JPH08185216A - Tool attitude parameter setting method and robot controller - Google Patents

Abstract

PURPOSE: To easily set tool attitude parameters with high precision. CONSTITUTION: A robot is taught to set a tool attitude so that a tool approach direction is perpendicularly down or up (step S1), the unit vector<f> A1 * of the tool approach direction on a flange coordinate system is found from data on a flange attitude corresponding to the set tool attitude (steps S2-S3), and the unit vector<f> Ot * of a tool orientation direction is calculated from the unit vector<f> A1 * and the unit vector<f> A1 * of a flange approach direction (steps S4-S6); and then the unit vector<f> Nt * of a tool normal direction is calculated from both the unit vectors<f> A1 * and O* (steps S7) and<f> A1 *,<f> Ot *, and<f> Nt * are set as the tool attitude parameters (steps S8).

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、ロボット手先（ハン
ド）のフランジに取り付けられる工具の、フランジ座標
系における姿勢をロボット制御装置にパラメータとして
設定するための技術に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a technique for setting a posture of a tool attached to a flange of a robot hand in a flange coordinate system as a parameter in a robot controller.

【０００２】[0002]

【従来の技術】産業用等のロボットの手先に工具を取り
付けて作業を行わせようとする場合、工具アプローチ方
向などの工具姿勢をパラメータとしてロボット制御装置
に設定しておくと便利なことが多い。例えば、ロボット
手先を工具アプローチ方向に沿って移動させたり、工具
アプローチ方向を作業座標軸に合致させたりすることが
容易になり、ロボットへの作業の教示が簡単になる。2. Description of the Related Art When attaching a tool to the hand of an industrial robot to perform work, it is often convenient to set a tool posture such as a tool approach direction as a parameter in a robot controller. . For example, it becomes easy to move the robot hand along the tool approach direction and match the tool approach direction with the work coordinate axis, and teaching of the work to the robot becomes easy.

【０００３】従来は、工具アプローチ方向をパラメータ
としてロボット制御装置に設定する場合、下記，の
方法が採用されている。 工具をロボット手先に取り付けた後、工具アプロー
チ方向のフランジ座標系における各成分を人間が実測
し、設定を行う。 工具及びロボット手先の図面上の寸法等から工具ア
プローチ方向のフランジ座標系における各成分を人間が
計算により求め、設定を行う。Conventionally, when the tool approach direction is set as a parameter in the robot controller, the following method is adopted. After attaching the tool to the robot hand, a human actually measures and sets each component in the flange coordinate system in the tool approach direction. A human calculates and sets each component in the flange coordinate system in the tool approach direction from the dimensions of the tool and robot hand on the drawing.

【０００４】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかし、実測による方
法では、空間中に浮いた状態での測定となるから、誤
差が発生し易い。また、図面上の寸法等から算出する方
法では、使用中に衝突等により工具取付部に位置ずれ
が生じた場合は、実測により工具アプローチ方向を求め
る必要がある。更に、工具アプローチ方向だけでなく、
工具オリエント方向の各成分をロボット制御装置に設定
する場合にも、同様な問題がある。However, in the method based on actual measurement, since the measurement is performed in a state of floating in the space, an error is likely to occur. Further, in the method of calculating from the dimensions on the drawing, when the tool mounting portion is displaced due to a collision or the like during use, it is necessary to obtain the tool approach direction by actual measurement. Furthermore, not only the tool approach direction,
The same problem occurs when each component in the tool orientation direction is set in the robot controller.

【０００５】本発明は、上述した従来技術の問題点を解
決した工具姿勢パラメータ設定方法及びロボット制御装
置を提供することを目的とする。It is an object of the present invention to provide a tool attitude parameter setting method and a robot controller which solve the above-mentioned problems of the prior art.

【０００６】[0006]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の工具姿勢パラメータ設定方法は、ロボット手先のフ
ランジに工具が取り付けられるロボットに姿勢を教示し
て、工具アプローチ方向、工具オリエント方向及び工具
ノーマル方向のうち一方向がロボット座標系で所定の教
示方向に向く工具姿勢を設定すること、及び設定した工
具姿勢でのフランジ姿勢のロボット座標系におけるデー
タから、フランジ座標系における工具姿勢を求め、パラ
メータとして設定することを特徴とするものである。A tool attitude parameter setting method of the present invention which achieves the above object teaches the attitude of a robot having a tool attached to a flange of a robot hand, a tool approach direction, a tool orientation direction and a tool. Setting a tool posture in which one of the normal directions is directed to a predetermined teaching direction in the robot coordinate system, and determining the tool posture in the flange coordinate system from the data in the robot coordinate system of the flange posture in the set tool posture, It is characterized by being set as a parameter.

【０００７】また、本発明の他の方法は、上記方法に与
えて、前記一方向が工具アプローチ方向であり、前記教
示方向が鉛直下方向あるいは鉛直上方向であり、且つ、
フランジ座標系における前記工具姿勢が工具アプローチ
方向の単位ベクトルＡ_t ^* であること；フランジ座標系
をフランジアプローチ方向Ａ_f と、フランジオリエント
方向Ｏ_f と、フランジノーマル方向Ｎ_f とを座標軸とす
る三次元直交座標系（Ａ_f ，Ｏ_f ，Ｎ_f ）として前記工
具アプローチ方向の単位ベクトルＡ_t ^* を、 ^fＡ_t ^* ＝
（Ａ₁ ，Ａ₂ ，Ａ₃ ）と記述するとき；ロボット座標系
におけるフランジ姿勢のデータから、フランジアプロー
チ方向の単位ベクトル ^wＡ_f ^* の鉛直軸方向の成分ｃ
と、フランジオリエント方向の単位ベクトル ^wＯ_f ^* の
鉛直軸方向の成分ｆと、フランジノーマル方向の単位ベ
クトル ^WＮ_f ^* の鉛直軸方向の成分ｉとを求め；フラン
ジ座標系における工具アプローチ方向の単位ベクトル ^f
Ａ_t ^* を、教示方向が鉛直下方向の場合はＡ₁ ＝−ｃ，
Ａ₂ ＝−ｆ，Ａ₃ ＝−ｉとして求め、教示方向が鉛直上
方向の場合はＡ₁ ＝ｃ，Ａ₂ ＝ｆ，Ａ₃ ＝ｉとして求め
ること；を特徴とする。Further, another method of the present invention relates to the above method.
Therefore, the one direction is the tool approach direction,
The indicated direction is vertically downward or vertically upward, and
The tool attitude in the flange coordinate system is the tool approach
Direction unit vector A_t ^*That is; flange coordinate system
The flange approach direction A_fAnd the flange orientation
Direction O_fAnd flange normal direction N_fLet and be the coordinate axes
3D Cartesian coordinate system (A_f, O_f, N_f) As above
Unit vector A in the tool approach direction_t ^*To^fA_t ^*=
(A₁, A₂, A₃) Is described; robot coordinate system
From the flange attitude data in
Unit vector in z direction^wA_f ^*Vertical axis component c of
And the unit vector in the direction of the flange orientation^wO_f ^*of
The component f in the vertical axis direction and the unit vector in the flange normal direction
Cuttle^WN_f ^*The component i of the vertical axis of
Unit vector of tool approach direction in the coordinate system^f
A_t ^*A when the teaching direction is vertically downward₁= -C,
A₂= -F, A₃= -I is obtained, and the teaching direction is vertically upward
A for direction₁= C, A₂= F, A₃= As i
Thing;

【０００８】更に他の方法は、上記方法に加えて、フラ
ンジ座標系における工具アプローチ方向の単位ベクトル
^fＡ_t ^* のフランジアプローチ方向成分Ａ₁ を用いて、
θ＝cos^-1Ａ₁ なる演算によりフランジアプローチ方向
の単位ベクトルＡ_f ^* と工具アプローチ方向の単位ベク
トルＡ_t ^* のなす角θを算出し、これらフランジアプロ
ーチ方向の単位ベクトルＡ_f ^* と工具アプローチ方向の
単位ベクトルＡ_t ^* とに垂直なベクトルの回りに、フラ
ンジオリエント方向の単位ベクトルＯ_f ^* を角度θ回転
することによりフランジ座標系における工具オリエント
方向の単位ベクトル ^fＯ_t ^* を算出し、これをパラメー
タとして設定することを特徴とする。In addition to the above method, another method is a unit vector in the tool approach direction in the flange coordinate system.
^Using the flange approach direction component A ₁ of ^f A _t ^* ,
The angle θ formed by the unit vector A _f ^{* in} the flange approach direction and the unit vector A _t ^{* in} the tool approach direction is calculated by the calculation θ = cos ⁻¹ A ₁ , and these unit vector A _f ^{* in the} flange approach direction and the tool approach are calculated. A unit vector ^f O _t ^* in the tool coordinate direction in the flange coordinate system is calculated by rotating the unit vector O _f ^* in the flange orientation direction by an angle θ around a vector perpendicular to the unit vector A _t ^{* in the} direction. The feature is that this is set as a parameter.

【０００９】また更に他の方法は、上記方法に加えて、
工具アプローチ方向の単位ベクトルＡ_t ^* と工具オリエ
ント方向の単位ベクトルＯ_t ^* とから、両単位ベクトル
に垂直なフランジ座標系における単位ベクトル ^fＮ_t ^*
を算出し、これを工具ノーマル方向のパラメータとして
設定することを特徴とする。Still another method is, in addition to the above method,
From the unit vector A _t ^{* in} the tool approach direction and the unit vector O _t ^{* in the} tool orientation direction, a unit vector ^f N _t ^* in a flange coordinate system perpendicular to both unit vectors ^.
Is calculated and set as a parameter in the tool normal direction.

【００１０】一方、上記目的を達成する本発明のロボッ
ト制御装置は、ロボット手先のフランジに工具が取り付
けられるロボットの位置と姿勢を制御するロボット制御
装置において：工具アプローチ方向，工具オリエント方
向及び工具ノーマル方向のうち一方向が所定の教示方向
を向く工具姿勢を設定した教示データにより、ロボット
に姿勢を教示する教示部と；ロボット座標系でのフラン
ジの姿勢を検出する検出部と；この検出部により得られ
たフランジ姿勢のデータから、フランジ座標系における
工具姿勢を求め、パラメータとして設定する設定部と；
を具備することを特徴とするものである。On the other hand, the robot controller of the present invention which achieves the above object is a robot controller for controlling the position and orientation of a robot having a tool attached to a flange of a robot hand: a tool approach direction, a tool orientation direction and a tool normal direction. A teaching unit that teaches the posture to the robot based on teaching data in which one of the directions is directed to a predetermined teaching direction; a detection unit that detects the posture of the flange in the robot coordinate system; A setting unit that obtains a tool posture in the flange coordinate system from the obtained flange posture data and sets it as a parameter;
It is characterized by including.

【００１１】また本発明の他の装置は、上記構成に加え
て、前記一方向が工具アプローチ方向であり、前記教示
方向が鉛直下方向あるいは鉛直上方向であり、且つ、フ
ランジ座標系における前記工具姿勢が工具アプローチ方
向の単位ベクトルＡ_t ^* であること；同単位ベクトルＡ
_t ^* の各成分Ａ₁ ，Ａ₂ 及びＡ₃ をそれぞれ教示方向が
鉛直下方向の場合はＡ₁ ＝−ｃ，Ａ₂ ＝−ｆ及びＡ₃ ＝
−ｉとし、教示方向が鉛直上方向の場合はＡ₁ ＝ｃ，Ａ
₂ ＝ｆ及びＡ₃ ＝ｉとすること；を特徴とする。但し、
フランジ座標系をフランジアプローチ方向Ａ_f と、フラ
ンジオリエント方向Ｏ_f と、フランジノーマル方向Ｎ_f
とを座標軸とする三次元直交座標系（Ａ _f ，Ｏ_f ，
Ｎ_f ）として前記工具アプローチ方向の単位ベクトルＡ
_t ^* を、フランジ座標系で ^fＡ_t ^* ＝（Ａ₁ ，Ａ₂ ，Ａ
₃ ）と記述し、ｃ，ｆ及びｉはそれぞれロボット座標系
におけるフランジ姿勢のデータのうち、フランジアプロ
ーチ方向の単位ベクトル ^wＡ_f ^* の鉛直軸方向の成分
ｃ，フランジオリエント方向の単位ベクトル ^wＯ_f ^* の
鉛直軸方向の成分ｆ及びフランジノーマル方向の単位ベ
クトル ^wＮ_f ^* の鉛直軸方向の成分ｉである。In addition to the above construction, another apparatus of the present invention is
And the one direction is a tool approach direction,
The direction is vertically downward or vertically upward, and
How to approach the tool in the lunge coordinate system
Directional unit vector A_t ^*Is the same unit vector A
_t ^*Each component of A₁, A₂And A₃The teaching direction is
A for vertically downward direction₁= -C, A₂= -F and A₃=
-I, A when the teaching direction is vertically upward₁= C, A
₂= F and A₃= I; However,
Set the flange coordinate system to the flange approach direction A._fAnd hula
Direction O_fAnd flange normal direction N_f
Three-dimensional Cartesian coordinate system (A _f, O_f,
N_f) As the unit vector A in the tool approach direction
_t ^*In the flange coordinate system^fA_t ^*= (A₁, A₂, A
₃), And c, f, and i are robot coordinate systems, respectively.
Of the flange orientation data in
Unit vector for each direction^wA_f ^*Vertical component of
c, unit vector in the flange orientation direction^wO_f ^*of
The component f in the vertical axis direction and the unit vector in the flange normal direction
Cuttle^wN_f ^*Is the component i in the vertical axis direction.

【００１２】更に他の装置は、上記構成に加えて、フラ
ンジ座標系における工具アプローチ方向の単位ベクトル
^fＡ_t ^* のフランジアプローチ方向成分Ａ₁ を用いて、
θ＝cos^-1Ａ₁ なる演算によりフランジアプローチ方向
の単位ベクトルＡ_f ^* と工具アプローチ方向の単位ベク
トルＡ_t ^* のなす角θを算出し、これらフランジアプロ
ーチ方向の単位ベクトルＡ_f ^* と工具アプローチ方向の
単位ベクトルＡ_t ^* とに垂直なベクトルＶ^* をＶ^* ＝Ａ
_f ^* ×Ａ_t ^* なる演算により算出し、このベクトルＶ^*
の回りにフランジオリエント方向の単位ベクトルＯ_f ^*
を角度θ回転させる演算によりフランジ座標系における
工具オリエント方向の単位ベクトル ^fＯ _t ^* を算出し、
これをパラメータとして設定する工具オリエント方向設
定部を具備することを特徴とする。[0012] In addition to the above-mentioned configuration, another apparatus is a flare.
Unit vector in the tool approach direction in the change coordinate system
^fA_t ^*Flange approach direction component A₁Using,
θ = cos^-1A₁Flange approach direction
Unit vector A of_f ^*And unit approach of tool approach direction
Tor A_t ^*Calculate the angle θ formed by
Unit vector A in the direction_f ^*And tool approach direction
Unit vector A_t ^*Vector V perpendicular to and^*To V^*= A
_f ^*× A_t ^*This vector V^*
Unit vector O in the direction of the flange orientation_f ^*
In the flange coordinate system
Unit vector in the tool orientation^fO _t ^*And calculate
Set this as a parameter in the tool orientation direction
It is characterized by having a constant part.

【００１３】また更に他の装置は、上記構成に加えて、
工具アプローチ方向の単位ベクトルＡ_t ^* と工具オリエ
ント方向の単位ベクトルＯ_t ^* とから、両単位ベクトル
に垂直なフランジ座標系における単位ベクトル ^fＮ_t ^*
を ^fＮ_t ^* ＝Ａ_t ^* ×Ｏ_t ^*なる演算により算出し、こ
れを工具ノーマル方向のパラメータとして設定する工具
ノーマル方向設定部を具備することを特徴とする。In addition to the above-mentioned structure, still another apparatus is
From the unit vector A _t ^{* in} the tool approach direction and the unit vector O _t ^{* in the} tool orientation direction, a unit vector ^f N _t ^* in a flange coordinate system perpendicular to both unit vectors ^.
Is calculated by a calculation of ^f N _t ^* = A _t ^* × O _t ^* , and the tool normal direction setting unit is provided for setting this as a parameter of the tool normal direction.

【００１４】[0014]

【作用】ロボットにおける工具姿勢のパラメータには工
具アプローチ方向の単位ベクトルＡ_t ^* ，工具オリエン
ト方向の単位ベクトルＯ_t ^* 及び工具ノーマル方向の単
位ベクトルＮ_t ^* があり、これら３方向は互いに直交し
てさえいれば良い。直感的で判り良いため一般に工具ア
プローチ方向は工具がワークに作用する方向を取ること
が多い。なお、右肩の添字＊はベクトルであることを示
している。The parameters of the tool posture in the robot include the unit vector A _t ^{* in} the tool approach direction, the unit vector O _t ^{* in the} tool orientation direction and the unit vector N _t ^{* in the} tool normal direction, and these three directions are orthogonal to each other. All you have to do is In general, the tool approach direction is often the direction in which the tool acts on the work because it is intuitive and easy to understand. The subscript * on the right shoulder indicates that it is a vector.

【００１５】このような工具姿勢のパラメータである各
単位ベクトルＡ_t ^* ，Ｏ_t ^* 及びＮ _t ^* は、ロボット手
先のフランジに固定した三次元直交座標系であるフラン
ジ座標系（Ａ_f ，Ｏ_f ，Ｎ_f ）で定義され、フランジ座
標系での各軸成分値を用いると、 ^fＡ_t ^* ＝（Ａ₁ ，Ａ
₂ ，Ａ₃ ）、 ^fＯ_t ^* ＝（Ｏ₁ ，Ｏ₂ ，Ｏ₃ ）、 ^fＮ _t
^* ＝（Ｎ₁ ，Ｎ₂ ，Ｎ₃ ）と記述することができる。な
お、左肩の添字ｆはフランジ座標系での記述を表わして
いる。また、フランジ座標系は互いに直交するフランジ
アプローチ方向Ａ_f ，フランジオリエント方向Ｏ_f 及び
フランジノーマル方向Ｎ_f を座標軸としており、Ａ₁ ，
Ｏ₁ 及びＮ₁ はフランジアプローチ方向Ａ_f での成分
値、Ａ₂ ，Ｏ₂ 及びＮ₂ はフランジオリエント方向Ｏ_f
での成分値、Ａ₃ ，Ｏ₃ 及びＮ₃ はフランジノーマル方
向Ｎ_f での成分値を表わしている。これら３方向も互い
に直交してさえいれば良い。一般には工具姿勢を定義し
易いように、また座標変換がし易いように、ロボットを
基準姿勢にした時の座標系と同じ方向を取ることが多
い。言うまでもないが、ベクトルそのものはＡ_t ^* ＝ ^f
Ａ_t ^* 、Ｏ_t ^* ＝ ^fＯ_t ^* 、Ｎ_t ^* ＝ ^fＮ_t ^* である。Each of the tool posture parameters
Unit vector A_t ^*, O_t ^*And N _t ^*Is a robot hand
Flan, which is a three-dimensional Cartesian coordinate system fixed to the previous flange
The coordinate system (A_f, O_f, N_f), Flange seat
Using each axis component value in the standard,^fA_t ^*= (A₁, A
₂, A₃),^fO_t ^*= (O₁, O₂, O₃),^fN _t
^*= (N₁, N₂, N₃) Can be described. What
The subscript f on the left shoulder represents the description in the flange coordinate system.
There is. Also, the flange coordinate system is a flange that is orthogonal to each other.
Approach direction A_f， Flange orientation direction O_fas well as
Flange normal direction N_fIs the coordinate axis, and A₁,
O₁And N₁Is the flange approach direction A_fIngredients in
Value, A₂, O₂And N₂Is the flange orientation direction O_f
Component value at, A₃, O₃And N₃Is the normal flange type
For N_fRepresents the component value at. These three directions are also mutually
It only needs to be orthogonal to. Generally, the tool posture is defined
To make it easier and coordinate conversion easier,
It often takes the same direction as the coordinate system when the reference posture is adopted.
Yes. Needless to say, the vector itself is A_t ^*=^f
A_t ^*, O_t ^*=^fO_t ^*, N_t ^*=^fN_t ^*Is.

【００１６】一方、工具姿勢の各単位ベクトルＡ_t ^* ，
Ｏ_t ^* 及びＮ_t ^* は、ロボット座標系（Ｘ，Ｙ，Ｚ）で
の直交３軸Ｚ，Ｙ，Ｚの各成分値を用いれば、 ^wＡ_t ^*
＝（α，β，γ）、 ^wＯ_t ^* ＝（δ，ε，ζ）、 ^wＮ_t
^* ＝（η，θ，ι）と記述することができる。なお、左
肩の添字ｗはロボット座標系での記述を表わしている。
従って、 ^fＡ_t ^* と ^wＡ_t ^* 、 ^fＯ_t ^* と ^wＯ_t ^* 、 ^f
Ｎ_t ^* と ^wＮ_t ^* はそれぞれＡ_t ^* 、Ｏ_t ^* 、Ｎ_t ^* と
同じベクトルであるが記述されている座標系が異なるの
で、成分が異なる。α，δ及びηはＸ軸の成分値、β，
ε及びθはＹ軸の成分値、γ，ζ及びιはＺ軸の成分値
である。Ｚ軸は鉛直方向の軸、Ｘ軸とＹ軸は水平面内の
直交２軸である。On the other hand, each unit vector A _t ^{* of} the tool posture,
O _t ^* and N _t ^* are ^w A _t ^* if each component value of orthogonal three axes Z, Y, Z in the robot coordinate system (X, Y, Z) is used ^.
= (Α, β, γ), ^w O _t ^* = (δ, ε, ζ), ^w N _t
It can be described as ^* = (η, θ, ι). The subscript w on the left shoulder represents the description in the robot coordinate system.
Therefore, ^f A _t ^* and ^w A _t ^* , ^f O _t ^* and ^w O _t ^* , ^f
N _t ^* and ^w N _t ^* are the same vectors as A _t ^* , O _t ^* , and N _t ^* , respectively, but the described coordinate systems are different, so the components are different. α, δ and η are component values on the X axis, β,
ε and θ are Y-axis component values, and γ, ζ and ι are Z-axis component values. The Z-axis is the vertical axis, and the X-axis and the Y-axis are the two orthogonal axes in the horizontal plane.

【００１７】そこで、ロボットの姿勢を教示して、例え
ば工具アプローチ方向がロボット座標系で（α，β，
γ）なる工具に応じて取り易い所定の教示方向に向くよ
うに工具姿勢を設定した時、この工具姿勢でのフランジ
姿勢のデータがロボット座標系で ^wＡ_f ^* ＝（ａ，ｂ，
ｃ）、 ^wＯ_f ^* ＝（ｄ，ｅ，ｆ）、 ^wＮ_f ^* ＝（ｇ，
ｈ，ｉ）であったとする。これら ^wＡ_f ^* ， ^wＯ_f ^* 及
び ^wＮ_f ^* はそれぞれフランジアプローチ方向、フラン
ジオリエント方向及びフランジノーマル方向のロボット
座標系での単位ベクトルであり、それらの各軸成分値は
公知の座標変換により検出される。Therefore, by teaching the posture of the robot, for example, the tool approach direction is (α, β,
γ) When the tool posture is set so as to face a predetermined teaching direction that is easy to take according to the tool, the data of the flange posture in this tool posture is ^w A _f ^* = (a, b,
_{^{c), w O f * =}} (d, e, f), w N f * = (g,
h, i). These _{^{w A f *, w O f}} * and ^w N _f ^* are each a unit vector in the flange approach direction, flanges Orient direction and a flange normal direction of the robot coordinate system, the axis component values of those known coordinate transformation Detected by.

【００１８】上述した工具姿勢パラメータの定義から、
Ａ₁ は単位ベクトル ^wＡ_t ^* の ^wＡ _f ^* 方向への方向余
弦であり、Ａ₂ は同単位ベクトル ^wＡ_t ^* の ^wＯ_f ^* 方
向への方向余弦であり、Ａ₃ は同単位ベクトル ^wＡ_t ^*
の ^wＮ_f ^* 方向への方向余弦であるため、数１〜数３に
示される３つのベクトル内積の式（１）〜式（３）が成
立する。From the above definition of the tool posture parameter,
A₁Is a unit vector^wA_t ^*of^wA _f ^*Direction margin to direction
A string, A₂Is the same unit vector^wA_t ^*of^wO_f ^*One
Is the direction cosine to the direction, A₃Is the same unit vector^wA_t ^*
of^wN_f ^*Since it is the direction cosine to the direction,
Equations (1) to (3) of the three vector inner products shown are
Stand up.

【００１９】[0019]

【数１】 Ａ₁ ＝ ^wＡ_t ^* ・ ^wＡ_f ^* ……式（１）[Number 1] ^{_{A 1 = w A t * ·}} w A f * ...... formula (1)

【００２０】[0020]

【数２】 Ａ₂ ＝ ^wＡ_t ^* ・ ^wＯ_f ^* ……式（２）[Number 2] ^{_{A 2 = w A t * ·}} w O f * ...... formula (2)

【００２１】[0021]

【数３】 Ａ₃ ＝ ^wＡ_t ^* ・ ^wＮ_f ^* ……式（３）[Number 3] ^{_{A 3 = w A t * ·}} w N f * ...... formula (3)

【００２２】上記３つの式（１）〜式（３）から、各ベ
クトルのロボット座標系における成分値α〜ι，ａ〜ｉ
を用いると、数４に示される式（４）が得られる。従っ
て、前述したロボット座標系での教示方向のデータのう
ち（α，β，γ）と、同じくロボット座標系でのフラン
ジ姿勢のデータ（ａ，ｂ，ｃ），（ｄ，ｅ，ｆ）及び
（ｇ，ｈ，ｉ）とから、フランジ座標系における工具ア
プローチ方向の単位ベクトル ^fＡ_t ^* ＝（Ａ₁ ，Ａ₂ ，
Ａ₃ ）が求まる。即ち、ロボットの姿勢を教示するだけ
で、式（４）より自動的に工具アプローチ方向をパラメ
ータとして設定することができる。From the above three equations (1) to (3), the component values α to ι, a to i of each vector in the robot coordinate system are obtained.
Using, the equation (4) shown in the equation 4 is obtained. Therefore, (α, β, γ) of the teaching direction data in the robot coordinate system described above, and flange orientation data (a, b, c), (d, e, f) in the robot coordinate system, and (g, h, i) from a unit of the tool approach direction in the flange coordinate system vector _{^{f a t * = (a 1}} , a 2,
A ₃ ) is obtained. That is, only by teaching the posture of the robot, the tool approach direction can be automatically set as a parameter from the equation (4).

【００２３】[0023]

【数４】 [Equation 4]

【００２４】同じ考え方により、ロボットを教示して、
工具オリエント方向がロボット座標系で（δ，ε，ζ）
なる教示方向に向くように工具姿勢を設定した時にフラ
ンジ姿勢がロボット座標系で ^wＡ_f ^* ＝（ａ，ｂ，
ｃ）、 ^wＯ_f ^* ＝（ｄ，ｅ，ｆ）、 ^wＮ_f ^* （ｇ，ｈ，
ｉ）であれば、これらのデータより、フランジ座標系に
おける工具オリエント方向の単位ベクトル ^fＯ_t ^* ＝
（Ｏ₁ ，Ｏ₂ ，Ｏ₃ ）は、数５に示される式（５）で求
まる。In the same way, teach a robot,
The tool orientation is robot coordinate system (δ, ε, ζ)
When the tool posture is set so as to face the teaching direction, the flange posture is ^w A _f ^* = (a, b,
_{^{c), w O f * =}} (d, e, f), w N f * (g, h,
If i), from these data, the unit vector ^f O _t ^* = in the tool orientation direction in the flange coordinate system
(O ₁ , O ₂ , O ₃ ) can be obtained by the equation (5) shown in Equation 5.

【００２５】[0025]

【数５】 (Equation 5)

【００２６】更に、ロボットを教示して、工具ノーマル
方向がロボット座標系で（η，θ，ι）なる教示方向に
向くように工具姿勢を設定した時にフランジ姿勢がロボ
ット座標系で ^wＡ_f ^* ＝（ａ，ｂ，ｃ）、 ^wＯ_f ^* ＝
（ｄ，ｅ，ｆ）、 ^wＮ_f ^* ＝（ｇ，ｈ，ｉ）であれば、
これらのデータより、フランジ座標系における工具ノー
マル方向の単位ベクトル ^fＮ_t ^* ＝（Ｎ₁ ，Ｎ₂ ，
Ｎ₃ ）は、数６に示される式（６）で求まる。Further, when the robot is taught and the tool posture is set so that the normal tool direction is the teaching direction (η, θ, ι) in the robot coordinate system, the flange posture is ^w A _f ^{* in the} robot coordinate system ^. = (a, b, c) , w O f * =
If (d, e, f) and ^w N _f ^* = (g, h, i),
From these data, the unit vector ^f N _t ^* = (N ₁ , N ₂ ,
N ₃ ) is obtained by the equation (6) shown in the equation 6.

【００２７】[0027]

【数６】 (Equation 6)

【００２８】上述した式（４）〜式（６）によりフラン
ジ座標系における工具姿勢のパラメータ ^fＡ_t ^* ， ^fＯ
_t ^* 及び ^fＮ_t ^* を別々に求めて設定しても良いが、前
述の如くこれらの単位ベクトルは互いに直交するから、
１つだけ例えば工具アプローチ方向の単位ベクトル ^fＡ
_t ^* だけ式（４）により求め、他の２つは ^fＡ_t ^* から
導出して設定しても良い。The above equation (4) to (6) of the tool orientation in the flange coordinate system parameter ^f A _t ^{*, f} O
_{Although t} ^* and ^f N _t ^* may be separately obtained and set, as described above, since these unit vectors are orthogonal to each other,
Only one, for example, the unit vector ^f A in the tool approach direction
_t ^* only determined by the formula (4), the other two may be set to derive from ^f A _t ^*.

【００２９】この場合、工具姿勢のパラメータとしては
フランジ座標系での工具アプローチ方向の単位ベクトル
^fＡ_t ^* が重要であること、及び水準器等を利用できる
ことから、工具アプローチ方向を鉛直下方向に教示すれ
ば、（α，β，γ）＝（０，０，−１）であるため、式
（４）より ^fＡ_t ^* ＝（−ｃ，−ｆ，−ｉ）となり、フ
ランジ姿勢のデータから極めて簡単に工具アプローチ方
向の単位ベクトル ^fＡ _t ^* が求まる。逆に工具アプロー
チ方向を鉛直上方向に教示すれば（α，β，γ）＝
（０，０，１）であるため、式（４）より ^fＡ_t ^* ＝
（ｃ，ｆ，ｉ）となり、この場合もフランジ姿勢のデー
タから極めて簡単に求まる。In this case, the parameters of the tool posture are
Unit vector of tool approach direction in flange coordinate system
^fA_t ^*Is important and can use level
Therefore, teach the tool approach direction vertically downward.
For example, since (α, β, γ) = (0, 0, −1),
From (4)^fA_t ^*= (-C, -f, -i),
Extremely easy tool approach based on lunge attitude data
Unit vector^fA _t ^*Is found. Conversely, a tool approve
If you teach the direction of chi as vertically upward, (α, β, γ) =
Since it is (0,0,1), from equation (4)^fA_t ^*=
(C, f, i). In this case as well, the flange posture data
It is extremely easy to find from

【００３０】工具アプローチ方向の単位ベクトル ^fＡ_t
^* ＝（Ａ₁ ，Ａ₂ ，Ａ₃ ）が求まれば、工具オリエント
方向の単位ベクトル ^fＯ_t ^* ＝（Ｏ₁ ，Ｏ₂ ，Ｏ₃ ）も
工具ノーマル方向の単位ベクトル ^fＮ_t ^* ＝（Ｎ₁ ，Ｎ
₂ ，Ｎ₃ ）も自動的に計算することができる。但し、工
具オリエント方向は工具アプローチ方向に対して垂直な
ベクトルとして定義するが、特にどちら側でも良い場合
が多いので、仮に工具アプローチ方向の単位ベクトル ^f
Ａ_t ^* から求める場合を考える。A unit vector ^f A _{t in the} tool approach direction
^* = In _{(A 1, A 2, A} 3) is determined, the unit of the tool Orient direction vector _{^{f O t * = (O 1}} , O 2, O 3) unit vector also tool normal direction ^f N _t ^* = (N ₁ , N
₂ , N ₃ ) can also be calculated automatically. However, the tool orientation direction is defined as a vector perpendicular to the tool approach direction, but since it is often good on either side, the unit vector ^{f of the} tool approach direction is assumed.
Consider the case of obtaining from A _t ^* .

【００３１】即ち、フランジアプローチ方向の単位ベク
トルＡ_f ^* はロボット座標系では ^wＡ_f ^* ＝（ａ，ｂ，
ｃ）であっても、フランジ座標系では当然ながら ^fＡ_f
^* ＝（１，０，０）であるから、この単位ベクトル ^fＡ
_f ^* と工具アプローチ方向の単位ベクトル ^fＡ_t ^* ＝
（Ａ₁ ，Ａ₂ ，Ａ₃ ）のなす角をθとすると、θは次式
（７）から求まる。That is, the unit vector A _f ^* in the flange approach direction is ^w A _f ^* = (a, b,
Even in the case of c), ^f A _f is obviously in the flange coordinate system.
^{Since *} = (1, 0, 0), this unit vector ^f A
_f ^* and unit vector of tool approach direction ^f A _t ^* =
If the angle formed by (A ₁ , A ₂ , A ₃ ) is θ, θ can be obtained from the following equation (7).

【００３２】[0032]

【数７】 θ＝ cos^-1（ ^fＡ_f ^* ・ ^fＡ_t ^* ）＝ cos^-1Ａ₁ ……式（７）[Equation 7] θ = cos ⁻¹ ( ^f A _f ^* · ^f A _t ^* ) = cos ⁻¹ A ₁ …… Equation (7)

【００３３】一方、これら２つの単位ベクトル ^fＡ_f ^*
と ^fＡ_t ^* に垂直なベクトルをＶ^*とすると、Ｖ^* は次
式（８）から求まる。On the other hand, these two unit vectors ^f A _f ^*
And V ^* is a vector perpendicular to ^f A _t ^* , V ^* is obtained from the following equation (8).

【００３４】[0034]

【数８】 Ｖ^* ＝ ^fＡ_f ^* × ^fＡ_t ^* ……式（８）[Equation 8] _{^{V * = f A f * ×}} f A t * ...... (8)

【００３５】従って、工具オリエント方向の単位ベクト
ル ^fＯ_t ^* は、式（８）で求まるベクトルＶ^* まわり
に、フランジオリエント方向の単位ベクトルＯ_f ^* を、
式（７）で求まる角θだけ回転したものとする計算によ
り求めることができる。Therefore, the unit vector ^f O _t ^* in the tool orientation direction has a unit vector O _f ^* in the flange orientation direction around the vector V ^* obtained by the equation (8).
It can be obtained by calculation assuming that the image is rotated by the angle θ obtained by the equation (7).

【００３６】工具アプローチ方向の単位ベクトル ^fＡ_t
^* と、工具オリエント方向の単位ベクトル ^fＯ_t ^* が求
まれば、工具ノーマル方向の単位ベクトル ^fＮ_t ^* はこ
れら２つの単位ベクトルに垂直なベクトルであるから、
次式（９）から求めることができる。Unit vector ^f A _{t in the} tool approach direction
^{If *} and the unit vector ^f O _t ^{* in} the tool orientation direction are obtained, the unit vector ^f N _t ^{* in} the tool normal direction is a vector perpendicular to these two unit vectors.
It can be obtained from the following equation (9).

【００３７】[0037]

【数９】 ^fＮ_t ^* ＝ ^fＡ_t ^* × ^fＯ_t ^* ……式（９）[Formula 9] ^f N _t ^* = ^f A _t ^* × ^f O _t ^* ... Equation (9)

【００３８】[0038]

【実施例】以下、図面を参照して本発明の方法及び装置
を、その実施例とともに詳細に説明する。図面中、図１
には本発明の工具姿勢パラメータ設定方法の一実施例に
係る処理手順が示され、図２にはフランジ座標系の説明
が示され、図３には工具姿勢パラメータの説明が示さ
れ、図４には本発明のロボット制御装置の一実施例に係
る構成が示され、図５には工具アプローチ方向を鉛直下
方向に教示した場合のフランジ姿勢が示され、図６には
工具アプローチ方向を鉛直上方向に教示した場合のフラ
ンジ姿勢が示されている。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The method and apparatus of the present invention will be described in detail below with reference to the embodiments with reference to the drawings. Figure 1
4 shows a processing procedure according to an embodiment of a tool attitude parameter setting method of the present invention, FIG. 2 shows an explanation of a flange coordinate system, FIG. 3 shows an explanation of tool attitude parameters, and FIG. FIG. 5 shows a configuration according to an embodiment of the robot controller of the present invention, FIG. 5 shows a flange posture when the tool approach direction is taught vertically downward, and FIG. 6 shows the tool approach direction vertically. The flange posture is shown when teaching upward.

【００３９】まず本実施例では、図２に示すような６軸
関節のロボット２０を想定し、フランジ座標系（Ｘ_f ，
Ｙ_f ，Ｚ_f ）は同ロボットを基準姿勢にした時のロボッ
ト手先のフランジに固定した三次元直交座標系である
が、工具姿勢を定義し易いように、また座標変換がし易
いように、ロボットの基準姿勢で６軸関節にそれぞれ固
定した三次元直交座標系（Ｘ₁ ，Ｙ₁ ，Ｚ₁ ）〜
（Ｘ₆ ，Ｙ₆ ，Ｚ₆ ）の３方向と同じ方向をそれぞれフ
ランジアプローチ方向Ａ_f ，フランジオリエント方向Ｏ
_f 及びフランジノーマル方向Ｎ_f に取っている。即ち、
Ｘ_f 軸をフランジアプローチ方向Ａ_f に取り、Ｙ_f 軸を
フランジオリエント方向Ｏ_f に取り、Ｚ_f 軸をフランジ
ノーマル方向Ｎ_f に取っている。座標変換は各関節角か
らロボット手先の直交座標を求めるものであり、ロボッ
トの基準座標系（Ｘ₀ ，Ｙ₀ ，Ｚ₀ ）から見たロボット
手先の座標を、各関節に固定した座標系の原点位置及び
姿勢（Ｘ_i，Ｙ_i ，Ｚ_i ）を順次求めることにより得
る。なお、姿勢の成分Ｘ_i ，Ｙ_i ，Ｚ _i は全てベクトル
である。First, in the present embodiment, the six axes as shown in FIG.
Assuming the joint robot 20, the flange coordinate system (X_f,
Y_f, Z_f) Is the robot when the robot is in the standard posture.
It is a three-dimensional Cartesian coordinate system fixed to the flange of the hand.
However, it is easy to define the tool posture and coordinate conversion is easy.
The robot's standard posture, fix each of the 6-axis joints.
3D Cartesian coordinate system (X₁, Y₁, Z₁) ~
(X₆, Y₆, Z₆) In the same direction as
Runge approach direction A_f， Flange orientation direction O
_fAnd flange normal direction N_fI am taking it. That is,
X_fAxis is flange approach direction A_fTake Y_fAxis
Flange orientation direction O_fTake Z_fFlange shaft
Normal direction N_fI am taking it. Is the coordinate conversion for each joint angle?
To obtain the Cartesian coordinates of the robot hand.
Standard coordinate system (X₀, Y₀, Z₀) Seen from the robot
Set the coordinates of the hand to the origin position of the coordinate system fixed to each joint and
Posture (X_i, Y_i, Z_i) Sequentially obtained
It The posture component X_i, Y_i, Z _iAre all vectors
Is.

【００４０】このように設定されたフランジ座標系にお
いて、工具姿勢のパラメータが定義される。本実施例で
は、図３に示すように、工具アプローチ方向を工具３が
作用する方向にとっている。工具オリエント方向は工具
アプローチ方向に直角であればどこを向いていても良
く、また工具ノーマル方向は工具ノーマル方向と工具オ
リエント方向の双方に直角であればどこを向いていても
良い。なお、図３中で、符号１はロボット手先、符号２
はフランジを示している。また、Ａ_f ^* はフランジアプ
ローチ方向の単位ベクトル、Ｏ_f ^* はフランジオリエン
ト方向の単位ベクトル、Ｎ_f ^* はフランジノーマル方向
の単位ベクトル、Ａ_t ^* は工具アプローチ方向の単位ベ
クトル、Ｏ_t ^* は工具オリエント方向の単位ベクトル、
Ｎ_t ^* は工具ノーマル方向の単位ベクトルを示してお
り、Ａ_f ^* ＝Ｏ_f ^* ×Ｎ_f ^* 、Ａ_t ^*＝Ｏ_t ^* ×Ｎ_t ^*
である。In the flange coordinate system thus set, the tool posture parameters are defined. In this embodiment, as shown in FIG. 3, the tool approach direction is the direction in which the tool 3 acts. The tool orientation direction may be any direction as long as it is orthogonal to the tool approach direction, and the tool normal direction may be oriented anywhere as long as it is perpendicular to both the tool normal direction and the tool orientation direction. In FIG. 3, reference numeral 1 is a robot hand, reference numeral 2
Indicates a flange. A _f ^* is a unit vector in the flange approach direction, O _f ^* is a unit vector in the flange orientation direction, N _f ^* is a unit vector in the flange normal direction, A _t ^* is a unit vector in the tool approach direction, and O _t ^* is A unit vector in the tool orientation,
N _t ^* denotes the unit vector of the tool normal ^{_{direction, A f * = O f *}} × N f *, A t * = O t * × N t *
Is.

【００４１】次に、図４を参照して本発明の一実施例に
係るロボット制御装置の構成を説明する。図４におい
て、ロボット制御装置は、制御部１１に加えて教示部１
２と、検出部１３と、設定部１４とを有しており、更に
設定部１４は工具アプローチ方向設定部１５と、工具オ
リエント方向設定部１６と、工具ノーマル方向設定部１
７から構成される。なお、ロボット２０においては、図
３に示されるように、そのロボット手先（ハンド）１の
フランジ２に工具３が取り付けられる。符号２Ａはフラ
ンジ面を示す。Next, the configuration of the robot controller according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In FIG. 4, the robot control device includes a teaching unit 1 in addition to the control unit 11.
2, a detection unit 13, and a setting unit 14, and the setting unit 14 further includes a tool approach direction setting unit 15, a tool orientation direction setting unit 16, and a tool normal direction setting unit 1.
It consists of 7. In the robot 20, as shown in FIG. 3, the tool 3 is attached to the flange 2 of the robot hand 1. Reference numeral 2A indicates a flange surface.

【００４２】図４に示したロボット制御装置の各部１１
〜１７のうちで制御部１１は、外部からの指令１８また
は教示部１２からの指令１２Ａと、設定部１４により設
定される工具姿勢のパラメータ１４Ａとに基づいて、ロ
ボット２０の各関節のアクチュエータ（図示省略）を駆
動し、ロボット２０の位置及び姿勢を制御する。なお、
工具姿勢のパラメータ１４Ａを設定する場合は、ロボッ
ト２０の姿勢を指令１２Ａの教示データに基づいて制御
すれば十分である。Each part 11 of the robot controller shown in FIG.
The controller 11 of the actuators of each joint of the robot 20 based on the command 18 from the outside or the command 12A from the teaching unit 12 and the tool posture parameter 14A set by the setting unit 14 among (Not shown) is driven to control the position and posture of the robot 20. In addition,
When setting the tool posture parameter 14A, it is sufficient to control the posture of the robot 20 based on the teaching data of the instruction 12A.

【００４３】教示部１２はロボット２０に作業を行わせ
るための通常の教示に加えて、ロボット手先１に工具３
を取り付けた状態で工具アプローチ方向が鉛直下方向ま
たは鉛直上方向に向く工具姿勢を設定するように、制御
部１１に指令１２Ａを与えてロボット２０の姿勢を教示
する。更に教示部１２は、設定した工具姿勢でのフラン
ジ姿勢のデータ１３Ａから設定部１４に工具姿勢のパラ
メータ１４Ａを求めさせて制御部１１に設定させる指令
１２Ｂを、設定部１４に与える。なお、鉛直下方向か鉛
直上方向いずれを教示するかは、工具に応じて設定し易
い方が選ばれる。In addition to the normal teaching for causing the robot 20 to perform work, the teaching unit 12 adds the tool 3 to the robot hand 1.
In order to set the tool posture in which the tool approach direction is oriented in the vertically downward direction or the vertically upward direction in a state in which is attached, a command 12A is given to the control unit 11 to teach the attitude of the robot 20. Further, the teaching unit 12 gives the setting unit 14 a command 12B which causes the setting unit 14 to obtain the tool posture parameter 14A from the flange posture data 13A in the set tool posture and causes the control unit 11 to set the parameter 12A. Whether to teach the vertical downward direction or the vertical upward direction is selected depending on the tool, which is easy to set.

【００４４】そのため教示部１２には、表１または表２
に例示するようなロボット動作プログラムが教示データ
として予め用意されている。Therefore, the teaching unit 12 is provided with Table 1 or Table 2.
A robot operation program such as that shown in is prepared in advance as teaching data.

【００４５】[0045]

【表１】 [Table 1]

【００４６】[0046]

【表２】 [Table 2]

【００４７】表１または表２のロボット動作プログラム
中の各ステップの命令が意味するところは、次の通りで
ある。The meaning of the instruction of each step in the robot operation program of Table 1 or Table 2 is as follows.

【００４８】表１におけるステップの命令は通常と同
様の動作命令であり、工具３が取り付いた状態で工具ア
プローチ方向が鉛直下方向となるように水準器等を用い
てロボット手先１の姿勢を教示した場合に、その時の教
示点をＰ１なる位置名で教示したものである。この動作
命令の実行により、ロボット２０は図５に示すような工
具アプローチ方向が鉛直下方向を向くフランジ姿勢をと
る。このとき、工具アプローチ方向の単位ベクトルＡ_t
^* はロボットの基準座標系（Ｘ₀ ，Ｙ₀ ，Ｚ₀）で記述
すれば、 ^wＡ_t ^* ＝（０，０，−１）となって既知であ
る。一方、フランジ姿勢はフランジアプローチ方向の単
位ベクトルＡ_f ^* 、フランジオリエント方向の単位ベク
トルＯ_f ^* 及びフランジノーマル方向の単位ベクトルＮ
_f ^* で規定され、それぞれをロボットの基準座標系（Ｘ
₀ ，Ｙ₀ ，Ｚ₀ ）で記述した場合の単位ベクトル ^wＡ_f
^* ， ^wＯ_f ^* 及び ^wＮ_f ^* がフランジ姿勢データ１３Ａ
であり、数１０〜数１２の式（１０）〜式（１２）の如
く表記されるが、これらの各成分値ａ〜ｉは検出部１３
によって検出される。The instruction of the step in Table 1 is the same operation instruction as usual, and the posture of the robot hand 1 is taught by using a level so that the tool approaching direction is the vertical downward direction with the tool 3 attached. In this case, the teaching point at that time is taught by the position name P1. By executing this operation command, the robot 20 takes a flange posture in which the tool approach direction is vertically downward as shown in FIG. At this time, the unit vector A _{t in the} tool approach direction
^* Is if described in a reference coordinate system of the robot _{(X 0, Y 0, Z} 0), w A t * = (0,0, -1) is known to become. On the other hand, the flange orientation is a unit vector A _f ^{* in} the flange approach direction, a unit vector O _f ^{* in the} flange orientation direction, and a unit vector N in the flange normal direction.
_f ^* , each of which is defined as the robot's reference coordinate system (X
₀ , Y ₀ , Z ₀ ), the unit vector ^w A _f
^{*, W} O _f ^* and ^w N _f ^* flange attitude data 13A
And expressed by the equations (10) to (12) of the equations 10 to 12, the respective component values a to i are detected by the detection unit 13.
Is detected by

【００４９】[0049]

【数１０】 ^wＡ_f ^* ＝（ａ，ｂ，ｃ） ……式（１０）[Mathematical formula-see original _document ] ^w A _f ^* = (a, b, c) ... Equation (10)

【００５０】[0050]

【数１１】 ^wＯ_f ^* ＝（ｄ，ｅ，ｆ） ……式（１１）[Number 11] _{^{w O f * = (d,}} e, f) ...... (11)

【００５１】[0051]

【数１２】 ^wＮ_f ^* ＝（ｇ，ｈ，ｉ） ……式（１２）[Formula 12] ^w N _f ^* = (g, h, i) Equation (12)

【００５２】他方、表２におけるステップの命令も通
常と同様の動作命令であり、この例では、工具３が取り
付いた状態で工具アプローチ方向が鉛直上方向となるよ
うに水準器等を用いてロボット手先１の姿勢を教示した
場合に、その時の教示点をＰ１なる位置名で教示したも
のである。この動作命令の実行により、ロボット２０は
図６に示すような工具アプローチ方向が鉛直上方向を向
くフランジ姿勢をとる。このとき、工具アプローチ方向
の単位ベクトルＡ_t ^* はロボットの基準座標系（Ｘ₀ ，
Ｙ₀ ，Ｚ₀ ）で記述すれば、 ^wＡ_t ^* ＝（０，０，１）
となって既知である。一方、フランジ姿勢はフランジア
プローチ方向の単位ベクトルＡ_f ^* 、フランジオリエン
ト方向の単位ベクトルＯ_f ^* 及びフランジノーマル方向
の単位ベクトルＮ_f ^* で規定され、それぞれをロボット
の基準座標系（Ｘ₀ ，Ｙ₀ ，Ｚ₀）で記述した場合の単
位ベクトル ^wＡ_f ^* ， ^wＯ_f ^* 及び ^wＮ_f ^* がフランジ
姿勢データ１３Ａであり、数１０〜数１２の式（１０）
〜式（１２）の如く表記されるが、これらの各成分値ａ
〜ｉも検出部１３によって検出される。On the other hand, the step instructions in Table 2 are also the same operation instructions as usual. In this example, a robot using a level or the like is used so that the tool approaching direction is vertically upward with the tool 3 attached. When the posture of the hand 1 is taught, the teaching point at that time is taught by the position name P1. By executing this operation command, the robot 20 assumes a flange posture in which the tool approach direction is vertically upward as shown in FIG. At this time, the unit vector A _t ^* in the tool approach direction is defined by the robot reference coordinate system (X ₀ ,
If written in ^{_{Y 0, Z 0), w}} A t * = (0,0,1)
Has become known. On the other hand, the flange posture is defined by a unit vector A _f ^{* in} the flange approach direction, a unit vector O _f ^{* in the} flange orientation direction, and a unit vector N _f ^* in the flange normal direction, each of which is defined by the robot reference coordinate system (X ₀ , Y). _0, Z ₀₎ the unit vector in the case described with ^w a _f ^*, a ^w O _f ^* and ^w N _f ^* flanges attitude data 13A, several tens to several 12 formula (10)
Is expressed as in equation (12), and each component value a
~ I are also detected by the detection unit 13.

【００５３】表１，表２のステップの命令は工具番号
ｎの工具について、表１または表２のステップの動作
命令の実行により工具姿勢が設定された場合のフランジ
姿勢データ１３Ａ（ ^wＡ_f ^* ， ^wＯ_f ^* ， ^wＮ_f ^* ）か
ら、フランジ座標系における工具姿勢のパラメータ１４
Ａ（ ^fＡ_t ^* ， ^fＯ_t ^* ， ^fＮ_t ^* ）を求めて設定させ
る命令である。The instructions of the steps in Tables 1 and 2 are the flange orientation data 13A ( ^w A _f ^* ) when the tool orientation is set by executing the operation instruction of the steps of Table 1 or Table 2 for the tool of tool number n ^. , ^w O _f ^*, from ^w N _f ^*), the tool attitude in the flange coordinate system parameters 14
_{^{A (f A t *, f}} O t *, f N t *) is an instruction for setting seek.

【００５４】検出部１３は、表１のステップまたは
表２のステップの実行後に、ロボット２０の位置あ
るいは角度センサ（図示省略）の出力から、公知の座標
変換により前出の式（１０）〜式（１２）に示した前記
各成分値ａ〜ｉからなるフランジ姿勢データ１３Ａを検
出し、設定部１４に与える。座標変換例としては、ロボ
ットの基準座標系から見たフランジ座標を、各関節角か
ら各関節に固定した座標系の原点位置及び姿勢を順次求
めることにより得ることができる。After executing the steps of Table 1 or the steps of Table 2, the detection unit 13 performs the known coordinate conversion based on the output of the position or angle sensor (not shown) of the robot 20 and the above equations (10) to (10). The flange attitude data 13A composed of the component values a to i shown in (12) is detected and given to the setting unit 14. As an example of coordinate conversion, the flange coordinates viewed from the reference coordinate system of the robot can be obtained by sequentially obtaining the origin position and posture of the coordinate system fixed to each joint from each joint angle.

【００５５】設定部１４では、まずフランジ座標系での
工具アプローチ方向の単位ベクトル ^fＡ_t ^* を工具アプ
ローチ方向設定部１５により求め、次いでフランジ座標
系での工具オリエント方向の単位ベクトル ^fＯ_t ^* を工
具オリエント方向設定部１６により求め、更にフランジ
座標系での工具ノーマル方向の単位ベクトル ^fＮ_t ^*を
工具ノーマル方向設定部１７により求め、これらの単位
ベクトル ^fＡ_t ^* ， ^fＯ_t ^* 及び ^fＮ_t ^* を工具姿勢の
パラメータ１４Ａとして制御部１１に設定する。ここ
で、図５、図６に示すように ^fＡ_t ^* ＝（Ａ₁ ，Ａ₂ ，
Ａ₃ ）、 ^fＯ_t ^*＝（Ｏ₁ ，Ｏ₂ ，Ｏ₃ ）、 ^fＮ_t ^* ＝
（Ｎ₁ ，Ｎ₂ ，Ｎ₃ ）として、以下に詳細を説明する。In the setting section 14, first, in the flange coordinate system,
Unit vector of tool approach direction ^fA_t ^*Tool up
Obtained by the roach direction setting unit 15, then the flange coordinates
Unit vector in the tool orientation in the system^fO_t ^*Work
Determined by the tool orientation setting unit 16, and then the flange
Unit vector in the normal direction of the tool in the coordinate system^fN_t ^*To
These units are calculated by the tool normal direction setting unit 17.
vector^fA_t ^*,^fO_t ^*as well as^fN_t ^*Of the tool posture
The parameter 14A is set in the control unit 11. here
Then, as shown in FIG. 5 and FIG.^fA_t ^*= (A₁, A₂,
A₃),^fO_t ^*= (O₁, O₂, O₃),^fN_t ^*=
(N₁, N₂, N₃), The details will be described below.

【００５６】工具アプローチ方向設定部１５は、検出部
１３により検出されたロボット座標系（Ｘ₀ ，Ｙ₀ ，Ｚ
₀ ）におけるフランジ姿勢データ１３Ａのうち、フラン
ジアプローチ方向の単位ベクトル ^wＡ_f ^* のＺ₀ 軸方向
即ち鉛直軸方向の成分値ｃと、フランジオリエント方向
の単位ベクトル ^wＯ_f ^* の同じく鉛直軸方向の成分値ｆ
と、フランジノーマル方向の単位ベクトル ^wＮ_f ^* の同
じく鉛直軸方向の成分値ｉとを用いて、フランジ座標系
における工具アプローチ方向の単位ベクトル ^fＡ_t ^* ＝
（Ａ₁ ，Ａ₂ ，Ａ₃ ）の各成分値Ａ₁ ，Ａ₂ ，Ａ₃ を求
め、制御部１１に設定する。The tool approach direction setting unit 15 includes a robot coordinate system (X ₀ , Y ₀ , Z detected by the detection unit 13.
_In the flange orientation data 13A in ₀ ), the component value c of the unit vector ^w A _f ^{* in} the flange approach direction in the Z ₀ axis direction, that is, the vertical axis direction, and the unit vector ^{w Of} _f ^{* in} the flange orientation direction in the same vertical axis direction. Component value f of
When, by using the component values i of likewise vertical axis direction of the flange normal direction of the unit vector ^w N _f ^*, a unit of the tool approach direction in the flange coordinate system vector ^f A _t ^* =
The component values A ₁ , A ₂ , A ₃ of (A ₁ , A ₂ , A ₃ ) are calculated and set in the control unit 11.

【００５７】但し、工具姿勢を図５の如く工具アプロー
チ方向が鉛直下方向に向くように設定した場合は、ロボ
ット座標系（Ｘ₀ ，Ｙ₀ ，Ｚ₀ ）における工具アプロー
チ方向の単位ベクトル ^wＡ_t ^* が ^wＡ_t ^* ＝（０，０，
−１）であるから、前出の式（４）の関係に基づき、設
定部１５はＡ₁ ＝−ｃ、Ａ₂ ＝−ｆ、Ａ₃ ＝−ｉとして
数１３に示す式（１３）の如くフランジ座標系における
工具アプローチ方向の単位ベクトル ^fＡ_t ^* を求める。However, when the tool attitude is set so that the tool approach direction is vertically downward as shown in FIG. 5, a unit vector ^w A of the tool approach direction in the robot coordinate system (X ₀ , Y ₀ , Z ₀ ). _t ^* is ^w A _t ^* = (0, 0,
−1), the setting unit 15 sets A ₁ = −c, A ₂ = −f, and A ₃ = −i of the formula (13) based on the relationship of the above formula (4). Then, the unit vector ^f A _t ^* in the tool approach direction in the flange coordinate system is obtained.

【００５８】[0058]

【数１３】 ^fＡ_t ^* ＝（Ａ₁ ，Ａ₂ ，Ａ₃ ）＝（−ｃ，−ｆ，−ｉ）……式（１３） ^{F At} _t ^* = (A ₁ , A ₂ , A ₃ ) = (− c, −f, −i) Equation (13)

【００５９】他方、工具姿勢を図６の如く工具アプロー
チ方向が鉛直上方向に向くように設定した場合は、ロボ
ット座標系（Ｘ₀ ，Ｙ₀ ，Ｚ₀ ）における工具アプロー
チ方向の単位ベクトル ^wＡ_t ^* が ^wＡ_t ^* ＝（０，０，
１）であるから、同じく前出の式（４）の関係に基づ
き、設定部１５はＡ₁ ＝ｃ、Ａ₂ ＝ｆ、Ａ₃ ＝ｉとして
数１４に示す式（１４）の如くフランジ座標系における
工具アプローチ方向の単位ベクトル ^fＡ_t ^* を求める。On the other hand, when the tool attitude is set so that the tool approach direction is vertically upward as shown in FIG. 6, a unit vector ^w A of the tool approach direction in the robot coordinate system (X ₀ , Y ₀ , Z ₀ ). _t ^* is ^w A _t ^* = (0, 0,
1), the setting unit 15 sets A ₁ = c, A ₂ = f, and A ₃ = i based on the relationship of the above-mentioned formula (4). A unit vector ^f A _t ^* in the tool approach direction in the system is obtained.

【００６０】[0060]

【数１４】 ^fＡ_t ^* ＝（Ａ₁ ，Ａ₂ ，Ａ₃ ）＝（ｃ，ｆ，ｉ） ……式（１４） ^F A _t ^* = (A ₁ , A ₂ , A ₃ ) = (c, f, i) Equation (14)

【００６１】工具オリエント方向設定部１６は、まず、
工具アプローチ方向設定部１５で前述の如く求めた工具
アプローチ方向の単位ベクトル ^fＡ_t ^* のフランジアプ
ローチ方向の成分値Ａ₁ （−ｃまたはｃ）を用いること
により、前出の式（７）の如くθ＝ cos^-1Ａ₁ を計算
し、フランジアプローチ方向の単位ベクトル ^fＡ_f ^* と
工具アプローチ方向の単位ベクトル ^fＡ_t ^* とのなす角
度θを求める。次いで、前出の式（８）の如くＶ^* ＝ ^f
Ａ_f ^* × ^fＡ_t ^* なるベクトル外積の計算を行い、この
ベクトルＶ^* 回りにフランジオリエント方向の単位ベク
トル ^fＯ_f ^* を角度θだけ回転したベクトルを求める計
算を行い、このベクトルをフランジ座標系における工具
オリエント方向の単位ベクトル ^fＯ_t ^* ＝（Ｏ₁ ，
Ｏ₂ ，Ｏ₃ ）とする。The tool orientation direction setting unit 16 first
By using the tool approach direction setting unit 15 in the above as a unit of the tool approach direction obtained vector ^f A _t ^* flanges approach direction component value A ₁ (-c or c), supra formula (7) the as θ = cos ^-1 a ₁ is calculated to determine a unit vector of the unit vector ^f a _f ^* and the tool approach direction of the flange approach direction ^f a _t ^* angle between theta. Next, V ^* = ^f
Perform the calculation of the A ^{_f *} × _f A _t ^* becomes vector cross product, performs the vector V ^* around the calculation for determining the unit vector ^f O _f ^* was rotated by an angle θ vector flange Orient direction, flange coordinate the vector A unit vector ^f O _t ^* = (O ₁ ,
O ₂ , O ₃ ).

【００６２】工具ノーマル方向設定部１７は、工具アプ
ローチ方向設定部１５で前述の如く求めた工具アプロー
チ方向の単位ベクトル ^fＡ_t ^* と、工具オリエント設定
部１６で求めた工具オリエント方向の単位ベクトル ^fＯ
_t ^* とを用いることにより、前出の式（９）の如く ^fＮ
_t ^* ＝ ^fＡ_t ^* × ^fＯ_t ^* なるベクトル外積の計算を行
い、フランジ座標系における工具ノーマル方向の単位ベ
クトル ^fＮ_t ^* ＝（Ｎ ₁ ，Ｎ₂ ，Ｎ₃ ）を求める。The tool normal direction setting section 17 is used for the tool application.
The tool approach obtained as described above by the roach direction setting unit 15
Unit vector in z direction^fA_t ^*And tool orientation setting
Unit vector in the tool orientation direction obtained in part 16^fO
_t ^*By using and, as in equation (9) above,^fN
_t ^*=^fA_t ^*×^fO_t ^*Compute the vector cross product
Unit unit in the normal direction of the tool in the flange coordinate system.
Cuttle^fN_t ^*= (N ₁, N₂, N₃).

【００６３】上述した各部１１〜１７の機能により、本
実施例のロボット制御装置１０では図１に示した処理手
順で工具姿勢のパラメータ１４Ａの設定が行なわれる。
即ち、ロボット手先１に工具３を取り付けた後に水準器
等を用いて工具アプローチ方向を鉛直下方向または鉛直
上方向に合わせる教示を行うことにより、自動的にそれ
ぞれフランジ座標系における工具アプローチ方向の単位
ベクトル ^fＡ_t ^* ＝（Ａ₁ ，Ａ₂ ，Ａ₃ ）、工具オリエ
ント方向の単位ベクトル ^fＯ_t ^* ＝（Ｏ ₁ ，Ｏ₂ ，
Ｏ₃ ）、及び工具ノーマル方向の単位ベクトル ^fＮ_t ^*
＝（Ｎ₁ ，Ｎ ₂ ，Ｎ₃ ）を制御部１１に設定することが
できる。By the functions of the above-mentioned respective parts 11 to 17,
In the robot controller 10 of the embodiment, the processing procedure shown in FIG.
The tool attitude parameter 14A is set in order.
That is, after attaching the tool 3 to the robot hand 1, the electronic level
Etc., the tool approach direction is vertically downward or vertical.
By teaching to match in the upward direction, it automatically
Unit of tool approach direction in each flange coordinate system
vector^fA_t ^*= (A₁, A₂, A₃), Tool orie
Unit vector in the direction^fO_t ^*= (O ₁, O₂,
O₃), And the unit vector in the normal direction of the tool^fN_t ^*
= (N₁, N ₂, N₃) Can be set in the control unit 11.
it can.

【００６４】また、衝突等で工具姿勢にずれが生じた場
合には、工具姿勢パラメータ設定用のジョブ（ＪＯ
Ｂ）、即ち表１または表２に示したステップの命令
を再度実施する。これにより、ずれの有無を簡単にチェ
ックすることができ、且つ、修正を簡単に行うことがで
きる。When the tool posture is deviated due to a collision or the like, a tool posture parameter setting job (JO
B), that is, the instructions of the steps shown in Table 1 or Table 2 are executed again. As a result, it is possible to easily check the presence / absence of the deviation and easily perform the correction.

【００６５】なお、上記実施例では工具アプローチ方向
として工具がワークに作用する方向が直感的であるので
これを採用したが、他の任意の方向を採用しても良い。In the above-mentioned embodiment, the tool approach direction is adopted because the direction in which the tool acts on the work is intuitive, but any other direction may be adopted.

【００６６】[0066]

【発明の効果】本発明の工具姿勢パラメータ設定方法及
びロボット制御装置によれば、ロボットに姿勢を教示し
て、工具アプローチ方向，工具オリエント方向及び工具
ノーマル方向のうち一方向について、該一方向が所定の
教示方向に向く工具姿勢をそれぞれ設定し、及び、設定
した工具姿勢でのフランジ姿勢のデータから、フランジ
座標系における工具姿勢を求め、パラメータとして設定
するので、空間での長さの実測が不要であり、精度良く
工具姿勢パラメータを設定することができる。According to the tool posture parameter setting method and robot controller of the present invention, the posture is taught to the robot so that one of the tool approach direction, the tool orientation direction and the tool normal direction is Since the tool postures that are oriented in the prescribed teaching direction are set, and the tool posture in the flange coordinate system is calculated from the flange posture data for the set tool postures and set as parameters, it is possible to measure the length in space. It is not necessary and the tool posture parameter can be set accurately.

【００６７】特に、教示方向を鉛直下方向または鉛直上
方向とし、これらの教示方向に工具アプローチ方向を向
かわせる場合は、水準器等を用いて簡単且つ正確に教示
を行うことができ、また、フランジ座標系における工具
アプローチ方向の単位ベクトル ^fＡ_t ^* が簡単に求ま
る。In particular, when the teaching direction is the vertically downward direction or the vertically upward direction and the tool approach direction is directed to these teaching directions, teaching can be performed easily and accurately using a level or the like. A unit vector ^f A _t ^* in the tool approach direction in the flange coordinate system can be easily obtained.

【００６８】更に、衝突等で工具姿勢がずれた場合に
は、再度教示を行うことにより、ずれの有無のチェック
及び工具姿勢パラメータの修正を簡単に行うことができ
る。Further, when the tool posture is deviated due to a collision or the like, it is possible to easily check the deviation and correct the tool posture parameter by teaching again.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】本発明の工具姿勢パラメータ設定方法の一実施
例に係る処理手順を示す図。FIG. 1 is a diagram showing a processing procedure according to an embodiment of a tool posture parameter setting method of the present invention.

【図２】フランジ座標系の説明図。FIG. 2 is an explanatory diagram of a flange coordinate system.

【図３】工具姿勢パラメータの説明図。FIG. 3 is an explanatory diagram of tool posture parameters.

【図４】本発明のロボット制御装置の一実施例に係る構
成を示す図。FIG. 4 is a diagram showing a configuration according to an embodiment of a robot controller of the present invention.

【図５】工具アプローチ方向を鉛直下方向とした場合の
フランジ姿勢を示す図。FIG. 5 is a view showing a flange posture when the tool approach direction is a vertically downward direction.

【図６】工具アプローチ方向を鉛直上方向とした場合の
フランジ姿勢を示す図。FIG. 6 is a view showing a flange posture when a tool approach direction is a vertically upward direction.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１ ロボット手先 ２ フランジ ２Ａ フランジ面 ３ 工具 １０ ロボット制御装置 １１ 制御部 １２ 教示部 １３ 検出部 １４ 設定部 １５ 工具アプローチ方向設定部 １６ 工具オリエント方向設定部 １７ 工具ノーマル方向設定部 １８ 外部指令 ２０ ロボット 1 Robot hand 2 Flange 2A Flange surface 3 Tool 10 Robot control device 11 Control unit 12 Teaching unit 13 Detection unit 14 Setting unit 15 Tool approach direction setting unit 16 Tool orientation direction setting unit 17 Tool normal direction setting unit 18 External command 20 Robot

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 ロボット手先のフランジに工具が取り付
けられるロボットに姿勢を教示して、工具アプローチ方
向、工具オリエント方向及び工具ノーマル方向のうち一
方向がロボット座標系で所定の教示方向に向く工具姿勢
を設定すること、及び設定した工具姿勢でのフランジ姿
勢のロボット座標系におけるデータから、フランジ座標
系における工具姿勢を求め、パラメータとして設定する
ことを特徴とする工具姿勢パラメータ設定方法。1. A tool posture in which a posture is taught to a robot having a tool attached to a flange of a robot hand, and one of a tool approach direction, a tool orientation direction and a tool normal direction faces a predetermined teaching direction in a robot coordinate system. Is set, and the tool posture in the flange coordinate system is obtained from the data of the flange posture in the set tool posture in the robot coordinate system, and is set as a parameter. 【請求項２】 請求項１において、前記一方向が工具ア
プローチ方向であり、前記教示方向が鉛直下方向であ
り、且つ、フランジ座標系における前記工具姿勢が工具
アプローチ方向の単位ベクトルＡ_t ^* であること；フラ
ンジ座標系をフランジアプローチ方向Ａ_f と、フランジ
オリエント方向Ｏ _f と、フランジノーマル方向Ｎ_f とを
座標軸とする三次元直交座標系（Ａ_f ，Ｏ _f ，Ｎ_f ）と
して前記工具アプローチ方向の単位ベクトルＡ_t ^* を、
フランジ座標系で ^fＡ_t ^* ＝（Ａ₁ ，Ａ₂ ，Ａ₃ ）と記
述するとき；ロボット座標系におけるフランジ姿勢のデ
ータから、フランジアプローチ方向の単位ベクトル ^wＡ
_f ^* の鉛直軸方向の成分ｃと、フランジオリエント方向
の単位ベクトル ^wＯ_f ^* の鉛直軸方向の成分ｆと、フラ
ンジノーマル方向の単位ベクトル ^WＮ_f ^* の鉛直軸方向
の成分ｉとを求め；フランジ座標系における工具アプロ
ーチ方向の単位ベクトル ^fＡ_t ^* を、Ａ₁＝−ｃ，Ａ₂
＝−ｆ，Ａ₃ ＝−ｉとして求めること；を特徴とする工
具パラメータ設定方法。2. The tool direction according to claim 1, wherein the one direction is
Plow direction, said teaching direction is vertically downward
And the tool orientation in the flange coordinate system is the tool
Unit vector A in the approach direction_t ^*Be hula
The flange coordinate direction A_fAnd the flange
Orientation O _fAnd flange normal direction N_fAnd
Three-dimensional Cartesian coordinate system (A_f, O _f, N_f)When
Then, the unit vector A in the tool approach direction_t ^*To
In the flange coordinate system^fA_t ^*= (A₁, A₂, A₃) And
When describing; the flange posture data in the robot coordinate system.
Unit vector in the direction of the flange approach^wA
_f ^*Component in the vertical axis direction of and the flange orientation direction
Unit vector of^wO_f ^*The vertical component f of the
Unit vector in the normal direction^WN_f ^*Vertical axis
Find the component i of and the tool approval in the flange coordinate system.
Unit vector for each direction^fA_t ^*A₁= -C, A₂
= -F, A₃= -I is calculated as;
How to set tool parameters. 【請求項３】 請求項１において、前記一方向が工具ア
プローチ方向であり、前記教示方向が鉛直上方向であ
り、且つ、フランジ座標系における前記工具姿勢が工具
アプローチ方向の単位ベクトルＡ_t ^* であること；フラ
ンジ座標系をフランジアプローチ方向Ａ_f と、フランジ
オリエント方向Ｏ _f と、フランジノーマル方向Ｎ_f とを
座標軸とする三次元直交座標系（Ａ_f ，Ｏ _f ，Ｎ_f ）と
して前記工具アプローチ方向の単位ベクトルＡ_t ^* を、
フランジ座標系で ^fＡ_t ^* ＝（Ａ₁ ，Ａ₂ ，Ａ₃ ）と記
述するとき；ロボット座標系におけるフランジ姿勢のデ
ータから、フランジアプローチ方向の単位ベクトル ^wＡ
_f ^* の鉛直軸方向の成分ｃと、フランジオリエント方向
の単位ベクトル ^wＯ_f ^* の鉛直軸方向の成分ｆと、フラ
ンジノーマル方向の単位ベクトル ^WＮ_f ^* の鉛直軸方向
の成分ｉとを求め；フランジ座標系における工具アプロ
ーチ方向の単位ベクトル ^fＡ_t ^* を、Ａ₁＝ｃ，Ａ₂ ＝
ｆ，Ａ₃ ＝ｉとして求めること；を特徴とする工具パラ
メータ設定方法。3. The tool direction according to claim 1, wherein the one direction is
Plow direction, the teaching direction is vertically upward.
And the tool orientation in the flange coordinate system is the tool
Unit vector A in the approach direction_t ^*Be hula
The flange coordinate direction A_fAnd the flange
Orientation O _fAnd flange normal direction N_fAnd
Three-dimensional Cartesian coordinate system (A_f, O _f, N_f)When
Then, the unit vector A in the tool approach direction_t ^*To
In the flange coordinate system^fA_t ^*= (A₁, A₂, A₃) And
When describing; the flange posture data in the robot coordinate system.
Unit vector in the direction of the flange approach^wA
_f ^*Component in the vertical axis direction of and the flange orientation direction
Unit vector of^wO_f ^*The vertical component f of the
Unit vector in the normal direction^WN_f ^*Vertical axis
Find the component i of and the tool approval in the flange coordinate system.
Unit vector for each direction^fA_t ^*A₁= C, A₂=
f, A₃= Parameter i;
How to set the meter. 【請求項４】 請求項２または３において、フランジ座
標系における工具アプローチ方向の単位ベクトル ^fＡ_t
^* のフランジアプローチ方向成分Ａ₁ を用いて、θ＝ c
os^-1Ａ₁ なる演算によりフランジアプローチ方向の単位
ベクトルＡ_f ^* と工具アプローチ方向の単位ベクトルＡ
_t ^* のなす角θを算出し、これらフランジアプローチ方
向の単位ベクトルＡ_f ^* と工具アプローチ方向の単位ベ
クトルＡ_t ^* とに垂直なベクトルの回りに、フランジオ
リエント方向の単位ベクトルＯ _f ^* を角度θ回転するこ
とによりフランジ座標系における工具オリエント方向の
単位ベクトル ^fＯ_t ^* を算出し、これをパラメータとし
て設定することを特徴とする工具姿勢パラメータ設定方
法。4. The flange seat according to claim 2 or 3.
Unit vector of tool approach direction in standard system^fA_t
^*Flange approach direction component A₁Using θ = c
os^-1A₁Unit in the flange approach direction
Vector A_f ^*And tool approach direction unit vector A
_t ^*Calculate the angle θ formed by
Directional unit vector A_f ^*And tool approach direction unit
Cutle A_t ^*Around the vector perpendicular to and
Unit vector O in the reent direction _f ^*Can be rotated by an angle θ.
And in the tool coordinate direction in the flange coordinate system
Unit vector^fO_t ^*And use this as a parameter
Tool posture parameter setting method characterized by setting by
Law. 【請求項５】 請求項４において、工具アプローチ方向
の単位ベクトルＡ_t ^* と工具オリエント方向の単位ベク
トルＯ_t ^* とから、両単位ベクトルに垂直なフランジ座
標系における単位ベクトル ^fＮ_t ^* を算出し、これを工
具ノーマル方向のパラメータとして設定することを特徴
とする工具姿勢パラメータ設定方法。5. The tool approach direction according to claim 4.
Unit vector A of_t ^*And tool unit orientation in the orientation direction
Toru O_t ^*And the flange seat perpendicular to both unit vectors
Unit vector in the standard^fN_t ^*And calculate this
Characterized by setting as a parameter in the normal direction
How to set the tool posture parameter. 【請求項６】 ロボット手先のフランジに工具が取り付
けられるロボットの位置と姿勢を制御するロボット制御
装置において：工具アプローチ方向，工具オリエント方
向及び工具ノーマル方向のうち一方向が所定の教示方向
を向く工具姿勢を設定した教示データにより、ロボット
に姿勢を教示する教示部と；ロボット座標系でのフラン
ジの姿勢を検出する検出部と；この検出部により得られ
たフランジ姿勢のデータから、フランジ座標系における
工具姿勢を求め、パラメータとして設定する設定部と；
を具備することを特徴とするロボット制御装置。6. A robot control device for controlling the position and posture of a robot having a tool attached to a flange of a robot hand: a tool in which one of a tool approach direction, a tool orientation direction and a tool normal direction faces a predetermined teaching direction. A teaching unit that teaches the posture to the robot based on the teaching data in which the posture is set; a detecting unit that detects the posture of the flange in the robot coordinate system; and a flange posture data in the flange coordinate system based on the flange posture data obtained by the detecting unit. A setting unit for obtaining the tool posture and setting it as a parameter;
A robot controller comprising: 【請求項７】 請求項６において、前記一方向が工具ア
プローチ方向であり、前記教示方向が鉛直下方向であ
り、且つ、フランジ座標系における前記工具姿勢が工具
アプローチ方向の単位ベクトルＡ_t ^* であること；同単
位ベクトルＡ_t ^* の各成分Ａ₁ ，Ａ₂ 及びＡ₃ をそれぞ
れＡ₁ ＝−ｃ，Ａ₂ ＝−ｆ及びＡ₃ ＝−ｉとすること；
を特徴とするロボット制御装置。但し、フランジ座標系
をフランジアプローチ方向Ａ_f と、フランジオリエント
方向Ｏ_f と、フランジノーマル方向Ｎ_f とを座標軸とす
る三次元直交座標系（Ａ _f ，Ｏ_f ，Ｎ_f ）として前記工
具アプローチ方向の単位ベクトルＡ_t ^* を、フランジ座
標系で ^fＡ_t ^* ＝（Ａ₁ ，Ａ₂ ，Ａ₃ ）と記述し、ｃ，
ｆ及びｉはそれぞれロボット座標系におけるフランジ姿
勢のデータのうち、フランジアプローチ方向の単位ベク
トル ^wＡ_f ^* の鉛直軸方向の成分ｃ，フランジオリエン
ト方向の単位ベクトル ^wＯ_f ^* の鉛直軸方向の成分ｆ及
びフランジノーマル方向の単位ベクトル ^wＮ_f ^* の鉛直
軸方向の成分ｉである。7. The tool direction according to claim 6, wherein the one direction is
Plow direction, said teaching direction is vertically downward
And the tool orientation in the flange coordinate system is the tool
Unit vector A in the approach direction_t ^*Be the same;
Rank vector A_t ^*Each component of A₁, A₂And A₃That
Re A₁= -C, A₂= -F and A₃= -I;
Robot controller characterized by. However, the flange coordinate system
The flange approach direction A_fAnd the flange orientation
Direction O_fAnd flange normal direction N_fLet and be the coordinate axes
3D Cartesian coordinate system (A _f, O_f, N_f) As above
Unit vector A in the tool approach direction_t ^*The flange seat
In the standard^fA_t ^*= (A₁, A₂, A₃), C,
f and i are the flange shapes in the robot coordinate system
Unit force in the flange approach direction from the force data
Toll^wA_f ^*Component of the vertical axis c of Flanged Orient
Unit vector^wO_f ^*Vertical axis component f and
And unit vector in the normal direction^wN_f ^*Vertical
It is the component i in the axial direction. 【請求項８】 請求項６において、前記一方向が工具ア
プローチ方向であり、前記教示方向が鉛直上方向であ
り、且つ、フランジ座標系における前記工具姿勢が工具
アプローチ方向の単位ベクトルＡ_t ^* であること；同単
位ベクトルＡ_t ^* の各成分Ａ₁ ，Ａ₂ 及びＡ₃ をそれぞ
れＡ₁ ＝ｃ，Ａ₂ ＝ｆ及びＡ₃ ＝ｉとすること；を特徴
とするロボット制御装置。但し、フランジ座標系をフラ
ンジアプローチ方向Ａ_f と、フランジオリエント方向Ｏ
_f と、フランジノーマル方向Ｎ_f とを座標軸とする三次
元直交座標系（Ａ _f ，Ｏ_f ，Ｎ_f ）として前記工具アプ
ローチ方向の単位ベクトルＡ_t ^* を、フランジ座標系で
^fＡ_t ^* ＝（Ａ₁ ，Ａ₂ ，Ａ₃ ）と記述し、ｃ，ｆ及び
ｉはそれぞれロボット座標系におけるフランジ姿勢のデ
ータのうち、フランジアプローチ方向の単位ベクトル ^w
Ａ_f ^* の鉛直軸方向の成分ｃ，フランジオリエント方向
の単位ベクトル ^wＯ_f ^* の鉛直軸方向の成分ｆ及びフラ
ンジノーマル方向の単位ベクトル ^wＮ_f ^* の鉛直軸方向
の成分ｉである。8. The tool direction according to claim 6, wherein the one direction is
Plow direction, the teaching direction is vertically upward.
And the tool orientation in the flange coordinate system is the tool
Unit vector A in the approach direction_t ^*Be the same;
Rank vector A_t ^*Each component of A₁, A₂And A₃That
Re A₁= C, A₂= F and A₃== i;
Robot controller. However, the flange coordinate system
Approaching direction A_fAnd the flange orientation direction O
_fAnd flange normal direction N_fCubic with and as coordinate axes
Original Cartesian coordinate system (A _f, O_f, N_f) As the tool up
Unit vector A in the roach direction_t ^*In the flange coordinate system
^fA_t ^*= (A₁, A₂, A₃), C, f and
i is the flange posture data in the robot coordinate system.
Unit vector in the flange approach direction^w
A_f ^*Component of the vertical axis of c, direction of flange orientation
Unit vector of^wO_f ^*The vertical component f of the
Unit vector in the normal direction^wN_f ^*Vertical axis
Component i of. 【請求項９】 請求項７または８において、フランジ座
標系における工具アプローチ方向の単位ベクトル ^fＡ_t
^* のフランジアプローチ方向成分Ａ₁ を用いて、θ＝ c
os^-1Ａ₁ なる演算によりフランジアプローチ方向の単位
ベクトルＡ_f ^* と工具アプローチ方向の単位ベクトルＡ
_t ^* のなす角θを算出し、これらフランジアプローチ方
向の単位ベクトルＡ_f ^* と工具アプローチ方向の単位ベ
クトルＡ_t ^* とに垂直なベクトルＶ^* をＶ^* ＝Ａ_f ^* ×
Ａ_t ^* なる演算により算出し、このベクトルＶ^* の回り
にフランジオリエント方向の単位ベクトルＯ_f ^* を角度
θ回転させる演算によりフランジ座標系における工具オ
リエント方向の単位ベクトル ^fＯ_t ^* を算出し、これを
パラメータとして設定する工具オリエント方向設定部を
具備することを特徴とするロボット制御装置。9. The flange seat according to claim 7 or 8.
Unit vector of tool approach direction in standard system^fA_t
^*Flange approach direction component A₁Using θ = c
os^-1A₁Unit in the flange approach direction
Vector A_f ^*And tool approach direction unit vector A
_t ^*Calculate the angle θ formed by
Directional unit vector A_f ^*And tool approach direction unit
Cutle A_t ^*Vector V perpendicular to and^*To V^*= A_f ^*×
A_t ^*This vector V^*Around
And the unit vector O in the flange orientation direction_f ^*The angle
The tool rotation in the flange coordinate system is calculated by rotating θ.
Unit vector in the reent direction^fO_t ^*And calculate this
Set the tool orientation direction setting section set as a parameter.
A robot control device comprising: 【請求項１０】 請求項９において、工具アプローチ方
向の単位ベクトルＡ _t ^* と工具オリエント方向の単位ベ
クトルＯ_t ^* とから、両単位ベクトルに垂直なフランジ
座標系における単位ベクトル ^fＮ_t ^* を ^fＮ_t ^* ＝Ａ_t
^* ×Ｏ_t ^* なる演算により算出し、これを工具ノーマル
方向のパラメータとして設定する工具ノーマル方向設定
部を具備することを特徴とするロボット制御装置。10. The method of approaching a tool according to claim 9,
Directional unit vector A _t ^*And tool unit orientation direction
Cutle O_t ^*And from, a flange perpendicular to both unit vectors
Unit vector in coordinate system^fN_t ^*To^fN_t ^*= A_t
^*× O_t ^*Calculated by
Tool normal direction setting set as a direction parameter
A robot control device comprising a unit.