JPH106263A - ロボットの教示装置及び教示方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ロボットの移動経路プログラムを短時間で正
確に作成する。 【解決手段】 教示時にはアスターアーム１１を操作す
ることによりロボット３を移動経路に沿い移動させる。
このとき制御装置１２は、予め設定した設定時間毎にロ
ボット３の位置データを順次取り込んで記憶し、取り込
んだ位置相互間の距離を演算すると共に、各位置相互間
での速度を、前記設定時間と前記距離とを基に演算す
る。そして、取り込んだ位置と演算した速度とを対応さ
せて移動経路プログラムを自動作成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ロボットの教示装
置及び教示方法に関し、短時間で正確な移動経路プログ
ラムを作成することができるようにしたものである。

【０００２】

【従来の技術】ティーチング・プレイバックロボットで
は、ロボットにより実際の作業をする前に、ロボットを
移動経路に沿い移動させ、移動経路の主要位置の位置デ
ータを記憶させる。その後、これら各位置データに夫々
対応させて速度データを入力・指定して記憶させること
により、移動経路プログラムを作成している。実作業時
には、制御装置は、前記移動経路プログラムを読み出
し、ロボットが、前記移動経路プログラムにより指定さ
れた位置（移動経路）を、指定された移動速度で移動す
るように駆動制御をする。

【０００３】ここで、産業用ロボットに対してティーチ
ングペンダントにより、移動経路を教示するティーチン
グ方法を、図３を参照して説明する。

【０００４】同図において、１はティーチングペンダン
ト、２は制御装置、３はロボットである。教示時には、
ティーチングペンダント１の押釦やジョイスティック等
により、ロボット３を移動経路に沿い移動させる移動指
令を出力する。この場合、出力される移動指令は、直交
系（Ｘ，Ｙ，Ｚ軸系）の指令となっている。このように
移動指令を出力することにより、ロボット３は移動経路
に沿い移動していく。このようにしてロボット３を移動
経路に沿い移動させていく途中において、ロボット３が
主要位置（例えば位置Ａ〜Ｅ）に位置する毎に、一旦ロ
ボット３を停止させ、停止させた状態でティーチングペ
ンダント１の記憶ボタンを押して、ロボット３の位置
（主要位置Ａ〜Ｅ）を、直交系（Ｘ，Ｙ，Ｚ軸系）の位
置データおよび関節角データにより特定して、制御装置
２のメモリに記憶する。

【０００５】各位置データは、次表１に示すように、各
ステップ毎に直交系位置（Ｘ，Ｙ，Ｚ）と各関節角
（α，β，γ）として記憶される。なお、下添え符号
_A,B,C,D,E,は、各位置Ａ〜Ｅにおけるデータを示してい
る。

【０００６】

【表１】

【０００７】上述したようにして各位置データを求めた
ら、次に、入力装置（キーボード等）により、移動経路
プログラムの各ステップにおける移動速度を、パーセン
トで示した数値として入力する。なお、実作業時におけ
る各位置での移動速度は、ロボット３の最高移動速度
に、移動経路プログラムから読み出したパーセント数値
を乗算することにより求められる。

【０００８】さらに、移動経路プログラムの各ステップ
毎にコマンド、ここでは、移動命令であるＭＯＶＥと停
止命令であるＥＮＤを入力する。このようにして、表１
に示す移動経路プログラムが完成する。なお、表１に示
すプログラムは、説明を簡略にするため６ステップの簡
易なプログラムとして示しているが、実際のプログラム
ではステップ数はかなり多いものとなっている。

【０００９】実作業をするときには、表１に示す移動経
路プログラムを読み出し、このプログラムに示す移動経
路（主要位置を結んだ経路）に沿い指定した移動速度で
移動するよう、制御装置２がロボット３の駆動制御（プ
レイバック動作）をする。

【００１０】量産品に対して作業をするロボットの場合
には、上述した手法によりティーチングをする手法は有
効であった。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかし、１回の教示に
より、数ロットの作業しか行わない場合には、上述した
手法により教示をすることは、効率的でなく実用的には
適用不可能であった。

【００１２】例えば、アスファルト・スプレーロボット
では、１回の教示によりスプレーできる製品数は最大で
７個、１回の動作時間は１５分、１回の教示時間は１８
０分となっている。このため、動作時間は１０５分（１
５分×７個）であるのに対して、教示時間は１８０分と
なり、動作時間よりも教示時間の方が長くなるため、上
述した手法により教示をしていたのでは効率が極めて悪
く、このような作業分野ではロボット化をしていなかっ
た。

【００１３】上述したように、従来ではティーチングペ
ンダント１を用いて位置データを取り込んだ後に、移動
速度データを入力していたため、プログラム作成にかな
りの時間を要していた。また、移動速度データを入力す
るために手数が必要であり面倒であった。更に、移動速
度データを間違った値にして入力してしまう恐れもあっ
た。

【００１４】なお、ティーチングペンダント１を用いる
ことなく、入力装置（キーボード等）により、位置デー
タを入力してプログラムを作成することもある。この場
合には、位置データの入力ミスも発生する恐れもあっ
た。

【００１５】このようなことから、教示時間に対して作
業時間の短い作業分野にティーチング・プレイバックロ
ボットを適用することができなかった。

【００１６】本発明は、上記従来技術に鑑み、教示時間
を大幅に短縮でき、且つ、誤ったデータ入力がされるこ
とのないロボットの教示装置及び教示方法を提供するこ
とを目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の構成は、マスターアームと、このマスターアームの
動作に追従して移動動作するロボットと、教示時におい
てマスターアームを動作させてロボットを移動経路に沿
い移動させたときに、予め決めた設定時間ごとにロボッ
トの位置を示す位置データを順次取り込み、取り込んだ
位置の相互間の距離を前記位置データから演算し、さら
に、取り込んだ各位置間での速度を前記設定時間と演算
により得た前記距離とを基に演算し、取り込んだ位置と
演算して得た速度とを対応させて移動経路プログラムを
作成する制御装置と、で構成したことを特徴とする。

【００１８】また本発明の構成は、教示時においてマス
ターアームを動作させてロボットを移動経路に沿い移動
させたときに、予め決めた設定時間ごとにロボットの位
置を示す位置データを順次取り込み、取り込んだ位置の
相互間の距離を前記位置データから演算し、さらに、取
り込んだ各位置間での速度を前記設定時間と演算により
得た前記距離とを基に演算し、取り込んだ位置と演算し
て得た速度とを対応させて移動経路プログラムを作成す
ることを特徴とする。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を図面
に基づき詳細に説明する。

【００２０】図１は本発明の実施の形態にかかるロボッ
トの教示装置を示す。同図において、１はティーチング
ペンダント、３はロボット、１１はマスターアーム、１
２は制御装置である。

【００２１】マスターアーム１１は、ロボット３を縮小
した相似形の機構となっており、作業者により、このマ
スターアーム１１を動かすと、制御装置１２の駆動制御
により、ロボット３はマスターアーム１１の動きに追従
して動く。また制御装置１２は後述する演算処理をし
て、移動経路プログラムを自動作成する。

【００２２】本教示装置で教示をするときには、マスタ
ーアーム１１を操作して、ロボット３を移動経路に沿い
移動させる。このとき、制御装置１２は、予め設定した
時間（例えば１秒）ごとに、ロボット３の位置を示す位
置データを取り込む。例えば、図２に示すように、ロボ
ット３の位置が、スタートしてから１秒後には位置Ａ
に、２秒後には位置Ｂに、３秒後には位置Ｃに、４秒後
には位置Ｄに、５秒後には位置Ｅにあったとすると、制
御装置１２は、各位置Ａ〜Ｅの位置データを取り込んで
メモリに記憶する。このように記憶した位置データは、
次表２のようにして各ステップ毎に記憶される。なお、
表２に示すプログラムは、説明を簡略にするため６ステ
ップの簡易なプログラムとして示しているが、実際のプ
ログラムではステップ数はかなり多いものとなってい
る。また、位置データを取り込む時間間隔は、作業者に
より自由に設定することができるようになっている。

【００２３】

【表２】

【００２４】制御装置１２は、位置Ａ〜Ｅの位置データ
を取り込んだら、今度は、各位置相互の距離を演算によ
り求める。つまり、ＡＢ間の距離、ＢＣ間の距離、ＣＤ
間の距離、ＤＥ間の距離を演算により求める。図２の例
では、各距離は次の通りであった。 ＡＢ間の距離・・・１００ｍｍ ＢＣ間の距離・・・５０ｍｍ ＣＤ間の距離・・・１０ｍｍ ＤＥ間の距離・・・５０ｍｍ

【００２５】制御装置１２は、上述した位置相互の距離
演算をしたら、今度は、各位置間での速度（ロボット３
の最高移動速度に対するパーセント値）を、次のように
して演算する。なお、ここでは、ロボット３の最高移動
速度は１０００mm／sec であるとしている。 ＡＢ間の速度・・・１００／１０００×１００％＝１０ ＢＣ間の速度・・・ ５０／１０００×１００％＝５ ＣＤ間の速度・・・ １０／１０００×１００％＝１ ＤＥ間の速度・・・ ５０／１０００×１００％＝５

【００２６】このようにして演算した速度（パーセン
ト）は、表２に示すように、各位置に対応して記憶され
る。つまり、ＡＢ間の速度（１０％）はステップ２の速
度、ＢＣ間の速度（５％）はステップ３の速度、ＣＤ間
の速度（１％）はステップ４の速度、ＤＥ間の速度（５
％）はステップ５の速度として、対応して記憶される。
なお、ステップ１の速度は、ロボットの最大移動速度で
ある１００（％）が設定される。かくして、移動経路プ
ログラムが簡単に作成できる。

【００２７】このように、本教示装置では、マスターア
ーム１１を作動するだけで、ロボット３を移動経路に沿
い移動させることができ、かつ、各位置間の距離及び各
位置間の速度が自動的に演算して設定されるため、ティ
ーチング時間が極めて短くなる。ちなみに、従来ではテ
ィーチングペンダントにより直交座標系の移動指令を出
力してロボットの移動をさせているため、また、速度デ
ータを手動により入力しているため、ティーチング時間
が長かった。また本教示装置では、速度データが自動的
に演算されるため、従来技術と異なり、速度データを誤
入力する恐れもない。ちなみに、従来では、速度データ
を手動により入力していたため、データを誤入力する恐
れがあった。。

【００２８】なお、図１の例では、従来と同様に、ティ
ーチングペンダント１を用いて教示をすることもでき
る。また、実作業時には、従来と同様に、移動経路プロ
グラムを読み出して、このプログラムに沿い、制御装置
１２がロボット３を駆動制御してプレイバック動作を実
行する。

【００２９】また、表２に示すような移動経路プログラ
ムが自動作成された後に、移動速度データの数値を、キ
ーボード入力等により変更することもできる。

【００３０】本発明は上述した実施の形態のみならず各
種のロボットシステムに適用することができる。たとえ
ば、「マスターアームと産業用ロボット」「マスターア
ームと産業用マニプレータ」「マスターアームと鍛造用
ロボット」「マスターアームとティーチングプレイバッ
クロボット」などの組み合わせシステムに適用すること
ができる。つまり、本発明でいう「ロボット」とは、各
種のロボットの他、マニプレータをも含む概念として用
いている。

【００３１】

【発明の効果】以上実施の形態とともに具体的に説明し
たように、本発明によれば、マスターアームを操作す
ることによりロボットを移動経路に沿い移動させるよう
にしたこと、また、移動経路の位置を設定時間ごとに
自動的に取り込んで各位置データを記憶するとともに各
位置間の移動速度を自動的に演算して記憶することによ
り移動経路プログラムを自動作成するようにしたこと、
により教示時間が極めて短くなる。このため、本発明に
よれば、作業時間の短い作業分野においても、ティーチ
ング・プレイバックロボットを適用することができる。

【００３２】また、移動経路の位置及び各位置間の移動
速度を自動的に演算して記憶するため、誤った値のデー
タがプログラムに入力されることがなくなり、正確な移
動経路プログラムを作成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係る教示装置を示す構成
図。

【図２】ロボットの移動経路の一例を示す説明図。

【図３】従来技術を示す構成図。

【符号の説明】 １ ティーチングペンダント ２ 制御装置 ３ ロボット １１ マスターアーム １２ 制御装置

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 マスターアームと、 このマスターアームの動作に追従して移動動作するロボ
   ットと、 教示時においてマスターアームを動作させてロボットを
   移動経路に沿い移動させたときに、予め決めた設定時間
   ごとにロボットの位置を示す位置データを順次取り込
   み、取り込んだ位置の相互間の距離を前記位置データか
   ら演算し、さらに、取り込んだ各位置間での速度を前記
   設定時間と演算により得た前記距離とを基に演算し、取
   り込んだ位置と演算して得た速度とを対応させて移動経
   路プログラムを作成する制御装置と、で構成したことを
   特徴とするロボットの教示装置。
2. 【請求項２】 教示時においてマスターアームを動作さ
   せてロボットを移動経路に沿い移動させたときに、予め
   決めた設定時間ごとにロボットの位置を示す位置データ
   を順次取り込み、取り込んだ位置の相互間の距離を前記
   位置データから演算し、さらに、取り込んだ各位置間で
   の速度を前記設定時間と演算により得た前記距離とを基
   に演算し、取り込んだ位置と演算して得た速度とを対応
   させて移動経路プログラムを作成することを特徴とする
   ロボットの教示方法。