JPH06312387A - ロボットシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ロボットシステムにおいて、メインロボット
本体を動作させるのに必要な教示データを簡単に抽出す
ることにある。 【構成】 メインロボット本体の他に、サブロボット本
体をメインロボット本体と所定の位置関係に配置し、こ
のサブロボット本体を被加工物或いは被加工物の模型に
倣って移動させ、サブロボット本体に設けられたセンサ
から被加工物の各位置における検出信号を抽出する。こ
の検出信号をコンピュータ装置を使用して、メインロボ
ット本体を動作させるための教示データに変換する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は予め定められた作業、例
えば、溶接・溶断或いはハンドリング等の作業を自動的
に行うロボットシステムに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、公知のロボットでは、複数の腕部
材を関節によって結合してマニュピレータを構成し、こ
れら関節或いは腕部材自身を回転させることにより、ア
ームを旋回、俯仰、折曲、或いは、伸長させ、所定の作
業を自動的に行っている。このようにロボットを用い
て、自動的に被加工物を加工或いは移動する場合、実際
のロボット作業に先だって、作業手順に沿って被加工物
の作業（加工）位置、作業（加工）領域、及び、作業
（加工）条件等の作業データを教示データとしてロボッ
トのコントローラに教示し、記憶させておく必要があ
る。

【０００３】この作業データの教示方法としては、教示
データを図面データ等に基づいてデータ処理してロボッ
トに教示方法、或いは教示データを被加工物から抽出す
べく、実際のロボット作業に先立ち、オペレータが、実
際の作業手順に従って作業ロボットを操作し、該ロボッ
トのアーム等に取り付けられたタッチセンサ、スピンセ
ンサ等、種々のセンサを用い作業ロボットの動作を検出
し、この検出された被加工物の作業（加工）位置等の検
出結果を教示データとして、ロボットのコントローラに
順次記憶させる教示方法等が行われている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
教示方法では、前者、即ち、図面データに基づいてデー
タ処理してロボットに教示する方法の場合、教示者に電
気制御、コンピュータソフト等の知識も要求されるた
め、従来の溶接作業者等が直ちに行なうというわけには
いかず、そのための再教育が必要であったり、教示のた
めにそれ専門の作業者が必要となる。

【０００５】また、後者、即ち、実際の作業ロボットを
用いて被加工物から教示データを抽出し、教示する場
合、作業ロボットを微速で操作し、作業手順に従って教
示データを抽出し記憶させなければならず、教示データ
抽出に要する時間は、例えば実際に、一つの被加工物を
溶接する場合、溶接作業の時間に比較して、長くなるの
が普通である。

【０００６】したがって、従来、各種の作業をロボット
に置換しようとした場合、新たにロボット操作のための
作業者が必要となったり、小ロットの生産では、教示時
間が実際の作業時間に比較して長くなってしまう等、十
分な省力化や作業能率の向上が図れないという欠点があ
った。また、被加工物から教示データを抽出する場合、
教示データは使用されるセンサの精度に依存しているか
ら、精密作業には、教示工程の度毎に、高精度、かつ、
高価なセンサが用意されなければならないという不具合
もあった。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、予め定
められた作業動作を自動的に行うロボットシステムにお
いて、前記作業動作を実際に行うメインマニュピレータ
を備えたメインロボット本体と、前記ロボット本体と同
様な動作が行えるサブマニュピレータを備え、前記メイ
ンロボットの作業動作に先だって、前記作業に必要なデ
ータを所定の作業手順にしたがって教示し、教示データ
として抽出するサブロボット本体と、前記メインロボッ
ト本体とサブロボット本体とに結合され、前記サブロボ
ット本体で抽出された前記教示データにしたがって、前
記メインロボット本体に送出し、前記メインロボット本
体を動作させる手段とを有することを特徴とするロボッ
トシステムが得られる。

【０００８】

【作用】本発明のように、メインロボット本体と同様な
動作が行えるサブロボット本体を用いて、手動によって
被加工物、或いは、被加工物の模型等を予備的に倣わ
せ、そのサブロボット本体の動作を検出することによ
り、ロボット操作のために特別な技術知識を有する者で
なくても被加工物の加工位置等を教示データとして容
易、かつ、迅速に抽出することができる。そして、この
教示データを用いて、サブロボット本体と同様に、メイ
ンロボット本体を動作させれば、所定の作業を行うこと
ができる。

【０００９】

【実施例】図１を参照すると、本発明の一実施例に係る
ロボットシステムとして、溶接ロボットシステムに適用
された場合が示されている。図示された溶接ロボットシ
ステムは市販の溶接ロボット、例えば、Pana Robo Aw-8
010SP をメインロボット本体１０として備えている。図
示されたメインロボット本体１０は軌道１１上に載置さ
れており、この図では、左右方向に移動可能であるもの
とする。一方、この軌道１１上には、サブロボットシス
テムを構成するサブロボット本体１２も移動可能に載置
されている。

【００１０】図示されたメインロボット本体１０は、±
１８０°の範囲で旋回可能なステム１０１と、このステ
ム１０１上に取り付けられたメインマニュピレータとを
有している。メインマニュピレータは、上腕部１０２
と、上腕部１０２に、第１の関節１０４を介して取付け
られた前腕部１０３とを有している。ここで、第１の関
節１０４は、時計方向に１５０°、反時計方向に９０°
回転できるように構成されている。

【００１１】更に、前腕部１０３には、第２の関節１０
５を介して、リスト部１０６が回転可能に支持されてい
る。このリスト部１０６は時計方向に６０°、反時計方
向に７０°回転可能である。リスト部１０６には、±２
００°の範囲内で回転できるように、ハンド部１０７が
取り付けられ、ハンド部１０７には、第１、第２、及び
第３のフィンガー部１０８、１０９、及び１１０が順次
取付けられて、メインマニュピレータが構成されてい
る。ここで、第１及び第２のフィンガー部１０８及び１
０９はそれぞれ±１３５°、±２００°回転できるもの
とする。

【００１２】上記したメインロボット本体１０はコント
ローラ１５によって制御されており、コントローラ１５
に接続された状態では、コントローラ１５から制御信号
が与えられない限り、溶接作業を行うことができない。

【００１３】図１に示されたサブロボット本体１２は、
メインロボット本体１０と同様に、ステム１０１´と、
このステム１０１´上に取り付けられたサブマニュピレ
ータとを有している。サブマニュピレータは、上腕部１
０２´、前腕部１０３´、リスト部１０６´、ハンド部
１０７´、第１乃至第３のフィンガー部１０８´、１０
９´、及び１１０´によって構成されている。また、こ
れらステム１０１´、上腕部１０２´、前腕部１０３
´、リスト部１０６´、ハンド部１０７´、第１乃至第
３のフィンガー部１０８´、１０９´、及び１１０´は
メインロボット本体１０の対応する各部と同様な動作を
行うことができるものとする。サブロボット本体１２の
各部には、角度センサ、光センサ、タッチセンサ等の位
置センサが取り付けられており、各部の回転角度、及び
位置が検出できるように構成されている。このようなサ
ブロボット本体１２を製作することは、電気制御系を簡
略化することができるため、メインロボット本体を製作
する場合に比べて、比較的容易である。

【００１４】図示されたサブロボット本体１２の各セン
サはコンピュータ装置１６に入力され、このコンピュー
タ装置１６により、各センサからの検出信号を分析及び
信号変換した後、コントローラ１５に与えられる。

【００１５】ここで、上記したロボットシステムの動作
を説明する。

【００１６】まず、軌道１１の隣接した位置に、被加工
物１７が配置されているものとする。この状態で、サブ
ロボット本体１２を手動により被加工物１７の加工位置
に移動させ、加工位置における各センサからの検出信号
をコンピュータ装置１６に入力する。コンピュータ装置
１６は、これら検出信号をコントローラ１５への信号に
変換して、教示データとしてコントローラ１５へ送出す
る。教示データとしては、上記した検出信号のほかに、
仮付か否か、溶接種類、時後溶接か否か、外部設備の走
行等を要するか否か等が加えられても良い。

【００１７】コントローラ１５は入力された教示データ
を順次格納する。被加工物に関して教示データの抽出が
終了すると、メインロボット本体１０はサブロボット本
体１２の位置に移動される。この状態で、コントローラ
１５からメインロボット本体１０に制御信号が送出さ
れ、メインロボット本体１０は教示データにしたがっ
て、所定の加工動作を行う。

【００１８】尚、サブロボット本体にはメインロボット
本体１０と同一寸法としても良いし、相似形の縮小モデ
ルとしても良い。この場合、メインロボット本体１０と
サブロボット本体１２とが１対１の関係にあれば、メイ
ンロボット本体１０はサブロボット本体１２の教示デー
タで教示された動作と同一の動作を行うことができる。
また、メインロボット本体１０とサブロボット本体１２
とが相似の関係にあれば、コンピュータ装置１６におい
て、相似関係に応じた変換を行うことにより、サブロボ
ット本体１２によって教示及び指示された動作をメイン
ロボットによって実行できる。

【００１９】図２は本発明の他の実施例に係るロボット
システムを示すものである。図２の実施例も、図１の場
合と同様に、溶接ロボットシステムに適用されている。
この実施例はメインロボット本体１０とサブロボット本
体１２とを被加工物１７に対して対称に配置している
点、及び、軌道１１を使用していない点で、図１のシス
テムと異なっている。したがって、メインロボット本体
１０及びサブロボット本体１２の構成自体は図１の場合
と同様であるから、ここでは詳述しない。このことから
も明らかな通り、図２に示されたメインロボット本体１
０及びサブロボット本体１２は所定箇所に固定されてい
る。

【００２０】図１の場合と同様に、フィンガー部１１０
´が被加工物１７に沿って移動するように、サブロボッ
ト本体１２が手動により操作される。そして、この操作
により得られたセンサの値が検出信号の形で、コンピュ
ータ装置１６に入力される。コンピュータ装置１６は、
検出信号をメインロボット本体１０の位置を考慮して、
信号変換を行い、信号変換された信号を教示データとし
て、コントローラ１５に供給する。このように、検出信
号を教示データに変換することは、座標軸を変換するこ
とにより、容易に実現できる。

【００２１】コントローラ１５は、コンピュータ装置１
６から供給された教示データを順次格納して行き、教示
工程が終了すると、当該教示データに基づいて、メイン
ロボット本体１０を動作させる。

【００２２】図３は、本発明の更に他の実施例に係るロ
ボットシステムを示すものである。この図３の実施例で
はメインロボット本体１０とサブロボット本体１２とが
互いに背中合せに配置されている点だけが、他の実施例
と異なっている。図示された例では、メインロボット本
体１０及びサブロボット本体１２とは、それぞれ１８０
°回転できるように構成されている。このような構成で
も、まず、サブロボット本体１２を用いて、教示データ
を被加工物１７から抽出した後、抽出された教示データ
に基づいて、メインロボット本体１０により所定の動作
を行うことができる。

【００２３】

【発明の効果】上記したことからも明らかな通り、本発
明では、教示データをメインロボット本体と所定の位置
関係にあるサブロボット本体を用いて抽出し、この教示
データをメインロボット本体に送出することにより、ロ
ボット操作のための特別な技術知識を有する者でなくて
も教示データをサブロボットから容易、かつ、迅速に抽
出できるので、従来、溶接・溶断等の作業に従事してい
た作業者でもロボットの操作が可能となり、ロボット操
作員を増員することなく、ロボットによる自動化が可能
となると共に、教示時間の短縮も図れるので、小ロット
品の加工をロボットに置換する場合にも十分な作業能率
の向上を図り得る。

【００２４】なお、上述した実施例は、溶接ロボットシ
ステムについてのみ説明したが、本発明は何等これに限
定されることなく、溶断ロボット或いはハンドリングロ
ボット等、他の種々のロボットシステムに適用できる。
また、サブロボット本体そのものを実際の作業動作に倣
って移動させることにより、教示データを抽出する場合
についてのみ説明したが、サブロボット本体を実際の加
工物と所定の寸法関係にある被加工物の模型に倣って、
移動させることにより、教示データを抽出しても良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係るロボットシステムを説
明するための概略構成図である。

【図２】本発明の他の実施例に係るロボットシステムを
説明するための概略構成図である。

【図３】本発明の更に他の実施例に係るロボットシステ
ムを説明するための概略構成図である。

【符号の説明】

１０ メインロボット本体 １１ 軌道 １２ サブロボット本体 １５ コントローラ １６ コンピュータ装置 １７ 被加工物

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 592207500 萩尾機械工業株式会社 愛媛県新居浜市西原町１丁目１番20号 (71)出願人 592207511 株式会社藤田鉄工所 愛媛県新居浜市磯浦町16−３ (71)出願人 592207522 株式会社松川鉄工所 愛媛県新居浜市港町６番16号 (71)出願人 592207533 三谷工業株式会社 愛媛県西条市港１番地８ (71)出願人 592207544 株式会社モリヤ 愛媛県西条市港260番地の１ (72)発明者 片座 寛 愛媛県新居浜市清水町12番50号 (72)発明者 合田 和幸 愛媛県新居浜市船木4433番地の２ (72)発明者 小野 幸男 愛媛県新居浜市多喜浜字北浜76番地の６ (72)発明者 曽我部 尊 愛媛県新居浜市多喜浜字北浜76番地44 (72)発明者 萩尾 孝一 愛媛県新居浜市西原町１丁目１番20号 (72)発明者 藤田 滋 愛媛県新居浜市磯浦町16−３ (72)発明者 松川 季敬 愛媛県新居浜市港町６番16号 (72)発明者 三谷 周平 愛媛県西条市港１番地８ (72)発明者 近藤 晴雄 愛媛県西条市港260番地の１

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 予め定められた作業動作を自動的に行う
   ロボットシステムにおいて、前記作業動作を実際に行う
   メインマニュピレータを備えたメインロボット本体と、
   前記ロボット本体と同様な動作が行えるサブマニュピレ
   ータを備え、前記メインロボットの作業動作に先だっ
   て、前記作業に必要なデータを所定の作業手順にしたが
   って教示し、教示データとして抽出するサブロボット本
   体と、前記メインロボット本体とサブロボット本体とに
   結合され、前記サブロボット本体で抽出された前記教示
   データにしたがって、前記メインロボット本体に送出
   し、前記メインロボット本体を動作させる手段とを有す
   ることを特徴とするロボットシステム。