JPH01109410A - ロボットの位置データ教示方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、教示再生方式ロボットの位置データ教示方法
に関するものである。

［従来の技術］ 多くの産業分野で、！！Ｉ装、溶接、搬送などを行う教
示再生方式のロボットが使用されている。ここでいう教
示とは、ロボットアームの径路を構成する各点の位置情
報をメモリへ順次記録していくことをいい、再生とは、
メモリにある前記位置情報を読み出して、それに従いア
ームを駆動することをいう。

この教示を行う方法として、大別すると次の２つがある
。

（１）リモート教示 駆動力を入れ、ロボットアームを遠隔操作ボックス等の
操作により誘導・位置決めしながら径路を教示する方法
。

（２）ダイレクト教示 駆動力を切り、ロボットアームを人手で直接持って位置
決めしながら径路を教示する方法。

これまでのロボットは、上記リモート教示のみか、或い
は両教示方法が併用可能であっても、１つの作業サイク
ルを教示する場合にいずれか一方を選択使用している。

、第３図は一般的な教示再生式ロボットの関節構造を示
す模式図で、１１はワークの把持機構、１２〜１５はア
ームの部分、１６ａ〜１６ｆは第１〜第６の関節、０１
〜θ６は第１〜第６の関節の軸の回転位置量である。

第４図は前記一般的なロボットのアーム動作の制御装置
のブロック図であって、１はメモリ、２は変換・補間コ
ンピュータ、３はサーボ制御コンピュータ、４は駆動回
路、５は管理コンピュータ、６は操作器、７は駆動０Ｎ
１０ＦＦボタン、８はロボット、９はロボットのアーム
である。

また、ｌａ、ｌｂは記録位置情報の流れ、ＩＣは設定速
度情報の流れ、２ａは各軸目標値情報の流れ、２ｂは各
軸現在位置情報の流れ、３ａはサーボ制御出力信号、３
ｂは検出信号、６ａは操作ボタン、設定スイッチの信号
、４ａはロボットの動力線、４ｂは検出器の信号、５ａ
〜５ｄは管理コンピュータ５の制御信号、６ａは操作ボ
タン。

設定スイッチの信号、６ｂはデータ表示情報の流れであ
る。

第５図は前記一般的なロボットの教示作業時に使用する
操作器６の操作パネルの平面図であって、２２はプログ
ラムデータ作成・修正ボタン（複数）、２３はステップ
歩進ボタン、２４は姿勢変更誘導ボタン（複数）である
。

また、第６図は、前記一般的なロボットの教示データの
構成を示す図である。

第７図は、前記□一般的なロボットの教示データの修正
方法を示すフローチャートであり。

ステップ３１で、アーム９ｍ動動力源ＯＮ。

ステップ３２で、プログラムデータ読み出し。

ステップ３３で、プログラムをステップ歩進。

ステップ３４で、姿勢変更誘導。

ステップ３５で、メモリ１上の位置データ変更。

ステップ３６で、修正終了指示があるかを調べ。

あればステップ３３に戻る。　　　・ ステップ３７で、プログラムデータの再登録。

ステップ３８で、アーム駆動９動力源ＯＦＦを行う。

この従来例のロボット８は、教示プログラムの入力をリ
モートモードで行うようにされており、修正を行うとき
は、サーボ駆動系の動作状態で。

教示プログラムの始点から１ステツプづつ歩進して、修
正したいステップになったとき、操作者は姿勢変更誘導
ボタン２４によりアーム９の姿勢を変更する。ロボット
８は、変更後の各関節回転位置θ、〜θ１を読み取って
メモリ１に書き込み、１ステツプの修正がなされる。

［解決しようとする問題点］ しかしながら、これまでの教示再生ロボットは、教示プ
ログラムの入力を行うとき、上記のようなリモート教示
のみか、或いは両教示方法が併用可能であっても、１つ
の作業サイクルを教示する場合にいずれか一方のみを選
択使用するものであり。

１つの作業サイクルを教示している途中で一方から他方
へ教示方法を変更することはできなかった。

従って、これまでのリモート教示のみによるプログラム
データの修正や、ダイレクト教示のみによるプログラム
データの作成は、リモート教示のみの場合には姿勢変更
誘導の離しさ、ダイレクト教示のみの場合にはステップ
歩進による記録済みポイント位置・姿勢の確認ができな
いという不便さがあった。

ダイレクト教示／リモート教示を１回の教示作業中で併
用しようとすると、ダイレクト教示の後にリモート教示
によるプログラムステップ歩進を行う際に、アーム初期
位置・姿勢が一般に不定で。

現在読み出しているメモリのポイントステップから１つ
次のポイントへステップ歩進するときに、ダイレクト教
示の状態でステップ歩進のプログラム始点位置にアーム
を持っていくことが不可能で・　　−あるため、プログ
ラムステップ間の位置情報の差が大きくなり、アームの
動きが完全にコントロールされなくなる（サーボ系の飽
和特性の差などで各関節の動きの調和がとれなくなる）
。

いいかえれば、すでに教示（メモリへ記録）されている
径路（ポイント）を外れた位置からロボットを起動する
場合には、ロボットアームの動作が不確実なものになり
、初めに動き出すときの速度や軌跡のずれが大きくなっ
て、不安全な動作となってしまうという問題点がある。

本発明は、上記の問題点を解決しようとするもので、直
接教示方式で教示中に、リモート教示方式に切り換えて
も、アームの異常な高速、異常な経路での移動のない、
ロボットの位置データ教示方法を得ることを目的とする
。

［問題点を解決するための手段］ 本発明のロボットの位置データ教示方法は、メモリに保
持されている位置データの教示修正にあたり、前記教示
修正の開始時のアームの位置Ｐ１を同アームに取付けら
れた位置検出器により読み取り、同位置検出器により検
出された位置データＰ□と教示修正の始点とするメモリ
上の既記録の位置データＰ２との間を所定の速度・軌跡
になるように補間演算した位置情報によって前記アーム
を位置Ｐｉから位置Ｐ２に移動させ、前記アームが位ｖ
ｌ　ｐ　ｘに到達した後に後続位置データの修正教示を
行うことを特徴としている。

［作用］ 多関節ロボットにおいては、各関節別動手段への制御信
号が過大となったとき制御系等の飽和のため各関節の動
きに遅速を生じ、予期せぬ異常経路をとることがあり、
安全上極めて危険となる。

本発明においては、直接教示中、アームが操作者により
不定位置に移動させられた後、メモリ上の既記録データ
の位置を知るためにリモート制御状態とされたとき起こ
る前記危険を避けるために。

アームの現在位置を各関節に取付けられている位置検出
器で検知し、同位置検出器の信号の指示する位置と、前
記メモリ上の既記録データの位置との間を所定の速度で
移動するように位置補間データを演算作成し、同位置補
間データによってアームを制御駆動している。

［実施例］ 以下１本発明の一実施例を図面により詳細に説明する。

第１図は、実施例の方法の教示プログラム修正方法のフ
ローチャートである０本方法を実現するハードウェアは
第３図乃至第６図と同様であり、第７図で示される修正
作業の流れのみが異なっている。

第１図において、 ステップ４１で、ステップ歩進＋ボタンがＯＮされると
、 ステップ４２で、アーム９１！動動力源がＯＮかチエツ
クされ、ＯＮでなければステップ４８へ行く。

ステップ４３では、前ステップでリモート教示が指示さ
れたと解釈して、アーム９現在位置を各軸位置検出器か
ら読み込む。

ステップ４４では、各軸データをアーム直交座標値Ｐ工
へ変換計算する。

ステップ４５では、メモリ１から読み出したステップ歩
進始点Ｐ、との間で補間計算をする。

ステップ４６では、補間計算データを関節各軸データ０
１〜θ６へ逆変換する。

ステップ４７では、上記の逆変換データθ、〜θ６を目
標値としてサーボ制御を行う。

ステップ４８では、メモリ１から読み出したステップ歩
進始点Ｐ２とステップ修正動作終点２３間を補間計算す
る。

ステップ４９では、上記補間計算データを関節各軸デー
タへ逆変換する。

ステップ５０では、上記の逆変換データを目標値として
サーボ制御を行う。

ステップ５１では、アーム９が終点Ｐ３に到達したかチ
エツクし、到達していなければステップ４９に戻る。

ステップ５２では、メモリ１のカレントポインタを１つ
進めて１本ルーチンは終了する。

以上の、ステップ４３〜４７が１本実施例方法における
本発明部分であるが、本実施例方法を明確にするために
関連動作を以下に説明する。

第２図（ａ）として示すものは、アーム９のリモート操
作による誘導が行われるときのフローチャートで、 ステップ５３で、誘導ボタンがＯＮされると。

ステップ５４で、アーム現在位置を各軸検出器から読み
込み。

ステップ５５で、各軸データをアーム直交座標値Ｐ３へ
変換計算する。

ステップ５６で、誘導ボタンで指示された方向へアーム
座標値を微小増分し。

ステップ５７で、増分した座標値を関節各軸データへ逆
変換する。

ステップ５８で、逆変換データを目標値としてサーボ制
御を行う。

ステップ５９で、誘導ボタンがＯＦＦかどうかをチエツ
クし、ＯＦＦでなければステップ５６に戻る。ＯＦＦで
あれば本ルーチンは終了する。

第２１１１　（ｂ）は駆動ボタンが押されたときの動作
のフローチャートで、 ステップ６０で、駆動ボタンがＯＮされると、ステップ
６１で、駆動力供給回路をＯＮする。

ステップ６２で、アーム９の現在位置を各軸位置検出器
から読み込む。

ステップ６３で、読み込んだ現在位置を目標値としてサ
ーボ制御を行って、本ルーチンは終了する。

第２図（Ｑ）は駆動ＯＦＦボタンが押されたときの動作
のフローチャートで。

ステップ６４で、駆動ＯＦＦボタンがＯＮされると、 ステップ６５で、サーボ制御　零を出力する。

ステップ６６で、ｌＩ駆動力供給回路ＯＦＦする。

ステップ６７で、アーム９現在位置を各軸位置検出器か
ら読み込んで１本ルーチンは終了する。

第２図（ｄ）は記録ボタンあるいは変更ボタンが押され
たときの動作のフローチャートで、ステップ６８で、記
録ボタンがＯＮされると。

ステップ６９で、メモリ１のカレントポインタを次のフ
リーアドレスへ進め、ステップ７１へ行く。

ステップ７０で、変更゛ボタンがＯＮされると。

ステップ７１で、アーム９現在位置を各軸位置検出器か
ら読み込む。

ステップフ２で、各輪データをアーム直交座標値へ変換
する。

”ステップ７３で、メモリ１のカレントポインタが示す
アドレスへアーム座標値を書き込んで、本ルーチンは終
了する ようにされている。

本実施例の方法によるロボットは、このように構成され
ているので１次のように動作する。

ステップ歩進するとき（ステップ４１〜５２）。

始点（Ｐ３）→終点（ｐｉ）の径路（第２補間経路）計
算の前に、今アーム９のある位置（１！在位置）Ｐ、か
らステップ歩進始点である現在メモリ１から読み出さ九
ている記録ポイントＰ３までの移動径路（第１補間径路
）の計算を行なう、第１、第２各々の補間径路は、安全
なアーム動作速度を予め決めておき、その速度にて各径
路を１例えば直線補間にて求める。

こうして、例えアーム９の現在位置Ｐ１が、オペレータ
の記憶違いのために歩進始点Ｐ８　からどんなに離れて
いても、所定速度にて直線動作するから、極めて安全と
なる。従ってオペレータはメモリに記録したポイント位
置や径路を覚えていなくても、ダイレクト教示状態にあ
りアームの位置がオペレータの手によってどこにあるか
不定の状態から、すでに記録済みのプログラム径路へ、
リモート教示状態にて復帰する事ができる。

リモート教示によるステップ歩進の後、１！！動源を０
ＦＦＬ、てダイレクト教示に移行することは何ら問題な
い、ｌＩ動源ＯＦＦの後に、手でアーム姿勢を変更し、
変更記録操作を行うことができる。

あるポイントでアーム姿勢を変更するのに、リモート教
示誘導変更の方が好ましい時（例えば、高い位置で手が
届かない場合など）には、そのままリモート状態で操作
を行えば良い。

本実施例の方法により、ステップ歩進によるプログラム
径路の確認をリモート教示で行いつつ、アーム姿勢変更
記録を、リモート教示誘導またはダイレクト教示直接変
更によって素早く容易に行っていくことができて、ダイ
レクト→リモートへの移行時のアームの動作はリモート
教示中の動作と同じく、充分安全に円滑に行なうことが
できる。

なお、前記第１補間径路の補間計算において、所定速度
となるようにする代りに、予め決めておいた一部時間Ｔ
で動作完了するようにしてもよく、また、第１補間径路
を直接補間以外の適当な補間、例えば関節各軸ごとの単
純補間で行っても、本発明の趣旨は失われない。

［発明の効果］ 本発明のロボットの位置データ教示方法は、メモリに保
持されている位置データの教示修正にあたり、前記教示
修正の開始時のアームの位置Ｐ１を同アームに取付けら
れた位置検出器により読み取り、同位置検出器により検
出された位置データＰ１と教示修正の始点とするメモリ
上の既記録の位置データＰ、との間を所定の速度・軌跡
になるように補間演算した位置情報によって前記アーム
を位Ｍｐ　１から位置Ｐ、に移動させ、前記アームが位
置Ｐ２　に到達した後に後続位置データの修正教示を行
うので、教示径路外からの起動時、アーム速度が安定・
均一なものになり、またその時のアーム軌跡が直線状な
どの安定したものになり、異常な速度、不規則な経路で
ロボットアームが動作することがなくなって、安全対策
上、また、機器への使用者の信頼感の向上等、極めて大
きい効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例方法の教示プログラム修正方法のフロー
チャート、第２図（ａ）はリモート操作による誘導が行
われるときのフローチャート、第２図（ｂ）は駆動ボタ
ンが押されたときの動作のフローチャート、第２図（Ｃ
）は駆動ＯＦＦボタンが押されたときの動作のフローチ
ャート、第２図（ｄ）は記録ボタンあるいは変更ボタン
が押されたときの動作のフローチャート、第３図は一般
的な教示再生式ロボットの関節構造を示す模式図、第４
図は前記一般的なロボットのアーム動作の制御装置のブ
ロック図、第５図は前記一般的なロボットの教示作業時
に使用する操作パネルの平面図。 第６図は前記一般的なロボットの教示データの構成を示
す図、第７図は前記一般的なロボットの教示データの修
正方法を示すフローチャートである。 １・・・・・・メモリ、２・・・・・・変換・補間コン
ピュータ、３・・・・・・サーボ制御コンピュータ、４
・・・・・・駆動回路、５・・・・・・管理コンピュー
タ、６・・・・・・操作器、７・・・・・・駆動ＯＮ１
０　Ｆ　Ｆボタン、８・・・・・・ロボット、９・・・
・・・ロボットのアーム、１１・・・・・・ワークの把
持機構、１２＝１５・・・・・・アームの部分、１６ａ
〜１６ｆ・・・・・・第１〜第６の関節、２２・・・・
・・プログラムデータ作成・修正ボタン（複数）、２３
・・・・・・ステップ歩進ボタン、２４・・・・・・姿
勢変更誘導ボタン（複数）。 特許出願人　株式会社　神戸製鋼所 代理人　弁理士　　小　林　　傅 第２図 （ｉｆ冬１目徨値乞イ朱持Ｌ７碍止） 第２図 （ｂ） （Ｃ） 第２図 （ｄ） 第３ｍ 第４図 第５図 第６ｒｉ！Ｊ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）アームの各関節に位置検出器を有し、順次教示さ
   れた位置データをメモリに保持し、所要の時期にメモリ
   に保持されている位置データを読み出してアーム位置を
   順次制御する、教示再生式ロボットの位置データ教示方
   法において、前記メモリに保持されている位置データの
   教示修正にあたり、前記教示修正の開始時の前記アーム
   の位置Ｐ＿１を前記位置検出器により読み取り、同位置
   検出器により検出された位置データＰ＿１と教示修正の
   始点とするメモリ上の既記録の位置データＰ＿２との間
   を所定の速度・軌跡になるように補間演算した位置情報
   によって前記アームを位置Ｐ＿１から位置Ｐ＿２に移動
   させ、前記アームが位置Ｐ＿２に到達した後に後続位置
   データの修正教示を行うことを特徴とするロボットの位
   置データ教示方法。