[go: up one dir, main page]

JP3373567B2 - 位置学習装置 - Google Patents

位置学習装置

Info

Publication number
JP3373567B2
JP3373567B2 JP34490392A JP34490392A JP3373567B2 JP 3373567 B2 JP3373567 B2 JP 3373567B2 JP 34490392 A JP34490392 A JP 34490392A JP 34490392 A JP34490392 A JP 34490392A JP 3373567 B2 JP3373567 B2 JP 3373567B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
robot
reference point
work
aiming
distance
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP34490392A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH0895630A (ja
Inventor
レール・フレネット
リチャード・カービィ
真樹 岩野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
KYB Corp
Original Assignee
KYB Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by KYB Corp filed Critical KYB Corp
Priority to JP34490392A priority Critical patent/JP3373567B2/ja
Publication of JPH0895630A publication Critical patent/JPH0895630A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3373567B2 publication Critical patent/JP3373567B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Numerical Control (AREA)
  • Manipulator (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ロボットに作業対象と
なるワークの位置を学習させる手段に関する。
【0002】
【従来の技術】ロボットを用いた作業においては、作業
対象となるワーク上に基準点を設定し、この基準点の位
置をロボットに学習させる必要がしばしば生じる。
【0003】このための方法として、例えば基準点位置
を数学的に算出し、座標値としてロボットのコントロー
ラに設定することが考えられる。
【0004】あるいは、オペレータがジョイスティック
などを用いてロボットを実際に基準点位置に誘導し、基
準点到達時のロボットの位置を基準点位置として学習さ
せることが考えられる。
【0005】
【発明の課題】しかしながら、前者の方法においてはあ
らかじめ座標計算を行う必要があるために、基準点が変
わると、そのたびに複雑な計算をやり直さなければなら
ず、基準点が移動する可能性のある作業においては実用
的でなかった。
【0006】後者の方法によればこのような問題は生じ
ないが、基準点に正確にロボットを誘導する操作は熟練
を要し、また操作に時間がかかるという問題があった。
さらに、この方法では基準点の位置は学習できるが、基
準点周囲のワークの傾斜方向や傾斜角度を学習すること
はできなかった。
【0007】本発明は、上記問題点を解決すべくなされ
たもので、ワーク上の基準点の位置学習を容易にすると
ともに、基準点周囲のワークの傾斜角度を検出すること
を目的とする。
【0008】
【課題を達成するための手段】第1の発明においては、
現在位置を検出する機能を備えたロボットに、ワーク上
に設定された任意の基準点位置を学習させる位置学習装
置において、基準点を照準すべく水平軸及び垂直軸まわ
りに回転可能に支持された照準手段と、基準点を照準し
た照準手段の照準軸の角度を検出する手段と、検出した
角度に基づきロボットを照準軸に沿ってワークに接近さ
せる手段と、ワークへ接近したロボットとワークとの照
準軸上の距離を検出する近接センサと、近接センサの検
出した距離とその時に検出されるロボットの位置とから
基準点の位置を演算する手段とを備えている。
【0009】第2の発明においては、照準手段を可視レ
ーザ光線を照射するレーザ発光器で構成している。
【0010】第3の発明においては、基準点位置からア
ームを回転させることにより、基準点とは異なる少なく
とも2つのワーク別地点までの距離を近接センサにより
検出する手段と、前記ワーク別地点までの距離に基づ
き、ワーク別地点の座標を演算する手段と、基準点を含
み、測定された3つの座標値から、これら3点が形成す
るワーク平面の傾斜を演算する手段とからなる傾斜学習
機能を備えている。
【0011】
【作用】第1の発明においては、照準手段により基準点
を照準した後、接近手段が照準軸に沿ってロボットをワ
ークに接近させることで、ロボットのワークへの接近動
作をマニュアル操作によらずに自動的に行える。ロボッ
トがワークに接近し、近接センサがワークの基準点との
距離を検出することにより、ロボットは停止し、停止位
置で検出されるロボットの現在位置と近接センサの検出
距離とから基準点の位置が算出される。
【0012】第2の発明においては、照準手段を可視レ
ーザ発光で構成したので、ワーク上にレーザ光線が照射
するマークと基準点を一致させるように可視レーザ光線
の角度を調整することで基準点の照準が行なえる。した
がって、照準手段の遠隔操作が可能となる。
【0013】第3の発明においては、基準点とは異なる
少なくとも2つのワーク別地点までの距離を検出してワ
ーク別地点の座標を演算することで、これら3点が形成
する平面の傾斜角度が演算され、基準点周囲のワークの
傾斜角度が検出される。
【0014】
【実施例】図1〜図3に本発明の実施例を示す。
【0015】図1において、1は作業対象となるワーク
であり、このワーク1に対してロボット2が作業を行
う。なお、この実施例ではワーク1として航空機の機体
を、ロボット2の行なう作業内容として機体表面の塗装
はがし作業を想定している。
【0016】ワーク1に面してある程度離れた位置に照
準手段としてレーザ発光器3が据え付けられる。レーザ
発光器3は地上に立設されたスタンド4にホルダ5を介
して支持される。このホルダ5は鉛直軸及び水平軸回り
に回転可能にレーザ発光器3を支持し、レーザ発光器3
はこれらの回転角度に対応した方向に可視レーザ光線を
発射する。ホルダ5には図示されない角度センサが内蔵
される。この角度センサはレーザ光軸の各軸回りの回転
角度を検出し、角度信号をマイクロコンピュータで構成
されたコントローラ6に入力する。
【0017】ロボット2は複数の関節を介してアーム7
を3次元方向に移動可能に支持したものであり、コント
ローラ6から入力される信号により移動の方向や速度の
制御が行われる。アーム7の先端には近接センサ8が取
付られる。この近接センサ8はワーク1へ一定以上に接
近すると、ワーク1との距離を検出して距離信号をコン
トローラ6に出力する。
【0018】ロボット2にはまたアーム7の先端の現在
位置を検出してコントローラ6に位置信号を出力する図
示されない位置センサが設けられる。
【0019】コントローラ6はホルダ5の角度センサか
ら入力されるレーザ光軸の水平及び鉛直軸回りの回転角
度に基づき、ロボット2のアーム7をレーザ光軸に沿っ
て駆動すべくその軌道を計算し、対応する駆動信号をロ
ボット2に出力する。また、ロボット2に備えた位置セ
ンサから入力される位置信号をロボット2の駆動制御に
フィードバックする。
【0020】また、コントローラ6にはロボット2の駆
動を開始するためのトリガー9が備えられる。
【0021】次に図2及び図3のフローチャートを用い
て作用を説明する。
【0022】学習作業に当たっては、まずオペレータが
ホルダ5を操作してレーザ発光器3の可視レーザ光線で
ワーク1の基準点を照射する(S1)。
【0023】これにより、ホルダに内装された角度セン
サから角度信号がコントローラ6に入力され、コントロ
ーラ6はレーザ光線の光軸の軌道を演算する(S2)す
なわち、角度信号から得られるレーザ光線の水平方向の
傾斜角度THETA_panと鉛直方向の傾斜角度THETA_tiltと
に基づく関数KINpantilt(THETA_pan,THETA_tilt)によ
り、レーザ光線の示す軌道を基本となる座標システム上
の座標値TRAJ_ptと軌道上の単位ベクトルTRAJ_vecとを
求める。
【0024】なお、基準点をセオドライトのような測量
器械を使用して照準することも可能であるが、この実施
例のように可視レーザ光線の発光器3を使用することに
より、オペレータは照準手段から離れた位置で照準作業
を行なうことができる。
【0025】オペレータがトリガー9をオン位置に切り
替えると、コントローラ6はロボット2のアーム7をレ
ーザ発光器3の直前に移動するとともに、近接センサ8
の距離検出方向をレーザ光の軌道に一致させる(S
3)。
【0026】そのために、コントローラ6はまずアーム
7の駆動方向角度ROBOT_orientにTRAJ_vecを設定し、ア
ーム7の位置ROBOT_posに軌道の始点を設定する。そし
て、レーザ発光器3の直前にアーム7を配置し、かつ近
接センサ8の距離検出方向を軌道に一致させるために必
要なロボット2の各関節の角度を逆関数INVKIN(ROBOY_
pos,ROBOT_orient)により演算する。このようにして得
られた角度へ関節を曲げることにより、アーム7の初期
位置と方向とが制御される。
【0027】次いで、コントローラ6はアーム7を軌道
に沿ってワーク1に向けて駆動する(S4)。
【0028】ここでは、アーム7の現在の座標ROBOT_po
sに対して座標変化分DELTA_posを加えることにより、ア
ーム7の次に移動すべき位置の座標ROBOT_posを求め
る。このようにして求めた新しい座標ROBOT_posに基づ
き前述の逆関数INVKIN(ROBOY_pos,ROBOT_orient)によ
りロボット2の各関節の角度を演算し、求めた関節角度
が得られるようにアーム7を駆動する。これにより、ア
ーム7はレーザ光の軌道に沿ってワーク1に接近する。
【0029】コントローラ6はアーム7の駆動と平行し
て近接センサ8からの入力信号を読み取り、近接センサ
8がワーク1を検出したかどうかを判定する(S5)。
これは近接センサ8からの入力信号がエラーから距離を
示す数値に変わることで判定される。
【0030】S4とS5のステップは近接センサ8から
の入力信号が上記の変化を示すまで繰り返される。
【0031】コントローラ6は近接センサ8からの入力
信号が数値になると、アーム7を停止させる(S6)。
そして、この位置で近接センサ8が検出するワーク1上
の基準点までの距離PSと、アーム7の位置センサから信
号入力されるアーム7先端の現在位置とに基づき基準点
の座標POS_desを以下の演算により求めて、内部のメモ
リーに格納する。
【0032】 POS_des = ROBOT_pos + (PS×ROBOT_orient) 以上により、基準点の位置学習を完了する。
【0033】次に、コントローラ6はアーム7を停止位
置で若干回転させ、近接センサ8によりワーク1上の別
の地点までの距離を検出し、その地点の座標を演算する
(S8)。
【0034】すなわち、アーム7の現在の移動方向角度
ROBOT_orientに移動方向角度の変化分DELTA2_orientを
加えることにより、新たな移動方向角度ROBOT_orientを
定める。そして逆関数INVKIN(ROBOT_pos, ROBOT_orien
t)により必要なロボット2の関節角度ROBOT_anglesを求
め、得られた関節角度へとロボット2を駆動する。な
お、アーム7の先端(近接センサ8)を停止位置から移
動させずに回転させるのであるから、座標値ROBOT_pos
は不変である。
【0035】このようにして、あらたな回転位置で近接
センサ8が検出するワーク1の別地点までの距離PSに基
づき、この地点の座標値POS_2を下記の式により計算す
る。
【0036】 POS_2 = ROBOT_pos + (PS×ROBOT_orient) さらに、アーム7の先端を異なる方向へ回転させて、少
なくともあと1箇所の別の地点に関する同様の距離検出
と座標POS_3の計算を行なう(S9)。
【0037】これで、基準点を含むワーク1の3点に対
する距離測定が行なわれたわけであり、計算された各点
の座標値に基づきこれらの3点が形成する平面の傾きOR
IENT_desを関数KIN(POS_des, POS_2, POS_3)により演算
する(S10)。演算結果はコントローラ6のメモリー
に格納される。
【0038】なお、この学習においてはアーム7を同一
鉛直面上で回転させると、計測点が三角形を形成しない
ので、アーム7を同一鉛直面上で回転させないようにDE
LTA2_orientとDELTA3_orientを設定する。
【0039】このようにして、基準点の位置と基準点周
囲のワーク1の傾斜とを学習することができる。この学
習過程において、オペレータによる操作はレーザ光線で
ワーク1の基準点を照射することと、トリガー9をオン
位置に切り替えることのみである。
【0040】つまり、ロボット2のアーム7の誘導はコ
ントローラ6により自動的に行なわれ、オペレータがマ
ニュアル操作でアーム7を誘導する必要がないので、オ
ペレータの作業負担が少なく、容易かつ短時間に基準点
位置を学習することができる。
【0041】また、基準点の位置のみでなく、周囲の傾
斜をも学習することができる。
【0042】したがって、航空機の塗装はがし作業の開
始点と周辺部の傾斜を短時間でロボット2に教えること
ができ、ロボット2による実質作業にいち早く取り掛か
ることができる。
【0043】なお、基準点周囲の傾斜の学習に関して
は、上記実施例のようにアーム7の先端を回転させる代
わりに、アーム7の先端をレーザ光の軌道の外側に移動
することで別の2点に関する計測を行なっても良い。
【0044】
【発明の効果】以上のように本発明は、ワーク上の基準
点を照準する手段と、照準軸に沿ってロボットをワーク
に向けて駆動する手段と、近接位置のロボットとワーク
との距離を検出する近接センサと、ロボットの現在位置
と近接センサの検出するワークまでの距離とから基準点
の位置を演算する手段を備えたので、実質的にワーク上
の基準点を照準するのみで、ロボットに基準点の位置を
学習させることができる。したがって、基準点位置の学
習が容易になる。
【0045】また、照準手段に可視レーザ発光器を用い
ることにより、遠隔位置からの照準が可能になり、学習
に要する手間が軽減される。
【0046】さらに、基準点とは異なる少なくとも2つ
のワーク別地点までの距離を検出してワーク別地点の座
標を演算することで、基準点周囲のワークの傾斜角度を
検出することができ、ロボットによる作業に必要な情報
の収集能力が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例を示す位置検出装置の概略斜視
図である。
【図2】コントローラの動作を説明するフローチャート
である。
【図3】同じくコントローラの動作を説明するフローチ
ャートである。
【符号の説明】
1 ワーク 2 ロボット 3 レーザ発光器 5 ホルダ 6 コントローラ 7 アーム 8 近接センサ
フロントページの続き (56)参考文献 実開 平1−155502(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G05B 19/18 - 19/46 B25J 3/00 - 3/04 B25J 9/10 - 9/22 B25J 13/00 - 13/08 B25J 19/02 - 19/06

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 現在位置を検出する機能を備えたロボッ
    トに、ワーク上に設定された任意の基準点位置を学習さ
    せる位置学習装置において、基準点を照準すべく水平軸
    及び垂直軸まわりに回転可能に支持された照準手段と、
    基準点を照準した照準手段の照準軸の角度を検出する手
    段と、検出した角度に基づきロボットを照準軸に沿って
    ワークに接近させる手段と、ワークへ接近したロボット
    とワークとの照準軸上の距離を検出する近接センサと、
    近接センサの検出した距離とその時に検出されるロボッ
    トの位置とから基準点の位置を演算する手段とを備えた
    ことを特徴とする位置学習装置。
  2. 【請求項2】 照準手段が可視レーザ光線を照射するレ
    ーザ発光器である請求項1記載の位置学習装置。
  3. 【請求項3】 基準点位置からアームを回転させること
    により、基準点とは異なる少なくとも2つのワーク別地
    点までの距離を近接センサにより検出する手段と、 前記ワーク別地点までの距離に基づき、ワーク別地点の
    座標を演算する手段と、基準点を含み、測定された3つ
    の座標値から、これら3点が形成するワーク平面の傾斜
    を演算する手段 とからなる傾斜学習機能を備えた請求項
    1記載の位置学習装置。
JP34490392A 1992-12-24 1992-12-24 位置学習装置 Expired - Fee Related JP3373567B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP34490392A JP3373567B2 (ja) 1992-12-24 1992-12-24 位置学習装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP34490392A JP3373567B2 (ja) 1992-12-24 1992-12-24 位置学習装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0895630A JPH0895630A (ja) 1996-04-12
JP3373567B2 true JP3373567B2 (ja) 2003-02-04

Family

ID=18372888

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP34490392A Expired - Fee Related JP3373567B2 (ja) 1992-12-24 1992-12-24 位置学習装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3373567B2 (ja)

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0895630A (ja) 1996-04-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3781367B1 (en) Methods for surgical robotic cart placement
US5155684A (en) Guiding an unmanned vehicle by reference to overhead features
US4831232A (en) Industrial robot equipment capable of automatically terminating operation at a desired sensed location
EP3407088A1 (en) Systems and methods for tracking location of movable target object
CN105562973A (zh) 一种激光识别焊缝8轴机器人空间曲线焊接系统及方法
JPH03208105A (ja) 床面積を処理する方法及び機械の誘導システム
JP2014191689A (ja) 移動体の走行制御手段に対して制御指令を出力する位置検出装置を取り付けた移動体及びその位置検出装置
JP2006227673A (ja) 自律走行装置
JPH02244206A (ja) 運搬手段及びその案内システム並びにその案内方法
JP2787891B2 (ja) レーザロボットの自動教示装置
JPH08272425A (ja) 非接触でロボットに座標系を教示する方法
JP3373567B2 (ja) 位置学習装置
JP2917679B2 (ja) 墨出し装置
JPH09146633A (ja) ロボットの誘導方法および誘導システム
JP2011002880A (ja) 移動ロボット
JP2654206B2 (ja) タッチアップ方法
JP2895825B1 (ja) 箱桁内面の自動溶接装置
JPH07206378A (ja) バケットの位置測定装置
JPH0337701A (ja) ロボットの制御方法及び装置
JPH0813433B2 (ja) 自動加工装置
JP3285694B2 (ja) 自動溶接装置及び該自動溶接装置を用いた溶接方法
GB2112961A (en) Corner angle portion detecting apparatus
JP2645991B2 (ja) 追跡型センサ装置の制御機構
JPH07232272A (ja) 自動溶接装置及び溶接方法
JP2013140083A (ja) 移動体の自己位置測定システム

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees