JP2002273675A - ロボット制御方法およびロボット制御システム - Google Patents
ロボット制御方法およびロボット制御システムInfo
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- JP2002273675A JP2002273675A JP2001076169A JP2001076169A JP2002273675A JP 2002273675 A JP2002273675 A JP 2002273675A JP 2001076169 A JP2001076169 A JP 2001076169A JP 2001076169 A JP2001076169 A JP 2001076169A JP 2002273675 A JP2002273675 A JP 2002273675A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 複雑な形状のワークに対してもロボットアー
ムおよびツールとワークなどの部材とができるだけ干渉
しないような最適なロボットの作業態様を自動的に選択
し、ロボットを動作させることができるロボット制御方
法およびロボット制御システムを提供する。 【解決手段】 所定作業に対するロボットの動作をシミ
ュレーションして作業経路における部材との干渉の有無
をチェックし、ロボットが部材と干渉すると判定された
場合において、干渉区間長が所定値を超えていなけれ
ば、干渉個所でロボットの作業経路を分断し、その分断
された作業経路内においてロボットを動作させるように
するとともに、干渉区間長が所定値を超えていれば、干
渉回避処理を行った後に、ロボットを動作させるように
するものである。
ムおよびツールとワークなどの部材とができるだけ干渉
しないような最適なロボットの作業態様を自動的に選択
し、ロボットを動作させることができるロボット制御方
法およびロボット制御システムを提供する。 【解決手段】 所定作業に対するロボットの動作をシミ
ュレーションして作業経路における部材との干渉の有無
をチェックし、ロボットが部材と干渉すると判定された
場合において、干渉区間長が所定値を超えていなけれ
ば、干渉個所でロボットの作業経路を分断し、その分断
された作業経路内においてロボットを動作させるように
するとともに、干渉区間長が所定値を超えていれば、干
渉回避処理を行った後に、ロボットを動作させるように
するものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はロボット制御方法お
よびロボット制御システムに関する。さらに詳しくは、
ロボットに対する教示作業が自動化されているロボット
制御方法およびロボット制御システムに関する。
よびロボット制御システムに関する。さらに詳しくは、
ロボットに対する教示作業が自動化されているロボット
制御方法およびロボット制御システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、溶接ロボットなどの産業用ロ
ボットにおける動作教示方法として、生産ライン上で実
際のロボットおよびワークを用いて教示を行うオンライ
ンティーチングと、パソコンなどの計算機を利用して仮
想の空間内で仮想のロボットと仮想のワークとを用いて
教示を行うオフラインティーチングとが知られている。
ボットにおける動作教示方法として、生産ライン上で実
際のロボットおよびワークを用いて教示を行うオンライ
ンティーチングと、パソコンなどの計算機を利用して仮
想の空間内で仮想のロボットと仮想のワークとを用いて
教示を行うオフラインティーチングとが知られている。
【０００３】その中で、実際の生産ラインの外で実際の
ロボットを使用することなく教示作業を行うオフライン
ティーチングは、計算機のキーボードおよびマウスなど
の操作だけで手軽に教示作業が行えるため、生産性を向
上させるものとして注目されている。
ロボットを使用することなく教示作業を行うオフライン
ティーチングは、計算機のキーボードおよびマウスなど
の操作だけで手軽に教示作業が行えるため、生産性を向
上させるものとして注目されている。
【０００４】しかしながら、従来のオフラインティーチ
ングは、たとえ計算機の操作とはいえ実際に教示作業を
行わなければならず、したがって船舶・橋梁部材などの
多品種少量生産品を対象とする分野、すなわち教示され
た動作をロボットが多数回繰り返し実行することが少な
い分野では教示作業に要する時間の割合が長くなり生産
性が低下するという問題がある。
ングは、たとえ計算機の操作とはいえ実際に教示作業を
行わなければならず、したがって船舶・橋梁部材などの
多品種少量生産品を対象とする分野、すなわち教示され
た動作をロボットが多数回繰り返し実行することが少な
い分野では教示作業に要する時間の割合が長くなり生産
性が低下するという問題がある。
【０００５】そこで、ＣＡＤ（Computer Aided Desig
n）システムにより作成されるワークの形状データおよ
び溶接設計データを利用して溶接ロボットの動作プログ
ラムを計算機により自動的に生成し、教示作業そのもの
を自動化する「ティーチレス」技術（以下、教示自動化
技術という）がより注目されるようになってきている
（特開平１０−１８７２２３号公報参照）。
n）システムにより作成されるワークの形状データおよ
び溶接設計データを利用して溶接ロボットの動作プログ
ラムを計算機により自動的に生成し、教示作業そのもの
を自動化する「ティーチレス」技術（以下、教示自動化
技術という）がより注目されるようになってきている
（特開平１０−１８７２２３号公報参照）。
【０００６】ところが、従来の教示自動化技術は、主に
平面的な単純な形状のワークへの適用を想定したもので
あり、したがって立体的で複雑な形状のワークに従来の
教示自動化技術を適用すると、ツールおよびロボットア
ームとワークとの干渉関係を正確に把握できない場合が
あるという問題がある。
平面的な単純な形状のワークへの適用を想定したもので
あり、したがって立体的で複雑な形状のワークに従来の
教示自動化技術を適用すると、ツールおよびロボットア
ームとワークとの干渉関係を正確に把握できない場合が
あるという問題がある。
【０００７】また、そのような複雑な形状のワークに対
して作業を行う場合は、一般にツールなどがワークと干
渉する干渉箇所が増加し、干渉箇所の作業を省略する方
法ではロボットによる施工率が低下してしまうという問
題がある。
して作業を行う場合は、一般にツールなどがワークと干
渉する干渉箇所が増加し、干渉箇所の作業を省略する方
法ではロボットによる施工率が低下してしまうという問
題がある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる従来技
術の課題に鑑みなされたものであって、複雑な形状のワ
ークに対してもロボットアームおよびツールとワークな
どの部材とができるだけ干渉しないような最適なロボッ
トの作業態様を自動的に選択し、ロボットを動作させる
ことができるロボット制御方法およびロボット制御シス
テムを提供することを目的としている。
術の課題に鑑みなされたものであって、複雑な形状のワ
ークに対してもロボットアームおよびツールとワークな
どの部材とができるだけ干渉しないような最適なロボッ
トの作業態様を自動的に選択し、ロボットを動作させる
ことができるロボット制御方法およびロボット制御シス
テムを提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明のロボット制御方
法の第１形態は、所定作業に対するロボットの動作をシ
ミュレーションして作業経路における部材との干渉の有
無をチェックし、ロボットアームあるいはその先端に装
着されたツールが部材と干渉すると判定された場合にお
いて、干渉区間長が所定値を超えていなければ、干渉個
所でロボットの作業経路を分断し、その分断された作業
経路内においてロボットを動作させるようにすることを
特徴とする。
法の第１形態は、所定作業に対するロボットの動作をシ
ミュレーションして作業経路における部材との干渉の有
無をチェックし、ロボットアームあるいはその先端に装
着されたツールが部材と干渉すると判定された場合にお
いて、干渉区間長が所定値を超えていなければ、干渉個
所でロボットの作業経路を分断し、その分断された作業
経路内においてロボットを動作させるようにすることを
特徴とする。
【００１０】本発明のロボット制御方法の第１形態にお
いては、干渉区間長が最小となるようロボット姿勢、ツ
ール姿勢およびツールを選択するのが好ましい。
いては、干渉区間長が最小となるようロボット姿勢、ツ
ール姿勢およびツールを選択するのが好ましい。
【００１１】本発明のロボット制御方法の第２形態は、
所定作業に対するロボットの動作をシミュレーションし
て作業経路における部材との干渉の有無をチェックし、
ロボットアームあるいはその先端に装着されたツールが
部材と干渉すると判定された場合において、干渉区間長
が所定値を超えていれば、干渉回避処理を行った後に、
ロボットを動作させるようにすることを特徴とする。
所定作業に対するロボットの動作をシミュレーションし
て作業経路における部材との干渉の有無をチェックし、
ロボットアームあるいはその先端に装着されたツールが
部材と干渉すると判定された場合において、干渉区間長
が所定値を超えていれば、干渉回避処理を行った後に、
ロボットを動作させるようにすることを特徴とする。
【００１２】本発明のロボット制御方法の第２形態にお
いては、ロボットアームと部材が干渉する区間の長さが
所定値を超えている場合において、ロボット姿勢を変更
する余地があれば、ロボット姿勢を変更するのが好まし
い。その場合、ロボット姿勢の変更が予め定めた優先順
位の高い順になされるのがさらに好ましい。
いては、ロボットアームと部材が干渉する区間の長さが
所定値を超えている場合において、ロボット姿勢を変更
する余地があれば、ロボット姿勢を変更するのが好まし
い。その場合、ロボット姿勢の変更が予め定めた優先順
位の高い順になされるのがさらに好ましい。
【００１３】また、本発明のロボット制御方法の第２形
態においては、ロボットアームと部材が干渉する区間の
長さが所定値を超えていないか、あるいは超えていても
ロボット姿勢を変更する余地がない場合において、ツー
ル姿勢に変更する余地があれば、ツール姿勢を変更する
のが好ましい。その場合、ツール姿勢の変更が予め定め
た優先順位の高い順になされるのがさらに好ましい。
態においては、ロボットアームと部材が干渉する区間の
長さが所定値を超えていないか、あるいは超えていても
ロボット姿勢を変更する余地がない場合において、ツー
ル姿勢に変更する余地があれば、ツール姿勢を変更する
のが好ましい。その場合、ツール姿勢の変更が予め定め
た優先順位の高い順になされるのがさらに好ましい。
【００１４】さらに、本発明のロボット制御方法の第２
形態においては、ロボットアームと部材が干渉する区間
の長さが所定値を超えていないか、あるいは超えていて
もロボット姿勢を変更する余地がない場合で、かつツー
ル姿勢を変更する余地がない場合において、ツールを変
更する余地があれば、ツールを変更するのが好ましい。
その場合、ツールの変更が予め定めた優先順位の高い順
になされるのがさらに好ましい。
形態においては、ロボットアームと部材が干渉する区間
の長さが所定値を超えていないか、あるいは超えていて
もロボット姿勢を変更する余地がない場合で、かつツー
ル姿勢を変更する余地がない場合において、ツールを変
更する余地があれば、ツールを変更するのが好ましい。
その場合、ツールの変更が予め定めた優先順位の高い順
になされるのがさらに好ましい。
【００１５】さらに、本発明のロボット制御方法の第２
形態においては、再度シミュレーションして作業経路に
おける部材との干渉の有無をチェックするのが好まし
い。
形態においては、再度シミュレーションして作業経路に
おける部材との干渉の有無をチェックするのが好まし
い。
【００１６】一方、本発明のロボット制御システムの第
１形態は、所定作業に対するロボットの動作をシミュレ
ーションして作業経路における部材との干渉の有無をチ
ェックし、ロボットアームあるいはその先端に装着され
たツールが部材と干渉すると判定された場合において、
干渉区間長が所定値を超えていなければ、干渉個所でロ
ボットの作業経路を分断し、その分断された作業経路内
においてロボットを動作させるように構成されてなるこ
とを特徴とする。
１形態は、所定作業に対するロボットの動作をシミュレ
ーションして作業経路における部材との干渉の有無をチ
ェックし、ロボットアームあるいはその先端に装着され
たツールが部材と干渉すると判定された場合において、
干渉区間長が所定値を超えていなければ、干渉個所でロ
ボットの作業経路を分断し、その分断された作業経路内
においてロボットを動作させるように構成されてなるこ
とを特徴とする。
【００１７】本発明のロボット制御システムの第１形態
においては、干渉区間長が最小となるようロボット姿
勢、ツール姿勢およびツールを選択するように構成され
てなるのが好ましい。
においては、干渉区間長が最小となるようロボット姿
勢、ツール姿勢およびツールを選択するように構成され
てなるのが好ましい。
【００１８】本発明のロボット制御システムの第２形態
は、所定作業に対するロボットの動作をシミュレーショ
ンして作業経路における部材との干渉の有無をチェック
し、ロボットアームあるいはその先端に装着されたツー
ルが部材と干渉すると判定された場合において、干渉区
間長が所定値を超えていれば、干渉回避処理を行った後
に、ロボットを動作させるように構成されてなることを
特徴とする。
は、所定作業に対するロボットの動作をシミュレーショ
ンして作業経路における部材との干渉の有無をチェック
し、ロボットアームあるいはその先端に装着されたツー
ルが部材と干渉すると判定された場合において、干渉区
間長が所定値を超えていれば、干渉回避処理を行った後
に、ロボットを動作させるように構成されてなることを
特徴とする。
【００１９】本発明のロボット制御システムの第２形態
においては、ロボットアームと部材が干渉する区間の長
さが所定値を超えている場合において、ロボット姿勢を
変更する余地があれば、ロボット姿勢を変更するように
構成されてなるのが好ましい。その場合、ロボット姿勢
の変更が予め定めた優先順位の高い順になされるように
構成されてなるのがさらに好ましい。
においては、ロボットアームと部材が干渉する区間の長
さが所定値を超えている場合において、ロボット姿勢を
変更する余地があれば、ロボット姿勢を変更するように
構成されてなるのが好ましい。その場合、ロボット姿勢
の変更が予め定めた優先順位の高い順になされるように
構成されてなるのがさらに好ましい。
【００２０】また、本発明のロボット制御システムの第
２形態においては、ロボットアームと部材が干渉する区
間の長さが所定値を超えていないか、あるいは超えてい
てもロボット姿勢を変更する余地がない場合において、
ツール姿勢に変更する余地があれば、ツール姿勢を変更
するように構成されてなるのが好ましい。その場合、ツ
ール姿勢の変更が予め定めた優先順位の高い順になされ
るように構成されてなるのがさらに好ましい。
２形態においては、ロボットアームと部材が干渉する区
間の長さが所定値を超えていないか、あるいは超えてい
てもロボット姿勢を変更する余地がない場合において、
ツール姿勢に変更する余地があれば、ツール姿勢を変更
するように構成されてなるのが好ましい。その場合、ツ
ール姿勢の変更が予め定めた優先順位の高い順になされ
るように構成されてなるのがさらに好ましい。
【００２１】さらに、本発明のロボット制御システムの
第２形態においては、ロボットアームと部材が干渉する
区間の長さが所定値を超えていないか、あるいは超えて
いてもロボット姿勢を変更する余地がない場合で、かつ
ツール姿勢を変更する余地がない場合において、ツール
を変更する余地があれば、ツールを変更するように構成
されてなるのが好ましい。その場合、ツールの変更が予
め定めた優先順位の高い順になされるように構成されて
なるのがさらに好ましい。
第２形態においては、ロボットアームと部材が干渉する
区間の長さが所定値を超えていないか、あるいは超えて
いてもロボット姿勢を変更する余地がない場合で、かつ
ツール姿勢を変更する余地がない場合において、ツール
を変更する余地があれば、ツールを変更するように構成
されてなるのが好ましい。その場合、ツールの変更が予
め定めた優先順位の高い順になされるように構成されて
なるのがさらに好ましい。
【００２２】さらに、本発明のロボット制御システムの
第２形態においては、再度シミュレーションして作業経
路における部材との干渉の有無をチェックするように構
成されてなるのが好ましい。
第２形態においては、再度シミュレーションして作業経
路における部材との干渉の有無をチェックするように構
成されてなるのが好ましい。
【００２３】
【作用】本発明は、前記の如く構成されているので、ロ
ボットが所定の作業を行うときに、ロボットアームおよ
びツールとワークとができるだけ干渉しないような最適
な作業態様を自動的に選択し、施工率が高い動作をロボ
ットになさせることができる。
ボットが所定の作業を行うときに、ロボットアームおよ
びツールとワークとができるだけ干渉しないような最適
な作業態様を自動的に選択し、施工率が高い動作をロボ
ットになさせることができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照しながら本
発明を実施形態に基づいて説明するが、本発明はかかる
実施形態のみに限定されるものではない。
発明を実施形態に基づいて説明するが、本発明はかかる
実施形態のみに限定されるものではない。
【００２５】図１に、本発明の実施形態１に係るロボッ
ト制御方法に適用されるロボット制御システムの概略構
成を示し、このロボット制御システム（以下、単にシス
テムという）Ａは、例えば船舶および橋梁などの構造物
の各構成部分（以下、ワークという）の製造に用いられ
るロボット、特にワークの各構成部材を相互に溶接する
溶接用ロボットＲの動作プログラムを自動的に生成して
ロボットを動作させるものとされる。
ト制御方法に適用されるロボット制御システムの概略構
成を示し、このロボット制御システム（以下、単にシス
テムという）Ａは、例えば船舶および橋梁などの構造物
の各構成部分（以下、ワークという）の製造に用いられ
るロボット、特にワークの各構成部材を相互に溶接する
溶接用ロボットＲの動作プログラムを自動的に生成して
ロボットを動作させるものとされる。
【００２６】システムＡは、具体的には、構造物および
各ワーク（以下、構造物等という）の設計を行う設計Ｃ
ＡＤシステム１０と、構造物等の設計データおよび溶接
設計データを利用してロボットＲの動作プログラムを作
成する設計部門用ＣＡＭ（Computer Aided Manufacturi
ng）２０および製造部門用ＣＡＭ３０と、設計部門用Ｃ
ＡＭ２０および製造部門用ＣＡＭ３０により生成された
動作プログラムを作業実行時にロボットコントローラＣ
に供給する製造現場制御装置４０とを含み、これら各構
成要素１０，２０，３０，４０が通信回線１を介して相
互にデータ通信可能に接続されてなるものとされる。ま
た、前記各構成要素１０，２０，３０，４０は、いわゆ
るパーソナルコンピュータなどの計算機にインストール
されて動作する、各機能に対応するプログラムモジュー
ルを含むソフトウェアから構成される。
各ワーク（以下、構造物等という）の設計を行う設計Ｃ
ＡＤシステム１０と、構造物等の設計データおよび溶接
設計データを利用してロボットＲの動作プログラムを作
成する設計部門用ＣＡＭ（Computer Aided Manufacturi
ng）２０および製造部門用ＣＡＭ３０と、設計部門用Ｃ
ＡＭ２０および製造部門用ＣＡＭ３０により生成された
動作プログラムを作業実行時にロボットコントローラＣ
に供給する製造現場制御装置４０とを含み、これら各構
成要素１０，２０，３０，４０が通信回線１を介して相
互にデータ通信可能に接続されてなるものとされる。ま
た、前記各構成要素１０，２０，３０，４０は、いわゆ
るパーソナルコンピュータなどの計算機にインストール
されて動作する、各機能に対応するプログラムモジュー
ルを含むソフトウェアから構成される。
【００２７】ロボットＲは、例えば前後、左右および上
下の３自由度を有する門構型移動装置（不図示である）
に６軸のロボットアーム５０（図３等参照）が天吊りさ
れてなるものとされる。また、ロボットアーム５０には
溶接ツール６０が装着される。
下の３自由度を有する門構型移動装置（不図示である）
に６軸のロボットアーム５０（図３等参照）が天吊りさ
れてなるものとされる。また、ロボットアーム５０には
溶接ツール６０が装着される。
【００２８】設計ＣＡＤシステム１０は、構造物の設計
・製図を行うためのシステムであって、設計される構造
物に関する情報を構造物情報として保存するとともに、
ワークＷ（図２参照）を構成する各部材Ｗ1，Ｗ2，…，
Ｗnを相互に溶接するときの溶接線Ｂに関する情報を溶
接線情報として保存する設計ＣＡＤ用データベース１１
を備えてなるものとされる。
・製図を行うためのシステムであって、設計される構造
物に関する情報を構造物情報として保存するとともに、
ワークＷ（図２参照）を構成する各部材Ｗ1，Ｗ2，…，
Ｗnを相互に溶接するときの溶接線Ｂに関する情報を溶
接線情報として保存する設計ＣＡＤ用データベース１１
を備えてなるものとされる。
【００２９】設計ＣＡＤ用データベース１１に保存され
る構造物情報には、構造物および構造物を構成する各ワ
ークＷの形状を仮想空間内で再現可能にデータ化した３
次元形状データが含まれる。また、溶接線情報には、溶
接線の場所（例：ワークＷを構成する面のどこに当該溶
接線が属するか）および溶接線の種類（例：水平溶接、
立向溶接）に関する情報が含まれる。
る構造物情報には、構造物および構造物を構成する各ワ
ークＷの形状を仮想空間内で再現可能にデータ化した３
次元形状データが含まれる。また、溶接線情報には、溶
接線の場所（例：ワークＷを構成する面のどこに当該溶
接線が属するか）および溶接線の種類（例：水平溶接、
立向溶接）に関する情報が含まれる。
【００３０】設計部門用ＣＡＭ２０および製造部門用Ｃ
ＡＭ３０は、設計ＣＡＤシステム１０により生成される
構造物の設計データを用いてロボットＲの動作プログラ
ムを生成するシステムとされる。両者は内容的には同一
とされ、例えば設計部門用ＣＡＭ２０で生成された動作
プログラムを製造部門用ＣＡＭ３０で手直しするという
運用がなされる。
ＡＭ３０は、設計ＣＡＤシステム１０により生成される
構造物の設計データを用いてロボットＲの動作プログラ
ムを生成するシステムとされる。両者は内容的には同一
とされ、例えば設計部門用ＣＡＭ２０で生成された動作
プログラムを製造部門用ＣＡＭ３０で手直しするという
運用がなされる。
【００３１】また、設計部門用ＣＡＭ２０は、ロボット
Ｒの動作を数値制御するためのＮＣ情報と、溶接の具体
的な作業条件に応じた各種溶接条件をデータベース化し
た溶接条件データベース（ＤＢ）と、ツールとしての溶
接トーチの運棒方法をデータベース化した運棒方法デー
タベース（ＤＢ）と、ワーク位置を検出するためのセン
シング方法をデータベース化したセンシング方法データ
ベース（ＤＢ）と、ロボットの姿勢、ツールの姿勢およ
びツールの種類という各作業態様のカテゴリ毎に予め定
めた優先順位を付して各種作業態様を予め作業態様候補
として登録したロボット姿勢データベース、ツール姿勢
データベースおよびツール種類データベース（以下、ロ
ボット姿勢等データベース（ＤＢ）という）とを含むＣ
ＡＭ用データベース２１を備えてなるものとされる。Ｃ
ＡＭ用データベース２１は、設計部門用ＣＡＭ２０と製
造部門用ＣＡＭ３０とで共用される。
Ｒの動作を数値制御するためのＮＣ情報と、溶接の具体
的な作業条件に応じた各種溶接条件をデータベース化し
た溶接条件データベース（ＤＢ）と、ツールとしての溶
接トーチの運棒方法をデータベース化した運棒方法デー
タベース（ＤＢ）と、ワーク位置を検出するためのセン
シング方法をデータベース化したセンシング方法データ
ベース（ＤＢ）と、ロボットの姿勢、ツールの姿勢およ
びツールの種類という各作業態様のカテゴリ毎に予め定
めた優先順位を付して各種作業態様を予め作業態様候補
として登録したロボット姿勢データベース、ツール姿勢
データベースおよびツール種類データベース（以下、ロ
ボット姿勢等データベース（ＤＢ）という）とを含むＣ
ＡＭ用データベース２１を備えてなるものとされる。Ｃ
ＡＭ用データベース２１は、設計部門用ＣＡＭ２０と製
造部門用ＣＡＭ３０とで共用される。
【００３２】ここで、ロボット姿勢とは、図３に示すよ
うに、ツール６０の先端位置を原点Ｏとし、溶接線をＸ
軸、その直交軸をＹ軸、上下方向をＺ軸とする座標系に
おけるロボットベース５１の位置Ｐ（Ｓx，Ｓy，Ｓz）
を一つのパラメータとし（以下、前記座標系をベース座
標系と称する）、ロボットアーム５０の形態（実施形態
１では、「アンダー」と「アッパー」の２種類がある）
を他の一つのパラメータとして定義される作業形態をい
う。
うに、ツール６０の先端位置を原点Ｏとし、溶接線をＸ
軸、その直交軸をＹ軸、上下方向をＺ軸とする座標系に
おけるロボットベース５１の位置Ｐ（Ｓx，Ｓy，Ｓz）
を一つのパラメータとし（以下、前記座標系をベース座
標系と称する）、ロボットアーム５０の形態（実施形態
１では、「アンダー」と「アッパー」の２種類がある）
を他の一つのパラメータとして定義される作業形態をい
う。
【００３３】すなわち、同図（ａ）に示すロボット姿勢
で、ロボットベース５１の位置Ｐ（Ｓx，Ｓy，Ｓz）を
Ｐ´（Ｓx´，Ｓy´，Ｓz´）に変更とすると同図
（ｂ）に示されたロボット姿勢となり、ロボットアーム
５０の形態を「アッパー」から「アンダー」に変更する
と同図（ｃ）に示されたロボット姿勢となる。
で、ロボットベース５１の位置Ｐ（Ｓx，Ｓy，Ｓz）を
Ｐ´（Ｓx´，Ｓy´，Ｓz´）に変更とすると同図
（ｂ）に示されたロボット姿勢となり、ロボットアーム
５０の形態を「アッパー」から「アンダー」に変更する
と同図（ｃ）に示されたロボット姿勢となる。
【００３４】このように、ＣＡＭ用データベース２１の
ロボット姿勢データベースは、ほぼ無限にあるロボット
姿勢の中からツールおよびロボットアームとワークＷと
の干渉を回避する上で有意な差異のある各ベース位置Ｐ
（Ｓx，Ｓy，Ｓz）とロボットアーム５０の形態との組
み合わせを予め所定数（例えば１１６種類）選出し、そ
れら各組み合わせに予め定めた優先順位を付して登録し
てなるものとされる。
ロボット姿勢データベースは、ほぼ無限にあるロボット
姿勢の中からツールおよびロボットアームとワークＷと
の干渉を回避する上で有意な差異のある各ベース位置Ｐ
（Ｓx，Ｓy，Ｓz）とロボットアーム５０の形態との組
み合わせを予め所定数（例えば１１６種類）選出し、そ
れら各組み合わせに予め定めた優先順位を付して登録し
てなるものとされる。
【００３５】ロボット姿勢の優先順位は、ロボットに行
わせる作業の品質を考慮して決定される。例えば、水平
溶接の場合、溶接点に正対するロボットの姿勢、つまり
Ｓxが値０であるロボット姿勢を基本姿勢として第１優
先順位とし、以下、（２）：基本姿勢の形態を変更した
姿勢、（３）：基本姿勢のベース位置をＹ方向にずらし
た姿勢、（４）：（３）の形態を変更した姿勢、
（５）：基本姿勢のベース位置をＺ方向にずらした姿
勢、（６）：（５）の形態を変更した姿勢、（７）：基
本姿勢のベース位置をＹ、Ｚ方向にずらした姿勢、
（８）：（７）の形態を変更した姿勢、（９）：基本姿
勢のベース位置をＸ方向にずらした姿勢、（１０）：
（９）の形態を変更した姿勢、（１１）：基本姿勢のベ
ース位置をＸ、Ｙ方向にずらした姿勢、（１２）：（１
１）の形態を変更した姿勢、（１３）：基本姿勢のベー
ス位置をＸ、Ｚ方向にずらした姿勢、（１４）：（１
３）の形態を変更した姿勢、（１５）：基本姿勢のベー
ス位置をＸ、Ｙ、Ｚ方向にずらした姿勢、（１６）：
（１５）の形態を変更した姿勢というような原則で予め
定めた優先順位を決定する。なお、同一方向に複数の姿
勢候補がある場合には、基本姿勢からの変更分が少ない
姿勢を上位とし、また変更分が同じである場合は正の変
更分の姿勢を上位とする。
わせる作業の品質を考慮して決定される。例えば、水平
溶接の場合、溶接点に正対するロボットの姿勢、つまり
Ｓxが値０であるロボット姿勢を基本姿勢として第１優
先順位とし、以下、（２）：基本姿勢の形態を変更した
姿勢、（３）：基本姿勢のベース位置をＹ方向にずらし
た姿勢、（４）：（３）の形態を変更した姿勢、
（５）：基本姿勢のベース位置をＺ方向にずらした姿
勢、（６）：（５）の形態を変更した姿勢、（７）：基
本姿勢のベース位置をＹ、Ｚ方向にずらした姿勢、
（８）：（７）の形態を変更した姿勢、（９）：基本姿
勢のベース位置をＸ方向にずらした姿勢、（１０）：
（９）の形態を変更した姿勢、（１１）：基本姿勢のベ
ース位置をＸ、Ｙ方向にずらした姿勢、（１２）：（１
１）の形態を変更した姿勢、（１３）：基本姿勢のベー
ス位置をＸ、Ｚ方向にずらした姿勢、（１４）：（１
３）の形態を変更した姿勢、（１５）：基本姿勢のベー
ス位置をＸ、Ｙ、Ｚ方向にずらした姿勢、（１６）：
（１５）の形態を変更した姿勢というような原則で予め
定めた優先順位を決定する。なお、同一方向に複数の姿
勢候補がある場合には、基本姿勢からの変更分が少ない
姿勢を上位とし、また変更分が同じである場合は正の変
更分の姿勢を上位とする。
【００３６】ツール姿勢とは、図４に示すように、ツー
ル６０の仰角θ、前進・後退角ψおよび回転角φを各パ
ラメータとして定義される作業形態をいう。
ル６０の仰角θ、前進・後退角ψおよび回転角φを各パ
ラメータとして定義される作業形態をいう。
【００３７】ここで、ＣＡＭ用データベース２１に登録
されるツール姿勢の優先順位は、ロボットに行わせる作
業の品質を考慮して決定される。例えば、図４に示すよ
うに、直交して配される２つの板状部材Ｗ1、Ｗ2を溶接
する場合であれば、仰角θが４５°、前進・後退角ψが
０°、回転角φが０°のときのツール姿勢を基本姿勢と
して第１優先順位とし、以下、（２）：基本姿勢の回転
角φを変更した姿勢、（３）：基本姿勢の仰角θを変更
した姿勢、（４）：基本姿勢の前進・後退角ψを変更し
た姿勢、（５）：基本姿勢の仰角θおよび回転角φを変
更した姿勢、（６）：基本姿勢の前進・後退角ψおよび
回転角φを変更した姿勢、（７）：基本姿勢の仰角θ、
前進・後退角ψおよび回転角φを変更した姿勢というよ
うに、予め定めた優先順位を決定する。なお、同一方向
に複数の姿勢候補がある場合には、基本姿勢からの変更
分が少ない姿勢を上位とし、また変更分が同じである場
合は正の変更分の姿勢を上位とする。
されるツール姿勢の優先順位は、ロボットに行わせる作
業の品質を考慮して決定される。例えば、図４に示すよ
うに、直交して配される２つの板状部材Ｗ1、Ｗ2を溶接
する場合であれば、仰角θが４５°、前進・後退角ψが
０°、回転角φが０°のときのツール姿勢を基本姿勢と
して第１優先順位とし、以下、（２）：基本姿勢の回転
角φを変更した姿勢、（３）：基本姿勢の仰角θを変更
した姿勢、（４）：基本姿勢の前進・後退角ψを変更し
た姿勢、（５）：基本姿勢の仰角θおよび回転角φを変
更した姿勢、（６）：基本姿勢の前進・後退角ψおよび
回転角φを変更した姿勢、（７）：基本姿勢の仰角θ、
前進・後退角ψおよび回転角φを変更した姿勢というよ
うに、予め定めた優先順位を決定する。なお、同一方向
に複数の姿勢候補がある場合には、基本姿勢からの変更
分が少ない姿勢を上位とし、また変更分が同じである場
合は正の変更分の姿勢を上位とする。
【００３８】また、ツール種類とは、図５に示すよう
に、ツールの形態的・機能的差異による分類をいう。本
実施形態では、ツール６０の軸Ｉに対する溶接トーチ６
１の傾きにより、ストレートトーチ（同図（ａ））、２
２．５度カーブドトーチ（同図（ｂ））および４５度カ
ーブドトーチ（同図（ｃ））の３種類に分類される。
に、ツールの形態的・機能的差異による分類をいう。本
実施形態では、ツール６０の軸Ｉに対する溶接トーチ６
１の傾きにより、ストレートトーチ（同図（ａ））、２
２．５度カーブドトーチ（同図（ｂ））および４５度カ
ーブドトーチ（同図（ｃ））の３種類に分類される。
【００３９】製造現場制御装置４０は、工場などの製造
現場で各種機器を制御・管理するためのシステムとさ
れ、ロボットＲの動作を数値制御するためのＮＣ情報を
格納する製造現場データベース４１を備えてなるものと
される。
現場で各種機器を制御・管理するためのシステムとさ
れ、ロボットＲの動作を数値制御するためのＮＣ情報を
格納する製造現場データベース４１を備えてなるものと
される。
【００４０】しかして、かかる構成のシステムＡにより
自動的に動作プログラムを生成する教示自動化処理につ
き説明する。
自動的に動作プログラムを生成する教示自動化処理につ
き説明する。
【００４１】図６に教示自動化処理のメインルーチンを
示す。
示す。
【００４２】ステップＳ１：ロボット姿勢、ツール姿勢
およびツール種類という各作業態様カテゴリ毎に作業態
様候補をＣＡＭ用データベース２１から取得する。
およびツール種類という各作業態様カテゴリ毎に作業態
様候補をＣＡＭ用データベース２１から取得する。
【００４３】すなわち、ロボット姿勢データベースの中
から溶接線Ｂの場所、溶接線Ｂの種類などを条件として
ロボット姿勢候補を所定数選択し、ロボット姿勢候補テ
ーブルを作成する。
から溶接線Ｂの場所、溶接線Ｂの種類などを条件として
ロボット姿勢候補を所定数選択し、ロボット姿勢候補テ
ーブルを作成する。
【００４４】下記表１に立向溶接の場合のロボット姿勢
候補テーブルの一例を示す。また、下記表２に水平溶接
の場合のロボット姿勢候補テーブルの一例を示す。
候補テーブルの一例を示す。また、下記表２に水平溶接
の場合のロボット姿勢候補テーブルの一例を示す。
【００４５】
【表１】
【００４６】
【表２】
【００４７】ツール姿勢は、図４に示した各パラメータ
θ、ψおよびφの中で本実施形態では例えば仰角θのみ
を変化させた姿勢を候補として選択する。すなわち、仰
角θが４５°（ψおよびφはともに０°）であるものを
基本姿勢として第１予め定めた優先順位とし、以下、仰
角θが５０°、４０°、５５°、３５°である各ツール
姿勢をこの予め定めた優先順位でツール姿勢候補として
選択する。
θ、ψおよびφの中で本実施形態では例えば仰角θのみ
を変化させた姿勢を候補として選択する。すなわち、仰
角θが４５°（ψおよびφはともに０°）であるものを
基本姿勢として第１予め定めた優先順位とし、以下、仰
角θが５０°、４０°、５５°、３５°である各ツール
姿勢をこの予め定めた優先順位でツール姿勢候補として
選択する。
【００４８】ツール種類は、変更可能な全てのツールを
ツール種類候補として選択する。
ツール種類候補として選択する。
【００４９】ステップＳ２：各作業態様カテゴリ毎に予
め定めた優先順位の最も高い候補を採用して今回の作業
態様とする。
め定めた優先順位の最も高い候補を採用して今回の作業
態様とする。
【００５０】ステップＳ３：干渉チェック処理を実施す
る。すなわち、ロボットＲの動作経路上でツール６０お
よびロボットアーム５０とワークＷとの間で干渉が発生
しないかをシミュレーションによりチェックする。以
下、この干渉チェック処理につき説明する。
る。すなわち、ロボットＲの動作経路上でツール６０お
よびロボットアーム５０とワークＷとの間で干渉が発生
しないかをシミュレーションによりチェックする。以
下、この干渉チェック処理につき説明する。
【００５１】干渉チェック処理 図２に示すように、ロボットＲの動作経路上に設定され
る各チェックポイント、つまり溶接線Ｂに沿って等間隔
で設定される各チェックポイントＰ1，Ｐ2，…，Ｐnに
おいて、ツール６０およびロボットアーム５０とワーク
Ｗとが干渉しないかロボットアーム５０，ツール６０お
よびワークＷの各３次元形状データを利用してチェック
する。
る各チェックポイント、つまり溶接線Ｂに沿って等間隔
で設定される各チェックポイントＰ1，Ｐ2，…，Ｐnに
おいて、ツール６０およびロボットアーム５０とワーク
Ｗとが干渉しないかロボットアーム５０，ツール６０お
よびワークＷの各３次元形状データを利用してチェック
する。
【００５２】具体的には、ツール６０先端が各チェック
ポイントＰ1〜Ｐnにあるときに、ロボットアーム５０ま
たはツール６０の各形状データがワークＷの形状データ
と交錯していないかを判断するようにして、干渉の有無
をチェックする。図８（ａ）にツール６０およびロボッ
トアーム５０とワークＷとが干渉しない場合を示し、同
図（ｂ）にツール６０が部材Ｗ7と干渉している場合を
示す。また、同図（ｃ）にロボットアーム５０が部材Ｗ
8と干渉している場合を示す。
ポイントＰ1〜Ｐnにあるときに、ロボットアーム５０ま
たはツール６０の各形状データがワークＷの形状データ
と交錯していないかを判断するようにして、干渉の有無
をチェックする。図８（ａ）にツール６０およびロボッ
トアーム５０とワークＷとが干渉しない場合を示し、同
図（ｂ）にツール６０が部材Ｗ7と干渉している場合を
示す。また、同図（ｃ）にロボットアーム５０が部材Ｗ
8と干渉している場合を示す。
【００５３】以下、図２（ｂ）に示すように、黒丸の各
チェックポイントＰa，Ｐb，Ｐcでロボットアーム５０
およびツール６０の両方がワークＷ（部材Ｗ3，Ｗ4）と
干渉し、黒三角の各チェックポイントＰd，Ｐe，Ｐfで
ツール６０がワークＷ（部材Ｗ5）と干渉し、同黒三角
の各チェックポイントＰg，Ｐh，Ｐi，Ｐjでロボットア
ーム５０がワークＷ（部材Ｗ6）と干渉している場合を
例に説明する。
チェックポイントＰa，Ｐb，Ｐcでロボットアーム５０
およびツール６０の両方がワークＷ（部材Ｗ3，Ｗ4）と
干渉し、黒三角の各チェックポイントＰd，Ｐe，Ｐfで
ツール６０がワークＷ（部材Ｗ5）と干渉し、同黒三角
の各チェックポイントＰg，Ｐh，Ｐi，Ｐjでロボットア
ーム５０がワークＷ（部材Ｗ6）と干渉している場合を
例に説明する。
【００５４】ステップＳ４：ツール６０およびロボット
アーム５０とワークＷとの間に干渉が発生している区間
の長さ（以下、干渉区間長という）ｄを演算し、干渉区
間長ｄの溶接線Ｂ全長Ｌに対する割合が第１設定値Ｍを
超えるか否かを判定する。
アーム５０とワークＷとの間に干渉が発生している区間
の長さ（以下、干渉区間長という）ｄを演算し、干渉区
間長ｄの溶接線Ｂ全長Ｌに対する割合が第１設定値Ｍを
超えるか否かを判定する。
【００５５】すなわち、前記黒丸の各チェックポイント
Ｐa，Ｐb，Ｐcの区間長をｄrt、黒三角の各チェックポ
イントＰd，Ｐe，Ｐfの区間長をｄt、同黒三角の各チェ
ックポイントＰg，Ｐh，Ｐi，Ｐjの区間長をｄrとする
と、下記式（１）により干渉区間長ｄが算出される。
Ｐa，Ｐb，Ｐcの区間長をｄrt、黒三角の各チェックポ
イントＰd，Ｐe，Ｐfの区間長をｄt、同黒三角の各チェ
ックポイントＰg，Ｐh，Ｐi，Ｐjの区間長をｄrとする
と、下記式（１）により干渉区間長ｄが算出される。
【００５６】 ｄ＝ｄrt＋ｄt＋ｄr （１）
【００５７】ここで、干渉区間長ｄの溶接線Ｂ全長Ｌに
対する割合が第１設定値Ｍ以上であればステップＳ５の
干渉回避処理に進み、第１設定値Ｍ以上でなければその
ときのロボット姿勢、ツール姿勢およびツール種類の各
作業態様の組み合わせを選択して、ステップＳ８に進
む。
対する割合が第１設定値Ｍ以上であればステップＳ５の
干渉回避処理に進み、第１設定値Ｍ以上でなければその
ときのロボット姿勢、ツール姿勢およびツール種類の各
作業態様の組み合わせを選択して、ステップＳ８に進
む。
【００５８】ステップＳ５：干渉回避処理を実施する。
すなわち、ツール６０およびロボットアーム５０とワー
クＷとの干渉が発生した箇所での干渉を回避するように
作業態様を変更するための処理を行う。
すなわち、ツール６０およびロボットアーム５０とワー
クＷとの干渉が発生した箇所での干渉を回避するように
作業態様を変更するための処理を行う。
【００５９】図７に干渉回避処理の手順をフローチャー
トで示す。
トで示す。
【００６０】ステップＳ１１：これまでの処理でロボッ
ト姿勢が決定済みであるか否かが判定される。ロボット
姿勢が決定されていればステップＳ１６に進み、決定さ
れていなければステップＳ１２に進む。初回は決定され
ていないので、ステップＳ１２に進む。
ト姿勢が決定済みであるか否かが判定される。ロボット
姿勢が決定されていればステップＳ１６に進み、決定さ
れていなければステップＳ１２に進む。初回は決定され
ていないので、ステップＳ１２に進む。
【００６１】ステップＳ１２：ロボットアーム５０がワ
ークＷと干渉すると判断された区間の長さ（以下、ロボ
ットアームと部材が干渉する区間の長さ長という）ｄ
armを演算し、ロボットアームと部材が干渉する区間の
長さ長ｄarmの溶接線Ｂ全長Ｌに対する割合が第２設定
値Ｎ以上であるか否かを判定する。前記例では、ロボッ
トアームと部材が干渉する区間の長さ長ｄarmは下記式
（２）により演算される。
ークＷと干渉すると判断された区間の長さ（以下、ロボ
ットアームと部材が干渉する区間の長さ長という）ｄ
armを演算し、ロボットアームと部材が干渉する区間の
長さ長ｄarmの溶接線Ｂ全長Ｌに対する割合が第２設定
値Ｎ以上であるか否かを判定する。前記例では、ロボッ
トアームと部材が干渉する区間の長さ長ｄarmは下記式
（２）により演算される。
【００６２】 ｄarm＝ｄrt＋ｄr （２）
【００６３】ここで、前記割合が第２設定値Ｎ以上であ
ればステップＳ１３に進み、第２設定値Ｎ以上でなけれ
ばステップＳ２０に進み、現在のロボット姿勢候補をロ
ボット姿勢に決定後、ステップＳ１６に進む。
ればステップＳ１３に進み、第２設定値Ｎ以上でなけれ
ばステップＳ２０に進み、現在のロボット姿勢候補をロ
ボット姿勢に決定後、ステップＳ１６に進む。
【００６４】ステップＳ１３：他にロボット姿勢候補が
あるか否かを判定する。他にロボット姿勢候補があれば
ステップＳ１４に進み、他にロボット姿勢候補がなけれ
ばステップＳ１５に進む。
あるか否かを判定する。他にロボット姿勢候補があれば
ステップＳ１４に進み、他にロボット姿勢候補がなけれ
ばステップＳ１５に進む。
【００６５】ステップＳ１４：ロボット姿勢候補テーブ
ル（表１または表２参照）の中から優先順位が次順位の
ロボット姿勢を選択した後、本干渉回避処理を終了し、
図６の教示自動化処理に戻る。ステップＳ１２〜ステッ
プＳ１４の処理によって、ロボットアーム５０とワーク
Ｗとの干渉箇所が多い場合にはロボット姿勢がツール姿
勢よりも優先的に変更される。
ル（表１または表２参照）の中から優先順位が次順位の
ロボット姿勢を選択した後、本干渉回避処理を終了し、
図６の教示自動化処理に戻る。ステップＳ１２〜ステッ
プＳ１４の処理によって、ロボットアーム５０とワーク
Ｗとの干渉箇所が多い場合にはロボット姿勢がツール姿
勢よりも優先的に変更される。
【００６６】ステップＳ１５：ロボットアームと部材が
干渉する区間の長さ長ｄarmを最小とするロボット姿勢
を選択し、ステップＳ１６に進む。
干渉する区間の長さ長ｄarmを最小とするロボット姿勢
を選択し、ステップＳ１６に進む。
【００６７】ステップＳ１６：他にツール姿勢候補があ
るか否かを判定する。他にツール姿勢候補があればステ
ップＳ１７に進み、他にツール姿勢候補がなければステ
ップＳ１８に進む。
るか否かを判定する。他にツール姿勢候補があればステ
ップＳ１７に進み、他にツール姿勢候補がなければステ
ップＳ１８に進む。
【００６８】ステップＳ１７：優先順位が次順位のツー
ル姿勢を選択した後、本干渉回避処理を終了し、図６の
教示自動化処理に戻る。
ル姿勢を選択した後、本干渉回避処理を終了し、図６の
教示自動化処理に戻る。
【００６９】ステップＳ１８：他にツール種類候補があ
るか否かを判定する。ここで、他にツール種類候補がな
ければ本干渉回避処理を終了し、あればステップＳ１９
のツール種類変更処理に進む。
るか否かを判定する。ここで、他にツール種類候補がな
ければ本干渉回避処理を終了し、あればステップＳ１９
のツール種類変更処理に進む。
【００７０】ステップＳ１９：優先順位が次順位のツー
ルを選択した後、本干渉回避処理を終了し、図６の教示
自動化処理に戻る。なお、ここでツール６０の種類を変
更したときには、第１優先順位のツール姿勢から再度ス
テップＳ３の干渉チェック処理を行う。
ルを選択した後、本干渉回避処理を終了し、図６の教示
自動化処理に戻る。なお、ここでツール６０の種類を変
更したときには、第１優先順位のツール姿勢から再度ス
テップＳ３の干渉チェック処理を行う。
【００７１】図６に戻り、ステップＳ６では、ロボット
姿勢、ツール姿勢およびツール種類のいずれかに変更が
あったか否かを判定する。変更があれば前記ステップＳ
３に戻り、変更がなければステップＳ７に進む。
姿勢、ツール姿勢およびツール種類のいずれかに変更が
あったか否かを判定する。変更があれば前記ステップＳ
３に戻り、変更がなければステップＳ７に進む。
【００７２】ステップＳ７：干渉チェック処理の結果に
より干渉区間長ｄを最小とするロボット姿勢、ツール姿
勢およびツール種類の各作業態様の組み合わせを選択す
る。
より干渉区間長ｄを最小とするロボット姿勢、ツール姿
勢およびツール種類の各作業態様の組み合わせを選択す
る。
【００７３】ステップＳ８：前記ステップＳ４またはス
テップＳ７で選択された各作業態様の組み合わせを最終
的な作業態様として選択し、この作業態様で干渉箇所が
あればその箇所でロボットＲの動作経路を分割し、干渉
が発生していない部分のみをロボットＲにより施工する
ものとして干渉を回避する。
テップＳ７で選択された各作業態様の組み合わせを最終
的な作業態様として選択し、この作業態様で干渉箇所が
あればその箇所でロボットＲの動作経路を分割し、干渉
が発生していない部分のみをロボットＲにより施工する
ものとして干渉を回避する。
【００７４】すなわち、ロボット姿勢、ツール姿勢、ツ
ール種類の変更による干渉回避処理の結果、図９に示す
ように、黒三角の各チェックポイントＰd、Ｐe、Ｐfの
区間および同黒三角の各チェックポイントＰg、Ｐh、Ｐ
i、Ｐjの区間では干渉が解消し、黒丸の各チェックポイ
ントＰa、Ｐb、Ｐcの区間ではロボットＲによる施工は
行わないものとし、その余の区間Ｌ1、Ｌ2をロボットＲ
により施工するように動作プログラムを生成する。
ール種類の変更による干渉回避処理の結果、図９に示す
ように、黒三角の各チェックポイントＰd、Ｐe、Ｐfの
区間および同黒三角の各チェックポイントＰg、Ｐh、Ｐ
i、Ｐjの区間では干渉が解消し、黒丸の各チェックポイ
ントＰa、Ｐb、Ｐcの区間ではロボットＲによる施工は
行わないものとし、その余の区間Ｌ1、Ｌ2をロボットＲ
により施工するように動作プログラムを生成する。
【００７５】このように、本実施形態のロボット制御方
法では、ロボット姿勢、ツール姿勢およびツール種類の
各作業態様カテゴリ毎に作業品質に応じて予め定めた優
先順位を付した作業態様候補を予め選定し、干渉区間長
ｄが所定の長さを超えるときには前記予め定めた優先順
位に従って作業態様を変更し、前記作業態様候補の中で
ロボットＲによる施工率が最も大きくなる作業態様を選
択して動作プログラムが生成されるので、作業品質と作
業効率とをバランスさせた最適な動作プログラムを生成
することが可能となり、ロボットを効率よく動作させる
ことができる。
法では、ロボット姿勢、ツール姿勢およびツール種類の
各作業態様カテゴリ毎に作業品質に応じて予め定めた優
先順位を付した作業態様候補を予め選定し、干渉区間長
ｄが所定の長さを超えるときには前記予め定めた優先順
位に従って作業態様を変更し、前記作業態様候補の中で
ロボットＲによる施工率が最も大きくなる作業態様を選
択して動作プログラムが生成されるので、作業品質と作
業効率とをバランスさせた最適な動作プログラムを生成
することが可能となり、ロボットを効率よく動作させる
ことができる。
【００７６】また、干渉による作業不能な部分が所定長
さ（割合）を超えるときにのみ作業態様を変更するよう
にしているので、最適な作業態様の探索に要する時間
と、ロボットによる施工率アップによる作業時間節約と
をバランスさせて動作プログラムを生成してロボットを
動作させることも可能となる。
さ（割合）を超えるときにのみ作業態様を変更するよう
にしているので、最適な作業態様の探索に要する時間
と、ロボットによる施工率アップによる作業時間節約と
をバランスさせて動作プログラムを生成してロボットを
動作させることも可能となる。
【００７７】以上、本発明を実施形態に基づいて説明し
てきたが、本発明はかかる実施形態のみに限定されるも
のではなく、種々改変が可能である。例えば、実施形態
では溶接ロボットを例に採り説明されているが、本発明
の適用は溶接ロボットに限定されるものではなく、各種
ロボットに適用でき、例えば塗装ロボットやシーリング
ロボットにも適用できる。
てきたが、本発明はかかる実施形態のみに限定されるも
のではなく、種々改変が可能である。例えば、実施形態
では溶接ロボットを例に採り説明されているが、本発明
の適用は溶接ロボットに限定されるものではなく、各種
ロボットに適用でき、例えば塗装ロボットやシーリング
ロボットにも適用できる。
【００７８】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
複雑な形状のワークに対しても合理的な範囲で最適な作
業態様を選定して、ロボットによる施工率の高い動作プ
ログラムを自動生成して、ロボットを動作させることが
できるという優れた効果が得られる。
複雑な形状のワークに対しても合理的な範囲で最適な作
業態様を選定して、ロボットによる施工率の高い動作プ
ログラムを自動生成して、ロボットを動作させることが
できるという優れた効果が得られる。
【図１】本発明の一実施形態に係るロボット制御方法が
適用される教示自動化システムの概略構成を示すブロッ
ク図である。
適用される教示自動化システムの概略構成を示すブロッ
ク図である。
【図２】ワークの一例を示す模式図であり、同（ａ）は
斜視図、同（ｂ）は平面図を示す。
斜視図、同（ｂ）は平面図を示す。
【図３】ロボット姿勢の各態様を示す斜視図であり、同
（ａ）は変更前のロボット姿勢、同（ｂ）はベース位置
変更後のロボット姿勢、同（ｃ）は形態変更後のロボッ
ト姿勢を示す。
（ａ）は変更前のロボット姿勢、同（ｂ）はベース位置
変更後のロボット姿勢、同（ｃ）は形態変更後のロボッ
ト姿勢を示す。
【図４】ツール姿勢の態様を示す模式図であり、同
（ａ）は斜視図、同（ｂ）は側面図、同（ｃ）は正面図
を示す。
（ａ）は斜視図、同（ｂ）は側面図、同（ｃ）は正面図
を示す。
【図５】ツール種類の各態様を示す模式図であり、同
（ａ）はストレートトーチ、同（ｂ）は２２．５度カー
ブドトーチ、同（ｃ）は４５度カーブドトーチを示す。
（ａ）はストレートトーチ、同（ｂ）は２２．５度カー
ブドトーチ、同（ｃ）は４５度カーブドトーチを示す。
【図６】教示自動化処理の手順を示す流れ図である。
【図７】干渉回避処理の手順を示す流れ図である。
【図８】ツールおよびロボットアームとワークとの干渉
の態様を示す模式図であり、同（ａ）は干渉のない場
合、同（ｂ）はツールとワークとが干渉する場合、同
（ｃ）はロボットアームとワークとが干渉する場合を示
す。
の態様を示す模式図であり、同（ａ）は干渉のない場
合、同（ｂ）はツールとワークとが干渉する場合、同
（ｃ）はロボットアームとワークとが干渉する場合を示
す。
【図９】ロボットの動作経路の分割例を示す模式図であ
る。
る。
１０ 設計ＣＡＤシステム １１ ＣＡＤ用データベース ２０ 設計部門用ＣＡＭ ２１ ＣＡＭ用データベース ３０ 製造部門用ＣＡＭ ４０ 製造現場制御装置 ４１ 製造現場データベース ５０ ロボットアーム ６０ ツール ６１ トーチ Ａ ロボット制御システム Ｃ ロボットコントローラ Ｒ ロボット Ｗ ワーク
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 本多 文博 明石市川崎町１番１号 川崎重工業株式会 社明石工場内 (72)発明者 川端 純一 明石市川崎町１番１号 川崎重工業株式会 社明石工場内 Ｆターム(参考） 3C007 AS11 LS00 LS09 LS20 MT07 5H269 AB12 AB19 AB33 BB08 BB14 CC09 EE11 QB15 QC10 SA10
Claims (20)
- 【請求項１】 所定作業に対するロボットの動作をシミ
ュレーションして作業経路における部材との干渉の有無
をチェックし、ロボットアームあるいはその先端に装着
されたツールが部材と干渉すると判定された場合におい
て、干渉区間長が所定値を超えていなければ、干渉個所
でロボットの作業経路を分断し、その分断された作業経
路内においてロボットを動作させるようにすることを特
徴とするロボット制御方法。 - 【請求項２】 干渉区間長が最小となるようロボット姿
勢、ツール姿勢およびツールを選択することを特徴とす
る請求項１記載のロボット制御方法。 - 【請求項３】 所定作業に対するロボットの動作をシミ
ュレーションして作業経路における部材との干渉の有無
をチェックし、ロボットアームあるいはその先端に装着
されたツールが部材と干渉すると判定された場合におい
て、干渉区間長が所定値を超えていれば、干渉回避処理
を行った後に、ロボットを動作させるようにすることを
特徴とするロボット制御方法。 - 【請求項４】 ロボットアームと部材が干渉する区間の
長さが所定値を超えている場合において、ロボット姿勢
を変更する余地があれば、ロボット姿勢を変更すること
を特徴とする請求項３記載のロボット制御方法。 - 【請求項５】 ロボット姿勢の変更が予め定めた優先順
位の高い順になされることを特徴とする請求項４記載の
ロボット制御方法。 - 【請求項６】 ロボットアームと部材が干渉する区間の
長さが所定値を超えていないか、あるいは超えていても
ロボット姿勢を変更する余地がない場合において、ツー
ル姿勢に変更する余地があれば、ツール姿勢を変更する
ことを特徴とする請求項３記載のロボット制御方法。 - 【請求項７】 ツール姿勢の変更が予め定めた優先順位
の高い順になされることを特徴とする請求項６記載のロ
ボット制御方法。 - 【請求項８】 ロボットアームと部材が干渉する区間の
長さが所定値を超えていないか、あるいは超えていても
ロボット姿勢を変更する余地がない場合で、かつツール
姿勢を変更する余地がない場合において、ツールを変更
する余地があれば、ツールを変更することを特徴とする
請求項３記載のロボット制御方法。 - 【請求項９】 ツールの変更が予め定めた優先順位の高
い順になされることを特徴とする請求項８記載のロボッ
ト制御方法。 - 【請求項１０】 再度シミュレーションして作業経路に
おける部材との干渉の有無をチェックすることを特徴と
する請求項４、５、６、７、８または９記載のロボット
制御方法。 - 【請求項１１】 所定作業に対するロボットの動作をシ
ミュレーションして作業経路における部材との干渉の有
無をチェックし、ロボットアームあるいはその先端に装
着されたツールが部材と干渉すると判定された場合にお
いて、干渉区間長が所定値を超えていなければ、干渉個
所でロボットの作業経路を分断し、その分断された作業
経路内においてロボットを動作させるように構成されて
なることを特徴とするロボット制御システム。 - 【請求項１２】 干渉区間長が最小となるようロボット
姿勢、ツール姿勢およびツールを選択するように構成さ
れてなることを特徴とする請求項１１記載のロボット制
御システム。 - 【請求項１３】 所定作業に対するロボットの動作をシ
ミュレーションして作業経路における部材との干渉の有
無をチェックし、ロボットアームあるいはその先端に装
着されたツールが部材と干渉すると判定された場合にお
いて、干渉区間長が所定値を超えていれば、干渉回避処
理を行った後に、ロボットを動作させるように構成され
てなることを特徴とするロボット制御システム。 - 【請求項１４】 ロボットアームと部材が干渉する区間
の長さが所定値を超えている場合において、ロボット姿
勢を変更する余地があれば、ロボット姿勢を変更するよ
うに構成されてなることを特徴とする請求項１３記載の
ロボット制御システム。 - 【請求項１５】 ロボット姿勢の変更が予め定めた優先
順位の高い順になされるように構成されてなることを特
徴とする請求項１４記載のロボット制御システム。 - 【請求項１６】 ロボットアームと部材が干渉する区間
の長さが所定値を超えていないか、あるいは超えていて
もロボット姿勢を変更する余地がない場合において、ツ
ール姿勢に変更する余地があれば、ツール姿勢を変更す
るように構成されてなることを特徴とする請求項１３記
載のロボット制御システム。 - 【請求項１７】 ツール姿勢の変更が予め定めた優先順
位の高い順になされるように構成されてなることを特徴
とする請求項１６記載のロボット制御システム。 - 【請求項１８】 ロボットアームと部材が干渉する区間
の長さが所定値を超えていないか、あるいは超えていて
もロボット姿勢を変更する余地がない場合で、かつツー
ル姿勢を変更する余地がない場合において、ツールを変
更する余地があれば、ツールを変更するように構成され
てなることを特徴とする請求項１３記載のロボット制御
システム。 - 【請求項１９】 ツールの変更が予め定めた優先順位の
高い順になされるように構成されてなることを特徴とす
る請求項１８記載のロボット制御システム。 - 【請求項２０】 再度シミュレーションして作業経路に
おける部材との干渉の有無をチェックするように構成さ
れてなることを特徴とする請求項１４、１５、１６、１
７、１８または１９記載のロボット制御システム。
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