JPH0668695B2 - ロボツト制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、教示時に基準位置として設定された位置から
ズレた位置で再教示した場合であっても、当該基準位置
で教示されたかのごとく、その再教示時のデータを基準
位置でのデータに変換して記憶する機能を有するロボッ
ト制御装置に関する。

（従来の技術） 近年、産業界においては、省力化，自動化等の要請によ
って、ロボットを用いて各種部品の加工，組立て等の作
業を行なっているが、このロボットの中には、これらの
作業の精度向上のために、カメラを用いた視覚装置から
の情報によってワークの位置を検出し、このワークの位
置がロボットの教示時におけるワークの位置（基準位
置）に対してどの程度の誤差を有しているかを算出し、
この誤差に基づいて座標変換してロボットにフィードバ
ックすることにより、ワークの位置ずれに起因するこれ
ら作業精度の低下を防止するものがある。

このような座標変換機能を有するロボット制御装置の概
略構成図が第４図に示されている。

同図に示すように、ロボット１の各軸アーム内に設けら
れている位置検出装置から各軸の変位を入力する各軸変
位入力部２には、この各軸の変位をロボット系の座標に
変換する変位位置変換部３と、前記した各軸の変位に関
するデータを必要に応じて記憶するティーチデータ格納
部４が接続されており、当該位置検出装置から出力され
た各軸の変位は、変位位置変換部３からロボット系の座
標に関するデータとして出力され、また、必要に応じて
ティーチデータ格納部４に格納される。

また、ティーチデータ格納部４には変位位置変換部５が
接続されており、ティーチデータ格納部４に格納されて
いる変位データは、変位位置変換部５によってロボット
系の座標に関するデータに変換されて出力される。さら
に、変位位置変換部５には、位置補正演算部８が接続さ
れており、ここで、カメラ６ａ，６ｂから入力したワー
クの姿勢に関する画像をセンサインターフェース７を介
して入力すると共に、このワークの姿勢に基づいて変位
位置変換部５から出力される座標データの補正量を演算
する。

そして、変位位置変換部３及び位置補正演算部８には、
制御部９が接続され、この制御部９によって、変位位置
変換部３又は位置補正演算部８から出力された座標デー
タに基づいてロボット１の各軸を動作させる位置データ
を算出すると共に、その他ロボット等の動作に関する制
御信号が算出される。

また、制御部９には、位置変位変換部１０が接続されて
おり、ここで、制御部９によって算出されたロボット１
の各軸を動作させる位置データがロボット１の各軸の変
位に関するデータに変換されて出力され、この位置変位
変換部１０に接続されている目標位置出力部１１によっ
て、図示しない駆動回路にロボット１の各軸アームを所
定の位置まで駆動すべき信号が出力される。

このように構成されたロボット制御装置は、ティーチン
グ及びプレイバックを、次のようにして行なう。

まず、ティーチング時には、ワークをセットしてカメラ
によってこのワークの姿勢を検出し、この時のワークの
姿勢を基準の姿勢として位置補正演算部８にティーチン
グする。次に、ロボット１をマニュアル動作し、プレイ
バック時に移動すべきロボット１の各軸アームの軌跡を
各軸変位入力部２によって読み込み、ここで読み込んだ
各軸アームの変位データをティーチデータ格納部４に順
次記憶する。

次にプレイバック時には、ティーチデータ格納部４から
各軸の変位データを順次取り出し、変位位置変換部５に
よってロボット１の作業部におけるアーム先端部の位置
データ（位置及び姿勢）が算出される。そして、位置補
正演算部８によってカメラ６ａ，６ｂによって検出した
ワークの現在の姿勢とティーチング時に記憶させたワー
クの基準の姿勢から補正量を求めると共に、前記したア
ーム先端部の位置データをこの補正量によって補正し、
この補正後の位置データを制御部９に出力する。制御部
９では、この補正後に位置データに基づき、アーム先端
部の動作経路、速度等が算出され、これらのデータが位
置変位変換部１０に出力されて各軸の変位量に変換さ
る。この変位量は、目標変位出力部１１に出力されて、
図示しない駆動回路によってモータが駆動され、各軸ア
ームが所定の位置まで駆動される。また、各軸変位入力
部２によって取り込まれた各軸アームの現在変位も、変
位位置変換部３によってロボット１の作業部におけるア
ーム先端部の位置データとして算出され、制御部９に出
力されている。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、このような従来のロボット制御装置にあ
っては、ワークに対するティーチングポイントに修正が
必要になった場合（例えば、ワークに対する溶接位置を
一部修正したい場合、溶接軌跡を一部修正したい場合
等）には、ワークを教示時にティーチングした姿勢に完
全に一致させて、修正すべきティーチングポイントを再
入力する必要がある。ところが、このように、ワークを
教示時にティーチングした姿勢に一致させるためには、
教示時におけるワークの位置を再現するための高価な治
具を生産ライン内に設置する必要があるばかりでなく、
この治具へのワークのセットに多くの時間を要する。こ
のため、ティーチングデータを修正すべきポイントのみ
ならず、全てのティーチングデータを変更すべく再教示
を行なっているが、この場合には、ティーチングポイン
トの数が多くなるので、かなりの工数を要するという問
題があった。

本発明は、このような従来の問題点に鑑みて成されたも
のであり、ティーチングポイントに修正を要する場合に
は、現在のワークに対してティーチングした補正データ
を、ティーチング時のワークの姿勢である基準位置にお
けるデータに逆変換して記憶する機能を有するロボット
制御装置を提供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段） 前記目的を達成するための本発明は、教示時に設定され
たワークの基準位置からズレた現在位置で再教示したデ
ータを、前記基準位置で再教示した場合と同様のデータ
に変換するロボット制御装置であって、当該ワークのロ
ボット座標系における当該現在位置を検出するセンサ
と、当該センサから入力した前記ワークの前記現在位置
及び予め設定した前記ワークのロボット座標系における
前記基準位置からロボットを構成する各軸アームの補正
量を算出する位置補正量演算手段と、前記現在位置で教
示された前記ワークの教示点のデータを、当該位置補正
量演算手段によって算出された各軸アームの補正量に基
づいてロボット座標系における基準位置へのデータに逆
変換するための逆補正量を演算する逆補正量演算手段
と、当該逆補正量演算手段によって演算された逆補正量
に基づいて、前記現在位置で教示された前記ワークの教
示点のデータをロボット座標系における基準位置へのデ
ータに逆変換する逆位置補正演算手段と、当該逆位置補
正演算手段によって基準位置へのデータに逆変換された
前記教示点のデータを再教示データとして記憶する記憶
手段とを有することを特徴とする。

（作用） 以下に本発明の作用を、第１図に基づいて説明する。

まず、位置補正量演算手段８は、ワークの姿勢を検出す
るセンサ６からの出力によって、当該ワークの姿勢と予
め設定されているワークの基準姿勢との誤差を演算す
る。次に、逆補正量演算手段１３は、位置補正量演算手
段８から出力された信号に基づいて、前記ワークの姿勢
を予め設定されているワークの基準姿勢に変換するため
の補正量を演算する。

一方、現在位置検出手段３は、ロボット１における各軸
アームの現在位置を検出し、この検出したデータを出力
する。

そして、逆位置補正演算手段１４は、現在位置検出手段
３から出力された現在位置を、逆補正量演算手段１３か
ら出力された補正量に基づいて逆補正演算し、この結果
を格納手段４に記憶する。

従って、ロボット１から出力された各軸アームの位置座
標は、ワークの基準姿勢における位置座標に変換され、
この変換後の位置データが記憶されることになる。

（実施例） 以下に本発明の実施例を、図面に基づいて詳細に説明す
る。

第２図には、本発明に係るロボット制御装置の概略構成
図が示されており、以下に記すように構成されている。

ロボット１の図示しない各軸アーム等の位置を検出する
位置検出装置には、この装置からの信号を入力する各軸
変位入力部２を介して、この各軸の変位をロボット系の
座標に変換する現在位置検出手段としての変位位置変換
部３と、制御盤１６の指示によって各軸変位入力部２及
び変位位置変換部３から入力される信号の出力選択を行
なう選択部１２とが接続されている。選択部１２には、
各軸アーム等の変位に関するデータを必要に応じて記憶
する記憶手段としてのティーチデータ格納部４と、後述
する逆位置補正演算部１４が接続されている。また、テ
ィーチデータ格納部４には、ここから出力される変位デ
ータを、ロボット系の座標に関するデータに変換する変
位位置変換部５を介して、センサであるカメラ６ａ，６
ｂから入力したワークの姿勢に関する画像センサインタ
ーフェース７を介して入力すると共にこのワークの姿勢
に基づいて変位位置変換部５から出力される座標データ
の補正量を演算する位置補正量演算手段としての位置補
正演算部８が接続されている。そして、この位置補正演
算部８には、ワークの現在位置を教示時に予め設定した
ワークの基準位置に変換するための補正量を算出する逆
補正量演算手段としての逆補正量算出部１３と、位置補
正演算部８及び変位位置変換部３から出力された座標デ
ータに基づいてロボット１の各軸を動作させる位置デー
タを算出すると共にその他のロボット等に関する制御信
号を算出する制御部９が接続されている。逆補正量算出
部１３には、変位位置変換部３から出力されたロボット
１における各軸アームの現在位置データを逆補正量算出
部１３で算出した補正量によって補正し、ワークの基準
位置における位置データに変換する逆位置補正演算手段
としての逆位置補正演算部１４が接続されており、この
逆位置補正演算部１４から出力された位置データは、こ
れに接続されている位置変位変換部１５によって変位デ
ータに変換されてティーチデータ格納部４に記憶され
る。また、制御部９には、位置変位変換部１０が接続さ
れており、ここで、制御部９によって算出されたロボッ
ト１の各軸を動作させる位置データがロボット１の各軸
の変位に関するデータに変換されて出力され、この位置
変位変換部１０に接続されている目標位置出力部１１に
よって、図示しない駆動回路にロボット１の各軸アーム
を所定の位置まで駆動すべき信号が出力される。

以上のように構成されたロボット制御装置は、第３図に
示す動作フローチャートに基づいて次のように動作す
る。

ステップ１ 位置補正演算部８は、カメラ６ａ及び６ｂからセンサイ
ンターフェースを介して入力したワークの姿勢に関する
情報から、ワークの基準位置に対する補正量を算出し、
この補正量をΔＸ．Δθとして入力する。

ただし、前記した補正量のΔＸは、平行補正量を、Δθ
は、回転補正量を夫々あらわしている。

ステップ２ 位置補正演算部８は、ステップ１において入力した補正
量に基づいて下記の補正式を作成する。この補正式は、
（Ｘ′，θ′）＝ｆ（Ｘ，θ）として表される。

ここで、Ｘ′は、補正後の座標を、θ′は、補正後のロ
ボット１におけるハンドの方向を、Ｘは、ティーチング
時における座標を、θは、ティーチング時におけるハン
ドの方向を夫々示している。

ステップ３ 逆補正量算出部１３は、ステップ２において求められた
Ｘ′，θ′から下記の逆補正式を作成する。

この補正式は、（Ｘ．θ）＝ｆ^−１（Ｘ′，θ′）とし
て表される。

ステップ４ 選択部１２は、制御盤１６からティーチングの終了指示
が出力されているどうかを判断し、終了指示が出力され
ていればプログラムの実行を停止し、出力されていなけ
ればステップ５に進む。

ステップ５ 選択部１２は、制御盤１６から記憶指示が出力されてい
るかどうかを判断し、記憶指示が出力されていればステ
ップ６に進み、出力されていなけばステップ４に戻る。

ステップ６ 各軸変位入力部２は、ロボット１における各軸アームの
現在位置Ｊｃを入力する。

ステップ７ 選択部１２は、制御盤１６から逆補正指示が出力されて
いるかどうかの判断をし、逆補正指示が出力されていれ
ばステップ９に、出力されていなければステップ８に夫
々進む。

ステップ８ ティーチデータ格納部４は、ステップ６において入力し
た現在位置Ｊｃを選択部１２を介して入力し、記憶す
る。

ステップ９ 変位位置変換部３は、各軸変位入力部２から出力された
ロボット１における各軸アームの現在変位から、各軸ア
ームの現在位置及びその方向を算出する。この算出式は
下記に示すように、 （Ｘｃ，θｃ）＝ｈ（Ｊｃ）により表される。

ただし、Ｘｃは、ハンドの現在座標、θｃは、ハンドの
方向を夫々示している。

ステップ１０ 逆位置補正演算部１４は、逆補正量演算部１３から出力
された逆補正量によって、選択部１２を介して入力した
ロボット１におけるハンドの現在座標及び方向を逆補正
する。この逆補正式は、次のように表せる。

（Ｘｃ′，θｃ′）＝ｆ^−１（Ｘｃ，θｃ） なお、Ｘｃ′は、逆変換後のハンドの座標を、θｃ′
は、逆変換後のハンドの方向を夫々示す。

ステップ１１ 位置変位変換部１５は、逆位置補正演算部１４から出力
されたハンドの位置等のデータを変位データに変換す
る。この変換式は、 Ｊｃ′＝ｈ（Ｘｃ′，θｃ′）により表される。

ただし、Ｊｃ′は、逆補正後の各軸位置である。

ステップ１２ ティーチデータ格納部４は、ステップ１１で算出した変
位データＪｃ′を記憶する。

以上のように、ワークにおけるティーチングポイントを
修正する場合には、制御盤１６によって、ティーチング
モードに設定すると共に逆補正モードに設定すれば、修
正ポイントの座標は、任意のワークにおいて修正すべき
ポイントをティーチングするのみで、このティーチング
ポイントの座標がワークの基準位置における座標に変換
され記憶されることになる。

（発明の効果） 以上の説明により明らかなように、本発明のロボット制
御装置によれば、教示時に設定された基準位置とは異な
る位置で再教示されたデータを、当該基準位置で教示し
た場合のデータに変換できるようにしたので、ワークに
おける一部の教示点の再教示が必要となった場合であっ
ても、わざわざワークを基準位置にセットすることな
く、簡単な教示作業によってその再教示を行うことがで
きるようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係るロボット制御装置のブロック
図、第２図は、本発明に係るロボット制御装置の概略構
成図、第３図は、第２図に示したロボット制御装置の動
作フローチャート、第４図は、一般的なロボット制御装
置の概略構成図である。 １……ロボット、 ３……変位位置変換部（現在位置検出手段）、 ４……ティーチデータ格納部（格納手段）、 ６．６ａ．６ｂ……カメラ（センサ）、 ８……位置補正演算部（位置補正量演算手段）、 １３……逆補正量演算部（逆補正量演算手段）、 １４……逆位置補正演算部（逆位置補正演算手段）、

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】教示時に設定されたワークの基準位置から
   ズレた現在位置で再教示したデータを、前記基準位置で
   再教示した場合と同様のデータに変換するロボット制御
   装置であって、 当該ワークのロボット座標系における当該現在位置を検
   出するセンサと、 当該センサから入力した前記ワークの前記現在位置及び
   予め設定した前記ワークのロボット座標系における前記
   基準位置からロボットを構成する各軸アームの補正量を
   算出する位置補正量演算手段と、 前記現在位置で教示された前記ワークの教示点のデータ
   を、当該位置補正量演算手段によって算出された各軸ア
   ームの補正量に基づいてロボット座標系における基準位
   置へのデータに逆変換するための逆補正量を演算する逆
   補正量演算手段と、 当該逆補正量演算手段によって演算された逆補正量に基
   づいて、前記現在位置で教示された前記ワークの教示点
   のデータをロボット座標系における基準位置へのデータ
   に逆変換する逆位置補正演算手段と、 当該逆位置補正演算手段によって基準位置へのデータに
   逆変換された前記教示点のデータを再教示データとして
   記憶する記憶手段とを有することを特徴とするロボット
   制御装置。