JPS63123723A - ロボツトシステムにおけるパレツト空間位置特定方法 - 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、ロボットシステム、特にパレットへの部品の
搭載・取出しく搬送・抽出とも云う）に際しての位置特
定に利用されるロボットシステムのパレット空間位置特
定方法に関する。

〔従来の技術〕

パレットへの部品の搭載及び取出しは、ロボットシステ
ムで行うことが多い。このロボットシステムは、ロボッ
トを制御する計算機を中心とする制御系と、この制御系
によって駆動されるロボットとより成る。

尚、パレットへの作業動作に関しては、特開昭５８−１
３７５８８号「工業用ロボットの作業動作制御方法」が
ある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ロボットシステムによって、パレット上の物の搭載・取
出しく積載・抽出）を簡単に行うためには、ロボットの
座標系とパレットの座標系が一定の関係にあることが必
要である。この説明図を第２図に示す。ｘ−ｙ−ｚがロ
ボット座標系、　　ｘ　−ｙ−ｚがパレット座標系であ
る。この２つの座標系は、図に示すように互いに平行な
位置関係であることが必要であった。

尚、パレット１は、行列に位置区分されていることが多
い。

この座標系のもとで、パレットへの部品の搭載・取出し
の基本動作を１サイクルテイーチングする。ティーチン
グによってパレットの位置及びその中の細分位置が特定
できる。このティーチングはパレット上のすべての位置
に対して行う。

然るに、パレットとロボット系とを平行な関係に設置す
ることは以外に大変である。時間もかかり、精度の問題
もある。

従って座標系を合せないでティーチすることも考えられ
る。この場合、パレット上のすべての部品に対して各々
の動作をティーチレなければならなかった。

更に、特開昭５８−１３７５８８号によれば、作業動作
データと位置決めデータとを別々のメモリ領域に配置さ
せ、且つ動作プログラム及び要求データとの間に一定の
位置関係を持たせることとしている。

動作プログラムの作成の容易さ、位置決めポイント数の
増加によっても動作プログラムが長くなることはないと
の利点がある。

然るに、この従来例によれば、パレット上に配置された
各部品の位置を前もってロボットを手動で操作するか、
又は前もって机上で算出することによって、パレット上
の全ての部品に対する位置データを作成しておかなけれ
ばならない。

本発明の目的は、ロボットとパレットの設置上の制約条
件（座標系の一定の一致との条件）を不用とし、必要最
小限のティーチングで実質的にパレット上の全位置のテ
ィーチングを可能とするパレット空間位置特定方法を提
供するものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、行と列とで位置が特定されるパレットをロボ
ットシステムで扱う際に、行列上の端点３点及び行列数
とを入力させ、この入力値により打点各点の位置相互の
差分を求め、この差分値から行列各点の位置を算出し、
この算出値をロボットによる操作実行時に位置データと
してロボットに提供することとしたものである。

〔作用〕

行列各点の位置すべての入力をすることなく、最小限の
入力情報で行列各点の位置の算出を行う。

この算出は、差分及びその差分値からの補間演算（加算
又は減算）より成る簡単な処理によってなされる。

〔実施例〕

第３図は、適用対象となるパレット及びロボットを示す
図である。ロボット１０は、旋回フレーム３、下腕４．
上腕５．ハンド６より成る。このロボッ１−１０は、図
示しない計算機等より成る制御装置によって制御を受け
る。

ハンド６は、部品供給パレットｌ内に整列して納められ
てた部品２を把持する。上腕５は、ハンド６を先端に回
動自在に支持する。下腕４は上腕５を先端に回動自在に
支持する。旋回フレーム３は、下腕を先端に回動自在に
支持する。

ロボット１０は、結局、ハンド６を自在に操作しながら
部品２の搭載・取出しを行う。

移送台７上には、複数のワーク８を有し、このワーク８
にはシャフト９が多数設けておく。このシャフト９に、
部品供給パレット１上の部品２を搬送して差し込む。こ
の搬送手段としてロボット１０を使うことになる。

さて、本発明で扱うべき点は、部品供給パレット１への
部品の搬送、そしてパレット１の行列各点への部品の整
列、更に、このパレット１に整列搭載した部品を抽出そ
して移送台への搬送に関する。特に、関係が深いものは
、整列、抽出の２つの工程である。

この整列（パレタイジング）、抽出（デバレタイジング
）に際してパレット上の位置の特定化が必要である。こ
の位置の特定化をはかることが本発明の目的となる。

第１図は、本発明の実施例である計算機とロボットとの
系統図を示す。図でロボット１０以外の部分がいわゆる
計算機である。プロセッサ（ＣＰＵ）２０゜メモリ（Ｒ
ＡＭ、　ＲＯＭ）　２１　、２２．入力装置２３．出力
装置２４゜共通バス２５をもって計算機は構成される。

ＲＡＭ２１は各種データ、　ＲＯＭ２２はプログラムを
格納する。

ロボット１０は出力装置２４を介して各種の動作指令を
受取りその指示に従った動作を行う。更に、ロボット１
０は、その動きに伴う各種の状ＢＮを入力装置２３に送
り、ＣＰＵ２０又はＲＡＭ２１に取込ませる。

この入力装置２３を介しての状態量にはティーチデータ
、及び各種の帰還量がある。

計算機としては、この他にマンマシンコミュニケーショ
ン用としてキーボード２７、ＣＲＴ２６を付加すること
がある。

さて、パレットの位置特定を説明する。

第４図は、パレット１が３行３列より成る模式例を示す
。この３行３列のパレット１の各行列点の位置を特定す
るには、それぞれ各点毎に、即ち９点の位置追跡が必要
となる。この位置の追跡は少ない程よい。そこで、この
パレットｌの行列上の端点３点Ｔｉ１ｌ　ＴＩ３．　Ｔ
ＲＩのみを与えるようにする。且つ行列の大きさく即ち
３×３）を教えておく。

端点３点と行列の大きさとを与えておくことによって、
残りの６点すべての位置が特定できる。

即ち、行数３１列数ｂ（実際はａ＝ｂ＝３）とし、且つ
各行列位置Ｔ　ｉ　ｊを（Ｘ目＋　　３’ｉＪ、Ｚ　ｉ
ｊ）とすると、 点Ｔ’ｔｚの座標（Ｘ　１２＋　　）’　Ｉ□、Ｚ　Ｉ
りはとなる。

そこで、行方向の増分量（差分値）ΔＸ１１＋　Δ３’
ｆ＋Δｚ０を次式で求める。

同様に、列方向の増分量（差分値）を、以下で求める。

先ず、点Ｔｅｌの座標（ｘＺＩ＋　　）’２１＋　２２
１）は、 となり、列方向の増分量ΔＸｌ＋　ΔＶｌ＋　Δ２．を
次式＋２）、　＋４１式で求めた増分量は、パレット１
の各点の相隣り合う位置の行方向及び列方向の差分値で
ある。この差分値はパレット１の位置がどこであろうと
同一値をとる。従って、実行時にパレットｌの基準点（
目標値である。以下同じ）を与え、その基準点にこの差
分値を加算するだけで、各点の位置を算出できることに
なる。この最初に与える基準点は開始点となる。

この基準点を与えての各点位置算出例を第５図に示す。

先ずＴ、を基準点として与える。この基準点にΔＸＯ＋
　　ΔＶｏ＋　Δｚ０を加える（ステップ１）と、Ｔ１
□点の位置を得る。この算出点Ｔ１□が新たな基準点と
なり、この新しい基準点にΔに。、Δ３’Ｏ１Δｚ０を
かえる（ステップ２）と、７１３点の位置を得る。次に
、ステップ３で基準点Ｔ、にΔＸＩ＋ΔＶ＋＋　Δｚ１
を与え、新たな基準点ＴＲＩを得る。

以下、同様にしてＴ２□、　Ｔｚｓ、　Ｔ３１．　Ｔ３
□。

Ｔ３３を得る。

第１図では、増分量の算出及び、基準点と増分量とから
の新しい基準点の算出は計算機で行う。

この計算に際しては、ＲＯＭ２２にその計算手順が格納
されており、ＣＰＵ２０はそのプログラムに従って、Ｒ
ＡＭ２１内の各種データ（ａ＋　ｂ＋　ＸＩＩ＋　Ｖ＋
＋＋　２１１＋Ｘｌｌ＋　Ｖ１１＋　２１３等のティー
チデータ等）を利用して所定の計算を行う。

次に具体例を第６図〜第９図を利用して説明する。パレ
ット上への部品の整列（パレタイジング）時での、プロ
グラム例を第６図に示す。プログラム（命令）には、パ
レタイジング宣言命令と、パレタイジング実行命令とが
ある。パレタイジング宣言命令は、パレタイジング処理
の宣言及び必要なデータのプリセットとの処理を行う。

プリセットデータとしては、行数１列数、プログラム番
号等がある。

パレタイジング実行命令は、パレタイジングの実行をは
かる。この実行の中味には、前記増分量の算出、基準点
の算出、及びこの算出結果に基づくロボットによるパレ
タイジング動作の実行とがある。

第７図は、パレット１に対するティーチ動作説明図であ
る。Ｔ、、ＴＩ・・・・・・Ｔ、はティーチ点となる。

ここで、’ｒｌ＋’ｒ、、’ｒ４．．’ｒ６＋’ｒ、、
’ｒ’９はパレット１の位置ではなく、パレット１の上
方向の位置である。Ｔ　ｚ、　Ｔ　ｓ、　Ｔ　ｓが前述
した端点３点である。

ティーチ手順は、Ｔ１→Ｔ２→Ｔ３→・・・・・・Ｔ。

−＋Ｔ９である。各点で、Ｔ、はけの終点、Ｔ８は列の
終点を示す。

第８図は全体動作フローである。先ず、ステップＳ１で
、１個の要素に対するパレタイジング動作をティーチす
る。これにより、先ずＴ、、ＴＩ、ＴＩを得る。ステッ
プＳ２で行方向の終点ティーチ（Ｔ　ａ＝　Ｔ　ｓ　、
Ｔ　ｈ　）を行う。ステップＳ３で列方向の終点ティー
チ（Ｔ）、ＴＩ、ＴＩ）を行う。

ステップＳ４．Ｓ５ではパレタイジング宣言命令により
行数２列数の入力を行う。

ステップＳ６では行列各点の位置算出を行う。

このステップＳ６での位置算出例を第９図に示す。ステ
ップＳｌ、Ｓ２では、（２）、　（４）式に従った行２
列の増分量を求める。ステップＳ３では、基準点を設定
する。ステップＳ４で、行列のカウンタＮ、、Ｎ、をリ
セットする。このカウンタＮ１゜ＮＺから行列のサーチ
点を決定する。

ステップＳ５で、補間を行う。この補間とはロボットの
現在の位置と次の目標値との間で行う補間を云い、例え
ば直線補間を行う。

ステップＳ６で次の基準点を算出する。これは、現在の
基準点に行方向の増分量を加えるである。

ステップＳ７でカウンタＮ１を更新し、ステップＳ８で
行数ａ＝３に達したか否かチェックし、達していなけれ
ば処理を繰返す。ステップ８９〜Ｓ１２は、列に対する
同様な処理である。

かくして得た基準点は、ロボットへ目標値として提供さ
れる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、ロボットによるパレタイジングにおい
て、パレット上の各要素に対して全ての動作をティーチ
ングする手間がなく、またロボットの座標にパレットを
一致させる作業も不用である。従って、本機能を使用し
た場合とそうでない場合を比較してみると、全てティー
チングした場合は、１つの要素に対するティーチング時
間が正確に位置決めをする必要がある関係上３分要する
として、行Ｘ列＝２５の要素を考えてみると３×２５＝
７５分要する。形状の異なるパレットが５個あれば約６
時間必要である。

一方本機能を使用した場合には、１つの要素に対する動
作と、１列目の行要素終了点、１列目の列要素終了点だ
けであるから、５分程で終了する。

形状の異なるパレットが５個あるとして、２５分で全て
終了してしまうことになり効率の向上に大きな効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例図、第２図は従来例の説明図、
第３図は本発明のロボットシステムの一例を示す図、第
４図及び第５図は本発明の詳細な説明図、第６図は本発
明のプログラム例図、第７図は本発明のティーチ例図、
第８図、第９図は本発明の処理フローチャートを示す図
である。 ２０・・・ブ０　セッサ（ＣＰＵ）　、２１　・”　）
−Ｅす（ＲＡＭ）　、２２・・・メーそり（ＲＯＭ）　
、１０・・・ロボット、１・・・パレット。 代理人　弁理士　　秋　本　正　実 第１図 第２図 第３図 二 第４ｖ？Ｊ 第５図 第６図 Ｄｏ　　ＷＨＩＬＥ Ｃ）−ＩＫＣＴＲ２−−−−−Ａｌ９１１用かフンタＥ
ＧＩＮ ＮＤ ０ＢＥＮＤ 第７図 第８図 第９図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、行と列とで位置が規定されるパレットの、各行列支
   点上に部品を搭載（搬送）・取出しをロボットで行うロ
   ボットシステムにおいて、 行列上の端点３点を教示する工程と、行数・列数とを教
   示する工程と、この工程で入力した端点、行列数とより
   各行列各点位置の相隣り合う位置相互の差分を求める工
   程と、搭載・取出し実行時にパレットの開始点を与え、
   この開始点と上記差分値とから行列各点の位置を算出し
   て実行時の位置データとしてロボット提供する工程と、
   より成るロボットシステムにおけるパレット空間位置特
   定方法。