JPH0248189A - 作業ロボットの制御方法 - Google Patents

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〕 本発明は溶接ロボットや接着ロボットなどのような作業
ロボットの制御方法に関するものである。

〔従来の技術〕

一般に、接着作業や塗装、溶接等を行う作業ロボットは
、被加工物に相対移動し乍ら接着剤や塗料等を連続的に
供給する態様で作業を行う。

このような態様での作業に於ては、ロボットの相対移動
速度と接着剤等の供給量とは密接な関係がある。

〔発明が解決しようとする課題〕

例えば、静止させている被加工物に対し接着剤等の供給
量を一定にしようとする場合、ロボットの走行速度は、
被加工材の適宜単位長さ当のに供給される接着剤等の量
に反比例するから、ロボットの走行速度を変更させ乍ら
移動させる場合において被加工材に対する接着剤等の供
給量を一定にするには、ロボットの走行速度に相応して
接着剤等の供給量を可変制御する必要がある。

また、これとは逆に、ロボットの走行速度が一定であっ
ても、接着剤等の供給量を被加工材の場所によっては異
なる量としなければならない場合もある。

本発明は、上記のような作業用ロボットの走行速度とそ
のロボットに行わせる作業内容とを、予め設定される両
者の相関関係を保持するように制御することができる制
御方法を提供することをその課題とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明において上記課題と解決するための構成は、加工
対象に対し塗装ガンや溶接トーチ等による適宜の加工治
具を当てがいつつ走行させ、当該治具による加工状態を
走行状態に対応させて前記加工対象に連続的に加工を施
すようにする作業ロボットの制御に於て、作業ロボット
の走行制御指令値を、当該ロボットの位置、並びに、前
記治具の作業容量に対応させて設定すると共に、この走
行指令値から適宜単位時間ごとの加速度データを形成し
、該加速度データが加速度の急変や符号の反転など予め
決められた所定の内容を示すとき、加速度ゼロの指令値
を前記指令値に代えて挿入することにより、もとの指令
値を平滑化した新たな指令値を創成すると共に、新たに
創成された指令値を前記加工治具の指令部に供給して加
工治具に対する指令値を補正することにより、前記ロボ
ットの走行制御と加工治具の作業容量の制御を行うこと
を特徴とするものである。

〔作　用〕

ロボットの走行制御のためのもとの指令値を、その指令
値から形成する加速度データに基づいて平滑化し新たな
走行指令値に創成すると共に、この創成された走行指令
値にもとづき加工治具の加工容量の制御指令値を補正し
て、ロボットの走行速度とこれに対応した加工治具の作
業容量との制御を行うから、ロボットの円滑な走行状態
を実現すると共にこれに対応させた加工状態を実現する
ことができる。

〔実施例〕

次に本発明の実施例を図に拠り説明する。

第１図は自動車ボデーの塗装ラインと、このラインに配
設された塗装ロボット及びこのロボットの制御系の一例
を示すブロック図である。

この図に於ては、吊下支持されて位置決めされたボデー
Ｂに対し、台車Ｃに載架された自動塗装ロボットＲがそ
の台車Ｃの走行に伴ってボデーＢの全体に自動塗装をす
るように形成されているものとする。

ここで、Ｍｌは車台Ｃの走行用モータ、Ｍ２は塗装カン
Ｇの噴霧駆動用のモータである。

尚、本発明はロボットＲを位置固定に設置し、ボデーＢ
をそのロボットＲに対し走行させるようにした塗装ライ
ンに適用できること勿論である。

この場合には、ボデーＢの走行駆動源となるモタを上記
台車Ｃの走行モータＭ□とみなして適用すればよい。

而して、１はモータＭ１に対する走行指令値を設定する
走行条件の設定部で、モータＭ工の回転状態を台車Ｃの
位置、速度について設定をするように形成されている。

尚、台車Ｃの位置や速度は、後述する塗装ガンＧによる
塗装内容に対応して決められる。

２は前記設定部１における設定値をサーボアンプ３に対
する指令値に形成する走行指令部で、ここでは、前記ア
ンプ３にパルスワイズモジュレション（ＰＷＭ）タイプ
のものを用いているので、指令値はこのアンプ３に供給
される形式の信号に形成される。

４は上記台車Ｃの車軸に取付けられてその台車Ｃの位置
（移動量）をパルス信号で検出するエンコーダで、この
エンコーダ４の出力は、その一つがモータＭ１の制御系
においてサーボアンプ３の手前に設けた比較部５に位置
フィードバック信号として供給されるようになっている
。尚、エンコダ４は位置検出用の測長器に代替すること
もある。

而して、本発明では上記設定部１に設定された制御指令
値から、適宜単位時間ごとの加速度ブタを形成し、指令
値の加速度状態に予め検討を加える。

６は設定された指令値から指令加速度データを形成する
指令加速度データ形成部、７は形成される加速度データ
に関する所定の基準値とこの基準値に対応するための対
応指令値とを設定する設定部で、例えば、指令加速度デ
ータの急変や符号反転など予め決めた基準データと、こ
の基準データに対応するための指令値、ここでは加速度
ゼロをもたらす対応指令値とが設定される。８は上記の
加速度データ形成部６に得られるデータと上記設定部７
の基準データとを比較する比較部で、例えば、この部７
において両データが一致したときには、先に設定部７に
設定されている対応指令値を指令部２に供給するように
形成されている。

つまり、設定部１に設定した当初の指令データから適宜
の基準単位時間ごとに加速度データを形成し、この形成
された加速度データの中に加速度に急変等、ロボットの
走行に不都合な挙動をもたらすようなデータが含まれて
いるとき、もとの指令値の当該部分に加速度Ｏを意味す
るデータを設定部７から供給挿入して、もとの指令デー
タを加速度面で平滑化した指令データを創成するのであ
る。

本発明に於ては、ロボットＲの走行台車Ｃは、一 上記のようにして指令データが創成されその走行が制御
される一方、実際の走行時における加速度状態も常時チ
エツクされ、実際走行時に加速度から見た異常挙動が生
じた場合には、指令制御系に対するもとの指令値の供給
を断ち、この異常挙動を抑制乃至は停止させるための指
令値を別に供給できるようにしている。

而して、９は上記エンコーダ４から供給される適宜単位
時間当りの移動量を微分処理して台車Ｃの実際加速度を
形成する実際加速度データ形成部、１０は前記形成部９
に形成される加速度データ同士を逐次比較するデータ比
較部、１１は実際加速度データの急変や符号の反転など
を示す基準データと、この基準データに対応するための
指令値、ここでは加速度ゼロを意味する対応指令値とを
設定する設定部で、この設定部１１の基準データは判別
部１２において上記データ比較部１０から供給されるデ
ータと比較され、両者が一致したとき、設定部１１に設
定した加速度ゼロを意味する対応指令値が選択部３ａを
経由して、先の指令部２から供給される指令値に優先し
て、任意に設定した時間、サーボアンプ３に直接供給さ
れる。

ここで、任意に設定する時間は、−例として、実際加速
度の急変が平滑化される時間であればよい。実際加速度
が平滑化されたかどうかは、例えば、比較部１０の出力
で判断することができる。

１３は本発明制御系全体に対し基準クロックパルスを設
定し供給する基準クロックである。

本発明は、ロボットＲの台車Ｃの走行速度を上記のよう
にして制御するとき、制御された台車Ｃの走行速度に対
応して塗装ガンＧから噴霧される塗料の量が制御される
。

塗料の噴霧量は、例えば、供給ポンプの駆動子−タＭ２
の回転数（又は速度）に比例するので、ここでは、この
モータＭ２の回転数を制御することにより、塗料噴霧量
の制御を行うが、この制御は上記台車Ｃの走行速度に対
応して制御される。

而して、１４は塗料の噴霧量の設定部で、台車Ｃの位置
及び速度に対応した噴霧量を設定するため、台車Ｃの走
行に関する設定データが設定部１から供給され、前記噴
震量が設定される。

１５は設定された噴霧量データをモータＭ２のサーボア
ンプ６に対する指令値に形成する指令部である。この指
令部１５には、台車Ｃの走行指令値から形成される加速
度データに基づき、その指令値が加速度面で平滑化され
た新たな指令値が供給され、これによって上記設定部１
４の設定値により形成されている噴霧量の指令値が補正
される。

また、台車Ｃの実際走行時には、この指令部１５に、エ
ンコーダ４から供給されるデータが台車Ｃの現在位置及
び現在速度に処理され供給され、これらに基づいて上記
指令値の供給タイミングとその時の噴霧量が制御される
。尚、４ａはエンコーダ４の出力を速度データに形成す
る速度データ形成部である。

１７はモータＭ２に配設したタコジェネレータ等による
回転数検出器で、この回転数の検出信号は、塗料の噴霧
量形成部１８において、塗料噴霧データに形成され比較
部１９に供給される。比較部１９ではそこにフィードバ
ックされる現在噴霧量のデータが指令値と比較され、噴
霧指令値を補正する。

尚、回転数検出器１７の信号は、データ形成部１８′に
おいて塗料の噴霧量データに形成され、台車Ｃの指令部
２にも供給される。

以上の説明は、ロボットＲが塗装ロボットの場合につい
てのものであるが、本発明は溶接ロボットや接着ロボッ
トにも、上記塗装ロボットとほぼ同様の内容で適用する
ことができる。

〔発明の効果〕

本発明は上述のように、塗装等の各種作業を行うロボッ
トの走行速度と塗装等の作業内容に一定の対応関係をも
たせ、当該走行速度と作業内容とを相互に関連させて制
御するに当り、まず、ロボットの走行を、加速度データ
を円滑化して創成した指命値により駆動制御するように
すると共に、加速度データが円滑化された指令値が創成
されるとき、もとの指令値の走行位置、速度に対応して
設定されていた塗料の噴霧量の指令値にも修正を加えて
新たな指令値とし、塗料の噴霧駆動源に与えるようにし
たから、円滑な走行速度とこれに対応した塗装状態を実
現することができる。

また、実際の台車走行時に走行状態が変化した場合でも
、台車の走行状態を示すデータは塗料噴霧の駆動制御の
ための指令部に供給されているので、塗料噴霧のもとの
指令値は、この走行状態のデータに依拠して必要な修正
が加えられサーボアンプ側に供給されるので、実際の走
行時にもロボット台車の走行内容に対応した塗料噴霧の
ための駆動を実現できる。

本発明は以上の通りであるから、作業ロボットの駆動制
御方法としてきわめて有用である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法を適用した塗装ロボットとその制御
系の一例のブロック図である。 Ｂ・・ボデー、Ｃ・・・台車、Ｒ・・・ロボット、Ｇ・
・・塗装ガン、１・・・走行設定部、２・・・走行指令
部、３・・サーボアンプ、Ｍｌ・・・走行モータ、４・
エンコーダ、５・・・比較部、６・指令加速度データ形
成部、７・・・基準データ設定部、７・・・データ比較
部、９・・・実際加速度データ形成部、１０・・・比較
部、１１許容デ一タ設定部、１２・・・判別部、１３・
・基準クロック、１４・・噴霧量設定部、１５・・・噴
霧指令部、１６・・サーボアンプ、Ｍ２・・・供給モー
タ、１７・・・タコジェネレータ、１８・・・噴霧デー
タ形成部、１９　・比較部

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　加工対象に対し塗装ガンや溶接トーチ等による適宜
   の加工治具を当てがいつつ走行させ、当該治具による加
   工状態を走行状態に対応させて前記加工対象に連続的に
   加工を施すようにする作業ロボットの制御に於て、作業
   ロボットの走行制御指令値を、当該ロボットの位置、並
   びに、前記治具の作業容量に対応させて設定すると共に
   、この走行指令値から適宜単位時間ごとの加速度データ
   を形成し、該加速度データが加速度の急変や符号の反転
   など予め決められた所定の内容を示すとき、加速度ゼロ
   の指令値を前記指令値に代えて挿入することにより、も
   との指令値を平滑化した新たな指令値を創成すると共に
   、新たに創成された指令値を前記加工治具の指令部に供
   給して加工治具に対する指令値を補正することにより、
   前記ロボットの走行制御と加工治具の作業容量の制御を
   行うことを特徴とする作業ロボットの制御方法。 ２　加工対象に対し塗装ガンや溶接トーチ等による適宜
   の加工治具を当てがいつつ走行させ、当該治具による加
   工状態をロボットの走行状態に対応させて前記加工対象
   に連続的に加工を施すようにする作業ロボットの制御に
   於て、作業ロボットの走行時、適宜単位時間ごとの走行
   加速度データを形成し、該加速度データが加速度の急変
   や符号の反転など予め決められた所定の内容を示すとき
   、加速度ゼロの指令値を制御部に供給されている指令値
   に代えて適宜時間挿入することにより、もとの指令値に
   よる走行を平滑化すると共に、平滑化されたロボットの
   走行状態を示す信号を前記加工治具の成作成指令部に供
   給して加工治具に対する指令値を補正することにより、
   前記ロボットの走行制御と加工治具の作業容量の制御を
   行うことを特徴とする作業ロボットの制御方法。