CN101274399A - 工件定位装置的控制装置 - Google Patents

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CN101274399A CNA2008100876104A CN200810087610A CN101274399A CN 101274399 A CN101274399 A CN 101274399A CN A2008100876104 A CNA2008100876104 A CN A2008100876104A CN 200810087610 A CN200810087610 A CN 200810087610A CN 101274399 A CN101274399 A CN 101274399A
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Abstract

本发明的工件定位装置的控制装置，包括：动作限度线存储机构，其对工件存储比障碍物靠跟前指定的动作限度线的位置坐标；减速区间存储机构，其存储以比动作限度线更靠跟前制定的减速开始位置、和动作限度线为两端的减速区间的区间宽度；检查点存储机构，其存储对工件设定的检查点的位置坐标；检查点更新机构，其算出利用定位器动作移动的检查点的位置坐标，更新位置坐标；减速区间进入判别机构，其基于检查点的位置坐标，判别检查点是否进入了减速区间；定位器控制机构，其在判别出检查点进入了减速区间的情况下，指令定位器电动机Mp减速。通过这样的结构，能够防止固定于工件定位装置的工件与障碍物冲突。

Description

工件定位装置的控制装置
技术领域
本发明涉及工件定位装置的控制装置，尤其涉及在利用焊接机器人进行焊接时将工件定位于三维空间中的任意位置的工件定位装置的控制装置。
背景技术
以往，例如，在利用电弧焊接机器人等进行焊接时将工件定位的工件定位装置(定位器(positioner))具备：旋转轴；使固定于构成为能够利用该旋转轴旋转的载物台上的工件在垂直面内旋转的倾斜轴；使载物台升降的上下轴。若使用这样的具备三轴的定位器，焊接从载物台大幅度伸出的工件的情况下进行工件的姿势变更动作，则工件有时与底面或定位器等碰撞。因此，知道的有，使工件不受底面等障碍物的干扰的方法(例如，参照特开2005-161376号公报)。
在特开2005-161376号公报中公开的方法中，基于工件的外形尺寸、和自工件的前后、左右、上表面上的载物台的旋转中心的偏芯量的数值，运算工件在旋转、倾斜、升降时被底面等干扰的值，在工件被底面等干扰之前发出信号，并基于该信号，使定位器全部停止。
然而，在特开2005-161376号公报中记载的方法中，在工件被底面等干扰临前发出信号，因此，工件有时与底面等碰撞。其理由是因为移动中的载物台不能急停的原因。即，在用于使驱动定位器的三轴的各电动机停止的信号输入到电动机后，直至电动机的旋转完全停止为止需要规定的时间，在这期间，固定有工件的载物台惯性移动。尤其，供给的重量或长度越大，加速度越大，其结果，惯性移动时间变长，因此，碰撞的可能性进一步变高。
发明内容
因此，在本发明中解决所述问题，其目的在于提供能够防止工件定位装置或固定在工件定位装置的工件与障碍物碰撞的工件定位装置的控制装置及其程序。
本发明是为了实现所述目的而创造的，一种工件定位装置控制机构，其是控制具有固定工件的载物台、和将所述固定的工件配置于三维空间的规定位置的倾斜轴、旋转轴、及上下轴的工件定位装置的工件定位装置的控制装置，其中，包括：动作限度线存储机构，其对所述工件定位装置、或固定于所述工件定位装置的工件，存储预先指定在比规定的障碍物靠跟前的动作限度线的位置坐标；减速区间存储机构，其将表示以在比所述动作限度线更靠跟前预先制定的减速开始位置、和所述动作限度线为两端的区间的减速区间的区间宽度存储；检查点存储机构，其存储对所述工件定位装置或固定于所述工件定位装置的工件设定的一个以上的检查点的位置坐标；检查点更新机构，其算出由于所述工件定位装置的动作而移动的所述检查点的位置坐标，更新存储于所述检查点存储机构的位置坐标；减速区间进入判别机构，其基于所述检查点的所述更新的位置坐标，判别所述任意一个检查点是否进入了所述减速区间，在判别出所述任意一个检查点进入了所述减速区间的情况下，指令驱动所述工件定位装置的工件定位装置用电动机减速。
根据所述结构可知，工件定位装置的控制装置分别将与预先指定的动作限度线、减速区间、和检查点有关的位置坐标预先存储，利用减速区间进入判别机构判别通过工件定位装置的动作移动的检查点是否进入了减速区间。在判别为检查点进入了减速区间的情况下，控制装置利用工件定位装置控制机构向工件定位装置用电动机指令减速。从而，通过根据对应于工件定位装置的动作停止时的惯性移动时间或惯性移动距离而设置减速区间，能够可靠地防止工件定位装置或固定于其的工件与障碍物碰撞。在此，检查点设定在工件定位装置上也可，设定在固定于其上的工件上也可。进而，设定在从工件定位装置或工件保持规定距离的空间中也可。因为能够这样自由设定检查点，因此，根据工件的尺寸或形状，设定最佳场所的检查点，由此能够减少工件定位装置的载物台的移动被限制的区域。
另外，在本发明的工件定位装置的控制装置中，也可以利用从安装于电弧焊接机器人的焊枪送出的焊丝，焊接固定于所述工件定位装置的工件，所述控制装置还具备：电弧焊接机器人控制机构，其在所述检查点进入了所述减速区间的情况下，向驱动所述电弧焊接机器人的电弧焊接机器人用电动机指令减速；焊接控制机构，其在所述检查点进入了所述减速区间的情况下，指令所述焊丝的送给停止。
根据所述结构可知，工件定位装置的控制装置在检查点进入了减速区间的情况下，连动于工件定位装置的动作的停止，能够使电弧焊接机器人的动作停止，且能够切断焊枪的电弧。从而，避免由于仅停止工件定位装置的动作导致焊接作业不中断的事态，能够安全且效率良好地进行焊接作业。
另外，在本发明的工件定位装置的控制装置中，也可以将自所述动作限度线的距离作为参数，设定所述减速区间。
根据所述结构可知，工件定位装置的控制装置将自所述动作限度线的距离作为参数，设定所述减速区间，因此，能够容易地改变减速区间的区间宽度。
另外，在本发明的工件定位装置的控制装置中，也可以还具备：减速区间判定要否判别机构，其判别从所述工件定位装置的所述载物台的旋转轴上的作业原点至所述动作限度线的距离、和从所述作业原点至所述检查点的距离中的哪一个大，在判别出从所述作业至所述检查点的距离更大的情况下，所述工件定位装置控制机构指令所述工件定位装置用电动机减速，所述电弧焊接机器人控制机构指令所述电弧焊接机器人用电动机减速，所述焊接控制机构指令所述焊丝的送给停止。
根据所述结构可知，在利用减速区间判定要否判别机构，判别出从作业原点至检查点的距离比作业原点至动作限度线的距离更大的情况下，进行使工件定位装置的动作或焊接作业停止的减速处理等。换而言之，反而，在工件定位装置的控制装置利用减速区间判定要否判别机构，判别出从作业原点至检查点的距离比从作业原点至动作限度线的距离更小的情况下，不存在由于以作业原点为中心的旋转动作，导致检查点超过动作限度线的情况。控制装置通常需要逐次进行基于减速区间进入判别机构的判别处理，但在从作业原点至检查点的距离更小的情况下，不需要进行这样逐次重复的繁杂的判别处理。从而，控制装置抑制CPU等的处理负荷，提高与程序的执行有关的工作性能，能够降低CPU使用率或存储器使用率。进而，在从作业原点至检查点的距离更小的情况下，即使进入了减速区间的情况下，也不超过动作限度线，因此，与检查点每次进入减速区间时进行减速处理的情况相比，具有能够扩大动作范围的优点。
另外，在本发明的工件定位装置的控制装置中，也可以还具备：移动方向判别机构，其判别所述检查点的移动方向是否为从所述动作限度线远离的方向，在所述检查点的移动方向判定为接近所述动作限度线的方向，且所述检查点进入了所述减速区间的情况下，所述工件定位装置控制机构向所述工件定位装置用电动机指令减速，所述电弧焊接机器人控制机构向所述电弧焊接机器人用电动机指令减速，所述焊接控制机构指令所述焊丝的送给停止。
根据所述结构可知，工件定位装置的控制装置在利用移动方向判别机构，判别出检查点的移动方向为靠近动作限度线的方向，且检查点进入了减速区间的情况下，进行使工件定位装置的动作或焊接作业停止的减速处理等。换而言之，反而，在工件定位装置的控制装置利用移动方向判别机构，判别出检查点的移动方向为从动作限度线远离的方向的情况下，不与障碍物碰撞，因此，不进行使工件定位装置的动作或焊接作业停止的减速处理等。从而，控制装置抑制CPU等的处理负荷，提高与程序的执行有关的工作性能，能够降低CPU使用率或存储器使用率。而且，在检查点停止于减速区间内时，也能够在不进行特别的操作的情况下，使检查点从减速区间向通常动作的区间返回，从而，具有能够容易地复位的优点。
另外，在本发明的工件定位装置的控制装置中，也可以还具备：减速时间存储机构，其存储有表示比通常减速时间短的时间的紧急减速时间，该通常减速时间表示在从外部输入了停止指令的情况下的减速时间，在所述检查点的移动方向判定为接近所述动作限度线的方向的情况下，所述工件定位装置控制机构生成使所述工件定位装置用电动机在所述紧急减速时间内减速的指令。
根据所述结构可知，工件定位装置的控制装置在检查点的移动方向为接近动作限度线的方向的情况下，能够在比从外部输入停止指令的情况下的通常减速区间短的紧急减速时间内，使工件定位装置的动作紧急停止。由此，能够在紧急减速时间内减速，因此，与在通常减速时间内减速的情况下相比，能够减少惯性移动距离。其结果，能够扩大工件定位装置的作业可能范围。
另外，在本发明的工件定位装置的控制装置中，也可以还具备：动作限度判别机构，其判别所述检查点是否超过所述动作限度线而接近了所述障碍物，在判别为所述检查点超过了所述动作限度线的情况下，所述工件定位装置控制机构生成使所述工件定位装置用电动机旋转的指令，使所述检查点返回在超过所述动作限度线之前更新的位置坐标。
根据所述结构可知，在工件定位装置的控制装置利用动作限度判别机构，判别出检查点超过动作限度线而接近障碍物的情况下，向工件定位装置用电动机输出指令，使所述检查点在超过动作限度线之前返回更新的坐标位置。即，控制装置不是使工件定位装置用电动机朝向目标位置减速，而是使其强制停止。从而，能够可靠地防止工件定位装置或固定于其的工件与障碍物碰撞。
另外，在本发明的工件定位装置的控制装置中，也可以将世界坐标系的坐标值作为参数，设定所述动作限度线。
根据所述结构可知，工件定位装置的控制装置将世界坐标系的坐标值作为参数设定动作限度线，因此，根据世界坐标系的坐标值，能够容易地改变动作限度线的坐标值。
另外，在本发明的工件定位装置的控制装置中，也可以将固定于所述电弧焊接机器人的基于机器人坐标系的坐标值作为参数，设定所述动作限度线。
根据所述结构可知，工件定位装置的控制装置将电弧焊接机器人上固定的基于机器人坐标系的坐标值作为参数设定动作限度线，因此，能够连动于电弧焊接机器人的位置坐标，容易改变动作限度线的坐标值。
如上所述，根据本发明可知，工件定位装置动作限度线蒽醌能够防止工件定位装置或固定于工件定位装置的工件与障碍物碰撞。另外，根据本发明可知，能够减少工件定位装置的工作受限的区域。
附图说明
图1是以示意性表示本发明的实施方式的工件定位装置控制装置的概要的结构图。
图2是以示意性表示图1中所示的控制装置的结构的方框图。
图3是以示意性表示检查点的配置的说明图，(a)是从X轴的正方向观察的定位器的侧面图，(b)是从Z轴的正方向观察的俯视图。
图4是从X轴的正方向观察的定位器的动作限度线和减速区间的说明图。
图5是表示图2所示的控制动作的流程图。
图6是表示检查点的配置例的说明图，(a)及(b)是从X轴的正方向观察的侧面图，(c)是从Z轴的正方向观察的俯视图。
图7是表示在实施例中设定的减速区间和动作限度线的具体例的说明图。
具体实施方式
以下，参照附图，对用于实施本发明的工件定位装置的控制装置的最佳实施方式(以下，称为“实施方式”)进行说明。
[工件定位装置的控制装置的概要]
图1是以示意性表示本发明的实施方式的工件定位装置控制装置的概要的结构图。控制装置(工件定位装置的控制装置)1与定位器(工件定位装置)2、机械手(电弧焊接机器人)3、和示教盒4连接，基于从示教盒4输入的指令或预先存储的规定的示教程序，控制定位器2、和机械手3。
定位器2具备：载置固定工件W的圆板形状的载物台5、使载物台5在铅垂面内旋转倾斜的倾斜轴6、使载物台5在水平面内旋转的旋转轴7、使载物台5在铅垂方向上升降的上下轴8。定位器2基于来自控制装置1的电动机指令信号，利用内部的定位器(工件定位装置用电动机)Mp(参照图2)的动作，使倾斜轴6或旋转轴7旋转至规定的角度，或使上下轴8升降至规定高度，能够将固定于载物台5的工件W配置于三维空间的规定位置。
机械手3是例如六轴结构的垂直多关节型机器人，在机械手3的手腕部分安装有焊枪9。机械手3基于来自控制装置1的电动机指令信号，利用内部的机械手电动机(电弧焊接机器人用电动机)MM(参照图2)的动作，能够将焊枪9移动至规定位置。
焊枪9用于向工件W的被焊接部送出焊丝。通过在该送出的焊丝和被焊接部之间形成电弧来进行焊接。焊枪9经由未图示的金属线送给装置与焊接电源Pw(参照图2)连接，该焊接电源Pw与控制装置1连接。还有，若控制装置1向焊接电源Pw输出焊接指令信号，则利用来自焊接电源Pw的供电，驱动未图示的金属线送给装置，向焊枪9送给焊丝。
示教盒4用于在定位器2或机械手3的指挥作业时，输入被焊接部的焊接路径等而使用。在本实施方式中，示教盒4能够基于操作人的操作，向控制装置1输入使定位器2或机械手3停止的停止指令。示教盒具备：基于从控制装置1输出的警告信息，输出错误报知用警告声的警报装置。
[控制装置的结构]
图2是以示意性表示图1中所示的控制装置的结构的方框图。控制装置1例如包括：CPU(Central Precessing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、HDD(Hard Disk Drive)、输入输出接口等。另外，控制装置1为了实现后述的各种功能而如图2所示地具备：输入输出机构10、存储机构20、定位器控制机构(工件定位装置控制机构)30、机械手控制机构(电弧焊接机器人控制机构)40、焊接控制机构50、坐标转换机构60、检查点更新机构70、最大检查半径计算机构80、下一次位置控制机构90、和减速控制机构100。以下，参照图2(适当参照图1)，对控制装置1的结构进行说明。
<输入输出机构>
输入输出机构10包括规定的输入接口及输出接口。还有，在图2中，为了便于数目而一体地显示，但个别地构成。该输入输出机构10将从示教盒4输入的指令或数据等信息输入到存储机构20或下一次位置控制机构90，向示教盒4输出从下一次位置控制机构90输出的信息(警告信息等)。另外，输入输出机构10向焊接电源Pw输出从焊接控制机构50输出的焊接指令信号。
另外，输入输出机构10向定位器Mp输出从定位器控制机构30输出的电动机指令信号(下一次输出位置)，向定位器控制机构30输入从定位器Mp输出的电动机输出信号(当前位置)。另外，输入输出机构10向机械手电动机MM输出从机械手控制机构40输出的电动机指令信号(下一次输出位置)，向机械手控制机构40输入从机械手电动机MM输出的输出信号(当前位置)。
<存储机构>
存储机构20例如包括ROM、RAM、HDD等，具备：之患程序存储机构21、减速时间存储机构22、位置信息存储机构23、定位器结构存储机构24、检查点存储机构25、动作限度线存储机构26、和减速区间存储机构27。还有，在图2中，为了便于说明，一体地显示存储机构20，但个别地构成也可。
<<示教程序存储机构>>
示教程序存储机构21用于存储描述了机械手3和定位器2的位置等的示教程序。存储于示教程序存储机构21的示教程序是预先作成的，但可以利用来自示教盒4的输入操作或来自个人电脑等连接设备(未图示)的输入操作进行编辑。
<<减速时间存储机构>>
减速时间存储机构22存储：表示在从示教盒4输入停止指令的情况下的减速时间的通常减速时间、和表示比该通常减速时间短的时间的紧急减速时间。在此，通常减速时间是指使动作中的定位器2停止为止所需的时间。还有，由于同时使动作中的定位器2、和动作中的机械手3停止，因此，通常减速时间与使动作中的机械手3停止为止所需的时间匹配。
<<位置信息存储机构>>
位置信息存储机构23具备：临时存储由下一次位置控制机构90算出的定位器电动机Mp的下一次输出位置、和机械手电动机MM的下一次输出位置的存储区域；在表示这些电动机下一次输出位置的电动机指令信号分别输出到各电动机后，将这些下一次输出位置预先作为上一次位置分别保存的保存区域。
<<定位器结构存储机构>>
定位器结构存储机构24用于存储与定位器2有关的信息、即将定位器2的安装位置作为基础固定于地面的原点(定位器原点)、定位器2的倾斜轴6的角度、旋转轴7的角度、上下轴8的高度、各轴的连接结构、各轴的连接长度等。还有，在本实施方式中，定位器原点的位置(Ow：参照图3)在以世界坐标系(world coordinate)的原点(未图示)作为基准的位置指定。
<<检查点存储机构>>
检查点存储机构25用于存储对固定于定位器2的载物台5的工件W设定的一个以上的检查点的位置坐标。具体来说，检查点存储机构25具备：存储预先设定的检查点的位置坐标(以图3所示的定位器作业原点Op为基准的初始位置坐标)；临时存储所选择的检查点的此次位置(世界坐标值CP)的区域；保存所选择的检查点的上一次位置(世界坐标值CPold)的区域。
在此，参照图3，对检查点的配置进行说明。图3是以示意性表示检查点的配置的说明图，(a)是从X轴的正方向观察的定位器的侧面图，(b)是从Z轴的正方向观察的俯视图。定位器作业原点Op是固定于定位器2的旋转轴7上的规定高度的定位器作业原点坐标系(Xp，Yp，Zp)的原点(0，0，0)。还有，定位器作业原点Op利用倾斜轴6的旋转，与载物台5一同旋转而移动。检查点C1～C4通过自定位器作业原点Op的距离来规定。由此，检查点C1～C4相对于工件W固定。例如，如图3(a)所示的距离Rc1、Rc2分别作为规定检查点C1、C2的特征量，使用于后述的最大检查半径计算机构80中。
另外，在本实施方式中，如图3(a)所示，将世界坐标系(Xw，Yw，Zw)的定位器基础原点Ow例如设定于底面的规定点。所述定位器结构存储机构24存储定位器作业原点OP的坐标值作为该世界坐标系(Xw，Yw，Zw)的原点Ow。由该世界坐标系(Xw，Yw，Zw)标记的定位器作业原点标记为(PO)，将由定位器作业原点坐标系(Xp，Yp，Zp)标记的定位器作业原点标记为(OP)。即，关于在图3中表示相同位置的定位器作业原点的坐标，区分为标记成(PO)的情况、和标记成(OP)的情况。
参照图2，对存储机构20继续说明。
<<动作限度线存储机构>>
动作限度线存储机构26对于固定在定位器2的载物台5的工件W，按每一个检查点存储预先指定于规定的障碍物跟前的动作限度线的位置坐标。该动作限度线根据对应于定位器2的动作停止时而预先求出的惯性移动时间或惯性移动距离而设定。障碍物例如除了底面(地面)之外，还包括定位器2自身的基底部、柱部、顶面部(未图示)等。以下，将障碍物作为下方的底面，将对该底面的动作限度线(Z-方向的动作限度线)进行说明。但是，作为能够设定的动作限度线，有X+方向、X-方向、Y+方向、Y-方向、Z+方向、及Z-方向的动作限度线。具体来说，在定位器2的柱部成为障碍物的情况下，设定X-方向的动作限度线，在定位器2的顶面部(未图示)成为障碍物的情况下，设定Z+方向的动作限度线。
<<减速区间存储机构>>
减速区间存储机构27用于存储表示以比动作限度线更靠跟前预先设定的减速开始位置、和动作限度线为两端的区间的减速区间的区间宽度。该减速区间根据对应于定位器2的动作停止时的惯性移动时间或惯性移动距离而设定。在此，参照图4，对动作限度线和减速区间的具体例进行说明。图4是从X轴的正方向观察的定位器的动作限度线和减速区间的说明图。在本实施方式中，将世界坐标系(Xw，Yw，Zw)的坐标值作为参数，设定定位器2的动作限度线L。例如，在将距配置世界坐标系(Xw，Yw，Zw)的定位器原点的底面100mm上方的位置设为动作限度线的情况下，动作限度线L指定为[Z-方向100mm]。
将工件W侧(内侧)的减速开始位置、和障碍物侧(外侧)的动作限度线之间的区域称为减速区间D。在本实施方式中，将从各动作限度线L至朝向工件W侧(内侧)减速的减速开始位置为止的距离作为参数，设定减速区间D的区间宽度。例如，如上所述，将距底面100mm上方的位置作为动作限度线L，并且距底面200mm上方的位置作为减速开始位置的情况下，减速区间D指定为[Z-方向减速开始距离100mm]。
再次，参照图2，继续说明控制装置1的结构。
<定位器控制机构>
定位器控制机构(工件定位装置控制机构)30在判别出任意一个检查点进入了减速区间的情况下，向驱动定位器2的定位器电动机Mp指令减速。该定位器控制机构30基于由下一次位置控制机构90算出的定位器电动机Mp的下一次输出位置、和由定位器电动机Mp输出的电动机输出信号(当前位置)，算出向定位器电动机Mp输出的电动机指令信号，进行使定位器2的载物台5向由下一次输出位置指定的位置移动的控制。
<机械手控制机构>
机械手控制机构(电弧焊接机器人控制机构)40在判别为检查点进入了减速区间的情况下，向驱动机械手3的机械手电动机MM指令减速。该机械手控制机构40基于由下一次位置控制机构90算出的机械手电动机MM的下一次输出位置、和从机械手电动机MM输出的电动机输出信号(当前位置)，算出向机械手电动机MM输出的电动机指令信号，进行使安装于机械手3的焊枪9向由下一次输出位置指定的位置移动的控制。
<焊接控制机构>
焊接控制机构50用于向焊接电源Pw输出焊接指令信号。该焊接控制机构50在检查点进入了减速区间的情况下、即由减速控制机构100指令了紧急减速时，从焊枪9送出了焊丝的状态的情况下，向焊接电压P输出焊丝的送给停止指令(电弧OFF指令)。
<坐标转换机构>
坐标转换机构60使用规定的转换行列，将定位器作业原点坐标系(Xp，Yp，Zp)的位置坐标将坐标转换为世界坐标系(Xw，Yw，Zw)。具体来说，坐标转换机构60基于定位器结构存储机构24中存储的定位器2的各轴的角度、连接结构、连接长度等，将在定位器结构存储机构24中预先存储的定位器作业原点的坐标值OP(相对于工件W固定的原点)转换为在世界坐标系上标记的定位器作业原点的坐标值(PO)，将转换后的定位器作业原点的坐标值(PO)写入保存于坐标转换机构60中。另外，坐标转换机构60预先将由定位器作业原点坐标系(Xp，Yp，Zp)的位置坐标指定的检查点转换为世界坐标值(CP)，将其储存于检查点存储机构25中。例如，坐标转换机构60使用倾斜轴6的角度(自铅垂方向的旋转角)、和定位器作业原点(PO)为止的连接长度(自底面至作业原点为止的距离)，将以定位器作业原点OP为基准的检查点的位置坐标转换为以基于定位器原点Ow为基准的位置坐标。此处，基于定位器原点Ow的位置以世界坐标系(Xw，Yw，Zw)的未图示的原点作为基准指定，因此，其结果，能够计算检查点的世界坐标值(CP)。
<检查点更新机构>
检查点更新机构70算出由于定位器2的动作而移动的检查点的位置坐标，更新存储于检查点存储机构25的位置坐标。具体来说，检查点更新机构70从存储于检查点存储机构25的临时储存区域的检查点中选择规定检查点(上一次位置)，将所选择的检查点的世界坐标系(Xw，Yw，Zw)上的上一次位置(CPold)保存于检查点存储机构25的保存区域。另外，检查点更新机构70使用定位器电动机Mp的下一次输出位置，计算在所选择的规定的检查点(上一次位置)的世界坐标系(Xw，Yw，Zw)上的下一次位置，将其储存于检查点存储机构25的临时储存区域中。还有，检查点更新机构70从检查点存储机构25选择所有检查点。
<最大检查半径计算机构>
最大检查半径计算机构80基于定位器结构存储机构24及检查点存储机构25中存储的信息，计算定位器作业原点和各检查点之间的距离的最大值。将计算的结果求出的最大值称为最大检查半径Rcheck。还有，在本实施方式中，最大检查半径计算机构80基于世界坐标系(Xw，Yw，Zw)，算出最大检查半径Rcheck。另外，在图3中，示出了定位器作业原点和各检查点之间的距离相等的情况下，但通常定位器作业原点和各检查点之间的距离互不相同。
<下一次位置控制机构>
下一次位置控制机构90具备：定位器下一次位置计算机构91、机械手下一次位置计算机构92、和减速处理机构93。
<<定位器下一次位置计算机构>>
定位器下一次位置计算机构91基于存储于示教程序存储机构21中的示教程序或来自示教盒4的微动指令，计算驱动定位器2的定位器电动机Mp的下一次输出位置，将其向定位器控制机构30输出。另外，定位器下一次位置计算机构91输出计算的结果得到的定位器电动机Mp的下一次输出位置后，将该算出的下一次输出位置重新作为上一次输出位置保存于位置信息存储机构23中。另外，定位器下一次位置计算机构91在由减速控制机构100指令了下一次输出位置的置换时，将定位器电动机Mp的下一次输出位置置换为保存于位置信息存储机构23中的上一次输出位置，将其输出到定位器控制机构30。
<<机械手下一次位置计算机构>>
机械手下一次位置计算机构92基于存储于示教程序存储机构21中的示教程序或来自示教盒4的微动指令，计算驱动机械手3的机械手电动机MM的下一次输出位置。另外，机械手下一次位置计算机构92在输出相当于计算的结果得到的机械手电动机MM的下一次输出位置的电动机指令信号后，将该算出的下一次输出位置重新作为上一次输出位置保存于位置信息存储机构23中。
<<减速处理机构>>
减速处理机构93用存储于减速时间存储机构22中的通常减速时间，进行速度计算，使定位器2和机械手3同时减速停止(进行减速处理)。该减速处理机构93在从减速控制机构100指令了紧急减速时，用存储于减速时间存储机构22中的紧急减速时间，进行速度计算，使定位器2和机械手3同时减速停止。此外，在本实施方式中，减速处理机构93在被减速控制机构100指令紧急减速时，向示教盒输出警告信息。
<减速控制机构>
减速控制机构100具备：减速区间判定要否判别机构101；移动方向判别机构102；减速区间进入判别机构103；动作限度判别机构104。
<<减速区间判定要否判别机构>>
减速区间判定要否判别机构101判别从定位器2的载物台5的旋转轴7上一次的作业原点至动作限度线的距离、和从作业原点至检查点的距离中的哪一个大。具体来说，减速区间判定要否判别机构101判别定位器作业原点的世界坐标值(PO)和所有动作限度线的距离是否比最大检查半径Rcheck大。该判别处理判别是否需要进行检查点是否位于减速区间内的判定(减速区间判定要否判别)。若定位器作业原点的世界坐标值(PO)和所有动作限度线的距离大于最大检查半径Rcheck，则即使检查点在下一次进入减速区间的情况下，也没有超过所有动作限度线的可能性。从而，在这种情况下，不进行减速处理。由此，能够确保更广的作业区域。
<<移动方向判别机构>>
移动方向判别机构102判别检查点的移动方向是否为从动作限度线远离的方向。具体来说，移动方向判别机构102从动作限度线存储机构26选择作为对象的检查点的动作限度线，并且从检查点存储机构25选择作为对象的检查点的当前的世界坐标值CP和以前的世界坐标值CPold，判别CPold是否比CP一方更靠近动作限度线。例如，在Z-方向的动作限度线的情况下，若将CP的Z成分设为CP.Z，将CPold的Z成分设为CPold.Z，则在CP.Z＜CPold.Z的情况下，CP靠近动作限度线。在CP这样靠近动作限度线的情况下，移动方向判别机构102向下一次位置控制机构90及焊接控制机构50指令紧急减速。另一方面在CP从动作限度线远离的情况下不指令。因此，减速处理机构93不进行减速处理。由此，能够确保更广的作业区域。还有，移动方向判别机构102从动作限度线存储机构26选择所有动作限度线。
<<减速区间进入判别机构>>
减速区间进入判别机构103基于检查点的更新的位置坐标，判别任意一个检查点进入了减速区间。具体来说，减速区间进入判别机构103从检查点存储机构25选择作为对象的检查点的世界坐标值(CP)，并且从减速区间存储机构27选择减速区间的区间宽度，判别作为对象的检查点是否位于减速区间内。该减速区间进入判别机构103在判别出作为对象的检查点位于减速区间的情况下，对减速处理机构93输出紧急减速开始指令，指令紧急减速。
<<动作限度判别机构>>
动作限度判别机构104判别检查点是否超过动作限度线而接近了障碍物。具体来说，动作限度判别机构104从动作限度线存储机构26选择作为对象的检查点的动作限度线，并且从检查点存储机构25选择作为对象的检查点的当前的世界坐标值CP，判别CP是否超过动作限度线。动作限度判别机构104在判别出CP超过动作限度线的情况下，向定位器下一次位置计算机构91指令下一次输出位置的置换。
[控制装置的动作]
其次，参照图5(适当参照图1至图4)，对控制装置1的动作进行说明。图5是表示图2所示的控制装置的动作的流程图。控制装置1预先通过最大检查半径计算机构80，算出最大检查半径(Rcheck)(步骤S1)。然后，控制装置1基于存储于示教程序存储机构21中的示教程序或来自示教盒4的微动指令，利用定位器下一次位置计算机构91，计算定位器的下一次输出位置，利用机械手下一次位置计算机构92，计算机械手的下一次输出位置(步骤S2)。
接着，控制装置1利用坐标转换机构60，加工预先存储于定位器结构存储机构24中的定位器作业原点的坐标值Op转换为世界坐标值(PO)(步骤S3)。还有，控制装置1利用减速区间判定要否判别机构101，判别定位器作业原点的世界坐标值(PO)和所有动作限度线的距离是否比最大检查半径Rcheck大(步骤S4)。
在步骤S4中，在定位器作业原点的世界坐标值(PO)和所有动作限度线的距离不满足比最大检查半径Rcheck大的条件的情况下(步骤S4：否)，控制装置1利用检查点更新机构70，从检查点存储机构25选择规定的检查点(步骤S5)，将所选择的检查点的世界坐标系上一次的上一次位置(CPold)保存于检查点存储机构25的保存区域(步骤S6)。检查点更新机构70使用定位器电动机Mp的下一次输出位置，计算所选择的检查点的世界坐标系上一次的下一次位置(CP)(步骤S7)。其次，控制装置1利用移动方向判别机构102，选择所选择的检查点的动作限度线(步骤S8)，判别所选择的检查点的当前的世界坐标值CP是否比以前的世界坐标值CPold更靠近动作限度线(步骤S9)。
在步骤S9中，在CP比CPold更靠近动作限度线的情况下(步骤S9：是)，控制装置1利用减速区间进入判别机构103，判别所选择的检查点的当前的世界坐标值CP是否位于减速区间内(步骤S10)。在CP不位于减去区间内的情况下(步骤S10：否)，控制装置1利用动作限度判别机构104，判别所选择的检查点的当前的世界坐标值CP是否超过动作限度线(步骤S11)
在步骤S11中，在CP没有超过动作限度线的情况下(步骤S11：否)，控制装置1利用移动判别机构102，判别是否选择了所选择的检查点的所有动作限度线(步骤S12)。在没有选择所选择的检查点的所有动作限度线的情况下(步骤S12：否)，控制装置1返回步骤S8。另一方面，在选择了所选择的检查点的所有动作限度线的情况下(步骤S12：是)，控制装置1利用检查点更新机构70，判别是否从检查点存储机构25选择了所有检查点(步骤S13)。在没有选择所有检查点的情况下(步骤S13：否)，控制装置1返回步骤S5。另一方面，在选择了所有检查点的情况下(步骤S13：是)，控制装置1利用定位器控制装置30，基于定位器电动机Mp的下一次输出位置、和电动机输出信号(当前位置)，算出电动机指令信号，将其向定位器电动机Mp输出(步骤S14)。然后，控制装置1利用定位器下一次位置计算机构91，将定位器电动机Mp的下一次输出位置作为上一次输出位置保存，并利用机械手下一次位置计算机构92，将机械手电动机MM的下一次输出位置作为上一次输出位置保存(步骤S15)。然后，控制装置1返回步骤S2。
另外，在步骤S4中，在定位器作业原点的世界坐标值(PO)和所有动作限度线的距离比最大检查半径Rcheck大的情况下(步骤S4：是)，控制装置1跳过步骤S5～S13的处理，进入步骤S14。另外，在步骤S9中，CPold比CP更靠近动作限度线的情况下(步骤S9：否)、即CP从动作限度线远离的情况下，控制装置1跳过步骤S10～S13的处理，及惹怒步骤S 14。
另外，在步骤S10中，CP位于减速区间内的情况下(步骤S 10：是)，控制装置1利用减速区间进入判别机构103，对减速处理机构93指令紧急减速(步骤S16)，进入步骤S11。利用该紧急减速的指令，减速处理机构93进行速度计算，使定位器2和机械手3在紧急减速时间内同时减速停止，并且向示教盒4输出警告信息。从而，示教盒输出错误报知用警告声。另外，焊接控制部50输出电弧OFF指令，由此停止来自焊枪9的焊丝的送给。
另外，在步骤S11中，Cp超过动作限度线的情况下(步骤S11：是)，控制装置1利用动作限度判别机构104，向定位器下一次位置计算机构91指令下一次输出位置的置换(步骤S17)，跳过步骤S12、S13的处理，进入步骤S14。利用步骤S17，将从定位器下一次位置计算机构91向定位器控制机构30输出的定位器电动机Mp的下一次输出位置和机械手电动机MM的下一次输出位置置换为保存于位置信息存储机构23的各自的上一次输出位置，使定位器电动机Mp和机械手电动机MM急剧停止。还有，在控制装置1跳过步骤S16，并在步骤S11中进行了“是”的判定的情况下，与步骤S16相同地，分别执行警告声的输出及焊丝的送给停止处理。
还有，控制装置1还可以利用使通常的计算机作为所述的各机构发挥功能的程序来运行。该程序也可以经由通信线路配置，也可以写入CD-ROM或闪光存储器等记录介质中而配置。
根据本实施方式可知，控制装置1预先将与根据对应于定位器2的动作停止时的惯性移动时间或惯性移动距离而预先指定的动作限度线、减速区间、检查点有关的位置坐标分别存储，在由于定位器2的动作而移动的检查点进入了减速区间的情况下，向定位器电动机Mp指令定位器电动机Mp。从而，能够可靠地防止固定于定位器2的工件W与障碍物碰撞。
以上，对本发明的优选的实施方式进行了说明，但本发明不限于所述实施方式。例如，在本实施方式中，控制装置1控制利用定位器2的动作固定于载物台5的工件W，使其不与障碍物碰撞，但不限于此，也可以控制载物台5或连接器等，使其不与障碍物碰撞。在这种情况下，例如，如图6(a)所示，不在工件W，而在载物台5的底面端部设定检查点C5、C6。
另外，检查点的配置不限于工件W的底面端部或载物台5的底面端部，例如，如图6(b)所示，可以在从工件W保持规定距离的空间中设定检查点C7、C8。
另外，工件W的形状不限于在俯视的情况下为长方形的工件，例如，如图6(c)所示，在俯视的情况下为六边形也可。进而，除此之外的多边形、圆形也可。例如，在如图6(c)所示的六边形的形状的情况下，可以围绕在X轴方向及Y轴方向上最突出的点的长方形的四个点(空间上)上设定检查点C11～C14。
另外，在本实施方式中，将世界坐标系的坐标值作为参数设定动作限度线，但将固定于机械手3的机器人基底的坐标系的坐标值作为参数设定也可。在这种情况下，能够连动于机械手3的位置坐标，容易地改变动作限度线的坐标值。
另外，在本实施方式中，相对于一方向的障碍物，设定一个动作限度线，但相对于一方向的障碍物，按每一个工件W设定多个动作限度线也可。进而，相对于一方向的障碍物，按工件W的载物台5上的配置设定多个动作限度线也可。
另外，在不是使工件W，而是使定位器2不与障碍物碰撞地进行控制的情况下，可以构成为：对于定位器2，指定动作限度线或减速区间。
另外，在本实施方式中，对控制装置1的减速控制机构100，以具备减速区间判定要否判别机构101、移动方向判别机构102、减速区间进入判别机构103、和动作限度判别机构104的最佳方式进行了说明，但减速区间进入判别机构103是必须结构，不需要一定包含其他结构。
【实施例】
为了确认本发明的效果而求出了本实施方式中的控制装置1中设定的参数关系。图7表示实施例中设定的减速区间和动作限度线的具体例的说明图。在图7(a)中示出利用上下轴使定位器2的载物台5最大幅度下降的样子。另外，固定于载物台5的工件W的宽度(Y方向)设为“3400mm”。另外，检查点C1、C2设定在工件W的底面的宽度方向两端部。另外，将在载物台5上一次的距底面“1000mm”的点作为定位器作业原点，使其与倾斜轴6一致。还有，将世界坐标系(Xw，Yw，Zw)的定位器原点配置于底面的规定位置。另外，动作限度线L设为“Z-方向35mm”。另外，减速区间D设为“Z-方向减速开始距离250mm”。该减速区间D相当于将定位器2的上下轴的惯性移动距离设为“20mm”，将在倾斜轴上从再生时最高速至减速停止为止的惯性移动角度设为“8.6度”的情况。
图7(b)是表示在使图7(a)所示的载物台5倾斜，使检查点C2到达减速开始位置时的样子的图。在此，假设将在使载物台5进而倾斜而检查点C2到达动作限度线L时的工件用虚线示出。在这种情况下，检查点C2到达减速开始位置时的倾斜轴的角度、和检查点C2到达动作限度线L时的倾斜轴的角度之差θ1为“9.3deg”。
另外，如图7(b)所示，在利用上下轴使载物台5从最下端上升了655mm以上的情况下、即将倾斜轴的中心配置于距底面“1665mm以上”的位置的情况下，不存在与工件W的宽度相同的半径1700mm(直径
Figure A20081008761000231
3400mm)的圆周超过动作限度线L的情况，因此，检查点C2也没有超过动作限度线L的情况。因此，在将载物台5从最下端上升了655mm以上的情况下，即使检查点C2进入了减速区间D的情况下，也不输出错误报知用警告声，定位器2能够像往常一样动作。

Claims (9)

1.一种工件定位装置控制机构，其是对具有固定工件的载物台、和将所述固定的工件配置于三维空间的规定位置的倾斜轴、旋转轴、及上下轴的工件定位装置进行控制的工件定位装置的控制装置，其中，包括：
动作限度线存储机构，其对所述工件定位装置、或固定于所述工件定位装置的工件，存储预先指定的位于规定的障碍物前方的动作限度线的位置坐标；
减速区间存储机构，其存储减速区间的区间宽度，该减速区间表示以预先规定的位于所述动作限度线前方的的减速开始位置、和所述动作限度线为两端的区间；
检查点存储机构，其存储对所述工件定位装置或固定于所述工件定位装置的工件设定的一个以上的检查点的位置坐标；
检查点更新机构，其算出由于所述工件定位装置的动作而移动的所述检查点的位置坐标，并更新存储于所述检查点存储机构的位置坐标；
减速区间进入判别机构，其基于所述检查点的所述更新后的位置坐标，判别所述任意一个检查点是否进入了所述减速区间，
在判别出所述任意一个检查点进入了所述减速区间的情况下，指令驱动所述工件定位装置的工件定位装置用电动机减速。
2.根据权利要求1所述的工件定位装置的控制装置，其中，
固定于所述工件定位装置的工件利用从安装于电弧焊接机器人的焊枪送出的焊丝来焊接，并且
所述控制装置还具备：电弧焊接机器人控制机构，其在所述检查点进入了所述减速区间的情况下，指令驱动所述电弧焊接机器人的电弧焊接机器人用电动机减速；
焊接控制机构，其在所述检查点进入了所述减速区间的情况下，指令停止所述焊丝的送给。
3.根据权利要求2所述的工件定位装置的控制装置，其中，
将自所述动作限度线起算的距离作为参数，设定所述减速区间。
4.根据权利要求2所述的工件定位装置的控制装置，其中，
还具备：减速区间判定要否判别机构，其判别从所述工件定位装置的所述载物台的旋转轴上的作业原点至所述动作限度线的距离和从所述作业原点至所述检查点的距离中的哪一个大，
在判别出从所述作业原点至所述检查点的距离更大的情况下，所述工件定位装置控制机构指令所述工件定位装置用电动机减速，所述电弧焊接机器人控制机构指令所述电弧焊接机器人用电动机减速，所述焊接控制机构指令停止所述焊丝的送给。
5.根据权利要求2所述的工件定位装置的控制装置，其中，
还具备：移动方向判别机构，其判别所述检查点的移动方向是否为从所述动作限度线远离的方向，
在判定所述检查点的移动方向为接近所述动作限度线的方向，且所述检查点进入了所述减速区间的情况下，所述工件定位装置控制机构指令所述工件定位装置用电动机减速，所述电弧焊接机器人控制机构指令所述电弧焊接机器人用电动机减速，所述焊接控制机构指令停止所述焊丝的送给。
6.根据权利要求5所述的工件定位装置的控制装置，其中，
还具备：减速时间存储机构，其存储有表示比通常减速时间短的紧急减速时间，该通常减速时间表示从外部输入了停止指令的情况下的减速时间，
在判定所述检查点的移动方向为接近所述动作限度线的方向的情况下，所述工件定位装置控制机构生成使所述工件定位装置用电动机在所述紧急减速时间内减速的指令。
7.根据权利要求2所述的工件定位装置的控制装置，其中，
还具备：动作限度判别机构，其判别所述检查点是否超过所述动作限度线而接近了所述障碍物，
在判别所述检查点超过了所述动作限度线的情况下，所述工件定位装置控制机构生成使所述工件定位装置用电动机旋转的指令，使所述检查点向在超过所述动作限度线之前更新的位置坐标返回。
8.根据权利要求1所述的工件定位装置的控制装置，其中，
将世界坐标系的坐标值作为参数，设定所述动作限度线。
9.根据权利要求1所述的工件定位装置的控制装置，其中，
将固定于所述电弧焊接机器人的基于机器人坐标系的坐标值作为参数，设定所述动作限度线。
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