JPH04158407A - ロボットの教示方法 - 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） この発明は、必要に応じて教示方法を選択し、その教示
作業性を向上させたロボットの教示方法に関するもので
ある。

（従来の技術及びその課題） 従来のマスク・スレーブマニピュレータは、それぞれの
動きが等しくなるようその構成及び形状を実質的に同等
とし、操作者によるマスタマニピュレータの教示運動に
対応した教示信号を、所定の演算を行うコントローラに
入力し、その演算結果に基づいてスレーブマニピュレー
タを、マスタマニピュレータの教示運動に対応させてプ
レイバックするものである しかしながら、このマスク・スレーブマニピュレータに
あっては、それぞれのマニピュレータを等しく構成する
ことから、スレーブマニピュレータの形状寸法が大きく
、しかもアームの稼働範囲が大きな場合には、それに対
応してマスタマニピュレータも大きくなり、マスタマニ
ピュレータによる教示作業が煩わしいものとなる。

一方、ティーチングボックスからの教示信号に基づいて
マニピュレータをプレイバックする方法は、マニピュレ
ータの運動が比較的単純な場合に適しているものの、そ
の運動が複雑になるにつれて、教示作業が煩雑になると
いう欠点がある。

本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであり、
ロボットの教示操作を従来のそれに比してより簡潔なも
のとした教示方法を捉供することをその目的とする。

（課題を達成するための手段） この目的を達成するため、本発明にあっては、教示運動
に対応するマニピュレータからの教示信号および／又は
ティーチングボックスからの教示信号に対して所定の演
算を行い、マニピュレータの運動を制御するコントロー
ラを具えるプレイバック可能なロボットを教示するに際
し、マニピュレータの運動に対応する運動を行い得るマ
スタマニピュレータと、マスタマニピュレータからコン
トローラへの教示信号をオン−オフ制御するスイッチと
を設け、スイッチの作動により、マスタマニピュレータ
からの教示信号を選択することを特徴とする。

（作　用） この方法によれば、スイッチをオン状態とすると、マス
タマニピュレータから教示信号が、マニピュレータから
の教示信号に優先してコントローラに入力されるので、
当該コントローラは所定の演算を行うこととなる。

それゆえ、スイッチのオン−オフ動作に対応してマニピ
ュレータを、通常のプレイバックロボット又はスレーブ
マニピュレータとして機能させることができる。勿論、
スイッチの動作に対応してマスタマニピュレータからの
教示信号に対してマニピュレータからの教示信号を優先
させることも可能である。

（実施例） 以下、図面を参照して本発明の好適な実施例に付いて詳
述する。

第１図は本発明の教示方法を適用したロボットを模式的
に示す図であり、４自由度を有するロボッＨＯのマニピ
ュレータ１２は、例えば、加圧流体の適用により膨径変
形し軸線方向に収縮力を生起するエアーバッグタイプの
弾性収縮体を対にした複数のアクチュエータを具え、マ
ニピュレータ１２の運動は、通例、その各関節部に配設
されたロータリエンコーダ、ポテンショメータなどの検
知手段１４　（図では簡略のため、その中の−っを示す
）により検知される。

アクチュエータへの加圧流体の給排は、演算手段１６か
らの制御信号に応じて、操作圧力源としての、例えばエ
アーコンプレッサ１８に接続されたバルブボックス２０
の各弁開度を調整することにより行うことができる。こ
のバルブボックス２ｏの調整は、演算手段１６に接続さ
れた検知手段１４がらの、教示者によるマニピュレータ
１４の直接的な教示運動に対応する教示信号および／又
はティーチングボックス２２からの教示信号に基づいて
行われ、演算手段Ｉ６はそれら教示信号に対して予め定
められた演算を行い、マニピュレータ１２に対する指令
位置及び速度を求めてこれを記憶する。それゆえ、演算
手段１６及び操作圧力源１８に接続されたバルブボック
ス２０は、マニピュレータ１２の運動を制御するコント
ローラ２４として機能する。なお、マニピュレータの動
作速度等の他の制御情報は、ティーチングボックスから
の教示信号に含ませても良く、演算手段１６に直接に入
力することもできる。

それゆえ、コントローラ２４は、教示作業が完了した後
にマニピュレータ１２に対して作動指令が入力されると
、演算により求められ指令位置及び速度、更には他の制
御情報に対応する制御信号を、記憶されたプログラムの
順にバルブボックス２ｏに送って各アクチュエータを作
動させ、教示された運動をマニピュレータに付与する。

また、コントローラ２４は、バルブボックス２ｏに対す
る制御信号と、マニピュレータの検知手段１４がらの検
知信号、即ちマニピュレータＩ２の実際の位置とを対比
して、教示運動に対するマニピュレータ１２の実際の運
動の差がある範囲内に収まるよう、マニピュレータの動
作を制御する。

更に、本発明にあっては、コントローラ２４の演算手段
にマスタマニピュレータ２６を接続する。具体的には、
マスタマニピュレータ２６に配設されてその自由度に対
応する運動を検知する、例えばポテンショメータ、ロー
タリエンコーダなどの検知手段２８（図ではその中の一
つを示す）をコントローラの演算手段１６に接続し、マ
スタマニピュレータ２６の運動に対応した検知信号が演
算手段１６に入力されるようにする。

この場合に、マニピュレータ１２とマスタマニピュレー
タ２６とは、いわゆるマスク・スレーブマニピュレータ
として機能することとなる。また、マニピュレータ１２
とマスタマニピュレータ２６との運動は、それらマニピ
ュレータのそれぞれ独立の座標系に対して求め、それら
マニピュレータの共通の座標系に対して座標変換を行う
ことにより一意に表すことができる。それゆえ、例えば
、マニピュレータ１２が冗長な自由度を有するもの、つ
まりその独立座標の数より大きな場合には、マニピュレ
ータ１２の同一の構造及び寸法をしたマスターアームを
有するマスタマニピュレータ２６を必要とすることがな
い。

更に、コントローラ２４を構成する演算手段１６は、ス
イッチ３０が接続されており、このスイッチ３０はその
オン状態において、マスタマニピュレータ２６からの教
示信号を演算手段１６に入力する。それゆえ、演算手段
１６は、スイッチ３０がオン状態にあるときに、マスタ
マニピュレータ２６の教示運動に対応する検知信号を検
知手段２８から受け、所定の座標変換を施す。

これと異なり、スイッチ３０がオフ状態にある場合にコ
ントローラ１６は、マスタマニピュレータ２６からの信
号を取り組むことなく、マニピュレータ１２の教示運動
に対応する検知信号を取り込み、所定の座標変換を施す
。つまり、コントローラの演算手段１６は、スイッチ３
０のオン−オフ作動に応じて、マスタマニピュレータ２
６の教示信号を選択的に取り込んで所定の座標変換演算
を行い、マニピュレータ１２に対する教示位置を求める
。なお、スイッチ３０がオン又はオフの何れの状態にあ
っても、コントローラの演算手段１６は、ティーチング
ボックス２２からの教示信号を受けることができる。

コントローラ２４の上述した処理手順を第２図に示す。

教示操作に際して、演算手段１６は、スイッチ３０がオ
ン又はオフ状態にあるかを判断し、入力状態にある場合
には、基準点設定フラッグが、通例、「ｌ」であるか「
０」であるかを判断する。

一方、スイッチ３０からの信号に対する基準点設定フラ
ッグがｒｌ、でない場合、っまりｒＱＪである場合には
、マニピュレータ１２及びマスタマニピュレータ２６の
各座標系における現在位置をそれぞれの基準点とし、基
準点設定フラッグを「１」とする、そして、マスタマニ
ピュレータ２６の座標系における各アームの現在位置を
所定の演算により求める。なお、スイッチ３ｏがらの信
号に対して基準点設定フラッグが’Ｉ（−Ｙ）Ｊである
場合は、マニピュレータ１２及びマスタマニピュレータ
２６の基準点設定はバスする。

次いで、演算手段１６は、教示操作者によるマスタマニ
ピュレータ２６の教示操作に対応して生起される検知手
段２８からの教示信号を取り込み、マスタマニピュレー
タ２６の移動量を移動位置と基準点との差として求め、
マスタマニピュレータ２６の座標系で表された当該移動
量をマニピュレータ１２の座標系における移動量に変換
し、マニピュレータ１２の基準点に加え、マニピュレー
タエ２に対する指令位置としてメモリーに出力する。

この際に、マスタマニピュレータ２６の移動量に倍率ｋ
を掛けることにより、マニピュレータ１２に対するマス
タマニピュレータ２６の運動を縮小又は拡大することが
できる。また、マスタマニピュレータ２６をスイッチ３
ｏの作動状態下で動がした後、スイッーＦ−３０ヲ非作
動状態としてマスタマニピュレータ２６を初期位置に復
帰させ、次いでスイッチ３゜を再度作動させ、マスタマ
ニピュレータ２６を動かすこと、更には、この動作を複
数回繰り返すことにより、マスタマニピュレータ２６の
可動空間が小さな場合にあっても、マニピュレータ１２
に大きな運動を教示することができる。

一方、スイッチ３０が非作動状態になった場合には、基
準点設定フラッグをｒＯＪとして、マスタマニピュレー
タによる教示作業を終了する。なお、本実施例にあって
、コントローラにおける演算手段１６は、スイッチ３０
からの信号が入力されたときに、マスタマニピュレータ
２６からの教示信号を取り込むものとしたが、これとは
逆に、スイッチ３０からの信号が入力されたときに、マ
スタマニピュレータ２６からの信号を無視する構成とす
ることもできる。

このように、ロボッ目０を教示するに際し、スイッチ３
０の動作に対応して、マスタマニピュレータ２６を使用
し得ることは、第３図に示すように、直方体のそれぞれ
の面での塗装の経路が異なるような場合に、特に有利で
あり、直方体３２の面Ａにおいて、スプレーガンを、点
ｌから２軸方向に−り５次いでＸ軸方向にＷ、更にＺ軸
方向にｈ、そしてＸ軸方向に−Ｗ移動させる場合には、
ティーチングボックスを用いて簡単に教示し得るものの
、面Ｂを図示の如く曲線Ｓに沿ってスプレーガンを移動
させたい場合に、ティーチングボックスを用いて始点５
から終点６に至る経路を教示するには、多数の点を規定
する一方、それら複数の点の間を曲線で補間する必要が
あるが、そのような場合には、スイッチ３０をオン作動
させて教示ロボットのマスターアームを当該経路に沿っ
て移動させることにより、極めて容易に教示することが
できる。

（発明の効果） かくして、本発明方法によれば、マスター・スレーブマ
ニピュレータのように、それぞれのマニピュレータを実
質的に同−構造及び形状とする必要がなく、教示操作の
難易度に応じてティーチングボックス又はマスタマニピ
ュレータにより教示し得るので、ロボットの教示操作が
極めて簡単になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明方法を適用したロボットの構成を示す
図、 第２図は、マスタマニピュレータを用いた場合の処理手
順を示す流れ図、 そして、第３図は、本発明を塗装ロボ′ットに適用した
場合の説明図である。 １０−・・ロボット　　　　　１２・・・マニピュレー
タ１４．２８・−・検知手段　　　２０・・−バルブボ
ックス２２・−・ティーチングボックス ２４・−コントローラ ２６・−・・マスタマニピュレータ ３０−・−スイッチ 第１Ｎ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、教示運動に対応するマニピュレータからの教示信号
   および／又はティーチングボックスからの教示信号に対
   して所定の演算を行い、マニピュレータの運動を制御す
   るコントローラを具えるプレイバック可能なロボットを
   教示するに際し、 マニピュレータの運動に対応する運動を行い得るマスタ
   マニピュレータと、マスタマニピュレータからコントロ
   ーラへの教示信号をオン−オフ制御するスイッチとを設
   け、スイッチの作動により、マスタマニピュレータから
   の教示信号を選択することを特徴とするロボットの教示
   方法。