JPH04169904A - ロボットの教示点作成方式 - 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〕 本発明はオフラインでのティーチングに使用されるロボ
ットの教示点作成方式に関し、特に複数の教示点を簡単
に作成することができるロボットの教示点作成方式に関
する。

〔従来の技術〕

近年、ロボットのティーチングにオフラインプログラミ
ング方式が導入されるようになってきた。

このオフラインプログラミング方式において、ロボット
の動作プログラムを作成する場合は、先ず教示点の作成
を行う。この教示点作成は、３次元空間上でロボットの
ＴＣＰ　（ツールセンタポイント）の位置及び姿勢を決
めるものである。ロボットは、その教示点の位置及び姿
勢のデータに基づいて所定の動作を行う。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、ロボットに、例えばアーク溶接のような連続し
た作業を行わせる場合、教示点はかなりの点数になる。

その教示作業は、教示点毎に位置及び姿勢のデータを教
示する必要があり、かなり複雑である。したがって、全
体として非常に困難な作業となっている。

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、教
示作業を簡単に行うことができるロボットの教示点作成
方式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〕

本発明では上記課題を解決するために、オフラインでの
ロボットの教示点作成方式において、前記ロボットが作
業対象とする経路の始点及び終点を、対象物が表示され
た画面上で指定し、前記始点と前記始点に対するアプロ
ーチ点との間のアプローチ距離を入力し、前記ロボット
が前記アプローチ点から前記始点に向かうときの接近角
を入力し、前記指定された経路の始点及び終点並びに前
記入力されたアプローチ距離及び接近角に基づいて複数
の教示点を作成することを特徴とするロボットの教示点
作成方式が、提供される。

〔作用〕

先ず、ロボットが作業対象とする経路の始点及び終点を
、対象物が表示された画面上で指定する。

次に、始点とアプローチ点との間のアプローチ距離を入
力する。さらに、ロボットがアプローチ点から始点に向
かうときの接近角を入力する。このようにして指定され
た経路の始点、終点、入力されたアプローチ距離及び接
近角に基づいて複数の教示点が作成される。したがって
、教示点作成を簡単に行うことができる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第２図はロボットの作業経路の基本構造を示す図である
。基本構造は４パターン（（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（
ｄ））である。

パターン（ａ）はロボットのＴＣＰが作業点Ａから作業
点已に向かって移動し、経路ＡＢに沿って作業を行う場
合である。

パターン（ｂ）はパターン（ａ）にアプローチ点Ｃを設
けた場合である。ロボットのＴＣＰは、アプローチ点Ｃ
から作業点Ａに接近する。

パターン（Ｃ）はパターン（ａ）に離反点りを設けた場
合である。ロボットのＴＣＰは、作業点Ｂから離れて離
反点りに向かう。

パターン（ｄ）はパターン（ａ）（ｂ）（ｃ）を組み合
わせた場合である。ロボットのＴＣＰは、Ｃ−Ａ−Ｂ−
Ｄの順に移動する。なお、アプローチ点Ｃ及び離反点り
は、経路ＣＡと経路ＢＤが互いに平行で長さが等しくな
るように設定される。

この４パターンがロボットが移動する際の基本的な経路
として認識されている。

第１図は本発明のロボットの教示点作成方式を説明する
ための図である。図は、ＣＲＴの一画面を示す。

左側の画面ｌにはワーク１０の３次元形状がワイヤフレ
ームモデルで表示される。右側の画面２にはデータ入力
の手順が示される。

ロボットの作業（例えばアーク溶接）は、ワーク１０の
稜線（ワーク１１とワーク１２とで形成されるＩｔ）１
３に沿って行われる。

教示点作成は次の手順で行われる。

先ず、カーソルが画面２の第１行目２１に位置する。こ
のとき、マウスを用いて稜線１３の始点（作業開始側の
作業点）Ａと終点（作業終了側の作業点）Ｂをピックす
ることによって、稜線１３を指定する。

稜線１３が指定されると、ワーク１ｏの３次元形状デー
タから、稜線１３の長さＬｌが得られる。

また、稜線１３を形成する面１４及び１５のなす角度Φ
が得られる。

アプローチ点Ｃは、点Ａ、Ｂ、Ｃで形成される面ＡＢＣ
の傾き角φが、角度Φの１／２になるような位置に設定
される。

稜線指定が終了すると、カーソルが画面２の第２行目２
２に移動する。このとき、作業点Ａとアプローチ点Ｃと
を結ぶ線１６の距離、すなわちアプローチ距離Ｌ２の値
をキーボードを用いて欄２３に入力する。

次に、カーソルは第３行目２４に移動する。このとき、
接近角θの値をキーボードを用いて欄２５に入力する。

接近角θは、稜Ｍ１３に対するロボットのＴＣＰの進み
角または遅れ角であり、線１６と線１７とのなす角度で
ある。ここで線１７は、面ＡＢＣと同一平面上にあり、
辺ＡＢ　（稜線１３）と直角をなす線である。

接近角θの入力によってアプローチ点Ｃが確定されると
、離反点りが、点Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄで形成される面ＡＢＤ
Ｃが平行四辺形になるような位置に設定される。

接近角θの入力が終了すると、カーソルは第４行目２６
に移動する。このとき、キーボードの実行キーを押すと
、作業点Ａ、Ｂ、アプローチ点Ｃ及び離反点りの位置及
び姿勢を示すデータが作成される。

ここで、作業点Ａに着目すると、作業点Ａにおける位置
及び姿勢データは次のようにして作成される。

ベクトルＡＣをアプローチベクトルＡ１ベクトルＡＢを
オリエントベクトル０、アプローチベクトルＡ１オリエ
ントベクトルＯにそれぞれ垂直なベクトルをノーマルベ
クトルＮとする。

作業点Ａの座標値ＡＩ＝’（ＡｌｘＳＡＩｙ。

Ａｌｚ） アプローチベクトルＡ＝　（Ａｘ、ＡｙＳＡｚ）オリエ
ントベクトル０＝　（Ｏｘ１０ｙ、Ｏ２）ノーマルベク
トルＮ＝　（Ｎｘ、Ｎｙ、Ｎｚ）とすれば、作業点Ａに
おける位置及び姿勢を示す行列式Ａ２は次式（１）にな
る。

他の点Ｂ、Ｃ，Ｄについても、始点Ａと同様にして、位
置及び姿勢データが作成される。その場合、姿勢は作業
点Ａにおける姿勢と同じで、位置のみが変化するように
作成される。

ロボットは教示点Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄの位置及び姿勢データ
に基づいて移動し、作業を行う。

このように、本実施例では、稜線１３の指定及びアプロ
ーチ距離Ｌ２と接近角θの入力を行うだけで教示点Ａ、
ＢＸＣ，Ｄの位置及び姿勢データが作成される。このた
め、従来、各教示点毎に行われていた複雑な教示作業が
不要となり、教示点作成が極めて簡単になる。

第３図は本発明の他の実施例を示す図である。

第１の実施例との相違点は、稜線１３に沿って、ロボッ
トが作業（例えばアーク溶接）を行う作業経路２０と作
業を行わない非作業経路２１とが交互に存在している点
である。この場合、第１の実施例の指定及び入力に加え
て、さらに作業経路２０の距離Ｌ３及び非作業経路２１
の距離Ｌ４をキーボードから入力する。

その結果、各作業経路２０の作業開始側の作業点Ａ、Ｆ
、Ｈ１作業終了側の作業点ＥＳＧＳＢ。

アプローチ点ＣＳＪ、Ｌ及び離反点Ｉ、に、Ｄが設定さ
れ、その各点の位置及び姿勢データが作成される。

このように、作業経路２０及び非作業経路２１が交互に
存在していても、２パラメータ（距離Ｌ３、Ｌ４）を追
加して入力するだけで、各教示点の位置及び姿勢データ
が作成される。したがって、その作業経路毎に教示作業
を行う必要がなく、教示点作成をさらに簡単に行うこと
ができる。

上記の説明では、各作業経路の距離及び各非作業経路の
距離がそれぞれ等しい場合を示したが、異なる場合でも
同様に適用できる。

第４図は本発明を実行するオフラインプログラミング装
置の概略の構成を示す図である。

プロセッサ５１は、ＲＯＭ５２に格納された本発明のロ
ボットの教示点作成方式のプロセッサ等にしたがって、
装置全体の動作を制御する。ＲＯＭ５２はＥＰＲＯＭま
たはＥＥＰＲＯＭで構成される。ＲＡＭ５３はＤＲＡＭ
等で構成され、ワーク１０の３次元形状に関するデータ
を含む各種データや演算処理のためのデータを一時的に
格納する。

浮動小数点演算用プロセッサ５４は、座標変換等のため
の種々の計算を行う。

グラフィック制御回路５５はディジタル信号を表示用の
信号に変換し、ＣＲＴ５６に与える。

ハードディスク５８は、各種のデータを格納するた狛に
１４０Ｍバイト以上の記憶容量を有し、ハードディスク
コントローラ５７によって制御される。

人出力ポート５９は各種のデータの人出力を行うもので
あり、キーボード６０及びマウス６１が接続されている
。これらの構成要素はバス５０によって互いに結合され
ている。

上記の説明では、ロボットが作業する稜線の始点、終点
を、稜線の両端にとったが、稜線中の任意の位置にとる
ように構成することもできる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明では、ロボットが作業する
経路の指定等を行うだけで複数の教示点の位置及び姿勢
のデータが作成されるようにしたので、従来、各教示点
毎に行われていた複雑な教示作業が不要となり、教示点
作成が極めて簡単になる。

【図面の簡単な説明】

′ｔ！Ｊ１図は本発明のロボットの教示点作成方式を説
明するための図、 第２図はロボットの作業経路の基本構造を示す図、 第３図は本発明の他の実施例を示す図、第４図は本発明
を実行するオフラインプログラミング装置の概略の構成
を示す図である。 ゛　画面 １０．１１．１２ ・−ワーク　　・ １３　　・　　　稜線（経路） ５１　　°　　プロセッサ ５２−−−一−−−−ＲＯＭ ６０　　　　　キーボード ６１・−−°　マウス Ａ　　　　　始点（作業開始側の作業点）Ｂ　　　　　
＃点（作業終了側の作業点）Ｃアプローチ点 Ｄ　　　　　離反点 Ｌ　２　　　　′−アプローチ距離 Ｌ　３−　　　作業経路の距離 Ｌ４　　　　非作業経路の距離 θ　　　　　接近角 特許出願人　　　ファナック株式会社 代理人　　　　　弁理士　　服部毅巖 （ａ）　　　Ａ　　　　　　　　　　　　　　　ｅ（ｄ
）　　　　　Ｃ（） 第２図 第３図

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）オフラインでのロボットの教示点作成方式におい
   て、 前記ロボットが作業対象とする経路の始点及び終点を、
   対象物が表示された画面上で指定し、前記始点と前記始
   点に対するアプローチ点との間のアプローチ距離を入力
   し、 前記ロボットが前記アプローチ点から前記始点に向かう
   ときの接近角を入力し、 前記指定された経路の始点及び終点並びに前記入力され
   たアプローチ距離及び接近角に基づいて複数の教示点を
   作成することを特徴とするロボットの教示点作成方式。
2. （２）前記複数の教示点は、前記始点、終点、アプロー
   チ点、及び前記終点からの離反点であることを特徴とす
   る請求項１記載のロボットの教示点作成方式。
3. （３）前記作成された教示点は、位置及び姿勢のデータ
   から構成されることを特徴とする請求項１記載のロボッ
   トの教示点作成方式。
4. （４）前記ロボットは溶接ロボットであり、前記経路は
   直線状の溶接線であることを特徴とする請求項１記載の
   ロボットの教示点作成方式。
5. （５）前記経路を、前記ロボットが作業を行う作業経路
   と作業を行わない非作業経路とに交互に分割し、前記作
   業経路の長さ及び前記非作業経路の長さを入力し、前記
   入力された作業経路の長さ及び非作業経路の長さに基づ
   いて前記経路上に前記教示点を連続して作成することを
   特徴とする請求項１記載のロボットの教示点作成方式。