JPH11188676A - 産業用ロボットの手動動作装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ワークに見合った移動座標でロボットの移動
が容易にでき、教示時の作業時間の短縮を図ることので
きる産業用ロボットの手動動作装置を提供する。 【解決手段】 少なくとも動作座標を切り替える動作座
標切り替え手段２０と、ロボットを手動動作するための
ロボット動作手段１０と、前記動作座標切り替え手段と
ロボット動作手段の情報を解析する動作情報解析手段３
２１と、ツール座標の任意のべクトルとロボット座標の
任意のべクトルの外積演算を行うベクトル外積演算部３
２２と、ツール座標の前記任意のべクトルの符号反転を
行うべクトル符号反転部３２３、移動座標のベクトルに
基づいて指令位置を生成する指令位置生成部３２４とを
有し、動作座標切り替え手段２０により、移動座標で手
動操作するモードに切り替えを行い、ロボット動作手段
１０を操作することにより移動座標に従い、ロボットを
手動動作する機能を備えた産業用ロボットの手動動作装
置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ロボットのオペレ
ータが教示時のロボットの手動操作を容易にすることを
目的とした産業用ロボットの手動動作装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来の教示時のロボットの移動には、ロ
ボットの関節単位で移動させる関節座標移動や、ロボッ
ト座標で移動させるロボット座標移動や、ロボットの制
御点座標で移動させるツール座標移動がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、これらの座
標上で移動する場合、ワークに対する教示を行うとき
に、教示位置にロボットの制御点を移動させることは困
難である。例えば、任意の位置に固定されたワークに対
して教示作業を行う場合、ロボット座標で教示位置に移
動する際、ワークの配置とは何ら関係のないロボット座
標のＸ，Ｙ，Ｚ方向に巧みに微調整しながら移動しなけ
ばならない。ツール座標では、例えば、溶接用途の場
合、ロボットに把持された溶接トーチの芯線方向はツー
ル座標のＺ方向であることは明らかであるが、Ｘ方向、
Ｙ方向は姿勢が変れば、それぞれの方向も変るため、作
業者は移動方向が分からなくなり、ロボットの移動は難
しくなる。関節座標にいたっては、ロボットの各関節毎
の移動となり、ロボットの移動操作は更に難しくなり、
作業者にはかなり深刻な問題となっている。そこで本発
明は、ワークに見合った移動座標でロボットの移動が容
易にでき、教示時の作業時間の短縮を図ることのできる
産業用ロボットの手動動作装置を提供することを目的と
する。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記問題を解決するた
め、本発明は、産業用ロボットの位置教示時の手動操作
時の移動装置において、少なくとも動作座標を切り替え
る動作座標切り替え手段と、ロボットを手動動作するた
めのロボット動作手段と、前記動作座標切り替え手段及
びロボット動作手段の情報を解析する動作情報解析手段
と、ツール座標の任意のべクトルとロボット座標の任意
のべクトルの外積演算を行うベクトル外積演算部と、ツ
ール座標の前記任意のべクトルの符号反転を行うべクト
ル符号反転部と、移動座標のベクトルに基づいて指令位
置を生成する指令位置生成部とを有し、前記動作座標切
り替え手段により、前記移動座標で手動操作するモード
に切り替えを行い、前記ロボット動作手段を操作するこ
とにより前記移動座標に従い、前記ロボットを手動動作
する機能を備えたものである。上記手段により、作業者
はワークに見合った移動座標でロボットの移動が容易に
出来るため、教示時の作業時間の短縮や、ロボットの移
動の難しさから開放できる。

【０００５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を一実
施例に基づいて説明する。図１は、本実施例のシステム
構成図であり、プログラミングペンダント（ＰＰ）１０
とコントローラ１１とロボット１２で構成され、コント
ローラは、制御点１３を制御する。ロボットは、図１に
示すように、ロボット座標１４とツール座標１５を持
つ。図２はＰＰ１０の構成図で、移動座標切り替えキー
２０と移動座標切り替えキー２０で切り替えられた状態
を示すＬＥＤを持ち、関節座標で移動することを示すＬ
ＥＤ２１と、ロボット座標で移動することを示すＬＥＤ
２２と、本発明で演算する移動座標で移動することを示
すＬＥＤ２３がある。そして、ロボットを移動させるた
めに押す軸キー２４と位置登録のためのエンタキー２５
で構成される。

【０００６】図３は、本実施例のブロック図を示し、Ｐ
Ｐ１０で押されたキー情報は、キー情報記憶部３１に渡
される。キー情報記憶部３１で、軸キー２４のいずれか
が押されたら、指令生成部３２は図４のフローに従い、
指令位置を作成し、サーボ制御部３６は指令位置をもと
にロボット１２の各関節のモータを駆動する。指令生成
部３２は、キー情報を解析する動作情報解析部３２１
と、ベクトルの外積演算を行う外積演算部３２２と、ベ
クトルの方向を反転するベクトル符号反転部３２３と、
指令位置を作成する指令位置作成部３２４を有する。キ
ー情報記憶部３１にエンタキー２５が押された情報があ
れば位置教示部３４は指令位置を作業プログラム記憶部
３５に教示位置を記憶する。この時、補間の種類、速度
等も同時に記憶される。そして、作業プログラム記憶部
３５に記憶された作業プログラムは、ロボットが作業す
る際に読み取られ、作業プログラムに従ってロボットは
作業する。

【０００７】次に、指令生成部３２の処理内容につい
て、図４、図５のフローに従って説明する。なおこの指
令生成部３２は、ロボットの動作クロックで毎回処理さ
れる。まず、ステップ４０では、キー情報記憶部３１に
格納されたキー情報を参照し軸キー２４のいずれかが押
されたかどうかをチェックする。軸キーが押されていな
ければ、指令生成部３２は、何も処理されず終了する。
軸キーが押されていればステップ４１へ進み、キー情報
記憶部３１に格納されているキー情報の動作モードが関
節移動かどうかチェックする（図３のキー情報解析部３
２１）。関節移動であれば、ステップ４２へ進み現在の
関節位置に関節移動量を加算し関節指令位置を作成す
る。関節指令位置は、ロボットの各関節のモータ位置で
ある。作成された関節指令位置は、図３の指令位置記憶
部３３へ送られる。関節移動量は、図２に示す軸キーの
＋Ａ１＋Ｘキーが押されたなら、ロボットの１軸目に＋
（プラス）の移動量が設定され、軸キーの−Ａ１−Ｘキ
ーが押されたなら、ロボットの１軸目に−（マイナス）
の移動量が設定さる。軸キーの＋Ａ２＋Ｙキーが押され
たなら、ロボットの２軸目に＋（プラス）の移動量が設
定され、他のキーに対しても同様にして、移動量が設定
される。ステップ４３では、ステップ４２で作成された
関節指令位置を直交指令位置へ変換する。直交指令位置
は、ロボット座標における制御点の直交位置である。

【０００８】次に、ステップ４１のチェックで関節移動
でなければステップ４４へ進む。ステップ４４ではキー
情報記憶部３１に記憶されているキー情報の動作モード
がロボット座標移動かどうかチェックする。ロボット座
標モードであればステップ４５に進み、ステップ４５で
は現在直交位置に直交移動量を加算し、直交指令値を作
成する。直交移動量は、図２に示す軸キー２４の＋Ａ１
＋Ｘキーが押されたなら、直交座標のＸ軸の＋（プラ
ス）の移動量が設定され、軸キー２４の−Ａ１−Ｘキー
が押されたなら、直交座標のＸ軸の−（マイナス）の移
動量が設定される。軸キー２４の＋Ａ２＋Ｙキーが押さ
れたなら、直交座標のＹ軸の＋（プラス）の移動量が設
定され、他のキーに対しても同様にして、移動量が設定
される。ステップ４５の処理では、直交移動量はロボッ
ト座標として演算する。ステップ４４のチェックでロボ
ット座標でなければ、ステップ４６へ進む。ステップ４
６ではキー情報記憶部３１に記憶されているキー情報の
動作モードが移動座標モードかどうかチェックする。移
動座標モードでなければ指令生成部３２では何も処理さ
れず終了する。ステップ４６のチェックで移動座標モー
ドであればステップ４７に進み、ステップ４７では、軸
キー２４が押された最初の処理か判断し、最初の処理で
あればステップ４８へ進む。

【０００９】ステップ４８では移動座標の演算を行う。
この処理は図５のフローにて説明する。図５のステップ
５０では移動座標Ｙべクトルの演算を行う。移動座標Ｙ
べクトルは図６に示す移動座標６２のＹ方向べクトルで
ある。演算方法はツール座標のＺべクトルとロボット座
標のＺべクトルの外積演算を行う（図３の外積演算部３
２２）。ステップ５１では、移動座標Ｘべクトルの演算
を行う。移動座標Ｘべクトルは図６に示す移動座標６２
のＸ方向べクトルである。演算方法はロボット座標のＺ
べクトルとステップ５０で求めた移動座標のＹべクトル
の外積演算を行う。ステップ５２では移動座標Ｚべクト
ルの演算を行う。移動座標Ｚべクトルは図６に示す移動
座標６２のＺ方向べクトルである。演算方法はツール座
標のＺべクトルの符号反転を行う（図３のベクトル符号
反転部３２３）。以上で、移動座標のＸ，Ｙ，Ｚべクト
ルが作成される。なお、この各べクトルは単位べクトル
である。次にステップ４９では、現在直交位置に移動座
標における移動量を加算し、直交指令値を作成する。演
算方法は、

【数１】 である。移動量は前にも述べたとおり、軸キーとＸ，
Ｙ，Ｚ軸方向の移動量が対応され設定される。そして、
ステップ４ａでは、ステップ４５、ステップ４９で演算
された直交指令位置を関節指令位置へ変換し（図３の指
令位置生成部３２４）、指令位置記憶部３３に設定す
る。

【００１０】図６は、本実施例において、教示の対象と
なるワークであり、プレート６０にワーク６１が固定さ
れ、座標切り替えキー２０で移動座標モードに設定され
た場合の、移動座標６２を示したもので、軸キー２４を
押すことにより、移動座標６２のＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方
向の動作が可能なことを示し、移動座標のＸ方向はワー
ク６１側へ移動させるのに有効であり、移動座標のＹ方
向はＰ１Ｐ２方向へ移動させるのに有効であり、移動座
標のＺ方向はツールの座標のＺ方向へ移動するようにし
ているので、溶接用途の教示では、ロボットに把持され
た溶接トーチの芯線方向に移動させるのに有効である。
またＰ１、Ｐ２は教示位置とし、制御点１３からＰ１に
移動させる場合は、移動座標のＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向
へ移動させる。Ｐ２を教示する場合は、Ｐ１の位置より
移動座標のＺ方向に移動させ、移動座標のＹ方向に移動
させ、移動座標のＺのマイナス方向に移動させることに
より、Ｐ２は容易に教示できる。特に溶接用途の教示で
は、溶接方向と移動座標のＹ方向はほぼ平行となるため
に、溶接位置の教示ではロボットの移動は非常に簡単に
なる。なお、本実施例では、移動座標のＺ方向をツール
座標のＺマイナス方向として演算しているが、移動座標
のＺ方向をロボット座標のＺ方向としてもよい。本発明
は、この演算方法を規定しているものではなくあくま
で、ツール座標とロボット座標を外積演算部とべクトル
符号反転部を用いて、任意の移動座標を作成し、この移
動座標上でロボットを移動させることを特徴としてい
る。

【００１１】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、ロ
ボット座標とツール座標から移動座標を求めると教示の
対象となるワークの形状に合った座標が得られるため、
教示時の作業効率の向上が図られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施例のシステム構成を示す概略図
である。

【図２】 本実施例におけるプログラミングペンダント
の構成を示す正面図である。

【図３】 本実施例の構成を示すブロック図である。

【図４】 本実施例における指令生成部の処理手順を示
すフローチャートである。

【図５】 本実施例における指令生成部の処理手順を示
すフローチャートである。

【図６】 本実施例において教示の対象となるワークを
示す説明図である。

【符号の説明】

１０ プログラミングペンダント（ＰＰ）、１１ コン
トローラ、１２ ロボット、１３ 制御点、１４ ロボ
ット座標、１５ ツール座標、２０ 移動座標切り替え
キー、２１，２２，２３ ＬＥＤ、２４ 軸キー、２５
エンタキー２５、３１ キー情報記憶部、３２ 指令
生成部、３２１ 動作情報解析部、３２２外積演算部、
３２３ ベクトル符号反転部、３２４ 指令位置作成
部、３３指令位置記憶部、３４ 位置教示部、３５ 作
業プログラム記憶部、３６ サーボ制御部、６０ プレ
ート、６１ ワーク、６２ 移動座標、６３ Ｐ１

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 産業用ロボットの位置教示時の手動操作
   時の移動装置において、 少なくとも動作座標を切り替える動作座標切り替え手段
   と、ロボットを手動動作するためのロボット動作手段
   と、前記動作座標切り替え手段及びロボット動作手段の
   情報を解析する動作情報解析手段と、ツール座標の任意
   のべクトルとロボット座標の任意のべクトルの外積演算
   を行うベクトル外積演算部と、ツール座標の前記任意の
   べクトルの符号反転を行うべクトル符号反転部と、移動
   座標のベクトルに基づいて指令位置を生成する指令位置
   生成部とを有し、前記動作座標切り替え手段により、前
   記移動座標で手動操作するモードに切り替えを行い、前
   記ロボット動作手段を操作することにより前記移動座標
   に従い、前記ロボットを手動動作する機能を備えたこと
   を特徴とする産業用ロボットの手動動作装置。