JP4667415B2 - ロボット - Google Patents
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しかしながら、ロボットの動作の中心を作業位置と作業位置間の移動と考えた場合、従来の命令列に基づくプログラム作成では該作業位置と作業位置間の移動及び作業位置と作業との関連などが把握しにくくなり、プログラムの作成と保守が難しくなるという問題があった。
すなわち、通常の制御については、ロボット言語等のプログラミング言語を入力することを必要とし、この内容は命令の並びが主体であり、この命令を並び順に実行していくことによりロボットを動作させるようになっている。従って、作業を行う作業位置はプログラム中の単なる定数や変数として扱われ、また該作業位置問の移動については、単なる移動命令として他の命令と共に命令列の中に埋め込まれている。
従来の命令列に基づくプログラム作成では該作業位置と作業位置間の移動及び作業位置と作業との関連などが把握しにくくなり、プログラムの作成と保守が難しくなるという問題を解決して、本発明によれば、汎用ロボットであっても、ロボット言語を知らなくとも、複数の作業と位置、順番の指示により、多目的に使用することができる。
従って、設定された位置に関して作業を設定でき、また移動順や他の種々の条件を設定できるから、プログラミング或いはティーチングが簡単に行える効果がある。
なお予め専用機能を決めておき、該専用機能に加えて或いは専用機能を変更して、任意に位置と作業を設定できるようにすることも可能である。
そして、何れも設定された位置に関して設定できるから、プログラミングが容易である。
その作業を設定する手段は、予め用意された作業プログラムから所望の作業プログラムを選択する手段で選択により作業を設定し、設定された複数の位置に基づく移動位置と順序は、作業内容によって記憶された移動元と移動先を表すデータが与えられようにするか、設定された位置と作業に関連して記憶された移動先を表すデータが与えられることのいづれかで決定される。
当該移動位置データと当該移動位置に設定された作業の作業プログラムとを一致させて、設定された位置間の移動途中において作業プログラムに基づく所定の動作を実行させる制御命令を設定する。設定された制御命令が位置に関連して記憶させる。
制御装置は設定された位置において、設定された作業を実行させ、設定された順序により移動させることで、各設定に基づいてロボットの作業を機能させる。
図1において、マイクロコンピュータを主体に構成される制御装置1はこのロボット全体の制御を行っており、モータ駆動制御装置11に指令を出力し、ステッピングモータ12を駆動して各種の動作を実行させるようになっている。モータ駆動制御装置11とステッピングモータ12は必要とする任意の数だけ設けられており、ステッピングモータ12は必要とする作業及び動作を実行する機構(図示せず)が接続されるようになっている。また、ステッピングモータ12にかえて各種のアクチュエータが使用可能であり、クローズドループとすることも可能である。
ユーザは操作装置7を用いて、作業をさせる位置を設定し、作業の内容を設定し、又移動の順番を設定できるようになっている。更に、移動の態様、条件に応じた移動経路の変更、移動途中の命令の出力、等を設定位置に関連して設定できるようになっている。
この実施形態では、位置設定プログラム記憶装置4と表示装置6を備えており、作業者は位置設定プログラム記憶装置4のプログラムにより作業を行わせる位置を設定できるようになっている。
即ち特定作業/動作プログラム記憶装置2には予め決められた作業のプログラムが記憶されており、該特定作業における種々の動作プログラムが選択可能に記憶されている。
作業者は位置設定プログラム記憶装置4のプログラムにより作業を行わせる位置を設定し、表示装置6に表示された選択画面をみて、必要な動作を選択できるようになっている。各位置にはこの実施形態では、ポイント番号を付与し、該ポイント番号の座標を設定するように構成されている。
特定作業における動作は、特定作業/動作プログラム記憶装置2に記憶されたものから選択することなく、操作装置7或いは他の入力装置等を介して作業者がプログラムを設定することも可能に構成されている。更に選択と設定を両方行うこともできるようになっている。
他の作業/動作プログラム記憶装置3には更に該他の作業における種々の動作プログラムが選択可能に記憶されており、同様に表示装置6に表示された選択画面をみて、必要な動作を選択できるようになっている。
上記した他の作業は、他の作業/動作プログラム記憶装置3に記憶されたものから選択することなく、操作装置7或いは他の入力装置等を介して作業者がプログラムを設定することも可能に構成されている。更に選択と設定を両方行うこともできるようになっている。
また該他の作業における動作も同様に、他の作業/動作プログラム記憶装置3に記憶されたものから選択することなく、操作装置7或いは他の入力装置等を介して作業者がプログラムを設定することも可能に構成されている。また同様に選択と設定を両方行うこともできるようになっている。
図2にデータ記憶装置8の記憶状態の一例を示す。
ポイントデータ20にはポイント番号が付され、該ポイント番号毎に、その位置座標と、予め決められた作業Aと作業Aにおける動作と、その他の作業及びその動作とが選択或いは設定され、記憶されている。例えば、ポイント番号P1には、x1、y1、z1、θ1の座標と、作業Aと作業Aにおける動作a1が選択され、更にその他の作業Cと動作c1とが選択されている。
ポイント番号P2には、座標x2、y2、z2、θ2と動作a2とが設定され、その他の作業は設定されていない。以下同様にポイント番号Pnまで、作業者により座標と、予め決められた作業における動作と、他の作業及び他の作業における動作が選択或いは設定されている。
作業者が操作装置7を操作して、ポイント番号とその位置座標を入力し(ステップS1、2)、更に予め決められた作業における動作の種類を入力する(ステップS3)。
動作の種別が点塗布の場合にはその時間を入力し(ステップS5)、線塗布の終了の場合には塗布装置をオフとする(ステップS6)。また線塗布開始の場合には、速度を入力し(ステップS7)、塗布装置をオンとする(ステップS8)。次に、他の作業の追加がある場合には(ステップS9)、他の作業を選択し(ステップS10)、該他の作業における動作を選択する(ステップS 11)。
上記動作及び作業を全てのポイント番号について、選択或いは設定するまで繰り返す(ステップS12、13)。全てのポイント番号について、選択或いは設定が終わったら、該選択或いは設定に基づいて作業と動作を実行する。
ここでは、ポイントの移動順を特定するポイント番号21と位置を特定する位置座標22を備えており、ここに前記したように作業データ40を設定してある。該位置座標22は、1点を特定するものであるが、パレットデータ等のように細かい移動などを指定する複数の位置を特定するデータが付随する場合がある。これについては後述する。
また移動先データ41は移動先を設定するデータであって、この移動先データ41によりポイント番号21を設定しないで、移動順を特定することが可能である。
更に図7の例は、ポイントデータ20を実行順に並べて、該並び順に移動して作業の実行を行うように構成されている。
以上のように図5乃至図7の実施例において、ポイントデータ20によりポイントを設定した後にユーザにより実行順序を決定することができ、作業手順の組み立てが行いやすくなる効果がある。
また、個別指定がない場合には既定値データ32の移動態様既定値データ52を用いるようになっている。
ポイントPOからP1に移動し、ここで順番ではP2に移動するが、P2のポイントデータ20に移動条件データ43を設定しておく。この例では呼出しデータ60を設定し、参照データ30に移動条件データ43を設定してある。移動条件データ43はここではある信号A10オンでA 11がオフというアンド条件となっている。
P1からP2に移動する前に、P2のポイントデータ20をチェックし、図11に示すように前記条件が満たされればポイントP2に移動し、満たされなければP3に移動する。
上記構成により条件に応じた移動経路の変更が可能になる。
移動途中で装置に信号を出力する必要がある場合がある。例えば、移動開始から10mmの位置で装置をスタートさせる等の動作が必要な場合がある。また、装置やセンサからの信号により停止する等の制御が必要な場合がある。
図12と図13にこれらの機能を果たす構成の実施形態を示す。
座標(0、0、30)のポイントデータ20では、そのつながりデータ31に制御データ53を設定してあり、前記座標から座標(0、100、30)に移動するに際して、移動開始から10mmの位置で、 B 1をオンし、移動終了から30mm手前でB 1をオフするように設定してある。なお、距離ではなく時間を設定することも当然に可能である。
図13に信号B1のオンオフを示す。
座標(0、100、80)のポイントデータ20では、そのつながりデータ31に停止データ54を設定してあり、移動途中でA10がオンしたら移動を停止するように構成している。
以上の構成により、移動途中での様々な信号の出力や動作を実行できる。
データ記憶装置8にポイントデータの設定を行い、位置座標22を設定する。
必要によりポイント番号21も設定する(ステップS20)。次に、そのポイントでの作業或いは該作業における動作を設定し(ステップS21)、全てのポイントについて上記設定を行う(ステップS22)。
次に移動順の設定を行う(ステップS23)。つながりデータ31を用いる場合には、移動元データ50と移動先データ51を設定する。ポイントデータに直接設定する場合には移動先データ41を書き込む。ポイントデータの並び順を移動順とする場合には、並び順を設定する。
次に補間指定、速度、加速度、時間などの移動態様データ42を設定し、既定値を使う場合にはその旨の設定を行う(ステップS24)。そして、実行条件の設定を行い(ステップS25)、移動途中の出力の設定(ステップS26)、移動途中の停止条件の設定(ステップS27)、を行う。
なお、ステップS22の位置はどこに設けても良く、上記では先に全てのポイントデータを設定しているが、これに限定されるものではない。例えば1つのポイントデータを設定する際にステップS21以下の設定を同時に行う等も可能である。
このような問題を解決するために、パレットと呼ばれるサブの位置設定データが用いられる。
図16ではポイントデータ20に呼出しデータ60を設定しておき、該呼出しデータ60により呼び出されるパレットデータ33を設定している。パレットデータ33にはパレット移動データ70が設定されている。
1次元パレットは直線方向(並び)のみの移動、2次元パレットは縦横方向への移動、3次元パレットは縦横、高さへの移動を行う。
パレット2は2次元パレットであり、4行4列の縦横に移動することを示している。POは同様にパレットの原点座標であり、PAは一方向へのインクリメント量、PBは他方向へのインクリメント量を示している。
上記により細かな移動の繰り返しをポイントデータ毎に簡単に設定することが可能になる。
また、異なる位置で移動を伴う同一作業を行う必要が生ずる場合もある。
更に、目的とする作業を行う前に事前準備作業が必要になる場合もある。例えば、目的とするネジ締め作業の前にネジを取りに行く動作とか、目的とする半田付け作業の前にコテをクリーニングする等の事前の準備動作がある。
これらの付随的な移動を伴う作業を行うために、サブポイントデータを設定し、必要に応じて呼び出す構成とすることが望ましい。
図18において、ポイントデータ20にポイント番号21と位置座標22が設定され、更に作業データ40が設定されている。この作業データ40は作業の参照データ30を呼び出すもので、参照データ30には作業2のプログラムデータが格納されている。該プログラム中に呼出しデータ60が設定されており、条件が成立した時にサブポイントデータ34を呼び出すように構成されている。即ち、エラー発生などの条件が成立するとサブポイントデータ34が呼び出されるようになっている。
この例では2つのポイントP1とP2についてサブポイントデータ34が設定されており、それぞれのポイントで作業4と作業5を実行するようになっている。作業5は呼出しデータ60であって、参照データ30に作業5の内容が設定されている。
ポイントP3に設定された移動前呼出しデータ61も同様に処理される。
このように、当該ポイントに移動する前に、当該ポイントに設定された呼び出しデータを読み出して実行することにより、当該ポイントの事前準備動作などを実行できる。
この実施形態ではカメラ或いは適当なセンサにより、実際のワーク位置を逐次検出し、ロボット側に補正動作を行わせて、精度の高い作業を可能にしている。
即ちポイントデータ20に位置の補正量を設定し、移動に際して該補正量を加味した位置に移動するように制御している。これにより正確な位置に移動できる。
一方ポイントP2には呼出しデータ60を設定し、位置補正データ35を呼び出すように構成しておく。位置補正データ35には参照データ30の作業データ40で算出された補正量が設定されており、この補正量をポイントP2の位置座標22に取り込む。即ち補正量(0,0,1.5)をP2の位置(100,120,30)に加算した位置(100,120,30)に移動させるように構成されている。
なお、X、 Y方向の補正も同様に行う。
以上の構成によりワークのズレが逐次補正されるから、位置精度の高い作業が行える効果がある。
Claims (1)
- 設定された位置で作業を実行するロボットにおいて、
作業を実行する複数の位置の位置座標を設定する手段と、
該設定された位置における作業を設定する手段と、
前記設定された位置間の移動順序を設定する手段と、
前記作業を設定する手段が;
予め用意された作業プログラムから所望の作業プログラムを選択する手段を備え、該選択により作業を設定し、
前記設定された複数の位置に基づく移動位置と順序が;
作業内容によって記憶された移動元と移動先を表すデータが、ポイントデータの一部として与えられること、前記設定された位置と作業に関連して記憶された移動先を表すデータが、ポイントデータと別なつながりデータとして与えられること、の中の1に基づき決定されて、
少なくとも前記設定された位置の位置座標と該位置に設定された作業を含むポイントデータと前記設定された移動順序に基づいて所定の動作を実行させる制御命令を設定する手段と、
前記ポイントデータの設定された位置の位置座標において前記設定された作業を実行させ、前記設定された移動順序により移動させる制御装置とを備え、
更に前記設定された作業位置であって、位置補正をする作業を実行する位置に、該設定された作業を実行する位置と実際の位置との位置誤差検出の実行を設定する手段と、
該位置誤差検出の実行を設定する手段による設定に基づいて、前記設定された作業を実行する位置と実際の位置との位置誤差検出を実行する手段と、
前記位置誤差検出が実行された位置以外の他の位置において、該検出された位置誤差に基づく位置修正の実行を設定する手段とを備え、
前記各設定に基づいてロボットの作業を機能させるようにしたこと
を特徴とするロボット。
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