JPH01111208A - ロボット教示装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は複数の関節を有するロボット教示装置に係り、
特に動力学演算を行うことによってロボットの動作教示
を効率的に行うロボット教示装置に関する。

記載のように教示動作をグラフィック表示装置上の仮想
ロボットの動きに従い座標入力を行っていた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来技術はロボットの幾何学データによる教示であ
りロボットの動力学の影響、ガタ等の要素について配慮
がされていない。このため、前述の教示データで動作目
的を達成できるかどうかは実機で検証するしかなく、非
能率的であるという問題があった。

本発明の目的は教示ロボットの教示作業を、実機で検証
することなく高速、かつ高効率の教示デ−夕を得ること
ができ名ロボット教示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〕

上記目的は表示装置上に表示したロボットに基づいて入
力装置から入力した動作目標値について動力学演算、ガ
タ補償演算等の演算を行う演算装置を設け、演算装置で
演算した結果を表示装置上に表示して入力した動作目標
値に基づくロボットの動きを教示者に示すと共に、これ
に基づいて動作目標値の変更を入力装置を用いて行うこ
とにより、達成される。

〔作用〕

演算装置は入力装置から入力した動作目標値を基にスム
ーズな動作目標軌跡を作成してこれに基づいて動力学演
算を行い、表示装置はこの演算結果を表示する。これに
よって教示者は入力した動作目標軌跡を実機のロボット
に入力した場合のロボットの動きを動作目標軌跡を実機
のロボットに入力する前に知ることができ、表示装置に
表示されたロボットの動きが動作目的を満足しない場合
は入力装置を用いて動作目標値を変更して再び演算装置
で演算し、動作目的を満足する教示データを作成する。

この教示データはあらかじめ動作を検証しているので実
機のロボットに入力した場合に最初から動作目的を満足
するロボットの動きを実現することができ、ロボットの
動作教示を高速。

高効率に行うことができる。

〔実施例〕

以下１本発明の実施例を図面を参照して説明する。

第１図は本発明の装置の一実施例をロボットの教示に適
用した例を示すもので、この図において、１は入力装置
で、ロボットアームの動作目標値を入力する。２はこの
動作目標値を基に動作目標軌跡を作成しこれに基づいて
動力学演算、ガタ補償演算等の演算を行う演算装置であ
る。３は表示装置で、入力装置１で入力したロボットア
ームの動き、または演算装置２で演算した結果に基づく
ロボットアームの動きとロボットアームの作業環境をグ
ラフィック表示する。４は表示装置３の画面上に表示し
た教示動作開始時のロボットアームであり、５は表示装
置３の画面上に表示した教示動作終了時のロボットアー
ムであり、６はロボットアームの作業の対象物である。

７は作成した教示データをロボットコントローラに出力
する出力装置である。

次に、前述した本発明の装置の一実施例の動作を説明す
る。まず最初に表示装置３の画面上には教示動作開始時
のロボットアーム４を表示してあり、入力装置１から目
標位置を入力していくとそれに従って逐次ロボットアー
ム４の位置が変化していき、教示動作が終了すると、表
示装置３の画面上には教示動作終了時のロボットアーム
５を表示する。これによって、作成した動作目標値は入
力装置１から演算装置２に入力される。この動作目標値
は飛び飛びの位置の点列であるので、演算装置２ではま
ずこの動作目標値を基にスムーズな動作目標軌跡を作成
し、次にこの動作目標軌跡に基づいて動力学演算を行う
。例えば、動力学演算には多関節機構の運動方程式の演
算がある。運動方程式を解くことによってロボットアー
ムの動きをシミュレーションしてその結果得たロボット
アームの動きを表示装置３の画面上に表示する。教示者
は表示装置３の画面上のロボットアームの動きによって
ロボットアームと対象物６などの作業環境の構成物体と
の干渉やロボットアームの作業を視覚で確認して、ロボ
ットアームの動きが動作目的を満足していない場合、例
えばロボットアームと作業環境の構成物体との干渉など
があれば、入力装置１によって動作目標値を変更し、こ
の変更した動作目標値を再び演算装置２に入力してシミ
ュレーションを行いその結果得たロボットアームの動き
を表示装置３の画面上に表示する。表示装置３の画面上
のロボットアームの動きが動作目的を満足している場合
には、演算装置２で作成した動作目標軌跡を教示データ
として出力装置７に入力する。教示データはロボットア
ームの各関節の位置または速度または加速度から成って
おり。

出力装置７は実機のロボットアームのコントローラに出
力するためにこの教示データを記憶する。

上述のシミュレーションのブロック線図の一例を第２図
に示す。ゲイン１３を有する位置制御系において実機の
ロボットアームの代りにロボットメカニズムのモデル１
２を用いてシミュレーションを行う。ロボットメカニズ
ムのモデル１２中の演算は１０が現在の位置の情報から
関節トルクを求める進動力学演算であり、１１が関節ト
ルクから位置の情報を求める動力学演算である。

本実施例によれば、グラフィック表示装置を用いて教示
データを作成する際に、動作目標軌跡に基づいてロボッ
トアームの動きをシミュレーションしているので、その
教示データを実機のロボットに入力した場合のロボット
アームの動きをあらかじめ検証することができている。

このために作成した教示データを実機のロボットアーム
に入力した場合に最初から動作目的を満足するロボット
アームの動きを実現することができるので教示作業の高
速化、高効率化の効果がある。

第３図は本発明の装置の他の実施例を示すもので、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
の実施例は入力装置１で入力したロボットアームの動き
とロボットアームの作業環境を表示装置３ａの画面上に
表示し、演算装置２で演算した結果に基づくロボットア
ームの動きとロボットアームの作業環境を表示装置３ｂ
の画面上に表示する。４ａ、４ｂは教示動作開始時のロ
ボットアームであり、５ａ、５ｂは教示動作終了時のロ
ボットアームであり、６ａ、６ｂは対象物である。この
実施例によれば入力装置１で入力したロボットアームの
動きと演算装置２で演算した結果に基づくロボットアー
ムの動きを同時に教示者に提示することができるのでロ
ボットアームの動作教示を高速、高効率に行うことがで
きる。

なお、上述した実施例においては、動作目標値を全て入
力装置１から入力したが、ＣＡＤシステムなどを入力装
置としてもよい。さらに、前述した実施例では教示デー
タを出力装置７に記憶したが、直接教示データをロボッ
トコンローラに出力してもよい。また、第３図に示した
実施例では表示装置を２つの場合について説明したが、
これに限られるものではなく、また、マルチウィンドウ
のような表示装置を用いることもできる。また、上記の
実施例はロボットアームの自由度を３つとして図示した
が、これに限られるものではない。

〔発明の効果〕

本発明によれば、複数の関節を有するロボットの動作教
示において、教示データを入力するとすぐに、動力学を
考慮した動作目的を満足する教示データを作成すること
ができるので、教示作業を高速、かつ高効率に行うこと
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示す図、第２図は本
発明に用いられるシミュレーションのブロック線図の一
例を示す図、第３図は本発明の装置の他の実施例を示す
図である。 １・・・入力装置、２・・・演算装置、３・・・表示装
置、４゜５・・・ロボットアーム、６・・・対象物、７
・・・出力装置。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. １．複数の関節を有するロボットの教示装置において、
   前記ロボットの動作目標値を入力する入力装置と前記ロ
   ボットの動作指令値を出力する出力装置と前記動作目標
   値に基づいて前記ロボットの運動を演算する演算装置と
   前記ロボットの動作をグラフィック表示する表示装置を
   備えたことを特徴とするロボット教示装置。
2. ２．前記表示装置は前記動作目標値に基づく前記ロボッ
   トの動きと前記演算装置の演算結果に基づく前記ロボッ
   トの動きを両方または片方とロボットの作業環境を表示
   することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のロボ
   ット教示装置。
3. ３．前記演算装置は前記動作目標値に基づき前記ロボッ
   トの動作目標軌跡を作成して前記ロボットの動力学演算
   を行うことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のロ
   ボット教示装置。