JPH04341361A - 工業用ロボットの制御装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は工業用ロボットの制御装
置に係り、特に工業用ロボットの姿勢の如何にかかわら
ずガン先の移動速度を一定化し、ロボットの教示を安全
に行う場合に好適な工業用ロボットの制御装置に関する
。

【０００２】

【従来の技術】従来、工業用ロボットを教示する場合、
ロボットの各動作軸に制御指令を与えることにより各動
作軸を所定の位置、姿勢に移動させ、ロボットの作業具
（塗装ロボットの場合は塗装ガン）の姿勢を決めると共
に、ロボットの各動作軸の位置・姿勢情報を記憶してお
くようになっている。そして、上記操作を各教示点毎に
繰返すようになっている。即ち、従来は工業用ロボット
の教示を行う場合、各動作軸を移動させる際に移動量を
指定するようになっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来技
術においては次のような問題があった。ロボットの移動
量（教示点間のシフト量）を変化させることなくロボッ
トの姿勢を変化させた場合、ロボットの姿勢次第では、
ロボットのガン先の速度が非常に高速となったり、また
は非常に低速となったりするなど、ガン先の移動速度が
一定化しないという問題があった。また、ガン先の移動
速度が一定化しないと、ロボットの姿勢の教示を安全に
行うことができないという問題があった。

【０００４】本発明は前記課題を解決するもので、工業
用ロボットの姿勢の如何にかかわらずガン先の移動速度
を一定化し、ロボットの教示を安全に行うことを達成し
た工業用ロボットの制御装置の提供を目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、ロボット基台
上にモータにより駆動される複数の軸を介して支持され
た作業具の移動速度を制御するように構成した工業用ロ
ボットの制御装置において、前記複数の軸のうち移動軸
を指定するための移動軸指定手段と、作業具の移動速度
を指定するための移動速度指定手段と、前記移動軸指定
手段から指定された移動軸が複数軸か又は単軸かを判定
する判定手段と、前記判定手段により移動軸が複数軸と
判定された時は、回転中心から作業具までの直線距離を
演算して出力し、前記判定手段により移動軸が単軸と判
定された時は、予め記憶している単軸の軸長さデータを
出力する距離出力手段と、前記距離出力手段と前記移動
速度指定手段とに基づき、単位時間当たりの軸移動距離
を演算し出力する移動距離演算手段とを具備することを
特徴とする。

【０００６】

【作用】本発明によれば、工業用ロボットが如何なる姿
勢をとった場合においても、作業具は指定された速度で
動作するため、作業具の移動速度を常時一定に保持する
ことができる。また、作業具の速度を常時一定化できる
ため、工業用ロボットのの教示を安全に行うことができ
る。

【０００７】

【実施例】以下、本発明の工業用ロボットを塗装ロボッ
トに適用した場合の実施例を図面に基づいて説明する。 図１は本実施例の塗装ロボットＲと、オペレータ操作用
の操作部Ｓを備えたコントローラＣの全体図であり、該
塗装ロボットＲは、基台Ｋと、垂直アームＡ１と、水平
アームＡ２と、手首部Ｔと、塗装ガンＧとを備える構成
とされている。また、図２は前記コントローラＣの制御
ブロック図であり、メイン制御装置１と、分解能演算装
置２と、軸番号判定装置３と、軸移動量演算装置４と、
ガン先までの距離演算装置５と、軸長さ記憶装置６と、
単位時間当たりの移動距離演算装置７と、操作部Ｓとを
備える構成とされている。

【０００８】前記メイン制御装置１は、可動範囲データ
（デジタル値）Ｄ１と、可動範囲データ（角度、後述の
図３・図４のθ、θ’参照）Ｄ２とを分解能演算装置２
へ供給するようになっている。また、前記分解能演算装
置２は、前記可動範囲データＤ１・Ｄ２に基づき塗装ロ
ボットＲの１〜６軸の分解能（１ビット当たりの角度、
ｒａｄ／ｂｉｔ）を演算するようになっている。尚、前
記分解能は最初に演算した後は、演算した値が固定値と
なる。この場合、本実施例の塗装ロボットＲにおける各
「６軸」について説明すると、「１軸」はロボット基台
Ｋの水平旋回動作であり、「２軸」は垂直アームＡＭ１
の前後揺動動作であり、「３軸」は水平アームＡＭ２の
上下揺動動作であり、「４軸」は手首部Ｔの上下動作で
あり、「５軸」は手首部Ｔの左右揺動動作であり、「６
軸」は塗装ガンＧの回転動作である。前記６軸の動作に
より手首部Ｔを所望の位置へ誘導すると共に、塗装ガン
Ｇの作業姿勢を決めるようになっている。また、前記コ
ントローラＣに配設された操作部Ｓからは、移動させる
べき軸を示す移動軸番号がオペレータにより入力され、
該移動軸番号は軸番号判定装置３へ供給されるようにな
っている。また、前記軸番号判定装置３は、軸番号（１
〜６軸）を分解能演算装置２へ供給するようになってい
る。これにより、前記分解能演算装置２は、軸番号によ
り指定された各移動軸（１〜６軸）の分解能（ｒａｄ／
ｂｉｔ）を演算し、軸移動量演算装置４へ供給するよう
になっている。また、前記軸番号判定装置３は、軸番号
が１〜６軸のうち何軸に相当するかを判定し、移動軸が
１軸の場合にはガン先までの距離演算装置５に対して演
算の開始を指令する一方、移動軸が２〜６軸の場合には
軸長さ記憶装置６に対して移動軸の長さデータの出力要
求を指令するようになっている。

【０００９】前記軸番号判定装置３により判定された軸
番号が１軸の場合には、前記ガン先までの距離演算装置
５は、メイン制御装置１から現在のモータ指令値（ガン
先が後述の例えば図３の円弧Ａや図４の円弧Ａ’で示す
全可動範囲のどこに位置するかを示すデジタル値）を受
取り、１軸の支点からガン先点までの直線距離（後述の
例えば図３のｒや図４のｒ’で示す直線距離）を演算し
、該直線距離を移動軸の長さとして軸移動量演算装置４
へ供給するようになっている。他方、前記軸番号判定装
置３により判定された軸番号が２〜６軸の場合には、２
〜６軸の軸長さデータを予め記憶している軸長さ記憶装
置６は、２〜６軸のうち指定された軸の軸長さデータを
出力し、これを移動軸の長さとして軸移動量演算装置４
へ供給するようになっている。また、前記コントローラ
Ｃに配設された操作部Ｓからは、動作軸の移動速度であ
る軸移動速度（ｍ／ｓｅｃ）がオペレータにより入力さ
れ、該軸移動速度は単位時間当たりの移動距離演算装置
７へ供給されるようになっている。また、前記メイン制
御装置１は、ロボット動作周波数（塗装ロボットＲの電
源周波数）を、単位時間当たりの移動距離演算装置７へ
供給するようになっている。これにより、前記単位時間
当たりの移動距離演算装置７は、前記軸移動速度と前記
ロボット動作周波数とに基づき単位時間当たりの移動距
離を演算し、軸移動量演算装置４へ供給するようになっ
ている。そして、前記軸移動量演算装置４は、前記移動
軸の分解能・移動軸の長さ・単位時間当たりの移動距離
に基づき、単位時間当たりの軸移動量（モータ指令値）
を演算し、メイン制御装置１へ供給するようになってい
る。これにより、前記メイン制御装置１は、軸移動量演
算装置４から供給されてくる単位時間当たりの軸移動量
（モータ指令値）に基づき駆動用モータを制御すること
により、ガン先の移動速度が常時一定となる如く制御す
るようになっている。

【００１０】ここで、図３はガン先の移動距離が少ない
場合（垂直アームＡＭ１が略垂直な場合）の塗装ロボッ
トの姿勢例であり、図４はガン先の移動距離が多い場合
（垂直アームＡＭ１が回転中心から傾斜している場合）
の塗装ロボットの姿勢例である。図３の姿勢例で動作軸
の回転角度をθ、ガン先の移動距離をＡ、１軸の支点か
らガン先までの直線距離をｒとし、図４の姿勢例で動作
軸の回転角度をθ’、ガン先の移動距離をＡ’（Ａ＜Ａ
’）、１軸の支点からガン先までの直線距離をｒ’とし
た場合に、図３・図４の如くロボットの姿勢の如何にか
かわらず、　ガン先の移動速度を一定（ユーザ側で決定
するガン先速度をｂ　ｃｍ／ｓｅｃとする）とするため
に、図３の姿勢例では、動作軸の回転角度θに対応する
パルスａ’（モータ指令値）をメイン制御装置１から動
作軸のモータへ出力し、図４の姿勢例では、動作軸の回
転角度θ’に対応するパルスａ’’（モータ指令値）を
メイン制御装置１から動作軸のモータへ出力するように
なっている。これにより、塗装ロボットの姿勢の如何に
かかわらず、ガン先の移動速度を一定となるように制御
するようになっている。

【００１１】次に、上記構成による本実施例の制御動作
を図２、図３に基づき説明する。まず、ステップＳ１で
、メイン制御装置１は分解能演算装置２へ、塗装ロボッ
トＲの可動範囲データ（デジタル値）Ｄ１と可動範囲デ
ータ（角度）Ｄ２を送出する（動作１）。ステップＳ２
で、分解能演算装置２はメイン制御装置１から可動範囲
データＤ１・Ｄ２が送出されてくると、｛可動範囲デー
タ（角度）の最大値−最小値｝／｛可動範囲データ（デ
ジタル値）の最大値−最小値｝×π／１８０、で示す演
算式により塗装ロボットＲの１〜６軸の分解能を演算す
る（動作２）。ステップＳ３で、オペレータによる移動
軸番号の入力操作に伴い、操作部Ｓは軸番号判定装置３
へ移動軸番号を送出する（動作３）。ステップＳ４で、
軸番号判定装置３は操作部Ｓから移動軸番号が送出され
てくると、分解能演算装置２へ移動軸番号を送出する（
動作４）。ステップＳ５で、分解能演算装置２は軸番号
判定装置３から移動軸番号が送出されてくると、軸移動
量演算装置４へ前記移動軸番号で指定された移動軸の分
解能を送出する（動作５）。ステップＳ６で、分解能演
算装置２は軸移動量演算装置４へ移動軸の分解能を送出
する（動作６）。次いでステップＳ７で、軸番号判定装
置３は操作部Ｓから送出されてくる移動軸番号が１軸か
２〜６軸かを判定し（動作７）、移動軸番号が１軸の場
合はステップＳ８、Ｓ１０、Ｓ１１、Ｓ１２の処理を行
う一方、移動軸番号が２〜６軸の場合はステップＳ９、
Ｓ１３、Ｓ１４の処理を行う。

【００１２】即ち、移動軸番号が１軸の場合には、ステ
ップＳ８で、軸番号判定装置３はガン先までの距離演算
装置５へ演算開始を指示し（動作８）、ステップＳ１０
で、ガン先までの距離演算装置５はメイン制御装置１か
ら現在のモータ指令値を受取り（動作１０）、ステップ
Ｓ１１で、ガン先までの距離演算装置５は１軸の支点か
らガン先点までの直線距離を演算し（動作１１）、ステ
ップＳ１２で、ガン先までの距離演算装置５は演算した
直線距離を、移動軸の長さとして軸移動量演算装置４へ
送出する（動作１２）。

【００１３】他方、移動軸番号が２〜６軸の場合には、
ステップＳ９で、軸番号判定装置３は軸長さ記憶装置６
に対してデータ出力要求を指示すると（動作９）、ステ
ップＳ１３で、軸長さ記憶装置６は指定された軸の軸長
さデータを出力し（動作１３）、ステップＳ１４で、軸
長さ記憶装置６は軸移動量演算装置４へ前記軸長さデー
タを送出する（動作１４）。

【００１４】上記ステップＳ１（動作１）からステップ
Ｓ１４（動作１４）までの処理が終了すると、次にステ
ップＳ１５で、オペレータによる軸移動速度（ｍ／ｓｅ
ｃ）の入力操作に伴い操作部Ｓは軸移動速度を単位時間
当たりの移動距離演算装置７へ送出し、またメイン制御
装置１はロボット動作周波数を単位時間当たりの移動距
離演算装置７へ送出する（動作１５）。ステップＳ１６
で、単位時間当たりの移動距離演算装置７は、操作部Ｓ
から軸移動速度が、メイン制御装置１からロボット動作
周波数が送出されてくると、単位時間当たりの軸移動距
離＝軸移動速度×（１／ロボット動作周波数）、で示す
演算式に基づき、単位時間当たりの軸移動距離を演算す
る（動作１６）。ステップＳ１７で、単位時間当たりの
移動距離演算装置７は前記演算して求めた単位時間当た
りの軸移動距離を軸移動量演算装置４へ送出する（動作
１７）。ステップＳ１８で、軸移動量演算装置４は、分
解能演算装置２から移動軸の分解能が送出され、ガン先
までの距離演算装置５または軸長さ記憶装置６から移動
軸の長さが送出され、単位時間当たりの移動距離演算装
置７から単位時間当たりの移動距離が送出されてくると
、単位時間当たりの軸移動量（モータ指令値）＝単位時
間当たりの移動距離／移動軸の長さ／移動軸の分解能、
で示す演算式に基づき、単位時間当たりの軸移動量（モ
ータ指令値）を演算する（動作１８）。そして、ステッ
プＳ１９で、軸移動量演算装置４は単位時間当たりの軸
移動量（モータ指令値）をメイン制御装置１へ送出する
（動作１９）。

【００１５】即ち、本実施例によれば、ロボットの姿勢
の如何にかかわらずガン先の移動速度を一定化する制御
を行うため、従来のようにロボットの姿勢如何でガン先
の速度が非常に高速となったり低速となったりするなど
、ガン先の移動速度が一定化しないという不具合を解消
でき、この結果、ロボットの教示を安全に行うことがで
き好適である。

【００１６】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、下
記各項の効果を奏することができる。 ■工業用ロボットの姿勢の如何にかかわらず、作業具は
指定された速度で動作するため、作業具の先端部の移動
速度を常時一定に保持することが可能となる。 ■工業用ロボットの作業具の速度を常時一定化できるた
め、工業用ロボットの教示を安全に行うことが可能とな
る。これにより、工業用ロボットを設置した工場内にお
ける安全性を向上させることができ好適である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の塗装ロボット及びコントロー
ラの斜視図である。

【図２】本実施例の塗装ロボットのコントローラの制御
ブロック図である。

【図３】本実施例のガン先の移動距離が少ない場合の塗
装ロボットの姿勢例を示す図である。

【図４】本実施例のガン先の移動距離が多い場合の塗装
ロボットの姿勢例を示す図である。

【図５】本実施例の制御動作を説明するためのフローチ
ャートである。

【図６】本実施例の制御動作を説明するためのフローチ
ャートである。

【符号の説明】

１　　メイン制御装置 ２　　分解能演算装置 ３　　軸番号判定装置（判定手段） ４　　軸移動量演算装置（移動距離演算手段）５　　ガ
ン先までの距離演算装置（距離出力手段）６　　軸長さ
記憶装置（距離出力手段）７　　単位時間当たりの移動
距離演算装置Ｒ　　塗装ロボット（工業用ロボット）Ｃ
　　コントローラ Ｋ　　基台 Ｓ　　操作部（移動軸指定手段、移動速度指定手段）Ａ
Ｍ１　　垂直アーム ＡＭ２　　水平アーム Ｔ　　手首部 Ｇ　　塗装ガン（作業具）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　ロボット基台上にモータにより駆動さ
   れる複数の軸を介して支持された作業具の移動速度を制
   御するように構成した工業用ロボットの制御装置におい
   て、前記複数の軸のうち移動軸を指定するための移動軸
   指定手段と、作業具の移動速度を指定するための移動速
   度指定手段と、前記移動軸指定手段から指定された移動
   軸が複数軸か又は単軸かを判定する判定手段と、前記判
   定手段により移動軸が複数軸と判定された時は、回転中
   心から作業具までの直線距離を演算して出力し、前記判
   定手段により移動軸が単軸と判定された時は、予め記憶
   している単軸の軸長さデータを出力する距離出力手段と
   、前記距離出力手段と前記移動速度指定手段とに基づき
   、単位時間当たりの軸移動距離を演算し出力する移動距
   離演算手段と、を具備することを特徴とする工業用ロボ
   ットの制御装置。