JPS6329806A

JPS6329806A - 複数の回転テ−ブルを有するロボツト装置の制御方法

Info

Publication number: JPS6329806A
Application number: JP61174296A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiro Somiya; 宗宮　一弘; Hirotoshi Fujiwara; 弘俊藤原; Yoshizumi Ito; 伊藤　善純
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1986-07-24
Filing date: 1986-07-24
Publication date: 1988-02-08

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、１台のロボットと複数台の回転テーブルとを
組合せたロボット装置において、該ロボットと回転テー
ブルとを同期して動作させるための制御方法に関する。

（従来の技術）最近、ロボットとワークが載せられる回転テーブルとを
組合せ、両者を同期して動作させることによりロボット
動作を単純化し１作業スピードの向上とロボット自体の
小型化とを図る試みが種々なされている。

第６図は、そのようなロボット装置の一例を示したもの
で（特開昭５８−１５６３６７号公報）、ロポッ）１と
回転テーブル２とを並設し、前記回転テーブルを、ポー
ルネジ３とモータ４とを利してガイドレール５上を走行
できるようにし、制御装置６からの指令で前記回転テー
ブル２を回転および直線運動させることにより、ロボッ
ト手首の上下あるいは傾角のわずかの運動で、回転テー
ブル２上のワーク　（こ〜ではウインドガラス）Ｗに対
する作業（接着剤塗布作業）を実行できるようにしてい
る。

ただし、この場合は回転テーブル２　（ロボット１でも
同じ）を移動させる必要があるため、その駆動手段が大
がかりとなって装置の設置スペースが拡大するばかりか
、その移動にともなって精度確保が困難になるおそれが
ある。

一方、第７図′に示したもの　（特開昭８０−１９３０
１６号公報）においては、ロボット１と回転テーブル２
とを制御装置７の指令で完全に同期動作させることによ
り、上記ロボット装置（第６図）における問題を解消し
ている。なお、その制御の特徴は、ロボット１のワール
ド座標系と回転テーブル２の回転座標系との間でティー
チデータを変換あるいは再変換させる点にある。

（発明が解決しようとする問題点）しかしながら、上記従来のロボット装置は。

いずれも１台のロボットと１台の回転テーブルとを同期
動作させる制御しかできず、このため、例えばウィンド
ガラスにプライマ塗布とウレタン塗布の２つの作業を行
なおうとすると、ロポッ）１台と回転テーブル１台との
組合せから成るロボット装置が２式必要となり、投資費
用、占有スペース等の面での不利はまぬがれなかった。

またこのような場合、ロボットが専用化されて待ち時間
が多くなり、ロボット自体の稼動効率が極めて悪くなる
という問題もあった。

本発明は、Ｅ記従来の問題を解決すべくなされたもので
、１台のロボットと複数台の回転テーブルとの同期動作
を可能とすることによりロボット装置の小型化を図り、
なおかつロボット自体の稼動効率の向上を達成し得る制
御方法を提供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段）本発明は、上記問題点を解決するため、ティーチデータ
を回転テーブル座標選択定義命令の実行により選択され
た回転テーブルの座標系上の値として記憶し、プレイバ
ック時、前記記憶したティーチデータを回転テーブル座
標系で軌跡補間して該回転テーブルの回転角を求め、こ
の回転角に応じて回転テーブル座標選択定義命令の実行
により選択された回転テーブルを作動させると共に、前
記回転角を回転テーブル座標選択定義命令の実行により
選択された算出式にてロボットのワールド座標系の値に
逆変換し、該ロボットを作動させるように構成したこと
を要旨とする。

（作　用）上記構成の複数の回転テーブルを有するロボット装置の
制御方法において、ティーチング時およびプレイバック
時共に、回転テーブル座標選択定義命令の実行により必
要な時に、必要な回転テーブルを選択して、これとロボ
ットとを同期動作させることができ、１台のロボットに
よる重複作業が可能になる。

（実　施　例）以下、本発明の実施例を添付図面にもとづいて説明する
。

第１図は、本発明の制御方法の実行対象であるロボット
装置を示したものである。同図において、１１は６軸ロ
ボツト、１２は第１の回転テーブル、１３は第２の回転
テーブルである。ロボット１１と２つの回転テーブル１
２．１３とは制御装置１４からの指令で同期動作できる
ようになっている。なお、制御装置１４には、キーボー
ドおよびＣＲＴから成る入力機１５、あるいはティーチ
ングボックス１６等が付設されている。

ロポーｙト１１には、旋回台１１ａの軸をｙ軸とし、こ
のｙ軸に直交するように水平方向にｙ軸、ｙ軸を設けた
ワールド座標系が設定されており、一方、各回転テーブ
ル１２．１３には１回転軸１２ａ、１３ａをｙ軸とし、
このｙ軸に直交するように水平方向にｙ軸、Ｙ軸を設け
た回転テーブル座標系が設定されている。

第２図は、上記制御装置１４の構造を示したものである
。同図において、旧、Ｍ２・・・口はロボット１１の各
軸を駆動するサーボモータ、Ｍ７は第１の回転テーブル
１２を駆動するサーボモータ、Ｍ８は第２の回転テーブ
ル１３を駆動するサーボモータである。またＥｌ　、Ｒ
２・・・Ｒ６はロポッ）１１各軸の回転角度を検出する
エンコーダ、Ｒ７は第１の回転テーブル１２の回転角度
を検出するエンコーダ、　Ｒ８は第２の回転テーブル１
３の回転角度を検出するエンコーダである。各サーボモ
ータＭ１〜ｘ８へはサーポユニッ）　２１ａ、２１ｂ・
・・２１ｈからそれぞれ駆動パルスが印加され、一方各
す−ボユニッ）２１ａ〜２１ｈへハ各エンコータＥ　１
〜Ｅ８から現在の回転角度に関するデータがそれぞれ送
られるようになっている。そして各サーポユニッ）　２
１ａ　〜２１ｈ　Ｉｔ、入出力（Ｉｌｏ）ボート２２を
介して中央処理装置（ＣＰＵ）　２３から送られる各指
示値に応じた角度に各軸を制御する。

ＣＰＵ　２３には　Ｉｌｏ　２２を介してコンソール２
４から制御に必要な各種データおよびティーチデータが
入力されるようになっており、またＣＰＵ２３には、前
記データ類を格納するメモリ２５、プレイバック時に軌
跡補間を行う補間回路２６、補間点を回転テーブル座標
上で回転させたり、回転後の点を回転テーブル上の座標
系からロボットのワールド座標系に変換する座標変換回
路２７、制御系を第１の回転テーブル１２と第２の回転
テーブル１３のいずれかの側へ切換える切換回路２Ｂ等
が接続されている。

以下、上記制御装置１４による制御方法について、第３
図〜第５図も参照して説明する。

ティーチング時は、先ずロボット１１の各軸エンコーダ
Ｅ１〜Ｅ６より読込んだパルス値より、各軸角度０１〜
θ６　を算出しく■）、続いて各軸角度θｆ　〜θ６　
より、ロボット１１のワールド座標系におけるロボット
手先の位置行列Ｗを算出する（■）。次に回転テーブル
座標選択定義命令ＲＤＥＦ　７またはＲＤＥＦ　８を実
行する。この回転テーブル座標選択定義命令ＲＤＥＦ　
７、ＲＤＥＦ　８は、第１、第２の回転テーブル１２．
１３とロボット１１との位置関係を自動的に求める内容
を含む、具体的には、第４図に示すように、各回転テー
ブル１２．１３上の１点を異なるテーブル角度で３回テ
ィーチングしだ時のワールド座標データ、すなわち、第
１の回転テーブル１２の場合はＲＤＥＦ７、Ｃ−ｑ＝Ｔ
ゴｌ　、ＴＩ　、ＴＴ３　、第２の回転テーブル１３の
場合はＲＤＥＦ　８、ｃａ　＝　Ｔａ２　、Ｔａ２　、
Ｔ８Ｂで求められる変換行列Ｃｒ１．Ｃ８を自動算出す
る内容を含む。

上記回転テーブル座標選択定義命令ＲＤＥＦ　７、ＲＤ
ＥＦ　８の実行により、ワールド座標データＷから回転
テーブル座標系におけるロボット手先の位置行列Ｔゴ　
あるいはＴ８をそれぞれ算出する（■、■）。次に前記
Ｔ７．Ｔ８に、ティーチング時における回転テーブルの
テーブル原位置よりの回転角の１時変換行列Ｕ７．ＵＳ
　を乗算することで、回転テーブル座標系におけるロボ
ット手先の位置行列ＲＴ、ＲＲを算出する（■）。なお
、この過程において、ＲＩ］ＥＦ　７を実行した時はＴ
ゴ、Ｒ−７へ、ＲＤＥＦ　８を実行すた時はＴ８．Ｒ８
へ処理が進むのはいうまでもない。また、Ｕ９　はＲＤ
ＥＦ　７の実行時に第１の回転テーブル用エンコーダＥ
７より読込んだパルス値より算出された回転の１時変換
行列であり、一方Ｕ８　はＲＤＥＦ　８の実行時に第２
の回転テーブル用エンコーダＥ８より読込んだパルス値
より算出された回転の１時変換行列である。

プレイバック時は、先ず回転テーブル座標系のティーチ
データＲ−１，Ｒ８より、ティーチングポイント間を直
線補間したデータＲｉ　　を算出しく■）、続いてロポ
ッ）１１の手先を回転テーブル座標系における拘束平面
内のみ動作させるという拘束条件より、テーブル回転角
θ１　を算出する（■）。このテーブル回転角０１　　
の計算は、第５図に示すように、ロボット手先がＸ−Ｚ
平面（拘束平面）のみを動くものとして、ティーチング
ポイントごとの回転角成分を求める内容を含む。

一例をあげれば、点Ｒ′（Ｒｘ’　、　Ｒｙ′）の回転
角成分θは下記（＋）　、　（２）式により求めること
ができる。

θ＝−α　　　　　　　（２）上記のように求められた回転角θｉ　は、プレイバック
時に予め実行された回転テーブル座標選択定義命令によ
り、　ＲＤＥＦ　７実行時はＯ７１として第１の回転テ
ーブル用サーボモータＭ７に出力され（■）　、　ＲＤ
ＥＦ　８実行時はＯ８１として第２の回転テーブル用サ
ーボモータＭ８へ出力される（■〕。

次に拘束平面へのテーブル回転各θｉ　より決まる、拘
束平面への回転の１時変換行列２を乗算することで、回
転テーブル座標系における補間データＴｉ　ｔ−算出し
く［相］）、続いてＲＤＥＦ　７実行時はＣｒ＋　の逆
変換Ｃ９−１を乗算することで、またＲＤＥＦ　８実行
時はＣ８の逆変換ｃ　ｇ　４を乗算することで、前記Ｔ
ｉからロボットワールド座標系補間データＷｉを算出す
る（Ｏ）。その後、前記補間データＷ１よりロボット１
１の角軸回転角θ１１〜θ６ｊを算出する（＠）、モし
て各軸回転角０１１〜θ６ｊは、それぞれロボット各軸
用サーボモータに１〜Ｍ６へ出力される。

なお、同期動作時以外は、ティーチデータＷ（■）より
直接直線補間することによりロボットワールド座標系補
間データＷｉ（■）を算出することも可能で、この場合
は、単独のロボッ）Ｉｆ、あるいは回転テーブル１２．
１３として動作せしめることができる。

また、上記実施例において、２台の回転テーブルを有す
るロボット装置への適用例を示したが、本発明はより多
くの回転テーブルを有するロボット装置へも適用できる
ことはもちろんである。

（発明の効果）以上、詳細に説明したように、本発明は回転テーブル座
標選択定義命令の実行により、１台のロボットと複数の
回転テーブルとを同期動作せしめることを可能としたの
で、ロボット装置の小型化を達成すると共に効率の良い
ロボット作業を実現する効果を奏した６

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明にか覧る複数の回転テーブルを有する
ロボット装置の制御方法の実行対象であるロボット装置
を示す斜視図、第２図は本制御方法を実行する制御装置
の構造を示すブロック図、第３図は本発明にか−る制御
のフローチャート、第４図は回転テーブル座標選択定義
命令の実行内容を示す説明図、第５図は拘束条件でのテ
ーブル回転角算出例を示す説明図、第６図は従来の回転
テーブルを有するロボット装置の一例を示す平面図、第
７図は同様の他の例を示す斜視図である。１１・・・ロボット１２．１３・・・回転テーブルＩ４・・・制御装置特許出願人　　トヨタ自動車株式会社オ　１　図２′ ン１６　　　　　　Ｉ５　　　　　　　　　　　　　１２
．１３　　一回転テーフ゛ル′２２図才　４図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ティーチデータを回転テーブル座標選択定義命令
の実行により選択された回転テーブルの座標系上の値と
して記憶し、プレイバック時、前記記憶したティーチデ
ータを回転テーブル座標系で軌跡補間して該回転テーブ
ルの回転角を求め、この回転角に応じて回転テーブル座
標選択定義命令の実行により選択された回転テーブルを
作動させると共に、前記回転角を回転テーブル座標選択
定義命令の実行により選択された算出式にてロボットの
ワールド座標系の値に逆変換し、該ロボットを作動させ
ることを特徴とする複数の回転テーブルを有するロボッ
ト装置の制御方法。