(57)【要約】      （修正有）【課題】効率的に短時間で教示を行い、教示作業の負担を軽減することが可能となるロボットの教示装置を提供する。【解決手段】ツール姿勢をツール姿勢入力手段１０２５で入力し、ジョグ移動させる際にロボット先端の位置または基本軸のみの軸操作で、姿勢を同時に変更させるツール姿勢自動変更手段１０２６を設け、冗長自由度がある場合は障害物位置入力手段１０２７から入力された位置情報を基に、ジョグ移動させる際にロボットが障害物に干渉しないように冗長自由度の姿勢をも変更させる冗長姿勢自動変更手段１０２８を設ける。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
教示作業者がロボットを手動操作するための手動操作手段と、前記ロボットの各関節角度を記憶する教示データ記憶手段を備えたロボットの教示装置において、
前記ロボット先端のツール姿勢を入力するツール姿勢入力手段と、
前記手動操作手段の直交位置操作キーまたは基本軸操作キーによって前記ロボットのツール先端位置を所望の位置へ移動させる際に同時に前記ロボットのツール姿勢を前記姿勢入力手段で入力された姿勢に自動的に変更するツール姿勢自動変更手段とを備えたことを特徴とするロボットの教示装置。
【請求項２】
教示作業者がロボットを手動操作するための手動操作手段と、前記ロボットの各関節角度を記憶する教示データ記憶手段を備えたロボットの教示装置において、
障害物の位置姿勢を入力する障害物位置入力手段と、
前記ロボット先端のツール姿勢を入力するツール姿勢入力手段と、
前記手動操作手段の直交位置操作キーまたは基本軸操作キーによって前記ロボットのツール先端位置を所望の位置へ移動させる際に同時に前記ロボットのツール姿勢を前記姿勢入力手段で入力された姿勢に自動的に変更するツール姿勢自動変更手段と、
前記手動操作手段の直交位置操作キーまたは基本軸操作キーによって前記ロボットの先端位置を所望の位置へ移動させる際に同時に前記障害物に前記ロボットが干渉しないように前記ロボットの冗長自由度の姿勢を変更する冗長姿勢自動変更手段とを備えたことを特徴とするロボットの教示装置。
【請求項３】
前記ツール姿勢自動変更手段によるツール姿勢変更を有効か無効かを切り替えることを特徴とする請求項１または２記載のロボットの教示装置。
【請求項４】
前記冗長姿勢自動変更手段による冗長姿勢変更を有効か無効かを切り替えることを特徴とする請求項２記載のロボットの教示装置。
【請求項５】
前記ツール姿勢入力手段は、前記手動操作手段の操作画面上に提示された複数のツール姿勢候補の中から選択し、その姿勢がどの座標系での姿勢かを選択することによって所望のツール姿勢を入力することを特徴とする請求項１または２記載のロボットの教示装置。
【請求項６】
前記ツール姿勢自動変更手段は、前記ロボットの現在のツール姿勢を姿勢候補として登録することを特徴とする請求項５記載のロボットの教示装置。
【請求項７】
前記ツール姿勢入力手段は、前記ロボットの作業対象に設けられたＩＤタグ情報またはバーコード情報を読みとって該情報に応じたツール姿勢を入力することを特徴とする請求項１または２記載のロボットの教示装置。
【請求項８】
前記ツール姿勢自動変更手段は、前記ロボットのツール先端位置を保持しながらツール姿勢を変更するように演算を行うとともに、予め定められた各関節可動リミットに近づいた場合は、姿勢の変更動作を一旦停止することを特徴とする請求項１または２記載のロボットの教示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロボットの教示装置に関し，特に姿勢を簡単に教示するための教示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
通常、ロボットの教示は、プログラミングペンダントと呼ばれる手動操作手段を用いて行う。プログラミングペンダント上の軸操作キーを押すことでロボットの手先を対象ワーク付近の作業位置へジョグ移動させ、その後記憶キーを押すことで移動命令とともにその時のロボットの各軸の角度データを記憶する。実際にロボットが作業を行う再生運転では、教示した角度データを順に読み出して、ロボットの各軸モータへの補間指令を生成し、位置速度制御によってロボットの先端を移動させる。
ロボットの手先には作業内容によって各種のツールが取付けられるが、ツールを用いた作業を教示する時、上記のように軸操作キーでロボットをジョグ移動させてツール先端の位置を変更する他にツール姿勢も変更させる必要があるため、教示作業者は位置を変化させるための軸操作キーの操作と、姿勢を変化させるための軸操作キーの操作を繰り返し行わねばならず作業が煩雑である。このような姿勢の変更操作をできるだけ省略し、効率的に教示作業を実施する方法として、ツール姿勢を自動計算で求める方法がある。
この具体的な方法としては、例えばアーク溶接のトーチ姿勢に関して基準面やねらい角等の情報を入力して姿勢を生成し、途中経路の姿勢は前後の教示点からなめらかに姿勢変化するように計算する方法（特許文献１）がある。また、教示位置と同一の位置を実現するロボットの姿勢候補をある条件の下で演算して提示し、その中から選択するといった方法（特許文献２、３）がある。
【特許文献１】特開平８−１２３５３６号公報（図２）
【特許文献２】特開平８−１８５２０９号公報（図５）
【特許文献３】特開平６−１６１５３７号公報（第２頁）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１に開示された従来の姿勢教示方法は、アーク溶接作業特有の情報を入力して姿勢を自動生成するものであり、一般的に利用できる方法ではない。また、特許文献２および３に開示された従来の姿勢教示方法は、教示点毎に実現しうる姿勢を演算する必要があるので演算負荷が大きい。さらに、通常の教示作業では、実現しうる姿勢から選択するというよりも、所望の姿勢というものが予め教示作業者によって想定されているものであり、教示点毎に数多くの姿勢を演算し、教示作業者に提示することは無駄が多いといった問題があった。
またこれらの従来の姿勢教示方法に共通した問題として、まず位置をすべて教示した後に姿勢を自動計算する必要があり、位置の確認と姿勢の確認を別々に行っているため、確認作業が２度手間であり、その分教示工数が増えてしまう。また、姿勢確認時に、対象物や周辺機器にロボットが干渉してしまい、もう一度姿勢演算をやり直すといったこともあるため、このような時にさらに教示工数が増えてしまうという問題があった。
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、ツール姿勢を入力し、ジョグ移動させる際に直交位置または基本軸のみの軸操作で、姿勢を同時に変更させ、冗長自由度がある場合は障害物の位置情報からジョグ移動させる際にロボットがそれらに干渉しないように冗長自由度の姿勢をも変更させるものである。このようにすることで姿勢のジョグ移動操作を無くし、さらに位置の確認と姿勢の確認、障害物との干渉の確認を同時に行って、効率的に短時間で教示を行い、教示作業の負担を軽減することが可能となるロボットの教示装置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】
【０００４】
上記問題を解決するため、本発明は、次のように構成したのである。
請求項１に記載の発明は、教示作業者がロボットを手動操作するための手動操作手段と、前記ロボットの各関節角度を記憶する教示データ記憶手段を備えたロボットの教示装置において、前記ロボット先端のツール姿勢を入力するツール姿勢入力手段と、前記手動操作手段の直交位置操作キーまたは基本軸操作キーによって前記ロボットのツール先端位置を所望の位置へ移動させる際に同時に前記ロボットのツール姿勢を前記姿勢入力手段で入力された姿勢に自動的に変更するツール姿勢自動変更手段とを備えたことを特徴とするものである。
請求項２に記載の発明は、教示作業者がロボットを手動操作するための手動操作手段と、前記ロボットの各関節角度を記憶する教示データ記憶手段を備えたロボットの教示装置において、障害物の位置姿勢を入力する障害物位置入力手段と、前記ロボット先端のツール姿勢を入力するツール姿勢入力手段と、前記手動操作手段の直交位置操作キーまたは基本軸操作キーによって前記ロボットのツール先端位置を所望の位置へ移動させる際に同時に前記ロボットのツール姿勢を前記姿勢入力手段で入力された姿勢に自動的に変更するツール姿勢自動変更手段と、前記手動操作手段の直交位置操作キーまたは基本軸操作キーによって前記ロボットの先端位置を所望の位置へ移動させる際に同時に前記障害物に前記ロボットが干渉しないように前記ロボットの冗長自由度の姿勢を変更する冗長姿勢自動変更手段とを備えたことを特徴とするものである。
請求項３に記載の発明は、前記ツール姿勢自動変更手段によるツール姿勢変更を有効か無効かを切り替えることを特徴とするものである。
請求項４に記載の発明は、前記冗長姿勢自動変更手段による冗長姿勢変更を有効か無効かを切り替えることを特徴とするものである。
請求項５に記載の発明は、前記ツール姿勢入力手段は、前記手動操作手段の操作画面上に提示された複数のツール姿勢候補の中から選択し、その姿勢がどの座標系での姿勢かを選択することによって所望のツール姿勢を入力するものである。
請求項６に記載の発明は、前記ツール姿勢自動変更手段は、前記ロボットの現在のツール姿勢を姿勢候補として登録することを特徴とするものである。
請求項７に記載の発明は、前記ツール姿勢入力手段は、前記ロボットの作業対象に設けられたＩＤタグ情報またはバーコード情報を読みとって該情報に応じたツール姿勢を入力することを特徴とするものである。
請求項８に記載の発明は、前記ツール姿勢自動変更手段は、前記ロボットのツール先端位置を保持しながらツール姿勢を変更するように演算を行うとともに、予め定められた各関節可動リミットに近づいた場合は、姿勢の変更動作を一旦停止することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００５】
請求項１に記載の発明によると、ツール姿勢入力手段と直交位置操作キーまたは基本軸操作キーのみのジョグ操作で姿勢変更を可能とするツール姿勢自動変更手段を備えたので、姿勢のジョグ移動操作をせずに位置のジョグ移動操作のみで、位置のジョグ移動と同時に姿勢も所望のツール姿勢へ変更させることができるといった効果がある。また、ツール姿勢を後から自動計算して求める方法では、その自動計算したツール姿勢を後から確認する必要があり、手間がかかっていたが、位置の確認と姿勢の確認を同時に行えるため、効率的に短時間で教示することができるといった効果がある。
請求項２に記載の発明によると、請求項１の効果に加えて、冗長姿勢自動変更手段を備えているので、対象物や周辺機器などの障害物とロボットが干渉しない冗長自由度姿勢が位置のジョグ移動と同時に自動生成できるといった効果がある。また、ツール姿勢や冗長自由度姿勢を後から自動計算して求める方法では、その自動計算した姿勢を後から確認する必要があり、手間がかかっていたが、位置の確認と姿勢の確認、対象物や障害物との干渉の確認が同時に行えるため、効率的に短時間で教示することができるといった効果がある。
請求項３に記載の発明によると、ツール姿勢自動変更を有効か無効かを切り替えられるため、ツール姿勢を手動で調整することも可能となる。
請求項４に記載の発明によると、冗長姿勢自動変更を有効か無効かを切り替えられるため、冗長自由度の姿勢を手動で調整することも可能となる。
請求項５に記載の発明によると、手動操作手段の操作画面上に表示されたツール姿勢候補から所望のツール姿勢を選択することで教示作業者が簡単にツール姿勢を入力できるので，ツール姿勢の変更が簡単になる。
請求項６に記載の発明によると、手動操作手段の操作画面上に表示されたツール姿勢候補の中に、所望のツール姿勢がなかった場合、新たに所望のツール姿勢候補を作成できるので、次回からそれを選択するだけで同じツール姿勢への変更が簡単になる。
請求項７に記載の発明によると、ＩＤタグやバーコードの情報を読みとり、その情報をもとに姿勢を入力し姿勢を自動変更させるので、ツール姿勢の入力も自動化され、教示効率がさらに向上する。
請求項８に記載の発明によると、位置のジョグ移動操作で、位置と姿勢を同時に変更させる際に、各関節の可動リミットを超えて指令を生成してしまうおそれがある。このような時でも、各関節可動リミットに近づいた場合は姿勢の変更動作を一旦停止させるので、各関節可動リミットを気にすることなく、教示作業ができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。
【実施例１】
【０００７】
図１は、本発明のロボットの教示装置の構成を示している。図において、１０１はＪ１からＪ６の関節を有するロボット、１０１１はロボット１０１の先端に装着されたツール、１０２はロボット１０１の動作を教示する教示装置であり、教示作業者がロボットを操作する際の操作盤を含む。ここで通常、ロボット１０１のＪ１軸からＪ３軸を基本軸と呼び、Ｊ４軸からＪ６軸を手首軸と呼ぶ。
教示装置１０２は操作盤を含み、教示作業者による操作盤のキー操作に応じて指令生成コマンドや教示データの記憶コマンドを発行する手動操作手段１０２１、ロボット１０１の動作指令を生成する指令生成部１０２２、動作指令を基にロボットに搭載したモータを駆動するサーボ制御部１０２３、教示作業時に教示データ等を保存する教示データ記憶部１０２４が設けられている。
手動操作手段１０２１は、ロボット１０１の先端を直交座標の各軸方向（Ｘ、Ｙ、Ｚ方向へ移動させる直交位置操作キーの他、ロボット１０１のＪ１軸からＪ６軸までの各軸を個別に動作させる軸操作キーを備えている。
さらに、本発明では、ロボット先端のツール姿勢を入力するツール姿勢入力手段１０２５、直交位置操作キーまたは基本軸操作キーによってロボットのツール位置を移動させる際に、同時にロボットのツール姿勢をツール姿勢入力手段１０２５で入力された姿勢に自動的に変更するツール姿勢自動変更手段１０２６が設けられている。
【０００８】
上記システムを用いた教示作業の過程を図２のフローで説明する。
教示作業者は，教示装置１０２の操作盤上に配置されたロボットの軸に対応した軸操作キーを押すことでロボットのツール先端を誘導して教示する。本発明では、教示作業者が教示する際に、ツール姿勢を指定せずに位置のみをジョグ移動操作で誘導し、姿勢に関しては後述するツール姿勢入力手段１０２５とツール姿勢自動変更手段１０２６により位置のジョグ移動操作と同時に自動的に姿勢変更させる方法を取る。
まず、これから移動する教示位置でのツール姿勢をツール姿勢入力手段１０２５で入力する（Ｓ１）。次に操作盤上の操作キーにてロボットのジョグ移動操作をする。このとき、直交位置（Ｘ、Ｙ、Ｚ方向のいずれか）の操作キー、または基本軸（Ｊ１、Ｊ２、Ｊ３軸のいずれか）の操作キーを操作する（Ｓ２）。
このような位置または基本軸のみのジョグ移動操作で、ツール姿勢自動変更手段１０２６によって同時にＳ１で入力した姿勢に移動する（Ｓ４）。姿勢の変更速度は直交位置または基本軸のジョグ移動速度に応じて決定される。
ジョグ移動速度が大きければ姿勢の変更速度も大きくなり、逆にジョグ移動速度が小さければ姿勢の変更速度も小さくなる。
ただし、このジョグ移動操作中に、関節角度の可動リミットに近づいた場合は、ツール姿勢自動変更手段１０２６は姿勢の変更動作を停止させる（Ｓ３）。そして直交位置または基本軸のジョグ移動操作中に可動リミットから離れる方向に動作した場合は姿勢の変更動作を再開させる。Ｓ２の直交位置のジョグ移動操作が完了した時（Ｓ５）、姿勢の変更が完了していない場合（Ｓ６）は操作盤上の姿勢変更キーを押すことで、Ｓ１で入力された姿勢への変更動作を完了させる（Ｓ７）。
【０００９】
このようにすることで、位置のジョグ移動操作のみで、位置のジョグ移動と同時に姿勢も所望のツール姿勢へ変更させることができるので、面倒な姿勢変更のジョグ移動操作（直交軸周りの回転移動操作または手首軸移動操作）をしなくて済み、短時間で位置と姿勢の移動が可能となる。さらに、姿勢を後から自動計算して求める方法では、その自動計算した姿勢を後から確認する必要があり、手間がかかっていたが、本発明では、位置の教示と同時に姿勢も同時に確認することができるので、姿勢の再調整など教示工数が増えることはない。
【００１０】
図３にツール姿勢入力手段１０２５の一例として操作盤上の操作画面に表示される姿勢選択画面の例を示す。Ａはツール姿勢候補であり、この中から所望の姿勢を選択する。ＢはＡのツール姿勢をどの方向から見たものかを選択するものである。またＣはＡのツール姿勢がどの座標系で実現するものかを選択するものである。ロボット座標系は例えばロボット１０１のＪ１軸とＪ２軸の回転軸交点位置を原点とする座標系であり、ユーザ座標系は教示作業者が３点を指定することで任意に設定可能な座標系である。またベース座標系はロボット１０１自体が移動・回転するような時に接地面に設定される座標系である。このようにＡとＢで姿勢を選択し、Ｃでその座標系を選択することで、座標系に応じたツール姿勢を決定することが可能となるので、教示作業者が簡単にツール姿勢を入力できるようになりツール姿勢の変更が簡単になる。
また、ツール姿勢自動変更手段１０２６での姿勢変更の有効／無効を切り替えるスイッチを操作盤上に備えることによって、位置のみ、または姿勢（Ｘ軸周り、Ｙ軸周り、Ｚ軸周りのいずれか）をジョグ移動操作で変更することもできるので、教示作業者が手動で微調整することも可能となる。
また、図３のＡのツール姿勢候補の中に所望の姿勢がなかった場合は、近い姿勢を選択してロボットを動作させる。その後、ツール姿勢自動変更手段のツール姿勢変更を無効に切り替えて、通常のツール姿勢のジョグ移動操作で目的の姿勢に手動で調整するが、ここで手動で調整して作った姿勢を新たな姿勢候補としてツール姿勢自動変更手段１０２６内に登録する。
このようにすることで、次回からツール姿勢自動変更手段１０２６で同様に姿勢の自動変更が可能となる。
【００１１】
ツール姿勢自動変更手段１０２６についてさらに詳しく説明する。直交位置については、通常のジョグ移動操作で現在のジョグ移動速度に応じて演算周期毎にΔＸ（Δx,Δy,Δz）移動させる。姿勢については、２軸回転法（「R.P.Paul著「ロボットマニピュレータ」参照」）を利用した例で説明する。ツール姿勢選択手段で選択した姿勢を表す姿勢行列をR2、現在の姿勢を表す姿勢行列をR1とする。この時、ジョグ移動中のロボット１０１の姿勢R(r)は、
【００１２】
R(r)  ＝  R1・D(r)          ・・・式（１）
【００１３】
で表される。ここでrは、初期姿勢R1から目標姿勢R2へ現在のジョグ移動速度で移動完了させるための指令データ払い出し回数をN（N：自然数）とし、移動開始時からの演算周期毎のカウンタをn（n：自然数）とした時にｒ＝n/Nで計算される値である。ｒは自然数で、n/Nの小数点以下の端数を切り捨てたものとする。
D(r)は駆動変換行列と呼ばれるものである。駆動変換行列D(r)を接近ベクトルの回転運動Ra(r)、姿勢ベクトルの回転運動Ro(r)で表すと、
【００１４】
D(r)  ＝  Ra(r)Ro(r)       ・・・式（２）
【００１５】
となる。Ra(r)は現在姿勢のｙ軸をｚ軸周りにψだけ回転させることによって得られるベクトル周りの回転姿勢であり、Ro(r)は接近ベクトル周りの回転姿勢である。両者とも現在姿勢R1と目標姿勢R2から計算される。
【００１６】
このようにすることで、直交位置のジョグ移動操作キーを押してロボットのツール先端位置を移動させた時に、同時に選択した姿勢への移動が可能となる。また、位置の軌跡を保持したまま姿勢を変更させるので、教示作業者が直交位置の調整に戸惑うことはない。
ただし、位置のジョグ移動操作で所望の教示位置に到達した時に、姿勢が所望の姿勢に行き着いていない場合もある。その際は、上述したように専用の姿勢変更キーを押した時に、ΔＸ=0として同様の計算をすることで位置を変更せずに、所望の姿勢を実現できる。逆に、教示位置に到達する前に姿勢がツール姿勢入力手段１０２５で選択した姿勢に到達する場合がある。つまり上記n=N(r=1)となった場合であり、その際は、上記姿勢の演算更新は終了し、直交位置の移動量ΔＸ（Δx,Δy,Δz）のみを指令に加えるようにする。
また、上述のように位置と姿勢を同時に変更させている途中で、ロボット１０１の各関節の可動リミットを超えようとする場合がある。その際は、一旦上記姿勢の演算更新を停止し、直交位置の移動量ΔＸ（Δx,Δy,Δz）のみを指令に加えるようにする。
上記の計算例では直交位置のジョグ移動操作時で説明したが，基本軸のジョグ移動操作時でも姿勢の計算に関しては同様の計算を行うことで，ツール姿勢の自動変更が可能となる。
【実施例２】
【００１７】
本発明の第２の実施例を図４で説明する。図において、２０１はＪ１からＪ７の関節を有するロボットで、冗長自由度を有する。２０１１はロボット２０１に装着されたツール、１０２はロボット２０１の動作を教示する教示装置であり、教示作業者がロボットを教示する際の操作盤を含む。ここで通常、ロボット２０１のＪ１軸からＪ４軸を基本軸と呼び、Ｊ５軸からＪ７軸を手首軸と呼ぶ。
教示装置１０２は操作盤を含み、操作盤のキー操作に応じて指令生成コマンドや教示データの記憶コマンドを発行する手動操作手段１０２１、ロボット２０１の動作指令を生成する指令生成部１０２２、動作指令を基にロボットに搭載したモータを駆動するサーボ制御部１０２３、教示作業時に教示データ等を保存する教示データ記憶部１０２４が設けられていることは実施例１と同様である。
さらに、本発明では、ロボット先端のツール姿勢を入力するツール姿勢入力手段１０２５、手動操作手段１０２１の操作盤の直交位置操作キーまたは基本軸操作キーによってロボットのツール位置を移動させる際に、同時にロボットのツール姿勢をツール姿勢入力手段１０２５で入力された姿勢に自動的に変更するツール姿勢自動変更手段１０２６が設けられていることも実施例１と同様であり、図２のフローで教示作業を実施する。
【００１８】
ここでは、冗長自由度を有するロボットに障害物を回避するように教示する際の実施例を示す。図４に示しているように本実施例では、作業対象物または障害物の位置姿勢を入力する障害物位置入力手段１０２７と、手動操作手段１０２１の直交位置操作キーまたは基本軸操作キーによってロボット２０１のツール先端位置を所望の位置に移動させる際に、同時に、作業対象物や障害物にロボット２０１が干渉しないようにロボット２０１の冗長自由度の姿勢を変更する冗長姿勢自動変更手段１０２８を加えたものである。
障害物位置入力手段１０２７への入力方法としては、例えば障害物となる作業対象物や周辺機器の四隅などの代表点をロボットのツール先端で接触（タッチアップ）動作し、その時の位置から障害物全体の位置姿勢を計算する方法や、センサによって障害物位置を計測する方法、ＣＡＤデータから障害物位置姿勢データを入力する方法など既知の様々な方法が利用できる。
冗長姿勢自動変更手段１０２８は、この障害物位置入力手段１０２７で入力された障害物の位置姿勢情報から、手動操作手段１０２１で位置または基本軸のジョグ移動操作中に、ロボット２０１が障害物に干渉しないように自動的に冗長自由度姿勢を変更するものである。
ここでは冗長自由度姿勢としてロボット２０１の肘角度を考える。肘角度とは、ロボット先端の位置および姿勢を保ったまま肘の位置（Ｊ４関節位置）を変更できるという構造のために生じる変数であり、追加した軸（Ｊ３軸）が０度の時の肘位置を基準として、ロボット根元（Ｊ１軸とＪ２軸回転軸交点位置）から手首（Ｊ５〜Ｊ７軸回転軸交点位置）へ向かうベクトル周りに肘位置が回転した角度である。このように冗長自由度姿勢として肘角度を考えると、肘位置がどのように変化するかが明確になるため、教示しやすいというメリットがある。（J.M.Hollerback著、「OPTIMUM KINEMATICS DESIGN FOR SEVEN DEGREE OF FREEDOM MANIPULATOR, Robotics Research International Symposium 2nd(1985)」参照）。
【００１９】
ロボット２０１のツール先端位置と姿勢は実施例１と同様に移動させるが、この時、上記肘角度を次のように変更する。図２のＳ２からＳ６のように位置姿勢変更中に、ロボットと障害物との干渉を常に監視する。例えばロボットのアームと障害物が最も小さい距離を計算する。この時、そのロボットと障害物との距離にゲインをかけて斥力とし、その斥力に応じた肘角度の修正量を計算する。このような計算をジョグ移動操作で位置姿勢変更中に常時行うことにより、ロボットが障害物から離れるように動作させることが可能となり、障害物の干渉を気にせずに狭い空間でも教示作業が簡単にできる。さらに、直交位置または基本軸のジョグ移動操作のみで、位置の移動と同時にツール姿勢と冗長自由度姿勢が自動変更されるので、教示作業者の操作負担が軽減され、教示時間も短縮される。さらに、姿勢を後から自動計算して求める方法では、その自動計算した姿勢を後に確認する必要があり、教示に手間がかかっていたが、本発明では、位置の教示と同時にツール姿勢と障害物との干渉の有無も同時に確認することができるので、姿勢の再調整など教示工数が増えることはない。
また、冗長姿勢自動変更手段１０２８での冗長姿勢移動を有効にするか無効にするかを切り替えるスイッチを設けることによって、従来通り冗長姿勢をジョグ移動操作で変更することもできるので、教示作業者による手動の微調整も可能となる。
【実施例３】
【００２０】
本発明の第３の実施例を図５で説明する。実施例１ではツール姿勢入力手段１０２５として図３のような操作盤上の姿勢候補表示の例を示したが、ここではその代わりにＩＤタグを用いる。図５で１０３はテーブル、１０４はロボット１０１のツール１０１１で把持する部品である。この部品１０４の１つ１つに予めＩＤタグを取り付けておく。
このＩＤタグには部品１０４をロボット１０１で組み付ける際の姿勢情報が含まれており、ロボットに取り付けられたＩＤタグリーダ１０５によってその情報が教示装置１０２に読み込まれる。この姿勢情報には例えばロボット座標系での姿勢（オイラー角やクォータニオンなど）のデータが入っている。この姿勢データを実際の作業対象物の位置姿勢に合わせてユーザ座標系に変換する。具体的には実施例２の障害物位置入力手段１０２７の例で示したように、実際の作業対象物の代表点３点をタッチアップすることでユーザ座標系が求める。このユーザ座標系の同時変換行列を上記ＩＤタグの姿勢情報から求めた同時変換行列と掛け合わせることにより、教示する際のツール姿勢データが作られる。このツール姿勢入力終了後の教示過程は実施例１または実施例２と同様である。
ここではＩＤタグの例で示したが、バーコードでも同様にできる。このようにＩＤタグやバーコードからツール姿勢データを入力することで、実際にロボットに部品をつかませて教示することで、自動的に目標姿勢が定まり、より教示が簡単になる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明のロボットの教示装置の第１の実施例の構成図
【図２】本発明のロボットの教示装置での教示フロー
【図３】本発明のロボットの教示装置でのツール姿勢入力手段の操作画面例
【図４】本発明のロボットの教示装置の第２の実施例の構成図
【図５】本発明のロボットの教示装置の第３の実施例の構成図
【符号の説明】
【００２２】
１０１  ロボット（６自由度）
１０１１  ツール
１０２  教示装置
１０２１  手動操作手段
１０２２  指令生成部
１０２３  サーボ制御部
１０２４  教示データ記憶部
１０２５  ツール姿勢入力手段
１０２６  ツール姿勢自動変更手段
１０２７  障害物位置入力手段
１０２８  冗長姿勢自動変更手段
１０３    テーブル
１０４    部品
１０５    ＩＤタグリーダ
２０１    ロボット（７自由度）
２０１１  ツール
【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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