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    公开号:WO1990002029A1
    申请号:PCT/JP1989/000850
    申请日:1989-08-22
    公开日:1990-03-08
    发明作者:Takashi Mitomi；Takafumi Tetsuya；Katsuyoshi Satoh
    申请人:Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.；
    IPC主号:G05B19-00
    专利说明:
    [0001] 明 細 書
    [0002] 発明の名称 .
    [0003] ロ ボッ トの動作教示方法および制御装置
    [0004] 技術分野
    [0005] 本発明は、 産業用ロ ボッ ト の動作教示方法および制御装置に 関する。 特に、 複数台の口ボッ ト マニ ピュ レ ータ で 1 つの ヮ ー クを把持して移動する動作のよ うに複数のロ ボッ ト マニピユレ タが互いの相対位'置を保つて動作する作業の教示を容易るも のにする教示方法と制御装置に関する。
    [0006] 背景技術
    [0007] 複数のロ ボッ トマニ ピュ レ ータが 1 つのヮ —クを把持して移 動するとい う よ う 複数ロ ボ ッ ト の協同作業では、 複数の口 ボ ッ ト マニビユレ -タが互いの枏対位置を正確に保つて動作する 必要がある。 従来、 このよ う ¾動作を教示する方法と して次の よ うなものがあった。
    [0008] 第 1 の方法は、 オ フ ラ イ ン教示であ 、 ロ ボ ッ ト の動作位置 を計算機上のデ -タと して数値入力し設定教示するものである c 第 2 の方法は、 テ ィ —チ ングボ ッ ク ス等を用いて実際の作業 での動作位置にロボッ トをマ二ユア/レ動作させ、 その時のロボ ッ トの位置姿勢を検出し記憶することによ ]9 、 ロ ボッ ト の動作 位置を教示するものである。 この方法では、 複数のロボッ トそ れぞれについて、 先端のハ ン ド姿勢も含めた相対位置を正確に 保つた位置姿勢をマ二ユア 動作で教示することは非常に難し い。 そこで、 協同作業のはじめの位置のみ複数ロ ボッ トの位置 教示を行い、 その後の協同作業の教示位置は複数ロボッ トのう • ちのいずれか 1 つのロボッ トの動作位置を教示し、 運転動作時 には前記位置教示されたロボッ トの動作経路に対してはじめの 複数ロボッ トの教示位置間の相対位置を保つように複数ロボッ トに動作させるといった方法がとられることもあった。 この方 5 法の一例を第 2図に示す。 この例では、 第 1 のロボッ トマニピ ュレ ^"タの動作位置姿勢 P 1 , P 2 , P 3 , P 4と、 P 1 に対 応する第 2のロボッ ト マニピユレ ^"タの動作位置姿勢 Q 1 を教 示し、 P 1 と Q 1 の相対位置と P 2 , P 3 ， P 4から第 2の口 ボッ ト マニピュレータの動作位置姿勢 Q 2 , Q 3 , Q 4を計算 10 によ ]？決定し、 各マニピュレ ータの動作経路を補間している。
    [0009] しかし、 上記第 1 の方法では、 計算機上のデ タとして数値 入力して設定するため、 実際のワ -クに対するロボッ トの動作 位置の教示精度が必ずしも良く い場合がある。
    [0010] 上記第 2の方法では、 実際の動作位置にロボッ トをマ二ユア 5 レ動作させて位置を検出記憶するため、 教示精度は良いが、 全 ての動作位置をロボッ トマニピュ レ -タの動作位置で教示する ため、 ワークを把持して動作する場合には把持位置を正確に教 示することにな 、 ヮ クの移動経路を主体にした教示ができ ない。 特に、 ワークに関するセンサの位置検出値からワ ^クの 20 移動位置 '姿勢に動作補正を行う よう 場合、 ロボッ トマニピ
    [0011] - ユレ タの把持位置の列で動作経路を教示すると、 動作補正後 の動作目標位置はすべて口ボッ ト マニピュレ -タの把持位置に 変換計算する形でプログラム し ¾ければ ¾らず、 プログラ ミ ン グが面倒になるという問題がある。
    [0012] 25 また、教示の際に把持姿勢を精細に教えることは難しいが、 大きな - δ -
    [0013] • ワ ークを 2台のロボヅ トマニ ピュ レ^タで把持して移動する動作 の教示を 1 台の ボッ ト マ -ピユ レ -タの把持位置で教示する と、 例えば第 1 了図のよ うに教示時の把持姿勢のわずかな違い がワ ークの他端では大きる変位と ！） 、 これが他端を把持する ロボッ ト マニ ピュ レ ータの動作にと って問題と ることがある, 本発明の目的は、 実際のヮ ク の移動位置をも とにし がら 複数ロ ボッ ト マニピユ レ タの動作教示を精度よ くかつ容易に 行う ことができ 、 ヮ ーク位置姿勢に関するセ ンサフ ィ ー ドバッ クの対応も容易な ヮ ーク主体の教示方法とそのためのロボッ ト マニピユ レ —タの制御装置を提供することである。
    [0014] 発明の開示
    [0015] 上記課題を解決するために、 本発明の第 1 の発明のロ ボッ ト の 動作教示方法では、 ロボッ トをマニ ュ ア 動作させてロボ ッ ト先 端位置を記憶させることにより、 移動経路上の代表的な位置と姿 勢を表わす参照点と運転動作時のロボッ ト先端の動作位置の前記 参照点からの相対位置とを教示し、 参照点の列で運転動作時の ロボッ ト先端の動作位置経路を指定するという方法をと つてい る。 1 つのワ ークを複数のロボッ ト マニ ピュ レ ^タで把持し移 動する場合には、 ワ ーク上の特定の点を参照点と してロ ボッ ト に記憶させ、 前記参照点と各ロボッ トの把持位置の相対位置を 教示し、 ヮ クの移動を、 参照点の列で指定することにるる。
    [0016] また、 本発明の第 2の発明のロボッ トの制御装置では、 ロボ ッ トをマニ ュ ア 動作させる手段と、 ロ ボッ ト先端の現在位置 又は現在位置姿勢を検出して記憶する手段と、 記憶された複数 の位置から参照点を算出し記憶する手段と、 参照点の 1 つから のロボッ ト先端の位置姿勢の相対位置を算出し記憶する手段と、 記憶された参照点と相対位置を指定されてこれらをもとにロ ボ ッ ト の動作目標位置を算出しロ ボッ トに動作させる手段と、 現 在の参照点と次の参照点を指定されて、 現在の参照点とロボッ ト先端の相対位置を保ちながら、 現在の参照点と次の参照点の 間を補間して参照点を移動するよ うにロ ボッ トを動作させる手 段を有している。
    [0017] また、 本発明の第 3の発明のロボッ トの制御装置では、 ロボ ッ トをマニ ュ ア 動作させる手段と、 ロボッ ト先端の現在位置 または現在位置姿勢を検出して記憶する手段と、 記憶された位 置又は位置姿勢を参照点とし、 参照点の 1 つからのロボッ ト先 端の位置姿勢の相対位置を算出し記憶する手段と、 記憶された 参照点と相対位置を指定されてこれらをもとにロボッ トの動作 目標位置を算出しロボッ トに動作させる手段と、 現在の参照点 と次の参照点を指定されて、 現在の参照点とロ ボッ ト先端の相 対位置を保ちながら、 現在の参照点と次の参照点の間を補間し て参照点を移動するようにロボッ トを動作させる手段を有して いる。
    [0018] 本発明の第 1 の発明のロボッ ト の動作教示方法では、 マニ ュ ア 動作させてロ ボッ ト先端位置を記憶することによ ]9参照点 を教示しているため、 ヮ ^クを移動させる場合には、 ワークの 実際の位置をロボッ トのもつ精度で教示することができ、 運転 動作時のロ ボッ ト先端の参照点からの相対位置を教示して、 動 作位置経路の指定は参照点の列で行う という方法をと つている ため、 ワ クを把持して移動する動作の教示では、 ワ クの移 動経路と把持位置の教示を分離でき、 セ ンサ フ ィ ^ " ドバック等 によ ]9 ワ -クと把持位置の関係が変わる場合にも動作制御の対 応が容易と る。
    [0019] 本発明の第 2 の発明のロボ ッ ト の制御装置では、 ロ ボッ トを マニ ュ ア 動作させる手段と、 ロ ボ ッ ト の現在位置姿勢を記憶 する手段によ 、 ヮ クの実際の移動位置に基づく点位置と把 持位置を記憶することができ、 記憶された複数の位置から参照 点を算出し記憶する'手段によ 、 複数の前記ワ -クの移動位置 に基づく点位置から、 ワ クの移動経路の代表位置が算出でき . 参照点の 1 つからのロボッ ト先端の位置姿勢の相対位置を算出 し記憶する手段によ 、 ワ ク の把持位置とワ ーク の移動経路 の代表位置との相対位置を算出することができ、 参照点と相対 位置を指定されてロ ボッ トの動作目標位置としてロボッ トに動 作させる手段によ ] 、 ワ -クの把持点までロボ ッ トを動作させ ることができ、 現在の参照点と次の参照点を指定されて現在の 参照点とロ ボッ ト先端の相対位置を保ちながら現在の参照点と 次の参照点の間を補間して参照点を移動するよ うにロ ボッ トを 動作させる手段によ 、 ヮ クの移動経路を参照点の移動と し て教示してロ ボッ トに動作させることができる。
    [0020] 本発明の第 3の発明のロボッ トの制御装置では、 記憶された 位置 ·姿勢をそのまま参照点と していること以外は、 第 2の発 明のロボッ トの制御装置と同様の作用をする。
    [0021] 図面の簡単な説明
    [0022] 第 1 図は本発明の教示方法の一例の説明図、 第 2図は従来の 教示方法の一例の説明図、 第 3図は本発明の一実施例における ロ ボッ ト マニピユレータの軸搆成の説明図、 第 4図は本実施例 におけるシステム.構成の説明図、 第5図は制御装置のハ - ドウ エア構成図、 第6図は中央制御ュニッ ト の構成図、 第 7図は演 算ュニッ トの構成図、 第8図はサーボ制御ュニッ トの搆成図、 第 9図はティ 一チ ングボッ ク スの処理に関する処理のフロ ーチ ヤ ー ト、 第 1 O図は 3つの位置から参照点を算出し記憶する処 理のフ ロ ーチ ャ ー ト 、 第 1 1 図は 3つの位置と参照点の関係の 説明図、 第 1 2図は 2つの位置から参照点を算出し記憶する処 理のフ ロ ーチ ャ ー ト 、 第 1 3図は 2つの位置と参照点の関係の 説明図、 第 1 4図は相対位置を算出し記憶する処理のフロ -チ ヤ ト 、 第 1 5図は参照点と相対位置を指定してロボ ッ トに動 作させる処理のフ ロ ーチ ャ ー ト 、 第 1 6図 (a)，（ )は現在の参照 点と次の参照点を指定されて、 現在の参照点と ロボッ ト先端の 相対位置を保ちながら、 現在の参照点と次の参照点の間を補間 して参照点を移動するよ うにロボッ トを動作させる処理のフ ロ チ ャ ト 、 第 1 7図は従来例における把持位置教示点の姿勢 の逢いによる他端の把持位置の変位の例を示す説明図である。 発明を実施するための最良の形態
    [0023] 以下、 実施例を用いて本発明のロボッ トの動作教示方法およ び制御装置について説明する。
    [0024] 本実施例におけるロボッ トは第 3図に示す軸構成を有する口 ボ ッ ト マニ ピュ レ ータであ ] 、 第 4図のよ うに前記ロボ ッ ト マ ニピユレ タ 2台が制御装置に接続され、 制御装置からの制御 によ 動作する。 各ロボッ ト マニピュレータは第 3図の軸構成 で示すとお！） 6個の関節をモ タで駆動され、 可動範囲内で先 一 Ί —
    [0025] 端のハ ン ド位置 Ρ と姿勢 （ η ， ο ， a )を任意にとることが可 能である。 ただし、 Pは本実施例のシス テム で固定した座標系 ( 0 , X , Υ , Z )におけるハ ン ド位置べク ト ノレであ])、 ( η , 0 , a )は前記座標系においてハ ン ドの姿勢を表わす 3つの互 いに直交する単位べク ト ノレである。
    [0026] 制御装置は、 前記各モ -タに取 i 付けられたェ ンコ ダによ 1)モ -タの現在位置すなわち関節角度を検出し、 前記各モ -タ を駆動しフ ィ ー ドバック制御することによ ]9、 各ロボッ トマ二 ピユ レ ータ の動作を制御する。
    [0027] 第 5図に制御装置の構成を示す。 中央制御ュニッ ト Οは、 第 6図に示すよ うにマイ ク ロ コ ン ピュ ータ 1 6 とメ モ リ 1 7と I /O 1 8から構成され、 マイ ク ロ コ ン ピュ ータ 1 6はメ モ リ 1 了に格納されたプロ グラムによ ] 動作する。 1 0 1 8には、 通信線 1 9 ， 2 0にてコ ンソ一ノレ端末8 とティ 一チ ングボッ ク ス 7が接続され、 本シス テムの操作者がコ ンソ ー 端末8から 入力する信号に従って中央制御ュ-ッ ト 1 oのマイ クロコ ン ピ ユータ 1 6は適当なプロ グラムを実行し、 ロ ボッ ト マニ ピユ レ タの制御を行う。 演算ユニッ ト 1 1 ， 1 2はそれぞれ対応す るロボッ ト マニ ピュ レ ータの制御演算を行う も のであ ] 、 第 7 図に示すよ うにマイ ク ロ コ ン ピュ ータ 2 2とメ モ リ 2 3とパス 9を介して中央制御ュニッ ト 1 Oから読み書き可能な 2ポー ト R A 2 1 から構成されている。 サーボ制御ュニッ ト 1 3，1 4 には、 現在位置を検出するためのェ ンコ ーダの取 付けられた モータ 1 5(1)〜 1 5 (12)が接続され、 第 8図に示すように前記 モータ 1 5 (1)〜 1 5 (12)を制御するための P W M回路を含む I / O 24とマイクロコ ンピュ ータ 2 5とメモ リ 2 6とバ ス 9 を介して演算ュ ッ ト 1 1 ， 1 2から読み書き可能 2ポート R A M 2ァから構成されている。
    [0028] ロボッ トマニピュレータの動作を行わせる場合には、 中央制 御ユニッ ト 1 0力 ら演算ユニッ ト 1 1 ， 1 2の 2ポー ト R A M 2 1 に動作のコマン ドとロボッ ト マニピユレ タの先端のハン ド位置姿勢の目標位置座標 （ ni , oi， ai ， pi ) ( i= i ，2 ) を書き込むことによ ] 、 中央制御ュ-ッ ト 1 oは演算ュニッ ト 1 ， 1 2にロボッ ト マニピュレータの動作指令を行う。 演算 ユニッ ト 1 1 ， 1 2は、 中央制御ュニッ ト 1 Oからの動作指令 に応じて、 ハン ド位置姿勢の目標位置姿勢の目標位置姿勢
    [0029] ( η± , θί , ¾ί , Ρ ΐ )からいわゆる逆変換の演算を行い口ボッ ト マニピュ レ -タの各闋節角度を算出し、 求められた関節角度 に対応するモータの回転角度を目標値として、 サーボ制御ュニ ッ ト 1 3 ， 1 4の 2ボー ト に動作のコマ ン ドと各モ
    [0030] —タの目標値を書き込むことによ ] サーボ制御ュニッ ト 1 3 ， 1 4に動作指令を行う。 サーボ制御ュニッ ト 1 3 , 1 4は、 演 算ユニッ ト 1 ， 1 2からの動作指令に応じて、 各モータ 1 5 (1)〜 1 5 (12)に取 )付けられたェン コ ーダから得られるモータ の現在位置と演算ュニッ ト 1 1 ， 1 2から 2 ポー ト
    [0031] に書き込まれた目標値にしたがって、 モータ 1 5(1)〜1 5 (12) の動作を制御する。 以上のようにして、 中央制御ュニッ ト 1 O からの動作指令によ ] 、 ロボッ トマニピュレータのハ ン ド位置 姿勢を所望の位置に動作させることができる。
    [0032] 次に、 本実施例の制御装置において、 第 2および第 3の発明 の制御装置を構成する各手段について説明する。
    [0033] ロボッ ト をマ ユアノレ動作させる手段は、 ティ ーチ ングボッ タ ス 7 と中央制御ュニ ッ ト 1 Oのマイ ク ロ コ ン ビュ タ 1 6の プロ グラムによ ]5実現される。 テ ィ 一チ ングボ ッ ク ス 了はマイ ク ロコ ン ピュ ータを内蔵し、 操作者から制御装置への入力手段 と して、 複数個のキ と通信機能を有している。 すなわち、 操 作者がキーを押している間、 ティ ^チ ングボッ ク ス 7内のマイ ク ロ コ ン ピュ ータは'通信によ 制御装置の中央制御ュニ ッ ト 10 に対して押されたキ に対応するコ ドを送信する。 中央制御 ユニッ ト 1 0は、 プロ グラムによ 、 ティ ーチングボッ ク ス 7 から送られたコ ー ドに従ってロボッ ト マニ ピュ レ ータに動作指 令を行う。 このプロ グラムは、 コ ンソ ^"ノレ端末8からの入力に よ ] 起動され、 ティ ーチングボッ ク ス 7の終了キ ー入力によ ]9 終了する。 第 9図に処理のフ ロ一を示す。
    [0034] ロボッ ト先端の現在位置を検出し記憶する手段は、 次のよ う に実現されている。 中央制御ュニッ ト 1 oから演算ュニッ ト 1 1 ， 1 2へ 2ポ - " ト R A M 2 1 を介して現在位置検出の指令 が送られ、 演算ュニッ ト 1 1 ， 1 2はこれに じてサーボ制御 ュ 、リ ト 1 3 ， 1 4に現在位置検出の指令を送る。 サ -ボ制御 ュニッ ト 1 3 ， 1 4は各モータ 1 5(1)〜 1 5(12) に取 ] 付けら れたェ ンコ ーダのカ ウ ンタ を読み出し、 演算ユニッ ト 1 1 ， 12 への応答と して各モータ 1 5(1)〜 1 5 (12)の回転角度を 2ポー ト R A M 2 7に書き込む。 演算ユニ ッ ト 1 1 ， 1 2は 2ポー ト R A M 2 7から各モ タの回転角を読み出して、 各関節の回転 角度を求め、 さらにいわゆる正変換を行い、 各関節角度から口 ボッ ト マニ ピュ レ ータの先端位置姿勢 （ η , 0 ， a ， p )を算 出し、 中央制御ュ.ニッ ト 1 Oへの応答として 2ポート R A M 21 に先端位置姿勢デ -タを書き込む。 中央制御ュニ ッ ト 1 Oは、 2ポート R A M 2 1 から先端位置姿勢データを読み出し、 中央 制御ュニ ッ ト 1 O内のメ モ リ 1 7に、 先端位置姿勢デ—タに対 応する名前とともに格钠する。 名称は、 コ ンソ — ノレ端末 8から 操作者が入力したものを中央制御ュニ ッ ト 1 Oが読み込む。 現 在位置を検出し記憶する手段は、 第 9図の現在位置記憶処理と して、 ティ ーチ ングボッ ク ス 7の操作によ ] 起動される。
    [0035] 先端位置姿勢のデ -タは、 姿勢を表す 3つの直交する単位べ ク ト ノレ （ n ， 0 ， a ) と位置を表すべク トノレ Pから構成される が、 参照点のデータも全く同じ構成となっている。 したがって 第 3の発明の制御装置のように現在位置を検出し記憶する手段 で記憶された先端位置姿勢デ タをそのまま参照点として用い ることが可能である。
    [0036] 次に、 記憶された複数の位置から参照点を算出し記憶する手 段について説明する。 前記手段は本実施例では、 中央制御ュニ ッ ト 1 Oのプログラムとして実現されてお ] 、 3つの位置から 参照点を算出するものと、 2つの位置から参照点を算出するも のの 2種類があ])、 いずれもコ ンソ ー スレ端末8からの入力によ )起動される。
    [0037] 3つの位置から参照点を算出し記憶する処理のフ ロ ーチ ャ - トを第 1 O図に示す。 參照点 S = ( n s , o s , a s , p s )の算出 は次のような計算によ！）行う。
    [0038] P s = P 1 ns = ( P 2—P 1 )/ I P 2— P 1 I
    [0039] w 1 = P 3 - P 1
    [0040] w 2 = w 1- (w 1 - ns )ns
    [0041] 0 s = w 2/l w 2 I
    [0042] as = ns X os
    [0043] ここでは、 第1 1 図に示すよ うに PSは と同じであ j 、 nsは、 P から P 2へ向かう単位べク ト ノレ、 osは、 P 2 と P i を結ぶ直線に P 5から降した垂線の方向の単位べク ト 、 asは ns と os の外積とな っている。
    [0044] 2つの位置から参照点を算出し記憶する処理のフ ロ チ ヤ トを第 1 2図に示す。 参照点 S = ( ns ， O s , as ，Ps ) の算出 は次のよう 計算によ ] 5行う。
    [0045] a s = ( o , ο , 1 ) τ
    [0046] P s = ι
    [0047] w ι = p 2— p ι
    [0048] w 2 = 1— ( w 1 · a s ) a s
    [0049] n s = w 2/ I w 2 I
    [0050] os = as X ns
    [0051] ここでは、 第 1 3図に示すように、 P Sは と同じであ 、 asは、 ヮーノレド座標系の Z方向単位べク ト ノレであ] 、 nsは、 PSから a s方向に伸ばした直線に P 2から降した垂線の方向の 単位べク ト ノレであ 、 osは as と nsの外積である。
    [0052] 参照点の 1 つからのロ ボ ッ トの先端の位置姿勢の相対位置を 算出し記憶する手段は、 次の計算を行い結果をメ モ リ 1 7に格 納する中央制御ュニッ ト 1 Oのプロ グ ラムによ ] 実現されてい る。 第 1 4図に処理のフ ロ ーチャ ー トを示す。
    [0053] n g o s a s p s、
    [0054] S = ( 4 X 4 )行列
    [0055] 、0 O O n o a P
    [0056] P = ( 4 X 4 )行列
    [0057] 、0 O O 1
    [0058] とすると相対位置（ nr ,Or , ar ,Pr )は、 として計算される。
    [0059] 記憶された参照点と相対位置を指定されてこれらをもとに口 ボッ ト の動作目標位置を算出しロボッ トに動作させる手段は、 中央制御ュ-ッ ト 1 Οのプログラムで実現されている。 第 1 5 図に処理のフロ ーチ ヤ トを示す。 参照点 S==(ns ,os ,as ,ps ) と相対位置 R = ( nr，Or，ar ,Pr ) とから、 動作目標の先端 位置姿勢 ( n , o , a , ρ )は、
    [0060] として計算される。
    [0061] 現在の参照点と次の参照点を指定されて、 現在の参照点と口 ボッ ト先端の相対位置を保ちるがら、 現在の参照点と次の参照 点の間を補間して参照点を移動するようにロボッ トを動作させ る手段は、 中央制御ュニッ ト 1 Oのプログラムによ 実現され ている。 第 1 6図 (a)，（b)に処理のフ口 一チ ヤ ートを示す。 先端 位置姿勢 T = (lit，0t，at，Pt ) の現在の参照点 S0 =(nso ©so ， aso .Pso )に対する相対位置 R = (nr , or , ar j P r ) は、 次のよ うに算出する。
    [0062] nr °r ar °t at Ptヽ 、o O O o o
    [0063] また、 補間点 S (i)= ( nsi ,osi ,asi ,psi ) と相対位置 R = ( nr , or , ar , pr ) から第 i番目の先端位置姿勢の動作目標 T(i)= ( nti , o ti , at i , p ti ) は次のよ うに算出する。
    [0064] 'nti °ti Hi iPsi ,nr °r ar Pr、 、o o o 1 ノ 0 0 0 1 上記各手段において、 2つのロボッ ト マニ ピュ レ ータについ て機能させる場合には、 対応する各演算ュニッ ト 1 1 ， 1 2に 指令を順次送 ]9、 フ ロ チ ヤ ^" トにおける各種演算処理も 2台 のロボッ ト マニ ピュ レ ータそれぞれに対応して実行する。
    [0065] 次に、 本発明の第 1 の発明の教示方法の実施例と して、 上記 制御装置を用いて、 2台のロボ ッ ト マニ ピュ レータで 1 つのヮ -クを移動する動作の教示方法について説明する。
    [0066] 第 1 図に示すよ うに、 直方体のワーク 3を、 第 1 の位置から 第 2の位置へ、 さ らに第 3の位置へ、 2合のロボッ ト マ-ピュ レ ーク 1 ， 2で移動する動作を次のよ うに教示する。
    [0067] まず、 ワ ーク 3を第 1 の位置に置き、 ティ ーチ ングボ ッ ク ス 7の動作キ ーの操作によ ]9 ロ ボッ ト マニ ピュ レ ータ 1 または 2 の先端をワ -ク 3上の点 P 1 に動作させ、 現在位置記憶キ の 操作によ ] P 1 の位置を記憶させる。 さ らに同様にワ ーク 3上 の他の 2点 P 2 , P 3にロボッ ト マニ ピュ レ ータ 1 または 2の 先端を移動させ記憶させる。 そしてヮ ク 3の把持位置 P 4 , P 5を記憶させる。 ここで P 4 ， P 5はそれぞれ第 1 の位置に ヮ ク 3を置いた時の第 1 のロボッ ト マニピュ レータ 1 および 第 2のロボッ トマニ ピュ レ ータ 2の把持位置である。
    [0068] 次にワ ークを第2 の位置に置き、 P 1 , P 2 , P 3に対応す るワ ーク上の 3点 P 6 , P 7 ， P 8にティ ーチングボッ クス 7 の操作によ ！） ロボッ ト マニピュレータ 1 または2の先端を移動 させ記憶させ、 さらにヮ ク 3を第 3の位置に置き、 P1 ,Ρ2 , Ρ 3に対応するヮ ク 3上の 3点？ 9 ， 卩 1 0 ， ？ 1 1 にティ —チ ングボッ クス 了 の操作によ ]9 ロボッ ト マニピユ レ タ 1 ま たは 2の先端を移動させ記憶させる。
    [0069] 3つの位置から参照点を算出し記憶する手段を用いて、 前記 Ρ 1 , Ρ 2 , Ρ 3から参照点 S 1 を算出し記憶させ、 前記 Ρ 6， Ρ Τ , Ρ 8から参照点 S 2を算出し記憶させ、 前記 Ρ9 ， Ρ1 Ο， Ρ 1 1から参照点 S 3を算出し記憶させる。 ここで S 1 , S 2 , S 3はそれぞれ第 1 の位置 ，第 2の位置 ，第 3の位置に置かれ たワ クの位置姿勢を代表する参照点と つている。
    [0070] 前記 S 1 と Ρ 4と ^ら、 第 1 のロボッ ト マニピュ レータ 1 の 把持位置の、 参照点に対する相対位置 r 1 を算出し記憶させ、 前記 S 1 と P 5とから、 第 2のロボッ トマニピュ レータ 2の把 持位置の、 参照点に対する相対位置 Γ 2を算出し記憶させる。
    [0071] 上記参照点および相対位置の算出と記憶は、 コ ン ソ ー 端末
    [0072] 8の操作によ 、 制御装置の中央制御ュニッ ト 1 Oのプロダラ ムを起動することで実行される。
    [0073] 動作の実行は、 参照点 S 1 と相対位置 Γ 1 を指定して第 1 の ロボッ ト マニピュ レータ 1 に把持位置まで動作させ、 参照点 Si と相対位置 r 2を指定して第 2のロボッ ト マニピュ レ ータ 2に 把持位置まで動作させる。 そして、 現在の参照点と次の参照点 を指定されて、 現在の参照点と各ロボッ ト先端の相対位置を保 ち がら、 現在の参照点と次の参照点の間を補間して参照点を 移動するように各ロボッ トを動作させる手段を用いて、 現在の 参照点に S 1 を指定し次の参照点に S 2を指定する動作と、 現 在の参照点に S 2を指定し次の参照点に S 3を指定する動作を ロボッ トマニ ピュ レータ 1 および 2に行わせることによ 、 ヮ -クを第 1 の位置から第 2の位置を経て第 3の位置に移動する ことができる。
    [0074] 産業上の利用可能性
    [0075] 以上のよ うに本発明のロボッ トの動作教示方法および制御装 置では、 実際のヮ ^ク位置をロボッ トマニピユ レ—タの動作位 置から教示するため、 オフライ ン教示で起こ ] がちである数値 入力デ -タと実作業環境の違いによる動作位置精度上の欠点が るくなる。 また、 ロボッ トマニ ピュ レータの動作位置を、 ヮ ー クの代表位置姿勢である参照点と、 各ロボッ トマニピュ レ ータ の把持位置の参照点に対する相対位置に分けて教示するよ うに しているため、 ヮ クの移動位置の変更がある場合には、 変更 とるる参照点のみを再教示すればよ く、 また把持位置の変更が ある場合には、 相対位置のみを再教示すればよい。 また、 ヮ クの移動経路を参照点で指定するため、 複数台のロボッ トマ二 ピュ レ -タの相対位置を保ちながら動作教示を行う必要が ¾ぃ£ また、 本発明の方法は、 ロボッ ト マニピユ レ一タの台数が変わ つても容易に対応が可能である。 また、 本発明の第 2の発明で は、 参照点の教示を複数の教示位置から算出するよ うにしてい るため、 教示の際のロボッ ト マニ ピュ レ ータの先端姿勢につい ては気にする必要が い。
    [0076] 以上のように本発明のロボッ トの動作教示方法と制御装置で は、 ヮ ク主体の考え方で教示できるように ¾ 、 特に複数台 のロボッ トマニピユ レ タの動作教示では、 精度よ く容易 ¾教 示が可能と る。
    权利要求:
    Claims• 請 求 の 範 囲
    (1 ) ロボッ トを 二ユ ア 動作させてロボッ ト先端位置を記憶 させることによ！）、 移動経路上の代表的な位置と姿勢を表わす 参照点と運転時の口ボッ ト先端の動作位置の前記参照点からの
    5 相対位置とを教示し、 参照点の列で運転時のロボッ ト先端の動 作位置経路を指定することを特徴とするロボッ トの動作教示方 法
    (2) 移動経路上にセ'ッ トされたヮ ク上の特定の 1 つまたは複 数の点にロボッ ト先端を移動させてその時のロボッ ト先端の位 i o 置を記憶させることによ 1)教示した参照点と、 1 つの参照点の 教示時と同じワーク位置でワークを把持する複数の口ボッ トの 把持位置の教示を行つてこの把持位置の前記参照点に対する相 対位置とを用いて、 複数のロボッ トによ ] 把持されるワークの 移動教示を行う ことを特徵とする特許請求の範囲第 1 項記載の 5 ロボッ トの動作教示方法。
    (3) ロボッ トをマ 二 ユ ア ノレ動作させる手段と、 ロボッ ト先端の 現在位置または現在位置姿勢を検出し記憶する手段と、 記憶さ れた複数の位置から参照点を算出し記憶する手段と、 参照点の 1 つからのロボッ ト先端の位置または位置姿勢の相対位置を算 0 出し記憶する手段と、 記憶された参照点と相対位置を指定され てこれらをもとにロボッ トの動作目標位置を算出しロボッ トに 動作させる手段と、 現在の参照点と次の参照点を指定されて、 現在の参照点とロボッ ト先端の相対位置を保ちながら、 現在の 参照点と次の参照点の間を補間して参照点を移動するよ うに口 5 ボッ トを動作させる手段とを有することを特徴とするロボッ ト • の制御装置。
    (4) 記憶された複数の位置から参照点を算出し記憶する手段に おいて、 3つの位置から参照点を算出し、 前記 3つの位置のう ち、 第 1 の位置は参照点の位置を代表し、 他の位置は参照点の
    5 姿勢を代表することを特徵とする特許請求の範囲第 3項記載の ロ ボッ ト の制御装置。
    (5) 記憶された複数の位置から参照点を算出し記憶する手段に おいて、 2つの位置から参照点を算出し、 前記 2つの位置のう ち、 第 1 の位置は参照点の位置を代表し、 他の位置は参照点の 10 姿勢を代表することを特徴とする特許請求の範囲第 3項記載の ロボッ ト の制御装置。
    (6) ロ ボッ トは複数台であ ] 、 記憶された参照点と各ロボッ ト の相対位置が指定されて各ロボッ トの動作目標位置として各口 ボッ トに動作させる手段と、 現在の参照点と次の参照点を指定
    1 5 されて、 現在の参照点と各ロ ボッ ト先端の相対位置を保ちなが ら、 現在の参照点と次の参照点の間を補間して参照点を移動す るように各ロボッ トを動作させる手段とを有することを特徵と する特許請求の範囲第 3項記載のロボッ トの制御装置。
    (7) ロボッ トをマ二ユア レ動作させる手段と、 ロ ボ ッ ト先端の 20 現在位置または現在位置姿勢を検出し記憶する手段と、 記憶さ - れた位置または位置姿勢を参照点とし、 参照点の 1 つからの口 ボッ ト先端の現在位置または現在位置姿勢の相対位置を算出し 記憶する手段と、 記憶された参照点と相対位置を指定されてこ れらをもとにロ ボッ ト の動作目標位置を算出しロボッ トに動作
    25 させる手段と、 現在の参照点と次の参照点を指定されて、 現在 の参照点とロボッ ト先端の相対位置を保ちながら、 現在の参照 点と次の参照点の間を補間して参照点を移動するよ うにロボッ トを動作させる手段とを有することを特徵とするロ ボッ トの制 御装置。
    (8) ロ ボ ッ トは複数台であ 、 記憶された参照点と各ロボ ッ ト の相対位置が指定されて各ロ ボッ トの動作目標位置と して各口 ボッ トに動作させる手段と、 現在の参照点と次の参照点を指定 されて、 現在の参照点と各ロ ボッ ト先端の相対位置を保ちなが ら、 現在の参照点と次の参.照点の間を補間して参照点を移動す るよ うに各ロボッ トを動作させる手段とを有することを特徴と する特許請求の範囲第 7項記載のロ ボ ッ ト の制御装置。
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
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    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    1990-03-08| AK| Designated states|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): KR US |
    1990-03-08| AL| Designated countries for regional patents|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): AT BE CH DE FR GB IT LU NL SE |
    1990-04-23| WWE| Wipo information: entry into national phase|Ref document number: 1989909442 Country of ref document: EP |
    1990-08-29| WWP| Wipo information: published in national office|Ref document number: 1989909442 Country of ref document: EP |
    1996-06-26| WWG| Wipo information: grant in national office|Ref document number: 1989909442 Country of ref document: EP |
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
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