JPH0517564B2

JPH0517564B2 -

Info

Publication number: JPH0517564B2
Application number: JP57091462A
Authority: JP
Inventors: Yoshitada Sekine; Fumiki Yokota
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1982-05-31
Filing date: 1982-05-31
Publication date: 1993-03-09
Also published as: WO1983004324A1; US4600869A; EP0111003A1; JPS58208807A; EP0111003A4

Description

【発明の詳細な説明】この発明は、ロボツトのテイーチング装置に関
する。

近時、実用化されつつある組立（アセンブリ）
ロボツトにおいては、締結作業や部品の差し込み
作業等を如何にして迅速巧妙に失敗なく繰り返し
行なえるようにするかが、重要な課題になつてい
る。

例えば、締結作業に例を採るなら、ねじが自動
供給される自動ねじ締め機を、ロボツトの可動部
の先端に取り付けたメカニカルハンドに把持させ
るか、ロボツトの可動部先端に直接取り付けて、
その自動ねじ締め機の先端をワークのねじ穴上に
正確に位置決めした後、自動ねじ締め機を垂直に
降してねじ締め作業を行なうことが考えられる。

ところが、この作業を恙無く迅速に行なうに
は、ロボツトの繰り返し精度の向上を計ることも
然る事ながら、ロボツトの作業位置に供給される
ワークのねじ穴位置とロボツトの位置決め位置
（目標位置）とが常に一致していなければならず、
そうでないとねじ締め作業の失敗する確率が高く
なつてしまう。

そのため、上記の対策としてロボツトをテイー
チングする際、ワークのねじ穴位置上にロボツト
に取り付けた自動ねじ締め機の先端が正確に位置
するようにロボツトを例えばテイーチングボツク
スによるリモートコントロールによつて動かし
て、ロボツトの位置決め用の位置データを採取す
る必要がある。

ところが、上記のような正確無比なテイーチン
グを行なうのは、非常に困難であり、可能だとし
ても高度の熟練を要するばかりか、非常に時間が
掛かる欠点がある。

この発明は、上記のような背景に鑑みてなされ
たものであり、比較的に簡単に、しかも正確なテ
イーチングを速やかに行ない得るロボツトのテイ
ーチング装置を提供することを目的とする。

そのため、この発明によるロボツトのテイーチ
ング装置は、ロボツトの作業端に作業位置検出手
段を設けると共に、ロボツトの可動部を、これが
作業位置の付近にまで移動するまでの位置データ
を記憶したプレテイーチングデータ記憶手段によ
つて制御するようにし、前記可動部が作業位置付
近まで移動した後には、前記作業位置検出手段が
ロボツトの作業位置を含む予め定めた領域内を自
動的に走査させて、作業位置検出手段がロボツト
の作業位置を検出した時のロボツトの現在位置を
テイーチングデータ記憶手段に記憶するようにし
ている。

なお、この明細書において、ロボツトの作業端
とは、ロボツトの可動部の先端の手首部にセンサ
本体を取り付けた場合ならその先端部、手首部に
メカニカルハンドを取り付けた場合ならそのメカ
ニカルハンドの先端部、又は手首部乃至メカニカ
ルハンドに自動ねじ締め機のような工具を持たせ
た場合ならその工具の先端部等を表わすものとす
る。

以下、この発明の実施例を添付図面を参照しな
がら説明する。

第１図は、この発明を適用した水平多関節型ロ
ボツトのテイーチングの様子を示す斜視図であ
る。

同図において、SCARA型とも称される水平多
関節型ロボツト１は、基部２上に正立固定した柱
体３と、この柱体３に対して矢示Ｚ方向に上下動
する昇降部４と、この昇降部４に対してｘ−ｙ平
面上を矢示θ₁方向に旋回する第１腕５と、この第
１腕５に対して同じくｘ−ｙ平面上を矢示θ₂方向
に旋回する第２腕６と、この第２腕６の端盤６ａ
に取り付けられ、後述するセンサ本体７をベアリ
ングを介して回転自在に取り付けた手首部８とに
よつて軸構成されている。

そして、昇降部４は、柱体３に取り付けたモー
タM₁によつて減速機GB₁及び柱体３内の回転−
直線運動変換機構を介して矢示Ｚ方向に駆動さ
れ、第１腕５は、昇降部４に取り付けたモータ
M₂によつて減速機GB₂を介して矢示θ₁方向に駆
動される。

また、第２腕６は、第１腕５に取り付けたモー
タM₃によつて減速機GB₃を介して矢示θ₂方向に
駆動される。

なお、PG₁〜PG₃は各モータM₁〜M₃の出力軸
に取り付けたパルスジエネレータであり、夫々昇
降部４及び第１、第２腕５，６の移動位置を検出
する。

また、昇降部４及び第１、第２腕５，６の連結
軸部に回転自在に取り付けた歯付プーリPU₁，
PU₂と、センサ本体７のまわりに固着した歯付プ
ーリPU₃との間には、夫々歯付ベルトVT₁，VT₂
を張装してあり、これによつて第１、第２腕５，
６が夫々矢示θ₁，θ₂方向に旋回してもセンサ本体
７の姿勢が常に一定となる。

なお、このセンサ本体７に関して、回転方向に
姿勢を一定にする必要はないが、手首部８にメカ
ニカルハンド等を取り付けた場合は、上記の機構
が必要になる。

そして、この水平多関節型ロボツト１の前面に
は、グローブボツクス１１にグローブボツクスリ
ツド１２を仮設した自動車のインストルメントパ
ネル１０を矢示Ｙ方向から搬送して図示の位置に
所定期間停止させた後、下流に搬送するワーク搬
送コンベア９を設置してある。

なお、インストルメントパネル１０は、コンベ
ア９上にクランプされており、グローブボツクス
リツド１２には、第２図にも拡大して示すように
タツピングねじをねじ込む穴１２ａが穿設されて
いる。

そして、このグローブボツクスリツド１２の各
穴１２ａに対して位相の合つた第３図に示すグロ
ーブボツクス１１側の各穴１１ａには、発光ダイ
オード１３を埋め込んだ発光器１４を夫々テイー
チング時に嵌め込む。

なお、第３図において、発光器１４には発光ダ
イオード１３から照射される光を絞る絞り口１４
ａが設けてあり、この絞り口１４ａは穴１１ａ，
１２ａの中心に位置するようになつている。

次に、第４図を参照してセンサ本体７の概略を
説明する。

第４図において、センサ本体７を構成する円筒
体７ａ内に進退自在に挿着した摺動体７ｂは、ス
プリング７ｃの付勢力によつて図示の位置まで前
進しており、この摺動体７ｂの先端部に設けた逃
げ穴７ｄの底部には、光フアイバ１５の受光端面
部１５ａを露出してある。

そして、円筒体７ａ内のフレーム部７ｅには、
摺動体７ｂが後退して接触することによつて作動
する垂直位置検出手段であるリミツトスイツチ１
６を設けてある。

そして、光フアイバ１５は、摺動体７ｂから一
旦外に出た後、センサ本体７の上端部７ｆ内に設
けた検出回路に導かれている。

検出回路は、例えば第５図に示すように構成さ
れている。

すなわち、この検出回路は、光フアイバ１５に
よつて伝達された光をフオトトランジスタPTで
受けて、その光強度に応じた電流を抵抗Ｒに流
す。

そして、この抵抗Ｒの両端に発生する電圧Vx
を例えばＣ MOSのシユミツトトリガインバー
タＩで受けて、電圧Vxがその入力スレシヨルド
レベルV_THより大きいか小さいかで、出力ｅが
“Ｌ”又は“Ｈ”になるように回路定数を設定す
る。

例えば、光フアイバ１５を介して入力される光
が、第３図の発光ダイオード１３によつて照射さ
れた光である時に、出力ｅが“Ｌ”に、それ以外
では“Ｈ”になるようにする。

このようにすると、シユミツトトリガインバー
タＩの出力ｅが“Ｌ”の時、出力トランジスタ
Trがオフであるから、出力PHは“Ｈ”になり、
出力ｅが“Ｈ”の時、出力トランジスタTrがオ
ンして、出力PHが“Ｌ”になる。

なお、上記の光フアイバ１５及び第５図の検出
回路によつて、ロボツトの作業位置であるグロー
ブボツクスリツド１２の穴１２ａを検出する作業
位置検出手段を構成している。

そして、以上のような前提の下に、後述するテ
イーチング装置によつて、第１図のワーク搬送コ
ンベア９上のインストルメントパネル１０におけ
るグローブボツクスリツト１２の穴１２ａの位置
データを求めようとするものである。

なお、テイーチング終了後は、手首部８に自動
ねじ締め機を取り付けて、テイーチングによつて
求めた位置データに基づいてロボツト１を駆動制
御し、それによつてグローブボツクスリツド１２
の締結作業を行なう。

第６図は、この発明によるロボツトのテイーチ
ング装置を含む第１図の水平多関節型ロボツト１
の制御ブロツク図である。

なお、第６図のパルス分配器２０から先の偏差
カウンタ２１、駆動部２２、速度検出部２３、及
び位置カウンタ２４は、第１図の昇降部４を駆動
するモータM₁のデジタルDCサーボ系であり、他
の第１、第２腕５，６のデジタルDCサーボ系は
全く同様に構成されているので、図示を省略す
る。

先ず、ロボツトを駆動制御するための基礎とな
る部分に就て説明する。

同図において、移動データ算出部１７は、後述
する第１〜第３の読出回路３２〜３４によつてメ
モリ１９のプリテイーチデータエリア１９ａ、平
面走査データエリア１９ｂ、及び垂直走査データ
エリア１９ｃから夫々読み出されるデータに応じ
て次のような演算処理を行なう。

(イ) プリテイーチデータエリア１９ａがアクセス
された場合プリテイーチデータエリア１９ａには、予め
例えばCAD（コンピユータ・エイデイド・デザ
イン）システムによる仮想テイーチングにより
求めた第１図のロボツト１のロボツト空間座標
系におけるグローブボツクスリツド１２の各穴
１２ａ付近を表わす位置データが格納されてお
り、これ等の各位置データが第１の読出回路３
２によつて順を追つて読み出されると、その読
み出された位置データと現在位置レジスタ２５
に格納されている昇降部４及び第１、第２腕
５，６各部の現在位置データとに基づいて、昇
降部４の移動量及び第１、第２腕５，６の各移
動角を算出して、その算出結果をパルス分配器
２０に出力する。

なお、上記の各位置データは、第１図のセン
サ本体７の先端（ロボツト１の手首部８に自動
ねじ締め機を取り付けた場合の自動ねじ締め機
の先端に対応している）の目標位置を示してい
る。

また、このプリテイーチデータエリア１９ａ
内には、実際にはロボツト１の原点位置から最
初に作業する穴１２ａまでの移動軌跡、各穴１
２ａ間の移動軌跡、及び最後に作業する穴１２
ａから原点位置までの移動軌跡を夫々決定する
ための多数の中継位置データ等も格納されてい
るが、以下これ等の各中継位置データの処理に
就ては説明を省略する。

さらに、上記の各位置データは、CADシス
テムによつて作らずに、テイーチングボツクス
によつてロボツトを実際に動かすことにより作
るようにしても良い。

ただし、その場合最終的な正確な位置データ
を作る必要はないから、ラフなテイーチングで
良い。

(ロ) 平面走査データエリア１９ｂがアクセスされ
た場合平面走査データエリア１９ｂには、パルス分
配器２０が実行する直線補間に必要な始点及び
終点を示す位置データを演算するための例えば
２種類の位置ベクトルデータが格納されてお
り、これ等の位置ベクトルデータが第２の読出
回路３３によつて読み出されると、それ等の位
置ベクトルデータと前述の現在位置データとに
基づいて、前述の始点位置データ及び終点位置
データとをサイクリツクに演算して、その演算
結果を順次パルス分配器２０に出力する。

なお、この事に就ては後でさらに詳しく述べ
る。

(ハ) 垂直走査データエリア１９ｃがアクセスされ
た場合垂直走査データエリア１９ｃには、第１図の
センサ本体７の先端を穴１２ａに向つて垂直に
所定量降すための位置データが格納されてお
り、この位置データが第３の読出回路３４によ
つて読み出されると、その位置データと前述の
昇降部４の現在位置とに基づいて、昇降部４の
移動量を算出して、その算出結果をパルス分配
器２０に出力する。

パルス分配器２０は、補間モード信号SMが
入力されていない時には、移動データ算出部１
７から送られてきたデータに基づいて、各部の
移動量（角）をパルス数で表わしたパルス信号
を形成して、夫々のパルス信号を各デジタル
DCサーボ系の偏差カウンタ２１に出力する。

また、補間モード信号SMが入力されている
時には、移動データ算出部１７から送られてく
る始点位置データ及び終点位置データとに基づ
いて、両位置間をセンサ本体７の先端が直進す
るような直線補間パルスを形成して、該補間パ
ルスを夫々第１、第２腕５，６を駆動するモー
タM₂，M₃用のデジタルDCサーボ系の偏差カ
ウンタに出力する。

なお、このパルス分配器２０は、後述するデ
イスエーブル信号DAが入力されると、このデ
イスエーブル信号DAが入力された時点におけ
るセンサ本体７の先端の現在位置が、時間的な
ずれがあつても結果的に変化しないようにパル
ス出力を制御して、、その出力を停止するもの
とする。

デジタルDCサーボ系では、偏差カウンタ２１
のカウント出力に応じて駆動部２２内のＤ／Ａ変
換器及びサーボアンプを介してモータM₁を回転
駆動制御するようになつており、その速度及び位
置（回転量）制御の概略は次の如くである。

すなわち、モータM₁を正転方向に回わすべき
時は、パルス分配器２０からのパルス信号を偏差
カウンタ２１のアツプカウント端子Ｕに、モータ
M₁によつて作動するパルスジエネレータPG₁か
らフイードバツクされるパルス信号を偏差カウン
タ２１のダウンカウント端子Ｄに、夫々図示しな
い切換回路を介して入力する。

このようにすると、モータM₁が回転し始めた
時点から一定時間経過するまでは、パルス信号の
周期及びパルスジエネレータPG₁の出力特性によ
つて決まる速さで、偏差カウンタ２１のカウント
値は増加し、前記一定時間経過後は偏差カウンタ
２１のカウント値は一定に保たれる。

そして、偏差カウンタ２１のアツプカウント端
子Ｕに入力されるパルス信号がなくなると、パル
スジエネレータPG₁からのパルス信号によつてそ
のカウント値がデクリメントされていく。

このような変化をする偏差カウンタ２１のカウ
ント値を速度基準値として、この速度基準値と速
度検出部２３からの実速値（パルスジエネレータ
PG₁からのパルス信号をＦ／Ｖ変換して得る）と
を比較して両者が一致するように駆動部２２は速
度フイードバツク制御する。

このように、偏差カウンタ２１がパルス分配器
２０からのパルス信号をカウントし始めることに
よつてモータM₁が回転し始め、偏差カウンタ２
１のカウント値が増加、一定、減少して零になる
ことによつて、モータM₁がそのパルス数に応じ
た回転数だけ回転して停止し、それによつて位置
（回転量）制御が行なわれる訳であるが、モータ
M₁の回転量が所定値以上又は以下の場合は、次
のような補正が行なわれる。

すなわち、パルスジエネレータPG₁として、イ
ンクリメンタル形のものを使用すると、モータ
M₁の回転方向をその出力パルス信号の位相を弁
別することによつて検知できる。

そこで、前述した切換回路にその弁別機能を持
たせて、モータM₁が正転の時は前述のとおりパ
ルスジエネレータPG₁からのパルス信号を偏差カ
ウンタ２１のダウンカウント端子Ｄに、逆転の時
はそのパルス信号をアツプカウント端子Ｕに夫々
入力するようにする。

このようにすると、当然の事ながら回転量が所
定値に充たない時は、偏差カウンタ２１のカウン
ト値は零にはならないので、モータM₁をさらに
正方向に回転してカウント値が零になるように作
用し、回転量が所定値を越えていれば、偏差カウ
ンタ２１のカウント値は負の値であるから、モー
タM₁は逆方向に回転されると共に、その回転に
応じてパルスジエネレータPG₁から出力されるパ
ルス信号によつて負の値のカウント値が正方向に
向つてインクリメントされて、カウント値が零に
なるように作用する。

それによつて、モータM₁は結果的にはパルス
分配器２０からのパルス信号のパルス数に応じた
回転数だけ回転して停止する。

なお、現在位置レジスタ２５は、前述のように
して駆動制御される各モータM₁〜M₃の始動時点
からの見かけ上の回転量（正転量−逆転量）をカ
ウントする３個の位置カウンタ２４からのカウン
ト出力を格納するようにしてあり、それによつて
ロボツト１の各部が原点位置からどれだけ動いた
かを示す現在位置データを常に保持している。

なお、これ等の各位置カウンタ２４も、各パル
スジエネレータPG₁〜PG₃からのパルス信号の位
相を検知して、モータM₁〜M₃の正転時のパルス
信号をアツプカウント端子に、逆転時のパルス信
号をダウンカウント端子に夫々入力する切換回路
を入力側に夫々接続してある。

以上のようにして、第１図のロボツト１の手首
部８に取り付けたセンサ本体７の先端を、指令値
どおり動かすことができる。

次に、この発明に係わる部分を含めて説明す
る。第６図において、検出回路２６は、第５図に
示すよう回路構成されており、グローブボツクス
リツド１２の穴１２ａからの光（第３図の発光器
１４の発光ダイオード１３からの光）を、第４図
のセンサ本体７の先端における光フアイバ１５の
受光端面部１５ａが捕えた時にのみ、出力PHは
“Ｈ”となる。

制御部３１は、この発明に係わる制御を含むロ
ボツト全体の制御を司る。

すなわち、この制御部３１は、第７図イに示す
テイーチングモード信号TMが入力されると、以
下に説明する各種のタスクを実行する。

次に、第７図ロに示すロボツト起動指令S_Tが入
力されると、同図ハに示すイネーブル信号EN₁を
第１の読出回路３２に出力して、第１の読出回路
３２を作動させ、それによつてメモリ１９のプリ
テイーチデータエリア１９ａから最初の目標位置
である例えば第８図に示す位置d₁を表わす位置デ
ータが読み出されて、そその位置データが移動デ
ータ算出部１７に出力される。

移動データ算出部１７は、その位置データを受
けた後、第７図ニに示すようにイネーブル信号
EN₁の立下りのタイミングに基づいて、ロボツト
１の各部の移動データを算出して、その算出結果
をパルス分配器２０に出力する。

一方、ロボツト起動指令S_Tが入力されると、制
御部３１は、第７図ルに示すクリア信号CLを３
個のフリツプフロツプ回路（FF）２７，２８，
２９，３０のリセツト端子Ｒに出力して、FF２
７〜３０をイニシヤライズしているので、前記算
出結果がパルス分配器２０に入力された時点で
は、FF３０のＱ出力であるデイスエーブル信号
DAは、パルス分配器２０に入力されておらず、
又補間モード信号SMも入力されていない。

そのため、パルス分配器２０は、移動データ算
出部１７からの算出結果を受けた後、第７図ホに
示すようなタイミングで各デジタルDCサーボ系
の各偏差カウンタ２１にその算出結果に応じたパ
ルス信号を分配出力する。

それによつて、前述したデジタルDCサーボ系
の作用により、入力されたパルス信号に応じた位
置決め制御がなされるため、ロボツト１の手首部
８に取り付けたセンサ本体７の先端は、第８図に
示す位置d₁に位置決めされる。

なお、上記の説明では、ロボツト１を原点から
いきなり最切の目標位置まで動かすようにした
が、前述したように実際には、両者間に設定した
複数の中継点を夫々示す中継位置データに基づい
て、ロボツト１の運動軌跡を限定するようになつ
ている。

次に、パルス分配器２０が、パルス信号の分配
を終了して第７図ヘに示す分配終了信号P_Eを出
力すると、このパルス分配終了信号P_Eの立上り
のタイミングでFF２７がセツトされ、それによ
つてアンドゲートG₁が開く。

また、このパルス分配終了信号P_Eが制御部３
１に入力されると、制御部３１は第７図トに示す
タイミングで補間モード信号SMをパルス分配器
２０に出力すると共に、同図チに示すタイミング
でイネーブル信号EN₂を第２の読出回路３３に出
力して、第２の読出回路３３を作動させる。

それによつて、メモリ１９の水平走査データエ
リア１９ｂから次のような２種類の位置ベクトル
データが読み出されて、それ等の位置ベクトルデ
ータが移動データ算出部１７に出力される。

すなわち、これ等の位置ベクトルデータとは、
第８図に示すグローブボツクスリツド１２の穴１
２ａを含み得る領域Ｓにおいて、第９図に示す一
辺D₁の長さ及びロボツト座標系での方向を示す
位置ベクトルＡ→（ベクトルの基点座標は任意）
と、他の一辺を分割した辺D₂の長さ及びロボツ
ト座標系での方向を示す位置ベクトルＢ→（ベクト
ルの基点座標は任意）とを夫々示すデータであ
る。。

移動データ算出部１７は、上記２つの位置ベク
トルデータを受けた後、第７図ニに示すようにイ
ネーブル信号EN₂の立下りのタイミングに基づい
て、それ等の位置ベクトルデータと現在位置レジ
スタ２５の各部の現在位置データとによつて次の
ような演算を行なつて、その演算結果をパルス分
配器２０に転送する。

すなわち、先ず現在位置レジスタ２５から取り
込んだロボツト１の各部の現在位置データとに基
づいて、センサ本体７の先端の現在位置（第８図
及び第９図の位置d₁に相当する）を演算する。

次に、このセンサ本体７の先端の現在位置d₁を
前述の位置ベクトルＡ→の基点座標として、第８図
及び第９図の位置d₂を演算する。

そして、これ等の位置d₁，d₂を最初の直線補間
の始点及び終点位置データとして、パルス分配器
２０に転送する。

そして、パルス分配器２０は、先に述べた補間
モード信号SMによつて補間モード動作状態にな
つているので、移動データ算出部１７から転送さ
れた前述の始点及び終点位置データに基づいて、
センサ本体７の先端が位置d₁，d₂間を直進するよ
うな直線補間パルスを形成して、該直線補間パル
スを夫々第７図ホに示すタイミングで第１、第２
腕５，６を駆動するモータM₂，M₃用のデジタル
DCサーボ系の偏差カウンタに出力する。

それによつて、前述したデジタルDCサーボ系
の作用により、センサ本体７の先端は、第８図の
位置d₁からd₂に向つて直進する。

一方、移動データ算出部１７は、前述の位置
d₁，d₂を演算してデータ転送を終えると、直ちに
今度は位置d₂を位置ベクトルＢ→（第９図参照）の
基点座標として、第８図及び第９図の位置d₃を演
算する。

そして、位置d₂，d₃を次の始点及び終点位置デ
ータとして、パルス分配器２０に転送する。

パルス分配器２０は、最初の補間処理に引き続
いて次の始点及び終点位置データに基づいた補間
処理を行なう。

それによつて、センサ本体７の先端は、第８図
に示す穴１２ａを含む領域Ｓを水平走査するよう
になる。

なお、移動データ算出部１７においては、第８
図及び第９図に示す位置d₄，d₅，…を演算する
際、位置ベクトル−Ａ→を利用するものとする。

次に、センサ本体７の先端が第８図に示すよう
に穴１２ａに対向する位置に達すると、穴１２ａ
からの光が光フアイバ１５によつて検出回路２６
に伝達されるため、検出回路２６から“Ｈ”の出
力P_Hが出力される。

この“Ｈ”の出力P_HがFF２７のＱ出力によつ
て開いたアンドゲートG₁を介してFF２８をセツ
トするため、そのＱ出力である平面位置検出信号
H_k（第７図リ参照）が発生する。

この平面位置検出信号H_kが発生すると、オア
ゲートG₂を介してFF３０がセツトされるため、
そのＱ出力であるデイスエーブル信号DA（第７
図ヌ参照）が発生し、それによつてパルス分配器
２０の動作が停止（データのクリアをも含む）す
ると共に、移動データ算出部１７内のデータがク
リアされる。

そのため、センサ本体７の先端は、穴１２ａに
対向する位置で停止する。

一方、制御部３１は、平面位置検出信号H_kが
発生すると、第７図ルに示すタイミングでクリア
信号CLを出力してFF２７，２８，２９，３０を
リセツトし、それによつてアンドゲートG₁を閉
じると共に、パルス分配器２０の動作停止を解除
する。

そして、制御部３１は、第７図ヲに示すタイミ
ングで、イネーブル信号EN₃を第３の読出回路３
４に出力して、第３の読出回路３４を作動させ、
それによつてメモリ１９の垂直走査データエリア
１９ｃからセンサ本体７の先端を穴１２ａに向つ
て垂直に所定量降すための位置データが読み出さ
れて、その位置データが移動データ算出部１７に
出力される。

移動データ算出部１７は、その位置データを受
けた後、第７図ニに示すようにイネーブル信号
EN₃の立下りのタイミングに基づいて、ロボツト
１の昇降部４の移動データを算出して、その算出
結果をパルス分配器２０に出力する。

パルス分配器２０は、移動データ算出部１７か
らの算出結果を受けた後、第７図ホに示すような
タイミングで昇降部４用のデジタルDCサーボ系
の偏差カウンタ２１にその算出結果に応じたパル
ス信号を分配出力する。

それによつて、前述したデジタルDCサーボ系
の作用により、センサ本体７の先端は、穴１２ａ
に向つて下降する（垂直走査）。

センサ本体７の先端である摺動体７ｂ（第４図
参照）の先端が穴１２ａに当接して、該摺動体７
ｂが円筒体７ａ内に後退し、リミツトスイツチ１
６をオンさせると、FF２９がセツトされ、その
Ｑ出力である垂直位置検出信号V_k（第７図ワ参
照）が発生する。

この垂直位置検出信号V_kが発生すると、オア
ゲートG₂を介してFF３０がセツトされるため、
そのＱ出力であるデイスエーブル信号DA（第７
図ヌ参照）が発生し、それによつてパルス分配器
２０の動作が停止して、センサ本体７の垂直走査
も停止する。

そして、制御部３１は、垂直位置検出信号V_k
が発生すると、第７図ルに示すタイミングでクリ
ア信号CLを出力してFF２７，２８，２９，３０
をリセツトし、それによつてパルス分配器２０の
動作停止を解除する。

また、制御部３１は、第７図カに示すタイミン
グで、イネーブル信号EN₄を演算・書込回路３５
に出力して、演算・書込回路３５を作動させる。

演算・書込回路３５は、現在位置レジスタ２５
に格納されているロボツト１の各部の現在位置デ
ータに基づいて、センサ本体７における後退した
摺動体７ｂの先端の現在位置データ、すなわち穴
１２ａのロボツト座標系における位置データを演
算して、その演算結果をメモリ１９のテイーチデ
ータ格納エリア１９ｄに書込む。

そして、制御部３１は、メモリ１９を監視して
そのテイーチデータ格納エリア１９ｄに最初の穴
１２ａの位置データが書込まれたことを確認する
と、第７図ハに示すイネーブル信号EN₁を第１の
読出回路３２に出力して、前述の動作を繰返す。

そして、全ての穴１２ａに対するテイーチング
が完了したら、締結作業の開始指令が入力するま
で待機する。

なお、前述のようにして得た各穴１２ａの位置
データは、ロボツト１の手首部８に自動ねじ締め
機を取り付けた時の自動ねじ締め機先端の目標位
置を示すデータであり、締結作業に必要な自動ね
じ締め機の下降動作を行なうためのデータは、メ
モリ１９の他のエリアに格納してある。

また、プレイバツク時には、図示しない読出回
路を介してテイーチデータ格納エリア１９ｄ内の
位置データが読み出される。

さらに、第６図において、メモリ１９、第２，
第３の読出回路３３，３４、移動データ算出部１
７、パルス分配器２０、制御部３１、及び各デジ
タルDCサーボ系等によつて走査制御手段を、メ
モリ１９、演算・書込回路３５、及び制御部３１
等によつて記憶手段を夫々構成している。

次に、上記実施例の変更例を列記する。

(イ) 上記実施例では、作業位置検出手段の検出仕
様として、センサ本体７側に受光器を、穴１２
ａの方に発光器を夫々取り付けた例について述
べたが、例えばセンサ本体７側に発光器をも具
備する一方、グローブボツクス１１の穴１１ａ
に第１０図に示すような反射板３６を有する反
射体３７を嵌め込むようにした反射方式を採用
することもできる。

なお、グローブボツクスリツド１２とその穴
１２ａとの間にある程度の明るさの違いがあれ
ば、穴１２ａ側に発光器を設けなくても穴１２
ａの位置を検出することもできる。

(ロ) 第８図及び第９図に示す領域Ｓの走査の仕方
としては、前述の例の他に例えば第１１図イ，
ロに示すような例が考えられる。

なお、センサ本体７の先端に例えば第１２図
に示すような受光器３８を１列に多数配置した
受光部３９を取り付ければ、この受光部３９を
矢示方向に走査するだけで、穴１２ａを検出し
た受光器３８の位置と受光部３９の走査位置と
に基づいて、穴１２ａの位置を決めることがで
きる。

(ハ) 上記実施例では、自動車のインストルメント
パネルのグローブボツクスリツドの穴を対象に
した例について述べたが、インストルメントパ
ネルの他の部分（メータ等）や他のワークを対
象にしても良く、例えば自動車の車体の溶接打
点位置をテイーチングする場合、その溶接打点
位置に例えば発光塗料を塗布して、その発光塗
料を塗布した位置を検出するようにしても良
い。

なお、対象とするワークに、センサ本体７の
平面走査の障害となるものがなければ、走査領
域を大きく取ることが可能になり、それによつ
てプリテイーチがさらに簡単になる。

(ニ) 上記実施例では、垂直方向の走査も行なうよ
うにしたが、水平走査によつて穴１２ａを検出
した時点で、センサ本体７先端の位置データを
記憶するようにしても、従来に比べれば格段の
効果を奏する。

(ホ) 上記実施例では、光フアイバ１５の受光端面
部１５ａをセンサ本体７の先端に設けたが、こ
れに限るものではなく、例えばロボツト１の手
首部８に第１３図に示すような自動ねじ締め機
４０を取り付けた場合、その開閉するチヤツク
爪４１ａ，４１ａの先端部に設けるようにして
も良いし、あるいはロボツト１の手首部８に図
示しないメカニカルハンドを取り付けた場合、
その先端に設けるようにしても良い。

(ヘ) 上記実施例では、この発明を３軸の水平多関
節型ロボツトに適用した例について述べたが、
これに限るものではなく、どのような軸構成の
ロボツトにも同様に適用できる。

以上述べたように、この発明によれば、ロボツ
トの作業端に作業位置検出手段を設け、ロボツト
の可動部を所定の作業位置の付近まではプレテイ
ーチング記憶手段からの制御信号によつて制御す
るようにし、ロボツトの作業位置を含む予め定め
た領域内を自動走査させることによつて、目的と
する作業位置を自動的に検索し、作業位置検出手
段がロボツトの作業位置を検出した時のロボツト
の現在位置をテイーチング記憶手段に記憶させる
ようにしたので、作業者が遠隔操作を行なうこと
なく、テイーチング操作を自動的に行なうことが
でき、しかも、正確かつ速やかに行なうことが可
能となつた。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明を適用した水平多関節型ロ
ボツトのテイーテングの様子を示す斜視図、第２
図は、第１図のグローブボツクスリツドの拡大部
分図、第３図は、第２図の−線に沿う断面
図、第４図は、第１図のセンサ本体の概略を示す
拡大部分断面図、第５図は、検出回路の一例を示
す回路図、第６図は、この発明によるロボツトの
テイーチング装置を含む第１図の水平多関節型ロ
ボツトの制御ブロツク図、第７図イ〜カは、夫々
第６図の動作説明に供するタイミングチヤート、
第８図及び第９図は、夫々第６図の平面走査説明
に供する図、第１０図は、反射体の斜視図、第１
１図イ，ロは、夫々平面走査の他の例を示す図、
第１２図は、作業位置検出手段の他の例を示す説
明図、第１３図は、自動ねじ締め機の一例を示す
部分断面図である。１……水平多関節型ロボツト、７……センサ本
体、７ｂ……摺動体、９……部品搬送コンベア、
１０……インストルメントパネル、１２……グロ
ーブボツクスリツド、１２ａ……穴、１４……発
光器、１５……光フアイバ、１５ａ……受光端面
部、１７……移動データ算出部、１９……メモ
リ、２０……パルス分配器、２１……偏差カウン
タ、２２……駆動部、２３……速度検出部、２４
……位置カウンタ、２５……現在位置レジスタ、
２６……検出回路、２７，２８，２９，３０……
フリツプフロツプ回路、３１……制御部、３２〜
３４……第１〜第３の読出回路、３５……演算・
書込回路、M₁〜M₃……モータ、PG₁〜PG₃……
パルスジエネレータ。

Claims

【特許請求の範囲】１ロボツトの現在位置を検出する現在位置検出
手段と、前記ロボツトの作業端に設けられ前記ロ
ボツトの作業位置を検出する作業位置検出手段
と、前記ロボツトの可動部が前記作業位置の付近
まで移動する位置データが記憶されたプレテイー
チングデータ記憶手段と、前記可動部を駆動制御
することによつて前記作業位置検出手段に前記作
業位置を含む予め定めた領域内を走査させる走査
制御手段と、この走査制御手段によつて走査され
る前記作業位置検出手段が前記作業位置を検出し
た時に、前記現在位置検出手段によつて検出した
前記ロボツトの現在位置を記憶するテイーチング
データ記憶手段とによつて構成したことを特徴と
するロボツトのテイチング装置。２前記ロボツトの作業位置が、ワークのねじ穴
であり、前記作業位置検出手段が、前記ねじ穴に
嵌め込んだ発光器からの光を受光する受光器であ
る特許請求の範囲第１項記載のロボツトのテイー
チング装置。３前記ロボツトの作業位置が、ワークのねじ穴
であり、前記作業位置検出手段が、前記ねじ穴に
嵌め込んだ反射板に光を照射する受光器と前記反
射板からの反射光を受光する受光器とによつて構
成された特許請求の範囲第１項記載のロボツトの
テイーチング装置。