JP2001051713A - ロボットの作業教示方法及び装置 - Google Patents
ロボットの作業教示方法及び装置Info
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P90/00—Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
- Y02P90/02—Total factory control, e.g. smart factories, flexible manufacturing systems [FMS] or integrated manufacturing systems [IMS]
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ＣＡＤデータやＮＣデータのないワークに対
して、精度良く、かつ、短時間で効率的に教示を行う。 【解決手段】 作業者２０が先端部１６を把持して力を
加えて動かすことにより、任意の位置・姿勢に位置決め
することができる、各関節部に位置検出器１４を設けた
６以上の自由度を有する操作機構１０を用意し、先端部
１６に対象物との接触を検知するセンサ部１８を設け、
操作機構１０を操作してワーク２２の表面にセンサ部１
８を接触させることにより、ワーク２２の形状データを
逐次入力した後、同じ操作機構１０を用いて加工経路デ
ータを教示する。これらのデータをオフライン教示装置
２８に取り込み、動作の確認や教示点の編集、作業条件
の付加教示等はオフライン教示装置２８の画面上で行な
う構成とする。
して、精度良く、かつ、短時間で効率的に教示を行う。 【解決手段】 作業者２０が先端部１６を把持して力を
加えて動かすことにより、任意の位置・姿勢に位置決め
することができる、各関節部に位置検出器１４を設けた
６以上の自由度を有する操作機構１０を用意し、先端部
１６に対象物との接触を検知するセンサ部１８を設け、
操作機構１０を操作してワーク２２の表面にセンサ部１
８を接触させることにより、ワーク２２の形状データを
逐次入力した後、同じ操作機構１０を用いて加工経路デ
ータを教示する。これらのデータをオフライン教示装置
２８に取り込み、動作の確認や教示点の編集、作業条件
の付加教示等はオフライン教示装置２８の画面上で行な
う構成とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、溶接、加工、組立
て、仕上げ作業などに用いられるロボットへの作業教示
方法及び装置に関するものである。
て、仕上げ作業などに用いられるロボットへの作業教示
方法及び装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ロボットのオフライン教示技術は既に実
用化されている技術であるが、ワークのＣＡＤデータや
ＮＣデータを入力し、画面上で加工パスを教示する方法
がほとんどである。ＣＡＤデータがないワークに対して
は、ワークの画像を入力し、その画面に対して教示を行
う方法が提案されている。例えば、特開平１０−５８３
６３号公報には、ロボットのオフライン教示装置とし
て、ワークの形状データを画像で取り込み、画面上に表
示されたワークに対して、所定の手順でティーチング作
業を行う装置が開示されている。
用化されている技術であるが、ワークのＣＡＤデータや
ＮＣデータを入力し、画面上で加工パスを教示する方法
がほとんどである。ＣＡＤデータがないワークに対して
は、ワークの画像を入力し、その画面に対して教示を行
う方法が提案されている。例えば、特開平１０−５８３
６３号公報には、ロボットのオフライン教示装置とし
て、ワークの形状データを画像で取り込み、画面上に表
示されたワークに対して、所定の手順でティーチング作
業を行う装置が開示されている。
【０００３】一方、力制御機能を付加したロボットを用
いたダイレクト教示を簡便化する方法として、人間が操
作するトレーサロッドの両端位置をカメラで読み取り、
ロッドの位置・姿勢に変換することにより、ロボットの
作業動作を教示する方法が提案されている。例えば、特
開平１０−２６４０５９号公報には、塗装ロボットのテ
ィーチング装置として、作業者が持ったトレーサロッド
の両端を画像センサで検出し、その位置・姿勢を演算す
ることによりロボットの教示を行う装置が開示されてい
る。
いたダイレクト教示を簡便化する方法として、人間が操
作するトレーサロッドの両端位置をカメラで読み取り、
ロッドの位置・姿勢に変換することにより、ロボットの
作業動作を教示する方法が提案されている。例えば、特
開平１０−２６４０５９号公報には、塗装ロボットのテ
ィーチング装置として、作業者が持ったトレーサロッド
の両端を画像センサで検出し、その位置・姿勢を演算す
ることによりロボットの教示を行う装置が開示されてい
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来技術のう
ち、ワークのＣＡＤデータやＮＣデータを入力して加工
パスを画面上で教示する方式は、ＣＡＤデータやＮＣデ
ータのないワークには適用できないという問題がある。
また、ワークの画像を入力して画面上で加工パスを教示
する方式は、カメラを用いているため、ワークのデータ
を取り込める範囲に制限がある。そして、これらの加工
パスを画面上で教示する方式はいずれも、ワークの製造
誤差や位置決め誤差がそのままオフライン教示の誤差と
なる。また、平面画像情報による方法は、特定のワー
ク、特定の条件でしか適用できない。すなわち、ほぼ平
面状のワークしか対象とならない。さらに、これらの方
式は、ロボットの据付け誤差による影響を受ける。
ち、ワークのＣＡＤデータやＮＣデータを入力して加工
パスを画面上で教示する方式は、ＣＡＤデータやＮＣデ
ータのないワークには適用できないという問題がある。
また、ワークの画像を入力して画面上で加工パスを教示
する方式は、カメラを用いているため、ワークのデータ
を取り込める範囲に制限がある。そして、これらの加工
パスを画面上で教示する方式はいずれも、ワークの製造
誤差や位置決め誤差がそのままオフライン教示の誤差と
なる。また、平面画像情報による方法は、特定のワー
ク、特定の条件でしか適用できない。すなわち、ほぼ平
面状のワークしか対象とならない。さらに、これらの方
式は、ロボットの据付け誤差による影響を受ける。
【０００５】ダイレクト教示方式は、ワークの製造誤差
やロボットの据付け誤差の影響を受けないが、上記のよ
うにロボットに力制御機能を付加する必要がある。ま
た、全点を教示する必要があるので、効率が悪い。一
方、トレーサロッド等で作業動作を教示する方式は、力
制御を行わずに教示できるが、教示できる位置・姿勢に
制約がある場合が多く、また、全作業動作を教示する必
要があるので、効率が悪い。さらに、この方式では、ロ
ボットの据付け誤差による影響を受ける。また、トレー
サロッド等をカメラで読み取る方法は、空間分解能と輝
度識別分解能に限界があるため、位置測定精度が低くな
る。
やロボットの据付け誤差の影響を受けないが、上記のよ
うにロボットに力制御機能を付加する必要がある。ま
た、全点を教示する必要があるので、効率が悪い。一
方、トレーサロッド等で作業動作を教示する方式は、力
制御を行わずに教示できるが、教示できる位置・姿勢に
制約がある場合が多く、また、全作業動作を教示する必
要があるので、効率が悪い。さらに、この方式では、ロ
ボットの据付け誤差による影響を受ける。また、トレー
サロッド等をカメラで読み取る方法は、空間分解能と輝
度識別分解能に限界があるため、位置測定精度が低くな
る。
【０００６】本発明は上記の諸点に鑑みなされたもの
で、本発明の目的は、作業者が先端部を把持して力を加
えて動かすことにより、任意の位置・姿勢に位置決めす
ることができる、各関節部に位置検出器を設けた６以上
の自由度を有する操作機構を用意し、これを用いてワー
ク（被加工物）の形状データを正確に入力するととも
に、加工経路データを正確に教示し、動作の確認や教示
点の編集、作業条件の付加教示等は画面上で行なう構成
とすることにより、精度よく、かつ、短時間で効率的に
教示が行える作業教示方法及び装置を提供することにあ
る。
で、本発明の目的は、作業者が先端部を把持して力を加
えて動かすことにより、任意の位置・姿勢に位置決めす
ることができる、各関節部に位置検出器を設けた６以上
の自由度を有する操作機構を用意し、これを用いてワー
ク（被加工物）の形状データを正確に入力するととも
に、加工経路データを正確に教示し、動作の確認や教示
点の編集、作業条件の付加教示等は画面上で行なう構成
とすることにより、精度よく、かつ、短時間で効率的に
教示が行える作業教示方法及び装置を提供することにあ
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明のロボットの作業教示方法は、作業者がア
ームの先端部を把持して力を加えて動かすことにより、
該先端部を任意の位置・姿勢に位置決めすることができ
るように、６以上の自由度を有するアームを備え、アー
ムの関節部の各軸に位置検出器を設け、アームの先端部
に対象物との接触を検知するセンサを設けた操作機構を
用い、作業者が操作機構を操作して被加工物の表面にセ
ンサ部を接触させて、操作機構の各軸の位置検出器の信
号から接触点での位置・姿勢を計測することにより、被
加工物の形状データを生成してオフライン教示装置に逐
次入力した後、同じ操作機構を用いて作業者が加工した
い経路に沿って被加工物の表面にセンサ部を接触させ
て、操作機構の各軸の位置検出器の信号から接触点での
位置・姿勢を計測することにより、被加工物に対する加
工経路データを生成してオフライン教示装置に取り込
み、作業者がオフライン教示装置の画面上で、被加工物
の形状データ及び加工経路データを用いて、教示点の編
集及び／又は加工経路上での作業条件の付加教示等を行
うことにより、自動的に加工ロボットの教示データを生
成するように構成されている（図１〜図４参照）。
めに、本発明のロボットの作業教示方法は、作業者がア
ームの先端部を把持して力を加えて動かすことにより、
該先端部を任意の位置・姿勢に位置決めすることができ
るように、６以上の自由度を有するアームを備え、アー
ムの関節部の各軸に位置検出器を設け、アームの先端部
に対象物との接触を検知するセンサを設けた操作機構を
用い、作業者が操作機構を操作して被加工物の表面にセ
ンサ部を接触させて、操作機構の各軸の位置検出器の信
号から接触点での位置・姿勢を計測することにより、被
加工物の形状データを生成してオフライン教示装置に逐
次入力した後、同じ操作機構を用いて作業者が加工した
い経路に沿って被加工物の表面にセンサ部を接触させ
て、操作機構の各軸の位置検出器の信号から接触点での
位置・姿勢を計測することにより、被加工物に対する加
工経路データを生成してオフライン教示装置に取り込
み、作業者がオフライン教示装置の画面上で、被加工物
の形状データ及び加工経路データを用いて、教示点の編
集及び／又は加工経路上での作業条件の付加教示等を行
うことにより、自動的に加工ロボットの教示データを生
成するように構成されている（図１〜図４参照）。
【０００８】上記の本発明の作業教示方法において、作
業者が操作機構を用いて加工経路の一部について加工経
路データを教示し、このデータをオフライン教示装置に
取り込み、オフライン教示装置で残りの経路を含めて全
部の加工経路データを生成するように構成することが好
ましい（図３、図４参照）。また、これらの本発明の作
業教示方法において、オフライン教示装置に、加工経路
データとともに加工速度データを教示データとして取り
込むことができる。また、これらの本発明の作業教示方
法において、実際に加工に使用する被加工物を用いて加
工ロボットの教示データを生成し、加工ロボットの教示
と加工ロボットによる加工作業とを同ラインで行うこと
が好ましい。
業者が操作機構を用いて加工経路の一部について加工経
路データを教示し、このデータをオフライン教示装置に
取り込み、オフライン教示装置で残りの経路を含めて全
部の加工経路データを生成するように構成することが好
ましい（図３、図４参照）。また、これらの本発明の作
業教示方法において、オフライン教示装置に、加工経路
データとともに加工速度データを教示データとして取り
込むことができる。また、これらの本発明の作業教示方
法において、実際に加工に使用する被加工物を用いて加
工ロボットの教示データを生成し、加工ロボットの教示
と加工ロボットによる加工作業とを同ラインで行うこと
が好ましい。
【０００９】本発明のロボットの作業教示装置は、作業
者がアームの先端部を把持して力を加えて動かすことに
より、該先端部を任意の位置・姿勢に位置決めすること
ができるように、６以上の自由度を有するアームを備
え、アームの関節部の各軸に位置検出器を設け、アーム
の先端部に対象物との接触を検知するセンサを設けた操
作機構と、操作機構の各軸の位置検出器からの信号を入
力して座標変換を行うことにより、作業者が操作機構を
操作して被加工物の表面に接触させたセンサ部の接触点
での位置・姿勢を演算する、被加工物の形状データ及び
加工経路データを生成するための位置・姿勢演算装置
と、被加工物の形状データが逐次入力された後、加工経
路データが取り込まれ、作業者が画面上で教示点の編集
及び／又は加工経路上での作業条件の付加教示等を行う
ことにより、自動的に加工ロボットの教示データを生成
するオフライン教示装置とを備えたことを特徴としてい
る（図１参照）。
者がアームの先端部を把持して力を加えて動かすことに
より、該先端部を任意の位置・姿勢に位置決めすること
ができるように、６以上の自由度を有するアームを備
え、アームの関節部の各軸に位置検出器を設け、アーム
の先端部に対象物との接触を検知するセンサを設けた操
作機構と、操作機構の各軸の位置検出器からの信号を入
力して座標変換を行うことにより、作業者が操作機構を
操作して被加工物の表面に接触させたセンサ部の接触点
での位置・姿勢を演算する、被加工物の形状データ及び
加工経路データを生成するための位置・姿勢演算装置
と、被加工物の形状データが逐次入力された後、加工経
路データが取り込まれ、作業者が画面上で教示点の編集
及び／又は加工経路上での作業条件の付加教示等を行う
ことにより、自動的に加工ロボットの教示データを生成
するオフライン教示装置とを備えたことを特徴としてい
る（図１参照）。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明するが、本発明は下記の実施の形態に何ら限定さ
れるものではなく、適宜変更して実施することが可能な
ものである。図１は、本発明の実施の形態によるロボッ
トの作業教示装置を示している。図２は、本実施形態で
データ入力のために用いる操作機構の一例を示してい
る。図２に示すように、操作機構１０は、剛性の高い６
以上の自由度を有するアーム１２と、各関節部に高精度
の位置検出器１４（例えば、エンコーダ）を有してお
り、作業者が先端部１６を把持して力を加えて動かすこ
とにより、先端部１６を動作範囲内の任意の位置・姿勢
に位置決めすることができるものである。この操作機構
１０の先端部１６には、対象物との接触を検知するセン
サ部１８が設けられている。
て説明するが、本発明は下記の実施の形態に何ら限定さ
れるものではなく、適宜変更して実施することが可能な
ものである。図１は、本発明の実施の形態によるロボッ
トの作業教示装置を示している。図２は、本実施形態で
データ入力のために用いる操作機構の一例を示してい
る。図２に示すように、操作機構１０は、剛性の高い６
以上の自由度を有するアーム１２と、各関節部に高精度
の位置検出器１４（例えば、エンコーダ）を有してお
り、作業者が先端部１６を把持して力を加えて動かすこ
とにより、先端部１６を動作範囲内の任意の位置・姿勢
に位置決めすることができるものである。この操作機構
１０の先端部１６には、対象物との接触を検知するセン
サ部１８が設けられている。
【００１１】図１に示すように、作業者２０は操作機構
１０の先端部１６を手で操作して、ワーク（被加工物）
２２の計測したいポイントにセンサ部１８を接触させ
る。センサ部１８で接触を検知したセンサ信号に同期し
て、そのときの操作機構１０の各関節の位置検出器１４
からの位置データが、入力装置２４を介して位置・姿勢
演算装置２６に取り込まれ、これらの位置データに、操
作機構の構造によって決定される座標変換行列を乗じる
ことにより、接触点での位置・姿勢データが演算され
る。この操作・処理を繰り返すことにより、ワーク（被
加工物）２２の形状データをオフライン教示装置２８に
逐次入力する。すなわち、接触を検知したセンサ信号に
同期して、そのときの各関節の位置情報を入力し、これ
を操作機構系の位置・姿勢データに変換し、さらに、こ
れをワークの座標系に変換してオフライン教示装置２８
の画面上に表示する。６自由度以上の自由度を持つ操作
機構を用いるメリットは、機構の動作範囲内であれば、
任意の位置・姿勢をとることができる、すなわち、任意
形状のワークに適用できることにある。
１０の先端部１６を手で操作して、ワーク（被加工物）
２２の計測したいポイントにセンサ部１８を接触させ
る。センサ部１８で接触を検知したセンサ信号に同期し
て、そのときの操作機構１０の各関節の位置検出器１４
からの位置データが、入力装置２４を介して位置・姿勢
演算装置２６に取り込まれ、これらの位置データに、操
作機構の構造によって決定される座標変換行列を乗じる
ことにより、接触点での位置・姿勢データが演算され
る。この操作・処理を繰り返すことにより、ワーク（被
加工物）２２の形状データをオフライン教示装置２８に
逐次入力する。すなわち、接触を検知したセンサ信号に
同期して、そのときの各関節の位置情報を入力し、これ
を操作機構系の位置・姿勢データに変換し、さらに、こ
れをワークの座標系に変換してオフライン教示装置２８
の画面上に表示する。６自由度以上の自由度を持つ操作
機構を用いるメリットは、機構の動作範囲内であれば、
任意の位置・姿勢をとることができる、すなわち、任意
形状のワークに適用できることにある。
【００１２】次に、同じ操作機構１０を用いて加工パス
の教示を行う。上記と全く同様の手順で、作業者２０
は、ワーク２２上の加工したい経路に沿って、任意の間
隔を置いてセンサ部１８を接触させていくことにより、
加工パスの教示を行うことができる。図１のような操作
機構を用いることにより、作業点だけではなく、その時
の工具姿勢も同時に教示できるというメリットがある。
また、実際の加工に使用するワークに対して教示を行う
ため、作業者は臨場感を持って実作業に近い教示を行う
ことができる。この作業パスを全点に渡って教示し、オ
フライン教示装置２８に取り込んで、加工ロボットの座
標系に変換することにより、ロボットの動作プログラム
を生成することができる。作業者がリアルタイムで教示
を行う場合は、加工速度も教示データとして取り込むこ
とができる。また、加工動作をより効率的に教示するた
めに、本実施形態では、一部教示した作業パスをオフラ
イン教示装置２８に取り込み、ワーク形状データととと
もに、オフライン教示装置２８の画面上で表示・編集で
きる構成とすることが好ましい。この詳細については後
述する。
の教示を行う。上記と全く同様の手順で、作業者２０
は、ワーク２２上の加工したい経路に沿って、任意の間
隔を置いてセンサ部１８を接触させていくことにより、
加工パスの教示を行うことができる。図１のような操作
機構を用いることにより、作業点だけではなく、その時
の工具姿勢も同時に教示できるというメリットがある。
また、実際の加工に使用するワークに対して教示を行う
ため、作業者は臨場感を持って実作業に近い教示を行う
ことができる。この作業パスを全点に渡って教示し、オ
フライン教示装置２８に取り込んで、加工ロボットの座
標系に変換することにより、ロボットの動作プログラム
を生成することができる。作業者がリアルタイムで教示
を行う場合は、加工速度も教示データとして取り込むこ
とができる。また、加工動作をより効率的に教示するた
めに、本実施形態では、一部教示した作業パスをオフラ
イン教示装置２８に取り込み、ワーク形状データととと
もに、オフライン教示装置２８の画面上で表示・編集で
きる構成とすることが好ましい。この詳細については後
述する。
【００１３】オフライン教示の方法は、一例として、以
下の通りである。 （１） オフライン教示装置の画面上で作業領域を指定
することにより、教示した作業パスに基づき全加工パス
を自動生成する。 （２） 各教示点に対して作業条件（例えば、グライン
ダを用いた仕上げ作業の場合は、グラインダの押付け量
や切込み量など）を付加教示する。 （３） ロボットの動作シミュレーションを行い、必要
に応じて作業の位置・姿勢を変更する。 （４） 加工ロボットの動作プログラムを生成する。 以上の本実施形態の作業の流れと処理の流れをまとめた
のが、図４である。オフライン教示装置２８で作成され
た動作プログラムは、例えば、図１に示すように、デー
タ通信装置３０を介して、加工ロボット（図示略）に接
続されたロボット制御装置３２に送られて、加工ロボッ
トの教示が行われる。なお、加工ロボットの動作プログ
ラムを直接ロボット制御装置に入力することも勿論可能
である。
下の通りである。 （１） オフライン教示装置の画面上で作業領域を指定
することにより、教示した作業パスに基づき全加工パス
を自動生成する。 （２） 各教示点に対して作業条件（例えば、グライン
ダを用いた仕上げ作業の場合は、グラインダの押付け量
や切込み量など）を付加教示する。 （３） ロボットの動作シミュレーションを行い、必要
に応じて作業の位置・姿勢を変更する。 （４） 加工ロボットの動作プログラムを生成する。 以上の本実施形態の作業の流れと処理の流れをまとめた
のが、図４である。オフライン教示装置２８で作成され
た動作プログラムは、例えば、図１に示すように、デー
タ通信装置３０を介して、加工ロボット（図示略）に接
続されたロボット制御装置３２に送られて、加工ロボッ
トの教示が行われる。なお、加工ロボットの動作プログ
ラムを直接ロボット制御装置に入力することも勿論可能
である。
【００１４】次に、グラインダ３４を用いた仕上げ作業
を例にとって、作業パスの自動生成方法について述べ
る。図３に示すように、作業者が指定したワーク３６上
の領域をＤ、教示パス（一部教示した作業パス）をＰＴ
とする。ＰＴ上の各教示点の位置データより、仕上げ送
り方向のベクトルＶ及び移動方向ｄを求める。作業領域
Ｄにおけるワーク３６の形状データは既知であるから、
このＶとｄを用いることにより、作業領域Ｄ内の残りの
作業パスＰＧを自動的に発生させることができる。この
教示データを加工ロボットの座標系に変換し、さらに作
業条件として全教示点におけるグラインダ３４の押付け
量や切込み量等を与えることにより、仕上げロボットの
動作プログラムを生成することができる。
を例にとって、作業パスの自動生成方法について述べ
る。図３に示すように、作業者が指定したワーク３６上
の領域をＤ、教示パス（一部教示した作業パス）をＰＴ
とする。ＰＴ上の各教示点の位置データより、仕上げ送
り方向のベクトルＶ及び移動方向ｄを求める。作業領域
Ｄにおけるワーク３６の形状データは既知であるから、
このＶとｄを用いることにより、作業領域Ｄ内の残りの
作業パスＰＧを自動的に発生させることができる。この
教示データを加工ロボットの座標系に変換し、さらに作
業条件として全教示点におけるグラインダ３４の押付け
量や切込み量等を与えることにより、仕上げロボットの
動作プログラムを生成することができる。
【００１５】以上述べた手順をとることにより、従来の
ダイレクト教示より短時間で、かつ、従来のオフライン
教示方式より精度良く教示することができる。本発明に
よる精度向上の効果について説明する。一般に、オフラ
イン教示の教示誤差は、ロボットの据付け誤差Ｅｒ、ワ
ークを固定する治具の位置決め誤差Ｅｇ、治具上でのワ
ークの位置決め誤差Ｅｗ、ワークの製造誤差Ｅｃの合計
になる。ロボットの据付け誤差Ｅｒとワークを固定する
治具の位置決め誤差Ｅｇは、キャリブレーションにより
補正することができるが、治具上でのワークの位置決め
誤差Ｅｗとワークの製造誤差Ｅｃは補正が困難である。
これに対して、本発明では、実ワーク上で教示したパス
を、実ワークの形状データに基づいて展開するため、加
工ロボットの教示と加工ロボットによる加工作業とを同
ラインで行う場合は、上記の教示誤差は一切発生せず、
精度向上を実現することができる。
ダイレクト教示より短時間で、かつ、従来のオフライン
教示方式より精度良く教示することができる。本発明に
よる精度向上の効果について説明する。一般に、オフラ
イン教示の教示誤差は、ロボットの据付け誤差Ｅｒ、ワ
ークを固定する治具の位置決め誤差Ｅｇ、治具上でのワ
ークの位置決め誤差Ｅｗ、ワークの製造誤差Ｅｃの合計
になる。ロボットの据付け誤差Ｅｒとワークを固定する
治具の位置決め誤差Ｅｇは、キャリブレーションにより
補正することができるが、治具上でのワークの位置決め
誤差Ｅｗとワークの製造誤差Ｅｃは補正が困難である。
これに対して、本発明では、実ワーク上で教示したパス
を、実ワークの形状データに基づいて展開するため、加
工ロボットの教示と加工ロボットによる加工作業とを同
ラインで行う場合は、上記の教示誤差は一切発生せず、
精度向上を実現することができる。
【００１６】
【発明の効果】本発明は上記のように構成されているの
で、つぎのような効果を奏する。 （１） ＣＡＤデータやＮＣデータのないワーク（被加
工物）に対して、精度良く、かつ、短時間で効率的に教
示することができる。 （２） 従来のダイレクト教示より短時間で、かつ、従
来のオフライン教示方式より精度良く教示することがで
きる。 （３） ６以上の自由度を有する操作機構を用いている
ので、任意形状のワークに適用できる。 （４） 実際の加工に使用するワークに対して教示を行
うので、作業者は臨場感を持って実作業に近い教示を行
うことができる。また、教示誤差が発生せず精度が良
い。 （５） 動作の確認や教示点の編集、作業条件の付加教
示等は、作業者が画面上で行なうので、効率的で精度の
良い教示を行うことができる。 （６） 上記の操作機構を用いて加工経路の一部を教示
し、オフライン教示装置で残りの全経路を生成すること
が可能となり、効率が良い。 （７） 加工ロボットの教示と加工ロボットによる加工
作業とを同ラインで行う場合は、教示誤差は一切発生せ
ず、高精度で教示・加工が行える。
で、つぎのような効果を奏する。 （１） ＣＡＤデータやＮＣデータのないワーク（被加
工物）に対して、精度良く、かつ、短時間で効率的に教
示することができる。 （２） 従来のダイレクト教示より短時間で、かつ、従
来のオフライン教示方式より精度良く教示することがで
きる。 （３） ６以上の自由度を有する操作機構を用いている
ので、任意形状のワークに適用できる。 （４） 実際の加工に使用するワークに対して教示を行
うので、作業者は臨場感を持って実作業に近い教示を行
うことができる。また、教示誤差が発生せず精度が良
い。 （５） 動作の確認や教示点の編集、作業条件の付加教
示等は、作業者が画面上で行なうので、効率的で精度の
良い教示を行うことができる。 （６） 上記の操作機構を用いて加工経路の一部を教示
し、オフライン教示装置で残りの全経路を生成すること
が可能となり、効率が良い。 （７） 加工ロボットの教示と加工ロボットによる加工
作業とを同ラインで行う場合は、教示誤差は一切発生せ
ず、高精度で教示・加工が行える。
【図１】本発明の実施の形態によるロボットの作業教示
装置を示す概略構成図である。
装置を示す概略構成図である。
【図２】本発明の実施の形態におけるデータ入力のため
に用いる操作機構の一例を示す概略構成図である。
に用いる操作機構の一例を示す概略構成図である。
【図３】本発明の実施の形態における作業パスの自動生
成例を示す模式図である。
成例を示す模式図である。
【図４】本発明の実施の形態における作業の流れ、処理
の流れを示すフローチャートである。
の流れを示すフローチャートである。
１０ 操作機構 １２ アーム １４ 位置検出器 １６ 先端部 １８ センサ部 ２０ 作業者 ２２、３６ ワーク ２４ 入力装置 ２６ 位置・姿勢演算装置 ２８ オフライン教示装置 ３０ データ通信装置 ３２ ロボット制御装置 ３４ グラインダ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０５Ｂ 19/42 Ｇ０１Ｂ 21/20 １０１Ｚ ９Ａ００１ // Ｇ０１Ｂ 21/20 １０１ Ｇ０５Ｂ 19/42 Ｐ (72)発明者 尾上 一彦 兵庫県明石市川崎町１番１号 川崎重工業 株式会社明石工場内 (72)発明者 久保 貞夫 兵庫県明石市川崎町１番１号 川崎重工業 株式会社明石工場内 (72)発明者 松井 繁朋 神戸市中央区港島南町１丁目５番２号 財 団法人新産業創造研究機構内 (72)発明者 三隅 隆也 神戸市中央区港島南町１丁目５番２号 財 団法人新産業創造研究機構内 (72)発明者 緒方 隆昌 神戸市中央区港島南町１丁目５番２号 財 団法人新産業創造研究機構内 Ｆターム(参考） 2F062 AA04 BC56 CC22 CC27 EE41 EE62 FF05 GG38 HH01 HH13 MM04 NN03 2F069 AA04 BB01 BB36 DD15 DD25 GG01 GG06 GG52 GG62 HH01 JJ08 3C034 AA19 BB87 CA13 CA30 CB13 DD20 3F059 DA03 DC01 DE06 FA03 FA06 5H269 AB33 BB03 BB05 BB09 CC09 JJ04 JJ18 SA03 SA05 SA08 SA10 9A001 BB02 BB03 BB04 CC02 DD15 HH05 HH19 HH24 HH32 JJ49 KK37 KK54 LL09
Claims (5)
- 【請求項１】 作業者がアームの先端部を把持して力を
加えて動かすことにより、該先端部を任意の位置・姿勢
に位置決めすることができるように、６以上の自由度を
有するアームを備え、アームの関節部の各軸に位置検出
器を設け、アームの先端部に対象物との接触を検知する
センサを設けた操作機構を用い、作業者が操作機構を操
作して被加工物の表面にセンサ部を接触させて、操作機
構の各軸の位置検出器の信号から接触点での位置・姿勢
を計測することにより、被加工物の形状データを生成し
てオフライン教示装置に逐次入力した後、同じ操作機構
を用いて作業者が加工したい経路に沿って被加工物の表
面にセンサ部を接触させて、操作機構の各軸の位置検出
器の信号から接触点での位置・姿勢を計測することによ
り、被加工物に対する加工経路データを生成してオフラ
イン教示装置に取り込み、作業者がオフライン教示装置
の画面上で、被加工物の形状データ及び加工経路データ
を用いて、教示点の編集及び／又は加工経路上での作業
条件の付加教示等を行うことにより、自動的に加工ロボ
ットの教示データを生成することを特徴とするロボット
の作業教示方法。 - 【請求項２】 作業者が操作機構を用いて加工経路の一
部について加工経路データを教示し、このデータをオフ
ライン教示装置に取り込み、オフライン教示装置で残り
の経路を含めて全部の加工経路データを生成する請求項
１記載のロボットの作業教示方法。 - 【請求項３】 オフライン教示装置に、加工経路データ
とともに加工速度データを教示データとして取り込む請
求項１又は２記載のロボットの作業教示方法。 - 【請求項４】 実際に加工に使用する被加工物を用いて
加工ロボットの教示データを生成し、加工ロボットの教
示と加工ロボットによる加工作業とを同ラインで行う請
求項１、２又は３記載のロボットの作業教示方法。 - 【請求項５】 作業者がアームの先端部を把持して力を
加えて動かすことにより、該先端部を任意の位置・姿勢
に位置決めすることができるように、６以上の自由度を
有するアームを備え、アームの関節部の各軸に位置検出
器を設け、アームの先端部に対象物との接触を検知する
センサを設けた操作機構と、 操作機構の各軸の位置検出器からの信号を入力して座標
変換を行うことにより、作業者が操作機構を操作して被
加工物の表面に接触させたセンサ部の接触点での位置・
姿勢を演算する、被加工物の形状データ及び加工経路デ
ータを生成するための位置・姿勢演算装置と、 被加工物の形状データが逐次入力された後、加工経路デ
ータが取り込まれ、作業者が画面上で教示点の編集及び
／又は加工経路上での作業条件の付加教示等を行うこと
により、自動的に加工ロボットの教示データを生成する
オフライン教示装置と、を備えたことを特徴とするロボ
ットの作業教示装置。
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| JP22496099A JP4170530B2 (ja) | 1999-08-09 | 1999-08-09 | ロボットの作業教示方法及び装置 |
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