DE102017116788A1

DE102017116788A1 - Roboter-Steuerungsvorrichtung und Verfahren zur Steuerung derselben

Info

Publication number: DE102017116788A1
Application number: DE102017116788.9A
Authority: DE
Inventors: Kenji SUGIO
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2016-07-29
Filing date: 2017-07-25
Publication date: 2018-02-01
Anticipated expiration: 2037-07-26
Also published as: CN107662206B; US9969085B2; JP2018015870A; JP6490031B2; DE102017116788B4; US20180029229A1; CN107662206A

Abstract

Um zu verhindern, dass die Roboterbewegungsgeschwindigkeit gleichförmig begrenzt wird, und um die Roboterarbeitsleistung zu verbessern, wird eine Steuerungsvorrichtung 1 für einen Roboter 2 bereitgestellt, die Folgendes einschließt: einen Geschwindigkeitsrechner 11, der die Geschwindigkeit wenigstens eines Zielpunkts des nach einem Betriebsprogramm arbeitenden Roboters 2 auf der Grundlage eines in dem Betriebsprogramm geschriebenen Geschwindigkeitsbefehlswerts berechnet, einen Begrenzungsrichtungsspezifizierer 12, der eine Richtung, in der die Geschwindigkeit des Zielpunkts begrenzt wird, spezifiziert, einen Geschwindigkeitsbegrenzungskomponenten-Rechner 13, der, aus der durch den Geschwindigkeitsrechner 11 berechneten Geschwindigkeit des Zielpunkts, eine Geschwindigkeitskomponente in der durch den Begrenzungsrichtungsspezifizierer 12 spezifizierten Richtung berechnet, und einen Geschwindigkeitsbegrenzer 14, der, nur daraufhin, dass die Bewegung eine vorher spezifizierte Geschwindigkeitsbegrenzung überschreitet, die Bewegungsgeschwindigkeit des Roboters 2 derart begrenzt, dass die durch den Geschwindigkeitsbegrenzungskomponenten-Rechner 13 berechnete Geschwindigkeitskomponente gleich der oder unter niedriger als die vorher spezifizierte Geschwindigkeitsbegrenzung wird.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Roboter-Steuerungsvorrichtung und ein Verfahren zum Steuern derselben.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Es ist eine Roboter-Steuerungsvorrichtung bekannt, die eine Erfassungsvorrichtung zum Erfassen der Position eines Bedieners durch das Abfühlen des Gewichts des Bedieners einschließt und, in einem Modus, in dem der Bediener einen Roboter schult, den Roboter steuert durch das Auswählen einer Geschwindigkeitsgrenze in Abhängigkeit von der durch die Erfassungsvorrichtung erfassten Position des Bedieners (siehe zum Beispiel PTL 1).
Es ist ebenfalls eine Produktionsanlage bekannt, die vorläufig einen abgestimmten Operationsbereich zwischen einem Roboter und einer Person zuweist und, wenn sich der Roboter in dem abgestimmten Operationsbereich befindet, die Bewegungsgeschwindigkeit auf niedriger als die maximale Geschwindigkeit, die für die Position außerhalb des abgestimmten Operationsbereichs festgesetzt ist, begrenzt (siehe zum Beispiel PTL 2).
ZITATENLISTE
PATENTLITERATUR

{PTL 1} Veröffentlichung des Japanischen Patents Nr. 4513568
{PTL 2} Veröffentlichung des Japanischen Patents Nr. 4648486

KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
TECHNISCHES PROBLEM
Jedoch wird, bei der Roboter-Steuerungsvorrichtung nach PTL 1 oder der Produktionsanlage nach PTL 2, die Roboter-Bewegungsgeschwindigkeit auf das Erfassen der Anwesenheit einer Person oder eines Roboters in einem vorbestimmten Bereich hin unvermeidlich begrenzt. Dementsprechend wird die Roboter-Bewegungsgeschwindigkeit selbst dann begrenzt, wenn es nicht notwendig ist, was zu einer Verminderung bei dem Roboter-Arbeitsleistung führt.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Roboter-Steuerungsvorrichtung und ein Verfahren zum Steuern derselben bereitzustellen, welche die Roboter-Arbeitsleistung verbessern können, wobei sie verhindern, dass die Roboter-Bewegungsgeschwindigkeit gleichförmig begrenzt wird.
LÖSUNG FÜR DAS PROBLEM
Um dieses Problem zu lösen, stellt die vorliegende Erfindung die folgenden Lösungen bereit.
Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Roboter-Steuerungsvorrichtung, die Folgendes einschließt: einen Geschwindigkeitsrechner, der die Geschwindigkeit wenigstens eines Zielpunkts eines nach einem Betriebsprogramm arbeitenden Roboters auf der Grundlage eines in dem Betriebsprogramm geschriebenen Geschwindigkeitsbefehlswerts berechnet, einen Begrenzungsrichtungsspezifizierer, der eine Richtung, in der die Geschwindigkeit des Zielpunkts begrenzt wird, spezifiziert, einen Geschwindigkeitsbegrenzungskomponenten-Rechner, der, aus der durch den Geschwindigkeitsrechner berechneten Geschwindigkeit des Zielpunkts, eine Geschwindigkeitskomponente in der durch den Begrenzungsrichtungsspezifizierer spezifizierten Richtung berechnet, und einen Geschwindigkeitsbegrenzer, der, nur daraufhin, dass die Bewegung eine vorher spezifizierte Geschwindigkeitsbegrenzung überschreitet, die Bewegungsgeschwindigkeit des Roboters derart begrenzt, dass die durch den Geschwindigkeitsbegrenzungskomponenten-Rechner berechnete Geschwindigkeitskomponente gleich der oder niedriger als die vorher spezifizierte Geschwindigkeitsbegrenzung wird.
In diesem Aspekt spezifiziert der Begrenzungsrichtungsspezifizierer die Richtung, in der die Geschwindigkeit begrenzt wird, die Geschwindigkeit wenigstens eines Zielpunkts des Roboters wird durch den Geschwindigkeitsrechner entsprechend dem Betriebsbefehlswert für jeden in dem Betriebsprogramm geschriebenen Betriebsbefehl berechnet, und aus der berechneten Geschwindigkeit wird die Geschwindigkeitskomponente in der durch den Begrenzungsrichtungsspezifizierer spezifizierten Richtung durch den Geschwindigkeitsbegrenzungskomponenten-Rechner berechnet. Ferner stellt der Geschwindigkeitsbegrenzer fest, ob die berechnete Geschwindigkeitskomponente der Bewegung eine vorher spezifizierte Geschwindigkeitsbegrenzung überschreitet. Falls sie die Geschwindigkeitsbegrenzung überschreitet, wird die Roboter-Bewegungsgeschwindigkeit nur für diese Bewegung derart begrenzt, dass sie gleich der oder niedriger als die Geschwindigkeitsbegrenzung wird.
Folglich wird, selbst wenn sich der Roboter in einem Bereich nahe einer Person befindet, die Roboter-Bewegungsgeschwindigkeit nicht gleichförmig begrenzt, sondern nur für eine Bewegung mit einer Geschwindigkeitskomponente, die in der durch den Begrenzungsrichtungsspezifizierer spezifizierten Richtung erfolgt und die Geschwindigkeitsbegrenzung überschreitet, wodurch eine übermäßige Begrenzung der Roboter-Bewegungsgeschwindigkeit verhindert und die Roboter-Arbeitsleistung verbessert wird.
In diesem Aspekt können ferner ein Begrenzungsbereichsspezifizierer und ein Positionsbestimmer eingeschlossen sein. Der Begrenzungsbereichsspezifizierer spezifiziert einen Begrenzungsbereich, in dem die Bewegungsgeschwindigkeit des Roboters begrenzt wird. Der Positionsbestimmer bestimmt, ob sich der Zielpunkt des Roboters in dem Begrenzungsbereich befindet. Falls der Positionsbestimmer feststellt, dass sich der Zielpunkt des Roboters in dem Begrenzungsbereich befindet, begrenzt der Geschwindigkeitsbegrenzer die Bewegungsgeschwindigkeit des Roboters.
Also wird, falls der Positionsbestimmer feststellt, dass sich der Zielpunkt des Roboters in dem durch den Begrenzungsbereichsspezifizierer spezifizierten Begrenzungsbereich befindet, die Bewegungsgeschwindigkeit des Roboters begrenzt. Mit anderen Worten, falls sich der Zielpunkt des Roboters außerhalb des Begrenzungsbereichs befindet, die Bewegungsgeschwindigkeit nicht begrenzt, wodurch die Fälle, in denen die Roboterbewegungsgeschwindigkeit begrenzt wird, weiter begrenzt werden und die Roboterarbeitsleistung verbessert wird.
Darüber hinaus kann, in diesem Aspekt, der Begrenzungsbereichsspezifizierer eine Richtung, in der die Geschwindigkeit begrenzt wird, spezifizieren, entsprechend einem vorher spezifizierten Koordinatensystem.
Dementsprechend wird eine Richtung, in der die Geschwindigkeit begrenzt wird, entsprechend dem Koordinatensystem der Roboterbewegung, einem gegebenen Koordinatensystem, wie beispielsweise einem durch den Bediener definierten Koordinatensystem, oder einer beliebigen Form von Koordinatensystem, wie beispielsweise einem rechtwinkligen Koordinatensystem oder einem zylindrischen Koordinatensystem, spezifiziert. Da die Geschwindigkeit entsprechend einem Koordinatensystem auf der Grundlage eines Bereichs, in dem die Geschwindigkeit begrenzt werden sollte, und der Roboterachsenkonfiguration begrenzt wird, kann die Richtung, in der die Geschwindigkeit begrenzt werden sollte, leicht spezifiziert werden.
In diesem Aspekt kann ferner ein Spezifikationsbestimmer eingeschlossen sein, der feststellt, ob es eine Spezifikation über eine Richtung, in der die Geschwindigkeit begrenzt wird, gibt, wobei die Spezifikation durch den Begrenzungsrichtungsspezifizierer vorgenommen wird. Falls der Spezifikationsbestimmer feststellt, dass es keine Spezifikation über die Richtung, in der die Geschwindigkeit begrenzt wird, gibt, kann der Geschwindigkeitsbegrenzer die Bewegungsgeschwindigkeit des Roboters derart begrenzen, dass die gesamte Bewegung des Roboters gleich der oder niedriger als die vorher spezifizierte Geschwindigkeitsbegrenzung wird.
Dementsprechend wird, falls der Spezifikationsbestimmer feststellt, dass es keine Spezifikation über eine Richtung, in der die Geschwindigkeit begrenzt wird, gibt, die gesamte Bewegungsgeschwindigkeit des Roboters auf an oder unter die Geschwindigkeitsbegrenzung begrenzt. Demzufolge kann, wenn der Roboter und eine Person nahe eine Arbeit ausführen, ohne eine Spezifikation über die Richtung, in der die Bewegung begrenzt wird, ein Kontakt zwischen dem Roboter und der Person zuverlässiger vermieden werden.
Ferner kann, in diesem Aspekt, der Zielpunkt ein Steuerungspunkt der Bewegung des Roboters sein.
Demensprechend kann, im Allgemeinen, der Geschwindigkeitsrechner die Geschwindigkeit des Zielpunkts leichter entsprechend dem Betriebsprogramm berechnen, erzeugt unter Verwendung des Steuerungspunkts als Bezug.
Ein anderer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Roboter-Steuerungsverfahren, das Folgendes einschließt: einen Geschwindigkeitsberechnungsschritt des Berechnens der Geschwindigkeit wenigstens eines Zielpunkts eines nach einem gelehrten Betriebsprogramm arbeitenden Roboters, auf der Grundlage eines in dem Betriebsprogramm geschriebenen Geschwindigkeitsbefehls, einen Begrenzungsrichtungsspezifizierungsschritt des Spezifizierens einer Richtung, in der die Geschwindigkeit des Zielpunkts begrenzt wird, einen Geschwindigkeitsbegrenzungskomponenten-Berechnungsschritt des Berechnens, aus der in dem Geschwindigkeitsberechnungsschritt berechneten Geschwindigkeit des Zielpunkts, einer Geschwindigkeitskomponente in der in dem Begrenzungsrichtungsspezifizierungsschritt spezifizierten Richtung und einen Geschwindigkeitsbegrenzungsschritt des Begrenzens, nur daraufhin, dass die Bewegung eine vorher spezifizierte Geschwindigkeitsbegrenzung überschreitet, der Bewegungsgeschwindigkeit des Roboters derart, dass die in dem Geschwindigkeitsbegrenzungskomponenten-Berechnungsschritt berechnete Geschwindigkeitskomponente gleich der oder niedriger als die vorher spezifizierte Geschwindigkeitsbegrenzung wird.
VORTEILHAFTE WIRKUNGEN DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bietet einen Vorteil darin, dass sie verhindert, dass die Roboterbewegungsgeschwindigkeit gleichförmig begrenzt wird, und die Roboterarbeitsleistung verbessert.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Grafik, welche die Gesamtkonfiguration einer Roboteranlage, die eine Roboter-Steuerungsvorrichtung nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung einschließt, zeigt.
2 ist eine Grafik zum Erläutern der Hardwarekonfiguration der Roboter-Steuerungsvorrichtung in der in 1 gezeigten Roboteranlage.
3 ist ein Blockdiagramm, das die Roboter-Steuerungsvorrichtung in der in 1 gezeigten Roboteranlage durch die Verwendung von Funktionsblöcken zeigt.
4 ist eine Grafik, die ein Beispiel des Koordinatensystems in der Roboteranlage in 1 und die Geschwindigkeit des Zielpunkts zeigt.
5 ist ein Ablaufdiagramm zum Erläutern eines Verfahrens zum Steuern des Roboters nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durch die Verwendung der in 1 gezeigten Roboter-Steuerungsvorrichtung.
6 ist ein Blockdiagramm, das die erste Modifikation der in 3 gezeigten Roboter-Steuerungsvorrichtung zeigt.
7 ist ein Ablaufdiagramm zum Erläutern der ersten Modifikation des in 5 gezeigten Roboter-Steuerungsverfahrens.
8 ist ein Blockdiagramm zum Erläutern der zweiten Modifikation der in 3 gezeigten Roboter-Steuerungsvorrichtung.
9 ist ein Ablaufdiagramm zum Erläutern der zweiten Modifikation des in 5 gezeigten Roboter-Steuerungsverfahrens.
10 ist eine Grafik, die eine Modifikation eines für den Roboter bereitgestellten Zielpunkts zeigt.
11 ist eine Draufsicht einer Modifikation eines rechtwinkligen Koordinatensystems, das zum Spezifizieren einer Begrenzungsrichtung für die Bewegungsgeschwindigkeit bereitgestellt wird.
12 ist eine Draufsicht eines zylindrischen Koordinatensystems, das zum Spezifizieren einer Begrenzungsrichtung für die Bewegungsgeschwindigkeit bereitgestellt wird.
BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
Es werden nun eine Steuerungsvorrichtung 1 und ein Steuerungsverfahren für einen Roboter 2 nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben werden.
Wie in einer Roboteranlage 100, die in 1 gezeigt wird, ist die Steuerungsvorrichtung 1 nach dieser Ausführungsform mit dem Roboter 2, der zum Beispiel ein vertikal angelenkter Roboter ist, verbunden und steuert den Betrieb des Roboters 2 in Übereinstimmung mit einem Betriebsprogramm. Wie in 2 gezeigt, schließt die Steuerungsvorrichtung 1 eine CPU 3 und ein Programmierhandgerät-I/F 5, einen ROM 6, einen RAM 7, einen nichtflüchtigen Speicher 8 und einen Achsensteuerungsschaltkreis 9 ein, die, parallel zueinander, mit einem Bus 4 verbunden sind, der mit der CPU 3 verbunden ist.
Das Programmierhandgerät-I/F 5 ist mit einem Programmierhandgerät 10 verbunden, das Programmierhandgerät 10 hat eine Anzeigefunktion. Der Bediener bedient dieses Programmierhandgerät 10 von Hand, um zum Beispiel das Betriebsprogramm für den Roboter 2 zu erzeugen, zu modifizieren und zu registrieren, verschiedene Parameter zu programmieren, das gelehrte Betriebsprogramm laufen zu lassen und manuelle kontinuierliche Zuführung durchzuführen.
Ein Systemprogramm, das die grundlegenden Funktionen des Roboters 2 und der Steuerungsvorrichtung 1 unterstützt, ist in dem ROM 6 gespeichert. Die entsprechend der Anwendung und den zugehörigen spezifizierten Daten gelehrten Betriebsprogramme für den Roboter 2 sind in dem nichtflüchtigen Speicher 8 gespeichert. Der ROM 7 wird als ein Speicherbereich zum zeitweiligen Speichern von Daten für verschiedene Rechenoperationen in der CPU verwendet.
Auf den Empfang von durch Rechenoperationen (Bahnplanung und die damit verbundene Interpolation, Umkehrtransformation und dergleichen) erzeugten Bewegungsbefehlen zur Robotersteuerung und von für die jeweiligen Achsen bereitgestellten Impulscodierern (in der Zeichnung nicht gezeigt) gesendeten Rückmeldungssignalen hin sendet der Achsensteuerungsschaltkreis 9 ein Drehmomentsignal an einen Servoverstärker (in der Zeichnung nicht gezeigt), um die Achsen des Roboters 2 zu betätigen.
In der Steuerungsvorrichtung 1 nach dieser Ausführungsform wird der in 3 gezeigte Funktionsblock durch die zuvor erwähnte Hardwarestruktur umgesetzt.
Im Einzelnen schließt die Steuerungsvorrichtung 1 Folgendes ein: einen Geschwindigkeitsrechner 11, der die Geschwindigkeit wenigstens eines Zielpunkts P1 des Roboters 2 berechnet, einen Begrenzungsrichtungsspezifizierer 12, der die Richtung, in der die Geschwindigkeit des Zielpunkts P1 begrenzt wird, spezifiziert, einen Geschwindigkeitsbegrenzungskomponenten-Rechner 13, der, aus der durch den Geschwindigkeitsrechner 11 berechneten Geschwindigkeit, die Geschwindigkeitskomponente in der durch den Begrenzungsrichtungsspezifizierer 12 spezifizierten Richtung berechnet, einen Geschwindigkeitsbegrenzer 14, der die Bewegungsgeschwindigkeit des Roboters 2 begrenzt, und den Achsensteuerungsschaltkreis 9.
Der Geschwindigkeitsrechner 11 besteht aus der CPU 3 und berechnet die Geschwindigkeit des Zielpunkts P1 des Roboters 2 in Übereinstimmung mit dem Geschwindigkeitsbefehlswert, der jedem Betriebsbefehl in dem Betriebsprogramm zugeordnet ist, das in dem nichtflüchtigen Speicher 8 gespeichert ist. Der Zielpunkt P1 des Roboters 2 ist zum Beispiel ein Steuerungspunkt des Roboters 2, wie beispielsweise ein Werkzeugmittelpunkt (tool center point – TCP), der in dem Betriebsprogramm spezifiziert ist.
Der Begrenzungsrichtungsspezifizierer 12 schließt das Programmierhandgerät 10, das Programmierhandgerät-I/F 5 und den nichtflüchtigen Speicher 8 ein. Der Bediener bedient das Programmierhandgerät 10 und spezifiziert ein gegebenes Koordinatensystem. Mit dem Koordinatensystem wird die Richtung, in der die Geschwindigkeit begrenzt wird, spezifiziert und in dem nichtflüchtigen Speicher 8 gespeichert. Das Koordinatensystem in dem in 4 gezeigten Fall ist zum Beispiel ein Bezugskoordinatensystem für den Roboter 2. In der Zeichnung ist V die Geschwindigkeitskomponente des TCP, V_X ist die Geschwindigkeitskomponente des TCP in der X-Richtung, und V_Z ist die Geschwindigkeitskomponente des TCP in der Z-Richtung.
Der Geschwindigkeitsbegrenzungskomponenten-Rechner 13 besteht aus der CPU 3 und berechnet, aus der durch den Geschwindigkeitsrechner 11 berechneten Geschwindigkeit des Zielpunkts, die Geschwindigkeitskomponente in der durch den Begrenzungsrichtungsspezifizierer 12 spezifizierten Richtung.
Der Geschwindigkeitsbegrenzer 14 besteht ebenfalls aus der CPU 3 und stellt fest, ob die durch den Geschwindigkeitsbegrenzungskomponenten-Rechner 13 berechnete Geschwindigkeitskomponente eine vorher spezifizierte Geschwindigkeitsbegrenzung überschreitet. Nur falls sie die Geschwindigkeitsbegrenzung überschreitet, wird ein neuer Geschwindigkeitsbefehlswert zum Begrenzen der Bewegungsgeschwindigkeit des Roboters 2 an den Achsensteuerungsschaltkreis 9 gesendet, so dass sich die Geschwindigkeitskomponente auf an oder unter der Geschwindigkeitsbegrenzung vermindert.
Wie die Steuerungsvorrichtung 1 den Roboter 2 nach dieser Ausführungsform, welche die zuvor erwähnte Struktur hat, steuert, wird nun erläutert werden.
Wie in 5 gezeigt, wird bei einem Verfahren zum Steuern des Roboters 2 nach dieser Ausführungsform ein TCP spezifiziert (Schritt S1), eine Begrenzungsrichtung, in der die Geschwindigkeit begrenzt wird, wird spezifiziert (Schritt S2 des Spezifizierens einer Begrenzungsrichtung), ein Geschwindigkeitsbefehlswert wird auf den Empfang jedes Betriebsbefehls hin aus dem Betriebsprogramm ausgelesen (Schritt S3), und die Geschwindigkeit des TCP wird berechnet (Schritt S4 des Berechnens der Geschwindigkeit).
Anschließend wird die Geschwindigkeitskomponente des TCP der in Schritt S2 des Spezifizierens der Begrenzungsrichtung spezifizierten Begrenzungsrichtung berechnet (Schritt S5 des Berechnens einer Geschwindigkeitsbegrenzungskomponente), und es wird festgestellt, ob die berechnete Geschwindigkeitskomponente größer ist als die vorbestimmte Geschwindigkeitsbegrenzung (Schritt S6). Falls die Geschwindigkeitskomponente größer ist als die Geschwindigkeitsbegrenzung, wird die Geschwindigkeit begrenzt, und ein neuer Geschwindigkeitsbefehlswert wird berechnet (Schritt S7 des Begrenzens der Geschwindigkeit). Falls die Geschwindigkeitskomponente an oder unter der Geschwindigkeitsbegrenzung liegt, wird der Betriebsbefehl ausgeführt, ohne den in dem Betriebsprogramm spezifizierten Geschwindigkeitsbefehlswert zu ändern (Schritt S8).
In Schritt S7 des Begrenzens der Geschwindigkeit wird ein neuer Geschwindigkeitsbefehlswert durch die folgende Formel berechnet. V_new = V_old × V_Lim/V_X
Hier ist V_new ein neuer Geschwindigkeitsbefehlswert, V_old ist ein in dem Betriebsprogramm spezifizierter Geschwindigkeitsbefehlswert, und V_Lim ist eine Geschwindigkeitsbegrenzung.
Danach wird festgestellt, ob alle Betriebsbefehle vollzogen sind (Schritt S9). Falls nicht, wird der Prozess wieder von Schritt S3 an wiederholt.
Auf diese Weise wird, mit der Steuerungsvorrichtung 1 für den Roboter 2 nach dieser Ausführungsform und dem Verfahren zum Steuern des Roboters 2 die Bewegungsgeschwindigkeit des Roboters 2 nur begrenzt, falls die Geschwindigkeitskomponente des TCP des Roboters 2 in einer durch den Bediener vorher spezifizierten Richtung die Geschwindigkeitsbegrenzung überschreitet. Dementsprechend wird, anders als bei herkömmlichen Roboter-Steuerungsvorrichtungen oder dergleichen, welche die Bewegungsgeschwindigkeit auf den Eintritt in einen vorbestimmten Bereich gleichförmig begrenzen, die Geschwindigkeit unter begrenzten Bedingungen begrenzt, was einen Vorteil einer Verbesserung bei der Arbeitsleistung des Roboters 2 ergibt.
Diese Ausführungsform begrenzt die Geschwindigkeitskomponente des Roboters 2 in einer spezifizierten Richtung für alle Bereiche. Alternativ kann die Geschwindigkeitskomponente der Bewegung in einer spezifizierten Richtung nur für einen vorher spezifizierten Bereich begrenzt werden.
Zum Beispiel können, wie in 6 gezeigt, ein Begrenzungsbereichsspezifizierer 15, der einen Begrenzungsbereich spezifiziert, in dem die Bewegungsgeschwindigkeit begrenzt wird, und ein Positionsbestimmer 16, der feststellt, ob sich der Zielpunkt P1 in Übereinstimmung mit den Positionsdaten des Zielpunkts P1 des Roboters 2 in dem Begrenzungsbereich befindet, bereitgestellt werden.
Also berechnet, wie in 7 gezeigt, falls der Positionsbestimmer 16 feststellt, dass sich der Zielpunkt P1 in dem Begrenzungsbereich befindet (Schritt S10), der Geschwindigkeitsrechner 11 die Geschwindigkeit des Zielpunkts P1 (Schritt S4 des Berechnens der Geschwindigkeit), der Geschwindigkeitsbegrenzungskomponenten-Rechner 13 berechnet die Geschwindigkeitskomponente in der Begrenzungsrichtung (Schritt S5 des Berechnens einer Geschwindigkeitsbegrenzungskomponente), und der Geschwindigkeitsbegrenzer 14 begrenzt die Bewegungsgeschwindigkeit (Schritt S6). Im Gegensatz dazu werden, falls der Positionsbestimmer 16 feststellt, dass sich der Zielpunkt P1 außerhalb des Begrenzungsbereichs befindet (Schritt S10), die Schritte S4 bis S7 übersprungen, und ein Geschwindigkeitsbefehl auf der Grundlage des Geschwindigkeitsbefehlswerts des Betriebsprogramms wird ausgegeben (Schritt S9).
Dementsprechend wird nur, falls sich der Zielpunkt P1 in dem durch den Bediener spezifizierten Begrenzungsbereich befindet, die Bewegungsgeschwindigkeit derart begrenzt, dass die Geschwindigkeitskomponente in der Begrenzungsrichtung gleich der oder niedriger als die vorher spezifizierte Geschwindigkeitsbegrenzung wird; folglich wird die Bewegungsgeschwindigkeit in weiter begrenzten Fällen begrenzt, was einen Vorteil einer Verbesserung bei der Arbeitsleistung des Roboters 2 ergibt.
Die Positionsdaten des Zielpunkts P1 können durch einen Sensor, der in der Zeichnung nicht gezeigt wird, erfasst oder durch ein Betriebsprogramm berechnet werden.
Außerdem kann, wie in 8 gezeigt, ein Spezifikationsbestimmer 17 bereitgestellt werden, der feststellt, ob der Begrenzungsrichtungsspezifizierer 12 eine Spezifikation über die Richtung, in der die Geschwindigkeit begrenzt wird, vorgenommen hat. Wie in 9 gezeigt, begrenzt, falls es eine Spezifikation über die Begrenzungsrichtung gibt, der Geschwindigkeitsbegrenzer 14 die Bewegungsgeschwindigkeit in der Begrenzungsrichtung; anderenfalls wird die Bewegungsgeschwindigkeit in allen Richtungen begrenzt (Schritt S11).
Demzufolge kann, wenn der Roboter 2 und eine Person nahe eine Arbeit ausführen, selbst ohne eine Spezifikation über die Richtung, in der die Bewegung begrenzt wird, ein Kontakt zwischen dem Roboter 2 und der Person zuverlässiger vermieden werden.
Obwohl diese Ausführungsform den Zielpunkt P1 in der Form eines TCP zeigt, der ein Steuerungspunkt des Roboters 2 ist, ist dies nicht notwendigerweise der Fall, und es kann ein beliebiger Punkt als der Zielpunkt P1 spezifiziert werden. Darüber hinaus können, wie in 10 gezeigt, zwei oder mehr Zielpunkte P1, P2, P3, P4 und P5 spezifiziert werden, und die Geschwindigkeit kann für die Zielpunkte P1, P2, P3, P4 und P5 derart begrenzt werden, dass die Bewegungsgeschwindigkeit in der Begrenzungsrichtung gleich der oder niedriger als die vorher spezifizierte Geschwindigkeitsbegrenzung wird.
Darüber hinaus beruht eine Begrenzungsrichtung, in der die Geschwindigkeit begrenzt wird, nicht notwendigerweise auf dem Bezugskoordinatensystem des Roboters 2 und kann ein beliebiges Koordinatensystem sein, das durch den Bediener spezifiziert wird, wie in 11 gezeigt. Das Spezifizieren eines Koordinatensystems entsprechend der Form oder Richtung des Begrenzungsbereichs erleichtert die Spezifikation der Begrenzungsrichtung. In der Zeichnung ist V die Geschwindigkeitskomponente eines spezifizierten Koordinatensystems, V_X ist die Geschwindigkeitskomponente des spezifizierten Koordinatensystems in der X-Richtung, und V_Y ist die Geschwindigkeitskomponente des spezifizierten Koordinatensystems in der Y-Richtung.
Das Koordinatensystem ist nicht auf ein rechtwinkliges Koordinatensystem begrenzt und kann ein zylindrisches Koordinatensystem zum Spezifizieren einer Begrenzungsrichtung sein, wie in 12 gezeigt. In der Zeichnung ist V die Geschwindigkeitskomponente eines zylindrischen Koordinatensystems, V_r ist die Geschwindigkeitskomponente in der radialen Richtung in dem zylindrischen Koordinatensystem, und V_θ ist die Geschwindigkeitskomponente in der Tangentenrichtung θ in dem zylindrischen Koordinatensystems.
Außerdem gibt es einen Betriebsmodus, in dem die Geschwindigkeit begrenzt wird, und einen Betriebsmodus, in dem die Geschwindigkeit nicht begrenzt wird. Der Betriebsmodus kann zwischen denselben durch den Bediener oder den Sensor oder dergleichen an der Umwehrung umgeschaltet werden.
Bezugszeichenliste

1: Steuerungsvorrichtung
11: Geschwindigkeitsrechner
12: Begrenzungsrichtungsspezifizierer
13: Geschwindigkeitsbegrenzungskomponenten-Rechner
14: Geschwindigkeitsbegrenzer
15: Begrenzungsbereichsspezifizierer
16: Positionsbestimmer
17: Spezifikationsbestimmer
P1, P2, P3, P4, P5: Zielpunkt
S2: Schritt des Spezifizierens einer Begrenzungsrichtung
S4: Schritt des Berechnens der Geschwindigkeit
S5: Schritt des Berechnens der Geschwindigkeitsbegrenzungskomponente
S7: Schritt des Begrenzens der Geschwindigkeit

Claims

Roboter-Steuerungsvorrichtung, die Folgendes umfasst: einen Geschwindigkeitsrechner, der die Geschwindigkeit wenigstens eines Zielpunkts eines nach einem Betriebsprogramm arbeitenden Roboters auf der Grundlage eines in dem Betriebsprogramm geschriebenen Geschwindigkeitsbefehlswerts berechnet, einen Begrenzungsrichtungsspezifizierer, der eine Richtung, in der die Geschwindigkeit des Zielpunkts begrenzt wird, spezifiziert, einen Geschwindigkeitsbegrenzungskomponenten-Rechner, der, aus der durch den Geschwindigkeitsrechner berechneten Geschwindigkeit des Zielpunkts, eine Geschwindigkeitskomponente in der durch den Begrenzungsrichtungsspezifizierer spezifizierten Richtung berechnet, und einen Geschwindigkeitsbegrenzer, der nur wenn eine Bewegung eine vorher spezifizierte Geschwindigkeitsbegrenzung überschreitet, die Bewegungsgeschwindigkeit des Roboters derart begrenzt, dass die durch den Geschwindigkeitsbegrenzungskomponenten-Rechner berechnete Geschwindigkeitskomponente gleich der oder niedriger als die vorher spezifizierte Geschwindigkeitsbegrenzung wird.
Roboter-Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 1, die ferner Folgendes umfasst: einen Begrenzungsbereichsspezifizierer, der einen Begrenzungsbereich spezifiziert, in dem die Bewegungsgeschwindigkeit des Roboters begrenzt wird und einen Positionsbestimmer, der bestimmt, ob sich der Zielpunkt des Roboters in dem Begrenzungsbereich befindet, wobei, falls der Positionsbestimmer feststellt, dass sich der Zielpunkt des Roboters in dem Begrenzungsbereich befindet, der Geschwindigkeitsbegrenzer die Bewegungsgeschwindigkeit des Roboters begrenzt.
Roboter-Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Begrenzungsbereichsspezifizierer eine Richtung, in der die Geschwindigkeit begrenzt wird, entsprechend einem vorher spezifizierten Koordinatensystem spezifiziert.
Roboter-Steuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, die ferner einen Spezifikationsbestimmer umfasst, der feststellt, ob es eine Spezifikation über eine Richtung gibt, in der die Geschwindigkeit begrenzt wird, wobei die Spezifikation durch den Begrenzungsrichtungsspezifizierer vorgenommen wird, wobei, falls der Spezifikationsbestimmer feststellt, dass es keine Spezifikation über die Richtung gibt, in der die Geschwindigkeit begrenzt wird, der Geschwindigkeitsbegrenzer die Bewegungsgeschwindigkeit des Roboters derart begrenzt, dass die gesamte Bewegung des Roboters gleich der oder niedriger als die vorher spezifizierte Geschwindigkeitsbegrenzung wird.
Roboter-Steuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Zielpunkt ein Steuerungspunkt der Bewegung des Roboters ist.
Roboter-Steuerungsverfahren, das Folgendes umfasst: einen Geschwindigkeitsberechnungsschritt des Berechnens der Geschwindigkeit wenigstens eines Zielpunkts eines nach einem gelehrten Betriebsprogramm arbeitenden Roboters, auf der Grundlage eines in dem Betriebsprogramm geschriebenen Geschwindigkeitsbefehls, einen Begrenzungsrichtungsspezifizierungsschritt des Spezifizierens einer Richtung, in der die Geschwindigkeit des Zielpunkts begrenzt wird, einen Geschwindigkeitsbegrenzungskomponenten-Berechnungsschritt des Berechnens einer Geschwindigkeitskomponente aus der in dem Geschwindigkeitsberechnungsschritt berechneten Geschwindigkeit des Zielpunkts, wobei die Geschwindigkeitskomponente in der in dem Begrenzungsrichtungsspezifizierungsschritt spezifizierten Richtung berechnet wird und einen Geschwindigkeitsbegrenzungsschritt des Begrenzens, bei dem nur wenn eine Bewegung eine vorher spezifizierte Geschwindigkeitsbegrenzung überschreitet, die Bewegungsgeschwindigkeit des Roboters derart begrenzt wird, dass die in dem Geschwindigkeitsbegrenzungskomponenten-Berechnungsschritt berechnete Geschwindigkeitskomponente gleich der oder niedriger als die vorher spezifizierte Geschwindigkeitsbegrenzung wird.