JPH07110704A - 産業用ロボットシステムの制御方法及び制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 教示時における操作者のワーク移動装置とツ
ール移動装置との交互の操作を最小限にし、当該操作を
大幅に軽減することができる産業用ロボットシステムの
制御方法及び制御装置を提供する。 【構成】 予め指定された教示データのワークとツール
の姿勢に基づいて基準作業姿勢を演算し、上記演算した
基準作業姿勢に基づいて所定の作業のうちの予め決めら
れた期間で上記基準作業姿勢を保持するように複数の教
示データを補正し、上記補正した複数の教示データに基
づいてワーク取扱操作の第１の関節手段とツール移動装
置の第２の関節手段とを同時に動作させることによって
上記ワークと上記ツールとを協調して制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ワークを把持しワーク
の姿勢を変化させるためのワーク移動装置と、ツールを
設けツールの位置及びツールの姿勢を変化させるための
ツール移動装置とからなる産業用ロボットシステムのた
めの制御方法及び装置に関し、特にティーチングプレイ
バック方式の協調動作を行う産業用ロボットシステムの
ための制御方法及び制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のティーチングプレイバック方式の
協調動作を行う産業用ロボットシステムにおいては、ワ
ークとツールとの協調動作による作業を教示する際に
は、ワークを回転させてるとともにツールを移動させ
て、所望する再生時のワークとツールとの状態を作成
し、教示データとして記憶させる教示データ作成工程を
繰返すことにより、作業プログラムを作成していた。そ
して、自動運転においては、上記作業プログラムを順次
再生し、連続する教示データの間は補間することによ
り、ワーク移動装置とツール移動装置とを同時に動作さ
せながら、ワークとツールとの１つの協調動作を行わせ
ていた。このために、協調動作の教示作業においては、
ワーク移動装置を対象としたワークの姿勢を変えること
を目的とした回転の操作と、ツール移動装置を対象とし
たツールの位置及び姿勢を変えることを目的とした移動
の操作とが必要であり、極めて煩雑な操作となってい
た。

【０００３】以下、従来の技術の問題点について、アー
ク溶接の作業を例にとり説明する。ここで、図１６の
（ａ）に示すように、垂直に立てたワーク１の楕円の外
周部上のＰ１点乃至Ｐｅ点の箇所に対して、溶接トーチ
であるツール２を用いて協調作業する例を引用する。ま
ず、教示作業を始めるに当たり、操作者は図１６の
（ａ）のワーク１上のＰ１点から始まりＰｅ点に至る全
ての箇所において、図１６の（ｂ）に示すワーク１の溶
接部における傾きと溶接トーチの傾きを保持した作業を
所望するものと仮定して説明する。この操作者の意図す
るところは、アーク溶接では、アーク熱によって金属を
溶かして接合する加工法であるため、金属が溶けた溶融
部があり、溶融部が重力の影響を受け垂れ落ちることを
防ぐために、ワーク１の溶接点Ｐｗにおけるワーク１の
接線である溶接線ＣＬｗの水平面からの傾きθ１を一定
に保持しつつ、溶け込み深さや溶接後のビード外観を一
定に保つように、上記溶接線ＣＬｗに対する溶接トーチ
であるツール２の傾きθ２を一定に保持しつつの作業を
施すことである。

【０００４】ワーク１の形状を教示するに際しては、図
１７の（ａ）に示すように、操作者はＰ１点及至Ｐｅ点
の間に、連続する２点を結んだ直線とワーク１の外形線
との誤差が許容値以内となるように、ワーク１の外形線
上に複数のＰ２点及至Ｐ４点を定める。各点においては
教示の目安となる印を付記することにより、操作者によ
る以降の作業において教示すべき点を明確にするための
助けとするとともに、操作者は図１７の（ｂ）に示すよ
うに、各点における接線ＣＬ１及至ＣＬｅは容易にわか
る。

【０００５】従来の方法に基づいて上記操作者が所望す
るワーク１とツール２との協調動作を教示する方法につ
いて、図１３乃至図１５を参照して説明する。初期の状
態においては、図１３の（ａ）に示すように、ワーク１
は、その回転中心である座標原点Ｏｗｏｒｋ点を中心に
回転させてワーク１の姿勢を変更させかつワーク１の位
置を移動できるワーク移動装置（図１３乃至図１５にお
いて図示せず。）に把持される一方、溶接トーチである
ツール２は、ツール２先端のＯｔｏｏｌ点の位置を移動
させかつツール２の姿勢を変更できるツール移動装置
（図１３乃至図１５において図示せず。）に取付けられ
ている。

【０００６】Ｐ１点での教示データを得るためには、操
作者はワーク移動装置を操作して、図１３の（ｂ）に示
すように、ワーク１をＰ１点の接線ＣＬ１と水平面との
成す角度が所望する角度θ１に至るまで回転させる。こ
こで、角度θ１は、操作者によって重力を利用した角度
計器を用いて検出される。次いで、操作者はツール移動
装置を操作して、図１４の（ａ）に示すように、ツール
先端のＯｔｏｏｌ点をワーク１上のＰ１点と一致するま
で移動させ、さらに、操作者はツール移動装置を操作し
て、図１４の（ｂ）に示すように、ツール先端のＯｔｏ
ｏｌ点を中心としてツール２の姿勢を、接線ＣＬ1 との
成す角度が角度θ２に至るまで回転させる。ここで、角
度θ２は、操作者によって分度器等の計器を用いて検出
される。こうして、Ｐ１点での教示する状態を作成す
る。

【０００７】次いで、次の代表点であるＰ２点での教示
データを得るためには、操作者はワーク移動装置を操作
して、図１４の（ｃ）に示すように、ワーク１をＰ２点
の接線ＣＬ２と水平面との成す角度が所望する角度θ１
に至るまで回転させ、さらに、ツール移動装置を操作し
て、図１４の（ｄ）に示すように、ツール２先端のＯｔ
ｏｏｌ点をワーク１上のＰ２点と一致するまで移動させ
る。そして、図１５の（ａ）に示すように、ツール２が
接線ＣＬ２と成す角度が角度θ２であることを確認し、
Ｐ２点の教示する状態を作成する。

【０００８】以下同様にして順次繰り返して第ｊ番目の
代表点であるＰｊ点での教示データを得るためには、操
作者はワーク移動装置を操作して、図１５の（ｂ）に示
すように、ワーク１をＰｊ点の接線ＣＬｊと水平面との
成す角度が所望する角度θ１に至るまで回転させ、さら
に、ツール移動装置を操作して、図１５の（ｃ）に示す
ように、ツール先端のＯｔｏｏｌ 点をワーク１上のＰ
ｊ点と一致するまで移動させ、図１５の（ｄ）に示すよ
うに、ツール２が接線ＣＬｊと成す角が上記角度θ２で
あることを確認し、Ｐｊ点の教示する状態を作成する。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】以上、ワーク移動装置
とツール移動装置とを交互に操作する従来の教示作業を
説明した。この従来法の目的とするところは、図１４の
（ｂ）、図１５の（ａ）、図１５の（ｄ）に示す教示状
態において、上記操作者が所望するワーク１の溶接部の
姿勢及び溶接トーチであるツール２の位置姿勢を設定し
て教示することにあり、このために、ワーク移動装置と
ツール移動装置との交互の操作が必要となる。従って、
当該教示時の操作が非常に繁雑になるという問題点があ
った。

【００１０】本発明の目的は以上の問題点を解決し、所
定の同一の基準作業姿勢を保持するようにワーク１とツ
ール２とを制御することができ、しかも教示時における
操作者のワーク移動装置とツール移動装置との交互の操
作を最小限にし、当該操作を大幅に軽減することができ
る産業用ロボットシステムの制御方法及び制御装置を提
供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明に係る請求項１記
載の産業用ロボットシステムの制御方法は、ワークと上
記ワークを移動させる第１の関節手段とを有するワーク
取扱装置と、ツールと上記ツールを移動させる第２の関
節手段とを有するツール移動装置とを備えた産業用ロボ
ットシステムにおいて、所定の作業の開始時における上
記ワークの位置姿勢と上記ツールの位置姿勢と、上記作
業の開始後において上記ツールのみを動作させたときの
上記ワークの位置姿勢と上記ツールの位置姿勢とを含む
予め作成された複数の教示データに基づいて、上記第１
の関節手段と上記第２の関節手段とを同時に動作させる
ことによって上記ワークと上記ツールとを協調して制御
する制御方法であって、予め指定された上記教示データ
の上記ワークと上記ツールの姿勢に基づいて基準作業姿
勢を演算し、上記演算した基準作業姿勢に基づいて所定
の作業のうちの予め決められた期間で上記基準作業姿勢
を保持するように上記複数の教示データを補正し、上記
補正した複数の教示データに基づいて上記第１の関節手
段と上記第２の関節手段とを同時に動作させることによ
って上記ワークと上記ツールとを協調して制御すること
を特徴とする。

【００１２】また、請求項２記載の産業用ロボットシス
テムの制御方法は、請求項１記載の産業用ロボットシス
テムの制御方法において、上記複数の教示データを補正
することは、上記第１の関節手段と上記第２の関節手段
とを同時に動作させるときに実行することを特徴とす
る。

【００１３】さらに、請求項３記載の産業用ロボットシ
ステムの制御方法は、請求項１又は２記載の産業用ロボ
ットシステムの制御方法において、上記補正した教示デ
ータに基づいて、所定の補間方法を用いて上記作業にお
ける隣接する２つの作業点間の複数の補間点で補間され
た補間教示データを演算し、上記演算した補間教示デー
タ及び上記補正した複数の教示データとに基づいて上記
第１の関節手段と上記第２の関節手段とを同時に動作さ
せることによって上記ワークと上記ツールとを協調して
制御することを特徴とする。

【００１４】またさらに、請求項４記載の産業用ロボッ
トシステムの制御方法は、請求項３記載の産業用ロボッ
トシステムの制御方法において、上記演算した基準作業
姿勢に基づいて所定の作業のうちの予め決められた期間
で上記基準作業姿勢を保持するように上記演算した補間
教示データを補正し、上記補正した補間教示データ及び
上記補正した複数の教示データとに基づいて上記第１の
関節手段と上記第２の関節手段とを同時に動作させるこ
とによって上記ワークと上記ツールとを協調して制御す
ることを特徴とする。

【００１５】本発明に係る請求項５記載の産業用ロボッ
トシステムの制御方法は、ワークと上記ワークを移動さ
せる第１の関節手段とを有するワーク取扱装置と、ツー
ルと上記ツールを移動させる第２の関節手段とを有する
ツール移動装置とを備えた産業用ロボットシステムにお
いて、所定の作業の開始時における上記ワークの位置姿
勢と上記ツールの位置姿勢と、上記作業の開始後におい
て上記ツールのみを動作させたときの上記ワークの位置
姿勢と上記ツールの位置姿勢とを含む予め作成された複
数の教示データに基づいて、上記第１の関節手段と上記
第２の関節手段とを同時に動作させることによって上記
ワークと上記ツールとを協調して制御する制御方法であ
って、予め指定された上記教示データの上記ワークと上
記ツールの姿勢に基づいて基準作業姿勢を演算し、上記
複数の教示データに基づいて、所定の補間方法を用いて
上記作業における隣接する２つの作業点間の複数の補間
点で補間された補間教示データを演算し、上記演算した
基準作業姿勢に基づいて所定の作業のうちの予め決めら
れた期間で上記基準作業姿勢を保持するように上記複数
の教示データと上記補間教示データを補正し、上記補正
した複数の教示データと上記補正した補間教示データに
基づいて上記第１の関節手段と上記第２の関節手段とを
同時に動作させることによって上記ワークと上記ツール
とを協調して制御することを特徴とする。

【００１６】また、請求項６記載の産業用ロボットシス
テムの制御方法は、請求項５記載の産業用ロボットシス
テムの制御方法において、上記複数の教示データと補間
教示データを補正することは、上記第１の関節手段と上
記第２の関節手段とを同時に動作させるときに実行する
ことを特徴とする。

【００１７】本発明に係る請求項７記載の産業用ロボッ
トシステムの制御装置は、ワークと上記ワークを移動さ
せる第１の関節手段とを有するワーク取扱装置と、ツー
ルと上記ツールを移動させる第２の関節手段とを有する
ツール移動装置とを備えた産業用ロボットシステムにお
いて、所定の作業の開始時における上記ワークの位置姿
勢と上記ツールの位置姿勢と、上記作業の開始後におい
て上記ツールのみを動作させたときの上記ワークの位置
姿勢と上記ツールの位置姿勢とを含む予め作成された複
数の教示データに基づいて、上記第１の関節手段と上記
第２の関節手段とを同時に動作させることによって上記
ワークと上記ツールとを協調して制御する制御装置であ
って、予め指定された上記教示データの上記ワークと上
記ツールの姿勢に基づいて基準作業姿勢を演算する演算
手段と、上記演算手段によって演算した基準作業姿勢に
基づいて所定の作業のうちの予め決められた期間で上記
基準作業姿勢を保持するように上記複数の教示データを
補正する補正手段と、上記補正手段によって補正した複
数の教示データに基づいて上記第１の関節手段と上記第
２の関節手段とを同時に動作させることによって上記ワ
ークと上記ツールとを協調して制御する制御手段とを備
えたことを特徴とする。

【００１８】また、請求項８記載の産業用ロボットシス
テムの制御装置は、請求項７記載の産業用ロボットシス
テムの制御装置において、上記補正手段は、上記制御手
段によって上記第１の関節手段と上記第２の関節手段と
を同時に動作させるときに実行することを特徴とする。

【００１９】さらに、請求項９記載の産業用ロボットシ
ステムの制御装置は、請求項７又は８記載の産業用ロボ
ットシステムの制御装置において、上記補正手段によっ
て補正した教示データに基づいて、所定の補間方法を用
いて上記作業における隣接する２つの作業点間の複数の
補間点で補間された補間教示データを演算する補間演算
手段をさらに備え、上記制御手段は、上記補間演算手段
によって演算した補間教示データ及び上記補正手段によ
って補正した複数の教示データとに基づいて上記第１の
関節手段と上記第２の関節手段とを同時に動作させるこ
とによって上記ワークと上記ツールとを協調して制御す
ることを特徴とする。

【００２０】またさらに、請求項１０記載の産業用ロボ
ットシステムの制御装置は、請求項９記載の産業用ロボ
ットシステムの制御装置において、上記演算手段によっ
て演算した基準作業姿勢に基づいて所定の作業のうちの
予め決められた期間で上記基準作業姿勢を保持するよう
に上記補間演算手段によって演算した補間教示データを
補正する補間点補正手段をさらに備え、上記制御手段
は、上記補間点補正手段によって補正した補間教示デー
タ及び上記補正手段によって補正した複数の教示データ
とに基づいて上記第１の関節手段と上記第２の関節手段
とを同時に動作させることによって上記ワークと上記ツ
ールとを協調して制御することを特徴とする。

【００２１】本発明に係る請求項１１記載の産業用ロボ
ットシステムの制御装置は、ワークと上記ワークを移動
させる第１の関節手段とを有するワーク取扱装置と、ツ
ールと上記ツールを移動させる第２の関節手段とを有す
るツール移動装置とを備えた産業用ロボットシステムに
おいて、所定の作業の開始時における上記ワークの位置
姿勢と上記ツールの位置姿勢と、上記作業の開始後にお
いて上記ツールのみを動作させたときの上記ワークの位
置姿勢と上記ツールの位置姿勢とを含む予め作成された
複数の教示データに基づいて、上記第１の関節手段と上
記第２の関節手段とを同時に動作させることによって上
記ワークと上記ツールとを協調して制御する制御装置で
あって、予め指定された上記教示データの上記ワークと
上記ツールの姿勢に基づいて基準作業姿勢を演算する演
算手段と、上記複数の教示データに基づいて、所定の補
間方法を用いて上記作業における隣接する２つの作業点
間の複数の補間点で補間された補間教示データを演算す
る補間演算手段と、上記演算手段によって演算した基準
作業姿勢に基づいて所定の作業のうちの予め決められた
期間で上記基準作業姿勢を保持するように上記複数の教
示データと上記補間演算手段によって演算された補間教
示データを補正する補正手段と、上記補正手段によって
それぞれ補正した複数の教示データと補間教示データに
基づいて上記第１の関節手段と上記第２の関節手段とを
同時に動作させることによって上記ワークと上記ツール
とを協調して制御する制御手段とを備えたことを特徴と
する。

【００２２】また、請求項１２記載の産業用ロボットシ
ステムの制御装置は、請求項１１記載の産業用ロボット
システムの制御装置において、上記補正手段は、上記制
御手段によって上記第１の関節手段と上記第２の関節手
段とを同時に動作させるときに実行することを特徴とす
る。

【００２３】

【作用】請求項１記載の産業用ロボットシステムの制御
方法においては、予め指定された上記教示データの上記
ワークと上記ツールの姿勢に基づいて基準作業姿勢を演
算し、上記演算した基準作業姿勢に基づいて所定の作業
のうちの予め決められた期間で上記基準作業姿勢を保持
するように上記複数の教示データを補正し、上記補正し
た複数の教示データに基づいて上記第１の関節手段と上
記第２の関節手段とを同時に動作させることによって上
記ワークと上記ツールとを協調して制御する。また、請
求項２記載の産業用ロボットシステムの制御方法におい
ては、請求項１記載の産業用ロボットシステムの制御方
法において、上記複数の教示データを補正することは、
上記第１の関節手段と上記第２の関節手段とを同時に動
作させるときに実行する。さらに、請求項３記載の産業
用ロボットシステムの制御方法においては、請求項１又
は２記載の産業用ロボットシステムの制御方法におい
て、上記補正した教示データに基づいて、所定の補間方
法を用いて上記作業における隣接する２つの作業点間の
複数の補間点で補間された補間教示データを演算し、上
記演算した補間教示データ及び上記補正した複数の教示
データとに基づいて上記第１の関節手段と上記第２の関
節手段とを同時に動作させることによって上記ワークと
上記ツールとを協調して制御する。またさらに、請求項
４記載の産業用ロボットシステムの制御方法において
は、請求項３記載の産業用ロボットシステムの制御方法
において、上記演算した基準作業姿勢に基づいて所定の
作業のうちの予め決められた期間で上記基準作業姿勢を
保持するように上記演算した補間教示データを補正し、
上記補正した補間教示データ及び上記補正した複数の教
示データとに基づいて上記第１の関節手段と上記第２の
関節手段とを同時に動作させることによって上記ワーク
と上記ツールとを協調して制御する。

【００２４】請求項５記載の産業用ロボットシステムの
制御方法においては、予め指定された上記教示データの
上記ワークと上記ツールの姿勢に基づいて基準作業姿勢
を演算し、上記複数の教示データに基づいて、所定の補
間方法を用いて上記作業における隣接する２つの作業点
間の複数の補間点で補間された補間教示データを演算
し、上記演算した基準作業姿勢に基づいて所定の作業の
うちの予め決められた期間で上記基準作業姿勢を保持す
るように上記複数の教示データと上記補間教示データを
補正し、上記補正した複数の教示データと上記補正した
補間教示データに基づいて上記第１の関節手段と上記第
２の関節手段とを同時に動作させることによって上記ワ
ークと上記ツールとを協調して制御する。また、請求項
６記載の産業用ロボットシステムの制御方法において
は、請求項５記載の産業用ロボットシステムの制御方法
において、上記複数の教示データと補間教示データを補
正することは、上記第１の関節手段と上記第２の関節手
段とを同時に動作させるときに実行することを特徴とす
る。

【００２５】請求項７記載の産業用ロボットシステムの
制御装置においては、上記演算手段は、予め指定された
上記教示データの上記ワークと上記ツールの姿勢に基づ
いて基準作業姿勢を演算し、上記補正手段は、上記演算
手段によって演算した基準作業姿勢に基づいて所定の作
業のうちの予め決められた期間で上記基準作業姿勢を保
持するように上記複数の教示データを補正し、上記制御
手段は、上記補正手段によって補正した複数の教示デー
タに基づいて上記第１の関節手段と上記第２の関節手段
とを同時に動作させることによって上記ワークと上記ツ
ールとを協調して制御する。また、請求項８記載の産業
用ロボットシステムの制御装置においては、請求項７記
載の産業用ロボットシステムの制御装置において、上記
補正手段は、上記制御手段によって上記第１の関節手段
と上記第２の関節手段とを同時に動作させるときに実行
する。さらに、請求項９記載の産業用ロボットシステム
の制御装置においては、請求項７又は８記載の産業用ロ
ボットシステムの制御装置において、上記補間演算手段
は、上記補正手段によって補正した教示データに基づい
て、所定の補間方法を用いて上記作業における隣接する
２つの作業点間の複数の補間点で補間された補間教示デ
ータを演算し、上記制御手段は、上記補間演算手段によ
って演算した補間教示データ及び上記補正手段によって
補正した複数の教示データとに基づいて上記第１の関節
手段と上記第２の関節手段とを同時に動作させることに
よって上記ワークと上記ツールとを協調して制御する。
またさらに、請求項１０記載の産業用ロボットシステム
の制御装置においては、請求項９記載の産業用ロボット
システムの制御装置において、上記補間点補正手段は、
上記演算手段によって演算した基準作業姿勢に基づいて
所定の作業のうちの予め決められた期間で上記基準作業
姿勢を保持するように上記補間演算手段によって演算し
た補間教示データを補正し、上記制御手段は、上記補間
点補正手段によって補正した補間教示データ及び上記補
正手段によって補正した複数の教示データとに基づいて
上記第１の関節手段と上記第２の関節手段とを同時に動
作させることによって上記ワークと上記ツールとを協調
して制御する。

【００２６】請求項１１記載の産業用ロボットシステム
の制御装置においては、上記演算手段は、予め指定され
た上記教示データの上記ワークと上記ツールの姿勢に基
づいて基準作業姿勢を演算し、上記補間演算手段は、上
記複数の教示データに基づいて、所定の補間方法を用い
て上記作業における隣接する２つの作業点間の複数の補
間点で補間された補間教示データを演算する。次いで、
上記補間手段は、上記演算手段によって演算した基準作
業姿勢に基づいて所定の作業のうちの予め決められた期
間で上記基準作業姿勢を保持するように上記複数の教示
データと上記補間演算手段によって演算された補間教示
データを補正し、上記制御手段は、上記補正手段によっ
てそれぞれ補正した複数の教示データと補間教示データ
に基づいて上記第１の関節手段と上記第２の関節手段と
を同時に動作させることによって上記ワークと上記ツー
ルとを協調して制御する。また、請求項１２記載の産業
用ロボットシステムの制御装置においては、請求項１１
記載の産業用ロボットシステムの制御装置において、上
記補正手段は、上記制御手段によって上記第１の関節手
段と上記第２の関節手段とを同時に動作させるときに実
行する。

【００２７】

【実施例】以下、図面を参照して、本発明に係る一実施
例である、ツールを溶接トーチとした産業用ロボットシ
ステムについて、下記の項目の順序で詳細に説明する。 （１）産業用ロボットシステムの構成 （２）取扱うデータ （３）ツールとワークの位置姿勢の生成方法及び修正方
法 （４）制御装置の構成及び動作 （４−１）制御装置の構成 （４−２）教示作業 （４−３）新作業プログラムの生成 （４−４）再生動作 （５）変形例

【００２８】なお、本明細書において、「位置姿勢」と
は位置及び姿勢を意味し、例えば「Ａ点の位置姿勢」と
は、Ａ点に設けられた座標系の位置姿勢を意味する。本
実施例において、「ワーク基準点の位置姿勢」はワーク
基準点に設けられた座標系の位置姿勢であって、当該座
標系はワーク１の位置姿勢を示すために設けられ、従っ
て、「ワーク基準点の位置姿勢」はワーク基準点の位置
及びワーク１本体の位置姿勢を表す。ツール２について
の同様である。さらに、「設置基準面を基準とした」と
いうことは「設置基準面の座標系を基準とした」という
ことを意味する。

【００２９】本実施例の構成を説明する前に、本実施例
の方法における基本的な原理を、図１８を参照して以下
に説明する。図１８の（ａ）は、前述した従来の教示法
に基づき教示したＰ１点での教示状態を示す。このＰ１
点での教示状態を基準作業姿勢として記憶する。次い
で、図１８の（ｂ）に示すように、前述した従来の教示
法とは異なり、ツール２のみを、ツール先端のＯｔｏｏ
ｌ点がワーク１上のＰｉ点と一致するまで移動し、さら
に、ツール２の姿勢が、接線ＣＬｉと成す角度が所定の
角度θ２となるよう回転させて教示させる。Ｐｉ点での
教示状態では、ツール２の姿勢が基準作業姿勢から変化
している。これを補正するために、上記記憶した基準作
業姿勢を取り出し、Ｐｉ点を中心として回転させること
により、図１８の（ｃ）によって示すように、上記基準
作業姿勢と同一である、操作者が所望するツール２とワ
ーク１の位置姿勢を設定することができる。本実施例に
おいては、一連の溶接作業のうち予め指定した作業点間
で同一の上記基準作業姿勢を保持するように補正した作
業プログラムを生成し、これを従来の作業プログラムと
区別するために「新作業プログラム」という。この基本
的な原理を実現させる演算の概要について、実施例の
「（３）ツールとワークの位置姿勢の生成方法及び修正
方法」の項にて、詳細に説明する。

【００３０】（１）産業用ロボットシステムの構成 図２に本実施例の産業用ロボットシステムの全体を示
す。本実施例による装置の目的は、溶接トーチであるツ
ール２と、溶接トーチによって接合がなされる被作業対
象物であるワーク１とを協調して同時に動作させ、自動
的に接合作業を行うことである。ワーク１を把持するグ
リッパＧＲを有する６自由度からなるワーク移動装置１
０と、溶接トーチであるツール２を保持する６自由度か
らなるツール移動装置２０とを備えたロボットシステム
において、上記各装置１０、２０を制御するための制御
装置３を備え、制御装置３は、教示ペンダント４と操作
ボックス５とが接続されている。

【００３１】教示ペンダント４の正面図を図３に示す。
教示ペンダント４は、教示時において操作者が、操作す
る対象を上記２個の装置１０、２０のいずれかであるか
を選択するスイッチＳＷ１と、上記スイッチＳＷ１で選
択された装置１０又は装置２０を動作させるための動作
指令を指示する１２個のスイッチＳＷ２と、教示状態を
記憶するための教示データ作成指令を指示するスイッチ
ＳＷ３と、複数の教示データをまとめて作業プログラム
を作成するための作業プログラム作成指令を指示するス
イッチＳＷ４と、操作者が数値入力するためのスイッチ
ＳＷ５と、本発明に係る新作業プログラムの生成を行わ
せる指令を指示すスイッチＳＷ５とを具備している。こ
こで、スイッチＳＷ２は、各装置１０又は２０の６個の
関節ＲＪに対応するとともに、関節変数を所定の正の方
向に回転させるか又は当該正の方向と反対の負の方向に
回転させるかを指示するために各関節当たり２個のスイ
ッチが設けられる。

【００３２】操作ボックス５の正面図を図４に示す。操
作ボックス５は、教示作業と再生動作である自動運転と
の切り替えを指示するスイッチＳＷ７と、自動運転の作
業開始時の起動信号を出力するためのスイッチＳＷ８
と、再生動作での自動修正を行わせるスイッチＳＷ９と
を具備している。

【００３３】図２に示すように、ワーク移動装置１０
は、台座１０Ｂ上に載置された６個の回転可能なる関節
ＲＪ１１乃至ＲＪ１６と各関節を連結するリンクＬ１１
乃至Ｌ１６とを備える。ここで、台座１０Ｂは第１関節
ＲＪ１１を介して第１リンクＬ１１に連結され、第１リ
ンクは第２関節ＲＪ１２を介して第２リンクＬ１２に連
結され、第２リンクは第３関節ＲＪ１３を介して第３リ
ンクＬ１３に連結され、第３リンクは第４関節ＲＪ１４
を介して第４リンクＬ１４に連結され、第４リンクは第
５関節ＲＪ１５を介して第５リンクＬ１５に連結され、
第５リンクは第６関節ＲＪ１６を介して第６リンクＬ１
６に連結され、第６リンクＬ１６の先端は出力フランジ
ＰＷ６となっている。各関節ＲＪ１１乃至ＲＪ１６は、
アクチュエータＭ１１乃至Ｍ１６（図１参照。図２にお
いて図示せず。）によって回転駆動され、台座１０Ｂに
対する出力フランジＰＷ６の位置姿勢は動作可能なる空
間内で自由に変化させられる。さらに、ワーク移動装置
の出力フランジＰＷ６には、グリッパＧＲが取り付けら
れており、グリッパＧＲがワークを把持する。

【００３４】上記ワーク移動装置１０と同様に、ツール
移動装置２０は、台座２０Ｂ上に載置された６個の回転
可能なる関節ＲＪ２１乃至ＲＪ２６と各関節を連結する
リンクＬ２１乃至Ｌ２６とを備える。ここで、台座２０
Ｂは第１関節ＲＪ２１を介して第１リンクＬ２１に連結
され、第１リンクは第２関節ＲＪ２２を介して第２リン
クＬ２２に連結され、第２リンクは第３関節ＲＪ２３を
介して第３リンクＬ２３に連結され、第３リンクは第４
関節ＲＪ２４を介して第４リンクＬ２４に連結され、第
４リンクは第５関節ＲＪ２５を介して第５リンクＬ２５
に連結され、第５リンクは第６関節ＲＪ２６を介して第
６リンクＬ２６に連結され、第６リンクＬ２６の先端に
は出力フランジＰＴ６を有している。各関節ＲＪ２１乃
至ＲＪ２６は、アクチュエータＭ２１乃至Ｍ２６（図１
参照。図２において図示せず。）によって回転駆動さ
れ、台座２０Ｂに対する出力フランジＰＴ６の位置姿勢
は動作可能なる空間内で自由に変化させられる。さら
に、ツール移動装置の出力フランジＰＴ６には、溶接ト
ーチであるツール２が取り付けられている。

【００３５】上記ワーク移動装置１０のアクチュエータ
Ｍ１１乃至Ｍ１６を駆動するための指令信号、並びに、
上記ツール移動装置２０のアクチュエータＭ２１乃至Ｍ
２６を駆動するための指令信号は、制御装置３から出力
される。

【００３６】（２）取扱うデータ 本実施例にて取扱うデータを図５に示す。上記ワーク移
動装置１０の設置基準面の中央、すなわち台座１０Ｂの
下面の中央に、座標系原点Ｏｗ＿ｂａｓｅを有するワー
ク側ベース座標系を定め、ワーク先端すなわち出力フラ
ンジＰＷ６の取付け面の中央に、座標原点Ｏｗ６を有す
るワーク側メカニカルインターフェイス座標系を定め
る。定義した上記２つの座標系の間の位置姿勢の関係を
示す同次変換行列Ｔｗは、次の数１で表せる。

【数１】

【００３７】上記数１において、同次変換行列Ｔｗの４
列目の１行目から３行目に位置する変数ｐxtw、ｐytw、
ｐztwは、ワーク側ベース座標系を基準とした、ワーク
側メカニカルインターフェイス座標系の座標原点Ｏｗ６
の位置を表し、上記同次変換行列Ｔｗの１行１列から３
行３列までの９個のデータは、ワーク側ベース座標系を
基準とした、ワーク側メカニカルインターフェイス座標
系の姿勢を表す。ところで、リチャード・ピー・ポウル
（Richard P Paul）著、“ロボットマニピュレータズ：
数学、プログラミングと制御（ROBOTO MANIPULATORS:MA
THEMATICS、PROGRAMMING、AND CONTROL）”、ザ・エムア
イティ・プレス（The MIT Press）、１９８１年（以
下、参考文献１という）によると、各リンクの長さであ
る共通法線距離と、隣接する２つのリンク間の距離であ
るリンク間距離と、隣接する２つのリンク間の角度に対
応する関節軸間の距離であるねじれ角度とが予め決めら
れた系（ワーク移動装置１）において、関節ＲＪ１１乃
至ＲＪ１６の回転角度を示す各関節変数が定まると、同
次変換行列Ｔｗの位置姿勢を算出できる一方、同次変換
行列Ｔｗの所望する位置姿勢を定めると、関節ＲＪ１１
乃至ＲＪ１６の各関節変数を算出できることが述べられ
ており、本実施例においてはこれを参照する。

【００３８】上記出力フランジＰＷ６における、ワーク
１を保持するため取り付けたグリッパＧＲの先端であっ
てワーク１の基準となる位置において、座標原点Ｏｗｏ
ｒｋを有するワーク座標系を定める。上記定義したワー
ク側メカニカルインターフェイス座標系と上記ワーク座
標系との座標系の間の位置姿勢の関係を示す同次変換行
列Ｅｗは、次の数２で表せる。

【数２】

【００３９】上記数２において、同次変換行列Ｅｗの４
列目の１行目から３行目までに位置する変数ｐxew、ｐy
ew、ｐzewは、ワーク側メカニカルインターフェイス座
標系を基準とした、ワーク座標系の座標原点Ｏworkの位
置を表し、上記同次変換行列Ｅｗの１行１列から３行３
列までの９個のデータは、ワーク側メカニカルインター
フェイス座標系を基準としたワーク座標系の姿勢を表
す。

【００４０】ワーク移動装置１０と同様に、上記ツール
移動装置２０の設置基準面の中央、すなわち、台座２０
Ｂの下面中央に、座標系原点Ｏｔ＿ｂａｓｅを有するツ
ール側ベース座標系を定め、ツール先端すなわち出力フ
ランジＰＴ６の取付け面の中央に、座標原点Ｏｔ６を有
するツール側メカニカルインターフェイス座標系を定め
る。上記定義した２つの座標系の間の位置姿勢の関係を
示す同次変換行列Ｔｔは、次の数３で表せる。

【数３】

【００４１】上記数３において、同次変換行列Ｔｔの４
列目の１行目から３行目までに位置するｐxtt、ｐytt、
ｐzttは、ツール側ベース座標系を基準とした、ツール
側メカニカルインターフェイス座標系の座標原点Ｏｔ６
の位置を表し、上記同次変換行列Ｔｔの１行１列から３
行３列までの９個のデータは、ツール側ベース座標系を
基準とした、ツール側メカニカルインターフェイス座標
系の姿勢を表す。ところで、参考文献１によると、各リ
ンクの長さである共通法線距離と、隣接する２つのリン
ク間の距離であるリンク間距離と、隣接する２つのリン
ク間の角度に対応する関節軸間の距離であるねじれ角度
とが予め決められた系（ツール移動装置２）において、
関節ＲＪ２１乃至ＲＪ２６の回転角度を示す各関節変数
が定まると、同次変換行列Ｔｔの位置姿勢を算出できる
一方、同次変換行列Ｔｔの所望する位置姿勢を定める
と、関節ＲＪ２１乃至ＲＪ２６の各関節変数を算出でき
ることが述べられており、本実施例においてはこれを参
照する。

【００４２】上記出力フランジＰＴ６に、ワークを作業
を施すために取り付けたツール２の先端であって作業点
となる位置において、座標原点Ｏｔｏｏｌを有するツー
ル座標系を定める。上記定義した上記ツール側メカニカ
ルインターフェイス座標系と上記ツール座標系との座標
系の間の位置姿勢の関係を示す同次変換行列Ｅｔは、次
の数４で表せる。

【数４】

【００４３】上記数４において、同次変換行列Ｅｔの４
列目の１行目から３行目までに位置する変数ｐxet、ｐy
et、ｐzetは、ツール側メカニカルインターフェイス座
標系を基準とした、ツール座標系の座標原点Ｏｔｏｏｌ
の位置を表し、同次変換行列Ｅｔの１行１列から３行３
列までの９個のデータは、ツール側メカニカルインター
フェイス座標系を基準とした、ツール座標系の姿勢を表
す。

【００４４】ワーク１とツール２との相対的な位置姿勢
を示すために、図２に示す産業用ロボットシステムにお
いて、ワーク移動装置１０とツール移動装置２０とをと
もに計算上で結び付けるための、座標原点Ｏｗｏｒｌｄ
を有するワールド座標系を定める。上記定義したワール
ド座標系と上記ワーク側ベース座標系との座標系の間の
位置姿勢の関係を示す同次変換行列Ｚｗは、次の数５で
表せる。

【数５】

【００４５】上記数５において、同次変換行列Ｚｗの４
列目の１行目から３行目までに位置する変数ｐxzw、ｐy
zw、ｐzzwは、ワールド座標系を基準とした、ワーク側
ベース座標系の座標原点Ｏｗ＿ｂａｓｅの位置を表し、
上記同次変換行列Ｚｗの１行１列から３行３列までの９
個のデータは、ワールド座標系を基準とした、ワーク側
ベース座標系の姿勢を表す。

【００４６】一方、上記ワールド座標系と上記ツール側
ベース座標系との座標系の間の位置姿勢の関係を示す同
次変換行列Ｚｔは、次の数６で表せる。

【数６】

【００４７】上記数６において、同次変換行列Ｚｔの４
列目の１行目から３行目までに位置するｐxzt、ｐyzt、
ｐzztは、ワールド座標系を基準とした、ツール側ベー
ス座標系の座標原点Ｏｔ＿ｂａｓｅの位置を表し、同次
変換行列Ｚｔの１行１列から３行３列までの９個のデー
タは、ワールド座標系を基準とした、ツール側ベース座
標系の姿勢を表す。

【００４８】図５において、ワールド座標系を基準とし
たワーク座標系の位置姿勢を示す同次変換行列worldＸw
orkは、それぞれ４行４列の行列である同次変換行列Ｚ
ｗと、同次変換行列Ｔｗと、同次変換行列Ｅｗとを順次
乗算することによって、次の数７で算出できる。

【数７】worldＸwork ＝ Ｚｗ・Ｔｗ・Ｅｗ

【００４９】同様に、ワールド座標系を基準としたツー
ル座標系の位置姿勢を示す同次変換行列worldＸtool
は、それぞれ４行４列の行列である同次変換行列行列Ｚ
tと、同次変換行列Ｔｔと、同次変換行列Ｅｔとを順次
乗算することによって、次の数８で算出できる。

【数８】worldＸtool ＝ Ｚｔ・Ｔｔ・Ｅｔ

【００５０】さらに、ワーク座標系を基準としたツール
座標系の位置姿勢を示す同次変換行列をworkＸtoolとす
ると、位置姿勢を示す同次変換行列worldＸworkと、位
置姿勢を示す同次変換行列worldＸtoolとの関係は、図
５から明らかなように、次の数９で表される。

【数９】worldＸtool ＝ worldＸwork・workＸtool

【００５１】ここで、ワーク座標系を基準としたツール
座標系の位置姿勢を示す同次変換行列workＸtoolを算出
する手順について説明する。ワーク移動装置１０の関節
ＲＪ１１乃至ＲＪ１６の各関節変数を検出して、位置姿
勢を示す同次変換行列Ｔｗを算出した後、上記数７によ
って同次変換行列worldＸworkを算出する。さらに、ツ
ール移動装置２０の関節ＲＪ２１乃至ＲＪ２６の各関節
変数を検出して、位置姿勢を示す同次変換行列Ｔｔを算
出した後、上記数８によって同次変換行列worldＸtool
を算出した上で、次の数１０によってツール座標系の位
置姿勢を示す同次変換行列workＸtoolを算出する。

【数１０】workＸtool ＝ worldＸwork^-1・worldＸtool

【００５２】上記数１０は、数９を変形したにすぎな
い。もう１つの数９の変形として、ワールド座標系を基
準としたツール座標系の位置姿勢と、ワーク座標系を基
準としたツール座標系の位置姿勢とを所望の状態とす
る、ワールド座標系を基準としたワーク座標系の位置姿
勢を示す同次変換行列worldＸworkは、次の数１１で算
出できる。

【数１１】worldＸwork ＝ worldＸtool・workＸｔｏｏ
ｌ^−１

【００５３】（３）ツールとワークの位置姿勢の生成方
法及び修正方法 図１８を参照して説明した基本的な原理を実現させるた
めの演算方法について、図１８に対応させた図１９及び
図２０を参照して説明する。作業の教示時には、数７に
よるワールド座標系を基準としたワーク座標系の位置姿
勢を示す同次変換行列ｗｏｒｌｄＸworkと、数１０によ
るワーク座標系を基準としたツール座標系の位置姿勢を
示す同次変換行列workＸtoolとを予め記憶させてあるも
のとする。

【００５４】基準作業姿勢で記憶させたワールド座標系
を基準としたワーク座標系の位置姿勢を示す同次変換行
列をworldＸwork(Jst)とし、ワーク座標系を基準とした
ツール座標系の位置姿勢を示す同次変換行列をworkＸto
ol(Jst) とすると、ワールド座標系を基準としたツール
座標系の位置姿勢を示す同次変換行列worldＸtool(Jst)
は、数９と同様に、次の数１２で算出でき、当該同次変
換行列worldＸtool(Jst)を、数１２の第２行目に示すよ
うに４行４列の行列で置く。

【数１２】

【００５５】上記数１２における１行１列から３行３列
までの９個のデータからなる姿勢の部分を取り出した
後、それに加えて４行４列に１を設定することによっ
て、数１３で示す基準作業姿勢の同次変換行列Ｃを得
て、これを記憶する。

【数１３】

【００５６】次に、上記基準作業姿勢以後に記憶したｍ
番目のデータ、すなわち、ワールド座標系を基準とした
ワーク座標系の位置姿勢を示す同次変換行列をworldＸw
ork(m)とし、ワーク座標系を基準としたツール座標系の
位置姿勢を示す同次変換行列をworkＸtool(m)とする
と、この時のワールド座標系を基準としたツール座標系
の位置姿勢を示す同次変換行列workＸtool(m)は、上記
数９と同様に、次の数１４で算出でき、数１４の第２行
目に示すように、４行４列の行列で置く。

【数１４】

【００５７】上記数１４における４列目の１行目から３
行目までの位置の部分を取出した後、４行４列の単位行
列を加えることによって、数１５で示す作業位置を示す
同次変換行列ＰＸ(m)を得ることができる。

【数１５】

【００５８】次に、上記記憶した基準作業姿勢を示す同
次変換行列Ｃを取り出し、上記作業位置を示す同次変換
行列ＰＸ(m)とに基づいて、ワールド座標系を基準とし
た新たなツール座標系の位置姿勢を示す同次変換行列wo
rldＸtool(new)を次の数１６によって算出する。

【数１６】

【００５９】さらに、上記数１１を適用して、ワーク座
標系を基準としたツール座標系の位置姿勢をを示す同次
変換行列workＸtool(m)を用いて、ワールド座標系を基
準とした新たなワーク座標系の位置姿勢worldＸwork(ne
w)を次の数１７によって算出する。

【数１７】worldＸwork(new) ＝ worldＸtool(new)・wo
rkＸtool(m)^-1

【００６０】以上の演算手順にて、ｍ番目の記憶データ
の中のワーク座標系を基準としたツール座標系の位置姿
勢を示す同次変換行列workＸtool(m)と、数１７による
ワールド座標系を基準とした新たなワーク座標系の位置
姿勢を示す同次変換行列worldＸwork(new)とによって、
操作者が所望するワーク１とツール２の各位置姿勢を算
出できる。

【００６１】（４）制御装置の構成及び動作 （４−１）制御装置の構成 図１に制御装置３を中心とした本実施例の産業用ロボッ
トシステムを示す。図１に示すように、教示ペンダント
４からの信号は、制御装置３内の教示作業制御部４０に
入力される。まず、制御装置３における教示作業に関す
る構成について説明する。教示作業制御部４０での処理
は、図８のフローチャートに示すように、上記スイッチ
ＳＷ７の信号がＢ側で無いときに（ステップＳ１でＮ
Ｏ）、スイッチＳＷ２、スイッチＳＷ３、スイッチＳＷ
４、又はスイッチＳＷ６のオン時にそれぞれに対応した
処理を行う。

【００６２】スイッチＳＷ２のいずれか１つがオンされ
たときには（ステップＳ２でＹＥＳ）、教示作業制御部
４０は、手動操作処理部４１に指示信号を出力して以下
に示す手動操作処理部４１の処理（ステップＳ６）を実
行させる。装置１０，２０の選択を指示するスイッチＳ
Ｗ１の情報に基づきワーク移動装置１０の関節変数演算
部１０２叉はツール移動装置の関節変数演算部２０２に
指示信号を出力する。ここで、ワーク移動装置の関節変
数演算部１０２は、上記指示信号を受信するとワーク移
動装置１０を動作させるための関節ＲＪ１１乃至ＲＪ１
６の各関節変数を算出し、さらに、各アクチュエータＭ
１１乃至Ｍ１６の各動作量を算出し、アクチュエータ動
作指示部１００にそれらの動作量を示す信号を出力す
る。これに応答してアクチュエータ動作指示部１００
は、各アクチュエータＭ１１乃至Ｍ１６を制御すること
でワーク移動装置１０を動作させ、ワーク１の位置姿勢
を変化させて動かす。一方、ツール移動装置の関節変数
演算部２０２は、上記指示信号を受信するとツール移動
装置２０を動作させるための関節ＲＪ２１乃至ＲＪ２６
の各関節変数を算出し、さらに、各アクチュエータＭ２
１乃至Ｍ２６の動作量を算出し、アクチュエータ動作指
示部２００にそれらの動作量を示す信号を出力する。こ
れに応答してアクチュエータの動作指示部２００は、各
アクチュエータＭ２１乃至Ｍ２６を制御することでツー
ル移動装置２０を動作させ、ツール２の位置姿勢を変化
させて動かす。

【００６３】スイッチＳＷ３がオンされたときには（ス
テップＳ３でＹＥＳ）、教示作業制御部４０は、現在位
置姿勢計算及び記憶部４２に指示信号を出力して以下に
示す現在位置姿勢計算及び記憶部４２の処理（ステップ
Ｓ７）を実行させる。これに応答して、現在位置姿勢計
算及び記憶部４２は、アクチュエータ動作指示部１００
内のアクチュエータＭ１１乃至Ｍ１６の各動作量を、ワ
ーク取扱装置の位置姿勢演算部１０１に出力させるよう
にアクチュエータ動作指示部１００を制御する。ワーク
取扱装置の位置姿勢演算部１０１は、上記入力された各
アクチュエータＭ１１乃至Ｍ１６の動作量に基づいてワ
ーク取扱装置１０の位置姿勢を演算して数１で示す同次
変換行列Ｔｗのデータを作成した後、それぞれ予め入力
して格納してある同次変換行列Ｚｗと同次変換行列Ｅｗ
とを用いて、数７によって示されるワールド座標系を基
準としたワーク座標系の位置姿勢を示す同次変換行列wo
rldＸworkを算出し、現在位置姿勢計算及び記憶部４２
に出力して記憶させる。さらに、現在位置姿勢計算及び
記憶部４２は、アクチュエータ動作指示部２００内のア
クチュエータＭ２１乃至Ｍ２６の各動作量をツール取扱
装置２０の位置姿勢演算部２０１に出力させるようにア
クチュエータ動作指示部２００を制御する。ツール取扱
装置の位置姿勢演算部２０１は、上記アクチュエータＭ
２１乃至Ｍ２６の各動作量に基づいてツール移動装置２
０の位置姿勢を演算して数３で示す同次変換行列Ｔｔの
データを作成した後、それぞれ予め入力して格納してあ
る同次変換行列Ｚtと同次変換行列Ｅtとを用いて、数８
によるワールド座標系を基準としたツール座標系の位置
姿勢を示す同次変換行列worldＸtoolを算出し、現在位
置姿勢計算及び記憶部４２に出力して記憶させる。次い
で、現在位置姿勢計算及び記憶部４２は、上記２個の同
次変換行列のデータworldＸwork及びworldＸtoolに基づ
いて上記数１０を用いて、ワーク座標系を基準としたツ
ール座標系の位置姿勢を示す同次変換行列workＸtoolを
算出する。現在位置姿勢計算及び記憶部４２は、教示点
の数だけ順次以上の処理を実行する。そこで、上記１対
の同次変換行列worldＸwork，workＸtoolに対して、処
理のシリアル番号を示す変数ｊを付してworldＸwork
(j)，workＸtool(j)とし、これらのデータは、図６に示
すように、教示ペンダントのスイッチＳＷ５によって数
値入力される速度(j)とともに１組の教示データＴＤ(j)
として記憶される。なお、上記変数ｊは制御装置１０の
電源を投入されたとき、もしくは教示ペンダント４のス
イッチＳＷ３を押下し作業プログラムの作成が終了した
際に０にクリアされる。

【００６４】スイッチＳＷ４がオンされたときには（ス
テップＳ４でＹＥＳ）、教示作業制御部４０は、作業プ
ログラム生成処理部４３に指示信号を出力して以下に示
す作業プログラム生成処理部４３の処理（ステップＳ
８）を実行させる。ここで、作業プログラム生成処理部
４３は、現在位置姿勢計算及び記憶部４２において順次
記憶させた複数個の教示データＴＤ(j)を取り出し、図
６に示すように、作業プログラムとしてまとめ、作業プ
ログラム記憶部４４に格納する。図６の例では、当該作
業プログラム番号を１００としている。

【００６５】（４−２）教示作業 ここで、本発明に係る本実施例が従来の方法と異なる点
を明らかにするために、従来の方法で説明した図１６及
び図１７の作業を例とし、操作者によってなされる、教
示作業について図２１乃至図２３を参照して説明する。
Ｐ１点の教示に至る過程は従来の方法と同一であるが、
Ｐ２点以降の処理が本実施例では異なり、教示データが
自動的に同一の基準作業姿勢になるように補正される。

【００６６】まず、ワーク１とツール２は図２１の
（ａ）に示す位置関係にあるとする。操作者は、上記操
作ボックス５のスイッチＳＷ７をＡ側に設定した後、教
示ペンダント４のスイッチＳＷ１をワーク側に設定し、
スイッチＳＷ２の所望する動作に該当するボタンを押す
ことにより、ワーク移動装置１０を操作して、図２１の
（ｂ）に示すように、ワーク１をＰ１点の接線ＣＬ１と
水平面との成す角度が所望する角度θ１に至るまで回転
させる。

【００６７】次に、教示ペンダント４のスイッチＳＷ１
をツール側に設定し、スイッチＳＷ２の所望する動作に
該当するボタンを押すことにより、操作者はツール移動
装置２０を操作して、図２１の（ｃ）に示すように、ツ
ール先端のＯｔ点をワーク１上のＰ１点と一致するまで
移動させる。さらに、操作者はツール移動装置２０を操
作して、図２２の（ａ）に示すように、ツール先端のＯ
ｔ点を中心として、ツール２の姿勢を接線ＣＬ１との成
す角度が角度θ２に至るまで回転させる。角度θ２の検
出は操作者が分度器等の計器を用いて行う。こうして、
Ｐ１点での教示する状態を作成する。そして、操作者
は、教示ペンダント４のスイッチＳＷ３を押すことによ
って、この状態を制御装置３に記憶させる。ここで、こ
のＰ１点を基準作業姿勢とする。

【００６８】次の代表点であるＰ２点での次の教示デー
タを得るためには、操作者はスイッチＳＷ２の所望する
動作に該当するボタンを押すことにより、ツール移動装
置２０を操作して、図２２の（ｂ）に示すように、ツー
ル先端のＯｔ点をワーク１上のＰ２点と一致するまで移
動させ、図２２の（ｃ）に示すように、ツール先端のＯ
ｔ点を中心として、ツール２の姿勢を接線ＣＬ２との成
す角度が角度θ２に至るまで回転させて、Ｐ２点の教示
する状態にする。そして、操作者は、教示ペンダント４
のスイッチＳＷ３を押すことによって、この状態を制御
装置３に記憶させる。

【００６９】以降は、順次繰り返し、第ｊ番目の代表点
であるＰｊ点での教示データを得るためには、操作者は
スイッチＳＷ２の所望する動作に該当するボタンを押す
ことにより、ツール移動装置２０を操作して、図２３の
（ａ）に示すように、ツール先端のＯｔ点をワーク１上
のＰｊ点と一致するまで移動させ、図２３の（ｂ）に示
すように、ツール先端のＯｔ点を中心として、ツール２
の姿勢を接線ＣＬｊとの成す角度が角度θ２に至るまで
回転させて、Ｐｊ点の教示する状態とし、教示ペンダン
ト４のスイッチＳＷ３を押すことによって制御装置３に
記憶させる。

【００７０】上述と同様に最後の点を教示した後に、操
作者は教示ペンダント４のスイッチＳＷ４を押すことに
よって、作業プログラムが作成され制御装置３の作業プ
ログラム記憶部４４に記憶させる。上記作業プログラム
を作成した後、操作者は教示ペンダント４のスイッチＳ
Ｗ６を押すことによって、補正された新作業プログラム
の生成を行う。しかしながら、新作業プログラムを生成
せずに、再生動作での自動修正を行わせる場合には、ス
イッチＳＷ６は押さずに、操作ボックス５のスイッチＳ
Ｗ９をオン側に倒して、後述する再生動作を行わせる。

【００７１】（４−３）新作業プログラムの生成 スイッチＳＷ６がオンされたときには（ステップＳ５で
ＹＥＳ）、教示作業制御部４０は、新作業プログラム生
成処理部４５に指示信号を出力して以下に示す新作業プ
ログラム生成処理部４５の処理（ステップＳ９）を実行
させる。ここで、作業プログラム生成処理部４５は図９
に示す処理を実行し、一連の溶接作業のうち予め指定し
た作業点間（以下、指定作業点間といい、その期間を指
定作業期間という。）で同一の基準作業姿勢を保持する
ように制御する新作業プログラムを生成することを特徴
とする。上記同一の基準作業姿勢を保持するように制御
する作業は、例えば、上述のように、ツール２の溶接ト
ーチを用いてワーク１に対して溶接を行う溶接作業であ
る。なお、本実施例においては、上記基準作業姿勢は、
予め教示して作成した教示データのうちのシリアル番号
Ｊｓｔの教示データＴＤ（Ｊｓｔ）に記憶しておくもの
とする。

【００７２】新作業プログラム生成処理部４５は、ま
ず、上記作業プログラム記憶部４４に格納された作業プ
ログラムの教示データのうち、同一の基準作業姿勢で実
行すべき指定作業点間の開始番号Ｊｓｔと終了番号Ｊｅ
ｎとを入力するように指示する操作者に対する指示事項
を、教示ペンダント４の液晶表示部（図示せず。）に表
示させる。これに対して、操作者はスイッチＳＷ５を用
いて開始番号Ｊｓｔと終了番号Ｊｅｎの数値を入力す
る。一方、新作業プログラム生成処理部４５は、ステッ
プＳ１１において、開始番号Ｊｓｔと終了番号Ｊｅｎと
が入力されたか否かを判断し、入力されるまでステップ
Ｓ１１で待機し、入力されたならば、ステップＳ１２に
進む。

【００７３】ステップＳ１２においては、教示データの
シリアル番号を示す変数ｊを１とした後、ステップＳ１
３において、教示データ取出部４６を制御して上記作業
プログラム記憶部４４に格納された第ｊ教示データＴＤ
（ｊ）を読み出して新作業プログラム生成処理部４５内
のメモリ（図示せず。）に一時的に記憶する。次いで、
ステップＳ１４において、読み出した教示データＴＤ
（ｊ）の内容が終了を示すデータ「ＥＮＤ」であるかを
判断する。変数ｊ＝１である初回は「ＥＮＤ」でなく教
示データが存在するので、ステップＳ１４でＮＯとなり
ステップＳ１６に進む。

【００７４】次いで、ステップＳ１６において変数ｊが
開始番号Ｊｓｔよりも小さいか否かを判断し、ステップ
Ｓ１７において変数ｊが終了番号Ｊｅｎよりも大きいか
否かを判断し、さらに、ステップＳ１８において変数ｊ
が開始番号Ｊｓｔに等しいか否かを判断する。ステップ
Ｓ１６で変数ｊが開始番号Ｊｓｔより小さく（ステップ
Ｓ１６でＹＥＳ）かつ変数ｊが終了番号Ｊｅｎより大き
い場合（ステップＳ１７でＹＥＳ）には、上記指定作業
期間ではないので、同一の基準作業姿勢に保持するよう
に補正する必要がなく、それ故、ステップＳ２１に進ん
で、作業プログラムから取り出した教示データＴＤ
（ｊ）をそのままを新作業プログラムにおけるｊ番目の
教示データＴＦ（ｊ）として新作業プログラム生成処理
部４５内のメモリ（図示せず。）内に一時的に格納した
後、ステップＳ２２に進む。

【００７５】変数ｊが開始番号Ｊstと一致したときには
（ステップＳ１８でＹＥＳ）、ステップＳ２０において
基準作業姿勢の演算及び記憶部４７の処理を実行する。
すなわち、作業プログラムから取りだした教示データＴ
Ｄ（ｊ＝Ｊｓｔ）に基づいて、上記数１３を用いて基準
作業姿勢を示す同次変換行列Ｃを演算して上記記憶部４
７内のメモリ（図示せず。）に記憶する。そして、ステ
ップＳ２１において、作業プログラムから取り出した教
示データＴＤ（ｊ＝Ｊｓｔ）を新作業プログラムにおけ
るｊ番目の教示データＴＤ（ｊ）として新作業プログラ
ム生成処理部４５内のメモリ（図示せず。）内に一時的
に格納した後、ステップＳ２２に進む。

【００７６】上記以外、すなわち、変数ｊが開始番号Ｊ
ｓｔより大きくかつ変数ｊが終了番号Ｊｅｎ以下の場合
には（ステップＳ１６，Ｓ１７，Ｓ１８ですべてＮ
Ｏ）、ステップＳ１９において、作業プログラムから取
りだした教示データＴＤ（ｊ）のワーク１とツール２の
姿勢を、上記ステップＳ２０で記憶した基準作業姿勢を
示す同次変換行列Ｃに基づいて、ツール先端を中心とし
て基準作業姿勢となるよう回転させた新たな教示データ
を生成する。すなわち、作業プログラムから取りだした
教示データＴＤ（ｊ）に基づいて、上記数１４を用いて
ワールド座標系を基準としたツール座標系の位置姿勢を
示す同次変換行列worldＸtool(j)を算出し、上記数１５
を用いて作業位置を示す同次変換行列ＰＸ(j)を求め、
上記数１６を用いてワールド座標系を基準とした新たな
ツール座標系の位置姿勢を示す同次変換行列worldＸtoo
l(new)を算出する。さらに、上記数１７を用いて、ワー
ルド座標系を基準とした新たなワーク座標系の位置姿勢
を示す同次変換行列worldＸwork(new)を算出する。そし
て、ワーク座標系を基準としたツール座標系の位置姿勢
を示す同次変換行列workＸtool(j)と、ワールド座標系
を基準とした新たなワーク座標系の位置姿勢を示す同次
変換行列worldＸwork(new)とを、新作業プログラムにお
けるｊ番目の教示データＴＤ（ｊ）として新作業プログ
ラム生成処理部４５内のメモリ（図示せず。）内に一時
的に格納する。

【００７７】次いで、ステップＳ２２においては、作業
点のシリアル番号を示す変数ｊを１だけインクリメント
し、ステップＳ１３に戻って、上述の処理を繰り返す。
ステップＳ１４で、取出した教示データＴＤ（ｊ）の内
容が「ＥＮＤ」の場合には、ステップＳ１５において、
新作業プログラム生成処理部４５内のメモリ（図示せ
ず。）内に一時的に記憶した教示データをまとめて新作
業プログラムを生成して作業プログラム記憶部４４に記
憶して、当該ステップＳ９の処理を終了して、メインル
ーチンに戻る。

【００７８】（４−４）再生動作 次に、それぞれ作業プログラム記憶部４４に格納され
た、教示した作業プログラム（作業プログラム番号：１
００）又は生成した新作業プログラム（作業プログラム
番号：１０１）に基づいて、ワーク１とツール２を同時
に動作させて作業する再生動作について以下に説明す
る。再生動作をさせるには、操作者は操作ボックス５の
スイッチＳＷ７をＢ側に倒した後、スタートボタンであ
るスイッチＳＷ８を押す。このとき（ステップＳ３１，
Ｓ３２でともにＹＥＳ）、ステップＳ３３において、図
１に示すように、操作ボックス５からの指示信号は再生
動作処理部５０に入力され、これに応答して再生動作処
理部５０は、指示信号を再生動作制御部５１に出力し
て、図１１に示す再生動作制御部５１の処理を以下のよ
うに実行する。なお、図１１において図示していない
が、作業プログラム番号を入力して複数の作業プログラ
ム番号のうちの再生すべき１つの作業プログラムを選択
する。

【００７９】再生動作制御部５１は、図１１に示すよう
に、まず、上記作業プログラム記憶部４４に格納された
作業プログラム（作業プログラム番号１００又は１０
１）の教示データのうち、同一の基準作業姿勢で実行す
べき指定作業点間の開始番号Ｊｓｔと終了番号Ｊｅｎと
を入力するように指示する操作者に対する指示事項を、
教示ペンダント４の液晶表示部（図示せず。）に表示さ
せる。これに対して、操作者はスイッチＳＷ５を用いて
開始番号Ｊｓｔと終了番号Ｊｅｎの数値を入力する。一
方、再生動作制御部５１は、ステップＳ４１において、
開始番号Ｊｓｔと終了番号Ｊｅｎとが入力されたか否か
を判断し、入力されるまでステップＳ４１で待機し、入
力されたならば、ステップＳ４２に進む。

【００８０】ステップＳ４２においては、教示データの
シリアル番号を示す変数ｊを０にリセットした後、ステ
ップＳ４３において、変数ｊは０であるか否かの判断が
実行され、変数ｊ＝０のとき（ステップＳ４３でＹＥ
Ｓ）、ステップＳ４５において上述のステップＳ７と同
様にして現在位置姿勢計算及び記憶部４２の処理を実行
して、作業開始点（ｊ＝０）での位置姿勢データ（具体
的には、１対の同次変換行列worldＸwork，workＸtool
である。）を得た後、再生動作制御部５１内のメモリ
（図示せず。）に一時的に格納して、ステップＳ４６に
進む。一方、ステップＳ４３で変数ｊ≠０のとき、教示
データ取出部４６を制御して上記作業プログラム記憶部
４４に格納された第ｊ教示データＴＤ（ｊ）を読み出し
て再生動作制御部５１内のメモリ（図示せず。）に一時
的に記憶して、ステップＳ４６に進む。

【００８１】ステップＳ４６で変数ｊを１だけインクリ
メントし、ステップＳ４７において教示データ取出部４
６を制御して上記作業プログラム記憶部４４に格納され
た、作業の目標点における第ｊ教示データＴＤ（ｊ）を
読み出して再生動作制御部５１内のメモリ（図示せ
ず。）に一時的に記憶して、ステップＳ４８に進む。ス
テップＳ４８において、ステップＳ４７で読み出した教
示データが終了を示す「ＥＮＤ」であれば（ＹＥＳ）、
当該再生動作を終了させる。一方、ステップＳ４８でＮ
Ｏであれば、ステップＳ４９で、スイッチＳＷ９がオン
されかつ変数ｊ＝Ｊｓｔであるか否かが判断される。

【００８２】ステップＳ４９でＹＥＳであれば、ステッ
プＳ５０で、ステップＳ２０と同様に、基準位置姿勢の
演算及び記憶部４７の処理を実行する。すなわち、作業
プログラムから取りだした教示データＴＤ（ｊ＝Ｊｓ
ｔ）に基づいて、上記数１３を用いて基準作業姿勢を示
す同次変換行列Ｃを演算して上記記憶部４７内のメモリ
（図示せず。）に記憶し、次いで、図１２に示すステッ
プＳ６０の補間処理を実行した後、ステップＳ４３に戻
りそれ以降の処理を繰り返す。

【００８３】図１２の補間処理においては、まず、ステ
ップＳ５１で動作の増分量演算部５２の処理を実行する
ことによって、当該作業点ｊでの位置姿勢データと次の
作業点ｊ＋１での位置姿勢データから、ワーク１及びツ
ール２の動作増分量を算出する。以下、当該作業点ｊと
次の作業点ｊ＋１とを隣接する２つの作業点という。こ
こで、動作増分量とは、ワーク又はツールの２つの作業
点の動作量を、（２つの作業点間の所定の補間点数Ｎｉ
＋１）で割った量をいう。次いで、ステップＳ５７で補
間点のシリアル番号ｎを−１にリセットし、ステップ５
８でステップＳ５８で番号ｎを１だけインクリメントし
た後、ステップＳ５９において番号ｎ＝０であるか否か
を判断し、ｎ＝０のとき（教示点のとき）はステップＳ
５２の処理を実行せずにステップＳ５３に進む一方、ｎ
≠０のとき（補間点のとき）はステップＳ５２の処理を
実行してステップＳ５３に進む。

【００８４】ステップＳ５２においては、公知の補間方
法を用いて、２つの隣接する作業点間で上記動作増分量
を配分する。すなわち、当該ｎ番目の補間点における動
作増分量（＝ステップＳ５１で計算された動作増分量×
番号ｎ）を計算して、ワーク１の補間後の位置姿勢を示
す同次変換行列worldＸwork(ｎ)と、ツール２の補間後
の位置姿勢を示す同次変換行列workＸtool(ｎ)とを算出
する。

【００８５】次いで、ステップＳ５３においてスイッチ
ＳＷ９がオンされかつ変数ｊが開始番号Ｊｓｔ以上であ
ってかつ終了番号Ｊｅｎ未満であるか否かが判断され、
ステップＳ６１において変数ｊ＝Ｊｓｔかつ番号ｎ＝０
であるか否かが判断された後、ステップＳ６２において
変数ｊ＝Ｊｅｎかつ番号ｎ≠０であるか否かが判断され
る。ここで、ステップＳ５３でＹＥＳで、ステップＳ６
１でＮＯでかつステップＳ６２でＮＯであるとき上記同
一の基準作業姿勢に基づいて位置姿勢データを補正する
必要があるので、ステップＳ５４に進み、それ以外のと
きステップＳ５４を実行せずにステップＳ５５に進む。

【００８６】上記ステップＳ５４においては、ステップ
Ｓ１９の処理と同様に、教示データから作成した補間点
のステップＳ５２での補間後又は変数ｊ＝Ｊｓｔを除く
教示点のワーク１とツール２の位置姿勢を、ステップＳ
５０で計算して記憶した基準作業姿勢Ｃに基づいてその
基準作業姿勢を保持するように、すなわちツール先端を
中心として基準作業姿勢となるよう回転する修正を施す
ように補正して位置姿勢データを得る。すなわち、ステ
ップＳ５４においては、ステップＳ５２で算出されたワ
ーク１の補間点の補正後の位置姿勢を示す同次変換行列
worldＸtool(ｎ)とツール２の補間点の補正後の位置姿
勢を示す同次変換行列workＸtool(ｎ)とによって、上記
数１４を用いてワールド座標系を基準としたツール座標
系の位置姿勢を示す同次変換行列worldＸtool(ｎ)を算
出し、上記数１５を用いて作業位置を示す同次変換行列
ＰＸ(ｎ)を求め、上記数１６を用いてワールド座標系を
基準とした新たなツール座標系の位置姿勢を示す同次変
換行列を示す同次変換行列worldＸtool(new)を算出す
る。さらに、数１７を用いて、ワールド座標系を基準と
した新たなワーク座標系の位置姿勢を示す同次変換行列
worldＸwork(new)を算出する。そして、上記演算され
た、ワーク座標系を基準としたツール座標系の位置姿勢
を示す同次変換行列workＸtool(ｎ)と、ワールド座標系
を基準とした新たなワーク座標系の位置姿勢を示す同次
変換行列worldＸwork(new)とを、当該補間点（ｎ）にお
ける位置姿勢データとする。従って、ステップＳ５４に
おいては、スイッチＳＷ９がオンされた場合において、
変数ｊ＝Ｊｓｔのｎ＝０を除く変数ｊ＝Ｊｓｔからｊ＝
Ｊｅｎのｎ＝０までの教示点及び補間点に関して補間デ
ータ修正演算部５４の処理を実行する。

【００８７】次いで、ステップＳ５５においては、
（ａ）ステップＳ５４で修正されたワーク座標系の位置
姿勢を示す同次変換行列worldＸwork(new)に基づいて、
（ｂ）ステップＳ５４で修正されないときは、ステップ
Ｓ５２で補間後のワーク座標系の位置姿勢を示す同次変
換行列worldＸwork(ｎ)に基づいて、もしくは（ｃ）変
数ｊ＝Ｊｓｔでかつ番号ｎ＝０であるとき又は変数ｊ＝
Ｊｅｎでかつ番号ｎ≠０であるときは、教示データその
ものであるワーク座標系の位置姿勢を示す同次変換行列
worldＸworkに基づいて、上記数７を変形して得られた
次の数１８を用いて、ワーク移動装置１０の位置姿勢を
示す同次変換行列Ｔｗを算出する。

【数１８】Ｔｗ ＝ Ｚｗ^-1・worldＸwork・Ｅｗ^−１

【００８８】また、上記補間後のツール座標系の位置姿
勢を示す同次変換行列ｗｏｒｋＸtool(ｎ) においては
基づいて、上記数８を変形して得られた次の数１９によ
って、ツール移動装置２０の位置姿勢を示す同次変換行
列Ｔｔを算出する。

【数１９】Ｔｔ ＝ Ｚｔ^-1・worldＸtool・Ｅｔ^-1

【００８９】そして、ツールとワークの補間演算部５３
は、ワーク移動装置１０の位置姿勢データＴｗを、ワー
ク移動装置の関節変数演算部１０２に出力し、これに応
答して関節変数演算部１０２は関節変数に基づくアクチ
ュエータＭ１１乃至Ｍ１６の各操作量を演算してアクチ
ュエータ動作指示部１００に出力する。一方、ツールと
ワークの補間演算部５３は、ツール移動装置２０の位置
姿勢データＴｔを、ツール移動装置の関節変数演算部２
０２に出力し、これに応答して関節変数演算部２０２は
関節変数に基づくアクチュエータＭ２１乃至Ｍ２６の各
操作量を演算してアクチュエータ動作指示部２００に出
力する。各々のアクチュエータ指示部１００，２００
は、入力された各操作量を同時に各々の装置１０，２０
に取り付けたアクチュエータＭ１１乃至Ｍ１６，Ｍ２１
乃至Ｍ２６に出力して操作制御することでワーク１及び
ツール２を動作させる。ここで、アクチュエータ指示部
１００，２００の実際の回路では、入力された各操作量
データをラッチ回路で所定のクロック信号に基づいて同
時にラッチして出力することによってワーク１及びツー
ル２の動作を同時に制御している。また、ここで、各ア
クチュエータＭ１１乃至Ｍ１６，Ｍ２１乃至Ｍ２６で検
出された現在の関節変数データがそれぞれ動作指示部１
００，２００に戻され、公知のように、出力される各操
作量を制御するサーボ回路を構成している。上記ステッ
プ５５の後に、ステップＳ５６において、番号ｎが上記
補間点数Ｎｉに等しいか否かが判断され、ＹＥＳであれ
ば補間処理が終了していると判断して図１１の処理に戻
る。一方、ＮＯであれば、ステップＳ５８から次の補間
点に関する処理を繰り返す。

【００９０】なお、図１２に図示したステップＳ６０の
補間処理は、本発明に係るステップＳ５３，Ｓ５４の処
理を除いて公知の処理であって、例えば、本出願人は出
願した特開平５−２１０４０７号公報に開示の特許出願
に開示されている。

【００９１】以上の再生動作制御部５１の処理におい
て、実行する作業プログラムは、補正後の新作業プログ
ラム（プログラム番号：１０１）であってもよいし、補
正されていない作業プログラム（プログラム番号：１０
０）であってもよい。後者の場合において、再生動作中
に、ステップＳ５４の処理を実行させてもよい。また、
ステップＳ６０の補間処理のうちステップＳ５５の処理
を除き省略してもよい。さらに、ステップＳ６０の補間
処理のうちステップＳ５１，Ｓ５２，Ｓ５５の処理を除
き省略してもよい。

【００９２】（５）変形例 以上の実施例においては、アーク溶接作業を例に説明し
たが、その他の作業への応用例として、当該産業用ロボ
ットシステムをシール剤塗布作業に適用してもよい。ツ
ール２がシール剤を塗布するための塗布ガンとすると、
図１６の（ｂ）において、作業者の意図するところは、
塗布するための粘性度を有するシール剤は、塗布直後の
低い粘性度のため、重力の影響を受け塗布幅と塗布厚さ
が変化することを防ぐために塗布面の接線ＣＬの水平面
からの傾きθ１を一定に保持するとともに、塗布幅と塗
布厚さを一定に保持するために上記塗布面の接線ＣＬに
対する塗布ガンの傾きθ２を一定に保持するように作業
を施すことである。従って、上記述べた実施例に即し
て、本発明による産業用ロボット制御装置を適用するこ
とができる。その他の加工法においても、重力の影響を
受ける要素がある場合には、本発明による産業用ロボッ
ト制御装置を適用することができる。

【００９３】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、予
め指定された教示データのワークとツールの姿勢に基づ
いて基準作業姿勢を演算し、上記演算した基準作業姿勢
に基づいて所定の作業のうちの予め決められた期間で上
記基準作業姿勢を保持するように上記複数の教示データ
を補正し、上記補正した複数の教示データに基づいてワ
ーク取扱装置の第１の関節手段とツール移動装置の第２
の関節手段とを同時に動作させることによって上記ワー
クと上記ツールとを協調して制御するようにしたので、
所定の同一の基準作業姿勢を保持するようにワークとツ
ールとを制御することができ、しかも教示時において操
作者のワーク移動装置とツール移動装置との交互の操作
は最初の教示点の操作のみになり、当該操作を大幅に軽
減することができるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る一実施例の産業用ロボットシス
テムのブロック図である。

【図２】 図１の産業用ロボットシステムの全体を示す
斜視図である。

【図３】 図１の産業用ロボットシステムにおける教示
ペンダントの正面図である。

【図４】 図１の産業用ロボットシステムにおける操作
ボックスの正面図である。

【図５】 図１の産業用ロボットシステムにおいて設定
した座標系及び取扱うデータを示す概要図である。

【図６】 図１の作業プログラム記憶部に格納される作
業プログラムの構成を示す図である。

【図７】 図１の新作業プログラム生成処理部によって
生成された新作業プログラムの構成を示す図である。

【図８】 図１の教示作業制御部の処理を示すフローチ
ャートである。

【図９】 図１の新作業プログラム生成処理部の処理を
示すフローチャートである。

【図１０】 図１の再生動作処理部の処理を示すフロー
チャートである。

【図１１】 図１の再生動作制御部の処理を示すフロー
チャートである。

【図１２】 図１１のサブルーチンである補間処理を示
すフローチャートである。

【図１３】 従来の方法による教示の手順の第１の部分
を示すワークとツールの正面図である。

【図１４】 従来の方法による教示の手順の第２の部分
を示すワークとツールの正面図である。

【図１５】 従来の方法による教示の手順の第３の部分
を示すワークとツールの正面図である。

【図１６】 従来例におけるワークとツールを協調させ
て作業を行う協調動作の一例の第１の部分を示す正面図
である。

【図１７】 従来例におけるワークとツールを協調させ
て作業を行う協調動作の一例の第２の部分を示す正面図
である。

【図１８】 本発明に係る実施例においてワークとツー
ルを協調させて作業を行う協調動作の基本的な原理を示
すワークとツールの正面図である。

【図１９】 本発明に係る実施例においてワークとツー
ルを協調させて作業を行うときの基本的な処理の第１の
部分を示すワークとツールの正面図である。

【図２０】 本発明に係る実施例においてワークとツー
ルを協調させて作業を行うときの基本的な処理の第２の
部分を示すワークとツールの正面図である。

【図２１】 本発明に係る実施例における教示の手順の
第１の部分を示すワークとツールの正面図である。

【図２２】 本発明に係る実施例における教示の手順の
第２の部分を示すワークとツールの正面図である。

【図２３】 本発明に係る実施例における教示の手順の
第３の部分を示すワークとツールの正面図である。

【符号の説明】

１…ワーク、 ２…ツール、 ３…制御装置、 ４…教示ペンダント、 ５…操作ボックス、 １０…ワーク移動装置、 ２０…ツール移動装置、 １０Ｂ…ワーク移動装置の台座、 ２０Ｂ…ツール移動装置の台座、 ４０…教示作業制御部、 ４１…手動操作処理部、 ４２…現在位置姿勢計算及び記憶部、 ４３…作業プログラム生成処理部、 ４４…作業プログラム記憶部、 ４５…新作業プログラム生成処理部、 ４６…教示データ取出部、 ４７…基準作業姿勢の演算及び記憶部、 ５０…再生動作処理部、 ５１…再生動作制御部、 ５２…動作の増分量演算部、 ５３…ツールとワークの補間演算部、 ５４…補間データ修正演算部、 １００…アクチュエータ動作指示部、 １０１…ワーク移動装置の位置姿勢演算部、 １０２…ワーク位相装置の関節変数演算部、 ２００…アクチュエータ動作指示部、 ２０１…ツール移動装置の位置姿勢演算部、 ２０２…ツール移動装置の関節変数演算部、 ＧＲ…グリッパ、 Ｌ１１及至Ｌ１６…ワーク移動装置のリンク、 Ｌ２１及至Ｌ２６…ツール移動装置のリンク、 ＲＪ１１及至ＲＪ１６…ワーク移動装置の関節、 ＲＪ２１及至ＲＪ２６…ツール移動装置の関節、 Ｏｗｏｒｌｄ…ワールド座標系の座標原点、 Ｏｗｏｒｋ…ワークの基準点に設けたワーク座標系の座
標原点、 Ｏｗ＿ｂａｓｅ…ワーク移動装置の設置基準面に設けた
ワーク側ベース座標系の座標原点、 Ｏｗ６…ワーク移動装置の出力フランジの取付け面に設
けたワーク側メカニカルインターフェイス座標系の座標
原点、 Ｏｔｏｏｌ…ツール先端に設けたツール座標系の座標原
点、 Ｏｔ＿ｂａｓｅ…ツール移動装置の設置基準面に設けた
ツール側ベース座標系の座標原点、 Ｏｔ６…ツール移動装置の出力フランジの基準面に設け
たツール側メカニカルインターフェイス座標系の座標原
点。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 9064−3Ｈ Ｇ０５Ｂ 19/42 Ｗ

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ワークと上記ワークを移動させる第１の
   関節手段とを有するワーク取扱装置と、ツールと上記ツ
   ールを移動させる第２の関節手段とを有するツール移動
   装置とを備えた産業用ロボットシステムにおいて、所定
   の作業の開始時における上記ワークの位置姿勢と上記ツ
   ールの位置姿勢と、上記作業の開始後において上記ツー
   ルのみを動作させたときの上記ワークの位置姿勢と上記
   ツールの位置姿勢とを含む予め作成された複数の教示デ
   ータに基づいて、上記第１の関節手段と上記第２の関節
   手段とを同時に動作させることによって上記ワークと上
   記ツールとを協調して制御する制御方法であって、 予め指定された上記教示データの上記ワークと上記ツー
   ルの姿勢に基づいて基準作業姿勢を演算し、上記演算し
   た基準作業姿勢に基づいて所定の作業のうちの予め決め
   られた期間で上記基準作業姿勢を保持するように上記複
   数の教示データを補正し、上記補正した複数の教示デー
   タに基づいて上記第１の関節手段と上記第２の関節手段
   とを同時に動作させることによって上記ワークと上記ツ
   ールとを協調して制御することを特徴とする産業用ロボ
   ットシステムの制御方法。
2. 【請求項２】 上記複数の教示データを補正すること
   は、上記第１の関節手段と上記第２の関節手段とを同時
   に動作させるときに実行することを特徴とする請求項１
   記載の産業用ロボットシステムの制御方法。
3. 【請求項３】 上記補正した教示データに基づいて、所
   定の補間方法を用いて上記作業における隣接する２つの
   作業点間の複数の補間点で補間された補間教示データを
   演算し、上記演算した補間教示データ及び上記補正した
   複数の教示データとに基づいて上記第１の関節手段と上
   記第２の関節手段とを同時に動作させることによって上
   記ワークと上記ツールとを協調して制御することを特徴
   とする請求項１又は２記載の産業用ロボットシステムの
   制御方法。
4. 【請求項４】 上記演算した基準作業姿勢に基づいて所
   定の作業のうちの予め決められた期間で上記基準作業姿
   勢を保持するように上記演算した補間教示データを補正
   し、上記補正した補間教示データ及び上記補正した複数
   の教示データとに基づいて上記第１の関節手段と上記第
   ２の関節手段とを同時に動作させることによって上記ワ
   ークと上記ツールとを協調して制御することを特徴とす
   る請求項３記載の産業用ロボットシステムの制御方法。
5. 【請求項５】 ワークと上記ワークを移動させる第１の
   関節手段とを有するワーク取扱装置と、ツールと上記ツ
   ールを移動させる第２の関節手段とを有するツール移動
   装置とを備えた産業用ロボットシステムにおいて、所定
   の作業の開始時における上記ワークの位置姿勢と上記ツ
   ールの位置姿勢と、上記作業の開始後において上記ツー
   ルのみを動作させたときの上記ワークの位置姿勢と上記
   ツールの位置姿勢とを含む予め作成された複数の教示デ
   ータに基づいて、上記第１の関節手段と上記第２の関節
   手段とを同時に動作させることによって上記ワークと上
   記ツールとを協調して制御する制御方法であって、 予め指定された上記教示データの上記ワークと上記ツー
   ルの姿勢に基づいて基準作業姿勢を演算し、上記複数の
   教示データに基づいて、所定の補間方法を用いて上記作
   業における隣接する２つの作業点間の複数の補間点で補
   間された補間教示データを演算し、上記演算した基準作
   業姿勢に基づいて所定の作業のうちの予め決められた期
   間で上記基準作業姿勢を保持するように上記複数の教示
   データと上記補間教示データを補正し、上記補正した複
   数の教示データと上記補正した補間教示データに基づい
   て上記第１の関節手段と上記第２の関節手段とを同時に
   動作させることによって上記ワークと上記ツールとを協
   調して制御することを特徴とする産業用ロボットシステ
   ムの制御方法。
6. 【請求項６】 上記複数の教示データと補間教示データ
   を補正することは、上記第１の関節手段と上記第２の関
   節手段とを同時に動作させるときに実行することを特徴
   とする請求項５記載の産業用ロボットシステムの制御方
   法。
7. 【請求項７】 ワークと上記ワークを移動させる第１の
   関節手段とを有するワーク取扱装置と、ツールと上記ツ
   ールを移動させる第２の関節手段とを有するツール移動
   装置とを備えた産業用ロボットシステムにおいて、所定
   の作業の開始時における上記ワークの位置姿勢と上記ツ
   ールの位置姿勢と、上記作業の開始後において上記ツー
   ルのみを動作させたときの上記ワークの位置姿勢と上記
   ツールの位置姿勢とを含む予め作成された複数の教示デ
   ータに基づいて、上記第１の関節手段と上記第２の関節
   手段とを同時に動作させることによって上記ワークと上
   記ツールとを協調して制御する制御装置であって、 予め指定された上記教示データの上記ワークと上記ツー
   ルの姿勢に基づいて基準作業姿勢を演算する演算手段
   と、 上記演算手段によって演算した基準作業姿勢に基づいて
   所定の作業のうちの予め決められた期間で上記基準作業
   姿勢を保持するように上記複数の教示データを補正する
   補正手段と、 上記補正手段によって補正した複数の教示データに基づ
   いて上記第１の関節手段と上記第２の関節手段とを同時
   に動作させることによって上記ワークと上記ツールとを
   協調して制御する制御手段とを備えたことを特徴とする
   産業用ロボットシステムの制御装置。
8. 【請求項８】 上記補正手段は、上記制御手段によって
   上記第１の関節手段と上記第２の関節手段とを同時に動
   作させるときに実行することを特徴とする請求項７記載
   の産業用ロボットシステムの制御装置。
9. 【請求項９】 上記補正手段によって補正した教示デー
   タに基づいて、所定の補間方法を用いて上記作業におけ
   る隣接する２つの作業点間の複数の補間点で補間された
   補間教示データを演算する補間演算手段をさらに備え、 上記制御手段は、上記補間演算手段によって演算した補
   間教示データ及び上記補正手段によって補正した複数の
   教示データとに基づいて上記第１の関節手段と上記第２
   の関節手段とを同時に動作させることによって上記ワー
   クと上記ツールとを協調して制御することを特徴とする
   請求項７又は８記載の産業用ロボットシステムの制御装
   置。
10. 【請求項１０】 上記演算手段によって演算した基準作
    業姿勢に基づいて所定の作業のうちの予め決められた期
    間で上記基準作業姿勢を保持するように上記補間演算手
    段によって演算した補間教示データを補正する補間点補
    正手段をさらに備え、 上記制御手段は、上記補間点補正手段によって補正した
    補間教示データ及び上記補正手段によって補正した複数
    の教示データとに基づいて上記第１の関節手段と上記第
    ２の関節手段とを同時に動作させることによって上記ワ
    ークと上記ツールとを協調して制御することを特徴とす
    る請求項９記載の産業用ロボットシステムの制御装置。
11. 【請求項１１】 ワークと上記ワークを移動させる第１
    の関節手段とを有するワーク取扱装置と、ツールと上記
    ツールを移動させる第２の関節手段とを有するツール移
    動装置とを備えた産業用ロボットシステムにおいて、所
    定の作業の開始時における上記ワークの位置姿勢と上記
    ツールの位置姿勢と、上記作業の開始後において上記ツ
    ールのみを動作させたときの上記ワークの位置姿勢と上
    記ツールの位置姿勢とを含む予め作成された複数の教示
    データに基づいて、上記第１の関節手段と上記第２の関
    節手段とを同時に動作させることによって上記ワークと
    上記ツールとを協調して制御する制御装置であって、 予め指定された上記教示データの上記ワークと上記ツー
    ルの姿勢に基づいて基準作業姿勢を演算する演算手段
    と、 上記複数の教示データに基づいて、所定の補間方法を用
    いて上記作業における隣接する２つの作業点間の複数の
    補間点で補間された補間教示データを演算する補間演算
    手段と、 上記演算手段によって演算した基準作業姿勢に基づいて
    所定の作業のうちの予め決められた期間で上記基準作業
    姿勢を保持するように上記複数の教示データと上記補間
    演算手段によって演算された補間教示データを補正する
    補正手段と、 上記補正手段によってそれぞれ補正した複数の教示デー
    タと補間教示データに基づいて上記第１の関節手段と上
    記第２の関節手段とを同時に動作させることによって上
    記ワークと上記ツールとを協調して制御する制御手段と
    を備えたことを特徴とする産業用ロボットシステムの制
    御装置。
12. 【請求項１２】 上記補正手段は、上記制御手段によっ
    て上記第１の関節手段と上記第２の関節手段とを同時に
    動作させるときに実行することを特徴とする請求項１１
    記載の産業用ロボットシステムの制御装置。