JP2611530B2 - 産業用ロボットの制御装置及びその制御方法 - Google Patents

産業用ロボットの制御装置及びその制御方法

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JP2611530B2 JP2266125A JP26612590A JP2611530B2 JP 2611530 B2 JP2611530 B2 JP 2611530B2 JP 2266125 A JP2266125 A JP 2266125A JP 26612590 A JP26612590 A JP 26612590A JP 2611530 B2 JP2611530 B2 JP 2611530B2
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Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、部品を作業対象に嵌め込んだり、作業対象
に挿入したり、作業対象にねじ締めしたりすることによ
って、部品を作業対象に組み付ける産業用ロボットの制
御装置及びその制御方法に関する。
［従来の技術］ 従来より、産業用ロボット、例えばティーチイングプ
レイバックロボットは、一般に繰り返し再現性が良いた
め、部品を毎回同じ所へ位置決めし、繰り返し同じ作業
をして作業対象に組み付ける部品組付装置に用いられて
いる。したがって、ロボットには、組み付け作業の成功
率が最大となる点、すなわち、最適な作業点を教示点と
して教示する必要がある。
ところで、部品が組付けられる基板等の作業対象は、
位置決め機構によりある位置に固定されるが、作業対象
の精度、位置決め機構の性能により、その作業対象の固
定位置がある中心値とある大きさのばらつきを持つ。こ
のため、ロボットの作業遂行部は、その中心値を狙って
教示されるべきであるが、この中心値は製品のロット
（流動数）や外気の温度変化により変化するので、作業
者が作業毎に計測することは不可能であった。
そこで、特開昭60−196808号公報や特開昭61−253508
号公報においては、専用の距離センサや視覚センサを用
いて作業対象の固定位置を事前に測定して作業遂行部の
教示点を自動的に修正する方法が提案されている。
［発明が解決しようとする課題］ ところが、従来の方法においては、距離センサや視覚
センサを用いているので、距離センサや視覚センサによ
り測定可能な作業対象に限られていた。この結果、距離
センサや視覚センサにより測定不可能な作業対象におい
ては、作業の成功率を向上することが困難であった。
例えば、それぞれ締結穴を有する２枚の板部材をねじ
締めする場合に、センサ側（上側）の板部材の締結穴し
か測定できない。このため、上下の板部材の締結穴がず
れている場合に、下部の板部材の締結穴を測定できない
ので、作業遂行部の教示点を上側の板部材の締結穴に基
づいて修正しても２枚の板部材をねじ締めできなかっ
た。
また、従来の方法においては、作業毎に距離センサや
視覚センサによる作業対象の固定位置の測定を行う必要
があり、しかも測定時間が比較的長いため、サイクルタ
イムが長くなるという不具合があった。
本発明は、距離センサや視覚センサにより測定不可能
な作業対象であっても作業の成功率を自動的に向上で
き、且つサイクルタイムを短縮できる産業用ロボットの
制御装置及びその制御方法の提供を目的とする。
［課題を解決するための手段］ 本発明は上記目的を達成するため、請求項１によれ
ば、作業対象に作業を行うロボットの機構部分からなる
作業遂行部と、該作業遂行部に前記作業を行うべき位置
である教示点を設定する教示点設定手段と、該教示点に
基づいて前記作業遂行部の動作を制御する制御手段とを
備える産業用ロボットの制御装置において、設定ないし
修正された前記教示点を記憶する記憶手段と、記憶され
ている前記教示点に向けて前記作業遂行部を移動させて
前記作業を行わせる作業命令手段と、前記教示点で前記
作業の成功率を把握する作業判定手段と、前記教示点の
周辺の予め設定された複数の探査点に向けて前記作業遂
行部を移動させて前記作業をおこなわせる探査動作を行
わせる探査命令手段と、各探査点での前記作業の良否を
それぞれ判定して各探査点での成功率を把握する探査判
定手段と、前記教示点での前記作業の成功率と、前記各
探査点での成功率との相対関係から前記教示点を修正す
る修正手段とを有するという技術的手段を採用するもの
であり、また、請求項５によれば、作業対象に作業を行
うロボットの機構部分からなる作業遂行部と、該作業遂
行部に前記作業を行うべき位置である教示点を設定する
教示点設定手段と、該教示点に基づいて前記作業遂行部
の動作を制御する制御手段とを備える産業用ロボットの
制御装置において、設定ないし修正された前記教示点を
記憶する記憶手段と、記憶されている前記教示点に向け
て前記作業遂行部を移動させて前記作業を行わせる作業
命令手段と、前記教示点において前記作業が成功したか
どうかを判定する判定手段と、前記教示点における作業
が失敗したときに前記教示点の周辺の予め設定された複
数の探査点に向けて前記作業遂行部を移動させて前記作
業をおこなわせる探査動作を行い、前記作業が成功した
とき前記探査動作を打ち切る探査命令手段と、各探査点
での前記作業の良否をそれぞれ判定して各探査点での成
功率を把握する探査判定手段と、前記教示点での前記作
業が不成功となった回数が所定の回数に達して前記各探
査点での成功率に基づいて、前記各探査点の中で最も成
功率の高い探査点であるところの最良探査点に近づく様
に前記教示点を修正する修正手段とを有するという技術
的手段を採用するものであり、請求項７によれば、作業
対象に作業を行うロボットの機構部分からなる作業遂行
部と、該作業遂行部に前記作業を行うべき位置である教
示点を設定する教示点設定手段と、該教示点に基づいて
前記作業遂行部の動作を制御する制御手段とを備える産
業用ロボットの制御装置において、設定ないし修正され
た前記教示点を記憶する記憶手段と、記憶されている前
記教示点に向けて前記作業遂行部を移動させて前記作業
を行わせる作業命令手段と、前記教示点で前記作業の成
功率を把握する作業判定手段と、前記教示点における前
記作業の成功率に基づいて探査距離を算出する手段と、
前記教示点での前記作業の後に、前記教示点から前記探
査距離だけ離れた複数の探査点に前記作業遂行部を移動
させる探査動作のための探査命令手段と、各探査点での
前記作業の良否をそれぞれ判定して各探査点での成功率
を把握する探査判定手段と、前記教示点での前記作業の
成功率と、前記各探査点での成功率との間に有位差があ
り、かつ前記各探査点での成功率の方が前記教示点での
前記作業の成功率よりも大きいときに特定探査点を特定
し、該特定探査点の方向に向けて前記教示点を修正する
修正手段とを有するという技術的手段を採用するもので
ある。また、請求項10によれば、作業対象に作業を行う
ロボットの機構部分からなる作業遂行部と、該作業遂行
部に前記作業を行うべき位置である教示点を設定する教
示点設定手段と、該教示点に基づいて前記作業遂行部の
動作を制御する制御手段とを備える産業用ロボットの制
御装置の制御方法において、設定ないし修正された前記
教示点を記憶する工程と、前記作業を行わせるために、
前記記憶されている教示点に向けて前記作業遂行部を移
動させる工程と、前記教示点における前記作業の成功率
を把握する工程と、前記教示点の周辺の予め設定された
複数の探査点に向けて前記作業遂行部を移動させる探査
動作を行う工程と、各探査点での成功率を把握するため
に各探査点での前記作業の良否をそれぞれ判定する工程
と、前記教示点での前記作業の成功率と、前記各探査点
での成功率との相対関係から前記教示点を修正する工程
とからなるという技術的手段を採用するものであり、ま
た請求項14によれば、作業対象に作業を行うロボットの
機構部分からなる作業遂行部と、該作業遂行部に前記作
業を行うべき位置である教示点を設定する教示点設定手
段と、該教示点に基づいて前記作業遂行部の動作を制御
する制御手段とを備える産業用ロボットの制御装置の制
御方法において、設定ないし修正された前記教示点を記
憶する工程と、前記作業を行わせるために、記憶されて
いる前記教示点に向けて前記作業遂行部を移動させる工
程と、前記教示点において前記作業が成功したかどうか
を判定する工程と、前記教示点における作業が失敗した
ときに前記教示点の周辺の予め設定された複数の探査点
に向けて前記作業遂行部を移動させて前記作業をおこな
わせ、前記作業が成功したとき前記探査動作を打ち切る
工程と、各探査点での成功率を把握するために各探査点
での前記作業の良否をそれぞれ判定する工程と、前記教
示点での前記作業が不成功となった回数が所定の回数に
達して前記各探査点での成功率に基づいて、前記各探査
点の中で最も成功率の高い探査点であるところの最良探
査点に近づく様に前記教示点を修正する工程からなると
いう技術的手段を採用するものであり、請求項16によれ
ば、作業対象に作業を行う産業用ロボットの機構部分か
らなる作業遂行部と、該作業遂行部に前記作業を行うべ
き位置である教示点を設定する教示点設定手段と、該教
示点に基づいて前記作業遂行部の動作を制御する制御手
段とを備える産業用ロボットの制御装置の制御方法にお
いて、設定ないし修正された前記教示点を記憶する工程
と、前記作業を行わせるために、記憶されている前記教
示点に向けて前記作業遂行部を移動させる工程と、前記
教示点で前記作業の成功率を把握する工程と、前記教示
点における前記作業の成功率に基づいて探査距離を算出
する工程と、前記教示点での前記作業の後に、前記教示
点から前記探査距離だけ離れた複数の探査点に前記作業
遂行部を移動させる探査動作を行う工程と、各探査点で
の成功率を把握するために各探査点での前記作業の良否
をそれぞれ判定する工程と、前記教示点での前記作業の
成功率と、前記各探査点での成功率との間に有位差があ
り、かつ前記各探査点での成功率の方が前記教示点での
前記作業の成功率よりも大きいときに特定探査点を特定
し、該特定探査点の方向に向けて前記教示点を修正する
工程とからなるという技術的手段を採用するものであ
る。
〔作用〕
本発明は、以上の様な構成を有するので、教示点での
成功率と、探査点での成功率との関係から教示点が修正
されるので、被作業物のロットが変更された場合等に生
じる被作業物の位置ずれをセンサによる確認を行わない
で修正することができる。
したがって、作業遂行部の稼働中に、この制御を繰り
返すことによって、距離センサや視覚センサにより測定
不可能な作業対象であっても作業の成功率を自動的に向
上させることが可能となる。
［発明の効果］ 距離センサや視覚センサにより測定不可能な作業対象
であっても作業の成功率を自動的に向上させることがで
きる。また、稼働中に作業の成功率を向上させることが
できるので、サイクルタイムを短縮することができる。
［実施例］ 本発明の産業用ロボットを第１図ないし第13図に示す
実施例に基づき説明する。
第１図ないし第４図は本発明の第１実施例を示す。第
１図および第２図は産業用ロボットの位置ずれ修正方法
を示すフローチャートで、第３図はロボット制御装置を
示すブロック図である。
ロボット制御装置１は、作業遂行部２およびロボット
制御回路３を有する。
作業遂行部２は、サーボモータ21、およびロボットハ
ンド22を有する。サーボモータ21は、ロボット制御装置
１による指令に基づいてロボットハンド22を駆動する。
ロボットハンド22は、第４図に示すように、サーボモー
タにより駆動されて、基板23の穴24内にランプ25を挿入
することにより、基板23へのランプ25の組み付けを行
う。このランプ25は、基板23に組み付けられると、外周
に設けられた爪26が基板23に係止されて基板23に固定さ
れるものである。
ロボット制御回路３は、本発明の制御手段であって、
センター・コントロール・ユニット（以下CPUと記述す
る）４、ランダム・アクセス・メモリ（以下RAMと記述
する）５、リード・オンリ・メモリ（以下ROMと記述す
る）６および駆動回路７を内蔵している。
CPU4は、作業の合否を判定するセンサ８、およびこの
センサ８のセンサ信号を取り込むために信号の変換を行
うインタフェース９を有するとともに、作業遂行部２に
動作を教示する機能や、センサ信号に基づいて教示点P0
および教示点P0から探査距離Ｌだけ四方に離れた探査点
P1〜P4（第８図参照）から探求した最適な作業点に教示
点を修正する機能を有する。
センサ８は、ロボットハンド22に配設され、ロボット
ハンド22がチャック位置でランプ25を掴んだときにオン
状態となる。そして、センサ８は、ロボットハンド22が
作業を行った際に、ロボットハンド22にランプ25が残っ
ていない（作業の成功）時にオフ状態となり、逆に残っ
ている（作業の不成功）時にオン状態が継続される。す
なわち、CPU4は、センサ８がオフ状態となったときに作
業が成功したと判定し、センサ８がオン状態が継続され
たときに作業が不成功であると判定する。
RAM5は、CPU4により教示された教示データを書き込む
ことが可能な記憶装置である。このRAM5は、CPU4により
教示データが修正された際に、前回の教示データを新し
い教示データに更新する。また、RAM5は、教示点P0にお
ける作業の不成功回数を記憶するレジスタR0、および探
査点P1〜P4における作業の成功回数を記憶するレジスタ
R1〜R4を持っている。
ROM6は、教示データに基づいた作業遂行部２の制御手
順（本発明にかかるプログラム）を記憶する固定記憶装
置である。
駆動回路７は、CPU4の出力に応じてサーボモータ21に
指令（電圧値や電流値の変更等）を出すものである。
ここで、プログラムを第１図および第２図に示すフロ
ーチャートに基づいて説明する。
プログラムの使用が第１回目であるか否かを判断する
（ステップS1）。第１回目ではない（No）時、ステップ
S3の制御を行う。
ステップS1において、第１回目である（Yes）時、レ
ジスタR0、R1〜R4に記憶された作業の不成功回数および
作業の成功回数に０を代入して初期化する（ステップS
2）。レジスタR0に記憶された作業の不成功回数が限界
値を越えているか否かを判定する（ステップS3）。作業
の不成功回数が限界値を越えていない（No）時、ステッ
プS6の制御を行う。なお、限界値とは、探査点での成功
率が許容誤差範囲内で確定できる程の探査回数をいい、
経験上または統計上設定すればよく、例えば探査回数30
0回をいう。
ステップS3において、作業の不成功回数が限界値を越
えている（Yes）時、レジスタR1〜R4に記憶された作業
の成功回数が最大となる探査点ｉ番目P1に教示点P0を修
正し（ステップS4）、レジスタR0、R1〜R4に記憶された
作業の不成功回数および作業の成功回数に０を代入して
初期化する（ステップS5）。
そして、ロボットハンド22を教示点P0へ移動させ（ス
テップS6）、ロボットハンド22に作業を行わせる（ステ
ップS7）。
センサ８のセンサ信号を取り込んで、作業が成功した
か否かを判定する（ステップS8）。作業が成功した（Ye
s）時、リターンする。
ステップS8において、作業が成功していない（No）
時、レジスタR0の作業の不成功回数に１を加える（ステ
ップS9）。そして、ロボットハンド22を探査点P1へ移動
させ（ステップS10）、ロボットハンド22に作業を行わ
せる（ステップS11）。
作業が成功したか否かを判定する（ステップS12）。
作業が成功した（Yes）時、レジスタR1の作業の成功回
数に１を加えて（ステップS13）、リターンする。
ステップS12において、作業が成功していない（No）
時、ロボットハンド22を探査点P2へ移動させ（ステップ
S14）、ロボットハンド22に作業を行わせる（ステップS
15）。
作業が成功したか否かを判定する（ステップS16）。
作業が成功した（Yes）時、レジスタR2の作業の成功回
数に１を加えて（ステップS17）、リターンする。
ステップS16において、作業が成功していない（No）
時、ロボットハンド22を探査点P3へ移動させ（ステップ
S18）、ロボットハンド22に作業を行わせる（ステップS
19）。
作業が成功したか否かを判定する（ステップS20）。
作業が成功した（Yes）時、レジスタR3の作業の成功回
数に１を加えて（ステップS21）、リターンする。
ステップS20において、作業が成功していない（No）
時、ロボットハンド22を探査点P4へ移動させ（ステップ
S22）、ロボットハンド22に作業を行わせる（ステップS
23）。
作業が成功したか否かを判定する（ステップS24）。
作業が成功した（Yes）時、レジスタR4の作業の成功回
数に１を加えて（ステップS25）、リターンする。
ステップS24において、作業が成功していない（No）
時、エラーとなる。
第１実施例のプログラムの作用を第３図および第４図
に基づき説明する。
プログラム使用前に、探査距離にＬを、作業の不成功
回数の限界値にＭを代入する。また、第１回目にプログ
ラムを使用するときは、レジスタR0、R1〜R4に記憶され
た作業の不成功回数および作業の成功回数に０を代入し
て初期化する。
そして、ロボットハンド22は、ランプ25のチャック場
所でランプ25をチャックした後に、教示点P0に移動して
基板23の穴24内にランプ25を挿入する。このとき、作業
が成功した場合には、ランプ25の爪26が基板23に係止さ
れて固定される。そして、ロボットハンド22を上昇させ
ると、ランプ25はロボットハンド22から外れる。このた
め、センサ８の出力がオン状態からオフ状態となる。
逆に、作業が不成功であった場合には、ランプ25はロ
ボットハンド22に残るので、センサ８の出力はオン状態
を継続する。
そして、CPU4は、センサ８の出力に応じて作業の合否
を判定する。センサ８の出力がオン状態であれば、レジ
スタR0に記憶された作業の不成功回数に１を加え、教示
点P0から＋Ｘだけ離れた探査点P1にロボットハンド22を
移動させ、再作業を行う。
センサ８の出力がオフ状態となれば、レジスタR1に記
憶された作業の成功回数に１を加えて、最初からプログ
ラムを繰り返す。
作業が不成功であれば、順次探査点P2〜P4を変え再作
業を行い、成功した探査点P2〜P4に対応したレジスタR2
〜R4に記憶された作業の成功回数に１を加える。
そして、プログラムを繰り返し使用するうちに、レジ
スタR0に記憶された作業の不成功回数が予め設定した限
界値Ｍ回以上に達した場合は、記憶された作業の成功回
数の最大となるレジスタR1〜R4に対応した探査点P1〜P4
に教示点P0を修正し、レジスタR0、R1〜R4に記憶された
作業の不成功回数および作業の成功回数に０を代入して
初期化する。
以上のようなプログラムを繰り返すことによって、作
業遂行部２の稼働中に作業の成功率を自動的に向上させ
ることができる。また、作業の合否を判定するセンサ８
も低価格のもので良い。
さらに、距離センサや視覚センサ等で毎回組み付け位
置を測定するわけではないので、組み付け前に測定の時
間を設ける必要がないため、サイクルタイムを短縮する
ことができ、且つそのサイクルタイム中のロボットの稼
働時間を長くすることができる。
第５図ないし第10図は本発明の第２実施例を示す。第
５図は第１実施例と同じく基板23にランプ25を組み付け
る産業用ロボットの位置ずれ修正方法を示すフローチャ
ートである。
探査距離Ｌを算出しているか否かを判定する（ステッ
プS30）。探査距離Ｌを算出していない（No）時、教示
点P0における作業の成功率を測定したか否かを判定する
（ステップS31）。作業の成功率を測定している（Yes）
時、探査距離Ｌの算出を行い（ステップS32）、リター
ンする。
ステップS31において、作業の成功率を測定していな
い（No）時、教示点P0における作業の成功率の測定を行
い（ステップS33）、リターンする。
ステップS30において、探査距離Ｌを算出している（Y
es）時、第６図に示すような周辺探査サブルーチンを行
い（ステップS34）、教示点P0の成功率と探査点ｉ番目P
iの成功率との間に有意差があるか否かを判定する（ス
テップS35）。有意差がない（No）時、リターンする。
ステップS35において、有意差がある（Yes）時、教示
点P0の成功率S0より探査点ｉ番目Piの成功率Siが大きい
（S0＜Si）か否かを判定する（ステップS36）。S0＜Si
である（Yes）時、教示点P0を探査点ｉ番目Piに修正す
る（ステップS37）。そして、データ（探査距離Ｌ、組
付回数Ｎ、教示点P0の成功率、教示点P0、探査点P1〜P4
における作業の成功回数や、切り捨てられた探査点に対
応したフラッグFiを倒す）をクリアし（ステップS3
8）、リターンする。
S0＜Siではない（No）時、フラッグFiを立てて、探査
点ｉ番目Piを切り捨てる（ステップS39）。全ての探査
点P1〜P4を切り捨てたか否かを判定する（ステップS4
0）。全ての探査点P1〜P4を切り捨てていない（No）
時、リターンする。
ステップS40において、全ての探査点P1〜P4を切り捨
てた（Yes）時、データ（探査距離Ｌ、組付回数Ｎ、教
示点P0の成功率、教示点P0、探査点P1〜P4における作業
の成功回数や、フラッグF1〜F4を倒す）をクリアし（ス
テップS41）、リターンする。
第６図は周辺探査を示すサブルーチンである。
フラッグF0が立っているか否かを判定する（ステップ
S50）。
フラッグF0が立っていない（No）時、記憶されている
組付回数Ｎに１を加えてRAM5に記憶し（ステップS5
1）、ロボットハンド22を教示点P0へ移動させ（ステッ
プS52）、ロボットハンド22に作業を行わせる（ステッ
プS53）。
センサ８のセンサ信号を取り込んで、作業が成功した
か否かを判定する（ステップS54）。作業が成功した（Y
es）時、レジスタR0の成功回数に１を加えて（ステップ
S55）、教示点P0における作業の成功率の測定を行う
（ステップS56）。そして、フラッグF0を立てて（ステ
ップS57）、プログラムに戻る。
ステップS54において、作業が成功していない（No）
時、ステップS56を行う。
ステップS50において、フラッグF0が立っている（Ye
s）時、フラッグF1が立っているか否かを判定する（ス
テップS58）。
フラッグF1が立っていない（No）時、ロボットハンド
22を探査点P1に移動させ（ステップS59）、ロボットハ
ンド22に作業を行わせる（ステップS60）。
作業が成功したか否かを判定する（ステップS61）。
作業が成功した（Yes）時、レジスタR1の作業の成功回
数に１を加えて（ステップS62）、教示点P1における作
業の成功率の測定を行う（ステップS63）。そして、フ
ラッグF1を立てて（ステップS64）、プログラムに戻
る。
ステップS61において、作業が成功していない（No）
時、ステップS63を行う。
ステップS58において、フラッグF1が立っている（Ye
s）時、フラッグF2が立っているか否かを判定する（ス
テップS65）。
フラッグF2が立っていない（No）時、ロボットハンド
22を探査点P2に移動させ（ステップS66）、ロボットハ
ンド22に作業を行わせる（ステップS67）。
作業が成功したか否かを判定する（ステップS68）。
作業が成功した（Yes）時、レジスタR2の作業の成功回
数に１を加えて（ステップS69）、教示点P2における作
業の成功率の測定を行う（ステップS70）。そして、フ
ラッグF2を立てて（ステップS71）、プログラムに戻
る。
ステップS68において、作業が成功していない（No）
時、ステップS70を行う。
ステップS65において、フラッグF2が立っている（Ye
s）時、フラッグF3が立っているか否かを判定する（ス
テップS72）。
フラッグF3が立っていない（No）時、ロボットハンド
22を探査点P3に移動させ（ステップS73）、ロボットハ
ンド22に作業を行わせる（ステップS74）。
作業が成功したか否かを判定する（ステップS75）。
作業が成功した（Yes）時、レジスタR3の作業の成功回
数に１を加えて（ステップS76）、教示点P3における作
業の成功率の測定を行う（ステップS77）。そして、フ
ラッグF3を立てて（ステップS78）、プログラムに戻
る。
ステップS75において、作業が成功していない（No）
時、ステップS77を行う。
ステップS72において、フラッグF3が立っている（Ye
s）時、フラッグF4が立っているか否かを判定する（ス
テップS79）。
フラッグF4が立っていない（No）時、ロボットハンド
22を探査点P4に移動させ（ステップS80）、ロボットハ
ンド22に作業を行わせる（ステップS81）。
作業が成功したか否かを判定する（ステップS82）。
作業が成功した（Yes）時、レジスタR4の作業の成功回
数に１を加えて（ステップS83）、教示点P4における作
業の成功率の測定を行う（ステップS84）。そして、フ
ラッグF0を倒し（ステップS85）、探査点P1〜P3のうち
に切捨てありか否かを判定する（ステップS86）。切捨
てがない（No）時、フラッグF1〜F3を倒し（ステップS8
7）、プログラムに戻る。
切捨てがある（Yes）時、その探査点ｉ番目Piに対応
したフラッグFi以外を倒し（ステップS88）、プログラ
ムに戻る。
ステップS82において、作業が成功していない（No）
時、ステップS84を行う。
ステップS79において、フラッグF4が立っている（Ye
s）時、ステップS85を行う。
第２実施例のロボット制御装置１の作用を第７図ない
し第10図に基づき説明する。
初めて、プログラムを使用する場合、探査距離Ｌの算
出を行う。探査距離Ｌの算出は、最初に教示された教示
点P0の成功率を測定する。成功率は、必要な組付回数だ
けその教示点P0に作業を行って、その時の作業の成功回
数をその組付回数で割ったものを成功率とする。ただ
し、成功率を測定するためにはその時点での成功率に比
例するような関数を使用する。その関数の一例として式
１を用いる。
式１…必要な組付回数＝290×成功率＋10 式１の場合、成功率が０％でも最低10回、成功率が10
0％ならば300回組み付けることになる。これにより作業
の成功率は、その成功率が高いほど組付回数が増加する
ので、精度良く測定されることになる。
組付回数が必要な組付回数を満たした場合、探査距離
Ｌの算出を行う。探査距離Ｌは、式２で示すように、先
程求めた成功率の関数として求める。
式２…探査距離＝ｆ（成功率）＝ｇ（位置） 式２で使用される関数は、第７図のグラフで表した、
予め求めた組付け位置（最初の教示点P0）とその成功率
の関数ｇ（位置）の逆関数ｆ（成功率）とする。
ここで、ｆ（成功率）は、ｇ（位置）の逆関数そのも
のでなくても、教示点P0の位置ずれが比較的小さい場合
は、第７図のグラフで表した、近似関数ｈ（成功率）を
用いても良い。
つぎに、探査距離Ｌが算出された後プログラムに入る
と、探査距離Ｌを基にして周辺探査を行う。これはプロ
グラムに入る毎に、教示点P0および異なった探査点で順
次作業を行い、その点での成功率を記憶する。
周辺探査は、例えば平面位置を修正する場合、第８図
に示すように、教示点P0よりＸ軸方向に対して算出され
た探査距離Ｌだけ±した２点（探査点P1、P2）と教示点
P0よりＹ軸方向に対して算出された探査距離Ｌだけ±し
た２点（探査点P3、P4）との合計４点に対し成功率の測
定を行う。
探査点Piへの組み付けが１回終了する毎に、教示点P0
の成功率と探査点Piの成功率との間に成功率の差がある
ことに有意差があるか否かを判定する。判定式は、式３
のようになる。1.96は誤判定率５％で判定する場合であ
る。
Ｓ＝S0の成功率とSiの成功率との平均値 Ｎ＝組付回数（教示点と探査点との組付回数は等しいと
する） S0＝教示点の成功率 Si＝探査点ｉ番目の成功率 もし、ここで、式３の右辺が左辺より大きければ、教
示点P0の成功率と探査点ｉ番目Piの成功率との間に有意
差があると言える。
有意差がなければ、次の探査点または教示点P0の作業
を続ける。もし、有意差があり、なおかつ教示点P0の成
功率より探査点ｉ番目Piの成功率が大きければ、教示点
P0をその探査点ｉ番目Piに修正する。もし有意差があ
り、なおかつ教示点の成功率P0より探査点ｉ番目Piの成
功率が低ければその探査点ｉ番目Piを切り捨てた後に、
その他の探査点または教示点P0の作業を続ける。
もし、全ての探査点が切り捨てられたなら、教示点P0
の成功率が最も高いと言える。このため、データ（探査
距離Ｌ、組付回数Ｎ、教示点P0の成功率、教示点P0や探
査点P1〜P4における作業の成功回数）をクリアして、再
び探査距離Ｌを算出することから始める。
以上の作用を繰り返すことによって、第９図のグラフ
に表すように、本発明装置においては教示点P0の成功率
が高くなり不良率が低くなるように自動的に修正されて
いくので、第10図のグラフに表すように、従来のものに
対して不良率を低減できる。この方式の場合、組み付け
速度は、教示点P0で組み付ける場合も、探査点Piで組み
付ける場合も同じであるという利点がある。
第11図は本発明の第３実施例を示し、ねじ締め作業を
示す図である。
このねじ締め作業は、ねじ101により基板102に締め付
ける被基板103の締め付け位置以外にねじ送り機構の締
付けモータ（図示せず）の回転速度がトルク精度に寄与
する。このため、この実施例では、ねじ締めドライバ10
4が所定のトルクに入ったら成功、所定のトルク外なら
不成功と判定するトルクセンサ105を採用している。
ここで、106はねじ101およびねじ締めドライバ104を
基板102の締め付け位置に案内するガイドシリンダであ
る。
第12図および第13図は本発明の第４実施例を示し、集
積回路部品を基板の穴内に挿入する作業を示す図であ
る。
この実施例は、集積回路部品111を基板112の各穴113
内に挿入するもので、平面位置に加え、回転方向を加え
た６個の探査点について作業の成功率が最適な作業点を
探求する。ここで、114は作業の合否を判定するセンサ
である。
（変形例） 判定手段は、作業の合否を判定できるものであれば本
実施例に限定されない。例えば、有接触位置センサ、非
接触位置センサ、変位センサ、速度センサ、加速度セン
サ等を用いることができる。
本発明は、組み付けの際の速度、加速度、力等が作業
の成功率に寄与しているものならばどのような産業用ロ
ボットのロボット制御装置でも適応できる。
【図面の簡単な説明】
第１図ないし第４図は本発明の第１実施例を示す。第１
図および第２図は本発明にかかるプログラムを示すフロ
ーチャート、第３図はロボット制御装置を示すブロック
図、第４図はランプを基板の穴内に挿入する作業を示す
概略図である。 第５図ないし第10図は本発明の第２実施例を示す。第５
図は本発明にかかるプログラムを示すフローチャート、
第６図は周辺探査を示すサブルーチン、第７図は作業の
成功率と教示点との関係を表すグラフ、第８図は教示点
と探査点とを示す概略図である。また、第９図は本発明
装置と従来装置とにおける１日当たりの平均不良率を比
較したグラフ、第10図は本発明装置における２時間当た
りの平均不良率の推移を表したグラフである。 第11図は本発明の第３実施例を示し、ねじ締め作業を示
す概略図で、第12図および第13図は本発明の第４実施例
を示し、集積回路部品を基板の穴内に挿入する作業を示
す概略図である。 図中 １……ロボット制御装置、２……作業遂行部、３……ロ
ボット制御回路（制御手段）、８……センサ（判定手
段）、P0……教示点、P1〜P4……探査点

Claims (18)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】作業対象に作業を行うロボットの機構部分
    からなる作業遂行部と、該作業遂行部に前記作業を行う
    べき位置である教示点を設定する教示点設定手段と、 該教示点に基づいて前記作業遂行部の動作を制御する制
    御手段とを備える産業用ロボットの制御装置において、 設定ないし修正された前記教示点を記憶する記憶手段
    と、 記憶されている前記教示点に向けて前記作業遂行部を移
    動させて前記作業を行わせる作業命令手段と、 前記教示点で前記作業の成功率を把握する作業判定手段
    と、 前記教示点の周辺の予め設定された複数の探査点に向け
    て前記作業遂行部を移動させて前記作業をおこなわせる
    探査動作を行わせる探査命令手段と、 各探査点での前記作業の良否をそれぞれ判定して各探査
    点での成功率を把握する探査判定手段と、 前記教示点での前記作業の成功率と、前記各探査点での
    成功率との相対関係から前記教示点を修正する修正手段
    とを有することを特徴とする産業用ロボットの制御装
    置。
  2. 【請求項２】前記作業判定手段における成功率は、前記
    教示点において成功した回数を前記教示点における全作
    業回数で割った値であることを特徴とする請求項１記載
    の産業用ロボットの制御装置。
  3. 【請求項３】前記探査判定手段における各探査点での成
    功率は、前記各探査点において成功した回数を各探査点
    における全作業回数で割った値であることを特徴とする
    請求項１記載の産業用ロボットの制御装置。
  4. 【請求項４】前記修正手段は、前記教示点での成功率と
    前記各探査点での成功率との差に基づいて、前記教示点
    を修正することを特徴とする請求項１記載の産業用ロボ
    ットの制御装置。
  5. 【請求項５】作業対象に作業を行うロボットの機構部分
    からなる作業遂行部と、該作業遂行部に前記作業を行う
    べき位置である教示点を設定する教示点設定手段と、 該教示点に基づいて前記作業遂行部の動作を制御する制
    御手段とを備える産業用ロボットの制御装置において、 設定ないし修正された前記教示点を記憶する記憶手段
    と、 記憶されている前記教示点に向けて前記作業遂行部を移
    動させて前記作業を行わせる作業命令手段と、 前記教示点において前記作業が成功したかどうかを判定
    する判定手段と、 前記教示点における作業が失敗したときに前記教示点の
    周辺の予め設定された複数の探査点に向けて前記作業遂
    行部を移動させて前記作業をおこなわせる探査動作を行
    い、前記作業が成功したとき前記探査動作を打ち切る探
    査命令手段と、 各探査点での前記作業の良否をそれぞれ判定して各探査
    点での成功率を把握する探査判定手段と、 前記教示点での前記作業が不成功となった回数が所定の
    回数に達して前記各探査点での成功率に基づいて、前記
    各探査点の中で最も成功率の高い探査点であるところの
    最良探査点に近づく様に前記教示点を修正する修正手段
    とを有することを特徴とする産業用ロボットの制御装
    置。
  6. 【請求項６】前記探査判定手段における各探査点での成
    功率は、前記各探査点において成功した回数を各探査点
    における全作業回数で割った値であることを特徴とする
    請求項５記載の産業用ロボットの制御装置。
  7. 【請求項７】作業対象に作業を行うロボットの機構部分
    からなる作業遂行部と、該作業遂行部に前記作業を行う
    べき位置である教示点を設定する教示点設定手段と、 該教示点に基づいて前記作業遂行部の動作を制御する制
    御手段とを備える産業用ロボットの制御装置において、 設定ないし修正された前記教示点を記憶する記憶手段
    と、 記憶されている前記教示点に向けて前記作業遂行部を移
    動させて前記作業を行わせる作業命令手段と、 前記教示点で前記作業の成功率を把握する作業判定手段
    と、 前記教示点における前記作業の成功率に基づいて探査距
    離を算出する手段と、 前記教示点での前記作業の後に、前記教示点から前記探
    査距離だけ離れた複数の探査点に前記作業遂行部を移動
    させる探査動作のための探査命令手段と、 各探査点での前記作業の良否をそれぞれ判定して各探査
    点での成功率を把握する探査判定手段と、 前記教示点での前記作業の成功率と、前記各探査点での
    成功率との間に有位差があり、かつ前記各探査点での成
    功率の方が前記教示点での前記作業の成功率よりも大き
    いときに特定探査点を特定し、該特定探査点の方向に向
    けて前記教示点を修正する修正手段とを有することを特
    徴とする産業用ロボットの制御装置。
  8. 【請求項８】前記作業判定手段における成功率は、前記
    教示点において成功した回数を前記教示点における全作
    業回数で割った値であることを特徴とする請求項７記載
    の産業用ロボットの制御装置。
  9. 【請求項９】前記探査判定手段における各探査点での成
    功率は、前記各探査点において成功した回数を各探査点
    における全作業回数で割った値であることを特徴とする
    請求項７記載の産業用ロボットの制御装置。
  10. 【請求項１０】作業対象に作業を行うロボットの機構部
    分からなる作業遂行部と、該作業遂行部に前記作業を行
    うべき位置である教示点を設定する教示点設定手段と、 該教示点に基づいて前記作業遂行部の動作を制御する制
    御手段とを備える産業用ロボットの制御装置の制御方法
    において、 設定ないし修正された前記教示点を記憶する工程と、 前記作業を行わせるために、前記記憶されている教示点
    に向けて前記作業遂行部を移動させる工程と、 前記教示点における前記作業の成功率を把握する工程
    と、 前記教示点の周辺の予め設定された複数の探査点に向け
    て前記作業遂行部を移動させる探査動作を行う工程と、 各探査点での成功率を把握するために各探査点での前記
    作業の良否をそれぞれ判定する工程と、 前記教示点での前記作業の成功率と、前記各探査点での
    成功率との相対関係から前記教示点を修正する工程とか
    らなることを特徴とする産業用ロボットの制御方法。
  11. 【請求項１１】前記把握工程における前記作業の成功率
    は、前記教示点において成功した回数を前記教示点にお
    ける全作業回数で割った値であることを特徴とする請求
    項10記載の産業用ロボットの制御方法。
  12. 【請求項１２】前記判定工程における前記各探査点での
    成功率は、前記各探査点において成功した回数を各探査
    点における全作業回数で割った値であることを特徴とす
    る請求項10記載の産業用ロボットの制御方法。
  13. 【請求項１３】前記修正工程において、前記教示点での
    成功率と前記各探査点での成功率との有位差に基づい
    て、前記教示点を修正することを特徴とする請求項10記
    載の産業用ロボットの制御方法。
  14. 【請求項１４】作業対象に作業を行うロボットの機構部
    分からなる作業遂行部と、該作業遂行部に前記作業を行
    うべき位置である教示点を設定する教示点設定手段と、 該教示点に基づいて前記作業遂行部の動作を制御する制
    御手段とを備える産業用ロボットの制御装置の制御方法
    において、 設定ないし修正された前記教示点を記憶する工程と、 前記作業を行わせるために、記憶されている前記教示点
    に向けて前記作業遂行部を移動させる工程と、 前記教示点において前記作業が成功したかどうかを判定
    する工程と、 前記教示点における作業が失敗したときに前記教示点の
    周辺の予め設定された複数の探査点に向けて前記作業遂
    行部を移動させて前記作業をおこなわせ、前記作業が成
    功したとき前記探査動作を打ち切る工程と、 各探査点での成功率を把握するために各探査点での前記
    作業の良否をそれぞれ判定する工程と、 前記教示点での前記作業が不成功となった回数が所定の
    回数に達して前記各探査点での成功率に基づいて、前記
    各探査点の中で最も成功率の高い探査点であるところの
    最良探査点に近づく様に前記教示点を修正する工程から
    なることを特徴とする産業用ロボットの制御方法。
  15. 【請求項１５】前記判定工程における前記各探査点での
    成功率は、前記各探査点において成功した回数を各探査
    点における全作業回数で割った値であることを特徴とす
    る請求項14記載の産業用ロボットの制御方法。
  16. 【請求項１６】作業対象に作業を行う産業用ロボットの
    機構部分からなる作業遂行部と、該作業遂行部に前記作
    業を行うべき位置である教示点を設定する教示点設定手
    段と、該教示点に基づいて前記作業遂行部の動作を制御
    する制御手段とを備える産業用ロボットの制御装置の制
    御方法において、 設定ないし修正された前記教示点を記憶する工程と、 前記作業を行わせるために、記憶されている前記教示点
    に向けて前記作業遂行部を移動させる工程と、 前記教示点で前記作業の成功率を把握する工程と、 前記教示点における前記作業の成功率に基づいて探査距
    離を算出する工程と、 前記教示点での前記作業の後に、前記教示点から前記探
    査距離だけ離れた複数の探査点に前記作業遂行部を移動
    させる探査動作を行う工程と、 各探査点での成功率を把握するために各探査点での前記
    作業の良否をそれぞれ判定する工程と、 前記教示点での前記作業の成功率と、前記各探査点での
    成功率との間に有位差があり、かつ前記各探査点での成
    功率の方が前記教示点での前記作業の成功率よりも大き
    いときに特定探査点を特定し、該特定探査点の方向に向
    けて前記教示点を修正する工程とからなることを特徴と
    する産業用ロボットの制御方法。
  17. 【請求項１７】前記把握工程における前記作業の成功率
    は、前記教示点において成功した回数を前記教示点にお
    ける全作業回数で割った値であることを特徴とする請求
    項16記載の産業用ロボットの制御方法。
  18. 【請求項１８】前記判定工程における前記各探査点での
    成功率は、前記各探査点において成功した回数を各探査
    点における全作業回数で割った値であることを特徴とす
    る請求項16記載の産業用ロボットの制御方法。
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