JPH0236086A - 複数ロボットの制御方法 - 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、複数のロボットが協調して動作することに
よって作業を行なうための制御方法に関し、とくに位置
情報入力時間を短縮させるようにした制御方法に関する
。

〔従来の技術〕

複数のロボットの制御方法に関する先行技術として、た
とえば特開昭６３−２６８１　号公報が知られている。

この制御方法は、協調のための同期命令を設けて動作プ
ログラムにセットし、制御部が同期命令に応じて複数の
ロボットを同期制御することによって、協調動作を行な
わせるとともに協調動作プログラムの作成を容易にして
いる。

ところで、被加工物の品質の維持をはかるため、ロボッ
トに実際の被加工物における加工位置を検出する位置検
出センサを取付けた加ニジステムが考えられている。こ
のシステムでは、予めプログラムされた加工位置（加工
軌跡）を位置検出センサからの信号によって自動補正す
るようになっている。つまり、このシステムでは、加工
開始点位置と加工終了点位置を自らの位置検出センサに
て検出し、予め教示されている加工位置とセンサによっ
て検出された位置との誤差を演算し、この演算結果に基
づいて加工位置の補正を行なうことにより、ずれの発生
をなくし所望の品質が維持されるようになっている。

このような加ニジステムとして、たとえば自動車部品の
ロボットによるアーク溶接作業やシール材の塗布作業が
ある。アーク溶接では溶接線に沿って溶接トーチを移動
させることが要求され、シール材の塗布作業はワークの
輪郭に沿ってノズルを移動させることが要求されている
ため、上述のような精度の高い位置め方法が採用されて
いる。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、ロボットと位置検出センサの関係が一対
一になっている加ニジステム、すなわち自ら具備した位
置検出センサによって自らの加工位置の誤差検出を行な
うシステムでは、加工終了点の位置を検出するため、加
工開始点から加工終了点までロボットを作動させて終了
点のセンシングを行ない、再度加工のため加工開始点位
置へ戻させるという何ら付加価値のない動作が必要であ
った。そのため、奉加ニジステムを用いた場合は被加工
物の品質維持は計れるが、単位時間当りの生産量が著し
く低下するという問題が生じる。

したがって、必要生産量を得るためには、複数台の設備
を作らなければならず、設備投資額の増大を招くという
問題が生じる。また、上述のような開始点位置から終了
点位置までの検出を行なうと無駄な動作が増加するばか
りでなく、各ロボットが同期して動作しないと衝突等の
不具合も発生するおそれもある。

未発明は、上記の問題に着目し、加工終了点の位置を検
出するためのセンシング作業を廃止することができ、位
置情報入力時間を短縮することのできる複数ロボットの
制御方法を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この目的に沿う本発明に係る複数ロボットの制御方法は
、複数のロボットが協調して動作することにより一連の
作業を行なう複数ロボットの制御方法であって、前記各
ロボットに、予め記憶された加工位置と実際の被加工物
における加工位置との誤差を検出する位置センサを設け
、被加工物の加工作業開始時に、各ロボットに前記位置
検出センサによって一斉に実際の加工開始点の位置を読
取らせ、読取った加工開始点の位置に基づいて自己の位
置制御を行なわせると共に、特定の、ロボットの加工開
始点の位置を他のロボットに転送し、該他のロボットを
、転送された加工開始点の位置を自己の加工終了点の位
置として制御させる方法からなる。

〔作用〕

このような複数ロボットの制御方法においては、加工作
業開始時には、各ロボ−／　トの位置検出センサによっ
て一斉に実際の加工開始点の位置が読取られる。そして
、この加工位置に基づいて各ロボットは予め記憶された
加工位置の修正を行ない自己の位置制御を行なう。この
場合、複数のロボットのうち特定のロボットから、他の
ロボットに加工開始点の位置を転送される。これにより
、他のロボットは、この転送された加工開始点位置を自
己の加工終了点位置として作動する。すなわち、特定の
ロボットの作業を引き継ぐロボットは、転送された加工
開始点位置に基づき自己の加工位置（加工軌跡）を補正
し、転送された加工開始点位置を目標として移動する。

このように、他のロボットは、特定のロボットの位置情
報を自らの加工終了点とすることにより、従来のような
無駄なセンシング動作を必要としなくなり、その分、単
位時間当りの生産量を高めることができる。

〔実施例〕

以下に、本発明に係る複数ロボットの制御方法の望まし
い実施例を、図面を参照して説明する。

第１図および第２図は、本発明の一実施例を示しており
、とくに自動車の部品のアーク溶接作業に適用した場合
を示している。第１図は、本発明のブロック図を示し、
第２図は本発明が適用されるアーク溶接作業におけるロ
ボットと被加工物とを示している。第２図において、１
は金属材料からなる被加工物を示しており、被加工物１
の溶接は、２台のロボット２１．３１によ・って行なわ
れる。

各ロボット２１．３１のアームの先端には溶接トーチ１
１ａ、１２ａが取付けられている。被加工物１の一側面
は、略曲面になっており、この曲面上には加工開始点Ａ
＋　、Ｂ＋　と加工終了点Ａ　ｚ　　Ｂ　ｔが位置して
いる。加工開始点Ａ１は、被加工物ｌの一方の端部に位
置しており、加工終了点Ｂ、は、被加工物１の他方の端
部に位置している。加工終了点Ａ２と加工開始点Ｂ２は
、溶接長さの中央部に位置しており、両者は同一位置に
位置している。

ロボット２１は、加工開始点Ａ、から加工終了点Ａ２ま
での区間を受は持ち、ロボット３１は、加工開始点Ｂ１
から加工終了点Ｂ２までの区間を受は持つようになって
いる。そして、各区間は、ロボ・ｙ　ト２１．３１に取
付けられた溶接トーチ１１．１２により連続してアーク
溶接されるようになっている。

各ロボット２１．３１のアームの先端には、予め制御装
置２４．３４に記憶された加工位置と実際の被加工物に
おける加工位置（溶接線）との誤差を検出する位置検出
センサ２２．３２が設けられている。この位置検出セン
サ２２．２３は、加工位置（溶接線）との距離の変化に
応じて出力信号が連続的に変化するものであり、センサ
の種類は使用条件によって適宜決定されている。

ロボット３１の位置検出センサ３２は、インタフェース
３３に接続されており、位置検出センサ３２から出力さ
れる変位量のデータは、インタフェース３３によってロ
ボット３１で演算可能なデータに変換されるようになっ
ている。インタフェース３３からの信号は、ロボット３
１の制御装置３４内の座標演算手段３５に人力されるよ
うになっている。座標演算手段３５は、インタフェース
３３からの信号をロボット座標に換算するものであり、
この処理により加工開始点位置Ｂ、がロボット３１の座
標データとされる。

ロボット２１の位置検出センサ２２は、インタフェース
２３に接続されており、位置検出センサ２２から出力さ
れる変位量のデータは、同様にインタフェース２３によ
ってロボット２１で演算可能なデータに変換されるよう
になっている。インクフェース２３からの信号は、ロボ
ット２１の制御装置２４内の座標演算手段２５に入力さ
れるようになっており、座標演算手段２５の演算結果は
、座標変換手段２６に入力されている。

座標変換手段２６の機能は３つあり、その一つは座標演
算手段２５で得られた位置データと、溶接作業を引き継
くロボット３１側で検出した位置データとから、被加工
物ｌの実際の加工軌跡を演算することである。第二とし
ては、記憶手段２８に蓄えられている教示された加工軌
跡と実際の加工軌跡との差を演算し、ロボット２１が動
作すべき移動軌跡を求めることである。第三としては、
ロボット３１の座標演算手段３５から転送される座標デ
ータを、ロボット２１の座標として変換することである
。

ロボット３１から転送される座標データをロボット２１
の座標として変換するのは、ロボット個体の機械的な寸
法差があるため、ロボット３１のデータをそのままロボ
ット２１のデータに当てはめることができないからであ
る。ロボット２１とロボット３１の相互の機械的な寸法
差を変換するためには、事前に機械の差を測定する必要
がある。この方法としては、システムの稼働前に、ロボ
ット２１の位置検出センサ２２とロボット３１の位置検
出センサ３２で同じ被加工物１の加工終了点Ａ２を検出
し、その時に得られた寸法差を記憶手段２８に記憶して
おく。

そして、ロボット３１より転送されて来たデータを変換
する際に、記憶手段２８に記憶されていた寸法差を呼び
出して演算を行なうことにより、両者の機械系の誤差分
が自動的に補正され、ロボット２１の加工軌跡が求めら
れる。

ロボット２１の座標変換手段２６はサーボ機構部２７と
接続されており、サーボ機構部２７には座標変換手段２
６によって求められた加工軌跡が入力されるようになっ
ている。サーボ機構部２７は、座標変換手段２６からの
加工軌跡データに基づいて作動し、ロボット２１の溶接
トーチ１１をその加工軌跡に沿って移動させるようにな
っている。

なお、ロボット３１の制御装置３４内にも、ロボット２
１側と同一の機能を有する座標変換手段３６、サーボ機
構部３７、記憶手段３Ｂが具備されている。

つぎに、上記複数ロボットの制御方法について説明する
。

まず、被加工物Ｉが所定の（ｍ　Ｗに固定されると、第
１図の２点鎖線で示すように、ロボット２１．３１は加
工開始点Ａ　＋　　　Ｂ　＋　に向って移動し、各ロボ
ット２１．３１の溶接トーチｌｌａ、１２ａの先端が予
め設定された位置にセントされる。この状態で、各位置
センサ２２．３２によって溶接線が検出され、溶接線と
溶接トーチ２１ａ、３１ａとの誤差が算出される。この
検出された誤差に基づいて各ロボッ）２１．３１が作動
し、各溶接トーチ１１．１２の先端が溶接線と合致され
る。

溶接線と溶接トーチ１１．１２が合致されると、溶接ワ
イヤ（図示略）の送給が開始され、２台のロボット２１
．３１による被加工物のアーク溶接が行なわれる。この
場合、ロボット３１の溶接開始点Ｂ＋の位置は、座標演
算手段３５によってロボット２１の座標変換手段２６に
転送され、ロボット２１は転送された加工開始点Ｂ＋　
の座標データを座標変換装置２６によって自己の座標に
変換する。そして、ロボット２１は、転送された加工開
始点Ｂ、と自ら検出した加工開始点Ａ、との座標データ
とにより演算を行ない、この演算結果に基づいてロボッ
ト２１の加工軌跡が補正される。

このように、ロボット３１から転送される座標データに
より、ロボット２１は自らの加工軌跡の補正が可能とな
るので、センシング動作を行なうことなく、ロボット２
１の溶接終了点Ａオをロボット３１の溶接開始点ＢＩに
合致させることができる。

この制ｊｎ方法は、本実施例のようなアーク溶接作業ま
たはシーリング作業において連続した加工線を数台のロ
ボ７）で分割して加工を行なう場合に特に有効である。

なぜなら、このような加工においては、一方のロボット
の加工開始点と他方のロボットの加工終了点を重ねるこ
とが品質上必要不可欠であり、本来ならば加工終了点を
教示するためのセンシング動作を行なわなければならな
いからである。したがって、本発明のように、ロボット
３１が自己のために検出した加工開始点を他のロボット
２１に転送する方法では、他のロボット２１がそれを補
正データとして利用することができ、センシング動作な
しで一方のロボット３１の加工開始点Ｂ、と他方のロボ
ット２１の加工終了点Ａ２とを一致させることが可能と
なる。

また、ロボット３１の加工終了点Ｂ２のデータとしては
、図示されないロボットの加工開始点の位置データが利
用され、ロボット３１の加工軌跡は、この位置データに
基づいて行なわれる。

さらに、システムの稼働前に、ロボット２１の位置検出
センサ２２とロボット３１の位置検出センサ３２によっ
て同じ加工位置を検出し、そのとき得られた両者の機械
的寸法差を記憶手段２８に記憶させておくことにより、
ロボットの機械的劣化度をチエツクすることが可能にな
ると共に、ロボットの機械的品質のバラツキを把握する
こともできる。また、ロボットを交換する場合でも、座
標変換を行なうことによってセンシング作業を省略する
ことが可能となる。

なお、本実施例では加工軌跡が連続しているものを示し
たが、断続、分散しているものについても各々のロボッ
トの加工軌跡が他方のロボットの加工軌跡の近傍にあれ
ば同様の効果が得られる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明に係る複数ロボットの制御
Ｊ方法によるときは、各ロボットに、予め記憶された加
工位置と実際の被加工物における加工位置との誤差を検
出する位置検出センサを設け、被加工物の加工作業開始
時に、各ロボットに位置検出センサによって一斉に実際
の加工開始点位置を読取らせ、読取った加工開始点位置
に基づいて自己の位置制御ｌを行なわせると共に、特定
のロボットの加工開始点を他のロボットに転送し、該他
のロボットを、転送された加工開始点位置を自己の加工
終了点位置として制御させるようにしたので、他のロボ
ットの加工開始点と特定のロボットの加工終了点とを合
致させるためのセンシング動作を省略することができる
。したがって、ロボットへの位置情報入力時間を大幅に
短縮させることが可能となり、単位時間当りの生産量を
高めることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明が適用される’Ｊｚ　Ｗのブロック線図
、 第２図は第１図の装置による被加工物のアーク溶接状態
を示す平面図、 である。 １・・・・・・被加工物 ２１．３１・・・・・・ロボット ２２．３２・・・・・・位置検出センサ２４．３４・・
・・・・制御装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、複数のロボットが協調して動作することにより一連
   の作業を行なう複数ロボットの制御方法であって、前記
   各ロボットに、予め記憶された加工位置と実際の被加工
   物における加工位置との誤差を検出する位置検出センサ
   を設け、被加工物の加工作業開始時に、各ロボットに前
   記位置検出センサによって一斉に実際の加工開始点の位
   置を読取らせ、読取った加工開始点の位置に基づいて自
   己の位置制御を行なわせると共に、特定のロボットの加
   工開始点の位置を他のロボットに転送し、該他のロボッ
   トを、転送された前記加工開始点の位置を自己の加工終
   了点の位置として制御させることを特徴とする複数ロボ
   ットの制御方法。