JPH04157503A - 産業用ロボット装置 - 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、予め制御装置内に格納させたデータに基づい
てロボット本体を制御する方式の産業用ロボットに係り
、特にティーチングプレイバッグ方式のロボットに好適
な制御方式に関する。

［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
ロボットなどでは、その動作制御上、ロボット本体（マ
ニプレータ）に固有の機械的位置と、制御装置が持つ内
部論理位置とを一致させる必要がある。

そこで、従来技術では、この一致に必要な位置修正量を
制御装置内の不揮発性メモリに保持させたり、或いは、
ロボット本体の機械系に位置の微調整手段を設け、上記
した一致を得るようにしていた。

［発明が解決しようとする課題１ 上記従来技術のうち、不揮発性メモリを使用する技術で
は、制御装置内に位置修正量を持つため、ロボット本体
との組合せが固定され、制御装置とロボット本体とが対
の関係になってしまう点について配慮がされておらず、
ロボット本体や制御装置間での互換性がなくなり、器機
の交換や保守管理が複雑化してしまうという問題があり
、他方、微調整手段による技術では、複雑な調整操作を
要する上、それに多大の時間が必要で、何れの従来技術
でも装置管理や使い勝手の点で問題があった。

本発明の目的は、ロボット本体と制御装置の間での対の
関係を無くし、且つ微調整手段も不要になる上、将来必
要になるであろう、ロボットの高精度化要求や、ユーザ
仕様の変更などにも柔軟に対応が可能な産業用ロボット
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、ロボット本体固有
のデータを、そのロボット本体の中に格納しておき、こ
のデータを必要なときに制御装置が取り込むようにした
ものである。

実施例に即して、より具体的にいえば、上記データの保
持には、再書き込みが可能なＲＯＭ（リード・オンリ・
メモリ）であるＥＥ−ＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ
ｌｙ　Ｅｒａｓａｂｌｅ　ａｎｄ　Ｐｒｏｇｒａｍｍａ
ｂｌｅ　ＲＯＭ＋イレクトリカリ・イレーザブル・アン
ド・プログラマブル・ＲＯＭ）を使用し、データ伝送に
は、Ｕ　Ｓ　Ａ　ＲＴ　（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ　５ｙｎ
ｃｒｏｎｏｕｓ／ＡｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓＲｅｃｅｉ
ｖｅｒ／Ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒ）を使用する。

更に、ロボット本体には、データ処理を行なうＣＰＵ、
プログラムが格納されたＲＯＭ、データを一時保存する
ＲＡＭなども設けられている。

（作用１ ロボット本体に固有の定数が、そのロボット本体自体内
に保持されており、これが制御装置に読み込まれて制御
に使用されることになるので、ロボット本体と制御装置
との組合せの変化と無関係に、常に、そのロボット本体
の定数による制御が可能になり、対の関係は不要で、且
つ、組合せに際しての調整も不要になる。

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

第２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、■はロボット本
体くマニプレータ部）で、１０はその中に設けられてい
るメカＣＰＵ基板、２はロボットの制御装置で、２０は
その中に設けられているコントロールＣＰｔＪ基板であ
る。

そして、これらロボット本体１と制御装置２とは通信ケ
ーブル３０で接続されている。

メカＣＰＵ基板１０とコントロールＣＰＵ基板２０は、
第１図に示すように、それぞれデータ処理を行なうＣＰ
ＵＩＩ、２１と、データの送受信を行なう送受信ユニッ
トであるＵＳＡＲＴ１２．２２が設けられており、ＣＰ
ＵＩＩと２１は、アドレスバスにアドレスデータを出力
することにより、データバスを介してＵＳＡＲＴ　１２
．２２と相互にデータのやり取りを行なう。

また、ＵＳＡＲＴ１２．２２は、送受信手段であるライ
ントライバ１８ａ、２８ａとラインレシーバ１８ｂ、２
８ｂを備え、信号ケーブル３０内にある送信ケーブル３
０Ａと受信ケーブル３０Ｂを介して接続されており、通
信処理により各ＣＰＵ１ｌ、２１の間でのデータの授受
が可能になるように作られている。

第３図はメカＣＰＵ基板１０をさらに詳細に示したもの
で、この基板には、上記したＣＰＵＩＩとＵＳＡＲＴ　
１２の外に、プログラムを記憶したＲＯＭ１３と、デー
タ処理結果を一時的に保存するＲＡＭ１４、本発明の特
徴であるメカ定数記憶用のＥＥ−ＰＲＯＭＩ　５、内部
のタイミング生成用のプログラムタイマＲＴＵ１６、そ
れに各デバイスの選択に使用されるアドレスデコーダ１
７とが設けられている。

次に、この実施例の動作について説明する。

第２図に示した、この実施例によるロボットシステムが
、始動時などでシステムを立ちあげたとき、まず、第１
図に示す制御装置２内にあるコントロールＣＰＵ基板２
０のＣＰＵ２１は、ロボット本体１内にあるメカＣＰＵ
基板１０のＣＰＵ１１にアクセスし、ＥＥ−ＰＲＯＭＩ
　５に記憶しであるデータを取り込み、このロボット本
体１に特有な動作条件を決定し、以後、この動作条件を
用いて所定のロボット制御を遂行して行くのである。

従って、この実施例によれば、システム立ち上げごとに
、ロボット本体１から取り込んだデータにより、そのロ
ボット本体１に特有の位置修正量が正確に決定できるか
ら、ロボット本体１と制御装置２との組合せを変えたと
きでも、側らの調整操作も要せず、そのままで正確な制
御が得られ、システムが有する性能を充分に発揮させる
ことができる。

ところで、この実施例では、第３図に示されているよう
に、ＥＥ−ＰＲＯＭＩ　５には書込処理手段１９が設け
られており、必要なデータを書込んだ後は、このＥＥ−
ＰＲＯＭＩ　５に対する書込みを禁止し、以後、再書込
みが必要になるまではＲＯＭとして扱えるようにしであ
る。

従って、この実施例によれば、不要な操作によりデータ
が変更されてしまう虞れが無く、誤動作を未然に防止す
ることができる。

次に、ＥＥ−ＰＲＯＭＩ　５に格納されるデータと、そ
の利用方法について、第４図と第５図により説明する。

まず、第４図に示すように、ＥＥ−ＰＲＯＭＩＳに格納
されるデータ、すなわち、ロボット本体内情報は、以下
のデータとなっている。

ロボット名；ロボットの名称であり、同時に可搬重量や
可動範囲、或いは機構の違 いによる機種を特定するものである。

ロボット階：同−機種間でのロボットを特定するための
もので、一連番号からなる 製造番号などでよい。

モータ容量二ロボット本体内で使用されている駆動用の
モータの容量や型式を表わ すもので、ロボットの構成輸毎のデ ータとして記憶される。

リフト リミット：ロボットの各構成軸の動作範囲を規定するも
ので、ユーザ仕様により 変更される場合があるので、ロボッ ト本体毎に記憶する必要がある。

原点修正量二ロボット本体の各構成軸はモータにより制
御され、その位置はエンコ ーダにより検出されるようになって いる。そこで、このエンコーダによ る物理的位置と、構成軸の角度とし て制御する論理的位置を一致させる ための修正量が必要になり、これは ロボット本体１台毎に異なるので、 これを原点修正量として記憶する。

加工誤差二ロボット本体の機構を構成する腕の長さの違
いや腕の取付誤差などの 加工誤差、組立誤差の量を表わすも ので、これもロボット本体１台１台 で異なるため、記憶する。

そこで、以上をまとめると、第４図に示すように、ロボ
ット本体内情報は、 Ｆｌ・・・・・・ロボット本体の特徴を表わす情報で、
同一機種間では同じデータとなるデータ群。

Ｆ３・・・・・・ロボット本体１台１台の個性を表わす
情報で、同一機種のロボット本体毎に異なるデータとな
るデータ群。

に大別できることになる。

一方、制御装置２側でも制御装置内情報が必要であり、
これには、第４図に示すように、機構系に関するものと
して、サーボアンプの容量を表わす情報と、ロボット本
体の動作条件を規定する制御情報とがある。

サーボアンプはロボット本体に設けられているモータを
駆動するものであり、従って、そのモータに応じた組合
せが必要になる。そこで、ロボット本体からの情報によ
ってサーボアンプ容量を修正する必要が生じ、このため
制御装置内情報としてサーボアンプ容量を表わす情報が
設けられているのである。

同様に、動作条件は、組み合わされたロボット本体のリ
フトリミットや原点修正量により、その内容が修正変更
される。そこで、この動作条件を規定する制御情報が設
けられているのである。

いま、成る制御装置がロボット名Ａの気１のロボット本
体に接続されたとすると、この制御装置は、ロボット本
体からの情報Ｆ１により、まず、両者の適合性が判断で
き、さらに、このロボット名ＡのＮ１１ｌに対応した情
報Ｆ、により制御情報が生成されるので、ここで、この
ロボット名Ａ、Ｎｃｔ１のロボット本体の運転制御が直
ちに可能になるのである。

また、別のロボット本体に接続されたときも同様で、そ
のロボット名とロボット走に対応した情報が、そのロボ
ット本体内にあるＥＥ−ＰＲＯＭから送られて来るので
、結局、この第４図の実施例の場合には、ロボット名が
Ａの同一機種のロボット本体については、どのロボット
本体と組み合わされても、常に自動的に動作条件が設定
され、そのまま直ちにロボットの運転に入ることができ
ることになる。

ところで、この実施例では、第６図に示すように、ロボ
ット名Ａ用の制御装置Ｃ１がロボット名人群のロボット
本体に接続された場合や、ロボット名Ｂ用の制御装置Ｄ
２がロボット名Ｂ群のロボット本体に接続された場合に
は、いずれも何も問題はない。

しかして、ロボット名Ａ用の制御装置Ｃ２がロボット名
人群のロボット本体ではなくて、ロボット名Ｂ群のロボ
ット本体に接続された場合には、この制御装置Ｃ２は、
いま接続されたロボット本体から送られてくる情報Ｆ１
により、そのロボット本体のロボット名Ｂを直ちに認識
できるので、このときには、直ちに、いま接続されたロ
ボット本体とは適合性が無い旨の表示を行なうように構
成したり、これと共に、あるいはこの表示とは独立に、
このロボット本体に対する運転起動を抑止するように構
成することができ、従って、このように構成した実施例
によれば、誤った組合せによる誤動作や、それによる無
駄時間の発生を無くすことができる。

一方、これとは別に、ロボット名Ｂの群に属するロボッ
ト本体が有するモータの容量に合うよう、この制御装置
Ｃ２のサーボアンプの能力を制限した状態で、ロボット
の運転が可能になるように構成してもよい。

従って、以上の実施例によれば、機種の異なるロボット
本体に組合せた場合でも、適切な処置が可能になり、安
全でしかも柔軟なロボットの運転が容易に得られ、使い
勝手を大きく向上させることができる。

次に、本発明の他の一実施例について、第６図以降の図
面により説明する。

まず、この第６図の実施例では、制御装置２内のコント
ロールＣＰＵ基板に動作条件バッファ２３が設けられて
おり、さらに第２図の実施例では省略されているが、Ｐ
ＧＵ（プログラミング・ユニット）３が設けである。

そして、第７図に示すように、コントロールＣＰＵ基板
２０上の動作条件バッファ２３と、メカＣＰＵ基板１０
上のＥＥ−ＰＲＯＭＩ　５に、それぞれメカ定数７０．
７１を設定しておき、メカ側からは、始めメカ定数イン
デックス７２だけを制御装置側に送信し、制御装置側で
は受信したメカ定数インデックス７２を、動作条件バッ
ファ２３内に格納しであるメカ定数インデックス７２と
比較し、内容が一致した場合には、ここで通信を終了し
、この動作条件バッファ２３内にある定数をそのまま使
用してロボットを制御する。

しかして、内容が不一致の場合には、引き続きメカ定数
の取り込みについての通信処理を続行し、ＥＥ−ＰＲＯ
ＭＩ　５から取り込んだメカ定数により動作条件バッフ
ァ２３の内容を書換え、その後、ロボットの制御に進む
のである。

従って、この実施例によれば、数歌えずメカ定数インデ
ックス７２の取り込みだけを行ない、それらが異なって
いたときだけ、さらに動作条件バッファ２３の書換えに
移行するので、無駄な通信処理を行なわなくて済む。

次に、さらに別の実施例について説明すると、この実施
例は、ロボット本体側からは機種コードだけを取り込み
、これにより制御装置側で必要な動作条件を生成するよ
うになっているもので、このため、制御装置内のＣＰＵ
２１は、第８図に示す機種コード判定制御を実行する。

まず、処理４１では、ロボット本体側のＥＥ−ＰＲＯＭ
Ｉ５から機種コードを取り込む。そして、そのロボット
本体の機種が、この制御装置がサポートしている機種に
含まれているか否かを判定する。サポートしていない機
種の場合には、処理４３によりエラー表示などを行なう
。

しかして、サポートしている機種であったら処理４４に
進み、その機種に対応した動作条件を生成するのである
。

第９図に、この機種別動作条件生成処理の詳細を示す。

この処理は、制御装置内に設けである内部記憶装置２４
に、予めサポートしている機種の動作条件をテーブルと
して設定しておき、これを機種コードにより検索して取
り出す処理で、処理５２では座標変換データテーブル６
２を機種コードで検索して座標変換データを取出し、そ
れを処理５３で動作条件バッファ２３に格納する。

以下、同様に、処理５４と５５では速度最大値テーブル
６３が検索され、処理５６．５７では動作範囲テーブル
６４が、処理５８．５９では加速度テーブル６５が、そ
して処理６０，６１では減速度テーブル６６がそれぞれ
検索され、動作条件バッファ２３にそれぞれ対応するデ
ータが格納されることになる。

従って、この実施例によれば、ロボット本体側には、機
種コードだけを格納しておき、制御装置側では、この機
種コードに応じて必要な動作条件データが自動的に生成
されることになり、制御装置とロボット本体との対の関
係を無くすことができる。

ところで、以上の実施例では、ロボット本体１内のメカ
ＣＰＵ基板１０上のＥＥ−ＰＲＯＭＩ　５に記憶しであ
るデータの書換えは、第６図に示されているＰＣＯ２の
操作により行なうようになっている。すなわち、このＰ
ＣＯ２を操作し、制御装置内の動作条件バッファ２３の
内容をロボット本体側のメカＣＰＵ基板１０に送信し、
ＥＥ−ＰＲＯＭＩ５の内容を書き換えるのである。この
とき、ＰＣＯ２による操作を可能にし、且つ、上記した
通信を可能にするためのソフトは、図示してない外部記
憶装置からコントロールＣＰＵ基板２０上にあるＲＡＭ
にロードすることにより提供されるようになっている。

なお、このとき、第３図で説明した書き込み処理手段１
９による書換え禁止を解除する必要があるのは言うまで
もない。

〔発明の効果〕

本発明によれば、ロボット本体に、このロボット本体に
固有の定数を持たせ、これを制御装置側で取り込んで制
御に利用するようにしたり、ロボット本体に、その機種
コードを保持させ、これにより制御装置側で自動的に動
作条件が生成されるようにしたので、ロボット本体と制
御装置とを対にして管理する必要が無くなり、さらにロ
ボット本体と制御装置間に互換性が確保できることにな
るため、簡単にロボット本体の置換えができ、管理費の
低減が可能になるという効果が得られる。

【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制御装置の一実施
例を示すブロック図、第２図は同じくそのシステム構成
図、第３図は同じくメカＣＰＵ基板の説明図、第４図及
び第５図はそれぞれ動作説明図、第６図は本発明の他の
一実施例を示すシステム構成図、第７図は通信データの
説明図、第８図及び第９図は動作説明用のフローチャー
トである。 １・・・・・・ロボット本体、２・・・・・・制御装置
、３・・・・・・ＰＧＵ（プログラミング・ユニット）
、１０・・・・・・メカＣＰＵ基板、２０・・・・・・
コントロールＣＰＵ基板。 第３図 （Ｌ　ω　　龜」工　Ｑ ｃｔｕくΣψＱ× 第５図 第８図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ロボット本体と制御装置を備え、ロボット本体固有
   の動作条件のもとでロボットを制御する方式の産業用ロ
   ボット装置において、上記ロボット本体に、このロボッ
   ト本体固有の動作条件を表わすデータが格納された記憶
   手段と、この記憶手段に保持されたデータを上記制御装
   置に伝送するデータ通信手段とを設け、上記制御装置は
   、上記記憶手段から取り込んだデータから与えられる動
   作条件を用いてロボットを制御す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装置。 ２、ロボット本体と制御装置を備え、ロボット本体固有
   の動作条件のもとでロボットを制御する方式の産業用ロ
   ボット装置において、上記ロボット本体に、このロボッ
   ト本体の種別を表わすデータが格納された記憶手段と、
   この記憶手段に保持されたデータを上記制御装置に伝送
   するデータ通信手段とを設けると共に、上記制御装置に
   、上記種別を表わすデータからそのロボット本体固有の
   動作条件を生成する処理手段を設け、上記制御装置は、
   この処理手段により生成された動作条件を用いてロボッ
   トを制御するように構成されていることを特徴とする産
   業用ロボット装置。 ３、請求項１又は２の発明において、上記記憶手段がＥ
   Ｅ−ＰＲＯＭであり、該ＥＥ−ＰＲＯＭには書き込み禁
   止手段が設けられていることを特徴とする産業用ロボッ
   ト装置。 ４、請求項２の発明において、上記処理手段により生成
   される動作条件が、座標変換データ、速度最大値、動作
   範囲、加速度、それに減速度の少なくとも１となるよう
   に構成したことを特徴とする産業用ロボット装置。