JPH09254064A - 産業用ロボットにおける教示点追加方法 - Google Patents
産業用ロボットにおける教示点追加方法Info
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- JPH09254064A JPH09254064A JP8765896A JP8765896A JPH09254064A JP H09254064 A JPH09254064 A JP H09254064A JP 8765896 A JP8765896 A JP 8765896A JP 8765896 A JP8765896 A JP 8765896A JP H09254064 A JPH09254064 A JP H09254064A
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- work
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 教示時にあらかじめアプローチ点、エスケー
プ点を作ることをしないでも、自動的に作る方法を提供
する。 【解決手段】 産業用ロボットのアーム先端にツールを
つけて作業を行う産業用ロボットにおいて、前記ツール
により作業を開始するとき、作業区間の第1点目の教示
点情報を使って、前記第1点目の直前に教示点を追加作
成し、かつ、前記追加点の位置は、前記ツールに固定さ
れている座標系のあらかじめ決められた方向に、あらか
じめ決められた距離だけずらした位置とし、前記追加点
の姿勢は、作業開始点の姿勢と同じとする。
プ点を作ることをしないでも、自動的に作る方法を提供
する。 【解決手段】 産業用ロボットのアーム先端にツールを
つけて作業を行う産業用ロボットにおいて、前記ツール
により作業を開始するとき、作業区間の第1点目の教示
点情報を使って、前記第1点目の直前に教示点を追加作
成し、かつ、前記追加点の位置は、前記ツールに固定さ
れている座標系のあらかじめ決められた方向に、あらか
じめ決められた距離だけずらした位置とし、前記追加点
の姿勢は、作業開始点の姿勢と同じとする。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、産業用ロボットを
教示するとき、自動的に教示点を追加する方法に関す
る。
教示するとき、自動的に教示点を追加する方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】通常のティーチングプレイバック方式の
産業用ロボットにおける教示作業では、実際の作業を行
う区間(以下では、作業区間と呼ぶ)と退避点から作業
区間にいたる区間(以下では、エアカット区間と呼ぶ)
における動作は、違った性質を持つことが要求される。
つまり、エアカット区間では、動作軌跡は多少ずれて
も、できるだけ高速にして、動作時間を短くしようとす
る。一方、作業区間では、作業内容に適した速度を指定
する。そして、このときの速度は、ロボットの動作可能
最大速度よりずっと小さい速度であるのが普通である。
このようなとき、エアカット区間から作業区間に直接入
ると、急減速が起こりロボットアームの振動、軌跡のず
れ、作業対象とツールの衝突等が起こり、作業区間の第
1点目(以下では作業開始点と呼ぶ)付近では、必要な
作業品質が得られない。そのようなことが起こらないよ
うにエアカット区間の教示速度を遅くすると、動作時間
が遅くなり、サイクルタイムが作業ラインの目標値に入
らないので、大きな問題であった。そこで、従来は、作
業開始点直前に少なくとも1点教示点を追加し(以下で
は、その点をアプローチ点と呼ぶ)、その点までは、高
速で動作させ、その後作業開始点までの間は、エアカッ
ト区間とは違うかなり低速で教示していた。また、同様
な理由から、作業区間の最終点(以下では作業終了点と
呼ぶ)直後にも、1点追加していた(以下では、その点
をエスケープ点と呼ぶ)。さらに、一般的な作業では、
作業区間では、ツールが一定の姿勢をとるように要求さ
れる。このようなとき、アプローチ点、エスケープ点で
は、ワークとの干渉が起こりにくくするように、それぞ
れ、作業開始点、作業終了点での姿勢とほぼ同一の姿勢
をとるように教示されていた。例えば、アーク溶接にお
いて、図2に示すのような点C2,C3、C4を直線で
結んだ部材上の線を溶接する場合を考える。このとき、
退避点をC0(C6はC0と同一点)として、点C0か
らC2に移動させ、C2からC3を通りC4に至りC4
から再びC0に戻ることが行われるとする。このような
とき従来は、C0からC2の間に、もう1点、アプロー
チ点として点C1を教示していた。また、C4とC0の
間にもエスケープ点として点C5を教示していた。そし
てC0からC1までとC5からC0までは、高速(例え
ば、1000mm/s)で教示し、C1からC2までとC4から
C5までは、低速(例えば、10mm/s)で教示し、C2
からC4までは溶接に適切な速度(例えば、20mm/s)
で動作させるように教示していた。さらに、作業区間C
2からC4では、ツールが一定の作業姿勢をとるように
要求される。そして、それに合わせて、C1、C5で
も、C2、C4の姿勢とそれぞれ同じ姿勢を教示し、部
材とトーチとの干渉が起こりにくくしていた。このよう
にしてできた動作プログラムは、図3に示すようなもの
になる。例えば、MOVL C1 V=1000.0
は、点C1まで速度1000mm/sで動作することを指令
する。また、ARCON は、アーク溶接の開始、 ARCEND は
アーク溶接の終了を指令するものである。そして、この
動作プログラムが、上から順番に実行されることによ
り、C0からC6までの動作とC2からC4までの溶接
が行われる。
産業用ロボットにおける教示作業では、実際の作業を行
う区間(以下では、作業区間と呼ぶ)と退避点から作業
区間にいたる区間(以下では、エアカット区間と呼ぶ)
における動作は、違った性質を持つことが要求される。
つまり、エアカット区間では、動作軌跡は多少ずれて
も、できるだけ高速にして、動作時間を短くしようとす
る。一方、作業区間では、作業内容に適した速度を指定
する。そして、このときの速度は、ロボットの動作可能
最大速度よりずっと小さい速度であるのが普通である。
このようなとき、エアカット区間から作業区間に直接入
ると、急減速が起こりロボットアームの振動、軌跡のず
れ、作業対象とツールの衝突等が起こり、作業区間の第
1点目(以下では作業開始点と呼ぶ)付近では、必要な
作業品質が得られない。そのようなことが起こらないよ
うにエアカット区間の教示速度を遅くすると、動作時間
が遅くなり、サイクルタイムが作業ラインの目標値に入
らないので、大きな問題であった。そこで、従来は、作
業開始点直前に少なくとも1点教示点を追加し(以下で
は、その点をアプローチ点と呼ぶ)、その点までは、高
速で動作させ、その後作業開始点までの間は、エアカッ
ト区間とは違うかなり低速で教示していた。また、同様
な理由から、作業区間の最終点(以下では作業終了点と
呼ぶ)直後にも、1点追加していた(以下では、その点
をエスケープ点と呼ぶ)。さらに、一般的な作業では、
作業区間では、ツールが一定の姿勢をとるように要求さ
れる。このようなとき、アプローチ点、エスケープ点で
は、ワークとの干渉が起こりにくくするように、それぞ
れ、作業開始点、作業終了点での姿勢とほぼ同一の姿勢
をとるように教示されていた。例えば、アーク溶接にお
いて、図2に示すのような点C2,C3、C4を直線で
結んだ部材上の線を溶接する場合を考える。このとき、
退避点をC0(C6はC0と同一点)として、点C0か
らC2に移動させ、C2からC3を通りC4に至りC4
から再びC0に戻ることが行われるとする。このような
とき従来は、C0からC2の間に、もう1点、アプロー
チ点として点C1を教示していた。また、C4とC0の
間にもエスケープ点として点C5を教示していた。そし
てC0からC1までとC5からC0までは、高速(例え
ば、1000mm/s)で教示し、C1からC2までとC4から
C5までは、低速(例えば、10mm/s)で教示し、C2
からC4までは溶接に適切な速度(例えば、20mm/s)
で動作させるように教示していた。さらに、作業区間C
2からC4では、ツールが一定の作業姿勢をとるように
要求される。そして、それに合わせて、C1、C5で
も、C2、C4の姿勢とそれぞれ同じ姿勢を教示し、部
材とトーチとの干渉が起こりにくくしていた。このよう
にしてできた動作プログラムは、図3に示すようなもの
になる。例えば、MOVL C1 V=1000.0
は、点C1まで速度1000mm/sで動作することを指令
する。また、ARCON は、アーク溶接の開始、 ARCEND は
アーク溶接の終了を指令するものである。そして、この
動作プログラムが、上から順番に実行されることによ
り、C0からC6までの動作とC2からC4までの溶接
が行われる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところが、従来のロボ
ット教示方法では、作業区間に加えて、アプローチ点、
エスケープ点を作成しなければならなく、また、その姿
勢も作業区間と同様な姿勢にしなければならないので、
ロボットの教示を手間のかかるものにしていた。そこ
で、本発明は、教示時にあらかじめアプローチ点、エス
ケープ点を作ることをしないでも、自動的に作る方法を
提供することを目的とする。
ット教示方法では、作業区間に加えて、アプローチ点、
エスケープ点を作成しなければならなく、また、その姿
勢も作業区間と同様な姿勢にしなければならないので、
ロボットの教示を手間のかかるものにしていた。そこ
で、本発明は、教示時にあらかじめアプローチ点、エス
ケープ点を作ることをしないでも、自動的に作る方法を
提供することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記問題を解決するた
め、産業用ロボットのアーム先端にツールをつけて作業
を行う産業用ロボットにおいて、前記ツールにより作業
を開始するとき、作業区間の第1点目の教示点情報を使
って、前記第1点目の直前に教示点を追加作成し、か
つ、前記追加点の位置は、前記ツールに固定されている
座標系のあらかじめ決められた方向に、あらかじめ決め
られた距離だけずらした位置とし、前記追加点の姿勢
は、作業開始点の姿勢と同じとするものである。また、
作業区間の最終点の教示点情報を使って、前記最終点の
直後に教示点を追加作成し、かつ、前記追加点の位置
は、前記ツールに固定されている座標系のあらかじめ決
められた方向に、あらかじめ決められた距離だけずらし
た位置とし、前記追加点の姿勢は、前記最終点の姿勢と
同じとするものである。
め、産業用ロボットのアーム先端にツールをつけて作業
を行う産業用ロボットにおいて、前記ツールにより作業
を開始するとき、作業区間の第1点目の教示点情報を使
って、前記第1点目の直前に教示点を追加作成し、か
つ、前記追加点の位置は、前記ツールに固定されている
座標系のあらかじめ決められた方向に、あらかじめ決め
られた距離だけずらした位置とし、前記追加点の姿勢
は、作業開始点の姿勢と同じとするものである。また、
作業区間の最終点の教示点情報を使って、前記最終点の
直後に教示点を追加作成し、かつ、前記追加点の位置
は、前記ツールに固定されている座標系のあらかじめ決
められた方向に、あらかじめ決められた距離だけずらし
た位置とし、前記追加点の姿勢は、前記最終点の姿勢と
同じとするものである。
【0005】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図に基づ
いて説明する。ここでは、図2と同等の作業区間と退避
点をもつ場合について、本発明を利用する実施例につい
て説明する。図1は、本発明を実施するための、動作の
流れを書いたフロー図である。まず、ステップ100で
元になる作業プログラムを作成する。ここでは、図4で
示したC0、C1、C2、C3、C4をいままで通りの
教示方法で教示する。ここで、C0、C4は退避点(同
一点)、C1〜C3までが、作業区間である。このとき
できた動作プログラムが図5である。ここでできた動作
プログラムを初期プログラムと呼ぶ。
いて説明する。ここでは、図2と同等の作業区間と退避
点をもつ場合について、本発明を利用する実施例につい
て説明する。図1は、本発明を実施するための、動作の
流れを書いたフロー図である。まず、ステップ100で
元になる作業プログラムを作成する。ここでは、図4で
示したC0、C1、C2、C3、C4をいままで通りの
教示方法で教示する。ここで、C0、C4は退避点(同
一点)、C1〜C3までが、作業区間である。このとき
できた動作プログラムが図5である。ここでできた動作
プログラムを初期プログラムと呼ぶ。
【0006】次に、ステップ101で初期プログラムを
読み込む。この例では、このステップ101から104
までの実現は、ソフトウェアでの実施を想定している
が、本発明の適用は、それに限定されるものではない。
読み込む。この例では、このステップ101から104
までの実現は、ソフトウェアでの実施を想定している
が、本発明の適用は、それに限定されるものではない。
【0007】ステップ102では、作業開始点よりアプ
ローチ点の作成を行う。このときの方法を以下で説明す
る。図5で示した初期プログラムを上から順に読み、作
業開始用のタグ(この例ではARCON )があると、C1が
作業開始点であることを認識する。このC1でのツール
(この例では、溶接トーチ)の位置姿勢ベクトルをX1
=(x1,y1,z1,φ1,θ1,ψ1)とおく。こ
こで、(x1,y1,z1)が位置を表し、(φ1,θ
1,ψ1)が姿勢を表す。姿勢の表現法は多数あるが、
ここでは、ロール角φ、ピッチ角θ、ヨー角ψをとると
する。このとき、図6に示したツールの姿勢を表す大き
さ1の座標ベクトルTx、Ty、Tyはそれぞれ、以下
の式で表される。 Tx=(c(φ)c( θ) ,s(φ)c( θ) ,−s(θ) ) Ty=(c(φ)s( θ)s( ψ) − s( φ)c( ψ) ,s(φ)s
( θ)s( ψ) +c(φ)c(ψ) ,c(θ)s( ψ) ) Tz=(c(φ)s( θ)c( ψ) + s( φ)s( ψ) ,s(φ)s
( θ)c( ψ) −c(φ)s(ψ) ,c(θ)c( ψ) ) ここで、 c( a) はcos (a)、s(b) はsin(b) を意
味する。Caの位置(xa,ya,za)は、C1の座
標X1から、あらかじめ決められている値Lだけ、あら
かじめ決められた方向Vに移動させるものとする。ここ
では例として、L=−La 、方向VはTzと決められて
いた場合を示す。これらは、システムパラメータとし
て、産業用ロボットのコントローラ内に記録しておく。
つまり、 xa=x1−La( c( φ1)s(θ1)c(ψ1)+ s( φ1)s
(ψ1) ) ya=y1−La( s( φ1)s(θ1)c(ψ1)−c(φ1)s(ψ
1) ) za=z1−La( c( θ1)c(ψ1) ) とおけばよい。また、Caでの姿勢は、C1でのものと
同じ(φ1,θ1,ψ1)とする。したがって、アプロ
ーチ点の位置姿勢Xaは(xa,ya,za,φ1,θ
1,ψ1)と決まる。
ローチ点の作成を行う。このときの方法を以下で説明す
る。図5で示した初期プログラムを上から順に読み、作
業開始用のタグ(この例ではARCON )があると、C1が
作業開始点であることを認識する。このC1でのツール
(この例では、溶接トーチ)の位置姿勢ベクトルをX1
=(x1,y1,z1,φ1,θ1,ψ1)とおく。こ
こで、(x1,y1,z1)が位置を表し、(φ1,θ
1,ψ1)が姿勢を表す。姿勢の表現法は多数あるが、
ここでは、ロール角φ、ピッチ角θ、ヨー角ψをとると
する。このとき、図6に示したツールの姿勢を表す大き
さ1の座標ベクトルTx、Ty、Tyはそれぞれ、以下
の式で表される。 Tx=(c(φ)c( θ) ,s(φ)c( θ) ,−s(θ) ) Ty=(c(φ)s( θ)s( ψ) − s( φ)c( ψ) ,s(φ)s
( θ)s( ψ) +c(φ)c(ψ) ,c(θ)s( ψ) ) Tz=(c(φ)s( θ)c( ψ) + s( φ)s( ψ) ,s(φ)s
( θ)c( ψ) −c(φ)s(ψ) ,c(θ)c( ψ) ) ここで、 c( a) はcos (a)、s(b) はsin(b) を意
味する。Caの位置(xa,ya,za)は、C1の座
標X1から、あらかじめ決められている値Lだけ、あら
かじめ決められた方向Vに移動させるものとする。ここ
では例として、L=−La 、方向VはTzと決められて
いた場合を示す。これらは、システムパラメータとし
て、産業用ロボットのコントローラ内に記録しておく。
つまり、 xa=x1−La( c( φ1)s(θ1)c(ψ1)+ s( φ1)s
(ψ1) ) ya=y1−La( s( φ1)s(θ1)c(ψ1)−c(φ1)s(ψ
1) ) za=z1−La( c( θ1)c(ψ1) ) とおけばよい。また、Caでの姿勢は、C1でのものと
同じ(φ1,θ1,ψ1)とする。したがって、アプロ
ーチ点の位置姿勢Xaは(xa,ya,za,φ1,θ
1,ψ1)と決まる。
【0008】ステップ103では、作業区間最終点の情
報を使って、エスケープ点の作成を行う。エスケープ点
の作成法もアプローチ点と同様で、作業区間最終点C3
の位置姿勢ベクトルX3=(x3,y3,z3,φ3,
θ3,ψ3)より、Xe =(xe ,ye ,ze ,φe ,
θe ,ψe )と決まる。ただし、 xe=x3−Le ( c( φ3)s(θ3)c(ψ3)+ s( φ3)s
(ψ3) ) ye=y3−Le ( s( φ3)s(θ3)c(ψ3)−c(φ3)s(ψ
3) ) ze=z3−Le ( c( θ3)c(ψ3) ) Leはあらかじめ決められたコントローラ内に記録して
いる値である。
報を使って、エスケープ点の作成を行う。エスケープ点
の作成法もアプローチ点と同様で、作業区間最終点C3
の位置姿勢ベクトルX3=(x3,y3,z3,φ3,
θ3,ψ3)より、Xe =(xe ,ye ,ze ,φe ,
θe ,ψe )と決まる。ただし、 xe=x3−Le ( c( φ3)s(θ3)c(ψ3)+ s( φ3)s
(ψ3) ) ye=y3−Le ( s( φ3)s(θ3)c(ψ3)−c(φ3)s(ψ
3) ) ze=z3−Le ( c( θ3)c(ψ3) ) Leはあらかじめ決められたコントローラ内に記録して
いる値である。
【0009】最後にステップ104で、ここまでで計算
した値を持つ2点を最初の動作プログラム中に書き込
む。このとき、動作速度および補間方法は、あらかじめ
決めておき、コントローラ内に記録しておけばよい。図
7はこのようにしてできた動作プログラムで、そのとき
の動作を図8に示す。このような手順で、アプローチ
点、エスケープ点が自動的にできる。ここでは、実際の
ロボットでの実施例を示したが、本発明は、オフライン
での教示でも実施可能であることはいうまでもない。
した値を持つ2点を最初の動作プログラム中に書き込
む。このとき、動作速度および補間方法は、あらかじめ
決めておき、コントローラ内に記録しておけばよい。図
7はこのようにしてできた動作プログラムで、そのとき
の動作を図8に示す。このような手順で、アプローチ
点、エスケープ点が自動的にできる。ここでは、実際の
ロボットでの実施例を示したが、本発明は、オフライン
での教示でも実施可能であることはいうまでもない。
【0010】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、ア
プローチ点、エスケープ点を自動的に作ることができる
ので、産業用ロボットにおける教示時の手間を省くこと
ができる。
プローチ点、エスケープ点を自動的に作ることができる
ので、産業用ロボットにおける教示時の手間を省くこと
ができる。
【図1】本発明の実施例を説明するためのフロー図
【図2】区間C2からC4を溶接するときの教示点(従
来例)
来例)
【図3】従来例の図2の作業を行うときの教示作業プロ
グラム
グラム
【図4】本発明の実施例を説明するための図
【図5】図4の教示作業プログラム
【図6】ツールの姿勢を表す座標系の説明図
【図7】本発明を実施した教示作業プログラムの例
【図8】本発明を実施した結果の動作を説明するための
図
図
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 後藤 純 福岡県北九州市八幡西区黒崎城石2番1号 株式会社安川電機内
Claims (4)
- 【請求項1】 産業用ロボットのアーム先端にツールを
つけて作業を行う産業用ロボットにおいて、前記ツール
により作業を開始するとき、作業区間の第1点目の教示
点情報を使って、前記第1点目の直前に教示点を追加作
成することを特徴とする教示点追加方法。 - 【請求項2】 産業用ロボットのアーム先端にツールを
つけて作業を行う産業用ロボットにおいて、前記ツール
により作業を開始するとき、作業区間の第1点目の教示
点情報を使って、前記第1点目の直前に教示点を追加作
成し、かつ、前記追加点の位置は、前記ツールに固定さ
れている座標系のあらかじめ決められた方向に、あらか
じめ決められた距離だけずらした位置とし、前記追加点
の姿勢は、作業開始点の姿勢と同じとすることを特徴と
する教示点追加方法。 - 【請求項3】 産業用ロボットのアーム先端にツールを
つけて作業を行う産業用ロボットにおいて、前記ツール
により行っていた作業を終了するとき、作業区間の最終
点の教示点情報を使って、前記最終点の直後に教示点を
追加作成することを特徴とする教示点追加方法。 - 【請求項4】 産業用ロボットアームの先端にツールを
つけて作業を行う産業用ロボットにおいて、前記ツール
により行っていた作業を終了するとき、作業区間の最終
点の教示点情報を使って、前記最終点の直後に教示点を
追加作成し、かつ、前記追加点の位置は、前記ツールに
固定されている座標系のあらかじめ決められた方向に、
あらかじめ決められた距離だけずらした位置とし、前記
追加点の姿勢は、前記最終点の姿勢と同じとすることを
特徴とする教示点追加方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8765896A JPH09254064A (ja) | 1996-03-15 | 1996-03-15 | 産業用ロボットにおける教示点追加方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8765896A JPH09254064A (ja) | 1996-03-15 | 1996-03-15 | 産業用ロボットにおける教示点追加方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09254064A true JPH09254064A (ja) | 1997-09-30 |
Family
ID=13921064
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8765896A Pending JPH09254064A (ja) | 1996-03-15 | 1996-03-15 | 産業用ロボットにおける教示点追加方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09254064A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003045640A1 (en) * | 2001-11-29 | 2003-06-05 | Abb Ab | An industrial robot system and a method for programming thereof |
| JP2010184333A (ja) * | 2009-02-13 | 2010-08-26 | Yaskawa Electric Corp | 基板搬送用ロボット及びそれを備えた基板搬送装置、半導体製造装置 |
| JP2012024867A (ja) * | 2010-07-22 | 2012-02-09 | Scsk Corp | 溶接ロボットのティーチング装置およびティーチング方法 |
-
1996
- 1996-03-15 JP JP8765896A patent/JPH09254064A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003045640A1 (en) * | 2001-11-29 | 2003-06-05 | Abb Ab | An industrial robot system and a method for programming thereof |
| JP2010184333A (ja) * | 2009-02-13 | 2010-08-26 | Yaskawa Electric Corp | 基板搬送用ロボット及びそれを備えた基板搬送装置、半導体製造装置 |
| JP2012024867A (ja) * | 2010-07-22 | 2012-02-09 | Scsk Corp | 溶接ロボットのティーチング装置およびティーチング方法 |
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