ロボット制御装置
【課題】ユーザ座標系を作業領域に応じて自動的に選択する場合、光電センサ等の導入が必要である。またはユーザ座標系の設定に加えて作業領域の複雑な設定が必要である。
【解決手段】アーム先端に取り付けられたツールを操作手段からの操作信号によりジョグ送りする際に、ツールが予め定められた作業領域に侵入したことを検知して、所定の軸方向を有するユーザ座標系を自動的に選択するロボット制御装置である。このロボット制御装置に作業領域自動設定手段を備える。すなわち、ユーザ座標系の原点Ｏｒを含んだ所定形状を有する領域を作業領域Ｑとして自動設定する。所定形状とは、原点Ｏｒを中心位置とした予め定めた半径長さＤｒを有する球体である（ｃ）。または、予め定めた辺長さＤｘ〜Ｄｚを有する直方体である（ｂ）。作業領域Ｑの中心位置となるユーザ座標系の原点は、シフトできるとさらに良い。
【解決手段】アーム先端に取り付けられたツールを操作手段からの操作信号によりジョグ送りする際に、ツールが予め定められた作業領域に侵入したことを検知して、所定の軸方向を有するユーザ座標系を自動的に選択するロボット制御装置である。このロボット制御装置に作業領域自動設定手段を備える。すなわち、ユーザ座標系の原点Ｏｒを含んだ所定形状を有する領域を作業領域Ｑとして自動設定する。所定形状とは、原点Ｏｒを中心位置とした予め定めた半径長さＤｒを有する球体である（ｃ）。または、予め定めた辺長さＤｘ〜Ｄｚを有する直方体である（ｂ）。作業領域Ｑの中心位置となるユーザ座標系の原点は、シフトできるとさらに良い。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、任意の軸方向を定めたユーザ座標系でのジョグ送りを可能としたロボット制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
アーク溶接、スポット溶接等の加工作業をロボットで実現する場合、ティーチングプレイバックと呼ばれる方式が採用されることが一般的である。ティーチングプレイバック方式とは、予め決められた位置にワークを設置して、マニピュレータとワークとの相対的な位置関係を拘束した状態で、ワークに対するマニピュレータの動作を教示し、この教示データを繰り返し再生動作させることで、同一品種のワークを連続して加工するという方法である。
【０００３】
図７は、ティーチングプレイバック方式を採用したロボット制御システム６０の一般的な構成図である。同図において、マニピュレータ６１は、アーム６２の先端にワークＷを加工するための作業ツールＴを備えている。ティーチペンダント６３は、ワークＷに対するマニピュレータ６１の動作を作業者が教示するための装置であり、その盤面上には、作業ツールＴを移動させるための方向指示キー６４が装備されている。方向指示キー６４は、図示しているように座標系の方向（±Ｘ，±Ｙ，±Ｚ）に応じた複数のボタンが装備されているのが一般的である。例えば、手動操作座標系の１つであるベース座標系で作業ツールＴを移動させる場合は、方向指示キー６４のＸ＋を押すと、ベース座標系のＸ＋方向に作業ツールＴの制御点が移動する。このように、作業者は方向指示キー６４を操作することによって作業ツールＴを所望の位置に動かして、加工作業を行わせるための作業経路を教示する。そして、作業経路上の教示点における作業ツールＴの位置姿勢座標値が教示データとしてロボット制御装置６５に記憶される。なお、以下では作業ツールＴを移動させる操作のことを、ジョグ送りと呼ぶことにする。
【０００４】
図８は、教示時におけるマニピュレータ６１の移動方向と手動操作座標系の関係について説明するための図である。マニピュレータ６１、作業ツールＴおよびワークＷは、図７と同符号を付与した同一のものであるので説明を省略する。作業経路Ｋは、ワークＷを加工するために必要な経路の１つであり、同図の場合は教示点Ａと教示点Ｂとによって形成される。ベース座標系Ｃｂはマニピュレータ６１に原点を有する手動操作座標系であり、軸方向は、例えば図示している方向で固定となる。説明の便宜上、ベース座標系Ｃｂにおける軸方向のＸ＋とＹ＋を矢印で表現しており、その他の軸方向は省略している。
【０００５】
作業者は作業ツールＴを所望の位置にジョグ送りし、その位置を教示することになるが、ジョグ送りの際に必要なキー操作は煩雑さを伴うことが多い。例えば、同図において作業経路Ｋを教示するために、現在位置である教示点Ａから目標位置である教示点Ｂに作業ツールＴをジョグ送りする場合を想定する。教示点Ａから教示点Ｂに向かう方向がベース座標系ＣｂのＸ＋方向に一致していれば、作業者は方向指示キー６４のＸ＋を押すだけでよい。しかしながら、ワークＷ上の作業経路Ｋは、ベース座標系Ｃｂの軸方向と一致していない。このような場合、作業者は方向指示キー６４のＸ＋、Ｙ−等を組み合わせて操作する必要がある。ワークＷが大型であったり作業経路Ｋが複雑であったりすると、作業ツールＴのジョグ送り操作は、より一層煩雑になる。
【０００６】
そこで、近年の産業用ロボットでは、手動操作座標系の原点位置および軸方向を任意に定義可能なユーザ座標系を、作業者が事前に設定することによって、ジョグ送り操作の煩雑さを解消する提案がなされている（例えば、特許文献１、２参照）。図８に示したように、作業経路Ｋの方向が座標系のＸ＋方向に一致するように所望のユーザ座標系Ｃｕを設定すれば、方向指示キー６４のＸ＋のみの操作で教示点Ｂに移動させることができる。すなわち、手動操作座標系の原点位置および軸方向をワークＷの設置位置、形状等に合わせた任意の位置および方向に設定することができるため、ジョグ送り操作の煩雑さを解消することが可能である。
【０００７】
なお、特許文献１によれば、ユーザ座標系Ｃｕの設定方法は次の通りである。まず、作業者により、ワークＷの特徴点Ｅ１、Ｅ２およびＥ３の合計３点が指定される。ロボット制御装置６５は、指定された特徴点の位置座標値をベース座標系Ｃｂでの座標値（以下ではベース座標値という）で記憶し、特徴点のベース座標値からユーザ座標系Ｃｕを定めるための同次変換行列を算出する。以上により、特徴点Ｅ１を原点とし、図示したような軸方向を有するユーザ座標系Ｃｕを得ることができる。
【０００８】
特許文献２には、作業ツールが予め定めた作業領域に入ったことを検知し、該作業領域に対応したユーザ座標系を自動的に選択することで、さらに利便性を向上させたワーク搬送用ロボットの制御装置が開示されている。より具体的には、図８の一点鎖線で示した作業領域Ｑに作業ツールＴが侵入したことを検知すると、手動操作座標系をユーザ座標系Ｃｕに自動的に切り替えるというものである。ユーザ座標系は、作業領域に予め対応付けて記憶しておくように構成されており、他の作業領域Ｑ’が存在する場合は、作業領域Ｑ’に対応した別のユーザ座標系Ｃｕ’に切り替えることができる。作業ツールＴが作業領域に入ったことの判定は、光電センサによる検出結果、または作業ツールＴの現在位置と作業領域との比較により行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００７−１１５０１１号公報
【特許文献２】特開２００９−１１０１９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、作業ツールＴが作業領域Ｑに入ったことを光電センサで検出する場合は、光電センサの設置、信号配線等の作業が必要となるために、コストアップに繋がるとともにシステム全体として複雑なものになる。一方、作業ツールＴが作業領域Ｑに入ったことを現在位置との比較で検出する場合は、作業領域Ｑを予め教示する必要がある。すなわち、作業ツールＴをジョグ送りし、作業領域Ｑを示す特徴点を複数教示する必要があるために、作業者にとって大きな負担となる。
【００１１】
そこで、本発明は、ユーザ座標系を作業領域に応じて自動的に選択する場合に、光電センサを用いることなく、また作業領域の設定を簡便化したロボット制御装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、
アームの先端に取り付けられた作業ツールを操作手段からの操作信号によりジョグ送りする際に、前記作業ツールが予め定められた作業領域に侵入したことを検知し、前記作業領域に応じた所定の軸方向を有するユーザ座標系を自動的に選択するロボット制御装置において、
前記ユーザ座標系の原点を含んだ所定形状を有する領域を、前記作業領域として設定する作業領域自動設定手段を備えたことを特徴とするロボット制御装置である。
【００１３】
請求項２の発明は、前記所定形状は、前記原点を中心位置とした予め定めた半径長さを有する球体であることを特徴とする請求項１記載のロボット制御装置である。
【００１４】
請求項３の発明は、前記所定形状は、前記原点を中心位置とした予め定めた辺長さを有する直方体または立方体であることを特徴とする請求項１記載のロボット制御装置である。
【００１５】
請求項４の発明は、前記中心位置を、所定方向に所定量だけシフト可能としたことを特徴とする請求項２または請求項３記載のロボット制御装置である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、手動操作座標系を作業領域に応じて自動的に選択する場合に、光電センサ等を不要にしたことによって、コストダウンを図ることができる。また、作業領域の設定作業を簡便化したことによって、セットアップ工数を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明に係るロボット制御装置を適用したロボット制御システムの構成図である。
【図２】本発明に係るティーチペンダントの外観図である。
【図３】本発明に係るロボット制御装置の機能ブロック図である。
【図４】ユーザ座標系の設定メニューの一画面例である。
【図５】ユーザ座標系と作業領域の関係を示す図である。
【図６】ユーザ座標系の原点をシフトさせたときのイメージ図である。
【図７】ティーチングプレイバック方式を採用した従来のロボット制御システムの構成図である。
【図８】教示時におけるマニピュレータの移動方向と座標系の関係について説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
発明の実施の形態を実施例に基づき図面を参照して説明する。
【００１９】
［実施の形態１］
図１は、本発明に係るロボット制御装置ＲＣを適用したロボット制御システム１０のブロック図である。同図は、例としてアーク溶接用途に具体化したものを示しているが、スポット溶接、ハンドリング等のその他の用途においても本発明は適用可能である。
【００２０】
同図において、マニピュレータＭは、作業台ＷＳに設置されたワークＷに対してアーク溶接を自動で行うものであり、ロボット制御装置ＲＣからの動作制御信号Ｍｃにより駆動制御される。マニピュレータＭは、複数のアーム部および手首部と、これらを回転駆動するための複数のサーボモータ（いずれも図示せず）とによって各々構成されている。なお、各サーボモータには、位置検出センサであるエンコーダが備わっており、このエンコーダからの出力データはエンコーダ信号Ｅｃとしてロボット制御装置ＲＣに入力される。また、マニピュレータＭのアームの先端部分には、作業ツールとして溶接トーチＴが取り付けられている。溶接トーチＴは、直径１ｍｍ程度の溶接ワイヤを、ワークＷ上の教示された溶接箇所に導くためのものである。
【００２１】
操作手段に相当するティーチペンダントＴＰは、可搬式の教示操作盤であり、ロボット制御装置ＲＣに接続されている。作業者は、このティーチペンダントＴＰを用いて、マニピュレータＭをジョグ送りしながら、ユーザ座標系を定めるための特徴点や、ワークＷを加工するための作業経路を教示する。特徴点は特徴点データＣｄとして、作業経路は教示データＴｄとしてロボット制御装置ＲＣに記憶される。
【００２２】
ロボット制御装置ＲＣは、ティーチペンダントＴＰからの入力に応じてマニピュレータＭのジョグ送りを行わせるものである。ロボット制御装置ＲＣには、ジョグ送りの際の基準となる手動操作座標系として、マニピュレータＭに原点を有するベース座標系、溶接トーチＴ等の作業ツールを基準とした座標系であるツール座標系、ロボット制御システム１０全体に共通の座標系であるワールド座標系を基準とした座標系等が予め記憶されている。これらに座標系に加えて、作業者が任意の軸方向を定めることができるユーザ座標系も記憶することができる。これらの手動操作座標系は、いずれか１つをティーチペンダントＴＰによって選択することができる。
【００２３】
さらに、ロボット制御装置ＲＣは、マニピュレータＭからのエンコーダ信号Ｅｃにより、溶接トーチＴの現在位置を認識することができる。また、再生運転時は、教示データＴｄに基づいた所定のタイミングで動作制御信号ＭｃをマニピュレータＭに出力したり、溶接制御信号Ｗｃを溶接電源ＷＰに出力したりすることで、アーク溶接加工を自動で行わせる。
【００２４】
図２は、本発明に係るティーチペンダントの外観図である。キーボード４１は、教示操作、各種設定操作等を行うためのものであり、マニピュレータＭをジョグ送りする際の移動方向を定める方向指示キー４１Ａを含んでいる。表示部４３は、後述する特徴点や教示データＴｄの教示内容、選択可能な手動操作座標系、ロボットの動作制御に必要な各種パラメータ等を表示するためのものである。
【００２５】
図３は、本発明に係るロボット制御装置の機能ブロック図である。
【００２６】
ロボット制御装置ＲＣは、中央演算処理装置であるＣＰＵ２１、ソフトウェアプログラムや制御パラメータ等が格納されたＲＯＭ２２、一時的な計算領域としてのＲＡＭ２３、各種メモリ等を含むマイクロコンピュータによって構成されている。ＴＰインターフェース１は、ティーチペンダントＴＰを接続するためのものである。なお、ＣＰＵ２１は、作業領域自動設定手段に相当する。
【００２７】
ＲＯＭ２２には、各種処理を行うためのソフトウェアプログラムが記憶されている。これらを機能的に同図に示すと、キー入力監視部２、教示処理部３、座標系選択処理部７、座標系演算部８、ジョグ動作処理部９、作業領域設定部１５、判定部１６、現在位置取得部１７、解釈実行部１１、駆動指令部１２および溶接制御部１３の各処理部を備えている。これらの各処理部は、ＣＰＵ２１に読み込まれて実行される。
【００２８】
キー入力監視部２は、ティーチペンダントＴＰのキーボード４１の操作がなされたときに入力される操作信号Ｓｓを監視する。教示処理部３は、ティーチペンダントＴＰから入力された教示点の位置姿勢座標値、各種命令等を教示データＴｄとしてハードディスク５に記憶する。また、ユーザ座標系を定めるために教示された特徴点の位置姿勢座標値を、特徴点データＣｄとしてハードディスク５に記憶する。
【００２９】
座標系選択処理部７は、ティーチペンダントＴＰによって選択された、ジョグ送り操作の基準となる手動操作座標系をジョグ動作処理部９に通知する。さらに、座標系選択処理部７は、後述する判定部１６によって溶接トーチＴが作業領域に入ったと判断されたときに、該作業領域に対応したユーザ座標系を自動的に選択してジョグ動作処理部９に通知する。
【００３０】
ジョグ動作処理部９は、方向指示キー４１Ａおよび選択された手動操作座標系に従って、マニピュレータＭを移動させるための演算を行い、演算結果を駆動指令部１２に出力する。この結果、マニピュレータＭが駆動制御される。
【００３１】
座標系演算部８は、教示された特徴点に基づいて、ユーザ座標系を設定する。作業領域設定部１５は、ユーザ座標系の原点を含んだ所定形状を有する領域を、上述した作業領域として自動的に設定する。
【００３２】
現在位置取得部１７は、マニピュレータＭからのエンコーダ信号Ｅｃに基づいて、溶接トーチＴの現在位置を認識（監視）する。判定部１６は、現在位置取得部１７が取得した現在位置と作業領域とを比較することによって、溶接トーチＴが作業領域に入ったかどうかを判定する。
【００３３】
記憶手段としてのハードディスク５は不揮発性メモリであり、特徴点データＣｄ、作業領域設定情報Ｑｉ、作業領域データＱｄおよび教示データＴｄを記憶する。
【００３４】
教示データＴｄを再生するための解釈実行部１１は、ハードディスク５に格納されている教示データＴｄを教示ステップごとに読み出してその内容を解析し、駆動指令部１２に動作制御信号Ｍｃを、溶接制御部１３に溶接制御信号Ｗｃを出力する。この結果、マニピュレータＭが駆動制御されると共に、溶接電源ＷＰにより所定のタイミングで溶接電力の供給、シールドガスの出力等の処理が行われる。
【００３５】
次に、上記のように構成されたロボット制御装置ＲＣの作用について説明する。以下では、作業者によってユーザ座標系Ｃｕが設定されたときに作業領域も同時に設定し、さらには、ジョグ送りされた溶接トーチＴが作業領域に侵入したことを判定して手動操作座標系をユーザ座標系Ｃｕに切り替えるまでを、順を追って説明する。
【００３６】
（１．ユーザ座標系の設定）
作業者がワークＷの形状に応じたユーザ座標系を設定する場合は、まず、複数の特徴点を指定する。この作業は、図８ですでに説明したように、特徴点Ｅ１、Ｅ２およびＥ３を指定する作業である。
【００３７】
図４は、ユーザ座標系の設定メニューの一画面例である。（ａ）に示した画面領域では、従来技術と同様に、特徴点を３点指定することが可能になっている。位置座標値（Ｚ，Ｙ，Ｚ）を直接入力することもできるし、「現在位置を記録」の押下により、マニピュレータＭをジョグ送りした後の現在位置をエンコーダから取り込んで記録することもできる。この画面領域で設定された情報は、教示処理部３によって、特徴点データＣｄとしてハードディスクに記憶される。
【００３８】
（ｂ）の画面領域では、作業領域に関する情報をパラメータｂ１〜ｂ３により設定することが可能になっている。作業領域とは、手動操作座標系が、設定中のユーザ座標系に自動的に切り替わる領域のことである。ここで、ユーザ座標系と作業領域の関係について説明する。
【００３９】
図５は、ユーザ座標系と作業領域の関係を示す図である。同図（ａ）は、ワークＷに設定されたユーザ座標系Ｃｕの軸方向Ｘ，Ｙ，Ｚおよび原点Ｏｒを示している。同図（ｂ）は、直方体形状を有する領域（一点鎖線の領域）が、作業領域Ｑとして設定された様子を示している。同様に、同図（ｃ）は、球体形状を有する領域（二点鎖線の領域）が、作業領域Ｑとして設定された様子を示している。このように、ユーザ座標系Ｃｕの原点Ｏｒを含んだ所定形状を有する領域が、作業領域Ｑとして設定される。
【００４０】
図４に戻り、パラメータｂ１（作業領域の設定）は、手動操作座標系を切り替えるか否かを決定するパラメータである。「する」の場合は、溶接トーチＴが作業領域Ｑに侵入したときに、手動操作座標系を、設定中のユーザ座標系に切り替える。「しない」の場合は、溶接トーチＴが作業領域Ｑに侵入しても手動操作座標系を切り替えない。パラメータｂ２（作業領域の形状）は、作業領域Ｑの形状を直方体または球形のどちらとするかを設定するパラメータである。パラメータｂ３（領域の大きさ）は、作業領域Ｑの大きさ（直方体のときは辺長さ、球形のときは半径長さ）を設定するパラメータである。この画面領域で設定された情報は、教示処理部３によって、作業領域設定情報Ｑｉとしてハードディスクに記憶される。
【００４１】
（２．ユーザ座標系の算出）
特徴点データＣｄが設定されると、座標系演算部８はユーザ座標系Ｃｕを算出する。より具体的には、ベース座標系から見たユーザ座標系の位置姿勢を表す同次変換行列に変換する。これらの演算は、特許文献１に記載されているように公知の演算技術により容易に可能であるので、詳細な説明を省略する。
【００４２】
（３．作業領域の設定）
作業領域設定情報Ｑｉが設定されると、作業領域設定部１５は、作業領域設定情報Ｑｉおよび特徴点データＣｄを入力とし、以下の方法により作業領域Ｑを設定する。
【００４３】
図５（ｂ）において、作業領域Ｑは、ユーザ座標系Ｃｕの原点Ｏｒを中心位置とし、各辺の長さがＤｘ、Ｄｙ、Ｄｚである直方体で表される領域である。各辺の方向は、ユーザ座標系Ｃｕの軸方向と一致する。また、同図（ｃ）において、作業領域Ｑは、ユーザ座標系Ｃｕの原点Ｏｒを中心位置とし、半径長さがＤｒである球体で表される領域である。作業領域設定部１５は、作業領域設定情報Ｑｉで定められた形状および大きさを示す作業領域データＱｄをベース座標値で算出し、ハードディスク５に保存する。なお、作業領域Ｑの形状は、本実施例では図４の設定に従ってどちらかとなるが、あくまでも例示であり、その他の形状としても良い。また、作業領域Ｑの形状が直方体である場合、その向きは、直方体の一面が、特徴点を含む平面と平行であることが望ましい。
【００４４】
（４．手動操作座標系でのジョグ送り）
上記までにユーザ座標系Ｃｕおよび作業領域Ｑの設定は完了しているので、マニピュレータＭのジョグ送りが可能な状態となっている。ジョグ送りの際は、作業者により手動操作座標系が選択される。座標系選択処理部７は、選択された手動操作座標系（ユーザ座標系Ｃｕ以外の座標系）をジョグ動作処理部９に通知する。
【００４５】
（５．作業領域の判定とユーザ座標系Ｃｕへの切り替え）
ティーチペンダントＴＰの方向指示キー４１Ａ等によりジョグ送り操作が行われると、ジョグ動作処理部９は、選択された手動操作座標系の軸方向に応じて溶接トーチＴの先端を移動させるための演算を行い、演算結果を駆動指令部１２に出力する。この結果、マニピュレータＭが駆動制御されてジョグ送りが行われる。この駆動制御と同時に、現在位置取得部１７は、マニピュレータＭからのエンコーダ信号Ｅｃを所定のサンプリング周期で読み取り、溶接トーチＴの現在位置（ベース座標値）を算出し、判定部１６に通知する。判定部１６は、通知された現在位置と作業領域データＱｄと比較を行う。そして、現在位置が作業領域Ｑの内部にあると判定すると、その旨を座標系選択処理部７に通知する。座標系選択処理部７は、手動操作座標系を、作業領域Ｑに対応したユーザ座標系Ｃｕに切り替える。以上により、溶接トーチＴが作業領域Ｑに侵入したときに、手動操作座標系を作業領域Ｑに応じたユーザ座標系Ｃｕに切り替えることができる。
【００４６】
以上説明したように、ユーザ座標系Ｃｕを作業領域Ｑに応じて自動的に選択する場合に、光電センサ等を不要としたことによって、コストダウンを図ることができる。また、作業領域Ｑを、ユーザ座標系Ｃｕを定めるための特徴点に基づいて自動的に設定するようにしたことによって、セットアップ工数を低減することができる。
【００４７】
なお、上述した実施形態においては、ユーザ座標系ＣｕがワークＷの中心付近に設定されたものとして説明した（例えば、図５（ａ）参照）。一般的には、ユーザ座標系Ｃｕを設定する際は、ワークＷの角部等、特徴のある部位を特徴点として指定することが多い。例えば、図６（ａ）に示すように、ユーザ座標系Ｃｕの原点Ｏｒを、ワークＷの角部等に一致させる設定が行われる。この場合、作業領域Ｑは、原点Ｏｒを中心位置Ｃｐとして設定されるために、作業領域ＱがワークＷの偏った位置へ設定される。このような場合に備えて、作業領域Ｑの中心位置Ｃｐを、ユーザ座標系Ｃｕの原点Ｏｒから別の位置（例えば、ワークＷの中心付近Ｃｐ’）にシフトできるように構成しておくことが望ましい。より具体的には、同図（ｂ）に示すように、ユーザ座標系の設定メニューに、中心位置Ｃｐを所定方向に所定量だけシフトさせるためのパラメータｂ４を設けておく。シフト量および方向の指定は、ユーザ座標系Ｃｕを基準として、Ｘ，Ｙ，Ｚの各座標値を入力することによって行われるようにするとよい。
【符号の説明】
【００４８】
１ ＴＰインターフェース
２ キー入力監視部
３ 教示処理部
５ ハードディスク
７ 座標系選択処理部
８ 座標系演算部
９ ジョグ動作処理部
１０ ロボット制御システム
１１ 解釈実行部
１２ 駆動指令部
１３ 溶接制御部
１５ 作業領域設定部
１６ 判定部
１７ 現在位置取得部
２１ ＣＰＵ
２２ ＲＯＭ
２３ ＲＡＭ
４１ キーボード（方向指示キー）
４３ 表示部
６０ ロボット制御システム
６１ マニピュレータ
６２ アーム
６３ ティーチペンダント
６４ 方向指示キー
６５ ロボット制御装置
Ａ 教示点
Ｂ 教示点
ｂ１ パラメータ
ｂ２ パラメータ
ｂ３ パラメータ
ｂ４ パラメータ
Ｃｂ ベース座標系
Ｃｄ 特徴点データ
Ｃｕ ユーザ座標系
Ｄｒ 半径
Ｄｘ 辺長さ
Ｄｙ 辺長さ
Ｄｚ 辺長さ
Ｅ１ 特徴点
Ｅ２ 特徴点
Ｅ３ 特徴点
Ｅｃ エンコーダ信号
Ｋ 作業経路
Ｍ マニピュレータ
Ｍｃ 動作制御信号
Ｏｒ 原点
Ｑ 作業領域
Ｑｄ 作業領域データ
Ｑｉ 作業領域設定情報
ＲＣ ロボット制御装置
Ｓｓ 操作信号
Ｔ 溶接トーチ（作業ツール）
Ｔｄ 教示データ
ＴＰ ティーチペンダント
Ｗ ワーク
Ｗｃ 溶接制御信号
ＷＰ 溶接電源
ＷＳ 作業台
【技術分野】
【０００１】
本発明は、任意の軸方向を定めたユーザ座標系でのジョグ送りを可能としたロボット制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
アーク溶接、スポット溶接等の加工作業をロボットで実現する場合、ティーチングプレイバックと呼ばれる方式が採用されることが一般的である。ティーチングプレイバック方式とは、予め決められた位置にワークを設置して、マニピュレータとワークとの相対的な位置関係を拘束した状態で、ワークに対するマニピュレータの動作を教示し、この教示データを繰り返し再生動作させることで、同一品種のワークを連続して加工するという方法である。
【０００３】
図７は、ティーチングプレイバック方式を採用したロボット制御システム６０の一般的な構成図である。同図において、マニピュレータ６１は、アーム６２の先端にワークＷを加工するための作業ツールＴを備えている。ティーチペンダント６３は、ワークＷに対するマニピュレータ６１の動作を作業者が教示するための装置であり、その盤面上には、作業ツールＴを移動させるための方向指示キー６４が装備されている。方向指示キー６４は、図示しているように座標系の方向（±Ｘ，±Ｙ，±Ｚ）に応じた複数のボタンが装備されているのが一般的である。例えば、手動操作座標系の１つであるベース座標系で作業ツールＴを移動させる場合は、方向指示キー６４のＸ＋を押すと、ベース座標系のＸ＋方向に作業ツールＴの制御点が移動する。このように、作業者は方向指示キー６４を操作することによって作業ツールＴを所望の位置に動かして、加工作業を行わせるための作業経路を教示する。そして、作業経路上の教示点における作業ツールＴの位置姿勢座標値が教示データとしてロボット制御装置６５に記憶される。なお、以下では作業ツールＴを移動させる操作のことを、ジョグ送りと呼ぶことにする。
【０００４】
図８は、教示時におけるマニピュレータ６１の移動方向と手動操作座標系の関係について説明するための図である。マニピュレータ６１、作業ツールＴおよびワークＷは、図７と同符号を付与した同一のものであるので説明を省略する。作業経路Ｋは、ワークＷを加工するために必要な経路の１つであり、同図の場合は教示点Ａと教示点Ｂとによって形成される。ベース座標系Ｃｂはマニピュレータ６１に原点を有する手動操作座標系であり、軸方向は、例えば図示している方向で固定となる。説明の便宜上、ベース座標系Ｃｂにおける軸方向のＸ＋とＹ＋を矢印で表現しており、その他の軸方向は省略している。
【０００５】
作業者は作業ツールＴを所望の位置にジョグ送りし、その位置を教示することになるが、ジョグ送りの際に必要なキー操作は煩雑さを伴うことが多い。例えば、同図において作業経路Ｋを教示するために、現在位置である教示点Ａから目標位置である教示点Ｂに作業ツールＴをジョグ送りする場合を想定する。教示点Ａから教示点Ｂに向かう方向がベース座標系ＣｂのＸ＋方向に一致していれば、作業者は方向指示キー６４のＸ＋を押すだけでよい。しかしながら、ワークＷ上の作業経路Ｋは、ベース座標系Ｃｂの軸方向と一致していない。このような場合、作業者は方向指示キー６４のＸ＋、Ｙ−等を組み合わせて操作する必要がある。ワークＷが大型であったり作業経路Ｋが複雑であったりすると、作業ツールＴのジョグ送り操作は、より一層煩雑になる。
【０００６】
そこで、近年の産業用ロボットでは、手動操作座標系の原点位置および軸方向を任意に定義可能なユーザ座標系を、作業者が事前に設定することによって、ジョグ送り操作の煩雑さを解消する提案がなされている（例えば、特許文献１、２参照）。図８に示したように、作業経路Ｋの方向が座標系のＸ＋方向に一致するように所望のユーザ座標系Ｃｕを設定すれば、方向指示キー６４のＸ＋のみの操作で教示点Ｂに移動させることができる。すなわち、手動操作座標系の原点位置および軸方向をワークＷの設置位置、形状等に合わせた任意の位置および方向に設定することができるため、ジョグ送り操作の煩雑さを解消することが可能である。
【０００７】
なお、特許文献１によれば、ユーザ座標系Ｃｕの設定方法は次の通りである。まず、作業者により、ワークＷの特徴点Ｅ１、Ｅ２およびＥ３の合計３点が指定される。ロボット制御装置６５は、指定された特徴点の位置座標値をベース座標系Ｃｂでの座標値（以下ではベース座標値という）で記憶し、特徴点のベース座標値からユーザ座標系Ｃｕを定めるための同次変換行列を算出する。以上により、特徴点Ｅ１を原点とし、図示したような軸方向を有するユーザ座標系Ｃｕを得ることができる。
【０００８】
特許文献２には、作業ツールが予め定めた作業領域に入ったことを検知し、該作業領域に対応したユーザ座標系を自動的に選択することで、さらに利便性を向上させたワーク搬送用ロボットの制御装置が開示されている。より具体的には、図８の一点鎖線で示した作業領域Ｑに作業ツールＴが侵入したことを検知すると、手動操作座標系をユーザ座標系Ｃｕに自動的に切り替えるというものである。ユーザ座標系は、作業領域に予め対応付けて記憶しておくように構成されており、他の作業領域Ｑ’が存在する場合は、作業領域Ｑ’に対応した別のユーザ座標系Ｃｕ’に切り替えることができる。作業ツールＴが作業領域に入ったことの判定は、光電センサによる検出結果、または作業ツールＴの現在位置と作業領域との比較により行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００７−１１５０１１号公報
【特許文献２】特開２００９−１１０１９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、作業ツールＴが作業領域Ｑに入ったことを光電センサで検出する場合は、光電センサの設置、信号配線等の作業が必要となるために、コストアップに繋がるとともにシステム全体として複雑なものになる。一方、作業ツールＴが作業領域Ｑに入ったことを現在位置との比較で検出する場合は、作業領域Ｑを予め教示する必要がある。すなわち、作業ツールＴをジョグ送りし、作業領域Ｑを示す特徴点を複数教示する必要があるために、作業者にとって大きな負担となる。
【００１１】
そこで、本発明は、ユーザ座標系を作業領域に応じて自動的に選択する場合に、光電センサを用いることなく、また作業領域の設定を簡便化したロボット制御装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、
アームの先端に取り付けられた作業ツールを操作手段からの操作信号によりジョグ送りする際に、前記作業ツールが予め定められた作業領域に侵入したことを検知し、前記作業領域に応じた所定の軸方向を有するユーザ座標系を自動的に選択するロボット制御装置において、
前記ユーザ座標系の原点を含んだ所定形状を有する領域を、前記作業領域として設定する作業領域自動設定手段を備えたことを特徴とするロボット制御装置である。
【００１３】
請求項２の発明は、前記所定形状は、前記原点を中心位置とした予め定めた半径長さを有する球体であることを特徴とする請求項１記載のロボット制御装置である。
【００１４】
請求項３の発明は、前記所定形状は、前記原点を中心位置とした予め定めた辺長さを有する直方体または立方体であることを特徴とする請求項１記載のロボット制御装置である。
【００１５】
請求項４の発明は、前記中心位置を、所定方向に所定量だけシフト可能としたことを特徴とする請求項２または請求項３記載のロボット制御装置である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、手動操作座標系を作業領域に応じて自動的に選択する場合に、光電センサ等を不要にしたことによって、コストダウンを図ることができる。また、作業領域の設定作業を簡便化したことによって、セットアップ工数を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明に係るロボット制御装置を適用したロボット制御システムの構成図である。
【図２】本発明に係るティーチペンダントの外観図である。
【図３】本発明に係るロボット制御装置の機能ブロック図である。
【図４】ユーザ座標系の設定メニューの一画面例である。
【図５】ユーザ座標系と作業領域の関係を示す図である。
【図６】ユーザ座標系の原点をシフトさせたときのイメージ図である。
【図７】ティーチングプレイバック方式を採用した従来のロボット制御システムの構成図である。
【図８】教示時におけるマニピュレータの移動方向と座標系の関係について説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
発明の実施の形態を実施例に基づき図面を参照して説明する。
【００１９】
［実施の形態１］
図１は、本発明に係るロボット制御装置ＲＣを適用したロボット制御システム１０のブロック図である。同図は、例としてアーク溶接用途に具体化したものを示しているが、スポット溶接、ハンドリング等のその他の用途においても本発明は適用可能である。
【００２０】
同図において、マニピュレータＭは、作業台ＷＳに設置されたワークＷに対してアーク溶接を自動で行うものであり、ロボット制御装置ＲＣからの動作制御信号Ｍｃにより駆動制御される。マニピュレータＭは、複数のアーム部および手首部と、これらを回転駆動するための複数のサーボモータ（いずれも図示せず）とによって各々構成されている。なお、各サーボモータには、位置検出センサであるエンコーダが備わっており、このエンコーダからの出力データはエンコーダ信号Ｅｃとしてロボット制御装置ＲＣに入力される。また、マニピュレータＭのアームの先端部分には、作業ツールとして溶接トーチＴが取り付けられている。溶接トーチＴは、直径１ｍｍ程度の溶接ワイヤを、ワークＷ上の教示された溶接箇所に導くためのものである。
【００２１】
操作手段に相当するティーチペンダントＴＰは、可搬式の教示操作盤であり、ロボット制御装置ＲＣに接続されている。作業者は、このティーチペンダントＴＰを用いて、マニピュレータＭをジョグ送りしながら、ユーザ座標系を定めるための特徴点や、ワークＷを加工するための作業経路を教示する。特徴点は特徴点データＣｄとして、作業経路は教示データＴｄとしてロボット制御装置ＲＣに記憶される。
【００２２】
ロボット制御装置ＲＣは、ティーチペンダントＴＰからの入力に応じてマニピュレータＭのジョグ送りを行わせるものである。ロボット制御装置ＲＣには、ジョグ送りの際の基準となる手動操作座標系として、マニピュレータＭに原点を有するベース座標系、溶接トーチＴ等の作業ツールを基準とした座標系であるツール座標系、ロボット制御システム１０全体に共通の座標系であるワールド座標系を基準とした座標系等が予め記憶されている。これらに座標系に加えて、作業者が任意の軸方向を定めることができるユーザ座標系も記憶することができる。これらの手動操作座標系は、いずれか１つをティーチペンダントＴＰによって選択することができる。
【００２３】
さらに、ロボット制御装置ＲＣは、マニピュレータＭからのエンコーダ信号Ｅｃにより、溶接トーチＴの現在位置を認識することができる。また、再生運転時は、教示データＴｄに基づいた所定のタイミングで動作制御信号ＭｃをマニピュレータＭに出力したり、溶接制御信号Ｗｃを溶接電源ＷＰに出力したりすることで、アーク溶接加工を自動で行わせる。
【００２４】
図２は、本発明に係るティーチペンダントの外観図である。キーボード４１は、教示操作、各種設定操作等を行うためのものであり、マニピュレータＭをジョグ送りする際の移動方向を定める方向指示キー４１Ａを含んでいる。表示部４３は、後述する特徴点や教示データＴｄの教示内容、選択可能な手動操作座標系、ロボットの動作制御に必要な各種パラメータ等を表示するためのものである。
【００２５】
図３は、本発明に係るロボット制御装置の機能ブロック図である。
【００２６】
ロボット制御装置ＲＣは、中央演算処理装置であるＣＰＵ２１、ソフトウェアプログラムや制御パラメータ等が格納されたＲＯＭ２２、一時的な計算領域としてのＲＡＭ２３、各種メモリ等を含むマイクロコンピュータによって構成されている。ＴＰインターフェース１は、ティーチペンダントＴＰを接続するためのものである。なお、ＣＰＵ２１は、作業領域自動設定手段に相当する。
【００２７】
ＲＯＭ２２には、各種処理を行うためのソフトウェアプログラムが記憶されている。これらを機能的に同図に示すと、キー入力監視部２、教示処理部３、座標系選択処理部７、座標系演算部８、ジョグ動作処理部９、作業領域設定部１５、判定部１６、現在位置取得部１７、解釈実行部１１、駆動指令部１２および溶接制御部１３の各処理部を備えている。これらの各処理部は、ＣＰＵ２１に読み込まれて実行される。
【００２８】
キー入力監視部２は、ティーチペンダントＴＰのキーボード４１の操作がなされたときに入力される操作信号Ｓｓを監視する。教示処理部３は、ティーチペンダントＴＰから入力された教示点の位置姿勢座標値、各種命令等を教示データＴｄとしてハードディスク５に記憶する。また、ユーザ座標系を定めるために教示された特徴点の位置姿勢座標値を、特徴点データＣｄとしてハードディスク５に記憶する。
【００２９】
座標系選択処理部７は、ティーチペンダントＴＰによって選択された、ジョグ送り操作の基準となる手動操作座標系をジョグ動作処理部９に通知する。さらに、座標系選択処理部７は、後述する判定部１６によって溶接トーチＴが作業領域に入ったと判断されたときに、該作業領域に対応したユーザ座標系を自動的に選択してジョグ動作処理部９に通知する。
【００３０】
ジョグ動作処理部９は、方向指示キー４１Ａおよび選択された手動操作座標系に従って、マニピュレータＭを移動させるための演算を行い、演算結果を駆動指令部１２に出力する。この結果、マニピュレータＭが駆動制御される。
【００３１】
座標系演算部８は、教示された特徴点に基づいて、ユーザ座標系を設定する。作業領域設定部１５は、ユーザ座標系の原点を含んだ所定形状を有する領域を、上述した作業領域として自動的に設定する。
【００３２】
現在位置取得部１７は、マニピュレータＭからのエンコーダ信号Ｅｃに基づいて、溶接トーチＴの現在位置を認識（監視）する。判定部１６は、現在位置取得部１７が取得した現在位置と作業領域とを比較することによって、溶接トーチＴが作業領域に入ったかどうかを判定する。
【００３３】
記憶手段としてのハードディスク５は不揮発性メモリであり、特徴点データＣｄ、作業領域設定情報Ｑｉ、作業領域データＱｄおよび教示データＴｄを記憶する。
【００３４】
教示データＴｄを再生するための解釈実行部１１は、ハードディスク５に格納されている教示データＴｄを教示ステップごとに読み出してその内容を解析し、駆動指令部１２に動作制御信号Ｍｃを、溶接制御部１３に溶接制御信号Ｗｃを出力する。この結果、マニピュレータＭが駆動制御されると共に、溶接電源ＷＰにより所定のタイミングで溶接電力の供給、シールドガスの出力等の処理が行われる。
【００３５】
次に、上記のように構成されたロボット制御装置ＲＣの作用について説明する。以下では、作業者によってユーザ座標系Ｃｕが設定されたときに作業領域も同時に設定し、さらには、ジョグ送りされた溶接トーチＴが作業領域に侵入したことを判定して手動操作座標系をユーザ座標系Ｃｕに切り替えるまでを、順を追って説明する。
【００３６】
（１．ユーザ座標系の設定）
作業者がワークＷの形状に応じたユーザ座標系を設定する場合は、まず、複数の特徴点を指定する。この作業は、図８ですでに説明したように、特徴点Ｅ１、Ｅ２およびＥ３を指定する作業である。
【００３７】
図４は、ユーザ座標系の設定メニューの一画面例である。（ａ）に示した画面領域では、従来技術と同様に、特徴点を３点指定することが可能になっている。位置座標値（Ｚ，Ｙ，Ｚ）を直接入力することもできるし、「現在位置を記録」の押下により、マニピュレータＭをジョグ送りした後の現在位置をエンコーダから取り込んで記録することもできる。この画面領域で設定された情報は、教示処理部３によって、特徴点データＣｄとしてハードディスクに記憶される。
【００３８】
（ｂ）の画面領域では、作業領域に関する情報をパラメータｂ１〜ｂ３により設定することが可能になっている。作業領域とは、手動操作座標系が、設定中のユーザ座標系に自動的に切り替わる領域のことである。ここで、ユーザ座標系と作業領域の関係について説明する。
【００３９】
図５は、ユーザ座標系と作業領域の関係を示す図である。同図（ａ）は、ワークＷに設定されたユーザ座標系Ｃｕの軸方向Ｘ，Ｙ，Ｚおよび原点Ｏｒを示している。同図（ｂ）は、直方体形状を有する領域（一点鎖線の領域）が、作業領域Ｑとして設定された様子を示している。同様に、同図（ｃ）は、球体形状を有する領域（二点鎖線の領域）が、作業領域Ｑとして設定された様子を示している。このように、ユーザ座標系Ｃｕの原点Ｏｒを含んだ所定形状を有する領域が、作業領域Ｑとして設定される。
【００４０】
図４に戻り、パラメータｂ１（作業領域の設定）は、手動操作座標系を切り替えるか否かを決定するパラメータである。「する」の場合は、溶接トーチＴが作業領域Ｑに侵入したときに、手動操作座標系を、設定中のユーザ座標系に切り替える。「しない」の場合は、溶接トーチＴが作業領域Ｑに侵入しても手動操作座標系を切り替えない。パラメータｂ２（作業領域の形状）は、作業領域Ｑの形状を直方体または球形のどちらとするかを設定するパラメータである。パラメータｂ３（領域の大きさ）は、作業領域Ｑの大きさ（直方体のときは辺長さ、球形のときは半径長さ）を設定するパラメータである。この画面領域で設定された情報は、教示処理部３によって、作業領域設定情報Ｑｉとしてハードディスクに記憶される。
【００４１】
（２．ユーザ座標系の算出）
特徴点データＣｄが設定されると、座標系演算部８はユーザ座標系Ｃｕを算出する。より具体的には、ベース座標系から見たユーザ座標系の位置姿勢を表す同次変換行列に変換する。これらの演算は、特許文献１に記載されているように公知の演算技術により容易に可能であるので、詳細な説明を省略する。
【００４２】
（３．作業領域の設定）
作業領域設定情報Ｑｉが設定されると、作業領域設定部１５は、作業領域設定情報Ｑｉおよび特徴点データＣｄを入力とし、以下の方法により作業領域Ｑを設定する。
【００４３】
図５（ｂ）において、作業領域Ｑは、ユーザ座標系Ｃｕの原点Ｏｒを中心位置とし、各辺の長さがＤｘ、Ｄｙ、Ｄｚである直方体で表される領域である。各辺の方向は、ユーザ座標系Ｃｕの軸方向と一致する。また、同図（ｃ）において、作業領域Ｑは、ユーザ座標系Ｃｕの原点Ｏｒを中心位置とし、半径長さがＤｒである球体で表される領域である。作業領域設定部１５は、作業領域設定情報Ｑｉで定められた形状および大きさを示す作業領域データＱｄをベース座標値で算出し、ハードディスク５に保存する。なお、作業領域Ｑの形状は、本実施例では図４の設定に従ってどちらかとなるが、あくまでも例示であり、その他の形状としても良い。また、作業領域Ｑの形状が直方体である場合、その向きは、直方体の一面が、特徴点を含む平面と平行であることが望ましい。
【００４４】
（４．手動操作座標系でのジョグ送り）
上記までにユーザ座標系Ｃｕおよび作業領域Ｑの設定は完了しているので、マニピュレータＭのジョグ送りが可能な状態となっている。ジョグ送りの際は、作業者により手動操作座標系が選択される。座標系選択処理部７は、選択された手動操作座標系（ユーザ座標系Ｃｕ以外の座標系）をジョグ動作処理部９に通知する。
【００４５】
（５．作業領域の判定とユーザ座標系Ｃｕへの切り替え）
ティーチペンダントＴＰの方向指示キー４１Ａ等によりジョグ送り操作が行われると、ジョグ動作処理部９は、選択された手動操作座標系の軸方向に応じて溶接トーチＴの先端を移動させるための演算を行い、演算結果を駆動指令部１２に出力する。この結果、マニピュレータＭが駆動制御されてジョグ送りが行われる。この駆動制御と同時に、現在位置取得部１７は、マニピュレータＭからのエンコーダ信号Ｅｃを所定のサンプリング周期で読み取り、溶接トーチＴの現在位置（ベース座標値）を算出し、判定部１６に通知する。判定部１６は、通知された現在位置と作業領域データＱｄと比較を行う。そして、現在位置が作業領域Ｑの内部にあると判定すると、その旨を座標系選択処理部７に通知する。座標系選択処理部７は、手動操作座標系を、作業領域Ｑに対応したユーザ座標系Ｃｕに切り替える。以上により、溶接トーチＴが作業領域Ｑに侵入したときに、手動操作座標系を作業領域Ｑに応じたユーザ座標系Ｃｕに切り替えることができる。
【００４６】
以上説明したように、ユーザ座標系Ｃｕを作業領域Ｑに応じて自動的に選択する場合に、光電センサ等を不要としたことによって、コストダウンを図ることができる。また、作業領域Ｑを、ユーザ座標系Ｃｕを定めるための特徴点に基づいて自動的に設定するようにしたことによって、セットアップ工数を低減することができる。
【００４７】
なお、上述した実施形態においては、ユーザ座標系ＣｕがワークＷの中心付近に設定されたものとして説明した（例えば、図５（ａ）参照）。一般的には、ユーザ座標系Ｃｕを設定する際は、ワークＷの角部等、特徴のある部位を特徴点として指定することが多い。例えば、図６（ａ）に示すように、ユーザ座標系Ｃｕの原点Ｏｒを、ワークＷの角部等に一致させる設定が行われる。この場合、作業領域Ｑは、原点Ｏｒを中心位置Ｃｐとして設定されるために、作業領域ＱがワークＷの偏った位置へ設定される。このような場合に備えて、作業領域Ｑの中心位置Ｃｐを、ユーザ座標系Ｃｕの原点Ｏｒから別の位置（例えば、ワークＷの中心付近Ｃｐ’）にシフトできるように構成しておくことが望ましい。より具体的には、同図（ｂ）に示すように、ユーザ座標系の設定メニューに、中心位置Ｃｐを所定方向に所定量だけシフトさせるためのパラメータｂ４を設けておく。シフト量および方向の指定は、ユーザ座標系Ｃｕを基準として、Ｘ，Ｙ，Ｚの各座標値を入力することによって行われるようにするとよい。
【符号の説明】
【００４８】
１ ＴＰインターフェース
２ キー入力監視部
３ 教示処理部
５ ハードディスク
７ 座標系選択処理部
８ 座標系演算部
９ ジョグ動作処理部
１０ ロボット制御システム
１１ 解釈実行部
１２ 駆動指令部
１３ 溶接制御部
１５ 作業領域設定部
１６ 判定部
１７ 現在位置取得部
２１ ＣＰＵ
２２ ＲＯＭ
２３ ＲＡＭ
４１ キーボード（方向指示キー）
４３ 表示部
６０ ロボット制御システム
６１ マニピュレータ
６２ アーム
６３ ティーチペンダント
６４ 方向指示キー
６５ ロボット制御装置
Ａ 教示点
Ｂ 教示点
ｂ１ パラメータ
ｂ２ パラメータ
ｂ３ パラメータ
ｂ４ パラメータ
Ｃｂ ベース座標系
Ｃｄ 特徴点データ
Ｃｕ ユーザ座標系
Ｄｒ 半径
Ｄｘ 辺長さ
Ｄｙ 辺長さ
Ｄｚ 辺長さ
Ｅ１ 特徴点
Ｅ２ 特徴点
Ｅ３ 特徴点
Ｅｃ エンコーダ信号
Ｋ 作業経路
Ｍ マニピュレータ
Ｍｃ 動作制御信号
Ｏｒ 原点
Ｑ 作業領域
Ｑｄ 作業領域データ
Ｑｉ 作業領域設定情報
ＲＣ ロボット制御装置
Ｓｓ 操作信号
Ｔ 溶接トーチ（作業ツール）
Ｔｄ 教示データ
ＴＰ ティーチペンダント
Ｗ ワーク
Ｗｃ 溶接制御信号
ＷＰ 溶接電源
ＷＳ 作業台
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アームの先端に取り付けられた作業ツールを操作手段からの操作信号によりジョグ送りする際に、前記作業ツールが予め定められた作業領域に侵入したことを検知し、前記作業領域に応じた所定の軸方向を有するユーザ座標系を自動的に選択するロボット制御装置において、
前記ユーザ座標系の原点を含んだ所定形状を有する領域を、前記作業領域として設定する作業領域自動設定手段を備えたことを特徴とするロボット制御装置。
【請求項２】
前記所定形状は、前記原点を中心位置とした予め定めた半径長さを有する球体であることを特徴とする請求項１記載のロボット制御装置。
【請求項３】
前記所定形状は、前記原点を中心位置とした予め定めた辺長さを有する直方体または立方体であることを特徴とする請求項１記載のロボット制御装置。
【請求項４】
前記中心位置を、所定方向に所定量だけシフト可能としたことを特徴とする請求項２または請求項３記載のロボット制御装置。
【請求項１】
アームの先端に取り付けられた作業ツールを操作手段からの操作信号によりジョグ送りする際に、前記作業ツールが予め定められた作業領域に侵入したことを検知し、前記作業領域に応じた所定の軸方向を有するユーザ座標系を自動的に選択するロボット制御装置において、
前記ユーザ座標系の原点を含んだ所定形状を有する領域を、前記作業領域として設定する作業領域自動設定手段を備えたことを特徴とするロボット制御装置。
【請求項２】
前記所定形状は、前記原点を中心位置とした予め定めた半径長さを有する球体であることを特徴とする請求項１記載のロボット制御装置。
【請求項３】
前記所定形状は、前記原点を中心位置とした予め定めた辺長さを有する直方体または立方体であることを特徴とする請求項１記載のロボット制御装置。
【請求項４】
前記中心位置を、所定方向に所定量だけシフト可能としたことを特徴とする請求項２または請求項３記載のロボット制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−１１１０１０（Ｐ２０１２−１１１０１０Ａ）
【公開日】平成２４年６月１４日（２０１２．６．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２６３０６４（Ｐ２０１０−２６３０６４）
【出願日】平成２２年１１月２６日（２０１０．１１．２６）
【出願人】（００００００２６２）株式会社ダイヘン (990)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年６月１４日（２０１２．６．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１１月２６日（２０１０．１１．２６）
【出願人】（００００００２６２）株式会社ダイヘン (990)
【Ｆターム（参考）】
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