JPH0379284A - 産業用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６軸を超える運動機能を有する産業用ロボット
の作動を制御する産業用ロボットの制御方法に関する。

（従来の技術） ワークのスポット溶接作業やワークのクランプ作業等に
産業用ロボットが広く採用されている。

例えば、産業用ロボットを用いて溶接作業を行なう場合
には、ロボットのハンドにスポット溶接ガンを装着し、
この溶接ガンによって自動車車体等のワークに溶接作業
を施すようにしている。この場合、溶接ガンの先端は、
ｘ、ｙ、ｚの３軸方向の直線位置と、３軸を中心として
旋回させることによる溶接ガンの方向つまり姿勢とを制
御する必要がある。したがって、位置について３軸と方
向について３軸の合計６軸の運動機能をロボットが有し
ていれば、通常の作業を充足させることが可能となる。

このような６軸の運動機能を有するロボットを使用して
溶接作業等を行なう場合には、ペンダントと言われるテ
ィーチボックスを用いて、ロボットハンド先端の溶接ガ
ンの位置を移動させながら、溶接ガンの移動位置と方向
とを教示させ、ワークの溶接作業を行なうときには、教
示通りの軌跡を溶接ガンが描くようにしている。このテ
ィーチングの操作のときには、溶接ガンがある位置から
他の位置まで移動させるための位置の情報と方向の情報
とを、ペンダントに設けられたキーを操作することによ
って人力することによりなされる。これらの情報が入力
されると、６軸それぞれの運動機能を達成するためのモ
ータ等の駆動源の各々をどの程度作動させるかを、ＣＰ
Ｕ等を有する制御部が判断して、それぞれを所定時間な
いし距離だけ制御することになり、メモリーキーを操作
すると、それぞれの値が記憶媒体に記憶されることにな
る。

ところで、溶接作業等を行なう産業用ロボットにあって
は、溶接ガンの作動位置ないし方向が、より複雑に作動
し得るようにして、より高度な制御が達成されるように
すべく、７軸や８軸のように、６軸を超えた軸数の運動
機能を有する産業用ロボットが開発されている。このよ
うに６軸を超える運動機能を有する産業用ロボットに設
けられた溶接ガンの移動軌跡をティーチングし、その軌
跡通りに溶接ガンの移動を再現するには、従来のように
、溶接ガンをある位置から次の位置に移動させるために
、ただ単に位置と方向の情報をペンダントを用いて人力
したのでは、それを教示させることができない。

この理由は、ある位置と方向とを規制するために、その
ロボットが例えば７軸ないし８軸の軸数運動機能を有し
ていると、どの軸を作動させて、その位置と方向とを設
定するかを定めるための各軸の移動位置ないし方向を求
める解が無限に求められることになるからである。

そこで、本発明は６軸を超える運動機能を有する産業用
ロボットの移動軌跡を容易にティーチングし得るように
し、このようなロボットの制御を容易になし得るように
することを目的とする。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するための本発明は、６軸を超える運動
機能を有する産業用ロボットのロボットハンドの移動軌
跡をティーチングするようにした産業用ロボットの制御
方法であって、６軸を超える数の任意の軸を選択して当
該軸の移動を固定させた後に、前記ロボットハンドが移
動する位置と方向の情報を人力し、６軸のみの移動軌跡
を記憶させてロボットをティーチングするようにした産
業用ロボットの制御方法である。

（作用） ６軸を超える軸数運動機能を有する産業用ロボットのハ
ンドの移動位置と方向をティーチングする際に、所定の
位置情報を入力すると、全ての軸の作動位置の各々を特
定することができないが、本発明にあっては、６軸を超
える任意の軸を選択して、その軸を固定させて残りの少
くとも６つの軸の各々について、作動位置及び姿勢を求
めることになる。これにより、迅速かつ確実に各々の軸
の位置をティーチングすることが可能となる。

（実施例） 第１図は本発明の一実施例に係る産業用ロボットの制御
方法を具体化した産業用ロボットを示す図である。

このロボットは自動車車体の組立てを行なう溶接用ロボ
ットを示し、８軸の運動機能を有している。このロボッ
トは、垂直軸を中心にθ１の方向に回転する回転台１０
を有し、この回転台１０には、相互に平行となった２つ
のアーム部材１１ａ１１１ｂからなる第１アーム１１が
水平軸を中心にθ２の方向に回転自在に取付けられてい
る。この第１アーム１１の先端にはθ３の方向に回転自
在に第２アーム１２が取付けられており、この第２アー
ム１２の回転は、第１アーム１１を構成する２つのアー
ム部材１１ａ、ｌｌｂの下端部を相互に連結する連結ア
ームｌｌｃを駆動することによって達成される。この第
２アーム１２は筒状本体１２ａとこの中でθ４の方向に
回転自在となった摺動アーム部１２ｂとを有している。

この第２アーム１２の摺動アーム部１２ｂの先端には、
第３アーム１３がθ５（１）の方向に回動自在に取付け
られ、この第３アーム１３の先端には更に第４アーム１
４がθ５（２）の方向に回動自在に取付けられている。

これらのアーム１３．１４はそれぞれ同一の駆動源によ
って同期して上述したθ５（１）、及びθ５（２）の方
向に回動するので、これらを合せて１つの軸運動機能θ
５をＨしているものと認められる。

前記第４アーム１４の先端には、これの中心軸を中心に
θ６の方向に旋回するハンド本体１５が装着されており
、このハンド本体１５は前記旋回方向θ６に対して直角
をなすθ７の方向にも旋回するようになっている。この
ハンド本体１５には、上述した旋回方向θ６、及びθ７
の何れに対しても直角をなす方向θ８に旋回自在に、ス
ポット溶接ガン１６がロボットハンドとして装着されて
いる。

このように、図示するロボットはθｌ〜θ８の符号で示
される８つの軸運動機能を有している。

したがって、これだけの軸運動機能を有していると、溶
接ガンつまりロボットハンド１６は複雑な運動軌跡を描
いて移動することができ、自動車車体の溶接等のように
、３次元的に複雑な移動を必要とする溶接作業に充分に
対応することが可能となる。

しかしながら、上述したように、溶接ガン１６の移動軌
跡を制御すべく、これのティーチングを行なうには、あ
る位置に溶接ガン１６を設定してその位置を記憶させる
ようにしても、８軸も運動機能を有していると、その位
置を設定するための各軸の停止位置を充足する値は無限
と存在することから、それぞれの位置を演算することが
不可能となる。

本発明にあっては、ティーチング操作をする際に、全体
で８軸の軸数運動機能を有するロボットの２つの軸を選
択して、これらの２軸を移動させないように固定し、残
りの６軸について、それぞれの作動位置をティーチング
するようにしている。

このティーチング操作は、第１図に示されるペンダント
つまりティーチボックス２０によってなされる。このペ
ンダント２０の操作により人力されたデータは、ロボッ
トに接続された制御部２１に送られて、この制御部２１
で各々の軸の作動位置が演算されると共にその演算値が
記憶部内に格納される。

このペンダント２０には、８軸のうちの２軸の移動を停
止させるために、任意の２つの軸を選択するキーを有し
ている他は、従来のものと同様である。したがって、こ
のロボットの溶接ガンの移動軌跡をティーチングするに
は、図示しない操作パネルに設けられた電源スィッチを
オンした後に、スタートキーを押す。このとき、溶接ガ
ン１６が原点位置つまりホームポジションとなっていな
けれけば、それを所定の原点位置に移動させる。、そし
て、ペンダント２０のモードキーによってティーチモー
ドに設定した後に、溶接に要する溶接ガン１６の移動軌
跡とワークとの位置関係より、固定すべき軸を２つ選択
して、ペンダント２０のキー操作を行なう。この状態で
順次溶接ガン１６が移動すべき位置の情報をペンダント
２０で人力すると、その位置にまで移動すべき、各軸の
移動量が制御部２１内で演算されて、各々の軸が所定の
量だけ移動することになる。この移動位置を確認してそ
の値を記憶させることになる。

このようにしてティーチングされたロボットを、その通
りに作動制御するには、モードキーによってプレイバッ
ク操作することになる。これにより、溶接ガン１６はＣ
Ｐ副制御れ、所定の順序で所定の位置に移動することに
なる。

第１図に示すように、８軸の運動機能を有するロボット
によって、自動車車体の組立てのために溶接ガン１６に
よって溶接作業を行なった場合における、溶接ガン１６
の移動軌跡の一例を示すと第２図の通りである。この場
合には、自動車車体の内部にまで溶接ガン１６を侵入さ
せて、自動車車体のフローパネルの部分の溶接を行なっ
ている状態を示しており、溶接ガン１６はボディサイド
に形成されたサイドウィンドに相当する部分から入り込
むことになる。したがって、第２図において、障害物３
０は、自動車車体のボディサイドの部分に相当すること
になる。

第２図においては、溶接ガン１６を符号Ａで示す位置か
ら符号Ｂで示す位置まで移動する場合におけるロボット
の位置変化を概略的に示している。

符号Ａで示す位置にあっては、溶接ロボットの位置ない
し姿勢が実線で示されている。

この状態で軸θ２、θ３、及びθ５のみを作動させて、
破線で示す位置にロボットを作動させると、第１アーム
１１のアーム部材１１ｂは障害物３０つまり自動車車体
のボディサイドに干渉してしまうことになる。そこで、
まず、軸θ２、θ３、及びθ５を、少なくともこれらの
軸以外の２軸を固定させて、作動させて第１アーム１１
を一転鎖線で示す位置まで回動させた後に、軸θ２と他
の少なくとも１軸を固定し、軸θ３、及びθ７を作動さ
せて、二点鎖線で示す位置まで移動させる。

このようにすれば、障害物３０とロボットとの干渉を避
けて、狭隘な場所内においても、確実に所望の溶接作業
を行なうことができる。

図示実施例にあっては、本発明の制御方法を溶接用ロボ
ットに具体化した場合を示すが、クランプ作業を行なう
ためのロボット等のような種々のタイプの産業用ロボッ
トの制御を本発明によって達成することが可能である。

また、本発明は７軸ないし９Ｉ［ｌｌ或いはこれ以上の
軸数運動機能を有する産業用ロボットであれば、本発明
を適用することが可能である。

（発明の効果） 以」−のように、本発明にあっては、６輔を超える運動
機能を何する産業用ロボットの前記ロボットハンドの移
動軌跡をティーチングするようにした産業用ロボットの
制御方法であって、６軸を超える数の任意の軸を選択し
て当該軸の移動を固定させた後に、前記ロボットハンド
が移動する位置と方向の情報を人力し、６軸のみの移動
軌跡を記憶させてロボットをティーチングするようにし
たので、ロボットの作動軌跡を迅速がっ容易にティーチ
ングし得ることが可能となり、更にそのティーチングさ
れた軌跡通りをプレイバックすることが可能であり、ロ
ボットの制御を容易に行なうことが可能となった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の産業用ロボットの制御方法を具体化し
た産業用ロボットを示す斜視図、第２図は第１図に示さ
れたロボットの作動状態を示す概略図である。 １０・・・回転台、１１〜１４・・・アーム、１５・・
・ハンド本体、１６・・・溶接ガン、２０・・・ペンダ
ント、３０・・・障害物。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ６軸を超える運動機能を有する産業用ロボットのロボッ
   トハンドの移動軌跡をティーチングするようにした産業
   用ロボットの制御方法であって、６軸を超える数の任意
   の軸を選択して当該軸の移動を固定させた後に、前記ロ
   ボットハンドが移動する位置と方向の情報を入力し、６
   軸のみの移動軌跡を記憶させてロボットをティーチング
   するようにした産業用ロボットの制御方法。