JPS63150184A - ロボツトのテイ−チング装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は一般的なロボッＩ〜の運動制御のためのティー
チング装置に係り、特に、ティーチング用および作業用
ロボットの運動について、標準的にデータを持つことが
出来ることから、ティーチングが容易になる方法とその
装置に関する。

〔従来の技術〕

従来のロボッ１〜のティーチング装置は、昭和６１年５
月発行の自動制御協会講演論文集の第８３頁に記載され
ているように、作業用のロボットを操作してティーチン
グを行なっている。その操作法としてはその文献に記載
されているようなダイレクトドライブアームの場合には
人間が直接作業用のロボットの手先を持つが、一般には
作業用のロボットの動きをティーチングボックスかジョ
イスティックあるいはティーチング用マスタアームを使
って人間が目で見ながら行う場合が多い。

〔発明が解決しようとする問題点〕

」−７従来技術は、ロボッＩ−の運動制御のためのティ
ーチングデータの汎用化に対する配慮がされておらず、
ユーザにとってロボットの運動制御のためのデータを作
る負担が大きいという問題があった・ 本発明の目的は、ロボット本体が変わったり、ロボット
の状態が変わったり、さらにはワークの置かれた位置や
姿勢が変わっても、ロボットの運動制御のためのティー
チングおよびアルゴリズムであるユーザソフトを変える
必要がないロボッ＋−のティーチング装置を提供するこ
とにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の」１記目的は、ロボットシステムをティーチン
グ用ロボット、作業用ロボッ１〜およびロボッＩ−コン
トローラより構成し、そのロボッＩ〜コントローラは共
通座標運動制御部およびダイナミック座標変換高速演算
部から構成し、各ロボッ１〜の運動制御は全て共通座標
運動制御部で行なうことにより達成される。

〔作　用〕

ティーチング用ロボットを人間が操作すると、ティーチ
ング用ロボットの手先の運動に対応してティーチング用
ロボットの各関節が動作し、その動作量がコンＩ・ロー
ラに取り込まれダイナミック座標変換高速演算部で、テ
ィーチング用ロボツ１−の手先の運動が、ティーチング
用ロボット個有の姿勢、形、軸構成、機械特性を考慮し
た上で共通の座標の上に再現される。この運動目標値は
ロボット手先の位置、姿勢に対する変位、速度、加速度
、力等である。これらの目標値は、ダイナミック座標変
換高速演算部で作業用ロボット個有の姿勢、形、軸構成
、機械特性等を考慮して実際に作業をするロボット手先
の運動が目標値通りに実現できるように補償して各関節
の運動目標値の演算を行なう。それによって、使用する
ロボットの形態、特性にかかわらず、ロボットの運動を
共通的に一つの座標上で記述することでロボットの作業
が実行できるようになるので、ロボット本体が変わった
り、ロボットの状態が変っても、その変った内容の変更
が予め演算部にされているだけで、ロボットの運動制御
のためのティーチングデータおよびアルゴリズムである
ユーザソフ１〜を変える必要がない。

作業用ロボットが次々と作業を実行していく過程でワー
クの状態が所定の状態でないような場合ティーチング用
のロボッ１−を用いて、ティーチングのプロセスと同様
のプロセスで修正データが実時間で作業用ロボットに与
えられる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面により説明する。

第１−図は本発明のティーチング装置の一実施例を用い
て構成したロボットシステムを示したもので、この図に
おいて、１は作業用ロボット、２はそのティーチング用
ロボッＩ〜で、このティーチング用ロボット２は作業用
ロボットに対し形、軸構成、機械特性も全く相違してい
る。３は作業用ロボット１のサーボアンプ、４はティー
チング用ロボットのサーボアンプ、５はコントローラで
ある。

このコントローラ５はティーチング用ロボットの手先の
位置、姿勢、速度、加速度、力等の運動の状態量を、各
ロボットの関節の位置、速度、加速度情報を用いてティ
ーチング用ロボット２の状態（位置、姿勢等）や機械特
性（剛性、関節部の遊びや摩擦等）を考慮した連立運動
式を演算して、共通座標上でのロボット先端の目標値と
なるティーチングデータを演算するダイナミック座標変
換高速演算部５Ａと、手先の運動目標値（位置、姿勢、
速度、力等）を発生する共通座標運動制御部５Ｂとを備
えている。６はパラメータ入力部である。

次に」二連した本発明の装置の一実施例の動作を説明す
る。

ティーチングデータが共通座標運動制御部５Ｂからの手
先の運動目標値（位置、姿勢、速度、加速度、力等）と
して発生すると、ダイナミック座標変換高速演算部５Ａ
が作業用ロボツＩ〜１の状態（位置、姿勢等）や機械特
性（剛性、関節部の遊びや摩擦等）を考慮した連立方程
式を演算して作業用ロボッＩ−１の各関節の制御目標値
をサーボアンプ４に与えられるため、手先の運動が正し
く再現される。

また作業用ロボット１の各関節の現在の位置、速度、加
速度等の状態量が検出されると、ダイナミック座標変換
高速演算部５Ａは現在の作業用ロボットｌの手先の状態
を演算し、共通座標運動制御部５Ｂに与える。

さらに作業用ロボッ１−１に対して作業をされるワーク
（図示せず）の位置等の状態がティーチング時と異なっ
て供給された場合には、作業用ロボット１の動作中に、
ティーチング用ロボッ１−２が−ら既に述べたティーチ
ング、作業実行の情報の流れに沿って、作業用ロボット
１の運動に修正を加えることが、両口ボットの運動を共
通座標運動制御部５Ｂで制御していることから可能とな
っている。この場合、例えば当るべきワークに当ってい
なければ、ワークに当るまで修正を加えることも容易で
ある。

またさらに、作業用ロボッｌ−１が複数台あり、さらに
それらの形、軸構成、機械特性が異なっているシステム
でも、一台のティーチング用ロボッ１−２があれば同時
に作業することが可能である。

第２図は、本発明のティーチング装置の他の実施例を備
えたロボットシステムを示したもので、この図において
第１図と同符号のものは同一部分である。この実施例は
第１図に示した実施例と同様の動作、機能を持つが、共
通座標運動制御部５Ｂの出力はメモリ５Ｃに記憶するこ
とが可能であり、ティーチング用ロボッ１へ２と作業用
ロボット１との運動はこのメモリを介して実行される。

この図において７は動作プログラム編集部を示す。

第３図は本発明のさらに他の実施例を示すもので、この
実施例は前述した実施例と同様の動作、機能を持つが、
共通座標運動制御部の出力に必要なデータが格納さ九て
いるメモリ５Ｃの内容は、インタフェース５Ｄを介して
外部から記述される構成になっている。このため、前述
した実施例の機能に加えて、ＣＡＤ、ＣＡ、Ｍシステム
、」二位コンピュータ等の結合が極めて容易になる。

前述した実施例においては、作業用ロボット１が変った
り、設置状態が変Ｊっつても、ダイナミック座標変換高
速演算部５Ｂのパラメータの修正を実行するだけでティ
ーチング動作が正確に作業ロボット上で再現でき、その
ティーチングデータは再現容易であり、しかもそのティ
ーチング作業は作業容易なティーチング用ロホッＩ−で
実行できる。

以上述べた本発明の実施例によれば、ロボッ１−の実行
する作業、取り扱うワークに対して、ティーチング用ロ
ボット、作業用ロボッ１−の区別なく、全て標準的にデ
ータを持ち、それらのデータが実時間で扱われることが
できるため、ティーチングが極めて容易にしかも正確に
行われ、このティーチングが正確に再現され、さらにテ
ィーチングに基づく作業の修正もまた容易に実時間で行
える。

さらにロボットが変わっても増えても、設置状態が変わ
ってもティーチングデータの再現は容易であり、他で作
られたティーチングデータもそのまま導入できる。

以」二の内容は、現在ユーザがソフトウェアを作ること
でロボット導入の効果が薄れているこれを飛躍的に改善
し、ロボット作業による生Ｍ性、経済性は飛躍的に向上
する。また、マスタスレーブモードとすることで、プレ
イバック中でもティーチングデータのオンライン修正が
できるため、作業性が向上する。

〔発明の効果〕

本発明によれば、擬似タイレフ１−ティーチ方式におい
てティーチングメカと作業メカとの幾何学的関係に拘束
がなくなるため、同一のティーチしやすいティーチング
メカで多種の作業メカに対応でき、その作業性を向上さ
せることができる。

【図面の簡単な説明】

第１−図は本発明の装置の一実施例を備えたロボットシ
ステムを示す図、第２図は本発明の装置の他の実施例を
備えたロボットシステムを示す図、第３図は本発明のさ
らに他の実施例の構成を示した図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ティーチング用ロボットと作業用ロボットとを備え
   るロボットのティーチング装置において、前記両ロボッ
   トの運動を共通的に１つの座標上で記述する共通座標運
   動制御部と、この共通座標運動制御部で記述した運動を
   ロボットの実際の運動に、あるいはティーチング用ロボ
   ットの運動を前記共通座標運動制御部に記述するために
   変換するダイナミック座標変換高速演算部とを備えたこ
   とを特徴とするロボットのティーチング装置。 ２、特許請求の範囲第１項記載のロボットのティーチン
   グ装置において、該共通座標運動制御部での運動を記述
   するために必要な情報を記憶するメモリを備えたことを
   特徴とするロボットのティーチング装置。 ３、特許請求の範囲第１項記載のロボットのティーチン
   グ装置において、他のシステムと共通座標運動制御部と
   の間で情報交換するためのインタフェースを備えたこと
   を特徴とするロボットのティーチング装置。