JP2868399B2

JP2868399B2 - 位置データの入力方法

Info

Publication number: JP2868399B2
Application number: JP5296203A
Authority: JP
Inventors: 克直佐々木
Original assignee: PII EFU YUU KK
Current assignee: PII EFU YUU KK
Priority date: 1993-11-26
Filing date: 1993-11-26
Publication date: 1999-03-10
Anticipated expiration: 2014-03-10
Also published as: JPH07152415A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、位置データの入力方法
に関し、特に、産業用ロボットの動作のための動作デー
タを印刷された所定のデータから自動的に作成する位置
データの入力方法に関する。

【０００２】プレイバックロボットや数値制御ロボット
の如き産業用ロボットにおいては、何らかの方法でロボ
ットの行なうべき動作についてのデータ（動作データ）
を予め入力しておき、この動作データに従って自動動作
を行なわせ、一連の作業動作を繰り返させる。

【０００３】

【従来の技術】図９は従来技術説明図であり、従来の産
業用ロボットの位置データの入力方法を示す。

【０００４】図９において、架台１００上のロボット１
０１は例えばプレイバックロボットからなり、ワーク１
０２に対して予め定められた１つの作業動作を繰り返し
行なう。例えば、プリンタの側を構成する板金（ワーク
１０２）のネジ止め作業等を、予め与えられた位置デー
タに従って、複数の所定の位置について、繰り返し行な
う。

【０００５】この位置データは、作業員によるティーチ
ング（教示操作）によって、予めロボット１０１に記憶
させられる。即ち、作業員は、ロボット１０１のコンソ
ール１０３の前に立って、目視によりロボット１０１及
びワーク１０２の位置関係を確認しながら、実際にコン
ソール１０３を介してロボット１０１を操作することに
よって、位置データを入力する。

【０００６】教示操作の後の自動動作時において、ロボ
ット１０１は、入力された位置データに従って、ネジ止
め作業を行なう。即ち、位置データの指示する位置の各
々についてネジ止め作業を繰り返す。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】前述の従来技術によれ
ば、ティーチングのための作業員による操作は不可欠で
ある。このため、以下の問題があった。即ち、作業員が
介在するため、記憶された位置データの精度の低下が避
けられず、この結果、ロボット１０１の作業精度が低下
する。また、実際に操作を行なうため、位置データの入
力に時間を要し、作業効率が低下する。更に、操作のた
めにはロボット１０１の動作範囲内に作業員が入らなけ
ればならず、危険を伴うことも考えられる。

【０００８】なお、このような問題点を解消するため
に、前述の従来技術とは別に、ロボット１０１の位置デ
ータを以下の方法によって入力することも考えられる。
即ち、現状では板金の如きワーク１０２の設計もＣＡＤ
（Computer Aided Design)によるのが通常である。そこ
で、このＣＡＤデータを適当に処理して（ネジ穴の位置
からネジ止め作業の位置を定めうる）、位置データを得
る。そして、この位置データを通信によりロボット１０
１へ送る。即ち、ＣＡＤデータを直接ロボット１０１に
入力する。

【０００９】しかしながら、この技術を採用するために
は、ハードウェア及びソフトウェアの両面で大きな負担
を必要とする。即ち、ＣＡＤ側（ＣＡＤプログラムの動
作する計算機側）においては、ＣＡＤデータを処理する
プログラム、通信制御プログラムを必要とする。ロボッ
ト１０１側においては、通信制御プログラムを必要とす
る。両者の間においては、通信を行なうための何らかの
ハードウェアを必要とする。これらは、コストの増加を
招き、開発にも手間がかかるため好ましくない。

【００１０】特に、図９に示した如き、ネジ止め作業と
いった特定の１つの作業動作しか行なわないロボット１
０１（プレイバックロボットに限らない）は、単純な構
成と低コストをその利点とするものであるから、前述の
ような技術の適用は非現実的である。また、特定の１つ
の作業動作しか行なわないロボット１０１においては、
複雑な動作データは必要なく、当該動作を行なうべき位
置データを与えれば十分であるから、大きな負担を伴う
前述の技術の採用は避けるのが好ましい。更にＣＡＤ処
理部５で出力する設計図面に関して、例えば図形データ
のみの設計図面を印刷するようにし、位置データを含む
数値データについては当該設計図面上には印刷しないよ
うにすることが望まれる場合がある。これは、例えば数
値データを設計図面と別に抽出して他用途に利用する必
要性が多くなったことに起因している。

【００１１】本発明は、簡単な構成によって、作業員の
負担を軽減しつつ短時間で正確な位置データの入力を可
能とした位置データの入力方法を提供することを目的と
する。

【００１２】

【課題を解決するための手段】図１は本発明の原理構成
図であり、本発明による位置データの入力方法を示す。

【００１３】印刷装置８は所定の形式で表された位置デ
ータを印刷することによって位置データ図面１０を作成
する。位置データ入力装置１１は位置データ図面１０上
に印刷された位置データを読み取る。ロボット１２は位
置データ入力装置１１によって読み取られた位置データ
を当該ロボット１２の位置データ１３として記憶する。
この後、ロボット１２は予め定められた所定の作業動作
を、記憶した位置データ１３に従って、繰り返し行な
う。

【００１４】

【作用】本発明によれば、位置データは、予め所定の形
式、例えばバーコードの形で、位置データ図面１０上に
印刷される。従って、この印刷された位置データを、ス
キャナ又はバーコードリーダの如き位置データ入力装置
１１を用いて読み取ることにより、ロボット１２に対し
て、位置データ１３を正確にかつ短時間で入力すること
ができる。また、作業員は位置データ図面１０を位置デ
ータ入力装置１１にセットするのみでよいので、その負
担は極めて軽く、危険は全くない。

【００１５】また、本発明によれば、ロボット１２側に
おいては位置データ入力装置１１のみを追加すればよい
ので、コストの増加はあまり大きくなく、その追加のた
めの手間も殆ど不要である。即ち、予め定められた所定
の作業動作を位置データに従って繰り返すロボット１２
に、極めて適合した位置データの入力方法である。な
お、ＣＡＤ側においては、後述の如く、位置データ処理
部７を追加する必要があるが、これによるコスト増や開
発の手間も小さくて済む。

【００１６】

【実施例】図１について更に説明する。ロボット１２
は、例えばプレイバックロボット（又は数値制御ロボッ
ト）からなり、ワークに対して予め定められた所定の１
つの作業を繰り返し行なう。例えば、プリンタの側を構
成する板金（ワーク）のネジ止め作業を、予め与えられ
た位置データ１３に従って、複数の所定の位置について
繰り返し行なう。

【００１７】位置データ１３は、ネジ止めの自動動作の
開始に先立って、ロボット１２に記憶させられる。この
ために、ロボット１２は記憶装置を有する。また、ロボ
ット１２は、位置データ図面１０上に印刷された位置デ
ータを読み取るために、位置データ入力装置１１を有す
る。位置データ入力装置１１としては、印刷された位置
データの形式即ち位置データ図面１０の違いに応じて、
異なる装置が用いられる（後述する）。

【００１８】位置データ図面１０は、作業員が作成して
もよいが、この場合その作成の手間は作業員の負担とな
ってしまうので、データ処理装置によって自動作成する
ことが好ましい。本実施例においては、以下の構成によ
りＣＡＤデータを用いて位置データ図面１０が自動作成
される。

【００１９】処理装置４は、中央処理装置（ＣＰＵ）と
メモリとからなり、ＣＡＤ処理部５を有する。ＣＡＤ処
理部５はＣＰＵとメモリ内に格納されたＣＡＤ処理プロ
グラムとからなる。

【００２０】ＣＡＤ処理部５は、入力装置１から作業員
の入力した入力データに基づいて、種々の自動設計処理
を行なう。即ち、入力データに基づいて設計データ２を
作成して所定の記憶装置に格納保持し、この保持する設
計データ２に基づいて設計図面９を印刷装置８に出力
（印刷）させる。

【００２１】この自動設計処理は、ＣＡＤ処理部５の有
する設計データ処理部６によって実行される。本実施例
においては、設計データ処理部６は、例えばプリンタの
側を構成する板金について、入力装置１から入力された
板金の形状、寸法、ネジ穴の加工位置等の種々の入力デ
ータに基づいて、自動設計処理する。

【００２２】入力データの入力のために、処理装置４は
入力装置１を有する。入力装置１は例えばディスプレイ
とキーボードとからなる。作業員はディスプレイを見な
がら前述の自動設計に必要な入力データをキーボードか
ら入力する。

【００２３】ＣＡＤ処理部５は、自らが作成して保持し
ている設計データ２に基づいて、位置データ印刷処理
（位置データ図面１０の自動作成処理）を行なう。即
ち、設計データ２に基づいて、位置データ印刷データ３
を作成して所定の記憶装置に格納保持し、この保持する
位置データ印刷データ３に基づいて位置データ図面１０
を印刷装置８に出力（印刷）させる。位置データ印刷デ
ータ３は位置データを予め指定された所定の形式で印刷
するため、即ち、位置データ図面１０を印刷するための
ものである。

【００２４】この位置データ印刷処理は、ＣＡＤ処理部
５の有する位置データ処理部７によって実行される。本
実施例においては、位置データ処理部７は、例えばプリ
ンタの側を構成する板金について自動作成された設計デ
ータ２を参照し、その中のネジ穴の加工位置に基づいて
ネジ穴の位置即ちネジ止め作業をすべき位置を求め、こ
れを用いて位置データ印刷データ３を作成する。そし
て、この位置データ印刷データ３を用いて、ネジ止め作
業をすべき（板金上の）位置をロボット１２に指示する
位置データを、所定の形式で印刷させる。

【００２５】ここで、位置データの形式は、作業員が入
力装置１から位置データ処理部７に対し予め指示入力す
る。従って、位置データ印刷データ３は当該形式に従う
位置データを印刷するデータとされ、位置データは当該
形式に従うように印刷される。

【００２６】設計図面９及び位置データ図面１０の印刷
出力等のために、処理装置４は印刷装置８を有する。印
刷装置８は、設計データ処理部６の制御の下で設計デー
タ２に従って設計図面９を印刷し、位置データ処理部７
の制御の下で位置データ印刷データに従って位置データ
図面１０を印刷する。

【００２７】位置データ図面１０の一例を図２に示す。
図２に示す位置データ図面１０は、設計図面９を所定の
縮尺で縮小して印刷した縮小設計図面９Ａの上に、この
縮小設計図面９Ａの上における当該位置データの対応す
る位置に、重ねて当該位置データを印刷したものであ
る。

【００２８】この場合、位置データ図面１０は、ロボッ
ト１２への位置データの入力のための他、作業員も利用
が可能となる。即ち、容易に設計図面９と対比でき、位
置データを確認でき、また、ネジ止め作業の順を変更し
たい場合にも利用できる。

【００２９】位置データは、図示の如く、点（黒丸で示
す）で表され、例えば黒インクで丸印として印刷され
る。印刷位置は、前述の如く、当該位置データの縮小設
計図面９Ａ（即ち板金）上における対応位置である。

【００３０】位置データがこの形式で表される時、位置
データ入力装置１１としては、図示のペン１１Ａ、２次
元平面１１Ｂ、ＣＲＴ画面１１Ｃからなるタブレットを
用いることが望ましい。

【００３１】タブレットの２次元平面１１Ｂ上に位置デ
ータ図面１０が載置される。２次元平面１１Ｂ上におい
て、ペン１１Ａを作業員が位置データである黒丸に位置
づけることにより、当該黒丸の２次元平面１１Ｂ上での
位置が検出され、ＣＲＴ画面１１Ｃ上の対応位置に表示
されると共に、位置データ１３として格納される。

【００３２】この時、例えば、２次元平面１１Ｂの原点
（基準点）、位置データ図面１０の原点、及びロボット
１２のネジ止め作業時の基準点とを対応させておくこと
により、位置データ１３を得ることができる。

【００３３】図３は位置データ図面１０の他の例を示
す。特に、図３（Ａ）は位置データ図面１０の印刷につ
いて示し、図３（Ｂ）は位置データ図面１０を示す。図
３の位置データ図面１０は、図２と同じく縮小設計図面
９Ａ上に位置データを印刷したものである。縮小設計図
面９Ａは、図３（Ａ）の如く、設計図面９を描くのに用
いられるＸＹプロッタの如き印刷装置８Ａによって描か
れる。そして、位置データの印刷、即ち、位置データ図
面１０の作成も、縮小設計図面９Ａの印刷に引き続いて
印刷装置８Ａによって描かれる。縮小設計図面９Ａは、
設計データ２に基づいて印刷され、このための設計デー
タ２の変換（縮小）は設計データ処理部６又は位置デー
タ処理部７が行なう。

【００３４】位置データは、図３（Ｂ）の如く、図２に
示した点（黒丸で示す）に加え、Ｐ ₁（Ｘ₁，Ｙ₁，θ
₁）なる数値データとして印刷される。点の位置は、当
該位置データの縮小設計図面９Ａ上での対応位置であ
る。符号「Ｐ₁」の添字はネジ止め作業の順を示す。
「Ｘ」は当該点のＸ座標を示す数値であり、「Ｙ」はＹ
座標を示す数値である。「θ」はロボット１２のネジ止
め作業時の腕（アーム）の振りの角度を示す数値であ
る。

【００３５】位置データを点と数値データとで表すこと
により、作業員にとって位置データ図面１０がより一層
利用し易くなる。位置データがこの形式で表される時、
位置データ入力装置１１としては、図４に示すスキャナ
１１Ｄ（又はＯＣＲ）を用いることが望ましい。

【００３６】スキャナ１１Ｄに位置データ図面１０を挿
入し読み取らせる。スキャナ１１Ｄは、読み取った位置
データのうちの数値データＰ₁（Ｘ₁，Ｙ₁，θ₁）の
部分についての文字認識処理を行ない、数値データ等を
位置データ１３として格納する。

【００３７】図５は位置データ図面１０の更に他の例を
示す。図５においては、図３の数値データのうち
（Ｘ₁，Ｙ₁，θ₁）の部分をバーコードとして表して
いる。従って、位置データは、点（黒丸）、Ｐ₁等の符
号及びバーコードからなる。

【００３８】位置データがこの形式で表される時、位置
データ入力装置１１としては、バーコードリーダを用い
ることも可能であるが、この場合、符号Ｐ₁はスキャナ
１１Ｄによって読み取る必要がある。従って、スキャナ
１１Ｄを用いて符号Ｐ₁と共にバーコードをも読み取る
ことが望ましい。スキャナ１１Ｄは読み取ったバーコー
ドについての識別処理を行ない、数値データ等を位置デ
ータ１３として格納する。

【００３９】図６は位置データ図面１０の更に他の例を
示す。図６においては、図５の数値データのうち符号Ｐ
₁の部分を符号化されたマーカとして表している。マー
カは図２等における点（黒丸で表す）の機能（縮小設計
図面９Ａ上における当該位置データの対応する位置を示
す機能）を併せ持つ。従って、図２等において印刷され
ていた点（黒丸）が省略される。マーカの中心が図２等
における点の位置に相当する。

【００４０】マーカは例えば図７に示す如くにされる。
即ち、円形（正方形等であってもよい）を４等分し、１
つの領域を白又は黒（図中斜線で示す）のいずれかの状
態とする。これにより、１つの領域で１ビットを表し、
１つのマーカで４ビットを表すことができる。この４ビ
ットを図示の如くＰ₁乃至Ｐ₁₄の符号に割当てる。な
お、位置データが１５以上ある場合には、必要に応じて
マーカを２個以上用いればよい。

【００４１】位置データがこの形式で表される時、位置
データ入力装置１１としては、スキャナ１１Ｄを用いて
マーカとバーコードとを共に読み取ることが望ましい。
スキャナ１１Ｄは読み取ったマーカを識別処理してネジ
止め作業の順番を数値データと対応づけて位置データ１
３として格納する。

【００４２】なお、以上の例においては、位置データ図
面１０を作成するために縮小設計図面９Ａを用いたが、
原寸の設計図面９を用いてこれに位置データを重ねて印
字して位置データ図面１０を作成してもよい。

【００４３】この場合、図２に示したタブレットを用い
る入力の際に位置データをより正確に入力できる。逆
に、位置データ図面１０のサイズが大きくなり過ぎて取
扱いに不便がある場合、縮小設計図面９Ａを用いて位置
データ図面１０を作成し、タブレットを用いて入力し、
この後、入力した位置データを縮小率の逆数倍して拡大
してもよい。

【００４４】図８は位置データ図面１０の更に他の例を
示す。図８においては、位置データ図面１０は第１図面
１０Ａと第２図面１０Ｂとの２枚で構成される。第１図
面１０Ａは、図８（Ａ）に示す如く、印刷装置８Ａによ
って印刷され、縮小設計図面９Ａ上に、点（黒丸）及び
符号Ｐ₁等を印刷してなる。即ち、図２の例に符号Ｐ₁
等のみを付加している。

【００４５】第２図面１０Ｂは、図８（Ｂ）に示す如
く、表形式とされ、符号毎に、図３に示した数値データ
Ｘ，Ｙ，θ及び図５に示したバーコードを印刷してな
る。第２図面１０Ｂは、ＸＹプロッタの如き印刷装置８
Ａによって印刷しても、通常の印刷装置８によって印刷
してもよい。

【００４６】位置データがこの形式で表される時、位置
データ入力装置１１としては、スキャナ１１Ｄを用いる
ことが望ましい。また、この形式の場合、第１図面１０
Ａは作業員の利用のためにのみ出力されるものである。
従って、ロボット１２への入力のみを考える時には、第
１図面１０Ａの印刷出力は省略できる。この結果、位置
データ図面１０は第２図面１０Ｂのみで構成してもよ
い。

【００４７】第２図面１０Ｂはロボット１２への入力の
ためのものである。スキャナ１１Ｄによって読み取る場
合、第２図面１０Ｂの数値データＸ，Ｙ，θの部分、及
び、バーコードの部分の双方を読み取ってもよく、ま
た、いずれか一方のみを読み取って他方を省略してもよ
い。従って、第２図面１０Ｂとして、各符号に対応し
て、数値データＸ，Ｙ，θ、又は、バーコードのいずれ
か一方のみを印刷したものを作成してもよい。

【００４８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
産業用ロボットの位置データの入力において、ＣＡＤデ
ータを処理した結果を印刷した所定のデータを用いて位
置データを入力することにより、作業員による作業を殆
ど必要とすることなく位置データを入力することができ
るので、入力のための作業員の負担を極めて少なくで
き、正確に短時間で入力を行なうことができ、また、ハ
ードウェアやソフトウェアの大規模な増加を必要としな
いので、コストの増加や実現のための手間もあまり大き
くなくて済む。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理構成図である。

【図２】位置データ図面説明図である。

【図３】位置データ図面説明図である。

【図４】位置データ入力装置説明図である。

【図５】位置データ図面説明図である。

【図６】位置データ図面説明図である。

【図７】マーカ説明図である。

【図８】位置データ図面説明図である。

【図９】従来技術説明図である。

【符号の説明】

１入力装置２設計データ３位置データ印刷データ４処理装置（ＣＰＵ／メモリ）５ＣＡＤ処理部６設計データ処理部７位置データ処理部８印刷装置９設計図面１０位置データ図面１１位置データ入力装置１２ロボット１３位置データ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G05B 19/408 G05B 19/4097 G06F 17/50

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ＣＡＤ処理部（５）が入力データに基づ
いて設計データ（２）を作成し、印刷装置（８）が前記設計データ（２）に従って位置デ
ータを含む数値データの印刷されていない設計図面
（９）を印刷すると共に、前記ＣＡＤ処理部（５）が前記設計データ（２）に基づ
いて位置データ印刷データ（３）を作成し、前記印刷装置（８）が前記位置データ印刷データ（３）
に従って前記設計図面（９）を所定の縮尺で縮小して印
刷した縮小設計図面の上に、この縮小設計図面の上にお
ける当該位置データの対応する位置に、重ねて当該位置
データを印刷した位置データ図面（１０）を印刷し、位置データ入力装置（１１）が前記位置データ図面（１
０）上に印刷された位置データを読み取り、予め定められた所定の作業動作を位置データに従って繰
り返し行なうロボット（１２）が、前記位置データ入力
装置（１１）によって読み取られた位置データを、当該
ロボット（１２）の位置データ（１３）として記憶する
ことを特徴とする位置データの入力方法。