JPS61253507A - 産業用ロボツトなどの位置教示方法とその装置 - 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、教示内容をプレイバックして繰り返し加工
作業を実行する産業用ロボットなどの位置教示方法およ
びその装置に関するものである。

（従来技術） 一般に産業用ロボットは、所定のルーティン作業を実行
させるため、予め教示作業を要する。教示方法としてプ
レイバックロボットに対応するものは、被加工物の加工
予定位置、即ちティーチングポイントにロボットハンド
に設置した加工装置を倣られせ、前記ティーチングポイ
ントを制御装置に登録して作業ループを構成するように
されている。この方法による教示作業は例えば、スプレ
ー塗装あるいはスポット溶接のごとく、比較的精度を要
求されない加工作業には簡易な方法として好適であるが
、正確な教示制度が要求され、しかも多数のティーチン
グポイントがあるものについては教示作業の能率が向上
しない欠点がある。

また第４図に示すごとく、被加工物が大型であって加工
位置に接近できない場合がある。同図は、ピアノ響板の
ビン穴形成加工を例示したものであるが、被加工物であ
るピアノフレームＡ目体が非常に大型であるため、教示
作業者Ｂの被加工物へ接近できる距離は限度があり、ま
た、ピン穴形成はきわめて精度を要するため、実際には
被加工物に不安定な姿勢で接近し、位置合せの微調整を
繰り返して位置精度を向上するようにしている。しかし
ながら、その加工工具であるドリル先端の位置合せは、
斜め方向からの視認による全く人為的作業に頼るもので
精度の向上には限界があり、しかも単純な連続作業のた
め非常に疲労を伴なうものである。また、このようにし
て行なわれる教示作業中に、ロボットＣが誤動作して暴
走する可能性が皆無とは言えず、非常に危険性を件なう
作業となる。

（発明が解決しようとする問題点） この発明は、前述のごとき諸欠点を解決するためになさ
れたもので、ロボットアームなどの動作範囲外の遠隔点
にあっても、多数に亘るティーチングポイントを能率良
く正確に検出し、機械的精度による教示作業を可能とす
るものである。

（問題を解決する手段） この発明による位置教示方法は、常態で調心原点が中立
位置に維持されている尖頭調心軸を被工作物のティーチ
ングポイントに仮位置決めし、しかる後、前記尖頭調心
軸を降下させて前記ティーチングポイントに強制的に位
置決めさせることにより尖頭調心軸が調心原点から偏倚
した偏倚量を検出し、前記偏倚量を修正するようにして
被工作物のティーチングポイントを教示するようにした
もので、その装置は、尖頭調心軸およびこの尖頭調心軸
を中立位置に弾性保持して常時調心原点を維持するよう
にした調心機構と、前記尖頭調心軸が被加工物のティー
チングポイントに強制的に位置決めされたとき生じる偏
倚量を電気的に検出する位置検出器を含んで構成されて
Ｇ＼る。

（実施例） 第１図は、この発明の位置教示装置の一実施例を示すも
ので、同図においてＲＨはロボットハンドであり、この
ロボットハンドＲＨにはドリル刃などを回転駆動するた
めのモータおよび駆動機構を内蔵した加工装置１が取り
付けられ、その下部ベース２からは第２図に示すごとく
前記駆動機構の出力軸３が延在している。

この発明の実施例は、前記出力軸３に着脱が容易にでき
るアタッチメントとして構成したもので、第２図、第３
図に示す具体的構成とともにこの発明の要部を詳細に説
明する。

前記出力軸３に結合する連結部材４は、上部にフランジ
５を備え、中心に出力軸３との係合口６が形成されてい
る。前記７ランジ５にはビス７の挿通孔８が形成されて
おり、出力軸３と連結して一体化したとき、前記加工装
置１の下部ベース２にこのビス７により位置決めして固
定するようにされている。前記連結部材４の下部にはス
ライドユニットＳが配され、その固定ブロック９は連結
部材４に固定されている。前記固定ブロック９の下部に
は第１スライドブロツク１０が図示Ｙ方向に摺動可能に
係合しており、更にこの第１スライドブロツクｌＯの下
部には尖頭調心軸Ｐを一体に備えたｗＳ２スライドブロ
ック１１が摺動可能に係合している。

前述のごと〈スライドユニットＳは、固定ブロック９、
第１スライドブロツクｌＯ１第２スライドブロツク１１
が相互に直交して係合するように構成されたものであっ
て第２スライドブロツク１１から垂下延設されている尖
頭調子軸Ｐは、常態で調心原点が中立位置に静止してい
るように各ブロック間に平衡機構を備える。

第２図に示す第１平衡機構Ｆ１は、一端が第１スライド
ブロツク１０に固定され、他端が共通に固定ブロック９
に固定されたコイルスプリングＳＰ！とＳＦ３により相
対方向の張引力が発生するように構成されたもので、こ
れにより第１スライドブロック１０は図示Ｙ方向の中立
平衡点で静止する。また、第３図は第２平衡機構Ｆ２を
示す斜視図であり、第１平衡機構Ｆ１と同様に一端が第
１スライドブロツクに固定され、他端が第２スライドブ
ロツクに共通に固定されておりコイルスプリングＳＰ３
　とＳＦ３により相対方向の張引力が発生するように構
成されたもので、これにより第２スライドブロツク１１
は図示Ｘ方向の中立平衡点で静止する。

次に、第１図において、固定ブロック９から延設された
支持アーム１２の先端には、第２スライドブロツク１１
の図示Ｘ方向の移動量を電気的に検出するための第１検
出器１３が固定され、その探針１４は前記第２スライド
ブロツク１１に連結されており、これにより第２スライ
ドブロツク１１が平衡移動すると、これに追従して探針
が往復動し、位置検出器１３から図示Ｘ方向の変化量に
比例する電気信号が検出される。更に１位置検出器１３
から延設された指示アーム１５の先端には第２位置検出
器１７が固定され、その探針１６は、第１スライドブロ
ツクに連結されており、これにより第１スライドブロツ
ク１０の平行移動に追従して探針１６が往復動じて位置
換ｄ器１７から図示Ｙ方向の変化量に比例する電気信号
が検出される。即ち、前記第１、第２位置検出器１３．
１７は、ロボットハンドＲＨに固定状態となっているの
で、ロボットハンドＲＨと同期的に移動する。したがっ
て尖頭調心軸Ｐが偏倚したとき、これに伴なって前述の
ごとく電気信号が検出されるのである０以上のごとくし
て検出された電気信号は、計測器に接続して指針の振れ
を直読するようにしてもよく、また補正信号として制御
装置に入力してもよい。

なお、Ｗは基準ワークとなる被工作物であって、予め所
望の加工、例えばドリル穿孔などのティーチングポイン
）Ｈが形成されており、ロボット近辺の所定位置に設置
される。

この発明は、以上のごとく構成されており、以下、この
発明の装置を用いた教示方法を説明する。

第１図のごとく、ロボットハンドＲＨ下に基準ワークと
なる被工作物Ｗが配設された状態において、例えば被工
作物に多数のドリル穿孔位置を教示するものとする。

先ず、教示作業者は、一般に使用されているハンドベル
トタイプのティーチングボックスを操作して尖頭調心軸
Ｐの先端を視認により被工作物Ｗの所定のティーチング
ポイン）Ｈ上に位置させる。この時の位置決めは暫定的
なものでよいが、尖頭調心軸Ｐの先端がティーチングポ
イントＨ内に進入可能の範囲内であることを要する。

次に、ロボットハンドＲＨ全体を降下すると。

尖頭調心軸Ｐが次第にティーチングポイン）Ｈ内に侵入
し、尖頭調心軸ＰがティーチングポイントＨに正確に合
致した時点を適宜手段で検出してロボットハンドＲＨの
効果を停止する。このとき。

尖頭調心軸Ｐの調心原点とティーチングポイントＨの中
心が一致していない場合は、尖頭調心軸Ｐは何れかの方
向に偏倚して第１．第２スライドブロツクを摺動させる
ことになる。したがって、前記スライドブロックの移動
量に応じて位置検出器から電気信号が送出され、これを
例えば計測器に指針表示することにより尖頭調心軸Ｐの
図示Ｘ方向およびＹ方向の偏倚量を直読することができ
る。この状態に至って、教示作業者はティーチングボッ
クスを操作してロボットハンドを誤差修正方向に微動さ
せてゆくことにより、やがて尖頭調心軸Ｐの調心原点と
ティーチングポイン）Ｈの中心を一致させることができ
、この時の座標データを制御装置に登録することにより
、１回のティーチングポイントの教示を完了する。この
ようにしてティーチングポイントＨを所定の軌跡を辿っ
て連続して教示してゆくことにより、所望の作業ループ
を教示することができる。

前述の位置教示方法は、調心誤差、即ち尖頭調心軸Ｐの
偏倚量を人為的に修正するようにしたものであるが、前
記偏倚量に応じた電気信号を制御装置に入力し、教示位
置の偏倚量を加算あるいは減算させて正確な登録を自動
的に行なうことも容易にして可能である。

（発明の効果） 以上、詳細に説明したごとく、この発明によれば、ティ
ーチングポイント上に尖頭調心軸を暫定的に位置決めす
る操作の後、前記尖頭調心軸をティーチングポイントに
合致させて誤差を検出し。

この誤差を修正するようにしたので機械的精度を得るこ
とができる。更に第１段階での位置決めが暫定的なもの
で、さほど精度を要求されないので、ティーチングポイ
ントの直近での位置決め作業を必要としないので、ロボ
ットの作業範囲外の視認可能な遠隔点からも可能であり
、これにより安全性を向上するとともに位置決め操作の
能率を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の装置を示す斜視図。 第２図、第３図は、この発明の装置の要部拡大斜視図、 第４図は、教示作業状態を示す説明図である。 ｌ・・・加工装置　　　　　　３・・・出力軸４・・・
連結部材 １０・・・第１スライドブロツク １１・・・第２スライドブロツク １２．１５・・・支持アーム １３・・・第１位置検出器　　１７・・・第１位置検出
器ＲＨ・・・ロボットハンド　　　Ｐ・・・尖頭調心軸
Ｆｌ　、　Ｆ２・・・平行機構 特許出願人　日本楽器製造株式会社 特許出願代理人　弁理士　菅原一部 第１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ［１］常時調心原点が中立位置に維持されている尖頭調
   心軸を被工作物のテイーチングポイントに仮位置決めし
   、 しかる後、前記尖頭調心軸を降下させて前記テイーチン
   グポイントに強制的に位置決めさせることにより尖頭調
   心軸が調心原点から偏倚した偏倚量を検出し、 前記偏倚量を修正するようにして被工作物のテイーチン
   グポイントを教示する ことを特徴とする産業用ロボットなどの位置教示方法。 ［２］尖頭調心軸およびこの尖頭調心軸の調心原点を維
   持するようにした調心機構と、 前記尖頭調心軸が被加工物のテイーチングポイントに強
   制的に位置決めされたとき生じる偏倚量を電気的に検出
   する位置検出器 とを含んでなる産業用ロボットなどの位置教示装置。