JPS6340908A - ロボツト制御装置 - 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） 本発明は、作業前にロボットの座標系をワークの座標系
に変換し、当該ロボットに所定の作業を行なわせる座標
変換機能を有するロボット制御装置に係り、特に、教示
時において、前記ロボットの座標系を当該ワークに予め
設定した基準座標系に逆変換する機能を有するロボット
制御装置に関する。

（従来の技術） 近年、産業界においては、省力化、自動化等の要請によ
って、ロボットを用いて各種部品の加工。

組立て等の作業を行なっているが、このロボットの中に
は、これらの作業の精度向上のために、カメラを用いた
視覚装置からの情報によってワークの位置を検出し、こ
のワークの位置がロボットの教示時にあけるワークの位
置（基準位置）に対してどの程度の誤差を有しているか
を算出し、この誤差に基づいて座標変換してロボットに
フィードバックすることにより、ワークの位置ずれに起
因するこれら作業精度の低下を防止するものがある。

このような座標変換膜能を有するロボット制御装置の概
略構成図が第４図に示されている。

同図に示すように、ロボット１の各軸アーム内に設けら
れている位置検出装置から各軸の変位を入力する各軸変
位入力部２には、この各軸の変位をロボット系の座標に
変換する変位位置変換部３と、前記した各軸の変位に関
するデータを必要に応じて記憶するティーチデータ格納
部４が接続されてあり、当該位置検出装置から出力され
た各軸の変位は、変位位置変換部３からロボット系の座
標に関するデータとして出力され、また、必要に応じて
ティーチデータ格納部４に格納される。

また、ティーチデータ格納部４には変位位置変換部５が
接続されており、ティーチデータ格納部４に格納されて
いる変位データは、変位位置変換部５によってロボット
系の座標に関するデータに変換されて出力される。ざら
に、変位位置変換部５には、位置補正演算部８が接続さ
れており、ここで、カメラ５ａ、　６ｂから入力したワ
ークの姿勢に関する画像をセンサインターフェース７を
介して入力すると共に、このワークの姿勢に基づいて変
位位置変換部５から出力される座標データの補正量を演
算する。

そして、変位位置変換部３及び位置補正演算部８には、
制御部９が接続され、この制御部９によって、変位位置
変換部３又は位置補正演算部８から出力された座標デー
タに基づいてロボット１の各軸を動作させる位置データ
を算出すると共に、その他ロボット等の動作に関する制
御信号が算出される。

また、制御部９には、位置変位変換部１０が接続されて
おり、ここで、制御部９によって算出されたロボット１
の各軸を動作させる位置データがロボット１の各軸の変
位に関するデータに変換されて出力され、この位置変位
変換部１０に接続されている目標位置出力部１１によっ
て、図示しない駆動回路にロボット１の各軸アームを所
定の位置まで駆動すべき信号が出力される。

このように構成されたロボット制御装置は、ティーチン
グ及びプレイバックを、次のようにして行なう。

まず、ティーチング時には、ワークをセットしてカメラ
によってこのワークの姿勢を検出し、この時のワークの
姿勢を基準の姿勢として位置補正演算部８にティーチン
グする。次に、ロボット１をマニュアル動作し、プレイ
バック時に移動すべきロボット１の各軸アームの軌跡を
各軸変位入力部２によって読み込み、ここで読み込んだ
各軸アームの変位データをティーチデータ格納部４に順
次記憶する。

次にプレイバック時には、ティーチデータ格納部４から
各軸の変位データを順次取り出し、変位位置変換部５に
よってロボット］の作業部におけるアーム先端部の位置
データ（位置及び姿勢）が算出される。そして、位置補
正演算部８によってカメラ６ａ、　６ｂによって検出し
たワークの現在の姿勢とティーチング時に記憶させたワ
ークの基準の姿勢から補正量を求めると共に、前記した
アーム先端部の位置データをこの補正量によって補正し
、この補正後の位置データを制御部９に出力する。制御
部９では、この補正後に位置データに基づき、アーム先
端部の動作経路、速度等が算出され、これらのデータが
位置変位変換部１０に出力されて各軸の変位量に変換ざ
る。この変位量は、目標変位出力部１１に出力されて、
図示しない駆動回路によってモータが駆動され、各軸ア
ームが所定の位置まで駆動される。また、各軸変位入力
部２によって取り込まれた各軸アームの現在変位も、変
位位置変換部３によってロボット１の作業部におけるア
ーム先端部の位置データとして算出され、制御部９に出
力されている。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、このような従来のロボット制御装置にあ
っては、ワークに対するティーチングポイントに修正が
必要になった場合（例えば、ワー夕に対する溶接位置を
一部修正したい場合、溶接軌跡を一部修正したい場合等
）には、ワークを教示時にティーチングした姿勢に完全
に一致させて、修正すべきティーチングポイントを再入
力する必要がある。ところが、このように、ワークを教
示時にティーチングした姿勢に一致させるためには、教
示時におけるワークの位置を再現するための高価な治具
を生産ライン内に設置する必要があるばかりでなく、こ
の治具へのワークのセットに多くの時間を要する。この
ため、ティーチングデータを修正すべきポイントのみな
らず、全てのティーチングデータを変更すべく再教示を
行なっているが、この場合には、ティーチングポイント
の数が多くなるので、かなりの工数を要するという問題
があった。

本発明は、このような従来の問題点に鑑みて成されたも
のであり、ティーチングポイントに修正を要する場合に
は、現在のワークに対してティーチングした補正データ
を、ティーチング時のワークの姿勢である基準位置にお
けるデータに逆変換して記憶する機能を有するロボット
制御装置を提供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段） 前記した目的を達成するために、本発明では、ワークの
現在位置を検出するセンサと、当該ワークに対して所定
の作業をするロボットと、当該ロボットを構成する各軸
アームの現在位置を検出する現在位置検出手段と、当該
センサから入力した前記ワークの現在位置及び前記ワー
クに予め設定した基準位置から当該各軸アームの補正量
を算出する位置補正量演算手段と、当該位置補正量演算
手段によって算出された補正量に基づいて、前記ワーク
の現在位置を当該基準位置に変換するための補正量を演
算する逆補正量演算手段と、当該現在位置検出手段によ
って検出した各軸アームの現在位置及び当該逆補正量演
算手段によって算出した補正量に基づいて、当該各軸ア
ームの現在位置を前記ワークに予め設定した基準位置に
あける位置に変換する逆位置補正演算手段と、当該逆位
置補正演算手段によって算出した前記位置を記憶する格
納手段とを備えたことを特徴とする。

（作用） 以下に本発明の作用を、第１図に基づいて説明する。

まず、位置補正量演算手段８は、ワークの姿勢を検出す
るセンサ６からの出力によって、当該ワークの姿勢と予
め設定されているワークの基準姿勢との誤差を演算する
。次に、逆補正姫演算手段１３は、位置補正量演算手段
８から出力された信号に基づいて、前記ワークの姿勢を
予め設定されているワークの基準姿勢に変換するための
補正量を演算する。

一方、現在位置検出手段３は、ロボット１における各軸
アームの現在位置を検出し、この検出したデータを出力
する。

そして、逆位置補正演算手段１４は、現在位置検出手段
３から出力された現在位置を、逆補正但演算手段１３か
ら出力された補正量に基づいて逆補正演算し、この結果
を格納手段４に記憶する。

従って、ロボット１から出力された各軸アームの位置座
標は、ワークの基準姿勢における位置座標に変換され、
この変換後の位置データが記憶されることになる。

（実施例） 以下に本発明の実施例を、図面に基づいて詳細に説明す
る。

第２図には、本発明に係るロボット制御装置の概略構成
図が示されており、以下に記すように構成されている。

ロボット１の図示しない各軸アーム等の位置を検出する
位置検出装置には、この装置からの信号を入力する各軸
変位入力部２を介して、この各軸の変位をロボット系の
座標に変換する現在位置検出手段としての変位位置変換
部３と、制御盤１６の指示によって各軸変位入力部２及
び変位位置変換部３から入力される信号の出力選択を行
なう選択部１２とが接続されている。選択部１２には、
各軸アーム等の変位に関するデータを必要に応じて記憶
する格納手段としてのティーチデータ格納部４と、後）
ホする逆位置補正演算部１４が接続ざれている。また、
ティーチデータ格納部４には、ここから出力される変位
データを、ロボット系の座標に関するデータに変換する
変位位置変換部５を介して、センサであるカメラ６ａ、
６ｂから入力したワークの姿勢に関する画像をセンサイ
ンターフェース７を介して入力すると共にこのワークの
姿勢に基づいて変位位置変換部５から出力される座標デ
ータの補正量を演算する位置補正量演算手段としての位
置補正演算部８が接続されている。

そして、この位置補正演算部８には、ワークの現在位置
を基準位置に変換する補正量を算出する逆補正呈演算手
段としての逆補正量算出部１３と、位置補正演算部８及
び変位位置変換部３からから出力された座標データに基
づいてロボット１の各軸を動作させる位置データを算出
すると共にその他のロボット等に関する制御信号を算出
する制御部９が接続されている。逆補正量算出部１３に
は、変位位置変換部３から出力されたロボット１におけ
る各軸アームの現在位置データを逆補正量算出部１３で
算出した補正量によって補正し、ワークの基準位置にあ
ける位置データに変換する逆位置補正演算手段としての
逆位置補正演算部１４が接続されており、この逆位置補
正演算部１４から出力された位置データは、これに接続
されている位置変位変換部１５によって変位データに変
換されてティーチデータ格納部４に記憶される。また、
制御部９には、位置変位変換部１０が接続されており、
ここで、制御部９によって算出されたロボット１の各軸
を動作させる位置データがロボット１の各軸の変位に関
するデータに変換されて出力され、この位置変位変換部
１０に接続されている目標位置出力部１１によって、図
示しない駆動回路にロボット１の各軸アームを所定の位
置まで駆動すべき信号が出力される。

以上のように構成されたロボット制御装置は、第３図に
示す動作フローチャートに基づいて次のように動作する
。

ステップ１ 位置補正演算部８は、カメラ６ａ及び６ｂからセンサイ
ンターフェース７を介して入力したワークの姿勢に関す
る情報から、ワークの基準位置に対する補正量を算出し
、この補正量を△Ｘ、Δθとして入力する。

ただし、前記した補正量のΔＸは、平行補正量を、Δθ
は、回転補正渚を夫々必られしている。

ステップ２ 位置補正演算部８は、ステップ１において入力した補正
量に基づいて下記の補正式を作成する。

この補正式は、（Ｘ′、θ＝＞−ｆ（ｘ、θ）として表
される。

ここで、Ｘ−は、補正後の座標を、θ−は、補正後のロ
ボット１におけるハンドの方向を、Ｘは、ティーチング
時における座標を、θは、ティーチング時におけるハン
ドの方向を夫々示している。

ステップ３ 逆補正量算出部１３は、ステップ２において求められた
Ｘ−１θ′から下記の逆補正式を作成する。

この補正式は、（Ｘ、θ）＝ｆ”（Ｘ”、θ−）として
表される。

ステップ４ 選択部１２は、制御盤１６からティーチングの終了指示
が出力されているどうかを判断し、終了指示が出力され
ていればプログラムの実行を停止し、出力されていなけ
ればステップ５に進む。

ステップ５ 選択部１２は、制御盤１６から記憶指示が出力されてい
るかどうかを判断し、記憶指示が出力されていればステ
ップ６に進み、出力されていなければステップ４に戻る
。

ステップ６ 各軸変位入力部２は、ロボット１における各軸アームの
現在位置Ｊｃを入力する。

ステップ７ 選択部１２は、制御盤１６から逆補正指示が出力されて
いるかどうかの判断をし、逆補正指示が出力されていれ
ばステップ９に、出力されていなければステップ８に夫
々進む。

ステップ８ ティーチデータ格納部４は、ステップ６において入力し
た現在位置Ｊｃを選択部１２を介して入力し、記憶する
。

ステップ９ 変位位置変換部３は、各軸変位入力部２から出力された
ロボット１における各軸アームの現在変位から、各軸ア
ームの現在位置及びその方向を算出する。この算出式は
下記に示すように、（ＸＣ、θＣ）＝ｈ（ＪＣ）により
表される。

ただし、ＸＣは、ハンドの現在座標、θＣは、ハンドの
方向を夫々示している。

ステップ１０ 逆位置補正演算部１４は、逆補正量演算部１３から出力
された逆補正量によって、選択部１２を介して入力した
ロボット１におけるハンドの現在座標及び方向を逆補正
する。この逆補正式は、次のように表せる。

（ＸＣ’、θｃ’）　＝ｆ−＋　（ＸＣ、θＣ）なお、
ＸＣ’は、逆変換後のハンドの座標を、θＣ′は、逆変
換後のハンドの方向を夫々示す。

ステップ１１ 位置変位変換部１５は、逆位置補正演算部１４から出力
されたハンドの位置等のデータを変位データに変換する
。この変換式は、 ＪＣ’＝ｈ　（ＸＣ“、θｃ’）により表される。

ただし、ＪＣ’は、逆補正後の各軸位置である。

ステップ１２ ティーチデータ格納部４は、ステップ１１で算出した変
位データＪｃ’を記憶する。

以上のように、ワークにおけるティーチングポイントを
修正する場合には、制御盤１６によって、ティーチング
モードに設定すると共に逆補正モードに設定すれば、修
正ポイントの座標は、任意のワークにおいて修正すべき
ポイントをティーチングするのみで、このティーチング
ポイントの座標をワークの基準位置における座標に変換
され記憶されることになる。

（発明の効果） 以上の説明により明らかなように、本発明によれば、テ
ィーチング時において、ワークの補正量に基づいて逆補
正量を算出し、この逆補正量によってティーチングした
座標をワークの基準位置における座標に変換できるよう
にしたので、ワークにおける一部のテイチングポイント
に修正が必要となった場合でも、簡単なティーチングに
よって前記修正を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係るロボット制御装置のブロック図
、第２図は、本発明に係るロボット制御装置の概略構成
図、第３図は、第２図に示したロボット制御装置の動作
フローチャート、第４図は、一般的なロボット制御装置
の概略構成図である。 １・・・ロボット、 ３・・・変位位置変換部（現在位置検出手段）、４・・
・ティーチデータ格納部（格納手段）、６．６ａ、６ｂ
・・・カメラ（セン１す）、８・・・位置補正演算部（
位置補正量演算手段）、１３・・・逆補正量演算部（逆
補正量演算手段）、１４・・・逆位置補正演算部 （逆位置補正演算手段）、 ＠１図 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ワークの現在位置を検出するセンサと、 当該ワークに対して所定の作業をするロボットと、当該
   ロボットを構成する各軸アームの現在位置を検出する現
   在位置検出手段と、 当該センサから入力した前記ワークの現在位置及び前記
   ワークに予め設定した基準位置から当該各軸アームの補
   正量を算出する位置補正量演算手段と、 当該位置補正量演算手段によって算出された補正量に基
   づいて、前記ワークの現在位置を当該基準位置に変換す
   るための補正量を演算する逆補正量演算手段と、 当該現在位置検出手段によって検出した各軸アームの現
   在位置及び当該逆補正量演算手段によって算出した補正
   量に基づいて、当該各軸アームの現在位置を前記ワーク
   に予め設定した基準位置における位置に変換する逆位置
   補正演算手段と、当該逆位置補正演算手段によつて算出
   した前記位置を記憶する格納手段とを備えたことを特徴
   とするロボット制御装置。