JPS61109106A - ロボツト制御方法 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野］ 本発明は予めプログラムされた作業手順を適宜再生する
ことにより同一処理を繰り返し実行づるプレイバック型
ロボットの制御方法に関する。

［従来技術］ 従来より、単純な作業や危険を伴う作業から人間を開放
するためにロボットが盛んに利用されている。プレイバ
ック型のロボットもその中の１つで、ロボットの機構に
対してどのような動き、即ち作業をさせるかを予めテー
プ等の記憶装置に記憶させておく。そして、必要に応じ
てこのテープを再生することによりロボットの機構は同
一の動作を実行するのである。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら上記のごときロボット制御方法においても
以下のような問題点を有しており未だに充分なものでは
なかった。記憶装置、例えばテープに記憶されたロボッ
トの作業プログラムに従ってロボットは確実に動作する
が、単にそれだけでは作業を完全には遂行することが不
可能な場合があるのである。

作業プログラムによりロボットは作業対象である被作業
体に対して所定位置に溶接やパリ取り等を実行する。し
かし、これには被作業体がロボットに対して予め定めら
れた位置、いわゆる作業位置に正確に固定される必要が
ある。即ち、作業位置に被作業物を固定させることが、
ロボットが動作を開始する必要条件であった。

このため、従来より被作業物を作業位置まで正確に運搬
するキャリヤーや、作業位置からの被作業物の位置ずれ
（変位）を検出し、該変位を補正するような装置による
解決が計られている。しかし、これらのキャリヤーや補
正装置は精麿の高い位置センサや複雑な位置変更用のア
クチュエータ等を必要としコスト高となるうえに、被作
業物のモデルチェンジ毎に設計・製造が必要となる等効
率が悪いものであった。

本発明は上記問題点に鑑みなされたもので、他に何等の
装置を使用することなくロボットの作業対象が作業位置
から変位していようと確実に作業を遂行することのでき
るロボット制御方法を提供することをその目的としてい
る。

［問題点を解決するための手段］ 上記問題点を解決するために本発明の構成した手段は、
第１図の基本的構成図に示すごとく、被作業物が所定位
置にあるとき該被作業物に対して実行する作業を記述し
た作業プログラムのデータに応じてロボットの空間的に
移動可能な機構を作動させるロボット制御方法において
、前記被作業物が前記所定位置に対してどれだけ変位し
ているかを前記ロボットの機構に備えた位置検出手段を
用いて予め測定しくＰｌ）、該測定結果に応じて前記作
業プログラムのデータの変更をしくＰ２）、 該変更された作業プログラムのデータに応じてロボット
の機構を作動させる（Ｐ３）ことを特徴とするロボット
制御方法をその要旨としている。

［作用］ 本発明における変位の測定（Ｐｌ）には位置検出手段が
使用される。この位置検出手段とは、ロボットの空間的
に移動可能な機構に取り付けられたもので、例えば、ロ
ボットの腕の先端部に設けられた圧力センサ等により構
成される。この位置検出手段の備えられたロボットの機
構を年初させて被作業物の位置を検出するのである。そ
して、その位置検出手段の検出結果、例えば上記の例に
よれば被作業物との接触を圧力により検知してその位置
を検出した結果と、作業位置とを比較して被作業物の変
位を測定するのである。変位の測定（Ｐｌ）は上記のよ
うにして実行されるため、１回の実行によって１軸方向
の変位が測定できる。

従って、被作業物が立体的であり、どの方向へ変位する
ものか全く定まっていないものについては上記のような
変位の測定を政変にわ／、−っで繰り返し行う。

次に実行される作業プログラムのデータの変更とは次の
ようなものである。作業プログラムは常に被作業物が作
業位置に正確に位置することを前提としてロボットの機
構の動作を記述しているものである。しかし、前記変位
の測定によって被作業物が変位していたとすると当然作
業プログラムに忠実にロボットの［を作動させると被作
業物に対して該変位分だけ作業位置がずれることになる
。

そこで、作業プログラムのデータに対して、その位置を
表わしているデータに上記変位分だけ補正を行うデータ
の変更を実行するのである。例えば被作業物がＸ方向に
５ｃｍの変位を生じていれば作業データ中のＸ座標のデ
ータ全てに対してその変位分を加算し、通常１０ｃｍ移
動するものを１５ｃｍ移動させて被作業物に対する作業
位置のずれを補正するのである。

前述の如く、このデータの変更は被作業物の変位が１軸
方向のみでない場合にはその変位の検出がされた全ての
に座標系のデータに対してなされる。

以上のようにしてデータの変更がなされた作業プログラ
ムに従ってロボットの機構が作動される（Ｐ３）。この
プログラムに従ったｇＸ溝の作動は従来と何ら変わるも
のではない。

以下、本発明をより具体的に説明するために実施例を挙
げて詳述する。

［実施例］ 第２図は実施例のロボット制御方法が適用されるロボッ
ト制御システムのブロック図であり、１０がそのロボッ
トを表わしている。ロボツ１−１０は、実際に仕事を実
行する機構部１２、該機構部１２を駆動する動力源ユニ
ット１４及びロボット１０の実行すべき一連の仕事を記
憶しているロボットコントローラ１６から構成される。

ロボットコントローラ１６は図示のごとくコンピュータ
により構成されているもので動力源ユニット１４やシス
テムシーケンスコントローラ３０との情報の受渡口とな
る入出力ボート１６Ａ、実際に演算を実行するＣＰＵ　
１６Ｂ、後述する制御プログラム等の情報を記憶するＲ
ＯＭ１６Ｃ及び演算の結果等の一時的な情報の記憶を行
うＲＡＭ１６Ｄかうなる。また、１６Ｅは上記各構成要
素間での情報の伝達通路となるパスラインを表わしてい
る。

また、機構部１２の先端部には被作業物の位置を確認す
るための圧力センサ１３が装備されており、その検出結
果は入出力ポート１６Ａを介してロボットコントローラ
１６に入力されている。

２０はロボット１０が実行する仕事を補助する他の外部
機器である。即ち、ロボット１２によって作業が実行さ
れる被作業物をロボット１０の記憶する所定の作業位置
にまで搬送する搬送車、及び被作業物をロボット１０の
作業が容易となるように固定するクランパー等の各種の
機器からなる。

３０はロボット制御システムの全体をυｊＩＩＩするシ
ステムシーケンスコントローラである。これは、本シス
テムを操作する作業者が操作１４０からシステムを起動
すると、予め定められたシーケンスに従い、例えば搬送
車を駆動して被作業物をロボット１０の所定作業位置ま
で移動させ、次いでクランパーにより該被作業物を固定
し先後、ロボットコントローラ１６へロボット１０の起
動を命令する等の一連の仕事の流れを司るものである。

操作盤４０は前述のようにシステムの起動を指令するス
イッチの他に、現在のシステムの動作状況を表示する表
示部や、システムの動作を停止させる停止スイッチ等の
各種の制御用スイッチや表示装置からなる。

第３図（Ａ＞は本実施例のロボッ１〜制御方法により実
行される第３図（Ｂ）に示した変位測定プログラムによ
って制御されるロボットの’ａ構部１２と被作業物との
関係を表わしたものである。図においてＲ１は被作業物
が作業位置に正確に存在するときの、Ｒ２は現実に被作
業物が存在するときの位置を表わしている。

以下、第３図（Ａ＞、（Ｂ）に基づいて変位測定の方法
について説明する。

まず、ロボット１０にシステムシーケンスコントローラ
３０から他の外部機器２０等の作業が完了したとして作
業開始の信号が入力されると、ロボットコントローラ１
６のＣＰＬＪ１６Ｂによって第３図（Ｂ）の変位測定プ
ログラムが実行に移され、ステップ１００が処理される
。このステップ１００では変数ｎがｒＯＪにセットされ
る。この変数ｎとはロボット１０の後述する作業プログ
ラムに記述しである位置データ（ｘ、ｙ、ｚ）の各座標
軸に対応する数に設定されるもので、本実施例ではＸ座
標軸がｎ＝ｉに、ｙ座標軸がｎ＝２に及び２座標軸がｎ
＝３に対応付けされている。次にステップ１１０により
ｎ＝ｎ＋１のインクリメント処理が実行され、ｎの内容
に応じた以下の処理が実行されるのである。ステップ１
２０及びステップ１３０がこのｎの内容の判断を行うた
めのステップでこの２つの判断処理によりｎ＝ｉならば
ステップ２００番台がｎ−２ならばステップ３００番台
がそしてｎ−３ならばステップ４００番台が選択的に実
行されるのである。即ち、ステップ１００にてｎは「０
」にセットされているため、このインクリメント処理（
ステップ１１０）により本プログラムの処理は最初はス
テップ２００番台へ、次にステップ３００番台へごモし
て最後にステップ４００番台へと流れていくのである。

前述のごとくｎ＝１がＸ座標軸、ｎ−２がｙ座標軸、ｎ
＝３が２座標軸に対応しており、以下の処理はその座標
軸の相違のみであり、同一の処理内容であるため、ここ
ではステップ２００番台を例に挙げ、第３図（Ａ＞を参
照しながら他のステップについてはその相違点のみを説
明する。

まず、最初に実行されるステップ２００ではＸ座標軸の
変位測定のための所定位置（ｘｌ、ｙｌ。

ｚｌ）にロボット１０の機構部１２を移動させる。

ステップ３００及びステップ４００ではｙ座標軸、２座
標軸のための所定位置（ｘ２．ｙ２．ｚ２＞又は（Ｘ３
．ｙ３．Ｚ３）へ移動するのである。

この所定位置とは第３図（Ａ）に示した如く被作業物の
各座標軸に垂直な面、に対向した位置を予めＲＯＭ１６
Ｃに記憶さゼていることで実現される。次にステップ２
１０にてＸ座標軸方向への機構部１２の平行移動が行わ
れ、次のステップ２２０により、機構部１２゛の先端部
に取り付けられた圧力センサ１３がその平行移動により
被作業物と接触して出力を生、しるまでその平行移動が
継続される。ステップ３１０、ステップ３２０及びステ
ラ、ブ４１０、ステップ４２０では同様に所定位置から
ｙ方向、２方向への平行移動が行われる。即ち、第３図
（Ａ）図にロボット１０の機構部１２が被作業物に接す
る様子を点線で示しているが、この位置まで機構部１２
が平行移動されるのである。続くステップ２３０では変
位ΔＸの測定がなされる。所定位置（ｘｉ、ｙｌ、ｚｌ
）及び被作業物の作業位ｅＲ１は予めＲＯＭ１６Ｇに記
憶されている内容であり、被作業物がＲ１に位置すれば
所定位置から被作業物に接触するまでの平行移動距離文
Ｘは予め算出できる。しかし、図示の如く、被作業物が
Ｘ軸にΔＸの変位を生じているときには圧力センサ１３
からの出力はｌｘ−ΔＸのときに発生づることになる。

そこで、この平行移動距離！Ｌ×の点から圧力センサ１
３出力発生点までの距離のずれΔＸをＸ座標軸上の変位
として測定し、ＲＡＭ１６Ｄに記憶するのである。ステ
ップ３３０、ステップ４３０でも同様にｙ座標軸上の変
位Δｙ、ｚ座標軸上の変位Δ２が測定される。

本実施例では第３図（Ａ＞に図示するように、被作業物
はＲ１からＲ２に変位しており、Ｘ方向へΔＸだけずれ
ているのみであるのでΔｙ＝Ｏ１Δｚ−０が測定される
。

このようにして、本プログラムの全てのステップが実行
され、最後に変位Δｚ−０が測定、記憶されると次いで
第４図に示す作業プログラムが実行される。

第４図の作業プログラムのステップ５２０は通常の作業
プログラムの実行と何ら変わるものではなく、作業プロ
グラム中のデータに従って機構部１２を作動させるもの
である。

本実施例ではその作業プログラムの実行（ステップ５２
０）に先だって処理されるステップ５０ｏ１ステツプ５
１０に特徴がある。即ち、ステップ５００にて前述の変
位測定の処理にて何らかの変位を測定したか否かが判断
され、もし何らの変位も生じていなければステップ５２
０がすぐさま実行されるのであるが、変位測定がされた
ときにはまずステップ５１０の処理がなされるのである
。

ステップ５１０は作業プログラム中の全ての位置データ
（Ｘ、Ｖ、Ｚ）を変位ΔＸ１Δｙ１Δ２に基づいて補正
する処理がなされる。即ち、位置データ（ｘ、ｙ、ｚ）
の点にて機構部１２が所定の作業を実行するのであるが
、それは被作業物が正確に作業位置にあることが前提と
なる。ところが、前述の例のごとく被作業物がＸ座標軸
にΔＸの変位を生じていれば、前記の所定の作業を実行
する位置も当然ΔＸだけＸ方向へ変化さＵなければなら
ない。そこで、作業プログラム中の全ての位置を示すデ
ータ（ｘ、ｙ、ｚ）に対して（×＋ΔＸ。

ｙ＋Δｙ、ｚ＋Δ２）の変更を行うのである。前述の例
によれば変位はΔＸのみであるので、このときの作声プ
ログラムの位置データは（Ｘ＋ΔＸ。

ｙ、ｚ）のごとく変更され、補正されるのである。

そしてこの変更されたデータに基づいてステップ５２０
が実行され全ての処理を終了する。

以上のように、本実施例のロボット制御方法によれば、
被作業物が作業位置から変位して存在しても、ロボット
１０は自らその変位を測定し、作業プログラムの内容を
その測定した変位に応じて補正を行った後に一連の作業
を実行するのである。

従って、被作業物の変位を計測するのに何ら特別な装置
を用いな（でも、ロボット１０の機構部１２が有する多
軸、多関節のｍｍな動作機能によって正確に計測が実行
される。そして、その計測結果により作業プログラム中
の全ての位置データに補正が行われるため、被作業物が
変位していても所望の作業をロボット１０に実行させる
ことができるのである。これにより、被作業物の作業位
置への固定もそれほどの精度を必要としなくともよく、
ロボットのシステム構成がより簡略化され、汎用性に富
む構成とすることが可能となるのである。

次に、第２の実施例として２つの被作業物に対して、そ
れぞれの被作業物ごとに設定された座標軸Σ１、Σ２に
従っ１〔作業プログラムが記述されている場合の適用方
法について説明する。（Ａ）図はΣ１座標系の原点にあ
る円筒体Ｒを、Σ２座標系の原点にある箱体Ｓの中心に
ある円筒孔に挿入する作業内容を示したものである。こ
のとぎ、Σ１、Σ２座標系の原点及びこの原点から３方
に伸びるｘ、ｙ、ｚの方向は予めＲＯＭ１６Ｇに記憶さ
れているものである。

第６図はこの変位測定のプログラムであるが、ステップ
６００．７００はそれぞれ前述の第３図（Ｂ）のフロー
チャートと同一処理をΣ１、Σ２座標系に対して行うも
のである。

この場合、実際に被作業物である円筒体Ｒ及び箱体Ｓが
（Ｂ）図のように変位していたとすると、前述のごとく
まず機構部１２の動作によってまず各被作業物の変位が
測定される。このとき、その測定は常にその被作業物に
予め用意されている座標系によってなされるのである。

そして各座標系毎に測定された変位、例えば（Ｂ）図に
おいては円筒体ＲについてはΔ×、箱体においてはΔｙ
に基づき、第７図に示す作業プログラムのステップ８０
０、ステップ９００の処理、即ち、第４図の同様の補正
処理によって作業プログ、ラムの補正がなされるのであ
る。ここで作業プログラムの補正を行う際にはまずΣ１
座標系についてのデータに対してのみΔＸの補正を（ス
テップ８００）、と２座標系についてのデータに対して
はΔｙの補正のみ実行される（ステップ９００）のであ
る。

そして、この補正後のデータに基づいてステップ１００
０の作業の実行が行われるのである。

このように、各被作業物毎に作業プログラムの座標系を
定める方法によれば、作業プログラムの記述も簡略化で
きるうえに、そのデータの変更がある場合にも同一座標
系のデータのみ補正するだけでよく、プログラムの作成
・管理・修正等が簡単に行える。

［発明の効果］ 以上、実施例を挙げて詳述したごとく、本発明のロボッ
ト制御方法は、 被作業物が所定位置にあるとき該被作業物に対して実行
する作業を記述した作業プログラムのデータに応じてロ
ボットの空間的に移動可能な機構を作動させるロボット
制御方法において、前記被作業物が前記所定位置に対し
てどれだ番プ変位しているかを前記ロボットの機構に備
えた位置検出手段を用いて予め測定し、 該測定結果に応じて前記作業プログラムのデータの変更
をし、 該変更された作業プログラムのデータに応じてロボット
の機構を作動させることを特徴とするものである。

従って、被作業物の作業位置からの変位を測定するのに
何ら特別な装置を必要とせず、ロボットの機構に装備さ
れる位置検出手段を用いて、該機構を作動させることに
よって複雑な変位の測定ができる。しかも、そのように
して測定された変位は、他の特別な装置によって補正さ
れなくとも、ロボット自身が作業プログラムを適宜補正
して機構を作動させて所望の作業を完了するので、汎用
性に富む低コストのロボットシステムを構成することが
可能となるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の基本的構成図、第２図は実施例が適用
されるロボットシステムの構成概略図、第３図（Ａ＞は
第１実施例の説明図、（Ｂ）図及び第４図はそのプログ
ラムのフローチャート、第５図（△）、（Ｂ）、は第２
実施例の説明図、第６図、及び第７図はその制卸プログ
ラムのフローチャートを示す。 １０・・・ロボッ１〜 １２・・・機構部 １３・・・圧力センサ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 被作業物が所定位置にあるとき該被作業物に対して実行
   する作業を記述した作業プログラムのデータに応じてロ
   ボットの空間的に移動可能な機構を作動させるロボット
   制御方法において、 前記被作業物が前記所定位置に対してどれだけ変位して
   いるかを前記ロボットの機構に備えた位置検出手段を用
   いて予め測定し、 該測定結果に応じて前記作業プログラムのデータの変更
   をし、 該変更された作業プログラムのデータに応じてロボット
   の機構を作動させることを特徴とするロボット制御方法
   。