JP2878957B2 - オフラインティーチングにおける自動検証方法 - Google Patents
オフラインティーチングにおける自動検証方法Info
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- JP2878957B2 JP2878957B2 JP6027859A JP2785994A JP2878957B2 JP 2878957 B2 JP2878957 B2 JP 2878957B2 JP 6027859 A JP6027859 A JP 6027859A JP 2785994 A JP2785994 A JP 2785994A JP 2878957 B2 JP2878957 B2 JP 2878957B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ティーチングデータ作
成時に産業用ロボットのツールが作業位置に到着不可能
と判断された際にティーチングデータを自動的に検証す
るためのオフラインティーチングにおける自動検証方法
に関する。
成時に産業用ロボットのツールが作業位置に到着不可能
と判断された際にティーチングデータを自動的に検証す
るためのオフラインティーチングにおける自動検証方法
に関する。
【０００２】
【従来の技術】溶接等の作業を自動的かつ効率的に行う
ために、種々の産業用ロボットが採用されている。この
種のロボットでは、ティーチングデータの作成を実際の
ロボットによって行うと、ティーチング中にロボットの
ツールとワークとの干渉や、前記ロボットのツールと各
種治具等との干渉が生じてしまい、前記ロボットのツー
ルおよび各種治具等が破損する危険性がある。
ために、種々の産業用ロボットが採用されている。この
種のロボットでは、ティーチングデータの作成を実際の
ロボットによって行うと、ティーチング中にロボットの
ツールとワークとの干渉や、前記ロボットのツールと各
種治具等との干渉が生じてしまい、前記ロボットのツー
ルおよび各種治具等が破損する危険性がある。
【０００３】そこで、ロボットのティーチングデータ
を、オフラインティーチングによって作成する方法が一
般的に用いられている。すなわち、グラフィックディス
プレイの画面上にロボットおよびワーク等を三次元画像
によって表示させ、この三次元画像上でツールのシミュ
レーションを行うものである。
を、オフラインティーチングによって作成する方法が一
般的に用いられている。すなわち、グラフィックディス
プレイの画面上にロボットおよびワーク等を三次元画像
によって表示させ、この三次元画像上でツールのシミュ
レーションを行うものである。
【０００４】この場合、目標である作業位置に対するロ
ボットのツールの最終的な到着座標（位置）および姿勢
（方向）を演算し、その解（複数の解が存在する際には
オペレータが任意に選択した一つの解）をロボットのテ
ィーチングデータとして設定している。ところが、オフ
ラインティーチングでは、通常、ロボットのツールが目
標に到着不可能である際に「解が存在しない」というメ
ッセージが出力されるが、実際上目標に完全に一致して
いなくてもツールの位置や方向を調節することによりこ
の目標に到着可能な場合がある。
ボットのツールの最終的な到着座標（位置）および姿勢
（方向）を演算し、その解（複数の解が存在する際には
オペレータが任意に選択した一つの解）をロボットのテ
ィーチングデータとして設定している。ところが、オフ
ラインティーチングでは、通常、ロボットのツールが目
標に到着不可能である際に「解が存在しない」というメ
ッセージが出力されるが、実際上目標に完全に一致して
いなくてもツールの位置や方向を調節することによりこ
の目標に到着可能な場合がある。
【０００５】このため、本出願人は、作業位置に関する
作業位置データを含む所定の許容範囲内に複数の許容作
業位置データを設定し、この複数の許容作業位置データ
に対応した各作業位置にシミュレーションを行って得ら
れた複数のシミュレーション結果から最適のティーチン
グデータを作成するティーチングデータ作成方法および
装置を提案している（特開平５−７３１２２号公報参
照）。
作業位置データを含む所定の許容範囲内に複数の許容作
業位置データを設定し、この複数の許容作業位置データ
に対応した各作業位置にシミュレーションを行って得ら
れた複数のシミュレーション結果から最適のティーチン
グデータを作成するティーチングデータ作成方法および
装置を提案している（特開平５−７３１２２号公報参
照）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記の技術
では、目標に対して許容範囲を与えているものの、ロボ
ット自体の能力、例えば、回転角度の範囲や移動距離等
に起因してツールがこの許容範囲内に到着不可能な場合
が発生するおそれがある。その際、通常のオフラインテ
ィーチングでは、「解が存在しない」というメッセージ
が出力されてしまい、どの機能が足りないのか、どの位
届かないのか、等のティーチングデータの検証が不可能
となっている。従って、オペレータが、マニュアル操作
によって、作業位置データおよびツールの方向データを
許容される範囲において、単独、もしくは組み合わせて
変更する作業を行っており、この種の検証作業に相当な
時間と労力を必要とするという問題が指摘されている。
では、目標に対して許容範囲を与えているものの、ロボ
ット自体の能力、例えば、回転角度の範囲や移動距離等
に起因してツールがこの許容範囲内に到着不可能な場合
が発生するおそれがある。その際、通常のオフラインテ
ィーチングでは、「解が存在しない」というメッセージ
が出力されてしまい、どの機能が足りないのか、どの位
届かないのか、等のティーチングデータの検証が不可能
となっている。従って、オペレータが、マニュアル操作
によって、作業位置データおよびツールの方向データを
許容される範囲において、単独、もしくは組み合わせて
変更する作業を行っており、この種の検証作業に相当な
時間と労力を必要とするという問題が指摘されている。
【０００７】本発明は、この種の問題を解決するもので
あり、ティーチングデータの検証作業を効率的かつ高精
度に行うことができるとともに、オペレータの負担を一
挙に軽減することが可能なオフラインティーチングにお
ける自動検証方法を提供することを目的とする。
あり、ティーチングデータの検証作業を効率的かつ高精
度に行うことができるとともに、オペレータの負担を一
挙に軽減することが可能なオフラインティーチングにお
ける自動検証方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、産業用ロボットのツールによる作業位置
に関する作業位置データと、前記産業用ロボットを含む
周辺装置の形状等の作業環境データと、前記産業用ロボ
ットに関する作動性能データとに基づき、前記ツールを
前記作業位置に移動させるためのシミュレーションを行
うオフラインティーチングにおいて、前記ツールが前記
作業位置に到着不可能と判断された際にティーチングデ
ータを検証する方法であって、前記作業位置を目標位置
に設定し、前記ツール中心点の座標と前記目標位置の座
標との間に仮想目標位置を設定する第１の工程と、前記
ツール中心点の座標と前記仮想目標位置の座標とを比較
して該ツールが該仮想目標位置に到着可能か否かを判定
する第２の工程と、前記第２の工程で前記ツールが前記
仮想目標位置に到着可能であると判定された後、該到着
可能な仮想目標位置が前記目標位置に基づいて設定され
た収束範囲内にあるか否かを判定する第３の工程と、前
記第３の工程で到着可能な前記仮想目標位置が前記収束
範囲内にあると判定された時に前記到着可能な仮想目標
位置における該ツール中心点の位置および方向を記憶す
る第４の工程と、前記第３の工程で前記到着可能な仮想
目標位置が前記収束範囲内にないと判定された時に前記
到着可能な仮想目標位置の座標と前記目標位置の座標と
の間に新たな仮想目標位置を設定して上記第２の工程以
降を行う第５の工程と、を有することを特徴とする。
に、本発明は、産業用ロボットのツールによる作業位置
に関する作業位置データと、前記産業用ロボットを含む
周辺装置の形状等の作業環境データと、前記産業用ロボ
ットに関する作動性能データとに基づき、前記ツールを
前記作業位置に移動させるためのシミュレーションを行
うオフラインティーチングにおいて、前記ツールが前記
作業位置に到着不可能と判断された際にティーチングデ
ータを検証する方法であって、前記作業位置を目標位置
に設定し、前記ツール中心点の座標と前記目標位置の座
標との間に仮想目標位置を設定する第１の工程と、前記
ツール中心点の座標と前記仮想目標位置の座標とを比較
して該ツールが該仮想目標位置に到着可能か否かを判定
する第２の工程と、前記第２の工程で前記ツールが前記
仮想目標位置に到着可能であると判定された後、該到着
可能な仮想目標位置が前記目標位置に基づいて設定され
た収束範囲内にあるか否かを判定する第３の工程と、前
記第３の工程で到着可能な前記仮想目標位置が前記収束
範囲内にあると判定された時に前記到着可能な仮想目標
位置における該ツール中心点の位置および方向を記憶す
る第４の工程と、前記第３の工程で前記到着可能な仮想
目標位置が前記収束範囲内にないと判定された時に前記
到着可能な仮想目標位置の座標と前記目標位置の座標と
の間に新たな仮想目標位置を設定して上記第２の工程以
降を行う第５の工程と、を有することを特徴とする。
【０００９】
【作用】本発明に係るオフラインティーチングにおける
自動検証方法では、産業用ロボットのツールが作業位置
に到着不可能と判断されると、この作業位置が目標位置
に設定されて前記ロボットのツール中心点の座標と前記
目標位置の座標との間に仮想目標位置が設定される。次
いで、この仮想目標位置が到着可能であると判断される
と、前記仮想目標位置の座標と目標位置の座標との間に
新たな仮想目標位置が設定され、上記の工程が継続され
る。そして、仮想目標位置が所定の収束範囲内にあると
判定されると、この仮想目標位置におけるツール中心点
の位置および方向が記憶され、自動検証作業が終了す
る。これにより、ツールの到着限界位置が短時間で正確
かつ自動的に確認され、設備能力の検証等を効率的に行
うことができる。
自動検証方法では、産業用ロボットのツールが作業位置
に到着不可能と判断されると、この作業位置が目標位置
に設定されて前記ロボットのツール中心点の座標と前記
目標位置の座標との間に仮想目標位置が設定される。次
いで、この仮想目標位置が到着可能であると判断される
と、前記仮想目標位置の座標と目標位置の座標との間に
新たな仮想目標位置が設定され、上記の工程が継続され
る。そして、仮想目標位置が所定の収束範囲内にあると
判定されると、この仮想目標位置におけるツール中心点
の位置および方向が記憶され、自動検証作業が終了す
る。これにより、ツールの到着限界位置が短時間で正確
かつ自動的に確認され、設備能力の検証等を効率的に行
うことができる。
【００１０】
【実施例】本発明に係るオフラインティーチングにおけ
る自動検証方法についてこれを実施するための装置との
関連で実施例を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳
細に説明する。
る自動検証方法についてこれを実施するための装置との
関連で実施例を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳
細に説明する。
【００１１】図１は、本発明方法を実施するオフライン
ティーチング装置の概略全体構成図であり、図２は、こ
のオフラインティーチング装置における制御回路の構成
を示すブロック図である。
ティーチング装置の概略全体構成図であり、図２は、こ
のオフラインティーチング装置における制御回路の構成
を示すブロック図である。
【００１２】図１において、参照数字１０は、オフライ
ンティーチング装置を示す。このオフラインティーチン
グ装置１０は、制御回路１２と、文字や図形を表示する
ＣＲＴディスプレイ１４と、文字や各種指示等を入力す
るキーボード１６と、マウス１８と、このマウス１８を
制御回路１２に接続するためのインタフェース２０とを
備える。
ンティーチング装置を示す。このオフラインティーチン
グ装置１０は、制御回路１２と、文字や図形を表示する
ＣＲＴディスプレイ１４と、文字や各種指示等を入力す
るキーボード１６と、マウス１８と、このマウス１８を
制御回路１２に接続するためのインタフェース２０とを
備える。
【００１３】図２に示すように、制御回路１２は、ＣＰ
Ｕ２２と、キーボード１６、マウス１８および作成され
た教示データ等をフレキシブルディスクの形態で入出力
するフレキシブルディスクドライバ２４が接続される入
出力コントローラ２６と、ロボット（後述する）やワー
ク等のデータを蓄えたデータベースが格納される外部記
憶装置であるハードディスク２８を制御するハードディ
スクコントローラ３０と、前記ロボットの作業位置デー
タや制御プログラム等を記憶するメインメモリ３２と、
ＣＲＴディスプレイ１４を制御するディスプレイコント
ローラ３４とを備える。
Ｕ２２と、キーボード１６、マウス１８および作成され
た教示データ等をフレキシブルディスクの形態で入出力
するフレキシブルディスクドライバ２４が接続される入
出力コントローラ２６と、ロボット（後述する）やワー
ク等のデータを蓄えたデータベースが格納される外部記
憶装置であるハードディスク２８を制御するハードディ
スクコントローラ３０と、前記ロボットの作業位置デー
タや制御プログラム等を記憶するメインメモリ３２と、
ＣＲＴディスプレイ１４を制御するディスプレイコント
ローラ３４とを備える。
【００１４】図１に示すように、ロボット３６は、ロボ
ット制御装置３８により制御されるとともに、このロボ
ット制御装置３８にティーチングボックス４０が接続さ
れている。このティーチングボックス４０は、必要に応
じてインタフェース２０を介し制御回路１２に接続可能
である。
ット制御装置３８により制御されるとともに、このロボ
ット制御装置３８にティーチングボックス４０が接続さ
れている。このティーチングボックス４０は、必要に応
じてインタフェース２０を介し制御回路１２に接続可能
である。
【００１５】以上のように構成されるオフラインティー
チング装置１０によりティーチングデータを作成する作
業について、本実施例に係る検証方法との関連で図３お
よび図４に示すフローチャートを参照しながら説明す
る。
チング装置１０によりティーチングデータを作成する作
業について、本実施例に係る検証方法との関連で図３お
よび図４に示すフローチャートを参照しながら説明す
る。
【００１６】オペレータによってキーボード１６および
マウス１８等から教示ロボット、すなわちロボット３６
が指定されるとともに（ステップＳ１）、データ読み込
み命令が入力され、ＣＰＵ２２は、ロボット３６の形状
およびティーチングを行うために必要な周辺装置（図示
せず）の形状を示す作業環境データと、ロボット３６の
軸数（本実施例では、４軸）、各軸間の距離および各軸
の加減速データ等の作動性能データと、ロボット３６の
作業位置座標データ並びにツールの位置および方向デー
タからなる作業位置データとをハードディスク２８から
読み出す（ステップＳ２）。
マウス１８等から教示ロボット、すなわちロボット３６
が指定されるとともに（ステップＳ１）、データ読み込
み命令が入力され、ＣＰＵ２２は、ロボット３６の形状
およびティーチングを行うために必要な周辺装置（図示
せず）の形状を示す作業環境データと、ロボット３６の
軸数（本実施例では、４軸）、各軸間の距離および各軸
の加減速データ等の作動性能データと、ロボット３６の
作業位置座標データ並びにツールの位置および方向デー
タからなる作業位置データとをハードディスク２８から
読み出す（ステップＳ２）。
【００１７】次いで、指定されたロボット３６の収束方
法が設定される（ステップＳ３）。この場合、１回の補
間でロボット３６の各軸の全体のシフト量および／また
は回転量の１／２の変化量を与えるものとする（後述す
る）。
法が設定される（ステップＳ３）。この場合、１回の補
間でロボット３６の各軸の全体のシフト量および／また
は回転量の１／２の変化量を与えるものとする（後述す
る）。
【００１８】さらに、ツールの到着許容条件が設定され
る（ステップＳ４）。この場合、設定される項目は、面
直度、進入角および干渉である。そして、最終到着目標
である作業位置が指定され（ステップＳ５）、この作業
位置に関する作業位置データがメインメモリ３２に記憶
される。
る（ステップＳ４）。この場合、設定される項目は、面
直度、進入角および干渉である。そして、最終到着目標
である作業位置が指定され（ステップＳ５）、この作業
位置に関する作業位置データがメインメモリ３２に記憶
される。
【００１９】以上のステップによって全ての設定が終了
し、キーボード１６によってシミュレーション開始モー
ドが選択されると、ロボット３６のシミュレーションが
開始され（ステップＳ６）、ＣＲＴディスプレイ１４に
このシミュレーションが表示される。
し、キーボード１６によってシミュレーション開始モー
ドが選択されると、ロボット３６のシミュレーションが
開始され（ステップＳ６）、ＣＲＴディスプレイ１４に
このシミュレーションが表示される。
【００２０】ここで、図５および図６を参照して４軸ロ
ボット３６のシミュレーションモデルを説明する。図５
に示すように、ロボット３６は、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸およ
びＵ軸の４軸を備えており、このロボット３６の先端に
は、ＴＣＰＦ（ツールセンタ・ポイント・フレーム）が
設定されている。図５中、Ｃ0 は、ティーチング処理を
行う前のツールの初期位置および方向を示しており、Ｃ
T は、ワークＷの作業姿勢、すなわち、ツールの到着位
置および方向を示している。
ボット３６のシミュレーションモデルを説明する。図５
に示すように、ロボット３６は、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸およ
びＵ軸の４軸を備えており、このロボット３６の先端に
は、ＴＣＰＦ（ツールセンタ・ポイント・フレーム）が
設定されている。図５中、Ｃ0 は、ティーチング処理を
行う前のツールの初期位置および方向を示しており、Ｃ
T は、ワークＷの作業姿勢、すなわち、ツールの到着位
置および方向を示している。
【００２１】そこで、まず、Ｕ軸が動作されてベクトル
Ｚ0 とベクトルＺ1 とのなす角度を最小にした後、Ｚ軸
が動作されてＴＣＰ（ツール中心点）がＣＲＴディスプ
レイ１４の表示面に直交する方向に揺動され、このＴＣ
ＰのベクトルＺ0 とベクトルＸ0 とで構成される平面内
にＣT が含まれるように調整する。
Ｚ0 とベクトルＺ1 とのなす角度を最小にした後、Ｚ軸
が動作されてＴＣＰ（ツール中心点）がＣＲＴディスプ
レイ１４の表示面に直交する方向に揺動され、このＴＣ
ＰのベクトルＺ0 とベクトルＸ0 とで構成される平面内
にＣT が含まれるように調整する。
【００２２】次に、図６に示すように、ＴＣＰのベクト
ルＶ1 とＣ0 およびＣT を結ぶベクトルＶ2 とのなす角
度αが０になるようにＸ軸が動作される。なお、場合に
よっては、角度αが１８０°になるようにＸ軸が動作さ
れる。さらに、Ｙ軸が動作されてＣ0 をＣT に一致させ
る。
ルＶ1 とＣ0 およびＣT を結ぶベクトルＶ2 とのなす角
度αが０になるようにＸ軸が動作される。なお、場合に
よっては、角度αが１８０°になるようにＸ軸が動作さ
れる。さらに、Ｙ軸が動作されてＣ0 をＣT に一致させ
る。
【００２３】上記シミュレーションに基づく到着判定処
理（ステップＳ７）の結果、ツールが作業位置に到着可
能であると判定されると（ステップＳ８中、ＹＥＳ）、
ＴＣＰの位置および方向がメインメモリ３２に記憶され
るとともに、入出力コントローラ２６からフレキシブル
ディスクドライバ２４を介してフロッピィディスク（図
示せず）に記憶される（ステップＳ９）。そして、この
到着結果が、ＣＲＴディスプレイ１４に表示される（ス
テップＳ１０）。
理（ステップＳ７）の結果、ツールが作業位置に到着可
能であると判定されると（ステップＳ８中、ＹＥＳ）、
ＴＣＰの位置および方向がメインメモリ３２に記憶され
るとともに、入出力コントローラ２６からフレキシブル
ディスクドライバ２４を介してフロッピィディスク（図
示せず）に記憶される（ステップＳ９）。そして、この
到着結果が、ＣＲＴディスプレイ１４に表示される（ス
テップＳ１０）。
【００２４】ところで、ツールが作業位置に到着不可能
であると判定されると（ステップＳ８中、ＮＯ）、ステ
ップＳ１１に進んで収束処理が行われる。まず、図４に
示すように、条件分枝のためのフラグがＯＦＦに初期化
された後（ステップＳ２１）、フラグが参照される（ス
テップＳ２２）。フラグがＯＦＦであると判定されると
（ステップＳ２２中、ＹＥＳ）、ステップＳ２３に進ん
で仮想目標生成処理１が実行される。
であると判定されると（ステップＳ８中、ＮＯ）、ステ
ップＳ１１に進んで収束処理が行われる。まず、図４に
示すように、条件分枝のためのフラグがＯＦＦに初期化
された後（ステップＳ２１）、フラグが参照される（ス
テップＳ２２）。フラグがＯＦＦであると判定されると
（ステップＳ２２中、ＹＥＳ）、ステップＳ２３に進ん
で仮想目標生成処理１が実行される。
【００２５】この仮想目標生成処理１を、図７Ａ乃至図
７Ｃのモデルを参照して説明すると、図７Ａにおいて、
Ｐ0 は、ティーチング処理を行う前のロボット３６の初
期位置および方向を示し、Ｃ0 は、ロボット３６がＰ0
にある時のＴＣＰの初期位置および方向を示す。また、
ＰT は、最終到着目標にツールが到着する時のロボット
３６の位置および方向を示すとともに、ＣT は、その際
のＴＣＰの位置および方向を示し（図７Ｃ参照）、さら
にＰK は、仮想目標にツールが到着する時のロボット３
６の位置および方向を、ＣK は、Ｋ番目（Ｋ≧０）に生
成される仮想目標を示す（図７Ｂ参照）。
７Ｃのモデルを参照して説明すると、図７Ａにおいて、
Ｐ0 は、ティーチング処理を行う前のロボット３６の初
期位置および方向を示し、Ｃ0 は、ロボット３６がＰ0
にある時のＴＣＰの初期位置および方向を示す。また、
ＰT は、最終到着目標にツールが到着する時のロボット
３６の位置および方向を示すとともに、ＣT は、その際
のＴＣＰの位置および方向を示し（図７Ｃ参照）、さら
にＰK は、仮想目標にツールが到着する時のロボット３
６の位置および方向を、ＣK は、Ｋ番目（Ｋ≧０）に生
成される仮想目標を示す（図７Ｂ参照）。
【００２６】そこで、ＣK からＣT への変換をＭとする
と、Ｍ＝ＣK -1ＣT となり、例えば、ツールの位置と方
向とを均等に変化させる場合には、 Ｍ＝ＣTR(d) ＣROT (kr,θ) …（１）式 （但し、ＣTR(d) は、ベクトルｄ（位置）の並進変換を
表し、ＣROT (kr,θ)は、ベクトルＫｒ回りの角度θの
回転変換を表す）と表すことができ、１回の補間で全体
のシフト量および回転量のそれぞれ１／２の変位量を与
える場合には、変換Ｍｈは、 Ｍｈ＝ＣTR(d/2) ＣROT (kr,θ/2) …（２）式 となり、 ＣK+1 ＝ＣK ｛ＣTR(d/2) ＣROT (kr,θ/2) ｝ …（３）式 従って、Ｃ0 とＣT との間に仮想目標であるＣK が設定
された後、Ｃ0 とＣK の位置および方向が比較されてツ
ールがＣK に到着可能か否かが判定される（ステップＳ
２４およびステップＳ２５）。そして、ツールがＣK に
到着可能であると判定されると（ステップＳ２５中、Ｙ
ＥＳ）、収束判定処理が行われる（ステップＳ２６）。
この収束判定処理は、（１）式中、ＣK とＣT 間の位置
（ｄ）および方向（θ）が、予め設定された収束範囲ε
d 、εθに対して、｜ｄ｜＜εd 、｜θ｜＜εθとなる
時に収束していると判定する。
と、Ｍ＝ＣK -1ＣT となり、例えば、ツールの位置と方
向とを均等に変化させる場合には、 Ｍ＝ＣTR(d) ＣROT (kr,θ) …（１）式 （但し、ＣTR(d) は、ベクトルｄ（位置）の並進変換を
表し、ＣROT (kr,θ)は、ベクトルＫｒ回りの角度θの
回転変換を表す）と表すことができ、１回の補間で全体
のシフト量および回転量のそれぞれ１／２の変位量を与
える場合には、変換Ｍｈは、 Ｍｈ＝ＣTR(d/2) ＣROT (kr,θ/2) …（２）式 となり、 ＣK+1 ＝ＣK ｛ＣTR(d/2) ＣROT (kr,θ/2) ｝ …（３）式 従って、Ｃ0 とＣT との間に仮想目標であるＣK が設定
された後、Ｃ0 とＣK の位置および方向が比較されてツ
ールがＣK に到着可能か否かが判定される（ステップＳ
２４およびステップＳ２５）。そして、ツールがＣK に
到着可能であると判定されると（ステップＳ２５中、Ｙ
ＥＳ）、収束判定処理が行われる（ステップＳ２６）。
この収束判定処理は、（１）式中、ＣK とＣT 間の位置
（ｄ）および方向（θ）が、予め設定された収束範囲ε
d 、εθに対して、｜ｄ｜＜εd 、｜θ｜＜εθとなる
時に収束していると判定する。
【００２７】ＣK が収束していないと判定されると（ス
テップＳ２７中、ＮＯ）、ステップＳ２２に戻って再度
仮想目標生成処理１が実行される。その際、仮想目標で
あったＣK が到着済目標となり、この到着済目標と非到
着目標（目標位置）であるＣ T との間に新たな仮想目標
であるＣK （＝ＣK+1 ）が設定される。そして、この新
たな仮想目標であるＣK に基づいてステップＳ２４以降
の処理が遂行され、最終的にＣK が収束していると判定
された時（ステップＳ２７中、ＹＥＳ）、収束処理が終
了する。
テップＳ２７中、ＮＯ）、ステップＳ２２に戻って再度
仮想目標生成処理１が実行される。その際、仮想目標で
あったＣK が到着済目標となり、この到着済目標と非到
着目標（目標位置）であるＣ T との間に新たな仮想目標
であるＣK （＝ＣK+1 ）が設定される。そして、この新
たな仮想目標であるＣK に基づいてステップＳ２４以降
の処理が遂行され、最終的にＣK が収束していると判定
された時（ステップＳ２７中、ＹＥＳ）、収束処理が終
了する。
【００２８】上記仮想目標生成処理１を、図８を参照し
て具体的に説明すると、Ｃ0 がＴＣＰの初期位置および
方向を示しており、到着済目標としてＡ0 に設定され、
最終到着目標であるＣT が到着不可能であるため非到着
目標Ｂ0 （目標位置）に設定される。そして、Ａ0 とＢ
0 の中間に仮想目標Ｃ1 が作成され、この仮想目標Ｃ 1
に到着可能と判断されると、ロボット３６がこの仮想目
標Ｃ1 に到着されるとともに、前記仮想目標Ｃ1 が新た
な到着済目標Ａ1 に設定される。
て具体的に説明すると、Ｃ0 がＴＣＰの初期位置および
方向を示しており、到着済目標としてＡ0 に設定され、
最終到着目標であるＣT が到着不可能であるため非到着
目標Ｂ0 （目標位置）に設定される。そして、Ａ0 とＢ
0 の中間に仮想目標Ｃ1 が作成され、この仮想目標Ｃ 1
に到着可能と判断されると、ロボット３６がこの仮想目
標Ｃ1 に到着されるとともに、前記仮想目標Ｃ1 が新た
な到着済目標Ａ1 に設定される。
【００２９】さらに、Ａ1 とＢ0 の中間に仮想目標Ｃ2
が作成され、この仮想目標Ｃ2 に到着可能と判断される
と、ロボット３６がこの仮想目標Ｃ2 に到着されるとと
もに、前記仮想目標Ｃ2 が新たな到着済目標Ａ2 に設定
される。次いで、Ａ2 とＢ0の中間に仮想目標Ｃ3 が作
成される。
が作成され、この仮想目標Ｃ2 に到着可能と判断される
と、ロボット３６がこの仮想目標Ｃ2 に到着されるとと
もに、前記仮想目標Ｃ2 が新たな到着済目標Ａ2 に設定
される。次いで、Ａ2 とＢ0の中間に仮想目標Ｃ3 が作
成される。
【００３０】上記仮想目標生成処理１が行われている
間、ツールがＣK に到着不可能であると判定されると
（ステップＳ２５中、ＮＯ）、ステップＳ２８に進んで
フラッグがＯＮされる。このため、ステップＳ２２から
ステップＳ２９に進んで仮想目標生成処理２が行われ
る。
間、ツールがＣK に到着不可能であると判定されると
（ステップＳ２５中、ＮＯ）、ステップＳ２８に進んで
フラッグがＯＮされる。このため、ステップＳ２２から
ステップＳ２９に進んで仮想目標生成処理２が行われ
る。
【００３１】すなわち、図８に示すように、仮想目標Ｃ
3 に到着不可能であると判断されると、ロボット３６が
仮想目標Ｃ2 に停止された状態で、前記仮想目標Ｃ3 が
新たな非到着目標（新たな目標位置）Ｂ1 に設定され
る。次に、Ａ2 とＢ1 の中間に仮想目標Ｃ4 が作成さ
れ、この仮想目標Ｃ4 に到着不可能であると判断される
と、ロボット３６が仮想目標Ｃ2 に停止された状態で、
前記仮想目標Ｃ4 がさらに新たな非到着目標（さらに新
たな目標位置）Ｂ1 に設定されて上記の作業が繰り返し
行われる。そして、Ａ2 とＢ2 の中間に作成された仮想
目標Ｃ5 が到着可能であると判定されるとともに、その
際の変換Ｍが十分に小さくなって｜ｄ｜＜εd 、｜θ｜
＜εθとなる時（ステップＳ２７中、ＹＥＳ）、収束処
理が終了する。
3 に到着不可能であると判断されると、ロボット３６が
仮想目標Ｃ2 に停止された状態で、前記仮想目標Ｃ3 が
新たな非到着目標（新たな目標位置）Ｂ1 に設定され
る。次に、Ａ2 とＢ1 の中間に仮想目標Ｃ4 が作成さ
れ、この仮想目標Ｃ4 に到着不可能であると判断される
と、ロボット３６が仮想目標Ｃ2 に停止された状態で、
前記仮想目標Ｃ4 がさらに新たな非到着目標（さらに新
たな目標位置）Ｂ1 に設定されて上記の作業が繰り返し
行われる。そして、Ａ2 とＢ2 の中間に作成された仮想
目標Ｃ5 が到着可能であると判定されるとともに、その
際の変換Ｍが十分に小さくなって｜ｄ｜＜εd 、｜θ｜
＜εθとなる時（ステップＳ２７中、ＹＥＳ）、収束処
理が終了する。
【００３２】収束処理が終了後、ステップＳ９に進んで
該収束位置および方向がメインメモリ３２に記憶される
とともに、入出力コントローラ２６からフレキシブルデ
ィスクドライバ２４を介してフロッピィディスク（図示
せず）に記憶される（ステップＳ９）。そして、この到
着結果が、ＣＲＴディスプレイ１４に表示される（ステ
ップＳ１０）。
該収束位置および方向がメインメモリ３２に記憶される
とともに、入出力コントローラ２６からフレキシブルデ
ィスクドライバ２４を介してフロッピィディスク（図示
せず）に記憶される（ステップＳ９）。そして、この到
着結果が、ＣＲＴディスプレイ１４に表示される（ステ
ップＳ１０）。
【００３３】このように、本実施例では、オフラインテ
ィーチング時にツールが作業位置に到着不可能であると
判定されると、収束処理に移行してロボット３６のＴＣ
Ｐ（ツール中心点）の位置および方向と目標位置である
ＣT の位置および方向との間に仮想目標位置であるＣK
が設定される。次いで、ＣK が到着可能であると判断さ
れると、この仮想目標位置であるＣK と目標位置である
ＣT との間に新たな仮想目標位置であるＣK （＝
ＣK+1 ）が設定され、このＣK が収束範囲内にあると判
断されるまで上記の工程が自動的に継続される。
ィーチング時にツールが作業位置に到着不可能であると
判定されると、収束処理に移行してロボット３６のＴＣ
Ｐ（ツール中心点）の位置および方向と目標位置である
ＣT の位置および方向との間に仮想目標位置であるＣK
が設定される。次いで、ＣK が到着可能であると判断さ
れると、この仮想目標位置であるＣK と目標位置である
ＣT との間に新たな仮想目標位置であるＣK （＝
ＣK+1 ）が設定され、このＣK が収束範囲内にあると判
断されるまで上記の工程が自動的に継続される。
【００３４】さらに、ツールがＣK に到着不可能である
と判定されると、このＣK が目標位置に設定されて新た
な仮想目標位置が作成され、前記ツールが収束範囲内に
ある仮想目標位置に到着するまで上記の工程が遂行され
る。
と判定されると、このＣK が目標位置に設定されて新た
な仮想目標位置が作成され、前記ツールが収束範囲内に
ある仮想目標位置に到着するまで上記の工程が遂行され
る。
【００３５】これにより、本実施例では、ツールの到着
限界位置が短時間で正確かつ自動的に確認され、従来オ
ペレータの能力に依存されていたティーチングデータの
検証作業が自動的かつ効率的に遂行される。従って、テ
ィーチングデータの作成作業が一挙に効率化されるとと
もに、オペレータの負担を大幅に削減することができる
という効果が得られる。
限界位置が短時間で正確かつ自動的に確認され、従来オ
ペレータの能力に依存されていたティーチングデータの
検証作業が自動的かつ効率的に遂行される。従って、テ
ィーチングデータの作成作業が一挙に効率化されるとと
もに、オペレータの負担を大幅に削減することができる
という効果が得られる。
【００３６】しかも、ツールの到着限界位置が高精度に
検出されるため、溶接ガンの能力、レイアウトや打点配
分等の設備能力の検証が容易に可能となり、前記設備の
調整等による対応が迅速に遂行されるという利点があ
る。
検出されるため、溶接ガンの能力、レイアウトや打点配
分等の設備能力の検証が容易に可能となり、前記設備の
調整等による対応が迅速に遂行されるという利点があ
る。
【００３７】また、収束処理において、位置（ｄ）と方
向（θ）に優先度の差を与えることにより、位置優先や
方向優先の特質を持たせることができる。例えば、Ｎ回
で収束する場合、図９Ａおよび図９Ｂに示す特性が与え
られた時には位置が優先される一方、図１０Ａおよび図
１０Ｂに示す特性が与えられた時には方向が優先される
ことになる。なお、θ0 、ｄ0 は、Ｃ0 からＣT への変
化量を表している。
向（θ）に優先度の差を与えることにより、位置優先や
方向優先の特質を持たせることができる。例えば、Ｎ回
で収束する場合、図９Ａおよび図９Ｂに示す特性が与え
られた時には位置が優先される一方、図１０Ａおよび図
１０Ｂに示す特性が与えられた時には方向が優先される
ことになる。なお、θ0 、ｄ0 は、Ｃ0 からＣT への変
化量を表している。
【００３８】
【発明の効果】本発明に係るオフラインティーチングに
おける自動検証方法では、産業用ロボットのツールが作
業位置に到着不可能と判断されると、この作業位置が目
標位置に設定されて前記ロボットのツール中心点の座標
と前記目標位置の座標との間に仮想目標位置が設定され
る。次いで、この仮想目標位置が到着可能であると判断
されると、前記仮想目標位置の座標と目標位置の座標と
の間に新たな仮想目標位置が設定され、仮想目標位置が
所望の収束範囲内にあると判定されるまで上記の工程が
継続される。これにより、従来オペレータの能力に依存
されていたティーチングデータの検証作業が自動化さ
れ、ツールの到着限界位置が短時間で正確かつ自動的に
確認される。従って、オペレータの負担を軽減すること
ができるとともに、設備能力の検証等を効率的に行って
該設備の調整等を迅速に行うことが可能になる。
おける自動検証方法では、産業用ロボットのツールが作
業位置に到着不可能と判断されると、この作業位置が目
標位置に設定されて前記ロボットのツール中心点の座標
と前記目標位置の座標との間に仮想目標位置が設定され
る。次いで、この仮想目標位置が到着可能であると判断
されると、前記仮想目標位置の座標と目標位置の座標と
の間に新たな仮想目標位置が設定され、仮想目標位置が
所望の収束範囲内にあると判定されるまで上記の工程が
継続される。これにより、従来オペレータの能力に依存
されていたティーチングデータの検証作業が自動化さ
れ、ツールの到着限界位置が短時間で正確かつ自動的に
確認される。従って、オペレータの負担を軽減すること
ができるとともに、設備能力の検証等を効率的に行って
該設備の調整等を迅速に行うことが可能になる。
【図１】本発明に係る検証方法を実施するためのオフラ
インティーチング装置の概略全体構成図である。
インティーチング装置の概略全体構成図である。
【図２】前記オフラインティーチング装置の制御回路構
成を示すブロック図である。
成を示すブロック図である。
【図３】前記検証方法の全体フローチャートである。
【図４】図３に示すフローチャートの中、収束処理を説
明するフローチャートである。
明するフローチャートである。
【図５】ＣＲＴディスプレイに表示される４軸ロボット
のモデル図である。
のモデル図である。
【図６】図５に示す４軸ロボットのシミュレーションを
説明するモデル図である。
説明するモデル図である。
【図７】収束処理を説明するモデル図であり、図７Ａ
は、初期位置のモデル図であり、図７Ｂは、仮想目標位
置のモデル図であり、図７Ｃは、最終目標位置のモデル
図である。
は、初期位置のモデル図であり、図７Ｂは、仮想目標位
置のモデル図であり、図７Ｃは、最終目標位置のモデル
図である。
【図８】前記検証方法における仮想目標生成処理１およ
び２の具体的説明図である。
び２の具体的説明図である。
【図９】位置（ｄ）を優先させるための特性図であり、
図９Ａは、仮想目標生成回数と方向（θ）との特性図で
あり、図９Ｂは、仮想目標生成回数と位置（ｄ）との特
性図である。
図９Ａは、仮想目標生成回数と方向（θ）との特性図で
あり、図９Ｂは、仮想目標生成回数と位置（ｄ）との特
性図である。
【図１０】方向（θ）を優先させるための特性図であ
り、図１０Ａは、仮想目標生成回数と方向（θ）との特
性図であり、図１０Ｂは、仮想目標生成回数と位置
（ｄ）との特性図である。
り、図１０Ａは、仮想目標生成回数と方向（θ）との特
性図であり、図１０Ｂは、仮想目標生成回数と位置
（ｄ）との特性図である。
１０…オフラインティーチング装置 １２…制御回路 １４…ＣＲＴディスプレイ １６…キーボー
ド ２２…ＣＰＵ ２８…ハードデ
ィスク ３２…メインメモリ ３６…ロボット ３８…ロボット制御装置 ４０…ティーチ
ングボックス
ド ２２…ＣＰＵ ２８…ハードデ
ィスク ３２…メインメモリ ３６…ロボット ３８…ロボット制御装置 ４０…ティーチ
ングボックス
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 金子 貢 埼玉県狭山市新狭山１−10−１ ホンダ エンジニアリング株式会社内 (72)発明者 平賀 敏文 埼玉県狭山市新狭山１−10−１ ホンダ エンジニアリング株式会社内 (56)参考文献 特開 昭60−16385（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−84310（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−35608（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−121215（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−230313（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G05B 19/42 B25J 9/22 G05B 19/4068 G05B 23/02
Claims (3)
- 【請求項１】産業用ロボットのツールによる作業位置に
関する作業位置データと、前記産業用ロボットを含む周
辺装置の形状等の作業環境データと、前記産業用ロボッ
トに関する作動性能データとに基づき、前記ツールを前
記作業位置に移動させるためのシミュレーションを行う
オフラインティーチングにおいて、前記ツールが前記作
業位置に到着不可能と判断された際にティーチングデー
タを検証する方法であって、 前記作業位置を目標位置に設定し、前記ツール中心点の
座標と前記目標位置の座標との間に仮想目標位置を設定
する第１の工程と、 前記ツール中心点の座標と前記仮想目標位置の座標とを
比較して該ツールが該仮想目標位置に到着可能か否かを
判定する第２の工程と、 前記第２の工程で前記ツールが前記仮想目標位置に到着
可能であると判定された後、該到着可能な仮想目標位置
が前記目標位置に基づいて設定された収束範囲内にある
か否かを判定する第３の工程と、 前記第３の工程で到着可能な前記仮想目標位置が前記収
束範囲内にあると判定された時に前記到着可能な仮想目
標位置における該ツール中心点の位置および方向を記憶
する第４の工程と、 前記第３の工程で前記到着可能な仮想目標位置が前記収
束範囲内にないと判定された時に前記到着可能な仮想目
標位置の座標と前記目標位置の座標との間に新たな仮想
目標位置を設定して上記第２の工程以降を行う第５の工
程と、 を有することを特徴とするオフラインティーチングにお
ける自動検証方法。 - 【請求項２】請求項１記載の自動検証方法において、前
記第２の工程で前記ツールが前記仮想目標位置に到着不
可能であると判定された時、該到着不可能な仮想目標位
置を新たな目標位置に設定し、前記ツールの最新の到着
済仮想目標位置と該新たな目標位置との間に仮想目標位
置を設定する第６の工程と、 前記到着済仮想目標位置のツール中心点の座標と前記仮
想目標位置の座標とを比較して該ツールが該仮想目標位
置に到着可能か否かを判定する第７の工程と、 前記第７の工程で前記ツールが前記仮想目標位置に到着
可能であると判定された後、該到着可能な仮想目標位置
が前記新たな目標位置に基づいて設定された収束範囲内
にあるか否かを判定する第８の工程と、 前記第８の工程で前記到着可能な仮想目標位置が前記収
束範囲内にあると判定された時に前記到着可能な仮想目
標位置における該ツール中心点の位置および方向を記憶
する第９の工程と、 前記第８の工程で前記到着可能な仮想目標位置が前記収
束範囲内にないと判定された時に前記到着可能な仮想目
標位置の座標と前記新たな目標位置の座標との間に新た
な仮想目標位置を設定して上記第７の工程以降を行う第
１０の工程と、 前記第７の工程で前記ツールが前記仮想目標位置に到着
不可能であると判定された時、該到着不可能な仮想目標
位置をさらに新たな目標位置に設定し、前記ツールの最
新の到着済仮想目標位置と該さらに新たな目標位置との
間に仮想目標位置を設定して上記第７の工程以降を行う
第１１の工程と、 を有することを特徴とするオフラインティーチングにお
ける自動検証方法。 - 【請求項３】請求項１または２記載の自動検証方法にお
いて、前記記憶された産業用ロボットのツール中心点の
位置および方向に基づいて前記作業環境データの良否を
判定することを特徴とするオフラインティーチングにお
ける自動検証方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6027859A JP2878957B2 (ja) | 1994-02-25 | 1994-02-25 | オフラインティーチングにおける自動検証方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6027859A JP2878957B2 (ja) | 1994-02-25 | 1994-02-25 | オフラインティーチングにおける自動検証方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07239709A JPH07239709A (ja) | 1995-09-12 |
| JP2878957B2 true JP2878957B2 (ja) | 1999-04-05 |
Family
ID=12232645
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6027859A Expired - Fee Related JP2878957B2 (ja) | 1994-02-25 | 1994-02-25 | オフラインティーチングにおける自動検証方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2878957B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010036293A (ja) * | 2008-08-04 | 2010-02-18 | Jtekt Corp | 多関節ロボット |
-
1994
- 1994-02-25 JP JP6027859A patent/JP2878957B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07239709A (ja) | 1995-09-12 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |