JPS6261103A - ロボツトの制御方式 - 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】 【発明の属する技術分野】

この発明は、ロボノ１−の制御方式−−−−−−とくＯ
こ複数種類のリボノ１−機構部と、この各ロポ７・１機
構部と共通に組み合わせて使用できるリボノ１−制御部
とから構成されるロボ７＋−装置に対して、運転開始時
に組み合わせたロボット機構部の固有の定数をロボット
制御部に自動的に記憶させ、以後手動または自動運転に
入るようにしたロボットの制御方式−ｍ−に関する。

【従来技術とその問題点】

一般に、ロボッ［装置の構成は、大Ｖ４的には機構部と
制御部とからなっている。 機構部の主な要素はアームとハンドとである。 そして、アームはその単位動作として伸縮１回転。 １Ｍ回をおこない、その動作形態から分けると、直角座
標ｊＷ２円筒座標型、極座標型、多関節型などがある。 また、ハンドは対象物を直接つかむ部分で、微妙な機能
をもち、一般に作業に対応してそれに適したものがｊλ
沢、交換される。 制御部は前記機構部をｉＢ速、正確に作動させ統制する
もので、その中心部は動作プＩコグラムによって作動す
るマ・イクロコンピュータである。したがって、；ｌ；
制御部の機能は動作プロゲラＪ、にあるわけである。 一般に、動作プログラムが規定する機能は、ロボノ１−
の動きそのものを制御する運動の制御機能と、ロボノＩ
−の動作順序に関する制御をおこなう動作順序の制御機
能とである。運動の制ｉｌｌ　ａ能は、ある点からある
点まで移動させる制御のことで、位置の制御と速度の制
御とが関係してくる。また、動作順序の制御機能は、文
字どおり作業の進行を制御■するもので、その作業順序
が固定のもの、可変のもの、任意にプログラム可能なも
の、さらには自己の感覚機構や関連装置からの信号を条
件としてｊバ択可能なものまである。 さて、ロボット機構部の＋ａ　ｔｉを決めるものは、ア
ームの動作形態、動作範囲（作業領域）、動作速度ない
しは運動伝達機構の減速比などである。 一方、制御部を決めるものは、上述したように動作プロ
グラムであり、この動作プログラムは、手動運転プログ
ラムと自動運転プログラムとからなる。手動運転プログ
ラムは手動、例えばキー操作によってロボット装置を運
転するときに適用されるもので、自動運転プログラムは
ユーザの個々の作業に対応して通用されるものである。 ところで、上述した手動運転プログラムと自動運転プロ
グラムとには共通に使用できるプログラム−一例えば、
座標計算プログラムとアクチュエータ制御プログラム−
がある。一方の座標計算プログラムは、アームの動作形
態の種類に対応してそれぞれに固有の座標計算をおこな
うためのものであり、他方のアクチュエータ制御プログ
ラドは、動作範囲や動作速度または減速比に対応して機
構部に内蔵している個々のアクチュエータを駆動するた
めのものである。 さて、ここに１つの問題がある。それは、以上詳’ｉ’
ｌｌｌに説明した制御部、ひいては動作プログラムの共
通部分としての座標計算プログラムとアク千１エータ制
’＋１’Ｄプログラムとを、機構部のすべての種類に対
応してどの程度共用可能に整備するのが合理的であるか
という問題である。 なお、この「動作プログラムを機構部の種類にｔ、ｌ応
して共用可能に整備する」という意味は、っぎのような
事態に対応できるようにということである。　例えば、
ある生産う・インにおいて、ロボット装置のうし機構部
または制御部が故障したとする。このときとられる対策
は、他の透体ｌコボノト装置の機構部か制御部と交換す
ることである。 そして一般に、この交換されるもの同士が同じ仕様、つ
まり同し種類と定数のものとは限らない。 むし２ろ異なっているのがｔ通である。 また、別の例をあげれば、生産ラインのある工程の作業
能力が隘路となった場合である。そのとき、他の比較的
暇な作業現場からロボノ［・の機構部を移動し、制御（
１部は現生産ラインのものをそのまま使用して群管理さ
せる。この応援ロホ７１−が現生産ラインのものと必ず
しも同一仕様とは限らない。 以上のような事態は、生産現場においてはしばしばおこ
ることである。このような事態の発生を１１：Ｉ提とし
て対策を講しておく必要がある。 これに対する一つの方法は、すべての機構部のそれぞれ
に対応して前記プログラムを用意するごとである。しか
し、これではプログラムの種類が多くなり、選択が煩雑
であるとともに間違いのおそれがある。また、保守管理
の業務が非常に面倒になる。 他の方法は、組み合わせる機構部に対応して、座標計算
プログラム、アクチュエータ制御プログラムに固有の定
数をその都度直接に書き込むが変更するかすることであ
る。この方法でも、ユーザが現場でおこなうには相当面
倒な作業であり、間違いを起こすおそれの多いものであ
る。 従来、組み合わせる機構部に対応して制？７１１部の動
作プログラムが極めて簡単に、しかも間違えるおそれな
く変更できること、というユーザ側からの要請は切実な
ものがある。

【発明の目的】

この発明の目的は、従来のものがもつ以上の問題点を解
消し、■　ロボット制御部にこれと組み合わせる機構部
の固有定数を極めて節単に、しかも間違えるおそれなく
変更ないし書き込みしてその後のロボット運転に移行す
る、■　しかもそのための手段が簡単で、コスト的にも
時間的にも極めて小さいｍ＝ロボットの制御方式を提供
することにある。

【発明の要点】

上述の目的を達成するための本発明の要点は、つぎのよ
うな構成をとったことにある。 発明の構成を示す第１図のブロック図に基づいて以下説
明する。制御部２０はプログラム制御手段２１と、これ
からの指令に基づいて実際に機構部３゜を駆動するため
の運転制御手段２４とからなる。この運転制御手段２４
の一部に基準点復帰手段２７が含まれている。機構部３
０に属するアクチュエータ３１゜３１Ａ、３１Ｂのある
特定のもの、例えば３１にその機構部固有の定数を記ｊ
１９する定数情報記憶手段３２が取り付Ｂノられ、この
定数情報記ｉＱ手段に対応する定数情報３．；、取手段
３３が機構部３０のある箇所に固定されている。 発明の作用は次のようになる。ロボット装置の運転開始
時に基準点復帰手段２７により機構部３０のアクチュエ
ータ３１．３１Ａ、３１Ｂをロボット装置の作業領域の
基準点に復帰させる。また、前記の基〈Ｖ点復帰と同時
に定数情報読取手段３３が起動される。 さて、前記復帰動作の過程において、定′Ｂ！！、情報
読取手段３３が定数情報記ｊＱ手段３２から機構部３０
に固有な定数情報をよみとり、これを運転制御手段２４
に入力する。以上で機構部３０と制御部２０との組み合
わせに基づいた初期設定ともいうべき手続きが完了する
。次に、本運転動作に移る。ずなわら、プログラム制御
手段２１からの指令に基づいて、運転制御手段２４を介
して機構部３０力４区動される。 なお、第１図における２重線は、本運転に先立っておこ
なわれる、機構部固有の定数を運転制御手段２４に書き
込むための手続きに関係する経路を、普通の実線は本運
転に関係する経路をそれぞれ示す。

【発明の実施例】

第２図に示した、一実施例のブロック図に基づいてこの
構成と作用とを説明する。 ロボット装置の運転開始時に、機構部３ｏをまず作業領
域の基準点としての座標原点に復帰させて、ロボットの
動きのいわばリセットをおこなう。このための原点復帰
プログラムを制御部２ｏに設ける。 この原点復帰プログラムにより機構部、例えば直角座標
型機構部に内蔵された各軸のアクチュエータ、例えばＤ
Ｃサーボモータはそれぞれ原点に復帰動作をする。その
ときある特定軸、例えばＸ軸に対応するＤＣサーボモー
タによって駆動される可動部に、その機構部固有の定数
情報記憶手段としての符号板１８を取り付けておく。 この符号板１８から符号を読み取る、定数情報読取手段
としての符号読取器１９を機構部３ｏのある箇所に固定
しておく。なお、上述した符号板１８．符号読取器１９
については後に具体的に説明する。 この符号読取器１９からの出力信号を、機構部固有の定
数として、機構部３０を実際に駆動するだめの運転制御
プログラム１４に入力する。具体的には、座標計算をお
こなうための座標計算プログラム１５と、個々のアクチ
ュエータを制御するアクチュエータ制御プログラム１６
とに入力する。すなわち、機構部固有の定数を＋１ｉ７
記各プ［二１グラムに占き込んで、前者は、ロボット・
アームの動作形態、例えば直角座標型に対応し、後者は
ロボ、／１・機構部のとるべき動作範囲や動作速度（Ｉ
Ａ言すれば、アクチュエータの減速比）に対応する。以
上で初期設定、すなわち本運転に入るための卓備が完了
したわけである。 本格的運転動作は、手動運転プログラムによるか、自動
運転プログラムによるかの択一的選択から始まる。なお
、前記手動運転プログラムと自動運転プログラムとを含
めてプログラム制御プログラムと呼ぶ。 このプログラム制御プログラムは、運転制御プログラム
ー−−前記の座標４算プログラムとアクチュエータ制御
プログラムとからなる□と連結している。 、二のように１−７で、プログラム制御プログラム１１
からの指令は、運転制御プログラム１４を介して、直角
座標型アームを備えた機構部３０のｘ、ｙ、ｚ各軸のア
クチュエータ３１，３ｔＡ、３１Ｂに伝えられる。 次に、定数情報記憶手段、定数情報読取手段としての符
号板１８．符号読取器１９について第３図〜第５図を参
照しながら具体的に説明する。 第３図（ａｌはこの全体構成を示す斜視図である。 第３図ｔａ）において、１は符号板、２はこの符号板１
を保持する取付金具、３は光電スイッチ、４はＸ軸方向
の可動部で、Ｘ軸方向のガイド軸５にそって、対応する
アクチュエータにより駆動される。 前記取付金具２は可動部４に固定される。 第３図（ｂｌは符号読取器１９としての光電スイッチと
符号板１との詳細を示す縦断面図である。３Ａは投光部
、３Ｂは受光部で、光の通路が符号４Ｊｉ　１によって
遮断されたり、開通されたり１７Ｉ。この受光部３Ｂか
らの出力信号が機構部固有の定数に相当する。 次に、第４図に基づいて、符号板の一実施例の構成とそ
の作用について説明する。符号板１０Ａは１個の突起部
Ａ１を備え、◎は光電スイッチの位置を示している。運
転開始時に原点復帰プログラムによって、符号板ＩＯへ
は矢印方向、つまりＸ軸方向に原点に向かって移動する
。その過程で、つまり符号板１０Ａの０面が原点の手前
りから原点まで移動する間に、突起部Ａ１は光電スイッ
チの光の通路を１ｌＴｉｌ遮断する。この１個のパルス
が符号板１０八を取り付けている機構部の種類を表わす
わけである。同様に、第４図（ｂ）、　（ｃ）に示した
符号板２ＯＡ、３０Ａのそれぞれの突起部、Ａｔ、Ａ２
　、Ａｔ、Ａ２．Ａ３によって、光の通路の遮断回数は
それぞれ２回、３回となる。すなわち、この実施例では
、パルス数で機構部の種類を表すわけである。 第５図に別の実施例を示す。この例では、符号板１０Ｂ
、２０Ｂ、３０Ｂそれぞれの突起部Ｂｌ、Ｂ２，１’！
３のＸ軸方向の幅Ｌｌ、Ｌ２．Ｌ３が変化している。こ
れによって、原点復帰の過程で１回起こる、光通路の遮
断の時間的幅が変わる。この時間的幅によって機構部の
種類を表すわけである。 以上の符号板と符号読取器との動作原理は光電スイッチ
であった。もちろん、これに限定されることなく、この
ぽかの機械的なりミノトスイ、チや磁気式近接スイッチ
を用いたものも考えられる。 石わり乙こ、第６ＨのフローチャーＩ〜に基づいてし］
ボ２・トの制御動作を説明する。このフローチャー　１
−は、固有−な定数としての符号データを関係プログラ
ムに書き込むまで、つまり切間設定の段階ど、本運転の
段階とからなる。 まず、開始後ステップＳ１において、符号読み取りの準
備、つまり符号読取器を動作態勢に入れる。 ステップＳ２で、この準備が完了したことが確認される
と、ステップＳ３において原点復帰プログラムが起動さ
れ、符号板が原点に向かって復帰動作を起こす。そして
、この動作の過程でステップＳ４により符号の読み取り
がおこなわれる。読み取られた符−℃データは、ステッ
プＳ５にＦ、賞）で座標４算プログラム、アクチュエー
タ制御プログラムにそれぞれ書き込まれる。以上が初期
設定の段階である。 本運転動作は、ステップＳ６の手動運転か、自動運転か
の選択から始まる。手り１運転が選択されたなら、ステ
ップ５７Ｍで手動運転プログラムが起動され、ついで先
にロボット機構部固有な定数の書き込みを完了している
座標計算プログラムとアクチュエータ制御プログラムと
を、それぞれステップ３８−とステップ３９Ｍにおいて
起動する。なお、座標計算プログラムではロボソＩ・・
アームの動作形態に対応した固有の座標計算がおこなわ
れ、アクチュエータ制御プログラムではその機措部固有
の動作範囲、つまり作業領域と動作速度に応じて個々の
アクチュエータ、例えばＤＣサーボモータ。 パルスモータが制御される。以上の制御プログラムが完
了したことがステップＳｌ０Ｍで判定されろと動作は完
了する。 同様に、ステップＳ６において、自動運転プログラムが
選択されると、ステップ５７Ａで自動運転プログラムが
起動され、以下手動運転の場合と同様に進行する。

【発明の効果】

以上のような構成と動作とにより、この発明には、次の
ようなすぐれた効果がある。 （ａ）　　ロボット制御部の中核をなす動作プログラム
は、組み合わされる、種類の異なるそれぞれの機構部に
対応したものを阜備する必要がなくなる。 すなわち、動作プログラム自体が種類少なく整理され、
標準化されるので、プログラムの作成業務はもらろん管
理業務、保守業務などが非常に簡素になる。その分だけ
より創造的な仕事が可能となるわけである。 （ｂ）　　動作プログラムが標準化されているので、生
産ラインにおいて、ロボット機構部や制御部のいずれか
に故障が生じた場合、またはある作業工程の能力を増強
するために他の工程から同じ機能をもつ機構部の応援が
必要になった場合に、非常に柔軟に対応することができ
る。 ＦＣ＋　　動作プログラムと組み合わされる機構部の固
有定数の動作プログラムへの書き込みが、非常に簡単で
ある。つまり、機構部に取り付けられた固有の７〕号扱
と符号読取器とを介して自動的におこなわれる。しかも
、この読み取り動作は、そのために特別におこなわれる
ものではなく、元来Ｌ】ボッ１−機構部が動作の起点出
しとしておこなう原・ｊ７、復帰動作の過程で、同時ム
こずませるものである。 したがって、そのために特別の労力や時間を要しない。 さらに加えて、間違いを起こすおそれがまったくなく、
関連して精神的な圧迫感から解放される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示すブロック図、第２図は本発
明に係る一実施例を示すブロック図、第３図は定数情報
記憶手段、定数情報読取手段としての符号板、符号読取
器の一実施例を示す斜視図と断面図、 第４図は前記符号板、符号読取器の作用を示す平面図、 第５図は他の実施例としての符号板、符号読取器の作用
を示す平面図、 第６図は本発明に係る一実施例における動作を示すフロ
ーチャートである。 符号説明 １：符号板、３：光電スイッチ、４：可動部、５ニガイ
ド軸、１１ニブログラム制御プログラム、１２：手動運
転プログラム、 １３：自動運転プログラム、 Ｉ４：運転制御プログラム、 １５：座標計算プログラム、 １６：アクチュエータ制御プログラム、１７：原点復帰
プログラム、１８：符号板、１９：符号読取器、２０：
制御部、 ２１ニブログラム制御手段、２４：運転制御手段、２７
：基準点復帰手段、３０：機構部、３Ｌ３１八、３１Ｂ
　：アクチュエータ、３２：定数情報記憶手段、３３：
定数情報読取手段。 λ３Ｔ人弁理上　山　口　　　１７ 牙４　図 （ａ）　　　　　　　　　　　（ｂ）　　　　　　　（
Ｃ）矛５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）それぞれアクチュエータを内蔵し、任意に組み合わ
   せ可能な複数種類の機構部から構成されるロボットに対
   する制御方式であって、 （ａ）異なる機構部との組み合わせに対して共用可能な
   プログラム制御手段と、 （ｂ）該手段からの指令に基づいてロボットの各機構部
   のアクチュエータを制御する運転制御手段と、 （ｃ）各機構部に取り付けられ、該機構部の運転に必要
   な固有の定数情報を記憶する手段と、 （ｄ）ロボットの運転開始時に自動起動され、前記運動
   制御手段に指令を与えて各機構部をその運転動作上の基
   準点に移動させる基準点復帰手段と、 （ｅ）該基準点復帰手段に連動して起動され、各機構部
   の前記定数情報記憶手段から定数情報を読み取って記憶
   する定数情報読取手段と を備え、前記プログラム制御手段から指令が発せられた
   とき、運転制御手段は該指令に基づき定数情報読取手段
   から定数情報を読み出した上で、該情報に基づいて、各
   機構部のアクチュエータを制御するようにしたことを特
   徴とするロボットの制御方式。