JPH01321192A - Working aera limiter for robot - Google Patents

Working aera limiter for robot

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JPH01321192A
JPH01321192A JP15201588A JP15201588A JPH01321192A JP H01321192 A JPH01321192 A JP H01321192A JP 15201588 A JP15201588 A JP 15201588A JP 15201588 A JP15201588 A JP 15201588A JP H01321192 A JPH01321192 A JP H01321192A
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arm
robot
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maximum
movement position
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Seiichiro Miyajima
宮嶋 誠一郎
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Toyoda Koki KK
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Abstract

PURPOSE:To make an accurate working area for a robot determinable by setting both maximum and minimum operation limit positions of each arm, adding a specified excess angle to each of minimum and maximum travel positions of these arms, and determining the working area of each arm on the basis of these operation limit positions. CONSTITUTION:During performance of operating programs, a position of each arm is detected by each of position detectors E1, E2, and each of minimum and maximum travel positions is judged out of the programs and stored by a storage judging means 25, while these positions are displayed by a displaying means 30. Afterward, a working area of each arm is determined by a central processing unit 20 on the basis of each of minimum and maximum operation limit positions, adding a specified excess angle to each of the minimum and maximum travel positions.

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明はロボットコントローラに記憶された動作プログ
ラムに基づいて作業を行うようにされたロボットの作業
領域を制限する装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION <Industrial Application Field> The present invention relates to a device for limiting the work area of a robot that is adapted to perform work based on an operation program stored in a robot controller.

〈従来の技術〉 一般にロボットは、ロボット自身が移動可能な移動限界
と、このロボットが実際に使用される時に移動する領域
、すなわち作業領域をもっている。
<Prior Art> Generally, a robot has a movement limit within which the robot itself can move, and an area in which the robot moves when it is actually used, that is, a work area.

従来この作業領域は、ロボットと、その周辺機器の配置
を示すシステム構想図の図面上で決定され、ロボット動
作時の作業者の安全性を考慮してロボットコントローラ
により、ロボットの移動状態を監視してロボットが所定
の作業領域より大きく移動しようとした際に、移動の中
断信号を発信するソフトリミット、リミットスイッチ等
によってロボットのアームが作業領域より、はみ出した
ことを検出して、サーボモータ等の駆動装置の電源を切
るハードリミットと、ロボットアームがそれ以上領域外
に動かないようにブロックするメカストッパによるメカ
リミットを設定し、作業領域を制限してロボットの誤動
作による暴走や慣性によるオーバーランを防止するよう
にしている。
Conventionally, this work area was determined on a system conceptual diagram showing the arrangement of the robot and its peripheral equipment, and the movement status of the robot was monitored by the robot controller to ensure worker safety during robot operation. When the robot tries to move beyond the predetermined work area, the soft limit, limit switch, etc. that sends a signal to interrupt the movement detects that the robot's arm has protruded from the work area, and the servo motor, etc. A hard limit that turns off the power to the drive unit and a mechanical limit that uses a mechanical stopper that blocks the robot arm from moving further outside the area are set to limit the work area and prevent runaways due to robot malfunction or overruns due to inertia. I try to do that.

〈発明が解決しようとする課題〉 しかし、上述のようにシステム構想図の図面上から求め
られる作業領域は非常に大ざっばであるため、実機上に
おける必要とされる作業領域よりも大きい。この結果、
ロボット周辺の棚を含めたロボット設置スペースが大き
くなる問題があった。
<Problems to be Solved by the Invention> However, as described above, the work area required from the system conceptual diagram is very large and is therefore larger than the work area required on the actual machine. As a result,
There was a problem in that the installation space for the robot, including the shelves around the robot, became large.

〈課題を解決するための手段〉 本発明は上述した問題を解決するためになされたもので
、ロボットを構成する各アームの位置を検出する位置検
出器と、動作プログラムの実行時に前記位置検出器の信
号から各アームの最小移動位置と最大移動位置を判定し
記憶する記憶判定手段と、各アームの最小移動位置と最
大移動位置とを表示する表示手段とを備え、前記最小移
動位置と最大移動位置とに所定の余裕角度を付加した各
アームの最大動作限界位置と最小動作限界位置とを決め
、この最大動作限界位置と最小動作限界位置に基づいて
各アームの作業領域を決定するようにしたものである。
<Means for Solving the Problems> The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and includes a position detector that detects the position of each arm constituting a robot, and a storage determining means for determining and storing the minimum movement position and maximum movement position of each arm from the signals; and display means for displaying the minimum movement position and maximum movement position of each arm; A maximum operating limit position and a minimum operating limit position are determined for each arm by adding a predetermined margin angle to the position, and the working area of each arm is determined based on the maximum operating limit position and minimum operating limit position. It is something.

く作用〉 本発明は上述したような構成であるので、動作プログラ
ムの実行中に位置検出器によって各アームの位置を検出
し、この中から記憶判定手段によって最小移動位置と最
大移動位置を判定し記憶するとともに、表示手段により
表示する。こののち、最小移動位置と最大移動位置とに
所定の余裕角度を付加した最小動作限界位置と最大動作
限界位置に基づいて作業領域が決定される。
Since the present invention has the above-described configuration, the position of each arm is detected by the position detector during execution of the operation program, and the minimum movement position and the maximum movement position are determined from the detected position by the memory determination means. It is stored and displayed on the display means. Thereafter, the work area is determined based on the minimum operating limit position and the maximum operating limit position, which are obtained by adding a predetermined margin angle to the minimum moving position and the maximum moving position.

〈実施例〉 以下本発明の実施例を図面に基づいて説明する。<Example> Embodiments of the present invention will be described below based on the drawings.

第1図は6軸の多関節ロボット10の外観図である。こ
の多関節ロボット10のベース13上にはコラム12が
設置されており、コラム12はボディ14を旋回自在に
配設している。ボディ14にはアッパーアーム15が垂
直面内で回転自在に軸支され、アッパーアーム15の先
端にはフォア−アーム16が垂直面内で回転自在に軸支
されている。フォア−アーム16の先端部にはりスト1
7が4軸d周りに回動自在に軸支され、リスト17には
ハンド18が5軸e周りに回転可能に軸支されており、
さらにハンド18の先端部のフランジ19が6軸f周り
に回転可能に軸支されている。
FIG. 1 is an external view of a six-axis articulated robot 10. A column 12 is installed on a base 13 of this articulated robot 10, and a body 14 is rotatably disposed on the column 12. An upper arm 15 is rotatably supported on the body 14 in a vertical plane, and a forearm 16 is rotatably supported on the tip of the upper arm 15 in a vertical plane. A beam strike 1 is attached to the tip of the forearm 16.
7 is rotatably supported around a 4th axis d, and a hand 18 is rotatably supported around a 5th axis e on the wrist 17.
Further, a flange 19 at the tip of the hand 18 is rotatably supported around six axes f.

そして、前記l軸a〜6軸fには第2図に示すようにサ
ーボモータM1〜M6と、このサーボモータM1〜M6
の回転角を検出するエンコーダE1〜E6がそれぞれ設
けられている。
As shown in FIG.
Encoders E1 to E6 are provided, respectively, to detect rotation angles of the rotation angles.

第2図はロボットの制御装置の電気的構成を示すブロッ
クダイヤグラムである。20はCPU(中央処理装置)
である。このCPU20には、RAM (メモリ)25
.サーボモータを駆動するためのサーボCPU22a〜
22f、運転命令等の指令を入力する操作盤26及びC
RT (表示装置)30が接続され、ロボットコントロ
ーラを構成している。ロボットに取り付けられた1軸〜
6軸駆動用のサーボモータMl−M6は、それぞれサー
ボCPU22 a〜22fによって駆動される。
FIG. 2 is a block diagram showing the electrical configuration of the robot control device. 20 is CPU (central processing unit)
It is. This CPU 20 has RAM (memory) 25
.. Servo CPU22a~ for driving the servo motor
22f, operation panel 26 and C for inputting commands such as operation commands;
An RT (display device) 30 is connected to constitute a robot controller. 1 axis attached to the robot
The six-axis drive servo motors Ml-M6 are each driven by the servo CPUs 22a to 22f.

前記サーボCPU22 a〜22fのそれぞれは、CP
U20から出力される出力角データθ1〜θ6と、サー
ボモータM1〜M6に連結されたエンコーダEl−E6
の出力α1〜α6との間の偏差を演算し、この演算され
た偏差の大きさに応じた速度で各サーボモータM1〜M
6を回転させるように動作する。また、1軸〜6軸に設
けられたエンコーダE1〜E6の出力α1〜α6はCP
U20に入力されるようになっている。
Each of the servo CPUs 22a to 22f has a CP
Output angle data θ1 to θ6 output from U20 and encoders El-E6 connected to servo motors M1 to M6
The deviation between the outputs α1 to α6 of the servo motors M1 to M is calculated, and each servo motor M1 to M
It operates to rotate 6. In addition, the outputs α1 to α6 of encoders E1 to E6 provided on the 1st to 6th axes are CP
It is configured to be input to U20.

前記RAM25にはロボットを動作させるための動作プ
ログラムと、1軸a〜6軸fの最大移動位置θ(i) 
mmxと最小移動位置θ(i)sinおよび動作限界位
置θ(五、や目1.θ(il−Lieとを記憶する記憶
エリアが設けられている。
The RAM 25 stores the operation program for operating the robot and the maximum movement position θ(i) of the 1st axis a to the 6th axis f.
A storage area is provided to store the minimum movement position θ(i)sin and the operation limit position θ(5, 1.θ(il-Lie).

次に、本装置の作用を第3図、第4図のフローチャート
で説明する。
Next, the operation of this device will be explained with reference to the flowcharts of FIGS. 3 and 4.

まず記憶判定手段について説明する。First, the memory determination means will be explained.

ステップ100で最大移動位置θ(i)+++□と最小
移動位置θ(i)sinの値を所定の量に設定したのち
ステップ101で動作プログラムを実行し、ステップ1
02でパラメータiを1とする。そしてステップ103
でパラメータiで示される軸の現在角度θ、8.を読み
込んだのちステップ104に進む。ステップ104では
現在角度θ3.)と最大移動位置θ、1.□8を比較し
、現在角度θ(!、が最大移動位置θ、盈)。、Xより
大きい場合はステップ105に進んで最大移動位置θ(
i) r*axを現在角度θ、。
After setting the values of the maximum movement position θ(i)+++□ and the minimum movement position θ(i)sin to predetermined values in step 100, the operation program is executed in step 101, and step 1
02, the parameter i is set to 1. and step 103
The current angle θ of the axis indicated by parameter i, 8. After reading, the process advances to step 104. In step 104, the current angle θ3. ) and the maximum movement position θ, 1. □Compare 8 and find the current angle θ (!, is the maximum movement position θ, E). , X, the process proceeds to step 105 and the maximum movement position θ(
i) Let r*ax be the current angle θ.

に更新したのちステップ106に進み、現在角度θ0)
が最大移動位置θ(i) +++allより小さい場合
はそのままステップ106に進む。ステップ106に進
むと今度は現在角度θ。五、と最小移動位置θ(i) 
sinを比較し、現在角度θ(il が最小移動位置θ
(trainをより小さい場合はステップ107に進ん
で最小移動位置θ(i)si+sを現在角度θ(!+に
更新したのちステップ108に進み、現在角度θ、。
After updating to step 106, the current angle θ0)
If is smaller than the maximum movement position θ(i) +++all, the process directly advances to step 106. Proceeding to step 106, the current angle θ is determined. 5. and the minimum movement position θ(i)
sin is compared, and the current angle θ (il is the minimum movement position θ
(If train is smaller, proceed to step 107 and update the minimum movement position θ(i)si+s to the current angle θ(!+), then proceed to step 108 to update the current angle θ,.

が最小移動位置θ(i)mir+より大きい場合はその
ままステップ108に進む。次にステップ108ではパ
ラメータiが6(制御軸数)かどうか判定し、6でなけ
ればステップ109に進みパラメータiに1を加算した
のちに前記ステップ103にもどり、6であれば1軸a
〜6軸fのすべての現在角度θ(五) が判定されたと
してステップ110に進む。ステップ110に進むとロ
ボット10の動作が終了したかどうか判定し、終了して
いればステップ111に進み、処理を終了し、終了して
いなければ前記ステップ102に進む。ステップ111
に進むと、l軸a〜6軸fの最大移動位置θ1.)11
111Xと最小移動位置θ。、1をCRT30に表示し
て処理を終了する。
is larger than the minimum movement position θ(i)mir+, the process directly proceeds to step 108. Next, in step 108, it is determined whether the parameter i is 6 (the number of controlled axes).
It is assumed that all current angles θ(5) of the ~6 axes f have been determined, and the process proceeds to step 110. When the process proceeds to step 110, it is determined whether or not the operation of the robot 10 has been completed. If it has been completed, the process proceeds to step 111, and the process is terminated. If it has not been completed, the process proceeds to step 102. Step 111
, the maximum movement position θ1 of the l-axis a to the sixth-axis f is reached. )11
111X and the minimum movement position θ. , 1 are displayed on the CRT 30, and the process ends.

このようにして動作プログラム実行中の1軸a〜6軸f
までの動きがリアルタイムにモニタリングされ、各軸の
最大移動位置θ(t) whaxと最小移動位置θ(i
) sinが判定される。
In this way, the 1st axis a to the 6th axis f during the execution of the operation program
The maximum movement position θ(t) whax and the minimum movement position θ(i
) sin is determined.

次に作業領域決定手段について説明する。Next, the work area determining means will be explained.

第4図においてステップ300でパラメータiを1にし
たのちステップ301に進み、パラメータiで示される
軸の余裕領域ωが操作盤26より入力されるのを待つ。
In FIG. 4, after the parameter i is set to 1 in step 300, the process proceeds to step 301, and waits for the margin area ω of the axis indicated by the parameter i to be input from the operation panel 26.

そして余裕領域ωが入力されるとステップ302に進み
、最大移動位置θ(i)mixと最小移動位置θfit
 sinに余裕領域ωが加減算され作業限界位置θ(i
)9.ill +  θ(il−1inが求められる。
When the margin area ω is input, the process proceeds to step 302, where the maximum movement position θ(i) mix and the minimum movement position θfit are input.
The margin area ω is added or subtracted from sin to obtain the working limit position θ(i
)9. ill + θ(il-1in is calculated.

そしてこの作業限界位置θ3、)。11m+θ(il−
Lieがステップ303でi軸のソフトリミ304でパ
ラメータiが6となり、全ての軸の作業限界位置θ(i
、。Liar  θ(i)−L!+a求められるまでス
テップ301〜304が繰り返されたのち、ステップ3
05で全ての軸の作業限界位置θ(1)や、1.θ(i
)−LieをCRT30に表示して処理を終了する。
And this working limit position θ3,). 11m+θ(il-
In step 303, Lie sets the i-axis soft limit 304, and the parameter i becomes 6, and the work limit position θ(i
,. Liar θ(i)-L! After steps 301 to 304 are repeated until +a is obtained, step 3
05, the working limit position θ(1) of all axes, 1. θ(i
)-Lie is displayed on the CRT 30 and the process ends.

こののちハードリミット、及びメカリミットを作業限界
位置θ(i)やLi1l+  θ(i) −L asに
基づいて設定すればよいわけである。
Thereafter, the hard limit and mechanical limit may be set based on the working limit position θ(i) and Li1l+θ(i)-Las.

向上記実施例では最大作業限界位置θ(、)。口。In the embodiment described above, the maximum working limit position θ(, ). mouth.

と最小作業限界位置θ(ml−Lawをソフトリミット
としてRAM25に記憶したのち、CRT30に表示し
ているが、これに限られるものでなく何れか一方のみを
行うようにしてもよい。また、最大作業限界位置θ(五
)。13.と最小作業限界位置θ(i)−3,#求める
場合最大移動位置θ(i) waxと最小移動位置θ(
i) +sinに基づいて人手によって求めてやっても
良い。
and the minimum working limit position θ (ml-Law) are stored in the RAM 25 as a soft limit and then displayed on the CRT 30, but the invention is not limited to this and only one of them may be performed. Working limit position θ (5). 13. and minimum working limit position θ (i) - 3, # When determining maximum movement position θ (i) wax and minimum movement position θ (
i) It may be determined manually based on +sin.

〈発明の効果〉 以上述べたように本発明においては、ロボットを構成す
る各アームの位置を検出する位置検出器と、動作プログ
ラムの実行時に前記位置検出器の信号から各アームの最
小移動位置と最大移動位置を判定し記憶する記憶判定手
段と、各アームの最小移動位置と最大移動位置とを表示
する表示手段とを備え、前記最小移動位置と最大移動位
置とに所定の余裕角度を付加した各アームの最大動作限
界位置と最小動作限界位置とを決め、この最大動作限界
位置と最小動作限界位置に基づいて各アームの作業領域
を決定するようにしたことにより、ロボットの正確な作
業領域を決定することができ、ソフトリミットハードリ
ミットおよびメカリミットを最適な位置に設定して省ス
ペースを図ることができる利点がある。
<Effects of the Invention> As described above, the present invention includes a position detector that detects the position of each arm constituting the robot, and a position detector that detects the minimum movement position of each arm from the signal of the position detector when an operation program is executed. The apparatus includes a memory determining means for determining and storing the maximum movement position, and a display means for displaying the minimum movement position and maximum movement position of each arm, and a predetermined margin angle is added to the minimum movement position and the maximum movement position. By determining the maximum operating limit position and minimum operating limit position of each arm, and determining the working area of each arm based on the maximum operating limit position and minimum operating limit position, the accurate working area of the robot can be determined. This has the advantage that the soft limit, hard limit, and mechanical limit can be set at optimal positions to save space.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

図面は本発明にの実施例を示すもので、第1図はロボッ
トのa械的構成を示した側面図、第2図はロボットの制
御装置を示したブロックダイヤグラム、第3図、第4図
は本実施例の作業領域決定装置で使用されたCPUの処
理手順を示したフローチャートである。 12・・・コラム、13・・・ベース、14・・・ボデ
ィ、15・・・アッパーアーム、16・・・フォア−ア
ーム、17・・・リスト、18・・・ハンド、19・・
・フランジ、20・・・CPU、22・・・サーボCP
U、25・・・RAM126・・・操作盤、30・・・
CRT。
The drawings show an embodiment of the present invention, and FIG. 1 is a side view showing the mechanical configuration of the robot, FIG. 2 is a block diagram showing the robot control device, and FIGS. 3 and 4. is a flowchart showing the processing procedure of the CPU used in the work area determining device of this embodiment. 12... Column, 13... Base, 14... Body, 15... Upper arm, 16... Forearm, 17... Wrist, 18... Hand, 19...
・Flange, 20...CPU, 22...Servo CP
U, 25...RAM126...Operation panel, 30...
C.R.T.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)ロボットコントローラに記憶された動作プログラ
ムに基づいての作業を行うようにされたロボットにおい
て、ロボットを構成する各アームの位置を検出する位置
検出器と、動作プログラムの実行時に前記位置検出器の
信号から各アームの最小移動位置と最大移動位置を判定
し記憶する記憶判定手段と、各アームの最小移動位置と
最大移動位置とを表示する表示手段とを備え、前記最小
移動位置と最大移動位置とに所定の余裕角度を付加した
各アームの最大動作限界位置と最小動作限界位置とを決
め、この最大動作限界位置と最小動作限界位置に基づい
て各アームの作業領域を決定するようにしたことを特徴
とするロボットの作業領域制限装置。
(1) In a robot configured to perform work based on an operation program stored in a robot controller, a position detector that detects the position of each arm that makes up the robot, and a position detector that detects the position of each arm that makes up the robot, and a position detector that detects the position of each arm when the operation program is executed. storage determining means for determining and storing the minimum movement position and maximum movement position of each arm from the signals; and display means for displaying the minimum movement position and maximum movement position of each arm; A maximum operating limit position and a minimum operating limit position are determined for each arm by adding a predetermined margin angle to the position, and the working area of each arm is determined based on the maximum operating limit position and minimum operating limit position. A robot work area limiting device characterized by:
JP15201588A 1988-06-20 1988-06-20 Robot work area limiting device Expired - Lifetime JP2635106B2 (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0335988A (en) * 1989-07-04 1991-02-15 Matsushita Electric Ind Co Ltd Setting method for operation range of robot
WO2007057390A2 (en) * 2005-11-16 2007-05-24 Abb Ab Method and device for controlling motion of an industrial robot with a position switch

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