JPH06179187A - 方位検知型ティーチング機構 - Google Patents
方位検知型ティーチング機構Info
- Publication number
- JPH06179187A JPH06179187A JP4334191A JP33419192A JPH06179187A JP H06179187 A JPH06179187 A JP H06179187A JP 4334191 A JP4334191 A JP 4334191A JP 33419192 A JP33419192 A JP 33419192A JP H06179187 A JPH06179187 A JP H06179187A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- teaching box
- robot manipulator
- manipulator
- teaching
- end effector
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ティーチングボックスとロボットマニピュレ
ータとの方位（座標系）が異なっても、ティーチングボ
ックスを操作した方向にロボットマニピュレータの先端
（エンドエフェクタ）が動く。 【構成】 ティーチングボックス２からはジョイスティ
ック３ａ，３ｂの操作に応じて指令が出される。またテ
ィーチングボックス２の方位θ1 、及びエンドエフェク
タの方位θ2 は、方位センサ５，６で検出される。方位
θ1 ，θ2 の偏差を基に、ティーチングボックス２から
出力された指令は座標変換され、座標変換された指令を
基に制御装置４がロボットマニピュレータ１を作動する
ことで、ジョイスティック３ａ，３ｂの操作方向にマニ
ピュレータ５が動く。
ータとの方位（座標系）が異なっても、ティーチングボ
ックスを操作した方向にロボットマニピュレータの先端
（エンドエフェクタ）が動く。 【構成】 ティーチングボックス２からはジョイスティ
ック３ａ，３ｂの操作に応じて指令が出される。またテ
ィーチングボックス２の方位θ1 、及びエンドエフェク
タの方位θ2 は、方位センサ５，６で検出される。方位
θ1 ，θ2 の偏差を基に、ティーチングボックス２から
出力された指令は座標変換され、座標変換された指令を
基に制御装置４がロボットマニピュレータ１を作動する
ことで、ジョイスティック３ａ，３ｂの操作方向にマニ
ピュレータ５が動く。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は方位検知型ティーチング
機構に関し、ロボットマニピュレータのティーチングボ
ックスによる動作指示の直観性を良くするためのもので
ある。本発明はロボットの教示作業等に利用して有効で
ある。
機構に関し、ロボットマニピュレータのティーチングボ
ックスによる動作指示の直観性を良くするためのもので
ある。本発明はロボットの教示作業等に利用して有効で
ある。
【０００２】
【従来の技術】ロボットマニピュレータの動作指示方法
の主流は、マニピュレータの先端（エンドエフェクタ）
をオペレータが直接動かして指示する直接指示と、ティ
ーチングボックス等を使用する間接指示の２通りに大別
される。産業用ロボットには、ティーチングボックスを
用いた間接教示の方が一般的に使用されている。図６に
示すように、従来のジョイスティック３を操作する方式
のティーチングボックス２による動作指示では、ティー
チングボックス２の向いている方位と、ロボットマニピ
ュレータ１先端部であるエンドエフェクタの向いている
方位との間には関連がない。なお４は制御装置であり、
ティーチングボックス２からの指令ΔＸ，ΔＹ，Δ
ＲX ，ΔＲY ，ΔＺ，ΔＲZ に応じてロボットマニピュ
レータ１を作動させる。
の主流は、マニピュレータの先端（エンドエフェクタ）
をオペレータが直接動かして指示する直接指示と、ティ
ーチングボックス等を使用する間接指示の２通りに大別
される。産業用ロボットには、ティーチングボックスを
用いた間接教示の方が一般的に使用されている。図６に
示すように、従来のジョイスティック３を操作する方式
のティーチングボックス２による動作指示では、ティー
チングボックス２の向いている方位と、ロボットマニピ
ュレータ１先端部であるエンドエフェクタの向いている
方位との間には関連がない。なお４は制御装置であり、
ティーチングボックス２からの指令ΔＸ，ΔＹ，Δ
ＲX ，ΔＲY ，ΔＺ，ΔＲZ に応じてロボットマニピュ
レータ１を作動させる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ティーチングボックス
で採用されている指示装置は、主に操作ボタン式とジョ
イスティック式の２通りである。
で採用されている指示装置は、主に操作ボタン式とジョ
イスティック式の２通りである。
【０００４】本来、ジョイスティックは２次元以上の方
向を指示するための装置であるが、通常、オペレータ
（作業座標系）の向いている方位とエンドエフェクタ
（手先座標系）の向いている方位が一致しないので、従
来の方式では、オペレータは、マニピュレータに指示し
たい方向を、ジョイスティックを動かす方向に一度頭の
中で変換してから操作する必要があり、直観性が悪く、
指示作業は煩わしい。
向を指示するための装置であるが、通常、オペレータ
（作業座標系）の向いている方位とエンドエフェクタ
（手先座標系）の向いている方位が一致しないので、従
来の方式では、オペレータは、マニピュレータに指示し
たい方向を、ジョイスティックを動かす方向に一度頭の
中で変換してから操作する必要があり、直観性が悪く、
指示作業は煩わしい。
【０００５】このため、低価格なことも手伝って、ジョ
イスティックよりもティーチングボックス上に配された
多数のボタンを選択し操作する形態の方が、より一般的
に用いられている。
イスティックよりもティーチングボックス上に配された
多数のボタンを選択し操作する形態の方が、より一般的
に用いられている。
【０００６】しかし、操作ボタンの数が多いため、どの
ボタンで、どの方向にエンドエフェクタが動くのかを常
に考えながら操作せざるを得ない操作ボタン式の直観性
は、ジョイスティック以上に悪い。
ボタンで、どの方向にエンドエフェクタが動くのかを常
に考えながら操作せざるを得ない操作ボタン式の直観性
は、ジョイスティック以上に悪い。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の構成は、動作指令を出力するティーチングボックス
と、ロボットマニピュレータと、ティーチングボックス
に備えた方位検出器と、ロボットマニピュレータに備え
た方位検出器と、ティーチングボックスを操作した方位
にロボットマニピュレータが動作するように、前記２つ
の方位検出器による方位の偏差を基に、前記動作指令を
ロボットマニピュレータの座標系での動作指令に変換す
る座標変換処理部と、座標変換された動作指令を基にロ
ボットマニピュレータを動作させる制御部と、を有する
ことを特徴とする。
明の構成は、動作指令を出力するティーチングボックス
と、ロボットマニピュレータと、ティーチングボックス
に備えた方位検出器と、ロボットマニピュレータに備え
た方位検出器と、ティーチングボックスを操作した方位
にロボットマニピュレータが動作するように、前記２つ
の方位検出器による方位の偏差を基に、前記動作指令を
ロボットマニピュレータの座標系での動作指令に変換す
る座標変換処理部と、座標変換された動作指令を基にロ
ボットマニピュレータを動作させる制御部と、を有する
ことを特徴とする。
【０００８】
【作用】ティーチングボックスとエンドエフェクタの両
方の方位を計測し、その差である相対方位分の座標変換
処理を施して、ティーチングボックスの座標系で指示し
た方位をエンドエフェクタの座標系に変換してやりティ
ーチングボックスとエンドエフェクタとの方向のずれを
補正する。これによりティーチングボックスで指示した
方位にエンドエフェクタが動く。
方の方位を計測し、その差である相対方位分の座標変換
処理を施して、ティーチングボックスの座標系で指示し
た方位をエンドエフェクタの座標系に変換してやりティ
ーチングボックスとエンドエフェクタとの方向のずれを
補正する。これによりティーチングボックスで指示した
方位にエンドエフェクタが動く。
【０００９】
【実施例】以下に本発明の実施例を図面に基づき詳細に
説明する。なお従来技術と同一機能をはたす部分には同
一符号を付して説明する。
説明する。なお従来技術と同一機能をはたす部分には同
一符号を付して説明する。
【００１０】＜第１実施例＞本発明の第１実施例を図１
を基に説明する。同図に示すようにティーチングボック
ス２には２本のジョイスティック３ａ，３ｂが備えられ
ている。ジョイスティック３ａを操作すると、ロボット
マニピュレータ１をＸ軸およびＹ軸に関して動かす指
令、即ちＸ軸に沿う偏位Δｘ及び回転ΔＲx とＹ軸に沿
う偏位Δｙ及び回転ΔＲy が出力され、ジョイスティッ
ク３ｂを操作すると、ロボットマニピュレータ１をＺ軸
に関して動かす指令、即ちＺ軸に沿う偏位Δｚ及び回転
ΔＲz が出力される。制御装置４は指令に応じてロボッ
トマニピュレータ１の動作を制御する。ここまでの構成
は従来と同様である。
を基に説明する。同図に示すようにティーチングボック
ス２には２本のジョイスティック３ａ，３ｂが備えられ
ている。ジョイスティック３ａを操作すると、ロボット
マニピュレータ１をＸ軸およびＹ軸に関して動かす指
令、即ちＸ軸に沿う偏位Δｘ及び回転ΔＲx とＹ軸に沿
う偏位Δｙ及び回転ΔＲy が出力され、ジョイスティッ
ク３ｂを操作すると、ロボットマニピュレータ１をＺ軸
に関して動かす指令、即ちＺ軸に沿う偏位Δｚ及び回転
ΔＲz が出力される。制御装置４は指令に応じてロボッ
トマニピュレータ１の動作を制御する。ここまでの構成
は従来と同様である。
【００１１】更に本実施例では、ロボットマニピュレー
タ１の先端部であるエンドエフェクタに方位センサ５が
備えられると共にティーチングボックス２に方位センサ
６が備えられ、またソフトウェア演算により座標変換す
る座標変換処理部１０を有している。
タ１の先端部であるエンドエフェクタに方位センサ５が
備えられると共にティーチングボックス２に方位センサ
６が備えられ、またソフトウェア演算により座標変換す
る座標変換処理部１０を有している。
【００１２】方位センサ５，６の出力値（例えば北から
の時計まわりの角度）θ1 ，θ2 は座標変換処理部１０
に送られ、ここで方位偏差Δθ＝θ1 −θ2 が求められ
る。またティーチングボックス２から出力される指令値
のうちΔｘ，Δｙ，ΔＲx ，ΔＲy は、座標変換処理部
１０により、次のようにして座標変換される。
の時計まわりの角度）θ1 ，θ2 は座標変換処理部１０
に送られ、ここで方位偏差Δθ＝θ1 −θ2 が求められ
る。またティーチングボックス２から出力される指令値
のうちΔｘ，Δｙ，ΔＲx ，ΔＲy は、座標変換処理部
１０により、次のようにして座標変換される。
【００１３】
【数１】
【００１４】Ｚ軸方向については変換することなく出力
指令（ΔＺΔＲZ ）＝指令（ΔｚΔＲz ）である。そし
て（３）式で示すように座標変換したＸ，Ｙ軸に関する
指令ΔＸ，ΔＹ，ΔＲX ，ΔＲY と、Ｚ軸に関する指令
（ΔＺ，ΔＲZ ）を制御装置４に送ると、これら指令に
応じてロボットマニピュレータ１の動作が行われる。
指令（ΔＺΔＲZ ）＝指令（ΔｚΔＲz ）である。そし
て（３）式で示すように座標変換したＸ，Ｙ軸に関する
指令ΔＸ，ΔＹ，ΔＲX ，ΔＲY と、Ｚ軸に関する指令
（ΔＺ，ΔＲZ ）を制御装置４に送ると、これら指令に
応じてロボットマニピュレータ１の動作が行われる。
【００１５】この場合、座標変換処理をしているので、
たとえエンドエフェクタとティーチングボックス２の方
向が異なっていても、ジョイスティック３ａ，３ｂを操
作した向きにロボットマニピュレータ１が動く。例え
ば、マニピュレータ１のエンドエフェクタがいずれの方
位を向いていても、オペレータがジョイスティック３を
北の方角に指示すれば、ティーチングボックス２の向き
（方位）とは無関係にマニピュレータ１は北の方向に動
作する。
たとえエンドエフェクタとティーチングボックス２の方
向が異なっていても、ジョイスティック３ａ，３ｂを操
作した向きにロボットマニピュレータ１が動く。例え
ば、マニピュレータ１のエンドエフェクタがいずれの方
位を向いていても、オペレータがジョイスティック３を
北の方角に指示すれば、ティーチングボックス２の向き
（方位）とは無関係にマニピュレータ１は北の方向に動
作する。
【００１６】＜第２実施例＞図２に示す第２実施例は、
第１実施例でのジョイスティック３ａ，３ｂの代わり
に、六軸力覚センサ７を使用した例である。鉛直方向ま
わりの方位変換機能、すなわちΔｘ，Δｙ，ΔＲx ，Δ
Ｒy についてのＺ軸まわりの回転変換を、第１実施例と
同様に追加することで実現される。このように、本発明
は２次元以上の指示ができる様々な指示装置に有効であ
る。
第１実施例でのジョイスティック３ａ，３ｂの代わり
に、六軸力覚センサ７を使用した例である。鉛直方向ま
わりの方位変換機能、すなわちΔｘ，Δｙ，ΔＲx ，Δ
Ｒy についてのＺ軸まわりの回転変換を、第１実施例と
同様に追加することで実現される。このように、本発明
は２次元以上の指示ができる様々な指示装置に有効であ
る。
【００１７】＜第３実施例＞大型のモータ等を用いてい
る工場内等の環境では、磁場が乱れており、地磁気を利
用した方位センサ４が正常に機能しないことがある。そ
こで、第３実施例では図３に示すように方位センサとし
て、ジャイロ８ａ，８ｂを使用し、回転角度を検出する
手法を挙げる。このように、オペレータとエンドエフェ
クタとの相対方位がわかれば方位を検出するセンサは何
を使用しても構わない。
る工場内等の環境では、磁場が乱れており、地磁気を利
用した方位センサ４が正常に機能しないことがある。そ
こで、第３実施例では図３に示すように方位センサとし
て、ジャイロ８ａ，８ｂを使用し、回転角度を検出する
手法を挙げる。このように、オペレータとエンドエフェ
クタとの相対方位がわかれば方位を検出するセンサは何
を使用しても構わない。
【００１８】＜第４実施例＞図４に示す第４実施例では
マニピュレータ１の姿勢情報（各リンク長，各関節角か
ら計算される行列）Ｒから、エンドエフェクタとマニピ
ュレータの根元部との方位偏差Δθを計算から求める。
マニピュレータ１の姿勢情報（各リンク長，各関節角か
ら計算される行列）Ｒから、エンドエフェクタとマニピ
ュレータの根元部との方位偏差Δθを計算から求める。
【００１９】マニピュレータの根元部の方位θ3 をマニ
ピュレータの設置時にあらかじめ方位センサ５ａで測定
しておけば、エンドエフェクタの方位θ2 を計算から求
めることができる。θ2 が得られれば、他の処理は第１
実施例と同様に処理することができる。
ピュレータの設置時にあらかじめ方位センサ５ａで測定
しておけば、エンドエフェクタの方位θ2 を計算から求
めることができる。θ2 が得られれば、他の処理は第１
実施例と同様に処理することができる。
【００２０】第４実施例の利点はマニピュレータ１の設
置時を除けば方位センサがひとつで済むこと、様々な姿
勢をとるので測定が難しいエンドエフェクタ上で方位セ
ンサを使用しないで済むことなどが挙げられる。
置時を除けば方位センサがひとつで済むこと、様々な姿
勢をとるので測定が難しいエンドエフェクタ上で方位セ
ンサを使用しないで済むことなどが挙げられる。
【００２１】＜第５実施例＞図５に示す第５実施例は、
第１実施例のジョイスティック３が、方位センサ５に連
動して任意の方位を向くことができるようにアクチュエ
ータ２０を組込んだものである。更に方位偏差の算出及
びアクチュエータ２０の制御をする処理・制御部２３を
備えている。
第１実施例のジョイスティック３が、方位センサ５に連
動して任意の方位を向くことができるようにアクチュエ
ータ２０を組込んだものである。更に方位偏差の算出及
びアクチュエータ２０の制御をする処理・制御部２３を
備えている。
【００２２】他の実施例と同様に方位偏差Δθ＝θ1 −
θ2 を求めるが、本実施例ではこの値Δθでジョイステ
ィック３自体をアクチュエータ２０とギヤ２１を介して
基準方位から角度Δθ回転させる。すなわち、回転変換
を計算ではなく、機械的に行なうものである。
θ2 を求めるが、本実施例ではこの値Δθでジョイステ
ィック３自体をアクチュエータ２０とギヤ２１を介して
基準方位から角度Δθ回転させる。すなわち、回転変換
を計算ではなく、機械的に行なうものである。
【００２３】通常、ｘ−ｙの様に２成分を出力できるジ
ョイスティック３は２個のポテンショメータを内蔵して
おり、オペレータがジョイスティック３を操作すると、
同時に２個のポテンショメータが回転しスリップリング
２２を介してｘ，ｙの２成分の指令値を得ることができ
る。このため、特に自動復帰型のジョイスティックを用
いると、復帰機構のメカ的な特性のためジョイスティッ
クを操作する方向により操作感が異なり、オペレータが
違和感を覚えることがある。本実施例によれば、ジョイ
スティック３自体を物理的に回転させるので、ポテンシ
ョメータに起因する操作感の悪さを回避することができ
る。
ョイスティック３は２個のポテンショメータを内蔵して
おり、オペレータがジョイスティック３を操作すると、
同時に２個のポテンショメータが回転しスリップリング
２２を介してｘ，ｙの２成分の指令値を得ることができ
る。このため、特に自動復帰型のジョイスティックを用
いると、復帰機構のメカ的な特性のためジョイスティッ
クを操作する方向により操作感が異なり、オペレータが
違和感を覚えることがある。本実施例によれば、ジョイ
スティック３自体を物理的に回転させるので、ポテンシ
ョメータに起因する操作感の悪さを回避することができ
る。
【００２４】
【発明の効果】本発明によれば、ティーチングボックス
２を操作した方位にロボットマニピュレータが動作する
ように、ティーチングボックスの指令を座標変換するた
め、オペレータがティーチングボックスの操作に対する
マニピュレータの挙動を容易に予測できるようになり、
教示作業の煩わしさや、オペレータの誤操作による危険
等が軽減される。
２を操作した方位にロボットマニピュレータが動作する
ように、ティーチングボックスの指令を座標変換するた
め、オペレータがティーチングボックスの操作に対する
マニピュレータの挙動を容易に予測できるようになり、
教示作業の煩わしさや、オペレータの誤操作による危険
等が軽減される。
【図１】本発明の第１実施例を示す構成図。
【図２】本発明の第２実施例を示す構成図。
【図３】本発明の第３実施例を示す構成図。
【図４】本発明の第４実施例を示す構成図。
【図５】本発明の第５実施例を示す構成図。
【図６】従来技術を示す構成図。
１ ロボットマニピュレータ ２ ティーチングボックス ３，３ａ，３ｂ ジョイスティック ４ 制御装置 ５，５ａ，６ 方位センサ ７ 六軸力覚センサ ８ａ，８ｂ ジャイロ １０ 座標変換処理部 ２０ アクチュエータ ２１ ギヤ ２２ スリップリング ２３ 処理・制御部
Claims (1)
- 【請求項１】 動作指令を出力するティーチングボック
スと、ロボットマニピュレータと、ティーチングボック
スに備えた方位検出器と、ロボットマニピュレータに備
えた方位検出器と、ティーチングボックスを操作した方
位にロボットマニピュレータが動作するように、前記２
つの方位検出器による方位の偏差を基に、前記動作指令
をロボットマニピュレータの座標系での動作指令に変換
する座標変換処理部と、座標変換された動作指令を基に
ロボットマニピュレータを動作させる制御部と、を有す
ることを特徴とする方位検知型ティーチング機構。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4334191A JPH06179187A (ja) | 1992-12-15 | 1992-12-15 | 方位検知型ティーチング機構 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4334191A JPH06179187A (ja) | 1992-12-15 | 1992-12-15 | 方位検知型ティーチング機構 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06179187A true JPH06179187A (ja) | 1994-06-28 |
Family
ID=18274563
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4334191A Withdrawn JPH06179187A (ja) | 1992-12-15 | 1992-12-15 | 方位検知型ティーチング機構 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06179187A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014530767A (ja) * | 2011-09-06 | 2014-11-20 | ケバ アクチェンゲゼルシャフト | 工業用ロボットの運動および／またはプロシージャをプログラミングまたは設定する方法、制御システムおよび運動設定手段 |
| JP2015202548A (ja) * | 2014-04-16 | 2015-11-16 | 株式会社Ihi | 遠隔操作支援装置と遠隔操作支援方法 |
| JP2019144701A (ja) * | 2018-02-16 | 2019-08-29 | 三菱重工工作機械株式会社 | 工作機械 |
| JP2019198925A (ja) * | 2018-05-16 | 2019-11-21 | 株式会社安川電機 | 操作用デバイス、制御システム、制御方法及びプログラム |
| JP2019198926A (ja) * | 2018-05-16 | 2019-11-21 | 株式会社安川電機 | 操作用デバイス、制御システム、制御方法及びプログラム |
-
1992
- 1992-12-15 JP JP4334191A patent/JPH06179187A/ja not_active Withdrawn
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014530767A (ja) * | 2011-09-06 | 2014-11-20 | ケバ アクチェンゲゼルシャフト | 工業用ロボットの運動および／またはプロシージャをプログラミングまたは設定する方法、制御システムおよび運動設定手段 |
| JP2015202548A (ja) * | 2014-04-16 | 2015-11-16 | 株式会社Ihi | 遠隔操作支援装置と遠隔操作支援方法 |
| JP2019144701A (ja) * | 2018-02-16 | 2019-08-29 | 三菱重工工作機械株式会社 | 工作機械 |
| JP2019198925A (ja) * | 2018-05-16 | 2019-11-21 | 株式会社安川電機 | 操作用デバイス、制御システム、制御方法及びプログラム |
| JP2019198926A (ja) * | 2018-05-16 | 2019-11-21 | 株式会社安川電機 | 操作用デバイス、制御システム、制御方法及びプログラム |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20000307 |