JPH05301182A - ロボットの直接教示装置 - Google Patents
ロボットの直接教示装置Info
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- JPH05301182A JPH05301182A JP10789992A JP10789992A JPH05301182A JP H05301182 A JPH05301182 A JP H05301182A JP 10789992 A JP10789992 A JP 10789992A JP 10789992 A JP10789992 A JP 10789992A JP H05301182 A JPH05301182 A JP H05301182A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ロボットの教示作業において、大まかな位置
から非接触かつ簡便な操作により教示データを獲得で
き、かつ、教示作業に要する時間を短縮でき、教示作業
の効率を向上できる直接教示装置を提供する。 【構成】 マニピュレータ１のリスト部３に、ワーク６
までの距離およびワーク６の形状に関するデータを非接
触で獲得できるレンジセンサ５を設ける。教示データ演
算部９において、リスト部３の位置・姿勢データと、レ
ンジセンサ５で獲得されたデータに基づいて、ワーク６
上の注目点の絶対座標を求め、教示データとする。
から非接触かつ簡便な操作により教示データを獲得で
き、かつ、教示作業に要する時間を短縮でき、教示作業
の効率を向上できる直接教示装置を提供する。 【構成】 マニピュレータ１のリスト部３に、ワーク６
までの距離およびワーク６の形状に関するデータを非接
触で獲得できるレンジセンサ５を設ける。教示データ演
算部９において、リスト部３の位置・姿勢データと、レ
ンジセンサ５で獲得されたデータに基づいて、ワーク６
上の注目点の絶対座標を求め、教示データとする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ロボットの直接教示装
置に関し、特に、対象物に対して非接触で教示データを
獲得できる直接教示装置に関する。
置に関し、特に、対象物に対して非接触で教示データを
獲得できる直接教示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ロボットへの教示方法としては、ティー
チングペンダントによる方法や直接教示法などがある。
ティーチングペンダントによる方法では、ロボットにテ
ィーチングペンダントを取り付け、さらにロボットのマ
ニピュレータ部分のリスト部（手首部）に効果器を取り
付けておく。教示作業者は、ティーチングペンダントを
操作し、効果器をワーク（作業対象物）の所望の教示ポ
イントに位置付け、その教示ポイントでのマニピュレー
タの位置や姿勢をマニピュレータの制御装置などに記憶
させる。このような位置付けと記憶の操作を必要な教示
ポイントの全てに対して行なうことにより、教示が終了
する。
チングペンダントによる方法や直接教示法などがある。
ティーチングペンダントによる方法では、ロボットにテ
ィーチングペンダントを取り付け、さらにロボットのマ
ニピュレータ部分のリスト部（手首部）に効果器を取り
付けておく。教示作業者は、ティーチングペンダントを
操作し、効果器をワーク（作業対象物）の所望の教示ポ
イントに位置付け、その教示ポイントでのマニピュレー
タの位置や姿勢をマニピュレータの制御装置などに記憶
させる。このような位置付けと記憶の操作を必要な教示
ポイントの全てに対して行なうことにより、教示が終了
する。
【０００３】一方、直接教示法は、力制御を用いる方法
である。この方法では、マニピュレータのリスト部に効
果器のほかに力センサを取り付けておき、力制御の制御
手段が、力センサの出力に応じて、力の加えられた方向
にマニピュレータを移動させるようになっている。教示
作業者は、効果器に力を加えることによってマニピュレ
ータの効果器を所望の教示ポイントに位置付けさせ、そ
の位置や姿勢を制御手段などに記憶させてることにより
教示を行なう。
である。この方法では、マニピュレータのリスト部に効
果器のほかに力センサを取り付けておき、力制御の制御
手段が、力センサの出力に応じて、力の加えられた方向
にマニピュレータを移動させるようになっている。教示
作業者は、効果器に力を加えることによってマニピュレ
ータの効果器を所望の教示ポイントに位置付けさせ、そ
の位置や姿勢を制御手段などに記憶させてることにより
教示を行なう。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】前述のティーチングペ
ンダントによる教示法では、教示ポイントを１点１点読
み込んで記憶するため、複雑な形状をしたワークに対し
ては教示ポイントの数が膨大となり、それぞれの教示ポ
イントで位置と姿勢の教示を行なわなければならないの
で、多大な時間と労力を必要となるという欠点がある。
また、この教示法では、ティーチングペンダントを使用
してマニピュレータを動作するため、所望の教示ポイン
トに効果器を移動させ、精度よく所望の位置や姿勢での
位置付けを行なうためにはかなりの熟練度が必要とな
る。
ンダントによる教示法では、教示ポイントを１点１点読
み込んで記憶するため、複雑な形状をしたワークに対し
ては教示ポイントの数が膨大となり、それぞれの教示ポ
イントで位置と姿勢の教示を行なわなければならないの
で、多大な時間と労力を必要となるという欠点がある。
また、この教示法では、ティーチングペンダントを使用
してマニピュレータを動作するため、所望の教示ポイン
トに効果器を移動させ、精度よく所望の位置や姿勢での
位置付けを行なうためにはかなりの熟練度が必要とな
る。
【０００５】直接教示法は、効果器の先端を教示作業者
が実際に持って所望の教示ポイントへ位置付ける方法で
あるが、効果器の先端を高精度に位置付けながら全教示
ポイントを獲得するには、ティーチングペンダントによ
る方法と同様に、熟練度が要求されるという問題点があ
る。
が実際に持って所望の教示ポイントへ位置付ける方法で
あるが、効果器の先端を高精度に位置付けながら全教示
ポイントを獲得するには、ティーチングペンダントによ
る方法と同様に、熟練度が要求されるという問題点があ
る。
【０００６】本発明の目的は、大まかな位置から非接触
かつ簡便な操作により教示データを取得でき、かつ、教
示作業に要する時間を短縮でき、教示作業の効率を向上
させることのできる、ロボットの直接教示装置を提供す
ることにある。
かつ簡便な操作により教示データを取得でき、かつ、教
示作業に要する時間を短縮でき、教示作業の効率を向上
させることのできる、ロボットの直接教示装置を提供す
ることにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】第１の発明のロボットの
直接教示装置は、ロボットのマニピュレータのリスト部
に取り付けられ対象物上の注目点までの距離を非接触で
計測する測距手段と、前記リスト部の位置に関するデー
タと前記測距手段で計測される距離データとから前記注
目点の絶対位置を算出し、前記絶対位置をもって前記注
目点に対する教示データとするデータ演算手段とを有す
る。
直接教示装置は、ロボットのマニピュレータのリスト部
に取り付けられ対象物上の注目点までの距離を非接触で
計測する測距手段と、前記リスト部の位置に関するデー
タと前記測距手段で計測される距離データとから前記注
目点の絶対位置を算出し、前記絶対位置をもって前記注
目点に対する教示データとするデータ演算手段とを有す
る。
【０００８】第２の発明のロボットの直接教示装置は、
ロボットのマニピュレータのリスト部に取り付けられ、
対象物の形状に関するデータと前記対象物までの距離に
関するデータを取得する視覚センサと、前記リスト部の
位置および姿勢に関するデータと、前記視覚センサで得
られた形状および距離に関するデータとから前記対象物
上の注目点の絶対位置を算出し、前記絶対位置をもって
前記注目点に対する教示データとするデータ演算手段と
を有する。
ロボットのマニピュレータのリスト部に取り付けられ、
対象物の形状に関するデータと前記対象物までの距離に
関するデータを取得する視覚センサと、前記リスト部の
位置および姿勢に関するデータと、前記視覚センサで得
られた形状および距離に関するデータとから前記対象物
上の注目点の絶対位置を算出し、前記絶対位置をもって
前記注目点に対する教示データとするデータ演算手段と
を有する。
【０００９】
【作用】対象物までの距離を非接触で計測する測距手段
と、マニピュレータの位置と測距手段で計測される距離
データとから注目点の絶対位置を算出して教示データと
するデータ演算手段とを有しているので、マニピュレー
タの手先を正確に位置付けなくても教示を行なうことが
可能となり、教示作業の効率が向上する。この場合、測
距手段として視覚センサを用い、視覚センサで観測され
た形状データから注目すべき特徴的な形状を抽出して注
目点として判別するセンサデータ判別手段を設け、セン
サデータ判別手段で抽出され判別された注目点を追跡し
ながら注目点の絶対位置を逐次算出するようにすること
により、マニピュレータを目標経路に沿って移動させる
だけで、経路教示データを容易に獲得できるようにな
る。
と、マニピュレータの位置と測距手段で計測される距離
データとから注目点の絶対位置を算出して教示データと
するデータ演算手段とを有しているので、マニピュレー
タの手先を正確に位置付けなくても教示を行なうことが
可能となり、教示作業の効率が向上する。この場合、測
距手段として視覚センサを用い、視覚センサで観測され
た形状データから注目すべき特徴的な形状を抽出して注
目点として判別するセンサデータ判別手段を設け、セン
サデータ判別手段で抽出され判別された注目点を追跡し
ながら注目点の絶対位置を逐次算出するようにすること
により、マニピュレータを目標経路に沿って移動させる
だけで、経路教示データを容易に獲得できるようにな
る。
【００１０】
【実施例】次に、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図１は本発明の一実施例のロボットの直接教示装
置を含むロボットシステムの構成を説明する図、図２は
コントローラの具体的構成を示すブロック図である。
する。図１は本発明の一実施例のロボットの直接教示装
置を含むロボットシステムの構成を説明する図、図２は
コントローラの具体的構成を示すブロック図である。
【００１１】マニピュレータ１は、複数のアーム２から
構成されている多関節タイプのものであり、アーム２間
の関節部を動かすことにより、マニピュレータ１の手先
部を所望の位置に移動することできるようになってい
る。このロボットの教示対象は、ワーク６である。一連
のアーム２の最先端に位置するリスト（手首）部３に
は、６軸の力覚センサ４とレンジセンサ５とが取り付け
られている。力覚センサ４は、リスト部３に加わる力お
よびモーメントを各方向の成分ごとに分解して検出する
ものである。レンジセンサ５は、ワーク６などの対象物
の形状を非接触で測定できるものであり、この場合、レ
ンジセンサ５からワーク６までの距離も求めることがで
きるようになっている。したがって、レンジセンサ５に
おける座標系を基準としてワーク６を構成する各点の座
標を記述できることになる。レンジセンサ５としては、
例えばレンジファインダを用いたものなどが使用でき
る。
構成されている多関節タイプのものであり、アーム２間
の関節部を動かすことにより、マニピュレータ１の手先
部を所望の位置に移動することできるようになってい
る。このロボットの教示対象は、ワーク６である。一連
のアーム２の最先端に位置するリスト（手首）部３に
は、６軸の力覚センサ４とレンジセンサ５とが取り付け
られている。力覚センサ４は、リスト部３に加わる力お
よびモーメントを各方向の成分ごとに分解して検出する
ものである。レンジセンサ５は、ワーク６などの対象物
の形状を非接触で測定できるものであり、この場合、レ
ンジセンサ５からワーク６までの距離も求めることがで
きるようになっている。したがって、レンジセンサ５に
おける座標系を基準としてワーク６を構成する各点の座
標を記述できることになる。レンジセンサ５としては、
例えばレンジファインダを用いたものなどが使用でき
る。
【００１２】また、マニピュレータ１を制御するための
コントローラ７が設けられている。このコントローラ７
は、大きく分けて、マニピュレータ１を自由に操作する
ための制御部８と、リスト部３（すなわちマニピュレー
タ１の手先）の位置・姿勢とレンジセンサ５から得られ
るデータとから所望の教示点を演算する教示データ演算
部９との、２つの部分からなっている。ここでこのコン
トローラ７についてさらに詳しく説明する。
コントローラ７が設けられている。このコントローラ７
は、大きく分けて、マニピュレータ１を自由に操作する
ための制御部８と、リスト部３（すなわちマニピュレー
タ１の手先）の位置・姿勢とレンジセンサ５から得られ
るデータとから所望の教示点を演算する教示データ演算
部９との、２つの部分からなっている。ここでこのコン
トローラ７についてさらに詳しく説明する。
【００１３】リスト部３に力覚センサ４が設けられてい
るので、マニピュレータ１に対し力制御を行なうことが
可能である。制御部８は、マニピュレータ１を自由に操
作するための力制御を行なうとともに、リスト部３の位
置と姿勢を検出する。各アーム２の長さは一般に固定さ
れており、また各関節の回転角は制御部８にとっては既
知であるから、制御部８はリスト部３の位置と姿勢を容
易に知ることができる。制御部８は、力覚センサ４から
の信号を受ける力検出部１０と、検出した力の大きさや
方向に基づき力の加えられた方向にリスト部３を滑らか
に移動させるための座標変換部１１と、リスト部３の位
置と姿勢を検出する位置検出部１２とからなっている。
座標変換部１１では、予め設定された演算式に基づき、
力制御のために必要なパラメータが算出される。
るので、マニピュレータ１に対し力制御を行なうことが
可能である。制御部８は、マニピュレータ１を自由に操
作するための力制御を行なうとともに、リスト部３の位
置と姿勢を検出する。各アーム２の長さは一般に固定さ
れており、また各関節の回転角は制御部８にとっては既
知であるから、制御部８はリスト部３の位置と姿勢を容
易に知ることができる。制御部８は、力覚センサ４から
の信号を受ける力検出部１０と、検出した力の大きさや
方向に基づき力の加えられた方向にリスト部３を滑らか
に移動させるための座標変換部１１と、リスト部３の位
置と姿勢を検出する位置検出部１２とからなっている。
座標変換部１１では、予め設定された演算式に基づき、
力制御のために必要なパラメータが算出される。
【００１４】一方、教示データ演算部９は、制御部８と
教示データ演算部９との同期を確立するための同期信号
発生部１３、レンジセンサ５からの生データに雑音除去
などの前処理を実施するセンサデータ処理部１４、セン
サデータ処理部１４からのデータを処理して注目すべき
特徴的な形状などを抽出し判別するセンサデータ判別部
１６、センサデータ判別部１６での処理結果を表わす画
像を表示するためのモニタであるセンサデータ表示部１
５、制御部８の位置検出部１２で検出された位置と姿勢
を一時的に記憶する位置記憶部１８、センサデータ判別
部１６の処理結果と位置記憶部１８の記憶内容とに基づ
き注目点の絶対位置を求め教示データとする絶対位置演
算部１７、絶対位置演算部１７で算出された教示データ
を記憶する教示データ記憶部１９とによって構成されて
いる。
教示データ演算部９との同期を確立するための同期信号
発生部１３、レンジセンサ５からの生データに雑音除去
などの前処理を実施するセンサデータ処理部１４、セン
サデータ処理部１４からのデータを処理して注目すべき
特徴的な形状などを抽出し判別するセンサデータ判別部
１６、センサデータ判別部１６での処理結果を表わす画
像を表示するためのモニタであるセンサデータ表示部１
５、制御部８の位置検出部１２で検出された位置と姿勢
を一時的に記憶する位置記憶部１８、センサデータ判別
部１６の処理結果と位置記憶部１８の記憶内容とに基づ
き注目点の絶対位置を求め教示データとする絶対位置演
算部１７、絶対位置演算部１７で算出された教示データ
を記憶する教示データ記憶部１９とによって構成されて
いる。
【００１５】次に、本実施例の動作を図３を用いて説明
する。マニピュレータ１の手先には、教示把手２０が取
り付けられているものとする。
する。マニピュレータ１の手先には、教示把手２０が取
り付けられているものとする。
【００１６】教示作業者は、ワーク６を対象として教示
を行なうために、教示把手２０を操作して、教示しよう
とする位置付近にマニピュレータ１の手先を近付けよう
とする。リスト部３には力覚センサ４が取り付けられて
いるので、教示作業者が教示把手２０に加える力に応じ
て制御部８によりマニピュレータ１が駆動され、教示し
ようとする位置付近にリスト部３が近付くことになる。
を行なうために、教示把手２０を操作して、教示しよう
とする位置付近にマニピュレータ１の手先を近付けよう
とする。リスト部３には力覚センサ４が取り付けられて
いるので、教示作業者が教示把手２０に加える力に応じ
て制御部８によりマニピュレータ１が駆動され、教示し
ようとする位置付近にリスト部３が近付くことになる。
【００１７】同期信号発生部２３からの同期信号に基づ
いて、リスト部３の位置と姿勢は、位置検出部１２によ
って検出される。この場合、レンジセンサ５の中心点Ｐ
の位置と姿勢が、リスト部３の位置と姿勢として獲得さ
れ、位置記憶部１８に記憶される。一方、レンジセンサ
５では、ワーク６の形状データが獲得される。この形状
データには、レンジセンサ５の中心点Ｐからワーク６ま
での距離に関する情報も含まれている。レンジセンサ５
からの信号は、前記の同期信号に基づいてセンサデータ
処理部１４に取り込まれ、雑音除去などの前処理が行な
われ、センサデータ判別部１６に転送される。センサデ
ータ判別部１６では、転送されたデータの中から、ワー
ク６の注目すべき特徴的な形状が抽出され、注目点とし
て判別される。この判別結果には、抽出された注目点に
ついての、レンジセンサ５の中心点Ｐを原点とする座標
系における座標情報が含まれている。センサデータ判別
部１６での処理結果は、教示作業の補助とするためにセ
ンサデータ表示部１５に送られて表示されるとともに、
絶対位置演算部１７に送られる。
いて、リスト部３の位置と姿勢は、位置検出部１２によ
って検出される。この場合、レンジセンサ５の中心点Ｐ
の位置と姿勢が、リスト部３の位置と姿勢として獲得さ
れ、位置記憶部１８に記憶される。一方、レンジセンサ
５では、ワーク６の形状データが獲得される。この形状
データには、レンジセンサ５の中心点Ｐからワーク６ま
での距離に関する情報も含まれている。レンジセンサ５
からの信号は、前記の同期信号に基づいてセンサデータ
処理部１４に取り込まれ、雑音除去などの前処理が行な
われ、センサデータ判別部１６に転送される。センサデ
ータ判別部１６では、転送されたデータの中から、ワー
ク６の注目すべき特徴的な形状が抽出され、注目点とし
て判別される。この判別結果には、抽出された注目点に
ついての、レンジセンサ５の中心点Ｐを原点とする座標
系における座標情報が含まれている。センサデータ判別
部１６での処理結果は、教示作業の補助とするためにセ
ンサデータ表示部１５に送られて表示されるとともに、
絶対位置演算部１７に送られる。
【００１８】絶対位置演算部１７では、位置記憶部１８
に記憶されているリスト部３の位置・姿勢データとセン
サデータ判別部１６からの判別結果とから、教示データ
すなわち注目点の絶対位置が得られる。位置記憶部１８
に記憶されている位置・姿勢データは、レンジセンサ５
の中心点Ｐの位置や姿勢を絶対座標系で表わしたもので
あり、センサデータ判別部１６からのデータはレンジセ
ンサ５の中心点Ｐにおける座標系で記述されたものであ
る。したがって、リスト部３の位置・姿勢データをＲ
（ＸR,ＹR,ＺR,α,β,γ）とし、センサデータ判別部１
６からのデータ列（複数の注目点についてのデータを並
べたもの）をＳ（ｘi,ｙi,ｚi）（ただし、１≦ｉ≦
ｎ）とすると、教示ポイントデータ列（Ｘti,Ｙti,
Ｚti）は、以下の式のように簡単に求められる。絶対位
置演算部１７は、この式に基づいて教示ポイントデータ
列を算出する。ここで、ｎはセンサデータの個数、すな
わち、センサデータ判別部１６で抽出された注目点の数
である。
に記憶されているリスト部３の位置・姿勢データとセン
サデータ判別部１６からの判別結果とから、教示データ
すなわち注目点の絶対位置が得られる。位置記憶部１８
に記憶されている位置・姿勢データは、レンジセンサ５
の中心点Ｐの位置や姿勢を絶対座標系で表わしたもので
あり、センサデータ判別部１６からのデータはレンジセ
ンサ５の中心点Ｐにおける座標系で記述されたものであ
る。したがって、リスト部３の位置・姿勢データをＲ
（ＸR,ＹR,ＺR,α,β,γ）とし、センサデータ判別部１
６からのデータ列（複数の注目点についてのデータを並
べたもの）をＳ（ｘi,ｙi,ｚi）（ただし、１≦ｉ≦
ｎ）とすると、教示ポイントデータ列（Ｘti,Ｙti,
Ｚti）は、以下の式のように簡単に求められる。絶対位
置演算部１７は、この式に基づいて教示ポイントデータ
列を算出する。ここで、ｎはセンサデータの個数、すな
わち、センサデータ判別部１６で抽出された注目点の数
である。
【００１９】
【数１】 ただし、
【００２０】
【数２】 である。
【００２１】この式から明らかなように、教示ポイント
データ列の各要素は、それぞれ、抽出された注目点の絶
対座標系における座標値である。この教示ポイントデー
タ列の中から所望の注目点を選択し、経路教示データと
して教示データ記憶部１９に記憶させる。教示姿勢とし
ては、リスト部３の姿勢データ（α,β,γ）をそのまま
使用する。このようにして、教示データが教示データ記
憶部１９に記憶され、ロボットへの教示が行なわれたこ
とになる。
データ列の各要素は、それぞれ、抽出された注目点の絶
対座標系における座標値である。この教示ポイントデー
タ列の中から所望の注目点を選択し、経路教示データと
して教示データ記憶部１９に記憶させる。教示姿勢とし
ては、リスト部３の姿勢データ（α,β,γ）をそのまま
使用する。このようにして、教示データが教示データ記
憶部１９に記憶され、ロボットへの教示が行なわれたこ
とになる。
【００２２】以上、本実施例の直接教示装置を用いた教
示作業の基本的動作について説明した。この直接教示装
置には、教示作業のモードとして、連続教示モード、
ポイント教示モード、とそれぞれ名付けられた２通り
のモードがある。図４(a),(b)はそれぞれ、連続教示モ
ード、ポイント教示モードを説明する図である。
示作業の基本的動作について説明した。この直接教示装
置には、教示作業のモードとして、連続教示モード、
ポイント教示モード、とそれぞれ名付けられた２通り
のモードがある。図４(a),(b)はそれぞれ、連続教示モ
ード、ポイント教示モードを説明する図である。
【００２３】連続教示モードは、図４(a)に示されるよ
うに、ワーク６に対して任意の周期で連続的に教示デー
タを獲得するモードである。このモードでは、教示作業
者は、まず、教示を開始したい位置付近にマニピュレー
タ１の手先を位置付ける。そして、目標経路に粗って適
当な速度でマニピュレータ１の手先を教示終了位置まで
移動させる。このとき、レンジセンサ５の動作範囲から
逸脱しないようにする。その結果、予め設定したサンプ
リング周期で同期信号発生部１３から同期信号が発生す
るごとに、上記の動作によって教示データが連続的に取
得される。ワーク６の種類や形状によっては、教示開始
位置と教示終了位置を複数設定し、その区間ごとに同期
信号発生のサンプリング周期を変化させることも可能で
ある。
うに、ワーク６に対して任意の周期で連続的に教示デー
タを獲得するモードである。このモードでは、教示作業
者は、まず、教示を開始したい位置付近にマニピュレー
タ１の手先を位置付ける。そして、目標経路に粗って適
当な速度でマニピュレータ１の手先を教示終了位置まで
移動させる。このとき、レンジセンサ５の動作範囲から
逸脱しないようにする。その結果、予め設定したサンプ
リング周期で同期信号発生部１３から同期信号が発生す
るごとに、上記の動作によって教示データが連続的に取
得される。ワーク６の種類や形状によっては、教示開始
位置と教示終了位置を複数設定し、その区間ごとに同期
信号発生のサンプリング周期を変化させることも可能で
ある。
【００２４】ポイント教示モードは、図４(b)に示され
るように、任意の位置にマニピュレータ１の手先を移動
させ、１ポイントごとの教示データを取得しようとする
ものである。このモードは、連続教示モードでの教示ポ
イントの取得で取り残したデータを取得したり、部分的
に詳細な教示データを得たい場合に有効なモードであ
る。
るように、任意の位置にマニピュレータ１の手先を移動
させ、１ポイントごとの教示データを取得しようとする
ものである。このモードは、連続教示モードでの教示ポ
イントの取得で取り残したデータを取得したり、部分的
に詳細な教示データを得たい場合に有効なモードであ
る。
【００２５】次に、本発明のロボットの直接教示装置の
別の実施例について、図５および図６を用いて説明す
る。ここで説明する実施例は、いずれも実際の教示作業
により適するように、上述の実施例の直接教示装置を改
良したものである。
別の実施例について、図５および図６を用いて説明す
る。ここで説明する実施例は、いずれも実際の教示作業
により適するように、上述の実施例の直接教示装置を改
良したものである。
【００２６】図５に示したものは、レンジセンサ５によ
って獲得される１次元点列データを可視化することによ
り、教示作業を容易にするものである。この実施例で
は、図１に示した直接教示装置のコントローラ７に、設
置台２１の上に載置された小型のディスプレイ２２が接
続されている。ディスプレイ２２には、レンジセンサ５
によって獲得されるセンサデータ列が表示されるように
なっている。上述の連続教示モードの場合であれば、時
々刻々とセンサデータが獲得されるから、そのセンサデ
ータをグラフ化して表示する。このようにセンサデータ
が表示されるので、教示作業中にこのデータを観測する
ことにより、作業効率の向上を図ることができる。
って獲得される１次元点列データを可視化することによ
り、教示作業を容易にするものである。この実施例で
は、図１に示した直接教示装置のコントローラ７に、設
置台２１の上に載置された小型のディスプレイ２２が接
続されている。ディスプレイ２２には、レンジセンサ５
によって獲得されるセンサデータ列が表示されるように
なっている。上述の連続教示モードの場合であれば、時
々刻々とセンサデータが獲得されるから、そのセンサデ
ータをグラフ化して表示する。このようにセンサデータ
が表示されるので、教示作業中にこのデータを観測する
ことにより、作業効率の向上を図ることができる。
【００２７】図６に示したものは、教示作業中に、教示
データポイント列を実時間で観測できるようにしたもの
である。この実施例では、図１に示した直接教示装置
に、さらにテレビカメラ２３、計算機２４、ディスプレ
イ２５が付加されている。テレビカメラ２３は、少なく
ともレンジセンサ５がデータを取得する範囲について画
像を獲得できるように、マニピュレータ１のリスト部３
に取り付けられている。テレビカメラ２３からのワーク
６の実画像のデータは計算機２４に送られる。コントロ
ーラ７からは、リスト部３の位置・姿勢データと教示ポ
イントデータ列が計算機２４に送られる。計算機２４で
は、位置・姿勢データをもとに教示ポイントデータ列の
座標変換計算を行ない、さらにテレビカメラ２３のキャ
リブレーション処理を行なう。以下の式は、座標変換の
演算を示すものであり、記号などは上述の式の場合と同
様である。
データポイント列を実時間で観測できるようにしたもの
である。この実施例では、図１に示した直接教示装置
に、さらにテレビカメラ２３、計算機２４、ディスプレ
イ２５が付加されている。テレビカメラ２３は、少なく
ともレンジセンサ５がデータを取得する範囲について画
像を獲得できるように、マニピュレータ１のリスト部３
に取り付けられている。テレビカメラ２３からのワーク
６の実画像のデータは計算機２４に送られる。コントロ
ーラ７からは、リスト部３の位置・姿勢データと教示ポ
イントデータ列が計算機２４に送られる。計算機２４で
は、位置・姿勢データをもとに教示ポイントデータ列の
座標変換計算を行ない、さらにテレビカメラ２３のキャ
リブレーション処理を行なう。以下の式は、座標変換の
演算を示すものであり、記号などは上述の式の場合と同
様である。
【００２８】
【数３】 そして、ディスプレイ２５上に、テレビカメラ２３から
のワーク６の実画像を表示しながら、座標変換とキャリ
ブレーションを行なったのちの教示ポイントデータ列を
スーパーインポーズによってその実画面上に表示する。
すなわち、図６に示すように、テレビ画像２６に、教示
ポイントデータ列が、軌跡２７として表示する。このよ
うに構成することにより、教示作業中に、実時間で取得
教示ポイントデータ列を観測できるようになるととも
に、このデータをフィードバックすることにより教示作
業の修正を容易に実行することが可能となる。
のワーク６の実画像を表示しながら、座標変換とキャリ
ブレーションを行なったのちの教示ポイントデータ列を
スーパーインポーズによってその実画面上に表示する。
すなわち、図６に示すように、テレビ画像２６に、教示
ポイントデータ列が、軌跡２７として表示する。このよ
うに構成することにより、教示作業中に、実時間で取得
教示ポイントデータ列を観測できるようになるととも
に、このデータをフィードバックすることにより教示作
業の修正を容易に実行することが可能となる。
【００２９】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、注目点ま
での距離を非接触で計測する測距手段と、マニピュレー
タの位置と測距手段で計測される距離データとからちゅ
もくてんの絶対位置を算出して教示データとするデータ
演算手段とを設けることにより、マニピュレータの手先
を正確に位置付けなくても教示を行なうことが可能とな
り、楽な操作が可能となって教示作業の効率が向上する
という効果がある。また、測距手段として視覚センサを
用い、注目すべき特徴的な形状を抽出して注目点として
判別するセンサデータ判別手段を設け、センサデータ判
別手段で抽出され判別された注目点を追跡しながら注目
点の絶対位置を逐次算出するようにすることにより、マ
ニピュレータを目標経路に沿って移動させるだけで経路
教示データを容易に獲得できるようになるという効果が
ある。
での距離を非接触で計測する測距手段と、マニピュレー
タの位置と測距手段で計測される距離データとからちゅ
もくてんの絶対位置を算出して教示データとするデータ
演算手段とを設けることにより、マニピュレータの手先
を正確に位置付けなくても教示を行なうことが可能とな
り、楽な操作が可能となって教示作業の効率が向上する
という効果がある。また、測距手段として視覚センサを
用い、注目すべき特徴的な形状を抽出して注目点として
判別するセンサデータ判別手段を設け、センサデータ判
別手段で抽出され判別された注目点を追跡しながら注目
点の絶対位置を逐次算出するようにすることにより、マ
ニピュレータを目標経路に沿って移動させるだけで経路
教示データを容易に獲得できるようになるという効果が
ある。
【図１】本発明の一実施例のロボットの直接教示装置を
含むロボットシステムの構成を説明する図である。
含むロボットシステムの構成を説明する図である。
【図２】コントローラの具体的構成を示すブロック図で
ある。
ある。
【図３】図１のロボットの直接教示装置の動作を説明す
る図である。
る図である。
【図４】(a),(b)は、それぞれ、連続教示モードとポイ
ント教示モードを説明する図である。を
ント教示モードを説明する図である。を
【図５】本発明の別の実施例のロボットの直接教示装置
を説明する図である。
を説明する図である。
【図６】本発明のさらに別の実施例のロボットの直接教
示装置を説明する図である。
示装置を説明する図である。
１ マニピュレータ ２ アーム ３ リスト部 ４ 力覚センサ ５ レンジセンサ ６ ワーク ７ コントローラ ８ 制御部 ９ 教示データ演算部 １０ 力検出部 １１ 座標変換部 １２ 位置検出部 １３ 同期信号発生部 １４ センサデータ処理部 １５ センサデータ表示部 １６ センサデータ判別部 １７ 絶対位置演算部 １８ 位置記憶部 １９ 教示データ記憶部 ２０ 教示把手 ２１ 設置台 ２２,２５ ディスプレイ ２３ テレビカメラ ２４ 計算機 ２６ テレビ画像 ２７ 軌跡
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大原 秀一 東京都千代田区内幸町一丁目１番６号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 柳原 義正 東京都千代田区内幸町一丁目１番６号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 毛利 忠 東京都千代田区内幸町一丁目１番６号 日 本電信電話株式会社内
Claims (5)
- 【請求項１】 ロボットの直接教示装置において、 ロボットのマニピュレータのリスト部に取り付けられ対
象物上の注目点までの距離を非接触で計測する測距手段
と、 前記リスト部の位置に関するデータと前記測距手段で計
測される距離データとから前記注目点の絶対位置を算出
し、前記絶対位置をもって前記注目点に対する教示デー
タとするデータ演算手段とを有することを特徴とするロ
ボットの直接教示装置。 - 【請求項２】 ロボットの直接教示装置において、 ロボットのマニピュレータのリスト部に取り付けられ、
対象物の形状に関するデータと前記対象物までの距離に
関するデータを取得する視覚センサと、 前記リスト部の位置および姿勢に関するデータと、前記
視覚センサで得られた形状および距離に関するデータと
から前記対象物上の注目点の絶対位置を算出し、前記絶
対位置をもって前記注目点に対する教示データとするデ
ータ演算手段とを有することを特徴とするロボットの直
接教示装置。 - 【請求項３】 視覚センサからの画像信号を表示するモ
ニタが設けられている請求項２に記載のロボットの教示
装置。 - 【請求項４】 視覚センサで観測された形状データから
注目すべき特徴的な形状を抽出して注目点として判別す
るセンサデータ判別手段を有し、データ演算手段が前記
センサデータ判別手段で抽出され判別された注目点を追
跡しながら前記注目点の絶対位置を逐次算出することに
より、マニピュレータの移動に伴って経路教示データを
獲得できるようにした、請求項２に記載のロボットの直
接教示装置。 - 【請求項５】 対象物を観測するテレビカメラと、ディ
スプレイと、前記テレビカメラで観測された実画面を前
記ディスプレイに表示しつつ経路教示データを実時間で
前記実画面にスーパーインポーズする計算機とをさらに
備えた請求項４に記載のロボットの直接教示装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10789992A JPH05301182A (ja) | 1992-04-27 | 1992-04-27 | ロボットの直接教示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10789992A JPH05301182A (ja) | 1992-04-27 | 1992-04-27 | ロボットの直接教示装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05301182A true JPH05301182A (ja) | 1993-11-16 |
Family
ID=14470895
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10789992A Pending JPH05301182A (ja) | 1992-04-27 | 1992-04-27 | ロボットの直接教示装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05301182A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009072833A (ja) * | 2007-09-18 | 2009-04-09 | Yaskawa Electric Corp | ロボットの直接教示装置 |
| JP2012517053A (ja) * | 2009-02-03 | 2012-07-26 | ファナック ロボティクス アメリカ コーポレイション | ロボットツールの制御方法 |
| JP2012190987A (ja) * | 2011-03-10 | 2012-10-04 | Toshiba Mach Co Ltd | ワーク切削ラインの表示方法 |
| JP2018139798A (ja) * | 2017-02-28 | 2018-09-13 | 株式会社メディカロイド | ロボット手術台およびロボット手術台用操作装置 |
| US10173325B2 (en) | 2015-03-30 | 2019-01-08 | Seiko Epson Corporation | Robot, robot control apparatus and robot system |
| JP2019093491A (ja) * | 2017-11-24 | 2019-06-20 | ファナック株式会社 | ロボットの教示操作を行う教示装置および教示方法 |
-
1992
- 1992-04-27 JP JP10789992A patent/JPH05301182A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009072833A (ja) * | 2007-09-18 | 2009-04-09 | Yaskawa Electric Corp | ロボットの直接教示装置 |
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| US8706300B2 (en) | 2009-02-03 | 2014-04-22 | Fanuc Robotics America, Inc. | Method of controlling a robotic tool |
| JP2012190987A (ja) * | 2011-03-10 | 2012-10-04 | Toshiba Mach Co Ltd | ワーク切削ラインの表示方法 |
| US10173325B2 (en) | 2015-03-30 | 2019-01-08 | Seiko Epson Corporation | Robot, robot control apparatus and robot system |
| JP2018139798A (ja) * | 2017-02-28 | 2018-09-13 | 株式会社メディカロイド | ロボット手術台およびロボット手術台用操作装置 |
| US11045375B2 (en) | 2017-02-28 | 2021-06-29 | Medicaroid Corporation | Robotic operating table, and robotic operating table operation device |
| JP2019093491A (ja) * | 2017-11-24 | 2019-06-20 | ファナック株式会社 | ロボットの教示操作を行う教示装置および教示方法 |
| US11173601B2 (en) | 2017-11-24 | 2021-11-16 | Fanuc Corporation | Teaching device for performing robot teaching operations and teaching method |
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