JPS6160102A - ロボツト制御装置 - Google Patents

ロボツト制御装置

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JPS6160102A
JPS6160102A JP18317684A JP18317684A JPS6160102A JP S6160102 A JPS6160102 A JP S6160102A JP 18317684 A JP18317684 A JP 18317684A JP 18317684 A JP18317684 A JP 18317684A JP S6160102 A JPS6160102 A JP S6160102A
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JP
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robot
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range
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JP18317684A
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JPH0463402B2 (ja
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Hajime Amano
天野 肇
Yoshito Kato
加藤 由人
Masao Kawase
昌男 川瀬
Yasuo Ishiguro
石黒 恭生
Makoto Asada
麻田 真
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Toyota Motor Corp
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Toyota Motor Corp
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Publication date
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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
    • B25J9/1679Programme controls characterised by the tasks executed
    • B25J9/1692Calibration of manipulator

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Numerical Control (AREA)
  • Manipulator (AREA)

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、ワークのハンドリングや組立作業等に使用さ
れるロボットの制t2I+装置に関する。
[従来の技術] 工作機械などと組合せてワークのハンドリングや組立作
業などに使用される多軸多関節ロボットを自動制御する
場合、ロボットの動作経路が複雑なためと各種状態の作
業範囲でロボットを作動させなければならないため、基
本的には次のような問題がある。
(1)一般にロボットは、どの位置にあってもプログラ
ムの実行を開始すると、先ず、プログラムにおける最初
の位置へ移動するが、プログラム実=  2 − 行間始前にロボットが停止している位置が必ずしも特定
されていない場合には、ロボットがどのような経路を通
って最初の位置へ復帰するかが予想できず、周囲の物体
にロボットが衝突する危険性がある。すなわち、第6図
に示すように、ロボット50が移動する位置が最初の位
置P1を含めPl、P3、P4にあり、プログラム開始
前にロボット50が停止している位置が不特定のA、B
あるいはC(第7図)である場合、ロボット50はプロ
グラムされていない経路A?+1、W宇1あるいはσT
1を通ってPlに復帰することになり、第6図に示すよ
うに、その何れかの経路に障害物Gがあった場合、ロボ
ット5oがその障害物Gに衝突してしまう。
(2)通常ロボットはプログラムを切換えることにより
複数の種類の作業を行なうが、プログラムを切換えて他
の作業範囲に移る際、その経路に障害物があると、第8
図に示すように、ロボットがこれに衝突する危険性が生
ずる。
(3)また、従来ではロボットが動作中、何らかの異常
が発生しロボットが停止した場合、点検するためにロボ
ットを作業範囲から安全な位置へ手動操作にJ:り退避
させているが、多軸多関節の複雑な構造のロボットでは
手動操作によりこれを安全な特定の位置へ移動させるこ
とは比較的難しく、誤操作によりロボットを衝突させて
しまう危険性がある。
そこで、従来では上記のような危険性を回避するために
、第9図に示寸如く、全ての作業プログラムが同一点で
始まり同一点で終了するように、また、作業後は必ず原
位置へ戻るようにロボットの制御プログラムが作られた
[発明が解決しようとする問題点] しかしながら、このような原位置は、どの作業領域へも
安全にロボットが移動可能な位置で、かつ各作業領域へ
作業者が点検修即のために立入りする場合に障害となら
ないよう、充分に離れた位置に決められる。イして、例
えば、第9図に示すように、1台のロボットの制御プロ
グラムがプログラム1.2.3と作られ、それぞれのプ
ロゲラムが異なった作業範囲で実行される場合、通常は
それぞれの作業時間も異なることから、プログラム1→
1→2→2→3→1→1のような一部のプログラムを繰
返すように動作する。よって同じ作業を繰返す場合にも
ロボットはプログラムの終了毎に離れた原位置へ戻るこ
とになり、このような無駄な動作によってサイクル時間
が長くなる問題があった。また、上記〈3〉項と同様に
、ロボットが何らかの異常で停止した場合、原位置へ手
動操作で戻さなければならない不具合は依然として解消
されていない。
本発明は、上記の点にかんがみなされ、サイクル時間の
短縮を図ると共に異常停止時に原位置へ自動復帰できる
ようにすることを目的とする。
[問題点を解決するための手段] このため本発明は、第1図に示すように、各種操作用の
操作スイッチを有しスイッチ信号を出力する操作盤4と ロボットを手動操作で動かすことにより少な(とも移動
位置、移動速度を教示してロボットの作業プログラムを
作成し、かつロボットが動作を開始する動作開始点及び
動作量始点復帰可能範囲を設定するティーチングボック
ス3と、 外部機器からのインターロック信号および操作盤4から
のスイッチ信号を入力し、予め記憶部に記憶されたシー
ケンス制御プログラムに基づき、動作開始時、ロボット
が予め設定した動作開始点復帰可能範囲内にあるか否か
を判定し、当該範囲内にロボットが位置すると判定する
と動作開始点復帰信号を出力するプログラマブルコント
ローラ2と、 マイクロプロセッサ、記憶装置および入出力装置を有し
、上記ティーチングボックス3から作業プログラムデー
タを入力し、上記プログラマブルコントローラ2から送
られる上記動作開始点復帰信号に基づきロボットのアク
チコエータ6の駆動回路5に動作指令信号を出力してロ
ボットを上記動作開始点に自動復帰させるロボットコン
トローラ1とからロボット制御装置を構成した。
[作用] かかる構成により作業開始時、ロボットが動作開始点に
位置するか否かを判定し、さらに動作開始点にロボット
が位置しない時、動作開始点復帰可能範囲内にロボット
が位置するか否かを判定し、当該範囲内に位置する時、
動作開始点復帰信号をロボットコントローラ1に送り、
ロボットコントローラ1から動作指令信号をロボットの
アクチュエータ6の駆動回路5に送ってロボットを自動
的にかつ安全に動作開始点に復帰させることができる。
[実施例] 以下、本発明の実施例を第2図〜第5図に基づいて説明
する。
第2図は4軸多関節のロボット12に適用されるロボッ
ト制御装置のブロック図を示し、このロボット12は4
系統の自由度を持つように1軸から4軸の各軸を回転す
る4個のアクチュエータ138〜13dを備え、アーム
の先端に設けた把持部をX、Y、Z軸の座標上で動作さ
せる。4個の各アクチュエータ13a〜13dは4個の
各駆動し、各駆動回路118〜11dは後述のロボット
コントローラ7(以下RC7と言う)から送られる速度
指令等を含む動作指令信号を入力するように接続される
。9はロボット12の作業プログラムを作成・編集し、
かつロボットが動作を開始する動作開始点おにびその動
作開始点にロボットが安全に復帰可能な動作開始点復帰
可能範囲〈以下復帰可能範囲という)を設定するティー
チングボックスであり、ロボット12を手動操作により
動かすことにより移動位置を教示し、同時に移f7I速
麿、補間方法、補助機能等を教示して複数の作業プログ
ラムが作成される。ティーチングボックス9で作成され
た作業プログラムおよび設定された動作開始点、復帰可
能範囲はそれぞれPO7に入力され、ティーチングボッ
クス9にはロボット12とPO7の動作状態を表示7”
る表示器が説1fられる。10は連続起動、復帰、停止
等の各種操作作用の操作スイッチを有しこれらのスイッ
チ信号を後述のプログラマブルコントローラ8(以下P
C8と言う)に印加する操作盤である。PO2は例えば
、入出力部、演算制御部、記憶部等からなる公知のプロ
グラマブルのシーケンスコントローラで、入力装置を通
して論理演算、順序制御、タイマ、カウンタなどを所定
の命令語で記憶部にプログラムする。また、PCBには
工作機械等の外部機器14から各種作業要求等のインタ
ーロック信号が入力され、PO2は予め記憶部に記憶し
た制御プログラムに基づきプログラム選択信号、起動信
号、動作開始点復帰信号をPO7に出力するように接続
される。一方RC7はマイクロプロセッサ、記憶装置、
入出力装置等から構成される制御回路で、ティーチング
ボックス9から作業プログラム、動作開始点、復帰可能
範囲の各データを取り込み、PCBからプログラム選択
信号、動作開始点復帰信号、起動信号等を入力し、これ
らの各信号に応じてロボット12の作業プログラムを選
択・実行し、その出力部より各アクチュエータ13a〜
13dの駆動回路11a〜11dに速度指令等を含む動
作指令信号を出力する。
次に、ティーチングボックス9によって行なわれるロボ
ット12の作業プログラム入力を説明する。例えば作業
1〜作作業の3つの作業をプログラムする場合、先ず、
作業1をプログラム番号1として入力し、ティーチング
ボックス9の操作スイッチを使用して手動操作により、
最初、ロボット12を動作開始点P1.(第3図)へ移
動させ、プログラム1(作業1)の動作開始点P I+
を教示する。このような動作開始点はロボット12が障
害物と干渉せずに安全に作業を開始できる位置に座標で
設定され、同時に、伯の位置から動作開始点P11に移
動する移動速度、補間方法、補助機能も教示する。次に
、ロボット12を点P12へ同様な手動操作で移動させ
てこの点P1スを教示し、また同様に移1)r速度等も
教示する。このような手法により点P、)〜点p+qを
それぞれ教示し、最後に点PI、から動作開始点P11
に戻りこの作業1のプログラムを終了する。そして、周
辺機器等の障害物にロボット12が干渉せず、直線動作
で動作開始点へ移動可能な範囲を復帰可能範囲としてテ
ィー  1〇  − −ヂングボックス9に座標とアーム先端の回転で設定す
る。すなわち、第3図、第4図に示すように、復帰可能
範囲A1は動作開始点P1.を含む直方体で構成され、
この範囲がX、Y、Zの座標とアーム先端の回転角Tに
より(X1Y+ 7rT1)、(X2Y2Z2T2)の
ように設定される。また、同様にプログラム2、プログ
ラム3についても、手動操作によりロボット12を動か
すことによって動作開始点Pユl 、P alが教示さ
れ、順次各点にロボットを移動させながら各点Pユ、〜
Pユ、2、PJ2〜P alaを教示すると共に、移動
時の移動速疫等も教示し、さらに、動作開始点P□又は
円、を含む」二記と同様な復帰可能範囲A2、A3がX
1Y、Z座標とアーム先端の回転角Tにより設定される
。一方、第3図に示すように、作業1〜3の作業領域間
に障害物が存在する場合、プログラム1〜3の切り換え
時にロボットが各作業領域間を直線的に移動して障害物
に衝突する危険性があるため、プログラム4として各動
作開始点P、、 、PユINPヨ1を含む復帰可能範囲
A4を設定し、8動作間始点に安全に移動できる位置の
復帰可11ヒ範囲A4内にHH避点P41を設定する。
この退避点Pa+はロボット12の点検、部品交換、段
取り作業等の際、ロボット12を作業領域外へ安全に退
避させる位置となる。
次に、第5図のフローチャー1へを参照して上記構成の
制御装置の動作を説明する。
PO2は、操作盤10からの連続起動信号、復帰信号、
および外部機器14から送られる作業要求信号に応じて
予め決められたシーケンス制御プログラムを実行し、以
下のようにプログラム選択信号、プログラムNo、信号
、起動信号、動作開始点復帰信号をPO7に送り、ロボ
ット12は制御される。
先ず、ステップ100で、作業要求信号が外部機器14
からPO2に入力された場合、次のステップ110でプ
ログラム1が選択され、ステップ120で、ロボット1
2が動作開始点P、1  に位置するか否かを判定する
。゛ここで、PO7から動作開始点復帰完了信号が入力
されている時にはロボット12が動作開始点P11  
に位置し安全に起動できるものとしてステップ130に
進み、起動信号をPO7へ出力する。これによってPO
7はプログラム1の実行を開始し、ロボット12はこの
プログラムに基づぎ作業1を行なう。一方、ステップ1
20で、動作開始点復帰完了信号がなく動作開始点P、
1 に位置しないど判定された場合には、次に、ステッ
プ150を実行し、ロボットが復帰可能範囲A1内に位
置するか否がを、PO7がら送られるX方向、Y方向、
Z方向おJzびT方向の復帰可能信号をみることによっ
て判定する。そして、4種の復帰可能信号がPO2に入
力されている時、ロボットが復帰可能範囲A1内に位置
すると判定してステップ160に進み、動作開始点復帰
信号をPO7に出力し、ロボットを復帰動作させる。さ
らにステップ170にてロボット12が動作開始点に復
帰したか否かをPO7がら送られる復帰完了信号をみる
ことにより判定し、動作開始点P++に復帰した時、ス
テップ130に進んで起動信号をPO7に出力する。そ
して、ロボット12は開始点P7.からPI、を経て再
びPll に戻り、作業1を完了すると、PO7よりプ
ログラム終了信号がPO2に送られ、ステップ140で
これを確認し、この回の制御を終了する。
一方、ステップ150にて、ロボット12が復帰可能範
囲に位置しないと判定された時、次に、ステップ180
に進み、プログラム4を選択する。
そして、ステップ190にてロボット12が1iil!
?点P1に位置するか否かを判定し、この退避点PCに
位置すれば、動作開始点Pu に安全に復帰できるため
、ステップ160に進/υでロボットを動作開始点Pl
+ に復帰させる。しかし、退避点P41に位置しない
場合には次にステップ200に進み、ロボット12が復
帰可能範囲A4内に位置するか否かを判定し、復帰可能
範囲A4内に位置すれば、退避点P41への経路は安全
であり、また、退避点P41から動作開始点P、への安
全は保証されているため、退避点復帰信号がステップ2
10で出力され、ステップ220にて退避点P4Iへの
復帰が完了したか否かを判定し、退避点P41へ復帰し
た時、次にステップ160からステップ170へ進み、
プログラム1の動作開始点P++へ復帰した後、上記と
同様に起動信号がRC7へ出力され作業1が安全に開始
される。
一方、ロボット12が作業2の動作開始点P21、もし
くは復帰可能範囲A2内に位置する場合には、ステップ
200からステップ230に進み、ステップ240にて
ロボット12が復帰可能範囲A2内に位置するか否かを
判定した後、ステップ250に進み動作開始点Pユ1に
復帰ずべく復帰信号が出力される。そして、ロボット1
2が復帰可能範囲A4内の動作開始点Pユ1に復帰した
ところで、再びステップ180〜220を実行して退避
点P。、に移り、ここからプログラム1の動作開始点P
I+に安全に復帰し、作業1が開始される。また、ロボ
ット12が作業3の動作開始点Pxlもしくは復帰可能
範囲A3内に位置する場合にも、上記と同様にステップ
270〜300が実行され、その後ステップ180に進
み、3ぜ遊点P41を経て安全に動作開始点Pu に復
帰することができる。
なお、ロボッ1〜12の位置が復帰可能範囲ハ1、A2
、A3、A4の全ての領域にない場合にはステップ31
0を実行し、ティーチングボックス9を使用した手動操
作によりロボット12を上記何れかの復帰可能範囲に移
動させ、再びステップ110からの処理が行なわれる。
第5図のフローチャートは作業1(プログラム1)を行
なうものであったが、作業2(プログラム2)又は作業
3(プログラム3)を行なう場合も上記と同様に、ロボ
ット12が何れに位置していても安全にその動作開始点
P、、又はP31に復帰させることができ、安全にロボ
ットを起動させることができる。
また、同じ作業を繰返す場合には動作開始点から直ちに
再動作を行なうことができ、さらに、保守や段取り作業
時にはプログラム4によって自動的に各動作開始点から
退避点P41にロボットを安全に移動させることができ
る。
[効果] 以上説明したように、本発明のロボット制御装置によれ
ば、ロボットの動作開始時、障害物等に衝突することな
く安全に所定の動作開始点にロボットを自動的に復帰さ
せることができ、また、ロボットの起動も安全に行なう
ことができる。特に、ロボットが他の作業領域内に位置
する場合にも安全に所定の動作開始点に自動的に復帰さ
せることができる。さらに、同じ作業を繰返す場合、従
来のようにかなり離れた共通の原位置に毎回復帰させず
、その作業領域内の動作開始点に復帰させるのみでよい
ため、ロボットに無駄な動きがなく、繰返し作業のサイ
クル時間を短縮し効率のよい作業を行なうことができる
。また、ロボットの点検や段取り作業時にはロボットを
安全な退避点に自動的に退避させることができ、作業性
が向上する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明を明示するための構成図、第2図ないし
第5図は本発明の実施例を示し、第2図はロボット制御
装置のブロック図、第3図は各作業の動作開始点と復帰
可能範囲を示す説明図、第4図は動作開始点と復帰可能
範囲を設定する座標−17= 等の説明図、第5図は動作を示すフローチャート、第6
図、第7図、第8図はそれぞれ従来のロボットの安全−
にの問題点を示す説明図、第9図(ま従来の安全対策−
トの経路図である。 71・・・ロボットコントローラ 2・・・プログラマブルコントローラ 3・・・ティーチングボックス

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 各種操作用の操作スイッチを有しスイッチ信号を出力す
    る操作盤と、 ロボットを手動操作で動かすことにより少なくとも移動
    位置、移動速度を教示してロボットの作業プログラムを
    作成し、かつロボットが動作を開始する動作開始点及び
    動作開始点復帰可能範囲を設定するティーチングボック
    スと、 外部機器からのインターロック信号および操作盤からの
    スイッチ信号を入力し、予め記憶部に記憶されたシーケ
    ンス制御プログラムに基づき、動作開始時、ロボットが
    予め設定した動作開始点復帰可能範囲内にあるか否かを
    判定し、当該範囲内にロボットが位置すると判定すると
    動作開始点復帰信号を出力するプログラマブルコントロ
    ーラと、マイクロプロセッサ、記憶装置および入出力装
    置を有し、上記ティーチングボックスから作業プログラ
    ムデータを入力し、上記プログラマブルコントローラか
    ら送られる上記動作開始点復帰信号に基づきロボットの
    アクチュエータの駆動回路に動作指令信号を出力してロ
    ボットを上記動作開始点に自動復帰させるロボットコン
    トローラと、を備えることを特徴とするロボット制御装
    置。
JP18317684A 1984-08-31 1984-08-31 ロボツト制御装置 Granted JPS6160102A (ja)

Priority Applications (1)

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JPS6160102A true JPS6160102A (ja) 1986-03-27
JPH0463402B2 JPH0463402B2 (ja) 1992-10-09

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ID=16131104

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005031085A (ja) * 2003-07-09 2005-02-03 General Electric Co <Ge> 製造部品のキズを解析し、識別するシステム及び方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005031085A (ja) * 2003-07-09 2005-02-03 General Electric Co <Ge> 製造部品のキズを解析し、識別するシステム及び方法

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JPH0463402B2 (ja) 1992-10-09

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