ダイレクト教示データの編集方法とパラレルリンクロボット
【課題】直感的で分かりやすいダイレクト教示の特徴を活かしながら、動作確認と再教示との繰り返しを減らすことが可能なダイレクト教示データの編集方法を提供することを目的とする。
【解決手段】パラレルリンクロボットの姿勢に関する教示データのうちの編集領域（２１）の教示データを、前記パラレルリンクロボットを動かしてダイレクト教示された再教示データに更新して編集するに際し、前記再教示データ（ｐ１，ｐ２，〜，ｐｎ−１）を、前記編集領域（２１）の直前の教示データ（Ｐ０）で決定される位置および姿勢に応じたオフセット量（Δ）だけオフセット（ｐ１−Δ，ｐ２−Δ，〜，ｐｎ−１−Δ）させた後に前記編集領域（２１）の教示データとして編集する。
【解決手段】パラレルリンクロボットの姿勢に関する教示データのうちの編集領域（２１）の教示データを、前記パラレルリンクロボットを動かしてダイレクト教示された再教示データに更新して編集するに際し、前記再教示データ（ｐ１，ｐ２，〜，ｐｎ−１）を、前記編集領域（２１）の直前の教示データ（Ｐ０）で決定される位置および姿勢に応じたオフセット量（Δ）だけオフセット（ｐ１−Δ，ｐ２−Δ，〜，ｐｎ−１−Δ）させた後に前記編集領域（２１）の教示データとして編集する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パラレルメカニズムを用いた産業用ロボットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
パラレルメカニズムを用いた産業用ロボットの１つであるパラレルリンクロボット (parallel link robot)の概略構成を図７に示す。
図７に示すように、パラレルリンクロボット１は、固定プレート２と、対象物を把持するためのエンドエフェクタ８などの作用部材が取り付けられる可動プレート３と、固定プレート２と可動プレート３の間を連結する複数のアーム４及びロッド７で構成されている。
【０００３】
複数のアーム４は、固定プレート２に対して固有の１軸周りに固有の面内を旋回するよう取り付けられている。アーム４の先端とロッド７の基端との連結箇所、ならびにロッド７の先端と可動プレート３との連結箇所は、空間内を自由旋回するボールジョイントなどの軸受９で結合されている。各々のアーム４およびロッド７は、可動プレート３で結合および拘束されながら、空間内で位置および姿勢を変えることができる。
【０００４】
このパラレルリンクロボット１は、各々のアーム４を各モータ５などの駆動源でプレート６を介して回転駆動させるとともに、各モータ５に取り付けられたエンコーダ１４によって各々のアーム４の回転位置を検出して、可動プレート３の位置や姿勢を制御している。
【０００５】
このようなパラレルリンクロボット１の可動プレート３は、駆動源等の重量物がなく、極めて軽量な構造で、高速動作に適している。そのため、可動プレート３が軽量な構造であることを利用し、教示者が可動プレート３を直接に移動させてロボットの動作位置や姿勢を教示する、ダイレクト教示方法が既に提案されている。
【０００６】
パラレルリンクロボットではないが、ロボットのダイレクト教示に関する先行技術としては、特許文献１に示すものがある。これは、ロボットの自重を検知し、これを能動的にキャンセルするよう制御する方法によって、教示者がロボットを動かす力を軽減するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平９−３８８７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１の技術では、自重をキャンセルするために制御し続けるため、ロボットが制御不能な状態に陥った場合に、教示者に危害を与えるリスクが大きく、安全上の懸念が払拭できない可能性がある。
【０００９】
一方、パラレルリンクロボット１は、アーム４およびロッド７によって上部から可動プレート３を支える構造である。そのため、駆動源の電源を遮断すれば、教示者が可動プレート３を容易に支えることが可能で、かつ安全上の懸念が無い。
【００１０】
しかしながら、パラレルリンクロボット１では、ダイレクト教示に際し、駆動源の電源を遮断することでアーム４およびロッド７の位置および姿勢を固定しておいても、わずかにアーム４およびロッド７の位置または姿勢が変化してしまうことがある。そのため、例えば精密な作業をパラレルリンクロボット１に行わせる場合には、ダイレクト教示の教示データによるロボットの運転の動作確認と、この動作確認で判明した不具合を再教示して修正する作業とを、繰り返し行って、使用可能な状態に追い込んでいるのが現状である。
【００１１】
本発明は、これら従来の課題を解決し、動作確認と再教示との繰り返しを減らすことが可能なダイレクト教示データの編集方法およびパラレルリンクロボット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】
【００１２】
本発明のダイレクト教示データの編集方法は、パラレルリンクロボットの姿勢に関する教示データのうちの編集領域の教示データを、前記パラレルリンクロボットを動かしてダイレクト教示された再教示データに更新して編集するに際し、前記再教示データを、前記編集領域の直前の教示データで決定される位置および姿勢に応じたオフセット量だけオフセットさせた後に前記編集領域の教示データとして編集することを特徴とする。
【００１３】
また、本発明のパラレルリンクロボットは、位置および姿勢に関する教示データのうちの編集領域の教示データを、ダイレクト教示により教示された再教示データに更新する機能を備えたパラレルリンクロボットであって、前記再教示データを、前記編集領域の直前の教示データで決定される位置および姿勢に応じたオフセット量だけオフセットして前記編集領域の教示データとして編集する編集処理部を設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、ダイレクト教示の直感的で分かりやすいという特徴を活かしながら、動作確認と再教示との繰り返しを減らすことが可能なダイレクト教示データの編集方法およびパラレルリンクロボットを提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明のパラレルリンクロボットの概略構成図
【図２】本発明のパラレルリンクロボットのタッチパネル付きディスプレイの表示画面の説明図
【図３】本発明のパラレルリンクロボットのダイレクト教示データ編集のフローチャート
【図４】（ａ）本発明のパラレルリンクロボットの編集前の教示データとダイレクト教示中にロボットが誤認識する再教示内容の説明図、（ｂ）本発明のパラレルリンクロボットのダイレクト教示中の実際の再教示内容の説明図
【図５】（ａ）本発明のパラレルリンクロボットの編集前の教示データの説明図、（ｂ）本発明のパラレルリンクロボットの編集後の再教示内容の説明図
【図６】本発明のパラレルリンクロボットの元軌跡近似性判定部の説明図
【図７】従来のパラレルリンクロボットの概略構成図
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明のパラレルリンクロボットのダイレクト教示データの編集方法を、具体的な実施の形態を示す図１〜図６に基づいて説明する。
図１は、本発明の実施の形態のパラレルリンクロボット４１の概略構成を示す図である。
【００１７】
パラレルリンクロボット４１において、固定プレート２と可動プレート３の間は、複数のアーム４と、ボールジョイントなど空間内を自由旋回する複数の軸受９と、複数のロッド７とで結合されている。各アーム４は、それぞれのモータ５の出力軸に接続されている。各モータ５のフランジ面がプレート６に固定され、プレート６が固定プレート２に結合されている。つまり、各アーム４の位置や姿勢を制御することで、可動プレート３の自動動作を制御することができる。
【００１８】
可動プレート３が、空間内で位置及び姿勢を自由に定義できるようにするためには、６つの自由度（可動軸）が必要である。本発明では、６組のアーム４およびモータ５を用い、それらの回転位置を独立に制御することによって、可動プレート３の位置及び姿勢を自在に設定する。各モータ５には、それぞれエンコーダ１４が取り付けられている。エンコーダ１４は、入力部１５を介して制御部１０に接続されている。
【００１９】
なお、図１では、モータ５およびプレート６およびエンコーダ１４を１つのみ図示しているが、実際は、アーム４毎に設けられて、それぞれ６つ存在する。また、図示しない各エンコーダも、それぞれ入力部１５を介して制御部１０に接続されている。
【００２０】
各アーム４は、固有の１軸周りに固有の面内を旋回するように、固定プレート２に取り付けられている。ロッド７の両端は、空間内を自由旋回する軸受９で、アーム４または可動プレート３に結合されている。このように、各アーム４、各ロッド７は、可動プレート３で結合および拘束されながら、空間内で位置および姿勢を変えることができる。
【００２１】
したがって、アーム４の回転位置をモータ５などの駆動源で制御することによって、可動プレート３の位置や姿勢を制御することができる。可動プレート３には、例えば対象物を把持するためのエンドエフェクタ８が、取り付けられる。なお、可動プレート３に取り付けられるエンドエフェクタ８は、対象物を把持するためのものに限らず、パラレルリンクロボット４１の目的に応じて、様々なものを選択することが可能である。
【００２２】
可動プレート３は、駆動源等の重量物がなく、極めて軽量な構造で、高速動作やダイレクト教示に利用価値がある。ダイレクト教示とは、可動プレート３を教示者が直接に手に取り、これを直接移動させることにより、パラレルリンクロボット４１の動作軌跡を教示する方法である。
【００２３】
本発明では、パラレルリンクロボット４１の現物を見ながら教示動作位置や教示動作姿勢を再教示可能とし、再教示前の位置および姿勢との関連性を教示者が認知可能としている。これらを可能とすることで、本発明のパラレルリンクロボット４１は、従来のダイレクト教示では困難であった簡易なオペレーションを提案する。
【００２４】
各エンコーダ１４の出力に基づく教示データは、入力部１５を介して制御部１０に入力されている。制御部１０は、教示データに基づいて各モータ５を駆動して設定された軌跡を倣うようにパラレルリンクロボット４１を駆動させる駆動制御機能と、記憶している教示データの一部をその後に指定された再教示データに差し替える編集機能とを有している。
【００２５】
制御部１０において編集機能を司る編集処理部２７は、ロボット先端姿勢演算部１１と、元軌跡近似性判定部１２と、修正軌跡記録部１３と、テーブル２８を有している。
なお、テーブル２８には、パラレルリンクロボット４１の様々な姿勢での動作点で駆動電源を遮断した場合における、各軸のオフセット量Δ（詳細は後述する）が予め書き込まれている。テーブル２８は、様々な姿勢においてパラレルリンクロボット４１の駆動電源を遮断した場合のオフセット量Δを実測することで、予め作成することができる。オフセット量Δは、各アーム４全てが水平状態となるロボットの原点位置において、駆動電源を遮断する前後のモータのエンコーダ値の差分量として求めることができるが、使用環境により、任意の値を設定することもできる。
【００２６】
６つのエンコーダ１４からのモータ回転位置情報が入力部１５を介して制御部１０に入力されると、ロボット先端姿勢演算部１１によって、可動プレート３の位置および姿勢が計算される。これらの計算結果は、タッチパネルディスプレイ２９の表示部１６に引き渡され、図２に示すように、動作軌跡の時系列座標値としてグラフ表示される。表示部１６の画面上には、タッチ入力位置を認識するタッチパネル３０が設けられている。タッチパネル３０の出力は制御部１０に接続されている。
【００２７】
パラレルリンクロボット４１の動作教示において、位置または姿勢の再教示の際には、再教示後の開始点と終了点の近傍での可動プレート３の状態（位置および姿勢）が、再教示前の可動プレート３の状態と比べて近いか否かが重要になる。本発明では、これを判定するために、元軌跡近似性判定部１２を備えている。また、パラレルリンクロボット４１の動作教示において、位置または姿勢の再教示の際には、その位置および姿勢を記録しておく必要がある。本発明では、位置および姿勢を記憶するために、修正軌跡記録部１３を備えている。なお、再教示後の動作軌跡は、表示部１６における前述のグラフ表示（図２参照）にて、確認および補正が可能である。
【００２８】
図２は、本発明のパラレルリンクロボット４１のタッチパネル付きディスプレイの表示画面を説明するための図である。また、図２は、前述の動作軌跡の編集時の表示画面のグラフイメージである。図２では、画面左側のグラフ表示部２６に、パラレルリンクロボットの教示動作軌跡を、軸ごとに時系列にグラフ化して表示している。図２の各グラフは、横軸が時間軸であり、縦軸が各軸の座標値である。
【００２９】
図２において、パラレルリンクロボット４１の現在の位置（現在位置）および姿勢（現在姿勢）は、現在位置ポインタ２０によって示されている。本発明では、パラレルリンクロボット４１の位置は、６軸（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θｘ軸、θｙ軸、θｚ軸）で管理している。ここで、パラレルリンクロボット４１の現在位置とは、現在の可動プレート３の中央の仮想点座標と、この点を含む可動プレート３の面のｘ軸、ｙ軸、ｚ軸の各軸周りの回転量とで表現している。本発明では、この現在位置を用いて、可動プレート３の位置および姿勢を数値管理している。また、現在位置ポインタ２０の時々の位置の情報は、画面右上の各表示欄２５に、数値で表示される。
【００３０】
グラフ表示部２６には、パラレルリンクロボット４１の現在位置とは別に、軌道情報の再教示対象となる編集領域２１を設けることができる。編集領域２１は、編集開始点２２および編集終了点２３を含み、これらの点間の領域として定義される。編集開始点２２は、編集終了点２３と同一か、編集終了点２３よりも左側（時刻の早い側）に設定する。
【００３１】
画面の右側で表示欄２５の下側には、再教示に必要な指示を入力する機能ボタンＡ１〜Ａ６のアイコンが表示されている。
「開始点へ移動」ボタンＡ１は、設定した編集開始点２２へパラレルリンクロボット４１の各軸を自動的に移動させることを指示するためのアイコンである。表示部１６のディスプレイパネルの画面上のボタンＡ１のアイコンの表示位置に教示者がタッチすることによって、タッチパネル３０を介して制御部１０が入力指示を認識する。
【００３２】
なお、機能ボタンＡ２〜Ａ６についても、タッチパネル３０と制御部１０との関係は、ボタンＡ１と同じであって、表示部１６のディスプレイパネルの画面上の各アイコンの表示位置に教示者がタッチすることによって、タッチパネル３０を介して制御部１０が各機能の入力操作を認識する。
【００３３】
再教示を行う場合、教示者は、「再教示を開始」ボタンＡ２のアイコンにタッチして、再教示の開始を制御部１０に知らせる。これによって制御部１０が、再教示モードを開始して再教示軌跡を読み込む。再教示モード中に、「中断」ボタンＡ３のアイコンにタッチされたことを検出した制御部１０は、再教示モードを中止して各モータ５にブレーキロックをかける。
【００３４】
図３は、教示データの部分変更方法、すなわち再教示を行うための手順である。
まず、ステップＳ１では、図２のグラフ上で編集開始点２２及び編集終了点２３を設定する。
【００３５】
ステップＳ２では、「開始点へ移動」ボタンＡ１にタッチすることによって、パラレルリンクロボット４１の各軸が編集開始点へ移動し、モータ５のパワー系を遮断する。
ステップＳ３では、「再教示を開始」ボタンＡ２にタッチすることによって、モータ５のブレーキが解除され、パラレルリンクロボット４１を完全にフリーな状態にする。このとき、パラレルリンクロボット４１の可動プレート３が落下しないように、可動プレート３を教示者が手で支えておくなどの処置が必要である。
【００３６】
ステップＳ４では、この状態から教示者が可動プレート３を直接に手に持って動かして、再教示を行う。再教示の終了は、「再教示を終了」ボタンＡ４を操作して行う。
再教示の終了後のステップＳ５では、編集領域２１の再教示前の軌道をステップＳ４で再教示された軌道に部分置換する。
【００３７】
「再教示を終了」ボタンＡ４のアイコンにタッチされたことを検出した制御部１０は、再教示モードを終了する。
「再教示データの再生」ボタンＡ５のアイコンにタッチされたことを検出した制御部１０は、パラレルリンクロボット４１の各軸を編集開始点２２へ一旦移動させた後、再教示した軌跡をトレースして、編集終了点２３へ移動させる。
【００３８】
ステップＳ３〜Ｓ５において実行される再教示と再教示データでの編集領域のデータ置換を、図４と図５を用いて詳述する。
図４（ａ）は編集前の教示データのイメージ図で、任意の１軸について編集前の教示データを模式的に示している。
【００３９】
編集前の教示データが、連続する動作点Ｐ０，Ｐ１，・・・・，Ｐｎ−１，Ｐｎである場合、編集開始点２２と編集終了点２３によって設定される編集領域２１に含まれる点群は、Ｐ１〜Ｐｎ−１となる。
【００４０】
パラレルリンクロボット４１は、多数の軸受９を使用していると共に、ダイレクト教示に際してはステップＳ４でのダイレクト教示に先立ってステップＳ３において駆動電源を遮断して可動プレート３をフリーに動かせるようにする必要がある。そのため、「再教示を開始」ボタンＡ２にタッチして教示開始状態に切り換えた時に、教示者自身が可動プレート３を上手に支持しなければ、再教示によって編集しようとしている編集区間の教示データと編集区間の直前の教示データとの差が大きくなって、編集後に可動プレート３のスムーズな動きを期待できない場合がある。さらに、ダイレクト教示に際して駆動源の電源を遮断した直後の可動プレート３を教示者自身が上手に支持しても、図４（ｂ）に示すように、編集領域２１の最初の仮想線の動作点Ｐ１であるべきものが、実際には動作点ｐ１＊となり、可動プレート３の微小な位置や姿勢の変動（以下、この変動をオフセット量Δと称す）が発生する。このようなオフセット量Δは、各軸の僅かな寸法マージンにより発生するため、各エンコーダ１４などによって検出することが難しい。
【００４１】
このため、教示者がステップＳ４において図４（ｂ）に破線Ｃ１で示す軌跡（ｐ１＊，・・・・，ｐｎ−１＊）のダイレクト教示を実施しても、パラレルリンクロボット４１は、図４（ａ）に破線Ｃ２で示す軌跡が再教示されたものと認識し、実際とは異なる軌跡が再教示されてしまうことがある。
【００４２】
このオフセット量Δが原因で、再教示を受ける編集領域２１の全域において、教示者による実際の再教示内容とパラレルリンクロボット４１が各エンコーダ１４から読み取って認識する再教示内容との間にズレが発生することがある。このズレが原因で、特に精密な作業をパラレルリンクロボット４１に行わせる使用形態の場合には、ダイレクト教示による再教示後の再生運転による動作確認と、この動作確認で判明した不具合を再教示して修正する作業を繰り返し行っているのが現状である。また、教示者の手によるパラレルリンクロボット４１の動作教示で例えば部品挿入動作の教示を行う場合、教示時のパラレルリンクロボット４１のエンドエフェクタ８の位置が重要である。なぜなら、部品挿入動作などの教示を行う場合は、実際に挿入する部品などを置いて動作教示することが多いため、パラレルリンクロボット４１の教示時と自動動作時との僅かなズレにより、挿入失敗になる場合があるためである。
【００４３】
そこで、この実施の形態では、これらの問題点を次のようにして回避している。
編集処理部２７は、ステップＳ４の開始の直前に各エンコーダ１４から読み取った可動プレート３の位置や姿勢の動作点Ｐ０を検索キーとしてテーブル２８から適切なオフセット量Δを読み取る。そして、本実施の形態１の編集処理部２７は、各エンコーダ１４から読み取った可動プレート３の位置や姿勢の動作点“ｐ１，ｐ２，〜，ｐｎ−１”に対し、図５（ｂ）に示すように各エンコーダ１４から読み取った可動プレート３の位置や姿勢の動作点をオフセット量Δで処理した“ｐ１−Δ，ｐ２−Δ，〜，ｐｎ−１−Δ”を再教示データとして修正軌跡記録部１３に書き込む。
【００４４】
ステップＳ４でのダイレクト教示が終了すると、ステップＳ５では、図５（ｂ）のように、再教示された最初の動作点ｐ１−Δが編集開始点２２の直前の点Ｐ０に連結され、再教示された最後の動作点ｐｎ−１−Δが編集終了点２３の直後の点Ｐｎに連結されて、部分置換される。
【００４５】
なお、編集領域２１に含まれる点群の数は、再教示の際の点群取得の時間間隔や、再教示に要した時間に伴って増加するため、必ずしも再教示の前後で、同数になるとは限らない。時間間隔が同じで再教示後の点数が少ないと、データ置換後の編集領域２１が短くなり、時間間隔が同じで再教示後の点数が多いと、データ置換後の編集領域２１が長くなる。
【００４６】
このようにして、編集領域２１の再教示は完了するが、編集開始点２２の前後の点Ｐ０と点ｐ１−Δの座標値や、編集終了点２３の前後の点ｐｎ−１−Δと点Ｐｎの座標値に大きな隔たりがあると、パラレルリンクロボット４１の動作に無理が生じ、パラレルリンクロボット４１の軸受９などに負荷がかかり過ぎる場合がある。本実施の形態１では、このような無理な動作を防止するために、元軌跡近似性判定部１２を設けている。
【００４７】
元軌跡近似性判定部１２には、編集開始点２２の直前の点Ｐ０の座標値に許容幅±ｄが予め設定されている。ステップＳ５が完了したとき、再教示された動作点ｐ１−Δがこの許容範囲内に存在する場合、編集領域２１の編集開始部分において、パラレルリンクロボット４１はスムーズに動作することができる。
【００４８】
再教示された動作点ｐ１−Δが許容範囲Ｐ０±ｄの範囲に存在しない場合、制御部１０は、表示部１６の画面の右下の近傍位置マーカー２４の「開始位置ＸＹＺ」マーカーＢ１、または「開始姿勢θｘθｙθｚ」マーカーＢ２を点灯させる。対象とする軸が可動プレート３の平行移動軸、すなわちＸ，Ｙ，Ｚ軸に該当する場合には、「開始位置ＸＹＺ」マーカーＢ１を点灯させる。対象とする軸が可動プレート３の回転移動軸、すなわちθｘ，θｙ，θｚ軸に該当する場合には、「開始姿勢θｘθｙθｚ」マーカーＢ２を点灯させる。
【００４９】
同様に、元軌跡近似性判定部１２には、編集終了点２３の直後の点Ｐｎの座標値の許容幅±ｄが予め設定されている。再教示された動作点ｐｎ−１−Δがこの許容範囲内にあった場合、編集領域２１の編集終了部分において、パラレルリンクロボット４１はスムーズに動作することができる。
【００５０】
なお、元軌跡近似性判定部１２において、編集開始点２２の近傍と、編集終了点２３の近傍で許容幅±ｄが同一の値である必要はなく、個別に設定しても構わない。
再教示された動作点ｐｎ−１−ΔがＰｎ±ｄの範囲になかった場合、制御部１０が表示部１６の画面の右下の「終了位置ＸＹＺ」マーカーＢ３、または「終了姿勢θｘθｙθｚ」マーカーＢ４を点灯させる。対象とする軸が可動プレート３の平行移動軸、すなわちＸ，Ｙ，Ｚ軸に該当する場合には、「終了位置ＸＹＺ」マーカーＢ３を点灯させる。対象とする軸が可動プレート３の回転移動軸、すなわちθｘ，θｙ，θｚ軸に該当する場合には、「開始姿勢θｘθｙθｚ」マーカーＢ２を点灯させる。
【００５１】
再教示の終了の直後に、マーカーＢ１〜Ｂ４が点灯している場合に、「再教示データの再生」ボタンＡ５のアイコンにタッチすると、制御部１０は、パラレルリンクロボット４１の姿勢を編集開始点２２へ一旦移動させた後、再教示した軌跡をトレースして、編集終了点２３へ移動させて、編集後の教示データに基づいてパラレルリンクロボット４１を動作させる。そのため、前述の再教示を行うことにより、教示者は、パラレルリンクロボット４１の動きを目視にて確認できる。
【００５２】
ここで、パラレルリンクロボット４１の動きがスムーズでないと教示者が判断した場合には、「開始終了点近傍をスムージング」ボタンＡ６のアイコンにタッチすると、制御部１０が、パラレルリンクロボット４１がスムーズに移動できるように編集領域２１の開始部分の数点および終了部分の数点（編集領域２１の境界近傍）の教示データを近似修正してスムージング処理する。
【００５３】
このスムージング処理の直後にも、スムージング処理後の教示データによってパラレルリンクロボット４１がスムーズに動くことができるか元軌跡近似性判定部１２によって判定され、スムーズに動けないと判定された場合には、マーカーＢ１〜Ｂ４によって表示される。
【００５４】
この実施の形態では、再教示の終了直後のタイミング、またはスムージング処理後のタイミングに、元軌跡近似性判定部１２とマーカーＢ１〜Ｂ４によって、パラレルリンクロボット４１がスムーズに動けないエラーが報知された場合には、教示者が直ちに「再教示を開始」ボタンＡ２にタッチしてステップＳ２に戻って再教示と編集を繰り返すことで、適正な編集処理を実現できる。
【００５５】
このように、本実施の形態１のパラレルリンクロボット４１は、元軌跡近似性判定部１２が編集後の教示データが許容範囲内の適正なものであるかを判定して近傍位置マーカー２４によって教示者に報知するため、操作性が良好である。更に、ステップＳ３〜Ｓ５では、エンコーダ１４からパラレルリンクロボット４１が読み取っている可動プレート３の位置や姿勢を、テーブル２８から読み出したオフセット量Δによって実際の教示内容に近付くようにオフセットしたものを編集領域２１の教示データとして編集処理部２７が編集処理を実施する。そのため、本実施の形態１のパラレルリンクロボット４１は、直感的で分かりやすいというダイレクト教示の特徴を活かしながら、パラレルリンクロボットの正確な動作を、短時間のダイレクト教示の実施で実現できる。
【００５６】
なお、この実施の形態では、マーカーＢ１〜Ｂ４によってエラー表示を行ったが、再教示中には、モニタ画面を見ることがやりづらいこともあるため、表示と共に音声などでガイダンスを流すことも有効である。
【００５７】
このようにマーカーを２種類に分けているのは、可動プレート３の位置が編集開始点２２の前後で極力近いようにすることに意味がある場合と、可動プレート３の姿勢が極力近いようにすることに意味がある場合があるためである。
【００５８】
なお、６軸個別に、マーカーを用意しても良いし、６軸のＡＮＤ条件をとることによって、１つのマーカーで賄っても構わない。
また、上記の実施の形態では、「開始終了点近傍をスムージング」ボタンＡ６のアイコンにタッチされたことを検出してから制御部１０がスムージング処理を実施したが、再教示を終了したステップＳ５の直後に自動的にスムージング処理を実施するようにも構成できる。
【００５９】
上記の実施の形態では編集に使用するオフセット量を編集領域２１の直前の教示データＰ０に応じてテーブル２８から読み出すものとして説明したが、テーブル２８に代わって図１に仮想線で示すように、編集領域２１の直前の教示データＰ０で決定される位置と姿勢に応じたオフセット量を出力する計算式が設定されたオフセット演算部３１を設け、オフセット演算部３１に編集領域２１の直前の教示データＰ０を代入して編集に使用するオフセット量を算出するよう構成することもできる。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
本発明は、パラレルリンクメカニズムを用いた産業用ロボットを採用した各種の生産ラインなどにおいて、ロボットの動作教示を迅速、容易に行うことが可能となる。
【符号の説明】
【００６１】
４１ パラレルリンクロボット
２ 固定プレート
３ 可動プレート
４ アーム
５ モータ
６ プレート
７ ロッド
８ エンドエフェクタ
９ 軸受
１０ 制御部
１１ ロボット先端姿勢演算部
１２ 元軌跡近似性判定部
１３ 修正軌跡記録部
２０ 現在位置ポインタ
２１ 編集領域
２２ 編集開始点
２３ 編集終了点
２４ 近傍位置マーカー
２５ 表示欄
２６ グラフ表示部
２７ 編集処理部
２８ テーブル
２９ タッチパネルディスプレイ
３０ タッチパネル
３１ オフセット演算部
Ａ１〜Ａ６ 機能ボタン
Δ オフセット量
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パラレルメカニズムを用いた産業用ロボットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
パラレルメカニズムを用いた産業用ロボットの１つであるパラレルリンクロボット (parallel link robot)の概略構成を図７に示す。
図７に示すように、パラレルリンクロボット１は、固定プレート２と、対象物を把持するためのエンドエフェクタ８などの作用部材が取り付けられる可動プレート３と、固定プレート２と可動プレート３の間を連結する複数のアーム４及びロッド７で構成されている。
【０００３】
複数のアーム４は、固定プレート２に対して固有の１軸周りに固有の面内を旋回するよう取り付けられている。アーム４の先端とロッド７の基端との連結箇所、ならびにロッド７の先端と可動プレート３との連結箇所は、空間内を自由旋回するボールジョイントなどの軸受９で結合されている。各々のアーム４およびロッド７は、可動プレート３で結合および拘束されながら、空間内で位置および姿勢を変えることができる。
【０００４】
このパラレルリンクロボット１は、各々のアーム４を各モータ５などの駆動源でプレート６を介して回転駆動させるとともに、各モータ５に取り付けられたエンコーダ１４によって各々のアーム４の回転位置を検出して、可動プレート３の位置や姿勢を制御している。
【０００５】
このようなパラレルリンクロボット１の可動プレート３は、駆動源等の重量物がなく、極めて軽量な構造で、高速動作に適している。そのため、可動プレート３が軽量な構造であることを利用し、教示者が可動プレート３を直接に移動させてロボットの動作位置や姿勢を教示する、ダイレクト教示方法が既に提案されている。
【０００６】
パラレルリンクロボットではないが、ロボットのダイレクト教示に関する先行技術としては、特許文献１に示すものがある。これは、ロボットの自重を検知し、これを能動的にキャンセルするよう制御する方法によって、教示者がロボットを動かす力を軽減するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平９−３８８７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１の技術では、自重をキャンセルするために制御し続けるため、ロボットが制御不能な状態に陥った場合に、教示者に危害を与えるリスクが大きく、安全上の懸念が払拭できない可能性がある。
【０００９】
一方、パラレルリンクロボット１は、アーム４およびロッド７によって上部から可動プレート３を支える構造である。そのため、駆動源の電源を遮断すれば、教示者が可動プレート３を容易に支えることが可能で、かつ安全上の懸念が無い。
【００１０】
しかしながら、パラレルリンクロボット１では、ダイレクト教示に際し、駆動源の電源を遮断することでアーム４およびロッド７の位置および姿勢を固定しておいても、わずかにアーム４およびロッド７の位置または姿勢が変化してしまうことがある。そのため、例えば精密な作業をパラレルリンクロボット１に行わせる場合には、ダイレクト教示の教示データによるロボットの運転の動作確認と、この動作確認で判明した不具合を再教示して修正する作業とを、繰り返し行って、使用可能な状態に追い込んでいるのが現状である。
【００１１】
本発明は、これら従来の課題を解決し、動作確認と再教示との繰り返しを減らすことが可能なダイレクト教示データの編集方法およびパラレルリンクロボット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】
【００１２】
本発明のダイレクト教示データの編集方法は、パラレルリンクロボットの姿勢に関する教示データのうちの編集領域の教示データを、前記パラレルリンクロボットを動かしてダイレクト教示された再教示データに更新して編集するに際し、前記再教示データを、前記編集領域の直前の教示データで決定される位置および姿勢に応じたオフセット量だけオフセットさせた後に前記編集領域の教示データとして編集することを特徴とする。
【００１３】
また、本発明のパラレルリンクロボットは、位置および姿勢に関する教示データのうちの編集領域の教示データを、ダイレクト教示により教示された再教示データに更新する機能を備えたパラレルリンクロボットであって、前記再教示データを、前記編集領域の直前の教示データで決定される位置および姿勢に応じたオフセット量だけオフセットして前記編集領域の教示データとして編集する編集処理部を設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、ダイレクト教示の直感的で分かりやすいという特徴を活かしながら、動作確認と再教示との繰り返しを減らすことが可能なダイレクト教示データの編集方法およびパラレルリンクロボットを提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明のパラレルリンクロボットの概略構成図
【図２】本発明のパラレルリンクロボットのタッチパネル付きディスプレイの表示画面の説明図
【図３】本発明のパラレルリンクロボットのダイレクト教示データ編集のフローチャート
【図４】（ａ）本発明のパラレルリンクロボットの編集前の教示データとダイレクト教示中にロボットが誤認識する再教示内容の説明図、（ｂ）本発明のパラレルリンクロボットのダイレクト教示中の実際の再教示内容の説明図
【図５】（ａ）本発明のパラレルリンクロボットの編集前の教示データの説明図、（ｂ）本発明のパラレルリンクロボットの編集後の再教示内容の説明図
【図６】本発明のパラレルリンクロボットの元軌跡近似性判定部の説明図
【図７】従来のパラレルリンクロボットの概略構成図
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明のパラレルリンクロボットのダイレクト教示データの編集方法を、具体的な実施の形態を示す図１〜図６に基づいて説明する。
図１は、本発明の実施の形態のパラレルリンクロボット４１の概略構成を示す図である。
【００１７】
パラレルリンクロボット４１において、固定プレート２と可動プレート３の間は、複数のアーム４と、ボールジョイントなど空間内を自由旋回する複数の軸受９と、複数のロッド７とで結合されている。各アーム４は、それぞれのモータ５の出力軸に接続されている。各モータ５のフランジ面がプレート６に固定され、プレート６が固定プレート２に結合されている。つまり、各アーム４の位置や姿勢を制御することで、可動プレート３の自動動作を制御することができる。
【００１８】
可動プレート３が、空間内で位置及び姿勢を自由に定義できるようにするためには、６つの自由度（可動軸）が必要である。本発明では、６組のアーム４およびモータ５を用い、それらの回転位置を独立に制御することによって、可動プレート３の位置及び姿勢を自在に設定する。各モータ５には、それぞれエンコーダ１４が取り付けられている。エンコーダ１４は、入力部１５を介して制御部１０に接続されている。
【００１９】
なお、図１では、モータ５およびプレート６およびエンコーダ１４を１つのみ図示しているが、実際は、アーム４毎に設けられて、それぞれ６つ存在する。また、図示しない各エンコーダも、それぞれ入力部１５を介して制御部１０に接続されている。
【００２０】
各アーム４は、固有の１軸周りに固有の面内を旋回するように、固定プレート２に取り付けられている。ロッド７の両端は、空間内を自由旋回する軸受９で、アーム４または可動プレート３に結合されている。このように、各アーム４、各ロッド７は、可動プレート３で結合および拘束されながら、空間内で位置および姿勢を変えることができる。
【００２１】
したがって、アーム４の回転位置をモータ５などの駆動源で制御することによって、可動プレート３の位置や姿勢を制御することができる。可動プレート３には、例えば対象物を把持するためのエンドエフェクタ８が、取り付けられる。なお、可動プレート３に取り付けられるエンドエフェクタ８は、対象物を把持するためのものに限らず、パラレルリンクロボット４１の目的に応じて、様々なものを選択することが可能である。
【００２２】
可動プレート３は、駆動源等の重量物がなく、極めて軽量な構造で、高速動作やダイレクト教示に利用価値がある。ダイレクト教示とは、可動プレート３を教示者が直接に手に取り、これを直接移動させることにより、パラレルリンクロボット４１の動作軌跡を教示する方法である。
【００２３】
本発明では、パラレルリンクロボット４１の現物を見ながら教示動作位置や教示動作姿勢を再教示可能とし、再教示前の位置および姿勢との関連性を教示者が認知可能としている。これらを可能とすることで、本発明のパラレルリンクロボット４１は、従来のダイレクト教示では困難であった簡易なオペレーションを提案する。
【００２４】
各エンコーダ１４の出力に基づく教示データは、入力部１５を介して制御部１０に入力されている。制御部１０は、教示データに基づいて各モータ５を駆動して設定された軌跡を倣うようにパラレルリンクロボット４１を駆動させる駆動制御機能と、記憶している教示データの一部をその後に指定された再教示データに差し替える編集機能とを有している。
【００２５】
制御部１０において編集機能を司る編集処理部２７は、ロボット先端姿勢演算部１１と、元軌跡近似性判定部１２と、修正軌跡記録部１３と、テーブル２８を有している。
なお、テーブル２８には、パラレルリンクロボット４１の様々な姿勢での動作点で駆動電源を遮断した場合における、各軸のオフセット量Δ（詳細は後述する）が予め書き込まれている。テーブル２８は、様々な姿勢においてパラレルリンクロボット４１の駆動電源を遮断した場合のオフセット量Δを実測することで、予め作成することができる。オフセット量Δは、各アーム４全てが水平状態となるロボットの原点位置において、駆動電源を遮断する前後のモータのエンコーダ値の差分量として求めることができるが、使用環境により、任意の値を設定することもできる。
【００２６】
６つのエンコーダ１４からのモータ回転位置情報が入力部１５を介して制御部１０に入力されると、ロボット先端姿勢演算部１１によって、可動プレート３の位置および姿勢が計算される。これらの計算結果は、タッチパネルディスプレイ２９の表示部１６に引き渡され、図２に示すように、動作軌跡の時系列座標値としてグラフ表示される。表示部１６の画面上には、タッチ入力位置を認識するタッチパネル３０が設けられている。タッチパネル３０の出力は制御部１０に接続されている。
【００２７】
パラレルリンクロボット４１の動作教示において、位置または姿勢の再教示の際には、再教示後の開始点と終了点の近傍での可動プレート３の状態（位置および姿勢）が、再教示前の可動プレート３の状態と比べて近いか否かが重要になる。本発明では、これを判定するために、元軌跡近似性判定部１２を備えている。また、パラレルリンクロボット４１の動作教示において、位置または姿勢の再教示の際には、その位置および姿勢を記録しておく必要がある。本発明では、位置および姿勢を記憶するために、修正軌跡記録部１３を備えている。なお、再教示後の動作軌跡は、表示部１６における前述のグラフ表示（図２参照）にて、確認および補正が可能である。
【００２８】
図２は、本発明のパラレルリンクロボット４１のタッチパネル付きディスプレイの表示画面を説明するための図である。また、図２は、前述の動作軌跡の編集時の表示画面のグラフイメージである。図２では、画面左側のグラフ表示部２６に、パラレルリンクロボットの教示動作軌跡を、軸ごとに時系列にグラフ化して表示している。図２の各グラフは、横軸が時間軸であり、縦軸が各軸の座標値である。
【００２９】
図２において、パラレルリンクロボット４１の現在の位置（現在位置）および姿勢（現在姿勢）は、現在位置ポインタ２０によって示されている。本発明では、パラレルリンクロボット４１の位置は、６軸（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θｘ軸、θｙ軸、θｚ軸）で管理している。ここで、パラレルリンクロボット４１の現在位置とは、現在の可動プレート３の中央の仮想点座標と、この点を含む可動プレート３の面のｘ軸、ｙ軸、ｚ軸の各軸周りの回転量とで表現している。本発明では、この現在位置を用いて、可動プレート３の位置および姿勢を数値管理している。また、現在位置ポインタ２０の時々の位置の情報は、画面右上の各表示欄２５に、数値で表示される。
【００３０】
グラフ表示部２６には、パラレルリンクロボット４１の現在位置とは別に、軌道情報の再教示対象となる編集領域２１を設けることができる。編集領域２１は、編集開始点２２および編集終了点２３を含み、これらの点間の領域として定義される。編集開始点２２は、編集終了点２３と同一か、編集終了点２３よりも左側（時刻の早い側）に設定する。
【００３１】
画面の右側で表示欄２５の下側には、再教示に必要な指示を入力する機能ボタンＡ１〜Ａ６のアイコンが表示されている。
「開始点へ移動」ボタンＡ１は、設定した編集開始点２２へパラレルリンクロボット４１の各軸を自動的に移動させることを指示するためのアイコンである。表示部１６のディスプレイパネルの画面上のボタンＡ１のアイコンの表示位置に教示者がタッチすることによって、タッチパネル３０を介して制御部１０が入力指示を認識する。
【００３２】
なお、機能ボタンＡ２〜Ａ６についても、タッチパネル３０と制御部１０との関係は、ボタンＡ１と同じであって、表示部１６のディスプレイパネルの画面上の各アイコンの表示位置に教示者がタッチすることによって、タッチパネル３０を介して制御部１０が各機能の入力操作を認識する。
【００３３】
再教示を行う場合、教示者は、「再教示を開始」ボタンＡ２のアイコンにタッチして、再教示の開始を制御部１０に知らせる。これによって制御部１０が、再教示モードを開始して再教示軌跡を読み込む。再教示モード中に、「中断」ボタンＡ３のアイコンにタッチされたことを検出した制御部１０は、再教示モードを中止して各モータ５にブレーキロックをかける。
【００３４】
図３は、教示データの部分変更方法、すなわち再教示を行うための手順である。
まず、ステップＳ１では、図２のグラフ上で編集開始点２２及び編集終了点２３を設定する。
【００３５】
ステップＳ２では、「開始点へ移動」ボタンＡ１にタッチすることによって、パラレルリンクロボット４１の各軸が編集開始点へ移動し、モータ５のパワー系を遮断する。
ステップＳ３では、「再教示を開始」ボタンＡ２にタッチすることによって、モータ５のブレーキが解除され、パラレルリンクロボット４１を完全にフリーな状態にする。このとき、パラレルリンクロボット４１の可動プレート３が落下しないように、可動プレート３を教示者が手で支えておくなどの処置が必要である。
【００３６】
ステップＳ４では、この状態から教示者が可動プレート３を直接に手に持って動かして、再教示を行う。再教示の終了は、「再教示を終了」ボタンＡ４を操作して行う。
再教示の終了後のステップＳ５では、編集領域２１の再教示前の軌道をステップＳ４で再教示された軌道に部分置換する。
【００３７】
「再教示を終了」ボタンＡ４のアイコンにタッチされたことを検出した制御部１０は、再教示モードを終了する。
「再教示データの再生」ボタンＡ５のアイコンにタッチされたことを検出した制御部１０は、パラレルリンクロボット４１の各軸を編集開始点２２へ一旦移動させた後、再教示した軌跡をトレースして、編集終了点２３へ移動させる。
【００３８】
ステップＳ３〜Ｓ５において実行される再教示と再教示データでの編集領域のデータ置換を、図４と図５を用いて詳述する。
図４（ａ）は編集前の教示データのイメージ図で、任意の１軸について編集前の教示データを模式的に示している。
【００３９】
編集前の教示データが、連続する動作点Ｐ０，Ｐ１，・・・・，Ｐｎ−１，Ｐｎである場合、編集開始点２２と編集終了点２３によって設定される編集領域２１に含まれる点群は、Ｐ１〜Ｐｎ−１となる。
【００４０】
パラレルリンクロボット４１は、多数の軸受９を使用していると共に、ダイレクト教示に際してはステップＳ４でのダイレクト教示に先立ってステップＳ３において駆動電源を遮断して可動プレート３をフリーに動かせるようにする必要がある。そのため、「再教示を開始」ボタンＡ２にタッチして教示開始状態に切り換えた時に、教示者自身が可動プレート３を上手に支持しなければ、再教示によって編集しようとしている編集区間の教示データと編集区間の直前の教示データとの差が大きくなって、編集後に可動プレート３のスムーズな動きを期待できない場合がある。さらに、ダイレクト教示に際して駆動源の電源を遮断した直後の可動プレート３を教示者自身が上手に支持しても、図４（ｂ）に示すように、編集領域２１の最初の仮想線の動作点Ｐ１であるべきものが、実際には動作点ｐ１＊となり、可動プレート３の微小な位置や姿勢の変動（以下、この変動をオフセット量Δと称す）が発生する。このようなオフセット量Δは、各軸の僅かな寸法マージンにより発生するため、各エンコーダ１４などによって検出することが難しい。
【００４１】
このため、教示者がステップＳ４において図４（ｂ）に破線Ｃ１で示す軌跡（ｐ１＊，・・・・，ｐｎ−１＊）のダイレクト教示を実施しても、パラレルリンクロボット４１は、図４（ａ）に破線Ｃ２で示す軌跡が再教示されたものと認識し、実際とは異なる軌跡が再教示されてしまうことがある。
【００４２】
このオフセット量Δが原因で、再教示を受ける編集領域２１の全域において、教示者による実際の再教示内容とパラレルリンクロボット４１が各エンコーダ１４から読み取って認識する再教示内容との間にズレが発生することがある。このズレが原因で、特に精密な作業をパラレルリンクロボット４１に行わせる使用形態の場合には、ダイレクト教示による再教示後の再生運転による動作確認と、この動作確認で判明した不具合を再教示して修正する作業を繰り返し行っているのが現状である。また、教示者の手によるパラレルリンクロボット４１の動作教示で例えば部品挿入動作の教示を行う場合、教示時のパラレルリンクロボット４１のエンドエフェクタ８の位置が重要である。なぜなら、部品挿入動作などの教示を行う場合は、実際に挿入する部品などを置いて動作教示することが多いため、パラレルリンクロボット４１の教示時と自動動作時との僅かなズレにより、挿入失敗になる場合があるためである。
【００４３】
そこで、この実施の形態では、これらの問題点を次のようにして回避している。
編集処理部２７は、ステップＳ４の開始の直前に各エンコーダ１４から読み取った可動プレート３の位置や姿勢の動作点Ｐ０を検索キーとしてテーブル２８から適切なオフセット量Δを読み取る。そして、本実施の形態１の編集処理部２７は、各エンコーダ１４から読み取った可動プレート３の位置や姿勢の動作点“ｐ１，ｐ２，〜，ｐｎ−１”に対し、図５（ｂ）に示すように各エンコーダ１４から読み取った可動プレート３の位置や姿勢の動作点をオフセット量Δで処理した“ｐ１−Δ，ｐ２−Δ，〜，ｐｎ−１−Δ”を再教示データとして修正軌跡記録部１３に書き込む。
【００４４】
ステップＳ４でのダイレクト教示が終了すると、ステップＳ５では、図５（ｂ）のように、再教示された最初の動作点ｐ１−Δが編集開始点２２の直前の点Ｐ０に連結され、再教示された最後の動作点ｐｎ−１−Δが編集終了点２３の直後の点Ｐｎに連結されて、部分置換される。
【００４５】
なお、編集領域２１に含まれる点群の数は、再教示の際の点群取得の時間間隔や、再教示に要した時間に伴って増加するため、必ずしも再教示の前後で、同数になるとは限らない。時間間隔が同じで再教示後の点数が少ないと、データ置換後の編集領域２１が短くなり、時間間隔が同じで再教示後の点数が多いと、データ置換後の編集領域２１が長くなる。
【００４６】
このようにして、編集領域２１の再教示は完了するが、編集開始点２２の前後の点Ｐ０と点ｐ１−Δの座標値や、編集終了点２３の前後の点ｐｎ−１−Δと点Ｐｎの座標値に大きな隔たりがあると、パラレルリンクロボット４１の動作に無理が生じ、パラレルリンクロボット４１の軸受９などに負荷がかかり過ぎる場合がある。本実施の形態１では、このような無理な動作を防止するために、元軌跡近似性判定部１２を設けている。
【００４７】
元軌跡近似性判定部１２には、編集開始点２２の直前の点Ｐ０の座標値に許容幅±ｄが予め設定されている。ステップＳ５が完了したとき、再教示された動作点ｐ１−Δがこの許容範囲内に存在する場合、編集領域２１の編集開始部分において、パラレルリンクロボット４１はスムーズに動作することができる。
【００４８】
再教示された動作点ｐ１−Δが許容範囲Ｐ０±ｄの範囲に存在しない場合、制御部１０は、表示部１６の画面の右下の近傍位置マーカー２４の「開始位置ＸＹＺ」マーカーＢ１、または「開始姿勢θｘθｙθｚ」マーカーＢ２を点灯させる。対象とする軸が可動プレート３の平行移動軸、すなわちＸ，Ｙ，Ｚ軸に該当する場合には、「開始位置ＸＹＺ」マーカーＢ１を点灯させる。対象とする軸が可動プレート３の回転移動軸、すなわちθｘ，θｙ，θｚ軸に該当する場合には、「開始姿勢θｘθｙθｚ」マーカーＢ２を点灯させる。
【００４９】
同様に、元軌跡近似性判定部１２には、編集終了点２３の直後の点Ｐｎの座標値の許容幅±ｄが予め設定されている。再教示された動作点ｐｎ−１−Δがこの許容範囲内にあった場合、編集領域２１の編集終了部分において、パラレルリンクロボット４１はスムーズに動作することができる。
【００５０】
なお、元軌跡近似性判定部１２において、編集開始点２２の近傍と、編集終了点２３の近傍で許容幅±ｄが同一の値である必要はなく、個別に設定しても構わない。
再教示された動作点ｐｎ−１−ΔがＰｎ±ｄの範囲になかった場合、制御部１０が表示部１６の画面の右下の「終了位置ＸＹＺ」マーカーＢ３、または「終了姿勢θｘθｙθｚ」マーカーＢ４を点灯させる。対象とする軸が可動プレート３の平行移動軸、すなわちＸ，Ｙ，Ｚ軸に該当する場合には、「終了位置ＸＹＺ」マーカーＢ３を点灯させる。対象とする軸が可動プレート３の回転移動軸、すなわちθｘ，θｙ，θｚ軸に該当する場合には、「開始姿勢θｘθｙθｚ」マーカーＢ２を点灯させる。
【００５１】
再教示の終了の直後に、マーカーＢ１〜Ｂ４が点灯している場合に、「再教示データの再生」ボタンＡ５のアイコンにタッチすると、制御部１０は、パラレルリンクロボット４１の姿勢を編集開始点２２へ一旦移動させた後、再教示した軌跡をトレースして、編集終了点２３へ移動させて、編集後の教示データに基づいてパラレルリンクロボット４１を動作させる。そのため、前述の再教示を行うことにより、教示者は、パラレルリンクロボット４１の動きを目視にて確認できる。
【００５２】
ここで、パラレルリンクロボット４１の動きがスムーズでないと教示者が判断した場合には、「開始終了点近傍をスムージング」ボタンＡ６のアイコンにタッチすると、制御部１０が、パラレルリンクロボット４１がスムーズに移動できるように編集領域２１の開始部分の数点および終了部分の数点（編集領域２１の境界近傍）の教示データを近似修正してスムージング処理する。
【００５３】
このスムージング処理の直後にも、スムージング処理後の教示データによってパラレルリンクロボット４１がスムーズに動くことができるか元軌跡近似性判定部１２によって判定され、スムーズに動けないと判定された場合には、マーカーＢ１〜Ｂ４によって表示される。
【００５４】
この実施の形態では、再教示の終了直後のタイミング、またはスムージング処理後のタイミングに、元軌跡近似性判定部１２とマーカーＢ１〜Ｂ４によって、パラレルリンクロボット４１がスムーズに動けないエラーが報知された場合には、教示者が直ちに「再教示を開始」ボタンＡ２にタッチしてステップＳ２に戻って再教示と編集を繰り返すことで、適正な編集処理を実現できる。
【００５５】
このように、本実施の形態１のパラレルリンクロボット４１は、元軌跡近似性判定部１２が編集後の教示データが許容範囲内の適正なものであるかを判定して近傍位置マーカー２４によって教示者に報知するため、操作性が良好である。更に、ステップＳ３〜Ｓ５では、エンコーダ１４からパラレルリンクロボット４１が読み取っている可動プレート３の位置や姿勢を、テーブル２８から読み出したオフセット量Δによって実際の教示内容に近付くようにオフセットしたものを編集領域２１の教示データとして編集処理部２７が編集処理を実施する。そのため、本実施の形態１のパラレルリンクロボット４１は、直感的で分かりやすいというダイレクト教示の特徴を活かしながら、パラレルリンクロボットの正確な動作を、短時間のダイレクト教示の実施で実現できる。
【００５６】
なお、この実施の形態では、マーカーＢ１〜Ｂ４によってエラー表示を行ったが、再教示中には、モニタ画面を見ることがやりづらいこともあるため、表示と共に音声などでガイダンスを流すことも有効である。
【００５７】
このようにマーカーを２種類に分けているのは、可動プレート３の位置が編集開始点２２の前後で極力近いようにすることに意味がある場合と、可動プレート３の姿勢が極力近いようにすることに意味がある場合があるためである。
【００５８】
なお、６軸個別に、マーカーを用意しても良いし、６軸のＡＮＤ条件をとることによって、１つのマーカーで賄っても構わない。
また、上記の実施の形態では、「開始終了点近傍をスムージング」ボタンＡ６のアイコンにタッチされたことを検出してから制御部１０がスムージング処理を実施したが、再教示を終了したステップＳ５の直後に自動的にスムージング処理を実施するようにも構成できる。
【００５９】
上記の実施の形態では編集に使用するオフセット量を編集領域２１の直前の教示データＰ０に応じてテーブル２８から読み出すものとして説明したが、テーブル２８に代わって図１に仮想線で示すように、編集領域２１の直前の教示データＰ０で決定される位置と姿勢に応じたオフセット量を出力する計算式が設定されたオフセット演算部３１を設け、オフセット演算部３１に編集領域２１の直前の教示データＰ０を代入して編集に使用するオフセット量を算出するよう構成することもできる。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
本発明は、パラレルリンクメカニズムを用いた産業用ロボットを採用した各種の生産ラインなどにおいて、ロボットの動作教示を迅速、容易に行うことが可能となる。
【符号の説明】
【００６１】
４１ パラレルリンクロボット
２ 固定プレート
３ 可動プレート
４ アーム
５ モータ
６ プレート
７ ロッド
８ エンドエフェクタ
９ 軸受
１０ 制御部
１１ ロボット先端姿勢演算部
１２ 元軌跡近似性判定部
１３ 修正軌跡記録部
２０ 現在位置ポインタ
２１ 編集領域
２２ 編集開始点
２３ 編集終了点
２４ 近傍位置マーカー
２５ 表示欄
２６ グラフ表示部
２７ 編集処理部
２８ テーブル
２９ タッチパネルディスプレイ
３０ タッチパネル
３１ オフセット演算部
Ａ１〜Ａ６ 機能ボタン
Δ オフセット量
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パラレルリンクロボットの姿勢に関する教示データのうちの編集領域の教示データを、前記パラレルリンクロボットを動かしてダイレクト教示された再教示データに更新して編集するに際し、
前記再教示データを、前記編集領域の直前の教示データで決定される位置および姿勢に応じたオフセット量だけオフセットさせた後に前記編集領域の教示データとして編集する、
ダイレクト教示データの編集方法。
【請求項２】
前記編集領域の直前の教示データで決定される位置および姿勢に応じたオフセット量を、前記パラレルリンクロボットの位置および姿勢とオフセット量との関係を予め算出したテーブルから、前記教示データに応じて読み出す、
請求項１記載のダイレクト教示データの編集方法。
【請求項３】
前記編集領域の直前の教示データで決定される位置および姿勢に応じたオフセット量を、オフセット演算部に前記教示データを代入して算出する、
請求項１記載のダイレクト教示データの編集方法。
【請求項４】
前記再教示データを前記編集領域の教示データとして編集した後に、前記編集領域の境界近傍の教示データを近似修正してスムージング処理する、
請求項１記載のダイレクト教示データの編集方法。
【請求項５】
前記再教示データを前記編集領域の教示データとして編集した後に、前記編集領域の直前の教示データと前記編集領域の開始部分の再教示データとの差、または、前記編集領域の直後の教示データと前記編集領域の終了部分の再教示データとの差が、許容範囲であるか否かを判定し、その判定結果を教示者に報知する、
請求項１記載のダイレクト教示データの編集方法。
【請求項６】
位置および姿勢に関する教示データのうちの編集領域の教示データを、ダイレクト教示により教示された再教示データに更新する機能を備えたパラレルリンクロボットであって、
前記再教示データを、前記編集領域の直前の教示データで決定される位置および姿勢に応じたオフセット量だけオフセットして前記編集領域の教示データとして編集する編集処理部を設けた、
パラレルリンクロボット。
【請求項７】
前記編集処理部は、前記パラレルリンクロボットの位置および姿勢とオフセット量との関係を予め算出したテーブルを有する、
請求項６記載のパラレルリンクロボット。
【請求項１】
パラレルリンクロボットの姿勢に関する教示データのうちの編集領域の教示データを、前記パラレルリンクロボットを動かしてダイレクト教示された再教示データに更新して編集するに際し、
前記再教示データを、前記編集領域の直前の教示データで決定される位置および姿勢に応じたオフセット量だけオフセットさせた後に前記編集領域の教示データとして編集する、
ダイレクト教示データの編集方法。
【請求項２】
前記編集領域の直前の教示データで決定される位置および姿勢に応じたオフセット量を、前記パラレルリンクロボットの位置および姿勢とオフセット量との関係を予め算出したテーブルから、前記教示データに応じて読み出す、
請求項１記載のダイレクト教示データの編集方法。
【請求項３】
前記編集領域の直前の教示データで決定される位置および姿勢に応じたオフセット量を、オフセット演算部に前記教示データを代入して算出する、
請求項１記載のダイレクト教示データの編集方法。
【請求項４】
前記再教示データを前記編集領域の教示データとして編集した後に、前記編集領域の境界近傍の教示データを近似修正してスムージング処理する、
請求項１記載のダイレクト教示データの編集方法。
【請求項５】
前記再教示データを前記編集領域の教示データとして編集した後に、前記編集領域の直前の教示データと前記編集領域の開始部分の再教示データとの差、または、前記編集領域の直後の教示データと前記編集領域の終了部分の再教示データとの差が、許容範囲であるか否かを判定し、その判定結果を教示者に報知する、
請求項１記載のダイレクト教示データの編集方法。
【請求項６】
位置および姿勢に関する教示データのうちの編集領域の教示データを、ダイレクト教示により教示された再教示データに更新する機能を備えたパラレルリンクロボットであって、
前記再教示データを、前記編集領域の直前の教示データで決定される位置および姿勢に応じたオフセット量だけオフセットして前記編集領域の教示データとして編集する編集処理部を設けた、
パラレルリンクロボット。
【請求項７】
前記編集処理部は、前記パラレルリンクロボットの位置および姿勢とオフセット量との関係を予め算出したテーブルを有する、
請求項６記載のパラレルリンクロボット。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１３−１０７１７９（Ｐ２０１３−１０７１７９Ａ）
【公開日】平成２５年６月６日（２０１３．６．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２５５６５１（Ｐ２０１１−２５５６５１）
【出願日】平成２３年１１月２４日（２０１１．１１．２４）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年６月６日（２０１３．６．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月２４日（２０１１．１１．２４）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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