特開 2022-96173 教示用プローブ及び該プローブを備えるロボット教示システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022096173

(43)【公開日】2022-06-29

(54)【発明の名称】教示用プローブ及び該プローブを備えるロボット教示システム

(51)【国際特許分類】

   B25J 9/22 20060101AFI20220622BHJP

   G05B 19/42 20060101ALI20220622BHJP

【ＦＩ】

B25J9/22 A

G05B19/42 H

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2020209125

(22)【出願日】2020-12-17

(71)【出願人】

【識別番号】304021277

【氏名又は名称】国立大学法人 名古屋工業大学

(71)【出願人】

【識別番号】591113024

【氏名又は名称】株式会社近藤製作所

(71)【出願人】

【識別番号】514162575

【氏名又は名称】株式会社ファインテクノ

(71)【出願人】

【識別番号】000116622

【氏名又は名称】愛知県

(74)【代理人】

【識別番号】110000394

【氏名又は名称】特許業務法人岡田国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】森田 良文

(72)【発明者】

【氏名】犬塚 秀紀

(72)【発明者】

【氏名】田中 宏樹

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 善夫

(72)【発明者】

【氏名】壁谷 好久

(72)【発明者】

【氏名】藤原 敬弘

(72)【発明者】

【氏名】大羽 達也

(72)【発明者】

【氏名】小池 浩一

(72)【発明者】

【氏名】酒井 昌夫

【テーマコード（参考）】

3C269

3C707

【Ｆターム（参考）】

3C269AB33

3C269BB09

3C269SA02

3C269SA07

3C707AS12

3C707BS12

3C707JU08

3C707LS02

3C707MT01

(57)【要約】

【課題】ワークに対して精度良く位置決めできかつ効率良く教示データを得ることができる教示用プローブが従来必要とされている。
【解決手段】教示用プローブ１０は、ワーク６の形状を教示するために用いられる。教示用プローブ１０は、端面当接部１３と側面当接部１４と収容スペース１５を有する。端面当接部１３は、ワーク６の端面６ａに２点以上の端面接触点１３ｃ，１３ｄ、あるいは端面接触点１３ｃ，１３ｄで構成される線または面で当接する。側面当接部１４は、ワーク６の側面６ｂに２点以上の側面接触点１４ｃ，１４ｄ、あるいは側面接触点１４ｃ，１４ｄで構成される線または面で当接する。収容スペース１５は、ワーク６の端面６ａと側面６ｂによって形成される角部６ｃを収容するように端面当接部１３と側面当接部１４の間に形成される。
【選択図】図７

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ワークの形状を教示するための教示用プローブであって、
ワークの端面に２点以上の端面接触点、あるいは前記２点以上の端面接触点で構成される線または面で当接する端面当接部と、
前記ワークの側面に２点以上の側面接触点、あるいは前記２点以上の側面接触点で構成される線または面で当接する側面当接部と、
前記ワークの前記端面と前記側面によって形成される前記ワークの角部を収容するように前記端面当接部と前記側面当接部の間に形成される収容スペースを有する教示用プローブ。

【請求項2】

請求項１に記載の教示用プローブであって、
前記端面当接部は、直線状に延出する端面第１当接縁と、前記端面第１当接縁と離間して直線状に延出する端面第２当接縁を有する教示用プローブ。

【請求項3】

請求項１または２に記載の教示用プローブであって、
前記側面当接部は、直線状に延出する側面第１当接縁と、前記側面第１当接縁と離間して直線状に延出する側面第２当接縁を有する教示用プローブ。

【請求項4】

請求項１～３のいずれか１つに記載の教示用プローブであって、
プローブ本体から延出してロボットに連結される連結部と、
前記連結部を中心に前記プローブ本体の外周に配置された複数の教示領域を備え、前記複数の教示領域がそれぞれ前記端面当接部と前記側面当接部と前記収容スペースを具備する教示用プローブ。

【請求項5】

請求項１～３のいずれか１つに記載の教示用プローブであって、
前記端面当接部と前記側面当接部が形成されたプローブ本体と、
前記プローブ本体から延出してロボットに連結される連結部を有する教示用プローブ。

【請求項6】

請求項５に記載の教示用プローブであって、
前記連結部に対して前記プローブ本体が回転可能に取付けられる教示用プローブ。

【請求項7】

請求項１～６のいずれか１つに記載の教示用プローブを備えるロボット教示システムであって、
前記ワークに当接させた前記教示用プローブの角度と位置を検出する検出手段と、
前記検出手段の信号に基づいて前記ワークの所定箇所に関するデータを計算する計算手段と、
予めワークの形状の種類を１つ以上記憶する記憶手段と、
前記ワークの形状を特定するために必要な前記形状の種類に応じた測定点数を前記計算手段が得ることで前記ワークの形状を特定する形状特定手段を有するロボット教示システム。

【請求項8】

請求項７に記載のロボット教示システムであって、
前記記憶手段は、前記形状として円形を記憶し、
前記形状特定手段は、３点の前記測定点数を得て前記ワークを特定するロボット教示システム。

【請求項9】

請求項７または８に記載のロボット教示システムであって、
前記形状特定手段によって得た前記ワークの形状に対して前記ワークへの押込量もしくは前記ワークからの離間量を実現するロボットの位置と姿勢を求め、前記計算手段で得た前記ワークの所定箇所に関するデータを前記押込量もしくは前記離間量で補正して前記ロボットの軌道を生成するエディタ手段を有するロボット教示システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ロボットに動作を教示する教示用プローブおよび該プローブを備える直接教示法によるロボット教示システムに関する。例えば、ロボットに動作を教示する際に、該プローブが複数の回転関節を持つ多関節ロボットのアームに取付けられて教示者の手によってアームとともに移動される。

【背景技術】

【0002】

多関節ロボットは、様々な用途で利用される。例えば、成形後のワークの角部に生じたバリを取るために、多関節ロボットのアームの先端に工具を取付ける。回転する工具は、加工対象のワークの角部に押付けられ、かつ角部に沿って移動される。これによりワークの角部のバリが工具によって除去される。工具をロボットによって移動させるために、ロボットの動作が予め教示（ティーチング）される。

【0003】

ロボットの教示方法として、教示ペンダントを用いた方法が従来知られている。例えば、教示ペンダントを使って、工具の先端をワーク上の複数の測定点に押付ける。工具には力センサが設けられている場合がある。教示ペンダントは、各測定点における工具の位置と姿勢及びワークへの押付け力のデータを得る。ロボットは、教示ペンダントで得たデータに基づいて動作を決定する。アームの先端に取付けられた工具は、例えば各測定点を順に通過するように移動する。これにより工具がワークの角部に沿って移動する。

【0004】

しかし従来の教示方法によると、各測定点に押付けられる工具の位置と姿勢（向き及び角度）は、教示者の目視によって調整される。そのため教示者によって工具の位置と姿勢に差異が生じる。また同じ教示者である場合でも、測定点毎に工具の姿勢が異なる場合がある。そのため好適なデータを得ることが容易でなく、ロボットの作業の精確性、安定性を高めることが容易でない。

【0005】

またロボットは、測定点の間を最短の直線上で移動する傾向がある。そのため直線上でない軌道上を移動させる場合には、多くの測定点が必要であった。例えば工具の先端を直径０．２ｍの円周軌道で移動させる場合は、一般に２０点以上の測定点を設けている。そのため教示作業に多くの工数と多くの時間が必要であった。

【0006】

各測定点の間を例えば円弧軌道で補完し、ロボットを補完した軌道に沿って動作させる技術が従来知られている。これにより測定点数を少なくできる。特許文献１に開示された制御方法によると、多関節ロボットを少なくとも３つの測定点の間を円弧補完した軌道で移動させ、ロボットに取付けられた工具の姿勢も補完して移動させる。特許文献２に開示された制御方法によると、多関節ロボットを作業開始点から作業終了点まで補完した経路上において定めた速度で動作させる。すなわち特異点に関係なくロボットを動作させる。

【0007】

他の教示方法として、教示者がロボットを直接動かして教示する方法がある。ロボットのアームの先端には、教示の際に工具を模した教示用プローブが取付けられる。工具及び教示用プローブは、例えば複数のワイヤとロボットのアームに連結される。各ワイヤが引出された長さによって教示用プローブの位置と姿勢を検出できる。そのためアームを無理無く移動させつつ教示用プローブを速く移動させることができる。そしてワイヤの長さの変化に基づいてアームを実際に移動させるための動作のデータを得る。かくして教示を高速でかつ簡易に行うことができる。しかもロボットのアームは、教示の際に概略の軌道を得ることができる。そのため概略軌道から補完することで無理の無い姿勢でロボットを円滑に移動させることができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【特許文献1】特開平４－１００１１４号公報

【特許文献2】特開２０１２－１９６７５４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

しかしながら工具の位置と姿勢は、教示者の目視によって決定される。そのため教示によって得られるデータを精度良く得ることができない場合がある。またワークは様々な形状を有し、例えば円弧形状、多角形形状、スプライン曲線形状等を有する。ワークの形状に関わらずに精度良くロボットを移動させるために、従前は多くの測定点を測定していた。

【0010】

また工具の移動は、教示者の目視で調整される。そのため工具の位置と姿勢を精度良く得ることが容易でない。また工具をワークに押付ける押付け力は、教示者とロボットで異なる場合がある。そのため教示したロボットが意図しない動作をする場合がある。ワークに当てる際に位置と姿勢の精度を良くできかつ効率良く教示データを得ることができる教示用プローブ、またはそのような教示用プローブを用いた教示システムは、従来には見当たらなかった。

【課題を解決するための手段】

【0011】

本開示の１つの特徴によれば教示用プローブは、ワークの形状を教示するために用いられる。教示用プローブは、端面当接部と側面当接部と収容スペースを有する。端面当接部は、ワークの端面に２点以上の端面接触点、あるいは２点以上の端面接触点で構成される線または面で当接する。側面当接部は、ワークの側面に２点以上の側面接触点、あるいは２点以上の側面接触点で構成される線または面で当接する。収容スペースは、ワークの端面と側面によって形成されるワークの角部を収容するように端面当接部と側面当接部の間に形成される。なおワークの端面と側面は、互いに交差する方向に延出し、互いに交差することで角部を形成するワークの表面の２面を指す。教示用プローブは、角部を有する例えば円筒状のワークの一部に立体的にフィットするように構成される。

【0012】

したがって角部に邪魔されることなく、端面当接部と側面当接部がそれぞれワークの端面と側面に当てられる。しかも端面当接部と側面当接部は、それぞれがワークの端面または側面に２点以上または線または面で当たる。そのため端面と端面当接部が２点以上または線または面で接触することで、側面に対する側面当接部の位置と姿勢（向き及び角度）が拘束される。また、側面と側面当接部が２点以上または線または面で接触することで、端面に対する端面当接部の位置と姿勢が拘束される。そのため端面当接部と側面当接部は、端面または側面との各接触点で相互に拘束を受ける。これによりワークの角部に当てられる教示用プローブの位置と姿勢の精度が良くなる。しかも教示用プローブが装着されたロボットを教示者の手で動かして教示する際に、教示用プローブをワークの角部に対して精度良くかつ迅速に位置決めできる。

【0013】

しかも端面当接部と側面当接部は、２点以上の接触点、あるいはその接触点で構成される線または面でワークと接触する。そのため端面当接部と側面当接部は、２点の接触でワークに対して最低限の位置決めがなされる。さらに端面当接部と側面当接部は、それぞれが２点以上または線または面でワークと接触することにより、様々なワークの形状や面性状に対して当接した位置と姿勢で確実に位置決めされる。かくして教示用プローブを用いた教示データの精度が良くなる。しかも教示用プローブは、ワークの角部に対して簡易に位置決めされるため、短い時間でワークに位置決めされる。かくして教示用プローブを用いて効率良く教示データを得ることができる。

【0014】

本開示の他の特徴によれば端面当接部は、直線状に延出する端面第１当接縁と、端面第１当接縁と離間して直線状に延出する端面第２当接縁を有する。したがって教示の際に端面第１当接縁と端面第２当接縁のそれぞれがワークの端面に当接する。例えばワークの端面が曲面である際、端面第１当接縁と端面第２当接縁がそれぞれ１点でワークの端面に当接する。これにより端面当接部は、確実に２点以上でワークの端面に当接する。これにより教示用プローブの位置と姿勢がワークの端面に対して安定する。そのため教示用プローブの位置と姿勢の教示データの精度が良くなる。

【0015】

本開示の他の特徴によれば側面当接部は、直線状に延出する側面第１当接縁と、側面第１当接縁と離間して直線状に延出する側面第２当接縁を有する。したがって教示の際に側面第１当接縁と側面第２当接縁のそれぞれがワークの側面に当接する。例えばワークの側面が曲面である際、側面第１当接縁と側面第２当接縁がそれぞれ１点でワークの側面に当接する。これにより側面当接部は、確実に２点以上でワークの側面に当接する。これにより教示用プローブの位置と姿勢がワークの側面に対して安定する。そのため教示用プローブの位置と姿勢の教示データの精度が良くなる。

【0016】

本開示の他の特徴によれば教示用プローブは、プローブ本体から延出してロボットに連結される連結部と、連結部を中心にプローブ本体の外周に配置された複数の教示領域を備える。複数の教示領域がそれぞれ端面当接部と側面当接部と収容スペースを具備する。したがって連結部を軸中心に回転させることなく、あるいは少ない回転量で教示領域の１つをワークに当接させることができる。これによりさらに短い時間で教示を行うことができる。

【0017】

本開示の他の特徴によれば教示用プローブは、端面当接部と側面当接部が形成されたプローブ本体と、プローブ本体から延出してロボットに連結される連結部を有する。したがって連結部の位置と姿勢を検出することでプローブ本体の位置と姿勢を得ることができる。例えば、プローブ本体と連結部が一体になっている場合は、連結部の軸回りの角度を得ることでプローブ本体の角度を得て、端面当接部と側面当接部の位置と姿勢（向き及び角度）を得ることができる。そのため連結部の位置と姿勢というシンプルなパラメータで教示データを得ることができる。

【0018】

本開示の他の特徴によれば連結部に対してプローブ本体が回転可能に取付けられる。したがってプローブ本体を連結部中心に回転させることで端面当接部と側面当接部を測定点に当接させることができる。ロボットのアームに例えば回転工具を取付けてワークを加工する場合は、教示に必要なデータは、回転工具の軸中心の位置と傾き角度である。このような場合は、プローブ本体の連結部に対する角度のデータが不要になる。そのような場合に、簡易な本構成を利用できる。これにより教示用プローブの製作コストを抑えることができる。

【0019】

本開示の他の特徴は、教示用プローブを備えるロボット教示システムに関する。ワークに当接させた教示用プローブの角度と位置を検出手段が検出する。検出手段の信号に基づいてワークの所定箇所に関するデータを計算手段が計算する。予めワークの形状の種類を記憶手段が１つ以上記憶する。ワークの形状を特定するために必要な形状の種類に応じた測定点数を計算手段が得ることで、形状特定手段がワークの形状を特定する。したがってワークの形状に応じた必要な測定点数によってワークの形状を得ることができる。その結果、少ない測定点数でワークの形状を特定、及び補完できる。その結果、効率よくワークを測定できる。

【0020】

本開示の他の特徴によれば記憶手段は、形状として円形を記憶する。形状特定手段は、３点の測定点数を得てワークを特定する。したがってワークが円形状を有する場合には、３点と少ない測定点数でワークを特定できる。これにより教示の工数と時間を少なくして効率良く教示できる。

【0021】

本開示の他の特徴によればロボット教示システムは、形状特定手段によって得たワークの形状に対してワークへの指定した押込量もしくはワークからの指定した離間量を実現するロボットの位置と姿勢を求めるエディタ手段を有する。エディタ手段は、計算手段で得たワークの所定箇所に関するデータを押込量もしくは離間量で補正してロボットの軌道を生成する。

【0022】

したがってワークへの指定した押込量を予め考慮することなくワークに教示用プローブを当接させて教示できる。あるいはワークから指定した離間量で離間させることなくワークに教示用プローブを当接させて教示できる。そのため教示用プローブを測定点に対して精度良く位置決めできる。これにより教示用プローブの位置と姿勢を精度良く検出できる。しかもロボットに連結された工具のワークへの押込量もしくはワークからの離間量は、作業に合わせてエディタ手段で求めることができる。これによりワークの測定点の以外の箇所に対してロボットに同じ精度で作業させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】本開示の教示用プローブが装着されるロボット装置の概略図である。

【図2】多関節ロボットの回転関節を模式的に示す概略図である。

【図3】ロボット装置の側面図である。

【図4】第１実施形態に係る教示用プローブの斜視図である。

【図5】第１実施形態に係る教示用プローブの側面図である。

【図6】第１実施形態に係る教示用プローブの正面図である。

【図7】円筒形状のワークに当接させた教示用プローブの斜視図である。

【図8】円柱形状のワークに当接させた教示用プローブの斜視図である。

【図9】第１実施形態に係るロボット教示システムのブロック図である。

【図10】第１実施形態に係る教示用プローブを用いたロボット軌道の教示を示すフローチャートである。

【図11】エンドエフェクタとワークの測定点及び補完点を示す概略図である。

【図12】エンドエフェクタとワークの角部を示す断面図である。

【図13】第２実施形態に係る教示用プローブの斜視図である。

【図14】第３実施形態に係る教示用プローブの斜視図である。

【図15】第３実施形態に係る教示用プローブを用いた教示の概略図である。

【図16】第４実施形態に係る教示用プローブの斜視図である。

【図17】第４実施形態に係る教示用プローブの側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0024】

本開示の第１実施形態を図１～１２に基づいて説明する。本開示の教示用プローブ１０は、図１に示すようにロボット装置１が備える多関節ロボット２の先端２ｅに装着される。ロボット装置１は、多関節ロボット２と制御装置４を有する。多関節ロボット２は、制御装置４から送られる指令に基づいて駆動する。多関節ロボット２の先端２ｅにエンドエフェクタ３が着脱自在に装着される。エンドエフェクタ３は、作業に基づいて交換可能であり、例えば、バリ取り作業用のブラシや、エアシリンダを使ったハンド等が用いられる。エンドエフェクタ３は、例えばエンジンのシリンダブロックや工作機械の鋳物等のワークの表面を加工する。ワークは、例えば円筒、円柱、角柱、非軸対称の異形等の様々な形状を有する。教示の際にはエンドエフェクタ３に代えて教示用プローブ１０が装着される。教示用プローブ１０が備えるプローブ本体１１の中心軸線１１ｅは、エンドエフェクタ３の工具軸線３ｂと同軸である。

【0025】

図２に示すように多関節ロボット２は、基部から先端２ｅまでの間に４つのアーム２ａ～２ｄと６つの回転関節Ｒ１～Ｒ６を有する。回転関節Ｒ１～Ｒ６は，例えばサーボモータ等の駆動部を有してそれぞれの軸中心回りに回転する。回転関節Ｒ１は、多関節ロボット２の基部に支持されたアーム２ａの中心軸線に沿って備えられる。回転関節Ｒ２は、アーム２ａとアーム２ｂを連結しかつ回転関節Ｒ１と軸方向が直交して備えられる。回転関節Ｒ３は、アーム２ｂとアーム２ｃを連結しかつ回転関節Ｒ２と軸方向が平行に備えられる。回転関節Ｒ４は、アーム２ｃの中心軸線に沿いかつ回転関節Ｒ３と軸方向が直交して備えられる。回転関節Ｒ５は、アーム２ｃとアーム２ｄを連結しかつ回転関節Ｒ４と軸方向が直交して備えられる。回転関節Ｒ６は、アーム２ｄの中心軸線に沿いかつ回転関節Ｒ５と軸方向が直交して備えられる。回転関節Ｒ４，Ｒ６の回転軸は、回転関節Ｒ５の回転軸上で交差する。

【0026】

図３に示すように多関節ロボット２の先端２ｅと教示用プローブ１０の間にパラレルワイヤ機構５が設けられる。パラレルワイヤ機構５は、ベース５ａと可動プラットフォーム５ｂと６本のワイヤ５ｃを有する。ベース５ａと可動プラットフォーム５ｂは、６本のワイヤ５ｃで連結されて互いに略平行に並ぶ。可動プラットフォーム５ｂは、ベース５ａに対して略平行に変位できる。教示用プローブ１０が可動プラットフォーム５ｂに装着される。可動プラットフォーム５ｂが初期位置の場合の６本のワイヤ５ｃの引き出し長さを初期値として、可動プラットフォーム５ｂが変位後に引き出されたワイヤ５ｃの長さを測定する。これにより変位後の可動プラットフォーム５ｂ及び教示用プローブ１０の位置と姿勢を求めることができる。

【0027】

図４に示すように教示用プローブ１０は、矩形箱形のプローブ本体１１と、プローブ本体１１に連結される円柱形状の連結部１２を有する。連結部１２は、プローブ本体１１の長手方向の基端面１１ａの中央からプローブ本体１１の長手方向に延出する。プローブ本体１１の中心軸線１１ｅと連結部１２の中心軸線１２ａは同軸である。プローブ本体１１は、中心軸線１１ｅを中心に回転可能に連結部１２に支持される。プローブ本体１１は、連結部１２に対して回転しないように連結されていても良い。連結部１２は可動プラットフォーム５ｂ（図１参照）に支持される。プローブ本体１１と連結部１２が一体である場合、連結部１２は中心軸線１２ａを中心に回転可能に可動プラットフォーム５ｂに支持される。

【0028】

図４に示すようにプローブ本体１１は、中心軸線１１ｅに沿って延出する正面１１ｂと、正面１１ｂの両端と交差しかつ中心軸線１１ｅに沿って延出する一対の側面１１ｃ，１１ｄを有する。プローブ本体１１は、正面１１ｂ及び側面１１ｃ，１１ｄが切欠かれた収容スペース１５を有する。図５に示すように収容スペース１５は、側面１１ｃ，１１ｄの面直方向から見て三角形の切欠き形状である。図６に示すように収容スペース１５は、正面１１ｂの面直方向から見て矩形である。プローブ本体１１は、例えば円筒状のワーク６の角部６ｃ（図７参照）を収容スペース１５に収容しかつワーク６の一部と立体的にフィットする。

【0029】

図４に示すようにプローブ本体１１は、端面当接部１３と側面当接部１４を有する。収容スペース１５は、端面当接部１３と側面当接部１４の間に形成される。端面当接部１３は、図示左方の側面１１ｃ上で直線状に延出する端面第１当接縁１３ａと、図示右方の側面１１ｄ上で直線状に延出する端面第２当接縁１３ｂを有する。図５に示すように端面第１当接縁１３ａと端面第２当接縁１３ｂは、側面１１ｃ，１１ｄと交差する平面上に並ぶ。端面第１当接縁１３ａと端面第２当接縁１３ｂは、プローブ本体１１の中心軸線１１ｅに対して例えば４５°の傾斜角度Ａ２で傾斜して延出する。

【0030】

図４に示すように側面当接部１４は、図示左方の側面１１ｃ上で直線状に延出する側面第１当接縁１４ａと、図示右方の側面１１ｄ上で直線状に延出する側面第２当接縁１４ｂを有する。図５に示すように側面第１当接縁１４ａと側面第２当接縁１４ｂは、側面１１ｃ，１１ｄと交差して延出する同一平面上に並ぶ。側面第１当接縁１４ａは、端面第１当接縁１３ａと例えば９０°の切欠き角度Ａ１で交差する。側面第２当接縁１４ｂは、端面第２当接縁１３ｂと例えば９０°の切欠き角度Ａ１で交差する。切欠き角度Ａ１は、ワーク６の端面６ａと側面６ｂが交差する角度と同じ大きさに設定される。

【0031】

図７にワークの一例を示す。ワーク６は、円筒形状である。ワーク６の端面６ａは平面状に延出する。ワーク６の側面６ｂは、円弧状に湾曲した円筒の内周面である。端面６ａと側面６ｂは、例えば９０°で交差する。端面６ａと側面６ｂは、互いに交差することで円弧状の角部６ｃを形成する。端面６ａには端面第１当接縁１３ａと端面第２当接縁１３ｂが当接する。端面第１当接縁１３ａは、端面接触点１３ｃで端面６ａと当接し、あるいは端面接触点１３ｃを有して構成される線または面で端面６ａと当接する。端面第２当接縁１３ｂは、端面接触点１３ｄで端面６ａと当接し、あるいは端面接触点１３ｄを有して構成される線または面で端面６ａと当接する。端面第１当接縁１３ａと端面第２当接縁１３ｂが互いに離間しているため、端面接触点１３ｃと端面接触点１３ｄも互いに離間している。かくして端面当接部１３は、２点以上で端面６ａと接する。端面第１当接縁１３ａと端面第２当接縁１３ｂは、中心軸線１１ｅに対して傾斜角度Ａ２（図５参照）で傾斜している。そのため中心軸線１１ｅが端面６ａに対して傾斜角度Ａ２で傾斜する。

【0032】

図７に示すように側面６ｂには側面第１当接縁１４ａと側面第２当接縁１４ｂが当接する。側面第１当接縁１４ａと側面第２当接縁１４ｂの間には収容スペース１５が設けられる。そのため円弧状に湾曲した側面６ｂに側面第１当接縁１４ａと側面第２当接縁１４ｂを両方当てることができる。側面第１当接縁１４ａは、側面接触点１４ｃで側面６ｂと当接し、あるいは側面接触点１４ｃを有して構成される線または面で側面６ｂと当接する。側面第２当接縁１４ｂは、側面接触点１４ｄで当接し、あるいは側面接触点１４ｄを有して構成される線または面で側面６ｂと当接する。側面接触点１４ｃと側面接触点１４ｄは、端面接触点１３ｃと端面接触点１３ｄと同様に互いに離間している。かくして側面当接部１４は、２点以上で側面６ｂと接する。

【0033】

図７に示すように端面６ａと側面６ｂが交差するワーク６の角部６ｃは、収容スペース１５に収容される。切欠き角度Ａ１は角部６ｃの角度と同じ大きさで設定される。そのため端面第１当接縁１３ａ，端面第２当接縁１３ｂが端面６ａに倣いかつ側面第１当接縁１４ａ，側面第２当接縁１４ｂが側面６ｂに倣う。これにより教示用プローブ１０は、姿勢が安定した状態でワーク６と当接する。教示用プローブ１０の位置と姿勢は、エンドエフェクタ３の先端部３ａ（図１参照）が角部６ｃと当接する際のエンドエフェクタ３の位置と姿勢に相当する。なお教示用プローブ１０とワーク６の位置関係によっては、側面当接部１４が端面６ａに当接しかつ端面当接部１３が側面６ｂに当接しても良い。

【0034】

図７に示すように端面当接部１３は、端面接触点１３ｃ，１３ｄの２点のみで端面６ａに接触する場合、端面接触点１３ｃ，１３ｄを通る軸線１３ｇ回りに回転し得る。側面当接部１４は、側面接触点１４ｃ，１４ｄの２点のみで側面６ｂに接触する場合、側面接触点１４ｃ，１４ｄを通る軸線１４ｇ回りに回転し得る。

【0035】

例えば軸線１３ｇと軸線１４ｇが非平行になるように教示用プローブ１０を設ける。これにより軸線１３ｇ回りの端面当接部１３の回転と、軸線１４ｇ回りの側面当接部１４の回転が相互に干渉する。しかも軸線１４ｇは、端面６ａの法線に対して傾斜して延出する。そのため端面当接部１３が端面接触点１３ｃ，１３ｄで端面６ａと接触することで、側面当接部１４の軸線１４ｇ回りの回転が抑制される。また、側面当接部１４が側面接触点１４ｃ，１４ｄで側面６ｂと接触することで、端面当接部１３の軸線１３ｇ回りの回転が抑制される。かくして端面当接部１３と側面当接部１４は、端面６ａまたは側面６ｂと２点で接触することで相互に位置と姿勢を拘束する。さらに端面当接部１３と側面当接部１４は、各接触点が２点以上であることで相互の位置と姿勢をより確実に拘束する。

【0036】

図８にワークの他の例を示す。ワーク７は、円柱形状である。ワーク７の端面７ａは平面状に延出する円形である。ワーク６の側面７ｂは、円弧状に湾曲した円柱の外周面である。端面７ａと側面７ｂは、例えば９０°で交差する。端面７ａには端面第１当接縁１３ａと端面第２当接縁１３ｂが当接する。端面第１当接縁１３ａは、端面接触点１３ｅ、あるいは端面接触点１３ｅを有して構成される線または面で端面７ａと当接する。端面第２当接縁１３ｂは、端面接触点１３ｆ、あるいは端面接触点１３ｆを有して構成される線または面で端面７ａと当接する。そのため端面当接部１３は、２点以上で端面７ａと接する。中心軸線１１ｅは、端面７ａに対して傾斜角度Ａ２（図５参照）で傾斜する。

【0037】

図８に示すように側面７ｂには側面第１当接縁１４ａと側面第２当接縁１４ｂが当接する。側面第１当接縁１４ａと側面第２当接縁１４ｂの間には収容スペース１５が設けられる。そのため円弧状に湾曲した側面７ｂに側面第１当接縁１４ａと側面第２当接縁１４ｂを両方当てることができる。側面第１当接縁１４ａは、側面接触点１４ｅ、あるいは側面接触点１４ｅを有して構成される線または面で側面７ｂと当接する。側面第２当接縁１４ｂは、側面接触点１４ｆ、あるいは側面接触点１４ｆを有して構成される線または面で側面７ｂと当接する。そのため側面当接部１４は、２点以上で側面７ｂと接する。端面７ａと側面７ｂが交差するワーク７の角部７ｃは、収容スペース１５に収容される。切欠き角度Ａ１は角部７ｃと同じ大きさで設定される。そのため教示用プローブ１０がワーク７の端面７ａ及び側面７ｂと当接する際に姿勢が安定する。

【0038】

図９に示すようにロボット装置１を教示するロボット教示システム２０は、検出手段２１を有する。検出手段２１は、パラレルワイヤ機構５とワイヤ長さ測定手段２１ａを有する。ワイヤ長さ測定手段２１ａは、パラレルワイヤ機構５の６本のワイヤ５ｃ（図１参照）の引き出し長さを測定する。検出手段２１は、６本のワイヤ５ｃの引き出し長さに基づいてワーク６，７に当接させた教示用プローブ１０の位置と姿勢（向き及び角度）を検出する。

【0039】

図９に示すようにロボット教示システム２０の制御装置４は、計算手段２２と記憶手段２３と形状特定手段２４を有する。記憶手段２３は、例えば円弧形状、多角形形状、スプライン曲線形状等のワークの形状のデータを記憶する。また、記憶手段２３は、教示の際の教示用プローブ１０（図１参照）の位置と姿勢のデータ及び多関節ロボット２（図１参照）の動きを記憶する。計算手段２２は、記憶手段２３からワークの形状のデータを読出し、形状の種類に応じた測定点数を設定する。形状特定手段２４は、検出手段２１から測定点における教示用プローブ１０の位置と姿勢の検出値を得て、ワーク６，７の形状を特定する。計算手段２２は、検出手段２１で得た検出値と、形状特定手段２４で特定したワーク６，７の形状と、記憶手段２３で記憶した多関節ロボット２の動きに基づいて、教示用プローブ１０の姿勢と位置を計算する。制御装置４は、計算手段２２と電気的に接続されるロボット駆動手段２８を有する。ロボット駆動手段２８は、多関節ロボット２（図１参照）に駆動の指令を出力する。

【0040】

図９に示すようにロボット教示システム２０は、エディタ手段２５を有する。エディタ手段２５は制御装置４と電気的に接続される。エディタ手段２５は、制御装置と一体に設けられていても良い。エディタ手段２５は、教示の際に検出手段２１または計算手段２２または形状特定手段２４で得たデータを編集できる。あるいはエディタ手段２５は、記憶手段２３に記憶されている教示に必要なデータを編集できる。エディタ手段２５でできる編集は、例えば変数の変更、複数のデータの合成、複数のデータを対比することによる調整等である。そのため、例えばエディタ手段２５を用いて教示用プローブ１０（図１参照）の姿勢と位置の計算値を編集できる。例えば教示用プローブ１０の軌道を編集して、エンドエフェクタ３の先端部３ａ（図１参照）が角部６ｃ，７ｃに対して所定の押込量または所定の離間量で変位した軌道に編集できる。例えば教示用プローブ１０の姿勢の計算値を編集して、エンドエフェクタ３の先端部３ａが角部６ｃ，７ｃと接する角度を常時一定になるように調整できる。

【0041】

このようにエディタ手段２５を用いることで、教示で得たデータを例えば所定の押込量または所定の離間量等（オフセット量）で補正できる。また、オフセット量はエディタ手段２５を用いて調整できる。例えばエンドエフェクタ３の先端部３ａの先端形状に応じてオフセット量を調整できる。例えばワーク６，７の材質に応じてオフセット量を調整できる。例えばエンドエフェクタ３でワーク６，７のバリ取りをする際には、エディタ手段２５を用いて所定の押込量に設定できる。例えばエンドエフェクタ３で塗料をワーク６，７に吹き付ける際には、エディタ手段２５を用いて所定の離間量に設定できる。かくしてエンドエフェクタ３の軌道を好適に設定できる。

【0042】

図９に示すようにロボット教示システム２０は、入力部２６と表示部２７を有する。入力部２６は、例えばキーボードやスイッチ、タッチパネル等を備える。表示部２７は、例えばディスプレイや点灯・消灯をするランプ等を備える。入力部２６と表示部２７は、それぞれ制御装置４とエディタ手段２５に電気的に接続される。制御装置４に接続される入力部２６及び表示部２７と、エディタ手段２５に接続される入力部２６及び表示部２７は、同じであっても良いしそれぞれ別であっても良い。教示者は、表示部２７に表示された情報を確認しながら入力部２６を操作する。

【0043】

図１１，１２を参照してエンドエフェクタ３とワーク６の位置と姿勢の関係について説明する。例えば丸棒形状のエンドエフェクタ３を軸回りに回転させ、エンドエフェクタ３の先端部３ａをワーク６の角部６ｃに当てる。これにより角部６ｃのバリを取ることができる。例えば先端部３ａを直径０．２ｍの円形状の角部６ｃに沿って移動させてバリ取り作業をする。先端部３ａを角部６ｃに沿って円滑に移動させるためには、例えば角部６ｃの１周当たりで２０点の教示点が必要である。本開示の実施形態では、２０点の教示点のうち３点を、教示用プローブ１０（図７参照）を当接させて位置と姿勢を測定する測定点６ｄに設定する。残りの１７点を、教示用プローブ１０を当接させたものと仮定して位置と姿勢をエディタ手段２５で推定する補完点６ｅに設定する。

【0044】

図１２に示すようにエンドエフェクタ３の工具軸線３ｂが端面６ａに対して傾斜角度Ａ３で傾斜する。教示用プローブ１０の端面第１当接縁１３ａと端面第２当接縁１３ｂの傾斜角度Ａ２（図５参照）は、傾斜角度Ａ３と同じ大きさに設定される。そのため工具軸線３ｂの傾斜角度Ａ３を維持して先端部３ａを角部６ｃに当ててバリ取り作業ができる。

【0045】

図１０にしたがってロボット教示システム２０を利用してロボット装置１の軌道を教示するフローを説明する。まず教示者は、図５，７を参照するようにステップ（以下、ＳＴと略記する）０１でワーク６の形状を選択して図９に示す入力部２６に入力する。記憶手段２３が、入力部２６からの信号に基づいたワーク６の形状のデータを読出し、計算手段２２にデータを送信する（ＳＴ０２）。計算手段２２がワーク６の形状の種類に応じた測定点数を設定する（ＳＴ０３）。例えばワーク６の角部６ｃが円形である場合は、３点の測定点数を設定する。

【0046】

図１，５，７を参照するように教示者は、教示用プローブ１０とパラレルワイヤ機構５を多関節ロボット２の先端２ｅに装着する（ＳＴ０４）。教示者は、多関節ロボット２を動かして、教示用プローブ１０を計算手段２２で設定したワーク６の測定点に当接させる（ＳＴ０５）。端面当接部１３が端面６ａに当接しかつ側面当接部１４が側面６ｂに当接する。検出手段２１が測定点に当接させた教示用プローブ１０の位置と姿勢を検出する（ＳＴ０６）。検出した値と、教示用プローブ１０を動かす際の多関節ロボット２の動作は記憶手段２３に記憶される。計算手段２２は、設定された全ての測定点で教示用プローブ１０の位置と姿勢を測定したか、記憶手段２３に記憶されたデータに基づいて確認する（ＳＴ０７）。未測定の測定点がある場合にはＳＴ０５の測定に戻る。全ての測定点のデータが得られると、形状特定手段２４が教示用プローブ１０の位置と姿勢の測定データからワーク６の形状を特定する（ＳＴ０８）。

【0047】

計算手段２２は、特定されたワーク６の形状と多関節ロボット２の動きに基づいて角部６ｃ上の補完点を計算する（ＳＴ０９）。計算手段２２は、測定点のデータに基づいて補完点における教示用プローブ１０の位置と姿勢を計算する（ＳＴ１０）。エディタ手段２５は、角部６ｃに対するエンドエフェクタ３の先端部３ａの所定の押込量または離間量のデータを予め得ている。エディタ手段２５は、所定の押込量または離間量のデータに基づいて教示用プローブ１０の位置と姿勢のデータを所定量ずらした値に編集する（ＳＴ１１）。これにより教示用プローブ１０の軌道を所定の押込量または離間量でずらしたエンドエフェクタ３の軌道が計算される。

【0048】

エディタ手段２５は、教示用プローブ１０の姿勢を所定の値に編集する（ＳＴ１２）。これにより、例えば端面６ａに対する中心軸線１１ｅの傾斜角度を一定にできる。教示者は、教示用プローブ１０に代えてエンドエフェクタ３を多関節ロボット２の先端２ｅに装着する（ＳＴ１３）。以上でロボット装置１の軌道の教示が完了する。

【0049】

上述するように教示用プローブ１０は、図７に示すようにワーク６の形状を教示するために用いられる。教示用プローブ１０は、端面当接部１３と側面当接部１４と収容スペース１５を有する。端面当接部１３は、ワーク６の端面６ａに２点以上の端面接触点１３ｃ，１３ｄ、あるいは端面接触点１３ｃ，１３ｄで構成される線または面で当接する。側面当接部１４は、ワーク６の側面６ｂに２点以上の側面接触点１４ｃ，１４ｄ、あるいは側面接触点１４ｃ，１４ｄで構成される線または面で当接する。収容スペース１５は、ワーク６の端面６ａと側面６ｂによって形成される角部６ｃを収容するように端面当接部１３と側面当接部１４の間に形成される。

【0050】

したがって角部６ｃに邪魔されることなく、端面当接部１３と側面当接部１４がそれぞれ端面６ａと側面６ｂに当てられる。しかも端面当接部１３と側面当接部１４は、それぞれがワーク６の端面６ａまたは側面６ｂに２点以上または線または面で当たる。そのため端面６ａと端面当接部１３が２点以上または線または面で接触することで、側面６ｂに対する側面当接部１４の位置と姿勢（向き及び角度）が拘束される。また、側面６ｂと側面当接部１４が２点以上または線または面で接触することで、端面６ａに対する端面当接部１３の位置と姿勢が拘束される。そのため端面当接部１３と側面当接部１４は、端面６ａまたは側面６ｂとの各接触点で相互に拘束を受ける。これにより角部６ｃに当てられる教示用プローブ１０の位置と姿勢の精度が良くなる。しかも教示用プローブ１０が装着された多関節ロボット２（図１参照）を教示者の手で動かして教示する際に、教示用プローブ１０を角部６ｃに対して精度良くかつ迅速に位置決めできる。

【0051】

しかも端面当接部１３と側面当接部１４は、２点以上の接触点、あるいはその接触点で構成される線または面でワーク６と接触する。そのため端面当接部１３と側面当接部１４は、２点の接触でワーク６に対して最低限の位置決めがなされる。さらに端面当接部１３と側面当接部１４は、それぞれが２点以上または線または面でワーク６と接触することにより、ワーク６の形状や面性状に対して当接した位置と姿勢で確実に位置決めされる。かくして教示用プローブ１０を用いた教示データの精度が良くなる。しかも教示用プローブ１０は、角部６ｃに対して簡易に位置決めされるため、短い時間でワーク６に位置決めされる。かくして教示用プローブ１０を用いて効率良く教示データを得ることができる。

【0052】

図４に示すように端面当接部１３は、直線状に延出する端面第１当接縁１３ａと、端面第１当接縁１３ａと離間して直線状に延出する端面第２当接縁１３ｂを有する。したがって教示の際に端面第１当接縁１３ａと端面第２当接縁１３ｂのそれぞれがワーク６の端面６ａ（図７参照）に当接する。例えば端面６ａが曲面である際、端面第１当接縁１３ａと端面第２当接縁１３ｂがそれぞれ１点で端面６ａに当接する。これにより端面当接部１３は、確実に２点以上で端面６ａに当接する。これにより教示用プローブ１０の位置と姿勢が端面６ａに対して安定する。そのため教示用プローブ１０の位置と姿勢の教示データの精度が良くなる。

【0053】

図４に示すように側面当接部１４は、直線状に延出する側面第１当接縁１４ａと、側面第１当接縁１４ａと離間して直線状に延出する側面第２当接縁１４ｂを有する。したがって教示の際に側面第１当接縁１４ａと側面第２当接縁１４ｂのそれぞれがワーク６の側面６ｂ（図７参照）に当接する。例えば側面６ｂが曲面である際、側面第１当接縁１４ａと側面第２当接縁１４ｂがそれぞれ１点で側面６ｂに当接する。これにより側面当接部１４は、確実に２点以上で側面６ｂに当接する。これにより教示用プローブ１０の位置と姿勢が側面６ｂに対して安定する。そのため教示用プローブ１０の位置と姿勢の教示データの精度が良くなる。

【0054】

図４に示すように教示用プローブ１０は、端面当接部１３と側面当接部１４が形成されたプローブ本体１１と、プローブ本体１１から延出してロボット装置１（図１参照）に連結される連結部１２を有する。したがって連結部１２の位置と姿勢を検出することでプローブ本体１１の位置と姿勢を得ることができる。例えば、プローブ本体１１と連結部１２が一体になっている場合は、連結部１２の中心軸線１２ａ回りの角度を得ることでプローブ本体１１の中心軸線１１ｅ回りの角度を得る。これにより端面当接部１３と側面当接部１４の位置と姿勢（向き及び角度）を得ることができる。そのため連結部１２の位置と姿勢というシンプルなパラメータで教示データを得ることができる。

【0055】

図４に示すように連結部１２に対してプローブ本体１１が回転可能に取付けられる。したがってプローブ本体１１を連結部１２の中心軸線１２ａを中心に回転させることで端面当接部１３と側面当接部１４を測定点に当接させることができる。多関節ロボット２（図１参照）に例えば回転工具のエンドエフェクタ３を取付けてワーク６（図７参照）を加工する場合は、教示に必要なデータは、回転工具の軸中心の位置と傾き角度である。このような場合は、プローブ本体１１の連結部１２に対する角度のデータが不要になる。そのような場合に、簡易な本構成を利用できる。これにより教示用プローブ１０の製作コストを抑えることができる。

【0056】

図９に示すように教示用プローブ１０（図１参照）を備えるロボット教示システム２０は、ワーク６（図７参照）に当接させた教示用プローブ１０の角度と位置を検出手段２１が検出する。検出手段２１の信号に基づいてワーク６の所定箇所に関するデータを計算手段２２が計算する。予めワーク６の形状の種類を記憶手段２３が１つ以上記憶する。ワーク６の形状を特定するために必要な形状の種類に応じた測定点数を計算手段２２が得ることで、形状特定手段２４がワーク６の形状を特定する。したがってワーク６の形状に応じた必要な測定点数によってワーク６の形状を得ることができる。その結果、少ない測定点数でワーク６の形状を特定、及び補完できる。その結果、効率よくワーク６を測定できる。

【0057】

図９に示すように記憶手段２３は、形状として円形を記憶する。形状特定手段２４は、３点の測定点数を得てワーク６（図７参照）を特定する。したがってワーク６が円形状を有する場合には、３点と少ない測定点数でワーク６を特定できる。これにより教示の工数と時間を少なくして効率良く教示できる。

【0058】

図９に示すようにロボット教示システム２０は、形状特定手段２４によって得たワーク６（図７参照）の形状に対してワーク６への指定した押込量もしくはワーク６からの指定した離間量を実現するロボット装置１の位置と姿勢を求めるエディタ手段２５を有する。エディタ手段２５は、計算手段２２で得たワーク６の所定箇所に関するデータを押込量もしくは離間量で補正してロボット装置１の軌道を生成する。

【0059】

したがってワーク６への指定した押込量を予め考慮することなくワーク６に教示用プローブ１０（図１参照）を当接させて教示できる。あるいはワーク６から指定した離間量で離間させることなくワーク６に教示用プローブ１０を当接させて教示できる。そのため教示用プローブ１０を測定点に対して精度良く位置決めできる。これにより教示用プローブ１０の位置と姿勢を精度良く検出できる。しかもロボット装置１に連結されたエンドエフェクタ３（図１参照）のワーク６への押込量もしくはワーク６からの離間量は、作業に合わせてエディタ手段２５で求めることができる。これによりワーク６の測定点の以外の箇所に対してロボット装置１に同じ精度で作業させることができる。

【0060】

次に本開示の第２実施形態を図１３に基づいて説明する。第２実施形態では図４に示す教示用プローブ１０に代えて、図１３に示す教示用プローブ３０を用いる。教示用プローブ３０は、プローブ本体３１と、プローブ本体３１に連結される円柱形状の連結部３２を有する。連結部３２は、プローブ本体３１の基端面３１ｆから延出する。プローブ本体３１の中心軸線３１ｅと連結部３２の中心軸線３２ａは互いに同軸である。プローブ本体３１は、中心軸線３２ａを中心に回転可能にまたは固定されて連結部３２に支持される。連結部３２は可動プラットフォーム５ｂ（図１参照）に支持される。プローブ本体３１と連結部３２が一体である場合、連結部３２は可動プラットフォーム５ｂに対して中心軸線３２ａを中心に回転可能である。

【0061】

図１３に示すようにプローブ本体３１は、矩形箱形の教示領域３１ａを３つ有する。教示領域３１ａは、中心軸線３１ｅを中心にして概ね１２０°間隔で設けられる。３つの教示領域３１ａは同じ形状である。教示領域３１ａは、中心軸線３１ｅの径方向外方を向く正面３１ｂと、正面３１ｂの両端と交差しかつ中心軸線３１ｅに沿って延出する一対の側面３１ｃ，３１ｄを有する。プローブ本体３１は、正面３１ｂ及び側面３１ｃ，３１ｄが切欠かれた収容スペース３５を有する。収容スペース３５は、側面３１ｃ，３１ｄの面直方向から見て三角形の切欠き形状である。収容スペース３５は、正面３１ｂの面直方向から見て矩形である。

【0062】

図１３に示すようにプローブ本体３１は、端面当接部３３と側面当接部３４を有する。収容スペース３５は、端面当接部３３と側面当接部３４の間に形成される。端面当接部３３は、側面３１ｃ上で直線状に延出する端面第１当接縁３３ａと、側面３１ｄ上で直線状に延出する端面第２当接縁３３ｂを有する。端面第１当接縁３３ａと端面第２当接縁３３ｂは同一平面上に並ぶ。端面第１当接縁３３ａと端面第２当接縁３３ｂは、図５に示す端面第１当接縁１３ａと端面第２当接縁１３ｂと同様に、プローブ本体３１の中心軸線３１ｅに対して例えば４５°の傾斜角度で傾斜して延出する。

【0063】

図１３に示すように側面当接部３４は、側面３１ｃ上で直線状に延出する側面第１当接縁３４ａと、側面３１ｄ上で直線状に延出する側面第２当接縁３４ｂを有する。側面第１当接縁３４ａと側面第２当接縁３４ｂは同一平面上に並ぶ。側面第１当接縁３４ａ及び側面第２当接縁３４ｂは、端面第１当接縁３３ａ及び端面第２当接縁３３ｂと例えば９０°の切欠き角度で交差する。切欠き角度は、ワーク６の端面６ａと側面６ｂが交差する角度と同じ大きさに設定される。

【0064】

図１，１３を参照するように連結部３２に回転可能に支持されるプローブ本体３１は、中心軸線３１ｅ回りの角度が検出される。エンドエフェクタ３は、例えば工具軸線３ｂと交差する所定の方向へ向けて塗料を吹き付けるスプレーガンである。工具軸線３ｂを中心にエンドエフェクタ３を回転させて所定の角度でワーク６（図７参照）に塗料を吹き付ける。そのためエンドエフェクタ３の工具軸線３ｂ回りの角度を記憶する必要がある。図１３に示す中心軸線３１ｅは、工具軸線３ｂと同軸に設定される。そのため連結部３２に対するプローブ本体３１の角度を検出することで、工具軸線３ｂに対するエンドエフェクタ３の角度を記憶できる。

【0065】

あるいはエンドエフェクタ３は、例えば工具軸線３ｂを中心に回転する回転工具である。換言するとエンドエフェクタ３は工具軸線３ｂを中心とする軸対称である。そのため工具軸線３ｂに対するエンドエフェクタ３の角度を記憶しなくても良い。図１３に示す教示用プローブ３０は、中心軸線３１ｅの回りに複数の教示領域３１ａを有する。そのためプローブ本体３１を中心軸線３１ｅ回りに回転させることなく、あるいは少ない回転量で、複数の教示領域３１ａのいずれか１つがワーク６に当たる。

【0066】

上述するように教示用プローブ３０は、図１３に示すようにプローブ本体３１から延出してロボット装置１（図１参照）に連結される連結部３２と、連結部３２を中心にプローブ本体３１の外周に配置された複数の教示領域３１ａを備える。複数の教示領域３１ａがそれぞれ端面当接部３３と側面当接部３４と収容スペース３５を具備する。したがってプローブ本体３１を中心軸線３１ｅ回りに回転させることなく、あるいは少ない回転量で教示領域３１ａの１つをワーク６（図７参照）に当接させることができる。これによりさらに短い時間で教示を行うことができる。

【0067】

図１３に示すように教示用プローブ３０は、端面当接部３３と側面当接部３４が形成されたプローブ本体３１と、プローブ本体３１から延出してロボット装置１に連結される連結部３２を有する。したがって連結部３２の位置と姿勢を検出することでプローブ本体３１の位置と姿勢を得ることができる。例えば、プローブ本体３１と連結部３２が一体になっている場合は、連結部３２の中心軸線３２ａ回りの角度を得ることでプローブ本体３１の中心軸線３１ｅ回りの角度を得る。これにより端面当接部３３と側面当接部３４の位置と姿勢（向き及び角度）を得ることができる。そのため連結部３２の位置と姿勢というシンプルなパラメータで教示データを得ることができる。

【0068】

図１３に示すように連結部３２に対してプローブ本体３１が回転可能に取付けられる。したがってプローブ本体３１を中心軸線３２ａ回りに回転させることで端面当接部３３と側面当接部３４を測定点に当接させることができる。多関節ロボット２（図１参照）の先端に例えば回転工具のエンドエフェクタ３を取付けてワーク６（図７参照）を加工する場合は、教示に必要なデータは、回転工具の軸中心の位置と傾き角度である。このような場合は、プローブ本体３１の連結部３２に対する角度のデータが不要になる。そのような場合に、簡易な本構成を利用できる。これにより教示用プローブ３０の製作コストを抑えることができる。

【0069】

次に本開示の第３実施形態を図１４，１５に基づいて説明する。第３実施形態では図４に示す教示用プローブ１０に代えて、図１４に示す教示用プローブ４０を用いる。教示用プローブ４０は、プローブ本体４１と、プローブ本体４１に連結される円柱形状の連結部４２を有する。プローブ本体４１は、連結部４２の中心軸線４２ａを中心に回転可能にまたは固定されて連結部４２に支持される。連結部４２は可動プラットフォーム５ｂ（図１参照）に支持される。

【0070】

図１４に示すようにプローブ本体４１は、矩形平板状の基端部４１ａを有する。基端部４１ａの図示上面に連結部４２が連結される。プローブ本体４１は、基端部４１ａの図示下方に平面状の端面当接部４３を有する。端面当接部４３から円柱形状の側面当接部４４が延出する。側面当接部４４は、端面当接部４３と例えば９０°で交差して延出する。端面当接部４３と側面当接部４４の間に収容スペース４５が形成される。基端部４１ａは、側面当接部４４の延出方向に沿って延出する正面４１ｂを有する。連結部４２は、正面４１ｂから離れる方向に傾斜して基端部４１ａに連結される。連結部４２の中心軸線４２ａは、側面当接部４４の中心軸線４４ａと例えば１３５°の傾斜角度Ａ４で交差する。そのため中心軸線４２ａは、端面当接部４３の延出方向に対して例えば４５°の傾斜角度で傾斜する。

【0071】

図１５に示すように端面当接部４３は、ワーク６の端面６ａと２点以上の端面接触点、あるいは２点以上の端面接触点を有して構成される線または面で当接する。側面当接部４４の円柱形状の側面は、円筒形状のワーク６の内周面である側面６ｂと２点以上の側面接触点、あるいは２点以上の側面接触点を有して構成される線または面で当接する。ワーク６の角部６ｃは、端面当接部４３と側面当接部４４の間の収容スペース４５（図１４参照）に収容される。

【0072】

図１４，１５に示すように端面当接部４３と側面当接部４４の中心軸線４４ａが交差する角度は、例えば９０°であり端面６ａと側面６ｂが交差すると同じ大きさに設定される。連結部４２の中心軸線４２ａは、端面６ａに対して例えば４５°の傾斜角度で傾斜する。中心軸線４２ａは、工具軸線３ｂ（図１参照）と同軸に設定される。そのため中心軸線４２ａの位置と姿勢に基づいて、角部６ｃに対するエンドエフェクタ３の位置と姿勢を設定できる。例えば端面６ａに対する工具軸線３ｂの傾斜角度が４５°で維持されるようにエンドエフェクタ３の先端部３ａをワーク６に当てることができる。

【0073】

上述するように教示用プローブ４０は、図１４，１５に示すように端面当接部４３と側面当接部４４と収容スペース４５を有する。端面当接部４３は、ワーク６の端面６ａに２点以上の端面接触点、あるいは２点以上の端面接触点で構成される線または面で当接する。側面当接部４４は、ワーク６の側面６ｂに２点以上の側面接触点、あるいは２点以上の側面接触点で構成される線または面で当接する。収容スペース４５は、ワーク６の端面６ａと側面６ｂによって形成される角部６ｃを収容するように端面当接部４３と側面当接部４４の間に形成される。

【0074】

したがって角部６ｃに邪魔されることなく、端面当接部４３と側面当接部４４がそれぞれ端面６ａと側面６ｂに当てられる。しかも端面当接部４３と側面当接部４４は、それぞれがワーク６の端面６ａまたは側面６ｂに２点以上または線または面で当たる。そのため端面当接部４３と側面当接部４４は、端面６ａまたは側面６ｂとの各接触点で相互に拘束を受ける。そのため教示用プローブ４０は、角部６ｃに精確な姿勢（向き及び角度）で位置決めされる。これにより教示用プローブ４０を用いた教示データの精度が良くなる。しかも端面当接部４３と側面当接部４４は、２点以上または線または面の接触でワーク６の形状や面性状に対して確実に位置決めされる。さらに教示用プローブ４０は、角部６ｃに対して簡易に位置決めされるため、短い時間でワーク６に位置決めされる。かくして教示用プローブ４０を用いて効率良く教示データを得ることができる。

【0075】

次に本開示の第４実施形態を図１６，１７に基づいて説明する。第４実施形態では図４に示す教示用プローブ１０に代えて、図１６に示す教示用プローブ５０を用いる。教示用プローブ５０は、プローブ本体５１と、プローブ本体５１に連結される円柱形状の連結部５２を有する。プローブ本体５１は、連結部５２の中心軸線５２ａを中心に回転可能にまたは固定されて連結部５２に支持される。連結部５２は可動プラットフォーム５ｂ（図１参照）に支持される。

【0076】

図１６に示すようにプローブ本体５１は、矩形平板状の基端部５１ａを有する。基端部５１ａの図示上面に連結部５２が連結される。プローブ本体５１は、基端部５１ａの図示下方に平面状の端面当接部５３を有する。プローブ本体５１は、基端部５１ａと交差して連結部５２と反対側に向けて延出する延出部５１ｂを有する。

【0077】

図１６，１７に示すように延出部５１ｂは、側面第１当接縁５４ａと側面第２当接縁５４ｂを具備する側面当接部５４を有する。側面第１当接縁５４ａは、図示左方のプローブ本体５１の側面５１ｃ上で直線状に図示下方へ向けて延出する。側面第２当接縁５４ｂは、図示右方の側面５１ｄ上で直線状に図示下方へ向けて延出する。端面当接部５３と側面当接部５４の間に収容スペース５５が形成される。側面第１当接縁５４ａと側面第２当接縁５４ｂは、端面当接部５３と例えば９０°で交差する。連結部５２の中心軸線５２ａは、側面第１当接縁５４ａまたは側面第２当接縁５４ｂと例えば１３５°の傾斜角度Ａ５で交差する。そのため中心軸線５２ａは、端面当接部５３の延出方向に対して例えば４５°の傾斜角度で傾斜する。

【0078】

図１７に示す端面当接部５３は、ワーク６（図７参照）の端面６ａと２点以上の端面接触点、あるいは２点以上の端面接触点を有して構成される線または面で当接する。側面第１当接縁５４ａと側面第２当接縁５４ｂは、それぞれ側面６ｂと２点以上の側面接触点、あるいは２点以上の側面接触点を有して構成される線または面で当接する。ワーク６の角部６ｃは収容スペース５５に収容される。端面当接部５３と側面第１当接縁５４ａまたは側面第２当接縁５４ｂが交差する角度は、例えば９０°で端面６ａと側面６ｂが交差すると同じ大きさに設定される。連結部５２の中心軸線５２ａは、端面６ａに対して例えば４５°の傾斜角度で傾斜する。中心軸線５２ａは、工具軸線３ｂ（図１参照）と同軸に設定される。そのため、例えば端面６ａに対する工具軸線３ｂの傾斜角度が４５°で維持されるようにエンドエフェクタ３の先端部３ａをワーク６に当てることができる。

【0079】

上述するように教示用プローブ５０は、図１６に示すように端面当接部５３と側面当接部５４と収容スペース５５を有する。端面当接部５３は、ワーク６（図７参照）の端面６ａに２点以上の端面接触点、あるいは２点以上の端面接触点で構成される線または面で当接する。側面当接部５４は、ワーク６の側面６ｂに２点以上の側面接触点、あるいは２点以上の側面接触点で構成される線または面で当接する。収容スペース５５は、ワーク６の端面６ａと側面６ｂによって形成される角部６ｃを収容するように端面当接部５３と側面当接部５４の間に形成される。したがって教示用プローブ５０を用いることで、教示用プローブ４０（図１４参照）を用いる場合と同様の効果を得ることができる。そのため教示用プローブ５０を用いた教示データの精度が良くなる。さらに教示用プローブ５０を用いて短い時間で効率良く教示データを得ることができる。

【0080】

以上説明した各実施形態のロボット装置１、教示用プローブ１０，３０，４０，５０及びロボット教示システム２０には様々な変更を加えることができる。例えば多関節ロボット２の先端２ｅにパラレルワイヤ機構５を取付ける構成を例示した。これに代えて、例えばワイヤ５ｃを用いずにベース５ａと可動プラットフォーム５ｂを複数のリンクで繋ぐパラレルリンク機構を用いても良い。例えばベース５ａと可動プラットフォーム５ｂの相互の位置、姿勢の関係を、光センサ、磁気センサ、カメラ等の非接触センサで測定する構成であってもよい。多関節ロボット２の軸数は６軸に限らず５軸以下あるいは７軸以上であっても良い。

【0081】

教示用プローブ１０，３０，４０，５０は、円筒形状または円柱形状のワーク６，７に限らず、例えば多角形形状、スプライン曲線形状等の様々な形状のワークに適用できる。例えばワークの角部が直線状である場合は、２点を教示することで直線軌道を生成できる。例えばワークの角部が多角形である場合は、多角形の各辺に相当する複数の直線をそれぞれ教示する。さらにエディタ手段２５を併用して複数の直線を組み合わせることで多角形の軌道を生成できる。例えばワークの角部が自由曲線である場合は、エディタ手段２５を用いて複数の直線と複数の円弧を組み合わせることで自由曲線に近い軌道を生成できる。なお、複数の直線に相当する箇所はそれぞれ２点以上で教示し、複数の円弧に相当する箇所はそれぞれ３点以上で教示する。このようにエディタ手段２５を用いることで、教示した複数の軌道を組み合わせて複雑な軌道を生成できる。かくして様々な形状の軌道を教示できる。

【0082】

直線状に延出する端面第１当接縁１３ａ及び端面第２当接縁１３ｂを有する端面当接部１３と、直線状に延出する側面第１当接縁１４ａ及び側面第２当接縁１４ｂを有する側面当接部１４を例示した。これに代えて、例えば端面当接部１３と側面当接部１４は、曲線形状や曲面形状等を有していても良い。例えば角部６ｃが丸みを有する場合に合わせて、端面第１当接縁１３ａと側面第１当接縁１４ａ、端面第２当接縁１３ｂと側面第２当接縁１４ｂがそれぞれ曲線で連結されていても良い。

【0083】

端面第１当接縁１３ａと側面第１当接縁１４ａが交差する切欠き角度Ａ１、及び端面第２当接縁１３ｂと側面第２当接縁１４ｂと交差する切欠き角度Ａ１は、ワーク６の角部６ｃの形状によって適宜変更して良い。中心軸線１１ｅに対する端面第１当接縁１３ａ及び端面第２当接縁１３ｂの傾斜角度Ａ２は、エンドエフェクタ３を角部６ｃに当てる角度に応じて適宜変更して良い。

【0084】

エンドエフェクタ３は、ワーク６と当接する軌道に対して所定の押込量または離間量で変位した軌道で動く場合がある。そのため、例えば教示用プローブ１０をロボット装置１に取付ける際に、プローブ本体１１の中心軸線１１ｅとエンドエフェクタ３の工具軸線３ｂが所定の距離でずれるように取付けても良い。

【0085】

エンドエフェクタ３は、多関節ロボット２の先端２ｅに弾性的に保持される場合がある。これによりエンドエフェクタ３をワーク６に対して所定の押込量で変位させる際に、ワーク６の端面６ａに対する工具軸線３ｂの傾斜角度Ａ３が変化する場合がある。そのため、例えば傾斜角度Ａ２を、傾斜角度Ａ３よりも大きくまたは小さく設定しても良い。例えば傾斜角度Ａ２は、傾斜角度Ａ３に対して－５°～＋５°の範囲で設定される。

【0086】

中心軸線３１ｅの軸回りに略同じ角度間隔で３つの教示領域３１ａを有する教示用プローブ３０を例示した。これに代えて教示用プローブ３０は、例えば２つまたは４つ以上の教示領域３１ａを有していても良く、各教示領域の間隔が異なっていても良い。教示領域３１ａがすべて同じ形状である教示用プローブ３０を例示した。これに代えて教示用プローブ３０は、例えば中心軸線３１ｅに対する端面第１当接縁３３ａ及び端面第２当接縁３３ｂの傾斜角度がそれぞれ異なる複数の教示領域３１ａを備えていても良い。

【0087】

円柱形状の側面当接部４４を有する教示用プローブ４０を例示した。これに代えて教示用プローブ４０は、例えば円錐状、角柱状等の様々な形状の側面当接部４４を有していても良い。教示用プローブ５０が側面当接部５４を具備する平板状の延出部５１ｂを有する構成を例示した。これに代えて教示用プローブ５０は、例えば円弧状に湾曲した面形状、一対の棒状等の様々な形状の延出部５１ｂを有していても良い。

【符号の説明】

【0088】

１…ロボット装置
２…多関節ロボット、２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ…アーム
Ｒ１、Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５，Ｒ６…回転関節
３…エンドエフェクタ、３ａ…先端部、３ｂ…工具軸線
４…制御装置
５…パラレルワイヤ機構、５ａ…ベース、５ｂ…可動プラットフォーム、５ｃ…ワイヤ
６…ワーク、６ａ…端面、６ｂ…側面、６ｃ…角部、６ｄ…測定点、６ｅ…補完点
７…ワーク、７ａ…端面、７ｂ…側面、７ｃ…角部
１０…教示用プローブ
１１…プローブ本体
１１ａ…基端面、１１ｂ…正面、１１ｃ，１１ｄ…側面、１１ｅ…中心軸線
１２…連結部、１２ａ…中心軸線
１３…端面当接部、１３ａ…端面第１当接縁、１３ｂ…端面第２当接縁
１３ｃ，１３ｄ，１３ｅ，１３ｆ…端面接触点、１３ｇ…軸線
１４…側面当接部、１４ａ…側面第１当接縁、１４ｂ…側面第２当接縁
１４ｃ，１４ｄ，１４ｅ，１４ｆ…側面接触点、１４ｇ…軸線
１５…収容スペース
Ａ１…切欠き角度、Ａ２…傾斜角度
２０…ロボット教示システム
２１…検出手段、２１ａ…ワイヤ長さ測定手段
２２…計算手段
２３…記憶手段
２４…形状特定手段
２５…エディタ手段
２６…入力部
２７…表示部
２８…ロボット駆動手段
３０…教示用プローブ
３１…プローブ本体、３１ａ…教示領域、３１ｂ…正面、３１ｃ，３１ｄ…側面
３１ｅ…中心軸線、３１ｆ…基端面
３２…連結部、３２ａ…中心軸線
３３…端面当接部、３３ａ…端面第１当接縁、３３ｂ…端面第２当接縁
３４…側面当接部、３４ａ…側面第１当接縁、３４ｂ…側面第２当接縁
３５…収容スペース
４０…教示用プローブ
４１…プローブ本体、４１ａ…基端部、４１ｂ…正面
４２…連結部、４２ａ…中心軸線
４３…端面当接部
４４…側面当接部、４４ａ…中心軸線
４５…収容スペース
Ａ４…傾斜角度
５０…教示用プローブ
５１…プローブ本体、５１ａ…基端部、５１ｂ…延出部、５１ｃ，５１ｄ…側面
５２…連結部、５２ａ…中心軸線
５３…端面当接部
５４…側面当接部、５４ａ…側面第１当接縁、５４ｂ…側面第２当接縁
５５…収容スペース
Ａ５…傾斜角度

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】