JPH0889859A - Indication of coating robot action and device thereof - Google Patents
Indication of coating robot action and device thereofInfo
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- JPH0889859A JPH0889859A JP23185194A JP23185194A JPH0889859A JP H0889859 A JPH0889859 A JP H0889859A JP 23185194 A JP23185194 A JP 23185194A JP 23185194 A JP23185194 A JP 23185194A JP H0889859 A JPH0889859 A JP H0889859A
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- spray gun
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- Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
- Spray Control Apparatus (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、塗装用ロボットの制御
プログラムを、簡易且つ正確に作成すべく、ロボットの
動作を教示するための方法及び装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and apparatus for teaching the operation of a robot for easily and accurately creating a control program for a painting robot.
【０００２】[0002]
【従来の技術】ロボットアームを制御するプログラム作
成作業では、作動軌跡を教示し、記憶させた動作を再生
する方式が広く用いられている。このようなプログラム
作成方式については、実際にロボットアームを動かして
教示するオンラインプログラミングから、ＣＡＤデータ
を用いたオフラインプログラミングまで様々な手段が採
用されている。生産工場において、吹き付け塗装の作業
環境は最悪とも言え、真っ先に自動化しなければならな
いところである。しかしスプレーガンの操作には高度な
テクニックが要求されるので、塗装技術とロボット制御
の両方に精通した専門家でなければ制御プロブラムを作
成することはむずかしく、それが足伽せとなって自動化
が遅れている。完璧なプログラミングでないと、塗料を
無駄にしたり、時間がかかりすぎたり、塗り残しや塗り
むらがあったりする。そのため実際に行なわれる熟練者
の作業をそのままコンピュータに入力するのが最適とい
えよう。そのような入力手段としては、従来、図８に示
す如く、実際に人が手でロボットアームＲを誘導操作
し、コンピュータ＆に動作経路情報をメモリさせてお
き、これを解析して制御プログラムを自動生成するポイ
ンティシステムと称される教示方法や、図９に示す如
く、手に持った３次元位置姿勢入力装置（以下３−Ｄ入
力装置という）１７の位置をＷＳＤ（半導体ポジション
検知機構）カメラ１８で検出したデータや、図示はしな
いが、検知機構付き手袋等を着用して操作した検出デー
タを解析して制御プログラムを自動生成する方法が知ら
れている。2. Description of the Related Art In a program making operation for controlling a robot arm, a method of teaching an operation locus and reproducing a stored operation is widely used. Regarding such a program creation method, various means are adopted from online programming in which the robot arm is actually moved to teach, to offline programming using CAD data. In a production plant, the working environment for spray painting is the worst, and it must be automated first. However, because spray gun operations require sophisticated techniques, it is difficult to create a control program unless you are an expert in both painting technology and robot control, and this is a stumbling block for automation. Running late. Without perfect programming, the paint is wasted, it takes too long, and there are unpainted areas and uneven coating. Therefore, it can be said that it is optimal to directly input the actual work of the expert to the computer. As such an input means, conventionally, as shown in FIG. 8, a person actually guides and operates the robot arm R by hand, causes the computer & to store the movement path information in memory, and analyzes it to create a control program. A teaching method called an automatically generated pointing system, or as shown in FIG. 9, the position of a hand-held three-dimensional position / orientation input device (hereinafter referred to as a 3-D input device) 17 is set to WSD (semiconductor position detection mechanism). There is known a method of automatically generating a control program by analyzing the data detected by the camera 18 or the detection data operated by wearing gloves with a detection mechanism (not shown).
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】ロボットアームを直接
誘導操作するポインティシステムでは、スプレーガンを
操作する感覚でロボットアームを誘導操作しようとして
も、素早い動きに対して追従性が悪いことに加え慣性力
が大きく影響するので、思い通りに誘導することができ
ず、実際の塗装作業と同じ動きを再現できない。一方３
−Ｄ入力装置を利用すれば、作業どうりの動きをするこ
とができるものの、実際に塗料を吹き付けて塗装してい
る状況下では、死角が生じたり塗料の噴霧により視界が
遮られてカメラでの観測が不充分となる。実際に塗料を
吹き付け操作しなければ、吹き付け状態が確認できない
ので、いくら熟練者といえども感覚が狂ってしまう。手
袋を使用した場合は、指や手首の動作だけか検出される
だけで、位置を特定するのに欠かせない三次元座標デー
タは得られない。In the pointing system in which the robot arm is directly guided and operated, even if an attempt is made to guide and operate the robot arm with the sensation of operating a spray gun, the robot arm has a poor followability with respect to quick movements and an inertia. Since the force exerts a great influence on it, it cannot be guided as desired, and the same movement as the actual painting work cannot be reproduced. While 3
-If you use the D input device, you can move like a work, but in the situation where paint is actually sprayed on and painted, blind spots occur and the view is blocked by paint spraying Will be insufficiently observed. The sprayed state cannot be confirmed without actually spraying the paint, so no matter how skilled a person is, the sense will be lost. When gloves are used, only movements of fingers and wrists are detected, and three-dimensional coordinate data that is indispensable for specifying a position cannot be obtained.
【０００４】[0004]
【課題を解決するための手段】本発明は、複数段の自由
度関節を備え、それら各自由度関節の動作を検知する検
知機構を有した骨格モデル、好ましくはスプレーガンを
装着すべきロボットアームと同じ自由度関節を備えた骨
格モデルにスプレーガンを装着し、作業者が前記骨格モ
デルに装着したスプレーガンに手を添えて実際に塗装作
業を行なう間、前記検知機構で検知した動作データと、
スプレーガンの吹き付け圧力変化のデータとをコンピュ
ータに入力し、骨格モデルの自由度関節がスプレーガン
を装着すべきロボットアームと異なる場合は、前記動作
データを、スプレーガン装着部の三次元座標及び向きの
変化データに変換する塗装用ロボットの動作教示方法
と、スプレーガンを装着すべきロボットアームと同じ自
由度関節を備えた骨格モデルであって、各自由度関節に
その動作を個々に検出する検知機構を設けると共に、ハ
ンド部にスプレーガン装着手段を設け、更に前記検知機
構で検出したデータと、装着されたスプレーガンの吹き
付け圧力の変化とをにコンピュータに入力する入力手段
とを備えた塗装用ロボットの動作教示装置とにある。こ
こで自由度関節とは、ＪＩＳに定義される直進又は回り
対偶によって作動が実現されるジョイント機構を意味
し、コンピュータとは、ロボットアームに組み込まれて
いる制御手段も含まれるものとする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a skeleton model having a plurality of degrees of freedom joints and a detection mechanism for detecting the movements of the respective degrees of freedom joints, preferably a robot arm to which a spray gun should be attached. Attach the spray gun to the skeletal model with the same degree of freedom as the above, and while the operator puts his / her hand on the spray gun attached to the skeletal model and actually performs the painting work, the operation data detected by the detection mechanism and ,
When the data of the spray gun spray pressure change is input to the computer and the joint of the skeleton model has a different degree of freedom from the robot arm to which the spray gun is to be attached, the operation data is used as the three-dimensional coordinates and orientation of the spray gun attachment part. A method for teaching the motion of a painting robot that converts it into change data, and a skeleton model that has joints with the same degree of freedom as the robot arm to which the spray gun should be attached. For painting, equipped with a mechanism, a spray gun mounting means in the hand part, and an input means for inputting to the computer the data detected by the detection mechanism and the change in the spray pressure of the mounted spray gun. The robot motion teaching device. Here, the degree-of-freedom joint means a joint mechanism whose operation is realized by a straight line or a rotating pair defined in JIS, and a computer includes a control means incorporated in a robot arm.
【０００５】[0005]
【作用】作業者は実際の塗装作業と略同じ感覚で骨格モ
デルを誘導操作できるし、一回実演するだけの簡単操作
で、その塗装作業におけるハンド部の三次元座標、或は
各自由度関節の動作とスプレーガンの吹き付け圧力のデ
ータとが同時にインプットされるから、そのデータに基
づいて制御されたロボットアームによる塗装作業は、実
際に人が操作する場合とほとんど変わらない。特にスプ
レーガンを装着すべきロボットアームと同じ自由度関節
を備えた装置を利用すれば、１００％の再現性が期待で
きる。[Operation] The operator can guide and operate the skeleton model with the same feeling as in the actual painting work, and the simple operation of demonstrating once allows the three-dimensional coordinates of the hand part in the painting work or joints of each degree of freedom to be applied. And the data of the spray pressure of the spray gun are input at the same time, the painting work by the robot arm controlled based on the data is almost the same as the case where a human actually operates. In particular, 100% reproducibility can be expected by using a device having joints with the same degree of freedom as the robot arm to which the spray gun should be attached.
【０００６】[0006]
【実施例】本発明に係るロボットの教示装置及び方法を
図面に基づいて説明する。図１は本発明の教示方法を利
用してロボットアームを制御する概念図であり、Ｍ1
は、骨格モデル、Ｒは塗装作業でスプレーガンを実装す
るロボットアームである。骨格モデルＭ1 は、自由度関
節（旋回）Ａを介して吊り下げ支持された旋回リンク１
の下端に、自由度関節（回転）Ｂを介し、自由度関節
（直動）Ｃにより伸縮可能なスライドリンク２が連結さ
れ、そのスライドリンク２の先端に、三自由度関節（回
転及び旋回）Ｄを介してスプレーガン装着部３が設けら
れたものとなっている。そのスプレーガン装着部３に
は、スプレーガン４を装着することができ、そのスプレ
ーガン４には、吹き付け圧力の変化を検知する検知機構
としてのエンコーダＥＮ1 が取り付けられている。骨格
モデルＭ1 はアクチュエータを装備していないので、軽
く力を加えるだけで自由に誘導操作できる。前記各自由
度関節Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄには、夫々自由度関節の動作を検
知するエンコーダＥＮ2 ，ＥＮ3 ，ＥＮ4 ，ＥＮ5 ，Ｅ
Ｎ6 （自由度関節Ｄには、回転及び旋回用としてＥＮ5
とＥＮ6 ）が取り付けられている。各エンコーダＥＮ
1 ，ＥＮ2 ，ＥＮ3 ，ＥＮ4 ，ＥＮ5 ，ＥＮ6 は、図２
に例示する如く、入力インターフェース５を介してコン
ピュータ６に接続されており、エンコーダＥＮ2 ，ＥＮ
3 ，ＥＮ4 ，ＥＮ5 ，ＥＮ6 で検知された各自由度関節
Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの動作データと、前記スプレーガン装着
部３に装着されたスプレーガン４の吹き付け圧力変化の
検知信号ＥＮ1 とがコンピュータ６に入力され、それら
各自由度関節Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの動作からスプレーガン装
着部３の三次元座標及び向きのデータが算出される。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A robot teaching apparatus and method according to the present invention will be described with reference to the drawings. Figure 1 is a conceptual diagram for controlling the robot arm by using a teaching method of the present invention, M 1
Is a skeleton model, and R is a robot arm that mounts a spray gun for painting work. The skeletal model M 1 is a swing link 1 suspended and supported through a joint (swirl) A having a degree of freedom.
A slide link 2 which is expandable / contractible is connected to the lower end of the slide joint 2 by a joint (rotation) B with a degree of freedom joint (rotation) C. The spray gun mounting portion 3 is provided via D. A spray gun 4 can be mounted on the spray gun mounting portion 3, and an encoder EN 1 as a detection mechanism for detecting a change in spray pressure is mounted on the spray gun 4. Since the skeleton model M 1 is not equipped with an actuator, it can be guided and operated freely by applying a light force. Wherein each degree of freedom joints A, B, C, the D, encoder EN 2, EN 3 for detecting the operation of the respective degree of freedom joint, EN 4, EN 5, E
N 6 (joint D has EN 5 for rotation and rotation)
And EN 6 ) are attached. Each encoder EN
1 , EN 2 , EN 3 , EN 4 , EN 5 , EN 6 are shown in FIG.
, The encoders EN 2 and EN are connected to the computer 6 through the input interface 5.
3 , EN 4 , EN 5 , and EN 6 motion data of the joints A, B, C, and D of each degree of freedom, and a detection signal of the spray pressure change of the spray gun 4 mounted on the spray gun mounting portion 3. EN 1 is input to the computer 6, and three-dimensional coordinates and orientation data of the spray gun mounting portion 3 are calculated from the motions of the respective joints A, B, C, and D degrees of freedom.
【０００７】塗装動作軌跡を教示するには、骨格モデル
Ｍ1 のスプレーガン装着部３にスプレーガン４を実装
し、ステップＳ１で作業者Ｗが具体的な被塗装体７に対
する塗装作業を実演する。それによってステップＳ２で
作動軌跡がコンピュータ６に入力される。そしてコンピ
ュータ６内のＣＰＵ６ａが、そのＣＰＵ６ａとバス６ｂ
を介して接続されたＲＡＭ６ｃ及びＲＯＭ６ｄの支援に
より、ステップＳ３では実際に使用するロボットアーム
Ｒのハンド部が前記入力された動作データに基づいて三
次元座標を算出し、ステップＳ４で前記算出された三次
元座標及び向きとなる制御プログラムを生成する。その
制御プログラムに従って、出力インターフェース８を介
して駆動回路９，９・・に指令し、ロボットアームＲの
各自由度関節ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅを動作させるアクチュ
エータＱ2 ，Ｑ3 ，Ｑ4 ，Ｑ5 ，Ｑ6 及びスプレーガン
吹き付け圧力調整用のバルブＶを制御することによって
（ステップＳ５）、熟練者と同じ作業をロボットアーム
Ｒによって再現される（ステップ６）。前記アクチュエ
ータＱ2 ，Ｑ3 ，Ｑ4 ，Ｑ5 ，Ｑ6 としては、モータ、
流体シリンダ等、既成の機構が利用される。In order to teach the coating operation locus, the spray gun 4 is mounted on the spray gun mounting portion 3 of the skeleton model M 1 , and the worker W demonstrates the concrete coating work on the object 7 to be coated in step S1. . As a result, the operation locus is input to the computer 6 in step S2. The CPU 6a in the computer 6 is connected to the CPU 6a and the bus 6b.
With the assistance of the RAM 6c and the ROM 6d connected via the above, in step S3, the hand portion of the robot arm R actually used calculates three-dimensional coordinates based on the input motion data, and in step S4 the calculation is performed. A control program for three-dimensional coordinates and orientation is generated. In accordance with the control program, actuators Q 2 , Q 3 , Q for instructing the drive circuits 9, 9, ... Through the output interface 8 to operate the joints a, b, c, d, e of the robot arm R with degrees of freedom. By controlling 4 , Q 5 , Q 6 and the valve V for adjusting the spray gun spraying pressure (step S5), the same work as the expert is reproduced by the robot arm R (step 6). The actuators Q 2 , Q 3 , Q 4 , Q 5 , and Q 6 are motors,
Off-the-shelf mechanisms such as fluid cylinders are used.
【０００８】ここで、各自由度関節の動きからスプレー
ガンの三次元座標データを算出し、その三次元座標デー
タを基にして、ロボットアームに装着されたスプレーガ
ンの位置を実際の作業におけるスプレーガンの位置と同
一になる制御プログラムでは、ロボットアームにおける
自由度関節の角度の組み合わせは無数にある。制御プロ
グラムを生成プログラムによって自動生成するに当って
は、通常、効率の良い動きとなる組み合わせが優先され
る。そのため図４に例示するように、スプレーガンがＰ
1 の位置であれば問題はないが、Ｐ2 やＰ3 の如く、入
り組んだ部分の内面塗装や、遮蔽物の裏側塗装の際、壁
等の障害物を考慮しないでプログラムすると、ロボット
アームのリンクと障害物とが干渉し合い、衝突や接触事
故を招いてしまう。そこで障害物を回避するプログラム
に修正するか、あらかじめ条件設定できる自動生成プロ
グラミングシステムを採用する必要がある。しかしなが
らプログラムの修正には専門的な知識が必要であるし、
予め条件設定可能な生成プログラムの導入はコスト面で
むづかしい。そこで、ロボットアームと同寸の骨格モデ
ルを使用し、対応するロボットアームの各自由度関節が
骨格モデルと同じ運動をするよう制御をすれば、障害物
との干渉を避けられる。Here, the three-dimensional coordinate data of the spray gun is calculated from the movements of the joints having the respective degrees of freedom, and the position of the spray gun mounted on the robot arm is sprayed in the actual work based on the three-dimensional coordinate data. In a control program that is the same as the gun position, there are countless combinations of angles of the degrees of freedom joints in the robot arm. When the control program is automatically generated by the generation program, a combination that gives an efficient movement is usually prioritized. Therefore, as shown in FIG.
There is no problem if the position is 1 , but if you program the inner surface of a complicated part like P 2 and P 3 or the backside of a shield without programming obstacles such as walls, the robot arm The link and the obstacle interfere with each other, resulting in a collision or a contact accident. Therefore, it is necessary to modify the program to avoid obstacles or adopt an automatic generation programming system that can set conditions in advance. However, modifying the program requires specialized knowledge,
It is difficult to introduce a generation program that can set conditions in advance in terms of cost. Therefore, if a skeleton model having the same size as the robot arm is used and the joints of the degrees of freedom of the corresponding robot arm are controlled to perform the same movements as the skeleton model, interference with obstacles can be avoided.
【０００９】次にそのように構成された教示装置及びそ
の装置を使用した変更例を説明すると、図５において、
ベース１０上には旋回台１１が自由度関節（旋回）Ｅを
介して水平回動自在に組み付けられ、その旋回台１１
に、自由度関節（回転）Ｆ，Ｇ，Ｈを介して第１リンク
１２、第２リンク１３、第３リンク１４、第４リンク１
５が直列に連結され、更に第４リンク１５の先端には、
三自由度関節（回転及び旋回）Ｉを介してスプレーガン
装着部１６が設けられている。この骨格モデルＭ2 の各
自由度関節Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈ，Ｉは、前記ロボットアーム
Ｒの自由度関節ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅと個々に対応し、総
ての自由度関節Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈ，ＩがロボットアームＲ
の自由度関節ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅと同じ動きをし、自由
度関節Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈ，Ｉ相互の間隔もロボットアーム
Ｒの間隔と同一になっている。骨格モデルＭ2 の各自由
度関節Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈ，Ｉには、それら自由度関節の動
作を検知するエンコーダＥＮ7 ，ＥＮ8 ，ＥＮ9 ，ＥＮ
10，ＥＮ11が取り付けられている。各エンコーダＥＮ
7 ，ＥＮ8 ，ＥＮ9 ，ＥＮ10，ＥＮ11は、前記と同様
に、スプレーガン装着部１６に装着されたスプレーガン
４の吹き付け圧力変化のエンコーダＥＮ12とともに、入
力インターフース５を介してコンピュータ６に接続さ
れ、そのような入力手段によって、エンコーダＥＮ7 ，
ＥＮ8 ，ＥＮ9 ，ＥＮ10，ＥＮ11，ＥＮ12での検知デー
タがコンピュータ６にメモリされるようになっている
（図６）。Next, a teaching device having such a configuration and a modification using the device will be described.
A swivel base 11 is horizontally rotatably mounted on a base 10 via a joint (swivel) E having a degree of freedom.
In addition, the first link 12, the second link 13, the third link 14, the fourth link 1 through the joints (rotations) F, G, and H of the degrees of freedom.
5 are connected in series, and further at the tip of the fourth link 15,
A spray gun mounting portion 16 is provided via a joint (rotation and rotation) I having three degrees of freedom. The degrees of freedom joints E, F, G, H, and I of the skeleton model M 2 individually correspond to the degree of freedom joints a, b, c, d, and e of the robot arm R, and all the degrees of freedom joints. Robot arm R is E, F, G, H, I
The joints a, b, c, d, and e have the same movement, and the mutual intervals of the joints E, F, G, H, and I are also the same as the robot arm R. The joints E, F, G, H, and I of the degree of freedom of the skeletal model M 2 have encoders EN 7 , EN 8 , EN 9 , EN for detecting the motions of the joints of the degrees of freedom.
10 and EN 11 are attached. Each encoder EN
7 , EN 8 , EN 9 , EN 10 and EN 11 are the same as those described above, together with the encoder EN 12 for changing the spraying pressure of the spray gun 4 mounted on the spray gun mounting portion 16, via the input interface 5. 6 by means of such input means an encoder EN 7 ,
The detection data at EN 8 , EN 9 , EN 10 , EN 11 and EN 12 are stored in the computer 6 (FIG. 6).
【００１０】プログラムするには、先ず骨格モデルＭ2
と被塗装体７とを、実際の塗装作業場におけるロボット
アームＲのベースと被塗装体７との位置関係と寸分違わ
ぬよう配置する以外は前記骨格モデルＭ1 と同様で、ス
プレーガン装着部１６にスプレーガン４を装着し、熟練
した作業者Ｗがスプレーガン４に手を添えて実際に被塗
装体７を塗装する（ステップＳ７）。その塗装作業中に
おける各自由度関節Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈ，Ｉの動作データ及
びスプレーガン４の吹き付け圧力は、経過時間とともに
コンピュータ６に入力される（ステップＳ８）。入力さ
れたデータには、自由度関節Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈ，Ｉの総て
の動きが正確に記録されているから、そのデータに基づ
いて対応する個々の自由度関節ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅの動
作とスプレーガンの吹き付け圧力調整用のバルブＶを制
御する制御プログラムを作成し（ステップＳ９）、アク
チュエータＱ7 ，Ｑ8 ，Ｑ9 ，Ｑ10，Ｑ11を駆動させる
ことによりロボットアームＲを制御すれば（ステップＳ
１０）、アームの姿勢や熟練者の微妙なタッチまでもが
そっくり再現される（ステップＳ１１）。To program, first the skeleton model M 2
The spray gun mounting portion 16 is the same as the skeleton model M 1 except that the base 7 and the body 7 to be coated are arranged so as not to differ from the positional relationship between the base of the robot arm R and the body 7 to be coated in the actual coating work space. The spray gun 4 is mounted on, and the skilled worker W puts his or her hand on the spray gun 4 to actually paint the object 7 (step S7). The motion data of the joints E, F, G, H, and I and the spray pressure of the spray gun 4 during the painting work are input to the computer 6 together with the elapsed time (step S8). Since all the movements of the joints E, F, G, H, I of the degrees of freedom are accurately recorded in the input data, the corresponding joints a, b, c of the degrees of freedom corresponding to the data are recorded. , d, to create a control program for controlling the valve V for spraying pressure adjustment operation and the spray gun of e (step S9), and the actuator Q 7, Q 8, Q 9 , Q 10, by driving the Q 11 If the robot arm R is controlled (step S
10), the posture of the arm and even the subtle touch of the expert are reproduced (step S11).
【００１１】後者の骨格モデルＭ2 を使用した場合、デ
ータの解析処理は、直接ロボットアームを誘導操作する
従来のポインティシステムで採用されている解析システ
ムをそのまま利用できる。スプレーガン吹き付け圧力調
整用のバルブＶも、コンピュータによって制御する。
尚、障害物がない場合には、前記教示装置により、骨格
モデルＭ2 の各自由度関節Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅの動作か
らスプレーガン装着部の三次元座標を算出し、その三次
元座標を基に制御プログラムを生成することもでき、又
微妙な動作まで忠実に再現させるためには、強力なアク
チュエータや、精密な動力伝達機構によって追従性を高
めることが望ましい。When the latter skeleton model M 2 is used, for the data analysis processing, the analysis system employed in the conventional pointing system that directly guides and operates the robot arm can be used as it is. The valve V for adjusting the spray gun spraying pressure is also controlled by the computer.
If there is no obstacle, the teaching device calculates the three-dimensional coordinates of the spray gun mounting portion from the motions of the joints A, B, C, D, and E of the degrees of freedom of the skeleton model M 2 , and then calculates the three-dimensional coordinates thereof. It is also possible to generate a control program based on the original coordinates, and in order to faithfully reproduce even delicate movements, it is desirable to enhance the followability by a powerful actuator or a precise power transmission mechanism.
【００１２】実施例は、いずれもエンコーダからの検知
データを一旦コンピュータに取り込み、そのコンピュー
タからの指令でロボットアームを制御しているが、ロボ
ットアームに制御手段が組み込まれていれば、エンコー
ダからの検知データを直接ロボットアームに送り込んで
ロボットアームを制御することができる。殊に、後者の
骨格モデルＭ2 では、エンコーダからの検知データがそ
のまま制御プログラムとなるので、ロボットアームの制
御手段にはプログラム作成機能は不要となる。又データ
の記録開始と同時進行にて塗装作業も開始できるから、
教示中も塗装作業を中断することなく、貴重な時間が有
効に活用され、少量多品種の塗装には好適といえる。又
実施例は一般型の関節ロボットであるが、人間型、平行
四辺形リンク型の関節ロボットは勿論、円筒三次元座標
型ロボット、極三次元座標型ロボット、直角三次元座標
型ロボットにも適用され、検知機構は、エンコーダ以外
の各種センサも利用される。本発明は、塗装用ロボット
アームのプログラミングに対して好適であるが、組み立
て、或は溶接等といった作業用ロボットアームのプログ
ラム作成に利用しても差し支えない。In each of the embodiments, the detection data from the encoder is once taken into the computer, and the robot arm is controlled by the command from the computer. However, if the robot arm has a control means, the encoder can send the data. The detection data can be sent directly to the robot arm to control the robot arm. In particular, in the latter skeleton model M 2 , the detection data from the encoder becomes a control program as it is, so that the control means of the robot arm does not need a program creation function. Moreover, since the coating work can be started at the same time as the start of data recording,
The valuable time can be effectively used without interrupting the painting work even during teaching, and it can be said that it is suitable for painting a small amount of a wide variety of products. Although the embodiment is a general type joint robot, it is applicable not only to human type and parallelogram link type joint robots, but also to cylindrical three-dimensional coordinate robots, polar three-dimensional coordinate robots, and right-angle three-dimensional coordinate robots. As the detection mechanism, various sensors other than the encoder are also used. The present invention is suitable for programming of a robot arm for painting, but it may be used for creating a program of a robot arm for work such as assembly or welding.
【００１３】尚骨格モデルは軽量のリンクを採用し、各
自由度関節はスムーズに作動するよう摩擦を少なくする
ことが望ましいものの、最低でも、無負荷の状態で定姿
勢を維持するに充分な保形機能が確保できる摩擦力は必
要である。リンクの材質は特に限定されないが、アルミ
や合成樹脂製のパイプを用いると、軽量化を図る上で有
利であるし、加工も容易である。骨格モデルは、その主
要な構成部材がリンクと自由度関節であるから、安価に
て製造でき、又各種の自由度関節と長さ調整可能な複数
のリンクとをセットとしてそれらを自由に組み合わせで
きるように構成すれば、異なるタイプのロボットアーム
にも簡単に対応させることができる。It is desirable that the skeleton model employs a lightweight link, and each joint with a degree of freedom has a small amount of friction so that the joint can operate smoothly, but at a minimum, a sufficient posture is maintained to maintain a fixed posture with no load. The frictional force that can secure the shape function is necessary. The material of the link is not particularly limited, but using a pipe made of aluminum or synthetic resin is advantageous in terms of weight reduction and easy to process. Since the main components of the skeleton model are links and joints with degrees of freedom, they can be manufactured at low cost, and various joints with various degrees of freedom and a plurality of links with adjustable lengths can be freely combined as a set. With this configuration, it is possible to easily adapt to different types of robot arms.
【００１４】本発明によれば、検知機構で検知された骨
格モデルの自由度関節における動作データの入力によ
り、骨格モデルとロボットアームとの自由度関節の数や
種類が異なる場合は、前記動作データからハンド部の三
次元座標データが、又骨格モデルとロボットアームとの
自由度関節の数や種類が一致する場合は各自由度関節の
動作データが夫々メモリされ、作動軌跡の教示は短時間
で完了するから、特に少量多品種を対象とした場合には
絶大な効果が予想される。それによって塗装工程の自動
化が図れ、最大の目的である作業環境の改善が期待でき
る。又熟練者でなくとも、複数回行なった塗装から最良
のデータを選択し、そのデータに基づいてプログラミン
グすれば、作業者の能力が１００％発揮された塗装作業
を実現でき、環境改善ばかりでなく、作業者の未熟な部
分をサポートするのに利用することもできる。According to the present invention, when the number and types of the degree-of-freedom joints between the skeleton model and the robot arm differ due to the input of the movement data in the degree-of-freedom joints of the skeleton model detected by the detection mechanism, the movement data is used. If the three-dimensional coordinate data of the hand part matches, or if the number and types of joints of the skeleton model and robot arm have the same degree of freedom, the motion data of each joint of the degree of freedom is memorized, and the teaching of the movement trajectory can be done in a short time. Since it will be completed, a great effect can be expected especially when targeting a large number of small varieties. As a result, the coating process can be automated, and the most important goal is to improve the working environment. Even if you are not an expert, if you select the best data from multiple coatings and perform programming based on that data, you can achieve 100% of the worker's ability to perform the coating work, and not only improve the environment. , Can also be used to support the immature parts of the operator.
【００１５】[0015]
【発明の効果】本発明によれば、ロボットアームを直接
操作するときのように、追従性が悪く動作が遅れたり、
なかなか停止せずオーバーランしてしまったりするよう
なことはなくなり、骨格モデルに装着したスプレーガン
に手を添えて通常と変りない塗装作業を行なうことがで
る。特に、ロボットアームと同じ自由度関節を有した骨
格モデルを使用し、各自由度関節の運動データに基づい
て作成した制御プログラムによりロボットアームを制御
すれば、裏面塗装での干渉問題も解消され、作業者の微
妙なタッチまでもが忠実に再現されることになる。熟練
者が実演したデータに基づいて作成した制御プログラム
であれば、名人芸とも言える技をロボットアームで忠実
に再現することができ、これは理論的な計算だけのオフ
ラインプログラミングでは到底実現不可能なことであ
る。According to the present invention, as in the case of directly operating the robot arm, the followability is poor and the operation is delayed,
It will not be easy to overrun without stopping, and you can put your hand on the spray gun attached to the skeletal model and do the same painting work as usual. In particular, if you use a skeletal model that has joints with the same degree of freedom as the robot arm and control the robot arm with a control program created based on the motion data of each degree of freedom joint, the problem of interference in backside painting is solved, Even the delicate touch of the operator will be faithfully reproduced. If it is a control program created based on the data demonstrated by a skilled person, a technique that can be said to be a master craftsmanship can be faithfully reproduced with a robot arm, which cannot be realized by offline programming only with theoretical calculation. That is.
【図１】 本発明に係る教示方法の説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram of a teaching method according to the present invention.
【図２】 教示回路のブロック図である。FIG. 2 is a block diagram of a teaching circuit.
【図３】 教示作業のフローチャート図である。FIG. 3 is a flowchart of teaching work.
【図４】 スプレーガンによる吹き付け位置の説明図で
ある。FIG. 4 is an explanatory diagram of a spraying position by a spray gun.
【図５】 変更例の説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram of a modification example.
【図６】 変更例における教示回路のブロック図であ
る。FIG. 6 is a block diagram of a teaching circuit according to a modification.
【図７】 変更例における教示作業のフローチャート図
である。FIG. 7 is a flowchart of teaching work in a modified example.
【図８】 従来例の説明図である。FIG. 8 is an explanatory diagram of a conventional example.
【図９】 従来例の説明図である。FIG. 9 is an explanatory diagram of a conventional example.
１・・旋回リンク、２・・スライドリンク、３・・スプ
レーガン装着部、４・・スプレーガン、５・・入力イン
ターフェース、６・・コンピュータ、６・・ＣＰＵ、６
ｂ・・バス、６ｃ・ＲＡＭ、６ｄ・・ＲＯＭ、７・・被
塗装体、８・・出力インターフェース、９・・アクチュ
エータ、１０・・ベーアウ、１１・・旋回台、１２・・
第１リンク、１３・・第２リンク、１４・・第３リン
ク、１５・・第４リンク、１６・・スプレーガン装着
部、１７・・３−Ｄ入力装置、１８・・ＷＳＤカメラ、
ＥＮ1 ，ＥＮ2 ，ＥＮ3 ，ＥＮ4 ，ＥＮ5 ，ＥＮ6 ，Ｅ
Ｎ7 ，ＥＮ8 ，ＥＮ9 ，ＥＮ10，ＥＮ11，ＥＮ12・・エ
ンコーダ、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈ，Ｉ，ａ，
ｂ，ｃ，ｄ，ｅ・・自由度関節、Ｍ1 ，Ｍ2 ・・骨格モ
デル、Ｒ・・ロボットアーム、Ｗ・・作業者、Ｐ1 ，Ｐ
2 ，Ｐ3 スプレーガンの位置Ｖ・・バルブ、Ｑ2 ，Ｑ
3 ，Ｑ4 ，Ｑ5 ，Ｑ6 ，Ｑ7 ，Ｑ8 ，Ｑ9 ，Ｑ10，Ｑ11
・・アクチュエータ、Ｓ１〜Ｓ１１・・ステップ。1 ... Swivel link, 2 ... Slide link, 3 ... Spray gun mounting section, 4 ... Spray gun, 5 ... Input interface, 6 ... Computer, 6 ... CPU, 6
b ... Bus, 6c RAM, 6d ROM, 7 ... Coating object, 8 ... Output interface, 9 ... Actuator, 10 ... Baewer, 11 ... Swivel base, 12 ...
1st link, 13 ... 2nd link, 14 ... 3rd link, 15 ... 4th link, 16 ... Spray gun mounting part, 17 ... 3-D input device, 18 ... WSD camera,
EN 1 , EN 2 , EN 3 , EN 4 , EN 5 , EN 6 , E
N 7 , EN 8 , EN 9 , EN 10 , EN 11 , EN 12 ... Encoder, A, B, C, D, E, F, G, H, I, a,
b, c, d, e ··· degrees of freedom joints, M 1 , M 2 ·· skeletal model, R · · robot arm, W · · worker, P 1 , P
2 、 P 3 Spray gun position V ・ ・ Valve, Q 2 , Q
3 , Q 4 , Q 5 , Q 6 , Q 7 , Q 8 , Q 9 , Q 10 , Q 11
..Actuators, S1 to S11 ..
Claims (3)
由度関節の動作を検知する検知機構を有した骨格モデル
にスプレーガンを装着し、作業者が前記骨格モデルに装
着したスプレーガンに手を添えて実際に塗装作業を行な
う間、前記検知機構で検知した動作データと、スプレー
ガンの吹き付け圧力変化のデータとをコンピュータに入
力し、前記動作データは、スプレーガン装着部の三次元
座標及び向きの変化データに変換する塗装用ロボットの
動作教示方法。1. A spray gun attached to a skeletal model equipped with a plurality of degrees of freedom joints and having a detection mechanism for detecting the motions of the respective degrees of freedom joints, and a spray gun attached to the skeletal model by an operator. While actually doing the painting work with hands, input the operation data detected by the detection mechanism and the data of the spray pressure change of the spray gun to the computer, and the operation data is the three-dimensional coordinates of the spray gun mounting part. And a method for teaching the motion of a painting robot, which is converted into direction change data.
ムと同じ自由度関節を備えた骨格モデルに、各自由度関
節の動作を個々に検知する検知機構を設けると共に、そ
の骨格モデルにスプレーガンを装着し、作業者がスプレ
ーガンに手を添えて実際に塗装作業を行なう間、前記検
知機構で検知した各自由度関節の動作データとスプレー
ガンの吹き付け圧力変化のデータとをコンピュータに入
力する塗装用ロボットの動作教示方法。2. A skeletal model having joints with the same degree of freedom as the robot arm to which the spray gun is attached is provided with a detection mechanism for individually detecting the motion of each joint with the degree of freedom, and the skeletal model is attached with the spray gun. Then, while the operator puts his or her hand on the spray gun and actually performs the painting work, the motion data of each degree of freedom joint detected by the detection mechanism and the data of the spray gun spray pressure change are input to the computer. Robot motion teaching method.
ムと同じ自由度関節を有し、ハンド部にはスプレーガン
装着手段が設けられ、それら各自由度関節とハンド部と
にそれらの動作を個々に検知する検知機構を設けた骨格
モデルと、前記検知機構で検出した各自由度関節の動作
データと、装着されたスプレーガンの吹き付け圧力の変
化とをコンピュータに入力する入力手段とを備えた塗装
用ロボットの動作教示装置。3. A joint having the same degree of freedom as a robot arm to which the spray gun is to be attached, and a spray gun attaching means is provided in the hand portion, and the joints in the respective degrees of freedom and the hand portion are individually operated. For painting with a skeletal model equipped with a detection mechanism for detecting, motion data of each joint with degrees of freedom detected by the detection mechanism, and input means for inputting to the computer the change in spray pressure of the attached spray gun Robot motion teaching device.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23185194A JPH0889859A (en) | 1994-09-27 | 1994-09-27 | Indication of coating robot action and device thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23185194A JPH0889859A (en) | 1994-09-27 | 1994-09-27 | Indication of coating robot action and device thereof |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0889859A true JPH0889859A (en) | 1996-04-09 |
Family
ID=16930013
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23185194A Pending JPH0889859A (en) | 1994-09-27 | 1994-09-27 | Indication of coating robot action and device thereof |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0889859A (en) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1994
- 1994-09-27 JP JP23185194A patent/JPH0889859A/en active Pending
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