JPH07104714B2 - Off-line teaching system for handling robot - Google Patents

Off-line teaching system for handling robot

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JPH07104714B2
JPH07104714B2 JP2089861A JP8986190A JPH07104714B2 JP H07104714 B2 JPH07104714 B2 JP H07104714B2 JP 2089861 A JP2089861 A JP 2089861A JP 8986190 A JP8986190 A JP 8986190A JP H07104714 B2 JPH07104714 B2 JP H07104714B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ロボットモデルとワークモデルとを画像出力
装置に表示させ、該画像出力装置上で上記ロボットモデ
ルを操作してハンドリングロボットの動作データを作成
するハンドリングロボットのオフライン教示システムに
関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial application] The present invention displays a robot model and a work model on an image output device, and operates the robot model on the image output device to operate data of a handling robot. The present invention relates to an off-line teaching system of a handling robot for creating a robot.

〔発明の背景〕[Background of the Invention]

今日、製造業をはじめ様々な分野でロボットが利用さ
れ、生産の自動化及び省力化に貢献している。
Today, robots are used in various fields including the manufacturing industry, and contribute to automation and labor saving of production.

これらロボットに作業動作を教示する方法は、生産ライ
ンを停止することなく教示を行える点で、オンラインの
教示よりもオフラインの教示が望ましい。
Of these methods of teaching the robot a work operation, offline teaching is preferable to online teaching because teaching can be performed without stopping the production line.

上記のようなオフラインの教示システムとしては、例え
ば特開昭61−113099号公報,特開昭61−118081号公報,
特開昭61−120029号公報等に開示のものが提案されてい
る。
Examples of the above-mentioned offline teaching system include, for example, JP-A-61-113099 and JP-A-61-118081.
The one disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 61-120029 has been proposed.

上記各公報に開示のシステムでは、CRTディスプレイ上
に表示されたロボットアームの先端のポイントを移動さ
せて、これを教示点として動作データが教示される。
In the systems disclosed in the above publications, the point of the tip of the robot arm displayed on the CRT display is moved, and the operation data is taught using this as a teaching point.

従って、上記システムは、上記ロボットアームの先端に
代わるツールを一体的に具備したロボット、例えばスプ
レーガンや溶接トーチ等のツールを具備して塗装,シー
リング,溶接等の作業を行うロボットに好適であって、
ロボット本体から分離された要素、即ちワークの移動や
組立の際に用いられるハンドリングロボットには好適と
はいえない。
Therefore, the system described above is suitable for a robot integrally provided with a tool that replaces the tip of the robot arm, for example, a robot equipped with tools such as a spray gun and a welding torch for performing work such as painting, sealing, and welding. hand,
It is not suitable for an element separated from the robot body, that is, a handling robot used when moving or assembling a work.

これは、上記従来技術では、ワークのハンドリングに伴
うロボットの動作の概念がシステム的に具現化されてい
ないことによる。
This is because the concept of the operation of the robot accompanying the handling of the work is not embodied systematically in the above-mentioned conventional technology.

そこで、本発明の目的とするところは、ハンドリングロ
ボットに対するオフライン教示を簡便に行い得る教示シ
ステムを提供することである。
Therefore, an object of the present invention is to provide a teaching system that can easily perform offline teaching to a handling robot.

〔課題を解決するための手段〕[Means for Solving the Problems]

上記目的を達成するために、本発明が採用する主たる手
段は、その要旨とするところが、ロボットモデルとワー
クモデルとを画像出力装置に表示させ、該画像出力装置
上で上記ロボットモデルを操作してハンドリングロボッ
トの動作データを作成するハンドリングロボットのオフ
ライン教示システムにおいて、ワークモデルを含まない
第1のロボットモデル及び上記ワークモデルのそれぞれ
の形状に関するデータを結合して、該ワークモデルを上
記第1のロボットモデルに一体的に組合せた状態の第2
のロボットモデルに関するデータを得る組合せ手段と、
上記組合せ手段により組合せられた上記第2のロボット
モデルを動作させ、該第2のロボットモデルに関するデ
ータと作業空間内の任意の位置に載置されたワークに対
応するワークモデルに関するデータとの整合状態から当
該ハンドリングロボットにより上記ワークが把持された
と判断する判断手段と、上記判断手段により上記ワーク
が把持されたと判断された際の動作データに従って、上
記第2のロボットモデルを上記画像出力装置上で動作さ
せ、この動作をシミュレートする動作シミュレーション
手段とを具備してなる点に係るハンドリングロボットの
オフライン教示システムである。
In order to achieve the above-mentioned object, the main means adopted by the present invention is that the gist thereof is to display a robot model and a work model on an image output device and operate the robot model on the image output device. In a handling robot off-line teaching system for creating operation data of a handling robot, data relating to respective shapes of a first robot model not including a work model and the work model is combined, and the work model is used as the first robot. Second state of being combined with the model
Means for obtaining data on the robot model of
The second robot model combined by the combining means is operated, and the matching state of the data about the second robot model and the data about the work model corresponding to the work placed at an arbitrary position in the work space The second robot model is operated on the image output device according to the determination means that determines that the workpiece is gripped by the handling robot, and the operation data when the determination means determines that the workpiece is gripped. And a motion simulation means for simulating this motion, which is an offline teaching system for a handling robot.

〔作用〕[Action]

本発明に係るハンドリングロボットのオフライン教示シ
ステムにおいては、まず、ワークモデルを含まない第1
のロボットモデル及び上記ワークモデルのそれぞれの形
状に関するデータを結合して、該ワークモデルを上記第
1のロボットモデルに一体的に組み合わせた状態の第2
のロボットモデルに関するデータが作成される。即ち、
ワークがハンドリングロボットの一構成部品として定義
付けられる。
In the offline teaching system for the handling robot according to the present invention, first, the first model that does not include the work model
Of the robot model and the work model are combined to form a second model in which the work model is integrally combined with the first robot model.
Data is created for the robot model of. That is,
The work is defined as a component of the handling robot.

引き続き、上記のようにして組み合わせられた第2のロ
ボットモデルが画像出力装置上で動作させられ、該第2
のロボットモデルに関するデータと作業空間内の任意の
位置に載置されたワークに対応するワークモデルに関す
るデータとが略整合した時点で、当該ハンドリングロボ
ットにより上記ワークが把持されたと判断される。
Subsequently, the second robot model combined as described above is operated on the image output device, and the second robot model is operated.
When the data about the robot model and the data about the work model corresponding to the work placed at an arbitrary position in the work space substantially match, it is determined that the handling robot grips the work.

この時のデータが教示データ(動作データ)として記憶
される。
The data at this time is stored as teaching data (operation data).

そして、上記動作データに従って、上記第2のロボット
モデルを上記画像出力装置上で動作させ、この動作をシ
ミュレートすることで当該ハンドリングロボットの動作
をチェックすることができる。
The operation of the handling robot can be checked by operating the second robot model on the image output device according to the operation data and simulating this operation.

〔実施例〕〔Example〕

以下添付図面を参照して、本発明を具体化した実施例に
つき説明し、本発明の理解に供する。尚、以下の実施例
は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的
範囲を限定する性格のものではない。
Embodiments embodying the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings to provide an understanding of the present invention. The following examples are examples of embodying the present invention and are not of the nature to limit the technical scope of the present invention.

ここに、第1図は本発明の一実施例に係るハンドリング
ロボットのオフライン教示システムの外観図、第2図は
上記ハンドリングロボットの一例の概念的な分解斜視
図、第3図は上記ハンドリングロボットを構成するハン
ドの概略構成を示すものであって、同図(a)は分解し
た状態での斜視図,同図(b)は組み立てた状態での斜
視図,同図(c)はワークを把持した状態での斜視図、
第4図は上記ハンドリングロボットのワークを把持した
状態での模式的構成図、第5図は上記オフライン教示シ
ステムにおける処理手順を模式的に示すフローチャー
ト、第6図及び第7図はそれぞれ上記ハンドリングロボ
ットに対する動作教示を説明するための該ハンドリング
ロボットの模式的構成図である。
Here, FIG. 1 is an external view of an offline teaching system for a handling robot according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a conceptual exploded perspective view of an example of the handling robot, and FIG. 3 is the handling robot. 1A and 1B are schematic views of the constituent hands, wherein FIG. 1A is a perspective view in a disassembled state, FIG. 1B is a perspective view in an assembled state, and FIG. Perspective view in the
4 is a schematic configuration diagram of the handling robot in a state of gripping a work, FIG. 5 is a flowchart schematically showing a processing procedure in the offline teaching system, and FIGS. 6 and 7 are the handling robots, respectively. FIG. 3 is a schematic configuration diagram of the handling robot for explaining motion teaching for the robot.

第1図において、当該ハンドリングロボットのオフライ
ン教示システム1は、デジタイザー2と、キーボード3
と、CRTディスプレイ4(画像出力装置)と、フロッピ
ィディスク装置5と、コンピュータ6とを有して基本的
に構成されている。
In FIG. 1, the offline teaching system 1 for the handling robot is a digitizer 2 and a keyboard 3.
, A CRT display 4 (image output device), a floppy disk device 5, and a computer 6 are basically configured.

ハードウエア的観点から見れば、これらは、所謂パーソ
ナルコンピュータシステム(パソコン)と同様であっ
て、特異な構成要素を有していないことから設備的負担
は比較的小さい。
From a hardware standpoint, these are similar to so-called personal computer systems (personal computers) and do not have peculiar components, so the facility burden is relatively small.

上記オフライン教示システム1は、ワークをハンドリン
グする際のオフライン教示を行うシステムであって、
ワーク図面入力に関する処理機能,ロボット及び周辺
装置入力に関する処理機能,ロボットの動作教示に関
するデータを作成する処理機能,動作シミュレーショ
ンに関する処理機能,教示データ出力に関する処理機
能,補助に関する処理機能等の処理機能を有してい
る。
The off-line teaching system 1 is a system for performing off-line teaching when handling a work,
Processing functions related to work drawing input, processing functions related to robot and peripheral device input, processing functions for creating data related to robot motion teaching, processing functions related to motion simulation, processing functions related to teaching data output, and processing functions related to assistance. Have

これらの各処理機能は、始めに処理メニューとして上記
CRTディスプレイ4上に表示されるので、オペレータは
任意に選択することができる。
Each of these processing functions is first described above as a processing menu.
Since it is displayed on the CRT display 4, the operator can select it arbitrarily.

以下に上記各処理機能を順次説明する。The respective processing functions will be sequentially described below.

ワーク図面入力に関する処理機能 ワーク図面入力処理は、ワークの形状を図面を用いて入
力する処理である。
Processing Function for Inputting Work Drawing The work drawing input processing is processing for inputting the shape of the work using a drawing.

まず、オペレータは、ワークの図面をデジタイザー2に
セットし、ペン2aで図面をなぞることにより線図を入力
する。係る図面から線図を入力する処理自体は、既にCA
D等の分野で公知の技術を応用することができる。
First, the operator sets a drawing of a work on the digitizer 2 and traces the drawing with the pen 2a to input a diagram. The process of inputting a line drawing from such a drawing is already CA
Techniques known in the field such as D can be applied.

平面図,正面図,側面図の三面図を入力されると、コン
ピュータ6は、3次元サーフェイスモデルを作成し、CR
Tディスプレイ4上に三面図と斜視図を表示する。
When a plan view, a front view and a side view are input, the computer 6 creates a three-dimensional surface model and CR
A three-view drawing and a perspective view are displayed on the T display 4.

オペレータは、画面を見ながら、入力ミスがあればキー
ボード3からコマンドを入力して修正し、表示された三
面図及び斜視図がワークを的確に表していると最終的に
確認したならば、上記キーボード3からコマンドを入力
し、そのワークデータをファイルに格納させる。
If the operator, while looking at the screen, makes a mistake in inputting a command from the keyboard 3 and corrects it, and finally confirms that the displayed three-view drawing and perspective view accurately represent the workpiece, A command is input from the keyboard 3 and the work data is stored in a file.

ロボット及び周辺装置入力に関する処理機能 ロボット及び周辺装置入力処理は、ロボット及びワーク
の寸法(座標データ等)や周辺装置の定義等を行う処理
であって、ロボットモデル(第1のロボットモデル)及
びワークモデルの三面図と斜視図とが上記CRTディスプ
レイ4上に表示される。
Robot and Peripheral Device Input Processing Robot and peripheral device input processing is the process of defining the dimensions (coordinate data, etc.) of the robot and the work, defining the peripheral device, etc., and is the robot model (first robot model) A three-dimensional view and a perspective view of the model are displayed on the CRT display 4.

そこで、オペレータは、ロボットやワークの寸法等に変
更があれば、上記CRTディスプレイ4上のロボットモデ
ルやワークモデルを修正して、或いは数値入力によって
実際のロボットやワークの形状を表すようにする。
Therefore, if there is a change in the dimensions of the robot or the work, the operator corrects the robot model or the work model on the CRT display 4 or represents the actual shape of the robot or the work by inputting a numerical value.

そして、ロボットやワーク及び周辺装置のデータの入力
が終了すると、ファイルに格納される。
Then, when the input of the data of the robot, the work and the peripheral device is completed, the data is stored in the file.

ロボットの動作教示に関するデータを作成する処理機
能 この処理機能は、当該オフライン教示システムにおいて
最も特徴的な要素であって、その処理手順の概略は、先
ず、ワークモデルを含まない第1のロボットモデル及び
上記ワークモデルのそれぞれの形状に関するデータを結
合して、該ワークモデルを上記第1のロボットモデルに
一体的に組み合わせた状態の第2のロボットモデルに関
するデータが作成される。即ち、ワークがハンドリング
ロボットの一構成部品として定義付けられる。
Processing Function for Creating Data Related to Robot Motion Teaching This processing function is the most characteristic element in the offline teaching system, and the outline of the processing procedure is as follows. Data regarding the respective shapes of the work models are combined to create data regarding the second robot model in a state where the work model is integrally combined with the first robot model. That is, the work is defined as one component of the handling robot.

引き続き、上記のようにして組み合わせられた第2のロ
ボットモデルがCRTディスプレイ4上で動作させられ、
該第2のロボットモデルに関するデータと作業空間内の
任意の位置に載置されたワークに対応するワークモデル
に関するデータとが略整合した時点で、当該ハンドリン
グロボットにより上記ワークが把持されたと判断され
る。
Subsequently, the second robot model combined as described above is operated on the CRT display 4,
When the data about the second robot model and the data about the work model corresponding to the work placed at an arbitrary position in the work space substantially match, it is determined that the work is gripped by the handling robot. .

この時のデータが教示データ(動作データ)としてファ
イルに格納される。
The data at this time is stored in the file as teaching data (motion data).

以下、上記構成におけるポイントについて、第2図乃至
第4図及び第6図に基づいて詳述する。
Hereinafter, the points in the above configuration will be described in detail with reference to FIGS. 2 to 4 and 6.

尚、各図中に付された各記号の意味づけは、それぞれ以
下の如くである。
The meaning of each symbol attached in each figure is as follows.

Ow:ワールド座標系(作業領域内)における原点 Or:ロボット座標系における原点 ここで、 ロボット及びワークの相対関係を示すデータで、周辺装
置入力に関する処理機能により予め設定される。
O w : Origin in the world coordinate system (in the work area) O r : Origin in the robot coordinate system here, Data indicating the relative relationship between the robot and the work, which is set in advance by a processing function related to peripheral device input.

本教示システムでは、姿勢を表すためにオイラー角を使
用している。
In the present teaching system, the Euler angle is used to represent the posture.

オイラー角は、座標系のZ軸,X軸,Y軸のまわりの回転を
それぞれα,β,γとして与える。実際の姿勢計算に用
いる場合は、以下の式を用いて3×3の姿勢行列として
取り扱う。
The Euler angles give rotations about the Z axis, X axis, and Y axis of the coordinate system as α, β, and γ, respectively. When used for the actual posture calculation, it is handled as a 3 × 3 posture matrix using the following formula.

本実施例では、ワークの姿勢,ロボットの教示点の姿勢
等はすべてこの方法で与えられるものとする。また、逆
に3×3の姿勢行列から(α,β,γ)を求めることも
できる。
In this embodiment, the posture of the work, the posture of the teaching point of the robot, and the like are all given by this method. On the contrary, (α, β, γ) can be obtained from the 3 × 3 posture matrix.

尚、本実施例では、姿勢を表示するのにオイラー角を使
っているが、この他に方向余弦を用いる方法,ロール・
ピッチヨーを用いる方法等がある。ハンドモデルは、ハ
ンドのベース座標系Oh上で、部品単体として入力された
3次元モデルを組み合わせることにより作成される(第
2図及び第3図(a)参照)。上記各部品は、それぞれ
固有の座標系を有し、モデリングの際には、ハンドのベ
ース座標系と各部品の座標系との相対的な位置・姿勢の
データにより、単体のモデルの集合として定義される。
In this embodiment, the Euler angle is used to display the posture, but in addition to this, the method using the direction cosine, the roll
There is a method of using pitch yaw. The hand model is created by combining the three-dimensional models input as individual parts on the base coordinate system Oh of the hand (see FIGS. 2 and 3 (a)). Each of the above parts has its own coordinate system, and when modeling, it is defined as a set of individual models based on the relative position / posture data of the base coordinate system of the hand and the coordinate system of each part. To be done.

これらの位置関係は、CRTディスプレイ4上でモデルを
組み合わせることにより得られる。
These positional relationships are obtained by combining the models on the CRT display 4.

又、ハンドモデルには、上記のデータの他に、ロボット
の教示点として扱われるハンドの中間点A(この位置デ
ータは(Xt,Yt,Zt)にて表わされる)のハンドベースか
らみた位置データを数値データとして有する。(第3図
(b)参照)。
In addition to the above data, the hand model is based on the hand base of the midpoint A of the hand (this position data is represented by ( Xt , Yt , Zt )) which is treated as the teaching point of the robot. It has the viewed position data as numerical data. (See FIG. 3 (b)).

これを位置ベクトル とする。This is the position vector And

上記のようにして定義されたハンドモデルに、ハンドリ
ングされるワークが組み合わせられる。ここでは、ハン
ド座標系でのワークモデル座標系原点の位置(Xw,Yw,
Zw)、姿勢(α,β,γ)が設定される。そし
て、((α,β,γ)より が得られる。
The work to be handled is combined with the hand model defined as described above. Here, the position of the origin of the work model coordinate system in the hand coordinate system (X w , Y w ,
Z w ) and the posture (α w , β w , γ w ) are set. Then, from ((α w , β w , γ w ), Is obtained.

即ち、上記ワークは上記ハンドを構成する部品の一部と
して取り扱われ、その取扱方については、上記ハンドを
構成する部品の場合と同様である(第3図(c)参
照)。
That is, the work is handled as a part of the parts that make up the hand, and the handling method is the same as that of the parts that make up the hand (see FIG. 3C).

引き続き、ロボットの手首先端(即ち上記ハンドの取付
部)に、上記のようにしてモデリングされたハンドがど
のような位置関係にて接続されるかが定義される。
Subsequently, it is defined in what positional relationship the hand modeled as described above is connected to the tip of the wrist of the robot (that is, the attachment portion of the hand).

ここでは、(Xh,Yh,Zh),(α,β,γ)を設定
する。そして、(α,β,γ)をもとに が得られる。
Here, (X h , Y h , Z h ) and (α h , β h , γ h ) are set. Then, based on (α h , β h , γ h ), Is obtained.

この際のモデリングも具体的には上記ハンドをモデリン
グする場合と略同様の要領であって、ロボットのベース
座標系でロボットを構成する各部品がCRTディスプレイ
上にて組み合わせられていく。その部品の一つとして、
前記したようにして定義されたワークを具備したハンド
のモデルが手首先端部に組み合わせられる(第2図参
照)。
The modeling at this time is specifically similar to the case of modeling the above-mentioned hand, and each component constituting the robot in the base coordinate system of the robot is combined on the CRT display. As one of the parts,
The model of the hand including the work defined as described above is combined with the wrist tip (see FIG. 2).

その結果、ワークモデルが一体的に組み合わせられた第
2のロボットモデルが定義される。
As a result, the second robot model in which the work models are integrally combined is defined.

上述のようにして定義された各データとロボット(6
軸)の位置,姿勢の関係を第4図に示す。
Each data defined as above and the robot (6
Fig. 4 shows the relationship between the position and orientation of the axes.

以下の関係からロボット座標系でのワーク座標系の位置
姿勢は、以下の様に表される。
From the following relationships, the position and orientation of the work coordinate system in the robot coordinate system is expressed as follows.

又、教示点Aの位置は、 にて表わされる。 The position of teaching point A is It is represented by.

引き続き、第6図に基づいて、上記ハンドリングロボッ
トによりワークを把持させる教示データの作成手順につ
いて説明する。
Next, a procedure for creating teaching data for gripping a work by the handling robot will be described with reference to FIG.

作業空間(ワールド座標系)内に配置されたワークモデ
ルBに対してロボットモデルを操作し、ハンド先端に定
義されたワークモデルBと同じ形状のワークモデルB′
を重ねるようにしてロボットの位置決めが行なわれる。
The robot model is operated with respect to the work model B arranged in the work space (world coordinate system), and the work model B ′ having the same shape as the work model B defined at the tip of the hand is used.
The robot is positioned by overlapping.

ワークが配置された段階で既知となる 式から得られる のデータに基づいて整合状態がチェックされる。即ち、
各データが重なった時の状態が、ハンドリングのために
必要な姿勢である。
It becomes known when the work is placed Obtained from the formula The consistency state is checked based on the data of. That is,
The state when the data overlap is the posture required for handling.

チェックは、式よりハンドリングされたワークのワー
ルド座標系での位置(Xp′,Yp′,Zp′)及び姿勢(α
′,β′,γ′)が求められるので、以下の式
を用いて行い、これを満足するまでロボットモデルを操
作する。
The check is performed by using the formula: the position (X p ′, Y p ′, Z p ′) in the world coordinate system of the workpiece and the posture (α
Since p ′, β p ′, γ p ′) is obtained, the following equation is used and the robot model is operated until it is satisfied.

尚、上記εは許容誤差を示す。 Note that the above ε indicates the allowable error.

上記式を満足した時点で、ロボットの位置決めのため
のデータが得られる。例として (i)θ〜θを動作データとするロボットの場合 (ii)ハンド先端の位置ベクトル,オイラー角による姿
勢データを動作データとするロボットの場合 について述べる。
When the above equation is satisfied, data for positioning the robot is obtained. As an example, the case of (i) a robot that uses θ 1 to θ 6 as motion data (ii) the case of a robot that uses position data of the tip of the hand and posture data based on Euler angles as motion data is described.

(i)θ〜θを動作データとするロボットの場合 式を満たした時のワークの位置ベクトルを 姿勢行列を とする。(I) In the case of a robot in which θ 1 to θ 6 are motion data, the position vector of the work when the formula is satisfied is Posture matrix And

ここで、一般に、ロボット6軸先端の位置ベクトル からロボットの各軸の値θ〜θを求める方法は公知
であるから、,式よりθ〜θが求まる。
Here, generally, the position vector of the robot 6-axis tip Since a method of obtaining the values θ 1 to θ 6 of each axis of the robot from is known, θ 1 to θ 6 can be obtained from the equation.

(ii)ハンド先端の位置ベクトル,オイラー角による姿
勢データを動作データとするロボットの場合 3×3の姿勢行列からオイラー角を求める方法は公知で
あるので、式からオイラー角が得られる。
(Ii) In the case of a robot that uses position data of the tip of the hand and posture data based on Euler angles as motion data Since a method for obtaining the Euler angle from the 3 × 3 posture matrix is known, the Euler angle can be obtained from the equation.

また、,式より が求まるので、式より が得られる。Also, from the formula Since we can find Is obtained.

次に他の方法について 前記したような方法で生じる以下のような問題に対して
解決方法を述べる。
Next, regarding other methods, a solution method will be described for the following problems that occur in the above-described method.

同一形状のワークが複数配置されている時、どのワー
クに関するワークモデルの座標系との比較を行うか。
When multiple workpieces with the same shape are placed, which workpiece is to be compared with the coordinate system of the workpiece model?

変形例として一つのハンドに複数種類のワークが定義
されている場合、どのワークとの比較を行えば良いか。
As a modification, when multiple types of work are defined for one hand, which work should be compared?

上記問題は以下のようにして解決することができる。The above problem can be solved as follows.

ハンドリングされるワークモデルと配置されているワー
クモデルの各ポイントデータを比較してチェックする。
Check by comparing each point data of the work model to be handled and the work model placed.

即ち、ワークをモデリングする際の形状の定義の仕方と
しては、ハンドに定義されたワークとハンドリングされ
るべく配置されているワークとが同じであることからそ
のデータは一致しているはずである。
That is, as a method of defining a shape when modeling a work, since the work defined by the hand and the work arranged to be handled are the same, the data should match.

そこで、2つのワークについて、これらを構成する各ポ
イントに関するデータを比較することにより、ワークの
整合状態がチェックされる。
Therefore, the two workpieces are checked for consistency by comparing data relating to respective points constituting them.

例えば上記の場合には、最初にハンドモデルに定義さ
れたワークモデルの原点に最も近いワークが選択され
て、そのワークについて上記のようなチェックが行われ
る。又、上記の場合には、ハンドモデルに定義された
全てのワークモデルについて、それぞれの原点のチェッ
クと、上記のようなチェックを行うことにより対応可能
である。
For example, in the above case, the work closest to the origin of the work model defined in the hand model is first selected, and the above-mentioned check is performed on the work. The above case can be dealt with by checking the origins of all the work models defined in the hand model and checking as described above.

上記のようにしてハンドリングロボットにおけるワーク
ハンドリングに対する把持の状態が確認される為、本シ
ステムにおいては、改めてワークに対する把持状態の確
認を行う為の教示は必要とされない。
As described above, since the gripping state of the handling robot with respect to the workpiece handling is confirmed, this system does not require any teaching for confirming the gripping state of the workpiece again.

動作シミュレーションに関する処理機能 動作シミュレーション処理では、これまでに設定された
データ等に基づき、アニメーションによってハンドリン
グ作業を進めて見せる。
Processing function related to motion simulation In motion simulation processing, the handling work is advanced by animation based on the data set up to now.

即ち、第7図において、ワークCをハンドリングするよ
うに教示されたプログラムを再生する場合、先ず、ロボ
ットモデルが上記ワークCをハンドリングすることにな
る教示点まで教示データに従って動作される。この時、
上記ワークCはハンドリングを未だされていないので、
ロボットモデルにおけるワークの部分は表示されない
(イ)。
That is, in the case of reproducing the program taught to handle the work C in FIG. 7, first, the robot model is operated according to the teaching data up to the teaching point at which the work C is handled. This time,
Since the above work C has not been handled yet,
The part of the work in the robot model is not displayed (a).

上記ワークCをハンドリングし得る位置までロボットモ
デルが移動され、ハンド閉のデータが設定されている場
合には、ハンドを閉じた際にその部分にハンドリングさ
れるべきワークが配置されているか否かを確認した後、
ロボットモデルの先端部分にワークモデルが表示され、
予め配置されていたワークモデルは消去される(ロ)。
When the robot model is moved to a position where the work C can be handled and the data for closing the hand is set, whether or not the work to be handled is arranged at that portion when the hand is closed is checked. After checking
A work model is displayed at the tip of the robot model,
The work model placed in advance is erased (b).

更に、教示データに従ってロボットモデルを動作させ、
ハンド開の信号が設定されている教示位置に移動した時
点で、ロボットモデルによりハンドリングされているワ
ークモデルが消去され、新たにワーク座標系上にワーク
モデルが出現される(ハ,ニ)。
Furthermore, operate the robot model according to the teaching data,
When the robot moves to the teaching position where the hand open signal is set, the work model handled by the robot model is erased and a work model newly appears on the work coordinate system (C, D).

上記のような過程で、ロボットの動作範囲のチェックが
自動的に行われ、動作範囲を越える場合は、ロボットの
どのアームが動作範囲を越えているのかが識別可能に表
示される。
In the above process, the operation range of the robot is automatically checked, and if it exceeds the operation range, which arm of the robot exceeds the operation range is displayed in a distinguishable manner.

オペレータは、シミュレーション中の任意の時点で一時
停止させたり、画像の一部を拡大したり、視点を変えた
りすることにより、ロボットのアームやハンドと他のワ
ーク等との干渉や位置・姿勢等をチェックすることがで
きる。
The operator pauses at any point during the simulation, magnifies a part of the image, or changes the viewpoint so that the robot's arm or hand interferes with other workpieces and the position / orientation etc. Can be checked.

ロボットの動作範囲を越える部分があったり、ロボット
の干渉を発見したり、その他の望ましくない動作を発見
すると、その時点でシミュレーションの進行を中断し、
データの修正を行うことができる。
If there is a part that exceeds the robot's movement range, if it finds interference with the robot, or if it finds any other undesirable movement, it stops the simulation at that point,
Data can be modified.

そして、上記のような修正を加えつつ動作シミュレーシ
ョンを行えば、恰もリモート教示を行っているかのよう
な感覚で、極めて簡便にワークのハンドリングの際の動
作データを完成させることができる。
Then, by performing the motion simulation while making the above corrections, the motion data at the time of handling the work can be completed very easily, as if remote teaching is being performed.

動作シミュレーションで満足し得る結果が得られれば、
そのデータをファイルに収納する。
If you are satisfied with the results of the motion simulation,
Put the data in a file.

教示データ出力に関する処理機能 教示データ出力処理は、動作シミュレーションの結果得
られた好ましいデータを教示データに編集し、出力する
処理である。
Processing Function Related to Teaching Data Output The teaching data output processing is processing for editing and outputting preferable data obtained as a result of the operation simulation into teaching data.

出力の手段として、最も好ましいものは、伝送ラインを
通じて直接にハンドリングロボットのティーチングデー
タバッファに送り込むものである。
The most preferable output means is to send the data directly to the teaching data buffer of the handling robot through a transmission line.

ハンドリングロボットは、送り込まれた教示データを割
り込み処理にて収納するので、ワークに対する作業に支
障をきたすことはない。
Since the handling robot stores the sent teaching data by interrupt processing, it does not hinder the work on the work.

又、カセットテープやフロッピィディスク等の媒体に出
力し、このカセットテープやフロッピィディスクをハン
ドリングロボットに読み取らせるようにしても良い。
Alternatively, the data may be output to a medium such as a cassette tape or a floppy disk so that the handling robot can read the cassette tape or the floppy disk.

そして、上記教示データは、ファイルに収納される。Then, the teaching data is stored in a file.

補助に関する処理機能 補助処理は、データディスケットの初期化処理や、XYプ
ロッタにCRTディスプレイ4上の画面そのものを打ち出
したりするような補助的な処理を行うものである。
Auxiliary processing function Auxiliary processing is to perform initialization processing of the data diskette and auxiliary processing such as shooting out the screen itself on the CRT display 4 to the XY plotter.

上記のように構成された本システムの処理手順を、模式
的に第5図に示す。
The processing procedure of the system configured as described above is schematically shown in FIG.

即ち、 ワーク・モデリング ハンドリングされるべきワークがモデリングされる。上
記ワークは、入力単位で座標系(原点)を有しており、
各ポイントの3次元データは、この座標系での値であ
る。
That is, work modeling, the work to be handled is modeled. The above work has a coordinate system (origin) in input units,
The three-dimensional data of each point is the value in this coordinate system.

ワーク配置 入力されたワークモデルを作業空間内に配置する。この
場合のワーク配置とは、作業空間における座標系(ワー
ルド座標系)と各ワークモデルの座標系との相対位置関
係を設定することである。
Work placement Place the input work model in the work space. The work arrangement in this case is to set a relative positional relationship between the coordinate system (world coordinate system) in the work space and the coordinate system of each work model.

ハンド・モデリング ハンド部分がモデリングされる。また、 が設定される。Hand modeling The hand part is modeled. Also, Is set.

ハンドとワークの対応付け ハンドモデルとワークモデルとの相対関係が定義付けら
れる。即ち、ワークがハンドの一構成部品として定義付
けられる。ここでは、 を設定する。
Correlation between hand and work The relative relationship between the hand model and the work model is defined. That is, the work is defined as one component of the hand. here, To set.

ロボットモデルとハンドモデルの対応付け ロボットモデルの先端部分に、ハンドモデルがどのよう
に取り付けられているかが設定される。ここでは、 が設定される。
Correlation between robot model and hand model How the hand model is attached is set at the tip of the robot model. here, Is set.

動作教示 上記のようにして定義付けられたハンドモデルとロボッ
トモデルとをCRTディスプレイ上に呼び出し、配置され
たワークモデルに対してハンドリングされたワークモデ
ルを重ねるようにしてロボットモデルを操作する。
Instruction of operation The hand model and the robot model defined as described above are called on the CRT display, and the robot model is operated by superposing the handled work model on the arranged work model.

ハンド閉の設定をした時点で上記ワークモデルの整合状
態がチェックされ、許容誤差内であればその時のロボッ
トモデルの姿勢が当該ハンドリングロボットの教示デー
タとして記憶される。その後、上記ロボットモデルをワ
ークを移動させたい位置へ動作させて教示データが作成
される。
When the hand closing is set, the matching state of the work model is checked, and if it is within the allowable error, the posture of the robot model at that time is stored as teaching data of the handling robot. After that, the robot model is moved to a position where the work is to be moved, and teaching data is created.

動作シミュレーション 上記のようにして設定された教示データをもとに、CRT
ディスプレイ4上においてシミュレーションを行う。
Motion simulation Based on the teaching data set as above, CRT
A simulation is performed on the display 4.

本実施例に係る教示システムは、上記したように構成さ
れている為、ハンドリングロボットに対するオフライン
教示を極めて簡便に行うことができる。
Since the teaching system according to the present embodiment is configured as described above, offline teaching for the handling robot can be performed very easily.

又、動作シミュレーションにより容易に教示ミスを発見
し、修正することができる為、教示の質を向上させるこ
とができ、作業効率も向上させることができる。
Further, since the teaching mistake can be easily found and corrected by the operation simulation, the quality of teaching can be improved and the work efficiency can be improved.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

本発明は、上記したように、ロボットモデルとワークモ
デルとを画像出力装置に表示させ、該画像出力装置上で
上記ロボットモデルを操作してハンドリングロボットの
動作データを作成するハンドリングロボットのオフライ
ン教示システムにおいて、ワークモデルを含まない第1
のロボットモデル及び上記ワークモデルのそれぞれの形
状に関するデータを結合して、該ワークモデルを上記第
1のロボットモデルに一体的に組合せた状態の第2のロ
ボットモデルに関するデータを得る組合せ手段と、上記
組合せ手段により組合せられた上記第2のロボットモデ
ルを動作させ、該第2のロボットモデルに関するデータ
と作業空間内の任意の位置に載置されたワークに対応す
るワークモデルに関するデータとの整合状態から当該ハ
ンドリングロボットにより上記ワークが把持されたと判
断する判断手段と、上記判断手段により上記ワークが把
持されたと判断された際の動作データに従って、上記第
2のロボットモデルを上記画像出力装置上で動作させ、
この動作をシミュレートする動作シミュレーション手段
とを具備してなることを特徴とするハンドリングロボッ
トのオフライン教示システムであるから、ハンドリング
ロボットに対するオフライン教示を極めて簡便に実施す
ることができる。
As described above, the present invention provides an offline teaching system for a handling robot that displays a robot model and a work model on an image output device and operates the robot model on the image output device to create operation data of the handling robot. First, in which the work model is not included
Combining the data relating to the respective shapes of the robot model and the work model to obtain data relating to the second robot model in a state where the work model is integrally combined with the first robot model; The second robot model combined by the combining means is operated, and from the matching state of the data on the second robot model and the data on the work model corresponding to the work placed at an arbitrary position in the work space. The second robot model is operated on the image output device according to a determination unit that determines that the work is gripped by the handling robot and operation data when the determination unit determines that the work is gripped. ,
Since the offline teaching system for the handling robot is provided with the motion simulation means for simulating this motion, the offline teaching for the handling robot can be performed very easily.

更に、動作シミュレーションにより容易に教示ミスを発
見し、修正できることから、教示の質を向上させ得ると
共に、作業効率をも向上させることができる。
Further, since the teaching mistake can be easily found and corrected by the motion simulation, the quality of teaching can be improved and the work efficiency can be improved.

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

第1図は本発明の一実施例に係るハンドリングロボット
のオフライン教示システムの外観図、第2図は上記ハン
ドリングロボットの一例の概念的な分解斜視図、第3図
は上記ハンドリングロボットを構成するハンドの概略構
成を示すものであって、同図(a)は分解した状態での
斜視図,同図(b)は組み立てた状態での斜視図,同図
(c)はワークを把持した状態での斜視図、第4図は上
記ハンドリングロボットのワークを把持した状態での模
式的構成図、第5図は上記オフライン教示システムにお
ける処理手順を模式的に示すフローチャート、第6図及
び第7図はそれぞれ上記ハンドリングロボットに対する
動作教示を説明するための該ハンドリングロボットの模
式的構成図である。 〔符号の説明〕 1…オフライン教示システム 2…デジタイザー 3…キーボード 4…CRTディスプレイ(画像出力装置) 5…フロッピィディスク装置 6…コンピュータ
FIG. 1 is an external view of an offline teaching system for a handling robot according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a conceptual exploded perspective view of an example of the handling robot, and FIG. 3 is a hand that constitutes the handling robot. 2A is a perspective view in a disassembled state, FIG. 1B is a perspective view in an assembled state, and FIG. 1C is a state in which a work is gripped. FIG. 4 is a schematic configuration diagram of the handling robot in a state of gripping a work, FIG. 5 is a flowchart schematically showing a processing procedure in the offline teaching system, and FIGS. 6 and 7 are FIG. 3 is a schematic configuration diagram of a handling robot for explaining motion teaching to the handling robot. [Description of symbols] 1 ... Offline teaching system 2 ... Digitizer 3 ... Keyboard 4 ... CRT display (image output device) 5 ... Floppy disk device 6 ... Computer

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】ロボットモデルとワークモデルとを画像出
力装置に表示させ、該画像出力装置上で上記ロボットモ
デルを操作してハンドリングロボットの動作データを作
成するハンドリングロボットのオフライン教示システム
において、 ワークモデルを含まない第1のロボットモデル及び上記
ワークモデルのそれぞれの形状に関するデータを結合し
て、該ワークモデルを上記第1のロボットモデルに一体
的に組合せた状態の第2のロボットモデルに関するデー
タを得る組合せ手段と、 上記組合せ手段により組合せられた上記第2のロボット
モデルを動作させ、該第2のロボットモデルに関するデ
ータと作業空間内の任意の位置に載置されたワークに対
応するワークモデルに関するデータとの整合状態から当
該ハンドリングロボットにより上記ワークが把持された
と判断する判断手段と、 上記判断手段により上記ワークが把持されたと判断され
た際の動作データに従って、上記第2のロボットモデル
を上記画像出力装置上で動作させ、この動作をシミュレ
ートする動作シミュレーション手段とを具備してなるこ
とを特徴とするハンドリングロボットのオフライン教示
システム。
1. An offline teaching system for a handling robot, wherein a robot model and a work model are displayed on an image output device, and the robot model is operated on the image output device to create operation data of the handling robot. Data relating to the respective shapes of the first robot model and the work model which do not include the above are combined to obtain data relating to the second robot model in a state where the work model is integrally combined with the first robot model. The combination means and the second robot model combined by the combination means are operated, and the data about the second robot model and the data about the work model corresponding to the work placed at an arbitrary position in the work space. From the matching state with The second robot model is operated on the image output device according to the judgment means for judging that the workpiece is gripped, and the motion data when the judgment means judges that the workpiece is gripped, An offline teaching system for a handling robot, comprising: a motion simulation means for simulating.
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