JPH0411357B2 - - Google Patents
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- JPH0411357B2 JPH0411357B2 JP60258328A JP25832885A JPH0411357B2 JP H0411357 B2 JPH0411357 B2 JP H0411357B2 JP 60258328 A JP60258328 A JP 60258328A JP 25832885 A JP25832885 A JP 25832885A JP H0411357 B2 JPH0411357 B2 JP H0411357B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- axis
- wrist
- tool
- robot
- axes
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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- Auxiliary Devices For Machine Tools (AREA)
- Numerical Control (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
- Manipulator (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〈産業上の利用分野〉
本発明は、ロボツトの手首部に取付けた工具が
手首部の旋回によつてロボツト本体等に干渉する
のを防止するロボツトにおける干渉防止方法に関
するものである。
手首部の旋回によつてロボツト本体等に干渉する
のを防止するロボツトにおける干渉防止方法に関
するものである。
〈従来の技術〉
一般に６軸制御ロボツトにおいては、ロボツト
本体の先端に手首部が互いに直交する３つの軸線
のまわりに旋回可能に支持され、これら各軸には
それぞれ動作範囲が定められており、その範囲内
で手首部を自由に動かすことができるようになつ
ている。
本体の先端に手首部が互いに直交する３つの軸線
のまわりに旋回可能に支持され、これら各軸には
それぞれ動作範囲が定められており、その範囲内
で手首部を自由に動かすことができるようになつ
ている。
〈発明が解決しようとする問題点〉
ところで、この種のロボツトをレーザ加工に応
用した６軸制御レーザ加工機においては、手首部
の先端に比較的長い工具（トーチ）が取付けられ
るため、前記手首部の動作が上記した可動範囲内
であつても、工具がロボツト本体あるいは手首部
に干渉する事態が発生する。
用した６軸制御レーザ加工機においては、手首部
の先端に比較的長い工具（トーチ）が取付けられ
るため、前記手首部の動作が上記した可動範囲内
であつても、工具がロボツト本体あるいは手首部
に干渉する事態が発生する。
しかしながら、現状においては作業者の判断に
よつて工具の干渉を避けるようになつているにす
ぎず、例えばテイーチング時においては工具が干
渉しないように相当の神経を使う必要がある。
よつて工具の干渉を避けるようになつているにす
ぎず、例えばテイーチング時においては工具が干
渉しないように相当の神経を使う必要がある。
〈問題点を解決するための手段〉
本発明は上記した従来の問題点を解決するため
になされたもので、ロボツト本体に工具を装着し
た手首部を少なくとも２軸制御可能に備え、前記
工具の代表点がロボツト本体あるいは手首部の代
表点の座標値に一致する２軸の角度を予め演算し
て前記工具がロボツト本体あるいは手首部に干渉
する角度領域を前記２軸についてそれぞれ設定記
憶しておき、前記手首部の動作指令時に２軸の指
令角度が共に前記記憶装置に記憶された角度領域
に該当する場合に、エラーメツセージを出力して
手首部の動作を制限するようにしたものである。
になされたもので、ロボツト本体に工具を装着し
た手首部を少なくとも２軸制御可能に備え、前記
工具の代表点がロボツト本体あるいは手首部の代
表点の座標値に一致する２軸の角度を予め演算し
て前記工具がロボツト本体あるいは手首部に干渉
する角度領域を前記２軸についてそれぞれ設定記
憶しておき、前記手首部の動作指令時に２軸の指
令角度が共に前記記憶装置に記憶された角度領域
に該当する場合に、エラーメツセージを出力して
手首部の動作を制限するようにしたものである。
〈実施例〉
以下本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。第１図は６軸制御ロボツトを用いたレーザ加
工機を示すもので、このレーザ加工機は直角座標
型ロボツト１０を基本にしている。ロボツト１０
は、互いに平行な２つのコラム１１と、このコラ
ム１１上をＸ軸方向にガイドされて摺動可能なテ
ーブル１２と、このテーブル１２上をＹ軸方向に
ガイドされて摺動可能なキヤリツジ１３と、この
キヤリツジ１３上をＺ軸方向にガイドされて摺動
可能なヘツド１４とを有する。さらにヘツド１４
の先端にはＺ軸に平行な軸線のまわりに旋回可能
に第４軸手首部１５が支持され、この第４軸手首
部１５にはこれと直交する軸線のまわりに旋回可
能に第５軸手首部１６が支持され、この第５軸手
首部１６の先端にはこれと直交する軸線まわりに
旋回可能に第６軸手首部１７が支持されている。
第６軸手首部１７には工具（トーチ）１８が取付
けられ、この工具１８より図略のレーザ発振器よ
り発振されたレーザビームがワークに向けて照射
されるようになつている。
る。第１図は６軸制御ロボツトを用いたレーザ加
工機を示すもので、このレーザ加工機は直角座標
型ロボツト１０を基本にしている。ロボツト１０
は、互いに平行な２つのコラム１１と、このコラ
ム１１上をＸ軸方向にガイドされて摺動可能なテ
ーブル１２と、このテーブル１２上をＹ軸方向に
ガイドされて摺動可能なキヤリツジ１３と、この
キヤリツジ１３上をＺ軸方向にガイドされて摺動
可能なヘツド１４とを有する。さらにヘツド１４
の先端にはＺ軸に平行な軸線のまわりに旋回可能
に第４軸手首部１５が支持され、この第４軸手首
部１５にはこれと直交する軸線のまわりに旋回可
能に第５軸手首部１６が支持され、この第５軸手
首部１６の先端にはこれと直交する軸線まわりに
旋回可能に第６軸手首部１７が支持されている。
第６軸手首部１７には工具（トーチ）１８が取付
けられ、この工具１８より図略のレーザ発振器よ
り発振されたレーザビームがワークに向けて照射
されるようになつている。
なお、以下の説明においては、第４，第５，第
６軸手首部１５，１６，１７を単に第４軸，第５
軸，第６軸と略称する。
６軸手首部１５，１６，１７を単に第４軸，第５
軸，第６軸と略称する。
第２図はロボツト制御回路を示すもので、２０
はマイクロコンピユータ等からなる中央処理装置
であり、この中央処理装置２０には、メモリ２
５、ロボツトに取付けられた各軸用のサーボモー
タＭ１〜Ｍ６を駆動するサーボモータ駆動回路２
２ａ〜２２ｆ、教示点の指示等を行う操作盤２６
が取付けられている。各サーボモータ駆動回路２
２ａ〜２２ｆは、中央処理装置２０から出力され
る出力データと、サーボモータＭ１〜Ｍ６に連結
されたエンコーダＥ１〜Ｅ６の出力との間の偏差
を演算し、この偏差の大きさに応じた速度で各サ
ーボモータＭ１〜Ｍ６を駆動するようになつてい
る。
はマイクロコンピユータ等からなる中央処理装置
であり、この中央処理装置２０には、メモリ２
５、ロボツトに取付けられた各軸用のサーボモー
タＭ１〜Ｍ６を駆動するサーボモータ駆動回路２
２ａ〜２２ｆ、教示点の指示等を行う操作盤２６
が取付けられている。各サーボモータ駆動回路２
２ａ〜２２ｆは、中央処理装置２０から出力され
る出力データと、サーボモータＭ１〜Ｍ６に連結
されたエンコーダＥ１〜Ｅ６の出力との間の偏差
を演算し、この偏差の大きさに応じた速度で各サ
ーボモータＭ１〜Ｍ６を駆動するようになつてい
る。
前記メモリ２５には、工具１８の位置決め点を
表わすデータが記憶されるとともに、操作盤２６
の操作によつて入力されるロボツトの作動プログ
ラムが記憶されている。またメモリ２５には干渉
領域を表わすデータを記憶するエリアが設けられ
ており、このエリアに後述するように演算される
干渉領域のデータが記憶されるようになつてい
る。
表わすデータが記憶されるとともに、操作盤２６
の操作によつて入力されるロボツトの作動プログ
ラムが記憶されている。またメモリ２５には干渉
領域を表わすデータを記憶するエリアが設けられ
ており、このエリアに後述するように演算される
干渉領域のデータが記憶されるようになつてい
る。
次に上記した構成の６軸制御レーザ加工機にお
いて、工具１８が第５軸および第６軸の回転の組
合せによつてロボツト本体部（ヘツド１４）ある
いは第４軸に干渉する角度領域を設定する処理を
第３図ないし第７図より説明する。
いて、工具１８が第５軸および第６軸の回転の組
合せによつてロボツト本体部（ヘツド１４）ある
いは第４軸に干渉する角度領域を設定する処理を
第３図ないし第７図より説明する。
まず第３図より第５軸の動作限界を設定する処
理を説明すると、同図において、O5は第５軸の
回転中心で、これを座標原点O5（ｘ＝０，ｙ＝
０）としている。またP1，P2はロボツト本体部
１４の代表点を、P5は工具１８の先端代表点を
示す。ここでロボツト本体部１４の代表点P1，
P2を結ぶ直線P1，P2のｘ座標値を−ｍとすると、
第５軸の時計まわりの回転動作によつて工具１８
がロボツト本体部１４に干渉するのは、工具先端
の代表点P5のｘ座標値が−ｍより大きくなつた
場合である。従つて工具代表点P5のｘ座標値x5
がx5＝−ｍとなる角度αを求めることにより、
第５軸の動作限界を設定できるようになる。
理を説明すると、同図において、O5は第５軸の
回転中心で、これを座標原点O5（ｘ＝０，ｙ＝
０）としている。またP1，P2はロボツト本体部
１４の代表点を、P5は工具１８の先端代表点を
示す。ここでロボツト本体部１４の代表点P1，
P2を結ぶ直線P1，P2のｘ座標値を−ｍとすると、
第５軸の時計まわりの回転動作によつて工具１８
がロボツト本体部１４に干渉するのは、工具先端
の代表点P5のｘ座標値が−ｍより大きくなつた
場合である。従つて工具代表点P5のｘ座標値x5
がx5＝−ｍとなる角度αを求めることにより、
第５軸の動作限界を設定できるようになる。
以下角度αおよびこの角度αより第５軸の干渉
発生領域を演算する処理を説明する。ここで第６
軸の回転軸線と工具１８の中心線との交点をO6
とすると、点O5，O6の２点間距離l1，点O6から
第６軸先端面までの距離l2、工具１８の軸方向長
さ、すなわち第６軸先端面から工具先端までの距
離t1、工具１８の半径寸法t2は既知寸法としてメ
モリ２５に登録されている。なお、上記した工具
１８の先端代表点P5は、工具１８の先端面と工
具中心に平行で半径方向に前記半径寸法t2だけオ
フセツトした直線とが交わる点に設定してあり、
この直線と前記点O5，O6を結ぶ直線との交点を
O6′と定める。
発生領域を演算する処理を説明する。ここで第６
軸の回転軸線と工具１８の中心線との交点をO6
とすると、点O5，O6の２点間距離l1，点O6から
第６軸先端面までの距離l2、工具１８の軸方向長
さ、すなわち第６軸先端面から工具先端までの距
離t1、工具１８の半径寸法t2は既知寸法としてメ
モリ２５に登録されている。なお、上記した工具
１８の先端代表点P5は、工具１８の先端面と工
具中心に平行で半径方向に前記半径寸法t2だけオ
フセツトした直線とが交わる点に設定してあり、
この直線と前記点O5，O6を結ぶ直線との交点を
O6′と定める。
従つて前記点P5のｘ座標値が−ｍとなる角度
αは、第５図に示す一辺が共通の２つの直角三角
形より下記式によつて演算できる。
αは、第５図に示す一辺が共通の２つの直角三角
形より下記式によつて演算できる。
α＝90゜−（A1＋A2）
tanA1＝（l2＋t1）／（l1−t2）
このように演算された角度αより、工具１８が
ロボツト本体部１４に干渉しない第５軸の角度領
域は、第５図の２点鎖線で示す原位置より＋方向
（時計まわり）に角度ａ、一方向（反時計まわり）
に角度ｂとなり、これら角度ａ，ｂが第５軸の干
渉発生領域の上限値および下限値として前記メモ
リ２５の所定のデータエリアに記憶される。
ロボツト本体部１４に干渉しない第５軸の角度領
域は、第５図の２点鎖線で示す原位置より＋方向
（時計まわり）に角度ａ、一方向（反時計まわり）
に角度ｂとなり、これら角度ａ，ｂが第５軸の干
渉発生領域の上限値および下限値として前記メモ
リ２５の所定のデータエリアに記憶される。
次に第４図より第６軸の動作限界を設定する処
理を説明する。同図において、O6は第６軸の回
転中心を示し、これを座標原点O6（ｘ＝０，ｙ＝
０）としている。またP3，P4はロボツト本体部
１４の代表点を、P6は工具１８の代表点を示す。
ここでロボツト本体部１４の代表点P3，P4を結
ぶ直線P3，P4のｘ座標値をｍとすると、第６軸
の反時計まわりの回転動作によつて工具１８がロ
ボツト本体部１４に干渉するのは、工具１８の代
表点P6のｘ座標値がｍより小さくなつた場合で
ある。従つてP6のｘ座標値x6がx6＝ｍとなる角
度βを求めることにより、第６軸の動作限界を設
定できるようになる。
理を説明する。同図において、O6は第６軸の回
転中心を示し、これを座標原点O6（ｘ＝０，ｙ＝
０）としている。またP3，P4はロボツト本体部
１４の代表点を、P6は工具１８の代表点を示す。
ここでロボツト本体部１４の代表点P3，P4を結
ぶ直線P3，P4のｘ座標値をｍとすると、第６軸
の反時計まわりの回転動作によつて工具１８がロ
ボツト本体部１４に干渉するのは、工具１８の代
表点P6のｘ座標値がｍより小さくなつた場合で
ある。従つてP6のｘ座標値x6がx6＝ｍとなる角
度βを求めることにより、第６軸の動作限界を設
定できるようになる。
以下角度βおよびこの角度βより第６軸の干渉
発生領域を演算する処理を説明する。
発生領域を演算する処理を説明する。
この場合にも前述した第５軸の場合と同様な考
えの基に、前記点P6のｘ座標値がｍとなる角度
βは、第６図に示す一辺が共通の２つの直角三角
形より下記式のように演算できる。
えの基に、前記点P6のｘ座標値がｍとなる角度
βは、第６図に示す一辺が共通の２つの直角三角
形より下記式のように演算できる。
β＝90゜−（A3＋A4）
tanA3＝t2／l2
sinA4＝ｍ／√2 2＋2 2
従つて工具１８がロボツト本体１４に干渉しな
い第６軸の角度領域は、第６図の２点鎖線で示す
原位置より＋方向（時計まわり）に角度ｃ、一方
向（反時計まわり）に角度ｄとなり、これら角度
ｃ，ｄが第６軸の干渉発生領域の上限値および下
限値としてメモリ２５の所定のデータエリアに記
憶される。
い第６軸の角度領域は、第６図の２点鎖線で示す
原位置より＋方向（時計まわり）に角度ｃ、一方
向（反時計まわり）に角度ｄとなり、これら角度
ｃ，ｄが第６軸の干渉発生領域の上限値および下
限値としてメモリ２５の所定のデータエリアに記
憶される。
なお、第７図に上述した第５軸および第６軸の
干渉発生領域の上限値、下限値ａ，ｂ，ｃ，ｄの
演算処理を行うフローチヤートを示す。
干渉発生領域の上限値、下限値ａ，ｂ，ｃ，ｄの
演算処理を行うフローチヤートを示す。
次に６軸制御レーザ加工機の動作を第８図のフ
ローチヤートに基づいて説明する。
ローチヤートに基づいて説明する。
まずステツプ５０において手首部１５，１６，
１７の動作指令θ4，θ5，θ6が与えられ、次いでス
テツプ５１においてメモリ２５より第５軸および
第６軸の干渉発生領域の上限値および下限値ａ，
ｂ，ｃ，ｄが読出される。ステツプ５２において
は第５軸の指令角度θ5が上限値ａより大きくかつ
下限値ｂより小さいかどうか（ａ≦θ5≦ｂ）が判
別され、NOの場合にはステツプ５３に移行して
動作指令が実行され、YESの場合にはステツプ
５４に移行する。かかるステツプ５４においては
第６軸の指令角度θ6が上限値ｃより大きくかつ下
限値ｄより小さいかどうか（ｃ≦θ6≦ｄ）が判別
され、NOの場合には前記ステツプ５３に移行し
て動作指令が実行され、YESの場合にはステツ
プ５５に移行し、このステツプ５５において干渉
発生のメツセージが出力される。
１７の動作指令θ4，θ5，θ6が与えられ、次いでス
テツプ５１においてメモリ２５より第５軸および
第６軸の干渉発生領域の上限値および下限値ａ，
ｂ，ｃ，ｄが読出される。ステツプ５２において
は第５軸の指令角度θ5が上限値ａより大きくかつ
下限値ｂより小さいかどうか（ａ≦θ5≦ｂ）が判
別され、NOの場合にはステツプ５３に移行して
動作指令が実行され、YESの場合にはステツプ
５４に移行する。かかるステツプ５４においては
第６軸の指令角度θ6が上限値ｃより大きくかつ下
限値ｄより小さいかどうか（ｃ≦θ6≦ｄ）が判別
され、NOの場合には前記ステツプ５３に移行し
て動作指令が実行され、YESの場合にはステツ
プ５５に移行し、このステツプ５５において干渉
発生のメツセージが出力される。
このように第５軸および第６軸の指令角度が共
に干渉発生領域に入る場合にのみ、干渉発生のエ
ラーメツセージが出力されてロボツトの動作指令
が停止され、しかして第５軸および第６軸の指令
角度の何れか一方でも干渉発生領域より外れてい
る場合には、干渉の恐れがないものとして動作指
令が実行される。
に干渉発生領域に入る場合にのみ、干渉発生のエ
ラーメツセージが出力されてロボツトの動作指令
が停止され、しかして第５軸および第６軸の指令
角度の何れか一方でも干渉発生領域より外れてい
る場合には、干渉の恐れがないものとして動作指
令が実行される。
上記した実施例においては、６軸制御ロボツト
をレーザ加工機に適用した例について述べたが、
本発明は手首部に装着した工具がロボツト本体等
に干渉する恐れがある溶接用あるいは塗装用等の
作業ロボツトにも適用可能であり、また制御軸数
についても特に６軸に限定されるものではなく、
少なくとも２軸制御可能な手首部を有するロボツ
トに適用できるものである。
をレーザ加工機に適用した例について述べたが、
本発明は手首部に装着した工具がロボツト本体等
に干渉する恐れがある溶接用あるいは塗装用等の
作業ロボツトにも適用可能であり、また制御軸数
についても特に６軸に限定されるものではなく、
少なくとも２軸制御可能な手首部を有するロボツ
トに適用できるものである。
〈発明の効果〉
以上述べたように本発明は、ロボツトの手首部
の２軸について予め工具の代表点がロボツト本体
あるいは手首部の代表点の座標値に一致する２軸
の角度を予め演算して前記工具がロボツト本体あ
るいは手首部に干渉する角度領域をそれぞれ設定
し、動作指令時に前記２軸の動作指令角度の組合
せによつて手首部に装着された工具がロボツト本
体等に干渉するかどうかを判別し、この判別結果
によりエラーメツセージを出力して工具がロボツ
ト本体あるいは手首部に干渉する事態を未然に防
止するようにしたので、少ない演算量および記憶
容量で、しかも高速の処理装置を必要とすること
なく、ロボツトの安全性を高めることができ、し
かもテイーチング時に神経を使う必要がないの
で、作業者の負荷を軽減でき、テイーチング時間
を短縮できる効果が奏せられる。
の２軸について予め工具の代表点がロボツト本体
あるいは手首部の代表点の座標値に一致する２軸
の角度を予め演算して前記工具がロボツト本体あ
るいは手首部に干渉する角度領域をそれぞれ設定
し、動作指令時に前記２軸の動作指令角度の組合
せによつて手首部に装着された工具がロボツト本
体等に干渉するかどうかを判別し、この判別結果
によりエラーメツセージを出力して工具がロボツ
ト本体あるいは手首部に干渉する事態を未然に防
止するようにしたので、少ない演算量および記憶
容量で、しかも高速の処理装置を必要とすること
なく、ロボツトの安全性を高めることができ、し
かもテイーチング時に神経を使う必要がないの
で、作業者の負荷を軽減でき、テイーチング時間
を短縮できる効果が奏せられる。
図面は本発明の実施例を示すもので、第１図は
６軸制御ロボツトをレーザ加工機に適用した例を
示す斜視図、第２図はロボツト制御回路を示す
図、第３図および第４図は第５軸および第６軸手
首部の干渉角度領域を設定する操作を示す図、第
５図および第６図は第３図および第４図の模型
図、第７図は干渉角度領域を設定するフローチヤ
ート、第８図は動作指令を実行するフローチヤー
トである。 １４…ロボツト本体部、１５，１６，１７…手
首部、１８…工具。
６軸制御ロボツトをレーザ加工機に適用した例を
示す斜視図、第２図はロボツト制御回路を示す
図、第３図および第４図は第５軸および第６軸手
首部の干渉角度領域を設定する操作を示す図、第
５図および第６図は第３図および第４図の模型
図、第７図は干渉角度領域を設定するフローチヤ
ート、第８図は動作指令を実行するフローチヤー
トである。 １４…ロボツト本体部、１５，１６，１７…手
首部、１８…工具。
Claims (1)
- １ ロボツト本体に少なくとも２軸制御可能な手
首部を備え、この手首部に装着された工具が前記
ロボツト本体あるいは手首部に干渉することを防
止する方法にして、前記工具の代表点がロボツト
本体あるいは手首部の代表点の座標値に一致する
２軸の角度をそれぞれ演算して求めて前記工具が
ロボツト本体あるいは手首部に干渉する角度領域
を前記２軸についてそれぞれ設定記憶しておき、
前記手首部の動作指令時に２軸の指令角度が共に
前記設定された干渉領域に該当する場合に、エラ
ーメツセージを出力して手首部の動作を制限する
ようにしたロボツトにおける干渉防止方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60258328A JPS62120995A (ja) | 1985-11-18 | 1985-11-18 | ロボツトにおける干渉防止方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60258328A JPS62120995A (ja) | 1985-11-18 | 1985-11-18 | ロボツトにおける干渉防止方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62120995A JPS62120995A (ja) | 1987-06-02 |
| JPH0411357B2 true JPH0411357B2 (ja) | 1992-02-28 |
Family
ID=17318720
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60258328A Granted JPS62120995A (ja) | 1985-11-18 | 1985-11-18 | ロボツトにおける干渉防止方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62120995A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2665232B2 (ja) * | 1988-05-31 | 1997-10-22 | 株式会社アマダ | ５軸制御機械のティーチング装置 |
| JP2763613B2 (ja) * | 1989-09-11 | 1998-06-11 | トキコ株式会社 | 産業用ロボットの干渉チェック方法 |
| JP4922584B2 (ja) * | 2004-12-10 | 2012-04-25 | 株式会社安川電機 | ロボットシステム |
| JP7119556B2 (ja) * | 2018-05-15 | 2022-08-17 | オムロン株式会社 | 多関節ロボットの干渉判定装置、多関節ロボットの干渉判定方法、多関節ロボットの干渉判定プログラム、及び経路計画生成装置 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5822690A (ja) * | 1981-08-05 | 1983-02-10 | 日産自動車株式会社 | ロボツトにおける腕の衝突予測方法 |
| JPS61230896A (ja) * | 1985-04-04 | 1986-10-15 | 三菱重工業株式会社 | マニプレ−タ干渉防止装置 |
-
1985
- 1985-11-18 JP JP60258328A patent/JPS62120995A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62120995A (ja) | 1987-06-02 |
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