JP3169174B2 - 作業経路追従式ロボットマニピュレータの教示データ修正方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、作業経路追従式ロ
ボットマニピュレータの教示データの修正方法に関し、
さらに詳しく言えば、教示データに基づくマニピュレー
タのプレイバック動作における作業手段の追従軌跡を検
出手段を用いて検出し、当該検出データを用いて前記教
示データを修正し、その精度を改善する方式の作業経路
追従式ロボットマニピュレータの教示データの修正方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、ティーチングプレイバック方
式というロボットマニピュレータの動作に対する教示方
法が知られている。この教示作業は、作業手段が作業経
路の注目点に対して適切な位置・姿勢をとるように、作
業者が目視で観測しながらティーチングボックス等を操
作することによりなされる。この方法により得られた教
示データを動作指令としてマニピュレータを動作させる
ものである。

【０００３】また、従来の技術の他の一例として、教示
データと検出手段より検出されたデータとを相補的に利
用して動作指令を生成する教示方法が知られている。こ
の種の教示方法では、検出手段が作業経路を検出する都
度、予め与えられた教示データから生成される教示経路
補間データと検出手段から得られた作業経路の位置・姿
勢データとを比較することにより、補間経路を作業経路
に写像する修正情報を算出するとともに、教示経路補間
データを最新の修正情報で修正することにより動作指令
を算出してマニピュレータを作業経路に追従させてい
た。

【０００４】教示データと検出データとを相補的に利用
する教示方法が用いられる理由は、検出データが、ある
区間欠落していても、それまでに得られた修正情報と教
示経路補間データとを用いて、検出データの得られない
区間でも追従目標値を生成でき、検出データの欠落に強
い装置が構成できるからである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前記第１の従来技術の
場合、ティーチングボックスの操作性、マニピュレータ
の微小動作における応答性、目視による作業手段の位置
・姿勢の観測精度等は必ずしも十分とは言えないから、
正確な位置決めは困難であり、このような人手により作
成される教示データの精度には自ずと限界がある。

【０００６】したがって、教示データの誤差の分だけ、
作業手段は作業経路に対して適切な位置・姿勢をとるこ
とができなくなり、十分な作業品質を得ることができな
くなる。

【０００７】また、教示の精度はそのまま作業品質に影
響を与えることから、高い作業品質が要求される場合に
は、高精度の教示を行わなければならず、熟練度の高い
操作者であっても教示に相当の時間と労力を必要とす
る。しかも、教示点数は多い場合には２００点程度にも
なることがあり、教示にかかる時間は膨大なものとな
る。

【０００８】また、第２の従来技術の場合、この種の教
示方法を用いることが可能であるための条件として、教
示に用いたモデルワーク上の作業経路と個々の実ワーク
上の作業経路とが、実用上の範囲において、合同変換の
関係で対応づけられなければならない。従来のこの種の
教示方法では、修正の対象となる教示データとして予め
与えられた教示データをそのまま用いていた。もし、そ
の教示データ自体に誤差を含んでいると、その教示デー
タから生成された作業経路の幾何モデルは、モデルワー
ク上の作業経路とは異なつた経路を表現することにな
る。

【０００９】従って、検出手段から与えられる対象ワー
ク上の作業経路に付随する最新の位置・姿勢情報に基づ
いて教示幾何モデルを逐次修正することにより得られた
経路の位置・姿勢と実対象ワーク上の経路の位置・姿勢
とが現時点で一致していたとしても、そこから先の教示
幾何モデルに誤差があれば、検出手段のデータに欠落が
生じて教示データの修正が行えなくなり、それまでに得
られた修正幾何モデルが表すそこから先の作業経路の位
置・姿勢は実際の対象ワーク上の作業経路の位置・姿勢
とは一致しなくなり、追従誤差が発生することになる。

【００１０】このように、何れの従来技術においても、
教示データの正確さが作業品質の良否を左右する重要な
要素となっている。作業品質を確保するために、従来
は、正確な教示データを生成するように努めていた。し
かし、正確な教示は、教示作業者の熟練度を要求すると
共に教示に膨大な時間と労力が必要であるという問題を
もたらした。

【００１１】すなわち、教示を正確に行うということ
は、教示に伴うコストを増大させることを意味する。教
示はワークの品種ごとに必要であるから、特に、多品種
少量生産の場合、教示に要する時間と労力の問題は重要
で、生産ラインヘのロボット導入の障壁の一つとなって
いた。

【００１２】かくして、本発明の解決すべき主要な目的
は、次の通りである。即ち、本発明の第１の目的は、よ
り小さな教示コストでより正確な教示データを自動的に
生成する作業経路追従式ロボットマニピュレータの教示
データ修正方法を提供することにある。

【００１３】本発明の第２の目的は、予めラフな教示デ
ータを作成用意すればよく、作業が熟練と労力と時間を
要しない作業経路追従式ロボットマニピュレータの教示
データ修正方法を提供することにある。

【００１４】本発明の第３の目的は、予めラフに与えた
教示データと実際に作業手段が取るべき作業経路上の位
置・姿勢とのズレを当該ラフ教示データに基づくプレイ
バック動作によって逐次検出して行う作業経路追従式ロ
ボットマニピュレータの教示データ修正方法を提供する
ことにある。

【００１５】本発明の第４の目的は、前記検出したズレ
の値による前記ラフ教示データの書き換え修正を実時間
で行う作業経路追従式ロボットマニピュレータの教示デ
ータ修正方法を提供することにある。

【００１６】本発明の第５の目的は、修正教示データを
算出するに当たり、ロボットマニピュレータに一体付帯
した検出手段の視野を考慮した作業経路追従式ロボット
マニピュレータの教示データ修正方法を提供することに
ある。

【００１７】本発明のその他の目的は、明細書、図面、
特に特許請求の範囲の各請求項の記載から自ずと明らか
になろう。

【００１８】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明では初期教示をラフに行うことを許容するこ
とにより教示作業者の熟練度を不要とすると共に、教示
に要する時間と労力を低減させ、その上で、与えられた
ラフな教示データに基づいて、教示に用いた対象に対し
てプレイバック動作をさせながら検出手段を用いて対象
上の作業経路を検出し、作業手段が各教示点に到達する
度に一時停止して、その検出情報から各教示点での作業
経路の位置・姿勢を求め、その位置・姿勢に対する作業
手段が取るべき狙い位置・姿勢の教示データを必要に応
じて加味することにより、予め与えられた教示データよ
り正確な修正教示データを生成し、その修正教示データ
を用いて予め与えられたラフな教示データを書き換える
ことにより、教示データの高精度化を計ろうとするもの
である。

【００１９】そこで、教示にそれ程熟練していない操作
者が、それ程の時間も労力もかけずに作成した教示デー
タを用いてプレイバック動作を行うとすれば、この教示
データには当然ある程度の誤差が含まれていると考えら
れるが、だからと言って、極端に大きな誤差が有るわけ
ではなく、位置誤差で高々±数ｍｍ程度である。その結
果、プレイバック軌跡は、教示に用いた作業経路から若
干ずれたものとなる。

【００２０】このプレイバック中に検出手段を動作させ
て、逐次、作業経路の位置・姿勢を観測する。例えば、
この種の経路追従装置でよく用いられている検出装置で
あるレーザレンジセンサの場合、その視野範囲は、幅、
奥行きとも視野中心の±15ｍｍ程度であるから、このよ
うな誤差を含む教示データによるプレイバック動作でも
その視野から目標作業経路が外れることはほとんどな
い。

【００２１】検出手段の検出精度は、例えば先に述べた
レーザレンジセンサの場合では±0．3ｍｍ程度と未熟練
操作者が作成した教示データの精度より十分高いから、
この動作を行うことにより、与えられた教示データより
も高精度な作業経路情報を獲得することができる。

【００２２】従って、その作業経路情報から各教示点に
おける作業経路の位置・姿勢を推定し、その位置・姿勢
に対する作業手段が取るべき狙い位置・姿勢の教示デー
タを必要に応じて加味することにより高精度な修正教示
データを生成することができる。その高精度な修正教示
データを用いて予め与えられた教示データを書き換えれ
ば、教示データの高精度化が実現できる。その結果、初
期教示はラフに行うことができるので、教示作業者の熟
練度が要求されることなく、教示に要する時間と労力を
大幅に削減することが可能となる。

【００２３】以上のことを、具体的詳細に述べると、本
発明は、この課題の解決のため、それぞれの新規な特徴
的構成手法を採用することにより、前記目的を達成す
る。

【００２４】即ち、本発明の第１の特徴は、所定の対象
物に作業を施す作業手段と当該作業手段近傍に設置され
当該作業手段の作業位置における又は当該作業位置より
前方における当該対象物上の作業経路の位置・姿勢を検
出する検出手段とを保持するマニピュレータと、予め与
えられた教示データから決定される動作指令に基づいて
当該マニピュレータを動作させる制御装置又は予め与え
られた教示データから決定される動作指令を当該検出手
段により検出した前記作業経路の位置・姿勢情報を用い
て修正しつつ実時間で当該作業経路に当該作業手段の位
置・姿勢を追従させるように前記マニピュレータを動作
させる制御装置から構成される作業経路追従式ロボット
マニピュレータにおいて、予め与えられた教示データに
基づいて当該教示に用いた対象物に対してプレイバック
動作をさせながら前記検出手段を用いて当該対象物上の
前記作業経路の位置・姿勢を時系列的に検出し、プレイ
バック動作中に前記作業手段が各教示点に到達する度に
一度停止して各教示点において当該作業手段が前記検出
された作業経路に対して取るべき相対的位置・姿勢教示
データを必要に応じて加味することにより当該予め与え
られた教示データより正確な修正教示データを算出し、
当該修正教示データを用いて当該予め与えられた教示デ
ータを書き換えることにより前記マニピュレータの教示
データの修正を行う教示データ修正方法であって、前記
修正教示データの算出が、プレイバック動作中に前記検
出手段により検出した前記教示点近傍の複数点での検出
データ列の中から教示点に最も近い位置の検出データを
選択し、当該データ近傍の複数個の検出データ列を用い
てそれらに対する回帰曲線を求め、前記教示データに最
も近い当該回帰曲線上の点の位置・姿勢を当該教示点に
おける作業経路の位置・姿勢推定値とすることによって
行ってなる作業経路追従式ロボットマニピュレータの教
示データ修正方法の構成採用にある。

【００２５】本発明の第２の特徴は、所定の対象物に作
業を施す作業手段と当該作業手段近傍に設置され当該作
業手段の作業位置における又は当該作業位置より前方に
おける当該対象物上の作業経路の位置・姿勢を検出する
検出手段とを保持するマニピュレータと、予め与えられ
た教示データから決定される動作指令に基づいて当該マ
ニピュレータを動作させる制御装置又は予め与えられた
教示データから決定される動作指令を当該検出手段によ
り検出した前記作業経路の位置・姿勢情報を用いて修正
しつつ実時間で当該作業経路に当該作業手段の位置・姿
勢を追従させるように前記マニピュレータを動作させる
制御装置から構成される作業経路追従式ロボットマニピ
ュレータにおいて、予め与えられた教示データに基づい
て当該教示に用いた対象物に対してプレイバック動作を
させながら前記検出手段を用いて当該対象物上の前記作
業経路の位置・姿勢を時系列的に検出し、プレイバック
動作中に前記作業手段が各教示点に到達する度に一度停
止して各教示点において当該作業手段が前記検出された
作業経路に対して取るべき相対的位置・姿勢教示データ
を必要に応じて加味することにより当該予め与えられた
教示データより正確な修正教示データを算出し、当該修
正教示データを用いて当該予め与えられた教示データを
書き換えることにより前記マニピュレータの教示データ
の修正を行う教示データ修正方法であって、前記修正教
示データの算出が、プレイバック動作中に前記検出手段
により検出した作業経路の位置・姿勢データから当該作
業経路上の各点における当該作業経路の位置・姿勢を表
す経路関数を生成し、当該経路関数から各教示点での当
該作業経路の位置・姿勢の推定値を算出し、当該作業経
路の位置・姿勢推定値に対して当該作業手段が取るべき
相対的位置・姿勢教示データを必要に応じて加味するこ
とにより行ってなる作業経路追従式ロボットマニピュレ
ータの教示データ修正方法の構成採用にある。

【００２６】本発明の第３の特徴は、所定の対象物に作
業を施す作業手段と当該作業手段近傍に設置され当該作
業手段の作業位置における又は当該作業位置より前方に
おける当該対象物上の作業経路の位置・姿勢を検出する
検出手段とを保持するマニピュレータと、予め与えられ
た教示データから決定される動作指令に基づいて当該マ
ニピュレータを動作させる制御装置又は予め与えられた
教示データから決定される動作指令を当該検出手段によ
り検出した前記作業経路の位置・姿勢情報を用いて修正
しつつ実時間で当該作業経路に当該作業手段の位置・姿
勢を追従させるように前記マニピュレータを動作させる
制御装置から構成される作業経路追従式ロボットマニピ
ュレータにおいて、予め与えられた教示データに基づい
て当該教示に用いた対象物に対してプレイバック動作を
させながら前記検出手段を用いて当該対象物上の前記作
業経路の位置・姿勢を時系列的に検出し、プレイバック
動作中に前記作業手段が各教示点に到達する度に一度停
止して各教示点において当該作業手段が前記検出された
作業経路に対して取るべき相対的位置・姿勢教示データ
を必要に応じて加味することにより当該予め与えられた
教示データより正確な修正教示データを算出し、当該修
正教示データを用いて当該予め与えられた教示データを
書き換えることにより前記マニピュレータの教示データ
の修正を行う教示データ修正方法であって、前記修正教
示データの算出が、各教示点での作業経路の位置・姿勢
推定値に加味する前記作業手段の取るべき相対的位置・
姿勢教示データのうち当該作業手段に対してとるべき前
記検出手段の方向を指定する作業手段軸回りの姿勢教示
データ（回転角θ）を、当該検出手段の視野中心と検出
される作業経路との位置ズレを０とするように決定する
ことにより行ってなる作業経路追従式ロボットマニピュ
レータの教示データ修正方法構成採用にある。

【００２７】

【外２】

【００２８】

【発明の実施の形態】以下、本発明方法の実施の形態に
ついて図面を参照して詳細に説明する。

【００２９】（実施形態例１） 図１は、本第１の実施の形態例の説明図である。

【外３】

【００３０】３はラフな教示データ列｛ｑ_i｝を補間す
ることにより生成された教示経路、４は対象に所定の作
業を施すための作業手段（図では矢印を以って模式的に
表わしている）、５は作業経路２の位置・姿勢を検出す
る検出手段（同じく矢印を以って模式的に表わしてい
る）、｛ｐ_k｝は検出手段５により検出された作業経路
２の検出データ列、｛Ｑ_i｝（ｉ=0,1,2,…,N）はラフな
教示データ列｛ｑ_i｝に対する修正教示データ列であ
る。

【００３１】ここで、作業手段４と検出手段５とは、剛
体接続されてマニピュレータの手首（図示せず）に装着
されており、検出手段５は作業手段４に先行して作業経
路２の位置・姿勢を検出するように構成されている。作
業手段４は、例えば、アーク溶接機やバリ取り機であ
り、検出手段５は、対象１の位置・姿勢を６自由度の情
報で一括して検出し得るもの、後述するように例えば、
レーザレンジセンサ等で構成される。

【００３２】作業を行う所定位置に所定の姿勢で教示用
の対象１を固定した後、教示を開始する。教示は、作業
経路２の要所々々に教示点を設定し、各教示点ごとに作
業経路２に対して作業手段４が作業に適した位置・姿勢
をとるように、かつ、検出手段５が作業経路２を検出で
きるように位置決めし、その時のロボット関節角等を教
示データとして制御装置の記憶部に記憶することにより
行われる。

【００３３】

【外４】

【００３４】

【外５】

【００３５】ここで、得られた検出データ列を｛ｐ_k｝
とする。一般に、初心者による教示では、±数ｍｍ程度
の教示誤差が想定される。例えば、検出手段５としてレ
ーザレンジセンサを用いた場合、その視野（検出範囲）
は幅・奥行きとも±15〜±30ｍｍ程度あるから、初心者
によるラフな教示データ列｛ｑ_i｝に基づくプレイバッ
ク動作であっても、検出手段５は作業経路２を十分に視
野内に捕えることができ、作業経路２の位置・姿勢を的
確に検出することができる。

【００３６】また、通常、検出データ列｛ｐ_k｝の間隔
は教示データ列｛ｑ_i｝の間隔に比べて十分に短い。例
えば、アーク溶接の場合、教示間隔は数ｍｍ以上である
のに対して、検出間隔は１ｍｍ程度である。そこで、検
出データ列｛ｐ_k｝の中からラフ教示データｑ_iに最も近
い検出データｐ_iを選択し、ｐ_iに対して作業手段４が取
るべき相対的位置・姿勢教示データを必要に応じて加味
した値をＱ_iと置き、Ｑ_iをラフ教示データｑ_iの修正教
示データとして制御装置の記憶手段に記憶する。

【００３７】上述のように初心者による教示では±数ｍ
ｍ程度の教示誤差が想定される。これに対しでレーザレ
ンジセンサを用いた場合、検出精度は±0．3ｍｍ〜±
0．5ｍｍ程度であるから、ラフ教示データ列｛ｑ_i｝に
対して修正教示データ列｛Ｑ_i｝の精度は10倍程度改善
されることになる。

【００３８】ところで、検出データ列｛ｐ_k｝には一般
的に検出誤差が含まれる。上述の方法で修正教示データ
Ｑ_iを決定すると、得られた修正教示データ列｛Ｑ_i｝は
そのまま検出誤差を含むことになる。従って、検出誤差
の大きさがその作業にとって無視できない場合、修正教
示データ列｛Ｑ_i｝は満足できないものとなる。しか
し、検出誤差がＮ（０，σ²）の正規分布をとると仮定
できる場合には、何らかの平均化処理により修正教示デ
ータ列｛Ｑ_i｝の精度を上げることができる。

【００３９】ここで、修正教示データ列｛Ｑ_i｝の精度
を上げる方法について説明する。図１において、プレイ
バック動作中、検出手段５が各教示点ｑ_iに到達する度
に一時停止させ、同一地点での検出をＭ回行う方法があ
る。

【００４０】得られた位置・姿勢データを
｛ｐ_Ｉ，_ｊ｝、(j=1,2,…,M)と置き、その平均値＜ｐ_Ｉ
＞を教示点ｑ_iにおける作業経路２の位置・姿勢の推定
値とする。＜ｐ_Ｉ＞に対して作業手段４が取るべき相対
的位置・姿勢教示データを必要に応じて加味した値をＱ
_iと置き、Ｑ_iをラフ教示データｑ_iの修正教示データと
して記憶する。検出誤差がＮ（０，σ²）の正規分布を
とると仮定できる場合には、Ｍの値の増加と共に修正教
示データＱ_iの精度は改善されることが期待できる。

【００４１】しかし、プレイバック中に一時停止し、同
一地点で複数回検出動作を行うことが困難な場合があ
る。そこで、以下の様にして修正教示データ列｛Ｑ_i｝
の精度を上げる。

【００４２】図１において、教示経路３に沿ってプレイ
バック動作を行う。プレイバック動作中に検出手段５を
動作させて、作業経路２の位置・姿勢を検出する。検出
データ列を｛ｐ_k｝と置く。ここまでは、前述と同じで
ある。そして、これら検出データ列｛ｐ_k｝の中からラ
フ教示データｑ_iに最も近い位置の検出データｐ_Ｉを選
択し、その近傍の複数個の検出データ列｛ｐ_Ｉ+l｝（ｌ
=0、±1、…、±L）を用いて、それらに対する回帰曲線
Ｐ_Ｉを求める。

【００４３】

【外６】

【００４４】検出誤差がＮ（0，σ²）の正規分布をとる
と仮定できる場合には、Ｌの値の増加と共に回帰曲線Ｐ
_Iの近似精度が向上し、修正教示データＱ_iの精度は改善
されることが期待できる。ただし、Ｌを大きくし過ぎる
と検出データ列｛ｐ_Ｉ+l｝（ｌ＝０，±1、…，±L）部
分の経路形状が複雑になり、逆に回帰曲線Ｐ_Ｉの近似精
度が低下するおそれがある。

【００４５】（実施形態例２） 続いて、本第２の実施形態例である、修正教示データ列
｛Ｑ_i｝の精度を上げるさらに他の例を説明する。図１
において、教示経路に沿ってプレイバック動作を行う。
プレイバック動作中に検出手段５を動作させて、作業経
路２の位置・姿勢を検出する。検出データ列を｛ｐ_k｝
と置く。検出データ列｛ｐ_k｝に基づいて、作業経路２
上の各点における作業経路２の位置・姿勢を関数表現す
る。

【００４６】

【外７】

【００４７】

【外８】

【００４８】（実施形態例３） これまでに述べた前記第１、第２の実施形態例では、各
教示点における作業経路２の位置・姿勢堆定値に作業手
段４の取るべき相対的位置・姿勢教示データを必要に応
じて加味することにより修正教示データＱ_iを算出し
た。この場合、作業手段４の教示姿勢は教示点における
作業経路２の姿勢に基づいて決定される。

【００４９】作業手段４に対する検出手段５の取り付け
方向は、通常、直線経路に作業手段４を位置決めした時
に検出手段５の視野中央に作業経路２を捉えることがで
きるように設定される。すなわち、教示点における作業
経路２の接線方向に検出手段４の視野中央が位置するよ
うに設定される。従って、作業経路２が円弧のような曲
線の場合、このような教示方法では検出手段４は作業経
路２を視野中央に捉えることができなくなる。

【００５０】そこで、次に本第３実施形態例である、検
出手段４の視野を考慮した教示データ修正方法について
説明する。

【外９】

【００５１】

【外１０】

【００５２】

【外１１】

【００５３】ここで、図２および図３を用いて、検出手
段５としてレーザレンジセンサを用いた場合の、前記回
転角θ_Ｉの算出方法について説明する。

【外１２】

【００５４】

【外１３】

【００５５】

【外１４】

【００５６】前記第１実施形態例の説明にて、プレイバ
ック動作中、検出手段５が各教示点ｑ_iに到達する度に
これを一時停止させ、同一地点での検出をＭ回行う場合
について述べたが、一連の動作の中で作業手段４を一時
停止するかどうかについては述べなかった。これは主
に、修正教示データを生成するために要する処理時間の
問題であるが、本実施形態例では、作業手段４が各教示
点に到達した時にこれを一時停止して修正教示データを
算出する。もし、処理時間の問題により、必要が無いと
きは、作業手段を一時停止せずに修正教示データを算出
することも可能である。

【００５７】なお、検出手段５は、６自由度の位置・姿
勢情報を一括して獲得できるものを利用するのが一般的
であるが、近年、これら検出手段として、レーザレンジ
センサが主流となってきている。レーザレンジセンサ
は、光切断面においてセンサから対象表面までの距離を
計測する検出手段であり、６自由度の位置・姿勢情報を
一括して獲得できるものではない。しかし、レーザレン
ジセンサは、得られた前後の距離データより容易に計測
点における作業経路２の位置・姿勢を算出できる利点が
ある。

【００５８】また、以上の各実施形態例では、検出手段
５は離散的に計測を行うものを利用している。これは、
この用途に用いられる検出手段としては離散的に動作す
るものが一般的であるためだが、本発明方法の実施形態
例で、連続的に動作する検出手段を用いても、容易に実
現することができることはいうまでもない。

【００５９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ラフな教示データに基づいて教示に用いた対象に対して
プレイバック動作をさせながら検出手段を用いて対象上
の作業経路を算出し、その情報から各教示点での作業経
路の位置・姿勢を求め、その位置・姿勢に対する作業手
段が取るべき狙い位置・姿勢の教示データを加味して正
確な教示データを自動生成し、その正確な教示データを
用いて予め与えられた教示データの書き換え修正を行う
ことにより、教示データの高精度化を実現したので、初
期教示をラフに行うことができるようになり、従来方式
が持っていた教示作業者の熟練度も要求されず、教示に
要する時間と労力等のコストを大幅に低減することがで
きる。

【００６０】さらに、実際の作業で、作業対象に対して
追従作業を行う場合、教示データに誤差があっても、検
出手段からのデータが欠落した時その直前までの修正教
示データを用いて引き続き追従制御を行うと追従誤差が
発生するという従来の問題を解決することができる利点
がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明方法の実施形態例を示す説明図である。

【図２】検出手段としてレーザレンジセンサを用いた場
合の検出手段の軸中心の回転角θ_Iの算出方法の一例を
示す図である。

【図３】

【外１７】

【符号の説明】

１…教示に用いた対象 ２…作業経路 ３…教示データを補間することによって得られた教示経
路 ４…作業手段 ５…検出手段 ６…検出手段の視野中心 ７…検出手段の光切断面

【外１８】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平８−197250（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−166813（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−87332（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−257960（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−301182（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B25J 9/10 B25J 9/22 G05B 19/42

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】所定の対象物に作業を施す作業手段と当該
   作業手段近傍に設置され当該作業手段の作業位置におけ
   る又は当該作業位置より前方における当該対象物上の作
   業経路の位置・姿勢を検出する検出手段とを保持するマ
   ニピュレータと、予め与えられた教示データから決定さ
   れる動作指令に基づいて当該マニピュレータを動作させ
   る制御装置又は予め与えられた教示データから決定され
   る動作指令を当該検出手段により検出した前記作業経路
   の位置・姿勢情報を用いて修正しつつ実時間で当該作業
   経路に当該作業手段の位置・姿勢を追従させるように前
   記マニピュレータを動作させる制御装置から構成される
   作業経路追従式ロボットマニピュレータにおいて、 予め与えられた教示データに基づいて当該教示に用いた
   対象物に対してプレイバック動作をさせながら前記検出
   手段を用いて当該対象物上の前記作業経路の位置・姿勢
   を時系列的に検出し、プレイバック動作中に前記作業手
   段が各教示点に到達する度に一度停止して各教示点にお
   いて当該作業手段が前記検出された作業経路に対して取
   るべき相対的位置・姿勢教示データを必要に応じて加味
   することにより当該予め与えられた教示データより正確
   な修正教示データを算出し、当該修正教示データを用い
   て当該予め与えられた教示データを書き換えることによ
   り前記マニピュレータの教示データの修正を行う教示デ
   ータ修正方法であって、 前記修正教示データの算出が、プレイバック動作中に前
   記検出手段により検出した前記教示点近傍の複数点での
   検出データ列の中から教示点に最も近い位置の検出デー
   タを選択し、当該データ近傍の複数個の検出データ列を
   用いてそれらに対する回帰曲線を求め、前記教示データ
   に最も近い当該回帰曲線上の点の位置・姿勢を当該教示
   点における作業経路の位置・姿勢推定値とすることによ
   って行う、 ことを特徴とする作業経路追従式ロボットマニピュレー
   タの教示データ修正方法。
2. 【請求項２】所定の対象物に作業を施す作業手段と当該
   作業手段近傍に設置され当該作業手段の作業位置におけ
   る又は当該作業位置より前方における当該対象物上の作
   業経路の位置・姿勢を検出する検出手段とを保持するマ
   ニピュレータと、予め与えられた教示データから決定さ
   れる動作指令に基づいて当該マニピュレータを動作させ
   る制御装置又は予め与えられた教示データから決定され
   る動作指令を当該検出手段により検出した前記作業経路
   の位置・姿勢情報を用いて修正しつつ実時間で当該作業
   経路に当該作業手段の位置・姿勢を追従させるように前
   記マニピュレータを動作させる制御装置から構成される
   作業経路追従式ロボットマニピュレータにおいて、 予め与えられた教示データに基づいて当該教示に用いた
   対象物に対してプレイバック動作をさせながら前記検出
   手段を用いて当該対象物上の前記作業経路の位置・姿勢
   を時系列的に検出し、プレイバック動作中に前記作業手
   段が各教示点に到達する度に一度停止して各教示点にお
   いて当該作業手段が前記検出された作業経路に対して取
   るべき相対的位置・姿勢教示データを必要に応じて加味
   することにより当該予め与えられた教示データより正確
   な修正教示データを算出し、当該修正教示データを用い
   て当該予め与えられた教示データを書き換えることによ
   り前記マニピュレータの教示データの修正を行う教示デ
   ータ修正方法であって、 前記修正教示データの算出が、プレイバック動作中に前
   記検出手段により検出した作業経路の位置・姿勢データ
   から当該作業経路上の各点における当該作業経路の位置
   ・姿勢を表す経路関数を生成し、当該経路関数から各教
   示点での当該作業経路の位置・姿勢の推定値を算出し、
   当該作業経路の位置・姿勢推定値に対して当該作業手段
   が取るべき相対的位置・姿勢教示データを必要に応じて
   加味することにより行う、 ことを特徴とする作業経路追従式ロボットマニピュレー
   タの教示データ修正方法。
3. 【請求項３】所定の対象物に作業を施す作業手段と当該
   作業手段近傍に設置され当該作業手段の作業位置におけ
   る又は当該作業位置より前方における当該対象物上の作
   業経路の位置・姿勢を検出する検出手段とを保持するマ
   ニピュレータと、予め与えられた教示データから決定さ
   れる動作指令に基づいて当該マニピュレータを動作させ
   る制御装置又は予め与えられた教示データから決定され
   る動作指令を当該検出手段により検出した前記作業経路
   の位置・姿勢情報を用いて修正しつつ実時間で当該作業
   経路に当該作業手段の位置・姿勢を追従させるように前
   記マニピュレータを動作させる制御装置から構成される
   作業経路追従式ロボットマニピュレータにおいて、 予め与えられた教示データに基づいて当該教示に用いた
   対象物に対してプレイバック動作をさせながら前記検出
   手段を用いて当該対象物上の前記作業経路の位置・姿勢
   を時系列的に検出し、プレイバック動作中に前記作業手
   段が各教示点に到達する度に一度停止して各教示点にお
   いて当該作業手段が前記検出された作業経路に対して取
   るべき相対的位置・姿勢教示データを必要に応じて加味
   することにより当該予め与えられた教示データより正確
   な修正教示データを算出し、当該修正教示データを用い
   て当該予め与えられた教示データを書き換えることによ
   り前記マニピュレータの教示データの修正を行う教示デ
   ータ修正方法であって、 前記修正教示データの算出が、各教示点での作業経路の
   位置・姿勢推定値に加味する前記作業手段の取るべき相
   対的位置・姿勢教示データのうち当該作業手段に対して
   とるべき前記検出手段の方向を指定する作業手段軸回り
   の姿勢教示データ（回転角θ）を、当該検出手段の視野
   中心と検出される作業経路との位置ズレを０とするよう
   に決定することにより行う、 ことを特徴とする作業経路追従式ロボットマニピュレー
   タの教示データ修正方法。
4. 【請求項４】 【外１】