JPS60195602A - Robot - Google Patents

Robot

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Publication number
JPS60195602A
JPS60195602A JP5148184A JP5148184A JPS60195602A JP S60195602 A JPS60195602 A JP S60195602A JP 5148184 A JP5148184 A JP 5148184A JP 5148184 A JP5148184 A JP 5148184A JP S60195602 A JPS60195602 A JP S60195602A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
robot
area
safe operation
operation area
joint
Prior art date
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Pending
Application number
JP5148184A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Haruo Tada
夛田 治夫
Akira Nakada
明良 中田
Kiyoshi Araki
清 新木
Takanori Funahashi
隆憲 舟橋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP5148184A priority Critical patent/JPS60195602A/en
Publication of JPS60195602A publication Critical patent/JPS60195602A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16Programme controls
    • B25J9/1674Programme controls characterised by safety, monitoring, diagnostic
    • B25J9/1676Avoiding collision or forbidden zones
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00Program-control systems
    • G05B2219/30Nc systems
    • G05B2219/49Nc machine tool, till multiple
    • G05B2219/49157Limitation, collision, interference, forbidden zones, avoid obstacles

Abstract

PURPOSE:To relatively easily improve the safety and reliability of a robot not only when teaching operations are made to the robot but also when the robot is operated, by providing a device which specifies and stores the safe operating area of the robot, robot attitude monitoring device, and safety processor. CONSTITUTION:Safe operating areas are taught to a robot main body 20 by actually operating the main body 20 by using a controller 21 and teaching box 24. The main body 20 is composed of plural joints and each joint is driven by a DC servomotor 26. A rotary encoder 27 generates a signal of, for example, 1,000 pulses while the main shaft of the motor 26 makes one turn and the pulse signal is counted at a counter 32. The counted value is read in the controller 21 by a joint angle reading section 33 and the angle position of each joint is detected. A robot position and direction monitoring section 35 compares the position and direction of the front end of the robot main body 20 thus detected and calculated with the safe operating areas stored in a storage section 31 and informs a safety processing section 36 of the result. Therefore, the robot can be operated safely.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、周辺機器と干渉することなく安全に動作する
ロボットに関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to a robot that operates safely without interfering with peripheral equipment.

従来例の構成とその問題点 本特許の発明の詳細な説明内で使用することばの定義を
まず明らかにする。
The structure of the conventional example and its problems First, the definitions of words used in the detailed description of the invention of this patent will be clarified.

許容動作領域:ロボット本体の各軸がそれぞれ許容され
ている動作範囲を動いた場合、ロボット先端が動作しう
る最大動作領域をいう。
Allowable operating range: The maximum operating range in which the robot tip can move when each axis of the robot body moves within its respective allowable operating range.

限定動作領域:ロボット本体の動作軸のうち1軸又は複
数軸の各々の動作範囲が、近接スイッチ等の手段又は動
作指令値等により限定された場合に、ロボット先端が動
作しうる最大動作領域をいう。
Limited operating range: When the operating range of one or more of the operating axes of the robot body is limited by a means such as a proximity switch or an operating command value, the maximum operating range in which the robot tip can operate. say.

実動作領域二ロボットが実際に作業する際に、ロボット
先端が動作する領域をいう。
Actual operation area 2 The area in which the tip of the robot operates when the robot actually performs work.

安全動作領域:実動作領域を含みかつ、障害物や人間等
をさけた、安全に動作できる領域をいう。
Safe operating area: An area that includes the actual operating area and avoids obstacles, people, etc., and can operate safely.

一般に産業用ロボットは、ロボットの汎用性を考慮して
、許容動作領域は可能なかぎり広く設定されていた。一
方実際に作業を行なう場合には、いかなる条件下でも、
周辺の機器や人間に衝突しないという安全対”策も必要
である。
Generally, the allowable operating range of industrial robots has been set as wide as possible in consideration of the robot's versatility. On the other hand, when performing actual work, under any conditions,
Safety measures are also required to prevent collisions with surrounding equipment and people.

例えばプレイバック形の産業用ロボットにおいて作業を
教示する場合、人間がロボットに動作指令を行なうので
あるが、誤操作等によってロボットが予期しない動作を
し、周辺機器に衝突したシ教示中の作業者に危害を及は
したりする危険性がある。従ってあらかじめ作業内容を
想定して動作範囲を制限しておくことが安全上型まれる
For example, when teaching a work to a playback type industrial robot, a human instructs the robot to move, but if the robot moves unexpectedly due to an error, etc., and collides with peripheral equipment, the worker who is teaching the robot There is a risk of causing harm. Therefore, for safety reasons, it is recommended to limit the range of motion based on the work content in advance.

また教示された作業内容に従ってプレイバック動作をし
ている間でも、強い電磁気的雑音等のためにロボットが
逸走したりする場合が絶無とは言えないのが現状である
。そこで作業内容に応じてロボットの動作範囲を制限し
ておくのが安全上型まれている。
Furthermore, even while performing playback operations in accordance with the taught work contents, the current situation is that there are cases in which the robot runs away due to strong electromagnetic noise or the like. Therefore, for safety reasons, it is recommended to limit the range of motion of the robot according to the content of the work.

そこで従来の産業用ロボットでは、近接スイッチやりミ
ツトスイッチ等を各軸毎に設定することKより、1軸毎
の動作範囲を限定していた。またコントローラの各軸動
作指令値を制限することによ少、各軸毎の動作範囲を限
定した例もあった。
Therefore, in conventional industrial robots, the operating range of each axis is limited by setting a proximity switch, a limit switch, etc. for each axis. There are also examples in which the operating range of each axis is limited by limiting the operating command value of each axis of the controller.

最近では、コントローラの動作指令値と、任意の場所に
設定できる近接スイッチ等の双方で、2重に安全性を高
めている例もある。
Recently, there are examples where safety is doubled by using both the controller's operation command value and a proximity switch that can be set at any location.

第1図は直交座標系ロボットで、動作領域を限定した具
体例である。直交座標系ロボット1は、XYZS軸方向
(矢印)に動作可能で、ロボット先端2の許容動作領域
(図示せず)は、一般に直方体となる。このロボットの
各軸動作範囲を、各軸動作指令値や近接スイッチ等の手
段により限定された領域が、限定動作領域数器1ノ5−
e)−(7−a−9−10)である。この限定動作領域
は通常直方体となる。しかしながら実際動作の場合、ロ
ボットが周辺の機器や人間等と干渉することなく安全に
動作できる領域はより複雑で、1個の直方体で近似する
ことは困難であった。
FIG. 1 is a specific example of a Cartesian coordinate system robot with a limited operating area. The orthogonal coordinate system robot 1 is movable in the XYZS axis directions (arrows), and the permissible motion area (not shown) of the robot tip 2 is generally a rectangular parallelepiped. The range of movement of each axis of this robot is limited by means such as each axis movement command value and proximity switch.
e)-(7-a-9-10). This limited operation area is usually a rectangular parallelepiped. However, in the case of actual operation, the area in which the robot can safely operate without interfering with surrounding equipment or humans is more complex and difficult to approximate with a single rectangular parallelepiped.

例えばロボットが周辺機器との干渉を最小限にする6面
体の領域が(3−4〜6−11)−(7−8−9−12
)であったとしても、このロボットの限定動作領域は直
方体領域(3−4−5−e)−(7−s−9−10)吉
なシ、大きな不安全領域(11−6−6)−(12−9
−10)をもっこととなる。従って上記限定動作領域で
は、不安全領域が多量に含まれるという欠点を有してい
た。
For example, the hexahedral area where the robot minimizes interference with peripheral equipment is (3-4 to 6-11) - (7-8-9-12).
), the limited motion area of this robot is a rectangular parallelepiped area (3-4-5-e) - (7-s-9-10), a lucky area, and a large unsafe area (11-6-6). -(12-9
-10). Therefore, the above-mentioned limited operation region has the disadvantage that it includes a large amount of unsafe region.

種々の形態の産業用ロボットでも同様である。The same applies to various forms of industrial robots.

1例として、多関節ロボットについて考えてみる。As an example, consider an articulated robot.

第2図、第3図は、多関節ロボットの許容動作領域の1
例を表わす図で、第2図はその上面図、第3図は側面図
である。13は多関節ロボット、14は許容動作領域の
上面図、15は許容動作領域の側面断面図である。これ
ら両図を見てもわかる様に1多量節ロボットは一般に球
殻状の許容動作領域をもつ。
Figures 2 and 3 show the permissible operating range of an articulated robot.
FIG. 2 is a top view and FIG. 3 is a side view of an example. 13 is an articulated robot, 14 is a top view of the allowable motion area, and 15 is a side sectional view of the allowable motion area. As can be seen from both of these figures, a multi-articulated robot generally has a spherical shell-shaped allowable operating range.

この多関節ロボットの許容動作領域内にあって、第4図
に示す障害物16,171Cよって規制される実際に動
作する領域を実動作領域18とする。
The area in which the articulated robot actually operates, which is within the permissible movement area and is regulated by obstacles 16 and 171C shown in FIG. 4, is defined as an actual movement area 18.

この実動作領域18内で動作可能となる様に各軸の動作
範囲を限定すると、多関節ロボットの各軸が円弧動作を
するために第5図に示すように、この限定動作領域19
は、障害物16.17のほとんどを包含するだけでなく
、取付面下等の不安全領域を多量に含むことになる。
If the motion range of each axis is limited so that it can move within this actual motion region 18, each axis of the articulated robot will move in an arc, so as shown in FIG. 5, this limited motion region 19
not only includes most of the obstacles 16 and 17, but also includes a large amount of unsafe areas such as under the mounting surface.

さらに一方では、各軸が円弧動作をして、ロボット先端
の動作が直観的に認識しにくいために、1軸毎に動作範
囲を制限して限定動作領域18を具現化することは、大
きな労力を要し困難な作業であった。
Furthermore, on the other hand, each axis moves in a circular arc, making it difficult to intuitively recognize the movement of the robot tip. Therefore, it takes a lot of effort to limit the movement range of each axis and realize the limited movement area 18. It was a difficult task that required a lot of effort.

発明の目的 本発明は上記欠点に鑑み、障害物等をさけて実際上安全
に動作できる領域に対応した安全動作領域を、1軸毎の
動作範囲の制限ではなく、領域として簡単に設定でき、
かつ教示作業中やプレイバック動作中の安全性を高めた
、ロボットを提供するものである。
Purpose of the Invention In view of the above-mentioned drawbacks, the present invention provides a system that allows easy setting of a safe operation area corresponding to an area in which actual safe operation is possible while avoiding obstacles, etc., as an area rather than a restriction on the operation range of each axis.
In addition, the present invention provides a robot with improved safety during teaching work and playback operations.

発明の構成 本発明のロボットは、安全動作領域を規定する装置と、
ロボット本体の姿勢が、」1記安全動作領域内にあるか
どうかを監視するロボット姿勢監視装置と、ロボット本
体の姿勢が安全動作領域内にない場合にロボット本体優
止等の処理を行なう安全処理装置とから構成されており
不安全領域を含まない、いわゆる安全動作領域が簡単に
規定でき、結果として高い安全性が得られるものである
Configuration of the Invention The robot of the present invention includes a device for defining a safe operation area;
A robot posture monitoring device that monitors whether the posture of the robot body is within the safe operation area described in 1. Safety processing that performs processing such as giving priority to the robot body when the posture of the robot body is not within the safe operation area. A so-called safe operation area that does not include an unsafe area can be easily defined, and as a result, high safety can be obtained.

実施例の説明 以下本発明の一実施例について、図面を参照しながら説
明する。
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第6図は本発明の一実施例における産業用ロボットの機
器構成例であり、第7図は、それらの機能を説明した図
である。ここで20はロボット本体、21けコントロー
ラ、22はキーボード、23はCRT、24はティーチ
ングボックス、25はコントローラ21にデータを入出
力できるコントローラである。ロボット本体2oの各関
鰯には、各々、モータ26、ロータリーエンコーダ27
、減速機28、ポテンショメータ29が配設されている
。コントローラ21内は、主演算処理装置(CPU)3
0.記憶部31と、ロータリーエンコーダ27の出力す
るパルスを計数する計数部32とポテンショメータ29
の抵抗値をディジタル化して読みとる角度位置読取部3
3、読みとった各関節の角度位置からロボット先端の座
標を算出する直交変換演算部34、ロボット位置方向監
視部35、安全処理装置36、DCサーボドライバ37
から構成されている。
FIG. 6 shows an example of the equipment configuration of an industrial robot according to an embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a diagram explaining their functions. Here, 20 is a robot body, 21 controllers, 22 a keyboard, 23 a CRT, 24 a teaching box, and 25 a controller that can input and output data to the controller 21. Each of the robot main bodies 2o has a motor 26 and a rotary encoder 27.
, a reduction gear 28, and a potentiometer 29 are provided. Inside the controller 21 is a main processing unit (CPU) 3.
0. A storage section 31, a counting section 32 that counts pulses output from the rotary encoder 27, and a potentiometer 29.
An angular position reading section 3 that digitizes and reads the resistance value of
3. Orthogonal transformation calculation unit 34 that calculates the coordinates of the robot tip from the read angular position of each joint, robot position direction monitoring unit 35, safety processing device 36, DC servo driver 37
It consists of

第8図はロボット本体の1関節の具体的な構成例である
。38は軸受・減速機等を組みこんだ曲げ関節ユニット
、26は曲は関節ユニットを駆動するDCサーボモータ
、27はDCサーボモータ26に取9つけられたロータ
リーエンコーダ、28は減速機、29はポテンショメー
タである。
FIG. 8 shows a specific example of the configuration of one joint of the robot body. 38 is a bending joint unit incorporating bearings, reducers, etc., 26 is a DC servo motor that drives the joint unit, 27 is a rotary encoder attached to the DC servo motor 26, 28 is a reducer, 29 is a It is a potentiometer.

第9図、第10図、第11図は、教示による安全動作領
域の入力例である。39は6面体の安全動作領域の教示
例、4oは6面体の安全動作領域の教示例、41.42
は一部を重ねて教示したそれぞれ6面体の安全動作領域
の教示例、43は教示された安全動作領域41を数値入
力等を用いて一部修正した安全動作領域である。
FIG. 9, FIG. 10, and FIG. 11 are examples of inputting the safe operation area by teaching. 39 is an example of teaching the safe operation area of a hexahedron, 4o is an example of teaching the safe operation area of a hexahedron, 41.42
43 is a teaching example of a hexahedral safe operation area in which parts of the safe operation area are taught in an overlapping manner, and 43 is a safe operation area in which the taught safe operation area 41 is partially modified using numerical input or the like.

以上のように構成された産業用ロボットについて、以下
その動作を説明する。
The operation of the industrial robot configured as described above will be explained below.

まず、ロボットの安全動作領域を規定・記憶する手段を
説明する。本実施例では、ロボ、]・本体20を、コン
トローラ21、ティーチングボックス24を用いて実際
に動かして安全動作領域を教示する。例えば第9図に示
すように、6面体領域の指示と6面体の8頂点の教示と
によって安全動作領域39が教示され、コントローラ2
1内の記憶部31に記憶される。また第10図に示すよ
うな6面体領域の場合は、6面体領域の指示と5面体の
6頂点の教示とによって安全動作領域40が教示され記
憶部31に記憶される。
First, a means for defining and storing the robot's safe operation area will be explained. In this embodiment, the robot main body 20 is actually moved using the controller 21 and the teaching box 24 to teach the safe operation area. For example, as shown in FIG. 9, a safe operation area 39 is taught by specifying the hexahedron area and teaching the 8 vertices of the hexahedron, and the controller 2
1 is stored in the storage unit 31 within the 1. Further, in the case of a hexahedral area as shown in FIG. 10, the safe operation area 40 is taught and stored in the storage unit 31 by specifying the hexahedral area and teaching the six vertices of the pentahedron.

もし、凹部を含む複雑な領域を教示する必要がある場合
には、複数個の6面体領域又は6面体領域を重ね合わせ
ればよい。第11図に2個の6面体領域を重ね合わせた
例を示す。黒丸印で表わされた各頂点を教示された6面
体領域41と、X印で表わされた各頂点を教示された6
面体領域42とは、−都電なり合っている。この2つの
劾域全体を安全動作領域として記憶部31に記憶させる
ことができる。またもし、教示された領域の一部を修正
したい場合は、修正したい頂点の指示と、移動量、例え
ば(−〇、0.0)を入力すると10印で示された領域
43を得ることができる。
If it is necessary to teach a complex area including recesses, a plurality of hexahedral areas or hexahedral areas may be overlapped. FIG. 11 shows an example in which two hexahedral regions are overlapped. A hexahedral area 41 where each vertex is taught, represented by a black circle, and a hexahedral region 41 where each vertex is taught, represented by an X mark.
The face piece area 42 corresponds to -Toden. The entire two areas can be stored in the storage unit 31 as a safe operation area. Also, if you want to modify a part of the taught area, enter the instruction of the vertex you want to modify and the amount of movement, for example (-〇, 0.0), and you can obtain the area 43 indicated by the 10 mark. can.

以上の例ではロボット本体先端に関する安全動作領域の
教示方法を述べたがロボット本体先端に取シつけられた
ハンドの先端に関する安全動作領域の教示も同様にして
規定し記憶できる。また、ロボット本体の他の場所、例
えば肘関節部に関しても、必要であれば同様にして安全
動作領域を規定し記憶できる。
In the above example, a method of teaching a safe operation area for the tip of the robot body has been described, but teaching of a safe operation area for the tip of a hand attached to the tip of the robot body can also be defined and stored in the same manner. Furthermore, safe operation areas can be defined and stored in the same manner for other parts of the robot body, for example, the elbow joint, if necessary.

次にロボット姿勢監視装置について説明する。Next, the robot posture monitoring device will be explained.

ロボット本体20は複数個の関節からなりたっておシ、
そのそれぞれの関節は第8図に示すように、DCサーボ
モータ26で駆動される。ロータリーエンコーダ27は
、DCサーボモータ26の主軸が1回転する間に100
0パルスの信号を発生し、そのパルス信号を計数部32
で計数することにより、その関節の角度位置がわかる。
The robot body 20 is composed of a plurality of joints.
Each joint is driven by a DC servo motor 26, as shown in FIG. The rotary encoder 27 outputs 100
Generates a 0 pulse signal and sends the pulse signal to the counting unit 32
By counting , the angular position of that joint can be found.

従って、ロボット本体2oの各々の関節の角度位置がす
るので、演算することによりロボット本体先端の位置と
方向をめることができる。
Therefore, since the angular position of each joint of the robot body 2o is determined, the position and direction of the tip of the robot body can be determined by calculation.

一部ロータリーエンコーダ27の先には減速機28を介
してポテンショメータ29が配設されており、関節ユニ
ット38の角度位置に応じた抵抗値を示し、角度位置読
み取り部33によってコントローラ21内に読み込まれ
て、関節角度位置を検出する。検出された各々の関節角
度は直交変換演算部34によってロボット本体先端の位
置・方向に変換する。
A potentiometer 29 is partially disposed at the tip of the rotary encoder 27 via a reducer 28, and indicates a resistance value according to the angular position of the joint unit 38, which is read into the controller 21 by the angular position reading section 33. Then, the joint angle position is detected. Each detected joint angle is converted into the position and direction of the tip of the robot body by the orthogonal transformation calculation unit 34.

ロボット位置方向監視部36は、検出・演算されたロボ
ット本体先端の位置・方向と、記憶部31内に記憶され
ている安全動作領域とを比較して、ロボット先端が安全
動作領域内にあるかどうかを監視し、安全処理部36に
その結果を出力する。
The robot position/direction monitoring unit 36 compares the detected and calculated position/direction of the robot body tip with the safe operation area stored in the storage unit 31 and determines whether the robot tip is within the safe operation area. The safety processing section 36 outputs the results to the safety processing section 36.

以上の例ではロボット本体先端の位置が安全動作領域内
にあるかどうかを監視したが、同様にしてロボット本体
先端に取りつけられたハンドの先端の位置についても監
視できるし、また、ロボット本体の他の場所、例えば肘
関節部の位置に関しても監視できる。。
In the above example, we monitored whether the position of the tip of the robot body was within the safe operation area, but it is also possible to monitor the position of the tip of the hand attached to the tip of the robot body in the same way. The position of the elbow joint, for example, can also be monitored. .

そして、監視しているそれぞれの場所に関して、どれか
1つでも安全動作領域内にない場合は、安全処理装置3
6に信号を送ってロボット本体を動作不可能にする等の
処理が必要となる。
For each location being monitored, if any one is not within the safe operation area, the safety processing device 3
Processing such as sending a signal to 6 to make the robot body inoperable is required.

本実施例ではロボット姿勢監視装置は減速機2aポテン
シヨメータ29、角度位置読取り部33、直交変換演算
部34、ロボット位置方向監視部36とから構成されて
いる。
In this embodiment, the robot posture monitoring device includes a reducer 2a potentiometer 29, an angular position reading section 33, an orthogonal transformation calculation section 34, and a robot position direction monitoring section 36.

また、安全動作領域を規定・記憶する装置は、ロボット
本体20、コントローラ21、キーボード22、CRT
23、ティーチングボックス24、コンピュータ26と
記憶部31とで構成されている。
In addition, the devices that define and store the safe operation area include the robot body 20, controller 21, keyboard 22, and CRT.
23, a teaching box 24, a computer 26, and a storage section 31.

最後に安全処理装置について説明する。Finally, the safety processing device will be explained.

ロボット動作中の場合、コントローラ21内の安全処理
装置36は、ロボット先端等要監視場所がそれぞれの安
全動作領域内にない場合、すみやかにDCサーボドライ
バ37の電源をしゃ断してDCサーボモータを停止させ
、DCサーポモークに内蔵された保持用ブレーキ(図示
せず)を作動させてロボットの位置・姿勢を保持すると
ともに、エラーメツセージを出力し、警告ブザー(図示
せず)を鳴らす機能をもつ。
When the robot is in operation, the safety processing device 36 in the controller 21 immediately cuts off the power to the DC servo driver 37 and stops the DC servo motor if the robot tip or other required monitoring location is not within the respective safe operation area. It has the function of holding the position and posture of the robot by activating a holding brake (not shown) built into the DC servo motor, as well as outputting an error message and sounding a warning buzzer (not shown).

ロボットに教示中の場合は、ロボット先端等の要監視場
所がそれぞれの安全動作領域の境界部で、ロボットをサ
ーボ・ロック状態で停止させ、教示作業者に警告を与え
るとともに、教示作業者がロボット先端を安全動作領域
内にもどすことにより、引き続き教示ができるようにな
っている。
If the robot is being taught, the robot should be stopped in a servo-locked state when the tip of the robot or other areas that need to be monitored are at the boundaries of their respective safe operation areas, a warning will be given to the teaching worker, and the teaching worker will be able to stop the robot. By returning the tip to the safe operating area, continued teaching is possible.

以上のように本実施例においては、安全動作領域を規定
・記憶できる手段と、ロボット姿勢監視装置と安全処理
装置を設けることにより、下記に示す大なる実用的効果
がある。
As described above, in this embodiment, by providing a means for defining and storing a safe operation area, a robot posture monitoring device, and a safety processing device, the following great practical effects can be achieved.

1、安全動作領域を教示や数値入力という手段で、ある
いは他コンピュータからの入力で、簡単にコントローラ
に入力記憶させることができ、かつ不安全動作領域を台
筐ない。
1. The safe operation area can be easily input and stored in the controller by teaching or numerical input, or input from another computer, and there is no unsafe operation area.

2、安全動作領域を、6面体や5面体を1個又は複数個
の集合として設定できるので、複雑な領域でも簡単に入
力できる。
2. Since the safe operation area can be set as a set of one or more hexahedrons or pentahedrons, even complex areas can be input easily.

3、入力された安全動作領域は簡単に修正することがで
きる。
3. The input safe operating area can be easily modified.

4、ロボット本体各関節の角度位置検出にポテンショメ
ータを用いており、安全性、信頼性が高い。
4. Potentiometers are used to detect the angular position of each joint of the robot body, making it highly safe and reliable.

5、ロボット動作中は常時ロボット先端が安全動作領域
内にあるかどうかを監視しており、もし領域内にない場
合は、すみやかに停止し、その位置姿勢を保持するので
、きわめて安全性が高い。
5. While the robot is operating, it constantly monitors whether the tip of the robot is within the safe operation area. If it is not within the area, it immediately stops and maintains its position, making it extremely safe. .

6、教示中は、安全動作領域の境界部でロボットの動作
をサーボロック状態で停止し、教示作業者に警告を出す
ので、教示の際の操作ミス等による事故を防ぐことがで
きる。
6. During teaching, the robot's operation is stopped in a servo-locked state at the boundary of the safe operation area and a warning is issued to the teaching operator, so accidents due to operational errors during teaching can be prevented.

7、安全動作領域は、必要に応じて、ロボット先端やハ
ンド部や肘部等種々の場所で規定できるので、いろいろ
な状況に対応することができ、きわめて安全性が高い。
7. The safe operation area can be defined in various places such as the tip of the robot, the hand part, the elbow part, etc. as necessary, so it can cope with various situations and has extremely high safety.

発明の効果 以上のように本発明のロボットは、安全動作領域を規定
・記憶する手段と、ロボット姿勢監視装置と、安全処理
装置とを設けることにより、比較的簡単に教示中もロボ
ット動作中も共に安全で信頼性の高い産業用ロボットに
することができ、その実用的効果は大なるものがある。
Effects of the Invention As described above, the robot of the present invention is provided with a means for defining and storing a safe operation area, a robot posture monitoring device, and a safety processing device, so that it can be operated relatively easily both during teaching and during robot operation. Both can be made into safe and reliable industrial robots, which have great practical effects.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は従来の直交座標系ロボットの限定動作領域を表
わす説明図、第2図は多関節ロボットの許容動作領域を
表わす上面図、第3図は同側面図、第4図は障害物によ
って規制された実動作領域を表わす図、第6図は第4図
の実動作領域を含む限定動作領域を表わす図、第6図は
本発明の一実施例における産業用ロボットの機器構成を
表わす斜視図、第7図はその機能を説明した構成図、第
8図は本発明の一実施例におけるロボット本体の1関節
の具体的構成を表わした断面図、第9図、及び第10図
、第11図は教示による・安全動作領域を表わした説明
図である。 20・・・・・・ロホノ) 本体、 21−−・・コン
トローラ、22・・・・・キーボード、23・・・・・
CRT、24・・・・・・ティーチングボックス、26
・・・・・・コンピュータ、26・・・・・・DCサー
ボモータ、27・・・・・・ロータリーエンコーダ、2
8・・・・・・減速機、29・・・・・・ポテンショメ
ータ、30・・・・・・主演算処理装置、31・・・・
・・記憶部、32・・・・・・計数部、33・・・・・
・角度位置読取部、34・・・・・・直交変換演算部、
36・・・・・位置方向監視部、36・・・・・・安全
処理装置、37・・・・・・DCサーボドライバ、38
・・・・・・関節ユニット、39・4o・41・42・
43・・・・・・安全動作領域。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名第1
図 第2図 4 第3図 15 第4図 7 第5図 第6図 第7図 第8図 第9図 第10図 f;11図 4?
Fig. 1 is an explanatory diagram showing the limited movement area of a conventional Cartesian coordinate system robot, Fig. 2 is a top view showing the permissible movement area of an articulated robot, Fig. 3 is a side view of the same, and Fig. 4 is an explanatory diagram showing the limited movement area of a conventional Cartesian robot. FIG. 6 is a diagram showing a restricted actual operation area including the actual operation area in FIG. 4. FIG. 6 is a perspective view showing the equipment configuration of an industrial robot in an embodiment of the present invention. Fig. 7 is a configuration diagram explaining its functions, Fig. 8 is a sectional view showing the specific structure of one joint of the robot body in an embodiment of the present invention, Figs. FIG. 11 is an explanatory diagram showing a safe operation area based on teaching. 20...Rohono) main body, 21--controller, 22--keyboard, 23--
CRT, 24...Teaching box, 26
... Computer, 26 ... DC servo motor, 27 ... Rotary encoder, 2
8...Reducer, 29...Potentiometer, 30...Main processing unit, 31...
...Storage section, 32...Counting section, 33...
・Angle position reading section, 34...Orthogonal transformation calculation section,
36...Position/direction monitoring unit, 36...Safety processing device, 37...DC servo driver, 38
...Joint unit, 39.4o.41.42.
43...Safe operation area. Name of agent: Patent attorney Toshio Nakao and 1 other person No. 1
Figure 2 Figure 4 Figure 3 15 Figure 4 7 Figure 5 Figure 6 Figure 7 Figure 8 Figure 9 Figure 10 f; 11 Figure 4?

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)多自由度のロボットが、そのロボットの動作範囲
内にある周辺機器等に衝突することなく安全に動作でき
る安全動作領域を、任意の位置に設定可能な監視対象点
の位置情報として教示によって規定し記憶する装置と、
ロボットの監視対象点が上記安全動作領域内にあるかど
うかを監視・判断するロボット姿勢監視装置と、ロボッ
トの監視対象点が対応する安全動作領域内にない場合に
、ロボット本体動作不可能にする等の処理を行なう安全
処理装置とを備えたロボット。
(1) Teach the safe operation area in which a multi-degree-of-freedom robot can safely operate without colliding with peripheral devices within the robot's operation range as position information of a monitoring target point that can be set at any position a device for specifying and storing
A robot posture monitoring device that monitors and determines whether the robot's monitored point is within the safe operation area, and a robot that makes the robot body inoperable if the robot's monitored point is not within the corresponding safe operation area. A robot equipped with a safety processing device that performs such processing.
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