JP2767920B2 - 移動ロボットシステムにおけるプログラム実行方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は、複数の移動ロボットと、これらの移動ロ
ボットを制御する制御局とから構成される移動ロボット
システムに係わり、特に、各移動ロボットにおけるアー
ムプログラムの実行方法に関する。

「従来の技術」 近年、FA（ファクトリ・オートメーション）の発達に
伴い、この種のシステムが各種開発され、実用化されて
いる。この移動ロボットシステムにおいて、各移動ロボ
ットには予め複数のアームプログラムが記憶（教示）さ
れている。そして、制御局は各移動ロボットへ無線また
は有線によって行き先およびその行き先において実行す
べきアームプログラムの番号を指示する。制御局から指
示を受けた移動ロボットは、指示された場所へ自動走行
して到達し、その場所で指示されたアームプログラムを
実行し、その実行が終了した時はその場で次の指示を待
つ。

「発明が解決しようとする課題」 ところで、各アームプログラムにはロボット位置補正
のプログラムやI/O（入／出力）のオン／オフプログラ
ム等が含まれるが、同一ステーション（作業場所）にお
いては、これらのプログラムは１度実行すれば以後実行
する必要のない場合がある。しかし、従来のものは、複
数のアームプログラムを実行する場合に、その都度これ
ら位置補正プログラム等を実行するようになっており、
このため、作業能率が悪い欠点があった。

この発明はこのような事情を考慮してなされたもの
で、各移動ロボットの作業能率を上げることができる移
動ロボットシステムにおけるプログラム実行方法を提供
することを目的としている。

「課題を解決するための手段」 この発明は、複数の移動ロボットと、これらの移動ロ
ボットを制御する制御局とからなる移動ロボットシステ
ムにおいて、前記制御局が同一作業場所における複数の
アームプログラムの実行を前記移動ロボットへ指示した
場合に、前記移動ロボットは各プログラムにおいて共通
する動作を第２番目以降のアームプログラムにおいて実
行を省略可能とすることを特徴としている。ここで、上
記各プログラムにおいて共通する動作とは、例えばロボ
ット位置を補正する補正データの算出である。

「作用」 この発明によれば、各移動ロボットは、制御局から同
一作業場所における複数のアームプログラムの実行を指
示された場合に、各プログラムにおいて共通する動作を
第２番目以降のアームプログラムにおいて実行を省略す
ることができる。これにより、各移動ロボットがロボッ
ト位置の補正データの算出等を繰り返し実行することが
なくなり、この結果、作業能率を向上させることができ
る。

「実施例」 以下、図面を参照してこの発明の一実施例によるアー
ムプログラム実行方法を適用した移動ロボットシステム
について説明する。第１図は同移動ロボットシステムの
全体構成を示すブロック図である。この図において、１
は制御局、２−１〜２−Ｎは移動ロボットであり、制御
局１と各移動ロボット２−１〜２−Ｎとは無線によって
接続されている。制御局１は移動ロボット２に対しステ
ーション（作業場所）およびそのステーションにおいて
実行すべきアームプログラムの番号またはプログラムブ
ロックの番号を指示する。ここで、プログラムブロック
とは、複数のアームプログラムを組み合わせたプログラ
ムである。移動ロボット２は、制御局１からの指示を受
け、指示されたステーションまで自動走行し、同ステー
ションにおいて、指示されたアームプログラムまたはプ
ログラムブロックを実行する。

第２図は移動ロボット２の構成を示すブロック図であ
り、この図において、2aはCPU、2bはCPU2aにおいて用い
られるプログラムが記憶されたプログラムメモリ、2cは
データ記憶用のデータメモリ、2dは操作部、2eは通信装
置、2fは走行路地図が記憶された地図メモリである。2g
は走行制御装置であり、CPU2aから供給される行き先デ
ータを受け、磁気センサによって床面の磁気テープを検
出しつつ駆動モータを制御し、移動ロボットを目的ステ
ーションまで走行させる。2hはアーム制御装置、2iはア
ームプログラムメモリである。アーム制御装置2hは、CP
U2aから供給されるアームプログラム番号またはブロッ
ク番号を受け、移動ロボット２がステーションに到着し
た時点でその番号のアームプログラムまたはプログラム
ブロックをアームプログラムメモリ2iから読み出し、読
み出したプログラムによってロボットアームを制御して
各種の作業を行わせる。

第３図はアームプログラムメモリ2iの記憶内容を示す
図である。この図に示すように、アームプログラムメモ
リ2i内には、プログラムテーブルPRG-TBL、命令テーブ
ルARM-INST、アーム位置テーブルARM-POSI、空きエリア
ポインタARM-PTR、ブロックテーブルARM-BLKが各々設け
られ、これらのテーブル内の全データによってアームプ
ログラムが構成されている。

プログラムテーブルPRG-TBLは、100個のデータテーブ
ルから構成され、各データテーブルが各々、アームプロ
グラム番号１〜100に対応している。すなわち、制御局
１から例えばアームプログラム番号「25」が指示された
場合は、No.25のデータテーブル内のデータが指示する
アームプログラムが実行される。

各データテーブルには各々、第４図に示すデータが記
憶されている。この図において、「Low」、「High」は
各々下位４ビット、上位４ビットの意味である。「プロ
グラム教示点数」は、そのデータテーブルが示すアーム
プログラムの全教示点数であり、「位置テーブルの先頭
添字」とは、そのデータテーブルが示すアームプログラ
ムの第１の教示点データが記憶されているアーム位置テ
ーブルARM-POSIのアドレスである（第３図参照）。「０
ステップの命令テーブル先頭添字」とは次のデータであ
る。まず、０ステップとは、教示点データを読み出して
アーム制御を行う前のステップであり、０ステップの命
令テーブル先頭添字は、この０ステップにおいて最初に
実行すべき命令が記憶されている命令テーブルARM-INST
のアドレスを示す（第３図参照）。「０ステップ命令教
示数」とは、０ステップにおいて実行すべき命令の総数
である。視覚補正Ｘデータ、Ｙデータ、θデータとは各
々、アームプログラムの教示時にCCDカメラによって検
出した路面上のロボット位置補正マークの位置を示すデ
ータであり、θデータとは、視覚補正マークと座標軸原
点を結んだ直線がＸ軸となす角度を示すデータである。

命令テーブルARM-INSTは3500の命令コードが書き込ま
れるようになっている（第５図参照）。

アーム位置テーブルARM−POSIは、2000個のデータテ
ーブルから構成され、各データテーブルにそれぞれ教示
データが書き込まれる。第６図は個々のデータテーブル
の構成を示す図であり、教示位置Ｘ、Ｙ、Ｚは手首の３
次元位置を、θ４、θ５は手首の間接の回転角を各々示
している。また、教示位置の属性は０〜５の数値であ
り、各数値は各々次の属性を示している。

0;直線 1;円弧１点目 2;円弧２点目 3;円弧３点目 4;視覚１点目 5;視覚２点目 「教示位置の命令テーブルの先頭添字」はその教示位
置において実行すべき最初の命令が記憶された命令テー
ブルARM-INSTのアドレスを示し、また、「教示位置の命
令教示数」はその教示位置において実行すべき命令の数
を示している（第３図参照）。

ブロックテーブルARM-BLKはプログラムブロックを構
成するプログラム番号が記憶された50個のプログラム番
号テーブル（第７図参照）から構成される。ここで、プ
ログラムブロックとは複数のアームプログラム（プログ
ラムテーブルPRG-TBLの各データテーブルによって動き
が指示されるプログラム）を組み合わせたものである。
すなわち、例えばプログラム番号5,13,21が連続して実
行されることが多い場合は、これらのプログラム番号5,
13,21を予めブロックとしてブロックテーブルARM-BLKに
登録しておく。これにより、制御局１はブロック番号を
送るだけで、プログラム番号5,13,21のプログラムを実
行させることができる。

空きエリアポインタARM-PTRには、第８図に示すデー
タが書き込まれる。ここで、「位置テーブルの空き配列
の添字」は位置テーブルARM-POSIの空きエリアの先頭ア
ドレスであり（第３図参照）、また、命令テーブルの空
き配列の添字」は命令テーブルARM-INSTの空きエリアの
先頭アドレスである。

次に、上述したアームプログラムの実行過程を説明す
る。いま、制御局１が、例えばプログラム番号15のアー
ムプログラムの実行を指示してきたとする。この指示は
移動ロボット２の通信装置2eを介してCPU2aへ送られ
る。CPU2aはこの指示を受け、アーム制御装置2hへプロ
グラム番号15のアームプログラムの実行を指示する。ア
ーム制御装置2hはこの指示を受け、まず、アームプログ
ラムメモリ2i内のプログラムテーブルPRG-TBLからNO.15
のデータテーブルを読み出す。次に、読み出したデータ
テーブルWORKデータ（第４図参照）に基づいて作業方向
および光I/Oの通信方向を検知し、この検知結果にした
がって移動ロボットの位置および光I/O通信装置を設定
する。次に、Ｚ−INデータに基づいて０ステップの最初
の命令が命令テーブルARM-INSTから読み出されて実行さ
れ、続いてＺ−ENデータが示す数の命令が順次読み出さ
れ、実行される。次に、CCDカメラによって位置補正マ
ークを検出し、次いで、その検出結果およびVISI−X,VI
SI−Y,VISI−Ａデータから位置補正データを求める。以
後、求めた位置補正データによって教示データの補正が
行なわれる。

次に、POSIデータに基づいてアーム位置テーブルARM-
POSIから最初の教示点データ（第６図参照）が読み出さ
れ、次いで、この教示点データの内のＸデータ,Yデー
タ,Zデータ，θ４データ，θ５データが示す位置までア
ームが駆動される。次に、教示点データの内のINデータ
に基づいて命令テーブルARM-INSTから命令が読み出され
て実行され、続いてENデータが示す数の命令が順次読み
出され、実行される。

上述した最初の教示点データの処理が終了すると、ア
ーム位置テーブルARM-POSIから次の教示点データが読み
出され、同様に処理され、以下、第４図のSTEPデータが
示す数の教示点データの処理が終了するまで同様の過程
が繰り返される。以上が、１つのアームプログラムの実
行過程である。

次に、制御局１から、例えばブロック番号５のプログ
ラムブロックの実行が指示されたとする。この場合、ア
ーム制御装置2hは、まず、ブロックテーブルARM-BLKのN
O.5のプログラム番号テーブルを読み出す。いま、この
プログラム番頭テーブルに「８」，「11」，「19」なる
３個のプログラム番号が記憶されていたとする。この場
合、アーム制御装置2hは、まず、プログラム番号８のア
ームプログラムを上記と同様にして実行する。次いで、
プログラム番号「11」のアームプログラムを同様にして
実行する。但し、この場合、視覚補正データの算出は、
プログラム番号８のプログラム実行時に終了しているの
で省略することができる。また、０ステップの命令にI/
Oオン命令、オフ命令が含まれていた場合も、I/Oオンは
プログラム番号８のプログラム実行時に終了し、その状
態を維持しているので行わない。また、I/Oオフは次の
番号「11」のアームプログラムがまだ実行されていない
ので行わない。次に、番号「11」のアームプログラム実
行時においては、視覚補正データの算出は行わず、I/O
オン処理も行わず、I/Oオフ処理は行う。

このように、ブロック処理の場合は、各アームプログ
ラムにおける視覚補正データの算出あるいはI/Oオン／
オフ処理をアームプログラム実行毎に行うのではなく、
１回だけ行い、これにより処理能率の向上を図ってい
る。

次に、制御局１から、複数のアームプログラムの実
行、例えばプログラム番号「８」，「21」，「30」，
「41」の実行が指示されたとする。この場合、アーム制
御装置2hは、これらのアームプログラムをそれぞれ単独
で実行するのではなく、上述したブロックとして実行す
る。これにより、単独で実行する場合より、視覚補正デ
ータの算出やI/O処理において無駄を省くことができ、
処理能率を向上させることができる。

「発明の効果」 以上説明したように、この発明によれば、複数のアー
ムプログラムを実行する場合に、各プログラムにおいて
共通する動作を第２番目以降のプログラムにおいて実行
を省略可能にしたので、従来のものより作業能率を向上
させることができる効果がある。

【図面の簡単な説明】 第１図はこの発明の一実施例による移動ロボットシステ
ムの全体構成を示す概略構成図、第２図は各移動ロボッ
ト２の構成を示すブロック図、第３図は第２図における
アームプログラムメモリ2iの記憶内容を示す図、第４図
〜第８図は各々アームプログラムメモリ2i内の各テーブ
ルの詳細を示す図である。 １……制御局、２……移動ロボット、2a……CPU（中央
処理装置）、2h……アーム制御装置、2i……アームプロ
グラムメモリ。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の移動ロボットと、これらの移動ロボ
   ットを制御する制御局とからなる移動ロボットシステム
   において、前記制御局が同一作業場所における複数のア
   ームプログラムの実行を前記移動ロボットへ指示した場
   合に、前記移動ロボットは各プログラムにおいて共通す
   る動作を第２番目以降のアームプログラムにおいて省略
   可能とすることを特徴とする移動ロボットシステムにお
   けるプログラム実行方法。
2. 【請求項２】上記各プログラムにおいて共通する動作は
   ロボット位置を補正する補正データの算出であることを
   特徴とする請求項（１）記載の移動ロボットシステムに
   おけるプログラム実行方法。