WO1985005197A1 - Procede de commande d'un robot - Google Patents

Description

明 細 書

n ボ ッ ト 制御方法

技術分野

本発明は ロ ボッ ト 制御方法に係 り 、 特に ワ ー ク 座標系 で表現 さ れた複数の ロ ボッ ト 位置デー タ を含む第 1 デ一 タ と 、 ロ ボッ ト の作業を指示す る 命令及び前記所定の位 置データ を指示す る 命令 と を含む第 2 デー タ と を別々 に 入力 し 、 こ れ等第 1 、 第 2 データ に基づ いて ロ ボッ ト を 制御す る ロ ボッ ト 制御方法に 関す る-。

背景技術

ロ ボッ ト は 、 予め作成 さ れて 口 ボタ ト 制御装置に記億 さ れて い る 口 ポ ジ ト 制御デー タ に基づ いて 、 そ の位置を 制御 さ れ る と 共に 、 所定の位置で工作機械な ど の周辺機 に ワ ー ク の 口 一 デ イ ン グ 、 ア ン 口 一 デ イ ン グ 、 工具の着 脱、 そ の他のサ ー ビ ス を実行す る 。

さ て 、 従来の ロ ボッ ト 制御デ ー タ に は各ポ イ ン ト で の ロ ボッ ト の作業を指示す る デー タ と ロ ボッ ト を所定の位 置へ移動 さ せ る位置デー タ と が一体に作成 さ れて い る 。

し か し 、 こ の よ う に作業デー タ と 位置デ ー タ と が一体 に作成 さ れて い る と 、 た と え ばワ ー ク の大き さ が単に変 更す る だけ で あ っ て 、 あ る い は着脱すべ き 工具が変更す る だけ で あ っ て 、 そ の作業内容に変更を要し な い場合で あ っ て も 全体の ロ ボッ ト 制御デー タ を作 り 直 さ な く て は な らず、 修正作業が面倒で あ っ た 。

又、 最近は オ フ ラ イ ン制御に よ り ロ ポッ ト 制御デー タ を作成す る 傾向に あ る が ロ ボッ ト 作業データ と ロ ボッ ト 位置データ と を一体に作或する従来の方法では プロ ダ ラ ミ ン グ時に 、 口 ポ ク ト 作業データ を も 考慮し な く て はな ら ず、 換言すれば位置データ のみを考慮し て プ ロ ダ ラ ミ ン グす る こ と がで き ずそ の作業が煩雑と な る欠点があ つ O

本発明の目的は ロ ボッ ト 作業データ と 口 ポ ジ ト 位置デ —タ と を別々 に作成して入力で き る ロ ボッ ト 制御方法に 関す る 。

本発明の別の目 的は ワ ー ク や工具な どが変更し て ロ ボ ッ ト 制御データ を修正す る場合で あ っ て も ロ ボッ ト作業 内容や 口 ポ ク ト 動作通路パタ ー ン に変更を要し な い時に は単に 口 ボッ ト 位置デ一タ のみ を変更す る だけで よ い 口 ボッ ト 制御方法を提供す る こ と で あ る 。

本発明の更に別の目的は 口 ボ ッ ト 作業内容を考盧する こ とな く 口 ボ タ ト の位置データ を作成で き 、 し か も 該作 成さ れた ロ ボッ ト 位置データ と 別に作成入力 さ れて い る 口 ボタ ト 作業デ ー タ と を組み合わせて ロ ボジ ト を制御で き る ロ ボッ ト 制御方法を提供す る こ と で あ る 。

本発明の他の 目的は 、 口 ポ ク ト の種類 （円筒座標系 口 ボ タ ト 、 関節型ロ ボッ ト 、 直交座標系 ロ ボッ ト ） にかか わ ら ず一般形で作成さ れた位置データ を 、 制御す る ロ ボ V ト に応じ た π ボッ ト 座標系に座標変換し 、 該座標変換 し て得 られた位置データ と 、 ロ ボッ ト 作業データ と を組 み合わせて ロ ボッ ト を制御で き る ロ ボッ ト 制御方法を提 供す る こ と で あ る 。

発明の開示

本発明の π ボッ ト 制御方法は 、 口 ボッ ト の位置を規定 す る ため の ワ ー ク 座標系で表現 さ れた複数の位置デー タ を含む第 1 デー タ と 、 ロ ボッ ト の作業内容を指示す る 命 令及び前記所定の位置デー タ を指示す る 命令を含む第 2 デー タ と を別々 に入力 し 、 第 2 データ に含 ま れ る作業内 容指示 ^令に よ り ボッ ト を し て所定の作業を実行 さ せ る と 共に 、 第 2 データ に含ま れ る位置データ 指示命令に よ り 指示 さ れた位置データ に制御す る ロ ボッ ト に応じ た 座標変換処理を施し 、 座標変換処理に よ り 得 ら れた ロ ボ ッ ト 座標系の位置デー タ に基づ いて ロ ボッ ト の位置を制 御す る 。 こ の発明に よ れば、 ロ ボッ ト 制御デー タ の修正 作業や ロ ボツ ト 制御デー タ の作成作業を簡単に行 う こ と 力 で き る 。

図面の簡単な説明

第 1 図は本発明に係る ロ ボッ ト 制御方法を実現す る シ ス テ ム の ブ ロ 、ジ ク 図、 第 2 図は位置デ ー タ の軸構成説明 図、 第 3 図は作業内容を指示す る 命令等を含む第 2 デ ー タ 説明図、 第 4 図は本発明の処理の流れ図で あ る 。

発明 を実施す る た め の最良の形態 第 1 図は本発明に かか る η ボッ ト 制御方法を実施す る シ ス テ ム の ブ ロ ッ ク 図、 第 2 図は位置デ ー タ の軸構成説 明図で あ る 。

第 1 図に お い て 、 1 1 は プ ロ セ ッ サ 、 1 2 は制御プ ロ グ ラ ム を記億す る R O M、 1 3 は 1 以上のワ ー ク 座標系 で作成さ れた複数の ロ ボッ ト 位置データ （第 1 データ ） 並びに 、 作業内容を指示す る 命令や第 1 データ に含ま れ る位置データ を指示する命令等を含む第 2 デー タ を記億 する R A M、 1 4 は ワ ー ク 座標系で表現さ れた位置デ一 タ を ロ ボッ ト 座標系の位置データ に変換す る た め のマ ト リ ク ス そ の他のパ ラ メ ー タ を記億す る不揮発性メ モ リ 、 1 5 はオ フ ラ イ ン制御で C A D シ ス テ ム 1 6 に よ り 作成 さ れた第 1 データ 、 及び第 2 デー タ を入力す る データ 入 力装置、 1 ⁷ は操作盤、 1 8 は パル ス分配器、 1 9 は プ 口 セ ク サ 1 1 と ロ ボッ ト 2 0 間のデータ 授受を司 さ ど る ィ ン タ フ エ ー ス 回路で あ る 。

尚、 第 1 データ に含ま れ る各位置データ は第 2 図を参 照す る と 、 腕 A R Mに装着さ れたツ ー ル T L先端のヮ 一 ク 座標系に おけ る位置 （ Χ 、 Υ 、 Ζ ) と 、 ツ ー ル 回転角 ( P 、 Q 、 R ) に よ り 特定 き れ る 。 た だ し 、 P 、 Q 、 R は ワ ー ク 座標系に おいて次の よ う な意味を持つ。 すな わ ち 、 ツ ー ル T L の軸ベ ク ト ル （図中の 1 点鎖線） を X軸 に一致する 位置か ら始めて、 X Y平面で反時計方向に P 度回転し 、 そ の位置で X Y平面に垂直な平面内で Q度回 転し た も のが座標値 （ X 、 Y 、 Z )- におけ る ツ ー ル T L の軸方向 を示し 、 そ の軸回 り に指定さ れ る 回転角が R で あ る 。 そ し て 、 各位置デー タ P i ( i = l ， 2 , · · · ) は ロ ボッ ト の種類にかかわ ら ず、 換言すればすべて の 口 ボ タ ト に対し共通に上記座標系で C A D シ ス テ ム 1 6 に よ り 作成 さ れて入力 さ れ、 し か る後制御 さ れ る ロ ボツ ト に応 じ た座標変換処理を施さ れ る 。

又、 第 2 デー タ は た と え ば 第 3 図に示す ワ ー ク 置台 W T B 1 上に載置さ れて い る ワ ー ク W K を ツ ール で し で 把持し て別のワ ー ク 置台 W T B 2 上に載置す る も の と す れば以下の よ う に な る 。 尚、 第 3 図に お いて ツ ール T L は（a) -* (b)→ (c)→ (d)→ (e)→ (f )の順に移動す る も の と す る 。

SPEED 3

MAT/M1

RPD, P1; ♦ ♦ · ·(&)

LOAD, P 2; · · · -(b)

PI; · · ♦ ·(。）

MAT/END;

MAT/M2;

RPD, P3; · · · ·((!)

UNLOAD, P4; · ♦ · -(e)

P3; · · · -(f)

MAT/END; PEND;

た だ し 、 第 2 データ に お いて " S P E E D " は送 り 速度 を特定す る 命令、 " M A T Z M 1 " 及び " M A T Z M 2 は ス ラ ッ シ ュ " ノ " の後に特定 さ れて い る マ ト リ ク ス ( M l あ る いは M 2 ) に よ り 座標変換処理を行 う こ と を 指示す る 座標変換命令、 " M A T Z E N D " は今ま で用 レ、 ら れて いた マ ト リ ク ス を ク リ ア す る 命令、 " R P D " は早送 り 命令、 " P i "

( i = 1 , 2 , · . · ' ) は第 1 デー タ に よ り 特定さ れ た複数の位置データ の う ち所定の位置データ を指示す る 位置デー タ 指示命令、 " L O A D " ， " U N L O A D " は作業内容で あ る ヮ ーク 着脱を指示す る作業指示命令で あ る 。

次に、 第 4 図の処理の流れ図を参照 しなが ら本発明の ロ ボ、 ト 制御方法を説明す る 。

(1) C A D シ ス テ ム 1 6 に よ り 作成さ れた ツ ール （ ロ ボ ッ ト ） の位置を規定す る第 1 データ P l 、 P 2 · · ♦ · 並びに ロ ボッ ト の作業内容や第 1 データ に含ま れ る位置 データ を指示す る命令な ど よ り な る第 2 データ を データ 入力装置 1 5 か ら入力 し て R A M I 3 に記億す る 。 尚、 予め不揮発性メ モ リ 1 4 に ワ ー ク 座標系で表現 し た位置 データ を ロ ボッ ト の座標系に お け る位置デー タ に変換す る変換マ ト リ ク ス を記億さ せて お く 。

(2) こ の状態で、 操作盤 1 ⁷ 上の図示し な い起動ポタ ン を捭圧すれば、 プ ロ セ ッ サ 1 1 は と す る 。

(3)つ いで 、 プ ロ セ ッ サ 1 1 は R A M 1 S か ら第 2 デ一 タ の第 i 番目 の命令を読みだす。

(4)し か る後、 プロ セ ッ サ 1 1 は該命令を言語翻訳す る (4— 翻訳の結果、 第 i 番目 の命令がプ ロ グ ラ ム ェ ン ドで あれば処理を終了す る 。

(4一 2) 言語翻訳の結果、 第 i 番目 の命令が作業指示命 令で あれば、 こ れを ロ ボジ ト が受け付け ら れ る 内部 コ 一 ド （サ ー ビ ス コ ー ド） に変換し 、 該内部 コ ー ド を イ ン タ フ X —ス 回路 1 9 を介 し て ロ ボッ ト 2 0 に入力す る 。 尚、 ロ ボッ ト 2 0 は指令 さ れた 内部コ ー ドに基づ いて作業 を 実行 し 、 該指令 さ れた作業を終了すれば作業終了信号を ィ ン タ フ ：!： 一 ス 回路 1 9 に入力す る 。

(4一 3) 言語翻訳の結果第 i 命令が位置デー タ 指示命令 P i で あれ ば、 プ ロ セ ク サ 1 1 は すで に座標変換命令 " M A T " で指示 さ れて い る変換マ ト リ ク ス を用 い て該位 置デー タ 指示命令 （ P l 、 P 2 · ♦ ♦ ) が指示す る 位置 デー タ を R A M I 3 カゝ ら読み出 し 、 該位置デ ー タ に座標 変換処理を施す。 尚、 位置デ ー タ 指示命令 P 1 , P 2 , . . ' と 対応 さ せて位置デー タ が R A M I 3 に記億 さ れ て い る も の と す る 。 こ の座標変換処理に よ り 一般形式で 表現 さ れた ワ ー ク 座標系の位置デー タ は ロ ボツ ト 座標系 の位置データ に変換 さ れ る 。

プ ロ セ ッ サ 1 1 は π ポ ジ ト 座標系に お け る 位置デ ー タ が得 ら れれば、 該位置データ を用 いて周知の通路制御処 理を行 っ て 各軸の移動デー タ を演算 し 、 該移動デー タ を パ ル ス分配器 1 8 に入力す る 。 こ の結果、 パ ル ス分配器 1 8 はパ ル ス分配演箅を実行 し て各軸分配パ ル ス を発生 し 、 該分配パル ス に よ り ロ ボッ ト の各制御軸を制御 し て ロ ボッ ト を指令通路に沿 っ て移動 さ せ る 。 尚、 言語翻訳の結果、 第 i 番目 の命令が （4一 1)〜（4一 S) の命令でなければ該命令に応じ た所定の処理を行 う 。 た と え ば、 第 i 番目 の命令が座標変換命令 " M A T " で あ ればス ラ ッ シ ュ " Z，， 以降に示さ れて い る マ ト リ ク ス を 用いて以後座標変換が行え る よ う に所定の処理を行 う 。

(5)第 i 番目 の命令に よ る処理が終了すればプ ロ セッ サ 1 1 は i + 1 → i に よ り i を更新し 、 以後プ ロ グ ラ ム ェ ン ド命令が読み取 られ る迄上記処理を繰 り 返す。

尚、 言語翻訳に よ り 第 2 デ一タ は以下の N C 言語に変 換さ れて前述の処理が行われ る 。 た だ し 、 ロ ボッ ト 座標 系の軸は T ， W , U , Β , C , Αで あ る も の と す る 。

N C 言語 第 2 データ

G68; MATZM1;

G 00 T W U B C A ； - - - - · RPD, P 1;

G01T W U B C A F3; · ♦ ♦ LOAD, P 2;

S 60, 10;

S 70 '

G 01 T W U B C A F 3; · * · Ρ1;

G69; MAT/END;

G68; ΜΑΤ/Μ2;

GO 0Τ W U B C A ； RPD, P 3;

GO IT W— U— B— C— A F 3; · · · UNLOAD, P4

S 60 , 10

S 71

G01T W U B C A F 3; · · - P 3; G 6 9 ; MA T/E N D ただし、 N C 言語に お いて ア ル フ ァ べッ ト " S " は サ 一 ビ ス コ ー ドで あ る こ と を示すヮ 一 ド ア ド レ ス語で あ り 、 " S 6 0 " は以降の数値が指示す る時間待つ こ と を意 味し 、 " S 7 0 " は ハ ン ド閉を意味 し 、 " S 7 1 " は ハ ン ド開を意味する 。

以上説明 し た よ う に 、 本発明に よ ればワ ー ク 座標系に おけ る ロ ボッ ト の複数の位置を特定す る 位置データ （第 1 デー タ ） と 、 ロ ボッ ト の作業内容を指示する命令や第 1 データ に含 ま れ る位置デー タ を指示す る 命令な ど を含 む第 2 デー タ と を別々 に入力す る よ う に構成し た力 > ら 、 π ボッ ト 制御データ の作成が簡単に な り 、 特に C A D シ ス テ ム に よ り 一般形式で表現 さ れた位置デー タ を利用で き る た め益々 そ の作成が簡単に な っ た 。

又、 作業内容を変更せず、 位置デ ー タ の み変更す る こ と がで き る ので 、 ワ ー ク の大き さ ゃ着脫すべ き 工具の変 更に容易に対処で き 従 っ て 、 ロ ボッ ト 制御デー タ の修正 作業を簡単に行 う こ と がで き る 。

Claims

—40- 請求の範囲

1 , π ボッ ト の位置を規定す る ため に ワ ー ク 座檩系で表 現 さ れた複数の位置データ を含む第 1 データ と 、 ロ ボッ ト の作業内容を指示する 命令及び前記所定の位置データ を指示す る命令を含む第 2 データ と を別々 に入力 し 、 第

2 データ に含ま れ る作業指示命令に よ り ロ ボッ ト を し て 所定の作業を実行さ せ る と 共に 、 第 2 データ に含ま れ る 位置データ 指示命令で指示し た位置データ に座標変換処 理を施し 、 座標変換処理に よ り 得 られた ロ ボツ ト 座標系 の位置デ一 タ に基づ いて ロ ボッ ト の位置を制御す る こ と を特徵 と す る 口 ボツ ト 制御方法。

2 . 座標変換マ ト リ ク ス を特定す る データ を前記第 2 デ — タ に含ま せ、 該特定 さ れたマ ト リ ク ス を用 いて位置デ ータ に座標変換処理を施す こ と を待徵 と する請求の範囲 第 1 項記載の ロ ボツ ト 制御方法。

3 ♦ 前記ヮ 一 ク 座標系に おけ る位置デ一タ を 才 フ ラ イ ン で作成し て入力す る こ と を特徵 と す る 請求の範囲第 1 項 ま たは第 2 項記載の ロ ボッ ト 制御方法。