JPH0326481A - 産業用ロボツトの制御装置 - 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、テイーチングプレイパック方式の産業用ロボ
ットに係り、特に溶接用ロボットに好適なロボット制御
装置に関する。

〔従来の技術〕

周知のとおり、ティーチングプレイバック方式の産業用
ロボットでは、ロボットに所定の作業をさせる場合、そ
れに必要なロボットの移動経路を予め教示（ティーチン
グ）しておくことにより、以後、自動的にロボットの動
作が制御され、所定の動作が再生（プレイパック）され
るようになっている． ところで、この教示に必要な操作は．ロボットを実際に
動かし、それが所定の位置に達したときに、その位置を
教示点として入力するのであるが、このとき、実際には
、ロボットの動作を円滑にし、精度良く制御するために
は、さらにいくつかのデータの入力を必要とする． そこで、従来の装置は、例えば、特開昭５５−１　１．
　８　１　０　７号公報に記載されているように、ロボ
ットの移動方向の不連続点で、その移動方向の変化角度
に応じて、ロボッ１・の動作条件、例えば加速条件や減
速条件などを自動的に算定し、この算定結果によりロボ
ットの動作を制御するようになっていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術は、ロボットの作業内容により、予め教示
しておかなければならない事項が多岐にわたる点につい
て配慮がされておらず、ロボットの教示に多大の労力と
熟練を要するという問題があった。

本発明の目的は，ロボットの教示に際Ｉ７て、入力しな
ければならないデータが最小限で済み、ほ２二んど熟練
を要しないで容易に高精度の作業を再生させることが出
来るようにした、産業用ロボットの制御装置を提供する
ことにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するため，本発明は、ロボット再生動作
時に、ロボットが或る教示点から次の教示点に移動する
際、教示されているデータを、教示点毎に予め解析し、
ロボットの作業内容に応じて，その都度、ロボットの制
御に必要な動作条件を演算し、この演算結果により次の
教示点までのロボットの動作を逐次制御してゆくように
したものである。

〔作用〕

教示データの先読みにより、ロボットの作業内容の変化
を捉えることが出来、それにより各教示点の作業属性が
特定され、この作業属性から、ロボットが現教示点から
次の教示点に移動する際に必要な動作条件が、自動的に
設定出来るので、各教示点での動作条件設定のために必
要なデータ量を最小限にしても、充分な動作を得ること
が出来る。

〔実施例〕

以下、本発明による産業用ロボットの制御装置について
、図示の実施例により詳細に説明する。

第４図は本発明の一実施例が適用されたロボットシステ
ムの一例を示したもので、図において、ｌはロボッ１・
制御装置で、１０はその主要部をなすＣＰＵ，１１はロ
ボット本体（マニプレータ８ｌｌ）で、例えば平行リン
ク多関節型ロボッ１・などであり、各関Ｗ１部分に設け
られているサーボユニット１２により動作されるように
なっているものであり，これらはバスＢによりロボット
制御装置ｌに結合されている。

ＣＰＵＩＯには主記憶装置１３が設けられ、さらにバス
Ｂを介して第ＩＲＡＭ１４、第２ＲＡＭｌ５、それに補
助記憶装ｒ！１１６が結合されている。

ｌ７はサブＣＰＵで、ティーチングコンソールｌ８とプ
レイパックコンソールｌ９が接続され、同じくバスＢを
介してロボット制御装置】に結合されている。

次に、この実施例の動作について説明する。

この実施例は、本発明を溶接用ロボッ１・に適用したも
ので、このため、第１図に示すように、ロボット本体１
ｌのロボット先端には溶接用トーチが取付けてある。

そこで、まず，ティーチングコンソールｌ８により、所
定の教示点Ｐ１からＰ７まで順次、教示して行く．そし
て、このとき、各教示点にロボット本体１ｌを位置決め
して教示したとき、同時に、第３図に示すようなコマン
ドを用いて、その教示点でのロボットの作業条件も教示
して行《のである。

次に，プレイバックコンソール１９の操作により、教示
したティーチデータをプレイバックする９ここで、この
ティーチデータは補助記憶装置１６に格納されており、
それがプレイバック時には第Ｉ　ＲＡＭ　１　４上に展
開されるようになっている。

このプレイバック時には、ＣＰＵｌ．Ｏは、主記憶装置
１３に格納されている、本発明のアルゴリズムを実現し
たプログラムに従って所定の処理を実行し、これにより
、第１図と第２図に■〜■で表わしてある動作がロボッ
トにより与えられるようになる． 上記したように、この実施例では、ロボットのプレイバ
ック時、ティーチデータを先読みし、現在の作業状態か
らの変化を捉え、各教示点Ｐｎ（ｎ＝１〜７）にロボッ
トが移動する際、第２図に示す動作条件■〜■が決定さ
れ、これによりロボットの動作が制御される。

そして、このとき、ロボットの動作制御の自動化のため
、それに必要なパラメータのいくつか、例えば第２図の
動作条件■や■で使用されているパラメータα、βにつ
いては、補助記憶装置ｌ６に定数として予め格納してお
くようになっている．さらに、ロボットの作業状態の変
化を確実に捉えるため、現在の作業状態を第２ＲＡＭ１
５に記憶させると共に、作業状態を以下に示すように定
義し、各教示点Ｐｎに作業属性として付加するようにな
っている． （ａ）エアーカットポイント その教示点の前後にアークＯＮ／ＯＦＦの作業属性をも
った教示点がない場合。

（ｂ）アークＯＮポイント 対象教示点がアークＯＮで、その１つ前の教示点の作業
属性がエアーカットポイントであった場合． （Ｃ）アークＯＮ連続ポイント 対象教示点がアークＯＮで、１つ前の教示点の作業属性
もアークＯＮポイントであった場合． （ｄ）アークＯＦＦポイント 対象教示点がアークＯＦＦで、１つ前の教示点の作業属
性がアークＯＮポイントがアークＯＮ連続ポイントであ
った場合。

（ｅ）アークＯＦＦ退避ポイント 対象教示点の１つ前の教示点の作業属性がアークＯＦＦ
ポイントであった場合。

このような前提のもとに、ロボット制御装置ｌのＣＰＵ
ＩＯは、主記憶装置ｌ３に格納してある所定のプログラ
ムにより、第５図のフローチャートに従った処理を実行
する。

ロボットのプレイバックが開始されることにより、この
第５図の処理が開始すると、まず、処理５０で、第２Ｒ
ＡＭｌ５に記憶されているポイント作業属性を初期化し
てエアーカットポイントとする。

次の処理５１では、第ＩＲＡＭ１４に格納されているテ
ィーチデータから、１個、コマンドフエッチしてティー
チデータの先読みを行なう。ここで、コマンドが第３図
のＰｘｘｘだけ、つまりポイント命令であったときには
、これが処理５２で判定されてロボット動作制御処理５
３に進む。なお、このＰｘｘｘは、その教示点の位置、
つまりポイントを表わす。

このロボット動作制御処理５３の詳細について、第６図
により説明する。

このロボット動作制御処理５３では、判断処理５３０〜
５３３により、順次、いま先読みしたティーチデータと
、その１回前のティーチデータとにより所定の解析処理
を行ない、このポイントの作業属性が上記（ｂ）〜（ｅ
）のいずれであるかを判断し、次に実行すべき処理が５
３４〜５３９のいずれであるかの振り分けを行なう。

いま、例えば、ロボットの位置が第１図のポイントＰ２
を過ぎたところにあり、このため、先読みしたポイント
がＰ３であったとすると、このポイントＰ３の作業属性
は、上記した（ｂ）のアークＯＮポイントになるから、
このときは判断処理５３０から処理５３５に進み、第２
図の動作制御■、■に従ってロボットの移動速度と位置
決め動作の制御が実行され、この結果、ロボットのオー
バーシュートを防ぎ、高精度のアークスタンドポイント
（アーク溶接開始点）の設定を可能にする。

しかして、いま、例えば、ロボットの位置が第１図のポ
イントＰ３を過ぎたところにあ番ハここでポイントＰ４
が先読みされてきたとすると、この点での作業属性は、
上記したように、アークＯＮ連続ポイント（ｃ）となる
から、今度は判断処理５３１から処理５３６に進み、第
２図の動作制御■による補間制御と、動作制御■による
連続動作制御によりロボットの動作が制御さ、この結果
、アー・クＯＮ区間での補間指定の削除と連続動作の保
証とにより、溶接ビードの溜り発生を効果的に防止する
ことができるようにする。

また、ロボットの位置が第１図のポイントＰ４を過ぎた
位置で、先読されたデータがポイントＰ５であったこす
ると、このときに解析されて得られるポイントの作業属
性はアークＯＦＦポイント（ｄ）となるから、このとき
には、判断処理５３２から処理５３７に進み、第２図の
動作制御■に従ってロボットの位置決め動作の制御を行
ない、これにより高精度のアーク溶接停止位置の設定を
可能にしている。その後、処理５３８を実行し、このと
きのポイントの作業属性をアークＯＦＦ退避ポイント（
ｅ）に変更させる。

こうして、最後にロボットの位置が、このポイントＰ５
を過ぎると、次のポイントＰ６のデータを解析するまで
もなく、このヒきのポイント作業農性はアークＯＦＦ退
避ポイント（ｅ）となるから，二二で第２図の動作制御
■による制御を実行し、これによりロボッ１・を速やか
に退避させることができるように、加速制御を行ない、
移動速度を増加させ、作業時間の短縮が得られるように
している。

一方、上記したデータの先読みにより解析した、そのポ
イントの作業属性が、上記し７た（ｂ）〜（ｅ）のいず
れでもないと判断されたときには、判断処理５３３から
処理５３４に進み、このときには通常の動作制御により
ロボットを制御するのであり、これによりロボット動作
制御処理５３を終了するのである７ 第５図に戻り、処理５■での１コマンドフェッチした結
果が、アークＯＮコマンドであったときには、判断処理
５４からアークＯＮ制御処理５５に進む。

このアークＯＮ制御処理５５の詳細は第７図に示すよう
になっており、まず、判断処理５５０でポイントの作業
属性を調べ、それがアークＯＮポイントではなかったと
き（なお、このときには工アーカットポイントとなるが
）には、処理５５１として、そのポイントの作業属性を
アークＯＮポイントにし、他方、判断処理５５０での判
定が既にアークＯＮポイントであったεきには処理５５
２に進み、作業属性をアークＯＮ連続ポイントにする処
理を行なって処理を終了するのである．再び第５図に戻
り、今度は、処理５１での１コマンドフェッチした結果
が、アークＯＦＦコマンドであったときには、判断処理
５６から処理５７に進み、そのポイントの作業属性をア
ークＯＦＦポイントにする処理を行ない、以後、判定処
理５８で全ての処理が終了したか否かをＥＯＰコマンド
が現われたことににより判定し，処理を終了させる。

従って、この実施例によれば，通常の教示操作に加えて
、第３図に示す簡単なコマンドを付加するだけで、実際
に溶接用ロボットを稼働させる場合に、従来は、いわゆ
るノウハウとして必要不可欠とした各種の複雑な動作条
件の設定を嬰すること無《，高精度の溶接作業を容易に
、しかも短時間の教示操作により簡単に得ることが出来
る。

なお，以上の実施例は、本発明を溶接用ロボットに適用
した場合について説明したが、本発明は、第３図で説明
した、最小限必嬰とする各種コマンドと，これに対応し
て設定可能な各種のポイントでの作業属性を予め設定し
ておくことに３辷り、溶接用ロボット以外の種々の作業
を対象としたロボットにも適用可能なことは詐うまでも
ない。

〔発明の効果〕

本発明によれば、溶接用ロボットなど各種の産業用ロボ
ットの稼働に際して、従来はノウハウとして不可欠であ
った，それぞれの作業内容に対応して必要とする多くの
複雑な動作条件が、予めプログラムとして設定可能なた
め、教示操作に必要なデータが簡単なコマンドの入力だ
けで済むので、作業に熟練を嬰せず、しかも常に確実に
高精度のロボット動作を得ることが出来る。

或る比較結果によれば、本発明の適用により、教示に必
要な労力を従来例よりも約半分に減らすことが出来た。

また、本発明によれば、教示に必要な作業を、あまり増
加させることなく、容易に、その作業に必要とするロボ
ットの動作条件の設定数を増加させることが出来るので
、例えば溶接用ロボットなどに適用して、高品質で信頼
性の高いアーク溶接品をローコストで得ることが出来る
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による産業用ロボットの制御装置の一実
施例における動作を示す説明図、第２図は同じくその動
作条件の説明図、第３図は同じくコマンドの説明図、第
４図は本発明の一実施例が適用されたロボットシステム
のブロック図、第５図、第６図それに第７図は動作説明
用のフローチャートである。 １・・・・・・ロボット制御装置、１０・・・・・・ｃ
ｐｕ，ｉ１・・・・・・ロボット本体（マニブレータ部
）、ｌ２・・・・・・サーボユニット、１３・・・・・
・主記傅装置、１４、１５・・・・・・第１と第２のＲ
ＡＭ，１６・・・・・・補助記憶装置、１７・・・・・
・サブＣＰＵ，１８・・・・・・テイーチングコンソー
ル、１９・・・・・・プレイバックコンソール．第２図 第３ｒｌ！Ｊ 第５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、教示点毎にロボットの作業条件を指定するための所
   定のコマンドを入力する方式のティーチングプレイバッ
   ク方式の産業用ロボットにおいて、プレイバック時での
   ロボットの上記各教示点への移動制御開始に先立って逐
   次上記コマンドを解析して該教示点毎に所定の作業属性
   を演算してゆく作業属性演算手段と、この作業属性演算
   手段により与えられる作業属性に対応して上記所定の点
   毎にロボットの動作条件を逐次設定してゆく作業条件設
   定手段とを設け、この作業条件設定手段により逐次設定
   されてゆく作業条件にしたがってロボットを制御するよ
   うに構成したことを特徴とする産業用ロボットの制御装
   置。 ２、請求項１の発明において、上記産業用ロボットがア
   ーク溶接用ロボットであり、上記コマンドが少なくとも
   教示点の位置データと、アークの点弧、アークの消弧、
   それにプログラムの終了を夫々表わすものであり、上記
   作業条件が少なくとも加速条件指定、減速条件指定、連
   続動作指定、位置決め有指定、それに位置決め無指定と
   なるように構成されていることを特徴とする産業用ロボ
   ットの制御装置。