JP2000233387A - 教示用ツール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 変形してももとの形状に戻ることができる教
示用ツールを提供する。 【解決手段】 ロボット２に教示点を教示するために用
いられる教示用ツール１であって、第１の部材１０と第
２の部材２０を有し、第１の部材１０は端面に、第１の
平面１１と、第１の平面から突出する第１のテーパ面１
２を備え、第２の部材２０は端面に、第１の部材１０の
端面に当接可能な、平面状の第２の平面２１と第２の平
面２１からへこんだ第２のテーパ面２２を備え、第１の
部材１０と第２の部材２０は互いに当接され引き合う方
向に付勢されている、教示用ツール。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ロボットの教示用
ツールに関する。

【０００２】

【従来の技術】多軸ロボットにベル塗装機などの塗装機
が取り付けられて自動塗装が行われる場合、ロボットは
姿勢データに基づいて駆動する。姿勢データは、最初、
コンピュータによって作成される。つづいて、ロボット
が塗装中に描く軌跡の任意の点 (教示点）における姿勢
（ロボットの各軸の角度）がロボットに教示される。教
示された姿勢は、最初に作成された姿勢データに組み入
れられ、それにより、最初に作成された姿勢データは、
高精度の姿勢データに修正される。教示点が塗装ロボッ
トに教示されるとき、ベル塗装機の塗装機本体には、図
１１に示すような、教示用ツール１’が取り付けられ
る。教示用ツール１’は棒状で、弾性のある樹脂からな
る。また、全長は、塗装中の塗装機から被塗装面までの
距離（長さ）にほぼ等しい長さとされている。塗装ロボ
ットに教示点を教示する場合、作業者がティーチングペ
ンダント（操作盤）を操作することにより、塗装ロボッ
トの姿勢を調整する。塗装ロボットの姿勢の調整が正し
く行われた場合には、教示用ツールはその先端が教示点
に当接する。しかし、塗装ロボットの姿勢の調整が誤っ
て行われた場合には、教示用ツールは、その先端が教示
点からずれ、場合によっては被塗装物と接触する。な
お、教示用ツールは弾性のある樹脂からなるため、被塗
装物に接触しても、折損することはない。塗装ロボット
の姿勢の調整が誤って行われた場合は、作業者はティー
チングペンダントを操作し、教示用ツールの先端が教示
点に当接するまで、塗装ロボットの姿勢を調整する。そ
して、すべての教示点での正しいロボットの姿勢が記録
され、教示が完了する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、教示用ツール
が被塗装物に接触することが繰り返されると、教示用ツ
ールは弾性の樹脂からなるため、変形したままとなり、
もとの形状に戻らなくなる。その結果、教示用ツールが
正確な位置を示さなくなり、教示精度が劣るという問題
が生じる。本発明の目的は、変形しても、もとの形状に
戻ることができる教示用ツールを提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明は、つぎのとおりである。 （１） ロボットに教示点を教示するために用いられる
教示用ツールであって、第１の部材と第２の部材を有
し、前記第１の部材は端面に、平面状の第１の平面と、
該第１の平面から突出する第１のテーパ面を備え、前記
第２の部材は端面に、前記第１の部材の前記端面に当接
可能な、平面状の第２の平面と該第２の平面からへこん
だ第２のテーパ面を備え、前記第１の部材の前記端面と
前記第２の部材の前記端面は互いに当接され引き合う方
向に付勢されている、教示用ツール。 （２） 軸方向に可動で前記第２の部材に対して突出方
向に付勢され突出端で止められている棒状の第３の部材
を備えている、（１）記載の教示用ツール。

【０００５】上記（１）（２）の教示用ツールでは、端
面に第１の平面と第１のテーパ面を備えた第１の部材
と、端面に第１の部材の端面に当接可能な第２の平面と
第２のテーパ面を備えた第２の部材の互いの端面が当接
され互いに引き合う方向に付勢されているので、教示用
ツールが教示点に接触するなどによって第１の部材と第
２の部材がいったん離れても、付勢力により第１の部材
と第２の部材は互いに引き合い、第１のテーパ面と第２
のテーパ面および、第１の平面と第２の平面が当接する
ことにより、センタリングされ面保持されるので、原位
置に戻ることができる。そのため、従来の教示用ツール
のように、変形したままもとの形状に戻らなくなるとい
う問題はない。上記（２）の教示用ツールでは、（１）
に加え、軸方向に可動で第２の部材に対して突出方向に
付勢され突出端で突出が止められている第３の部材を備
えているので、教示用ツールが教示点に接触するなどに
よって、第３の部材が軸方向にいったん後退しても、付
勢力によって原位置に戻ることができる。

【０００６】

【発明の実施の形態】図１〜図１０は本発明実施例の教
示用ツールを示している。まず、本発明実施例の教示用
ツールを図１〜図１０を参照して、説明する。教示用ツ
ールはロボット（本発明実施例では、塗装ロボット）に
教示点を教示する場合に使用される。塗装ロボットは、
６軸ロボットで、手首先端にベル塗装機などの塗装機が
取り付けられ、たとえば、車両ボデーの塗装に使用され
る。ベル塗装機は塗装機本体と塗装機本体にねじ結合さ
れたベルカップからなる。教示用ツール１は、図２に示
すように、塗装ロボット２に取り付けられたベル塗装機
３の塗装機本体にボルト結合されるか、ベルカップをと
りはずしてベルカップが取り付けられていたところにね
じ結合されて、ベル塗装機に取り付けられる。

【０００７】本発明実施例の教示用ツール１は、図１に
示すように、第１の部材（固定部）１０、第２の部材
（スライド部）２０と第３の部材（軸方向スライド部）
３０とを有する。

【０００８】第１の部材１０は、図４に示すように、中
空管形状である。前端部１４は、図１に示すように、軽
量化のために後端部１３より細くされている。前端面
は、図３に示すように、平面状の第１の平面１１と、第
１の平面１１から突出する第１のテーパ面１２とを備え
る。第１の平面１１は環状とされている。第１のテーパ
面１２は第１の平面１１の内周に連通して突出した面で
あり、截頭円錐面形状である。第１のテーパ面１２は、
前端の中央部に位置している。

【０００９】第２の部材２０は、中空管形状である。後
端面は、図５に示すように、第１の部材１０の端面に当
接可能な、平面状の第２の平面２１と、第２の平面２１
からへこんだ第２のテーパ面２２とを備える。第２の平
面２１は環状とされ、第１の平面１１と同じ大きさとさ
れている。第２のテーパ面２２は、第２の平面２１の内
周に連通してへこんだ面であり、第１のテーパ面１２と
雌雄の関係で嵌合する截頭円錐面形状である。

【００１０】第１の部材１０と第２の部材２０は互いに
当接され引き合う方向に、図６、図７に示すように、ば
ね４０によって付勢されている。ばね４０によって第１
の部材１０と第２の部材２０は引き合わされ、図７に示
すように、第１の面１１と第２の面２１が当接し、かつ
第１のテーパ面１２と第２のテーパ面２２が当接した原
位置に保持可能とされている。ばね４０は、一方端部４
１が第１の部材１０内に軸方向と直交して配置されたピ
ン１５に取り付けられ、他方端部４２が第２の部材２０
内に軸方向と直交して配置されたピン２５に取り付けら
れている。ばね定数は、小さい場合、自重で撓む、塑性
変形するなどの問題が生じ、また大きい場合、第１の部
材１０の前端面と第２の部材２０の後端面のとくに角ば
っている部分が摩耗するなどの問題が生じる。そのた
め、適切なばね定数を有するばねが使用され、たとえ
ば、ばね定数が０．１１１〜０．５０１ｋｇｆ／ｍｍの
ばねが使用される。

【００１１】第３の部材３０は、図１に示すように、棒
状であり、第２の部材２０から突出している。先端は、
尖っている。第３の部材３０は、図８に示すばね５０に
よって、突出方向に付勢されている。ばね５０の一方端
５１は第２の部材２０の中央部に取り付けられ、他方端
５２は第３の部材３０の後端に取り付けられている。ば
ね５０はばね定数が大きい場合、第３の部材３０の後退
が妨げられることから、たとえば、ばね定数が０．０１
０〜０．０１８ｋｇｆ／ｍｍのものが使用される。第３
の部材３０は、突出端で止められ、所定の突出長さを超
えて突出することがない。第３の部材３０は第２の部材
２０内に後端部が挿入されて配置されている。

【００１２】つぎに、本発明実施例の作用を説明する。
教示用ツール１は、図２に示すように、塗装ロボット２
に取り付けられたベル塗装機３の塗装機本体に取り付け
られる。そして、各教示点での塗装ロボット２の姿勢
を、作業者がティーチングペンダントを操作することに
より調整し、塗装ロボット２に教示する。被塗装面から
塗装ロボット２に取り付けられたベル塗装機３までの距
離は、塗料の付着性などの塗装品質の面から塗装中は所
定距離に保たれることが望ましい。したがって、教示用
ツール１は、全長が所定距離と同じ長さとされている。
そのため、塗装ロボット２の姿勢に問題がない場合に
は、教示用ツール１の先端が教示点に当接（一致）す
る。しかし、塗装ロボット２の姿勢に問題がある場合に
は、教示用ツール１の先端が教示点からずれ、場合によ
っては、教示用ツールが被塗装面に接触する。

【００１３】塗装ロボット２の姿勢に問題があり、教示
用ツール１の側部が被塗装面に接触すると、図９、図１
０に示すように、ばね４０が変形し、第２の部材２０が
第１の部材１０からずれ、第２の部材２０と第１の部材
１０の当接が解除され、教示用ツール１が変形する。教
示用ツール１が変形することで、教示用ツール１の折損
が抑制される。

【００１４】また、塗装ロボット２の姿勢に問題があ
り、教示用ツール１の先端が被塗装面に接触すると、ば
ね５０が収縮方向に変形して、第３の部材３０が後退し
第２の部材２０内に入り込み、教示用ツール１が変形す
る。教示用ツール１が変形することで、教示用ツール１
の折損が抑制される。

【００１５】塗装ロボット２の姿勢に問題がある場合
は、作業者がティーチングペンダントを操作し、塗装ロ
ボットの姿勢を再度調整する。それにより、教示用ツー
ル１と被塗装面とが接触している場合は、教示用ツール
１と被塗装面との接触が解除される。

【００１６】被塗装面と側部が接触し、変形していた教
示用ツール１は、被塗装面との接触が解除されると、ば
ね４０により、第２の部材２０は第１の部材１０側に引
っ張られる。そして、第１の部材１０の第１の平面１１
と第２の部材２０の第２の平面２１が当接し、第１の部
材１０と第２の部材２０の軸方向の姿勢が安定する。ま
た、第１のテーパ面１２と第２のテーパ面２２が当接
し、中心位置が合わせられる。これにより、第２の部材
２０は原位置に戻る。

【００１７】また、被塗装面と先端が接触し、変形して
いた教示用ツール１は、被塗装面との接触が解除される
と、ばね５０により、第３の部材３０が突出端まで突出
し、原位置に戻る。

【００１８】したがって、従来の樹脂製の棒状の教示用
ツールとは異なり、本発明実施例の教示用ツールは、被
塗装面に接触し変形しても、もとの形状に戻る。

【００１９】教示用ツール１がもとの形状に戻った後
は、作業者がティーチングペンダントを操作し、教示用
ツール１の先端が教示点に当接するまで、ロボットの姿
勢の調整を繰返し行う。そして、各教示点における塗装
ロボットの正しい姿勢が塗装ロボットに教示され、その
姿勢が記録されて、塗装ロボットへの教示点の教示が完
了する。

【００２０】

【発明の効果】請求項１および請求項２の教示用ツール
によれば、端面に第１の平面と第１のテーパ面を備えた
第１の部材と、端面に第１の部材の端面に当接可能な第
２の平面と第２のテーパ面を備えた第２の部材とが互い
に当接され引き合う方向に付勢されているので、教示用
ツールが教示点に接触するなどにより第１の部材と第２
の部材の当接が解除されても、付勢力により第１の部材
と第２の部材は互いに引き合わされ、第１のテーパ面と
第２のテーパ面および、第１の平面と第２の平面が当接
することにより、センタリングされ面保持されるので、
原位置に戻ることができる。そのため、従来の教示用ツ
ールのように、変形したままもとの形状に戻らなくなる
という問題はない。請求項２の教示用ツールによれば、
軸方向に可動で第２の部材に対して突出方向に付勢され
突出端で突出が止められている第３の部材を備えている
ので、教示用ツールが教示点に接触するなどにより、第
３の部材が軸方向に後退しても、付勢力によって原位置
に戻ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明実施例の教示用ツールの斜視図である。

【図２】ロボットの教示を説明するための斜視図であ
る。

【図３】本発明実施例の教示用ツールの第１の部材の一
部を示す斜視図である。

【図４】本発明実施例の教示用ツールの第１の部材の平
面図である。

【図５】本発明実施例の教示用ツールの第２の部材を示
す斜視図である。

【図６】本発明実施例の教示用ツールの第１の部材と第
２の部材を示す斜視図である。

【図７】本発明実施例の教示用ツールの第１の部材と第
２の部材の部分断面図である。

【図８】本発明実施例の教示用ツールの第２の部材と第
３の部材の断面図である。

【図９】本発明実施例の教示用ツールの第１の部材と第
２の部材の当接が解除された状態を示す部分断面図であ
る。

【図１０】本発明実施例の教示用ツールの第１の部材と
第２の部材の当接が解除された状態を示す斜視図であ
る。

【図１１】従来の教示用ツールを示す図である。

【符号の説明】

１ 教示用ツール ２ ロボット（塗装ロボット） １０ 第１の部材 １１ 第１の平面 １２ 第１のテーパ面 ２０ 第２の部材 ２１ 第２の平面 ２２ 第２のテーパ面 ３０ 第３の部材

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ロボットに教示点を教示するために用い
   られる教示用ツールであって、 第１の部材と第２の部材を有し、 前記第１の部材は端面に、平面状の第１の平面と、該第
   １の平面から突出する第１のテーパ面を備え、 前記第２の部材は端面に、前記第１の部材の前記端面に
   当接可能な、平面状の第２の平面と該第２の平面からへ
   こんだ第２のテーパ面を備え、 前記第１の部材の前記端面と前記第２の部材の前記端面
   は互いに当接され引き合う方向に付勢されている、教示
   用ツール。
2. 【請求項２】 軸方向に可動で前記第２の部材に対して
   突出方向に付勢されて突出端で止められている棒状の第
   ３の部材を備えている、請求項１記載の教示用ツール。