JPH08216074A - ロボットの直接教示装置 - Google Patents
ロボットの直接教示装置Info
- Publication number
- JPH08216074A JPH08216074A JP7053599A JP5359995A JPH08216074A JP H08216074 A JPH08216074 A JP H08216074A JP 7053599 A JP7053599 A JP 7053599A JP 5359995 A JP5359995 A JP 5359995A JP H08216074 A JPH08216074 A JP H08216074A
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- JP
- Japan
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- robot
- teaching
- force
- operator
- control
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- Pending
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J9/00—Programme-controlled manipulators
- B25J9/0081—Programme-controlled manipulators with master teach-in means
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J13/00—Controls for manipulators
- B25J13/02—Hand grip control means
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Robotics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Manipulator (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】ロボットにクラッチ等の特別な駆動機構やアー
ムのバランス装置等を設けること無く、既製のロボット
にも容易に取り付け可能で、オペレータの肉体的精神的
疲労度も小さくできる直接教示装置を提供する。 【構成】ロボットの先端部に、力検出器２１と、前記力
検出器の検出端に固定された支持部２３と、前記支持部
の先端に配置されてワークと接触するための接触子２４
と、前記支持部上に配置されオペレータが把持し操作す
るための握り部２２とから構成される教示用ハンドル装
置を設ける。ロボット制御装置内に前記力検出器で得た
情報を基に前記教示用ハンドル装置を用いた教示中にロ
ボットの力制御を行う制御手段を設ける。
ムのバランス装置等を設けること無く、既製のロボット
にも容易に取り付け可能で、オペレータの肉体的精神的
疲労度も小さくできる直接教示装置を提供する。 【構成】ロボットの先端部に、力検出器２１と、前記力
検出器の検出端に固定された支持部２３と、前記支持部
の先端に配置されてワークと接触するための接触子２４
と、前記支持部上に配置されオペレータが把持し操作す
るための握り部２２とから構成される教示用ハンドル装
置を設ける。ロボット制御装置内に前記力検出器で得た
情報を基に前記教示用ハンドル装置を用いた教示中にロ
ボットの力制御を行う制御手段を設ける。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は産業用ロボット等に直接
教示をするための教示装置に関するものである。
教示をするための教示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の産業用ロボットに対する直接教示
装置としては、ロボットの駆動部と非駆動部をクラッチ
等で切り離し、オペレータが直接ロボットの先端を持っ
て作業ツールを誘導していくもの（例えば、特開昭５６
−４７２７４号公報参照）と、図２に示すように、オペ
レータがロボットの先端に取り付けられた力検出器を内
蔵した教示用ツールを直接操作して加えられた力または
モーメントに応じて力制御を行い、位置または速度制御
でロボットの作業ツールを誘導するものがある（例え
ば、特開昭５８−７１０８６号公報、特開平６−７９６
６５号公報参照）。
装置としては、ロボットの駆動部と非駆動部をクラッチ
等で切り離し、オペレータが直接ロボットの先端を持っ
て作業ツールを誘導していくもの（例えば、特開昭５６
−４７２７４号公報参照）と、図２に示すように、オペ
レータがロボットの先端に取り付けられた力検出器を内
蔵した教示用ツールを直接操作して加えられた力または
モーメントに応じて力制御を行い、位置または速度制御
でロボットの作業ツールを誘導するものがある（例え
ば、特開昭５８−７１０８６号公報、特開平６−７９６
６５号公報参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら前者は、
オペレータがロボットの先端または作業ツールを持って
自由に動かすためには、ロボットの駆動部と非駆動部と
を切り離すクラッチ等の機構や、ロボットアームの自重
を相殺させるバランス装置が必要となり、機構が複雑に
なるという欠点がある。また後者は、非接触でワーク上
の作業点の教示を行うため、作業ツールの先端をワーク
に対して一定距離や一定姿勢を保ったままで移動させる
ことは難しく、作業ツールの先端がワークに接触した場
合には力制御の手段がないため作業ツールやワークの破
損の危険性があり、オペレータの肉体的精神的疲労度が
大きく作業時間も掛かってしまうという問題点があっ
た。この発明は上記の如き事情に鑑みなされたものであ
って、ロボットにクラッチ等の特別な駆動機構やアーム
のバランス装置等を設けること無く、既製のロボットに
も容易に取り付け可能であり、オペレータがワーク上の
作業点の教示を行う際に特別な注意を払う必要がなく、
オペレータの肉体的精神的疲労度が非常に小さくなると
ともに、構造が簡単な産業用ロボットの直接教示装置を
提供することを目的とするものである。
オペレータがロボットの先端または作業ツールを持って
自由に動かすためには、ロボットの駆動部と非駆動部と
を切り離すクラッチ等の機構や、ロボットアームの自重
を相殺させるバランス装置が必要となり、機構が複雑に
なるという欠点がある。また後者は、非接触でワーク上
の作業点の教示を行うため、作業ツールの先端をワーク
に対して一定距離や一定姿勢を保ったままで移動させる
ことは難しく、作業ツールの先端がワークに接触した場
合には力制御の手段がないため作業ツールやワークの破
損の危険性があり、オペレータの肉体的精神的疲労度が
大きく作業時間も掛かってしまうという問題点があっ
た。この発明は上記の如き事情に鑑みなされたものであ
って、ロボットにクラッチ等の特別な駆動機構やアーム
のバランス装置等を設けること無く、既製のロボットに
も容易に取り付け可能であり、オペレータがワーク上の
作業点の教示を行う際に特別な注意を払う必要がなく、
オペレータの肉体的精神的疲労度が非常に小さくなると
ともに、構造が簡単な産業用ロボットの直接教示装置を
提供することを目的とするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、図１に示すように本発明の直接教示装置において
は、ロボットを人手で動作させてその位置・姿勢を教示
してロボット制御装置に記憶させ、再生動作を行うロボ
ットの直接教示装置において、前記ロボット１１の先端
部に、力検出器と、前記力検出器の検出端に固定された
支持部と、前記支持部の先端に配置されてワーク１７と
接触するための接触子と、前記支持部上に配置されオペ
レータが把持し操作するための握り部とから構成される
教示用ハンドル装置２０を設け、前記ロボット制御装置
３０内に前記力検出器で得た情報を基に前記教示用ハン
ドル装置を用いた教示中にロボットの力制御を行う制御
手段３０ａを設けたことを特徴とするものである。
に、図１に示すように本発明の直接教示装置において
は、ロボットを人手で動作させてその位置・姿勢を教示
してロボット制御装置に記憶させ、再生動作を行うロボ
ットの直接教示装置において、前記ロボット１１の先端
部に、力検出器と、前記力検出器の検出端に固定された
支持部と、前記支持部の先端に配置されてワーク１７と
接触するための接触子と、前記支持部上に配置されオペ
レータが把持し操作するための握り部とから構成される
教示用ハンドル装置２０を設け、前記ロボット制御装置
３０内に前記力検出器で得た情報を基に前記教示用ハン
ドル装置を用いた教示中にロボットの力制御を行う制御
手段３０ａを設けたことを特徴とするものである。
【０００５】
【作用】上記のように構成された教示装置により、空間
内すなわちワークと接しない作業点の教示の場合は、オ
ペレータの操作力に応じてロボットを誘導し位置と姿勢
の教示をする。ワーク上の作業点の教示を行う場合は接
触子に働く接触力とオペレータの操作力の両方の力に応
じてロボットを誘導し、接触状態で位置と姿勢教示を行
う。また並進方向の操作力と回転方向の操作力に対する
力制御の切り換えを行うことで、ワークに対して作業ツ
ールの位置のみまたは姿勢のみの教示が可能となる。
内すなわちワークと接しない作業点の教示の場合は、オ
ペレータの操作力に応じてロボットを誘導し位置と姿勢
の教示をする。ワーク上の作業点の教示を行う場合は接
触子に働く接触力とオペレータの操作力の両方の力に応
じてロボットを誘導し、接触状態で位置と姿勢教示を行
う。また並進方向の操作力と回転方向の操作力に対する
力制御の切り換えを行うことで、ワークに対して作業ツ
ールの位置のみまたは姿勢のみの教示が可能となる。
【０００６】
【実施例】以下本発明の一実施例について、図面に基づ
いて詳細に説明する。先ず図４において、教示用ハンド
ルについて説明する。図において、教示用ハンドル２０
は、力検出器２１と、前記力検出器２１の検出端に固定
された支持部２３と、前記支持部２３の先端に配置され
てワーク１７と接触するための接触子２４と、前記支持
部２３上に配置されオペレータ１６が把持し操作するた
めの握り部２２と、前記握り部２２上に配置された並進
方向と回転方向の力制御方向切り換えスイッチ２５と、
ＥＮＴＥＲキー２６で構成されている。教示用ハンドル
２０は力検出器２１の他端によりロボットの手首部分１
２に取り付け可能である。また支持部２３は図示しない
長さ及び方向の調節が可能な機構になっている。
いて詳細に説明する。先ず図４において、教示用ハンド
ルについて説明する。図において、教示用ハンドル２０
は、力検出器２１と、前記力検出器２１の検出端に固定
された支持部２３と、前記支持部２３の先端に配置され
てワーク１７と接触するための接触子２４と、前記支持
部２３上に配置されオペレータ１６が把持し操作するた
めの握り部２２と、前記握り部２２上に配置された並進
方向と回転方向の力制御方向切り換えスイッチ２５と、
ＥＮＴＥＲキー２６で構成されている。教示用ハンドル
２０は力検出器２１の他端によりロボットの手首部分１
２に取り付け可能である。また支持部２３は図示しない
長さ及び方向の調節が可能な機構になっている。
【０００７】次に本実施例の制御系の構成について説明
する。接触子２４をワーク１７に接触させた時の接触力
と、オペレータ１６が握り部２２を把持し操作する際の
並進方向と回転方向の操作力が力検出器２１で検出さ
れ、接触力と操作力の合力は力制御系３０ａによって各
関節の角度指令に変換される。前記角度指令は位置制御
系３０ｂに入力されアンプ３０ｃを介してロボット１１
が駆動される（図５参照）。ここで空間内の作業点を教
示する場合には、力検出器２１にはオペレータの並進方
向と回転方向の操作力が力制御切り換えスイッチ２５の
切り換えによって入力され、それらの力に応じて並進方
向と回転方向の力制御を行い、ロボットを誘導し作業点
の教示を行う。力制御切り換えスイッチ２５の役割は、
位置または姿勢を固定するためのものである。例えば、
並進方向の操作力２５ａを選択すると、回転方向（姿
勢）が固定されるので、姿勢を固定したまま位置を移動
させる場合にこれを選択する。回転方向の操作力２５ｂ
を選択すると、並進方向（位置）が固定されるので、位
置を固定したまま姿勢を変化させる場合にこれを選択す
る。操作力２５ｃを選択すると、位置・姿勢とも固定さ
れないので、位置・姿勢とも変化させる場合にこれを選
択する。これにより、ワークに対して作業ツールの位置
のみまたは姿勢のみの教示が可能となる。ＥＮＴＥＲキ
ー２６は、それが押されたときのみ位置・姿勢データを
ロボット制御装置内の記憶部３０ｄに取り込むようにす
るものである。またワーク上の作業点を教示する場合に
は、力検出器２１には前記操作力と接触子２４をワーク
１７に接触させた時の接触力との合力に応じて力制御が
行われ、ロボットを誘導し作業点の教示を行う。
する。接触子２４をワーク１７に接触させた時の接触力
と、オペレータ１６が握り部２２を把持し操作する際の
並進方向と回転方向の操作力が力検出器２１で検出さ
れ、接触力と操作力の合力は力制御系３０ａによって各
関節の角度指令に変換される。前記角度指令は位置制御
系３０ｂに入力されアンプ３０ｃを介してロボット１１
が駆動される（図５参照）。ここで空間内の作業点を教
示する場合には、力検出器２１にはオペレータの並進方
向と回転方向の操作力が力制御切り換えスイッチ２５の
切り換えによって入力され、それらの力に応じて並進方
向と回転方向の力制御を行い、ロボットを誘導し作業点
の教示を行う。力制御切り換えスイッチ２５の役割は、
位置または姿勢を固定するためのものである。例えば、
並進方向の操作力２５ａを選択すると、回転方向（姿
勢）が固定されるので、姿勢を固定したまま位置を移動
させる場合にこれを選択する。回転方向の操作力２５ｂ
を選択すると、並進方向（位置）が固定されるので、位
置を固定したまま姿勢を変化させる場合にこれを選択す
る。操作力２５ｃを選択すると、位置・姿勢とも固定さ
れないので、位置・姿勢とも変化させる場合にこれを選
択する。これにより、ワークに対して作業ツールの位置
のみまたは姿勢のみの教示が可能となる。ＥＮＴＥＲキ
ー２６は、それが押されたときのみ位置・姿勢データを
ロボット制御装置内の記憶部３０ｄに取り込むようにす
るものである。またワーク上の作業点を教示する場合に
は、力検出器２１には前記操作力と接触子２４をワーク
１７に接触させた時の接触力との合力に応じて力制御が
行われ、ロボットを誘導し作業点の教示を行う。
【０００８】以上のように構成した本実施例について、
図３を用いて説明する。作業内容は特に２枚の板を突き
合わせで溶接する場合の溶接ロボットを例にして以下に
説明する。図に示すように、先ずオペレータ１６は溶接
トーチ１３の先端のチップ１４を取り外し、溶接ロボッ
トの手首部分１２に教示用ハンドル２０の力検出器２１
の他端を取り付け固定する。この時に、教示用ハンドル
２０の接触子２４の球状部の中心が溶接実行時の溶接ワ
イヤの先端位置に来るようにアーム部２３を調節し固定
する。次にオペレータ１６は教示用ハンドル２０の握り
部２２を把持し、任意の方向に握り部２２に力を加える
ことで、ワーク１７の溶接線１５の近くまで溶接ロボッ
ト１１を誘導する。ワーク上の溶接線の教示の場合に
は、教示用ハンドル２０の接触子２４を溶接開始点に押
しつけ、教示用ハンドル２０上にある力制御方向切り換
えスイッチ２５を回転方向側に切り換え、溶接トーチ１
３の溶接姿勢を決定後、力制御方向切り換えスイッチ２
５を並進方向側に切り換えると、溶接トーチ１３の溶接
姿勢を変えること無く、並進方向のみのロボットの誘導
が可能となる。そのため接触子２４を突き合わせ部分に
押し付けながら、オペレータ１６は接触子２４で溶接線
１５をなぞるように握り部２２を操作し、これらの作業
を溶接終了点まで繰り返すことにより、複雑な形状の溶
接線の教示を容易に短時間で正確に行うことが可能であ
る。ただし、軌跡全てを教示せず、始点、終点、変曲点
等のみを教示し、その間は公知の補間制御を行うように
してもよい。このようにして教示された位置・姿勢は記
憶部３０ｄに記憶され、再生動作時に読み出されること
になる。
図３を用いて説明する。作業内容は特に２枚の板を突き
合わせで溶接する場合の溶接ロボットを例にして以下に
説明する。図に示すように、先ずオペレータ１６は溶接
トーチ１３の先端のチップ１４を取り外し、溶接ロボッ
トの手首部分１２に教示用ハンドル２０の力検出器２１
の他端を取り付け固定する。この時に、教示用ハンドル
２０の接触子２４の球状部の中心が溶接実行時の溶接ワ
イヤの先端位置に来るようにアーム部２３を調節し固定
する。次にオペレータ１６は教示用ハンドル２０の握り
部２２を把持し、任意の方向に握り部２２に力を加える
ことで、ワーク１７の溶接線１５の近くまで溶接ロボッ
ト１１を誘導する。ワーク上の溶接線の教示の場合に
は、教示用ハンドル２０の接触子２４を溶接開始点に押
しつけ、教示用ハンドル２０上にある力制御方向切り換
えスイッチ２５を回転方向側に切り換え、溶接トーチ１
３の溶接姿勢を決定後、力制御方向切り換えスイッチ２
５を並進方向側に切り換えると、溶接トーチ１３の溶接
姿勢を変えること無く、並進方向のみのロボットの誘導
が可能となる。そのため接触子２４を突き合わせ部分に
押し付けながら、オペレータ１６は接触子２４で溶接線
１５をなぞるように握り部２２を操作し、これらの作業
を溶接終了点まで繰り返すことにより、複雑な形状の溶
接線の教示を容易に短時間で正確に行うことが可能であ
る。ただし、軌跡全てを教示せず、始点、終点、変曲点
等のみを教示し、その間は公知の補間制御を行うように
してもよい。このようにして教示された位置・姿勢は記
憶部３０ｄに記憶され、再生動作時に読み出されること
になる。
【０００９】
【発明の効果】以上述べたように、本発明の直接教示型
の産業用ロボットの教示装置によれば、空間内の作業点
の教示の場合には、オペレータが教示用ハンドルの握り
部を把持し任意の方向に動かしロボットを誘導して教示
を行う。ワーク上の作業点の教示の場合には、接触子を
作業点に押し付けた接触状態で任意の方向に動かしロボ
ットを誘導して教示を行う。また並進方向の操作力と回
転方向の操作力に対する力制御の切り換えを行うこと
で、ワークに対して作業ツールの位置のみまたは姿勢の
みの教示が可能となるので、教示の操作が簡単で習熟を
要さず、作業者の肉体的精神的疲労度も小さくなる。さ
らに教示用ハンドルのアーム部分を作業ツールの形状に
合わせて調節することにより、１個の教示装置で多種多
様なロボットや作業ツールに適用することが可能であ
り、ロボットに教示のための特別な駆動機構を設ける必
要がないので構造が簡単で安価な教示装置を提供でき
る。
の産業用ロボットの教示装置によれば、空間内の作業点
の教示の場合には、オペレータが教示用ハンドルの握り
部を把持し任意の方向に動かしロボットを誘導して教示
を行う。ワーク上の作業点の教示の場合には、接触子を
作業点に押し付けた接触状態で任意の方向に動かしロボ
ットを誘導して教示を行う。また並進方向の操作力と回
転方向の操作力に対する力制御の切り換えを行うこと
で、ワークに対して作業ツールの位置のみまたは姿勢の
みの教示が可能となるので、教示の操作が簡単で習熟を
要さず、作業者の肉体的精神的疲労度も小さくなる。さ
らに教示用ハンドルのアーム部分を作業ツールの形状に
合わせて調節することにより、１個の教示装置で多種多
様なロボットや作業ツールに適用することが可能であ
り、ロボットに教示のための特別な駆動機構を設ける必
要がないので構造が簡単で安価な教示装置を提供でき
る。
【図１】本発明の一実施例を示す教示装置の斜視図
【図２】従来例の教示装置の斜視図
【図３】本発明の一実施例を示す溶接作業の斜視図
【図４】本発明の一実施例を示す教示用ハンドルの正面
図
図
【図５】本発明の一実施例を示す制御系のブロック線図
１１…ロボット １２…ロボットの手首部分 １３…溶接トーチ １４…チップ １５…溶接線 １６…オペレータ １７…ワーク ２０…教示用ハンドル ２１…力検出器 ２２…握り部 ２３…支持部 ２４…接触子 ２５…力制御方向切り換えスイッチ ２６…ＥＮＴＥＲキー ３０…ロボット制御装置
Claims (3)
- 【請求項１】 ロボットを人手で動作させてその位置・
姿勢を教示してロボット制御装置に記憶させ、再生動作
を行うロボットの直接教示装置において、 前記ロボットの先端部に、 力検出器と、前記力検出器の検出端に固定された支持部
と、前記支持部の先端に配置されてワークと接触するた
めの接触子と、前記支持部上に配置されオペレータが把
持し操作するための握り部とから構成される教示用ハン
ドル装置を設け、 前記ロボット制御装置内に前記力検出器で得た情報を基
に前記教示用ハンドル装置を用いた教示中にロボットの
力制御を行う制御手段を設けたことを特徴とするロボッ
トの直接教示装置。 - 【請求項２】 並進方向の操作力と回転方向の操作力に
対する力制御の切り換えを行う手段を設けた請求項１記
載のロボットの直接教示装置。 - 【請求項３】 前記支持部の長さ及び方向が調節できる
ようにした請求項１記載のロボットの直接教示装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7053599A JPH08216074A (ja) | 1995-02-17 | 1995-02-17 | ロボットの直接教示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7053599A JPH08216074A (ja) | 1995-02-17 | 1995-02-17 | ロボットの直接教示装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08216074A true JPH08216074A (ja) | 1996-08-27 |
Family
ID=12947352
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7053599A Pending JPH08216074A (ja) | 1995-02-17 | 1995-02-17 | ロボットの直接教示装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08216074A (ja) |
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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1995
- 1995-02-17 JP JP7053599A patent/JPH08216074A/ja active Pending
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