JPS6315601B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、産業用ロボツトの軌跡の途中精度
が不要な個所はその程度に応じてポイント間再生
時間を大きくして、ポイント間を長くとり、記憶
の点数を減少させてメモリ容量の節約とテイーチ
ングの繁雑さを解消するようにした産業用ロボツ
トの制御装置に関する。

第１図は従来の産業用ロボツトによるPTP式
テイーチング方法（１点ずつ産業用ロボツトの軌
跡ポイントを教え込む方式）を説明するための図
であり、軌跡ポイントを示す正面図である。第２
図はこの軌跡ポイントを含めた従来の産業用ロボ
ツトを側面的に示した図である。この第１図，第
２図の両図において、１は制御盤、２は油圧ユニ
ツト、３はロボツト本体を示す。ロボツト本体３
にアーム４が取り付けられており、このアーム４
の先端にはスプレーガン５が取り付けられてい
る。また、６は軌跡のポイントを示す。

産業用ロボツトは制御盤１からの指令に基づき
コントロールされ、油圧ユニツト２により駆動さ
れ、アーム４が矢印A₁方向に移動し、それにと
もないポイント６をテイーチングする。この
PTP式テイーチングに際しては、軌跡にしたが
つて、Ａ，Ｂ，Ｃ，…のごとく各ポイントを教え
て行く方式である。そして、再生は各ポイント間
Δsをポイント間再生時間Δtで、しかもポイント
間は直線補間し、一定の速度で動くようになつて
いる。したがつて、再生速度ｖは ｖ＝Δs／Δtで決まる。

このような従来のPTP式テイーチング方法で
は、ポイント間再生時間Δt≒0.1secと一定である
ため、再生速度ｖは各ポイント間Δs、つまり、
記憶のポイント間距離によつて決まつていた。し
たがつて、1000mmの間を500mm／ｓの速度で再生
したときには、50mmピツチで20ポイントのテイー
チングが必要であつた。実際には、1000mmの間は
直線であり、極端なことを云えば、始点と終点の
２点間のみを記憶すればよいはずである。

この発明は、上記の点にかんがみなされたもの
で、産業用ロボツトのアームを駆動する駆動系
と、この駆動系で駆動される上記産業用ロボツト
の現在値情報を得る位置検出手段と、上記産業用
ロボツトの軌跡のポイント間再生時間を設定する
第１手段と、再生時に第１手段によつて設定され
たポイント間再生時間を選択する第２手段と、記
憶時に記憶釦スイツチ操作毎に上記位置検出手段
で得られた上記産業用ロボツトのアームの位置情
報および上記第１手段により設定された上記ポイ
ント間再生時間を記憶し、再生時に上記第２手段
に上記ポイント間再生時間を出力すると共に選択
されたポイント間再生時間の情報を上記第２手段
より入力し上記位置情報のアドレス指定が行われ
る記憶手段と、この記憶手段からの位置情報と上
記現在値情報との偏差を上記産業用ロボツトの各
軸について計算し各軸毎に速度指令を出す速度発
信器と、この速度発信器の速度指令に基づいて上
記駆動系を制御する手段とよりなることを要旨と
することにより、記憶容量の節約が可能となると
ともに、記憶時間が倍増するばかりか、テイーチ
ングの繁雑さが解消でき、しかも、特に新しい制
御系を組まなくても、既存の制御装置にわずかな
回路的変更を加えるのみで構成できる産業用ロボ
ツトの制御装置を提供することを目的とする。

以下、この発明の産業用ロボツトの制御装置の
実施例について図面に基づき説明する。第３図は
その一実施例の構成を示すブロツク図である。こ
の第３図において、１０１は記憶媒体としてのワ
イヤメモリを示す。このワイヤメモリ１０１の出
力端と速度発信器１０２との間にはスイツチS₂が
接続されている。スイツチS₂はスイツチS₁と連動
するものである。このスイツチS₁，S₂はともに、
固定端子a₁，a₂および可動端子を有している。ス
イツチS₂の可動端子は速度発信器１０２の入力端
に接続され、固定端子a₁は非接続状態、固定端子
a₂はワイヤメモリ１０１の出力端に接続されてい
る。

この速度発信器１０２はワイヤメモリ１０１か
らの指令値と後述する位置検出器１０７からの現
在値との偏差を各産業用ロボツトの各軸について
計算し、この各軸の始点と終点が同時に出発し
て、同時に到着するように、一定の速度を各軸に
指令する機能を有している。この速度発信器１０
２は内部に発振器及びこの発振器から出力される
信号を分周する分周回路を有している。そして、
この分周回路からは各種の周波数のパルスが出力
されており、速度発信器１０２に入力される偏差
（つまり、位置検出器１０７からの信号とワイヤ
メモリ１０１からの指令値の偏差）に比例した周
波数のパルスを出力するようにゲート回路が設け
られている。このようにして、偏差の大きなとき
は周波数の高いパルスが出力され、偏差の小さい
ときには周波数の低いパルスが出力される。この
速度発信器１０２の出力は積分器１０３に送出さ
れるようになつている。この積分器１０３には速
度検出器１０８からの出力も導入されるようにな
つている、積分器１０３の出力はデイジタル―ア
ナログ変換器１０４（以下Ｄ／Ａ変換器と云う）
に送出するようになつている。つまり、この積分
器１０３は速度発信器１０２から出力されるパル
ス列と速度検出器１０８からのパルス列を互いに
相殺するようにアツプダウンカウンタに入力し
て、その累積パルス数の差をデジタル信号でＤ／
Ａ変換器１０４に出力するようにしている。つま
り、この差が少しでもあれば、常に速度発信器１
０２からパルスが出力されて駆動系が作動され、
この駆動系の作動はその差が０になるまで続けら
れる。Ｄ／Ａ変換器１０４の出力はサーボアンプ
１０５を介して駆動系１０６に送出するようにな
つている。駆動系１０６は産業用ロボツトを駆動
する系統である。

産業用ロボツトの軌跡の速度は速度検出器１０
８で検出されるようになつている。また、この産
業用ロボツトの位置（絶対値）は位置検出器１０
７で検出されるようになつており、この位置検出
器１０７で検出された産業用ロボツトの現在値情
報は上記スイツチS₁を介してワイヤメモリ１０１
に転送されるように構成されている。このスイツ
チS₁の可動端子は位置検出器１０７の出力端に接
続されている。また、固定端子a₁はワイヤメモリ
１０１に接続され、固定端子a₂は速度発信器１０
２に接続されている。上述の速度検出器１０８、
速度発信器１０２、積分器１０３、Ｄ／Ａ変換器
１０４、サーボアンプ１０５、駆動系１０６の系
統は通常のフイードバツク制御ループを構成して
いる。

一方、１０９は発信器で、所定の周波数の信号
を得るようになつており、この信号は分周器１１
０で分周された後、電子的切換スイツチ１１６に
伝達されるようになつている。電子的切換スイツ
チ１１６はスイツチS₃，S₄を通してワイヤメモリ
１０１に接続されている。このスイツチS₃とS₄は
連動するものであり、原理的に示している。スイ
ツチS₃，S₄はそれぞれ固定端子a₁，a₂と可動端子
を有している。スイツチS₃の可動端子はワイヤメ
モリ１０１に接続され、再生時間信号設定系統１
１３となつている。スイツチS₃の固定端子a₁は切
換スイツチ１１２に接続されている。切換スイツ
チ１１２はポイント間再生時間を設定するもので
ある。また、スイツチS₃の固定端子a₂は上述の電
子的切換スイツチ１１６に接続されている。この
電子的切換えスイツチ１１６は再生時には一定時
間でメモリアドレスを進めて再生するので、その
進める速さによつて再生速度が決定される。つま
り、この圧力スイツチ１１６は再生速度を変える
ためのスイツチである。

スイツチS₄の可動端子もワイヤメモリ１０１に
接続され、メモリアドレスを進める信号系統１１
１を形成している。スイツチS₄の固定端子a₁は記
憶押釦スイツチ１１５を介して電源１１４に接続
されている。また、スイツチS₄の固定端子a₂は電
子的切換スイツチ１１６に接続されている。

上記スイツチS₁〜S₄のうち、スイツチS₁とS₂記
憶，再生の切換用であり、固定端子a₁は記憶側、
固定端子a₂が再生側である。また、スイツチS₃と
S₄はP.T.Pテイーチング（１つずつ教え込む方
式）とC.Pテイーチング（人が実作業を行なつて
テイーチングする）の切換を行なうもので、固定
端子a₁がP.T.Pテイーチング側、固定端子a₂がC.
Pテイーチング側である。

第４図は記憶媒体としてのワイヤメモリ１０１
のn_i〜n_kまでのアドレスにおける記憶情報の割付
状態を示すものである。この第４図における１１
７は機能情報部分である。機能情報部分１１７に
は切換スイツチ１１２で設定されるポイント間再
生時間を記憶する部分である。そして、１１８は
産業用ロボツトの位置情報位置を示し、ワイヤメ
モリ１０１上の位置を記憶する部分である。

なお、第３図に示す制御系統は産業用ロボツト
の複数軸のうちの１軸について記載したものであ
り、実際には並列に第３図の制御系統が軸数だけ
使用されているものである。

次に、以上のように構成されたこの発明の産業
用ロボツトの制御装置の動作について説明する。
この発明は従来の制御装置に分周器１１０、電子
的切換スイツチ１１６、切換スイツチ１１２の機
能を追加し、記憶時に再生するときのポイント間
再生時間Δtを切換スイツチ１１２により記憶し、
再生時のポイント間再生時間Δtを自動的に変え
るようにしたものである。

いま、P.T.Pテイーチングで記憶するとする
と、スイツチS₁とS₂の可動端子は固定端子a₁側に
切り換える。これにより、ワイヤメモリ１０１と
位置検出器１０７とが接続され、また、ワイヤメ
モリ１０１と速度発信器１０２間は断路状態とな
る。一方、スイツチS₃，S₄の可動端子も固定端子
a₁側に切り換える。この状態で、産業用ロボツト
のアームの位置を所定の位置、たとえば、第１図
におけるポイントＡの位置に持つて行く。この状
態で、第３図における記憶押釦スイツチ１１５を
押すと、ポイントＡの位置情報がスイツチS₄、信
号系統１１１を通してワイヤメモリ１０１に転送
される。ワイヤメモリ１０１においては、第４図
の位置情報位置１１８の部分にポイントＡの位置
情報が記憶される。また、切換スイツチ１１２で
設定されたポイント間再生時間Δtの情報がスイ
ツチS₃、再生時間設定信号系統１１３を通してワ
イヤメモリ１０１に転送され、ワイヤメモリ１０
１における機能情報部分１１７に記憶される。

次に、産業用ロボツトのアームを第１図に示す
ポイントＡからポイントＢにポイント間Δsを移
動し、このポイントＢにアームを持つて行き、切
換スイツチ１１２でポイント間再生時間Δtを設
定する。しかる後に、記憶押釦スイツチ１１５を
再度押すことにより、ワイヤメモリ１０１の次の
番地にポイントＡと同様にして、ポイントＢの情
報が記憶される。以下、同様にして、各ポイント
の情報がアームを所定のポイントに移動させる毎
に記憶押釦スイツチ１１５を押して順次各ポイン
トの情報を記憶して行くことができる。

次に、再生の場合について説明する。この再生
時には、スイツチS₁とS₂の可動端子を固定端子a₁
から固定端子a₂側に切り換える。これにより、位
置検出器１０７とワイヤメモリ１０１間は断路状
態となり、また、ワイヤメモリ１０１と速度発信
器１０２とが接続されることになる。一方、スイ
ツチS₃とS₄の可動端子もそれぞれ固定端子a₂側、
すなわち、CPテイーチング側に切り換わる。こ
れにともない、ワイヤメモリ１０１と切換スイツ
チ１１２間は断路状態となり、ワイヤメモリ１０
１と記憶押釦スイツチ１１５間も断路状態とな
る。そして、ワイヤメモリ１０１と電子的切換ス
イツチ１１６間は再生時間設定信号系統１１３と
信号系統１１１とにより接続されることになる。

この状態において、スタート釦スイツチ（図示
せず）を押すと、最初のワイヤメモリ１０１上の
情報を読み取る。これにより、ポイント間再生時
間Δtに関する情報が再生時間設定信号系統１１
３に出力される。この情報により、電子的切換ス
イツチ１１６が切り換えられて、ポイント間再生
時間Δtの情報が信号系統１１１に送り出す。こ
の情報によりワイヤメモリ１０１のアドレスが指
定され、ワイヤメモリ１０１の位置情報がスイツ
チS₂を通して速度発信器１０２に送られる。この
速度発信器１０２には位置情報と位置検出器１０
７からスイツチS₂を通してアームの現在値情報も
転送される。これにより、速度発信器１０２はワ
イヤメモリ１０１からの位置情報と位置検出器１
０７からの現在値情報との偏差を産業用ロボツト
の各軸について計算し、各軸の始点と終点が同時
に出発して同時に到着するように、一定の速度を
各軸に指令するように出力する。この速度発信器
１０２の出力は積分器１０３に加えられる。

積分器１０３には速度検出器１０８の出力も加
えられ、これらの出力を積分器１０３で積分した
後、Ｄ／Ａ変換器１０４に送出され、そこでアナ
ログ信号に変換される。このＤ／Ａ変換器１０４
の出力はサーボアンプ１０５にて増幅された後、
駆動系１０６に送られる。これにより、産業用ロ
ボツトのアームが駆動される。

次に、電子的切換スイツチ１１６が切り換えら
れて、ポイント間再生時間Δt情報がスイツチS₄、
信号系統１１１を通してワイヤメモリ１０１の次
の位置情報のアドレスが指定され、以下上記と同
様にしてワイヤメモリ１０１のアドレスが指定さ
れる毎に産業用ロボツトのアームが移動されるこ
とになる。

このように、この発明においては、ポイント間
再生時間Δtもアームの位置情報と同時に記憶し、
軌跡の途中、精度が不要なところではその程度に
応じてポイント間再生時間Δtを大きくし、ポイ
ント間を長くとつて記憶の点数を減少することが
でき、それにともないメモリ容量を節約でき、テ
イーチングの繁雑さを少なくできることがわか
る。つまり、再生速度ｖ＝1000mm／ｓの速度を得
るのに、ポイント間Δs＝300mm、ポイント間再生
時間Δt＝0.3secでもよく、ポイント間Δs＝100
mm、ポイント間再生時間Δt＝0.1secでもよいが、
精度さえ許されれば、ポイント間ｓ＝300mm、ポ
イント間再生時間Δt＝0.1secと記憶し、また再生
することができるものである。

これにより、今までと同じ記憶容量のメモリを
使う場合、ポイント間再生時間Δtを２倍〜数倍
と変化することにより、実質的に２〜数倍の作業
時間内容を記憶することができる。すなわち実質
的にメモリ容量を数倍にしたことになり、コスト
が変わらず、能力増大したことになるわけであ
る。なお、この発明に適用される産業用ロボツト
としては、塗装ロボツト、溶接ロボツト、シーリ
ングロボツトなどがある。

以上詳述したように、この発明の産業用ロボツ
トの制御装置によれば、産業用ロボツトのアーム
を駆動する駆動系と、この駆動系で駆動される上
記産業用ロボツトの現在値情報を得る位置検出手
段と、上記産業用ロボツトの軌跡のポイント間再
生時間を設定する第１手段と、再生時に第１手段
によつて設定されたポイント間再生時間を選択す
る第２手段と、記憶時に記憶釦スイツチ操作毎に
上記位置検出手段で得られた上記産業用ロボツト
のアームの位置情報および上記第１手段により設
定された上記ポイント間再生時間を記憶し、再生
時に上記第２手段に上記ポイント間再生時間を出
力すると共に選択されたポイント間再生時間の情
報を上記第２手段より入力し上記位置情報のアド
レス指定が行われる記憶手段と、この記憶手段か
らの位置情報と上記現在値情報との偏差を上記産
業用ロボツトの各軸について計算し各軸毎に速度
指令を出す速度発信器と、この速度発信器の速度
指令に基づいて上記駆動系を制御する手段とより
なることを要旨としているので、記憶容量の節約
が可能となるとともに、記憶時間が倍増するばか
りか、テイーチングの繁雑さが解消され、しかも
特に新しい制御等を組まなくても既存の制御装置
にわずかな回路的変更を加えるのみで構成できる
などの効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の産業用ロボツトによるPTP式
テイーチング方法を説明するための図であり、第
２図は従来の産業用ロボツトを側面的に示した
図、第３図はこの発明の産業用ロボツトの制御装
置の一実施例の構成を示すブロツク図、第４図は
同実施例におけるワイヤメモリのアドレスにおけ
る記憶情報の割付状態を示す図である。 １０１……ワイヤメモリ、１０２……速度発信
器、１０３……積分器、１０４……Ｄ／Ａ変換
器、１０５……サーボアンプ、１０６……駆動
系、１０７……位置検出器、１０８……速度検出
器、１０９……発信器、１１０……分周器、１１
１……信号系統、１１２……切換スイツチ、１１
３……再生時間設定信号系統、１１４……電源、
１１５……記憶釦スイツチ、１１６……電子的切
換スイツチ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 産業用ロボツトのアームを駆動する駆動系
   と、この駆動系で駆動される上記産業用ロボツト
   の現在値情報を得る位置検出手段と、上記産業用
   ロボツトの軌跡のポイント間再生時間を設定する
   第１手段と、再生時に第１手段によつて設定され
   たポイント間再生時間を選択する第２手段と、記
   憶時に記憶釦スイツチ操作毎に上記位置検出手段
   で得られた上記産業用ロボツトのアームの位置情
   報および上記第１手段により設定された上記ポイ
   ント間再生時間を記憶し、再生時に上記第２手段
   に上記ポイント間再生時間を出力すると共に選択
   されたポイント間再生時間の情報を上記第２手段
   より入力し上記位置情報のアドレス指定が行われ
   る記憶手段と、この記憶手段からの位置情報と上
   記現在値情報との偏差を上記産業用ロボツトの各
   軸について計算し各軸毎に速度指令を出す速度発
   信器と、この速度発信器の速度指令に基づいて上
   記駆動系を制御する手段とよりなる産業用ロボツ
   トの制御装置。