JPH02116906A - 水平移動型ロボットのリードスルー教示方法 - 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、産業用ロボットのリードスルー教示方法に関
し、特に、水平多関節型ロボット、直交座標型ロボット
、円筒座標型ロボット等のロボットベースの設置面に対
して上下方向の移動機能と水平面内の直交座標位置間に
おける移動機能とを有したロボット腕を備えた水平移動
型ロボットに対するリードスルー教示方法の改良に関す
る。

〔従来の技術〕

産業用ロボットに対するロボット動作プログラムを用途
に応じて教示（ティーチング）する方法には、人がロボ
ット腕の先端部を直接把持して希望する移動経路上の教
示点位置へ移動させ、それらの教示点位置をロボット制
御装置側へ例えば、押釦スイッチの操作により適宜のイ
ンターフェース手段を介して順次に設定、登録して行く
リードスルー教示方法と、ロボット制御装置に結合され
た教示操作盤又はティーチペンダントを遠隔的に操作し
てロボット先端を希望の動作ルートに沿って移動させ、
同動作ルート上の教示点を順次に当該教示操作盤又はテ
ィーチペンダントから入力、設定し、実際の実行時には
入力、設定したプログラムを再生するティーチング・プ
レイバック方法、外部機器からロボットに絶対位置のプ
ログラムを教示するオフラインティーチング方法の３つ
の種類のティーチング方法が実行されている。これらの
内で前二者が最も汎用されているが、従来のこれら三者
の方法は、実際にロボット先端が辿る動作ルートのみを
プログラム設定するもので、例えば水平関節型ロボット
におき、ロボット腕先端がロボット設置床面から高さの
異なる２又はそれ以上の他の水平面内で同一種のロボッ
ト動作プログラムを遂行するときには、高さを違えて都
度、所望の動作プログラムを教示する方法がとられてい
た。

〔発明が解決すべき課題〕

然しなから、床面に積み上げられた荷物の積み下ろし、
搬送処理等のように、水平多関節型ロボットや直交座標
型ロボット、円筒座標型ロボット等の水平移動型ロボッ
トにおけるロボットハンドを用いたロボット動作にあっ
ては、処理面高さが異なるのみで、各処理面内の動作プ
ログラムが同一で有る場合は多々ある。故に、このよう
な処理のプログラム教示に当たり、特に、リードスルー
教示においては、作業者が介在するから、処理面の高さ
が異なる都度、同じ教示過程を繰り返すことは、極めて
非能率的であり、改善が要望されていた。依って、本発
明は、このような改善要望に満たすことのできる水平移
動型ロボットのリードスルー教示方法を提供せんとする
ものである。

〔解決手段と作用〕

本発明によれば、ロボットベースの設置面に対して上下
方向の移動機能と水平面内の直交座標位置間における移
動機能とを有したロボット腕を備えた水平移動型ロボッ
トに予めリードスルー教示を行う方法において、前記ロ
ボット腕を所定の上下方向位置において制動固定すると
共に該上下位置データを登録し、次に前記水平面内の直
交座標系におけるロボット動作プログラムをリードスル
ー教示により伯設定、登録し、また、該水平面内におけ
るロボット動作プログラムと同一プログラムを前記水平
面に平行な他の水平面内で実行するとき、該他の水平面
の上下方向位置データを重畳して設定、登録して複数の
水平面内で同一ロボット動作プログラムを繰り返し遂行
可能にしたことを特徴とした水平移動型ロボットのリー
ドスルー教示方法を提供し、上下方向の処理面データを
予め教示を実行した処理面に対するオフセットデータ又
は絶対値データとして設定、登録することで水平面内に
おける同一動作プログラムを異なる処理面でも容易に遂
行可能にしたものである。

以下、本発明を添付図面に示す実施例に基づいて詳細に
説明する。

〔実施例〕

第１図は、本発明による水平移動型ロボットのリードス
ルー教示方法が適用される１例としての水平関節型ロボ
ットの立体的構成とシステム構成を示すブロック図、第
２図は、本発明に係るリードスルー教示過程のフローチ
ャート図である。

第１図を参照すると、水平関節型口ボン）１０は、コラ
ム１２と、このコラム１２の前面に設けられた上下案内
１４に沿って縦方向（Ｚ軸方向）に移動可能なブラケッ
ト１６に保持されたロボット腕１８を有し、また、ロボ
ット腕１８の先端にロボット手首２４が装着され、また
、ロボット手首２４には着脱自在にロボットハンド等の
エンドエフェクタ２６が取付けられる構成と成っている
。

ここで、上記ブラケット１６は、コラム１２に内蔵され
た上下送り用のＺ軸モータＭｚの駆動により、ボールね
し機構等の直線送り機構１２ａを介して縦方向に送り動
作される構成にある。また、このブラケット１６に保持
されたロボット腕１８は、該ブラケット１６に対して縦
軸線（θ軸ｖＡ）回りに駆動モータＭθの回転駆動によ
り旋回可能な第１腕２０と、この第１腕２ｏの先端に枢
着され、該第１腕２０のθ軸線と平行な他の軸線（α軸
線）の回りに、駆動モータＭｕの駆動により、旋回可能
な第２０ボツト腕２２とを具備して構成され、この第１
、第２のロボット１１６２０，２２の回転により、コラ
ム１２に対し、両腕２０．２２が一本に伸び切った最遠
位置からコラム１２の近接位置までの範囲に渡ってロボ
ット手首２４とエンドエフェクタ２６とを移動変位させ
る構成に成っている。また、ロボット手首２４も縦軸線
（α軸線）回りに駆動モータＭαの駆動により、旋回し
てエンドエフェクタ２６を同α軸線回りに旋回させて、
ワークに対してエンドエフェクタ２６の姿勢を設定し得
るように成っている。

第１図は、上述の構成を有した水平関節型ロボット１０
により床面上に多層（図示例では５層）に堆積された例
えば、多数の梱包箱等のワークＷを搬送して他の位置に
再度、積み上げる作業を遂行する場合を示している。こ
のようなロボット作業においては、本発明によるリード
スルー教示により、任意の基準平面、例えば、最上層の
ワークＷが配列された作業平面内で行うロボット動作プ
ログラムを教示し、その基準平面に対して上下方向に異
なる作業平面（１層から４Ｎまでのワーク配列面）の縦
方向データを別途に教示して夫々の作業平面で同じ動作
プログラムを遂行させれば、所要の搬送、積み上げ作業
が達成されることになる。

依って、本発明は、斯かるロボット動作のプログラムを
ワークＷの堆積層がら任意に選定した成る水平作業面内
でリードスルー教示し、他の１ないし複数の水平作業面
に関しては予め、その水平面の上下方向位置データをロ
ボットに対して教示するのみで、選定した基準の水平面
と同じ動作プログラムを他の水平作業面で遂行可能にす
るり−トスルー教示方法を提供するものである。

本発明に依ると、作業者がロボット手首２４又はエンド
エフェクタ２６の先端に着脱自在に取り付けた適宜のハ
ンドル３ｏで該手首２４又はエンドエフェクタ２６を保
持し、直接、所望の作業ルートに沿って選定した基準の
水平作業面内で移動させ、該作業ルート上の必要な教示
点位置のデータを該ハンドル３０に具備された押釦型ス
イッチ等の人力手段を操作することにより、インターフ
ェース３２を介してロボット制御装置３４ヘリ−トスル
ー教示しておく。そして、他の作業水平面に関しては、
単に基準の水平作業面の上下位置に対して夫々の水平作
業面の上下方向の位置データを基準作業水平面からのオ
フセット量のデータとして設定、登録しておくか、例え
ば、ワークＷの堆積された床面を基準とした上下方向の
各作業水平面のデータを絶対データとして設定、登録し
ておくかの方法でロボット制御部３４に記憶させ、以て
、基準作業水平面と同じロボット動作プログラムを、別
の水平作業面で遂行させ得るようにするものである。上
述のリードスルー教示に当たっては、ハンドル３０によ
りロボット手首２４又はエンドエフェクタ２６を直接、
保持して移動させるが、このとき、基準の作業水平面を
選定したとき、つまり、ブラケット１６を上下に移動さ
せて基準の高さ位置に到達したとき、上下方向の駆動モ
ータＭｚにはブレーキを掛けて制動し、ブラケット１６
の上下動作を予め拘束し、他方、ロボット腕１６の各駆
動モータＭθ、Ｍｕは、ブレーキを解除してロボット腕
１８の第１、第２の腕２ｏ、２２が自由に作業者の誘導
で移動し得る状態にする設定する必要があり、この様な
設定操作はロボット制御装置３４に結合された周知の操
作盤３６から予め設定するか、又は、ハンドル３０にモ
ータに対する制動、解除を操作する操作スイッチ等の操
作手段を設けて、これにより、作業者が手元でモータの
制動、解除を制御操作し得るようにしても良い。

次に本発明による実際のリードスルー教示の教示過程を
、第１図と共に第２図に（示すフローチャートに従って
説明する。

さて、ロボットによるワーク積み下ろし作業動作の実行
は、最上層のワークＷを順次に積下ろすことに依って遂
行されるから、上述したリードスルー教示の開始におい
ては、先ず、堆積されたワークＷの５層目、つまり、最
上層の作業水平面を基準の作業水平面にして所望のロボ
ット動作プログラムをリードスルー教示し、次いで、同
一動作プログラムを他の層に就いて実行するように教示
すればよいが、ここでは−船釣に基準の作業平面におけ
る動作プログラムのある一部を他の高さ位置でも同様に
実行するような場合をも考慮するものとして説明する。

先ず、ブラケット１６を駆動モータＭｚの駆動により上
下動させ、ロボット腕１８が基準とする作業水平面に相
当する位置、つまり、ワークＷの第５層目に対して作業
を遂行する高さに到達させる。こうして、所望の高さに
ブラケット１６が到達した時点で駆動モータＭｚに制動
を掛けるべく、そのモータブレーキをオンに設定する（
ステップｌ）。また、ロボット腕１８の第１、第２０ボ
ツト腕２０．２２の各駆動モータＭθ、Ｍｕおよび手首
駆動モータＭαの制動を解。除すべく、夫々のモータブ
レーキをオフにする。つまり、水平動作軸（θ軸、Ｕ軸
、α軸）の動作を作業者が自由に起動させ得るようにす
る（ステップ２）。この状態で、作業者はハンドル３０
を操作してロボット腕１８、手首２４を水平面内で所望
の動作ルートに沿って移動させ（ステップ３）、動作ル
ート上の各教示点でハンドル３０に設けられた操作釦等
の入力手段を用いて押下操作すれば、その教示点におけ
る水平面内におけるデータＸｎ、Ｙｎが設定生成される
（ステップ４）。その後、次々の教示点に向けて、ロボ
ット、腕１８、ロボット手首２４を移動させ、各教示点
毎に上記ステップ４と同様の教示操作を、ハンドル３０
により遂行する。斯くして、基準の作業平面内における
動作プログラムを完成させる。

上記のステップ１〜４の段階で基準とする作業水平面内
におけるリードスルー教示過程は終了する。然しなから
、上記基準の作業水平面内の動作プログラムと同一のプ
ログラムをロボットの実用段階で別の上下方向位置にお
いて、全く同じに実行させたいときには、上記ステップ
４の設定過程に次いで同じハンドル３０に設けた操作釦
から成る人力手段で、別の作業水平面に対応した上下方
向の位置データを入力しておく。この上下方向位置デー
タは既述のように基準の作業水平面に対するオフセット
値であっても良く、或いは、所定の上下方向の基準面、
例えば床面位置からの絶対高さ寸法であっても良い。こ
の上下位置データの設定は、プログラムの機能ファンク
ションコード（Ｇコード）を各上下方向位置データ（Ｚ
ｍ）に対応して別々に入力する（ステップ５）。このＧ
コードは、上下位置データの異なる点で同し動作プログ
ラムを実行することを指示すると共に上下方向位置デー
タが設定されたロボット制御装置３４内の登録レジスタ
ーにおける番地番号を指定するものであり、Ｇコードの
末尾にレジスタ一番地を示す指定数値をハンドル３０に
予めレジスター（図示なし）と対応して設けた数字ダイ
ヤルにより、番地数値を指定すれば、設定指定されたレ
ジスタ一番地に該位置データが登録されることになる（
ステップ６）。

このように、基準作業水平面と同じ動作プログラムを実
行させたい各所望の上下方向位置に対しては、Ｇコード
を入力しく例えば、ＧＯＯ，ｎとして入力設定すれば、
レジスターのｎ番地に予め登録されたオフセット値又は
絶対位置データを設定上下位置であるとする処理を行う
）。

従って、ロボットが実用段階で作動されるときには、教
示プログラムを再生実行するが、このとき、教示プログ
ラムの再生過程でＧコード指定を読み取る都度、上下方
向の位置データだけを指定レジスタ一番地から読み出し
、基準の水平作業面でリードスルー教示した動作プログ
ラムを、その上下位置におき、再度実行するのである。

第３図は、基準の作業水平面位置が上下方向位置１１０
０ｍｍであったとき、−例として、レジスターのｎ番地
に格納されたデータが示す上下方向位置６００ｍｍに対
してＧｏｏ、ｎを入力したとき、基準の作業水平面で教
示した動作プログラムのブロックがＧコードの読み取り
によって、上下方向の位置データだけを読み変えて実行
する様子を説明するプログラムデータの部分図である。

なお、第１図に図示の如く、多層の積層ワークＷを積み
替える所謂、パレタイジングやデパレタイジング操作の
リードスルー教示では、各層のワークに就いて全く同一
の動作プログラムが単に作業高さのみを変えて実行され
る場合が多く、その様な場合には、各プログラムブロッ
ク毎にＧコードを入力することに代えて、基準の作業水
平面内における動作プログラムを統一的に生成してから
、その全動作プログラムを高さを変えて実行し得るよう
なＧコード指定法を採用するようにしても良い。

以上に本発明を実施例に基づいて説明したが、水平移動
型ロボットによって成る所定の高さ位置で実行する動作
プログラムの一部、又は全部を他の高さ位置でも実行す
る必要があるとき、従来は、高さの異なる毎に、都度、
動作プログラムをリードスルー教示しなければならなか
ったものが本発明の思想によれば、−度のリードスルー
教示を作業者が遂行すれは、同一動作プログラムを種々
の高さ位置で実行可能とするもので、上記Ｇコードの設
定入力方法等は実施例のハンドル３０の位置で入力する
ことに代えて、ロボット制御装置３４のペンダント型操
作盤３６や制御装置３４自体の制御パネル上から入力す
る方法も可能であることは、当業者が容易に理解できる
ことである。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように、本発明によれば、ロボ
ット及びその制御装置に本発明の方法をてきようすれば
、上下軸方向にはロボット作業動作部をリードスルー教
示過程で移動させることなく、水平面内の配列が同じな
ワーク積み上げ、積み下ろし作業動作をロボットより、
実行させるとき、一つの作業面に関して動作プログラム
をり−トスルー教示するだけで、該教示プログラムを他
の高さにおける作業にも簡単に適用できるから、パレタ
イジングやデパレタイジング等のように、ロボット動作
のプログラムパターンが定形化されているときには、ロ
ボットに対するプログラムの教示が作業者の直接入力に
よるリードスルー教示でも教示過程を著しく短縮可能と
な効果が得られる。また、上記パレタイジングやデパレ
タイジング等のみならず、ある高さ位置におけるロボッ
ト動作の一部を他の高さ位置で応用実行することにより
、所望のロボット動作を遂行し得る場合は多々あり、こ
のようなときにも、本発明によるり−ビスルー教示法を
有効に利用することができる。

【図面の簡単な説明】 第１図は、本発明による水平移動型ロボットのリードス
ルー教示方法を適用する１例としての水平関節型ロボッ
トの立体的構成とシステム構成を示すブロック図、第２
図は、本発明に係るリードスルー教示過程を説明するフ
ローチャート図、第３図は、同教示法により教示された
プログラムの一部ブロックの実行過程を示す略示図。 １０・・水平関節型ロボット、 １２・・コラム、　　　　１６・・プラケット、１８・
・ロボット腕、 ２０．２２・・第１、第２腕、 ２４・・ロボット手首、 ２６・・エンドエフェクタ、 ３０・・ハンドル、　　３２・・１１０手段、３４・・
ロボット制御部、 ３６・・操作盤。 第 図 第 図 基準作業水平面の プログラムの Ｇコード（こより上下軸の 位置 レジ２９０番の 内容 ○○、ｎ ｎ：９００ Ｚ　＊０ θ　　　３０ Ｕ　　−１００ 変更後→［Ｇ 萬 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ロボットベースの設置面に対して上下方向の移動機
   能と水平面内の直交座標位置間における移動機能とを有
   したロボット腕を備えた水平移動型ロボットに予めリー
   ドスルー教示を行う方法において、前記ロボット腕を所
   定の上下方向位置において制動固定すると共に該上下位
   置データを登録し、次に前記水平面内の直交座標系にお
   けるロボット動作プログラムをリードスルー教示により
   設定、登録し、また、該水平面内におけるロボット動作
   プログラムと同一プログラムを前記水平面に平行な他の
   水平面内で実行するとき、該他の水平面の上下方向位置
   データを重畳して設定、登録して複数の水平面内で同一
   ロボット動作プログラムを繰り返し遂行可能にしたこと
   を特徴とした水平移動型ロボットのリードスルー教示方
   法。 ２、前記他の水平面の上下方向位置データは、前記ロボ
   ットベースの設置面を基準とした絶対座標位置により設
   定、登録する特許請求の範囲１、項に記載の水平移動型
   ロボットのリードスルー教示方法。 ３、前記他の水平面の上下方向位置データは、前記所定
   の上下方向位置からのオフセット値を設定、登録する特
   許請求の範囲１、項に記載の水平移動型ロボットのリー
   ドスルー教示方法。 ４、前記他の水平面の上下方向位置データは、予めレジ
   スター手段の各番地に登録した上下方向位置のデータを
   、プログラム機能コードにより該レジスターの番地を指
   定することにより、読み出すようにした特許請求の範囲
   １、項または２、項に記載の水平移動型ロボットのリー
   ドスルー教示方法。