JPH04354683A - 産業用ロボット制御方法およびその装置 - 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】この発明は産業用ロボット制御方
法およびその装置に関し、さらに詳細にいえば、予め得
られている教示データに基づく産業用ロボットの制御を
行なうのではなく、工作機械等に一般的に装着されてい
る手動パルス発生手段の操作に応答して産業用ロボット
を制御するための方法およびその装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から工作機械等（以下、産業用ロボ
ットと称する）には手動パルス発生器が装着されており
、この手動パルス発生器を手動操作することにより工作
機械を所望の速度で所望量だけ動作させることができる
ようにしている。図６は手動パルス発生器により産業用
ロボットを制御するための装置の構成を概略的に示す図
であり、回転量に応じた数で、しかも回転速度に応じた
間隔のパルスを出力する手動パルサ７１から出力される
パルス列を切換スイッチ７２を介してｘ軸用の動作量算
出部７３、ｙ軸用の動作量算出部７４、ｚ軸用の動作量
算出部７５の何れかに供給し、パルス列が供給された動
作量算出部から出力される動作量に基づいて該当する軸
用の速度指令値算出部７６（または７７か７８）により
該当する軸用の速度指令値を算出し、算出された速度指
令値を該当する軸用のドライバ７９（または８０か８１
）に供給するようにしている。

【０００３】したがって、切換スイッチ７２を所望の軸
用の動作量算出部に接続しておいて、手動パルサ７１を
所望量だけ回転させることにより産業用ロボットの該当
する軸を所望量だけ動作させることができる。そして、
切換スイッチ７２を順次異なる軸用の動作量算出部に接
続して上記動作を反復することにより産業用ロボットの
ロボット・ハンドを所望位置まで移動させることができ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】図６の産業用ロボット
制御装置においては、ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸のそれぞれにつ
いて手動パルサ７１を操作することにより動作量を設定
しなければならないのであるから、産業用ロボットのロ
ボット・ハンドの位置を２次元的または３次元的に制御
する場合には、予め各軸方向の動作量成分を算出してお
き、各軸のそれぞれについて算出された動作量成分に対
応して手動パルサ７１を操作しなければならず、作業が
著しく繁雑化するという不都合がある。また、産業用ロ
ボットは何れかの軸方向の動作を行なうだけであり、こ
れら各軸方向の移動を行なった結果、はじめてロボット
・ハンドが目標位置に到達するのであるから、実際には
周辺機器等との干渉を考慮しながら切換スイッチ７２の
操作および手動パルサ７１の操作を反復しなければなら
ず、作業が一層繁雑化するという不都合がある。

【０００５】さらに、産業用ロボットの動作速度は手動
パルサ７１の回転速度、即ちパルス列の間隔に基づいて
定まるのであるが、産業用ロボットの各軸のアームの慣
性力等の影響を受けて動作速度の上限が制限されるので
あるから、手動パルサ７１の動作速度を大きくしすぎる
と産業用ロボットの各軸が追従できず、この結果、ロボ
ット・ハンドが目標位置まで移動できなくなってしまう
という不都合がある。

【０００６】

【発明の目的】この発明は上記の問題点に鑑みてなされ
たものであり、手動操作に基づいて定まる量だけ任意の
方向に産業用ロボットを動作させることができる新規な
産業用ロボット制御方法およびその装置を提供すること
を目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの、請求項１の産業用ロボット制御方法は、手動パル
ス発生手段により発生されるパルスに基づいて指示され
た動作量を得、操作者が設定した移動方向のベクトルに
得られた動作量を投影し、投影されたベクトルに基づい
て産業用ロボットの該当する軸に動作指令を供給する方
法である。

【０００８】請求項２の産業用ロボット制御方法は、動
作指令に基づく産業用ロボットの動作速度と、指示され
た動作量およびベクトルに基づいて定まる指令位置で停
止し得る速度との大小を直接または間接に判別し、判別
結果に基づいて適正な速度指令を得て産業用ロボットに
供給する方法である。請求項３の産業用ロボット制御装
置は、手動パルス発生手段により発生されるパルス数お
よび１パルス当りの動作量に基づいて指示された動作量
を得る動作量出力手段と、操作者が設定した移動方向を
保持する移動方向保持手段と、移動方向保持手段に保持
されている移動方向のベクトルに得られた動作量を投影
する動作量投影手段と、投影されたベクトルに基づいて
産業用ロボットの該当する軸に動作指令を供給する動作
指令供給手段とを含んでいる。

【０００９】請求項４の産業用ロボット制御装置は、動
作指令に基づく産業用ロボットの動作速度と、指示され
た動作量およびベクトルに基づいて定まる指令位置で停
止し得る速度との大小を直接または間接に判別する速度
判別手段と、速度判別手段による判別結果に基づいて適
正な速度指令を得て産業用ロボットに供給する速度指令
供給手段とをさらに含んでいる。

【００１０】

【作用】請求項１の産業用ロボット制御方法であれば、
手動パルス発生手段により発生されるパルスに応答して
産業用ロボットを制御する場合に、産業用ロボットの移
動方向を予め設定しておいてから手動パルス発生手段を
操作すればよく、手動パルス発生手段により発生される
パルスに基づいて指示された動作量を得、操作者が設定
した移動方向のベクトルに得られた動作量を投影し、投
影されたベクトルに基づいて産業用ロボットの該当する
軸に動作指令を供給することにより産業用ロボットを所
望の方向に所望量だけ動作させることができる。したが
って、産業用ロボットの動作方向および動作量を適確に
把握でき、各軸方向の動作量成分を算出しなくても正確
な産業用ロボット動作を達成できる。また、周辺機器等
との干渉が生じない動作方向を設定しておくことにより
周辺機器等との干渉を確実に防止できる。

【００１１】請求項２の産業用ロボット制御方法であれ
ば、動作指令に基づく産業用ロボットの動作速度と、指
示された動作量およびベクトルに基づいて定まる指令位
置で停止し得る速度との大小を直接または間接に判別し
、判別結果に基づいて適正な速度指令を得て産業用ロボ
ットに供給するのであるから、手動パルス発生手段の操
作速度が早くてそのままでは産業用ロボットが追従し得
ないような場合、そのままでは移動目標点で停止できな
いような場合であっても、判別結果に基づいて適正な速
度指令を得て産業用ロボットに供給することにより上記
のような不都合の発生を防止し、良好な産業用ロボット
の制御を達成できる。

【００１２】請求項３の産業用ロボット制御装置であれ
ば、手動パルス発生手段により発生されるパルスに応答
して産業用ロボットを制御する場合に、産業用ロボット
の移動方向を予め設定し移動方向保持手段に保持させて
おいてから手動パルス発生手段を操作すればよく、手動
パルス発生手段により発生されるパルス数および１パル
ス当りの動作量に基づいて動作量出力手段から操作者に
より指示された動作量を得て出力する。そして、動作量
投影手段により、移動方向保持手段に保持されている移
動方向のベクトルに得られた動作量を投影し、投影され
たベクトルに基づいて動作指令供給手段により産業用ロ
ボットの該当する軸に動作指令を供給する。したがって
、産業用ロボットの動作方向および動作量を適確に把握
でき、各軸方向の動作量成分を算出しなくても正確な産
業用ロボット動作を達成できる。また、周辺機器等との
干渉が生じない動作方向を設定しておくことにより周辺
機器等との干渉を確実に防止できる。

【００１３】請求項４の産業用ロボット制御装置であれ
ば、動作指令に基づく産業用ロボットの動作速度と、指
示された動作量およびベクトルに基づいて定まる指令位
置で停止し得る速度との大小を速度判別手段により判別
し、速度判別手段による判別結果に基づいて速度指令供
給手段により適正な速度指令を得て産業用ロボットに供
給するのであるから、手動パルス発生手段の操作速度が
早くてそのままでは産業用ロボットが追従し得ないよう
な場合、そのままでは移動目標点で停止できないような
場合であっても、判別結果に基づいて適正な速度指令を
得て産業用ロボットに供給することにより上記のような
不都合の発生を防止し、良好な産業用ロボットの制御を
達成できる。

【００１４】

【実施例】以下、実施例を示す添付図面によって詳細に
説明する。図１はこの発明の産業用ロボット制御方法の
一実施例を示すフローチャートであり、ステップＳＰ１
において産業用ロボット動作方向の設定が行なわれるま
で待ち、ステップＳＰ２において手動パルス発生手段が
操作されたか否かを判別する。そして、手動パルス発生
手段が操作されたと判別された場合には、ステップＳＰ
３において、手動パルス発生手段から出力されるパルス
列を所定時間間隔で積算し、ステップＳＰ４において、
予め設定されている１パルス当りの動作量を積算値に乗
算することにより所定時間当りの動作量を算出する。次
いで、ステップＳＰ５において、算出された動作量を設
定された動作方向のベクトルに投影し、ステップＳＰ６
において、投影されたベクトルを現在の目標位置に加算
して新たな目標位置を算出し、ステップＳＰ７において
新たな目標位置から現在の指令位置を減算して動作距離
を算出し、ステップＳＰ８において、算出された動作距
離に基づいて産業用ロボットの各軸を同時に制御して設
定された動作方向に手動パルス発生手段の操作量に基づ
いて定まる量だけ動作させることができる。尚、ステッ
プＳＰ３からステップＳＰ８までの処理はパルス列の積
算時間間隔毎に反復される。

【００１５】即ち、従来は各軸を選択的に動作させるべ
く手動パルス発生手段を操作していたのであるが、この
実施例においては、動作方向を設定しておいて、この動
作方向への動作量を手動パルス発生手段の操作により設
定するだけでよく、各軸を同時制御できるのであるから
、要求される操作を著しく簡素化できるのみならず、動
作軌跡を単純化して周辺機器等との干渉の有無、干渉を
防止するための移動経路の決定等の把握を簡単化できる
。

【００１６】

【実施例２】図２はこの発明の産業用ロボット制御方法
の他の実施例を示すフローチャートであり、図１のフロ
ーチャートと異なる点は、ステップＳＰ７とステップＳ
Ｐ８との間において以下の処理を行なうようにした点の
みである。即ち、ステップＳＰ７１において、現在の速
度ＣＶＥＬから所定の減速度−ＡＣＣで減速した場合に
停止するまでに必要な第１停止距離ＳＤ１と、現在の速
度ＣＶＥＬに対して所定の加速度ＡＣＣで加速して達成
される速度から所定の減速度−ＡＣＣで減速した場合に
停止するまでに必要な第２停止距離ＳＤ２とを算出し、
ステップＳＰ７２において第１停止距離ＳＤ１、第２停
止距離ＳＤ２とステップＳＰ７において算出された動作
距離ＤＩＳＴとの大小を判別する。そして、ＤＩＳＴ＞
ＳＤ２であればステップＳＰ７３においてＣＶＥＬ＋Ａ
ＣＣの演算を行なって最適な速度を算出し、ＤＩＳＴ＜
ＳＤ１であればステップＳＰ７４においてＣＶＥＬ−Ａ
ＣＣの演算を行なって最適な速度を算出し、ＳＤ１＜Ｄ
ＩＳＴ＜ＳＤ２であればステップ７５においてＣＶＥＬ
を最適な速度として採用する。その後は、ステップＳＰ
７３からステップＳＰ７５までの何れかのステップにお
いて得られた速度に基づいてステップＳＰ８の処理を行
なう。

【００１７】したがって、この実施例の場合には、手動
パルス発生手段の操作速度が大巾に変動して、そのまま
では産業用ロボットの動作速度が急激に変動することに
なるような場合であっても、所定の加速度、減速度に基
づく動作速度の制御が行なわれるのであるから、スムー
ズな産業用ロボット動作を達成できる。また、手動パル
ス発生手段の操作方向を急激に変化させた場合であって
も、産業用ロボットはスムーズに減速し、停止した後、
逆方向への動作を行なうことになり、スムーズな産業用
ロボット動作を達成できる。

【００１８】

【実施例３】図３はこの発明の産業用ロボット制御装置
の一実施例を示すブロック図であり、操作量に応じたパ
ルスを発生する手動パルス発生器１と、手動パルス発生
器１から出力されるパルス列を所定の時間間隔で積算し
、積算値に対して予め設定されている１パルス当りの動
作量を乗算して所定の時間間隔当りの動作量を算出する
動作量算出部２と、操作者が設定した動作方向を保持す
る動作方向保持部３と、動作方向保持部３に保持されて
いる動作方向のベクトルに所定の時間間隔当りの動作量
を投影するベクトル変換部４と、動作量が投影されたベ
クトルと現在の動作目標位置とに基づいて新たな動作目
標位置を算出する動作目標位置算出部５と、新たな動作
目標位置と現在の指令位置とに基づいて動作距離を算出
する動作距離算出部６と、算出された動作距離に基づい
て産業用ロボット８に動作指令を供給する制御部７と、
積算時間間隔毎に動作量算出部２、ベクトル変換部４、
動作目標位置算出部５、および動作距離算出部６を反復
動作させる反復制御部９とを有している。

【００１９】上記の構成の産業用ロボット制御装置の作
用は次のとおりである。操作者は動作方向の設定および
該当する方向への動作量に対応する手動パルス発生器１
の操作を行なうだけでよく、以下のようにして産業用ロ
ボットが制御される。即ち、手動パルス発生器１から出
力されるパルス列は動作量算出部２において所定の時間
間隔で積算され、動作量算出部２において積算値に対し
て１パルス当りの動作量を乗算することにより所定の時
間間隔当りの動作量を算出する。この算出された動作量
はベクトル変換部４において、動作方向保持部３に保持
されている動作方向のベクトルに投影される。即ち、各
軸方向の動作量成分を予め算出して手動パルス発生器１
を操作するという必要がなくなり、操作者に要求される
操作を簡素化できる。

【００２０】次いで、動作量が投影されたベクトルおよ
び現在の動作目標位置とに基づいて動作目標位置算出部
５において加算処理または積分処理を行なうことにより
新たな動作目標位置を算出し、動作距離算出部６におい
て新たな動作目標位置から現在の指令位置を減算するこ
とにより動作距離を算出し、算出された動作距離に基づ
いて制御部７において各軸方向の動作距離成分を得て各
動作距離成分に基づいて該当する軸に対する動作指令を
算出して産業用ロボット８の各軸に供給する。

【００２１】尚、上記一連の処理は、反復制御部９によ
り積算時間間隔毎に反復される。したがって、操作者が
設定した動作方向に、手動パルス発生器１の操作量に基
づいて定まる距離だけ産業用ロボットを動作させること
ができる。以上の説明から明らかなように、この実施例
においては、動作方向を設定しておいて、この動作方向
への動作量を手動パルス発生手段の操作により設定する
だけでよく、各軸を同時制御できるのであるから、要求
される操作を著しく簡素化できるのみならず、動作軌跡
を単純化して周辺機器等との干渉の有無、干渉を防止す
るための移動経路の決定等の把握を簡単化できる。

【００２２】

【実施例４】図４はこの発明の産業用ロボットの他の実
施例を示すブロック図であり、図３の実施例と異なる点
は、現在の動作速度ＣＶＥＬを検出する速度検出部１０
と、動作距離算出部６において算出された動作距離ＤＩ
ＳＴと検出された動作速度ＣＶＥＬとに基づいて最適な
速度ＶＥＬを算出する加減速制御部１１と、現在の指令
位置に算出された速度指令を加算して新たな指令位置を
算出して産業用ロボット８の各軸に供給する指令位置算
出部１２とをさらに含んでいる点のみである。

【００２３】図５は加減速制御部１１の構成を詳細に示
すブロック図であり、現在の速度ＣＶＥＬから所定の減
速度−ＡＣＣで減速を行なった場合に停止するまでに必
要な第１停止距離ＳＤ１を算出する第１停止距離算出部
１１ａと、現在の速度ＣＶＥＬに対して所定の加速度Ａ
ＣＣを加算して得られる速度から所定の減速度−ＡＣＣ
で減速を行なった場合に停止するまでに必要な第２停止
距離ＳＤ２を算出する第２停止距離算出部１１ｂと、第
１停止距離ＳＤ１、第２停止距離ＳＤ２と算出された動
作距離ＤＩＳＴとの大小を判別し、ＤＩＳＴ＞ＳＤ２で
ある場合にＶＥＬ＝ＣＶＥＬ＋ＡＣＣの演算を行なって
最適な速度ＶＥＬを算出し、ＤＩＳＴ＜ＳＤ１である場
合にＶＥＬ＝ＣＶＥＬ−ＡＣＣの演算を行なって最適な
速度ＶＥＬを算出し、ＳＤ１＜ＤＩＳＴ＜ＳＤ２である
場合にＣＶＥＬを最適な速度ＶＥＬとして採用し、該当
する速度ＶＥＬを出力する最適速度算出部１１ｃとを有
している。

【００２４】したがって、この実施例の場合には、手動
パルス発生手段の操作速度が大巾に変動して、そのまま
では産業用ロボットの動作速度が急激に変動することに
なるような場合であっても、所定の加速度、減速度に基
づく動作速度の制御が行なわれるのであるから、スムー
ズな産業用ロボット動作を達成できる。また、手動パル
ス発生手段の操作方向を急激に変化させた場合であって
も、産業用ロボットはスムーズに減速し、停止した後、
逆方向への動作を行なうことになり、スムーズな産業用
ロボット動作を達成できる。

【００２５】

【発明の効果】以上のように請求項１の発明は、動作方
向の設定および手動パルス発生手段の操作のみで産業用
ロボットを所望の方向に所望量だけ動作させることがで
き、操作者の操作を著しく簡素化でき、しかも、産業用
ロボットの動作方向および動作量を適確に把握できるの
で、各軸方向の動作量成分を算出しなくても正確な産業
用ロボット動作を達成でき、周辺機器等との干渉が生じ
ない動作方向を設定しておくことにより周辺機器等との
干渉を確実に防止できるという特有の効果を奏する。

【００２６】請求項２の発明は、手動パルス発生手段の
操作速度が早くてそのままでは産業用ロボットが追従し
得ないような場合、そのままでは移動目標点で停止でき
ないような場合であっても、判別結果に基づいて適正な
速度指令を得て産業用ロボットに供給することにより上
記のような不都合の発生を防止し、良好な産業用ロボッ
トの制御を達成できるという特有の効果を奏する。

【００２７】請求項３の発明は、動作方向の設定および
手動パルス発生手段の操作のみで産業用ロボットを所望
の方向に所望量だけ動作させることができ、操作者の操
作を著しく簡素化でき、しかも、産業用ロボットの動作
方向および動作量を適確に把握できるので、各軸方向の
動作量成分を算出しなくても正確な産業用ロボット動作
を達成でき、周辺機器等との干渉が生じない動作方向を
設定しておくことにより周辺機器等との干渉を確実に防
止できるという特有の効果を奏する。

【００２８】請求項４の発明は、手動パルス発生手段の
操作速度が早くてそのままでは産業用ロボットが追従し
得ないような場合、そのままでは移動目標点で停止でき
ないような場合であっても、判別結果に基づいて適正な
速度指令を得て産業用ロボットに供給することにより上
記のような不都合の発生を防止し、良好な産業用ロボッ
トの制御を達成できるという特有の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の産業用ロボット制御方法の一実施例
を示すフローチャートである。

【図２】この発明の産業用ロボット制御方法の他の実施
例を示すフローチャートである。

【図３】この発明の産業用ロボット制御装置の一実施例
を示すブロック図である。

【図４】この発明の産業用ロボット制御装置の他の実施
例を示すブロック図である。

【図５】加減速制御部の構成を詳細に示すブロック図で
ある。

【図６】手動パルス発生器により産業用ロボットを制御
するための装置の構成を概略的に示す図である。

【符号の説明】

１　　手動パルス発生器　　　　２　　動作量算出部　
　　　３　　動作方向保持部 ４　　ベクトル変換部　　　　５　　動作目標位置算出
部　　　　６　　動作距離算出部 ７　　制御部　　　　８　　産業用ロボット　　　　１
１　　加減速制御部 １１ｃ　　最適速度算出部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　手動パルス発生手段（１）により発生
   されるパルスに応答して産業用ロボット（８）を制御す
   る方法であって、手動パルス発生手段（１）により発生
   されるパルスに基づいて指示された動作量を得、操作者
   が設定した移動方向のベクトルに得られた動作量を投影
   し、投影されたベクトルに基づいて産業用ロボットの該
   当する軸に動作指令を供給することを特徴とする産業用
   ロボット制御方法。
2. 【請求項２】　　動作指令に基づく産業用ロボット（８
   ）の動作速度と、指示された動作量およびベクトルに基
   づいて定まる指令位置で停止し得る速度との大小を直接
   または間接に判別し、判別結果に基づいて適正な速度指
   令を得て産業用ロボットに供給する請求項１に記載の産
   業用ロボット制御方法。
3. 【請求項３】　　手動パルス発生手段（１）により発生
   されるパルスに応答して産業用ロボット（８）を制御す
   る装置であって、手動パルス発生手段（１）により発生
   されるパルス数および１パルス当りの動作量に基づいて
   指示された動作量を得る動作量出力手段（２）と、操作
   者が設定した移動方向を保持する移動方向保持手段（３
   ）と、移動方向保持手段（３）に保持されている移動方
   向のベクトルに得られた動作量を投影する動作量投影手
   段（４）と、投影されたベクトルに基づいて産業用ロボ
   ット（８）の該当する軸に動作指令を供給する動作指令
   供給手段（５，６，７）とを含むことを特徴とする産業
   用ロボット制御装置。
4. 【請求項４】　　動作指令に基づく産業用ロボット（８
   ）の動作速度と、指示された動作量およびベクトルに基
   づいて定まる指令位置で停止し得る速度との大小を直接
   または間接に判別する速度判別手段（１１，１１ｃ）と
   、速度判別手段による判別結果に基づいて適正な速度指
   令を得て産業用ロボット（８）に供給する速度指令供給
   手段（１１，１１ｃ）とをさらに含む請求項３に記載の
   産業用ロボット制御装置。