JPS6039207A - 産業用ロボツトの自動教示方法 - Google Patents
産業用ロボツトの自動教示方法Info
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- JPS6039207A JPS6039207A JP14736783A JP14736783A JPS6039207A JP S6039207 A JPS6039207 A JP S6039207A JP 14736783 A JP14736783 A JP 14736783A JP 14736783 A JP14736783 A JP 14736783A JP S6039207 A JPS6039207 A JP S6039207A
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- Japan
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- sensor
- teaching
- workpiece
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- G—PHYSICS
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- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B19/00—Program-control systems
- G05B19/02—Program-control systems electric
- G05B19/42—Recording and playback systems, i.e. in which the program is recorded from a cycle of operations, e.g. the cycle of operations being manually controlled, after which this record is played back on the same machine
- G05B19/423—Teaching successive positions by walk-through, i.e. the tool head or end effector being grasped and guided directly, with or without servo-assistance, to follow a path
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/36—Nc in input of data, input key till input tape
- G05B2219/36441—Follow contour, line with sensor and record points
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
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- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/37—Measurements
- G05B2219/37422—Distance and attitude detector
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/49—Nc machine tool, till multiple
- G05B2219/49362—Tool, probe at constant height to surface during machining
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Robotics (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Numerical Control (AREA)
- Manipulator (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は、記憶再生方式の産業用ロボッ１への教示作業
を自動的に行う方法に関する。
を自動的に行う方法に関する。
周知のように、記憶再生方式の産業用ロボットにおいて
は、あらかじめロボットの手を制御すべき位置と姿勢に
逐一誘導して覚え込まず（記憶する）必要がある。これ
が教示作業と呼ばれているものである。この教示作業を
行うことにより、以後、ロボットは該教示作業で覚え込
まされた通りの作業を繰り返し何回でも実行することが
可能になる。これが再生動作である。ところで、従来の
教示作業は、複数のスイッチか配列されている所謂ティ
ーチボックスを用い、操作者が該テ、Ｃ−チボックスの
所望スイッチをオン、オフして「１視によりロポッ１−
の手を誘導することで行っていた。
は、あらかじめロボットの手を制御すべき位置と姿勢に
逐一誘導して覚え込まず（記憶する）必要がある。これ
が教示作業と呼ばれているものである。この教示作業を
行うことにより、以後、ロボットは該教示作業で覚え込
まされた通りの作業を繰り返し何回でも実行することが
可能になる。これが再生動作である。ところで、従来の
教示作業は、複数のスイッチか配列されている所謂ティ
ーチボックスを用い、操作者が該テ、Ｃ−チボックスの
所望スイッチをオン、オフして「１視によりロポッ１−
の手を誘導することで行っていた。
しかし、この方法は操作者がロボッ１−の手を児ながら
スイッチを操作して逐一誘導するため、操作に熟練を必
要とし、また、教示作業も長いという欠点があった。更
に、この方法では、加工対象物とロボットが把持したツ
ールとの相対的な位置と姿勢を操作者が目視で確認する
ために、操作者が必要に応してロボットの動作領域に入
らざるを得す、操作者に危険がともなうという欠点があ
った。
スイッチを操作して逐一誘導するため、操作に熟練を必
要とし、また、教示作業も長いという欠点があった。更
に、この方法では、加工対象物とロボットが把持したツ
ールとの相対的な位置と姿勢を操作者が目視で確認する
ために、操作者が必要に応してロボットの動作領域に入
らざるを得す、操作者に危険がともなうという欠点があ
った。
本発明は上記従来方法の欠点に鑑み、高精度で教示時間
が短く、しかも安全な自動教示方法を提供することを目
的とするものである。
が短く、しかも安全な自動教示方法を提供することを目
的とするものである。
本発明の要点は、加工対象物の表面に対する距離と姿勢
および加工対象物の稜線の位置を検出するセンサをロボ
ットの手首部に取り付け、該センサの検出値とロボット
の手の位置と姿勢の現在値とによりロボットを自動教示
し、教示データを自動的に生成するものである。
および加工対象物の稜線の位置を検出するセンサをロボ
ットの手首部に取り付け、該センサの検出値とロボット
の手の位置と姿勢の現在値とによりロボットを自動教示
し、教示データを自動的に生成するものである。
第１図は本発明の一実施例を説明するための全体構成図
である。第１図において、１は産業用ロボットであり、
再生動作時、その手６にツールを把持し、制御装置１０
の指示に従い千６の位置と姿勢を制御して加工対象物（
以下、ワークと呼ぶ）２に対し所定の作業を行う。７は
教示作業のときロボット１の手６に把持して用いられる
センサ、８は再生動作のとき同じく手６に把持して用Ｉ
Ｎられるツールであり、通常、これらセンサ７とツール
８は待機スタンド９に収容されてしする。こ＼で、セン
サ７は距離／姿勢検出部と稜線位置検出部からなり、ワ
ーク２の表面に対する距離と姿勢および該ワーク２の稜
線５の位置を光電手段により検出するもので、簡単に云
えば、距離／姿勢検出部は、３個以上の点光源からの光
をワーク２の表面に順次照射し、その反射光を２次元光
検出器で受光する構成とすることにより、ワーク２の表
面（反射点）に対する距離と姿勢を検出することができ
、また、稜線位置検出部は稜線５の斜め上方からスリン
１−光を稜線５に交差するように照射し、その反射光を
１次元検出器で受光する構成とすることにより、ワーク
２の稜線５の位置を検出することできる。なお、かシる
センサは本出願人により特願昭５８−１１！ＪＩ９号と
して既に提案しているので、これ以上の其体的構成の説
明は省略する。
である。第１図において、１は産業用ロボットであり、
再生動作時、その手６にツールを把持し、制御装置１０
の指示に従い千６の位置と姿勢を制御して加工対象物（
以下、ワークと呼ぶ）２に対し所定の作業を行う。７は
教示作業のときロボット１の手６に把持して用いられる
センサ、８は再生動作のとき同じく手６に把持して用Ｉ
Ｎられるツールであり、通常、これらセンサ７とツール
８は待機スタンド９に収容されてしする。こ＼で、セン
サ７は距離／姿勢検出部と稜線位置検出部からなり、ワ
ーク２の表面に対する距離と姿勢および該ワーク２の稜
線５の位置を光電手段により検出するもので、簡単に云
えば、距離／姿勢検出部は、３個以上の点光源からの光
をワーク２の表面に順次照射し、その反射光を２次元光
検出器で受光する構成とすることにより、ワーク２の表
面（反射点）に対する距離と姿勢を検出することができ
、また、稜線位置検出部は稜線５の斜め上方からスリン
１−光を稜線５に交差するように照射し、その反射光を
１次元検出器で受光する構成とすることにより、ワーク
２の稜線５の位置を検出することできる。なお、かシる
センサは本出願人により特願昭５８−１１！ＪＩ９号と
して既に提案しているので、これ以上の其体的構成の説
明は省略する。
以下、本実施例においては、産業用ロボッ１〜ｌの作業
内容はワーク２の点３（以下、始点と呼ぶ）から他の点
４（以下、終点と呼ぶ）までの稜線５に沿って溶接を行
うものとする。したがって、以下ではツール８をトーチ
として説明する。第２図は、この場合の本発明による教
示作業の手順を説明する図で、（イ）図はワーク２とセ
ンサ７の関係の平面図、（ロ）図は同側面図である。本
発明による自動教示は次の手順で行われる。
内容はワーク２の点３（以下、始点と呼ぶ）から他の点
４（以下、終点と呼ぶ）までの稜線５に沿って溶接を行
うものとする。したがって、以下ではツール８をトーチ
として説明する。第２図は、この場合の本発明による教
示作業の手順を説明する図で、（イ）図はワーク２とセ
ンサ７の関係の平面図、（ロ）図は同側面図である。本
発明による自動教示は次の手順で行われる。
（１）制御袋［１１１０の制御下で、ロボツＩ−１の手
６が待機スタンド９からセンサ７を把持する。
６が待機スタンド９からセンサ７を把持する。
（２）センサ７をあらかじめ設定した点１１ （ワーク
２を設置するとき、ワーク２が基準位置からずれても、
ワーク２の上方にセンサ７が位置する点であって、かつ
始点３に近い点とする）に移動させる。
２を設置するとき、ワーク２が基準位置からずれても、
ワーク２の上方にセンサ７が位置する点であって、かつ
始点３に近い点とする）に移動させる。
（３）センサ７の距離／姿勢検出部【５の出力が所定の
値になるようにワーク２の表面に対するセンサ７の距離
と姿勢を制御し、該センサ７を点１２へ移動させる（距
離／姿勢制御モード）。
値になるようにワーク２の表面に対するセンサ７の距離
と姿勢を制御し、該センサ７を点１２へ移動させる（距
離／姿勢制御モード）。
（４）距離と姿勢を制御しながらセンサ７をあらかじめ
設定した方向（稜線５が存在する方向）へ移動させ、セ
ンサ７の稜線位置検出部１６の出力が所定の値になる点
１３を探索する（稜線探索モー１〜）。
設定した方向（稜線５が存在する方向）へ移動させ、セ
ンサ７の稜線位置検出部１６の出力が所定の値になる点
１３を探索する（稜線探索モー１〜）。
（５）センサ７の距離／姿勢検出部１５の出力値を所定
の値に保ちながら線１４に沿って、センサ７をあらかじ
め設定した方向（始点３が存在する方向）へ移動し、稜
線位置検出部１６の検出値が急変する点を始点３とみな
す（始点探索モート）。
の値に保ちながら線１４に沿って、センサ７をあらかじ
め設定した方向（始点３が存在する方向）へ移動し、稜
線位置検出部１６の検出値が急変する点を始点３とみな
す（始点探索モート）。
（６）センサ７を始点３からあらかじめ設定した方向（
終点４が存在する方向）へ、距離／姿勢検出部１５の出
力値を所定の値に保ちながら線１４に沿って移動する。
終点４が存在する方向）へ、距離／姿勢検出部１５の出
力値を所定の値に保ちながら線１４に沿って移動する。
この時、後述する方法りこより一定時間間隔で教示デー
タを生成し、逐次、制御装置１０内の記憶部に記憶させ
る（誘導・教示モード）。
タを生成し、逐次、制御装置１０内の記憶部に記憶させ
る（誘導・教示モード）。
（７）センサ７の稜線位置検出部１６の検出値が急変す
る点を終点４とみなし、誘導・教示モードを終了する。
る点を終点４とみなし、誘導・教示モードを終了する。
以上のようにして自動教示作業が終了した後、産業用ロ
ボット１はセンサ７を待機スタン下９にもどし、代って
トーチ８を把持することにより、制御装置１０に記憶さ
れた教示データを読出して実作業（再生動作）を行う。
ボット１はセンサ７を待機スタン下９にもどし、代って
トーチ８を把持することにより、制御装置１０に記憶さ
れた教示データを読出して実作業（再生動作）を行う。
第３図は産業用ロボットの制御系のブロック図を示した
もので、これによりロボットの制御法及び教示データの
生成法を説明する。なお、Ｉ」ボッ１−１は各動作軸の
位置決め制御系を含んでいるが。
もので、これによりロボットの制御法及び教示データの
生成法を説明する。なお、Ｉ」ボッ１−１は各動作軸の
位置決め制御系を含んでいるが。
第３図では省略されている。
教示作業時、産業用ロボット１の手６に把持されたセン
サ７からは、該センサ７に固定した座標系（センサ座標
系ｘ５−ｙ５−ｚ、）において、稜線の位置の偏差Δｙ
５とワーク２までの距離の偏差ΔＺ、および姿勢の偏差
Δα９．八β５ （それぞれＸ６．■、、軸まわりの回
転角）が出力される。これらのセンサ出力値は座標変換
演算器１７によって空間上に固定された座標系（絶対座
標系Ｘ、 −Ｙ −Ｚ ）の値ΔＸに変換される、なお
、この演算器１７には、センサ出力値の他に、センサ７
をセンサ座標系のＸ５軸方向に移動するための４８号Δ
Ｘ５が入力される。この信号ΔＸ５は距雛／姿勢制御モ
ードおよび稜線探索モー１くては’ ｏ ” 。
サ７からは、該センサ７に固定した座標系（センサ座標
系ｘ５−ｙ５−ｚ、）において、稜線の位置の偏差Δｙ
５とワーク２までの距離の偏差ΔＺ、および姿勢の偏差
Δα９．八β５ （それぞれＸ６．■、、軸まわりの回
転角）が出力される。これらのセンサ出力値は座標変換
演算器１７によって空間上に固定された座標系（絶対座
標系Ｘ、 −Ｙ −Ｚ ）の値ΔＸに変換される、なお
、この演算器１７には、センサ出力値の他に、センサ７
をセンサ座標系のＸ５軸方向に移動するための４８号Δ
Ｘ５が入力される。この信号ΔＸ５は距雛／姿勢制御モ
ードおよび稜線探索モー１くては’ ｏ ” 。
始点探索モー１−では所定値−ΔＸ５、誘導／教示モー
ドでは所定値ΔＸ５の値とする。またこの演算器１７に
は、稜線探索モートの時、センサ７の検出範囲内に稜線
５が入るまてはΔｙ５のがわりに所定値Δｙ５を入力し
て、稜線５の方向ヘセンサ７を移動させる。
ドでは所定値ΔＸ５の値とする。またこの演算器１７に
は、稜線探索モートの時、センサ７の検出範囲内に稜線
５が入るまてはΔｙ５のがわりに所定値Δｙ５を入力し
て、稜線５の方向ヘセンサ７を移動させる。
座標変換演ｎＨ：＋］ ７の出力値ΔＸは、係数器１８
によって所定の係数が乗ぜられた後、加算器１９に入力
され、ロボット１の各動作軸の現在値ω（これはエンコ
ーダ等で検出する）を座標変換演算器２０に入力して演
算された絶対座標系におけるセンサ７の位置姿勢の現在
値χと加算され、指令値７、が出力される。指令値ン、
は、再生モード以外では座標変換演算器２１に入力され
て、ロボット１の各動作軸の位置指令値（０、が出力さ
れ、自動教示作業が逐行される。同時に、この教示作業
の誘導／教示モードにおいて、ΔアとＸ／。
によって所定の係数が乗ぜられた後、加算器１９に入力
され、ロボット１の各動作軸の現在値ω（これはエンコ
ーダ等で検出する）を座標変換演算器２０に入力して演
算された絶対座標系におけるセンサ７の位置姿勢の現在
値χと加算され、指令値７、が出力される。指令値ン、
は、再生モード以外では座標変換演算器２１に入力され
て、ロボット１の各動作軸の位置指令値（０、が出力さ
れ、自動教示作業が逐行される。同時に、この教示作業
の誘導／教示モードにおいて、ΔアとＸ／。
が加算器２２で加算され、その加算値が教示データとし
て一定時間間隔て記憶部２３に記憶されるのである。再
生十−ドにおいては、記憶部２３に記憶とされたイ１α
が順次補間演算器２４に入力されて、再生時の指令値）
？１が作成され、演算器２Ｉを介してロボット１の各動
作軸の位置指令値（０。
て一定時間間隔て記憶部２３に記憶されるのである。再
生十−ドにおいては、記憶部２３に記憶とされたイ１α
が順次補間演算器２４に入力されて、再生時の指令値）
？１が作成され、演算器２Ｉを介してロボット１の各動
作軸の位置指令値（０。
となる。
なお、第３図の座標変換演算器１７、係数器１８、加算
器１９、座標変換演算器２０，２１゜加算器２２、記憶
部２３、補則演算器２４などは第１図における制御装置
１０に具備されるものである。その場合、各部をそれぞ
れハードロジックで個別に構成してもよいし、全体をコ
ンピュータで代替えさせてもよい。
器１９、座標変換演算器２０，２１゜加算器２２、記憶
部２３、補則演算器２４などは第１図における制御装置
１０に具備されるものである。その場合、各部をそれぞ
れハードロジックで個別に構成してもよいし、全体をコ
ンピュータで代替えさせてもよい。
以」二の実施例の説明では、教示データを一定時間間隔
て逐次メモリに記憶させるとしたが、メモ ４りの節約
のため、第４図に示すように、一旦バッファメモリ２５
．２６に交互に取り込みながら、教示子−夕編集部２７
によって直線または円弧で補間できる部分はそれぞれ直
線部を２点、円弧部を３点程度のみに編集し、記憶部２
３に記憶させてもよい。
て逐次メモリに記憶させるとしたが、メモ ４りの節約
のため、第４図に示すように、一旦バッファメモリ２５
．２６に交互に取り込みながら、教示子−夕編集部２７
によって直線または円弧で補間できる部分はそれぞれ直
線部を２点、円弧部を３点程度のみに編集し、記憶部２
３に記憶させてもよい。
また、第３図においては、Ｘ４とΔｙを加算して再生用
のデータ（教示データ）を記憶するようにしたが、八ｙ
は一般に小さく、ＸｌあるいはＸのみの値を再生用の子
−夕としてもよい。
のデータ（教示データ）を記憶するようにしたが、八ｙ
は一般に小さく、ＸｌあるいはＸのみの値を再生用の子
−夕としてもよい。
以上、アーク溶接作業の教示を例にとって説明したが、
本発明は充填剤をワークの隙間に塗装するシーリング作
業の教示、その他に適用できることは云うまでもない。
本発明は充填剤をワークの隙間に塗装するシーリング作
業の教示、その他に適用できることは云うまでもない。
以上の説明のごとく、本発明によれば、記憶再生方式の
産業川口ボｙ１−の教示作業が高精度で安全かつ短時間
に自動的に行うことができる利点がある。
産業川口ボｙ１−の教示作業が高精度で安全かつ短時間
に自動的に行うことができる利点がある。
第１図は本発明の一実施例の全体構成図、第２図は本発
明による自動教示の手順を説明する口、第３図は産業用
ロボッ１〜の制御系のブロック図、第４図は教示アーク
の記憶方法の他の実施例を説明するし１である。 １ ロポソ１〜． ２・・加工対象物（ワーク）、６・
・手、 ７・・センサ、 ８１−−チ、１゜・・制御装
置。 第１図 第２図 （イン ｃ口〕
明による自動教示の手順を説明する口、第３図は産業用
ロボッ１〜の制御系のブロック図、第４図は教示アーク
の記憶方法の他の実施例を説明するし１である。 １ ロポソ１〜． ２・・加工対象物（ワーク）、６・
・手、 ７・・センサ、 ８１−−チ、１゜・・制御装
置。 第１図 第２図 （イン ｃ口〕
Claims (1)
- 記憶再生方式の産業用ロボットにおいて、加工対象物の
表面に対する距離と姿勢および加工対象物の稜線の位置
を検出するセンサを該ロボッ１−の手首部に取り付け、
前記センサの検出値とロボットの手の位置と姿勢の現在
値とによりロボットの各動作軸の指令値を出力して該ロ
ボットの手を自動的に誘導し、教示データを得ることを
特徴とする産業用ロボットの自動教示方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58147367A JPH0614285B2 (ja) | 1983-08-12 | 1983-08-12 | 産業用ロボットの自動教示方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58147367A JPH0614285B2 (ja) | 1983-08-12 | 1983-08-12 | 産業用ロボットの自動教示方式 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6039207A true JPS6039207A (ja) | 1985-03-01 |
| JPH0614285B2 JPH0614285B2 (ja) | 1994-02-23 |
Family
ID=15428613
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58147367A Expired - Lifetime JPH0614285B2 (ja) | 1983-08-12 | 1983-08-12 | 産業用ロボットの自動教示方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0614285B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61253506A (ja) * | 1985-05-02 | 1986-11-11 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | 産業用ロボットを用いる山形鋼の溶断方法 |
| JPS61278911A (ja) * | 1985-06-04 | 1986-12-09 | Amada Co Ltd | ロボツトの制御方法 |
| EP0540753A4 (en) * | 1991-05-21 | 1994-08-24 | Hitachi Construction Machinery | System for controlling industrial robot |
| JP2019150930A (ja) * | 2018-03-05 | 2019-09-12 | 国立大学法人 筑波大学 | 溶接ロボット動作教示システム、溶接ロボット動作教示方法およびプログラム |
| JP2022073999A (ja) * | 2020-10-29 | 2022-05-17 | 株式会社デンソーウェーブ | ロボットの原点復帰経路探索装置、及び原点復帰経路探索プログラム |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5275763A (en) * | 1975-12-19 | 1977-06-25 | Hitachi Ltd | Moving direction instruct apparatus |
| JPS5828024A (ja) * | 1981-08-12 | 1983-02-18 | Sadamu Mizobuchi | 自動有段変速機における遠心クラツチ装置 |
-
1983
- 1983-08-12 JP JP58147367A patent/JPH0614285B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5275763A (en) * | 1975-12-19 | 1977-06-25 | Hitachi Ltd | Moving direction instruct apparatus |
| JPS5828024A (ja) * | 1981-08-12 | 1983-02-18 | Sadamu Mizobuchi | 自動有段変速機における遠心クラツチ装置 |
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| EP0540753A4 (en) * | 1991-05-21 | 1994-08-24 | Hitachi Construction Machinery | System for controlling industrial robot |
| JP2019150930A (ja) * | 2018-03-05 | 2019-09-12 | 国立大学法人 筑波大学 | 溶接ロボット動作教示システム、溶接ロボット動作教示方法およびプログラム |
| JP2022073999A (ja) * | 2020-10-29 | 2022-05-17 | 株式会社デンソーウェーブ | ロボットの原点復帰経路探索装置、及び原点復帰経路探索プログラム |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0614285B2 (ja) | 1994-02-23 |
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