JPH08147024A

JPH08147024A - 多関節型ロボットの教示方法

Info

Publication number: JPH08147024A
Application number: JP28763094A
Authority: JP
Inventors: Satomichi Kojima; 悟理小島
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1994-11-22
Filing date: 1994-11-22
Publication date: 1996-06-07

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は、教示した複数の基準点からパレタ
イズ点を算出して教示する多関節型ロボットの教示方法
に関し、教示作業を増加させることなくパレタイズ点の
教示精度の向上を図ることを目的とする。【構成】作業する領域に基づいた基準点Ｐ１、Ｐ２、
Ｐ３を教示し、これらからアーム１、２のアーム長Ｒ
１、Ｒ２および関節Ｊ１、Ｊ２の関節原点（θa0、θb
0）の機械定数Ｂを求め、この機械定数Ｂを用いて基準
点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３の位置を補正した後、補正した基準
点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３からパレタイズ点を算出し教示す
る。この方法は、作業を行なうエリア毎に行なうことが
できる。また、機械定数Ｂは、メモリ内に記憶させて用
いてもよく、エリア毎に求めてもよい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、教示した基準点からパ
レタイズ点を算出して教示する多関節型ロボットの教示
方法に関し、詳しくは、教示作業を増加させることなく
パレタイズ点の教示精度の向上を図った多関節型ロボッ
トの教示方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、産業用ロボットを利用するには
パレタイズ点を教示する必要があり、このパレタイズ点
の位置情報をすべてテーチィングで入力するには多大な
時間と労力を要する。このことから、この教示作業を軽
減するためにパレタイズ点の教示方法が工夫されてい
る。

【０００３】この種の多関節型ロボットの教示方法とし
ては、例えば、３点の基準点をティーチングで教示し、
そのうちの１点を原点とした他の基準点との間の分割点
から原点および基準点の接続線と平行に直線を引いたと
きの交点を算出してパレタイズ点とする、所謂マトリッ
クス状のパレタイズ点を計算から導いて教示作業を軽減
する教示方法が提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の多関節型ロボットの教示方法にあっては、原
点に対する対角方向のパレタイズ点も計算によって得て
いるが、関節で連結されたアームが水平方向に回転移動
する多関節型ロボットでは、機械的な剛性が比較的低
く、また機械加工精度や座標系のずれ等が存在するた
め、３点の基準点では対角方向のパレタイズ点と実際の
移動位置とのずれが大きくなるという不具合があった。

【０００５】この不具合を解消するため、特開昭６４−
７２２０５号公報には、パレタイズ点を算出するための
基準となる３点以外に、ティーチングにより教示する基
準点を、例えば原点の対角方向に増やすことによってパ
レタイズ点の精度を向上させる教示方法が記載されてい
る。しかしながら、この教示方法にあっては、パレタイ
ズ点を算出するためのティーチングにより教示する基準
点を増やすと、ティーチング作業の増加量、例えば複数
の部品の取り付け作業を行なうものの教示作業の増加量
がその部品数分だけ積算されることになり、教示作業に
掛かる時間および労力が増加してしまうという問題があ
る。

【０００６】また、いずれの教示方法にあっても、多関
節型ロボット自体は、原点位置やアーム長等の機械定数
が予め設定されており、この原点位置やアーム長等は駆
動時と異なる。そのため、基準点から算出したパレタイ
ズ点は誤差を含むことになるので、このパレタイズ点の
位置精度を向上させるにも限界がある。そこで、請求項
１記載の発明は、教示する点の位置を実際の状態に合わ
せて補正することにより、教示作業を増加させることな
く点の位置精度を向上して、容易に高精度なパレタイズ
点の教示が可能な多関節型ロボットの教示方法を提供す
ることを目的とする。

【０００７】請求項２記載の発明は、複数の作業毎のエ
リアで基準点を教示して、エリア毎のパレタイズ点の精
度の向上を図ることを目的とする。請求項３、４記載の
発明は、同一作業の繰り返しをなくして、作業時間の短
縮を図ることを目的とする。また、請求項５〜９記載の
発明は、基準点の教示作業を容易にするとともに教示位
置のばらつきをなくして、パレタイズ点の教示精度およ
び作業性の向上を図ることを目的とする。

【０００８】請求項１０記載の発明は、高さ方向の影響
を抑えて、パレタイズ点の教示精度の向上を図ることを
目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的達成のため、請
求項１記載の発明は、作業する領域に基づいた複数の基
準点を教示して該基準点からパレタイズ点を算出し教示
する多関節型ロボットの教示方法であって、前記複数の
基準点から機械定数を求め、この機械定数を用いて前記
点の位置を補正して、駆動時に使用するパレタイズ点を
導き出し教示することを特徴とするものである。

【００１０】請求項２記載の発明は、前記複数のエリア
毎で作業を行なうとき、該エリア毎に、前記複数の基準
点を教示して前記機械定数を求め、この機械定数を用い
て前記点の位置を補正して、駆動時に使用するパレタイ
ズ点を導き出し教示することを特徴とするものである。
請求項３記載の発明は、前記機械定数を記憶し、前記基
準点を基に形成される領域内もしくはその近傍の複数の
エリアで作業を行なうとき、該エリア毎に、複数の基準
点を新たに教示し、記憶した機械定数を用いて前記点の
位置を補正して、駆動時に使用するパレタイズ点を導き
出し教示することを特徴とするものである。

【００１１】請求項４記載の発明は、前記領域またはエ
リア毎の機械定数を記憶し、該記憶した機械定数を用い
て前記点の位置を補正して、駆動時に使用するパレタイ
ズ点を導き出し教示することを特徴とするものである。
また、請求項５記載の発明は、前記基準点を、ロボット
に取り付けた教示用ハンドをロボットの動作範囲内に固
定された教示用治具に嵌め合わせて教示することを特徴
とするものである。

【００１２】請求項６記載の発明は、前記教示用治具お
よび教示用ハンドの間に力トルクセンサを介装し、該セ
ンサ情報から前記基準点の位置ずれを検知することを特
徴とするものである。請求項７記載の発明は、前記基準
点を、ロボットに取り付けた教示用ハンドに光源または
該光源の光を検知するセンサの一方を配設するとともに
ロボットの動作範囲内に固定された教示用治具に他方を
配設し、該センサ情報により教示することを特徴とする
ものである。

【００１３】請求項８記載の発明は、前記センサの出力
が一定量を超えたとき、前記基準点の位置ずれを報知す
ることを特徴とするものである。請求項９記載の発明
は、前記教示用ハンドまたは教示用治具のいずれか少な
くとも一方に、オートツールチェンジャを設けて着脱す
ることを特徴とするものである。

【００１４】請求項１０記載の発明は、前記教示用治具
の高さを可変して前記基準点を教示することを特徴とす
るものである。ここで、前記点とは、例えば、補正前の
前記基準点またはパレタイズ点のことをいう。また、前
記機械定数を用いて前記点の位置を補正するとは、教示
された前記基準点または該基準点から算出されたパレタ
イズ点を機械定数で補正することをいう。そして、駆動
時に使用するパレタイズ点は、機械定数で補正された基
準点から算出し、または機械定数で補正することによっ
て導き出す。

【００１５】また、前記機械定数は、前記基準点を３点
以上教示することによって求めることができる。

【００１６】

【作用】請求項１、２記載の発明では、教示した複数の
基準点から機械定数を求め、この機械定数を用いて点の
位置、例えば基準点またはパレタイズ点の位置を補正
し、駆動時に使用するパレタイズ点を導き出して教示す
る。したがって、駆動時に使用するパレタイズ点は、教
示された基準点から求められた機械定数で補正された点
の位置から導き出されるので教示精度が向上される。ま
た、教示する点は変わらないので、教示作業が増加する
こともない。また、請求項２記載の発明では、複数のエ
リアで作業を行なうとき、エリア毎に同一の処理を行な
うので、エリア毎に高精度なパレタイズ点が教示され
る。

【００１７】請求項３、４記載の発明では、機械定数を
記憶し、この記憶した機械定数を用いて前記点の位置を
補正して、駆動時に使用するパレタイズ点を導き出して
教示する。したがって、機械定数を求めるための基準点
を繰り返し教示する必要がなく、教示作業の繰り返しが
省かれる。このとき、請求項３記載の発明では、基準点
を基に形成される領域の機械定数を記憶しておき、その
領域内もしくはその近傍で作業する複数のエリア毎に複
数の基準点を新たに教示し、前記点の位置を領域に応じ
た機械定数で補正する。また、請求項４記載の発明で
は、領域またはエリア毎の機械定数を記憶しておき、前
記点の位置を記憶している領域またはエリア毎に応じた
機械定数で補正する。

【００１８】また、請求項５記載の発明では、基準点
を、教示用ハンドを教示用治具に嵌め合わせて教示す
る。したがって、基準点の教示作業が容易になるととも
に教示位置のばらつきがなくなる。請求項６記載の発明
では、教示用治具および教示用ハンドの間に介装した力
トルクセンサからのセンサ情報より基準点の位置ずれを
検知する。したがって、教示用ハンドを教示用治具に嵌
め合わせたときの負荷を検知することができ、基準点の
教示位置のばらつきをより小さくすることができる。

【００１９】請求項７記載の発明では、基準点を、教示
用ハンドおよび教示用治具に配設した光源およびその光
を検知するセンサからのセンサ情報により教示する。し
たがって、基準点が非接触に教示され、その作業が容易
になるとともに教示位置のばらつきがなくなる。請求項
８記載の発明では、センサの出力が一定量を超えたと
き、基準点の位置ずれを報知する。したがって、基準点
の位置ずれを作業者が認識することができる。

【００２０】請求項９記載の発明では、教示用ハンドま
たは／および教示用治具にオートツールチェンジャを設
けて着脱する。したがって、教示用ハンドまたは／およ
び教示用治具を容易に着脱することができるとともにそ
の取り付け位置の精度が向上される。請求項１０記載の
発明では、教示用治具の高さを可変して基準点を教示す
る。したがって、作業に応じた高さで基準点を教示する
ことができ、高さ方向の影響が抑えられる。

【００２１】

【実施例】以下、本発明を図面に基づいて説明する。図
１〜図６は本発明に係る多関節型ロボットの教示方法の
第１実施例を示す図であり、図１〜図４は本実施例によ
りパレタイズ点を教示する水平多関節型ロボットの一例
を示す図、図５は水平多関節型ロボットの教示作業を説
明する図、図６は本実施例を説明するフローチャートで
ある。なお、本実施例は、請求項１、５、６、８〜１０
のいずれかに記載の発明に対応する。

【００２２】まず、水平多関節型ロボットの構成を簡単
に説明する。図１において、水平多関節型ロボットは、
アーム長Ｒ１の第１アーム１およびアーム長Ｒ２の第２
アーム２を備えており、第１アーム１の一端側は肩関節
Ｊ１によって水平方向に回転自在に支持され、第２アー
ム２の一端側は第１アーム１の他端側と水平方向に回転
自在に連結する肘関節Ｊ２に支持されている。また、第
２アーム２の他端側には教示用ハンド３を取り付けられ
軸芯回りに回転自在に支持する手首関節Ｊ３を備えてい
る。

【００２３】この水平多関節型ロボットは、関節Ｊ１、
Ｊ２によりアーム１、２のそれぞれを水平方向に所定の
回転角で回転させ、図２に示す教示用ハンド３を取り付
けた手首関節Ｊ３をＸＹ平面内で移動させることがで
き、ハンド３の一対の教示ピン４を動作範囲内に固定さ
れた図３に示す教示用治具５の一対の教示穴６に嵌め合
わせてパレタイズ点の導き出す基準点を教示する。な
お、ハンド３の教示ピン４と治具５の教示穴６の位置お
よび径は、高精度に仕上げられて正確な基準点の教示を
行うことができるようになっている。また、教示ピン４
および教示穴６の数は一箇所に付き２組みとは限らず、
１組または３組み以上でもよく、その断面形状は、図示
の形状以外にも長円形、四角形や三角形等の多角形など
でもよい。さらに、教示ピン４および教示穴６の形状に
よって嵌め合いの姿勢を一定方向に固定させてもよい。

【００２４】ハンド３は、ツールプレート７ａおよびマ
スタープレート７ｂから構成されるオートツールチェン
ジャとしてのオートハンドチェンジャ７（ＡＨＣ７）を
介して手首関節Ｊ３に取り付けられおり、クッション８
およびリモートセンタコンプライアンス（ＲＣＣ）９を
介して教示ピン４を支持している。このハンド３は、教
示用プレート10に押し当てて教示穴６と位置が一致した
ときに教示ピン４が嵌め合わされる。また、教示用治具
５は、四隅に教示穴６が穿孔された教示用プレート10が
ツールプレート11ａおよびマスタープレート11ｂから構
成されるオートツールチェンジャ11（ＡＨＣ11）に取り
付けられいる。このハンド３はＡＨＣ７により手首関節
Ｊ３に、治具５はＡＨＣ11により前記動作範囲内に、容
易にしかも高精度に固定されるようになっている。ま
た、治具５は、ＡＨＣ11のマスタープレート11ｂがＺ軸
移動テーブル18に固定されており、図５に示すように、
Ｚ軸移動テーブル18がボールネジ19およびカップリング
20を介してモータ21によって高さ方向（Ｚ軸方向）に移
動されることによって高さを可変することができ、所定
の作業を行なう図示していない作業台の高さに合わせる
ことができる。

【００２５】また、ハンド３には、図示していない力ト
ルクセンサが配設されており、教示ピン４を教示穴６に
嵌め合わせたときに加えられる歪み（負荷）を検知して
そのセンサ出力（センサ情報）が一定量を超えたときハ
ンド３の位置ずれを図示していない出力判断部が、例え
ば表示器や警報機等によって作業者に報知するようにな
っている。この表示器はランプの点灯により視覚的に、
また警報機は音により聴覚的に教示ピン４および教示穴
６に嵌め合い位置（教示精度）を作業者に報知する。な
お、この力トルクセンサの配設位置は教示用治具５側で
もよい。例えば、ハンド３のオートハンドチェンジャ７
とリモートセンタコンプライアンス９の間や、教示用治
具５のプレート10とＡＨＣ11の間に配設して、ハンド３
や教示用治具５の歪みを検知することによって教示する
基準点の位置のずれを作業者に知らせることができる。

【００２６】この水平多関節型ロボットは、ハンド３を
教示用治具５に嵌め合わせることによって作業する領域
に応じた基準点を教示し、この基準点からパレタイズ点
をマトリックス状に教示して図示していない制御装置内
のメモリに記憶させるようになっており、作業時にはこ
のメモリ内のパレタイズ点を読み出してハンド３を図示
していない工具に交換した手首関節Ｊ３を移動させ作業
する。このとき、前記メモリ内にはパレタイズ点を直交
座標データとして記憶しているので、予め前記メモリ内
に設定されている機械定数Ａにより読み出したパレタイ
ズ点を関節座標データに変換して駆動するようになって
いる。この機械定数Ａは、アーム１、２のアーム長Ｒ
１、Ｒ２、および、手首関節Ｊ３が原点Ｐ０に位置した
ときの関節Ｊ１、Ｊ２の関節原点（θa0、θb0）の関節
座標データである。

【００２７】このパレタイズ点の教示作業は、基本的に
は、従来例で説明した特開昭64-72205号公報に記載され
ているものと同様であることから、詳細には詳細には説
明しないが、直角に配置した間隔（ＬＸ、ＬＹ）が既知
である３点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３に手首関節Ｊ３を移動させ
て教示用ハンド３を位置決めすることによってそれぞれ
の点における直交座標データを教示することによって、
Ｐ１−Ｐ２間およびＰ１−Ｐ２間の直交座標データを分
割し、この分割点からＰ１−Ｐ２の接続線およびＰ１−
Ｐ２の接続線の平行線の交点をパレタイズ点として算出
して教示する。しかしながら、このパレタイズ点は基準
点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３に基づき教示されるが、アーム長Ｒ
１、Ｒ２や関節Ｊ１、Ｊ２の関節原点（θa0、θb0）は
実際に駆動させたときと誤差があるので、そのまま算出
したパレタイズ点に機械定数Ａで手首関節Ｊ３を移動さ
せたとしてもずれが生じてしまう。このことから、本実
施例においては、基準点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３からベクトル
方程式を立てて前記領域内の機械定数Ｂを新たに導き出
して用いることによって正確に手首関節Ｊ３が移動する
高精度なパレタイズ点とする。

【００２８】ここで、機械定数Ｂの導出を説明する。基
準点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３における関節Ｊ１、Ｊ２の関節原
点からの回転角を（θa1、θb1）、（θa2、θb2）、
（θa3、θb3）として、これらから機械関数Ａとして設
定されている関節Ｊ１、Ｊ２の関節原点（θa0、θb0）
を求め、機械関数Ｂとする。

【００２９】そして、基準点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３の関係か
ら得られるベクトル方程式は、

【００３０】

【数１】

【００３１】

【数２】

【００３２】

【数３】

【００３３】となり、このベクトル方程式における未知
量は、Ｐ1（Ｘ1、Ｙ1）の成分Ｘ1、Ｙ1と、関節原点位
置θa0、θb0と、アーム長Ｒ1、Ｒ2である。この（１）
式〜（３）式から、

【００３４】

【数４】

【００３５】

【数５】

【００３６】とすることができ、

【００３７】

【数６】

【００３８】

【数７】

【００３９】

【数８】

【００４０】

【数９】

【００４１】とおくと、（４）式および（５）式は、

【００４２】

【数10】

【００４３】

【数11】

【００４４】となり、この（10）式および（11）式から
ｅｘｐ（ｊθa0）を消去すると、

【００４５】

【数12】

【００４６】と表される。この（12）式をｅｘｐ（ｊθ
b0）について整理すると、

【００４７】

【数13】

【００４８】となり、

【００４９】

【数14】

【００５０】

【数15】

【００５１】とおくと、

【００５２】

【数16】

【００５３】と表される。したがって、この（16）式を
解くことによって、

【００５４】

【数17】

【００５５】

【数18】

【００５６】が得られる。さらに、この（17）式を上記
（10）式に代入すると、

【００５７】

【数19】

【００５８】となり、

【００５９】

【数20】

【００６０】とおくと、

【００６１】

【数21】

【００６２】と表される。したがって、この（21）式を
解くことによって、

【００６３】

【数22】

【００６４】

【数23】

【００６５】が得られる。この結果、（17）式、（18）
式、（22）式、（23）式に示すように、機械定数Ｂとし
てＲ１、Ｒ２、θa0、θb0を求めることができる。次
に、本実施例の教示方法を図６のフローチャートを用い
て作用とともに説明する。

【００６６】まず、手首関節Ｊ３にハンド３を取り付け
るとともに、作業する領域、例えば組み立てる部品を供
給される領域をカバーするよう教示用治具５を配置し、
モータ21を駆動してＺ軸移動テーブル18を上下方向に移
動させ治具５の教示用プレート10の高さを作業する高さ
に合わせる。次いで、プレート10の教示穴６の位置にハ
ンド３を移動させて教示ピン４を嵌め合わせ基準点Ｐ
１、Ｐ２、Ｐ３の教示作業（ティーチング）を行なう
（ステップＳ１）。このとき、ハンド３および治具５は
ＡＨＣ７、11を介して取り付けているので、この着脱作
業は容易であるとともに精度良く取り付けられる。ま
た、治具５の高さも作業高さに合わされている。さら
に、教示ピン４を教示穴６に嵌め合わせたときに加えら
れる歪みを前記力トルクセンサが検知してセンサ出力が
一定量を超えたとき教示位置のずれを作業者に報知し
て、そのセンサ出力が一定以下となる位置に調整するこ
とができる。したがって、基準点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３を高
精度に教示することができる。

【００６７】次いで、基準点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３は直交座
標データで教示されるので、前記メモリ内に設定されて
いる機械定数Ａでそのデータを逆変換して関節座標デー
タとする（ステップＳ２）。次いで、得られた基準点Ｐ
１、Ｐ２、Ｐ３の関節座標データから上記（１）式〜
（３）式に示す前記ベクトル方程式を立てて前述した演
算を行なってこの領域内の機械定数Ｂを求める（ステッ
プＳ３）。次いで、基準点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３の関節座標
データを求めた機械定数Ｂで正変換して補正された直交
座標データとする（ステップＳ４）。したがって、教示
された基準点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３は機械定数Ｂにより位置
補正される。

【００６８】次いで、この補正された基準点Ｐ１、Ｐ２
間および基準点Ｐ１、Ｐ２間の直交座標データを分割
し、この分割点から基準点Ｐ１、Ｐ２の接続線に対する
平行線および基準点Ｐ１、Ｐ２の接続線に対する平行線
の交点をパレタイズ点として算出する（ステップＳ
５）。したがって、補正された基準点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３
から算出されるパレタイズ点は実駆動に対して高精度な
直交座標データとなる。

【００６９】そして、本実施例の水平他関節ロボットに
おいては、前記メモリ内に記憶した直交座標データのパ
レタイズ点を予め設定されている機械定数Ａで関節座標
データに変換して駆動させるため、この機械定数Ａにあ
わせたパレタイズ点にして前記メモリ内に記憶させる必
要がある。このことから、算出したパレタイズ点を機械
定数Ｂで逆変換した（ステップＳ６）後に、機械定数Ａ
で正変換して駆動に合わせたパレタイズ点とし（ステッ
プＳ７）、この導き出されたパレタイズ点を前記メモリ
内に記憶させる（ステップＳ８）。したがって、パレタ
イズ点は向上された位置精度を維持したまま駆動に合わ
せた直交座標データにされて教示される。この結果、駆
動時には前記メモリ内からパレタイズ点が読み出されて
機械定数Ａの逆変換により正確にその関節値が再現さ
れ、ハンド３が正確にそのパレタイズ点に移動する。

【００７０】このように本実施例においては、教示した
基準点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３から機械定数Ｂを求め、その基
準点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３を機械定数Ｂを用いて補正し、パ
レタイズ点を算出して教示するので、教示作業が増加す
ることなく、位置精度の向上したパレタイズ点を容易に
教示することができる。このとき、本実施例で教示作業
する水平多関節型ロボットは予め設定されている機械定
数Ａで駆動するものであっても、その機械定数Ａでも導
出されたパレタイズ点で正確に作業できるように変換処
理しているので、関節Ｊ１、Ｊ２の関節値を高精度に再
現して作業させることができる。

【００７１】さらに、基準点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３は、教示
用ハンド３の教示ピン４を教示用治具５の教示穴６に嵌
め合わせて教示するので、容易に、かつ、ばらつきなく
教示することができる。さらに、教示ピン４および教示
穴６の嵌め合わせ時の歪み（負荷）をこれらの間の力ト
ルクセンサで検知し、そのセンサ出力が一定量を超えた
とき前記出力判断手段が作業者に位置ずれを報知するの
で、高精度に基準点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３を教示することが
できる。したがって、パレタイズ点の教示精度および作
業性が向上する。

【００７２】また、教示用ハンド３および教示用治具５
は、ＡＨＣ７、11を介して取り付けるので、容易に着脱
することができるとともにその位置精度が向上し、パレ
タイズ点の教示精度および作業性が向上する。また、教
示用治具５の高さは、Ｚ軸移動テーブル18で可変して作
業する高さに合わせるので、作業に応じた高さで基準点
Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３を教示することができ、高さ方向の影
響が抑えられパレタイズ点の教示精度が向上する。

【００７３】また、本実施例の他の態様としては、図示
は省略しているが、教示用ハンド３の教示ピン４および
教示用治具５の教示穴６に代え、その位置に光源および
光センサを配設し、そのセンサ出力（センサ情報）から
基準点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３を教示するようにしてもよく、
この場合、非接触で教示することができるため、より高
精度な教示を行うことができる。また、この光源および
光センサの配置によって、例えば３個の配置位置で教示
する際の教示用ハンド３および教示用治具５の姿勢を固
定してもよい。さらに、光源および光センサを色の異な
る光源およびその色を検出する色センサとしても同様で
ある。なお、この他の態様は、請求項７記載の発明に対
応する。

【００７４】また、教示用治具５の教示用プレート10を
作業台や部品供給台としてもよく、すなわち、作業台や
部品供給台に教示穴６を形成して組付誤差や位置決め誤
差を取り除くこともできる。また、本実施例では、基準
点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３を機械定数Ｂで補正し駆動時に用い
るパレタイズ点を導いているが、未補正の基準点Ｐ１、
Ｐ２、Ｐ３からパレタイズ点を算出し、このパレタイズ
点（補正前）を機械定数Ｂで補正して駆動時に用いるパ
レタイズ点を導いても同様に教示精度が向上する。但
し、この場合には、変換処理が多くなるので本実施例の
方が好適である。

【００７５】さらに、本実施例は、水平多関節型ロボッ
トの教示方法の説明であることから、２次元のＸＹ平面
上のパレタイズ点の教示を行なっているが、ＸＹＺ方向
に駆動して作業する３次元型の多関節型ロボットに適用
可能である。また、駆動時に直交座標データを関節座標
データに変換する水平多関節型ロボットの一例で説明し
たが、関節座標データをそのまま記憶し駆動時に用いる
ものであっても同様に適用可能である。また、パレタイ
ズ点を算出する基準点はＰ１、Ｐ２、Ｐ３としている
が、従来例で説明した特開昭64-72205号公報に記載され
ているものと同様に基準点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３の対角方向
に他の基準点を教示してもよいことはいうまでもない。

【００７６】なお、本実施例では、パレタイズ点に大き
な誤差の生じる領域の教示精度の向上を説明しており、
他の領域においては機械定数Ａによって駆動させること
から、導き出したパレタイズ点を機械定数Ａの駆動に合
わせて再変換している。次に、図７は本発明に係る多関
節型ロボットの教示方法の第２実施例を示すフローチャ
ートであり、本実施例は、請求項２または３記載の発明
に対応する。なお、本実施例においては、上述第１実施
例で説明した水平多関節型ロボットにパレタイズ点を教
示する教示方法であることから、その特徴を中心に説明
し、ロボットの構成の説明は省略する。また、上述第１
実施例と同様なステップの説明は同一の符号を付して簡
略にする。

【００７７】本実施例は、前述した水平多関節型ロボッ
トが教示用治具５の教示穴６に基づく領域内またはその
近傍で複数の作業、例えば供給される複数の部品の組立
作業を行なう場合の教示方法を説明し、パレタイズ点を
その作業別（部品毎）のエリア毎に教示する。なお、教
示用治具５の教示穴は、図示していないが、そのエリア
に応じて設けられており、そのエリア毎に基準点Ｐ21、
Ｐ22、Ｐ23を教示してパレタイズ点を導き出し教示す
る。

【００７８】まず、ステップＳ１〜Ｓ３を行なって、図
３で説明した教示穴６（基準点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３）に基
づく領域内の機械定数Ｂを計算し求める。そして、求め
た機械定数Ｂを前記メモリ内に記憶させる（ステップＳ
10）。次いで、ステップＳ１、Ｓ２と同様に、前記エリ
ア毎の教示穴にハンド３の教示ピン４を嵌め合わせ部品
毎の基準点Ｐ21、Ｐ22、Ｐ23のティーチングを行なった
（ステップＳ11）後、基準点Ｐ21、Ｐ22、Ｐ23の直交座
標データを前記メモリ内に設定されている機械定数Ａで
逆変換して関節座標データとする（ステップＳ12）。

【００７９】以降ステップＳ４〜Ｓ８と同様に、ステッ
プ11において前記メモリ内に記憶した機械定数Ｂを読み
出して基準点Ｐ21、Ｐ22、Ｐ23の関節座標データを正変
換して直交座標データとし（ステップＳ14）、パレタイ
ズ点を算出する（ステップＳ15）。次いで、算出された
パレタイズ点を機械定数Ｂで逆変換した（ステップＳ1
6）後、機械定数Ａで正変換する（ステップＳ17）。こ
の後、導き出されたパレタイズ点を前記メモリ内に記憶
させる（ステップＳ18）。したがって、前記エリア毎に
教示された基準点Ｐ21、Ｐ22、Ｐ23が前記メモリ内の機
械定数Ｂで補正され、駆動時に使用するそのエリア毎の
パレタイズ点が高精度に導き出されて教示される。

【００８０】このように本実施例では、基準点Ｐ１、Ｐ
２、Ｐ３を基に形成される領域の機械定数Ｂを記憶した
後、その領域内もしくはその近傍のエリア毎の複数の基
準点Ｐ21Ｐ22、Ｐ23を新たに教示し、そのエリア毎の基
準点Ｐ21、Ｐ22、Ｐ23を機械定数Ｂで補正してパレタイ
ズ点を算出して教示するので、上述第１実施例の作用効
果に加え、新たに機械定数Ｂを求める必要がなく、繰り
返し作業が省かれる。したがって、複数のエリアで作業
する場合、教示作業の時間を短縮することができる。

【００８１】なお、本実施例の他の態様としては、図示
は省略しているが、前記メモリ内に記憶した機械定数Ｂ
は、同一の領域あるいはその近傍で作業する場合に用い
ることができるので、他の作業を行なうために再度パレ
タイズ点を教示するとき、例えば上述第１実施例を行な
うときに使用することができ、教示作業の時間を短縮し
て作業性を向上させることができる。なお、この他の態
様は、請求項４記載の発明に対応する。

【００８２】次に、図８は本発明に係る多関節型ロボッ
トの教示方法の第３実施例を示すフローチャートであ
り、本実施例は、請求項２または４のいずれかに記載の
発明に対応する。なお、本実施例においては、上述第１
実施例で説明した水平多関節型ロボットにパレタイズ点
を教示する教示方法であることから、その特徴を中心に
説明し、ロボットの構成の説明は省略する。また、上述
第１、２実施例と同様なステップの説明は同一の符号を
付して簡略にする。

【００８３】本実施例は、上述第２実施例と同様に、前
記作業別（部品毎）のエリア毎にパレタイズ点を教示す
るので、教示用治具５の教示穴は、図示していないが、
エリア毎に設けられており、そのエリア毎に基準点Ｐ2
1、Ｐ22、Ｐ23を教示してパレタイズ点を導き出し教示
する。まず、ステップＳ11、Ｓ12を行なって、エリア毎
の教示穴にハンド３の教示ピン４を嵌め合わせ基準点Ｐ
21、Ｐ22、Ｐ23のティーチング作業を行なった後、基準
点Ｐ21、Ｐ22、Ｐ23の直交座標データを前記メモリ内に
設定されている機械定数Ａで逆変換して関節座標データ
とする。

【００８４】次いで、ステップＳ３と同様に、得られた
基準点Ｐ21、Ｐ22、Ｐ23の関節座標データからエリア毎
の機械定数Ｂを求め（ステップＳ23）、次いで、エリア
毎に求めた機械定数Ｂを前記メモリ内に記憶させる（ス
テップＳ100）。次いで、ステップＳ４と同様に、前記
メモリ内に記憶したエリア毎の機械定数Ｂを読み出して
基準点Ｐ21、Ｐ22、Ｐ23の関節座標データを正変換する
（ステップＳ24）。

【００８５】以降ステップＳ15〜Ｓ18を行なって、直交
座標データの高精度なパレタイズ点を算出した後、その
パレタイズ点を機械定数Ｂで逆変換し、機械定数Ａで正
変換して前記メモリ内に記憶させる。したがって、前記
エリア毎に教示された基準点Ｐ21、Ｐ22、Ｐ23が前記メ
モリ内のエリア毎の機械定数Ｂで補正され、駆動時に使
用するそのエリア毎のパレタイズ点が高精度に導き出さ
れて教示される。

【００８６】そして、前記エリア毎に他の複数の部品を
供給して作業を行なう場合には、再度パレタイズ点を教
示する必要があるので、ステップＳ11、Ｓ12と同様に、
前記エリア毎の異なる部品毎に応じた教示穴にハンド３
の教示ピン４を嵌め合わせて基準点Ｐ31、Ｐ32、Ｐ33の
ティーチング作業を行ない（ステップＳ31）、この基準
点Ｐ31、Ｐ32、Ｐ33の直交座標データを前記メモリ内に
設定されている機械定数Ａで逆変換して関節座標データ
とする（ステップＳ32）。

【００８７】次いで、ステップＳ24へと進み、関節座標
データの基準点Ｐ31、Ｐ32、Ｐ33を正変換して直交座標
データにした後、同様に、以降ステップＳ15〜Ｓ18を行
なってパレタイズ点を算出する。この後、算出されたパ
レタイズ点を機械定数Ｂ、Ａで順次変換した後、前記メ
モリ内に記憶させる。したがって、他の作業を行なうた
めに再度パレタイズ点を教示するとき、基準点Ｐ31、Ｐ
32、Ｐ33を再度教示して機械定数Ｂを求める必要はな
い。

【００８８】このように本実施例では、エリア毎に基準
点Ｐ21、Ｐ22、Ｐ23を教示して機械定数Ｂを求めるの
で、上述実施例の作用効果に加え、より高精度なパレタ
イズ点をエリア毎に教示することができる。また、この
エリア毎に求めた機械定数Ｂは前記メモリ内に記憶させ
るので、同一のエリアで異なる作業、例えば異なる部品
の取り付け作業等を行なう場合には、エリア毎の機械定
数Ｂを再度求める必要がなく、教示作業の時間を短縮し
て作業性を向上させることができる。

【００８９】なお、本実施例の他の態様としては、図示
は省略しているが、ステップ100を行なわずに、作業の
都度、機械定数Ｂを求めるようにしてもよい。なお、こ
の他の態様は、請求項２記載の発明に対応する。

【００９０】

【発明の効果】請求項１〜４記載の発明によれば、教示
した複数の基準点から求めた機械定数で、例えば基準点
またはパレタイズ点の位置を補正し、駆動時に使用する
パレタイズ点を導き出して教示するので、教示作業が増
加することなく教示精度を向上させることができ、高精
度なパレタイズ点を容易に教示することができる。特
に、請求項２〜４記載の発明によれば、複数のエリア毎
に補正を行なうので、高精度なパレタイズ点を教示する
ことができる。また、請求項３、４記載の発明によれ
ば、記憶した機械定数で補正を行なうので、機械定数を
求めるため作業を繰り返す必要がなく、時間を短縮する
ことができる。

【００９１】また、請求項５記載の発明によれば、教示
用ハンドを教示用治具に嵌め合わせて基準点を教示する
ので、ばらつきなく基準点を容易に教示することがで
き、パレタイズ点の教示精度および作業性が向上する。
請求項６記載の発明によれば、教示用治具および教示用
ハンドの間に介装した力トルクセンサからのセンサ情報
より基準点の位置ずれを検知するので、教示用ハンドを
教示用治具に嵌め合わせたときの負荷から基準点の教示
位置のばらつきをより小さくすることができ、パレタイ
ズ点の教示精度が向上する。

【００９２】請求項７記載の発明によれば、教示用ハン
ドおよび教示用治具に配設した光源およびその光を検知
するセンサからのセンサ情報で基準点を教示するので、
基準点を非接触に教示することができ、パレタイズ点の
教示精度および作業性が向上する。請求項８記載の発明
によれば、センサの出力が一定量を超えたとき、基準点
の位置ずれを報知するので、基準点の教示作業が容易に
なるとともに教示位置のばらつきがなくなり、パレタイ
ズ点の教示精度および作業性が向上する。

【００９３】請求項９記載の発明によれば、教示用ハン
ドまたは／および教示用治具にオートツールチェンジャ
を設けて着脱するので、教示用ハンドまたは／および教
示用治具を容易に着脱できるとともに位置精度が向上
し、パレタイズ点の教示精度および作業性が向上する。
請求項１０記載の発明によれば、教示用治具の高さを可
変して基準点を教示するので、作業に応じた高さで基準
点を教示することができ、高さ方向の影響を抑え、パレ
タイズ点の教示精度が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る多関節型ロボットの教示方法の第
１実施例によりパレタイズ点を教示する水平多関節型ロ
ボットの一例を示す図であり、その機構を示す斜視図で
ある。

【図２】その教示用ハンドを示す立面図である。

【図３】その教示用治具を示す図であり、（ａ）はその
平面図、（ｂ）はその側面図である。

【図４】その教示用治具の高さを可変する機構を示す立
面図である。

【図５】その基準点の教示を説明する説明図である。

【図６】第１実施例を説明するフローチャートである。

【図７】本発明に係る多関節型ロボットの教示方法の第
２実施例を示す図であり、これを説明するフローチャー
トである。

【図８】本発明に係る多関節型ロボットの教示方法の第
３実施例を示す図であり、これを説明するフローチャー
トである。

【符号の説明】

１第１アーム２第２アーム３教示用ハンド４教示ピン５教示用治具６教示穴７オートハンドチェンジャ（オートツールチェンジ
ャ）８クッション９リモートセンタコンプライアンス 10 教示用プレート 11 オートツールチェンジャ 18 Ｚ軸移動テーブル 19 ボールネジ 21 モータＪ１、Ｊ２、Ｊ３関節Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ21、Ｐ22、Ｐ23、Ｐ31、Ｐ32、Ｐ
33 基準点Ｒ１、Ｒ２アーム長

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｇ０５Ｂ 19/18 Ｇ０５Ｂ 19/18 Ａ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】作業する領域に基づいた複数の基準点を教
示して該基準点からパレタイズ点を算出し教示する多関
節型ロボットの教示方法であって、前記複数の基準点から機械定数を求め、この機械定数を
用いて前記点の位置を補正して、駆動時に使用するパレ
タイズ点を導き出し教示することを特徴とする多関節型
ロボットの教示方法。
【請求項２】前記複数のエリア毎で作業を行なうとき、該エリア毎に、前記複数の基準点を教示して前記機械定
数を求め、この機械定数を用いて前記点の位置を補正し
て、駆動時に使用するパレタイズ点を導き出し教示する
ことを特徴とする請求項１記載の多関節型ロボットの教
示方法。
【請求項３】前記機械定数を記憶し、前記基準点を基に形成される領域内もしくはその近傍の
複数のエリアで作業を行なうとき、該エリア毎に、複数の基準点を新たに教示し、記憶した
機械定数を用いて前記点の位置を補正して、駆動時に使
用するパレタイズ点を導き出し教示することを特徴とす
る請求項１記載の多関節型ロボットの教示方法。
【請求項４】前記領域またはエリア毎の機械定数を記憶
し、該記憶した機械定数を用いて前記点の位置を補正して、
駆動時に使用するパレタイズ点を導き出し教示すること
を特徴とする請求項１または２記載の多関節型ロボット
の教示方法。
【請求項５】前記基準点を、ロボットに取り付けた教示
用ハンドをロボットの動作範囲内に固定された教示用治
具に嵌め合わせて教示することを特徴とする請求項１か
ら４のいずれかに記載の多関節型ロボットの教示方法。
【請求項６】前記教示用治具および教示用ハンドの間に
力トルクセンサを介装し、該センサ情報から前記基準点
の位置ずれを検知することを特徴とする請求項５記載の
多関節型ロボットの教示方法。
【請求項７】前記基準点を、ロボットに取り付けた教示
用ハンドに光源または該光源の光を検知するセンサの一
方を配設するとともにロボットの動作範囲内に固定され
た教示用治具に他方を配設し、該センサ情報により教示
することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載
の多関節型ロボットの教示方法。
【請求項８】前記センサの出力が一定量を超えたとき、
前記基準点の位置ずれを報知することを特徴とする請求
項６または７記載の多関節型ロボットの教示方法。
【請求項９】前記教示用ハンドまたは教示用治具のいず
れか少なくとも一方に、オートツールチェンジャを設け
て着脱することを特徴とする請求項５または７記載の多
関節型ロボットの教示方法。
【請求項１０】前記教示用治具の高さを可変して前記基
準点を教示することを特徴とする請求項５または７記載
の多関節型ロボットの教示方法。