JPH068169A - プレイバック型ロボットの教示・制御方法 - Google Patents
プレイバック型ロボットの教示・制御方法Info
- Publication number
- JPH068169A JPH068169A JP16564392A JP16564392A JPH068169A JP H068169 A JPH068169 A JP H068169A JP 16564392 A JP16564392 A JP 16564392A JP 16564392 A JP16564392 A JP 16564392A JP H068169 A JPH068169 A JP H068169A
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- work
- point
- cutting
- hand
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 教示点を減少し教示時間を短縮する。
【構成】 ワーク１表面に対しレーザセンサ２が垂直に
なった姿勢において、レーザセンサ２の延長線とワーク
表面との交点を開始点Ｐ0 として教示する。演算点
Ｐ1 ，Ｐ2 は、ワーク形状及び進行方向のデータから演
算により求める。開始点Ｐ0 と演算点Ｐ1 ，Ｐ2 を曲線
補間して得た経路Ｋ01，Ｋ02に沿い、ロボット手先部を
動かして実作業をする。この移動中は、ロボット手先部
及びレーザセンサ２が、ワーク表面に対し常に垂直にな
るよう姿勢制御する。
なった姿勢において、レーザセンサ２の延長線とワーク
表面との交点を開始点Ｐ0 として教示する。演算点
Ｐ1 ，Ｐ2 は、ワーク形状及び進行方向のデータから演
算により求める。開始点Ｐ0 と演算点Ｐ1 ，Ｐ2 を曲線
補間して得た経路Ｋ01，Ｋ02に沿い、ロボット手先部を
動かして実作業をする。この移動中は、ロボット手先部
及びレーザセンサ２が、ワーク表面に対し常に垂直にな
るよう姿勢制御する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、プレイバック型ロボッ
トの教示・制御方法に関し、教示時間を短くできるよう
にしたものである。
トの教示・制御方法に関し、教示時間を短くできるよう
にしたものである。
【０００２】
【従来の技術】産業用ロボットの一種としてプレイバッ
ク型ロボットがある。プレイバック型ロボットでは、ロ
ボットに仕事を実際に行わせる前に、操縦桿等により直
接ロボットを動かして作業内容を教示し、後に作業内容
を再生することにより作業を行う。
ク型ロボットがある。プレイバック型ロボットでは、ロ
ボットに仕事を実際に行わせる前に、操縦桿等により直
接ロボットを動かして作業内容を教示し、後に作業内容
を再生することにより作業を行う。
【０００３】プレイバック型ロボットを利用して、湾曲
した被加工物（以下「ワーク」と称す）たとえば円筒状
のプラスチックを切断する作業を行うことが行なわれて
いる。このような湾曲したワークを切断するには、円弧
状経路を教示させなくてはならない。そこで教示時には
ロボットの手先部に備えたレーザセンサを利用して経路
の計測をして教示をし、実作業時にはロボットの手先部
に備えた切断機器（グラインダー等）を教示経過に沿い
移動して切断作業を行っている。
した被加工物（以下「ワーク」と称す）たとえば円筒状
のプラスチックを切断する作業を行うことが行なわれて
いる。このような湾曲したワークを切断するには、円弧
状経路を教示させなくてはならない。そこで教示時には
ロボットの手先部に備えたレーザセンサを利用して経路
の計測をして教示をし、実作業時にはロボットの手先部
に備えた切断機器（グラインダー等）を教示経過に沿い
移動して切断作業を行っている。
【０００４】図７に示すようなワーク１を切断するため
に円弧状経路Ｋを教示するには、従来では、３つの点
Ａ，Ｂ，Ｃを記憶する三点教示をしている。各点Ａ，
Ｂ，Ｃの位置は、ロボットの姿勢と、レーザセンサ２
（図８参照）のワーク１表面からの高さとにより規定さ
れる。切断作業時には、補間機能により、点Ａ，Ｂ，Ｃ
を曲線補間して円弧状経路Ｋに沿いグラインダーを移動
させていく。
に円弧状経路Ｋを教示するには、従来では、３つの点
Ａ，Ｂ，Ｃを記憶する三点教示をしている。各点Ａ，
Ｂ，Ｃの位置は、ロボットの姿勢と、レーザセンサ２
（図８参照）のワーク１表面からの高さとにより規定さ
れる。切断作業時には、補間機能により、点Ａ，Ｂ，Ｃ
を曲線補間して円弧状経路Ｋに沿いグラインダーを移動
させていく。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上述したように従来で
は、円弧状経路を教示するためには、３点を教示点とし
て計測して記憶しなければならないため、教示作業に多
くの時間を要していた。
は、円弧状経路を教示するためには、３点を教示点とし
て計測して記憶しなければならないため、教示作業に多
くの時間を要していた。
【０００６】本発明は、上記従来技術に鑑み、教示点が
少く、教示時間が短くてすむ、プレイバック型ロボット
の教示・制御方法を提供することを目的とする。
少く、教示時間が短くてすむ、プレイバック型ロボット
の教示・制御方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明は、プレイバック型ロボットの手先部に、手先部の向
きに一致させた向きで、実作業機と距離センサを備え、
距離センサの先端を回動中心として、交差する２つの面
内で距離センサを回動させ、ワーク表面までの距離が２
つの面内において共に最小となる姿勢のときに、距離セ
ンサの延長線とワーク表面との交点を開始点として教示
し、手先部の進行方向とワーク形状を示すデータから、
ワーク表面で進行方向上に位置する演算点を求めるとと
もに、開始点と演算点を結ぶ経路に沿い手先部を移動さ
せていったときに手先部の向きがワーク表面に対し常に
垂直となる姿勢変更量を求め、手先部の向きがワーク表
面に対し垂直となる姿勢を保持しつつ、開始点と演算点
を結ぶ経路に沿い手先部を移動させていって、実作業機
により実作業をすることを特徴とする。
明は、プレイバック型ロボットの手先部に、手先部の向
きに一致させた向きで、実作業機と距離センサを備え、
距離センサの先端を回動中心として、交差する２つの面
内で距離センサを回動させ、ワーク表面までの距離が２
つの面内において共に最小となる姿勢のときに、距離セ
ンサの延長線とワーク表面との交点を開始点として教示
し、手先部の進行方向とワーク形状を示すデータから、
ワーク表面で進行方向上に位置する演算点を求めるとと
もに、開始点と演算点を結ぶ経路に沿い手先部を移動さ
せていったときに手先部の向きがワーク表面に対し常に
垂直となる姿勢変更量を求め、手先部の向きがワーク表
面に対し垂直となる姿勢を保持しつつ、開始点と演算点
を結ぶ経路に沿い手先部を移動させていって、実作業機
により実作業をすることを特徴とする。
【０００８】
【作用】開始点を教示すると、演算により演算点が求め
られ、開始点と演算点を結ぶ経路に沿い、実作業が行な
われる。
られ、開始点と演算点を結ぶ経路に沿い、実作業が行な
われる。
【０００９】
【実施例】以下に本発明の実施例を説明する。本実施例
方法は、図１に示すようなプレイバック型ロボット４に
適用するものであり、ロボット４の手先部４ａには、レ
ーザセンサ２及びグラインダー３が備えられている。レ
ーザセンサ２の向きとグラインダー３の向きは、手先部
４ａの向きと一致している。レーザセンサ２はセンサ先
端からワーク表面までの距離を計測する。またロボット
４の姿勢は、図示しないセンサにより検出される。そし
てレーザセンサ２で検出した距離データ及びロボットセ
ンサで検出した姿勢データは、制御装置５に送られる。
方法は、図１に示すようなプレイバック型ロボット４に
適用するものであり、ロボット４の手先部４ａには、レ
ーザセンサ２及びグラインダー３が備えられている。レ
ーザセンサ２の向きとグラインダー３の向きは、手先部
４ａの向きと一致している。レーザセンサ２はセンサ先
端からワーク表面までの距離を計測する。またロボット
４の姿勢は、図示しないセンサにより検出される。そし
てレーザセンサ２で検出した距離データ及びロボットセ
ンサで検出した姿勢データは、制御装置５に送られる。
【００１０】制御装置５は、後述するデータ処理をして
移動経路を求め、更にこの移動経路に沿いグラインダー
３を移動させるようにロボット４の駆動制御をする。
移動経路を求め、更にこの移動経路に沿いグラインダー
３を移動させるようにロボット４の駆動制御をする。
【００１１】次に制御装置５による教示・制御動作を、
図２のフロー図を中心にして説明する。
図２のフロー図を中心にして説明する。
【００１２】図２のステップ１では、ワーク形状等のデ
ータを制御装置５に入力する。図３に示すようにワーク
１が円筒形状であったり、ワーク表面の曲面が円筒の一
部を取り出した形状であるときには、曲率半径ｒや厚み
ｔを入力する。
ータを制御装置５に入力する。図３に示すようにワーク
１が円筒形状であったり、ワーク表面の曲面が円筒の一
部を取り出した形状であるときには、曲率半径ｒや厚み
ｔを入力する。
【００１３】ステップ２では、開始点Ｐ0 を生成する。
この開始点Ｐ0 は次のようにして決める。まず図４（平
面図）に示すように、レーザセンサ２の先端位置を固定
し、センサ２の先端を回転中心としてレーザセンサ２を
水平面内で回動させる。このときワーク１の表面までの
検出距離が最小の位置を、水平面内での垂直姿勢とす
る。次に図５（正面図）に示すように、レーザセンサ２
の先端位置を固定し、センサ２の先端を回転中心として
レーザセンサ２を垂直面内で回動させる。このときワー
ク１の表面までの検出距離が最小の位置を、垂直面内で
の垂直姿勢とする。そして水平面内及び垂直面内で共に
垂直姿勢となる姿勢を、真の垂直姿勢とし、このときの
レーザセンサ２の延長とワーク表面との交点を開始点Ｐ
0 とする。またレーザセンサ２が真の垂直姿勢となった
とき、即ちロボットの手先端４の向きがワーク表面に対
し垂直になったときの、ロボット４の姿勢を記憶する。
この開始点Ｐ0 は次のようにして決める。まず図４（平
面図）に示すように、レーザセンサ２の先端位置を固定
し、センサ２の先端を回転中心としてレーザセンサ２を
水平面内で回動させる。このときワーク１の表面までの
検出距離が最小の位置を、水平面内での垂直姿勢とす
る。次に図５（正面図）に示すように、レーザセンサ２
の先端位置を固定し、センサ２の先端を回転中心として
レーザセンサ２を垂直面内で回動させる。このときワー
ク１の表面までの検出距離が最小の位置を、垂直面内で
の垂直姿勢とする。そして水平面内及び垂直面内で共に
垂直姿勢となる姿勢を、真の垂直姿勢とし、このときの
レーザセンサ２の延長とワーク表面との交点を開始点Ｐ
0 とする。またレーザセンサ２が真の垂直姿勢となった
とき、即ちロボットの手先端４の向きがワーク表面に対
し垂直になったときの、ロボット４の姿勢を記憶する。
【００１４】ステップ３では、手先部４ａの進行方向を
指定する。図３の例では、ワーク１の周方向に沿い水平
に進行するという指令を与える。
指定する。図３の例では、ワーク１の周方向に沿い水平
に進行するという指令を与える。
【００１５】ステップ４では、ワーク１の表面で進行方
向上に位置する演算点Ｐ1 を演算により求めるととも
に、演算点Ｐ1 に向うレーザセンサ２の姿勢がワーク１
の表面に対し真の垂直姿勢となるような姿勢変更制御量
を求める。つまり図６に示すように、点Ｐ1 は点Ｐ0 か
ら、Ｘ軸方向に△ｘ、Ｙ軸方向に△ｙずれた位置にあ
り、△ｘ，△ｙは次式（１）（２）で与えられる。
向上に位置する演算点Ｐ1 を演算により求めるととも
に、演算点Ｐ1 に向うレーザセンサ２の姿勢がワーク１
の表面に対し真の垂直姿勢となるような姿勢変更制御量
を求める。つまり図６に示すように、点Ｐ1 は点Ｐ0 か
ら、Ｘ軸方向に△ｘ、Ｙ軸方向に△ｙずれた位置にあ
り、△ｘ，△ｙは次式（１）（２）で与えられる。
【００１６】
【数１】 △ｘ＝ｒ（１−cos ωt ） … （１） △ｙ＝ｒ sinωt … （２） 但し、ωt は直線Ｐ0 Ｑと直線Ｐ1 Ｑとでなす角であ
る。
る。
【００１７】また、レーザセンサ２とワーク１の表面と
の距離をｌとすると、レーザセンサ２の姿勢は、Ｑ点を
中心とした半径ｒ＋ｌの円周上で、常にＱ点を向いた状
態の姿勢を保持しつつ、Ｑ点のまわりで回転移動するよ
うにする。このことにより、レーザセンサ２の向き、即
ち手先部４ａの向きは、常にワーク１の表面に対し垂直
姿勢となる。
の距離をｌとすると、レーザセンサ２の姿勢は、Ｑ点を
中心とした半径ｒ＋ｌの円周上で、常にＱ点を向いた状
態の姿勢を保持しつつ、Ｑ点のまわりで回転移動するよ
うにする。このことにより、レーザセンサ２の向き、即
ち手先部４ａの向きは、常にワーク１の表面に対し垂直
姿勢となる。
【００１８】制御装置５は、教示したＰ0 と演算により
求めた点Ｐ1 とを曲線補間して経路Ｋ01（図３）を演算
する。そしてステップ５では、手先部４ａを経路Ｋ01に
沿うように動かしつつ、グラインダー３によりワーク１
を切断していく。このとき、手先部４ａ（グラインダー
３）の移動速度は、ワーク１の厚さｔにより決まる。つ
まりｔが大きいときには切断深さが深いので手先部４ａ
の移動速度を遅くし、ｔが小さいときには移動速度を大
きくする。また、このように手先部４ａを移動させつつ
グラインダー３で切断するときには、レーザセンサ２及
びグラインダー３が常にワーク１表面に対し垂直となる
ように手先部４ａの姿勢制御をする。
求めた点Ｐ1 とを曲線補間して経路Ｋ01（図３）を演算
する。そしてステップ５では、手先部４ａを経路Ｋ01に
沿うように動かしつつ、グラインダー３によりワーク１
を切断していく。このとき、手先部４ａ（グラインダー
３）の移動速度は、ワーク１の厚さｔにより決まる。つ
まりｔが大きいときには切断深さが深いので手先部４ａ
の移動速度を遅くし、ｔが小さいときには移動速度を大
きくする。また、このように手先部４ａを移動させつつ
グラインダー３で切断するときには、レーザセンサ２及
びグラインダー３が常にワーク１表面に対し垂直となる
ように手先部４ａの姿勢制御をする。
【００１９】点Ｐ1 まで切断が進んだら切断を一旦中止
し、点Ｐ1 を求めたのと同様な手法により演算点Ｐ2 を
演算により求める。そして点Ｐ1 ，Ｐ2 を曲線補間した
経路Ｋ12に沿い切断を実行する。以降、同様にして演算
点を次々と求めていってその演算点まで切断をしてい
く。
し、点Ｐ1 を求めたのと同様な手法により演算点Ｐ2 を
演算により求める。そして点Ｐ1 ，Ｐ2 を曲線補間した
経路Ｋ12に沿い切断を実行する。以降、同様にして演算
点を次々と求めていってその演算点まで切断をしてい
く。
【００２０】なお上記実施例はグラインダーによる切断
であるが、バーナー，プラズマトーチ等による溶断にも
応用できることは言うまでもない。
であるが、バーナー，プラズマトーチ等による溶断にも
応用できることは言うまでもない。
【００２１】
【発明の効果】以上実施例を基に具体的に説明したよう
に、本発明によれば、開始点を１点だけ指定してしまえ
ばその後は演算により演算点を次々と求めていき、開始
点と演算点をむすぶ経路に沿い実作業をしていく。この
ように本発明では教示点は１点だけでよいため、教示時
間が短くて済み、ただちに実作業ができ効率が良い。
に、本発明によれば、開始点を１点だけ指定してしまえ
ばその後は演算により演算点を次々と求めていき、開始
点と演算点をむすぶ経路に沿い実作業をしていく。この
ように本発明では教示点は１点だけでよいため、教示時
間が短くて済み、ただちに実作業ができ効率が良い。
【図１】本発明を適用するロボットを示す構成図であ
る。
る。
【図２】本発明を示すフロー図である。
【図３】ワークを示す斜視図である。
【図４】ワークを示す平面図である。
【図５】ワークを示す正面図である。
【図６】ワークを示す平面図である。
【図７】従来技術を示す斜視図である。
【図８】レーザセンサとワークとの関係を示す説明図で
ある。
ある。
１ ワーク ２ レーザセンサ ３ グラインダー ４ プレイバック型ロボット ４ａ 手先部 ５ 制御装置 Ｐ0 開始点 Ｐ1 ，Ｐ2 演算点 Ｋ，Ｋ01，Ｋ12 経路
Claims (1)
- 【請求項１】 プレイバック型ロボットの手先部に、手
先部の向きに一致させた向きで、実作業機と距離センサ
を備え、 距離センサの先端を回動中心として、交差する２つの面
内で距離センサを回動させ、ワーク表面までの距離が２
つの面内において共に最小となる姿勢のときに、距離セ
ンサの延長線とワーク表面との交点を開始点として教示
し、 手先部の進行方向とワーク形状を示すデータから、ワー
ク表面で進行方向上に位置する演算点を求めるととも
に、開始点と演算点を結ぶ経路に沿い手先部を移動させ
ていったときに手先部の向きがワーク表面に対し常に垂
直となる姿勢変更量を求め、 手先部の向きがワーク表面に対し垂直となる姿勢を保持
しつつ、開始点と演算点を結ぶ経路に沿い手先部を移動
させていって、実作業機により実作業をすることを特徴
とするプレイバック型ロボットの教示・制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16564392A JP3166316B2 (ja) | 1992-06-24 | 1992-06-24 | プレイバック型ロボットの教示・制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16564392A JP3166316B2 (ja) | 1992-06-24 | 1992-06-24 | プレイバック型ロボットの教示・制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH068169A true JPH068169A (ja) | 1994-01-18 |
| JP3166316B2 JP3166316B2 (ja) | 2001-05-14 |
Family
ID=15816265
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16564392A Expired - Fee Related JP3166316B2 (ja) | 1992-06-24 | 1992-06-24 | プレイバック型ロボットの教示・制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3166316B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6124693A (en) * | 1998-07-09 | 2000-09-26 | Fanuc Limited | Robot controller |
| JP2013059815A (ja) * | 2011-09-12 | 2013-04-04 | Denso Wave Inc | ロボットの位置姿勢補間方法及びロボットの制御装置 |
| JP2018051692A (ja) * | 2016-09-29 | 2018-04-05 | ファナック株式会社 | オフラインプログラミング用ジョグ支援装置、ジョグ支援方法及びジョグ支援プログラム |
-
1992
- 1992-06-24 JP JP16564392A patent/JP3166316B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6124693A (en) * | 1998-07-09 | 2000-09-26 | Fanuc Limited | Robot controller |
| JP2013059815A (ja) * | 2011-09-12 | 2013-04-04 | Denso Wave Inc | ロボットの位置姿勢補間方法及びロボットの制御装置 |
| JP2018051692A (ja) * | 2016-09-29 | 2018-04-05 | ファナック株式会社 | オフラインプログラミング用ジョグ支援装置、ジョグ支援方法及びジョグ支援プログラム |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3166316B2 (ja) | 2001-05-14 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20010206 |
|
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