JPH08174378A - ロボット制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 教示精度の緩和ができ、信頼性を損ねずに生
産効率を高め、しかも汎用性を高めることができるロボ
ット制御装置及び方法を提供する。 【構成】 情報管理装置８は、教示装置９から得られた
教示情報Ｓ６と、運動制御装置７から得られた力・形状
情報Ｓ１，Ｓ２をもとに、加工領域α，β，γ、加工順
序などの作業手順を作成し、かかる作業手順を指令コマ
ンドＯ１に翻訳して、運動制御装置７に送出する。運動
制御装置７は、情報管理装置８からの指令コマンドＯ１
に従ってロボット１の動作を実時間で制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、工業製品の製造分野に
おいて、各種製品加工を行うロボット制御装置及び制御
方法に係り、特にロボットの作業情報を設計・管理し、
これを基にしてロボットの運動制御装置にコマンド／パ
ラメータを指令できるロボット制御装置及び方法に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、ロボットに所望の作業を行わせる
ために用いられてきたロボット制御装置としては、ＴＰ
Ｂ（ティ−チングプレイバック）制御装置、力制御を用
いた制御装置、形状測定器を用いた制御装置、エキスパ
ートシステムを用いた制御装置等がある。

【０００３】ＴＰＢ制御装置は、予めロボットの加工経
路を点列として逐次的に教示、記憶させて、ロボットを
作動させ被加工物の加工作業を行う。加工経路の教示手
段としては、教示ペンダントの使用、直接教示、制御コ
マンドによる指令方法などがある。

【０００４】ここで、教示ペンダントとは、作業者がロ
ボットの各関節を動かして所望の位置姿勢をとらせ、そ
のときのロボットの各関節の位置を制御装置に記憶させ
る装置をいう。また、制御コマンドによる指令方法と
は、ロボットが所望の位置姿勢をとるように、制御装置
が理解可能な命令を与える方法をいう。

【０００５】ＴＰＢ制御装置では、加工作業のとき、教
示された経路（以下「点列」という）をロボットが繰り
返してなぞり動作するように制御する。力制御を用いた
制御装置、例えば、第９回日本ロボット学会学術講演会
（平成３年１１月２７日）講演番号１２１４（榑沼他
「グラインダ作業用力制御ロボットの開発」）に報告さ
れた制御装置などは、ロボットに対して被加工物を加工
する大まかな経路をＴＰＢ装置と同様に記憶させるが、
これとは加工作業時の制御方式が異なる。

【０００６】すなわち、力制御を用いた制御装置は、工
具が被加工物から受ける反力等を一定に保つように、工
具内の弾性体のバネ定数を変化させ、加工面の凹凸に沿
って工具を倣わせるように制御する。したがって、力制
御を用いた制御装置では、加工面の凹凸に関する情報を
教示する必要がなくなるので、ＴＰＢ制御装置に比べて
より少ない教示点、及びより低い精度の教示点位置情報
でも加工遂行が可能となり、教示時の作業者の負担が軽
減される。

【０００７】形状測定器を用いた制御装置、例えば、特
開平５−３１６５９号公報に公開されているような「バ
リ取り方法及びその装置」等は、前述した装置と同様に
ロボットに対して被加工物を加工する大まかな経路を記
憶させるが、加工部分の形状を形状測定器が光学的に測
定して、測定された形状から加工すべき経路を自動的に
描出する。

【０００８】したがって、力制御を用いた制御装置と同
様にＴＰＢ制御装置と比べてより少ない教示点、低い教
示点位置精度でも加工遂行が可能となり、教示時の作業
者の負担が軽減される。その他に、ロボットに作業を行
わせるための工具の形状、材質等の条件を知識ベースか
らエキスパートシステムを用いて予め導き出し、ロボッ
トによる作業実行を支援する制御装置が提案されてい
る。

【０００９】例えば、１９９２年精密工学会春季全国大
会学術講演会論文集Ｆ３６に報告されているシステム
（佐藤他「バリ取りロボットのためのバリ取り条件の選
定エキスパートシステムの開発」）等である。かかるシ
ステムでは、加工部分の形状や被加工物の材質などの条
件から、バリ取り作業を行う際の工具の種類等に関わる
熟練作業者のノウハウを導き出すようにしている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来のＴＰＢ制御装置では、作業者（ロボット操作者）自
身が、加工材、加工量、工具の姿勢や工具の種類などか
ら導かれるロボットの作業情報を、作業点列の間隔、教
示点の位置精度といった経路情報に翻訳して制御装置に
指示する必要がある。

【００１１】したがって、作業者は加工ならびにロボッ
ト操作に精通している必要があり、かつ被加工物の形状
等の加工条件が変化した場合に、その都度教示データ
を、加工条件に合わせて作成する必要がある。これは作
業者に過度な負担を負わせることとなり、生産性が低
く、新たな作業に適応するのが難しいという問題があ
る。

【００１２】従来の力制御を用いた制御装置では、教示
点、教示精度の緩和を図ることができるが、ロボットが
実行可能な力制御のパラメータを作業者が予想して指示
する必要がある。したがって、前記逐次教示方式と同様
に、被加工物の形状等の加工条件が変化した場合に、そ
の都度力制御パラメータを、加工条件に合わせて作成す
る必要がある。これも作業者に負担を負わせることとな
り、作業に適応し難いという問題がある。

【００１３】従来の形状測定器を用いた制御装置では、
測定された形状から加工すべき特徴点を自動的に描出す
ることで教示点、教示精度の緩和を図ることができる。
しかし、被加工物の表面状態によって生ずるノイズ、及
びダイナミックレンジの劣化により、測定状況によって
は特徴点の描出ができない場合があり、信頼性が低いと
いう問題がある。

【００１４】また、適宜形状測定器の測定パラメータを
指示する必要があるので、作業者に負担がかかるという
問題もある。なお、前述の特開平５−３１６５９号公報
に記載の装置では、被加工物の形状情報から部分的な加
工除去部分の抽出のみを行う手法を採用している。この
手法では、複雑な形状の被加工物の加工部位に対応させ
て加工条件を変化させる必要がある。したがって、極め
て多種多様の加工条件を包括的に管理・制御するのは、
困難であるという問題も生じている。

【００１５】従来のエキスパートシステムを利用した制
御装置では、人間の熟練作業者のノウハウが、構造、剛
性の異なるロボットにそのまま適用できないので、ロボ
ット向けの作業条件を再導出しなければならない。した
がって、複雑な形状の被加工物に対応させて、極めて多
種多様の加工条件を包括的に管理・制御する必要が生
じ、これが困難であるという問題がある。

【００１６】ここにおいて本発明の解決すべき主要な目
的は、次の通りである。本発明の第１の目的は、作業者
に過度な負担を与えず、柔軟なロボットの作業手順を簡
便に設定でき、生産効率を高めることができるロボット
制御装置及び方法を提供せんとするものである。

【００１７】本発明の第２の目的は、汎用性の高いロボ
ット制御装置を提供せんとするものである。

【００１８】本発明の第３の目的は、被加工物に対応し
て異なる加工条件を包括的に管理・制御できるロボット
制御装置を提供せんとするものである。

【００１９】本発明の第４の目的は、教示精度の緩和を
図ることができ、しかもロボット作業の信頼性が高いロ
ボット制御装置を提供せんとするものである。

【００２０】本発明の第５の目的は、作業者がロボット
の作業状態を監視できるロボット制御装置を提供せんと
するものである。

【００２１】本発明のその他の目的は、明細書、図面、
特に特許請求の範囲の記載から自ずと明らかとなろう。

【００２２】

【課題を解決するための手段】前記した課題の解決は、
本発明が次に列挙する新規な特徴的構成手段及び手法を
採用することにより前記目的を達成する。

【００２３】すなわち、本発明装置の第１の特徴は、ハ
ンドに工具が装着され、被加工物の加工作業を行うロボ
ット制御装置において、被加工物に対する工具の状態を
検出する工具状態検出装置と、被加工物の形状を測定す
る形状測定装置と、入力された指令コマンドに従ってロ
ボットの動作を実時間で制御する一方、前記工具状態検
出装置から得られた工具情報、及び前記形状測定装置か
ら得られた形状情報をもとにロボットへの制御命令を微
修正する運動制御装置と、被加工物に対する前記工具の
作業点及び作業経路の情報を生成する教示装置と、情報
管理装置と、を備え当該情報管理装置は、前記教示装置
から得られた教示情報、及び前記形状測定装置から得ら
れた形状情報に基づいて被加工物の加工領域を少なくと
も１以上に分類する手段と、当該分類された加工領域間
の加工順序を決定してロボットの作業手順を当該加工領
域毎に作成する手段と、当該作業手順を前記運動制御装
置が解釈できる指令コマンドに翻訳する手段と、当該指
令コマンドを前記運動制御装置に送信する手段とを、有
してなるロボット制御装置にある。

【００２４】本発明装置の第２の特徴は、前記本発明装
置の第１における前記情報管理装置が、さらに、前記工
具状態検出装置から得られた工具情報と、前記形状測定
装置から得られた被加工物の形状情報と、前記教示装置
から得られた作業点及び作業経路を含んだ教示情報と、
をモニタに表示する情報表示手段を、有してなるロボッ
ト制御装置にある。

【００２５】本発明装置の第３の特徴は、前記本発明装
置の第１又は第２における前記情報管理装置が、さら
に、工具で被加工物を加工する際に必要な作業情報を手
入力にて記憶編集する作業情報の記憶編集手段を、有し
てなるロボット制御装置にある。

【００２６】本発明装置の第４の特徴は、前記本発明装
置の第１、第２又は第３における前記情報管理装置が、
さらに、加工作業に必要な工具情報及び作業条件を蓄積
管理するデータベースと、前記教示装置から得られた教
示情報、前記形状測定装置から得られた形状情報、及び
前記データベースから得られた管理情報に基づいて、工
具で被加工物を加工する際に必要な作業情報を、加工領
域ごとに自動生成する手段を、有してなるロボット制御
装置にある。

【００２７】本発明装置の第５の特徴は、前記本発明装
置の第１、第２、第３又は第４における前記形状測定装
置を、光学式レンジセンサ、超音波センサ、又は触針式
形状測定計を用いた装置としてなるロボット制御装置に
ある。

【００２８】本発明装置の第６の特徴は、前記本発明装
置の第１、第２、第３、第４又は第５における前記形状
測定装置が、ロボットのハンドの先端部に取り付けられ
てなるロボット制御装置にある。

【００２９】本発明装置の第７の特徴は、前記本発明装
置の第１、第２、第３、第４、第５又は第６における前
記形状測定装置が、ＣＡＤに置換して被加工物の形状情
報を前記情報管理装置に取り入れてなるロボット制御装
置にある。

【００３０】本発明装置の第８の特徴は、前記本発明装
置の第１、第２、第３、第４、第５、第６又は第７にお
ける前記工具が、ロボットのハンドに着脱可能な着脱部
を有する回転切削工具であるロボット制御装置にある。

【００３１】本発明装置の第９の特徴は、前記本発明装
置の第１、第２、第３、第４、第５、第６、第７又は第
８における前記工具状態検出装置を、被加工物を加工す
る際に工具が受ける反力を検出する力検出素子であるロ
ボット制御装置にある。

【００３２】本発明方法の特徴は、入力された指令コマ
ンドに基づいて運動制御されたロボットに所望の作業を
実行させるに当り、適宜情報管理処理にて、予め得られ
た教示情報をもとに作業手順を自動的に生成し、又は当
該作業手順を手入力で設計・編集し、これら作業手順を
前記指令コマンドに翻訳し、当該指令コマンドを一旦、
運動制御命令に逐次変換して前記ロボットに入力してな
るロボットの制御方法にある。

【００３３】

【作用】本発明は、前記のような新規な手段及び手法を
講じているので、以下のような作用をなす。本発明装置
の第１の特徴では、前記情報管理装置にてロボットの作
業手順を前記運動制御装置が解釈できる指令コマンドに
翻訳するので、ロボットの作業記述を統合化することが
できる。その結果、指令コマンドを翻訳するソフトプロ
グラムなどに変更を加えるだけで作業の異なったロボッ
トに加工作業を実行させることができ、ロボット制御装
置の汎用性を高めることができる。

【００３４】本発明装置の第２の特徴では、情報管理装
置にて、工具情報、被加工物の形状情報、教示情報がモ
ニタに表示されるので、作業者がロボットの状態を監視
することができる。

【００３５】本発明装置の第３の特徴では、情報管理装
置にて、作業情報を手入力できるので、加工物の加工領
域や加工状況に応じて作業手順を任意に選択、設計・編
集でき、柔軟な作業体系を構築することができる。

【００３６】本発明装置の第４の特徴では、データベー
スにて加工作業に必要な工具情報や作業条件を蓄積管理
するので、作業情報の編集管理が容易にでき、しかもデ
ータの蓄積量に比例して、より適切な作業手順を生成す
ることが可能となる。

【００３７】本発明装置の第７の特徴では、前記形状測
定装置の代わりに、ＣＡＤを利用しているので、被加工
物の形状測定のプロセスが簡略化でき、さらに加工精度
の向上を図ることができる。

【００３８】

【実施例】以下、添付図面を参照し、本発明をその装置
例及び方法例に基づいて、より詳細に説明する。なお、
以下説明する装置例は、便宜上、バリ取り装置とする
が、本発明をこれに限定するものではなく、例えば工具
等を適宜変更して溶接作業装置、薬品塗布作業装置など
に適用できるものである。

【００３９】（装置例）図１は汎用多関節ロボット１及
びロボット制御装置１′からなるロボット装置Ａの構成
例を示している。ロボット装置Ａは、図１に示すよう
に、ハンド１ａに２つの指部を有する汎用多関節ロボッ
ト１と、ロボット１の手首２の基部に取り付けられた力
検出素子３と、一方の図示しない指部に取り付けられた
形状測定装置４と、他方の指部１ｂに工具取付基部５を
介して工具脱着部５ａに取り付けられた回転切削工具６
と、運動制御装置７と、情報管理装置８と、教示装置９
と、を有する。

【００４０】そして、ロボット１のアーム１ｃ〜１ｈの
各関節には、図を省略した電動機、内界センサとしての
位置検出器及び動作速度検出器が備え付けられている。
本装置例として挙げたロボット装置Ａは、被加工物１０
が鋳造されるときに生成されたバリ１１（鋳バリ）を回
転切削工具６にて除去するバリ取り装置である。

【００４１】なお、図３（ａ）に示すように、鋳造品で
ある被加工物１０のバリ１１は、鋳型の合わせ面に沿っ
て生じる。したがって、ロボット１がバリ取り作業を行
う加工始点・終点及び加工経路は鋳型の合わせ面と被加
工物１０本来の面（母材面）の交線上の点又は線とな
る。ここで図３（ａ）は被加工物１０の加工領域及び加
工順序を示した斜視図、図３（ｂ）は加工後の被加工物
１０を示した斜視図である。

【００４２】ロボット１は、多関節ロボットによって構
成する。なお、本発明は直角座標形、極座標形、円筒座
標形の各種ロボットに適用することができる。力検出素
子３は、工具状態検出装置を構成するもので、回転切削
工具６が被加工物１０を切削加工する際に、被加工物１
０から受ける反力を検出して、その力情報Ｓ１を運動制
御装置７に送出する。

【００４３】形状測定装置４は、レンジセンサ等を用い
て光学的三角測量を行うことにより、被加工物１０の形
状情報Ｓ２を得、この形状情報Ｓ２を運動制御装置７及
び教示装置９に送出する働きをする。本装置例の形状測
定装置４では、被加工物１０における鋳型の合わせ面と
母材面との交線に沿って形状測定を行うようにした［図
３（ａ）参照］。

【００４４】回転切削工具６は、バリ取り工具を構成す
るもので、ロボット１の指先１ｂに取付けられた工具取
付基部５先端の工具脱着部５ａに取り付けられ、必要に
応じて交換できる構造をしている。

【００４５】運動制御装置７は、情報管理装置８から入
力されたロボット動作の指令コマンドＯ１に従ってロボ
ット１の動作を実時間で制御するために運動制御命令Ｏ
２をロボット１に出力する一方、位置検出器の位置情報
Ｓ３、速度検出器の速度情報Ｓ４、力検出素子３の力情
報Ｓ１、形状測定装置４の形状情報Ｓ２をもとにロボッ
ト１が適切な運動をするよう運動制御命令Ｏ２を微修正
する。そして、前述の力情報Ｓ１及び形状情報Ｓ２を情
報管理装置８に送出する。

【００４６】教示装置９は、被加工物１０に対する倣い
作業といえるバリ取り作業の大まかな始点・終点および
経路情報を作成し、これらの情報を情報管理装置８に送
出する。教示装置９を使用したバリ取り経路の教示は、
例えば、鋳型の合わせ面と母材面との関係に着目して単
純化して行う（特願平５−１３３２７１号参照）。

【００４７】情報管理装置８は、図２に示すように、力
・形状情報表示部８ａ、加工領域分類／加工順序決定部
８ｂ、作業情報記憶・編集／加工領域当てはめ部８ｃ、
作業情報翻訳・送信部８ｄを備えた構造をしている。こ
こで、図２は情報管理装置８の構造を示した機能ブロッ
ク構成図である。

【００４８】力・形状情報表示部８ａは、運動制御装置
７を通して得られた、力検出素子３の力情報Ｓ１及び形
状測定装置４の形状情報Ｓ２をもとに、回転切削工具６
が被加工物１０を加工するときの反力と、被加工物１０
の形状と、教示装置９が生成する工具６の始点、終点な
らびに作業経路とを図を省略したモニタに表示する。し
たがって、作業者がロボット１の状態を常に監視するこ
とができ、しかもロボット１に対して被加工物１０や加
工の状況に応じた力制御のパラメータ、形状認識時の加
工物の特徴をロボット制御装置１′に対話的に指示する
ことが可能となる。

【００４９】加工領域分類／加工順序決定部８ｂは、教
示装置９から得られた教示情報Ｓ５、及び運動制御装置
７から送出された被加工物１０の形状情報Ｓ２に基づい
て、被加工物１０の加工領域を少なくとも１以上に区分
類する手段と、区分類された加工領域間を順次加工する
加工順序を決定してロボット１の作業手順を作成する手
段と、を有する。

【００５０】作業情報記憶・編集／加工領域当てはめ部
８ｃは、各加工領域を加工する上で必要な作業条件を手
入力操作する手段と、同じく作業条件をデータベースを
もとに自動的に検索する手段と、分類された加工領域に
対応した具体的な作業情報Ｓ６を加工領域分類／加工順
序決定部８ｂに送出する手段と、を有する。

【００５１】ここで作業情報記憶・編集／加工領域当て
はめ部８ｃのデータベースにて管理する作業情報Ｓ６と
しては、工具６の形状、被加工物１０に対する工具６の
姿勢、工具６の回転速度、工具６の回転方向、被加工物
１０に対する工具６の接触範囲、反力の目標値及び最大
値、工具６が進む方向及び送り速度、工具６の作業始
点、終点及び経路などの情報Ｓ６を挙げることができ
る。

【００５２】作業情報翻訳・送信部８ｄは、加工順序に
従って、分類された加工領域において定められた作業情
報Ｓ６を、運動制御装置７が解釈可能な指令コマンドＯ
１に翻訳する手段と、その指令コマンドＯ１を運動制御
装置７に送信する手段と、を有する。

【００５３】次に情報管理装置８にて行われる、被加工
物１０の加工領域の分類及び加工順序の決定方法を具体
的に説明する。

【００５４】加工領域の分類は、被加工物１０の鋳型の
合わせ面１２，１３，１４と母材面１５，１６，１７，
１８，１９との関係に着目して分類することとした。例
えば、図３（ａ）に示すように被加工物１０の加工領域
は、Ｐ１−Ｐ２−Ｐ１１−Ｐ１２で囲まれる加工領域
α、Ｐ２−Ｐ３−Ｐ１０−Ｐ１１で囲まれる加工領域
β、及びＰ３−Ｐ４−Ｐ５−Ｐ６−Ｐ７−Ｐ８−Ｐ９−
Ｐ１０で囲まれる加工領域γに分類される。

【００５５】ここでＰ１〜Ｐ７は鋳型の合わせ面１２，
１３，１４と被加工物１０の母材面１５，１６，１７，
１８，１９との交線上の点にある。また、Ｐ１０、Ｐ１
１はそれぞれ合わせ面１２と１３および合わせ面１３と
１４の交線上の点となる。さらにＰ８、Ｐ９は合わせ面
１４上の適当な点、Ｐ１２は合わせ面１２上の適当な点
とする。Ｐ１〜Ｐ７は始終点、経路情報として特定の位
置が必要となるが、それ以外の点は上記の拘束条件を除
き、任意の位置を便宜的にとる。

【００５６】加工順序は、被加工物１０、ロボット１、
使用する工具６などの環境を考慮して作業者が指定する
か、前記環境と加工領域α，β，γの隣接条件に従って
情報管理装置８に自動設定する。

【００５７】本装置例での加工順序は、バリ１１が連な
っているので、加工領域α→β→γの順番にすることと
した。なお、被加工物１０と工具６のＸ、Ｙ、Ｚ座標軸
は図３の矢印III で示す方向にとった。

【００５８】続いて、情報管理装置８の作業情報記憶・
編集機能を用いて、具体的に作業情報Ｓ６を設定する手
順について説明する。ここで、図４は図３の加工領域α
の境界２０における断面図である。また、図６は情報管
理装置８が管理する情報の構造を示す説明図である。

【００５９】加工領域αでは、母材面１５と１９の交線
上にバリ１１が存在している。作業者は、この加工領域
αのバリ１１を除去するとともに、バリ１１のある部分
の面取り２１を施すこととする。

【００６０】加工領域αでの作業は、先ず、図４（ａ）
に示すように、バリ１１を円筒状工具６′を用い、工具
回転軸６ａ′をＹ軸方向にとって、工具６′を右回りに
毎分Ｒ回転で軸回転させ、母材面１５まで−Ｚ方向に切
り込み量ｄを入れて、Ｐ１からＰ２まで直線経路で加工
する。

【００６１】そして、円筒状工具６′の加工範囲６ｂ′
は刃の付いている部分Ｌとし、Ｚ方向に働く反力の目標
値はＦt1（図示せず）、その最大値はＦmax t1（図示せ
ず）とし、円筒状工具６′の送り速度はＸ方向にｆt1
（図示せず）とする。

【００６２】情報管理装置８は以上の作業を加工領域α
での第１の作業情報Ｓ６ａとして記憶保持する。この作
業情報Ｓ６ａを図２に示した項目にそって記述すれば以
下のようになる。 ・工具の形状：円筒状 ・工具の姿勢：Ｙ軸に平行（工具６′の回転軸６ａ′） ・工具の回転速度：Ｒ ・工具の回転方向：右回り ・工具の接触範囲：工具の先端から長さＬの幅 ・工具の切り込み量：ｄ ・反力の目標値／最大値：Ｆt1／Ｆmax t1 ・工具の送り速度：ｆt1 ・工具の始点／終点／経路：Ｐ１／Ｐ２／直線

【００６３】加工領域αでの次の作業は、図４（ｂ）の
ように円筒状工具６′をＸ軸回りにθ度回転させ、面取
り２１を形成する。情報管理装置８は、この面取り２１
加工に係る作業を加工領域αでの作業情報Ｓ６ｂとし
て、作業情報Ｓ６ａと同様に記述し、記憶保持する（作
業情報Ｓ６ｂは作業情報Ｓ６ａの工具６′の姿勢、反力
の目標値、送り速度、切り込み量などが変更される）。

【００６４】続いて、加工領域γに対する本装置例の作
業情報の設定手順を説明する。図５は図３（ａ）の加工
領域γをIII 矢視方向から見た側面図である。

【００６５】加工領域γでは、図５（ａ）に示すように
母材面１５，１６，１７，１８と合わせ面１４の交線上
にバリ１１が存在している。作業者は、この加工領域γ
のバリ１１を除去するに当たって、まず円筒状工具６′
でおおまかなバリを除去した後、円筒状工具６′で取り
きれないバリを、円錐状工具６″の先端を用いて除去す
ることとする。

【００６６】加工領域γでの作業は、はじめ図５（ｂ）
のようにバリ１１を円筒状工具６′を用い、工具の始点
／終点をＰ３／Ｐ７とし、Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６を加工経路
として、あとの情報は作業情報Ｓ６ａとほぼ同等の作業
情報を用いて記述する。この作業を加工領域γでの第１
の作業情報Ｓ６ａ″として、情報管理装置８は記憶保持
する。加工領域γでの次の作業は、図５（ｂ）に示すよ
うに、母材面１６と１７の間に残されたバリ１１′を図
５（ｃ）に示した円錐状工具６″の先端で除去する。

【００６７】図５（ｃ）は、工具６″の形状を円錐状に
して、工具６″の姿勢をＸ−Ｚ面内で規定して作業情報
Ｓ６を記述する。この仕上げ加工に係る作業を加工領域
γでの作業情報Ｓ６ｃとする。したがって、情報管理装
置８によって加工順序と加工領域α，β，γでクラス分
けされた作業情報はＳ６ａ〜Ｓ６ｃ、図６に示したよう
な順序で運動制御装置７に送信され、ロボット１による
作業が実行される。

【００６８】なお、加工領域βについては、加工領域α
の作業情報Ｓ６ａに準拠して工具の経路情報のみを変更
して行う（領域βの情報は作業情報Ｓ６ａ′とする）。

【００６９】以上説明したように情報管理装置８は、作
業者の意思を反映して、加工に必要な作業情報を作成す
ることができる。なお、作業情報記述に際して、座標軸
の取り方、座標に対する工具の位置姿勢は任意に設置し
ても良い。

【００７０】（方法例）次に、上述した装置例のロボッ
ト制御装置１′を用いた方法例について説明する。ま
ず、教示装置９にて被加工物１０の加工作業の大まかな
始点・終点および経路情報を作成し、教示情報Ｓ５を情
報管理装置８に送出する。

【００７１】情報管理装置８では、教示装置９から得ら
れた教示情報Ｓ５と、運動制御装置７から得られた力・
形状情報Ｓ１，Ｓ２と、をもとに、データベースから作
業情報Ｓ６を検索し、加工領域α，β，γ、加工順序な
どの作業手順を作成する。そして、かかる作業手順を指
令コマンドＯ１に翻訳して、運動制御装置７に送出す
る。

【００７２】運動制御装置７は、情報管理装置８からの
指令コマンドＯ１に従ってロボット１の動作を実時間で
制御するために運動制御命令Ｏ２をロボット１に出力す
るとともに、位置検出器の位置情報Ｓ３、速度検出器の
速度情報Ｓ４、力検出素子３の力情報Ｓ１、形状測定装
置４の形状情報Ｓ２をもとにロボット１が適切な運動を
するよう運動制御命令Ｏ２を微修正する。

【００７３】以上説明した装置例及び方法例では作業状
態として力検出素子３から得られる力情報Ｓ１を例に挙
げて説明したが、ロボット１の各関節の電動機の電流
値、回転切削工具６の負荷電流及び回転数から間接的に
力情報を得る構造にしても良い。

【００７４】また、状態検出装置４は、便宜上、ロボッ
ト１に取り付けたが、被加工物１０を設置する治工具類
に設置しても良い。加えて、形状検出装置４として光学
式レンジセンサを例示したが、超音波、触針式形状測定
装置であっても良い。さらに、被加工物１０の形状情報
がＣＡＤや精密３次元形状測定器等の他の測定系で与え
られる場合は、本実施例における形状測定のプロセスが
簡略化でき、さらに加工精度向上等の効果が期待できる
こととなる。

【００７５】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、情
報管理装置にてロボットの作業手順を、運動制御装置が
解釈できる指令コマンドに翻訳するので、教示精度の緩
和を図ることができ、信頼性を損ねずに生産効率を高
め、しかもロボット制御装置の汎用性を高めることがで
きるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の装置例であるロボット制御装置の構成
と被加工対象物を示した説明図である。

【図２】同上の装置例における情報管理装置の機能部を
示すブロック構成図である。

【図３】（ａ）は本発明の装置例であるロボット制御装
置が加工する被加工物の加工領域及び加工順序を、
（ｂ）は加工後の被加工物をそれぞれ示した斜視図であ
る。

【図４】（ａ）は加工領域αの境界２０におけるバリ取
り作業を、（ｂ）は同境界２０における面取り作業をそ
れぞれ示した図である。

【図５】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は被加工物の加工領域
γにおける加工作業手順を段階的に示した説明図であ
る。

【図６】本発明の装置例における情報管理装置にて作成
する作業情報のフローチャートを示した加工順序説明図
である。

【符号の説明】

１…ロボット １′…ロボット制御装置 １ａ…ハンド １ｂ…指部 １ｃ〜１ｈ…アーム ２…手首 ３…力検出素子 ４…形状測定装置 ５…工具取付基部 ５ａ…工具脱着部 ６…回転切削工具 ６′…円筒工具 ６ａ′…工具回転軸 ６ｂ′…加工範囲 ６″…円錐状工具 ７…運動制御装置 ８…情報管理装置 ８ａ…力・形状情報表示部 ８ｂ…加工領域／加工順序決定部 ８ｃ…作業情報記憶・編集／加工領域当てはめ部 ８ｄ…作業情報翻訳・送信部 ９…教示装置 １０…被加工物 １１，１１′…バリ １２，１３，１４…合わせ面 １５，１６，１７，１８，１９…母材面 ２０…境界 ２１…面取り Ｏ１…指令コマンド Ｏ２…運動制御命令 Ｓ１…力情報 Ｓ２…形状情報 Ｓ３…位置情報 Ｓ４…速度情報 Ｓ５…教示情報 Ｓ６，Ｓ６ａ，Ｓ６ａ′，Ｓ６ａ″，Ｓ６ｂ，Ｓ６ｃ…
作業情報 α，β，γ…加工領域

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ハンドに工具が装着され、被加工物の加
   工作業を行うロボット制御装置において、 被加工物に対する工具の状態を検出する工具状態検出装
   置と、 被加工物の形状を測定する形状測定装置と、 入力された指令コマンドに従ってロボットの動作を実時
   間で制御する一方、前記工具状態検出装置から得られた
   工具情報、及び前記形状測定装置から得られた形状情報
   をもとにロボットへの制御命令を微修正する運動制御装
   置と、 被加工物に対する前記工具の作業点及び作業経路の情報
   を生成する教示装置と、 情報管理装置と、を備え当該情報管理装置は、 前記教示装置から得られた教示情報、及び前記形状測定
   装置から得られた形状情報に基づいて被加工物の加工領
   域を少なくとも１以上に分類する手段と、 当該分類された加工領域間の加工順序を決定してロボッ
   トの作業手順を当該加工領域毎に作成する手段と、 当該作業手順を前記運動制御装置が解釈できる指令コマ
   ンドに翻訳する手段と、当該指令コマンドを前記運動制
   御装置に送信する手段とを、 有することを特徴とするロボット制御装置。
2. 【請求項２】前記情報管理装置は、さらに、 前記工具状態検出装置から得られた工具情報と、前記形
   状測定装置から得られた被加工物の形状情報と、前記教
   示装置から得られた作業点及び作業経路を含んだ教示情
   報と、をモニタに表示する情報表示手段を、 有することを特徴とする請求項１に記載のロボット制御
   装置。
3. 【請求項３】前記情報管理装置は、さらに、 工具で被加工物を加工する際に必要な作業情報を手入力
   にて記憶編集する作業情報の記憶編集手段を、 有することを特徴とする請求項１又は２に記載のロボッ
   ト制御装置。
4. 【請求項４】前記情報管理装置は、さらに、 加工作業に必要な工具情報及び作業条件を蓄積管理する
   データベースと、 前記教示装置から得られた教示情報、前記形状測定装置
   から得られた形状情報、及び前記データベースから得ら
   れた管理情報に基づいて、工具で被加工物を加工する際
   に必要な作業情報を、加工領域ごとに自動生成する手段
   を、 有することを特徴とする請求項１、２又は３に記載のロ
   ボット制御装置。
5. 【請求項５】前記形状測定装置は、 光学式レンジセンサ、超音波センサ、又は触針式形状測
   定計を用いた装置である、 ことを特徴とする請求項１、２、３又は４に記載のロボ
   ット制御装置。
6. 【請求項６】前記形状測定装置は、 ロボットのハンドの先端部に取り付けられた、 ことを特徴とする請求項１、２、３、４又は５に記載の
   ロボット制御装置。
7. 【請求項７】前記形状測定装置は、ＣＡＤに置換して被
   加工物の形状情報を前記情報管理装置に取り入れる、 ことを特徴とする請求項１、２、３、４、５又は６に記
   載のロボット制御装置。
8. 【請求項８】前記工具は、 ロボットのハンドに着脱可能な着脱部を有する回転切削
   工具である、 ことを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６又は７
   に記載のロボット制御装置。
9. 【請求項９】前記工具状態検出装置は、 被加工物を加工する際に工具が受ける反力を検出する力
   検出素子である、 ことを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６、７又
   は８に記載のロボット制御装置。
10. 【請求項１０】入力された指令コマンドに基づいて運動
    制御されたロボットに所望の作業を実行させるに当り、 適宜情報管理処理にて、 予め得られた教示情報をもとに作業手順を自動的に生成
    し、 又は当該作業手順を手入力で設計・編集し、 これら作業手順を前記指令コマンドに翻訳し、 当該指令コマンドを一旦、運動制御命令に逐次変換して
    前記ロボットに入力する、 ことを特徴とするロボット制御方法。