JPS6334085A - ロボツトの治具の姿勢再現方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ロボットの治具の姿勢再現方法に係り、治具
の変形等により治具の姿勢が変わってもこれまでの教示
データをそのまま使用して、同一姿勢に修正できるよう
にしたロボットの治具の姿勢再現方法に関する。

〔従来の技術〕

ロボットのアーム先端に取り付けられた治具が変形した
場合には、従来技術では特開昭５８−４１６７５号公報
に示されているように、位置のみの修正が行われていた
。しかし、治具の姿勢の修正については配慮されていな
かった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来技術は、治具の交換や変形等による冶具の姿勢
の変化の点については配慮がなされておらず、治具の姿
勢が変化すると再現された教示点での姿勢も変化してし
まうという問題点があった。

本発明の目的は、ロボットの治具が交換や変形等により
、その姿勢が変化しても、それまでに作成した教示デー
タに修正を加えて用い、治具の姿勢を再現可能なロボッ
トの治具の姿勢再現方法を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的は、ロボットのアーム先端に取り付けられた治
具の変化前の姿勢を表すパラメータを予めロボットの記
憶装置に記憶させておき、治具の交換や変形等による変
化後の姿勢を表すパラメータを検出し、治具の変化前の
姿勢を表すパラメータと変化後の姿勢を表すパラメータ
とを比較し、ロボットの教示データの修正量を演算し、
修正された教示データに基づいて治具を修正することに
より、達成される。

〔作用〕

本発明では、ロボットのアーム先端に取り付けられた治
具が交換や変形等によって、その姿勢が変化したときで
も、予め記憶されている治具の姿勢を表すパラメータと
、交換または変形等による変化後の治具の姿勢を表すパ
ラメータとを比較することによって、治具の姿勢変化が
分かるので、以前に教示されたデータを用いて治具の姿
勢を変化前と同一姿勢に再現することができる。

〔実施例〕

用いて説明する。

第１図（ａ）、（ｂ）は本発明の機能を示す図である。

その第１図（ａ）において、１は変形前の治具としての
トーチを表し、第１図（ｂ）において、１′は変形後の
トーチを表す。また、第１図（ａ）、（ｂ）において、
２，３．４はそれぞれトーチの姿勢を表す。

そして、トーチ１が姿勢２の状態から何らかの原因によ
り、トーチ１′に変形すると姿勢３の状態になり、トー
チの姿勢が同一でなくなる。そこで、姿勢３の状態から
姿勢４の状態になるように各関節部を動かし、トーチ１
とトーチ１′の姿勢が一致するようにする。

次に、第２図はロボットと本発明方法を実施するための
装置の一実施例を示すブロック図である。

この第２図に示す装置は、ロボット本体５と、回転角検
出部６と、記憶部７と、教示データ修正部８と、ロボッ
トの制御部９と、トーチ姿勢演算部１０とを備えている
。

前記回転角検出部６は、ロボットの各関節部の回転角を
検出する。記憶部７には、トーチ姿勢演算部１０によっ
て得られた変形前のトーチ姿勢、教示データ等が記憶さ
れており、それらのデータとトーチ変形後、トーチ姿勢
演算部１０によって得られるトーチ姿勢から、教示デー
タの位置および姿勢を教示データ修正部８で修正するよ
うになっている。修正された教示データは、制御部９へ
渡され、この制御部９によりロボットのアームの制御を
行うようになっている。

続いて、本発明における教示データの修正について詳細
に説明する。

なお、教示データの修正には、位置の修正と、姿勢の修
正とがあるが、本発明では姿勢の修正を対象としている
ので、位置の修正については省略する。

教示データの姿勢を修正するには、変形前のトーチ姿勢
と変形後のトーチ姿勢が得られていなければならないの
で、まずトーチ姿勢の決定法について述へる。

第３図は本発明におけるトーチの標準姿勢の決定法を示
す図、第４図（ａ）はトーチの姿勢決定■に用いる目注
を示す正面図、第４図（ｂ）は同平面図である。

まず、トーチの姿勢を決定するには、第３図に示すよう
に、トーチの方向が鉛直方向と一致するように、ロボッ
トの各アームを動かす。このとき、第４図（ａ）、（ｂ
）に示すように、トーチに予め付けておいた目注目とト
ーチ中心を結ぶ直線がＸ軸と平行になるようにする。

そして、第３図に示すように、トーチにＦ、Ｇ。

Ｈというベクトルを固定すると、Ｆ、Ｇ、Ｈは次のよう
になる。

第５図は本発明に用いたロボットを模式的に描いたもの
で、θ工〜θｂは各関節部の回転角を表す。

ロボットの各関節部の回転角がそれぞれＯのときのトー
チの姿勢をトーチの標準姿勢［１１Ｆ’、Ｇ。

Ｈｌｌとし、第３図に示す状態のときに得られる済関節
部の回転角をθＩＯ？　　θよ。、・・・θｂ、とすれ
ば、次式が成り立つ、 ［ｒａａコ。　　島　　コ　＝Ｒｚ　　　（θｌｏ）　
　Ｒｙ　　（θ４２）Ｒｘ（０５６）Ｒｚ（θＱ、）［
Ｆ、　　　　σｉ　　　Ｈ１コ　　　　−１２）すなわ
ち、 ［Ｆｌ　　　（し＋　　　ｈＬ　　　コ　＝Ｒｚ　　　
（−〇−、１Ｒｘ（−θ−Ｒｙ　（−〇４ｏｌＲｚ（−
〇＋ｏ）　　［Ｆ＊　　（ｎ。

Ｄｌ、コ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　・・・　　（３）同様にして
、トーチの変換や変形後にもトーチの標準姿勢［Ｆ、’
（Ｉｉ、’　比′］が求まる。この動作は、トーチ姿勢
演算部１０で行う。

以上の方法により、トーチの変換や変形の前後でのトー
チの標準姿勢がそれぞれ求まる０次に、教示データの姿
勢修正法について述べる。

まず、トーチの交換や変形前後のトーチ姿勢がどのよう
に変化したかということを表すために。

変換規則を決定しなければならない、トーチの交換や変
形の前後でのトーチの標準は既知なので、変換規則をＲ
で表すと。

［ｙ＋’ａコ　ｌ　　　Ｍ、＋　　コ　＝Ｒ［Ｆ、（ｌ
コ＋　　　　Ｂ（Ｉコ　　　　・・・　　（４）すなり
ち、 Ｒ＝［ＩＦ’、’　　　σ；、ｌ　　　Ｂｌｌ’　　　
］　　　［ｃ　　　　（［；Ｉ　　　　Ｉｌｌ、コー１
　　・・　　（５）ここで、［ＦＩ　　Ｇｌ；ｌ　　Ｉ
ＩＮ、１−’　　は［ＩＦ’、　　Ｇｌ　　））１１］
の逆行列を表す。また、変換規則Ｒは行列で表現される
のは当然である。

次に、教示データの姿勢を求める。教示データがロボッ
トの各関節部の回転角（θ工、θ１．・・θ６）で記憶
されているとすれば、そのときのトーチの姿勢［ＦＧｌ
；ＢｌＦは、次式で表される。

［ＩＦ’（Ｉ；Ｂ（］　＝Ｒｚ　（θ＋）Ｒｙ（θ４）
　Ｒｘ　（ｋ）Ｒｚ　　　（θ６）　　　［Ｆ、　　　
Ｇｌ　　　１［ｌコ　　　　　　　　　　　　　　　　
　・　１６）トーチの交換や変形後のトーチ姿勢 ［Ｆ’　（１，’班′］は、（５）式の変換規則Ｒを用
いて、次のようにならなければならない。

［ＩＦ”　　（Ｉ、’　　ＩＥ’　　］　　＝Ｒ［ＦＧ
ｌ（１コ　　　　　・・　（７）以上で、トーチの変換
や変形後のトーチのとるべき姿勢を決定することができ
るので、今度は、その姿勢になるためのロボットの各関
節部の回転角を決定しなければならない。

ロボットの各関節部の回転角をθ、′、θ、′、・・・
。

［肥′、のｌ　、　１ｆＩ、ｌコ から１次式が成り立つ。

［Ｆ’　（ｒｘ’　Ｅｌ’　］　＝Ｒｚ　　（ｏ、′）
　　Ｒｙ　　（ｏ４’　）Ｒｘ（θ５’）Ｒｚ（θｂ”
　）　　［Ｆ’　（１；’　１１１’　］・・・（８） （８）式を満足するような各関節部の回転角０１′。

θ４’　＋　（１ｇ’　＋　　θ、′が求める解である
。

以上、トーチの姿勢修正法について述へたが、次にこの
方法を用いてロボットのアームを制御する方法を説明す
る。

第６図はトーチの姿勢修正法についての実施手順を示す
フローチャートである。

トーチ取り付は後にトーチの標準姿勢 ［Ｆ１Ｇ１′Ｈｉ、］をトーチ姿勢演算部１０で決定し
、記憶部７に記憶させる。その後、ワークの形状により
教示データを作成し、これも記憶部７に記憶させる。ト
ーチの交換や変形等によりトーチの姿勢が変化したら、
そのときのトーチの標準姿勢［Ｆ、’　　（Ｉｌｌ、’
　ＩＩＩ、’コを決定し、記憶部７に記憶させる。トー
チの交換や変形前に作成された教示データの姿勢の修正
を教示データ修正部８で行った後、その　姿勢から各関
節部の回転角を計算する。

次に、第７図は教示データの姿勢修正手順を示すフロー
チャートである。

この第７図において、プロセス２０では記憶部７に記憶
されている［夙ｃ、　ｉｔ、コおよび［ＩＦ、’（［；
、’■、′］から（５）式を用いて変換規則Ｒを決定す
る。また、プロセス２１では教示データから（６）式を
用いてトーチ姿勢［＋’ｌ’　ＧＥ　ＩＩＩ　］を決定
する０次に、プロセス２２では（７）式を用いて修正さ
れたトーチ姿勢［ＩＦ’　０１；’　）ＩＩ’　］をを
決定する。ついで、プロセス２３では（７）式で決定さ
れた姿勢から各関節部の回転角を（８）式から求める。

各関節部の回転角が決定されたので、その値を用いて制
御９によりロボットのアームを制御する。

以上の方法を用いれば、トーチの交換や変形後にも、い
ままでの教示データと同一の姿勢を再現できるので、教
示データ再作成の必要がなくなる。

以上は、第５図に示す軸構成のロボットを用いて説明し
たが、本発明では軸構成が異なるときは、（４）〜（８
）式をその軸構成に合うようにすればよい。

また、本発明では治具は必ずしもトーチでなくともよく
、例えばハンド等の他のものでも可能である。

〔発明の効果〕

以上説明した本発明によれば、ロボットのアーム先端に
取り付けられた治具の変化前の姿勢を表すパラメータを
予めロボットの記憶装置に記憶させておき、治具の交換
や変形等による変化後の姿勢を表すパラメータを検出し
、治具の変化前の姿勢を表すパラメータと変化後の姿勢
を表すパラメータとを比較し、ロボットの教示データの
修正量を演算し、修正された教示データに基づいて治具
の姿勢を修正するようにしており、ロボットの治具が交
換や変形等によりその姿勢が変化しても、それまでに作
成した治具の姿勢の教示データを用いて、治具の姿勢変
化後にも同一姿勢を再現できるので、再教示する必要が
なくなるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）、（ｂ）は本発明の機能を示す図、第２図
はロボットと本発明方法を実施する装置の一例を示すブ
ロック図、第３図は標準姿勢を決定するためのトーチの
姿勢を示す図、第４図（ａ）はトーチの姿勢決定に用い
る自注を示す正面図、第４図（ｂ）は同平面図、第５図
は本実施例に用いたロボットの模式図、第６図は本発明
方法の実施手順を示すフローチャート、第７図は教示デ
ータの姿勢手順を示すフローチャートである。 １・・・変形前の治具としてのトーチ、１′・・・変形
後のトーチ、２，３．４・・・トーチの姿勢、６・・・
ロボットの関節部の回転角検出部、７・・・データの記
憶部、８・・・教示データ修正部、９・・・ロボットの
制御部、１０・・・トーチ姿勢演算部。 第　２　図 第　３　図 第５図 第　ｂ　図 第　７　圓

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、ロボットのアーム先端に取り付けられた治具の変化
   前の姿勢を表すパラメータを予めロボットの記憶装置に
   記憶させておき、治具の交換や変形等による変化後の姿
   勢を表すパラメータを検出し、治具の変化前の姿勢を表
   すパラメータと変化後の姿勢を表すパラメータとを比較
   し、ロボットの教示データの修正量を演算し、修正され
   た教示データに基づいて治具の姿勢を修正することを特
   徴とするロボットの治具の姿勢再現方法。