JP6909632B2 - 塗装ロボットのティーチング方法 - Google Patents

Description

本発明は、塗装ロボットのティーチング方法に係り、より詳しくは、ティーチング対象となる塗装ロボット及び被塗装物を画面に表示させ、この表示させている塗装ロボット及び被塗装物を見ながら塗装ロボットのティーチングを行うことを可能にしたことを特徴とする塗装ロボットのティーチング方法に関する。

近年、塗装の分野においては、被塗装物（以下「ワーク」と言う。）を大量に塗装する場合において、塗装ロボットを用いて自動的に塗装を行なう方法が採用されている。そして、このような塗装ロボットを用いて自動的に塗装を行う場合には、塗装の膜厚を均一にするために、塗装ガンの噴射口とワークとの距離や角度を一定に保つ必要がある。

そのために、このような塗装ロボットを用いた塗装では、予めワークの外形寸法等に基づいて塗装ロボットにおけるスプレーガンの軌道データを計算するとともに、この軌道データを塗装ロボットに記憶させておくことが必要であり、この作業を一般に「ティーチング」という。

そして、このティーチングによって、塗装ロボットは、このティーチングされた軌道データに基づいてスプレーガンを移動することができ、これにより自動的にワークを塗装することが可能となる。従って、このような塗装ロボットを用いた塗装では、特に複数個のワークの塗装を行なう場合には、人件費等の経費を削減することができるとともに、すべてのワークに対して正確に同一の塗装を行なうことができるという利点がある。

特開２０１３−１８４２８０号公報 特開２００６−３１５１５７号公報 特開２００５−２３８０９２号公報 特開２００４−１１４２４６号公報 特開２０００−２８８４３２号公報 特開平１０−２６４０６０号公報 特開平１０−２６４０５９号公報 特開平６−３１２３３号公報

ここで、従来行われているティーチングについて図４を参照して説明すると、図４において３１が塗装ロボット、３２がワーク、３３が前記塗装ロボットの作動を制御するためのロボットコントローラー、３４がティーチングペンダントである。そして、ティーチングは一般的に、前記ティーチングペンダント３４を用いて行われる。即ち、このティーチングペンダント３４は、リモコンのような物であり、前記ロボットコントローラー３３と接続されている。そして、ティーチングを行う際には、塗装ロボット３１の近傍において、ティーチングペンダント３４を用いて塗装ロボット３１を操作し、所望するスプレーガンの位置を順にロボットコントローラー３３に登録し、それにより、ロボットコントローラー３３にスプレーガンの軌道を記憶させる方法が一般的である。

しかしながら、この従来の方法では、スプレーガンとワークの距離やスプレーガンのワークへの狙い目に関しては、現物のワークを近くで見ながら、経験や勘に頼るっていたのが現状である。

そしてこの方法では、スプレーガンとワークの距離は現物合わせで行い、スプレーガンの狙い目はスケールや専用冶具を用いて確認する必要がある。そのために、その結果として、専用冶具をワークに当てないように慎重に作業しなければならず、作業が煩雑になり時間がかかっていた。また、ワークとスプレーガンとの距離は目視判断によっていたので曖昧にならざるを得なかった。

また、従来、パソコンを用いて、ティーチングしたスプレーガンの軌道データの数値をパソコンの画面上に表示することも行われていたが、ロボットコントローラーに記憶させた起動データの数値をパソコンに取り込んで画面に表示するのみでは、塗装ロボットやワークのイメージが掴めにくいため、結局、塗装ロボットの近傍でティーチングをせざるを得ず、作業が煩雑になり時間がかかってしまう問題点は解決することができなかった。

そこで、本発明は、作業時間の短縮と正確なデータ作成が可能な塗装ロボットのティーチング方法を提供することを課題としている。

本発明の塗装ロボットのティーチング方法は、
塗装ロボットの作動を制御するために用いられるロボットコントローラーと、ロボットコントローラーに塗装ロボットの軌道データを教示するティーチングペンダントと、ロボットコントローラーに記憶された塗装ロボット及びワークの位置情報を用いて、塗装ロボット及びワークを表示部に３Ｄで表示するための制御手段と、を用いた塗装ロボットのティーチング方法であって、
ロボットコントローラーに記憶された塗装ロボット及びワークの位置情報を用いて、塗装ロボット及びワークを表示部に３Ｄで表示し、
前記ティーチングペンダントによって塗装ロボットにおけるスプレーガンの軌道がロボットコントローラーに教示されたときに、
教示されたデータに基づいて、表示部に表示されている塗装ロボット及びワークの表示を変更し、
以後はティーチングが終了するまで、ティーチングペンダントによるスプレーガンの軌道の教示がおこなわれたときに教示されたデータに基づいて塗装ロボット及びワークの表示を変更する、処理を繰り返すことを特徴とし、
表示部に塗装ロボット及びワークを３Ｄで表示するに際して、表示部を複数の画面に分割して各画面に塗装ロボットとワークを自由な視点で見た表示を行い、更に、スプレーガンのガン先から疑似的なレーザーマーカーを表示するとともに、ワークにおけるスプレーガンが狙っている個所をポインタで表示することを特徴としている。

本発明の塗装ロボットのティーチング方法では、ロボットコントローラーに記憶されている塗装ロボット及びワークの位置情報を用いて、塗装ロボット及びワークを表示部に３Ｄで表示し、ティーチングペンダントによってスプレーガンの軌道がロボットコントローラーに教示されるたびごとに、教示されたデータに基づいて、表示部に表示している塗装ロボットとワークの表示を変更することとしている。すなわち、表示部には常に、教示に従った塗装ロボットとワークがバーチャルで表示されることとしている。

そのために、軌道データの教示に際しては、塗装ロボットの近傍に移動する必要がなく、表示部を見ながら軌道データの教示を行うことが可能である。

したがって、塗装ロボットの近傍で現物のワークを近くで見ながら、経験や勘に頼ってティーチングペンダントを操作する方法と異なり、ティーチング作業が容易であり、短時間で行うことが可能となった。

また、スプレーガンとワークの距離の現物合わせや、スケールや専用冶具を用いてスプレーガンの狙い目をスケールや専用冶具を用いて確認する必要もないために、これによっても、作業時間を短縮することが可能である。

本発明の塗装ロボットのティーチング方法の実施例を説明するためのシステム全体のブロック図である。 本発明の塗装ロボットのティーチング方法の実施例における画面表示の方法を説明するための図である。 塗装ロボットのティーチング方法の実施例を説明するためのフローチャートである。 従来のティーチング方法を説明するためにブロック図である。

本発明の塗装ロボットのティーチング方法では、塗装ロボットの作動を制御するために用いられるロボットコントローラーと、このロボットコントローラーにスプレーガンの軌道を教示するためのングペンダントと、ロボットコントローラーに記憶された塗装ロボット及びワークの位置情報を用いて表示部に塗装ロボット及びワークを３Ｄで表示するための制御手段と、を用いて、まず、ロボットコントローラーに予め記憶されている塗装ロボット及びワークの位置情報を用いて、塗装ロボット及びワークの初期状態を表示部に３Ｄで表示する。

そして、ティーチングペンダントを用いて、スプレーガンの軌道がロボットコントローラーに教示され、教示により、ロボットコントローラーに塗装ロボット及びワークの新たに位置情報が記憶されると、この塗装ロボット及びワークの新たな位置情報に従って、制御手段は、３Ｄで表示されている塗装ロボット及びワークの表示を変更し、教示された通りに動いた後の塗装ロボットとワークを画面上に表示する。

そして以後は、ティーチングが終了するまで、ティーチングペンダントによるスプレーガンの軌道のロボットコントローラーへの教示されたときに教示されたデータに基づいて塗装ロボット及びワークの表示の変更を行う処理を繰り返す。そしてそれにより、塗装ロボットとワークのリアルタイムの表示を表示部に行い、この表示部に表示された塗装ロボット及びワークの位置を見ながら、ティーチングを行うことを可能にしている。

また、表示部に塗装ロボット及びワークを３Ｄで表示するに際して、表示部を複数の画面に分割して各画面に塗装ロボットとワークを自由な視点で見た表示を行い、更に、スプレーガンのガン先から疑似的なレーザーマーカーを表示するとともに、ワークにおけるスプレーガンが狙っている個所をポインタで表示するとよく、これにより、経験や勘に頼ることなく、塗装する部位を正確に狙うことが可能となる。

ここで、表示部に塗装ロボット及びワークを３Ｄで表示するときに、塗装ロボット及びワークの３Ｄの表示とともに、塗装ロボットの軌道データ、スプレーガンとワークとの距離を併せて数値表示するとよく、これにより、起動データやスプレーガンとワークとの距離を正確に管理することも可能となる。

本発明の塗装ロボットのティーチング方法の実施例について図面を参照して説明すると、図１は、本実施例の塗装ロボットのティーチング方法を実施するためのシステムを説明するためのブロック図であり、図において１が塗装ロボット、２がワークである。そして、図において３が、本実施例の塗装ロボットのティーチング方法を実施するために用いられるシステムである。

また、前記塗装用ロボット１は、一般的にワークの大量塗装に用いられる塗装ロボットと同様に、ティーチングされた軌道を移動するアームにスプレーガンが備えられた構成としている。

ここで、前記システム３について説明すると、図において４は、前記塗装ロボット１の作動を制御するために用いられるロボットコントローラーであり、このロボットコントローラー４は、一般的なコントローラーと同様に、ＣＰＵ等を備えた構成とされている。

そして、このロボットコントローラー４は、前記塗装ロボット１に接続されており、前記塗装ロボット１は、ロボットコントローラー４からの信号に従って稼働することとしている。但し、本実施例の塗装ロボットのティーチング方法を実施するに際しては、前記塗装ロボット１及びワーク２は必ずしも必要なものではなく、これらを用いなくても良い。

次に図において５はティーチングペンダントである。即ち、本実施例の塗装ロボットのティーチング方法を実施するシステムでは、従来のティーチングの場合と同様に、ティーチングペンダント５を有している。そして、このティーチングペンダント５は、前記ロボットコントローラー４に接続されており、ティーチングペンダント５を用いて、スプレーガンの位置を所望する位置に登録すると、その軌道データがロボットコントローラー４に送られて記憶される。

そうすると、ロボットコントローラー４は、送られてきた軌道データに基づいて、塗装ロボット１を制御して、ティーチングされた通りに塗装ロボット１を稼働させ、更に、軌道データ等を用いて、塗装ロボットやワークの位置情報を演算する。

次に、図において６は制御手段としてのＰＣであり、このＰＣ６は、ＰＣ本体７と表示部８を備えている。即ち、本実施例の塗装ロボットのティーチング方法を実施するシステムでは、ＰＣ本体７と表示部８を具備したＰＣ６を有している。そして、前記ＰＣ本体７は前記ロボットコントローラー４に接続され、ティーチングペンダント５で登録された起動データや、この軌道データに基づいて演算された塗装ロボットやワークの位置情報が、ロボットコントローラー４からＰＣ本体７へ送られることとしている。

そしてＰＣ本体７では、ロボットコントローラーから送られてきた各種のデータを用いて、塗装ロボット１とワーク２の３Ｄ表示データが生成され、これらの３Ｄ表示データに基づいて前記表示部８には、塗装ロボット１とワーク２が３Ｄで表示される。

従って、本実施例の塗装ロボットのティーチング方法では、ティーチングに基づく塗装ロボット１の稼働状況を表示部８で確認することができるので、表示部８に表示された塗装ロボット１及びワーク２を見ながら、ティーチングペンダント５によるティーチングを行うことができる。

次に、このように構成されるシステム３を用いて行う本実施例の塗装ロボットのティーチング方法について図３を参照して説明すると、図３は本実施例の塗装ロボットのティーチング方法を説明するためのフローチャートであり、本実施例の塗装ロボットのティーチング方法では、Ｓ１の初期設定において、塗装ロボット１に関する外形、機構、寸法等の基本データや、ワーク２に関する外形、寸法等の基本データ、及び塗装ロボット１とワーク２との位置情報、スプレーガンとワークとの距離等の情報がロボットコントローラー４及びＰＣ本体７に入力される。

そして、ＰＣ本体７においては、前記初期設定において入力された各種のデータに基づいて、塗装ロボット１及びワーク２の３Ｄ表示データが作成され（Ｓ２）、表示部８に塗装ロボット１及びワーク２の初期状態における３Ｄ表示がされる（Ｓ３）。

ここで、図２は前記表示部８における画面１１の部分を示す図であり、本実施例において前記画面１１は、塗装ロボット１及びワークの３Ｄ表示を行うためのバーチャル空間９と、軌道データ等の数値等を表示する数値表示部１０を備えている。

そして、バーチャル空間９は、３画面９ａ、９ｂ、９ｃに分割しており、それぞれの画面には、上方から見たワークの表示、側面から見たワークの表示、ガンから見たワークの表示、及び塗装ロボットとワークを自由な視点で見た表示等の各種の表示を行うことを可能にしている。但し、どのような表示を行うかは特に限定されず、いずれの表示を行ってもよい。

また、本実施例においては、スプレーガンのガン先から疑似的なレーザーマーカーが表示され、ワーク２におけるスプレーガンが狙っている個所をポインタ表示することとしている。そしてこれにより、経験や勘に頼ることなく、塗装する部位を正確に狙うことを可能としている。

一方、前記数値表示部１０には前述したように、スプレーガンの軌道データの数値や、ワークとスプレーガンの距離、ワークを装着するワーク治具の中心からのオフセット量などを表示することとしており、軌道データを数値で確認可能としている。

次に、本実施例の塗装ロボットのティーチング方法では、Ｓ４において、ティーチングペンダントによるスプレーガンの軌道のティーチングが行われる。即ち、ティーチングペンダント５によって、塗装ロボットの動きが指定され、それによりスプレーガンの軌道データが登録される。

そうすると、ティーチングペンダントで登録された起動データがロボットコントローラーに送られて記憶される。

次に、ロボットコントローラー４では、記憶された起動データを用いて、ティーチングされた通りに塗装ロボット１を稼働させるとともに、塗装ロボット１及びワーク２の位置情報を演算し、この情報を、起動データ等の各種の情報とともにＰＣ本体７に送信する。

そうすると、ＰＣ本体７では、Ｓ５において、前記ロボットコントローラー４より送られてきた情報を用いて、作成してある塗装ロボット１及びワーク２等の３Ｄ表示データを修正等することで新たな塗装ロボット１及びワーク２等の３Ｄ表示データを作成し、あるいは、作成してある塗装ロボット１及びワーク２等の３Ｄ表示データを用いることなく、前記ロボットコントローラー４より送られてきた情報を用いて新たな塗装ロボット１及びワーク２等の３Ｄ表示データを作成し、その新たな３Ｄ表示データに基づいて、Ｓ６において、前記表示部８に表示してある塗装ロボット１及びワーク２の３Ｄ表示を修正し、前記表示部８に、塗装ロボット１及びワーク２の新たな３Ｄ表示を行う。

そしてティーチングが終了するまで、前記ティーチングペンダント５によりティーチングされた軌道データ等の前記ロボットコントローラー４への記憶と、ロボットコントローラー４による、新たに記憶された軌道データに基づく塗装ロボット及びワークの位置情報の作成と、ＰＣ本体７による、新たに作成された塗装ロボット及びワークの位置情報に基づく塗装ロボット１及びワーク２の表示の変更と、を繰り返し、これにより、表示部８に表示している塗装ロボット１及びワーク２を、ティーチングペンダント５によるティーチングに対応させて、実際の塗装ロボット１及びワーク２の状態と同じように、リアルタイムで動かすことを可能にしている。

従って、本実施例の塗装ロボットのティーチング方法では、表示部８に表示している塗装ロボットを、塗装ロボット１の動きと同じ動きにすることができるので、表示部８の表示を見ながらティーチングペンダント５によるティーチングを行うことができる。

このように、本実施例の塗装ロボットのティーチング方法では、ティーチングペンダントによる軌道データの教示に際しては、塗装ロボットの近傍に移動する必要がなく、表示部を見ながら軌道データの教示を行うことが可能である。そのために、塗装ロボットの近傍で現物のワークを近くで見ながら、経験や勘に頼ってティーチングペンダントを操作する方法と異なり、ティーチング作業が容易であり、短時間で行うことが可能となった。

また、スプレーガンとワークの距離の現物合わせや、スケールや専用冶具を用いてスプレーガンの狙い目をスケールや専用冶具を用いて確認する必要もないために、これによっても、作業時間を短縮することが可能である。

なお、前述の説明では、実際の塗装ロボット１とワーク２を備えた場合を説明したが、本実施例の塗装ロボットのティーチング方法では、必ずしも、実際の塗装ロボット１とワーク２は必要ではなく、表示部に３Ｄ表示されたバーチャル空間に表示された塗装ロボット及びワークのみを用いてティーチングを行っても良い。

本発明の塗装ロボットのティーチング方法では、バーチャル空間を用いて塗装ロボットのティーチングを行うことで、実際の塗装ロボットの近傍でティーチングを行うことを不要にしているため、ティーチングを必要とする塗装ロボットの全般に適用可能である。

１ 塗装ロボット
２ ワーク
３ ティーチングシステム
４ ロボットコントローラー
５ ティーチングペンダント
６ ＰＣ
７ ＰＣ本体
８ 表示部
９ 表示画面
９ バーチャル空間
１０ 数値表示部
１１ 表示画面

Claims (2)

1. 塗装ロボットの作動を制御するために用いられるロボットコントローラー（４）と、該ロボットコントローラー（４）に塗装ロボット（１）におけるスプレーガンの軌道データを教示するティーチングペンダント（５）と、前記ロボットコントローラー（４）に記憶された塗装ロボット（１）及びワーク（２）の位置情報を用いて、塗装ロボット（１）及びワーク（２）を表示部（８）に３Ｄで表示するための制御手段（６）と、を用いた塗装ロボットのティーチング方法であって、
   前記ロボットコントローラー（４）に記憶された塗装ロボット及びワークの位置情報を用いて、塗装ロボット（１）及びワーク（２）を表示部（８）に３Ｄで表示し、
   前記ティーチングペンダント（５）によって塗装ロボット（１）におけるスプレーガンの軌道が前記ロボットコントローラー（４）に教示されたときに、
   教示されたデータに基づいて、表示部（８）に表示されている塗装ロボット（１）及びワーク（２）の表示を変更し、
   以後はティーチングが終了するまで、前記ティーチングペンダント（５）によるスプレーガンの軌道の教示がおこなわれたときに教示されたデータに基づいて塗装ロボット（１）及びワーク（２）の表示を変更する、処理を繰り返すことを特徴とし、
   表示部（８）に塗装ロボット（１）及びワーク（２）を３Ｄで表示するに際して、表示部（８）を複数の画面に分割して各画面に塗装ロボット（１）とワーク（２）を自由な視点で見た表示を行い、更に、スプレーガンのガン先から疑似的なレーザーマーカーを表示するとともに、ワークにおけるスプレーガンが狙っている個所をポインタで表示することを特徴とする塗装ロボットのティーチング方法。
2. 表示部（８）に塗装ロボット（１）及びワーク（２）を３Ｄで表示するに際して、塗装ロボット（１）及びワーク（２）の３Ｄ表示とともに、スプレーガンの軌道データ及びスプレーガンとワークとの距離を数値表示することを特徴とする請求項１に記載の塗装ロボットのティーチング方法。

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