JP2793266B2 - 教示データの自動作成方法 - Google Patents
教示データの自動作成方法Info
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- JP2793266B2 JP2793266B2 JP1157462A JP15746289A JP2793266B2 JP 2793266 B2 JP2793266 B2 JP 2793266B2 JP 1157462 A JP1157462 A JP 1157462A JP 15746289 A JP15746289 A JP 15746289A JP 2793266 B2 JP2793266 B2 JP 2793266B2
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- work
- coordinate system
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- robot
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Description
【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は、第１の作業対象面に対する作業データを
与えれば、ロボット自身が第２の作業対象面に対する教
示データが作成する教示データの自動作成方法に関す
る。
与えれば、ロボット自身が第２の作業対象面に対する教
示データが作成する教示データの自動作成方法に関す
る。
「従来の技術」 従来、産業用のロボットに作業手順を教示するには、
オペレータは操作ボックスを操作して、ロボットの各関
節を動かし、作業点を定める。作業点が定まると、オペ
レータは、そのときの上記各関節の位置・姿勢データを
制御装置に記憶させる。このようにして、１つの作業点
が当該ロボットに教示される。以下、これを繰り返す
し、当該作業軌跡上の全ての作業点を教示する。
オペレータは操作ボックスを操作して、ロボットの各関
節を動かし、作業点を定める。作業点が定まると、オペ
レータは、そのときの上記各関節の位置・姿勢データを
制御装置に記憶させる。このようにして、１つの作業点
が当該ロボットに教示される。以下、これを繰り返す
し、当該作業軌跡上の全ての作業点を教示する。
「発明が解決しようとする課題」 ところで、上記従来のロボットにおいては、第３図、
第４図および第５図に示すように、２つの作業対象面
が、一定の対称関係にある場合でも、オペレータが２つ
の作業対象面の各々について教示を行っていた。ここ
で、対称関係とは、線対称、面対称に限定するものでは
なく、回転操作、平行移動操作、反転操作およびこれら
の複合操作により、２つの形状を重ね合わせることがで
きる関係を含むものである。
第４図および第５図に示すように、２つの作業対象面
が、一定の対称関係にある場合でも、オペレータが２つ
の作業対象面の各々について教示を行っていた。ここ
で、対称関係とは、線対称、面対称に限定するものでは
なく、回転操作、平行移動操作、反転操作およびこれら
の複合操作により、２つの形状を重ね合わせることがで
きる関係を含むものである。
作業対象面の全てに対して教示する上記従来の方法で
は、教示工数したがって教示データが多大になるという
問題があった。
は、教示工数したがって教示データが多大になるという
問題があった。
また、オペレータが、回転、平行移動、ミラーイメー
ジ変換を行って教示するとしても、回転中心や回転角、
平行移動量、ミラーの位置などが正確に判らず、変換後
の教示データに大きな誤差が含まれていた。このため、
作業品質が低下するという問題があった。
ジ変換を行って教示するとしても、回転中心や回転角、
平行移動量、ミラーの位置などが正確に判らず、変換後
の教示データに大きな誤差が含まれていた。このため、
作業品質が低下するという問題があった。
この発明は上記事情に鑑みてなされたもので、教示作
業の簡素化・教示時間の短縮化・教示精度の向上化を達
成し得る教示データの自動作成方法を提供することを目
的としている。
業の簡素化・教示時間の短縮化・教示精度の向上化を達
成し得る教示データの自動作成方法を提供することを目
的としている。
「課題を解決するための手段」 上記課題を解決するために、第１の作業対象面に対す
る教示データであってロボットの各関節角データで表示
された第１の教示データを、まず、ロボット座標系にお
いて位置姿勢を示す第２の教示データに変換した後、当
該第２の教示データをワーク座標系において位置姿勢を
示す第３の教示データに変換し、次に、当該第３の教示
データを前記第１の作業対象面と幾何学的に対称な第２
の作業対象面に対する教示データである第４の教示デー
タに変換し、次に、当該第４の教示データを前記ロボッ
ト座標系に逆変換して第５の教示データを求め、次に、
当該第５の教示データを当該ロボットの前記各関節デー
タに逆変換して第６の教示データを作成する教示データ
の自動作成方法であり、前記第１の教示データの、前記
第２、第３の教示データを経由した前記第４の教示デー
タへの変換は、第１の教示データと、前記第１の作業対
象面上の代表点と、この代表点に対応する前記第２の作
業対象面上の代表点の位置とから、ロボット座標系、ロ
ボットによって駆動されることによりワークを加工する
作業部の座標系であるツール座標系、ワーク座標系相互
間の座標変換マトリックスを算出し、この座標変換マト
リックスによって前記第１の教示データの変換演算処理
を行うものであり、前記第１の教示データおよび前記第
１、第２の作業対象面上の前記代表点の位置に対応する
ロボット関節角をロボット座標系における前記作業部の
位置、姿勢に変換し、前記第１、第２の作業対象面の対
称の中心に位置する所定の原点を通る第１の軸を設定し
て、この設定された軸に、第１の作業対象面上の前記代
表点から下ろした垂線の足を求めて、第１の作業対象面
上の前記代表点と前記垂線の足とを結ぶベクトル方向に
ワーク座標系の別の第２の軸を求め、さらに、前記第
１、第２の軸の双方に垂直な第３の軸を求めて、第２の
作業対象面に対応するワーク座標系を定め、このワーク
座標系からロボット座標系の座標変換マトリックスを算
出し、ロボット座標系からワーク座標系への座標変換マ
トリックスを算出することを特徴としている。
る教示データであってロボットの各関節角データで表示
された第１の教示データを、まず、ロボット座標系にお
いて位置姿勢を示す第２の教示データに変換した後、当
該第２の教示データをワーク座標系において位置姿勢を
示す第３の教示データに変換し、次に、当該第３の教示
データを前記第１の作業対象面と幾何学的に対称な第２
の作業対象面に対する教示データである第４の教示デー
タに変換し、次に、当該第４の教示データを前記ロボッ
ト座標系に逆変換して第５の教示データを求め、次に、
当該第５の教示データを当該ロボットの前記各関節デー
タに逆変換して第６の教示データを作成する教示データ
の自動作成方法であり、前記第１の教示データの、前記
第２、第３の教示データを経由した前記第４の教示デー
タへの変換は、第１の教示データと、前記第１の作業対
象面上の代表点と、この代表点に対応する前記第２の作
業対象面上の代表点の位置とから、ロボット座標系、ロ
ボットによって駆動されることによりワークを加工する
作業部の座標系であるツール座標系、ワーク座標系相互
間の座標変換マトリックスを算出し、この座標変換マト
リックスによって前記第１の教示データの変換演算処理
を行うものであり、前記第１の教示データおよび前記第
１、第２の作業対象面上の前記代表点の位置に対応する
ロボット関節角をロボット座標系における前記作業部の
位置、姿勢に変換し、前記第１、第２の作業対象面の対
称の中心に位置する所定の原点を通る第１の軸を設定し
て、この設定された軸に、第１の作業対象面上の前記代
表点から下ろした垂線の足を求めて、第１の作業対象面
上の前記代表点と前記垂線の足とを結ぶベクトル方向に
ワーク座標系の別の第２の軸を求め、さらに、前記第
１、第２の軸の双方に垂直な第３の軸を求めて、第２の
作業対象面に対応するワーク座標系を定め、このワーク
座標系からロボット座標系の座標変換マトリックスを算
出し、ロボット座標系からワーク座標系への座標変換マ
トリックスを算出することを特徴としている。
「作用」 上記構成によれば、教示に要する時間・労苦を半減す
ることができる。
ることができる。
一方、これにより、教示のためにラインを停止する時
間を短縮でき、したがって生産性の向上を図ることがで
きる。
間を短縮でき、したがって生産性の向上を図ることがで
きる。
また、教示データを記憶するためのメモリ容量を非常
に小さくすることができるため、その分、ロボットの作
業パターンを増やすことができる。
に小さくすることができるため、その分、ロボットの作
業パターンを増やすことができる。
さらに、実際に教示したワークの代表点（特徴点）に
基づいて、座標変換マトリックスを求めているので、変
換精度、すなわち教示精度が良いという特徴を有してい
る。
基づいて、座標変換マトリックスを求めているので、変
換精度、すなわち教示精度が良いという特徴を有してい
る。
「実施例」 以下、図面を参照してこの発明の実施例について説明
する。
する。
第１図はこの発明の一実施例である塗装ロボツト（以
下、ロボットと略称する）の概略構成を示す斜視図であ
る。
下、ロボットと略称する）の概略構成を示す斜視図であ
る。
この図において、符号１は機械的作業（塗装）を行う
ロボット本体、２はロボット本体１の動きを制御する制
御装置である。
ロボット本体、２はロボット本体１の動きを制御する制
御装置である。
（１）ロボット本体１の機械的構成 まず、第２図を参照して、ロボット本体１の機械的構
成について説明する。
成について説明する。
第２図に示すロボット本体１において、３は固定ベー
ス、４は第１アーム、５は第２アーム、６は手首部、７
は塗装ガン（作業部）である。上記固定ベース３は床面
または地面に固定されている。この固定ベース４の上面
には、水平旋回軸（以下、第１関節という）８が設けら
れており、この第１関節８を介して、固定ベース４と旋
回ベース９とが結合されている。以下において、第１関
節８（したがって旋回ベース９）が水平に旋回する角度
を関節角 と称する。上記旋回ベース９には、第１アーム駆動用モ
ータ10、第２アーム駆動用モータ11がいずれも軸心を水
平にして、かつ、第１関節８の軸心に直角に交差するよ
うに取り付けられている。第１アーム駆動用モータ10の
回転軸（以下、第２関節という）12には、第１アーム４
の下端部が取り付けられ、第２関節12の回動に応じて、
第１アーム４が垂直旋回するようになっている。以下に
おいて、第２関節12（したがって第１アーム４）が垂直
に旋回する角度を関節角 と称する。次に、第１アーム４の上端部には、上下旋回
軸（以下、第３関節という）13を介して、第２アーム５
の後端部が取り付けられている。上記第３関節13は、図
示せぬリンク機構などを介して、第２アーム駆動用モー
タ11に連結され、これにより、第２アーム駆動用モータ
11の回転力が第３関節13に伝達するようになっている。
こうして、第３関節13の回動に応じて、第２アーム５が
垂直旋回するようになっている。以下において、第３関
節13（したがって第２のアーム５）の旋回角を関節角 と称する。上記第２アーム５の先端部には手首部６が取
り付けられている。この手首部６は、互いに回転軸を直
交させた３つのモータ、すなわち、手首を上下させる上
下旋回用モータ14、手首を左右に振らせる左右旋回用モ
ータ15、手首を回動させる回動用モータ16からなってい
る。以下において、上下旋回用モータ14、左右旋回用モ
ータ15および回動用モータ16の各回転軸をそれぞれ第４
関節14T、第５関節15T、第６関節16Tといい、これらの
旋回（回転）角をそれぞれ関節角 と称する。さらに、手首部６の第６関節16Tには、作業
工具を把持する把持部17が取り付けられている。この例
では、把持部17には、塗装ガン７が把持されている。こ
のように、上記６個の関節8,12,13,14T,15T,16Tは、互
いに独立して旋回・回動するため、ロボット本体１は６
自由度の動作が可能となっている。かくして、塗装ガン
７を任意の位置・姿勢に動作させることができる。
ス、４は第１アーム、５は第２アーム、６は手首部、７
は塗装ガン（作業部）である。上記固定ベース３は床面
または地面に固定されている。この固定ベース４の上面
には、水平旋回軸（以下、第１関節という）８が設けら
れており、この第１関節８を介して、固定ベース４と旋
回ベース９とが結合されている。以下において、第１関
節８（したがって旋回ベース９）が水平に旋回する角度
を関節角 と称する。上記旋回ベース９には、第１アーム駆動用モ
ータ10、第２アーム駆動用モータ11がいずれも軸心を水
平にして、かつ、第１関節８の軸心に直角に交差するよ
うに取り付けられている。第１アーム駆動用モータ10の
回転軸（以下、第２関節という）12には、第１アーム４
の下端部が取り付けられ、第２関節12の回動に応じて、
第１アーム４が垂直旋回するようになっている。以下に
おいて、第２関節12（したがって第１アーム４）が垂直
に旋回する角度を関節角 と称する。次に、第１アーム４の上端部には、上下旋回
軸（以下、第３関節という）13を介して、第２アーム５
の後端部が取り付けられている。上記第３関節13は、図
示せぬリンク機構などを介して、第２アーム駆動用モー
タ11に連結され、これにより、第２アーム駆動用モータ
11の回転力が第３関節13に伝達するようになっている。
こうして、第３関節13の回動に応じて、第２アーム５が
垂直旋回するようになっている。以下において、第３関
節13（したがって第２のアーム５）の旋回角を関節角 と称する。上記第２アーム５の先端部には手首部６が取
り付けられている。この手首部６は、互いに回転軸を直
交させた３つのモータ、すなわち、手首を上下させる上
下旋回用モータ14、手首を左右に振らせる左右旋回用モ
ータ15、手首を回動させる回動用モータ16からなってい
る。以下において、上下旋回用モータ14、左右旋回用モ
ータ15および回動用モータ16の各回転軸をそれぞれ第４
関節14T、第５関節15T、第６関節16Tといい、これらの
旋回（回転）角をそれぞれ関節角 と称する。さらに、手首部６の第６関節16Tには、作業
工具を把持する把持部17が取り付けられている。この例
では、把持部17には、塗装ガン７が把持されている。こ
のように、上記６個の関節8,12,13,14T,15T,16Tは、互
いに独立して旋回・回動するため、ロボット本体１は６
自由度の動作が可能となっている。かくして、塗装ガン
７を任意の位置・姿勢に動作させることができる。
（２）制御装置２の電気的構成 制御装置２は、中央処理部、サーボ制御部、記憶部、
データ変換演算部などからなっている。中央処理部は装
置各部を制御する。サーボ制御部は、ロボット本体１の
各関節の動き が第（Ia）式に示す目標値（教示値） に一致するように、サーボ制御を行う。
データ変換演算部などからなっている。中央処理部は装
置各部を制御する。サーボ制御部は、ロボット本体１の
各関節の動き が第（Ia）式に示す目標値（教示値） に一致するように、サーボ制御を行う。
記憶部は、塗装ガン７による作業内容（教示内容）を
関節角 の時系列として記憶する。このように、教示された関節
角 を以下において教示データ という。データ変換演算部は、上記記憶部に記憶されて
いる（一の作業対象面に対する）教示データ を読出して、鏡映、回転、並行、反転などの対称操作を
行うことにより、（他の作業対称面に対する）教示デー
タ に変換処理する。なお、この変換処理により得られた他
の教示データ も上記記憶部に書き込まれる。
関節角 の時系列として記憶する。このように、教示された関節
角 を以下において教示データ という。データ変換演算部は、上記記憶部に記憶されて
いる（一の作業対象面に対する）教示データ を読出して、鏡映、回転、並行、反転などの対称操作を
行うことにより、（他の作業対称面に対する）教示デー
タ に変換処理する。なお、この変換処理により得られた他
の教示データ も上記記憶部に書き込まれる。
（３）各種座標系の設定 上記構成のロボットには、作業時の位置・姿勢の検知
・制御に必要な演算を行うために、ロボット座標系 ツール座標系 およびワーク座標系 が設定されている。これらの座標系は、座標変換マトリ
ックスを用いて、相互に変換可能となっている。以下、
第２図を参照して、これらの座標系について説明する。
・制御に必要な演算を行うために、ロボット座標系 ツール座標系 およびワーク座標系 が設定されている。これらの座標系は、座標変換マトリ
ックスを用いて、相互に変換可能となっている。以下、
第２図を参照して、これらの座標系について説明する。
（3a）ロボット座標系 ロボット座標系 は、互いに直角の方向を向くXR軸,YR軸,ZR軸からなる３
次元直交座標系である。この座標系 のYR軸は、第１関節８の回転軸に設定され、ZR軸は、第
２関節12の回転軸に設定される。したがって、第１関節
８の回転軸と第２関節12の回転軸との交点がこの座標系 の原点0Rとなっている。ロボツト座標系 における塗装ガン７の先端位置は、各関節角 が指定されれば、各部（各関節、塗装ガン７）間の距離
が伴っていることから、幾何学的演算処理により求めら
れる。
次元直交座標系である。この座標系 のYR軸は、第１関節８の回転軸に設定され、ZR軸は、第
２関節12の回転軸に設定される。したがって、第１関節
８の回転軸と第２関節12の回転軸との交点がこの座標系 の原点0Rとなっている。ロボツト座標系 における塗装ガン７の先端位置は、各関節角 が指定されれば、各部（各関節、塗装ガン７）間の距離
が伴っていることから、幾何学的演算処理により求めら
れる。
（3b）ツール座標系 ツール座標系 は、塗装ガン７の先端点を原点0Tとして設定されたXTYT
ZT直交座標系である。この座標系 のXT軸は、塗液の吐出方向に一致するように設定されて
いる。そして、XT軸に直交する平面上に、YT軸およびZT
軸がそれぞれ設定されている。このツール座標系 は、ロボット本体１の各関節8,12,13,14T,15T,16Tの動
き に伴って動く動座標系である。
ZT直交座標系である。この座標系 のXT軸は、塗液の吐出方向に一致するように設定されて
いる。そして、XT軸に直交する平面上に、YT軸およびZT
軸がそれぞれ設定されている。このツール座標系 は、ロボット本体１の各関節8,12,13,14T,15T,16Tの動
き に伴って動く動座標系である。
（3c）ワーク座標系 ワーク座標系 は、ワーク18（第２図）の形状などを表示するために作
業空間に設定されたXWYWZW直交座標系である。この座標
系 における原点P0、XW軸,YW軸,ZW軸の設定方法について
は、次の第（４）項で説明する。
業空間に設定されたXWYWZW直交座標系である。この座標
系 における原点P0、XW軸,YW軸,ZW軸の設定方法について
は、次の第（４）項で説明する。
（４）作業対象面の類型（ワークタイプ） 次に、この例に適用されるワークの作業対象面を類別
して示す。
して示す。
（4a）ワークタイプＡ ある面（対称面）に関して、２つの作業対象面a,bが
互いに対象に配置されているもの（第３図）。このタイ
プＡに属する２つの作業対象面a,bは、一体化されて１
つのワークを形成しているもの（同図（ａ））もあれ
ば、同一形状の２つのワークに別れているものもある
（同図（ｂ））。このワークタイプＡにおいては、ワー
ク座標系 の原点P0およびXW軸は、対称面内に任意に設定され、YW
軸,ZW軸は、原点P0を通り、かつXW軸に垂直な面内に設
定される。ただし、座標入力を容易にする観点から、作
業対象面ａ（またはｂ）がXWYW平面（またはXWZW平面）
に存在するようにワーク座標系 を設定するのが好ましい（ワークタイプＢ、ワークタイ
プＣにおいて同じである（第２図参照））。たとえば、
第４図（ａ）に示す形状のワーク18の場合には、その回
転軸P0P1にXW軸を設定するのが良く、また、第４図
（ｂ）に示すように、同一形状の２つのワーク18,18
が、ハンガーの回転軸Ｈの回りにある場合には、回転軸
ＨにXW軸を設定するのが好ましい（第４図（ａ），
（ｂ）、第５図（ａ），（ｂ）において同じである）。
互いに対象に配置されているもの（第３図）。このタイ
プＡに属する２つの作業対象面a,bは、一体化されて１
つのワークを形成しているもの（同図（ａ））もあれ
ば、同一形状の２つのワークに別れているものもある
（同図（ｂ））。このワークタイプＡにおいては、ワー
ク座標系 の原点P0およびXW軸は、対称面内に任意に設定され、YW
軸,ZW軸は、原点P0を通り、かつXW軸に垂直な面内に設
定される。ただし、座標入力を容易にする観点から、作
業対象面ａ（またはｂ）がXWYW平面（またはXWZW平面）
に存在するようにワーク座標系 を設定するのが好ましい（ワークタイプＢ、ワークタイ
プＣにおいて同じである（第２図参照））。たとえば、
第４図（ａ）に示す形状のワーク18の場合には、その回
転軸P0P1にXW軸を設定するのが良く、また、第４図
（ｂ）に示すように、同一形状の２つのワーク18,18
が、ハンガーの回転軸Ｈの回りにある場合には、回転軸
ＨにXW軸を設定するのが好ましい（第４図（ａ），
（ｂ）、第５図（ａ），（ｂ）において同じである）。
（4b）ワークタイプＢ 作業対象面S1（またはS2）を、ある線分を軸として、
所定の角度回転させることにより、他の作業対象面S2
（またはS1）との傾きをなくした後（第４図（ｃ））、
平行移動させると（同図（ｄ））、他の作業対象面S2
（またはS1）に一致するもの（同図）。このタイプＢに
属する２つの作業対象面S1,S2も、ワークタイプＡの場
合と同様に、一体化されたもの（同図（ａ））と、同一
形状の２つのワークに別れたもの（同図（ｂ））とが存
在する。このワークタイプＢにおいては、ワーク座標系 の原点P0およびXW軸は、上記軸に設定され、YW軸、ZW軸
は、原点P0を通り、かつXW軸に垂直な面内に設定され
る。
所定の角度回転させることにより、他の作業対象面S2
（またはS1）との傾きをなくした後（第４図（ｃ））、
平行移動させると（同図（ｄ））、他の作業対象面S2
（またはS1）に一致するもの（同図）。このタイプＢに
属する２つの作業対象面S1,S2も、ワークタイプＡの場
合と同様に、一体化されたもの（同図（ａ））と、同一
形状の２つのワークに別れたもの（同図（ｂ））とが存
在する。このワークタイプＢにおいては、ワーク座標系 の原点P0およびXW軸は、上記軸に設定され、YW軸、ZW軸
は、原点P0を通り、かつXW軸に垂直な面内に設定され
る。
（4c）ワークタイプＣ 作業対象面S1（またはS2）を、ある線分を軸として、
ある角度回転させると、他の作業対象面S2（またはS1）
に一致するもの（第５図）。このタイプＣに属する２つ
の作業対象面S1,S2も、上記と同様に、一体化されたも
の（同図（ａ））と、同一形状の２つのワークに別れた
もの（同図（ｂ））とが存在する。このワークタイプＣ
においては、ワーク座標系 の原点P0およびXW軸は、上記軸に設定され、YW軸、ZW軸
は、原点P0を通り、かつXW軸に垂直な面内に設定され
る。
ある角度回転させると、他の作業対象面S2（またはS1）
に一致するもの（第５図）。このタイプＣに属する２つ
の作業対象面S1,S2も、上記と同様に、一体化されたも
の（同図（ａ））と、同一形状の２つのワークに別れた
もの（同図（ｂ））とが存在する。このワークタイプＣ
においては、ワーク座標系 の原点P0およびXW軸は、上記軸に設定され、YW軸、ZW軸
は、原点P0を通り、かつXW軸に垂直な面内に設定され
る。
（６）実施例の動作 次に、この実施例の動作について説明する。
（6a）教示データの変換処理 まず、第６図を参照して、作業対象面ａについての教
示データ を演算処理により作業対称面ｂについての表示データ に変換する処理手順について概説する。
示データ を演算処理により作業対称面ｂについての表示データ に変換する処理手順について概説する。
まず、オペレータがロボットにワークの形状を教示し
（ステップSP1）、ロボット座標系 ツール座標系 ワーク座標系 間の座標変換マトリックスを算出し（ステップSP2）、
作業対象面ａに対する教示データ を読込んで記憶部に格納した後（ステップSP3）、教示
データ を読出して、データ変換演算処理を行って、作業対象面
ｂに対する教示データ を算出し（ステップSP4）、算出された教示データ を記憶部に格納する（ステップSP5）。
（ステップSP1）、ロボット座標系 ツール座標系 ワーク座標系 間の座標変換マトリックスを算出し（ステップSP2）、
作業対象面ａに対する教示データ を読込んで記憶部に格納した後（ステップSP3）、教示
データ を読出して、データ変換演算処理を行って、作業対象面
ｂに対する教示データ を算出し（ステップSP4）、算出された教示データ を記憶部に格納する（ステップSP5）。
◇ステップSP1（ワークの形状教示） 次に、第７図を参照して、上述したステップSP1の動
作について詳述する。
作について詳述する。
まず、オペレータは、ロボットをワーク教示モードに
設定した後（ステップSP11）、２つの作業対象面a,bに
対して、共通のワーク座標系 のXW軸および代表点である原点P0を設定し、さらに、設
定されたXW軸上に他の代表点P1を選定し（第３図〜第５
図参照）、これらの代表点P0,P1をロボットに教示する
（ステップSP12）。これらの代表点P0,P1の教示は、第
２図に示した塗装ガン７の先端を代表点P0,P1の位置に
実際に接触させて行う。以下において同じである。次
に、２つの作業対象面a,bのうち、教示に用いる作業対
象面として、たとえばａを選択し、選択された作業対象
面ａ上に３番目の代表点P2を教示した後（ステップSP1
3）、他の作業対象面ｂ上に、作業対象面ａ上の代表点P
2に対応する代表点P3を教示する（ステップSP14）。
設定した後（ステップSP11）、２つの作業対象面a,bに
対して、共通のワーク座標系 のXW軸および代表点である原点P0を設定し、さらに、設
定されたXW軸上に他の代表点P1を選定し（第３図〜第５
図参照）、これらの代表点P0,P1をロボットに教示する
（ステップSP12）。これらの代表点P0,P1の教示は、第
２図に示した塗装ガン７の先端を代表点P0,P1の位置に
実際に接触させて行う。以下において同じである。次
に、２つの作業対象面a,bのうち、教示に用いる作業対
象面として、たとえばａを選択し、選択された作業対象
面ａ上に３番目の代表点P2を教示した後（ステップSP1
3）、他の作業対象面ｂ上に、作業対象面ａ上の代表点P
2に対応する代表点P3を教示する（ステップSP14）。
次に、当該作業対象面a,bのワークタイプを決定する
（ステップSP15）。たとえば、第（４）項で説明したよ
うに、当該作業対象面a,bが第３図に示す類型に属する
ものであれば、ワークタイプは“A"、第４図に示す類型
に属するものであれば、ワークタイプは“B"、また第５
図に示す類型に属するものであれば、ワークタイプは
“C"である。オペレータは、決定したワークタイプを制
御装置２に入力して、その記憶部に記憶させる（ステッ
プSP16）。
（ステップSP15）。たとえば、第（４）項で説明したよ
うに、当該作業対象面a,bが第３図に示す類型に属する
ものであれば、ワークタイプは“A"、第４図に示す類型
に属するものであれば、ワークタイプは“B"、また第５
図に示す類型に属するものであれば、ワークタイプは
“C"である。オペレータは、決定したワークタイプを制
御装置２に入力して、その記憶部に記憶させる（ステッ
プSP16）。
◇ステップSP2（座標変換マトリックスの算出） 次に、第８図を参照して、上述したステップSP2にお
いて行われる座標変換マトリックスの算出処理について
説明する。
いて行われる座標変換マトリックスの算出処理について
説明する。
まず、データ変換演算部は、ステップSP21において、
記憶部から、ワーク空間の代表点P0〜P3および該当する
ワークタイプを読出した後、ステップSP22において、ワ
ーク座標系 およびロボット座標系 相互間の座標変換マトリックス を算出する。ここで、 は、ロボット座標系 からワーク座標系 への座標変換マトリックスを表し、 は、ワーク座標系 からロボット座標系 への座標変換マトリックスを表す。これらの座標変換マ
トリックス は、後述のRW座標変換マトリックス・サブルーチンに示
す手順に従って算出される。次に、ステップSP23におい
て、作業対象面ａ上の位置座標および作業対象面ｂ上の
位置座標相互間の座標変換マトリックス を算出する。ここで、 は、作業対象面ａ上の位置座標から作業対象面ｂ上の位
置座標への座標変換マトリックスを表し、 は、作業対象面ｂ上の位置座標から作業対象面ａ上の位
置座標への座標変換マトリックスを表す。
記憶部から、ワーク空間の代表点P0〜P3および該当する
ワークタイプを読出した後、ステップSP22において、ワ
ーク座標系 およびロボット座標系 相互間の座標変換マトリックス を算出する。ここで、 は、ロボット座標系 からワーク座標系 への座標変換マトリックスを表し、 は、ワーク座標系 からロボット座標系 への座標変換マトリックスを表す。これらの座標変換マ
トリックス は、後述のRW座標変換マトリックス・サブルーチンに示
す手順に従って算出される。次に、ステップSP23におい
て、作業対象面ａ上の位置座標および作業対象面ｂ上の
位置座標相互間の座標変換マトリックス を算出する。ここで、 は、作業対象面ａ上の位置座標から作業対象面ｂ上の位
置座標への座標変換マトリックスを表し、 は、作業対象面ｂ上の位置座標から作業対象面ａ上の位
置座標への座標変換マトリックスを表す。
これらの座標変換マトリックス は、後述のab座標変換マトリックス・サブルーチンに示
す手順に従って算出される。
す手順に従って算出される。
☆RW座標変換マトリックス・サブルーチン ステップSP22（座標変換マトリックス の算出処理）においては、第９図に示すRW座標変換マト
リックス・サブルーチンが実行される。データ変換演算
部は、このサブルーチンのステップSP221において、ワ
ーク空間の４つの代表点P1（ｉ＝０〜３）に塗装ガンの
先端が位置した時の各教示データ について、角度から位置・姿勢を求める変換演算処理を
実行し、これにより、ロボット座標系 上における塗装ガン７の先端の位置・姿勢（位置・方
向） が求められる。
リックス・サブルーチンが実行される。データ変換演算
部は、このサブルーチンのステップSP221において、ワ
ーク空間の４つの代表点P1（ｉ＝０〜３）に塗装ガンの
先端が位置した時の各教示データ について、角度から位置・姿勢を求める変換演算処理を
実行し、これにより、ロボット座標系 上における塗装ガン７の先端の位置・姿勢（位置・方
向） が求められる。
ここで、 は、第（II a）式に示すように、４行４列の座標変換マ
トリックスで与えらえる。
トリックスで与えらえる。
第（II a）式において、 はロボット座標系 から見た塗装ガン７の先端変位を表す変位ベクトルで、 はロボット座標系 とツール座標系 内の回転を表す３行３列の回転マトリックスである。な
お、第（II a）式に示す の各要素は の複雑な関数となっている。
お、第（II a）式に示す の各要素は の複雑な関数となっている。
そこで、以下において、 と教示データ との関係を第（III a）式で示すことにする。
次に、データ変換演算部は、ステップSP222に移り、
原点をP0とし、ワーク座標系ΣＷのXW軸（第１の軸）を
P0P1（大きさP0P1で、向きがP0→P1であることを示すベ
クトル）の方向に設定した後、第12図に示すように、作
業対象面ａ上の代表点P2よりXW軸に下した垂線の足P4を
求め（ステップSP223）、ワーク座標系ΣＷのYW軸（第
２の軸）をベクトルP4P2の方向に定め（ステップSP22
4）、XW軸およびYW軸に垂直な方向にZW軸（第３の軸）
を定める（ステップSP225）。このようにして、ワーク
座標系ΣＷが設定される。
原点をP0とし、ワーク座標系ΣＷのXW軸（第１の軸）を
P0P1（大きさP0P1で、向きがP0→P1であることを示すベ
クトル）の方向に設定した後、第12図に示すように、作
業対象面ａ上の代表点P2よりXW軸に下した垂線の足P4を
求め（ステップSP223）、ワーク座標系ΣＷのYW軸（第
２の軸）をベクトルP4P2の方向に定め（ステップSP22
4）、XW軸およびYW軸に垂直な方向にZW軸（第３の軸）
を定める（ステップSP225）。このようにして、ワーク
座標系ΣＷが設定される。
ワーク座標系 におけるXW軸の基底ベクトルは、第（IV a）式により表
される。
される。
ただし、Ｘ（ｉ）,Y（ｉ）,Z（ｉ）は、各々 のXW成分、YW成分、ZW成分を表す。以下において同じで
ある。
ある。
なお、第（IV a）式の右辺分母のLXは、第（V a）式
の右辺を意味する。
の右辺を意味する。
LX＝｛（Ｘ（１）−Ｘ（０））２＋（Ｙ（１）−Ｙ
（０））２ ＋（Ｚ（１）−Ｚ（０））２｝1/2 （V a） また、XW軸の基底ベクトルは、第（VI a）式により表
される。
（０））２ ＋（Ｚ（１）−Ｚ（０））２｝1/2 （V a） また、XW軸の基底ベクトルは、第（VI a）式により表
される。
なお、第（VI a）式の右辺分母のLyは、第（VII a）
式の右辺を意味する。
式の右辺を意味する。
Ly＝｛（Ｘ（２）−Ｘ（４））２＋（Ｙ（２）−Ｙ
（４））２ ＋（Ｚ（２）−Ｚ（４））２｝1/2 （VII a） 一方、ZW軸の基底ベクトルは、第（VIII a）式により
求められる。
（４））２ ＋（Ｚ（２）−Ｚ（４））２｝1/2 （VII a） 一方、ZW軸の基底ベクトルは、第（VIII a）式により
求められる。
次に、データ変換演算部は、ステップSP226へ進み、
第（IX a）式を演算することにより、ワーク座標系 からロボット座標系 への座標変換マトリックス を算出する。
第（IX a）式を演算することにより、ワーク座標系 からロボット座標系 への座標変換マトリックス を算出する。
次に、ステップSP227において、ロボット座標系 からワーク座標系 への座標（逆）変換マトリックス を算出する。第（X a）式に示すように、２つの座標変
換マトリックス および は、互いに逆行列の関係になっている。
換マトリックス および は、互いに逆行列の関係になっている。
ステップSP227の処理の終了により、RW座標変換マト
リックス・サブルーチンの全処理が完了する。
リックス・サブルーチンの全処理が完了する。
☆ab座標変換マトリックス・サブルーチンステップSP23
（座標変換マトリックス の算出処理）においては、第10図に示すab座標変換マト
リックス・サブルーチンが実行される。データ変換演算
部は、まず、ステップSP231において、ワーク空間の代
表点P4,P3（第12図）を用いて、ベクトル を定義する。
（座標変換マトリックス の算出処理）においては、第10図に示すab座標変換マト
リックス・サブルーチンが実行される。データ変換演算
部は、まず、ステップSP231において、ワーク空間の代
表点P4,P3（第12図）を用いて、ベクトル を定義する。
このベクトル のマトリックス表示は、第（I b）式に示す通りであ
る。
る。
なお、第（I b）式の右辺分母のLbは、第（II b）式
の右辺を意味する。
の右辺を意味する。
Lb＝｛（Ｘ（３）−Ｘ（４））２＋（Ｙ（３）−Ｙ
（４））２ ＋（Ｚ（３）−Ｚ（４））２｝1/2 （II b） 次に、ステップSP232において、ベクトル が作業対象面ｂ上にあり、またベクトル が作業対象面ａ上にあることを利用して、作業対象面ａ
およびｂがなす角の大きさ｜αab|を第（III b）式に示
す。
（４））２ ＋（Ｚ（３）−Ｚ（４））２｝1/2 （II b） 次に、ステップSP232において、ベクトル が作業対象面ｂ上にあり、またベクトル が作業対象面ａ上にあることを利用して、作業対象面ａ
およびｂがなす角の大きさ｜αab|を第（III b）式に示
す。
次に、ステップSP233において、第（IV b）式より、
作業対象面ａから作業対象面ｂへの回転方向を求める。
作業対象面ａから作業対象面ｂへの回転方向を求める。
第（IV b）式が成立する場合には、ステップSP233aに
進み、αabを正方向に設定し、第（IV b）式が成立しな
い場合は、ステップSP233bに進み、αabを負方向に設定
する。次に、ステップSP234へ移り、ワークタイプ毎
に、作業対象面ｂからａへの座標変換マトリックス を決定する。
進み、αabを正方向に設定し、第（IV b）式が成立しな
い場合は、ステップSP233bに進み、αabを負方向に設定
する。次に、ステップSP234へ移り、ワークタイプ毎
に、作業対象面ｂからａへの座標変換マトリックス を決定する。
ここで、ワークタイプが“A"のときは、ステップSP23
4aにおいて、第（V b）式に示す座標変換マトリックス が作成される。
4aにおいて、第（V b）式に示す座標変換マトリックス が作成される。
また、ワークタイプが“B"のときは、ステップSP234b
において、第（VI b）式に示す座標変換マトリックス が作成される。
において、第（VI b）式に示す座標変換マトリックス が作成される。
ここで、β＝−（Ly＋Lb）である。
また、ワークタイプが“C"のときは、ステップSP234C
において、第（VII b）式に示す座標へマトリックス が作成される。
において、第（VII b）式に示す座標へマトリックス が作成される。
データ変換演算部は、ステップSP234の処理を完了し
た後、ステップSP235へ進み、作業対象面ａからｂへの
座標（逆）変換マトリックス を求める（第（VIII）式）。
た後、ステップSP235へ進み、作業対象面ａからｂへの
座標（逆）変換マトリックス を求める（第（VIII）式）。
ステップSP235の処理が終了すると、ab座標変換マト
リックス・サブルーチンの全処理が完了する。
リックス・サブルーチンの全処理が完了する。
◇ステップSP3（教示データの読込み） 次に、オペレータは、作業対象面ａに対する第ｉ番目
の作業点をロボットに教示するために、制御装置２に記
憶指令を与える。制御装置２は、当該作業点の記憶指令
を受けると、当該作業点（教示点）における各関節角 すなわち教示データ を読込み、制御装置２の記憶部に順次格納する（第６
図、第11図のステップSP3）。
の作業点をロボットに教示するために、制御装置２に記
憶指令を与える。制御装置２は、当該作業点の記憶指令
を受けると、当該作業点（教示点）における各関節角 すなわち教示データ を読込み、制御装置２の記憶部に順次格納する（第６
図、第11図のステップSP3）。
◇ステップSP4（教示データ変換処理） 次に、第11図を参照して、作業対象面ａに対する第ｉ
番目の教示データ を作業対象面ｂに対する教示データ に変換する処理手順について詳述する。
番目の教示データ を作業対象面ｂに対する教示データ に変換する処理手順について詳述する。
データ変換演算部は、ステップSP41において、教示デ
ータ について第（IX b）式に示す演算処理を実行し、ロボッ
ト座標系上における塗装ガン７の先端の位置・姿勢（位
置・方向） を算出する。
ータ について第（IX b）式に示す演算処理を実行し、ロボッ
ト座標系上における塗装ガン７の先端の位置・姿勢（位
置・方向） を算出する。
次に、ステップSP42において、ロボット座標系 からワーク座標系 への座標変換マトリックス に、ロボット座標系 から見た塗装ガン７の先端位置 をかけて、塗装ガン７の先端の位置・姿勢をワーク座標
系 での表示に変換する。このステップSP42における変換式
を第（X b）式に示す。
系 での表示に変換する。このステップSP42における変換式
を第（X b）式に示す。
ここで、 は、作業対象面ａに対置する塗装ガン７の先端の位置・
姿勢をワーク座標系 で表示したものである。次に、ステップSP43へ進み、作
業対象面ａ上の位置座標から作業対象面ｂ上の位置座標
への座標変換マトリックス に、作業対象面ａに対置する塗装ガン７の先端位置 をかけて、作業対象面ａに対置する塗装ガン７の先端の
位置・姿勢を、作業対象面ｂに対置する塗装ガン７の先
端の位置・姿勢 に変換する。この変換式を第（I c）式に示す。
姿勢をワーク座標系 で表示したものである。次に、ステップSP43へ進み、作
業対象面ａ上の位置座標から作業対象面ｂ上の位置座標
への座標変換マトリックス に、作業対象面ａに対置する塗装ガン７の先端位置 をかけて、作業対象面ａに対置する塗装ガン７の先端の
位置・姿勢を、作業対象面ｂに対置する塗装ガン７の先
端の位置・姿勢 に変換する。この変換式を第（I c）式に示す。
ここで、 および は、作業対象面ａおよびｂの間で、互いに対応する（塗
装ガン７の先端の）位置・姿勢を表すものである。
装ガン７の先端の）位置・姿勢を表すものである。
次に、ステップSP44へ進み、第（I c）式により得ら
れた を、再び、ロボツト座標系 へ変換する（第（II c）式）。
れた を、再び、ロボツト座標系 へ変換する（第（II c）式）。
ここで、 は、作業対象面ｂに対置する塗装ガン７の先端の位置・
姿勢をロボット座標系 で表示したものである。
姿勢をロボット座標系 で表示したものである。
データ変換演算部は、ステップSP44において、上述の
処理を完了すると、ステップSP45へ移り、ロボット座標
系 で表示された塗装ガンの先端の位置・姿勢 を教示データ に逆変換する（第（III c）図）。
処理を完了すると、ステップSP45へ移り、ロボット座標
系 で表示された塗装ガンの先端の位置・姿勢 を教示データ に逆変換する（第（III c）図）。
ただし、一般に、第（III c）式に示す逆演算関数は
多価関数となり、 を一意に決定することができない。そこで、この例では
多数の解の中からロボットの各関節の変化量が最も少な
いものを解としている。
多価関数となり、 を一意に決定することができない。そこで、この例では
多数の解の中からロボットの各関節の変化量が最も少な
いものを解としている。
◇ステップSP5（ステップSP5） データ変換演算部は、上記教示データ変換処理（ステ
ップSP41〜SP45）により作業対象面ｂに対する第ｉ番目
の教示データ が算出されると、ステップSP5へ進み、算出された教示
データ を記憶部に格納する。
ップSP41〜SP45）により作業対象面ｂに対する第ｉ番目
の教示データ が算出されると、ステップSP5へ進み、算出された教示
データ を記憶部に格納する。
◇繰り返し処理 データ変換演算部が、ステップSP4,SP5の実行によ
り、作業対象面ｂに対する第ｉ番目の教示データ を算出し、これを記憶部に格納すると、オペレータは、
ステップSP3に戻り、作業対象面ａに対する第（ｉ＋
１）番目の作業点をロボットに覚え込ませる。ロボット
がこれを覚え込むと、データ変換演算部は、上述のステ
ップSP4,SP5の処理を繰り返す。このようにして、ステ
ップSP3〜SP5の処理をｎ回繰り返すことにより、作業対
象面ａおよびｂの各々について、第０番目から第ｎ番目
までの作業点が教示される。
り、作業対象面ｂに対する第ｉ番目の教示データ を算出し、これを記憶部に格納すると、オペレータは、
ステップSP3に戻り、作業対象面ａに対する第（ｉ＋
１）番目の作業点をロボットに覚え込ませる。ロボット
がこれを覚え込むと、データ変換演算部は、上述のステ
ップSP4,SP5の処理を繰り返す。このようにして、ステ
ップSP3〜SP5の処理をｎ回繰り返すことにより、作業対
象面ａおよびｂの各々について、第０番目から第ｎ番目
までの作業点が教示される。
このようにして、上記構成によれば、所定の対称関係
を有する２つの作業対象面のうち、１の作業対象面につ
いて作業データを教示すれば、他の作業対象面について
は、ロボット自身が変換操作により自動習得するので、
教示に要する時間・労苦を半減することができる。一
方、これにより、教示のためにラインを停止する時間を
短縮でき、したがって生産性の向上を図ることができ
る。
を有する２つの作業対象面のうち、１の作業対象面につ
いて作業データを教示すれば、他の作業対象面について
は、ロボット自身が変換操作により自動習得するので、
教示に要する時間・労苦を半減することができる。一
方、これにより、教示のためにラインを停止する時間を
短縮でき、したがって生産性の向上を図ることができ
る。
なお、上述の実施例においては、工業用ロボットを塗
装作業に適用した場合について述べたが、これに限るも
のではなく、もちろん、他の作業、たとえば、熔接作業
に適用しても良いものである。
装作業に適用した場合について述べたが、これに限るも
のではなく、もちろん、他の作業、たとえば、熔接作業
に適用しても良いものである。
「発明の効果」 以上説明したように、この発明は、第１の作業対象面
に対する教示データであってロボットの各関節角データ
で表示された第１の教示データを、まず、ロボット座標
系において位置姿勢を示す第２の教示データに変換した
後、当該第２の教示データをワーク座標系において位置
姿勢を示す第３の教示データに変換し、次に、当該第３
の教示データを前記第１の作業対象面と幾何学的に対称
な第２の作業対象面に対する教示データである第４の教
示データに変換し、次に、当該第４の教示データを前記
ロボット座標系に逆変換して第５の教示データを求め、
次に、当該第５の教示データを当接ロボットの前記各関
節データに逆変換して第６の教示データを作成する教示
データの自動作成方法であり、前記第１の教示データ
の、前記第２、第３の教示データを経由した前記第４の
教示データへの変換は、第１の教示データと、前記第１
の作業対象面上の代表点と、この代表点に対応する前記
第２の作業対象面上の代表点の位置とから、ロボット座
標系、ロボットによって駆動されることによりワークを
加工する作業部の座標系であるツール座標系、ワーク座
標系相互間の座標変換マトリックスを算出し、この座標
変換マトリックスによって前記第１の教示データの変換
演算処理を行うものであり、前記第１の教示データおよ
び前記第１、第２の作業対象面上の前記代表点の位置に
対応するロボット関節角をロボット座標系における前記
作業部の位置、姿勢に変換し、前記第１、第２の作業対
象面の対称の中心に位置する所定の原点を通る第１の軸
を設定して、この設定された軸に、第１の作業対象面上
の前記代表点から下ろした垂線の足を求めて、第１の作
業対象面上の前記代表点と前記垂線の足とを結ぶベクト
ル方向にワーク座標系の別の第２の軸を定め、さらに、
前記第１、第２の軸の双方に垂直な第３の軸を定めて、
第２の作業対象面に対応するワーク座標系を定め、この
ワーク座標系からロボット座標系の座標変換マトリック
スを算出し、ロボット座標系からワーク座標系への座標
変換マトリックスを算出するものなので、表示に要する
時間・労苦を半減することができる。また、ワーク座標
系の第１の軸を定めると、第１の作業対象面上の代表点
から下ろした垂線の足によって第２の軸が求められ、さ
らに、第１、第２の側から第３の軸をも設定でき、ワー
ク座標系が定められ、結果、第２の作業対象面に対応す
る第４の教示データが求められるので、ワーク座標系の
第１の軸を定めるだけで第４の教示データが簡便に求め
られ、この第４の教示データから、第５、第６の教示デ
ータをも自動的に求めることができる。すなわち、ワー
ク座標系の内の一つの座標軸を設定するだけで、全ての
座標軸を設定できるので、各座標軸を、第１、第２の作
業対象面上の代表点を利用してそれぞれ設定する場合に
比べて、利用する代表点の数が少なくて済み、代表点の
教示に伴う誤差の発生も少なくすることができるといっ
た利点もある。これにより、ロボットによるワークの加
工や搬送等の様々な取り扱いの精度を向上できる。
に対する教示データであってロボットの各関節角データ
で表示された第１の教示データを、まず、ロボット座標
系において位置姿勢を示す第２の教示データに変換した
後、当該第２の教示データをワーク座標系において位置
姿勢を示す第３の教示データに変換し、次に、当該第３
の教示データを前記第１の作業対象面と幾何学的に対称
な第２の作業対象面に対する教示データである第４の教
示データに変換し、次に、当該第４の教示データを前記
ロボット座標系に逆変換して第５の教示データを求め、
次に、当該第５の教示データを当接ロボットの前記各関
節データに逆変換して第６の教示データを作成する教示
データの自動作成方法であり、前記第１の教示データ
の、前記第２、第３の教示データを経由した前記第４の
教示データへの変換は、第１の教示データと、前記第１
の作業対象面上の代表点と、この代表点に対応する前記
第２の作業対象面上の代表点の位置とから、ロボット座
標系、ロボットによって駆動されることによりワークを
加工する作業部の座標系であるツール座標系、ワーク座
標系相互間の座標変換マトリックスを算出し、この座標
変換マトリックスによって前記第１の教示データの変換
演算処理を行うものであり、前記第１の教示データおよ
び前記第１、第２の作業対象面上の前記代表点の位置に
対応するロボット関節角をロボット座標系における前記
作業部の位置、姿勢に変換し、前記第１、第２の作業対
象面の対称の中心に位置する所定の原点を通る第１の軸
を設定して、この設定された軸に、第１の作業対象面上
の前記代表点から下ろした垂線の足を求めて、第１の作
業対象面上の前記代表点と前記垂線の足とを結ぶベクト
ル方向にワーク座標系の別の第２の軸を定め、さらに、
前記第１、第２の軸の双方に垂直な第３の軸を定めて、
第２の作業対象面に対応するワーク座標系を定め、この
ワーク座標系からロボット座標系の座標変換マトリック
スを算出し、ロボット座標系からワーク座標系への座標
変換マトリックスを算出するものなので、表示に要する
時間・労苦を半減することができる。また、ワーク座標
系の第１の軸を定めると、第１の作業対象面上の代表点
から下ろした垂線の足によって第２の軸が求められ、さ
らに、第１、第２の側から第３の軸をも設定でき、ワー
ク座標系が定められ、結果、第２の作業対象面に対応す
る第４の教示データが求められるので、ワーク座標系の
第１の軸を定めるだけで第４の教示データが簡便に求め
られ、この第４の教示データから、第５、第６の教示デ
ータをも自動的に求めることができる。すなわち、ワー
ク座標系の内の一つの座標軸を設定するだけで、全ての
座標軸を設定できるので、各座標軸を、第１、第２の作
業対象面上の代表点を利用してそれぞれ設定する場合に
比べて、利用する代表点の数が少なくて済み、代表点の
教示に伴う誤差の発生も少なくすることができるといっ
た利点もある。これにより、ロボットによるワークの加
工や搬送等の様々な取り扱いの精度を向上できる。
一方、これにより、教示のためにラインを停止する時
間を短縮でき、したがって生産性の向上を図ることがで
きる。
間を短縮でき、したがって生産性の向上を図ることがで
きる。
また、教示データを記憶するためのメモリ容量を非常
に小さくすることができるため、その分、ロボットの作
業パターンを増やすことができる。
に小さくすることができるため、その分、ロボットの作
業パターンを増やすことができる。
さらに、実際に教示した複数個（４個）の代表点（特
徴点）に基づいて、座標変換マトリックスを求めている
ので、変換精度、すなわち教示精度が良いという特徴を
有している。
徴点）に基づいて、座標変換マトリックスを求めている
ので、変換精度、すなわち教示精度が良いという特徴を
有している。
第１図はこの発明の一実施例であるロボットの概略構成
を示す斜視図、第２図は同実施例のロボット本体の機械
的構成を示す斜視図、第３図は同実施例に供するワーク
タイプＡに属する形状を例示する図、第４図は同実施例
に供するワークタイプＢに属する形状を例示する図、第
５図は同実施例に供するワークタイプＣに属する形状を
例示する図、第６図は同実施例の作業対象面ａからｂへ
の教示データ変換処理手順を示す概略的フローチャー
ト、第７図はワークの形状を教示する手順を示すフロー
チャート、第８図は座標変換マトリックスの算出手順を
示すフローチャート、第９図はロボット座標系およびワ
ーク座標系相互間の座標変換マトリックスの算出手順を
示すサブルーチン・フローチャート、第10図は作業対象
面ａおよびｂ相互間の座標変換マトリックスの算出手順
を示すサブルーチン・フローチャート、第11図は作業対
象面ａの教示データを別の作業対象面ｂの教示データに
変換する処理手順を示すフローチャート、第12図は座標
変換マトリックスの作成を説明するための図である。 １……ロボット本体、２……制御装置、４……第１アー
ム、５……第２アーム、６……手首部、７……塗装ガ
ン、８……第１関節、12……第２関節、13……第３関
節、14T……第４関節、15T……第５関節、16T……第６
関節、18……ワーク、a,b……作業対象面。
を示す斜視図、第２図は同実施例のロボット本体の機械
的構成を示す斜視図、第３図は同実施例に供するワーク
タイプＡに属する形状を例示する図、第４図は同実施例
に供するワークタイプＢに属する形状を例示する図、第
５図は同実施例に供するワークタイプＣに属する形状を
例示する図、第６図は同実施例の作業対象面ａからｂへ
の教示データ変換処理手順を示す概略的フローチャー
ト、第７図はワークの形状を教示する手順を示すフロー
チャート、第８図は座標変換マトリックスの算出手順を
示すフローチャート、第９図はロボット座標系およびワ
ーク座標系相互間の座標変換マトリックスの算出手順を
示すサブルーチン・フローチャート、第10図は作業対象
面ａおよびｂ相互間の座標変換マトリックスの算出手順
を示すサブルーチン・フローチャート、第11図は作業対
象面ａの教示データを別の作業対象面ｂの教示データに
変換する処理手順を示すフローチャート、第12図は座標
変換マトリックスの作成を説明するための図である。 １……ロボット本体、２……制御装置、４……第１アー
ム、５……第２アーム、６……手首部、７……塗装ガ
ン、８……第１関節、12……第２関節、13……第３関
節、14T……第４関節、15T……第５関節、16T……第６
関節、18……ワーク、a,b……作業対象面。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−67606（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−20207（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−153576（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−176080（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−20987（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−184804（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G05B 19/4093 G05B 19/42
Claims (1)
- 【請求項１】第１の作業対象面に対する教示データであ
ってロボットの各関節角データで表示された第１の教示
データを、まず、ロボット座標系において位置姿勢を示
す第２の教示データに変換した後、当該第２の教示デー
タをワーク座標系において位置姿勢を示す第３の教示デ
ータに変換し、次に、当該第３の教示データを前記第１
の作業対象面と幾何学的に対称な第２の作業対象面に対
する教示データである第４の教示データに変換し、次
に、当該第４の教示データを前記ロボット座標系に逆変
換して第５の教示データを求め、次に、当該第５の教示
データを当該ロボットの前記各関節データに逆変換して
第６の教示データを作成する教示データの自動作成方法
であり、 前記第１の教示データの、前記第２、第３の教示データ
を経由した前記第４の教示データへの変換は、 第１の教示データと、前記第１の作業対象面上の代表点
と、この代表点に対応する前記第２の作業対象面上の代
表点の位置とから、ロボット座標系、ロボットによって
駆動されることによりワークを加工する作業部の座標系
であるツール座標系、ワーク座標系相互間の座標変換マ
トリックスを算出し、この座標変換マトリックスによっ
て前記第１の教示データの変換演算処理を行うものであ
り、 前記第１の教示データおよび前記第１、第２の作業対象
面上の前記代表点の位置に対応するロボット関節角をロ
ボット座標系における前記作業部の位置、姿勢に変換
し、前記第１、第２の作業対象面の対象の中心に位置す
る所定の原点を通る第１の軸を設定して、この設定され
た軸に、第１の作業対象面上の前記代表点から下ろした
垂線の足を求めて、第１の作業対象面上の前記代表点と
前記垂線の足とを結ぶベクトル方向にワーク座標系の別
の第２の軸を定め、さらに、前記第１、第２の軸の双方
に垂直な第３の軸を定めて、第２の作業対象面に対応す
るワーク座標系を定め、このワーク座標系からロボット
座標系の座標変換マトリックスを算出し、ロボット座標
系からワーク座標系への座標変換マトリックスを算出す
ることを特徴とする教示データの自動作成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1157462A JP2793266B2 (ja) | 1989-06-20 | 1989-06-20 | 教示データの自動作成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1157462A JP2793266B2 (ja) | 1989-06-20 | 1989-06-20 | 教示データの自動作成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0322105A JPH0322105A (ja) | 1991-01-30 |
| JP2793266B2 true JP2793266B2 (ja) | 1998-09-03 |
Family
ID=15650192
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1157462A Expired - Fee Related JP2793266B2 (ja) | 1989-06-20 | 1989-06-20 | 教示データの自動作成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2793266B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4953126B2 (ja) * | 2007-04-27 | 2012-06-13 | 国立大学法人金沢大学 | ねじり試験装置 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58176080A (ja) * | 1982-04-09 | 1983-10-15 | Shin Meiwa Ind Co Ltd | 産業用ロボツト |
| JPS59153576A (ja) * | 1983-02-21 | 1984-09-01 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | 自動溶接装置 |
| JPS6020207A (ja) * | 1983-07-15 | 1985-02-01 | Hitachi Ltd | ロボツトの制御方法及び装置 |
| JPH0630012B2 (ja) * | 1985-09-20 | 1994-04-20 | 株式会社日立製作所 | 産業用ロボツトの制御方法 |
-
1989
- 1989-06-20 JP JP1157462A patent/JP2793266B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0322105A (ja) | 1991-01-30 |
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