JPS61296409A - ロボツト制御方式 - Google Patents

ロボツト制御方式

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JPS61296409A
JPS61296409A JP60138334A JP13833485A JPS61296409A JP S61296409 A JPS61296409 A JP S61296409A JP 60138334 A JP60138334 A JP 60138334A JP 13833485 A JP13833485 A JP 13833485A JP S61296409 A JPS61296409 A JP S61296409A
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JP60138334A
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Hajime Kishi
甫 岸
Shinsuke Sakakibara
伸介 榊原
Tatsuo Karakama
立男 唐鎌
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Fanuc Corp
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、ロボットの手首に取付けられた作業部材（ツ
ール）の先端位置（以下、ＴＣＰという）を教示して所
定の作業を実行するにあたって、ツール座標系を位置回
転補正の指令によって回転補正制御するロボット制御方
式に関する。
（従来の技術） 工業用ロボットを使って部品の組み付けを行なう場合、
自動的に部品を供給する部品供給装置により所定の部品
が所定のタイミングで決められた位置に繰り返し供給さ
れることが必要である。ところがコンベアベルトなどで
流されてくる部品は、必ずしも毎回正確に同位置に供給
されるとはかぎらず、ＴＶカメラなどで作業対象部品の
位置情報を読み取ってその都度ロボットに送り、予めハ
ンドに教示されているＴＣＰに対するオフセット量を補
正しなければならない。
その場合、従来はカメラなどのセンサから得た回転補正
量を、ハンドベクトルの基本３軸についての回転角のズ
レに換算して、位置回転補正の準備コードであるＧ４５
で教示された補正の元となる位置での工具オフセット量
を補正するようにしていた。
（発明が解決しようとする問題点） ところでセッサ側からロボットに送られてくる位置情報
は、センサ側でデータ処理されて得られた作７対象物の
把持方向ベクトルと、センサ座標系の所定軸たとえばＺ
ｓ軸との為す角度データであり、一方、ロボットの演算
制御部では、センサ座標をロボット座標系でのデータに
変換して記憶しているために、ノール座標系の所定軸た
とえばＹｔ軸方向単位ベクトル（基準ベクトル）を、作
業対象物の把持方向ベクトルに一致させる回転補正を行
なうとき、ツール座標系のｘ−ｙ−ｚいずれかの各軸回
りでの回転補正を行なうかは供給される作業対象物毎に
変ってくる。しかも、ロボットが記憶しているセンサ座
標系についての制御データと、ロボットの駆動制御部の
フィードバックデータを決定するツール座標系での制御
データとは、いづれもロボット基本座標系のデータに変
換したうえで処理されているので、基準ペルトルと把持
方向ベクトルとを一致させるような回転補正量の演算は
大変複雑になるという問題点があった。
本発明は、」二記問題点を解決するためになされたもの
で、センサから送られてくる位置情報から、簡単な演算
処理で工具位置の補正を行なえるようにできるロボット
制御方式を提供することを目的にしている。
（問題点を解決するための手段） 本発明のロボット制御方式では、作業対象物の位置情報
からロボットの工具位置オフセット量を補正して所定の
位置で作業を実行させるようにしたロボット制御方式に
おいて、前記作業対象物の載置面に平行な座標平面（Ｘ
−ｙ平面）を有する座標系に固定して配置されるセンサ
と、このセンサで検出された前記作業対象物の把持方向
を示すベクトルに基ずく位置情報から工具の回転補正量
を演算する演算制御部とを備え、前記作業対象物の載置
面に垂直なセンサ座標軸（Ｚ軸）ついて工具の回転補正
を行なって、工具位置オフセット量を補正するようにし
ている。
（作用） 本発明では、工具は一般に作業対象物の載置面の中で、
教示されたＴＣＰに対するオフセットが生じるため、作
業対象物の把持方向ベクトルがそのａ置部と平行でない
ときでも、把持方向ベクトルの射影から回転角を決定し
、作業対象物の載置面に垂直なセンサ座標軸（Ｚ軸）つ
いて工具の回転補正を行なえば、工具位置オフセットｉ
の補正ができる。
（実施例） 以下、本発明の一実施例について説明する。
まず、第１図のセンサ座標系Ｘ５−Ｙ”５−Ｚｓで、そ
のＺｓ軸に関して工具の回転補正を行なった後のツール
ベクトルがどのように表わされるかについて説明する。
図において、ｕｘ、ｖ、ｔは、ロボットの教示点Ｐでの
ツールに設定される３軸方向の単位ベクトル、１１）ｇ
、＋ｍｓ、＋ｎｓは、センサ座標系の３軸方向の単位ベ
クトルで、Ｏｓはその原点位置を示している。
いま、図示しないロボット基本座標系（Ｘ−ＹＺ）にお
ける上記各ベクトルの座標成分を、とすれば、教示点Ｐ
でツール座標系を決定する単位ベクトルのうちからベク
トルＶを基準ベクトルとして、その座標成分をセンサ座
標系で表現すると、 となる、ここで、（Ｕｓｘ、　Ｕｓｙ、　Ｕｓｚ）　＝
υＳ、Ｕ　ｘ、Ｕ　ｙ、Ｕ　ｚは基準ベクトルνの基本
座標系で表現された各成分であり、教示時に入力される
教示点Ｐの情報から計算でき、センサ座標系の各単位ベ
クトルΦ、　ｍ　、　’ｎもたとえばあらかじめ基本座
標系に変換され、ロボットの制御系のメモリに記憶され
ているとすれば、上記（２）式からセンサ座標系で表現
される基準ベクトル’Ｌ１３を求めることができる。
次に、この基準ベクトルＵＸＳを座標平面Ｘ５−Ｙｓに
投影した射影ベクトルＵ′と軸ｘｓベクトルＱｓとの為
す角θｔｃｈ　。
θｔｃｈ　＝　ｊａｎ″″’　　（Ｕｓｙ／　Ｕｓｘ）
　φｍ　（，３）を求め、このθｔｅｈ　と、センサ側
で検出された回転補正量絶対値θａｂｓとから、工具の
回転補正時のインクリメンタルな補正量θｉが次式によ
り決定できる。
θｉ＝θａｂｓ−θｔｃｈ１１−・（４）つまり、この
回転角θｉだけツールをセンサ座標系のＺＳ軸の周りに
回転することで工具位置オフセット量が正しく補正され
ることになり、その補正されたツールベクトルｕＩＣは
、 ｅ・−（５） から求められる。ただし、５ｉ＝ｓｉｎθｉ　　、Ｃｉ
＝　ＣｏＳ　θ１である。
上記（５）式に（２）式を代入して整理すると。
となり、これがワークの把持方向ベクトルのＸ−Ｙ平面
への射影ベクトルと一致するように補正した後のツール
ベクトルを表現している。ただし、（＄）　＝　（Ｉ　
ｓ　ｍｓ　１ｎ４　）　テある・第２図は、教示再生形
のロボットの一例を示すブロック図であり、ロボット１
０のへンド１１には供給される作業対象物（ワーク）１
２を所定の位置で把持するためのツール１３が装着され
ている。上記ワーク１２は、例えば自動的にロボット１
０に供給される管継手であり、その把持方向ベクトルＷ
は、ａ置部と所定の角をなしている。
ロボット１０は、基本座標系ｘ−ｙ−ｚを有しており、
工業用テレビジョンなどの視覚センサ１４を持つロボッ
ト制御部１５と接続されている。
このロボット制御部１５は、ロボット指令データを記憶
するメモリ１５ａと、制御プログラムメモリ　（ＲＯＭ
）１５ｂと、プロセッサ１５ｃと、データメモリ１５ｄ
とを有し、プロセッサ１５ｃは制御プログラムの制御下
で前記回転補正演算その他の演算処理を実行するもので
ある。メモリ１５ａは、ロボット１０のハンド１１を所
定の経路で移動制御し、教示された点Ｐなどでワーク１
２を把持するように構成したロボット指令データを記憶
している。
上記プロセッサ１５ｃに接続される視覚センサ１４は、
ワーク１２の載置面に平行なＸ−Ｙ座標平面を有する座
標系に固定して設置され１位置補正の準備コードＧ４５
がロボット指令データに含まれるとさ、所定の画像処理
を行なってワーク１２の把持方向ベクトル７のｘ−Ｙ平
面への射影ベクトル１′に関するデータをデータメモリ
１５ｄに入力する。このデータメモリ１５ｄには、ツー
ル１３に設定されるツール座標系の各軸方向の単位ベク
トルをロボットｌＯの基本座標系でのデータとして記憶
している。
このように構成されるロボットシステムにおいて、視覚
センサ１４からロボット制御部１５へ供給されるワーク
１２の把持方向ベクトルｗ′に関するデータは、センナ
座標系の所定軸との為す角度データとして供給されるが
、この角度データを使って前記（６）式で表現される補
正されたツールベクトルを求めて、ロポッ）１０への指
令データつまりハンドの各駆動軸指令値を作成するよう
にしている。
」−記実流側の場合のワーク１２では、把持方向ベクト
ルＷが必ずしもセンサ座標系の平面と平行でないが、ワ
ークが直方体の場合には、把持方向ベクトルはその載置
面と必ず平行になる。いずれの場合にも、視覚センサ１
４の光軸と、センサ座標系のＺ軸とが平行に設置される
ことによって、ｘ−Ｙ平面内に載置されたワーク１２の
位置偏差は解消される。
以上、詳細に説明したように、上記実施例では位置教示
時のツール座標系を、センサ座標系のＺＳ軸に平行な軸
周りに回転させるだけで、工具位置オフセット量を補正
することができロポνト制御部での演算処理が簡単に、
従って迅速に実行できる。
なお、上記実施例ではワークを把持する作業についての
制御方式を説明したが、本発明はこの実施例に限定され
るものではなく、ロボットの手首に取付ける作業部材（
ツール）はアーク爆接など種々の場合に対応でき、先端
位置（ＴＣＰ）の教示にあたってロボットの基準座標系
と一定の関係を有する複数のツール座標系を設定するこ
とが可能なロボットなどにも適用して優れた効果を奏す
るものである。
（発明の効果） 以上、本発明のロボット制御方式によれば、センサかも
送られてくる位置情報から、簡単な演算処理で工具位置
の補正を行なえる。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明の一実施例でのツールベクトルの回転
補正を示す説明図、第２図は、同実施例のロボットシス
テムの一例を示す構成説明図である。 １０・・・ロボット、１１・・・ハンド、１２・・・ワ
ーク、１３・・・ツール、１４・・・視覚センサ、１５
・・・ロボット制御部。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 作業対象物の位置情報からロボットの工具位置オフセッ
    ト量を補正して所定の位置で作業を実行させるようにし
    たロボット制御方式において、前記作業対象物の載置面
    に平行な座標平面（Ｘ−Ｙ平面）を有する座標系に固定
    して配置されるセンサと、このセンサで検出された前記
    作業対象物の把持方向を示すベクトルに基ずく位置情報
    から工具の回転補正量を演算する演算制御部とを備え、
    前記作業対象物の載置面に垂直なセンサ座標軸（Ｚ軸）
    ついて工具の回転補正を行なって、工具位置オフセット
    量を補正するようにしたことを特徴とするロボット制御
    方式。
JP60138334A 1985-06-25 1985-06-25 ロボツト制御方式 Pending JPS61296409A (ja)

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