DE3151830A1

DE3151830A1 - Robotersteuersystem

Info

Publication number: DE3151830A1
Application number: DE19813151830
Authority: DE
Inventors: Hajimu Inaba; Hideo Hino Tokyo Miyashita
Original assignee: Fujitsu Fanuc Ltd
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 1980-12-30
Filing date: 1981-12-29
Publication date: 1982-07-08
Also published as: GB2093608A; US4542471A; JPS57113117A; GB2093608B; DE3151830C2

Description

6,452 *·" FUJITSU FANUC LIMITED

Robotersteuersystem Priorität: 30.Dezember 1980 Japan 186750

Hintergrund der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zur Steuerung eines Roboters. Im einzelnen bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren und eine Steuerung zur Verbesserung der sicheren Arbeitsweise, indem die Roboterbewegung bei Ermittlung eines abnormalen Zustands z.B. bei Überlastung, die auf den Roboter wirkt, angehalten wird.

Die steigenden Arbeitskosten in der industrialisierten Welt haben zu einem steigenden Bedarf an arbeitssparenden Maßnahmen und an Verbesserungen von Fertigungsverfahren geführt. Um diese Anforderungen zu erfüllen,, sind Industrieroboter in Gebrauch genommen worden und haben sich sehr erfolgreich bewährt. Vornehmlich ließen sich hervorragende Ergebnisse in Fabriken mit zahlreichen Werkzeugmaschinen erzielen, wobei Industrieroboter dazu verwendet werden, einfache Aufgaben, wie den Wechsel von Werkstücken und Werkzeugen bei den jeweiligen Werkzeugmaschinen auszuführen. Die Nachfrage nach derartigen Robotern wächst jährlich. Diese Industrieroboter besitzen eine sogenannte "play-back-" oder "Erinnerungsfähigkeit". Mit deren Hilfe werden den Robotern ihre Aufgaben oder Dienste gelehrt und dann veranlaßt, diese Aufgaben, wenn nötig, auszuführen. Im einzelnen ist hierzu ein Lehrgerät vorgesehen, um die auszuführenden Aufgaben einzugeben, wobei diese Aufgaben aus Roboterinstruktionsdaten bestehen, die vorher in einen Speicher innerhalb einer zugehörigen Steuereinheit abgespeichert wurden. Sobald die An-

förderung für eine besondere Dienstleistung von Seiten der Werkzeugmaschine eingeht, wird eine Serie von Roboterinstruktionsdaten aus dem Speicher nacheinander ausgelesen, und der Roboter reagiert auf die Instruktionen durch Bedienung der Werkzeugmaschine so oft als erforderlich.

Die Roboterinstruktionsdaten umfassen Positionsinformationen bezüglich des Punktes, an dem die Dienstleistung auszuführen ist, die Roboterarbeitsgeschwindigkeit und Dienstsignale, die eine Instruktion darstellen, wie die Hand des Roboters an dem obenerwähnten Punkt gesteuert werden muß, und die auch den Austausch von Signalen mit der Werkzeugmaschinenseite vorschreiben. Im allgemeinen läuft die obenerwähnte Lehroperation in folgender Weise ab:

(1) Aufstellen der Speicheradressen der Speicherplätze, in denen die Abschnitte der Roboterinstruktionsdaten abgespeichert werden sollen.

(2) Positionieren des Roboterarms durch eine "Jog feed-" Operation, das bedeutet manuelle Bewegung des Armes.

(3) Festlegen der Positionsinformation unter Berücksichtigung des Dienstleistungspunktes und Festlegen des Wertes für die Geschwindigkeitssteuerung.

(4) Festlegen des Roboterdienstcodes.

Eine Reihe von Roboteroperationen in Beziehung zu einer Werkzeugmaschine wird durch Wiederholen der vorgenannten Schritte (1) bis (4) gelehrt. Dementsprechend wird, solange keine Probleme mit dem Mechanismus oder dem Steuersystem des Roboters bestehen, und nachdem der Robotorartn auf eine vorbestimmte Arbeitsgeschwindigkeit positioniert wurde, der Roboter die Roboterinstruktionsdaten entsprechend ausführen und solche Dienste, wie Werkstück- und/oder Werkzeugwechsel, Beseitigung von Spänen, Manipulation mit der Hand u.dgl. ausführen.

Es gibt jedoch Fälle, in denen der Roboter nicht richtig funktionieren kann oder in denen eine Abnormalität sich in den zugehörigen peripheren Einrichtungen entwickelt. Ein solcher Fall ist gegeben, wenn der Roboter ein extrem schweres Werkstück hebt oder ergreift oder er geht daran, ein Werkstück zusammen mit der zugehörigen Aufspannvorrichtung anzuheben, oder er könnte gegen die Werkzeugmaschine drücken. Auch könnte sogar das Werkstück selbst fehlen oder er könnte danebengreifen, wobei sich die Roboterhand in sich selbst schließt. Derartige Ereignisse können dazu führen, den Roboter oder die Werkzeugmaschine oder beides zu beschädigen. Übliche Systeme sind nicht dazu eingerichtet, in geeigneter Weise die beschriebenen Probleme zu lösen und bieten daher nicht den erforderlichen Grad von Sicherheit.

Kurzbeschreibung der Erfindung

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren und eine Anordnung zur Robotersteuerung, um das Entdecken abnormaler Zustände, beispielsweise Überlastungen, zu ermöglichen und die Werkzeugmaschine und den Roboter vor Schaden zu schützen sowie die Sicherheit für das Bedienungspersonal zu gewährleisten.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist ein Verfahren und eine Anordnung zur Robotersteuerung zu schaffen, wobei das Eintreten eines Überlastungszustandes in einfacher Weise auf der Grundlage einer Verzögerung im Servosystem festgestellt wird, ohne daß die Überwachung eines Ankerstroms die Grundlage bildet.

Diese und andere Ziele und Vorteile der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen hervor, in denen gleiche Bezugszeichen gleiche oder ähnliche Teile in mehreren Figuren bezeichnen.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Fig.1 zeigt als Ausführungsbeispiel einen Industrieroboter vom "play-back-"Typ, bei dem (A) eine Aufsicht und (B) eine Seitenansicht zeigt.

Fig.2 zeigt das Blockschaltbild einer ersten Ausführungsform einer Anordnung zur Durchführung des Robotersteuerverfahrens gemäß der Erfindung und

Fig.3 zeigt ein Blockschaltbild einer zweiten Ausführungsform einer Anordnung zur Durchführung des Roboterkontrollverfahrens gemäß der Erfindung.

Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen

Der in Fig.1 gezeigte Industrieroboter, auf den die vorliegende Erfindung anwendbar ist, besitzt eine mechanische Hand 1 zum Ergreifen von Werkstücken oder Werkzeugen, die ausgewechselt werden sollen, mit einem Gelenk 2, was verdreht werden kann (^-Achse) und das nach oben oder unten geneigt werden kann (ß-Achse). Ferner ist ein Arm 3 vorgesehen, der frei ausgestreckt und zurückgezogen werden kann (R-Achse). Mit 4- ist ein Gehäuse bezeichnet, das vertikal (Z-Achse) längs einer Welle PL bewegt werden kann und von einer auf die andere Seite (θ-Achse) auf der Welle schwenkbar ist. Ferner sind vorgesehen ein Rahmen 5 für die Halterung des Gehäuses, ein Lehrgerät 6, um dem Roboter die Bewegungen zu lehren, eine Bedienungstafel 7» um die Einstellung durch eine Bedienungsperson zu ermöglichen sowie eine Steuereinheit 8 zur aufeinanderfolgenden Speicherung der Daten, die mittels des Lehrgerätes eingegeben werden (diese Daten werden nachstehend als "Instruktionsdaten bezeichnet), beispielsweise die Arbeitsposition (der Punkt, an dem eine besondere Dienstleistung ausgeführt werden kann), die Arbeitsgeschwindigkeit und verschiedene Dienstleistungen, die auszuführen sind. Weitere Steuerdaten dienen der Bewegung der Hand 1, des Gelenks 2, des Armes 3 und des Gehäuses 4- in Übereinstimmung mit den Instruktionsdaten.

Eine Anordnung zur Durchführung des Steuerverfahrens für Roboter gemäß einer ersten Ausführüngsform der Erfindung ist nachstehend in Verbindung mit Fig.2 beschrieben. Hierbei ist eine Robotersteuereinheit RBC, bestehend aus einem Mikrokomputer vorgesehen, in der Instruktionsdaten, ein Steuerprogramm und andere zugehörige Daten gespeichert sind, und die dazu dient_r Signale mit der Werkzeugmaschinenseite auszutauschen, um den Roboter zu steuern. Eine Impulsverteilschaltung PDC empfängt einen Z-Achsenbewegungsbefehl Z aus der Robotersteuereinheit RBC und führt eine Impulsverteilungsoperation auf der Grundlage der Größe von Z_n aus, um Kommandoimpulse Z zu erzeugen, wobei deren Zahl eine Funktion der Größe von Z ist. Die Komnandoimpulse Z werden einem Fehlerregister ERR zugeführt, welches Rückkopplungsimpulse FBP zusätzlich enthält, die jeweils erzeugt werden, wenn ein Gleichstrommotor DMZ, der später 'erwähnt wird, einen vorbestimmten Winkel durchläuft. Das Fehlerregister ERR dient dazu, jeweils der Richtung der Roboterbewegung entsprechend, die Kommandoimpulse Z und die Rückkopplungsimpulse FBP vorwärts oder rückwärts zu zählen. Im einzelnen sei angenommen, daß der Roboter längs der Z-Achse in positiver Richtung sich bewegt. In diesem Fall wird der Inhalt des Fehlerregisters ERR um eine Einheit erhöht, wenn jeweils ein Befehlsimpuls Z eintrifft und dementsprechend um einen Zähler erniedrigt, wenn ein Rückkopplungsimpuls FBP erzeugt wurde. Wenn umgekehrt der Roboter längs der Z-Achso in negativer Richtung sich bewegt, so wird Inhalt des Registers ERR um einen Zähler jeweils erniedrigt, wenn ein Steuerimpuls Z erzeugt wurde und wird um einen Zähler erhöht, wenn ein Rückkopplungsimpuls eintrifft. Die im Fehlerregister ERR gespeicherte Information repräsentiert somit ständig die Differenz zwischen der Anzahl der Steuerimpulse Z und der Anzahl der Rückkopplungsimpulse FBP. Das Fehlerregister erzeugt einen

Fehler oder ein Abweichungssignal D , das dieoc Differenz, angibt. Ein Digital-/Analogumsetzer DAC empfangt das Signal D aus dem Fehlerregister ERR und führt eine Digital-/ Analogumsetzung aus, wodurch eine analoge Positionsfehlerspannung E„ erzeugt wird, die proportional zu D ist, d.h. dem Inhalt des Fehlerregisters ERR. Eine Additions-/Subtraktionsschaltung ADD erzeugt eine Differenzspannung E durch die Berechnung der Differenz zwischen der Positionsfehl er spannung E und der derzeitigen Geschwindigkeitsspannung E , die proportional zur herrschenden Geschwindigkeit des Gleichstrommotors DMZ ist. Eine Geschwindigkeitssteuerschaltung VGC, welche die Differenzspannung E aus der Additions-ZSubtraktionsschaltung ADD erhält, besitzt eine Schaltungsanordnung (nicht gezeigt), beispielsweise eine Phasenkompensationsschaltung, Thyristorphasensteuer schaltung und Thyristorschaltung, und gestattet die Motorgeschwindigkeit in der Weise zu steuern, daß die Differenzspannung E_ nahezu null ist. Die Thyristorphasensteuerschaltung bewirkt vornehmlich eine Vorwärts- oder Rückwärtsverlegung der Thyristorzündphase in Übereinstimmung mit der Größe der Differenzspannung E , wobei die dem Motor zugeführte Spannung reguliert wird, um die Rotationsgeschwindigkeit des Motors zu steuern. Der obenerwähnte Motor DMZ ist ein Gleichstrommotor zum Antrieb längs der Z-Achse und erhält die geregelte Spannung aus der Geschwindigkeitssteuerschaltung VCC. Direkt mit der G3ßichstrommotorwelleist ein Tachometer TC gekuppelt, der eine der jeweiligen Geschwindigkeit entsprechende Spannung E_ erzeugt, deren Amplitude proportional der jeweiligen Umlaufgeschwindigkeit des Gleichstrommotors DMZ ist. Ein Sensor RE, beispielsweise ein rotierender Codierer oder Decodierer erzeugt einen Rückkopplungsimpuls FBP jeweils dann, wenn sich der Gleichstrommotor DMZ um einen vorbestimmten Winkel gedreht hat.

Mit MPX ist ein Multiplexer bezeichnet, der aus dem Fehlerregister ERR ein Signal D , entsprechend der Abweichung, empfängt. Wenn die Robotersteuereinheit RBC ein Abweichungslehrsignal DTS in der Betriebsart"Lehren" liefert, so überträgt der Multiplexer MPX das Signal D , d.h. den Inhalt des Fehlerregisters ERR, an die Robotersteuereinheit RBC. Andererseits sendet die Steuereinheit RBC ein Abweichungsprüfkommando DCS an den Multiplexer MPX aus, während der Roboter einen Dienstlauf ausführt, d.h. während einer sogenannten "play-back-Betriebsartoperation". Dabei antwortet der Multiplexer durch Abgabe des Signals D an die Vergleichereinheit CMR, was unten noch beschrieben wird. Nach Empfang des Abweichungssignals D vom MuI-tiplexer MPX verarbeitet die Robotersteuereinheit RBC das Signal in vorbestimmter Weise, um die oberen und unteren Grenzen D_m„. D_. zu berechnen. Die Steuereinheit speichert diese Schwellenwerte D , D . des Signals D in dem Speicher TCM. Diese Werte werden in vorbestimmte: Adressen des Speichers TCM durch einen Schreibbefehl WTC eingeschrieben und werden von vorbestimmten Adressen durch einen Lesebefehl RDC ausgelesen. Die Befehle RDC, WTC werden durch die Robotersteuereinheit ausgegeben. In der "play-back-Betriebsart" gibt die Robotersteuereinheit RBC ein Abweichungsprüfsignal DCS aus, und die Schwellenwerte D , A_n-T_n werden vom Speicher TCM ebenso wie das Abweichungssignal D vom Multiplexer MPX an die Vergleichereinheit CMR geleitet, die den Wert von D mit den Schwellenwerten vergleicht. Wird dabei gefunden, daß die Größe des Signals D außerhalb dieser Schwellengrenzwerte liegt, so erzeugt die Einheit CMR ein Alarmsignal ALM.

Die Arbeitsweise der Anordnung nach Fig.2 ist nachstehend beschrieben. Zunächst werden der Robotersteuereinheit RBC die erforderlichen Roboterbewegung und -operationen in üblicher Weise gelehrt. Während dieser Prozedur wird eine PrüfInstruktion für die Abweichung im voraus durch die Bedienungsperson am zugehörigen Platz für die Instruktions-

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daten eingegeben. Dies wird dadurch ausgeführt, daß ein Roboterservicecode eingegeben wird, der die Abweichungsprüfinstruktion am Ort der Instruktionsdaten einsetzt, wo das Abweichungssignal D zu prüfen gewünscht wird. Unter diesen Bedingungen wird die Robotersteuereinheit RBC in den Betriebszustand "Abweichung Lehren" versetzt, und der Roboter wird entsprechend den Instruktionsdaten betätigt.

Wenn die Robotersteuereinheit RBC einen Bewegungsbefehl Z für die Z-Achse ausgibt, so führt die Impulsverteilerschaltung PDC eine Pulsvertei]ungsoperation aus und lie- ***. fert verteilte Impulse Z in obenbeschriebener Weise. Das Fehlerregister zählt die verteilten Impulse Z jeweils auf- oder abwärts in Übereinstimmung mit der Richtung der Roboterbewegung, wobei der sich ergebende Wert an den Digital-/Analogumwandler DAC übertragen wird, der dieses Signal in die Positionsfehlerspannung E umwandelt. Die Fehlerspannung E wirkt über die Addierer- Subtrahiererschaltung ADD und die Geschwindigkeitssteuerschaltung VGC auf den Motor DMZ, indem sie den Motor DMZ in Umdrehung versetzt. Wenn der Motor DMZ läuft, so erzeugt der Tachometer TC eine geschwindigkeitsabhängige Spannung E , und der Sensor RE erzeugt einen Rückkopplungsimpuls FBP jeweils, wenn der Motor DMZ einen vorbestimmten Winkel durchlaufen hat. Die Rückkopplungsimpulse FBP laufen zum Fehlerregister ERR, welches nun die arithmetische Differenz zwischen den verteilten Impulsen Z und den Rückkopplungsimpulsen liefert. Die Differenz, d.h. das Abweichungssignal D_e wird in die Positionsfehlerspannung E in obenbeschriebener Weise umgewandelt. Als nächstes berechnet die Additions-ZSubtraktionsschaltung ADD die Differenzspannung E , d.h. die Abweichung von der jeweiligen Geschwindigkeitsspannung E . Die Differenzspannung E^ bringt den Mo-Tor DMZ zum Laufen, so daß der Roboter in Richtung auf die Zielposition längs der Z-Achse mit der befohlenen Geschwindigkeit sich bewegt. In anderen Worten wird der Roboter in Übereinstimmung mit den Instruktionsdaten folge-

richtig in Zielposition bewegt und führt die vorbestimmte Aufgabe aus.

Ist der Motor konstant belastet, so ist der Inhalt des Fehlerregisters ERR, d.h. die arithmetische Differenz oder Abweichung zwischen den Anzahlen der verteilten Impulse und der Anzahl der Rückkopplungsimpulse ein konstanter Wert im Einklang mit der befohlenen Geschwindigkeit (Pulsfrequenz der verteilten Impulse) unter stetigen Bedingungen. Diese Abweichung ist proportional der befohlenen Geschwindigkeit, da der Zusammenhang besteht, je höher die befohlene Geschwindigkeit, um so größer die Abweichung. Ist im übrigen die befohlene Geschwindigkeit konstant, so verursacht eine Änderung der Lastgröße eine Abweichung, die sich entsprechend der Belastung ändert. In anderen Worten: Je größer die Belastung, um so größer wird die Abweichung sein. Wenn daher der Roboter ein Werkstück ergreift, welches viel schwerer als das vorgeschriebene Werkstück ist, oder er beginnt die zugehörige Spannvorrichtung mit dem Werkstück zu heben oder falls er in unzulässige Berührung mit einer Werkzeugmaschine kommt, so steigt die genannte Abweichung in ihrer Größe an. Demgemäß können abnormale Ereignisse der eben beschriebenen Art durch Überwachen der Größe der Abweichung festgestellt werden. Darin liegt der wesentliche Sinn der vorliegenden Erfindung.

Während des Ablaufs der vorbestimmten Roboteroperationen in Übereinstimmung mit den Instruktionsdaten wird die vorgenannte Instruktion über die Prüfung der Abweichung aus den genannten Daten herausgelesen. Wenn dies eintritt, so gibt die Robotersteuereinheit RBC das Lehrsignal DTS für die Abweichung aus und erhält als Antwort darauf die Abweichung D über den Multiplexer MPX. Die Robotersteuereinheit RBC unterwirft darauf die Abweichung D₀ einem festgelegten Prozess, um die oberen und unteren Grenzen

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D , D_nH_n zu ermitteln, die in dem Speicher TGM abgespeichert sind. Die Robotersteuereinheit kann darauf eingerichtet sein, diese Werte wie folgt zu berechnen. Wenn nämlich hierfür das Abweichungslehrsignal DTS erzeugt worden ist, kann die Robotersteuereinheit darauf eingerichtet werden, das Abweichungssignal D zu vorbestimmten Zeitintervallen zu empfangen, bis der Roboter sich von einem Punkt zum nächsten bewegt hat, und sie kann die Grenzwerte auf der Grundlage eines Durchschnittswerts'der Abweichung D , die zu jedem Zeitpunkt empfangen wurde, berechnen oder aber auf der Basis des Maximal- und Minimalwertes der Abweichung eine Berechnung durchführen.

Somit werden die Roboteroperationen in Übereinstimmung mit den Instruktionsdaten ausgeführt, und die Grenzen der Abweichung werden gleichlaufend berechnet.

Wenn die Prüfinstruktion für die Abweichung aus den Instruktionsdaten im "play-back-Betrieb" ausgelesen werden, d.h. während der normalen Steuerung des Roboters, so liefert die Steuereinheit RBC das Abweichungsprüfsignal DCS an die Leitung t^ und den Lesebefehl RDG an die Leitung -dg· Als Ergebnis davon werden die vorbestimmten oberen und unteren Grenzwerte B ■ ^D _mj__n durch den Speicher TCM geliefert, und die Abweichung D wird zu vorbestimmten Zeitpunkten von dem Multiplexer geliefert, wobei die Werte von D _,

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und D . und D an die Vergleichereinheit CMR geliefert werden, welche daraufhin prüft, ob die Abweichung D_Q außerhalb des Bereiches von Werten liegt, die durch D_max und ^Dmin ά^βί^^η:ί-^οΓΪ sind. Ist dies tatsächlich" der Fall, so gibt die Vergleichereinheit CMR den Alarm ALM aus, worauf die Bewegung des Roboters angehalten wird.

Hierbei ist anzumerken, daß die Beschreibung in Verbindung mit Pig.2 sich nur auf die Z-Achse bezieht. Im praktischen Betrieb jedoch ist die Steuerung in ähnlicher Weise auch für die anderen Achsen (R-Achse, Θ-Achse) wirk-

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sam. Ferner wurde beschrieben, daß die Grenzwerte in deren Speicher TCM abgespeichert sind. Durch Vorsehen einer arithmetischen Einheit für Grenzwerte auf der Ausgangs« seite des Speichers TCM können jedoch der Mittelwert der Abweichung oder deren Maximal- und Minimalwerte in dem Speicher TCM abgespeichert werden und darauf an die arithmetischen Einheit zur' Berechnung der Grenzwerte geliefert werden. Bei der obenbeschriebenen Anordnung mit dem Speicher TCM, der Vergleichereinheit CMR usw. ist die Beschreibung so abgefasst, als seien diese außerhalb der Robotersteuereinheit RBC untergebracht. Es ist jedoch möglich, die Robotersteuereinheit RBC, bestehend aus einem Mikrokomputer, so aufzubauen, daß diese Funktionen ausgeführt werden, und die Grenzwerte zusammen mit den Instruktionsdaten gespeichert werden.

Bei der vorbeschriebenen Ausführungsform werden die Grenzwerte durch Ablesen der Abweichung erhalten, wahrend der Roboter, entsprechend den Instruktionsdaten, sich im Betrieb befindet. Nachstehend wird eine Ausführungsform ber schrieben, bei der die Abweichungswerte im voraus auf Grundlage der Roboterposition seiner Einstellung und Lastinformation, beispielsweise Gewicht des Werkstückes, angegeben werden. Dadurch ist es möglich, die vorherbestimmten Abweichungswerte oder die Grenzwerte aus den vorherbestimmten Abweichungswerten bereits vorher festzusetzen.

Nachstehend wird in Verbindung mit Fig.3 diese zweite Ausführungsform der Erfindung beschrieben. Abweichend von der ersten Ausführungsform ist die Anordnung derart getroffen, daß die oberen und unteren Grenzwerts! D , D . der Abweichung aus der Position und Betrieblage des Roboters sowie aus dem Gewicht des Werkstückes vorher im Speicher IM gespeichert sind. Im einzelnen werden bei der Anordnung nach Fig.3 die Grenzwerte für jeweils eine Vielzahl von Eoboterpositionen im voraus berechnet, und die berechneten

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Werte werden zeitlich vorausgehend in dem Speicher IM abgespeichert. Darauf wird die AbweichungsprüfInstruktion in Form eines Dienstcodes bei den Roboterinstruktionsdaten eingeführt, und zwar entsprechend jeder Roboterposition. Wird die AbweichungsprüfInstruktion gelesen, so werden daher die vorbestimmten Grenzwerte und die Abweichung D_e aus dem Fehlerregister ERR ausgelesen und der Vergleichereinheit OMR zum Vergleich ihrer Größen zugeführt, was bereits in Verbindung mit Fig.2 beschrieben wurde. Dabei ist zu beachten, daß diese Grenzwerte von Hand ode.r automatisch in Verbindung mit der Eingabe der entsprechenden Prüfinstruktion eingegeben werden können.

Mit der vorbeschriebenen Erfindung ist es möglich, Abnormalitäten, wie Überbelastungen, mit einem höheren Sicherheitsgrad zu erkennen und Fehlfunktionen des Roboters zu vermeiden, die zu einer Beschädigung des Roboters oder der Werkzeugmaschine führen können. Die Erfindung verbessert ebenfalls die Sicherheit des Bedienungspersonals.

Da offensichtlich zahlreiche Ausführungsformen der Erfindung möglich sind ohne von deren Grundgedanke abzuweichen, ist diese nicht auf die speziellen Ausführungsformen beschränkt, sondern im Umfang der beigefügten Ansprüche zu sehen.

L θ θ r s e 11 e

Claims

! MACHOERSJCHT

.6/4-52- FUJITSU FANUC LIMITED

Patentansprüche

iJ Verfahren zur Robotersteuerung, bei dem eine Abweichung zwischen der Anzahl der Steuerimpulse aufgrund von Instruktionsdaten und der Anzahl von Rückkopplungsimpulsen, die entsprechend der laufenden Position des Roboters erzeugt werden, in einem Fehlerregister gespeichert wird, und bei dem der Roboter derart gesteuert wird, daß die Abweichung bei null liegt, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

Voreinstellen eines Grenzwertes oder von Werten entsprechend den Grenzwerten der Abweichung,

Lesen der Abweichung während des Betriebes des Roboters, Vergleichen der Abweichung mit den Grenzwerten und

Anhalten der Operation des Roboters, wenn die genannte Abweichung außerhalb des Bereiches der Grenzwerte liegt, wobei eine derartige Bedingung als Überlastung interpretiert wird·
2. Verfahren zur Robotersteuerung nach Anspruch 1, bei dem der Schritt des Vorgebens der Grenzwerte durch die nachfolgenden Schritte gekennzeichnet ist:

Betrieb des Roboters auf der Basis von Instruktionsdaten,

Lesen der Abweichung aus dem Fehlerregister während des Betriebes des Roboters gemäß den Instruktionsdaten,

Berechnung der Grenzwerte unter Verwendung der aus dem Fehlerregister abgelesenen Abweichung und

Speichern der Grenzwerte in einem Speicher.
3. Verfahren zur Robotersteuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Instruktion zur Prüfung der Abweichung, die im Fehlerregister gespeichert ist, in die

Instruktionsdaten derart eingesetzt wird, daß beim Lesen dieser Instruktion erkannt wird, ob die genannte Abweichung innerhalb des Bereiches der Grenzwerte liegt, die durch diese Instruktion bezeichnet werden.
4. Verfahren zur Robotersteuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in einem Fehlerregister gespeicherte Abweichung aus einer Information, wie z.B. die Roboterposition, die jeweilige Haltung und das Werkstückgewicht, abgeleitet wird, während die Grenzwerte in Übereinstimmung, mit der vorausgesagten Abweichung abgeleitet werden.
5. Anordnung zur Steuerung eines Roboters, bei dem eine Abweichung zwischen der Anzahl der Befehlsimpulse, die auf der Basis von Instruktionsdaten erzeugt sind, und der Anzahl von Rückkopplungsimpulsen, die in Übereinstimmung mit der laufenden Position des Roboters erzeugt sind, in einem Fehlerregister gespeichert wird, und der Roboter derart betrieben wird, daß die Abweichung gegen null geht, dadurch gekennzeichnet, daß ein Speicher zur Speicherung der Grenzwerte oder von zugehörigen Werten der Abweichung vorgesehen ist, daß Mittel zum Lesen der Abweichung während des Betriebes des Roboters vorgesehen sind, daß Mi ttel zum Vergleichen der Abweichung mit den Grenzwerten vorgesehen sind, und daß Mittel zum Anhalten des Betriebs des Roboters vorgesehen sind, wenn die Abweichung außerhalb des Grenzwertes liegend befunden wird.
6. Anordnung zur Steuerung eines Roboters nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zum Betreiben des Roboters auf der Basis von Instruktionsdaten vorgesehen sind, daß Mittel zum Lesen der Abweichung aus dem Fehlerregister vorgesehen sind, während der Roboter sich im Betrieb in Übereinstimmung mit den Instruktionsdaten befindet, und daß Mittel zum Berechnen der Grenzwerte in Übereinstimmung mit der aus dem Fehlerregister ausgelesenen Abweichung vorgesehen sind.
7. Anordnung zur Steuerung eines Roboters nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zum Einsetzen einer Instruktion zur Prüfung der im Fehlerregister gespeicherten Abweichung in die Instruktionsdaten vorgesehen sind, und daß Mittel fernerhin vorgesehen sind, die auf die genannte Instruktion ansprechen und feststellen, ob die Abweichung innerhalb des Bereichs der Grenzwerte liegen, die durch die genannte Instruktion bezeichnet sind.
8. Anordnung zur Steuerung eines Roboters nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zum Voraussagen der im Fehlerregister gespeicherten Abweichung von anderen Informationen vorgesehen sind, wie Roboterposition, Stellung und Werkstückgewicht und, daß Mittel zum Ableiten der Grenzwerte in Übereinstimmung mit der vorhergesagten Abweichung vorgesehen sind.