WO1998024011A1 - Dispositif de commande de robot ayant une fonction de simulation de route des operations - Google Patents

Description

明 細 書

動作経路シ ミ ュ レ ーシ ョ ン機能を有する ロ ボ ッ ト 制御装 技 休了 分 野

本発明は 、 産業用 ロ ボ ッ ト を用いて 自 動化シ ス テ ム を 構築する に際し て生じ得る 口 ボ ッ 卜 の誤教示によ る 障害 を回避し 、 安全な作業環境を確保する ための動作経路シ ミ ュ レ 一 シ ョ ン技術に関する

背 技 術

ロ ボ ッ ト に対し て必要な動作の教示を行なっ た場合 、 教示が正し く 行なわれたか否か 、 就ず く 意図せざ る経路 移動を伴 う よ う な教示が されていないか否かを確認する こ と は 、 口 ボ ッ ト 作業 自 体の適正化のみな らず 、 人身事 故や周辺機器と の干渉事故を防止する とい う 観点か ら 見 ても 極めて重要な事柄であ る 。 こ の よ う な観点で教示動 作の確認を行な う 手法 と し ては 、 従来 よ り 次の 2 つの手 法が知 られてレヽ る 。 .

( I ) 低いオーバ ラ イ ド値の指定な ど によ り 非常に低 い速度で動作する 条件を付けた上で 、 教示さ れたプロ グ ラ ム の再生運転を行い 、 目 視によ っ て動作の安全を確認 する 。

( I I ) ォフ ラ イ ン で教示 と 動作確認を行な う シ ス テ ム を利用 し 、 動作の安全をオ フ ラ イ ン シ ス テ ム上で十分確 認 し て力 ら 、 実際に使用する 口 ポ ッ ト コ ン ト ロ ーラ に動 作プロ グラ ム をダ ウ ン ロ ー ドする 。 しかし 、 これらの手法はそれぞれ問題点を含んでい る 先ず上記の （ I ) の方法は 、 不測の事故を確実に避け る ため に極端な低速動作 と オペレータ の細心の注意が要求 さ れる ため 、 作業効率が非常に悪 く オペレータ にか る 負担も 大き い 。 一般に 、 希望通 り の動作の教示を完了す る までには何回か の修正作業を要する のが常であ る カゝ ら その度毎に低速運転によ る 動作確認を行なえば 、 教示作 業全体を通 し て の消費時間は膨大なも の と な る 。 また 、 ー且教示を完了 し た後に 、 使用するハ ン ドゃ周辺機器の 機種変更ゃ配置変更な ど によ つ て動作プ口 グ ラ ムが修正 される こ と ち 多 く 、 それに伴 う 動作確認作業にも 多 く の 時間を費やすこ と にな る 。

一方 ) のオフ ラ イ ンシ ス テ ム 上で動作確認を行 な う 方法は 、 ロ ホ ッ 卜 の実際の動作を要し ないので確認 作業 自 体の安全性は確保さ れる が 、 動作確認の信頼性を 高め よ う とする と 、 ォフ ラ イ ン シ ス テ ム上で ロ ポ ッ ト 動 作を忠実に再現する 必要があ り 、 そのため のデータ入力 作業な どの負担が非常に大きい 。 また 、 オフ ラ イ ンで動 作確認を終えた動作プ口 グラ ムを実機にダ ウ ン ロ ー ド し た後にノヽ ン ドや周辺機器の機種や配置の変更があれば 、 やは り 動作プロ グ、ラ ムが修正さ れる こ と にな り 、 結局 ( I ) の低速動作によ る確認が必要にな る 。

発 明 の 開 示

本発明の 1 つの 目 的は 、 ォフ ラ イ ンの シ ミ ュ レ ー シ ョ ン シ ス テ ム を使用せず 、 且つ 、 動作経路教示修正の度に 実機の低速再生運転を繰 り 返 さ な く と も 、 修正後の動作 経路を シ ミ ュ レ ー ト し 、 経路教示の誤 り を発見する ため に有用 な情報の提供を 可能にする こ と であ る 。 ま た 、 も う 一つの 目 的は 、 動作経路教示修正後 に実機の再生運転 を 開始し た場合あ る い は開始し よ う と し た場合てあ っ て も 、 該修正内容に誤 り の 可能性を発見 し た時には ロ ボ ッ ト の動作を停止 さ せて事故を未然に回避出来る よ う にす る こ と であ る 。 こ れに よ り 、 教示作業の安全性 と 効率が 高め ら れる

本発明は 、 動作プ ロ グ ラ ム格納手段 、 動作プ ロ グ ラ ム 再生手段 、 動作プ ロ グ ラ ム再生時に ロ ボ ッ ト に実動作を 行なわせる 実動作手段な ど に よ る 通常機能の他に 、 動作 経路シ ミ ュ レ 一シ ョ ン機能を ロ ボ ッ ト 制御装置に持たせ た 。

本発明の ロ ボ ッ ト 制御装置の動作経路シ ミ ュ レ ーシ ョ ン機能は 、 動作プ ロ グ ラ ム格納手段に格納 さ れた動作プ 口 グ ラ ム の再生時にそ の動作プ ロ グ ラ ム が記述する 動作 経路を記憶す る 経路記憶手段 と 、 新旧動作プ ロ グ ラ ムの 記述する 動作経路を比較する 経路比較手段を備え る 。 こ れ ら 経路記憶手段 、 経路比較手段 、 実動作手段の作動 / 非作動は 、 実施の形態に応 じ て選択的 に指定 さ れ得る 。 ま た 、 動作プ ロ グラ ム の再生に際 し て 、 ロ ボ ッ 卜 を非動 作の ま ま行な え る よ う に し て も 良 く 、 ま た 、 ロ ボ ッ ト を 動作 さ せて行な え る よ う に し ても 良い o 更 に 、 それ ら の 作動 Z非作動を選択的 に組合せて BX Ah出来る よ う に し て 良 い 。

本発明で採用 さ れる 動作経路比較手段は 、 経路記憶手 段に記憶 さ れた第 1 の動作経路を参照動作経路 と し 、 参 照動作経路を記述する 動作プ ロ グ ラ ム と は別 の第 2 の動 作プ ロ グラ ム の再生時に 、 前記第 2 の動作プ ロ グラ ム が 記述する 動作経路を前記参照動作経路 と 比較する 。 そ し て 、 両動作経路間 に存在する 差異を ロ ボ ッ ト （ 典型的に はツ ール先端点 ） の位置あ る い は位置 と 姿勢の双方につ いて評価 し 、 評価結果を 出力す る 。

経路記憶手段に よ る 動作経路の記憶を補間点デー タ を 含む形態で実行 し 、 経路比較手段が再生動作経路 と 参照 動作経路の差異を比較する 際に 、 それ ら 両経路の補間点 に関す る デー タ を用い る よ う にすれば 、 再生動作経路 と 参照動作経路の差異評価の精度を 高め る こ と が出来る 。

更 に 、 好ま し い実施形態におい ては 、 経路比較手段に よ り 出力 さ れた評価結果を教示操作盤のデ ィ ス プレ イ な ど に 自 動表示 し た り 、 評価結果が再生動作経路 と 参照動 作経路の間 に基準を越え る 差異があ る こ と を示すも の で あ る 場合に所定の メ ッ セージを 出力 （ 例え ば 、 基準ォー バの ゥ オ ーニ ング表示出力 、 音声ア ラ ーム作動信号出力 な ど ） し た り する 機能が追加 さ れる 。

動作プ ロ グ ラ ム の再生に よ り ロ ボ ッ ト を実際に動作さ せた場合に 、 経路比較手段か ら 再生動作経路 と 参照動作 経路の 間 に基準を越え る 差異があ る こ と を記述する 評価 結果が 出力 さ れた と き には 、 ロ ボ ッ ト の実動作状態を無 効化し て以後の ロ ボ ッ ト の動作を禁止出来る よ う に し て も 良い 。 こ の よ う にすれば 、 再生動作経路 と 参照動作経 路の 間の差異をチェ ッ ク し なが ら ロ ボ ッ ト の実際の動作 を進行させ 、 実動作の経路が参照経路か ら大き く ははず れる よ う な場合には 、 ロ ボ ッ ト の実動作を止め させて危 険の未然の回避 と 誤教示個所の発見に資する こ と が出来 る 。

図面の簡単な説明

図 1 は 、 ロ ホ ッ ト 制御装置のハー ド ウ ェ ア構成を示す 要部プ ロ ッ ク 図 、

図 2 は 、 本発明の第 1 実施例におけ る処理の概要を示 すフ ロ ーチ ャ ー ト

図 3 は 、 本発明の第 1 実施例あ るいは第 3 実施例で実 行さ れる 比較処理の概要を示すフ ロ ーチ ャ ー ト 、

図 4 は 、 本発明の第 2 実施例におけ る 処理の概要を示 すフ 口 一チ ャ ー ト

図 5 は 、 本発明の第 2 実施例で実行さ れる 比較処理の 概要を示すフ ロ ーチ ャ ー ト 、

図 6 は 、 本発明の第 3 実施例におけ る 処理の概要を示 すフ ロ ーチ ャ ー ト であ る 。

発明を実施する ため の最良の形態 本発明の π ボ グ ト 制御装置は 、 通常のハー ド ウ ェ ア構 成を有する ロ ボ ッ ト 制御装置に 、 後述する よ う な処理を 実行する ソ フ ト ゥ エア を装備させる こ と によ っ て具体化 する こ と が出来る 。 図 1 は 、 その よ う な ロ ボ ッ ト 制御装 置の一般的なハー ド ウ ユ ア構成を要部プ ロ ッ ク 図で示 し たも のであ る 。 バス 1 0 7 に 、 メ イ ン C P U 1 0 1 、 R A M 、 R O M 、 不揮発性 メ モ リ （ E E P R O Mな ど ） 力 ら な る メ モ リ 1 0 2 、 教示操作盤用 イ ン タ ーフ ェ イ ス 1 0 3 、 外部装置用の入出力 イ ン タ ーフ ェ イ ス 1 0 6 及び サーボ制御部 1 0 5 が並列に接続さ れてい る 。

教示操作盤用 イ ン タ ーフ ェ イ ス 1 0 3 に接続さ れる 教 示操作盤 1 0 4 は通常のディ ス プレ イ 機能付の も ので 、 オペレ ー タ は 、 こ の教示操作盤 1 0 4 の マエ ユ アル操作 を通 し て 、 ロ ボ ッ ト の動作プ ロ グ ラ ムの作成 、 修正 、 登 録 、 あ る いは各種パ ラ メ ー タ の設定の他 、 教示 さ れた動 作プ ロ グ ラ ムの再生運転 、 ジ ョ グ送 り 等を実行する 。 又 、 ディ スプレ イ はシ ミ ュ レ ーシ ョ ン結果の表示 （ 後述 ） に も 使用 さ れる 。

ロ ボ ッ ト 及びロ ボ ッ ト 制御装置の基本機能を支え る シ ステ ムプ ロ グラ ム は 、 メ モ リ 1 0 2 の R O Mに格納 さ れ る 。 ま た 、 アプ リ ケーシ ョ ン に応 じ て教示 さ れる ロ ボ ッ ト の動作プ ロ グ ラ ム並びに関連設定デー タ は 、 メ モ リ 1 0 2 の不揮発性 メ モ リ 1 0 2 に格納 さ れる 。 そ し て 、 メ モ リ 1 0 2 の R A Mは 、 C P U 1 0 1 が行な う 各種演算 処理におけ る デー タ の一時記憶の記憶領域に使用 さ れる 。

サーボ制御部 1 0 5 はサーボ制御器 # l 〜 # n ( n ： ロ ボ ッ ト の総軸数 ） を備え てお り 、 ロ ボ ッ ト 制御の ため の演算処理 （ 軌道計画作成 と それに基づ く 補間 、 逆変換 な ど ） を経て作成 さ れた移動指令を受け 、 ロ ボ ッ ト 各軸 機構部のァ ク チ ユ エー タ を構成する サーボモー タ を各サ ーボア ンプを介 し て制御する 。 但し 、 次に述べ る よ う に 本発明の方式に従っ て 「 動作軌跡記憶一 実機非動作モ ー ド 」 を 実行する 場合には 、 サーボ制御部 1 0 5 に移動指 令が渡 さ れる こ と はな く 、 ロ ボ ッ ト 各軸のサーボモー タ は動作し なレヽ 。

以下 、 3 つ の実施例 （ 第 1 〜第 3 実施例 ） につい て 口 ボ ッ ト 制御装置で実行 さ れる 処理を説明する 。

第 1 あ る い は第 2 の実施例で実行 さ れる 処理に関連 し て 、 経路記憶手段 、 経路比較手段及び ロ ボ ッ ト 実機の作 動ノ非作動を指定する 手段 と し て 、 下記のモ ー ド フ ラ グ F 1 〜 ？ 3 カ メ モ リ 1 0 2 内 に設定 さ れる 。 各フ ラ グ F 1 〜 F 3 は 、 モー ド 選択ス ィ ッ チ と し て設定 さ れる 2 値 レ ジ ス タ で 、 いずれも " 0 " ま たは " 1 " の値を と る 。 オペ レ ー タ は 、 教示操作盤 1 0 4 の操作に よ っ て フ ラ グ の値 " 0 " ま たは " 1 " を予め設定す る こ と で 、 希望す る オペレ ー シ ョ ン モー ド を選択する こ と が出来る 。

F 1 ： 本発明 に特徴的なシ ミ ュ レ ー シ ョ ン機能のオ ン ( F 1 = 1 ) /オフ （ F 1 = 0 ) を選択す る ス ィ ッ チ と し て機能す る フ ラ グ

F 2 ： 実動作 （ ロ ボ ッ ト 実機動作 ） の オ ン （ F 2 = l ) Zオフ （ F 2 = 0 ) を選択する ス ィ ッ チ と し て機能す る フ ラ グ

F 3 ： 比較モー ド （ 今回経路 と 参照経路 と を比較する モ ー ド ） の オ ン （ F 3 = l ) /オ フ （ F 3 = 0 ) を選択 する ス ィ ッチ と し て機能する フ ラ グ

図 2 は 、 本発明の第 1 実施例におけ る 処理の要点を説 明する フ ロ ーチャー ト であ る 。 上記フ ラ グ F 1 〜 F 3 の 設定 （ モー ド選択 ） を行い 、 オペ レー タ が教示操作盤 1 0 4 か ら処理開始指令を入力する こ と で処理が開始され る 。 C P U 1 0 1 はそれまでの教示作業で作成さ れた動 作プロ グラ ムの 1 ブロ ッ ク 分の動作命令 （ こ こ では動作 終了命令のケース も 含むも の とする ） を読み込み 、 解釈 ( デコ ー ド ） する （ ステ ッ プ S 1 ) 。

一般に 、 動作命令 （ 動作終了命令は除 く ） は 、 絶対位 置移動命令 、 相対位置移動命令 、 速度命令 、 目標位置に おけ る位置決め方法 （ 位置決め割合 ） 、 外部入出力命令 な ど を包含 し ている 。 読み込まれたプロ ッ ク が動作終了 を指示する も のでない限 り （ ステ ッ プ S 2 で ノ ー ） 、 ス テ ツ プ S 3 へ進み 、 与え られた移動命令か ら移動 目 標点 ( 位置 と 姿勢 ） を算出する 。 移動 目 標点のデータ は 、 準 拠座標系 と し て指定されている座標系上のデータで計算 さ れる 。 例えば 、 あ る ワ ーク座標系が指定されていれば 、 ワ ー ク座標系上で移動 目標点を表現するデータ が得られ る 。 また 、 各軸移動命令であれば 、 各軸値で移動 目 標位 置を表現するデータ が得られる 。 次いで 、 ス テ ッ プ S 4 でフ ラ グ F 1 のィ直をチェ ッ ク し 、 シ ミ ュ レ ー シ ョ ンを実 行する モー ドか否か判断さ れる 。

F 1 = 0 ( シ ミ ュ レ ー シ ョ ン非実行 ） であれば 、 ス テ ッ プ S 5 へ進み 、 実動作の要否をフ ラ グ F 2 の値で判別 する 。 F 2 = 0 であれば実動作不要のモー ド を意味する か ら 、 ステ ッ プ S 9 へ進み 、 そのブロ ッ ク で指定さ れた 移動 目標点への移動完了を擬制する 処理 （ 次ブ ロ ッ ク の 処理へ進むための内部処理 ） を実行する 。 次いで 、 ステ ッ プ S 1 へ戻 り 、 次の 1 プ ロ ッ ク の動作命令文に対する 処理を開始する 。

ステ ッ プ S 5 でも し F 2 = 1 であれば実動作のモー ド を意味する か ら 、 ステ ッ プ S 6 〜 S 8 で通常の再生運転 のための処理を実行する 。 即ち 、 ステ ッ プ S 1 で読み込 まれ 、 解釈さ れた動作条件 （ 移動 目 標位置 、 指令速度 、 移動形式 [ 直線移動 円弧移動 Z各軸移動な ど ] 、 加減 速条件等 ） に応じ て軌道計画を立て （ ス テ ッ プ S 6 ) 、 各軸上での補間点を求め （ ス テ ッ プ S 7 ) 、 それに基づ く 移動指令を作成し て各軸のサーボ制御部 1 0 5 へ渡す ( ス テ ッ プ S 8 ) 。

なお 、 図 2 のフ ロ ーチ ャ ー ト では省略し たが 、 ス テ ツ プ S 7 、 S 8 は 、 補間周期毎に繰 り 返され 、 1 ブ ロ ッ ク 分の移動処理を完了 し てか ら ステ ッ プ S 1 へ戻 り 、 次の 1 プ ロ ッ ク の動作命令文に対する 処理を開始する 。

シ ミ ュ レ ー シ ョ ンを実行する ため にフ ラ グ F 1 が F 1 = 1 に設定さ れてい る場合には 、 ステ ッ プ S 4 力、 ら ステ ッ プ S 1 0 へ進む 。 ス テ ッ プ S 1 0 で は 、 ス テ ッ プ S 3 で算出 された移動 目標点その他の動作条件データ （ 指令 速度 、 移動形式 、 加減速条件等 ） を複製し 、 メ モ リ 1 0 2 の空き領域に一時的に記憶する 。 ス テ ッ プ S 3 で算出 れた移動 目 標点が直交座 標系上で表現されたデ一タ で記述 さ れてい る か否かを判 断し （ ステ ツ プ S 、 あ し ィ エ ス であれば直接ス テ ッ プ S 1 3 へ進み 、 も し ノ ー であれば順変換演算によ つ て直交座標系上で表現さ れたデ一タ に変換し た上で （ ス テ ツ プ s 1 2 ) 、 ステ ツ プ S 1 3 へ進む

ステ ツ プ S 1 3 では 、 移動 目 標点を表わすデ —タ カ S 、 経路比較を行な う 基準 と される 特定の ロ ボ ッ ト 座標系 ( 例えば 、 予め 口 ッ ト ベー ス座標系を設定 ） 上でツー ル座標系の位置及び姿勢を表現し て レヽ るか否かを判断し イ エ ス であれば直接ステ ッ プ S 1 5 へ進み 、 ノ 一であれ ば座標系間の変換演算によ っ て 口 ボ ッ ト 座標系上で表現 さ れたデ一タ に変換し た後に （ ステ ツ プ S 1 4 ) 、 ス テ ッ プ S 1 5 へ進む

ス テ ツ プ S 1 5 では 、 シ ミ ュ レ ー シ ョ ン を比較モ ー ド で実行する モー ド が設定さ れてい る か否かを判断する 。

し F 3 = 0 ( 非比較モー ド ） であれば 、 ス テ ッ プ S 1 6 へ進み 、 動作経路 、 即ち移動 目 標点 と 運動形式 （ 直線 移動 /円弧移動 /各軸移動の別 ） をシ ミ ュ レ ー シ ョ ン実 行機会を表わす番号を付し て メ モ リ 1 0 2 に記憶する 。 例えば 、 今回のシ ミ ュ レ ー シ ヨ ンがプロ グラ ム名 「 A A 」 を持つ動作プロ グラ ム に対する 3 回 目 の シ ミ ュ レ一 シ ヨ ン であれば 、 「 S I M 0 3 A A 」 な ど とする 。

これに対し て 、 も し F 3 = 1 ( 比較モ ー ド ） であれば ス テ ッ プ S 1 7 へ進み 、 比較処理を実行する 。 比較処理 は 、 今回の移動経路を参照経路 と 比較 し 、 必要に応 じ て 比較結果を記録する ため の処理で 、 利用 さ れる アルゴ リ ズム の例な ど につい て は後述する 。

比較処理が完了 し た ら 、 ス テ ッ プ S 1 8 へ進み 、 ス テ ッ プ S 1 0 で一時記憶 し ておい たデー タ （ 移動 目 標点そ の他の動作条件デー タ ） を読み出 し 、 ス テ ッ プ S 5 へ進 む 。

既に述べた よ う に 、 ス テ ッ プ S 5 以下では 、 フ ラ グ F 2 の値 （ " 0 " ま たは " 1 " ) に応 じ て 、 ロ ボ ッ ト 実機 の移動の処理 （ ス テ ッ プ S 6 〜 S 8 ) ま たは 目 標点到達 の擬制の処理 （ ス テ ッ プ S 9 ) を 実行 し てス テ ッ プ S 1 へ戻る 。 ロ ボ ッ ト 実機の移動は 、 言 う ま でも な く 、 ス テ ッ プ S 1 8 で読み出 さ れたデー タ に基づい て行なわれる 以上の処理サイ ク ルを 、 ス テ ッ プ S 2 でイ エ ス の判断出 力が得 ら れる ま で繰 り 返し 、 比較処理 1 7 ( 内容詳述 ） の結果を教示操作盤 1 0 4 付属のデ ィ ス プレ イ に表示 し て処理を終了する （ ス テ ッ プ S 1 9 ) 。 なお 、 比較処理 1 7 の結果が基準以上の経路変更を意味 し てい る 場合に は 、 ブザーの作動等の ためのア ラ ーム信号を 出力する な ど所定の メ ッ セージを発する ため の処理を行な う こ と が 好ま し レヽ 。

次に 、 ス テ ッ プ S 1 7 で行なわれる 比較処理につい て 説明す る 。 比較処理は 、 今回シ ミ ュ レ ー ト し てい る 移動 経路を参照経路 と 比較 し 、 経路に所定量を越え る よ う な 「 隔た り 」 があ る か否かを判定し 、 必要に応 じ て比較結 果を記録する ための処理であ る 。 そのため に 、 両経路間 の 「 隔た り 」 を表わす 1 個または 2 個以上の指標を用い る 。 隔た り を表わす指標を算出 し 、 比較結果を評価する アルゴ リ ズム については種々 のも のが採用可能であ る が 、 第 1 実施例では図 3 の フ ロ ーチ ャ ー ト に示し た処理によ る も の とする 。

なお 、 参照経路は通常は過去且つ最新のステ ッ プ S 1

6 の実行機会で記録さ れた経路 と さ れる が 、 別途特定の 経路 （ 例え ば低速運転で安全を確認し た経路 ） を前述し たシ ミ ユ レーシ ョ ン実行機会番号を用いて指定出来る よ う に し ても 良い 。

図 3 の フ ロ ーチ ャー ト に示し た処理は 、 経路間距離を 位置及び姿勢について評価する も のであ る 。 経路間の隔 た り は 、 ツール先端点の位置の観点か ら評価する 指標 d p と 姿勢の観点か ら評価する 指標 d c を用いて評価さ れ る 。 各ス テ ッ プの要点を記せば下記の通 り であ る 。

先ず経路比較のため に 、 当該動作の運動形式が円弧移 動であ るか否かに応じ て （ ステ ッ プ C 1 ) 、 参照経路に ついて メ モ リ 1 0 2 に記憶されてい る 1 点または 2 点の 移動 目 標点のデータ を読み出す。 運動形式が円弧移動で な く 、 直線移動あ る いは各軸移動であ る 場合には 、 移動 目 標点はそのブ ロ ッ ク の直線移動の終点のみである 。 記 録さ れてい る のは 、 こ の直線移動の終点におけ る ツール 先端点の位置及び姿勢を基準 と さ れる ロ ボ ッ ト 座標系上 で表わすデータ であ る か ら 、 これを同次変換行列 T r e f で表わすこ と にする （ ステ ッ プ C 2 ) 。

運動形式が円弧移動である場合には 、 移動 目標点はそ のプロ ッ ク の円弧移動の中間点 と 終点であ る か ら 、 これ ら 2 点におけ る ツール先端点の位置及び姿勢を表わす同 次変換行列が読み出 さ れる 。 これを T r e Π , T r e f 2で表 わすこ と にする （ ステ ッ プ C 7 ) 。 同様に 、 今回の シ ミ ュ レ ー ト 経路につ い て ス テ ッ プ S 1 4 で求め たデータ を T ( 直線移動ま たは各軸移動の場合 ） あ るいは T 1 , T 2 ( 円弧移動の場合 ） で表わす 。

当分野で良 く 知 られている よ う に 、 各行列は回転を表 わす部分行列 R ( 3 行 X 3 列 ） と 並進を表わすベ ク 卜 ル ( 1 行 3 列 ） で構成され 、 更に 、 部分行列 Rは ノ 一 マルベ ク ト ル _n ( 1 行 X 3 列 ） 、 オ リ ェ ン テ一シ ヨ ンべ タ ト ル o ( 1 行 X 3 列 ） 、 ァプロ —チベタ ト ル a ( 1 行 X 3 列 ） を用いて下記式 （ 1 ) 〜 ( 6 ) の よ う に表記出 来る 。 以下の説明ではこ の表記を 引用する 。

T = (1)

77 (2)

T2 = (3)

Trefl = (5)

Tref2 = (6)

ス テ ッ プ C 3 または C 8 では 、 両経路の移動 目標点に 関 し てツール先端点間の距離を表わす指標 d ， d 1 ， d 2 を次の各式 （ 7 ) 〜 （ 9 ) で算出する 。

直線移動あ る いは各軸移動の場合 （ ス テ ッ プ C 3 ) ； d = | p - p ref | • · · ( 7 ) 円弧移動の場合 （ ス テ ッ プ C 8 ) ；

d 1 = | p i — p re f 1 | • · · ( 8 ) d 2 = | p 2 - p re f 2 I • · · ( 9 ) 更にステ ッ プ C 4 または C 9 では 、 ツ ール先端点間距 離指標 d ， d 1 , d 2 を基準値 d st と 比較 し 、 距離判定 指標 A d を次式 （ 1 0 ) あるいは ( 1 1 ) で求めて 、 そ の符号並びに絶対値を記録する 。 符号が +であればツー ル先端点間距離が基準を越えてい る こ と を意味し 、 一 ま たは 0 であればツール先端点間距離基準以下である こ と を意味し ている 。

直線移動あ るいは各軸移動の場合 （ ステ ッ プ C 4 ) ；

Δ d = d — d s t • • • ( 1 0 ) 円弧移動の場合 （ ス テ ッ プ C 9 ) ；

厶 d = M A X [ d l , d 2 ] _ - d st · · · ( 1 1 ) 次に 、 姿勢変化の評価を行な う 。 先ずス テ ッ プ C 5 ま たは C 1 0 では 、 両経路の移動 目 標点に関し てツール先 端点の姿勢差を表わす指標 f ， g , h , f 1 · . · - g 2 , h 2 を次の各式 （ 1 2 ) 〜 （ 2 0 ) で算出する 。 即 ち 、 ツール先端点の姿勢差を ノ ーマルベク ト ル 、 オ リ エ ンテーシ ヨ ンべク ト ル 、 アプ ロ ーチべク ト ルに分解し て 比較及び評価する 。 なお 、 各式におけ る記号 II II はべク ト ルの ノ ルム を表わ し てい る 。

直線移動あ る いは各軸移動の場合 （ ス テ ッ プ C 5 ) ； f = II n — n ref II • · · ( 1— 2 ) g = II o — o ref II • · · ( 1 3 ) h = II a — a ref II • * · f 4 ) 円弧移動の場合 （ ステ ッ プ C 1 0 )

f 1 = II n 1 ― n r e f 1 || • · · ( 1 5 ) f 2 = II n 2 - n re f 2 II • · · ( 1 6 ) 1 = II o 1 ― o r e f 1 II • · · ( 1 7 ) g 2 = II o 2 一 o re f 2 II • · · ( 1 8 ) h 1 = II a 1 一 a r e f 1 || • · · ( 1 9 ) h 2 = II a 2 ― a re f 2 || • · · ( 2 0 ) 更にステ ツ プ C 6 または C 1 1 では れら ツール先端 点姿勢差指標を各基準値 f st , g s t , h stと 比較し 勢差判定指標 Δ f , Δ g ， 厶 h を次式 ( 2 1 ) 〜 （ 2 3

) あ るレヽは （ 2 4 ) 〜 （ 2 6 ) で求め 、 その符号並びに 絶対値を記録する 。

Δ f = f - - f st • • • ( 2 1 ) 厶 g = g - g s t ( 2 2 ) 厶 h = h - h s t ( 2 3 ) 厶 f = M A X [ f 1 f 2 ] - f st • • ( 2 4 ) Δ g = M A X [ g 1 g 2 ] — g s t • • ( 2 5 ) Δ h = M A X [ h i h 2 ] — h s t • • ( 2 6 ) 距離判定指標 A d の場合 と 同様に 、 姿勢差判定指標 Δ f , Δ gあ る い は Δ hの符号が + であれば 、 その 姿勢成分 につレ、 て差異が基準を越え てい る こ と を意味し 、 一 ま た は 0 であれば基準以下であ る こ と を意味 し てい る 。

以上がス テ ッ プ S 1 7 で実行 さ れる 比較処理の概要で あ り 、 ス テ ツ プ C 4 ， C 9 あ る い はス テ ッ プ C 6 ， C 1 1 で記録 さ れたデー タ は 、 上述 し た通 り 、 ス テ ッ プ S 1 9 で表示 さ れる 。 ま た 、 距離判定指標 Δ (1、 姿勢差判定 指標 Δ f , Δ g , A hの 内の少な く と も 1 つの符号が 十 で あ る 時には 、 ア ラ ーム信号を 出力 し て音声 、 点滅表示を 行な う な ど所定の メ ッ セージを発 し てオペレ ー タ の注意 を喚起する こ と が好ま し レヽ 。

以上が第 1 実施例 におけ る 処理の概要であ る が 、 こ の 第 1 実施例では動作経路の記録 と それに基づ く 経路比較 が 、 動作プ ロ グラ ム の動作命令プ ロ ッ ク 毎に指定さ れて い る 移動 目 標点のみに基づい て行なわれてい る 。 その た め 、 円 弧移動あ る い は各軸移動の運動形式が指定さ れて い る 経路区間 について 、 動作経路記録 と それに基づ く 経 路比較の精度が低 く な る おそれがあ る 。 そ こ で 、 次に説 明する 第 2 実施例では 、 動作経路記録 と 経路比較に際 し て移動 目 標点間の経路途上の点 （ 補間点 ） の位置及び姿 勢を考慮し た処理を実行し 、 円弧移動あ るいは各軸移動 の経路区間につい ての精度向上を図っ ている 。

図 4 は 、 本発明の第 2 実施例におけ る 処理の要点を説 明する フ ロ ーチ ャー ト で 、 第 1 実施例における 図 2 の フ 口 —チ ャー ト に代わ る も のである 。 第 1 実施例の場合 と 同様に 、 フ ラ グ F 1 〜 F 3 の設定 （ モー ド 選択 ） を行い 、 オペレータ が教示操作盤 1 0 4 か ら処理開始指令を入力 する こ と で処理が開始さ れる 。 C P U 1 0 1 はそれまで の教示作業で作成さ れた動作プ ロ グ ラ ムの 1 ブロ ッ ク 分 の動作命令 （ 動作終了命令のケース も 含む。 ） を読み込 み 、 解釈 （ デコ ー ド ） する （ ステ ッ プ H I ) 。

一般に 、 動作命令 （ 動作終了命令は除 く ） は絶対位置 移動命令 、 相対位置移動命令 、 速度命令 、 目 標位置にお け る位置決め方法 （ 位置決め割合 ） 、 外部入出力命令な ど を包含 し ている 。 読み込まれたブ ロ ッ ク が動作終了を 指示する も のでない限 り （ ス テ ッ プ H 2 で ノ ー ） 、 ス テ ッ プ H 3 へ進み 、 与え られた移動命令か ら移動 目 標点 ( 位置 と 姿勢 ） を算出する 。 第 1 実施例の場合 と 同 じ く 、 移動 目 標点のデータ は準拠座標系 と し て指定さ れてい る 座標系上のデータ で計算 さ れる 。

次いで 、 ステ ッ プ H I で読み込まれ 、 解釈さ れた動作 条件 （ 移動 目標位置 、 指令速度 、 移動形式 [ 直線移動/ 円弧移動 Z各軸移動な ど ] 、 加減速条件等 ） に応じ て軌 道計画を立て （ ス テ ッ プ H 4 ) 、 各軸上での補間点を求 め る （ ス テ ッ プ H 5 ) 。

続 く ステ ッ プ H 6 でフ ラ グ F 1 の値をチェ ッ ク し 、 シ ミ ュ レ ー シ ヨ ンを実行する モ ー ドか否かを判断する 。

F 1 - 0 ( シ ミ ュ レ ー シ ョ ン非実行 ） であれば 、 ス テ ッ プ H 7 へ進み 、 実動作の要否を フ ラ グ F 2 の値で判別 する 。 F 2 = 0 であれば実動作不要のモ ー ド を意味する か ら 、 ステ ッ プ H 8 へ進み 、 一つの補間点への移動完了 を擬制する 処理を実行する 。

なお 、 こ のステ ッ プ H 8 で処理対象 と さ れる 補間点は 、 移動完了の擬制処理が完了 し てお らず 、 且つ 、 動作経路 上最も 手前側の捕間点であ る 。 また 、 そのブロ ッ ク で指 定さ れている移動 目標点 （ 但し 、 円弧移動の場合の 中点 は対象外 ） は 、 処理上最終補間点 と し て扱 う も の とする 。

そ し て 、 次のステ ッ プ H I 0 では 、 ステ ッ プ H 8 で処 理対象 と された捕間点が最終補間点 、 即ち 、 移動 目標点 であ る か否かを判断する 。 も し イ エス であれば 、 ステ ツ プ H I へ戻 り 、 次の 1 ブロ ッ ク の動作命令文に対する 処 理を開始する 。 ノ ーであれば 、 ステ ッ プ H 5 へ戻 り 、 次 の補間点を求め る 。 以下 、 ステ ッ プ H I 0 でイ エスが出 力 さ れる まで 、 ステ ッ プ H 5 〜 H 8 及び H I 0 の処理が 繰 り 返さ れる 。

F 1 = 0 , F 2 - 1 の場合には 、 ス テ ッ プ H 8 の擬制 移動処理に代えて実動作のための処理 H 9 ( 移動指令の 作成/サーボへ出力 ） が行なわれる 。 こ の処理は通常の 再生運転時のための処理 と 特に変わ り はない 。 実動作の 場合も 、 移動 目 標点に到達し た ら （ ス テ ッ プ H I 0 でィ エス ） 、 ス テ ッ プ H I へ戻 り 次の 1 ブ ロ ッ ク の動作命令 文に対する 処理を開始する 。

シ ミ ユ レ ーシ ョ ン を実行する ため にフ ラ グ F 1 が F 1 = 1 に設定さ れてい る 場合には 、 ス テ ツ プ H 6 か ら ス テ ッ プ H I 1 へ進む 。 ステ ッ プ H I 1 では 、 ス テ ツ プ H 3 H 5 で算出 された移動 目 標点及び補間点並びに他の動作 条件データ （ 指令速度 、 移動形式 、 加減速条件等 ) を複 製し 、 メ モ リ 1 0 2 の空き領域に一時的に する 。

更に 、 ス テ ッ プ H 3 , H 5 で算出 さ れた移動 目標点及 び補間点が直交座標系上で表現さ れたデ一タで記述 さ れ てい る か否かを判断し （ ステ ッ プ H 1 ) 、 ィ ェ ス であ れば直接ス テ ッ プ H I 4 へ進み 、 ノ 一であれば順変換演 算によ っ て直交座標系上で表現されたデ一タ に変換し た 上で （ ス テ ッ プ H 1 3 ) 、 ス テ ッ プ H 1 4 へ進む

ス テ ッ プ H 1 4 では 、 移動 目標点及び補間点を表わす データ が 、 経路比較を行な う 基準 と さ れる 特定の ロ ホ ッ ト 座標系上で位置及び姿勢を表現し て！/ヽるか否かを判断 し 、 イ エス であれば直接ス テ ッ プ H 1 6 へ進み 、 ノ ーで あれば座標系間の変換演算によ っ て ロ ホ ッ ト 座標系上で 表現さ れたデータ に変換し た上で （ ス テ ツ プ H 1 5 ) 、 ス テ ッ プ H 1 6 へ進む 。

ス テ ッ プ H 1 6 では 、 シ ミ ュ レ一シ ョ ン を比較モー ド で実行する モー ド が設定されている か否かを判断する 。 も し F 3 = 0 ( 非比較モー ド ） であれば 、 ス テ ッ プ H 1 7 へ進み 、 動作経路 （ 移動 目 標点 、 補間点 、 運動形式 ） を シ ミ ユ レ 一 シ ョ ン実行機会を表わす番号を付 し て メ モ リ 1 0 2 に記憶する 。 例え ば 、 今回の シ ミ ュ レ ー シ ョ ン がプ ロ グラ ム名 「 B B 」 を持つ動作プ ロ グ ラ ム に対する 2 回 目 の シ ミ ュ レ ー シ ヨ ン であれば 、 「 S I M 0 2 B B 」 な ど と する 。

こ れに対 し て 、 あ し F 3 = 1 ( 比較モ一ド ） であれば ス テ ツ プ H 1 8 へ進み 、 較処理を行な う 。 比較処理は 、 第 1 実施例の場合 と 同様 、 今回の移動経路を 参照経路 と 比較 し 、 必要に応 じ て比較結果を記録する ため の処理で あ る が 、 経路比較を捕間点を考盧 し て行な う 点で若干の レヽ カ Sあ る 。 アルゴ リ ズムの例な ど については後述する 比較処理が完了 し た ら 、 ス テ ッ プ H 1 9 へ進み 、 ス テ ッ プ H 1 1 で一時 し 1^ し ておい たデー タ ( 移動 ίτΠ 、 o 補間点そ の他の動作条件デー タ ) ^読み出 し 、 ス テ ッ プ H 7 へ進む 。 既に述べた よ う に 、 ス テ ツ プ H 7 以下では フ ラ グ F 2 の値 （ " 0 ，， ま たは " 1 " ) に応 じ て 、 目 標 点到達の擬制の処理 （ ス テ ツ プ H 8 → H 1 0 → H 5 → H 6 → H 7 ) 、 あ る い は 口 ッ ト 実機の移動の処理 （ ス テ ッ プ H 9 → H 1 0 → H 5 → H 6 → H 7 ) を経て 、 ス テ ツ プ H 1 1 へ戻る 。 但し 、 ス テ ツ プ H 1 0 でイ エス が出力 ( 1 ブ ロ ッ ク 分処理完了 ) さ れた場合には、 ス テ ツ プ H 1 へ戻る 。

以上の処理サイ ク ルを 、 ス テ ッ プ H 2 でイ エ ス の判断 出力 が得 ら れる ま で繰 り 返 し 、 比較処理 1 8 ( 内容詳述 ) の結果を教示操作盤 1 0 4 付属のディ スプレ イ に表示 して処理を終了する （ ス テ ッ プ H 2 0 ) 。 なお 、 第 1 実 施例の場合 と 同様 、 比較処理 （ ステ ッ プ H I 8 ) の結果 が基準以上の経路変更を意味し てい る 場合には 、 ブザー の作動のため にア ラーム信号を出力する な ど 、 メ ッ セ一 ジを発する ための処理を行な う こ と が好ま しレ、 。

次に 、 第 2 実施例で行なわれる 比較処理 （ ス テ ッ プ H 1 8 ) について説明する 。 第 2 実施例で行なわれる 比較 処理は 、 ステ ッ プ H I 8 の実行機会が 1 回到来する 毎に 今回シ ミ ュ レー ト し てい る移動経路の補間点の 1 つ と 、 それに対応する 参照経路の補間点を比較し 、 両者間に所 定量を越え る よ う な 「 隔た り 」 があ る か否かを判定し 、 必要に応じ て比較結果を記録する ための処理であ る 。 こ こ では 、 第 1 実施例に準じ た 「 隔た り 」 の指標を用い 、 図 5 の フ ロ ーチ ャ ー ト に示 し たアルゴ リ ズム を利用する も の とする 。 なお 、 移動 目 標点 （ 円弧移動の場合は中点 は除外 ） は最終補間点 と し て扱 う も の とする 。

また 、 第 1 実施例の場合 と 同様 、 参照経路については 通常は過去且つ最新の実動作機会で記録さ れた経路 と さ れる が 、 別途特定の経路 （ 例えば低速運転で安全を確認 し た経路 ） を前述し たシ ミ ュ レ ーシ ョ ン実行機会番号を 用いて指定出来る よ う に し ても 良い 。

図 5 の フ ロ ーチ ャ ー ト に示し た処理は 、 経路間距離を 対応し合 う 1 組の補間点の位置及び姿勢について評価す る も のである 。 隔た り は 、 第 1 実施例の場合 と 同様 、 ッ ール先端点の位置の観点か ら評価する指標 d p と 姿勢の 観点か ら評価する 指標 d c を用いて評価さ れる 。 各ステ ッ プの要点を記せば下記の通 り であ る 。

先ず 、 ス テ ッ プ H I 8 の実行機会が到来する 毎に補間 点順序指標 i を 1 ア ッ プする （ ス テ ッ プ K 1 ) 。 なお 、 補間点順序指標 i の初期 ί直 （ 図 4 の フ ロ ーチ ャ ー ト の処 理開始時の値 ） は 0 と し 、 ステ ッ プ H I 0 でイ エス 出力 あれば、 i = 0 にク リ ア さ れる も の と する （ 図 4 の フ ロ 一チ ヤ ー ト で図示省略 ） 。

続 く ス テ ッ プ 2 で 、 参照経路の i 番 目 の補間点にお け る ッ—ル先端点の位置及び姿勢を基準ロ ボ ッ ト 座標系 上で表わすデータ ( 同次変換行列 ） T ref ( i )を読み出す 刖述し た と 同様に 、 行列 T ref ( i )並びに今回経路の i 番 目 の補間点におけ る ツール先端点の位置及び姿勢を表わ す行列 T ( i ) は 、 下記式 （ 2 7 ) , ( 2 8 ) で表 さ れる 以下の説明ではこ の表記を引用する 。

T = (27)

TreKi) = (28)

ス テ ッ プ K 3 では 、 両経路の i 番 目 の補間点に関 し て ツール先端点間の距離を表わす指標 d ( i ) を次の式 （ 2 9 ) で算出する 。 d ( i ) = I p ( i ) - p re f ( i ) I · · · ( 2 9 ) 更にス テ ッ プ K 4 では 、 ツール先端点間距離指標 d ( i ) を基準値 d stと 比較し 、 距離判定指標 d( i )を次式 ( 3 0 ) 求め 、 その符号並びに絶対値を記録する 。 符号 が + であればツール先端点間距離が基準を越えてい る こ と を意味し 、 一 または 0 であればツール先端点間距離基 準以下であ る こ と を意味している 。

厶 d( i ) = d ( i )— d st · · · ( 3 0 ) 次に 、 姿勢変化の評価を行な う 。 先ずス テ ッ プ K 5 で は 、 両経路の i 番 目 の補間点に関 し てツール先端点の姿 勢差を表わす指標 f ) , g ( i ) , h ( i ) を次の各式 ( 3 1 ) 〜 （ 3 3 ) で算出する 。 即ち 、 ツ ール先端点の 姿勢差を ノ ーマルべク ト ル 、 オ リ エ ン テー シ ョ ンべク ト ル 、 アプロ ーチベク ト ルに分解し て比較及び評価する 。

f ( i ) = II n ( i ) - n re f ( i ) II ' —— （ 3 1 ) g ( i ) - II o ( i ) - o re f ( i ) II ' —— （ 3 2 ) h ( i ) = || a ( i ) - a re f ( i ) II —— - ( 3 3 ) 更にステ ッ プ K 6 ではこれら ツール先端点姿勢差指標 を各基準値 f st， g st , h stと 比較し 、 姿勢差判定指標 Δ f ( i ) , Δ g ( i ) , 厶 11 ( ! )を次式 （ 3 4 ) 〜 （ 3 6 ) で 求め 、 その符号並びに絶対値を記録する 。 距離判定指標 △ d ( i )の場合 と 同様に 、 姿勢差判定指標 A f ( i ) ， Δ g( i ) あ る いは Δ h ( i )の符号が +であれば 、 その姿勢成分につ いて差異が基準を越えてい る こ と を意味し 、 一 または 0 であれば基準以下であ る こ と を意味し ている 。 厶 f ( i ) = f ( i ) — f st · · · ( 3 4 )

A g ( i ) = g ( i ) - g st · · · ( 3 5 )

A h ( i ) = h ( i ) - h st · · · ( 3 6 ) 以上がス テ ッ プ H I 8 で実行さ れる 比較処理の概要で あ り 、 ス テ ッ プ K 4 あ る い は K 6 で記録さ れたデー タ は ス テ ッ プ H 2 0 で表示 さ れる 。 但し 、 第 2 実施例では 、 全補間点のデー タ を表示す る と 表示デー タ が膨大 と な る の で 、 適当 な選別 、 加工等を行な っ たデー タ を表示す る こ と が好ま しい 。 例え ば 、 距離差判定指標 d ( i ) の最 大値 と 、 姿勢差の判定指標 A f ( i ) ， A g ( i ) ， A h( i )の最 大値な ど を表示する こ と が考え ら れる 。

ま た 、 こ れ ら 距離判定指標 、 姿勢差判定指標の 内の少 な く と も 1 つ の符号が + であ る 時には 、 ア ラ ー ム信号を 出力 し て音声 、 点滅表示を行 う な ど 、 所定の メ ッ セージ を発 し てオペレ ー タ の注意を喚起する こ と が好ま し い こ と は 、 第 1 実施例の場合 と 同様であ る 。

以上の説明か ら 、 第 1 実施例 、 第 2 実施例の ロ ボ ッ ト 制御装置は 、 モー ド フ ラ グ F 1 〜 F 3 の設定に応 じ て次 の 6 つ の モ ー ド で の動作が可能な事が判 る 。

( 1 ) F 1 = 0 ； F 2 = l に設定し た場合 （ F 3 は任意 ) ； 動作経路シ ミ ュ レ ー シ ョ ン を行なわず 、 実動作を行 な う 。 即ち 、 通常の再生運転のモー ド

( 2 ) F 1 = 0 ； F 2 = 0 に設定し た場合 （ F 3 は任 意 ） ； 動作経路シ ミ ュ レ ー シ ョ ン を行なわず 、 実動作も 行なわ ないモ ー ド ( 3 ) F 1 ； F 2 = 0 ； F 3 = 0 に設定し た場 合 ； 動作経路シ ミ ユ レ一シ ョ ン を行ない 、 動作経路を記 録する が 、 実動作は行なわない

( 4 ) F 1 ； F 2 = 1 ； F 3 = 0 に設定し た場 合 ； 動作経路シ ミ ユ レ 一 シ ヨ ン と 実動作を併行実施し 、 動作経路を記録する 。

( 5 ) F 1 ； F 2 = 0 ； F 3 = 1 に設定し た場 合 ； 動作経路シ ミ ユ レ 一 シ ヨ ンを行ない 、 動作経路を参 照経路 と 比較する が 、 実動作は行なわなレヽ 。

( 6 ) F 1 ； F 2 F 3 = 1 に設定し た場 合 ； 動作経路シ ミ ユ レ一シ ヨ ン と 実動作を併行実施し 、 動作経路 と 参照経路の比較も 行な う 。

· - - で 、 上 (Sし α¾明 し た第 1 、 第 2 の実施例に関する 限 り 、 上記 6 個の モ ー ド の内 、 （ 2 ) と ( 6 ) は実際上の 意味が薄い と 考え られる の で 、 これに対応する フ ラ グ設 定 （ F 1 = F 2 = 0 及ぴ F 1 = F 2 = F 3 = 1 ) を禁則 化しても 良い ( 伹し 、 後者は次に述べる第 3 の実施例で 有用化さ れる こ と に注思 ) ο

残 り の モ一 ド は第 1 、 第 2 の実施例においても 有用で あ る 。 例えば 、 安全を確認済みの動作プ ロ グ ラ ム を （ 4 ) の モ一ド で再生し 、 その後 、 教示経路を修正し た後に ( 5 ) の モ ー ド で再生すれば 、 ステ ツ プ S 1 9 あ る レヽは ス テ ツ プ H 2 0 ( 比較結果表示 /警報等の メ ッ セージ ） を利用 し て実動作な し に大き な経路変更の有無や内容を 迅速且つ簡便に確認出来る 。 次に 、 第 3 の実施例につい て説明する 。 こ の実施例で は 、 上記 ( 6 ) の組合せ （ F 1 = 1 ； F 2 = 1 ； F 3 = 1 ) に設定し て動作経路シ ミ ュ レ ーシ ヨ ン と 実動作を併 行実施する 条件で処理を開始する が 、 動作経路 と 参照経 路の比較結果が誤教示の可能性を示唆する よ う なも ので あ る 場合には実動作を停止 させる こ と が出来る 。 これに よ り 、 誤教示の可能性のあ る個所の手前まで π ボ ッ 卜 を 移動さ せた上で ロ ボ ッ ト 停止 させる こ と が可能にな り 、 以後の修正教示な ど がや り 易 く な る 。

第 3 の実施例で実行される 処理においては 、 ロ ボ ッ 卜 制御装置の運転モー ド を切換可能に指定する 手段 と し て 前述のモー ド フ ラ グ F 1 〜 F 3 に加えて 、 フ ラ グ F 4 が メ モ リ 1 0 2 内 に設定さ れる 。 こ の フ ラ グ F 4 は 、 実動 作を必要に応じ て無効化する ため に設定さ れる 2 値レ ジ ス タ で 、 下記の定義に従っ て " 0 " または " 1 " の ί直を と る 。

F 4 ： F 4 = 1 は実動作無効化のオン状態 （ 実動作阻 止する ） 、 F 4 = 0 は実動作無効化のオフ = 0 ( 実動作 阻止せず ) ) を意味する 。

第 3 実施例におけ る 処理の要点は 、 図 6 のフ ロ ーチヤ 一 卜 に示し た通 り であ る 。

第 1 、 第 2 実施例の場合 と 同様 、 上記フ ラ グ F 1 〜 F 3 の設定 ( モー ド選択 ） を行い 、 オペ レー タ が教示操作 盤 1 0 4 か ら処理開始指令を入力する こ と で処理が開始 さ れる 。 C P U 1 0 1 は 、 フ ラ グ F 4 を " 0 " にク リ ア し た上で （ ス テ ッ プ G l ) 、 それまでの教示作業で作成 された動作プ ロ グラ ムの 1 プ ロ ッ ク 分の動作命令 （ こ こ では動作終了命令のケー ス も 含むも の とする ） を読み込 み 、 解釈 （ デコ ー ド ） する （ ステ ッ プ G 2 ) 。

読み込まれたブ ロ ッ ク が動作終了を指示する も の でな レヽ限 り （ ス テ ッ プ G 3 で ノ ー ） 、 ステ ッ プ G 4 へ進み 、 与え られた移動命令か ら移動 目標点 （ 位置 と 姿勢 ） を算 出する 。 移動 目 標点のデータ は 、 準拠座標系 と し て指定 さ れてい る座標系上のデータ で計算 さ れる 。 次いで 、 ス テ ツ プ G 5 でフ ラ グ F 1 の値をチェ ッ ク し 、 シ ミ ュ レ一 シ ョ ンを実行するモー ドか否か判断さ れる 。

F 1 = 0 ( シ ミ ュ レ ー シ ョ ン非実行 ） であれば 、 ス テ ッ プ G 6 へ進み 、 実動作の要否をフ ラ グ F 2 の値で判別 する 。 F 2 = 0 であれば実動作不要を意味するか ら 、 ス テ ツ プ G 1 1 へ進み 、 そのブロ ッ ク で指定さ れた移動 目 標点への移動完了を擬制する 処理 （ 次プ ロ ッ ク の処理へ 進むための内部処理 ） を実行する 。 次いで 、 ステ ッ プ G 2 へ戻 り 、 次の 1 ブ ロ ッ ク の動作命令文に対する 処理を 開始する 。

ステ ッ プ G 6 でも し F 2 = l であれば実動作のモー ド が設定さ れている こ と を意味する 。 しカゝ し 、 第 3 実施例 では 、 無条件に実動作を伴 う 再生運転のための処理を実 行する のではな く 、 実動作のモー ド を無効化するか否か を決定する フ ラ グ F 4 の値をチェ ッ ク し （ ステ ッ プ G 7 ) 、 F 4 = 0 の場合に限 り ス テ ッ プ G 8〜 G 1 0 で実動 作のための処理を行な う 。 即ち 、 ス テ ッ プ G 1 で読み込 まれ 、 解釈 さ れた動作条件 （ 移動 目 標位置 、 指令速度 、 移動形式 C 直線移動 Z円弧移動 Z各軸移動な ど ] 、 加減 速条件等 ) に応じ て軌道計画を立て （ ス テ ッ プ G 8 ) 、 各軸上での補間点を求め （ ステ ッ プ G 9 ) 、 それに基づ く 移動指令を作成し て各軸のサーボ制御部 1 0 5 へ渡す ( ステ ツ プ G 1 0 )

なお 、 記載を省略し た力； 、 ス テ ッ プ G 9 、 G 1 0 は 、 補間周期毎に繰 り 返され 、 1 ブ ロ ッ ク 分の移動処理を完 了 し てか ら ス テ ッ プ G 1 へ戻 り 、 次の 1 ブ ロ ッ ク の動作 命令文に対する処理を開始する （ 第 1 実施例の場合 と 同 様 ） 。 また 、 ス テ ツ プ G 7 で F 4 == 1 であれば実動作の 処理を進め る こ と な く ステ ッ プ G 2 3 を経て処理を終了 する （ 詳細後述 ） 。

シ ミ ュ レ ー シ ョ ンを実行する ため にフ ラ グ F 1 が F 1 = 1 に設定さ れてい る場合には 、 ステ ッ プ G 5 力、 ら ス テ ッ プ G 1 2 へ進む 。 ス テ ッ プ G 1 2 では 、 ス テ ッ プ G 4 で算出 さ れた移動 目 標点そ の他の動作条件データ （ 指令 速度 、 移動形式 、 加減速条件等 ） を複製し 、 メ モ リ 1 0 2 の空き領域に一時的に記憶する 。

更に 、 ス テ ッ プ G 4 で算出 さ れた移動 目標点が直交座 標系上で表現さ れたデータ で記述されている か否かを判 断し （ ス テ ツ プ G 1 3 ) 、 も し イ エ ス であれば直接ス テ ッ プ G 1 5 へ迤み 、 も し ノ ーであれば順変換演算によ つ て直交座標系上で表現さ れたデータ に変換し た上で （ ス テ ッ プ G 1 4 ) ステ ツ プ G 1 5 へ進む。

ステ ッ プ G 1 5 では 、 移動 目標点を表わすデータ が 、 経路比較を行な ラ 基準 と さ れる 特定の ロ ボ ッ ト 座標系 ( 例えば 、 予め ボ ッ 卜 ス座標系を設定 ） 上でツー ノレ座標系の位置及び姿勢を表現し てい るか否かを判断し ち し ィ ェスであれば直接ステ ッ プ G 1 7 へ進み 、 も し ノ 一であれば座標系間の変換演算によ っ て ロ ボ ッ ト 座標系 上で さ れた ータ に変換し た上で （ ステ ッ プ G 1 6 ) 、 ス テ ッ プ G 7 へ進む 。

ステ ッ プ G 1 7 では 、 シ ミ ユ レ一シ ヨ ンを比較モー ド で実行する モ ー ド、 が設定さ れてレヽる か否かを判断する 。 ち し F 3 = 0 ( 非比較モ一ド ) であれば 、 ステ ッ プ G 1 8 へ進み 、 動作 路 、 即ち移動 目 標点 と 運動形式 （ 直線 移動 /円弧移動 各軸移動の別 ） をン ^ ュ レ ー シ ョ ン実 行機会を表わす 号を付し て メ モ リ 1 0 2 <c~ Be fe る 。 例えば 、 今回のシ ミ ュ レ一シ ヨ ン がプ 口 グ ラ ム名 「 A A 」 を持つ動作プ口 グ ラ ム に対する 3 回 目 の シ ミ ュ レ 一 シ ョ ン であれば 「 G I M 0 3 A A J な ど とする 。 ステ ッ プ G 1 8 が完了 し た ら 、 ステ ツ プ G 2 2 へ進む。

れに対し て し F 3 = 1 ( 比較モ ー ド ） であれば ステ ッ プ G 1 9 進み 、 比較処理を実行する 。 比較処理 は 、 今回の移動 路を参照経路 と 比較し 、 必要に応じ て 比較 を Sci録する ための処理で 、 こ こ では第 1 実施例 で利用 し たァル リ ズ ム ( 図 3 参照 ) が利用出来る の で 詳細を繰 り 返さ ない _n 但し 、 距離判定指標 △ d、 姿勢差判定指標 Δ ί" , A g， △ hの内の少な く と も ] つの符号が +であ る場合 、 即ち 、 基準を越え る経路の差異があ る と 判断された場合には 、 実動作のモー ド を無効化する ため にフ ラ グ F 4 を 1 に反 転する （ ス テ ッ プ G 2 1 ) o

続 く ス テ ッ プ G 2 2 では 、 ス テ ッ プ S 1 2 で一時記憶 し ておいたデータ （ 移動 目 標点その他の動作条件データ ) を読み出 し 、 ステ ツ プ S 6 へ進む 。

既述の通 り 、 フ ラ グ F 2 の値力 S " 0 " であれば 、 フ ラ グ F 4 の値如何に関わ らず 、 目 標点到達の擬制の処理 ( ステ ッ プ G 1 1 ) を実行し てステ ッ プ G 2 へ戻る （ 実 動作な し ） 。

これに対し て 、 フ ラ グ F 2 の値力 S " 1 " であ る場合に は 、 フ ラ グ F 4 の値が " 0 " であ る 場合に限 り 、 ステ ツ プ G 7 力、 ら ステ ッ プ G 8 以下へ進み 、 ロ ボ ッ ト 実機の移 動の処理を実行する 。

即ち 、 F 4 = 1 であ る場合には 、 その経路についての 実動作を行なわず 、 ステ ツ プ G 2 3 へ進んで 、 比較処理 ( ステ ッ プ G 1 9 ) の結果を教示操作盤 1 0 4 付属のデ イ スプレ イ に表示し て処理を終了する 。 何故な ら ば 、 フ ラ グ F 4 力 S " 1 " に反転し てい る と レヽ う こ と は 、 ステ ツ プ G 1 9 ， G 2 0 において 、 これか ら 実動作に移ろ う と する経路 （ 再生運転経路 ） と 参照経路 と の間に基準を越 え る 経路の差異が見い出 さ れたこ と を意味し てい る ので 実動作を続行 （ 最初の経路であれば開始 ） する こ と は 、 誤教示に起因する危険を招 く 可能性があ る か ら であ る 。 換言すれば 、 シ ミ ュ レ ー シ ョ ン に含まれる 比較処理の結 果を表わす出力を利用する こ と によ っ て 、 誤教示に起因 する危険が未然に回避さ れる 。

また 、 F 4 = 1 が原因で ロ ボ ッ ト が停止 し た場合 、 そ の位置は誤教示の可能性のあ る経路の手前であ る か ら 、 ステ ッ プ G 2 3 で表示さ れる結果 、 特に基準オーバ内容 を知 らせる メ ッセージを参考にし て 、 誤教示の修復など 必要な措置を速やかに と る 上で有利 と なる 。

本発明 によれば 、 ォフ フ ラ イ ン の シ ミ ュ レ ー シ ョ ン シ ステムを使用せず 、 且つ 、 ロ ボ ッ ト 本体の実動作を伴わ ずに再生運転を行な う こ と で 、 安全を損ねる 可能性のあ る誤教示経路を発見出来る 。 また 、 実動作を伴 う 再生運 転の開始によ り 、 再生経路を参照経路 と 比較し なが ら実 動作を進め 、 誤教示によ る 危険発生の可能性が発見さ れ た場合に実動作のモー ド を無効化し て ロ ボ ッ ト を停止 さ せる こ と が出来る 。 従っ て 、 教示作業の安全性 と 効率が 高め られる 。

Claims

請 求 の 範 囲

1 . ロ ボ ッ ト の動作経路をシ ミ ュ レ ー シ ョ ンする機能を 有する ロ ボ ッ ト 制御装置であっ て 、

第 1 の動作プ ロ グラ ム を格納する 手段 と 、

前記ロ ボ ッ ト を実際に動作させる こ と な く 、 前記第 1 の動作プロ グラ ム を再生する 手段 と 、

前記第 1 の動作プ ロ グラ ム の再生時に 、 第 1 の動作プ ロ グラ ム に記述さ れた第 1 の動作経路を示すデータ を記 憶する経路記憶手段 と 、

第 2 の動作プ ロ グラ ム の再生時に 、 前記第 2 の動作プ ロ グラ ム に記述さ れた第 2 の動作経路を示すデータ を前 記第 1 の動作経路を示すデータ と 比較する経路比較手段 と 、

前記第 2 の動作経路 と 前記第 1 の動作経路 と の差異を 評価する 評価手段 と 、

前記評価手段によ る 評価結果を出力する 出力手段 と を 備え る 、 ロ ボ ッ ト 制御装置。

2 . 前記経路比較手段は 、 前記第 2 の動作経路 と 前記第 1 の動作経路中の ロ ボ ッ ト の位置及び姿勢を比較し 、 前 記評価手段は 、 ロ ボ ッ ト の位置及び姿勢を考慮し て前記 第 2 の動作経路 と 前記第 1 の動作経路の差異を評価する 、 請求の範囲第 1 項に記載の ロ ボ ッ ト 制御装置 。

3 . 前記出力手段によ り 出力 された評価結果を表示する 表示手段を更に備え る 、 請求の範囲第 1 項に記載の ロ ボ ッ ト 制御装置。

4 . 前記出力手段か ら 、 前記第 2 の動作経路 と 前記第 1 の動作経路の間に基準を越え る 差異があ る こ と を示す評 価結果が出力 された と き に 、 所定の メ ッ セージを出力す る 手段を更に備え る 、 請求の範囲第 1 項に記載の ロ ボ ッ ト 制御装置 。

5 . ロ ボ ッ ト の動作経路をシ ミ ュ レ ー シ ョ ンする機能を 有する ロ ボ ッ ト 制御装置であっ て 、

第 1 の動作プ ロ グ ラ ム を格納する 手段 と 、

前記ロ ボ ッ ト を実際に動作させる こ と な く 、 前記第 1 の動作プ ロ グラ ム を再生する 手段 と 、

前記第 1 の動作プ ロ グ ラ ムの再生時に 、 第 1 の動作プ ロ グラ ム に記述された第 1 の動作経路を示すデータ を補 間点データ を含めて記憶する経路記憶手段 と 、

第 2 の動作プロ グラ ムの再生時に 、 前記第 2 の動作プ ロ グラ ム に記述さ れた第 2 の動作経路を示すデータ を前 記第 1 の動作経路を示すデータ と 比較する経路比較手段 と 、

前記第 2 の動作経路 と 前記第 1 の動作経路 と の差異を 評価する 評価手段 と 、

前記評価手段によ る評価結果を出力する 出力手段 と を 備え る 、 ロ ボ ッ ト 制御装置。

6 . 前記経路比較手段は 、 前記第 2 の動作経路 と 前記第 1 の動作経路中の ロ ボ ッ ト の位置及び姿勢を比較し 、 前 記評価手段は 、 ロ ボ ッ ト の位置及び姿勢を考慮し て前記 第 2 の動作経路 と 前記第 1 の動作経路の差異を評価する 、 請求の範囲第 5 項に記載の ロ ボ ッ ト 制御装置 。

7 . 前記出力手段によ り 出力 さ れた評価結果を表示する 表示手段を更に備え る 、 請求の範囲第 5 項に記載の ロ ボ ッ ト 制御装置。

8 . 前記出力手段か ら 、 前記第 2 の動作経路 と 前記第 1 の動作経路の間に基準を越え る 差異があ る こ と を示す評 価結果が出力 された と き に 、 所定の メ ッ セージを出力す る 手段を更に備え る 、 請求の範囲第 5 項に記載の ロ ボ ッ ト 制御装置 。

9 . ロ ボ ッ ト の動作経路をシ ミ ュ レ ー シ ョ ンする機能を 有する ロ ボ ッ ト 制御装置であっ て 、

第 1 の動作プロ グラ ム を格納する手段 と 、

前記ロ ボ ッ ト を実際に動作させて 、 前記第 1 の動作プ ロ グラ ム を再生する 手段 と 、

前記第 1 の動作プ ロ グ ラ ム の再生時に 、 第 1 の動作プ ロ グラ ム に記述された第 1 の動作経路を示すデータ を記 憶する経路記憶手段と 、

第 2 の動作プロ グラ ムの再生時に 、 前記第 2 の動作プ ロ グラ ム に記述された第 2 の動作経路を示すデータ を前 記第 1 の動作経路を示すデータ と 比較する経路比較手段 と 、

前記第 2 の動作経路 と 前記第 1 の動作経路 と の差異を 評価する評価手段 と 、

前記評価手段によ る 評価結果を出力する 出力手段 と を 備え る 、 ロ ボ ッ ト 制御装置。

1 0 . 前記経路比較手段は 、 前記第 2 の動作経路 と 前記 第 1 の動作経路中の ロ ボ ッ ト の位置及び姿勢を比較し 、 前記評価手段は 、 ロ ボ ッ ト の位置及び姿勢を考慮し て前 記第 2 の動作経路 と 前記第 1 の動作経路の差異を評価す る 、 請求の範囲第 9 項に記載の ロ ボ ッ ト 制御装置。

1 1 . 前記出力手段によ り 出力 さ れた評価結果を表示す る表示手段を更に備え る 、 請求の範囲第 9 項に記載の 口 ボ ッ ト 制御装置。

1 2 . 前記出力手段か ら 、 前記第 2 の動作経路 と 前記第 1 の動作経路の間に基準を越え る 差異があ る こ と を示す 評価結果が出力 された と き に 、 所定の メ ッ セージを出力 する 手段を更に備え る 、 請求の範囲第 9 項に記載の ロ ボ ッ ト 制御装置。

1 3 . 前記出力手段か ら 、 前記第 2 の動作経路 と 前記第 1 の動作経路の間に基準を越え る 差異があ る こ と を示す 評価結果が出力 された と き に 、 前記ロ ボ ッ ト の実際の動 作を無効化する 実動作無効化手段を更に備え る 、 請求の 範囲第 9 項に記載の ロ ボ ッ ト 制御装置。

1 4 . ロ ボ ッ ト の動作経路をシ ミ ュ レ ー シ ョ ンする機能 を有する ロ ボ ッ ト 制御装置であっ て 、

第 1 の動作プロ グラ ムを格納する 手段 と 、

前記ロ ボ ッ ト を実際に動作させて 、 前記第 1 の動作プ ロ グラ ムを再生する 手段 と 、

前記第 1 の動作プ ロ グ ラ ムの再生時に 、 第 1 の動作プ ロ グラ ム に記述された第 1 の動作経路を示すデータ を補 間点データ を含めて記憶する経路記憶手段 と 、

第 2 の動作プロ グラ ムの再生時に 、 前記第 2 の動作プ ロ グラ ム に記述さ れた第 2 の動作経路を示すデータ を前 記第 1 の動作経路を示すデータ と 比較する経路比較手段 と 、

前記第 2 の動作経路 と 前記第 1 の動作経路 と の差異を 評価する 評価手段 と 、

前記評価手段によ る 評価結果を出力する 出力手段 と を 備え る 、 ロ ボ ッ ト 制御装置 。

1 5 . 前記経路比較手段は 、 前記第 2 の動作経路 と 前記 第 1 の動作経路中の ロ ボ ッ ト の位置及び姿勢を比較し 、 前記評価手段は 、 ロ ボ ッ ト の位置及び姿勢を考慮し て前 記第 2 の動作経路 と 前記第 1 の動作経路の差異を評価す る 、 請求の範囲第 1 4 項に記載の ロ ボ ッ ト 制御装置。

1 6 . 前記出力手段によ り 出力 さ れた評価結果を表示す る 表示手段を更に備え る 、 請求の範囲第 1 4 項に記載の ロ ボ ッ ト 制御装置。

1 7 . 前記出力手段か ら 、 前記第 2 の動作経路 と 前記第 1 の動作経路の間に基準を越え る 差異があ る こ と を示す 評価結果が出力 された と き に 、 所定の メ ッ セージを出力 する 手段を更に備え る 、 請求の範囲第 1 4 項に記載の 口 ボ ッ ト 制御装置 。

1 8 . 前記出力手段か ら 、 前記第 2 の動作経路 と 前記第 1 の動作経路の間に基準を越え る 差異がある こ と を示す 評価結果が出力 された と き に 、 前記ロ ボ ッ ト の実際の動 作を無効化する 実動作無効化手段を更に備え る 、 請求の 範囲第 1 4 項に記載の ロ ボ ッ ト 制御装置。