JPH10128694A - ロボットの制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ティーチングペンダントを使用せずにロボッ
ト本体を手動操作で動かすことができるようにする。 【解決手段】 外部操作盤により、この外部操作盤を使
用してロボット本体を手動操作で動かす場合、所望の動
作モードに設定する前と設定した後の２段階で操作ミス
がないかどうかチェック（ステップＳ３とＳ６）し、操
作ミスがあったとき、モード選択外としロボット本体を
停止させる（ステップＳ９）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は専用の教示装置以外
の外部操作盤によりロボットを動作させることができる
ようにしたロボットの制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のロボットでは、手動でロボットア
ームを動作させる場合、一般には、専用の操作装置であ
るティーチングペンダントを使用して行う。しかしなが
ら、ティーチングペンダントは本来ティーチングのため
に使用される専用機器で、制御装置とはコードで結ばれ
ているため、そのコードの長さ範囲ならばどこへでも携
帯可能である。

【０００３】このため、作業者がティーチングペンダン
トを用いてロボットを手動操作で動作させながら、ロボ
ット本体に接近することがあり、ロボットの取り扱い方
を十分に理解していない作業者では安全上の問題を生ず
る。このような安全上の問題を回避するため、従来で
は、ティーチング終了後はティーチングペンダントを制
御装置から取り外したり、操作できないような位置に置
いたりするようにしていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ロボッ
トやロボットが設けられている製造設備などのメンテナ
ンスの際、或いは設備の異常発生時の後処理の際などに
は、手動操作によってロボットを動かしたいという要望
がある。ところが、安全対策上、手動操作用のティーチ
ングペンダントは普段は操作できないような場所に保管
されているため、急を要する場合に手動操作できず、通
常時の安全対策と緊急時の使用性とを両立させることが
困難である。

【０００５】本発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
で、その目的は、作業者がロボットの動作領域内に立ち
入ることを防止しながら手動操作でロボットを動かすこ
とができるロボットの制御装置を提供するにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、付属の教示装
置により教示動作するロボットの制御装置において、ロ
ボット本体を囲む安全柵外に固定された前記教示装置と
は別の外部操作盤に接続される通信手段と、前記外部操
作盤から送信された動作制御信号の監視手段とを備え、
前記監視手段によって読み込まれた前記動作制御信号を
識別し、前記外部操作盤から前記ロボット本体を手動操
作可能なモードに切り替えることを特徴とするものであ
る。

【０００７】この手段によれば、ティーチングペンダン
トによることなく、外部操作盤による手動操作でロボッ
ト本体を動かすことができる。しかも、外部操作盤は安
全柵外に固定されていて携帯できないので、作業者はロ
ボット本体に接近することなく手動操作することができ
る。この場合、前記外部操作盤はタッチパネル、オンオ
フスイッチ、パーソナルコンピュータ、或いはプログラ
マブルコントローラなどから構成できる。

【０００８】また、前記通信手段は、ＲＳ−４２２、Ｒ
Ｓ−２３２Ｃなどからなりるシリアル通信、或いはパラ
レル通信により信号を授受することができる。前記監視
手段は、タイマ割り込みにより一定時間毎に前記動作制
御信号を読み込むことが好ましい。また、前記手動操作
可能なモードでは、前記ロボット本体の各軸の寸動動
作、ロボット座標系での寸動動作、使用者側で設定した
座標系での寸動動作が可能であることが好ましい。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例を図面に
基づいて説明する。図６は工場の製造ラインに沿って並
べられた複数台、例えば２台のロボット１，２を示して
いる。このロボット１，２は、それぞれロボット本体３
と、このロボット本体３を制御する制御装置４とを備え
ている。各ロボット１，２の本体３は、例えば水平多関
節型に構成されており、それぞれ旋回可能な２本のアー
ム５，６、上下動および回転可能な手首軸７と、手首軸
７に取り付けられたハンド８とを備えている。そして、
アーム５，６の旋回動作、手首軸７の上下動作および回
転動作はそれぞれモータ９（図５に１個のみ図示）によ
り行われるようになっている。

【００１０】ロボット１，２の制御装置４は、図５に示
すように、制御部としてのマイクロコンピュータ１０、
ロボット本体３の各モータ９を駆動する駆動回路１１、
各モータ９に設けられたロータリエンコーダ１２からの
信号によってモータ９の回転位置を検出するための位置
検出回路１３などを備えている。そして、マイクロコン
ピュータ１０は、位置検出回路１３からの信号をフィー
ドバック信号として各モータ９を駆動することにより、
ロボット本体３を動作プログラムの通りに制御する。な
お、図示はしないが、各ロボット１，２の制御装置４に
はティーチング装置としてティーチングペンダントが接
続されるようになっており、ティーチングはこのティー
チングペンダントによって行われる。

【００１１】さて、ロボット１，２の制御装置４は通信
手段としてＲＳ−２３２Ｃなどの通信装置１４を備えて
おり、各制御装置４の通信装置１４は、外部専用信号発
生手段として機能するプログラマブルコントローラ（以
下、ＰＣ）１５の出力部から延長された信号線１６に直
列に接続されている。そして、ＰＣ１５の入力部には外
部操作装置１７の操作手段として機能する外部操作盤１
８が接続されている。この外部操作盤１８はロボット本
体３を囲む安全柵（図示せず）の外に固定設置されてい
る。

【００１２】上記外部操作盤１８の操作入力部はタッチ
パネル１９により構成され、このタッチパネル１９の所
望の箇所を押圧操作すると、その操作箇所に応じた操作
信号がＰＣ１５に送られるようになっている。そして、
ＰＣ１５は外部操作盤１８から送られてくる操作信号を
ロボット１，２の制御装置４に解読可能な制御動作信号
である外部専用信号に変換して該制御装置４に送信す
る。

【００１３】この場合、各ロボット１，２の制御装置４
にはそれぞれコール番号が与えられ、外部操作盤１８の
タッチパネル１９により所望のコール番号をセットする
と、その番号の制御装置４がＰＣ１５から送信されてく
る外部専用信号を受信するように構成されている。

【００１４】ＰＣ１５から送信できる外部専用信号、そ
の外部専用信号に対応する外部操作盤１８の操作入力キ
ーのうち、主要なものを次の表１に示す。

【表１】

【００１５】ここで、外部操作装置１７のＰＣ１５、外
部操作盤１８はロボット１，２のロボット本体３を手動
で動作させることができるようにするためにユーザー側
で設置するものである。この外部操作装置１７を使用し
てロボット本体３を手動操作することができる動作の主
要なものを、ティーチングペンダントにより設定可能な
主要な動作と共に図４に示す。

【００１６】図４の動作内容について、上記表１の操作
入力の内容と共に概略説明する。まず、外部操作盤１８
が有するティーチングディゼーブル・キーによって、テ
ィーチングモードとティーチング不可モードとを選択す
ることができる。外部操作盤１８のティーチングディゼ
ーブル・キーをオフ操作すると、ＰＣ１５からティーチ
ングディゼーブル信号が送信されなくなり、ティーチン
グモードが設定される。このティーチングモードは、テ
ィーチングペンダントによって教示を行う場合のモード
で、このティーチングモードに設定されると、制御装置
４は図示しないティーチングペンダントからの信号のみ
を有効化するので、ティーチングモードでは外部操作装
置１７を使用してロボット本体３を動作させることはで
きない。なお、ティーチングモードでは、ロボット本体
３の動作速度は通常よりも遅い速度になり、且つ、小さ
な衝撃が与えられてもロボット本体３の動作が停止され
るように構成されている。

【００１７】上記ティーチングモードに設定した後は、
ティーチングペンダントの操作によって手動モードと、
ティーチチェックモードとに選択設定できるようになっ
ている。手動モードに設定すると、ティーチングペンダ
ントに設けられた手動キーの操作によってアーム５，
６、手首軸７を動作させることができ、この操作によっ
てティーチングポイントを教示することができる。ティ
ーチチェックモードに設定すると、作成した動作プログ
ラムを確認することができるようになっている。

【００１８】外部操作盤１８のティーチングディゼーブ
ル・キーをオン操作すると、ＰＣ１５からティーチング
ディゼーブル信号が送信され、ティーチング不可モード
が設定される。このティーチング不可モードではロボッ
ト本体３を、ティーチングペンダントを使用して動作さ
せるモードに設定することも、外部操作装置１７を使用
して動作させるモードに設定することもできる。ティー
チングペンダントの操作によりロボット本体３を動作さ
せることができるモードは内部自動モードと称され、該
ティーチングペンダントの所定のキーを操作すると、こ
の内部自動モードが選択される。

【００１９】また、外部操作盤１８の操作によりロボッ
ト本体３を動作させることができるモードには外部自動
モードと各個モードとがある。外部自動モードに設定す
るには、外部操作盤１８の外部モード切り替え・キーを
操作して運転準備スタート・キーを操作する。なお、テ
ィーチングペンダントによる内部自動モード、外部操作
盤１８による外部自動モードのいずれも、動作プログラ
ムを自動的に実行させることができる。この場合、ロボ
ット本体３の動作速度は通常の速度と同じである。

【００２０】一方、外部操作盤１８の各個モード切り替
え・キーを操作すると各個モードが選択される。この各
個モードを選択した状態では、更に、１サイクル動作モ
ード・キーを操作することにより動作プログラムを１サ
イクル分だけ行う１サイクル動作モード、１ステップ動
作モード・キーを操作することにより動作プログラムの
各ステップのうち所望の１ステップ分だけ動作させる１
ステップ動作モード、ＴＯＯＬモード・キーを操作する
ことにより使用者側で設定したＴＯＯＬ座標系でロボッ
ト本体３を動作させるＴＯＯＬモード、Ｘ−Ｙ動作モー
ド・キーを操作することによりロボットに予め設定され
ているＸ−Ｙ座標系でアーム５，６および手首軸７を互
いに関連付けて動作させるＸ−Ｙ動作モード、各軸動作
モード・キーを操作することによりアーム５，６、手首
軸７を単独で動作させる各軸動作モードを選択できるよ
うになっている。

【００２１】そして、１ステップ動作モードでは、ステ
ップ前進・キー、ステップ後進・キーを操作すると、操
作している間だけ動作プログラムのうち選択した所望の
１ステップを前進させ、或いは、逆進させる。また、Ｔ
ＯＯＬモード、Ｘ−Ｙ動作モード、各軸動作モードで
は、ロボット本体３の各軸（＋Ｊ１〜＋Ｊ６，−Ｊ１〜
−Ｊ６）動作キーを操作すると、操作している間だけ対
応する各関節が前進、或いは後退動作（寸動動作）す
る。ちなみに、Ｘ−Ｙ動作モードでは、１軸（例えばア
ーム５）だけを動作させる操作を行っても、例えばハン
ド８に把持した部品の姿勢が変らないようにロボット本
体３の全体が関連付けられて動作するというような制御
が行われ、各軸動作モードでは、そのような関連をもっ
た動作は行わずアーム５，６、手首軸７のうち選択した
部分だけが動作する。

【００２２】上述のような各個モードでは、各軸（関
節）の動作速度を自由に設定することができるようにな
っており、外部操作盤１８の各個モード速度設定値の増
加・キー、各個モード速度設定値の減少・キーを操作す
ると、各関節の動作速度を増加方向或いは減少方向に変
化させることができる。

【００２３】なお、この実施例のロボット本体３はアー
ム５の旋回のための関節、アーム６の旋回のための関
節、手首軸７の上下のための関節、手首軸７の回転のた
めの関節の４関節からなるが、ロボットによっては６関
節の場合もあるので、外部操作装置１７では、Ｊ６まで
の６関節の動作が可能なように設定されているものであ
る。

【００２４】次に上記構成において、２台のロボット
１，２のうち、ロボット１を手動操作盤１８を使用して
手動動作させる場合の作用を、各個モードのうち各軸動
作モードによりアーム５を前進方向に動作（＋Ｊ１）さ
せる場合に適用して図１および図２に示すフローチャー
トおよび図３に示すタイムチャートを参照しながら説明
する。

【００２５】ロボット１のアーム５を前進方向に動作さ
せるためには、外部操作盤１８からロボット１の制御装
置４のコール番号を入力する。そして、外部操作盤１８
のティーチディゼーブル・キーを操作し、次に各個モー
ド切り替え・キー、モータ電源入り・キー、運転準備ス
タート・キーを操作した後、各軸モード・キーを操作
し、そして＋Ｊ１動作・キーを操作する。

【００２６】一方、２台のロボット１，２の制御装置４
は、外部操作盤１８からＰＣ１７を介して通信装置１４
に与えられるコール番号が自身のコール番号であるか否
かを判断する。今、外部操作盤１８からＰＣ１５を介し
て送信されたコール番号がロボット１の制御装置４のも
のであったとする。すると、ロボット１の制御装置４
は、タイマ割り込みにより一定時間例えば８ミリ秒毎に
実行される図２の外部専用信号監視ルーチンのフローチ
ャートに示すようなステップを実行する（読取り手
段）。

【００２７】ここで、図３のタイムチャートに示すよう
に、運転準備スタート・キーを操作するまでに、ティー
チディゼーブル・キーを操作し、次に各個モード切り替
え・キー、モータ電源入り・キーを操作することが各個
モードに設定する場合の正規の操作である。

【００２８】そのため、外部操作装置１７から運転準備
スタート信号が入力されると、制御装置４はステップＳ
２で「ＹＥＳ」と判断し、ステップＳ３に移行してティ
ーチディゼーブル信号および各個モード切り替え信号が
既に入力されているか否かを判断する（判断手段）。

【００２９】外部操作盤１８によってロボット本体３を
手動操作するには、ティーチディゼーブル信号および各
個モード切り替え信号が制御装置４に入力されてティー
チングが禁止された状態になっていなければならないの
で、ティーチングディゼーブル信号および各個モード切
り替え信号が入力されていた場合には、制御装置４は手
動操作のための条件が充足されているとしてステップＳ
３で「ＹＥＳ」と判断する。

【００３０】ティーチングディゼーブル信号および各個
モード切り替え信号が入力されていない場合には、制御
装置４は手動操作のための条件が充足されていないとし
てステップＳ３で「ＮＯ」と判断し、ステップＳ８のエ
ラー処理を行い、そのエラー内容を外部操作盤１８のタ
ッチパネル１９に表示し、待機状態となる。

【００３１】制御装置４は、ステップＳ３で「ＹＥＳ」
と判断した場合、ロボットのモードを各個モードに切り
替え、図１に示すメインルーチンにおいて設定された動
作モードを実行するための処理に入り、ステップＳＡ〜
ＳＤを繰り返し実行する。

【００３２】運転準備スタート・キーの操作後は各軸動
作モード・キーと、動かしたい軸に対応する動作・キ
ー、この場合、＋Ｊ１動作・キーが操作されるので、こ
の専用信号監視ルーチンでは、ＰＣ１５からは、各軸動
作モード信号が入力され、この後、＋Ｊ１動作信号が入
力される。そこで、制御装置４は、ステップＳ１で外部
操作装置１７から入力される信号を読み込んでその種類
を判断し（読み取り手段）、ステップＳ５で各個モード
であることを判断（「ＹＥＳ」）した後、ステップＳ６
で外部専用信号により指示された動作を実行するための
条件が整っているか否かを判断する（判断手段）。

【００３３】指示動作を実行する条件が整っている場合
には、制御装置４はステップＳ６で「ＹＥＳ」と判断
し、次のステップＳ７に移行し読み取った外部専用信号
の種類を示す動作フラグをセットし、リターンとなって
図１に示すメインルーチンに戻る。これに対し、例え
ば、Ｘ−Ｙ動作モード・キーを操作した後、各軸動作モ
ード・キーを操作する等、互いに同時実行できないモー
ドのキーを操作したりした場合には、制御装置４は、指
示された動作モードの実行条件が整っていないとして、
ステップＳ６で「ＮＯ」と判断し、その後、ステップＳ
９に移行しロボット本体３の動作を停止させる（停止手
段）と共に、外部操作盤１８のタッチパネル１９にエラ
ー内容を表示し、次のステップＳ１０でエラーフラグを
セットして図１に示すメインルーチンに戻る。

【００３４】図２の外部専用信号監視ルーチンからメイ
ンルーチンに戻ると、制御装置４は、まず、ステップＳ
Ａを実行する。このステップＳＡでは、制御装置４はエ
ラーフラグが有るか否かを判断する。エラーフラグがな
ければ、制御装置４はステップＳＡで「ＮＯ」と判断
し、次のステップＳＢで外部専用信号により指示された
動作モード、この場合には各個モードに設定し、ステッ
プＳＣで動作フラグに基づいて動作の内容を判断して各
軸の動作を行う。なお、この各個モードの設定時には、
併せてモータ９の電源が入り、モータ９に通電可能な状
態になる。

【００３５】さて、今、動作フラグは各軸動作モードを
示すフラグと＋Ｊ１を示すフラグがセットされていると
すると、制御装置４はステップＳＤで各軸動作モードで
アーム５を前進方向に動作させる。その後、制御装置４
はステップＳＡに戻り、以後、ステップＳＡ〜ＳＤを繰
り返し実行する状態となる。

【００３６】ここで、＋Ｊ１〜＋Ｊ６の各動作キー、−
Ｊ１〜−Ｊ６の各動作キーを操作すると、その操作して
いる間だけ各関節が動作する。このため、それら動作キ
ーを少しずつ操作して各関節を少しずつ動すという寸動
動作を行わしめることができ、目的とする位置に移動さ
せる場合などに便利である。

【００３７】一方、外部信号監視ルーチンでエラーフラ
グがセットされると、制御装置４はメインルーチンのス
テップＳＡで「ＹＥＳ」と判断し、ステップＳＥのモー
ド選択外のエラー状態となる。

【００３８】このように本実施例によれば、ティーチン
グペンダントを用いることなく、外部操作盤１８を使用
した手動操作によってロボット本体３を動かすことがで
きる。この場合、外部操作盤１８は図示しない安全柵の
外側に固定されていて携帯不能であるから、その外部操
作盤１８による手動操作時に作業者がロボット本体３に
接近するという危険性をなくすことができる。

【００３９】また、外部操作盤１８を使用した手動操作
によってロボット本体３を動作させる場合、ティーチデ
ィゼーブル信号および各個モード切り替え信号がオンさ
れていない場合には、エラー状態となって外部操作装置
１７による手動操作ができず、また、指示された動作モ
ードを実行する状態に入った後も、所望の動作を行わせ
る状態になっている場合には、エラー状態となってロボ
ット本体３を動作させることができなくなるので、二重
にチェックでき、高い安全性の下での手動操作が可能に
なる。

【００４０】そして、このように２段階でエラーがない
ことを確認し、その後、初めて外部操作装置１７による
手動操作が可能になるように構成したので、ＰＣ１５の
シーケンス回路を構成する際の回路間違いや、作業者の
操作ミスを効果的に防止できるものである。

【００４１】なお、本発明は上記し且つ図面に示す実施
例に限定されるものではなく、次のような拡張或いは変
更が可能である。各ロボット１，２の制御装置４は、Ｐ
Ｃ１５に並列に接続するようにしても良い。外部操作盤
１８としては、複数のオンオフスイッチを備えた操作盤
から構成しても良い。また、外部操作盤をパーソナルコ
ンピュータ、プログラマブルシーケンスから構成しても
良く、この場合には操作内容を制御装置４に入力するた
めの信号に変換する制御部を別に設けなくとも良い。

【００４２】通信手段としては、ＲＳ−２３２Ｃの他、
ＲＳ−４２２などでも良く、通信方式もシリアル通信、
パラレル通信のいずれでも良い。シリアル通信の場合に
は通信線の本数を少なくすることができ、パラレル通信
の場合には通信に要する時間を短縮できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における制御内容を示すフロ
ーチャート

【図２】割り込みルーチンのフローチャート

【図３】タイムチャート

【図４】動作モードの類別図

【図５】ロボットの制御構成を示すブロック図

【図６】ロボットの斜視図

【符号の説明】

図中、１，２はロボット、３はロボット本体、４は制御
装置、１４は通信装置（通信手段）、１５はＰＣ、１８
は外部操作盤、１９はタッチパネルである。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 付属の教示装置により教示動作するロボ
   ットの制御装置において、 ロボット本体を囲む安全柵外に固定された前記教示装置
   とは別の外部操作盤に接続される通信手段と、 前記外部操作盤から送信された動作制御信号の監視手段
   とを備え、 前記監視手段によって読み込まれた前記動作制御信号を
   識別し、前記外部操作盤から前記ロボット本体を手動操
   作可能なモードに切り替えることを特徴とするロボット
   の制御装置。
2. 【請求項２】 前記外部操作盤はタッチパネル、オンオ
   フスイッチ、パーソナルコンピュータ、或いはプログラ
   マブルコントローラなどであることを特徴とする請求項
   １記載のロボットの制御装置。
3. 【請求項３】 前記通信手段は、ＲＳ−４２２、ＲＳ−
   ２３２Ｃなどからなるシリアル通信、或いはパラレル通
   信により信号を授受することを特徴とする請求項１記載
   のロボットの制御装置。
4. 【請求項４】 前記監視手段は、タイマ割り込みにより
   一定時間毎に前記動作制御信号を読み込むことを特徴と
   する請求項１記載のロボットの制御装置。
5. 【請求項５】 前記手動操作可能なモードでは、前記ロ
   ボット本体の各軸の寸動動作、ロボット座標系での寸動
   動作、使用者側で設定した座標系での寸動動作が可能で
   あることを特徴とする請求項１記載のロボットの制御装
   置。