JPS5962910A - プレイバツクロボツトの制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 肪業上の利用分野 この発明はプレイバックロボットに適用されるプレイバ
ックロボットの制御方法に関するものである。

従来例の構成とその問題点 従来例を第１図に示す。ロボットは第１腕１と第２腕２
より構成される。Ｐｏは第１腕１を駆動するモータ設置
部、Ｐ□は第２腕２を駆動するモータ設置部、Ｐ２はロ
ボット先端の動作部であり、動作部Ｐ、にうＪシリンダ
（上下方向）、チャック、溶接トーチ等が取付けられる
。いま、■）３点の座標をロボット絶対座標で表現しく
ｘ　、ｙ）とする。なお、この例では、（Ｘ、Ｙ）座標
は２次元子面座標である。また、ロボットも２軸の例で
模式的に示されている。α、β−１角度を示し、それぞ
れ酊１腕１．ｉ２腕２の原魚ザーチ状独力・らの角度、
つまりエンコーダ出力を示す。また、ドーナツ状に鎖線
で囲まれた部分はロボットの作業範囲内である。

このロボットはプレイバックロボットであるため、プレ
イ動作を行なわせる前に、予め作業上の移動点を教示し
なければならない。その教示方法に、ロボット先端Ｐ２
ヲ目標移動点に移動させ、教示する倣い教示方式（ティ
ーチング方式）、つまシα、βをエンコーダ出力で読み
、Ｘ−Ｙ座標に変換し、メモリに記憶する方法と、甘だ
ロボットを動かさずに、目標移動点全数値キー等で入力
する（キーによりＸ−Ｙ座標上の点を入力する）方法、
つまり数値指定方式（数値制御方式）の２つの教示方法
がある。

数値制御教示する場合について以下に示す。いま、Ａ　
、　Ｉ３　、　Ｃ、Ｉ）点のビス締めを行なう′場合、
機械図面にはａ＋　ｂ　＋　Ｃ＋　ｄの寸法は図面に記
入さｉｔているが、当然ロボット絶対座標（ｘ、ｙ）で
は寸法が記入されてない。しかるに、Ａ、Ｂ。

Ｃ，Ｄ点をロボット座標に変換しなければならず、作業
者にとっては困難な作業である。

発明の目的 この発明の目的は、数値制御で座標入力する場合に、ロ
ボット絶対座標を使うことなく、加工物の寸法の図面で
入力することを可能ならしめることである。

こめ発明の他の目的は、加工物寸法が同一で、加工物の
設置場所のみ異なる場合に、一旦教示したデータを記憶
し、異なる場所で異なるロボットでの作業も可能ならし
めることである。

この発明のさらに他の目的は、教示操作１回で多ステー
ションのプレイ動作を可能ならしめることである。

発明の構成 この発明は、倣いまたは数値指定によりロボット移動点
を教示してプレイバック動作を行なわしめるプレイバッ
クロボットの制御方法であって、ロボット絶対座標（第
１座標）とこの座標上の任意座標点を原点とするオフセ
ットされた座標（第２座標）を設置する過程と、第２座
標を一義的に決シ１１−る吠定因子全オフセット値とし
てＰｊＩＪ１メモリに記憶させる過程と、倣い襄よる移
動点教示時においでは、第１座標で教示された移動点を
第２座似上の値に変換して第２メモリに記憶させる過程
と、数ｆｌｌ′１指尾による移動点教示時には前記第２
座標上の値により教示して第２メモリに記憶させる３ｔ
ｍ１Ｍと、プレイバック動作において、ロボットの位ｖ
１指令座徐をｊ汀１座標からｈυ記オフセット値に従い
第２　ｇｌｉ標にシフトし、第２座標上の値によりロボ
ット’を駆動する過程と、前記オフセット値を倣いまた
は数値指定によりイし正ずれは、以前に教示された移動
点が前記修正後もロボット作業範囲内に存在することｋ
　ｉ１！　誌した後、第１メモリに修正後のオフセット
値を記憶さげる過程と金含む方法である。

実施例の説明 この発明の一突施例を第２図ないし第１０図に示す。第
２図において、Ｘ−Ｐｏ−Ｙはロボット絶対座標、ｘ　
　ＯＦｘ　　９　ｍＯＡまたｔｄ、　ｘ’−ＯＦ′ｌ−
ｙ’座標はロボット絶対座標上の任意座標点を原点とす
るオフセントされた座標である。いま、ロボット絶対座
標全第１座標と定義する。また、ｘ−ＯＦ□−ｙまたは
ｘ　−０Ｆ１−ｙ’　座標を第２座標と定義する。

また、ＯＦ、点座椋ヲ（Ｘｏ、Ｙｏ）、ＯＦ、点座林を
（Ｘ□＋Ｙｏ′）と置く。また、ＯＦ２点座標を（Ｘ０
１’　ｌ　Ｙ０１’）と置き、ＯＦ２点座標を（Ｘｏ工
、Ｙｏよ）と置く。いま、第２図の例では、Ｙ軸とｙ軸
、Ｘ軸とＸ軸が平行なため、ＯＦ□点のみ指定し、ＯＦ
３点の指定の必要はない。θ。はロボット絶対座標（第
１座標ンとオフセットされた座標（ｘ’−ＯＦ工′−ｙ
′）との傾き角θ。

である。当然、ｘ−ＯＦ□〜ｙ座標とＸ−Ｙ座標の傾き
はθ。＝０である。また、ＯＦよ、　ＯＦ、　、　ＯＦ
工／　、　ｏ　ｐ２１点はロボット作業範囲（鎖＃Ｑで
囲む範囲）内のオフセット座標決定のための教示点とす
る。なお、ｘ−ＯＦ□−ｙ座標とｘ−ｙ座標の偵きθ。

はθ。−一−する。なお、ＯＦ２はＸ軸上、　ＯＦ、’
はＸ′軸上の点とする。即ち、ＯＦ□点とＯＦ２点の決
定にょ９、Ｘ軸がＯＦ工′点とＯＦ２’点の決定にょシ
Ｘ′軸が決定されるものとする。ＯＦ、　、　ＯＦ２．
　ＯＦ、’　、　ＯＦ２’はティーチングにより教示す
るものとする。

コ仁テ、第２座ｔ：：（決定因子（オフセラ）　ｆｌｉ
　ト４呼ぶ）に［、ｘ−ｙ座標の場合、ｏｐ点、または
（Ｘｏ。

Ｙｏ）であり、また同様にｙ′−ｙ′座標ではＯＦ工′
点。

ＯＦ２点寸たは（Ｘｏ、Ｙｏ）およびθ。である。

この実施例の場合、ティーチングによるオフセット値の
決定は、ｏＦ′またはＯＦ工′、ＯＦ２′にょシ決定さ
れる。また、数値制に１１によるキー人力の場合ｔユ、
（Ｘｏ、Ｙｏ）または（Ｘｏ’、　Ｙｏ’）およびθ。

を入力することによ、リオ７セット値を決定する。

また、／ｉ１“別の場合、ティーチング教示の第１移動
点’ｔＯＦ□とし、自動的に第２移動点以降Ｉ′ｉ＃ｇ
２座ＩＪ（ｘ−ＯＦ□−ｙ座標）上の点の値で記憶され
る。

また、数ｈｌ’ｉ、　ｆＩｉＩＪ　＃教示の場合、第１
移動点として（Ｘｏ、Ｙｏ）　を教示し、第２移動点以
降はｘ−ＯＦ−ｙ座標上の値で教示する。

１だ、メフセソトの修正時において、一旦教示した移動
点を例えば！’−０Ｆｌ’−ｙ’座標上の値に変換する
ことが可能である。っ−！シ、ＯＦ、’点、　ＯＦ２’
点の教示（ティーチングの場合）、または（Ｘｏ’、Ｙ
ｏ’）。

θ。の教示（数値制御の場合）にょシ、オフセットの修
止全行なうことが可能である。また、前記のように、テ
ィーチングで教示したＯＦ□点もしくはＯＦ□点、ＯＦ
２点はロボットのプレイバンク動作が可能である。

ｘ−ｏｐ□−ｙ座標で教示した場合、教示された移動点
がロボット動作範囲内に存在していても、メツセット修
正した場合っ１すＸ’　ＯＦ：ｃ’　　ｙ’座Ｐツ上で
は移動点が作業範囲内圧存在する七は限らない。

その時は、その座標を取シ得るオフセット値を採用しな
いものとする。第２図において、ｘ−ｙ座標は移動点教
示時における座標、丑だｙ′−ｙ′座標はオフセット修
正した時の座標とする。

なお、ＯＦ、ｊたはＯＦ、　、　ＯＦ２．　（Ｘｏ、　
Ｙｏ）　、　（Ｘｏ、　Ｙｏ）およびθｔユオフセノト
値としで後述する第１メモりに記憶される。ｘ−ｙ座標
上の値に変換された移動点もしくはｙ′−ｙ′座標上の
値に銑換された移動点は、２１）２メモリに記憶される
。このメモリ値を磁気テープに記録し、このデータで別
のロボットを駆動することも可能である。

な卦、以降の説明に訃いて、移ルｂ点教示の場合の第２
Ｊイ１≦椋（Ｉｉｔ　Ｘ　−（ｌ　Ｆ、〜ｙ１オフセッ
トモード時の座標ｒＪ、　Ｘ　　ＯＦｌ　　ｙ　’とし
て仮定しておく。

次に第３図において、この実施例に用いる制御系の回路
ｔＩｌ成の一例を示す。モード選択キーとして５種類（
小分類で７種類）のキー、すなわちティーチングモード
選択キー３と、数値制御モード選択キー４と、ティーチ
ングオフセットモード選択キー５と、数値制御オフセッ
トモード選択キー６と、プレイモード選択キー７と、テ
ィーチングオフセット修正キー８と、ティーチングオフ
セット移動キー９とが存在し、その他に起動キー１０゜
停止キー】１．座標人力キ一群１２が存在する。

こｉｌらのキー選択入力は制御回路１３に入力される。

制御回路１３はマイクロコンピュータ１４’ｉ内蔵し、
更に第１メモリ１５．第２メモリ１６からなる記憶装置
を内蔵している。第１メモリ１５゜第２メモＩＪ　ｌ　
６の内容から表示手段１７に座標表示が行なわね、磁気
テープ出力が取り出されろう逆に磁気テープ１８に第１
メモ’）　１５　、　ｉ４２メモリ１６の内容が記憶さ
れている場合、制御回路１３の２８１　＋　ｔＩ）　２
メモリ１５．］（ｉにぞの内容を入力することもｉｊｌ
能である。ま／ヒ、モード選択キー３〜７を押すことに
より、押されたモードが選択される。

ところで、プレイモードの時Ｉ−ｔ、ｘｉメモリ１５゜
第２メモＩＪ　１６の内容からロボット絶対座標変換回
路１９（第１出標）により、各教示された移動点順に第
１　Ｗ’ｉ標に変換される。寸た、そ−の出力を位置指
令命令回路２０により、ロボット各軸の位置指令命令に
変換されサーボアンプ２１を介してモータ２２，２３ｆ
、１回転させ、ロボットを駆動する。

２４．２５＆；ｌエンコーダである。側フセノト修正を
した場合、第１メモリ１５と第２メモリ１６の内容から
、教示された移動点がロホソト作業範囲に存在するか否
かを第１座標に変換することにより確認し、その結果を
表示手段２６に表示する。オた、デイーブングオフセソ
ト移動キー９全押した場合、ＪＧ　ｌ　ｊ　モリ１５（
７）内ｆＪ　（ＯＦｌ　ｌ　ＯＦ、’　、　ｏｐ２’）
。

点に起動キー１（）を押すことにより自動的にロボソ）
　ｒＪ：昼ｐＩＪ）する。また、座楯入カキ一群１２は
数（１＋ｌｊ　１ｆｉｌＪ仰モード）：・ｊ択キー４を
押した時、有効となるキーでイうるう 仄に紀４［）Ｊにおいて、２４Ｓ　３図の制御回路１３
の一部についで）７１人べろ。紀４図に訃いて、２７Ｖ
ｉエンコーダ出力リードＮ路、２８は２１１１座ａ変換
回１′各で５ンザ、スイッチＳＩＶ、Ｊ：ティーテング
モードでＯＮとなる。ディーチンクモードの時はディー
チング全ｆ］′なった教示点のエンコーダ出方を６ｔへ
、かっこの出力を第ｉ　Ｆｌｘ　Ｉ’；＋　；ｃ換する
。もし、この移動点が第１移Ｊｂ点（第１ステツプ）な
ら、その点をオフセット値として第１メモリ１５に記憶
する。スイッチＳ３ケまスデソプ１でＯＮとなる。もし
、教示された移ルｂ点が；ｒ、　２移ｉ＞ＪＪ点（第２
ステツプ）以降なら、第２Ｊ坐住変換回路２９でｐＡ２
座標に変換し又、８ｄ２メモリ１６に保存する。スイッ
チＳ　、　ｒＪニステップ２以降でＯＮとなる。また、
数値制御の時は、もし第１ステツプなら、第１座標で座
標キー入力回路３０によりキー人力し、その値を第１メ
モリ１５に記憶する。ｍ２ステツプ以降なら第２座標値
で入力し、；ｇ　２メモリ１６にそのデータを記憶する
。スイッチ８２は数値制御モードでＯＮとなるキーであ
る。なお、マイクロコンビコータで行なうため、必ずし
もこれらのスイッチＳ□〜Ｓ４の必要性は乃：い。

第５図および第６図とともに、この制御方法をもつ少し
詳しく述べる。まず、ｑ動点の教示（ティーチングまた
ｔよ数値制御モード）について第５図で述べる。いま、
第５図において、教示点ｔ：、Ｉ　（１）　。

（２）　、　（３）とする。つまり、（１）　、　（２
）　、−（３）のｌ１ｌｉｌに移動点を教示するものと
仮定する。、第１移動点をティーチングで教示すＩｔば
、その時の座標（ＸＯＩＹＯ）がＸ−ｙ座標（第２座標
）の原点となり、第２座標と第１座標の傾きはθ。−〇
である。次に、（２）　、　（３）の移動点の序柵はｘ
−ｙ座標上の点に変換されて、第２メモリ１６に記憶こ
れる。また、数値制御モードては、第１移動点として（
Ｘｏ、Ｙｏ）がキー人カ教示され、８１！２移動点以降
（ｒＪ：ｘ−ｙ座標（第２座標）上の点でキー人力教示
される。

そｉｔら（Ｌ）メモリの内容を第１表および第２表に示
ず。ｉ１゛１表ｔ、Ｌ　２１’！　Ｊメモリ１５のデー
タであり、オフセント値である。ｉ４’、’　２表は第
２メモリ１６のデータであり、移動点のデータである。

第１表 ε１）２表 つぎに、オフセット修正の場合の例を第６図に示す。つ
１す、第５図で移動点を教示した後、オフセット修正し
た場合の移動点とそのメモリ内容を第６図と第３表およ
び第４表とに示す。

第３表 第　　４　　表 オフセット修正した場合、第１メモリ１５のデータのみ
修正され、第２メモリ１６のデータＬＩｉ第１表ないし
第４表の禄に変化しない。しかし、第１表ないし第４表
において、オフセット値が異なるため、第５図と第６図
における教示移Ｍｔｂ点（１）。

（２）　、　（３）のロボット絶対座標（第］ｙ１４標
）　ｉｔ全く異なった作条上の点となる。

つぎに、＃ｉｉ７図ないし第１０し１において、この制
御方法の制御シーケンスの一例を示す。第７図は数値制
御による移動点教示を、第８図はティーチングｆＣよる
移Ｍｊｈ点教示を、第９図れ１．数値制御によるオフセ
ット修ｊＴＥ　’ｋ、第１０図１１．ティーチングによ
るオフセット修正を示す。

つまり、移動点の教示時においては（ティーチングモー
ド−または数値制御モード）、第５図のようにＸ軸とＸ
　ｔｉｌ＋　、　）’軸とＹ軸は平行な座標としてｘ−
ｙ座標全決定する。つまり、θ。−〇とする。

また、ティーチングオフセット修正もしくは数値制御オ
フセントのモードで座標の回転（θ０）まで含んだ修正
を行なうことを可能とする。これがこの発明の一思想で
ある。

なお、第５図のステップ（２）の第１座徐は次のように
辰現できる。即ち（Ｘ□　＋Ｘ２　、　Ｙ□　＋　ｙ２
　）　ｒこれがステップ２のロボット絶対座標である。

また、第６は１のステップ２のロボット絶対座標（第１
座標）れＬ次のように表現できる。

即ち、（ＸＯ”−Ｘ　２　ｃｏｇθ〜ｙ　２癲θ＋　　
Ｙｉ）’十ｘ　２Ｇｉｎθ十ｙ２ｃａＩＩθ）と表明、
できる。即ち第１メモリ１５と第２メモリ】６の内容か
ら前記ロボット座標を演算し、ロボットのプレイバンク
動作を行なうことは可能である。

以上よりＸ−Ｙ座標とｘ−ｙ座標はオフセント値を介し
て一義的に決定できる。

プレイ動作（一旦教示した移動点上でロボットを動かす
動作ンヲ行なう場合、前記のように第１メモリ１５と第
２メモリ１６から第１座標を演算して行なう方法以外に
次に示す別の方法がある。

ロボットの位Ｒ指令座標を第１座標から第２座標にノッ
トし、８ｉ？２座標上の値のみでロポノトヲ駆動する方
法である。つまり、オフセット値に従い、ロボット座標
を第１座標から第２座標に変換する方法である。あたか
もロボット座標が第２座祢として定められているように
ロボット位１ガ指令命令を出す方法である。この方法ｔ
」、より進んだ方法である。

発明の効果 ■　数値制御で座標値をキー人力する場合、ロボット絶
対座標ｆ：使うことなく、加工物寸法を図面で入力する
ことが可能である。

■　−回教示データ全作成すれば、同−加］ニ物の設置
位ｉｉ；ｔ　ｋ変えても、オフセット値の修正のみで教
示作業が終了し、二回以上加工物寸法の教示をする必要
がない。

■　同一ロボットに同一の加工物が２個以上存在する場
合、１個のみの加工物データを教示すれば、後Ｃ１１、
オフセット値のみイ１へ正したデータを種々作成するの
みで、二回以」−の教示の必要性はない。

４　図面のＰｉ！ｉ　’！’なｉ８明 ７１ｐ　Ｉ図Ｑ」従来１−リの動作説明図、第２図はこ
の発明の一実施例の１−′Ｋ　１．ニー設定説明図、第
３図はその制餌Ｉ、￥−の一例の簡明１ン１、第４図Ｑ
よ同じくその制御系における制御・１１回路の−１１μ
の説明図、ａ＋’ｈ　５図Ｖま同じくその移動点数７１
り例の説明図、第６図は同じくそのオフセソ）　（ＩＦ
）１例の「況四回、ＲＮ　７図は同じくその数値制御に
おける移動点教示例の説明図、第８図Ｃ；１、ＩＩヰじ
く−そ−のティーチングによる移動点教示例の説明図、
第９図Ｑ」同じくその数値制御によるオフセット修正例
の説明図、第１０図は同じくそのティーチングによるオ
ノセソトモード例の説明図である。

３〜７・・モード選択キー、８・・ティーチングオフセ
ット１１合圧キー、９・ティーチングオフセット移動キ
ー、１０−１１ｎ！ｆｉｊキー、１１・・停止キー、１
２座ｕｉ人カキー！ｒＰ、＋３　　制御回路、１４・・
マイクロコンピュータ、１５・第１メモリ、１６・・・
第２メモリ、１８・・磁９ｔテーフ゛、１９　「１ボッ
トｉ色対座標変換回路、２０　位置指令ｆｌ）全出力回
路、２１　ザーボアンプ、２２，２３　　モータ、２４
．２５・エンコーダ、Ｘ−Ｐｏ−Ｙ＝−ロボットＭ’ｒ
　交Ｊ　Ｊ４＋ｉ　４Ｓ　（８＋Ｃ１座標）、ｘ　ＯＦ
４　　ｙ　、ｘ　　ＯＦｊ、　　ｙ　　オノセントきれ
た座椋（出２座標） １１　厘 ↓ 第１シ゛１ ↓ 第２図 第４図 第５図 第６図 第７図 第８図 第９図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （リ　倣いまたは数値指定によりロボット移動点を教示
   してプレイバンク動作を行なわしめるプレイバンクロボ
   ットの制御方法であって、ロボット絶対座標（第１座標
   ）とこの座標上の任意座標点を原点とするオフセットさ
   れた座標（第２座標）を設置する過程と、第２座標を一
   義的に決定する決定因子をオフセット値として第１メモ
   リに記憶させる過程と、倣いによる移動点教示時におい
   ては、第１座標で教示された移動点を第２座標上の値に
   変換して第２メモリに記憶させる過程と、数値指定によ
   る移動点教示時には前記第２座標上の値によシ教示して
   第２メモリに記憶させる過程と、プレイバンク動作にお
   いて、ロボットの位置指令座標を第１座標から前記オフ
   セット値に従いＭ２座標にシフトし、第２厘標上の値に
   よりロボットを駆動する過程と、前記オフセット値を倣
   いまたは数値指定により修正すれば、以前に教示された
   移動点が前記修正後もロボット作条範囲内に存在するこ
   とを確認した後、第１メモリに修正後のオフセット値全
   記憶させる過程とを含むプレイバックロボット制御方法
   。 （２）倣いまたは数値指定により複数点の移動点−を教
   示する過程において、最初に教示する第１移動点のロボ
   ット絶対座標（第１の座標）の値をオフセット値として
   、第１メモリに記憶させる特許請求の範囲第（１）項記
   載のプレイバックロボットの制御方法。 （３）２次元座標によシ教示可能な移動点で構成される
   ロボットの数値指定による移動点の教示過程において、
   最初に教示する第１の移動点のみロボット絶対座標（第
   １の座標）　（ｘｏ　１　ＹＯ）で教示する過程と、オ
   フセットされた座標（第２の座標）は前記（ｘ□　＋　
   ｙ□　）点を原点とし、第１の座標と第２の座標との傾
   き（θ）をθ。＝＼として設定する過程と、数値指定に
   よるオフセット値の修正過程において、前記Ｘ。＋ｙｏ
   ｔｏ。からなるオフセット値全独立的に修正可能とする
   過程と、このオフセット値は第１メモリに記憶させる過
   程とを含む特許請求の範囲第（１）項記載のプレイバッ
   クロボットの制御方法。 （４）２次元座標により教示可能な移動点で構成される
   ロボットの倣い過程において、最初に教示する第１移動
   点金０１２、点とし、そのロボット絶対座標（第１の座
   標）を（Ｘ□　＋　Ｙｏ）とする過程と、オフセントさ
   れｌ’ｃ座標（第２の座標）はＯＦ工点をこの座標の原
   点とし、前記第１の座標と第２の座標との傾き（θ。）
   をθ。＝＼として設定する過程と、倣いによるオフセッ
   ト値の修正過程において、前記０１点とは別の０１２２
   点を教示し、そのロボット絶対座標を（Ｘｏよ”０１　
   ）とする過程と、前記ＯＦ１点とＯＦ３点より、オフセ
   ットされた座標の傾きをた座標の回転をｎ」能ならしめ
   る過程と、ＯＦよ点。 ＯＦ２点へのロボットのティーチング・プレイバック’
   Ｉｆｆ　ＯＦ能ならしめる過程と、オフセント値とじて
   Ｘｏ、　Ｙｏ、θ０　を第１メモリに記憶する過程とを
   含む特許請求の範囲第（１）項記載のプレイバンクロボ
   ットの制御方法。