JP2002086375A - ロボットの制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ロボットの先端を所望の区間にわたって簡単
に等速移動させることができるようにする。 【解決手段】 ロボットコントローラは、動作命令に等
速開始位置及び等速終了位置が設定されていたときは、
台形速度パターンでの加速・減速時間を算出してから
（Ｓ４）、最大加減速度を用いた場合に等速開始位置及
び等速終了位置が等速区間に収まるかを判断する（Ｓ
５）。等速区間に収まる場合は、台形速度パターンを８
ｍ／ｓ毎の区間に分割してから（Ｓ７）、各軸の下限速
度をサーボシステムに転送する。このような動作を目標
位置に到達するまで繰返すことにより（Ｓ９）、ロボッ
トの先端を目標位置に移動することができると共に、等
速開始位置から等速終了位置までロボットの先端を等速
移動することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、動作命令を実行す
るときは現在位置から目標位置に台形速度パターンにし
たがってロボットの先端を移動制御するロボットの制御
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ロボットの先端を移動する動作命令とし
ては、例えば、ＭＯＶＥ Ｐ（動作オプション），Ｐ１
と記述するようにしていた。この場合、Ｐ１は目標位置
を示し、ロボットの先端は、現在位置から目標位置まで
移動するように制御される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ロボットの
動作パターンとしては、台形速度パターンが用いられる
のが通常である。この台形速度パターンは、図５に示す
ように加速区間、等速区間、減速区間からなり、現在位
置から目標位置まで最短時間で到達するような台形速度
パターンが求められる。

【０００４】図６はロボットコントローラの動作を示し
ている。この図６において、ロボットコントローラは現
在位置を取得してから、現在位置から目標位置までの距
離を算出し、台形速度パターンでの加速・減速時間を算
出する。続いて、台形速度パターンでの最高速度を算出
すると共に、台形速度パターンを例えば８ｍｓ毎の区間
に分割してから、８ｍｓ毎に各軸の加減速度をサーボシ
ステムに転送する。

【０００５】従って、例えばロボットの先端にシーリン
グ剤塗布ノズルを装着してシーリング剤塗布作業をロボ
ットに行わせる場合には、シーリング剤塗布区間を台形
速度パターンの等速区間となるように設定することによ
り、シーリング剤塗布ノズルを一定速度で移動すること
ができるので、シーリング剤塗布作業を確実に行うこと
ができる。

【０００６】しかしながら、従来のロボットでは、動作
命令として等速区間を設定することはできないので、ロ
ボットを実際に動作させ、シーリング剤塗布区間が台形
速度パターンの等速区間に収まるようにロボットを逐一
調整しているのが実情である。このため、ロボットの調
整が極めて面倒であり、シーリング剤塗布作業を確実に
行うことができるまでには多大な調整時間を要する。

【０００７】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的は、ロボットの先端を所望の区間にわたっ
て簡単に等速移動させることができるロボットの制御装
置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明によれ
ば、ロボットを目標位置に移動するときは、目標位置が
設定された動作命令を実行する。このとき、制御装置
は、加速状態から等速状態を経て減速状態に移行するよ
うな台形速度パターンを作成し、その台形速度パターン
にしたがってロボットを制御する。

【０００９】ところで、ロボットに対する制御として例
えばシーリング剤塗布作業を実行させる場合は、ロボッ
トをシーリング剤の塗布区間にわたって一定速度で移動
させる必要があることから、動作命令として等速開始位
置及び等速終了位置を設定する。すると、制御装置は、
等速開始位置及び等速終了位置が収まるような等速区間
を有する台形速度パターンを作成し、その台形速度パタ
ーンにしたがってロボットを制御する。これにより、シ
ーリング剤の塗布区間においては一定速度でシーリング
剤を塗布することができるので、ロボットによるシーリ
ング剤塗布作業を確実に行うことができる。

【００１０】請求項２の発明によれば、動作命令に設定
された等速開始位置及び等速終了位置が最大加速度・最
大減速度を用いた台形速度パターンの等速区間に収まら
ない場合は動作命令実行前にエラーを出力して動作を停
止するので、ロボットの誤動作を未然に防止することが
できると共に、エラー出力に基づいて設定の変更を素早
く行うことができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態を図
１乃至図４を参照して説明する。図２はロボット装置を
示している。この図２において、ロボット装置１は、ロ
ボット２と、このロボット２を制御するロボットコント
ローラ３と、ティーチングペンダント４とから構成され
ている。このロボット２は、例えば垂直多関節型のロボ
ットとして構成されている。つまり、ロボット２は、ベ
ース５と、このベース５に水平方向に旋回可能に設けら
れたショルダ部６と、このショルダ部６に垂直方向に旋
回可能に設けられた下アーム７と、この下アーム７に垂
直方向に旋回可能に且つ捻り回転可能に設けられた上ア
ーム８と、この上アーム８に垂直方向に旋回可能に設け
られた手首９とを備え、手首９は先端部に捻り回転可能
なフランジ１０を備えている。

【００１２】上記フランジ１０はロボット２の先端とさ
れ、当該フランジ１０にワークを把持するハンド（図示
せず）などが取付けられるようになっている。本実施の
形態では、フランジ１０にはハンドの代りに図示しない
シーリング剤塗布ノズルが取付けられている。

【００１３】ここで、主ショルダ部６の水平方向の旋回
動作、下アーム７、上アーム８、手首９の垂直方向の各
旋回動作は、それぞれの関節１１が、駆動源である例え
ば直流サーボモータ１２（何れも図３参照）により図示
しない適宜の伝達機構を介して回転駆動されることによ
り行われる。

【００１４】図３はロボットコントローラ３の構成を概
略的に示している。この図３において、ロボットコント
ローラ３は、主制御部（制御手段に相当）１３、動作プ
ログラム記憶部１４、ティーチングポイント記憶部１
５、経路生成部１６、動作ポイント記憶部１７、ロボッ
ト２の関節１１を駆動するための駆動部１８、位置検出
部１９などを備えている。ここで、主制御部１３は、ロ
ボット２の動作プログラムが与えられたときは、その動
作プログラムを動作プログラム記憶部１４に格納する。

【００１５】位置検出部１９は、各関節１１の現在の回
転角度を検出するためのもので、各関節１１を駆動する
サーボモータ１２に設けられた位置センサとしてのロー
タリエンコーダ２０が接続されている。このロータリエ
ンコーダ２０は、各サーボモータ１２の回転角度に応じ
たパルス信号を出力し、そのパルス信号は位置検出部１
９に与えられる。位置検出部１９は、各ロータリエンコ
ーダ２０からのパルス信号に基づいて各サーボモータ１
２ひいては各関節１１の現在位置を検出し、その位置情
報は、各サーボモータ１２の駆動部１８及び主制御部１
３に与えられるようになっている。

【００１６】各駆動部１８は、主制御部１３から与えら
れる位置指令値と位置検出部１９から与えられる現在位
置とを比較し、その偏差に応じた電流を各サーボモータ
１２に供給してそれらを駆動する。これにより、ロボッ
ト２の先端であるフランジ１０の中心部が動作プログラ
ムにより定められた位置を通過することにより、シーリ
ング剤の塗布作業が行われるものである。

【００１７】ティーチングペンダント４は、動作プログ
ラム中に設定される教示項目について、ロボット２を駆
動したり、数値を入力するなどの方法により教示データ
を入力するもので、教示用画面を表示する表示部２１及
び操作入力部として各種の操作入力キー２２が設けられ
ている。

【００１８】ここで、ロボットの動作命令は、ＭＯＶＥ
Ａ（動作オプション）、Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３として記述
される。この場合、Ｐ１として等速開始位置、Ｐ２とし
て等速終了位置、Ｐ３として目標位置を記述するように
なっており、Ｐ１，Ｐ２が本発明の特徴的な記述とな
る。尚、動作オプションとしては、ロボット２の先端の
移動速度が設定可能となっている。

【００１９】図１は主制御部１３の動作を概略的に示し
ている。この図１において、主制御部１３は、ロータリ
エンコーダ２０からの出力に基づいて現在位置を取得し
てから（Ｓ１）、現在位置と目標位置との距離を算出す
る（Ｓ２）。

【００２０】続いて、現在位置から等速開始位置までの
距離及び等速区間の距離を算出してから（Ｓ３）、等速
区間に合わせて台形速度パターンでの加速・減速時間を
計算する（Ｓ４）。このとき、動作命令に設定された等
速開始位置及び等速終了位置が最大加速度・最大減速度
を用いた場合における台形速度パターンの等速区間に収
まるかを判断し（Ｓ５）、等速区間に収まらない場合は
（Ｓ５：ＮＯ）、エラーを出力してから（Ｓ１０）、動
作を止める（Ｓ１１）。

【００２１】これに対して、動作命令に設定された等速
開始位置及び等速終了位置が最大加速度・最大減速度を
用いた場合における台形速度パターンの等速区間に収ま
る場合は（Ｓ５：ＹＥＳ）、台形速度パターンでの最大
速度を計算する（Ｓ６）。

【００２２】以上の動作により、動作命令に設定された
等速開始位置及び等速終了位置が等速区間に収まる台形
速度パターンを求めることができる。続いて、斯様にし
て求めた台形速度パターンを例えば８ｍｓ毎の区間に分
割し（Ｓ７）、８ｍｓ毎に各軸の加減速度をサーボシス
テムに転送する（Ｓ８）。

【００２３】このような動作を目標位置にたどりつくま
で繰返すことにより（Ｓ９）、ロボット２の先端、つま
りシーリング剤塗布ノズルを目標のシーリング剤塗布区
間において一定速度で移動することができる。

【００２４】このような実施の形態によれば、ロボット
２の動作命令に等速開始位置及び等速終了位置が設定さ
れていたときは、それらの等速開始位置及び等速終了位
置が収まるような等速区間を有する台形速度パターンを
求め、その台形速度パターンにしたがってロボット２を
動作させるようにしたので、ロボット２の先端、つまり
シーリング剤塗布ノズルを動作命令に設定した等速開始
位置から等速終了位置まで一定速度で確実に移動するこ
とができる。従って、シーリング剤を対象物に対して一
定速度で塗布させるには困難な調整を行う必要がある従
来例のものと違って、動作命令に等速開始位置及び等速
終了位置を設定するだけで何の調整を行うことなくロボ
ットを所望の区間にわたって等速移動することができ
る。

【００２５】しかも、台形速度パターンでの加速・減速
時間を算出することにより、台形速度パターンでの等速
区間を算出し、動作命令で設定された等速開始位置及び
等速終了位置が最大加速度・最大減速度を用いた台形速
度パターンの等速区間に収まらないときは、動作命令を
実行する前にエラーを出力してロボットを停止するよう
にしたので、不安定な速度でシーリング剤の塗布を行っ
てしまうことを確実に防止できると共に、エラーに対し
て迅速に対処することができる。

【００２６】本発明は、上記実施の形態に限定されるも
のではなく、溶接作業、レーザ加工作業などに適用する
ようにしてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態におけるロボットコント
ローラの動作を示すフローチャート

【図２】ロボット装置の斜視図

【図３】ロボットコントローラの構成を示すブロック図

【図４】ロボットの先端速度の変化を示す図

【図５】従来例における図４相当図

【図６】図１相当図

【符号の説明】

１はロボット装置、２はロボット、２はロボットコント
ローラ、３はティーチングペンダント、１３は主制御部
（制御手段）である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 目標位置が設定された動作命令を実行す
   るときはロボットの先端の現在位置を取得し、現在位置
   及び目標位置に基づいて省略移動可能な台形速度パター
   ンを求め、この台形速度パターンに基づいてロボットの
   先端を現在位置から目標位置に移動制御する制御手段を
   備えたロボットの制御装置において、 前記制御手段は、動作命令として等速開始位置及び等速
   終了位置が設定されていたときは、これらの等速開始位
   置及び等速終点位置が収まるような等速区間を有する台
   形速度パターンを求めることを特徴とするロボットの制
   御装置。
2. 【請求項２】 前記制御手段は、動作命令に設定された
   等速開始位置及び等速終了位置が最大加速度・最大減速
   度を用いた台形速度パターンの等速区間に収まらない場
   合は、動作命令実行前にエラーを出力して動作を停止す
   ることを特徴とする請求項１記載のロボットの制御装
   置。