JPH07132435A - ロボット作業算出教示方法 - Google Patents
ロボット作業算出教示方法Info
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- JPH07132435A JPH07132435A JP27871893A JP27871893A JPH07132435A JP H07132435 A JPH07132435 A JP H07132435A JP 27871893 A JP27871893 A JP 27871893A JP 27871893 A JP27871893 A JP 27871893A JP H07132435 A JPH07132435 A JP H07132435A
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- Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】一つの作業対象物に対して工具姿勢や接触位置
のみを変更するといった場合に対して柔軟な操作が可能
で、なおかつ作業対象物のＣＡＤデータを必要としない
ロボット作業算出教示方法を提供する。 【構成】ロボットＡ′に、作業対象物Ｃ′に向けられた
所定の作業のための制御目標値動作情報を算出教示する
にあたり、操作者によるロボットＡ′の３次元位置・姿
勢及び作用力を記憶する情報記憶手順（ステップ１）
と、エンドイフェクタＢ′の接触点位置を計算する接触
点計算手順（ステップ２）と、接触点位置より作業対象
物Ｃ′上の目標経路Ｄ′を生成する経路生成手順（ステ
ップ３）と、作業仕様を記憶する手順（ステップ４）
と、作業対象物Ｃ′上の目標経路Ｄ′と作業仕様よりロ
ボットＡ′制御目標値を生成する目標値生成手順（ステ
ップ５）とを順次踏むことを特徴とする。
のみを変更するといった場合に対して柔軟な操作が可能
で、なおかつ作業対象物のＣＡＤデータを必要としない
ロボット作業算出教示方法を提供する。 【構成】ロボットＡ′に、作業対象物Ｃ′に向けられた
所定の作業のための制御目標値動作情報を算出教示する
にあたり、操作者によるロボットＡ′の３次元位置・姿
勢及び作用力を記憶する情報記憶手順（ステップ１）
と、エンドイフェクタＢ′の接触点位置を計算する接触
点計算手順（ステップ２）と、接触点位置より作業対象
物Ｃ′上の目標経路Ｄ′を生成する経路生成手順（ステ
ップ３）と、作業仕様を記憶する手順（ステップ４）
と、作業対象物Ｃ′上の目標経路Ｄ′と作業仕様よりロ
ボットＡ′制御目標値を生成する目標値生成手順（ステ
ップ５）とを順次踏むことを特徴とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、作業対象物の表面に沿
って加工する研磨作業、ばり取り作業など多彩な作業に
使用されるロボットにおける所定の作業のための制御目
標値動作情報を算出教示するのに供されるロボット作業
算出教示方法に関する。
って加工する研磨作業、ばり取り作業など多彩な作業に
使用されるロボットにおける所定の作業のための制御目
標値動作情報を算出教示するのに供されるロボット作業
算出教示方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】この種従来の技術を図面につき説明す
る。図８は作業例を示した斜視図、図９は当該作業例に
必要な各種ロボット制御目標値を示す斜視図である。図
中、Ａはロボットハンド、Ｂはエンドイフェクタ、Ｃは
作業対象物、Ｄは作業対象物Ｃ上の目標経路である。
る。図８は作業例を示した斜視図、図９は当該作業例に
必要な各種ロボット制御目標値を示す斜視図である。図
中、Ａはロボットハンド、Ｂはエンドイフェクタ、Ｃは
作業対象物、Ｄは作業対象物Ｃ上の目標経路である。
【０００３】図８は、本発明の属する技術分野における
作業例を示したものであり、このような形態の作業に
は、研摩，面取り，ばり取り作業など種々の作業があ
る。このような作業をロボットに教示するのには、図９
に示すような、目的とする接触力Ｆｒ，做い速度Ｖｒ，
接触点位置Ｐｒ，接触姿勢ａｒなどを実現するロボット
制御目標値を生成することが必要となる。
作業例を示したものであり、このような形態の作業に
は、研摩，面取り，ばり取り作業など種々の作業があ
る。このような作業をロボットに教示するのには、図９
に示すような、目的とする接触力Ｆｒ，做い速度Ｖｒ，
接触点位置Ｐｒ，接触姿勢ａｒなどを実現するロボット
制御目標値を生成することが必要となる。
【０００４】このような作業の教示方法に関する従来の
技術としては、一般的に使用されている産業用ロボット
に関しては、ティーチングボックスなどを用いた遠隔操
作により、作業対象物の経路上にロボットを操作し、そ
の時の各関節角度情報を記憶させる方法がある。
技術としては、一般的に使用されている産業用ロボット
に関しては、ティーチングボックスなどを用いた遠隔操
作により、作業対象物の経路上にロボットを操作し、そ
の時の各関節角度情報を記憶させる方法がある。
【０００５】また、「日本ロボット学会誌９巻３号３５
４頁」には、操作者がロボットを作業対象物に倣うよう
に直接誘導した際の関節角度情報により教示を行う方法
が示されている。そして、姿勢の教示方法に関しては、
例えば特開平４−６０９号公報にＣＡＤデータによる作
業対象物上の目標経路情報から、姿勢などを指定するこ
とによりロボット制御目標値を生成する方法が示されて
いる。
４頁」には、操作者がロボットを作業対象物に倣うよう
に直接誘導した際の関節角度情報により教示を行う方法
が示されている。そして、姿勢の教示方法に関しては、
例えば特開平４−６０９号公報にＣＡＤデータによる作
業対象物上の目標経路情報から、姿勢などを指定するこ
とによりロボット制御目標値を生成する方法が示されて
いる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところが、遠隔操作に
より作業対象物の経路上にロボットを操作してその時の
各関節角度情報を記憶させる方法においては、複雑な作
業対象物の場合には一つの作業対象物の経路に対して非
常に多くの教示点を要し、なおかつその際の接触点位置
や接触姿勢を目的とする接触点位置、接触姿勢に合わせ
て遠隔操作しなければならないため時間がかかるうえ
に、一つの作業対象物に対して工具姿勢や接触位置のみ
を変更するといった場合に対しても柔軟な操作が困難で
あり、再教示の必要が生じるといった問題点がある。
より作業対象物の経路上にロボットを操作してその時の
各関節角度情報を記憶させる方法においては、複雑な作
業対象物の場合には一つの作業対象物の経路に対して非
常に多くの教示点を要し、なおかつその際の接触点位置
や接触姿勢を目的とする接触点位置、接触姿勢に合わせ
て遠隔操作しなければならないため時間がかかるうえ
に、一つの作業対象物に対して工具姿勢や接触位置のみ
を変更するといった場合に対しても柔軟な操作が困難で
あり、再教示の必要が生じるといった問題点がある。
【０００７】また、「日本ロボット学会誌９巻３号３５
４頁」に記載されている方法は、基本的には、教示時の
関節角度を力制御則に基づきプレイバックすることによ
り制御目標値を生成するため、すなわち本質的にワーク
経路を教示しているわけではないため、ロボットを操作
者が誘導する際には目的とする接触点位置、接触姿勢を
実現するように誘導する必要があるという問題点があ
る。そして、この場合にも、一つの作業対象物に対して
工具姿勢や接触位置のみを変更するといった場合に対し
ても柔軟な操作が困難であり、再教示の必要が生じると
いった問題点がある。
４頁」に記載されている方法は、基本的には、教示時の
関節角度を力制御則に基づきプレイバックすることによ
り制御目標値を生成するため、すなわち本質的にワーク
経路を教示しているわけではないため、ロボットを操作
者が誘導する際には目的とする接触点位置、接触姿勢を
実現するように誘導する必要があるという問題点があ
る。そして、この場合にも、一つの作業対象物に対して
工具姿勢や接触位置のみを変更するといった場合に対し
ても柔軟な操作が困難であり、再教示の必要が生じると
いった問題点がある。
【０００８】そして、特開平４−６０９号公報に記載さ
れている方法においては、経路情報の獲得をＣＡＤシス
テムに基づいて行っているため、一つ一つの作業対象物
に対して操作者が予め形状を記憶させる必要があるう
え、コストのかかるＣＡＤシステムの導入なくしては実
現できないという問題点がある。
れている方法においては、経路情報の獲得をＣＡＤシス
テムに基づいて行っているため、一つ一つの作業対象物
に対して操作者が予め形状を記憶させる必要があるう
え、コストのかかるＣＡＤシステムの導入なくしては実
現できないという問題点がある。
【０００９】ここにおいて、本発明は、前記従来の技術
の問題点に鑑み、教示時に目的とする接触点位置、接触
姿勢を実現するように操作あるいは誘導するという煩雑
な手順を省き、更に一つの作業対象物に対して工具姿勢
や接触位置のみを変更するといった場合に対しても柔軟
な操作が可能で、なおかつ作業対象物のＣＡＤデータを
必要としないロボット作業算出教示方法を提供せんとす
るものである。
の問題点に鑑み、教示時に目的とする接触点位置、接触
姿勢を実現するように操作あるいは誘導するという煩雑
な手順を省き、更に一つの作業対象物に対して工具姿勢
や接触位置のみを変更するといった場合に対しても柔軟
な操作が可能で、なおかつ作業対象物のＣＡＤデータを
必要としないロボット作業算出教示方法を提供せんとす
るものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】前記課題の解決は、本発
明が次の新規な特徴的構成手法を採用することにより達
成される。すなわち、本発明の特徴は、セットしたエン
ドイフェクタの３次元位置・姿勢を検出演算測定する機
能を持ち、かつ該エンドイフェクタに加わる作用力を検
出演算測定する機能を持ったロボットに、作業対象物に
向けられた所定の作業のための制御目標値動作情報を算
出教示するにあたり、操作者による前記作業対象物への
ロボット誘導時の前記エンドイフェクタの３次元位置・
姿勢及び作用力を記憶する情報記憶手順と、該エンドイ
フェクタの３次元位置・姿勢及び作用力から該エンドイ
フェクタの該作業対象物上の接触点位置を計算する接触
点計算手順と、前記接触点位置より作業対象物上の目標
経路を生成する経路生成手順と、作業仕様を記憶する手
順と、前記作業対象物上の目標経路と前記作業仕様より
ロボット制御目標値を生成する目標値生成手順とを順次
踏んでなるロボット作業算出教示方法である。
明が次の新規な特徴的構成手法を採用することにより達
成される。すなわち、本発明の特徴は、セットしたエン
ドイフェクタの３次元位置・姿勢を検出演算測定する機
能を持ち、かつ該エンドイフェクタに加わる作用力を検
出演算測定する機能を持ったロボットに、作業対象物に
向けられた所定の作業のための制御目標値動作情報を算
出教示するにあたり、操作者による前記作業対象物への
ロボット誘導時の前記エンドイフェクタの３次元位置・
姿勢及び作用力を記憶する情報記憶手順と、該エンドイ
フェクタの３次元位置・姿勢及び作用力から該エンドイ
フェクタの該作業対象物上の接触点位置を計算する接触
点計算手順と、前記接触点位置より作業対象物上の目標
経路を生成する経路生成手順と、作業仕様を記憶する手
順と、前記作業対象物上の目標経路と前記作業仕様より
ロボット制御目標値を生成する目標値生成手順とを順次
踏んでなるロボット作業算出教示方法である。
【００１１】
【作用】本発明は、前記のような手法を講じるので、操
作者によるロボット誘導時のエンドイフェクタの３次元
位置・姿勢および作用力を記憶する情報記憶手順によ
り、経路生成に必要な情報を獲得するため、短時間での
教示が可能となり、ＣＡＤデータなしに経路生成に必要
な情報を獲得できる。
作者によるロボット誘導時のエンドイフェクタの３次元
位置・姿勢および作用力を記憶する情報記憶手順によ
り、経路生成に必要な情報を獲得するため、短時間での
教示が可能となり、ＣＡＤデータなしに経路生成に必要
な情報を獲得できる。
【００１２】更に、作業仕様を記憶する手順と、前記作
業対象物上の目標経路と該作業仕様よりロボット制御目
標値を生成する目標値生成手順を踏むため、前記作業仕
様と前記目標経路に関する情報を独立に指定することが
でき、教示時に目的とする接触点位置、接触姿勢を実現
するように操作あるいは誘導するという煩雑な手順をな
くし、更に一つ一つの作業対象物に対して工具姿勢や接
触位置のみを変更するといった場合に対しても、必要な
変更点のみを指定するだけで目標経路を再教示する必要
がなくなるという従来技術との差異がある。
業対象物上の目標経路と該作業仕様よりロボット制御目
標値を生成する目標値生成手順を踏むため、前記作業仕
様と前記目標経路に関する情報を独立に指定することが
でき、教示時に目的とする接触点位置、接触姿勢を実現
するように操作あるいは誘導するという煩雑な手順をな
くし、更に一つ一つの作業対象物に対して工具姿勢や接
触位置のみを変更するといった場合に対しても、必要な
変更点のみを指定するだけで目標経路を再教示する必要
がなくなるという従来技術との差異がある。
【００１３】
【実施例】本発明の実施例を図面につき説明する。図１
は本発明の実施例を適用するロボットアームの各関節の
自由度と各リンク長を示す模式図、図２はロボットアー
ムの制御系構成図、図３は本実施例における作業手順を
示したフローチャート、図４は本実施例において操作者
によるロボットアームの誘導例を図示した図、図５
（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）は本実施例における座標系の
それぞれ設定例を示す図である。
は本発明の実施例を適用するロボットアームの各関節の
自由度と各リンク長を示す模式図、図２はロボットアー
ムの制御系構成図、図３は本実施例における作業手順を
示したフローチャート、図４は本実施例において操作者
によるロボットアームの誘導例を図示した図、図５
（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）は本実施例における座標系の
それぞれ設定例を示す図である。
【００１４】図中、Ａ′は旋回軸，軸回転それぞれ３つ
づつ計６自由度を有するロボットアーム、Ｂ′はロボッ
トアームＡ′の手先に交換自在にセットしたエンドイフ
ェクタ、Ｃ′はワークたる作業対象物、Ｄ′は作業対象
物Ｃ′上の目標経路、１〜６はそれぞれロボットアーム
Ａ′の順次基部からの関節、７はロボットアームＡ′の
各関節１〜６に取り付けるエンコーダ、８はアップダウ
ンカウンタ、９はロボットアームＡ′の手先に取り付け
る６軸力検出器、１０はＡ／Ｄコンバータ、１１はＤ／
Ａコンバータ、１２はサーボアンプ、１３はダイレクト
ドライブ方式のアクチュエータ、１４はロボットアーム
Ａ′全体の動作の制御及び本実施例に必要な演算を行う
コンピュータである。
づつ計６自由度を有するロボットアーム、Ｂ′はロボッ
トアームＡ′の手先に交換自在にセットしたエンドイフ
ェクタ、Ｃ′はワークたる作業対象物、Ｄ′は作業対象
物Ｃ′上の目標経路、１〜６はそれぞれロボットアーム
Ａ′の順次基部からの関節、７はロボットアームＡ′の
各関節１〜６に取り付けるエンコーダ、８はアップダウ
ンカウンタ、９はロボットアームＡ′の手先に取り付け
る６軸力検出器、１０はＡ／Ｄコンバータ、１１はＤ／
Ａコンバータ、１２はサーボアンプ、１３はダイレクト
ドライブ方式のアクチュエータ、１４はロボットアーム
Ａ′全体の動作の制御及び本実施例に必要な演算を行う
コンピュータである。
【００１５】本実施例を適用するロボットアームＡ′
は、このような具体的実施態様を呈するが、次に本実施
例の実施手順を、図７に示したような研磨、ばり取り作
業等の倣い作業を例として、図面を参照して説明する。
は、このような具体的実施態様を呈するが、次に本実施
例の実施手順を、図７に示したような研磨、ばり取り作
業等の倣い作業を例として、図面を参照して説明する。
【００１６】［情報記憶手順］…（図３のステップ１） まず、図４に示すように、操作者Ｑがロボットアーム
Ａ′を誘導する。この操作中のエンコーダ７の信号をア
ップダウンカウンタ８を介して、６軸力検出器９の信号
をＡ／Ｄコンバータ１０を介して、それぞれコンピュー
タ１４に記憶する。このとき、図４の点線矢印に示すよ
うな、作業対象物Ｃ′への近接、及び作業対象物Ｃ′か
らの離脱のために必要なロボットアームＡ′の関節角度
情報を記憶することも可能である。
Ａ′を誘導する。この操作中のエンコーダ７の信号をア
ップダウンカウンタ８を介して、６軸力検出器９の信号
をＡ／Ｄコンバータ１０を介して、それぞれコンピュー
タ１４に記憶する。このとき、図４の点線矢印に示すよ
うな、作業対象物Ｃ′への近接、及び作業対象物Ｃ′か
らの離脱のために必要なロボットアームＡ′の関節角度
情報を記憶することも可能である。
【００１７】［接触点計算手順］…（図３のステップ
２） 次に記憶した情報を基に、接触点を計算する手順の一例
を示す。例えば、エンドイフェクタＢ′の表面上に充分
細かく設けた候補点のうち、６軸力検出器９の外力方向
が候補点の外向き法線と９０度以上となり、下記の式
（１）で示される評価関数Ｈを最小とする点を接触点と
すればよい。
２） 次に記憶した情報を基に、接触点を計算する手順の一例
を示す。例えば、エンドイフェクタＢ′の表面上に充分
細かく設けた候補点のうち、６軸力検出器９の外力方向
が候補点の外向き法線と９０度以上となり、下記の式
（１）で示される評価関数Ｈを最小とする点を接触点と
すればよい。
【００１８】 Ｈ＝δ｜Ｖ(pi)・Ｎ(pi)｜＋ε‖（ｕ・ｐｉ）ｕ＋ｂ−ｐｉ‖ …(1) δ，ε：重み係数 ｐｉ ：候補点位置ベクトル Ｖ(pi)：候補点ｐｉにおける並進速度 Ｎ(pi)：候補点ｐｉにおける法線ベクトル ｕ ：外力方向ベクトル ｂ ：力の作用線上への垂線ベクトル
【００１９】［経路生成手順］…（図３のステップ３） 絶対座標系で記述した接触点計算手順により得られた結
果は、離散的な作業対象物Ｃ′上の目標経路Ｄ′上の点
となる。次にこれを適切な補完を行うことにより、連続
的な作業対象物Ｃ′上の目標経路Ｄ′を算出する。例え
ば、下記の式（２）に示すような３次の経路長の関数に
より、離散的な作業対象物Ｃ′上の目標経路Ｄ′上の点
を補完することが可能である。
果は、離散的な作業対象物Ｃ′上の目標経路Ｄ′上の点
となる。次にこれを適切な補完を行うことにより、連続
的な作業対象物Ｃ′上の目標経路Ｄ′を算出する。例え
ば、下記の式（２）に示すような３次の経路長の関数に
より、離散的な作業対象物Ｃ′上の目標経路Ｄ′上の点
を補完することが可能である。
【数１】
【００２０】上記の式（２）の関数が、離散的な作業対
象物Ｃ′上の目標経路Ｄ′の点の一部分について、例え
ば二乗誤差が最小になる補完をすることにより連続的な
作業対象物Ｃ′上の目標経路Ｄ′が計算される。また、
上記作業対象物Ｃ′上の目標経路Ｄ′により経路が属す
る平面の法線等を用いて従来例の図９に示した接触姿勢
の基準ベクトルｅを計算することができる。すなわち、
本実施例は、以上の手順を踏むことにより作業対象物
Ｃ′上の目標経路Ｄ′を計算しているため、従来例のよ
うな一つ一つの作業対象物Ｃ′に対するＣＡＤデータは
必要としない。
象物Ｃ′上の目標経路Ｄ′の点の一部分について、例え
ば二乗誤差が最小になる補完をすることにより連続的な
作業対象物Ｃ′上の目標経路Ｄ′が計算される。また、
上記作業対象物Ｃ′上の目標経路Ｄ′により経路が属す
る平面の法線等を用いて従来例の図９に示した接触姿勢
の基準ベクトルｅを計算することができる。すなわち、
本実施例は、以上の手順を踏むことにより作業対象物
Ｃ′上の目標経路Ｄ′を計算しているため、従来例のよ
うな一つ一つの作業対象物Ｃ′に対するＣＡＤデータは
必要としない。
【００２１】（作業仕様記憶手順）…（図３のステップ
４） 次に、目的の作業仕様をコンピュータ１４に記憶する。
たとえば、従来例の図９でいえば、目標とする接触力Ｆ
ｒ，倣い速度Ｖｒ，接触位置Ｐｒ，接触姿勢ａｒを記憶
する。
４） 次に、目的の作業仕様をコンピュータ１４に記憶する。
たとえば、従来例の図９でいえば、目標とする接触力Ｆ
ｒ，倣い速度Ｖｒ，接触位置Ｐｒ，接触姿勢ａｒを記憶
する。
【００２２】これらは、定数であっても、経路長の関数
であっても、時間関数であっても、あるいは個々の仕様
やエンドイフェクタＢ′の回転数など複数の情報を関係
づけた関数とする事も可能である。接触位置Ｐｒ，接触
姿勢ａｒの教示はこの手順を踏むことによりおこなうた
め、従来例のように教示時に目的とする接触点位置
Ｐｒ，接触姿勢ａｒを実現するように操作あるいは誘導
するという煩雑な手順を必要としない。
であっても、時間関数であっても、あるいは個々の仕様
やエンドイフェクタＢ′の回転数など複数の情報を関係
づけた関数とする事も可能である。接触位置Ｐｒ，接触
姿勢ａｒの教示はこの手順を踏むことによりおこなうた
め、従来例のように教示時に目的とする接触点位置
Ｐｒ，接触姿勢ａｒを実現するように操作あるいは誘導
するという煩雑な手順を必要としない。
【００２３】［目標値生成手順］…（図３のステップ
５） 次に作業座標系におけるスティフネス制御を例に、目標
値生成手順を説明する。まず、図５（ａ）〜（ｄ）に座
標系の設定を示す。座標系は作業座標系としてエンドイ
フェクタＢ′上に図５（ａ）に示すようΣＴ，図５
（ｃ）に示すように作業対象物Ｃ′の座標系をΣWK，絶
対座標系として図５（ｂ）に示すようなΣＷを設定す
る。
５） 次に作業座標系におけるスティフネス制御を例に、目標
値生成手順を説明する。まず、図５（ａ）〜（ｄ）に座
標系の設定を示す。座標系は作業座標系としてエンドイ
フェクタＢ′上に図５（ａ）に示すようΣＴ，図５
（ｃ）に示すように作業対象物Ｃ′の座標系をΣWK，絶
対座標系として図５（ｂ）に示すようなΣＷを設定す
る。
【００２４】制御は、エンドイフェクタＢ′座標系ΣＴ
の目標軌道としてΣTr（エンドイフェクタＢ′の目標位
置及び目標姿勢）を与えることにより行う。ΣＴ及びΣ
Trはグラインデイングホイールの回転に影響を受けない
ものとする。また、基準姿勢を表す座標系ΣToを図のよ
うに設定する。ここで、時刻ＴにエンドイフェクタＢ′
が接触すべき作業対象物Ｃ′座標系を前記倣い速度と前
記作業対象物Ｃ′上の目標経路Ｄ′よりΣWK(T) として
求めた場合の、制御目標値ΣTr（ＯTr(T) ，ｘTr(T) ，
ｙTr(T) ，ｚTr(T) ）は以下の手順で求めることができ
る。
の目標軌道としてΣTr（エンドイフェクタＢ′の目標位
置及び目標姿勢）を与えることにより行う。ΣＴ及びΣ
Trはグラインデイングホイールの回転に影響を受けない
ものとする。また、基準姿勢を表す座標系ΣToを図のよ
うに設定する。ここで、時刻ＴにエンドイフェクタＢ′
が接触すべき作業対象物Ｃ′座標系を前記倣い速度と前
記作業対象物Ｃ′上の目標経路Ｄ′よりΣWK(T) として
求めた場合の、制御目標値ΣTr（ＯTr(T) ，ｘTr(T) ，
ｙTr(T) ，ｚTr(T) ）は以下の手順で求めることができ
る。
【００２５】まず、目標姿勢ｘTr(T) ，ｙTr(T) ，ｚ
Tr(T) は、基準姿勢ΣTo（ｘTo，ｙTo，ｚTo）を軸ｅ
WKV(T)に関して角度α′＝−Ｄ（ａｒ−γ）回転したも
のとして導出する。 （ｘTr(T),ｙTr(T),ｚTr(T) ）＝Ｒ［ｅwkv(T), α′］（ｘTo, ｙTo, ｚTo） …(3) Ｒ［ｋ，θ］：軸ｋに対する角度θの回転座標変換
Tr(T) は、基準姿勢ΣTo（ｘTo，ｙTo，ｚTo）を軸ｅ
WKV(T)に関して角度α′＝−Ｄ（ａｒ−γ）回転したも
のとして導出する。 （ｘTr(T),ｙTr(T),ｚTr(T) ）＝Ｒ［ｅwkv(T), α′］（ｘTo, ｙTo, ｚTo） …(3) Ｒ［ｋ，θ］：軸ｋに対する角度θの回転座標変換
【００２６】次に、ΣToにおけるエンドイフェクタＢ′
が接触すべき点の位置ベクトルｐrc (T) は次式（４）よ
り求められる。 ｐrc(T) ＝ｒＲ[ ｅ，πＤ／２] ｅwkv(T)−ｒｔａｎγｅ …(4) ｒ：ｐｒにおけるエンドイフェクタ半径 γ：ｐｒにおけるエンドイフェクタ法線とｘTo−ｙTo平
面のなす角
が接触すべき点の位置ベクトルｐrc (T) は次式（４）よ
り求められる。 ｐrc(T) ＝ｒＲ[ ｅ，πＤ／２] ｅwkv(T)−ｒｔａｎγｅ …(4) ｒ：ｐｒにおけるエンドイフェクタ半径 γ：ｐｒにおけるエンドイフェクタ法線とｘTo−ｙTo平
面のなす角
【００２７】このときΣＷから見た、姿勢（ｘTr(T) ｙ
Tr(T) ｚTr(T) ）におけるｐrc(T)をｐrc'(T)とする
と、 ｐrc'(T)＝Ｒ［ｅwkv(T)，α′］ｐrc(T) …(5) これより、ｐrc'(T)方向のスティフネスをＫとした場合
の目標位置は、下記の式（６）により得られる。 ＯTr(T) ＝Ｏwk(T) −ｐrc'(T)＋（Ｆr ／Ｋ）ｐrc'(T)／‖ｐrc'(T)‖ …(6)
Tr(T) ｚTr(T) ）におけるｐrc(T)をｐrc'(T)とする
と、 ｐrc'(T)＝Ｒ［ｅwkv(T)，α′］ｐrc(T) …(5) これより、ｐrc'(T)方向のスティフネスをＫとした場合
の目標位置は、下記の式（６）により得られる。 ＯTr(T) ＝Ｏwk(T) −ｐrc'(T)＋（Ｆr ／Ｋ）ｐrc'(T)／‖ｐrc'(T)‖ …(6)
【００２８】上記の計算例は、スティフネス制御におけ
る目標値生成例であるが、ひとたび何らかの形でΣ
WK(T) と作業仕様が与えられれば、様々な制御則におけ
る目標値の生成は容易に行える。
る目標値生成例であるが、ひとたび何らかの形でΣ
WK(T) と作業仕様が与えられれば、様々な制御則におけ
る目標値の生成は容易に行える。
【００２９】（実験例）次に本発明による実験例を示
す。図６及び図７に本実験例による教示結果を示す。実
験は、図６に示すような作業対象物Ｃ１：塩化ビニル製
のワークについて行った。また、エンドイフェクタＢ′
には、実際のグラインダ工具（半径：３ｍｍ）をそのま
ま用いた。
す。図６及び図７に本実験例による教示結果を示す。実
験は、図６に示すような作業対象物Ｃ１：塩化ビニル製
のワークについて行った。また、エンドイフェクタＢ′
には、実際のグラインダ工具（半径：３ｍｍ）をそのま
ま用いた。
【００３０】図７（ａ）は、接触点計算手順により計算
した接触点軌跡α１及び接触法線軌跡β１を絶対座標系
でプロットしたものである。図７（ｂ）は、接触点を２
次のスプライン関数を用いて補完した作業対象物Ｃ１上
の目標経路Ｄ′の軌跡α２及び経路法線軌跡β２であ
る。
した接触点軌跡α１及び接触法線軌跡β１を絶対座標系
でプロットしたものである。図７（ｂ）は、接触点を２
次のスプライン関数を用いて補完した作業対象物Ｃ１上
の目標経路Ｄ′の軌跡α２及び経路法線軌跡β２であ
る。
【００３１】一つの作業対象物Ｃ１の経路のための教示
に要した時間はわずか１０秒であり、複雑な経路に対し
て短時間の効率よい教示ができることを確認できる。ま
た、得られた作業対象物Ｃ１上の目標経路Ｄ′に対して
使用工具や作業仕様を与えることにより、再教示するこ
となく様々な作業仕様に応じた制御目標値生成が可能で
ある。
に要した時間はわずか１０秒であり、複雑な経路に対し
て短時間の効率よい教示ができることを確認できる。ま
た、得られた作業対象物Ｃ１上の目標経路Ｄ′に対して
使用工具や作業仕様を与えることにより、再教示するこ
となく様々な作業仕様に応じた制御目標値生成が可能で
ある。
【００３２】
【発明の効果】かくして本発明方法によれば、従来の技
術の問題点であった、教示時に目的とする接触点位置、
接触姿勢を実現するように操作あるいは誘導するという
煩雑な手順を省き、なおかつ作業対象物に対するＣＡＤ
データを必要としない。
術の問題点であった、教示時に目的とする接触点位置、
接触姿勢を実現するように操作あるいは誘導するという
煩雑な手順を省き、なおかつ作業対象物に対するＣＡＤ
データを必要としない。
【００３３】さらに、従来技術における、一つの作業対
象物に対して工具姿勢や接触位置のみを変更するといっ
た場合に対しても、再教示を必要とする場合が生じると
いった問題点を解決したロボットにおける作業教示算出
方法が実現される等、優れた有用性を発揮する。
象物に対して工具姿勢や接触位置のみを変更するといっ
た場合に対しても、再教示を必要とする場合が生じると
いった問題点を解決したロボットにおける作業教示算出
方法が実現される等、優れた有用性を発揮する。
【図１】本発明の実施例を適用するロボットアームを示
す模式図である。
す模式図である。
【図２】同上、制御系構成図である。
【図３】本発明の実施例の実施手順を示す、フローチャ
ートである。
ートである。
【図４】同上において、操作者によるロボットアームの
誘導例を図示した図である。
誘導例を図示した図である。
【図５】（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）は、同上における座
標系のそれぞれの設定例を示す図である。
標系のそれぞれの設定例を示す図である。
【図６】同上の実験例において、作業対象物の形状を示
した平面図である。
した平面図である。
【図７】同上で教示された作業対象物上の目標経路を示
す図である。
す図である。
【図８】従来の倣い作業例を示した斜視図である。
【図９】同上、倣い作業の作業仕様及びロボット制御目
標値を算出するのに必要な様々なパラメータを示した図
である。
標値を算出するのに必要な様々なパラメータを示した図
である。
Ａ，Ａ′…ロボットアーム Ｂ，Ｂ′…エンドイフェクタ Ｃ，Ｃ′…作業対象物 Ｃ１…実験例に用いた作業対象物 Ｄ，Ｄ′…目標経路 １〜６…関節 ７…エンコーダ ８…アップダウンカウンタ ９…６軸力検出器 １０…Ａ／Ｄコンバータ １１…Ｄ／Ａコンバータ １２…サーボアンプ １３…アクチュエータ １４…コンピュータ
Claims (1)
- 【請求項１】セットしたエンドイフェクタの３次元位置
・姿勢を検出演算測定する機能を持ち、かつ該エンドイ
フェクタに加わる作用力を検出演算測定する機能を持っ
たロボットに、作業対象物に向けられた所定の作業のた
めの制御目標値動作情報を算出教示するにあたり、 操作者による前記作業対象物へのロボット誘導時の前記
エンドイフェクタの３次元位置・姿勢及び作用力を記憶
する情報記憶手順と、 該エンドイフェクタの３次元位置・姿勢及び作用力から
該エンドイフェクタの該作業対象物上の接触点位置を計
算する接触点計算手順と、 該接触点位置より前記作業対象物上の目標経路を生成す
る経路生成手順と、 作業仕様を記憶する手順と、 前記作業対象物上の目標経路と前記作業仕様より前記ロ
ボットの制御目標値を生成する目標値生成手順とを順次
踏むことを特徴としたロボット作業算出教示方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27871893A JPH07132435A (ja) | 1993-11-08 | 1993-11-08 | ロボット作業算出教示方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27871893A JPH07132435A (ja) | 1993-11-08 | 1993-11-08 | ロボット作業算出教示方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07132435A true JPH07132435A (ja) | 1995-05-23 |
Family
ID=17601231
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27871893A Pending JPH07132435A (ja) | 1993-11-08 | 1993-11-08 | ロボット作業算出教示方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07132435A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102006061752A1 (de) * | 2006-12-28 | 2008-07-03 | Kuka Roboter Gmbh | Roboter und Verfahren zum Programmieren eines Roboters |
| DE102007026299A1 (de) * | 2007-06-06 | 2008-12-11 | Mrk-Systeme Gmbh | Industrieroboter und Verfahren zum Programmieren eines Industrieroboters |
| DE102007062108A1 (de) * | 2007-12-21 | 2009-07-02 | Kuka Roboter Gmbh | Industrieroboter und Verfahren zum Programmieren eines Industrieroboters |
| WO2017079892A1 (en) | 2015-11-10 | 2017-05-18 | Abb Schweiz Ag | A method and system for machining, and a robot system |
-
1993
- 1993-11-08 JP JP27871893A patent/JPH07132435A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102006061752A1 (de) * | 2006-12-28 | 2008-07-03 | Kuka Roboter Gmbh | Roboter und Verfahren zum Programmieren eines Roboters |
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| DE102007026299B4 (de) | 2007-06-06 | 2018-08-16 | Kuka Roboter Gmbh | Industrieroboter und Verfahren zum Programmieren eines Industrieroboters |
| DE102007062108A1 (de) * | 2007-12-21 | 2009-07-02 | Kuka Roboter Gmbh | Industrieroboter und Verfahren zum Programmieren eines Industrieroboters |
| US9250624B2 (en) | 2007-12-21 | 2016-02-02 | Kuka Roboter Gmbh | Industrial robot and method for programming an industrial robot |
| WO2017079892A1 (en) | 2015-11-10 | 2017-05-18 | Abb Schweiz Ag | A method and system for machining, and a robot system |
| CN107249817A (zh) * | 2015-11-10 | 2017-10-13 | Abb瑞士股份有限公司 | 用于机加工的方法和***以及机器人*** |
| EP3374128A4 (en) * | 2015-11-10 | 2019-07-17 | ABB Schweiz AG | METHOD AND SYSTEM FOR EDITING AND ROBOT SYSTEM |
| US10946498B2 (en) | 2015-11-10 | 2021-03-16 | Abb Schweiz Ag | Method and system for machining, and a robot system |
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