JPH0241843A - How to teach by tracing the work trajectory - Google Patents

How to teach by tracing the work trajectory

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JPH0241843A
JPH0241843A JP18883588A JP18883588A JPH0241843A JP H0241843 A JPH0241843 A JP H0241843A JP 18883588 A JP18883588 A JP 18883588A JP 18883588 A JP18883588 A JP 18883588A JP H0241843 A JPH0241843 A JP H0241843A
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JP
Japan
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point
teaching
reference point
workpiece surface
new reference
Prior art date
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Pending
Application number
JP18883588A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazunori Yamada
一徳 山田
Kunio Kashiwagi
柏木 邦雄
Tooru Kurenuma
透 榑沼
Shinsaku Tsutsui
筒井 真作
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Construction Machinery Co Ltd
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Publication date
Application filed by Hitachi Construction Machinery Co Ltd filed Critical Hitachi Construction Machinery Co Ltd
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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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はティーチングプレイバック方式をとる産業川口
ボットや作業機械の作業軌跡の倣い教示方法に係わり、
特に教示作業に要するオペレータの負担軽減に好適な作
業軌跡の倣い教示方法に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Field of Industrial Application] The present invention relates to a method of teaching an industrial Kawaguchi bot and a working machine to follow the work trajectory using a teaching playback method.
In particular, the present invention relates to a method of teaching by tracing a work trajectory suitable for reducing the burden on the operator required for teaching work.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

−iDにティーチングプレイバック方式の基本は、ロボ
ットにやってもらいたい作業の手順を何らかの方法で予
めロボットに教え込むことにある。その教示内容の1つ
に、ロボy l・の手首部に収り付けられている1ヤ業
工具の位置及び姿勢を決定する各軸の位置制御情報があ
る。この位置情報を教示する方法として、ワーク表面上
の作業軌跡に沿って作業工具を移動させる倣い制御方法
があり、これには、ロボットアーム先端にティーチング
ハンドル等の操作手段を収り付け、人間かこのハンドル
を持って直接ロボット本体を動かしながら教え込む方式
と、ティーチングボックス等によりロボy h本体をリ
モーl〜コントロールする方式がある。
-iD The basics of the teaching playback method is to teach the robot in some way the procedure for the work you want the robot to do in advance. One of the contents of the teaching is position control information for each axis that determines the position and orientation of the work tool housed in the wrist of the robot Yl. As a method for teaching this position information, there is a tracing control method in which the work tool is moved along the work trajectory on the workpiece surface. There are two methods: teaching while holding the handle and moving the robot body directly, and controlling the robot body remotely using a teaching box or the like.

またCADデご夕等を利用するオフラインティーチ方式
や、三次元形状測定機等を利用し、ワーク形状のデータ
情報を得て教示を行う方法もある。
There is also an offline teaching method that uses a CAD computer, and a method that uses a three-dimensional shape measuring machine or the like to obtain data information about the shape of the workpiece and perform teaching.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

上記従来の倣い教示方法は、いずれの方式にせよ、人間
の視覚をたよりに目標位置を教示するため、ロボットの
微動操作に多大の労力と時間を要するという問題かあっ
た。またオフラインティーチ方式はCADデータ等を利
用することにより教示時間を短縮することはできるが、
ワーク形状のデータか既知の情報でなくてはならず、さ
らにその既知の情報と実際のワーク形状の誤差等は避け
ることができない。
In any of the conventional scanning teaching methods described above, the target position is taught by relying on human vision, so there is a problem in that it requires a great deal of effort and time for fine movement of the robot. In addition, the offline teaching method can shorten the teaching time by using CAD data, etc.
The data must be known information about the shape of the workpiece, and furthermore, errors between the known information and the actual shape of the workpiece cannot be avoided.

二次元形状測定機等を利用してワーク形状のデータ情報
を得る場合も、そのままの測定情報を入力すると、教示
データが過剰となる。
Even when obtaining workpiece shape data using a two-dimensional shape measuring machine or the like, if the measurement information is input as is, teaching data will be excessive.

本発明の目的は、教示作業に要するオペレータの負担を
軽減し、作業効率の向上を図ることのできる作業軌跡の
倣い教示方法を提供することである。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a method of teaching by tracing a work trajectory, which can reduce the burden on the operator required for teaching work and improve work efficiency.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

上記目的は、作業工具にかかる反力を検出する多軸力セ
ンサを設け、作業工具がワーク表面に最初に接触した点
を最初の基準点として、そのときに作業工具にかかる反
力を前記多軸力センサにより検出し、その力信号から該
基準点でのワーク表面法線ベクトルを演算すると共に、
該基準点を教示始点として教示データを記憶装置に格納
し、作業工具を作業軌跡上の倣い方向にある址たけ移動
してそのときの接触点におけるワーク表面ベクトルを同
様に演算した後、前記基準点のワーク表面ベクトル方向
と現接触点でのワーク表面法線ベクトル方向との角度差
を演算し、その値が予め設定した角度以下の場合は再び
作業工具を移動して同様にワーク表面法線ベクトル方向
の角度差を演算し、ワーク表面法線ベクトル方向の角度
差か前記設定角度を越えた場合は現接触点を新たな基準
点として、少なくともその新基準点を教示点として教示
データを記憶装置に格納することを特徴とする作業軌跡
の倣い教示方法によって達成される。
The above purpose is to provide a multi-axis force sensor that detects the reaction force applied to the work tool, and to measure the reaction force applied to the work tool at that time by using the point where the work tool first contacts the workpiece surface as the first reference point. It is detected by an axial force sensor, and the normal vector of the workpiece surface at the reference point is calculated from the force signal, and
The teaching data is stored in the storage device with the reference point as the teaching starting point, the work tool is moved a certain distance on the working trajectory in the tracing direction, and the workpiece surface vector at the contact point at that time is similarly calculated, and then the reference point is Calculate the angular difference between the workpiece surface vector direction at the point and the workpiece surface normal vector direction at the current contact point, and if the value is less than the preset angle, move the work tool again and change the workpiece surface normal vector direction in the same way. The angular difference in the vector direction is calculated, and if the angular difference in the vector direction normal to the work surface exceeds the set angle, the current contact point is set as a new reference point, and at least the new reference point is stored as the teaching point. This is achieved by a teaching method for tracing a work trajectory, which is characterized by storing the work trajectory in the device.

ここで、前記ワーク表面法線ベクI−ル方向の角度差か
前記設定角度を越えた場合、前記新基準点より1つ前の
接触点が前記最初の基準点でなければ、当該tつ前の接
触点と新基準点の両方を教示点として教示データを記憶
装置に格納し、新見iシ:点より1つ前の接触点か前記
最初の基準点である場合は新基準点のみを教示点として
教示データを記憶装置に格納することができる。
Here, if the angle difference in the direction of the work surface normal vector I - exceeds the set angle, if the contact point one before the new reference point is not the first reference point, the t previous contact point The teaching data is stored in the storage device using both the contact point and the new reference point as teaching points, and if the contact point is one point before the point or the first reference point, only the new reference point is stored. Teach data can be stored in a storage device as a teach point.

また、前記ワーク表面法線ベクトル方向の角度差が前記
設定角度を越えた場合、前記新店H(r点より1つ前の
接触点が前記最初の基準点でなくかつ該1つ前の接触点
のワーク表面ベクトル方向と新基準点のワーク表面法線
ベクトル方向との角度差が予め設定した角度を越えた場
合は、当該1つ前の接触点と新基準点の両方を教示点と
して教示データを記憶装置に格納し、それ以外の場合は
新基準点のみを教示点として教示データを記憶装置に格
納することができる。
Further, if the angular difference in the normal vector direction of the workpiece surface exceeds the set angle, if the contact point one before the new store H (r point is not the first reference point and the one contact point before the new point If the angle difference between the workpiece surface vector direction of the new reference point and the workpiece surface normal vector direction of the new reference point exceeds the preset angle, both the previous contact point and the new reference point are used as the teaching point and the teaching data is is stored in the storage device, and in other cases, teaching data can be stored in the storage device with only the new reference point as the teaching point.

〔作用〕[Effect]

このように構成された本発明においては、最初の基準点
のワーク表面ベクトル方向と現接触点でのワーク表面法
線ベクトル方向との角度差が予め設定した角度を越えた
場合は、現接触点を新たな基準点として、少なくともそ
の新基準点を教示点として教示データを記憶装置に格納
することにより、作業工具を作業軌跡に沿って移動させ
るだけで教示点か自動的に生成され、教示操作が行える
In the present invention configured as described above, if the angular difference between the workpiece surface vector direction of the first reference point and the workpiece surface normal vector direction at the current contact point exceeds a preset angle, the current contact point By using the new reference point as a new reference point and storing the teaching data in the storage device with at least the new reference point as the teaching point, the teaching point is automatically generated just by moving the work tool along the work trajectory, and the teaching operation is performed. can be done.

従って、人間の視覚にたより目標位置を教示する必要か
なく、また教示データを格納する操作も必要としないの
で、オペレータの労力を著しく軽減でき、かつ教示にか
かる時間を短縮できる。
Therefore, there is no need to teach the target position by relying on human vision, and there is no need for an operation to store the teaching data, so the operator's labor and time required for teaching can be significantly reduced.

また、新基準点より1つ前の接触点と新基準点の両方を
教示点として教示データを記憶装置に格納することによ
り、最初の基準点と新基準点より1つ前の接触点との間
の接触点は教示点とせす、教示データを格納しないので
、教示データ数を減らすことかできる。また、最初の基
準点から新基準点より1つ前の接触点までが直線又はほ
ぼ直線の作業軌跡については、新基準点だけでなく1つ
前の接触点をも教示点として生成するので、直線または
ほぼ直線の作業軌跡を正確に教示できる。
In addition, by storing teaching data in the storage device with both the contact point one before the new reference point and the new reference point as teaching points, the contact point one before the new reference point and the first reference point can be The contact points between the two are used as teaching points, and no teaching data is stored, so the number of teaching data can be reduced. Furthermore, for work trajectories that are straight or nearly straight from the first reference point to the contact point one before the new reference point, not only the new reference point but also the previous contact point is generated as a teaching point. A straight or nearly straight work trajectory can be taught accurately.

なお、新基準点のみを教示点とした場合には、教示デー
タ数をさらに減らすことができる。
Note that if only the new reference point is used as a teaching point, the number of teaching data can be further reduced.

さらに、新基準点より1つ前の接触点のワーク表面ベク
トル方向と新基準点のワーク表面法線ベクトル方向との
角度差が予め設定した角度を越えたかどうかも判断する
ことにより、最初の基準点から新基準点より1つ前の接
触点までが直線又はほぼ直線の作業軌跡か、曲率か連続
的に変化する作業軌跡かを自動的に判断することができ
、前者の場合は、新基準点より1つ前の接触点と新基準
点の両方を教示点として教示データを記憶装置に格納す
る上述した教示方法を実施し、新基準点より1つ前の接
触点までの直線の作業軌跡を正確に教示でき、後者の場
合は、新基準点のみを教示点として教示データを記憶装
置に格納することにより、教示データ数を減らずことか
でき、それぞれの作業軌跡に適した教示方法を実論でき
る。
Furthermore, by determining whether the angular difference between the workpiece surface vector direction of the contact point one point before the new reference point and the workpiece surface normal vector direction of the new reference point exceeds a preset angle, It is possible to automatically determine whether the work trajectory from the point to the contact point one before the new reference point is a straight line or almost straight line, or a work trajectory with curvature or continuously changing.In the former case, the new standard The above-mentioned teaching method of storing the teaching data in the storage device with both the contact point one point before the new reference point and the new reference point as teaching points is carried out, and a straight line work trajectory from the new reference point to the contact point one point before the point is executed. In the latter case, by storing the teaching data in the storage device with only the new reference point as the teaching point, it is possible to avoid reducing the number of teaching data, and it is possible to use a teaching method suitable for each work trajectory. I can make a practical argument.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明の一実施例を第1図〜第4図を参照して説
明する。
Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 4.

第1図において、ロボット1は、任意の曲面形状を持つ
作業対象物であるワーク2上を移動する作業工具3を有
し、作業工具3には作業工具3にかかる力を検出する多
軸力センサ4か装着されている。ロボット1はコントロ
ーラ5から出力される制御信号により動作する。コント
ローラ5は外部メモリとして記憶装置6を有し、かつロ
ボット1を制御するためにコント17−ラ5にオペレー
タにより操作されるティーチングボックス7から情報が
伝送される。コントローラ5は、このティーチングボッ
クス7から得られる情報と多軸力センサ4及びロボ・ソ
ト1から得られる情報をもとに予め設定されたプログラ
ムにしたかってロボット1に出力する制御信号を作成し
かつ教示データを演算する。その教示データは記憶装W
6に格納される。またコントローラ5は内部メモリに、
第2図に示すように基準点データメモリ領域5a、第1
データメモリ領域5b、第2データメモリ領域5Cを有
している。
In FIG. 1, a robot 1 has a work tool 3 that moves over a workpiece 2 having an arbitrary curved surface shape, and the work tool 3 has a multi-axial force that detects the force applied to the work tool 3. Sensor 4 is installed. The robot 1 operates according to control signals output from the controller 5. The controller 5 has a storage device 6 as an external memory, and information is transmitted from a teaching box 7 operated by an operator to the controller 17-5 to control the robot 1. The controller 5 creates a control signal to be output to the robot 1 according to a preset program based on the information obtained from the teaching box 7 and the information obtained from the multi-axis force sensor 4 and the robot soto 1. Calculates teaching data. The teaching data is stored in W
6. In addition, the controller 5 has internal memory,
As shown in FIG.
It has a data memory area 5b and a second data memory area 5C.

次に、以上の装置を用いて行われる本発明の一実施例に
よる作業軌跡の倣い教示方法をさらに第3図及び第4図
を参照して説明する。第3図は、コントローラ5に設定
されているプログラムの制御手順を示すフローチャート
であり、第4図は、本実施例により教示される作業軌跡
の断面を示し、作業軌跡の倣い方向をX軸と平行に、作
業工具の押付は方向を2軸に平行にとっている。
Next, a working locus tracing teaching method according to an embodiment of the present invention, which is performed using the above-described apparatus, will be further described with reference to FIGS. 3 and 4. FIG. 3 is a flowchart showing the control procedure of the program set in the controller 5, and FIG. 4 shows a cross section of the work trajectory taught by this embodiment, with the tracing direction of the work trajectory taken as the X axis. In parallel, the direction of pressing of the working tool is parallel to the two axes.

まず、教示作業を開始するに当ってはコントローラ5の
メモリ領域5a、5b、5c及び記憶装置6のメモリを
初期化しておく(ステップ10)。
First, before starting the teaching work, the memory areas 5a, 5b, 5c of the controller 5 and the memory of the storage device 6 are initialized (step 10).

ワーク表面上の点POに作業工具3を移動し、ワーク2
に接触させ(ステップ11)、作業工具3にかかる力を
多軸力センサ4により検出し、その力信号から点POで
のワーク表面法線ベクトルNOを演算する(ステップ1
2)。この演算は、力センサ4で検出された力の方向は
ほぼワーク表面法線ベクトルNOの方向に一致するので
、例えばその力ベクトルを単位化することによって行わ
れる。そして点POを教示始点として教示データを記憶
袋!6に格納すると共に、点POを最初の基準点として
Noのデータを基準点データメモリ領域5aに記憶する
(ステップ13)。
Move the work tool 3 to the point PO on the work surface and move the work tool 3 to the point PO on the work surface.
(Step 11), the force applied to the work tool 3 is detected by the multi-axis force sensor 4, and the workpiece surface normal vector NO at point PO is calculated from the force signal (Step 1).
2). This calculation is performed, for example, by unitizing the force vector, since the direction of the force detected by the force sensor 4 approximately coincides with the direction of the workpiece surface normal vector NO. Then, store the teaching data in a memory bag with point PO as the teaching starting point! 6, and also stores No data in the reference point data memory area 5a with point PO as the first reference point (step 13).

次に、作業工具3を作業軌跡上の倣い方向に予め設定さ
れている址Δ」たけ移動して(ステップ14)、次の接
触点P1におけるワーク表面法線ベクトルN1を演算し
、基準点POにおけるワーク表面法線ベクトルNoとの
方向角度差αを計算する(ステップ15)。次いで角度
差αが予め設定された角度を越えるか否かが判断される
(ステップ16)。ここで角度差αが設定角度以下であ
ると仮定すると、接触点P1における教示データを第1
テータメモリ領」或5bに記憶しくステップ17)、再
び次の接触点P2までΔまたけ移動する(ステップ14
)。以後角度差αが設定角度を越えるまで作業工具3を
作業軌跡上を移動させる。
Next, the work tool 3 is moved in the tracing direction on the work trajectory by a preset distance Δ'' (step 14), the workpiece surface normal vector N1 at the next contact point P1 is calculated, and the reference point PO The direction angle difference α between the normal vector No. of the workpiece surface and the workpiece surface normal vector No. is calculated (step 15). Next, it is determined whether the angle difference α exceeds a preset angle (step 16). Here, assuming that the angle difference α is less than or equal to the set angle, the teaching data at the contact point P1 is
data memory area" or 5b (step 17), and moves again by Δ to the next contact point P2 (step 14).
). Thereafter, the work tool 3 is moved on the work trajectory until the angle difference α exceeds the set angle.

この際、第1データメモリ領域5bに記憶されたデータ
は次にデータが取り込まれるときに第2データ顧域5c
に移され、第2データ領域5Cに記憶されていたデータ
は逐次消去される(ステップ17)。
At this time, the data stored in the first data memory area 5b will be transferred to the second data memory area 5c when the data is imported next time.
The data stored in the second data area 5C is sequentially erased (step 17).

接触点Plにおいて、ワーク表面法線ベクトルNn+と
Noの方向角度差αが設定角度を越えた場合、作業軌跡
上の接触点POからP n−1が直線又はほぼ直線であ
ると見做し、接触点P l−1が最初の基準点POと一
致するかどうかを判断しな後(ステップ18)、一致し
ていない場合は点Pn+−1を教示点とする(ステップ
19)、そして第1データメモリ領域5bに記憶されて
いる教示データを教示データ記憶装置6に格納する(ス
テップ1つ)、接触点P n−1が基準点POと一致し
ている場合は、点P n−1における教示データは既に
記憶装置6に格納されているので、この時点では格納し
ない、そして接触点Pmを教示点として生成して教示デ
ータを教示データ記憶装置6に格納しくステップ19.
20)、接触点Pmを新基準点としてワーク表面法線ベ
クトルNnのデータを基準点データメモリ領域5aに記
憶する(ステップ21)。このとき、最初の基準点PO
のワーク表面法線力ベクトルNOのデータは基準点デー
タメモリ領15aから消去する。
At the contact point Pl, if the direction angle difference α between the work surface normal vectors Nn+ and No exceeds the set angle, it is assumed that Pn-1 from the contact point PO on the work trajectory is a straight line or almost a straight line, After determining whether the contact point Pl-1 matches the first reference point PO (step 18), if they do not match, the point Pn+-1 is set as the teaching point (step 19), and the first The teaching data stored in the data memory area 5b is stored in the teaching data storage device 6 (one step). If the contact point P n-1 coincides with the reference point PO, the teaching data at the point P n-1 is stored. Since the teaching data has already been stored in the storage device 6, it is not stored at this point, and the contact point Pm is generated as a teaching point and the teaching data is stored in the teaching data storage device 6.Step 19.
20), the contact point Pm is set as a new reference point and the data of the workpiece surface normal vector Nn is stored in the reference point data memory area 5a (step 21). At this time, the first reference point PO
The data of the workpiece surface normal force vector NO is deleted from the reference point data memory area 15a.

以上の操作を作業軌跡の終点まで繰返(ステップ22)
、終点における接触点を倣い教示終点とし、教示データ
を格納して(ステップ23)倣い教示操作を終了する。
Repeat the above operations until the end point of the work trajectory (step 22)
, the contact point at the end point is set as the end point of the tracing teaching, the teaching data is stored (step 23), and the tracing teaching operation is completed.

このように本実施例においては、作業工具3を作業軌跡
に沿って移動させるたけで、最初の基準点POのワーク
表面ベクトルNOと接触点PIのワーク表面ベクトルN
raどの方向角度差αが設定角度を越えると、教示点P
 n−1及びPi又は教示点PIを自動的に生成し、教
示データを格納するので、人間の視覚にたより目標位置
を教示する必要かなく、また教示データを格納する操作
も必要とせず、オペレータの労力を著しく軽減できる。
In this way, in this embodiment, by simply moving the work tool 3 along the work trajectory, the workpiece surface vector NO at the first reference point PO and the workpiece surface vector N at the contact point PI are
If the directional angle difference α exceeds the set angle, the teaching point P
Since n-1 and Pi or the teaching point PI are automatically generated and the teaching data is stored, there is no need to teach the target position by relying on human vision, and there is no need for an operation to store the teaching data. This can significantly reduce the labor involved.

また教示にかかる時間を短縮できる。また、最初の基準
点POとそのワーク表面法線ベクトルN0との方向角度
差αが設定角度を越えない最後の接触点P n−1との
間の接触点は教示点とせず、教示データを格納しないの
で、教示データ数を最少にできる。
Furthermore, the time required for teaching can be reduced. In addition, the contact point between the first reference point PO and the last contact point Pn-1, where the direction angle difference α between the workpiece surface normal vector N0 does not exceed the set angle, is not used as a teaching point, and the teaching data is Since it is not stored, the number of teaching data can be minimized.

また、本実施例では、最初の基準点POと接触点P n
−1との間の直線またはほぼ直線の作業軌跡については
、新基準点Plたけでなく1つ前の接触点Pm−1をも
教示点として生成するので、点POと点P n−1との
間の直線又はほぼ直線を正確に教示することができる。
Furthermore, in this embodiment, the first reference point PO and the contact point P n
-1, the previous contact point Pm-1 is generated as a teaching point as well as the new reference point Pl. A straight line or nearly a straight line between the lines can be taught accurately.

以上の説明は二次元的なものであったが、ワーク表面が
三次元的な形状を有していても本実施例は同様に適用で
きる。それを第5図を参照して説明する。
Although the above explanation was two-dimensional, this embodiment can be similarly applied even if the workpiece surface has a three-dimensional shape. This will be explained with reference to FIG.

第5図において、破線で示される作業軌跡はX軸に平行
な直線であるか、途中でワーク表面か作業軌跡の軸回り
に傾斜している。この場合、接触点Pmにおけるワーク
表面法線ベクトルNrgと最初の接触点POにおけるワ
ーク表面法線ベクトルNOをx−z平面に投影すると方
向角度差は0となるか、y−z平面に投影すると方向角
度差を持つことになる。従って、方向角度差としてワー
ク表面法線ベクトルNOとNlの立体角度差を演算する
ことにより、上記と同様に点Pmを新基準点として教示
データを記憶装置6に格納することができる。
In FIG. 5, the work locus indicated by a broken line is a straight line parallel to the X-axis, or the workpiece surface is inclined about the axis of the work locus along the way. In this case, when the workpiece surface normal vector Nrg at the contact point Pm and the workpiece surface normal vector NO at the first contact point PO are projected onto the x-z plane, the direction angle difference becomes 0, or when projected onto the y-z plane, There will be a difference in direction and angle. Therefore, by calculating the solid angle difference between the work surface normal vectors NO and Nl as the directional angle difference, the teaching data can be stored in the storage device 6 with the point Pm as the new reference point in the same way as described above.

本発明の他の実施例を第6図及び第7図を参照して説明
する。
Another embodiment of the invention will be described with reference to FIGS. 6 and 7.

L記実艙例では、点POと点Pn−1との間の直線又は
ほぼ直線の作業軌跡を正確に教示するため、上述したよ
うに新基準点Pn+とその1つ前の接触点P n−1の
両方を教示点として生成した。しかしながら、ワーク表
面形状が作業軌跡にそのような直線又はほぼ直線部分の
ない、比較的連続的に曲率が変(ヒする曲面の場合は、
新基準点P1の1つ前の接触点P l−1を教示点とし
て生成する必要がなく、新基準点Pmのみを教示点とす
ればよい。
In the L-recording example, in order to accurately teach a straight or nearly straight work trajectory between point PO and point Pn-1, as described above, the new reference point Pn+ and the previous contact point Pn -1 were generated as teaching points. However, in the case of a curved surface where the workpiece surface shape has no such straight line or almost straight line part in the work trajectory and whose curvature changes relatively continuously,
It is not necessary to generate the contact point P l-1 immediately before the new reference point P1 as a teaching point, and it is sufficient to use only the new reference point Pm as a teaching point.

第6図及び第7図はこのような考えを収り入れた実施例
を示すものである。
FIGS. 6 and 7 show an embodiment incorporating this idea.

即ち、本実施例の倣い教示方法の対象となるワーク表面
形状は、第6図に示すように連続的に曲率が変化してい
る。このようなワーク表面の倣い教示を行う場合、本実
施例においては第7図に示すように、接触点Plにおい
てワーク表面法線ベクトルNlとNoの方向角度差αが
設定角度を越えた場合には、直接、接触点Pliのみを
教示点として生成して教示データを教示データ記憶装置
6に格納しくステップ19)、接触点P1を新基準点P
Oとしてワーク表面法線ベクトルNrmのデータを基準
点データメモリ領域5aに記憶する(ステップ21)、
これ以外の教示操作は第1図の実施例と同じである。
That is, the surface shape of the workpiece, which is the target of the scanning teaching method of this embodiment, has a curvature that continuously changes as shown in FIG. When teaching the workpiece surface in this way, as shown in FIG. directly generates only the contact point Pli as a teaching point and stores the teaching data in the teaching data storage device 6 (Step 19), and sets the contact point P1 as a new reference point P.
Store the data of the workpiece surface normal vector Nrm as O in the reference point data memory area 5a (step 21);
The teaching operation other than this is the same as the embodiment shown in FIG.

本実施例によれば、第1図の実施例より少ない教示点数
で倣い教示することができるので、教示データ数をさら
に減少することができるという効果かある。
According to this embodiment, it is possible to perform copying teaching with a smaller number of teaching points than in the embodiment shown in FIG. 1, which has the effect that the number of teaching data can be further reduced.

本発明のさらに池の実施例を第8図及び第9図を参照し
て説明する。
A further embodiment of the pond according to the present invention will be described with reference to FIGS. 8 and 9.

上述したように、第7図の実施例は、ワーク表面の曲率
が連続的に変化する場合に適用できるが、そのためには
ワーク表面形状が予め分っている必要かある。またワー
クによっては、直線又はほぼ直線の作業軌跡と曲率が連
続的に変化する作業軌跡の両方を持つ場合もある。従っ
て、ワーク表面形状かいずれに属するかを自動的に判別
しながら教示操作を行えれば都合がよい。第8図及び第
9図はこのような実施例を示すものである。
As described above, the embodiment shown in FIG. 7 can be applied when the curvature of the workpiece surface changes continuously, but for this purpose, the shape of the workpiece surface must be known in advance. Further, depending on the workpiece, the workpiece may have both a straight or nearly straight working trajectory and a working trajectory in which the curvature changes continuously. Therefore, it would be convenient if the teaching operation could be performed while automatically determining which category the workpiece surface shape belongs to. FIGS. 8 and 9 show such an embodiment.

即ち、第8図(a)及び第9図において、接触点Pmで
ワーク表面法線ベクトルNll1とNOの方向角度差α
が設定角度を越えたと判断された場合には(ステップ1
6)、さらに接触点Praの1つ前の接触点Pl−1の
ワーク表面法線ベクj・ルN l−1を演算し、第8図
(b)に示す接触点Plのワーク表面法線ベクトルN1
1と接触点P l−1のワーク表面ベクトルN t−1
の方向角度差α゛を演算しくステップ18A1次いで角
度差α°か予め設定した角度を越えるかどうかを判断す
る(ステップ18B)、ここで、角度差α°が設定角度
以下の場合は、最初の基準点POと接触点P1mのワー
ク表面法線ベクトルNO、Nnの設定角度を越えた角度
差αは、接触点Pn−1とPmの間で生じたのではない
と考え、点POと点Pnとの間は曲率が連続的に変化し
ていると見做し、点PIのみを教示点として教示データ
を記憶装置6に格納する(ステップ20)、角度差α゛
が設定角度を越えた場合は、最初の基準点POと接触点
Pmのワーク表面法線ベクトルNo 、Nlの設定角度
を越えた角度差αは、接触点P n−1とPIの間で生
じたと考え、点POから点P l−1までが直線又はほ
ぼ直線であると見做し、接触点P l−1が最初の基ヤ
点POと一致するかどうかを判断しな後(ステップ18
)、一致していない場合は点P I−1と点Plの両方
を教示点として教示データを記憶装置6に格納する(ス
テップ1つ)。以後の手順は第1図の実施例と同じであ
る。
That is, in FIGS. 8(a) and 9, the direction angle difference α between the workpiece surface normal vector Nll1 and NO at the contact point Pm
If it is determined that the angle exceeds the set angle (step 1
6), further calculate the workpiece surface normal vector j·le Nl-1 of the contact point Pl-1 immediately before the contact point Pra, and calculate the workpiece surface normal of the contact point Pl shown in FIG. 8(b). Vector N1
1 and the workpiece surface vector N t-1 of the contact point P l-1
Step 18A1 Next, it is determined whether the angular difference α° exceeds a preset angle (Step 18B). Here, if the angular difference α° is less than the set angle, the first Considering that the angular difference α that exceeds the set angle of the work surface normal vector NO, Nn between the reference point PO and the contact point P1m does not occur between the contact points Pn-1 and Pm, It is assumed that the curvature is continuously changing between , and the teaching data is stored in the storage device 6 with only the point PI as the teaching point (step 20). If the angular difference α exceeds the set angle considers that the angular difference α that exceeds the set angle of the work surface normal vector No, Nl between the first reference point PO and the contact point Pm occurs between the contact point P n-1 and PI, and from the point PO to the point After assuming that the line up to P l-1 is a straight line or almost a straight line, and determining whether or not the contact point P l-1 coincides with the first base point PO (step 18
), if they do not match, the teaching data is stored in the storage device 6 with both point P I-1 and point Pl as teaching points (one step). The subsequent steps are the same as in the embodiment shown in FIG.

このように本実施例においては、ワーク表面形状が予め
分らなくても、また作業軌跡が直線と曲線の混在するワ
ーク表面形状であっても、作業軌跡の形状を自動的に判
別し、第1図の実施例及び第7図の実施例のいずれかの
作業軌跡に適した教示方法を実施することができる。
In this way, in this embodiment, even if the workpiece surface shape is not known in advance, or even if the workpiece surface shape has a mixture of straight lines and curves, the shape of the workpiece trajectory is automatically determined and the first It is possible to implement a teaching method suitable for the work trajectory of either the embodiment shown in the figure or the embodiment shown in FIG.

なお第5図を参照して説明したのと同様に、第6図及び
第7図に示す実施例及び第8図及び第9図に示す実施例
においても、ワーク表面が三次元的な形状を有していて
も適用できるものである。
Note that in the same way as explained with reference to FIG. 5, in the embodiments shown in FIGS. 6 and 7 and the embodiments shown in FIGS. 8 and 9, the work surface has a three-dimensional shape. It is applicable even if you have.

また以りの実施例においては、ワーク表面法線ベクトル
NOの演算を・、力センサ4で検出された力の方向がワ
ーク表面法線ベクトルNOの方向にほぼ一致するとして
、その力ベクトルを単位化することによって行ったが、
作業工具がワークに接触したとき摩擦力の影響か出て、
力センサ4で検出された力の方向はワーク表面法線ベク
トルNOの方向に厳密には一致しない場合があるので、
より正確なワーク表面法線ベクトルNOを演算するため
には摩擦力の影響を除去するようにしてもよい。例えば
、一定の動摩擦係数を仮定して力センサで検出された力
の方向を修正する等の方法がある。なお作業工具自体を
摩擦の少ないグローブで作ることにより、摩擦力の影響
を除去することもできる。
In addition, in the following embodiments, the calculation of the workpiece surface normal vector NO is performed by assuming that the direction of the force detected by the force sensor 4 almost coincides with the direction of the workpiece surface normal vector NO, and using the force vector as a unit. It was done by making
When the work tool comes into contact with the workpiece, there is an effect of frictional force,
Since the direction of the force detected by the force sensor 4 may not exactly match the direction of the workpiece surface normal vector NO,
In order to calculate a more accurate workpiece surface normal vector NO, the influence of frictional force may be removed. For example, there is a method of correcting the direction of the force detected by the force sensor by assuming a constant dynamic friction coefficient. The effect of frictional force can also be eliminated by making the working tool itself out of a glove with low friction.

〔効果〕〔effect〕

本発明によれば、作業工具を作業軌跡に沿って移動させ
るだけで教示点が自動的に生成され、教示操作が行える
ので、オペレータの労力を箸しく軽減し、かつ教示にが
がる時間を短縮できる。
According to the present invention, teaching points are automatically generated and teaching operations can be performed simply by moving the work tool along the working trajectory, thereby significantly reducing the operator's labor and time required for teaching. Can be shortened.

また、新基準点より1つ前の接触点と新基準点の両方を
教示点として教示データを記憶装置に格納した場合は、
教示データ数を減らずことができると共に、直線又はほ
ぼ直線の作業軌跡を正確に教示できる。
Also, if the teaching data is stored in the storage device with both the contact point before the new reference point and the new reference point as teaching points,
It is possible to do this without reducing the number of teaching data, and to accurately teach a straight or nearly straight work trajectory.

さらに、新基準点より1つ前の接触点のワーク表面ベク
トル方向と新基準点のワーク表面法線ベクトル方向との
角度差が予め設定した角度を越えたかどうかも判断する
場合は、直線又はほぼ直線の作業軌跡か、曲率が連続的
に変化する作業軌跡かを自動的に判断し、それぞれに適
した教示操作を実施することができる。
Furthermore, when determining whether the angular difference between the workpiece surface vector direction of the contact point one before the new reference point and the workpiece surface normal vector direction of the new reference point exceeds a preset angle, it is necessary to It is possible to automatically determine whether the work trajectory is a straight line or a work trajectory with continuously changing curvature, and to perform teaching operations suitable for each.

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

第1図は、本発明の一実施例による作業軌跡の倣い教示
方法を実施するための装置を示すw1略図であり、第2
図はその装置のコントローラのメモリ領域及び教示デー
タ記憶装置を示す概略図であり、第3図はその倣い教示
方法を示すフローチャートであり、第4図は同倣い教示
方法を説明するための作業軌跡の断面図であり、第5図
は同倣い教示方法を三次元的に変化するワーク表面に適
用した場合の説明図であり、第6図は本発明の池の実施
例によるflE業軌跡の倣い教示方法を説明するための
作業軌跡の断面図であり、第7図はその倣い教示方法を
示すフローチャートであり、第8図(a)及び第8図(
b)は本発明のさらに他の実施例による作業軌跡の倣い
教示方法を説明するためのfヤ業軌跡の断面図であり、
第9図はその倣い教示方法を示すフローチャートである
。 符号の説明 ■・・・ロボット     2・・・ワーク3・・・作
業工具     4・・・多軸力センサ5・・・コント
ローラ   6・・・記憶装置第1図
FIG. 1 is a schematic diagram w1 showing an apparatus for carrying out a working locus tracing teaching method according to an embodiment of the present invention;
The figure is a schematic diagram showing the memory area and teaching data storage device of the controller of the device, FIG. 3 is a flowchart showing the copying teaching method, and FIG. 4 is a work trajectory for explaining the copying teaching method. FIG. 5 is an explanatory diagram when the same tracing teaching method is applied to a three-dimensionally changing workpiece surface, and FIG. FIG. 7 is a sectional view of a work trajectory for explaining the teaching method, and FIG. 7 is a flowchart showing the tracing teaching method, and FIG. 8(a) and FIG.
b) is a sectional view of a work trajectory for explaining a teaching method for tracing a work trajectory according to still another embodiment of the present invention;
FIG. 9 is a flowchart showing the tracing teaching method. Explanation of symbols■...Robot 2...Workpiece 3...Work tool 4...Multi-axis force sensor 5...Controller 6...Storage device Fig. 1

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)作業工具にかかる反力を検出する多軸力センサを
設け、作業工具がワーク表面に最初に接触した点を最初
の基準点として、そのときに作業工具にかかる反力を前
記多軸力センサにより検出し、その力信号から該基準点
でのワーク表面法線ベクトルを演算すると共に、該基準
点を教示始点として教示データを記憶装置に格納し、作
業工具を作業軌跡上の倣い方向にある量だけ移動してそ
のときの接触点におけるワーク表面ベクトルを同様に演
算した後、前記基準点のワーク表面ベクトル方向と現接
触点でのワーク表面法線ベクトル方向との角度差を演算
し、その値が予め設定した角度以下の場合は再び作業工
具を移動して同様にワーク表面法線ベクトル方向の角度
差を演算し、ワーク表面法線ベクトル方向の角度差が前
記設定角度を越えた場合は現接触点を新たな基準点とし
て、少なくともその新基準点を教示点として教示データ
を記憶装置に格納することを特徴とする作業軌跡の倣い
教示方法。
(1) A multi-axis force sensor that detects the reaction force applied to the work tool is provided, and the point where the work tool first contacts the workpiece surface is used as the first reference point, and the reaction force applied to the work tool at that time is measured by the multi-axis force sensor. Detected by a force sensor, the workpiece surface normal vector at the reference point is calculated from the force signal, the teaching data is stored in the storage device with the reference point as the teaching start point, and the work tool is moved in the tracing direction on the work trajectory. After moving by a certain amount and calculating the workpiece surface vector at the contact point in the same way, calculate the angular difference between the workpiece surface vector direction at the reference point and the workpiece surface normal vector direction at the current contact point. If the value is less than the preset angle, move the work tool again and calculate the angular difference in the direction of the workpiece surface normal vector in the same way, and if the angular difference in the direction of the workpiece surface normal vector exceeds the set angle. If the current contact point is a new reference point, the teaching data is stored in a storage device using at least the new reference point as a teaching point.
(2)前記ワーク表面法線ベクトル方向の角度差が前記
設定角度を越えた場合、前記新基準点より1つ前の接触
点が前記最初の基準点でなければ、当該1つ前の接触点
と新基準点の両方を教示点として教示データを記憶装置
に格納し、新基準点より1つ前の接触点が前記最初の基
準点である場合は新基準点のみを教示点として教示デー
タを記憶装置に格納することを特徴とする請求項1記載
の作業軌跡の倣い教示方法。
(2) If the angular difference in the normal vector direction of the workpiece surface exceeds the set angle, if the contact point one before the new reference point is not the first reference point, the contact point one before the new reference point. The teaching data is stored in the storage device with both the new reference point and the new reference point as the teaching point, and if the contact point one before the new reference point is the first reference point, the teaching data is stored with only the new reference point as the teaching point. 2. The method for teaching tracing of a work trajectory according to claim 1, wherein the method is stored in a storage device.
(3)前記ワーク表面法線ベクトル方向の角度差が前記
設定角度を越えた場合、前記新基準点より1つ前の接触
点が前記最初の基準点でなくかつ該1つ前の接触点のワ
ーク表面ベクトル方向と新基準点のワーク表面法線ベク
トル方向との角度差が予め設定した角度を越えた場合は
、当該1つ前の接触点と新基準点の両方を教示点として
教示データを記憶装置に格納し、それ以外の場合は新基
準点のみを教示点として教示データを記憶装置に格納す
ることを特徴とする請求項1記載の作業軌跡の倣い教示
方法。
(3) If the angular difference in the normal vector direction of the workpiece surface exceeds the set angle, the contact point one before the new reference point is not the first reference point and If the angular difference between the workpiece surface vector direction and the workpiece surface normal vector direction of the new reference point exceeds the preset angle, the teaching data will be set using both the previous contact point and the new reference point as the teaching point. 2. The work locus tracing teaching method according to claim 1, wherein the teaching data is stored in a storage device, and in other cases, the teaching data is stored in the storage device using only the new reference point as a teaching point.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10730434B2 (en) 2016-07-26 2020-08-04 JVC Kenwood Corporation Vehicular display control device, vehicular display system, vehicular display control method, and non-transitory storage medium

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US10730434B2 (en) 2016-07-26 2020-08-04 JVC Kenwood Corporation Vehicular display control device, vehicular display system, vehicular display control method, and non-transitory storage medium

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