JPH02157906A - Off-line teaching method for robot - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To easily teach the operation of a robot by teaching the work route of the robot without considering the movable range of the robot or mutual interference between a work and the robot and after that, checking the movable range or mutual interference. CONSTITUTION:Since the work route is taught at first and the movable range of a robot RM or the mutual interference between a work W and the robot RB is not considered, teaching is easily executed. Since only the movable range of the robot RB and the mutual interference between the robot RB and work W are checked next, this operation can be easily executed as well. In such a case, when the relative position and attitude of the robot RB and work W are changed without changing a set work range, the robot RB can be operated along the work route. Thus, the operation of the robot RB is easily taught.

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、ロボット本体を用いずに、ロボットおよび
ワークの画像を利用してロボットアームの動作を教示す
るロボットのオフライン教示方法に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to an offline teaching method for a robot that uses images of the robot and a workpiece to teach the motion of a robot arm without using the robot body.

（従来の技術） ロボットのアームの動作を教示するにあたっては、ロボ
ット本体を用いる場合が多い。しかし、その教示中には
ロボットに作業させることができないため、ロボットの
稼動率が低下してしまうという問題がある。この問題を
解決するため、ロボット本体を用いずに、ワークとロボ
ットのエンドエフェクタの画像をＣＲＴ画面上に表示し
、画面上でエンドエフェクタを移動させつつその動作を
教示するオフライン教示方法が採用される場合がある。(Prior Art) When teaching the motion of a robot arm, the robot body is often used. However, since the robot cannot be made to work during the teaching, there is a problem in that the operating rate of the robot decreases. To solve this problem, an offline teaching method has been adopted in which images of the workpiece and the robot's end effector are displayed on a CRT screen, and the end effector is moved on the screen while teaching its operation, without using the robot itself. There may be cases where

（発明が解決しようとする課題） ところが、従来のオフライン教示方法においては、オペ
レータはエンドエフェクタの位置および姿勢を教示する
かたわら、ワークとロボットの相互の干渉や、ロボット
の可動範囲にも注意を払う必要がある。すなわち、作業
杆路上の各教示点におけるエンドエフェクタの位置およ
び姿勢を教示する際に、ワークとロボットが干渉しない
か否か、およびエンドエフェクタが可動範囲内にあるか
否かをＣＲＴ画面上でオペレータが常にチエツクしつつ
教示していく必要がある。従って、各教示点の教示にか
なりの手間と時間を要するという問題がある。(Problem to be Solved by the Invention) However, in the conventional offline teaching method, while teaching the position and orientation of the end effector, the operator also pays attention to mutual interference between the workpiece and robot and the robot's movable range. There is a need. In other words, when teaching the position and posture of the end effector at each teaching point on the work rod, the operator checks on the CRT screen whether there is no interference between the workpiece and the robot and whether the end effector is within the movable range. It is necessary to constantly check and teach. Therefore, there is a problem in that teaching at each teaching point requires considerable effort and time.

一方、ワークとロボットとの相互干渉の有無やロボット
の可動範囲については、ワークの幾何形状データ等に基
づいた数値演算によりチエツクする方法も考えられる。On the other hand, a method of checking whether there is mutual interference between the workpiece and the robot and the movable range of the robot by numerical calculations based on the geometric shape data of the workpiece or the like may be considered.

しかし、これには比較的大型のコンピュータを必要とす
るため、オフライン教示装置のコストが上昇してしまう
という問題がある。However, since this requires a relatively large computer, there is a problem in that the cost of the offline teaching device increases.

（発明の目的） この発明は、従来技術における上述の課題の解決を意図
しており、ワークとロボットとの相互干渉の有無やロボ
ットの可動範囲を考慮しつつ、ロボットの動作を容易ζ
教示することのできるロボットのオフライン教示方法を
提供することを目的とする。(Objective of the Invention) The present invention is intended to solve the above-mentioned problems in the prior art, and facilitates the movement of the robot while taking into consideration the presence or absence of mutual interference between the workpiece and the robot and the movable range of the robot.
The purpose of this invention is to provide an offline teaching method for a teachable robot.

（課題を解決するための手段） 上述の課題を解決するため、この発明では、画像表示手
段に表示されたワークの画像を利用してロボットの動作
を教示するロボットのオフライン教示方法において、（
ａ）　　前記画像表示手段に前記ワークの立体的画像を
表示するとともに、前記立体的画像上において前記ロボ
ットのエンドエフェクタの作業経路を設定した後、（ｂ
）　　前記画像表示手段に前記ワークの立体的画像と少
なくとも前記ロボットのエンドエフェクタ部分の立体的
画像とを表示するとともに、前記作業経路に従って前記
エンドエフェクタ部分の立体的画像を前記画像表示手段
上で動作させ、その動作が前記ロボットの可動範囲外で
ある場合、および前記ロボットと前記ワークとが相互に
干渉する場合には、前記ロボットに対する前記ワークの
相対的な位置および姿勢の設定を変更することにより、
前記ロボットが動作可能となるようにその動作を教示す
る。(Means for Solving the Problems) In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a robot offline teaching method for teaching robot motions using an image of a workpiece displayed on an image display means.
a) After displaying a three-dimensional image of the workpiece on the image display means and setting a working path of the end effector of the robot on the three-dimensional image, (b)
) Displaying a three-dimensional image of the workpiece and at least a three-dimensional image of an end effector portion of the robot on the image display means, and operating a three-dimensional image of the end effector portion on the image display means according to the work route. and when the movement is outside the movable range of the robot, or when the robot and the work interfere with each other, by changing the relative position and posture settings of the work with respect to the robot. ,
The robot is taught how to operate so that it can operate.

（作用） ステップ（ａ）では作業経路を教示するだけであり、ロ
ボットの可動範囲やワークとロボットとの相互干渉を前
向しないので、その教示が容易である。(Operation) In step (a), only the work path is taught, and the movable range of the robot or mutual interference between the work and the robot is not considered, so the teaching is easy.

また、ステップ（ｂ）ではロボットの可動範囲、および
ロボットとワークとの相互干渉のみをチエツクするので
、これも容易に行なうことができる。Further, in step (b), only the movable range of the robot and mutual interference between the robot and the workpiece are checked, so this can be easily performed.

この際、ステップ（ａ）で設定された作業範囲は変更せ
ずに、ロボットとワークとの相対的な位置および姿勢を
変更するようにすれば、前記作業経路に沿ってロボット
が動作可能となるようにすることができる。At this time, if the relative position and posture of the robot and workpiece are changed without changing the work range set in step (a), the robot can operate along the work path. You can do it like this.

（実施例） Ａ、　　　におけるロ　ツ　システム 第１図は、この発明を適用してロボットの動作を教示す
るロボットとしての溶接ロボットシステムの構成を示す
概略斜視図である。この溶接ロボットＲＢは２つの基台
１ａおよび１ｂの上にそれぞれ垂直に立設されたコラム
２ａ、２ｂを有しており、さらにコラム２ａ、２ｂの頂
部にはＹ方向に延びるビーム３が架設されている。この
ビーム３の上には、Ｘ方向に伸びるとともに、モータＭ
１によってＹ方向に移動可能な移動コラム４が設けられ
ている。移動ビーム４は、また図示しないモータによっ
てＸ方向に移動可能となっている。(Embodiment) Figure 1 is a schematic perspective view showing the configuration of a welding robot system as a robot to which the present invention is applied to teach robot operations. This welding robot RB has columns 2a and 2b vertically erected on two bases 1a and 1b, respectively, and a beam 3 extending in the Y direction is installed at the top of the columns 2a and 2b. ing. Above this beam 3, there is a motor M extending in the X direction.
1, a moving column 4 movable in the Y direction is provided. The moving beam 4 is also movable in the X direction by a motor (not shown).

移動ビーム４の一端には、２方向に延びるとともに、図
示しないモータによって７方向に移動可能な移動コラム
５が設けられている。A moving column 5 is provided at one end of the moving beam 4, extending in two directions and movable in seven directions by a motor (not shown).

移動コラム５の下端には、アーム６が設けられ、さらに
その先端にはエンドエフェクタとしての溶接トーチＴが
設けられている。アーム６は垂直な軸まわりにθ□方向
に回転するとともに、溶接ト−チＴを含むアーム６の先
端部分はψ方向に回動する。この結果、トーチＴの位置
および姿勢がＸ。An arm 6 is provided at the lower end of the moving column 5, and a welding torch T as an end effector is provided at the tip of the arm 6. The arm 6 rotates in the θ□ direction around a vertical axis, and the tip portion of the arm 6 including the welding torch T rotates in the ψ direction. As a result, the position and orientation of the torch T are X.

Ｙ、Ｚ、θ　、ψの５つの座標によって決定される。It is determined by five coordinates: Y, Z, θ, and ψ.

この溶接ロボットＲＢには、ワークの位置と姿勢とを変
えるための外部軸系として、ポジショナＰＳが付設され
ている。ポジショナＰＳは、ロボットＲＢの基台１ａ、
１ｂの上にそれぞれ垂直に立設された支持コラム１１ａ
、１１ｂを有し、また支持コラム１１ａ、１１ｂにはＵ
字型ビーム１２が軸支されている。このＵ字型ビーム１
２は、支持コラム１１ａに取付けられたモータＭ２によ
って、水平な軸まわりにφ方向に回動する。さらに、ビ
ーム１２の中央部上には、回転治具１３が取付けられて
おり、回転治具１３の上部にある回転台１３ａが図示し
ないモータで駆動されて、θ、方向に回転する。ワーク
はこの回転台１３ａの上に据付けられ、溶接ロボットＲ
Ｂの作業が行ない易いように、溶接ロボットＲＢに対す
るワークの相対的な位置および姿勢が適宜変更される。This welding robot RB is equipped with a positioner PS as an external axis system for changing the position and posture of the workpiece. The positioner PS is a base 1a of the robot RB,
Support columns 11a each stand vertically above 1b.
, 11b, and the support columns 11a, 11b have U
A shaped beam 12 is pivoted. This U-shaped beam 1
2 is rotated in the φ direction around a horizontal axis by a motor M2 attached to the support column 11a. Further, a rotating jig 13 is attached to the center of the beam 12, and a rotary table 13a at the top of the rotating jig 13 is driven by a motor (not shown) to rotate in the θ direction. The workpiece is installed on this rotary table 13a, and the welding robot R
In order to facilitate the work B, the relative position and posture of the workpiece relative to the welding robot RB are changed as appropriate.

すなわち、ワークはポジショナＰＳによってφ方向およ
びθ、力方向回転されることにより、ワーク上の所望の
溶嬢線に対してトーチＴが動作し易い位置および姿勢に
なるように設定される。That is, the workpiece is rotated by the positioner PS in the φ direction and θ direction in the force direction, so that the torch T is set to a position and posture in which it is easy to operate with respect to a desired welding wire on the workpiece.

溶接ロボットＲＢの動作は、ロボット制御Ｉｌ盤２０に
よって制御される。また、図の例ではポジショナＰＳの
動作もロボット制御盤２０によって制御される。すなわ
ち、ロボット制御盤２０には、溶接ロボットＲｅのｘ、
ｙ、ｚ、θ　、ψの５軸の座標値と、ポジショナＰＳの
θ　、φの２軸の座標値を含む教示データが記憶されて
おり、この教示データに従ってトーチ■の動作およびポ
ジショナＰＳの動作が制御される。The operation of the welding robot RB is controlled by a robot control board 20. Further, in the illustrated example, the operation of the positioner PS is also controlled by the robot control panel 20. That is, on the robot control panel 20, x of the welding robot Re,
Teaching data including the coordinate values of 5 axes of y, z, θ, and ψ and the coordinate values of 2 axes of θ and φ of the positioner PS is stored, and the operation of the torch ■ and the operation of the positioner PS is performed according to this teaching data. is controlled.

また、ロボット制御盤２０にはオフライン教示装置とし
てのバーンナルコンピュータ３０が接続されている。こ
のパーソナルコンピュータ３０は、ＣＲＴ３１．キーボ
ード３２．７ウス３３．ハードディスク３４およびプリ
ンタ３５などを備えている。オペレータは、まずこのパ
ーソナルコンピュータ３０を用いて、溶接ロボットＲＢ
本体な動作さけることなく教示データを作成し、作成さ
れた教示データをロボット制御盤２０に転送して記憶さ
せる。Further, a burner computer 30 as an offline teaching device is connected to the robot control panel 20. This personal computer 30 has a CRT 31. Keyboard 32.7us33. It is equipped with a hard disk 34, a printer 35, and the like. First, using this personal computer 30, the operator starts welding robot RB.
Teaching data is created without sacrificing the operation of the main body, and the created teaching data is transferred to a robot control panel 20 and stored.

Ｂ、実施例の動作 第２図は実施例の動作手順を示すフローチャートである
。まず、ステップＳ１ではワークの形状データ、溶接ロ
ボットＲＢに対するワークの相対的な位置および姿勢の
データ等が、キーボード３２を用いてオペレータにより
入力される。第３図は、この実施例で用いられるワーク
Ｗを示す斜視図である。ワークＷは、矩形の平板４１の
上に、口の字形の枠状板４２が載置されたものである。B. Operation of the embodiment FIG. 2 is a flowchart showing the operation procedure of the embodiment. First, in step S1, data on the shape of the workpiece, data on the relative position and posture of the workpiece with respect to the welding robot RB, etc. are input by the operator using the keyboard 32. FIG. 3 is a perspective view showing the workpiece W used in this embodiment. The work W includes a rectangular flat plate 41 and a square-shaped frame plate 42 placed on top of the rectangular flat plate 41.

そして、枠状板４２の外側下部と平板４１とが接する線
Ｃが溶接線として教示される対象となる。Then, a line C where the outer lower part of the frame-shaped plate 42 and the flat plate 41 are in contact becomes a target to be taught as a welding line.

ステップＳ１においては、このワークＷの形状データと
して、その外形を示すすべての線分Ｌ１゜し　・・・の
両端となる点Ｐ、Ｐ、Ｐ３・・・の座標値が入力される
。すなわち、ワークＷの形状は、これらの線分し　、し
２・・・の集合で構成されるものとして記憶される。こ
れらの点Ｐ、Ｐ２゜Ｐ３・・・の座標値は、このワーク
Ｗにおける所定の基準位置（例えば点Ｐ１）に対するワ
ーク系座標（Ｘ、Ｙ、Ｚい）上の座標値として与えられ
１１１　　　　　讐 る。また、溶接ロボットＲＢに対するワークＷの相対的
な位置および姿勢のデータとしては、回転台１３ａ上に
おけるワークＷの据付位置、およびポジショナＰＳのθ
、軸とφ軸の座標の初期値（例えば共にＯ”　）などが
入力される。In step S1, the coordinate values of points P, P, P3, . . . , which are both ends of all the line segments L1, . That is, the shape of the workpiece W is stored as being composed of a set of these line segments 2, 2, and so on. The coordinate values of these points P, P2, P3, etc. are given as coordinate values on the workpiece system coordinates (X, Y, Z) with respect to a predetermined reference position (for example, point P1) on this workpiece W. Ru. Further, data on the relative position and posture of the workpiece W with respect to the welding robot RB include the installation position of the workpiece W on the rotary table 13a and the θ of the positioner PS.
, the initial values of the coordinates of the axis and the φ axis (for example, both are O''), etc. are input.

次に、ステップＳ２では溶接ロボットＲＢａよびポジシ
ョナＰＳの主要形状データ、軸構成および各軸（Ｘ、Ｙ
、Ｚ、θ　、φ）、（θ６．φ）の可動範囲を示すデー
タが入力される。主要形状データは後述するステップに
おいてワークＷとロボットＲＢとの干渉をチエツクする
際に、ロボットＲＢとポジショナＰＳの主要な形状をＣ
ＲＴ３１上に表示できるようにするためのデータである
。Next, in step S2, the main shape data of the welding robot RBa and positioner PS, the axis configuration, and each axis (X, Y
, Z, θ, φ), and data indicating the movable range of (θ6.φ) are input. When checking the interference between the workpiece W and the robot RB in the step described later, the main shape data is used to calculate the main shapes of the robot RB and the positioner PS.
This is data that can be displayed on the RT31.

この実施例においてはこの主要形状データとして、アー
ム６、ビーム１２および回転台１３８など外形を示すデ
ータが入力される。なお、ステップＳ２で入力するデー
タはロボットＲＢとボジショナＰＳとが同一であれば常
に一定であるので、−度そのデータを設定した後にハー
ドディスク３４などに記憶しておくようにすれば、教示
の都度キーボード３２から入力する必要は無い。In this embodiment, data indicating the external shapes of the arm 6, the beam 12, the rotary table 138, etc. is input as the main shape data. Note that the data input in step S2 is always constant if the robot RB and positioner PS are the same, so if you set the data and then store it in the hard disk 34, the data will be input every time you teach. There is no need to input from the keyboard 32.

次に、ステップＳ３では、ワークＷおよびトーチマーカ
をＣＲＴ３１上に表示する。第４図はこの実施例におい
てＣＲＴ３１に表示される画像を示す図であり、第４Ａ
図はステップＳ３において表示されたワークＷおよびト
ーチマーカＭの立体的画像を示している。ワークの画像
は、その外形を示す線分り、、Ｌ２・・・によって表わ
される。第４Ａ図では、かくれ線を破線で示しているが
、実線の画像として表示してもよい。但し、ＣＲＴ３１
上において、外形線とかくれ線との間で線の種類や線の
色を変更すれば、より立体的に見えるという利点がある
。トーチマーカＭは、溶接ロボットＲＢのトーチＴ先端
の作業点ＣＰとトーチＴの姿勢を概念的に示すマーカで
あり、第４Ａ図では三角錐の頂点で作業点ＣＰを示し、
また、三角錐の姿勢でトーチＴの姿勢を示している。ト
ーチマーカＭの形状は三角錐のほか、円錐や単なる矢印
のようなものでよく、その姿勢と作業点ＣＰの位置が特
定できるものであればよい。Next, in step S3, the workpiece W and the torch marker are displayed on the CRT 31. FIG. 4 is a diagram showing an image displayed on the CRT 31 in this embodiment.
The figure shows a three-dimensional image of the workpiece W and the torch marker M displayed in step S3. The image of the workpiece is represented by line segments, L2, . . . indicating its outer shape. Although the hidden lines are shown as broken lines in FIG. 4A, they may be displayed as solid line images. However, CRT31
In the above, changing the line type and line color between the outline line and the hidden line has the advantage of making it look more three-dimensional. The torch marker M is a marker that conceptually indicates the working point CP at the tip of the torch T of the welding robot RB and the posture of the torch T. In FIG. 4A, the working point CP is shown at the apex of the triangular pyramid.
Furthermore, the orientation of the torch T is shown in the orientation of a triangular pyramid. The shape of the torch marker M may be a triangular pyramid, a cone, or a simple arrow, as long as its posture and the position of the work point CP can be specified.

ステップＳ４では、オペレータがＣＲＴ３１上に表示さ
れたワークＷとトーチマーカＭの画像を見ながら作業線
Ｃに沿ってトーチマーカＭの動作を教示していく。例え
ば、まず第４Ａ図のように、作業線Ｃの１点Ｐ８にトー
チマーカＭの作業点ＣＰを合わせ、また、その姿勢を適
宜調整する。１−−チマーカＭの作業点ＣＰの位置は、
例えばマウス３３を移動させることによって移動し、ま
たその姿勢はマウス３３に設けられている図示しない姿
勢変更用のスイッチを押すことによって調整される。点
Ｐ８におけるトーチマーカＭの位置と姿勢が決定される
と、これを示す位置・姿勢データが教示データとしてパ
ーソナルコンピュータ３０内に記憶される。なお、この
位置・姿勢データはワーク座標系（Ｘ　　、Ｙ、１．Ｚ
、Ｉ）における座標および方向を示すデータとして記憶
される。点Ｐ８における教示が終了すると、次にマウス
３３を用いてＣＲＴ３１上のトーチマーカＭを点Ｐ７の
位置に移動させ、その位置および姿勢を調整して教示デ
ータの作成および記憶を行なう。さらに点Ｐ　　、Ｐ　
　において同様の教示動作を繰り返すことにより、点ｐ
　　、ｐ、、を相互に結ぶ線分で形成される作業線Ｃに
対して、トーチＴの動作が教示される。このように、作
業線Ｃに沿ってトーチ■の位置及び姿勢を教示すること
を、この明細書では「作業経路を教示する」と呼ぶこと
とする。In step S4, the operator teaches the operation of the torch marker M along the work line C while looking at the image of the workpiece W and the torch marker M displayed on the CRT 31. For example, as shown in FIG. 4A, first, the work point CP of the torch marker M is aligned with one point P8 of the work line C, and its posture is adjusted as appropriate. 1--The position of the work point CP of the marker M is
For example, it is moved by moving the mouse 33, and its attitude is adjusted by pressing an attitude change switch (not shown) provided on the mouse 33. Once the position and orientation of the torch marker M at point P8 are determined, position/orientation data indicating this is stored in the personal computer 30 as teaching data. Note that this position/orientation data is based on the workpiece coordinate system (X, Y, 1.Z
, I) is stored as data indicating coordinates and direction. When the teaching at point P8 is completed, the torch marker M on the CRT 31 is moved to the position of point P7 using the mouse 33, its position and orientation are adjusted, and teaching data is created and stored. Furthermore, points P and P
By repeating the same teaching operation at point p
The operation of the torch T is taught with respect to a work line C formed by line segments connecting , p, , to each other. In this specification, teaching the position and attitude of the torch (2) along the work line C will be referred to as "teaching the work route".

ステップＳ４では作業経路を教示するほかに、トーチＴ
の速度や溶ｉ電流、溶接電圧などの溶接条件なども合せ
て教示され、トーチマーカＭの位置・姿勢データととも
に教示データとして作成、記憶される。以下では、ステ
ップＳ４における教示を「ワーク系教示Ｊと呼ぶ。In step S4, in addition to teaching the work route, the torch T
Welding conditions such as the speed, welding current, and welding voltage are also taught, and are created and stored as teaching data together with the position and orientation data of the torch marker M. In the following, the teaching in step S4 will be referred to as "work-based teaching J."

なお、このワーク系教示においては、ロボットＲＢとワ
ークＷとの相互干渉やロボットＲＢの可動範囲を考慮す
る必要がなく、ワークＷにおける作業経路を教示するだ
けである。従って、ワークＷに最も適した作業経路を容
易に教示できるという利点がある。また、ＣＲＴ３１の
画面上にはワークＷとトーチマーカＭが表示されるだけ
なので、画面上の画像を理解し易く、教示を行ない易い
という利点もある。Note that in this work-related teaching, there is no need to consider mutual interference between the robot RB and the work W or the movable range of the robot RB, and only the work path on the work W is taught. Therefore, there is an advantage that the most suitable work route for the workpiece W can be easily taught. Further, since only the work W and the torch marker M are displayed on the screen of the CRT 31, there is an advantage that the images on the screen are easy to understand and teaching is easy.

ステップＳ５では、ステップＳ４で作成されたワーク座
標系の教示データを、ロボット座標系の教示データに変
換する。この変換に際しては、ステップＳ１において入
力された回転台１３ａ上のワークＷの据付位置データな
ども用いられる。また、ステップＳ５においてはワーク
Ｗの形状データもロボット座標系に変換される。In step S5, the teaching data for the workpiece coordinate system created in step S4 is converted into teaching data for the robot coordinate system. In this conversion, the installation position data of the workpiece W on the rotary table 13a inputted in step S1 is also used. Further, in step S5, the shape data of the workpiece W is also converted into the robot coordinate system.

ステップＳ６ではロボット座標系に変換されたワークＷ
の形状データと、ステップ＄２で入力された主要形状デ
ータとに基づいて、ポジショナＰＳの主要形状、ワーク
Ｗおよび少なくとも溶接ロボットＲＢのエンドエフェク
タ部分の立体的画像がＣＲＴ３１上に表示される。第４
Ｂ図は、このときの画像を示す図である。ポジショナＰ
Ｓの主要形状として、ビーム１２と回転台１３ａのみが
表示されている。但し、ビーム１２と回転台１３ａの画
像は簡単のために近似的な形状として表示される。また
、ロボットの立体的画像としては、簡単のためにトーチ
マーカＭが表示されている。In step S6, the workpiece W converted to the robot coordinate system
A three-dimensional image of the main shape of the positioner PS, the workpiece W, and at least the end effector portion of the welding robot RB is displayed on the CRT 31 based on the shape data of the positioner PS and the main shape data input in step $2. Fourth
Figure B is a diagram showing an image at this time. Positioner P
As the main shapes of S, only the beam 12 and the rotating table 13a are displayed. However, the images of the beam 12 and the rotating table 13a are displayed as approximate shapes for simplicity. Further, as the three-dimensional image of the robot, a torch marker M is displayed for simplicity.

ステップＳ７では、ＣＲＴ３１の画面上において、トー
チマーカＭを教示データに従って自動的に移動させる。In step S7, the torch marker M is automatically moved on the screen of the CRT 31 according to the teaching data.

このとき、トーチマーカＭの動きがトーチＴの可動範囲
にあるか否か、およびトーチＴ（トーチマーカＭ）がワ
ークＷやビーム１２などと干渉（以下、「機構的干渉」
と呼ぶ。）するか否かがチエツクされる（ステップ３８
）。例えば、トーチマーカＭの動きが、トーチＴの可動
範囲外となったときには、トーチマーカＭの画像を示す
線分の色を自動的に変化させるとともに、その動きを自
動的に停止して、オペレータに通知する。機構的干渉が
生じたときにも同様に、パーソナルコンピュータ３０が
オペレータに視覚的または聴覚的通知をするようにすれ
ば良い。但し、一般にはパーソナルコンピュータ３０に
よって機構的干渉の有無をチエツクするにはかなりの演
算時間を要する場合が多いので、オペレータがＣＲＴ３
１の画面を観察しつつ、目視で機構的干渉の有無をチエ
ツクするようにしてもよい。At this time, check whether the movement of the torch marker M is within the movable range of the torch T, and whether the torch T (torch marker M) interferes with the workpiece W or the beam 12 (hereinafter referred to as "mechanical interference").
It is called. ) is checked (step 38).
). For example, when the movement of the torch marker M is outside the movable range of the torch T, the color of the line segment representing the image of the torch marker M is automatically changed, the movement is automatically stopped, and the operator is notified. do. Similarly, when mechanical interference occurs, the personal computer 30 may notify the operator visually or audibly. However, in general, it often takes a considerable amount of calculation time to check for mechanical interference using the personal computer 30.
The presence or absence of mechanical interference may be visually checked while observing the screen of No. 1.

このように、トーチマーカＭの動きに何らかの不具合が
あった場合には、オペレータはキーボード３２を用いて
ポジショナＰＳのθ、軸又はφ軸の座標値を適宜変更し
て、トーチＴが可動範囲内で、かつ機構的干渉を生じな
いで動きうるようにする。そして、作業線Ｃの全体にわ
たってトーチＴ（すなわちトーチマーカＭ）が可動範囲
内で機構的干渉を生じること無く動きつるまでステップ
８７〜Ｓ９が繰り返される。このステップ８７〜Ｓ９の
教示は、ワークＷとポジショナＰＳ（外部軸系）を含む
教示であるので、以下「外部軸系教示」と呼ぶこととす
る。トーチＴ（１・−チマー力Ｍ）の作業経路について
は既にワーク系教示で教示されているので、外部軸系教
示ではオペレータがロボットＲＢの可動範囲と機構的干
渉のみに留意すれば良く、トーチマーカＭの動きがこれ
らの事項を満足するか否かの判断を容易に、かつ正確に
行なうことができる。すなわち、まずワーク系教示にお
いて作業経路のみを教示し、その後外部軸教示において
ロボットＲＢの可動範囲と機構的干渉とをチエツクする
ようにすれば、その各々の教示段階においてオペレータ
が留意すべき事項が少数に限定されるので、各々の教示
を正確に、かつ容易に行ないうるという利点がある。In this way, if there is any problem in the movement of the torch marker M, the operator can use the keyboard 32 to change the coordinate values of the θ, axis, or φ axis of the positioner PS as appropriate to ensure that the torch T is within the movable range. , and allow movement without mechanical interference. Steps 87 to S9 are then repeated until the torch T (that is, the torch marker M) moves along the entire working line C within the movable range without mechanical interference. Since the teaching in steps 87 to S9 includes the workpiece W and the positioner PS (external axis system), it will be hereinafter referred to as "external axis system teaching." The work path of the torch T (1 - torch force M) has already been taught in the workpiece system teaching, so in the external axis system teaching, the operator only needs to pay attention to the movable range of the robot RB and mechanical interference, and the torch marker It is possible to easily and accurately judge whether the movement of M satisfies these conditions. In other words, if we first teach only the work path in the work-related teaching and then check the movable range and mechanical interference of the robot RB in the external axis teaching, the operator will have to pay attention to the following points at each teaching stage. Since the number is limited to a small number, there is an advantage that each teaching can be performed accurately and easily.

以下のステップ５１０−８１３は、ワーク系教示と外部
軸系教示によって作成された教示データの確認のための
ステップである。まず、ステップ８１０において、ロボ
ットＲＢとポジショナＰＳの主要形状およびワークＷを
示す立体的画像がＣＲＴ３１に表示される。第４Ｃ図は
このときの画像を示す図であり、第４Ｂ図と比較すれば
わかるように、トーチマーカＭのかわりにトーチＴを含
むアーム６の画像が表示されている。The following steps 510-813 are steps for confirming the teaching data created by the work-related teaching and the external axis-related teaching. First, in step 810, a three-dimensional image showing the main shapes of the robot RB and positioner PS and the workpiece W is displayed on the CRT 31. FIG. 4C is a diagram showing an image at this time, and as can be seen from a comparison with FIG. 4B, an image of the arm 6 including the torch T is displayed instead of the torch marker M.

ステップＳ１１では、ワーク系教示（ステップ８４）お
よび外部軸系教示（ステップ８７〜３９）で作成された
教示データに基づいて、アーム６を作業経路に沿って移
動させる。オペレータは、この際、ＣＲＴ３１の両面を
見ながらアーム６の動きが滑かであるか否か、機構的干
渉があるか否か等、アーム６の動きが全体として適切か
否かを肉眼でチエツクする（ステップ５１２）。ワーク
Ｗに対するトーチＴの作業経路は、ワーク系教示で既に
教示されており、またトーチＴがロボットＲＢの可動範
囲内で、かつ機構的干渉が生じないように動くことは外
部軸系教示で教示されている。In step S11, the arm 6 is moved along the work path based on the teaching data created in the work system teaching (step 84) and the external axis system teaching (steps 87 to 39). At this time, the operator looks at both sides of the CRT 31 and visually checks whether the movement of the arm 6 is appropriate as a whole, such as whether the movement of the arm 6 is smooth or not, and whether there is any mechanical interference. (step 512). The working path of the torch T with respect to the workpiece W has already been taught in the workpiece system teaching, and it is taught in the external axis system teaching that the torch T moves within the movable range of the robot RB and without mechanical interference. has been done.

しかし、外部軸系教示では、トーチマーカＭを用いて機
構的干渉の有無をチエツクしただけなので、アーム６の
構造のうち、トーチＴ以外の部分が機構的干渉を生ずる
か否か等がステップ８１２で確認される。また、トーチ
Ｔが可動範囲内でて動くとしても、ポジショナＰＳを積
極的に動作させつつトーチＴを作業経路に沿って移動さ
せる方が、トーチＴの動きが滑らかに、かつ効率的にな
る場合等がある。そこで、このような場合には、アーム
６の動きを全体として適切なものとするため、ステップ
８１２から３１３に移行し、ポジショナＰＳのθ、軸又
はφ軸の座標値を適宜変更する。However, in the external axis system teaching, since the presence or absence of mechanical interference is simply checked using the torch marker M, it is determined in step 812 whether or not parts of the structure of the arm 6 other than the torch T cause mechanical interference. It is confirmed. Furthermore, even if the torch T moves within its movable range, the movement of the torch T may be smoother and more efficient if the torch T is moved along the work path while actively operating the positioner PS. etc. Therefore, in such a case, in order to make the movement of the arm 6 appropriate as a whole, the process moves from step 812 to 313, and the coordinate values of the θ, axis, or φ axis of the positioner PS are changed as appropriate.

そして、アーム６の動きが適切なものとなるまでステッ
プ８１１〜８１３を繰り返す。Steps 811 to 813 are then repeated until the movement of arm 6 is appropriate.

なお、ステップ８１３において、ポジショナＰＳの座標
値を変更すると、ロボットＲＢの可動範囲を外れてしま
う可能性がある。これを防ぐためには、第４Ｃ図の画像
においても、ロボットＲ８の可動範囲を外れた場合には
、これをオペレータに通知する表示（例えばアーム６の
画像を構成する線分の色を変更）することが望ましい。Note that if the coordinate values of the positioner PS are changed in step 813, there is a possibility that the robot RB will be out of the movable range. In order to prevent this, even in the image of FIG. 4C, if the robot R8 is out of the movable range, a display is displayed to notify the operator (for example, by changing the color of the line segment that makes up the image of the arm 6). This is desirable.

また、必要に応じてステップ８１２からステップ＄７に
戻り、外部軸系教示（８７〜８９）を再度実行しての可
動範囲内にあることを確保する方法も採用できる。Alternatively, if necessary, it is also possible to return from step 812 to step $7 and re-execute the external shaft system teaching (87 to 89) to ensure that it is within the movable range.

以上のように、ステップ８１０〜８１３の教示（以下、
「ロボット系教示」と呼ぶ。）を終了した後には、所望
の作業経路に沿って、溶接ロボットの可動範囲内で、か
つ機構的干渉を生じることなく、さらに、滑らかにかつ
効率的にアーム６を移動させるような教示データが得ら
れる。この教示データには、アーム６を移動させるため
の溶接ロボットＲＢの教示データのみでなく、ポジショ
ナＰＳを駆動するための教示データも含まれていること
は言うまでもない。このように得られた最終的な教示デ
ータは、パーソナルコンピュータ３０からロボット制御
ｍ？２０に伝送され、溶接ロボットＲＢとポジショナＰ
Ｓとを、動作させる教示データとして使用される。また
、この最終的な教示データは必要に応じてワーク系座標
における教示データに変換される。ワーク系座標におけ
る教示データとして記憶しておけば、異なるロボットに
同一の作業を行なわせる際に、そのロボットに応じた教
示データを容易に得られるという利点があるからである
。As described above, the teaching of steps 810 to 813 (hereinafter referred to as
This is called "robot-based teaching." ), teaching data is provided to move the arm 6 smoothly and efficiently along the desired work path, within the movable range of the welding robot, and without mechanical interference. can get. Needless to say, this teaching data includes not only teaching data of the welding robot RB for moving the arm 6 but also teaching data for driving the positioner PS. The final teaching data obtained in this way is controlled by the robot from the personal computer 30. 20, welding robot RB and positioner P
S is used as teaching data to operate. Further, this final teaching data is converted into teaching data in workpiece system coordinates as necessary. This is because if the teaching data is stored in the workpiece system coordinates, there is an advantage that teaching data corresponding to the robot can be easily obtained when different robots perform the same work.

Ｃ０変形例 なお、この発明は上記実施例に限定されるものではなく
、たとえば次のような変形も可能である。C0 Modification It should be noted that the present invention is not limited to the above embodiment, and the following modifications are also possible, for example.

■　ワーク系教示では、ワークＷに対するトーチＴの位
置、姿勢、速度、溶接電流、溶接電圧等が教示されると
したが、これらの全部をオペレータが直接教示する必要
が無い場合もある。例えば、ワークの形状、材質１作業
線の形などに基づく所定の規則に従って、 ａ、所望の作業を最短時間で処理できる作業経路の生成 り、　トーチＴの最適な姿勢、溶接電流・電圧。(2) In the work-related teaching, the position, posture, speed, welding current, welding voltage, etc. of the torch T relative to the workpiece W are taught, but there are cases where the operator does not need to directly teach all of these. For example, according to a predetermined rule based on the shape of the workpiece, the shape of the material 1 work line, etc., a. Creation of a work path that allows the desired work to be done in the shortest time; Optimum orientation of the torch T; Welding current/voltage.

トーチ速度の決定 等をパーソナルコンピュータ３０が自動的に行なうよう
にしてもよい。このような場合には、ワーク系教示にお
いて、オペレータは、これらの結果を利用し、教示デー
タの追加・修正を適宜行ないつつ、トーチＴの作業経路
を教示すれば良いことになる。The personal computer 30 may automatically determine the torch speed. In such a case, in the work-related teaching, the operator can teach the work path of the torch T while using these results and adding or modifying the teaching data as appropriate.

従って、例えばトーチＴの最適な姿勢がパーソナルコン
ピュータ３０によって自動的に決定される場合には、Ｃ
ＲＴ３１の画面上に立体的なトーチマーカＭ′を表示す
る必要はなく、ワークＷの立体的画像のみが表示されて
いればよい。このような場合には、作業点ＣＰの位置を
マウス３３などによって指示するだけで作業経路の教示
を行なうことができる。Therefore, for example, when the optimum posture of the torch T is automatically determined by the personal computer 30, C
It is not necessary to display the three-dimensional torch marker M' on the screen of the RT 31, and only the three-dimensional image of the workpiece W needs to be displayed. In such a case, the work route can be taught simply by pointing the position of the work point CP using the mouse 33 or the like.

■　外部軸系教示に際しては、トーチマーカＭをＣＲＴ
３１の画面上に表示して、ロボットＲＢの可動範囲と曙
構的干渉とをチエツクするようにしたが、トーチマーカ
ＭのかわりにトーチＴを含む溶接ロボットＲＢの機構の
一部を示す画像（第４Ｃ図）を表示するようにしてもよ
い。すなわち、少なくともエンドエフェクタ部分くトー
チＴ）を含む画像を表示すれば良く、また、この画像は
トーチマーカＭのようにトーチＴを簡略化した画像であ
ってもよい。■ When teaching the external axis system, use the torch marker M on the CRT.
31 to check the movable range of the robot RB and potential interference, but instead of the torch marker M, an image showing part of the mechanism of the welding robot RB including the torch T (No. 4C) may be displayed. That is, it is sufficient to display an image including at least the end effector portion (torch T), and this image may be a simplified image of the torch T, such as the torch marker M.

■　ロボット系教示は、ワーク系教示と外部軸系教示で
作成された教示データが良好なものか否かを確認するた
めだけの教示作業であるので必ずしも常に行なう必要は
ない。ロボット系教示をパーソナルコンピュータ３０で
行なわない揚台には、ロボットＲＢ本体を用いて教示デ
ータの最終的な確認・作業を行なうようにすればよい。■ Robot-based teaching does not necessarily need to be performed all the time, since it is a teaching task only to check whether the teaching data created by work-based teaching and external axis-based teaching is good. For platforms where robot-related teaching is not performed using the personal computer 30, the robot RB body may be used to perform final confirmation and work on the teaching data.

■　ロボットおよびポジショナは、本実施例に示したも
のに限らず、他の軸構成を有するものにも適用可能であ
る。また、本実施例のように、自動駆動のポジショナＰ
Ｓを用いる必要はなく、口ポットの動作が可動範囲外と
なるとぎ、および機構的干渉が生じるときには、ロボッ
トに対するワークの相対的な位置および姿勢を手動で変
更しつるような機構を用いるものにもこの発明は適用可
能である。(2) The robot and positioner are not limited to those shown in this embodiment, but can also be applied to those having other axis configurations. In addition, as in this embodiment, an automatically driven positioner P
It is not necessary to use S, but if the operation of the mouth pot goes outside the movable range or if mechanical interference occurs, a mechanism that manually changes the relative position and posture of the workpiece to the robot and uses a hanging mechanism. This invention is also applicable.

（発明の効果） 以上説明したように、この発明によれば、まずロボット
の可動範囲やワークとロボットとの相互干渉を考慮せず
にロボットの作業経路を教示し、その俊、上記可動範囲
や相互干渉をヂエックするようにしたので、それぞれの
作業ステップで留意すべき事項が少数に限定されてオペ
レータがその判断を容易にかつ正確に行なうことができ
、その結果、ワークとロボットとの相互干渉の有無やロ
ボットの可動範囲を考慮しつつ、ロボットの動作を容易
に教示することができるという効果がある。(Effects of the Invention) As explained above, according to the present invention, the working path of the robot is first taught without considering the movable range of the robot or the mutual interference between the workpiece and the robot, and the Since mutual interference is checked, the matters to be noted in each work step are limited to a few, allowing the operator to make decisions easily and accurately.As a result, mutual interference between the workpiece and the robot can be reduced. This has the effect that the robot's movements can be easily taught while taking into consideration the presence or absence of the robot and the robot's movable range.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第１図はこの発明を適用するロボットの構成を示す概略
斜視図、 第２図は実施例の動作を示す７０−ヂャート、第３図は
ワークを示す斜視図、 第４図は実施例における画像を示す概念図である。 ＲＢ・・・溶接ロボット、　ＰＳ・・・ポジショナ、■
・・・溶接トーチ、　　　Ｍ・・・トーチマーカ、Ｃ・
・・作業線、　　　　　６・・・アーム、１２・・・ビ
ーム、　　　　１３ａ・・・回転台、３０・・・パーソ
ナルコンピュータFig. 1 is a schematic perspective view showing the configuration of a robot to which the present invention is applied, Fig. 2 is a 70-diagram showing the operation of the embodiment, Fig. 3 is a perspective view showing a workpiece, and Fig. 4 is an image in the embodiment. FIG. RB...Welding robot, PS...Positioner, ■
...Welding torch, M...Torch marker, C.
...Work line, 6...Arm, 12...Beam, 13a...Rotary table, 30...Personal computer

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] （１）画像表示手段に表示されたワークの画像を利用し
てロボットの動作を教示するロボットのオフライン教示
方法において、 （ａ）前記画像表示手段に前記ワークの立体的画像を表
示するとともに、前記立体的画像上において前記ロボッ
トのエンドエフェクタの作業経路を設定した後、 （ｂ）前記画像表示手段に前記ワークの立体的画像と少
なくとも前記ロボットのエンドエフェクタ部分の立体的
画像とを表示するとともに、前記作業経路に従つて前記
エンドエフェクタ部分の立体的画像を前記画像表示手段
上で動作させ、その動作が前記ロボットの可動範囲外で
ある場合、および前記ロボットと前記ワークとが相互に
干渉する場合には、前記ロボットに対する前記ワークの
相対的な位置および姿勢の設定を変更することにより、
前記ロボットが動作可能となるようにその動作を教示す
ることを特徴とするロボットのオフライン教示方法。(1) In a robot offline teaching method that teaches the robot's motion using an image of a workpiece displayed on an image display means, (a) a three-dimensional image of the workpiece is displayed on the image display means; After setting the work path of the end effector of the robot on the three-dimensional image, (b) displaying a three-dimensional image of the workpiece and at least a three-dimensional image of the end effector portion of the robot on the image display means; A three-dimensional image of the end effector portion is operated on the image display means according to the work path, and the operation is outside the movable range of the robot, and the robot and the workpiece interfere with each other. By changing the relative position and posture settings of the workpiece with respect to the robot,
An offline teaching method for a robot, characterized in that the robot is taught how to operate so that the robot can operate.