JPS61100809A - ロボツトの三次元テイ−チング装置 - Google Patents
ロボツトの三次元テイ−チング装置Info
- Publication number
- JPS61100809A JPS61100809A JP22166384A JP22166384A JPS61100809A JP S61100809 A JPS61100809 A JP S61100809A JP 22166384 A JP22166384 A JP 22166384A JP 22166384 A JP22166384 A JP 22166384A JP S61100809 A JPS61100809 A JP S61100809A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- teaching
- head
- teaching point
- point
- workpiece
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- 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
- 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
- G05B19/427—Teaching successive positions by tracking the position of a joystick or handle to control the positioning servo of the tool head, leader-follower control
-
- 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
- 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
- G05B19/425—Teaching successive positions by numerical control, i.e. commands being entered to control the positioning servo of the tool head or end effector
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Robotics (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】
［発明の技術分野］
本発明は、ロボットの三次元ティーチング装置に係わり
、特に、三次元空間形状を有するワークの表面に描かれ
た例えばけがき線等で形成された連続する各教示点の位
置を、その教示点の描かれたワーク表面の傾斜角と共に
、ロボットに非接触で連続的に教示するロボットの三次
元的ティーチング装置に関する。
、特に、三次元空間形状を有するワークの表面に描かれ
た例えばけがき線等で形成された連続する各教示点の位
置を、その教示点の描かれたワーク表面の傾斜角と共に
、ロボットに非接触で連続的に教示するロボットの三次
元的ティーチング装置に関する。
［発明の技術的背景とその問題点］
例えば工場の組立てラインに設置されたロボットや、材
料の切断工程又は加工工程に設置された産業用ロボット
においては、実際に稼働させる前に°ロボットに対して
加工ヘッドの移動手順および動作手順を三次元的な被加
工物の形状に即して教え込む必要がある。この加工ヘッ
ドの三次元動作を教え込む装置を三次元ティーチング装
置と言うが、例えばＣＯ２レーザ切断用ロボットにおい
ては、加工ヘッドの近傍位置に磁気センサを設置して鉄
板等の被切断体としてのワークに生じた渦電流の大きさ
を検出して、その電流値によって加工ヘッドとワーク表
面との距離を算出していた。
料の切断工程又は加工工程に設置された産業用ロボット
においては、実際に稼働させる前に°ロボットに対して
加工ヘッドの移動手順および動作手順を三次元的な被加
工物の形状に即して教え込む必要がある。この加工ヘッ
ドの三次元動作を教え込む装置を三次元ティーチング装
置と言うが、例えばＣＯ２レーザ切断用ロボットにおい
ては、加工ヘッドの近傍位置に磁気センサを設置して鉄
板等の被切断体としてのワークに生じた渦電流の大きさ
を検出して、その電流値によって加工ヘッドとワーク表
面との距離を算出していた。
したがって、実際のティーチング作業は、作業者がティ
ーチングペンダントを操作しながら、目視で加工ヘッド
をワーク表面に描かれたけかき線等の教示点へ接近させ
る作業と、やはり目視で加工ヘッドのレーザ照射角度を
教示点におけるワーク表面に対して直角になるように加
工ヘッドの姿勢を合せる作業と、前述の磁気センサでも
って加工ヘッドとワーク表面上の教示点との間に距離を
一定値に設定する作業との三つの作業を試行錯誤で実施
する必要があった。
ーチングペンダントを操作しながら、目視で加工ヘッド
をワーク表面に描かれたけかき線等の教示点へ接近させ
る作業と、やはり目視で加工ヘッドのレーザ照射角度を
教示点におけるワーク表面に対して直角になるように加
工ヘッドの姿勢を合せる作業と、前述の磁気センサでも
って加工ヘッドとワーク表面上の教示点との間に距離を
一定値に設定する作業との三つの作業を試行錯誤で実施
する必要があった。
しかし、上記のように作業者が各教示点毎に目視で三つ
の作業からなるティーチング作業を実施すると、各教示
点間において加工ヘッドまでの距離とか加工ヘッドの姿
勢角等の設定値に差が生じる問題がある。その結果、ワ
ークの切断面が不揃いになったり、一部切断できない場
所が生じたりする虞れがあった。
の作業からなるティーチング作業を実施すると、各教示
点間において加工ヘッドまでの距離とか加工ヘッドの姿
勢角等の設定値に差が生じる問題がある。その結果、ワ
ークの切断面が不揃いになったり、一部切断できない場
所が生じたりする虞れがあった。
また、上記の問題を回避するために前述のティーチング
作業を丁寧にかつ正確に実施すると、ティーチング作業
時間が増大し、ロボットの実際に切断作業を実行してい
る時間の割合いを示す稼動率が低下する問題があった。
作業を丁寧にかつ正確に実施すると、ティーチング作業
時間が増大し、ロボットの実際に切断作業を実行してい
る時間の割合いを示す稼動率が低下する問題があった。
また、ロボット操作に熟達した作業者を必要とした。
［発明の目的］
本発明はこのような事情に基づ′いてなされたものであ
り、その目的とするところは、熟達した作業者を必要と
せず、しかも短時間にロボットのヘッドを連続的なげか
き線に沿って連続して移動する動作と、移動動作中たえ
ずヘッドのワーク表面に対する姿勢角を一定に制御する
作業と、ヘッドとワーク表面との間の距離を一定に制御
する作業とを自動的にロボットにティーチングでき、ロ
ボットに対するティーチング作業を正確にかつ能率的に
実施でき、ロボットの稼働率を大幅に向上できるロボッ
トの三次元ティーチング装置を提供することにある。
り、その目的とするところは、熟達した作業者を必要と
せず、しかも短時間にロボットのヘッドを連続的なげか
き線に沿って連続して移動する動作と、移動動作中たえ
ずヘッドのワーク表面に対する姿勢角を一定に制御する
作業と、ヘッドとワーク表面との間の距離を一定に制御
する作業とを自動的にロボットにティーチングでき、ロ
ボットに対するティーチング作業を正確にかつ能率的に
実施でき、ロボットの稼働率を大幅に向上できるロボッ
トの三次元ティーチング装置を提供することにある。
［発明の概要コ
本発明のロボットの三次元ティーチング装置は、ヘッド
近傍にワークの表面を所定の照射角でスポット照射する
３個以上のスポット光源とこの各スポット光源にて照射
されたワーク上のスポット光およびこのワーク上に描か
れた連続的な各教示点を撮像するＲ像装置とを設け、さ
らに、撮像装置にて撮像された各スポット光と各教示点
とを表示するブラウン管表示部とこのブラウン管表示部
に表示された各教示点の明暗を複数段階に識別する画像
識別回路とを設けている。そして、ブラウン管表示部に
表示された各スポット光の二次元的位置関係および照射
角からヘッドの、ワーク上の各スポット光間の位置関係
にて決まる基準位置までの距離およびワーク表面に対す
る傾斜角を算出し、ブラウン管表示部に表示された各教
示点のうちの最初の教示点が指定されると、指定された
最初の教示点と基準位置との二次元的な位置関係を自動
計測し、自動計測された位置関係と基準位置のへラドど
の間の距離および傾斜角を用いてヘッドの最初の教示点
までの移動情報を算出し、算出された移動情報に基づい
てヘッドを最初の教示点へ移動し、移動されたヘッドの
姿勢を傾斜角に基づいて制御し、さらに、画像識別回路
にて既に識別した教示点の周囲の画素のうちからその教
示点と同程度の明度を有する画素を描出すことにより識
別された教示点を新たに最初の教示点に置換えるよう順
次自動指定し、この順次自動指定された教示点へヘッド
を順次移動させ順次姿勢制御するようにしたものである
。
近傍にワークの表面を所定の照射角でスポット照射する
３個以上のスポット光源とこの各スポット光源にて照射
されたワーク上のスポット光およびこのワーク上に描か
れた連続的な各教示点を撮像するＲ像装置とを設け、さ
らに、撮像装置にて撮像された各スポット光と各教示点
とを表示するブラウン管表示部とこのブラウン管表示部
に表示された各教示点の明暗を複数段階に識別する画像
識別回路とを設けている。そして、ブラウン管表示部に
表示された各スポット光の二次元的位置関係および照射
角からヘッドの、ワーク上の各スポット光間の位置関係
にて決まる基準位置までの距離およびワーク表面に対す
る傾斜角を算出し、ブラウン管表示部に表示された各教
示点のうちの最初の教示点が指定されると、指定された
最初の教示点と基準位置との二次元的な位置関係を自動
計測し、自動計測された位置関係と基準位置のへラドど
の間の距離および傾斜角を用いてヘッドの最初の教示点
までの移動情報を算出し、算出された移動情報に基づい
てヘッドを最初の教示点へ移動し、移動されたヘッドの
姿勢を傾斜角に基づいて制御し、さらに、画像識別回路
にて既に識別した教示点の周囲の画素のうちからその教
示点と同程度の明度を有する画素を描出すことにより識
別された教示点を新たに最初の教示点に置換えるよう順
次自動指定し、この順次自動指定された教示点へヘッド
を順次移動させ順次姿勢制御するようにしたものである
。
［発明の実施例］
以下本発明の一実施例を図面を用いて説明する。
第２図は実施例の三次元ティーチング装置をＣＯ２レー
ザ切断用ロボットに組込んだ装置全体を示すものであり
、図中１はロボット本体である。
ザ切断用ロボットに組込んだ装置全体を示すものであり
、図中１はロボット本体である。
このロボット本体１には鉄板等のワークをセットするた
めのテーブル２の上゛方位置を移動アーム３ａ、３ｂに
て三次元的に移動制御されるレーザ光線を照射する加工
ヘッド４が設けられている。この加工ヘッド４は、第３
図に示すように、移動アーム３ｂの先端に取付けられた
軸受は部５に対して支持体６を介して回転できるように
接続されている。この支持体６の加工ヘッド４の反対面
にはティーチング装置本体７が固定されている。なあ、
移動アーム３ｂは軸回りに回転できるように構成されて
いるので、加工ヘッド４およびティーチング装置本体７
はテーブル２の上方位置において、三次元的に移動制御
されるとともにその姿勢も自由に制御される。また、図
中８はテーブル２上にセットされる三次元的なワークで
あり、このワーク８の表面にけがき線９が描かれており
、このけがき線９に沿ってワーク８を切断するものとす
る。
めのテーブル２の上゛方位置を移動アーム３ａ、３ｂに
て三次元的に移動制御されるレーザ光線を照射する加工
ヘッド４が設けられている。この加工ヘッド４は、第３
図に示すように、移動アーム３ｂの先端に取付けられた
軸受は部５に対して支持体６を介して回転できるように
接続されている。この支持体６の加工ヘッド４の反対面
にはティーチング装置本体７が固定されている。なあ、
移動アーム３ｂは軸回りに回転できるように構成されて
いるので、加工ヘッド４およびティーチング装置本体７
はテーブル２の上方位置において、三次元的に移動制御
されるとともにその姿勢も自由に制御される。また、図
中８はテーブル２上にセットされる三次元的なワークで
あり、このワーク８の表面にけがき線９が描かれており
、このけがき線９に沿ってワーク８を切断するものとす
る。
第４図はティーチング装置本体７を示すものであり、下
端開放の円筒容器１０内の円周方向に等間隔に４個のス
ポット光）ｌ！１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄが固定
されている。各スポット光源１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、
１１ｄから下向きに照射された光線はミラー１２ａ、１
２ｂ、１２ｃ、１２ｄにて円筒容器１０の軸心線上の一
点（焦点Ｆ）に集光されたのちワーク８の表面に照射さ
れて、それぞれスポット光Ｓ１．８２．８３．８４を形
成する。
端開放の円筒容器１０内の円周方向に等間隔に４個のス
ポット光）ｌ！１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄが固定
されている。各スポット光源１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、
１１ｄから下向きに照射された光線はミラー１２ａ、１
２ｂ、１２ｃ、１２ｄにて円筒容器１０の軸心線上の一
点（焦点Ｆ）に集光されたのちワーク８の表面に照射さ
れて、それぞれスポット光Ｓ１．８２．８３．８４を形
成する。
また、このワーク８表面上に形成された各スポット光８
１〜Ｓ４および前述のけかき線９からなる各教示点１３
を撮像するカメラ１４が円筒容器１０内の中心位置に取
付けられている。
１〜Ｓ４および前述のけかき線９からなる各教示点１３
を撮像するカメラ１４が円筒容器１０内の中心位置に取
付けられている。
第１図はティーチング装置全体を示す概略構成図であり
、カメラ１４にて＠像された各スポット光８１〜Ｓ４お
よび各教示点１３の情報はブラウン管１５に表示される
。このブラウン管９に表示された各スポット光＄１〜Ｓ
４および各教示点１３の画像データは画像識別回路１６
へ送出される。
、カメラ１４にて＠像された各スポット光８１〜Ｓ４お
よび各教示点１３の情報はブラウン管１５に表示される
。このブラウン管９に表示された各スポット光＄１〜Ｓ
４および各教示点１３の画像データは画像識別回路１６
へ送出される。
この画像識別部回路１６は入力した画像データの明暗を
複数段に識別し、各スポット光８１〜Ｓ４および各教示
点１３のブラウン管１５の表示画面上の二次元的位置（
座標）を数字データに変換して、次段のマイクロコンピ
ュータ等で構成された制御部１７へ送出する。この制御
部１７にはブラウン管１５に表示された像を監視しなが
ら制御部１７にデジタルデータを入力するためのジョイ
スティック１８が接続されている。
複数段に識別し、各スポット光８１〜Ｓ４および各教示
点１３のブラウン管１５の表示画面上の二次元的位置（
座標）を数字データに変換して、次段のマイクロコンピ
ュータ等で構成された制御部１７へ送出する。この制御
部１７にはブラウン管１５に表示された像を監視しなが
ら制御部１７にデジタルデータを入力するためのジョイ
スティック１８が接続されている。
次にこのティーチング装置の動作原理を説明する。
まず、第１図においてスポット光源１１ａ、１１Ｃを結
ぶ線をＹ軸とし、スポット光源１１ｄ。
ぶ線をＹ軸とし、スポット光源１１ｄ。
１１ｂを結ぶ線をＹ軸とすると、このＹ軸、Ｙ軸を含む
面はカメラ１４の光軸１９に直交する。この光軸１９を
２軸とし、Ｚ軸上において焦点ＦとこのＺ軸のワーク８
表面に対する交点Ｐａ （基準位置）の座標値をＺｏ
とし、各スポット光源１１ａ〜１１ｄからのスポット
光線が２軸と交わる角度をαとすると、Ｙ軸およびＹ軸
を含む面での断面図は第５図（ａ）（ｂ）となり、Ｙ軸
、Ｙ軸。
面はカメラ１４の光軸１９に直交する。この光軸１９を
２軸とし、Ｚ軸上において焦点ＦとこのＺ軸のワーク８
表面に対する交点Ｐａ （基準位置）の座標値をＺｏ
とし、各スポット光源１１ａ〜１１ｄからのスポット
光線が２軸と交わる角度をαとすると、Ｙ軸およびＹ軸
を含む面での断面図は第５図（ａ）（ｂ）となり、Ｙ軸
、Ｙ軸。
Ｚ軸の全体の関係ば第６図になる。第５図（ａ＞におい
て、各スポット光Ｓ２およびｓ４のＹ座標をそれぞれＹ
２ 、Ｙ４とし、図示するようにワーク８表面の交点Ｐ
ＧでのＹ軸まわりの傾斜角をφとすると、図においては
、Ｙ４の実際の値はく−）値となる。照射角αは一定値
であるので、交点ＰＧの７座標値Ｚａ ｙは三角形の相
似性を利用した簡単な幾何学的考察により、（１）式に
て求まる。
て、各スポット光Ｓ２およびｓ４のＹ座標をそれぞれＹ
２ 、Ｙ４とし、図示するようにワーク８表面の交点Ｐ
ＧでのＹ軸まわりの傾斜角をφとすると、図においては
、Ｙ４の実際の値はく−）値となる。照射角αは一定値
であるので、交点ＰＧの７座標値Ｚａ ｙは三角形の相
似性を利用した簡単な幾何学的考察により、（１）式に
て求まる。
ＺＯｙ ＝２Ｙ２ Ｙ４ ／ （Ｙ２−Ｙ４ ） ｔ
ａｎａ・・・・・・（１） なお、Ｚ軸の符号はカメラ１４方向を正としている。
ａｎａ・・・・・・（１） なお、Ｚ軸の符号はカメラ１４方向を正としている。
同様に第５図＜ｂ）において、スポット光Ｓ１゜Ｓ３の
Ｘ座標をＸｌ、Ｘｌ （実際値は負値）とし、交点Ｐ
ａにおけるワーク８表面のＹ軸まわりの傾斜角をθとす
ると、交点ＰＧのＺ軸座標ｚＯＸの値は（２）式となる
。
Ｘ座標をＸｌ、Ｘｌ （実際値は負値）とし、交点Ｐ
ａにおけるワーク８表面のＹ軸まわりの傾斜角をθとす
ると、交点ＰＧのＺ軸座標ｚＯＸの値は（２）式となる
。
Ｚａ ｘ ＝２Ｘ Ｉ Ｘｌ ／ （Ｘｉ
−Ｘｌ ） ｔａｎａ・・・・・・（ａ 理論的には上記角ン座標値ＺＯＹ、ＺＯＸは一致するは
ずであるが、実測値から求めたものであるので一致しな
い場合がある。したがって、交点Ｐａの７座標値Ｚｏは
（３）式のように（１）式と（′２Ｊ式との平均値で示
す。
−Ｘｌ ） ｔａｎａ・・・・・・（ａ 理論的には上記角ン座標値ＺＯＹ、ＺＯＸは一致するは
ずであるが、実測値から求めたものであるので一致しな
い場合がある。したがって、交点Ｐａの７座標値Ｚｏは
（３）式のように（１）式と（′２Ｊ式との平均値で示
す。
Ｚｏ ＝ （Ｚｏ Ｙ＋ＺＯＸ ）／２＝ ［
Ｙ２ Ｙ４ ／ （Ｙ２ −Ｙ４ ）＋ＸＩ
Ｘｌ ／ （Ｘｔ −Ｘｌ ） ］ ／ ｔａ
ｎａ・・・・・・（３） なお、カメラ１４と焦点Ｆとの間の距離Ｚｓは機械的構
成により予め決まった値である。
Ｙ２ Ｙ４ ／ （Ｙ２ −Ｙ４ ）＋ＸＩ
Ｘｌ ／ （Ｘｔ −Ｘｌ ） ］ ／ ｔａ
ｎａ・・・・・・（３） なお、カメラ１４と焦点Ｆとの間の距離Ｚｓは機械的構
成により予め決まった値である。
また、第５図（ａ）（ｂｉにおける交点Ｐ０でのワーク
８表面のＸ軸まわり、Ｙ軸まわりの各傾斜角φ、θは前
述と同様に簡単な幾何学的考察により（４）式、（５）
式のように求まる。
８表面のＸ軸まわり、Ｙ軸まわりの各傾斜角φ、θは前
述と同様に簡単な幾何学的考察により（４）式、（５）
式のように求まる。
φ＝ −ｔａｎ’ ［（Ｙ２ ＋Ｙ４ ） ／（Ｙ
２− Ｙ ４ ） ｔａｎａ ］ −・−・−（４）
θ” ｊａｎ” ［（Ｘｉ ＋Ｘ３ ） ／（×
１− Ｘ ３ ） ｊａｎ（Ｚ ］ −＝１５）但し
、φ、θの符号は第５図に示すように傾斜した場合を負
としている。
２− Ｙ ４ ） ｔａｎａ ］ −・−・−（４）
θ” ｊａｎ” ［（Ｘｉ ＋Ｘ３ ） ／（×
１− Ｘ ３ ） ｊａｎ（Ｚ ］ −＝１５）但し
、φ、θの符号は第５図に示すように傾斜した場合を負
としている。
このように、ブラウン管１５に表字された各スポット光
Ｓ１，８２．８３．８４の各座標値Ｘｔ 。
Ｓ１，８２．８３．８４の各座標値Ｘｔ 。
Ｙ２ 、Ｘｌ 、Ｙ４を求めることによって、光軸（Ｚ
軸）１９のワーク８表面に対する交点ＰＯの座標値Ｚｏ
およびワーク８の交点ＰＯでの傾斜角φ、θを算出する
ことができる。
軸）１９のワーク８表面に対する交点ＰＯの座標値Ｚｏ
およびワーク８の交点ＰＯでの傾斜角φ、θを算出する
ことができる。
次に、第７図に示すように、ブラウン管１５に表示され
たけかき線９の最初の教示点１３（ＰＩ）（ＸＰＩ、、
Ｙｐｔ 、Ｚｐｓ ）（７）Ｚ座標値Ｚｐｓを求める。
たけかき線９の最初の教示点１３（ＰＩ）（ＸＰＩ、、
Ｙｐｔ 、Ｚｐｓ ）（７）Ｚ座標値Ｚｐｓを求める。
なお、最初の教示点Ｐ１の指示はブラウン管１５上にて
制御部１７に接続されたジョイステック１８の操作によ
りなされる。したがって、最初の教示点Ｐ１が交点ＰＤ
の近傍位置にあり、前述の傾斜角φ、θがＰＩ 、Ｐａ
間で大きく変化しないとすると、最初の教示点ＰＯの７
座標値Ｚｐは、交点ＰａのＺ座標１ｉｉＺｏに、上記傾
斜による変化分（−Ｙｐ１ｔａｎφ、−Ｘｐｌｔａｎθ
）を加えたものになる。各傾斜角φ、θは（４）ｉ５）
式で求まるので、最初の教示点Ｐｐの２座標値Ｚρ１は
最終的に（６）式となる。
制御部１７に接続されたジョイステック１８の操作によ
りなされる。したがって、最初の教示点Ｐ１が交点ＰＤ
の近傍位置にあり、前述の傾斜角φ、θがＰＩ 、Ｐａ
間で大きく変化しないとすると、最初の教示点ＰＯの７
座標値Ｚｐは、交点ＰａのＺ座標１ｉｉＺｏに、上記傾
斜による変化分（−Ｙｐ１ｔａｎφ、−Ｘｐｌｔａｎθ
）を加えたものになる。各傾斜角φ、θは（４）ｉ５）
式で求まるので、最初の教示点Ｐｐの２座標値Ｚρ１は
最終的に（６）式となる。
Ｚｐ１＝ （ＹＰＩ Ｙ２ ＋Ｙ２ Ｙ４ ＋Ｙ４ Ｙ
ＰＩ ）／ ＜Ｙ２−Ｙ４ ） ｊａｎ（Ｚ ＋ （Ｘｐ Ｉ Ｘｌ ＋Ｘ１ 、Ｘｌ ＋Ｘ
３ ＸＰＩ ）／ （Ｘｌ−Ｘｌ ） ｔａｎａ
・−１６）したがって、最初の教示点Ｐ１の三次元座標
＜ＸＰＩ 、ＹＰＩ 、Ｚｐｔ ）は各スポット光８１
〜Ｓ４の二次元的位置関係（Ｘｒ 、 Ｙ２ 、 Ｘｌ
。
ＰＩ ）／ ＜Ｙ２−Ｙ４ ） ｊａｎ（Ｚ ＋ （Ｘｐ Ｉ Ｘｌ ＋Ｘ１ 、Ｘｌ ＋Ｘ
３ ＸＰＩ ）／ （Ｘｌ−Ｘｌ ） ｔａｎａ
・−１６）したがって、最初の教示点Ｐ１の三次元座標
＜ＸＰＩ 、ＹＰＩ 、Ｚｐｔ ）は各スポット光８１
〜Ｓ４の二次元的位置関係（Ｘｒ 、 Ｙ２ 、 Ｘｌ
。
Ｙ４）と光線の照射角（α）にて求まる。したがって、
交点Ｐｏ と最初の教示点Ｐｐとの座標関係からロボッ
トの加工ヘッド４を、今停止している交点ＰＩＩの上方
位置から最初の教示点Ｐｐの上方位置へ移動させるため
の移動情報が得られることになる。
交点Ｐｏ と最初の教示点Ｐｐとの座標関係からロボッ
トの加工ヘッド４を、今停止している交点ＰＩＩの上方
位置から最初の教示点Ｐｐの上方位置へ移動させるため
の移動情報が得られることになる。
このような動作原理に基づいて前記制御部１７は第８図
の流れ図に従ってロボットに対するティーチング処理を
実行するように構成されている。
の流れ図に従ってロボットに対するティーチング処理を
実行するように構成されている。
すなわち、電源が投入されて各種の初期処理が終了する
と、Ｑｌにてブラウン管１５に表示された第７図に示す
４個のスポット光Ｓ１．Ｓ２．３３ 。
と、Ｑｌにてブラウン管１５に表示された第７図に示す
４個のスポット光Ｓ１．Ｓ２．３３ 。
８４（７）各座標位ｆｉＸｔ 、 Ｙ２ 、 Ｘｌ 、
Ｙ４ （１）値を画像識別回路１６を介して読取る。
Ｙ４ （１）値を画像識別回路１６を介して読取る。
次に０２にて上記読取った各座標値を用いて、’（４）
、 （５１式にてワーク８表面上の光軸１９（Ｚ軸）
との交点ＰＧ における各傾斜角φ、θを算出する。傾
斜角φ、θの算出が終了すると、Ｑ３にて（３）式を用
いて交点ＰＧのＺ座標の値Ｚａを算出する。
、 （５１式にてワーク８表面上の光軸１９（Ｚ軸）
との交点ＰＧ における各傾斜角φ、θを算出する。傾
斜角φ、θの算出が終了すると、Ｑ３にて（３）式を用
いて交点ＰＧのＺ座標の値Ｚａを算出する。
以上の処理が終了すると、Ｑ４にてジョイステック１８
の操作にて最初の教示点Ｐ１の指示を待つ。最初の教示
点Ｐ１の指示が入力すると、Ｑ５にてその最初の教示点
に指定された教示点Ｐ１の座標値ＸＰ１．ＹＰ１を前述
の画像識別回路１６を介して読取る。座標値Ｘｐｌ、Ｙ
ｐｔが求まると、Ｑ６にて（６）式を用いて最初の教示
点Ｐ１の７座標値Ｚｐ１を算出する。最初の教示点Ｐ１
の座標（Ｘｐｌ、Ｙｐｔ 、ＺＰｌ ）が求まると、Ｑ
７にて交点Ｐａと最初の教示点Ｐｐとの座標関係からロ
ボットの加工ヘッド４に対する方向と距離からなる移動
情報を算出して、その移動情報に従って、加工ヘッド４
を最初の教示点Ｐ１の上方位置へ移動させる。この場合
、焦点Ｆと最初の教示点Ｐ１との距離は最初の焦点Ｆと
交点ＰＧ との距離に一致するように位置制御される。
の操作にて最初の教示点Ｐ１の指示を待つ。最初の教示
点Ｐ１の指示が入力すると、Ｑ５にてその最初の教示点
に指定された教示点Ｐ１の座標値ＸＰ１．ＹＰ１を前述
の画像識別回路１６を介して読取る。座標値Ｘｐｌ、Ｙ
ｐｔが求まると、Ｑ６にて（６）式を用いて最初の教示
点Ｐ１の７座標値Ｚｐ１を算出する。最初の教示点Ｐ１
の座標（Ｘｐｌ、Ｙｐｔ 、ＺＰｌ ）が求まると、Ｑ
７にて交点Ｐａと最初の教示点Ｐｐとの座標関係からロ
ボットの加工ヘッド４に対する方向と距離からなる移動
情報を算出して、その移動情報に従って、加工ヘッド４
を最初の教示点Ｐ１の上方位置へ移動させる。この場合
、焦点Ｆと最初の教示点Ｐ１との距離は最初の焦点Ｆと
交点ＰＧ との距離に一致するように位置制御される。
次に、Ｑ８にて加工ヘッド４の姿勢を傾斜角φ、θに応
じて予め定められた値に制御する。姿勢制御が終了する
と、Ｑ９にてこの最初の教示点Ｐ！に対応する加工ヘッ
ドの三次元座標および姿勢角度のデータを記憶部に格納
する。以上で最初の教示点Ｐ１に対するティーチング処
理を終了する。
じて予め定められた値に制御する。姿勢制御が終了する
と、Ｑ９にてこの最初の教示点Ｐ！に対応する加工ヘッ
ドの三次元座標および姿勢角度のデータを記憶部に格納
する。以上で最初の教示点Ｐ１に対するティーチング処
理を終了する。
最初の教示点Ｐ１に対するティーチング処理が終了する
と、ＱＩＯにてブラウン管１５上に表示されている最初
の教示点Ｐ１の近くの他の教示点Ｐを捜す。この捜す動
作においては、最初の教示点Ｐ１の明暗のレベルを画像
識別回路１６にて識別し、加工ヘッド４がこの教示点Ｐ
１へ移動した時点でこの最初の教示点Ｐ１を新しい交点
Ｐｏとする。次に、画像識別回路１６は隣接した画素の
中から航記明暗レベルに最も近い画素を隣接する教示点
ＰＮと識別する。教示点ＰＮは加工ヘッド４が前記移動
終了後、新しい教示点Ｐ１と自動指定される。
と、ＱＩＯにてブラウン管１５上に表示されている最初
の教示点Ｐ１の近くの他の教示点Ｐを捜す。この捜す動
作においては、最初の教示点Ｐ１の明暗のレベルを画像
識別回路１６にて識別し、加工ヘッド４がこの教示点Ｐ
１へ移動した時点でこの最初の教示点Ｐ１を新しい交点
Ｐｏとする。次に、画像識別回路１６は隣接した画素の
中から航記明暗レベルに最も近い画素を隣接する教示点
ＰＮと識別する。教示点ＰＮは加工ヘッド４が前記移動
終了後、新しい教示点Ｐ１と自動指定される。
そして、新しく最初の教示点Ｐ！と自動指定された教示
点ＰＮに対して前述したティーチング処理を実行する。
点ＰＮに対して前述したティーチング処理を実行する。
そして、Ｑｌｌにて教示点ＰＮが最終の教示点ＰＥに達
した時点でこのロボットに対する全てのティーチング処
理を終了する。
した時点でこのロボットに対する全てのティーチング処
理を終了する。
このように構成されたロボットの三次元ティーチング装
置であれば、ロボットの操作者は、ティーチング装置の
電源を投入して各スポット光１１１ｉ１１ａ、１１ｂ、
１１ｃ、１１ｄを点灯したのち、加工ヘッド４を例えば
けがき線９の最初の教示点Ｐ１の近傍位置へ移動して、
この最初の教示点Ｐ１がブラウン管１５に表示されたこ
とを確認し、そして、ジョイステック１８にてその最初
の教示点Ｐ１を指示指定するのみでよい。この最初の教
示点Ｐ１が指定されると、加工ヘッド４が自動的に最初
の教示点Ｐ１の上方位置へ移動して、教示点Ｐ１と所定
の間隔を保ち、かつ所定の姿勢角で停止する。そして、
この教示点Ｐ１に対する加工ヘッド４の座標および姿勢
データが記憶部に格納される。そして、格納が終了する
と、次に明るい教示点Ｐが最初の教示点Ｐ１と自動指定
され、加工ヘッド４はこの新しい最初の教示点Ｐ１へ移
動する。このように加工ヘッド４は次々と新しい教示点
ＰＮへ移動していく。
置であれば、ロボットの操作者は、ティーチング装置の
電源を投入して各スポット光１１１ｉ１１ａ、１１ｂ、
１１ｃ、１１ｄを点灯したのち、加工ヘッド４を例えば
けがき線９の最初の教示点Ｐ１の近傍位置へ移動して、
この最初の教示点Ｐ１がブラウン管１５に表示されたこ
とを確認し、そして、ジョイステック１８にてその最初
の教示点Ｐ１を指示指定するのみでよい。この最初の教
示点Ｐ１が指定されると、加工ヘッド４が自動的に最初
の教示点Ｐ１の上方位置へ移動して、教示点Ｐ１と所定
の間隔を保ち、かつ所定の姿勢角で停止する。そして、
この教示点Ｐ１に対する加工ヘッド４の座標および姿勢
データが記憶部に格納される。そして、格納が終了する
と、次に明るい教示点Ｐが最初の教示点Ｐ１と自動指定
され、加工ヘッド４はこの新しい最初の教示点Ｐ１へ移
動する。このように加工ヘッド４は次々と新しい教示点
ＰＮへ移動していく。
このように、操作者は最初の教示点Ｐ１を指示するのみ
で自動的にティーチングが実行されていくので、ティー
チング作業能率を大幅に向上することが可能である。そ
の結果、ロボットの稼動率を大幅に向上できる。
で自動的にティーチングが実行されていくので、ティー
チング作業能率を大幅に向上することが可能である。そ
の結果、ロボットの稼動率を大幅に向上できる。
また、作業者が目視で各教示点Ｐに対する加工ヘッド４
の位置、姿勢をセットする□必要ないので、ティーチン
グ精度を向上でき、ワーク８の加工精度を向上できる。
の位置、姿勢をセットする□必要ないので、ティーチン
グ精度を向上でき、ワーク８の加工精度を向上できる。
なお、本発明は上述した実施例に限定されるものではな
い。実施例においては、最初の教示点Ｐ１を指定する手
段としてジョイスティック１８を用いたが、ライトベン
、デジタイザ、トラックボール等の電気的にブラウン管
１５上で任意の位置（座標）を指定できるものであれば
よい。さらに、スポット光源の設置数も４個に限定され
るものではなく、３個以上であればよい。
い。実施例においては、最初の教示点Ｐ１を指定する手
段としてジョイスティック１８を用いたが、ライトベン
、デジタイザ、トラックボール等の電気的にブラウン管
１５上で任意の位置（座標）を指定できるものであれば
よい。さらに、スポット光源の設置数も４個に限定され
るものではなく、３個以上であればよい。
また、実施例の４個のスポット光源の代わり光を１個の
リング状又は円状にワーク上に照射して、リング又は円
とブラウン管の座Ｗ、軸との交点を前述の４個のスポッ
ト光に対応させてもよい。
リング状又は円状にワーク上に照射して、リング又は円
とブラウン管の座Ｗ、軸との交点を前述の４個のスポッ
ト光に対応させてもよい。
さらに、ＣＯ２レーザ切断用ロボットの他に、溶接ロボ
ット、シール剤塗布ロボット、その他のロボットに組込
むことが可能である。
ット、シール剤塗布ロボット、その他のロボットに組込
むことが可能である。
［発明の効果コ
以上説明したように本発明によれば、熟達した作業者を
必要とせず、しかも短時間にロボットのヘッドを連続的
なけがき線に沿って連続して移動する動作と、移動動作
中たえずヘッドのワーク表面に対する姿勢角を一定に制
御する作業と、ヘッドとワーク表面との間の距離を一定
に制御する作業とを自動的にロボットにティーチングで
きるようにしている。したがって、ロボットに対するテ
ィーチング作業を正確にかつ能率的に実施でき、ロボッ
トの稼動率を大幅に向上できる。
必要とせず、しかも短時間にロボットのヘッドを連続的
なけがき線に沿って連続して移動する動作と、移動動作
中たえずヘッドのワーク表面に対する姿勢角を一定に制
御する作業と、ヘッドとワーク表面との間の距離を一定
に制御する作業とを自動的にロボットにティーチングで
きるようにしている。したがって、ロボットに対するテ
ィーチング作業を正確にかつ能率的に実施でき、ロボッ
トの稼動率を大幅に向上できる。
図は本発明の一実施例に係わるロボットの三次元ティー
チング装置を示すものであり、第１図は全体の概略構成
図、第２図はロボット全体を示す斜視図、第３図は同テ
ィーチング装置の要部を取出して示す斜視図、＠４図は
同要部の詳細を示す切欠斜視図、第５図および第６図は
同装置の動作原理を説明するための図、第７図はブラウ
ン管の表示画面を示す図、第８図は動作を示す流れ図で
ある。 １・・・ロボット本体、４・・・加工ヘッド、７・・・
ティーチング装置本体、８・・・ワーク、９・・・けが
き線、１１ａ、１１ｂ、Ｉｌｃ、１１ｄ・２ポツト光源
、１３・・・教示点、１４・・・カメラ、１５・・・ブ
ラウン管、１６・・・画像識別回路、１７・・・制御部
、１８・・・ジョイスティック、１９・・・光軸、Ｆ・
・・焦点、ＰＯ・・・交点、Ｐｌ・・・最初の教示点、
Ｓｌ、Ｓ２．８３ 。 Ｓ４・・・スポット光。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第１図 第４図 第５図 （ａ） （ｂ） 第６図 第７図
チング装置を示すものであり、第１図は全体の概略構成
図、第２図はロボット全体を示す斜視図、第３図は同テ
ィーチング装置の要部を取出して示す斜視図、＠４図は
同要部の詳細を示す切欠斜視図、第５図および第６図は
同装置の動作原理を説明するための図、第７図はブラウ
ン管の表示画面を示す図、第８図は動作を示す流れ図で
ある。 １・・・ロボット本体、４・・・加工ヘッド、７・・・
ティーチング装置本体、８・・・ワーク、９・・・けが
き線、１１ａ、１１ｂ、Ｉｌｃ、１１ｄ・２ポツト光源
、１３・・・教示点、１４・・・カメラ、１５・・・ブ
ラウン管、１６・・・画像識別回路、１７・・・制御部
、１８・・・ジョイスティック、１９・・・光軸、Ｆ・
・・焦点、ＰＯ・・・交点、Ｐｌ・・・最初の教示点、
Ｓｌ、Ｓ２．８３ 。 Ｓ４・・・スポット光。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第１図 第４図 第５図 （ａ） （ｂ） 第６図 第７図
Claims (1)
- ワーク上の予め指定された連続的な複数の教示点へヘッ
ドを順次移動させながら前記ワークの前記各教示点に対
して前記ヘッドを自動動作させるロボットにおいて、前
記ヘッド近傍の３箇所以上の位置に設置され、前記ワー
クの表面を予め定められた所定の照射角でスポット照射
する３個以上のスポット光源と、前記ヘッド近傍に設置
され、前記各スポット光源にて照射された前記ワーク上
のスポット光およびこのワーク上に描かれた前記各教示
点を撮像する撮像装置と、この撮像装置にて撮像された
前記各スポット光と前記各教示点とを表示するブラウン
管表示部と、このブラウン管表示部に表示された前記各
スポット光の二次元的位置関係および前記照射角から前
記ヘッドの、前記ワーク上の各スポット光間の位置関係
にて決まる基準位置までの距離および前記ワーク表面に
対する傾斜角を算出する基準位置算出手段と、前記ブラ
ウン管表示部に表示された前記各教示点の明暗を複数段
階に識別する画像識別回路と、前記ブラウン管表示部に
表示された前記各教示点のうちの最初の教示点を指定す
る指定手段と、この指定手段にて指定された最初の教示
点と前記基準位置との二次元的な位置関係を、自動計測
する自動計測手段と、この自動計測手段にて計測された
位置関係と前記基準位置の前記ヘッドとの間の距離およ
び前記傾斜角を用いて前記ヘッドの前記最初の教示点ま
での移動情報を算出する移動情報算出手段と、この移動
情報算出手段にて算出された移動情報に基づいて前記ヘ
ッドを前記最初の教示点へ移動する移動手段と、この移
動手段にて移動された前記ヘッドの姿勢を前記傾斜角に
基づいて制御する姿勢制御手段と、前記画像識別回路に
て前記最初の周囲の画素からその教示点の明暗に最も近
い画素を捜し出して隣接する教示点を識別し、この隣接
する教示点を最初の教示点に置換えるように順次自動指
定する自動指定手段と、この自動指定手段にて順次指定
された教示点へ前記ヘッドを順次移動させ順次姿勢制御
する手段とを備えたことを特徴とするロボットの三次元
ティーチング装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22166384A JPS61100809A (ja) | 1984-10-22 | 1984-10-22 | ロボツトの三次元テイ−チング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22166384A JPS61100809A (ja) | 1984-10-22 | 1984-10-22 | ロボツトの三次元テイ−チング装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61100809A true JPS61100809A (ja) | 1986-05-19 |
Family
ID=16770306
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22166384A Pending JPS61100809A (ja) | 1984-10-22 | 1984-10-22 | ロボツトの三次元テイ−チング装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61100809A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6311291A (ja) * | 1986-07-03 | 1988-01-18 | 三菱電機株式会社 | 遠隔操作式マニピユレ−タ装置 |
| JPS63198102A (ja) * | 1987-02-13 | 1988-08-16 | Toshiba Corp | 実装手順作成装置 |
| JPS6440290A (en) * | 1987-08-04 | 1989-02-10 | Meidensha Electric Mfg Co Ltd | Profile controller for robot |
| JPH01103653U (ja) * | 1987-12-25 | 1989-07-13 | ||
| JPH0256737U (ja) * | 1988-10-19 | 1990-04-24 | ||
| EP0360398A3 (en) * | 1988-09-22 | 1991-11-27 | Td Quilting Machinery | Automatic quilting machine for specialized quilting of patterns which can be controlled by a remote joystick and monitored on a video screen including pattern duplication through a reprogrammable computer |
| WO2007025658A1 (de) * | 2005-08-27 | 2007-03-08 | Abb Research Ltd. | Verfahren und system zur erstellung eines bewegungsablaufes für einen roboter |
| JP2011257267A (ja) * | 2010-06-09 | 2011-12-22 | Kawada Industries Inc | 撮像面位置検出装置およびそれを具える作業ロボット |
| WO2022071585A1 (ja) * | 2020-10-02 | 2022-04-07 | 川崎重工業株式会社 | ロボットシステム及びロボットシステムの制御方法 |
-
1984
- 1984-10-22 JP JP22166384A patent/JPS61100809A/ja active Pending
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6311291A (ja) * | 1986-07-03 | 1988-01-18 | 三菱電機株式会社 | 遠隔操作式マニピユレ−タ装置 |
| JPS63198102A (ja) * | 1987-02-13 | 1988-08-16 | Toshiba Corp | 実装手順作成装置 |
| JPS6440290A (en) * | 1987-08-04 | 1989-02-10 | Meidensha Electric Mfg Co Ltd | Profile controller for robot |
| JPH01103653U (ja) * | 1987-12-25 | 1989-07-13 | ||
| EP0360398A3 (en) * | 1988-09-22 | 1991-11-27 | Td Quilting Machinery | Automatic quilting machine for specialized quilting of patterns which can be controlled by a remote joystick and monitored on a video screen including pattern duplication through a reprogrammable computer |
| JPH0256737U (ja) * | 1988-10-19 | 1990-04-24 | ||
| WO2007025658A1 (de) * | 2005-08-27 | 2007-03-08 | Abb Research Ltd. | Verfahren und system zur erstellung eines bewegungsablaufes für einen roboter |
| DE102005040714B4 (de) * | 2005-08-27 | 2015-06-18 | Abb Research Ltd. | Verfahren und System zur Erstellung eines Bewegungsablaufes für einen Roboter |
| JP2011257267A (ja) * | 2010-06-09 | 2011-12-22 | Kawada Industries Inc | 撮像面位置検出装置およびそれを具える作業ロボット |
| WO2022071585A1 (ja) * | 2020-10-02 | 2022-04-07 | 川崎重工業株式会社 | ロボットシステム及びロボットシステムの制御方法 |
| JPWO2022071585A1 (ja) * | 2020-10-02 | 2022-04-07 | ||
| CN116249590A (zh) * | 2020-10-02 | 2023-06-09 | 川崎重工业株式会社 | 机器人系统及机器人系统的控制方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5267143A (en) | Vision assisted fixture construction | |
| CN100434221C (zh) | 控制焊接三维结构的方法 | |
| US9110466B2 (en) | Programming method for a robot, programming apparatus for a robot, and robot control system | |
| US11247335B2 (en) | Semi-autonomous robot path planning | |
| CN113305849A (zh) | 一种基于复合视觉的平板坡口智能切割系统及方法 | |
| JP2005106825A (ja) | 受像装置の位置および方向づけの決定方法および装置 | |
| WO2018173656A1 (ja) | 溶接パス情報の取得方法および溶接ロボットシステム | |
| JP2019063954A (ja) | ロボットシステム、キャリブレーション方法及びキャリブレーションプログラム | |
| CN109862989A (zh) | 激光焊接时的基于图像的技术选择 | |
| JPS6215063A (ja) | 罫書き線追従装置における距離、姿勢制御装置 | |
| TWI757108B (zh) | 操作路徑產生方法及系統 | |
| JP4289169B2 (ja) | 複数ロボット間の相対位置計測方法 | |
| JPS61100808A (ja) | ロボツトの三次元テイ−チング装置 | |
| US20230409149A1 (en) | Virtual buttons for augmented reality light guided assembly system and calibration method | |
| JPS61274853A (ja) | 罫書き線追従装置 | |
| CN117283206A (zh) | 一种焊接机器人焊缝轨迹确认方法 | |
| CN115741698A (zh) | 用于移动式焊接机器人现场作业的快速标定系统及方法 | |
| JP2023007886A (ja) | 補正システム及び教示データの補正方法 | |
| JP2519442B2 (ja) | 工作線追従方法 | |
| JPH05197416A (ja) | ロボット動作点教示装置 | |
| JPS62282880A (ja) | ロボツトの三次元テイ−チング装置 | |
| JPH04190990A (ja) | レーザ溶接装置およびレーザ溶接方法 | |
| JP2015131335A (ja) | レーザ加工ロボットシステムを用いた教示方法 | |
| JP2543091B2 (ja) | ロボットの倣い制御装置 | |
| JPS63196357A (ja) | 工作線追従装置 |