JP4277825B2 - ロボットの教示システム - Google Patents
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Description
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、多関節型ロボットの教示を、低コストな手段でより簡単に行うことができる教示システムを提供することにある。
以下、本発明を垂直多関節型の6軸アームを有するロボットに適用した場合の一実施例について図1乃至図6を参照して説明する。図1は、ロボットの教示システムの構成を示す図である。教示システム1は、ティーチングの対象であるロボット2と、ティーチング操作を行うための操作部(教示補助装置)3と、両者間において相互に伝達される指令やデータ等のインターフェイスとして機能すると共に、ロボット2のコントローラとしても機能するパーソナルコンピュータ(パソコン:PC, 教示補助装置)4を中心として構成される。
そして、前記第6アーム12の先端(手先)のエンドエフェクタ取付面(メカニカルインタフェース)には、図示しないハンド等のエンドエフェクタが着脱(交換)自在に取付けられるようになっている。また、上記したロボット2の各アーム7〜12(第1〜第6関節)は、エンコーダ付きのサーボモータ40(1〜6)(図4参照)によりそれぞれ駆動されるようになっており、それら各サーボモータ40は、パソコン4によりフィードバック制御されるようになっている。
また、第6アーム12の側方にはビデオカメラ13が取付けられており、ビデオカメラ13は、エンドエフェクタ取付面と同じ方向を向いて画像を撮像するようになっている。そして、その画像信号は操作部3側に送信されるようになっている。
更に、第6アーム20の先端面であり、ロボット2のエンドエフェクタ取付面に対応する部位には、操作盤(表示パネル)28が取付けられている。図3は、操作盤28の正面図である。操作盤28の中央には液晶モニタ29が配置されており、この液晶モニタ29には、ロボット2側に配置されているビデオカメラ13によって撮像された画像が表示されるようになっている。
また、連動モード切替えスイッチ36は、後述するように操作部3を変位させた場合に、その変位量に応じてロボット2を連動させるか、台車部5を連動させるかを切り替えるスイッチである。そして、非常停止ボタン37は、ロボット2の動作を非常停止させる際に使用する。更に、操作盤28には、デッドマンスイッチ38も備えている。また、操作盤28は、3軸ヨーレートセンサ39(図2,図4参照)を内蔵しており、作業者が操作盤28をJ4〜J6の3軸について変位させた場合の変位量をヨーレートセンサ(変位量センサ)39により検出し、姿勢角信号として出力するようになっている。
また、演算部42は、連動モード切替えスイッチ36が台車部5を連動させるように設定されている場合は、信号入力部41を介して入力された各信号を台車走行動作変換部51によって台車部5を4軸駆動するための信号に変換する。そして、その駆動信号は、ドライバ(4軸)52を介して台車走行用モータ53(4軸)に出力される。
この時、作業者は、操作盤28を把持し、液晶パネル29に表示されるビデオカメラ13の画像を見ながら、ロボット2のアーム先端を移動させたい方向に操作盤28を移動させる(ステップS3)。すると、それに伴い、操作部3の各軸が変位してエンコーダ25〜27及びヨーレートセンサ39より回転角信号及び姿勢角信号が出力され、パソコン4において演算処理が行われ、ロボット2に駆動指令が出力される。従って、ロボット2のアーム先端は、操作盤28が移動した方向に応じて移動する。
加えて、操作盤28に、ビデオカメラ13のズーム調整及びフォーカス調整を行なうための操作スイッチ32,33を備えるので、ロボット2のアーム12の先端に配置されているビデオカメラ13の調整も操作盤28で行うことができ、作業性を一層向上させることができる。
図7及び図8は本発明の第2実施例を示すものであり、第1実施例と同一部分には同一符号を付して説明を省略し、以下異なる部分についてのみ説明する。第2実施例は、第1実施例の構成において、作業者が操作盤28を操作することで台車部5を連動させる場合について説明する。尚、具体的には図示しないが、台車部5は、周知構成のように、対角2輪が駆動輪であり、他の対角2輪が補助輪となっており、前者を4軸駆動することで操舵が行われるようになっている。
更に、例えば操作盤28自体を左右方向に移動させたことをエンコーダ25の出力信号によって検出した場合には、それに応じて台車部5を左右方向に横行させるようにしても良い。
ロボットは、6軸構成に限ることなく、5軸以下、7軸以上の構成であっても良い。
ダイヤル32,33でビデオカメラ13のズーム,フォーカスを調整する構成は、何れも必要に応じて設ければ良い。
操作盤28に配置されている各スイッチは、必ずしも操作盤28に配置する必要はなく、別の構成部分に配置しても良い。例えば、教示ポイントを確定するためのスイッチは、足で操作可能なフットスイッチとして構成しても良い。
操作盤28を変位させることで台車部5を連動させる構成は、必要に応じて設ければ良い。
ヨーレートセンサ39に替えて、3軸分のエンコーダを用いても良い。
パソコン4は、少なくとも教示データを生成する装置としてのみ機能すれば良く、教示データに応じてロボット2を通常制御するためのコントローラは、パソコン4と別に構成しても良い。例えば、台車部5の内部にコントローラが配置されていても良い。
また、台車部5も必要に応じて設ければ良い。
また、パソコン4に教示補助装置としてのみ機能する専用の装置で構成しても良い。
Claims (6)
- アームの先端にビデオカメラが取付けられる多関節型のロボットと、
このロボットが有する関節の数以上の自由度を有する教示用アームを備え、その教示用アームの先端に表示パネルが取付けられる教示補助装置とで構成され、
作業者が、前記教示用アームの先端を変位させることで前記ロボットに対する教示処理を行なうと共に、その変位量に応じて前記ロボットのアームが連動し、
前記表示パネルには、前記ビデオカメラによって撮像された画像が表示されることを特徴とするロボットの教示システム。 - 前記教示補助装置は、
前記教示用アームを構成する各関節機構に、夫々の変位量に応じた検出信号を出力する変位量センサを備え、
前記複数の変位量センサより出力される検出信号及び前記教示用アームの各関節間距離と前記ロボットアームの構造データとに基づいて座標変換処理を行ない、前記ロボットに付与する教示用データを生成することを特徴とする請求項1記載のロボットの教示システム。 - 前記教示補助装置は、前記表示パネルに、前記教示処理の際に入力操作を行うための操作スイッチを備えることを特徴とする請求項1又は2記載のロボットの教示システム。
- 前記教示補助装置は、前記表示パネルに、前記ビデオカメラのズーム調整及び/又はフォーカス調整を行なうための操作スイッチを備えることを特徴とする請求項1乃至3の何れかに記載のロボットの教示システム。
- 前記ロボットは、自律走行可能な走行部に載置されており、
前記走行部も、前記教示用アームの変位量に連動して走行動作が可能に構成され、
前記教示補助装置は、前記表示パネルに、前記ロボットアームを連動させるロボット動作モードと、前記走行部を連動させる走行部動作モードとを切り替えるためのモード切替スイッチを備えることを特徴とする請求項1乃至4の何れかに記載のロボットの教示システム。 - 前記教示補助装置は、前記ロボット動作モードに切り替えられている場合でも、前記走行部の走行動作を独立して制御するための走行部制御スイッチを、前記表示パネルに備えていることを特徴とする請求項5記載のロボットの教示システム。
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