JPH07200043A - 教示データ自動補正装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 教示データをワークの位置ずれなどに対して
自動的に補正できるようにすること。 【構成】 始業点検時に、補正データ算出部３４は、光
電センサ２１によって検出された実際の作業対象点の位
置と教示データ記憶部３０に記憶されている予め教示さ
れた作業対象点の位置との誤差を算出し、この誤差を補
正データ記憶部３６に記憶させる。作業時には、制御デ
ータ算出部３２は、教示データ記憶部３０の作業データ
を補正データ記憶部３６に記憶されている補正データで
補正して、ロボットのアームの動作を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、たとえばワークに部品
を自動的に組み付ける作業をこのワークの位置ずれを自
動的に補正しながら行なえるようにする教示データ自動
補正装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】たとえば、自動車などの組み立て工場に
おいては非常に多くの組み立てロボットが稼働してい
る。

【０００３】このような組み立てロボットの教示を行な
う場合には、まず、正規の位置にワークを設置し、この
ワークに対して部品の組み付け動作をロボットに教示し
て行くという操作を各作業点に対して行なっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の装置にあっては、ワークの搬送位置に若干の
ずれが生じた場合には、その都度上記の教示作業を行な
って組み付け作業が正確に行なわれるようにしていたの
で、教示作業に多大の労力が必要となるばかりでなく、
その教示作業を行なっている最中にはラインの停止を余
儀無くされるような場合もあることから生産効率の低下
を招くこともあるなどの種々の不具合があった。

【０００５】本発明はこのような従来の不具合を解消す
るためになされたものであり、教示データをワークの位
置ずれなどに対して自動的に補正する機能を有する教示
データ自動補正装置の提供を目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明は、教示された作業データに基づいて対象ワー
クに対し部品を組み付けるロボットに用いられる教示デ
ータ自動補正装置であって、前記作業データおよび始業
点検時の補正作業データを教示データとして記憶する教
示データ記憶手段と、当該始業点検時には前記教示デー
タの内の補正作業データに基づいて前記ロボットの動作
を制御するロボット第１動作制御手段と、当該ロボット
第１動作制御手段によって前記ロボットの始業点検時に
おける補正作業が行なわれている間に前記対象ワークに
対して教示された作業点と実際の作業点との誤差を検出
する誤差検出手段と、前記補正作業中に当該誤差検出手
段によって検出された前記教示された作業点と実際の作
業点との誤差に基づいて前記教示データのうちの作業デ
ータを実際の作業点に対する作業データに一致させるた
めの補正データを作成する補正データ作成手段と、当該
補正データ作成手段によって作成された補正データを記
憶する補正データ記憶手段と、前記対象ワークに対して
作業を行なう場合には当該教示データの内の作業データ
および当該補正データ記憶手段に記憶されている補正デ
ータとに基づいて前記ロボットの動作を制御するロボッ
ト第２動作制御手段とを有することを特徴とする。

【０００７】

【作用】このように構成した本発明の教示データ自動補
正装置は次のように作用する。ロボット第１動作制御手
段は教示データ記憶手段に記憶されている補正作業デー
タに基づいてロボットに始業点検時の動作、すなわち補
正作業をさせる。誤差検出手段は、この補正作業が行な
われている間に対象ワークに対して予め教示されている
作業点と実際の作業点との誤差を検出する。

【０００８】補正データ作成手段は、補正作業中に誤差
検出手段によって検出された，予め教示された作業点と
実際の作業点との誤差に基づいて作業データを実際の作
業点に対する作業データに一致させるための補正データ
を作成し、この補正データは補正データ記憶手段に記憶
される。

【０００９】ロボット第２動作制御手段は、前述の対象
ワークに対して作業を行なう場合には作業データおよび
補正データに基づいて前記ロボットの動作を制御する。

【００１０】したがって、ワークの位置ずれが発生した
ような場合であっても、始業点検の動作をさせるように
すれば、その位置ずれを生じたワークに対して教示通り
の作業をさせることができるようになる。

【００１１】

【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。図１は、本発明にかかる教示データ自動補正装
置を備えたロボットの外観図である。この実施例におい
てはイクスパンションナットをインストルメントパネル
に打ち込むためのロボットを一例として説明する。

【００１２】図１に示すロボットは、実際の生産現場で
使用されている状態を示しているものではないが、その
作業端１５には、インストルメントパネルに打ち込むイ
クスパンションナットの打ち込みガン２０が設けられて
いる。この打ち込みガン２０の詳細の説明は本発明には
直接関係がないので省略するが、この打ち込みガン２０
の一部には、作業点の誤差を測定するための誤差検出手
段として機能する反射型の光電センサ２１が設けられて
いる。この光電センサ２１は、実際の作業点が予め設定
されている作業点からどの程度外れているかの誤差を検
出することができるものでなければならないから、非常
に高解像度のものを用いている。

【００１３】図１においてはワークとして疑似的にイク
スパンションナットの打ち込み穴と同様の穴２２を有し
ているワーク２３を例示してあるが、光電センサ２１は
この穴２３の座標を検出して予め教示されてる作業点と
の誤差を検出することになる。なお、同図に示されてい
るコントロールボックス２５はロボット１０の動作を制
御するためのものであり、後述する表示部も備えられて
いる。

【００１４】図２は、本発明にかかる教示データ自動補
正装置の主要部を示したブロック図であり、各部は次の
ような機能を有している。

【００１５】光電センサ２１は前述のように非常に高解
像度のものが用いられており、ここからはデジタルの検
出信号が出力される。教示データ記憶部３０は、ロボッ
ト１０がインストルメントパネルにイクスパンションナ
ットを打ち込む際の作業データとロボット１０の始業点
検時にこの作業データの補正をする補正作業を行なうた
めの補正作業データを記憶している部分であり、教示デ
ータ記憶手段として機能するものである。この教示デー
タ記憶部には、各作業点の位置に関するデータが座標デ
ータとして記憶されている。

【００１６】制御データ算出部３２は、教示データ記憶
部３０に記憶されている作業データあるいは補正作業デ
ータに基づいてロボット１０の各アームを駆動させるた
めの軸ごとの制御データを作成するものであって、ロボ
ット第１動作制御手段及びロボット第２動作制御手段と
して機能するものである。

【００１７】具体的には、ロボット１０がインストルメ
ントパネルにイクスパンションナットを打ち込む動作を
する場合には、作業データに基づいて上記の制御データ
を作成し、この制御データに基づいてロボットの動作が
制御される。一方、このイクスパンションナットの打ち
込み穴が教示時の位置と一致しているかを確認する始業
点検時に行われる補正作業時には、補正作業データに基
づいて制御データが作成され、この制御データに基づい
て後述する補正作業が行なわれる。

【００１８】補正データ算出部３４は、制御データ算出
部３２から出力される位置データに基づいてその位置に
該当する作業データを教示データ記憶部３０から取り出
して、この取り出した作業データを光電センサ２１によ
って検出された信号から得られたデータと比較し、補正
データを作成する機能を有する部分であって、誤差検出
手段及び補正データ作成手段として機能するものであ
る。補正データ記憶部３６は補正データ算出部３４によ
って算出された補正データを記憶するものであって、補
正データ記憶手段として機能するものである。また表示
部３８は、補正データ算出部３４で算出された補正デー
タに基づいて補正量の情報を作業者に表示するためのも
のである。

【００１９】以上のように構成されている本発明の教示
データ自動補正装置は概略以上のような構成とされてい
るが、この装置は図３に示すフローチャートのように動
作する。以下この動作を図４乃至図８を参照しながら説
明する。

【００２０】まず、イクスパンションナットの打ち込み
装置はその日の最初の稼働、または遅番，早番の後退直
後に当るときには始業点検が行われるようになっている
が、制御データ算出部３２は、この始業点検時には教示
データ記憶部３０に記憶されている教示データの内の補
正作業データを読み込んで、その補正作業データに基づ
く制御データを作成し、この制御データに基づいて各ア
ームが所定の位置に設定される（Ｓ１，Ｓ２）。光電セ
ンサ２１は、現在検出されているワーク２３の穴２２の
状態を捕らえた検出信号を出力し、補正データ算出部３
４はこの検出信号を記憶する（Ｓ３）。この記憶が完了
したら、制御データ算出部３２は次のラインに相当する
補正作業データを読み込んでその補正作業データに基づ
く制御データを作成し、この制御データに基づいて各ア
ームを次のラインに設定する。この設定が終了したら、
以上のＳ３，Ｓ４のステップの処理をＸ，Ｙ軸方向の全
てのラインについて繰り返し行う（Ｓ４，Ｓ５）以上の
処理はたとえば図４を用いて説明すると次のようにな
る。

【００２１】この図ではワークの穴２２に対し光電セン
サ２１がＸ方向のスキャンとＹ方向のスキャンとを行な
っている状態を示している。図３のＳ１乃至Ｓ５のステ
ップの処理においては、まず光電センサ２１がワーク２
３の所定の穴２２の位置に位置決めされ、図４に示すよ
うに、予め設定されているＸ軸方向のラインＮＯ1 かＮ
Ｏn まで順に０．１ｍｍ刻みで穴２３の開口部を検出
し、Ｘ軸方向の検出が終了したら今度はＹ方向のライン
ＮＯ1 かＮＯn まで順に０．１ｍｍ刻みで穴２３の開口
部を検出する。この光電センサ２１は、非常に高密度で
光電変換素子が直線状に配列されたラインセンサである
ので、たとえばこの光電センサ２１でＸ軸方向のあるラ
インを検出した結果は図６（Ａ）に示したようなオン，
オフデータであり、また、同様にＹ軸方向のあるライン
を検出した結果は図７（Ａ）に示したようなオン，オフ
データである。なお、このオン，オフデータにおいてオ
ンしている部分は穴２２の開口部が存在していない場所
であり、オフしている部分はその開口が存在している場
所である。

【００２２】以上のように動作させて全てのラインにつ
いての検出信号の入力が終了したら、補正データ算出部
３４は今調べたワーク２３の穴２２の開口状態を教示デ
ータ記憶部３０に記憶されている教示時の作業データに
もとづいて、つまり教示時に教示したときの状態と比較
して、この比較の結果得られた誤差を補正データとして
補正データ記憶部３６に記憶させる（Ｓ６）。そして、
補正データ算出部３４は、この得られた誤差を表示部３
８に記憶させる（Ｓ７）。

【００２３】上記のＳ６，Ｓ７のステップにおける概略
的な動作は次のようになる。

【００２４】補正データ算出部３４は、光電センサ２１
から入力したたとえば図６（Ａ）、図７（Ａ）に示され
ているような各ラインごとに検出された全てのラインに
ついての検出信号を、それぞれのラインについて予め教
示されている図６（Ｂ）または図７（Ｂ）に示されてい
る教示データと１ラインづつ比較して１ライン後との補
正データを図６（Ｃ）または図７（Ｃ）に示したように
作成する。この補正データは、補正データ記憶部３６に
記憶させる。たとえば、教示時の作業データは図５の実
線で示されているような位置に開口があるとされている
場合に、始業点検時に行った補正作業において検出され
たその開口の位置が図示点線で示される位置であったと
すると、Ｘ方向の補正値は０．６ｍｍでありＹ方向の補
正値は０．２ｍｍであることが算出され、これが補正デ
ータ記憶部３６に記憶される。また、このときには表示
部３８には図８のような表示がされることになる。

【００２５】以上のようにして補正データが補正データ
記憶部３６に記憶されると、図３のフローチャートにお
いて始業点検以外の通常の動作時には、制御データ算出
部３２は教示データ記憶部３０に記憶されている教示デ
ータと補正データ記憶部３６に記憶されている補正デー
タとに基づいて各アームの制御データを算出し、この制
御データに基づいてアームを作動させ、イクスパンショ
ンナットをインストルメントパネルの穴に打ち込む作業
を行う（Ｓ８，Ｓ９）。

【００２６】以上のように、始業点検ごとに上記の補正
作業を行わせることによって、教示の手直し作業を自動
的に行うことができるようになり、常に正確な作業状態
を確保することができるようになる。

【００２７】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、補正
作業を自動的に行わせることができるようにしたので、
教示の手直し作業を比較的簡単に行うことができるよう
になり、ワークの位置ずれが発生したような場合であっ
ても、始業点検の動作をさせるようにすれば、その位置
ずれを生じたワークに対して教示通りの作業をさせるこ
とができるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明にかかる教示データ自動補正装置を備
えたロボット外観図である。

【図２】 本発明にかかる教示データ自動補正装置の主
要部を示したブロック図である。

【図３】 図２に示した装置の動作を示すフローチャー
トである。

【図４】 本発明装置の補正動作の説明に供する図であ
る。

【図５】 教示データと検出データとによって示される
穴の開口分の位置を示す図である。

【図６】 （Ａ）はＸ方向の検出データの一例を示し、
（Ｂ）はＸ方向の教示データの一例を示し、（Ｃ）はＸ
方向の補正データの一例を示した図である。

【図７】 （Ａ）はＹ方向の検出データの一例を示し、
（Ｂ）はＹ方向の教示データの一例を示し、（Ｃ）はＹ
方向の補正データの一例を示した図である。

【図８】 表示部によって表示されるされる

【符号の説明】

２１…光電センサ、 ３０…教示
データ記憶部、３２…制御データ算出部、
３４…補正データ算出部、３６…補正データ記憶
部、 ３８…表示部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 教示された作業データに基づいて対象ワ
   ークに対し部品を組み付けるロボットに用いられる教示
   データ自動補正装置であって、 前記作業データおよび始業点検時の補正作業データを教
   示データとして記憶する教示データ記憶手段と、 当該始業点検時には前記教示データの内の補正作業デー
   タに基づいて前記ロボットの動作を制御するロボット第
   １動作制御手段と、 当該ロボット第１動作制御手段によって前記ロボットの
   始業点検時における補正作業が行なわれている間に前記
   対象ワークに対して教示された作業点と実際の作業点と
   の誤差を検出する誤差検出手段と、 前記補正作業中に当該誤差検出手段によって検出された
   前記教示された作業点と実際の作業点との誤差に基づい
   て前記教示データのうちの作業データを実際の作業点に
   対する作業データに一致させるための補正データを作成
   する補正データ作成手段と、 当該補正データ作成手段によって作成された補正データ
   を記憶する補正データ記憶手段と、 前記対象ワークに対して作業を行なう場合には当該教示
   データの内の作業データおよび当該補正データ記憶手段
   に記憶されている補正データとに基づいて前記ロボット
   の動作を制御するロボット第２動作制御手段とを有する
   ことを特徴とする教示データ自動補正装置。