JPH0224090A - 産業用ロボットの設置位置の決定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、産業用ロボットの設置位置を決定するための
方法に関する。

従来の技術 たとえば自動車の車体の溶接ラインにおいて、複数台の
産業用ロボットを使用するにあたり、その産業用ロボッ
トを効率よく使うために産業用ロボットをどこに置くか
を決定するいわゆる配置設計が、導入前作業として不可
欠である。

従来では、人手によって、産業用ロボットのアームと、
手首と、その手首に取付けられるツールとを図面上に描
き、各作業点において作業が行うことができるかどうか
を点検している。

発明が解決すべき課題 このような先行技術では、作業が複雑であるので、人手
に依存する配置設計は個人差が大きくなり、精度が安定
せず、また工期が長くなり、生産性が悪い。

本発明の目的は、産業用ロボットの設置位置を、高精度
で迅速に決定することができるようにした産業用ロボッ
トの設置位置の決定方法を提供することである。

課題を解決するための手段 本発明は、単一または複数の予め定める作業点を処理手
段に入力し、 産業用ロボットの複数カ所の設置位置を予め設定して前
記処理手段に入力し、 各設置位置において全ての作業点の作業ができるかどう
かを前記処理手段によって演算し、その演算結果を表示
手段によって表示することを特徴とする産業用ロボット
の設置位置の決定方法である。

また本発明は、前記処理手段によって演算して得られる
作業可能な設定位置の全てについて、作業点全点の作業
時間を前記処理手段によって演算し、その結果を表示手
段によって表示することを特徴とする。

さらにまた本発明は、産業用ロボットに既に作業データ
がストアされている場合、ストアされているデータを処
理手段に入力し、 複数カ所のロボット設置位置を予め設定して、処理手段
に入力し、 各設置位置において全ての作業データの作業ができるか
どうかを前記処理手段によって演算し、その演算結果を
表示手段によって表示することを特徴とする産業用ロボ
ットの設置位置の決定方法である。

また本発明は、産業用ロボットに既に作業データがスト
アされている場合、処理手段によって求められた作業可
能な設置位置全てについて、ストアされているデータす
なわち動作プログラムの作業時間を前記処理手段によっ
て演算し、その結果を表示手段によって表示することを
特徴とする。

また本発明は、産業用ロボットに既に作業データをスト
アした後で、ロボットの設置位置またはそのツールの取
付位置を移動、回転する際に、全ての作業データの作業
ができるかどうがを処理手段によって演算し、その結果
を表示手段によって表示することを特徴とする産業用ロ
ボットの設置位置の決定方法である。

また本発明は、産業用ロボットに既に作業データをスト
アした後で、ロボットの設置位置またはそのツールの取
付位置を移動、回転する際に、全ての作業データの作業
ができるかどうかを処理手段によって演算し、その結果
を表示手段によって表示し、引続き、 前記演算結果を用い、複数カ所のロボット設置位置を予
め設定して、処理手段に入力し、各設置位置に゛おいて
全ての作業データの作業ができるかどうかを前記処理手
段によって演算し、その演算結果を表示手段によって表
示することを特徴とする産業用ロボットの設置位置の決
定方法である。

また本発明は、前の２つのパラグラフにおいて行った演
算処理の後に、引続き、 処理手段によって求められた作業可能な設置位置全てに
ついて、ストアされているデータすなわち動作プログラ
ムの作業時間を前記処理手段によって演算し、その結果
を表示手段によって表示することを特徴とする。

また本発明は、ロボットに既に作業データをストアした
陵で、ロボットの機種またはツールの機種を変更する際
に、全ての作業データの作業が新しいロボットまたはツ
ールで可能かどうかを処理手段によって演算し、その結
果を表示手段によって表示することを特徴とする産業用
ロボット設定位置の決定方法である。

また本発明は、ロボットに既に作業データをストアした
後で、ロボットの機種またはツールの機種を変更する際
に、全ての作業データの作業が新しいロボットまたはツ
ールで可清かどうかを処理手段によって演算し、その結
果を表示手段によって表示し、引続き、 前記演算して得られたデータを用いて、複数ヵ所のロボ
ット設置位置を予め設定して、処理手段に入力し、 各設置位置において全ての作業データの作業ができるか
どうかを前記処理手段によって演算し、その演算結果を
表示手段によって表示することを特徴とする産業用ロボ
ット設定位置の決定方法である。

また本発明は、前の２つのパラグラフにおいて演算され
た結果に基づき、引続き、 処理手段によって求められたｆ作業可能な設置位置全て
について、ストアされているデータすなわち動作プログ
ラムの作業時間を前記処理手段によつて演算し、その結
果を表示手段によって表示することを特徴とする。

作　　用 本発明に従えば、処理手段には、単一または複数の予め
定める作業点を入力するとともに、産業用ロボットの複
数カ所の設置位置を予め設定して入力し、各設置位置毎
に、産業用ロボットを設置したときに、全ての作業点で
作業を行うことができるかどうかを演算する。こうして
各設置位置のうち、全ての作業点の作業を行うことがで
きる設置位置のみを選択して、産業用ロボットを設置す
る。

一般に、産業用ロボットでは、その産業用ロボットの設
置位置を予め設定しておき、この産業用ロボットを用い
て希望する作業点で作業をするための論理演算処理が行
われるように、コンピュータなどの処理手段のプログラ
ムが組込まれている。

この場合、設置位置の決定にあたっては、作業点の位置
およびその作業点でのツールの姿勢などの作業点のデー
タを処理手段に入力し、各設置位置に産業用ロボットを
設置したときに、その作業点での作業を行うことができ
るかどうかを、逆演算論理処理して決定する。

実施例 第１図は本発明の一実施例の平面図であり、第２図はそ
の側面図である。これらの図面を参照して、産業用ロボ
ット１のアーム２の先端部である手首３には、ツール４
が備えられ、自動車の車体５の複数の予め定める作業点
ｑ１．ｑ２．・・・、ｑｎの位置およびツールの向きす
なわち姿勢を予め決定する。ｘ−ｙ−ｚ直交座標系では
、第１図はＸ−Ｘ平面内にあり、第２図はＺ−Ｘ平面内
にある。作業点ｑ１〜ｑｎの座標位置は、この座標系に
従って定められる。

産業用ロボット１の予め定める基準となる部分６が設置
されるべき、Ｘ−Ｙ−Ｚ直交座標系の座標をそれぞれ有
する複数カ所の設置値１ｉＦｐ１．ｐ２、・・、ｐｉ、
・・・、ｐｍは、予め定める一定のピッチｌをあけて、
たとえばこの実施例では第１図および第２図のように基
盤目状に予め設定する。

作業者は、このような作業点ｑ１〜ｑｎおよび設置位置
ｐ１〜ｐｍを予め決定して、第３図に示される入力手段
７によってマイクロコンピュータなどによって実現され
る処理回路８に入力を行う。

第４図は、本発明に従う産業用ロボット１の配置設計の
第１の手順を示すフローチャートである。

ステップＳ１において、上述のように作業点ｑ１〜ｑ　
ｎの位置と、その作業点におけるツールの姿勢などのデ
ータを、前述のように入力手段７によって複数の各作業
点ｑ１〜ｑｎ毎に入力をする。

ステップＳ２では、産業用ロボット１の機種を選択する
とともに、ツール４の選択を行う。

そこでステップＳ３では、対象となる作業点ｑ１〜ｑｎ
を指定し、ステップＳ４では、産業用ロボット１の基準
となる部分６が大略的に予測することができる予め定め
る各設置値Ｗ　Ｐ　１〜ｐｍを指定する。

ステップｓ５では、処理手段８によって、入力手段７か
ら入力されたデータに基づき、先ず設置位置ｐ１に定め
た状態で希望する作業点ｑ１〜ｑｎで作業を行うことが
できるかどうかを逆変換論理演算によって判断する。同
様にして次に、設置値１Ｗｐ２を定め、作業点ｑ１〜ｑ
ｎの作業を行うことができるかどうかを逆変換論理演算
によって判断する。以下、このようにして複数の作業点
ｑ１〜ｑ　１に対して複数の設置位置ｐ１〜ｐｍ毎に計
算を行う。この演算の結果、設置値７ｉｐ１〜ｐｍのう
ち、作業点ｃ＋　１〜（ｌ　ｒｌの作業を行うことがで
きる設置位置を選択し、表示手段９によって表示する。

表示手段っけ、たとえば陰極線管であってもよく、選択
された設置位置をたとえば第５図のＸ−Ｘ平面、および
第６図のＺ−Ｘ平面で丸印を付して表示する。またＹ−
Ｚ平面で丸印を付して表示を行ってもよい。これによっ
て作業者は、産業用ロボット１を設置することができる
設置位置を丸印を付けた設置位置たとえばｐｔ、ｐ２・
・・、ｐｉのなかから選択することができる。

配置設計の第２の手順として、第７図のステップｒ１で
は、予め設定した設置位置ｐ１〜ｐｍのうち、選択され
た設置位置２１〜ｐ１の全てについて、予め作成されて
いる産業用ロボットの生業動作に対して産業用ロボット
の作業時閉を計算する。たとえば設置位置Ｐ１に産業用
ロボット１を設置したとき、作業点ｑ１〜ｑｎの作業を
行うに必要な時間を演算し、また同様にして設置位置ｐ
２に産業用ロボット１を設置したときにおける作業点ｑ
１〜ｑｎの作業を行うことができる作業時間を計算し、
以下同様にして作業可能な設置位置ｐ１〜ｐｉ毎につい
ての各作業時間を計算する。

この作業時間というのは、ツール４を各作業点（１１〜
（ｌ　ｎに移動するに必要な時間のみであってもよく、
さらに各作業点ｑ１〜ｑｎにおける溶接に必要な時間や
障害物を回避するための時間を含めてもよい。ステップ
ｒ３では、表示手段９によって各設置位置ｐ１〜ｐ１毎
に、対応する作業時間を表示する。したがって作業者は
この作業時間の短い設置位置を選択することができる。

配置設計の第３の手順として、産業用ロボット１の処理
手段８には、Ｘ−Ｙ−Ｚ座標系における産業用ロボット
の予め定めた設置位置での作業点ｑ１〜ｑｎに対する作
業を行うための姿勢や動作のデータが既にストアされて
いるときには、その既にストアされているデータを利用
し、設置位置ｐ１〜ｐｍに産業用ロボット１を移動して
設置したときにおける作業点ｑ１〜ｑｎでの作業を行う
ことができるための姿勢を得るためのデータを、補正演
算して作成する。

配置設計の第４の手順として、上述の第３手順で得られ
た補正演算結果を用いて、第１手順として述べたように
作業点ｑ１〜ｑｎの作業を行うことができる設置位置の
選択、および第２手順として述べたように各設置位置に
おける作業時間の計算などを行う、このようにすれば、
既保有姿勢データを利用して、予め定めた設置位置ρ１
〜ｐｍ毎の作業点ｑ１〜ｑｎにおける作業が可能な最適
の設置位置ｐ１〜ｐｉを選び出すことができる。

配置設計の第５の手順として産業用ロボット１の機種お
よびツール４の機種を変更する際には、既保有姿勢デー
タおよび動作のデータを利用して、その産業用ロボット
の新たな作業姿勢および動作データを補正演算によって
創生する。

配置設計の第６の手順として、前述の第５の手順に続い
て、補正演算結果を用いて前述の第１および第２手１１
ｉ１の演算処理を行う。こうして産業用ロボットの最適
な配置設計を行うことが可能になる。

作業点ｑ１〜ｑ　ｒｌは、単一であってもよい。本発明
は、溶接作業だけでなく、その他の作業を行うためにも
また、実施することができる。

発明の効果 以上のように本発明によれば、産業用ロボットの設置位
置を人手による個人差を生じることなく、高精度で安定
して決定することができ、また迅速に設置位置の決定を
行うことができ、工期の短縮を図ることができ、生産性
を向上することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の平面図、第２図はその側面
図、第３図はその実施例の電気的構成を示すブロック図
、第４図は本発明に従う配置設計の第１の手順を示すフ
ローチャート、第５図は表示手段９によるＸ−Ｘ平面の
表示状態を示す図、第６図は表示手段９によるＺ−Ｘ平
面の表示状態を示す図、第７図は本発明に従う配置設計
の第２の手順を説明するためのフローチャートである。 １・・・産業用ロボット、２・・・アーム、３・・・手
首、４・・・ツール、５・・・車体、６・・・基準とな
る部分、７・入力手段、８・・処理手段、９・・・表示
手段、ｑ１〜ｑｎ・・・作業点、ｐ１〜ｐｍ・・・設置
位置代理人　　弁理士　西教　圭一部 第 図 第 図 箪 図 第 図 第 図 第 図 第 図

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. （１）単一または複数の予め定める作業点を処理手段に
   入力し、 産業用ロボットの複数ヵ所の設置位置を予め設定して前
   記処理手段に入力し、 各設置位置において全ての作業点の作業ができるかどう
   かを前記処理手段によつて演算し、その演算結果を表示
   手段によつて表示することを特徴とする産業用ロボット
   の設置位置の決定方法。
2. （２）前記処理手段によつて演算して得られる作業可能
   な設定位置の全てについて、作業点全点の作業時間を前
   記処理手段によつて演算し、その結果を表示手段によつ
   て表示することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の産業用ロボットの設置位置の決定方法。
3. （３）産業用ロボットに既に作業データがストアされて
   いる場合、ストアされているデータを処理手段に入力し
   、 複数ヵ所のロボット設置位置を予め設定して、処理手段
   に入力し、 各設置位置において全ての作業データの作業ができるか
   どうかを前記処理手段によつて演算し、その演算結果を
   表示手段によつて表示することを特徴とする産業用ロボ
   ットの設置位置の決定方法。
4. （４）産業用ロボットに既に作業データがストアされて
   いる場合、処理手段によつて求められた作業可能な設置
   位置全てについて、ストアされているデータすなわち動
   作プログラムの作業時間を前記処理手段によつて演算し
   、その結果を表示手段によつて表示することを特徴とす
   る特許請求の範囲第３項記載の産業用ロボットの設置位
   置の決定方法。
5. （５）産業用ロボットに既に作業データをストアした後
   で、ロボットの設置位置またはそのツールの取付位置を
   移動、回転する際に、全ての作業データの作業ができる
   かどうかを処理手段によつて演算し、その結果を表示手
   段によつて表示することを特徴とする産業用ロボットの
   設置位置の決定方法。
6. （６）産業用ロボットに既に作業データをストアした後
   で、ロボットの設置位置またはそのツールの取付位置を
   移動、回転する際に、全ての作業データの作業ができる
   かどうかを処理手段によつて演算し、その結果を表示手
   段によつて表示し、引続き、 前記演算結果を用い、複数ヵ所のロボット設置位置を予
   め設定して、処理手段に入力し、 各設置位置において全ての作業データの作業ができるか
   どうかを前記処理手段によつて演算し、その演算結果を
   表示手段によつて表示することを特徴とする産業用ロボ
   ットの設置位置の決定方法。
7. （７）前記特許請求の範囲第５項または第６項において
   行つた演算処理の後に、引続き、 処理手段によつて求められた作業可能な設置位置全てに
   ついて、ストアされているデータすなわち動作プログラ
   ムの作業時間を前記処理手段によつて演算し、その結果
   を表示手段によつて表示することを特徴とする特許請求
   の範囲第５項または第６項記載の産業用ロボットの設置
   位置の決定方法。
8. （８）ロボットに既に作業データをストアした後で、ロ
   ボットの機種またはツールの機種を変更する際に、全て
   の作業データの作業が新しいロボットまたはツールで可
   能かどうかを処理手段によつて演算し、その結果を表示
   手段によつて表示することを特徴とする産業用ロボット
   設定位置の決定方法。
9. （９）ロボットに既に作業データをストアした後で、ロ
   ボットの機種またはツールの機種を変更する際に、全て
   の作業データの作業が新しいロボットまたはツールで可
   能かどうかを処理手段によつて演算し、その結果を表示
   手段によつて表示し、引続き、 前記演算して得られたデータを用いて、複数ヵ所のロボ
   ット設置位置を予め設定して、処理手段に入力し、 各設置位置において全ての作業データの作業ができるか
   どうかを前記処理手段によつて演算し、その演算結果を
   表示手段によつて表示することを特徴とする産業用ロボ
   ット設定位置の決定方法。
10. （１０）特許請求の範囲第８項または第９項において演
    算された結果に基づき、引続き、 処理手段によつて求められた作業可能な設置位置全てに
    ついて、ストアされているデータすなわち動作プログラ
    ムの作業時間を前記処理手段によつて演算し、その結果
    を表示手段によつて表示することを特徴とする特許請求
    の範囲第８項または第９項記載の産業用ロボットの設置
    位置の決定方法。