JPH03184795A - 産業用ロボットの動作時間評価方法 - 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動作時間の評価方法に関する
。

〔従来の技術〕

従来、１台の産業用ロボットの１工程に要する時間（以
下サイクルタイムという）は、目的を達成するための動
作順序を産業用ロボットに教授後、シミュレーション手
法を用いて、産業用ロボットの基本動作（加工物体を把
持する、移動する、加工する、解放する等°の動作）に
要する時間を、動作順序に従って加算することにより算
出していた。

これを第３図を参照しなから具体例をもって説明する。

第３図は３台の産業用ロボットにより一種類の加工物体
を加工する状況を示す図である。３台の産業用ロポッＩ
〜か、物体Ａ、Ｂを産業用ロボ・ノド１．２で夫々加工
後、産業用ロボツｌ−３で物体Ｃに組み立てる渇きにつ
いて考えると以下のようになる。なお、図中の１０　、
２０及び３０は各産業用ロボットのアームの動作範囲を
表す。第３図において、物体Ａは、矢印ａから搬入され
、場所１１で産業用ロボッ１〜１のアームに把持され（
動作順序番号１）、移動後（動作順序番号２）、場所１
２で加工される（動作順序番号３）。加工完了後、再び
移動され（動作順序番号４）、場所１３で解放される（
動作順序番号５）。

同様に、物体Ｂは、矢印すから搬入され、場所２１で産
業用ロボット２のアームに把持され（動作順序番号１）
、移動後（動作順序番号２）、場所２２で加工される（
動作順序番号３）。加工完了後、再び移動され（動作順
序番号４〉、場所２３で解放される（動作順序番号５）
。

産業用ロボット３は、場所１３で加工後の物体Ａを把持
しく動作順序番号１）、移動後（動作順序番号２）、物
体Ａを場所３３に置く（動作順序番号３）。

その後、アームを移動しく動作順序番号４）、場所２３
で加工後の物体Ｂを把持しく動作順序番号５）、物体Ｂ
を移動し゛（動作順序番号６）、場所３３に置く（動作
順序番号７〉。場所３３で物体Ａと物体Ｂを組み合わせ
、物体Ｃとした後（動作順序番号８）、矢印Ｃの方向に
搬出する（動作順序番号９）。

この場合において、各産業用ロボット１．２および３に
作業順序を教授後、シミュレーション動作によって、各
産業用ロボッｌ〜のサイクルタイムが計測される。

第４Ａおよび４Ｂ図は、従来の方法に基づきサイクルタ
イムを求める手順を示すフローチャートである。即ち、
産業用ロボット１に対し、第４Ａ図のステップａからｄ
で動作順序を教授する。前述の具体例について述べれば
、物体Ａを把持し、物体Ａを場所１１から場所１２へ移
動し、物体Ａを加工し、加工後の物体Ａを場所１２から
場所１３へ移動し、物体Ａを解放する順序を教授する。

全動作順序を教授後、第４Ｂ図のステップｅからｉでシ
ミスレージョン動作を行い、サイクルタイムを計測する
。

具体例について述べれば、サイクルタイムは、物体Ａを
把持するのに要する時間、物体Ａを場所１１から場所■
２へ移動するのに要する時間、物体Ａを加工するのに要
する時間、加工後の物体Ａを場所１２から場所１３へ移
動するのに要する時間、物体Ａを解放するのに要する時
間の合計として計算される。この計算結果は、ステップ
ｊで出力され、表示される。

同様に産業用ロボッｌ−２及び３に対しても、第４Ａ、
４Ｉ３図に示すフローチャー１・に添って動作の教授、
サイクルタイムの計測が行われる。第５図は、サイクル
タイムの計測結果を棒グラフ状に表示した様子を示す６
棒グラフ内の数字は、動作順序番号を示すものとし、横
軸には時間りをとる。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら第５図の計測結果は、単に各産業用ロボッ
トについて、動作が一連として行われたときの所要時間
を示したものに過ぎず、本結果に基づいて生産計画が立
てられた場合には、実生産段階で誤差を生じ、各産業用
ロボットの動作プログラムを修正しなければならないこ
とは、明らかである。

即ち、前述の具体例において、産業用ロボット２のサイ
クルタイムが長い時は、産業用ロボット３が物体Ｂを把
持できるまで、待時間が発生する。

ここに、産業用ロボット２と３との間で干渉が生ずる。

しかし前述した従来の動作時間評価方法（第４Ａ、４Ｂ
図〉では、この待時間が評価されていないため、そのま
ま実生産に移行することはできず、待時間の設定など動
作プログラムの修正が必要となるばかりか、修正の結果
、実生産ではシミュレーションで得られたサイクルタイ
ムより長いサイクルタイムを要することとなり、生産計
画と実生産との間に大きな誤差が発生するという問題が
生ずる。

従って本発明は、上記問題点に鑑み、より一層現実に即
した産業用ロボットの動作状況を容易に把握することの
できる、産業用ロボットの動作時間評価方法を提案する
ことを目的とするものである。

（課題を解決するための手段〕 本発明は、複数台の産業用ロボットの協調により加工を
行う場合、各産業用ロボットに動作順序を教授する際に
、各基本動作を開始するための条件を併せて教授し、シ
ミュレーションの段階で、各基本動作開始前に、各産業
用ロボット間の干渉の有無、及び各基本動作を開始する
ための条件が満足されているか否かを検査するものであ
る。

〔作　用〕

本発明の作用を、動作教授段階と、シミュレーション段
階に分けて以下に説明する。

産業用ロボットに対して動作順序を教授する際、各ステ
ップの基本動作を開始する前に検査すべき条件、及びそ
の条件の要因となっている、隣接の産業用ロボットの識
別番号、動作順序番号を入力し、記憶しておく。

次のシミュレーション段階は２段階よりなる。

第１シミュレーション段階では、前述した従来の方法と
同様に′、各産業用ロボット間に干渉がないとした場合
のサイクルタイムを求める。

第２シミュレーション段階においては、協調して動作す
る隣接の産業用ロボットの第１シミュレーション段階の
結果を入力した後、各基本動作開始前に、隣接の産業用
ロボットとの干渉の有無、及び動作前条件が満足されて
いるか否かを検査する。干渉の無い場合、又は動作前条
件が満たされている場合には、その動作順序番号におけ
る待時間を零とし、基本動作のシミュレーションを実施
し動作時間を計測する。干渉があり、且つ動作前条件が
満足されていない場合には、その条件の要因となってい
る、隣接の産業用ロボットの識別番号、動作順序番号を
参照して、該当する産業用ロボットのシミュレーション
結果から、該当する動作順序番号の示す動作が完了する
までの時間を読み出し、シミュレーション中の産業用ロ
ボットの前動作順序番号完了までの所要時間との差を、
その動作順序番号の基本動作開始までの待時間として記
憶する。その後基本動作のシミュレーションを実施し動
作時間を計測する。

この手法を、その産業用ロボットの一連の動作完了まで
繰り返すことにより、全動作時間、および各動作順序の
実動作時間、待時間を評価することが可能となる。

〔実施例〕

第１Ａ、ＩＢ、ＩＣおよびＩＤ図は本発明に基づき複数
台の産業用ロボットを使用するときの相互の干渉を考慮
して、サイクルタイムを求めるための手順を示すフロー
チャートである。本図において、第４Ａ、４Ｂ図と同一
のステップ記号（ａ。

ｂ、ｃ・・・）は、相互に同一の処理内容であることを
示し、新たに付は加えられたステップ記号は、本発明に
よる処理を示す。

各産業用ロボットに各基本動作を教授する前に、即ち第
１Ａ図のステップＣの実行前に、ステップＣの実行前の
条件を入力する（ステップｋ）。前述の具体例（第３図
）において、産業用ロボット３について述べれば、産業
用ロボット３の動作順序番号１の動作前条件は、産業用
ロボット１によって物体Ａが場所１３に置かれ、産業用
ロボット１から解放されていることである。また産業用
ロボット３の動作順序番号５の動作前条件は、産業用ロ
ボット２によって物体Ｂが場所２３に置かれ産業用ロボ
ット２から解放されていることである。これらの情報が
キーボード等の入力装置を介して産業用ロボット３の記
憶装置中に入力される。その後に各動作順序番号の基本
動作が教授される。全動作教授終了後の第１シミュレー
ション段階では、第１Ｂ図のステップｅからｉで、各産
業用ロボッＩ〜間に干渉がないとした場合のサイクルタ
イムを求める。

続く第２シミュレーション段階においては、協調して動
作する他の産業用ロボットの第１シミュレーション段階
の結果を入力した後（第１Ｃ図のステップ１）、各基本
動作開始前に、隣接の産業用ロボッ１へとの干渉の有無
くステップ０）、及び動作前条件が満足されているか否
かを検査する〈ステップρ〉。干渉の無い場合又は動作
前条件が満たされている場合には、その動作順序番号に
おける待時間を零としくステップｒ〉、基本動作のシミ
ュレーションを実施し動作時間を計測する（ステップＳ
）。干渉があり、且つ動作前条件が満足されていない場
合には、その条件の要因となっている、隣接の産業用ロ
ポッＩ・の識別番号、動作順序番号を参照して、該当す
る゛産業用ロボッ１〜のシミュレーション結果から、該
当する動作順序番号の示す動作が完了するまでの時間を
読み出し、シミュレーション中の産業用ロボッＩ・の前
動作順序番号完了までの所要時間との差を、その動作順
序番号の基本動作開始までの待時間として記憶する（第
１Ｄ図のステップｑ）。

その後基本動作のシミュレーションを実施し動作時間を
計測する（ステップｓ）、再び具体例について述べれば
、産業用ロボット３の動作順序番号１の動作前条件は、
産業用ロボット１によって物体Ａが場所１３に置かれ、
産業用ロボット１から解放されていることであるから、
産業用ロボットｌのシミュレーション結果から、産業用
ロボット１の全サイクルタイムデータを読み出し、産業
用ロボット３は、動作開始前であるから、この時間を産
業用ロボット３の動作順序番号１の待時間として記憶す
る。同様に産業用ロボット３の動作順序番号５の動作前
条件は、産業用ロボット２によって物体Ｂが場所２３に
置かれ産業用ロボット２から解放されていることである
から、産業用ロボット２のシミュレーション結果から、
産業用ロボット２の全サイクルタイムデータを読み出し
、産業用ロボット３の動作順序番号４完了までの所要時
間との差を産業用ロボット３の動作順序番号５の待時間
として記憶する。

」二連の手順を全産業用ロボットの全動作順序番号につ
いて実行することにより、全サイクルタイムだけでなく
、各動作順序番号毎の実動作時間及び待時間を求められ
、この結果を、例えば第２図に示す棒グラフとして示す
ことができる　（ステップｊ）。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明によれば、複数台の産業用ロボ
ットを使用して一連の加工を行う際にも、シミュレーシ
ョン段階で、各産業用ロボットの合計のサイクルタイム
を、産業用ロボット間の干渉をシ″慮して求めちれるだ
けでなく、各基本動作ごとに実動ｆト時間と待時間に分
けて表示でき、実生産に入る前に、正確なサイクルタイ
ムを得ることが可能となり、待時間の長い部分について
は、生産ラインの組み替え、あるいは作業の分担の変更
等の対応策の立案を容易にすることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１Ａ　　ＩＤ、ＩＣおよび１Ｄ図は本発明に基づき複
数台の産業用ロボットを使用するときの相互の干渉を考
慮したサイクルタイムを求めるための手順を示すフロー
チャート、 第２図は、第１ＡからＩＤ図に示すフローチャートによ
り求めた３台の産業用ロボットを組み合わせたときのサ
イクルタイムを棒グラフ状に表示した図、 第３図は、３台の産業用ロボットにより一種類の加工物
体を加゛工する状況を示す図、第４Ａおよび４Ｂ図は、
従来の方法よりサイクルタイムを求める手順を示すフロ
ーチャート、第５図は、第４Ａ、４Ｂ図に示すフローチ
ャートにより求めた各産業用ロボットのサイクルタイム
を棒グラフ状に表示した図、 図において １．２．３・・・産業用ロボット、 ｔｏ　、　ｚｏ　、　３０・・・各産業用ロボットのア
ームの動作範囲、 １１．１．３，２１．２３・・・物体の置き場所、１２
．２２　３３・・・物体の加工場所。 、名１Ａ図 第１Ｂ図 第１Ｃ口 第１Ｄ図 、Ｒ４Ａ図 Ｑ 苔４Ｂ図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、産業用ロボットに対して動作順序を教授する際、各
   ステップの基本動作を開始する前に検査すべき条件（動
   作前条件）、及びその条件の要因となっている、隣接の
   産業用ロボットの識別番号、動作順序番号を入力して、
   記憶し、 引き続く第１のシミュレーション段階で前記産業用ロボ
   ットが前記隣接の産業用ロボットと干渉しないとした場
   合のサイクルタイムを求め、さらに第２のシミュレーシ
   ョン段階では、各前記基本動作の開始前に、前記隣接の
   産業用ロボットとの干渉の有無、及び動作前条件が満足
   されているか否かを検査し、該干渉の無い場合又は該動
   作前条件が満たされている場合には、基本動作のシミュ
   レーションを実施して、動作時間を計測し、該干渉があ
   り且つ該動作前条件が満足されていない場合には、その
   条件の要因となっている、前記隣接の産業用ロボットの
   識別番号、動作順序番号から、前記基本動作の開始まで
   の待時間を評価して記憶し、その後前記基本動作のシミ
   ュレーションを実施し動作時間を計測する手順を、前記
   産業用ロボットの一連の動作完了まで繰り返すことによ
   り、全動作時間、および前記各動作順序番号の実動作時
   間、待時間の少くなくとも一つを評価することを特徴と
   する、産業用ロボットの動作時間評価方法。