JP2019209422A - 多関節ロボット用の教示データ作成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】１つの被作業体に対して複数のロボットが作業する場合であっても、現場に設置された設備のばらつきを考慮した多関節ロボット用の教示データを情報処理システムにて作成する。【解決手段】ワーク位置決め装置２に取り付けられた座標系作成用ユニット７の座標系作成用ターゲット７５にロボット３に取り付けられた座標系作成用ツール８を接近又は接触させた座標位置に基づいて実座標系データ１２を取得する。情報処理システム１１において仮想モデルを用いて溶接ガン６の動作軌跡の模擬教示データ１０Ａと座標系作成用ターゲット７５の設計座標値に基づく設計座標系データ１３とを取得する。情報処理システム１１に実座標系データ１２を取り込んだ後、実座標系データ１２に設計座標系データ１３が一致するように模擬教示データ１０Ａの座標位置を移動させて最終教示データ１０を得る。【選択図】図１３

Description

本発明は、例えば、自動車生産ラインにおいて、治具に載置された部品に対して作業を行う多関節ロボットのアーム先端に取り付けられたツールの動作軌跡を当該ロボットに実行させることが可能な教示データを作成する方法に関する。

従来より、自動車等の生産ラインでは、人間の代わりに多数の多関節ロボットが作業を行っている。そして、これら多関節ロボットは、予め作成しておいた教示データに基づいてアーム先端に取り付けられたツールの動作を再生するようになっている。この教示データは、近年では、まずオフライン作業においてワークステーションやパソコン等の情報処理システムを用いて３Ｄ表示されたデータ上のロボットでその姿勢を検討しながら作成した後、作成した教示データを生産ラインに設置したロボットの制御部に書き込んで使用するようになっている。

ところで、上述の如きオフライン作業において作成した教示データは、そのまま現場に据え付けられたロボットの制御部に書き込むと、生産ラインに据え付けられているロボットや治具の据付位置のばらつき等によってロボットが動作時に治具等の被作業体に接触してしまうおそれがある。

これを回避するために、例えば、特許文献１では、生産ラインにおけるロボットや被作業体の据付位置のばらつきを考慮して、情報処理システムにおけるロボットと当該ロボットが作業を行う被作業体（定置ガン）との間の位置関係のばらつきを校正している。具体的には、生産ラインの現場にて、基準となる座標系作成用ターゲットを有する第１基準器具を被作業体に取り付ける一方、第２基準器具をロボットのアーム先端に取り付け、その後、ロボットを操作して第２基準器具を座標系作成ターゲットに接近又は接触させて当該座標系作成用ターゲットの座標位置から実座標系データを取得する。一方、情報処理システムにおいて、仮想モデルを用いて被作業体の座標系作成用ターゲットの設計座標位置に基づいて設計座標系データを取得する。しかる後、情報処理システムに実座標系データを取り込むとともに、設計座標系データが実座標系データに一致するように上記被作業体の座標位置を移動させる。これにより、情報処理システムにおいて、ロボットと被作業体との間の相対的な位置関係を実際の生産ラインのロボットと被作業体との間の相対的な位置関係に即したものになるようにしている。

特開２０００−２８８７４２号公報

しかし、特許文献１のように、情報処理システムにおいて被作業体の座標位置を移動させてしまうと、１つの被作業体に対して複数のロボットが作業する工程の場合、現場においては被作業体に対するロボットの相対的な位置関係のばらつきが各々のロボットにて発生しているので、被作業体との間において相対的な位置関係のばらつきが校正されたロボット以外の各ロボットと被作業体との間に大きなずれが発生してしまい、被作業体との間で校正されたロボット以外のロボットにて作成される教示データを現場に据え付けられたロボットの制御部に書き込むと、ロボットが動作時に被作業体に接触する可能性が高くなってしまう。

また、現場に据え付けられた各ロボット及び当該各ロボットに取り付けられたツールには、ツールとロボットとの間の組付誤差やロボットの据付誤差、さらには、ロボット及びツール自体に存在する機差等があり、これらの教示データへの影響をどのように解決するかについて特許文献１では何ら開示されていない。

本発明は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、１つの被作業体に対して複数のロボットが作業する場合であっても、現場に設置された設備のばらつきを考慮した多関節ロボット用の教示データを情報処理システムにて作成することにある。

上記の目的を達成するために、本発明は、情報処理システムにおいてロボットのアーム先端におけるツールの動作軌跡を校正するようにしたことを特徴とする。

具体的には、１つ以上の多関節ロボットと当該ロボットが作業を行う被作業体とが配置された設備において、上記被作業体に対する上記ロボットのアーム先端に取り付けられたツールの作業時における動作軌跡を上記ロボットに実行させることが可能な教示データを作成する多関節ロボット用の教示データ作成方法を対象とし、次のような解決手段を講じた。

すなわち、第１の発明では、基準位置となる座標系作成用ターゲットを有する第１基準器具を上記被作業体に取り付けるとともに第２基準器具を上記ツールに取り付けた後、上記ロボットを操作して上記座標系作成用ターゲットに接近又は接触させた上記第２基準器具の座標位置に基づいて第１座標系データを取得する座標系データ取得工程と、情報処理システムにおいて、上記設備の仮想モデルを再現するとともに当該仮想モデルを用いて上記動作軌跡の模擬教示データと上記座標系作成用ターゲットの設計座標位置に基づく設計座標系データとをそれぞれ取得するか、或いは、上記設備と同じ構成の他の設備において既に取得している上記動作軌跡の取得済教示データと上記他の設備における被作業体の基準位置において上記第１及び第２基準器具を用いて取得する第２座標系データとを上記情報処理システムに取り込む校正前教示データ取得工程と、上記情報処理システムに上記第１座標系データを取り込んだ後、上記第１座標系データに上記設計座標系データが一致するように上記模擬教示データの座標位置を移動させるか、或いは、上記第１座標系データに上記第２座標系データが一致するように上記取得済教示データの座標位置を移動させる教示データ校正工程とを経て上記模擬教示データ又は上記取得済教示データを校正して最終教示データを得ることを特徴とする。

第２の発明では、第１の発明において、上記第１基準器具は、複数の上記座標系作成用ターゲットを所定の間隔をあけて有し、上記模擬教示データ又は上記取得済教示データは、複数の領域に区分けされた領域データになっており、当該各領域データをそれぞれ最も近くに位置する上記座標系作成用ターゲットを用いて校正することによって上記最終教示データになることを特徴とする。

第１の発明では、情報処理システムにてロボット毎に作成した教示データの被作業体に対する相対的な位置関係を被作業体に対して各教示データを移動させることにより校正するので、被作業体に対して作業するロボットが工程に１つ以上存在する場合であっても、現場における被作業体に対して存在する各ロボットの相対的なばらつきを予め考慮した教示データを情報処理システムにて作成することができる。また、ツールやロボット自体の位置を校正するのではなくツールの動作軌跡を校正するので、情報処理システムにて作成した教示データを現場に据え付けられたロボットの制御部に書き込んで実行させたときのロボットの動作に対し、現場におけるツールとロボット本体との間における組付誤差やロボット本体における据付誤差のズレの影響が少なくなる。したがって、現場に据え付けられた各ロボットの設計値との誤差を起因とした教示データの現場での修正を少なくすることができる。

第２の発明では、教示データを各座標系作成用ターゲットに近い領域毎に校正するので、校正に使用する座標系作成用ターゲットに近い領域のツールの動作と遠い領域のツールの動作とにおいてロボットの機差により発生してしまうばらつきの最終教示データに与える影響を少なくすることができる。

本発明の実施形態に係る教示データ作成方法にて作成した教示データに基づいて動作を再生させる垂直多関節ロボットが配置された溶接ラインの概略正面図である。 図１のII矢視相当図である。 ロボットのアーム先端に取り付けられた溶接ガンの作業時における動作軌跡を示した図２の一部拡大図である。 本発明の実施形態にて使用する情報処理システムの概略構成図である。 本発明の実施形態に係る教示データの作成方法の手順を示すブロック図である。 本発明の実施形態に係る第１基準器具を示す斜視図である。 ロボットを操作して現場の設備における実座標系データを取得している状態を示す図２相当図である。 図６のVIII矢視図である。 図６のIX矢視図である。 図６のX矢視図である。 本発明の実施形態に係る第２基準器具を示す斜視図である。 情報処理システムにおいて作成した模擬教示データの一部領域を校正する直前の状態を示す情報処理システムにおける表示部に表示された第１基準器具の斜視図である。 図１２の後、最終教示データの一部領域が得られた直後の状態を示す図である。 図１３の後、模擬教示データの一部領域を校正して最終教示データを得る直前の状態を示す図である。 図１４の後、最終教示データが得られた直後の状態を示す図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎない。

図１及び図２は、本発明の実施形態に係る生産ライン１を示す。この生産ライン１は、プレス成形した２つのワークＷ１，Ｗ２をスポット溶接により一体に組み立てるようになっている。生産ライン１は、ワークＷ１，Ｗ２の位置決めを行うワーク位置決め装置２（被作業体）と、溶接作業を行う一対の垂直多関節ロボット３とを備え、該両ロボット３がワーク位置決め装置２に対して作業を行う一方、ワーク位置決め装置２におけるロボット３の反対側において、作業者Ｈ１がワーク位置決め装置２にワークＷ１，Ｗ２をセットするようになっている。

ワーク位置決め装置２は、上下方向に延びる回転軸４ａを中央に有する平面視で格子状の回転フレーム４と、ワークＷ１，Ｗ２を位置決めする４つの治具５とを備え、回転フレーム４は、ロボット３に対応する位置（以下、ワーク溶接領域Ｘ１と呼ぶ）と作業者Ｈ１に対応する位置（以下、ワークセット領域Ｘ２と呼ぶ）との間でＲ１方向の回転（正転）とＲ２方向の回転（逆転）とを交互に行うようになっている。

回転フレーム４は、回転軸４ａを挟んで対称となるように当該回転軸４ａから水平方向両側に延びる第１水平フレーム４１と、該第１水平フレーム４１を挟んで対称となるよう当該第１水平フレーム４１の長手方向両端からそれぞれ当該第１水平フレーム４１と直交する水平方向に延びる一対の第２水平フレーム４２と、該各第２水平フレーム４２の長手方向一端の間及び各第２水平フレーム４２の長手方向他端の間をそれぞれ橋絡するとともに治具５を上下にそれぞれ１つずつ着脱可能に支持する一対の支持フレーム４３とを備えている。

両第２水平フレーム４２は、各支持フレーム４３をその各支持フレーム４３の中心軸周りに回転可能に支持しており、各支持フレーム４３は、回転動作によって当該各支持フレーム４３に取り付けられている各治具５の上下の位置を交互に切替可能になっている。

各支持フレーム４３の両側面には、当該各支持フレーム４３に治具５を着脱するために当該治具５に係合又は離脱可能な係脱ユニット４４が設けられている。

また、各支持フレーム４３の上下面には、当該各支持フレーム４３に治具５を取り付けた際に各支持フレーム４３に対する治具５の位置を決める位置決め部４５が設けられている。

ロボット３は、アーム３ａの先端に溶接ガン６（ツール）が取り付けられていて、当該溶接ガン６の姿勢を自由に変えて溶接が行えるようになっている。

ワーク位置決め装置２において治具５が着脱される部分には、実座標系データ１２（第１座標系データ）を取得するために用いる座標系作成用ユニット７（第１基準器具）が着脱可能になっている。

該座標系作成用ユニット７は、図６及び図７に示すように、水平方向に延びる細長い断面矩形の角棒状をなす本体フレーム７１を備え、該本体フレーム７１の裏面には、支持フレーム４３の位置決め部４５に対応する被位置決め部（図示せず）が設けられている。

本体フレーム７１の両端には、略Ｌ字状をなす一対の被係合プレート７２が固定され、治具５が取り外された支持フレーム４３に本体フレーム７１を載置するとともに、各係脱ユニット４４を各被係合プレート７２にそれぞれ係合させることによって、座標系作成用ユニット７は、ワーク位置決め装置２における予め決められた位置に取り付けられるようになっている。

本体フレーム７１の上面には、上方に向かって延びる３つの第１取付フレーム７３が上記本体フレーム７１の長手方向に所定の間隔をあけて等間隔に設けられている。

また、本体フレーム７１におけるロボット３側の側面には、斜め上方に向かって延びる２つの第２取付フレーム７４が上記本体フレーム７１の長手方向に所定の間隔をあけて設けられ、各第２取付フレーム７４は、３つの第１取付フレーム７３の両端に位置する２つの第１取付フレーム７３よりもそれぞれ外側に位置している。

各第１取付フレーム７３及び各第２取付フレーム７４の上端には、座標系作成用ターゲット７５がそれぞれ設けられている。

該座標系作成用ターゲット７５は、ロボット３側に設けられ、本体フレーム７１の長手方向に沿って互いに反対側に延びる第１枝部７５ａ及び第２枝部７５ｂと、該第１枝部７５ａ及び第２枝部７５ｂよりもロボット３から遠い側に設けられ、第１枝部７５ａと同方向に延びる第３枝部７５ｃとを備え、第１枝部７５ａ、第２枝部７５ｂ及び第３枝部７５ｃの延出端側下面に第１ターゲット部７６、第２ターゲット部７７及び第３ターゲット部７８がそれぞれ取り付けられている。

第１ターゲット部７６は、図８に示すように、略矩形板状をなしており、その下面は、下方に行くにつれて次第に縮径する角推面がなだらかな四角錐状をなしている。

第２ターゲット部７７は、図９に示すように、略矩形板状をなしており、その下面は、下方に行くにつれて次第に本体フレーム７１の長手方向の幅が狭くなる傾斜面がなだらかな断面三角形状をなしている。

第３ターゲット部７８は、図１０に示すように、略矩形板状をなしており、その下面は、下方に行くにつれて次第に本体フレーム７１の長手方向と交差する水平方向の幅が狭くなる傾斜面がなだらかな断面三角形状をなしている。

そして、第１ターゲット部７６の下端部分、第２ターゲット部７７の下端部分、及び、第３ターゲット部７８の下端部分は、同一平面上に位置するように保証されている。

溶接ガン６のシャンク先端には、座標系作成用ツール８（第２基準器具）が着脱可能になっている。

座標系作成用ツール８は、図１１に示すように、平面視で略楕円形板状をなすツール本体部８１と、該ツール本体部８１の上面中央部分から上方に円盤状に張り出す張出部８２とを備え、該張出部８２の中央には、先端尖鋭のピン８３が上方突設されている。

ワーク位置決め装置２及びロボット３には、図１に示すように、制御盤９が接続されている。

該制御盤９は、各治具５の位置を切り替える治具切替制御部９ａと、両ロボット３用の教示データ１０（最終教示データ）を記憶可能なデータ記憶部９ｂと、実座標系データ１２を演算可能なデータ演算部９ｃを有し、各溶接ガン６の治具５に対する作業時における動作軌跡を教示データ１０に基づいてロボット３に実行させることが可能になっている。

治具切替制御部９ａは、各治具５がワーク溶接領域Ｘ１とワークセット領域Ｘ２とを交互に移動するように図示しない駆動モータに作動信号を出力して回転フレーム４を回転軸４ａ周りに回転させるようになっている。

また、治具切替制御部９ａは、各支持フレーム４３に取り付けられた２つの治具５が上側の位置と下側の位置とにそれぞれ移動するように図示しない駆動モータに作動信号を出力するようになっている。

データ記憶部９ｂに記憶されている教示データ１０は、図３に示すように、治具５の長手方向一方側領域における一方のロボット３の溶接ガン６の作業時における動作軌跡である第１領域データ２０と、治具５の長手方向他方側領域における他方のロボット３の溶接ガン６の作業時における動作軌跡である第２領域データ３０とで構成されている。

尚、データ記憶部９ｂは、４つの治具５のそれぞれに対応する第１領域データ２０及び第２領域データ３０を記憶している。

また、データ記憶部９ｂは、座標系作成用ユニット７をワーク位置決め装置２に取り付けるとともに座標系作成用ツール８を溶接ガン６の下側のシャンク先端に取り付けた状態において、ロボット３を操作して座標系作成用ツール８のピン８３先端を第１ターゲット部７６の下側先端、第２ターゲット部７７の下側尖鋭部分及び第３ターゲット部７８の下側尖鋭部分にそれぞれ接近又は接触させたときのピン８３先端の座標位置をそれぞれ記憶するようになっている。本発明の実施形態の場合、データ記憶部９ｂは、座標系作成用ユニット７の長手方向一方側における上側に位置する座標系作成用ターゲット７５の第１ターゲット部７６の下側先端、第２ターゲット部７７の下側尖鋭部分及び第３ターゲット部７８の下側尖鋭部分にそれぞれ座標系作成用ツール８のピン８３先端を接近又は接触させるとともに、それらの座標位置を記憶する一方、座標系作成用ユニット７の長手方向他方側における上側に位置する座標系作成用ターゲット７５の第１ターゲット部７６の下側先端、第２ターゲット部７７の下側尖鋭部分及び第３ターゲット部７８の下側尖鋭部分にそれぞれ座標系作成用ツール８のピン８３先端を接近又は接触させるとともに、それらの座標位置を記憶するようになっている。

データ演算部９ｃは、図７に示すように、データ記憶部９ｂで記憶された第１ターゲット部７６、第２ターゲット部７７及び第３ターゲット部７８に対するピン８３先端の座標位置から上述の実座標系データ１２を演算するようになっている。尚、本発明の実施形態では、便宜上、座標系作成用ユニット７の長手方向一方側における上側に位置する座標系作成用ターゲット７５から得られた実座標系データ１２を実座標系データ１２Ａと呼び、座標系作成用ユニット７の長手方向他方側における上側に位置する座標系作成用ターゲット７５から得られた実座標系データ１２を実座標系データ１２Ｂと呼ぶことにする。

教示データ１０は、図４に示すように、情報処理システム１１を用いてオフライン作業にて作成され、該情報処理システム１１は、表示部１１ａ、操作部１１ｂ、記憶部１１ｃ及び演算部１１ｄを備えている。

表示部１１ａは、例えば、図１２乃至図１５に示すように、ワーク位置決め装置２等の仮想モデルを表示可能になっている。尚、図１２乃至図１５には、座標系作成用ユニット７のみが表示部１１ａに表示されている。また、表示部１１ａに表示されている仮想モデルの符号は、生産ライン１に実際に据え付けられた物と同じ符号を付すものとする。

操作部１１ｂは、ロボット３の仮想モデルを操作可能になっていて、作業者は、例えば、溶接ガン６が溶接を行う位置となる複数の教示点Ｔ_ｎ（ｎは自然数）を３次元の仮想空間において操作部１１ｂを操作しながら指定できるようになっている。

記憶部１１ｃは、ワーク位置決め装置２、ロボット３、治具５、溶接ガン６、座標系作成用ユニット７及び座標系作成用ツール８の仮想モデルを記憶するとともに、溶接ガン６が各教示点Ｔ_ｎを順に移動するようなアーム３ａの動作を再現させるための模擬教示データ１０Ａを記憶可能になっている。本発明の実施形態では、記憶部１１ｃは、図１２に示すように、治具５の長手方向一方側領域における一方のロボット３の溶接ガン６の作業時における動作軌跡である第１領域模擬データ２０Ａと、治具５の長手方向他方側領域における他方のロボット３の溶接ガン６の作業時における動作軌跡である第２領域模擬データ３０Ａとを記憶している。

また、記憶部１１ｃは、制御盤９で得られた実座標系データ１２を取り込んで記憶するようになっている。

演算部１１ｄは、仮想モデルであるワーク位置決め装置２における第１ターゲット部７６、第２ターゲット部７７及び第３ターゲット部７８の設計座標位置に基づいて設計座標系データ１３を演算するとともに当該設計座標系データ１３を記憶部１１ｃに記憶させるようになっている。本発明の実施形態の場合、仮想モデルである座標系作成用ユニット７の長手方向一方側における上側に位置する座標系作成用ターゲット７５の第１ターゲット部７６、第２ターゲット部７７及び第３ターゲット部７８の座標位置から設計座標系データ１３（以下、設計座標系データ１３Ａと呼ぶ）を演算するとともに、仮想モデルである座標系作成用ユニット７の長手方向他方側における上側に位置する座標系作成用ターゲット７５の第１ターゲット部７６、第２ターゲット部７７及び第３ターゲット部７８の座標位置から演算部１１ｄによって設計座標系データ１３（以下、設計座標系データ１３Ｂと呼ぶ）を演算するようになっている。

また、演算部１１ｄは、記憶部１１ｃに記憶された実座標系データ１２、設計座標系データ１３及び模擬教示データ１０Ａを用いて、実座標系データ１２に設計座標系データ１３が一致するように模擬教示データ１０Ａの座標位置を移動させて最終的な教示データ１０を得る演算を行うようになっている。

具体的には、図１２及び図１３に示すように、第１領域模擬データ２０Ａの座標位置の移動は、当該第１領域模擬データ２０Ａに最も近くに位置する座標系作成用ユニット７の長手方向一方側の上側に位置する座標系作成用ターゲット７５から得られる設計座標系データ１３Ａを用いて行われ、第２領域模擬データ３０Ａの座標位置の移動は、当該第２領域模擬データ３０Ａに最も近くに位置する座標系作成用ユニット７の長手方向他方側の上側に位置する座標系作成用ターゲット７５から得られる設計座標系データ１３Ｂを用いて行われるようになっている。

つまり、座標系作成用ユニット７の長手方向一方側の上側に位置する座標系作成用ターゲット７５を囲う所定の範囲の空間を領域Ａ１とすると、模擬教示データ１０Ａにおける領域Ａ１に位置する部分は、領域Ａ１内の座標系作成用ターゲット７５から得られる設計座標系データ１３Ａを用いて座標位置の移動が行われ、座標系作成用ユニット７の長手方向他方側の上側に位置する座標系作成用ターゲット７５を囲う所定の範囲の空間を領域Ａ２とすると、模擬教示データ１０Ａにおける領域Ａ２に位置する部分は、領域Ａ２内の座標系作成用ターゲット７５から得られる設計座標系データ１３Ｂを用いて座標位置の移動が行われるようになっている。

そして、情報処理システム１１にて作成された教示データ１０は、情報処理システム１１から書き出されるとともに、制御盤９に書き込まれてロボット３の再生動作に使われるようになっている。

次に、情報処理システム１１にて教示データ１０を作成する方法について詳述する。

尚、作成する教示データ１０は、図３に示すように、一方のロボット３の溶接ガン６が治具５の長手方向一方側領域において治具５の長手方向他方側に向かって姿勢を変えながら溶接を実施する動作軌跡である第１領域データ２０と、他方のロボット３の溶接ガン６が治具５の長手方向他方側領域において治具５の長手方向他方側に向かって姿勢を変えながら溶接を実施する動作軌跡である第２領域データ３０とからなるものとする。

図５に示すように、教示データ１０は、生産ライン１にて実座標系データ１２を得る座標系データ取得工程Ｓ１と、情報処理システム１１にて仮想モデルを用いて模擬教示データ１０Ａ及び設計座標系データ１３を得る校正前教示データ取得工程Ｓ２と、情報処理システム１１にて最終的な教示データ１０を演算する教示データ校正工程Ｓ３と、最終的に得られた教示データ１０を情報処理システム１１から書き出す教示データ書出し工程Ｓ４とを経て得られるようになっている。

まず、生産ライン１において、ワーク位置決め装置２の４つの治具５のうちの１つを取り外すとともに、当該部分に座標系作成用ユニット７を取り付ける。

次に、一方側のロボット３における溶接ガン６の下側のシャンク先端に座標系作成用ツール８を取り付ける。

次いで、座標系作成用ユニット７の長手方向一方側における上側に位置する座標系作成用ターゲット７５の第１ターゲット部７６の下側先端、第２ターゲット部７７の下側尖鋭部分及び第３ターゲット部７８の下側尖鋭部分にそれぞれ座標系作成用ツール８のピン８３先端を接近又は接触させるとともに、それらの座標位置をデータ記憶部９ｂに記憶させる。

その後、データ演算部９ｃにおいて、データ記憶部９ｂにおいて記憶された各ピン８３先端の座標位置に基づいて実座標系データ１２Ａが演算される。

次に、一方側のロボット３の溶接ガン６から座標系作成用ツール８を取り外すとともに、他方側のロボット３における溶接ガン６の下側のシャンク先端に座標系作成用ツール８を取り付ける。

次いで、座標系作成用ユニット７の長手方向他方側における上側に位置する座標系作成用ターゲット７５の第１ターゲット部７６の下側先端、第２ターゲット部７７の下側尖鋭部分及び第３ターゲット部７８の下側尖鋭部分にそれぞれ座標系作成用ツール８のピン８３先端を接近又は接触させるとともに、それらの座標位置をデータ記憶部９ｂに記憶させる。

その後、データ演算部９ｃにおいて、データ記憶部９ｂにおいて記憶された各ピン８３先端の座標位置に基づいて実座標系データ１２Ｂが演算される。

次に、作業者は、情報処理システム１１にて、表示部１１ａに表示される各ロボット３の仮想モデルを操作部１１ｂで操作して３次元の仮想空間において第１領域模擬データ２０Ａと第２領域模擬データ３０Ａとをそれぞれ作成して記憶部１１ｃに記憶させる。

また、情報処理システム１１に取り込まれた仮想モデルである座標系作成用ユニット７の長手方向一方側における上側に位置する座標系作成用ターゲット７５の第１ターゲット部７６、第２ターゲット部７７及び第３ターゲット部７８の座標位置から演算部１１ｄによって設計座標系データ１３Ａが演算されるとともに記憶部１１ｃに記憶される。

さらに、情報処理システム１１に取り込まれた仮想モデルである座標系作成用ユニット７の長手方向他方側における上側に位置する座標系作成用ターゲット７５の第１ターゲット部７６、第２ターゲット部７７及び第３ターゲット部７８の座標位置から演算部１１ｄによって設計座標系データ１３Ｂが演算されるとともに記憶部１１ｃに記憶される。

しかる後、演算部１１ｄによって実座標系データ１２Ａに設計座標系データ１３Ａが一致するように第１領域模擬データ２０Ａの座標位置を移動させて第１領域データ２０が得られるとともに、実座標系データ１２Ｂに設計座標系データ１３Ｂが一致するように第２領域模擬データ３０Ａの座標位置を移動させて第２領域データ３０が得られる。

そして、得られた第１領域データ２０及び第２領域データ３０は、教示データ１０として情報処理システム１１から書き出されるとともに、制御盤９に書き込まれて各ロボット３の再生動作に使われる。

以上より、本発明の実施形態によると、情報処理システム１１にてロボット３毎に作成した第１領域模擬データ２０Ａ及び第２領域模擬データ３０Ａのワーク位置決め装置２に対する相対的な位置関係をワーク位置決め装置２に対して第１領域模擬データ２０Ａ及び第２領域模擬データ３０Ａをそれぞれ移動させることにより校正するので、ワーク位置決め装置２に対して作業するロボット３が工程に１つ以上存在する場合であっても、現場におけるワーク位置決め装置２に対して存在する各ロボット３の相対的なばらつきを予め考慮した教示データ１０を情報処理システム１１にて作成することができる。

また、溶接ガン６やロボット３自体の位置を校正するのではなく溶接ガン６の動作軌跡を校正するので、情報処理システム１１にて作成した教示データ１０を現場に据え付けられたロボット３の制御盤９に書き込んで実行させたときのロボット３の動作に対し、現場における溶接ガン６とロボット３との間における組付誤差やロボット３における据付誤差のズレの影響が少なくなる。したがって、現場に据え付けられた各ロボット３の設計値との誤差を起因とした教示データ１０の現場での修正を少なくすることができる。

さらに、教示データ１０を各座標系作成用ターゲット７５に近い領域毎に校正するので、校正に使用する座標系作成用ターゲット７５に近い領域の溶接ガン６の動作と遠い領域の溶接ガン６の動作とにおいてロボット３の機差により発生してしまうばらつきの教示データ１０に与える影響を少なくすることができる。

尚、本発明の実施形態では、校正前教示データ取得工程Ｓ２において、仮想モデルを用いて模擬教示データ１０Ａ及び設計座標系データ１３を情報処理システム１１で得ているが、これに限らず、上記生産ライン１と同じ構成の他の生産ラインにおいて既に取得している各ロボット３の溶接ガン６の動作軌跡の取得済教示データ１０Ｂと、他の生産ラインのワーク位置決め装置２において座標系作成用ユニット７及び座標系作成用ツール８を用いて取得した他設備座標系データ１４とを情報処理システム１１に取り込むとともに、教示データ校正工程Ｓ３にて、実座標系データ１２に他設備座標系データ１４が一致するように取得済教示データ１０Ｂの座標位置を移動させて最終的な教示データ１０を得る演算を行うようにしてもよい。そうすると、情報処理システム１１において模擬教示データ１０Ａを作成する必要が無くなるので、開発期間を短くすることができる。

また、本発明の実施形態では、各ロボット３の溶接ガン６の動作軌跡が１つの教示データ（第１領域データ２０又は第２領域データ３０）でそれぞれ構成されているが、これに限らず、例えば、各ロボット３の溶接ガン６の動作軌跡が複数の領域データからなる教示データで構成され、各領域データはそれぞれが一番近い座標系作成用ターゲット７５を用いて校正されるようにしてもよい。

また、本発明の実施形態では、２台のロボット３がワーク位置決め装置２に対して作業する場合について説明しているが、１台のロボット３がワーク位置決め装置２に対して作業する場合であっても本発明の方法を適用することができるとともに、３台以上のロボット３がワーク位置決め装置２に対して作業する場合であっても本発明の方法を適用することができる。

また、本発明の実施形態の教示データ１０は、溶接ガン６がアーム３ａの先端に取り付けられたロボット３の動作軌跡についてのものであるが、ロボット３のアーム先端に取り付けられるツールは、溶接ガン６以外のものであってもよい。

本発明は、例えば、自動車生産ラインにおいて、治具に載置された部品に対して作業を行う多関節ロボットのアーム先端に取り付けられたツールの動作軌跡を当該ロボットに実行させることが可能な教示データを作成する方法に適している。

２ ワーク位置決め装置（被作業体）
３ ロボット
６ 溶接ガン（ツール）
７ 座標系作成用ユニット（第１基準器具）
８ 座標系作成用ツール（第２基準器具）
１０ 教示データ（最終教示データ）
１０Ａ 模擬教示データ
１０Ｂ 取得済教示データ
１１ 情報処理システム
１２ 実座標系データ（第１座標系データ）
１３ 設計座標系データ
１４ 他設備座標系データ
２０ 第１領域データ
２０Ａ 第１領域模擬データ
３０ 第２領域データ
３０Ａ 第２領域模擬データ
７５ 座標系作成用ターゲット
Ｓ１ 座標系データ取得工程
Ｓ２ 校正前教示データ取得工程
Ｓ３ 教示データ校正工程

Claims (2)

1. １つ以上の多関節ロボットと当該ロボットが作業を行う被作業体とが配置された設備において、上記被作業体に対する上記ロボットのアーム先端に取り付けられたツールの作業時における動作軌跡を上記ロボットに実行させることが可能な教示データを作成する多関節ロボット用の教示データ作成方法であって、
   基準位置となる座標系作成用ターゲットを有する第１基準器具を上記被作業体に取り付けるとともに第２基準器具を上記ツールに取り付けた後、上記ロボットを操作して上記座標系作成用ターゲットに接近又は接触させた上記第２基準器具の座標位置に基づいて第１座標系データを取得する座標系データ取得工程と、
   情報処理システムにおいて、上記設備の仮想モデルを再現するとともに当該仮想モデルを用いて上記動作軌跡の模擬教示データと上記座標系作成用ターゲットの設計座標位置に基づく設計座標系データとをそれぞれ取得するか、或いは、上記設備と同じ構成の他の設備において既に取得している上記動作軌跡の取得済教示データと上記他の設備における被作業体の基準位置において上記第１及び第２基準器具を用いて取得する第２座標系データとを上記情報処理システムに取り込む校正前教示データ取得工程と、
   上記情報処理システムに上記第１座標系データを取り込んだ後、上記第１座標系データに上記設計座標系データが一致するように上記模擬教示データの座標位置を移動させるか、或いは、上記第１座標系データに上記第２座標系データが一致するように上記取得済教示データの座標位置を移動させる教示データ校正工程とを経て上記模擬教示データ又は上記取得済教示データを校正して最終教示データを得ることを特徴とする多関節ロボット用の教示データ作成方法。
2. 請求項１に記載の多関節ロボット用の教示データ作成方法において、
   上記第１基準器具は、複数の上記座標系作成用ターゲットを所定の間隔をあけて有し、
   上記模擬教示データ又は上記取得済教示データは、複数の領域に区分けされた領域データになっており、当該各領域データをそれぞれ最も近くに位置する上記座標系作成用ターゲットを用いて校正することによって上記最終教示データになることを特徴とする多関節ロボット用の教示データ作成方法。