JPH0413530A - 産業用組立ロボット教示方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は産業用組立ロボットの作業位置の教示、修正
方法に間するものである。

［従来の技術］ 第１０図は「省力と自動化　第１７巻第９号Ｊｐ１３２
に示された、従来の教示方法による産業用組立ロボット
を示す斜視図であり、図において、（１）はロボット、
　（３）はコンベア、　（４）はパーツフィーダ、　（
５）はパレット、　（５０）は作業対象ワークである。

この種の組立ロボットの作業位置の教示は、実際の作業
対象ワークを置いて、熟練した作業者がティーチングボ
ックスにより作業位置へロボットアームを移動させ、そ
の位置を記憶させることによって行なっていた。

［発明が解決しようとする課題］ 従来の教示方法は以上のようになされていたので、ロボ
ットの据え付は位置誤差やロボット自身の持つ寸法誤差
のため、組立設計などて策定した作業位置を数値教示す
ることが出来ず、実際の作業対象ワークによる教示を行
わなければ成らなかった。また、教示作業者の技量に教
示精度が依存していた。また、教示の後、温度変化によ
るバイメタル効果などでロボット自身の寸法が変化した
リ、コンベアとの据え付は位置間係が変化した場合、作
業位置が教示位置からずれを生じ、再度教示することが
必要あるなどの問題点があった。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、組立設計なとて策定した作業位置を数値教示
することが出来るとともに、教示作業者の技量に教示精
度が依存することがなく、また、教示の後、温度変化に
よるバイメタル効果などでロボット自身の寸法が変化し
たり、コンヘアとの据え付は位置間係が変化し、作業位
置が教示位置からずれを生じた場合に、作業者によって
作業位置を再教示することなく、作業位置を修正出来る
産業用組立ロボット教示方法を得ることを目的とする。

［課題を解決するための手段］ この発明に係わる産業用組立ロボット教示方法は、産業
用組立ロボットに作業対象ワークを供給するコンベアに
より、作業位置を示すマークを有するダミーパレットを
供給する工程、上記ロボットに概略の上記作業位置を教
示する工程、上記ロボットの先端に設けられた少なくと
も１台の産業用テレビカメラにより、上記コンヘアによ
り供給された上記ダミーパレットの上記マークと上記ロ
ボットの作業位置とのずれを測定する工程、及び上記ず
れの量から上記ロボットの作業位置を上記マークの位置
へ修正する工程を施すものである。

［作用］ この発明における産業用組立ロボットの作業位置の教示
は、概略位置の教示と詳細位置の教示、修正に分離され
る。概略位置は、教示作業者がティーチングボックスよ
りロボットを操作し、記憶させる。もしくは、組立設計
などて策定した作業位置を数値教示する。

詳細位置の教示は、次の手順で行われる。まず、作業位
置を示すマークを備えているダミーパレットがロボット
にコンヘアにより供給される。

次に、ロボットは、教示された概略の作業位置へ移動し
たのち、産業用ロボットの先端に設けられた産業用テレ
ビカメラにより、ダミーパレットに設けられた作業対象
位置を示すマークを認識し、この後、この画像信号を用
いて位置補正量演算装置がロボットの位置と作業位置と
の差異から修正量を演算し、ロボット制御装置へ送り、
この１１）正量に応してロボットアームを移動腰　新た
な作業位置を記憶する。そして、再び産業用テレビカメ
ラによりダミーパレットに記された作業位置を示すマー
クと新たな作業位置との差を検出し、あらかじめ設定さ
れている位置の許容差に収まるまで、同様の位置の修正
を繰り返す。位置の修正が終了したら、ロボットはダミ
ーパレットを解放し、組立作業を開始する。

これにより組立設計などて策定した作業位置を数値教示
することが出来るとともに、教示作業者の技量に教示精
度が依存することがなく位置を教示することが可能とな
る。

また、教示を行い、適当な時間が経過した後、もしくは
適当量の作業を行った時点で、コンベアにダミーパレッ
トを流し、ロボットにこのダミーパレットが供給される
と、ロボットはパレットに取り付けられた情報ピン等に
よりダミーパレットであることを認識し、作業位置の修
正を詳細位置教示と同様の手順で行う。

これにより温度変化や経事変化によって生した作業位置
の誤差をイ１圧することが可能となる。

［実施例］ 以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図及び第２図は各々この発明の一実施例に係わる産業用
組立ロボットを示す斜視図、及び部分断面構成図であり
、各図において、　（１）は先端の作業軸が中空構造と
なっているロボット、（２）はロボッ）　（１）の先端
の中空構造軸（ロボットの作業位置を示す作業軸）（１
１）と光軸（２２）が一致するように取り付けられた産
業用テレビカメラ、　（３）はコンヘア、　（３１）は
作業位置に固定されたパレットの種別を識別するセンサ
ー、　（４）はロボット（１）に部品を供給するパーツ
フィーダ、　（５）はコンヘア（３）によってロボット
（１）の作業位置まで搬送されるパレット、　（５１）
は作業位置にマークを備えたダミーパレット、　（１２
）はハンド、　（１３）はモ−タ、　（１４）は減速機
、　（１５〉はプーリー（１６）はベルト、　（１７）
は軸受、　（２１）はレンズ、　（５２）はマーク、　
（６１）は修正量演算装置、　（６２）はロボット制御
装置である。

第２図は産業用ロボットの先端部分を示しており、ロボ
ットの作業軸（１１）は、軸受（１７）により支持され
たプーリー（１５）とベル）（１６）を介して減速機（
１４）とモータ（１３）により駆動される中空構造とな
っている。そして、産業用テレビカメラ（２）が、カメ
ラ（２）のレンズ（２１）の光軸（２２）が中空構造と
なっている作業軸（１１）の軸線と一致するように、産
業用ロボット（１）の先端に取り付けられている。

第３図（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）はワーク及びダミーパ
レットを示す平面図であり、図において、　（５０）は
２箇所の作業位置（５３）を有する作業対象ワークの一
例を示す。

（５１）はワーク（５０）の作業位置（５３）と等しい
位置にマーク（５２）を有するダミーパレットの一例を
示す。　（５１ａ）は他の様式のマーク（５２ａ）を有
する、他のダミーパレットの例を示す。　（５１ｂ）は
、さらに他の様式のマーク（５２ｂ）を有する、他のダ
ミーパレットの例を示す。

第４図は、産業用テレビカメラの画面の一例を示す説明
図であり、０は画面中心、Ｈは偏差量に対応する距離で
ある。

第５図は、この発明の一実施例に係わる詳細位置教示の
手順を示すフローチャート、第６図は、この発明に係わ
る制御の流れを示すブロック図である。なお、　（６３
）はロボットアームである。

次に動作について説明する。

上記のように構成された組立ロボットにおいて、産業用
ロボット（１）は、教示作業者がティーチングボックス
よりロボットを操作し、概略位置を記憶させるか、もし
くは組立設計などで策定した作業位置を数値教示して、
あらかじめ作業位置の概略位置を教示しであるものとす
る。

上記の概略位置を修正更新して詳細作業位置を教示する
手順を、第５図に示すフローチャーによって以下に説明
する。まず、コンヘア（３）により作業位置にマーク（
５２）を施したダミーバレッ）（５１）をロボット（１
〉の作業位置に搬送し、固定する。ステップ（Ｓｌ）で
は、ロボットはコンベア（３）に取り付けられたパレッ
ト識別センサー（３１）によって、例えばダミーバレッ
）（５１）に設けられたピンを検知し、で、ダミーバレ
ッ）（５１）を識別する。この時、搬送されてきたパレ
ットがダミーパレットでなければ、ステップ（Ｓ９）に
行き、ロボット（１）は通常の組立作業を行う。パレッ
トがダミーパレットであれば、ステップ（Ｓ２）で、ロ
ボット（１）はあらかじめ作業者により教示された作業
位置、もしくは設計情報に基づいて直接数値教示人力さ
れた作業位置へロボットアームを移動する−　次に、ス
テップ（Ｓ３）で画像情報処理を行なう。即ち、ダミー
パレット（５１）には、第３図（ａ）に示す部品取り付
は位置に対応する位置に、たとえば第３図（ｂ）に示す
ようなマーク（５２）が施されており、ロボット（１）
は先端に取り付けられた産業用テレビカメラ（２）によ
り、固定されたダミーバレッ）（５１）にある作業位置
を示すマーク（５２）とロボット（１）の作業軸との偏
差を検出する。このとき、産業用テレビカメラ（２）の
光軸は、ロボット（１）の先端の作業軸と一致している
ので、第４図に示すように画面上でのマーク（５２）と
画像中心Ｏの距ＪＩｉＨが直接、作業位置とロボットの
現在位置との偏差となっている。

次に、ステップ（Ｓ４）では、産業用テレビカメラ（２
）で捉えられた位置の偏差は補正量演算装置ｔ（６２）
により処理され、作業中心Ｏとマーク（５２）との偏差
が演算され、上記補正量演算装置（６２）の出力信号は
、ステップ（Ｓ５）で、第５図に示すようにロボット制
御装置（６３）に送られ、ロボット補正動作によりロボ
ットを動かし、教示位置の修正を行なう。ステップ（Ｓ
６）では、上記補正動作が終了すると現在のロボットア
ームの位置を作業位置として記憶し、以前の作業者によ
り教示された位置、もしくは設計情報に基づいて直接数
値教示人力された作業位置を更新する。ステップ（Ｓ７
）では、上記偏差量が所定の値より小さくなるまで、ス
テップ（Ｓ３）〜ステップ（Ｓ６〉の動作を繰り返す。

一つの位置補正が終了すれは、ステップ（Ｓ８）で、次
のあらかじめ教示されている位置へロボットアームを移
動させて同様の位置補正動作を行い、教示位置の更新を
行う。すべての作業位置の補正が終われは、パレットを
解放して、次のパレット（５１）をロボット（１）の作
業位置に搬送して固定し、パレットが通常のパレットで
あれば、ロボツ）　（１）は更新された教示位置に従っ
て組立作業を行う。

以上は、新しい作業位置を教示する場合についての説明
を行ったが、作業を連続して行っている場合、ロボット
（１）周囲の温度変化によってロボットアームにバイメ
タル効果が生じたり、ロボット（１）の取り付は位置が
総裏変化により教示を行った時点よりズレを生じたりし
て、ロボット（１）と作業対象ワーク（５０）との位置
間係にズレを生じて、作業に大きな力が必要になったり
、作業を行うことが出来無くなる恐れが生しる場合には
、適当な作業時間間隔、もしくは作業台数ことにダミー
パレットをコンヘアに流して、作業位置の修正を行う。

なお、上記実施例ではロボット（１）の先端の作業軸（
１１）を中空構造とし、産業用テレビカメラ（２）をロ
ボット（１）の先端の中空構造軸と光軸（２２）が一致
するように取り付けられたものを示したが、以下に示す
ような構成としても同様の効果を得ることが出来る。

即ち、第７図に示すように先端に作業軸（１１）と光軸
（２２）が一致するように、光ファイバー（２３）で光
路を構成した、産業用テレビヵメラ（２）を供えた構成
としてもよい。第７図によれば、作業軸を中空軸にする
必要がなくなり、作業軸（１１）をモータ（１３）と減
速機により直接駆動できるので、プーリーとヘルドが不
要となり、産業用ロボットの構造が簡単となる。

また、第８図に示すように光軸（２２）が作業位置で交
わる複数の産業用テレビカメラ（２）を先端に備えたロ
ボットとしてもよい。このような構成では、産業用テレ
ビカメラ（２）の取り付は位置と作業軸（１１）の軸線
とが一致していない。

しかし、複数の産業用テレビカメラ（２）により立体情
報を得て、補正量演算装置（６２）により処理を行って
、産業用テレビカメラ（２）の取り付は位置と作業軸（
１１）の位置との違いを処理する。第８図のロボットに
よれは、作業軸を中空構造にする必要がなくなると同時
に、作業軸の動作に干渉を生じる光ファイバーが必要で
なくなるため工業ロボットの構造を簡単にすることが可
能となる。

さらに、第９図に示すように光軸（２２）がロボットの
作業軸（１１）と作業位置で交わる産業用テレビカメラ
（２）と、高さセンサー（２４）を備えたロボットとし
てもよい。このような構成では、産業用テレビカメラ（
２）の取り付は位置と作業軸（１１）の軸線とが一致し
ていない。しかし、高さセンサー（２４）により産業用
テレビカメラ（２）の光軸（２２）と作業軸（１１）の
軸線とが交わる高さを検出させ、その検出信号に基づい
て画面中心と作業軸の位置が一致している産業用テレビ
カメラ（２）の画像を取り込む。第９図によれは、産業
用テレビカメラが１台で済むため構造が簡単となる。

［発明の効果コ 以上述べたように、この発明によれば産業用組立ロボッ
トに、作業対象ワークを供給するコンヘアにより、作業
位置を示すマークを有するダミーパレットを供給する工
程、上記ロボットに概略の上記作業位置を教示する工程
、上記ロボットの先端に設けられた少なくとも１台の産
業用テレビカメラにより、上記コンヘアにより供給され
た上記ダミーパレットの上記マークと上記ロボットの作
業位置とのずれを測定する工程、及び上記ずれの量から
上記ロボットの作業位置を上記マークの位置へ修正する
工程を施して、産業用組立ロボットの作業位置を教示す
るようにしたので、組立設計なとて策定した作業位置を
数値教示することが出来るとともに、教示作業者の技量
に教示精度が依存することがなく、また、教示の後、温
度変化りこよるバイメタル効果なとてロボット自身の寸
法が変化したり、コンベアとの据え付は位置関係が変化
した場合、作業位置が教示位置からずれを生じた場合に
作業者によって作業位置を再教示することなく、作業位
置を修正出来る効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は各々この発明の一実施例に係わる産
業用組立ロボットを示す斜視図、及び部分断面構成図、
第３図（ａ）（ｂＸｃ）（ｄ）はこの発明の一実施例に
係わるワーク及びダミーパレットを示す平面図、第４図
はこの発明の一実施例に係わる産業用テレビカメラの画
面の一例を示す説明図、第５図はこの発明の一実施例に
係わる詳細位置教示の手順を示すフローチャート、第６
図はこの発明の一実施例に係わる制御の流れを示すブロ
ック図、第７図、第８図、および第９図は各々この発明
の他の実施例に係わる産業用組立ロボットを示す部分断
面構成図、並びに第１０図は従来の教示方法による産業
用組立ロボットを示す斜視図であ図において、　（１）
はロボット、　（２）は産業用テレビカメラ、　（３）
はコンベア、　（１１）は作業軸、　（５０）はワーク
、　（５１）（５１ａ）（５１ｂ）はダミーパレット、
（５２）（５２ａ）（５２ｂ）はマーク、　（５３）は
ワークの作業位置である。 なお、図中、同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 産業用組立ロボットに、作業対象ワークを供給するコン
   ベアにより、作業位置を示すマークを有するダミーパレ
   ットを供給する工程、上記ロボットに概略の上記作業位
   置を教示する工程、上記ロボットの先端に設けられた少
   なくとも１台の産業用テレビカメラにより、上記コンベ
   アにより供給された上記ダミーパレットの上記マークと
   上記ロボットの作業位置とのずれを測定する工程、及び
   上記ずれの量から上記ロボットの作業位置を上記マーク
   の位置へ修正する工程を施す産業用組立ロボット教示方
   法。