JPH10296679A - 産業用ロボットのツールと他の部分との干渉チェック方法及び動作プログラム作成方法 - Google Patents
産業用ロボットのツールと他の部分との干渉チェック方法及び動作プログラム作成方法Info
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- JPH10296679A JPH10296679A JP11121897A JP11121897A JPH10296679A JP H10296679 A JPH10296679 A JP H10296679A JP 11121897 A JP11121897 A JP 11121897A JP 11121897 A JP11121897 A JP 11121897A JP H10296679 A JPH10296679 A JP H10296679A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ツールとロボットアーム等の干渉判定を正確
に行うことができる産業用ロボットのツール干渉判定方
法を提供する。 【解決手段】 ロボットアームの先端にツールを装着し
て作業を行う産業用ロボットのツールとロボットアーム
との干渉の有無を判定する産業用ロボットの干渉チェッ
ク方法において、複数の代表点（Ｓ１０２）についてツ
ールがロボットアームと干渉するか否かをロボットアー
ムの先端にツールを装着した状態でロボットを動作させ
てそれぞれ調べ（Ｓ１０３）、全ての代表点における干
渉の有無を記録し、この記録を基に干渉チェックする
（Ｓ１０４）ようにする。
に行うことができる産業用ロボットのツール干渉判定方
法を提供する。 【解決手段】 ロボットアームの先端にツールを装着し
て作業を行う産業用ロボットのツールとロボットアーム
との干渉の有無を判定する産業用ロボットの干渉チェッ
ク方法において、複数の代表点（Ｓ１０２）についてツ
ールがロボットアームと干渉するか否かをロボットアー
ムの先端にツールを装着した状態でロボットを動作させ
てそれぞれ調べ（Ｓ１０３）、全ての代表点における干
渉の有無を記録し、この記録を基に干渉チェックする
（Ｓ１０４）ようにする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、産業用ロボットのツー
ルと他の部分との干渉チェック方法に関するもので、特
に産業用ロボットに取り付けられたツールとロボット本
体との干渉や、ツールとワーク（作業対象）との干渉し
ない動作プログラム作成方法に関するものである。
ルと他の部分との干渉チェック方法に関するもので、特
に産業用ロボットに取り付けられたツールとロボット本
体との干渉や、ツールとワーク（作業対象）との干渉し
ない動作プログラム作成方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】まず産業用ロボットに取り付けられたツ
ールとロボット本体との干渉のチェック方法として、従
来、例えば特願平８−８７６５７号公報に示されたもの
がある。図１０はその手法を示す具体例である。図１０
に示すような６軸垂直多関節ロボット１のアーム２の先
端に熔接トーチ部を装着した場合について説明する。図
１０において、ロボット１は、設置面に近い方から順に
第１軸Ｊ１、第２軸Ｊ２、第３軸Ｊ３、第４軸Ｊ４、第
５軸Ｊ５、第６軸Ｊ６の６軸から成り、アーム先端２に
は熔接用のトーチ１０が装着されており、このトーチ１
０は通常、金属でできている。また、トーチ１０には第
３軸と第４軸の間のリンク部上に設置されたワイヤ供給
装置１１から供給されるケーブル１２が接続されてお
り、このケーブル１２は通常、柔らかい材料でできてい
る。トーチ１０とケーブル１２とを合せた部分をツール
１３と呼ぶ。図中の座標軸（Ｘ、Ｙ、Ｚ）はロボット１
が設置されている環境に固定された直交座標系である。
ールとロボット本体との干渉のチェック方法として、従
来、例えば特願平８−８７６５７号公報に示されたもの
がある。図１０はその手法を示す具体例である。図１０
に示すような６軸垂直多関節ロボット１のアーム２の先
端に熔接トーチ部を装着した場合について説明する。図
１０において、ロボット１は、設置面に近い方から順に
第１軸Ｊ１、第２軸Ｊ２、第３軸Ｊ３、第４軸Ｊ４、第
５軸Ｊ５、第６軸Ｊ６の６軸から成り、アーム先端２に
は熔接用のトーチ１０が装着されており、このトーチ１
０は通常、金属でできている。また、トーチ１０には第
３軸と第４軸の間のリンク部上に設置されたワイヤ供給
装置１１から供給されるケーブル１２が接続されてお
り、このケーブル１２は通常、柔らかい材料でできてい
る。トーチ１０とケーブル１２とを合せた部分をツール
１３と呼ぶ。図中の座標軸（Ｘ、Ｙ、Ｚ）はロボット１
が設置されている環境に固定された直交座標系である。
【０００３】このような構成のロボット１において、ツ
ール１３がロボット１のアーム３と干渉しない領域（非
干渉領域）について図１１を参照して説明する。図１１
の斜線で示す領域が非干渉領域である。Ｂ１、Ｂ３はロ
ボット１の第５軸の機構的な動作限界であり、Ｔ１、Ｔ
６はロボット１の第６軸の機構的な動作限界である。ア
ーム３の一端に軸支されている第５軸が図１２（ａ）に
示す姿勢にあるとき、すなわち垂直下向きのとき、非干
渉領域は、ロボット１のアーム２の一端に軸支されてい
る第６軸が図１２（ｂ）に示すような角度範囲（Ｔ２〜
Ｔ５）にあるときである。
ール１３がロボット１のアーム３と干渉しない領域（非
干渉領域）について図１１を参照して説明する。図１１
の斜線で示す領域が非干渉領域である。Ｂ１、Ｂ３はロ
ボット１の第５軸の機構的な動作限界であり、Ｔ１、Ｔ
６はロボット１の第６軸の機構的な動作限界である。ア
ーム３の一端に軸支されている第５軸が図１２（ａ）に
示す姿勢にあるとき、すなわち垂直下向きのとき、非干
渉領域は、ロボット１のアーム２の一端に軸支されてい
る第６軸が図１２（ｂ）に示すような角度範囲（Ｔ２〜
Ｔ５）にあるときである。
【０００４】また、ロボット１のアーム３の第５軸が図
１３（ａ）に示す姿勢にあるとき、すなわち水平横向き
のとき、非干渉領域は、第６軸が図１３（ｂ）、（ｃ）
に示すような角度範囲（Ｔ１〜Ｔ６）にあるときであ
る。ここで、第５軸が図１３（ａ）の姿勢にあるとき
は、アーム３と干渉するのはツール１３のケーブル１２
のみであるので、アーム２の第６軸の非干渉領域は図１
２（ｂ）に示す角度範囲（Ｔ２〜Ｔ５）より大きい角度
範囲（Ｔ１〜Ｔ６）となる。図１３（ｂ）は第５軸部分
をＸ方向から見た図であり、ケーブル１２はその柔軟性
によりアーム３の下に潜り込んでいるのが分る。また、
図１３（ｃ）は第５軸部分をＺ方向から見た図であり、
この図ではケーブル１２のアーム３に対する干渉部分は
見えないが、下方にあることが分る。
１３（ａ）に示す姿勢にあるとき、すなわち水平横向き
のとき、非干渉領域は、第６軸が図１３（ｂ）、（ｃ）
に示すような角度範囲（Ｔ１〜Ｔ６）にあるときであ
る。ここで、第５軸が図１３（ａ）の姿勢にあるとき
は、アーム３と干渉するのはツール１３のケーブル１２
のみであるので、アーム２の第６軸の非干渉領域は図１
２（ｂ）に示す角度範囲（Ｔ２〜Ｔ５）より大きい角度
範囲（Ｔ１〜Ｔ６）となる。図１３（ｂ）は第５軸部分
をＸ方向から見た図であり、ケーブル１２はその柔軟性
によりアーム３の下に潜り込んでいるのが分る。また、
図１３（ｃ）は第５軸部分をＺ方向から見た図であり、
この図ではケーブル１２のアーム３に対する干渉部分は
見えないが、下方にあることが分る。
【０００５】そして、ロボット１のアーム３の第５軸が
図１４（ａ）の姿勢にあるとき、すなわち垂直上向きの
とき、は、非干渉領域は、第６軸が図１４（ｂ）に示す
ような角度範囲（Ｔ１〜Ｔ３、Ｔ４〜Ｔ６）にあるとき
である。Ｂ２はトーチ姿勢が図１５に示すようなアーム
３とツール１３が干渉しない第５軸の限界位置である。
このようにして、図１１に示すような干渉領域と非干渉
領域を設定することにより、第５軸と第６軸の２つのパ
ラメータＢ、Ｔからアーム３がツール１３に干渉するか
否かを判断するようにしている。
図１４（ａ）の姿勢にあるとき、すなわち垂直上向きの
とき、は、非干渉領域は、第６軸が図１４（ｂ）に示す
ような角度範囲（Ｔ１〜Ｔ３、Ｔ４〜Ｔ６）にあるとき
である。Ｂ２はトーチ姿勢が図１５に示すようなアーム
３とツール１３が干渉しない第５軸の限界位置である。
このようにして、図１１に示すような干渉領域と非干渉
領域を設定することにより、第５軸と第６軸の２つのパ
ラメータＢ、Ｔからアーム３がツール１３に干渉するか
否かを判断するようにしている。
【０００６】次に、従来の産業用ロボットのツールとワ
ークとの干渉しない従来の動作プログラムについて説明
する。従来のティーチングプレイバック方式の産業用ロ
ボットの教示作業では、ワークの特徴点の位置に来るよ
うに、かつその位置での姿勢を作業上望ましい姿勢にな
るように、教示ツール（通常は、ティーチングペンダン
ト又はティーチングボックスと呼ばれる）を使用して、
実際にロボット１を動作させ、その位置と姿勢を記憶さ
せる命令を教示ツールよりコントローラ本体に送る。コ
ントローラ本体はその記憶部でその位置と姿勢を記憶す
る。この処理を繰り返すことで動作プログラムを作成す
る。この場合、動作方向が急激に変化するような点前後
には、ロボット１のワークに対する適切なツール姿勢区
間をできるだけ長くするため、通常、教示点を加えるこ
とがなされている。例えばアーク熔接において、作業区
間が図１６のような場合に、点Ｐ１、点Ｐ２、点Ｐ３、
点Ｐ４を結ぶ直線上を熔接する場合には、ワーク１５の
特徴点は点Ｐ１、点Ｐ２、点Ｐ３、点Ｐ４となる。
ークとの干渉しない従来の動作プログラムについて説明
する。従来のティーチングプレイバック方式の産業用ロ
ボットの教示作業では、ワークの特徴点の位置に来るよ
うに、かつその位置での姿勢を作業上望ましい姿勢にな
るように、教示ツール（通常は、ティーチングペンダン
ト又はティーチングボックスと呼ばれる）を使用して、
実際にロボット１を動作させ、その位置と姿勢を記憶さ
せる命令を教示ツールよりコントローラ本体に送る。コ
ントローラ本体はその記憶部でその位置と姿勢を記憶す
る。この処理を繰り返すことで動作プログラムを作成す
る。この場合、動作方向が急激に変化するような点前後
には、ロボット１のワークに対する適切なツール姿勢区
間をできるだけ長くするため、通常、教示点を加えるこ
とがなされている。例えばアーク熔接において、作業区
間が図１６のような場合に、点Ｐ１、点Ｐ２、点Ｐ３、
点Ｐ４を結ぶ直線上を熔接する場合には、ワーク１５の
特徴点は点Ｐ１、点Ｐ２、点Ｐ３、点Ｐ４となる。
【０００７】従来の教示方法では、まず教示ツールを使
ってＰ１までロボットを動作させ、材質・熔接条件等で
決まる姿勢（ねらい角＝図１７に示すツール１３と垂直
作業対象Ｙ−Ｚ平面とが成す角度、及び、すすみ角＝図
１７に示すツール１３と進行方向に垂直な平面Ｚ−Ｘ平
面が成す角度）をとるようにロボット１を姿勢変化させ
る。そして、位置と姿勢が望ましいものになったらこれ
らをコントローラ内部に記憶させる。
ってＰ１までロボットを動作させ、材質・熔接条件等で
決まる姿勢（ねらい角＝図１７に示すツール１３と垂直
作業対象Ｙ−Ｚ平面とが成す角度、及び、すすみ角＝図
１７に示すツール１３と進行方向に垂直な平面Ｚ−Ｘ平
面が成す角度）をとるようにロボット１を姿勢変化させ
る。そして、位置と姿勢が望ましいものになったらこれ
らをコントローラ内部に記憶させる。
【０００８】次にＰ２を教示するが、Ｐ２では熔接線が
急に変化するので、Ｐ２の前後では望ましい姿勢が違
う。したがって、通常はＰ２点の前後に適当な距離をお
いて教示点を作成する。この点を図１６では、Ｐ２Pre
、Ｐ２Postと表す。このように新たな教示点を作成す
ることで教示点間の移動途中姿勢が一定となる区間を設
定することができる。Ｐ３に対しても同様にＰ３Pre 、
Ｐ３Postを作成する。また、Ｐ４ではＰ１の場合と同様
にして位置と姿勢を記憶させる。このようにして、動作
プログラムは、Ｐ１、Ｐ２Pre 、Ｐ２、Ｐ２Post、Ｐ３
Pre 、Ｐ３、Ｐ３Post、Ｐ４での位置と姿勢を記憶した
ものとして作成される。
急に変化するので、Ｐ２の前後では望ましい姿勢が違
う。したがって、通常はＰ２点の前後に適当な距離をお
いて教示点を作成する。この点を図１６では、Ｐ２Pre
、Ｐ２Postと表す。このように新たな教示点を作成す
ることで教示点間の移動途中姿勢が一定となる区間を設
定することができる。Ｐ３に対しても同様にＰ３Pre 、
Ｐ３Postを作成する。また、Ｐ４ではＰ１の場合と同様
にして位置と姿勢を記憶させる。このようにして、動作
プログラムは、Ｐ１、Ｐ２Pre 、Ｐ２、Ｐ２Post、Ｐ３
Pre 、Ｐ３、Ｐ３Post、Ｐ４での位置と姿勢を記憶した
ものとして作成される。
【０００９】このように従来の教示作業では、ワーク１
５の特徴点よりも多くの点を教示する必要があり、また
ツール１３の姿勢も教示者が作業条件に適したものにす
る必要がある。したがって、これらのことが教示を労力
のかかるものとしていた。そして、この特徴点以外の点
を自動的に追加する方法として、特願平７−２５９２３
０号公報に示されたものがあり、この方法を使うと図１
８のようなツール１３の移動軌跡が内まわりの場合、Ｐ
re点、Ｐost 点の位置はあらかじめ決められた位置及び
あらかじめ決められた姿勢で置かれていた。
５の特徴点よりも多くの点を教示する必要があり、また
ツール１３の姿勢も教示者が作業条件に適したものにす
る必要がある。したがって、これらのことが教示を労力
のかかるものとしていた。そして、この特徴点以外の点
を自動的に追加する方法として、特願平７−２５９２３
０号公報に示されたものがあり、この方法を使うと図１
８のようなツール１３の移動軌跡が内まわりの場合、Ｐ
re点、Ｐost 点の位置はあらかじめ決められた位置及び
あらかじめ決められた姿勢で置かれていた。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の産業用ロボットに取り付けられたツールとロ
ボット本体との干渉のチェック方法、及び、産業用ロボ
ットのツールとワークとの干渉しない従来の動作プログ
ラムにあっては、次のような問題点があった。まず、前
者のツールとロボット本体との干渉のチェック方法にあ
っては、ツール１３がロボット１のアーム３と干渉する
か否かを第５軸と第６軸の角度に基づいて判定するよう
にしていたが、第４軸とツール１３との干渉については
考慮していなかった。すなわち、ワイヤ供給装置１１が
ロボット１の第３軸と第４軸の間のリンク部に設置され
ていることとケーブル１２の長さも決まっているので、
第４軸の角度によっては第５軸、第６軸の位置が図１１
の非干渉領域内であっても、ロボット１の姿勢が取れな
い場合、すなわち干渉する場合があった。したがってツ
ールとロボット本体との干渉しない従来の動作プログラ
ムにあっては干渉するか否かの正確な判定ができない場
合が生じた。
うな従来の産業用ロボットに取り付けられたツールとロ
ボット本体との干渉のチェック方法、及び、産業用ロボ
ットのツールとワークとの干渉しない従来の動作プログ
ラムにあっては、次のような問題点があった。まず、前
者のツールとロボット本体との干渉のチェック方法にあ
っては、ツール１３がロボット１のアーム３と干渉する
か否かを第５軸と第６軸の角度に基づいて判定するよう
にしていたが、第４軸とツール１３との干渉については
考慮していなかった。すなわち、ワイヤ供給装置１１が
ロボット１の第３軸と第４軸の間のリンク部に設置され
ていることとケーブル１２の長さも決まっているので、
第４軸の角度によっては第５軸、第６軸の位置が図１１
の非干渉領域内であっても、ロボット１の姿勢が取れな
い場合、すなわち干渉する場合があった。したがってツ
ールとロボット本体との干渉しない従来の動作プログラ
ムにあっては干渉するか否かの正確な判定ができない場
合が生じた。
【００１１】次に、後者のツールとワークとの干渉しな
い動作プログラムにあっては、例えば図１８のようなツ
ール１３の移動軌跡が内まわりの場合、Ｐre点、Ｐost
点の位置があらかじめ決められた位置及びあらかじめ決
められた姿勢で置かれていたので、図１８（Ａ）及び
（Ｂ）中の２Ｐost 点の斜線部で示す部分のようにツー
ル１３とワーク１５が干渉することがあった。
い動作プログラムにあっては、例えば図１８のようなツ
ール１３の移動軌跡が内まわりの場合、Ｐre点、Ｐost
点の位置があらかじめ決められた位置及びあらかじめ決
められた姿勢で置かれていたので、図１８（Ａ）及び
（Ｂ）中の２Ｐost 点の斜線部で示す部分のようにツー
ル１３とワーク１５が干渉することがあった。
【００１２】そこで本発明は、ツールとロボットアーム
の干渉判定を正確に行うことができる産業用ロボットの
干渉チェック方法及びツールとワークが干渉しない動作
プログラムを作成することができる産業用ロボットの動
作プログラム作成方法を提供することを目的としてい
る。
の干渉判定を正確に行うことができる産業用ロボットの
干渉チェック方法及びツールとワークが干渉しない動作
プログラムを作成することができる産業用ロボットの動
作プログラム作成方法を提供することを目的としてい
る。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記目的達成のため、請
求項１記載の発明による産業用ロボットのツール干渉判
定方法は、ロボットアームの先端にツールを装着して作
業を行う産業用ロボットの該ツールと該ロボットアーム
との干渉の有無を判定する産業用ロボットのツールと他
の部分との干渉チェック方法において、複数の代表点に
ついてツールがロボットアームと干渉するか否かをロボ
ットアームの先端にツールを装着した状態でロボットを
動作させてそれぞれ調べ、全ての代表点における干渉の
有無を記録し、この記録を基に干渉チェックするように
するものである。
求項１記載の発明による産業用ロボットのツール干渉判
定方法は、ロボットアームの先端にツールを装着して作
業を行う産業用ロボットの該ツールと該ロボットアーム
との干渉の有無を判定する産業用ロボットのツールと他
の部分との干渉チェック方法において、複数の代表点に
ついてツールがロボットアームと干渉するか否かをロボ
ットアームの先端にツールを装着した状態でロボットを
動作させてそれぞれ調べ、全ての代表点における干渉の
有無を記録し、この記録を基に干渉チェックするように
するものである。
【００１４】請求項２記載の発明によると、前記代表点
は、干渉に影響を与える可能性のある各ロボット軸の動
作領域を予め決定した分割数に基づいて複数ブロックに
分割し、該分割された複数ブロックから各ロボット軸に
つき１ブロックずつ取り出して作られる組み合わせ内の
１点であることを特徴とするものである。
は、干渉に影響を与える可能性のある各ロボット軸の動
作領域を予め決定した分割数に基づいて複数ブロックに
分割し、該分割された複数ブロックから各ロボット軸に
つき１ブロックずつ取り出して作られる組み合わせ内の
１点であることを特徴とするものである。
【００１５】請求項３記載の発明による産業用ロボット
の動作プログラム作成方法は、アーム先端にあらかじめ
決められたツール形状をもち、教示点の前に決められた
姿勢の前点を自動的に追加するとき、該教示点と該教示
点の１つ後の教示点を通る作業軌跡と、あらかじめ決め
られた鉛直上方向とあらかじめ決められた高さとからワ
ーク面を定め、該ワーク面をもとに追加される前点のツ
ールとワークとが干渉しない追加前点位置を自動的に設
定することを特徴とするものである。
の動作プログラム作成方法は、アーム先端にあらかじめ
決められたツール形状をもち、教示点の前に決められた
姿勢の前点を自動的に追加するとき、該教示点と該教示
点の１つ後の教示点を通る作業軌跡と、あらかじめ決め
られた鉛直上方向とあらかじめ決められた高さとからワ
ーク面を定め、該ワーク面をもとに追加される前点のツ
ールとワークとが干渉しない追加前点位置を自動的に設
定することを特徴とするものである。
【００１６】請求項４記載の発明による産業用ロボット
の動作プログラム作成方法は、アーム先端にあらかじめ
決められたツール形状をもち、教示点の後に決められた
姿勢の後点を自動的に追加する場合、該教示点と該教示
点の１つ前の教示点を通る作業軌跡と、あらかじめ決め
られた鉛直上方向とあらかじめ決められた高さとからワ
ーク面を定め、該ワーク面をもとに追加される後点のツ
ールとワークとが干渉しない追加後点位置を自動的に設
定することを特徴とするものである。
の動作プログラム作成方法は、アーム先端にあらかじめ
決められたツール形状をもち、教示点の後に決められた
姿勢の後点を自動的に追加する場合、該教示点と該教示
点の１つ前の教示点を通る作業軌跡と、あらかじめ決め
られた鉛直上方向とあらかじめ決められた高さとからワ
ーク面を定め、該ワーク面をもとに追加される後点のツ
ールとワークとが干渉しない追加後点位置を自動的に設
定することを特徴とするものである。
【００１７】請求項５記載の発明による産業用ロボット
の動作プログラム作成方法は、アーム先端にあらかじめ
決められたツール形状をもち、教示点の前に決められた
姿勢の前点を自動的に追加するとき、該教示点と該教示
点の１つ後の教示点を通る作業軌跡と、該作業軌跡以外
のワーク面上の１点であるあらかじめ決められた参照点
と該参照点方向のあらかじめ決められた高さとからワー
ク面を定め、該ワーク面をもとに追加される前点のツー
ルとワークとが干渉しない追加前点位置を自動的に設定
することを特徴とするものである。
の動作プログラム作成方法は、アーム先端にあらかじめ
決められたツール形状をもち、教示点の前に決められた
姿勢の前点を自動的に追加するとき、該教示点と該教示
点の１つ後の教示点を通る作業軌跡と、該作業軌跡以外
のワーク面上の１点であるあらかじめ決められた参照点
と該参照点方向のあらかじめ決められた高さとからワー
ク面を定め、該ワーク面をもとに追加される前点のツー
ルとワークとが干渉しない追加前点位置を自動的に設定
することを特徴とするものである。
【００１８】請求項６記載の発明による産業用ロボット
の動作プログラム作成方法は、アーム先端にあらかじめ
決められたツール形状をもち、教示点の後に決められた
姿勢の後点を自動的に追加するとき、該教示点と該教示
点の１つ前の教示点を通る作業軌跡と、該作業軌跡以外
のワーク面上の１点であるあらかじめ決められた参照点
と該参照点方向のあらかじめ決められた高さとからワー
ク面を定め、該ワーク面をもとに追加される後点のツー
ルとワークとが干渉しない追加後点位置を自動的に設定
することを特徴とするものである。
の動作プログラム作成方法は、アーム先端にあらかじめ
決められたツール形状をもち、教示点の後に決められた
姿勢の後点を自動的に追加するとき、該教示点と該教示
点の１つ前の教示点を通る作業軌跡と、該作業軌跡以外
のワーク面上の１点であるあらかじめ決められた参照点
と該参照点方向のあらかじめ決められた高さとからワー
ク面を定め、該ワーク面をもとに追加される後点のツー
ルとワークとが干渉しない追加後点位置を自動的に設定
することを特徴とするものである。
【００１９】請求項７記載の発明による産業用ロボット
の動作プログラム作成方法は、アーム先端にあらかじめ
決められたツール形状をもち、教示点の前に決められた
姿勢の前点を自動的に追加するとき、及び、教示点の後
に決められた姿勢の後点を自動的に追加するとき、干渉
しない追加点がとれない場合追加点を追加しないことを
特徴とするものである。
の動作プログラム作成方法は、アーム先端にあらかじめ
決められたツール形状をもち、教示点の前に決められた
姿勢の前点を自動的に追加するとき、及び、教示点の後
に決められた姿勢の後点を自動的に追加するとき、干渉
しない追加点がとれない場合追加点を追加しないことを
特徴とするものである。
【００２０】請求項８記載の発明による産業用ロボット
の動作プログラム作成方法は、アーム先端にあらかじめ
決められたツール形状をもち、教示点の姿勢を決定する
場合、前記教示点と該教示点の１つ後の教示点のワーク
面と、前記教示点と該教示点の１つ前の教示点のワーク
面から、該２つのワーク面とあらかじめ決められた姿勢
のツールが干渉するならば、あらかじめ決められた方向
に姿勢を動かして教示点での干渉しない姿勢を自動設定
することを特徴とするものである。
の動作プログラム作成方法は、アーム先端にあらかじめ
決められたツール形状をもち、教示点の姿勢を決定する
場合、前記教示点と該教示点の１つ後の教示点のワーク
面と、前記教示点と該教示点の１つ前の教示点のワーク
面から、該２つのワーク面とあらかじめ決められた姿勢
のツールが干渉するならば、あらかじめ決められた方向
に姿勢を動かして教示点での干渉しない姿勢を自動設定
することを特徴とするものである。
【００２１】請求項９記載の発明による産業用ロボット
の動作プログラム作成方法は、前記２つのワーク面とあ
らかじめ決められた姿勢のツールが干渉する場合にあら
かじめ決められた方向に姿勢を動かしても依然としてツ
ールとワークが干渉するときは、姿勢を初期の教示姿勢
に自動設定することを特徴とするものである。
の動作プログラム作成方法は、前記２つのワーク面とあ
らかじめ決められた姿勢のツールが干渉する場合にあら
かじめ決められた方向に姿勢を動かしても依然としてツ
ールとワークが干渉するときは、姿勢を初期の教示姿勢
に自動設定することを特徴とするものである。
【００２２】請求項１０記載の発明による産業用ロボッ
トの動作プログラム作成方法は、上記のあらかじめ決め
られたツール形状はシステムのヒューマン・インターフ
ェースにより様々な形状として再設定可能な形状である
ことを特徴とするものである。
トの動作プログラム作成方法は、上記のあらかじめ決め
られたツール形状はシステムのヒューマン・インターフ
ェースにより様々な形状として再設定可能な形状である
ことを特徴とするものである。
【００２３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
面例と共に説明する。 （Ｉ）産業用ロボットのツールとロボット本体との干渉
判定方法。図１はツールとロボット本体との本発明の干
渉判定方法を用いたロボット制御用のコントローラの構
成を示すブロック図である。コントローラ３０は、入力
部３１と、出力部３２と、記憶部３３と、ブザー３４
と、制御部３５とを備えている。入力部３１は、ティー
チングペンダント４０からの教示データを取り込むと共
にロボット１の第１軸Ｊ１〜第６軸Ｊ６に内蔵された動
作角度検出用のエンコーダ（図示略）からの信号を取り
込む。更にキーボード４１からのキー信号を取り込む。
出力部３２は、ロボット１を動作させる制御データを出
力する。記憶部３３は制御部３５で作成されたロボット
１の動作プログラム及びツールとロボット１のアームと
の干渉領域等の記憶を行う。ブザー３４は、ロボット１
のアームがツール１３に干渉したことを知らせるもので
ある。
面例と共に説明する。 （Ｉ）産業用ロボットのツールとロボット本体との干渉
判定方法。図１はツールとロボット本体との本発明の干
渉判定方法を用いたロボット制御用のコントローラの構
成を示すブロック図である。コントローラ３０は、入力
部３１と、出力部３２と、記憶部３３と、ブザー３４
と、制御部３５とを備えている。入力部３１は、ティー
チングペンダント４０からの教示データを取り込むと共
にロボット１の第１軸Ｊ１〜第６軸Ｊ６に内蔵された動
作角度検出用のエンコーダ（図示略）からの信号を取り
込む。更にキーボード４１からのキー信号を取り込む。
出力部３２は、ロボット１を動作させる制御データを出
力する。記憶部３３は制御部３５で作成されたロボット
１の動作プログラム及びツールとロボット１のアームと
の干渉領域等の記憶を行う。ブザー３４は、ロボット１
のアームがツール１３に干渉したことを知らせるもので
ある。
【００２４】制御部３５は、ティーチングペンダント４
０からの教示データ及び各ロボット軸に内蔵されたエン
コーダの出力に基づいてロボット１の動作プログラムを
作成すると共に、ツール１３とロボット１のアームとの
干渉領域を作成する。また、作成した動作プログラムに
基づいてロボット１の各軸に内蔵されたモータを駆動す
るための動作指令を出力する。また、動作させるロボッ
ト１のアームが干渉領域に入るか否かを判定し、入ると
判断した場合にはブザー３４を鳴動させると共に、動作
を停止させる等の処理を行う。
０からの教示データ及び各ロボット軸に内蔵されたエン
コーダの出力に基づいてロボット１の動作プログラムを
作成すると共に、ツール１３とロボット１のアームとの
干渉領域を作成する。また、作成した動作プログラムに
基づいてロボット１の各軸に内蔵されたモータを駆動す
るための動作指令を出力する。また、動作させるロボッ
ト１のアームが干渉領域に入るか否かを判定し、入ると
判断した場合にはブザー３４を鳴動させると共に、動作
を停止させる等の処理を行う。
【００２５】図２はコントローラ３０によるツール干渉
判定処理を示すフローチャートである。まず、ステップ
Ｓ１０１では、ツール１３とロボット本体との干渉に影
響するロボット１の可動軸を取り込む。オペレータは、
ロボット全体のうち、どの軸が干渉（ツールとロボット
本体）に影響を与えているかを決定し、その軸をキーボ
ード４１を使用して入力する。図１０に示すロボット１
の場合は第３軸Ｊ３と第４軸Ｊ４の間にワイヤ供給装置
１１があるので、ツール１３とロボット本体との干渉に
影響を与えている軸は、第４軸以降の第４軸Ｊ４、第５
軸Ｊ５、第６軸Ｊ６であり、これらの軸を入力する。
判定処理を示すフローチャートである。まず、ステップ
Ｓ１０１では、ツール１３とロボット本体との干渉に影
響するロボット１の可動軸を取り込む。オペレータは、
ロボット全体のうち、どの軸が干渉（ツールとロボット
本体）に影響を与えているかを決定し、その軸をキーボ
ード４１を使用して入力する。図１０に示すロボット１
の場合は第３軸Ｊ３と第４軸Ｊ４の間にワイヤ供給装置
１１があるので、ツール１３とロボット本体との干渉に
影響を与えている軸は、第４軸以降の第４軸Ｊ４、第５
軸Ｊ５、第６軸Ｊ６であり、これらの軸を入力する。
【００２６】ステップＳ１０２では、干渉に影響する第
４軸Ｊ４、第５軸Ｊ５、第６軸Ｊ６から多数の代表点を
決定する。ここで、図１０のロボット１の第４軸Ｊ４〜
第６軸Ｊ６の可動範囲をそれぞれ次のようにする。 第４軸Ｊ４：−１８０度〜＋１８０度 第５軸Ｊ５：− ４５度〜＋２２５度 第６軸Ｊ６：−３６０度〜＋３６０度
４軸Ｊ４、第５軸Ｊ５、第６軸Ｊ６から多数の代表点を
決定する。ここで、図１０のロボット１の第４軸Ｊ４〜
第６軸Ｊ６の可動範囲をそれぞれ次のようにする。 第４軸Ｊ４：−１８０度〜＋１８０度 第５軸Ｊ５：− ４５度〜＋２２５度 第６軸Ｊ６：−３６０度〜＋３６０度
【００２７】また代表点を決定するための第４軸Ｊ４〜
第６軸Ｊ６における分割数をそれぞれ次のようにする。 第４軸Ｊ４： ５ 第５軸Ｊ５： １０ 第６軸Ｊ６：１００
第６軸Ｊ６における分割数をそれぞれ次のようにする。 第４軸Ｊ４： ５ 第５軸Ｊ５： １０ 第６軸Ｊ６：１００
【００２８】干渉に影響する軸が第４軸Ｊ４〜第６軸Ｊ
６の３つなので、図３に示すように３つの軸を直行３軸
とし、各軸をそれぞれ決めた分割数により分割すること
で得られる複数のブロックとして区分けする。本実施の
形態では１つのブロックの中心点を代表点とする。
６の３つなので、図３に示すように３つの軸を直行３軸
とし、各軸をそれぞれ決めた分割数により分割すること
で得られる複数のブロックとして区分けする。本実施の
形態では１つのブロックの中心点を代表点とする。
【００２９】ステップＳ１０３では、非干渉領域の測定
を行う。この場合、オペレータは、ロボット１の手首に
ツール１３を装着した後に、ティーチングペンダント４
０を使って第４軸Ｊ４と第５軸Ｊ５を代表点の位置に持
って行き、第６軸Ｊ６の可動範囲を調べる。例えば、第
４軸Ｊ４を−１４４度、第５軸Ｊ５を−３１．５度にし
たときの第６軸Ｊ６の可動範囲を調べる。仮に、第６軸
Ｊ６の可動範囲が−５０度〜＋１００度であったとき、
１００分割したボックスの一つ一つに干渉の有無を割り
付けていく。
を行う。この場合、オペレータは、ロボット１の手首に
ツール１３を装着した後に、ティーチングペンダント４
０を使って第４軸Ｊ４と第５軸Ｊ５を代表点の位置に持
って行き、第６軸Ｊ６の可動範囲を調べる。例えば、第
４軸Ｊ４を−１４４度、第５軸Ｊ５を−３１．５度にし
たときの第６軸Ｊ６の可動範囲を調べる。仮に、第６軸
Ｊ６の可動範囲が−５０度〜＋１００度であったとき、
１００分割したボックスの一つ一つに干渉の有無を割り
付けていく。
【００３０】次に、第４軸Ｊ４を１区画分である７２度
をプラスした−７２度、第５軸Ｊ５を１区画分２７度を
プラスした−４．５度にして第６軸Ｊ６の可動範囲を調
べて該当するボックスに干渉の有無を割り付けていく。
この作業を５０回（すなわち、第４軸Ｊ４の分割数であ
る５分割と第５軸Ｊ５の分割数である１０分割との積、
５×１０＝５０）繰り返せば、図３のどのブロックが干
渉領域か、非干渉領域かを特定することができる。ステ
ップＳ１０４では、ステップＳ１０３で測定した干渉領
域を記憶部３３に記憶し、ロボット１やロボットシミュ
レータ（図示略）などでツール１３とアーム３が干渉す
るか否かの判定に使用する。
をプラスした−７２度、第５軸Ｊ５を１区画分２７度を
プラスした−４．５度にして第６軸Ｊ６の可動範囲を調
べて該当するボックスに干渉の有無を割り付けていく。
この作業を５０回（すなわち、第４軸Ｊ４の分割数であ
る５分割と第５軸Ｊ５の分割数である１０分割との積、
５×１０＝５０）繰り返せば、図３のどのブロックが干
渉領域か、非干渉領域かを特定することができる。ステ
ップＳ１０４では、ステップＳ１０３で測定した干渉領
域を記憶部３３に記憶し、ロボット１やロボットシミュ
レータ（図示略）などでツール１３とアーム３が干渉す
るか否かの判定に使用する。
【００３１】実際にロボット１を動作させて干渉を判断
するときは、動作指令又は動作結果の軸の位置が記憶し
た干渉領域に入ったか否かを判定する。干渉領域に入れ
ばブザー３４を鳴動させると共に動作を停止させる。な
お、作成した干渉領域はオフラインで教示するときの動
作領域の制限に使用してもよい。
するときは、動作指令又は動作結果の軸の位置が記憶し
た干渉領域に入ったか否かを判定する。干渉領域に入れ
ばブザー３４を鳴動させると共に動作を停止させる。な
お、作成した干渉領域はオフラインで教示するときの動
作領域の制限に使用してもよい。
【００３２】図３に示したブロックごとの干渉判定は、
正確な干渉の判定に比べて、多少の誤差を含むが、各軸
Ｊ４〜Ｊ６の分割数を増やすことにより判定精度を向上
させることができる。ここで、図４及び図５に本実施の
形態に沿って測定した結果を示す。この図を作るに際し
ての条件として、第４軸Ｊ４、第５軸Ｊ５、第６軸Ｊ６
の動作限界は、−１８０度〜＋１８０度、−４５度〜９
０度、−３６０度〜＋３６０度であり、第４軸Ｊ４、第
５軸Ｊ５の分割数は、５、５である。第６軸Ｊ６は、測
定角度であるので、第６軸Ｊ６の分割数は幾らにしても
よい。
正確な干渉の判定に比べて、多少の誤差を含むが、各軸
Ｊ４〜Ｊ６の分割数を増やすことにより判定精度を向上
させることができる。ここで、図４及び図５に本実施の
形態に沿って測定した結果を示す。この図を作るに際し
ての条件として、第４軸Ｊ４、第５軸Ｊ５、第６軸Ｊ６
の動作限界は、−１８０度〜＋１８０度、−４５度〜９
０度、−３６０度〜＋３６０度であり、第４軸Ｊ４、第
５軸Ｊ５の分割数は、５、５である。第６軸Ｊ６は、測
定角度であるので、第６軸Ｊ６の分割数は幾らにしても
よい。
【００３３】これらの条件から第４軸Ｊ４の測定値は、
本実施の形態では、代表点をボックスの中心としたの
で、−１４４度、−７２度、０度、７２度、１４４度の
５つであり、第５軸Ｊ５の測定値は、−３１．５度、−
４．５度、２２．５度、４９．５度、７６．５度であ
る。この場合の基準となる回転角０度の位置と＋、−の
回転方向は図６に示すようなロボット１の第４軸Ｊ４、
第５軸Ｊ５、第６軸Ｊ６のロボット姿勢（第４軸Ｊ４〜
第６軸Ｊ６の角度がそれぞれ０度）と回転方向であり、
これを基準として動作限界角度は決まるものとする。図
４及び図５から分ることは、第４軸の位置が変れば、第
５軸、第６軸の干渉領域も変化するということであり、
このことは従来の方式では干渉チェックできないことで
あった。
本実施の形態では、代表点をボックスの中心としたの
で、−１４４度、−７２度、０度、７２度、１４４度の
５つであり、第５軸Ｊ５の測定値は、−３１．５度、−
４．５度、２２．５度、４９．５度、７６．５度であ
る。この場合の基準となる回転角０度の位置と＋、−の
回転方向は図６に示すようなロボット１の第４軸Ｊ４、
第５軸Ｊ５、第６軸Ｊ６のロボット姿勢（第４軸Ｊ４〜
第６軸Ｊ６の角度がそれぞれ０度）と回転方向であり、
これを基準として動作限界角度は決まるものとする。図
４及び図５から分ることは、第４軸の位置が変れば、第
５軸、第６軸の干渉領域も変化するということであり、
このことは従来の方式では干渉チェックできないことで
あった。
【００３４】なお、この実施の形態では、ツール１３と
ロボット１のアーム３の干渉が第４軸Ｊ４、第５軸Ｊ
５、第６軸Ｊ６で決まる場合について説明してきたが、
干渉に影響を与える軸が第４軸Ｊ４の他にも同様に行え
る。干渉に影響を与える軸が第ｎ軸Ｊｎの場合、それら
の軸の可動範囲を分割し、分割数が要素となるようなｎ
次元配列を用意し、実際のロボットを使って干渉の有無
を測定し、その結果をｎ次元配列に記録していく。記録
されたｎ次元配列を使うことによって干渉のチェックが
可能となる。
ロボット１のアーム３の干渉が第４軸Ｊ４、第５軸Ｊ
５、第６軸Ｊ６で決まる場合について説明してきたが、
干渉に影響を与える軸が第４軸Ｊ４の他にも同様に行え
る。干渉に影響を与える軸が第ｎ軸Ｊｎの場合、それら
の軸の可動範囲を分割し、分割数が要素となるようなｎ
次元配列を用意し、実際のロボットを使って干渉の有無
を測定し、その結果をｎ次元配列に記録していく。記録
されたｎ次元配列を使うことによって干渉のチェックが
可能となる。
【００３５】また、上記実施の形態では、干渉を判定す
る判断基準として、ロボット軸の位置を利用したが、座
標系から干渉を判定することも可能である。すなわち、
基準座標に対するツール先端座標が決まれば、逆変換す
ることによりロボットの各軸の位置が特定できるので、
ツール先端座標から干渉の有無を判定することができ
る。
る判断基準として、ロボット軸の位置を利用したが、座
標系から干渉を判定することも可能である。すなわち、
基準座標に対するツール先端座標が決まれば、逆変換す
ることによりロボットの各軸の位置が特定できるので、
ツール先端座標から干渉の有無を判定することができ
る。
【００３６】以上説明したように、本発明に係る産業用
ロボットのツール干渉判定方法によれば、ツールがロボ
ットアームと干渉するか否かの判定としてのパラメータ
を従来の第５軸・第６軸だけに限るのではなく、干渉に
影響を与える全てのロボット軸について調べるのでツー
ルとロボットとの干渉の有無を正確に行うことができ、
しかもそれを干渉に影響を与える全てのロボット軸とこ
れらのロボット軸の夫々の動作領域と各動作領域を分割
するあらかじめ決定した分割数とに基づいて決定した網
の目状マップの各区画の代表点をそれぞれ調べ、全ての
代表点における干渉の有無を記録し、干渉領域を設定す
ることにより、判定するようにしたので、信頼性の高い
産業用ロボットを提供することができる。
ロボットのツール干渉判定方法によれば、ツールがロボ
ットアームと干渉するか否かの判定としてのパラメータ
を従来の第５軸・第６軸だけに限るのではなく、干渉に
影響を与える全てのロボット軸について調べるのでツー
ルとロボットとの干渉の有無を正確に行うことができ、
しかもそれを干渉に影響を与える全てのロボット軸とこ
れらのロボット軸の夫々の動作領域と各動作領域を分割
するあらかじめ決定した分割数とに基づいて決定した網
の目状マップの各区画の代表点をそれぞれ調べ、全ての
代表点における干渉の有無を記録し、干渉領域を設定す
ることにより、判定するようにしたので、信頼性の高い
産業用ロボットを提供することができる。
【００３７】（II）ツールとワークとの干渉しない動作
プログラムの作成方法 ここでは、ツールとワークとの干渉しない本発明の動作
プログラムの作成方法について、 トーチ形状、 ワーク形状の設定方法、 Ｐost 点の設定方法、 Ｐre点の設定方法、 教示点姿勢の設定方法、 ワークとツールの干渉チェック方法の順で説明する。 トーチ形状：図７は作業対象区間内の任意の連続した
３点を取り出したときの中央の教示点のみの変更点を示
している。ツール１３の形状は、トーチ１０の直線部分
である円筒形とし、長さと半径はソフトウェアのような
システムからあらかじめ設定されているものとする。
プログラムの作成方法 ここでは、ツールとワークとの干渉しない本発明の動作
プログラムの作成方法について、 トーチ形状、 ワーク形状の設定方法、 Ｐost 点の設定方法、 Ｐre点の設定方法、 教示点姿勢の設定方法、 ワークとツールの干渉チェック方法の順で説明する。 トーチ形状：図７は作業対象区間内の任意の連続した
３点を取り出したときの中央の教示点のみの変更点を示
している。ツール１３の形状は、トーチ１０の直線部分
である円筒形とし、長さと半径はソフトウェアのような
システムからあらかじめ設定されているものとする。
【００３８】ワーク形状の設定方法：ワーク形状の設
定については、ワーク面１とワーク面２を設定すればよ
い。ワーク面１とは、ワーク平面１内の幅Ｗ１と高さＨ
１とから決まる領域である。幅Ｗ１は教示点１と教示点
２とから求まる。高さＨ１はソフトウェアのようなシス
テムからあらかじめ設定されている。ワーク面２におい
ても同様に領域を定義する。このワーク平面１とは、教
示点１と教示点２を通る作業軌跡と参照点１により決定
される平面である。この場合、参照点１とは教示点１と
教示点２を通る作業軌跡以外のワーク平面１上の点であ
る。参照点が設定されていない場合は、作業軌跡の鉛直
上方向に参照点があるものとする。ワーク平面２におい
ても同様に平面を定義できる。図７に示す様に、連続教
示点の３点が水平面状に置かれてあるとき、参照点１
は、教示点１、２間の作業軌跡の鉛直上方向であればど
こに設定してもよいし、設定しなくてもよい。また、参
照点２は教示点２、３間の作業軌跡の鉛直上方向であれ
ば設定してもよいし、設定しなくてもよい。
定については、ワーク面１とワーク面２を設定すればよ
い。ワーク面１とは、ワーク平面１内の幅Ｗ１と高さＨ
１とから決まる領域である。幅Ｗ１は教示点１と教示点
２とから求まる。高さＨ１はソフトウェアのようなシス
テムからあらかじめ設定されている。ワーク面２におい
ても同様に領域を定義する。このワーク平面１とは、教
示点１と教示点２を通る作業軌跡と参照点１により決定
される平面である。この場合、参照点１とは教示点１と
教示点２を通る作業軌跡以外のワーク平面１上の点であ
る。参照点が設定されていない場合は、作業軌跡の鉛直
上方向に参照点があるものとする。ワーク平面２におい
ても同様に平面を定義できる。図７に示す様に、連続教
示点の３点が水平面状に置かれてあるとき、参照点１
は、教示点１、２間の作業軌跡の鉛直上方向であればど
こに設定してもよいし、設定しなくてもよい。また、参
照点２は教示点２、３間の作業軌跡の鉛直上方向であれ
ば設定してもよいし、設定しなくてもよい。
【００３９】Ｐost 点の設定方法：ツール１３とワー
ク１５が干渉しないＰost 点の設定方法は、姿勢を変え
ず、距離ＤＰost を変更することにより設定する。距離
ＤＰost において、本発明を実施しないとき、２Ｐost
点の位置を決定する距離ＤＰost （図１８参照）は、あ
らかじめ決められた値である。本発明を実施したとき、
あらかじめツール１３の姿勢は決められているので、２
Ｐost 点位置を決定する距離ＤＰost は図７のワーク面
１と２Ｐost 点のツール１３が干渉しない距離として決
定される。もし、距離ＤＰost を０からＷ２の間で変化
させたとき、その区間のどんな値でもワーク面１と２Ｐ
ost 点のツール１３が干渉するのであれば、２Ｐost 点
は追加されない。
ク１５が干渉しないＰost 点の設定方法は、姿勢を変え
ず、距離ＤＰost を変更することにより設定する。距離
ＤＰost において、本発明を実施しないとき、２Ｐost
点の位置を決定する距離ＤＰost （図１８参照）は、あ
らかじめ決められた値である。本発明を実施したとき、
あらかじめツール１３の姿勢は決められているので、２
Ｐost 点位置を決定する距離ＤＰost は図７のワーク面
１と２Ｐost 点のツール１３が干渉しない距離として決
定される。もし、距離ＤＰost を０からＷ２の間で変化
させたとき、その区間のどんな値でもワーク面１と２Ｐ
ost 点のツール１３が干渉するのであれば、２Ｐost 点
は追加されない。
【００４０】Ｐre点の設定方法：ツール１３とワーク
１５が干渉しないＰre点の設定方法は、姿勢を変えず、
距離ＤＰreを変更することにより設定する。距離ＤＰre
において、本発明を実施しないとき、２Ｐre点の位置を
決定する距離ＤＰre（図１８参照）は、あらかじめ決め
られた値である。本発明を実施したとき、あらかじめツ
ール１３の姿勢は決められているので、２Ｐre点位置を
決定する距離ＤＰreは、図７のワーク面２と２Ｐre点の
ツール１３が干渉しない距離として決定される。もし、
距離ＤＰreを０からＷ１の間で変化させたとき、その区
間のどんな値でもワーク面２と２Ｐre点のツール１３が
干渉するのであれば、２Ｐre点は追加されない。
１５が干渉しないＰre点の設定方法は、姿勢を変えず、
距離ＤＰreを変更することにより設定する。距離ＤＰre
において、本発明を実施しないとき、２Ｐre点の位置を
決定する距離ＤＰre（図１８参照）は、あらかじめ決め
られた値である。本発明を実施したとき、あらかじめツ
ール１３の姿勢は決められているので、２Ｐre点位置を
決定する距離ＤＰreは、図７のワーク面２と２Ｐre点の
ツール１３が干渉しない距離として決定される。もし、
距離ＤＰreを０からＷ１の間で変化させたとき、その区
間のどんな値でもワーク面２と２Ｐre点のツール１３が
干渉するのであれば、２Ｐre点は追加されない。
【００４１】教示点姿勢の設定方法：ツール１３とワ
ーク１５が干渉しない教示点２の設定方法は、位置を変
えず、姿勢を変更（図８の角度θを変更）することによ
り設定する。図８の角度θにおいて、ワーク面１やワー
ク面２とあらかじめ決められているツール１３の姿勢と
が干渉するならば、図中ｚ軸回転方向に角度θを変化さ
せて干渉しない角度にθを設定する。どんなに角度θを
変えても（図８において、θの変更可能範囲は、α＜θ
＜βである）干渉するのであれば、初期教示点姿勢のま
まとする。
ーク１５が干渉しない教示点２の設定方法は、位置を変
えず、姿勢を変更（図８の角度θを変更）することによ
り設定する。図８の角度θにおいて、ワーク面１やワー
ク面２とあらかじめ決められているツール１３の姿勢と
が干渉するならば、図中ｚ軸回転方向に角度θを変化さ
せて干渉しない角度にθを設定する。どんなに角度θを
変えても（図８において、θの変更可能範囲は、α＜θ
＜βである）干渉するのであれば、初期教示点姿勢のま
まとする。
【００４２】ワークとツールの干渉チェック方法：ツ
ール１３とワーク１５の干渉チェック方法は、以下のイ
〜ニのどれか１つでも該当した場合干渉したものとす
る。 イ）図９において、ワーク面と円筒底面Ａとの交わる直
線Ｌと円の中心点ａとの最短距離ｄａが円筒の半径以内
のとき干渉する。 ロ）図９において、ワーク面と円筒天井面Ｂとの交わる
直線Ｍと円の中心点ｂとの最短距離ｄｂが円筒の半径以
内のとき干渉する。 ハ）点ａから点ｂまでの直線ｎとワーク平面との交点が
ワーク面の領域内であれば干渉する。 ニ）点ａから点ｂまでの直線ｎと点ｃから点ｄまでの直
線ｏとの距離が円筒の半径以内のとき干渉する。
ール１３とワーク１５の干渉チェック方法は、以下のイ
〜ニのどれか１つでも該当した場合干渉したものとす
る。 イ）図９において、ワーク面と円筒底面Ａとの交わる直
線Ｌと円の中心点ａとの最短距離ｄａが円筒の半径以内
のとき干渉する。 ロ）図９において、ワーク面と円筒天井面Ｂとの交わる
直線Ｍと円の中心点ｂとの最短距離ｄｂが円筒の半径以
内のとき干渉する。 ハ）点ａから点ｂまでの直線ｎとワーク平面との交点が
ワーク面の領域内であれば干渉する。 ニ）点ａから点ｂまでの直線ｎと点ｃから点ｄまでの直
線ｏとの距離が円筒の半径以内のとき干渉する。
【００４３】また、干渉をチェックする別な方法とし
て、図９中の円筒底面Ａに平行で点ｅ（点ａから点ｂま
での直線ｎ上の任意の点）を通る平面Ｅとワーク面との
交わる直線ｐと点ｅとの最短距離ｄｅが円筒の半径以内
のとき干渉したものとする。本発明を実施したとき、作
成される動作プログラムは図７のようなツール１３とワ
ーク１５が干渉しない動作プログラムとして作成され
る。このように、ＤＰre・ＤＰost ・θの変更の仕方・
ワーク面領域の設定方法・干渉チェック法により、ＤＰ
re・ＤＰost ・θ値が決定されて所望のツール１３とワ
ーク１５が干渉しない動作プログラムを自動的に作成す
ることができる。
て、図９中の円筒底面Ａに平行で点ｅ（点ａから点ｂま
での直線ｎ上の任意の点）を通る平面Ｅとワーク面との
交わる直線ｐと点ｅとの最短距離ｄｅが円筒の半径以内
のとき干渉したものとする。本発明を実施したとき、作
成される動作プログラムは図７のようなツール１３とワ
ーク１５が干渉しない動作プログラムとして作成され
る。このように、ＤＰre・ＤＰost ・θの変更の仕方・
ワーク面領域の設定方法・干渉チェック法により、ＤＰ
re・ＤＰost ・θ値が決定されて所望のツール１３とワ
ーク１５が干渉しない動作プログラムを自動的に作成す
ることができる。
【００４４】このようにして、産業用ロボット１用のコ
ントローラ３０内の記憶部３３の専用ソフトの機能であ
る姿勢自動生成において教示点の姿勢の変更並びに教示
点の追加を行い、その教示点の変更・追加の処理が行わ
れる際、教示情報から予測可能なワーク形状を考慮する
ので、ツールとワークが干渉しないようなツールの姿
勢、位置を自動的に設定できるようになり、信頼性の高
い産業用ロボットを提供することができる。
ントローラ３０内の記憶部３３の専用ソフトの機能であ
る姿勢自動生成において教示点の姿勢の変更並びに教示
点の追加を行い、その教示点の変更・追加の処理が行わ
れる際、教示情報から予測可能なワーク形状を考慮する
ので、ツールとワークが干渉しないようなツールの姿
勢、位置を自動的に設定できるようになり、信頼性の高
い産業用ロボットを提供することができる。
【００４５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る産業
用ロボットのツール干渉判定方法によれば、ツールがロ
ボットアームと干渉するか否かを、干渉に影響を与える
全てのロボット軸について調べるので、ツールとロボッ
トとの干渉の有無を正確に行うことができ、信頼性の高
い産業用ロボットを提供することができる。
用ロボットのツール干渉判定方法によれば、ツールがロ
ボットアームと干渉するか否かを、干渉に影響を与える
全てのロボット軸について調べるので、ツールとロボッ
トとの干渉の有無を正確に行うことができ、信頼性の高
い産業用ロボットを提供することができる。
【００４６】また、本発明に係る産業用ロボットの動作
プログラム作成方法によれば、ツールとワークが干渉し
ないようなツールの姿勢、位置を自動的に設定できるの
で、ワークとツールが衝突して少なくとも一方が破損す
ることが無くなり、この方法においても信頼性の高い産
業用ロボットを提供することができる。
プログラム作成方法によれば、ツールとワークが干渉し
ないようなツールの姿勢、位置を自動的に設定できるの
で、ワークとツールが衝突して少なくとも一方が破損す
ることが無くなり、この方法においても信頼性の高い産
業用ロボットを提供することができる。
【図１】本発明に係る産業用ロボットのツール干渉判定
方法の実施の形態１によるツール干渉判定機能を有する
コントローラの構成を示すブロック図である。
方法の実施の形態１によるツール干渉判定機能を有する
コントローラの構成を示すブロック図である。
【図２】図１のコントローラの動作を示すフローチャー
トである。
トである。
【図３】実施の形態１による干渉領域の設定方法を説明
するための図である。
するための図である。
【図４】実施の形態１により得られた非干渉領域を示す
図である。
図である。
【図５】実施の形態１により得られた非干渉領域を示す
図である。
図である。
【図６】ロボットの基準姿勢を説明するための図であ
る。
る。
【図７】本発明に係る産業用ロボットの動作プログラム
作成方法の実施の形態を説明するための図である。
作成方法の実施の形態を説明するための図である。
【図８】本発明に係る産業用ロボットの動作プログラム
作成方法の実施の形態を説明するための図である。
作成方法の実施の形態を説明するための図である。
【図９】本発明に係る産業用ロボットの動作プログラム
作成方法の実施の形態を説明するための図である。
作成方法の実施の形態を説明するための図である。
【図１０】熔接ツールを装着したロボットを示す斜視図
である。
である。
【図１１】従来の産業用ロボットのツール干渉判定方法
を説明するための図である。
を説明するための図である。
【図１２】従来の産業用ロボットのツール干渉判定方法
を説明するための図である。
を説明するための図である。
【図１３】従来の産業用ロボットのツール干渉判定方法
を説明するための図である。
を説明するための図である。
【図１４】従来の産業用ロボットのツール干渉判定方法
を説明するための図である。
を説明するための図である。
【図１５】従来の産業用ロボットのツール干渉判定方法
を説明するための図である。
を説明するための図である。
【図１６】従来の産業用ロボットの動作プログラム作成
方法を説明するための図である。
方法を説明するための図である。
【図１７】従来の産業用ロボットの動作プログラム作成
方法を説明するための図である。
方法を説明するための図である。
【図１８】従来の産業用ロボットの動作プログラム作成
方法を説明するための図である。
方法を説明するための図である。
１：ロボット １０：トーチ １１：ワイヤ供給装置 １２：ケーブル １３：ツール １５：ワーク ３０：コントローラ ４０：ティーチングペンダント
Claims (10)
- 【請求項１】 ロボットアームの先端にツールを装着し
て作業を行う産業用ロボットの該ツールと該ロボットア
ームとの干渉の有無を判定する産業用ロボットのツール
と他の部分との干渉チェック方法において、 複数の代表点についてツールがロボットアームと干渉す
るか否かをロボットアームの先端にツールを装着した状
態でロボットを動作させてそれぞれ調べ、全ての代表点
における干渉の有無を記録し、この記録を基に干渉チェ
ックすることを特徴とする産業用ロボットのツール干渉
チェック方法。 - 【請求項２】 前記産業用ロボットのツールと他の部分
との干渉チェック方法において、 前記代表点は、干渉に影響を与える可能性のある各ロボ
ット軸の動作領域を予め決定した分割数に基づいて複数
ブロックに分割し、該分割された複数ブロックから各ロ
ボット軸につき１ブロックずつ取り出して作られる組み
合わせ内の１点であることを特徴とする請求項１記載の
ツール干渉チェック方法。 - 【請求項３】 ロボットアームの先端にツールを装着し
て作業を行う産業用ロボットのツールとワークとの干渉
を起こさないティーチングプレイバック方式の産業用ロ
ボットの動作プログラム作成方法において、 アーム先端にあらかじめ決められたツール形状をもち、
教示点の前に決められた姿勢の前点を自動的に追加する
とき、該教示点と該教示点の１つ後の教示点を通る作業
軌跡と、あらかじめ決められた鉛直上方向とあらかじめ
決められた高さとからワーク面を定め、該ワーク面をも
とに追加される前点のツールとワークとが干渉しない追
加前点位置を自動的に設定することを特徴とする産業用
ロボットの動作プログラム作成方法。 - 【請求項４】 ロボットアームの先端にツールを装着し
て作業を行う産業用ロボットのツールとワークとの干渉
を起こさないティーチングプレイバック方式の産業用ロ
ボットの動作プログラム作成方法において、 アーム先端にあらかじめ決められたツール形状をもち、
教示点の後に決められた姿勢の後点を自動的に追加する
場合、該教示点と該教示点の１つ前の教示点を通る作業
軌跡と、あらかじめ決められた鉛直上方向とあらかじめ
決められた高さとからワーク面を定め、該ワーク面をも
とに追加される後点のツールとワークとが干渉しない追
加後点位置を自動的に設定することを特徴とする産業用
ロボットの動作プログラム作成方法。 - 【請求項５】 ロボットアームの先端にツールを装着し
て作業を行う産業用ロボットのツールとワークとの干渉
を起こさないティーチングプレイバック方式の産業用ロ
ボットの動作プログラム作成方法において、 アーム先端にあらかじめ決められたツール形状をもち、
教示点の前に決められた姿勢の前点を自動的に追加する
とき、該教示点と該教示点の１つ後の教示点を通る作業
軌跡と、該作業軌跡以外のワーク面上の１点であるあら
かじめ決められた参照点と該参照点方向のあらかじめ決
められた高さとからワーク面を定め、該ワーク面をもと
に追加される前点のツールとワークとが干渉しない追加
前点位置を自動的に設定することを特徴とする産業用ロ
ボットの動作プログラム作成方法。 - 【請求項６】 ロボットアームの先端にツールを装着し
て作業を行う産業用ロボットのツールとワークとの干渉
を起こさないティーチングプレイバック方式の産業用ロ
ボットの動作プログラム作成方法において、 アーム先端にあらかじめ決められたツール形状をもち、
教示点の後に決められた姿勢の後点を自動的に追加する
とき、該教示点と該教示点の１つ前の教示点を通る作業
軌跡と、該作業軌跡以外のワーク面上の１点であるあら
かじめ決められた参照点と該参照点方向のあらかじめ決
められた高さとからワーク面を定め、該ワーク面をもと
に追加される後点のツールとワークとが干渉しない追加
後点位置を自動的に設定することを特徴とする産業用ロ
ボットの動作プログラム作成方法。 - 【請求項７】 ロボットアームの先端にツールを装着し
て作業を行う産業用ロボットのツールとワークとの干渉
を起こさないティーチングプレイバック方式の産業用ロ
ボットの動作プログラム作成方法において、 アーム先端にあらかじめ決められたツール形状をもち、
教示点の前に決められた姿勢の前点を自動的に追加する
とき、及び、教示点の後に決められた姿勢の後点を自動
的に追加するとき、干渉しない追加点がとれない場合追
加点を追加しないことを特徴とする産業用ロボットの動
作プログラム作成方法。 - 【請求項８】 ロボットアームの先端にツールを装着し
て作業を行う産業用ロボットのツールとワークとの干渉
を起こさないティーチングプレイバック方式の産業用ロ
ボットの動作プログラム作成方法において、 アーム先端にあらかじめ決められたツール形状をもち、
教示点の姿勢を決定する場合、前記教示点と該教示点の
１つ後の教示点のワーク面と、前記教示点と該教示点の
１つ前の教示点のワーク面から、該２つのワーク面とあ
らかじめ決められた姿勢のツールが干渉するならば、あ
らかじめ決められた方向に姿勢を動かして教示点での干
渉しない姿勢を自動設定することを特徴とする産業用ロ
ボットの動作プログラム作成方法。 - 【請求項９】 請求項８記載の動作プログラム作成方法
において、 前記２つのワーク面とあらかじめ決められた姿勢のツー
ルが干渉する場合にあらかじめ決められた方向に姿勢を
動かしても依然としてツールとワークが干渉するとき
は、姿勢を初期の教示姿勢に自動設定することを特徴と
する産業用ロボットの動作プログラム作成方法。 - 【請求項１０】 請求項３〜９のいずれか１項記載の動
作プログラム作成方法において、 あらかじめ決められたツール形状は、システムのヒュー
マン・インターフェースにより様々な形状として再設定
可能な形状であることを特徴とする産業用ロボットの動
作プログラム作成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11121897A JPH10296679A (ja) | 1997-04-28 | 1997-04-28 | 産業用ロボットのツールと他の部分との干渉チェック方法及び動作プログラム作成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11121897A JPH10296679A (ja) | 1997-04-28 | 1997-04-28 | 産業用ロボットのツールと他の部分との干渉チェック方法及び動作プログラム作成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10296679A true JPH10296679A (ja) | 1998-11-10 |
Family
ID=14555529
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11121897A Pending JPH10296679A (ja) | 1997-04-28 | 1997-04-28 | 産業用ロボットのツールと他の部分との干渉チェック方法及び動作プログラム作成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10296679A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002273675A (ja) * | 2001-03-16 | 2002-09-25 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | ロボット制御方法およびロボット制御システム |
| JP2020055084A (ja) * | 2018-10-03 | 2020-04-09 | カシオ計算機株式会社 | 制御装置、ロボット、制御方法及びプログラム |
-
1997
- 1997-04-28 JP JP11121897A patent/JPH10296679A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002273675A (ja) * | 2001-03-16 | 2002-09-25 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | ロボット制御方法およびロボット制御システム |
| JP2020055084A (ja) * | 2018-10-03 | 2020-04-09 | カシオ計算機株式会社 | 制御装置、ロボット、制御方法及びプログラム |
| CN110977959A (zh) * | 2018-10-03 | 2020-04-10 | 卡西欧计算机株式会社 | 控制装置、机器人、控制方法以及存储介质 |
| US11285606B2 (en) | 2018-10-03 | 2022-03-29 | Casio Computer Co., Ltd. | Control device, robot, control method, and non-transitory computer-readable recording medium |
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