JP2518331B2 - ロボット動作時間の分析装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、ロボットの各動作時間を自動的に分析す
るロボット動作時間の分析装置に関するものである。

従来の技術 部品の組付け作業等を行なうロボットの各動作に要し
た時間を分析する場合等には、従来においては、例えば
第７図および第８図に示すように、ロボット１の動作を
制御する制御盤２のプログラマブルコントローラ３およ
びモータアンプ４にメモリーハイコード５を接続し、プ
ログラマブルコントローラ３からのデジタル信号と、モ
ータアンプ４からのアナログ信号とを前記メモリーハイ
コーダ５にそれぞれ記録させていた。

そしてロボット動作時間の分析は、作業者が手作業に
より、先ず前記メモリーハイコーダ５から出力された記
録紙5aに記録された信号の各動作毎に線引き（第８図参
照）した後、前記線引きした各線の間隔を定規により読
取り、次に、読取った各値を計算機等により時間に換算
してロボット１の各動作時間を算出して分析を行なって
いた。

発明が解決しようとする問題点 しかし、前記した従来の動作時間の分析方法において
は、線引き、読取りおよび時間換算の各作業を作業者が
手作業により行なっていたため時間がかかるとともに、
各信号の動作毎の線引きの際の線の太さの違いによって
読取りに誤差が生じ、各動作の合計時間の過不足を無く
すため読取り作業および計算を何度も繰返しやり直す必
要があり、時間がかかるとともに分析精度にも限度があ
った。

この発明は上記問題点に鑑みなされたもので、ロボッ
ト動作時間の分析を自動的に行なうことにより、手作業
による分析の場合に比べて分析精度を向上できるととも
に、分析に要する時間を大幅に短縮できる分析装置の提
供を目的としている。

問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するための手段としてこの発明は、
ロボットの動作を制御する制御器と、この制御器の信号
を増幅してロボットの各制御軸の駆動モータを制御する
モータアンプと、このモータアンプからのアナログ信号
をA/D変換しかつTTLレベルのデジタル信号に変換すると
ともに前記制御器からのデジタル信号をTTLレベルのデ
ジタル信号に変換する信号変換器と、記憶機能を備えか
つ前記信号変換器に接続された演算記憶装置と、ロボッ
ト動作時間の算出プログラムを搭載しかつ前記演算記憶
装置に切離し可能に接続されたコンピュータと、このコ
ンピュータによる分析結果を出力する出力装置とを有す
ることを特徴としている。

また、前記信号変換器の出力側と演算記憶装置の入力
側とを、フォトカプラを介在させたケーブルにより接続
することもできる。

作用 上記のように構成することにより、この発明のロボッ
ト動作時間の分析装置は、信号変換器により制御器から
のデジタル信号をTTLレベルのデジタル信号に変換する
とともに、ロボットの各制御軸の駆動モータを制御する
モータアンプからのアナログ信号をA/D変換し、得られ
たデジタル信号を更にTTLレベルに変換し、TTLレベルに
変換された両デジタル信号を演算記憶装置に入力する。
演算記憶装置にTTLレベルのデジタル信号として各デー
タが入力されると、各データが演算処理されるととも
に、演算結果をこの演算記憶装置に一旦記憶させる。そ
して、ロボットの全ての動作が終了した後に、記憶させ
てある前記各データを読出してコンピュータに通信し、
コンピュータに搭載されたロボット動作時間の算出プロ
グラムにより動作時間の算出および分析を行なう。この
とき、演算記憶装置に一旦記憶させたデータをコンピュ
ータに入力することにより、ベーシックプログラムのた
め処理速度が遅いコンピューータでも、小さな信号パル
スを読落すことなく正確に入力される。データが入力さ
れると、算出プログラムが信号の変化した時間を、その
信号が次に変化した時間から減算してその差の時間を順
に求めて動作時間の分析を行ない、分析結果が出力され
る。

また、前記信号変換器の出力側と演算記憶装置の入力
側とがフォトカプラを介在させたケーブルにより接続す
れば、分析装置の入力側と処理側とが電気的に分離され
てノイズの悪影響が排除される。

実 施 例 以下、本発明の一実施例を第１図ないし第６図に基づ
いて説明する。

動作時間の分析を行なう対象は、部品の自動組付けを
行なう組付けロボット11で、この組付けロボット11は３
本の制御軸を有するとともに、制御盤12により各動作を
制御されている。また制御盤12は、プログラマブルコン
トローラ13と、このプログラマブルコントローラからの
信号を増幅してロボットの３本の制御軸の各駆動モータ
を制御する３個のモータアンプ14とが備えられている。

一方、動作時間の分析を行なうロボット動作時間の分
析装置15は、信号変換器16と、この信号変換器16と一端
にフォトカプラ17aを備えたケーブル17により接続され
た演算記憶装置18とを備えている。また、前記演算記憶
装置18には、各動作時間算出プログラムを搭載したパー
ソナルコンピュータ（以下パソコンという）19が切離し
可能に接続されている。またこのパソコン19は、CRTデ
ィスプレー19aを備えるとともにプリンタ20が接続され
ている。また、前記信号変換器16は、３個のアナログ入
力端子と、８個のデジタル入力端子とを備え、入力され
たアナログ信号およデジタル信号をTTLレベルのデジタ
ル信号に変換して出力する。また前記演算記憶装置18
は、それぞれ前記信号変換器16に接続された14個のTTL
レベルのデジタル入力端子と、それぞれパソコン19に接
続された６個のパラレル出力端子および１個のシリアル
出力端子を備えている。

そして、組付けロボット11の各作動時間の分析を行な
う場合には、組付けロボット11の制御盤12のプログラマ
ブルコントローラ13と、分析装置15の信号変換器16のデ
ジタル入力端子とを接続するとともに、同様に制御盤12
の各モータアンプ14と信号変換器16のアナログ入力端子
とそれぞれ接続し、第２図に示した操作手順により、先
ず分析装置15の電源をONし、演算記憶装置18のタイマを
リセットして入力準備した後、組付けロボット11を起動
する。

組付けロボット11が起動して部品の組付け動作を開始
すると、制御盤12のプログラマブルコントローラ13から
のデジタル信号（＋24v,0v）は、信号変換器16によりTT
Lレベルのデジタル信号（＋5v,0v）に変換され、また各
モータアンプ14からのアナログ信号は、A/D変換されて
デジタル信号（±13v）に変換された後に更にTTLレベル
のデジタル信号（＋5v,0v）に変換されて、それぞれTTL
レベルのデジタル信号として、一端にフォトカプラ17a
を設けたケーブル17を介して入力状態の演算記憶装置18
に同時に入力され、組付けロボット11の各動作時間のデ
ータ入力が実行され、さらに、データ入力と同時にこの
演算記憶装置18の記憶装置にもデータが記憶される。こ
のとき、演算記憶装置18への入力を、フォトカプラ17a
を一端に設けたケーブル17を用いて行なうことにより、
前記フォトカプラ17aにおいて電気信号を光学的信号に
一旦変換した後、再び電気信号に変換して入力するた
め、分析装置15の入力側と処理側とを電気的に分離する
ことができ、分析結果へのノイズの悪影響を除くことが
できる。そして組付けロボット11の動作が全て終了する
と、前記演算記憶装置18のタイマに動作終了時間が表示
され、データの入力が完了する。

データの入力が完了すると、演算記憶装置18を入力装
置から通信状態に切換えるとともに通信方法をパラレル
にするかシリアルにするか選択し、選択した通信方法に
よって、一旦記憶させた前記データを、この演算記憶装
置18に接続されているパソコン19へ通信する。このと
き、入力されたデータを演算記憶装置18に一旦記憶さ
せ、組付けロボット11の全ての動作が終了した後に、前
記各データを読出してパソコン19に通信するようにした
ので、ベーシックプログラムによる処理速度が遅くて
も、小さな信号パルスも読落すことなく正確に入力され
る。

パソコン19では、搭載している各動作時間算出プログ
ラムで、通信により入力されたデータの分析が実行さ
れ、分析内容は、先ず、組付けロボット11の３本の制御
軸の動作の全信号がCRTディスプレー19aに表示されると
ともに、プリンタ20によりプリントアウトされる（第４
図参照）。次に、指定した信号（この場合は＃１の信
号）およびその信号のサイクルタイムが分析結果として
前記CRTディスプレー19aに表示されるとともにプリント
アウトされる（第５図参照）。

また、組付けロボット11の設置されている場合のスペ
ース等の事情で、現地でパソコン19を接続してその分析
作業ができない場合には、分析装置15からのパソコン19
およびプリンタ20を切離して、信号変換器16と演算記憶
装置18および記憶メモリ（ROM）を現地に持参してデー
タを記憶メモリ（ROM）に記憶させた後、演算記憶装置1
8と記憶メモリ（ROM）とを現地から引上げて、各動作時
間算出プログラムを搭載したパソコン19に接続して分析
を行なうか、または演算記憶装置18と、携帯型パソコン
等を使用し、データをフロッピーディスク等の記憶媒体
に記憶させておき、第３図に示した手順で、データを記
憶させたフロッピーディスク等を各動作時間算出プログ
ラムを搭載したパソコン19に読取らせて分析を行わせる
こともできる。

また、付加プログラムにより第６図に示すように、組
付けロボット11の３本の制御軸が全て停止している時間
を表示することも可能である。

なお、本実施例の分析装置15においては、信号変換器
16により変換されたTTLレベルのデジタル信号をフォト
カプラ17aを用いたケーブル17を介して演算記憶装置18
に入力するようにしたので、この分析装置15の入力側と
処理側とを電気的に分離されることにより、演算記憶装
置18側へのノイズの悪影響を排除できるので、精度の高
い分析を行なうことができる。

また、本実施例の分析装置15は、信号変換器16は３個
のアナログ入力端子と、８個のデジタル入力端子とを備
え、入力されたアナログおよびデジタル信号をTTLレベ
ルのデジタル信号に変換して出力し、演算記憶装置18
は、それぞれ前記信号変換器16に接続された14個のTTL
レベルのデジタル入力端子と、６個のパラレル出力端子
と、１個のシリアル出力端子を備えている構成としたの
で、他に開発した制御基盤に接続することにより、ロボ
ットの各動作時間の分析以外に、例えば、作動異常のNG
信号等を取出して自動処理させる等の作業にも使用する
ことが可能である。

発明の効果 以上説明したようにこの発明のロボット動作時間の分
析装置は、ロボットの動作を制御する制御器と、この制
御器の信号を増幅してロボットの各制御軸の駆動モータ
を制御するモータアンプと、このモータアンプからのア
ナログ信号をA/D変換しかつTTLレベルのデジタル信号に
変換するとともに前記制御器からのデジタル信号をTTL
レベルのデジタル信号に変換する信号変換器と、記憶機
能を備えかつ前記信号変換器に接続された演算記憶装置
と、ロボット動作時間の算出プログラムを搭載しかつ前
記演算記憶装置に切離し可能に接続されたコンピュータ
と、このコンピュータによる分析結果を出力する出力装
置とで構成し、ロボットの動作時間の分析を自動的に行
なうようにしたので、従来の手作業により分析した場合
に比べて分析精度を飛躍的に高めることができるととも
に、分析に要する時間および工数を大幅に削減すること
ができる。また、入力されたデータを演算記憶装置に一
旦記憶させることにより、コンピュータの処理速度が遅
い場合でも、小さな信号パルスも読落すことなく正確に
入力することができるとともに、相互通信することによ
り処理速度に起因する入力ミスを無くすことができ、さ
らに、演算記憶装置に記憶させることにより、コンピュ
ータを持ち込めない場合にも、現地でデータを記憶させ
て持ち返り、別の場所でコンピュータによる分析を行な
うことができる。

また、信号変換器の出力側と演算記憶装置の入力側と
をフォトカプラを介在させたケーブルにより接続するこ
とにより、分析装置の入力側と処理側とを電気的に分離
されてノイズの悪影響が排除されて、精度の高い分析結
果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第６図は本発明の実施例を示すもので、第
１図は分析装置の構成を示す斜視図、第２図は分析の操
作手順を示す工程図、第３図は演算記憶装置と接続され
ていないパソコンで分析する場合の操作手順を示す工程
図、第４図は全信号が記録されたプリントアウトの状態
を示す図、第５図は指定した信号とそのサイクルタイム
が記録されたプリントアウトの状態を示す図、第６図は
３本の制御軸が全て停止している時間を記録したプリン
トアウトの状態を示す図、第７図および第８図は従来例
を示し、第７図はメモリーハイコーダによるデータ採取
の様子を示す斜視図、第８図は分析作業に使用されたメ
モリーハイコーダの記録紙の状態を示す図である。 11……組付けロボット、12……制御盤、13……プログラ
マブルコントローラ、14……モータアンプ、15……分析
装置、16……信号変換器、17……ケーブル、17a……フ
ォトカプラ、18……演算記憶装置、19……パソコン、19
a……CRTディスプレー、20……プリンタ。

フロントページの続き (72)発明者 坂本 勝善 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自 動車株式会社内 (72)発明者 福島 雅郎 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自 動車株式会社内

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ロボットの動作を制御する制御器と、この
   制御器の信号を増幅してロボットの各制御軸の駆動モー
   タを制御するモータアンプと、このモータアンプからの
   アナログ信号をA/D変換しかつTTLレベルのデジタル信号
   に変換するとともに前記制御器からのデジタル信号をTT
   Lレベルのデジタル信号に変換する信号変換器と、記憶
   機能を備えかつ前記信号変換器に接続された演算記憶装
   置と、ロボット動作時間の算出プログラムを搭載しかつ
   前記演算記憶装置に切離し可能に接続されたコンピュー
   タと、このコンピュータによる分析結果を出力する出力
   装置とを有することを特徴とするロボット動作時間の分
   析装置。
2. 【請求項２】前記信号変換器の出力側と演算記憶装置の
   入力側とがフォトカプラを介在させたケーブルにより接
   続されていることを特徴とする請求項１記載のロボット
   動作時間の分析装置。