(57)【要約】【課題】二次元ＣＡＤデータを利用して他の軸方向の位置を含めた３軸の位置を容易にティーチングできる多軸動作ロボットを提供すること。【解決手段】二次元ＣＡＤデータを作成、表示する手段と、前記二次元ＣＡＤデータで指定されたＸ座標、及びＹ座標における他の軸方向の位置を指定する手段と、前記Ｘ座標、Ｙ座標、及び前記他の軸方向の位置とのデータに、それぞれを識別可能にする識別情報を付して制御データを出力する手段とからなる制御装置３０を備え、二次元ＣＡＤデータによりモータ１１、１２を駆動して（Ｘ、Ｙ）座標の位置に移動し、ついでこの座標位置での他の軸方向の位置にモータ１３を駆動して移動する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
二次元ＣＡＤデータを作成、表示する手段と、前記二次元ＣＡＤデータで指定されたＸ座標、及びＹ座標における他の軸方向の位置を指定する手段と、前記Ｘ座標、Ｙ座標、及び前記他の軸方向の位置とのデータに、それぞれを識別可能にする識別情報を付して制御データを出力する手段とからなる制御装置と、
マスタ−スレーブ接続が可能で、外部から受けた制御データにより自立的動作が可能なマスタモータ、もしくはスレーブモータにより駆動され、前記ＣＡＤデータにより特定される位置に移動可能な第１の移動手段と、前記モータに駆動され、他の軸方向に移動可能な第２の移動手段とを備え、
前記制御装置からの前記制御データをマスタモータ、及び前記マスターモータから下流側のスレーブモータの順次伝送して、前記識別情報により各前記モータが自己の位置データを取得して前記ＣＡＤデータにより特定される位置に移動した後、前記他の軸方向に移動する多軸動作ロボット。
【請求項２】
前記Ｘ座標、及びＹ座標を指定する手段が、ホイールボタン付きマウスにより構成され、前記ホイールボタンにより前記ＣＡＤデータのＸ軸方向、またはＹ軸方向へのカーソル移動が可能で、かつその移動増分を任意に調整可能に構成されている請求項１に記載の多軸動作ロボット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二次元ＣＡＤデータを利用して３軸以上の制御を行うことができるロボットに関する。
【背景技術】
【０００２】
多軸動作、例えば３次元動作が可能なロボットは、各モーションごとに３次元位置のティーチング作業を必要とするため、例えば少量多品種の生産に使用する場合には段取りに長時間を要するばかりでなく、ミスが生じやすいという問題を抱えている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであって、二次元ＣＡＤデータを利用して他の軸方向の位置を含めた３軸の位置を容易にティーチングできる多軸動作ロボットを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
このような課題を達成するために本発明は、二次元ＣＡＤデータを作成、表示する手段と、前記二次元ＣＡＤデータで指定されたＸ座標、及びＹ座標における他の軸方向の位置を指定する手段と、前記Ｘ座標、Ｙ座標、及び前記他の軸方向の位置とのデータに、それぞれを識別可能にする識別情報を付して制御データを出力する手段とからなる制御装置と、マスタ−スレーブ接続が可能で、外部から受けた制御データにより自立的動作が可能なマスタモータ、もしくはスレーブモータにより駆動され、前記ＣＡＤデータにより特定される位置に移動可能な第１の移動手段と、前記モータに駆動され、他の軸方向に移動可能な第２の移動手段とを備え、前記制御装置からの前記制御データをマスタモータ、及び前記マスターモータから下流側のスレーブモータの順次伝送して、前記識別情報により各前記モータが自己の位置データを取得して前記ＣＡＤデータにより特定される位置に移動した後、前記他の軸方向に移動するようにした。
【発明の効果】
【０００５】
本発明によれば、ディスプレイに表示されたＣＡＤデータにより二次元の位置を拡大、縮小して必要な精度の範囲で二次元の位置を定め、この位置に対する他の軸方向の位置を正確に指定することができる。
この結果、比較的容易に作成できる二次元ＣＡＤデータを利用して二次元位置を正確に指定してから、他の第三の軸方向の位置を指定できて、３軸以上の位置を全てティーチングする場合に比較して作業工数を大幅に削減することができるばかりでなく、ディスプレイ上で確認することが可能なためミスを大幅に減らすことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
図１、図２は、本発明の一実施例を示すものであって、この実施例においては基台１を構成する基板２には第１方向、例えばＸ方向に移動可能な第１のスライダ３を、また基板２に立設された支柱４、４には第１方向に直交するとともに相互にも直交する第２方向、第三方向に移動可能な第２のスライダ５とアーム６とを設けて構成されている。
【０００７】
これら第１、第２のスライダ３、５及びアーム６には、例えば特開２００４−７２８７０号公報に記載されているようなインテリジェントモータ１１、１２、１３が取り付けられている。
【０００８】
これらインテリジェントモータ１１、１２、１３は、モータ１１を代表して説明すると、図３に示したようにモータ本体２０に、コミュニケーションバス２１と、記憶手段２２、ＣＰＵ２３およびモータ駆動手段２４を収容して構成されている。
【０００９】
これらのモータは、図４に示したように１台をマスターモータ１１に、他をスレーブモータ１２、１３とするように相互がコミュニケーションバス２１をケーブル２４によりデイジーチェーンに接続して、制御装置３０からマスターモータ１１に入力された制御データにより全てのモータ１１〜１３を制御可能に構成されている。
【００１０】
このような構成により、制御装置３０、例えばパーソナルコンピュータから位置データおよびコマンド（動作パターン、動作パラメータ、動作指令値、ステータス信号など）をマスターモータ１１に出力すると、マスターモータ１１から下流側のスレーブモータ１２、１３に順次受渡されて各モータが、内蔵するＣＰＵ２３、及びメモリ２２に基づいて自律的に制御でき、また各モータの状態を示すデータを下流側のスレーブモータ１３、１２からマスターモータ１１に伝送され、最後に制御装置３０に受け渡すことができる。
【００１１】
図５は、マスタモータ１１の接続される制御装置３０を構成するパーソナルコンピュータで、ディスプレイ３１は大略２つの領域に分割され、一方の領域３１ａには二次元のＣＡＤデータによる図面が表示され、他方には制御データ入力ウインドウ３１ｂが表示されている。
【００１２】
制御装置３０には、図面作成用のＣＡＤ用アプリケーションがインストールされていて、ＣＡＤ操作、つまり二次元図面の作成が可能である他に、図面を構成している各線分の始点と終点の座標データ、例えばＸ座標、及びＹ座標に関するＤＸＦ形式やＨＰＧＬ形式ののデータ、及びマウス、キーボード等のポインタにより指定された図面上の特定位置の座標データ（Ｘ座標、Ｙ座標）を出力可能に構成されている。
【００１３】
また、これら二次元の座標点における他の軸方向、例えばＺ軸方向のデータをポインタや外部入力装置により入力、指定できて、モータへの送信が指令された場合には上述の二次元の座標データに付帯させて他の軸方向の位置のデータを組にして、後述する制御データとして出力できるように構成されている。
【００１４】
すなわち、制御装置を構成するパーソナルコンピュータは、少なくとも二次元ＣＡＤデータを作成、表示する手段と、二次元ＣＡＤデータで指定されたＸ座標、及びＹ座標における他の軸方向の位置を指定する手段と、Ｘ座標、Ｙ座標、及び他の軸方向の位置とのデータに、それぞれを識別可能にする識別情報を付して制御データを出力する手段とを構成するようにプログラムされている。
【００１５】
この実施例において、予め作成された二次元のＣＡＤデータを画面に表示させたり、また内蔵されているＣＡＤアプリケーションにより二次元の図面を作成しつつ、ポインタにより特定の線分を指定すると、その始点、及び終点の座標が、また二次元座標の特定の位置を指定すると、その座標（始点、及び終点が同一の座標データ）が制御データ入力ウインドウ３１ｂに表示され、位置を数値として確認することができる。
【００１６】
もとより、ＣＡＤデータは、精度の劣化を招くことなく拡大、縮小表示が可能であるから、二次元の位置を指定するのに扱いやすい拡大率、または縮小率で表示させて座標点を指定することができる。
【００１７】
二次元の位置が確定した時点で他の軸方向、この実施例ではＺ軸方向の位置を、キーボードから数値を入力したり、またウインドウ３１ｃに表示される数値をスクロールして指定し、誤りが無いことを確認した時点で制御データ入力ウインドウ３１ｂのボタン３２により指令すると、直前に指定された二次元のデータと組にされ、さらに各軸方向のデータにその軸、つまり各モータを特定するための識別情報、例えばタグを付して外部に制御データとして出力される。
【００１８】
この制御データは、マスタモータ１１のコミュニケーションバスに入力するとともに、マスタモータ１１のコミュニケーションバスから下流側のスレーブモータ１２、１３に順次伝送される。各モータ１１〜１３は、制御データを構成しているタグにより当該モータの座標点のデータを取得する。制御データが全てのモータに伝送された時点で、好ましくは二次元方向（Ｘ−Ｙ方向）、つまりＣＡＤデータで特定された二次元位置に移動させるモータ１１、１２が併行に動作して、この二次元データで指定された位置にアーム１３が相対的に移動される。
【００１９】
これにより、ＣＡＤデータにより指定した二次元の位置、つまりアーム６の位置を確認することができる。この段階で必要に応じて確認を行い、ミスがないことが確認できたら第三軸方向（Ｚ方向）への移動を制御データ入力ウインドウ３１ｂのボタンにより指令すると、第３のモータ、つまりアーム６をその軸方向に駆動するモータ１３が作動して第三軸方向の位置が確定される。なお、予め動作が全て確認されている場合には、二次元の位置に移動した時点で指令を待つことなく第三軸方向への移動を実行させると、作業時間の短縮を図ることができる。
【００２０】
このようにして全ての座標点への移動が終了した時点で、これらのデータを記録媒体に格納しておくことにより、次回からはディスプレイによる確認を必要とすることなく制御を行わせることができる。
【００２１】
この実施例によれば、比較的容易に作成できる二次元ＣＡＤデータを利用して平面の座標点を正確に指定してから、第三軸方向の位置を指定するため、３軸の位置を全てティーチングする場合に比較して作業工数を大幅に削減することができるばかりでなく、ミスを防止することができる。
【００２２】
このような多軸動作ロボットは、例えば回路基板の所定位置に電子部品を配置する自動組立装置の部品チャックや、複数のバルブの開閉度を制御する装置など、二次元位置に対する他の軸方向のデータが単調な制御に適用できる。
【００２３】
なお、上述の実施例においては二次元位置に対して他の１軸方向を制御する場合に例を取って説明したが、これら３軸とは非平行な第４軸方向を含めて制御する場合には、このデータを指定できる画面を用意することで適用可能なことは明らかである。
【００２４】
ところで、上述の実施例においては、通常のＣＡＤでのマウス操作と同様にマウス全体の移動をボールの移動に変換してＸ軸及びＹ軸に配置されているホイールにより検出したり、また光学的に検出してＸ軸増分、Ｙ軸増分に対応させてカーソルを所定位置に移動させるようにしているため、ディスプレイに表示されたＣＡＤ図面の線上でカーソルを微小移動させることには熟練を要する。
【００２５】
一方、最近のマウスは、ホイールボタンが設けられていてホイールボタンの回動により通常、スクロール量や拡大縮小率を調整できる機能を備えたものがある。
本発明の第２実施例は、マウスのホイールボタンを有効に利用してＣＡＤ画面上のカーソルを微小移動させることを可能とするものである。
【００２６】
図６は、上述したホイールボタンを有効に利用するための制御装置の一実施例をそのディスプレイの画面により示すもので、この実施例では制御データ入力ウインドウ３１ｂにホイールボタンの回動量とカーソルの移動量との比率を指定するウインドウ３１ｄを表示させて指定することにより、通常はＣＡＤ画面が表示されている領域３１ａに臨時に設定ウインドウ３１ｅが表示される。このウインドウ３１ｅにホイールボタンの移動量の比率をラジオボタン３１ｆとともに複数表示させ、所定の比率のラジオボタンを指定（この実施例では０．００１を指定した状態が示されている）して比率を設定できるように構成されている。もとよりキーボードから所定の比率を入力するようにしても同様の作用を相することは明らかである。
【００２７】
この実施例において、ホイルボタンの移動増分が設定された状態では、設定ウインドウ３１ｄが消失して図５のように領域３１ａにはＣＡＤ画面が表示されるので、ホイールボタンによりカーソルを移動させる座標軸、例えばＸ軸を指定してホイールボタンを回動させることにより、ＣＡＤ画面の線上をマウス全体の移動でカーソルを移動させる場合よりも高い精度で簡単にカーソルを所望の位置に移動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明のロボットの一実施例を示す斜視図である。
【図２】図（イ）、（ロ）は、それぞれ同上ロボットの正面図、及び側面図である。
【図３】本発明に使用されるインテリジェントモータの一実施例を示す構成図である。
【図４】同上モータの複数台を制御装置により制御する場合の接続関係を示す図である。
【図５】制御装置をパーソナルコンピュータにより構成した場合におけるディスプレイの一実施例を示す図である。
【図６】本発明の他の実施例をディスプレイの表示画面で示す図である。
【符号の説明】
【００２９】
１  基台    ２  基板    ３  第１のスライダ    ５  第２のスライダ    ６  アーム    １１〜１３  インテリジェントモータ    ２０  モータ本体    ３０  制御装置
【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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