JP3053501B2 - ロボットの位置教示方法 - Google Patents
ロボットの位置教示方法Info
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- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B19/00—Programme-control systems
- G05B19/02—Programme-control systems electric
- G05B19/42—Recording and playback systems, i.e. in which the programme is recorded from a cycle of operations, e.g. the cycle of operations being manually controlled, after which this record is played back on the same machine
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- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
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- G05B2219/30—Nc systems
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Robotics (AREA)
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、教示されたプログラム
に従って動作する産業用等のロボットにおける位置教示
方法に関し、更に詳しく言えば、既に教示済みの位置
(教示位置)を修正する際の、ロボットの位置教示方法
に関する。
に従って動作する産業用等のロボットにおける位置教示
方法に関し、更に詳しく言えば、既に教示済みの位置
(教示位置)を修正する際の、ロボットの位置教示方法
に関する。
【0002】
【従来の技術】教示されたプログラムに従って動作する
産業用等のロボット(以下、単にロボットと言う。)を
用いて各種作業を実行する際に、既に教示済みのプログ
ラムについて教示位置を変更して作業を行なう必要がし
ばしば生じる。
産業用等のロボット(以下、単にロボットと言う。)を
用いて各種作業を実行する際に、既に教示済みのプログ
ラムについて教示位置を変更して作業を行なう必要がし
ばしば生じる。
【0003】この種の教示位置の変更に際しては、ロボ
ットを手動送り等によって修正位置(修正後に実現され
るべき教示位置)へ実際に移動させて該位置を記憶させ
る形で修正を実行する方法や、修正位置のデータを直接
入力する方法が用いられるのが一般的であるが、修正量
が予め判っている場合には、オペレータが位置修正量を
入力することによって教示位置の変更を行う手法が用い
られることが多い。
ットを手動送り等によって修正位置(修正後に実現され
るべき教示位置)へ実際に移動させて該位置を記憶させ
る形で修正を実行する方法や、修正位置のデータを直接
入力する方法が用いられるのが一般的であるが、修正量
が予め判っている場合には、オペレータが位置修正量を
入力することによって教示位置の変更を行う手法が用い
られることが多い。
【0004】このような教示位置修正を行う一つの典型
例として、既に教示済みのプログラムについて教示位置
間の方向は変えずに教示位置のみを変更して作業を実行
するというケースがある。
例として、既に教示済みのプログラムについて教示位置
間の方向は変えずに教示位置のみを変更して作業を実行
するというケースがある。
【0005】例えば、所定間隔Dをおいて直線状に複数
個配列された所定サイズLのワークの把持・運搬やアー
ク溶接等の作業を実行する為の位置教示が、プログラム
教示の形でロボットに既に行われているケースにおい
て、前記所定間隔Dあるいは所定サイズLに変更があっ
た場合に、プログラム全体の再作成や手動送りによる教
示を行うのは明らかに非効率的であるから、オペレータ
による教示位置修正データの入力を行うことになる。
個配列された所定サイズLのワークの把持・運搬やアー
ク溶接等の作業を実行する為の位置教示が、プログラム
教示の形でロボットに既に行われているケースにおい
て、前記所定間隔Dあるいは所定サイズLに変更があっ
た場合に、プログラム全体の再作成や手動送りによる教
示を行うのは明らかに非効率的であるから、オペレータ
による教示位置修正データの入力を行うことになる。
【0006】この例のようなケースにおいて、従来は既
に教示済みの位置のデータが準拠している座標系と同一
の座標系の上で表現された位置修正データあるいは該位
置修正データにロボットコントローラ内で換算され得る
データ(即ち、ロボットに予め設定されている座標系あ
るいは基準座標系上で表現された位置修正データ)を特
定するという準備作業がオペレータに課せられていた。
に教示済みの位置のデータが準拠している座標系と同一
の座標系の上で表現された位置修正データあるいは該位
置修正データにロボットコントローラ内で換算され得る
データ(即ち、ロボットに予め設定されている座標系あ
るいは基準座標系上で表現された位置修正データ)を特
定するという準備作業がオペレータに課せられていた。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上記したように、従来
の方法により教示位置修正データの入力作業を実行する
為には、ロボットに予め設定されている座標系あるいは
基準座標系上で表現された位置修正データを特定すると
いう準備作業が必要となるが、オペレータは通常の場合
これらの座標系を明確に意識していないことが多く、従
って、このような準備作業を迅速且つ的確に実行するこ
とは必ずしも容易でない。
の方法により教示位置修正データの入力作業を実行する
為には、ロボットに予め設定されている座標系あるいは
基準座標系上で表現された位置修正データを特定すると
いう準備作業が必要となるが、オペレータは通常の場合
これらの座標系を明確に意識していないことが多く、従
って、このような準備作業を迅速且つ的確に実行するこ
とは必ずしも容易でない。
【0008】また、これら座標系がオペレータによって
認識されている場合であっても、実際の位置修正がこれ
ら座標系のいずれかの軸方向(直交座標系におけるX、
Y、Z各軸方向あるいは極座標系におけるr、θ、φの
方向等)に平行であるとは限らないから、これら各軸成
分についての修正データ(X成分、θ成分等)を求めな
ければならないことになる。例えば、上記の直線状に配
列されたワークに対する作業のケースにおいても、その
配列方向やサイズ変更方向に沿った位置修正の方向が、
ロボットに設定された座標系や基準座標系の1つの軸と
正確に平行であるとは限らない。
認識されている場合であっても、実際の位置修正がこれ
ら座標系のいずれかの軸方向(直交座標系におけるX、
Y、Z各軸方向あるいは極座標系におけるr、θ、φの
方向等)に平行であるとは限らないから、これら各軸成
分についての修正データ(X成分、θ成分等)を求めな
ければならないことになる。例えば、上記の直線状に配
列されたワークに対する作業のケースにおいても、その
配列方向やサイズ変更方向に沿った位置修正の方向が、
ロボットに設定された座標系や基準座標系の1つの軸と
正確に平行であるとは限らない。
【0009】従って、一般には修正前の位置から修正後
の位置に向かうベクトルの方向余弦を当該座標系上で表
したものに相当するデータを知り、それに基づいた修正
量の成分計算を実行することが必要となるが、このよう
な作業は煩雑であり、場合によってはその為に新たな計
測作業(例えば、ワーク配列方向の測定、サイズ変更方
向の測定)を追加しなければならないことも起こり得
る。
の位置に向かうベクトルの方向余弦を当該座標系上で表
したものに相当するデータを知り、それに基づいた修正
量の成分計算を実行することが必要となるが、このよう
な作業は煩雑であり、場合によってはその為に新たな計
測作業(例えば、ワーク配列方向の測定、サイズ変更方
向の測定)を追加しなければならないことも起こり得
る。
【0010】本発明は、既に教示済みのプログラムにつ
いて、いずれかの教示位置間の方向に沿っていずれかの
教示位置を変更する型の教示位置修正に際して、オペレ
ータに課せられる上記の如き負担を軽減し、座標系の認
識、位置修正データの換算(成分計算)等の煩雑な作業
を必要とすることなく、極めて簡便に教示位置の修正を
行うことの出来るロボットの位置教示方法することを企
図するものである。
いて、いずれかの教示位置間の方向に沿っていずれかの
教示位置を変更する型の教示位置修正に際して、オペレ
ータに課せられる上記の如き負担を軽減し、座標系の認
識、位置修正データの換算(成分計算)等の煩雑な作業
を必要とすることなく、極めて簡便に教示位置の修正を
行うことの出来るロボットの位置教示方法することを企
図するものである。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明のロボット位置教
示方法によれば、教示済みのプログラムについて、座標
系上で表現された位置データが教示済みの複数の教示点
の内のいずれか2つの間を結ぶ線分の方向に沿って少な
くとも1つの教示点の教示位置が修正される。そのため
に、要修正教示点を前記プログラムから特定する情報
と、前記2つの教示点を前記プログラムから特定する情
報と、前記修正の向き及び大きさがロボット制御装置に
入力される。 ロボット制御装置は、前記線分のベクトル
を前記線分に対応する教示済み位置データから得るとと
もに、該得た情報と前記入力された修正の向き及び大き
さとに基づいて、前記要修正教示点について修正後の位
置を求め、それに応じた位置データ修正を行なう。この
ような方法を採用することにより、オペレータが、座標
系の認識、位置修正データの換算(成分計算)等の煩雑
な作業を必要とすることなく、修正が必要な教示位置を
指定し、指定された教示位置について極めて簡便に修正
を行うことが出来るようになる。
示方法によれば、教示済みのプログラムについて、座標
系上で表現された位置データが教示済みの複数の教示点
の内のいずれか2つの間を結ぶ線分の方向に沿って少な
くとも1つの教示点の教示位置が修正される。そのため
に、要修正教示点を前記プログラムから特定する情報
と、前記2つの教示点を前記プログラムから特定する情
報と、前記修正の向き及び大きさがロボット制御装置に
入力される。 ロボット制御装置は、前記線分のベクトル
を前記線分に対応する教示済み位置データから得るとと
もに、該得た情報と前記入力された修正の向き及び大き
さとに基づいて、前記要修正教示点について修正後の位
置を求め、それに応じた位置データ修正を行なう。この
ような方法を採用することにより、オペレータが、座標
系の認識、位置修正データの換算(成分計算)等の煩雑
な作業を必要とすることなく、修正が必要な教示位置を
指定し、指定された教示位置について極めて簡便に修正
を行うことが出来るようになる。
【0012】
【作用】図1は本発明の原理を説明する為に、修正前の
教示位置(即ち、教示済み位置)を含むロボットの位置
軌跡と修正後の教示位置(即ち、新たに教示する位置)
を含むロボットの位置軌跡軌の関係を概念的に示したも
のである。 Σ;O―XYZは、教示済み位置データが準拠している
Oを原点とする直交座標系で、通常はベース座標系また
はワールド座標系である。
教示位置(即ち、教示済み位置)を含むロボットの位置
軌跡と修正後の教示位置(即ち、新たに教示する位置)
を含むロボットの位置軌跡軌の関係を概念的に示したも
のである。 Σ;O―XYZは、教示済み位置データが準拠している
Oを原点とする直交座標系で、通常はベース座標系また
はワールド座標系である。
【0013】教示位置修正の一つの一般的なケースを想
定する為に、修正の前後で教示位置経路が次のように変
わる場合について説明する。先ず、修正前には○印で示
したように、P0 →P1 →P2 →・・・→Pk →Pk+1
→Pk+2 →Pk+3 →Pk+4 →・・・・Pn-1 →Pn (=
P0 )で表される経路を教示位置がとり、教示位置、P
k+1 、Pk+2 、Pk+3 が一直線上に並んでいるものとす
る。一方、修正後の教示位置の経路は、□印で示したよ
うに、P0 →P1 →P2 →・・・・・→Pk →Qk+1 →
Qk+2 →Qk+3 →Pk+4 →・・・・→Pn-1 →Pn (=
P0 )で表され、教示位置Qk+1 、Qk+2 、Qk+3 は一
直線上に並んでいるものとする。即ち、直線区間Pk+1
→Pk+2 →Pk+3 が、直線区間Qk+1 →Qk+2 →Qk+3
に変更された以外は、修正前後の教示位置経路は共通で
ある場合を考える。
定する為に、修正の前後で教示位置経路が次のように変
わる場合について説明する。先ず、修正前には○印で示
したように、P0 →P1 →P2 →・・・→Pk →Pk+1
→Pk+2 →Pk+3 →Pk+4 →・・・・Pn-1 →Pn (=
P0 )で表される経路を教示位置がとり、教示位置、P
k+1 、Pk+2 、Pk+3 が一直線上に並んでいるものとす
る。一方、修正後の教示位置の経路は、□印で示したよ
うに、P0 →P1 →P2 →・・・・・→Pk →Qk+1 →
Qk+2 →Qk+3 →Pk+4 →・・・・→Pn-1 →Pn (=
P0 )で表され、教示位置Qk+1 、Qk+2 、Qk+3 は一
直線上に並んでいるものとする。即ち、直線区間Pk+1
→Pk+2 →Pk+3 が、直線区間Qk+1 →Qk+2 →Qk+3
に変更された以外は、修正前後の教示位置経路は共通で
ある場合を考える。
【0014】修正前の直線区間について、教示位置Pi
からPi+1 (但し、i=k+1,k+2 )に向かう2本のベクト
ルを<Di >、Pj からQj に向かう3本のベクトルを
<Δj >(j=k+1,k+2,k+3 )で各々表すと、これら計5
本のベクトル<Dk+1 >、<Dk+2 >、<Δk+1 >、<
Δk+2 >、<Δk+3 >は一直線上に乗ることになる。
からPi+1 (但し、i=k+1,k+2 )に向かう2本のベクト
ルを<Di >、Pj からQj に向かう3本のベクトルを
<Δj >(j=k+1,k+2,k+3 )で各々表すと、これら計5
本のベクトル<Dk+1 >、<Dk+2 >、<Δk+1 >、<
Δk+2 >、<Δk+3 >は一直線上に乗ることになる。
【0015】また、ベクトルを<Di >の長さをdi
(di >0;i=k+1,k+2 )とし、ベクトル<Δj >(j=
k+1,k+2,k+3 )の向きと大きさをδj で表すことにす
る。ここで、δj の符号を、δj >0の時は<Di >
(i=k+1,k+2 )と同じ向き(図示のケース)、δj <0
の時は<Di >と逆向きに対応するものと定める。この
ように約すれば、修正ベクトル<Δj >(j=k+1,k+2,k+
3 )とベクトル<Di >(i=k+1,k+2 )との間には次の
関係が成立することになる。
(di >0;i=k+1,k+2 )とし、ベクトル<Δj >(j=
k+1,k+2,k+3 )の向きと大きさをδj で表すことにす
る。ここで、δj の符号を、δj >0の時は<Di >
(i=k+1,k+2 )と同じ向き(図示のケース)、δj <0
の時は<Di >と逆向きに対応するものと定める。この
ように約すれば、修正ベクトル<Δj >(j=k+1,k+2,k+
3 )とベクトル<Di >(i=k+1,k+2 )との間には次の
関係が成立することになる。
【0016】 <Δk+1 >=(δk+1 /dk+1 )<Dk+1 >=(δk+1 /dk+2 )<Dk+2 > ・・・・(1) <Δk+2 >=(δk+2 /dk+1 )<Dk+1 >=(δk+2 /dk+2 )<Dk+2 > ・・・・(2) <Δk+3 >=(δk+3 /dk+1 )<Dk+1 >=(δk+3 /dk+2 )<Dk+2 > ・・・・(3) 次に、位置Pk+1 、Pk+2 、Pk+3 、Qk+1 、Qk+2 、
Qk+3 について原点Oを起点とする位置ベクトルを図の
ように取り、<OPk+1 >、<OPk+2 >、<OPk+3
>、<OQk+1 >、<OQk+2 >、<OQk+3 >で各々
表すことにすると、次の関係が成立することが判る。
Qk+3 について原点Oを起点とする位置ベクトルを図の
ように取り、<OPk+1 >、<OPk+2 >、<OPk+3
>、<OQk+1 >、<OQk+2 >、<OQk+3 >で各々
表すことにすると、次の関係が成立することが判る。
【0017】 <Dk+1 >=<OPk+2 >―<OPk+1 > ・・・(4) <Dk+2 >=<OPk+3 >―<OPk+2 > ・・・(5) <OQk+1 >=<OPk+1 >+<Δk+1 > ・・・(6) <OQk+2 >=<OPk+2 >+<Δk+2 > ・・・(7) <OQk+3 >=<OPk+3 >+<Δk+3 > ・・・(8) 式(6)〜(8)の右辺に式(1)〜(3)を代入する
と、 <OQk+1 >=<OPk+1 >+(δk+1 /dk+1 )<Dk+1 >= <OPk+1 >+(δk+1 /dk+2 )<Dk+2 > ・・・(9) <OQk+2 >=<OPk+2 >+(δk+2 /dk+1 )<Dk+1 >= <OPk+2 >+(δk+2 /dk+2 )<Dk+2 > ・・・(10) <OQk+3 >=<OPk+3 >+(δk+3 /dk+1 )<Dk+1 >= <OPk+3 >+(δk+3 /dk+2 )<Dk+2 > ・・・(11) となる。
と、 <OQk+1 >=<OPk+1 >+(δk+1 /dk+1 )<Dk+1 >= <OPk+1 >+(δk+1 /dk+2 )<Dk+2 > ・・・(9) <OQk+2 >=<OPk+2 >+(δk+2 /dk+1 )<Dk+1 >= <OPk+2 >+(δk+2 /dk+2 )<Dk+2 > ・・・(10) <OQk+3 >=<OPk+3 >+(δk+3 /dk+1 )<Dk+1 >= <OPk+3 >+(δk+3 /dk+2 )<Dk+2 > ・・・(11) となる。
【0018】ここで、<OPk+1 >、<OPk+2 >、<
OPk+3 >は既に教示済みである。即ち、座標Σ上での
位置データ(XYZ各成分)の形で通常はロボットコン
トローラ内のメモリに格納済みの情報である。
OPk+3 >は既に教示済みである。即ち、座標Σ上での
位置データ(XYZ各成分)の形で通常はロボットコン
トローラ内のメモリに格納済みの情報である。
【0019】また、ベクトル<Dk+1 >、<Dk+2 >の
大きさdk+1 、dk+2 も、隣接する修正前教示位置Pk+
1 、Pk+2 間の距離及びPk+2 、Pk+3 間の距離とし
て、これら教示位置のXYZ各成分データXk+1 、Yk+
1 、Zk+1 、Xk+2 、Yk+2 、Zk+2 、Xk+3 、Yk+3
、Zk+3 に基き、下記の式(12)で簡単に計算する
ことが出来る。 di =[(Xi+1 ―Xi )2 +(Yi+1 ―Yi )2 + (Zi+1 ―Zi )2 ]1 /2 (i=k+1,k+2 ) ・・・(12) そして、δj (j=k+1,k+2,k+3 )は、例えばワークのサ
イズや配列間隔の修正量等に直接関係する値として、オ
ペレータが座標Σを意識せずに定め得るスカラー量であ
る。
大きさdk+1 、dk+2 も、隣接する修正前教示位置Pk+
1 、Pk+2 間の距離及びPk+2 、Pk+3 間の距離とし
て、これら教示位置のXYZ各成分データXk+1 、Yk+
1 、Zk+1 、Xk+2 、Yk+2 、Zk+2 、Xk+3 、Yk+3
、Zk+3 に基き、下記の式(12)で簡単に計算する
ことが出来る。 di =[(Xi+1 ―Xi )2 +(Yi+1 ―Yi )2 + (Zi+1 ―Zi )2 ]1 /2 (i=k+1,k+2 ) ・・・(12) そして、δj (j=k+1,k+2,k+3 )は、例えばワークのサ
イズや配列間隔の修正量等に直接関係する値として、オ
ペレータが座標Σを意識せずに定め得るスカラー量であ
る。
【0020】従って、例えば式(4)、(5)、(1
2)を使って、式(9)〜(11)に相当する計算を実
行するプログラムをロボットコントローラ内のメモリに
格納しておけば、オペレータがδk+1 、δk+2 、δk+3
の値をロボットコントローラに入力して計算の実行を指
令し、結果を教示位置データの更新値としてメモリに格
納するだけで所望の教示位置修正作業が実行出来ること
になる。
2)を使って、式(9)〜(11)に相当する計算を実
行するプログラムをロボットコントローラ内のメモリに
格納しておけば、オペレータがδk+1 、δk+2 、δk+3
の値をロボットコントローラに入力して計算の実行を指
令し、結果を教示位置データの更新値としてメモリに格
納するだけで所望の教示位置修正作業が実行出来ること
になる。
【0021】以上の説明において、修正前後の教示位置
の経路の各々について連続した複数区間(Pk+1 →Pk+
2 ;Pk+2 →Pk+3 ;Qk+1 →Qk+2 ;Qk+2 →Qk+3
の各区間)を想定したが、この条件は本発明にとって不
可欠な前提ではない。即ち、上記説明から容易に類推さ
れるように、各修正ベクトル<Δm >(m はとびとびの
正整数でも連続した正整数でも良い。)に対して、これ
と平行な関係にあり、教示位置Ps からPs+1 (但し、
s は0又は任意の正整数)に向かうベクトルが少なくと
も1本づつ見い出せるような型の任意の教示位置修正に
ついて、本発明の位置教示方法が適用可能である。
の経路の各々について連続した複数区間(Pk+1 →Pk+
2 ;Pk+2 →Pk+3 ;Qk+1 →Qk+2 ;Qk+2 →Qk+3
の各区間)を想定したが、この条件は本発明にとって不
可欠な前提ではない。即ち、上記説明から容易に類推さ
れるように、各修正ベクトル<Δm >(m はとびとびの
正整数でも連続した正整数でも良い。)に対して、これ
と平行な関係にあり、教示位置Ps からPs+1 (但し、
s は0又は任意の正整数)に向かうベクトルが少なくと
も1本づつ見い出せるような型の任意の教示位置修正に
ついて、本発明の位置教示方法が適用可能である。
【0022】
【実施例】図2は、本発明を実施する為に使用するロボ
ットコントローラの要部ブロック図である。図中、ロボ
ットコントローラ10は、中央演算装置(以下,CPU
という。)1を有し、該CPU1には、ROMからなる
メモリ2、RAMからなるメモリ3、CMOS等からな
る不揮発性メモリ4、CRT表示装置付手動データ入力
装置(CRT/MDI)5、教示操作盤6、補間器等を
含みロボットの各軸を制御するロボット軸制御部7がバ
ス9を介して接続されている。ロボット軸制御部7は更
にサーボ回路8を経由してロボット本体20に接続され
ている。
ットコントローラの要部ブロック図である。図中、ロボ
ットコントローラ10は、中央演算装置(以下,CPU
という。)1を有し、該CPU1には、ROMからなる
メモリ2、RAMからなるメモリ3、CMOS等からな
る不揮発性メモリ4、CRT表示装置付手動データ入力
装置(CRT/MDI)5、教示操作盤6、補間器等を
含みロボットの各軸を制御するロボット軸制御部7がバ
ス9を介して接続されている。ロボット軸制御部7は更
にサーボ回路8を経由してロボット本体20に接続され
ている。
【0023】ROM2には、CPU1がロボット20及
びロボットコントローラ10自身の制御の為に実行する
各種のプログラムが格納されている。RAM3はデータ
の一時記憶や演算の為に利用されるメモリである。不揮
発性メモリ4には、CRT/MDI5、教示操作盤6、
あるいは図示しない外部装置から入力される教示デー
タ、即ち、教示位置データを含むプログラムや各種パラ
メータ設定値が格納される。
びロボットコントローラ10自身の制御の為に実行する
各種のプログラムが格納されている。RAM3はデータ
の一時記憶や演算の為に利用されるメモリである。不揮
発性メモリ4には、CRT/MDI5、教示操作盤6、
あるいは図示しない外部装置から入力される教示デー
タ、即ち、教示位置データを含むプログラムや各種パラ
メータ設定値が格納される。
【0024】上述の構成は、従来のロボットコントロー
ラと基本的には変わるところはないが、先ず、本発明を
実施する為に、オペレータによりCRT/MDI5及び
教示操作盤6を使って入力された教示位置修正データ
(δk+1 等)と作用の欄で説明した諸式(4)、
(5)、(9)、(10)、(11)、(12)等に基
づいて、修正された教示位置データ(Qk+1 等のXYZ
各成分)を計算し、各対応する修正前の教示位置データ
が格納されたRAM3内のアドレス位置のデータを修正
するプログラムが、不揮発性メモリ4に格納される点が
従来と異なる。
ラと基本的には変わるところはないが、先ず、本発明を
実施する為に、オペレータによりCRT/MDI5及び
教示操作盤6を使って入力された教示位置修正データ
(δk+1 等)と作用の欄で説明した諸式(4)、
(5)、(9)、(10)、(11)、(12)等に基
づいて、修正された教示位置データ(Qk+1 等のXYZ
各成分)を計算し、各対応する修正前の教示位置データ
が格納されたRAM3内のアドレス位置のデータを修正
するプログラムが、不揮発性メモリ4に格納される点が
従来と異なる。
【0025】また、オペレータの指令によって、図4に
示すような教示位置修正モードの画面をCRT/MDI
5のディスプレイに表示させ、オペレータが対話形式で
修正作業を実行出来るよう、必要なプログラムが不揮発
性メモリ4に格納されているという点でも従来と違いが
ある。
示すような教示位置修正モードの画面をCRT/MDI
5のディスプレイに表示させ、オペレータが対話形式で
修正作業を実行出来るよう、必要なプログラムが不揮発
性メモリ4に格納されているという点でも従来と違いが
ある。
【0026】図4の教示位置修正モードの画面において
は、修正すべき教示位置の番号s、修正量δs 、修正ベ
クトルの方向を指定する為に必要な教示位置番号i,
j、日付、オペレータコード番号等をCRT/MDIの
キーボードからオペレータが指定・入力する。δs の符
号+―は、前述した通り、Pi →Pj と同じ向きの修正
なら+を選択し、逆向きならば―を選択するという意味
である。
は、修正すべき教示位置の番号s、修正量δs 、修正ベ
クトルの方向を指定する為に必要な教示位置番号i,
j、日付、オペレータコード番号等をCRT/MDIの
キーボードからオペレータが指定・入力する。δs の符
号+―は、前述した通り、Pi →Pj と同じ向きの修正
なら+を選択し、逆向きならば―を選択するという意味
である。
【0027】不揮発性メモリ4に格納された修正プログ
ラムは上記指定内容に基づいて、教示済みプログラムの
対応するブロック番号(シーケンス番号)の位置データ
を修正することが出来るように作成されているものとす
る。
ラムは上記指定内容に基づいて、教示済みプログラムの
対応するブロック番号(シーケンス番号)の位置データ
を修正することが出来るように作成されているものとす
る。
【0028】以上の構成と機能を有するロボットコント
ローラ10を使用し、本発明の方法に沿って教示位置修
正を行う手順の一例を、図3に示すような寸法の異なる
2種類のワークに対する作業を想定した場合について、
図4の教示位置修正モード画面と図5のフローチャート
を参照して説明する。
ローラ10を使用し、本発明の方法に沿って教示位置修
正を行う手順の一例を、図3に示すような寸法の異なる
2種類のワークに対する作業を想定した場合について、
図4の教示位置修正モード画面と図5のフローチャート
を参照して説明する。
【0029】図3において、(a)は底面半径がRで厚
み(長さ)dを有する円筒状の3個のワークWa が座標
Σ上の1点Gを基準にして直線状に整列配置されている
状態を模式的に表している。ロボットにはこの3個のワ
ークに対する作業(例えば溶接、マーキング等)の為の
プログラムが教示済みであり、ロボットがこれらワーク
Wa にアクセスした際の位置として、3つの点Pk+1 、
Pk+2 、Pk+3 が教示されているものとする。これら3
つの教示点Pk+1 、Pk+2 、Pk+3 は、各ワークWa に
対して各々等価な位置に来ると考えられるから、間隔d
を以て1つの直線上に並ぶことになる。Pk+1 からPk+
2 、及びPk+2 からPk+3 に向かうベクトルは等しいか
らこれを<D>で表す。dが<D>の大きさとなること
は図から明らかである。
み(長さ)dを有する円筒状の3個のワークWa が座標
Σ上の1点Gを基準にして直線状に整列配置されている
状態を模式的に表している。ロボットにはこの3個のワ
ークに対する作業(例えば溶接、マーキング等)の為の
プログラムが教示済みであり、ロボットがこれらワーク
Wa にアクセスした際の位置として、3つの点Pk+1 、
Pk+2 、Pk+3 が教示されているものとする。これら3
つの教示点Pk+1 、Pk+2 、Pk+3 は、各ワークWa に
対して各々等価な位置に来ると考えられるから、間隔d
を以て1つの直線上に並ぶことになる。Pk+1 からPk+
2 、及びPk+2 からPk+3 に向かうベクトルは等しいか
らこれを<D>で表す。dが<D>の大きさとなること
は図から明らかである。
【0030】上記教示されたプログラムに従ってロボッ
トを動作させれば、ロボットは初期位置から出発してワ
ークWa にアクセスし、Pk+1 、Pk+2 、Pk+3 (及び
各補間点)を順次経由する運動を行い、所定の作業を遂
行することになる。
トを動作させれば、ロボットは初期位置から出発してワ
ークWa にアクセスし、Pk+1 、Pk+2 、Pk+3 (及び
各補間点)を順次経由する運動を行い、所定の作業を遂
行することになる。
【0031】一方(b)は、底面半径はWa と同じRで
厚み(長さ)d+δを有する3個のワークWb をWa に
代えて(a)の場合と同じく、座標Σ上の1点Gを基準
にして直線状に整列配置した状態を模式的に表してい
る。
厚み(長さ)d+δを有する3個のワークWb をWa に
代えて(a)の場合と同じく、座標Σ上の1点Gを基準
にして直線状に整列配置した状態を模式的に表してい
る。
【0032】今、上記(a)のケースで教示済みのプロ
グラムと同じロボットを用いて同じ作業を(b)の場合
について実行することを考えると、各教示点Pk+1 、P
k+2、Pk+3 について、図中に示したように各々Qk+1
、Qk+2 、Qk+3 に修正すれば良いことになる。Pk+1
からQk+1 、Pk+2 からQk+2 からPk+3 への修正
(変位)を各々表すベクトルを修正ベクトル<Δk+1
>、<Δk+2 >、<Δk+3 >とすると、各修正ベクトル
の大きさは図示したようにδ、2δ、3δとなる。
グラムと同じロボットを用いて同じ作業を(b)の場合
について実行することを考えると、各教示点Pk+1 、P
k+2、Pk+3 について、図中に示したように各々Qk+1
、Qk+2 、Qk+3 に修正すれば良いことになる。Pk+1
からQk+1 、Pk+2 からQk+2 からPk+3 への修正
(変位)を各々表すベクトルを修正ベクトル<Δk+1
>、<Δk+2 >、<Δk+3 >とすると、各修正ベクトル
の大きさは図示したようにδ、2δ、3δとなる。
【0033】即ち、ここで必要となる教示位置修正は、
前記「作用」の欄における説明で引用した図1におい
て、 <Dk+1 >=<Dk+2 >=<D>、dk+1 、dk+2 、dk+3 =d δk+1 =δ、δk+2 =2δ、δk+3 =3δ ・・・(13) としたものと等価である。
前記「作用」の欄における説明で引用した図1におい
て、 <Dk+1 >=<Dk+2 >=<D>、dk+1 、dk+2 、dk+3 =d δk+1 =δ、δk+2 =2δ、δk+3 =3δ ・・・(13) としたものと等価である。
【0034】従って、修正されたQk+1 、Qk+2 、Qk+
3 の位置データを求めるには、式(9)、(10)、
(11)を式(13)の条件下で計算すれば良い。
3 の位置データを求めるには、式(9)、(10)、
(11)を式(13)の条件下で計算すれば良い。
【0035】まず、式(1)〜(3)は次のようにな
る。 <Δk+1 >=(δ/d)<D> ・・・(14) <Δk+2 >=(2δ/d)<D> ・・・(15) <Δk+3 >=(3δ/d)<D> ・・・(16) 次に、式(4)、(5)は、次式(17)にまとめられ
る。 <D>=<OPk+2 >―<OPk+1 >=<OPk+3 >―<OPk+2 > ・・・(17) 式(14)〜(16)を使うと、式(9)〜(11)は
次のようになる。 <OQk+1 >=<OPk+1 >+(δ/d)[<OPk+2 >―<OPk+1 >] =<OPk+1 >+(δ/d)[<OPk+3 >―<OPk+2 >] ・・・(18) <OQk+2 >=<OPk+2 >+(2δ/d)[<OPk+2 >―<OPk+1 >] =<OPk+2 >+(2δ/d)[<OPk+3 >―<OPk+2 >] ・・・(19) <OQk+3 >=<OPk+3 >+(3δ/d)[<OPk+2 >―<OPk+1 >] =<OPk+3 >+(3δ/d)[<OPk+3 >―<OPk+2 >] ・・・(20) ここで、各位置ベクトル<OPk+1 >、<OPk+2 >、
<OPk+3 >のXYZ各成分は教示済みの位置データに
他ならないから、RAM3から読み出すことが出来る。
また、dの値は、RAM3から読み出した<OPk+1
>、<OPk+2 >、<OPk+3 >のXYZ各成分データ
を用いて、前記式(12)に相当する計算を不揮発性メ
モリ4に格納した修正プログラムにより実行させること
により求められる。(dの値はワークWa の厚みである
から、その実測値を設定パラメータとして不揮発性メモ
リ4に格納しておくことも考えられる。)上記説明から
容易に判るように、図3のケースに適合した図4の教示
位置修正モードの画面における入力データは、[修正
1]、[修正2]、[修正3]で各々s=k+1、k+
2,k+3;δk+1 =δ、δk+2 =2δ、δk+3 =3
δ;i=k+1、j=k+2に相当する具体的な数値と
なる。
る。 <Δk+1 >=(δ/d)<D> ・・・(14) <Δk+2 >=(2δ/d)<D> ・・・(15) <Δk+3 >=(3δ/d)<D> ・・・(16) 次に、式(4)、(5)は、次式(17)にまとめられ
る。 <D>=<OPk+2 >―<OPk+1 >=<OPk+3 >―<OPk+2 > ・・・(17) 式(14)〜(16)を使うと、式(9)〜(11)は
次のようになる。 <OQk+1 >=<OPk+1 >+(δ/d)[<OPk+2 >―<OPk+1 >] =<OPk+1 >+(δ/d)[<OPk+3 >―<OPk+2 >] ・・・(18) <OQk+2 >=<OPk+2 >+(2δ/d)[<OPk+2 >―<OPk+1 >] =<OPk+2 >+(2δ/d)[<OPk+3 >―<OPk+2 >] ・・・(19) <OQk+3 >=<OPk+3 >+(3δ/d)[<OPk+2 >―<OPk+1 >] =<OPk+3 >+(3δ/d)[<OPk+3 >―<OPk+2 >] ・・・(20) ここで、各位置ベクトル<OPk+1 >、<OPk+2 >、
<OPk+3 >のXYZ各成分は教示済みの位置データに
他ならないから、RAM3から読み出すことが出来る。
また、dの値は、RAM3から読み出した<OPk+1
>、<OPk+2 >、<OPk+3 >のXYZ各成分データ
を用いて、前記式(12)に相当する計算を不揮発性メ
モリ4に格納した修正プログラムにより実行させること
により求められる。(dの値はワークWa の厚みである
から、その実測値を設定パラメータとして不揮発性メモ
リ4に格納しておくことも考えられる。)上記説明から
容易に判るように、図3のケースに適合した図4の教示
位置修正モードの画面における入力データは、[修正
1]、[修正2]、[修正3]で各々s=k+1、k+
2,k+3;δk+1 =δ、δk+2 =2δ、δk+3 =3
δ;i=k+1、j=k+2に相当する具体的な数値と
なる。
【0036】図3のケースに対応した教示位置修正の実
行プロセスの一例を示した図5のフローチャートを説明
すると、先ずロボットコントローラ10の電源をONし
て(スタート)、図4の教示位置修正モードの画面をC
RT/MDI5に表示させる(ステップS1)。図4の
画面を見ながらi、j、s、δs 等について上述した通
りの数値を各修正番号1、2、3について画面入力する
(ステップS2)。例えば、図3でk=50、δ=10
mmとすれば、[修正1]ではi=51、j=52、s=
51、δ51=10mmを入力する。同様に、[修正2]で
は、i=51、j=52、s=52、δ52=20mmを入
力し、[修正3]では、i=51、j=52、s=5
3、δ53=30mmを入力する。本実施例のケースでは、
i=52、j=53でも良いことは明らかである。
行プロセスの一例を示した図5のフローチャートを説明
すると、先ずロボットコントローラ10の電源をONし
て(スタート)、図4の教示位置修正モードの画面をC
RT/MDI5に表示させる(ステップS1)。図4の
画面を見ながらi、j、s、δs 等について上述した通
りの数値を各修正番号1、2、3について画面入力する
(ステップS2)。例えば、図3でk=50、δ=10
mmとすれば、[修正1]ではi=51、j=52、s=
51、δ51=10mmを入力する。同様に、[修正2]で
は、i=51、j=52、s=52、δ52=20mmを入
力し、[修正3]では、i=51、j=52、s=5
3、δ53=30mmを入力する。本実施例のケースでは、
i=52、j=53でも良いことは明らかである。
【0037】入力画面を確認して図4の最下部の質問で
Y(イエス)を入力して実行キーを押下すると、CPU
1が修正処理を開始する。先ず、修正番号指標αをリセ
ットし(α=1;ステップS3)、教示済みプログラム
の中から[修正1]で指定されたi、j、sに対応した
教示位置データを読出して、アドレス番号と共にRAM
3に一時記憶する(ステップS4)。
Y(イエス)を入力して実行キーを押下すると、CPU
1が修正処理を開始する。先ず、修正番号指標αをリセ
ットし(α=1;ステップS3)、教示済みプログラム
の中から[修正1]で指定されたi、j、sに対応した
教示位置データを読出して、アドレス番号と共にRAM
3に一時記憶する(ステップS4)。
【0038】次いで、式(12)に対応した計算を実行
してdを求め(ステップS5)、更に式(18)に相当
する計算を行って[修正1]に対応した<OQs >、即
ちQs のXYZ各成分データを得る(ステップS6)。
なお、[修正2]、[修正3]の場合(α=2、3)
は、ステップS6で式(18)に代えて、式(19)、
(20)の計算を行うことは言うまでもない。
してdを求め(ステップS5)、更に式(18)に相当
する計算を行って[修正1]に対応した<OQs >、即
ちQs のXYZ各成分データを得る(ステップS6)。
なお、[修正2]、[修正3]の場合(α=2、3)
は、ステップS6で式(18)に代えて、式(19)、
(20)の計算を行うことは言うまでもない。
【0039】Qs 求められたら直ちに、不揮発性メモリ
4内のPs が格納されたアドレス番号のデータをこのQ
s に修正する(ステップS7)。このようにして[修正
1]の処理が終了したら、修正番号指標αに1を加算す
る(α=2;ステップS8)。[修正2]があればステ
ップS4に戻り(ステップS9)、[修正2]に関して
ステップS4〜ステップS7を再実行する。本実施例で
はα=3で1画面分の修正は終りなので、ステップS4
〜ステップS7が計3回繰り返されて1画面分の教示位
置修正が完了した後に、ステップS8でα=4となって
ステップS10に進む。
4内のPs が格納されたアドレス番号のデータをこのQ
s に修正する(ステップS7)。このようにして[修正
1]の処理が終了したら、修正番号指標αに1を加算す
る(α=2;ステップS8)。[修正2]があればステ
ップS4に戻り(ステップS9)、[修正2]に関して
ステップS4〜ステップS7を再実行する。本実施例で
はα=3で1画面分の修正は終りなので、ステップS4
〜ステップS7が計3回繰り返されて1画面分の教示位
置修正が完了した後に、ステップS8でα=4となって
ステップS10に進む。
【0040】ステップS10では、CRT/MDI5の
修正画面モードをリセットしてi、j、s、δs 等のデ
ータの表示を終了させる。[修正1]〜[修正3]の他
に要修正教示位置が残っていれば、オペレータは再び修
正画面モードを呼び出し(ステップS11、ステップS
1)、前回同様の修正作業を実行する。
修正画面モードをリセットしてi、j、s、δs 等のデ
ータの表示を終了させる。[修正1]〜[修正3]の他
に要修正教示位置が残っていれば、オペレータは再び修
正画面モードを呼び出し(ステップS11、ステップS
1)、前回同様の修正作業を実行する。
【0041】図3のケースでは、要修正教示位置は3点
ですべてなので、ステップS11ではNoと判断されて
全修正作業が完了する。
ですべてなので、ステップS11ではNoと判断されて
全修正作業が完了する。
【0042】なお、以上の説明では修正入力は手動入力
で行ったが、オフラインで修正データを作成し、要修正
教示位置のデータのアドレス番号等のデータと共に図示
しない入力装置を介して一旦不揮発性メモリ4にローデ
ィングし、オペレータの指令によりこれを読出して教示
位置の一括修正処理を行わせることも可能である。
で行ったが、オフラインで修正データを作成し、要修正
教示位置のデータのアドレス番号等のデータと共に図示
しない入力装置を介して一旦不揮発性メモリ4にローデ
ィングし、オペレータの指令によりこれを読出して教示
位置の一括修正処理を行わせることも可能である。
【0043】
【発明の効果】本発明の位置教示方法によれば、既に教
示済みのプログラムについて教示位置間の方向は変えず
に教示位置のみを変更する型の教示位置修正に際して、
オペレータは、座標系を認識して位置修正データの換算
(成分計算)を行う等の煩雑な作業を必要としない。即
ち、オペレータは、現実の作業対象のレベルでの修正量
として把握が容易な値(スカラー量δj )をロボットコ
ントローラ等に入力するだけで良いので、教示済みのプ
ログラムを再利用した極めて効率的な作業を行うことが
出来る。
示済みのプログラムについて教示位置間の方向は変えず
に教示位置のみを変更する型の教示位置修正に際して、
オペレータは、座標系を認識して位置修正データの換算
(成分計算)を行う等の煩雑な作業を必要としない。即
ち、オペレータは、現実の作業対象のレベルでの修正量
として把握が容易な値(スカラー量δj )をロボットコ
ントローラ等に入力するだけで良いので、教示済みのプ
ログラムを再利用した極めて効率的な作業を行うことが
出来る。
【0044】特に、ワークのサイズや配列個数にいろい
ろなバリエーションがあっても、修正量(δj )と、教
示済みプログラムの要修正個所をブロック番号(シーケ
ンス番号)等で特定して最少限の修正を行うだけで、教
示済みプログラムを有効に利用し得るという大きな長所
がある。
ろなバリエーションがあっても、修正量(δj )と、教
示済みプログラムの要修正個所をブロック番号(シーケ
ンス番号)等で特定して最少限の修正を行うだけで、教
示済みプログラムを有効に利用し得るという大きな長所
がある。
【図1】本発明の位置教示方法により教示位置を修正す
る原理を説明する図。
る原理を説明する図。
【図2】本発明の位置教示方法を実施する際に使用する
ロボットコントローラの要部ブロック図。
ロボットコントローラの要部ブロック図。
【図3】寸法の異なる2種類のワークに対する作業につ
いて、教示位置の修正前後の関係を示した図。
いて、教示位置の修正前後の関係を示した図。
【図4】CRT/MDIのディスプレイに表示された教
示位置データ修正入力モードの画面を表す図。
示位置データ修正入力モードの画面を表す図。
【図5】図3に示されたケースについて、教示位置を修
正するプロセスの一例を示したフローチャート。
正するプロセスの一例を示したフローチャート。
1 中央演算装置(CPU) 2 メモリ(ROM) 3 メモリ(RAM) 4 不揮発性メモリ 5 CRT表示装置付手動入力装置(CRT/MDI) 6 教示操作盤 7 ロボット軸制御部 8 サーボ回路 9 バス 10 ロボットコントローラ 20 ロボット本体 Σ Oを原点とする座標系 Pi 教示済み位置(i=0,1,2,...k,k+1,k+2,k+3,....
n) Qj 修正後の教示位置(j=k+1,k+2,k+3 ) <Δj >、<Δ> 修正ベクトル δj 、δ 修正ベクトルの大きさ <Dj >、<D> 教示位置間で形成されるベクトル
n) Qj 修正後の教示位置(j=k+1,k+2,k+3 ) <Δj >、<Δ> 修正ベクトル δj 、δ 修正ベクトルの大きさ <Dj >、<D> 教示位置間で形成されるベクトル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平3−175504(JP,A) 実開 3−101378(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G05B 19/42
Claims (1)
- 【請求項1】 教示済みのプログラムについて、座標系
上で表現された位置データが教示済みの複数の教示点の
内のいずれか2つの間を結ぶ線分の方向に沿って少なく
とも1つの教示点の教示位置を修正するロボットの位置
教示方法であって、 要修正教示点を前記プログラムから特定する情報と、前
記2つの教示点を前記プログラムから特定する情報と、
前記修正の向き及び大きさをロボット制御装置に入力
し、 前記ロボット制御装置に、前記線分のベクトルを前記線
分に対応する教示済み位置データから得るとともに、 該得た情報と前記入力された修正の向き及び大きさとに
基づいて、前記要修正教示点について修正後の位置を求
め、それに応じた位置データの修正を行なうことを特徴
とする前記方法 。
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4306232A JP3053501B2 (ja) | 1992-10-20 | 1992-10-20 | ロボットの位置教示方法 |
US08/244,862 US5479078A (en) | 1992-10-20 | 1993-10-19 | Position teaching method for a robot |
KR1019940702163A KR0159804B1 (ko) | 1992-10-20 | 1993-10-19 | 로보트의 위치 교시방법 |
EP93922655A EP0622715A4 (en) | 1992-10-20 | 1993-10-19 | POSITION TEACHING PROCEDURE FOR ROBOTS. |
PCT/JP1993/001502 WO1994009422A1 (en) | 1992-10-20 | 1993-10-19 | Method for teaching position to robot |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4306232A JP3053501B2 (ja) | 1992-10-20 | 1992-10-20 | ロボットの位置教示方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06131033A JPH06131033A (ja) | 1994-05-13 |
JP3053501B2 true JP3053501B2 (ja) | 2000-06-19 |
Family
ID=17954590
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4306232A Expired - Fee Related JP3053501B2 (ja) | 1992-10-20 | 1992-10-20 | ロボットの位置教示方法 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5479078A (ja) |
EP (1) | EP0622715A4 (ja) |
JP (1) | JP3053501B2 (ja) |
KR (1) | KR0159804B1 (ja) |
WO (1) | WO1994009422A1 (ja) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3529158B2 (ja) * | 1994-05-18 | 2004-05-24 | ファナック株式会社 | ロボット動作プログラミング方法及びプログラミング装置 |
JP3804994B2 (ja) * | 1994-07-15 | 2006-08-02 | ファナック株式会社 | ロボットの教示方法 |
US7430456B2 (en) * | 2006-02-08 | 2008-09-30 | Seagate Technology Llc | Reference point teaching using an end effector to form a witness mark |
JP6449534B2 (ja) * | 2012-11-14 | 2019-01-09 | ファナック アメリカ コーポレイション | ロボットシミュレータ用の教示点プログラム選択方法 |
DE102014226933B3 (de) * | 2014-12-23 | 2016-03-24 | Kuka Roboter Gmbh | Vorrichtung und Verfahren zum Aufnehmen von Positionen |
JP6348141B2 (ja) * | 2016-04-28 | 2018-06-27 | ファナック株式会社 | 付加軸の状態が含まれる動作プログラムを表示するロボットの制御装置 |
MX2020011540A (es) | 2018-04-30 | 2021-10-04 | Path Robotics Inc | Escaner láser que rechaza la reflexión. |
WO2022016152A1 (en) | 2020-07-17 | 2022-01-20 | Path Robotics, Inc. | Real time feedback and dynamic adjustment for welding robots |
EP4297937A1 (en) | 2021-02-24 | 2024-01-03 | Path Robotics, Inc. | Autonomous welding robots |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4140953A (en) * | 1976-03-03 | 1979-02-20 | Unimation, Inc. | Real time program modification apparatus |
US4380696A (en) * | 1980-11-12 | 1983-04-19 | Unimation, Inc. | Method and apparatus for manipulator welding apparatus with vision correction for workpiece sensing |
JPS58155189A (ja) * | 1982-03-10 | 1983-09-14 | 新明和工業株式会社 | 産業用ロボツトの位置制御装置 |
JPS58225406A (ja) * | 1982-06-23 | 1983-12-27 | Shin Meiwa Ind Co Ltd | 工業用ロボツト |
US4568816A (en) * | 1983-04-19 | 1986-02-04 | Unimation, Inc. | Method and apparatus for manipulator welding apparatus with improved weld path definition |
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