JPH02274483A - ロボット制御システム - 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、ロボット制御システムに関し、層詳細には、
ロボットを制御するロボット制御装置と操作盤とを分離
し、複数のロボットおよびロボット制御装置を切換手段
を介して少なくとも１つの操作盤により操作可能とした
ロボット制御システムに関するものである。

［発明の背景］ 溶接ロボット、塗装ロボット、組立ロボット等の各種産
業用ロボットを制御するためのロボット制御装置あるい
はロボット制御システムは、近年における省力化、自動
化の要請により、ますます大規模化しつつある。特に規
模の大きな生産工場では、同種のロボットあるいは異種
のロボットを生産ライン上に多数配置し、大壷、−括生
産が行われるようになっている。この場合、ロボットに
はロボットを制御するロボット制御装置が設けられ、ま
た、ロボット制御装置には所望の指令を与える操作盤等
が設けられている。

従来、上記の操作盤にはロボット制御装置が１体あるい
は１対１対応に設けられており、個々のロボット制御装
置に対して夫々対応する操作盤から操作指令が与えられ
るように構成されている。このため、設置スペースやハ
ードウェアの増大、コストの増加を生じるという不都合
があり、ロボット制御システムの簡素化が要請されてい
た。

［発明の目的コ 本発明は前記の不都合を克服するためになさたものであ
って、ロボットを制御するロボット制御装置と操作盤・
とを分離し、複数のロボットおよびロボット制御装置に
対して少なくとも１つの操作盤を切換手段を介して接続
し、前記少なくとも１つの操作盤により、前記複数のロ
ボットおよびロボット制御装置を操作可能としたロボッ
ト制御システムを提供することを目的とするものである
。

［目的を達成するための手段］ 前記の目的を達成するために、本発明は複数のロボット
と、前記複数のロボットに夫々対応して設けられ、当該
ロボットに制御信号を供給し、または前記ロボットから
状態信号を受信することで前記ロボットを制御するロボ
ット制御装置と、前記複数のロボット制御装置に接続さ
れた切換手段と、前記切換手段に接続され、この切換手
段を介して前記ロボット制御装置の１つに所望の指令を
与える少なくとも１つの操作盤と、前記操作盤からのロ
ボット切換信号に基づいて前記切換手段を制御し、所定
のロボット制御装置を前記操作盤に接続する制御を行う
切換シーケンサとからなり、前記少なくとも１つの操作
盤により前記複数のロボット制御装置およびロボットを
選択的に操作可能とすることを特徴とする。

［実施態様］ 次に、本発明に係るロボット制御システムについて好適
な実施態様を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細
に説明する。

第１図は本実施態様に係るロボット制御システムの概略
全体構成図である。同図において、参照符号１０Ａ乃至
ＩＯＮはこのロボット制御システムによって制御される
溶接機構を示す。各溶接機構１０Ａ乃至１ＯＮは切換シ
ーケンサ１３により選択され切換モジュール１８を介し
て操作盤１９に接続される。操作盤１９は各溶接機構１
０Ａ乃至１ＯＮを構成する溶接ロボット（後述）の動作
を教示するティーチングボックス１９ａを有する。ここ
で、参照符号２１は非常停止回路であり、当該システム
において異常が発生した場合に切換シーケンサ１３を介
して全ての溶接ロボットを停止させる機能を持つ。また
、参照符号２３はホストシーケンサであり、各溶接機構
１０Ａ乃至ＩＯＮと外部の機構との間のシーケンス制御
を行うものである。

第２図は溶接機構１０Ａを示す。溶接機構１０Ａではシ
ーケンサ１２Ａによるシーケンス制御に基づき溶接ロボ
ッ）１４Ａが駆動され、クランプ装置１６によって治具
台１７上に位置決約されたワーク１５に対し所定の溶接
作業が行われる。この場合、溶接ロボット１４Ａは切換
シーケンサ１３の制御下に操作盤１９により切換モジュ
ール１８を介して動作が教示され、ロボット制御装置２
ＯＡを介して油圧ユニッ）２２Ａおよび溶接コントロー
ラ２４Ａによって駆動制御される。なお、切換モジュー
ル１８には溶接システムＩＯＡと同様の構成からなる複
数の溶接システムＩＯＢ乃至１ＯＮが接続される。

ここで、溶接ロボット１４Ａは基台２６上に設置されて
おり、移動部２８が油圧モータ３０により前記基台２６
に対、して矢印方向に移動すると共に、旋回部３２が油
圧モータ３４により前記移動部２８に対し矢印方向に旋
回可能に構成される。また、旋回部３２にはアーム部材
３６の一端部が軸着し、このアーム部材３６は前記旋回
部３２に取着された油圧シリンダ３８により矢印方向に
昇降可能に構成される。一方、アーム部材３６の他端部
には油圧モータ４０を有する第１取付部材４２が取着さ
れ、前記第１取付部材４２には油圧モータ４４を介して
第２取付部材４６が連結される。この場合、第２取付部
材４６は油圧モータ４４を中心とし油圧モータ４０によ
って矢印方向に旋回すると共に、油圧モータ４４により
矢印方向に回動可能に構成される。第２取付部材４６に
は一対のガンアーム４８ａ１４８ｂが取着されており、
これらのガンアーム４８ａ、４８ｂの先端部は油圧シリ
ンダ５０によって矢印方向に開閉可能に構成される。な
お、前述した油圧ユニッ）２２Ａは溶接ロボッ）１４Ａ
を構成する油圧モータ３０．３４．４０および４４と油
圧シリンダ３８を駆動制御する。また、溶接コントロー
ラ２４Ａは油圧シリンダ５０を駆動制御すると共にガン
アーム４８ａ、４８ｂの先端部間の電流を制御する。

一方、ロボット制御装置２ＯＡは第３図に示すように構
成される。すなわち、ロボット制御装置２ＯＡは、シー
ケンサ１２Ａ、切換モジュール１８、溶接コントローラ
２４Ａ等の外部装置との間で制御情報、制御データ等の
入出力処理を行うＩ１０処理部５２と、油圧ユニツ）２
２Ａを介して溶接ロボッ）　１４Ａを構成する各油圧系
に対しティーチングデータあるいは作業プログラムに基
づいた駆動信号を出力すると共に、油圧ユニット２２Ａ
からの応答信号を受信するサーボコントロール部５４と
、前記Ｉ１０処理部５２およびサーボコントロール部５
４に対して必要な制御情報、制御データを交換し、溶接
機構１０Ａ全体の動作制御を行うメイン処理部５６とか
ら基本的に構成される。Ｉ１０処理部５２、サーボコン
トロール部５４およびメイン処理部５６は夫々マイクロ
プロセッサを有し、独立にデータ処理可能である。

また、Ｉ１０処理部５２とメイン処理部５６との間は第
１のデュアルボー）ＲＡＭ６４で接続され、メイン処理
部５６とサーボコントロール部５４との間は第２のデュ
アルボー）ＲＡＭ６６で接続される。そして、Ｉ１０処
理部５２、メイン処理部５６およびサーボコントロール
部５４間ではこれらのデュアルボー）ＲＡＭ６４および
６６を介して制御情報、制御データの授受が行われる。

ここで、Ｉ１０処理部５２、メイン処理部５６、サーボ
コントロール部５４、デュアルポートＲＡＭ６４および
６６はメインボード（メイン配線基板）上に一体に配設
されている。そして、前記情報、制御データの授受は前
記デュアルボー）ＲＡＭ６４および６６を介して行われ
る。この場合、デュアルポートＲＡＭ６４．６６は従来
のマルチＣＰＵシステムにおける共有メモリとして機能
する。

本実施態様に係るロボット制御システムは基本的には以
上のように構成されるものであり、次にその作用並びに
効果について説明する。

第４図は第２図に示す溶接機構１０Ａの概略動作フロー
チャートである。先ず、治具台１７上にワーク１５をセ
ットしく５ＴＰｌ）、図示しない起動ボタンを押すこと
でロボット制御装置２ＯＡを含む溶接機構１０Ａを起動
させる（ＳｒＦ２）。

溶接機構１０Ａが起動状態になるとシーケンサ１２Ａか
らの作業指令に基づいてクランプ装置１６が作動しワー
ク１５をクランプする。この場合、クランプ装置１６の
各部の作動状態を示すリミットスイッチ（図示せず）の
出力がオンとなる（ＳｒＦ３）。そこで、シーケンサ１
２Ａは前記リミットスイッチのオン信号を検知し、ロボ
ット制御装置２ＯＡに溶接ロボッ）　１４Ａの動作指令
を出力する（ＳｒＦ２）。

一方、ロボット制御装置２ＯＡは前記動作指令をＩ１０
処理９５２、デュアルポートＲＡＭ６４、メイン処理部
５６およびデュアルボー）ＲＡＭ６６を経由してサーボ
コントロール部５４に転送する（ＳｒＦ２）。次いで、
サーボコントロール部５４は溶接ロボッ）１４Ａに動作
指示を与える（ＳｒＦ６）。この場合、溶接ロボッ）１
４Ａは前記動作指示に基づく指示位置まで移動しく５Ｔ
Ｐ７）、当該指示位置において溶接コントローラ２４Ａ
の制御下に溶接作業を行う（ＳｒＦ８）。

なお、ステップ７およびステップ８の動作は所定の溶接
点毎に繰り返し実施される。ワーク１５に対する全ての
溶接が終了すると、サーボコントロール部５４から作業
完了信号がＩ１０処理部５２を介してシーケンサ１２Ａ
に送られる（ＳｒＦ２）。そこで、シーケンサ１２Ａは
クランプ装置１６に対してクランプオフ指令を送出しく
５ＴＰ１０）、クランプ装置１６によるワーク１５のク
ランプが解除されて溶接作業の全てが完了する（ＳＴ　
Ｐ　１１）。

第５図は第４図におけるステップ６の動作の詳細フロー
チャートである。この場合、ロボット制御装置２ＯＡで
は溶接機構１０Ａの起動時（第４図、ステップ２参照）
に自動（ＡＵＴＯ）モードが指定され、溶接ロボット１
４Ａによる所定のティーチングデータが選択若しくは指
定されているものとして以下説明する。なお、以下の各
ステップは全てメイン処理部５６で処理される。

先ず、メイン処理部５６はＩ１０処理部５２、メイン処
理部５６間のデュアルポートＲＡＭ６４よりシーケンサ
１２Ａから人力された入力データを読み出す（ＳＴＰ　
Ａ）。次に、メイン処理部５６は当該メイン処理部５６
中のＲＡＭ　（図示せず）のワークエリアに格納されて
いるティーチングデータを読み出して補間等の作業が必
要か否かを判断し、必要であれば補間を行い（ＳＴＰ　
Ｂ）、メイン処理部５６とサーボコントロー９８５４間
のデュアルポー）ＲＡＭ６６にシーケンサ１２Ａからの
人力データおよび／またはステップ已において得られた
ティーチングデータを転送する（ＳＴＰ　Ｃ）。一方、
メイン処理部５６はサーボコントロール部５４によって
デュアルポー）ＲＡＭ６６に書き込まれた溶接ロボッ）
１４Ａの各軸の現在位置データを読み取って目標位置と
比較し、偏差が０であれば次の目標値データをデュアル
ポー）ＲＡＭ６６に書き込む（ＳＴＰ　　Ｄ）。次に、
溶接ロボッ）　１４Ａの各部が指令値に従って溶接位置
に達すると、溶接コントローラ２４Ａに対する溶接条件
、溶接タイマへの払出のためのフラグデータ等をデュア
ルポートＲＡＭ６４に払い出す（ＳＴＰ　Ｅ）。以上の
ようにして、Ｉ１０処理部５２とメイン処理部５６間、
およびメイン処理部５６とサーボコントロー９８５４間
の制御情報、制御データの授受がデュアルポー）　ＲＡ
　Ｍ６４およびデュアルポー）ＲＡＭ６６を介して行わ
れる。

なあ、Ｉ１０処理部５２、メイン処理部５６およびサー
ボコントロール部５４はデュアルポー）ＲＡＭ６４およ
び６６によって接続されているため、データを前記Ｉ１
０処理部５２、メイン処理部５６およびサーボコントロ
ール部５４において夫々同時並列的に処理することが出
来、動作の高速化が達成される。

ここで、デュアルポー）ＲＡＭ６４および６６のメモリ
領域は第６図および第７図に示すように設定される。す
なわち、Ｉ１０処理部５２とメイン処理部５６との間に
設けられたデュアルポートＲＡＭ６４は、第６図に示す
ように、メモリエリアＭＡＯ乃至ＭＡ６に分かれている
。この場合、メモリエリアＭＡＩは操作盤１９に付設さ
れたティーチングボックス１９ａからの入力指令値が記
憶される領域であり、Ｉ１０処理部５２により書き込ま
れ、必要時にメイン処理部５６によって読み取られる。

メモリエリアＭＡ２は上記の指令値に対する応答値が記
憶される領域であり、メイン処理部５６によって書き込
まれ、必要時にＩ１０処理部５２によって読み取られる
。メモリエリアＭＡ３はシーケンサ１２Ａからの人力値
を記憶する領域であり、このメモリエリアＭＡ３に格納
されたデータはＩ１０処理部５２からメイン処理部５６
へと転送される。メモリエリアＭＡ４はシーケンサ１２
Ａおよび溶接コントローラ２４Ａへの出力値を記憶する
領域であり、このメモリエリアＭＡ４に格納されたデー
タはメイン処理部５６からＩ１０処理部５２へと転送さ
れる。さらに、メモリエリアＭＡ５は緊急時のキー人力
データの記憶領域であり、ＭＡ６は各種のＩｌｏのフラ
グ情報の記憶領域である。

メイン処理部５６とサーボクントロール部５４との間に
設けられたデュアルポー）ＲＡＭ６６は、第７図に示す
ように、メモリエリアＭＢＯ乃至ＭＢＩＯに分かれてい
る。メモリエリアＭＢｌ乃至ＭＢ５はメイン処理部５６
によって書き込まれ、必要時にサーボコントロール部５
４によって読み取られる溶接ロボッ）１４Ａへの動作指
示データが記憶される領域である。この場合、メモリエ
リアＭＢＩにはメイン処理部５６がティーチングデータ
より算出した各軸への目標パルス数、メモリエリアＭＢ
２にはサーボアンプへのサーボゲイン指示値、メモリエ
リアＭＢ３には目標速度、メモリエリアＭＢ４には目標
加速度、メモリエリアＭＢ５には目標値と現在値の偏差
データが夫々メイン処理部５６により決定され書き込ま
れる。メモリエリアＭＢ６乃至ＭＢ９はサーボコントロ
ール部５４によって書き込まれ、必要時にメイン処理部
５６によって読み取られる領域であり、溶接ロボッ）１
４Ａの各部動作に関する現在データが記憶される。メモ
リエリアＭＢ６には各軸の現在位置データ、メモリエリ
アＭＢ７には現在の速度、メモリエリアＭＢ８には現在
の加速度、メモリエリアＭＢ９にはサーボコントロール
部５４で発生したエラーコードが書き込まれる。メモリ
エリアＭＢＩＯには各軸の上下限値、各軸の最大許容偏
差等のパラメータが記憶される。

次に、第４図におけるステップ７およびステップ８の詳
細動作を説明する。第８図は第４図におけるステップ７
の詳細動作フローチャートであり、溶接ロボッ）　１４
Ａを所定位置に動作制御するためのものでサーボコント
ロール部５４により処理される。

先ず、サーボコントロール部５４、メイン処理部５６間
のデュアルポー）ＲＡＭ６６のメモリエリアＭＢＩ乃至
ＭＢ４（第７図）より溶接ロボット１４Ａの各軸に対す
る目標パルス数、サーボゲイン、目標速度、目標加速度
等の指令データを読み出す（ＳＴＰ　Ｆ）。次いで、こ
の指令データに基づく目標のパルス数を油圧ユニッ）２
２Ａに送り、各軸に対応するサーボアンプに所定の信号
を加えることで溶接ロボッ）１４Ａを目標に向かって動
作させる（ＳＴＰ　Ｇ）。この場合、溶接ロボッ）１４
Ａの各軸に対応するポテンショメータより動作量が油圧
ユニッ）２２Ａを介してサーボコントロール部５４に人
力される（ＳＴＰＨ）。そこで、サーボコントロール部
５４は前記ポテンショメータからの人力値をもとに上記
の目標値と現在値の偏差を計算し、その差分を油圧ユニ
ッ）２２Ａにフィードバックデータとして出力すると共
に、現在位置、現在速度、現在加速度等の現在データを
計算してデュアルポートＲＡＭ６６のメモリエリアＭＢ
６乃至ＭＢ８に書き込む（ＳＴＰ　　Ｉ）。

第９図は第４図におけるステップ８の詳細フローチャー
トである。この場合、ステップＪはメイン処理部５６の
作業、ステップにはＩ１０処理部５２の作業、ステップ
ＬおよびステップＭは溶接コントローラ２４Ａの作業で
あり、所定位置に移動した溶接ロボット１４八に対して
溶接コントローラ２４Ａを介して溶接作業を行わせる処
理を示す。

先ず、サーボコントロール部５４の制御により溶接ロボ
ット１４Ａがティーチングデータ中の溶接指示位置に達
する（目標位置と現在位置が一致する）と、溶接コント
ローラ２４Ａへの溶接条件および図示しない溶接タイマ
へのデータ払出のためのフラグをＩ１０処理部５２、メ
イン処理部５６間のデュアルポートＲＡＭ６４のメモリ
エリアＭＡ４に払い出す（ＳＴＰ　　Ｊ）。次に、Ｉ１
０処理部５２は前記フラグをデュアルポー）ＲＡＭ６４
から読み出し図示しない溶接タイマを有する溶接コント
ローラ２４Ａに溶接条件と共に送出する（ＳＴＰ　Ｋ）
。一方、溶接コントローラ２４ＡではＩ１０処理部５２
から送出された溶接条件に従って、加圧、電流の指示を
行ってガンアーム４８ａ、４８ｂを制御し所定の溶接作
業を行う（ＳＴＰ　Ｌ）。そして、この作業が完了する
と溶接終了信号をＩ１０処理部５２に送出する（ＳＴＰ
Ｍ）。

以上のようにして、所定の溶接作業が全ての溶接点に対
して遂行されると、前述したステップ９乃至ステップ１
１（第４図）の処理が施され動作が完了する。なお、上
述した実施態様では溶接機構１０Ａについてのみ説明し
たが、他の溶接機構１０Ｂ乃至ＩＯＮについても同様で
ある。

次に、本発明に係るロボット制御システムの動作につい
て説明する。第１図乃至第３図において、溶接機構１０
Ａ乃至１ＯＮを構成するロボット制御装置２ＯＡ乃至２
ＯＮは夫々切換モジュール１８を介して操作盤１９に接
続されている。ここで、溶接機構１０Ａを選択する場合
について説明すると以下の通りとなる。

すなわち、操作盤１９から溶接機構１０Ａを指定するロ
ボット選択信号ＳＥＬを切換シーケンサ１３に送出する
。切換シーケンサ１３はロボット選択信号ＳＥＬを受信
すると、予め定められたシーケンスに従って切換モジュ
ール１８を制御し、操作盤１９とロボット制御装置２Ｏ
Ａとを接続する。

切換モジュール１８による切換動作が完了すると、切換
シーケンサ１３から切換モジュール１８を介して切換確
認信号が操作盤１９に送出され、オペレータは所望の溶
接機構１０Ａを構成するロボット制御装置２０Ａに操作
盤１９が接続されたことを確認出来る。所望の接続が完
了すると、オペレータは操作盤１９がロボット制御装置
２ＯＡと一体に構成されている通常の制御装置と全く同
様に、操作盤１９を介してロボット制御装置２ＯＡに指
令信号ＣＮＴを与えることが出来る。例えば、ティーチ
ングボックス１９ａを用いて、ロボット制御装置２ＯＡ
に接続された溶接ロボッ）　１４Ａのティーチングを行
うことが可能となる。また、操作盤１９ではティーチン
グのみならず任意の溶接機構１０Ａ乃至１ＯＮを選択し
て動作状態を一箇所でモニタすることも可能である。

一方、システムに異常が発生した場合には、オペレータ
は非常停止回路２１を用いて非常停止指令を与えること
により、全ての溶接機横１０Ａ乃至１ＯＮを停止させる
ことが出来る。

なお、上述した実施態様では、操作！１９が溶接機構１
０Ａ乃至１ＯＮに対して１台のみ接続されている例を示
したが、複数台の操作盤１９を複数の溶接機構１０Ａ乃
至ＩＯＮに対して接続することも可能である。

［発明の効果コ 以上のように、本発明では複数のロボットを制御する複
数のロボット制御装置と、前記ロボット制御装置の１つ
に所望の指令を与える少なくとも１つの操作盤とを切換
手段を介して接続し、前記操作盤からのロボット切換信
号に基づいて切換シーケンサにより前記切換手段を制御
するように構成している。この場合、複数のロボットに
対して共通の操作盤を設け、切換手段により切り換えて
使用することが出来、これにより極めて簡素化されたロ
ボット制御システムが実現出来る。また、設置スペース
やハードウェアの増大、コストの増加を生じることがな
いという効果も生じる。

以上、本発明について好適な実施態様を挙げて説明した
が、本発明はこの実施態様に限定されるものではなく、
本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の改良並び
に設計の変更が可能なことは勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るロボット制御システムの概略構成
図、 第２図は本発明に係るロボット制御システムが適用され
る溶接システムの概略構成図、第３図はロボット制御装
置を含む溶接システムの要部回路構成ブロック図、 第４図は本発明に係るロボット制御システムが適用され
るロボット制御装置の概略動作フローチャート、 第５図は第４図におけるステップ６の詳細動作フローチ
ャート、 第６図および第７図はデュアルポー）ＲＡＭのメモリエ
リアを示すメモリマツプ、 第８図および第９図は第３図におけるステップ７および
ステップ８の詳細動作フローチャートである。 １０Ａ−Ｎ・・・溶接システム　１２Ａ・・・シーケン
サ１３・・・切換シーケンサ　　　１４Ａ・・・溶接ロ
ボット１８・・・切換モジュール　　　１９・・・操作
盤１９ａ・・・ティーチングボックス ２０Ａ〜２ＯＮ・・・ロボット制御装置２１・・・非常
停止回路　　　　２２Ａ・・・油圧ユニット２４Ａ・・
・溶接コントローラ　５２・・・Ｉ１０処理部５４・・
・サーボコントロール部 ５６・・・メイン処理部 ６４． ６６・・・デュアルポー）ＲＡＭ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数のロボットと、前記複数のロボットに夫々対
   応して設けられ、当該ロボットに制御信号を供給し、ま
   たは前記ロボットから状態信号を受信することで前記ロ
   ボットを制御するロボット制御装置と、前記複数のロボ
   ット制御装置に接続された切換手段と、前記切換手段に
   接続され、この切換手段を介して前記ロボット制御装置
   の１つに所望の指令を与える少なくとも１つの操作盤と
   、前記操作盤からのロボット切換信号に基づいて前記切
   換手段を制御し、所定のロボット制御装置を前記操作盤
   に接続する制御を行う切換シーケンサとからなり、前記
   少なくとも１つの操作盤により前記複数のロボット制御
   装置およびロボットを選択的に操作可能とすることを特
   徴とするロボット制御システム。