(57)【要約】      （修正有）【課題】ロボット装置の構成の複雑化や大型化を招来することがなく、また、教示動作のための専用のキャリブレーションツールが不要であって、教示動作のたびに微小な位置及び傾きのずれが生ずることがなく、かつ、迅速な教示動作を可能とするロボット装置の教示方法及びロボット装置の教示用治具を提供する。【解決手段】把持部材９をマニピュレータ１によって把持して平面部１１を基準平面１０に倣わせて基準平面１０の位置を検出し、円筒部１２を基準円筒体６に嵌合させて基準円筒体６の位置及び傾きを検出し、把持部材９を回転止め部材７により阻止されるまで軸回りに回転させて基準円筒体６回りの回転角を検出し、これらに基づいて、基準平面１０、基準円筒体６及び回転止め部材７との相対位置及び傾きが既知である対象ワークの位置及び傾きとマニピュレータ１との相対位置及び傾きを求める。【選択図】図３
2010058235.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マニピュレータと、このマニピュレータの動作を制御する制御手段とを有するロボット装置の教示動作を行う方法であって、
基準平面と、
前記基準平面に軸を垂直にして設置された基準円筒体と、
平面部及びこの平面部に軸が垂直であり前記基準円筒体に軸回りに回転可能に嵌合する円筒部を有し、前記マニピュレータの手先に把持され、または、手先に固定される把持部材と、
前記基準円筒体に前記円筒部を嵌合させた前記把持部材の前記基準円筒体の軸回りの回転を所定の位置において阻止する回転止め部材と
を用い、
前記把持部材を前記マニピュレータによって把持し、または、前記マニピュレータの手先に固定し、この把持部材の平面部を前記基準平面に倣わせることにより、該基準平面の位置及び傾きを検出し、
次に、前記把持部材の円筒部を前記基準円筒体に嵌合させることにより、前記基準平面上における前記基準円筒体の位置を検出し、
次に、前記円筒部を前記基準円筒体に嵌合させた前記把持部材を、前記回転止め部材により阻止されるまで軸回りに回転させることにより、前記基準円筒体回りの所定の回転角を検出し、
これら検出された位置及び回転角に基づいて、前記基準平面、前記基準円筒体及び前記回転止め部材との相対位置及び傾きが既知である対象ワークの位置及び傾きと前記マニピュレータの相対位置及び傾きを求める
ことを特徴とするロボット装置の教示方法。
【請求項２】
マニピュレータと、このマニピュレータの動作を制御する制御手段とを有するロボット装置の教示動作に用いるロボット装置の教示用治具であって、
基準平面と、
前記基準平面に軸を垂直にして設置された基準円筒体と、
平面部及びこの平面部に軸が垂直であり前記基準円筒体に軸回りに回転可能に嵌合する円筒部を有し、前記マニピュレータの手先に把持され、または、手先に固定される把持部材と、
前記基準円筒体に前記円筒部を嵌合させた前記把持部材の前記基準円筒体の軸回りの回転を所定の位置において阻止する回転止め部材と
を備え、
前記把持部材を前記マニピュレータによって把持し、または、マニピュレータの手先に固定し、この把持部材の平面部を前記基準平面に倣わせることにより、該基準平面の位置及び傾きの検出が可能であり、
前記把持部材の円筒部を前記基準円筒体に嵌合させることにより、前記基準平面上における前記基準円筒体の位置の検出が可能であり、
前記円筒部を前記基準円筒体に嵌合させた前記把持部材を、前記回転止め部材により阻止されるまで軸回りに回転させることにより、前記基準円筒体回りの所定の回転角の検出が可能である
ことを特徴とするロボット装置の教示用治具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マニピュレータを備えたロボット装置の教示方法において、位置合わせのための教示動作を容易化したロボット装置の教示方法及びロボット装置の教示用治具に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、マニピュレータを備えたロボット装置が提案されている。このようなロボット装置においては、対象ワークとの位置関係は、このロボット装置を移動し移設させるたびに変化してしまう。したがって、ロボット装置を移動し移設した後は、対象ワークとの位置合わせを毎回行わなければならず、煩雑である。特に、移動式のロボット装置や、ロボット装置を作業者と適宜交代させて使用する組立ラインにおいては、対象ワークとロボット装置との位置関係が変化することが頻繁に起こる。
【０００３】
ロボット装置においては、対象ワークとロボット装置との位置関係が変化する度に、位置合わせのための教示動作（キャリブレーション）を行わなければならない。従来、この教示動作は、ロボット装置の操作者が教示ペンダントなどを利用しながらロボット装置を操作し、実際に作業台上に対象ワークを置いたり、座標原点位置を指し示したりすることにより、目標位置の教示を行っていた。
【０００４】
また、これらの教示動作を自動化、もしくは、半自動化するための方法として、以下のような提案がされている。例えば、特許文献１に記載された技術は、マニピュレータの先端に、位置補正を実施するための装置として、カメラと、照明装置（光源部及び照射部）とを設け、カメラにより得られた画像に基づいて、コンピュータにより教示動作を行うものである。
【０００５】
特許文献２に記載された技術は、マニピュレータの先端部の位置を機械的に検出するキャリブレーションシステム（変位検出装置）を用いるものである。この技術においては、ロボット装置自体に設けた基準面、または、ロボット装置との位置関係が既知の基準面にキャリブレーションシステムを取り付け、このキャリブレーションシステムの先端部とマニピュレータの先端部とを機械的に結合させる。そして、キャリブレーションシステムにより、マニピュレータの先端部の位置及び傾きデータを検出し、このデータに基づいて、教示動作を行う。
【０００６】
特許文献３には、以下のような手順により教示動作を行うことにより省力化を図ったロボット装置が記載されている。すなわち、まず、対象ワークとの位置関係が既知であるキャリブレーション治具を、対象ワークのある環境側（作業台上など）に設置する。次に、マニピュレータの手先にキャリブレーションツールを取り付け、このキャリブレーションツールの先端部と、環境側に設置したキャリブレーション治具の凹部とを、マニピュレータにかかる力に応じて位置を補正する機能（力制御機能など）を用いて合致させる。これらキャリブレーションツールの先端部とキャリブレーション治具の凹部とは、互いに合致する形状となっている。これらが合致したマニピュレータの位置を、動作プログラムに登録する。そして、ロボット装置は、環境側のキャリブレーション治具と対象ワークとの位置関係に基づいて、対象ワークの位置及び傾きのデータを得て、このデータに応じてマニピュレータを動作させる。
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−２４６５８２号
【特許文献２】特開平５−２６１６８２号
【特許文献３】特開２００６−２９７５５９号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、前述のような従来のロボット装置における教示動作は煩雑であり、省力化が望まれている。従来の教示動作は、人手により目視にて行われるため、高精度の教示動作を行うには作業者の熟練を要し、作業者の負担も大きく、また、作業者によって精度にばらつきが生じてしまう。結果として、教示動作の精度が不十分であるために、ロボット装置が動作中に停止してしまうという問題があった。また、教示動作を高精度に行うには、目視による精度を高めるために、作業者が稼動中のロボット装置に接近して作業を行う必要があり、安全の確保を図る必要がある。
【０００９】
そして、前述したような教示動作を自動化、もしくは、半自動化するための方法においては、以下のような問題があった。特許文献１に記載された技術においては、マニピュレータにカメラ及び照明装置を取り付けるため、マニピュレータの先端イナーシャが大きくなり、操作速度が遅くなり、操作性も低下する。また、教示動作の高精度化のためには精細な画像を得る必要があり、カメラ及び照明器具の大型化や複雑化が招来され、製造の煩雑化や製造コストの高騰が生ずる。
【００１０】
特許文献２に記載された技術においては、操作者がマニピュレータを目標位置に位置決めしており、必ず人手によって位置決め操作を行う必要があり、作業が複雑な場合には、作業時間がかかり、結果としてコスト高になってしまう。
【００１１】
特許文献３に記載された技術においては、教示動作のため、形状が複雑な専用のキャリブレーションツールが必要である。このキャリブレーションツールは、製造が煩雑である。
【００１２】
また、この技術においては、キャリブレーションツールの取り付け精度の分だけ、教示動作のたびに微小な位置及び傾きのずれが生じる。さらに、キャリブレーションツールとキャリブレーション治具との合致動作を正確に行わなければならず、位置合わせのために複数回の合致動作を繰り返す必要があり、迅速な教示動作ができない。すなわち、キャリブレーションツールとキャリブレーション治具との対応箇所を合致させる工程において、６自由度の全てについて正確に合致させるためには、力制御、または、コンプライアンス制御の設定、調整が煩雑であり、容易、かつ、迅速に合致させることは困難である。
【００１３】
そこで、本発明は、前記の実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ロボット装置の構成の複雑化や大型化を招来することがなく、また、教示治具の構成を簡素化することにより、教示動作のたびに微小な位置及び傾きのずれが生ずることがなく、かつ、迅速な教示動作を可能とするロボット装置の教示方法及びロボット装置の教示用治具を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
前述の課題を解決し、前記目的を達成するため、本発明に係るロボット装置の教示方法は、以下の構成を有するものである。
【００１５】
〔構成１〕
マニピュレータとこのマニピュレータの動作を制御する制御手段とを有するロボット装置の教示動作を行う方法であって、基準平面と、基準平面に軸を垂直にして設置された基準円筒体と、平面部及びこの平面部に軸が垂直であり基準円筒体に軸回りに回転可能に嵌合する円筒部を有しマニピュレータの手先に把持され、または、手先に固定される把持部材と、基準円筒体に円筒部を嵌合させた把持部材の基準円筒体の軸回りの回転を所定の位置において阻止する回転止め部材とを用い、把持部材をマニピュレータによって把持し、または、マニピュレータの手先に固定し、この把持部材の平面部を基準平面に倣わせることにより、該基準平面の位置及び傾きを検出し、次に、把持部材の円筒部を基準円筒体に嵌合させることにより、基準平面上における基準円筒体の位置を検出し、次に、円筒部を基準円筒体に嵌合させた把持部材を、回転止め部材により阻止されるまで軸回りに回転させることにより、基準円筒体回りの所定の回転角を検出し、これら検出された位置及び回転角に基づいて、基準平面、基準円筒体及び回転止め部材との相対位置及び傾きが既知である対象ワークの位置及び傾きとマニピュレータの相対位置及び傾きを求めることを特徴とするものである。
【００１６】
また、本発明に係るロボット装置の教示用治具は、以下の構成を有するものである。
【００１７】
〔構成２〕
マニピュレータとこのマニピュレータの動作を制御する制御手段とを有するロボット装置の教示動作に用いるロボット装置の教示用治具であって、基準平面と、基準平面に軸を垂直にして設置された基準円筒体と、平面部及びこの平面部に軸が垂直であり基準円筒体に軸回りに回転可能に嵌合する円筒部を有しマニピュレータの手先に把持され、または、手先に固定される把持部材と、基準円筒体に円筒部を嵌合させた把持部材の基準円筒体の軸回りの回転を所定の位置において阻止する回転止め部材とを備え、把持部材をマニピュレータによって把持し、または、マニピュレータの手先に固定し、この把持部材の平面部を基準平面に倣わせることにより、該基準平面の位置及び傾きの検出が可能であり、把持部材の円筒部を基準円筒体に嵌合させることにより、基準平面上における基準円筒体の位置の検出が可能であり、円筒部を基準円筒体に嵌合させた把持部材を回転止め部材により阻止されるまで軸回りに回転させることにより、基準円筒体回りの所定の回転角の検出が可能であることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係るロボット装置の教示方法においては、構成１を有することにより、把持部材をマニピュレータによって把持し、または、マニピュレータの手先に固定し、この把持部材の平面部を基準平面に倣わせることにより、該基準平面の位置及び傾きを検出し、次に、把持部材の円筒部を基準円筒体に嵌合させることにより、基準平面上における基準円筒体の位置を検出し、次に、円筒部を基準円筒体に嵌合させた把持部材を、回転止め部材により阻止されるまで軸回りに回転させることにより、基準円筒体回りの所定の回転角を検出し、これら検出された位置及び回転角に基づいて、基準平面、基準円筒体及び回転止め部材との相対位置及び傾きが既知である対象ワークの位置及び傾きとマニピュレータの相対位置及び傾きを求めるので、教示動作を短時間で行うことができる。また、この教示方法においては、作業者による教示精度のばらつきなく、高精度の教示動作が行えるので、ロボット装置が動作中に停止してしまうという問題を解決できる。
【００１９】
さらに、この教示方法においては、途中軌道の大まかな制御のみで教示動作が可能であり、人手による操作を極力排して自動化が可能であり、また、ロボット装置に接近しなくとも教示動作が可能であるので、安全柵外や、ロボット装置の可動エリア外からの操作によって、教示動作を行うことも可能となる。
【００２０】
そして、この教示方法においては、使用する治具の構造及び形状が単純であるため、低コストで実現可能であり、また、精度を出すための形状として軸及び穴を利用することができるので、精度管理及び治具の管理が容易である。
【００２１】
また、本発明に係るロボット装置の教示用治具においては、構成２を有することにより、把持部材をマニピュレータによって把持し、または、マニピュレータの手先に固定し、この把持部材の平面部を基準平面に倣わせることにより、該基準平面の位置及び傾きの検出が可能であり、把持部材の円筒部を基準円筒体に嵌合させることにより、基準平面上における基準円筒体の位置の検出が可能であり、円筒部を基準円筒体に嵌合させた把持部材を回転止め部材により阻止されるまで軸回りに回転させることにより、基準円筒体回りの所定の回転角の検出が可能であるので、教示動作を短時間で行えるようにできる。また、この教示用治具を用いれば、作業者による教示精度のばらつきなく、高精度の教示動作が可能となるので、ロボット装置が動作中に停止してしまうという問題を解決できる。
【００２２】
さらに、この教示用治具を用いれば、途中軌道の大まかな制御のみで教示動作が可能となり、人手による操作を極力排して自動化が可能となり、また、ロボット装置に接近しなくとも教示動作が可能となるので、安全柵外や、ロボット装置の可動エリア外からの操作によって、教示動作を行うことも可能となる。
【００２３】
そして、この教示用治具は、構造及び形状が単純であるため、低コストで製作可能であり、また、精度を出すための形状として軸及び穴を利用することができるので、精度管理が容易である。
【００２４】
すなわち、本発明は、ロボット装置の構成の複雑化や大型化を招来することがなく、また、教示治具の構成を簡素化することにより、教示動作のたびに微小な位置及び傾きのずれが生ずることがなく、かつ、迅速な教示動作を可能とするロボット装置の教示方法及びロボット装置の教示用治具を提供することができるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。
【００２６】
〔ロボット装置の構成〕
図１は、本発明に係るロボット装置の教示方法が適用されるロボット装置の構成を示す模式的な側面図である。
【００２７】
本発明に係るロボット装置の教示方法が適用されるロボット装置は、図１に示すように、マニピュレータ１を有し、このマニピュレータ１により、対象ワーク１０１の把持、運搬及び他の部材への組立が可能となされているものである。対象ワーク１０１は、作業台１０２上の所定の位置に載置される。
【００２８】
マニピュレータ１は、複数のアクチュエータ（駆動装置）とリンク（剛体の構造物）とによって構成されており、６自由度を有している。すなわち、各リンク間は、回動（屈曲）、または、旋回可能な関節２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅを介して接続されており、それぞれアクチュエータによって相対駆動されるようになっている。各アクチュエータは、図示しないコンピュータなどの制御手段によって制御される。
【００２９】
このマニピュレータ１において、第１のリンク（基端部のリンク）１ａは、基台部４に対し、基端側を第１の関節２ａを介して接続されて設置されている。第１の関節２ａは、鉛直軸（ｚ軸）回りに旋回可能な関節である。この第１のリンク１ａの先端側には、第２の関節２ｂを介して、第２のリンク１ｂの基端側が接続されている。第２の関節２ｂは、水平な軸回りに第２のリンク１ｂを回動可能とする関節である。第２のリンク１ｂの先端側には、第３の関節２ｃを介して、第３のリンク１ｃの基端側が接続されている。第３の関節２ｃは、水平な軸回りに第３のリンク１ｃを回動可能とする関節である。
【００３０】
そして、第３のリンク１ｃの先端側には、第４の関節２ｄを介して、第４のリンク１ｄの基端側が接続されている。第４の関節２ｄは、水平な軸回りに第４のリンク１ｄを回動可能とする関節である。第４のリンク１ｄの先端側（以下、「手先」という。）には、第５の関節２ｅ及び力覚センサ３を介して、先端ツール機構となる把持機構５が接続されている。第５の関節２ｅは、第４のリンク１ｄの軸回りに把持機構５を旋回可能とする関節である。力覚センサ３は、力制御などの位置補正機能を実現するためのものである。
【００３１】
把持機構５は、制御手段によって制御される。把持機構５は、複数の把持爪を有し、これら把持爪によって対象ワーク１０１を把持する機能を有している。
【００３２】
このマニピュレータ１においては、基台４に対する第１のリンク１ａの位置、第１のリンク１ａに対する第２のリンク１ｂの位置、第２のリンク１ｂに対する第３のリンク１ｃの位置、第３のリンク１ｃに対する第４のリンク１ｄの位置、第４のリンク１ｄに対する把持機構５の位置と、順次先端側のリンクの位置が制御されることにより、手先の位置が制御され、この手先において把持機構５によって把持した対象ワーク１０１を所定の位置に搬送することができる。
【００３３】
〔ロボット装置の教示用治具〕
そして、本発明に係るロボット装置の教示方法は、本発明に係るロボット装置の教示用治具を用いて実行される。
【００３４】
図２は、本発明に係るロボット装置の教示用治具の一部の構成を示す側面図である。
【００３５】
本発明に係るロボット装置の教示用治具は、図２に示すように、基準平面１０と、この基準平面１０に軸を垂直にして設置された基準円筒体６とを有する。基準平面１０は、図２中の（ａ）に示すように、作業台１０２に一体的に、この作業台１０２上の対象ワーク１０１が載置される平面の同一平面として形成してもよいし、また、図２中の（ｂ）に示すように、作業台１０２上において対象ワーク１０１が載置される箇所に対象ワーク１０１と同様に載置される基台８上に設けてもよい。これらいずれにおいても、基準平面１０は、作業台１０２上において対象ワーク１０１が載置される所定の位置に対して、既知の位置関係となる。
【００３６】
基準円筒体６は、この実施の形態においては、上端側がテーパ状に縮径された円柱体として形成されており、後述する把持治具９の円筒部１２が外嵌合される。しかし、基準円筒体６は、中空の円筒体として形成し、把持治具９の円筒部１２が内嵌合されるようにしてもよい。
【００３７】
また、基準平面１０上には、基準円筒体６の近傍に、回転止め部材となる第１の回転止めピン７が設けられている。この第１の回転止めピン７は、この実施の形態においては、上端側がテーパ状に縮径された先端部が尖った円柱体として形成されている。
【００３８】
図３は、本発明に係るロボット装置の教示用治具の構成を示す断面図である。
【００３９】
そして、この教示用治具は、図３に示すように、把持部材９を備えている。この把持部材９は、マニピュレータ１の手先により把持されるようになっている。この把持部材９は、平面部１１と、この平面部１１に軸が垂直である円筒部１２とを有している。円筒部１２は、基準円筒体６に軸回りに回転可能に嵌合されるように、基準円筒体６の外径に対応した内径を有している。
【００４０】
この実施の形態においては、円筒部１２は、下端側がテーパ状に拡径された円筒状の孔として形成されている。また、この実施の形態においては、把持部材９は、軸受け１３を介して装着された外筒部１４を有している。この把持部材９は、外筒部１４をマニピュレータ１の手先によって把持され、平面部１１が固定された状態においても、このマニピュレータ１とともに軸回りに円滑に回転できるようになっている。
【００４１】
なお、把持部材９は、外筒部１４及び軸受け１３を設けることなく、一体的な部材としてもよい。ただし、これは、把持部材９の平面部１１が、基準平面１０に対して十分に滑り易く（摩擦が小さく）なっている場合に可能である。
【００４２】
そして、把持部材９の外筒部１４の外周面には、回転止め部材となる第２の回転止めピン１５が設けられている。この第２の回転止めピン１５は、把持部材９の外方側に向けて突設されており、例えば、外筒部１４に植設された丸ピンとすることができる。
【００４３】
図４は、本発明に係るロボット装置の教示用治具の構成を示す平面図である。
【００４４】
第１及び第２の回転止めピン７，１５は、図４に示すように、基準円筒体６に把持部材９の円筒部１２が嵌合されたとき、この把持部材９が基準円筒体６の軸回りに回転されると、把持部材９が所定の回転位置となったときに、第２の回転止めピン１５が第１及び第２の回転止めピン７に当接し、把持部材９を所定の回転位置において停止させる。
【００４５】
〔ロボット装置の教示方法〕
本発明に係るロボット装置の教示方法は、前述した教示用治具を用いて、以下の手順によって実行される。
【００４６】
図５は、本発明に係るロボット装置の教示方法の第１の手順を示す側面図である。
【００４７】
まず、図５に示すように、把持部材９をマニピュレータ１によって把持し、この把持部材９の平面部１１を突起物などと接触して正常な接触を妨げる可能性の少ない基準平面１０に矢印Ｚ方向に押し付ける。
【００４８】
なお、把持部材９は、マニピュレータ１の手先で把持される形態の他に、手先の一部に固定されるようにしてもよい。基準平面１０の位置及び傾きを求める際、把持部材９を把持している場合には、把持部（爪等）のＴＣＰ（ツールセンターポイント）と把持部材９のＴＣＰは異なるため、位置（ｚ）及び傾き（θx、θy）の検出後、ＴＣＰのズレを補正する必要がある。同様に、別の手段で把持部材９と把持部とのＴＣＰの位置及び傾きの相対関係が予め校正されていれば、手先の邪魔にならないような場所に把持部材９を固定し、同様の動作が可能である。つまり、把持部材９は、把持に限定されず、手先に固定されていてもよい。
【００４９】
図６は、本発明に係るロボット装置の教示方法の第２の手順を示す側面図である。
【００５０】
そして、図６に示すように、マニピュレータ１にかかる力やモーメントに応じて位置及び傾きを補正する機能（力制御やコンプライアンス制御など）を用いて、把持部材９の平面部１１を基準平面１０に倣わせる。このときのマニピュレータ１の位置及び傾きが、基準平面１０の位置として検出される。すなわち、このとき、ｚ（ｚ方向の高さ）及びθｘ（ｘ軸回りの回転位置），θｙ（ｙ軸回りの回転位置）が決定される。この検出結果は、その都度、記憶するようにしてもよいし、最終段階において全ての位置及び傾き（全６自由度）が検出されたときに、記憶するようにしてもよい。この場合、各ステップは、次のステップを容易に行うために行われる。例えば、θｘ、θｙの傾きを倣わせておけば、次のステップの嵌合、軸への挿入は、少なくとも傾き不明に比べると容易となり、迅速に行える。最終段階で記憶するようにすると、例えば、基準平面１０による傾きの検出について、場所による僅かなばらつきが有り得るが、最終段階ではこのようなばらつきに影響されない安定した結果が得られるという利点がある。
【００５１】
図７は、本発明に係るロボット装置の教示方法の第３の手順を示す側面図である。
【００５２】
次に、図７に示すように、マニピュレータ１により把持部材９を基準円筒体６の近傍に移動させる。
【００５３】
図８は、本発明に係るロボット装置の教示方法の第４の手順を示す側面図である。
【００５４】
そして、図８に示すように、マニピュレータ１により、把持部材９の円筒部１２を基準円筒体６に嵌合させる。このとき、基準円筒体６の上端側がテーパ状に縮径され、また、円筒部１２の下端側がテーパ状に拡径されていることにより、多少の位置ずれがあっても、マニピュレータの力制御やコンプライアンス制御などにより、円筒部１２が基準円筒体６に倣って嵌合される。また、第２の手順にてθｘ，θｙが決定され、かつ、基準円筒体６が基準平面１０に垂直に設置されていることから、θｘ，θｙが不明である場合に比べ、確実に素早く嵌合される。円筒部１２が基準円筒体６に嵌合することにより、基準平面１０上における基準円筒体６の位置が検出される。このとき、ｘ，ｙ（ｘ−ｙ平面（基準平面１０）上の位置）が決定される。
【００５５】
図９は、本発明に係るロボット装置の教示方法の第４の手順に至る状態を示す側面図である。
【００５６】
なお、把持部材９の円筒部１２を基準円筒体６に嵌合させるときには、図９に示すように、第１の回転止めピン７の先端部に第２の回転止めピン１５が当接してしまい、嵌合が阻止されてしまうことが考えられる。しかし、第１の回転止めピン７の先端部は尖っており、第２の回転止めピン１５は丸ピンであることから、第１の回転止めピン７の先端部において第２の回転止めピン１５の周面が滑り落ちるため、円筒部１２の基準円筒体６への嵌合は、円滑に行われる。
【００５７】
図１０は、本発明に係るロボット装置の教示方法の第５の手順を示す平面図である。
【００５８】
次に、図１０に示すように、円筒部１２を基準円筒体６に嵌合させた把持部材９を、マニピュレータ１により、矢印θｚで示す所定の方向に軸回り（ｚ軸回り）に回転させる。
【００５９】
図１１は、本発明に係るロボット装置の教示方法の第６の手順を示す平面図である。
【００６０】
そして、図１１に示すように、マニピュレータ１により、円筒部１２を基準円筒体６に嵌合させた把持部材９を、第２の回転止めピン１５が第１の回転止めピン７に当接して回転を阻止されるまで軸回りに回転させることにより、基準円筒体６回りの回転方向が検出される。このとき、θｚ（ｚ軸回りの回転位置）が決定される。
【００６１】
なお、このとき、円筒部１２と基準円筒体６との間に空隙（あそび）があっても、第２の回転止めピン１５が第１の回転止めピン７に当接された状態で、さらに所定方向に把持部材９を回転させる力をかけることにより、円筒部１２は、基準円筒体６に対して、一定の方向に押し付けられるので、位置精度の再現性は高い。
【００６２】
また、前述したように、第６の手順を行いながら、マニピュレータ１にかかる力やモーメントに応じて位置や傾きを補正する機能（力制御やコンプライアンス制御など）を用いて、把持部材９の平面部１１を基準平面１０に倣わせる動作を再度行うことで、把持部材９の円筒部１２を基準円筒体６に嵌合した位置におけるｘ，ｙ，ｚ，θｘ，θｙ，θｚの全て自由度の校正値を検出して記憶することも可能である。
【００６３】
このようにして、ｘ，ｙ，ｚ，θｘ，θｙ，θｚの６自由度について、マニピュレータ１の基準位置が決定されるので、この基準位置に基づいて、この基準位置との相対位置及び傾きが既知である対象ワーク１０１の位置及び傾き、すなわち、対象ワーク１０１の位置及び傾きとマニピュレータ１との相対位置及び傾きを求めることができる。ロボット装置は、このようにして求めた位置に載置された対象ワーク１０１に対して、マニピュレータ１により、搬送や加工などの所定の動作を実行することができる。
【００６４】
したがって、このロボット装置においては、複数の作業台において作業を行う場合に、各作業台ごとに設けられた基準円筒体６及び第１の回転止めピン７と、把持部材９とを用いて、各作業台ごとに教示動作を行って、対象ワーク１０１に対する作業を迅速に行うことができる。この場合、ロボット装置は、移動式（自走式）のいわゆる「移動マニピュレータ」であってもよい。
【００６５】
すなわち、このロボット装置においては、このロボット装置と各作業台との位置関係や、各作業台間の位置関係が正確に規定されていなくとも、あるいは、ロボット装置が「移動マニピュレータ」であっても、各作業台ごとに教示動作を行うので、各作業台における対象ワーク１０１に対する作業を正確に行うことができる。
【００６６】
なお、本発明が適用されるロボット装置においては、マニピュレータ１にカメラ等を設け、画像処理により、把持部材９の把持や、基準円筒体６の大まかな位置の検出を自動化することができる。この場合、把持部材９及び基準円筒体６を所定の色としておくなどにより、これら把持部材９及び基準円筒体６の自動的な認識が容易となり、教示動作の全体を自動化することができる。
【００６７】
また、本発明が適用されるロボット装置は、工作機械や芯出し機械等として使用されるものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明に係るロボット装置の教示方法が適用されるロボット装置の構成を示す模式的な側面図である。
【図２】本発明に係るロボット装置の教示用治具の一部の構成を示す側面図である。
【図３】本発明に係るロボット装置の教示用治具の構成を示す断面図である。
【図４】本発明に係るロボット装置の教示用治具の構成を示す平面図である。
【図５】本発明に係るロボット装置の教示方法の第１の手順を示す側面図である。
【図６】本発明に係るロボット装置の教示方法の第２の手順を示す側面図である。
【図７】本発明に係るロボット装置の教示方法の第３の手順を示す側面図である。
【図８】本発明に係るロボット装置の教示方法の第４の手順を示す側面図である。
【図９】本発明に係るロボット装置の教示方法の第４の手順に至る状態を示す側面図である。
【図１０】本発明に係るロボット装置の教示方法の第５の手順を示す平面図である。
【図１１】本発明に係るロボット装置の教示方法の第６の手順を示す平面図である。
【符号の説明】
【００６９】
１    マニピュレータ
１ａ  第１のリンク
１ｂ  第２のリンク
１ｃ  第３のリンク
１ｄ  第４のリンク
１ｅ  第５のリンク
２ａ  第１の関節
２ｂ  第２の関節
２ｃ  第３の関節
２ｄ  第４の関節
２ｅ  第５の関節
５    把持機構
６    基準円筒体
７    第１の回転止めピン
９    把持部材
１０    基準平面
１１    平面部
１２    円筒部
１５    第２の回転止めピン
１０１    対象ワーク
１０２    作業台
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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