TW202319849A - 具有互鎖功能之產業用機器人之控制裝置及產業用機器人之控制方法 - Google Patents

具有互鎖功能之產業用機器人之控制裝置及產業用機器人之控制方法 Download PDF

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Abstract

本發明之課題在於提供一種可消除與伴隨著機器人程式之後退執行之互鎖設定相關之不利層面的控制裝置及控制方法。 第1控制裝置20包含：程式執行部24，其執行使第1機器人12動作之機器人程式，且在後退執行程式之期間，忽視包含於程式且與互鎖信號相關之邏輯語句之至少一個；及互鎖設定部26，其在後退執行使機器人動作之程式之期間，將與預先登錄之互鎖信號相關之互鎖設為有效。

Description

具有互鎖功能之產業用機器人之控制裝置及產業用機器人之控制方法
本發明係關於一種用於避免與機器人相關之干涉的具有互鎖功能之控制裝置及控制方法。
在複數台機器人共有作業區域而作動之系統中，已知以機器人彼此不干涉・碰撞之方式使用控制機器人之動作之機器人程式等設定互鎖之技術(例如參照專利文獻1、2)。又，已知進行機器人之動作程式之前進執行處理、及基於與前進執行相關之執行履歷資料之後退執行處理之技術(例如參照專利文獻3)。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1] 日本特開平10-260714號公報 [專利文獻2] 日本特開平08-071979號公報 [專利文獻3] 日本特開平10-011124號公報
[發明所欲解決之課題]
在機器人程式之執行上，不僅包含將該程式自其列編號之小者向大者執行之前進執行，亦包含自列編號之大者向小者執行之後退執行，進而，在後退執行時，有進行如忽視程式中之邏輯語句之設定之情形。然而，在所忽視之邏輯語句包含與互鎖信號相關之處理時，無法適切地切換互鎖信號，而會產生機器人彼此碰撞等之不良狀況。又，為了避免如此之不良狀況，考量由作業者等手動切換互鎖信號、或修正程式，但均為耗時費力之作業。 [解決課題之技術手段]
本揭示之一態樣之產業用機器人之控制裝置係基於在包含至少1台產業用機器人之複數個產業機械間傳送之互鎖信號，防止前述複數個產業機械彼此之干涉之控制裝置，且包含：程式執行部，其執行使前述機器人動作之機器人程式，且在後退執行前述機器人程式之期間，忽視包含於前述機器人程式且與前述互鎖信號相關之邏輯語句之至少一個；及互鎖設定部，其在後退執行使前述機器人動作之機器人程式之期間，將與預先登錄之互鎖信號相關之互鎖自動設為有效。
本揭示之又一態樣之產業用機器人之控制方法係基於在包含至少1台產業用機器人之複數個產業機械間傳送之互鎖信號，防止前述複數個產業機械彼此之干涉之控制方法，且包含：執行使前述機器人動作之機器人程式，且在後退執行前述機器人程式之期間，忽視包含於前述機器人程式且與前述互鎖信號相關之邏輯語句之至少一個；及在後退執行使前述機器人動作之機器人程式之期間，將與預先登錄之互鎖信號相關之互鎖自動設為有效。 [發明之效果]
根據本揭示，因在機器人程式之後退執行時，將與預先登錄之互鎖信號相關之互鎖自動設為有效，故作業者無需進行程式修正等之繁瑣之作業，而可確實地防止與機器人相關之干涉。
圖1顯示藉由較佳之實施形態之控制裝置控制之包含至少1台機器人之複數個產業機械之系統10之一構成例。此處，系統10具有作為產業用機器人之第1機器人12及第2機器人14，第1機器人12及第2機器人14分別具有機器人臂等可動部16及18。第1機器人12之動作係藉由連接於第1機器人12之第1控制裝置20控制，同樣地，第2機器人14之動作係藉由連接於第2機器人14之第2控制裝置22控制。
第1機器人12及第2機器人14因其等之作業區域(機器人臂之可動範圍)重複或接近，故構成為基於在兩機器人(之控制裝置)間傳送之信號(此處為互鎖信號)，防止兩機器人間之干涉。具體而言，第1控制裝置20及第2控制裝置22之至少一者(圖示例中為第1控制裝置20)包含：程式執行部24，其執行包含使對應之機器人動作之至少一個動作命令及至少一個信號輸出指令之機器人程式(以下，簡稱為程式)，且在後退執行程式之期間，忽視包含於程式且與互鎖信號相關之邏輯語句之至少一個；及互鎖設定部26，其在後退執行使機器人動作之程式之期間，將與預先登錄之互鎖信號相關之互鎖設為有效。
又，第1控制裝置20及第2控制裝置22之至少一者(圖示例中為第1控制裝置20)可任意具有：記憶部28，其記憶程式執行部24及互鎖設定部26之運算結果或程式等；及輸入部30，其可由作業者登錄・輸入各種設定等。作為一例，程式執行部24及互鎖設定部26為處理器，記憶部28為ROM、RAM等記憶體，輸入部30為數字鍵、觸控面板等。再者，可將第1控制裝置20及第2控制裝置22設為實質一體之控制裝置。
接著，參照圖2-圖3，說明對於第1機器人12及第2機器人14設定之互鎖。參考符號32表示用於控制第1機器人12之動作之第1程式之一部分，參考符號34表示用於控制第2機器人14之動作之第2程式之一部分。此處，第1機器人12構成為其手指尖(臂16之前端)等之代表點可在圖3中以三角符號表示之位置P[1]、P[2]及P[3]間移動，藉由前進執行第1程式32，而在定位於位置P[1]後直線移動至位置P[2]，接著直線移動至位置P[3]，接著再次直線移動至位置P[2]，然後返回位置P[1]。
另一方面，第2機器人14構成為其手指尖(臂18之前端)等之代表點可在圖3中以圓形符號表示之位置P[1]、P[2]及P[3]間移動，藉由前進執行第2程式34，而在定位於位置P[1]後直線移動至位置P[2]，接著直線移動至位置P[3]。再者，程式32及34之記號「J」意指使機器人之各軸旋轉至目標值之動作，「L」意指使機器人之手指尖等以特定速度直線移動之動作。
於本揭示中，程式之前進執行意指如在圖2中以箭頭36及38所示般，將各程式自其列編號之小者向大者執行，反之，程式之後退執行意指如在圖4中以箭頭40所示般，將程式自其列編號之大者向小者執行。因此，程式之前進執行/後退執行與機器人臂之前進/後退無關。例如，在教示機器人臂後退(亦即臂前端靠近機器人之中心)之動作時，藉由程式之前進執行而機器人臂後退，另一方面，藉由程式之後退執行而機器人臂前進(亦即臂前端遠離機器人中心)。
第1程式32及第2程式34包含和第1機器人12與第2機器人14之間之互鎖相關之設定。此處，如圖3所示般，由於第1機器人12之位置P[3](三角符號)與第2機器人14之位置P[3](圓形符號)實質上相同或比較近，因此若兩機器人同時位於位置P[3]，則兩機器人相互接觸・干涉，故需要設定互鎖以便兩機器人不同時定位於或接近位置P[3]。
具體而言，於第1程式32中，在第1機器人12移動至位置P[2]後(列編號2)，將互鎖信號DO[1]設定為「關斷」(列編號3)。另一方面，於第2程式34中，在第2機器人14移動至位置P[2]後(列編號2)，待機直至互鎖信號成為「導通」為止(列編號3)，故在該時點第2機器人14無法向位置P[3]移動。
接著，進行第1程式32之前進執行，若第1機器人12移動至位置P[3]後再次返回位置P[2](列編號5)，則互鎖信號DO[1]切換為「導通」(列編號6)。如是，第2機器人14向位置P[3]移動(列編號4)。如此般，藉由利用例如在機器人間傳送之DO/DI信號之互鎖，而可防止機器人間之干涉。
此處，於本實施形態中，第1程式32設為前進執行至列編號7後，自列編號7後退執行。惟，在後退執行時，忽視信號之切換處理等之邏輯語句之至少一部分而不執行，反而執行使機器人動作之動作語句等。設為如此之設定之理由在於在後退執行時難以判斷是否執行邏輯語句，而且很多情況下不應進行邏輯語句之處理。例如，在邏輯語句為計數循環數之處理時，很多情況下在後退執行時亦變更循環數(寄存器值)為不適切。因此，在後退執行時，很多情況下預先進行將邏輯語句全部忽視之設定。
圖4顯示使第1程式32後退執行時之處理例。如上述般因後退執行時邏輯語句被忽視，故不執行信號之設定・切換處理(列編號3、6)。如是，在第1機器人12藉由第1程式32之後退執行而移動至位置P[3]時，因DO[1]藉由第1程式32之前進執行而設定為「導通」不變，故第2機器人14成為可對位置P[3]進行存取之狀態。因此，第1程式32之後退執行時，第1機器人12及第2機器人14之兩者向位置P[3]移動或接近，而有兩機器人干涉之情形。
因此，在本實施形態中，藉由圖5之流程圖所例示之處理，防止因程式之後退執行時忽視邏輯語句引起之不良狀況。首先，於步驟S1中，機器人之使用者或操作者預先經由輸入部30等，預先將程式32及34之至少一者之邏輯語句所含之互鎖信號中的應在程式之後退執行時反轉(切換)之互鎖信號設定・登錄於第1控制裝置20或第2控制裝置22等。例如，在預料到起因於程式之後退執行時邏輯語句被忽視，而原本應設為有效之互鎖成為無效之原樣不變時，登錄與該互鎖關聯之互鎖信號。所登錄之互鎖信號保存於記憶部28等。
關於互鎖信號之登錄，舉出若干個方式。例如，藉由教示等製作・編輯程式之操作者，可自輸入部30等手動登錄在後退執行時應反轉之程式內之互鎖信號。或者，在預先以模板等之形式準備程式時，可在控制裝置讀入程式時等，自動地全部登錄程式內之互鎖信號。該情形下，操作者可自登錄之互鎖信號削除在後退執行時不應反轉之互鎖信號。
接著，程式執行部24執行第1程式32，且判斷第1程式32是否被後退執行(步驟S2)，在後退執行第1程式32時，判斷該執行列是否為包含與互鎖信號相關之邏輯語句者(步驟S3)。如上述般，在後退執行時之執行列包含邏輯語句時，忽視該邏輯語句。
接著，互鎖設定部26判斷所忽視之邏輯語句是否包含步驟S1中登錄(具體而言為保存於記憶部28等)之互鎖信號之處理(步驟S4)，在所忽視之邏輯語句包含登錄之互鎖信號之處理時，在後退執行第1程式32之期間，使與登錄之互鎖信號相關之互鎖信號反轉(此處為自導通切換為關斷)(步驟S5)。即，互鎖設定部26在程式之後退執行時，將與預先登錄之互鎖信號相關且成為無效之互鎖自動設為有效。藉由如此之處理，在程式後退執行時，亦適切地設定第1機器人12及第2機器人14間之互鎖，而防止兩機器人間之干涉。再者，步驟S2-S5之處理可藉由程式執行部24或互鎖設定部26等自動進行。
此處，將互鎖設為有效之處理、具體而言互鎖信號之切換(反轉)，不是藉由操作者之教示或記載於程式之命令語句進行，而是藉由作為控制裝置之(處理器等之)規格而自動進行之內部處理，切換預先登錄之互鎖信號(例如自導通反轉為關斷、或者自關斷反轉為導通)。因此，操作者只要預先設定・登錄在後退執行時應反轉之信號即可，無需進行教示或程式變更等之繁瑣之作業。又，如此之內部處理較佳的是，作為控制裝置之規格而預先設為操作者無法修正其具體內容。惟，可以操作者可選擇是否進行內部處理本身之方式，在控制裝置設置開關等。
惟，若在後退執行時無條件地使互鎖信號反轉，則有將實際上不應設為無效之互鎖設為無效等的不期望之結果之虞。因此，在本實施形態中，藉由預先由操作者等登錄在後退執行時應反轉之互鎖信號，而可在後退執行時僅切換登錄之互鎖信號，而可設定適切之互鎖。
再者，於上述之實施形態中對於2台機器人間之互鎖進行了說明，但本揭示亦可適用於機器人與工作機械等的2台產業機械。又，產業機械不限於2台，亦可為3台以上。
於上述之實施形態中，程式執行部24具有前進執行包含至少一個動作命令及至少一個信號輸出指令之程式之功能、及後退執行該程式之功能。又，互鎖設定部26具有作為信號處理部之功能，該信號處理部對於預先登錄之信號，在後退執行時，進行與前進執行時之信號輸出指令相反之處理(例如，若前進執行時為導通→關斷，則後退執行時為關斷→導通)。先前，因後退執行時之信號處理係基於作為對象之信號之履歷資料等進行，故不限於始終設為與前進執行為相反之處理，在本實施形態中，無關於與信號處理相關之執行履歷，可在後退執行時進行與前進執行時之信號輸出指令相反之處理(反轉處理等)。因此，在本實施形態中，無需進行履歷資料等之保存或運算處理等。
10:系統 12:第1機器人 14:第2機器人 16, 18:可動部 20:第1控制裝置 22:第2控制裝置 24:程式執行部 26:互鎖設定部 28:記憶部 30:輸入部 32:第1程式 34:第2程式 36, 38, 40:箭頭 S1~S5:步驟 P[1], P[2], P[3]:位置
圖1係顯示一實施形態之控制裝置及包含複數台機器人的系統之一構成例之圖。 圖2係顯示機器人程式之一例之圖。 圖3係例示各機器人之停止位置或通過位置之概略圖。 圖4係顯示後退執行圖2之機器人程式之例之圖。 圖5係顯示圖1之控制裝置之處理之一例之流程圖。
10:系統
12:第1機器人
14:第2機器人
16,18:可動部
20:第1控制裝置
22:第2控制裝置
24:程式執行部
26:互鎖設定部
28:記憶部
30:輸入部
P[2],P[3]:位置

Claims (5)

  1. 一種產業用機器人之控制裝置，其係基於在包含至少1台產業用機器人之複數個產業機械間傳送之互鎖信號，防止前述複數個產業機械彼此之干涉之控制裝置，且包含： 程式執行部，其執行使前述機器人動作之機器人程式，且在後退執行前述機器人程式之期間，忽視包含於前述機器人程式且與前述互鎖信號相關之邏輯語句之至少一個；及 互鎖設定部，其在後退執行使前述機器人動作之機器人程式之期間，將與預先登錄之互鎖信號相關之互鎖自動設為有效。
  2. 如請求項1之產業用機器人之控制裝置，其中前述預先登錄之互鎖信號係與前述機器人程式之後退執行時忽視之邏輯語句所含之處理相關者。
  3. 如請求項1或2之產業用機器人之控制裝置，其中互鎖設定部藉由作為前述控制裝置之規格而自動進行之內部處理，將前述互鎖設為有效。
  4. 一種產業用機器人之控制方法，其係基於在包含至少1台產業用機器人之複數個產業機械間傳送之互鎖信號，防止前述複數個產業機械彼此之干涉之控制方法，且包含： 執行使前述機器人動作之機器人程式，且在後退執行前述機器人程式之期間，忽視包含於前述機器人程式且與前述互鎖信號相關之邏輯語句之至少一個；及 在後退執行使前述機器人動作之機器人程式之期間，將與預先登錄之互鎖信號相關之互鎖自動設為有效。
  5. 一種產業用機器人之控制裝置，其係進行在包含至少1台產業用機器人之複數個產業機械間傳送之信號之處理之控制裝置，且包含： 程式執行部，其進行包含至少一個動作命令及至少一個信號輸出指令之程式之前進執行及後退執行；及 信號處理部，其在前述後退執行時，對於預先登錄之信號，無關於該信號之執行履歷，進行與前述前進執行時之信號輸出指令相反之處理。
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