JPS6244809A - Robot teaching system - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To easily execute reteaching by fitting an optional object of controlled system to the wrist of a robot to be teached and positioning the object of controlled system on an optional point to be teached in a space to be controlled. CONSTITUTION:In accordance with the driving of respective driving parts theta(theta1-theta6) of the robot, respective elements of an arm 1 are driven and the wrist 2 at the leading end of the arm 1 is optionally moved. The object 3 of controlled system is fitted to the wrist 2. A robot control panel 4 is provided with required operation means, storage means, etc. and a teaching box 5 for manual operation so that the position (posture) of the robot wrist 2 (the object 3 of controlled system) is optionally changed by operating the teaching box 5. Consequently, a point P of controlled system is changed in accordance with the movement of the robot, but since the relative position between the point P and the wrist 2 is constant, is offset information is defined by comparing the point P with a certain reference point of the wrist 2. Then, positional data are corrected on the basis of the offset information and stored before the the object 3 of controlled system is discriminated at the operation of the robot.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明はロボット手首に任意の形状、大きさの制御対象
物を取付け、これを使ってロボット動作用の教示データ
を形成するためのものである。[Detailed Description of the Invention] [Field of Application of the Invention] The present invention is for attaching a controlled object of arbitrary shape and size to a robot wrist and using this to form teaching data for robot operation. .

〔発明の背景〕[Background of the invention]

ロボット手首に取付けた制御対象物たとえば溶接トーチ
の位置、姿勢をロボット手首を介して自動的に制御する
ためには予め形成され、記憶されたロボット動作用の教
示データを必要とする。In order to automatically control the position and orientation of a controlled object such as a welding torch attached to the robot wrist via the robot wrist, pre-formed and stored teaching data for robot operation is required.

教示の際にはロボット手首をマニアルモードで動かし、
それによって制御対象物の制御対象点たとえば溶接トー
チの目標点を空間上の任意の教示対象点に誘動する。こ
のようにして、制御対象点を教示対象点に適格に位置づ
け、このときの所要の位置情報を教示データの少なくと
も一部として記憶する。これらの点については時分１ｆ
ｉ　５Ｂ　−１５８０１号公報に開示されている。When teaching, move the robot wrist in manual mode,
As a result, a target point of a controlled object, such as a target point of a welding torch, is guided to an arbitrary teaching target point in space. In this way, the control target point is properly positioned as the teaching target point, and the required position information at this time is stored as at least part of the teaching data. For these points, time 1f
It is disclosed in the i5B-15801 publication.

一般に教示時の制御対象物とロボット動作時の制御対象
物は同じものである。より正確にはロボット手首に対す
る制御対象点の相対位置が教示時と動作時で同一に保た
れるという意味である。以上のような同一性があれば教
示データをそのまま使って再生の動作を実行することに
何の問題もなさそうに思えるが、実際には後に説明する
ような動作軌跡上の難点がともなうことがある。Generally, the object to be controlled during teaching and the object to be controlled during robot operation are the same. More precisely, it means that the relative position of the point to be controlled with respect to the robot wrist is kept the same during teaching and during operation. If there is the sameness as described above, it seems that there is no problem in executing the playback operation using the teaching data as is, but in reality, there may be problems with the movement trajectory as will be explained later. be.

一方、教示時における制御対象点と動作時におけるそれ
とが不一致であるときは、その間の差異を示す補正ベク
トルを用いて教示データを補正することが考えられる。On the other hand, when the control target point at the time of teaching and the point at the time of operation do not match, it is conceivable to correct the teaching data using a correction vector indicating the difference therebetween.

この補正はただの一回でよく、また補正実行のタインン
グは動作を予定する制御対象物の制御対象点が明らかと
なった段階である。しかし【、この後者の方式を実用レ
ベルでよく検討してみると、教示とくに再教示の必要上
、後に説明するように、教示データを記憶するための記
憶容量が増大するという問題点がある。This correction only needs to be made once, and the timing of execution of the correction is at the stage when the control target point of the control target to be operated has become clear. However, when this latter method is carefully considered on a practical level, it has the problem that the need for teaching, especially re-teaching, increases the storage capacity for storing teaching data, as will be explained later.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明は任意の制御対象物を用いて教示データを形成し
、記憶するためのものである。また、動作軌跡上の問題
を解決するとともに再教示の容易なものを提供する目的
をもつ。The present invention is for forming and storing teaching data using an arbitrary controlled object. It also has the purpose of solving problems regarding the motion trajectory and providing easy re-teaching.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

本発明はロボット手首に取付けられる制御対象物の位置
、姿勢をロボット手首を介して制御するための教示デー
タを形成するものである。The present invention forms teaching data for controlling the position and posture of a controlled object attached to a robot wrist via the robot wrist.

対象となるロボットは関節形のものでも、直交形のもの
でも、その他のものでもよい。ロボット手首は制御対象
物を取付ける部分でありて、ロボットアームの末端に誼
当する。The target robot may be articulated, orthogonal, or other types. The robot wrist is the part to which the controlled object is attached, and is attached to the end of the robot arm.

本発明においては教示のために、任意の制御・３一 対象物を取付ける。この制御対象物の制御対象点の位置
は任意でよい。このため、制御対象点の位置を物理的に
調整する必要がない。しかして、その制御対象点の位置
は既知でなければならない。このため、後の工程に先立
って何らかの方法でこの制御対象点の位置を計測する。In the present invention, an arbitrary control object is attached for teaching purposes. The position of the control target point of the controlled object may be arbitrary. Therefore, there is no need to physically adjust the position of the control target point. Therefore, the position of the point to be controlled must be known. For this reason, the position of this control target point is measured by some method prior to the subsequent process.

本発明においてはロボット手首上の制御対象点を空間上
の任意の教示対象点に位置づける工程を含む。教示対象
点とはワーク上のたとえば溶接線上の一点である。そこ
に制御対象点をもってくるためには制御対象物を取付け
たロボット手首をマニアルモードで動かせばよい。ある
いは、いわゆるダイレクトティーチの場合は、ロボット
手首を人が手でつかんで動かす方法をとる。The present invention includes a step of positioning a control target point on the robot wrist at an arbitrary teaching target point in space. The teaching target point is a point on the workpiece, for example, on a welding line. To bring the control target point there, the robot wrist to which the control target is attached can be moved in manual mode. Alternatively, in the case of so-called direct teaching, a person grasps and moves the robot's wrist with their hands.

本発明においては制御対象点の位置づけが完了した段階
で、そのときの基準点の位置情報な読出す工程を含む。The present invention includes a step of reading the positional information of the reference point at the stage when the positioning of the control target point is completed.

この基準点はロボット手首に対する相対位置が常に不変
な一点である。基準点の位置情報はその位置を実質的に
特定する、４　。This reference point is a point whose relative position to the robot wrist is always constant. The location information of the reference point substantially specifies its location, 4.

に必要な情報が含まれていれば足りる。したがって、ロ
ボット各駆動部における駆動位置データでもよい。It is sufficient if it contains the necessary information. Therefore, drive position data for each drive unit of the robot may be used.

本発明においては前記位置情報と既知のオフセット情報
とから前記制御対象点の位置を特定するに必要な位置デ
ータを演算する工程を備える。オフセット情報とは前記
基準点との間の相対的な位置関係をあらわす情報であっ
て、一般には三次元のベクトルとなる。このベクトルの
いわば基点を定義するのが前記の基準点である。The present invention includes a step of calculating position data necessary to specify the position of the control target point from the position information and known offset information. Offset information is information representing a relative positional relationship with the reference point, and is generally a three-dimensional vector. The reference point is what defines the base point of this vector.

前記した制御対象点が既知であるという表現はこのオフ
セット情報の既知を意味する。基準点の位置情報はロボ
ット手首の移動とともに変化する変数であるが、オフセ
ット情報はその動きとは無関係な定数となる。しかし【
、教示作業の途中で制御対象物をたとえば取り換えた場
合は定数としてのオフセット情報を更新することが必要
である。The expression that the control target point is known means that this offset information is known. The position information of the reference point is a variable that changes with the movement of the robot wrist, but the offset information is a constant that is unrelated to the movement. but【
If, for example, the controlled object is replaced during the teaching process, it is necessary to update the offset information as a constant.

本発明においては前記位置データを教示データの少なく
とも一部として記憶する工程をもつ。The present invention includes the step of storing the position data as at least part of the teaching data.

位置データの形式によっては本来の位置データと姿勢の
データを区分できないことがある。したがって、位置デ
ータを姿勢データを含む広義の位置データと理解しても
よい。教示データを形成するその他のデータは速度、補
間形式等のデータ、制御対象物の制御情報（アークオン
。Depending on the format of the position data, it may not be possible to distinguish between original position data and posture data. Therefore, position data may be understood as position data in a broad sense including posture data. Other data that forms the teaching data includes data such as speed, interpolation format, and control information for the controlled object (arc-on, etc.).

オフ等）である。教示データは教示作業の進行とともに
豊富になり、また、後からその一部のデータが修正され
ることもある。教示データは記憶されるが、これを長期
にわたっ【保存するためにはたとえばフロッピーデスク
のような補助記憶装置に落しておくのがよい。前記オフ
セット情報を教示データないしは位置データの一部とし
て記憶することは不要である。off, etc.). The teaching data becomes abundant as the teaching work progresses, and some of the data may be modified later. Although teaching data is stored, it is best to store it in an auxiliary storage device, such as a floppy disk, for long-term storage. It is not necessary to store the offset information as part of the teaching data or position data.

本発明のひとつの特徴は次のように理解される。すなわ
ち、位置データとともにオフセット情報を記憶するかわ
りに、オフセット情報によって補正された位置データを
記憶するものである。したがって、この補正はロボット
動作時の制御対象物がまだ判明しない段階で実行される
。One feature of the present invention can be understood as follows. That is, instead of storing offset information together with position data, position data corrected by the offset information is stored. Therefore, this correction is performed at a stage when the object to be controlled during robot operation is not yet known.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

まず、実施例の対象となるロボットについて第５図を使
って説明する。これは６自由度の関節形のものであって
、θ、θ−１　’４　’ｌ　’＠に和尚するロボット駆
動部をもつ。θ、Ｉ＊６θ、θ、θ。はロボット駆動部
をあられし、またそれぞれの駆動部における駆動位置デ
ータ（回転角）の記号ともなる。各駆動部０１〜０・の
駆動にともなって一連のアーム１の各要素が作動し、そ
の先端のロボット手首２が６自由度の動きを示す。手首
２に取付けた制御対象物５もまったく同様に動く。First, a robot to be used in the embodiment will be explained using FIG. 5. This is a joint type with 6 degrees of freedom, and has a robot drive unit that adjusts to θ, θ-1 '4'l'@. θ, I*6θ, θ, θ. represents the robot drive unit, and also serves as a symbol for the drive position data (rotation angle) of each drive unit. Each element of the series of arms 1 operates as each of the drive units 01 to 0. is driven, and the robot wrist 2 at its tip exhibits movement with six degrees of freedom. The controlled object 5 attached to the wrist 2 moves in exactly the same manner.

４はロボット制御盤であって、図示はしていないが、所
要の演算手段、記憶手段等を備えている。５はマニアル
操作に便利なように用意されたティーチングボックスで
あって、これを操作（所要のマニアルモード下での操作
）してロボット手首２ひいては制御対象物３の位置（姿
勢も含む）を自由に変えることができる。制御対象物３
は溶接トーチであって、その先端のところが制御対象点
となる。Reference numeral 4 denotes a robot control panel, which is equipped with necessary calculation means, storage means, etc., although not shown. 5 is a teaching box prepared for convenient manual operation, and by operating this (operation under the required manual mode), the position (including posture) of the robot wrist 2 and the controlled object 3 can be freely controlled. can be changed to Controlled object 3
is a welding torch, and its tip is the point to be controlled.

第６図はロボット手首２の付近を拡大して示したもので
ある。そこに溶接トーチ３が取付けられているが、溶接
トーチ３が異なる場合、あるいは溶接トーチ３が曲がっ
た場合、あるいは溶接トーチ３を着は換えたときに、そ
の先端の制御対象点の位置は変化する。第６図には５ａ
と３ｂの二つの溶接トーチ３が便宜的に重ねて示されて
いる。このそれぞれの制御対象点はＰａとｐｂである。FIG. 6 shows an enlarged view of the robot wrist 2 and its vicinity. A welding torch 3 is attached there, but if the welding torch 3 is different, if the welding torch 3 is bent, or if the welding torch 3 is replaced, the position of the controlled point at the tip will change. do. Figure 6 shows 5a
Two welding torches 3, 3b and 3b, are shown superimposed for convenience. The respective control target points are Pa and pb.

制御対象点Ｐ（ＰａＰｂ）はロボットの動きにともなり
て変化するが、それでもロボット手首２との相対位置は
不変である。このため、制御対象点Ｐ　（Ｐａ　Ｐｂ　
）の位置をロボット（ロボット手首２）の動きとは無関
係な定数としてあられすことが可能である。それを本明
細書ではオフセット情報という。このオフセット情報は
ロボット手首２上のどこかの基準点Ｑとの比較において
定義される。第６図ではロボット手首２を垂直にしたと
きのその真下方向４０　ａｘ　（Ｌｌの所を基準点Ｑと
して定めている。個々の制御対象点Ｐａ　ｐｂは個々の
溶接トーチ５ａ５ｂに依存する。Although the controlled point P (PaPb) changes with the movement of the robot, its relative position with respect to the robot wrist 2 remains unchanged. Therefore, the control target point P (Pa Pb
) can be expressed as a constant independent of the movement of the robot (robot wrist 2). This is referred to as offset information in this specification. This offset information is defined in comparison with a reference point Q somewhere on the robot wrist 2. In FIG. 6, the direction 40ax (Ll) directly below the robot wrist 2 when it is vertical is defined as the reference point Q.The individual control target points Pa pb depend on the individual welding torches 5a5b.

しかし、基準点Ｑはそれに依存しない定点であって、ロ
ボット手首２に対する相対位置は不変である。基準点Ｑ
は手首２に拘束された仮想の座標系の原点と考えてよく
、それはオフセット情報の表示に使われる。第６図にお
いては、溶接トーチ３ａのオフセット情報はベクトルＱ
Ｐａとなり、溶接トーチ５ｂのそれはベクトルＱＰｂと
なる。オフセット情報は三次元情報であるが、たとえば
各制御対象点Ｐａ　Ｐｂの高さを無視（高さの変化を無
視すれば二次元の情報となる。第６図の溶接トーチ３ａ
はいわば標準のものであり、溶接トーチ３ｂは標準外の
ものである。＃Ｉ７図の溶接トーチ３Ｃも標準外のもの
である。However, the reference point Q is a fixed point that does not depend on it, and its relative position with respect to the robot wrist 2 remains unchanged. Reference point Q
can be considered as the origin of a virtual coordinate system constrained to the wrist 2, which is used to display offset information. In FIG. 6, the offset information of the welding torch 3a is the vector Q
Pa, and that of the welding torch 5b becomes a vector QPb. Although the offset information is three-dimensional information, for example, ignoring the height of each control target point Pa Pb (ignoring changes in height, it becomes two-dimensional information.Welding torch 3a in Fig. 6)
The welding torch 3b is a standard one, so to speak, and the welding torch 3b is a non-standard one. The welding torch 3C in Figure #I7 is also non-standard.

ここで、第１図に示す教示方式の一実施例について説明
する。ステップ１１はロボット手首２に取付けられた溶
接トーチ３、たとえば第６図の５ｂに関する制御対象点
Ｐｂを空間上の任意の教示対象点に位置づける工程であ
る。教示対象点としては第６図のよ５１Ｃワ一クｗ、ｗ
’のどこかのポイントが選ばれる。Here, one embodiment of the teaching method shown in FIG. 1 will be described. Step 11 is a step of positioning the control target point Pb regarding the welding torch 3 attached to the robot wrist 2, for example 5b in FIG. 6, to an arbitrary teaching target point in space. The points to be taught are 51C as shown in Figure 6.
' is selected.

ステップ１２は制御対象点ｐｂが合目的に位置づけられ
たときの基準点Ｑの位置情報を読出す工程である。この
情報は直交座標系（この系はロボットアーム１の基端に
拘束されている）によるものである。Step 12 is a step of reading the position information of the reference point Q when the control target point pb is positioned appropriately. This information is in a Cartesian coordinate system (this system is constrained to the proximal end of the robot arm 1).

ステップ１４は位置情報（１２）と溶接トーチ３ｂにつ
いてのオフセット情報（記憶手段１５の情報）とから制
御対象点Ｐｂの位置データ１５を演算する工程である。Step 14 is a step of calculating position data 15 of the control target point Pb from the position information (12) and the offset information (information in the storage means 15) regarding the welding torch 3b.

ステップ１６は位置データ１５を教示データの少なくと
も一部として記憶手段１６に記憶する工程を示している
。この記憶の対象となる位置データ１５は直交座標系の
ものである。以上の各工程を繰り返すことによって、各
教示対象点（第６図のワークｗ、ｗ’）の位置データ１
５を取込む。Step 16 indicates a step of storing the position data 15 in the storage means 16 as at least part of the teaching data. The position data 15 to be stored is in a rectangular coordinate system. By repeating each of the above steps, position data 1 of each teaching target point (workpieces w and w' in FIG. 6)
Take in 5.

第２図は直交座標系の位置データ１５を含む記憶手段１
６の教示データを使ってロボット動作（再生同作）を行
わせるときの説明用の流れ図である。同図のステップ１
７で、位置データ１５にもとづいた補間な行う。補間点
に関する直交座標、１唯　。FIG. 2 shows a storage means 1 containing position data 15 in an orthogonal coordinate system.
6 is a flowchart for explaining when the robot motion (reproduction and same motion) is performed using the teaching data of No. 6; Step 1 in the same diagram
7, interpolation is performed based on the position data 15. Cartesian coordinates for interpolation points, 1 unique.

系のデータ１８とオフセット情報１５′とから所要の指
令値を演算する。これがステップ１９であり、次のステ
ップ２０でこの指令値をロボット各駆動部θ、〜θ。に
与え、これを制御する。オフセット情報１３′はそのと
きに用いる溶接トーチ３が前記同様の３ｂであれば前記
のオフセット情報（１５）と同じものである。A required command value is calculated from the system data 18 and offset information 15'. This is step 19, and in the next step 20, this command value is applied to each drive unit θ, ~θ of the robot. and control this. The offset information 13' is the same as the offset information (15) if the welding torch 3 used at that time is the same 3b as described above.

次に、第３図の実施例につ（・て説明する。ステップ３
１は制御対象点たとえば３ｂを教示対象点（Ｗ）に位置
づける工程である。Next, the embodiment shown in FIG. 3 will be explained. Step 3
Step 1 is a step of positioning a point to be controlled, for example 3b, as a point to be taught (W).

次のステップ３２は位置付は完了後における位置情報（
３２）を読出す工程である。この実施例におけるこの位
置情報（３２）はロボット各駆動部（θ、〜０６）にお
ける駆動位置データθ１θ宜θ、θ４１９１θ６である
。駆動位置データθ、〜θ６が定まればロボットアーム
１の姿勢も特定され、そのロボット手首２との相対位置
が固有な基準点Ｑの位置も特定される。よって、基準点
Ｑの位置ベクトルへは次のようにあられせる。The next step 32 is positioning information (
32). This position information (32) in this embodiment is drive position data θ1θ, θ4191θ6 for each drive unit of the robot (θ, ˜06). Once the drive position data θ, to θ6 are determined, the posture of the robot arm 1 is also specified, and the position of the reference point Q whose relative position with respect to the robot wrist 2 is unique is also specified. Therefore, the position vector of the reference point Q is given as follows.

ヘーＦａ（θ１．θ２．θ８．θ１．θ。、θ、　）　
　　　　（ｔｌこのように、駆動位置データθ、〜θ６
は基準点Ｑをあらわすデータと理解される。He Fa (θ1.θ2.θ8.θ1.θ., θ, )
(tl In this way, driving position data θ, ~θ6
is understood as data representing the reference point Q.

ステップ５４は基準点Ｑの位置情報（５２）とオフセッ
ト情報３５から直交座標系データ３５を演算するプロセ
スである。このデータ５５はベクトルであって、これを
立とすると次のよさになる。Step 54 is a process of calculating orthogonal coordinate system data 35 from the position information (52) of the reference point Q and the offset information 35. This data 55 is a vector, and if it is set vertically, it will have the following dimensions.

五−Ｆｂ（θｌ　Ｉ　ａ＠　＃θ１．θ４　＃　＃＠　
ｅ　１９ａ　ｔゐ）（２）上記（２）式のゐはオフセッ
ト情報５３に相当するベクトルであり、ｋは制御対象点
ｐｂを示す位置ベクトルである。5-Fb(θl I a@ #θ1.θ4 # #@
e 19a t2) (2) In the above equation (2), i is a vector corresponding to the offset information 53, and k is a position vector indicating the control target point pb.

ステップ６６は（２）式によって求められた位置ベクト
ルｉから逆にθ１〜０．を求める演算であるが、このと
きにはオフセット情報を示すベクトルゐの絶対値を零と
する。この演算結果（ブロック５８）を０１−０−とす
ると次のようになる。In step 66, θ1 to 0. In this calculation, the absolute value of the vector i indicating the offset information is set to zero. Letting this calculation result (block 58) be 01-0-, it will be as follows.

”ｚ　−Ｆｃ　（Ｒｅ　　Ｓ　　）　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　ｔｓｌ（３）式
はく２）式の逆変換式であるが、そのベクトルゐとして
ブロック６７の零の定数が代入される。"z-Fc (ReS)
The tsl(3) equation is an inverse transformation equation of the equation 2), and the zero constant of the block 67 is substituted as the vector.

ベクトル内を零とした（８）式は（１１式の逆変換式と
一致する。すなわち、（２）式のベクトルＡを（１）式
・１２・ のベクトル４に代入したときの０．〜０ｅがθ：〜θ二
となる。（３）式には多数の解がともなうので、実際に
は姿勢のデータを必要とする。たとえばθ’ｌ（’−Ｌ
Ｌ・・・・・・６）のうちの６つは姿勢データによって
既知となれば（８）式によって残りの５つを演算すれば
よい。なお、関節形ロボットに関するこのような逆変換
そのものはすでに知られている。Equation (8) with zero in the vector matches the inverse transformation equation of Equation (11).In other words, when vector A in Equation (2) is substituted into vector 4 in Equation (1), 12. 0e becomes θ: ~ θ2. Equation (3) has many solutions, so posture data is actually required. For example, θ'l('-L
If six of L...6) are known from the posture data, the remaining five can be calculated using equation (8). Note that such inverse transformation itself regarding articulated robots is already known.

ステップ５６の演算の物理的な意味について補足する。The physical meaning of the calculation in step 56 will be supplemented.

第６図の溶接トーチ５ｂが教示時のものであり、その制
御対象点ｐｂが教示対象点（Ｗ）に位置づけられる。ス
テップ３２における駆動位置データθｌ〜０．はこのと
きのアーム１に関するものである。一方、ステップ６８
における演算された駆動位置データ０１〜θ；はロボッ
ト手首２と関連づけられる基準点Ｑ（標準の溶接トーチ
！Ｉａを正しく取付けたと仮定したときのその制御対象
点Ｐａと一致する）をロボット各駆動部０．−〇、を駆
動して教示対象点（Ｗ）にもってきたと仮定した状況下
におけるアーム１の駆動位置データ０Ｉ〜θ・に該当す
る。また、この駆動位置データθ；〜θ；は教示データ
の一部となるものであって、第３図のステップ６９の工
程で記憶手段に記憶される。The welding torch 5b in FIG. 6 is in the teaching state, and its controlled point pb is positioned as the taught point (W). Drive position data θl~0 in step 32. is related to arm 1 at this time. On the other hand, step 68
The drive position data 01 to θ; calculated in 01 to θ; is the reference point Q associated with the robot wrist 2 (which corresponds to the control target point Pa when assuming that the standard welding torch! Ia is correctly installed). 0. This corresponds to the driving position data 0I to θ· of the arm 1 under the assumption that the arm 1 is driven to the teaching target point (W). Further, this driving position data θ; to θ; becomes part of the teaching data, and is stored in the storage means in the process of step 69 in FIG.

第５図の実施例におけるステップ６４〜５８は、オフセ
ット情報（３５）と位置情報（Ｓ２）とから制御対象点
の位置をあらわす位置データを演算する工程となる。Steps 64 to 58 in the embodiment of FIG. 5 are steps for calculating position data representing the position of the control target point from the offset information (35) and position information (S2).

第３図の記憶手段（５９）に記憶された教示データは第
４図のようにして、ロボット動作の際に使用される。以
下、この点について説明する。The teaching data stored in the storage means (59) of FIG. 3 is used during robot operation as shown in FIG. 4. This point will be explained below.

ステップ４１では記憶手段（５９）の位置データ（駆動
位置データ）から直交座標系データ４２を演算する。こ
の演算には（２）式のオフセット情報を示すベクトル内
を零と置いた（１）式が使われる。In step 41, orthogonal coordinate system data 42 is calculated from the position data (driving position data) in the storage means (59). This calculation uses equation (1) in which the vector representing the offset information in equation (2) is set to zero.

ブロック３７′は前記ブロック５７同様のものである。Block 37' is similar to block 57 described above.

ステップ４５では補間後の直交座標系データ４２により
、各駆動部θ、〜θ・のための指令値を演算する。この
演算はステップ３６のそれと類似するが、この場合に参
照されるオフセット情報はブロック５５′において読み
出されるロボット動作時におけるベクトル内である。こ
のベクトル内は教示時のオフセット情報３５と同じこと
もあり、異なることもある。ステップ４６では上記指令
値を各ロボット駆動部θ、〜０６に与えてこれを駆動す
る。In step 45, command values for each drive unit θ, to θ· are calculated based on the interpolated orthogonal coordinate system data 42. This operation is similar to that of step 36, but the offset information referenced in this case is within the vector during robot motion read in block 55'. The information in this vector may be the same as the offset information 35 at the time of teaching, or may be different. In step 46, the above command values are given to each robot drive unit θ, ~06 to drive them.

第４図のフローは直交座標系のデータ（４２）を使って
補間（４５）を行うとぎのものである。このような補間
な行う必要がないのであれば、補間のためのステップ４
５．４４は省略できる。The flow shown in FIG. 4 is for performing interpolation (45) using data (42) in the orthogonal coordinate system. If there is no need to perform such interpolation, step 4 for interpolation
5.44 can be omitted.

７’ｏツク１５．３５あるいは１　Ｍ’、　５５’の教
示時あるいは動作時のオフセット情報は制御対象点Ｐの
変化が予想されたとき（たとえば溶接トーチ３を着は変
えたとき）に計測してこれを更新し、その後における教
示時あるいは動作時においては、更新されたオフセット
情報を用いることが必要である。オフセット情報はロボ
ット手首２を所定状況に保持し、そのときの制御対象点
Ｐ（Ｐａあるいはｐｂ　）を測定器で側って求めること
ができる。また、制御対象点たとえばｐｂの位置（たと
えばＷ）を変えずに溶接トーチ６ｂの姿勢・１ｂ を順々変更する手順を踏んで、計算によって求めること
ができる。以上のような１点多姿勢の操作ともなって変
更されるデータは（２）式の＃、〜θ−のみでありて、
位置ベクトル立は変わらない。Offset information at the time of teaching or operation of 7'Otsu 15.35 or 1M', 55' is measured when a change in the controlled point P is expected (for example, when the position of the welding torch 3 is changed). It is necessary to update this information and use the updated offset information during subsequent teaching or operation. The offset information can be obtained by holding the robot wrist 2 in a predetermined condition and observing the point P (Pa or pb) to be controlled at that time with a measuring device. Further, it can be calculated by following a procedure of sequentially changing the attitude 1b of the welding torch 6b without changing the position (for example, W) of the control target point pb (for example, W). The data that is changed due to the one-point multi-position operation as described above is only # and ~θ− in equation (2), and
The position vector remains unchanged.

このため、姿勢変更にともなって所要の数の等式が得ら
れるが、これをベクトル５について解けば目的とするオ
フセット情報が得られる。これは、１点多姿勢にともな
う駆動位置データ０１〜θｅを取込んでオフセット情報
を演算する方式本発明はオフセット情報を利用したロボ
ット教示方式である。そこで、オフセット情報を使わな
かった場合にどうなるか、第６図を使って説明する。今
、教示対象点ＣＷ＞　（Ｗ’）を溶接トーチｉｂを用い
て教示したとする。それによる教示データを用いて、再
生のロボット動作を行わせると、教示対象点（Ｗ）　（
Ｗ’）では再生上の誤差が生じない。しかし、その間を
たとえば直線補間をした場合に問題が生ずる。このとぎ
に、直線となるのは基準点Ｑの軌跡Ｊであって、制御対
、１６゜ 象点Ｐｂの軌跡Ｊ′は直線になるとは限らない。それは
教示対象点（Ｗ）から闇に至る溶接トーチ５ｂ（ａボッ
ト手首２）の姿勢変化の影響を受けて、その分だけ制御
対象点Ｐｂの軌跡Ｊ’に歪が生ずるためである。Therefore, a required number of equations are obtained as the posture changes, and by solving these equations for vector 5, the desired offset information can be obtained. This is a method in which offset information is calculated by taking in drive position data 01 to θe associated with one-point multi-posture.The present invention is a robot teaching method that uses offset information. What will happen if offset information is not used will be explained using FIG. 6. Now, assume that the teaching target point CW>(W') is taught using the welding torch ib. When the robot is operated using the teaching data, the teaching point (W) (
W') causes no reproduction error. However, a problem arises when, for example, linear interpolation is performed between them. At this point, it is the locus J of the reference point Q that is a straight line, and the locus J' of the control pair and the 16° quadrant Pb is not necessarily a straight line. This is because the trajectory J' of the controlled point Pb is distorted by the influence of the attitude change of the welding torch 5b (a-bot wrist 2) from the teaching target point (W) to the darkness.

本発明においては、動作時のオフセットがまだわからな
い段階で教示時のオフセット（ブロック１５．５４　）
を用いて補正の演算（ステップ１４゜５４）を行う。こ
の意義について説明する。第６図ではオフセット情報を
ベクトルＱＰｂとした。In the present invention, when the offset during operation is not yet known, the offset during teaching (block 15.54) is
A correction calculation (step 14.54) is performed using the . The significance of this will be explained. In FIG. 6, the offset information is a vector QPb.

第７図のＡ　ｈｔこのベクトルＱＰｂを示したものであ
る。第７図の子は動作時のオフセット情報に相当するベ
クトルであって、動作時に用いる溶接トーチ３Ｃに対応
する。教示時のベクトル凸から動作時のベクトル中を引
いたものをかりに補正ベクトル台とする。この補正ベク
トルＯを利用することも技術的には可能である。この場
合、教示時のベクトル＆を教示後罠も温存しておき、動
作時のベクトル中がわかったときに以上の両者から補正
ベクトル０を演算する運びとなる。A ht in FIG. 7 shows this vector QPb. The child in FIG. 7 is a vector corresponding to offset information during operation, and corresponds to the welding torch 3C used during operation. The value obtained by subtracting the medium vector during operation from the convex vector during teaching is used as the correction vector base. It is also technically possible to use this correction vector O. In this case, the vector & at the time of teaching is saved as a post-teaching trap, and when the vector at the time of operation is known, the correction vector 0 is calculated from both of them.

ところが、教示時のベクトル凸を教示後にも温存するこ
とが負担となる。これは次の事情によるものである。教
示データの修正（再教示）かもとの教示時の溶接トーチ
６ｂを使って行われるとは限らない。その溶接トーチ６
ｂをすでに処分していたり、あるいはそれを着は換えた
場合は教示時のベクトルゐの他に再教示時のベクトルゐ
′をも記録に残さなければならない。それはそれに対応
する補正ベクトルαを演算するためである。したがって
、結局は各教示対象点（Ｗ、＋Ｗ′・・・・・・）ごと
にそれぞれのベクトル台、θ′・・・・・・を併記して
記憶する結果となり、記憶容量上の負担が嵩んで良くな
いのである。However, preserving the vector convexity during teaching even after teaching becomes a burden. This is due to the following circumstances. Modification of teaching data (re-teaching) is not necessarily performed using the welding torch 6b used in the original teaching. The welding torch 6
If you have already disposed of b or replaced it, you must record not only the vector 2 at the time of teaching but also the vector 2' at the time of re-teaching. This is to calculate the corresponding correction vector α. Therefore, in the end, each teaching target point (W, +W'...) has to be memorized along with its respective vector base, θ'..., which reduces the burden on storage capacity. It's not good because it's bulky.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によればロボット手首に任意の制御対象物を取付
け、それで教示が行えるので便利である。また、オフセ
ット情報を参照するので、動作軌跡（補間軌跡）上の問
題も残らない。さらに、再教示も簡単であって、教示デ
ータの記憶容量も少ないので有利である。According to the present invention, it is convenient because any object to be controlled can be attached to the robot's wrist and teaching can be performed using that object. Furthermore, since the offset information is referred to, there are no problems with the motion trajectory (interpolation trajectory). Further, re-teaching is easy and the storage capacity for teaching data is small, which is advantageous.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第１図は本発明に係るロボット教示方式の一実施例を示
す説明用の流れ図、第２図はこれに対応する動作時の流
れ図、第５図は他の実施例を示す説明用の流れ図、第４
図はこれに対応する動作時の流れ図、第５図は対象とな
るロボットの一例を示す正面図、第６図はその要部拡大
図、第７図は前記拡大図に対応する別の説明用拡大図で
ある。 図中の１はロボットアーム、２はロボット手首、３と５
ａと３ｂと５Ｃは制御対象物、ＰとＰａとＰｂは制御対
象点、Ｑは基準点、ＷとＷは教示対象点、ステップ１１
と３１は位置づけ工程、ステップ１２と３２は読出し工
程、ステップ１４または５４〜３８は演算工程、ステッ
プ１６と３９は記憶工程を示す。FIG. 1 is an explanatory flowchart showing one embodiment of the robot teaching method according to the present invention, FIG. 2 is a flowchart during the corresponding operation, and FIG. 5 is an explanatory flowchart showing another embodiment. Fourth
The figure is a flowchart of the corresponding operation, Figure 5 is a front view showing an example of the target robot, Figure 6 is an enlarged view of its main parts, and Figure 7 is another explanatory diagram corresponding to the enlarged view. This is an enlarged view. In the figure, 1 is the robot arm, 2 is the robot wrist, 3 and 5
a, 3b and 5C are objects to be controlled, P, Pa and Pb are points to be controlled, Q is a reference point, W and W are points to be taught, step 11
and 31 are positioning steps, steps 12 and 32 are reading steps, steps 14 or 54 to 38 are calculation steps, and steps 16 and 39 are storage steps.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 １、ロボット手首に取付けられる制御対象物の位置、姿
勢をロボット手首を介して制御するための教示データを
形成するものにおいて、ロボット手首に任意の制御対象
物を取付けるとともに、この制御対象物における制御対
象点を空間上の任意の教示対象点に位置づける工程と、
このときのロボット手首に対する相対位置が常に不変な
基準点の位置情報を読出す工程と、前記任意の制御対象
物における制御対象点と前記基準点との間の相対的な位
置関係をあらわすオフセット情報と、前記位置情報とか
ら、前記制御対象点の位置をあらわす位置データを演算
する工程と、前記位置データを教示データの少なくとも
一部として記憶する工程を含むロボット教示方式。 ２、基準点の位置情報をロボット各駆動部における駆動
位置データとする特許請求の範囲第１項記載のロボット
教示方式。 ３、制御対象点の位置データを、基準点を前記制御対象
点に位置づけたと仮定したときのロボット各駆動部にお
ける駆動位置データとする特許請求の範囲第１項または
第２項記載のロボット教示方式。[Scope of Claims] 1. An apparatus for forming teaching data for controlling the position and posture of a controlled object attached to a robot wrist via the robot wrist, which includes: attaching an arbitrary controlled object to the robot wrist; a step of positioning the control target point in the control target object at an arbitrary teaching target point in space;
At this time, a step of reading position information of a reference point whose relative position with respect to the robot wrist always remains unchanged; and offset information representing a relative positional relationship between the control target point and the reference point in the arbitrary control target object. and the position information, the robot teaching method includes the step of calculating position data representing the position of the control target point, and the step of storing the position data as at least a part of teaching data. 2. The robot teaching method according to claim 1, wherein the position information of the reference point is drive position data for each drive unit of the robot. 3. The robot teaching method according to claim 1 or 2, wherein the position data of the control target point is drive position data of each drive unit of the robot assuming that a reference point is positioned at the control target point. .