JPS58208807A

JPS58208807A - ロボツトのテイ−チング装置

Info

Publication number: JPS58208807A
Application number: JP57091462A
Authority: JP
Inventors: Yoshitada Sekine; 関根　慶忠; Fumiki Yokota; 横田　文樹
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1982-05-31
Filing date: 1982-05-31
Publication date: 1983-12-05
Also published as: WO1983004324A1; EP0111003A1; EP0111003A4; JPH0517564B2; US4600869A

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、ロボットのティーチング装置に関する。

近時、実用化されつつある組立（アセンブリ）ロボット
においては、締結作業や部品の差し込み作業等を如何に
して迅速巧妙に失敗なく繰り返し行なえるようにするか
が１重要な課題になっている。

例えば、締結作業に例を採る。なら、ねじが自動供給さ
れる自動ねじ締め機を、ロボットの可動部の先端に取シ
付けたメカニカルハンドに把持させるか、ロボットの可
動部先端に直接取り付けて、その自動ねじ締め機の先端
をワークのねじ穴上に正−に位置決めした後、自動ねじ
締め機を垂直に降してねじ締め作業を行なうことが考え
られる。

ところが、この作業を憑無く迅速に行なうには。

ロボットの繰り返し精度の向上を計ることも然る事ナカ
ラ、ロボットの作業位置に供給されるワークのねじ穴位
置とロボットの位置決め位置（目標位置）とが常に一致
していなければならず、そうでないとねじ締め作業の失
敗する確率が高くなってしまう。

ソノタメ、−り記の対策としてロボットヲティーチング
する際、ワークのねじ穴位置上にロボットに取り付けた
自動ねじ締め機の先端が正確に位置するようにロボット
を例えばティーチングボックスによるリモートコントロ
ールによって動がして。

ロボットの位置決め用の位置データを採取する必要があ
る。

ところが、上記のような正確無比なティ７チングを行な
うのは、非常に困難であり、可能だとしても高度の熟練
を要するはかりが、非常に時間が掛かる欠点があ゛る。

この発Ｂ／ｊは、上記のような背景に鑑みてなされたも
のであシ、比較的に１′Ｂ″Ｊ学に、１〜かも正確なテ
ィーチングを速やＺ・に行ない得るロボットのティーチ
ング装置を提供することを目的とする。

そのため、この発明によるロボットのティーチング装置
は、ロボットの作業端に作業位置検出手段を設けて、こ
の作業位置検出手段にロボットの作業位置を含む予め定
めた領域内を自動走査させて、前記作業位置検出手段が
ロボットの作業位置を検出した時のロボットの現在位置
を記憶するようにしている。

なお、この明細書において、ロボットの作業端とは、ロ
ボットの可動部の先端の手首部にセンサ本体を取り付け
た場合ならその先端部２手首部にメカニカルハンドを取
り付けた場合ならそのメカニカルハンドの先端部、又は
手首部乃至メカニカルハンドに自動ねじ締め機のような
工具を持たせた場合ならその工具の先端部等を表わすも
のとする。

以下、この発明の実施例を添付図面を参照しながら説明
する。

第１１′Ａは、この発明を適用し１こ水平多関節型ロボ
ットのティーチングの様子を示す斜−親図である。

同図において、５ＣＡＲＡ型とも称される水平多関節型
ロボット１は、基部２上に正立固定した柱体３と、この
柱体３に対して矢示Ｚ方向に上下動する昇降部４と、こ
の昇降部４に対してｘ−ｙ平面上を矢示θ１方向に旋回
する第１腕５と、この第１腕５に対して同じ＜ｘ−ｙ平
面上を矢示θ２方向に旋回する第２腕６と、この第２腕
６の端盤６ａに塩９付けられ、後述するセンサ本体７を
ベアリングを介して回転自在に取シ付けた手首部８とに
よって軸構成されている。

そして、昇降部４は、柱体３に取シ付けたモータＩＶＩ
によって減速機ＧＢ１及び柱体３内の回転−直線運動変
換機構を介して矢示Ｚ方向に駆動され。

第１腕５ば、昇降部４に取り付けたモ〜りＭ２によって
減速機ＧＢ２を介して矢示θ１方向に駆動される。

また、第２腕６は、第１腕５に取シ付けたモータＭ３に
よって減速機ＧＢ３を介して矢示θ２方向に駆動される
。

なお、ＰＧＩＴ−ＰＧ３は各モータＭｌ　−Ｍ３の出力
軸に取り付けたパルスジェネレータであり、夫々昇降部
４及び第１．第２腕５，６の移動位置を検出する。

また、昇降部４及び第１．第２腕５，６の連結軸部に回
転自在に取り付けた歯付ブーＩＪ　ＰＵｌ。

ＰＵ２と、　　センサ本体７のまわシに固着した歯付グ
ーリＰＵ３との間には、夫々歯付ベルトＶＴ１゜Ｖ　Ｔ
　２を張装してあり、これによって第１．第２腕５．６
が夫々矢示θ１．θ２方向に旋回してもセンサ本体７の
姿勢が常に一定となる。

ナオ、このセンサ本体７に関して、回転方向に姿勢を一
定にする必要はないが１手首部８にメカニカルハンド等
を取り付けた場合は、上記の機構が必要になる。

そして、この水平多関節型ロボット１の前面には、グロ
ーブボックス１１にグローブボックスリッド１２を仮設
した自動車のインストルメントパネル１０を矢示Ｙ方向
から搬送して図示の位置に所定期間停止させた後、下流
に搬送するワーク搬送コンベア９を設置しである。

なお、インストルメントパネル１０は、コンベア９上に
クランプされてお９、グローブボックスリッド１２には
、第２図にも拡大して示すようにタッピングねじなねじ
込む穴１２ａが穿設されている。

そして、このグローブボックスリッド１２の各穴１２ａ
に対して位相の合った第３図に示すグローブボックス１
１側の各穴１１ａには、発光ダイオード１３を埋め込ん
だ発光器１４を夫々ティーチング時に嵌め込む。

なお、第３図において、発光器１４には発光ダ′イオー
ド１３かも照射される光を絞る絞り口１４ａが設けてあ
り、この絞り口１４＆は穴１１ａ、１２ａの中心に位置
するようになっている。

次に、第４図を参照してセンサ本体７の概略を説明する
。

第４図において、セ／す本体７を構成する円筒体７ａ内
に進退自在に挿着した摺動体７ｂは、スープリング７Ｃ
の付勢力によって図示の位置まで前進しておシ、この摺
動体７ｂの先端部に設けた逃げ穴７ｄの底部には、光フ
ァイバ１５の受光端面部１５ａを露出しである。

そして、円筒体７ａ内のフレーム部７ｅには、摺動体７
ｂが後退して接触することによって作動する垂直位置検
出手段であるリミットスイッチ１６を設けである。

そして、光ファイバ１５は、摺動体１ｂから一旦外に出
た後、センサ本体７の上端部Ｔｆ内に設けた検出回路に
導かれている。

検出回路は、例えば第５図に示すように構成されている
。

すなわち、この検出回路は、光ファイバ１５によって伝
達された光をフォトトランジスタＰＴで受けて、その光
強度に応じた電流を抵抗ＲＫ　ｈす。

そして、この抵抗Ｒの両端に発生する電圧Ｖｘを例えば
ＣＭＯ８のシュミットトリガインバータ■で受けて、電
圧Ｖｘがその入力スレショルドレベルＶＴＲより大きい
か小さいかで、出力ｅが“Ｌ“父はゝゝＨ”になるよう
に回路定数を設定する。

例えば、光ファイバ１５を介して入力される光が、第３
図の発光ダイオード１３によって照射された光である時
に、出力ｅがゝゝＬ“に、それ以外では“Ｈ“になるよ
うにする。

このようにすると、シュミットトリガインバータＩの出
力ｅがゝＬ”の時、出力トランジスタＴｒがオフである
から、出力ＰＨは“Ｈ“になυ、出力ｅがＶ″Ｈ“の時
、出力トランジスタＴｒがオンして、出力ＰＨがＶ″Ｌ
″になる。

なお、上記の光ファイバ１５′及び第５図の検出回路に
よって、ロボットの作業位置であるグローブボックスリ
ッド１２の穴１２ａを検出する作業位置検出手段を構成
している。

そして１以上のような前提の下に、後述するでイーチン
グ装置によって、第１図のワーク搬送コンベア９上のイ
ンストルメントパネル１０におけるグローブボックスリ
ット１２の穴１２ａの位置データを求めようとするもの
である。

なお、ティーチング終了後は、手首部８に自動ねじ締め
機を取り付けて、ティーチングによって求めた位置デー
タに基づいてロボソｌ−１を駆動制御し、それによって
グローブボックスリッド１２の締結作業を行なう。

第６図は、この発明によるロボットのティーチング装置
を含む第１図の水平多関節型ロボット１の制御ブロック
図である。

なお、第６図のパルス分配器２０から先の偏差カウンタ
２１．駆動部２２．速度検出部２３．及び位置カウンタ
２４は、第１図の昇降部４を駆動するモータＭ１のデジ
タルＤＣサーボ系であり、他の第１．第２腕５，６のデ
ジタルＤＣサーボ系は全く同様に構成されているので１
図示を省略する。

先ず、ロボットを駆動制御するための基礎となる部分に
就て説明する。

同図において、移動データ算出部１７は、後述する第１
〜第３の読出回路３２〜３４によってメモリ１９のプリ
ティーチデータエリア１９ａ、平面走査データエリア１
９ｂ、及び垂直走査データエリア１９Ｃから夫々読み出
されるデータに応じて次のような演算処理を行なう。

（イ）プリティーチデータエリア１９ａがアクセスされ
た場合プリティーチデータエリア１９ａには、予め例えばＣＡ
Ｄ　（コンピュータ・エイディト・デザイン）システム
による仮想ティーチングにより求めた第１図のロボット
１のロボット空間座標系におけるグローブボックスリッ
ド１２の各穴１２ａ付近を表わす位置データが格納され
てお夕、これ等の各位置データが第１の読出回路３２に
よって順を追って読み出されると、その読み出された位
置データと現在位置レジスタ２５に格納されている昇降
部４及び第１．第２腕５，６各部の現在位置データとに
基づいて、昇降部４の移動量及び第１゜第２腕５，６の
各移動角を算出して、その算出結果をパルス分配器２０
に出力する。

なお、上記の各位置データは、第１図のセンサ本体７の
先端（ロボット１の手首部８に自動ねじ締め機を取り付
けた場合の自動ねじ締め機の先端に対応している）の目
標位置を示しすいる。

また、このプリティーチデータエリア１９ａ内には、実
際にはロボット１の原点位置から最初に作業する穴１２
ａまでの移動軌跡、各穴１２ａ間の移動軌跡、及び最後
に作業する穴１２ａから原点位置までの移動軌跡を夫々
決定するための多数の中継位置データ等も格納されて（
・るが、以下これ等の各中継位置データの処理に就ては
説明を省略する。

さらに、上記の各位置データは、ＣＡＤシステムによっ
て作らずに、ティーチングボックスによってロボットを
実際に動かすことにより作るようにしても良い。

ただし、その場合最終的な正確な位置データを作る必要
はないから、ラフなティーチングで良い。

（ロ）平面走査データエリア１９ｂがアクセスされた場
合平面走査データエリア１９ｂには、パルス分配器２０が
実行する直線補間に必要な始点及び終点を示す位置デー
タを演算するための例えば２種類の位置ベク上ルデータ
が格納されておシ、これ等の位置ベクトルデータが第２
の読出回路３３によって読み出されると、それ等の位置
ベクトルデータと前述の現在位置データとに基づいて、
前述の始点位置データ及び終点位置データとをサイクリ
ックに演算して、その演算結果を順次パルス分配器２０
に出力する。

なお、この事に就ては後でさらに詳しく述べる。

（ハ）垂直走査データエリア１９ｅがアクセスされた場
合垂直走査データエリア１９Ｃには、第１図のセンサ本体
７の先端を穴１２ａに向って垂直に所定量降すための位
置データが′格納されており、この位置データが第３の
読出回路３４によって読み出されると、その位置データ
と前述の昇降部４の現在位置とに基づいて、昇降部４の
移動量を算出して、その算出結果をパルス分配器２０に
出力する。

パルス分配器２０は、補間モード信号ＳＭが入力されて
いない時には、移動データ算出部１７から送られてきた
データに基づいて、各部の移動量（角）をパルス、数で
表わしたパルス信号を形成して、夫々ノパルス信号を各
デジタルＤＣサーボ系の偏差カウンタ２１に出力する。

また、補間モード信号ＳＭが人力されている時には、移
動データ算出部１７から送られてくる始点位置データ及
び終点位置データとに基づいて、両位置間をセンサ本体
１の先端が直進するような直線補間パルスを形成して、
該補間パルスを夫々第１．第２腕５，６を駆動するモー
タＭ２．Ｍ３用のデジタルＤＣサーボ系の偏差カウンタ
に出力する。

なお、このパルス分配器２０は、後述するディスエーブ
ル信号ＤＡが入力されると、このディスエーブル信号Ｄ
Ａが入力された時点におけるセンサ本体７の先端の現在
位置が、時間的なずれがあっても結果的に変化しないよ
うにパルス出力を制御して、その出力を停止するものと
する。

デジタルＤＣサーボ系では、偏差カウンタ２１のカウン
ト出力に応じて駆動部２２内のＤ／Ａ変換器及びサーボ
アンプを介してモータＭ１を回転駆動制御するようにな
っており、その速度及び位置（回転量・）制御の概略は
次の如くである。

すなわち、モータＭｌを正転方向に回わすべき時は、パ
ルス分配器２０からのパルス信号を偏差カウンタ２１の
アップカウント端子Ｕに、モータＭｌ　　によって作動
するパルスジェネレータＰＣＩからフィードバックされ
るパルス信号を偏差カウンタ２１のダウンカウント端子
りに、夫々図示しない切換回路を介して入力する。

このようにすると、モータＭ１が回転し始めた時点から
一定時間経過するまでは、パルス信号の周期及びパルス
ジェネレータＰＣＩの出力特性によって決まる速さで、
偏差カウンタ２１のカウント値は増加し、前記一定時間
経過後は偏差カウンタ２１のカウント値は一定に保たれ
る。

そして、偏差カウンタ２１のアップカウント端子Ｕに入
力されるパルス信号がなくなると、パルスジェネレータ
ＰＧ１からのパルス信号によってそのカウント値がデク
リメントされていく。

このような変化をする偏差カウンタ２１のカウント値を
速度基準値として、この速度基準値と速度検出部２３か
らの実速値（パルスジェネレータＰＧｌからのパルス信
号をＦ／Ｖ変換して得る）とを比較して両者が一致する
ように駆動部２２は速度フィードバック制御する。

このように、偏差カウンタ２１がパルス分配器２０から
のパルス信号をカウントし始めることによってモータＭ
ｌが回転し始め、偏差カウンタ２１のカウント値が増加
、一定、減少して零になることによって、モータＭ１が
そのパルス数に応じた回転数だけ回転して停止し、それ
によって位置（回転量）制御が行なわれる訳であるが、
モータＭ１　の回転量が所定値以上又は以下の場合は、
次のような補正が行なわれる。

すなわち、パルスジェネレータＰＣＩとして、インクリ
メンタル形のものを使用すると、モータＭ１　の回転方
向をその出力パルス信号の位相を弁別することによって
検知できる。

そこで、前述した切換回路にその弁別機能を持たせて、
モータＭ１が正転の時は前述のとおりパルスジェネレー
タＰＧｌからのパルス信号を偏差カウンタ２１のダウン
カウント端子りに、逆転の時はそのパルス信号をアップ
カウント端子Ｕに夫々人力するようにする。

このようにすると、当然の事ながら回転量が所定値に充
だない時は、偏差カウンタ２１のカウント値は零にはな
らないので、モータＭｌをさらに正方向に回転してカウ
ント値が零になるように作用し、回転量が所定値を越え
ていれば、偏差カウンタ２１のカウント値は負の値であ
るから、モータＭｒは逆方向に回転されると共に、その
回転に応じてパルスジェネレータＰＧ１から出力される
パルス信号によって負の値のカウント値が正方向に向っ
てインクリメントされて、カウント値が零になるように
作用する。

それによって、モータＭｔは結果的にはパルス分配器２
０からのパルス信号のパルス数に応じた回転数だけ回転
して停止する。

なお、現在位置レジスタ２５は、前述のようにして駆動
制御される各ぞ一夕Ｍｌ−Ｍａの始動時点からの見かけ
」二の回転量（正転量−逆転量）をカウントする（個の
位置カウンタ２４からのカランＩ・出力を格納するよう
にしてあり、それによってロボット１の各部が原点位置
からどれだけ動いたかを示す現在位置データを常に保持
ｌ−ている。

なお、これ等の各位置カウンタ２４も、各パルスジェネ
レータＰＧ１〜ＰＧ３からのパルス信号の位相を検知し
て、モータＭ１〜Ｍ３の正転時のパルス信号をアップカ
ウント端子に、逆転時のパルス信号をダウンカウント端
子に夫々入力する切換回路を入力側に夫々接続しである
。

以上のようにして、第１図のロボット１の手首部８に取
ｐ付けたセンサ本体７の先端を、指令値どおり動かすこ
とができる。

次に、この発明に係わる部分を含めて説明する。

第６図において、検出回路２６は、第５図に示すよう回
路構成されており、グローブボックスリッド１２の穴１
２ａからの光（第３図の発光器１４の発光ダイオード１
３からの光）を、第４図のセンサ本体７の先端における
光ファイバ１５の受光端面部１５ａが捕えた時にのみ、
出力ＰＩ（は“Ｈ”となる。

制御部３１は、この発明に係わる制御を含むロボット全
体の制御を司る。

すなわち、この制御部３１は、第７図（イ）に示すティ
ーチングモード信号ＴＭが入力されると、以下に説明す
る各種のタスクを実行する。

次に、第７図（ロ）に示すロボット起動指令ＳＴが入力
されると、同図Ｑ９に示すイネーブル信号ＥＮｌを第１
の読出回路３２に出力して、第１の読出回路３２を作動
させ、それによってメモリ１９のプリティーチデータエ
リア１９ａから最初の目標位置である例えば第８図に示
す位置ｄ１を表わす位置データが読み出されて、その位
置データが移動データ算出部１γに出力される。

移動データ算出部１７は、その位置データを受けた後、
箇７図に）に示すようにイネーブル信号ＥＮｌの立下り
のタイミングに基づいて、ロボット１の各部の移動デー
タを算出して、その算出結果をパルス分配器２０に出力
する。

一方、ロボット起動指令ＳＴが入力されると、制御部３
１は、第７図に）に示すクリア信号ＣＬを３個のフリッ
プフロップ回路（ＦＦ）２７．２Ｂ、　２９゜３０のリ
セット端子Ｒに出方して、ＦＦ２７〜３０をイニシャラ
イズしているので、前記算出結果がパルス分配器２０に
入力された時点では、ＦＦ３０のＱ出力であるディスエ
ーブル信号ＤＡは、パルス分配器２０に入力されておら
ず、又補間モード信号ＳＭも入力されていない。

そのため、パルス分配器２０は、移動データ算出部１Ｔ
からの算出結果を受けた後、第７図（ホ）に示すような
タイミングで各デジタルＤＣサーボ系の各偏差カウンタ
２１にその算出結果に応じたパルス信号を分配出力する
。

それによって、前述したデジタルＤＣサーボ系の作用に
より、入力されたパルス信号に応じた位置決め制御がな
されるため、ロボット１の手首部８に取り付けたセンサ
本体７の先端は、第８図に示す位置ｄｘに位置決めされ
る。

なお、上記の説明では、ロボット１を原点からいきなり
最初の目標位置まで動かすようにしたが、前述したよう
に実際には、両者間に設定した複数の中継点を夫々示す
中継位置データに基づいて、ロボット１の運動軌跡を限
定するようになっている。

次に、パルス分配器２０が、パルス信号の分配を終了し
て第７図（へ）に示す分配終了信号ＰＥを出力すると、
このパルス分配終了信号ＰＥの立上りのタイミングでＦ
Ｆ２７がセットされ、それによってアンドゲートＧｌが
開く。

また、このパルス分配終了信号ＰＥが制御部３１に入力
されると、制御部３１は第７図（ト）に示すタイミング
で補間モード信号ＳＭをパルス分配器２０に出力すると
共に、同図チ）に示すタイミングでイネーブル信号ＥＮ
２を第２の読出回路３３に出力して、第２の読出回路３
３を作動させる。

それによって、メモリ１９の水平走査データエリア１９
ｂから次のような２種類の位置ベクトルデータが読み出
されて、それ等の位置ベクトルデータが移動データ算出
部１７に出力される。

すなわち、これ等の位置ベクトルデータとは、第８図に
示すグローブボックスリッド１２の穴１２ａを含み得る
領域Ｓにおし・て、第９図に示す一辺ＤＩの長さ及びロ
ボット座標系での方向を示す位置ベクトルλ（ベクトル
の基点座標は任意）と、他の一辺を分割した辺Ｄ２の長
さ及びロボット座標系での方向を示す位置ベクトル百（
ベクトルの基点座標は任意）とを夫々示すデータである
。

移動データ算出部１７は、上記２つの位置ベクトルデー
タを受けた後、第７図に）に示すようにイネーブル信号
Ｅ・Ｎ２の立下シのタイミングに基づいて、それ等の位
置ベクトルデータと現在位置レジスタ２５の各部の現在
位置データとによって次のような演算を行なって、その
演算結果をパルス分配器２０に転送する。

すなわち、先ず現在位置レジスタ２５がら取り込んだロ
ボット１の各部の現在位置データとに基づいて、センサ
本体７の先端の現在位置（第８図及び第９図の位置ｄ１
に相当する）を演算する。

次に、このセンサ本体７の先端の現在位置ｄｌを前述の
位置ベクトルＸの基点座標として、第８図及び第９図の
位置ｄ２を演算する。

そして、これ等の位置ｄｚ、ｄｚを最初の直線補間の始
点及び終点位置データとして、パルス分配器２０に転送
する。

そして、パルス分配器２０は、先に述べた補間モード信
号ＳＭによって補間モード動作状態になっているので、
移動データ算出部１７から転送された前述の始点及び終
点位置データに基づいて、センサ本体Ｉの先端が位置ｄ
１．ｄｚ間を直進するような直線補間パルスを形成して
、該直線補間ノくルスを夫々第７図（ホ）に示すタイミ
ングで第１．第２腕５，６を駆動するモータＭ２．Ｍ３
用のデジタルＤＣサーボ系の偏差カウンタに出力する。

それによって、前述したデジタルＤＣサーボ系の作用に
より、センサ本体７の先端は、第８図の位置ｄ１からｄ
２に向って直進する。

一方、移動データ算出部１７は、前述の位置ｄｌ、ｄ２
を演算してデータ転送を終えると、直ちに今度は位置ｄ
２を位置ベクトルＢ（第９図参照）の基点座標として、
第８図及び第９図の位置ｄ３を演舞する。

そし７て、位置ｄｚ、ｄ３を次の始点及び終点位置デー
タとして、パルス分配器２０に転送する。

パルス分配器２０は、最初の補間処理に引き続いて次の
始点及び終点位置データ・に基づいた補間処理を行なう
。

それによって、センサ本体７の先端は、第８図に示す穴
１２ａを含む領域Ｓを水平走査するようになる。

なお、移動データ算出部１γにおいては、第８図及び第
９図に示す位置ｄ４．ｄｓ　、・・・をＣ算する際、位
置ベクトル−Ａを利用するものとする。

次に、センサ本体７の先端が第８図に示すように穴１２
ａに対向する位置に達すると、穴１２ａからの光が光フ
ァイバ１５によって検出回路２６に伝達されるため、検
出回路２６から′Ｈ“の出力ＰＨが出力される。

このゝゝＨ“の出力Ｐ１１がＦＦ２７のＱ出力によって
開いたアンドゲートＧ１を介してＦＦ２８をセットする
ため、そのＱ出力である平面位置検出信号ＨＫ　　（第
７図（１力参照）が発生する。

この平面位置検出信号ＨＫが発生すると、オアゲー　ト
Ｇ２を介してＦＦ　３　Ｑがセットされるため、そのＱ
出力であるディスエーブル信号ＤＡ　（第７図（ヌ）参
照）が発生し、それによってパルス分配器２０の動作が
停止（データのクリアをも含む）すると共に、移動デー
タ算出部１７内のデータがクリアされる。

そのため、センサ本体７の先端は、穴１２ａに対向する
位置で停止する。

一方、制御部３１は、平面位置検出信号ＵＫが発生する
と、第７図Ｑりに示すタイミングでクリア信号ＣＬを出
力してＦＦ　２７．２８．２９．３０をリセットし、そ
れによってアンドゲートＧｌを閉じると共に、パルス分
配器２０の動作停止を解除する。

そして、制御部３１は、第７図（ロ）に示すタイミング
で、イネーブル信号ＥＮ３を第３の読出回路３４に出力
して、第３の読出回路３４を作動させ、それによってメ
モリ１９の垂直走査データエリア１９Ｃからセンサ本体
７の先端を穴１２ａに向つて垂直に所定量時すための位
置データが読み出されて、その位置データが移動データ
算出部１７に出力される。

移動データ算出部１７は、その位置データを受けた後、
第７図に）に示すようにイネ−プル信号ＥＮ３の立下り
のタイミングに基づ（・て、ロボット１の昇降部４の移
動データを算出して、その算出結果をパルス分配器２０
に出力する。

パルス分配器２０は、移動データ算出部１１からの算出
結果を受けた後、第７図（ホ）に示すようなタイミング
で昇降部４用のデジタルＤＣサーボ系の偏差カウンタ２
１にその算出結果に応じたパルス信号を分配出力する。

それによって、前述したデジタ）ｖＤＣサーボ系の作用
により、センサ本体７の先端は、穴１２ａに向って下降
する（垂直走査）。

センサ本体７の先端である摺動体７ｂ（第４図参照）の
先端が穴１２ａに当接して、該摺動体７ｂが円筒体Ｔａ
内に後退し、リミットスイッチ１６をオンさせると、Ｆ
Ｆ２９がセットされ、そのＱ出力である垂直位置検出信
号ＶＫ　　（第７図（ロ）参照）が発生する。

この垂直位置検出信号ＶＫが発生すると、オアゲートＧ
２を介してＦＦ３０がセットされるため、そのＱ出力で
あるディスエーブル信号ＤＡ　（第７図（ヌ）参照）が
発生し、それによってパルス分配器２０の動作が停止し
て、センサ本体７の垂直走査も停止する。

そして、制御部３１は、垂直位置検出信号ＶＫが発生す
ると、第７図Ｑりに示すタイミングでクリア信号ＣＬを
出力してＦＦ　２７．２８．２９．３０をリセットし、
そオｔによってパルス分配器２０の動作停止を解除する
。

また、制御部３１は、第７図（至）に示すタイミングで
、イネーブル信号ＥＮ４を演算・書込回路３５に出力し
て、演算・書込回路３５を作動させる。

演算・書込回路３５は、現在位置レジスタ２５に格納さ
れているロボット１の各部の現在位置データに基づいて
、センサ本体７における後退した摺動体７ｂの先端の現
在位置データ、すなわち穴１２ａのロボット座標°系に
おける位置データを演算して、その演算結果をメモリ１
９のティーチデータ格納エリア１９ｄに書込む。

そして、制御部３１は、メモリ１９を監視してそのティ
ーチデータ格納エリア１９ｄに最初の穴１２ａの位置デ
ータが書込まれたことを確認すると、第７図（ハ）に示
すイネーブル信号ＥＮＩを第１の読出回路３２に出力し
て、−前述の動作を繰返す。

そして、全ての穴１２ａに対するティーチングが完了し
たら、締結作業の開始指令が入力するまで待機する。

なお、前述のようにして得た各穴１２ａの位置データは
、ロボット１の手首部８に自動ねじ締め機を取り付けた
時の自動ねじ締め機先端の目標位置を示すデータであり
、締結作業に必要な自動、ねじ締め機の下降動作を行な
うためのデータは、メモリ１９の他の工、リアに格納し
である。

また、プレイバック時には、図示しない読出回路を介し
てティーチデータ格納エリア１９ｄ内の位置データが読
み出される。

さらに、第６図において、メモリ１９．第２゜第３の読
出回路３３，３４．移動データ算出部１７゜パルス分配
器２０．制御部３１．及び各デジタルＤＣサーボ系等に
よって走査制御手段を、メモリ１９、演算・書込回路３
５．及び制御部３１等によって記憶手段を夫々構成して
いる。

次に、上記実施例の変更例を列記する。

（イ）　上記実施例では、作業位置検出手段の検出仕様
として、センサ本体Ｔ側に受光器を、穴１２ａの方に発
光器を夫々取シ付けた例について述べたが、例えばセン
サ本体γ側に発光器をも具備する一方、グローブボック
ス１１の穴１１ａに第１０図に示すような反射板３６を
有する反射体３７を嵌め込むようにした反射方式を採用
することもできる。

なお、グローブボックスリッド１２とその穴１２ａとの
間にある程度の明るさの違いがあれば、穴１２ａ側に発
光器を設けなくても穴１２ａの位置を検出することもで
きる。

（ロ）第８図及び第９図に示す領域Ｓの走査の仕方とし
ては、前述の例の他に例えば第１１図（−１）（ロ）に
示すような例が考えられる。

なお、センサ本体７の先端に例えば第１２図に示すよう
な受光器３８を１列に多数配置した受光部３９を取り付
ければ、この受光部３９を矢示方向に走査するだけで、
穴１２ａを検出した受光器３８の位置と受光部３９の走
査位置とに基づいて、穴１２ａの位置を求めることがで
きる。

（ハ）上記実施例では、自動車のインストルメントパネ
ルのグローブボックスリッドの穴を対象にした例につい
て述べたが、インストルメントパネルの他の部分（メー
タ等）−や他のワークを対象にしても良く、例えば自動
車の車体の溶接打点位置をティーチングする場合、その
溶接打点位置に例えば発光塗料を塗布して、その発光塗
料を塗布した位置を検出するようにしても良い。

なお、対象とするワークに、センサ本体７の平面走査の
障害となるものがなければ、走査領域を大きく取ること
が可能になり、それによってプリティーチがさらに簡単
になる。

←）上記実施例では、垂直方向の走査も行なうようにし
たが、水平走査によって穴１．２　ａを検出した時点で
、センザ本体７先端の位置データを記憶するようにして
も、従来に比べれば格段の効果を奏する。

０→　上記実施例では、光ファイバ１５の受光端面部１
５ａをセンサ本体７の先端に設けたが、これに限るもの
ではなく、例えばロボット１の手首部８に第１３図に示
すような自動ねじ締め機４０を取り付けた場合、その開
閉するチャック爪４０ａ。

４０ａの先端部に設けるようにしても良いし、あるいは
ロボット１０手首部８に図示しないメカニカルハンドを
取り付けた場合、その先端に設けるよう°にしても良い
。

（へ）上記実施例では、この発明を３軸の水平多関節型
ロボットに適用した例につ檗て述べたが、これに限るも
のではなく、どのような軸構成のロボットにも同様に適
用できる。

以上述べたように、この発明によれば、ロボットの作業
端に作業位置検出手段を設けて、この作業位置検出手段
にロボットの作業位置を含む予め定めた領域内を自動走
査させて、作業位置検出手段がロボットの作業位置を検
出した時のロボットの現在位置を記憶するようにしたの
で、ティーチングを比較的に簡単に、しかも正確かつ速
みやかに行なうことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明を適用した水平多関節型ロボットの
ティーチングの様子を示す斜視図、第２図は、第１図の
グローブボックスリッドの拡大部分図、第３図は、第２図の■−■線に泪う断面図、第４図は、
第１図のセンサ本体の概略を示す拡大部分新前図。第５図は、検出回路の一例を示す回路図、第６図は、こ
の発明によるロボットのティーチング装置を含む第１図
の水平多関節型ロボットの制御ブロック図、第７図（イ）〜（力は、夫々第６図の動作説明に供する
タイミングチャート、第８図及び第９図は、夫々第６図の平面走査説明に供す
る図、第１０図は、反射体の斜視図、第１１図（イ）（ロ）は、夫々平面走査の他の例を示す
図、第１２図は、作業位置検出手段の他の例を示す説明
図。第１３図は、自動ねじ締め機の一例を示す部分断面図で
ある。１・・・水平多関節型ロボット　７・・・センサ本体７
ｂ・・・摺動体　　　　　９・・・部品搬送コンベア、
１０・・・インストルメントパネル１２・・・グローブボックスリッド１２ａ・・・穴　１４・・・発光器　１５・・・光ファ
イバ１５ａ・・・受光端面部　１７・・・移動データ算
出部１９・・・メモリ　　　　２０・・・パルス分配器
２１・・・偏差カウンタ　２２・・・駆動部２３・・・
速度検出部　　２４・・・位置カウンタ２５・・・現在
位置レジスタ　２６・・・検出回路２７、２８．２９．
３０・・・フリップフロップ回路３１・・・制御部３２〜３４・・・第１〜第３の読出回路３５・・・演算
・書込回路Ｍｌ−Ｍｌ　・・・モータＰＣＩ−ＰＧ３・・・パルスジエネレータ第１図１第２図第３図第８図猛第９図ｓ第１０図第１１図（イ）　　　　　　　　　　　　　　　　　（ロ）第１
２１！！

Claims

【特許請求の範囲】１　ロボットの現在位置を検出する現在位置検出手段と
、前記ロボットの作業端に設けられ前記ロボットの作業
位置を検出する作業位置検出手段と、前記ロボットの可
動部を駆動制御することによって前記作業位置検出手段
に前記作業位置を含む予め定めた領域内を走査させる走
査制御手段と、この走査制御手段によって走査される前
記作業位置検出手段が前記作業位置を検出した時に、前
記現在位置検出手段によって検出した前記ロボットの現
在位置を記憶する記憶手段とによって構成したことを特
徴とするロボットのティーチング装置。２　前記ロボットの作業位置が、ワークのねじ穴であり
、前記作業位置検出手段が、前記ねじ穴に嵌め込んだ発
光器からの光を受光する受光器である特許請求の範囲第
１項記載のロボットのティーチング装置。３　前記ロボットの作業位置が、ワークのねじ穴であり
、前記作業位置検出丁０段が、前記ねじ穴に嵌め込んだ
反射板に光を照射する発光器と前記反射板からの反射光
を受光する受光器とによって構成された特許請求の範囲
第１項記載のロボットのティーチング装置。