JPH0889859A - 塗装用ロボットの動作教示方法及び装置 - Google Patents
塗装用ロボットの動作教示方法及び装置Info
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- JPH0889859A JPH0889859A JP23185194A JP23185194A JPH0889859A JP H0889859 A JPH0889859 A JP H0889859A JP 23185194 A JP23185194 A JP 23185194A JP 23185194 A JP23185194 A JP 23185194A JP H0889859 A JPH0889859 A JP H0889859A
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Landscapes
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 実際の塗装作業を実演して動作を教示するこ
とにより、ロボットの制御プログラムを作成する。 【構成】 複数の自由度関節を有した骨格モデルＭ1 に
スプレーガン４を装着し、作業者Ｗがそのスプレーガン
４に手を添えて被塗装体７の塗装を実際に行なう。骨格
モデルＭ1 の各自由度関節Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄにはその動作
を検知するエンコーダＥＮ2 ，ＥＮ3 ，ＥＮ4 ，ＥＮ
5 ，ＥＮ6 が取り付けられていて、各自由度関節Ａ，
Ｂ，Ｃ，Ｄの動作データとスプレーガン４の噴射圧力変
化のデータとがコンピュータ６に入力される。それらの
データを基に、スプレーガン装着部３の三次元座標を算
出し、ロボットアームＲの各自由度関節ａ，ｂ，ｃ，
ｄ，ｅの動作を制御する制御プログラムを自動生成し、
その制御プログラムによってロボットアームＲで塗装作
業を再現する。
とにより、ロボットの制御プログラムを作成する。 【構成】 複数の自由度関節を有した骨格モデルＭ1 に
スプレーガン４を装着し、作業者Ｗがそのスプレーガン
４に手を添えて被塗装体７の塗装を実際に行なう。骨格
モデルＭ1 の各自由度関節Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄにはその動作
を検知するエンコーダＥＮ2 ，ＥＮ3 ，ＥＮ4 ，ＥＮ
5 ，ＥＮ6 が取り付けられていて、各自由度関節Ａ，
Ｂ，Ｃ，Ｄの動作データとスプレーガン４の噴射圧力変
化のデータとがコンピュータ６に入力される。それらの
データを基に、スプレーガン装着部３の三次元座標を算
出し、ロボットアームＲの各自由度関節ａ，ｂ，ｃ，
ｄ，ｅの動作を制御する制御プログラムを自動生成し、
その制御プログラムによってロボットアームＲで塗装作
業を再現する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、塗装用ロボットの制御
プログラムを、簡易且つ正確に作成すべく、ロボットの
動作を教示するための方法及び装置に関する。
プログラムを、簡易且つ正確に作成すべく、ロボットの
動作を教示するための方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ロボットアームを制御するプログラム作
成作業では、作動軌跡を教示し、記憶させた動作を再生
する方式が広く用いられている。このようなプログラム
作成方式については、実際にロボットアームを動かして
教示するオンラインプログラミングから、ＣＡＤデータ
を用いたオフラインプログラミングまで様々な手段が採
用されている。生産工場において、吹き付け塗装の作業
環境は最悪とも言え、真っ先に自動化しなければならな
いところである。しかしスプレーガンの操作には高度な
テクニックが要求されるので、塗装技術とロボット制御
の両方に精通した専門家でなければ制御プロブラムを作
成することはむずかしく、それが足伽せとなって自動化
が遅れている。完璧なプログラミングでないと、塗料を
無駄にしたり、時間がかかりすぎたり、塗り残しや塗り
むらがあったりする。そのため実際に行なわれる熟練者
の作業をそのままコンピュータに入力するのが最適とい
えよう。そのような入力手段としては、従来、図８に示
す如く、実際に人が手でロボットアームＲを誘導操作
し、コンピュータ＆に動作経路情報をメモリさせてお
き、これを解析して制御プログラムを自動生成するポイ
ンティシステムと称される教示方法や、図９に示す如
く、手に持った３次元位置姿勢入力装置（以下３−Ｄ入
力装置という）１７の位置をＷＳＤ（半導体ポジション
検知機構）カメラ１８で検出したデータや、図示はしな
いが、検知機構付き手袋等を着用して操作した検出デー
タを解析して制御プログラムを自動生成する方法が知ら
れている。
成作業では、作動軌跡を教示し、記憶させた動作を再生
する方式が広く用いられている。このようなプログラム
作成方式については、実際にロボットアームを動かして
教示するオンラインプログラミングから、ＣＡＤデータ
を用いたオフラインプログラミングまで様々な手段が採
用されている。生産工場において、吹き付け塗装の作業
環境は最悪とも言え、真っ先に自動化しなければならな
いところである。しかしスプレーガンの操作には高度な
テクニックが要求されるので、塗装技術とロボット制御
の両方に精通した専門家でなければ制御プロブラムを作
成することはむずかしく、それが足伽せとなって自動化
が遅れている。完璧なプログラミングでないと、塗料を
無駄にしたり、時間がかかりすぎたり、塗り残しや塗り
むらがあったりする。そのため実際に行なわれる熟練者
の作業をそのままコンピュータに入力するのが最適とい
えよう。そのような入力手段としては、従来、図８に示
す如く、実際に人が手でロボットアームＲを誘導操作
し、コンピュータ＆に動作経路情報をメモリさせてお
き、これを解析して制御プログラムを自動生成するポイ
ンティシステムと称される教示方法や、図９に示す如
く、手に持った３次元位置姿勢入力装置（以下３−Ｄ入
力装置という）１７の位置をＷＳＤ（半導体ポジション
検知機構）カメラ１８で検出したデータや、図示はしな
いが、検知機構付き手袋等を着用して操作した検出デー
タを解析して制御プログラムを自動生成する方法が知ら
れている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ロボットアームを直接
誘導操作するポインティシステムでは、スプレーガンを
操作する感覚でロボットアームを誘導操作しようとして
も、素早い動きに対して追従性が悪いことに加え慣性力
が大きく影響するので、思い通りに誘導することができ
ず、実際の塗装作業と同じ動きを再現できない。一方３
−Ｄ入力装置を利用すれば、作業どうりの動きをするこ
とができるものの、実際に塗料を吹き付けて塗装してい
る状況下では、死角が生じたり塗料の噴霧により視界が
遮られてカメラでの観測が不充分となる。実際に塗料を
吹き付け操作しなければ、吹き付け状態が確認できない
ので、いくら熟練者といえども感覚が狂ってしまう。手
袋を使用した場合は、指や手首の動作だけか検出される
だけで、位置を特定するのに欠かせない三次元座標デー
タは得られない。
誘導操作するポインティシステムでは、スプレーガンを
操作する感覚でロボットアームを誘導操作しようとして
も、素早い動きに対して追従性が悪いことに加え慣性力
が大きく影響するので、思い通りに誘導することができ
ず、実際の塗装作業と同じ動きを再現できない。一方３
−Ｄ入力装置を利用すれば、作業どうりの動きをするこ
とができるものの、実際に塗料を吹き付けて塗装してい
る状況下では、死角が生じたり塗料の噴霧により視界が
遮られてカメラでの観測が不充分となる。実際に塗料を
吹き付け操作しなければ、吹き付け状態が確認できない
ので、いくら熟練者といえども感覚が狂ってしまう。手
袋を使用した場合は、指や手首の動作だけか検出される
だけで、位置を特定するのに欠かせない三次元座標デー
タは得られない。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、複数段の自由
度関節を備え、それら各自由度関節の動作を検知する検
知機構を有した骨格モデル、好ましくはスプレーガンを
装着すべきロボットアームと同じ自由度関節を備えた骨
格モデルにスプレーガンを装着し、作業者が前記骨格モ
デルに装着したスプレーガンに手を添えて実際に塗装作
業を行なう間、前記検知機構で検知した動作データと、
スプレーガンの吹き付け圧力変化のデータとをコンピュ
ータに入力し、骨格モデルの自由度関節がスプレーガン
を装着すべきロボットアームと異なる場合は、前記動作
データを、スプレーガン装着部の三次元座標及び向きの
変化データに変換する塗装用ロボットの動作教示方法
と、スプレーガンを装着すべきロボットアームと同じ自
由度関節を備えた骨格モデルであって、各自由度関節に
その動作を個々に検出する検知機構を設けると共に、ハ
ンド部にスプレーガン装着手段を設け、更に前記検知機
構で検出したデータと、装着されたスプレーガンの吹き
付け圧力の変化とをにコンピュータに入力する入力手段
とを備えた塗装用ロボットの動作教示装置とにある。こ
こで自由度関節とは、ＪＩＳに定義される直進又は回り
対偶によって作動が実現されるジョイント機構を意味
し、コンピュータとは、ロボットアームに組み込まれて
いる制御手段も含まれるものとする。
度関節を備え、それら各自由度関節の動作を検知する検
知機構を有した骨格モデル、好ましくはスプレーガンを
装着すべきロボットアームと同じ自由度関節を備えた骨
格モデルにスプレーガンを装着し、作業者が前記骨格モ
デルに装着したスプレーガンに手を添えて実際に塗装作
業を行なう間、前記検知機構で検知した動作データと、
スプレーガンの吹き付け圧力変化のデータとをコンピュ
ータに入力し、骨格モデルの自由度関節がスプレーガン
を装着すべきロボットアームと異なる場合は、前記動作
データを、スプレーガン装着部の三次元座標及び向きの
変化データに変換する塗装用ロボットの動作教示方法
と、スプレーガンを装着すべきロボットアームと同じ自
由度関節を備えた骨格モデルであって、各自由度関節に
その動作を個々に検出する検知機構を設けると共に、ハ
ンド部にスプレーガン装着手段を設け、更に前記検知機
構で検出したデータと、装着されたスプレーガンの吹き
付け圧力の変化とをにコンピュータに入力する入力手段
とを備えた塗装用ロボットの動作教示装置とにある。こ
こで自由度関節とは、ＪＩＳに定義される直進又は回り
対偶によって作動が実現されるジョイント機構を意味
し、コンピュータとは、ロボットアームに組み込まれて
いる制御手段も含まれるものとする。
【０００５】
【作用】作業者は実際の塗装作業と略同じ感覚で骨格モ
デルを誘導操作できるし、一回実演するだけの簡単操作
で、その塗装作業におけるハンド部の三次元座標、或は
各自由度関節の動作とスプレーガンの吹き付け圧力のデ
ータとが同時にインプットされるから、そのデータに基
づいて制御されたロボットアームによる塗装作業は、実
際に人が操作する場合とほとんど変わらない。特にスプ
レーガンを装着すべきロボットアームと同じ自由度関節
を備えた装置を利用すれば、１００％の再現性が期待で
きる。
デルを誘導操作できるし、一回実演するだけの簡単操作
で、その塗装作業におけるハンド部の三次元座標、或は
各自由度関節の動作とスプレーガンの吹き付け圧力のデ
ータとが同時にインプットされるから、そのデータに基
づいて制御されたロボットアームによる塗装作業は、実
際に人が操作する場合とほとんど変わらない。特にスプ
レーガンを装着すべきロボットアームと同じ自由度関節
を備えた装置を利用すれば、１００％の再現性が期待で
きる。
【０００６】
【実施例】本発明に係るロボットの教示装置及び方法を
図面に基づいて説明する。図１は本発明の教示方法を利
用してロボットアームを制御する概念図であり、Ｍ1
は、骨格モデル、Ｒは塗装作業でスプレーガンを実装す
るロボットアームである。骨格モデルＭ1 は、自由度関
節（旋回）Ａを介して吊り下げ支持された旋回リンク１
の下端に、自由度関節（回転）Ｂを介し、自由度関節
（直動）Ｃにより伸縮可能なスライドリンク２が連結さ
れ、そのスライドリンク２の先端に、三自由度関節（回
転及び旋回）Ｄを介してスプレーガン装着部３が設けら
れたものとなっている。そのスプレーガン装着部３に
は、スプレーガン４を装着することができ、そのスプレ
ーガン４には、吹き付け圧力の変化を検知する検知機構
としてのエンコーダＥＮ1 が取り付けられている。骨格
モデルＭ1 はアクチュエータを装備していないので、軽
く力を加えるだけで自由に誘導操作できる。前記各自由
度関節Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄには、夫々自由度関節の動作を検
知するエンコーダＥＮ2 ，ＥＮ3 ，ＥＮ4 ，ＥＮ5 ，Ｅ
Ｎ6 （自由度関節Ｄには、回転及び旋回用としてＥＮ5
とＥＮ6 ）が取り付けられている。各エンコーダＥＮ
1 ，ＥＮ2 ，ＥＮ3 ，ＥＮ4 ，ＥＮ5 ，ＥＮ6 は、図２
に例示する如く、入力インターフェース５を介してコン
ピュータ６に接続されており、エンコーダＥＮ2 ，ＥＮ
3 ，ＥＮ4 ，ＥＮ5 ，ＥＮ6 で検知された各自由度関節
Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの動作データと、前記スプレーガン装着
部３に装着されたスプレーガン４の吹き付け圧力変化の
検知信号ＥＮ1 とがコンピュータ６に入力され、それら
各自由度関節Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの動作からスプレーガン装
着部３の三次元座標及び向きのデータが算出される。
図面に基づいて説明する。図１は本発明の教示方法を利
用してロボットアームを制御する概念図であり、Ｍ1
は、骨格モデル、Ｒは塗装作業でスプレーガンを実装す
るロボットアームである。骨格モデルＭ1 は、自由度関
節（旋回）Ａを介して吊り下げ支持された旋回リンク１
の下端に、自由度関節（回転）Ｂを介し、自由度関節
（直動）Ｃにより伸縮可能なスライドリンク２が連結さ
れ、そのスライドリンク２の先端に、三自由度関節（回
転及び旋回）Ｄを介してスプレーガン装着部３が設けら
れたものとなっている。そのスプレーガン装着部３に
は、スプレーガン４を装着することができ、そのスプレ
ーガン４には、吹き付け圧力の変化を検知する検知機構
としてのエンコーダＥＮ1 が取り付けられている。骨格
モデルＭ1 はアクチュエータを装備していないので、軽
く力を加えるだけで自由に誘導操作できる。前記各自由
度関節Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄには、夫々自由度関節の動作を検
知するエンコーダＥＮ2 ，ＥＮ3 ，ＥＮ4 ，ＥＮ5 ，Ｅ
Ｎ6 （自由度関節Ｄには、回転及び旋回用としてＥＮ5
とＥＮ6 ）が取り付けられている。各エンコーダＥＮ
1 ，ＥＮ2 ，ＥＮ3 ，ＥＮ4 ，ＥＮ5 ，ＥＮ6 は、図２
に例示する如く、入力インターフェース５を介してコン
ピュータ６に接続されており、エンコーダＥＮ2 ，ＥＮ
3 ，ＥＮ4 ，ＥＮ5 ，ＥＮ6 で検知された各自由度関節
Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの動作データと、前記スプレーガン装着
部３に装着されたスプレーガン４の吹き付け圧力変化の
検知信号ＥＮ1 とがコンピュータ６に入力され、それら
各自由度関節Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの動作からスプレーガン装
着部３の三次元座標及び向きのデータが算出される。
【０００７】塗装動作軌跡を教示するには、骨格モデル
Ｍ1 のスプレーガン装着部３にスプレーガン４を実装
し、ステップＳ１で作業者Ｗが具体的な被塗装体７に対
する塗装作業を実演する。それによってステップＳ２で
作動軌跡がコンピュータ６に入力される。そしてコンピ
ュータ６内のＣＰＵ６ａが、そのＣＰＵ６ａとバス６ｂ
を介して接続されたＲＡＭ６ｃ及びＲＯＭ６ｄの支援に
より、ステップＳ３では実際に使用するロボットアーム
Ｒのハンド部が前記入力された動作データに基づいて三
次元座標を算出し、ステップＳ４で前記算出された三次
元座標及び向きとなる制御プログラムを生成する。その
制御プログラムに従って、出力インターフェース８を介
して駆動回路９，９・・に指令し、ロボットアームＲの
各自由度関節ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅを動作させるアクチュ
エータＱ2 ，Ｑ3 ，Ｑ4 ，Ｑ5 ，Ｑ6 及びスプレーガン
吹き付け圧力調整用のバルブＶを制御することによって
（ステップＳ５）、熟練者と同じ作業をロボットアーム
Ｒによって再現される（ステップ６）。前記アクチュエ
ータＱ2 ，Ｑ3 ，Ｑ4 ，Ｑ5 ，Ｑ6 としては、モータ、
流体シリンダ等、既成の機構が利用される。
Ｍ1 のスプレーガン装着部３にスプレーガン４を実装
し、ステップＳ１で作業者Ｗが具体的な被塗装体７に対
する塗装作業を実演する。それによってステップＳ２で
作動軌跡がコンピュータ６に入力される。そしてコンピ
ュータ６内のＣＰＵ６ａが、そのＣＰＵ６ａとバス６ｂ
を介して接続されたＲＡＭ６ｃ及びＲＯＭ６ｄの支援に
より、ステップＳ３では実際に使用するロボットアーム
Ｒのハンド部が前記入力された動作データに基づいて三
次元座標を算出し、ステップＳ４で前記算出された三次
元座標及び向きとなる制御プログラムを生成する。その
制御プログラムに従って、出力インターフェース８を介
して駆動回路９，９・・に指令し、ロボットアームＲの
各自由度関節ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅを動作させるアクチュ
エータＱ2 ，Ｑ3 ，Ｑ4 ，Ｑ5 ，Ｑ6 及びスプレーガン
吹き付け圧力調整用のバルブＶを制御することによって
（ステップＳ５）、熟練者と同じ作業をロボットアーム
Ｒによって再現される（ステップ６）。前記アクチュエ
ータＱ2 ，Ｑ3 ，Ｑ4 ，Ｑ5 ，Ｑ6 としては、モータ、
流体シリンダ等、既成の機構が利用される。
【０００８】ここで、各自由度関節の動きからスプレー
ガンの三次元座標データを算出し、その三次元座標デー
タを基にして、ロボットアームに装着されたスプレーガ
ンの位置を実際の作業におけるスプレーガンの位置と同
一になる制御プログラムでは、ロボットアームにおける
自由度関節の角度の組み合わせは無数にある。制御プロ
グラムを生成プログラムによって自動生成するに当って
は、通常、効率の良い動きとなる組み合わせが優先され
る。そのため図４に例示するように、スプレーガンがＰ
1 の位置であれば問題はないが、Ｐ2 やＰ3 の如く、入
り組んだ部分の内面塗装や、遮蔽物の裏側塗装の際、壁
等の障害物を考慮しないでプログラムすると、ロボット
アームのリンクと障害物とが干渉し合い、衝突や接触事
故を招いてしまう。そこで障害物を回避するプログラム
に修正するか、あらかじめ条件設定できる自動生成プロ
グラミングシステムを採用する必要がある。しかしなが
らプログラムの修正には専門的な知識が必要であるし、
予め条件設定可能な生成プログラムの導入はコスト面で
むづかしい。そこで、ロボットアームと同寸の骨格モデ
ルを使用し、対応するロボットアームの各自由度関節が
骨格モデルと同じ運動をするよう制御をすれば、障害物
との干渉を避けられる。
ガンの三次元座標データを算出し、その三次元座標デー
タを基にして、ロボットアームに装着されたスプレーガ
ンの位置を実際の作業におけるスプレーガンの位置と同
一になる制御プログラムでは、ロボットアームにおける
自由度関節の角度の組み合わせは無数にある。制御プロ
グラムを生成プログラムによって自動生成するに当って
は、通常、効率の良い動きとなる組み合わせが優先され
る。そのため図４に例示するように、スプレーガンがＰ
1 の位置であれば問題はないが、Ｐ2 やＰ3 の如く、入
り組んだ部分の内面塗装や、遮蔽物の裏側塗装の際、壁
等の障害物を考慮しないでプログラムすると、ロボット
アームのリンクと障害物とが干渉し合い、衝突や接触事
故を招いてしまう。そこで障害物を回避するプログラム
に修正するか、あらかじめ条件設定できる自動生成プロ
グラミングシステムを採用する必要がある。しかしなが
らプログラムの修正には専門的な知識が必要であるし、
予め条件設定可能な生成プログラムの導入はコスト面で
むづかしい。そこで、ロボットアームと同寸の骨格モデ
ルを使用し、対応するロボットアームの各自由度関節が
骨格モデルと同じ運動をするよう制御をすれば、障害物
との干渉を避けられる。
【０００９】次にそのように構成された教示装置及びそ
の装置を使用した変更例を説明すると、図５において、
ベース１０上には旋回台１１が自由度関節（旋回）Ｅを
介して水平回動自在に組み付けられ、その旋回台１１
に、自由度関節（回転）Ｆ，Ｇ，Ｈを介して第１リンク
１２、第２リンク１３、第３リンク１４、第４リンク１
５が直列に連結され、更に第４リンク１５の先端には、
三自由度関節（回転及び旋回）Ｉを介してスプレーガン
装着部１６が設けられている。この骨格モデルＭ2 の各
自由度関節Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈ，Ｉは、前記ロボットアーム
Ｒの自由度関節ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅと個々に対応し、総
ての自由度関節Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈ，ＩがロボットアームＲ
の自由度関節ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅと同じ動きをし、自由
度関節Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈ，Ｉ相互の間隔もロボットアーム
Ｒの間隔と同一になっている。骨格モデルＭ2 の各自由
度関節Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈ，Ｉには、それら自由度関節の動
作を検知するエンコーダＥＮ7 ，ＥＮ8 ，ＥＮ9 ，ＥＮ
10，ＥＮ11が取り付けられている。各エンコーダＥＮ
7 ，ＥＮ8 ，ＥＮ9 ，ＥＮ10，ＥＮ11は、前記と同様
に、スプレーガン装着部１６に装着されたスプレーガン
４の吹き付け圧力変化のエンコーダＥＮ12とともに、入
力インターフース５を介してコンピュータ６に接続さ
れ、そのような入力手段によって、エンコーダＥＮ7 ，
ＥＮ8 ，ＥＮ9 ，ＥＮ10，ＥＮ11，ＥＮ12での検知デー
タがコンピュータ６にメモリされるようになっている
（図６）。
の装置を使用した変更例を説明すると、図５において、
ベース１０上には旋回台１１が自由度関節（旋回）Ｅを
介して水平回動自在に組み付けられ、その旋回台１１
に、自由度関節（回転）Ｆ，Ｇ，Ｈを介して第１リンク
１２、第２リンク１３、第３リンク１４、第４リンク１
５が直列に連結され、更に第４リンク１５の先端には、
三自由度関節（回転及び旋回）Ｉを介してスプレーガン
装着部１６が設けられている。この骨格モデルＭ2 の各
自由度関節Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈ，Ｉは、前記ロボットアーム
Ｒの自由度関節ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅと個々に対応し、総
ての自由度関節Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈ，ＩがロボットアームＲ
の自由度関節ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅと同じ動きをし、自由
度関節Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈ，Ｉ相互の間隔もロボットアーム
Ｒの間隔と同一になっている。骨格モデルＭ2 の各自由
度関節Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈ，Ｉには、それら自由度関節の動
作を検知するエンコーダＥＮ7 ，ＥＮ8 ，ＥＮ9 ，ＥＮ
10，ＥＮ11が取り付けられている。各エンコーダＥＮ
7 ，ＥＮ8 ，ＥＮ9 ，ＥＮ10，ＥＮ11は、前記と同様
に、スプレーガン装着部１６に装着されたスプレーガン
４の吹き付け圧力変化のエンコーダＥＮ12とともに、入
力インターフース５を介してコンピュータ６に接続さ
れ、そのような入力手段によって、エンコーダＥＮ7 ，
ＥＮ8 ，ＥＮ9 ，ＥＮ10，ＥＮ11，ＥＮ12での検知デー
タがコンピュータ６にメモリされるようになっている
（図６）。
【００１０】プログラムするには、先ず骨格モデルＭ2
と被塗装体７とを、実際の塗装作業場におけるロボット
アームＲのベースと被塗装体７との位置関係と寸分違わ
ぬよう配置する以外は前記骨格モデルＭ1 と同様で、ス
プレーガン装着部１６にスプレーガン４を装着し、熟練
した作業者Ｗがスプレーガン４に手を添えて実際に被塗
装体７を塗装する（ステップＳ７）。その塗装作業中に
おける各自由度関節Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈ，Ｉの動作データ及
びスプレーガン４の吹き付け圧力は、経過時間とともに
コンピュータ６に入力される（ステップＳ８）。入力さ
れたデータには、自由度関節Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈ，Ｉの総て
の動きが正確に記録されているから、そのデータに基づ
いて対応する個々の自由度関節ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅの動
作とスプレーガンの吹き付け圧力調整用のバルブＶを制
御する制御プログラムを作成し（ステップＳ９）、アク
チュエータＱ7 ，Ｑ8 ，Ｑ9 ，Ｑ10，Ｑ11を駆動させる
ことによりロボットアームＲを制御すれば（ステップＳ
１０）、アームの姿勢や熟練者の微妙なタッチまでもが
そっくり再現される（ステップＳ１１）。
と被塗装体７とを、実際の塗装作業場におけるロボット
アームＲのベースと被塗装体７との位置関係と寸分違わ
ぬよう配置する以外は前記骨格モデルＭ1 と同様で、ス
プレーガン装着部１６にスプレーガン４を装着し、熟練
した作業者Ｗがスプレーガン４に手を添えて実際に被塗
装体７を塗装する（ステップＳ７）。その塗装作業中に
おける各自由度関節Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈ，Ｉの動作データ及
びスプレーガン４の吹き付け圧力は、経過時間とともに
コンピュータ６に入力される（ステップＳ８）。入力さ
れたデータには、自由度関節Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈ，Ｉの総て
の動きが正確に記録されているから、そのデータに基づ
いて対応する個々の自由度関節ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅの動
作とスプレーガンの吹き付け圧力調整用のバルブＶを制
御する制御プログラムを作成し（ステップＳ９）、アク
チュエータＱ7 ，Ｑ8 ，Ｑ9 ，Ｑ10，Ｑ11を駆動させる
ことによりロボットアームＲを制御すれば（ステップＳ
１０）、アームの姿勢や熟練者の微妙なタッチまでもが
そっくり再現される（ステップＳ１１）。
【００１１】後者の骨格モデルＭ2 を使用した場合、デ
ータの解析処理は、直接ロボットアームを誘導操作する
従来のポインティシステムで採用されている解析システ
ムをそのまま利用できる。スプレーガン吹き付け圧力調
整用のバルブＶも、コンピュータによって制御する。
尚、障害物がない場合には、前記教示装置により、骨格
モデルＭ2 の各自由度関節Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅの動作か
らスプレーガン装着部の三次元座標を算出し、その三次
元座標を基に制御プログラムを生成することもでき、又
微妙な動作まで忠実に再現させるためには、強力なアク
チュエータや、精密な動力伝達機構によって追従性を高
めることが望ましい。
ータの解析処理は、直接ロボットアームを誘導操作する
従来のポインティシステムで採用されている解析システ
ムをそのまま利用できる。スプレーガン吹き付け圧力調
整用のバルブＶも、コンピュータによって制御する。
尚、障害物がない場合には、前記教示装置により、骨格
モデルＭ2 の各自由度関節Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅの動作か
らスプレーガン装着部の三次元座標を算出し、その三次
元座標を基に制御プログラムを生成することもでき、又
微妙な動作まで忠実に再現させるためには、強力なアク
チュエータや、精密な動力伝達機構によって追従性を高
めることが望ましい。
【００１２】実施例は、いずれもエンコーダからの検知
データを一旦コンピュータに取り込み、そのコンピュー
タからの指令でロボットアームを制御しているが、ロボ
ットアームに制御手段が組み込まれていれば、エンコー
ダからの検知データを直接ロボットアームに送り込んで
ロボットアームを制御することができる。殊に、後者の
骨格モデルＭ2 では、エンコーダからの検知データがそ
のまま制御プログラムとなるので、ロボットアームの制
御手段にはプログラム作成機能は不要となる。又データ
の記録開始と同時進行にて塗装作業も開始できるから、
教示中も塗装作業を中断することなく、貴重な時間が有
効に活用され、少量多品種の塗装には好適といえる。又
実施例は一般型の関節ロボットであるが、人間型、平行
四辺形リンク型の関節ロボットは勿論、円筒三次元座標
型ロボット、極三次元座標型ロボット、直角三次元座標
型ロボットにも適用され、検知機構は、エンコーダ以外
の各種センサも利用される。本発明は、塗装用ロボット
アームのプログラミングに対して好適であるが、組み立
て、或は溶接等といった作業用ロボットアームのプログ
ラム作成に利用しても差し支えない。
データを一旦コンピュータに取り込み、そのコンピュー
タからの指令でロボットアームを制御しているが、ロボ
ットアームに制御手段が組み込まれていれば、エンコー
ダからの検知データを直接ロボットアームに送り込んで
ロボットアームを制御することができる。殊に、後者の
骨格モデルＭ2 では、エンコーダからの検知データがそ
のまま制御プログラムとなるので、ロボットアームの制
御手段にはプログラム作成機能は不要となる。又データ
の記録開始と同時進行にて塗装作業も開始できるから、
教示中も塗装作業を中断することなく、貴重な時間が有
効に活用され、少量多品種の塗装には好適といえる。又
実施例は一般型の関節ロボットであるが、人間型、平行
四辺形リンク型の関節ロボットは勿論、円筒三次元座標
型ロボット、極三次元座標型ロボット、直角三次元座標
型ロボットにも適用され、検知機構は、エンコーダ以外
の各種センサも利用される。本発明は、塗装用ロボット
アームのプログラミングに対して好適であるが、組み立
て、或は溶接等といった作業用ロボットアームのプログ
ラム作成に利用しても差し支えない。
【００１３】尚骨格モデルは軽量のリンクを採用し、各
自由度関節はスムーズに作動するよう摩擦を少なくする
ことが望ましいものの、最低でも、無負荷の状態で定姿
勢を維持するに充分な保形機能が確保できる摩擦力は必
要である。リンクの材質は特に限定されないが、アルミ
や合成樹脂製のパイプを用いると、軽量化を図る上で有
利であるし、加工も容易である。骨格モデルは、その主
要な構成部材がリンクと自由度関節であるから、安価に
て製造でき、又各種の自由度関節と長さ調整可能な複数
のリンクとをセットとしてそれらを自由に組み合わせで
きるように構成すれば、異なるタイプのロボットアーム
にも簡単に対応させることができる。
自由度関節はスムーズに作動するよう摩擦を少なくする
ことが望ましいものの、最低でも、無負荷の状態で定姿
勢を維持するに充分な保形機能が確保できる摩擦力は必
要である。リンクの材質は特に限定されないが、アルミ
や合成樹脂製のパイプを用いると、軽量化を図る上で有
利であるし、加工も容易である。骨格モデルは、その主
要な構成部材がリンクと自由度関節であるから、安価に
て製造でき、又各種の自由度関節と長さ調整可能な複数
のリンクとをセットとしてそれらを自由に組み合わせで
きるように構成すれば、異なるタイプのロボットアーム
にも簡単に対応させることができる。
【００１４】本発明によれば、検知機構で検知された骨
格モデルの自由度関節における動作データの入力によ
り、骨格モデルとロボットアームとの自由度関節の数や
種類が異なる場合は、前記動作データからハンド部の三
次元座標データが、又骨格モデルとロボットアームとの
自由度関節の数や種類が一致する場合は各自由度関節の
動作データが夫々メモリされ、作動軌跡の教示は短時間
で完了するから、特に少量多品種を対象とした場合には
絶大な効果が予想される。それによって塗装工程の自動
化が図れ、最大の目的である作業環境の改善が期待でき
る。又熟練者でなくとも、複数回行なった塗装から最良
のデータを選択し、そのデータに基づいてプログラミン
グすれば、作業者の能力が１００％発揮された塗装作業
を実現でき、環境改善ばかりでなく、作業者の未熟な部
分をサポートするのに利用することもできる。
格モデルの自由度関節における動作データの入力によ
り、骨格モデルとロボットアームとの自由度関節の数や
種類が異なる場合は、前記動作データからハンド部の三
次元座標データが、又骨格モデルとロボットアームとの
自由度関節の数や種類が一致する場合は各自由度関節の
動作データが夫々メモリされ、作動軌跡の教示は短時間
で完了するから、特に少量多品種を対象とした場合には
絶大な効果が予想される。それによって塗装工程の自動
化が図れ、最大の目的である作業環境の改善が期待でき
る。又熟練者でなくとも、複数回行なった塗装から最良
のデータを選択し、そのデータに基づいてプログラミン
グすれば、作業者の能力が１００％発揮された塗装作業
を実現でき、環境改善ばかりでなく、作業者の未熟な部
分をサポートするのに利用することもできる。
【００１５】
【発明の効果】本発明によれば、ロボットアームを直接
操作するときのように、追従性が悪く動作が遅れたり、
なかなか停止せずオーバーランしてしまったりするよう
なことはなくなり、骨格モデルに装着したスプレーガン
に手を添えて通常と変りない塗装作業を行なうことがで
る。特に、ロボットアームと同じ自由度関節を有した骨
格モデルを使用し、各自由度関節の運動データに基づい
て作成した制御プログラムによりロボットアームを制御
すれば、裏面塗装での干渉問題も解消され、作業者の微
妙なタッチまでもが忠実に再現されることになる。熟練
者が実演したデータに基づいて作成した制御プログラム
であれば、名人芸とも言える技をロボットアームで忠実
に再現することができ、これは理論的な計算だけのオフ
ラインプログラミングでは到底実現不可能なことであ
る。
操作するときのように、追従性が悪く動作が遅れたり、
なかなか停止せずオーバーランしてしまったりするよう
なことはなくなり、骨格モデルに装着したスプレーガン
に手を添えて通常と変りない塗装作業を行なうことがで
る。特に、ロボットアームと同じ自由度関節を有した骨
格モデルを使用し、各自由度関節の運動データに基づい
て作成した制御プログラムによりロボットアームを制御
すれば、裏面塗装での干渉問題も解消され、作業者の微
妙なタッチまでもが忠実に再現されることになる。熟練
者が実演したデータに基づいて作成した制御プログラム
であれば、名人芸とも言える技をロボットアームで忠実
に再現することができ、これは理論的な計算だけのオフ
ラインプログラミングでは到底実現不可能なことであ
る。
【図１】 本発明に係る教示方法の説明図である。
【図２】 教示回路のブロック図である。
【図３】 教示作業のフローチャート図である。
【図４】 スプレーガンによる吹き付け位置の説明図で
ある。
ある。
【図５】 変更例の説明図である。
【図６】 変更例における教示回路のブロック図であ
る。
る。
【図７】 変更例における教示作業のフローチャート図
である。
である。
【図８】 従来例の説明図である。
【図９】 従来例の説明図である。
１・・旋回リンク、２・・スライドリンク、３・・スプ
レーガン装着部、４・・スプレーガン、５・・入力イン
ターフェース、６・・コンピュータ、６・・ＣＰＵ、６
ｂ・・バス、６ｃ・ＲＡＭ、６ｄ・・ＲＯＭ、７・・被
塗装体、８・・出力インターフェース、９・・アクチュ
エータ、１０・・ベーアウ、１１・・旋回台、１２・・
第１リンク、１３・・第２リンク、１４・・第３リン
ク、１５・・第４リンク、１６・・スプレーガン装着
部、１７・・３−Ｄ入力装置、１８・・ＷＳＤカメラ、
ＥＮ1 ，ＥＮ2 ，ＥＮ3 ，ＥＮ4 ，ＥＮ5 ，ＥＮ6 ，Ｅ
Ｎ7 ，ＥＮ8 ，ＥＮ9 ，ＥＮ10，ＥＮ11，ＥＮ12・・エ
ンコーダ、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈ，Ｉ，ａ，
ｂ，ｃ，ｄ，ｅ・・自由度関節、Ｍ1 ，Ｍ2 ・・骨格モ
デル、Ｒ・・ロボットアーム、Ｗ・・作業者、Ｐ1 ，Ｐ
2 ，Ｐ3 スプレーガンの位置Ｖ・・バルブ、Ｑ2 ，Ｑ
3 ，Ｑ4 ，Ｑ5 ，Ｑ6 ，Ｑ7 ，Ｑ8 ，Ｑ9 ，Ｑ10，Ｑ11
・・アクチュエータ、Ｓ１〜Ｓ１１・・ステップ。
レーガン装着部、４・・スプレーガン、５・・入力イン
ターフェース、６・・コンピュータ、６・・ＣＰＵ、６
ｂ・・バス、６ｃ・ＲＡＭ、６ｄ・・ＲＯＭ、７・・被
塗装体、８・・出力インターフェース、９・・アクチュ
エータ、１０・・ベーアウ、１１・・旋回台、１２・・
第１リンク、１３・・第２リンク、１４・・第３リン
ク、１５・・第４リンク、１６・・スプレーガン装着
部、１７・・３−Ｄ入力装置、１８・・ＷＳＤカメラ、
ＥＮ1 ，ＥＮ2 ，ＥＮ3 ，ＥＮ4 ，ＥＮ5 ，ＥＮ6 ，Ｅ
Ｎ7 ，ＥＮ8 ，ＥＮ9 ，ＥＮ10，ＥＮ11，ＥＮ12・・エ
ンコーダ、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈ，Ｉ，ａ，
ｂ，ｃ，ｄ，ｅ・・自由度関節、Ｍ1 ，Ｍ2 ・・骨格モ
デル、Ｒ・・ロボットアーム、Ｗ・・作業者、Ｐ1 ，Ｐ
2 ，Ｐ3 スプレーガンの位置Ｖ・・バルブ、Ｑ2 ，Ｑ
3 ，Ｑ4 ，Ｑ5 ，Ｑ6 ，Ｑ7 ，Ｑ8 ，Ｑ9 ，Ｑ10，Ｑ11
・・アクチュエータ、Ｓ１〜Ｓ１１・・ステップ。
Claims (3)
- 【請求項１】 複数段の自由度関節を備え、それら各自
由度関節の動作を検知する検知機構を有した骨格モデル
にスプレーガンを装着し、作業者が前記骨格モデルに装
着したスプレーガンに手を添えて実際に塗装作業を行な
う間、前記検知機構で検知した動作データと、スプレー
ガンの吹き付け圧力変化のデータとをコンピュータに入
力し、前記動作データは、スプレーガン装着部の三次元
座標及び向きの変化データに変換する塗装用ロボットの
動作教示方法。 - 【請求項２】 スプレーガンを装着すべきロボットアー
ムと同じ自由度関節を備えた骨格モデルに、各自由度関
節の動作を個々に検知する検知機構を設けると共に、そ
の骨格モデルにスプレーガンを装着し、作業者がスプレ
ーガンに手を添えて実際に塗装作業を行なう間、前記検
知機構で検知した各自由度関節の動作データとスプレー
ガンの吹き付け圧力変化のデータとをコンピュータに入
力する塗装用ロボットの動作教示方法。 - 【請求項３】 スプレーガンを装着すべきロボットアー
ムと同じ自由度関節を有し、ハンド部にはスプレーガン
装着手段が設けられ、それら各自由度関節とハンド部と
にそれらの動作を個々に検知する検知機構を設けた骨格
モデルと、前記検知機構で検出した各自由度関節の動作
データと、装着されたスプレーガンの吹き付け圧力の変
化とをコンピュータに入力する入力手段とを備えた塗装
用ロボットの動作教示装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23185194A JPH0889859A (ja) | 1994-09-27 | 1994-09-27 | 塗装用ロボットの動作教示方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23185194A JPH0889859A (ja) | 1994-09-27 | 1994-09-27 | 塗装用ロボットの動作教示方法及び装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0889859A true JPH0889859A (ja) | 1996-04-09 |
Family
ID=16930013
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23185194A Pending JPH0889859A (ja) | 1994-09-27 | 1994-09-27 | 塗装用ロボットの動作教示方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0889859A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1038987A1 (en) * | 1999-03-25 | 2000-09-27 | Ford Motor Company | Method of reducing distortion in a spray formed rapid tool |
| CN103331237A (zh) * | 2013-07-23 | 2013-10-02 | 解明国 | 铸造用消失模模片自动涂胶装置 |
| CZ304753B6 (cs) * | 2011-03-30 | 2014-09-24 | SLEZSKĂť VĂťZKUM s.r.o. | Točna nosného ramene manipulátoru |
| KR20150131008A (ko) * | 2013-03-07 | 2015-11-24 | 에스.엠. 시엔치아 마키나레 에스.알.엘. | 생체적합성을 가진 삼차원 대상물을 제조하기 위한 장치 및 방법 |
| KR20180076525A (ko) * | 2016-12-28 | 2018-07-06 | 넥센타이어 주식회사 | 블래더 코팅제 도포장치 |
| WO2020138113A1 (ja) * | 2018-12-28 | 2020-07-02 | 株式会社ヒバラコーポレーション | 塗装支援システム、塗装支援プログラム及び塗装支援方法 |
-
1994
- 1994-09-27 JP JP23185194A patent/JPH0889859A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1038987A1 (en) * | 1999-03-25 | 2000-09-27 | Ford Motor Company | Method of reducing distortion in a spray formed rapid tool |
| US6179039B1 (en) | 1999-03-25 | 2001-01-30 | Visteon Global Technologies, Inc. | Method of reducing distortion in a spray formed rapid tool |
| CZ304753B6 (cs) * | 2011-03-30 | 2014-09-24 | SLEZSKĂť VĂťZKUM s.r.o. | Točna nosného ramene manipulátoru |
| KR20150131008A (ko) * | 2013-03-07 | 2015-11-24 | 에스.엠. 시엔치아 마키나레 에스.알.엘. | 생체적합성을 가진 삼차원 대상물을 제조하기 위한 장치 및 방법 |
| CN103331237A (zh) * | 2013-07-23 | 2013-10-02 | 解明国 | 铸造用消失模模片自动涂胶装置 |
| CN103331237B (zh) * | 2013-07-23 | 2016-01-13 | 解明国 | 铸造用消失模模片自动涂胶装置 |
| KR20180076525A (ko) * | 2016-12-28 | 2018-07-06 | 넥센타이어 주식회사 | 블래더 코팅제 도포장치 |
| WO2020138113A1 (ja) * | 2018-12-28 | 2020-07-02 | 株式会社ヒバラコーポレーション | 塗装支援システム、塗装支援プログラム及び塗装支援方法 |
| JP2020104082A (ja) * | 2018-12-28 | 2020-07-09 | 株式会社ヒバラコーポレーション | 塗装支援システム、塗装支援プログラム及び塗装支援方法 |
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