JPH11102209A - ワークの教示点位置データ収集方法及び収集装置 - Google Patents

ワークの教示点位置データ収集方法及び収集装置

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JPH11102209A
JPH11102209A JP26149797A JP26149797A JPH11102209A JP H11102209 A JPH11102209 A JP H11102209A JP 26149797 A JP26149797 A JP 26149797A JP 26149797 A JP26149797 A JP 26149797A JP H11102209 A JPH11102209 A JP H11102209A
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JP
Japan
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work
position data
point
teaching
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JP26149797A
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English (en)
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Tomoyuki Bessho
知之 別所
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Sekisui Chemical Co Ltd
Original Assignee
Sekisui Chemical Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】ワーク上の狙い通りの位置を確実に教示できる
ワークの教示点位置データ収集方法及び収集装置を提供
する。 【課題手段】ワークの基準点及びワーク上の各教示点の
それぞれに配置した発光マーカから発せられる光を計測
して、各発光マーカの3次元位置を計測することによ
り、ワークの基準点及び各教示点の位置を計測する赤外
線位置計測部2と、この赤外線位置計測部2によって計
測された各位置データに基づいてワークの基準点に対す
る各教示点の相対位置を算出する位置データ算出部3
と、この位置データ算出部3によって算出された相対位
置を各教示点の位置データとして記憶する位置データ記
憶部4とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ロボットの動作プ
ログラムをオフラインで作成する過程において、対象と
なるワークの教示点の位置データを収集する方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来より、産業用ロボットに対してその
作業位置や姿勢などを教示する方法が種々提案されてい
る。その中で最も一般的な方法は、作業者がロボットの
制御装置に付随した教示装置(ティーチングペンダン
ト)を用いながら、ワーク上に沿って実際にロボットを
動かすことにより教示する方法(リモートティーチング
方法)である。
【0003】この方法では、各教示点の位置を狙い通り
正確に教示することが可能であるが、経路に沿って1点
ずつ教示しなければならないため、1 台のワークに対す
る作業時間が多大になるといった問題があった。また、
作業を行うためには、その間ラインを止めなければなら
ないといった問題もあった。
【0004】そこで、最近では、実際にロボットを動か
すことなく、計算機を用いてワークの形状データからロ
ボットの動作プログラムを作成する、いわゆるオフライ
ンティーチング技術が開発されている(例えば、特開平
4−98302号公報参照)。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】このオフラインティー
チングでは、ラインを停止することなくワークの各点の
教示作業を行うことができ、作業時間も大幅に短縮でき
る。
【0006】しかしながら、従来のオフラインティーチ
ングでは、ワークの形状データ(図面上のデータ)か
ら、そのワークに対して作業するロボットの動作軌跡デ
ータを計算機上で演算しているため、演算によって求め
た教示点位置と実際のワーク上での教示点位置との間に
ずれを生じる場合がある。この場合には、実際のワーク
を使ってずれた点を1点ずつ修正しなければならず、手
間のかかる作業となっていた。また、作業者がワークの
形状データを計算機に入力して動作プログラムを作成す
る手法の場合、ワークの形状が複雑になればなるほど、
入力するデータ数も増加し、データ入力作業に手間がか
かるといった問題があった。また、入力ミスも発生し易
いといった問題もあった。
【0007】本発明は係る問題点を解決すべく創案され
たもので、その目的は、ワーク上の狙い通りの位置を確
実に教示できるワークの教示点位置データ収集方法及び
収集装置を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の請求項1記載のワークの教示点位置データ
収集方法は、ワークの基準点及び前記ワーク上の各教示
点のそれぞれに発光マーカを配置し、これら発光マーカ
から発せられる光を計測装置で計測して各発光マーカの
3次元位置を計測することにより、前記ワークの基準点
及び各教示点の位置を計測し、計測した各位置データに
基づいて前記ワークの基準点に対する各教示点の相対位
置を算出し、この算出した相対位置を各教示点の位置デ
ータとして用いるものである。
【0009】また、本発明の請求項2記載のワークの教
示点位置データ収集方法は、ワークの基準点及び前記ワ
ーク上の各教示点のそれぞれに赤外線を発するマーカを
配置し、これらマーカから発せられる赤外線を赤外線位
置計測装置で計測して各マーカの3次元位置を計測する
ことにより、ワークの基準点及び各教示点の位置を計測
し、計測した各位置データに基づいて前記ワークの基準
点に対する各教示点の相対位置を算出し、この算出した
相対位置を各教示点の位置データとして用いるものであ
る。
【0010】また、本発明の請求項3記載のワークの教
示点位置データ収集装置は、ワークの基準点及びワーク
上の各教示点のそれぞれに配置した発光マーカから発せ
られる光を計測して、各発光マーカの3次元位置を計測
することにより、ワークの基準点及び各教示点の位置を
計測する位置計測手段と、この位置計測手段によって計
測した各位置データに基づいて前記ワークの基準点に対
する各教示点の相対位置を算出する算出手段とを備え、
この算出手段によって算出した相対位置を各教示点の位
置データとして用いるものである。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照して説明する。
【0012】図1は、本発明の教示点位置データ収集方
法を実施するための教示点位置データ収集装置を含むロ
ボット動作プログラム作成システム全体の電気的構成を
示すブロック図である。本実施形態では、動作プログラ
ムを作成する対象ロボットとして、FRPスプレーアッ
プ用のロボットを取り上げ、動作プログラムを作成する
対象ワークとして、図6に示す浴槽型のワークWを取り
上げている。
【0013】教示点位置データ収集装置1は、赤外線位
置計測部(位置計測手段)2と、位置データ算出部(算
出手段)3と、位置データ記憶部4とを備えており、赤
外線位置計測部2の出力が位置データ算出部3に導か
れ、位置データ算出部3の出力が位置データ記憶部4に
導かれた構成となっている。また、位置データ記憶部4
の出力は、ロボットの動作プログラムを作成する動作プ
ログラム作成部5に導かれている。
【0014】また、テンキーや各種機能キーを備えた入
力部6の出力は、データ作成部7に導かれており、デー
タ作成部7には、ロボットの姿勢、移動速度、作業ツー
ルの状態といったロボットの動作に関するデータが格納
されたデータベース8が接続されている。また、データ
作成部7の出力は、動作データ記憶部9と順序データ記
憶部10とに導かれており、動作データ記憶部9の出力
及び順序データ記憶部10の出力は、動作プログラム作
成部5に導かれた構成となっている。
【0015】赤外線位置計測部2は、図2に示すよう
に、赤外線発光ダイオードを組み込んだ複数本のマーカ
21,21・・・と、1次元の受光センサを持つCCD
カメラ221を3台搭載した位置センサ22と、これら
を制御するシステム制御部23とで構成されている。す
なわち、マーカ21から等方的に照射された赤外線を、
精密にキャリブレーションされた3台のCCDカメラ2
21,221,221の各受光部で検出してマーカ21
の識別を行い、システム制御部23によりマーカ21の
3次元位置をリアルタイムで算出するものである。この
赤外線位置計測部2は、ワークに付けられたマーカ21
の3次元位置を同時に最大256点まで算出することが
可能である。
【0016】位置データ算出部3は、赤外線位置計測部
2によって計測されたワークWの基準点及び各教示点の
位置データに基づいて、ワークWの基準点に対する各教
示点の相対位置を算出するブロックである。また、位置
データ記憶部4は、位置データ算出部3で算出された相
対位置を、各教示点の位置データとして記憶するブロッ
クである。
【0017】データ作成部7は、オペレータによる入力
部6からの入力操作によって、動作データと順序データ
とを作成し、その作成した動作データを動作データ記憶
部9に、順序データを順序データ記憶部10にそれぞれ
記憶するブロックである。
【0018】動作プログラム作成部5は、位置データと
動作データとを組み合わせて各教示点におけるロボット
の教示データを作成するとともに、これら教示データを
順序データに従って組み合わせることにより、ロボット
の動作プログラムを作成するブロックである。
【0019】次に、上記構成の動作プログラム作成シス
テムの動作を、図3に示すフローチャート、図4に示す
ロボット配置図、及び図5に示すワークWの斜視図を適
宜参照して説明する。
【0020】まず、図4に示すロボットRの原点30を
基準にして、1つの点を任意に定め、その点をワークW
の基準点とする。本例では、ワークWを載せるターンテ
ーブル31の回転中心32を、ワークWの基準点とする
(ステップS1)。
【0021】次に、ワークWの基準点32にマーカ21
を配置し、赤外線位置計測部2によってその3次元位置
を計測する(ステップS2)。
【0022】次に、ワークW上の各教示点に番号を付け
る(ステップS3)。このときの番号の付け方として
は、例えば、ワークWを構成している各面(本例の場合
は、図5に示すように面A〜Eの5つの面)ごとに分
け、それぞれの面について1番から順に番号を付ける方
法(分割方法)、ワークWの全教示点に対して、1番か
ら順に通し番号を付ける方法(一括方法)、などが考え
られる。本例では、図5に示すように、分割方法を採用
している。
【0023】次に、ターンテーブル31上に置かれたワ
ークWの各教示点にマーカ21を配置し、ステップS2
と同様にして、その3次元位置を計測する(ステップS
4)。
【0024】位置データ算出部3では、ステップS2で
計測された基準点の位置データ及びステップS4で計測
された各教示点の位置データに基づき、ワークWの基準
点に対する各教示点の相対位置を算出し、その算出結果
を各教示点の位置データとして、位置データ記憶部4に
記憶する(ステップS5)。ここでは、ロボットRの原
点30を基準に設定した直交座標系におけるx座標、y
座標、z座標の値を位置データとしている。ここで求め
られた位置データは、従来の技術で説明したリモートテ
ィーチング法による場合と同様に、各教示点の位置を狙
い通り正確に計測した値となる。
【0025】一方、オペレータは、入力部6を操作し
て、データベース8より最適なロボットRの動作データ
を各教示点ごとに選択入力し、ロボットRの姿勢、移動
速度、作業ツールの状態を決定する(ステップS6)。
動作データの例として、ここではアーム先端部の角度、
アーム先端部の移動速度、スプレーガンのオン/オフ、
吹付パターンの幅が挙げられる。このように決定された
動作データは、動作データ記憶部9に記憶される。
【0026】次に、オペレータは、入力部6を操作し
て、ロボットRの動作経路に従い、各教示点の結合順序
を規定するためのデータ(順序データ)を入力する(ス
テップS7)。このとき、教示点の番号の付け方が上記
した分割方法(図5参照)であった場合には、結合順序
を以下の順序とすることが考えられる。すなわち、図5
のB面については、1−2−3−4−5−6−7−8−
9−10−11−12という順序(動作経路)が考えら
れる。また、面の結合順序については、面A−面B−面
C−面D−面Eという順序(動作経路)が考えられる。
なお、教示点の番号の付け方が上記した一括方法の場合
には、全教示点に付けられた番号を、面との結合順序を
考慮して順次入力することになる。このように規定され
た順序データは、順序データ記憶部10に記憶される。
【0027】動作プログラム作成部5は、これら位置デ
ータ記憶部4、動作データ記憶部9及び順序データ記憶
部10に記憶された各教示点の位置データ、動作データ
及び順序データに基づいて、ロボットRの動作プログラ
ムを作成する(ステップS8)。すなわち、位置データ
と動作データとを組み合わせて各教示点におけるロボッ
トの教示データを作成し、この作成した教示データを順
序データに従って組み合わせることにより、ロボットの
動作プログラムを作成する。
【0028】なお、上記実施形態では、発光マーカとし
て赤外線を発するマーカ21を例に挙げているが、赤外
線に限定されるものではなく、CCDカメラ221によ
る検出が可能な光であればよい。
【0029】
【発明の効果】本発明のワークの教示点位置データ収集
方法及び収集装置は、ワークの基準点及びワーク上の各
教示点のそれぞれに発光マーカを配置し、これら発光マ
ーカから発せられる光を計測装置で計測して各発光マー
カの3次元位置を計測することにより、ワークの基準点
及び各教示点の位置を計測し、計測した各位置データに
基づいてワークの基準点に対する各教示点の相対位置を
算出し、この算出した相対位置を各教示点の位置データ
として用いる構成としたので、オフラインでティーチン
グ作業を行うことができる。また、従来のリモートティ
ーチング法による場合と同様に、各教示点の位置を狙い
通り正確に計測できるとともに、従来のリモートティー
チング法に比べて作業時間を大幅に短縮することができ
る。また、従来の技術で述べたオフラインティーチング
では、演算によって求めた教示点位置と実際のワーク上
での教示点位置との間にずれを生じる場合があるが、本
発明のワークの教示点位置データ収集方法及び収集装置
では、このような問題は発生しない。また、複雑な形状
のワークに対しも、配置するマーカの数を増やすだけで
対応できるため、従来のようなデータ入力作業が不要で
あり、入力ミスの発生する心配もない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の教示点位置データ収集方法を実施する
ための教示点位置データ収集装置を含むロボット動作プ
ログラム作成システムの電気的構成を示すブロック図で
ある。
【図2】赤外線位置計測部の構成を示す斜視図である。
【図3】ロボット動作プログラム作成システムの動作を
説明するためのフローチャートである。
【図4】ロボットとターンテーブルの配置を示す斜視図
である。
【図5】ワークの斜視図である。
【図6】ワークの斜視図である。
【符号の説明】
1 教示点位置データ収集装置 2 赤外線位置計測部 3 位置データ算出部 4 位置データ記憶部 5 動作プログラム作成部 6 入力部 7 データ作成部 8 データベース 9 動作データ記憶部 10 順序データ記憶部 W ワーク

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ワークの基準点及び前記ワーク上の各教
    示点のそれぞれに発光マーカを配置し、これら発光マー
    カから発せられる光を計測装置で計測して各発光マーカ
    の3次元位置を計測することにより、前記ワークの基準
    点及び各教示点の位置を計測し、計測した各位置データ
    に基づいて前記ワークの基準点に対する各教示点の相対
    位置を算出し、この算出した相対位置を各教示点の位置
    データとして用いることを特徴とするワークの教示点位
    置データ収集方法。
  2. 【請求項2】 ワークの基準点及び前記ワーク上の各教
    示点のそれぞれに赤外線を発するマーカを配置し、これ
    らマーカから発せられる赤外線を赤外線位置計測装置で
    計測して各マーカの3次元位置を計測することにより、
    ワークの基準点及び各教示点の位置を計測し、計測した
    各位置データに基づいて前記ワークの基準点に対する各
    教示点の相対位置を算出し、この算出した相対位置を各
    教示点の位置データとして用いることを特徴とするワー
    クの教示点位置データ収集方法。
  3. 【請求項3】 ワークの基準点及びワーク上の各教示点
    のそれぞれに配置した発光マーカから発せられる光を計
    測して、各発光マーカの3次元位置を計測することによ
    り、ワークの基準点及び各教示点の位置を計測する位置
    計測手段と、 この位置計測手段によって計測した各位置データに基づ
    いて前記ワークの基準点に対する各教示点の相対位置を
    算出する算出手段とを備え、 この算出手段によって算出した相対位置を各教示点の位
    置データとして用いることを特徴とするワークの教示点
    位置データ収集装置。
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