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JPH0123280B2 - - Google Patents
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JPH0123280B2 - - Google Patents

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JPH0123280B2
JPH0123280B2 JP10421281A JP10421281A JPH0123280B2 JP H0123280 B2 JPH0123280 B2 JP H0123280B2 JP 10421281 A JP10421281 A JP 10421281A JP 10421281 A JP10421281 A JP 10421281A JP H0123280 B2 JPH0123280 B2 JP H0123280B2
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JP
Japan
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model
dummy
end effector
industrial robot
computer
Prior art date
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Application number
JP10421281A
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Japanese (ja)
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JPS5810477A (en
Inventor
Masakazu Kobayashi
Tadashi Inoe
Kyoji Fukui
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Shinmaywa Industries Ltd
Original Assignee
Shin Meiva Industry Ltd
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Publication date
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Publication of JPS5810477A publication Critical patent/JPS5810477A/en
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Description

【発明の詳細な説明】 この発明はプレイバツク方式の産業用ロボツト
に係り、特にそのテイーチングを容易としたもの
に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a playback type industrial robot, and particularly to one that facilitates teaching.

プレイバツク方式でそのエンドエフエクタの位
置や姿勢を含めて自動制御するべくした産業用ロ
ボツトは周知である。
Industrial robots that use a playback method to automatically control the position and posture of their end effectors are well known.

しかしながら、そのテイーチングは、例えば遠
隔操作スイツチなどをマニユアル操作して、エン
ドエフエクタの位置や姿勢を制御し、この情報を
付属するコンピユータに記憶せしめていた。しか
しながらこの場合エンドエフエクタを正確にマニ
ユアル制御するのは困難なばかりでなく、相当の
熟練と時間を要し、作業能率の悪いものであつ
た。さらにこれの改良として、エンドエフエクタ
をオペレータが直接把持して動かす方式も考えら
れているが、これも各制御軸をフリーとする必要
があり、実現するには種々困難が伴ない、実用化
されていない。
However, in this teaching, the position and posture of the end effector are controlled by manually operating a remote control switch, for example, and this information is stored in an attached computer. However, in this case, accurate manual control of the end effector is not only difficult, but also requires considerable skill and time, resulting in poor work efficiency. Furthermore, as an improvement on this, a method has been considered in which the end effector can be directly held and moved by the operator, but this also requires each control axis to be free, and there are various difficulties involved in realizing it, so it cannot be put into practical use. It has not been.

そこでこの発明の発明者は、エンドエフエクタ
を直接オペレータが把持するのでなく、これに対
応するモデルを別に用意してオペレータが把持
し、これを希望する位置姿勢に保持し、一方エン
ドエフエクタまたはこれと取り換えたダミーのい
ずれか一方に、モデル上の複数の点と、エンドエ
フエクタまたはダミーとの相互位置関係を認識す
る手段を具備し、この認識手段の出力をコンピユ
ータに入力することにより、コンピユータはモデ
ルの位置姿勢を演算しうるようにすれば、前述問
題点を解決しうることに着想して、この発明を完
成するに至つたものである。
Therefore, the inventor of this invention proposed that the end effector is not directly held by the operator, but a corresponding model is prepared separately, the operator holds it in a desired position and posture, and while the end effector or Either one of the replaced dummies is equipped with means for recognizing the mutual positional relationship between multiple points on the model and the end effector or the dummy, and by inputting the output of this recognition means into a computer, This invention was completed based on the idea that the above-mentioned problems could be solved if the computer was made capable of calculating the position and orientation of the model.

以下第1図を参照しつつこの発明の第一の実施
例を詳述する。
A first embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to FIG.

1は詳細は図示しない公知の直角座標(XR
YR,ZR)ロボツトRの端末に構成された、垂直
軸である。
1 is a well-known rectangular coordinate (X R ,
Y R , Z R ) are the vertical axes configured at the terminals of the robot R.

2は垂直軸1の下端に軸1のまわりに旋回α可
能に支承された第1腕である。
A first arm 2 is supported at the lower end of the vertical shaft 1 so as to be able to pivot α around the shaft 1.

3は腕2の先端に斜軸3aによつて旋回β可能
に支承された第2腕である。第2腕3先端にはエ
ンドエフエクタ(この実施例では溶接トーチT)
を把持する把持具3bを備える。
A second arm 3 is supported at the tip of the arm 2 by an oblique shaft 3a so as to be rotatable β. At the tip of the second arm 3 is an end effector (welding torch T in this example).
A gripping tool 3b for gripping is provided.

そして軸1、軸3aおよびトーチTの中心軸は
一点Pにおいて交差しうるべく構成される。さら
にトーチTはその溶接作動点が点Pと一致しうる
ようになされている。かくして、角αおよびβを
制御することにより、トーチTの垂直軸1に対す
る姿勢角θおよび旋回角φを制御可能になされ
る。
The shafts 1, 3a, and the central axes of the torch T are configured to intersect at one point P. Furthermore, the torch T is configured such that its welding operating point can coincide with the point P. Thus, by controlling the angles α and β, the attitude angle θ and the turning angle φ of the torch T with respect to the vertical axis 1 can be controlled.

4はモデルである。モデル4はステイツク4
1、つば42およびグリツプ43を一体にしてな
る。そしてステイツク41はその先端41aを発
光部として構成する。またつば42は円板の中心
をステイツク41に対して直角に固定され、その
周囲を円形発光部42aとして構成する。グリツ
プ43はステイツク41の先端41aと反対側基
端部分において固定される。43aはグリツプ4
3に設けられたスタートスイツチである。そして
発光部41aおよび42aは詳細は図示しない
が、グリツプ43内の光源から光フアイバーを使
用して光を導き、特に発光部41aは光フアイバ
ー端面の開光面をもつて構成し、発光部42aは
光フアイバーを環状とし、その表面に線状に施こ
した梨地部分でもつて構成する。
4 is a model. Model 4 is state 4
1. The collar 42 and the grip 43 are integrated. The tip 41a of the stake 41 is configured as a light emitting portion. Further, the center of the disc of the collar 42 is fixed at a right angle to the stake 41, and the periphery thereof is configured as a circular light emitting portion 42a. The grip 43 is fixed at the proximal end portion of the stake 41 opposite to the distal end 41a. 43a is grip 4
This is the start switch provided at 3. Although the details of the light emitting parts 41a and 42a are not shown, they guide light from a light source in the grip 43 using an optical fiber. In particular, the light emitting part 41a has a light-opening surface at the end of the optical fiber, and the light emitting part 42a The optical fiber is shaped like a ring, and the surface of the optical fiber is made up of a linear satin-finished part.

なお、発光部42aはその直径をD、ステイツ
ク41のつば42から先端41a迄の長さをh、
さらにステイツク41のつば42から基端41b
迄の長さをh1であるものとする。
Note that the diameter of the light emitting part 42a is D, and the length from the collar 42 of the stake 41 to the tip 41a is h.
Furthermore, from the collar 42 of the stake 41 to the base end 41b
Let the length up to that point be h 1 .

COはこの産業用ロボツトRに付属したコンピ
ユータであり、CPUおよびメモリを含む。そし
てこのコンピユータCOのバスラインBには、ロ
ボツトRのXR軸のサーボ系SXが接続される。サ
ーボ系SXにはXR軸の動力MX、その位置情報を
出力するエンコーダEXが含まれる。同様にして
バスラインBには同様に構成したYR軸のサーボ
系SY,ZR軸のサーボ系SZ,α軸のサーボ系Sαお
よびβ軸のサーボSβが接続される。REは遠隔操
作盤であり、マニユアル操作スナツプスイツチ群
SWを設ける。そしてXR,YRおよびZR各制御軸
毎のスナツプスイツチを「U」側に倒せばその制
御軸の位置情報の増加する方向に、「D」側に倒
せばその反対方向にエンドエフエクタが移動する
ように構成される。またαおよびβの各制御軸に
対応するスナツプスイツチは「C」側に倒せば時
計方向に、「CC」側に倒せば反時計方向にそれぞ
れエンドエフエクタが回動するように構成され
る。
CO is a computer attached to this industrial robot R, and includes a CPU and memory. A servo system SX for the X and R axes of the robot R is connected to the bus line B of the computer CO. The servo system SX includes the power MX for the X and R axes, and the encoder EX that outputs its position information. Similarly, the bus line B is connected to a similarly configured Y R- axis servo system SY, Z R -axis servo system SZ, α-axis servo system Sα, and β-axis servo Sβ. RE is a remote control panel and a group of manually operated snap switches.
Install SW. If you turn the snap switch for each control axis of X R , Y R , and Z R to the "U" side, the position information for that control axis will increase, and if you turn it to the "D" side, the end effector will move in the opposite direction. Configured to move. Further, the snap switches corresponding to the α and β control axes are configured such that when pushed to the "C" side, the end effector is rotated clockwise, and when pushed to the "CC" side, the end effector is rotated counterclockwise.

操作盤REにはまた、速度指令ロータリスイツ
チSVを設ける。またモード切換スイツチSMを
設け、マニユアルモードMA、モデルモードMO
およびオートモードAに切換えうるように構成さ
れる。
The operation panel RE is also provided with a speed command rotary switch SV. In addition, a mode changeover switch SM is provided, allowing manual mode MA and model mode MO.
and is configured to be able to switch to auto mode A.

さらに前述したスタートスイツチ43aや操作
盤REの各スイツチは、バスラインBを介してコ
ンピユータCOに接続されているものとする。
Further, it is assumed that the start switch 43a and the switches on the operation panel RE described above are connected to the computer CO via the bus line B.

TDはトーチTの代りに取付けうるダミーであ
る。このダミーTDはソリツドステートの工業用
テレビカメラとして構成される。そしてカメラと
しては固定焦点カメラとするのが望ましい。また
その光軸はトーチTの中心軸と一致しうるように
する。DFはこのテレビカメラTDのイメージセ
ンサである。またこのテレビカメラにはそれに固
定の直角座標軸X,Y,Z、が定められ、その原
点はレンズの主点とし、かつ座標軸のうちの一つ
はイメージセンサDFの素子行列の方向と平行で
ある。さらにこのテレビカメラの焦点距離をγと
する。
TD is a dummy that can be installed in place of torch T. This dummy TD is configured as a solid-state industrial television camera. It is desirable that the camera be a fixed focus camera. Further, its optical axis is made to coincide with the central axis of the torch T. DF is the image sensor of this TV camera TD. This television camera also has fixed orthogonal coordinate axes X, Y, and Z, the origin of which is the principal point of the lens, and one of the coordinate axes is parallel to the direction of the element matrix of the image sensor DF. . Furthermore, let the focal length of this television camera be γ.

またイメージセンサDFの面にも、それにx,
yの2次元直角座標軸が固定され、x軸はX軸
と、y軸はY軸とそれぞれ反対向きに設定されて
いる。
Also, on the surface of the image sensor DF,
The two-dimensional orthogonal coordinate axes of y are fixed, and the x-axis and y-axis are set in opposite directions to the X-axis and the Y-axis, respectively.

以下前述実施例の作用につき説明する。 The operation of the above-mentioned embodiment will be explained below.

まず把持具3bにトーチTに代りダミーTDを
取り付ける(第1図実線図示)。
First, a dummy TD is attached to the gripper 3b instead of the torch T (as shown by the solid line in FIG. 1).

そして操作盤REのスイツチSMをマニユアル
モードMAとし、操作盤REのスイツチ群SWを操
作して、ダミーTDの位置姿勢をマニユアル操作
し、テイーチングしようとするワークWの溶接線
WL上の溶接点に近接させる。
Then, set the switch SM on the operation panel RE to manual mode MA, operate the switch group SW on the operation panel RE, manually operate the position and orientation of the dummy TD, and weld the weld line of the workpiece W to be taught.
Close to welding point on WL.

そしてスイツチSMをモデルモードMOとし、
モデル4をオペレータは図示のようにその基端4
1bをテイーチングしようとする溶接点に接せし
め、ステツク41の方向をトーチTの取るべき姿
勢とする。
And set Switch SM to model mode MO,
The operator places model 4 at its proximal end 4 as shown.
1b is brought into contact with the welding point to be taught, and the direction of the stick 41 is set as the attitude that the torch T should take.

この場合、イメージセンサDF上のモデル4の
映像は第2図41aFおよび42aFのとおりであ
る。
In this case, the images of model 4 on image sensor DF are as shown in FIG. 2, 41aF and 42aF.

そしてオペレータはスイツチ43aを操作す
る。コンピユータCOはこのスタート信号を受け、
映像41aFおよび42aFから、モデル4の位置
および姿勢を演算する。すなわち、 映像41aFのイメージセンサDF上の座標値を
(xm,ym)、 映像42aFの中心のイメージセンサDF上の座
標値を(xw,yw)、 発光部41aの座標系(X,Y,Z)における
座標値〓を(XM,YM,ZM)、 光部42aの中心の座標系(X,Y,Z)にお
ける座標値〓を(XW,YW,ZW)、 映像42aFの楕円の長径の大きさをd、とそ
れぞれすれば、 d/D=γ/ZW=1/A 但しZW=A〓 XW=Axw YW=Ayw XM=ZM/γxm YM=ZM/γym (XW−XM2+(YW−YM2+(ZW−ZM2=h2
り、 ここでa=1+1/γ2(xm2+ym2) b=Aγ+A/γxwxm+A/γywym c=A2(xw2+yw2+γ2)−h2 それ故に点41bの座標値〓は、 〓=(〓−〓)h1/h+〓 またステイツク41の姿勢ベクトル〓は、 〓=〓−〓/|〓−〓|となる。
Then, the operator operates the switch 43a. Computer CO receives this start signal and
The position and orientation of the model 4 are calculated from the images 41aF and 42aF. That is, the coordinates of the image 41aF on the image sensor DF are (xm, ym), the coordinates of the center of the image 42aF on the image sensor DF are (xw, yw), and the coordinate system of the light emitting part 41a (X, Y, Z ), the coordinate values in the coordinate system (X, Y , Z ) of the center of the light section 42a are (X W , Y W , Z W ), the image 42 aF If the length of the major axis of the ellipse is d, then d/D=γ/Z W =1/A where Z W =A〓 X W =Axw Y W =Ayw X M =Z M /γxm Y M =Z M /γym (X W −X M ) 2 + (Y W − Y M ) 2 + (Z W − Z M ) 2 = h 2 , Here, a=1+1/γ 2 (xm 2 +ym 2 ) b=Aγ+A/γxwxm+A/γywym c=A 2 (xw 2 +yw 22 )−h 2 Therefore, the coordinate value of point 41b is 〓=(〓 −〓) h 1 /h+〓 Also, the attitude vector of the stake 41 becomes: 〓=〓−〓/|〓−〓|.

さらにこの座標値〓および〓は、ロボツトRの
絶対座標系(XR,YR,ZR)の値〓′および〓′に
座標変換される。すなわち、 〓′=〓T〓 〓′=〓T〓 但し〓Tは4行4列の公知の座標変換行列であ
り、各エレメントの値は、腕2および3の長さ
や、αおよびβの値により定まる値である。この
座標変換の詳細については、従来周知なる故詳述
しない。
Furthermore, these coordinate values 〓 and 〓 are coordinate-transformed into values 〓' and 〓' of the robot R's absolute coordinate system (X R , Y R , Z R ). That is, 〓′=〓 T 〓 〓′=〓 T 〓 However, 〓 T is a known coordinate transformation matrix with 4 rows and 4 columns, and the value of each element is the length of arms 2 and 3, and the values of α and β. This is the value determined by The details of this coordinate transformation will not be described in detail because it is conventionally well known.

以下同様にして溶接線WL上のテイーチング希
望点につき、同様操作によつてその情報をテイー
チングしうるものである。
In the same manner, information on the desired teaching point on the welding line WL can be taught by performing the same operation.

この実施例においては、その他、ダミーTDを
モデル4の動きに自動的に追従させることもでき
る。
In this embodiment, the dummy TD can also be made to automatically follow the movement of the model 4.

すなわち、前述したように、コンピユータCO
はモデル4の点41bの位置情報およびステイツ
ク41の姿勢情報を演算するから、ダミーTDの
中心線上溶接位置Pを点41bに重ね、またダミ
ーTDの中心線の姿勢をステイツク41のそれに
合わせるように、各サーボ系SX,SY,SZ,Sα
およびSβを制御しうるものであり、かくして、
ダミーTDをモデル4の動きに追従させうること
は理解されよう。この場合は、オペレータのスイ
ツチ43aの操作毎に、そのときの各制御軸毎の
情報をコンピユータCOのメモリに記憶させるこ
とにより、テイーチング操作を実行しうるもので
ある。
That is, as mentioned above, the computer CO
calculates the position information of the point 41b of the model 4 and the posture information of the stake 41, so the welding position P on the center line of the dummy TD is overlapped with the point 41b, and the posture of the center line of the dummy TD is made to match that of the stake 41. , each servo system SX, SY, SZ, Sα
and Sβ, thus
It will be appreciated that the dummy TD can be made to follow the movement of Model 4. In this case, each time the operator operates the switch 43a, the teaching operation can be executed by storing the information for each control axis at that time in the memory of the computer CO.

次に、他の実施例として、モデル4と、ダミー
TDの別の実施態様につき、第3図ないし第5図
を参照しつつ先の実施例との相違を主として説明
する。
Next, as another example, model 4 and dummy
Another embodiment of the TD will be described mainly regarding differences from the previous embodiment with reference to FIGS. 3 to 5.

この実施例では、モデル4はそのステイツク4
1上に公知の超音波送波素子TX1およびTX2
設けてなる。これら素子TX1およびTX2の電源
はグリツプ43内の電池またはグリツプ3内を経
由する図示しない源からのコードによる。
In this example, model 4 has its stand 4
1, known ultrasonic wave transmitting elements TX 1 and TX 2 are provided. These elements TX 1 and TX 2 are powered by a battery in the grip 43 or by a cord from a source (not shown) passing through the grip 3.

素子TX1およびTX2は可能なかぎり寸法の小
なることが望ましく、その間隔は20mm程度とす
る。またその発振周波数は同一とし、約0.5〜1M
Hz程度とする。なお素子TX1とTX2との距離を
h、素子TX2と基端41bとの距離をh1とする。
It is desirable that the dimensions of elements TX 1 and TX 2 be as small as possible, and the spacing between them is approximately 20 mm. Also, the oscillation frequency is the same, approximately 0.5 to 1M
Approximately Hz. Note that the distance between the elements TX 1 and TX 2 is h, and the distance between the element TX 2 and the base end 41b is h 1 .

一方ダミーTDには、素子TX1およびTX2の音
波を受信しうる公知の受波素子R1,R2,R3およ
びR4を、正三角錐の各頂点に配して取り付ける。
そしてこれら各素子R1,R2.R3およびR4は可能な
かぎり寸法は小なることが望ましい。またこれら
相互の間隔は約50mm程度とする。各素子R1ない
しR4は、図示しないがダミーTDからの細い鋼線
によつて支承されているものとする。そしてこれ
ら各素子R1ないしR4の出力情報は先の実施例同
様バイラインBに接続される。
On the other hand, known wave receiving elements R 1 , R 2 , R 3 and R 4 capable of receiving the sound waves of elements TX 1 and TX 2 are attached to the dummy TD, arranged at each vertex of an equilateral triangular pyramid.
It is desirable that the dimensions of each of these elements R 1 , R 2 , R 3 and R 4 be as small as possible. Also, the distance between them is approximately 50 mm. Although not shown, each element R 1 to R 4 is supported by a thin steel wire from a dummy TD. The output information of each of these elements R1 to R4 is connected to the byline B as in the previous embodiment.

そしてさらに、素子TX1およびTX2に対する
供給電圧は、第4図図示のように、遅れ時間TL
を有する矩形波電圧によつてなされるものとし、
その出力波形は図示のようにその矩形波が素子の
振波形で変調されたものとなる。時間TLは約50
〜100msecが望ましい。
Furthermore, the supply voltage to elements TX 1 and TX 2 is determined by the delay time TL as shown in FIG.
shall be performed by a rectangular wave voltage having
As shown in the figure, the output waveform is a rectangular wave modulated by the vibration waveform of the element. Time TL is about 50
~100msec is desirable.

前述のこの実施例の作用について述べれば、各
素子R1ないしR4は、素子TX1およびTX2からの
発振音波を受波し、その受波時間間隔を基にし
て、各素子R1ないしR4から各素子TX1および
TX2迄の距離が、コンピユータに入力した情報
から求め得ること、従来公知のとおりなる故詳述
しない。
To describe the operation of this embodiment described above, each element R 1 to R 4 receives the oscillated sound waves from elements TX 1 and TX 2 , and based on the reception time interval, each element R 1 to R 4 receives the oscillated sound waves from elements TX 1 and TX 2. R 4 to each element TX 1 and
The fact that the distance to TX 2 can be determined from information input into a computer is well known and will not be described in detail.

そして、 L=各素子R1ないしR4の相互間の距離 li1=素子TXiとR1との計測距離(i=1、2) li2=素子TXiとR2との計測距離(i=1、2) li3=素子TXiとR3との計測距離(i=1、2) li4=素子TXiとR4との計測距離(i=1、2) 〓〓1=素子TX1点を示す局所座標系(ダミー
TDに固定された座標系)における位置ベ
クトル。
Then, L = distance between each element R 1 to R 4 li 1 = measured distance between element TXi and R 1 (i = 1, 2) li 2 = measured distance between element TXi and R 2 (i = 1, 2) li 3 = Measured distance between element TXi and R 3 (i = 1, 2) li 4 = Measured distance between element TXi and R 4 (i = 1, 2) 〓〓 1 = 1 point of element TX local coordinate system (dummy
position vector in a coordinate system fixed to TD).

〓〓2=素子TX2点を示す局所座標系における
位置ベクトル。
〓〓 2 = Position vector in local coordinate system indicating two points of element TX.

1=素子R1点を示す局所座標系における位置
ベクトル。
1 = Position vector in the local coordinate system indicating one point of element R.

2=素子R2点を示す局所座標系における位置
ベクトル。
2 = Position vector in local coordinate system indicating two points of element R.

3=素子R3点を示す局所座標系における位置
ベクトル。
3 = Position vector in local coordinate system indicating 3 points of element R.

4=素子R4点を示す局所座標系における位置
ベクトル。
4 = Position vector in local coordinate system indicating 4 points of element R.

とし、さらに第5図a,bのように符号付けす
るとすれば、 テイーチング点41bの位置ベクトル〓は 〓=(〓〓2−〓〓1)h1/h+〓〓2 またステイツク41の姿勢を示すベクトル〓は 〓=(〓〓2−〓〓1)/|〓〓2−〓〓1| 〓〓i(i=1、2)は以下のようにして導び
かれる。
If we further code as shown in Fig. 5 a and b, the position vector of the teaching point 41b is 〓=(〓〓 2 −〓〓 1 )h 1 /h+〓〓 2Also , the posture of the teaching point 41 is The vector 〓 shown is 〓=(〓〓 2 −〓〓 1 )/|〓〓 2 −〓〓 1 | 〓〓i (i=1, 2) is derived as follows.

b=0.5L δ3=√22 ai=li23+L2−li22/2L di=ai−b=li23−li22/2L σi=√2 32 σi=√2 12 ci=σi21+σ23−σi22/2σ3 σi4=√2 12 〓=b〓3−〓2/〓3−〓2+〓1−〓3 〓=〓/|〓| 〓i=〓3−ai〓3−〓2/|〓3−〓2|+〓ci 〓=〓4−〓1−〓2+〓3/3 〓=〓/|〓| Ai1=|〓|+σi4 Ai2=|〓|−σi4 〓i=〓1−〓2+〓3/3−〓i γi1=√|〓|22 1 γi2=√|〓|22 2 〓〓i=〓i−σi4ri(i=1、2) ただし 〓i=−〓(|li4−γi1|≦|li4−γi2|のと
き) 〓i=〓(|li4−γi1|>|li4−γi2|のとき) かくしてこの実施例においても先の実施例と同
様に、モデル4をオペレータが任意の位置姿勢に
保持し、このときの情報をコンピユータCOのメ
モリに記憶させうるものである。
b=0.5L δ 3 =√ 22 ai=li 2 / 3 +L 2 −li 2 / 2 /2L di=ai−b=li 2 / 3 −li 2 / 2 /2L σi=√ 2 32 σi=√ 2 12 ci=σi 2 / 12 / 3 −σi 2 / 2 /2σ 3 σi 4 =√ 2 12 〓=b〓 3 −〓 2 /〓 3 −〓 2 +〓 1 −〓 3 〓=〓/|〓| 〓i=〓 3 −ai〓 3 −〓 2 /|〓 3 −〓 2 |+〓ci 〓=〓 4 −〓 1 −〓 2 +〓 3 /3 〓= 〓/|〓| Ai 1 =|〓|+σi 4 Ai 2 =|〓|−σi 4 〓i=〓 1 −〓 2 +〓 3 /3−〓i γi 1 =√|〓| 2 + 2 1 γi 2 = | _ _ _ _ _ 〓i=〓(When |li 4 −γi 1 | > |li 4 −γi 2 |) Thus, in this embodiment as well, as in the previous embodiment, the operator holds the model 4 at an arbitrary position and orientation. However, the information at this time can be stored in the memory of the computer CO.

なお、素子R1ないしR4を正三角錐の各頂点に
位置させる以外に、任意に4個所に位置させても
よい。この場合は前述各式が多少複雑となる。
In addition to arranging the elements R 1 to R 4 at each vertex of the equilateral triangular pyramid, they may be arranged at any four locations. In this case, the above formulas become somewhat complicated.

次に第3の実施例として、モデル4と、ダミー
TDの別の実施態様につき、第6図を参照しつつ
先の実施例との相違を主として説明する。
Next, as a third example, model 4 and a dummy
Another embodiment of the TD will be described mainly regarding differences from the previous embodiment with reference to FIG.

モデル4は、その2個所にロツドR1,R2がボ
ールジヨイントJ1,J2によつて3次元に回動可能
に支持される。
In the model 4, rods R 1 and R 2 are supported at two positions by ball joints J 1 and J 2 so as to be rotatable in three dimensions.

そしてダミーTDには、このロツドR1,R2を3
次元に支承する受けS1およびS2が設けられる。
And for the dummy TD, these rods R 1 and R 2 are set to 3
Supports S 1 and S 2 are provided which bear on the dimensions.

受けS1およびS2は、ロツドR1,R2を摺動可能
な軸受SJ1およびSJ2、これら軸受SJ1,SJ2を3次
元方向に回動しうるユニバーサルジヨイントU1
およびU2、よりなる。
The receivers S 1 and S 2 are bearings SJ 1 and SJ 2 that can slide the rods R 1 and R 2 , and a universal joint U 1 that can rotate these bearings SJ 1 and SJ 2 in three dimensions.
and U 2 , consisting of.

さらにユニバーサルジヨイントU1およびU2
共にダミーTDの軸方向とそれに対する直交方向
にダミーTDに支持される。さらに、軸受SJ1
よびSJ2には、ロツドR1およびR2の突出長さ(ジ
ヨイントJ1またはJ2から、軸受SJ1またはSJ2の前
述支持する直交軸の交点、すなわち回動支点迄の
距離l1およびl2)を検出しうる検出器(図示しな
いが例えばリニアエンコーダなどの公知の手段に
なるもの)を具備する。さらにジヨイントU1
よびU2には、図示したような回動角ψ1およびθ1
ならびに回動角ψ2およびθ2を検出しうる検出器
(図示しないが例えばシヤフトエンコーダなどの
公知の手段になるもの)を具備する。
Furthermore, both universal joints U 1 and U 2 are supported by the dummy TD in the axial direction of the dummy TD and in a direction perpendicular thereto. In addition, bearings SJ 1 and SJ 2 have a length of protrusion of rods R 1 and R 2 (from joint J 1 or J 2 to the intersection of the orthogonal axes of bearing SJ 1 or SJ 2 , that is, the rotation fulcrum). The sensor is equipped with a detector (not shown, but a known means such as a linear encoder) capable of detecting the distances l 1 and l 2 ). Further, the joints U 1 and U 2 have rotation angles ψ 1 and θ 1 as shown in the figure,
and a detector (not shown, but a known means such as a shaft encoder) capable of detecting the rotation angles ψ 2 and θ 2 .

そしてこれら検出器からの出力情報は、バスラ
インBを介してコンピユータCOに接続される。
The output information from these detectors is then connected to the computer CO via bus line B.

また、ダミーTDにはそれに固有の直角座標系
x,y,zが図示のように固定される。そしてz
軸はψ1およびψ2軸の方向と、またy軸はθ1および
θ2軸の方向と同一であるものとする。
Further, a rectangular coordinate system x, y, z unique to the dummy TD is fixed as shown in the figure. and z
The axes are assumed to be in the same direction as the ψ 1 and ψ 2 axes, and the y axis is in the same direction as the θ 1 and θ 2 axes.

この実施例におけるステイツク41のテイーチ
ング点41bの位置ベクトルTは、 〓=(〓2−〓1)h1/h+〓2 またその姿勢ベクトル〓は、 〓=〓2−〓1/|〓2−〓1| ここで、 〓i=〓i+xi〓+yi〓+Zi〓(i=1、2) また、 xi=l icosθi cosψi yi=l isinψi zi=l icosψi sinθi さらに、〓,〓,〓はそれぞれx,y,z軸の
単位ベクトルを示し〓i(すなわち〓1および〓2
は、ユニバーサルジヨイントSJ1およびSJ2の回動
支点の位置の、x,y,z軸に関する位置情報を
あらわすものとする。
In this embodiment, the position vector T of the teaching point 41b of the stake 41 is: 〓=(〓 2 − 〓 1 )h 1 /h+〓 2 , and its posture vector is: 〓=〓 2 −〓 1 /|〓 2 − 〓 1 | Here, 〓i=〓i+xi〓+yi〓+Zi〓(i=1,2) Also, xi=l icosθi cosψi yi=l isinψi zi=l icosψi sinθi Furthermore, 〓, 〓, 〓 are respectively x, Denote the unit vector of the y and z axes 〓i (i.e. 〓 1 and 〓 2 )
represents the positional information regarding the positions of the rotational fulcrums of universal joints SJ 1 and SJ 2 regarding the x, y, and z axes.

かくしてこの実施例においても、オペレータが
ダミーTDをマニユアル操作でテイーチング点の
近辺に持つて来たうえで、モデル4をテイーチン
グしたい位置姿勢に保持して、スイツチ43aを
操作すれば、前述テイーチングしたい位置姿勢の
情報が、コンピユータCOのメモリに記憶される
ものである。
Thus, in this embodiment as well, if the operator brings the dummy TD near the teaching point by manual operation, holds the model 4 at the desired teaching position, and operates the switch 43a, the above-mentioned desired teaching position can be reached. Posture information is stored in the memory of the computer CO.

前述実施例ではロツドを2本としたが、これを
それ以上の例えば3本とし、対応するダミー側の
3個のユニバーサルジヨイントには、各ロツドの
突出長さ検出手段を設けるようにしても、モデル
の位置姿勢を認識しうるものである。さらにこれ
らの変形として、モデルとダミー間にひもなどを
展張し、ダミー側でこれを巻き込み、この展張し
たひもなどの長さを検出するようにしてもよい。
In the above embodiment, the number of rods is two, but it is also possible to use more, for example, three rods, and the corresponding three universal joints on the dummy side are provided with means for detecting the protrusion length of each rod. , the position and orientation of the model can be recognized. Furthermore, as a modification of these methods, a string or the like may be stretched between the model and the dummy, the dummy side may wrap the string, and the length of the stretched string or the like may be detected.

この発明は前述実施例にかぎることはなく、例
えば前述実施例ではダミーにモデル認識手段を設
けたが、これはエンドエフエクタに直接設けるこ
とは困雑な場合が多い故である。しかしながら、
可能ならばエンドエフエクタに直接認識手段を設
けてもよい。
The present invention is not limited to the embodiment described above; for example, in the embodiment described above, a dummy model recognition means is provided, but this is because it is often difficult to provide it directly to the end effector. however,
If possible, the end effector may be provided with direct recognition means.

その他この発明の技術的思想の範囲内における
各構成の、均等物との置換えも、またこの発明の
技術的範囲に含まれるものである。
Replacement of each component with an equivalent within the scope of the technical idea of this invention is also included within the technical scope of this invention.

この発明は前述したとおりであるので、産業用
ロボツトとは別のモデルをオペレータが希望の位
置姿勢に保持して、スイツチを押すだけの操作で
人間の手の秀れた操作性をそのまま活用して、プ
レイバツク方式のテイーチングが簡単に実行しう
る、特有かつ顕著な効果を奏しうるものである。
Since this invention is as described above, an operator can hold a model other than an industrial robot in a desired position and posture and utilize the excellent operability of the human hand by simply pressing a switch. Therefore, the playback method of teaching can be easily executed and can produce unique and remarkable effects.

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

第1図および第2図はこの発明第1の実施例を
示し、第1図はブロツク図を含む要部側面図、第
2図は第1図の矢視作用説明図である。第3図
ないし第5図a,bは、第2の実施例を示し、第
3図は要部側面図、第4図および第5図a,bは
作用説明図である。第6図は第3の実施例を示
し、要部側面図である。 CO……コンピユータ、T……トーチ(エンド
エフエクタ)、R……産業用ロボツト、4……モ
デル、TD……ダミー、41aおよび42a……
発光部、DF……イメージセンサ、TX1および
TX2……超音波送波素子、R1,R2,R3およびR4
……受波素子、R1およびR2……ロツド、S1およ
びS2……ロツドを3次元に支承する受け。
1 and 2 show a first embodiment of the present invention, with FIG. 1 being a side view of the main parts including a block diagram, and FIG. 2 being an explanatory view of the action seen from the arrows in FIG. 1. 3 to 5 a and b show the second embodiment, in which FIG. 3 is a side view of the main part, and FIGS. 4 and 5 a and b are explanatory diagrams of the operation. FIG. 6 shows a third embodiment, and is a side view of the main part. CO...Computer, T...Torch (end effector), R...Industrial robot, 4...Model, TD...Dummy, 41a and 42a...
Light emitting part, DF...Image sensor, TX 1 and
TX 2 ... Ultrasonic wave transmitting element, R 1 , R 2 , R 3 and R 4
... Receiving element, R 1 and R 2 ... Rod, S 1 and S 2 ... Receptacles that support the rod in three dimensions.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 コンピユータを付属し、エンドエフエクタの
位置姿勢などあらかじめテイーチングするプレイ
バツク方式の産業用ロボツトにおいて、前記エン
ドエフエクタに対応するモデルを別に用意し、前
記エンドエフエクタまたはこれと取り代え可能の
ダミーのいずれか一方に、前記モデル上の複数の
点と、前記エンドエフエクタまたは前記ダミーと
の相互位置関係を認識する手段を具備し、前記コ
ンピユータは前記認識手段の出力を入力して、前
記モデルの位置や姿勢の情報を演算するべくして
なる、前記産業用ロボツト。 2 前記モデルは複数の発光部を備え、さらに前
記エンドエフエクタまたはダミーには前記発光部
を認識するイメージセンサを備えている、特許請
求の範囲第1項記載の産業用ロボツト。 3 前記モデルは複数の超音波送波素子を備えさ
らに前記エンドエフエクタまたはダミーには前記
超音波送波素子からの超音波を受波し認識しうる
複数の受波素子を備えている、特許請求の範囲第
1項記載の産業用ロボツト。 4 前記モデルには複数のロツドの一端を玉継手
によつて支持し、前記エンドエフエクタまたはダ
ミーには、これらロツドの他の一端を摺動自在に
支持する受け材を自在継手によつて支持するとと
もに、少なくとも前記ロツドの長さを検出する手
段を備えている、特許請求の範囲第1項記載の産
業用ロボツト。
[Claims] 1. In a playback type industrial robot that is attached with a computer and teaches the position and orientation of the end effector in advance, a model corresponding to the end effector is prepared separately, and Either one of the replaceable dummies is provided with means for recognizing the mutual positional relationship between a plurality of points on the model and the end effector or the dummy, and the computer inputs the output of the recognition means. The industrial robot is configured to calculate information on the position and orientation of the model. 2. The industrial robot according to claim 1, wherein the model includes a plurality of light emitting sections, and the end effector or dummy further includes an image sensor that recognizes the light emitting sections. 3. The model includes a plurality of ultrasonic wave transmitting elements, and the end effector or dummy further includes a plurality of wave receiving elements capable of receiving and recognizing ultrasonic waves from the ultrasonic wave transmitting elements. An industrial robot according to claim 1. 4 The model has one end of a plurality of rods supported by a ball joint, and the end effector or dummy has a receiving member that slidably supports the other ends of the rods by a universal joint. The industrial robot according to claim 1, further comprising means for detecting at least the length of the rod.
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