JPH1148179A - ロボットの作業線追跡制御方法 - Google Patents

ロボットの作業線追跡制御方法

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JPH1148179A
JPH1148179A JP10159659A JP15965998A JPH1148179A JP H1148179 A JPH1148179 A JP H1148179A JP 10159659 A JP10159659 A JP 10159659A JP 15965998 A JP15965998 A JP 15965998A JP H1148179 A JPH1148179 A JP H1148179A
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庸俊 洪
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ロボットの作業線追跡制御方法を提供する。 【解決手段】 作業対象物の移送方向及び移送速度を含
む情報を記憶せしめる段階(１０８)と、初期固定位置Ａ
と作業器との直線距離を算定する段階(１１０)と、作業
器の移動のための所要時間を算定する段階(１１１)と、
作業対象物の移動距離を算定する段階(１１２)と、第１
の位置Ｂ及び第２の位置Ｃを選定し(１１３)、座標デー
タに変換せしめる段階(１１４)と、作業器を第１の位置
Ｂに到達せしめる段階(１１６)と、作業器を第１の位置
Ｂから第２の位置Ｃに移動せしめ(２０３)ながら、作業
対象物に目的の作業を行なわせる段階とを含むロボット
の作業線追跡制御方法によって制御する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はロボットの作業線追
跡制御方法に係り、詳細には一定の速度で移動中の作業
対象物を産業用ロボットの作業器が追跡しながら、目的
とする作業を行なわせるためのロボットの作業線追跡制
御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】産業用ロボットなどの自動化機器は、多
数の胴体及び作業器（ｗｏｒｋｉｎｇｔｏｏｌ）が独自
に移動及び回転自在に組み合せられている。生産ライン
に導入される自動化システムには、前記ロボットの他に
周辺機器、例えば、ロボットが搭載される移送トラッ
ク、コンベアベルトに沿って移送される作業対象物が設
定された位置に到達したかを識別するための識別装置及
び前記ロボットを制御するロボット制御器などが具備さ
れる。
【０００３】ロボットに取り付けられた作業器が作業対
象物の移動を追跡しながら適切な作業を行なうよう作業
器の移動経路を制御するための通常の方法は、記憶され
た軌跡に沿って作業器を移動せしめ、リアルタイムで検
出された作業対象物の位置データを利用して、作業器の
軌道を修正することである。すなわち、作業対象物の移
動軌跡に対応して単位時間ごとに作業器が追跡すべき軌
跡データが記憶された記憶装置のテーブルを参照して作
業器を駆動せしめつつ、リアルタイムで検出される作業
対象物の位置データを利用し、作業器の追跡軌道を修正
していくことのできる演算処理方法が作業対象物に対す
る軌跡追跡制御に採用されていた。そして、このような
軌跡追跡制御方法は、軌道修正をリアルタイムで行なう
ためには高速で大容量の演算データを処理できる大容量
の演算器が必要になる。しかし、作業器が作業対象物に
行なう作業内容が単純で、且つ許容する追跡軌道の範囲
が広いがために、設定された追跡軌道からの離脱に大い
に影響されない場合の作業に対しては、このような従来
の方法が適用された自動化システムは過剰設備になり、
実際的に適用し難い。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は前記し
た事情に鑑みて成されたものであり、単純な作業内容に
即するように移動する作業対象物の軌跡を追跡する作業
が容易に制御できるロボットの作業線追跡制御方法を提
供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明によるロボットの作業線追跡制御方法は、移送
器に載せられ移送中の作業対象物の移送方向及び移送速
度を含むデータ情報を記憶せしめる段階と、前記移送器
の移送経路上に設定される初期固定位置とロボットの作
業器の位置との直線距離を算定する段階と、前記作業器
が前記直線距離を所定の速度で移動するに所要される時
間を算定する段階と、前記所要時間の間に、前記作業対
象物が移動する移動距離を算定する段階と、前記初期固
定位置から算定される前記移動距離に該当する前記移送
経路上の第１の位置及び前記第１の位置から前記移送経
路に沿って所定距離前方に位置づけられる第２の位置を
選定し、前記第１の位置及び第２の位置を前記作業器が
移動すべき座標データに変換せしめる段階と、移送中の
前記作業対象物が前記初期固定位置に到達すると、変換
された前記座標データにより前記作業器を前記第１の位
置に到達せしめる段階と、前記作業器を前記第１の位置
から前記第２の位置に向かって移動せしめながら、前記
作業器で前記作業対象物に対し目的とする作業を行なわ
せる段階とを含む。
【０００６】好ましくは、前記作業対象物が前記初期固
定位置に到達したかを識別した上、これに対応する信号
を出力する第１のセンサーが設けられ、前記第１のセン
サーの出力信号に基づいて、前記作業器の前記第１の位
置への移動のための駆動を同期せしめる。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、添付の図面に基づいて本発
明の好適な実施例につき説明する。図１を参照すれば、
本発明によるロボットの作業線追跡制御方法が適用され
る生産システムは、ロボット１０、作業対象物５０を移
送せしめる移送器のコンベアベルト２０、作業対象物５
０の進入を識別できるように相互離れて配置される光源
３０と光検出器３１とを備えた第１のセンサー、ロボッ
ト１０の作動を制御するロボット制御器４０を有する。
【０００８】ロボット１０は、多数の関節により独立的
に回動可能なアーム１１、１２、１３を有する。ロボッ
ト１０上側のアーム１３の先端に作業器１５が取り付け
られている。作業器１５は、作業対象物５０を把持でき
るようアーム１３に回転自在に設けられた支持板１６
と、前記支持板１６からの直線摺動によりその間隔を狭
めうるように設けられた二枚のグリップ板（ｇｒｉｐ
ｐｌａｔｅ）１７、１８を有するグリッパ（ｇｒｉｐｐ
ｅｒ）である。対向して設けられる前記グリップ板１
７、１８それぞれに光源３３と光検出器３４とが設けら
れている。前記光源３３と光検出器３４は、その中に作
業対象物５０があるかどうかを識別するための第２のセ
ンサーである。
【０００９】示す例におけるロボット１０は、コンベア
ベルト２０に沿って移送される作業対象物５０を追跡し
ながら、そのアーム１３に取り付けられた作業器１５に
より作業対象物５０を把持して、所定の位置に移し替え
る作業を行なう。この時、作業器１５の追跡経路制御は
ロボット１０の各アーム１１、１２、１３の駆動と、必
要に応じてはロボット１０が搭載される移送トラック６
０の制御まで含む。
【００１０】図２を参照すれば、ロボット制御器４０は
ロボット駆動部４３と、位置制御部４２及びメーン制御
部４１を有する。ロボット駆動部４３はロボット１０を
駆動する。位置制御部４２は前記ロボット駆動部４３を
成すモータなど駆動器の位置制御を司る。メーン制御器
４１はロボットシステムの作動全般を制御するものであ
り、ロボット１０の作動システム（ＯＳ；ｏｐｅｒａｔ
ｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ）が記憶されているＲＯＭと、Ｒ
ＡＭ及び中央処理装置ＣＰＵを有する。メーン制御器４
１は、外部装置４５、例えば、第１及び第２のセンサー
とインタフェースしながら、ロボット作動プログラムを
実行する。
【００１１】以下、ロボットの作業線追跡制御方法につ
き図１乃至図４を参照して説明する。システム初期化段
階（１００段階）の後、１０１段階においてはプログラ
ムへの実行コマンドが入力されたかどうかを判断する。
もし、プログラム実行コマンドがなければ、他の機能が
実行される（１０２段階）。プログラム実行コマンドが
ある場合には、そのプログラム実行コマンドが作業対象
物５０を持ち上げよとの作業コマンドであるかを判断す
る（１０３段階）。
【００１２】前記プログラム実行コマンドが作業コマン
ドでなく、作業制御に必要な情報の入力である場合は、
作業対象物５０の移送方向Ｘ及び移送速度Ｖなど必要情
報を入力する（１０８段階）。そうでなければ、別のプ
ログラムコードが行われる（１０５段階）。もし、１０
３段階において作業対象物５０を持ち上げよとの作業コ
マンドである場合には、まず、コンベアベルト２０に対
し既に設定された初期固定位置Ａと作業器１５の現位置
Ｐとの直線距離Ｌ（図３参照）を算定する（１１０段
階）。
【００１３】そして、前記作業器１５が前記直線距離Ｌ
を所定の速度で移動するに所要される時間Ｔを算定する
（１１１段階）。ここで、所要時間Ｔは作業器１５の可
能な移送速度の範囲内で中間程度に該当する移送速度と
して計算される。次に、算定された所要時間Ｔの間に作
業対象物５０の移動する距離の移動距離Ｄ＝Ｖ×Ｔを算
定する（１１２段階）。ここで、Ｖは作業対象物５０の
移動速度であり、コンベアベルト２０の移送速度と同様
である。
【００１４】次は、設定された初期固定位置Ａを原点に
して前記コンベアベルト２０の進行方向（Ｘ方向）に従
って前記移動距離Ｄに該当する第１の位置Ｂと、第１の
位置Ｂからコンベアベルト２０の進行方向（Ｘ方向）に
従って所定距離前方に位置づけられた第２の位置Ｃ及び
作業器１５が作業対象物５０を把持し、所定高さまで持
ち上げるべき目標位置の第３の位置Ｆを選定する（１１
３段階）。続いて、選定された第１の位置Ｂ、第２の位
置Ｃ、第３の位置Ｆを作業器１５が順次到達、移動すべ
き移動目標座標データに変換せしめる（１１４段階）。
この時、座標変換は、固定座標系における前記第１の位
置、第２の位置、第３の位置に対する座標値をロボット
１０の一点を基準にして設定されたロボット座標系の座
標値に変換する座標変換マトリックスにより行われる。
【００１５】１１５段階においては、作業対象物５０が
初期固定位置Ａに到達したかを判断する。ここで、作業
対象物５０の初期固定位置到達への識別は第１のセンサ
ーから出力される信号、すなわち、光検出器３１から出
力される信号の変化を通して行われる。換言すると、移
動中の作業対象物５０により光源３０から光検出器３１
に向かう光経路が遮断される瞬間、光検出器３１は光遮
へい干渉に対応した電気的信号を出力する。前記光検出
器３１から光遮へい干渉に対応して出力される電気的信
号が、作業器１５を第１の位置Ｂに移動するためのロボ
ット１０の駆動開始のための同期信号として使用され
る。従って、光検出器３１から出力される信号により作
業対象物５０が初期固定位置Ａに到達したと判断されれ
ば、変換入力された座標データにより作業器１５を前記
第１の位置Ｂまで移動せしめるためにロボット１０が駆
動される（１１６段階）。作業対象物５０が初期固定位
置Ａに到達した時点を基準にしてＴ時間内に作業器１５
が前記第１の位置Ｂに到達できるようにロボット１０が
駆動される。
【００１６】段階２００においては、作業器１５が第１
の位置Ｂから前記第２の位置Ｃに向かってコンベアベル
ト２０と平行に移動しながら目的とする作業、すなわ
ち、作業対象物５０を持ち上げて所定の位置Ｆに移し替
える作業を行わせる。前記２００段階を細分すれば、ま
ず２０１段階において作業器１５が第１の位置Ｂに到達
すると、作業対象物５０が作業器１５の作業可能領域内
にあるかを判断する。すなわち、作業器１５に設けられ
る光源３３から射出される光が受光できるように配置さ
れた光検出器３４の出力信号から、作業対象物５０が前
記光源３３と光検出器３４との間の光経路を遮断するか
を判断する。
【００１７】前記判断段階の２０１段階において作業対
象物５０が作業可能領域内にあれば、作業対象物５０を
持ち上げるように作業器１５を作動せしめる（２０２段
階）。２０２段階以降は、設定された次の位置Ｆに前記
作業器１５を把持して移動せしめる段階（３００段階）
に続く。一方、２０１段階において作業対象物５０が作
業可能領域内にいないと判断されれば、作業器が第２の
位置Ｃに到達するまで、コンベアベルト２０に沿って一
定距離作業器を移送せしめ（２０３段階）、第２の位置
Ｃに到達したかを判断する過程（２０４段階）を繰り返
す。
【００１８】このような繰返し過程の最中に作業器１５
が第２の位置Ｃに到達したなら、作業が行われていない
と判断処理し、設定された次の位置Ｆに作業器１５を把
持して移動せしめる（３００段階）。作業器１５が第１
の位置Ｂに到達した時点からカウントした時間が、第１
の位置Ｂから第２の位置Ｃまで作業器１５が定まった移
動速度で移動するに所要される時間と同様になると、作
業器１５が第２の位置Ｃに到達したと判断せしめ得る。
【００１９】
【発明の効果】以上述したように、本発明に係るロボッ
トの作業線追跡制御方法によると、移動する作業対象物
の軌跡追跡及び適切な作業遂行を容易に制御できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるロボットの作業線追跡制御方法が
適用される生産システムを概略的に示す斜視図である。
【図２】図１のロボット制御器を示すブロック図であ
る。
【図３】図１のロボットの作業器の移動経路を示す図面
である。
【図４】本発明による一実施例のロボットの作業線追跡
制御過程を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１０ ロボット １５ 作業器（グリッパ） １７，１８ グリップ板 ２０ コンベアベルト（移送器） ３０ 光源（第１のセンサー） ３１ 光検出器（第１のセンサー） ３３ 光源（第２のセンサー） ３４ 光検出器（第２のセンサー） ４０ ロボット制御器 ５０ 作業対象物 ６０ 移送トラック Ａ 初期固定位置 Ｂ 第１の位置 Ｃ 第２の位置 Ｆ 第３の位置

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 （Ｓ１）移送器に載せられ移送中の作業
    対象物の移送方向及び移送速度を含むデータ情報を記憶
    せしめる段階と、 （Ｓ２）前記移送器の移送経路上に設定される初期固定
    位置とロボットの作業器の位置との直線距離を算定する
    段階と、 （Ｓ３）前記作業器が前記直線距離を所定の速度で移動
    するに所要される時間を算定する段階と、 （Ｓ４）前記Ｓ３段階において算定された前記所要時間
    の間に、前記作業対象物が移動する移動距離を算定する
    段階と、 （Ｓ５）前記初期固定位置から算定される前記移動距離
    に該当する前記移送経路上の第１の位置及び前記第１の
    位置から前記移送経路に沿って所定距離前方に位置づけ
    られる第２の位置を選定し、前記第１の位置及び第２の
    位置を前記作業器が移動すべき座標データに変換せしめ
    る段階と、 （Ｓ６）移送中の前記作業対象物が前記初期固定位置に
    到達すると、変換された前記座標データにより前記作業
    器を前記第１の位置に到達せしめる段階と、 （Ｓ７）前記作業器を前記第１の位置から前記第２の位
    置に向かって移動せしめながら、前記作業器で前記作業
    対象物に対し目的とする作業を行なわせる段階とを含む
    ことを特徴とするロボットの作業線追跡制御方法。
  2. 【請求項２】 前記作業対象物が前記初期固定位置に到
    達したかを識別した上、これに対応する信号を出力する
    第１のセンサーが設けられ、前記第１のセンサーの出力
    信号に基づいて、前記作業器の前記第１の位置への移動
    のための駆動を同期せしめることを特徴とする請求項１
    記載のロボットの作業線追跡制御方法。
  3. 【請求項３】 前記Ｓ７段階は、 前記作業器が前記第１の位置に到達してからは、前記作
    業対象物が前記作業器の作業可能領域内にあるかを判断
    する段階と、 前記判断段階において前記作業対象物が作業可能領域内
    にある時、前記作業器に所定の作業を行なわせた後に、
    設定された次の位置に前記作業器を移動せしめる段階
    と、 前記作業器が前記第２の位置に到達するまで前記作業対
    象物が作業可能領域内にないと判断されれば、前記第２
    の位置から設定された次の位置に前記作業器を移動せし
    める段階とを含むことを特徴とする請求項１記載のロボ
    ットの作業線追跡制御方法。
  4. 【請求項４】 前記作業器は、前記作業対象物を把持し
    て所定の位置に移送せしめるグリッパであることを特徴
    とする請求項３記載のロボットの作業線追跡制御方法。
  5. 【請求項５】 前記作業対象物が作業可能領域内にある
    かを識別した上、これに対応する信号を出力する第２の
    センサーが前記グリッパ上に設けられ、前記第２のセン
    サーの出力信号に基づいて、前記グリッパを作動せしめ
    ることを特徴とする請求項４記載のロボットの作業線追
    跡制御方法。
JP10159659A 1997-06-19 1998-06-08 ロボットの作業線追跡制御方法 Pending JPH1148179A (ja)

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