JPH08286718A - 故障ロボットの作業代替方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 故障ロボットの残り作業を健全ロボットで実
質上連続する形で代替する。故障代替のために準備すべ
きプログラム規模を可及的に小さくする。 【構成】 コントロ−ラＲＣ１内の再生用記憶器４に
は、実作業プログラムと待避プログラムの二つを記憶し
ており、ロボット起動と共にこの２つを作成用記憶器６
に複製し、作業実行中ＲＣ１内部で作成器７が実行済み
の実作業プログラムデータに基づき再生用記憶器４中の
待避プログラムおよび作成用記憶器６中の実作業プログ
ラム、待避プログラムをリアルタイムに編集を繰り返
す。故障発生時に、健全ロボットを指定し、故障ロボッ
ト内で編集された実作業プログラム＋待避プログラム＝
代替プログラムを、健全ロボットに転送する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、同一軌条を使用する等
の手段によって複数の作業ロボットの作動可能域を重複
させ、作動不能の時、重複する他方のロボットで代替出
来るように設置したロボット装置において代替動作ロボ
ットの作業プログラム作成に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば同一走行軌条を使用し作業を複数
台のロボットで行うシステムにおいて、一方のロボット
の手先効果器が故障した時、他方のロボットが作業を代
替することは、故障時の停止時間の短縮を図る上で重要
な技術である。

【０００３】ロボット故障時の作業代替の方法として
は、特開平０２−３５８３号公報に開示がある。しかし
これは、ロボットを搭載した台車の走行範囲を共通化し
た装置構成を特徴とするものであって、故障を代替する
ロボットに与えるプログラムの作業に関するものではな
い。

【０００４】複数のロボットが予め与えられたプログラ
ムに従って作業している最中に、一台のロボットに故障
が発生した場合、（１）故障し作業が中断したロボット
は他のロボットの邪魔にならないよう待避する、およ
び、（２）故障ロボットの作業を代替する他のロボット
は自分の作業割当分を終了した後、故障したロボットの
残した作業を行う、の２つの動作が故障の発生以降、新
たに必要となる。

【０００５】一般にロボットの動作を変更するには、プ
ログラムの実行中にロボットの動作経路の補正や外部か
らの条件入力によるプログラム内の別ルーチンへのジャ
ンプ等の実行中のプログラム変更方法、および、別途作
成してあるプログラムを実行中のプログラムと入替え変
更する方法の二つがある。

【０００６】まず、動作実行中にプログラムを変更する
技術は、特開平０５−２６５５３６号公報，特開平０５
−２３３０５５号公報，特開昭５６−３３１７５号公報
等に開示があるが、これらはいずれも実際ワークと教示
のずれをセンサ等で認識しプログラム実行中に認識した
データをもとに動作経路を補正するもので、突発的に発
生するロボット自体の故障に対して代替動作するように
変更する方法としては使用出来ない。

【０００７】一方、プログラムを変更して、故障ロボッ
トの代替作業を行うことは、従来の技術で可能である
が、この方法では、動作領域を共有する全てのロボット
が、相互に故障対象となりうる他のロボットと同一作業
用でしかも、故障時のみに使用される代替のプログラム
をあらかじめ準備しておかなければならない。例えば図
４に示すように、各ロボットＲ１，Ｒ２のコントロ−ラ
ＲＣ１，ＲＣ２に、退避プログラムの他に、予め想定し
た数種の故障パタ−ンのそれぞれにおいて、故障後の動
作（作業）が可能な代替動作を行なうための代替プログ
ラムを用意しておき、故障パタ−ン対応で代替プログラ
ムを実行する。しかしこれによる代替動作は故障ロボッ
トのいわば緊急非難的な動作又は作業であるため、正常
に作業を完了できない場合が多い。統括コントロ−ラ１
０により、故障ロボットではなく他の正常ロボットにそ
れに内蔵する代替プログラムを実行させる場合でも、ロ
ボットプログラムとして作成されるロボットの教示点が
離散的である特性から、故障ロボットの位置が事前に定
義可能なプログラム開始時またはあらかじめ決めた代表
位置でなければ、プログラムを入れ替えたことによる動
作あるいはロボット姿勢に継続性あるいは連続性が得ら
れないという問題があった。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、複数台のロ
ボットを使用するシステムにおいて、突発的に発生する
故障に対し、一方の故障したロボットの作業を他方の健
全なロボットが、どの故障位置からでも実質上先行動作
に連続する形で代替することを第１の目的とし、このよ
うな故障代替のために準備すべきプログラム規模を可及
的に小さくすることを第２の目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、複数のロボッ
トを、各ロボットの作動可能域を重複させ、一方のロボ
ットが作動不能の時、このロボットと重複する作動可能
領域にある他のロボットがこのロボットの作業を代替出
来るように設置したロボット装置の作業において、自ら
が記憶している実作業プログラムと故障時の待避プログ
ラムをロボット内部で複製記憶し、これら複製したプロ
グラムをロボット作業中に作業現位置データに基づいて
更新し、このロボットが故障した場合、更新した複製プ
ログラムに基づいてそのやり残した作業を実行する代替
プログラムをロボット内部で作成し、このプログラムを
代替するロボットへ与えることを特徴とする。

【００１０】

【作用】特定の作業中のロボットが、ロボットの再生中
の実績データをもとに、再生用プログラムのなかの待避
プログラム、及び作成用プログラムをリアルタイムで自
動編集する。このロボットが故障すると、該ロボットが
その待避動作プログラムと、代替ロボットの実行すべき
プログラムを自動的に作成し、これを代替ロボットへ移
植する。すなわち１つのロボットが故障すると、そのや
り残しの作業を完遂するためのプログラムが自動生成さ
れて他のロボットに移植され、該他のロボットが故障し
たロボットに代わってやり残しの作業を完了する。

【００１１】本発明の後述の実施例では、各ロボットの
作業プログラムは、実作業プログラムと、自身が故障し
た場合の動作に関する待避プログラムとの二つから構成
される。さらに、各ロボットは該作業プログラムを二つ
の記憶領域に別々に記憶する。このうち一方の記憶領域
のプログラムはロボット自身が作業を再生するために使
用し、これを再生用プログラムと呼ぶ。もう一方の記憶
領域のプログラムは自身が故障した場合、他の代替ロボ
ットが代替動作をするためのプログラムを作成し、代替
ロボットに与えるために使用する。以下、本発明の実施
例を、図面を参照して説明する。

【００１２】

【実施例】図１は、本発明を一態様で実施するシステム
を示す。複数個のロボットＲ１，Ｒ２，・・・はそれぞ
れロボットコントローラＲＣ１，ＲＣ２，・・・に接続
している。ロボットＲ１，Ｒ２，・・・は同一構造，同
一機能のものであり、ロボットコントローラＲＣ１，Ｒ
Ｃ２，・・・も同一構造，同一機能のものである。以下
には、主にコントロ−ラＲＣ１の構成と動作を説明する
が、他のコントロ−ラＲＣ２，・・・も同様である。

【００１３】ロボットコントローラＲＣ１の内部には、
ロボットＲＣ１に動作指令を与える制御器３，再生用プ
ログラムを記憶する再生用記憶器４，作成用プログラム
を記憶する作成用記憶器６，制御器から送られるデータ
を一時保管するレジスタ５、および、レジスタ５のデー
タによって再生用記憶器４の退避プログラムと作成用記
憶器６の実作業プログラムと退避プログラムを随時更新
編集するプログラム作成器７とから構成される。ロボッ
トの動作が開始される前には、再生用記憶器４および作
成用記憶器６の両方に同じ実作業用プログラムと故障時
に切り替わる待避プログラムが記録されている。

【００１４】さらに、直接記録を読み書きするＤＭＡ
（ダイレクト・メモリー・アクセス）９ｂにより、作成
用記憶器６のプログラムを、データ送信・受信装置８お
よびデ−タ通信ラインを介して、他のロボットＲ２，・
・・のコントロ−ラＲＣ２，ＲＣ３，・・・に直接転送
できるようになっている。統括コントローラ１０は、デ
−タ通信ラインを介して、複数台のロボットの動作を統
括し、各ロボットが作業すべきプログラムを選定し、そ
の実行をロボット（のコントロ−ラ）に指示して起動さ
せると共に、故障時の作業代替に関しては、故障発生を
ロボットから受信すると、代替作業を行うロボットを選
定し、このロボットに対して作業の代替を指示し、故障
発生ロボットには代替ロボットへのプログラムの転送を
指示する。図２および図３は、ロボットＲ１のロボット
コントロ−ラＲＣ１による本発明の作用および手順を示
したものであり、図２の横軸は各プログラムの作業の進
行を帯グラフで表してある。図２の（ａ）はロボット起
動前を、図２の（ｂ）はロボット起動後を示す。

【００１５】起動前において再生用記憶器４には、退避
プログラムの二つのプログラムを記憶しておく。退避プ
ログラムは、実作業プログラムと、実作業プログラムの
起動直後にロボットが故障した場合にも対応できるよう
作業開始姿勢が実作業用プログラムの作業開始姿勢に類
似の姿勢を有し、作業終了姿勢が実作業用プログラムの
作業終了姿勢に干渉しない姿勢に設定してあり、これは
代替ロボットの動作に干渉しないためのものである。な
お、退避プログラムには、故障したロボット（Ｒ１）が
残した作業を代替して行う代替ロボット（Ｒ２）が代替
作業を開始した時、故障ロボット（Ｒ１）が障害となら
ないよう退避する際、代替ロボット（Ｒ２）と協調して
退避を始める起点が判るように、実作業プログラムの終
端に相当するステップに外部より信号（協調用信号）を
受け付けるステップを入れておく。

【００１６】また、作成器７は、上記の、再生用記憶器
４にあるプログラムのうち、待避プログラムの協調信号
以降の部分を除いた退避プログラムと実作業プログラム
の二つのプログラムを作成用記憶器６に複製する。

【００１７】図３に、主にロボットコントロ−ラＲＣ１
の制御動作を示す。図３の（ａ）が正常に作業が進行し
ている場合の制御動作であり、図３の（ｂ）が、ロボッ
トＲ１に故障を生じたときの制御動作である。

【００１８】押ボタンスイッチ等の外部から起動指令が
与えられるとロボットコントロ−ラＲＣ１は起動し、再
生用記憶器４の実作業プログラムを制御器３に呼び出し
ロボットＲ１の作業を開始する（ステップＳ１，Ｓ
２）。なお、以下においては、カッコ内には「ステッ
プ」という語を省略してステップＮｏ．記号のみを記
す。作業開始後、レジスタ５には、制御器３より実行を
終えたプログラムのステップと、ロボットＲ１の姿勢デ
ータが次々に転送され、一時的記録される（Ｓ３）。

【００１９】一方、作成器７は、以下のようなプログラ
ムの変更を、ロボットＲ１がプログラム実行中に繰り返
し行う（Ｓ４〜Ｓ７）。

【００２０】まず、作成器７は、再生用記憶器４の中の
待避プログラムのロボットの作業開始姿勢を、レジスタ
５の記録データにもとずいてレジスタ５に記録されてい
る最新の実作業ロボット姿勢に更新する。

【００２１】また、作成器７は、作成用記憶器６の中の
待避プログラムの、ロボット作業終了姿勢をレジスタ５
の記録データにもとずいて、レジスタ５に記録されてい
る最新の実作業ロボット姿勢に更新する。

【００２２】また、作成器７は、作成用記憶器６の中の
実作業プログラムに対して、レジスタ５のデータに基づ
き実行済みステップまでのプログラムデータを消去し、
残ったプログラムのロボットＲ１の作業開始姿勢をレジ
スタ５からの最新ロボット姿勢データに更新する。実作
業プログラム実行中にはリアルタイムでこれら３つのプ
ログラム編集作業がくり返される。

【００２３】故障なく実作業プログラムが終了すれば、
作成用記憶器６中で作成したプログラムは実行すること
なく終わる。

【００２４】しかし、実作業プログラムの実行中にロボ
ットＲ１に故障が発生すると、当該ロボット（以下、故
障ロボット）のコントロ−ラＲＣ１は、プログラムの実
行を中断し、故障発生の出力信号を送信・受信装置８を
通じ、統括コントローラ１０に送信し、通知する。この
ときの処理を図３の（ｂ）に示す。

【００２５】統括コントローラ１０は、故障ロボットＲ
１の中断した実作業プログラムを停止し、送信・受信装
置８を通じて再生用記憶器４中の待避プログラムを、直
ちに起動させる（Ｓ１１）。

【００２６】この時故障ロボットＲ１は直前まで更新を
続けていた再生用記憶器４中の待避プログラムを実行す
るので、中断した実作業用プログラムの最終ステップが
退避プログラム開始ステップとなる。このため、故障ロ
ボットＲ１の姿勢が特異な姿勢を取ることなく、また周
辺機器との干渉なくスムーズに退避できる。統括コント
ローラ１０はさらに、故障ロボットＲ１と作業領域を共
通にする他のロボット（Ｒ２）を指定し、これに故障ロ
ボットＲ１のやり残した作業を代替させる。以下、この
代替ロボットをＲ２として説明を続ける。統括コントロ
ーラ１０は、代替ロボットＲ２の実作業プログラムの終
了を待って、ロボットコントロ−ラＲＣ１に以下の代替
プログラムの起動をさせ、そしてロボットコントロ−ラ
ＲＣ２への転送を指示する。

【００２７】ここで、代替プログラムは、故障したロボ
ットＲ１のコントロ−ラＲＣ１内で編集され、作成用記
憶器６内に記憶されていたロボットＲ１の退避プログラ
ムと実作業プログラムを併せたもの（Ｓ１７）で、故障
ロボットＲ１のコントロ−ラＲＣ１から、故障時にＤＭ
Ａ９ｂ，送信・受信装置８を通し、故障ロボットＲ１の
作業を代替すべきロボットＲ２に転送されて来る（Ｓ１
９，Ｓ２０）。図２の（ｂ）に示すように、ロボットコ
ントロ−ラＲＣ１からＲＣ２に転送される代替プログラ
ムは、故障時点までに故障ロボットＲ１が実行しなかっ
た退避プログラム（再生用退避プログラムの（Ｙ）に担
当するステップ）、すなわち故障ロボットＲ１の作業開
始姿勢から起動と供に退避を開始し、故障時点まで退避
動作を続ける作成用退避プログラムＹと、故障時点以降
に故障ロボットがやり残した実作業プログラム（再生用
実作業プログラムの（Ｘ）に担当するステップ）、すな
わち、故障時点の姿勢から開始され、実作業を終えるま
での作成用実作業プログラムＸとを、Ｙ次いでＸの順で
合成したものである。

【００２８】代替ロボットＲ２は代替プログラムのＹを
実行し、次いでＸを実行する（Ｓ２２）。代替プログラ
ムは、故障ロボットＲ１の作成用記憶器６で退避プログ
ラムの終端ステップと実作業プログラムの始端ステップ
がつながり、退避プログラムの始端ステップから実行さ
れるプログラムとなり、このプログラムに従えば、代替
ロボットＲ２は、故障ロボットＲ１の動作のうち、既に
作業を終えているステップを通過し、作業が中断された
ステップから、故障ロボットＲ１が本来行うべき作業を
相似に代替することができる。なお、プログラムの転送
経路に関しては、上述に限らず、統括コントローラ１０
が管理し、受け渡す通信経路としてもよい。

【００２９】

【発明の効果】以上述べた本発明によれば、故障したロ
ボット（Ｒ１＋ＲＣ１）自身が、自身の退避プログラム
と作業代替するロボット（Ｒ２＋ＲＣ２）の代替プログ
ラムを故障前の健全な時に作成して行くため、故障時の
代替ロボットプログラムを事前に各ロボットが重複して
準備する必要がなくなる。さらに、実作業プログラムの
どの時点で故障が発生した場合にも、対応する代替ロボ
ットのプログラムを自動作成出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明を一態様で実施するシステム構成を示
すブロック図である。

【図２】 本発明によるロボットプログラムの作成の概
念を示すブロック図であり、（ａ）はロボット起動前
を、（ｂ）はロボット起動後を示す。

【図３】 図１に示すロボットコントロ−ラＲＣ１とＲ
Ｃ２のプログラム変更の手順を示すフロ−チャ−トであ
り、（ａ）はロボットＲ１が正常なときのもの、（ｂ）
はロボットＲ１が故障した時のものである。

【図４】 従来のロボットコントロ−ラの構成の概要と
主要プログラムの項目を示すブロック図である。

【符号の説明】

Ｒ１，Ｒ２：作業ロボット ＲＣ１〜ＲＣ４：ロボットコントローラ ３：制御器 ４：再生用記
憶器 ５：レジスタ ６：作成用記
憶器 ７：作成器 ８：送信受信
装置 ９ａ，９ｂ：ＤＭＡ（ダイレクト・メモリー・アクセ
ス） １０：統括コントローラ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のロボットを、各ロボットの作動可
   能域を重複させ、一方のロボットが作動不能の時、この
   ロボットと重複する作動可能領域にある他のロボットが
   このロボットの作業を代替出来るように設置したロボッ
   ト装置の作業において、自らが記憶している実作業プロ
   グラムと故障時の待避プログラムをロボット内部で複製
   記憶し、これら複製したプログラムをロボット作業中に
   作業現位置データに基づいて更新し、このロボットが故
   障した場合、更新した複製プログラムに基づいてそのや
   り残した作業を実行する代替プログラムをロボット内部
   で作成し、このプログラムを代替するロボットへ与える
   ことを特徴とする、故障ロボットの作業代替方法。