JP5282014B2 - 教示ライン補正装置、教示ライン補正方法、及びそのプログラム - Google Patents

Description

本発明は、教示ライン補正装置、教示ライン補正方法、及びそのプログラムに関し、特に、作業対象ワークにシーラーの塗布、溶接等を行う産業用ロボットの教示ラインを精度良く補正する教示ライン補正装置、教示ライン補正方法、及びそのプログラムに関する。

産業用ロボットのティーチングにおいて、作業対象ワーク上での産業用ロボットの動作ポイントの位置を示す３次元座標データを実測して取得して、作業対象ワークの位置、姿勢を認識してワークモデルからの剛体変換行列を求め、その剛体変換行列によりワークモデルの３次元座標データを、実測した３次元座標データに変換して登録する技術が提案されている。この技術的思想を特許文献１として例示する。

特開２００４−２４３２１５号公報

ところで、特許文献１に記載の技術的思想では、ティーチングデータを作成するために、ワークモデル（設計上）の３次元形状データ上の点Ｑを、実測したワークモデルの３次元形状データ上の対応する点Ｐに変換するように剛体変換行列を求めているが、前記対応する点Ｐの位置が機械の誤差等の種々の要因により、予め定められた位置と異なってしまった場合は、原点０からの相関関係の誤差が生じ、ティーチングデータを精度よく補正することができない。また、前記点Ｐ（基準部位）の位置のうち、いずれか１つの位置を検出できなかった場合は、ティーチングデータを補正することができない。

そこで、本発明は、係る従来の問題点に鑑みてなされたものであり、基準部位の相関関係が異なっていた場合も、その誤差の影響を緩和し、ティーチングデータ（教示ライン）を精度良く補正するための、また、前記基準部位の位置のうち、いずれか１つの位置を検出できなくてもティーチングデータを補正するための教示ライン補正装置、教示ライン補正方法、及びそのプログラムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、第１基準部位及び第２基準部位で特定されるロボットの動作を示す教示ラインを補正する教示ライン補正装置であって、前記第１基準部位、前記第２基準部位、及び第３基準部位が作業対象ワーク上にそれぞれ設けられる第１基準位置、第２基準位置、及び第３基準位置を設定する位置設定部と、前記ロボットの開始動作ポイント又は該開始動作ポイントから所定範囲内に設けられた前記第１基準位置と、前記ロボットの終了動作ポイント又は該終了動作ポイントから所定範囲内に設けられた前記第２基準位置とを通る線を含む平面であり、且つ、前記第３基準位置で決定される第１平面を規定する第１平面規定部と、前記作業対象ワーク上に設けられた前記第１基準部位、前記第２基準部位、及び前記第３基準部位の位置を検出する１又は複数の位置検出部と、検出した前記第１基準部位の位置と、検出した前記第２基準部位の位置とを通る線を含む平面であり、且つ、検出した前記第３基準部位の位置で決定される第２平面を規定する第２平面規定部と、前記第１基準部位を原点とし、原点の前記第１基準部位の前記第１基準位置が、検出した原点の前記第１基準部位の位置と同じ位置になり、且つ、前記第１平面が前記第２平面と同一平面上となる補正量を算出する補正量算出部と、前記補正量に基づいて、前記教示ラインを補正する教示ライン補正部と、を備えることを特徴とする。

前記第２平面規定部は、前記位置検出部により前記第１基準部位、前記第２基準部位、及び前記第３基準部位のうち、いずれか１つの基準部位の位置が検出されなかった場合は、検出した２点の基準部位の位置のうち、前記第１基準部位に最も近い前記基準部位の位置と、前記第２基準部位に最も近い位置とを通る線を含む平面であり、且つ、前記位置設定部が設定した検出されなかった基準部位の基準位置で決定される平面を前記第２平面として規定し、前記補正量算出部は、前記第１基準部位に最も近い前記基準部位を原点とし、原点の前記基準部位の基準位置が、検出した原点の前記基準部位の位置と同じ位置になり、且つ、前記第１平面が前記第２平面と同一平面上となる補正量を算出してもよい。

前記作業対象ワークは、複数のパネルからなる自動車体であり、前記位置設定部は、前記第１基準位置、前記第２基準位置、及び前記第３基準位置のうち、２つの基準位置を任意のパネルに設定してもよい。

前記位置設定部により設定される前記第２基準部位の前記第２基準位置は、前記作業対象ワークの端部であってもよい。

前記位置検出部、補正量算出部、及び教示ライン補正部の少なくとも１つは、前記ロボットに設けてもよい。

前記位置検出部は、光電変換素子を有してもよい。

上記目的を達成するために、本発明は、教示ライン補正装置が第１基準部位及び第２基準部位で特定されるロボットの動作を示す教示ラインを補正する教示ライン補正方法であって、前記第１基準部位、前記第２基準部位、及び第３基準部位が作業対象ワーク上にそれぞれ設けられる第１基準位置、第２基準位置、及び第３基準位置を予め設定する位置設定工程と、前記ロボットの開始動作ポイント又は該開始動作ポイントから所定範囲内に設けられた前記第１基準位置と、前記ロボットの終了動作ポイント又は該終了動作ポイントから所定範囲内に設けられた前記第２基準位置とを通る線を含む平面であり、且つ、前記第３基準位置で決定される第１平面を規定する第１平面規定工程と、前記作業対象ワーク上に設けられる前記第１基準部位、前記第２基準部位、及び第３基準部位の位置を検出する位置検出工程と、検出した前記第１基準部位の位置と、検出した前記第２基準部位の位置とを通る線を含む平面であり、且つ、検出した前記第３基準部位の位置で決定される第２平面を規定する第２平面規定工程と、前記第１基準部位を原点とし、原点の前記第１基準部位の前記第１基準位置が、検出した原点の前記第１基準部位の位置と同じ位置になり、且つ、前記第１平面が前記第２平面と同一平面上となる補正量を算出する補正量算出工程と、前記補正量に基づいて、前記教示ラインを補正する教示ライン補正工程と、を備えることを特徴とする。

上記目的を達成するために、本発明は、コンピュータを、第１基準部位及び第２基準部位で特定されるロボットの動作を示す教示ラインを補正する教示ライン補正装置として機能させるプログラムであって、前記コンピュータを、前記第１基準部位、前記第２基準部位、及び第３基準部位が作業対象ワーク上にそれぞれ設けられる第１基準位置、第２基準位置、及び第３基準位置を予め設定する位置設定部、前記ロボットの開始動作ポイント又は該開始動作ポイントから所定範囲内に設けられた前記第１基準位置と、前記ロボットの終了動作ポイント又は該終了動作ポイントから所定範囲内に設けられた前記第２基準位置とを通る線を含む平面であり、且つ、前記第３基準位置で決定される第１平面を規定する第１平面規定部、前記作業対象ワーク上に設けられる前記第１基準部位、前記第２基準部位、及び第３基準部位の位置を検出する１又は複数の位置検出部、検出した前記第１基準部位の位置と、検出した前記第２基準部位の位置とを通る線を含む平面であり、且つ、検出した前記第３基準部位の位置で決定される第２平面を規定する第２平面規定部、前記第１基準部位を原点とし、原点の前記第１基準部位の前記第１基準位置が、検出した原点の前記第１基準部位の位置と同じ位置になり、且つ、前記第１平面が前記第２平面と同一平面上となる補正量を算出する補正量算出部、前記補正量に基づいて、前記教示ラインを補正する教示ライン補正部、として機能させることを特徴とする。

本発明によれば、第１平面及び第２平面を、教示ラインが定められる、ロボットの開始動作ポイント又は該開始動作ポイントから所定範囲内に設けられた第１基準部位の位置と、ロボットの終了動作ポイント又は該終了動作ポイントから所定範囲内に設けられた第２基準部位の位置とを通る線を含む平面であり、且つ、検出した第３基準部位の位置で決定される平面とし、原点の第１基準部位の基準位置ａが、検出した原点の第１基準部位の位置ａ´となり、第１平面が第２平面となる補正量を算出して、動作ポイントが教示された基準座標を補正するようにしたので、作業対象ワーク上に設けられた基準部位の相関関係が、誤差によって予め定められたものと異なっていた場合も、教示ラインの補正が誤差によって受ける影響を緩和することができ、補正精度、及び補正精度の安定性を向上させることができる。

また、第１、第２、及び第３基準部位のうち、いずれか１つの基準部位の位置が検出されなかった場合は、第１基準部位に最も近い基準部位に原点を移動させ、検出できなった基準部位を第２平面の角度決めとして用いて、第１平面と第２平面とから補正量を算出して教示ラインを補正するので、第１、第２、及び第３基準部位のうち、いずれか１つの基準部位の位置が検出されない場合でも教示ラインを補正することができる。また、補正後の教示ラインは、第１平面上での作業対象ワーク１００の移動量を吸収することができ、教示ラインを補正しない場合にくらべ、精度良く塗布動作を行うことができる。

また、作業対象ワークが自動車体の場合は、位置設定部は、第１基準部位の基準位置、第２基準部位の基準位置、及び第３基準部位の基準位置のうち、２つの基準位置を自動車体の任意のパネルに設定するとともに、残余の基準位置を前記パネルとは別のパネルに設定するので、任意のパネルに設定された教示ラインを補正する際に、自動車体のたてつけ精度の影響を緩和させることができる。

実施の形態の教示ライン補正装置の全体外観図である。 図１の教示ライン補正装置の電気的な概略ブロック図である。 教示ライン補正装置の動作を示すフローチャートである。 規定された第１平面及び第２平面の一例を示す図である。 誤差によって受ける教示ラインの補正への影響が緩和する理由を説明するための図である。 誤差によって受ける教示ラインの補正への影響が緩和する理由を説明するための図である。

発明に係る教示ライン補正装置について、好適な実施の形態を掲げ、添付の図面を参照しながら以下、詳細に説明する。

図１は、実施の形態の教示ライン補正装置１０の全体外観図である。教示ライン補正装置１０は、少なくとも３台のロボット１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、及び、ロボット１２ａ、１２ｂ、１２ｃを制御する制御装置１４を有する。ロボット１２ａ、１２ｂ、１２ｃは、多間接型のアーム１６を有しており、該アーム１６は、上下、左右、前後等の複合的に移動できる自由度を有している。アーム１６の先端には、シーラーを塗布する、例えば、２つのシーラーガン１８、１８、及び、作業対象ワーク（例えば、自動車体）１００に設けられた基準部位の空間上の位置を検出する位置検出部３２が設けられている。シーラーガン１８、１８は、塗布するシーラーの種類に応じて使い分けられるので、必要数のガンを備えていれば良い。ロボット１２ａ、１２ｂ、１２ｃは、作業対象ワーク１００の周辺に設けられており、ロボット１２ａ、１２ｂ、１２ｃは、互いに異なる教示ラインに沿って動作してシーラーを塗布するように作業を分担している。教示ラインに沿って塗布されたシーラーは、ロボット１２の開始動作ポイント（シーラーの塗布開始位置）と終了動作ポイント（シーラーの塗布終了位置）とを含む。

ここで、各ロボット１２ａ、１２ｂ、１２ｃの動作ポイントは、作業対象ワーク１００に対して予め決まっているが、作業対象ワーク１００が所定の位置で、所定の方向を向いているときを基準として定められている。しかしながら、実際にベルトコンベア等で所定の位置に搬送されてくる作業対象ワーク１００が、例えば、所定の方向とは若干ずれた方向を向いている場合がある。したがって、予め定められた動作ポイントでシーラーを塗布してしまうと、本来シーラーを塗布したい部分とは異なる部分にシーラーが塗布されてしまうので、動作ポイントを補正する必要がある。しかし、動作ポイントが複数ある場合は、補正の処理負担及び工数が増大してしまう。そこで、本実施の形態では、例えば、Ｆａｎｕｃ製のｉＲＶｉｓｉｏｎ（登録商標）を使用し、動作ポイントを補正するのでなく、動作ポイントが教示された基準座標を補正することで、補正の処理負担を軽減し、且つ、工数の低減することを行っている。

また、教示ラインは、作業対象ワーク１００上に設けられる穴等の基準部位によって定められる。つまり、作業対象ワーク１００上に設けられる開始動作ポイント又は開始動作ポイントから所定の範囲にある第１基準部位と、作業対象ワーク１００上に設けられる終了動作ポイント又は終了動作ポイントから所定の範囲に設けられた第２基準部位によって教示ラインが定められる。この開始動作ポイントから所定の範囲にある第１基準部位と、終了動作ポイントから所定の範囲に設けられた第２基準部位を結ぶ線で教示ラインを決める場合、開始動作ポイント及び終了動作ポイントが教示ライン上にあり、且つ、開始動作ポイント及び終了動作ポイントが第１基準部位と第２基準部位との間にあるように、第１基準部位の位置ａ´及び第２基準部位の位置ｂ´が決められる。また、「教示ライン上」とは、教示ライン上に沿ってシーラーを塗布する動作を行った場合に、塗布されたシーラーの中に動作ポイントが含まれることをいう。この第１基準部位及び第２基準部位等の基準部位は、作業対象ワーク１００に対して設けられる位置が予め決まっている。

ところが、作業対象ワーク１００に基準部位を設ける作業の際に、作業対象ワーク１００の位置、方向のずれ、作業対象ワーク１００に基準部位を設ける機械の誤差等の種々の要因により、実際に作業対象ワーク１００に設けられた基準部位の位置は、該予め決められた基準部位の位置とは若干異なってしまい、基準部位間の相関関係がずれてしまう。したがって、仮にベルトコンベア等で所定の位置に搬送された作業対象ワーク１００が、所定の方向を向いている場合であっても、基準部位が予め定められた位置にないので、作業対象ワーク１００が所定の方向とずれた方向に向いていると判断してしまい、教示ラインを補正する必要がないのに教示ラインを補正してしまい、補正の精度が悪い。また、所定の位置に搬送されてきた作業対象ワーク１００が所定の方向とは異なる方向を向いており、且つ、基準部位の位置が予め定められた位置とは異なる位置にある場合には、作業対象ワーク１００が向いている方向と基準部位の位置とに教示ラインの補正が影響されてしまい、教示ラインの補正精度が不安定になってしまう。そこで、本実施の形態では、作業対象ワーク１００上に設けられた基準部位の相関関係が、予め定められたものと異なっていた場合でも、その誤差の影響を緩和するように教示ラインを補正する。

図２は、図１の教示ライン補正装置１０の電気的な概略ブロック図である。なお、ロボット１２ａ、１２ｂ、１２ｃは同一の構成を有する。なお、ロボット１２ａ、１２ｂ、１２ｃを総称してロボット１２と呼ぶ。上述したように教示ライン補正装置１０は、ロボット１２ａ、１２ｂ、１２ｃと、制御装置１４を備え、制御装置１４は、位置設定部２０を有する。制御装置１４は、ＣＰＵ、プログラム等を記録したメモリ、ユーザが操作可能な操作部、及び外部機器とデータのやり取りを行う入出力部を備えており、該ＣＰＵが該プログラムを読み込むことによって、制御装置１４は、位置設定部２０として機能する。なお、いずれか１つのロボット１２、又は、各ロボット１２ａ、１２ｂ、１２ｃが制御装置１４を備えてもよい。

ロボット１２ａは、第１平面規定部３０、位置検出部３２、位置取得部３４、第２平面規定部３６、補正量算出部３８、及び教示ライン補正部４０を有する。ロボット１２ａは、ＣＰＵ、及びプログラム等を記録したメモリを有し、該ＣＰＵが該プログラムを読み込むことによって、ロボット１２ａは、第１平面規定部３０、位置検出部３２、位置取得部３４、第２平面規定部３６、補正量算出部３８、及び教示ライン補正部４０として機能する。

位置設定部２０は、複数の基準部位が作業ネットワーク上にそれぞれ設けられる基準位置を複数設定する。位置設定部２０は、所定の位置まで搬送されてくる作業対象ワーク１００の種類に応じて、基準部位の基準位置を複数設定する。設定された複数の基準位置のうち２つの基準位置によってロボット１２ａ、１２ｂ、１２ｃの教示ラインがそれぞれ定められる。位置設定部２０は、基準部位を作業対象ワーク１００に設ける際に用いられた基準位置を外部機器から取得して設定してもよく、ユーザの操作部の操作によって指示される値を取得して設定してよい。また、各ロボット１２ａ、１２ｂ、１２ｃの教示ラインはそれぞれ異なる。位置設定部２０は、設定した複数の基準位置を必要とするロボット１２ａ、１２ｂ、１２ｃに出力する。

第１平面規定部３０は、位置設定部２０が設定した基準部位の位置のうち、自己を有するロボット１２の動作を示す、つまり、自己を有するロボット１２のシーラーガン１８、１８の移動を示す教示ラインを定める第１基準位置ａ及び第２基準位置ｂと、任意の第３基準位置ｃとの３つの基準位置を取得する。第１平面規定部３０は、取得した第１基準位置ａ及び第２基準位置ｂとを通る線を含む平面であり、且つ、任意の第３基準位置ｃとで決定される第１平面を規定する。本実施の形態では、自己のロボット１２の動作を示す教示ラインを定める基準位置を第１基準位置ａ及び第２基準位置ｂと呼び、自己のロボット１２の動作を示す教示ラインを定めない基準位置を第３基準位置ｃと呼ぶ。したがって、あるロボット１２に対しては第１基準位置ａとなる基準位置であっても、他のロボット１２に対しては第３基準位置ｃとなる。ロボット１２は、第１基準部位から第２基準部位に向かって動作する。また、第１基準位置ａに設けられる基準部位を第１基準部位、第２基準位置ｂに設けられる基準部位を第２基準部位、第３基準位置ｃに設けられる基準部位を第３基準部位と呼ぶ。

位置検出部３２は、自己の位置検出部３２が設けられたロボット１２が担当するエリア内にある作業対象ワーク１００上に設けられた基準部位の３次元上の位置を検出する。位置検出部３２は、少なくとも自己のロボット１２の動作を示す教示ラインを定める第１基準部位の位置を検出する。なお、ロボット１２は、自己が担当するエリア内にある基準部位の位置を自己の位置検出部３２が検出し易いように、アーム１６を動かしてよい。

この位置検出は、周知技術なので詳しくは説明しないが、例えば、Ｆａｎｕｃ製のｉＲＶｉｓｉｏｎ（登録商標）のカメラのように、ＣＣＤ等の光電変換素子及びレーザースリット投光器を有し、レーザー光を投光したときの画像（レーザー光画像）と、レーザー光を投光しないときの画像（通常画像）とを撮像することで、光電変換素子からの基準部位の３次元空間上の位置を検出してよい。そして、位置検出部３２は、現在の光電変換素子の３次元上の位置と検出した光電変換素子からの基準部位の３次元上の位置とにより、基準部位の位置を検出する。光電変換素子は、アーム１６の先端に設けられているので、現在のアーム１６をどのように動かしたかによって、現在のアーム１６の先端の位置がわかり、光電変換素子の現在位置がわかる。なお、位置検出部３２は、基準部位の位置を検出することができるものであればよい。

位置取得部３４は、他のロボット１２の位置検出部３２が検出した基準部位の位置を取得する。位置取得部３４は、少なくとも自己のロボット１２の動作を示す教示ラインを定める第２基準部位の位置ｂ´、及び任意の第３基準部位の位置ｃ´を取得する。

第２平面規定部３６は、自己のロボット１２及び他のロボット１２の位置検出部３２によって検出された自己のロボット１２の動作を示す教示ラインを定める第１基準部位の位置ａ´及び第２基準部位の位置ｂ´、及び任意の第３基準部位の位置ｃ´を取得する。第２平面規定部３６は、取得した第１基準部位の位置ａ´と、取得した第２基準部位の位置ｂ´を通る線を含む面であり、且つ、第３基準部位の位置ｃ´とで決定される第２平面を規定する。第２平面規定部３６における第３基準部位は、第１平面規定部３０における第３基準部位と同一のものである。

補正量算出部３８は、自己のロボット１２の第１平面規定部３０及び第２平面規定部３６で規定された第１平面及び第２平面を取得する。補正量算出部３８は、第１基準部位を原点とし、原点の第１基準部位の第１基準位置ａが、検出した原点の第１基準部位の位置ａ´と同じ位置になり、且つ、第１平面が第２平面と同一平面上となる補正量を算出する。この補正量の算出は、周知技術であるが、例えば、Ｆａｎｕｃ製のＶＩＳＩＯＮ ＯＰＴＩＯＮを使用することで求めることができる。教示ライン補正部４０は、自己のロボット１２の補正量算出部３８が算出した補正量に基づいて、第１基準位置ａと第２基準位置ｂとで定められる教示ラインを補正する。

教示ライン補正部４０は、補正量算出部３８が算出した補正量に基づいて、第１基準位置ａと第２基準位置ｂとで定められる教示ラインを補正する。

次に、教示ライン補正装置１０の動作を図３に示すフローチャートにしたがって説明する。なお、動作をわかり易くするために、ロボット１２ａの動作を示す教示ラインの補正についてのみ説明する。まず、ステップＳ２で、位置設定部２０は、ロボット１２の動作を示す教示ラインを定める第１基準部位及び第２基準部位と、任意の第３基準部位とが作業対象ワーク１００上にそれぞれ設けられる第１基準位置ａ、第２基準位置ｂ、及び第３基準位置ｃを設定する。位置設定部２０は、搬送されてくる作業対象ワーク１００の種類に応じて第１、第２、及び第３基準位置ｃを定める。

この設定された第１基準位置ａ、第２基準位置ｂ、及び第３基準位置ｃにしたがって、作業対象ワーク１００上に第１基準部位、第２基準部位、及び第３基準部位が設けられるが、実際に設けられた第１基準部位の位置ａ´、第２基準部位の位置ｂ´、及び第３基準部位の位置ｃ´は、設定された第１基準位置ａ、第２基準位置ｂ、及び第３基準位置ｃとは若干異なっている可能性がある。

次いで、ステップＳ４で、ロボット１２ａの第１平面規定部３０は、ステップＳ２で設定した第１基準位置ａと第２基準位置ｂとを通る線を含む線であり、且つ、第３基準位置ｃで決定される第１平面を規定する。言い換えれば、第１基準位置ａと第２基準位ｂとを通る線を含む平面を、第１基準位置ａと第２基準位ｂとを通る線を軸にして回転させ、第３基準位置ｃで決定される角度で規定された平面が第１平面となる。

次いで、作業対象ワーク１００がベルトコンベア等によって所定の位置まで搬送されると、ステップＳ６で、各ロボット１２ａ、１２ｂ、１２ｃの位置検出部３２は、ベルトコンベア等によって所定の位置まで搬送されてきた作業対象ワーク１００に設けられた第１基準部位、第２基準部位、第３基準部位の３次元上の位置を検出する。本実施の形態では、ロボット１２ａの位置検出部３２は、ロボット１２ａの担当エリア内にある第１基準部位の位置ａ´を検出し、ロボット１２ｂの位置検出部３２は、ロボット１２ｂの担当エリア内にある第２基準部位の位置ｂ´を検出し、ロボット１２ｃの位置検出部３２は、ロボット１２ｃの担当エリア内にある第３基準部位の位置ｃ´を検出する。なお、ロボット１２ａ、１２ｂ、１２ｃは、位置設定部２０が設定した第１基準位置ａ、第２基準位置ｂ、及び第３基準位置ｃに応じて、自己が担当するエリア内にある基準部位の位置を自己の位置検出部３２が検出し易いように、アーム１６を動かしてよい。ロボット１２ａの位置検出部３２は、検出した第１基準部位の位置ａ´をロボット１２ａの第２平面規定部３６に出力する。ロボット１２ｂ、１２ｃの位置検出部３２は、検出した第２基準部位の位置ｂ´と第３基準部位の位置ｃ´とをロボット１２ａに出力する。これにより、ロボット１２ａの第２平面規定部３６は、位置取得部３４を介して、第２基準部位の位置ｂ´と第３基準部位の位置ｃ´を取得することができる。

ステップＳ８で、ロボット１２ａの第２平面規定部３６は、実際に検出された第１基準部位の位置ａ´と第２基準部位の位置ｂ´とを通る線を含む面であり、且つ、実際に検出された第３基準部位の位置ｃ´で決定される第２平面を規定する。言い換えれば、第１基準位置ａ´と第２基準位ｂ´とを通る線を含む平面を、第１基準位置ａ´と第２基準位ｂ´とを通る線を軸にして回転させ、第３基準位置ｃ´で決定される角度で規定された平面が第２平面となる。図４は、規定された第１平面と第２平面の一例を示す図である。

次いで、ステップＳ１０で、ロボット１２ａの補正量算出部３８は、第１基準部位を原点とし、原点の第１基準部位の第１基準位置ａが、検出した原点の第１基準部位の位置ａ´と同じ位置になり、且つ、前記第１平面が前記第２平面と同一平面上となる補正量を算出する。

次いで、ステップＳ１２で、教示ライン補正部は、第１基準位置ａ及び第２基準位置ｂで定められる補正ラインを補正する。

このように、第１平面及び第２平面を、開始動作ポイント又は開始動作ポイントから所定の範囲にある第１基準部位の位置と、終了動作ポイント又は該終了動作ポイントから所定の範囲にある第２基準部位の位置とを通る線を含む面であり、且つ、第３基準部位の位置で決定される平面とすることで、作業対象ワーク１００上に設けられた基準部位の相関関係が、予め定められたものとずれている場合であっても、教示ラインの補正が誤差によって受ける影響を緩和することができる。以下、その理由について述べる。

図５及び図６は、誤差によって受ける教示ラインの補正への影響が緩和する理由を説明するための図である。図５、及び図６では、理解し易くするために、所定の位置まで搬送されてきた作業対象ワーク１００の方向がずれておらず、基準部位の位置のみがずれていた場合を例にする。この場合は、本来であれば教示ラインを補正する必要はない。

例えば、図５に示す検出された第２基準部位の位置ｂ´のみが、第２基準位置ｂとずれている場合であって、第２基準部位の位置ｂ´は、第１基準位置ａと第２基準位置ｂとを通る線上にずれていたとする。第１平面は、第１基準位置ａと第２基準位置ｂとを軸として３６０℃に存在する複数の平面のうち、第３基準部位ｃで決定される角度の平面である。したがって、検出された第２基準部位の位置ｂ´が第２基準位置ｂとが異なる場合であっても、第２基準部位の位置ｂ´が、第１基準部位ａと第２基準部位ｂとの線上にあれば、規定される第２平面は第１平面と同一平面上にあり、教示ラインが実質的に補正されることはなく、教示ラインは変わらない。したがって、このような誤差によって基準部位の相関関係が異なっている場合は、教示ラインの補正が誤差によって影響を受けることはない。

また、例えば、図５に示す検出された第３基準部位の位置ｃ´のみが、第３基準部位ｃとずれている場合であっても、第３基準部位の位置ｃ´が、第１基準位置ａ、第２基準位置ｂ、及び第３基準位置ｃで規定される第１平面上にある場合は、第１基準部位の位置ａ´、第２基準部位の位置ｂ´、及び第３基準部位の位置ｃ´で規定される第２平面は、第１平面上にあり、教示ラインが実質的に補正されることはなく、教示ラインは変わらない。

つまり、第２基準部位の位置ｂ´が、第１基準位置ａ及び第２基準位置ｂを通る線上にあり、第３基準部位の位置ｃ´が、第１平面上にあれば、教示ラインが実質的に補正されることはなく、教示ラインは変わらない。したがって、このような誤差によって基準部位の相関関係が異なっている場合は、教示ラインの補正が誤差によって影響を受けることはない。なお、この場合は、第１基準位置ａと第１基準部位の位置ａ´はずれていないものとする。

また、図６に示すように、第２基準部位の位置ｂ´が、第２基準位置ｂとずれている場合であって、第２基準部位の位置ｂ´は、第１基準位置ａと第２基準位置ｂとを通る線上にないとする。この場合は、第１基準位置ａ、第２基準位置ｂ、及び第３基準位置ｃで規定される第１平面と、第１基準部位の位置ａ´、第２基準部位の位置ｂ´、及び第３基準位置の位置ｃ´で規定される第２平面とは、同一平面上にないので、教示ラインは第１平面と第２平面とから求められた補正量に基づいて補正されてしまう。補正前の教示ラインは、第１基準位置ａと第２基準位置ｂとを通り、補正後の教示ラインは、第１基準部位の位置ａ´と第２基準部位の位置ｂ´とを通るラインである。しかし、この場合であっても、補正前後の教示ラインの差は、第１基準部位に近ければ近いほど差が小さくなるので、第１基準部位付近では、補正による影響を少なくする（緩和する）ことができる。さらに、第２基準部位ｂの基準位置ｂが、塗布終了ポイントより第１基準部位の基準位置ａから離れれば、それだけ、教示ラインは補正による影響を受けなくてすむ。したがって、第２基準部位ｂは、作業対象ワーク１００の端部にあることが好ましい。

このように、第１平面及び第２平面を、ロボット１２の開始動作ポイント又は該開始動作ポイントから所定範囲内に設けられた第１基準部位の位置と、ロボット１２の終了動作ポイント又は該終了動作ポイントから所定範囲内に設けられた第２基準部位の位置とを通る線を含む平面であり、且つ、検出した第３基準部位の位置で決定される平面とし、原点の第１基準部位の基準位置ａが、検出した原点の第２基準部位の位置ａ´となり、第１平面が第２平面となる補正量を算出して、動作ポイントが教示された基準座標を補正するようにしたので、基準部位の相関関係が誤差によって異なっている場合でも、教示ラインの補正が誤差によって受ける影響を緩和することができ、補正精度及び補正精度の安定性を向上させることができる。

なお、図３では、ロボット１２ａの動作を示す教示ラインの補正について説明したが、ロボット１２ｂ、及びロボット１２ｃの動作を示す教示ラインの補正についても、同様に行えばよい。また、作業対象ワーク１００が複数のパネルを有する自動車体の場合は、位置設定部２０は、第１基準部位の基準位置ａ、第２基準部位の基準位置ｂ、及び第３基準部位の基準位置ｃのうち、２つの基準位置を自動車体の任意のパネル（例えば、屋根）に設定し、残りの基準部位を任意のパネル以外のパネル（例えば、サイドパネル）に設定してもよい。これにより、任意のパネル（例えば、屋根）に設定された教示ラインを補正する際に、自動車体の任意のパネル以外のパネル（例えば、サイドパネル）と任意のパネルとのたてつけ精度の影響を緩和することができる。

また、上記実施の形態では、各ロボット１２ａ、１２ｂ、１２ｃの位置検出部３２が第１、第２、及び第３基準部位の位置を検出した場合について述べたが、各ロボット１２ａ、１２ｂ、１２ｃの位置検出部３２が、第１基準部位、第２基準部位、及び第３基準部位の位置のうち、いずれか１つの位置を検出できなかった場合でも、教示ラインの補正が行えるようにするために、第２平面規定部３６、補正量算出部３８は、以下のように動作してもよい。

第２平面規定部３６は、検出することができた２つの基準部位の位置のうち、第１基準部位（第１基準位置ａ）にもっとも近い位置と、第２基準部位（第２基準位置ｂ）にもっとも近い位置とを通る線を含む平面であり、且つ、位置設定部２０が設定した検出されなかった該基準部位の基準位置とで決定される平面を第２平面として規定する。つまり、検出した基準部位の位置のうち、第１基準部位に最も近い位置と、第２基準部位に最も近い位置とを通る線を含む平面を、第１基準位置ａに最も近い位置と、第２基準位置ｂに最も近い位置とを通る線を軸にして回転させ、検出されなかった基準部位の基準位置で決定される角度で規定される平面を第２平面とする。

そして、補正量算出部３８は、位置検出部３２が検出した第１基準部位に最も近い基準部位を原点とし、原点の基準部位の基準位置が、検出した原点の基準部位の位置と同じ位置になり、且つ、第１平面が第２平面と同一平面上となる補正量を算出する。

例えば、第１基準部位の基準位置ａ´が検出されなかった場合に、第３基準部位の位置ｃ´が第１基準部位の基準位置ａに最も近かったとする。この場合は、第２平面規定部３６は、第３基準部位の位置ｃ´と第２基準部位の位置ｂ´とを通る線を含む平面であり、且つ、位置設定部２０が設定した検出されなかった該第１基準部位の基準位置ａで決定される平面を第２平面として規定する。そして、補正量算出部３８は、位置検出部３２が検出した第１基準部位に最も近い第３基準部位を原点とし、原点の第３基準部位の第３基準位置ｃが、検出した原点の第３基準部位の位置ｃ´と同じ位置になり、且つ、第１平面が第２平面と同一平面上となる補正量を算出する。

このように、第１基準部位に最も近い基準部位に原点を移動させ、検出できなった基準部位を第２平面の角度決めとして用いて、第１平面と第２平面とから補正量を算出して教示ラインを補正するので、第１、第２、及び第３基準部位のうち、いずれか１つの基準部位の位置が検出されなかった場合でも、教示ラインを補正することができる。また、補正後の教示ラインは、第１平面上での作業対象ワーク１００の移動量を吸収することができ、教示ラインを補正しない場合にくらべ、精度良く塗布動作を行うことができる。つまり、１つの基準部位が検出できなくても、検出できた残りの基準部位の位置で平面の軸が決まれば、車体のＸ方向及びＹ方向のズレに対しては精度よく補正を行うことができる。Ｘ方向とは、第１基準位置ａと第２基準位置ｂとを通る線の方向であり、Ｙ方向とは、該線とは直交する方向である。

また、上記実施の形態においては、各ロボット１２ａ、１２ｂ、１２ｃに位置検出部３２を設けるようにしたが、いずれか１台のロボット１２のみに位置検出部３２を設けるようにしてもよい。この場合は、いずれか１台のロボットに設けられた位置検出部３２が全ての基準部位の位置を検出してもよい。また、位置検出部３２を全てのロボット１２ａ、１２ｂ、１２ｃに設けなくてもよい。この場合は、ロボット１２とは別個に備えられた位置検出部が基準部位の位置を検出する。

また、上記実施の形態においては、シーラーを塗布するロボット１２を用いて説明したが、ロボット１２は、溶接用のロボット、マーキング用のロボット等であってもよい。

以上、本発明について好適な実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

１０…教示ライン補正装置 １２ａ、１２ｂ、１２ｃ…ロボット
１４…制御装置 １６…アーム
１８…シーラーガン ２０…位置設定部
３０…第１平面規定部 ３２…位置検出部
３４…位置取得部 ３６…第２平面規定部
３８…補正量算出部 ４０…教示ライン補正部

Claims (7)

1. 第１基準部位及び第２基準部位で特定されるロボットの動作を示す教示ラインを補正する教示ライン補正装置であって、
   前記第１基準部位、前記第２基準部位、及び第３基準部位が作業対象ワーク上にそれぞれ設けられる第１基準位置、第２基準位置、及び第３基準位置を設定する位置設定部と、
   前記ロボットの開始動作ポイント又は該開始動作ポイントから所定範囲内に設けられた前記第１基準位置と、前記ロボットの終了動作ポイント又は該終了動作ポイントから所定範囲内に設けられた前記第２基準位置とを通る線を含む平面であり、且つ、前記第３基準位置で決定される第１平面を規定する第１平面規定部と、
   前記作業対象ワーク上に設けられた前記第１基準部位、前記第２基準部位、及び前記第３基準部位の位置を検出する１又は複数の位置検出部と、
   検出した前記第１基準部位の位置と、検出した前記第２基準部位の位置とを通る線を含む平面であり、且つ、検出した前記第３基準部位の位置で決定される第２平面を規定する第２平面規定部と、
   前記第１基準部位を原点とし、原点の前記第１基準部位の前記第１基準位置が、検出した原点の前記第１基準部位の位置と同じ位置になり、且つ、前記第１平面が前記第２平面と同一平面上となる補正量を算出する補正量算出部と、
   前記補正量に基づいて、前記教示ラインを補正する教示ライン補正部と、
   を備え、
   前記第２平面規定部は、前記位置検出部により前記第１基準部位、前記第２基準部位、及び前記第３基準部位のうち、いずれか１つの基準部位の位置が検出されなかった場合は、検出した２点の基準部位の位置のうち、前記第１基準部位に最も近い前記基準部位の位置と、前記第２基準部位に最も近い位置とを通る線を含む平面であり、且つ、前記位置設定部が設定した検出されなかった基準部位の基準位置で決定される平面を前記第２平面として規定し、
   前記補正量算出部は、前記第１基準部位に最も近い前記基準部位を原点とし、原点の前記基準部位の基準位置が、検出した該原点の前記基準部位の位置と同じ位置になり、且つ、前記第１平面が前記第２平面と同一平面上となる補正量を算出することを特徴とする教示ライン補正装置。
2. 請求項１に記載の教示ライン補正装置であって、
   前記作業対象ワークは、複数のパネルからなる自動車体であり、
   前記位置設定部は、前記第１基準位置、前記第２基準位置、及び前記第３基準位置のうち、２つの基準位置を任意の前記パネルに設定することを特徴とする教示ライン補正装置。
3. 請求項１又は２に記載の教示ライン補正装置であって、
   前記位置設定部により設定される前記第２基準部位の前記第２基準位置は、前記作業対象ワークの端部であることを特徴とする教示ライン補正装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の教示ライン補正装置であって、
   前記位置検出部、前記補正量算出部、及び前記教示ライン補正部の少なくとも１つは、前記ロボットに設けられていることを特徴とする教示ライン補正装置。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の教示ライン補正装置であって、
   前記位置検出部は、光電変換素子を有することを特徴とする教示ライン補正装置。
6. 教示ライン補正装置が第１基準部位及び第２基準部位で特定されるロボットの動作を示す教示ラインを補正する教示ライン補正方法であって、
   前記第１基準部位、前記第２基準部位、及び第３基準部位が作業対象ワーク上にそれぞれ設けられる第１基準位置、第２基準位置、及び第３基準位置を予め設定する位置設定工程と、
   前記ロボットの開始動作ポイント又は該開始動作ポイントから所定範囲内に設けられた前記第１基準位置と、前記ロボットの終了動作ポイント又は該終了動作ポイントから所定範囲内に設けられた前記第２基準位置とを通る線を含む平面であり、且つ、前記第３基準位置で決定される第１平面を規定する第１平面規定工程と、
   前記作業対象ワーク上に設けられる前記第１基準部位、前記第２基準部位、及び第３基準部位の位置を検出する位置検出工程と、
   検出した前記第１基準部位の位置と、検出した前記第２基準部位の位置とを通る線を含む平面であり、且つ、検出した前記第３基準部位の位置で決定される第２平面を規定する第２平面規定工程と、
   前記第１基準部位を原点とし、原点の前記第１基準部位の前記第１基準位置が、検出した原点の前記第１基準部位の位置と同じ位置になり、且つ、前記第１平面が前記第２平面と同一平面上となる補正量を算出する補正量算出工程と、
   前記補正量に基づいて、前記教示ラインを補正する教示ライン補正工程と、
   を備え、
   前記第２平面規定工程は、前記位置検出工程により前記第１基準部位、前記第２基準部位、及び前記第３基準部位のうち、いずれか１つの基準部位の位置が検出されなかった場合は、検出した２点の基準部位の位置のうち、前記第１基準部位に最も近い前記基準部位の位置と、前記第２基準部位に最も近い位置とを通る線を含む平面であり、且つ、前記位置設定工程が設定した検出されなかった基準部位の基準位置で決定される平面を前記第２平面として規定し、
   前記補正量算出工程は、前記第１基準部位に最も近い前記基準部位を原点とし、原点の前記基準部位の基準位置が、検出した該原点の前記基準部位の位置と同じ位置になり、且つ、前記第１平面が前記第２平面と同一平面上となる補正量を算出することを特徴とする教示ライン補正方法。
7. コンピュータを、第１基準部位及び第２基準部位で特定されるロボットの動作を示す教示ラインを補正する教示ライン補正装置として機能させるプログラムであって、
   前記コンピュータを、
   前記第１基準部位、前記第２基準部位、及び第３基準部位が作業対象ワーク上にそれぞれ設けられる第１基準位置、第２基準位置、及び第３基準位置を予め設定する位置設定部、
   前記ロボットの開始動作ポイント又は該開始動作ポイントから所定範囲内に設けられた前記第１基準位置と、前記ロボットの終了動作ポイント又は該終了動作ポイントから所定範囲内に設けられた前記第２基準位置とを通る線を含む平面であり、且つ、前記第３基準位置で決定される第１平面を規定する第１平面規定部、
   前記作業対象ワーク上に設けられる前記第１基準部位、前記第２基準部位、及び第３基準部位の位置を検出する１又は複数の位置検出部、
   検出した前記第１基準部位の位置と、検出した前記第２基準部位の位置とを通る線を含む平面であり、且つ、検出した前記第３基準部位の位置で決定される第２平面を規定する第２平面規定部、
   前記第１基準部位を原点とし、原点の前記第１基準部位の前記第１基準位置が、検出した原点の前記第１基準部位の位置と同じ位置になり、且つ、前記第１平面が前記第２平面と同一平面上となる補正量を算出する補正量算出部、
   前記補正量に基づいて、前記教示ラインを補正する教示ライン補正部、
   として機能させ、
   前記第２平面規定部は、前記位置検出部により前記第１基準部位、前記第２基準部位、及び前記第３基準部位のうち、いずれか１つの基準部位の位置が検出されなかった場合は、検出した２点の基準部位の位置のうち、前記第１基準部位に最も近い前記基準部位の位置と、前記第２基準部位に最も近い位置とを通る線を含む平面であり、且つ、前記位置設定部が設定した検出されなかった基準部位の基準位置で決定される平面を前記第２平面として規定し、
   前記補正量算出部は、前記第１基準部位に最も近い前記基準部位を原点とし、原点の前記基準部位の基準位置が、検出した該原点の前記基準部位の位置と同じ位置になり、且つ、前記第１平面が前記第２平面と同一平面上となる補正量を算出することを特徴とするプログラム。

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