WO1990006836A1 - Robot operation method that can be manually corrected - Google Patents

Robot operation method that can be manually corrected Download PDF

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Tatsuo Karakama
Kouichi Okanda
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Definitions

  • the present invention relates to a robot operation method, and more particularly, to a method in which a teaching point previously taught to a mouth robot can be easily manually captured during automatic robot operation, and a visual sensor is used.
  • the present invention relates to a robot operation method that can perform required robot work accurately and efficiently without requiring any operation.
  • the robot operation method of the present invention is configured such that the first instruction code is read from a program during automatic operation of the robot.
  • C correcting the teaching data according to the correction data.
  • the robot is manually operated at the time of reading the first instruction code, and the robot responds to the external signal input.
  • the teaching data is corrected based on the correction data calculated at the time of restarting automatic operation.
  • FIG. 1 is a schematic block diagram showing a robot to which the robot operating method according to one embodiment of the present invention is applied
  • FIG. 2 is a diagram showing the operation of the mouth port shown in FIG.
  • FIG. 3 is a diagram showing a teaching point correction performed by the robot. .
  • the robot is composed of a robot controller 10 with the same basic configuration as the conventional robot, an arm assembly, and a tool assembly (both not shown). ) And a robot body 30 for performing required work on the work object 40 under the control of the control device 10.
  • the robot body 30 can move the robot tool freely along, for example, the X $ axis and the ⁇ axis of the tool coordinate system, and can determine the position of the tool tip point.
  • the tool is provided so as to be rotatable about an axis extending in parallel with the Z-axis of the trick coordinate system while holding the tool.
  • the robot is placed at a plurality of working positions on each of the workpieces. To work.
  • the control device 10 includes a micro processor (hereinafter referred to as a CPU) 11, an R 0 M 12 storing a control program, and a robot operation processor.
  • a control device 10 including a RAMI 3 for storing a program and temporarily storing data and operation results includes an axis controller 14 including an interpolator (not shown); Work target (assembly line)
  • the elements 12 to 20 are connected to the CPU 11 via the bus 21 respectively.
  • control device 10 includes a support circuit 15 connected to the axis controller 14 for driving and controlling each axis servomotor (not shown) of the robot main body 30. . Further, a remote control panel 18 for inputting an external signal is connected to the input / output circuit 17.
  • the robot can be operated in any one of the automatic operation mode and the manual operation mode.
  • the remote control panel 18 includes first to sixth external signals for driving the robot tool during manual operation and a second signal for resuming automatic operation. 7 external signals can be generated.
  • the first to fourth external signals correspond to the tool movements in the positive direction of the X axis, the negative direction of the X axis, the positive direction of the Y axis, and the negative direction of the Y axis, respectively.
  • the external signal of No. 6 corresponds to the positive and negative rotations of the tool about the axis, respectively.
  • the control device 10 and the robot main body 30 are provided with parameters set in advance according to any one of the first to sixth external signals during manual operation.
  • the tool moves or rotates at a constant speed.
  • a predetermined instruction code “S89, b, n” and a position correction instruction code G 4 5 is used.
  • the operator first operates the teaching operation panel 20 and the CRT / MDI 19 to create a robot li rotation program. Then, at the time of creating the rohot operation program, a predetermined instruction code is added to an appropriate part of the program, and the predetermined instruction code is written as “S89, b, ⁇ ” (S ⁇ -do). Insert the position correction instruction code G45 (G code).
  • the S code is placed in the block next to the block containing the instruction to move to the first teaching point, and the G code is placed in the second and third blocks. Write it together with the teaching data related to the following teaching points.
  • the program created in this way is stored in the RAM 13.
  • a mouth-bottom operation program created in advance is stored in the RAM 13 via an input device (not shown).
  • Step S 1 in FIG. 2 ⁇ CPU 11 switches from the automatic operation mode force to the manual operation mode (step S 2).
  • Step S3 Position to accurately position the robot tool, in other words, the first working position A
  • the remote control panel 18 should be manually adjusted to compensate for the first teaching point to be matched from the first working position A caused by the work position misalignment.
  • Step S3 the corresponding one of the first to sixth external signals is supplied from the remote control panel 18 to the controller 10, and the robot body 30 is controlled under the control of the controller 10. Is activated, generally moving the tool along the X and Y axes and rotating it about an axis parallel to the Z axis to position the tool at the first working position A. You.
  • the operator operates the remote control panel 18 to supply the seventh external signal b to the control device 10.
  • the CPU 11 Upon determining the input of the signal b (Step S4), the CPU 11 relates to the movement and rotation of the tool from the first teaching point to the first working position A. Calculate the correction data (4-by-4 conversion matrix) representing the amount of manual adjustment.
  • the correction data is stored in the storage area for storing the n-th group of the offset data in the RAM 13 (step S). Five ) .
  • the robot work is performed at the first teaching point (first work position) A after the manual adjustment.
  • step S6 After the work is completed, when the position correction command code G45 relating to the second teaching point B '(Fig. 3) is read from the operation program (step S6), the CPU 11 is for the position correction for the second teaching point B 'using the correction data (conversion matrix) read from RAMI 3 (the In step S7), the robot tool is moved to the corrected teaching point B (step S8). In this way, the tool is moved to the teaching point B captured based on the correction data based on the result of the manual adjustment for compensating for the positional deviation of the first teaching point. Thus, the work position is compensated for even in the second working position.
  • the robots are compensated for the third and subsequent teaching points from the third working position C and the like due to the work position deviation, while compensating for the deviation. Perform work correctly.
  • the second and subsequent work 40 are sequentially placed on the assembly line. It is positioned and the robot work is performed exactly as in the case of the first work.
  • the position correction process corresponding to steps S6 to S8 in FIG. 2 may be performed on the first teaching point before the manual adjustment process.
  • the correction data for the correction is updated every time manual adjustment is performed based on the history of manual adjustment performed for each work.
  • the first teaching point is preferable in accordance with the result of the manual adjustment for the previous work. Or, it is corrected according to the history of the manual adjustment performed for each peak up to the previous time.
  • each work positioned sequentially on the assembly line is a general
  • the first teaching point must be temporarily corrected according to the result of the previous manual adjustment, etc.
  • the efficiency of manual adjustment work and thus the efficiency of robot work are improved.
  • the robot work is performed at a plurality of work positions for the same work.
  • the present invention employs only one work position for each work. It can also be applied when working.
  • the teaching points are provisionally corrected according to the manual adjustment of the teaching point.

Description

明 細 書
手動補正が可能な ロ ボ ッ ト運転方法
技 術 分 野
本発明は、 ロ ボ ッ ト運転方法に関 し、 特に、 口 ボ ッ ト に予め教示 した教示点を ロ ボ ッ ト 自動運転中に簡便に手 動捕正可能で、 視覚セ ン サを用いずに所要の ロ ボ ッ ト作 業を正確かつ効率的に実行でき る ロ ボ ッ ト 運転方法に関 する。
背 景 技 術
組立 ラ イ ン に沿 っ て搬送され組立ラ イ ン上の所定位置 に位置決め された ワ ー ク に対する作業を、 ロ ボ ッ ト によ り 行 う こ と は公知であ る。 こ の場合、 ワ ー ク の位置決め 位置に変動があ る と、 予め ロ ボ ッ ト に教示 した作動位置 (教示点） にお いて ロ ボ ッ ト を作動させた と して も ロ ボ ッ ト 作業を正確に行えな い。
こ の た め、 従来は、 視覚セ ンサ によ り 検出 した実際ヮ ー ク 位置に基づいて算出 されかつ実際ヮ — ク 位置と基準 ワ ー ク 位置と の偏差を表す補正デー タ に基づいて、 ヮ — ク の位置ずれに伴 う 教示点のずれを補償 し ている。 しか しなが ら、 上記従来の ロ ボ ッ ト運転方-法に よれば視覚セ ン サ を用いざる を得ず、 こ の点において不都合があ る。
発 明 の 開 示
本発明の目的 は、 ロ ボ ッ ト に予め教示 し た教示点を 口 ボ ッ ト 自動運転中に簡便 に手動補正可能で、 視覚セ ンサ を用いずに所要の ロ ボ ッ ト 作業を正確かつ効率的に実行 でき る ロ ボ ッ ト 運転方法を提供する こ と にある。
上述の 目的を達成する ため、 本発明の ロ ボ ッ ト運転方 法は、 ロ ボ ッ ト の 自動運転中にプロ グラ ム か ら第 1 の命 令コ ー ドが読み取られた と きに前記ロ ボ ッ ト を手動運転 モ ー ドで運転する工程 （ a ) と、 前記手動運転中に所定 の外部信号が入力された と き、 前記自動運転を再開する と共に前記手動運転中における手動調整量を表す補正デ 一 夕 を算出， 記憶する工程 （ b ) と、 前記自動運転再開 後に前記プロ グ ラ ムか ら第 2 の命令コ ー ドが読み取られ た と き、 前記プロ グラ ムか ら読み取っ た教 デー タ を前 記捕正デー タ に従って補正する工程 （ c ) とを備える。
上述の よ う に、 本発明の ロ ボ ッ ト運転方法によれば、 第 1 の命令コ ー ドの読取 り時に ロ ボ ッ ト を手動運転し、 外部信号入力に応 じた ロ ボ ッ ト 自動運転再開後における 第 2 の命令コ - ドの読取 り 時に自動運転再開時に算出 し た捕正デー タ に基づいて教示デー タ を補正する よ う に し たので、 第 1， 第 2 の命令コ ー ドを所要箇所に予め夫々 記述 し たプロ グ ラ ムを用いる こ と によ り 自動運転中の適 宜時点でロ ボ ッ ト を手動運転して所要の手動調整を簡便 に行る と共に、 視覚セ ンサを用いる こ とな く 手動調整結 果に応 じて教示デー タ を捕正でき る。
図 面 の 簡 単 な 説 明
第 1 図は本発明の一実施例によ る ロ ボ ッ 卜運転方法が 適用 さ れる ロ ボ ッ ト を示す概略ブロ ッ ク 図、 第 2 図は第 1 図の 口 ポ ッ ト の動作を示すフ ロ ー チ ャ ー ト、 および、 第 3 図 は ロ ボ ッ ト に よ り 実行 さ れる教示点補正を示す図 であ 。。
発明を実施す る ため の最良の形態
以下、 第 1 図を参照 し て、 本発明の一実施例に よ る 口 ボ ッ ト 運転方法が適用 さ れる ロ ボ ッ ト を説明す る。
ロ ボ ッ 卜 は、 従来の も の と基本構成が同一の ロ ボ ッ ト 制御装置 1 0 と、 ア ー ム ア ッ セ ン ブ リ お よ び ツ ー ルア ツ セ ン プ リ （共に図示略） を有 し制御装置 1 0 の制御下で 作業対象 4 0 に対 して所要の作業を行 う た め の ロ ボ ッ ト 本体 3 0 と を備えて い る。 ロ ボ ッ ト 本体 3 0 は、 例えば ツ ー ル座標系の X $由お よ び γ軸に沿 つ て ロ ボ ッ ト ツ 一 ル を移動 自在で、 かつ、 ツ ー ル先端点の位置を保持 し た状 態で ッ 一 ル座標系の Z 軸 に平行に延びる軸 に関 し て ツ ー ルを回転 自在に設け ら れてい る。 そ して例 え ば、 ロ ボ ッ ト は、 組立 ラ イ ン上に次々 に送 り 込ま れる ワ ー ク （作業 対象） 4 0 につ いて各該 ワ ー ク 上の複数の作業位置に お いて作業を行 う よ う にな っ て い る。
制御装置 1 0 は、 マ イ ク ロ プ ロ セ ッ サ （以下、 C P U と 云 う ） 1 1 と、 制御プ ロ グ ラ ム を格納 し た R 0 M 1 2 と、 ロ ボ ッ ト 運転プロ グ ラ ム を記憶 しかつ デー タ 及び演 算結果を一時記憶す る た めの R A M I 3 と を備えて い る 制御装置 1 0 は、 補間器 （図示略） を含む軸制御器 1 4 と、 作業対象 （組立 ラ イ ン ） 4 0 に接続 し た イ ン タ ー フ ュ イ ス 1 6 と、 入出力回路 1 7 と、 C R T 表示装置付 き 手動デ ー タ 入力装置 （以下、 C R T Z M D I と 云 う ） 1 9 と、 教示操作盤 2 0 と を更に備え、 上記要素 1 2 〜 2 0 はバ ス 2 1 を介 して C P U 1 1 に夫々接続されている。 さ ら に、 制御装置 1 0 は、 軸制御器 1 4 に接続されロ ボ ッ ト本体 3 0 の各軸サー ボモー タ （図示略） を駆動制御 するた めのサ― ポ回路 1 5 を含む。 また、 外部信号を入 力する ための遠隔操作盤 1 8 が入出力回路 1 7 に接続さ れてい る。
そ し て、 ロ ボ ッ ト は、 自動運転モー ド及び手動運転モ ー ドの いずれか任意の一方で運転可能にさ れている。 こ れに関連 して、 遠隔操作盤 1 8 は、 手動運転時にロ ボ ッ ト ツ — ルを駆動するため の第 1 〜第 6 の外部信号と、 自 動運転を再開さ せ るための第 7 の外部信号を発生可能に な っ て い る。 こ こ で、 第 1 〜第 4 の外部信号は、 X軸正 方向, X軸負方向， Y軸正方向および Y軸負方向へのッ ー ル移動に夫々 対応し、 また、 第 5 , 第 6 の外部信号は、 上記軸に関する ツ ー ルの正方向お よび負方向回転に夫々 対応し ている。 そ して、 制御装置 1 0 及び ロ ボ ッ ト本体 3 0 は、 手動運転時における第 1 〜第 6 の外部信号の任 意の一つの入力に応じて、 予めパラ メ ー タ 設定された所 定速度で ツ ー ルを移動ま たは回転させる よ う にな つ てい る。 ま た、 上記運転モー ド選択と手動調整に関連する後 述の各種処理と に関連して、 所定の命令コ ー ド 「 S 8 9， b , n 」 及び位置捕正命令コ ー ド G 4 5 が用い られる。 以下、 第 2 図お よび第 3 図を参照して、 上述のよ う に 構成さ れた ロ ボ ッ ト の作動を説明する。 ォ ぺ レ ー タ は、 先ず、 教示操作盤 2 0 及 び C R T / M D I 1 9 を操作 し て ロ ボ ッ ト li転プ ロ グ ラ ム を作成す る。 そ し て 、 ロ ホ ッ ト 運転プ ロ グ ラ ム の作成時、 当該プ ロ グ ラ ム の適宜箇所 に所定の命令 コ ー ド' Γ S 8 9 , b , π 」 ( S η — ド） 及 び位置補正命令 コ ー ド G 4 5 ( G コ ー ド） を夫々 挿入す る。 例え ば 、 第 1 番目 の教示点への移動指 令を含む ブ口 ッ ク の次の ブ P ッ ク に S コ ー ドを、 ま た、 G コ ー ド を第 2 番 目 お よ びそれ以降の教示点に関連す る 教示デ 一 夕 と共 に記述 し てお く。 こ の様に して作成 した プ 口 グ ラ ム は R A M 1 3 内に格納 さ れる。 或は こ れに代 え て、 予め作成済みの 口 ボ ッ ト 運転プロ グ ラ ム が入力装 置 （図示略） を介 して R A M 1 3 内に格納 さ れる。
π ボ ッ ト の 自 動運転モ 一 ドに よ る再生運転時、 C P U
1 1 は R A M I 3 か ら読出 し た 口 ボ ッ 卜 運転プ ロ グ ラ ム を実行 し、 こ れ に よ り、 軸制御器 1 4 及びサ ー ボ回路 1 5 を介 し て ロ ボ ッ ト 牛体 3 0 の各軸サ ー ボ モ ー タ を駆動
9 Ό 0 こ の結果、 ロ ホ ッ ト ツ 一 ノレ は、 第 1 番 目 の教示点 に移動す る。 教示点への移動後、 ボ ッ 卜 運転プ ロ グ ラ ム カ り 所定の命令 コ ー ド Γ S 8 9 b , n 」 を読出す と
(第 2 図の ス テ ッ プ S 1 ) ^ C P U 1 1 は 自動運転モ - ド力 ら 手動運転モ ー ド へ切換え.る ( ス テ ツ プ S 2 ) 。
手動運転時、 オ ペ レ ー タ は、 一舟又 {ι- は 55=!;差を伴 っ て組 立 ラ イ ン上に位置決め さ れた ヮ 一 ク 4 0 上 の第 1 番目 の 作業位置に ロ ボ ッ ト ツ — ルを正確 に位置決 めす る た めの、 換言すれば、 本来 は第 1 ·番目 の作業位置 A (第 3 図） に 合致すべき第 1 番目の教示点の、 ワ ー ク の位置ずれに起 因する第 1 番目 の作業位置 Aか ら の位置ずれを補償する ため の手動調整を行う べ く、 遠隔操作盤 1 8 を操作する (ス テ ッ プ S 3 ) 。 この操作に伴って遠隔操作盤 1 8 か ら上記第 1 〜第 6 の外部信号の対応する も のが制御装置 1 0 に供給され、 制御装置 1 0 の制御下で ロ ボ ッ ト本体 3 0 が作動 して一般には ツ ー ルを X軸及び Y軸に沿つて 移動さ せ る と共に Z軸に平行な軸の回 り に回転させ、 ッ 一ルを第 1 番目 の作業位置 A に位置決めす る。
位置決め完了後、 オ ペ レー タ は、 遠隔操作盤 1 8 を操 作 して第 7 の外部信号 b を制御装置 1 0 に供給する。 信 号 b の入力を判別する と （ ス テ ッ プ S 4 ) 、 C P U 1 1 は、 第 1 番目の教示点か ら第 1 番目の作業位置 Aまでの ツ ー ル の移動及び回転に関連する手動調整量を表す捕正 デー タ （ 4 行 4 列の変換マ ト リ ッ ク ス ） を算出する。 次 に、 こ の補正デ― タを、 R A M 1 3 の、 オ フ セ ッ ト デ— 夕 の第 n 番目の グルー プを記億する ため の記億領域に格 納する （ ス テ ッ プ S 5 ) 。 そ して、 手動調整後の第 1 番 目の教示点 （第 1 番目の作業位置） A にお いてロ ボ ッ ト 作業が行われる。
作業終了後、 第 2 番目 の教示点 B ' (第 3 図） に関連 する位置補正命令コ — ド G 4 5 を運転プロ グ ラ ム か ら読 取る と （ ス テ ッ プ S 6 ) 、 C P U 1 1 は、 R A M I 3 か ら読出 し た補正デー タ （変換マ ト リ ッ ク ス ） を用いて第 2 番目 の教示点 B ' に関する位置補正を行 っ た後 （ ス テ ッ プ S 7 ) 、 当該補正後の教示点 B に ロ ボ ッ ト ツ — ルを 移動さ せ る （ ス テ ッ プ S 8 ) 。 こ の様に、 第 1 番目の教 示点の位置ずれを補償す る手動調整結果に応 じた補正デ 一 夕 に基づいて捕正された教示点 B に ツ ー ルを移動する こ と に よ り、 第 2 番目の作業位置に関 して も ワ ー ク の位 置ずれが補償さ れる。 以下、 同様に、 第 3 番目及びそれ 以降の教示点の、 ワ ー ク 位置ずれに起因す る第 3 番目の 作業位置 C等か ら の教示点のず.れを補償 し つつ、 ロ ボ ッ ト 作業を正確に行 う。
そ し て、 第 1 番 目 の ワ ー ク 4 0 につ いて の全ての ロ ボ ッ ト 作業が終了す る と、 第 2 番目以降の ワ ー ク 4 0 が組 立ラ イ ン上に順次位置決め され、 第 1 番目 の ワ ー ク の場 合 と 同様に ロ ボ ッ ト作業が正確に行われる。
本発明は上記実施例に限定さ れず、 種々 の変形が可能 であ る。
例え ば、 第 2 図の ス テ ッ プ S 6 〜 S 8 に対応する位置 補正処理を第 1 番目の教示点につ いて も手動調整処理前 に行 う よ う に し て も良い。 好ま し く は、 位匱補正のため の補正デー タ を各 ワ ー ク について行われる手動調整の履 歴に基づいて手動調整を行う度に更新する。 こ の場合、 第 2 番目以降の ワ ー ク に関連する ロ ボ ッ ト 作業時、 第 1 番目の教示点が、 前回の ワ ー ク に つ いての手動調整結果 に応 じ て、 好 ま し く は、 前回ま での夫々 の ヮ 一 ク につ い て行 っ た手動調整の履歴 に応 じて補正 さ れ る。 例えば組 立 ラ イ ン上に順次位置決め さ れる夫々 の ワ ー ク は、 一般 には、 略同一方向にかつ略同一量だけ所定位置決め位置 か らずれる傾向があるので、 こ の様に前回の手動調整結 果等に応 じて第 1 番目の教示点を仮に補正する こ とによ り、 第 2 番目以降の ワ ー ク に関 しては手動調整量が低減 され、 従って、 手動調整作業の効率ひいて はロ ボ ッ ト作 業の効率が向上する。
また、 上記実施例では同一の ヮ ー ク につ いて複数の作 業位置でロ ボッ ト 作業を行う よ う に したが、 本発明は、 各々 の ヮ — ク につ いて一つの作業位置のみで作業する よ う な場合に も適用でき る。 この場合、 好ま し く は上述の 変形例 と同様に S コ ー ドの前に G コ — ドを揷入 し、 前回 の ワ ー ク についての手動調整結果好ま し く は前回までの ワ ー ク につ いて の手動調整履歷に応 じて教示点を仮補正 して手動調整量を低減す る よ う にする。

Claims

- a - 請 求 の 範 囲
1 . ロ ボ ッ ト の 自動運転中 に プ ロ グ ラ ム 力 ら第 i の命令 コ ー ドが読み取 られた と き に前記ロ ボ ッ ト を手動運転 モ ー ドで運転す る工程 （ a ) と、 前記手動運転中に所 定の外部信号が入力 さ れた と き、 前記自動運転を再開 す る と共に前記手動運転中にお け る手動調整量を表す 補正デー タ を算出， 記憶す る工程 （ b 〉 と、 前記自動 運転再開後に前記プ ロ グ ラ ム か ら第 2 の命令コ — ドが 読み取 られた と き、 前記プ ロ グ ラ ム か ら 読み取 っ た教 示デ ー タ を前記補正デ ー タ に従 っ て補正す る工程 （ c ) と を備え る ロ ボ ッ ト 運転方法。
2 . 前記 ロ ボ ッ ト は、 同種かつ複数の作業対象につ いて 順次 ロ ボ ッ ト 作業を行 う と共に同一作業対象につ いて 複数 の作業位置で ロ ボ ッ ト 作業を行 う よ う に さ れ、 前 記工程 （ a ) , ( b ) は、 前記複数の作業位置の第 1 番目 の も のの み に関連 して前記プ ロ グ ラ ム 中 に挿入 さ れた前記第 1 の命令 コ - ド に従 っ て各前記作業対象の 前記第 1 番目 の作業位置につ いて のみ実行 さ れる 請求 の範囲第 1 項記載の ロ ボ ッ ト 運転方法。
3 . 前記工程 （ c ) は、 少な く と も前記複数の作業位置 の第 2 番目以降の も の の夫々 に関連 して前記プロ .グラ 厶 中 に挿入 さ れた前記第 2 の命令 コ ー ド に従い各前記 作業対象の少な く と も 前記第 2 番目以降の作業位置に つ い て実行 さ れ る請求 の範囲第 2 項記載 の ロ ボ ッ ト 運 転方法。
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