JPS6222105A - 多軸ロボツト群制御装置 - Google Patents

多軸ロボツト群制御装置

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JPS6222105A
JPS6222105A JP16144885A JP16144885A JPS6222105A JP S6222105 A JPS6222105 A JP S6222105A JP 16144885 A JP16144885 A JP 16144885A JP 16144885 A JP16144885 A JP 16144885A JP S6222105 A JPS6222105 A JP S6222105A
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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】 本発明は多軸ロボット群制御装置に関し、一層詳細には
複数台の多軸ロボットを一括して原点に復帰させるよう
に構成した多軸ロボット群制御装置に関する。
従来、生産ラインに沿って複数台の多軸ロボットが配置
されている場合、これらの多軸ロボットを一括して群制
御している。従って、この多軸ロボットの中の1台が何
等かの原因で故障等を惹起した際、夫々の多軸ロボット
を停止させて原点位置に戻し、再起動に待機させなけれ
ばならない。このように原点位置に夫々のロボ゛ットを
復帰動作させるには、操作者が目視して判断した上、手
動操作によって多軸ロボットを1台ずつ前記原点に戻し
ていた。このため、原点へ復帰させるための操作は煩わ
しく、さらにまた、1台ずつ原点復帰をさせるために全
てのロボットの原点復帰動作終了までに長時間を要し操
作性が悪く、しかも、ライン生産にこれらのロボットが
供されている場合には、生産能率が−挙にダウンする等
の不都合が指摘されている。また、これらのロボットは
、一般的に、工場内における占有空間を可及的に少なく
するため、夫々の動作範囲が互いに重畳するように配置
されており、この結果、原点復帰動作を一括してしかも
一挙に行おうとすると、互いにそのアームが衝突し、思
わぬ事故を生起する等の難点を露呈している。
本発明は前記不都合を克服するためになされたものであ
って、操作性が改善され且つ設備の稼動率を向上させる
ことの出来る、さらに、互いに干渉することなく円滑に
原点復帰動作を行うことが可能な多軸ロボット群制御装
置を提供することを目的とする。すなわち、この発明は
原点復帰一括指示信号によって予め多軸ロボットに教示
しである作業のための座標点への移動ルートを逆方向に
辿らせて全ての多軸ロボットを原点に復帰させることを
要旨としている。
前記の目的を達成するために、本発明は予め教示されて
いる移動位置データが置数される一時記憶手段と、前記
一時記憶手段に置数された移動位置データに対応した位
置に多軸ロボットを駆動する駆動制御手段とを備え、前
記一時記憶手段に、順次、作業順序に従って移動位置デ
ータが置数される多軸ロボット群制御装置において、全
多軸ロボットの原点復帰を示す原点一括復帰指示信号出
力手段と、原点一括復帰指示信号を受けて前記作業順序
に従って移動位置データを前記一時記憶手段に順次置数
する置数手段とを備えたことを特徴とする。
次に、本発明に係る多軸ロボット群制御装置について好
適な実施例を挙げ゛、添付の図面を参照しながら以下詳
細に説明する。
第1図に本発明が適用される多軸ロボット群制御システ
ムを模式的に示す。すなわち、多軸ロボットlQa、1
0b、・・・、10nはロボット制御装置12a、12
b、・・・、12nを介してロボット操       
−作話14a、14b、・・・、14nによって夫々制
御される。この場合、ロボット制御装置12a、12b
1・・・、12nは集中制御装置16および集中操作器
18によって制御可能に構成されている。集中操作器1
8には、第2図に示すように、表示装置18a、操作ス
イッチ群18bを備えており、操作スイッチ群18b中
には一括原点復帰を指示する原点復帰指示スイッチ18
cが設けられている。集中制御装置16はコンピュータ
16x、集中操作器18からの出力を入力しコンピュー
タ16xに出力する操作器インタフェース回路16y、
コンピュータ16xからの出力を受けて各ロボット制御
装置12as12bs・・・、12nに出力するインタ
フェース回路16a、16b、・・・、16nを備えて
いる。
次に、ロボット操作器14a乃至14nについて説明す
る。例えば、他のロボット操作器と同様に、ロボット操
作器14には、第3図に示すように、多軸ロボッ)10
kを操作するための単体ロボット原点復帰指令スイッチ
20に1、条件記憶指令スイッチ20に!、第1軸〜第
n軸移動指令スイツチ22に+ 〜22に、、座標記憶
指令スイッチ24に等の多軸ロボット操作指令スイッチ
を有し、これら多軸ロボット操作指令スイッチはマルチ
プレクサ26kを介してパラレル/シリアル変換器28
kに供給され、次いで、シリアルデータに変換されたデ
ータは多軸ロボット10kに対応させたロボット制御装
置12kに供給される。
また、ロボット制御装置12kからの信号はシリアル/
パラレル変換器30にで受けて、パラレルデータに変換
された上、ラッチ回路32にでラッチし、ラッチ回路3
2にの出力によってセグメントドライバ34kを介して
発光ダイオード36kを駆動して動作状態の表示を行う
ように構成されている。
ロボット制御装置12にはロボット操作器14kにおけ
る多軸ロボット操作指令スイッチからの出力をパラレル
データに変換するシリアル/パラレル変換器38k、イ
ンタフェース回路16kを介して入力される集中制御装
置16からの出力およびシリアル/パラレル変換器38
にの出力を受けてロボット10kを制御するコンピュー
タ40k、コンピュータ40kからの表示出力をパラレ
ル/シリアル変換してロボット操作器14kに供給する
パラレル/シリアル変換器42kを備え1.コンピュー
タ40kによって多軸ロボッl−10kを制御するよう
に構成している。
そこで、ロボット制御装置12kをそのコンピュータ4
0kに注目した場合の機能ブロックを第4図に示す。な
お、他のロボット制御装置12a乃至12j、12Il
乃至12nも同様に構成される。
そして、第4図に示す例は多軸ロボット群により溶接を
行わせている場合の例を示している。
ロボット制御装置12にはシリアル/パラレル変換器3
8におよびパラレル/シリアル変換器42kを含むロボ
ット操作器14にとのインタフェース回路44、集中制
御装置16、溶接機制御器46および後記する干渉ゾー
ンにある他のロボット制御装置48とのインタフェース
回路50、中央演算処理装置52、前記中央演算処理装
置52を制御するプログラムを記憶させたROMおよび
データを記憶するRAMからなる記憶装置54、ロボッ
トの移動目標位置がセットされる目標値レジスタ56、
ロボットの位置検出装置58の出力を計数してロボット
の現在位置を示す現在位置カウンタ60、目標値レジス
タ56の内容と現在位置カウンタ60との差を演算する
比較演算器62、前記比較演算器62による演算値がセ
ットされるカウンタ64、カウンタ64の値が零になっ
たことを検出する比較器66とを備えており、これらに
よってロボットが目標位置に達したか否かをチェックす
るよう構成している。
一方、ロボット制御装置12kには、さらにまた、中央
演算処理装置52から出力された速度指示データをラッ
チするラッチ回路68、前記ラッチ回路68の出力によ
り速度指示データに伴った周波数のクロック信号を発生
する速度信号発生器70と前記速度信号発生器70から
の出力をゲートする直列に接続されたゲート72.74
を含む。
この場合、ゲート74の出力を受けてロボットの各軸へ
同期したパルスを発生するパルス生成器76を含み、前
記パルス生成器76の出力は位置検出器58からの出力
との偏差を演算する偏差カラン夛78、偏差カウンタ7
8の出力をアナログ信号に変換するD/A変換器80、
前記偏差カウンタ78の計数値を零と比較する比較器8
2とを備えており、D/A変換器80の出力によりサー
ボ増幅器84を介してモータ86を駆動して多軸ロボッ
ト10にの所定の軸を駆動する。この場合、前記比較器
82には中央演算処理装置52を介して、特に、零では
なく、任意の値をプリセット出来ることは謂うまでもな
い。そこで、ロボットの所定軸の位置は位置検出器58
で検出され、前記所定軸の移動速度は速度検出器88で
検出してサーボ増幅器84の入力側に負帰還をする。
なお、ここで、目標値レジスタ56、現在位置カウンタ
60、比較演算器62、パルス生成器76、偏差カウン
タ78、D/A変換器80、比較器82、サーボ増幅器
84、モータ86、位置検出器58および速度検出器8
8はロボットの軸数だけ設けられているものとする。
そこで、ロボット操作器14kからまたは外部よりロボ
ットの移動指令が与えられると、中央演算処理装置52
は記憶装置54に後記するように予め記憶されている速
度データおよび軸の移動データを確認する。そこで、速
度データおよび軸の移動データに異常が認められた場合
、その信号はロボット操作器14k、集中制御装置16
を介して集中操作器18に送られ、この集中操作器18
によって警告が発せられる。速度データおよび軸の移動
データに異常が認められない場合はゲート72が閉じら
れ、パルス生成器76の作動が停止させられる。次いで
、中央演算処理装置52により速度指示データがラッチ
回路68にセットされ、ラッチされる。ラッチ回路68
のこのラッチ出力を受け、速度信号発生器70から速度
指示データに応答した周波数のクロック信号が出力され
る。次いで、軸の移動データが目標値レジスタ56にセ
ットされ゛、前記目標値レジスタ56と現在位置カウン
タ60との内容の差が比較演算器62からカウンタ64
にセットされる。これが軸数だけなされた後、中央演算
処理装置52によりゲート72が開かれる。
一方、比較器66からの出力信号によってゲードア4は
開かれており、速度信号発生器70からのクロック信号
がパルス生成器76に供給されてクロック信号に同期し
且つ各軸に対応したパルスが前記パルス生成器76から
出力される。この出力信号は偏差カウンタ78によって
計数され且つ位置検出器58からの出力であるパルスを
計数した計数値との差が出力される。そして、この出力
はD/A変換器80でアナログ電圧に変換され、サーボ
増幅器84によって増幅されてモータ86は駆動される
。また、モータ86の速度は速度検出器88によって検
出されて前記サーボ増幅器84にフィードバックされて
おり、モータ86は速度データに対応した速度で回転駆
動する。
さらに、ゲート72の出力はカウンタ64にも供給され
ており、このカウンタ64によって比較演算器62の出
力によるセット値が順次源ぜられる。
そこで、カウンタ64の計数値が零となった時、比較器
66によって検出されてゲート74が閉じられる。同時
にこの比較器66の出力は中央演算処理装置52にその
旨を知らせる。この時から偏差カウンタ78には位置検
出器58からのパルスのみが与えられた状態になり、偏
差カウンタ78の値はやかで零になる。偏差カウンタ7
8の値が零になったことは比較器82によって検出され
、前記比較器82の出力は中央演算処理装置52に供給
されて、モータ86が目標値レジスタ56に与えられた
目標値に達したことが検知される。
すなわち、前記した一連の動作によりロボットは速度デ
ータに対応した速度で目標値に達することになる。また
、続いて中央演算処理装置52は前記動作を繰り返させ
て次の目標値へとモータ86を駆動する。
そこで、前記目標値に対する記憶装置54の記憶内容を
第5図に模式的に示す。
すなわち、第5図に示すように、記憶装置54には開始
マーカに続いて目標軸の移動座標系A1B、・・・、G
・・・を示すA点データ、8点データ、       
 「・・・、0点データ、・・・が記憶させてあり、各
点データの間に各点データとの区切りであることを示す
区切りデータが挿入しである。
第5図(a)に示す各点データによりロポ、−,トの軸
は、例えば、第5図(b)に示すように原点からA点へ
、A点からB点へ、・・・、F点からG点へと前記第4
図によって説明したように移動する。
区切りデータおよび任意の点データ、すなわち、K点デ
ータの詳細を第6図(a)に示す。区切りデータに続い
て複数で且つ一定数の条件データが記憶されている。条
件データには、例えば、溶接電流コード〔例えば、01
6E()I) )を示す第1条件データ、溶接電圧コー
ド〔例えば、032F(H) )を示す第2条件データ
、溶接開始を指示する第3条件データ、溶接終了を指示
する第4条件データ、他ロボット干渉域進入状態となる
ことを示す第5条件データ、他ロボット干渉域脱出状態
となることを示す第6条件データ、タイマ指令データを
示す第7条件データ、他のインクロック指令データを示
す第8条件データ等がある。条件データに続いてロボッ
ト軸を駆動する速度データ、ロボットの第1軸目標座標
データ〔例えば、643B(H) ) 、ロボットの第
2軸目標座標データ087E(H) ] 、・・・、ロ
ロックの第1軸目標座標データ〔例えば、039F(H
))が記憶されている。ここで、速度データと第1軸〜
第n軸目標座標データは所定の座標位置にどれだけの速
度で移動するかを示しており、纏めて軸移動データと呼
ぶことが出来る。
一方、前記軸移動データと条件データとの間には、軸移
動データおよび条件データに使用されないデータ、例え
ば、FF(H)の区切りデータが挿入してあり、第1条
件データの前に記憶されている識別データと共に次のデ
ータ群が条件データであるか、軸移動データであるかを
区別している。この場合、ロボットの通常動作時には矢
印αに示す方向に記憶内容が読み出される。
次に、他ロボット干渉域領域進入および干渉領域脱出に
ついて説明する(特開昭58−126086号参照)。
簡略化してロボッ)I、■の場合について第7図に従っ
て説明する。各ロボットIおよび■の作動範囲を夫々c
、dとする。ここで作動範囲Cとdとが一部において重
畳している。すなわち、干渉領域である。ここで、ロボ
ットIの作動のために教示される各ステップが1〜9で
示される軌跡Cを辿る場合、ステップ5〜7が前記した
重畳範囲に入る。この場合、ステップ5〜7の範囲が干
渉領域に入り、ステップ番号の若い順序に移動して行く
ものとすれば、ステップ5に入る場合が干渉領域への進
入であり、ステップ7から出る場合が干渉領域からの脱
出となる。また、ロボット■についてみれば、ロボット
■は各ステップ1〜11で示される軌跡すを辿る場合、
ステップ3〜5の範囲が干渉領域に含まれ、ステップ番
号の若い順序に移動して行くものとすれば、ステップ3
に入る場合が干渉領域への進入であり、ステップ5から
出る場合が干渉領域からの脱出となる。
そこで、第5条件データは干渉eJ[[へ入ったことを
示すインタロックデータであり、第6条件データは干渉
領域から脱出したことを示すインタロックデータであり
、先に干渉領域へ進入したロボットを優先し、当該ロボ
ットが該干渉領域から脱出した後、他のロボットを前記
干渉領域へ進入することを可能とする。
ロボットが動作中、例えば、溶接機制御器46によって
検出している溶接電流、溶接電圧等は中央演算処理装置
52に供給され、前記第3条件データ、第4条件データ
と比較されて溶接芯線が溶着する等により溶接電流、電
圧が異常となると、前記した第3条件データ並びに第4
条件データと一致せず、異常となったことが判別される
。この判別出力は集中制御装置16に供給されて、集中
操作器18に表示される。同時に、集中制御装置16か
らインタフェース回路50、中央演算処理装置52を介
して各ロボットに停止指令が供給される。また、前記集
中操作器18の表示により集中操作器18に設けた停止
指示スイッチを押圧して停止指令を前記中央演算処理装
置52に供給するようにしてもよい。
そこで、ロボットが前記停止指令によって仮に8点(第
5図(b)参照)で停止したものとする。
この状態において、異常原因を除去した後、集中操作器
18に設けた原点復帰指示スイッチ18cを押圧すると
、集中制御装置16、各ロボットのインタフェース回路
50を介して中央演算処理装置52に復帰信号が供給さ
れる。
この信号を受けた中央演算処理装置52は第6図(b)
に模式的に示すように、原則的に従来の読み出し方向(
α)と逆の読み出し方向(β)に従って順次記憶装置5
4の記憶データを読み出す。
すなわち、ロボットが停止している点の直前の座標デー
タ〔本実施例ではE点(第5図(bl参照)の座標デー
タ〕が各軸の目標値レジスタ56にセットされ、次いで
速度データは前記座標データに対応する速度データに代
わって記憶袋W54に予め記憶されている高速度に対応
する速度データがラッチ回路68に供給されてこのラン
チ回路68によってラッチされる。この結果、第4図に
従って説明したように、前記設定された高速度でEにま
で戻される。ロボットがE点に戻されると、E点の座標
データに代わってD点の座標データが目標値レジスタ5
6にセットされ、ロボットはD点まで戻される。同様に
して0点、B点、A点を経由して原点に戻される。
このような移動動作を行う場合において、条件データ中
の第5条件データはロボットが他のロボットとの干渉領
域から脱出状態となったものと読み替え、第6条件デー
タはロボットが他のロボットとの干渉領域への進入状態
となったものと読み替える。これは第6図(alに示す
ようにロボットをA%B、C,D、、E点へと進めて行
く場合に対し、第6図山)に示すようにロボットをES
D、、C,BSA点へと戻す場合とでは進入と脱出とが
逆になることによる。
前記したように、ロボットを原点へ復帰させる場合に、
他ロボットとの干渉も生じ得る。この場合をも含めて、
その作用を第8図のフローチャートに従って説明する。
復帰信号が出力されると、他のロボットが干渉領域に入
っている旨を示す外部からの干渉インタロック進入信号
が記憶装置54に入力されているかがチェックされ(S
TPa)、インクロック進入信号が入力されている時、
他のロボットが干渉領域から脱出した旨を示す外部から
の干渉インクロック退出信号が入力されるのを待つ(S
TPb)。外部よりのインクロック進入信号が入力され
ていない場合、または干渉インクロック退出信号が入力
された場合、第6図(b)に示す記憶装置54の指示ア
ドレスが区切りデータか否かがチェックされる(STP
c)。ステップCにおいて、区切りデータの場合は各軸
目標値データが目標値レジスタ56に出力され(STP
d)、続いて原点復帰用速度データがラッチ回路68に
出力される(STPe)。ステップd、eにより一つ手
前の点にロボットが戻されることは既に説明した通りで
ある。ステップeに続いて記憶装置54内の第6図中)
に示した矢印β方向ヘアドレスポインタが修正され(S
TPf)、全軸に亘って目標位置に到達したかがチェッ
クされる(STPg)。ステップgにおいて識別データ
を指示する位置にアドレスポインタが到達した時、全軸
に亘って目標位置に到達したと判別される。ステップg
において、全軸に亘って目標位置に戻っていないと判別
された時はステップgに続いて外部から移動停止指示信
号が入力されているか否かがチェックされ(STPh)
、移動停止指示がなされていない時は全軸が目標位置に
達するのを待つ。ステップgにおいて、全軸が目標位置
に達した時は、アドレスポインタが開始マーカ位置まで
戻ったかがチェックされ(STP i) 、ステップi
において、開始マーカ位置に戻っていないと判断された
時はステップiに続いて再びステップaから実行される
ステップhにおいて外部から停止指示信号が入力されて
いる場合は、ステップhに続いて停止指示信号が外部か
らの干渉インクロック進入信号か否かが判別され(ST
P j) 、干渉イン        2タロツク進入
信号であると判別された時はロボットの移動が一時停止
させられ(STPk)、一時停止後、外部からの干渉イ
ンクロック脱出信号が入力されたか否かが判別される(
STPl)。ステップlにおいて、干渉インクロック脱
出信号が入力されていない時はステップlに続いてステ
ップkが実行される。また、ステップlにおいて干渉イ
ンタロック脱出信号が入力されている時はステップlに
続いてロボットの一時停止は解除され(STPm) 、
次いでステップdが実行される。従って、ステップj−
pにより他のロボットが先に干渉領域に入っている時は
そのロボットが干渉領域から脱出するのを待って次の目
標位置に移動させられることになる。また、ステップj
において、停止指示信号が干渉インクロック進入信号で
ないと判別された時はステップjに続いてロボットの停
止処理が行われる(STPn)。ステップmに次いで停
止指示信号の種別に対応した処理が遂行されることにな
る。
ステップCにおいて、アドレスポインタによる指定アド
レスから読み込まれたデータが区切リデータでないと判
別された時は、ステップCに続いて読み込まれたデータ
が第5条件データ、第6条件データであるか否かがチェ
ックされ(STPo) 、第5条件データ、第6条件デ
ータであると判別された時はステップ0に続いて、第5
条件データか否が、すなわち、他のロボットとの干渉領
域への進入データが否ががチェックされる(STPp)
。この時、進入データであると判別された場合、ステッ
プpに続いて他のロボットへ干渉インクロック脱出信号
が出力され(STPq)、!いてステップaが実行され
る。また、ステップpにおいて、第5条件データでない
と判別された時、すなわち、第6条件データとしての他
のロボットとの干渉領域からの脱出データの時はステッ
プpに続いて他のロボットへ干渉インクロック進入信号
が出力され(STPr)、続いてステップaが実行され
る。すなわち、ステップp、qおよびrにおいて干渉領
域の進入と脱出とが逆に出力されることになる。
ステップ0において、アドレスポインタによる指定アド
レスから読み込まれたデータが第5条件データ、第6条
件データでない時は所定数のアドレスだけアドレスポイ
ンタの値を戻しく5TPs)、続いてステップaから再
び実行がなされる。
以上から明らかなように、他のロボットが干渉領域に入
っていない時は目標位置に順次次され、この間に他のロ
ボットが干渉領域に進入している時は脱出するまで待っ
て次の目標位置へ進む。当該ロボットが干渉領域へ進入
した時、あるいは、干渉領域から脱出した時はその旨の
情報を他のロボットの中央演算処理装置に出力して、相
互に干渉することを避けながら原点に戻される。
ステップiにおいてアドレスポインタが開始マーカ位置
まで戻ったと判別されると、ステップiに続いて原点到
達信号がインタフェース回路50に出力され、集中制御
装置16を介して集中操作器18にその旨が表示され、
同時にロボット操作器14にの発光ダイオード36kに
その旨が表示される (STPt)。
以上説明したように、本発明によればロボットの各軸の
原点復帰が一括して制御され、しかもその操作が容易に
行われるため操作性は一段と向上する。さらにまた、全
ロボットの原点復帰は1台毎に行われるわけではなく、
一括して行われるため、原点復帰に要する時間は大幅に
短縮され、特に、ライン生産にあっては稼動率が一挙に
向上する効果もある。
以上、本発明について好適な実施例を挙げて説明したが
、本発明はこの実施例に限定されるものではなく、本発
明の要旨を逸脱しない範囲において種々の改良並びに設
計の変更が可能なことは勿論である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明が適用される多軸ロボット群制御システ
ムの模式図、第2図は本発明の一実施例における集中制
御装置および集中制御器の構成を示す説明図、第3図は
本発明の一実施例におけるロボット操作器およびロボッ
ト制御装置の構成を示す説明図、第4図は本発明の一実
施例の構成を示すブロック図、第5図(a)および(b
)はロボット制御装置内の記憶装置内における作動用デ
ータの配列および座標データの一例を示す模式図、第6
図(a)および(b)は第5図(a)の作動用データの
配列の細部とデータの読み出し順序を示す模式図、第7
図はロボットの干渉領域の説明図、第8図は本発明の一
実施例の作用説明に供するフローチャートである。 10a〜Ion・・・多軸ロボット 123〜12n・・・ロボット制御装置143〜14n
・・・ロボット操作器 16・・・集中制御装置     18・・・集中操作
器50・・・インタフェース回路

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)予め教示されている移動位置データが置数される
    一時記憶手段と、前記一時記憶手段に置数された移動位
    置データに対応した位置に多軸ロボットを駆動する駆動
    制御手段とを備え、前記一時記憶手段に、順次、作業順
    序に従って移動位置データが置数される多軸ロボット群
    制御装置において、全多軸ロボットの原点復帰を示す原
    点一括復帰指示信号出力手段と、原点一括復帰指示信号
    を受けて前記作業順序に従って移動位置データを前記一
    時記憶手段に順次置数する置数手段とを備えたことを特
    徴とする多軸ロボット群制御装置。
JP60161448A 1985-07-22 1985-07-22 多軸ロボツト群制御装置 Expired - Lifetime JPH0630006B2 (ja)

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