JPH07334228A - ロボットの教示データ補正装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】ロボットの教示作業を精度よく行う。 【構成】移動経路Ｌ7のうちの所定の区間Ｑ1〜Ｑ5が指
定され、この指定区間Ｑ1〜Ｑ5の教示データ（Ｘ、Ｙ、
Ｚ、α、β、γ）に基づいてこの指定区間Ｑ1〜Ｑ5にお
けるロボット２０の所定の軸の角速度の変化を評価する
評価関数Ｅtが設定される。そしてロボット所定軸の角
速度の変化が最小となる評価関数Ｅtの値が得られるよ
うに、指定区間Ｑ1〜Ｑ5における姿勢角γの教示データ
が補正される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、産業用ロボットに教示
される位置・姿勢角のデータを補正する装置に関し、特
にロボットのツールが教示移動軌跡に沿って移動する際
に発生する振動を低減できるとともに、軌跡精度の向上
を図ることができる教示データ補正装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】産業用ロボットに作業内容を教示する方
法には、作業者がロボットを手動動作させることにより
所望の位置、姿勢角度を教示する教示方法であるティー
チングプレイバック方式と、ロボットのコントローラと
は独立したコンピュータ上にロボットやワークのモデル
を構築し、そのモデルを使用してロボットの位置・姿勢
角度を教示する教示方法であるオフラインプログラミン
グ方式とがある。

【０００３】ここに、関節数が６軸以上の産業用ロボッ
ト、たとえば６軸ロボットにあっては、図２に示すよう
にツール先端Ｑの位置および姿勢角度のデータ（Ｘ、
Ｙ、Ｚ、α、β、γ）を教示する必要があるが、これら
教示データのうち、先端ツール７の軸回りの回転角度γ
は、ワーク形状から一義的に決定することができず任意
に設定することができるため、上記ティーチングプレイ
バック方式において教示を行う際、作業者はツール軸回
りの回転角度γについては任意な角度を決定するように
している。

【０００４】また、オフラインプログラミング方式にお
いて教示を行う際、上記ツール軸回りの回転角度γを、
ツールとワークとの干渉を回避できるような角度に設定
する技術が特開昭６１―２５３５０９号公報に開示され
ている。さらに、同様にオフラインプログラミング方式
においてツール姿勢角を、隣あう教示点間の姿勢角の変
化量が所定のしきい値以上になった場合のみに代替えの
姿勢角に設定し直して、姿勢角の急激な変化を防ぐ技術
が特開平４―２６８６０７号公報に開示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記ツール
軸回りの回転角度γは、ロボットの移動経路の軌跡精度
に大きな影響を与える。特に、連続な３次元曲線経路に
沿ってツール先端が動くような制御を行う場合（例え
ば、３次元曲面の法線方向にツール姿勢を維持するよう
制御する場合）には、ツール軸回りの回転角度γの値に
よっては、ロボットの各軸の回転角の速度に急激な変化
が生じ、結果として所望の移動経路に対する軌跡ずれや
大きな振動が生じることがある。

【０００６】ここにティーチングプレイバック方式の場
合、熟練作業者であれば経験によって振動の少ないツー
ル軸回りの回転角度γを決定し、これを教示することが
できるため問題はないものの、非熟練作業者の場合、か
かる適切な教示を行うことができない。したがって、作
業者によって教示内容が異なり、プレイバック時に振動
が大きく発生したりほとんど発生しなかったりするとい
う相違が生じ、安定性に欠けることとなっている。

【０００７】さらに、ツール軸回りの回転角度γは、前
述したようにワーク形状から一義的に決定されず、作業
者が長年の経験によって個々のワークごとに決定するも
のであるため、複雑な３次元形状のワークを教示する場
合にあっては、たとえ熟練作業者といえども教示に膨大
な時間を要し、作業者に負担を課すとともに作業効率を
損なうことにもなっている。

【０００８】また、オフラインプログラミング方式の場
合は、かかる教示作業に伴う問題はないものの、前掲の
特開昭６１―２５３５０９号公報に示されるようにツー
ル軸回りの回転角γをロボットとワークとの干渉回避の
みを目的として決定した場合には、連続な３次元曲線経
路に沿っての移動時におけるロボットの各軸角速度の変
化量を考慮することができず、ロボット各軸の角速度の
急激な変化によって移動経路の軌跡ずれや、大きな振動
が発生する虞がある。

【０００９】また、前掲の特開平４―２６８６０７号公
報に示されるように、隣あう教示点間のツール姿勢角の
変化量の大きさのみによって姿勢角の急激な変化を防ぐ
ようにした場合には、実際のロボット各軸の角速度の変
化量を考慮することができず、同様に移動経路の軌跡ず
れや、大きな振動が発生する虞がある。さらに、姿勢角
の変化量は、隣あう教示点についてのみから演算される
とともに、姿勢角の変化を一定のしきい値のみによって
判断するようにしているため、移動経路の連続的な区間
全体にわたってツール姿勢角を最適な値に決定すること
ができないという問題もある。

【００１０】本発明は、こうした実状に鑑みてなされた
ものであり、作業者に負担を課すことなく迅速かつ正確
にツール移動経路の所定区間全体にわたって軌跡ずれや
振動が生じないツール姿勢角を決定できるようにするこ
とを目的とするものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明の主たる
発明では、ロボットのツール先端の座標位置および該ツ
ールの姿勢角を示すデータを、ツール先端の移動経路の
各点毎に教示し、該教示データに基づいてロボット各軸
を駆動制御し、前記ツール先端を前記移動経路に沿って
移動させるロボットにおいて、前記移動経路のうちの所
定の区間を指定し、該指定区間の教示データに基づいて
前記指定区間におけるロボットの所定の軸の角速度の変
化を評価する評価関数を設定し、前記評価関数の値を最
適とするように、前記指定区間における前記ツールの姿
勢角の教示データを補正するようにしている。

【００１２】

【作用】かかる構成によれば、移動経路Ｌ7のうちの所
定の区間Ｑ1〜Ｑ5が指定され、この指定区間Ｑ1〜Ｑ5の
教示データ（Ｘ、Ｙ、Ｚ、α、β、γ）に基づいてこの
指定区間Ｑ1〜Ｑ5におけるロボット２０の所定の軸の角
速度の変化を評価する評価関数Ｅtが設定される。そし
てロボット所定軸の角速度の変化が最小となる評価関数
Ｅtの値が得られるように、指定区間Ｑ1〜Ｑ5における
姿勢角γの教示データが補正される。このようにして作
業者に負担を課すことなく迅速かつ正確にツール移動経
路の所定区間全体にわたって軌跡ずれや振動が生じない
ツール姿勢角γが決定される。

【００１３】

【実施例】以下、図面を参照して本発明に係るロボット
の教示データ補正装置の実施例について説明する。この
実施例では、ロボット２０のツール７の軸回りの回転角
度γが最適の角度に補正される。以下、かかるツール軸
回りの回転角度γの最適化のことを単に、「回転角最適
化」という。

【００１４】また、この実施例ではティーチングプレイ
バック方式による教示を想定して説明するが、オフライ
ンプログラミング方式についても同様に適用することが
できる。

【００１５】まず、従来の技術の問題点を指摘すること
によってこの実施例の特徴を明らかにする。

【００１６】図２は実施例に適用される産業用ロボット
である６軸の多関節ロボット２０の構成を概略的に示す
ものである。ロボット２０は１軸ないし６軸Ｊ１〜Ｊ６
によって構成されており、６軸Ｊ６の先端に所定の作業
を行う工具（以下ツールという）７が装着されている。

【００１７】さて一般的にロボット２０は、基本３軸と
呼ばれる１ないし３軸Ｊ１〜Ｊ３については、各軸のイ
ナーシャが大きく、軸の角速度が急激に変化すると大き
な振動を発生するという特性がある。特に第１軸Ｊ１に
関しては、その特性が顕著である。反対に手首軸と呼ば
れる４ないし６軸Ｊ４〜Ｊ６に関しては、イナーシャが
小さく、軸の角速度が急激な変化をしたとしても比較的
振動の発生が少ないという特性をもっている。特に第６
軸Ｊ６に関してはその特性が顕著である。

【００１８】このため、熟練作業者は、こうしたロボッ
ト２０の各軸の動特性を考慮しつつ教示作業を行うよう
にしている。すなわち、なるべく基本３軸Ｊ１〜Ｊ３を
動かさず、かつ、手首軸Ｊ４〜Ｊ６のうち第６軸Ｊ６の
回転を利用して３次元曲線の移動経路を倣うよう、ツー
ル７の軸回りの回転角度γを設定している（以下、ツー
ル７の軸回りの回転角度γを単に、回転角γという）。

【００１９】しかし、非熟練作業者は、ロボット２０の
動特性を考慮することができないため、回転角γを任意
に設定しており、多くの場合、ロボット２０の操作が簡
易であることから回転角γを一定値に教示してしまう。

【００２０】そこで、このように回転角γを一定値に教
示した場合の移動軌跡について図３を参照して説明す
る。

【００２１】図４は、ロボット２０のアーム８の先端の
様子を示す図であり、５軸Ｊ５の中心位置８ａとツール
７の先端Ｑとの距離がＲ5となっているとともに、ツー
ル７の中心軸を７ａで示している。図４の矢視Ｂ図が図
３に示されており、図３の矢視Ａ図が図４に示されてい
るという関係となっている。

【００２２】このように図３は、ツール７の先端Ｑと５
軸中心８ａとに着目し、これらの移動軌跡Ｌ7（Ｑ1〜Ｑ
5）、Ｌ5（Ｐ1〜Ｐ5）を示したものである。

【００２３】ここで非熟練作業者が教示を行った場合、
前述したように回転角γは一定となることが多く、５軸
中心位置８ａがツール７の中心軸７ａ上に位置されたま
まツール先端Ｑが移動される。

【００２４】すると、同図３のようにツール先端軌跡Ｌ
7が円弧を描きつつ、ツール７の姿勢が９０°変化する
ような円弧区間Ｓ2、Ｓ3においては、他の直線区間Ｓ
1、Ｓ4に比べて５軸中心８ａの移動速度が増加してしま
うという問題が生じる。すなわち、全区間Ｓ1、Ｓ2…を
通してツール先端Ｑの移動速度は一定であるから、ツー
ル先端Ｑの移動距離の短い区間Ｓ2（Ｑ2〜Ｑ3）、Ｓ3
（Ｑ3〜Ｑ4）の移動時間は、他の区間Ｓ1（Ｑ1〜Ｑ
2）、Ｓ4（Ｑ4〜Ｑ5）に比較して短くなる。しかし、５
軸中心８ａについてみれば、たとえ円弧区間Ｓ2、Ｓ3と
いえども、軸中心８ａの移動距離Ｐ2〜Ｐ3、Ｐ3〜Ｐ4
は、他の区間Ｓ1、Ｓ4における移動距離Ｐ1〜Ｐ2、Ｐ4
〜Ｐ5と同等であり、この円弧区間Ｓ2、Ｓ3を他の同じ
移動距離である区間Ｓ1、Ｓ4よりも短い時間で移動しな
ければならないため相対的に５軸中心８ａの移動速度が
この区間Ｓ2、Ｓ3において増加してしまうことになる。

【００２５】ここに、５軸中心８ａの移動速度は、基本
３軸Ｊ１〜Ｊ３の合成角速度で決定されることから、結
果として、移動経路の途中で基本３軸Ｊ１〜Ｊ３の角速
度が大きくなるとともに角速度に急峻な変化が生じ、大
きな振動が発生したり軌跡ずれが生じたりする。

【００２６】そこで、かかる問題を解決するために、熟
練作業者は、５軸中心８ａの動作を最小にするか、また
は、各軸の動特性を考慮して、回転角度γを決定し図３
の破線で示すような教示を行ない、基本３軸Ｊ１〜Ｊ３
の角速度の急峻な変化が生じないようにしている。

【００２７】この実施例は、このように熟練作業者が行
っている回転角最適化のための教示を自動的に行うもの
である。

【００２８】図１は回転角最適化の処理を行う実施例装
置の構成を概念的に示している。

【００２９】同図１に示すように、ロボット２０を駆動
制御するロボットコントローラ１には、ツール先端Ｑを
移動経路Ｌ7に沿って移動させるためのロボット動作ジ
ョブが記憶、格納されている。このロボット動作ジョブ
は、教示経路Ｌ7の各点Ｑ1、Ｑ2…ごとにその座標位置
（Ｘ、Ｙ、Ｚ）とそのときのツール姿勢角（α、β、
γ）が教示されデータとして予め取得され、これら教示
データに基づいて生成されるものである。

【００３０】そこで、作業者は、かかる動作ジョブの各
ステップ１〜、Ｎ、Ｎ＋１…の中から、回転角γの最適
化処理を行うべき移動経路Ｌ7の所定区間（たとえばＱ1
〜Ｑ5）に対応するステップ（たとえばステップ１〜ス
テップＮ）を指定する。ここで、指定区間は少なくとも
２ステップ以上必要であり、２ステップ以上の区間が指
定される。

【００３１】こうして指定された区間の経路データ１１
（ツール先端位置・姿勢角および各教示点間の補間動作
データ（直線補間・円弧補間等のデータ））が、パーソ
ナルコンピュータ２のジョブ読出処理部２１によって読
み出され、パーソナルコンピュータ２内に取り込まれ
る。

【００３２】こうして取り込まれた経路データ１１は、
評価値極小化処理部２２に入力され、入力データに基づ
いて後述する評価値Ｅtが極小になるように各教示点の
回転角γが微小変化される。

【００３３】また、微小変化された回転角γに基づいて
評価関数演算部２３は、後述するよう指定区間Ｑ1〜Ｑ5
における評価値Ｅtを演算する。評価値判断部２４は、
演算された評価値Ｅtが極小であるか否かの判断を行
い、評価値Ｅtが極小となったか、または回転角γが予
設定された調整範囲を超えたこととなった場合に、評価
値極小化処理を停止させる。ジョブ書込み処理部２５
は、評価値極小化処理が終了した際の経路データ１１、
つまり回転角γについて補正がなされた経路データ１１
をロボットコントローラ１側へ戻す処理を行う。

【００３４】一方、評価値判断部２４において評価値Ｅ
tが極小でなく、かつ回転角γが調整範囲内にあると判
断されている間は、再度、評価値極小化処理部２２にお
いて評価値Ｅtが極小に近づくように各教示点の回転角
γが微小変化される。

【００３５】こうして回転角γが最適化された経路デー
タ１１は、ロボットコントローラ１側に戻され、回転角
γが補正されたロボット動作ジョブが生成される。そし
て、作業者はこのロボット動作ジョブに基づいてロボッ
ト２０がワークと干渉するか否かのチェックを行う。そ
して、干渉がないことを確認した上で、ロボットコンロ
トーラ１は、この回転角γが最適化されたロボット動作
ジョブにしたがいロボット２０を駆動制御する。

【００３６】以下、上記評価関数演算部２３、評価値極
小化処理部２２において実行される処理の内容について
詳述する。

【００３７】評価関数演算部２３では、指定区間Ｑ1〜
Ｑ5の各区間ごとにロボットアームの所定部位（たとえ
ば５軸中心位置）における移動速度の変化を示す評価関
数（たとえばＥ1）が演算され、この評価関数を全指定
区間Ｑ1〜Ｑ5について加算したものとして、全区間Ｑ1
〜Ｑ5における変化を評価する評価値Ｅtが演算される。

【００３８】すなわち、各教示点間Ｑ1〜Ｑ2、Ｑ2〜Ｑ3
…Ｑn〜Ｑn+1…Ｑ4〜Ｑ5ごとに（ステップ１、２…ｎ…
Ｎに対応する）、５軸中心位置８ａの教示点間平均移動
速度の２乗和を示す関数Ｅ1（ｎ）がつぎのように演算
される。

【００３９】 Ｅ1（ｎ）＝｛（Ｘ5（ｎ）―Ｘ5（ｎ―１））2＋（Ｙ5（ｎ）―Ｙ5（ｎ―１） ）2＋（Ｚ5（ｎ）―Ｚ5（ｎ―１））2｝／｛Ｔ（ｎ）｝2 …（１） ただし、Ｘ5（ｎ）：ｎステップの５軸中心Ｘ方向位置 Ｙ5（ｎ）：ｎステップの５軸中心Ｙ方向位置 Ｚ5（ｎ）：ｎステップの５軸中心Ｚ方向位置 Ｘ5（ｎ―１）：ｎ―１ステップの５軸中心Ｘ方向位置 Ｙ5（ｎ―１）：ｎ―１ステップの５軸中心Ｙ方向位置 Ｚ5（ｎ―１）：ｎ―１ステップの５軸中心Ｚ方向位置 Ｔ（ｎ）：ｎ〜ｎ―１ステップ間の移動時間 そして、こうして得られたステップｎの関数Ｅ1（ｎ）
と前のステップｎ―１の関数Ｅ1（ｎ―１）との差分の
絶対値に重みＷdを乗じた関数Ｗd＊｜Ｅ1（ｎ）―Ｅ1
（ｎ―１）｜＝ΔＥ1（ｎ）が演算され、これに対して
ステップｎの関数Ｅ1（ｎ）を加算した関数Ｅ1（ｎ）＋
ΔＥ1（ｎ）＝Ｅaが第１の評価関数とされる（下記
（２）式）。

【００４０】 Ｅa（ｎ）＝Ｅ1（ｎ）＋Ｗd＊｜Ｅ1（ｎ）―Ｅ1（ｎ―１）｜ …（２） また、評価関数はつぎのように求めることができる。

【００４１】すなわち、各教示点間Ｑ1〜Ｑ2、Ｑ2〜Ｑ3
…Ｑn〜Ｑn+1…Ｑ4〜Ｑ5ごとに（ステップ１、２…ｎ…
Ｎごとに）、ロボット各軸Ｊ１〜Ｊ６の教示点間平均角
速度が演算され、これに各軸ｉ（ｉ＝１〜６）ごとの重
みＷ（ｉ）が乗じられ、これの２乗和を示す関数Ｅ2
（ｎ）がつぎのように演算される。

【００４２】 ただし、θ（ｉ）（ｎ）：ｎステップの各軸角度（ｉ＝
１〜６） θ（ｉ）（ｎ―１）：ｎ―１ステップの各軸角度（ｉ＝
１〜６） こうして得られたｎステップのロボット各軸平均角速度
の重み付きの２乗和を示す関数Ｅ2（ｎ）に、前述した
５軸中心位置８ａの教示点間平均移動速度の２乗和を示
す関数Ｅ1（ｎ）とが加算され、下記のように関数Ｅ3
（ｎ）が求められる。

【００４３】 Ｅ3（ｎ）＝Ｅ1（ｎ）＋Ｅ2（ｎ） …（４） そして、こうして得られたステップｎの関数Ｅ3（ｎ）
と前のステップｎ―１の関数Ｅ3（ｎ―１）との差分の
絶対値に重みＷdを乗じた関数Ｗd＊｜Ｅ3（ｎ）―Ｅ3
（ｎ―１）｜＝ΔＥ3（ｎ）が演算され、これに対して
ステップｎの関数Ｅ3（ｎ）を加算した関数Ｅ3（ｎ）＋
ΔＥ3（ｎ）＝Ｅbが第２の評価関数とされる（下記
（５）式）。

【００４４】 Ｅb（ｎ）＝Ｅ3（ｎ）＋Ｗd＊｜Ｅ3（ｎ）―Ｅ3（ｎ―１）｜ …（５） よって、指定された連続区間Ｑ1〜Ｑ5全体の評価値Ｅt
は下式のように表される。

【００４５】 ただし、Ｎ：指定区間のステップ数 よって、上記（６）式または（７）式のいずれかの評価
値Ｅtの値が極小となるように回転角γを変化させるこ
とで、回転角γの最適化、つまり指定区間において振動
や軌跡ずれが発生しないようにすることができる。

【００４６】第１の評価関数Ｅ1に基づく評価値Ｅt（第
（６）式）と第２の評価関数Ｅ3に基づく評価値Ｅt（第
（７）式）を使用した場合の効果上の違いを以下に示
す。 ・５軸中心位置８ａの平均動作速度の２乗和を示す第１
の評価関数Ｅ1に基づく評価値Ｅtを使用した場合（第
（６）式） この場合、５軸中心位置８ａは、図３の破線に示される
ように指定区間Ｑ1〜Ｑ5の各教示点ごとに、Ｐ1´、Ｐ2
´、Ｐ3´…と移動され、その移動量は極小かつ、なめ
らかな動作となり、基本３軸Ｊ１〜Ｊ３の角速度の変化
は少なくなる。ただし、手首軸Ｊ４〜Ｊ６軸の角速度が
増大するとともに、急峻な角速度変化が生じてしまい、
僅かながらの振動の発生が認められることがある。

【００４７】・ロボット各軸Ｊ１〜Ｊ６の平均角速度の
重み付き２乗和を示す関数Ｅ2と５軸中心位置８ａの平
均動作速度の２乗和を示す関数Ｅ1とを合成した評価関
数Ｅ3に基づく評価値Ｅtを使用した場合（第（７）式） この場合は、ロボット各軸毎の重みＷ（ｉ）付けによっ
てすべての軸Ｊ１〜Ｊ６の動特性を考慮することがで
き、上述した（６）式の評価値を使用した場合に発生す
る、手首軸Ｊ４〜Ｊ６軸の角速度変化増大に伴う問題点
も解消されることになる。

【００４８】なお、この実施例では、評価関数を求める
際、関数の差分の絶対値（たとえばＷd＊｜Ｅ3（ｎ）―
Ｅ3（ｎ―１）｜）を加算するようにしているが、これ
によって各教示点間においてエネルギをなめらかかつ連
続的に変化させることができるという効果が得られる。
逆に上記差分の絶対値を加算しない場合には、教示点間
においてエネルギが急峻に変化し、振動発生が認められ
ることがある。

【００４９】評価関数極小化処理部２２では、上記評価
値Ｅtを極小にするアルゴリズムとして、ＧＡ（Genetic
Algorithms）を適用することができる。これによって
最適解のローカルミニマムへの収束が防止される。

【００５０】さて、上述した実施例では、ロボットコン
トローラ１と回転角最適化処理部であるパーソナルコン
ピュータ２とが分離されているが、回転角最適化処理部
としてはロボットコントローラ１の機能としてロボット
コントローラ１内に備えるようにしてもよい。この場
合、上述の実施例では回転角最適化後に行うこととして
いるワークとロボットとの干渉チェックをリアルタイム
に実施することが可能となり、さらに作業効率の向上が
図られる。

【００５１】図５は回転角最適化処理部を、ロボットコ
ントローラ１内に備えた場合に該コントローラ１で行わ
れる処理の手順を示している。

【００５２】以下処理内容について説明すると、同図５
に示すように、まず回転角γの最適化処理を行うべき区
間が全移動経路の中から作業者によって指定される（ス
テップ１０１）。

【００５３】そして作業者は、回転角最適化処理の直前
に、ロボット２０を動かし、ツール先端Ｑを、ロボット
２０がワークと干渉する虞のあるステップに移動させる
（当該ステップに対応するツール先端位置および姿勢に
する）（ステップ１０２）。ついで回転角γの最適化処
理を開始すべく最適化開始釦が押される（ステップ１０
３）。

【００５４】ここで、ロボットコントローラ１内に回転
角最適化処理部が設けられているため、最適化処理の途
中においてそのときの補正値である回転角γが得られる
よう、ロボット２０を実際に動作させることができる。
これによってロボット２０がワークと干渉しているか否
かをリアルタイムに確認することができる（ステップ１
０４、１０５）。そこで、作業者は、ロボット２０がワ
ークと干渉すると判断したときに、たとえばティーチン
グボックスに設けられている最適化処理を停止させるた
めの停止釦を押すことが可能となる。

【００５５】かかる最適化停止釦が押されていない限り
は（ステップ１０６の判断ＮＯ）、評価値判断部２４
（コントローラ１内に存在している）が評価値Ｅtを極
小と判断するまで最適化処理が続行される（ステップ１
０７）。このため最適化処理の進行に伴い（ステップ１
０４）、ロボット２０も逐次の補正回転角γに応じて動
作される（ステップ１０５）。

【００５６】一方、最適化停止釦が押された場合には
（ステップ１０６の判断ＹＥＳ）、指定された全ての区
間における最適化処理を中止し、その中止時点の補正回
転角γによってロボット動作ジョブを書き替える。ま
た、評価値判断部２４によって評価値Ｅtが極小である
と判断された場合（ステップ１０７の判断ＹＥＳ）に
も、その時点の補正回転角γによってロボット動作ジョ
ブが書き替えられる。

【００５７】いずれの場合も最適化処理を行う前のロボ
ット動作ジョブのデータは、ロボットコントローラ１内
のＲＡＭに保存され、最適化確定釦か最適化中断釦が押
されるまで保持される（ステップ１０８）。

【００５８】つぎに作業者は、書き換えられたロボット
動作ジョブにしたがいロボットを動作させる確認運転を
実行する。この確認運転の途中でロボット２０がワーク
に干渉する等の不都合が生じた場合には、最適化中断釦
が押され（ステップ１０９の判断ＮＯ）、これによって
ＲＡＭに保存されている最適化処理前のロボット動作ジ
ョブのデータに基づいて、ロボット動作ジョブを最適化
処理の前のものに戻すことができる（ステップ１１
０）。

【００５９】また、上記確認運転によって何らの不都合
が発生しなかった場合には、最適化確定釦が押され（ス
テップ１０９の判断ＹＥＳ）、書き換えられたロボット
動作ジョブが最終的な動作ジョブとして確定される（ス
テップ１１１）。

【００６０】いずれの釦操作によっても、ＲＡＭに保存
されていた最適化処理を行う前のロボット動作ジョブの
データは消去される（ステップ１１２）。

【００６１】このように回転角最適化処理部をロボット
コントローラ１内に備えた場合には、干渉チェックのた
めの作業をリアルタイムに行うことができ、もって干渉
するか否かをリアルタイムに判断することができ、全区
間についての干渉チェックを必ずしも行う必要がなくな
る。これによって作業効率が向上するという効果が得ら
れる。

【００６２】また、実施例では、指定区間のすべてにつ
いて最適化処理を行うようにしているが、指定区間のう
ちの特定の教示点について最適化処理を行わないように
することもできる。このようにすることによって、ロボ
ットがワークと干渉する可能性のある特定の教示点につ
いては最適化処理が行われず、最適化処理の実行に伴う
干渉を未然に防止することができる。

【００６３】また、実施例では、ツール軸回りの回転角
度γの最適化について説明したが、対象作業によっては
ツールの方向を表すα、β角を変更してもよく、その際
はγ角と同様にα、β角を最適化すればよい。

【００６４】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ロ
ボット所定軸の角速度の変化が最小となる評価関数の値
が得られるように、指定区間における姿勢角の教示デー
タが補正されるので、ツール移動経路の指定された区間
全体にわたり軌跡ずれや振動が発生せず、ロボットによ
る加工作業を精度よく行うことができる。また、ツール
姿勢角の決定は、経験を要することなく自動的になされ
るので、作業者に負担がかからないとともに、教示作業
を迅速に効率よく行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明に係るロボットの教示データ補正
装置の実施例の構成を概念的に示すブロック図である。

【図２】図２は実施例に適用されるロボットの構成を示
す図である。

【図３】図３は実施例においてロボットのツール先端が
移動する様子を従来技術との比較において示す図であ
る。

【図４】図４は、実施例に適用される、ロボットのアー
ム先端の様子を示す側面図である。

【図５】図５は実施例の処理手順を示すフローチャート
である。

【符号の説明】

１ ロボットコントローラ ２ パーソナルコンピュータ ２０ ６軸ロボット ２２ 評価値極小化処理部 ２３ 評価関数演算部 ２４ 評価値判断部

───────────────────────────────────────────────────── 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 Ｇ０５Ｂ 19/42 Ｗ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ロボットのツール先端の座標位置お
   よび該ツールの姿勢角を示すデータを、ツール先端の移
   動経路の各点毎に教示し、該教示データに基づいてロボ
   ット各軸を駆動制御し、前記ツール先端を前記移動経路
   に沿って移動させるロボットにおいて、 前記移動経路のうちの所定の区間を指定し、該指定区間
   の教示データに基づいて前記指定区間におけるロボット
   の所定の軸の角速度の変化を評価する評価関数を設定
   し、 前記評価関数の値を最適とするように、前記指定区間に
   おける前記ツールの姿勢角の教示データを補正するよう
   にしたロボットの教示データ補正装置。
2. 【請求項２】 前記補正される姿勢角は、ツールの
   軸回りの回転角度である請求項１記載のロボットの教示
   データ補正装置。
3. 【請求項３】 ロボットアームの所定部位における
   移動速度を前記指定区間の各教示点間ごとに演算し、該
   移動速度を２乗したものを前記指定区間の全教示点間に
   ついて加算するとともに、隣あう教示点間における前記
   移動速度の差分を、前記指定区間の全教示点間について
   加算し、これら加算値の合計を前記評価関数として設定
   する請求項１記載のロボットの教示データ補正装置。
4. 【請求項４】 ロボットアームの所定部位における
   アーム移動速度を前記指定区間の各教示点間ごとに演算
   するとともに、ロボット各軸の移動角速度を前記指定区
   間の各教示点間ごとに演算し、前記アーム移動速度を２
   乗したものと前記各軸移動角速度を２乗したものとを合
   計した速度を、前記指定区間の全教示点間について加算
   するとともに、隣あう教示点間における前記合計速度の
   差分を、前記指定区間の全教示点間について加算し、こ
   れら加算値の合計を前記評価関数として設定する請求項
   １記載のロボットの教示データ補正装置。