JP3923053B2 - ロボット教示装置 - Google Patents
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Description
また、前記有効領域設定手段は、予め用意された雛型教示プログラム中の全ての教示点の位置又は予め指定された教示点の位置と、領域の大きさを表わす指標に基づいてならい制御有効領域を定めるものであって良い(請求項3に記載の発明)。
また、前記教示点間を結ぶ線分方向のみのならい制御を実行中に、向かいつつある教示点或いは所定距離以内に近づいた教示点に対応する、雛型教示プログラム中のブロックを表示する手段を具備させることもできる(請求項6に記載の発明)。また、雛型教示プログラム中の教示点の位置を修正した場合、その修正された教示プログラムを新たな雛型教示プログラムとすることもできる(請求項7に記載の発明)。
また、教示インターフェイスの入力手段から、コメントやDO出力やならい制御領域などの追加情報を教示点に与えられるようにしても良い。ここで、教示点の追加情報は、原位置や待機位置といった教示点の意味を選択肢から選べば、デフォルト値が設定されるようにしても良い。
また、予め成型機などの周辺機器とロボットの座標をキャリブレーションしておいて、ロボットのならい制御および教示位置の表示・編集を周辺機器の座標系上で行っても良い。
また、ならい制御の諸条件には、ならい制御を有効にする方向を決めず、あらかじめ設定した座標軸方向でロボットアーム先端への外力の成分を比較し、外力の成分が最大の軸方向にならい制御を有効にする、あるいはロボットアーム先端速度の成分が最大の軸方向にならい制御を有効にするという設定を含んでも良い。
ならい有効領域設定および有効線分設定は、成型機の金型の閉じた位置と開いた位置などの周辺機器の位置情報を周辺機器との通信によって取得して、その位置情報を使って自動計算しても良い。
(1)ロボット1の各軸を駆動するモータのトルク及びまたは速度に基づいてロボット1のアーム先端(例えばマカニカルインターフェイス座標系の原点;以下、同様)が受けている外力を推定し、該推定した外力が小さくなる方向にロボット1を自動的に移動させる。
(2)ロボット1のアーム先端付近に力センサ30を取付け、同力センサ30とロボット制御装置2を接続する。ならい制御手段8は、同力センサ30で検出された6軸力を表わす信号を処理し、ロボット1のアーム先端が受けている外力を求める。そして求められた外力が小さくなる方向にロボット1を自動的に移動させる。
(4)ロボットに取り付けられた位置検出手段によりロボットに加えられた移動量を測定し、ならい制御が無効な方向への移動を妨げる力をロボットが自動的に発生させる。
そして、オペレータ4がハンドル操作によってロボット1に力(並進力及び/またはモーメント;以下、同様)を与えたとき、それら外力の情報は前記した(1)〜(4)の内のいずれかの方式に即してロボット制御装置2に伝えられ、ツール先端点31で代表されるロボットアーム先端にかかる外力のデータ(ツール座標系上で表現された6軸力のデータ)が取得される。
ステップS1;ロボット1のアーム先端に作用している外力を推定または検出する。
ステップS2;各軸の位置情報よりロボット先端(ツール先端点31)の位置を求める。
ステップS3;求めたロボット位置を、有効領域設定のブロック10で設定されているならい有効領域及び有効線分と比較し、現在のロボット位置がいずれかの有効領域または有効線分に含まれるか否かを判断する。ノー(有効領域、有効線分のどれにも含まれず)であればステップS4へ進み、イエスであればステップS5へ進む。図1に示した例で言えば、教示点14周辺の球形領域15、教示点17周辺の立方体領域18、あるいは線分16上(予め設定された範囲の誤差δは許容する)のいずれかにいた場合は、ステップS5へ進む。
なお、特定の方向と姿勢にだけならう方法としては、例えばモータを駆動制御する制御系のループをロボット先端の直交座標位置(ツール先端点31)について行い、そのゲインをならうべき方向と姿勢でだけ小さくしたロボットの剛性制御がある。
ステップS11;ロボット1の現在位置を教示する。即ち、雛型プログラム内の現在向かいつつある教示点の位置データの内容を、ロボットの現在の位置で書き換える。
ステップS12;全教示点の位置データの内容の書き換えが終了していなければステップS1へ戻る。全教示点の位置データの内容の書き換えが終了したら処理を終了する。但し、再教示を行ないたい場合は、例えば入力手段13を操作して、光ステップS1から再度処理を開始する。
また、線分上をならい制御中に、ロボットの現在位置が雛形プログラム19内の教示点に所定距離以内に近づいた場合には、一旦ならい制御を停止させその後自動的に再開する機能を、ロボット制御装置2に設けることもできる。この場合には、オペレータ4に手ごたえを与えて教示点への接近を知らせることができる。
2 ロボット制御装置
3 ハンド
4 オペレータ
5 ハンドル
6 デッドマンスイッチ
7 位置教示キー
8 ならい制御手段
9 ならい制御設定のブロック
10 有効領域設定のブロック
11 教示インターフェイス
12 表示手段
13 入力手段
14、17 教示点
15、18 ならい制御有効領域
16 隣合う教示点を結ぶ線分
20 ブロック表示手段20
30 力センサ
31 ツール先端点
40 加速度センサ
Claims (11)
- ロボットに加えられた外力を検出または推定し、該検出または推定された外力に基づいて前記ロボットを移動させるならい制御手段と、
該ならい制御手段によるロボット移動に関する有効領域を設定する有効領域設定手段と、
該設定されたならい制御有効領域内にロボットがあるときに、前記ならい制御手段によるならい制御を有効にする手段と、
前記ならい制御有効領域外にロボットがあるときに、前記ならい制御手段によるならい制御を無効にする手段とを備えたことを特徴とするロボット教示装置。 - 前記ならい制御有効領域内で実行されるならい制御を、特定方向への移動及び/又は特定方向の回りの姿勢変更に制限するための設定手段と、
該設定された制限に従ってならい制御を実行する手段とを備える、請求項1に記載のロボット教示装置。 - 前記有効領域設定手段は、予め用意された雛型教示プログラム中の全ての教示点の位置又は予め指定された教示点の位置と、
領域の大きさを表わす指標に基づいてならい制御有効領域を定めることを特徴とする、請求項1又は請求項2に記載のロボット教示装置。 - ロボットの制御点が、前記雛型教示プログラム中の任意の教示点或いは該雛型教示プログラム中の隣あう教示点間を結ぶ線分上に存在するとき、隣あう教示点間を結ぶ線分方向にのみならい制御を実行する手段を備え、
該ならい制御により教示点間のロボットの移動方向を案内することを特徴とする、請求項3に記載のロボット教示装置。 - 前記教示点間を結ぶ線分方向のみのならい制御を実行中に、教示点に所定距離以内に近づいたときに、ならい制御を一旦停止し、その後自動的に再開する手段を備えることにより、オペレータにロボットが教示点に接近したことを認識させる手段をもつことを特徴とする、請求項4に記載のロボット教示装置。
- 前記教示点間を結ぶ線分方向のみのならい制御を実行中に、向かいつつある教示点或いは所定距離以内に近づいた教示点に対応する、雛型教示プログラム中のブロックを表示する手段を備えた請求項4又は請求項5に記載のロボット教示装置。
- 前記雛型教示プログラム中の教示点の位置が修正されることにより作成された教示プログラムを新たな雛型教示プログラムとし得る、請求項3乃至請求項6の内、何れか1項に記載のロボット教示装置。
- 前記ならい制御手段は、ロボットの各軸を駆動するモータのトルク及びまたは速度により外力を推定し、該推定した外力が小さくなる方向にロボットを自動的に移動させる、請求項1乃至請求項7の内、何れか1項に記載のロボット教示装置。
- 前記ならい制御手段は、ロボットに取付けられたカセンサにより外力を検出し、該検出した外力が小さくなる方向にロボットを自動的に移動させる、請求項1乃至請求項7の内、何れか1項に記載のロボット教示装置。
- 前記ならい制御手段は、ロボットに取付けられた加速度センサにより加速度を測定し、該測定した加速度と、質量、慣性モーメント等の力学パラメータよりロボットに加えられた外力を推定し、該推定した外力が小さくなる方向に前記ロボットを自動的に移動させる、請求項1乃至請求項7の内、何れか1項に記載のロボット教示装置。
- デッドマンスイッチ及び位置教示キーを有する教示ハンドルが、前記ロボットに取付けられ、オペレータにより前記教示ハンドルに外力が与えられるようにしたことを特徴とする、請求項1乃至請求項10の内、何れか1項に記載のロボット教示装置。
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