JPH0651820A - 作業ロボットの制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 作業ロボットの制御方法に関し、特に専用機
のプログラミングの容易性と汎用機としての機能を同時
に達成したシーケンシャル制御装置の制御方法を提供す
ることを目的とする。 【構成】 プログラミングに従って作業する作業ロボッ
トのシーケンシャル制御方法は、所定の教示装置から前
記作業ロボットの作業位置に関する座標データを前記作
業ロボットの作業シーケンスに従って順次入力する第１
のステップ、そして前記作業位置に関する座標データに
それぞれ対応したその作業位置における作業内容を示す
シーケンス番号を入力する第２のステップから成り、前
記第２のステップは、前記作業内容を初期設定すること
により省略可能な構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は作業用ロボットの制御方
法に関し、特に自動ネジ締め機や自動半田付け機のよう
に、作業ツールや作業対象であるワーク等を移動させな
がら作業を順次進めるシーケンシャル制御装置の制御方
法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】作業ロボット等に使われる駆動系を含む
制御装置は、一般に（１）主にモータ系からなる駆動系
制御のための座標位置データ（Ｘ−Ｙ座標等）、（２）
アクチュエータ、センサ等の作業用の外部機器を制御す
るためのＩ／Ｏ系の制御手順データ（シーケンスプログ
ラム）、そして（３）スピード等のパラメータ制御のた
めの基本データを有している。

【０００３】制御装置には、種々の用途に使用可能なよ
うに汎用機を目的として多機能化したものや、特定の用
途に限定した専用機としてコストの低減や使い安さを図
ったもの等が存在する。前者の場合、上記（１）から
（３）のデータを教示装置等を使ってユーザが自由に設
定可能で、例えば（２）のプログラム若しくはデータの
設定によってネジ締め機や半田付け機となり、さらには
一連の作業中に前記ネジ締めや半田付け等の作業内容を
変更して、複数の作業を連続して実行することも可能で
ある。また後者の場合、例えばネジ締め専用機において
ユーザは上記（１）のデータ、すなわちネジを取り付け
る座標位置を指定するだけでネジ締め作業を行わせるこ
とができる。

【０００４】図６は、従来の汎用機における制御装置の
シーケンスプログラムの一例を示したものである。図に
示すように、ネジ締め−＞半田付け−＞固定等の一連の
作業シーケンスを中心として、プログラム中で必要な座
標データを参照するプログラム構成となっている。この
ようなプログラムをユーザが自由に作成することによっ
て制御装置の汎用化が図られている。また、図には示さ
れていないが、前述した従来の専用機におけるプログラ
ムの場合には単に座標位置データを書き込むだけでよ
い。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
た従来の汎用機のプログラムの場合には、作業の流れを
制御するためのシーケンスプログラムの負荷が大きくな
ってプログラムが複雑になるという傾向があった。その
ため、例えばプログラム設計者以外は容易にその内容を
理解することができず、工場の現場作業員が必要に応じ
てその場で簡単にプログラムを修正することはできなか
った。またプログラムの設計変更やデバッグ時において
も所定の座標位置を発見するのに時間がかかり、さらに
はその場合、前記所定の座標位置までプログラムを実行
しなければならない場合が生ずる等種々の問題があっ
た。

【０００６】一方、前述した専用機、いわゆる簡易型ロ
ボット等を使用した場合にはプログラミング自体は容易
であり、上述した汎用機における問題は生じないが、作
業内容が固定されそして作業シーケンスの変更ができな
いことから、このようなプログラミング機能のみを当然
のことながら複合機能をもった作業装置に適用すること
はできなかった。

【０００７】そこで本発明の目的は前記問題点に鑑み、
シーケンスプログラムと座標データとを分離し、座標デ
ータ主導のプログラム構成にその一部としてシーケンス
制御データを持たせることによって、前述した専用機の
プログラムの簡易性と汎用機の複合機能の両者の長所を
同時に合わせ持つ作業用ロボットの制御方法を提供せん
とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明によれば図１に示
すように、プログラミングに従って作業する作業ロボッ
トのシーケンシャル制御方法は、所定の教示装置から前
記作業ロボットの作業位置に関する座標データを前記作
業ロボットの作業シーケンスに従って順次入力する第１
のステップ、そして前記作業位置に関する座標データに
それぞれ対応したその作業位置における作業内容を示す
シーケンス番号を入力する第２のステップから成る作業
ロボットの制御方法が与えられる。この場合、前記第２
のステップは、前記作業内容を初期設定することにより
省略することも可能である。

【０００９】

【作用】図１（ａ）の前記第１のステップは従来の専用
機における座標位置データ１〜ｎ（ｎは整数）の入力方
法と同様であり、それによるプログラミングの簡易性、
デバッグやデータ内容の変更等の容易性等の効果はその
まま保存される。図１（ｂ）の前記第２のステップにお
ける各シーケンス番号１〜ｎ（ｎは整数）は、前記各座
標位置データ１〜ｎのそれぞれの作業内容を指定する。
例えば、作業位置データ１（Ｘ₁ ，Ｙ₁ ）ではシーケン
ス番号１（ネジ締め）を実行し、作業位置データ２（Ｘ
₂ ，Ｙ₂ ）ではシーケンス番号２（半田付け）を実行す
る等である。従って、前記第１のステップと第２のステ
ップを組み合わせることによって前述したいかなるタイ
プの汎用機にも本発明による制御方法を適用できる。も
し、作業内容をネジ締めだけの専用機として使用する場
合には、前記第２のステップはシステムに半田付けを登
録することによって省略可能となる。この場合、システ
ムソフトウェアは初期設定時等に前記登録された半田付
けを全シーケンス番号１〜ｎに書き込む。そのため、装
置のプログラムは従来の専用機と同様に前記第１のステ
ップだけを行えばよい。

【００１０】

【実施例】図２は、本発明による制御方法を用いた穴あ
け用の作業ロボットの一例を描いた斜視図である。図に
おいて、作業台１の移動台５の上には作業対象製品であ
るワーク４が配置されている。前記移動台５は作業台１
の中央付近に設けられた開口６に沿って装置内のモータ
等によりＹ方向に移動する。同様に、前記作業台１に取
り付けられた作業アーム２は開口７に沿って前記モータ
等によりＸ方向に移動する。前記作業アーム２の先端に
は前記ワーク４の所定位置に穴をあけるためのドリル３
が取り付けられている。前記ワーク４の穴あけ作業は、
装置内部の制御装置によって所定の座標位置（Ｘ，Ｙ）
に前記移動台５及び作業アーム２を移動させ前記ドリル
によって穴を開けることからなる。複数の穴あけ作業の
場合には上記作業を繰り返し実行する。

【００１１】図３は、上記図２の作業ロボットの制御回
路部分を図式的に示したブロック図である。図におい
て、マイクロプロセッサ（ＣＰＵ）８はシステムプログ
ラムが格納されたＲＯＭ９，及び前述した座標位置デー
タ１１、パラメータデータ１２そしてシーケンスデータ
１３等が格納されたＲＡＭ１０を使って、モータ、セン
サやアクチュエータ等の外部機器１７を制御するための
専用ＬＳＩ（ＣＯＮＴ）１６や、ユーザがデータを入力
する教示装置１５との通信インターフェィス回路（Ｉ／
Ｏ）１４を制御する。

【００１２】図４は、本発明による作業ロボットの制御
方法の一例を図式的に示した説明図である。図４の
（ａ）は前述した図１の（ａ）と同じものを示してい
る。図４の（ｂ）は図１の（ｂ）の実現方法の一例を示
したものであり、図４の（ａ）の各作業位置データ１〜
ｎにおける個々のデータの具体的内容を示している。第
１軸〜第ｎ軸の座標データは、例えば二次元座標の場合
に第１軸の座標データがＸ軸の座標データ、そして第２
軸の座標データがＹ軸の座標データにそれぞれ対応す
る。図ではｎ次元の座標データまで扱えるように構成さ
れている。

【００１３】図４の（ｂ）のシーケンス番号データは前
記座標における作業内容を示しており、その作業手順は
図４の（ｃ）に示すようにサブルーチン化されて装置内
に格納されている。また図４の（ｂ）のモードデータ
は、例えば前記ｎ次元の座標データのうち二次元までを
指定したり（その場合には第１軸と第２軸の座標データ
のみが有効となる。）、また１つの作業位置データの終
了（ＥＮＤ）を指定する。

【００１４】図４の（ｃ）は、サブルーチン化された各
種作業手順を示しており、前記シーケンス番号によって
呼び出される。図の各シーケンス１〜ｎ（ｎは整数）
は、例えばシーケンス１が穴あけ作業手順、そしてシー
ケンスｎがネジ締め作業手順等である。なお、前記作業
手順は前記ＲＯＭ９によって製品レベルのユーティリテ
ィログラムとして提供されるか、若しくはユーザが後か
らプログラミングして前記ＲＡＭ１０のシーケンスデー
タ１３として登録してもよい。

【００１５】図４の（ｄ）は、装置レベルの一連の作業
シーケンス示した制御フロー図である。これを図２の例
で説明すると、作業の開始によって初期設定のためポイ
ンタがクリアされる（Ｓ１１）。次に、図４（ａ）の最
初の作業位置データ１が読みだされ（Ｓ１２）、図４
（ｂ）に示すそのＸ軸とＹ軸の座標データに従って作業
アーム７を所定量Ｘ軸方向へ移動し、また移動台５を所
定量Ｙ軸方向へ移動する（Ｓ１３）。なお、本例では前
記モードデータはＸ軸及びＹ軸の２つの軸を指定してい
る。また、メモリ等の削減のため図４の（ｂ）のフォー
マットは初めから軸座標データとしてＸ及びＹの２つの
データのみから構成していてもよい。ステップＳ１４で
は前記Ｘ方向及びＹ方向の移動が完了するまで待機のた
めにループする。

【００１６】ステップＳ１５では前記移動の完了後に前
記シーケンス番号（例えば１）に対応したドリル３によ
る穴あけシーケンス（例えば１）が呼び出され実行され
る。ステップＳ１６では前記穴あけシーケンスが完了す
るまでループして待機する。ステップＳ１７では前記ポ
インタが＋１インクリメントされ、図４（ａ）における
次の作業位置データ２が指定されて前記ステップＳ１２
以降が繰り返し実行される。もし、作業位置データがＥ
ＮＤデータの場合には本作業は完了する（Ｓ１８）。

【００１７】図５は、図２に示された作業ロボットのド
リル３を作業義手１８に交換し、それを使ってワーク４
内に配置された物品１９を順次取り出し、それを所定の
位置に置くという単純な作業を繰り返し実行する場合を
描いたものである。この例では、前記物品１９を取り出
して所定の位置に置くという１種類のシーケンスだけを
使用するため、その作業シーケンスｎを予めユーザが登
録しておき、例えばソフトウェアによって前述した図４
（ｃ）の初期設定ステップＳ１１で前記シーケンスｎの
データを全てのシーケンス番号に書き込むことで、ユー
ザは従来の簡易型ロボットと全く同様に前記各物品１９
の座標位置のデータを入力するだけで前記作業ロボット
を操作することが可能となる。

【００１８】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば従来
専用機のティーチングのし易さと、シーケンスプログラ
ムの汎用性とを同時に兼ね備えた作業ロボットの制御方
法が提供される。この座標データ主導型のプログラムに
よりプログラム設計や変更、さらにはデバッグ等が容易
に行え、そのための時間は著しく短縮される。また、そ
れによって現場作業員等も必要に応じてその場で簡単に
プログラムを修正することができる。さらに本発明によ
れば、作業シーケンスが１種類の場合に従来専用機と全
く同様な制御が可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による作業ロボットの制御方法の基本構
成を図式的に示した図である。

【図２】本発明による制御方法を用いた作業ロボットの
一例を描いた斜視図である。

【図３】図２における制御回路の一構成例を図式的に示
したブロック図である。

【図４】本発明による制御方法の一例を示した説明図で
ある。

【図５】図２の作業ロボットの別の実施例を描いた部分
斜視図である。

【図６】従来の汎用シーケンスプログラムの一例を示し
た図である。

【符号の説明】

１…作業台 ２…作業アーム ３…ドリル ４…ワーク ５…移動台 ６，７…開口 １４…通信インターフェィス回路 １５…教示装置 １６…外部機器コントローラ １７…外部機器 １８…作業義手 １９…物品

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プログラミングに従って作業する作業ロ
   ボットのシーケンシャル制御方法は、所定の教示装置か
   ら前記作業ロボットの作業位置に関する座標データを前
   記作業ロボットの作業シーケンスに従って順次入力する
   第１のステップ、そして前記作業位置に関する座標デー
   タにそれぞれ対応したその作業位置における作業内容を
   示すシーケンス番号を入力する第２のステップから成る
   ことを特徴とする作業ロボットの制御方法。
2. 【請求項２】 前記第２のステップは、前記作業内容を
   初期設定することにより省略可能な請求項１記載の作業
   ロボットの制御方法。