JPS6362358B2 - - Google Patents

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JPS6362358B2
JPS6362358B2 JP56062459A JP6245981A JPS6362358B2 JP S6362358 B2 JPS6362358 B2 JP S6362358B2 JP 56062459 A JP56062459 A JP 56062459A JP 6245981 A JP6245981 A JP 6245981A JP S6362358 B2 JPS6362358 B2 JP S6362358B2
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JP
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industrial robot
robot
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hand
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JP56062459A
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JPS57178687A (en
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は産業用ロボツトの教示方法に関するも
のである。
はじめにロボツトに作業を教示する方法、いわ
ゆるテイーチングについて従来から採られている
方法を説明する。ロボツトに作業を教えるには、
作業空間内に点を定義して、それらの定義された
点をロボツトがたどつて行く順序と点間をつなぐ
径路上でのロボツトの速さや点上で留まる時間、
さらに外部との信号のやり取りを決める必要があ
る。ロボツトには動きの自由度に対応して、モー
タ、回転角あるいは位置信号の発生器および位置
データのカウンタがある。空間内の点を定義する
ことは、ロボツトで言えば、上記の各点に対応す
るカウンタの値を決め記憶することである。すな
わち、ロボツトを実際に動かし、各々の点で止
め、その時のカウンタの値を順似、メモリに入れ
て行くわけであり第1図に示したものはロボツト
を運転するための機器とも言える。
さて第1図に示す様な板金にあけられた丸穴に
シヤフトをはめ込む簡単な組み立てを例にとりテ
イーチングの実際を考える。ロボツトにはシヤフ
ト7を把むグリツパー6がつけられているものと
し、板金部品8は治具に取付けられているものと
する。テイーチングタブレツトを用いたとして操
作を述べると、 (1) ロボツトをX方向に動かすスイツチを押して
シヤフトのX方向の位置が板金部品8の丸穴8
aの位置と一致すると思われるところまでロボ
ツトを動かす。
(2) ロボツトをY方向に動かすスイツチを押し
て、シヤフトのY方向の位置が板金部品8の丸
穴8aの位置と一致すると思われるところまで
ロボツトを動かす。
(3) ロボツトをZ方向に動かすスイツチを押し
て、シヤフト7を穴8aに入れてみる。正しい
位置にロボツトが来ていればシヤフト7は丸穴
8aに入るが、位置がずれていれば、穴8aに
入らない。正しい位置にロボツトが来るまでく
り返し、最終的に満足できる点の位置をこの場
合は丸穴8aにシヤフト7をはめ合わす点とし
て記憶させる。
ところがこの方法は、目視で位置を測るため穴
8aとシヤフト7のすきまが小さい場合には何度
やつてもロボツトの位置が丸穴の位置のまわりを
行き戻りするだけで正しい位置に行き着かないこ
とが多い上に位置のずれている穴に部品(シヤフ
ト)を機械的に押し込もうとするわけであるか
ら、無理な力がかかり、対象部品を損傷したり、
ロボツトやグリツパの精度を狂わせることが大変
多い。
組み合わせられる丸穴やシヤフトに面取りがし
てある場合にはリモートセンターコンプライアン
ス機構等を使用すれば、多少の位置ずれにかかわ
らず、シヤフトを丸穴にはめ込むことができる。
しかしこの場合にも、ロボツトを正しい位置にも
つて来ておくことが大事なことに変りはない。
この様に目視にて位置決めをする方法は多くの
欠点を持つ上に、対象作業によつては、既に組み
付けられた他の部品や、ロボツトそれ自体または
グリツパー自体に邪摩され位置ずれが目視では観
測できない場合が多い。
本発明の目的は、組立作業等のテイーチングを
容易にすることができるようにした産業用ロボツ
トの教示方法を提供するにある。
即ち本発明は、可撓性のロツド等に歪みゲージ
等を貼付けて形成され、被作業物体との相対的位
置を検出する位置探索形工具を産業用ロボツトの
手先に装着し、この位置探索形工具から検出され
る信号によつて産業用ロボツトの各軸を駆動して
手先を被作業物体と位置整合し、この位置整合さ
れた各軸の座標値を記憶することを特徴とする産
業用ロボツトの教示方法である。
以下本発明を図に示す実施例にもとづいて具体
的に説明する。即ち第1図に位置ずれ検出工具が
手先に装着される例えば関節形工業用ロボツトを
示す。即ち関節形産業用ロボツトは、垂直軸のま
わりに旋回する旋回台3a、旋回台3aに回転自
在に連結された主腕3b、主腕3bの先端に回転
自在に連結された前腕3c及び前腕3cの先端に
姿勢が一定に保たれるように接続された手先27
等によつて構成されている。
第3図は第2図に示す関節形または直交座標形
の産業用ロボツトの手先に着脱自在に装着される
位置ずれ検出工具の一実施例を示す。即ちこれは
円錐状の外形を持つコーン21を円柱状のロツド
22で支えているものである。ロツド22の根本
はロボツト先端27との接続を成すためのテーパ
シヤンク24に連なる。テーパシヤンク部24
は、バネ26に押されたボール25によりロボツ
ト先端27に固定される。そしてロツド22の根
本付近にはx方向とy方向の歪みが検出されるよ
うにx面とy面に歪みゲージ23x,23yが貼
付けられている。今、コーン21がプレート29
と偏心したままロボツトが−Z方向に移動してコ
ーン21がプレート29の穴29aに押付けら
れ、x方向にδだけ変位したとするロツド22の
根本の歪みゲージ23xによつて検出される。ひ
ずみεxとδの関係は、ロツド22がその径に比し
て十分に長ければPxをその時発生しているx方
向の力、lをロツド22の長さ、Eをロツド22
の縦弾性係数、Iをロツド22の断面2次モーメ
ント、dをロツドの径とすれば、 εx=d/2/I Pl/E δ=Pxl3/3EIであるから εx=3d/2l2δ
とな る。
この様にしてコーン22の最大径以下の穴なら
ばひずみεを測定することにより芯ずれ量δを得
ることができた。同様に歪みゲージ23yによつ
てy方向の歪みεyが検出される。これを増幅器3
1で増幅しA/D変換器32にてデイジタル量に
変え、制御回路33へ入れる。マイクロコンピユ
ータ40の制御手段23は位置探索指令39が入
力されると、A/D変換器32から得られるデイ
ジタル信号εx,εyの値を負の定数倍して各々x方
向、y方向の目標速度υx=−kεx,υy=−kεyとし
てマイクロコンピユータ40の座標変換手段34
へと与える。座標変換手段34は産業用ロボツト
の各軸用に座標変換する。この座標変換された目
標速度指令をD/A変換器36a,36b,36
cでアナログ値に変換し、サーボアンプ37a,
37b,37cへ加え、工業用ロボツトの自由度
を構成する。各軸駆動用モータ38a,38b,
38cを駆動する。
次に上記位置探索形工具を用いて教示する方法
について説明する。まず第4図に示すテイーチン
グタブレツト2を用いて操作する。即ち工業用ロ
ボツトをX方向に動かすスイツチ2aを押して工
業用ロボツトの手先27に装着されたコーン21
のX方向の位置がプレート29の丸穴29aの位
置と一致すると思われるところまで工業用ロボツ
トを構成する各軸の駆動モータ駆動する。次に工
業用ロボツトをY方向に動かすスイツチ26を押
して工業用ロボツトの手先27に装着されたコー
ン21のY方向の位置がプレート29の丸穴29
の位置と一致するところまで工業用ロボツトを構
成する各軸の駆動モータを駆動する。
次に工業用ロボツトをZ方向に動かすスイツチ
2cを押して上記歪みゲージ23x及び23yか
ら所定の信号が検出されたとき自動的に停止す
る。このときロツド22が撓むことにより撓みに
比例した出力εx,εyが歪みゲージ23x,23y
から得られ、上記歪みゲージ23から検出される
値が零の値を示すように工業用ロボツトのX軸、
y軸用駆動モータ38a〜38cが駆動され、手
先27の位置補正動作を行う。ところで歪みゲー
ジ23x,23yから信号が検出されなくなつた
後、上記工業用ロボツトの手先27をある範囲
x,y軸方向に移動させて歪みゲージ23x,2
3yから信号が検出されていない範囲が存在する
ということ即ちコーン21がプレート(被作業物
体)29の穴29aに片当りして十分挿入されて
いないことが検出されると、駆動モータ38b,
38cを駆動して工業用ロボツトの手先27を更
にZ方向に降下させ、上記歪みゲージ23x,2
3yから所定の値が検出されたところで停止させ
る。次にマイクロコンピユータ40は歪みゲージ
23x,23yからの信号が零の値を示すように
工業用ロボツトの自由度を構成する各軸用駆動モ
ータ38a,38b,38cを駆動する。そして
工業用ロボツトの手先27をある範囲x,y軸方
向に移動させて歪みゲージ23から検出される信
号が零を示すのが点であるとしたならば、上記コ
ーン21がプレート29の穴29aに十分挿入さ
れているということなので、上記歪みゲージ23
x,23yから零を示す信号が検出される点は、
工業用ロボツトの手先27の中心がプレート29
の穴29aの中心と一致したことになる。この位
置の座標は各軸用駆動モータ38a,38b,3
8cと直結されたロータリエンコーダ42a,4
2b,42cより出力されるパルスをカウントす
るカウンタ43a,43b,43cによつて求め
られ、この座標値をメモリ44点の番号を付けて
(即ち各点に対応した番地)に記憶させることに
よつてプレート29の穴29aにシヤフトを組込
む手先27の位置を教示することができる。この
ような操作を各点について教示すれば、工業用ロ
ボツトの手先の運動軌跡を教示することが可能と
なる。ところで41a,41b,41cはタコジ
エネレータで各駆動モータ38a〜38cの回転
速度を検出するもので、その出力信号をサーボア
ンプ37a〜37cにフイードバツクしている。
またマイクロコンピユータ40の座標変換手段3
4は各軸の位置、即ちカウンタ43a,43b,
43cに計数された現在の座標位置情報にもとづ
いて座標変換をする。
また駆動モータ38a、は例えば第2図に示す
関節形工業用ロボツトとして旋回台3aを回転駆
動させるモータであり、駆動モータ38bは主腕
3bを回転駆動させるモータであり、駆動モータ
38cは前腕3cを回転駆動させるモータであ
る。また関節形工業用ロボツトの場合には、座標
変換手段34が必要であるが、直交形工業用ロボ
ツトの場合には、座標変換手段34は必要がな
く、A/D変換器32の出力をそのまま各軸用
D/A変換器に出力させればよい。また上記位置
探索用ツールは教示のときにのみ必要であるた
め、工業用ロボツトの手先27に着脱自在に装着
できるように構成している。従つて工業用ロボツ
トが例えば組立作業等を行う場合には、手先27
に第2図に示すようなグリツパー6が装着され
る。そして工業用ロボツトのグリツパー6をメモ
リ44に記憶された教示点間を移動させてグリツ
パー6につかまれたシヤフト等をプレート29の
穴29aに挿入して組付ける。ところで、本発明
は組付作業だけに限られるものでなく、他の加工
作業等に適用できることは明らかである。
以上説明したように本発明によれば±0.1mm程
度の精密な点位置をチイーチングすることがで
き、しかもテイーチングにかかる時間が従来の約
1/10となり、段取り替が容易にでき、多種少量生
産に対応し易くすることができる効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の教示方法を示す図、第2図は工
業用ロボツトの一例である関節形工業用ロボツト
の概略構成を示す図、第3図は本発明の工業用ロ
ボツトの教示方法に用いられる位置ずれ検出工具
を工業用ロボツトの手先に取付けた状態を示す断
面図、第4図は本発明の工業用ロボツトの教示方
法を実施する装置を示すブロツク図である。 3a……旋回台、3b……主腕、3c……前
腕、21……コーン、22……ロツド、23x,
23y……歪みゲージ、24……テーパシヤン
ク、27……手先、29……プレート、33……
制御手段、38a〜38c……駆動モータ、40
……マイクロコンピユータ、42a〜42c……
ロータリエンコーダ、43a〜43c……カウン
タ、44……メモリ。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 先端がある傾斜をもつた接触領域を有し、か
    つ被作業物体とこの接触領域とを傾斜に沿つて接
    触させることで、被作業物体からの力成分を検出
    して被作業物体との相対的位置を検出する機能を
    有する位置探索形工具を産業用ロボツトの手先に
    装着し、この位置探索形工具が被作業物体と傾斜
    に沿つた接触により被作業物体から前記工具に作
    用する被作業物体面に平行な力成分を検出し、こ
    の力成分が小さくなる方向に前記工具が移動する
    ように産業用ロボツトの各軸を駆動して手先を被
    作業物体と位置整合し、この位置整合された各軸
    の座標値を記憶することを特徴とする産業用ロボ
    ツトの教示方法。
JP6245981A 1981-04-27 1981-04-27 Method of instructing industrial robot Granted JPS57178687A (en)

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JPS57178687A JPS57178687A (en) 1982-11-02
JPS6362358B2 true JPS6362358B2 (ja) 1988-12-02

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ID=13200803

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Cited By (1)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09221164A (ja) * 1996-02-19 1997-08-26 Soft Kyukyu Corp:Kk 容器のキャップ

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