JPS5958503A - ロボツトのツ−ルオフセツト教示方法 - Google Patents
ロボツトのツ−ルオフセツト教示方法Info
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- JPS5958503A JPS5958503A JP17045082A JP17045082A JPS5958503A JP S5958503 A JPS5958503 A JP S5958503A JP 17045082 A JP17045082 A JP 17045082A JP 17045082 A JP17045082 A JP 17045082A JP S5958503 A JPS5958503 A JP S5958503A
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- G—PHYSICS
- 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
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/45—Nc applications
- G05B2219/45083—Manipulators, robot
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/50—Machine tool, machine tool null till machine tool work handling
- G05B2219/50289—Tool offset general
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Numerical Control (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
この発明はロボットのツールオフセット教示方法に関す
るものである。
るものである。
従来例の構成とその問題点
ロボットが専用機械と異なるのはその柔軟性にあり、l
’171単な操作でロボットの動作を容易に変更できる
ことである。よって多品種を扱うことによって、はじめ
てロボットの力を有効に使えるといえる。
’171単な操作でロボットの動作を容易に変更できる
ことである。よって多品種を扱うことによって、はじめ
てロボットの力を有効に使えるといえる。
この時、一般的には対象とする品物、まだは加工等によ
って、ロボットの手首に装着するツールを交換しなけれ
ばならない。組立用ロボットでは先端のツールはドライ
バであったり、つかみ用のハンドであったり、場合によ
ってはノ・ンダごてであったりすることも考えられるで
あろう。溶接用ロボットにおいても、溶接条件、溶接対
象等によってトーチを交換しなければならない。このよ
うにロボットにおいては、手首にZ Mするツールを自
由に交換できることが必要でちる。
って、ロボットの手首に装着するツールを交換しなけれ
ばならない。組立用ロボットでは先端のツールはドライ
バであったり、つかみ用のハンドであったり、場合によ
ってはノ・ンダごてであったりすることも考えられるで
あろう。溶接用ロボットにおいても、溶接条件、溶接対
象等によってトーチを交換しなければならない。このよ
うにロボットにおいては、手首にZ Mするツールを自
由に交換できることが必要でちる。
交換ツールは形状や寸法が異なるから、取り付は位置に
対するツール先端位tifとその方向(ツールオフセッ
ト)も異なってくる。このため、ツールを取り換えるご
とにツール先端位置とその方向を教示し、補正する必要
がある。この方法として、ツールオフセット変換値を用
いる方法が広く用いられている。すなわち、ツールを取
り換えた際、あらかじめロボットの手首座標系における
ツール先端位置を示す変換値(規格値あるいは測定値)
を教示装置から与えて記憶しておき、これを用いてツー
ルオフセットの補正を行った先端座標を求める方法であ
る。しかし、この方法によると、ユーザに対してツール
取り付けの正確性に関する負担が増し、取p付はミス等
から生じる位置ずれを補正することができない。これを
補正するためには、実際にツールを取りつけた状態でツ
ールオフセットを求め、設定しなければならない。また
一般にユーザがツールを交換しない場合も、ロボットを
製造する側では条件は同じであシ、簡単にツールオフセ
ットを求める方法が必要である。
対するツール先端位tifとその方向(ツールオフセッ
ト)も異なってくる。このため、ツールを取り換えるご
とにツール先端位置とその方向を教示し、補正する必要
がある。この方法として、ツールオフセット変換値を用
いる方法が広く用いられている。すなわち、ツールを取
り換えた際、あらかじめロボットの手首座標系における
ツール先端位置を示す変換値(規格値あるいは測定値)
を教示装置から与えて記憶しておき、これを用いてツー
ルオフセットの補正を行った先端座標を求める方法であ
る。しかし、この方法によると、ユーザに対してツール
取り付けの正確性に関する負担が増し、取p付はミス等
から生じる位置ずれを補正することができない。これを
補正するためには、実際にツールを取りつけた状態でツ
ールオフセットを求め、設定しなければならない。また
一般にユーザがツールを交換しない場合も、ロボットを
製造する側では条件は同じであシ、簡単にツールオフセ
ットを求める方法が必要である。
発明の目的
この発明の目的は、従来におけるツールの位置ずれを解
消するとともに、簡単でかつ自動的にツールオフセット
を教示することのできる教示方法を提供することである
。
消するとともに、簡単でかつ自動的にツールオフセット
を教示することのできる教示方法を提供することである
。
発明の構成
この発明は、CPUと所定プログラムを記憶したメモリ
とを有する制御装置を備え、かつ手首先端にツールを装
着スるロボットのツールオフセット教示方法であって、
任意直線上の予じめ定められた比率で並ぶ3点に、前記
ロボット手首のツール先端を教示し、さらにツールの基
準方向が前記直線と平行になるように任意の位置を教示
することによって得られる前記ロボット各軸の移動杭を
、+)iJ記プログラムで計算し、自lJ記ツールの先
端位置および方向を求めるロボットのツールオフセット
教示方法である。
とを有する制御装置を備え、かつ手首先端にツールを装
着スるロボットのツールオフセット教示方法であって、
任意直線上の予じめ定められた比率で並ぶ3点に、前記
ロボット手首のツール先端を教示し、さらにツールの基
準方向が前記直線と平行になるように任意の位置を教示
することによって得られる前記ロボット各軸の移動杭を
、+)iJ記プログラムで計算し、自lJ記ツールの先
端位置および方向を求めるロボットのツールオフセット
教示方法である。
実施例の説明
この発明の一実施例を第1図ないし第5図に示す。代表
的なロポ、)のモデルとして、第1図に示す611Ti
ll関節形ロボットを考え、その手首のモデルを第2図
の構造とする。図中、Sは肩関節、Eはひじ関節、Wは
手首関節、Fはツール先端、X。
的なロポ、)のモデルとして、第1図に示す611Ti
ll関節形ロボットを考え、その手首のモデルを第2図
の構造とする。図中、Sは肩関節、Eはひじ関節、Wは
手首関節、Fはツール先端、X。
y、zは腕系座標軸、マ、y、7は手首系座標軸である
。
。
このモデルにおいて、ツールオフセットを求める計算手
順を以下に示す。ここでツールオフセットとして必要な
パラメータは、thotfc、t、8である。
順を以下に示す。ここでツールオフセットとして必要な
パラメータは、thotfc、t、8である。
腕座標系におけるツール先端の位置ベクトルをt、腕先
端の位置ベクトルをW2手首座標系におけるツー′ル先
端の位置ベクトルを〒とすると、ff=W+ (F′−
v) =實+〒 ■どなる。また手
首座標系において、7&i手首角の三角関数行列Kを用
いて、 で与えられる。ただし、1h′=1. + 1foであ
る。■式を0式に代入すると、 となる。
端の位置ベクトルをW2手首座標系におけるツー′ル先
端の位置ベクトルを〒とすると、ff=W+ (F′−
v) =實+〒 ■どなる。また手
首座標系において、7&i手首角の三角関数行列Kを用
いて、 で与えられる。ただし、1h′=1. + 1foであ
る。■式を0式に代入すると、 となる。
1百線上でその間隔の比率が1=1(すなわち等間隔)
の3点Ale A2 + A3を考える。このように仮
定することによって一般性は失なわれない。これらの3
点へツール先端を持っていった場合の先端の位置ベクト
ルをそれぞれ’0.’2 a F3とすると、シ□+4
−2Y2=? (ゼロベクトル) ■というベクトル方
程式が成り立つ。■式を0式に代入して変形すると、 となる。ただし、Wl、I((i=1〜3)はそれぞれ
、前記3点を教示した時の腕座標系における腕先端の位
置ベクトル、および手首角の三角関数行列である。0式
を解くと、 となり、べ、t、8が求まる。
の3点Ale A2 + A3を考える。このように仮
定することによって一般性は失なわれない。これらの3
点へツール先端を持っていった場合の先端の位置ベクト
ルをそれぞれ’0.’2 a F3とすると、シ□+4
−2Y2=? (ゼロベクトル) ■というベクトル方
程式が成り立つ。■式を0式に代入して変形すると、 となる。ただし、Wl、I((i=1〜3)はそれぞれ
、前記3点を教示した時の腕座標系における腕先端の位
置ベクトル、および手首角の三角関数行列である。0式
を解くと、 となり、べ、t、8が求まる。
つぎにべより%、’r。を求める。ツール先端を図式化
すると@3図のようになる。腕座標系におけるHlおよ
びH′の位置ベクトルをそれぞれ宜。
すると@3図のようになる。腕座標系におけるHlおよ
びH′の位置ベクトルをそれぞれ宜。
M′とすると、第3図より未定乗数kを用いて、有=W
+ k(宥′−′W)0くkく1 ■と表わせ
る。(7−π)/(1□−峠)となるような点F4を考
えると、 (了−力x(7エー73)−? ■となり、
0式にの式を代入すると、 (F’ −’W)X(7□−73)−k(π′−W)×
(剪−Y3)=官 ■となる。このベ
クトル方程式を解くことによってkが定まる。したがっ
て、 lh ”’ ”h′ [
F]1fo= (1−k)th′Ill とナリ、必要なツールオフセットパラメータハスべて求
まる。
+ k(宥′−′W)0くkく1 ■と表わせ
る。(7−π)/(1□−峠)となるような点F4を考
えると、 (了−力x(7エー73)−? ■となり、
0式にの式を代入すると、 (F’ −’W)X(7□−73)−k(π′−W)×
(剪−Y3)=官 ■となる。このベ
クトル方程式を解くことによってkが定まる。したがっ
て、 lh ”’ ”h′ [
F]1fo= (1−k)th′Ill とナリ、必要なツールオフセットパラメータハスべて求
まる。
前記の原理に基づいた実施例として、6軸間節形ロボッ
トへの適用例を以下に述べる。
トへの適用例を以下に述べる。
この実施例における6軸間節形ロボット・のシステム構
成を第4図に示す。システムはロボット本体1.制御装
置2.教示装置43.および表示装置4で構成されてい
る。制御装置2内には、CPUと、niJ 記R理に示
したツールオフセットパラメータの算出プログラムとツ
ールオフセット補正によるツール先端位置の軌跡制御プ
ログラムを記憶したROM 、!: 、ツールオフセッ
トパラメータ’8 ヲE tu fるRAMとがある。
成を第4図に示す。システムはロボット本体1.制御装
置2.教示装置43.および表示装置4で構成されてい
る。制御装置2内には、CPUと、niJ 記R理に示
したツールオフセットパラメータの算出プログラムとツ
ールオフセット補正によるツール先端位置の軌跡制御プ
ログラムを記憶したROM 、!: 、ツールオフセッ
トパラメータ’8 ヲE tu fるRAMとがある。
ツールオフセットを教示する際、教示装置3から与えら
れた指示によシ、前記RON内のツールオフセットパヲ
メータM゛出プログラムを用いて、rJiJ記RAM内
にツールオフセットパラメータが記憶すれる。運転時に
は、前記RAM内のノールオフセットパラメータを用い
て、前記飢諭内の軌跡制御グログラムにより、ツールオ
フセット?fli正を行ったツール先端位置の軌跡制御
を行う。表示装置4によって、ロボットの位置情報やス
テータス情報を知ることができる。
れた指示によシ、前記RON内のツールオフセットパヲ
メータM゛出プログラムを用いて、rJiJ記RAM内
にツールオフセットパラメータが記憶すれる。運転時に
は、前記RAM内のノールオフセットパラメータを用い
て、前記飢諭内の軌跡制御グログラムにより、ツールオ
フセット?fli正を行ったツール先端位置の軌跡制御
を行う。表示装置4によって、ロボットの位置情報やス
テータス情報を知ることができる。
つぎに6IITll]関節形ロボットへの適用例におけ
るロボットの操作手順を以下に示す(第5図参照)、(
i) 水平面上で適当な直線上に等1#iJ隔でA□
、A2゜A3の3点を設定する。
るロボットの操作手順を以下に示す(第5図参照)、(
i) 水平面上で適当な直線上に等1#iJ隔でA□
、A2゜A3の3点を設定する。
(iil 腕の3軸のみ全動かしてA□、 A2.
A3の3点へツール先端を持ってゆき、3点の位置を登
録する。この場合、3点における手首の姿勢を変化させ
る必要がある。
A3の3点へツール先端を持ってゆき、3点の位置を登
録する。この場合、3点における手首の姿勢を変化させ
る必要がある。
(山)ツール先端の方向をAlt A2− A3で定ま
る直線と平行にし、任意の点A4を登録する。
る直線と平行にし、任意の点A4を登録する。
なお、操作手順(ii)において各点での手首の姿勢を
変化させるのは、腕の先端の3点が直線上で等間隔に乗
ってしまうと、■式が自明となり値が定まらないためで
ある。
変化させるのは、腕の先端の3点が直線上で等間隔に乗
ってしまうと、■式が自明となり値が定まらないためで
ある。
この操作手順を行った場合のロボット制御装置の処理の
流れを第6図に示す。第6図において、5では、操作手
順(il、(山)に示したA工〜A4の位置を教示する
。6では、A工〜A4の位置情報として各’f’lll
の角度算出を行う。7では、6で得られた各軸角度より
、0式を用いてtA、tfBを算出する。8゜9では、
6で得られた各軸角度よシ、aO,0式を用いて1h、
1.。を算出する。
流れを第6図に示す。第6図において、5では、操作手
順(il、(山)に示したA工〜A4の位置を教示する
。6では、A工〜A4の位置情報として各’f’lll
の角度算出を行う。7では、6で得られた各軸角度より
、0式を用いてtA、tfBを算出する。8゜9では、
6で得られた各軸角度よシ、aO,0式を用いて1h、
1.。を算出する。
以上の処理によって得られたツールオフセットパラメー
タは、記憶回路にツール変換値として記憶される。この
変換値を用いて、運転時にはツールオフセットの力1)
正を行ったツール先端位置の軌跡制御を行う。
タは、記憶回路にツール変換値として記憶される。この
変換値を用いて、運転時にはツールオフセットの力1)
正を行ったツール先端位置の軌跡制御を行う。
このように、この発明を第4図に示した61M関節形ロ
ボットに適用した結果、従来補正が不可能であったツー
ル取り付はミスによる位置ずれの補正が可能となった。
ボットに適用した結果、従来補正が不可能であったツー
ル取り付はミスによる位置ずれの補正が可能となった。
この補正方法は短時間で、かつ精度の高いツールオフセ
ット補正ができ、さらにロボット本体の構造とは独立な
ため、あらゆる種類のロボットへの適用が可能となる。
ット補正ができ、さらにロボット本体の構造とは独立な
ため、あらゆる種類のロボットへの適用が可能となる。
したがって、生産性に富む。
発明の効果
以上のように、この発明は、ツール位ffffのずれを
解消するとともに、簡単でかつ自1jIl的にツールオ
フセットを教示することができると込う効果がある。
解消するとともに、簡単でかつ自1jIl的にツールオ
フセットを教示することができると込う効果がある。
第1図はこの発明を適用する6軸間節形ロボットの一例
の構成説明図、第2図はそのツールを含めた手首の構成
説明図、第3図は同じくそのツールの構成説明図、第4
図は同じくそのロボット本体と制御系とを示す説明図、
第5図はこの発明の一実施例の操作手順の説明図、第6
図は同じくそのツールオフセットパラメータを算出する
際の制1ii1 @ 置の処理手順説明図である。 1・・・ロボット本体、2・・・制御装置、3・・・教
示装置、4・・・表示装置、S・・・肩関節、E・・・
ひじ関節、W・・・手首関節、F・・・ツール先端、x
、y、z・・・腕系座標軸、x、y、z・・・手首系座
標軸、A工〜A4・・・1’l 水煮、4 + tfc
I tr8・・・ツールオフセットパラメータ 第 1 図 第5図 第3図 第4図 第6図 手続補正書(自発) 昭和58年7 月271:1 特許庁長官殿 ロボットのツールオフセット教示方法 3、油圧をする者 事件との関係 出願人 住 所 大阪府門真市大字門真1006番地名 称 (
582)松下電器産業株式会社代表者 1.1.+
下 俊 彦4、代 理 人 る」とあるを「正確性に関する」と訂正する。 正する。
の構成説明図、第2図はそのツールを含めた手首の構成
説明図、第3図は同じくそのツールの構成説明図、第4
図は同じくそのロボット本体と制御系とを示す説明図、
第5図はこの発明の一実施例の操作手順の説明図、第6
図は同じくそのツールオフセットパラメータを算出する
際の制1ii1 @ 置の処理手順説明図である。 1・・・ロボット本体、2・・・制御装置、3・・・教
示装置、4・・・表示装置、S・・・肩関節、E・・・
ひじ関節、W・・・手首関節、F・・・ツール先端、x
、y、z・・・腕系座標軸、x、y、z・・・手首系座
標軸、A工〜A4・・・1’l 水煮、4 + tfc
I tr8・・・ツールオフセットパラメータ 第 1 図 第5図 第3図 第4図 第6図 手続補正書(自発) 昭和58年7 月271:1 特許庁長官殿 ロボットのツールオフセット教示方法 3、油圧をする者 事件との関係 出願人 住 所 大阪府門真市大字門真1006番地名 称 (
582)松下電器産業株式会社代表者 1.1.+
下 俊 彦4、代 理 人 る」とあるを「正確性に関する」と訂正する。 正する。
Claims (1)
- CPUと所定プログラムを記憶したメモリとを有する制
御装置を備えかつ手首先端にツールを装着するロボット
のツールオフセット教示方法であって、任意直線上の予
じめ定められた比率で並ぶ3点に、前記ロボット手首の
ツール先端を教示し、さらにツールの基準方向が前記直
線と平行になるように任意の位fitを教示することに
よって得られる前記ロボット各軸の移動量を、前記プロ
グラムで計算し、前記ツールの先端位置および方向を求
メルロボットのツールオフセット教示方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP17045082A JPS5958503A (ja) | 1982-09-28 | 1982-09-28 | ロボツトのツ−ルオフセツト教示方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP17045082A JPS5958503A (ja) | 1982-09-28 | 1982-09-28 | ロボツトのツ−ルオフセツト教示方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5958503A true JPS5958503A (ja) | 1984-04-04 |
JPS6359161B2 JPS6359161B2 (ja) | 1988-11-18 |
Family
ID=15905151
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP17045082A Granted JPS5958503A (ja) | 1982-09-28 | 1982-09-28 | ロボツトのツ−ルオフセツト教示方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5958503A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1986000727A1 (en) * | 1984-07-12 | 1986-01-30 | Fanuc Ltd | System for setting tool coordinate system |
JPS6125206A (ja) * | 1984-07-12 | 1986-02-04 | Fanuc Ltd | ロボツトの工具位置設定方式 |
JPS6126106A (ja) * | 1984-07-16 | 1986-02-05 | Fanuc Ltd | 工具位置補正方式 |
JPS63101907A (ja) * | 1986-10-20 | 1988-05-06 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 水平多関節ロボットの原点較正装置 |
JPS63180486A (ja) * | 1987-01-20 | 1988-07-25 | 愛三工業株式会社 | 視覚センサ付ロボツトの座標系の設定方法 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5638516A (en) * | 1979-09-07 | 1981-04-13 | Hino Motors Ltd | Cooler of supercharged engine |
JPS5650215A (en) * | 1979-09-29 | 1981-05-07 | Hino Motors Ltd | Method and apparatus for controlling temperature in cooling device for supercharged engine |
-
1982
- 1982-09-28 JP JP17045082A patent/JPS5958503A/ja active Granted
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5638516A (en) * | 1979-09-07 | 1981-04-13 | Hino Motors Ltd | Cooler of supercharged engine |
JPS5650215A (en) * | 1979-09-29 | 1981-05-07 | Hino Motors Ltd | Method and apparatus for controlling temperature in cooling device for supercharged engine |
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WO1986000727A1 (en) * | 1984-07-12 | 1986-01-30 | Fanuc Ltd | System for setting tool coordinate system |
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JPS63101907A (ja) * | 1986-10-20 | 1988-05-06 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 水平多関節ロボットの原点較正装置 |
JPS63180486A (ja) * | 1987-01-20 | 1988-07-25 | 愛三工業株式会社 | 視覚センサ付ロボツトの座標系の設定方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS6359161B2 (ja) | 1988-11-18 |
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