JPH0588728A - ロボツトの制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】常に複数軸の同期動作が必要であったり、最初
の原点位置から一連の連続した動作により変化していく
動作を行うロボットにおいて、教示再生が容易であり、
さらに長距離の移動や一連の連続した動作や、途中で複
数の状態に分かれる動作を伴うロボットにおいても、教
示点の修正が容易なロボットの制御方法を提供するのを
目的とする。 【構成】ロボットの動作の途中に複数個の原点ＯＰ１，
ＯＰ２，…ＯＰ６を設け、各原点から隣の原点までの移
動を行う動作プログラムＰＲ１−２，ＰＲ２−１，…Ｐ
Ｒ５ａ−６を作成し、それぞれのプログラムの先頭にそ
の場が原点であると設定できる命令ＯＳ１−２，ＯＳ２
−１，…を入れた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ロボットの原点を設定
して表示再生動作をおこなうロボットの制御方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】ロボットの所望の動作を教示する場合、
ロボットの位置はあらかじめ設定された原点を基準とす
る座標によって記述される。この座標は、ロボットを駆
動するサーボモータに組付けられた回転角検出器の出力
や、ロボットの機構の角度や変位で記述されたり、ロボ
ット外部の座標によって記述されるが、上記サーボモー
タの回転角検出器の出力が基準として用いられることが
多い。モータの回転角検出器には、電源を遮断すると位
置情報が消去されるインクリメンタル型のものと、消去
されずに保持できるアブソリュート型のものがある。

【０００３】アブリュート型回転検出器は構造が複雑で
大形になったり、ケーブルの本数が多くなったり、信号
処理回路かぼ複雑になる傾向があり、小形のロボットに
は使いにくいという問題があるばかりでなく、経済的に
も不利となる。インクリメンタル型とアブソリュート型
では、それぞれの型に応じてロボットの原点を設定する
方法がある。

【０００４】インクリメンタル型の回転角検出器付きの
サーボモータが組込まれたロボットにおいては、電源を
投入した時にいわゆる原点復帰動作によって原点を設定
する。すなわち、ロボットの各駆動軸を独立に低速で駆
動して、機構側に設けられた原点センサがオン（ＯＮ）
の状態になる位置を原点としたり、この原点センサの出
力とサーボモータの回転角検出器の一回転中の特定の位
置を示すゼロマーカ信号の出力とが同時に発生する位置
を原点としたりしている。

【０００５】一方、アブソリュート型回転角検出器には
様々なタイプがあるが、アブソリュート型の回転角検出
器付きのサーボモータが組込まれたロボットにおいて
は、電源が遮断された後においてもサーボモータの回転
角が保持されるので、上記の原点復帰動作は不要となっ
ている。

【０００６】

【発明が解決しょうとする課題】インクリメンタル型の
回転角検出器付きのサーボモータが組込まれたロボット
においては、各駆動軸の変位や力が常に他の駆動軸と作
用し合うような構造を持ち、常に複数軸の同期動作が必
要な場合に、機械の状態に関係なく各軸を独立に動作さ
せる原点復帰動作は不可能であるという問題点がある。
また、ロボットの動作が長距離の移動等を伴う場合や、
一連の連続した動作により最初の原点位置から移動して
いく場合等においても、一度電源を遮断すると原点設定
のためにロボットを最初の原点位置に戻さなければなら
ず、手間や時間がかかり、原点復帰動作が容易ではない
という問題点がある。

【０００７】一方、アブソリュート型の回転角検出器付
きのサーボモータが組込まれたロボットにおいては、ロ
ボットの長距離の移動等を伴う動作や、ロボットの一連
の連続した動作を教示する場合に、途中の位置を変更す
るとその後の動作の位置をすべて変更しなければならな
いこともあり、教示点の修正が複雑で困難になり、誤り
も生じやすくなる。

【０００８】さらに、いずれのロボットにおいても、途
中で複数の状態に分かれたり統合したりする動作を教示
する場合等には、同一の座標値であっても異なる状態と
なり得るので、やはり、教示点の修正が複雑で困難にな
る。

【０００９】従って、本発明は、常に複数軸の同期動作
が必要であったり、最初の原点位置から一連の連続した
動作により変化していく動作を行うロボットにおいて、
教示再生が容易であり、さらに長距離の移動や、一連の
連続した動作や、途中で複数の状態に分かれる動作を伴
うロボットにおいても、教示点の修正が容易なロボット
の制御方法を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明のロボットの制御
方法は、ロボットの動作原点を複数個設定またはロボッ
トの動作の所定の座標位置を複数個設定し、再生動作中
においてもロボットの任意の位置を原点または所定の座
標位置であると設定でき、上記のいずれかの原点または
所定の座標位置を基準とする座標によって記述された複
数の動作プログラムを記憶し、上記動作プログラムの終
了時には上記のいずれかの原点または所定の座標位置に
位置決めすることを特徴としている。

【００１１】

【作用】本発明によれば、再生動作開始時にロボットが
いずれかの原点または所定の座標位置にいるようにし
て、その原点または所定の座標位置から動作可能な動作
プログラムを選択し実行する。その時、その動作プログ
ラムの先頭において、ロボットの現在位置が原点または
所定の座標位置であると設定する。さらに、動作プログ
ラムの最後に位置決めされる位置がいずれかの原点また
は所定の座標位置になっている。従って、ある動作プロ
グラムの終了後に電源を遮断して再投入した場合でも、
機械が静止していればそのまま動作プログラムを実行す
る。また、原点または所定の座標位置に到達していない
途中で電源が遮断された場合においては最寄りの原点ま
たは所定の座標位置に誘導することにより、動作を再開
する。ロボットの動作の教示は動作プログラムごとに行
う。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の一実施例について図面を参照
して説明する。

【００１３】図１はロボットの一連の動作により状態が
移っていく様子を示しており、ＯＰ１，ＯＰ２，ＯＰ
３，…ＯＰ６原点を表しており、複数個の原点が設けら
れている。原点ＯＰ１から原点ＯＰ２への移動は動作プ
ログラムＰＲ１−２（矢印）を実行することにより実現
される。同様に原点ＯＰ２から原点ＯＰ１への移動はＰ
Ｒ２−１、原点ＯＰ２から原点ＯＰ３への移動はＰＲ２
−３などによって行われる。原点ＯＰ４においては、原
点ＯＰ５ａ，原点ＯＰ５ｂで表される２個の状態に分岐
しているが、さらにその先では同一の状態である原点Ｏ
Ｐ６に至るようになっている。また、各動作プログラム
の中には、その先頭において、その時の位置を強制的に
原点であると設定する原点設定命令が挿入され、その後
に目標位置への移動命令が続く。その動作プログラムの
最後には、隣接する原点に位置決めされる命令が挿入さ
れている。例えばＰＲ１−２では、その先頭においてそ
の時の位置を強制的に原点であると設定する原点設定命
令ＯＳ１−２（２重丸）が挿入されており、その後に所
定の目標位置への移動命令等Ｍ１−２（長方形）が続い
ている。動作プログラムＰＲ１−２の最後に位置決めさ
れる位置は隣接する原点ＯＰ２となるようにプログラム
されている。他の動作プログラムにおいても同様な構成
でプログラムされている。

【００１４】一方、図２は本発明のロボットの制御装置
とロボットの構成を示すブロック図である。１はロボッ
トの動作プログラムを選択するプログラム選択部、２は
上記動作プログラムに基づきロボットの目標位置を発生
する目標位置発生部、３は上記目標位置からロボットの
各駆動軸のサーボモータ４ｉ（ｉは各駆動軸を示す記号
ｉ＝１，２，３…）の目標回転角を発生させる目標回転
角発生部、５ｉ（ｉ＝１，２，３…）は上記サーボモー
タ４ｉの回転角を検出するインクリメンタル型エンコー
ダであり、６ｉ（ｉ＝１，２，３…）は、上記インクリ
メンタル型エンコーダ５ｉ（ｉ＝１，２，３…）からの
フィードバック信号を用いてサーボモータ４ｉ（ｉ＝
１，２，３…）を目標回転角に追従させるように制御す
るモータ回転角制御部であり、７はサーボモータ４ｉ
（ｉ＝１，２，３…）によって駆動されるロボットの機
構部あり、図示しない動力伝達機構や、マニピュレー
タ、移動機構などから構成される。

【００１５】なお、本発明の実施例においてはロボット
の機構７の形に特に制約は無いが、ここでは例えば、図
示しないが、作業用マニュピレータを搭載したビークル
がラックギア付きのレールに沿って移動しながら複数の
原点に位置決めされて作業をおこなうロボットであると
する。

【００１６】また、上記の原点においては、図示しない
センサや合いマークにより、原点位置であることが確認
できるようになっている。さらに、電源遮断時において
ロボットが動かないようにサーボモータ４ｉ（ｉ＝１，
２，３…）の内いくつかには図示しないブレーキが組付
けられている。

【００１７】まず、教示動作時の作用について説明す
る。ロボットの各駆動軸の位置を所定の原点、例えばＯ
Ｐｊに合せておく。そこで、この原点から移動をするた
めの動作プログラムの最初に上記原点設定命令ＯＳｊ−
ｋを書き込むとともに、その命令を実行して各駆動軸の
現在位置が原点ＯＰｊに設定された状態にする。この
後、その原点ＯＰｊを基準とする座標を用いてロボット
の移動命令ｊ−ｋを教示する。所定の動作の最後にロボ
ットが隣接する原点ＯＰｋに位置決めするように教示を
おこない、そのプログラムをＰＲｊ−ｋとする。他の原
点からの動作も同様に教示する。教示点の修正は上記動
作プログラムごとに行えばよい。

【００１８】次に、再生動作について説明する。ロボッ
トがいずれかの原点、例えば上記と同じくＯＰｊにある
ようにする。もし、原点からずれていたら、上記センサ
や合いマークを利用して最寄りの原点に誘導すればよ
い。その原点ＯＰｊから実行可能な動作プログラムＰＲ
ｊ−ｋをプログラム選択部１により選択する。動作プロ
グラムの最初において上記原点設定命令ＯＳｊ−ｋによ
り現在位置が原点であると設定され、この原点を基準と
する座標で記述された教示点に位置決めされ、作業がお
こなわれ、プログラムＰＲｊ−ｋの最後には隣接する原
点ＯＰｋに位置決めされる。本実施例によれば、以下の
ような効果が得られる。

【００１９】（１）複数の原点を設定し、原点間の移動
をおこなう動作プログラムを複数個記憶し、動作プログ
ラムの最初に原点を設定し、常にいずれかの原点に到達
した状態で動作プログラムを終了させるようにし、さら
に、ロボットの駆動用モータにブレーキを組付けたの
で、簡素で安価なインクリメンタル型の回転角検出器付
きのサーボモータが組込まれたロボットでも、長距離の
移動や一連の連続した動作の途中で電源を遮断しても電
源を再投入すれば、そのまま実行することができる。

【００２０】（２）また、インリメンタル型の回転検出
器付きのサーボモータが組込まれたロボットであって、
常に同期動作が必要なロボットにおいては原点の設定が
容易にできる。仮に、原点間の途中において電源を遮断
して場合においても最寄りの原点にロボットを誘導させ
るだけで良く作業能率が向上する。

【００２１】（３）さらに、各動作プログラムが原点間
の動作を単位として構成されており、一連の連続した動
作の教示や表示点の修正もこの単位ごとに分割しておこ
なえるので、ロボットの状態が分岐したり、統合したり
しても、教示作業が容易になるとともに、教示作業の途
中電源を遮断しても再投入すればそのまま続行でき、作
業能率が向上する。

【００２２】上記実施例では、動作プログラムの最初に
おいて現在位置が原点であると設定しているが、この原
点は必ずしもすべての座標値がゼロでなくても良く、あ
らかじめ定められた座標位置にあると設定するようにし
ても良い。これにより、マニピュレータ等の座標変換の
ための原点を保持することができ、作業座標で動作を記
述することができる効果も得られる。

【００２３】また、アブソリュート型の回転角検出器付
きのサーボモータが組込まれたロボットにおいては、ロ
ボットの長距離の移動等を伴う動作やロボットの一連の
連続した動作を教示する場合に、途中の位置を変更する
際には動作プログラムごとに変更することで、その後の
動作の位置をすべて変更する必要がなく、教示点の修正
が容易にできる。

【００２４】

【発明の効果】本発明によれば、動作プログラムの終了
後に電源を遮断し再投入した場合でも、ロボットはいず
れかの原点または所定の座標位置にあるので、そのまま
動作プログラムを実行して動作を開始することができ、
原点または所定の座標位置に到達していない途中で電源
が遮断された場合においては、最寄りの原点に誘導する
ことにより動作を再開することができるので、容易にロ
ボット動作の教示再生および修正を容易に行うロボット
の制御方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例のロボットの制御装置とロボッ
トの動作説明図。

【図２】本発明の実施例のロボットの制御装置とロボッ
トの構成を示すブロック図。

【符号の説明】

１…プログラム選択部、２…目標位置発生部、３…目標
回転角発生部、４ｉ…サーボモータ、５ｉ…インクリメ
ンタル型エンコーダ、６ｉ…モータ回転角制御部、７…
ロボットの機構部。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ロボットの動作の原点を複数個設定し
   て、それぞれの原点を基準とする座標によって記述され
   た複数の動作プログラムの中から、動作を開始する際に
   ロボットが位置している原点から動作可能な動作プログ
   ラムを選択する動作プログラム選択工程と、 該選択された動作プログラムに基づいてロボットが動作
   し、動作プログラムが終了した後、いずれかの原点に位
   置決めされる動作工程とを有するロボットの制御方法。
2. 【請求項２】 ロボットの動作の所定の座標位置を複数
   個設定して、それぞれの所定の座標位置を基準とする座
   標によって記述された複数の動作プログラムの中から、
   動作を開始する際にロボットが位置している所定の座標
   位置から動作可能な動作プログラムを選択する動作プロ
   グラム選択工程と、 該選択された動作プログラムに基づいてロボットが動作
   し、動作プログラムが終了した後、いずれかの所定の座
   標位置に位置決めされる動作工程とを有するロボットの
   制御方法。