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JPH01111208A - Robot teaching device - Google Patents

Robot teaching device

Info

Publication number
JPH01111208A
JPH01111208A JP26816787A JP26816787A JPH01111208A JP H01111208 A JPH01111208 A JP H01111208A JP 26816787 A JP26816787 A JP 26816787A JP 26816787 A JP26816787 A JP 26816787A JP H01111208 A JPH01111208 A JP H01111208A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
robot
teaching
movement
arithmetic
target value
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP26816787A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH0752367B2 (en
Inventor
Ikuo Takeuchi
郁雄 竹内
Koji Kameshima
亀島 鉱二
Tomoyuki Hamada
浜田 朋之
Yuriko Ogawa
小川 優理子
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 Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP62268167A priority Critical patent/JPH0752367B2/en
Priority to US07/261,498 priority patent/US4987527A/en
Publication of JPH01111208A publication Critical patent/JPH01111208A/en
Publication of JPH0752367B2 publication Critical patent/JPH0752367B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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  • Manipulator (AREA)

Abstract

PURPOSE:To perform the robot teaching jobs at a high speed and with high efficiency without inspecting these teaching jobs via a real device by using an arithmetic means which performs the dynamic arithmetic, the play compensating arithmetic, etc., with the action target value. CONSTITUTION:An arithmetic unit 2 produces a smooth action target locus based on the action target value received from an input device 1. Then the dynamic arithmetic is carried out based on said target locus. The result of this dynamic arithmetic is displayed on a display device 3. Thus a teaching operator can know the movement of a robot before input of the action target locus to a real robot in case said target locus is supplied to the real robot. If the movement of the robot displayed on the device 3 does not satisfy the working purpose, the action target value is changed via the device 1 and calculated by the unit 2 again for production of the teaching data satisfying the working purpose. This teaching data is sent to an output device 7.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は複数の関節を有するロボット教示装置に係り、
特に動力学演算を行うことによってロボットの動作教示
を効率的に行うロボット教示装置に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a robot teaching device having a plurality of joints,
In particular, the present invention relates to a robot teaching device that efficiently teaches robot movements by performing dynamic calculations.

記載のように教示動作をグラフィック表示装置上の仮想
ロボットの動きに従い座標入力を行っていた。
As described above, coordinates were input according to the movement of a virtual robot on a graphic display device for teaching operations.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

上記従来技術はロボットの幾何学データによる教示であ
りロボットの動力学の影響、ガタ等の要素について配慮
がされていない。このため、前述の教示データで動作目
的を達成できるかどうかは実機で検証するしかなく、非
能率的であるという問題があった。
The above-mentioned conventional technology teaches based on the robot's geometric data, and does not take into consideration the influence of the robot's dynamics, backlash, and other factors. For this reason, whether or not the purpose of operation can be achieved using the teaching data described above can only be verified by using an actual machine, which poses a problem of inefficiency.

本発明の目的は教示ロボットの教示作業を、実機で検証
することなく高速、かつ高効率の教示デ−夕を得ること
ができ名ロボット教示装置を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a robot teaching device capable of obtaining teaching data at high speed and with high efficiency without verifying the teaching work of a teaching robot using an actual machine.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

上記目的は表示装置上に表示したロボットに基づいて入
力装置から入力した動作目標値について動力学演算、ガ
タ補償演算等の演算を行う演算装置を設け、演算装置で
演算した結果を表示装置上に表示して入力した動作目標
値に基づくロボットの動きを教示者に示すと共に、これ
に基づいて動作目標値の変更を入力装置を用いて行うこ
とにより、達成される。
The above purpose is to provide a calculation device that performs calculations such as dynamic calculations and backlash compensation calculations on the motion target values input from the input device based on the robot displayed on the display device, and to display the results calculated by the calculation device on the display device. This is achieved by displaying and showing the instructor the movements of the robot based on the input target motion values, and changing the target motion values based on this using an input device.

〔作用〕[Effect]

演算装置は入力装置から入力した動作目標値を基にスム
ーズな動作目標軌跡を作成してこれに基づいて動力学演
算を行い、表示装置はこの演算結果を表示する。これに
よって教示者は入力した動作目標軌跡を実機のロボット
に入力した場合のロボットの動きを動作目標軌跡を実機
のロボットに入力する前に知ることができ、表示装置に
表示されたロボットの動きが動作目的を満足しない場合
は入力装置を用いて動作目標値を変更して再び演算装置
で演算し、動作目的を満足する教示データを作成する。
The calculation device creates a smooth target motion trajectory based on the motion target value input from the input device, performs dynamic calculation based on this, and the display device displays the results of this calculation. This allows the instructor to know the robot's movement when the input target movement trajectory is input to the actual robot before inputting the movement target trajectory to the actual robot, and the robot's movement displayed on the display device is If the operation objective is not satisfied, the operation target value is changed using the input device and the calculation is performed again by the arithmetic unit to create teaching data that satisfies the operation objective.

この教示データはあらかじめ動作を検証しているので実
機のロボットに入力した場合に最初から動作目的を満足
するロボットの動きを実現することができ、ロボットの
動作教示を高速。
Since this teaching data has been verified in advance for movement, when input to an actual robot, it is possible to realize robot movement that satisfies the purpose of movement from the beginning, making it possible to teach the robot movement at high speed.

高効率に行うことができる。This can be done with high efficiency.

〔実施例〕〔Example〕

以下1本発明の実施例を図面を参照して説明する。 An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図は本発明の装置の一実施例をロボットの教示に適
用した例を示すもので、この図において、1は入力装置
で、ロボットアームの動作目標値を入力する。2はこの
動作目標値を基に動作目標軌跡を作成しこれに基づいて
動力学演算、ガタ補償演算等の演算を行う演算装置であ
る。3は表示装置で、入力装置1で入力したロボットア
ームの動き、または演算装置2で演算した結果に基づく
ロボットアームの動きとロボットアームの作業環境をグ
ラフィック表示する。4は表示装置3の画面上に表示し
た教示動作開始時のロボットアームであり、5は表示装
置3の画面上に表示した教示動作終了時のロボットアー
ムであり、6はロボットアームの作業の対象物である。
FIG. 1 shows an example in which an embodiment of the apparatus of the present invention is applied to teaching a robot. In this figure, reference numeral 1 denotes an input device for inputting a target value for movement of a robot arm. Reference numeral 2 denotes a calculation device that creates a movement target trajectory based on this movement target value and performs calculations such as dynamic calculation and backlash compensation calculation based on this. Reference numeral 3 denotes a display device that graphically displays the movement of the robot arm inputted through the input device 1 or the movement of the robot arm based on the results of calculations performed by the calculation device 2 and the working environment of the robot arm. 4 is the robot arm at the start of the teaching operation displayed on the screen of the display device 3, 5 is the robot arm at the end of the teaching operation displayed on the screen of the display device 3, and 6 is the object of work of the robot arm. It is a thing.

7は作成した教示データをロボットコントローラに出力
する出力装置である。
7 is an output device that outputs the created teaching data to the robot controller.

次に、前述した本発明の装置の一実施例の動作を説明す
る。まず最初に表示装置3の画面上には教示動作開始時
のロボットアーム4を表示してあり、入力装置1から目
標位置を入力していくとそれに従って逐次ロボットアー
ム4の位置が変化していき、教示動作が終了すると、表
示装置3の画面上には教示動作終了時のロボットアーム
5を表示する。これによって、作成した動作目標値は入
力装置1から演算装置2に入力される。この動作目標値
は飛び飛びの位置の点列であるので、演算装置2ではま
ずこの動作目標値を基にスムーズな動作目標軌跡を作成
し、次にこの動作目標軌跡に基づいて動力学演算を行う
。例えば、動力学演算には多関節機構の運動方程式の演
算がある。運動方程式を解くことによってロボットアー
ムの動きをシミュレーションしてその結果得たロボット
アームの動きを表示装置3の画面上に表示する。教示者
は表示装置3の画面上のロボットアームの動きによって
ロボットアームと対象物6などの作業環境の構成物体と
の干渉やロボットアームの作業を視覚で確認して、ロボ
ットアームの動きが動作目的を満足していない場合、例
えばロボットアームと作業環境の構成物体との干渉など
があれば、入力装置1によって動作目標値を変更し、こ
の変更した動作目標値を再び演算装置2に入力してシミ
ュレーションを行いその結果得たロボットアームの動き
を表示装置3の画面上に表示する。表示装置3の画面上
のロボットアームの動きが動作目的を満足している場合
には、演算装置2で作成した動作目標軌跡を教示データ
として出力装置7に入力する。教示データはロボットア
ームの各関節の位置または速度または加速度から成って
おり。
Next, the operation of one embodiment of the apparatus of the present invention described above will be explained. First, the robot arm 4 at the start of the teaching operation is displayed on the screen of the display device 3, and as the target position is input from the input device 1, the position of the robot arm 4 changes sequentially accordingly. When the teaching operation is completed, the robot arm 5 at the end of the teaching operation is displayed on the screen of the display device 3. As a result, the created operation target value is input from the input device 1 to the arithmetic device 2. Since this motion target value is a sequence of points at discrete positions, the calculation device 2 first creates a smooth motion target trajectory based on this motion target value, and then performs dynamic calculations based on this motion target trajectory. . For example, dynamic calculations include calculating equations of motion for multi-joint mechanisms. The motion of the robot arm is simulated by solving the equation of motion, and the resulting motion of the robot arm is displayed on the screen of the display device 3. The instructor visually checks the interference between the robot arm and objects in the work environment such as the object 6 and the work of the robot arm by the movement of the robot arm on the screen of the display device 3, and confirms that the movement of the robot arm is the purpose of the operation. If the above conditions are not satisfied, for example, if there is interference between the robot arm and an object constituting the work environment, the operation target value is changed using the input device 1, and this changed operation target value is inputted again to the calculation device 2. The simulation is performed and the movement of the robot arm obtained as a result is displayed on the screen of the display device 3. If the movement of the robot arm on the screen of the display device 3 satisfies the motion objective, the motion target trajectory created by the arithmetic device 2 is inputted to the output device 7 as teaching data. The teaching data consists of the position, velocity, or acceleration of each joint of the robot arm.

出力装置7は実機のロボットアームのコントローラに出
力するためにこの教示データを記憶する。
The output device 7 stores this teaching data in order to output it to the controller of the actual robot arm.

上述のシミュレーションのブロック線図の一例を第2図
に示す。ゲイン13を有する位置制御系において実機の
ロボットアームの代りにロボットメカニズムのモデル1
2を用いてシミュレーションを行う。ロボットメカニズ
ムのモデル12中の演算は10が現在の位置の情報から
関節トルクを求める進動力学演算であり、11が関節ト
ルクから位置の情報を求める動力学演算である。
An example of a block diagram of the above-mentioned simulation is shown in FIG. In a position control system with a gain of 13, robot mechanism model 1 is used instead of the actual robot arm.
A simulation is performed using 2. The calculations in the robot mechanism model 12 are as follows: 10 is a dynamic calculation that calculates joint torque from current position information, and 11 is a dynamic calculation that calculates position information from joint torque.

本実施例によれば、グラフィック表示装置を用いて教示
データを作成する際に、動作目標軌跡に基づいてロボッ
トアームの動きをシミュレーションしているので、その
教示データを実機のロボットに入力した場合のロボット
アームの動きをあらかじめ検証することができている。
According to this embodiment, when creating teaching data using a graphic display device, the movement of the robot arm is simulated based on the target movement trajectory, so when the teaching data is input to an actual robot, The movement of the robot arm can be verified in advance.

このために作成した教示データを実機のロボットアーム
に入力した場合に最初から動作目的を満足するロボット
アームの動きを実現することができるので教示作業の高
速化、高効率化の効果がある。
When the teaching data created for this purpose is input to the actual robot arm, it is possible to realize a movement of the robot arm that satisfies the purpose of operation from the beginning, which has the effect of speeding up the teaching work and increasing efficiency.

第3図は本発明の装置の他の実施例を示すもので、この
図において第1図と同符号のものは同一部分である。こ
の実施例は入力装置1で入力したロボットアームの動き
とロボットアームの作業環境を表示装置3aの画面上に
表示し、演算装置2で演算した結果に基づくロボットア
ームの動きとロボットアームの作業環境を表示装置3b
の画面上に表示する。4a、4bは教示動作開始時のロ
ボットアームであり、5a、5bは教示動作終了時のロ
ボットアームであり、6a、6bは対象物である。この
実施例によれば入力装置1で入力したロボットアームの
動きと演算装置2で演算した結果に基づくロボットアー
ムの動きを同時に教示者に提示することができるのでロ
ボットアームの動作教示を高速、高効率に行うことがで
きる。
FIG. 3 shows another embodiment of the apparatus of the present invention, in which the same reference numerals as in FIG. 1 are the same parts. In this embodiment, the movement of the robot arm and the working environment of the robot arm inputted by the input device 1 are displayed on the screen of the display device 3a, and the movement of the robot arm and the working environment of the robot arm are displayed based on the results of calculations by the calculation device 2. Display device 3b
displayed on the screen. 4a and 4b are robot arms at the start of the teaching operation, 5a and 5b are the robot arms at the end of the teaching operation, and 6a and 6b are objects. According to this embodiment, the movement of the robot arm inputted by the input device 1 and the movement of the robot arm based on the result calculated by the calculation device 2 can be presented to the instructor simultaneously, so the movement of the robot arm can be taught at high speed and with high precision. It can be done efficiently.

なお、上述した実施例においては、動作目標値を全て入
力装置1から入力したが、CADシステムなどを入力装
置としてもよい。さらに、前述した実施例では教示デー
タを出力装置7に記憶したが、直接教示データをロボッ
トコンローラに出力してもよい。また、第3図に示した
実施例では表示装置を2つの場合について説明したが、
これに限られるものではなく、また、マルチウィンドウ
のような表示装置を用いることもできる。また、上記の
実施例はロボットアームの自由度を3つとして図示した
が、これに限られるものではない。
In the above-described embodiment, all the operation target values are input from the input device 1, but a CAD system or the like may be used as the input device. Furthermore, although the teaching data is stored in the output device 7 in the embodiment described above, the teaching data may be directly output to the robot controller. Further, in the embodiment shown in FIG. 3, the case where there are two display devices has been explained.
The present invention is not limited to this, and a display device such as a multi-window may also be used. Furthermore, although the above embodiments have been illustrated with three degrees of freedom for the robot arm, the invention is not limited to this.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によれば、複数の関節を有するロボットの動作教
示において、教示データを入力するとすぐに、動力学を
考慮した動作目的を満足する教示データを作成すること
ができるので、教示作業を高速、かつ高効率に行うこと
ができる。
According to the present invention, when teaching the motion of a robot having multiple joints, it is possible to create teaching data that satisfies the purpose of motion in consideration of dynamics as soon as the teaching data is input. Moreover, it can be carried out with high efficiency.

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

第1図は本発明の装置の一実施例を示す図、第2図は本
発明に用いられるシミュレーションのブロック線図の一
例を示す図、第3図は本発明の装置の他の実施例を示す
図である。 1・・・入力装置、2・・・演算装置、3・・・表示装
置、4゜5・・・ロボットアーム、6・・・対象物、7
・・・出力装置。
FIG. 1 is a diagram showing one embodiment of the device of the present invention, FIG. 2 is a diagram showing an example of a block diagram of a simulation used in the present invention, and FIG. 3 is a diagram showing another embodiment of the device of the present invention. FIG. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Input device, 2... Arithmetic device, 3... Display device, 4°5... Robot arm, 6... Target object, 7
...Output device.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 1.複数の関節を有するロボットの教示装置において、
前記ロボットの動作目標値を入力する入力装置と前記ロ
ボットの動作指令値を出力する出力装置と前記動作目標
値に基づいて前記ロボットの運動を演算する演算装置と
前記ロボットの動作をグラフィック表示する表示装置を
備えたことを特徴とするロボット教示装置。
1. In a teaching device for a robot having multiple joints,
an input device for inputting a motion target value of the robot, an output device for outputting a motion command value for the robot, an arithmetic device for calculating the motion of the robot based on the motion target value, and a display for graphically displaying the motion of the robot. A robot teaching device characterized by being equipped with a device.
2.前記表示装置は前記動作目標値に基づく前記ロボッ
トの動きと前記演算装置の演算結果に基づく前記ロボッ
トの動きを両方または片方とロボットの作業環境を表示
することを特徴とする特許請求の範囲第1項記載のロボ
ット教示装置。
2. Claim 1: The display device displays the movement of the robot based on the operation target value, the movement of the robot based on the calculation result of the calculation device, both or one of them, and the working environment of the robot. The robot teaching device described in Section 1.
3.前記演算装置は前記動作目標値に基づき前記ロボッ
トの動作目標軌跡を作成して前記ロボットの動力学演算
を行うことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載のロ
ボット教示装置。
3. 2. The robot teaching device according to claim 1, wherein said calculation device creates a target movement trajectory of said robot based on said movement target value and performs a dynamic calculation of said robot.
JP62268167A 1987-10-26 1987-10-26 Robot teaching device Expired - Lifetime JPH0752367B2 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP62268167A JPH0752367B2 (en) 1987-10-26 1987-10-26 Robot teaching device
US07/261,498 US4987527A (en) 1987-10-26 1988-10-24 Perspective display device for displaying and manipulating 2-D or 3-D cursor, 3-D object and associated mark position

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP62268167A JPH0752367B2 (en) 1987-10-26 1987-10-26 Robot teaching device

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Publication Number Publication Date
JPH01111208A true JPH01111208A (en) 1989-04-27
JPH0752367B2 JPH0752367B2 (en) 1995-06-05

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JP62268167A Expired - Lifetime JPH0752367B2 (en) 1987-10-26 1987-10-26 Robot teaching device

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JPH0752367B2 (en) 1995-06-05

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