JP3923053B2 - ロボット教示装置 - Google Patents

ロボット教示装置 Download PDF

Info

Publication number
JP3923053B2
JP3923053B2 JP2004105791A JP2004105791A JP3923053B2 JP 3923053 B2 JP3923053 B2 JP 3923053B2 JP 2004105791 A JP2004105791 A JP 2004105791A JP 2004105791 A JP2004105791 A JP 2004105791A JP 3923053 B2 JP3923053 B2 JP 3923053B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
robot
teaching
control
external force
effective area
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.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2004105791A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2005293098A (ja
Inventor
亮 二瓶
哲朗 加藤
彰喜 黒下
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
FANUC Corp
Original Assignee
FANUC Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by FANUC Corp filed Critical FANUC Corp
Priority to JP2004105791A priority Critical patent/JP3923053B2/ja
Priority to CNB2005100588071A priority patent/CN100336637C/zh
Priority to TW094109963A priority patent/TWI276933B/zh
Priority to KR1020050026250A priority patent/KR100741618B1/ko
Priority to EP05006910A priority patent/EP1582955A2/en
Priority to US11/094,688 priority patent/US20050222714A1/en
Publication of JP2005293098A publication Critical patent/JP2005293098A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3923053B2 publication Critical patent/JP3923053B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00Programme-control systems
    • G05B19/02Programme-control systems electric
    • G05B19/42Recording and playback systems, i.e. in which the programme 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
    • G05B19/423Teaching 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
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00Programme-control systems
    • G05B19/02Programme-control systems electric
    • G05B19/18Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • G05B19/19Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00Program-control systems
    • G05B2219/30Nc systems
    • G05B2219/39Robotics, robotics to robotics hand
    • G05B2219/39298Trajectory learning

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Numerical Control (AREA)
  • Manipulator (AREA)

Description

本発明は、産業用ロボットに教示を行なうロボット教示装置に関し、例えば、金型から成形品を取出すアプリケーションで用いられるロボットに動作を教示するに適したロボット教示装置に関する。
ロボットに位置姿勢の教示を行なう典型的な手法の1つとして、ロボットを手動操作で動作させ、ロボットに教示を希望する位置姿勢をとらせ、その時の位置と姿勢をロボットに教示する方式(ティーチングプレイバック方式)がある。ここで、ロボットを手動操作させるために従来より最も一般的に用いられている方法は、ロボット制御装置に接続された教示操作盤に設けられた操作キー(ジョグ移動キー)のキー操作による方法である。
ところがこの方法は、座標軸(例えばロボットベース座標系のX軸、Y軸、Z軸)やロボット軸(例えばJ1、J2・・・・J6軸)に対応した複数の操作キーを使い分けてロボットの移動方向を指定するもので、各キーの操作とロボットの動作方向の対応関係を覚えることに多くの時間を要し、不慣れな場合には、誤操作によりロボットを周辺物体やオペレータに衝突させる危険性がある。
これまでのところ、上記した従来技術の欠点を解消し、オペレータがロボットを手動操作してロボットに位置姿勢を教示する際に、オペレータが直感し易い形でロボットを手動で移動させて教示を行なうことができ、且つ、その手動操作によるロボット移動に際してロボットが周辺物体やオペレータに衝突することを確実に防止する簡便な手段を備えたロボット教示装置を開示した文献は見当らない。
そこで本発明の目的は、上記した従来技術の欠点を解消し、オペレータがロボットを手動操作してロボットに位置姿勢を教示する際に、オペレータが直感し易い形でロボットを手動で移動させて教示を行なうことができ、且つ、その手動操作によるロボット移動に際してロボットが周辺物体やオペレータに衝突することを確実に防止する簡便な手段を備えたロボット教示装置を提供することにある。
本発明は、手動操作によるロボットの移動に、「ならい制御による移動」、即ち、「ロボットに印加される外力に応じてロボットを動かす」という、オペレータにとってロボットの移動方向が直感的に把握し易いロボット制御手法を導入して、的確なロボット操作を短時間で修得できるようにするとともに、そのようなならい制御でロボットを移動させることができる領域を制限することで、周辺物体やオペレータとの干渉を簡単に回避できるようにしたものである。また更に、決められた方向にだけならい制御による移動が可能にすることもできるようにして、誤操作をより確実に防ぐようにしたものである。
より具体的に言えば、本発明は、ロボットが教示を希望する位置姿勢となる様該ロボットを外力に従って移動させ、該移動後のロボットの位置姿勢を教示するロボット教示装置に適用されるものである。なお、本発明において、「ロボットの位置姿勢」はロボットの位置姿勢を代表する点の位置及び姿勢のことであり、典型的にはツール先端点(ツール座標系)の位置姿勢とすることができるが、アーム先端に固定されたメカニカルインターフェイス座標系の位置姿勢としても良い。
請求項1の発明にかかわるロボット教示装置の特徴は、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位置があるとき、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ていることである。
ここで、上記のロボット教示装置には、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装備させることができる(請求項2に記載の発明)。
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)。
請求項4に記載の発明では、上記請求項1に記載の発明に係るロボット教示装置に更に、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が装備され、該ならい制御により教示点間のロボットの移動方向が案内される。
ここで、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手ごたえで知らせるようにすることが可能である(請求項5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)。
ならい制御手段によるならい制御は、ロボット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、その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ならい制御を行なうものであって良い(請求項8に記載の発明)。また、ロボットに取付けられた力センサにより外力を検出し、その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ならい制御手段を設けても良い(請求項9に記載の発明)。あるいは、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外力を推定し、その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ならい制御手段を利用しても良い(請求項10に記載の発明)。そして、以上いずれの発明においても、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をロボットに取付け、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することができる(請求項11に記載の発明)。
以上に説明したように、本発明によれば、外力に応じたロボット動作を行なわせるならい制御の手法を位置姿勢教示のための手動動作に取り入れることで、外力を加えてロボットを動かすという直感的にわかりやすいロボット操作が可能なり、且つ、そのならい制御によるロボット移動が有効となる領域の制限を行なうことや、決められた方向にだけならい移動を可能にすることで誤操作を確実に防ぐことができるようになる。その結果、ロボットの教示作業の負担が軽減され、金型等の周辺物体の保護、プログラム調整の簡易化等が可能になる。
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。図1は本発明の実施形態に係る教示装置の概略を説明するための図で、ならい制御を利用した手動操作を行なうロボットは符号1で示され、ロボット1の手動操作と教示を行なうオペレータは符号4で示されている。ロボット1は、同ロボット1に接続されたロボット制御装置2によって制御される。
ロボット1のアーム先端にはツール(ここではハンド)3が装着され、ロボット位置を代表する点としてツール先端点31が設定されている。ツール先端点31は、ツール3の位置・姿勢を代表するものでもある。ロボット1のアーム先端近くには、オペレータ4がロボット1に外力(並進力または回転モーメント)を印加するための手動操作用のハンドル5が着脱自在に取り付けられている。ハンドル5は、デッドマンスイッチ6及び位置教示キー7を有しており、これら操作ハンドル5に内蔵された回路(図示省略)を介してロボット制御装置2に接続されている。
ハンドルにはデッドマンスイッチ、教示位置教示キー以外にも、他の機能を持ったキーを付けて、ロボット制御装置に接続しても良い。例えば、ジョグ移動キー、ジョグ移動レバー、イネーブルスイッチ、アラーム解除キー、DO出力キー、座標系切りかえキーを付けてロボット制御装置に接続しても良い。
デッドマンスイッチ6の機能自体は周知のものである。即ち、デッドマンスイッチ6をオペレータ4が押すことで初めてロボット1は動作許容状態となり、デッドマンスイッチ6からオペレータ4が手を離せば直ちにロボット1は停止し、たとえハンドル5やロボット1のアームに力を加えてもロボット1は動かない。但し、後述するように、デッドマンスイッチ6を押した状態でも、ならい制御による制御を有効にするように設定された領域内にロボットの位置(本例ではツール先端点31の位置であるが、他のロボット位置姿勢代表点も可)が存在する時のみ、外力に応答してロボット1が移動する
また、位置教示キー7はロボット1の現在の位置及び姿勢を教示する際に使用される。即ち、後述する態様でならい制御によりロボット1を移動させ、ロボット1が教示を希望する位置姿勢をとった時に同位置教示キー7を押せば、その位置姿勢が教示される。
教示された位置姿勢および教示点間を結んだ軌跡を、教示インターフェイスの表示手段上に絵として表示するようにしても良い。
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。
次に述べるように、場合によっては、ロボット1のアーム先端付近に力センサ30あるいは加速度センサ40が取り付けられ、ロボット制御装置2は同力センサ30あるいは加速度センサ40にも接続される。また、ロボット制御装置2には、表示手段(例えばLCD)12及び入力手段(例えば入力キー群)13を備えた教示インターフェイス11が接続されている。
ロボット制御装置2は、ならい制御手段8を備え、同ならい制御手段8に関連して、ならい制御設定9、雛型プログラム19及び有効領域設定10の各ブロックを有している。ならい制御設定9のブロックは、以下に説明されるならい制御の諸条件の記憶、教示インターフェイス11の表示手段12上での表示、教示インターフェイス11でマニュアル入力された指令に従ってそれら諸条件の修正等を行なう機能等を受け持つブロックである。なお、ならい制御設定9のブロックに設定されるならい制御の諸条件の内には、後述する有効領域毎に設定された「ならい移動の方向」及び「ならい姿勢」が含まれている。
ならい制御の諸条件には、ならい制御の方向を予め設定した平面内での方向に限り、その平面に垂直な方向はジョグ移動キーで動かすという設定を含んでも良い。
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。
雛型プログラム19は、例えばオフラインプログラミングで作成された雛型プログラムの諸データ(特に位置データ)の記憶、教示インターフェイス11の表示手段12上での表示、教示インターフェイス11でマニュアル入力された指令に従ってそれらデータの修正等を行なう機能を受け持つブロックである。そして、有効領域設定10は、雛形プログラム内の各教示位置に対応する有効領域の設定内容及びその関連データの記憶、教示インターフェイス11でマニュアル入力された指令に従ってそれらデータの修正等を行なう機能を受け持つブロックである。
図1中には、一例として、互いに隣り合う2つの教示点(雛型プログラムの位置データで与えられている)14、17を示した。また、これら教示点14、17に付帯して、教示点14を中心とする半径d1 の球形領域内の領域15と、教示点17を中心(幾何学的な重心)とする一辺d2 の立方体領域18がならい制御有効領域として設定されている。一般に、有効領域は、各教示点の位置と幾何学的なパラメータ(d1 、d2 はその例)を用いて記述する方式で設定することができる。
また、これらならい制御有効領域に関連して、隣り合う教示点14から17へ向かう線分16が設定されている。後述するように、この線分16(誤差δの範囲で線分16上にあるとみなされる領域)は、ならい制御有効領域に準じて扱われる領域であり、以後、便宜上「有効線分」とも言う。
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。
ならい制御手段8は、例えば次の(1)〜(4)のいずれかの方式でロボット1のならい制御を行なう。なお、これらならい制御手段8によるならい制御の方式自体は周知なので、詳細説明は省略する。
(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。
(3)ロボット1のアーム先端付近に加速度センサ40を取付け、同加速度センサ40とロボット制御装置2を接続する。ならい制御手段8は、加速度センサ40で得られる検出信号を処理し、ロボットアーム先端における加速度を求める。求められた加速度と、予め内部メモリに記憶されている力学パラメータ(質量、慣性モーメント等)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)に作用していると解される外力を推定し、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。
(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。
さて、上記説明の中で述べた通り、オペレータ4は、デッドマンスイッチ6及び位置教示キー7を持つ教示ハンドル5と、表示手段12及び入力手段13を持つ教示インタフェース11を操作することができる。なお、教示インタフェース11には、ならい制御を行なわない場合にロボットを操作するための通常のジョグ送り操作機能を持たせても良い。
また、オペレータ4は教示インタフェース11の入力手段13を操作することで、ならい制御設定9、有効領域設定10、雛型プログラム19の内容を表示させ、あるいは、設定内容等のデータの変更を行なうことができる。更に、オペレータ4は教示ハンドル5を把持し動かすことにより、ロボット1に力及びモーメントを与えることができる。
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。
図2は、ロボット制御装置2内部で行なわれるこの外力の推定/検出以下の処理の概要を示したフローチャートで、各ステップの要点は下記のようになる。
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。
ステップS4;ならい制御は行なわず、有効領域/線分外の表示を表示手段12上に行なってステップS1へ戻る。また、必要に応じて、教示インターフェイス11を使って希望する教示点付近(ステップS3でイエスが出力されそうな位置)へのジョグ移動を行なう。あるいは、教示インターフェイス11を使って、希望する教示点への移動(雛形プログラムの一部再生)を行なっても良い。ステップS3でイエスが出力される位置へ移動すれば、その直後のステップS3でイエスが出力され、ステップS5へ進むことになる。なお、ならい制御を行わない間は、外力の検出あるいは推定を行わなくても構わない。
ステップS5;ならい制御を行うために、先ず、ならい制御設定のブロック9で設定されている内容から、現在いる領域でのならい制御設定内容を参照し、ならうべき方向と姿勢を決める。ならい制御設定内容としては、例えば「線分16と平行な方向(向きも指定:例えば教示点14から教示点17へ向かう向き)への並進移動と、同線分16周りだけの回転移動のみに制限する」、「ロボット座標系のX軸と平行な方向(向きも指定:例えば+X軸方向)への並進移動と、同X軸周りだけの回転移動のみに制限する」などがある。
ステップS6;その方向と姿勢にだけならうようにならい制御を行うために必要なトルク指令を、ロボット1の各モータについて求める。
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S7;ならい制御手段8が求めたロボット1の各モータヘのトルク指令によりロボット1の各モータを動作させる。これにより、ロボット先端(ここではツール先端点31)は、特定方向の移動及び特定方向周りの姿勢変化(ツール先端点の姿勢変化)の自由度のみの制限下でオペレータ4が与えた外力を最小にするように動作する。
ステップS8;ステップS3と同様のチェックを行なう。即ち、ステップS7による移動後のロボット位置が、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の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へ戻り、イエスであればステップS9へ進む。但し、正常にならい制御が行なわれていれば、通常、ノーの出力は出ない。
ステップS9;表示手段12に、ブロック表示手段(例えばカースル表示)20で雛型プログラム19の内容のうち、現在いる有効領域、あるいは近づきつつある領域または線分に対応するブロック(命令文のブロック)を表示する。これにより、オペレータ4はプログラム中のどのブロックを現在教示しているかを知ることができる。
ステップS10;位置教示キー7が押されたか、チェックする。押されていなければ、ステップS1へ戻る。押されたら、ステップS11へ進む。
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。
このようなプロセスを繰り返して、順次雛型プログラム内の教示点の位置データの内容が修正され、ロボットの教示が進められる。なお、もしもデッドマンスイッチ6が離されれば、割り込み処理によりロボット1は随時停止し、処理は一旦終了される。但し、再度、デッドマンスイッチ6が押されれば、リジューム機能により、処理終了直前の状態が再現されるようになっていることが望ましい。
また、ロボット操作及び教示が進められる間、表示手段12には、ブロック表示手段(例えばカーソル表示)20で雛型プログラム19の内容のうち、現在いる有効領域、あるいは近づきつつある領域または線分に対応するブロック(命令文のブロック)が表示されるので(ステップS9が来る毎に最新の表示内容を表示)、オペレータ4はそれを見ることで、プログラム中のどのブロックを現在教示しているかを知ることができる。
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。
更に、ならい制御方向及び教示中のブロックは、入力手段13からの操作で任意に変更することができる。方向キーによりロボットに動作する方向を指示して教示するという伝統的な方法も、教示インターフェイス11の入力手段13からの操作で行うことができる。
本発明の実施形態に係る教示装置の概略を説明するための図である。 本発明の実施形態で実行される処理の概要を記したフローチャートである。
符号の説明
1 ロボット
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)

  1. 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。
  2. 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。
  3. 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。
  4. 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。
  5. 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。
  6. 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。
  7. 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。
  8. 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。
  9. 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。
  10. 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。
  11. 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。
JP2004105791A 2004-03-31 2004-03-31 ロボット教示装置 Expired - Fee Related JP3923053B2 (ja)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004105791A JP3923053B2 (ja) 2004-03-31 2004-03-31 ロボット教示装置
CNB2005100588071A CN100336637C (zh) 2004-03-31 2005-03-28 机器人示教装置
TW094109963A TWI276933B (en) 2004-03-31 2005-03-30 Robot teaching apparatus
KR1020050026250A KR100741618B1 (ko) 2004-03-31 2005-03-30 로봇 교시 장치
EP05006910A EP1582955A2 (en) 2004-03-31 2005-03-30 Robot teaching apparatus
US11/094,688 US20050222714A1 (en) 2004-03-31 2005-03-31 Robot teaching apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004105791A JP3923053B2 (ja) 2004-03-31 2004-03-31 ロボット教示装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2005293098A JP2005293098A (ja) 2005-10-20
JP3923053B2 true JP3923053B2 (ja) 2007-05-30

Family

ID=34880078

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004105791A Expired - Fee Related JP3923053B2 (ja) 2004-03-31 2004-03-31 ロボット教示装置

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20050222714A1 (ja)
EP (1) EP1582955A2 (ja)
JP (1) JP3923053B2 (ja)
KR (1) KR100741618B1 (ja)
CN (1) CN100336637C (ja)
TW (1) TWI276933B (ja)

Families Citing this family (83)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4553203B2 (ja) * 2005-08-01 2010-09-29 国立大学法人 名古屋工業大学 作業補助装置
JP2007038059A (ja) * 2005-08-01 2007-02-15 Nagoya Institute Of Technology 作業補助装置
JP4171488B2 (ja) * 2005-12-16 2008-10-22 ファナック株式会社 オフラインプログラミング装置
JP4873253B2 (ja) * 2007-09-18 2012-02-08 株式会社安川電機 ロボットの直接教示装置
CN101425149B (zh) * 2007-11-02 2010-10-13 阿丹电子企业股份有限公司 利用电子标带监控人身行动安全的装置及其方法
US8175749B2 (en) 2008-02-28 2012-05-08 Panasonic Corporation Control apparatus and control method for robot arm, robot, control program for robot arm, and integrated electronic circuit for controlling robot arm
JP5163299B2 (ja) * 2008-06-04 2013-03-13 株式会社Ihi ロボット制御装置
DE102008027008B4 (de) * 2008-06-06 2016-03-17 Kuka Roboter Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Steuern eines Manipulators
CN102077260B (zh) * 2008-06-27 2014-04-09 悠进机器人股份公司 利用机器人的交互式学习***和在儿童教育中操作该***的方法
JP5293039B2 (ja) * 2008-09-19 2013-09-18 株式会社安川電機 ロボットシステムおよびロボットの制御方法
EP2194434B1 (en) * 2008-12-05 2012-05-30 COMAU SpA Robot system
JP4568795B2 (ja) * 2009-01-09 2010-10-27 パナソニック株式会社 ロボットアームの制御装置及び制御方法、ロボット、ロボットアームの制御プログラム、並びに、集積電子回路
JP5509673B2 (ja) * 2009-05-22 2014-06-04 株式会社Ihi ロボット制御装置およびその制御方法
KR101100108B1 (ko) 2010-02-26 2011-12-29 주식회사 엔티리서치 교시기구 및 이를 구비한 직접교시장치
JP5054842B2 (ja) * 2010-03-17 2012-10-24 パナソニック株式会社 パラレルリンクロボット、および、パラレルリンクロボットの教示方法
CN101833892A (zh) * 2010-04-30 2010-09-15 东南大学 用于焊接机器人的嵌入式示教编程装置及方法
AT509927B1 (de) * 2010-06-08 2015-05-15 Keba Ag Verfahren zum programmieren oder vorgeben von bewegungen oder abläufen eines industrieroboters
CN102725109B (zh) * 2010-07-27 2015-03-18 松下电器产业株式会社 移动路径搜索装置及移动路径搜索方法
CN102568269A (zh) * 2010-12-30 2012-07-11 沈阳新松机器人自动化股份有限公司 一种具有示教盒功能的控制***
CN102950596B (zh) * 2011-08-23 2015-11-11 松下电器产业株式会社 并联连杆机器人及其动作示教方法
KR101305819B1 (ko) * 2012-01-04 2013-09-06 현대자동차주식회사 착용식 로봇의 사용자 조작 의도 토크 추출방법
CN102622937A (zh) * 2012-03-08 2012-08-01 南京埃斯顿机器人工程有限公司 一种机器人示教器
CN102658549A (zh) * 2012-05-10 2012-09-12 上海理工大学 具有plc功能的六轴工业机器人控制***
WO2014110682A1 (en) 2013-01-18 2014-07-24 Robotiq Inc. Force/torque sensor, apparatus and method for robot teaching and operation
CN103085071A (zh) * 2013-02-04 2013-05-08 惠州市东扬科技有限公司 一种可视化机器人程序编译方法
EP2967589B1 (en) 2013-03-15 2019-04-24 Stryker Corporation End effector of a surgical robotic manipulator
JP5673717B2 (ja) * 2013-03-19 2015-02-18 株式会社安川電機 ロボットシステム及び被加工物の製造方法
US9737373B2 (en) 2013-10-24 2017-08-22 Auris Surgical Robotics, Inc. Instrument device manipulator and surgical drape
WO2015061756A1 (en) 2013-10-24 2015-04-30 Auris Surgical Robotics, Inc. System for robotic-assisted endolumenal surgery and related methods
JP5893664B2 (ja) * 2014-04-14 2016-03-23 ファナック株式会社 作用された力に応じて移動されるロボットを制御するロボット制御装置
JP5893665B2 (ja) * 2014-04-14 2016-03-23 ファナック株式会社 作用された力に応じて移動されるロボットを制御するロボット制御装置
JP5893666B2 (ja) 2014-04-14 2016-03-23 ファナック株式会社 力に応じて動かすロボットのロボット制御装置およびロボットシステム
JP6193816B2 (ja) 2014-06-20 2017-09-06 ファナック株式会社 アームの退避機能を有する多関節ロボット
US9788910B2 (en) 2014-07-01 2017-10-17 Auris Surgical Robotics, Inc. Instrument-mounted tension sensing mechanism for robotically-driven medical instruments
US10792464B2 (en) 2014-07-01 2020-10-06 Auris Health, Inc. Tool and method for using surgical endoscope with spiral lumens
WO2016026547A1 (de) * 2014-08-18 2016-02-25 Ondal Medical Systems Gmbh Kraft- oder bewegungsreaktive stativvorrichtung, steuerungseinrichtung sowie verfahren zum positionieren der stativvorrichtung
TWI502296B (zh) * 2014-08-27 2015-10-01 Hiwin Tech Corp 機器人的教導裝置
JP6660102B2 (ja) * 2014-08-27 2020-03-04 キヤノン株式会社 ロボット教示装置およびその制御方法、ロボットシステム、プログラム
JP6416560B2 (ja) 2014-09-11 2018-10-31 株式会社デンソー 位置決め制御装置
JP6689832B2 (ja) 2014-09-30 2020-04-28 オーリス ヘルス インコーポレイテッド 仮軌道および可撓性内視鏡を有する構成可能なロボット手術システム
CN104308850B (zh) * 2014-10-09 2015-12-23 南京工业职业技术学院 一种机械手示教3d传感手柄
US9804593B1 (en) * 2014-12-12 2017-10-31 X Development Llc Methods and systems for teaching positions to components of devices
US9592608B1 (en) * 2014-12-15 2017-03-14 X Development Llc Methods and systems for providing feedback during teach mode
JP6081981B2 (ja) * 2014-12-19 2017-02-15 ファナック株式会社 教示プログラムの自動表示手段を備える数値制御装置
CN107438502B (zh) * 2015-03-31 2019-05-31 Abb瑞士股份有限公司 通过触摸来控制工业机器人的方法
WO2016161444A1 (en) * 2015-04-03 2016-10-06 Think Surgical, Inc. Robotic system with intuitive motion control
JP6088583B2 (ja) 2015-06-08 2017-03-01 ファナック株式会社 ロボットと力の表示機能を備えたロボット制御装置
DE102015009151A1 (de) * 2015-07-14 2017-01-19 Kuka Roboter Gmbh Ermitteln eines Eingabebefehls für einen Roboter, der durch manuelles Ausüben einer Kraft auf den Roboter eingegeben wird
WO2017036520A1 (en) * 2015-09-02 2017-03-09 Abb Schweiz Ag System and method for generating a robot program with a hand-held teaching device
KR102569960B1 (ko) 2015-09-09 2023-08-24 아우리스 헬스, 인크. 수술 로봇 시스템을 위한 기구 장치 조작기
JP6489991B2 (ja) 2015-10-02 2019-03-27 ファナック株式会社 ロボットを操作するハンドルを備えたロボット用操作装置
DE102015012959B4 (de) * 2015-10-08 2019-01-17 Franka Emika Gmbh Robotersystem und Verfahren zur Steuerung eines Robotersystems
KR20180059888A (ko) 2015-10-14 2018-06-05 카와사키 주코교 카부시키 카이샤 로봇교시방법 및 로봇 암 제어장치
FR3043004B1 (fr) * 2015-10-29 2017-12-22 Airbus Group Sas Procede d'orientation d'un effecteur portant un outil d'assemblage par rapport a une surface
JP6706489B2 (ja) * 2015-11-24 2020-06-10 川崎重工業株式会社 ロボットのダイレクト教示方法
US9919422B1 (en) 2016-01-06 2018-03-20 X Development Llc Methods and systems to provide mechanical feedback during movement of a robotic system
AT518481B1 (de) * 2016-03-07 2018-09-15 Keba Ag System und Verfahren zur räumlichen Bewegung eines Objekts
JP6733239B2 (ja) * 2016-03-18 2020-07-29 セイコーエプソン株式会社 制御装置及びロボットシステム
JP6746990B2 (ja) * 2016-03-18 2020-08-26 セイコーエプソン株式会社 ロボット制御装置及びロボットシステム
TWI805545B (zh) * 2016-04-12 2023-06-21 丹麥商環球機器人公司 用於藉由示範來程式化機器人之方法和電腦程式產品
CN105690421A (zh) * 2016-04-21 2016-06-22 奇弩(北京)科技有限公司 自动记忆轨迹的通用机械臂
KR102048820B1 (ko) * 2016-11-28 2019-11-26 한국기계연구원 수동 강성 그리퍼를 이용한 조립 교시 방법
CN108115711A (zh) * 2016-11-29 2018-06-05 沈阳新松机器人自动化股份有限公司 一种机器人的示教***
CN106737691A (zh) * 2017-02-07 2017-05-31 珠海金萝卜智动科技有限公司 手动示教机器人的方法和装置
US11364630B2 (en) 2017-02-17 2022-06-21 Abb Schweiz Ag Method for controlling an industrial robot during lead-through programming of the robot and an industrial robot
JP7106874B2 (ja) * 2017-03-21 2022-07-27 セイコーエプソン株式会社 制御装置、教示装置、及びロボットシステム
US20180272526A1 (en) * 2017-03-21 2018-09-27 Seiko Epson Corporation Control device, teaching device, and robot system
JP6514258B2 (ja) * 2017-03-31 2019-05-15 ファナック株式会社 ロボットシステム
JP2018176288A (ja) * 2017-04-03 2018-11-15 ファナック株式会社 ロボットの教示装置
JPWO2019102562A1 (ja) * 2017-11-22 2019-11-21 三菱電機株式会社 表示操作器および人協働ロボット
CN109986238B (zh) * 2017-12-29 2021-02-26 深圳中集智能科技有限公司 机器人类线形柔性作业视觉模糊仿形控制方法
JP7091777B2 (ja) * 2018-03-30 2022-06-28 株式会社安川電機 ロボットシステム及び制御方法
JP7048176B2 (ja) * 2018-05-23 2022-04-05 アズビル株式会社 ロボットの直接教示装置及び直接教示方法
JP7263724B2 (ja) * 2018-09-27 2023-04-25 株式会社デンソーウェーブ ロボットの制御方法
JP7053443B2 (ja) * 2018-12-07 2022-04-12 ファナック株式会社 操作装置にて手動操作を行うロボットの制御装置
CN111300433A (zh) * 2018-12-11 2020-06-19 沈阳新松机器人自动化股份有限公司 基于六维力传感器的机器人拖拽示教装置
EP3747604B1 (en) * 2019-06-07 2022-01-26 Robert Bosch GmbH Robot device controller, robot device arrangement and method for controlling a robot device
CN110653801B (zh) * 2019-09-30 2022-06-17 哈尔滨工业大学 机器人操作臂的导引操纵***及其柔顺操纵控制与示教学习方法
JP7388870B2 (ja) * 2019-10-18 2023-11-29 ファナック株式会社 ロボットシステムおよび制御装置
TWI725630B (zh) * 2019-11-21 2021-04-21 財團法人工業技術研究院 加工路徑生成裝置及其方法
TWI805978B (zh) * 2020-12-22 2023-06-21 達明機器人股份有限公司 雙迴路力矩感知系統及其感知方法
CN112846737A (zh) * 2021-01-07 2021-05-28 深圳市驰速自动化设备有限公司 一种拖动示教自动锁螺丝机软件控制***
KR102513381B1 (ko) * 2021-04-15 2023-03-22 충남대학교산학협력단 멀티모달 센싱을 이용한 토크와 자세기반 로봇 교시법

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3240251A1 (de) * 1982-10-30 1984-05-03 Deutsche Forschungs- und Versuchsanstalt für Luft- und Raumfahrt e.V., 5000 Köln Verfahren zum programmieren von bewegungen und erforderlichenfalls von bearbeitungskraeften bzw. -momenten eines roboters oder manipulators und einrichtung zu dessen durchfuehrung
US4462812A (en) * 1982-12-08 1984-07-31 General Motors Corporation Ceramic monolith particulate trap including filter support
JPS59115149A (ja) * 1982-12-22 1984-07-03 Fanuc Ltd ならい制御方法
GB2229296B (en) * 1989-03-03 1993-08-11 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Teaching playback type robot
JP2895672B2 (ja) * 1992-01-28 1999-05-24 ファナック株式会社 複数ロボット制御方法
US5495410A (en) * 1994-08-12 1996-02-27 Minnesota Mining And Manufacturing Company Lead-through robot programming system
KR0151017B1 (ko) * 1994-12-28 1999-01-15 김광호 로보트 교시 장치 및 방법
DE69601567T2 (de) * 1995-07-05 1999-06-24 Fanuc Ltd Vorrichtung und verfahren zum steuern der bewegung eines roboters
DE69622572T2 (de) * 1995-09-14 2003-04-03 Yaskawa Denki Kitakyushu Kk Lehrvorrichtung für roboter
JPH09141580A (ja) * 1995-11-22 1997-06-03 Yaskawa Electric Corp 直接教示ロボットの動作範囲制限装置
IL120889A (en) * 1997-05-22 1998-10-30 Eshed Robotec 1982 Ltd Method and facility for direct learning of vending machines
DE19814630B4 (de) * 1998-03-26 2011-09-29 Carl Zeiss Verfahren und Vorrichtung zum handgesteuerten Führen eines Werkzeuges in einem vorgegebenen Bewegungsbereich
US6385508B1 (en) * 2000-10-31 2002-05-07 Fanuc Robotics North America, Inc. Lead-through teach handle assembly and method of teaching a robot assembly
AU2003257309A1 (en) * 2002-08-13 2004-02-25 Microbotics Corporation Microsurgical robot system

Also Published As

Publication number Publication date
CN1676287A (zh) 2005-10-05
EP1582955A2 (en) 2005-10-05
KR20060044963A (ko) 2006-05-16
JP2005293098A (ja) 2005-10-20
KR100741618B1 (ko) 2007-07-23
US20050222714A1 (en) 2005-10-06
CN100336637C (zh) 2007-09-12
TWI276933B (en) 2007-03-21
TW200602829A (en) 2006-01-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3923053B2 (ja) ロボット教示装置
US7373220B2 (en) Robot teaching device
US6124693A (en) Robot controller
US9393687B2 (en) Method for programming an industrial robot and industrial robot
JP3782679B2 (ja) 干渉回避装置
JP6328599B2 (ja) ロボットの動作可能範囲を算出するロボットの手動送り装置
JP5338297B2 (ja) ロボットの制御装置
JP2001088071A (ja) ロボットの制御装置
JP3300625B2 (ja) ロボットの制御方式
CN108687758B (zh) 机器人的移动速度控制装置及方法
WO2006112069A1 (ja) 産業用ロボットの原点調整方法
US20180099410A1 (en) Robot control device having function for limiting speed and/or acceleration of robot
US10315305B2 (en) Robot control apparatus which displays operation program including state of additional axis
JP2019069500A (ja) 作業ツールの移動方向を監視する制御装置
CN112987646A (zh) 控制装置、测量***、测量方法
US5912540A (en) Robot control system which enables safe robot operation and simple recovery when undesired movements are detected
US10532460B2 (en) Robot teaching device that sets teaching point based on motion image of workpiece
US20220379468A1 (en) Robot arm with adaptive three-dimensional boundary in free-drive
JP4289219B2 (ja) 人間介入型ロボットの制御装置
JP2004188594A (ja) ロボット制御装置
JPH08161025A (ja) 教示装置
JPH01321192A (ja) ロボットの作業領域制限装置
JPH0731254U (ja) 数値制御装置
JPH0784618A (ja) ロボットの座標系設定方法

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20060710

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20060718

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20060919

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20061107

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20061228

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20070206

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20070220

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees