JP2667715B2 - 組立ロボットおよび治具制御システム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、所定のワークをロボットハンドによりハン
ドリングし、所定の位置において他のワークに組み付け
ることが可能な組立ロボットの制御システムに関し、一
層詳細には、組立ロボットのティーチング装置に、治具
の動作指示を行う指示手段と、シーケンサからの治具動
作確認信号を受信し、表示する表示手段を設け、教示動
作を安全且つ容易に行なえるようにした組立ロボットお
よび治具制御システムに関する。

［従来の技術］ 従来から、所定のワークをロボットハンドによりハン
ドリングし、所定の位置において他のワークに組み付け
る組立ロボット等を使用した製造システムは各種の製造
工場等で広く採用されている。例えば、自動車産業にお
いてはこのような組立ロボットが用いられており、所定
の個所に供給されるワークである座席シートをロボット
ハンドにより保持し、教示された経路でこれを所定位置
に搬送し、この位置にベルトコンベア等により供給され
る他のワークである車体に組み付ける如き組立ロボット
が導入される等、各種の工程が自動化されて、生産性の
向上、省力化に大きく寄与している。

一般的に上記の如き組立ロボットシステムは、第６図
に示されるように、ワークである座席シート60の保持お
よびハンドリングを制御し、且つ座席シート60を車体66
に組み付ける組立作業に際して、そのための治具を所定
のシーケンスで動作させるシーケンサを含む操作盤13
と、ロボットハンド62により把持された座席シート60を
所定の組立位置に搬送するための教示を行うティーチン
グ装置14とを備えている。

ロボットコントローラ20は、前記ティーチング装置14
により教示された各教示点を経て、ワークを把持したロ
ボットハンド62を所定の位置に移動し、且つ前記シーケ
ンサを制御する。

ロボットハンド62には、座席シート60を保持し、車体
66の所定個所に組み付けるために作動される多数のアク
チュエータ、ソレノイド、ナットランナ等の治具があ
り、シーケンサには予め座席シート60を車体66に組み付
けるためこれらの各治具を所定の順序で動作させるため
のシステムプログラムが入力されている。

このシステムプログラムにより、各治具が適宜交換あ
るいは動作され、座席シート60がハンドリングされると
ともに、車体66の所定個所に組み付けられる。この場
合、上記の各治具の動作は夫々に対応して設けられたセ
ンサにより検出され、この検出信号はシーケンサを介し
てロボットコントローラ20に送られ、動作の確認がとら
れつつ制御が行われる。また、この検出信号は、操作盤
13に設けられた表示手段に表示され、オペレータがロボ
ットの動作状態をモニタ出来るように構成されている。

ところで、このような組立ロボットのティーチング作
業は概略次のように行われる。すなわち、オペレータが
一人でティーチング作業を行う場合には、先ず、オペレ
ータはティーチング装置14を持ち、ロボットハンド62を
ワークである座席シート60の供給される位置まで移動さ
せながらその移動経路を教示点として入力し、ロボット
コントローラ20に送る。

次に、オペレータはシーケンサをマニュアルモードと
し、シーケンスプログラムをステップ動作させながら、
ロボットハンドの各治具を所定の順序で動作させ、ワー
クである座席シート60をロボットハンド62にピックアッ
プさせる。次いで、オペレータは、ティーチング装置14
を持ち、ロボットハンド62を車体66の搬送される位置ま
で移動させながらその移動経路を教示点として入力し、
ロボットコントローラ20に送る。

次に、オペレータはシーケンサをシーケンスプログラ
ムに基づきステップ動作させながら、ロボットハンド62
の各治具を所定の順序で動作させ、座席シート60を車体
66の所定個所に組み付ける。

上記のような作業に関連して、二人のオペレータによ
り前記のティーチング作業を行う場合には、次のように
遂行されていた。

すなわち、先ず、一人のオペレータＡがティーチング
装置14を持ち、ロボットハンド62を移動させながら、そ
の移動経路を教示点として入力し、座席シート60の供給
位置にロボットハンド62を位置決めする。次に、他のオ
ペレータＢがシーケンサをマニュアルモードとし、シー
ケンスプログラムに基づきステップ動作させながら、ロ
ボットハンド62の各治具を所定の順序で動作させ、ワー
クである座席シート60をロボットハンド62にピックアッ
プさせる。

次いで、オペレータＡがティーチング装置14を持ち、
ロボットハンド62を車体66の搬送される位置まで移動さ
せながらその移動経路を教示点として入力し、オペレー
タＢがシーケンスプログラムに基づきステップ動作させ
ながら、ロボットハンド62の各治具を所定の順序で動作
させ、座席シート60を車体66の所定個所に組み付ける。

［発明が解決しようとする課題］ 一般に、ティーチング装置14はロボットハンド62の動
作とともに移動出来るよう、ケーブルによりロボットコ
ントローラ20に接続された可搬タイプとなっており、シ
ーケンサは組立ラインサイドの所定位置に定置されてい
る。

このため、上記一人のオペレータによるティーチング
作業では、オペレータがシーケンサの定置位置と、ワー
クである座席シート供給位置、車体の搬送位置との間
を、何度も往復して位置を合わせながらティーチングデ
ータ（教示点）を入力する必要があり、作業に時間がか
かるという不都合があった。

上記の二人のオペレータによるティーチング作業で
は、オペレータＢが操作盤13の定置位置において操作
し、オペレータＡがティーチング装置14を持ち、ロボッ
トハンド62を移動させながら、ワークである座席シート
供給位置、車体の搬送位置に合わせつつティーチングデ
ータ（教示点）を入力するため、両者の間で口答による
連絡を欠かすことが出来ず、作業が煩雑であるという不
都合があった。

また、治具にはストロークの大きいものもあり、オペ
レータＢが操作盤13により治具を操作する場合、オペレ
ータＡの作業位置、作業状態を確認せずに作業を進めた
場合に、ロボットハンド62がオペレータＡに接触する虞
があり、安全上の問題が存在していた。

本発明は、上記の如き不都合を克服するためになされ
たものであって、ワークをハンドリングし所定の位置に
搬送して他のワークに組み付けるロボットハンドと、ワ
ークのハンドリング制御およびワークの組立に際して各
治具を所定のシーケンスで動作制御するシーケンサと、
ロボットハンドを所定の位置に移動するための経路を教
示するティーチング装置とを備えた組立ロボット制御シ
ステムにおいて、ティーチング装置から前記組立のため
の治具の動作指示を行え、且つシーケンサからの治具動
作確認信号を受信し、表示し得るように構成することに
より、ティーチング装置によるティーチング操作を容
易、且つ安全に行うことの出来る組立ロボットおよび治
具制御システムを提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 前記の課題を解決するために、本発明は、ワークをハ
ンドリングし所定の位置に搬送して他のワークに組み付
けるロボットハンドと、 前記ロボットハンドの動作を制御するロボットコント
ローラと、 前記ロボットハンドを所定の位置に移動するため、前
記ロボットハンドの移動経路を前記ロボットコントロー
ラを介して教示するティーチング装置と、 前記ワークのハンドリング制御、および前記ワークの
組立に際して前記ロボットハンドに備えられた各治具を
所定のシーケンスで動作制御するシーケンサと、 前記ロボットコントローラに設けられ、前記ティーチ
ング装置と前記シーケンサとに接続されて、前記ティー
チング装置と前記シーケンサの入出力処理を行う入出力
処理部とを有し、 前記ティーチング装置は、前記ロボットコントローラ
を構成する前記入出力処理部を介して、前記ロボットハ
ンドの制御信号の入出力と、前記シーケンサの制御信号
の入出力の両方を行うことにより、前記ロボットハンド
に対するティーチング処理と、前記シーケンサの制御の
両方を行えるようにしたことを特徴とする。

［作用］ 本発明に係る組立ロボットおよび治具制御システムは
上記の如く構成されるため、ロボットハンドの移動経路
をティーチングする際、オペレータがティーチング装置
を持ち、ロボットハンドを動作させながら、ワークを保
持する位置および組立位置まで移動しつつティーチング
データを入力し、且つ前記保持位置および組立位置にお
いて、ティーチング装置からシーケンサをマニュアルモ
ードとし、ロボットハンドの各治具の動作をステップ毎
に指示することが出来、ロボットハンドの治具を動作さ
せつつ、ワークの位置決めを行うことが出来、オペレー
タ一人によるティーチング作業が容易に出来、また安全
性も極めて向上させることが出来る。

［実施例］ 本発明に係る組立ロボットおよび治具制御システムに
ついて実施例を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳
細に説明する。

第１図は本発明に係る組立ロボットおよび治具制御シ
ステム10の概略構成図である。

本発明に係る組立ロボットおよび治具制御システム10
では、組立ロボット18は第６図に示されたものと外観構
成が同様の組立ロボットであり、ワークである座席シー
トを保持し、他のワークである車体の供給装置まで搬送
し、車体の所定個所に座席シートを組み付ける組立作業
を行うものである。組立ロボット18による座席シートの
保持および車体への組み付けは、当該組立ロボット18に
備えられたアクチュエータ、ソレノイド等の治具を所定
の手順で動作させることによって行われるものであり、
この動作シーケンスが予めシーケンスプログラムとして
蓄積された操作盤13に含まれるシーケンサ12によって制
御される。

また、組立ロボット18の各治具の動作状態はポテンシ
ョメータ、リミットスイッチ等のセンサによって検出さ
れ、この検出信号はシーケンサ12に送られ、シーケンサ
12により各部の動作状態が確認されながら前記システム
プログラムによる動作が実行されるとともに、この検出
信号はロボットコントローラ20に送出される。

一方、組立ロボット18の移動は油圧ユニット16を作動
させることによって行われるが、その移動経路および最
終停止位置等はティーチング装置14を用い、組立ロボッ
ト18を実際に移動させながら教示点を入力し、ロボット
コントローラ20に記憶させ、この教示点に基づいてロボ
ットコントローラ20が油圧ユニット16を作動させ、組立
ロボット18を移動制御するティーチングプレイバック方
式が採用されている。

組立ロボット18の移動位置はセンサにより検出され、
ロボットコントローラ20にフィードバックされる。

ロボットコントローラ20はティーチング装置14、シー
ケンサ12等の外部装置との間で制御情報、制御データの
入出力処理を行うI/O処理部22と、油圧ユニット16を介
して組立ロボット18を構成する各油圧系に対してティー
チングデータあるいはシーケンスプログラムに基づいた
信号を出力するとともに、油圧ユニット16からの応答信
号を受信するサーボコントロール部30と、前記I/O処理
部22およびサーボコントロール部30に対して必要な制御
情報、制御データを交換し、組立ロボットおよび治具制
御システム10全体の動作制御を行うメイン処理部26とか
ら基本的に構成されている。

I/O処理部22、サーボコントロール部30およびメイン
処理部26は夫々マイクロプロセッサを有し、独立にデー
タ処理が可能である。I/O処理部22とメイン処理部26と
の間およびメイン処理部26とサーボコントロール部30と
の間は夫々デュアルポートRAM24、28を介して制御情
報、制御データの授受が行われる。

ティーチング装置14は、第２図に示されるように、マ
イクロプロセッサ等のCPU40と、制御プログラムの記憶
されたROM42、RAM44、表示部46、インタフェース48およ
び入力部50とから構成されており、ティーチング作業時
に可搬出来るようインタフェース48を介してケーブルに
よりロボットコントローラ20に接続されている。

入力部50は数字キー、カーソルキー、制御キー等から
なるキーボードであり、ティーチング作業時にシーケン
サ12をマニュアルモードとし、治具を指定してステップ
動作指示を行うために使用される。

表示部46は液晶ディスプレイにより構成され、ティー
チング作業時にシーケンサ12を介してステップ動作させ
る治具の指定のための表示およびシーケンサ12による各
治具の動作の結果、これに対応するセンサから得られる
検出信号（動作確認信号）を表示するために使用され
る。

インタフェース48はロボットコントローラ20と制御信
号、データ信号を授受するためのものであり、ROM42は
制御プログラムが格納され、RAM44はティーチング装置1
4における一次記憶装置として使用されるものである。

本発明に係る組立ロボットおよび治具制御システムは
基本的には以上のように構成されるものであり、以下そ
の動作並びに効果について詳細に説明する。

第１図の組立ロボットおよび治具制御システム10にお
いて、第２図に示す構成のティーチング装置14を用いて
ティーチングする場合について説明する。

ロボットハンド62を実際に移動させ、ワークである座
席シート60の供給位置までの経路および座席シート60を
保持した後、他のワークである車体66の供給位置（組立
位置）までの経路を教示データとして入力し、ロボット
コントローラ20に送信し、所定の記憶装置に蓄積するま
での作業は通常のティーチングプレイバック方式のロボ
ット制御システムと大きな相違はない。

ワークである座席シート60の供給装置、あるいは他の
ワークである車体66の供給位置（組立位置）へのロボッ
トハンド62の最終位置決め調整において次のような手順
でティーチング作業が行われる。すなわち、先ず、オペ
レータはティーチング装置14の入力部50を操作し、マニ
ュアルモードを指定し、シーケンサ12の動作モードをマ
ニュアルモードとし、シーケンスプログラムをステップ
動作出来るようモードを設定する。

この場合、ティーチング装置14の表示部46は、第３図
に示すように、ロボットハンド62に備えられ、ワークの
ハンドリング、組立に使用される治具名およびコードが
第３図の46aの如く表示される。カーソル46bの指定によ
りマニュアル動作させるべき治具の指定を行うことが出
来、また、各治具の動作を確認するためのセンサからの
検出信号（動作確認信号）をシーケンサ12から受信し、
46cに示すように、表示可能に構成されており、オペレ
ータがティーチング装置14によって各治具の動作情況の
確認チェックを行うことが出来る。

従って、オペレータは、次にティーチング装置14から
シーケンサ12を介して動作させる治具を指定し、ロボッ
トハンド62を位置決めしたポイントで指定治具を実際に
動作させ位置調整を行うことが出来る。

第４図は治具を動作させる場合のフローチャートであ
る。オペレータは前述の如くティーチング装置14のカー
ソル46bを動作させ指定する治具コードに合わせ入力部5
0の図示しないADVキーをオンとする（STP1）。ここで、
ADVキーは治具を前進方向に動作させる指示信号を出力
するキーである。この信号はロボットコントローラ20に
送られ、ステップ２において指定された治具コード、AD
Vキーに対応する制御コードがシーケンサ12に送出され
る。

シーケンサ12はステップ３において指定された治具、
制御コードに対応するシーケンスプログラムを１ステッ
プ実行し治具を動作させ、ステップ４において治具の動
作確認を行うセンサからの検出信号をロボットコントロ
ーラ20に100msよりも短い一定時間毎に送る。この動作
確認信号はロボットコントローラ20からティーチング装
置14に送出され、表示部46cのADVキー、治具名に対応し
たポイントに表示される（第３図参照、STP7）。

ステップ５において、所定の時間監視が行われ、動作
確認信号が、例えば、100ms以内に受信されないとロボ
ットコントローラ20はティーチング装置14にエラー信号
を送出し、その旨が表示部46に表示される（STP6）。

ステップ８において、ロボットコントローラ20はADV
キーがオフされていなければステップ５の時間監視に戻
り、ADVキーがオフされると指定された治具への動作が
完了する（STP9）。第５図はこのフローチャートの時間
関係を示すタイムチャートである。

この動作でオペレータは治具の動作を確認し、ロボッ
トハンド62の位置にずれがあった場合には前記フローチ
ャートと同様の手順でADVキーの代わりにRETキーをオン
とし、治具を後退方向に動作させる指示を行い、治具を
ステップバックし、ティーチング装置14によりロボット
ハンド62の位置調整を再度行う。

上述の実施例によれば、以下に示すような効果を奏す
る。すなわち、本発明は所定のワークをロボットハンド
によりハンドリングし、所定の位置において他のワーク
に組み付けるための組立ロボットと、ワークのハンドリ
ングと、該ワークの組立に際して、そのための治具を所
定のシーケンスで動作させるシーケンサと、前記ロボッ
トハンドにより把持されたワークを所定の組立位置に搬
送するための教示を行うティーチング装置とを備えた組
立ロボット制御システムにおいて、前記ティーチング装
置に、治具の動作指示を行う指示手段と、シーケンサか
らの治具動作確認信号を受信し、表示する表示手段を設
けたため、ティーチング装置を用いてロボットハンドの
位置決めを行いながら、組立のための治具動作をマニュ
アルで指示しつつ教示点を入力出来、オペレータが一人
で容易に、効率よくティーチングを実施することが出
来、また、安全性も極めて向上する。

また、前記の治具の動作制御は、ティーチング装置か
ら動作させる治具を指定し、シーケンサをマニュアルモ
ードでステップ動作させるため、ロボットコントローラ
の負荷を増大させることなく簡単に実施出来る。

［発明の効果］ 以上詳述したように、本発明によれば、１台のティー
チング装置によりロボットハンドの移動に係るティーチ
ング作業を行えるととともに、シーケンサの制御を行う
ことが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る組立ロボットおよび治具制御シス
テムの概略構成図、 第２図はティーチング装置の構成図、 第３図はティーチング装置における表示画面を示す図、 第４図は治具動作制御手順を示すフローチャート、 第５図は第４図に示すフローチャートに対応するタイム
チャート、 第６図は組立ロボット制御システムの概略構成図であ
る。 10……組立ロボット治具制御システム 12……シーケンサ、13……操作盤 14……ティーチング装置、16……油圧ユニット 18……組立ロボット 20……ロボットコントローラ 22……I/O処理部 24……デュアルポートRAM 26……メイン処理部 28……デュアルポートRAM 30……サーボコントロール部 40……CPU、42……ROM 44……RAM、46……表示部 48……インタフェース、50……入力部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 武石 克己 埼玉県狭山市新狭山１―10―１ ホンダ エンジニアリング株式会社内 (56)参考文献 特開 昭57−62869（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−21183（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ワークをハンドリングし所定の位置に搬送
   して他のワークに組み付けるロボットハンドと、 前記ロボットハンドの動作を制御するロボットコントロ
   ーラと、 前記ロボットハンドを所定の位置に移動するため、前記
   ロボットハンドの移動経路を前記ロボットコントローラ
   を介して教示するティーチング装置と、 前記ワークのハンドリング制御、および前記ワークの組
   立に際して前記ロボットハンドに備えられた各治具を所
   定のシーケンスで動作制御するシーケンサと、 前記ロボットコントローラに設けられ、前記ティーチン
   グ装置と前記シーケンサとに接続されて、前記ティーチ
   ング装置と前記シーケンサの入出力処理を行う入出力処
   理部とを有し、 前記ティーチング装置は、前記ロボットコントローラを
   構成する前記入出力処理部を介して、前記ロボットハン
   ドの制御信号の入出力と、前記シーケンサの制御信号の
   入出力の両方を行うことにより、前記ロボットハンドに
   対するティーチング処理と、前記シーケンサの制御の両
   方を行えるようにしたことを特徴とする組立ロボットお
   よび治具制御システム。