JPH08106319A - ロボットの制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ロボットの停止位置を明確にすることがで
き、ロボットの停止時間の最小化によるタクトタイムの
短縮化及びロボットの停止回数の減少による省エネルギ
ー化を実現することができる。 【構成】 ロボットが現在位置から所定の経由点を通過
して目標位置まで至る際、前記ロボットが現在位置から
経由点に達するまでに周辺機器からの入力信号が前記ロ
ボットのコントローラに入力されない場合にのみ前記ロ
ボットを経由点で停止させ、前記周辺機器からの入力信
号が前記コントローラに入力される場合、前記ロボット
を経由点で停止させずに経由点を通過させて目標位置へ
の軌道を取る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ロボットの制御方法に
係り、詳しくは、ロボットの軌道生成技術やロボットの
周辺機器との同期化技術に適用することができる他、ロ
ボットの部品組立作業に応用することができ、特に、ロ
ボットの停止位置を明確にすることができ、ロボット停
止時間の最小化によるタクトタイムの短縮化及びロボッ
トの停止回数の減少による省エネルギー化を実現するこ
とができるロボットの制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】図５は従来のロボットの制御方法を示す
図である。従来のロボットの制御方法では、ロボットが
現在位置Ｐａから経由点Ｐｂを通過する際に、周辺機器
１０１からの外部入力信号ｉを参照している。そして、
ロボットを現在位置Ｐａから経由点Ｐｂで停止させる
か、又は経由点Ｐｂを通過させる場合、予め現在位置Ｐ
ａから経由点Ｐｂを経由して目標位置Ｐｃへ至るまでの
軌路を先読みで計算しておき、周辺機器１０１からの入
力信号ｉを基に経由点Ｐｂ近傍でロボットコントローラ
１０２によってロボットのモータを停止させることによ
り、ロボットを停止させている。これについては、例え
ば“横河電機モーションコントローラＭＡ１２００ マ
ニュアル”で報告されている。以下、この従来のロボッ
トの制御方法における経由点通過（パス）動作と、プロ
グラム実行及びモータ動作の同期タイミングについて説
明する。

【０００３】まず、経由点通過（パス）動作について説
明する。経路点通過（パス）動作とは、指定した目標点
の近傍を速度を落とすことなく滑らかに通過する動作を
いう。この経路点通過（パス）動作により、ＰＴＰ（Ｐ
ｏｉｎｔ Ｔｏ Ｐｏｉｎｔ）補間→ＰＴＰ補間、直線
補間→直線補間、直線補間→円弧補間、円弧補間→直線
補間、円弧補間→円弧補間の経由点通過動作を行うこと
ができる。なお、ＣＰ（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ Ｐａｓ
ｓ）補間→ＰＴＰ補間動作へ経由点通過動作を指定した
場合、またはその逆の場合は、一旦停止した後、次の動
作を開始する。この時、滑らかな経由動作にはならない
が、システムテーブルの設定により、滑らかな経由動作
を行うモードを選択することができる。

【０００４】次に、プログラム実行とモータ動作の同期
タイミングについて説明する。この経由点通過（パス）
動作指定時には、経由動作を行うために、プログラムを
先読みして実行している。このため、プログラムの実行
とモータの動作のタイミングは、一致しない場合があ
る。しかしながら、一部の入出力命令の実行に際して
は、実際の動作のタイミングと同期するように調整がな
されている。出力命令に関しては、経由点の近傍を通過
する時に、出力が実行される。入力条件待ち命令に関し
ては、経由点の近傍を通過する時に入力をチェックし、
条件が満たされていればそのまま通過する。条件が満た
されていない場合には、ロボットのモータ動作を停止す
る。この時、システムテーブルの設定により、プログラ
ムエラーとなるか、そのまま入力条件成立待ちとなるか
の選択を行うことができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来のロボットの制御方法では、現在位置Ｐａから経
由点Ｐｂを経由して目標位置Ｐｃへ至るまでの軌道を予
め先読みで計算しているため、ロボットを停止する場
合、経由点Ｐｂ近傍のどこで停止するかが不明確であっ
た。このため、ロボットの停止位置を明確にするため
に、ロボットを複数回停止させなければならないことが
あり、ロボットの停止時間が増加してタクトタイムの短
縮化の点で問題があった。また、ロボットの停止回数が
増加して省エネルギー化の点で問題があった。

【０００６】そこで、本発明はロボットの停止位置を明
確にすることができ、ロボットの停止時間の最小化によ
るタクトタイムの短縮化及びロボットの停止回数の減少
による省エネルギー化を実現することができるロボット
の制御方法を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
ロボットが現在位置から所定の経由点を通過して目標位
置まで至る際、前記ロボットが現在位置から経由点に達
するまでに周辺機器からの入力信号が前記ロボットのコ
ントローラに入力されない場合にのみ前記ロボットを経
由点で停止させ、前記周辺機器からの入力信号が前記コ
ントローラに入力される場合、前記ロボットを経由点で
停止させずに経由点を通過させて目標位置への軌道を取
ることを特徴とするものである。

【０００８】請求項２記載の発明は、上記請求項１記載
の発明において、前記ロボットは、前記周辺機器の条件
により２つ以上の目標位置を取る際、前記経由点で前記
周辺機器からの入力信号に応じた軌道に分岐することを
特徴とするものである。請求項３記載の発明は、上記請
求項１，２記載の発明において、２台のロボットが共通
の作業エリアを有する場合、２台の前記ロボットを周辺
機器と見做し、２台の前記ロボットのコントローラを通
信回線で繋ぎ、請求項１の制御方法を行うことにより、
非干渉作業を遂行することを特徴とするものである。

【０００９】請求項４記載の発明は、上記請求項１乃至
３記載の発明において、前記ロボットは、ロボット作業
を繰り返し動作で行う場合、経由点近傍での前記ロボッ
トの減速時間を参照することにより、現在位置から経由
点までの速度軌跡の加減速調整を行うことを特徴とする
ものである。請求項５記載の発明は、上記請求項４記載
の発明において、前記加減速調整は、自動調整により行
うことを特徴とするものである。

【００１０】

【作用】請求項１記載の発明では、ロボットが現在位置
から所定の経由点に達するまでに周辺機器からの入力信
号がロボットのコントローラに入力されない場合のみロ
ボットを経由点で停止させ、周辺機器からの入力信号が
コントローラに入力される場合、ロボットを経由点で停
止させずに経由点を通過させて目標位置への軌道を取る
ように構成する。

【００１１】このため、ロボットが現在位置から所定の
経由点に達するまでに周辺機器からの入力信号がロボッ
トのコントローラに入力されない場合のみロボットを経
由点で停止させることができるので、従来の現在位置か
ら経由点を経由して目標位置までの軌道を先読みする場
合よりも、ロボットの停止位置を明確にすることができ
る。

【００１２】このため、サイクルタイムを減少させて、
タクトタイムの短縮化を図ることができるとともに、ロ
ボットの停止回数の減少による省エネルギー化を達成す
ることができる。また、余計な加減速を省くことができ
るため、上記と同様ロボットの省エネルギー化を実現す
ることができる他、ロボットの長寿命化を実現すること
ができる。

【００１３】請求項２記載の発明では、ロボットを、周
辺機器の条件により２つ以上の目標位置を取る際、経由
点で周辺機器からの入力信号に応じた軌道に分岐するよ
うに構成する。このため、経由点で２つ以上の目標位置
に至る軌道を自動的に選択することができるので、２つ
以上の目標位置を即座に、かつ滑らかにその軌道を取る
ことができる。

【００１４】請求項３記載の発明では、２台のロボット
が共通の作業エリアを有する場合、２台のロボットを周
辺機器と見做し、２台のロボットのコントローラを通信
回線で繋ぎ、請求項１の制御方法を行うことにより、非
干渉作業を遂行するように構成する。このため、２台の
ロボットが共通の作業エリアを有するために非干渉化さ
せたい場合、相互のロボットを非干渉化させながら極力
滑らかな動作を行うことができる。

【００１５】請求項４記載の発明では、ロボットを、ロ
ボット作業を繰り返し動作で行う場合、経由点近傍での
ロボットの減速時間を参照することにより、現在位置か
ら経由点までの速度軌跡の加減速調整を行うように構成
する。このため、経由点近傍でのロボットの減速時間を
基に、ロボットの現在位置から経由点までの速度軌跡の
加減速調整を行うことができるので、ロボットの余計な
加減速を避けてロボットの減速時間を極力短縮すること
ができるので、ロボットの長寿命化及び省エネルギー化
を効率良く実現することができる。

【００１６】請求項５記載の発明では、ロボットの現在
位置から経由点までの速度軌跡の加減速調整を、自動調
整（セルフチューニング）するように構成する。このた
め、ロボットの速度軌跡の加減速調整を自動的に行うこ
とができるので、人手による作業をなくしてオンライン
での加減速調整を効率良く行うことができる。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図１は本発明に係る一実施例のロボットの制御方
法を示す図で、図２は図１に示す目標位置Ｐａから経由
点Ｐｂへのロボットのある関節の速度軌跡を示す図、図
３は図１に示す経由点Ｐｂから目標位置Ｐｃまでのロボ
ットのある関節の速度軌跡を示す図、図４は図１に示す
速度軌跡と図２に示す速度軌跡を足し合わせた速度軌跡
を示す図である。

【００１８】本実施例では、目標軌道の生成とその実行
は、略同期して並行になされることとを想定する。ま
ず、ロボットが現在位置Ｐａから経由点Ｐｂへ移動する
際、減速前まで（ｔｇまで）は、図２に示す如く速度軌
跡を取るが、減速ｔｇ以降は、周辺機器１からのある指
定された入力信号ｉを監視する。この時、通常、周辺機
器１からの入力信号ｉがロボットコントローラ２に入力
されると、周辺機器１のエリアに侵入することができる
ので、入力信号ｉがロボットコントローラ２に入力され
る時点（ｔｏｎ）から、図２の速度軌跡と図３の速度軌
跡を足し合わせて実行し、その結果、図３に示す如く速
度軌跡を取ることとなる。

【００１９】従って、ロボットが現在位置Ｐａから経由
点Ｐｂに達するまでに周辺機器１からの入力信号ｉがロ
ボットコントローラ２に入力されない場合のみ、ロボッ
トが経由点Ｐｂで一時停止状態となり、周辺機器１から
の入力信号ｉがロボットコントローラ２に入力される場
合は、ロボットが経由点Ｐｂで停止せずに経由点Ｐｂか
ら目標位置Ｐｃへの軌道を取ることとなる。

【００２０】次に、本実施例は、周辺機器１の条件によ
り目標位置が２つ以上ある場合、例えばバックアップ用
のパーツフィーダがある場合、各々の目標位置に応じた
図３に相当する速度軌跡を用意しておき、周辺機器１か
らの入力信号ｉの条件に応じて、ロボットが経由点で軌
道を分岐することができるように構成する。また、本実
施例は、２台のロボットが共通の作業エリアで作業を行
う場合は、非干渉化のためのチェックを行うことが好ま
しい。この場合には、相互の２台のロボットを周辺機器
１と見做し、互いのロボットのロボットコントローラ２
を通信回線で繋ぐことにより、前述した制御方法を行う
ように構成する。

【００２１】また、本実施例は、ロボットの作業を繰り
返し動作で行う場合、図２に於ける経由点Ｐｂ近傍での
ｔｏｎ−ｔｇの減速時間を記憶させておき、この減速時
間を参照できるようにしておくことにより、図６に示す
如く、前半の現在位置Ｐａから経由点Ｐｂまでのロボッ
トの速度軌跡の加減速を緩やかに再調整するように構成
する。

【００２２】更に、本実施例は、前述したロボットの速
度軌跡の加減速再調整を、その都度自動調整（セルフチ
ューニング）するように構成する。この時の自動調整の
方法は、例えば次の（１）式に従って行う。

【００２３】

【数１】

【００２４】但し、Ｖｍａｘｎｅｘｔは次サイクルにお
ける所定箇所最大速度であり、Ｖｍａｘは現サイクルに
おける所定箇所最大速度であり、ｋは係数である。この
ように、本実施例では、ロボットが現在位置Ｐａから所
定の経由点Ｐｂに達するまでに周辺機器１からの入力信
号ｉがロボットコントローラ２に入力されない場合のみ
ロボットを経由点Ｐｂで停止させ、周辺機器１からの入
力信号ｉがロボットコントローラ２に入力される場合
は、ロボットを経由点Ｐｂで停止させずに経由点Ｐｂを
通過させて目標位置Ｐｃへの軌道を取るように構成す
る。

【００２５】このため、ロボットが現在位置Ｐａから所
定の経由点Ｐｂに達するまでに周辺機器１からの入力信
号がロボットコントローラ２に入力されない場合のみ、
ロボットを経由点Ｐｂで停止させることができるので、
従来の現在位置から経由点を経由して目標位置までの軌
道を先読みする場合よりも、ロボットの停止位置を明確
にすることができる。

【００２６】このため、サイクルタイムを減少させてタ
クトタイムの短縮化を図ることができるとともに、ロボ
ットの停止回数の減少による省エネルギー化を達成する
ことができる。また、余計な加減速を省くことができる
ため、上記と同様ロボットの省エネルギー化を実現する
ことができる他、ロボットの長寿命化を実現することが
できる。本実施例は、ロボットを、周辺機器の条件によ
り２つ以上の目標位置を取る際、経由点で周 辺機器か
らの入力信号に応じた軌道に分岐するように構成する。
このため、経由点で２つ以上の目標位置に至る軌道を自
動的に選択することができるので、２つ以上の目標位置
を即座に、かつ滑らかにその軌道を取ることができる。

【００２７】本実施例は、２台のロボットが共通の作業
エリアを有する場合、相互の２台のロボットを周辺機器
と見做し、互いのロボットのコントローラを通信回線で
繋ぎ、前述した制御方法を行うことにより、非干渉作業
を遂行するように構成する。このため、２台のロボット
が共通の作業エリアを有するために非干渉させたい場
合、相互のロボットを非干渉化させながら極力滑らかな
動作を行うことができる。

【００２８】本実施例は、ロボット作業を繰り返し動作
で行う場合、経由点Ｐｂ近傍でのロボットの減速時間を
参照できるようにすることにより、マニュアルで現在位
置から経由点までの速度軌跡の加減速調整を行うように
構成する。このため、経由点Ｐｂ近傍でのロボットの減
速時間を基にロボットの現在位置Ｐａから経由点Ｐｂま
での速度軌跡の加減速調整を行うことができるので、ロ
ボットの余計な加減速を避けてロボットの減速時間を極
力短縮することができるので、ロボットの長寿命化及び
省エネルギー化を効率良く実現することができる。

【００２９】本実施例は、ロボットの現在位置Ｐａから
経由点Ｐｂまでの速度軌跡の加減速調整を自動調整（セ
ルフチューニング）するように構成する。このため、ロ
ボットの速度軌跡の加減速調整を自動的に行うことがで
きるので、人手による作業をなくしてオンラインでの加
減速調整を行うことができる。

【００３０】

【発明の効果】本発明によれば、ロボットの停止位置を
明確にすることができ、ロボットの停止時間の最小化に
よるタクトタイムの短縮化及びロボットの停止回数の減
少による省エネルギー化を実現することができるという
効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る一実施例のロボットの制御方法を
示す図である。

【図２】図１に示す目標位置Ｐａから経由点Ｐｂまでの
ロボットのある関節の速度軌跡を示す図である。

【図３】図１に示す経由点Ｐｂから目標位置Ｐｃまでの
ロボットのある関節の速度軌跡を示す図である。

【図４】図１に示す速度軌跡と図２に示す速度軌跡を足
し合わせた速度軌跡を示す図である。

【図５】従来のロボットの制御方法を示す図である。

【図６】図４に示す速度軌跡に調整を加えた速度軌跡を
示す図である。

【符号の説明】

１，１０１ 周辺機器 ２，１０２ ロボットコントローラ

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０５Ｂ 19/18 19/416 Ｇ０５Ｂ 19/18 Ｃ 19/407 Ｋ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ロボットが現在位置から所定の経由点を通
   過して目標位置まで至る際、前記ロボットが現在位置か
   ら経由点に達するまでに周辺機器からの入力信号が前記
   ロボットのコントローラに入力されない場合にのみ前記
   ロボットを経由点で停止させ、前記周辺機器からの入力
   信号が前記コントローラに入力される場合、前記ロボッ
   トを経由点で停止させずに経由点を通過させて目標位置
   への軌道を取ることを特徴とするロボットの制御方法。
2. 【請求項２】前記ロボットは、前記周辺機器の条件によ
   り２つ以上の目標位置を取る際、前記経由点で前記周辺
   機器からの入力信号に応じた軌道に分岐することを特徴
   とする請求項１記載のロボットの制御方法。
3. 【請求項３】２台のロボットが共通の作業エリアを有す
   る場合、２台の前記ロボットを周辺機器と見做し、２台
   の前記ロボットのコントローラを通信回線で繋ぎ、請求
   項１の制御方法を行うことにより、非干渉作業を遂行す
   ることを特徴とする請求項１，２記載のロボットの制御
   方法。
4. 【請求項４】前記ロボットは、ロボット作業を繰り返し
   動作で行う場合、経由点近傍での前記ロボットの減速時
   間を参照することにより、現在位置から経由点までの速
   度軌跡の加減速調整を行うことを特徴とする請求項１乃
   至３記載のロボットの制御方法。
5. 【請求項５】前記加減速調整は、自動調整により行うこ
   とを特徴とする請求項４記載のロボットの制御方法。