JPH04132504U - ロボツト制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】ロボット本体及びロボットが把持する物品と、
障害物が衝突するかどうかをシミュレーションできるよ
うにする。 【構成】シミュレーションモードにて、ロボット駆動命
令の時プログラム解析部４，駆動司令部５を介して指令
されるサーボ制御部６はロボット駆動電圧相当値の情報
を出力する。シミュレーション部７は電圧相当値情報か
らロボットの予想移動量を出力する。衝突検証部８はロ
ボットの予想移動量と物品形状記憶部１０に記憶された
ロボットが把持する物品の形状データからロボットの位
置座標と物品の位置座標を求め環境記憶部３に記憶され
た障害物の位置座標とからロボット又は物品と障害物と
の衝突を検証し衝突があればプログラム解析部における
プログラム行数をマン・マシーンインタフェースに通知
する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案はロボット制御装置、特に、ロボット本体の可動範囲内に障害物が存在 する場所で、物品を把持して使用する場合に、ロボット本体の駆動軌跡をシミュ レートし確認するロボット制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来のロボット制御装置は、図２に示すようにプログラムを作成し障害物の位 置を入力するためのマン・マシーンインタフェース部１と、このプログラムを記 憶するプログラム記憶部２と、障害物の位置とロボットの駆動モデルを記憶する 環境記憶部３と、プログラムを解析し動作指令を出力するプログラム解析部４と 、動作プログラムより出力された動作指令を基にロボットの各軸の単位時間毎の 目標位置を演算し位置指令を出力する駆動指令部５と、この駆動指令部５より出 力された位置指令に応じてロボットの各軸の位置決めを行うサーボ制御部６と、 前述のロボットの駆動モデルに応じて、ロボットの動作をシミュレートし予想さ れるロボットの移動量を出力するシミュレーション部７と、環境記憶部３に記憶 された障害物の位置とシミュレーション部７より出力された移動量とを比較しロ ボット本体と障害物の衝突の有無を判断し衝突の生じるプログラム位置を出力す る衝突検出部８とを含み、マン・マシーンインタフェース部１において、ロボッ ト駆動モードｃとシミュレーションモードｄと、プログラム入力モードａと、障 害物の位置とロボットのモデルを入力する環境入力モードｂの切り替えが行える メニュー部９を有している。（参考文献、実願平０２−０４３１８１）

【考案が解決しようとする課題】

上述した従来のロボット制御装置は、プログラムの確認を行う際に、ロボット 本体の位置情報と障害物の位置情報のみを比較し、衝突の有無をシミュレートし ているため、ロボットが物品を把持している場合に物品と障害物の衝突をチェッ クすることができない。そのため、シミュレーションの結果が衝突しない場合に も、実際にロボット本体を駆動させた時に、ロボットが把持している物品と障害 物が衝突し、物品、さらにはロボット本体が破損する事故が発生するという欠点 があった。

【０００３】

【課題を解決するための手段】

第１の発明は、ロボット制御装置において、プログラム入力モードにてマン・ マシーンインタフェースから入力されるプログラムを記憶するプログラム記憶部 と、環境入力モードにて前記マン・マシーンインタフェースから入力される障害 物の位置と前記ロボットの駆動モデルを記憶する環境記憶部と、物品形状入力モ ードにて前記マン・マシーンインタフェースから入力されるロボットが把持する 物品の形状データを記憶する物品形状記憶部と、ロボット駆動モード又はシミュ レーションモードにて前記プログラム記憶部のプログラムを読み出し解析しロボ ット駆動命令であればロボット駆動指示を出力し物品把持命令であれば把持状態 信号を出力するプログラム解析部と、前記ロボット駆動指示を受け前記ロボット の動作目標位置を演算しサーボ制御情報を出力する駆動指令部と、前記サーボ制 御情報に基き前記ロボット駆動モードであれば前記ロボットの駆動モータの電圧 を制御し前記シミュレーションモードであれば前記電圧相当値情報を出力するサ ーボ制御部と、前記シミュレーションモードにて前記電圧相当値情報を受けて前 記ロボットの移動量をシミュレーションし予想移動量を出力するシミュレーショ ン部と、前記シミュレーションモードにて前記予想移動量から前記ロボットの位 置座標を求め前記把持状態信号が出力されていれば前記物品形状記憶部における 物品の形状データから物品の位置座標を求め求められた前記ロボットの位置座標 と前記物品の位置座標と前記環境記憶部に記憶された前記障害物の位置座標とを 比較し前記ロボット又は前記物品と前記障害物との衝突を検証し前記衝突があれ ば前記プログラム解析部におけるプログラム行数を読み出し前記マン・マシーン インタフェースを介して前記プログラム行数を表示する衝突検証部とから構成さ れる。

【０００４】

【実施例】

次に、本考案の実施例に付いて、図面を参照して詳細に説明する。

【０００５】 図１は、本考案の一実施例を示すブロック図である。

【０００６】 マン・マシーンインタフェース部１において、メニュー部９は入力されたモー ドの起動を行う。起動されるモードは、プログラム入力モードａ、障害物の位置 とロボットの駆動モデルを入力する環境入力モードｂ、ロボット駆動モードｃ、 シミュレーションモードｄ、把持される物品の形状を入力する物品形状入力モー ドｅの５モードがある。

【０００７】 各モードの動作を説明する。

【０００８】 プログラム入力モードａが起動されたならば、マン・マシーンインタフェース 部１はプログラム入力待ちになり、オペレータにより入力されたプログラムは、 プログラム記憶部２に記憶される。このとき物品の把持状態もプログラムされプ ログラム記憶部２に記憶される。

【０００９】 障害物の位置とロボットと駆動モデルを入力する環境入力モードｂが起動され たならば、マン・マシーンインタフェース部１は環境（障害物の位置とロボット の駆動モデル）入力待ちになり、オペレータにより入力された障害物の位置とロ ボットの駆動モデルは、環境記憶部３に記憶される。このときの障害物の位置は 、ロボットの基準座標上の位置とする。

【００１０】 把持する物品の形状を入力する物品形状入力モードｅが起動されたならば、マ ン・マシーンインタフェース部１は物品の形状入力待ちになり、オペレータによ り入力された物品の形状は、物品形状記憶部１０に記憶される。このときの物品 の形状は、物品を把持するロボットハンドの基準座標上の位置とする。

【００１１】 ロボット駆動モードｃが起動されたならば、マン・マシーンインタフェース部 １は、プログラム解析部４と、駆動指令部５と、サーボ制御部６を起動する。プ ログラム解析部４は、前述のプログラム記憶部２に記憶されているプログラムを 読みだし、内容を解析する。

【００１２】 ロボット駆動命令であれば、目標位置と動作指令を前述の駆動指令部５に送出 する。駆動指令部５は、前述のプログラム解析部４より入力した動作指令に応じ て、単位時間毎に、各軸の目標位置を演算し、サーボ制御部６に送出する。サー ボ制御部６は、前述の駆動指令部５より入力した目標位置に位置決めが行えるよ うにロボットの駆動モータの電圧を制御する。

【００１３】 シミュレーションモードｄが起動されたならば、マン・マシーンインタフェー ス部１は、プログラム解析部４と、駆動指令部５と、サーボ制御部６と、シミュ レーション部７と、衝突検出部８を起動する。プログラム解析部４は、前述のプ ログラム記憶部２に記憶されているプログラムを読みだし、内容を解析する。

【００１４】 ロボット駆動命令であれば、目標位置と動作指令を前述の駆動指令部５に送出 する。物品の把持命令であれば、把持状態信号ｍを衝突検出部８にｏｎ出力する 。物品の把持解除命令であれば、衝突検証部８に出力している把持状態信号ｍを ｏｆｆ出力する。

【００１５】 駆動指令部５は、前述のプログラム解析部４より入力した動作指令に応じて、 単位時間毎に、各軸の目標位置を演算し、サーボ制御部６に送出する。

【００１６】 サーボ制御部６は、フィードバック入力部６−ａと出力部６−ｂをシミュレー ション部７に接続し、前述の駆動指令部５より入力した目標位置に位置決めが行 えるようにサーボ演算し、前述のロボットの駆動モータの電圧に相当する数値ｖ をシミュレーション部７に送出する。

【００１７】 シミュレーション部７は、前述のモータ電圧相当値ｖを用いてロボットの移動 量をシミュレーション演算し、演算結果の予想移動量ｐを衝突検出部８とサーボ 制御部６に出力する。

【００１８】 衝突検出部８は、前述のシミュレーション部７より入力したロボットの予想移 動量ｐからロボットの位置座標を求め、さらに、前述のプログラム解析部４から 入力した把持状態信号ｍがｏｎであれば、物品形状記憶部より物品の形状データ を読みだし、物品が占める位置座標を求める。次に、衝突検出部８は、前述の環 境記憶部３より障害物の位置座標を読みだし、ロボットの位置座標と物品の位置 座標が、前述の障害物の位置座標が示すエリア内に入るかどうかを調べる。

【００１９】 もし、エリア内に入るならば、ロボットまたは物品と障害物が衝突すると判断 し、前述のプログラム解析部４に現在のプログラム行数を問い合わせる信号ｑを 送出する。

【００２０】 プログラム解析部４は、プログラム行数問い合わせ信号ｑを受けると、プログ ラム行数ｎを衝突検出部８に送出し、プログラム解析処理を停止する。

【００２１】 衝突検出部８は、プログラム行数ｎを受け取ると、マン・マシーンインタフェ ース部１にプログラム行数ｎを送出し、処理を中断する。

【００２２】 マン・マシーンインタフェース部１は、入力されたプログラム行数ｎでロボッ トまたは物品と障害物が衝突することをオペレータに知らせる。

【００２３】

【考案の効果】

本考案のロボット制御装置は、ロボットを実際に駆動する前に、物品の把持状 態をも加味したシミュレーションにより障害物との衝突をチェックできるため、 ロボット本体またはロボットが把持している物品と障害物との衝突による破損を 事前に防止できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例を示すブロック図である。

【図２】従来の実施例を示すブロック図である。

【符号の説明】

１ マン・マシーンインタフェース部 ２ プログラム記憶部 ３ 環境記憶部 ４ プログラム解析部 ５ 駆動指令部 ６ サーボ制御部 ７ シミュレーション部 ８ 衝突検出部 ９ メニュー部 １０ 物品形状記憶部

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ロボット制御装置において、プログラム
   入力モードにてマン・マシーンインタフェースから入力
   されるプログラムを記憶するプログラム記憶部と、環境
   入力モードにて前記マン・マシーンインタフェースから
   入力される障害物の位置と前記ロボットの駆動モデルを
   記憶する環境記憶部と、物品形状入力モードにて前記マ
   ン・マシーンインタフェースから入力されるロボットが
   把持する物品の形状データを記憶する物品形状記憶部
   と、ロボット駆動モード又はシミュレーションモードに
   て前記プログラム記憶部のプログラムを読み出し解析し
   ロボット駆動命令であればロボット駆動指示を出力し物
   品把持命令であれば把持状態信号を出力するプログラム
   解析部と、前記ロボット駆動指示を受け前記ロボットの
   動作目標位置を演算しサーボ制御情報を出力する駆動指
   令部と、前記サーボ制御情報に基き前記ロボット駆動モ
   ードであれば前記ロボットの駆動モータの電圧を制御し
   前記シミュレーションモードであれば前記電圧相当値情
   報を出力するサーボ制御部と、前記シミュレーションモ
   ードにて前記電圧相当値情報を受けて前記ロボットの移
   動量をシミュレーションし予想移動量を出力するシミュ
   レーション部と、前記シミュレーションモードにて前記
   予想移動量から前記ロボットの位置座標を求め前記把持
   状態信号が出力されていれば前記物品形状記憶部におけ
   る物品の形状データから物品の位置座標を求め求められ
   た前記ロボットの位置座標と前記物品の位置座標と前記
   環境記憶部に記憶された前記障害物の位置座標とを比較
   し前記ロボット又は前記物品と前記障害物との衝突を検
   証し前記衝突があれば前記プログラム解析部におけるプ
   ログラム行数を読み出し前記マン・マシーンインタフェ
   ースを介して前記プログラム行数を表示する衝突検証部
   とから構成されることを特徴とするロボット制御装置。