JPS5871086A - ロボツトの教示装置 - Google Patents

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】 た教示レバーを操作して教示するロボットの教示装置に
関する。

従来、ロボットの教示方法としては幾種類かあり，その
１例として、ロボツ，ト本体の近くに教示用のボックス
あるいはペンダントを設け、これに欧付けた押ポタざス
イッチ等の操作ｔこよって各アーム軸を１軸毎に教示す
るものがある。

これは時間がかかるばかりでなく，極座標型あるいは多
関節型のロボットにおいて、各アーム軸を１軸毎に移動
して、最終のアームを目標位置へ移動することは不可能
である。その他の例として、ロボットのアームを人手に
より直接移動させて教示するものがある。これはアーム
が軽く動くようをこするために．アーム駆動軸と駆動源
を切り離す装置を付けたり，アームのバランス装置を付
けたりしている。したがって、大型のものになると教示
困難になると共に，前記のように特別な装置が必要であ
り，構造も複雑になる。その他、マスク・スレイプ方式
等があるが装置が大損りをこなり高価なものとなる。

本発明は、以上のような点に鑑みなされたものであって
，ロボットに特別な駆動機構あるいはアームのバランス
装置等を設けることなく。

既製のロボットにも容易に取付は可能であって多関節ロ
ボット等においても教示操作が容易であり，構造が簡単
か．っ安価なロボットの教示装置ｉｉｖ□ｔう。よ、、
オ６　４）’　７Ｆ＋１あう。ワ下図り基づいて説明す
る。

第１図ないし第３図において、（８）は棒状の教示レバ
ーであって、ぺ一でｌｉｔ　ｔこ垂直に配置されると共
ｔこ後述の支持手段により支持されている。

この教示レバー（８）の上端には人手操作のための握り
（９）が取付けてあり，下端には厚円板状のドッグ＋Ｉ
Ｑが形成されている。

支持手段の構成は次のようである。（２）は、ペース（
１）にかぶせて欧付けたキャップ状のケースで、このケ
ース（２）の天井部の中心には適当径の穴が明く深さの
くぼみ＋３１が形成されている。ケース（２）の天井部
には、このくぼみ（３）に相対する半球面のくぼみ（４
）が形成された押え板（５）が取付けてあり，上下に適
当径の穴が明いた球面空間部が形成されている。この球
面空間部に，一中心に貫通孔（６）を有する球体（７）
が回転自在に嵌込まれており、この貫通孔（６）には前
記教示レバー（８）が摺動自在に嵌挿されている。そし
てこれを常時下方へ付勢するためのばねａＤが、球体（
７）とドッグ（１１との間に巻設されると共に係止され
ている。

更シこ教示レバー（８）には、上方に向って小径となる
円錐状ばね１１りが巻設してあり，このばね１１ｚの下
端は前記押え板（５）の上面に、上端は教示レバー（８
）の中程に取付けた係止部材０に夫々係止してあり，教
示レバー（８）を上方へ常時付勢している。□したがっ
て教示レバー（８）は、ばねｔｉｌｌ及び円錐状ばねα
２によって，上下方向に弾性的に支持されると共ｔこ、
球体＋７１を中心にして．前、記垂直線に対して傾斜方
向をこも変位可能であり、元位置復帰可能に弾性的に支
持されている。倚、円錐状ばねｆｆ２は，カバーＩによ
って覆われている。

次に変位検出手段の構成を説明する。前記教示レバー１
８）の軸線と直角な面に、軸線と同心円上に、かつドッ
グ（Ｉαの周囲に、複数個のマイクａ　スイツ＋　（１
５Ａ）（１５Ｂ）（１５Ｇ）（１５Ｄ）が配置されると
共にドッグ叫の上下面に対してはマイクロスイッチ（１
６Ａ）と（１６りが夫々配置され、ぴース（１）に、取
付けられている。そして教示レバー１８）ｔこ形成され
たドッグαＧが前記軸線に対して直角な面上及び軸線の
方向に変位することにより、上記各マイクロスイッチを
作動可能にする構成である。そしてこれらのマイクロス
イッチの信号は、ロボットの制御装置（図示しない）に
送られる。

上記、各マイクロスイッチの配置をこついて第３図に基
づいて更に説明すると、これは°’Ｘ　、　Ｙ　。

Ｘ軸を有し、各軸の駆動モータによって動作する直交座
標型のリボ１１０秒に本発明の教示装置αηを取付けた
概念図である。この教示装置１７１のベース（１）は、
ロボットαｇのアームの先端部に取付けられており、マ
イクロスイッチ（１５Ａ）とマイクロスイッチ０５ｃ）
は、ドッグαＧをこの間かこ零いて相対向してＸ軸に平
行に、マイクロスイッチ（１５司とマイクロスイッチ（
１５勇は同様にＹ軸に平行に、マイクロスイッチ（１６
Ａ）とマイクロスイッチ（１６Ｂ）は同様にＸ軸に平行
に夫々配置されている。そこで、マイクロスイッチ（１
５のが作動すると、Ｘ軸の駆動モータが回転する。そし
て相べするマイクロスイッチ（１５Ａ）が作動すると、
上記駆動モータは逆転する。更に、Ｙ軸及びＸ軸につい
ても同様に動作するように制御回路（図示しない）が構
成されている。

以上のように１本発明のロボットの教示装置は、教示レ
バーと、これを支持する支持手段と教示レバーの変位を
検出する変位検出手段とから構成されており、第４図に
示すように１．直交座標型ロボットあるいは第５ｒＩ！
１に示す多関節型ロボット等のアームの先端にを付けて
使用される。

以下動作について説明するＯ Ｉ！３図において、教示目標位置を１例えば。

作業ツールα９の先端を、左下の奥側（矢印Ａの方向）
へ移動したいとすれば、これと同方向（矢印ａの方向）
へ教示レバー（８）の握り（９）に刀を加える。すると
教示レバー（８）の下端のドッグＧ（１は、下方へ変位
すると共に１球体（７）を中心点として点対称に、握り
（９）とは反対方向（矢印すの方向）へ変位する。この
変位によりマイクロスイッチ０５Ｃ）　、　（１５Ｂ）
が作動すると共にマイクロスイッチ（１６Ａ）が作動す
る０これによりＸ、Ｙ及び２軸駆動モータが夫々回転、
して作業・ソーｖＱ９の先端は目標位置へ移動するＯ即
ち、教示Ｖｔ＜　−の握り（９）を押し続けている間モ
ータは回転し。

その方向へロボットのアームは移動する。目標位置を行
過ぎた場合は１反対方向に教示し１＜　−を操作すれば
良い。目標位＠に停止後このときの位置な制御装置（図
示しない）により読取り同様にして所定の位置へ順次、
教示動作を行う。

このようｔこ目標位置へ向けて直感的に教示レバーを操
作するだけで良く、熟練を要することなく容易に教示動
作を行うことができる。尚。

教示動作をするとき前記駆動モータは、正規の駆動電圧
より低い電圧にして、回転を低くして駆動される。この
実施例ではマイクロスイッチの０Ｎ−ＯＦＦ’によって
制御されるものである。

第６図、＠７図は、ロボットのアームが平面移動するロ
ボット例えば第５図に示すような多関節ロボットの教示
動作を説明するための線図の平面図で、第６図において
、（２）は、第１軸彌を中心にして回転する第１アーム
であり、この先端の１ｇ２軸＠を中心をこして回転する
第２アームのの先端に、本発明の教示装置αりが取付け
てあ今０そして理解を容易にするために、マイクロスイ
ッチの記号を前記実施例のものとは変更して、（ＩＲ）
は、第１アーム面を右廻り（矢印ＩＲ）の方向に回転さ
せるときに作動するマイクロスイッチの記号とし、（Ｉ
Ｌ）はその逆とする。（２Ｒ）は、第２アームのを右廻
り（矢印２Ｒ）の方向に回転させると＃に作動するマイ
クロスイッチの記号とし、　（２Ｌ）はその逆とする。

そこでアームを現位置（実線で示す）から矢印Ａの方向
へ動かして目標位置（想ｇ！！線で示す）へ移動する場
合、教示レバーを矢印Ａの方向へ動かす。するとドッグ
［１１は矢印すの方向に変位してマイクロスイッチ（Ｉ
Ｒ）及び（２Ｒ）が作動して第１アーム（２１１及び第
２アームのを夫々矢印（ｌＲ）及び（２Ｒ）の方向へ回
転させることができる。そしてアームが目標位置に達す
るまで教示レバーを押し続ければ良い。アームが行過ぎ
牟場合は、上記と逆に教示レバーを操禄すればマイクロ
スイッチ（ＩＬ）（２Ｌ）が作動してアームは戻される
。

第７図に示すアーム位置の場合は、アームを矢印Ａの方
向に移動するために教示レバーをその方向に押すと、ド
ッグａ［Ｉは矢印すの方向に変位し、マイクロスイッチ
（ＩＲ）が作−動して、第１アーム（社）は矢印（ＩＲ
）の方向に回転する。これと同時にマイクロスイッチ（
２Ｒ）が作動する。これはＩＩ！２アームだけの回転方
向について見れば反対方向である。しかし第１アーム（
社）の回転によって、第２７−ノ・■の先端は矢印［Ｂ
Ｊの方向に動くために、アームは教示レバーを操作する
手の動き（位置）を即座に行過ぎてしまう。したがって
教示レバーは矢印（Ｂｊと反対方向に傾斜するから、す
ぐにマイクロスイッチ（２Ｌ）が作動して＠２７−ムの
は矢印（２Ｌ）の方向に回転する。このような動作が繰
返されて目標位置へアームは移動する０ｍ　、　１ｇ１
アーム（社）と第２アームのが成す角度ＩＫＩが１８０
度以内であればどの位［（角度）に於いても教示動作が
円滑に行なわれる。

第１アーム（２）の位置は、実用時には、ロボットの前
面に居て操作するため３６ｏ０どの位置にあっても良い
。

以上のように本発明は、ロボットのアームの先端部に取
付けて使用する教示装置であって、教示レバーと、これ
を垂直方向及び前記傾斜方向に弾性的に支持する支持手
段と、教示レバーの変位を検出する変位検出手段とから
構成したものであって、この検出にた信号によってロボ
。

ットアームの駆動モータを制御して教示するものであ、
るから、教示のためのアームを軽く動かす装置や、アー
ムのパフンス装置が全く不要テあり、既製のαボッＦＦ
−も容易に適用できる。

また教示レバーは、あらゆる方向に弾性的に変位可能に
支持されているため、アームを移動させようとする方向
へ、直感的に教示レバーを操作すれば良く、熟練を要す
ることなく容易に操作することができる。また変位検出
手段のマイクロスイッチは市版品を応用することができ
るので安価であり、動作も確実である。このようｔこ構
造が簡単且つ堅牢なものであって、あ゛らゆる構造のロ
ボットに適用できる等、顕著な効果を得ることができる
。

第８図及び第９図は、本発明の他の実施例を示すもので
、１８）は棒状の教示レバーであって。

この下端がペース（１）の中心に垂直に固着されかつこ
の教示レバー（８）は垂直方向及び垂直線に対する績斜
方向に弾性変位可能に支持されている。

ここで垂直方向の弾性変位は、教示レバー（８）の軸方
向の弾性変形（ひずみ）であり、垂直線に対する傾斜方
向の弾性変位は、教示レバー（８１の軸を曲げようとす
る方向の弾性変形（ひずみ）である。この教示レバー（
８１の軸外周表面に複数個の歪ゲージ（財）を貼付けて
、上記変位を検出してこれをロボットの教示信号として
吹出すことが可能な変位検出手段によって構成されてい
る。

そして教示レバーを操作したときに上記変位はｘ、ｙ、
ｚ軸成分の変位として夫々検出可能に構成されている。

簡、歪ゲージ＠を貼付けた部分は、ベースｆｉ＋に暇付
けたキャップ状のケース【２）によって覆われている。

そして教示レバー（８）が貫通している孔には、教示レ
バー１Ｂ）が変位するための隙間１ａＪが設けである。

また教示レバー１８）の上端をこは人手操作のための握
り（９）が取付けである。

以上のように構成された教示装置は、ロボットのアーム
の先端に吹付けて使用される。このものに一ついて動作
を説明すると、前記実施例の動作と同様であり、ロボッ
トのアームの先端を目標位置へ移動させようとする方向
へ握り（９）に力を加える。するとその方向の教示レバ
ー（８）の変位は、変位検出手段によりｘ、ｙ、ｚ軸方
向の成分として検出される。この信号は制御装置−（図
示しない）へ送られ、ロボットのアーム駆動モータが制
御されてアームは目標位置へ移動する。このときの位置
を読１取る。このようにして教示が可能である０ この実施例の変位検出手段は、歪ゲージ（至）を用いて
いるため、教示レバー（８）ニ加えられた変位（力）に
比例した大きさのｉ号を取出すことができるため、教示
レバー（８）に加える力に応じて駆動モータを速く回転
させたり、遅く回転させたりすることが可能な教示制御
回路を構成することができる。したがって、０１１１−
ＯＦＦ制御に比べてより円滑な制御が可能である。また
この教示レバー（８）は純弾性的に支持されているので
、摩耗あるいはガタが発生する部分がないため堅牢であ
り、耐久性も優れている。

以上のように本発明のロボットの教示装置は教示する場
合、ロポツ［アームを移動させようとする目障位置の方
向へ、教示レバーを直感的に動かしてアームが目標位置
に達するまで押し続けるだけで良く、操作が簡単で習熟
を要さない。このものは構造が簡単であり、安価である
ばかりでなく、ロボットに教示のための特別な駆動機構
あるいはアームのバランス装置等を設ける必要がない。

また極座標あるいは多関節型のロボットにも適用できる
等、顕著な効果を得ることができる。

尚、９１図及び第２図に示す実施例においてマイクロス
イッチは、近接スイッチあるいは空気作動式のマイクロ
スイッチであっても良い。

またエアマイクロメータの原理を応用して、ドッグ叫に
対“してエアノズルを役向して設け、これよりエアを噴
射してこの背圧を検出する構成にしてもよい、。これは
爆発の危険場所で使用するのに有効なものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例のロボットの教示装置の断面正
面図、第２図は第１図のＡ−Ａ断面平面図、第３図は本
発明の教示装置をロボットに取付けて動作を説明するた
めの斜視概念図、第４図は第３図の実体外観斜視図、＠
５図は多関節ロボツ［に本発明の教示装置を覗付けた斜
視図、＠６図及び第７図は教示動作を説明するための線
図の各平面図、第８図は本発明の他の実施例のロボット
の教示装置の断面正面図、第９図は第８図の平面図であ
る。 （１）はベース％　　　　　（２）はケース、＋３１　
、　＋４１はくぼみ％　　　（５）は押え板、（６）は
貫通孔、（７）は球　体。 （８）は教示レバー％　　　（９）は握　リ。 αｌはドッグ、　　　　　　ａｌｌはば　ね、α■は円
錐状ばね、　　　ａ３は係止部材。 α尋はカバー、 （１５ＡＸ１５Ｂ）（１５Ｇ）（１５Ｄ）（１６Ａ）（
１６Ｂ）ｔ！　−７イクロス（ッｆ、Ｑ７＋は教示装置
、　　　　０秒はロボット。 ａ９は作業ツー〃、　　　■はｌ！ｌ軸、（社）は第１
アーム、ｃ１２は第２軸。 ■は第２アーム、　　　−は歪ゲージ、特許出願人　　
　日東精工株式会社 第２図 第１図 第３図 ９ 第４図 第５Ｉ！Ｑ ！６図 第７図 第９図 第８図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）ベース（１）に垂直に配置した棒状の教示レバー（
   ８）と、この教示レバー（８）を、垂直方向および垂直
   線に対し５て傾斜方向に変位可能でかつ元位置弾性復帰
   可能に支持する支持手段と。 前記変位をＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸方向の成分として検出
   可能であり、これを教示信号として、暇出し一可能な変
   位検出手段から構成したことを特徴とするロボットの教
   示装置。 ２）支持手段は、下端にドッグαＧが形成された教示レ
   バー（８）が、摺動自在に貫挿された球体（７）と、こ
   の球体（７）を回転自在に保持する球面を形成する半球
   面のくぼみ（４）が形成された押え板（５）と、もう一
   方の半球面のくぼみ（３）が形成されると共に、前記弁
   え板（５）が固定され、且つベース１１）に敞付けられ
   たキャップ状のケース（２）と、前記ドッグαＧと球体
   （７）との間に巻設したばねαＢと、押え板（５）の上
   面と教示レバー１８）の中程に取付けた係止部材α沸と
   の間に設けた円錐状ばね囮と力１ら構成されていること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載のロボットの教
   示装置０ ３）支持手段は、ベース（１）に垂直に、棒状の教示レ
   バー＋８１の下端を固着し、教示レバー１８）自体が垂
   直方向及び垂直線に対する傾斜方向に弾性変位可能に支
   持されたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   ロボットの教示装・Ｗ。 ４）変位検出手段は、棒状の教示レバー（８）の軸線と
   直角な面に、軸線と同心円上及び軸線と平行軸上に、夫
   々配置されて前記教示レバー（８）のドッグａ１１の１
   変位により作動される複数個のマイクロスイッチである
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項記載
   のロポットの教示装置。 ５）変位検出手段は、ペース（１）に垂直に固着さハた
   棒状の教示レバー１８）自体の垂直方向及び垂直線に対
   する傾斜方向の弾性変位を同時に検出可能になるように
   、教示レバー（８）の１部に貼付けた複数個の歪ゲージ
   であることを特徴とする特許請求の範囲第１項又は１ｇ
   ３項記載のロボットの教示装置。