ロボット・モーションキャプチャティーチング

ペリテックがセミナーで発表した「ロボット・モーションキャプチャティーチング」をご紹介します。

ロボットティーチングとは

ロボットティーチング(Robot Teaching)とは、産業用ロボットに動作を記憶させること。
教示、教示作業とも言う。

ティーチングを行う技能者のことをティーチングマンという。
ティーチングマンは労働安全衛生法により、特別な教育を受けることが義務付けられている。

ティーチング方法

オフラインティーチング

パソコン上でプログラムを作成し、そのデータをロボットに転送するティーチング

  • シミュレータ型
    3次元CADから発達したもので、ロボット言語のコンパイラで実行する。
  • エミュレータ型
    ロボット言語をコンパイルせずに直接実行できる
  • 自動ティーチングシステム
    CADデータから加工プログラムを自動的に作成するシステム
  • テキスト型
    テキストエディタでロボットのプログラムを直接書いていく方法
オフラインティーチング

オンラインティーチング(ティーチング・プレイバック)

リモートコントロール装置の一種ティーチペンダントを用いて動作を記憶させること。教示者が現場で実際に操作し、記憶した動作を再生させ、さらに微調整を行った上で利用する。

オンラインティーチング

ロボット導入のメリットと課題

メリット

  • 省人化・省力化
  • 生産性向上
  • 品質安定

課題

  • 導入コスト
  • 導入にかかる工数
  • ロボットを操作できる人材の確保
導入コスト

ティーチングの困難

  1. ティーチングにかかる工数
  2. ティーチング技術者を育てる難しさ
  3. ティーチングコスト
ティーチングの困難

ロボット導入後の課題

産業におけるロボット導入状況と     今後の活用分野に関する調査報告書
資料:「平成28年度 関西地域の産業におけるロボット導入状況と今後の活用分野に関する調査報告書」
一般社団法人 日本機械工業連合会

モーションキャプチャティーチングシステムの開発

ロボットにおける姿勢の補正をリアルタイムで行い、ロボットの駆動誤差を吸収し、精度の高い溶接を行うシステムを構築する。

  1. ロボットの周囲に固定された
  2. 複数台のカメラにより姿勢と位置のリアルタイムセンシング
  3. ロボット座標にリアルタイム変換
  4. 理想位置との差分を算出
  5. ロボットに対しリアルタイムフィードバックを掛ける。

システム構成

システム構成

モーションキャプチャを使用した利点

  • モーションキャプチャで測定した座標点を直接ロボットに送るため、ティーチングでは実現しにくい滑らかかつ、人間らしい動きをリアルタイムでロボットに伝える事が可能。
  • ネットワーク経由で行う為、遠隔地のリアルタイムに複数台の制御も実現。各種ロボットにカスタマイズ対応可能。
モーションキャプチャを使用した利点

開発成果

  • ロボットの位置をリアルタイムで補正
  • モーションキャプチャの座標をロボットの座標系に変換
  • ロボットに高精度な加工を行わせる、遠隔での操作が可能
  • ティーチングツールとして利用も可能

レコード&プレイバック

特徴、メリット

  • ロボットティーチングの簡略化
  • 職人の動きを再現をモーションキャプチャでレコーディング
  • ロボットから最大限の価値を手に入れる方法を習得
特徴、メリット

システム概要

  • モーションキャプチャでロギングした作業者の動作データをロボットコントローラへ渡すことが可能。
  • これにより、煩雑なティーチング作業無しで、作業者の動作をロボットへ教示することが可能。

基本動作フロー

  1. モーションキャプチャによって、作業者の動作をロギングする。
  2. ロギングした座標データをロボットコントローラへ入力できる形式へ変換する。
  3. ②で作成したデータをロボットコントローラへ渡し、ロボットを制御する。

システムイメージ

ロボットティーチングシステムイメージ

動作デモ

1.人がマークを描く動作を、モーションキャプチャでロギング

モーションキャプチャでロギング

2.ロギングしたデータでロボットを制御

ロギングしたデータでロボットを制御

3.黒がロボット、赤が人が描いたマーク

黒がロボット、赤が人が描いたマーク

導入事例

  • ブレーキキャリパーの塗装
  • 型への塗装
  • 鋳型を使う前に保護材を塗る
  • エアロパーツのバリ取り
導入事例

ソリューション例:ロボットの導入

ソリューション例:ロボットの導入