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](https://i0.wp.com/www.peritec-si.com/wp/wp-content/uploads/pr-robot-teaching_01.png?resize=323%2C208&ssl=1)
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](https://i0.wp.com/www.peritec-si.com/wp/wp-content/uploads/pr-robot-teaching_02.png?resize=411%2C435&ssl=1)
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](https://i0.wp.com/www.peritec-si.com/wp/wp-content/uploads/pr-robot-teaching_03.png?resize=401%2C490&ssl=1)
ティーチングの困難
- ティーチングにかかる工数
- ティーチング技術者を育てる難しさ
- ティーチングコスト
![ティーチングの困難](https://i0.wp.com/www.peritec-si.com/wp/wp-content/uploads/pr-robot-teaching_04.png?resize=908%2C266&ssl=1)
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](https://i0.wp.com/www.peritec-si.com/wp/wp-content/uploads/pr-robot-teaching_05.png?resize=994%2C592&ssl=1)
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。
- ロボットの周囲に固定された
- 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
- ロボット座標にリアルタイム変換
- 理想位置との差分を算出
- 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](https://i0.wp.com/www.peritec-si.com/wp/wp-content/uploads/pr-robot-teaching_06.png?resize=977%2C587&ssl=1)
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](https://i0.wp.com/www.peritec-si.com/wp/wp-content/uploads/pr-robot-teaching_07.png?resize=891%2C259&ssl=1)
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](https://i0.wp.com/www.peritec-si.com/wp/wp-content/uploads/pr-robot-teaching_09.png?resize=882%2C320&ssl=1)
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
- 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。
- 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。
- 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](https://i0.wp.com/www.peritec-si.com/wp/wp-content/uploads/pr-robot-teaching_10.png?resize=993%2C570&ssl=1)
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](https://i0.wp.com/www.peritec-si.com/wp/wp-content/uploads/pr-robot-teaching_11.png?resize=305%2C252&ssl=1)
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](https://i0.wp.com/www.peritec-si.com/wp/wp-content/uploads/pr-robot-teaching_12.png?resize=534%2C166&ssl=1)
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](https://i0.wp.com/www.peritec-si.com/wp/wp-content/uploads/pr-robot-teaching_13.png?resize=534%2C205&ssl=1)
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](https://i0.wp.com/www.peritec-si.com/wp/wp-content/uploads/pr-robot-teaching_14-1024x300.png?resize=1024%2C300&ssl=1)
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](https://i0.wp.com/www.peritec-si.com/wp/wp-content/uploads/pr-robot-teaching_15.png?resize=991%2C598&ssl=1)