JP2766336B2 - 工業用ロボットの作動範囲監視方法 - Google Patents
工業用ロボットの作動範囲監視方法Info
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- JP2766336B2 JP2766336B2 JP1243629A JP24362989A JP2766336B2 JP 2766336 B2 JP2766336 B2 JP 2766336B2 JP 1243629 A JP1243629 A JP 1243629A JP 24362989 A JP24362989 A JP 24362989A JP 2766336 B2 JP2766336 B2 JP 2766336B2
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Description
【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は、工業用ロボットの作動範囲監視方法に係
り、特に、ブース壁等の規制範囲が直線的であるような
場合のロボットの干渉防止に用いて好適な方法に関す
る。
り、特に、ブース壁等の規制範囲が直線的であるような
場合のロボットの干渉防止に用いて好適な方法に関す
る。
「従来の技術」 従来より、ワークの搬送ラインに沿って、工業用ロボ
ットが複数配置されている場合には、各ロボットの先端
に位置するアームが、互いに干渉し合わないように、ロ
ボットの動作範囲に制限を設けるようにしている。
ットが複数配置されている場合には、各ロボットの先端
に位置するアームが、互いに干渉し合わないように、ロ
ボットの動作範囲に制限を設けるようにしている。
具体的には、（一）ロボットの各アームにストッパを
設けて機械的にロボットの動きを規制する、（ニ）ロボ
ットがその作動範囲を越えないように、ソフト的にロボ
ットの動きを制限するようにしている。
設けて機械的にロボットの動きを規制する、（ニ）ロボ
ットがその作動範囲を越えないように、ソフト的にロボ
ットの動きを制限するようにしている。
「発明が解決しようとする課題」 ところで、上記（一）に示すロボットの動作範囲の規
制方法では、例えば、隣接する二つアームにおいて、こ
れらのアームのなす角度が一定の値を越えないように制
限するものであるが、この場合、アームの先端位置がど
こにあるかが絶対的な尺度で示されず、これによって、
ティーチング・プレイバック時にアームの先端が、隣接
するロボットに干渉してしまう場合があった。
制方法では、例えば、隣接する二つアームにおいて、こ
れらのアームのなす角度が一定の値を越えないように制
限するものであるが、この場合、アームの先端位置がど
こにあるかが絶対的な尺度で示されず、これによって、
ティーチング・プレイバック時にアームの先端が、隣接
するロボットに干渉してしまう場合があった。
また、上記（二）に示すロボットの動作範囲の規制方
法では、ロボットの関節角データを直交座標データに変
換することにより、ロボットの絶対的な位置を示し、隣
接するロボットとの干渉を防止することが可能である
が、この場合、どのような手法でロボットを停止させれ
ば最も効果的であるか、つまり、少ないデータ処理で、
確実にロボットを停止させるための手法が未だ提案され
ていないのが実情であった。
法では、ロボットの関節角データを直交座標データに変
換することにより、ロボットの絶対的な位置を示し、隣
接するロボットとの干渉を防止することが可能である
が、この場合、どのような手法でロボットを停止させれ
ば最も効果的であるか、つまり、少ないデータ処理で、
確実にロボットを停止させるための手法が未だ提案され
ていないのが実情であった。
この発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであっ
て、予め設定しておいた、直交座標系における２点の位
置データに基づき、ロボットの作動範囲を直線で示すと
ともに、該直線を示す演算式から、ロボットが作動範囲
内にあるか否かを簡易に、少ないデータ処理で高速に検
出することが可能な工業用ロボットの作動範囲監視方法
の提供を目的とする。
て、予め設定しておいた、直交座標系における２点の位
置データに基づき、ロボットの作動範囲を直線で示すと
ともに、該直線を示す演算式から、ロボットが作動範囲
内にあるか否かを簡易に、少ないデータ処理で高速に検
出することが可能な工業用ロボットの作動範囲監視方法
の提供を目的とする。
「課題を解決するための手段」 上記の目的を達成するために、本発明では、ロボット
の作動範囲の限界を二つのチェックポイントにより指定
し、これらチェックポイントの位置をそれぞれ示す直交
座標データの少なくとも二つの成分から該チェックポイ
ントを結ぶ直線の演算式を算出する演算式算出工程と、
前記演算式を登録する作動範囲設定工程と、プレイバッ
ク時に、ロボットの関節角度を一定時間毎に読み取って
これを直交座標系の現在位置を示すポイントデータに変
換するとともに該ポイントデータの一成分を前記登録し
た演算式に代入し、この算出値と前記ポイントデータの
他成分との大きさの比較から、前記ポイントデータがロ
ボットの作動範囲内にあるか否かを判断する作動範囲監
視工程とにより、ロボットの作動範囲を監視させるよう
にしている。
の作動範囲の限界を二つのチェックポイントにより指定
し、これらチェックポイントの位置をそれぞれ示す直交
座標データの少なくとも二つの成分から該チェックポイ
ントを結ぶ直線の演算式を算出する演算式算出工程と、
前記演算式を登録する作動範囲設定工程と、プレイバッ
ク時に、ロボットの関節角度を一定時間毎に読み取って
これを直交座標系の現在位置を示すポイントデータに変
換するとともに該ポイントデータの一成分を前記登録し
た演算式に代入し、この算出値と前記ポイントデータの
他成分との大きさの比較から、前記ポイントデータがロ
ボットの作動範囲内にあるか否かを判断する作動範囲監
視工程とにより、ロボットの作動範囲を監視させるよう
にしている。
「作用」 この発明によれば、ポイントデータの一成分を、ロボ
ットの作動範囲の限界を示す二つのチェックポイントに
より作成した演算式に代入し、この算出結果から、前記
ポイントデータが、ロボットの作動範囲内にあるか否か
を判断することにより、ロボットが作動範囲から外れた
か否かを簡単に検出することができる、つまり、一定時
間毎に得られたポイントデータの一成分を、前述した演
算式に順次代入していくことにより、ロボットが作動範
囲内にあるか否かを、少ないデータ処理で簡易に検出す
ることができる。
ットの作動範囲の限界を示す二つのチェックポイントに
より作成した演算式に代入し、この算出結果から、前記
ポイントデータが、ロボットの作動範囲内にあるか否か
を判断することにより、ロボットが作動範囲から外れた
か否かを簡単に検出することができる、つまり、一定時
間毎に得られたポイントデータの一成分を、前述した演
算式に順次代入していくことにより、ロボットが作動範
囲内にあるか否かを、少ないデータ処理で簡易に検出す
ることができる。
「実施例」 この発明の一実施例を第１図及び第２図を参照して説
明する。
明する。
まず、第１図を参照して多関節型のロボットの基本的
な構成とその動作について説明する。
な構成とその動作について説明する。
第１図は関節型ロボットＲ（以下、ロボットＲとい
う）の作動範囲を上側から見た平面図であって、符号Ｏ
はロボットＲの回転中心であり、原点である。なお、こ
の図はロボットＲの平面的な動作範囲を示すものである
が、該ロボットＲは通常６軸の回転中心を有し、実際に
は三次元的な動きをする。
う）の作動範囲を上側から見た平面図であって、符号Ｏ
はロボットＲの回転中心であり、原点である。なお、こ
の図はロボットＲの平面的な動作範囲を示すものである
が、該ロボットＲは通常６軸の回転中心を有し、実際に
は三次元的な動きをする。
ここで、図中左右方向に伸びる直線をｘ軸、前後方向
に伸びる直線をｙ軸として直交座標系を示す。そして、
このような直交座標系において、符号１・２・３・４で
囲まれた範囲をロボットのメカニカル動作範囲とし、ま
た、符号５・６で結んだ直線の範囲外、つまり符号５・
６・２で囲まれた範囲を異常領域Ｖとして、ロボットＲ
が侵入することが禁止される区域とする。
に伸びる直線をｙ軸として直交座標系を示す。そして、
このような直交座標系において、符号１・２・３・４で
囲まれた範囲をロボットのメカニカル動作範囲とし、ま
た、符号５・６で結んだ直線の範囲外、つまり符号５・
６・２で囲まれた範囲を異常領域Ｖとして、ロボットＲ
が侵入することが禁止される区域とする。
なお、前記５と６とを結ぶラインで示される、ロボッ
トＲの作動範囲の限界としてはブース壁等がある。
トＲの作動範囲の限界としてはブース壁等がある。
以下、異常領域ＶにロボットＲ（厳密にはロボットＲ
のアーム先端）が入ることを防止する方法を順に説明す
る。
のアーム先端）が入ることを防止する方法を順に説明す
る。
（１）チェックポイントの登録（演算式算出工程） 前記ポイント５をチェックポイントP1（x1,y1）と
し、また、前記ポイント６をチェックポイントP2（x2,y
2）とする。
し、また、前記ポイント６をチェックポイントP2（x2,y
2）とする。
そして、これらx1,y1,x2,y2のA/D変換値を制御盤（図
示略）のディスプレイ上に表示させ、更に、該制御盤の
キーボードによりこれら変換値を制御盤の記憶部に登
録、記憶させる。
示略）のディスプレイ上に表示させ、更に、該制御盤の
キーボードによりこれら変換値を制御盤の記憶部に登
録、記憶させる。
（２）演算式の算出（演算式算出工程） ロボットＲの作動範囲の監視に用いる演算式をに示
す。
す。
ｙ＝k1・ｘ＋k2 …… なお、この演算式は、ロボットＲの作動範囲の限界
であるチェックポイントP1とP2とを結ぶ直線であって、
この演算式の係数k1,k2は、前記チェックポイントP1,
P2の各成分を、以下の式あるいは式に代入すること
により算出される。
であるチェックポイントP1とP2とを結ぶ直線であって、
この演算式の係数k1,k2は、前記チェックポイントP1,
P2の各成分を、以下の式あるいは式に代入すること
により算出される。
k1＝（y1−y2）／（x1−x2） …… k2＝y1−k1・x1 …… なお、これら演算式〜は、制御盤の記憶部に予め
記憶させておく。
記憶させておく。
（３）演算式の登録（作動範囲設定工程） （１）で記憶させたチェックポイントP1・P2の成分
を、（２）で記憶させた演算式・に代入することに
より、係数k1,k2を数値化させるとともに、係数k1,k2を
数値化させた演算式を得る。なお、これら係数k1,k2
を、前記制御盤の記憶部に記憶させておく。
を、（２）で記憶させた演算式・に代入することに
より、係数k1,k2を数値化させるとともに、係数k1,k2を
数値化させた演算式を得る。なお、これら係数k1,k2
を、前記制御盤の記憶部に記憶させておく。
（４）ロボットＲの作動範囲チェック（作動範囲監視工
程） 以下、第２図を参照して、ロボットＲの教示、再生の
際に行う作動範囲チェックのアルゴリズムを説明する。
程） 以下、第２図を参照して、ロボットＲの教示、再生の
際に行う作動範囲チェックのアルゴリズムを説明する。
なお、本チェックは、係数k1,k2を数値化した演算式
を使用して、ロボットの教示、再生の際に例えば1/10
0秒毎に行うものとする。
を使用して、ロボットの教示、再生の際に例えば1/10
0秒毎に行うものとする。
＜ステップ１＞ 開始 ＜ステップ２＞ ロボットＲの現在位置Pn（xn,yn）を入力する。な
お、前記ロボットＲの現在位置Pn（xn,yn）は、ロボッ
ト座標データとして取り込んだ、ロボット各軸の関節角
度Ｒ（θ1,θ2,θ3,θ4,θ5,θ６）と、ロボット諸元デ
ータ（各軸の長さ等）とから算出される。
お、前記ロボットＲの現在位置Pn（xn,yn）は、ロボッ
ト座標データとして取り込んだ、ロボット各軸の関節角
度Ｒ（θ1,θ2,θ3,θ4,θ5,θ６）と、ロボット諸元デ
ータ（各軸の長さ等）とから算出される。
＜ステップ３＞ ステップ２で取り込んだ現在位置Pn（xn,yn）のｘ成
分;xnが、前記チェックポイントP1〜P2間におけるx1とx
2との間に在るか否かを判断し、NOの場合にステップ７
に進み、YESの場合にステップ４に進む。
分;xnが、前記チェックポイントP1〜P2間におけるx1とx
2との間に在るか否かを判断し、NOの場合にステップ７
に進み、YESの場合にステップ４に進む。
＜ステップ４＞ ステップ２で取り込んだ現在位置Pnのｘ成分;xnを、
係数k1,k2を数値化した演算式に代入して、ｙ′ｎを
得る。
係数k1,k2を数値化した演算式に代入して、ｙ′ｎを
得る。
＜ステップ５＞ ステップ２で取り込んだ現在位置Pnのｙ成分;ynと、
ステップ４で計算したｙ′ｎとを比較して、ynがｙ′１
を越えたか否かを判断し、NOの場合にステップ７に進
み、YESの場合にステップ６に進む。
ステップ４で計算したｙ′ｎとを比較して、ynがｙ′１
を越えたか否かを判断し、NOの場合にステップ７に進
み、YESの場合にステップ６に進む。
＜ステップ６＞ ロボットＲが作動範囲の限界を越えて、異常領域Ｖに
入ったとして、警報を発する。
入ったとして、警報を発する。
＜ステップ７＞ 終了。
以上説明したような、本実施例に示す工業用ロボット
の作動範囲監視方法では、現在位置Pnを示すポイントデ
ータのｘ成分（xn）を、ロボットＲの作動範囲の限界を
示す二つのチェックポイントP1,P2により作成した（演
算）式に代入して、該ポイントデータPnに対応した
ｙ′ｎを算出した（ステップ４）。そして、ここで算出
したｙ′ｎを、現在位置Pnのｙ成分;ynと比較すること
により、取り込んだ現在位置Pnを示すポイントデータ
が、作動範囲の限界を示すラインP1〜P2を越えた位置に
あるか否かを検出することができる。
の作動範囲監視方法では、現在位置Pnを示すポイントデ
ータのｘ成分（xn）を、ロボットＲの作動範囲の限界を
示す二つのチェックポイントP1,P2により作成した（演
算）式に代入して、該ポイントデータPnに対応した
ｙ′ｎを算出した（ステップ４）。そして、ここで算出
したｙ′ｎを、現在位置Pnのｙ成分;ynと比較すること
により、取り込んだ現在位置Pnを示すポイントデータ
が、作動範囲の限界を示すラインP1〜P2を越えた位置に
あるか否かを検出することができる。
つまり、一定時間毎に得られた現在位置Pnを示すポイ
ントデータの一成分（xn）を、演算式に順次代入して
いくことにより、ロボットＲが異常領域Ｖに入ったか否
かを検出することができ、かつ、この検出を、少ないデ
ータ処理により、高速に能率良く行うことができるとい
う効果を奏する。
ントデータの一成分（xn）を、演算式に順次代入して
いくことにより、ロボットＲが異常領域Ｖに入ったか否
かを検出することができ、かつ、この検出を、少ないデ
ータ処理により、高速に能率良く行うことができるとい
う効果を奏する。
なお、本実施例では、第１図の中心から右側の部分に
異常領域Ｖを設けてロボットＲの動作を監視させるよう
にしたが、これに限定されず、第１図の中心から左側の
部分に異常領域Ｖを設けても良い。また、本実施例にお
いて、（１）チェックポイントの登録、（２）演算式の
算出、（３）演算式の登録により、請求項に示す作動範
囲設定工程が構成され、また、（４）ロボットＲの作動
範囲チェックにより、請求項に示す作動範囲監視工程が
構成される。また、本実施例では、ｘ−ｙで示す直交座
標系においてロボットＲの作動範囲に限界を設けるよう
にしたが、ｙ−ｚ、ｘ−ｚで示す直交座標系において同
様に、ロボットＲの動作範囲に限界を設けても良い。
異常領域Ｖを設けてロボットＲの動作を監視させるよう
にしたが、これに限定されず、第１図の中心から左側の
部分に異常領域Ｖを設けても良い。また、本実施例にお
いて、（１）チェックポイントの登録、（２）演算式の
算出、（３）演算式の登録により、請求項に示す作動範
囲設定工程が構成され、また、（４）ロボットＲの作動
範囲チェックにより、請求項に示す作動範囲監視工程が
構成される。また、本実施例では、ｘ−ｙで示す直交座
標系においてロボットＲの作動範囲に限界を設けるよう
にしたが、ｙ−ｚ、ｘ−ｚで示す直交座標系において同
様に、ロボットＲの動作範囲に限界を設けても良い。
「発明の効果」 以上詳細に説明したように、本発明によれば、ポイン
トデータの一成分を、ロボットの作動範囲の限界を示す
二つのチェックポイントにより作成した演算式に代入
し、この算出値と前記ポイントデータの他成分との大き
さの比較から、前記ポイントデータが、ロボットの作動
範囲内にあるか否かを判断することにより、ロボットが
作動範囲から外れたか否かを簡単に検出することができ
る、つまり、一定時間毎に得られたポイントデータの一
成分を、前述した演算式に順次代入していくことによ
り、ロボットが、チェックポイントとなる任意の点同士
を結ぶことにより区画される作動範囲内にあるか否か
を、少ないデータ処理で簡易かつ直ちに検出することが
でき、しかもデータ処理を高速で行うことができ、もっ
て、隣接する工業用ロボット同士の干渉防止精度を高め
ることができるという効果を奏する。
トデータの一成分を、ロボットの作動範囲の限界を示す
二つのチェックポイントにより作成した演算式に代入
し、この算出値と前記ポイントデータの他成分との大き
さの比較から、前記ポイントデータが、ロボットの作動
範囲内にあるか否かを判断することにより、ロボットが
作動範囲から外れたか否かを簡単に検出することができ
る、つまり、一定時間毎に得られたポイントデータの一
成分を、前述した演算式に順次代入していくことによ
り、ロボットが、チェックポイントとなる任意の点同士
を結ぶことにより区画される作動範囲内にあるか否か
を、少ないデータ処理で簡易かつ直ちに検出することが
でき、しかもデータ処理を高速で行うことができ、もっ
て、隣接する工業用ロボット同士の干渉防止精度を高め
ることができるという効果を奏する。
第１図はロボットの作動範囲を示す平面図、第２図は作
動範囲をチェックするためのフローチャートである。 Ｒ……ロボット、P1・P2……チェックポイント、xn……
ポイントデータの一成分、……演算式。
動範囲をチェックするためのフローチャートである。 Ｒ……ロボット、P1・P2……チェックポイント、xn……
ポイントデータの一成分、……演算式。
Claims (1)
- 【請求項１】ロボットの作動範囲の限界を二つのチェッ
クポイントにより指定し、これらチェックポイントの位
置をそれぞれ示す直交座標データの少なくとも二つの成
分から該チェックポイントを結ぶ直線の演算式を算出す
る演算式算出工程と、 前記演算式を登録する作動範囲設定工程と、 プレイバック時に、ロボットの関節角度を一定時間毎に
読み取ってこれを直交座標系の現在位置を示すポイント
データに変換するとともに該ポイントデータの一成分を
前記登録した演算式に代入し、この算出値と前記ポイン
トデータの他成分との大きさの比較から、前記ポイント
データがロボットの作動範囲内にあるか否かを判断する
作動範囲監視工程とからなる工業用ロボットの作動範囲
監視方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1243629A JP2766336B2 (ja) | 1989-09-20 | 1989-09-20 | 工業用ロボットの作動範囲監視方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1243629A JP2766336B2 (ja) | 1989-09-20 | 1989-09-20 | 工業用ロボットの作動範囲監視方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03104586A JPH03104586A (ja) | 1991-05-01 |
| JP2766336B2 true JP2766336B2 (ja) | 1998-06-18 |
Family
ID=17106668
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1243629A Expired - Fee Related JP2766336B2 (ja) | 1989-09-20 | 1989-09-20 | 工業用ロボットの作動範囲監視方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2766336B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003275223A (ja) * | 2003-04-21 | 2003-09-30 | Olympus Optical Co Ltd | 手術装置 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60195602A (ja) * | 1984-03-16 | 1985-10-04 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | ロボツト |
| JPS63260786A (ja) * | 1987-04-18 | 1988-10-27 | 株式会社不二越 | 産業用ロボツトの作業範囲規制方法 |
-
1989
- 1989-09-20 JP JP1243629A patent/JP2766336B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03104586A (ja) | 1991-05-01 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
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|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
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|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |