JP2827268B2 - 複数ロボットの教示用データ作成方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の目的 ［産業上の利用分野］ 本発明は、例えば相互に干渉するような位置に配置さ
れた複数の塗装・溶接用ロボット作動のための適切な教
示用データを効率的に作成するデータ作成方法に関す
る。

［従来の技術］ 従来、作業の効率性、生産性あるいは安全衛生の観点
から、自動車生産ライン等において塗装用ロボットや溶
接用ロボットが用いられている。これらのロボットは、
同一作業を正確に繰り返すことが可能なことから一旦適
切な作業データを教示（ティーチング）すれば、品質が
高く一定した製品を継続的に得ることが出来る（特開昭
58−180257号）。

更に作業効率、生産性の向上の観点から、複数のロボ
ットを同時に稼動させる方法がある。この場合にロボッ
ト同士の干渉が問題となる。この干渉をロボットの配置
の面から防止しようとすると、十分に相互に離してロボ
ット毎に作業ステージを設ける必要があり、作業面積、
付帯設備及び空調エネルギコスト等の増大を招きコスト
高となる。

ロボットの優先順位の面から防止しようとすると、順
位の低いロボットは、順位の高いロボットの作業がすべ
て終了するまで作業せずに待たなくてはならず、退避時
間が長くなり生産性が低下する。

これを解決する方法として、相互に干渉する位置にあ
る複数ロボットが同時に作業していても、干渉すること
がない領域の作業を実施していればよいのであるから、
この様な作業領域の関係を見つけ、作業順序をその関係
に沿って設定・教示することが考えられる。

このための方法として、各ロボットに予め教示してお
いたデータを用いて、コンピュータの演算によるシミュ
レーションを行い、干渉が起きると観察された場合は、
再度ロボットを教示しなおすことにより、相互に干渉し
ない教示データを見つけていた。即ち、教示及びシミュ
レーション作業を、適切な教示データが得られるまで繰
り返していた（特開昭62−165212）。

［発明が解決しようとする課題］ しかしこの様な試行錯誤による教示及びシミュレーシ
ョン作業の繰り返しでは適切な教示データを得るまで膨
大な時間や労力を費やしていた。

従って従来の方法は教示データの作成能率が極めて悪
く、しかも干渉するロボットの稼動台数が増加すればす
るほど、等比級数的にその教示データの作成及び検討時
間が増加し、適切な教示データを得ることがきわめて困
難となっていた。

発明の構成 そこで、本発明は、複数ロボット稼動における、上記
課題を解決することを目的とし、次のような構成を採用
した。

［課題を解決するための手段］ 即ち、本発明の要旨とするところは、第１図の基本的
構成図に例示するごとく、 少なくとも動作域の一部が重なるよう配置された複数
の塗装用ロボットの各作業領域を同様の条件で塗装可能
な小領域に分割し（P1）、 少なくともこの各小領域の作業位置データと、各ロボ
ットの形状データ及び作動性能データとに基づいて、小
領域の作業順序を変えつつ、各作業順序につきシミュレ
ーションにより各ロボットの作業状況データを得（P
2）、 この作業状況データの内、各ロボットが相互に干渉し
ない作業順序を選出し、少なくともこの選出された作業
順序データを含めたデータを、ロボットの教示用データ
とする（P3）ことを特徴とする複数ロボットの教示用デ
ータ作成方法にある。

［作用］ P1の処理において、作業領域を同様の条件で塗装可能
な小領域に分割するとは、例えば、塗装ロボットのアー
ムの自由度等を考えて、同じ塗り方ができる平面領域を
一の小領域として分割することをいう。塗装対象が、例
えば自動車ボディのようなワークであれば、クオータパ
ネル外表面、ラゲージコンパートメントドア外表面、ラ
ゲージルームの前方内面、後方内面、その２つの内側
面、ルームパネル外表面等の小領域に分割する。

P2の処理において、シミュレーションを少なくとも３
つのデータに基づいて実行する。３つのデータとは、上
述のごとく作業位置データ、各ロボットの作動性能デー
タ及び各ロボット形状データである。

作業位置データとは、最も簡単なものは各小領域での
塗装の始点と終点である。勿論、各小領域内での全作業
位置を作業位置データとしてもよい。このデータは実測
値（教示データ）ばかりでなく、ワーク等の作業領域の
形状に対応して、計算上設定した位置データでもよい。
この場合は、本発明を実施して教示用データを求めた後
に、別個に各小領域毎に実測（教示）して、教示用デー
タに加えることもできる。

また、実測値（教示データ）は最初から小領域毎に教
示して得ておいても良いが、全領域を一連の教示データ
として実測した後、その教示データを所定の規則により
分割して小領域毎の教示データとして用いるようにして
も良い。

ロボットの作動性能データとは、例えばロボットのア
ームの作動性能を表すもので、アームの軸数、アームの
各軸間の長さ、アームの各軸の最大回転速度等である。
作動性能データはロボット毎に異なる場合がある。

ロボット形状データとは、ロボットの移動する部分の
外形データであり、ロボットの骨格ばかりでなく、ロボ
ットともに移動するするものであれば、付属物も含まれ
る。ロボット形状データはロボット毎に異なる場合があ
る。

このロボットの作動性能データ及びロボット形状デー
タは予め測定されているものが普通であるが、理論値で
あってもよい。少なくとも以上のようなデータに基づけ
ば、各小領域間あるいは更に各小領域内におけるロボッ
ト同士の干渉有無がシミュレーションにより判明する。

シミュレーションは小領域をある作業順序に組み合わ
せて、その順序に従ってなされ、その順序での作業状況
データを得る。例えば、この作業順序は一つの作業状況
データが得られる毎に、あるいはその作業状況データを
用いたP3の処理が終了する毎に変更される。

P3の処理において、ロボットが相互に干渉しない作業
順序を選び出し、この作業順序データを含めたデータを
ロボットの教示用データとする。

例えば複数の塗装用ロボットが、それぞれ、ある小領
域の作業の後、次の領域の作業に移る場合、その時の干
渉状態がシミュレーションで判明する。このシミュレー
ションは、単なる演算により数値にて表してもよく、ま
たCRT等に画像として表し視覚的に作業状況データを表
すようにしてもよい。

このように、教示作業自体は各ロボット毎にロボット
間の干渉を考えずに、各小領域毎に行うか、あるいは全
領域で一連に行って分割して、各小領域の教示データを
得ているために、教示作業の時間的・労力的負担がきわ
めて少ない。そして干渉の排除は小領域毎の作業の順序
を替えつつシミュレーションの結果から判断でき、その
順序の内から適切なものを選出できる。

従って、教示作業の試行錯誤に伴う労力・時間の浪費
をなくし、迅速にかつ干渉しない作業順序が選択でき、
所望の教示用データが、早期に完成する。

また、作業領域を小領域へ分割する際、同様の条件で
塗装可能となるよう、例えば平面領域を一の小領域とし
て分割しているため、小領域の作業順序の如何にかかわ
らず、各小領域の塗装品質が確保される。

［実施例］ 次に、本発明の実施例を説明する。本発明はこれらに
限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲の種
々の態様のものが含まれる。

第２図は、本発明の方法を実現しているシミュレーシ
ョン装置の一例を表すシステム構成図である。

シミュレーション装置１は、一般的なノイマン型ディ
ジタルコンピュータ３を中心として構成されている。こ
のコンピュータ３はCPU,ROM,RAM,I/O,バス等により構成
されているが、一般的な構成であるのでその内部の詳細
説明は省略する。このコンピュータ３には、出力装置と
してCRT5,プリンタ７が、補助記憶装置としてフロッピ
ィディスク9,ハードディスク11が、入力装置としてキー
ボード13が、接続されている。

本発明の実施例方法の手順は、本コンピュータ３のRA
M中に、プログラムとしてハードディスク11から読み込
まれている。コンピュータ３はこのプログラムに従い、
フロッピィディスク９に記憶されているワーク形状デー
タ及びワーク小領域毎の作業データ（教示データ）を読
み込み、更にハードディスク11中に記憶されている各ロ
ボットの作動性能データと形状データとを読み込んで、
各ロボットのアームの作動を計算でシミュレーション
し、相互の干渉状態をチェックする。作業データはアー
ム先端の塗装ノズルの位置（作業位置データ）とスプレ
ーノズル方向とを表すデータである。この位置をロボッ
トの分担毎に順にスプレー作業しながら、また小領域間
ではスプレーせずに辿ってゆく処理が計算上なされるの
である。そして各分担毎に最初の小領域の作業開始か
ら、最終の小領域の作業の終了までの干渉状態をチェッ
クし、更に作業時間をカウントする。これをロボットの
分担毎に小領域の作業順序を変更して繰り返す。

この計算処理の際、キーボード13からの指示によって
CRT5上にシミュレーション計算に応じて、ワークとロボ
ットとの立体画像を逐次表示させることができる。

このような複数のロボットの作動性能データ・形状デ
ータと、通過すべき位置データやノズル方向データに基
づき、シミュレーションを実施するCADプログラムは、
市販されているものを用いることができ、例えばIBM社
製の商品名「CATIA」、三井造船（株）製の商品名「CIL
MA」が挙げられる。

次に、教示により各小領域の作業位置データが得られ
ると共に、上記シミュレーション装置１で得られる教示
用データが適用される塗装用ロボットの自動車ボディ塗
装ブース内での配置を第３図（Ａ）に示す。

塗装ライン上を移動してきて、ブース内に搬入された
ボディ15前部のエンジンルーム15a側には左右２台の塗
装ロボット17,19が、後部のラゲージルーム15b側には左
右２台の塗装ロボット21,23が配置されている。更に塗
装作業の開始・終了に応じてフード15cとラゲージコン
パートメントドア15dとを自動的に開閉する前後２台の
開閉装置25,27が設けられている。各ロボット17〜23
は、ロボット制御装置31,33,35,37を備え、各ディスク3
1a,33a,35a,37aに装填されたフロッピィに記憶された作
業データに応じて、そのアームを移動させたり塗料をス
プレーしたり、またティーチングボックスを介して教示
されたデータをフロッピィに記憶する。

前部２台のロボット17,19は点線で示す動作範囲17S,1
9Sが各々エンジンルーム15aを全域をカバーし、相互に
重複している。後部のロボット21,23の動作範囲21S,23S
についても同様である。

ラゲージルーム15b側のロボット21,23の構成例を第３
図（Ｂ）に示す。エンジンルーム15a側の塗装用ロボッ
ト17,19についても同様であるので説明は省略する。

ここで塗装用ロボット21,23は良く知られた多関節形
ロボットで、骨格部分は、台座41,43、第１アーム45,4
7、第２アーム49,51、スプレーノズル53,55からなり、
関節部分は、台座41,43に備えられた第１アーム45,47以
上を左右旋回する第１駆動部57,59、その上に備えられ
第１アーム45,47を前後旋回する第２駆動部61,63、第１
アーム45,47と第２アーム49,51との間に設けられ第２ア
ーム49,51を上下旋回する第３駆動部65,67、その先に設
けられ第２アーム49,51を回転させる第４駆動部69,71、
第２アーム49,51、スプレーノズル53,55との間の手首部
分に設けられスプレーノズル53,55の振り動作をする第
５駆動部73,75、その先に設けられスプレーノズル53,55
を回転する第６駆動部77,79とから構成されている。

上記ロボット21,23は第１表のような作動性能を有す
る。勿論、用途に応じて種々の作動性能のロボットを個
々に選択して用いることが出来る。

この第１表のデータが作動性能データの一部として、
形状データとともに、シミュレーション装置１のハード
ディスク11に記憶されている。ボディ15に対する各教示
作業はロボット制御装置35,37を介して、ティーチング
ボックス35b,37bにて行われる。

本実施例では、操作者は、ボディ15の塗装部分を小領
域に分割し、その小領域毎に適当なロボット21,23を選
択して教示作業をし、そのデータを対応するディスク35
a,37a中のフロッピィに記憶する。このような作業は公
知のロボット装置を用いて実施することが出来る。この
場合、小領域の塗装作業順序にかかわらず、最終的に塗
装品質が確保されるように各小領域毎に教示作業をする
必要がある。

例えば、自動車ボディ15の内、ラゲージルーム15b周
辺を塗装する場合、その塗装領域を模式的に表すと、第
４図のごとくとなる。即ち、ラゲージコンパートメント
ドア15d,ラゲージルーム15bの４つの側壁81〜87,底部89
である。この内、前部側壁81と底部89とは内面のみ塗装
されるものとする。

この場合は、小領域としては、ラゲージコンパートメ
ントドア15dの外面M1,内面M2,ラゲージルームの側壁81
の内面M3,他の３つの側壁83〜87の外内面M4〜M9,底部89
の内面M10の合計10に設定するのが、最も簡便な分割と
なり、この小領域を２群に分割して、ロボット21,23に
割り当てる。

またこのような分割により各小領域が単純な平面とな
ることから、塗装順序を変えても塗装品質の保証が出来
るように各小領域の塗装作業データを教示設定すること
は容易となる。例えば、その塗装作業データとしてのス
プレーノズル53,55の軌跡（作業位置データ）は第４図
のジグザクの線条で示すようにして教示設定する。

この小領域に対して、得られた作業データは、ロボッ
ト制御装置35,37のフロッピィディスク35a,37aにてフロ
ッピィに記憶される。

次にこの２枚のフロッピィをシミュレーション装置１
にセットすることにより、シミュレーション装置１に
て、シミュレーションが実行できるデータが揃うことに
なる。

以下、そのシミュレーション処理について、第５図
（Ａ），（Ｂ）のフローチャートに基づいて説明する。
このフローチャートの処理は、ハードディスク11内に記
憶されているプログラムを、コンピュータ３のRAM内に
読み込むことによって実行される。

シミュレーション装置１が立ち上げられると、ハード
ディスク11から上記プログラムが読み込まれ、続いてプ
ログラムに従った処理が開始される。

まず、RAM内のワークエリアへ必要なデータが読み込
まれる（ステップ110）。必要なデータとは、既にハー
ドディスク11中に記憶されている各種の塗装用ロボット
の形状及び作動性能データの内、今回シミュレーション
したい機種のデータ及びボディ15の形状データ、更に既
にセットされた２枚のフロッピィ中に記憶されている該
当ボディ15の小領域毎の全作業データである。

位置を表す作業データがあれば、作業データを教示作
業したロボットと今回シミュレーションするロボットと
は異なっていても構わない。この点で位置を表す作業デ
ータには汎用性がある。即ち、シミュレーションの結
果、ロボットの機種が不都合であれば、直ちに他の機種
に変更してシミュレーションすることが出来、機種の決
定にも役立つ。

従って、小領域に対する各ロボットの割当を変更して
も構わないことになる。即ち、最初、左側のロボット23
に作業させるつもりで作成した小領域の教示データ群を
右側のロボット21に適用して作業させてもよいことにな
る。

またロボット制御装置35,37側でのデータフォーマッ
トがシミュレーション装置１側のデータフォーマットと
適合しない場合は、RAMに読み込むに際して、フォーマ
ット変換処理をして読み込めばよい。

次に一方のロボット23の小領域毎の作業データの最初
の順列組合せが決定される（ステップ120）。即ち、小
領域が５領域であれば、その組合せは5!（＝120）通り
となる。この組合せをすべて記憶させておくことは、そ
れだけ占有されるメモリが大きくなるので、組合せを１
つ１つ検証してゆくことになる。メモリに余裕がある場
合は、組合せをすべて記憶させておき、その組合せに対
応して得られた作業状況データを記憶しておいてもよ
い。

次に全ての組合せ及びシミュレーションが終了したか
否かが判定される（ステップ130）。全ての組合せに対
してシミュレーションが終了してしまえば、ここでは肯
定判定される。終了していなければ、次にシミュレーシ
ョンが実行される（ステップ140）。即ち、ステップ110
で読み込んだデータを基にして、ロボット23の作動性能
・形状に応じたシミュレーション上の作動を、設定され
た順序で、小領域の作業位置データに応じて実行してゆ
く。

即ち、組み合わされた小領域の作業順序が、M4→M5→
M8→M9→M10であれば、まずロボット23の停止位置から
面M4のスプレー開始位置M4aにスプレーノズル53を移動
させる。この移動の軌跡及びその速度は勿論、第１表に
示したロボットの作動性能データ・形状データに従って
行われる。また各面M4〜M10については、教示作業で得
られた作業データに現れている位置データに応じてスプ
レーノズル53を移動させてゆく。

各面M4〜M10間の移動は、最短時間で移動できるよう
に駆動される。この移動状態を模式的に表すと、第６図
（Ａ）のごとくになる。即ち、各面（小領域）Mi〜Mkの
間は、Miの作業終了位置Mibから次の作業開始位置Mjaま
ではロボット23が可能な最短時間tiで移動し、Mjの作業
終了位置Mjbから次の作業開始位置Mkaまでは同じく最短
時間tjで移動することになる。他の面間も同じである。
この時、シミュレーションは同時にCAD処理にし、ロボ
ット23及びボディ15の全体画像をCRT5上に表示するよう
にしても良い。

このシミュレーションにより、作業開始から終了まで
の作業時間が、設定された各作業順序毎にカウントされ
記憶される。

ところで、各面M4〜M10間のスプレーノズル53の移動
は、最短時間で移動できるように駆動されるだけである
ため、ロボット23の一部分がボディ15と干渉する可能性
がある。

そこで、次にワーク干渉排除処理がなされる（ステッ
プ145）。即ち、各小領域間をスプレーノズル53が移動
する際に、ロボット23の一部分がボディ15と干渉するか
否かが、ロボット23の姿勢・形状及びボディ15の形状デ
ータから判定される。干渉すると判定されればその組合
せは排除され、以後の処理には使用されない。

シミュレーション内容がCRT5に画像で表示されている
場合は、操作者が視認して作業順序の適不適を決定し、
シミュレーション装置１にキーボード13から排除を指示
しても良い。

次に、２台のロボット21,23の組合せシミュレーショ
ン処理がなされる（ステップ147）。

まずもう一つのロボット21について、上記ステップ12
0〜145と同じ処理がステップ147−１〜147−４にて行わ
れ、面M1,M2,M3,M6,M7についてボディ15と干渉しない小
領域の作業順序が求められる。

次にロボット干渉排除処理がなされる（ステップ147
−５）。

一方のロボット23に対する他方のロボット21の干渉
は、演算上相互に相手を横切った場合に、干渉があった
と判断できる。この判断はCRT5への画像表示させること
により、操作者が視覚により判断し、シミュレーション
装置１にキーボード13等から排除指示を入力するように
もできる。

次にロボット組合せシミュレーション処理の中止か否
かが、キーボード13からの入力により判断される（ステ
ップ147−６）。中止の信号が入力されていなければ、
再度ステップ147−１に戻り、面M1,M2,M3,M6,M7の組合
せを変えて同じ処理を行う。こうして全ての組合せある
いは必要な組合せについての作業時間が求められる。

ロボット組合せシミュレーションの中止あるいはその
組合せが終了していれば、次に全体の処理の中止か否か
が、キーボード13からの入力により判断される（ステッ
プ150）。中止の信号が入力されていなければ、再度ス
テップ120に戻り、面M4,M5,M8,M9,M10の組合せを変えて
同じ処理を行う。こうして全ての組合せあるいは必要な
組合せについての作業時間が求められる。

ロボット組合せシミュレーションの中止あるいはその
組合せが終了していれば、ボディ15及びロボット21,23
同士が干渉した組合せが除かれた内で、最短作業時間の
組合せが検索される（ステップ160）。この結果がCRT5
あるいはプリンタ７に出力される（ステップ170）。即
ち、小領域の組合せ順序と作業時間とが表示あるいはプ
リントされる。勿論、作業時間を短い順にソートして、
表示してもよい。

更にハードディスク11及び２枚のフロッピィにも記憶
される（ステップ180）。この各フロッピィには必要に
応じてデータ変換を行って、ロボット21,23の制御装置
毎に使用できるデータとして小領域の組合せ順序が記憶
される。

本実施例は以上のように教示作業自体は、干渉を考慮
せずに、各ロボット21,23毎及び各小領域毎に行えばよ
いので、教示作業自体が負担が少なく容易であること
と、例え、失敗してもその小領域のみの教示をやり直す
だけで済む。

ロボット21,23同士の干渉は、演算や画像等のシミュ
レーションで確認できるので、ロボット21,23相互に干
渉せず、更にボディ15とも干渉を生ぜず作業時間の短い
適切な作業順序が、迅速に選択できる。従って、複数の
ロボットを干渉の恐れがある程近接して集約配置して
も、その作業順序と各小領域毎の教示とに基づいて、干
渉がなく、作業時間の短い、動作効率のよい、高品質の
好適な作業をさせることができる。このことから派生的
に、塗装ステージ削減とそれに付帯した設備費用の大幅
な削減が可能となる。

尚、ボディ15が、比較的簡単な構造であって、各小領
域毎の教示データのみでボディ15と干渉しない移動が可
能であれば、ボディ15の形状データは必要ないし、ステ
ップ145のワーク干渉排除処理も不要である。

次にロボット間の干渉をチェックする他のシミュレー
ション処理について説明する。

予め左後のロボット23がある小領域間を移動する際に
ボディ15と干渉するような２つの小領域の組合せ、及び
左後のロボット23がある小領域作業時に右後のロボット
21と干渉する作業小領域をシミュレーションにて発見し
ておく。その内、ボディ15と干渉する組合せは、第２表
に例示するごとくである。尚、ロボット23のスタートポ
イントSPとの間の移動も含めてある。

例えばM4行は左後のロボット23が小領域M4からM5〜M1
0のどの小領域の作業またはSPに移っても、移動の際に
ボディ15との干渉を生じないことを示す。M10行は左後
のロボット23が小領域M10からM5またはM9に移ると、移
動の際にボディ15と干渉することを示している。

左後のロボット23が右後のロボット21と干渉する組合
せは、第３表に例示のごとくである。

例えばM4行は右後のロボット21が小領域M3を作業して
いる場合は、ロボット同士の干渉があることを示してい
る。M10行は更に右後のロボット21が小領域M3またはM6
を作業している場合は、ロボット同士の干渉があること
を示している。

一方、右後のロボット21についても、それが小領域及
びSP間を移動する際にボディ15と干渉するような２つの
小領域またはSPの組合せをシミュレーションにて発見し
ておく。その組合せを第４表に例示する。

次に、左後のロボットにつき、前記第２表を参照しつ
つ、次のように作業順序を決定する。

即ち、まず作業の開始を小領域M4とするとSPからM4へ
の移動はボディ15との干渉を生ずるので、SPからはM5に
移動することとする。M5行にはSPとM9とが移行可能であ
るので、M9に移行する。M9行ではSPとM5とが移行可能で
あるが、この両者とも既に経過してきたので、これ以上
の移動は不可能となる。次にSPから移動できるM8を検討
すると、M8→M4→M5→M9までボディ15との干渉なし移動
可能であるが、M9からはM10へは干渉が生ずるので移動
ルートとすることはできない。このようにして選択して
ゆくと、次の２つの組合せでは、ボディ15との干渉を生
ずることがない。

SP→M8→M10→M4→M5→M9→SP SP→M8→M10→M4→M9→M5→SP 次に、上記，の作業順序に対して、干渉しない右
後のロボット21の作業小領域を第３図に基づいて決めて
ゆく。

即ち、上記の順序において、左後のロボット23がM8
を作業中に干渉しない作業小領域はM1,M2,M3,M7であ
る。まずM1を選ぶ。次に、M10に対してM2を選ぶ。同様
にして、M4に対してM6を、M5に対してM3を、M9に対して
M7を選ぶ。即ち、右後のロボット21の移動順序は、 （１）SP→M1→M2→M6→M3→M7→SP となる。

つぎにこの順序が、右後のロボット21とボディ15との
干渉を生ずるか否かが、第４表に基づいて検討される。
表から明らかなように、上記順序はボディ15と干渉を生
じない。従って実行可能な作業順序である。

同様にしてについて更に右後のロボット21側の他の
組合せが、またについても組合せが得られ、この得ら
れた右後のロボット21の作業順序の内、第４表に適合す
るものが実行可能な作業順序として得られる。

次にこうして得られた干渉なしで実行可能な作業順序
の中から、両ロボット21,23の作業完了時間の内、長い
方が最小になるような作業順序が選ばれる。

以上のシミュレーションで選ばれた各々の作業順序は
教示データとして２枚のフロッピィに記憶され、ロボッ
ト21,23の制御装置35,37に読み込まれて用いられる。

上記実施例は、各小領域の作業が両ロボット21,23と
も同一時間で行われることを前提にしたが、作業時間が
小領域毎に異なる場合は、左後のロボット23が１の小領
域を作業している場合に、右後のロボット21は２以上の
小領域にまたがって作業する場合がある。またその逆の
場合もある。その場合は、１の小領域に対して複数の小
領域が干渉することを考慮して、右後のロボット21の作
業順序を決めてゆく。

即ち左後のロボット23がM10を作業している場合、右後
のロボット21がM1からM2への作業に移ることがシミュレ
ーションから判断されている場合は、M10に対するM1
が、ロボット同士の干渉を生じないかの判断と共に、M1
0に対するM2も干渉判断の対象とする。

このようにして、左後のロボット23と右後のロボット
21とが相互に干渉せずかつボディ15とも干渉しない作業
順序が第２表〜第４表を用いたシミュレーションにより
求められる。

また上記実施例では、小領域間の移動は作業の終点と
始点との間の移動としたが、ボディ15との干渉により移
動の組合せが制限されるので、その制限を極力少なくす
るために、小領域間の適当な位置に、第６図（Ｂ）に示
すごとく、逃げ点Si,Sjを設けても良い。

通常、ロボットのアームの性質上、円弧状を移動する
のが最短時間の移動となるので、終点と始点との間にボ
ディ15が存在しても、第６図（Ａ）のごとく、うまく避
けて小領域間を移動できる。しかし、ボディ15の突出が
大きいと、干渉を生ずるので、中間に逃げ点を設けて、
該当する２つの小領域間を移動する場合には、その逃げ
点を通過するように設定しておけば、ワーク干渉の制約
から逃れることができ、作業順序の自由度が向上する。
また逃げ点を設けなくとも、絶対に干渉しない移動経路
Mib→Mjb,Mjb→Mkaを、全ての可能な移動経路について
教示データとして、予め得ておけば、何らボディ15との
干渉を考慮しないで、他の要因の観点から小領域作業順
序の組合せを選択できる。

尚、小領域間移動間のロボット同士の干渉は、最終段
階で、再シミュレーションにて演算上あるいは視覚にて
確認することも出来る。干渉が見つかればそのデータを
排除し、次善のデータを同様にして干渉チェックし、干
渉がなければそのデータを教示用データとしてロボット
21,23の制御装置35,37側へロードすれば良い。

更に万一を考慮して、安全対策上、教示用データにロ
ボット相互の干渉を上記実施例とは別の観点から防止す
るインターロック信号発信命令を付加してもよい。この
場合、制御装置35,37は相互に通信可能に構成されてい
るものとする。そのデータの具体的内容を第７図に基づ
いて説明する。

最終的に、左後のロボット23が「…→ＭAh→ＭAi→Ｍ
Aj→ＭAk→…」という経路を通り、右後のロボット21が
「…→ＭBh→ＭBi→ＭBj→ＭBk→…」という経路を通る
と設定されたとする。この経路の内、左後のロボット23
が経路ＭAiを通過しているとき、もし右後のロボット21
が経路ＭBiを通過すると、相互干渉を生ずるとする。こ
のため左後のロボット23が経路ＭAiを通過した点ＰA1で
左後のロボット23側の制御装置３・７から右後のロボッ
ト21側の制御装置35へインターロック信号が発信される
よう教示用データが設定される。右後のロボット21の制
御装置35はこのインターロック信号を受け取るまでは、
右後のロボット21を経路ＭBiの入口の点ＰB1以降には移
動させず待機させるよう教示用データが設定される。受
け取れば、制御装置35は右後のロボット21を教示用デー
タ通り、経路ＭBi以降へ移動させる。他の相互干渉を生
ずる経路ＭAk,MBk間でも同様に点ＰA2がインターロック
信号発信点であり、点ＰB2が待機点として設定される。
勿論、インターロック信号発信側が右後のロボット21側
であり、待機側が左後のロボット23側であってもよい。

右後のロボット21が経路ＭBiの入口の点ＰB1に達する
以前に、左後のロボット23側の制御装置37から右後のロ
ボット21の制御装置35へインターロック信号が発信され
る場合があるが、その場合は右後のロボット21の制御装
置35内のI/OやRAM中のバッファあるいはフラグ用メモリ
にインターロック信号発信有りのデータを保存してお
き、確認後消去すれば、右後のロボット21は点ＰB1に留
まることなく円滑に作業が進行する。

このようにインターロック信号の発信位置も教示用デ
ータに付加することにより、一層安全な作業が可能とな
る。

以上の実施例は、左右後のロボット23,21についての
実施例であったが、左右前のロボット19,17についても
同様にして干渉しない適切な教示用データを迅速確実に
得ることが出来る。

勿論、各２台のロボット間の干渉ばかりではなく、３
台以上のロボット相互間の干渉について、上記実施例の
ごとく教示用データを求めることができる。即ち、第１
のロボットについてボディ15と干渉しない作業順序を選
択し、次に第２のロボットについて、第１のロボット及
びボディ15と干渉しない作業順序を選択し、更に第３の
ロボットについて第1,2のロボット及びボディ15と干渉
しない作業順序を選択してゆく。勿論、第３のロボット
が第１のロボットと干渉しない配置がされている場合も
ある。その場合は、第３と第１のロボットとの間の干渉
チェックは省略できる。

この様にして全てのロボットについて作業順序を求め
ることにより、同じく好適な教示用データを得ることが
出来る。

上記実施例では、教示作業自体は各小領域毎に実施し
て教示データを得ていたが、全領域を連続して一度で教
示してもよい。この場合は、一連の一つの教示データを
得た後、そのデータの内、スプレーがオフとなっている
時間（即ち塗料を噴射していない時間）が基準とする時
間よりも長いデータ位置にて、一連の教示データを計算
処理により分割して、各小領域毎の教示データに分けれ
ばよく、以下上記実施例と同様のシミュレーション処理
を実施すれば干渉しない作業順序を選択でき教示用デー
タを得ることが出来る。この様な一連の教示においても
ロボット間の干渉を考慮せずに各ロボットにつき教示作
業が行えるので、試行錯誤に伴う時間・労力の浪費をな
くすことができる。従って、迅速にかつ干渉しない作業
順序が選択でき、所望の教示用データが、早期に完成す
る。

発明の効果 本発明の複数ロボットの教示用データ作成方法は、教
示作業自体は各ロボット毎にロボット間の干渉を考えず
実施して結果的に各小領域の教示データを得、その後、
ロボットが相互に干渉しない小領域の作業順序を選出す
るようにしたため、教示作業の時間・労力が大きく軽減
できる。従って、早期に確実に相互干渉しない教示用デ
ータを得ることが出来る。

また、作業領域を小領域へ分割する際、同様の条件で
塗装可能となるよう、例えば平面領域を一の小領域とし
て分割しているため、小領域の作業順序の如何にかかわ
らず、各小領域の塗装品質が確保され、ワーク全体の塗
装品質を確保することが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の基本的構成例示図、第２図は一実施例
のシステム構成図、第３図（Ａ）は塗装用ロボットの配
置図，第３図（Ｂ）はラゲージルーム側の塗装用ロボッ
トの構成図、第４図は自動車ボディの作業小領域を示す
展開図、第５図（Ａ），（Ｂ）はシミュレーション処理
のフローチャート、第６図（Ａ），（Ｂ）はロボット移
動状態説明図、第７図はロボット間インターロックの動
作説明図を表す。 １…シミュレーション装置 17,19,21,23…ロボット 15…ボディ（ワーク） 31,33,35,37…ロボット制御装置 M1〜M10…小領域

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G05B 19/4093 G05B 19/42 B25J 9/22

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】少なくとも動作域の一部が重なるよう配置
   された複数の塗装用ロボットの各作業領域を同様の条件
   で塗装可能な小領域に分割し、 少なくともこの各小領域の作業位置データと、各ロボッ
   トの形状データ及び作動性能データとに基づいて、小領
   域の作業順序を変えつつ、各作業順序につきシミュレー
   ションにより各ボットの作業状況データを得、 この作業状況データの内、各ロボットが相互に干渉しな
   い作業順序を選出し、少なくともこの選出された作業順
   序データを含めたデータを、ロボットの教示用データと
   することを特徴とする複数ロボットの教示用データ作成
   方法。