JP3278301B2 - ロボット制御システム - Google Patents

ロボット制御システム

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JP3278301B2 JP22383994A JP22383994A JP3278301B2 JP 3278301 B2 JP3278301 B2 JP 3278301B2 JP 22383994 A JP22383994 A JP 22383994A JP 22383994 A JP22383994 A JP 22383994A JP 3278301 B2 JP3278301 B2 JP 3278301B2
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修一 三岡
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はロボット制御システムに
係り、特に同一の走行装置に設けられた複数の走行台車
に各ロボットを搭載してなるロボット制御システムに関
する。
【0002】
【従来の技術】例えば自動車用ボデーを塗装する塗装ラ
インにおいては、ボデーにドアが開閉自在に取付けられ
たまま搬送され、ボデー及びドアの塗装作業あるいはシ
ール材を塗布するシーリング作業が行われる。このよう
な自動車の製造ラインでは、同一の走行装置に設けられ
た複数の走行台車にドア開閉用ロボット,塗装用ロボッ
ト,シーリングロボット等の各ロボットを搭載し、各ロ
ボットがワークの搬送に追従しながら互いに協働してワ
ークに対する所定の作業を行うロボット制御システムが
採用されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかるに、従来のロボ
ット制御システムでは、同一の走行装置に複数のロボッ
トが走行可能に設置された場合、各ロボットが干渉しな
いように各ロボットの走行可能なストロークを区分して
おり、各ロボットの走行範囲を制限していた。
【0004】これは、複数のロボットのうち1台のロボ
ットが故障した場合でも、他のロボットが作業できるよ
うにするためである。その結果、走行装置のストローク
も長くなり、その分作業エリアを広くする必要があり、
設備費が高価になっていた。
【0005】又、複数のロボットの走行範囲を重複する
ように設定した場合、走行装置のストロークが短くでき
るが、複数のロボットのうち1台のロボットが故障した
場合でも、他のロボットが作業できるようにするため、
故障したロボットを他のロボットと干渉しない位置まで
手動操作により移動させなければならなず、各ロボット
が正常に作業できるように復旧するまでにかなりの煩雑
な手間を要していた。
【0006】そこで、本発明は上記課題を解決したロボ
ット制御システムを提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、同一の走行装
置に設けられた複数の走行台車に各ロボットを搭載し、
ワークの搬送に追従しながら該複数のロボットが互いに
協働して該ワークに対する所定の作業を行うロボット制
御システムにおいて、前記複数のロボットの走行位置を
監視する走行位置監視手段と、該走行位置監視手段によ
り検出された前記複数のロボットの走行位置に基づいて
前記ワーク搬送方向上隣合うロボットが干渉し合わない
位置となるように前記複数のロボットの走行位置を制御
する走行位置制御手段と、を備えており、 前記ワーク搬
送方向の上流側にあるロボットが、原点位置で待機中ま
たは原点位置に向かって移動中である場合にのみ、下流
側にあるロボットに原点位置に向けた移動を許可すると
共に、 前記ロボットの何れかが故障した場合には、該故
障ロボットは他の正常なロボットと共に前記ワークに対
する追従動作のみを続け、その他の動作を停止すること
を特徴とする。
【0008】
【作用】本発明は、走行位置監視手段により検出された
複数のロボットの走行位置に基づいてワーク搬送方向上
隣合うロボットが干渉し合わない位置となるように複数
のロボットの走行位置を制御することにより、複数のロ
ボットの走行範囲を重複するように設定した場合に、複
数のロボットのうち1台のロボットが故障してもすぐに
故障したロボットを他のロボットと干渉しない位置まで
移動させる。さらに、ワーク搬送方向の上流側にあるロ
ボットが、原点位置で待機中または原点位置に向かって
移動中である場合にのみ、下流側にあるロボットに原点
位置に向けた移動を許可することで、原点位置へ復帰さ
せる際に下流側のロボットが上流側のロボットに衝突す
ることがない。また、ロボットの何れかが故障した場合
には、故障ロボットは他の正常なロボットと共にワーク
に対する追従動作のみを続け、その他の動作を停止する
ことで故障したロボット以外の正常なロボットは所定の
作業を続けられ、ロボット1台の故障によってシステム
全体がダウンすることを避けられる。
【0009】
【実施例】図1乃至図3に本発明になるロボット制御シ
ステムの一実施例を示す。
【0010】各図中、自動車のボデー(ワーク)1を塗
装する塗装ラインの両側には、第1,第2の走行装置
2,3がワーク搬送方向Aに延在するように設けられて
いる。この走行装置2,3は、床面に固定された固定部
4,5と、各固定部4,5上を走行する複数(本実施例
では3台)の第1〜第3走行台車6〜8,第4〜第6走
行台車9〜11がワーク搬送方向Aに走行できるように
設置されている。
【0011】上記固定部4,5には各走行台車6〜8,
9〜11をガイドするガイドレール4a,5aが設けら
れており、各走行台車6〜11は4個の車輪12がガイ
ドレール4a,5aを転動することによりワーク搬送方
向Aに移動する。
【0012】固定部4,5には、ガイドレール4a,5
aと平行に延在するラック4b,5bが設けられてい
る。又、各走行台車6〜11には、固定部4,5のラッ
ク4b,5bに噛合するピニオン131 〜136 を駆動
する駆動モータ141 〜146が設けられている。従っ
て、各走行台車6〜11は駆動モータ14の回転量に応
じた距離だけ固定部4,5のガイドレール4a,5a上
を移動する。
【0013】上記各駆動モータ141 〜146 には、回
転検出器(図示せず)が設けられており、この回転検出
器からの検出信号により固定部4,5の原点位置(本実
施例では、ワーク搬送方向上の上流側端部)を基点とし
た移動位置が検出される。
【0014】上記第1〜第6走行台車6〜11には、例
えばドア開閉用ロボット,塗装用ロボット,シーリング
ロボット等として使用される第1〜第6ロボット16〜
21が搭載されている。各ロボット16〜21は、多関
節形のロボットで、アーム先端に設けられた治具(ドア
開閉ユニット,塗装ガン,シーリングノズル等)によっ
て用途が分かれる。
【0015】第1〜第3ロボット16〜18は、第1の
走行装置2の第1〜第3走行台車6〜8に搭載されてお
り、ワーク搬送方向Aの上流側から順に1番,2番,3
番といった具合に番号が付されている。又、第4〜第6
ロボット19〜21は、第2の走行装置3の第4〜第6
走行台車9〜11に搭載されており、ワーク搬送方向A
の上流側から順に4番,5番,6番といった具合に番号
が付されている。
【0016】第1〜第3ロボット16〜18は、同一の
走行装置2に移動可能に設けられているので、自動車の
ボデー1が作業エリアに到着すると、下流側の走行台車
8,7,6の順番で順次走行開始するとともにワーク搬
送方向Aに移動しながらボデー1に対する所定の作業を
実行する。
【0017】又、第4〜第6ロボット19〜21も同一
の走行装置3に移動可能に設けられているので、自動車
のボデー1が作業エリアに到着すると、下流側の走行台
車11,10,9の順番で順次走行開始するとともにワ
ーク搬送方向Aに移動しながらボデー1に対する所定の
作業を実行する。このように各ロボット16〜21は、
走行台車6〜11の走行とともにワーク搬送に追従し、
ボデー1に対する所定の作業を行う。
【0018】後述するように一のロボットが故障した場
合は、その故障したロボットのみを停止させ、各走行台
車6〜11はそのままワーク搬送に追従するように走行
させる。そして、故障したロボットが行う予定の作業
は、次工程で作業者が代わりに行うようにする。
【0019】上記走行装置2,3には、3台ずつのロボ
ット16〜18,19〜21が走行できるため、各ロボ
ット16〜18,19〜21は作業エリアが重複して動
作することになり、その分走行装置2,3の全長が短く
なり、設置スペースを小さくして設備費を安価に抑える
ことができる。
【0020】各ロボット16〜21は、夫々ロボット制
御装置22〜28により制御されており、ロボット制御
装置22〜28に予めプログラムされた作業を協働して
行うように動作する。
【0021】各ロボット制御装置22〜28は、ロボッ
ト制御システム全体を管理するラインコンピュータ29
と接続されている。従って、各ロボット制御装置22〜
28は、ラインコンピュータ29の指令により各作業動
作を行う。
【0022】又、ラインコンピュータ29は、前述した
走行装置2,3の各走行台車6〜11の走行を制御す
る。従って、ラインコンピュータ29のROM29aに
は、各ロボット制御装置22〜28を管理する制御プロ
グラムと、各走行台車6〜11の走行位置を監視する制
御プログラム(走行位置監視手段)と、ロボットの走行
位置に基づいて前記ワーク搬送方向上隣合うロボットが
干渉し合わない位置となるように前記複数のロボットの
走行位置を制御する制御プログラム(走行位置制御手
段)が登録されている。
【0023】次に、上記構成になるロボット制御システ
ムにおけるラインコンピュータ29が実行する処理につ
き説明する。
【0024】図4のフローチャートは走行装置2,3の
各走行台車6〜11の走行位置、即ち各ロボット16〜
21の走行位置を制御するための処理である。又、図5
のフローチャートは各ロボット16〜21が正常に動作
しているかどうかを判定するための処理である。
【0025】ラインコンピュータ29は、所定時間毎に
繰り返し図4及び図5の処理を実行している。先ず図4
の処理について説明する。
【0026】図4中、ステップS1(以下「ステップ」
を省略する)において、先ず1番のロボット16が搭載
された走行台車6が走行装置2の原点位置(走行装置2
の上流側端部)に待機しているかどうかをチェックす
る。位置センサ151 からの位置検出信号により1番の
ロボット16が原点位置で待機していないときは、S2
に進み1番のロボット16が原点位置に戻る途中かどう
かをチェックする。
【0027】もし、S2において、1番のロボット16
が原点位置に戻る途中でないときは、S3に進み、1番
のロボット16がワークとしてのボデー1の搬送動作に
追従して動作中であるかどうかをチェックする。
【0028】しかし、S1において、1番のロボット1
6が原点位置で待機しているとき、あるいはS2におい
て、1番のロボット16が原点位置に戻る途中であると
きは、S4に進み、次段(2番)のロボット17が搭載
された走行台車7に対して原点位置復帰許可信号を出力
する。
【0029】これにより、2番のロボット17は隣合う
1番のロボット16に干渉することなく原点位置に復帰
することができる。
【0030】又、S3において、1番のロボット16が
ボデー1の搬送動作に追従して動作中であるときは、S
5に進み、2番のロボット17に対して追従指令信号を
出力する。そのため、2番のロボット17は1番のロボ
ット16が原点位置から離れた位置で作業を行っている
場合のみ、ボデー1の搬送動作に追従して所定の作業を
行うことができる。
【0031】次のS6では、2番のロボット17が搭載
された走行台車7が走行装置2の原点位置(走行装置2
の上流側端部)に待機しているかどうかをチェックす
る。走行台車7を駆動する駆動モータ142 に設けられ
た回転検出器からの位置検出信号により2番のロボット
17が原点位置で待機していないときは、S7に進み2
番のロボット17が原点位置に戻る途中かどうかをチェ
ックする。
【0032】もし、S7において、2番のロボット17
が原点位置に戻る途中でないときは、S8に進み、2番
のロボット17がワークとしてのボデー1の搬送動作に
追従して動作中であるかどうかをチェックする。
【0033】しかし、S6において、2番のロボット1
7が原点位置で待機しているとき、あるいはS7におい
て、2番のロボット17が原点位置に戻る途中であると
きは、S9に進み、次段(3番)のロボット18が搭載
された走行台車8に対して原点位置復帰許可信号を出力
する。
【0034】これにより、3番のロボット18は隣合う
2番のロボット17に干渉することなく原点位置に復帰
することができる。
【0035】又、S8において、2番のロボット17が
ボデー1の搬送動作に追従して動作中であるときは、S
10に進み、3番のロボット18に対して追従指令信号
を出力する。そのため、3番のロボット18は2番のロ
ボット17が原点位置から離れた位置で作業を行ってい
る場合のみ、ボデー1の搬送動作に追従して所定の作業
を行うことができる。
【0036】このようにして走行装置2の各走行台車6
〜8に搭載されたロボット16〜18は、常に走行位置
を監視されて走行可能かどうかを判定されるため、同一
の走行装置2により走行していても互いに干渉すること
が防止される。
【0037】上記図4のフローチャートは一方の走行装
置2に設けられたロボット16〜18の走行位置を管理
するための処理であるが、ラインコンピュータ29は、
他方の走行装置3に設けられたロボット19〜21の走
行位置を管理するための処理も上記図4のフローチャー
トと同様に実行する。しかし、その説明は上記と同じた
め省略する。
【0038】次に図5のロボット判定処理について説明
する。
【0039】図5中、ラインコンピュータ29は、S1
1において、1番のロボット16が正常に動作可能かど
うかをチェックする。もし、1番のロボット16が正常
に動作できる場合は、S12に進み、1番のロボット1
6のロボット制御装置22に作業許可信号を出力する。
【0040】しかし、S11において、1番のロボット
16に異常が発生した場合は、S13に進み、1番のロ
ボット16のロボット制御装置22に停止信号を出力す
るとともにアラームを発して作業者に知らせる。尚、ロ
ボット16が故障しても走行台車6はロボット16とと
もにワーク搬送に追従するように走行する。
【0041】次のS14では、2番のロボット17が正
常に動作可能かどうかをチェックする。もし、2番のロ
ボット17が正常に動作できる場合は、S15に進み、
2番のロボット17のロボット制御装置23に作業許可
信号を出力する。
【0042】しかし、S14において、2番のロボット
17に異常が発生した場合は、S16に進み、2番のロ
ボット17のロボット制御装置23に停止信号を出力す
るとともにアラームを発して作業者に知らせる。尚、ロ
ボット17が故障しても走行台車7はロボット17とと
もにワーク搬送に追従するように走行する。
【0043】次のS17では、3番のロボット18が正
常に動作可能かどうかをチェックする。もし、3番のロ
ボット18が正常に動作できる場合は、S18に進み、
3番のロボット18のロボット制御装置24に作業許可
信号を出力する。
【0044】しかし、S17において、3番のロボット
18に異常が発生した場合は、S19に進み、3番のロ
ボット18のロボット制御装置24に停止信号を出力す
るとともにアラームを発して作業者に知らせる。尚、ロ
ボット18が故障しても走行台車8はロボット18とと
もにワーク搬送に追従するように走行する。
【0045】このように、走行装置2に設けられたロボ
ット16〜18が正常に動作できるかどうかをチェック
して、異常がある場合には、そのロボットをワーク搬送
に追従動作のみ可能状態にして、他のロボットはそのま
ま作業動作を行う。尚、アラームが発せられた場合、休
憩時間まではラインを停止することなく生産を継続し、
休憩時間に故障が発生したロボットを修理する。
【0046】従って、3台のロボット16〜18のうち
1台が故障した場合には、当該ロボットの作業動作を停
止させたまま、走行台車6〜8を走行させることにより
他のロボットの作業が停止することを防止できる。
【0047】上記図5のフローチャートは一方の走行装
置2に設けられたロボット16〜18が正常かどうかを
判定するための処理であるが、ラインコンピュータ29
は、他方の走行装置3に設けられたロボット19〜21
が正常かどうかを判定するための処理も上記図5のフロ
ーチャートと同様に実行する。しかし、その説明は上記
と同じため省略する。
【0048】尚、上記実施例では、自動車のドアの開
閉、塗装、シーリング等を行う複数のロボットが同一の
走行装置に設けられているものとして説明したが、これ
に限らず、これ以外のワークが搬送されるラインに適用
できるのは勿論であり、上記以外のロボットが同一の走
行装置に設けられた構成としても良い。
【0049】又、上記実施例では、同一の走行装置に3
台のロボットを移動可能に設けたが、これに限らず、例
えば2台のロボットを設けても良いし、あるいは4台以
上のロボットを設けるようにしても良い。
【0050】又、上記ロボットは、多関節ロボットの代
わりにこれ以外の型式のロボット、例えば水平多関節構
造を有するスカラ型のロボットを設けるようにしても良
い。
【0051】
【発明の効果】上述の如く、本発明になるロボット制御
システムは、走行位置監視手段により検出された複数の
ロボットの走行位置に基づいてワーク搬送方向上隣合う
ロボットが干渉し合わない位置となるように複数のロボ
ットの走行位置を制御するため、複数のロボットの走行
範囲が重複するように設定することができる。これによ
り走行装置の全長を短くして設置スペースを小さくで
き、その分設備費を安価に抑えることができる。又、複
数のロボットのうち1台が故障しても他のロボットを走
行させて作業を行えるので、故障によるライン停止時間
をできるだけ短縮することができ、故障した当該ロボッ
トを停止させたまま走行させることにより他のロボット
の作業が停滞することを防止できる。さらに、ワーク搬
送方向の上流側にあるロボットが、原点位置で待機中ま
たは原点位置に向かって移動中である場合にのみ、下流
側にあるロボットに原点位置に向けた移動を許可するこ
とで、原点位置へ復帰させる際に下流側のロボットが上
流側のロボットに衝突することがない。また、ロボット
の何れかが故障した場合には、故障ロボットは他の正常
なロボットと共にワークに対する追従動作のみを続け、
その他の動作を停止することで故障したロボット以外の
正常なロボットは所定の作業を続けられ、ロボット1台
の故障によってシステム全体がダウンすることを避けら
れる等の特長を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明になるロボット制御システムの一実施例
が適用されたラインの平面図である。
【図2】走行装置及びロボットを説明するための図であ
る。
【図3】ロボット制御システムのブロック図である。
【図4】各ロボットの走行位置を制御するための処理を
説明するためのフローチャートである。
【図5】各ロボットが正常に動作しているかどうかを判
定するための処理のフローチャートである。
【符号の説明】
1 ボデー 2 第1の走行装置 3 第2の走行装置 4,5 固定部 6〜11 第1〜第6走行台車 141 〜146 駆動モータ 16〜21 第1〜第6ロボット 22〜28 ロボット制御装置 29 ラインコンピュータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 武藤 三郎 神奈川県川崎市川崎区富士見1丁目6番 3号 トキコ株式会社内 審査官 田村 耕作 (56)参考文献 特開 平2−53585(JP,A) 特開 平2−190291(JP,A) 特開 昭62−94288(JP,A) 特開 平5−265535(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B25J 19/06 B25J 9/10 B25J 13/00

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 同一の走行装置に設けられた複数の走行
    台車に各ロボットを搭載し、ワークの搬送に追従しなが
    ら該複数のロボットが互いに協働して該ワークに対する
    所定の作業を行うロボット制御システムにおいて、 前記複数のロボットの走行位置を監視する走行位置監視
    手段と、 該走行位置監視手段により検出された前記複数のロボッ
    トの走行位置に基づいて前記ワーク搬送方向上隣合うロ
    ボットが干渉し合わない位置となるように前記複数のロ
    ボットの走行位置を制御する走行位置制御手段と、 を備えており、 前記ワーク搬送方向の上流側にあるロボットが、原点位
    置で待機中または原点位置に向かって移動中である場合
    にのみ、下流側にあるロボットに原点位置に向けた移動
    を許可すると共に、 前記ロボットの何れかが故障した場合には、該故障ロボ
    ットは他の正常なロボットと共に前記ワークに対する追
    従動作のみを続け、その他の動作を停止する ことを特徴
    とするロボット制御システム。
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