JPH03104581A - ロボット制御システム - 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、予め指定された目標位置により定められる移
動経路に従って、最終目標位置にロボットハンド等の移
動体を位置付けし、部品等を把持せしめ、組立位置に搬
送する等、所定の作業を行わしめるロボット制御システ
ムに関し、一層詳細には、前記移動体が非常停止された
際に、移動体のイナーシャ等により当該移動体が予定経
路からずれて停止した場合にも、容易に且つ安全に前記
移動体を非常停止信号の検出された時点における位置に
復帰させた後、再スタートさせるように構或したロボッ
ト制御システムに関する。

［従来の技術］ 従来から、予め指定された目標位置により定められる移
動経路に従って、最終目標位置にロボットハンド等の移
動体を位置付けし、部品等を把持せしめ、組立位置に搬
送する等、所定の作業を行わせしめるロボット制御シス
テムは、各種の製造工場等で広く採用されている。

例えば、自動車産業においても、このようなロボット制
御システムが用いられており、所定個所に供給される座
席シートを、ロボットハンドにより把持し、これをベル
トコンベア等により搬送される車体の位置まで搬送し組
立を行う等、各種の工程がロボット制御システムにより
自動化されている。

ところで、このようなロボット制御システムにおいて、
ロボットハンドのワークへの接触や、ロボットハンドの
付属部品の故障、異常等、何らかの原因でオペレータの
操作、あるいはシステムの７ェールセイフ機能により、
ロボットハンドが非常停止される場合がある。このとき
、ロボットハンドはそのイナーシャにより指定された移
動経路からずれて停止することになり、特に重量のある
座席シートや車体を取り扱うロボットではイナーシャが
大きく、停止位置も予定の経路から大きく外れることと
なる。

周知のように、ティーチングプレイバックシステムのロ
ボット制御システムは、予めオペレータがロボットを動
かし、所定の経路を示す目標位置情報や、所望の作業内
容、作業順序等の情報を記憶させ、それを順次読み出し
、予定の移動経路でロボットハンドを移動し、所定の作
業を行わせるようにしたものである。

このため、制御の主要部はマイクロコンピュータ等で構
或されるのが一般的であり、ティーチングにより教示さ
れた内容は、マイクロコンピュータの記憶装置に記憶さ
れ、操作テーブルのスタートキーの押下により所定の再
生プログラムに従って順次読み出し、ロボットを予定通
りに動作させるよう構或されている。

この種のロボットにおいて、ロボットハンドが前記の如
く非常停止された後、停止原因の解消後に再スタートす
る場合には、ティーチングデータ、すなわち、予め設定
した移動経路の先頭（始端）から動作し直すように設定
されており、停止位置からスタートすることは極めて困
難であった。

また、仮に、停止位置から再スタートするように設定し
ても、前述の如く、停止信号が検出された時点のロボッ
トハンドの位置から、イナーシャにより現実にロボット
ハンドが停止している位置に大きなずれがある場合に、
現にロボットハンドが停止している位置から再スタート
した場合には、予定した経路からずれて移動することと
なり、ワークへの接触（干渉）や他の作業員への接触事
故が発生する危険があり、安全性の面で大きな問題があ
った。

この問題を軽減するため、例えば、特開昭６０−１２３
９０５号公報に記載の技術的思想のように、停止位置が
予定の範囲内にあるか否かを判断した後、予定範囲内に
停止している場合には、その停止位置から再スタートす
るよう構或したロボット制御方法がある。

［発明が解決しようとする課題コ 然しなから、この制御方法では、停止位置如何によって
はその停止位置から再スタート出来ない場合があり、実
用上問題があった。すなわち、従来の技術によれば、現
にロボットハンドが停止している位置が、非常停止信号
の検出された時点でのロボットハンド位置と大きくずれ
ている場合に、その位置から再スタートすることが出来
ないという不都合があった。

従って、本発明はこれらの問題を解消するためになされ
たものであって、予め指定された目標位置により定めら
れる移動経路に従って、最終目標位置にロボットハンド
等の移動体を位置付けし、部品等を把持せしめ、組立位
置に搬送する等、所定の作業を行わしめるロボット制御
システムにおいて、前記移動体が非常停止された際に、
移動体のイナーシャ等により、当該移動体が予定経路か
らずれて停止した場合にも容易に且つ安全に前記移動体
を非常停止信号の検出された時点における位置に復帰さ
せた後、再スタートさせるように構或したロボット制御
システムを提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 前記の課題を解決するために、本発明は予め指定された
目標位置により定められる移動経路に従って、最終目標
位置に移動体を位置付けし、該移動体に所定の作業を行
わせるロボット制御システムにおいて、 前記システムは、最終目標位置を記憶する第１記憶部と
、 現在目標位置を記憶する第２記憶部と、前記移動体が現
に位置する現在位置を記憶する第３記憶部と、 前記移動体が非常停止された際、当該非常停止信号を検
出した時点における前記移動体の位置を復帰目標位置と
して記憶する第４記憶部とを備え、 非常停止後、再スタート信号が検出された場合、前記第
３記憶部に記憶された前記移動体の現在位置から前記第
４記憶部に記憶された前記復帰目標位置に前記移動体を
通常の移動速度より遅い速度で復帰した後、前記移動体
を前記第１記憶部に記憶された最終目標位置に位置付け
ることを特徴とする。

［作用］ 本発明に係るロボット制御システムは上記の如く構或さ
れているため、以下のような作用をする。すなわち、前
記の如き原因により、ロボットハンド（移動体）が非常
停止された場合、非常停止信号が検出された時点におけ
るロボットハンドの位置は、復帰すべき目標位置として
第４記憶部に記憶され、イナーシャ等により現実にロボ
ットハンドが停止した位置は、現在位置として第３記憶
部に記憶される。そして、再スタート信号が検出された
場合、ロボットハンドを、第３記憶部に記憶されたロボ
ットハンドの現在位置から、第１記憶部に記憶された最
終目標位置に移動するように制御するため、現実にロボ
ットハンドが停止した位置が予定した移動経路から大き
くずれている場合でも極めて容易に且つ安全に停止位置
からロボットハンドを再スタートすることが出来る。

また、復帰目標位置への復帰動作中にさらに非常停止が
生じた場合にも、上記の動作を多重にネスティングして
繰り返し行うことにより予定された移動経路にロボット
ハンドを復帰することが出来る。

［実施例］ 次に、本発明に係るロボット制御システムについて実施
例を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明す
る。

第ｌ図は本実施例に係るロボット制御システムが適用さ
れる組立ロボットシステムの概略構或図である。

同図において、参照符号１０は本実施例に係るロボット
制御システムが適用される組立ロボットシステムを示し
、この組立ロボットシステム１０ではシーケンサ１２に
よるシーケンス制御に基づき組立ロボット１４が駆動さ
れる。この場合、組立ロボット１４はティーチングボッ
クス１８によりその動作が教示され、ロボットコントロ
ーラ２０を介して油圧ユニット２２によって駆動制御さ
れる。

ここで、組立ロボット１４は、第２図に示されるように
、作業ステーション２４に配設され、組立ライン２６上
を搬送装置２８によって所定方向に搬送される車体３０
に対してワークとしてのりャシ一ト３２を組み付ける作
業を行うものである。

前記作業ステーション２４には、さらに前記リャシ一ト
３２を複数個整列させておくワークストッカ３４と、前
記組立ロボットｌ４の先端部にある治具保持機構３６に
取着されてリャシ一ト３２を保持するための治具３８を
複数個整列させた治具ストッカ４０とが配設される。な
お、治具３８が、組立ロボット１４を構或する治具保持
機構３６を介して支持されると、当該支持された治具３
８はロボットハンド（移動体）として機能するので、以
下、便宜上、当該支持された治具３８はロボットハンド
３８ａと称する〈第２図参照）。

ここで、組立ロボット１４自体、およびロボットハンド
３８ａ１ワークストッスヵ３４、治具ストッカ４０等各
治具の動作状態は、図示しないボテンショメー夕、リミ
ットスイッチ等のセンサによって検出され、この検出信
号は揉作盤ｌ３内に配設されたシーケンサ１２に送られ
、シーケンサｌ２により各部の動作状態がｍ認されなが
ら動作が実行されるとともに、この検出信号がロボノト
コントローラ２０に送出される。

一方、組立ロボッ［４の移動は油圧ユニット２２を作動
させることによって行われるが、その移動経路および最
終目標位置等は予めティーチングボックスｌ８を用いて
組立ロボット１４を実際に移動させながら教示点を人力
し、ロボットコントローラ２０に記憶させ、この教示点
に基づいてロボットコントローラ２０が油圧ユニット２
２を作動させ、７組立ロボット１４を移動制御するとい
うティーチングプレイバックシステムが採用されている
。なお、組立ロボット１４の移動位置は図示しないセン
サにより検出され、ロボットコントローラ２０にもフィ
ードバックされる。

第１図に示すように、ロボットコントローラ２０は、前
記ティーチングボックス１８、シーケンサ１２等の外部
装置との間で制御情報、制御データの人出力処理を行う
Ｉ／Ｏ処理部４２と、油圧ユニット２２を介して組立ロ
ボッ｝１４を構或する油圧モータ、油圧シリンダ等各油
圧系に対してティーチングデータあるいはシーケンスプ
ログラムに基づいた信号を出力するとともに、油圧ユニ
ット２２からの応答信号を受信するサーボコントロール
部４４と、前記■／○処理部４２およびサーボコントロ
ール部４４に対して必要な制御情報、制御データを交換
し、組立ロボッ｝１４および作業ステーション２４全体
の動作制御を行うメイン処理部４６とから基本的に構戊
されている。

前記Ｉ／Ｏ処理部４２、サーボコントロール部４４およ
びメイン処理部４６は夫々マイクロプロセッサを有し、
独立にデータ処理が可能である。

工／○処理部４２には、さらに、ＬＣＤディスプレイ４
８、テンキー５０およびフロッピィディスクドライブ５
２が接続されている。

また、■／○処理部４２とメイン処理部４６との間は第
１のデュアルポートＲ　Ａ　Ｍ５４で接続され、メイン
処理部４６とサーボコントロール部４４　トノ間は第２
のデュアルボー｝ＲＡＭ５６で接続される。そして、■
／○処理部４２、メイン処理部４６およびサーボコント
ロール部４４間ではデュアルポートＲＡＭ５４および５
６を介して制御情報、制御データの授受が行われる。こ
の場合、デュアルポートＲＡＭ５４、５６は従来のマル
チｃＰＵシステムにおける共有メモリとして機能する。

なお、■／○処理部４２、メイン処理部４６、サーボコ
ントロール部４４、デュアルボー｝　Ｒ　Ａ　Ｍ５４お
よび５６は図示しないメインボード（メイン配線基板）
上に一体的に配設されている。

前記ティーチングボックス１８を用いて作戊した組立ロ
ボッ｝１４の移動経路、作業順序、作業内容等の教示デ
ータは■／○処理部４２を介してメイン処理部４６に送
られメインメモリ５８に格納される。メイン処理部４６
はこのメインメモリ５８に格納された教示データを逐次
読み出し、Ｉ／Ｏ処理部４２、サーボコントロール部４
４に必要な制御情報を送出し、作業ステーション２４の
動作制御を行う。

第３図はメイン処理部４６内のメインメモリ５８の機能
を説明するための概略構或図である。なお、第３図に示
すメインメモリ５８の構戊図には、本実施例の理解を容
易にするため、ロボットハンド３８ａの移動制御に必要
な機能部分のみが図示され、その他の機能部分について
は省略されている。

メインメモリ５８はロボットハンド３８ａを最終的に位
置付ける最終目標位置を記憶する第１記憶部５８Ａと、
ロボットハンド３８ａが現在存在する位置を記憶する第
３記憶部５８Ｃと、この現在位置においてロボットハン
ド３８ａが次に移動すべき現在目標位置を記憶する第２
記憶部５８Ｂと、後述する復帰目標位置を記憶する第４
記憶部５８Ｄとから構或されている。これらの最終目標
位置データおよびそれに至る各目標位置、すなわち、移
動経路データは、先に述べたようにティーチング−ボッ
クス１８から教示される。また、各位置データは３次元
直交座標系の各軸間の位置データとして記憶されるもの
である。

前記第４記憶部５８Ｄは、ロボットハンド３８ａが非常
停止された場合、非常停止信号が検出された時点におけ
るロボットハンド３８ａの位置を、再スタート時に復帰
すべき復帰目標位置として記憶する。

本発明に係るロボット制御システムが適用される組立ロ
ボットシステムは基本的には以上のように構或されるも
のであり、次にその作用並びに効果について説明する。

第４図はロボットハンド３８ａの移動経路を示す図であ
り、今、ロボットハンド３８ａはティーチングデー夕に
よって位置Ａから教示点Ｎｌ，Ｎ２、・・・を通って位
置Ｂまで移動するように指定されているものとする。ロ
ボットハンド３８Ｈの最緒目標位置Ｂは第１記憶部５８
ＡのＮ番地に記憶され、各教示点Ｎ１、Ｎ２、・・・は
現在目標位置として第２記憶部５８ＢのＭ番地に記憶さ
れ、ロボットハンド３８ａの移動、すなわち、所定のタ
イミング毎に次にロボットハンド３８ａが移動すべき目
標位置として順次読み出される。ロボットハンド３８ａ
が現に位置する現在位置は第３記憶部５８Ｃの○番地に
記憶される。

ロボットハンド３８ａが何らかの原因で非常停止された
場合、非常停止信号が検出された時点におけるロボット
ハンド３８Ｈの位置が、再スタート後、該ロボットハン
ド３８ａが復帰すべき復帰目標位置Ｅとして第４記憶部
５８ＤのＰ番地に記憶される。第４図の例では、ロボッ
トハンド３８ａが位置Ａから位置Ｂに予定経路で移動中
、位置已において非常停止信号が検出されたとすると、
第４記憶部５８ＤのＰ番地に再スタート後ロボットハン
ド３８ａが復帰すべき位置Ｅとして記憶される。ロボッ
トハンド３８ａは非常停止信号が位置Ｅで発せられても
直ちに停止出来ず、そのイナーシャにより予定経路から
ずれて、位置Ｓに停止する。この現在位置は第３記憶部
５８Ｃの○＋１番地以降に記憶される。

第５図は本発明に係る非常停止時におけるロボット制御
システムの動作フローチャートである。

通常、ロボットハンド３８ａは初期位置Ａ（第４図）か
らスタートし、メイン処理部４６において、メインメモ
リ５８の第３記憶部５８Ｃに記憶されたロボットハンド
３８ａの現在位置と、第２記憶部５８Ｂに記憶された現
在目標位置とから目標位置が演算され、第２デュアルポ
ー｝ＲＡＭ５６を介してサーボコントロール部４４に与
えられ、油圧ユニット２２を動作させ、組立ロボット１
４のロボットハンド３８ａを目標位置に向けて移動させ
る（ＳＴＰＩ）。ステップ２において、非常停止信号が
検出されず、ステップ３において現在目標位置Ｎｉに到
達すると、次の目標位置ＮＩ。１が目標位置指令として
与えられ、この動作を繰り返しロボットハンド３８ａが
第１記憶部５８Ａに記憶された最終目標位置Ｂ（第４図
）まで、予めティーチングされた各目標位置く予定経路
）を通り移動すると動作が完了する。

この動作の途中、第４図中、位置Ｅで、先に述べたよう
な理由でオペレータが非常停止ボタンを押すと、この情
報がＩ／Ｏ処理部４２で検出され、第２デュアルボー｝
ＲＡＭ５４を介してメイン処理部４６に送られる。ある
いは、メイン処理部４６のフ二一ルセイフ機能により非
常停止の指令がなされ、ステップ２において、このよう
な非常停止信号がメイン処理部４６で検出されると、そ
の時点におけるロボットハンド３８ａの位ＷＥはサーボ
コントロール部４４からメイン処理部４６に取り込まれ
、メインメモリ５８の第４記憶部５８Ｄに復帰目標位置
Ｅとして記憶される（ＳＴＰ５）。ステップ６ではロボ
ットハンド３８ａが完全に停止するまで待つ。この間に
ロボットハンド３８ａはイナーシャ等の影響により予定
の移動経路から位置Ｓ，　％　Ｓ２　、・・・とずれて
位置Ｓで完全に停止する。この停止位置、すなわち、現
にロボットハンド３８ａが存在する位置Ｓがステップ７
において検出され、メインメモリ５８の第３記憶部５８
Ｃの○＋１番地以降に記憶される。

ステップ８において、油圧ユニット２２の状態がチェッ
クされ、油圧がオンのときには目標位置をロボットハン
ド３８ａの停止位置Ｓとし、ステップｌＯにおいて再ス
タート信号が検出されるか否かをチェックする。油圧が
オフの場合（ＳＴＰ８）、あるいは再スタート信号が検
出されなければ（ＳＴＰＩＯ）ステップ７に戻る。油圧
がオフのときはロボット（ロボットハンド３８ａ）はフ
リーの状態であり、常にロボットハンド３８ａの現在位
置Ｓを指令位置とする。ステップ１０において、再スタ
ート信号が検出されると、動作中止か否かがチェックさ
れ（ＳＴＰＩＩ）、中止でなければステップ１２におい
てメイン処理部４６はロボットハンド３８ａの現在位置
Ｓから復帰目標位置Ｅ（第４記憶部５８Ｄにステップ５
で記憶された位置）に通常速度よりも遅い速度でロボッ
トハンド３８ａを移動させる。

この後、復帰目標位置Ｅは、先に述べたように、非常停
止信号が検出された時点におけるロボットハンド３８ａ
の位置であり、この位置已にロボットハンド３８ａを復
帰させることにより、該ロボットハンド３８ａは予定の
移動経路上に戻る。これにより、ステップ１３において
ロボットハンド３８ａが非常停止とされた時点の動作に
戻ることが出来る。

停止位置Ｓから復帰目標位置Ｅにロボットハンド３８ａ
が復帰している途中にさらに非常停止が発生した場合に
は、非常停止信号が検出された時点でのロボットハンド
３８ａの位置は第４記憶Ｂ５８　ＤのＰ＋１番地に新た
な復帰目標位置Ｅ１　として記憶され、アームの現実の
停止目標位置は第３記憶部５８Ｃに記憶され、再スター
ト信号が検出されると、ロボットハンド３８ａは、先ず
、Ｐ＋１番地の復帰目標位置Ｅ１に復帰し、次いで、Ｐ
番地の復帰目標位置Ｅに復帰するようにネスティングさ
れ、多重の復帰処理が行われる。例えば、第４図におい
て、ロボットハンド３８ａが位置Ｓから位置Ｅに向けて
Ｋ１、Ｋ２、・・・と復帰中、位置Ｋ２においてさらに
非常停止信号が検出され、ロボットハンド３８ａがＫ１
、Ｋ２、・・・の経路からずれて停止した場合、その位
置から位置Ｋ２に復帰した後、復帰目標位置Ｅに復帰さ
れ、最初の非常停止時点の位置已にロボットハンド３８
ａが復帰され、その後、ロボットハンド３８ａは非常停
止信号検出位置であった復帰目標位置Ｅから予定の移動
経路に従って再スタートすることが出来る。

なお、上記の実施例では、第１乃至第４記憶部５８Ａ乃
至５８Ｄというように記憶部を分割して記載しているが
、これに限らず、例えば、復帰目標位置Ｅｌ、Ｅ２　に
ついて、これらを、夫々、第１記憶部５８ＡのＮ千１番
地、Ｎ＋２番地に記憶するように記憶部を合或してもよ
いことは謂うまでもない。

［発明の効果］ 本発明は、以上説明したように構或されているため、以
下に記載されるような効果を奏する。

すなわち、本発明に係るロボット制御システムによれば
、ロボットハンドが予定の移動経路に従って移動中に非
常停止が行われ、ロボットハンドが予定の移動経路から
ずれて停止した場合、非常停止信号が検出された時点に
おけるロボットハンドの位置を復帰目標位置として第４
記憶部に記憶し、現実にロボットハンドが停止した位置
を現在位置として第３記憶部に記憶し、再スタート時に
現在位置から復帰目標位置にロボットハンドを通常速度
より遅い速度で復帰するようにしたものであるから、非
常停止後の再スタートを極めて容易に且つ安全に行うこ
とが出来る。

さらに、本発明によれば、非常停止時の停止位置から復
帰目標位置にロボットハンドを復帰動作中に、さらに非
常停止が生じた場合にも、同様の動作を繰り返し、移動
処理し得るようネスティングがとれるよう構威されてい
るため、多重の非常停止にも容易に対応可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係るロボット制御システム
が適用される組立ロボットシステムのブロック図、 第２図は作業ステーションの概略構或図、第３図は本発
明に係るロボット制御システムを実施するためのメモリ
機能を説明するための図、 第４図はロボットハンドの移動経路を説明するための図
、 第５図は非常停止時における動作を示すフローチャート
である。 １０・・・組立ロボットシステム ｌ２・・・シーケンサ　　　　１４・・・組立ロボット
１８・・・ティーチングボックス ２０・・・ロボットコントローラ ２２・・・油圧ユニット　　　２４・・・作業ステーシ
ョン４２・・・Ｉ／Ｏ処理部 ４４・・・サーボコントロール部 ４６・・・メイン処理部 ５４、５６・・・デュアルボートＲＡＭ５８・・・メイ
ンメモリ　　　５８Ａ〜５８Ｄ・・・記憶部現在目標位
置

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）予め指定された目標位置により定められる移動経
   路に従って、最終目標位置に移動体を位置付けし、該移
   動体に所定の作業を行わせるロボット制御システムにお
   いて、 前記システムは、最終目標位置を記憶する第１記憶部と
   、 現在目標位置を記憶する第２記憶部と、 前記移動体が現に位置する現在位置を記憶する第３記憶
   部と、 前記移動体が非常停止された際、当該非常停止信号を検
   出した時点における前記移動体の位置を復帰目標位置と
   して記憶する第４記憶部とを備え、 非常停止後、再スタート信号が検出された場合、前記第
   ３記憶部に記憶された前記移動体の現在位置から前記第
   ４記憶部に記憶された前記復帰目標位置に前記移動体を
   通常の移動速度より遅い速度で復帰した後、前記移動体
   を前記第１記憶部に記憶された最終目標位置に位置付け
   ることを特徴とするロボット制御システム。
2. （２）請求項１記載の制御システムにおいて、前記第１
   記憶部、第２記憶部、第３記憶部、第４記憶部に記憶さ
   れる前記移動体の位置情報は、３次元空間の直交各軸に
   おける位置データとして記憶されることを特徴とするロ
   ボット制御システム。
3. （３）請求項１または２記載の制御システムにおいて、
   前記移動体が非常停止し、再スタート信号が検出され、
   前記第４記憶部に記憶された復帰目標位置に移動中に、
   さらに非常停止信号が検出された場合、当該非常停止信
   号を検出した時点における前記移動体の位置を前記第４
   記憶部に復帰目標位置として順次記憶し、前記第３記憶
   部に記憶された前記移動体の現在位置より前記第４記憶
   部に記憶された前記復帰目標位置に前記移動体を復帰せ
   しめる動作を順次繰り返すネスティング制御を可能とし
   たことを特徴とするロボット制御システム。