JP3446050B2 - 教示装置及び教示データ作成方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、教示装置及び教示デー
タ作成方法に係り、特に、マニピレータに保持された工
具を加工経路に沿って高精度に追従動作させるために必
要な教示データを簡易なマンマシンインタフェースを用
いて容易に修正可能な教示装置及び教示データ作成方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】マニピュレータによる加工作業では、対
象物（ワーク）の表面にある加工線に沿って工具を追従
させることにより、所定の作業を達成する。このような
作業のための追従装置は、近年、作業の効率化を図るた
めにセンサを導入したシステムの利用が増加している。

【０００３】従来は、多くの場合、記録されている教示
すべきデータを読み出して入力する教示再生型のマニピ
ュレータが用いられていたが、センサを導入したシステ
ムでは作業実行時の環境不確実性、例えば、ワークの固
体差による教示データとのずれ等をオンラインで対処で
きるというメリットがある。センサを利用した教示方法
として、特開昭６３−１５３０６に開示されている方法
がある。この方法は、ねじにより手動で高さ方向の位置
を変えられるレーザラインセンサを工具に設け、教示時
には、工具の姿勢だけを正確に教示するというものであ
る。ここでは、高さ方向の位置はおおまかでよく、正確
な位置決めは作業時にセンサデータにより補正すること
により、教示時には、工具姿勢に対してのみ教示すれば
よいため、オペレータの負荷の軽減につながる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来の方法は、経路が複雑になった場合、センサのセン
シング条件が満足されているかを確認する手段がないた
め、作業時には、センシングそのものがうまくいかない
場合が生じる。このように、従来の技術では、センサ情
報を一部取り入れ、教示作業の負荷軽減を狙った例はあ
るが、その機能は不十分であり、３次元ワーク上での追
従作業のように経路が複雑になるとセンシング条件を完
全に満足させた教示作業を実行させることが困難であ
る。

【０００５】このように、作業時に環境の不確実性に対
処できるようにさせるためには、教示時に使用するセン
サの動作条件を満足させるような教示作業を実行しなけ
ればならない。一般にセンサは、工具上に設置されてい
る等、工具に対して位置姿勢を拘束されているため、セ
ンサの動作条件の中でも特に考慮しなければならない点
は、教示位置においてセンサの検出範囲を満足するよう
に、工具の位置姿勢を決めなければならないことであ
る。つまり、センサを導入したことにより、センシング
可能なセンサ姿勢を、予め決められている工具位置姿勢
を満足させながら、教示位置において決定しなければな
らない。

【０００６】本発明は、上記の点に鑑みなされたもの
で、上記従来の問題点を解決し、マニピュレータによる
加工作業において、センサを保持したマニピュレータの
教示作業でのセンサの姿勢を、工具条件とセンサ動作条
件の両方を同時に満足させながら、簡単に設定できる教
示装置及び教示データの作成方法を提供することを目的
とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

【０００８】図１は、本発明の原理構成図である。本発
明の教示装置は、マニピュレータ、該マニピュレータの
手先に保持された工具と該工具が辿った経路を感知する
センサから構成され、該マニピュレータを予め与えられ
た作業仕様に従って、加工対象物上の加工経路に沿って
走行動作するように、教示データを作成する教示装置で
あって、 入力された教示データを用いて試行動作を行
い、試行結果を表示する試行手段１００と、 試行手段１
００により取得した試行結果を表示する試行結果表示手
段２００と、 試行結果表示手段２００に表示された試行
結果に基づいて所定のルールにより試行結果を修正し
て、センサの姿勢の教示を行う教示手段３００と、を有
し、 教示手段３００は、 マニピュレータの手先姿勢を決
定する際に、センサの姿勢と工具姿勢のどちらを優先す
るかを指定する重み係数を設定する手段と、 重み係数を
センサの有効検出範囲に変換する手段と、 有効検出範囲
を予め指定した座標系で表示する手段と、 重み係数を工
具姿勢の許容範囲に変換する手段と、 工具姿勢の許容範
囲を予め指定した座標系で表示する手段と、 センサの有
効検出範囲及び工具姿勢の許容範囲を同時に表示する手
段と、を有する。

【０００９】また、上記の試行手段１００は、教示デー
タに基づいてセンサを起動させた結果である経路断面デ
ータを取得する。また、上記の試行結果表示手段２００
は、センサにより検出した経路断面データを予め与えら
れた座標系で表示する経路断面データ表示手段２１０
と、経路断面データに基づいて経路位置を代表する経路
特徴点位置を演算する特徴点抽出手段２２０と、経路特
徴点位置を断面経路データと同一座標系で同時に表示す
る特徴点表示手段２３０と、経路特徴点位置とセンサの
有効検出範囲の位置関係を同一座標系で表示する比較表
示手段２４０とを有する。

【００１０】また、上記の教示手段３００は、センサの
有効検出範囲内に経路特徴点位置が存在するように試行
結果を修正する。また、上記の教示手段３００は、経路
特徴点位置からマニピュレータの手先姿勢・偏差修正方
向を演算する手段を有する。

【００１１】また、上記の教示装置は、経路特徴点位置
とセンサの有効検出範囲の位置関係を音声を用いて出力
する音声出力手段を有する。

【００１２】本発明は、マニピュレータ、該マニピュレ
ータの手先に保持された工具と工具が辿った経路を感知
するセンサから構成され、該マニピュレータを予め与え
られた作業仕様に従って、加工対象物上の加工経路に沿
って走行動作するように、教示データを作成する教示デ
ータ作成方法において、センサの姿勢を、工具に関する
条件とセンサの動作条件の両方を同時に満足させる教示
データを生成する際に、 マニピュレータの手先姿勢を決
定するにあたり、センサの姿勢と工具姿勢のどちらを優
先するかを指定する重み係数を設定し、 重み係数をセン
サの有効検出範囲に変換し、 有効検出範囲を予め指定し
た座標系で表示し、 重み係数を工具姿勢の許容範囲に変
換し、 工具姿勢の許容範囲を予め指定した座標系で表示
し、 センサの有効検出範囲及び工具姿勢の許容範囲を同
時に表示し、 表示されたセンサの有効検出範囲及び工具
姿勢の許容範囲を参照して、センサ姿勢と工具姿勢を変
化させる。

【００１３】図２は、本発明の原理を説明するためのフ
ローチャートである。本発明は、教示データを生成する
際に、試行用の教示データをセンサに入力し（ステップ
１）、センサにより検出した経路断面データを予め与え
られた座標系で表示し（ステップ２）、経路断面データ
に基づいて経路位置を代表する経路特徴点位置を演算し
（ステップ３）、経路特徴点位置を断面経路データと同
一座標系で同時に表示し（ステップ４）、経路特徴点位
置とセンサの有効検出範囲の位置関係を同一座標系で表
示し（ステップ５）、経路特徴点位置からマニピュレー
タの手先姿勢・偏差修正方向を演算し（ステップ６）、
手先姿勢・偏差修正方向をグラフィックスユーザインタ
フェースを用いて提示し（ステップ７）、手先姿勢・偏
差修正方向に基づいて、センサの有効検出範囲に経路特
徴点位置が存在するように教示データを修正する（ステ
ップ８）。

【００１４】

【００１５】また、本発明は、経路特徴点位置と、セン
サの有効検出範囲の位置関係を音声を用いて提示する。

【００１６】

【作用】本発明は、マニピュレータの工具上に付設され
ているセンサの姿勢を工具に関する条件とセンサ自体の
動作条件の双方を充足するような教示データを作成する
ことにより、教示に必要なセンサの姿勢を保証できる。

【００１７】本発明は、教示データを入力して試行を行
い、試行結果を表示して、センサの姿勢が最適になるよ
うに修正してセンサに対して教示を行うことが可能であ
る。本発明は、センサが起動した試行結果として取得し
た経路断面データ、経路断面より抽出した経路特徴点と
を同一座標系上で表示して、試行結果を把握し、さら
に、センサの有効視野である有効検出範囲を表示して、
経路特徴点位置が有効検出範囲内に存在しているかを判
定することが可能となる。これにより、経路特徴点が有
効検出範囲外にある場合には、試行データを修正する必
要があるものとする。

【００１８】本発明は、経路特徴点が有効範囲外にある
場合には、試行データを修正することにより、最適なセ
ンサ姿勢を保証することが可能となる。本発明は、試行
データを修正する際に、経路特徴点位置からマニピュレ
ータの手先姿勢や、偏差修正方向を演算してオペレータ
に提示することにより、オペレータが試行データを修正
する際の目安となり、最適な値でマニピュレータに教示
することが可能となる。

【００１９】本発明は、センサの姿勢を保証するように
教示データを修正する際に、工具の姿勢とセンサの姿勢
に優先度を付与することにより、作業上最適な教示デー
タを生成することが可能となる。本発明は、試行データ
を修正する必要がある場合、つまり、センサの有効検出
範囲内に経路特徴点位置が存在していない場合に、オペ
レータに対して音声によるメッセージを出力することが
可能となる。

【００２０】本発明は、試行データを表示し、表示され
たデータを参照して、センサの有効検出範囲内に経路特
徴点位置が存在するように修正し、マニピュレータに教
示するものである。

【００２１】

【実施例】以下、図面と共に本発明の実施例を詳細に説
明する。図３は、本発明の一実施例の教示システムを、
センサを搭載した追従装置に接続したシステム構成を示
す。

【００２２】同図に示すシステムは、多関節マニピュレ
ータ（以下単にマニピュレータという）１、手先工具
２、手先工具２に搭載されているラインセンサ２１、マ
ニピュレータ１を制御するためのロボットコントローラ
５、教示データを入力するためのティーチングペンダン
ト８、教示システム９より構成される。手先工具２は、
作業対象ワーク３についてワークの作業経路４に従って
作業を行うものとし、ラインセンサ２１は、手先工具２
が辿った経路を感知するものとする。

【００２３】ロボットコントローラ５は、経路生成部６
と教示データ記憶部７より構成される。教示データ記録
部７は、ティーチングペンダント８より入力された教示
データを記憶する。経路生成部６は、教示データ記憶部
７より教示データを読み込み、マニピュレータ１を動作
させるための経路情報を生成し、マニピュレータ１に入
力する。

【００２４】教示システム９は、ティーチングペンダン
ト８により入力された教示データにより動作した時のラ
インセンサ２１が取得したセンサデータの表示・修正処
理をＧＵＩ（グラフィカルユーザインタフェース）を用
いて実現するものである。教示システム９は、センサ処
理部１０とデータモニタ部１５から構成される。

【００２５】センサ処理部１０は、前処理部１１、特徴
点検出部１２、座標変換部１３、特徴点記憶部１４より
構成され、ラインセンサ２１が取得したセンサデータを
解析・保持する。データモニタ部１５は、センサ処理部
１０と、教示データ編集部１６及び視覚的イメージ変換
部１８、表示部１９及びユーザインタフェース部２０よ
りなり、センサデータによりマニピュレータ１に教示す
るデータを生成する。

【００２６】教示システム９のセンサ処理部１０は、以
下の各構成要素により、ラインセンサ２１が動作して取
得したセンサデータより特徴点となる位置情報を座標系
で表現するデータを取得する。前処理部１１は、ライン
センサ２１より入力されたセンサデータに対してフィル
タリング処理を行い、特徴点検出部１２に出力する。特
徴点検出部１２は、センサデータである経路断面データ
から特徴点となるエッジの箇所を検出する。座標変換部
１３は、経路断面データと特徴点検出部１２で取得した
特徴点のデータ（以下、特徴点位置データ）を所定の座
標系に変換する。特徴点記憶部１４は、座標変換部１３
で変換された経路断面データと特徴点位置データの座標
データを保持する。

【００２７】教示システム９の教示モニタ部１５は、以
下の構成要素により、センサ処理部１０より取得したデ
ータを表示し、表示された結果に基づいて教示データの
修正を行う。視覚的イメージ変換部１８は、センサ処理
部１０の特徴点記憶部１４から取得した経路特徴点位置
情報と経路断面データを表示できる形態に変換する。表
示部１９は、視覚的イメージ変換部１８で変換された表
示データ（経路断面データ及び特徴点位置データの座標
データ）をモニタに表示する。教示データ編集部１５
は、所定の許容範囲を設定して表示部１９に表示すると
共に、、表示部１９に表示されたデータが当該許容範囲
内に表示されているかを判断し、許容範囲外に位置して
いる場合には、適宜教示データの修正・編集処理を行
う。

【００２８】なお、本実施例では、許容範囲として用い
るデータは、ラインセンサ２１が視野として捉えること
が可能な範囲を意味する。図４は、本発明の一実施例の
教示システムの動作の概要を説明するフローチャートで
ある。

【００２９】ステップ１００） 最初の試行動作時に
は、ティーチングペンダント８から教示データがロボッ
トコントーラ５の教示データ記憶部７に入力される。経
路生成部６は教示データ記憶部７から当該教示データを
読出して、マニピュレータ１がワーク３上の作業経路上
で作業する経路情報を生成し、追従装置（マニピュレー
タ１）に入力する。

【００３０】ステップ２００） 経路情報が入力された
マニピュレータ１に付設されている工具２は、当該経路
情報に従って、作業対象ワーク３上の作業経路４上の作
業を行う。このとき、工具２に接続されているラインセ
ンサ２１を起動させ、経路に従って工具が動作する時の
センサデータを収集する。このとき取得するセンサデー
タは、経路断面データである。

【００３１】ステップ３００） ラインセンサ２１が取
得したセンサデータは、教示システム９に入力される。
教示システム９は、入力された経路断面データより特徴
点を抽出し、特徴点位置データとして、座標系に変換し
て、経路断面データと共に特徴点記憶部１４に記憶す
る。

【００３２】ステップ４００） 教示モニタ部１５は、
教示システム９の特徴点記憶部１４内に保持されている
経路断面データ及び経路特徴点位置データをモニタ上に
表示する。このとき、ラインセンサ２１の有効視野を示
す視野保証範囲領域を合わせて表示する。詳細は後述す
る。

【００３３】ステップ５００） 表示された視野保証範
囲領域内に特徴点位置データが含まれていれば、教示デ
ータの修正は必要ないものと判断する。また、視野保証
範囲領域外に特徴点位置データが存在していれば、セン
サの姿勢を変化させて教示データの内容を修正する必要
があると判断し、ステップ６００に移行する。

【００３４】ステップ６００）修正の必要があると判断
された場合には、音声等の出力によりオペレータに警告
を発して、修正を要求する。修正時には、センサの姿勢
をどのように変換させるかを所定の規則に沿って、教示
データを変化させて特徴点位置データが視野保証範囲領
域内に入るように修正する。

【００３５】教示データが修正されると、再度、試行動
作を行う処理（ステップ１００）に移行する。次に、上
記ステップ４００の試行動作終了時に、表示部１９内に
表示される教示画面２２の内容について説明する。図５
は、本発明の一実施例の教示モニタ画面を示す。教示モ
ニタ画面２２上には、センサ姿勢モニタ２３と修正方向
モニタ３０が表示される。

【００３６】センサ姿勢モニタ２３は、センサデータモ
ニタ２４と警告表示ボックス２５、及び警告音ボックス
２６が表示される。警告表示ボックス２５は、画面上に
おいて『教示データ修正用』をブリンキング等によりオ
ペレータに修正を促す。また、警告音ボックス２６は、
音声ジェネレータ等により音声による警告を発すると共
に、当該ボックス２６を表示する。

【００３７】センサデータモニタ２４は、ティーチング
ペンダント８から入力された教示データでマニピュレー
タ１の試行動作が行われた際に、ラインセンサ２１の起
動により、ラインセンサ２１が各教示点に位置付けられ
た時に、センサ処理部１０により取得した経路断面デー
タ２７と経路特徴点位置データ２９を表示する。このと
き、使用しているラインセンサ２１の有効視野（経路特
徴点位置検出率が１００％）を示す視野保証範囲を円領
域２８でセンサデータモニタ２４に表示する。なお、円
領域２８の円の径の決定は、既存の使用センサの使用及
び経路特徴点位置検出アルゴリズムの基づいて決定され
る。

【００３８】このとき、ステップ５００において、この
円領域２８に特徴点位置データ２９が入っていれば、ラ
インセンサ２１の姿勢は保証されているものとして、教
示データの修正は不要であると判定し、次の教示データ
の検証に移行する（ステップ５００，No) 。

【００３９】しかし、この円領域２８外に経路特徴点位
置が存在している場合には、センサの姿勢を変化させ
て、この円領域２８内に経路特徴点位置が入るように教
示データを修正する必要があると判定する（ステップ５
００,Yes）。この修正の有無については、警告表示ボッ
クス２５及び警告音ボックス２６を用いて、オペレータ
に通知するものとする。警告表示ボックス２５では文字
を、警告音ボックス２６では警告音でオペレータに教示
データの修正が必要である旨を知らせる。この場合に
は、修正方向モニタ３０上に自動的に修正情報を表示し
てもよいし、オペレータが実行ボタン等を押下する等の
操作により表示してもよい。

【００４０】次に、この警告により、オペレータが教示
データの修正を図る必要があることを認識した場合の処
理について説明する。図６は、本発明の一実施例の教示
データの修正動作を説明するためのフローチャートであ
る。 ステップ４０１） まず、教示モニタ画面２２にセンサ
姿勢モニタ２３と修正方向モニタ３０を表示する。

【００４１】ステップ４０２） 次に、ラインセンサ２
１の有効視野（経路特徴点位置検出率が１００％）を示
す視野保証範囲を円領域２８でセンサ姿勢モニタ２３上
に表示させる。 ステップ４０３） センサ姿勢モニタ２３上にラインセ
ンサ２１が取得したセンサデータである経路断面データ
２７と経路特徴点位置データ２９を表示する。これによ
り、図５に示すように、経路断面データ２７、経路特徴
点位置データ２９、円領域２８が同一画面に表示されて
いることになる。

【００４２】ステップ５００） センサ姿勢モニタ２３
上に表示されている円領域２８内に経路特徴点位置デー
タ２９が存在しているかを判定し、存在していない場合
には、ステップ６０１に移行し、存在している場合に
は、ステップ５０１に移行する。

【００４３】ステップ５０１） 存在している場合に
は、次のセンサデータのチェックを行うためにステップ
４０２に移行し、もし、次のセンサデータがない場合に
は、処理を終了する。 ステップ６０１） 円領域２８内に経路特徴点位置デー
タ２９が存在していない場合には、オペレータに対し
て、上記方法により警告を出力し、教示モニタ画面２２
上に修正方向モニタ３０を表示する。オペレータは、修
正方向モニタ３０を参照して、センサ２１の姿勢をどの
ように変化させるかを決定する。変化させる方向性につ
いては、側面修正方向モニタ３１と上面方向修正モニタ
３２に表示される矢印３３、３４の方向で表示される。
この矢印３３、３４の方向は、特徴点位置データ２９が
センサデータモニタ２４のｙ−ｚ平面のどこに存在する
かで決定される。

【００４４】ステップ６０２） 特徴点位置データ２９
が第１象限にあったならば、ステップ６０３に移行し、
ない場合には、ステップ６０４に移行する。 ステップ６０３） ティーチングペンダント８のキー操
作で、工具座標のｙ軸、ｚ軸に時計回りに回転させて、
特徴点位置データ２９が円領域２８内に入るように、姿
勢を変化させ、ステップ６０９に移行する。

【００４５】ステップ６０４） また、第２象限にあっ
たならば、ステップ６０５に移行し、ない場合には、ス
テップ６０６に移行する。 ステップ６０５） 第２象限にあった場合には、キー操
作によりｙ軸に反時計回り、ｚ軸に時計回りに姿勢を変
化させ、ステップ６０９に移行する。

【００４６】ステップ６０６） 第３象限にある場合に
は、ステップ６０７に移行し、ない場合には、ステップ
６０８に移行する。 ステップ６０７） 第３象限にある場合には、キー操作
により、ｙ，ｚ軸の反時計方向に姿勢を変化させる。

【００４７】ステップ６０８） 第４象限にあったなら
ば、キー操作により、ｙ軸に時計方向、ｚ軸に反時計方
向に姿勢を変化させる。 ステップ６０９） 上記の規則に従って、工具２の姿勢
を変化させて、特徴点位置データ２９が円領域２８内に
入るように教示データを修正し、ステップ４０３に移行
する。

【００４８】このような操作を全教示データに対して行
うことにより、作業時のラインセンサ２１の姿勢を考慮
した教示データを作成することができる。この場合、教
示データの修正は、ラインセンサ２１の姿勢を確保する
という観点から工具のｙ軸とｚ軸回りの修正のみで十分
であるが、他の自由度に対しても同様な修正が可能であ
る。

【００４９】このように、上記の実施例によれば、セン
サから取得したセンサデータから抽出された特徴点が設
定された設定円外に存在していても、修正方向モニタ３
０を参照して、設定円内に存在するように修正すること
により、適切な教示データを生成することが可能である
ため、信頼性のある追従装置の作業が可能となる。

【００５０】次に、他の実施例として、上記の姿勢を保
証するような教示データの修正に関して、教示時に工具
２の姿勢とラインセンサ２１の姿勢に優先度を付与する
ことにより、作業するにあたっての最適な教示データを
作成するための他の実施例について説明する。教示シス
テムは、上記の実施例の図３に示す構成と同様のものと
する。

【００５１】図７は、本発明の他の実施例の教示モニタ
の例を示す。この教示モニタ画面３５は、センサデータ
モニタ３６、工具姿勢モニタ４０、優先パラメータ入力
ボックス４３から構成されている。教示時において、各
教示点でラインセンサ２１の姿勢及び工具２の姿勢に関
して、どちらの姿勢を優先した方が作業にとって効率的
かを判断する必要がある。この場合、各教示データごと
にセンサの姿勢を優先するか、工具２の姿勢を優先する
かを決めるパラメータω（重み係数）を用意しておく。
このパラメータωの範囲を０〜１まで設定する。パラメ
ータωを設定する場合には、パラメータ入力ボックス４
３のアップダウン領域をキー操作により上下に操作して
０〜１までの間で設定するものとする。

【００５２】パラメータωが０の時には、可能な限りラ
インセンサ２１の姿勢を優先する。逆に１の時は工具姿
勢を優先する。この場合、センサの姿勢は、ラインセン
サ２１の視野つまり、センサデータモニタ３６の経路特
徴点位置３８の範囲に相当する。また、工具の姿勢は工
具２のｙ軸回りの角度α、ｚ軸回りの角度βの取り得る
領域に相当する。センサデータモニタ３６は、指定され
たパラメータωに相当する経路特徴点位置存在許容領域
３７を表示する。この場合、パラメータωの値が１に近
づくほど、つまり工具姿勢４２が優先されるほど、経路
特徴点位置存在許容領域３７の円の径が大きくなる。従
って、センサの姿勢の許容値視野が広がり、経路特徴点
位置３８に対する厳密な考慮は不要となる。

【００５３】一方、工具姿勢モニタ４０は、工具座標径
でのｙ軸回りの角度をα，ｚ軸回りの角度をβとした
時、工具姿勢許容領域を円領域４１で設定する。まず、
パラメータボックス４３で優先度パラメータωを簡易な
ＧＵＩで設定する。この優先度パラメータωを設定する
と、両モニタの姿勢許容領域３７、４１が表示される。
これにより、オペレータは、この領域３７、４１にセン
サの姿勢及び工具の姿勢角度Ｐ（α、β）が入るように
モニタ画面を見ながら、センサ姿勢と工具姿勢を変化さ
せる。

【００５４】このようなモニタ画面３５を用意すること
により、工具とセンサの姿勢の優先度を付けた教示デー
タの作成が容易に実現できる。なお、本発明は、上記の
実施例に限定されることなく、特許請求の範囲内で種
々、変更・応用が可能である。

【００５５】

【発明の効果】上述のように、本発明によれば、センサ
を有するマニピュレータの教示作業において、センサの
姿勢を工具条件とセンサ動作条件の両方を同時に満足さ
せることが可能であるため、工具にセンサを付けて作業
を実行するような追従操作において、教示で必要なセン
サの姿勢が保証できると共に、センサ及び工具の姿勢を
最も的確に教示することが可能なデータを生成すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理構成図である。

【図２】本発明の原理を説明するためのフローチャート
である。

【図３】本発明の一実施例のセンサを搭載した教示装置
に教示システムを接続したシステム構成図である。

【図４】本発明の一実施例の教示システムの動作の概要
を説明するためのフローチャートである。

【図５】本発明の一実施例の教示モニタ画面を示す図で
ある。

【図６】本発明の一実施例の教示データの修正動作を説
明するためのフローチャートである。

【図７】本発明の他の実施例の教示モニタの例を示す図
である。

【符号の説明】

１ マニピュレータ ２ 工具 ３ 作業対象ワーク ４ ワークの作業経路 ５ ロボットコントローラ ７ 教示データ記憶部 ８ ティーチングペンダント ９ 教示システム １０ センサ処理部 １１ 前処理部 １２ 特徴点検出部 １３ 座標変換部 １４ 特徴点記憶部 １５ 教示モニタ部 １６ 教示データ編集部 １７ データモニタ部 １８ 視覚的イメージ変換部 １９ 表示部 ２０ ユーザインタフェース ２１ ラインセンサ ２２ 教示モニタ画面 ２３ センサ姿勢モニタ ２４ センサデータモニタ ２５ 警告表示ボックス ２６ 警告音ボックス ２７ 経路断面データ ２８ 円領域 ２９ 経路特徴点位置データ ３０ 修正方向モニタ ３１ 側面方向修正モニタ ３２ 上面方向修正モニタ ３３，３４ 矢印 ３５ 教示モニタ画面 ３６ センサデータモニタ ３７ 経路特徴点位置存在許容領域 ３８ 経路特徴点位置 ３９ 終了断面データ ４０ 工具姿勢モニタ ４１ 工具姿勢許容領域 ４２ 工具姿勢 ４３ 優先パラメータ入力ボックス １００ 試行手段 ２００ 試行結果表示手段 ２１０ 経路断面データ表示手段 ２２０ 特徴点抽出手段 ２３０ 特徴点表示手段 ２４０ 比較表示手段 ３００ 教示手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 荒川 賢一 東京都千代田区内幸町１丁目１番６号 日本電信電話株式会社内 (56)参考文献 特開 昭64−37605（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G05B 19/18 - 19/46 B25J 3/00 - 3/04 B25J 9/10 - 9/22 B25J 13/00 - 13/08 B25J 19/02 - 19/06

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 マニピュレータ、該マニピュレータの手
   先に保持された工具と該工具が辿った経路を感知するセ
   ンサから構成され、該マニピュレータを予め与えられた
   作業仕様に従って、加工対象物上の加工経路に沿って走
   行動作するように、教示データを作成する教示装置であ
   って、入力された教示データを用いて試行動作を行い、試行結
   果を表示する試行手段と、 前記試行手段により取得した試行結果を表示する試行結
   果表示手段と、 前記試行結果表示手段に表示された試行結果に基づいて
   所定のルールにより前記試行結果を修正して、前記セン
   サの姿勢の教示を行う教示手段と、を有し、 前記教示手段は、 前記マニピュレータの手先姿勢を決定する際に、前記セ
   ンサの姿勢と前記工具姿勢のどちらを優先するかを指定
   する重み係数を設定する手段と、 前記重み係数を前記センサの有効検出範囲に変換する手
   段と、 前記有効検出範囲を予め指定した座標系で表示する手段
   と、 前記重み係数を工具姿勢の許容範囲に変換する手段と、 前記工具姿勢の許容範囲を予め指定した座標系で表示す
   る手段と、 前記センサの有効検出範囲及び前記工具姿勢の許容範囲
   を同時に表示する手段と、を 有することを特徴とする教
   示装置。
2. 【請求項２】 前記試行結果表示手段は、 前記センサにより検出した経路断面データを予め与えら
   れた座標系で表示する経路断面データ表示手段と、 前記経路断面データに基づいて経路位置を代表する経路
   特徴点位置を演算する特徴点抽出手段と、 前記経路特徴点位置を前記断面経路データと同一座標系
   で同時に表示する特徴点表示手段と、 前記経路特徴点位置と前記センサの有効検出範囲の位置
   関係を同一座標系で表示する比較表示手段と、を有する
   請求項１記載の教示装置。
3. 【請求項３】 前記教示手段は、 前記センサの有効検出範囲内に前記経路特徴点位置が存
   在するように前記試行結果を修正する手段を含む請求項
   ２記載の教示装置。
4. 【請求項４】 前記教示手段は、 前記経路特徴点位置から前記マニピュレータの手先姿勢
   ・偏差修正方向を演算する手段を有する請求項３記載の
   教示装置。
5. 【請求項５】 前記経路特徴点位置と前記センサの有効
   検出範囲の位置関係を音声を用いて出力する音声出力手
   段を有する請求項２乃至４のいずれか記載の教示装置。
6. 【請求項６】 マニピュレータ、該マニピュレータの手
   先に保持された工具と該工具が辿った経路を感知するセ
   ンサから構成され、該マニピュレータを予め与えられた
   作業仕様に従って、加工対象物上の加工経路に沿って走
   行動作するように、教示データを作成する教示データ作
   成方法において、 前記センサの姿勢を、前記工具に関する条件と前記セン
   サの動作条件の両方を同時に満足させる教示データを生
   成する際に、 前記マニピュレータの手先姿勢を決定するにあたり、前
   記センサの姿勢と前記工具姿勢のどちらを優先するかを
   指定する重み係数を設定し、 前記重み係数を前記センサの有効検出範囲に変換し、 前記有効検出範囲を予め指定した座標系で表示し、 前記重み係数を前記工具姿勢の許容範囲に変換し、 前記工具姿勢の許容範囲を予め指定した座標系で表示
   し、 前記センサの有効検出範囲及び前記工具姿勢の許容範囲
   を同時に表示し、 表示された前記センサの有効検出範囲及び前記工具姿勢
   の許容範囲を参照して、前記センサ姿勢と前記工具姿勢
   を変化させる ことを特徴とする教示データ作成方法。
7. 【請求項７】 前記教示データを生成する際に、試行用
   の教示データを前記センサに入力し、 前記センサにより検出した経路断面データを予め与えら
   れた座標系で表示し、 前記経路断面データに基づいて経路位置を代表する経路
   特徴点位置を演算し、 前記経路特徴点位置を前記断面経路データと同一座標系
   で同時に表示し、 前記経路特徴点位置と前記センサの有効検出範囲の位置
   関係を同一座標系で表示し、 前記経路特徴点位置から前記マニピュレータの手先姿勢
   ・偏差修正方向を演算し、 前記手先姿勢・偏差修正方向をグラフィカルユーザイン
   タフェースを用いて提示し、 前記手先姿勢・偏差修正方向に基づいて、前記センサの
   有効検出範囲に前記経路特徴点位置が存在するように前
   記教示データを修正する請求項６記載の教示データ生成
   方法。
8. 【請求項８】 前記経路特徴点位置と、前記センサの有
   効検出範囲の位置関係を音声を用いて提示する請求項７
   記載の教示データ生成方法。