JP3191341B2 - ロボット制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は産業用ロボット制御装置
に関し、特にロボット・マニピュレータと同期して制御
される外部制御軸のティーチング・プレイバック制御方
式に関する。

【０００２】

【従来の技術】ティーチング・プレイバック方式のロボ
ットにおいては、ティーチング時に記憶される教示デー
タはロボット固有の基準位置に対する絶対角度あるいは
絶対位置である。そしてプレイバック時には、動作開始
がどの角度，位置にあっても教示された絶対値に従って
回転，移動する。この考えはロボット・マニピュレータ
と同期して制御される外部制御軸にも適用され、外部制
御軸に関する原点なるものが存在し、原点を基準とした
絶対位置で制御される。

【０００３】このように絶対位置で制御されるティーチ
ング・プレイバック方式のロボット及び外部制御軸で
は、対象ワークに対し動作プログラムは、１：１で対応
しており、ワークが変更になった場合にはその都度動作
プログラムを変更する必要がある。

【０００４】図１はロボット及び外部制御軸を用いた溶
接作業例で、具体的には長尺平板１上に等間隔に配置さ
れた複数個のリブ２を溶接するワークであり、外部制御
軸として走行台車３を備え、この走行台車３上にロボッ
ト・マニピュレータ４を搭載した構成となっている。そ
して平板１と５個のリブ２との溶接箇所Ｗ１〜Ｗ５を順
次溶接するには、まず走行軸（外部制御軸）で長手方向
の位置決めを行ない、次に走行台車３上のロボット・マ
ニピュレータ４で溶接作業を行なうという一連の動作を
ティーチングし、プレイバックさせる必要がある。この
ように従来は走行軸を絶対位置で制御していた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の走行軸を絶対位置で制御する方式では次のような問
題点がある。

【０００６】（１）ロボット・マニピュレータによる溶
接作業自体は全く同じ動作であるが、走行軸の位置が異
なるため全ての溶接箇所を初めから逐一連続してティー
チングする必要があり、その工数は膨大となって多品種
少量生産では効率が悪い。

【０００７】（２）リブのピッチが変更になった場合に
はティーチングを全面的にやり直すことが必要となり、
汎用性、融通性に欠ける。

【０００８】（３）センサを用いてリブの位置を検出で
きる構成とし、センサ検出信号により走行軸の位置決め
を行なうような方式に対しては、走行軸位置を絶対位置
として取扱うやり方では実現できない。

【０００９】このように、絶対位置で制御されるティー
チング・プレイバック方式の外部制御軸の制御方式では
用途によっては迅速に対応しきれないという不便さがあ
った。

【００１０】本発明はこれらの問題点を解決せんとする
もので、ティーチングが容易，簡便となり、工数低減が
できるとともに、プログラムの汎用性を図ることができ
る外部制御軸の制御方式を提供することを目的とするも
のである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明のロボット制御装置は、ロボット・マニピュレ
ータと同期して制御される外部制御軸を備え、ティーチ
ング・プレイバックを行なうロボットにおいて、該外部
制御軸の動作制御方式として、一連の動作を行なわせる
ためのプログラムのティーチングは、該プログラムの作
成開始時点における前記外部制御軸の位置データを基準
位置として初期化し、動作に対応して順次教示するプロ
グラム内の各教示点は前記基準位置からの相対位置デー
タのみの形式で教示用データ記憶部に格納し、他方、前
記プログラムのプレイバック動作は、該プログラムの実
行開始時点におけるセンサを用いて検出した前記外部制
御軸の位置データを基準位置とし、前記ティーチングに
より相対位置データ形式で教示用データ記憶部に格納さ
れている教示点データを逐次読出し、前記プレイバック
時の基準位置に対して該プログラムの教示点へ順次移動
制御を実行して相対移動を行なうものである。

【００１２】

【作用】上記本発明の外部制御軸の動作制御方式によれ
ば、ティーチングされたプログラムの教示点データはテ
ィーチング開始時点を基準とした相対位置データであ
り、このプログラムのプレイバック動作では実行開始時
点を基準として教示データに従い動作する。

【００１３】これにより外部制御軸は任意の位置から一
連の動作をティーチングでき、任意の位置で教示データ
分だけのプレイバック動作が可能となる。

【００１４】すなわち、前記図１で示した例の場合、ひ
とつのリブ２に対して溶接作業を行なうロボット・マニ
ピュレータ４の動作をティーチングしておき、走行軸
（外部制御軸）に対してはリブ２のひとつのピッチ間を
移動する動作のみをティーチングしておくだけで、この
２種類のプログラムを必要分繰返し実行することによ
り、全溶接箇所に対応できる。さらに詳述すれば、走行
軸によるリブ２のピッチ間の移動とロボット・マニピュ
レータによる溶接作業とが相対移動によりそれぞれ独立
して実行される。ピッチ間距離が変更になった場合には
走行移動のプログラムを一部変更するのみで全体には影
響を及ぼさない。また、ピッチ間距離の変化をセンサを
用いた走行軸位置決めにより対応する場合にも、位置決
めの停止位置で溶接作業プログラムが実行され動作の実
現が可能となる。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて具
体的に説明する。

【００１６】図１は実際の作業例を示し、平板１上に配
置されたリブ２に対し走行台車３を外部制御軸とし、こ
の上にロボット・マニピュレータ４を搭載し、溶接箇所
Ｗ１〜Ｗ５を溶接する構成である。

【００１７】図２はロボット及び外部制御軸を含むシス
テムの概略構成を示すブロック図である。ロボット・マ
ニピュレータ１１と外部制御軸１２はロボット制御装置
５によりその動作制御が行われ、ロボット制御装置５は
操作部６，主制御部７，サーボ制御部８、及びドライブ
部１０により構成されている。またロボット制御装置５
には教示等の操作を行なうためのティーチ・ペンダント
を備えている。

【００１８】図３は制御部の基本構成を示したものであ
り、ＣＰＵ１３を中心として制御ソフトを内蔵したＲＯ
Ｍ１４，教示されたデータを格納する教示データ記憶部
１５，各種処理の作業用として使用する作業用ＲＡＭ１
６があり、作業用ＲＡＭ の一部は後述のオフセット領
域１７，移動指令領域１８を含んでいる。また、ロボッ
ト・マニピュレータ及び外部制御軸の位置を計数し表示
する位置カウンタ１９も備えている。

【００１９】次に図４および図５のフローチャートを用
いて本発明の方式を具体的に説明する。

【００２０】図４は、ティーチング時の外部制御軸に対
する教示データの生成処理手順を示したものである。テ
ィーチングでのプログラム作成開始時点で、ステップ１
により位置カウンタ１９の内容がオフセットとしてオフ
セット領域１７に記憶される。次に外部制御軸を移動
（ステップ２）し登録（ステップ３）を行なうと、ステ
ップ４では 位置カウンタ内容−オフセット内容 を計算し、教示データ記憶部１５に外部制御軸の教示デ
ータとして格納する。そして、前記ステップ２，３およ
び４の手順は必要動作に対応して順次教示される教示点
に対して終了（ステップ５）操作となるまで繰返し行な
われる。このようにして作成されたプログラムの外部制
御軸の教示データは、プログラム作成開始時点をゼロと
した相対位置データとなっている。

【００２１】図５は本発明でのプレイバックにおける外
部制御軸に対する処理手順を示したものである。プレイ
バックでのプログラムの実行開始時点でステップ１１に
より移動指令領域１８のデータをゼロにクリアする。こ
の移動指令領域１８のデータはプレイバックにて移動す
べき量を示すものである。次に教示データの読出し（ス
テップ１２）が行われステップ１３にて 移動指令＋教示データ の計算を行ない、この計算データを用いてステップ１４
の移動制御が実行され、プレイバックするプログラムの
教示データを逐次読出し、上記処理をプログラムの終了
まで繰返す。このようにしてプレイバックにおける外部
制御軸の制御はプログラム実行開始時点をゼロとした相
対移動指令に基づき行なわれる。

【００２２】なお、本発明は図３の構成からも明らかな
ように、ＲＯＭ１４に格納された制御ソフトにより、Ｃ
ＰＵ１３による実行で実現されている。

【００２３】

【発明の効果】以上述べたように、本発明における外部
制御軸の動作制御方式では、ティーチングされたプログ
ラムの教示点データはティーチング開始時点を基準とし
た相対位置データであり、このプログラムのプレイバッ
ク動作ではセンサを用いて検出した実行開始時点を基準
として教示データに従った相対移動である。これにより
外部制御軸は任意の位置から必要分のみの一連動作をテ
ィーチングでき、任意の位置で前記必要分のみのプレイ
バック動作が可能となる。

【００２４】この結果、外部制御軸の位置関係が異なる
のみで同じ動作を行なうような場合には、従来の絶対位
置で動作制御が行なわれる方式に対し、作業動作を初め
から逐一連続してティーチングする必要もなく、その工
数の大幅削減が可能である。また部材の変更に伴うティ
ーチング修正等も簡便になり、作成したプログラムは汎
用性の高いものとなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ロボット及び外部制御軸を用いた溶接作業例を
示す図

【図２】本発明の一実施例におけるロボット及び外部制
御軸を含むシステムの概略構成を示すブロック図

【図３】同ロボット制御装置における制御部の基本構成
図

【図４】同ティーチング時の制御方式を示すフローテャ
ート

【図５】同プレイバック時の制御方式を示すフローチャ
ート

【符号の説明】

１ 平板 ２ リブ ３ 走行台車 ４，１１ ロボット・マニピュレータ ５ ロボット制御装置 ６ 操作部 ７ 主制御部 ８ サーボ制御部 ９ ティーチ・ペンダント １０ ドライブ部 １２ 外部制御軸 １３ ＣＰＵ １４ ＲＯＭ １５ 教示データ記憶部 １６ 作業用ＲＡＭ １７ オフセット １８ 移動指令 １９ 位置カウンタ

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ロボット・マニピュレータと同期して制
   御される外部制御軸を備え、ティーチング・プレイバッ
   クを行なうロボットにおいて、該外部制御軸の動作制御
   方式として、一連の動作を行なわせるためのプログラム
   のティーチングは、該プログラムの作成開始時点におけ
   る前記外部制御軸の位置データを基準位置として初期化
   し、動作に対応して順次教示するプログラム内の各教示
   点は前記基準位置からの相対位置データのみの形式で教
   示用データ記憶部に格納し、他方、前記プログラムのプ
   レイバック動作は、該プログラムの実行開始時点におけ
   るセンサを用いて検出した前記外部制御軸の位置データ
   を基準位置とし、前記ティーチングにより相対位置デー
   タ形式で教示用データ記憶部に格納されている教示点デ
   ータを逐次読出し、前記プレイバック時の基準位置に対
   して該プログラムの教示点へ順次移動制御を実行して相
   対移動を行なう機能を備えたロボット制御装置。