(57)【要約】【課題】ロボット用のコントローラにて複雑な演算を不要にし、さらに、ロボットの位置精度を高めたティーチング装置及びティーチング方法を提供する。【解決手段】ティーチング装置３０は、多関節型ロボット１０のロボット関節軸と同数のティーチング関節軸、及び、ロボット腕部と同数、かつ、同じ長さに構成され、ティーチング関節軸で順次連結されたティーチング腕部３４，３５，３６で構成されるティーチング作業アーム３１と、ティーチング関節軸の回転角度を別個に検出する複数個の関節軸回転検出部と、ティーチング作業アームが操作された際に、各関節軸回転検出部からの回転角度を時系列で記憶する記憶部４７とを備える。【選択図】図１
2013184280.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のロボット関節軸、及び、該ロボット関節軸で順次連結されたロボット腕部を有するロボット作業アームを備えた多関節型のロボットに対して動作を教示するティーチング装置であって、
前記ロボット関節軸と同数のティーチング関節軸、及び、前記ロボット腕部と同数、かつ、同じ長さに構成され、前記ティーチング関節軸で順次連結されたティーチング腕部を有したティーチング作業アームと、
前記ティーチング関節軸の回転角度を別個に検出する複数個の関節軸回転検出部と、
前記ティーチング作業アームが操作された際に、各前記関節軸回転検出部からの回転角度を時系列で記憶する記憶部と
を備えることを特徴とするティーチング装置。
【請求項２】
前記ティーチング作業アームの先端には、被塗物を手動で塗装するティーチング用塗装ガンが設けられており、前記記憶部は、塗料及び気体を噴射する前記ティーチング用塗装ガンの操作データを時系列でさらに記憶することを特徴とする請求項１に記載のティーチング装置。
【請求項３】
前記ティーチング関節軸の数は、前記ロボット関節軸の数に合わせて変更可能に構成され、前記ティーチング腕部は、該ティーチング腕部の長さが対応の前記ロボット腕部の長さに合うように、伸縮自在に構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のティーチング装置。
【請求項４】
前記ティーチング腕部は、筒形状で形成あるいは軽量材料が選択され、前記ティーチング作業アームは、前記ティーチング腕部の位置にて分解可能に構成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のティーチング装置。
【請求項５】
複数のロボット関節軸、及び、該ロボット関節軸で順次連結されたロボット腕部を有するロボット作業アームを備えた多関節型のロボットに対して動作を教示するティーチング方法であって、前記ロボット関節軸と同数のティーチング関節軸、及び、前記ロボット腕部と同数、かつ、同じ長さに構成され、前記ティーチング関節軸で順次連結されたティーチング腕部を有したティーチング作業アームを備えたティーチング装置において、
前記ティーチング作業アームが操作された際の各前記ティーチング関節軸の回転角度を検出するステップと、
該検出した各前記ティーチング関節軸の回転角度を時系列で記憶するステップと、
該記憶した各前記ティーチング関節軸の所定時間における回転角度を、前記複数のロボット関節軸の目標値として、ロボット用のコントローラに与えるステップと
から構成されるティーチング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ティーチング装置及びティーチング方法に関し、特に、多関節型のロボットによる自動運転を行わせるために、ロボットに対して動作を教示するティーチング装置及びティーチング方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、同一の製品を大量生産する業界では、ロボットを採用して省人化を図っている。例えば、自動車ボディなどの被塗物を塗装する場合に、被塗物の形状に柔軟に対応できる多関節型のロボットが採用されている。
このロボットの先端には塗装ガンが設置されるが、塗装の膜厚を均一にするため、塗装ガンの噴射口と被塗物の塗装面との距離を一定に保ち、かつ、噴射口と塗装面との角度も一定に保った状態にしつつ、噴射口を一定速度で移動させなければならない。
【０００３】
そこで、多関節型のロボットが均一な膜厚の塗装を行うには、まず、ロボットに動きを記憶させる必要がある。例えば、連続的な動きを各ロボット関節軸に記憶させるコンティニュアス・パス（ＣＰ）や、計画した塗装軌跡上に通過点を順番に設定し、これら通過点を各ロボット関節軸に記憶させるポイント・ツー・ポイント（ＰＴＰ）などの方式が知られている。また、上記自動車ボディのような大型の被塗物に対しては、自動車ボディのＣＡＤ図を用いて塗装軌跡を作成することも可能である。
【０００４】
このロボットが動く塗装軌跡と、上記の塗装ガンの塗装条件とを合わせると、ロボットの塗装プログラムが完成し、このプログラムがロボット用のコントローラに格納される。
しかし、塗装品質を確保すべく、熟練した技能者による塗装ガンの細やかな動きをロボットで再現するためには、塗装作業の現場にて、ロボット用のコントローラに格納したプログラムを大幅に修正する必要がある。また、例えば、粘度も塗料の色によって異なることから、プログラムも塗料ごとに修正しなければならない。
【０００５】
このように、多関節型のロボットが自動運転で塗装を開始する前には、このロボットに対し、膨大な労力や時間を費やして熟練した技能者による塗装ガンの動作を教示（ティーチングとも言う。）している。このため、例えば、特許文献１には、熟練した技能者による塗装ガンの動きをセンサ部で検出し、ロボット用のデータに変換する技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−４５９５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、上記技術の塗装ガンでは、センサ部が１箇所に集約され、塗装ガンの噴射口のみの位置データが求められている。このため、ロボット用のコントローラは、噴射口だけの１箇所の位置データからロボット関節軸ごとの回転データをそれぞれ作成しなければならず、各ロボット関節軸の設定に複雑な計算が必要になるという問題がある。
また、上記従来の技術では、噴射口の位置データが加速度センサで検出された加速度を積分して求められており、ロボットの位置誤差が大きくなるという課題も残されている。
【０００８】
本発明は、上述の如き実情に鑑みてなされたもので、ロボット用のコントローラにて複雑な演算を不要にし、さらに、ロボットの位置精度を高めたティーチング装置及びティーチング方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明によるティーチング装置は、複数のロボット関節軸、及び、ロボット関節軸で順次連結されたロボット腕部を有するロボット作業アームを備えた多関節型のロボットに対して動作を教示するティーチング装置であって、ロボット関節軸と同数のティーチング関節軸、及び、ロボット腕部と同数、かつ、同じ長さに構成され、ティーチング関節軸で順次連結されたティーチング腕部を有したティーチング作業アームと、ティーチング関節軸の回転角度を別個に検出する複数個の関節軸回転検出部と、ティーチング作業アームが操作された際に、各関節軸回転検出部からの回転角度を時系列で記憶する記憶部とを備えることを特徴とする。
【００１０】
また、ティーチング作業アームの先端には、被塗物を手動で塗装するティーチング用塗装ガンが設けられており、記憶部は、塗料及び気体を噴射するティーチング用塗装ガンの操作データを時系列でさらに記憶するようにしてもよい。
また、ティーチング関節軸の数は、ロボット関節軸の数に合わせて変更可能に構成され、ティーチング腕部は、ティーチング腕部の長さが対応のロボット腕部の長さに合うように、伸縮自在に構成されることもできる。また、ティーチング腕部は、筒形状で形成あるいは軽量材料が選択され、ティーチング作業アームは、ティーチング腕部の位置にて分解可能に構成されるようにしてもよい。
【００１１】
また、本発明によるティーチング方法は、複数のロボット関節軸、及び、ロボット関節軸で順次連結されたロボット腕部を有するロボット作業アームを備えた多関節型のロボットに対して動作を教示するティーチング方法であって、ロボット関節軸と同数のティーチング関節軸、及び、ロボット腕部と同数、かつ、同じ長さに構成され、ティーチング関節軸で順次連結されたティーチング腕部を有したティーチング作業アームを備えたティーチング装置において、ティーチング作業アームが操作された際の各ティーチング関節軸の回転角度を検出するステップと、検出した各ティーチング関節軸の回転角度を時系列で記憶するステップと、記憶した各ティーチング関節軸の所定時間における回転角度を、複数のロボット関節軸の目標値として、ロボット用のコントローラに与えるステップとから構成することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、複数個の関節軸回転検出部からの回転角度のみを時系列で記憶し、ロボット関節軸の回転角度としてそのままティーチングに利用している。よって、ロボット用のコントローラでは複雑な演算が不要になり、さらに、ロボットの位置精度を高めたティーチング装置及びティーチング方法を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に適用されるロボット及びティーチング装置の概略構成図である。
【図２】本発明によるロボットの構造説明図である。
【図３】本発明によるロボットのブロック図である。
【図４】本発明によるティーチング装置の構造説明図である。
【図５】本発明によるティーチング装置のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照しながら本発明のティーチング装置及びティーチング方法について説明する。図１は、本発明に適用されるロボット及びティーチング装置の概略構成図である。
まず、ロボット１０に関し、図１において、２は塗料供給装置、３は流路切り替えバルブ、４は塗料供給路、１１はロボット作業アーム、１４，１５，１６はロボット腕部、１７は供給ホース、１８はロボット用塗装ガン、１９は噴射口、２５はロボット用のコントローラ、２６はロボット制御盤、２７はモータ駆動回路、２９は塗料・エア制御盤、６０は被塗物である。
【００１５】
また、ティーチング装置３０に関し、図１において、５は塗料供給路、３１はティーチング作業アーム、３４，３５，３６はティーチング腕部、３８はティーチング用塗装ガン、３９は噴射口、４０はトリガ、４５はティーチング用の制御装置、４７は記憶部、６１は被塗物である。
上記ロボット１０は、例えば、被塗物を大量に塗装する塗装作業域に設置されたものである。ティーチング装置３０は、この塗装作業域に持ち込まれ、これから動作を教示するロボット１０に隣接して配置される。
【００１６】
ロボット１０は、塗装作業域に設置可能な防爆対応で構成され、被塗物６０の形状に倣って移動できる多関節型のロボットであり、ロボット作業アーム１１と、ロボット用のコントローラ２５とを具備する。
ロボット作業アーム１１は約５００ｋｇ程度の重量で構成され、その先端には、ロボット用塗装ガン１８が設置されている。ロボット用塗装ガン１８は、ロボット用のコントローラ２５からの指示に基づき、ティーチング用塗装ガン３８の操作データを用いて調整された塗料を被塗物６０に非接触状態で噴射可能である。また、ロボット作業アーム１１は、塗料供給路４を介して塗料供給装置２に接続されている。
【００１７】
塗料供給装置２は、例えば、複数色の塗料タンク（図示省略）に接続されており、ロボット用塗装ガン１８から噴射される塗料の色を選択できる。ロボット用のコントローラ２５からの指示に基づき、上記塗料タンク内の塗料が所定圧で塗料供給路４に供給されると、この塗料は、ロボット作業アーム１１内や供給ホース１７を経由して噴射口１９から被塗物６０に噴射される。
ロボット作業アーム１１の内部は、塗料供給装置２に接続される他、エアタンクや洗浄液タンク（いずれも図示省略）にも接続されている。エアは、被塗物６０への吹き付け形状が円形から楕円形まで変わるパターン幅の塗料を形成させるための気体であり、噴射口１９で塗料に接触するように噴射される。また、洗浄液は、塗料の色を変更する際に塗装ガン１８までの流路洗浄に用いられる。これら塗料タンクからの塗料やエアタンクからの気体は塗料・エア制御盤２９で制御されている。
【００１８】
一方、ティーチング装置３０は、ティーチング作業アーム３１と、ティーチング用の制御装置４５とを具備する。
ティーチング作業アーム３１は、ロボット作業アーム１１と同様の多関節型に構成されているが、このロボット作業アーム１１よりも軽量（約８ｋｇ程度）の構造であり、把持した作業者が手動にて容易に動かすことができる。
【００１９】
ティーチング作業アーム３１の先端には、被塗物６１に塗料を噴射するティーチング用塗装ガン３８が設置されている。
流路切り替えバルブ３には塗料供給路５が接続し、塗料供給路５は塗装ガン３８に達しており、これら塗装ガン３８及び上記ロボット用塗装ガン１８は、同じ塗料供給装置２に接続されている。同じ条件の塗料を各塗装ガン１８，３８に供給すれば、塗装品質の維持により一層寄与する。
【００２０】
ティーチング用塗装ガン３８は、塗料用の開口やエア用の開口が形成された噴射口３９や、この塗料用の開口量を引き幅で変更できるトリガ４０を有する。また、例えば、トリガ４０を挟んで噴射口３９の反対側には、パターン幅を設定するパターン調整ネジや、トリガ４０の引き幅を設定する吐出量調整ネジ等（いずれも図示省略）が設けられている。
ティーチング用塗装ガン３８の内部についても、塗料供給装置２に接続されるのみならず、上記パターン幅の塗料を形成するためのエアタンクや、塗装ガン３８までの流路洗浄用の洗浄液タンク（いずれも図示省略）に接続されている。
【００２１】
ティーチング用塗装ガン３８では、例えば、作業者がその指でトリガ４０を半分程度引くと、エアのみが噴射口３９から噴射され、さらに、作業者がトリガ４０を奥まで引けば、塗料とエアの双方が噴射口３９から噴射される。これにより、塗装ガン３８は、上記パターン調整ネジで設定されたパターン幅の塗料を噴射口３９から被塗物６１に噴射できる。
ティーチング用の制御装置４５は、作業者の手動によるティーチング作業アーム３１の回転角度、及び同じく手動によるティーチング用塗装ガン３８のトリガ４０の操作データを時系列でそれぞれ読み取り、記憶した後に、ロボット１０用の回転角度及びロボット用塗装ガン１８の噴射データとして提供する。ロボット用のコントローラ２５は、これらロボット１０用の回転角度及びロボット用塗装ガン１８の噴射データを用いて塗装用のプログラムを作成している。
【００２２】
次に、図２は、本発明によるロボットの構造説明図である。上述したロボット作業アーム１１は、例えば、６軸型で構成されており、ベース１３、ロボット腕部１４，１５，１６、及びロボット関節軸１２Ｓ，１２Ｌ，１２Ｕ，１２Ｒ，１２Ｂ，１２Ｔを有する。
例えば、台状のロボット腕部１４がベース１３に対して旋回可能に、短尺のロボット腕部１５がロボット腕部１４に対して旋回可能に、長尺のロボット腕部１６がロボット腕部１５に対して旋回可能にそれぞれ構成され、また、ロボット用塗装ガン１８がロボット腕部１６の先端に旋回可能に設置されている。なお、供給ホース１７は、例えば、ロボット腕部１５の外部に配置され、ロボット腕部１４の内部とロボット腕部１６の内部とを連結している。
【００２３】
ロボット作業アーム１１の作動方向について、この図２に併記したａ，ｂ，ｃ軸を用いて説明すると、例えば、図示の姿勢において、ロボット関節軸１２Ｓは、水平回転用の軸であり、ロボット腕部１４をａ軸回りで回転させる。ロボット関節軸１２Ｌは、前後移動用の軸であって、ロボット腕部１５をｂ軸回りで回転させる。また、ロボット関節軸１２Ｕは、上下移動用の軸であり、ロボット腕部１６をｂ軸回りで回転させる。
【００２４】
次に、例えば、ロボット関節軸１２Ｒは、垂直回転用の軸であり、ロボット用塗装ガン１８をｃ軸回りで回転させる。ロボット関節軸１２Ｂは、上下移動用の軸であって、塗装ガン１８をｂ軸回りで回転させる。そして、ロボット関節軸１２Ｔは、垂直回転用の軸であり、塗装ガン１８をｃ軸回りで回転させる。これらロボット関節軸１２Ｓ，１２Ｌ，１２Ｕ，１２Ｒ，１２Ｂ，１２Ｔの動作の組み合わせにより、噴射口１９と被塗物の塗装面との距離を一定に保ち、かつ、噴射口と塗装面との角度も一定に保った状態にしつつ、噴射口１９を一定速度で移動可能になる。
【００２５】
なお、ロボット関節軸１２Ｓ，１２Ｌ，１２Ｕなどには、ロボット用塗装ガン１８とベース１３を設置した床面などとの接触を回避するために、動作許容範囲がそれぞれ設定される。
また、この例で示したロボット関節軸１２Ｒ，１２Ｂ，１２Ｔは、回転・曲げ・回転を組み合わせたＲＢＲタイプであるが、回転・回転・回転の組み合わせである３Ｒタイプや、曲げ・曲げ・回転を組み合わせたＢＢＲタイプも適用可能である。
【００２６】
図３は、本発明によるロボットのブロック図である。各ロボット関節軸１２Ｓ，１２Ｌ，１２Ｕ，１２Ｒ，１２Ｂ，１２Ｔは、対応のロボットモータ２１Ｓ，２１Ｌ，２１Ｕ，２１Ｒ，２１Ｂ，２１Ｔで駆動される。
これらロボットモータ２１Ｓ，２１Ｌ，２１Ｕ，２１Ｒ，２１Ｂ，２１Ｔは、例えば、サーボモータであり、各ロボット関節軸１２Ｓ，１２Ｌ，１２Ｕ，１２Ｒ，１２Ｂ，１２Ｔの内部にそれぞれ設けられている。なお、各ロボットモータ２１Ｓ，２１Ｌ，２１Ｕ，２１Ｒ，２１Ｂ，２１Ｔには減速機や歯車（いずれも図示省略）が連結し、これら各歯車がロボット腕部やロボット用塗装ガンをそれぞれ動作させる。
【００２７】
ロボット用のコントローラ２５からの駆動信号に基づき、ロボットモータ２１Ｓはロボット関節軸１２Ｓを、ロボットモータ２１Ｌはロボット関節軸１２Ｌを、ロボットモータ２１Ｕはロボット関節軸１２Ｕを、ロボットモータ２１Ｒはロボット関節軸１２Ｒを、ロボットモータ２１Ｂはロボット関節軸１２Ｂを、そして、ロボットモータ２１Ｔはロボット関節軸１２Ｔを駆動している。
なお、ロボットモータ２１Ｓ，２１Ｌ，２１Ｕ，２１Ｒ，２１Ｂ，２１Ｔの停止時には電気的な制動が作用し、ロボット関節軸１２Ｓ，１２Ｌ，１２Ｕ，１２Ｒ，１２Ｂ，１２Ｔの位置をそれぞれ保持可能である。
【００２８】
これらロボットモータ２１Ｓ，２１Ｌ，２１Ｕ，２１Ｒ，２１Ｂ，２１Ｔの駆動は、対応のロボットモータ回転検出部２３Ｓ，２３Ｌ，２３Ｕ，２３Ｒ，２３Ｂ，２３Ｔで検出される。
ロボットモータ回転検出部２３Ｓ，２３Ｌ，２３Ｕ，２３Ｒ，２３Ｂ，２３Ｔは、例えば、光学式エンコーダであり、ロボットモータ２１Ｓ，２１Ｌ，２１Ｕ，２１Ｒ，２１Ｂ，２１Ｔと同軸上に設置されている。そして、ロボットモータ回転検出部２３Ｓはロボットモータ２１Ｓの回転角度を検出する。
【００２９】
さらに、ロボットモータ回転検出部２３Ｌはロボットモータ２１Ｌの、ロボットモータ回転検出部２３Ｕはロボットモータ２１Ｕの、ロボットモータ回転検出部２３Ｒはロボットモータ２１Ｒの、ロボットモータ回転検出部２３Ｂはロボットモータ２１Ｂの、また、ロボットモータ回転検出部２３Ｔはロボットモータ２１Ｔの回転角度をそれぞれ検出する。
ロボットモータ２１Ｓ，２１Ｌ，２１Ｕ，２１Ｒ，２１Ｂ，２１Ｔやロボットモータ回転検出部２３Ｓ，２３Ｌ，２３Ｕ，２３Ｒ，２３Ｂ，２３Ｔは、ロボット制御盤２６に電気的に接続されている。ロボット制御盤２６は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ（いずれも図示省略）の他、モータ駆動回路２７を有する。
【００３０】
モータ駆動回路２７は、後述するティーチング用の制御装置４５からのティーチング作業アームの回転角度、及び、塗料・エア制御盤２９からのトリガの操作データに基づいてロボットモータ２１Ｓ，２１Ｌ，２１Ｕ，２１Ｒ，２１Ｂ，２１Ｔの駆動量をそれぞれ決定し、ロボットモータ２１Ｓ，２１Ｌ，２１Ｕ，２１Ｒ，２１Ｂ，２１Ｔに出力する。この結果、ロボットモータ２１Ｓ，２１Ｌ，２１Ｕ，２１Ｒ，２１Ｂ，２１Ｔは、各ロボット腕部の位置及びロボット用塗装ガンの位置を制御できる。
【００３１】
続いて、図４は、本発明によるティーチング装置の構造説明図である。ティーチング作業アーム３１は、上記ロボット作業アームと同じく６軸型で構成され、ベース３３、ティーチング腕部３４，３５，３６、及びティーチング関節軸３２Ｓ，３２Ｌ，３２Ｕ，３２Ｒ，３２Ｂ，３２Ｔを有する。
一方、ティーチング腕部３４，３５，３６は、例えば、円筒形状や材料の選択（例えば、カーボンファイバー、アルミニウム合金やチタン合金などの軽量材料の選択）などによって軽量化が図られるとともに、伸縮自在に構成されており、図２で説明したロボット腕部１４，１５，１６の長さに一致できるのみならず、今後ティーチングする他のロボット腕部の長さにも柔軟に対応可能に構成されている。なお、ティーチング関節軸３２Ｓ，３２Ｌ，３２Ｕ，３２Ｒ，３２Ｂ，３２Ｔの数も、今後ティーチングする他のロボット関節軸の数に合わせて変更可能である。このため、ティーチング作業アーム３１は、各種ロボットの軸数や各軸間の長さに合うように容易に調整できる。
【００３２】
台状のティーチング腕部３４がベース３３に対して旋回可能に、短尺のティーチング腕部３５がティーチング腕部３４に対して旋回可能に、長尺のティーチング腕部３６がティーチング腕部３５に対して旋回可能にそれぞれ構成され、また、ティーチング用塗装ガン３８がティーチング腕部３６の先端に旋回可能に設置されている。例えば、ティーチング腕部の端部分をティーチング関節軸の開口部分に差し込むことにより、ティーチング腕部とティーチング関節軸とを連結し、これらの係合領域を位置合わせして締結している。このように、ティーチング作業アーム３１は、ティーチング腕部３４，３５，３６の位置にて分解して塗装作業域の現場に容易に持ち込むことができる。
また、ティーチング作業アーム３１の作動方向についても、図４に併記したａ，ｂ，ｃ軸を用いて説明すると、図示の姿勢において、ティーチング関節軸３２Ｓは、水平回転用の軸であり、ティーチング腕部３４をａ軸回りで回転させる。
【００３３】
次に、ティーチング関節軸３２Ｌは、前後移動用の軸であって、ティーチング腕部３５をｂ軸回りで回転させる。また、ティーチング関節軸３２Ｕは、上下移動用の軸であり、ティーチング腕部３６をｂ軸回りで回転させる。
さらに、ティーチング関節軸３２Ｒは、垂直回転用の軸であり、ティーチング用塗装ガン３８をｃ軸回りで回転させる。ティーチング関節軸３２Ｂは、上下移動用の軸であって、塗装ガン３８をｂ軸回りで回転させる。そして、ティーチング関節軸３２Ｔは、垂直回転用の軸であり、塗装ガン３８をｃ軸回りで回転させる。
【００３４】
図５は、本発明によるティーチング装置のブロック図である。各ティーチング関節軸３２Ｓ，３２Ｌ，３２Ｕ，３２Ｒ，３２Ｂ，３２Ｔの回転角度は、対応の関節軸回転検出部４３Ｓ，４３Ｌ，４３Ｕ，４３Ｒ，４３Ｂ，４３Ｔで検出される。なお、ティーチング関節軸３２Ｓ，３２Ｌ，３２Ｕ，３２Ｒ，３２Ｂ，３２Ｔの内部に、サーボモータ或いは油圧機構を設け、上述したティーチング腕部やティーチング用塗装ガンの位置を保持可能に構成してもよい。
【００３５】
これら関節軸回転検出部４３Ｓ，４３Ｌ，４３Ｕ，４３Ｒ，４３Ｂ，４３Ｔは、例えば、光学式エンコーダであり、ティーチング関節軸３２Ｓ，３２Ｌ，３２Ｕ，３２Ｒ，３２Ｂ，３２Ｔと同軸上に設置され、例えば回転角度をそれぞれ検出している。なお、関節軸回転検出部４３Ｓ，４３Ｌ，４３Ｕ，４３Ｒ，４３Ｂ，４３Ｔが、絶対値式に比べて安価なインクリメンタル式であれば、正又は負の回転方向も検出してもよい。
【００３６】
関節軸回転検出部４３Ｓはティーチング関節軸３２Ｓの、関節軸回転検出部４３Ｌはティーチング関節軸３２Ｌの、関節軸回転検出部４３Ｕはティーチング関節軸３２Ｕの、関節軸回転検出部４３Ｒはティーチング関節軸３２Ｒの、関節軸回転検出部４３Ｂはティーチング関節軸３２Ｂの、そして、関節軸回転検出部４３Ｔはティーチング関節軸３２Ｔの回転角度をそれぞれ検出する。
関節軸回転検出部４３Ｓ，４３Ｌ，４３Ｕ，４３Ｒ，４３Ｂ，４３Ｔは、ティーチング用の制御装置４５に電気的に接続されている。ティーチング用の制御装置４５は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、タイマ（いずれも図示省略）に加え、記憶部４７を有する。この記憶部４７は、作業者によってティーチング作業アームが操作された際に、各ティーチング関節軸３２Ｓ，３２Ｌ，３２Ｕ，３２Ｒ，３２Ｂ，３２Ｔの回転角度を時系列で記憶している。
【００３７】
そして、ティーチング用の制御装置４５が、関節軸回転検出部４３Ｓ，４３Ｌ，４３Ｕ，４３Ｒ，４３Ｂ，４３Ｔで検出したティーチング関節軸３２Ｓ，３２Ｌ，３２Ｕ，３２Ｒ，３２Ｂ，３２Ｔの所定時間における回転角度を、上記ティーチング作業アームと同じ動作をするための目標値として各ロボット関節軸に与えている。これにより、ロボット用のコントローラ２５は、ロボット関節軸の現在の回転角度と目標値との差を求め、ロボット関節軸の回転角度が目標値になるように調整する。
【００３８】
ここで、関節軸回転検出部４３Ｓ，４３Ｌ，４３Ｕ，４３Ｒ，４３Ｂ，４３Ｔによる検出タイミングについて説明する。
作業者が図１で説明したティーチング用塗装ガン３８を手で持ち、ティーチング作業アーム３１を被塗物６１に向けて移動させた後、この被塗物６１に対する噴射口３９の原点位置を決める。当該原点位置の決定は、例えば、塗装ガン３８に設置された安全スイッチの解除によってティーチング用の制御装置４５に指示される。
【００３９】
ティーチング用の制御装置４５は、例えば、当該原点位置の決定に伴って上記タイマをリセットし、ティーチング用塗装ガン３８の位置データ及び操作データの検出を開始する。具体的には、上記タイマのリセット時点から一定時間の経過毎に、図５に示した関節軸回転検出部４３Ｓ，４３Ｌ，４３Ｕ，４３Ｒ，４３Ｂ，４３Ｔにて、ティーチング関節軸３２Ｓ，３２Ｌ，３２Ｕ，３２Ｒ，３２Ｂ，３２Ｔの回転角度を検出する。
【００４０】
同時に、ティーチング用の制御装置４５は、トリガの引き幅も上記タイマのリセット時点からの経過時間とともに検出し、例えば、関節軸回転検出部４３Ｓ，４３Ｌ，４３Ｕ，４３Ｒ，４３Ｂ，４３Ｔによる検出時期に同期させる。
記憶部４７は、ティーチング関節軸の所定時間における回転角度、及びトリガの所定時間における引き幅をそれぞれ記憶する。そして、ティーチング用の制御装置４５は、上記ティーチング関節軸の回転角度、及びティーチング用塗装ガンの操作データをロボット用のコントローラに出力する。
【００４１】
図１に示すロボット用のコントローラ２５は、これらロボット１０用の回転角度及びティーチング用塗装ガン３８の操作データを用いて塗装用のプログラムを作成する。そして、ロボット制御盤２６では、モータ駆動回路２７がロボット１０用の回転角度を用いて各ロボット腕部１４，１５，１６の位置及びロボット用塗装ガン１８の位置を制御する。また、塗料・エア制御盤２９はティーチング用塗装ガン３８の操作データを用いてロボット用塗装ガン１８の噴射を制御する。
【００４２】
当該プログラムは、作業者による塗装が数回実施され、塗装品質を確保できたロボット１０用の回転角度及びティーチング用塗装ガン３８の操作データを用いて作成される。よって、塗装用のプログラムの完成後に塗装品質を確認するのではなく、塗装品質を既に確認した塗装用のプログラムであり、塗装作業の現場における修正は極めて少なくて済む。なお、実際の塗装作業域において被塗物がコンベアで搬送される場合には、プログラムはコンベアの搬送速度も加味して作成される。
【００４３】
以上のように、本発明によれば、関節軸回転検出部の回転角度だけを時系列でそれぞれ記憶し、対応したロボット関節軸の回転角度としてそのままティーチングに利用している。このため、ティーチング用の塗装ガンの噴射口の位置データから複数個のロボット関節軸の回転データを作成するような、ロボット用のデータに一旦変換し、その後、各回転データをロボットモータにそれぞれティーチングする必要がない。
【００４４】
したがって、ロボット用のコントローラでは演算に関する負荷が減り、また、ロボット用塗装ガンの姿勢はティーチング用塗装ガンの姿勢に常に一致する。さらに、加速度を積分して噴射口の位置データを得る場合に比して、ロボット用塗装ガンの位置精度を高めることができる。これらの結果、塗装を専業する業者が塗装用のロボットを導入し易くなる。
また、ティーチング用塗装ガンによる塗料及び気体に関する操作データについても時系列で記憶してロボット用のコントローラに出力しており、熟練した技能者の塗装技術を塗装用のロボットに容易に移植できる。
【００４５】
なお、本発明の被塗物には、自動車ボディ、自動車のバンパーや自動車用の各種部品、車両の他、重機や建機などの大型であって角の多い製品も対象となり、さらに、建築物の内外装パネル、大型の家電製品や、小型の事務機器等のような狭間を有する製品も対象になる。
また、上記実施例では塗装用のロボットを例示して説明しているが、本発明は、ティーチングされる限り、エアで塵埃を吹き飛ばすエアブロー用のロボットや、拭き取り動作する等の洗浄用のロボットなど、あらゆる多関節型のロボットに適用可能である。そして、これらいずれの場合にも上記と同様に、ロボット用のコントローラにて複雑な演算を不要にし、さらに、ロボットの位置精度を高めたティーチング装置及びティーチング方法を提供できる。
【符号の説明】
【００４６】
２…塗料供給装置、３…流路切り替えバルブ、４，５…塗料供給路、１０…ロボット、１１…ロボット作業アーム、１２Ｓ，１２Ｌ，１２Ｕ，１２Ｒ，１２Ｂ，１２Ｔ…ロボット関節軸、１３…ベース、１４，１５，１６…ロボット腕部、１７…供給ホース、１８…ロボット用塗装ガン、１９…噴射口、２１Ｓ，２１Ｌ，２１Ｕ，２１Ｒ，２１Ｂ，２１Ｔ…ロボットモータ、２３Ｓ，２３Ｌ，２３Ｕ，２３Ｒ，２３Ｂ，２３Ｔ…ロボットモータ回転検出部、２５…ロボット用のコントローラ、２６…ロボット制御盤、２７…モータ駆動回路、２９…塗料・エア制御盤、３０…ティーチング装置、３１…ティーチング作業アーム、３２Ｓ，３２Ｌ，３２Ｕ，３２Ｒ，３２Ｂ，３２Ｔ…ティーチング関節軸、３３…ベース、３４，３５，３６…ティーチング腕部、３８…ティーチング用塗装ガン、３９…噴射口、４０…トリガ、４３Ｓ，４３Ｌ，４３Ｕ，４３Ｒ，４３Ｂ，４３Ｔ…関節軸回転検出部、４５…ティーチング用の制御装置、４７…記憶部、６０，６１…被塗物。
【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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