが動作するための動作タイミングを設定して動作制御
を行ない、一連の作業をさせ、動作確認をして、複数の
実ロボットの動作教示を行なうことができる。Also, the data input unit is provided with a voice input device, and converts the voice data input by the voice input device into the coordinate data of the trajectory of the working unit and supplies it to the trajectory coordinate setting means. In the case where the input device is provided, the speed of the input operation can be increased. Further, the data input unit is provided with a force sense input / output device, and the position data of the work unit input by the force sense input / output device is compared with the coordinate data of the trajectory that can be set for the work unit, and the setting is performed. If a settable coordinate recognizing unit that outputs tactile force that can be tactile to the force sensor input / output device is provided when impossible coordinate data is input, the inputtable position can be confirmed at the time of input operation. The setting can be made accurately, and the input work efficiency can be improved. Still further, the display means is provided with a stereo data converter for causing the display data to be stereoscopically viewed, so that the display data converted by the stereo data converter and displayed on the display unit is viewed in a stereoscopic manner. When the visual recognition device is provided, the relative positional relationship between the coordinates of the trajectory can be more correctly recognized, and the accuracy of the input operation can be improved. In addition, in order to display an object around the real robot in a three-dimensional coordinate system similar to the virtual robot model input from the data input unit and displayed by the display unit as a peripheral object model, a predetermined position of the virtual robot model is used. In the case where a peripheral object setting means that is created using the coordinates of the object and the volume variable of the object is provided, the relative positioning between the virtual robot model and the peripheral object model becomes easy, so that the input work efficiency can be improved. it can. Furthermore,
When a plurality of virtual robot models are created in the same three-dimensional coordinate system, if sequencer setting means for setting the operation timing of each virtual robot model based on an input command from the data input unit is provided, the same coordinate system is used. Creates a plurality of virtual robot models, sets the operation timing for operating these virtual robot models, performs operation control, performs a series of operations, confirms the operation, and Operation teaching can be performed.
【図１】本発明の実施の形態に係るロボットの動作教示
装置を示すブロック構成図である。FIG. 1 is a block diagram showing a robot operation teaching device according to an embodiment of the present invention.
【図２】本発明の実施の形態に係るロボットの動作教示
装置が動作教示する実ロボットの一例を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing an example of a real robot for teaching operation by the robot operation teaching device according to the embodiment of the present invention.
【図３】本発明の実施の形態に係るロボットの動作教示
装置で作成される仮想ロボットモデルを構成する仮想ア
ームの構成を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a virtual arm forming a virtual robot model created by the robot operation teaching device according to the embodiment of the present invention;
【図４】本発明の実施の形態に係るロボットの動作教示
装置で仮想ロボットモデルを動作させるための軌道点の
入力状態を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an input state of a trajectory point for operating a virtual robot model with the robot operation teaching device according to the embodiment of the present invention;
【図５】本発明の実施の形態に係るロボットの動作教示
装置で作成される周辺物体モデルの入力例を示す図であ
る。FIG. 5 is a diagram illustrating an input example of a peripheral object model created by the robot operation teaching device according to the embodiment of the present invention;
【図６】本発明の実施の形態に係るロボットの動作教示
装置で設定した軌道の座標の編集例を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing an example of editing the coordinates of a trajectory set by the robot operation teaching device according to the embodiment of the present invention;
【図７】本発明の実施の形態に係るロボットの動作教示
装置において複数の仮想ロボットモデルを制御する一例
を示す図である。FIG. 7 is a diagram illustrating an example of controlling a plurality of virtual robot models in the robot operation teaching device according to the embodiment of the present invention.
【図８】本発明の実施の形態に係るロボットの動作教示
装置での処理過程を示す工程図である。FIG. 8 is a process chart showing a process in the robot operation teaching device according to the embodiment of the present invention.
Ｓ ロボットの動作教示装置 Ｍ 仮想ロボットモデル Ｒ 実ロボット Ａ（Ａ１〜Ａ４） アーム Ｈ 作業部 Ｔ（Ｔ１〜Ｔ４） 仮想アーム ｈ 作業部 α 基端 β 先端 Ｐ 座標 １ 表示部 ２ データ入力部 ３ マウス ４ キーボード ５ 音声入力装置 ６ 力感覚入出力装置 ７ コンピュータ本体 ８ 表示手段 ９ 初期データ設定手段 １０ 軌道座標設定手段 １１ 周辺物体設定手段 １２ 表示データ演算手段 １３ 実作動パターン算出手段 １４ ＣＧ表示手段 １５ シミュレーション手段 １６ 音声変換部 １７ 設定可能座標認識部 １８ グループ分け手段 １９ 一括編集手段 ２０ シーケンサ設定手段 ２１ ステレオデータ変換部 S Robot operation teaching device M Virtual robot model R Real robot A (A1 to A4) Arm H Working unit T (T1 to T4) Virtual arm h Working unit α Base end β Tip P coordinate 1 Display unit 2 Data input unit 3 Mouse Reference Signs List 4 keyboard 5 voice input device 6 force sense input / output device 7 computer body 8 display means 9 initial data setting means 10 orbit coordinate setting means 11 peripheral object setting means 12 display data calculation means 13 actual operation pattern calculation means 14 CG display means 15 simulation Means 16 Voice conversion unit 17 Settable coordinate recognition unit 18 Grouping means 19 Batch editing means 20 Sequencer setting means 21 Stereo data conversion unit
Claims (12)
構成され、最後位のアーム先端に作業部を有した実ロボ
ットの動作を教示するロボットの動作教示装置におい
て、 表示部と、データ入力部と、 上記実ロボットの回転中心に対応した基端を有し、上記
実ロボットの各アームの長さに対応した長さを有すると
ともに、基端を中心にＸ，Ｙ，Ｚ軸の３軸回りに回転可
能に設けられ、先端に他の基端が連結可能な仮想アーム
を用いて構成されかつ、該仮想アームを上記実ロボット
に対応させて連結した仮想ロボットモデルを上記表示部
に３次元座標系によって表示させる表示手段と、 上記データ入力部から入力され、上記表示手段によって
表示させられる仮想ロボットモデルを作成するための仮
想アームの初期データを設定する初期データ設定手段
と、 上記データ入力部から入力され、上記作業部の軌道の座
標を設定する軌道座標設定手段と、 上記初期データ設定手段の設定データ及び軌道座標設定
手段で設定された上記作業部の軌道の座標に基づいて、
上記表示手段によって表示させられる仮想ロボットモデ
ルの表示データを演算する表示データ演算手段と、 該表示データ演算手段の表示データに基づいて、上記実
ロボットを作動させる実作動パターンを算出する実作動
パターン算出手段とを備えて構成したことを特徴とする
ロボットの動作教示装置。1. A robot operation teaching device configured to sequentially connect arms having a center of rotation and teaching the operation of a real robot having a working unit at the end of a last arm, comprising: a display unit; And a base end corresponding to the rotation center of the real robot, a length corresponding to the length of each arm of the real robot, and three axes of X, Y, and Z axes centered on the base end. A virtual robot model which is provided so as to be rotatable around and is connected to another virtual end at the distal end thereof and which is connected to the virtual arm in correspondence with the real robot is displayed on the display unit in a three-dimensional manner. Display means for displaying in a coordinate system; and initial data setting for setting initial data of a virtual arm input from the data input unit and for creating a virtual robot model to be displayed by the display means Means, a trajectory coordinate setting means input from the data input unit and setting the coordinates of the trajectory of the working unit; and setting data of the initial data setting means and the trajectory of the working unit set by the trajectory coordinate setting means. Based on the coordinates,
Display data calculation means for calculating display data of a virtual robot model displayed by the display means; and actual operation pattern calculation for calculating an actual operation pattern for operating the real robot based on the display data of the display data calculation means. And an operation teaching device for a robot.
称，アームの長さ，基端が回転する回転軸種，隣接する
仮想アームとのリンク座標位置を備えて規定したことを
特徴とする請求項１記載のロボットの動作教示装置。2. The method according to claim 1, wherein the initial data of the virtual arm is defined by including a name, a length of the arm, a type of a rotating shaft whose base end rotates, and a coordinate position of a link with an adjacent virtual arm. Item 2. An operation teaching device for a robot according to Item 1.
軌道の座標に、作業部の動作順を示すポインタを規定す
る機能を備えたことを特徴とする請求項１または２記載
のロボットの動作教示装置。3. The robot according to claim 1, wherein the trajectory coordinate setting means has a function of defining a pointer indicating an operation order of the working unit at the coordinates of the trajectory of the working unit. Motion teaching device.
で入力された座標の位置を該座標の相対位置に応じて、
上記表示部にコンピュータグラフィックス表示させるＣ
Ｇ表示手段を備えたことを特徴とする請求項１，２また
は３記載のロボットの動作教示装置。4. The display means displays the position of the coordinates input by the orbit coordinate setting means in accordance with the relative position of the coordinates.
C to display computer graphics on the display unit
4. The operation teaching device for a robot according to claim 1, further comprising a G display unit.
力部からの指令に基づいて上記入力された複数の座標を
所定の軌道範囲毎にグループ分けするグループ分け手段
を備え、上記表示データ演算手段に上記データ入力部か
らの指令に基づいて該グループ分けされた座標の一括編
集を可能にする一括編集手段を備えたことを特徴とする
請求項１，２，３または４記載のロボットの動作教示装
置。5. The display data calculating means, wherein the orbit coordinate setting means includes grouping means for grouping the plurality of inputted coordinates into predetermined orbit ranges based on a command from the data input unit. 5. The operation teaching of a robot according to claim 1, further comprising batch editing means for enabling batch editing of said grouped coordinates based on a command from said data input unit. apparatus.
記作業部が上記作業部の軌道の座標上を動くように、上
記仮想ロボットモデルによるシミュレーション動作を行
なわせるシミュレーション手段を備えたことを特徴とす
る請求項１，２，３，４または５記載のロボットの動作
教示装置。6. The display device according to claim 1, further comprising: a simulation unit configured to perform a simulation operation using the virtual robot model such that the work unit moves on the coordinates of the trajectory of the work unit on the display unit. The robot operation teaching device according to claim 1, 2, 3, 4, or 5.
された始点及び終点となる座標間でシミュレーション動
作を行なわせる機能を備えたことを特徴とする請求項６
記載のロボットの動作教示装置。7. A simulation device according to claim 6, wherein said simulation means has a function of performing a simulation operation between coordinates designated as a start point and an end point designated in advance.
An operation teaching device for a robot as described in the above.
えて構成し、該音声入力装置により入力された音声デー
タを上記作業部の軌道の座標データに変換して軌道座標
設定手段に供給する音声変換部を備えたことを特徴とす
る請求項１，２，３，４，５，６または７記載のロボッ
トの動作教示装置。8. The data input unit includes a voice input device, and converts voice data input by the voice input device into coordinate data of a trajectory of the work unit and supplies the data to trajectory coordinate setting means. 8. The robot operation teaching device according to claim 1, further comprising a voice conversion unit.
を備えて構成し、力感覚入出力装置により入力された作
業部の位置データと上記作業部の設定可能な軌道の座標
データとの比較を行ない、設定不能な座標データが入力
された際に、力感覚入出力装置に触覚可能な触覚力を出
力する設定可能座標認識部を備えたことを特徴とする請
求項１，２，３，４，５，６，７または８記載のロボッ
トの動作教示装置。9. The data input unit includes a force sensation input / output device, and stores the position data of the work unit input by the force sensation input / output device and the coordinate data of a trajectory that can be set for the work unit. 4. A settable coordinate recognizing section for performing a comparison and outputting a tactile force capable of being tactile to a force sense input / output device when non-settable coordinate data is input. , 4, 5, 6, 7 or 8.
テレオ立体視させるためのステレオデータ変換部を備え
て構成し、該ステレオデータ変換部により変換されて表
示部に表示された表示データをステレオ立体視させて見
るための視認装置を備えたことを特徴とする請求項１，
２，３，４，５，６，７，８または９記載のロボットの
動作教示装置。10. The display means includes a stereo data converter for causing the display data to be stereoscopically viewed, and converts display data converted by the stereo data converter and displayed on the display unit into a stereoscopic image. A visual recognition device for allowing the user to view the image is provided.
9. The operation teaching device for a robot according to 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, or 9.
周辺物体モデルとして上記表示手段によって表示させら
れる仮想ロボットモデルと同様の３次元座標系によって
表示させるため、上記データ入力部からの入力により上
記仮想ロボットモデルの所定位置からの座標と該物体の
体積変数とを設定する周辺物体設定手段を備えたことを
特徴とする請求項１，２，３，４，５，６，７，８，９
または１０記載のロボットの動作教示装置。11. An object around the real robot,
In order to display as a peripheral object model in the same three-dimensional coordinate system as the virtual robot model displayed by the display means, the coordinates from a predetermined position of the virtual robot model and the volume variable of the object are input by the data input unit. 10. A peripheral object setting means for setting the following: 1., 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9
Or the robot operation teaching device according to 10.
元座標系に複数作成した際、上記データ入力部からの入
力指令に基づいて各仮想ロボットモデルの動作タイミン
グを設定するシーケンサ設定手段を備えたことを特徴と
する請求項１，２，３，４，５，６，７，８，９，１０
または１１記載のロボットの動作教示装置。12. A sequencer setting means for setting operation timing of each virtual robot model based on an input command from the data input unit when a plurality of the virtual robot models are created in the same three-dimensional coordinate system. Claims 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10
Or the robot operation teaching device according to 11.
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|---|---|
| JP (1) | JP2001216015A (en) |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007511839A (en) * | 2003-11-22 | 2007-05-10 | バイエリッシェ モートーレン ウエルケ アクチエンゲゼルシャフト | Apparatus and method for programming an industrial robot |
| JP2009070078A (en) * | 2007-09-12 | 2009-04-02 | Fanuc Ltd | Robot programming device for palletizing operation by robot |
| WO2011114778A1 (en) * | 2010-03-15 | 2011-09-22 | オムロン株式会社 | Display device, display method, program, virtual mechanism library, and computer-readable recording medium |
| JP2012035348A (en) * | 2010-08-04 | 2012-02-23 | Spring:Kk | Program creation support system, and computer program for the same |
| CN102736555A (en) * | 2011-04-11 | 2012-10-17 | 发那科株式会社 | Tool path display apparatus for machine tool |
| CN104802173A (en) * | 2014-01-23 | 2015-07-29 | 发那科株式会社 | Data generation device for vision sensor and detection simulation system |
| WO2015186508A1 (en) * | 2014-06-06 | 2015-12-10 | ナブテスコ株式会社 | Teaching data-generating device and teaching data-generating method for work robot |
| CN108356817A (en) * | 2018-01-12 | 2018-08-03 | 宁波易拓智谱机器人有限公司 | A kind of teaching method based on 3D models |
| CN108356796A (en) * | 2018-01-12 | 2018-08-03 | 宁波易拓智谱机器人有限公司 | A kind of teaching system being adapted to a variety of industrial robots |
| JP2018134703A (en) * | 2017-02-21 | 2018-08-30 | 株式会社安川電機 | Robot simulator, robot system, and simulation method |
| CN109719703A (en) * | 2017-10-31 | 2019-05-07 | 发那科株式会社 | The robot teaching apparatus of the positional shift of warning or correcting taught point or teaching line |
| WO2023106354A1 (en) * | 2021-12-07 | 2023-06-15 | 川崎重工業株式会社 | Teaching system, robot system, teaching method for robot, and teaching program for robot |
| WO2023106353A1 (en) * | 2021-12-07 | 2023-06-15 | 川崎重工業株式会社 | Teaching system, robot system, robot teaching method, and robot teaching program |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62282881A (en) * | 1986-05-28 | 1987-12-08 | 日本電気株式会社 | Robot operation teaching system |
| JPH01111208A (en) * | 1987-10-26 | 1989-04-27 | Hitachi Ltd | Robot teaching device |
| JPH01125605A (en) * | 1987-11-10 | 1989-05-18 | Yamazaki Mazak Corp | Numerically controlled tool machine |
| JPH0421105A (en) * | 1990-05-16 | 1992-01-24 | Hitachi Ltd | Stereoscopic teaching device for manipulator |
| JPH09160626A (en) * | 1995-12-11 | 1997-06-20 | Oki Electric Ind Co Ltd | Nc data generation system |
| JPH09244724A (en) * | 1996-03-11 | 1997-09-19 | Asahi Sanac Kk | Method and device for generating operation program for robot |
| JPH118498A (en) * | 1997-06-17 | 1999-01-12 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Editing method of insertion hole position data |
-
2000
- 2000-01-31 JP JP2000023067A patent/JP2001216015A/en active Pending
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62282881A (en) * | 1986-05-28 | 1987-12-08 | 日本電気株式会社 | Robot operation teaching system |
| JPH01111208A (en) * | 1987-10-26 | 1989-04-27 | Hitachi Ltd | Robot teaching device |
| JPH01125605A (en) * | 1987-11-10 | 1989-05-18 | Yamazaki Mazak Corp | Numerically controlled tool machine |
| JPH0421105A (en) * | 1990-05-16 | 1992-01-24 | Hitachi Ltd | Stereoscopic teaching device for manipulator |
| JPH09160626A (en) * | 1995-12-11 | 1997-06-20 | Oki Electric Ind Co Ltd | Nc data generation system |
| JPH09244724A (en) * | 1996-03-11 | 1997-09-19 | Asahi Sanac Kk | Method and device for generating operation program for robot |
| JPH118498A (en) * | 1997-06-17 | 1999-01-12 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Editing method of insertion hole position data |
Cited By (29)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007511839A (en) * | 2003-11-22 | 2007-05-10 | バイエリッシェ モートーレン ウエルケ アクチエンゲゼルシャフト | Apparatus and method for programming an industrial robot |
| US8644984B2 (en) | 2007-09-12 | 2014-02-04 | Fanuc Ltd | Robot programming device for palletizing operation by robot |
| JP2009070078A (en) * | 2007-09-12 | 2009-04-02 | Fanuc Ltd | Robot programming device for palletizing operation by robot |
| CN102804091B (en) * | 2010-03-15 | 2015-12-09 | 欧姆龙株式会社 | Display device, display packing, program, dummy mechanical structure storehouse and computer readable recording medium storing program for performing |
| CN102804091A (en) * | 2010-03-15 | 2012-11-28 | 欧姆龙株式会社 | Display device, display method, program, virtual mechanism library, and computer-readable recording medium |
| JP2011192019A (en) * | 2010-03-15 | 2011-09-29 | Omron Corp | Display device, display method, program, virtual mechanism library, and computer-readable recording medium |
| US9507339B2 (en) | 2010-03-15 | 2016-11-29 | Omron Corporation | Display device, display method, program, virtual mechanism library, and computer readable recording medium |
| WO2011114778A1 (en) * | 2010-03-15 | 2011-09-22 | オムロン株式会社 | Display device, display method, program, virtual mechanism library, and computer-readable recording medium |
| JP2012035348A (en) * | 2010-08-04 | 2012-02-23 | Spring:Kk | Program creation support system, and computer program for the same |
| CN102736555A (en) * | 2011-04-11 | 2012-10-17 | 发那科株式会社 | Tool path display apparatus for machine tool |
| JP2012221309A (en) * | 2011-04-11 | 2012-11-12 | Fanuc Ltd | Tool orbit display device for machine tool |
| DE102012103075B4 (en) * | 2011-04-11 | 2014-08-28 | Fanuc Corporation | Toolpath presentation device for machine tools |
| US9409272B2 (en) | 2011-04-11 | 2016-08-09 | Fanuc Corporation | Tool path display apparatus for machine tool |
| CN104802173A (en) * | 2014-01-23 | 2015-07-29 | 发那科株式会社 | Data generation device for vision sensor and detection simulation system |
| JP2015136770A (en) * | 2014-01-23 | 2015-07-30 | ファナック株式会社 | Data creation system of visual sensor, and detection simulation system |
| US9519736B2 (en) | 2014-01-23 | 2016-12-13 | Fanuc Corporation | Data generation device for vision sensor and detection simulation system |
| JP2015229234A (en) * | 2014-06-06 | 2015-12-21 | ナブテスコ株式会社 | Device and method for creating teaching data of working robot |
| WO2015186508A1 (en) * | 2014-06-06 | 2015-12-10 | ナブテスコ株式会社 | Teaching data-generating device and teaching data-generating method for work robot |
| JP2018134703A (en) * | 2017-02-21 | 2018-08-30 | 株式会社安川電機 | Robot simulator, robot system, and simulation method |
| US11213945B2 (en) | 2017-02-21 | 2022-01-04 | Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki | Robot simulator, robot system and simulation method |
| JP6998660B2 (en) | 2017-02-21 | 2022-01-18 | 株式会社安川電機 | Robot simulator, robot system and simulation method |
| CN109719703A (en) * | 2017-10-31 | 2019-05-07 | 发那科株式会社 | The robot teaching apparatus of the positional shift of warning or correcting taught point or teaching line |
| JP2019081230A (en) * | 2017-10-31 | 2019-05-30 | ファナック株式会社 | Robot teaching device warning or modifying positional deviation of teaching point or teaching line |
| US10661440B2 (en) | 2017-10-31 | 2020-05-26 | Fanuc Corporation | Robot teaching device for warning or correcting positional deviation of teaching points or teaching line |
| CN109719703B (en) * | 2017-10-31 | 2020-07-03 | 发那科株式会社 | Robot teaching device for warning or correcting positional deviation of teaching point or teaching line |
| CN108356817A (en) * | 2018-01-12 | 2018-08-03 | 宁波易拓智谱机器人有限公司 | A kind of teaching method based on 3D models |
| CN108356796A (en) * | 2018-01-12 | 2018-08-03 | 宁波易拓智谱机器人有限公司 | A kind of teaching system being adapted to a variety of industrial robots |
| WO2023106354A1 (en) * | 2021-12-07 | 2023-06-15 | 川崎重工業株式会社 | Teaching system, robot system, teaching method for robot, and teaching program for robot |
| WO2023106353A1 (en) * | 2021-12-07 | 2023-06-15 | 川崎重工業株式会社 | Teaching system, robot system, robot teaching method, and robot teaching program |
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