JPH02262986A - ロボットのオフライン教示方法 - 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、溶接ロボット等の複数のロボットの作業実行
に際し、これらのロボットに教示動作を行なわせずに、
別途教示システムにて実行データを予め作成して行なう
ロボットのオフライン教示方法に関する。

［従来の技術］ 溶接ロボット等の産業用ロボットの作業プログラムの教
示作業は、従来、生産ラインのロボットを停止させ、そ
のロボットを実際の実行動作に従って動かすことにより
行なわれていた。

このような教示手段では、ロボットの作業点位置は、ロ
ボットに固定された基準位置を原点とするロボット座標
系における座標として記憶されるため、同一ワーク（作
業対象物）に対して同一作業プログラムを別のロボット
で実行する場合でも、ワークとロボットとの据付位置関
係が異なれば、ロボット毎に教示作業を行なわなければ
ならず。

教示作業に多大の労力を要している。また、作業ステッ
プが長くなったり、作業対象物の種類が多くなったりす
ると、データ量が多いためにデータをロボット内のプロ
グラムメモリに格納できず、人手により外部記憶装置か
らプロゲラ、ム（実行データ）を入れ替えるなどの操作
が必要になるので、自動的に一連の作業を行なうＦＭＳ
のような自動化ラインの構築が困難であった。

そこで、近年、ロボットの稼働率向上、教示作業の簡易
化などのために、コンピュータを利用したオフライン教
示システムによる教示手段が用いられることが多くなっ
ている。

例えば、第５図に示すように、溶接ロボット１を制御す
る制御盤２に、別途教示システムであるパーソナルコン
ピュータ３を接続することで、このパーソナルコンピュ
ータ３にて予め作成された実行データ（プログラム）に
基づいて、制御盤２が溶接ロボット１を制御するように
なっている。

また、近年、各種作業対象物に対応すべく複数のロボッ
トをそなえたＦ　Ｍ　Ｓ　（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ　Ｍａｎ
ｕｆａｃ−ｔｕｒｉｎｇ　５ｙｓｔｅ＋ｎ）等のような
自動化ラインが開発されている。このように複数のロボ
ットをそなえたシステムに対し、別途教示システムにて
行なうオフライン教示手段としては、従来、特開昭６２
−１０８３１４号公報に開示されたものがある。行なわ
れている。この従来手段では、別途教示システムにおい
て１作業対象物に対する各ロボットの一連の実行データ
が、その作業対象物を基準とするワーク座標系で記載・
作成される。そして、この実行データを、各ロボットを
基準とするロボット座標系や、複数のロボットが据え付
けられている作業空間を基準とする基準座標系における
座標データに変換するために、それぞれ座標変換行列が
算出されて記憶されている。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、このような複数ロボットに対するオフラ
イン教示手段では、３種類の座標系間の座標変換行列を
算出して記憶しなければならず、その作業が繁雑であり
、教示作業に多大の労力および時間を要している。

本発明は、このような課題を解決しようとするもので、
複数のロボットをそなえたシステムに対する教示作業を
短時間で簡易に行なえるようにして、全自動生産ライン
の構築を可能にしたロボットのオフライン教示方法を提
供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本発明のロボットのオフラ
イン教示方法は、 ■複数のロボットが据え付けられている作業空間を基準
とする基準座標系を設定し、 ■実行データにおける前記の各ロボットの作業点位置を
前記基準座標系に基づいて記載するとともに、 ■前記基準座標系から前記の各ロボットを基準とするロ
ボット座標系への座標変換行列を予め教示し、 ■前記実行データの前記の各ロボットへの伝送時には、
前記基準座標系に基づき前記実行データに記載された前
記の各ロボットの作業点位置を、前記座標変換行列によ
り前記ロボット座標系に対応する作業点位置に変換する ことを特徴としている。

［作　　　用］ 上述した本発明のロボットのオフライン教示方法では、
まず、複数のロボットが据え付けられている作業空間を
基準とする基準座標系が設定され、この基準座標系に基
づいて、各ロボットに実行させる実行データにおける各
ロボットの作業点位置が、別途教示システムから教示・
記載される。また、基準座標系から各ロボットを基準と
するロボット座標系への座標変換行列も予め教示してお
き、実行データの各ロボットへの伝送時には、基準座標
系に基づく実行データの各ロボットの作業点位置が、座
標変換行列により各ロボット座標系に対応する作業点位
置に変換される。

このため、本システムでは、座標系が基準座標系と各ロ
ボット座標系との２種類ですむほか、各ロボットと作業
対象物との配置関係が変わっても上述した座標変換行列
を設定し直すだけで対処できる。

［発明の実施例］ 以下１図面により本発明の一実施例としてのロボットの
オフライン教示方法について説明すると、第１図はその
フローチャート、第２図はその基準座標系およびロボッ
ト座標系を示す斜視図、第３図は本実施例の方法の適用
システム例を示す構成図、第４図は本実施例の方法を適
用する具体的な溶接ＦＭＳを示す構成図である。なお、
本実施例では、本発明の方法を溶接ロボットに適用した
場合について説明する。

本実施例では、まず、別途教示システムとしてのパーソ
ナルコンピュータ３（第３〜５図参照）において、第３
図に示すように、複数（本実施例では３台）の溶接ロボ
ット１ａ〜１ｃが据え付けられている作業空間内の基準
位ｔｆｌ　Ｏｏを原点とする基準座標系０Ｏ−ｘｙｚ（
第２，３図参照）を設定する（第１図のステップＳ１参
照）。

そして、各ロボット１，１８〜１ｃの溶接トーチＩＡの
ワーク（作業対象物）Ｗに対する各作業点位置Ｔ１が、
基準座標系０Ｏ−ｘｙｚに基づく位置座標［Ｐｌｌ（ｉ
は教示点番号）にて記載され、実行データとしてパーソ
ナルコンピュータ３から教示・記憶される（第１図のス
テップＳ２参照）。

また、基準座標系０ｏ−ｘｙｚから各ロボット１．１ａ
〜１ｃの基準位置ｏＲを原点とするロボット座標系０Ｒ
−ｘｙｚ（第２，３図参照）への座標変換行列［ＳＦ５
（ｊはロボット番号で、本実施例ではｊ＝１〜３）が、
各ロボット１，１８〜ＩＣ毎に実測され、パーソナルコ
ンピュータ３から予め教示・記憶されている（第１図の
ステップＳ３参照）。

以上のようなデータ教示を行なっておくことにより、実
行データを各ロボット１，１ａ〜１ｃへ伝送する際には
、基準座標系０Ｏ−ｘｙｚに基づき各ロボット１，１ａ
〜１ｃの作業立位！［Ｐｚｌが、座標変換行列［ＳＦ５
を用いて、ロボット１゜１ａ〜ＩＣ毎にロボット座標系
０Ｒ−ｘｙｚに対応する作業点位置［Ｒ１１ｊ（＝［Ｓ
Ｆ５［Ｐ　ｉｌ）に変換されて出力される。

従って、第３図に示すように、基準座標系０Ｏ−ｘｙｚ
に対する据付データＳの異なる３台の溶接ロボット１ａ
〜１ｃが本実施例のオフライン教示システムに接続され
ている場合には、各ロボット１８〜１ｃのロボット座標
系ＯＢ７　ｘ　ｙ　ｚと基準座標系０Ｏ−ｘｙｚとの間
の座標変換行列［Ｓコｊ（ｊ＝１〜３）をステップＳ３
にて設定しておけば、３台のロボット１ａ〜１ｃに共通
の実行データ［ｐｉ］に基づいて、各ロボット１８〜１
ｃの座標系に対応した実行データが容易に演算されるこ
とになる。

このように、本実施例の方法によれば、座標系が基準座
標系０ｏ−ｘｙｚと各ロボット座標系ｏＲ−ｘｙｚとの
２種類ですみ、３台のロボット１８〜１ｃに対する教示
作業が短時間で且つ容易に行なわれるようになる。また
、各ロボット１ａ〜ＩＣとワークＷとの配置関係が変わ
っても、座標変換行列［Ｓｂを設定し直すことにより容
易に対処でき、共通の実行データ［Ｐｌｌから各ロボッ
ト１ａ〜１ｃの座標系に対応した実行データが容易に得
られ、多量のデータ伝送を要するＦＭＳ等の全自動生産
ラインの構築が可能になるのである。

次に、本実施例の方法を適用される具体的な溶接ＦＭＳ
を第４図に示す。なお、第４図において、１８〜１ｃは
それぞれ制御盤２ａ〜２ｃにより制御される溶接ロボッ
ト、３は各制御盤２８〜２ｃに実行データを前述した方
式により伝送するパーソナルコンピュータ（オフライン
教示システム）、４ａ〜４ｃはそれぞれロボット１８〜
１ｃの位置を調整しうるスライダ、５ａ〜５ｃはそれぞ
れロボット１ａ〜１ｃの作業対象物となるワークの位置
を調整しうるポジショナ、６は各ロボット１８〜１ｃの
作業位置へワーク搬入台７ａからのワーク（図示せず）
を搬送するためのワーク搬送装置、７ｂは作業を終えた
ワークをワーク搬送装置６がら受は取り搬出するワーク
搬出台、８はこのワーク搬送装置６を制御する搬送装置
制御盤、９は搬入されたワークを検出・設定するワーク
設定器、１０はパーソナルコンピュータ３．搬送装置制
御盤８等のシステム全体を管理する生産管理用コンピユ
ータである。

このような溶接Ｆ　ＩＪｉ　Ｓにおいて、オペレータは
、ワーク搬入台７ａにワークを投入し、端末器（パーソ
ナルコンピュータ３）からワーク名等を生産管理用コン
ピュータ１０へ入力する。生産管理用コンピュータ１０
は、３台の溶接ロボット１８〜１ｃの中から空いている
ものを調べ、ワーク搬送装置６により空いているロボッ
トの作業位置（ポジショナ５ａ〜５ｃ）へワークを搬送
すると同時に、オフライン教示システムであるパーソナ
ルコンピュータ３に、ワーク名やデータ伝送先ロボット
番号等を送信する。

これにより、ワーク搬送装置６は、指定されたロボット
のポジショナへワークを搬入する一方、パーソナルコン
ピュータ３は、受信したワーク名に対応する実行データ
を記憶装置から選択するとともに、実行データ中の基準
座標系０ｏ−ｘｙｚにて記載された作業点位置［Ｐ１］
を、指定されたロボットについての座標変換行列［Ｓ］
ｊによりそのロボット座標系の位置座標［Ｒ１］ｊ＝［
Ｓ］ｊ［Ｐｚｌに変換して伝送先ロボットの制御盤２８
〜２ｃへ伝送するのである。ロボット１８〜１ｃは、ワ
ークの搬入を完了すると伝送された実行データに基づい
てワークに対して溶接作業を実行する。そして、生産管
理用コンピュータ１０は、ロボットからの溶接完了信号
を受けるとワーク搬送装置６にワーク搬出指令を送信し
、ワーク搬送装置６により溶接を終えたワークをワーク
搬出台７ｂへ搬出する。

なお、上記実施例では、産業用ロボットが溶接ロボット
である場合について説明したが、本発明の方式は、これ
に限定されるものではなく、他の種々のロボットにも同
様に適用される。

また、上記実施例では、ロボットが３台の場合について
説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。

［発明の効果］ 以上詳述したように、本発明のロボットのオフライン教
示方法によれば、複数のロボットが据え付けられた作業
空間を基準とする基準座標系に基づいて、実行データに
おける前記の各ロボットの作業点位置を記載するととも
に、前記基準座標系から各ロボット座標系への座標変換
行列を予め教示し、実行データの伝送時に、実行データ
の各ロボットの作業点位置を、前記座標変換行列により
前記ロボット座標系に対応する作業点位置に変換するよ
うにしたので、演算処理に必要な座標系が基準座標系と
各ロボット座標系との２種類ですみ、複数のロボットに
対する教示作業が短時間で且つ容易に行なわれるほか、
各ロボットと作業対象物との配置関係が変わっても座標
変換行列を設定し直すことにより容易に対処でき、多量
のデータ伝送を要するＦＭＳ等の全自動生産ラインを構
築できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１〜４図は本発明の一実施例としてのロボットのオフ
ライン教示方法を示すもので、第１図はそのフローチャ
ート、第２図はその基準座標系およびロボット座標系を
示す斜視図、第３図は本実施例の方法の適用システム例
を示す構成図、第４図は本実施例の方法を適用する具体
的な溶接ＦＭＳを示す構成図であり、第５図は一般的な
オフライン教示システムを示す構成図である。 図において、１，１８〜ｌｃ−溶接ロボット（産業用ロ
ボット）、２．２ａ〜２ｃｍ・−制御盤、３−パーソナ
ルコンピュータ（別途教示システム）、４８〜４ｃｍス
ライダ、５ａ〜５ｃｍポジショナ、６−ワーク搬送装置
、７ａ−ワーク搬入台、７ｂ−ワーク搬出台、８−搬送
装置制御盤、９−ワーク設定器、１〇−生産管理用コン
ピュータ、Ｗ・・−ワーク（作業対象物）。 特許出願人　株式会社　神戸製鋼所

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 作業対象物に対してそれぞれ所定の作業を行なう複数の
   ロボットを教示動作させずに、前記の各ロボットに実行
   させる実行データを別途教示システムにて予め作成し、
   前記の各ロボットに対する教示を行なうロボットのオフ
   ライン教示方法において、前記複数のロボットが据え付
   けられている作業空間を基準とする基準座標系を設定し
   、前記実行データにおける前記の各ロボットの作業点位
   置を前記基準座標系に基づいて記載するとともに、前記
   基準座標系から前記の各ロボットを基準とするロボット
   座標系への座標変換行列を予め教示し、前記実行データ
   の前記の各ロボットへの伝送時には、前記基準座標系に
   基づき前記実行データに記載された前記の各ロボットの
   作業点位置が、前記座標変換行列により前記ロボット座
   標系に対応する作業点位置に変換されることを特徴とす
   るロボットのオフライン教示方法。