JPS5914006A

JPS5914006A - 工業用ロボツト

Info

Publication number: JPS5914006A
Application number: JP58115740A
Authority: JP
Inventors: ホ−カン・ブラントマルク; ヨハン・エネルフエルト
Original assignee: ASEA AB
Current assignee: ABB Norden Holding AB
Priority date: 1982-06-29
Filing date: 1983-06-27
Publication date: 1984-01-24
Also published as: SE8204000D0; US4553077A; DE3322221A1; DE3322221C2; SE452719B; SE8204000L

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】この発明は、一方においては多数のプログラミングされ
た位置へのロボットの位置決め、他方においてはこれら
の位置内における又はこれらの位置におけるプログラミ
ングされた動作の実施を制御するようにされた制御装置
を備え、この制御装置は、プログラミング中におけるロ
ボットの制御用および前記動作についての情報インプッ
ト用の制御要素と、プログラミング中に供給された情報
の蓄積用の記憶装置と、記憶装置に蓄積された情報によ
って自動運転中にロボットを制御する要素とを備えた工
業用口がットに関する。

特定の四ボット応用において、口′Ｉ］？ットは、多数
の点のうちの各点において特定の作業動作を行なうこと
ができる。例えば、点溶接用に使用されるロボットがこ
れに相当する。その場合、ロボットハンドは点溶接ガン
を保持し、溶接工程は溶接ガンに接続されたいわゆる溶
接制御装置によって制御される。この装置は多数のイン
プットを備え、これらのインプットに適切な信号を供給
することによって所望の溶接パラメータが整えられる。

そのような溶接パラメータの例は、例えば電流の大きさ
および溶接時間である。この種のロボットのプログラミ
ング中に、ロボットは所望溶接点のそれぞれの点に位置
決めされる。その後、プログラム制御の実施中に溶接点
から溶接点へ口がットを動かす一連の位置決め指令が、
ロボットのプログラム記憶装置に蓄積される。さらに、
プログラム記憶装置における各点の指令には、溶接が行
なえることを知らせ所望の溶接パラメータを決める情報
が蓄積されていることが必要である。ロボットの作業ザ
イクルは、しばしば多数の溶接点を含み、通常、同じ溶
接パラメータがこれらの一連の点に有効である。従って
、溶接パラメータを決める指令部分は、例えば制御装置
の押し釦によって各溶接点にプログラミングされなけれ
ばならない。この目的のため、各溶接点において押し釦
等の比較的多数の抑圧操作が必要となり、従ってプログ
ラミング作業に時間がか〜る。

勿論、上述の問題は、点溶接ロボットだけに限らず、制
御信号の同様なシーケンスまたは組合せがロボットの各
作業サイクルに対して多数回プログラミングされる必要
のあるロボットのプログラミング中に一般的に生じる。

ロボットのプログラミングおよび再度のプログラミング
をできる限り簡単かつ迅速に行なうことができるように
することによって、ロボットの融通性を最大限に利用す
ることができることは経済的および実際的に極めて重要
である。

本発明の目的は、互に等しい作業動作のシーケンスを含
む作業サイクルを簡単かつ迅速にプログラミングするこ
とができる上述の種類の工業用ロボットを提供するＫあ
る。

本発明による工業用ロボットの特徴は、添付の特許請求
の範囲から了解されよう。

次に、第１図乃至第６図を参照して本発明を一層詳細に
説明する。

第１図は一例としてロボット人間形式の工業用ロボット
（ＲＢ　）を示している。このロボットは固定されるか
又は回転自在な基板１をもち、それに下部の腕２が水平
軸のまわりに回転自在に設けられている。上部の腕３は
、腕２の上部を貫通して伸びた水平軸のまわりに回転可
能である。腕３の外側の部分にいわゆる口がットハンド
が取り付けられており、この口ざットノ・ンドは腕３に
関して１度またはそれ以上の自由度で制御可能である。

このロボットハンドは点溶接ガン（ＷＴ）を保持してい
る。溶接制御ユニット（ＷＣ）は点溶接ガン（ＷＴ　）
　Ｋ接続され溶接工程を制御する。溶接監視装置は多数
のディジタルインプットＥ、Ｆ。

Ｇ、Ｈな備えている。これらのインプットには、溶接パ
ラメータを決定する信号が、ロボット（ＲＢ　）の制御
装置（ａＳ　）から供給される。溶接制御ユニツ）　（
ＷＣ）は、溶接工程すなわち信号Ｅ−Ｈによって定めら
れたパラメータによる機械的溶接力、溶接電流等の入り
、切りを制御する。

ロボツ）　（ＲＢ　）の制御装置（ａＳ　）から溶接制
御ユニツ）　（ＷＣ’　）に伝達された信号は、溶接作
業を開始させる情報も含んでいる。この作業が完成され
た時に、溶接制御ユニツ）　（ＷＣ）は、口４ぐツ）　
（ＲＢ　）の制御装置（ａＳ　）に指示信号（Ｉ）を供
給する。

制御装置（ＣＳ　）は、例えば制御装置（ＣＳ　）の作
業を制御するマイクロプロセッサを含む中央ユニツ）　
ＣＣＵ　）を備えている。中央ユニツ）（Ｃ’Ｕ）はロ
ボツ）　（ＲＢ　’）のサーボ装置（ＳＳ　）に制御信
号（Ｃ’）を供給し、この装置（８８）は、とりわけ、
ロボット（ＲＢ　）の異なる軸における動きを制御する
駆動モータの駆動要素を備えている。ロボツ）　（ＲＢ
　）　Ｋ取り付けられた変換器から、サーボ装置（ＳＳ
　）を経由してフィードバック信号（Ｄ）が得られ、こ
の信号（Ｄ）は各瞬時においてロボット（ＲＢ　）の位
置を指示する。操作ユニット（ＯＰ）は、プログラム作
業中にロボット（ＲＢ　）の位置または速度を制御する
制御要素（図に示されてい１よい）、およびロボットプ
ログラムに所望の指令を供給する制御要素を含んでいる
。

口がツ）　（ＲＢ　）の動きおよび位置を制御するため
、６度の自由度をもつ操縦枠を使用するのが好ましい。

その他の指令を供給するため、押し釦の組合せを設ける
ことができる。操作ユニット（ＯＰ）から中央ユニット
（ＣＵ）への信号は、図において（Ｎ）で示されている
。制御装置（ａＳ）は、さらにプログラム記憶装置（Ｐ
Ｍ　）を備え、この中に一方ではメインプログラム（Ｍ
Ｐ　）　、他方では多数のサブプログラム（ＳＰｘ　、
　８Ｐｙ　、　８Ｐｚ　）を蓄積することができる。記
憶装置（ＰＭ　）に蓄積される情報および出力を制御す
る信号は、図において（Ｊ）で示された信号によって中
央ユニツ）　（ＣＵ　）から記憶装置（ＰＭ　）に送ら
れる。信号（Ｋ）は記憶装置（ＰＭ　）から読み取られ
た情報を示している。さらに、制御装置（ａＳ　）は緩
衝記憶装置（ＢＭ　）を備え、この装置に情報が信号（
Ｌ）によって入力され、この装置から情報が信号（Ｍ）
によって読み取られる。

各サブプログラム（ＳＰｘ　−ＳＰＹ　）　（この数は
まちまちであるが）には、溶接パラメータの特定の組合
せが蓄積されている。特定のサブプログラムを取り出す
時、信号Ｅ−Ｈは、サブプログラムの中に蓄積された溶
接パラメータを定める等級を備えている。サブプログラ
ムの蓄積は、ロボット供給者または使用者によって予め
つくられている。

各サブプログラムはサブプログラムを見分ける番号など
を備えている。

本発明によれば、操作ユニット（ＯＰ　）は制御要素（
Ｐ）例えば押し釦を備えている。これは、ロボットの溶
接プログラムのプログラミング中に使用されるようにさ
れており、この動作は次に一層詳しく説明する。押し釦
（Ｐ）は、例えば“スタート”または“プロセス″など
の定められた標示または標題によって示された一定の作
用をもっている。別の措置として、押し釦Ｐは、他の操
作要素によって特定の作用を行わせることが可能ないわ
ゆる多機能押し釦とすることができる。その場合、押し
釦は、例えば、平易なことば又は適切な略語によって押
し釦の電流作用を指示するアルファ番号（ａｌｆａｎｕ
ｍｅｒｉｃａｌ　）表示の形式による適当な指示要素を
備えることが好ましい。

口がットのプログラミング中における制御装置（ａＳ　
）の操作形態を第２図を診照して説明する。

先ず、ロボットは所望の溶接点に位置決めされる。

位置決めとは、点溶接ガンの作業点が所望の位置をとる
ようにされ、ロボットハンドおよび点溶接ガンが所望の
場所に向けられることを意味している。位置決めが終了
した時、押ｌ−釦（Ｐ）が押され、前記押し釦（Ｐ）は
“溶接″の標示をもつようにされる。その場合、中央ユ
ニツ）　（（：’Ｕ　）への信号（Ｎ）Ｋよりプログラ
ム記憶装置（ＰＭ　）の前の指令が終了したと看做され
、プログラム記憶装置（ＰＭ　）への次の指令の供給が
始められる。

この指令において、ロボットの異なる軸変換器（５ｈａ
ｆｔ　ｔｒａｎｓｄｕｃｅ、ｒ　）から得られ信号（Ｄ
）によって中央ユニット（ＣＵ　）に伝達されたロボッ
トの位置が先ず読み取られる。緩衝記憶装置（ＢＭ　）
にはサブプログラム番号が蓄積されており、このザブプ
ログラム番号はこの緩衝記憶装置（ＢＭ　）から引き出
され、プログラム記憶装置（ＰＭ　）の電流指令に蓄積
されている。いま、ロボット操作装置は、もし希望する
ならば、新しいサブプログラムを選択することができる
。これは、例えば、新ｔ７いザブプログラムを定める２
値組合せをディジタルキーセットに記録することによっ
て極めて簡単に行なうことができる。いま、中央ユニツ
）　（ＣＵ　）は新しいサブプログラム番号が供給され
たか否かを感知する。供給された場合は、この番号はプ
ログラム記憶装置（ＰＭ　）および緩衝記憶装置（ＢＭ
　）の電流指令に蓄積される。その後、中央ユニット（
ＣＵ）は系統図の次の点に続行する（新しいサブプログ
ラム番号が操作装置によって供給されない場合には、中
央ユニット（ＣＵ　）は次の点に直接進行する）。いま
、中央ユニッ）　（ＣＵ　）は、新しい指令が操作押し
釦（Ｐ）によって制御ユニツｌ−（ＷＣ’　）に指令さ
れたか否かを感知する。指令されない限りは、制御装置
（ａＳ　）は系統図に示されたループにおいて遊び位置
（１ｄｌｅ　ｐｏｓｉｔｉｏｎ　）をとる。新しい溶接
点をプログラムにプログラミングするため、ロボットは
この点に動かされて押し釦“溶接″が押され、これによ
って制御装置（ａＳ　）は、第２図に示された上述の一
連の動作を繰返す。

これは、同じ溶接パラメータをもった一連の溶接点が、
各点にロボットを制御し各点において押し釦“溶接′”
を押すことによって最も簡単にプログラミングされるこ
とを意味している。たｙ最初１の溶接点だけにおいて、および溶接パラメータを取り替
える場合には、サブプログラム番号が蓄積されている必
要がある。このようにしてプログラミングが、従来の制
御装置よりも著しく迅速に行なわれる。

第３図は、自動運転中、すなわちロボットに蓄積された
プログラムを実施する場合の、制御装置の動作を概略的
に示している。メインプログラムを完成する間、位置決
め指令に加えて“溶接′″指令含む指令をロボットが受
けた時、制御装置（ＣＳ　）は第３図に従って進行する
。先ず、指令中に蓄積された位置決め情報が読み取られ
、ロボットをどの位置に置くかの命令がサーボ装置（Ｓ
Ｓ　）に与えられる。位置決めが完了した時、すなわち
ロボットが所望の位置に到達した時、これが信号（Ｄ）
によって中央ユニツ）　ＣＣＵ　）に指示される。次に
、中央ユニツ）　（ＣＵ　）は、未決指令として蓄積さ
れたサブプログラム番号をプログラム記憶装置（ＰＭ　
）から取り出す。その後、このサブプログラムが引き出
されて実施され、即２ち溶接パラメータが信号（Ｅ−Ｈ）によって溶接制御ユ
ニツ）　（ＷＣ）　Ｋ組み込まれて溶接処理が行われる
。サブプログラムが完了した時、すなわち溶接処理が完
了した時、信号（Ｉ　）Ｋよって溶接制御ユニツ）　（
ＷＣ）から中央ユニツ）　（ＣＵ　）にこれが指示され
る。次に、中央ユニツ）　（ＣＵ　）は、プログラム記
憶装置（ＰＭ　）を−歩前進させ次の指令を引き出す。

溶接パラメータに関する情報に加えて、サブプログラム
に所望の数の溶接点をプログラミングすることもできる
。

上述から明らかなように、溶接点のプログラミングは、
ロボットの位置決めを除いて、たＳ：１つの制御要素（
Ｐ）を押すだけでよい。この制御要素（Ｐ）が数種の異
なる機能をもつ場合には、未決機能を、他の制御要素に
よって先ず選択することが必要である。しかしながら、
これは、本発明による制御装置の利点を減少させること
はない。

今までは、点溶接に使用されるロボットに関して本発明
を説明した。しかしながら本発明は、他の極めて多数の
用途、例えばアーク溶接、一連のにかわのレイアウト、
多くの点における多数の同様な部品の組立に使用するこ
とができる。また、今までは、各指令においてロボット
の位置決めが先ずどのようにして行われるか、またその
後において作業動作（溶接）がどのようにして行われる
かについて述べてきた。他の用途においては、作業工程
が位置決めより前か又はこれと同時に行なうのが適切な
場合もある。

一般に本発明は、一連の反復的な動作を行ない、上述の
ように外部の装置またはロボット自体の要素によって実
施することが可能な作業サイクルのプログラミングに適
用することができる。後者の一例は上述の組立である。

他の例は、いわゆるパターンフイーチュア（ｐａｔｔｅ
ｒｎ　ｆｅａｔｕｒｅ　）即ち多数の物体を特定のパタ
ーンに置くこと、例えばパレットの積載（パレタイジン
グ）である。後者の場合、ロボットは、物体が置かれる
各点に制御され、各点において上述の制御要素が活性化
される。

これによって一方ではその点の位置に関する情報、他方
では物体を取り上げてこれをプログラミングされた位置
に置くよう制御するサブプログラムを取り゛出す指令が
プログラム記憶装置（ＰＭ　）の電流指令にプログラミ
ングされる。ロボットをお匁よその位置に制御すること
によって、各点の位置がお〜よそ指示されるだけでよい
。その場合、サブプログラムは、例えば光学的または力
感知形式のセンサによって物体を正確な位置に位置決め
する指令を含むことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すブロック結線図、第２図は第１図に示す本発明装置を構成する制御装置の
プログラミング中における動作を示すブロック図、第６図は第２図に示す制御装置のゾロｌ゛ラムの実施中
における動作を示すブロック図である。（符号の説明）１・・・基板、２・・・下部腕、３・・・上部腕、佃・
・・ロボット、肩・・・点溶接ガン、ＷＣ・・・制御ユ
ニット、５ＣＳ・・・制御装置、ＯＰ・・・操作ユニット、ＰＭ・
・・プログラム記憶装置、ＢＭ・・・緩衝記憶装置、Ｃ
Ｕ・・・中央ユニット、ＳＳ・・・サーざ装置。代理人　浅　村　　皓６

Claims

【特許請求の範囲】

（１）一方においては多数のプログラミングされた位ｔ
へのロボツ）　（ＲＢ　）の位置決め、他方においては
これらの位置内における又はこれらの位置におけるプロ
グラミングされた動作の実施を制御するようにされた制
御装置（ａＳ　）を備え、この制御装置（ａＳ　）は、
プログラミング中におけるロボット（ＲＢ）の制御用お
よび前記動作についての情報のインプット用の制御要素
（Ｐ）と、プログラミング中に供給された情報の蓄積用
の記憶装置（ＰＭ　）と、記憶装置（ＰＭ　）に蓄積さ
れた情報によって自動運転中に口ざツ）　（ＲＢ　）を
制御する要素（ＣＵ　、　８８　）とを備えた工業用ロ
ボット（ＲＢ　）において、制御装置（ａＳ　）は、プ
ログラミング中に活性化された際、一方においてはロボ
ッ）　（ＲＢ　）を制御する情報、他方においては前記
動作を制御する情報を記憶装置（ＰＭ　）に蓄積させる
ようにされた制御要素（Ｐ）を備えることを特徴とする
工業用ロボット。
（２）　　４Ｉ許請求の範囲第１項記載の工業用口ざッ
トにおいて、制御要素（Ｐ）の活性化期間中に蓄積され
る情報は、ロボツｌ−（ＲＢ　）の位置決め用の情報を
含むことを特徴とする工業用ロボット。
（３）　プログラミング中にメインプログラム（ＭＰ）
が記憶装置（ＰＭ　）に蓄積され前記メインプログラム
はロボツ）　（ＲＢ　）の自動運転中に連続的に出され
る指令シ・−ケンスからなる特許請求の範囲第２項記載
の工業用口がットにおいて、制御要素（Ｐ）は、活性化
された際、自動運転中に、ロボッ）　（ＲＢ　）の位置
決めを行わせると共に、前記動作の１つを制御する情報
を含むサブ７°ログラム（例えばＳＰｘ　）を取り出さ
せて実施させる指令を蓄積させるようにされていること
を特徴とする工業用ロボット、
（４）特許請求の範囲第６項記載の工業用ロボットにお
いて、サブプログラム（８Ｐｘ　）は、記憶装置（ＰＭ
　）に予め蓄積された複数のサブプログラム（ＳＰｘ　
、　８Ｐｙ　、　８Ｐｚ　）のうちの１つからなること
を特徴とする工業用ロボット。
（５）特許請求の範囲第４項記載の工業用口がットにお
いて、制御装置（ａＳ　）は、特定のサブプログラム（
例えばＳＰｘ　）を限定する情報を蓄積する要素（ＢＭ
　）を備え、それによって制御要素（Ｐ）の活性化が、
このサブプログラムを取り出して実施する指令をメイン
プログラムに蓄積させるようにされていることを特徴と
する工業用ロボット。
（６）外部の装置（ＷＴ　、　ＷＣ）が前記動作を実施
するようにされた特許請求の範囲第１項乃至第５項のい
ずれかに記載の工業用ロボットにおいて、ロポツ）　（
ＲＢ　）の制御装置（ａＳ　）は外部の装置（ＷＴ　、
　ＷＣ）に接続され、これに動作を実施させる信号（Ｅ
−Ｈ）を伝達するようにされていることを特徴とする工
業用ロボット。