JP2830162B2 - ロボット及び原点復帰方法 - Google Patents

ロボット及び原点復帰方法

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JP2830162B2 JP1240995A JP24099589A JP2830162B2 JP 2830162 B2 JP2830162 B2 JP 2830162B2 JP 1240995 A JP1240995 A JP 1240995A JP 24099589 A JP24099589 A JP 24099589A JP 2830162 B2 JP2830162 B2 JP 2830162B2
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明ロボットの原点復帰方法の詳細を以下の項目に
従って説明する。
A.産業上の利用分野 B.発明の概要 C.従来技術[第4図] D.発明が解決しようとする課題 E.課題を解決するための手段 F.実施例[第1図乃至第3図] a.回路構成[第1図] b.動作[第2図、第3図] G.発明の効果 (A.産業上の利用分野) 本発明は新規なロボットの原点復帰方法に関する。詳
しくは、原点復帰時にロボット操作者の監視を要するこ
となく原点復帰を行なうことができるようにした新規な
ロボットの原点復帰方法を提供しようとするものであ
る。
(B.発明の概要) 本発明は、互いに相補的な作業を行なうために、自己
の他のアーム又は他のロボットアームとの間で協調動作
領域を共有するアームを備えたロボット又はロボット群
におけるロボットの原点復帰方法であって、原点復帰を
行なおうとするロボットアームの動作領域内に位置され
ている他のアームについて、そのサーボ制御回路系のサ
ーボパラメーターを変更して該アームの目標位置への追
従が遅くなるようにするか、あるいはサーボ制御系によ
るアームの制御を解放した後、ロボットアームの原点復
帰を行なう際に、当該アームの移動によって協調動作領
域内の他のアームが移動されることで原点復帰経路を確
保するようにしたり、または、複数のロボットアームを
同時に原点復帰させるにあたって、予め各アームのサー
ボパラメーターを変更してアームの目標位置への追従が
遅くなるようにしておいてから原点復帰を行ない、その
後アーム同士の干渉が生じた場合に、一方のアームに関
するサーボパラメーターをアームの追従が更に遅くなる
方向に変更してから他方のアームの原点復帰動作を続行
させ、当該アームの移動によって協調動作領域内の上記
一方のアームが移動されることで原点復帰経路を確保す
るようにして、ロボット操作者の監視を要することなく
原点復帰を行なうことができ、作業能率の向上を図るこ
とができるようにしたロボットの原点復帰方法に関する
ものである。
(C.従来技術)[第4図] 複数のロボットの各アームが協調動作領域を共用した
りあるいは、一のロボットに設けられた複数のアーム動
作領域の一部が協調動作領域とされる場合がある。
ところで、上記したような場合において、アームの位
置を作業空間の絶対座標値として検出する手段がなく、
原点復帰と称される操作によりアームの相対位置に関す
る検出手段の検出結果を絶対座標に校正する必要性のあ
るロボットを用いると、アームの原点復帰時にロボット
制御装置はアームの現在位置に対応した絶対座標値を知
らないのでアーム同士が干渉を起こし衝突してしまう惧
れがあるという問題がある。
例えば、双腕型ロボットaの原点復帰時には第4図に
概略的に示すような事態が生じ得る。
即ち、双腕型ロボットaは、本体部bと2つのアーム
部c、c′を有しており、各々のアーム部c、c′は、
本体部b側に設けられた第1アームc1、c1′の先端部に
回転関節要素d、d′を介して第2アームc2、c2′が連
結されているが、電源が切れているときには図示するよ
うに各々のアーム部c、c′の第2アームが本体部b側
に向って折り畳まれ、しかも、第2アームc2の方が第2
アームc2′より本体部bに近づいて位置された状態にあ
るものとする。
この場合、電源を投入して原点復帰を開始すると第2
アームc2が矢印A方向に移動して図に2点鎖線で示すよ
うに他方の第2アームc2′に衝突してしまい原点復帰が
不可能となってしまう。
そこで、通常はロボットの操作者がロボットの状態を
把握して、アーム部cの原点復帰の邪魔にならないよう
に他方のアーム部c′を移動させた後に両アーム部c、
c′の原点復帰を行なうか、あるいはアーム部c′を先
に原点復帰させ、その後でアーム部cの原点復帰を行な
うといった方法がとられている。
(D.発明が解決しようとする課題) このように、ロボット制御装置は、原点復帰時におい
てアーム部の絶対位置を知ることができず、アーム部の
位置関係が原点復帰を行なえる状態にあるかどうかの判
断をロボット側に委ねることができないために、この判
断をロボット作業者が代行していた訳であるが、このよ
うな方法では原点復帰作業時には必ずロボット操作者が
立ち合わなければならず、作業が煩わしいという問題が
ある。
(E.課題を解決するための手段) そこで、上記した課題を解決するために、本発明は、
互いに相補的な作業を行なうために、自己の他のアーム
又は他のロボットアームとの間で協調動作領域を共有す
るアームを備えたロボット又はロボット群におけるロボ
ットの原点復帰方法であって、原点復帰を行なおうとす
るロボットアームの動作領域内に位置されている他のア
ームについて、そのサーボ制御回路系のサーボパラメー
ターを変更して該アームの目標位置への追従が遅くなる
ようにするか、あるいはサーボ制御系によるアームの制
御を解放した後、ロボットアームの原点復帰を行なう際
に、当該アームの移動によって協調動作領域内の他のア
ームが移動されることで原点復帰経路を確保するように
したり、または、複数のロボットアームを同時に原点復
帰させるにあたって、予め各アームのサーボパラメータ
ーを変更してアームの目標位置への追従が遅くなるよう
にしておいてから原点復帰を行ない、その後アーム同士
の干渉が生じた場合に、一方のアームに関するサーボパ
ラメーターをアームの追従が更に遅くなる方向に変更し
てから他方のアームの原点復帰動作を続行させ、当該ア
ームの移動によって協調動作領域内の上記一方のアーム
が移動されることで原点復帰経路を確保するようにした
方法である。
従って、本発明によれば、アーム同士の干渉は避けら
れないが、原点復帰時にアーム同士が干渉してもサーボ
パラメーターの変更により一方のロボットアームが他方
のロボットアームによって移動され、これによって原点
復帰経路が確保されるので、ロボット操作者の立ち会い
を要することなく原点復帰を行なうことができる。
(F.実施例)[第1図乃至第3図] 第1図乃至第3図は本発明に係る原点復帰方法の実施
の一例を示しており、ロボットにおける原点復帰時のア
ーム干渉を回路的に防止することができるようにした原
点復帰方法である。
(a.回路構成)[第1図] 第1図はDCサーボ回路構成の一例90を示しており、マ
イクロプロセッサを用いてゲイン等のパラメーターをソ
フトウェア処理により設定するようにしたソフトウェア
サーボが一般的である。
図中91は演算部であり、入力部92からの信号に応じて
所定の処理を行ない後述する制御部にサーボ指令信号を
送出するようになっている。尚、ロボット制御装置の回
路構成上メインCPUとサーボCPUが分けられている場合に
は、サーボCPUが演算部91に相当し、入力部92はメインC
PUからの指令信号に相当する。
93は位置制御部であり、演算部91の位置司令部91aか
らの位置司令信号が入力されると共に、DCモータ94の位
置検出器95からの信号がフィードバックされるようにな
っている。尚、DCモータ94は、アームの回動を行なうた
めのモータの一つを代表して示している。
96は速度制御部であり、位置制御部93からの信号や速
度検出器97からの信号を入力して、これに応じた出力信
号を電流制御部98に送出するようになっている。
そして、電流制御部98は、速度制御部96からの信号
と、DCモータ94の電流検出器99からアッテネータ100を
介して送られてくる信号とに応じた出力信号をDCチョッ
パー回路101に送出するようになっている。尚、アッテ
ネータ100は演算部91のサーボパラメーター設定部91bか
らの信号によって制御されるようになっている。
102はDCチョッパー用の交流電源である。
(b.動作)[第2図、第3図] しかして、ロボットのアーム部103の原点復帰の際に
は、他方のアーム部104に関するサーボパラメーターを
変更してから当該アーム部103の原点復帰を開始する。
このサーボパラメーターとは目標位置へのアームの追従
性を決定するサーボ系の定数であり、演算部91は入力部
92からの原点復帰指令信号を受け、これをもとに原点復
帰を行なわない方のアーム部104に関するサーボパラメ
ーターの値をサーボ制御の際の通常の値からアームの追
従性が遅くなる値に変更する。尚、このサーボパラメー
ターを変更する代わりにアーム部104のサーボ制御を解
放しても良い。
これを受けて、アッテネータ100の抵抗値が変わり、
アーム部104は、他のアーム部103に押された時に、押さ
れた方向に容易に移動できる状態となる。
従って、第2図(A)に示すようにアーム部103の動
作領域105とアーム部104の動作領域106が重なり合う協
調動作領域107内にアーム部103、104が位置され、か
つ、アーム部103の第2アーム(基台に設けられたアー
ムを「第1アーム」とし、該第1アームに設けられたア
ームを「第2アーム」とする。)の方が他方のアーム部
104の第2アームより基台により近い位置にある初期状
態においては、アーム部104がアーム部103の原点復帰経
路上にあるため、原点復帰時には第2図(B)に示すよ
うに、その第2アーム同士が当たってしまうことにな
る。
しかし、アーム部104に関してはサーボパラメーター
の値が変更されているのでアーム部103に押されて移動
し、該アーム部104はアーム部103に道を譲ることにな
り、アーム部103の原点復帰動作が続行される(第2図
(C)参照)。
尚、この方法ではアーム同士の干渉を回避している訳
ではないので、アーム同士が接触する部分をゴム等の緩
衝材によって被っておくといったことも場合によっては
必要となる。
また、この原点復帰方法においては各アーム部の原点
復帰を同時に行なうようにしても良い。
例えば、第3図では、協調動作領域を有する2つの単
腕ロボット108、109の各アーム部108a、109aが原点復帰
時に第3図(A)に示すように各々の動作領域101、111
の交わりとしての協調動作領域112内にあり、互いに干
渉する位置関係にある場合には、先ず両方のアーム部10
8a、109aに関するサーボパラメーターを変更して、各ア
ームの追従を遅くしてから両方の原点復帰を行なう。
そして、第3図(B)に示すようにアーム同士が衝突
した場合には各々の位置検出器によってアームの移動の
停止(又は減速)が検出され、これによって、どちらか
一方、例えばアーム部109aに関するサーボパラメーター
の値をアームの追従が更に遅くなるように変更し、他方
のアーム部108aの原点復帰を続行させる。
その後、アーム部109aに関しては、所定時間後にサー
ボパラメーターの値をアーム部108aとの干渉前の値に戻
した後、原点復帰動作を続行させるようにすれば(第3
図(C)参照)、複数のアームを同時に原点復帰させる
場合でも優先順序付けを与えることができる。
(G.発明の効果) 以上に記載したところから明らかなように、本発明
は、互いに相補的な作業を行なうために、自己の他のア
ーム又は他のロボットアームとの間で協調動作領域を共
有するアームを備えたロボット又はロボット群における
ロボットの原点復帰方法であって、原点復帰を行なおう
とするロボットアームの動作領域内に位置されている他
のアームについて、そのサーボ制御回路系のサーボパラ
メーターを変更して該アームの目標位置への追従が遅く
なるようにするか、あるいはサーボ制御系によるアーム
の制御を解放した後、ロボットアームの原点復帰を行な
う際に、当該アームの移動によって協調動作領域内の他
のアームが移動されることで原点復帰経路を確保するよ
うにしたり、または、複数のロボットアームを同時に原
点復帰させるにあたって、予め各アームのサーボパラメ
ーターを変更してアームの目標位置への追従が遅くなる
ようにしておいてから原点復帰を行ない、その後アーム
同士の干渉が生じた場合に、一方のアームに関するサー
ボパラメーターをアームの追従が更に遅くなる方向に変
更してから他方のアームの原点復帰動作を続行させ、当
該アームの移動によって協調動作領域内の上記一方のア
ームが移動されることで原点復帰経路を確保するように
したことを特徴とする。
従って、これらの方法によれば、アーム同士の干渉は
避けられないが、原点復帰時にアーム同士が干渉しても
サーボパラメーターの変更により一方のロボットアーム
が他方のロボットアームによって移動され、これによっ
て原点復帰経路が確保されるので、ロボット操作者の立
ち会いを要することなく原点復帰を行なうことができ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図乃至第3図は本発明ロボットの原点復帰方法の一
例を示すものであり、第1図はサーボ制御系の回路ブロ
ック図、第2図は原点復帰方法の手順を(A)から
(C)に順を追って示す概略平面図、第3図は原点復帰
方法の別の例に関する手順を(A)から(C)に順を追
って示す概略平面図、第4図は原点復帰時におけるロボ
ットアーム同士の干渉を説明するための概略図である。 符号の説明 90……サーボ制御回路、103、104……アーム、107……
協調動作領域、108……ロボット、108a……アーム、109
……ロボット、109a……アーム、112……協調動作領域

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】互いに相補的な作業を行なうために、自己
    の他のアーム又は他のロボットアームとの間で協調動作
    領域を共有するアームを備えたロボット又はロボット群
    における、ロボットの原点復帰方法であって、 原点復帰を行なおうとするロボットアームの動作領域内
    に位置されている他のアームについて、そのサーボ制御
    回路系のサーボパラメーターを変更して該アームの目標
    位置への追従が遅くなるようにするか、あるいはサーボ
    制御系によるアームの制御を解放した後、 ロボットアームの原点復帰を行なう際に、当該アームの
    移動によって協調動作領域内の上記他のアームが移動さ
    れることで原点復帰経路を確保するようにした ことを特徴とするロボットの原点復帰方法。
  2. 【請求項2】互いに相補的な作業を行なうために、自己
    の他のアーム又は他のロボットアームとの間で協調動作
    領域を共有するアームを備えたロボット又はロボット群
    における、ロボットの原点復帰方法であって、 複数のロボットアームを同時に原点復帰させるにあたっ
    て、予め各アームのサーボパラメーターを変更してアー
    ムの目標位置への追従が遅くなるようにしておいてから
    原点復帰を行ない、その後アーム同士の干渉が生じた場
    合に、一方のアームに関するサーボパラメーターをアー
    ムの追従が更に遅くなる方向に変更してから他方のアー
    ムの原点復帰動作を続行させ、当該アームの移動によっ
    て協調動作領域内の上記一方のアームが移動されること
    で原点復帰経路を確保するようにした ことを特徴とするロボットの原点復帰方法。
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