JP4266893B2 - ロボット制御装置及びロボットシステム - Google Patents

Description

作業対象要素に対する作業パターンが決まっていて、複数の作業対象要素で構成される作業対象物に対して、作業対象要素に対する作業パターンの組み合わせにより、対象物に対する作業を行うロボット制御装置及びロボットシステムに関する。

１つの作業対象物が複数の要素で構成され、各要素に対する作業パターンが決まっている作業対象物に対する作業プログラムを、各要素の作業パターンのプログラムを組み合わせることによって作成する方法は、従来から行われている。例えば、製品についているバリを除去するバリ取り作業を行うロボットでは、バリ取り加工する製品を構成する各品毎にバリ取りの教示プログラムが作成されており、その製品を構成する部品の各教示プログラムを呼び出すことによってバリ取り作業を行っている。
この公知の方法は、メインプログラムにおいて、すでに登録されている製品か否か、１つ１つ判別し、すでに登録された製品の１つであると判断されたときは、その製品に対して加工するために必要な製品を構成する各要素の教示プログラムを呼び出し、製品に対する作業を行う教示プログラムを形成している。

なお、本願発明が対象とする対象物の要素に対する教示プログラムで製品に対する作業プログラムを直接的に形成するような発明に関係する文献は発見できなかった。

作業対象物が複数の要素で構成され、その要素に対する教示プログラムを寄せ集めて対象物の作業プログラムを形成する従来の方法において、新しい対象物（製品）に対する作業プログラムを作成するには、作業に必要な教示プログラムを最初から作成し登録するか、又は、すでに登録されている複数の対象物に対する作業プログラムを作成するメインプログラムに、この新しい対象物を認識するための判断処理を追加して、その分岐先に作業に必要な各要素の教示プログラムを呼び出す命令を追加する必要がある。そのために、分岐文のミスや呼び出す教示プログラムの間違いなどのミスが発生する。又、その追加作業の間は、ロボットを停止させる必要があった。

そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、作業対象物に対する作業プログラムの作成が容易でミスの発生を少なくしたロボット制御装置及びロボットシステムを提供することにある。

請求項１に係わる発明は、記憶された複数の教示プログラムから作業対象物に関係する教示プログラムを呼び出して、該呼び出した教示プログラムに従ってロボットに作業を行わせるロボット制御装置において、作業対象物の種類を表す識別情報と作業順序を表す順序情報の組をプログラムの属性情報として１以上有する教示プログラムを複数記憶する記憶手段と、前記識別情報を入力する入力手段と、該入力手段から入力された識別情報に基づいて、前記記憶手段に記憶された教示プログラムから前記識別情報をプログラムの属性情報として格納された全ての教示プログラムを検索する手段と、該検索された教示プログラムをその属性情報の順序情報に従ってサブプログラムとして順次呼び出して実行するためのメインプログラムを生成する手段と、該生成したメインプログラムを起動する手段とを備え、作業対象物の識別情報を入力することによって、自動的に作業プログラムが生成されて実行されるようにしたロボット制御装置である。

また、請求項２に係わる発明は、複数種類の作業対象物に対する作業に使用される前記教示プログラムにはその作業対象物の種類の数分の識別情報が属性情報として格納するものとした。

請求項３に係わる発明は、前記メインプログラムに、先頭のサブプログラムを呼び出す命令の前に予め設定された初期位置にロボットを移動させる命令を追加する手段を備えるものとした。又、請求項４に係わる発明は、前記メインプログラムに、最後のサブプログラムを呼び出す命令の後に予め設定された終了位置にロボットを移動させる命令を追加する手段を備えるものとした。さらに、請求項５に係わる発明は、前記メインプログラムの実行終了後に該メインプログラムを削除する手段を備えるものとした。

請求項６に係わる発明は、上述した各請求項に係わる発明のロボット制御装置において、属性情報として記憶される識別情報を、作業対象物を視覚センサで撮像して得られた視覚的特徴とし、前記入力手段に入力される識別情報を、視覚センサにより作業対象物を撮像して視覚的特徴を認識し、該認識された結果に応じて生成される情報としたことを特徴とするロボットシステムである。又、請求項７に係わる発明は、上述したロボット制御装置において、該ロボット制御装置の入力手段から入力される識別情報及び教示プログラムの属性情報として記憶される識別情報を、作業対象物に付けられた該作業対象物の種類を表すバーコードをバーコードリーダにより読み取って生成される情報としたロボットシステムであり、請求項８に係わる発明は、前記ロボット制御装置の入力手段から入力される識別情報及び教示プログラムの属性情報として記憶される識別情報を、作業対象物に付けられたＩＣタグに格納された該作業対象物の種類をＩＣタグリーダにより読み取って生成された情報としたロボットシステムである。

ロボットが実施するメインプログラムが自動的に作成されることから、従来のようにメインプログラムの修正が必要とせず、プログラムミスをなくすことができる。又、ロボットの作業を停止させる必要もない。

以下、本発明の一実施形態について図面と共に説明する。
本実施形態のロボット制御装置のハードウェア構成は、従来のロボット制御装置と同一であり、プロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、不揮発性ＲＡＭ等のメモリ、液晶表示手段やキーボード等を備え、データの入力や指令を入力する教示操作盤、ロボット各軸を駆動する軸制御回路等で構成されている。この構成は従来のロボット制御装置と同一であるので、詳細は省略する。

図１は、本実施形態のロボット制御装置内のメモリ１に記憶される検索対象としての要素毎の教示プログラムとその属性情報及び作成された作業プログラムのメインプログラムの例を説明する説明図である。
検索対象の教示プログラム群２は、メモリ１の不揮発性ＲＡＭ部分に記憶されるものであり、作業対象物（製品）を構成する要素（部品）に対する作業の教示プログラムが格納されるものである。各教示プログラムには、当該教示プログラムを適用する製品（対象物）の識別情報が属性情報として記憶されると共に、その識別情報で示される製品（対象物）に対する当該教示プログラムの適用順番を示すデータも属性情報として教示プログラムと共に記憶されている。

図１に示す例では、教示プログラムＡ〜Ｆが登録されており、教示プログラムＡには、「品番：１２３」、「順序：１」の属性情報が共に記憶されている。これは、この教示プログラムＡは製品（対象物）の識別情報の品番＝１２３が入力されたとき、１番目に呼び出され、製品（対象物）に対して作業を行うためのメインプログラムを形成する１番目の部分プログラムとなることを意味している。同様に、教示プログラムＢには、「品番：５６７」、「順序：１」の属性情報が登録され、教示プログラムＣには、「品番：１２３」、「順序：２」の属性情報が登録され、教示プログラムＤには、「品番：５６７」、「順序：２」の属性情報が登録され、教示プログラムＥには、「品番：１２３」、「順序：３」及び「品番：５６７」、「順序：３」の属性情報が登録され、教示プログラムＦには、「品番：１２３」、「順序：４」及び「品番：８９０」、「順序：１」の属性情報が登録されている例を記載している。

また、新しい製品（対象物）に対する作業プログラムを作成するような場合には、その製品の要素（部品）に対する教示プログラムがすでに登録されていれば、その教示プログラムに対する属性情報として、新しい製品（対象物）の品番（識別情報）と適用順序を登録する。又、製品の要素（部品）が新しくて、まだ、検索対象の教示プログラム群２に登録されていない場合には、その要素（部品）に対して作業を行うプログラムを作成し教示し、その教示プログラムと共に品番（識別情報）とその品番（識別情報）の製品（対象物）に対する当該プログラムの適用順序を属性情報として登録する。

かくして検索対象プログラム群２として、各製品（対象物）を構成する部品（要素）に対する教示プログラムと、適用される製品（対象物）の識別情報である品番と適用順序が属性情報として記憶され格納されている。

そして、ある製品（対象物）に対してロボットに作業を行わせるときには、ロボットアーム先端に加工ツールを取り付け、ロボット制御装置に製品の識別情報と作業指令を教示操作盤から入力する。作業指令が入力されると、ロボット制御装置のプロセッサは、図２にフローチャートで示す作業動作処理を開始する。例えば、以下の説明では、識別情報として製品品番「１２３」が入力されたものとして説明する。

ロボット制御装置のプロセッサはこの識別情報（「品番：１２３」）と作業指令を読み取り（ステップＳ１）、検索対象プログラム群の各教示プログラムの属性情報として入力された識別情報（「品番：１２３」）を記憶する教示プログラムを検索する（ステップＳ２）。検索された教示プログラムに基づいてロボットが作業するメインプログラムの作成を開始する。まず最初にロボットアーム先端の加工ツール（ＴＣＰ）を作業開始位置（初期位置）へ移動する命令を作成する（ステップＳ３）。次に属性情報の順序に「１」を記憶する検索した教示プログラムをサブプログラムとして呼び出す命令を作成する。次に順序「２」の命令を、同様にして順序「３」、「４」…と、属性情報として記憶されている順次に従って検索した教示プログラムをサブプログラムとして呼び出す命令を作成する（ステップＳ４）。最後に作業終了位置に移動する命令を作成して、このメインプログラムを完成させ、メモリのＲＡＭに格納し終了する（ステップＳ５）。

例えば、図１に示すような検索対象プログラム群２が登録されている場合で、識別情報として品番が「１２３」が入力されたとき、この品番「１２３」を教示プログラムの属性情報として記憶するプログラムＡ，Ｃ，Ｅ，Ｆが検索され、順序は教示プログラムＡが１、教示プログラムＣが２，教示プログラムＥが３，教示プログラムＦが４であることから、図１の「作成されたプログラム」として示すように、メインプログラムとして、最初に作業開始位置Ｐ１への移動指令「ＭＯＶＥ Ｐ１」、次に教示プログラムＡ，Ｃ，Ｅ，Ｆを順に呼び出す、「ＣＡＬＬ Ａ」、「ＣＡＬＬ Ｃ」、「ＣＡＬＬ Ｅ」、「ＣＡＬＬ Ｆ」が指令され、最後に作業終了位置Ｐ２への移動指令「ＭＯＶＥ Ｐ２」が指令されるメインプログラム３が作成される。

こうして作成されたメインプログラム３を実行し（ステップＳ６）、該メインプログラムの実行が終了して作業が終了すると、作成したメインプログラムは削除され（ステップＳ７）、当該作業動作処理は終了する。なお、メインプログラムを削除せずに、同じ識別情報が入力されたとき、このすでに作成されたメインプログラムを読み出し実行するようにしてもよいものである。

上述した実施形態では、作業対象物（製品）の識別情報として、品番を入力するようにしたが、識別情報としては、作業対象物を視覚センサで撮像して得られる視覚的特徴を対象物の識別情報としてもよい。この場合、検索されるプログラムとして格納される各プログラムの属性情報として、この視覚的特徴が記憶されることになる。そして、ロボットによる作業を開始する際には、作業対象物を視覚センサで撮像し、その画像を処理して得られた視覚的特徴を識別情報として入力するようにする。そして、検索される各教示プログラムに記憶された属性情報と比較して、入力識別情報と属性情報が一致する教示プログラムを選択する。

また、作業対象物（製品）には、ＩＣタグやバーコードが付されることが多いことから、このＩＣタグ、バーコードに記憶された作業対象物の種類情報を識別情報としてもよい。この場合、ＩＣタグ、バーコードから識別情報をＩＣタグリーダ、バーコードリーダで読み出し、この読み出した識別情報を作業対象物の種類情報を識別情報とし、また、各教示プログラムの属性情報として記憶するようにすればよい。

数多くの種類の作業対象物に対して作業するロボットにおいては、検索対象プログラムとして、対象物の要素に対す教示プログラムが格納されており、作業対象物の要素の変更等でその要素に対する教示プログラムを変更する必要があるときには、属性情報を利用して、作業対象物に関係するプログラムを呼び出し一覧表示させて、修正しようとする教示プログラムを検出することができ、要素に対する教示プログラムの修正も容易に行うことができるものである。

上述した実施形態では、ロボット制御装置自身がメインプログラムを作成し作業開始の起動もロボット制御装置自身が行っていた。しかし、作業対象物（製品）が大きなもので、その領域を分けて複数のロボットが作業を行う場合には、各ロボット制御装置を通信ネットワーク等でＰＬＣ（プログラマブル・ロジック・コントローラ）と接続し、各ロボットの「検索対象プログラム」としては、各ロボットが実行するその対象物（製品）に対して実行するプログラムと属性情報としての対象物（製品）識別情報及び順序を格納しておき、ＰＬＣより識別情報を各ロボットに送信し、各ロボットからメインプロクラムの作成完了信号が全て送られてくるのを待って、全てのロボットが作業準備ができた状態で各ロボットに作業開始指令を出力して作業を開始させるようにするようにしてもよい。

本発明の一実施形態における作業対象物の要素毎の教示プログラムとその属性情報及び作成された教示プログラムの例を説明する説明図である。 同実施形態における作業動作処理のフローチャートである。

符号の説明

１ メモリ
２ 検索対象プログラム群
３ 作成されたメインプログラム

Claims (8)

1. 記憶された複数の教示プログラムから作業対象物に関係する教示プログラムを呼び出して、該呼び出した教示プログラムに従ってロボットに作業を行わせるロボット制御装置において、
   作業対象物の種類を表す識別情報と作業順序を表す順序情報の組をプログラムの属性情報として１以上有する教示プログラムを複数記憶する記憶手段と、
   前記識別情報を入力する入力手段と、
   該入力手段から入力された識別情報に基づいて、前記記憶手段に記憶された教示プログラムから前記識別情報をプログラムの属性情報として格納された全ての教示プログラムを検索する手段と、
   該検索された教示プログラムをその属性情報の順序情報に従ってサブプログラムとして順次呼び出して実行するためのメインプログラムを生成する手段と、
   該生成したメインプログラムを起動する手段と、
   を備えることを特徴とするロボット制御装置。
2. 複数種類の作業対象物に対する作業に使用される前記教示プログラムには作業対象物の種類の数分の識別情報が属性情報として格納されていることを特徴とする、請求項１に記載のロボット制御装置。
3. 前記メインプログラムに、先頭のサブプログラムを呼び出す命令の前に予め設定された初期位置にロボットを移動させる命令を追加する手段を備えた請求項１又は請求項２に記載のロボット制御装置。
4. 前記メインプログラムに、最後のサブプログラムを呼び出す命令の後に予め設定された終了位置にロボットを移動させる命令を追加する手段を備えた請求項１乃至３の内、何れか１項に記載のロボット制御装置。
5. 前記メインプログラムの実行終了後に該メインプログラムを削除する手段を備える請求項１乃至４の内、何れか１項に記載のロボット制御装置。
6. 請求項１乃至５の内、何れか１項に記載のロボット制御装置において、属性情報として記憶される識別情報を、作業対象物を視覚センサで撮像して得られた視覚的特徴とし、前記入力手段に入力される識別情報は、視覚センサにより作業対象物を撮像して視覚的特徴を認識させ、該認識された結果に応じて生成される情報としたことを特徴とするロボットシステム。
7. 請求項１乃至５の内、何れか１項に記載のロボット制御装置において、前記入力手段から入力される識別情報及び教示プログラムの属性情報として記憶される識別情報は、作業対象物に付けられた該作業対象物の種類を表すバーコードをバーコードリーダにより読み取って生成されることを特徴とする、ロボットシステム。
8. 請求項１乃至５の内、何れか１項に記載のロボット制御装置において、前記入力手段から入力される識別情報及び教示プログラムの属性情報として記憶される識別情報は、作業対象物に付けられたＩＣタグに格納された該作業対象物の種類を、ＩＣタグリーダにより読み取って生成されることを特徴とする、ロボットシステム。

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