JPH0215082B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ロボツト制御装置に関し、特にロボ
ツトが誤つた修正情報により一定限度以上の修正
を行つた結果、教示された軌跡近傍の設定領域よ
り逸脱したことを検出するための動作軌跡監視を
行つて、軌跡修正をする方法に関するものであ
る。

〔従来の技術〕

第７図は従来のロボツト制御装置全体のブロツ
ク図を示したものである。この装置においては、
次の手順で制御動作が行われていた。

(1) まず、自動制御システムは図示していない入
力装置よりロボツト動作要求を受けて、ロボツ
トに対し、予め教示された位置情報に基づいた
動作指令ａを出力する。

(2) それに従い、ロボツトは動作を開始し、ロボ
ツトの位置情報ｂに基づいて、倣い装置は、例
えば溶接ロボツトでは溶接するワークのセツト
誤差や溶接によるワークの熱歪誤差等による教
示された軌跡と実際のワークの作業線との差、
位置ずれ情報ｃを作成し、 (3) その位置ずれ情報ｃは自動制御システムに入
力される。

(4) 自動制御システムは、この位置ずれ情報ｃを
もとにしてロボツト動作をワークに対して最良
となるように、予め教示されたロボツトの軌跡
を修正するための新たな位置情報、すなわち修
正位置情報を作成し、ロボツトに動作指令ａを
出力する。

従つて、第７図に記述しているように、ａ→ｂ
→ｃ→ａという手順で信号が処理されていた。

この従来の制御方法では、ロボツトの位置が、
教示された軌跡からの距離に関係なく倣い装置か
らの情報のみでロボツトは動作してしまう。従つ
て、倣い装置側で異常が発生するか、または倣い
装置・自動制御システム間の伝送回路の事故が発
生しても、ロボツトが、前記の教示された軌跡近
傍の設定領域外まで動作してしまい、教示された
作業を行うことができなくなるだけでなく、安全
上の問題が発生することになる。

このような異常動作を監視する方法として、特
開昭60−16386号公報には、 ） ロボツトの動きを瞬時瞬時の画像として撮
影し、ロボツトの画像とそれ以外の背景画像と
を識別し記憶する手段。

） ロボツトの動作サイクルと同期をとり、上
記手段に画像撮影の信号を与える手段。

） ロボツトに教示された動作内容を記憶し、
XY平面、YZ平面、ZX平面あるいは任意の平
面に投影した瞬時瞬時の動きとして計算し、該
当平面上での連続的投影像として記憶しておく
手段。

） ２種類の記憶された像を比較演算し、差異
と差異の変化とを評価する手段。

） 記憶された一連の所定手続きを実施した
後、ロボツトを停止させる信号を発生する手
段。

を備えたロボツトの監視方法が記載されている。

この方法では、画像処理装置で正常動作してい
る場合のロボツトの位置を画像位置データにより
記憶し、そのデータとプレイバツク時の位置とを
比較することにより、ロボツトの動作異常をチエ
ツクする。

〔発明が解決しようとする問題点〕

この従来方法では、ロボツトの動作軌跡をカメ
ラで一旦撮像し、その像と予め記憶した像を基準
とした監視領域とを画像データに基づいて比較し
ている。このためテレビカメラ等の外部センサ及
び画像処理装置が必要となり、構成が複雑かつコ
ストアツプになる。

また、ロボツトに教示された動作内容と記憶さ
れた画像とを比較するものであるため、ロボツト
の予め教示された位置毎（ステツプ単位毎）にし
か監視ができず、断片的な監視となる。このため
監視応答性・監視精度に問題がある。

さらに、逸脱検出後にロボツトを停止させる方
法を採つているため作業が中断し、それ以後の再
スタートは人為的な操作が介在しないと不可能と
なり、自動化ライン上のロボツトは停止してしま
う。特に複数台のロボツトが連動して作業をして
いる場合、一台の異常で他の正常なロボツトも停
止してしまい、結局全数のロボツトの作業が中断
するという問題があつた。

本発明は、このような問題点を解決することを
目的とするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

この目的を達成するため、本発明のロボツト制
御装置における軌跡修正方法は、ロボツトに対
し、予め教示された位置情報に基づいた動作指令
を出力する自動制御システムと、前記ロボツトの
作業対象となるワークのセツト誤差や加工で生じ
る前記ワークの歪誤差等による予め教示された位
置と実際のワーク間の位置ずれ情報を発生する倣
い装置とを備え、該倣い装置から出力された位置
ずれ情報に基づいて予め教示されたロボツトの位
置情報を修正して修正位置情報を得、該修正位置
情報に基づいて前記ロボツトに修正動作指令を出
力するロボツト制御装置において、 教示された軌跡を基準線とし、前記倣い装置か
ら出力された位置ずれ情報により修正された位置
と前記基準線との距離を前記自動制御システムに
より常時監視し、ロボツトが設定時間以上教示さ
れた軌跡近傍の設定領域を逸脱したことを検出し
た後、ロボツトを前記倣い装置からの位置ずれ情
報とは無関係に予め教示された軌跡に強制的に戻
し、再び前記修正位置情報に基づいてロボツトに
動作指令を与えることを特徴とする。

〔作用〕

本発明においては、自動制御システムは、倣い
装置からの位置ずれ情報に基づいて、教示された
軌跡に対する修正位置情報を発生する。その際、
修正された位置情報に基づく軌跡が教示軌跡近傍
の設定領域から逸脱するか否かを監視し、設定時
間（監視時間）経過しても逸脱している場合は、
ロボツトを教示された軌跡に戻す動作指令を出力
する。

即ち、本発明においては、第１図（逸脱前のシ
ステムブロツク図）及び第２図（逸脱後のシステ
ムブロツク図）に示すように、自動制御システム
はロボツトに対して位置監視ｄを行う。軌跡逸脱
前は第１図に示すように、位置ずれ情報ｃが倣い
装置から自動制御システムに対して出力される。
軌跡逸脱後は、第２図に示すように、位置情報ｂ
及び位置ずれ情報ｃとは無関係に、予め教示され
た軌跡に戻るための動作指令a′を自動制御システ
ムが作成し、ロボツトへ出力する。この動作を、
教示された軌跡に戻るまで実行し、教示された軌
跡に到達後は、第１図に示す動作に戻る。

このようにして、倣い装置の異常、あるいは倣
い装置で得られた情報に異常が発生しても、ロボ
ツトは、教示された軌跡近傍の設定領域内を逸脱
することなく、安定して動作を実行することが可
能となる。

〔実施例〕

以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明
する。

第３図は、本発明の実施例を示すものであり、
第３図１は自動制御システムの制御フローチヤー
トである。第３図２は、本発明における逸脱監視
処理フローチヤートである。

まず、第３図１において、図示しない入力装置
よりロボツト動作要求を受けて、予め教示された
位置に基づいた動作指令を作成する。次に自動制
御システムでは、倣い装置からの位置ずれ情報が
入力されているか否かを判断し、入力されている
場合はその位置ずれ情報を用いてロボツトへの動
作指令を修正する。

ここで自動制御システム内には、図示しない入
力装置によつて逸脱監視処理の実行要求情報が登
録されており、自動制御システムではその逸脱監
視処理の実行要求の有／無を判断し、有の場合は
第３図２で示されている逸脱監視処理に移る。第
３図２のａの個所の処理は、本願出願人が先に出
願した特願昭59−210072号（昭和59年10月６日出
願、発明の名称「センシング逸脱検出方法」）に
おいて開示したものである。即ち、その方法は、
第４図に溶接用ロボツトの場合を例として示すよ
うに、予め教示された溶接線P₁P₂に対する溶接
トーチ先端（位置P_N）のずれの距離を第５図に
示す幾何的手法で求めるもので、 まずP₁の座標値（X₁，Y₁，Z₁）とP₂の座標
値（X₂，Y₂，Z₂）からＰ_１Ｐ_２―→の方向余弦
（Ａ，Ｂ，Ｃ）を求める。

次にP₁の座標値（X₁，Y₁，Z₁）とP_Nの座標
値（X_N，Y_N，Z_N）からＰ_１Ｐ_N―→の方向余弦
（Ｌ，Ｍ，Ｎ）を求める。

Ｐ_１Ｐ_２―→とＰ_１Ｐ_N―→のなす角度をθとする
と、 cosθ＝Ｌ・Ａ＋Ｍ・Ｂ＋Ｎ・Ｃ sinθ＝√１−²となり、 これよりH_N＝DL・sinθが求まる。

この演算は、上記の第３図２のａの部分で行わ
れ、位置ずれ情報によつて作成された軌跡と教示
された軌跡との間の距離H_Nが求められる。H_Nが
求められると、H_Nが教示軌跡近傍の設定領域、
すなわち逸脱監視距離ｒを越えたか否かを判断
し、越えた場合は逸脱カウンタをインクリメント
する。次に、監視回数として設定された回数ｎと
逸脱カウンタのカウント値とを比較し、同一の値
になつたか否かを判断し、同一値になつた場合
は、ロボツトが教示された軌跡に戻るための動作
指令を作成する。

次に、逸脱カウンタをクリアして、第３図２の
逸脱監視処理ルーチンを終了し、第３図１に移
り、ロボツト動作指令を出力した後、第３図１の
に戻り、ロボツトの停止指令が出るまで処理が
継続される。これにより、ロボツトは教示された
軌跡から設定された領域内を逸脱することなく、
倣い動作を実行させることが容易になつた。

第６図は本発明による動作例を示す説明図であ
り、Ａは溶接教示線、Ｂ，Ｃは設定領域、Ｄは溶
接ロボツトのトーチ先端の動作軌跡を示してい
る。ロボツト動作が設定領域Ｂ，Ｃより逸脱した
ら、即座に倣い装置からの位置ずれ情報の出力を
停止し、教示されたステツプまで、すなわち教示
された軌跡上の点までウイービング動作のみで移
動し（d₁及びd₂の部分）、当該ステツプ到達後は
倣い装置からの位置ずれ情報の出力動作が再開す
る。

なお、第６図では説明の都合上、設定領域Ｂ，
Ｃを平面的に表しているが、実際は、教示された
軌跡を中心とする半径ｒの円筒状の領域である。

このように、ロボツト動作が設定領域Ｂ，Ｃよ
り逸脱した場合、何らかの異常が発生したことに
なり、教示された軌跡上の点に一旦戻ることによ
り、ロボツトは周辺装置と干渉することなく、か
つ停止することなく継続動作することができる。

また、ワークの部分的な欠損等により、位置情
報が正しく得られなくなつている場合には、倣い
装置は故障していないにも拘わらず、正しい位置
ずれ情報が得られないため、ロボツトは設定領域
Ｂ，Ｃより逸脱してしまう。このような場合で
も、教示された軌跡上の点に一旦戻ることによ
り、ワークの部分的な欠損を回避し、再度正しい
位置ずれ情報を得て動作を継続することができ
る。

〔発明の効果〕

上述したように本発明によれば、下記の効果を
奏する。

倣い装置側が異常状態になつても、自動制御
システム側で、ロボツトを教示された軌跡か
ら、設定された領域を逸脱させることなく制御
することが可能となり、また、逸脱した場合は
ロボツトを教示された軌跡に戻し、再度軌跡修
正動作を継続させることができる。

ロボツトの動作軌跡と教示パスを基準とした
監視領域とを位置データに基づいて比較してい
るので、ロボツト動作処理と監視処理を同一制
御部で行え、構成が複雑化せず、コスト的に有
利である。

ロボツトの動作軌跡演算部で監視を行つてい
るため、ロボツトの動作指令毎に監視ができ、
連続的な監視ができる。このため、ロボツトの
各目標位置毎に監視を行つていた従来の監視方
法に比べて監視応答性・監視精度が向上する。

軌跡逸脱検出後にロボツトを教示された軌跡
に戻す指令を与えるので、複数台のロボツトを
連動して動作させているライン等においては、
逸脱したロボツトが発生しても、全数のロボツ
トが中断することなく作業を継続することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明における逸脱前のシステムブロ
ツク図、第２図はその逸脱後のシステムブロツク
図、第３図は本発明の制御フローチヤート、第４
図及び第５図はロボツトの教示線からの逸脱距離
を演算する手法を示す説明図、第６図は本発明の
動作例を示す説明図、第７図は従来方法を示すシ
ステムブロツク図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ロボツトに対し、予め教示された位置情報に
   基づいた動作指令を出力する自動制御システム
   と、前記ロボツトの作業対象となるワークのセツ
   ト誤差や加工で生じる前記ワークの歪誤差等によ
   る予め教示された位置と実際のワーク間の位置ず
   れ情報を発生する倣い装置とを備え、該倣い装置
   から出力された位置ずれ情報に基づいて予め教示
   されたロボツトの位置情報を修正して修正位置情
   報を得、該修正位置情報に基づいて前記ロボツト
   に修正動作指令を出力するロボツト制御装置にお
   いて、 教示された軌跡を基準線とし、前記倣い装置か
   ら出力された位置ずれ情報により修正された位置
   と前記基準線との距離を前記自動制御システムに
   より常時監視し、ロボツトが設定時間以上教示さ
   れた軌跡近傍の設定領域を逸脱したことを検出し
   た後、ロボツトを前記倣い装置からの位置ずれ情
   報とは無関係に予め教示された軌跡に強制的に戻
   し、再び前記修正位置情報に基づいてロボツトに
   動作指令を与えることを特徴とするロボツト制御
   装置における軌跡修正方法。