JPH01164541A - ロボットのティーチング装置 - 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、ロボットに加工位置を教示するために使用す
るロボットのティーチング装置に関するものである。

〈従来の技術〉 従来、この種のティーチング装置においては、可搬形の
オペレーティングボックス上に配置された多数の押ボタ
ンスイッチを作業者が操作し、ロボットの手首部を移動
させて工作物上に表示された教示点に位置決めし、ポイ
ントセットボタンを押して教示位置を記憶させ、このよ
うな操作を多数の教示位置について繰り返すことにより
教示を行っている。

〈発明が解決しようとする問題点〉 しかしながら、オペレーティングボックスを使用する方
法は、各押ボクンスイッチが手首部の移動（または、回
動）方向と空間的に直接関連して配置されていないので
、手首部の移動方向に関する直感的イメージが得られず
、従って往々にして誤った押ボタン操作により手首部が
工作物と干渉したり、教示に時間がかかるという問題が
ある。

〈問題点を解決するための手段〉 第１図は本発明を明示するための全体構成図である。

本発明は、教示位置を指示するための基準部材２を備え
た教示位置指示手段ｌと、手首部に設けられ基準部材２
との相対変位を検出する変位検出手段３と、変位検出手
段３により基準部材２を検出し変位検出手段３と基準部
材２との相対変位を演算する相対変位演算手段４と、相
対変位演算手段４の出力に基づいて教示位置に手首部を
移動させる教示位置移動手段５とを設けたことを特徴と
するものである。

〈作用〉 ロボットの手首に設けられた変位検出手段３により、作
業者による教示位置指示手段１の操作に伴う基準部材２
の変位を検出し、この変位検出手段３と基準部材２との
相対変位に基づいて、ロボットの手首部を移動させ手首
部を教示位置に移動し、このときの手首部の位置の座標
位置を記憶する。

〈実施例〉 以下本発明の第１実施例を第２図〜第４図に基づいて説
明する。

第１実施例が適応されるロボッｌ−１０は、第２図に示
すように６軸の多関節ロボットである。

前記ロボッ）１０の手首部１１には、ブラケット１２を
介して工作物Ｗを切断するウォータジェットガン１３が
取り付けられている。

このウォータジェットガン１３は可撓管１４を介して高
圧ポンプ１５に接続され、この高圧ポンプ１５から高水
圧の水が供給され、この高水圧の水の圧力を利用して工
作物の切断を行うようになっている。

第３図は前記ロボット１０および高圧ポンプ１５等を制
御する制御装置の構成を示すブロック図である。

２０はマイクロコンピュータ等から成る中央演算処理装
置である。この中央演算処理装置１０には、メモリ２５
、サーボモータＭ１〜Ｍ６を駆動するためのサーボＣＰ
Ｕ２２　ａ〜２２ｆ１ティーチイングモード等を設定す
るキーを備えた操作盤２６、教示位置を検出するセンサ
Ｓ、前記高圧ポンプ１５を制御するシーケンサ２７が接
続されている。

また、前記操作盤２６には教示位置記憶の指示をするポ
イントセットスイッチＰＳ、可搬形のオペレーティング
ボックスＯＰが接続されている。

各１〜６軸を駆動するためのサーボモータＭ１〜Ｍ６は
、それぞれサーボＣＰＵ２２ａ　〜２２ｆによって駆動
される。

前記サーボＣＰＵ２２ａ〜２２ｆのそれぞれは中央演算
処理装置２０から出力される回転角指令データθ１〜θ
６に基づいて２次補間して得られる目標回転角と、サー
ボモータＭ１〜Ｍ６に連結されたエンコーダＥ１〜Ｅ６
の出力α１〜α６との間の偏差を演算し、この演算され
た偏差の大きさに応じた速度で各サーボモータＭ１〜Ｍ
６を回転させるように作動する。

前記メモリ２５には、ティーチイングポイントＴＤを記
憶する記憶エリアＴＰＤＡと、加工データを記憶する記
憶エリアＫＤＤＡが設けられている。また、本装置の動
作を規定したプログラムを記憶する記憶エリアＰＡが設
けられている。

第４図は本発明のティーチイング装置を前記ロボット１
０の手首部１１に取り付けた場合の図である。

４０は教示位置を指示するための教示レバーである。

この教示レバー４０には教示位置を正確に指示するため
の基準となる位置を前記イメージセンサ３０に指示する
基準部材４２が取り付けられている。また、この基準部
材４２上にはＬＥＤ等よりなる発光素子４３．４４が設
けられている。

３０はＣＣＤ　（Ｃｈａｒｇｅ　Ｃｏｕｐｌｅｄ　Ｄｅ
ｖｉｃｅ　：電荷結合素子＝撮像された画像信号を電気
信号の強弱に変換するセンサ）等より成るイメージセン
サで、前記基準部材４２上の前記発光素子４３．４４の
位置を検出するセンサである。

このイメージセンサ３０は支持部材３１を介して手首部
１１の中心軸０とイメージセンサ３０の中心軸０“が平
行になるように手首部１１に支持部材３１を介して固定
されている。

また、前記支持部材３１には距離センサ３２〜３４が取
り付けられている。この距離センサ３２〜３４は囲路の
小型レーザ発振器と、この小型レーザ発振器から放射さ
れたレーザ光の反射光を受光レンズを介して検出する囲
路の光位置検出器（Ｐｏｓｉｔｉｏｎ　５ｅｎｓｔＬｉ
ｖｅ　Ｄｅｖｉｃｅ　＝光位置検出器の受光面の受光量
、受光位置に応じた信号を出力）より構成され、前記基
準部材４２上に向けてレーザ光を発射し、この反射光を
三角測量の原理に基づいて距離センサ３２〜３４と前記
基準部材４２間の距離をそれぞれ検出する。このように
３つの距離を検出することにより前記基準部材４２の傾
きを求めることができる。

以上の構成において、第４図に示す切断線Ｃを教示する
場合の中央演算処理装置２０の動作について第５図のフ
ローチャートに基づいて説明する。

ステップ１００ではゼロイング処理が行われる。

このゼロイング処理とは、第４図に示すように作業者が
最初に教示レバー４０を持った状態を基準姿勢として記
憶する処理のことである。つまり、ロボットの座標系と
基準部材４２の座標系との基準付けを行う。この処理に
より、距離センサ３２〜３４の検出出力とイメージセン
サ３０上に写し出された発光素子４３．４４の座標位置
を読み込み基準値としてメモリ２５に記憶する。

ステップ１０１では、距離センサ３２〜３４の検出出力
とイメージセンサ３０上に写し出された発光素子４３．
４４の座標位置を読み込む。ステップ１０２では前記ス
テップ１００により記憶された距離センサ３２〜３４の
検出出力とイメージセンサ３０上に写し出された発光素
子４３．４４の座標位置の基準値と前記ステップ１０１
により読み込まれた各検出値との比較を行い、それぞれ
の検出値が基準値と同じかどうか判定し、教示レバー４
０が移動したかどうかの判定を行う。

このとき作業者により教示レバー４０が移動されてい゛
れば、それぞれの検出値が基準位置と異なるのでＹｅｓ
と判定され、次のステップ１０３に移行し、前記ステッ
プ１００により記憶された各基準値と前記ステップ１０
１により読み込まれた各検出値との偏差を演算する。そ
して、次のステップ１０４により、前記ステップ１０３
で演算した偏差が零になるように各軸に設けられたサー
ボモータＭ１〜Ｍ６に偏差に相当する指令を出力する。

前記ステップ１０２の判定がＮｏの場合は、ステップ１
０５に移行する。

ステップ１０５では、この教示中に手首部１１の座標位
置の記憶を指令するポイントセットスイッチＰＳが操作
されて、座標位置記憶を示すフラグが立っているかどう
か判定する。

この判定がＹｅｓの場合は、次のステップ１０６に移行
し、各軸に設けられたエンコーダＥｌ−Ｅ６の出力を読
み込み座標位置に変換し、教示位置としてメモリ２５に
記憶する。

前記ステップ１０５の判定がＮｏの場合は、ステップ１
０７に移行する。

ステップ１０７では、オペレーティングボックスＯＰの
囲路の教示終了ボタンが操作され、教示レバー４０によ
る教示が終了かどうか判定し、この判定がＹｅｓの場合
は、以上の処理を終了する。

また、この判定がＮｏの場合は、前記ステップ１０１に
再び移行し、再びステップ１０１〜１０７の処理を行う
。

次に第６図、第７図に示す第２実施例について説明する
。

５０はセンサポケットで、手首部１１に固定部材５２を
介して固定されている。

６０は教示位置を指示するための教示レバーで、この教
示レバー６０には突出部６１が設けられている。

前記センサポケット５０には第７図（ａ）、（ｂ）に示
すように、距離センサ５１〜５６が設けられている。

この距離センサ５１〜５６は例えば光フアイバー式の距
離センサである。そして、第６図に示すように、教示レ
バー６０に設けられた突出部６１が前記センサポケット
５０に差し入れた状態で、前記突出部６１が移動すると
、各距離センサ５１〜５６と突出部６１間の距離に応じ
た出力が各距離センサ５１〜５６から出力される。

以上の構成において、前記第１実施例の第５図に示すフ
ローチャートと同様の処理を行うことにより教示を行う
ことができる。

以上のように、ロボット１０の手首部１１に距離センサ
３２〜３４　（または、５１〜５６）を設け、この距離
センサ３２〜３４（または、５１〜５６）により、教示
レバー４０（または、６０）との距離を一定に保つよう
に手首部１１を移動させるだけで、教示を容易に行うこ
とができる。

〈発明の効果〉 以上述べたように本発明においては、ロボットの手首部
に変位検出手段を設け、この変位検出手段により教示位
置を指示する教示位置指示手段の基準部材との変位を検
出し、この相対変位を演算する相対変位演算手段の出力
に基づいてロボットの手首部を教示位置に沿って移動さ
せるようにしたので、教示位置指示手段を操作して教示
したい軌跡をなぞるだけで、ロボットの手首部を移動さ
せることができ、加工位置の教示が連続的に行うことが
できる利点がある。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すもので、第１図は本発明の
構成を明示するための発明構成図、第２図は本実施例の
ティーチング装置でティーチングを行うロボットの斜視
図、第３図は制御装置の全体構成を示すブロック図、第
４図は第１実施例のティーチイング装置の斜視図、第５
図は第３図の中央演算処理装置の処理を示すフローチャ
ート、第６図は第２実施例のティーチイング装置の斜視
図、第７図は第２実施例のセンサポケットを示す第６図
のＡ−Ａ線ならびにＢ−Ｂ線断面図である。 １０・・・ロボット、１１・・・手首部、２０・・・中
央演算処理装置、３０・・・イメージセンサ、３１〜３
４．５１〜５６・・・距離センサ、４０．６０・・・教
示レバー、４２・・・基準部材、５０・・・センサポケ
ット、ＰＳ・・・ポイントセットボタン。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　ロボットに加工位置を教示するため、ロボットの手首
   部を加工位置に移動させ、この手首部の位置を表す座標
   値を教示位置として記憶するようにしたロボットのティ
   ーチング装置において、教示位置を指示するための基準
   部材を備えた教示位置指示手段と、前記手首部に設けら
   れ前記基準部材との相対変位を検出する変位検出手段と
   、前記変位検出手段により前記基準部材を検出し前記変
   位検出手段と前記基準部材との相対変位を演算する相対
   変位演算手段と、この相対変位演算手段の出力に基づい
   て前記教示位置に前記手首部を移動させる教示位置移動
   手段とを設けたことを特徴とするロボットのティーチン
   グ装置。