JPH08141958A - 工業用ロボット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 誰もが容易に教示作業を行うことができる工
業用ロボットを提供すること。 【構成】 コントローラ２が様々な作業経路に対応する
複数の作業パターンを予め記憶しており、操作者がその
記憶された複数の作業パターン中からワーク３に対して
行う作業の内容に適した作業パターンを選択し、マニピ
ュレータ１を直接またはリモートにより移動させて、選
択した作業パターンの開始位置を指示することにより、
目的の作業に対する教示を行うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、金網上にワークを置
いて塗装する網塗り塗装や、床面の清掃等を行う工業用
ロボットに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、塗装ロボットの教示作業は、作業
対象となるワークの形状が複雑である場合、高い塗装品
質を保つためには複雑な軌道を細かく教示する必要があ
った。例えば、ＰＴＰ(Point-To-Point)教示により、塗
装ロボットに複雑な形状のワークに対する作業を行わせ
る場合、高い塗装品質を維持するために塗装経路上の通
過点を細かく設定する必要があった。また、ワークの平
面部分を塗装する面塗り作業においては、その平面部分
の形状が単純であったとしても、ワークの大きさに対応
できるように平面の特徴点（例えば塗装を行うワークの
平面部分が四角形の場合は各頂点の４点）の位置を教示
し、速度等の各種データを設定する必要があった。さら
に、自律移動型清掃ロボット等においては、鉄道車両の
床面や建物の床面等の定期清掃を主な目的としており、
清掃する床面の全面を清掃するようになっていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の工業
用ロボットの教示は誰もがすぐに行うことができるとい
うものではなかった。すなわち、教示者はある程度教示
作業に関する教育を受け、一定の熟練度を有した者でな
ければ困難であった。また、網塗り塗装等の比較的簡単
な作業をロボットに教示する場合でもその教示作業は煩
雑となり、教示した内容の修正も容易ではなかった。ま
た、自律移動型清掃ロボットにおいては、設定された作
業範囲全体の清掃を前提としているため、突発的に部分
的な清掃を行う必要が生じるという思想がなく、部分的
な清掃範囲の設定方法がなかった。

【０００４】この発明は、上述した点を鑑みてなされた
ものであり、誰もが容易に教示作業を行うことができる
工業用ロボットを提供することを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
少なくともロボット本体と前記ロボット本体を制御する
コントローラとからなる工業用ロボットにおいて、複数
のワーク形状に対応する作業経路を複数の作業パターン
として記憶した作業パターン記憶手段と、前記複数の作
業パターンの中から一の作業パターンを選択する選択手
段と、前記ロボット本体の操作者の作業開始指示によ
り、該作業開始指示がなされた時点の前記ロボット本体
の位置から前記選択手段により選択された作業パターン
の作業を開始するよう前記ロボット本体を制御する制御
手段とを具備することを特徴とする工業用ロボットであ
る。

【０００６】請求項２記載の発明は、少なくともロボッ
ト本体と前記ロボット本体を制御するコントローラとか
らなる工業用ロボットにおいて、複数のワーク形状に対
応する作業経路を複数の作業パターンとして記憶した作
業パターン記憶手段と、前記複数の作業パターンの中か
ら一の作業パターンを選択する選択手段と、前記ロボッ
ト本体の操作者が前記ロボット本体を直接またはリモー
トにより移動させて指定した位置を記憶する位置記憶手
段と、前記ロボット本体の操作者の作業開始指示によ
り、前記位置記憶手段が前記ロボット本体の操作者によ
り指定された位置を記憶している場合は、前記ロボット
本体を該位置まで移動させた後、前記選択手段により選
択された作業パターンの作業を開始し、前記位置記憶手
段に前記ロボット本体の操作者により指定される位置が
記憶されていない場合は、前記作業開始指示がなされた
時点の前記ロボット本体の位置から前記選択手段により
選択された作業パターンの作業を開始するよう前記ロボ
ット本体を制御する制御手段とを具備することを特徴と
する工業用ロボットである。

【０００７】請求項３記載の発明は、前記ロボット本体
が、スプレーガンを具備するマニピュレータを有し、前
記コントローラは、前記スプレーガンと前記マニピュレ
ータを制御する工業用ロボットにおいて、前記作業経路
は複数の塗装軌道であって、前記制御手段に従って塗装
作業を行うことを特徴とする請求項１または２記載の工
業用ロボットである。

【０００８】請求項４記載の発明は、前記ロボット本体
が、床面を清掃する清掃装置と、床面を自在に移動でき
る駆動装置とを有し、前記コントローラは、前記清掃装
置と前記駆動装置を制御する工業用ロボットにおいて、
前記作業経路は複数の清掃軌道であって、前記制御手段
に従って清掃作業を行うことを特徴とする請求項１また
は２記載の工業用ロボットである。

【０００９】

【作用】この発明による工業用ロボットにおいては、操
作者が予め用意されている複数の作業パターンの中から
目的の作業の内容に適した作業パターンを選択し、選択
した作業パターンの実行開始位置を指示した後、作業開
始信号を入力するだけで目的の作業を行う。このため、
教示作業に費やす時間が短縮され、また、操作者の熟練
度に依らずにロボットに対して高品質の作業の教示を容
易に行うことができる。

【００１０】

【実施例】以下、図面を参照してこの発明の一実施例に
ついて説明する。まず、第１実施例を図１ないし図５を
参照して説明する。図１はこの発明の一実施例による網
塗り用塗装ロボットの構成を示す斜視図である。通常、
網塗り塗装は、一辺約５００ｍｍ程度の正方形をなす金
網を地上面に対して水平に設置し、この金網の上に複数
の小物のワークを規則的に配置して、配置した各ワーク
を１度に塗装するため、塗装範囲や塗装方法等がほぼ限
定されるという特徴を有している。

【００１１】図１において、１はマニピュレータであ
り、先端に塗料を噴射するスプレーが取り付けられてい
る。また、コントローラ２によって制御され、ワーク３
に対して網塗り塗装作業を行う。コントローラ２は、内
部の装置各部を制御するＣＰＵ、及びマニピュレータ１
を制御するためのプログラムや複数の作業経路（塗装パ
ターン）データを格納するメモリー等を内蔵している。
また、コントローラ２の表面には、表示器や以下の様な
各種スイッチ及びボタンからなる操作部が設けられてい
る。

【００１２】電源スイッチ：本実施例における塗装ロボ
ットの電源をオン／オフする。 教示スイッチ：本実施例における塗装ロボットに対して
教示を行う場合、オンにする。 塗装開始スイッチ：本実施例の塗装ロボットに塗装を開
始させる場合、オンにする。 マニピュレータ操作ボタン：マニピュレータ１を手動に
より操作する場合に使用する。 テンキー：塗装パターンの選択や、教示データの登録の
際使用する。 登録ボタン：塗装開始位置や、教示データ等を登録する
時に使用する。

【００１３】ここで、コントローラ２内のメモリーに格
納された複数の塗装パターンの一例を図２に示す。図２
において、（ａ），（ｂ），（ｃ）は共に左右両端を往
復しながら各々に定められた塗装範囲を移動する横塗り
用の経路であり、（ａ）は一辺３００ｍｍの正方形の塗
装範囲を、（ｂ）は一辺４００ｍｍの正方形の塗装範囲
を、（ｃ）は一辺５００ｍｍの正方形の塗装範囲を平面
塗りするための塗装パターンである。

【００１４】図２（ａ）において、４は本実施例の網塗
り用塗装ロボットが塗装作業を開始してから終了するま
でに移動する軌道であり、始点５から始まり終点６で終
了する。７はパス始点、すなわち、マニピュレータ１が
塗装中に移動する軌道（以下この軌道をパスという）の
始点であり、８はパス終点である。９は折り返し軌道で
あり、例えばマニピュレータ１がワーク３の左端から右
端に到達した際、次に右端から左端へ折り返すための軌
道である。また、マニピュレータ１が折り返し軌道９を
移動中の時は、スプレーガンをオフにして塗装を中断す
る。１０は塗装終了点であり、記憶した塗装パターンに
よる塗装が全て終了するポイントである。

【００１５】さらに、始点５からパス始点７までの区間
は、マニピュレータ１の移動速度が０の状態（停止状
態）から所定の移動速度に達するのに必要とする加速区
間である。また塗装終点１０から終点６までの区間は、
マニピュレータ１が所定の移動速度から０（停止）にな
るのに必要とする減速区間である。ここで、コントロー
ラ２のメモリーにはパス始点７から塗装終点１０までの
軌道、その軌道上における塗装区間および塗装区間中の
移動速度を塗装パターンとして記憶しており、始点５お
よび終点６の位置は操作者が塗装開始を指示した時に、
操作者によって選択された塗装パターンの各データおよ
び操作者によって指定された塗装開始位置に基づいて算
出される。

【００１６】また各塗装パターンは、それぞれ対応する
番号が付されて記憶されており、操作者が目的に合った
塗装パターンの番号をコントローラ２のテンキーから入
力することで塗装パターンの選択を行う。次に上述した
網塗り用塗装ロボットに対して教示を行う手順を、図３
に示すフローチャートを参照して説明する。まず、操作
者はコントローラ２の操作部の電源スイッチをオンにし
て塗装ロボットを起動し、続いて操作部の教示スイッチ
をオフからオンにする。次に、操作者はこれから実行し
ようとする塗装作業に適した塗装パターンの番号をコン
トローラ２のテンキーから入力し、塗装パターンを選択
する。（ステップＳａ１）

【００１７】次いで操作者はマニピュレータ１を直接手
に持つか、あるいは操作部のマニピュレータ操作ボタン
によって、マニピュレータ１をワーク３上の塗装開始点
まで移動させる。この時、操作者はテンキー等から塗装
開始点の位置データを数値で入力してもよい。（ステッ
プＳａ２） マニピュレータ１の塗装開始点を指定した後、コントロ
ーラ２の登録ボタンを押して、指定した塗装開始点をパ
ス始点７の位置としてコントローラ２に記憶させる。
（ステップＳａ３） 選択した塗装パターン及びパス始点７の位置を教示デー
タとして、コントローラ２のテンキーから固有のプログ
ラムナンバーを入力した後、登録ボタンを押してコント
ローラ２に記憶させ、教示スイッチをオフにする。（ス
テップＳａ４） 以上で、本実施例における網塗り用塗装ロボットの教示
作業が完了する。

【００１８】上述した手順により指示した塗装作業は、
コントローラ２の塗装開始ボタンを押すまたは外部から
の塗装開始信号が入力されることにより実行される。こ
の時、コントローラ２は記憶したパス始点７の位置およ
び選択された塗装パターンのデータに基づいて始点５の
位置を算出し、マニピュレータ１を待機位置等から始点
５を通過させ、ステップＳａ３で指示した塗装開始点
（パス始点７）から選択された塗装パターンに従って塗
装を行うように制御する。

【００１９】また、上述した網塗り用塗装ロボットにお
いては、教示スイッチをオフにしたままマニピュレータ
１を所要の塗装開始点（パス始点７）へ移動させた後、
そのまま塗装開始ボタンを押して塗装を開始させるよう
にしてもよい。その場合コントローラ２は、塗装開始ボ
タンが押された時点のマニピュレータ１の位置を塗装開
始点（すなわちパス始点７）として認識し、指定した塗
装開始点の位置および選択された塗装パターンのデータ
に基づいて始点５の位置を算出し、算出した始点５を通
過させた後パス始点７から選択された塗装データに従っ
て塗装を行うようにマニピュレータ１を制御させるよう
にする。

【００２０】以上は図２に示すように平面塗りを行う場
合の塗装パターンについて説明したが、これ以外の塗装
パターンを数多く用意することにより、より多くのワー
クに対応することができる。図４にその他の塗装パター
ンの例をいくつか挙げる。この図において、（ａ）は図
２と同様の平面塗りを２度塗りする場合の塗装パターン
である。また、（ｂ）は、横方向に塗装を行う横塗り
と、縦方向に塗装を行う縦塗りとを加えた合わせた塗装
パターンであり、縦・横の２方向から塗装を行うので塗
装品質を向上させることができる。また、（ｃ）は枠塗
りパターンであり、この軌道も上述した方法と同様に求
めることができる。

【００２１】以上、図４（ａ）〜（ｃ）はいずれも網塗
り塗装を前提とした塗装パターンであるが、図４（ｄ）
のように地上面に対して垂直な面（縦面）用の塗装パタ
ーンを用意することにより、ハンガー掛けのワークに対
しても上述した教示方法を応用することができる。さら
に、ここでは正方形の塗装パターンについて説明した
が、長方形や円形等の塗装パターンを用意することによ
り、さらに多くのワークに対応することができる。

【００２２】次に上述した塗装パターンのデータ記憶方
法および記憶したデータから塗装パターンへの展開方法
の一例を図５を参照して説明する。この図において、図
２の各部と対応する部分については同一の符号を付し、
その説明を省略する。この図において１１〜１９はパス
始点／終点であり、各ポイントにおいて塗装を開始また
は終了する。

【００２３】本実施例において、コントローラ２は各塗
装パターンのデータを、塗装形態（横塗り・縦塗り・縦
横塗り等）、ピッチ幅（各パス間の距離）および塗装終
点１０のｘ−ｙ座標上の位置データによって記憶してお
り、これらを基に他のパス始点／終点の位置を算出し、
塗装パターンの軌道を生成する。すなわち、図５におい
て、パス始点７を原点とし、パス始点７とパス終点８を
結ぶ横方向の線をｘ軸、パス始点７とパス始点／終点１
１を結ぶ縦方向の線をｙ軸と置くと、パス始点７は（ｘ
0，ｙ0）＝（０，０）、塗装終点１０は（ｘn，ｙn）と
なる。

【００２４】ここで、例えば図２（ｃ）の塗装パターン
の場合、一辺５００ｍｍの正方形の塗装範囲を横塗りす
るので、塗装終点１０は（ｘn，ｙn）＝（５００，５０
０）となる。また、コントローラ２が記憶している塗装
形態は、ｘ軸方向に順次塗装を行う横塗り塗装であるか
ら、コントローラ２は各パスの長さをｘ0からｘnまでの
５００ｍｍであると認識する。

【００２５】次にコントローラ２は、予め記憶されてい
るピッチ幅Ｐwo、及びｙ軸方向の距離ｙn（パス始点７
からパス始点／終点１１までの距離）から以下の式によ
りパス数Ｐnを求める。 Ｐn＝ｙn／Ｐwo （１） （但しＰnは整数、小数点以下切り上げ） また、（１）式により求めたパス数Ｐnより実際のピッ
チ幅Ｐwを以下の式により求める。 Ｐw＝ｙn／Ｐn （２）

【００２６】そして、（２）式により求めた実際のピッ
チ幅Ｐwより、各パス始点／終点のｙ軸上における数値
（位置データ）を以下の式により求める。 ｙi＝ｙi-1＋Ｐw （ｉ＝１，２，…，Ｐn） （３） また、ｉ＝ＰnのときｙPn＝ｙnとなり、すなわちｙ軸上
のＰn番目のデータは、ｙ軸方向の最大値（ｙ方向の塗
装範囲の終点）であるｙnに等しくなる。これにより、
各パス始点／終点のｘ−ｙ座標上の位置データを以下の
ように求めることができる。 パス始点７（ｘ0，ｙ0）＝（０，０） パス終点８（ｘn，ｙ0）＝（５００，０） パス始点／終点１２（ｘ0，ｙ1）＝（０，Ｐw） パス始点／終点１３（ｘn，ｙ1）＝（５００，Ｐw） パス始点／終点１４（ｘ0，ｙ2）＝（０，２Ｐw） パス始点／終点１５（ｘn，ｙ2）＝（５００，２Ｐw） ・・・・・・・・・・ パス始点／終点１１（ｘ0，ｙn）＝（０，５００） 塗装終点１０（ｘn，ｙn）＝（５００，５００）

【００２７】次にコントローラ２は、以上のようにして
得られた各ポイントの通過順序を、記憶している塗装形
態の種類に従って定める。ここで、コントローラ２が記
憶している塗装形態は横塗りであり、その場合、コント
ローラ２は算出した各ポイントを以下の順序で通過する
ように定める。 パス始点７（ｘ0，ｙ0）→パス終点８（ｘn，ｙ0）→パ
ス始点／終点１３（ｘn，ｙ1）→パス始点／終点１２
（ｘ0，ｙ1）→パス始点／終点１４（ｘ0，ｙ2）→パス
始点／終点１５（ｘn，ｙ2）→・・・・・・・・・・パ
ス始点／終点１１（ｘ0，ｙn）→塗装終点１０（ｘn，
ｙn）

【００２８】さらに、コントローラ２は塗装開始時に上
述した各ポイントの通過順序に従い、２点間の移動軌道
を生成する公知の技術（例えば時間の５次補間式等）を
用いて塗装パターンの軌道を生成し、パス始点７を通過
時にマニピュレータ１に取り付けられたスプレーガンを
ＯＮにし、以下各パス始点／終点を通過毎にＯＦＦ／Ｏ
Ｎを交互に繰り返すようスプレーガンを制御する。

【００２９】なお、上述した塗装パターンの記憶形態お
よび記憶したデータから塗装パターンへの展開方法は、
図２に示す塗装パターンを例として説明したが、算出し
た各ポイントの通過順序を変更するだけで、前述した図
４の塗装パターンの軌道を容易に生成することができ
る。

【００３０】すなわち、図４（ａ）の塗装パターンの塗
装形態を「２度塗り」として記憶し、そのような塗装形
態の塗装パターンが選択された場合は、算出した各ポイ
ントの通過順序を以下のように定めることで生成が可能
となる。 パス始点７（ｘ0，ｙ0）→パス終点８（ｘn，ｙ0）→パ
ス終点８（ｘn，ｙ0）→パス始点７（ｘ0，ｙ0）→パス
始点／終点１２（ｘ0，ｙ1）→パス始点／終点１３（ｘ
n，ｙ1）→パス始点／終点１３（ｘn，ｙ1）→パス始点
／終点１２（ｘ0，ｙ1）→パス始点／終点１４（ｘ0，
ｙ2）→パス始点／終点１５（ｘn，ｙ2）→パス始点／
終点１５（ｘn，ｙ2）→パス始点／終点１４（ｘ0，ｙ
2）→・・・・・・・・・・パス始点／終点１１（ｘ0，
ｙn）→塗装終点１０（ｘn，ｙn）→塗装終点１０（ｘ
n，ｙn）→パス始点／終点１１（ｘ0，ｙn）

【００３１】次に、図４（ｂ）の塗装パターンのデータ
記憶方法および記憶したデータから塗装パターンへの展
開方法を説明する。例えば、選択された塗装パターンが
図４（ｂ）の様な塗装経路の場合、コントローラ２はこ
の塗装パターンの塗装形態を「縦横塗り」と記憶してお
り、この場合、コントローラ２は、横塗りを行うために
必要な各ポイントを上述した方法で算出した後、縦塗り
を行うために必要な各ポイントを同様にして以下のよう
に算出する。

【００３２】すなわち、縦塗り塗装の場合、各パスの長
さはｙ0からｙnまでの５００ｍｍとなり、また、予め記
憶されているピッチ幅Ｐwoおよびｘ軸方向の距離ｘn
（パス始点７からパス終点８までの距離）から以下の式
によりパス数Ｐnを求める。 Ｐn＝ｘn／Ｐwo （４） （但しＰnは整数、小数点以下切上げ） また、（１）式により求めたパス数Ｐnより実際のピッ
チ幅Ｐwを以下の式により求める。 Ｐw＝ｘn／Ｐn （５）

【００３３】そして、（５）式により求めた実際のピッ
チ幅Ｐwより、各パス始点／終点のｘ軸上における数値
（位置データ）を以下の式により求める。 ｘi＝ｘi-1＋Ｐw （ｉ＝１，２，…，Ｐn） （６） また、ｉ＝ＰnのときｘPn＝ｘnとなり、すなわちｘ軸上
のＰn番目のデータは、ｘ軸方向の最大値（ｘ軸方向の
塗装範囲の終点）であるｘnに等しくなる。これによ
り、各パス始点／終点のｘ−ｙ座標上の位置データを以
下のように求めることができる。

【００３４】パス始点７（ｘ0，ｙ0）＝（０，０） パス始点／終点１１（ｘ0，ｙn）＝（０，５００） パス始点／終点１７（ｘ1，ｙ0）＝（Ｐw，０） パス始点／終点１６（ｘ1，ｙn）＝（Ｐw，５００） ・・・・・・・・・・ パス始点／終点１９（ｘn-1，ｙn）＝（（ｎ−１）Ｐ
w，５００） パス始点／終点１８（ｘn-1，ｙ0）＝（（ｎ−１）Ｐ
w，０） パス終点８（ｘn，ｙ0）＝（５００，０） 塗装終点１０（ｘn，ｙn）＝（５００，５００）

【００３５】そして、各ポイントの通過順序を以下のよ
うに定めることで、図４（ｂ）のような縦塗りの軌道と
横塗りの軌道とを組み合わせた軌道が得られる。 パス始点７（ｘ0，ｙ0）→パス終点８（ｘn，ｙ0）→パ
ス始点／終点１３（ｘn，ｙ1）→パス始点／終点１２
（ｘ0，ｙ1）→パス始点／終点１４（ｘ0，ｙ2）→パス
始点／終点１５（ｘn，ｙ2）→・・・・・・・・・・パ
ス始点／終点１１（ｘ0，ｙn）→塗装終点１０（ｘn，
ｙn）→塗装終点１０（ｘn，ｙn）→パス終点８（ｘn，
ｙ0）→パス始点／終点１８（ｘn-1，ｙ0）→パス始点
／終点１９（ｘn-1，ｙn）→・・・・・・・・・・パス
始点／終点１１（ｘ0，ｙn）→パス始点７（ｘ0，ｙ0）

【００３６】以上で縦横塗りの塗装軌道の生成が完了す
るが、さらに各ポイントの通過順序を以下のように定め
ることにより、縦塗りのみを行う軌道を生成することも
可能となる。 パス始点７（ｘ0，ｙ0）→パス始点／終点１１（ｘ0，
ｙn）→パス始点／終点１６（ｘ1，ｙn）→パス始点／
終点１７（ｘ1，ｙ0）→・・・・・・・・・・パス始点
／終点１９（ｘn-1，ｙn）→パス始点／終点１８（ｘn-
1，ｙ0）→パス終点８（ｘn，ｙ0）→塗装終点１０（ｘ
n，ｙn）

【００３７】以上のように、第１実施例における網塗り
用塗装ロボットに対する教示作業は、塗装パターンを選
択した後、その塗装パターンの実行開始位置を指定する
だけで完了する。したがって、熟練度を要することなく
容易に教示作業を行うことができる。また、塗装パター
ンのデータはピッチ幅および塗装終点のみを記憶するだ
けでよいので、メモリーの記憶容量を節約することがで
きる。さらに、各パス始点／終点の位置を算出し、算出
した各パス始点／終点の通過順序を定め、その通過順序
に従って、各パス始点／終点間を繋げていくことにより
塗装パターンの軌道を生成するので、通過順序を変える
だけで様々な塗装軌道を容易に生成することができる。

【００３８】なお、第１実施例による塗装パターンの記
憶形態および記憶したデータから塗装パターンへの展開
方法は、上述した方法に限定されるものではなく、例え
ば、塗装パターンの全軌道を点列データとして記憶し、
教示された開始点データで３次元シフト変換することに
より塗装パターンの軌道を生成してもよい。

【００３９】また、塗装パターンの選択手段や、塗装開
始位置および教示データの登録手段などは、前述した方
法に限定されることはなく、専用パターンキーやアルフ
ァベットキー等により選択、登録してもよい。特に、塗
装パターンの選択手段は、頻繁に使用される塗装パター
ンをデフォルトとして記憶しておき、通常は決定キー等
を押すだけでデフォルトの塗装パターンを選択でき、異
なる塗装パターンを選択したい場合のみ、テンキーなど
から所望の塗装パターンを選択するようにしてもよい。
さらに、上述した各種キーは携帯可能な小型の端末機に
備え、その端末機から塗装パターンの選択や、塗装開始
位置および教示データの登録を行ってもよい。

【００４０】次に、第２実施例について、図６ないし図
１３を参照して説明する。図６は第２実施例における自
律移動型清掃ロボットの構成を示す透視図である。この
図において、２１はコントローラであり、装置各部を制
御する。２２はバッテリであり、装置各部に電源を供給
する。２３は全方向移動車輪であり、本実施例における
自律移動型清掃ロボットの駆動輪であると共に、ステア
リングを行う。２４はタンクであり、内部には床面の清
掃時に使用する液状の散布剤が注入されている。２５は
散布ノズルであり、タンク２４内の散布剤を床面に散布
する。２６はサイドブラシであり、清掃時に回転して床
面を清掃する。２７はバケットであり、サイドブラシ２
６およびスイーパ２８により集められた床面のゴミや塵
等を溜める。スイーパ２８は、床面および散布剤を拭き
取る。２９は障害物センサであり、走行経路上にある障
害物を検知する。

【００４１】また、第２実施例における自律移動型清掃
ロボットの本体に、清掃パターンの選択、清掃開始位置
の登録、清掃作業の開始等を行うためのテンキーや、各
種操作キー等を備えた制御パネルを有している。

【００４２】上述した自律移動型清掃ロボットにおい
て、清掃時でない時は待機位置３０で待機しており、通
常の清掃を行う場合は図７に示すように、予め入力され
ていた障害物の位置を含む清掃場所全体の地図情報を基
に、効率良く清掃する清掃経路３２を生成し、清掃経路
３２に沿って障害物３１を避けながら清掃場所全体を清
掃する。

【００４３】次に、例えば図８に示すように、清掃場所
の一部に油等をこぼしてしまい、油汚れ３３ができ、部
分的な清掃を行う場合ついて説明する。この場合、操作
者は予め記憶している複数の清掃パターンの中から油汚
れ３３の大きさに適した清掃パターンを選択し、選択し
た清掃パターンに従って清掃を行う。ここで、清掃パタ
ーンの一例を図９に示す。本実施例では、図９（ａ）〜
（ｃ）に示すように、それぞれ清掃範囲の大きさが異な
る３つの清掃パターンが予めコントローラ２１に記憶さ
れている。この図において、３４は各清掃パターンの清
掃開始位置であり、上述した自律移動型清掃ロボット
は、清掃開始位置３４から各清掃パターンで定められて
いる清掃範囲内の清掃を行う。また、これらの清掃パタ
ーンは、それぞれに対応する番号が付けられており、操
作者は制御パネルに設けられたテンキーから目的に合っ
た清掃パターンの番号を入力して清掃パターンを選択す
る。

【００４４】また、各清掃パターンにおける清掃経路
は、図１３（ａ）に示すように、第１実施例において説
明した横塗り塗装の軌道と同様であり（図２参照）、ま
た清掃経路を求める方法も第１実施例と同様である。以
下に図１０ないし図１２を参照して、上述した自律移動
型清掃ロボットに、所定の清掃場所の一部を清掃させる
場合について説明する。

【００４５】図１０は清掃場所における部分的な清掃範
囲の大きさ及び位置関係を示す平面図である。この図に
おいて、前述した図８及び図９の各部と対応する部分に
ついては同一の符号を付し、その説明を省略する。この
図において３５は部分的な清掃範囲内における障害物で
ある。

【００４６】次に、待機位置３０で待機中の自律移動型
清掃ロボットに油汚れ３３を清掃させる場合の手順につ
いて図１１のフローチャートを参照して説明する。ま
ず、ステップＳｂ１において、操作者は自律移動型清掃
ロボットを油汚れ３３の近辺（図１０の清掃開始位置３
４）まで手動またはリモートにより移動させる。この
時、コントローラ２１は、移動中の軌跡を軌跡データと
して記憶していく。次にステップＳｂ２において、操作
者は油汚れ３３の大きさ（清掃範囲の面積）を判断し、
自律移動型清掃ロボットの制御パネルに備えられたテン
キーにより、適切と思われる清掃パターンの番号を入力
する。

【００４７】次いでステップＳｂ３において、操作者は
制御パネルの清掃開始指示ボタンを押し、自律移動型清
掃ロボットに清掃開始指示を与える。この時、コントロ
ーラ２１は、ステップＳｂ１で記憶していた軌跡の終点
を認識し、待機位置３０から清掃開始位置３４までの軌
跡データの記憶が完了する。次にステップＳｂ４におい
て、自律移動型清掃ロボットはステップＳｂ２において
選択された清掃パターンに従って清掃を開始する。この
時、自律移動型清掃ロボットは、障害物センサ２９によ
り清掃範囲内の障害物３５を回避しながら清掃を行う。
（清掃時における自律移動型清掃ロボットの動作につい
ての詳細は後述する。）

【００４８】選択された清掃パターンの実行が完了する
とステップＳｂ５へ進み、自律移動型清掃ロボットは、
ステップＳｂ１で記憶した待機位置３０から清掃開始位
置３４までの軌跡データを基に作業終了位置から待機位
置３０までを移動し、部分的な清掃が終了する。

【００４９】次に上述した清掃場所の部分的な清掃を行
う場合の説明において、図１１内ステップＳｂ４におけ
る自律移動型清掃ロボットの動作について図１２を参照
し、さらに詳細に説明する。操作者により清掃パターン
が選択され、清掃開始指示が与えられると、まず自律移
動型清掃ロボットはステップＳｃ１へ進み、サイドブラ
シ２６及びスイーパ２８を作動させ、散布ノズル２５か
ら散布剤の散布を開始し、ステップＳｃ２に進む。

【００５０】次にステップＳｃ２において、操作者によ
り選択された清掃パターンの清掃経路の終点まで清掃が
完了したか否かを判断する。ここでは、清掃が開始され
たばかりであり、判断結果はＮｏとなるためステップＳ
ｃ４に進む。次にステップＳｃ４において、操作者によ
り選択された清掃パターンの清掃経路に従って清掃作業
を開始し、ステップＳｃ５へ進む。次にステップＳｃ５
において、障害物センサ２９が障害物を検知したか否か
を判断する。ここでは、まだ清掃範囲内の障害物３５に
接近していないので判断結果はＮｏとなり、ステップＳ
ｃ２へ戻る。

【００５１】以下、自律移動型清掃ロボットは清掃範囲
内の障害物３５に接近するまでステップＳｃ２→ステッ
プＳｃ４→ステップＳｃ５を繰り返し、清掃を行う。清
掃作業が進行し、清掃範囲内の障害物３５に接近する
と、障害物センサ２９がこれを検知し、ステップＳｃ５
における判断結果がＹｅｓとなって、ステップＳｃ６へ
進む。ステップＳｃ６において、コントローラ２１は自
律移動型清掃ロボットの移動速度を減速させてステップ
Ｓｃ７へ進む。

【００５２】次にステップＳｃ７において、障害物セン
サ２９が検知した障害物が、予め記憶している地図情報
に登録されているものか否かを、地図情報と照合するこ
とによって判断する。清掃範囲内の障害物３５は地図情
報に登録されている障害物であるため、判断結果はＹｅ
ｓとなり、ステップＳｃ８に進む。次にステップＳｃ８
において、コントローラ２１は清掃範囲内の障害物３５
を迂回して清掃作業を行うための経路を、現在位置から
清掃作業の終点まで計算し、計算した経路（迂回経路）
を新たな清掃経路としてメモリーに記憶する。

【００５３】ここで、コントローラ２１が計算した迂回
経路の一例を図１３に示す。この図において、（ａ）は
操作者により選択された清掃パターンの清掃経路であ
り、（ｂ）〜（ｌ）は上述した清掃パターンの清掃範囲
内における障害物の位置に対する迂回経路の例を示した
ものである。コントローラ２１は、迂回経路を計算，記
憶した後、ステップＳｃ２へ戻り、迂回経路に沿って清
掃を続行する。

【００５４】また、ステップＳｃ７において、障害物セ
ンサ２９が人や車等の地図情報に登録されいないものを
検知すると、判断結果はＮｏとなり、ステップＳｃ９に
進む。ステップＳｃ９において、コントローラ２１は、
自律移動型清掃ロボットの移動を停止させ、ステップＳ
ｃ１０に進む。ステップＳｃ１０において、危険を知ら
せるメッセージを音声や非常ランプ等により発し、ステ
ップＳｃ１１に進む。ステップＳｃ１１において、障害
物センサ２９が障害物を検知しているか否かを再度判断
する。未だ障害物センサ２９が障害物を検知しているな
らば、判断結果はＹｅｓとなり、ステップＳｃ１０へ戻
って障害物センサが障害物を検知しなくなるまでステッ
プＳｃ１０→ステップＳｃ１１の動作を繰り返す。

【００５５】障害物センサ２９が障害物を検知しなくな
ると、ステップＳｃ１１における判断結果がＮｏとな
り、ステップＳｃ２へ戻って、清掃作業を続行する。清
掃作業が進行し、自律移動型清掃ロボットが操作者によ
り選択された清掃経路（またはステップＳｃ８において
算出した迂回経路）の終点まで到達すると、ステップＳ
ｃ２の判断結果がＹｅｓとなり、ステップＳｃ３へ進
む。次いでステップＳｃ３において、コントローラ２１
は、サイドブラシ２６及びスイーパ２８の作動を停止
し、散布ノズル２５からの散布剤の散布を停止する。こ
の段階で、前述した図１１のフローチャートにおけるス
テップＳｂ４の動作が完了し、同図ステップＳｂ５に進
む。

【００５６】なお、本実施例においては清掃作業終了
後、自律移動型清掃ロボットが自動的に待機場所に戻る
ようになっているが、操作者が手動により待機位置に戻
すようにしても本発明の有用性を損ねるものではない。
また、地図情報に予め設定されている障害物を回避する
場合、障害物センサ２９がその障害物を検知してから初
めて迂回経路の計算を開始するのは、障害物を検知した
段階で、自律移動型清掃ロボットの自位置検出誤差の補
正をも行うことを想定したためであり、自位置検出誤差
の少ない自律移動型清掃ロボットであれば、操作者によ
り清掃開始位置を設定された時点で迂回経路を計算して
も一向に差し支えない。さらに、図９において清掃パタ
ーンの例をいくつか示したが、清掃パターンは、これら
に限定されるものではない。

【００５７】このように第２実施例における自律移動型
清掃ロボットによれば、容易に部分的な清掃指示ができ
るため、汚れた場所の近辺のみ清掃することができる。
また、障害物センサ２９と地図情報とを併用して移動す
るため、人や車が頻繁に清掃範囲内に侵入してくる可能
性がある場所でも安全に清掃作業を行うことができる。

【００５８】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の発
明によれば、複数のワーク形状に対応する作業経路を複
数の作業パターンとして記憶した作業パターン記憶手段
と、前記複数の作業パターンの中から一の作業パターン
を選択する選択手段と、ロボット本体の操作者の作業開
始指示により、該作業開始指示がなされた時点の前記ロ
ボット本体の位置から前記選択手段により選択された作
業パターンの作業を開始するよう前記ロボット本体を制
御する制御手段とを具備するので、操作者は予め記憶さ
れている複数の作業パターンの中から、目的の作業に適
した作業パターンを選択してその開始位置を指定するだ
けでロボットに目的の作業を実行させることができる。
このため、多品種少量製品または単発の製品に対する作
業に容易に対応できる。また、教示作業を行う必要がな
くなり、誰でも容易にロボットを操作することができる
ばかりでなく、煩雑な教示データの管理が不要となる。

【００５９】また、請求項２記載の発明によれば、複数
のワーク形状に対応する作業経路を複数の作業パターン
として記憶した作業パターン記憶手段と、前記複数の作
業パターンの中から一の作業パターンを選択する選択手
段と、ロボット本体の操作者が前記ロボット本体を直接
またはリモートにより移動させて指定した位置を記憶す
る位置記憶手段と、前記ロボット本体の操作者の作業開
始指示により、前記位置記憶手段が前記ロボット本体の
操作者により指定された位置を記憶している場合は、前
記ロボット本体を該位置まで移動させた後、前記選択手
段により選択された作業パターンの作業を開始し、前記
位置記憶手段に前記ロボット本体の操作者により指定さ
れる位置が記憶されていない場合は、前記作業開始指示
がなされた時点の前記ロボット本体の位置から前記選択
手段により選択された作業パターンの作業を開始するよ
う前記ロボット本体を制御する制御手段とを具備するの
で、操作者は予め記憶されている複数の作業パターンの
中から、目的の作業に適した作業パターンを選択し、選
択した作業パターンの開始位置を記憶させるだけでロボ
ットに対する教示作業を作成することができる。このた
め、教示作業に要する時間を大幅に短縮することがで
き、教示作業の経験が浅い者でも容易にかつ高品質の教
示を行うことができる。

【００６０】請求項３記載の発明によれば、前記ロボッ
ト本体が、スプレーガンを具備するマニピュレータを有
し、前記コントローラは、前記スプレーガンと前記マニ
ピュレータを制御する工業用ロボットにおいて、前記作
業経路は複数の塗装軌道であって、前記制御手段に従っ
て塗装作業を行うので、教示作業の経験が浅い者にとっ
ても非常に簡単な教示作業によって、高品質の塗装作業
をロボットに実行させることができる。

【００６１】請求項４記載の発明によれば、前記ロボッ
ト本体が、床面を清掃する清掃装置と、床面を自在に移
動できる駆動装置とを有し、前記コントローラは、前記
清掃装置と前記駆動装置を制御する工業用ロボットにお
いて、前記作業経路は複数の清掃軌道であって、前記制
御手段に従って清掃作業を行うので、予め設定されてい
ない場所の清掃を行う必要が生じた場合でも、所望する
場所において所望する範囲の清掃を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の一実施例による網塗り用塗装ロボ
ットの構成を示す斜視図である。

【図２】 同網塗り用塗装ロボットのメモリーに格納さ
れた複数の塗装パターンの一例を示す斜視図であり、
（ａ）は１辺３００ｍｍの正方形の塗装範囲用の塗装パ
ターン、（ｂ）は１辺４００ｍｍの正方形の塗装範囲用
の塗装パターン、（ｃ）は１辺５００ｍｍの正方形の塗
装範囲用の塗装パターンである。

【図３】 同網塗り用塗装ロボットに対して行う教示手
順を示すフローチャートである。

【図４】 同網塗り用塗装ロボットのメモリーに格納さ
れた塗装パターンの他例を示す斜視図であり、（ａ）は
横塗りを２度塗りする塗装パターン、（ｂ）は横塗りと
縦塗りを組み合わせた塗装パターン、（ｃ）は枠塗りの
塗装パターン、（ｄ）はハンガー掛けのワークに対する
横塗りの塗装パターンである。

【図５】 同網塗り用塗装ロボットが記憶した教示デー
タからマニピュレータが辿るべき軌道を生成する方法を
説明するための説明図である。

【図６】 この発明の一実施例による自律移動型清掃ロ
ボットの構成を示す透視図である。

【図７】 同自律移動型清掃ロボットの清掃場所と清掃
経路を示す平面図である。

【図８】 同清掃する場所の内、部分的に清掃が必要と
なった場合の一例を示す平面図である。

【図９】 この発明の一実施例による自律移動型清掃ロ
ボットに予め設定されている清掃パターンの一例を示す
平面図である。

【図１０】 同自律移動型清掃ロボットが清掃する場所
における部分的な清掃範囲の大きさ及び位置関係を示す
平面図である。

【図１１】 同自律移動型清掃ロボットにより部分的な
清掃を行う場合の手順を示すフローチャートである。

【図１２】 同自律移動型清掃ロボットが部分的な清掃
を行う場合の手順を示すフローチャートである。

【図１３】 同自律移動型清掃ロボットが部分的な清掃
を行う際、その清掃範囲内の障害物を迂回するための迂
回経路の例を示す平面図である。

【符号の説明】

１……マニピュレータ、２……コントローラ、３……ワ
ーク

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくともロボット本体と前記ロボット
   本体を制御するコントローラとからなる工業用ロボット
   において、 複数のワーク形状に対応する作業経路を複数の作業パタ
   ーンとして記憶した作業パターン記憶手段と、 前記複数の作業パターンの中から一の作業パターンを選
   択する選択手段と、 前記ロボット本体の操作者の作業開始指示により、該作
   業開始指示がなされた時点の前記ロボット本体の位置か
   ら前記選択手段により選択された作業パターンの作業を
   開始するよう前記ロボット本体を制御する制御手段とを
   具備することを特徴とする工業用ロボット。
2. 【請求項２】 少なくともロボット本体と前記ロボット
   本体を制御するコントローラとからなる工業用ロボット
   において、 複数のワーク形状に対応する作業経路を複数の作業パタ
   ーンとして記憶した作業パターン記憶手段と、 前記複数の作業パターンの中から一の作業パターンを選
   択する選択手段と、 前記ロボット本体の操作者が前記ロボット本体を直接ま
   たはリモートにより移動させて指定した位置を記憶する
   位置記憶手段と、 前記ロボット本体の操作者の作業開始指示により、前記
   位置記憶手段が前記ロボット本体の操作者により指定さ
   れた位置を記憶している場合は、前記ロボット本体を該
   位置まで移動させた後、前記選択手段により選択された
   作業パターンの作業を開始し、前記位置記憶手段に前記
   ロボット本体の操作者により指定される位置が記憶され
   ていない場合は、前記作業開始指示がなされた時点の前
   記ロボット本体の位置から前記選択手段により選択され
   た作業パターンの作業を開始するよう前記ロボット本体
   を制御する制御手段とを具備することを特徴とする工業
   用ロボット。
3. 【請求項３】 前記ロボット本体は、スプレーガンを具
   備するマニピュレータを有し、前記コントローラは、前
   記スプレーガンと前記マニピュレータを制御する工業用
   ロボットにおいて、前記作業経路は複数の塗装軌道であ
   って、前記制御手段に従って塗装作業を行うことを特徴
   とする請求項１または２記載の工業用ロボット。
4. 【請求項４】 前記ロボット本体は、床面を清掃する清
   掃装置と、床面を自在に移動できる駆動装置とを有し、
   前記コントローラは、前記清掃装置と前記駆動装置を制
   御する工業用ロボットにおいて、前記作業経路は複数の
   清掃軌道であって、前記制御手段に従って清掃作業を行
   うことを特徴とする請求項１または２記載の工業用ロボ
   ット。