JPH10315172A - ロボット制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ロボット本体の各軸をその教示データの入力
とともに動作させて確認しながら、遠隔場所でも入力可
能にすること。 【解決手段】 ロボット本体の近傍場所に、サーボユニ
ット２６０と、そのサーボユニットに接続される第１教
示入力手段２３０とを設け、サーボユニットに光ファイ
バ２５８を介して接続された制御手段２５０を、事務所
などの遠隔場所に設け、この制御手段には第２教示入力
手段２７０を接続するとともに、この遠隔場所では、第
２教示入力手段の教示データの入力操作によって動作す
るロボット本体の各軸の位置および姿勢を表示手段２７
１によって目視表示する。第１および第２表示入力手段
のいずれか一方を選択操作するための選択手段２４０
を、近傍場所に設け、ロボット本体の近傍に作業者がい
るときには、第１教示入力手段のみによって教示データ
の入力が可能な状態に設定しておき、安全性を確保す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数軸を有するロ
ボット本体のための教示データを作成するためのロボッ
ト制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】典型的な先行技術は、図１０に示されて
いる。複数軸を有するロボット本体１１０には、電気信
号ライン１１１を介してロボット制御手段１２０に接続
される。ロボット制御手段１２０に可撓性を有する電気
信号ライン１２１を介して接続されたティーチングペン
ダントなどと称される教示入力手段１３０を操作し、ロ
ボット本体１１０を実際に動作させながら、各軸の位置
に関する教示データを入力し、この入力した教示データ
は、ロボット制御手段１２０によって再生され、ロボッ
ト本体１１０の各軸が駆動される。ロボット制御手段１
２０には、陰極線管などの表示手段１２２が設けられ、
入力操作された教示データを表示するとともに、ロボッ
ト本体１１０の動作状態を表す情報を表示することがで
きる。

【０００３】ロボット制御手段１２０にはまた、切換え
選択スイッチ１４０が備えられる。この切換え選択スイ
ッチ１４０は、オペレータによって操作されるつまみ１
４１を有し、教示入力手段１３０による教示動作と、そ
の教示データによるロボット本体１１０の再生動作とを
切換えて選択する。

【０００４】図１１は、図１０に示される先行技術の電
気的構成を示すブロック図である。ロボット制御手段１
２０は、処理手段１５０とサーボユニット１６０とが、
１つのハウジングに収納されて構成される。

【０００５】図１２は、図１０および図１１に示される
先行技術の全体の動作を説明するためのフローチャート
である。図１２のステップａ１においてロボット制御装
置の電源を投入し、教示動作を行わせるために切換え選
択スイッチ１４０の操作つまみ１４１を操作して教示動
作が可能な動作モードに設定する。この切換え選択スイ
ッチ１４０は、処理手段１５０のマイクロコンピュータ
によって実現される処理回路１５１に接続される。この
ステップａ２では、ロボット本体１１０の再生動作は禁
止される。

【０００６】ステップａ３では、教示入力手段１３０の
キー入力パネル１３１を操作し、このことをマイクロコ
ンピュータである処理回路１３２が検出し、その教示デ
ータに関連する情報を液晶などによって実現される表示
手段１３３に表示するとともにメモリ１３４に一旦スト
アし、ライン１２１を介して、処理手段１５０のメモリ
１５２にストアする。処理回路１５１の動作は、リード
オンリメモリ１５３にストアされている。さらにこの入
力された教示データに従って、サーボユニット１６０の
マイクロコンピュータである処理回路１６１は、リード
オンリメモリ１６２にストアされているプログラムを実
行して、教示入力されたデータを、一旦メモリ１６３に
ストアし、各軸が教示入力された位置にもたらされるよ
うに、ドライバ１６４を制御し、電力出力回路１６５
は、電気信号ライン１１１を介してロボット本体１１０
のモータ１１２を駆動する。各軸の位置はエンコーダ１
１３によって検出され、処理回路１６１に与えられ、こ
うして教示入力された軸が駆動される。こうして教示入
力をしながらロボット本体１１０を動作させ、オペレー
タはそのロボット本体１１０の動作を目で確認しなが
ら、教示入力操作を行う。

【０００７】ステップａ４において教示作業が終了した
ことを確認すると、再生動作を行うために、ステップａ
５では、切換え選択スイッチ１４０のつまみ１４１をオ
ペレータが操作して再生モードに設定する。これによっ
て処理手段１５０の処理回路１５１は、教示データ用メ
モリ１５２から教示データを読出し、サーボユニット１
６０の働きによってロボット本体１１０を、ステップａ
６で動作させる。

【０００８】ロボット本体を直接に見ることができない
遠隔場所で、たとえばパーソナルコンピュータなどを用
いて作成した教示データをストアしたフロッピディスク
などの記録媒体は、処理手段１５０に設けられたデータ
入力手段１５４に着脱可能に装着される。この記録媒体
の教示データは、教示データ用メモリ１５２に転送さ
れ、切換え選択スイッチ１４０が再生モードを設定して
いるとき、記録媒体の教示データに従ってサーボユニッ
ト１６０はロボット本体１１０を再生動作する。

【０００９】図１０〜図１２に示される先行技術では、
ロボット制御手段１２０および教示入力手段１３０など
は、ロボット本体１１０の近傍場所に配置されており、
いわば現場に配置されている。したがって遠隔場所で、
ロボット本体１１０を実際に動作させてそのロボット本
体１１０の動作を確認しながら、遠隔場所で教示データ
を作成することはできない。

【００１０】データ入力手段１５４に装着される記録媒
体には、上述のように教示データがストアされ、この教
示データの作成は、遠隔場所で、ロボット本体１１０の
実際の動作を観察しながら、その動作を確認して教示デ
ータを作成したものではない。したがって記録媒体にス
トアされている教示データには、誤った教示データが含
まれているおそれがあり、危険である。

【００１１】このようにロボット本体１１０の動作を確
認しながら教示入力を行う場合には、先行技術では、ロ
ボット本体１１０の近傍場所で、教示入力操作を行わな
ければならない。このようなロボット本体１１０が設置
されている工場などの現場は、たとえば溶接作業などが
行われる悪環境であり、オペレータにとって危険な場所
である。したがってオペレータの安全性が確保されな
い。

【００１２】図１３は、他の先行技術の構成を示す簡略
化した斜視図である。この実施の形態では、ロボット本
体１１０が設置された現場から電気信号ライン１１１を
比較的長く延長し、安全な場所にロボット制御手段１２
０を設置する。このロボット制御手段１２０には、電気
信号ライン１５６を介してパーソナルコンピュータによ
って実現される教示入力手段１５７を接続する。ロボッ
ト本体１１０およびロボット制御手段１２０は、図１０
〜図１２に関連して前述した先行技術と同様な構成を有
する。処理手段１５０の処理回路１５１には、ライン１
５６を介してパーソナルコンピュータ１５７が接続され
る。パーソナルコンピュータ１５７には、キー入力手段
およびそのキー入力手段によって入力された教示データ
を表示する液晶表示パネルが備えられる。前述の先行技
術における教示入力手段１３０は設けられていない。

【００１３】図１３に示される先行技術では、教示デー
タを入力するパーソナルコンピュータ１５７は、ロボッ
ト本体１１０が設置されている現場から離れた場所に設
けることができるので、オペレータの安全が確保され
る。オペレータは、安全な場所で、再生動作時における
ロボット本体１１０を観察することができる。

【００１４】この図１３に示される先行技術の問題点
は、パーソナルコンピュータ１５７による教示データの
入力時に、その教示データに伴ってロボット本体１１０
を実際に動作させるための工夫がなされていない。オペ
レータは、パーソナルコンピュータ１５７で作成した教
示データを、そのパーソナルコンピュータ１５７から電
気信号ライン１５６を介してロボット制御手段１２０の
処理手段１５０に設けられた教示用データメモリ１５２
に転送し、この教示用データメモリ１５２にストアされ
た教示データに基づいて、サーボユニット１６０はロボ
ット本体１１０を再生動作する。したがって教示データ
の入力誤りを生じやすい。

【００１５】さらにこの図１３に示される先行技術で
は、ロボット本体１１０とロボット制御手段１２０とを
接続する電気信号ライン１１１は、その電気抵抗に起因
して、実際にはせいぜい２０ｍ程度しか、延長すること
ができない。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、教示
入力操作を安全に行うことができるとともに、その教示
データの誤りを防ぐことができるようにしたロボット制
御装置を提供することである。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明は、手首を駆動す
る複数軸を有するロボット本体と、指令信号に応答し
て、ロボット本体の各軸を駆動制御するサーボユニット
と、ロボット本体を直接に見ることができる近傍場所に
配置され、ロボット本体の各軸の位置を入力操作する第
１教示入力手段と、ロボット本体を直接に見ることがで
きない遠隔場所に配置され、ロボット本体の各軸の位置
を入力操作する第２教示入力手段と、前記近傍場所に配
置され、第１および第２教示入力手段のいずれか一方を
選択操作する選択手段と、教示データメモリを有し、第
１および第２教示入力手段ならびに選択手段からの出力
に応答し、選択手段によって選択された第１または第２
教示入力手段の入力操作による教示データ信号を、前記
指令信号としてサーボユニットに与えてロボット本体を
駆動させるとともに、その教示データを教示データメモ
リにストアし、その教示データメモリにストアされてい
る教示データを読出して、サーボユニットに前記指定信
号として与えて、ロボット本体を再生駆動させる制御手
段とを含むことを特徴とするロボット制御装置である。

【００１８】本発明に従えば、ロボット本体の近傍場所
に第１教示入力手段を配置するとともに、遠隔場所には
第２教示入力手段を配置し、この第１および第２教示入
力手段の教示入力操作時に、制御手段は、その入力され
た教示データをサーボユニットに指令信号として与えて
ロボット本体を駆動する。

【００１９】第２教示入力手段を操作する作業者である
オペレータは、遠隔場所にいるので、ロボット本体が設
けられている現場である近傍場所における悪環境下での
入力操作を回避することができ、安全性が確保される。
第２教示入力手段によって入力操作するときにおけるロ
ボット本体の動作の確認は、ロボット本体を、第１教示
入力手段の配置されている近傍場所からもっと離れた場
所で他の作業者が目で見て確認することができ、あるい
はまた次の請求項２で述べるように、ロボット本体表示
手段によって、第２教示入力手段の入力操作を行ってい
るオペレータに、ロボット本体の各軸の位置、さらには
姿勢を目視表示するようにしてもよい。

【００２０】さらに本発明に従えば、ロボット本体が設
置されている前記近傍場所には、選択手段が設けられ、
この選択手段によって第１および第２教示入力手段のい
ずれか一方が選択操作されるので、遠隔場所にいるオペ
レータが第２教示入力手段を操作し、これによって近傍
場所の作業者が知らないうちにロボット本体が動作する
という危険を避けることができる。ロボット本体の近傍
場所である現場に作業者がいるときには、その近傍場所
に配置されている選択手段は、第１教示入力手段の入力
操作のみが許容される動作モードに設定しておけばよ
い。

【００２１】また本発明は、ロボット本体の各軸の位置
を、第２教示入力手段の近くで、表示するロボット本体
表示手段をさらに含むことを特徴とする。

【００２２】本発明に従えば、第２教示入力手段の入力
操作を行っているオペレータは、ロボット本体表示手段
によって表示されるロボット本体の各軸の位置、さらに
は姿勢を目視表示によって、または音声などによる音響
表示によって、知ることができる。したがって第２教示
入力手段のオペレータが、教示データを確認しながら入
力操作を行うことができるので、教示データの入力誤り
をなくすことが確実である。

【００２３】また本発明は、ロボット本体表示手段は、
第２教示入力手段の入力操作による教示データに応答し
て、ロボット本体の各軸の位置を演算して表示すること
を特徴とする。

【００２４】本発明に従えば、第２教示入力手段の入力
操作による教示データによってロボット本体の各軸の位
置を演算して表示し、これによって第２教示入力手段の
オペレータがロボット本体の各軸の位置を確実に知るこ
とができる。

【００２５】また本発明は、ロボット本体表示手段は、
前記近傍場所に配置され、ロボット本体を撮像する撮像
手段と、第２教示入力手段に近くに配置され、撮像手段
によって撮像されたロボット本体の画像を表示する手段
とを含むことを特徴とする。

【００２６】本発明に従えば、ロボット本体が配置され
ている現場である近傍場所には、たとえばＣＣＤ（電荷
蓄積素子）を含むテレビカメラなどの撮像手段が配置さ
れ、ロボット本体を撮像し、この映像信号を、第２教示
入力手段の近くに配置された画像表示手段によって表示
するようにしたので、このことによってもまた、第２教
示入力手段を操作しているオペレータが、ロボット本体
の各軸の位置を確認しながら、教示データの入力を行う
ことができ、教示データの入力誤りをなくすことができ
る。

【００２７】また本発明は、制御手段は、第２教示入力
手段の入力操作による教示データ信号を、サーボユニッ
トに与えることなく教示メモリにストアする手段を、さ
らに、有することを特徴とする。

【００２８】本発明に従えば、第２教示入力手段の入力
操作によって教示データを入力したとき、ロボット本体
の各軸を動作させないでおくこともまた、可能である。

【００２９】また本発明は、第２教示入力手段は、教示
データを入力操作する入力操作手段と、目視表示する表
示手段と、入力操作手段によって入力された教示データ
を転送するとともに、入力操作手段によって入力された
教示データに関連する情報を表示手段に表示させる教示
入力用処理回路とを含み、制御手段は、教示入力用制御
手段からの教示データを教示データメモリにストアする
とともに、教示データメモリにストアされている教示デ
ータを読出してサーボユニットに前記指令信号として転
送するロボット制御用処理回路を含むことを特徴とす
る。

【００３０】本発明に従えば、第２教示入力手段におい
て、たとえばキー入力手段などによって実現される入力
操作手段を用いて、または目視表示手段に表示されるス
イッチの画像を、マウスを操作してクリックすることに
よって教示データを入力する入力操作手段からの教示デ
ータは、マイクロコンピュータなどによって実現される
教示入力用処理回路から制御手段のロボット制御用処理
回路に与えられる。教示入力用処理回路では、入力操作
手段によって入力された教示データに関連する情報、た
とえば教示データ自体、すなわちロボットの複数の各軸
の位置を表すデータ、または教示データによって各軸の
位置が移動された後のロボット本体の斜視図などを、表
示手段によって目視表示させる。

【００３１】また本発明は、第２教示入力手段は、パー
ソナルコンピュータによって実現され、ロボット制御用
処理回路は、パーソナルコンピュータに着脱可能なバス
により結合されて内蔵される配線基板に搭載されて実現
されることを特徴とする。

【００３２】本発明に従えば、第２教示入力手段は、市
販のパーソナルコンピュータを用いて実現することがで
きるとともに、ロボット制御用処理回路は、配線基板に
搭載し実現され、そのロボット制御用処理回路は、パー
ソナルコンピュータのハウジング内に設けてあるコネク
タに接続してバス結合する。ロボット制御用処理回路
は、たとえば複数の各ロボット本体毎に設けられていて
もよい。

【００３３】第２教示入力手段の表示手段には、前述の
教示データに関連する情報として、教示データを演算し
て得られたロボット本体の各軸の位置が斜視図で表示さ
れてもよいけれども、ロボット本体を撮像手段によって
撮像して得られた画像信号を、前記表示手段で表示して
もよく、このような構成もまた、請求項６の精神に含ま
れる。

【００３４】また本発明は、サーボユニットは、前記近
傍場所に配置され、サーボユニットとロボット制御用処
理回路とは、光ファイバによって接続されることを特徴
とする。

【００３５】本発明に従えば、ロボット本体の各軸を駆
動するモータなどのアクチュエータを制御するサーボユ
ニットは、ロボット本体の近傍場所、すなわち現場に配
置され、サーボユニットからは光ファイバを介して遠隔
場所に設けられたロボット制御用処理回路に光ファイバ
を介して接続される。この光ファイバによれば、たとえ
ば約２ｋｍにわたる光信号の送受信が可能となる。した
がってロボット本体が設置された現場から離れた事務所
などにおいて、ロボット本体の教示データを作成するこ
とができる。

【００３６】また本発明は、入力操作手段は、クリック
操作可能なマウスと、ロボット本体の複数の各軸毎の軸
指定領域と、記録領域とを表示する画面を有するマウス
入力用表示手段とを含み、マウスの操作によって前記画
面の軸指定領域と記録領域とにカーソルを移動し、軸指
定領域のクリック毎に、クリックされた軸指定領域に対
応するロボット本体の軸を予め定める単位変位量だけ変
位する教示データを出力し、記録領域のクリックによっ
て、その記録領域のクリック入力操作の直前にクリック
入力操作された軸指定領域の教示データを出力すること
を特徴とする。

【００３７】本発明に従えば、教示データを入力するた
めの入力操作手段は、マウス入力用表示手段に表示され
た軸指定領域にカーソルを移動してクリックを行うこと
によって、その軸指定領域に対応するロボット本体の軸
が、クリック毎に予め定める単位変位量だけ増大または
減少して変更される。こうしてキーボードなどのキー入
力手段に代えて、入力操作を容易にすることができる。
カーソルを軸指定領域に位置してクリックしたままの状
態に保つことによって、そのクリック時間に対応した前
記単位変位量の自然数倍の変位量を設定することができ
る。こうして教示データの変位量を入力した後には、記
録領域にカーソルを移動してクリックすることによっ
て、教示データをマウス入力用表示手段から出力してロ
ボット制御用処理回路に設けてある教示データメモリに
ストアすることができる。

【００３８】

【発明の実施の形態】図１は本発明の実施の一形態の全
体の構成を示す系統図であり、図２は図１に示される本
発明の実施の一形態の簡略化した斜視図である。複数軸
（この実施の形態では６軸）のロボット本体２１０に
は、電気信号ライン２１１を介してサーボユニット２６
０が接続される。このサーボユニット２６０には、ティ
ーチングペンダントと称される第１教示入力手段２３０
が、可撓性電気信号ライン２２１を介して接続される。
サーボユニット２６０のハウジング２６８には、切換え
選択スイッチ２４０が取付けられる。これらの第１教示
入力手段２３０とサーボユニット２６０とは、ロボット
本体２１０を直接に見ることができる近傍場所である現
場に配置される。第１教示入力手段２３０を操作して、
現場のオペレータは、ロボット本体２１０を操作しなが
ら、教示データの入力を行うことができる。

【００３９】サーボユニット２６０には、光ファイバ２
５８を介して遠隔場所２８８に設けられた制御手段２５
０に接続される。この制御手段２５０は、配線基板に搭
載されたボードによって実現される。この制御手段２５
０は、パーソナルコンピュータによって実現される第２
教示入力手段２７０のハウジング２７８内に、内蔵され
る。

【００４０】ロボット本体２１０は、溶接作業などを行
うべき現場の固定位置に設けられる基台２１８上に、第
１軸ＪＴ１まわりに旋回台２１２が設けられる。旋回台
２１２には、アーム２１３が、第２軸ＪＴ２まわりに角
変位可能に設けられる。さらにアーム２１４は、第３軸
ＪＴ３まわりにアーム２１３に設けられる。アーム２１
５は、第４軸ＪＴ４まわりに角変位可能である。さらに
アーム２１６は、第５軸ＪＴ５まわりに角変位可能であ
る。手首２１７は、第６軸ＪＴ６まわりに角変位可能で
ある。

【００４１】図３は、第２教示入力手段２７０の斜視図
である。配線基板ボードによって実現される制御手段２
５０は、単一枚または複数枚、着脱可能なコネクタ２７
９によるバス結合によってハウジング２７８内に前述の
ように内蔵されて、結合される。

【００４２】図３に示される第２教示入力手段２７０に
は、液晶または陰極線管などによって実現される表示手
段２７１と、キーボードであるキー入力手段２７２と、
マウス２７３とが含まれる。キー入力手段２７２と入力
操作のための表示をする表示手段２７１とマウス２７３
とは、入力操作手段２７４を構成する。

【００４３】図４は、表示手段２７１の１つの画面２７
５の一部の表示状態を示す正面図である。この表示手段
２７１の画面２７５には、マウス２７３のクリック操作
を行う入力表示領域２９１が表示される。この入力表示
領域２９１には、ロボット本体２１０の第１軸〜第６軸
ＪＴ１〜ＪＴ６の角変位量が増加または減少するための
軸指定領域２９２，２９３が表示されるとともに、教示
データを入力するための記録領域２９４とが形成され
る。マウス２７３によって表示領域２９１内のカーソル
２９５を移動し、たとえば第１軸ＪＴ１の角変位量を増
加するためには、軸指定領域２９２の「＋ＪＴ１」にカ
ーソル２９５をもたらし、この状態でマウス２７３に備
えられているクリックスイッチ２９６を操作することに
よって、軸指定領域「＋ＪＴ１」のクリック毎に、クリ
ックされた軸指定領域「＋ＪＴ１」に対応するロボット
本体２１０の第１軸ＪＴ１の予め定める単位角変位量だ
け増加し、もう一つの軸指定領域「ＪＴ１−」にカーソ
ル２９５をもたらして上述と同様にクリック操作をする
ことによって、第１軸ＪＴ１の単位角変位量ずつ減少す
ることができる。

【００４４】この第１〜第６軸ＪＴ１〜ＪＴ６毎の角変
位量は、角変位量表示領域２９７に目視表示される。第
１軸ＪＴ１の角変位量が設定された後に、記録領域２９
４にカーソル２９５をもたらしてクリックスイッチ２９
６をクリック操作することによって、その記録領域２９
４のクリック入力操作の直前にクリック入力操作された
第１軸ＪＴ１の角変位量である教示データを入力するこ
とができる。さらにマウス２７３によってカーソル２９
５を、たとえば軸指定領域２９２の「＋ＪＴ１」にもた
らしてクリックスイッチ２９６を押圧操作したままにす
ると、タイマによって予め定めた時間の経過のたび毎
に、その第１軸ＪＴ１の角変位量が順次的に加算されて
増加し、あるいはまた軸指定領域「ＪＴ１−」を同様に
操作して角変位量を順次的に減少して設定することがで
きる。

【００４５】表示手段２７１の画面２７５には、上述の
図４に関連して述べた入力操作用表示領域２９１の他
に、その右横に隣接してロボット本体２１０の各軸ＪＴ
１〜ＪＴ６の動作を説明するためのロボット本体表示領
域２９８が形成される。このロボット本体表示領域２９
８には、ロボット本体２１０の各軸ＪＴ１〜ＪＴ６の位
置、姿勢が、表示される。

【００４６】図５は、図１〜図４に示される本発明の実
施の一形態の電気的構成を示すブロック図である。第２
教示入力手段２７０において、マイクロコンピュータに
よって実現される処理回路２７６には、表示手段２７１
および入力操作手段２７４が接続されるとともに、ラン
ダムアクセスメモリ２７７が接続される。キーボードな
どのキー入力手段２７２を用いて、または表示手段２７
１の入力操作用表示領域２９１の画面とマウス２７３と
を用いて、教示データを入力することによって、その教
示データは、メモリ２７７にストアされ、処理回路２７
６の働きによって、コネクタ２７９を含むバスから制御
手段２５０のマイクロコンピュータなどによって実現さ
れる処理回路２５１に転送され、ランダムアクセスメモ
リである教示データメモリ２５２に、ストアされる。処
理回路２５１の動作を規定するプログラムは、リードオ
ンリメモリ２５３にストアされている。

【００４７】さらに制御手段２５０において、処理回路
２５１には、通信コントロール手段２５４が接続され、
これによって光・電気信号変換手段２５５は、教示デー
タメモリ２５２にストアされた教示データを、電気信号
から光信号に変換し、光ファイバ２５８を介してサーボ
ユニット２６０に備えられた光・電気信号変換手段２６
１に与えられる。信号経路は、本件明細書中で、一部省
略し述べることがある。

【００４８】サーボユニット２６０において、マイクロ
コンピュータによって実現される処理回路２６２には、
通信コントロール手段２６３が接続され、光・電気信号
変換手段２６１からの光信号である教示データは、通信
コントロール手段２６３を介して処理回路２６２に受信
される。処理回路２６２は、リードオンリメモリ２６４
にストアされたプログラム動作に従い、上述のようにし
て受信した教示データをランダムアクセスメモリ２６５
に一旦ストアして演算を行い、電力制御を行うドライバ
２６６を制御する。これによって電力出力手段２６７
は、ロボット本体２１０の各軸ＪＴ１〜ＪＴ６のモータ
２１８を駆動する。各軸ＪＴ１〜ＪＴ６の角変位位置お
よび速度などは、エンコーダ２１９によって検出され、
処理回路２６２に与えられる。こうして各軸ＪＴ１〜Ｊ
Ｔ６毎に、教示データメモリ２５２にストアされた教示
モードおよび再生モードにおける教示データが、光ファ
イバ２５８を介して指令信号としてサーボユニット２６
０に与えられてロボット本体２１０のモータ２１８がそ
れぞれ駆動される。

【００４９】第１教示入力手段２３０は、マイクロコン
ピュータによって実現される処理回路２３１と、それに
接続されたキー入力手段２３２と、液晶表示手段２３３
と、ランダムアクセスメモリ２３４とを含む。この教示
入力手段２３０は、操作者が片方の手でつかみ、他方の
手の指で、キー入力手段２３２を操作し、教示データの
入力操作を行うことができる。そのキー入力手段２３２
は、前述の図４に関連して述べた軸指定領域２９２，２
９３と記録領域２９４とが押しボタンスイッチに変更さ
れた構成を有する。表示手段２３３は、図４の表示領域
２９７と同一の表示対応で、入力された各軸ＪＴ１〜Ｊ
Ｔ６の角変位量が表示される。このようなキー入力手段
２３２によって入力された教示データは、メモリ２３４
にストアされ、処理回路２３１の働きによってライン２
２１を介してサーボユニット２６０の通信コントロール
手段２６３から光・電気信号変換手段２６１で光信号に
変換され、光ファイバ２５８を介して光・電気信号変換
手段２５５で電気信号に変換され、制御手段２５０にお
ける通信コントロール手段２５４から処理回路２５１の
働きによって教示データメモリ２５２にストアされる。
操作者は、ロボット本体２１０が設けられた近傍場所
で、すなわち現場で、キー入力手段２３２を操作しなが
ら、その入力した角変位量でロボット本体２１０の各軸
ＪＴ１〜ＪＴ６が移動し、そのロボット本体２１０の動
作を確認しながら、教示データの入力を行うことができ
る。第１教示入力手段２３０は、可撓線２２１によって
サーボユニット２６０に接続されているので、オペレー
タが移動して、ロボット本体２１０の動作を確認するこ
とが教示動作中に、可能である。

【００５０】切換え選択スイッチ２４０は、前述の図１
に拡大して示されるように、操作つまみ２４１がオペレ
ータによって操作可能に設けられる。操作つまみ２４１
は、第１教示入力手段２３０による教示が可能な第１教
示モード２４２と、第２教示入力手段２７０によって教
示データの入力が可能なこれらの第１および第２教示モ
ード２４２，２４３で教示データメモリ２５２にストア
された教示データをリピートして再生する再生モード２
４４とに、択一的に切換えて選択可能である。第１教示
モード２４２では、第１教示入力手段２３０による教示
入力操作は可能であるが、第２教示入力手段２７０によ
る教示入力操作は禁止される。第２教示モード２４３で
は、第１教示入力手段２３０による教示入力操作は禁止
され、第２教示入力手段２７０による教示入力操作が可
能である。このような選択スイッチ２４１を、ロボット
本体２１０が設けてある近傍場所に配置することによっ
て、このロボット本体２１０の近傍場所にいる作業者
は、操作つまみ２４１によって第１教示モード２４２を
設定しておくことによって、第２教示入力手段２７０の
操作によるロボット本体２１０の各軸ＪＴ１〜ＪＴ６の
移動が防がれ、安全性が確保される。

【００５１】切換え選択スイッチ２４０の出力は、通信
コントロール手段２６３、光ファイバ２５８、通信コン
トロール手段２５４を経て処理回路２５１に与えられ、
処理回路２５１は、その切換え選択スイッチ２４０の出
力に応答して各動作モードを切換える。

【００５２】図６は、制御手段２５０に備えられている
教示データメモリ２５２のストア内容を説明するための
図である。ロボット本体２１０の各動作ステップ１，
２，３，４，…毎に、第１軸〜第６軸ＪＴ１〜ＪＴ６の
各軸値が、参照符１，２，３，４で示されるようにして
ストアされる。

【００５３】図７は、再生モード２４４におけるロボッ
ト本体２１０の動作を説明するための図である。制御手
段２５０の処理回路２５１は、教示データメモリ２５２
から教示データを読出し、前述の図６に関連して述べた
ステップ１、ステップ２、ステップ３、ステップ４、…
毎の第１軸ＪＴ１〜第６軸ＪＴ６の各軸値１，２，３，
４，…を読出して、通信コントロール手段２５４から光
・電気信号変換手段２５５を経て、光ファイバ２５８か
ら光・電気信号変換手段２６１で電気信号に戻され、通
信コントロール手段２６３から処理回路２６２に与えら
れて演算され、サーボ動作によってロボット本体２１０
のモータ２１８が駆動制御される。

【００５４】図８は、図１〜図７に示される本発明の実
施の一形態の全体の動作を説明するためのフローチャー
トである。パーソナルコンピュータによって実現される
第２教示入力手段２７０の電源をステップｃ１において
投入し、これに応じて制御手段２５０の電源も投入され
る。またステップｃ２では、サーボユニット２６０およ
び第１教示入力手段２３０の電源が投入されるととも
に、ロボット本体２１０の電源が投入される。ステップ
ｃ２ａでは、ロボット本体２１０の近傍場所に配置した
切換え選択スイッチ２４０によって、第１教示モード２
４２が選択されているかどうかが判断される。第１教示
モード２４２が選択されたときには、ステップｃ４に移
り、第１教示入力手段２３０のキー入力手段２３２の操
作による教示データの入力を可能にし、第２教示入力手
段２７０による教示データの入力を禁止するとともに、
再生動作を禁止する。

【００５５】ステップｃ３では、ロボット本体２１０の
近傍にいるオペレータは、第１教示入力手段２３０のキ
ー入力手段２３２を操作し、目視でロボット本体２１０
の各軸ＪＴ１〜ＪＴ６をモータ２１８によって操作し
て、各軸ＪＴ１〜ＪＴ６を起動する位置および姿勢にも
たらし、教示データの入力を行う。この教示データは、
第１教示入力手段２３０の処理回路２３１の働きによっ
てライン２２１からサーボユニット２６０の通信コント
ロール手段２６３を経て、光ファイバ２５８から制御手
段２５０の処理回路２５１に与えられ、教示データメモ
リ２５２にストアされる。

【００５６】ステップｃ４において第１教示入力手段２
３０による教示作業が終了したことが判断されると、ス
テップｃ５に移る。ステップｃ５では、ロボット本体２
１０の近傍場所にいるオペレータは、切換え選択スイッ
チ２４０の操作つまみ２４１を切換えて再生モード２４
４とする。こうして制御手段２５０の処理回路２５１は
教示データメモリ２５２にストアされている教示データ
を読出し、光ファイバ２５８を介して処理回路２６２
は、その教示データの演算を行ってロボット本体２１０
のモータ２１８を駆動制御する。こうしてステップｃ６
におけるロボット本体２１０の動作が制御される。

【００５７】ステップｃ２ａにおいて、ロボット本体２
１０の近傍場所における切換え選択スイッチ２４０が第
２教示モード２４３に設定されていることが、制御手段
２５０の処理回路２５１によって判断されると、第１教
示入力手段２３０による教示データの入力が禁止される
とともに、再生モード２４４が禁止される。ステップｃ
３ａでは、図４に関連して述べた入力操作用表示領域２
９１を見ながらマウス２７３の操作によって教示データ
の入力を行うか、またはキーボード２７２の操作によっ
て教示データを入力するかを選択する。これらの選択
は、キーボード２７２に設けられたスイッチの操作によ
って選択するようにしてもよい。マウス２７３を用いる
教示入力操作の選択が行われているのであれば、ステッ
プｃ３ａからステップｃ９に移り、前述の図５に関連し
て述べた表示動作が、第２教示入力手段２７０において
行われ、入力表示用領域２９１が、表示手段２７１の画
面２７５に表示され、前述のようにマウス２７３を用い
てカーソル２９５を移動し、クリックスイッチ２９６に
よって各軸ＪＴ１〜ＪＴ６毎の教示データの入力操作を
行う。このとき処理回路２７６は、入力された教示デー
タを演算して表示手段２７１の表示領域２９８に、ロボ
ット本体２１０の各軸ＪＴ１〜ＪＴ６の位置および姿勢
を斜視図で表示する。操作者は、この表示領域２９８に
表示されたロボット本体２１０を見て、教示データの確
認を行うことができる。これによって教示データの入力
の誤りを防ぐことができる。この表示領域２９８には、
本発明の実施の他の形態では、ロボット本体２１０を撮
像する図１のテレビカメラ３００によって撮像した画像
信号を表示するようにしてもよい。

【００５８】ステップｃ１０においてマウス２７３を用
いる教示データの入力が終了したときには、ステップｃ
７に移る。このような教示データはまた、処理回路２７
６の働きによって制御手段２５０の処理回路２５１に転
送され、データメモリ２５２にストアされる。

【００５９】ステップｃ３ａにおいて第２教示データ入
力手段２７０のキーボード２７２を用いて教示データの
入力を行うことが判断されると、次のステップｃ１１で
は、キーボード２７２のキー入力操作によって得られる
教示データをメモリ２７７にストアする。このメモリ２
７７は、たとえばハードディスクによって実現されても
よい。それぞれステップｃ１１において作成する教示デ
ータは、次のステップｃ１２において、メモリ２７７に
ストアされて記録される。

【００６０】第２教示データ入力手段２７０には、フロ
ッピディスクが着脱可能なデータ入力手段２８５が設け
られる。このデータ入力手段２８５には、他の場所など
に設けられたパーソナルコンピュータを用いて作成され
た教示データをストアしたフロッピディスクなどの記録
媒体が装着される。データ入力手段２８５に装着され、
着脱可能に装着された記録媒体の教示データは、処理回
路２７６によって読出され、制御手段２５０の処理回路
２５１の働きによってメモリ２５２にストアされる。

【００６１】図９は、前述の第２教示入力手段２７０の
データ入力手段２８５に装着されるフロッピディスクな
どの記録媒体に教示データをストアするためのパーソナ
ルコンピュータなどの動作を説明するためのフローチャ
ートである。ステップｄ１においてパーソナルコンピュ
ータを用いて、プログラムデータである教示データを作
成する。次のステップｄ２では、このフロッピディスク
である記録媒体に、ステップｄ１で作成した教示データ
を転送して記録しストアする。そこでステップｄ３で
は、その記録媒体をパーソナルコンピュータから取出し
て、第２教示データ入力手段２７０のデータ入力手段２
８５に装着し、教示データを前述のようにメモリ２５２
にストアさせる。

【００６２】本発明の実施の他の形態では、表示手段２
７１の画面２７５に表示される画像データ入力操作用表
示領域２９１の表示状態とマウス２７３のカーソル２７
５による操作とによって、教示データの入力を行う代り
に、キーボード２７２に備えられている予め定めるスイ
ッチの操作によって、キーボード２７２の複数のキーの
操作によって、教示データを入力するように構成しても
よい。このようなキーボード２７２の操作による教示デ
ータはまた、前述と同様にしてメモリ２５２にストアさ
れる。

【００６３】本発明の実施の他の形態では、ロボット本
体２１０毎に第１教示入力手段２３０、サーボユニット
２６０、切換え選択スイッチ２４０および制御手段２５
０がそれぞれ準備され、複数の各制御手段２５０が、第
２教示入力手段２７０の処理回路２７６にメモリ２７７
内のソフトウェアプログラムで選択を行う。

【００６４】本発明の実施のさらに他の形態では、複数
のロボット本体２１０に単一の制御手段２５０を共用化
し、複数の各ロボット本体２１０毎に設けられた第１教
示入力手段２３０、サーボユニット２６０および切換え
選択スイッチ２４０などを、各ロボット本体２１０毎に
準備し、各ロボット本体２１０毎の光・電気信号変換手
段２６１を、共通の光・電気信号変換手段２５５に接続
するように構成してもよい。

【００６５】

【発明の効果】請求項１の本発明によれば、ロボット本
体が設置されている近傍場所では、第１教示入力手段の
入力操作によってロボット本体の動作を見ながら教示デ
ータを入力することができるとともに、遠隔場所では、
第２教示入力手段の入力操作をしつつ、ロボット本体を
動作して教示データを入力することができる。こうして
近傍場所の第１教示入力手段からの入力時だけでなく、
遠隔場所の教示入力手段からの教示データの入力時に
も、ロボット本体の各軸を動作させて確認しつつ、教示
データを入力することができるので、教示データの入力
誤りをなくすことができるとともに、ロボット本体が設
置されている前記近傍場所での悪環境下で教示データの
入力操作をしなくても済むとともに、ロボット本体の不
所望な動作による危険性が回避され、オペレータの安全
性が確保される。

【００６６】さらに本発明によれば、第１および第２教
示入力手段のいずれか一方の選択的な入力操作を許容す
るための選択手段は、ロボット本体の近傍場所に配置さ
れているので、その近傍場所に作業者がいるときには、
選択手段を、第１教示入力手段の選択操作が可能となる
ように、したがって第２教示入力手段の入力操作が禁止
されるように設定しておくことによって、第２教示入力
手段の入力操作によってロボット本体が動作して、ロボ
ット本体の近傍場所にいるオペレータが危険な状態にな
るというおそれがなくなる。このことによって、近傍場
所の作業者の安全が確保される。

【００６７】請求項２の本発明によれば、第２教示入力
手段の入力操作時に、ロボット本体表示手段では、ロボ
ット本体の各軸の位置さらには姿勢が表示されるので、
その第２教示入力手段の入力操作をしているオペレータ
は、ロボット本体表示手段の目視表示または音響表示に
よるロボット本体の位置、さらには姿勢などを確認しな
がら、入力操作を誤りなく確実に行うことができる。

【００６８】請求項３の本発明によれば、ロボット本体
表示手段は、第２教示入力手段の教示データを演算処理
してロボット本体の各軸の位置を求めて表示し、これに
よって第２教示入力手段の入力操作をしているオペレー
タは、ロボット本体の各軸の位置、姿勢を確認すること
ができる。

【００６９】請求項４の本発明によれば、ロボット本体
をテレビカメラなどの撮像手段で撮像し、遠隔場所で第
２教示入力手段を操作しているオペレータは、その第２
教示入力手段が近くに配置されている表示手段によって
表示されるロボット本体の画像を見て、教示データを確
認することができ、教示データを確実に入力することが
できる。

【００７０】請求項５の本発明によれば、第２教示入力
手段の入力操作時に、ロボット本体の各軸を動作させる
ことなく、その教示データを教示データメモリにストア
することができ、従来と同様に、教示データの作成を行
うことができる。

【００７１】請求項６の本発明によれば、第２教示入力
手段を、入力操作手段と、表示手段と、表示入力用処理
回路とによって実現し、この入力操作手段の入力操作に
よって入力した教示データに関連する情報、たとえば教
示データ自体、または教示データを演算して求めたロボ
ット本体の各軸の位置、姿勢を表すロボット本体全体の
画像などを見ながら、教示データの入力を行うことがで
きる。しかもこの第２教示入力手段によって入力された
教示データを、ロボット制御用処理回路によって教示デ
ータメモリにストアして書込むことができる。

【００７２】請求項７の本発明によれば、第２教示入力
手段は、パーソナルコンピュータによって実現し、した
がって実現が容易であるとともに、ロボット制御用処理
回路を、そのパーソナルコンピュータのハウジング内に
バス結合して内蔵することができる配線基板に搭載され
たボードとし、こうして構成の小形化が可能になるとと
もに、実現が容易であるという優れた効果が達成され
る。このことは特に、ロボットの教示データを市販のパ
ーソナルコンピュータを用いて作成したいという近年の
強い要望に応えることが可能になる。

【００７３】請求項８の本発明によれば、ロボット本体
と複数の電気信号ラインによって接続されるサーボユニ
ットは、そのロボット本体が設けられている近傍場所で
ある現場に配置され、このサーボユニットは、光ファイ
バによって比較的長距離、たとえば約２ｋｍ離れた遠隔
場所でロボット制御用処理回路に接続され、したがって
現場から離れた事務所などで、第２教示入力手段による
教示データの入力操作が可能になる。

【００７４】請求項９の本発明によれば、第２教示入力
手段は、マウス入力用表示手段に表示された軸指定領域
と記録領域とをマウスでクリック操作して、教示データ
の作成を行うことができる。このような構成によれば、
操作性が向上される。

【００７５】第２教示入力手段の前記教示データに関連
する情報を表示する表示手段と、マウス入力用表示手段
とは、単一の液晶または陰極線管の一画面中に、表示領
域をわけて表示するようにしてもよく、このことによっ
て構成の簡素化が可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態の全体の構成を示す系統
図である。

【図２】図１に示される本発明の実施の一形態の簡略化
した斜視図である。

【図３】第２教示入力手段２７０の斜視図である。

【図４】表示手段２７１の１つの画面の一部の表示状態
を示す正面図である。

【図５】図１〜図４に示される本発明の実施の一形態の
電気的構成を示すブロック図である。

【図６】制御手段２５０に備えられている教示データメ
モリ２５２のストア内容を説明するための図である。

【図７】再生モード２４４におけるロボット本体２１０
の動作を説明するための図である。

【図８】図１〜図７に示される本発明の実施の一形態の
全体の動作を説明するためのフローチャートである。

【図９】第２教示入力手段２７０のデータ入力手段２８
５に装着されるフロッピディスクなどの記録媒体に教示
データをストアするためのパーソナルコンピュータなど
の動作を説明するためのフローチャートである。

【図１０】典型的な先行技術を示す図である。

【図１１】図１０に示される先行技術の電気的構成を示
すブロック図である。

【図１２】図１０および図１１に示される先行技術の全
体の動作を説明するためのフローチャートである。

【図１３】他の先行技術の構成を示す簡略化した斜視図
である。

【符号の説明】

２１０ ロボット本体 ２１８ モータ ２１９ エンコーダ ２２１ 可撓性電気信号ライン ２３０ 第１教示入力手段 ２４０ 切換え選択スイッチ ２４１ 操作つまみ ２４２ 第１教示モード ２４３ 第２教示モード ２４４ 再生モード ２５０ 制御手段 ２５１ 処理回路 ２５２ 教示データメモリ ２５８ 光ファイバ ２６０ サーボユニット ２７０ 第２教示入力手段 ２７１ 表示手段 ２７２ キー入力手段 ２７３ マウス ２７４ 入力操作手段 ２７５ 画面 ２７６ 処理回路 ２７７ ランダムアクセスメモリ ２７８ ハウジング ２７９ コネクタ ２８５ データ入力手段 ２８８ 遠隔場所 ２９１ 入力表示領域 ２９２，２９３ 軸指定領域 ２９４ 記録領域 ２９５ カーソル ２９６ クリックスイッチ ２９７ 角変位表示領域 ３００ テレビカメラ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 阿部 一広 兵庫県明石市川崎町１番１号 川崎重工業 株式会社明石工場内 (72)発明者 黒崎 泰充 兵庫県明石市川崎町１番１号 川崎重工業 株式会社明石工場内

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 手首を駆動する複数軸を有するロボット
   本体と、 指令信号に応答して、ロボット本体の各軸を駆動制御す
   るサーボユニットと、ロボット本体を直接に見ることが
   できる近傍場所に配置され、ロボット本体の各軸の位置
   を入力操作する第１教示入力手段と、 ロボット本体を直接に見ることができない遠隔場所に配
   置され、ロボット本体の各軸の位置を入力操作する第２
   教示入力手段と、 前記近傍場所に配置され、第１および第２教示入力手段
   のいずれか一方を選択操作する選択手段と、 教示データメモリを有し、第１および第２教示入力手段
   ならびに選択手段からの出力に応答し、選択手段によっ
   て選択された第１または第２教示入力手段の入力操作に
   よる教示データ信号を、前記指令信号としてサーボユニ
   ットに与えてロボット本体を駆動させるとともに、その
   教示データを教示データメモリにストアし、その教示デ
   ータメモリにストアされている教示データを読出して、
   サーボユニットに前記指定信号として与えて、ロボット
   本体を再生駆動させる制御手段とを含むことを特徴とす
   るロボット制御装置。
2. 【請求項２】 ロボット本体の各軸の位置を、第２教示
   入力手段の近くで、表示するロボット本体表示手段をさ
   らに含むことを特徴とする請求項１記載のロボット制御
   装置。
3. 【請求項３】 ロボット本体表示手段は、第２教示入力
   手段の入力操作による教示データに応答して、ロボット
   本体の各軸の位置を演算して表示することを特徴とする
   請求項２記載のロボット制御装置。
4. 【請求項４】 ロボット本体表示手段は、 前記近傍場所に配置され、ロボット本体を撮像する撮像
   手段と、 第２教示入力手段に近くに配置され、撮像手段によって
   撮像されたロボット本体の画像を表示する手段とを含む
   ことを特徴とする請求項２記載のロボット制御装置。
5. 【請求項５】 制御手段は、 第２教示入力手段の入力操作による教示データ信号を、
   サーボユニットに与えることなく教示メモリにストアす
   る手段を、さらに、有することを特徴とする請求項２〜
   ４のうちの１つに記載のロボット制御装置。
6. 【請求項６】 第２教示入力手段は、 教示データを入力操作する入力操作手段と、 目視表示する表示手段と、 入力操作手段によって入力された教示データを転送する
   とともに、入力操作手段によって入力された教示データ
   に関連する情報を表示手段に表示させる教示入力用処理
   回路とを含み、 制御手段は、 教示入力用制御手段からの教示データを教示データメモ
   リにストアするとともに、教示データメモリにストアさ
   れている教示データを読出してサーボユニットに前記指
   令信号として転送するロボット制御用処理回路を含むこ
   とを特徴とする請求項１記載のロボット制御装置。
7. 【請求項７】 第２教示入力手段は、パーソナルコンピ
   ュータによって実現され、 ロボット制御用処理回路は、パーソナルコンピュータに
   着脱可能なバスによる結合で内蔵される配線基板に搭載
   されて実現されることを特徴とする請求項６記載のロボ
   ット制御装置。
8. 【請求項８】 サーボユニットは、前記近傍場所に配置
   され、 サーボユニットとロボット制御用処理回路とは、光ファ
   イバによって接続されることを特徴とする請求項６また
   は７記載のロボット制御装置。
9. 【請求項９】 入力操作手段は、 クリック操作可能なマウスと、 ロボット本体の複数の各軸毎の軸指定領域と、記録領域
   とを表示する画面を有するマウス入力用表示手段とを含
   み、 マウスの操作によって前記画面の軸指定領域と記録領域
   とにカーソルを移動し、 軸指定領域のクリック毎に、クリックされた軸指定領域
   に対応するロボット本体の軸を予め定める単位変位量だ
   け変位する教示データを出力し、 記録領域のクリックによって、その記録領域のクリック
   入力操作の直前にクリック入力操作された軸指定領域の
   教示データを出力することを特徴とする請求項６〜８の
   うちの１つに記載のロボット制御装置。