JPH04112210A - 簡易ロボット教示装置 - 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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、ロボットに対する操作指示を容易にするよう
にロボットに一連の作業を実行させる手順を教示する簡
易ロボット教示装置に関する。

（従来の技術） ロボットを動かす方法としては、従来、ティーチングボ
ックスを使用してロボットの位置を記録し、その記録さ
れた順にロボットを動かす方法と、作業空間の位置座標
のデータ、動きの手順をロボット制御言語を用いてプロ
グラムされた手順に従ってロボットを動がす方法等があ
る。

（発明が解決しようとする課題） 上述した従来のロボット動作指示方法には、次のような
問題がある。

（１）ロボットに例えば「ねじ締め」作業を指示するに
も、サイズが異なるボルトに対しては再度新しく動作点
をティーチングボックスで指示し直してプログラムを書
き直すといったように「ねじ締め」作業を一つ一つ教え
る必要があり、手間がかかる。

（２）ロボットを変更した時に、従来の仕事のすべてを
新しいロボットに合わせて変更する作業が必要である。

すなわち、あるロボットの構造に合わせて既に指示され
ている「ねじ」に対する動作点、動作手順に対しても、
全く新規に指示し直す必要があり、手間がかかる。

（３）センサからのデータに従ってロボットの動きを制
御したり、またはセンサにより検出された異常状態に応
じてロボットを動作させるためには、操作者が予めプロ
グラムの形で手順を全体を通して指示する必要があるが
、ロボット作業のプログラミングは本来の動きのプログ
ラミングのほかにこのような異常の場合に対する処理、
関連する対象データの記述が多くなり、ロボットプログ
ラミングの１つの障害となっている。

本発明は、上記に鑑みてなされたもので、その目的とす
るところは、ロボットに対する操作指示を簡単化すると
ともに、繰り返し教示およびロボット更改によるプログ
ラム修正量を低減した簡易ロボット教示装置を提供する
ことにある。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するため、本発明の簡易ロボット教示装
置は、機械的な機構および該機構を制御する基本的な動
作コマンドを有する制御装置からなるロボットに一連の
作業を実行させる手順を教示する簡易ロボット教示装置
であって、想定される作業環境下でまとまった作業単位
をパターンとして記録する動作手順記憶手段と、前記パ
ターンをロボットの前記制御装置に固有の制御言語列に
変換して動作手順を作成する動作手順生成手段と、前記
制御言語列からなる動作手順およびロボットのセンサか
ら入力される実際の作業環境の情報をもとにロボットの
各部の動作量を制御する動作制御手段とを有することを
要旨とする。

（作用） 本発明の簡易ロボット教示装置では、作業単位をパター
ン化して記録し、該パターンをロボットに固有の制御言
語列に変換して動作手順を作成し、該動作手順およびセ
ンサからの情報をもとにロボットの各部の動作量を制御
している。

（実施例） 以下、図面を用いて本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明の一実施例に係わる簡易ロボット教示装
置の全体構成図である。同図に示す簡易ロボット教示装
置５は、ロボット制御装置４、機構袋Ｗ７およびセンサ
８からなるロボット６を制御するものであり、操作指示
に含まれるまとまった複数のロボットの動き手順やセン
サデータの利用方法をパターンとして管理・登録する動
作手順記憶装置１と、登録パターンとパターンの名前を
用いて指示された動作手順からパターンの照合を繰り返
した結果得られる対象とするロボット制御言語による手
順を生成する動作手順生成装置２と、展開された動作手
順とセンサデータをもとにロボット制御装置４の動作命
令を作成してロボットを動かす指定されたセンサ情報に
従った動作プログラムを起動する動作制御装置３とから
構成される。

なお、第１図において、２本の線で示す矢印は制御の流
れを示し、１本の線で示す矢印はデータの流れを示す。

このような構成により、ロボットの動作を教示する時の
使い易い言語を指示音自身が記憶装置に定義でき、ロボ
ットの構造とは独立にロボットに作業を指示でき、ロボ
ットの状態や作業対象物の状態を監視しているセンサの
情報に合わせてロボットを動かすことかできることを主
要な特徴とし、この結果従来の教示方法に比較して、機
能分担が可能となり、すべての動作手順、動作点の再入
力を必要としたロボット作業の変更やロボットの更改に
対し、対応する部分の置き換えたけて済むため、作業の
軽減が可能となっている。

また、パターンを用いて複数の命令を１つの命令にまと
めることは計算機のソフトウェア分野で広く行われてい
ることである。本発明は、展開された結果が自分の計算
機で実行されるのに対し、展開を行うのがロボット制御
装置とは独立した教示装置であること、および実行時に
必要となる命令のデータ部がセンサからの情報に基づき
自動作成されることが計算機における従来のパターンの
利用と異なる。

動作手順記憶装置１は、操作パターンを登録するファイ
ルとパターンを管理する装置から構成され、（ｄｅｆｒ
ｕｌｅパターン名（ｐａｔｔｅｒｎ操作指示）（ｉｎｔ
ｏ手順列））の形で操作パターンを登録および管理して
いる。そして、操作者がパターンデータベースに定義し
たロボット制御言語により高レベルな操作命令で、操作
手順やセンサの利用法を教示でき、使い易いロボット操
作が可能である。また、パターンのデータベースがその
まま対象作業の仕様書として管理・整理することができ
る。

動作手順生成装置２は、操作パターンで指示された操作
手順をパターンファイルの内容と照合して展開し、その
展開結果をロボットの操作手順として記憶する装置から
構成される。そして、操作手順とは独立に位置計測等の
センサを構築でき、センサ名をキーに結合できるので、
センサの追加、改造を容易に行うことがてきる。また、
作業対象の位置や大きさを計測するセンサからの情報と
して与えられるので、ロボットに作業単位で指示するこ
とができる。

動作制御装置３は、パターン内に書かれているセンサ情
報の要求に従いながら、展開された動作手順をロボット
の固有の動作を定義しである動作ファイルを参照しなが
ら制御言語に変換する装置および変換結果をロボット制
御装置に送る装置から構成されている。そして、動作デ
ータベースに複数のロボットの制御命令とパターンデー
タベースの基本命令との対応表を作成し、複数のロボッ
トに対して同じ教示内容で同一の動作指示が可能である
。また、作業内容に依存しないロボット動作の異常処理
に対しては、ロボット制御装置に用意することて作業の
教示とは分離することができる。

動作手順記憶装置１においては、複数のロボット制御命
令を１つのまとまりとして、パターン化して登録し、登
録名で管理している。ロボットによる組立作業の代表例
として、第２図に示すように「物を挿入する」という作
業に対して、定義された操作列の登録パターンの例を第
３図および第４図に示す。パターンとしては、第３図に
示すように単なる命令の置き換えのパターンと、第４図
に示すようにセンサの情報（同図において、センサは記
号＠で示されている）をもとに展開するパターンとがあ
る。

第３図は、ディスク（？Ａ）をポール（？Ｂ）に挿入す
る作業の指示をパターン“ｄｉｓｋ”としてディスク（
？Ａ）を掴む（ｇｒａｓｐ）、掴んだままポール（？Ｂ
）に挿入する（ｍｏｖｅｉｎｔｏ）、ディスク（？Ａ）
を離す（ｒｅｌｅａｓｅ）の合成操作として登録した例
と、掴んだままポール（？Ｂ）に挿入する指示パターン
”ｍＱ　Ｖ　ｅ　　１　ｎ　ｊ　Ｏ＋　ディスク（？Ａ
）を掴む指示パターン”ｇｒａｓｐ　　をさらに、対象
の位置へ移動する（ｍｏｖｅ）、ポールに倣って動かす
（ｍｏｖｅ　　ａ　ｌｏｎｇ）、手を閉じる（ＣＬＯ３
Ｅ　　ＨＡＮＤ）の合成操作として登録した例である。

第４図は、ポール（？Ｂ）の位置へ移動する（ｍｏｖｅ
）を展開する際、ｖｉｓｉｏｎセンサで位置を計測する
、ポール（？Ｂ）に沿ってディスク（？Ａ）の位置まで
降りる（ｍｏｖｅ　　ａｌｏ　ｎ　ｇ　　ｄ　ｏ　ｗ　
ｎ　）時には、力センサに力がかかるまで動かす事を合
わせて登録した例である。

作業対象の位置や大きさに関係なく、多種類のネジの「
ネジ締め」作業や「挿入」作業の位置あわせの作業手順
を登録する事ができる。第３図および第４図の大文字で
書かれた”ＭＯＶＥＴＯｐｏｓｉｔｉｏｎ　　（ｐｏｓ
ｉｔｉｏｎで指定された位置に動け）や”ＣＬＯ３Ｅ　
　ＨＡＮＤ”（手を閉じろ）かロボットの制御命令に相
当し、ロボットの種類に応じて変更される命令である。

動作手順生成装置２においては、動作に指示は登録しで
ある操作指示パターンで、　ｄｉｓｋＡ　　ｆｒｏｍ　
　ｐｏｌｅ　　＃１°の形で指示される。本動作手順生
成装置２は、第５図に示すように操作指示パターンを手
掛かりに利用者が定義した指示命令がすべてロボットの
固有の制御命令に展開されるまで繰り返し、登録された
パターンとの照合を行う。

動作制御装置３においては、展開されたロボット固有の
制御命令に対応する”　ＭＯＶＥＴＯ”や”ＣＬＯ５Ｅ
　　ＨＡＮＤ”の列に対し、動作制御プログラムとして
登録しである動作データベースに従って、そのままの形
で、またはセンサと関わって定義された制御プログラム
である時は、この時指示されたセンサからの情報、例え
ば第４図の例では、ｖｉｓｉｏｎセンサによる作業対象
位置計測結果を受は取り、展開結果のＭＯＶＥＴＯ命令
に計測結果を付与した形で展開する。第４図のｍｏｖｅ
　　ａｌｏｎｇ　　ｄｏｗｎでは、ｆｏｒｃｅセンサが
オンになるまで対応する命令をロボット制御装置に供給
する（第６図）。

以上説明した３つの独立した装置の作用により、指示者
の定義した操作指示に従ってロボットの動作制御命令を
センサ情報を取り込みながら容易に作成することができ
る。

〔発明の効果〕

以上説明したように、登録されたパターンを使用するこ
とにより、ロボット固有の制御方法に習熟しなくてもロ
ボット操作を行うことができるとともに、ロボット更改
においても再度従来の作業の教示を実行しなくても実際
のロボット制御命令へ翻訳する部分の書換えたけてよい
。本発明は特に音声認識装置と組み合わせることにより
、対応する指示パターンの動きをロボットに行わせるた
めの辞書として使用することかできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係わる簡易ロボット教示装
置の全体構成図、第２図はロボットによる挿入作業の一
例を示す図、第３図は置換によるロボット指示の展開パ
ターンの登録例を示す図、第４図はセンサ情報と関連し
たロボット指示の展開パターンの登録例を示す図、第５
図は動作手順生成装置内の制御の流れを示す図、第６図
は動作制御装置内の制御の流れを示す図である。 １・　・動作手順記憶装置、 ２・　・動作手順生成装置、 ３・　・動作制御装置、 ４・　・ロボット制御装置、 ５・　・簡易ロボット教示装置、 ６・・・ロボット。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 機械的な機構および該機構を制御する基本的な動作コマ
   ンドを有する制御装置からなるロボットに一連の作業を
   実行させる手順を教示する簡易ロボット教示装置であっ
   て、想定される作業環境下でまとまった作業単位をパタ
   ーンとして記録する動作手順記憶手段と、前記パターン
   をロボットの前記制御装置に固有の制御言語列に変換し
   て動作手順を作成する動作手順生成手段と、前記制御言
   語列からなる動作手順およびロボットのセンサから入力
   される実際の作業環境の情報をもとにロボットの各部の
   動作量を制御する動作制御手段とを有することを特徴と
   する簡易ロボット教示装置。