JPS58121408A

JPS58121408A - 工業用ロボツトの教示方法

Info

Publication number: JPS58121408A
Application number: JP317282A
Authority: JP
Inventors: Konosuke Kada; 嘉田　紘之祐; Akiyuki Sekino; 関野　昭幸; Koichi Murayama; 弘一村山; Takahide Nagahama; 恭秀永浜
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1982-01-11
Filing date: 1982-01-11
Publication date: 1983-07-19

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】この発明は工業用ロボットの教示方法に関し、特に、人
がロボットアームの先端部を案内して教示する（以下、
「ダイレクトティーチング、」という）タイプの工業用
ロボットの教示方法に関する。

教示ボックスを用いる従来のＰＴｌゝ教示では、数多く
のキースイッチにより、インチングをし、あるいは溶接
条件、補間条件等を入力していた。

たとえば、従来のリモートコントロール式ＦＴＰ教示型
ロボットの操作では、第１図に示すような教示ボックス
を用い、リモートコントロールスル。

１点を教示するには、ロボットアーム先端を、前（後）
→左（右）→上（下）と勅かし９次にトー。

チ角度を曲げヒ（下）→撮り左（右）のように動かして
トーチ姿勢とトーチ先端のポイントとを定め、このポイ
ントを記憶せよという指令用ボタ／　′を押してはじめ
て完ｒする。また、このポイントが直線の一部であるか
円弧の一部であるかの区別をもボタン操作により指令す
る。このような教示ボックスでは、この他にも、アーク
の発生の開始。

終Ｔ１アーク亀圧やアーク電流、溶暗速度等の入力にも
用いる。しかし、この方法では、教示作業に熟練を要し
、１点を教えるだけでも大変な労力と長い時間をかけね
ばならない。

そこで、教示作業の簡素化、特に軌跡の教示を容易かつ
短時間化するために、ダイレクトティーチングタイプの
工業用ロボットが開発されている。

このタイプのロボットのうちで、人手操作によりＦＴＰ
教示し、゛第１回目の教示では単にポイント（ポイント
の座標）だけを教えるタイプのものがある。このタイプ
のものでは、教示すべきポイントに達したと籾に、トー
チ近傍に設けたスイッチを押すことにより、次々にポイ
ン、トを教え、この作業後、ポイント間をロボットに再
生させながら、種々の条件たとえば直線補間が円弧補間
かの別。

溶接の開始・終了、さらに溶接条件（電圧、電流。

速度、ウィービング等）を教示ボックス（リモートコン
トロールによる）から入力する方法が用いられる。この
方法によれば、すべての教示作業をリモートコントロー
ルに基づいてする場合よりも労力の軽減と操作時間の短
縮が図れる。

、　　　　　　　しかし、この方法でも、第１回目の作
業と９種々の条件を教示する第２回目の作業との２工程
があり、煩雑である一方、特に第２回目の作業において
条件情報の入力には種々の難しい点がある。

そこで、この発明の目的は、第１回目の作業で単にポイ
ント情報だけでなく、より多くの情報を教示して、ダイ
レクトティーチングによるＰＴＰ教示を簡素化すること
である。

この発明を要約すれば、前記した第１回目の作業におい
て、教示軌跡中の２種以上の情報を２手首部に取りつけ
るトーチ又はガンの近傍に設けた少なくとも１個のスイ
ッチを開閉操作することによって信号化し、この信号化
された信号を判別回路で判別し、前記情報を制御装置を
介して記憶手段へ入力するようにした工業用ロボットの
教示方法である。

以下、この発明を実施例に基づいてに発明する。

実施例は、１つのスイッチの操作により、■ポイント（
座標）記憶のための信号、（２）軌跡を再生させるのに
必要な直線補間と円弧補間との区別の信号、■溶接線か
エアカット線かの区別信号、■　　　　　　□軌跡の教
示と同時の方がやりやすい溶接条件の変更点を指示する
信号、の４つを区別する場合である。構成としては、第
２図のブロック図で示すように、溶接トーチ１にスイッ
チ２を設け、このスイッチ２からの出力を受けるととも
にＯＮ１０　ＦＦの回数および操作時間の醍短を判別す
る判別回路３を設けている点が、従来と異なる。

ロボット本体４は、主要な構成要素として、ボックス部
５、旋回ペース６、第１アーム７、第２７−ム８、手首
部９、第１ア〒ムバランスばね１２、第２アームバラン
スばね１３、三角プレート１４、Ｌ腕リンク１５を備え
、オペレータが第２アーム８を支持しながら溶接トーチ
１を握りアーム７゜８や手首部９を軽くかつなめらかに
動かしうるように、重力バランス装置（１２，１３）と
動力源継断装置ｆ（たとえばクラッチ機構；４０）を備
えている。動力源は例えばサーボモータ２ｏで各軸に対
応して設けられる。ロボット本体４の位置情報は、各軸
に直接又は歯車等を介して取りつけられたエンコーダ２
１からのパルス信号をカウンタ２２で計数し、この出力
を制御装ｒｆ（以下、［ＣＰＵＪという）２３で処理す
ることにより得られる。記憶手段２４は、教示情報を記
憶するとともに、ロボット本体４を助かすとａ、ｃｐｕ
２３に情報を出力する。ＣＰＵ２３がら出力されるディ
ジタル制御卸信号は、Ｄ／Ａ／４１ｃ負＃！葺２５を介
し、さらに増幅手段を経てモータ２ｏに伝達される。

溶接トーチ１に設けられ、第１回目の教示時に用いるス
イッチ２の出方は判別回路３に入力さ・れ、判別回路３
の出力は入力インターフェイス２７を介してＣＰＵ２３
に入力される。

スイッチ２の操作により信号化される信号のもつ命令内
容を第３図に示す。第３図（ａ）ｒｉポイントを記憶さ
せる信号で、１個のパルスがらなり、そのパルス幅は３
秒以下とする。第３図（ｂ）は円弧の中間点ポイントを
記憶させる信号で、２個のパルスからなり、パルス幅は
３秒以下でパルス間を３秒以下とする。第３図（Ｃ）は
溶接線であることの指定信号で、幅広の１個のパルスか
らなり、パルス幅は５秒以上とする。第３図（ｄ）は条
件変（点であることを指令する信号で、３個のパＩレス
からなり。

パルス幅は３秒以下パルス間は３秒以下とする。

これら指令信号は、適当なバッファを介して判別回路３
に入力される。判別回路３は、第４図によ？詳細に示す
ように・−′仰チ２の出力を受けるパルス幅弁別回路３
１と、パルス間隔弁別回路３２と、パルスカウンタ３３
とを含み、スイッチ２の操作で指令信号ａ、ｂ、ｄ、ｃ
のいずれかを出力する（なお、ａ、ｂ、ｄ、ｃは第３図
のパルス信号と対応する指令信号である）。スイッチ２
からのパルス信号がパルス幅弁別回路３１に入力される
と、このパルス幅弁別回路３１がスタートする。適当な
周波数のクロックパルスを計数して、パルス間隔が５秒
以上であると溶接指令Ｃを出力する。一方、パルス幅弁
別回路３１はクロックパルスを計数して３秒以下である
とき、パルス間隔弁別回路３２をスタートさせるととも
に、パルスカウンタ３３にパルス信号を送出する。パル
ス間隔弁別回路３２はパルス間が３秒以、Ｅであること
・　　　　を検出すると（パルス信号の終了を検出する
と）、パルスカウンタ３３に出方指令およびリセット信
号を４える。パルスカウンタ３３がこの出方指令を受け
ると、該パルスカウンタ３３は、入力インタフェース２
７を介してカウント１出力（ａ）、カウント２出力（ｂ
）、又はカウント３出力（Ｃ）のいずれかの指令信号を
ＣＰＵ２３に４える１、カウント１出力は記憶指令であ
り、カウント２出力は記１意指令と円弧補間指令、カウ
ント３出力は記憶指令と溶接条件変更指令である。なお
、この判別回路３°から出る指令信号をＣＰＵ２３に人
力する方式は従来例の教示ボックスを用いて入力する方
式と同じである。すなわち、たとえば、円弧中間点ポイ
ントを記憶させる場合、従来の教示ボックスの当該スイ
ッチ（円弧の中間点であるポイントを指示するスイッチ
）を押したと住にｃｐｕ２３が認識する信・号と、パル
スカウンタ３３のカウント出力２からの指令すによって
ｃｐｕ２３が認識する信号とは同等である。

次に、溶接軌跡中の点又は線のもつ２種以上の情報を区
別しながらダイレクトティーチングする方法を具体的に
述べる。第２図において、オペレータはたとえば左手で
溶接トーチ１を握り、親指をスイッチ２１にのせ、右手
は第２７−４８を支持しながら溶接軌跡１７をＦＴＰ教
示するものとする。

■点Ａ、Ｂ間を溶接しながら直線で結ぶ場合の教示では
、まず、点Ａでスイッチ２を１回（もちろん３秒以下）
押し、放す。パルス（ａ）が出力され、ｃｐｕ２３へ指
令信号２が入力され、メモリ２４に点への座標が記憶さ
れる。再びスイッチ２を押し、今度は押しつづけながら
点Ｂまでまっすぐに動かし、スイッチ２を放す。パルス
（Ｃ）が出力されｃｐｕ２３へ指令信号Ｃが入力され、
点Ａ以降点Ｂまでは直線の溶接線であることがメモリ２
４に記°］意される。点Ｂでは、点Ａと同様にスイッチ
２を１回だけ押し、放す。点Ｂの座標が記憶される。

■点Ａ、Ｂ、Ｃ間を溶接しながら円弧で結ぶ場合の教示
では、まず、点Ａでスイッチ２を１回押し、放す。もち
ろん３秒以下の時間である。次に、点Ａ、Ｂ間をスイッ
チ２を５秒以ヒ押しつづけて、点Ｂで放す。点Ｂでスイ
ッチ２を２回押し、放す。

パルス信号（ｂ）が出力され、指令信号すがｃ　ｐ　ｕ
２３に入力される。メモリ２４には点Ｂの座標が記憶さ
れるとともに、点８が円弧の中間点である情報が記憶さ
れる。次に、点Ｂ、Ｃ間をスイッチ２を押しつづけ点Ｃ
で放す。点Ｃにおいて、スイッチ２を１回だけ押し、放
し、点Ｃの座標を記憶させる。

■点Ａ、Ｂ間を直線でエアカットする場合の教示では、
点Ａでスイッチ２を１回押す。点Ａ、Ｂ間をスイッチを
押すことなく（５秒以上）点Ｂまで・助かす。そして点
Ｂでスイッチを１回だけ押し、点Ｂの座標を記憶させる
。

■条件変更点を指示する場合の教示である。条件変更点
とは、あるポイントの前後で溶接条件が異なる場合の当
該ポイントのことをいう。このポイントを教示するとき
、スイッチ２を３回押し。

放す。パルス信号（ｄ）が出力され、ＣＰＵ２３へは指
令信号ｄが入力される。メモリ２４に、この点の座標情
報が入力されるとともに、条件変更点であるという情報
が記憶される。この２局合は、この点以降溶接条件が変
わる指示だけである。そこで、第２回目の作業において
詳細な溶接条件を条件設定盤又は教示ボックスから入力
する。

第２回目の教示作業つまり教示ボックスを用いて詳細な
条件を設定してゆく工程は従前どおりである。しかし、
従来と比べはるかに容易に教示しうるとともに、教示に
費やす時間が短かくなる。

なお、Ｅ記実施例では溶接用のロボットについて説明し
たが、塗装用ロボットでも９組立用ロボットであっても
同様である。

また、スイッチはＥ記実施例では、ブツシュ式のものを
例示したが、手動で０Ｎ１０ＦＦするスイッチならいか
なる種類のものでもよい。レバースイッチでもタッチス
イッチでもよい。設ける場所の特殊性によって操作性の
よいものが選択されるべきである。また、例えば、半自
動のトーチを用いるようなときは、トーチの溶接開始用
のレバースイッチを流用するようにしてもよい。

げ　　　　　　　　上記実施例では、スイッチは溶接ト
ーチに設けたが、これに限るものではない。一般に、溶
接ガン（又は塗装ガン）の近傍で人手操作が容易な箇所
でよい。また、オペレータが第２アームを支持しながら
教示するようなときは、第２アームヒの適尚な場所に設
けてもよい。このスイッチは、特にロボット本体に問合
されるべきものでもない。

教示以外のと色ははずせるよう着脱自在にしておくのが
好ましい。

上記実施例では、スイッチ１個で信号化を試みたけれど
も、スイッチの個数は複数であってもよい。手動操作の
迅速性を阻害しない範囲でなら、信号化の自由度が天外
くなる利点がある。もつとも、操作の簡易さ、コストか
らすれば１個が好ましい。

また、Ｅ記実施例では判別回路により信号化された信号
を識別するようにしたが、こめ機能を制御装置（ｃｐｕ
）に行なわせるようにしてもよい。

制御装置にマイクロプロセサ又はマイクロコンピュータ
を含むときは比較的容易である。

２０．。よう＋ｃ、ｊｏ＝Ｑ□。よゎ４ｆ、　、”イツ
７．　　　□ティーチングにおける第１回目のポイント
教示のと酉に、ポイント座標の情報のみならず教示軌跡
中の点又は線の有する２種以Ｈの情報を少なくとも１個
のスイッチにより信号化して制御装置に辱え、記憶手段
中の記憶情報としたので、全体としてみた教示作業を容
易化するとともに、教示に費やす時間を短縮することが
で轡る。

【図面の簡単な説明】

第１図は教示ボックスの外観図、第２図は本発明の一実
施例を説明するためのブロック図、第３図はスイッチの
開閉信号の一例を示す図、第４図は判別回路の内部ブロ
ック図である。１・・・溶接トーチ、２・・・スイッチ、３・・・判別
回路、４・・・ロボット本体、２３・・・ＣＰＵ、２４
・・・記憶手段。

Claims

【特許請求の範囲】

Ｉｌｌオペレータがロボット本体の手首部に取り付けた
トーチまたはガンを持って、工業用ロボットに教示すべ
き軌跡を教示する方法であつ、て、前記教示軌跡中の２
種以上の情報を、前記オペレータが前記ロボット本体に
触れる箇所に設置する少なくとも１個のスイッチを前記
オペレータが開閉操作することに基づいて信号化し、こ
の信号化された信号を解読手段により解読するとともに
、解読結東を制量手段に辱えて前記情報を記憶手段に格
納するようにしたことを特徴とする工業用ロボットの教
示方法。