JPH0724758A - 位置決め機構の位置教示方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ワークに接触して作業するロボット等の位置
決め機構に位置を教示する位置決め機構の位置教示方式
に関し、位置決め機構に対する教示操作を向上させる。 【構成】 ロボット１０先端のツール１１の根元に力覚
センサ１２が、またツール１１の先端側に触覚センサ１
３が取り付けられている。オペレータがツール１１を直
接把持してツール１１に力を加えると、力覚センサ１２
はその力を検出して検出信号をダイレクト教示手段１に
送る。ダイレクト教示手段１は、その検出信号を基にし
てロボット１０にインピーダンス制御を行う。ロボット
１０が移動し、その先端の触覚センサ１３がワーク２０
の周縁に接触すると、接触判別手段３は、その接触信号
を受けてツール１１とワーク２０とが接触したと判別す
る。教示位置記憶手段４は、その判別結果を受けて、接
触判別手段３がツール１１とワーク２０とが接触したと
判別した時点での当該接触位置をロボット１０の教示位
置として記憶する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は位置決め機構のツール先
端位置を教示する位置決め機構の位置教示方式に関し、
特にスポット溶接、アーク溶接等のワークに接触して作
業するロボットに位置を教示する位置決め機構の位置教
示方式に関する。

【０００２】

【従来の技術】ロボットに動作を教示する場合、教示操
作盤を操作してロボットを目標点まで移動させ、目標点
に到達した時点で教示操作盤の所定キーを押すことによ
りその位置を教示するようにしている。

【０００３】他の方法としては、例えばダイレクトティ
ーチによる方法がある。このダイレクトティーチは、ロ
ボットを目標点まで移動させる際に、教示操作盤を用い
ず、ロボットに取り付けた力センサに加わる力に応じて
ロボットを移動させている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、教示操作盤に
よる教示においては、ロボットを動作させる際の教示操
作盤の操作にある程度の熟練が必要になる。特に、ワー
クにツールを接触させるような微妙なロボットの動作に
は、教示操作盤の煩雑なボタン操作が必要となる。

【０００５】また、ダイレクトティーチによる教示にお
いては、ロボットを動作させる操作が簡単になるため、
操作性は向上するが、目標点に到達したときに、教示操
作盤の所定キーを押す等の教示操作が必要であったり、
ロボットの制御モードの変更が必要となり、やはり教示
操作が煩雑になるという問題点があった。

【０００６】本発明はこのような点に鑑みてなされたも
のであり、位置決め機構に対する教示操作を向上させる
ことができる位置決め機構の位置教示方式を提供するこ
とを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明では上記課題を解
決するために、位置決め機構のツール先端位置を教示す
る位置決め機構の位置教示方式において、前記ツールに
設けられ前記ツールに加えられた力を検出する力検出手
段と、前記ツールの先端側に設けられ前記ツールの対象
物との接触を検出する接触検出手段と、前記力検出手段
の検出信号を基にして前記位置決め機構の移動を教示す
るダイレクト教示手段と、前記ダイレクト教示手段の教
示に応じて前記位置決め機構が移動するとき前記接触検
出手段の検出信号を基にして前記ツールが前記対象物と
接触したか否かを判別する接触判別手段と、前記接触判
別手段が前記ツールが前記対象物と接触した判別した時
点での接触位置を前記位置決め機構の教示位置として記
憶する教示位置記憶手段と、を有することを特徴とする
位置決め機構の位置教示方式が、提供される。

【０００８】

【作用】力検出手段が位置決め機構のツールの根元側に
設けられ、ツールに加えられた力を検出する。ダイレク
ト教示手段は、その検出信号を基にして位置決め機構の
移動を教示する。また、接触検出手段がツールの先端側
に設けられ、ツールの対象物との接触を検出する。接触
判別手段は、ダイレクト教示手段の教示に応じて位置決
め機構が移動するとき、その接触検出手段の検出信号を
基にしてツールが対象物と接触したか否かを判別する。
そして、教示位置記憶手段は、接触判別手段によってツ
ールと対象物とが接触したと判った時点での当該接触位
置を位置決め機構の教示位置として記憶する。

【０００９】

【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２は本発明を実行するためのハードウェア構
成を示す図である。ここでは、位置決め機構としてロボ
ットが用いられる。図において、ロボット１０は６軸多
関節ロボットであり、そのアーム１０ａの先端に設けら
れたツール１１の根元に力覚センサ１２が、またツール
１１の先端側に触覚センサ１３が取り付けられている。

【００１０】ロボット制御装置１００は、プロセッサ１
０１を中心に構成され、ロボット１０の動作全体を制御
している。メモリ１０２には本発明を実行するためのプ
ログラムが格納されており、プロセッサ１０１は、その
プログラムに従って本発明に係る位置教示を実行する。
後述するダイレクト教示手段１、接触判別手段３及び教
示位置記憶手段４は、このプロセッサ１０１がメモリ１
０２のプログラムに従って実行するソフトウェアによる
機能である。

【００１１】メモリ１０２はＲＯＭまたはＲＡＭで構成
され、制御プログラムや上記の本発明を実行するための
プログラム、また各種のデータを格納する。その各種デ
ータの中には、ツール１１の先端形状に関するデータ
や、その位置データ等が含まれる。プロセッサ１０１及
びメモリ１０２は、互いにバス１１０で結合されてい
る。

【００１２】バス１１０には、さらにＤ／Ａ変換器１０
４、Ａ／Ｄ変換器１０６、並びに入出力回路１０７及び
１０８が結合されている。Ｄ／Ａ変換器１０４は、プロ
セッサ１０１からの指令に応じてロボット１０各関節の
サーボモータ（図示せず）を駆動する駆動信号をサーボ
アンプ１０３を経由して出力する。Ａ／Ｄ変換器１０６
は、ロボット１０の各関節に設けられたエンコーダから
の回転角度検出信号をアンプ１０５を経由して受信す
る。また、入出力回路１０７は力覚センサ１２の検出信
号をセンサコントローラ１１１を経由して受信し、入出
力回路１０８は触覚センサ１３の検出信号をセンサコン
トローラ１１２を経由して受信する。

【００１３】上記構成において、本発明に係る位置教示
は以下のようにして実行される。先ず、オペレータがツ
ール１１を直接把持してツール１１に力を加えると、力
覚センサ１２はその力を検出する。ロボット制御装置１
００のＣＰＵ１０１は、その検出信号をセンサコントロ
ーラ１１１及び入出力回路１０７を経由して受け取り、
その検出信号を基にしてロボット１０に移動量を教示す
べくインピーダンス制御を行う。その移動量データは、
Ｄ／Ａ変換器１０４及びサーボアンプ１０３を経由し
て、ロボット１０の各サーボモータに出力される。それ
によってロボット１０が駆動し、所定のダイレクトティ
ーチが行われる。ロボット１０が上記ダイレクトティー
チによって移動し、その先端の触覚センサ１３がワーク
２０の周縁に接触すると、その接触信号はセンサコント
ローラ１１２及び入出力回路１０８を経由してロボット
制御装置１００のＣＰＵ１０１に送られる。ＣＰＵ１０
１は、その接触信号を受けてツール１１とワーク２０と
が接触したと判別すると共に、ロボット１０の各関節に
設けられたエンコーダからの回転角度検出信号をアンプ
１０５を経由して受信する。その回転角度検出信号から
ツール１１の先端位置を決定し、その位置をロボット１
０の教示位置として記憶し、メモリ１０２に格納する。
次に、本発明の処理手順を図３を用いて説明する。

【００１４】図３は本発明の処理手順を示すフローチャ
ートである。図において、Ｓに続く数値はステップ番号
を示す。 〔Ｓ１〕教示点に付す変数ｉを１に設定する。 〔Ｓ２〕インピーダンス制御によるダイレクトティーチ
を行う。すなわち、オペレータがツール１１を直接把持
してツール１１に力を加えたときの力覚センサ１２の検
出信号を基にしてインピーダンス制御を行い、ロボット
１０に移動を教示する。 〔Ｓ３〕触覚センサ１３による接触の判別を行う。すな
わち、ツール１１の先端がワーク２０に接触したか否か
を判別する。接触したときは次のステップＳ４に進み、
そうでなければステップ２に戻る。 〔Ｓ４〕ツール１１の先端がワーク２０に接触した場合
であり、その接触位置を第ｉ番目の教示点として記憶す
る。 〔Ｓ５〕変数ｉに１を加算する。 〔Ｓ６〕変数ｉが所望の教示点数Ｎより大きい値になっ
たか否かを判別する。ｉがＮより大であればそのままプ
ログラムを終了し、そうでなければステップＳ２に戻
る。

【００１５】図１は本発明の原理ブロック図である。図
において、ロボット１０側の構成を上記図２の構成と同
一とし、その説明を省略する。オペレータがツール１１
を直接把持してツール１１に力を加えると、力覚センサ
１２はその力を検出して検出信号をダイレクト教示手段
１に送る。

【００１６】ダイレクト教示手段１は、その検出信号を
基にしてロボット１０に移動量を教示すべくインピーダ
ンス制御を行う。その移動量データは、サーボアンプ１
０３で電流指令値に変換されてロボット１０の各サーボ
モータ（図示せず）に出力される。それによってロボッ
ト１０が駆動し、所定のダイレクトティーチが行われ
る。

【００１７】ロボット１０が上記ダイレクトティーチに
よって移動し、その先端の触覚センサ１３がワーク２０
の周縁に接触すると、接触判別手段３は、その接触信号
を受けてツール１１とワーク２０とが接触したと判別す
る。

【００１８】教示位置記憶手段４は、接触判別手段３の
判別結果を受けて、接触判別手段３がツール１１とワー
ク２０とが接触したと判別した時点での当該接触位置を
ロボット１０の教示位置として記憶する。

【００１９】このように、本実施例では、力覚センサ１
２を用いてダイレクトティーチを行うことにより、ロボ
ット１０を移動させ、その結果として触覚センサ１３が
検出した接触位置を教示点として記憶するようにしたの
で、煩雑な操作が必要であったワークに接触する教示点
の教示を容易に行うことができる。

【００２０】

【発明の効果】以上説明したように本発明では、力検出
手段を用いてダイレクトティーチを行うことによりロボ
ットを移動させ、その結果として接触検出手段が検出し
た接触位置を教示点して記憶するようにしたので、煩雑
な操作が必要であった対象物に接触する教示点の教示を
容易に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理ブロック図である。

【図２】本発明を実行するためのハードウェア構成を示
す図である。

【図３】本発明の処理手順を示すフローチャートであ
る。

【符号の説明】

１ ダイレクト教示手段 ３ 接触判別手段 ４ 教示位置記憶手段 １０ ロボット １１ ツール １２ 力覚センサ １３ 触覚センサ ２０ ワーク １００ ロボット制御装置 １０１ ＣＰＵ １０２ メモリ １０３ サーボアンプ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 位置決め機構のツール先端位置を教示す
   る位置決め機構の位置教示方式において、 前記ツールに設けられ前記ツールに加えられた力を検出
   する力検出手段と、 前記ツールの先端側に設けられ前記ツールの対象物との
   接触を検出する接触検出手段と、 前記力検出手段の検出信号を基にして前記位置決め機構
   の移動を教示するダイレクト教示手段と、 前記ダイレクト教示手段の教示に応じて前記位置決め機
   構が移動するとき前記接触検出手段の検出信号を基にし
   て前記ツールが前記対象物と接触したか否かを判別する
   接触判別手段と、 前記接触判別手段が前記ツールが前記対象物と接触した
   判別した時点での接触位置を前記位置決め機構の教示位
   置として記憶する教示位置記憶手段と、 を有することを特徴とする位置決め機構の位置教示方
   式。
2. 【請求項２】 前記ダイレクト教示手段はインピーダン
   ス制御によって前記位置決め機構の移動を教示すること
   を特徴とする請求項１記載の位置決め機構の位置教示方
   式。