JPH0549437B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、関節ロボツトでありながら関節系
の操作手段のほかに直角座標系の操作手段も具備
し、あたかも直角座標系のロボツトのように動作
する関節ロボツトの改良に関するものである。

（従来の技術） 産業用ロボツトの加工対象となるワークは、溶
接やシーム加工の場合その加工線が直角方向に延
長されているものが多いため、ロボツトはこの加
工線に沿つて連続的に作業を行うことになる。そ
こで、関節ロボツトの用途が広まり、こうした作
業にも使用されるようになると、関節ロボツトで
あつても直角座標系のロボツトのように動作する
ことが求められ、エンドエフエクタなどの被制御
体を直角座標の軸方向へ移動させるように操作で
きたり、直角座標系で位置、姿勢データを取込
み、加工線に沿つて移動させるための補間をしや
すくできれば好都合である。このため、関節ロボ
ツトでありながら、操作盤に関節系の操作スイツ
チだけでなくＸ，Ｙ，Ｚ，φ，θといつた直角座
標系の操作スイツチとこれらの操作スイツチに対
する切換スイツチを設け、制御装置は、直角座標
系でも情報を取込め、両座標系間で座標変換を行
う手段を具備したものが多い。

一例として第１図のような関節型の溶接ロボツ
トでは、回転体５に回動自在に設けられた第１腕
１１、第１腕１１に回動自在に設けられた第２腕
１７、第２腕１７に回動自在に設けられた第２軸
２１、第２軸２１に回動自在に設けられた第３軸
２３があつて最先端の第３軸の先端に被制御体と
しての溶接トーチ２７が設けられており、各腕ま
たは軸の回動角（関節角と同義）α１，α２，α
３，α４，α５を制御することによつて溶接トー
チを所望の位置へ移動させて溶接を行わせるので
あるが、操作盤には関節系と直角座標系の操作を
するスイツチ類が設けられており、制御装置には
直角座標系で与えた操作量を関節系の操作量に変
換するための座標変換手段が内蔵されている。

ところで、こうしたロボツトでは直角座標系で
被制御体の位置、姿勢データを与えた場合、この
位置、姿勢を与えるための関節角の値が一義的に
決められないという問題がある。つまり、第１図
のロボツトを模式的に示した第２図Ｂで説明する
と、溶接トーチ２７の図示の位置、姿勢に対して
第１腕１１と第２腕１７の折曲がり状態は（以
下、第１状態という）、（以下、第２状態とい
う）の２様にとれるので、これらの腕の位置、姿
勢を規定する関節角もまたα２，α３（第１状
態）とα２′，α３′（第２状態）の２様にとれ
る。これでは各腕の位置、姿勢をどちらに決めれ
ばよいのか迷うので、これまでの関節ロボツトで
はいずれか一方しかとれないように制限を加え
て、このあいまいさを解消してきた。このため、
こうしたロボツトでは、それらの腕の移動径路中
に物体があり、第１状態では障害になるが、第２
状態なら障害にならないような場合でも、これら
状態の反転ができないので、障害が生じたときは
ワークを取外して向きをかえて取付け、再び作業
をするといつた面倒なことをしていた。例えば、
第２図Ｂにおいて図示のような位置に障害物２８
がある場合、溶接トーチ２７を矢印方向へ移動さ
せると、腕１１と１７の折曲がり状態がであれ
ば第２腕１７が障害物２８とぶつかる。しかし、
の状態へ反転できないので、ワークを取外して
ぶつかりを避けていた。

つまり、あいまいさを解消して制御しやすくし
た反面、融通性を殺して動作範囲を狭くしてい
た。そこで、前述２様の状態間での反転を可能に
することによつて動作範囲を広くすることが試み
られ、特開昭57−27689号公報や特願昭56−54780
号出願（特開昭57−173484号公報）で提案されて
いる。ところで、こうした状態の反転は、一例と
して前述第２図Ｂの例によれば、図のの状態か
ら第２図Ｅの状態に移し、更に第２図Ｆの状態、
第２図Ｇの状態を順次経て、第２図の状態へ移
行させて行うのであるが、反転の行われる第２図
Ｅ〜Ｇの範囲では直角座標系で操作すると腕が振
り回されて危険なので、この範囲をクリテイカル
ゾーンと称して関節系で操作している。

しかしながら、こうしたクリテイカルゾーンは
もつぱら操作者がロボツトの腕や軸の状態を視認
し、経験から来る感覚でその都度、判断して設定
していたので、操作者の熟練度に負うところが多
く、関節ロボツトの操作の難しさの一要因になつ
ていた。

（解決しようとする課題） この発明は、こうした事情に注目して行われた
ものであり、前述のような関節ロボツトにおける
クリテイカルゾーンをロボツトみずから識別し、
表示することによつて腕の反転時の操作を容易に
した関節ロボツトを提供するものある。

（課題を解決するための手段） この発明は、被制御体の一つの位置、一つの姿
勢または一つの位置姿勢に対して、被制御体を順
次支持する腕または軸のうち、隣合う腕または軸
の折曲がり状態を２様にとることのできる関節機
構、関節機構を駆動する駆動手段、駆動手段に駆
動指令を与える駆動指令手段、関節系による操作
入力手段、直角座標系による操作入力手段、これ
ら入力の切換手段、入力された情報を取込む記憶
手段を具備した関節ロボツトに対して、各関節
角、各腕または軸の要部の長さを変数とする関数
演算を行い、腕または軸が２様の折曲がり状態の
うち一方の状態から他の一方の状態へ移行する間
のクリテイカルゾーン内にあることを識別するク
リテイカルゾーン識別手段、この手段の出力によ
り腕または軸がクリテイカルゾーン内にあること
を表示する表示手段を具備させたものである。

前述腕または軸の折曲がり状態には、従来技術
の説明において説明した第２図Ｂの様に腕同士の
場合だけでなく、第２図Ｃや第２図Ｄのような場
合もある。

第２図Ｃは第２軸２１と第３軸２３についての
場合であり、これらの軸の２様の状態に対して溶
接トーチ２７は姿勢体が同一である。また、第２
図Ｄは回転体５と第１軸１１についての場合であ
り、これらの軸の２様の状態に対して溶接トーチ
２７の位置が同一である。

腕または軸がクリテイカルゾーン内にあること
を識別するための、関節角や腕または軸の要部の
長さを変数とする関数については、変数、式とも
それぞれの腕または軸の結合状態に応じて固有の
ものとなり、こうした関数演算によつて腕または
軸がクリテイカルゾーン内にあることを識別する
ので、クリテイカルゾーンの識別は操作者による
腕や軸の視認にたよるときのようなバラツキがな
くなり、安定なものになるだけでなく、表示手段
に表示することもできるので、操作者は容易にク
リテイカルゾーンを識別し、操作入力手段の切換
えを適切に行える。

（実施例） 以下、この発明を第１図に示したのと同様の多
関節ロボツトであり、溶接トーチ２７（被制御
体）が同一位置または同一姿勢に制御されている
とき少なくとも二つの関節角が二様に取り得るよ
うにした溶接ロボツトに実施した実施例について
説明する。

第１図において、固定部材１がたとえば地面に
固定され、その固定部材１には、高さの比較的低
い円筒形ベース３がり取付けられる。この円筒形
ベース３の上端には、比較的高さの高い円筒形回
転体４が回転軸（図示せず）によつて回転自在に
設けられる。この円筒形回転体４の中空部には、
図示しないが、垂直回転軸が設けられ、この円筒
形回転体４の上方にはそれと一体的に回転するよ
うに支持された回転体５が設けられる。この円筒
形回転体４かつしたがつて回転体５は、図示しな
いが、後述のモータによつて関節角α１について
回動駆動される。回転体５は、その上面からほぼ
垂直にかつ平行に延びる支持部材７を有する。こ
の支持部材７には、水平方向の軸９によつて、回
動腕１１が、関節角α２について回動自在に支持
される。なお、この回動腕１１は、図示しない
が、後述のモータによつて回動駆動される。ま
た、回動腕１１に関連して、この回動腕の回動の
状態に対してバランスをとるためのバランス機構
１３が設けられる。このバランス機構１３は、図
示しないが、たとえば引つぱりばねなどを含み、
円筒形回転体４と一体に回転するように構成され
ている。

回動腕１１の先端には、軸９に平行な軸１５に
よつて、回動腕１７が、この腕１１に対してすな
わち関節角α３について回動自在に支持される。
そして、この回動腕１７は、図示しないが、後述
のモータによつて回動駆動される。回動腕１７の
一方の自由端には軸９に平行な軸１９によつて、
回動軸２１が、この回動腕１７に対してすなわち
関節角α４について回動自在に支持される。この
回動軸２１は、図示しないが、後述のモータによ
つて、軸１９周りに回動駆動される。回動軸２１
には、トーチ取付具２５を支持する回転軸２３
が、回動軸２１に対して同軸に回動自在に支持さ
れる。この回転軸２３は、図示しないが、後述の
モータによつて、回動軸２１に対してすなわち関
節角α５について回動駆動される。トーチ取付具
２５には、溶接トーチ２７が取り付けられる。こ
のようにして、この自動溶接装置は、回転体５、
回動腕１１、回動腕１７、回動軸２１および回転
軸２３のそれぞれの関節角α１，α２，α３，α
４およびα５を制御することによつて、溶接トー
チ２７の姿勢およびその先端すなわち溶接点Ｐの
位置を制御する。

なお、直角座標系XYZはロボツトＲの絶対系
座標であり、そのＺ軸は、回転体４および５の図
示しない回転軸と一致して設けられる。Ｙ軸は、
水平方向の軸９を含む水平面内において、関節角
α１の回動中心線と直交して設けられる。Ｘ軸
は、水平方向の軸９を含む水平面内において、関
節角α１の回動中心線と一致して設けられる。ま
た、トーチ２７の配向角および姿勢角θが図示
の通り定められる。

また、このロボツトＲは多関節ロボツトである
ので関節制御系は多関節系（α系）に限定され
る。

第３図はこの発明の一実施例を示す概略ブロツ
ク図である。この実施例では、操作パネル１００
が設けられる。操作パネル１００には、自動溶接
装置などの動作モードで動かすかを指示するモー
ド切換スイツチ１０１が設けられる。このモード
切換スイツチ１０１は、マニユアルモード(M)、テ
ストモード(T)およびオートモード(A)のいずれかの
モードを選択的に切換えて設定できる。操作パネ
ル１００には、さらに、押ボタンスイツチ１０３
が設けられる。押ボタンスイツチ１０３は、オー
トモードのスタート指令を与えると共に、テイー
チングモードにおけるテイーチング指令を与える
ために操作される。第２のモード切換スイツチ１
０５は、直線補間動作(L)，円弧補間動作(C)もしく
はウイービング動作(W)のいずれかを選択的に設定
するためのものである。さらに、速度設定器１１
１が設けられる。この速度設定器１１１は、溶接
トーチ２７かつしたがつて溶接点Ｐの移動すべき
速度を指令するためのものである。１１３は表示
ランプであり、関節角がクリテイカルゾーンCZ
にはいつたことを表示する。操作パネル１００に
は、２つのグループのマニユアルスイツチ１１
９，１２１，１２３，１２５および１２７ならび
に１２９，１３１，１３３，１３５および１３７
が設けられる。スイツチ１１９ないし１２７は、
溶接装置を直角座標系すなわちXYZ系で位置制
御するために操作される。一方スイツチ１２９な
いし１３７は、多関節系すなわちα系で位置制御
するめに操作される。換言すれば、各関節角α１
ないしα５を直接に制御するために用いられる。
そのために、この操作パネル１００にはスイツチ
１１９ないし１２７のグループかまたはスイツチ
１２９ないし１３７のグループのいずれを有効に
するかを選択する、系切換スイツチ１１７が設け
られる。したがつて、この系切換スイツチ１１７
を左方（第３図において）に切換えれば、マニユ
アルスイツチ１１９ないし１２７のグループが有
効化され、スイツチ１１７を右方に切換えること
によつてマニユアルスイツチ１２９ないし１３７
のグループが有効化される。

これらマニユアルスイツチ１１９ないし１２７
および１２９ないし１３７は、それぞれ３つの位
置をとることができ、この第３図において実線で
示す位置がニユートラル位置である。そして、ス
イツチ１１９，１２１，１２３は、それぞれＸ
軸、Ｙ軸およびＺ軸を制御するために用いられ、
その直角座標の原点から遠ざかる方向がアツプ方
向(U)として、その原点に近づく方向がダウン方向
(D)として、規定されている。また、スイツチ１２
５は溶接トーチ２７の配向角φを制御するために
用いられ、スイツチ１２７は溶接トーチ２７の姿
勢角θを制御するために用いられる。そして、こ
れらスイツチ１２５，１２７は、溶接トーチに関
連する角度φおよびθを、それぞれ、時計方向(C)
または反時計方向（CC）に制御することができ
る。同様に、多関節系すなわちα系のマニユアル
スイツチ１２９ないし１３７も、各腕ないし軸の
回動角α１ないしα５を、それぞれ、時計方向(C)
または反時計方向（CC）に制御することができ
る。以上、操作手段について説明したが、テイー
チング手段は少なくとも以上のような操作手段と
後述のCPU３１により構成されている。これら
各コンポーネントを含む操作パネル１００とデー
タバス５５との間で、インターフエース（図示せ
ず）を介してデータのやりとりが行なわれる。

このデータバス５５には、さらに、CPU３１
と、メモリ３３とが連結される。メモリ３３に
は、CPU３１のシステムプログラムを記憶して
おくためのROMや、CPU３１における演算その
他の処理に必要な記憶領域やフラグ領域を有する
ほかユーザプログラムを記憶するRAMが含まれ
る。データバス５５には、複数の（この実施例で
は５つの回動角α１ないしα５に対応して５つ
の）駆動回路３５１，３５２，３５３，３５４お
よび３５５と、複数の（この実施例では５つの）
インクリメンタルエンコーダ５３１，５３２，５
３３，５３４および５３５が、それぞれ連結され
る。この第３図においては、駆動回路３５１が、
他を代表してより詳細に描かれている。ここで、
この駆動回路３５１の構成について説明するが、
残りの駆動回路３５２ないし３５５についても、
同様の構成をとり得ることを予め指摘しておく。

駆動回路３５１には、CPU３１からの指令位
置情報がロードされる指令位置バツフア３７と、
対応のインクリメンタルエンコーダ５３１からの
パルス信号をカウントするためのフイードバツク
カウンタ３９が設けられる。指令位置バツフア３
７の内容が被減数として、またフイードバツクカ
ウンタ３９の内容が減数として、減算器４１の２
つの入力として与えられる。減算器４１の出力は
Ｄ／Ａ変換器４３に与えられる。したがつて、こ
のＤ／Ａ変換器４３からは、指令位置と現在位置
との差に応じた電圧信号が導出されることにな
る。Ｄ／Ａ変換器４３の出力は、サーボアンプ４
５，コマンドリミツタ４７を介して、サーボモー
タ４９の駆動信号として与えられる。なお、コマ
ンドリミツタ４７の出力は、さらに、Null信号
検知回路５１に与えられる。このNull信号は、
サーボ系によつて位置制御されてときにサーボア
ンプ４５から得られる零信号であり、目標位置の
ごく近い領域すなわちモータ４９がほとんど停止
するタイミングが導出される。したがつて、この
Null信号検知回路５１の出力は、サーボモータ
４９によつて制御される被制御体が、指令位置バ
ツフア３７にロードされた指令位置に達したこと
を示す信号として、データバス５５を介して
CPU３１に与えられる。以上、関節角制御手段
は少なくともCPU３１より構成されている。

以上のような構成において、以下に、第４図な
いし第７図に示すフローダイヤグラムと第８図な
いし第１４図に示す模式図を参照して、第３図か
つしたがつて第１図の実施例の操作ないし動作に
ついて説明する。

最初に、テイーチングのためのマニユアルモー
ドについて説明する。CPU３１は、その内部に
設けられたクロツクソースからのクロツクを受け
るタイマを有し、そのタイマはクロツクに応じて
或る一定時間ごとに出力を発生する。そして、
CPU３１では、そのタイマの出力があれば、そ
れによつてインタラプトがかかる（ステツプＳ１
０１）。最初のステツプＳ１０３では、操作パネ
ル１００の各軸のマニユアルスイツチ１１９，１
２１，１２３，１２５および１２７さらに１２
９，１３１，１３３，１３５および１３７が、す
べて、ニユートラル位置に保たれているかどうか
を判断する。換言すれば、このステツプＳ１０３
では、これらマニユアルスイツチ１１９ないし１
３７のいずれかが操作されているかどうかを検出
する。続くステツプＳ１０５では、系切換スイツ
チ１１７（第３図）がα系に切換えられているか
否かを判断する。すなわち、この発明では、関節
角が一方に折れ曲がつた第１状態と他方に折れ曲
がつた第２状態とをとりうるように、多関節ロボ
ツトが構成されているが、第１状態または第２状
態のみをとる場合すなわち状態の反転がない場合
には、系切換えスイツチ１１７はXYZ系に切換
えておく。なぜなら、一般にワークピース（図示
せず）の溶接線が相互に直角方向に延長されてい
る場合が多いので、直角座標系で指令した方がオ
ペレータにとつてもトーチ２７（第１図）をこの
溶接線に沿つて移動させやすく、また補間演算等
を行ないやすいからである。逆に、関節角が第１
状態（または第２状態）から第２状態（または第
１状態）への変更がある場合すなわち状態が反転
する場合には、系切換えスイツチ１１７をα系に
切換える。このようにして、関節角の２様のマニ
ユアル操作かつしたがつてテイーチングが行なえ
るようにしている。

したがつて、このステツプＳ１０５において系
切換えスイツチ１１７がXYZ系に切換えられて
いると判断した場合、続くステツプＳ１０７にお
いて、XYZ系で操作されたスイツチの操作方向
に対応して位置または姿勢情報を増減する。すな
わち、このステツプＳ１０７においては、操作パ
ネル１００からの信号に基づいて、操作されたマ
ニユアルスイツチ１１９，１２１，１２３，１２
５または１２７の操作方向（ＵもしくはＤ，Ｃも
しくはCC）と速度決定器１１１で設定された速
度とに基づいて、上述のタイマ時間に対応した位
置または姿勢情報（基本量）を増減する。そし
て、このようにXYZ系で情報を与えた場合には、
続くステツプＳ１０９において、XYZ系からα
系への座標変換を行う。このような座標変換は、
後述のステツプＳ１１５におけるような座標変換
とともに、あとで詳細に説明する。このステツプ
Ｓ１０９における座標変換に際しては、角α１と
α２、角α２とα３および角α４とα５について
前述第１状態にあるか、第２状態にあるかについ
てそれぞれフラツグYFLG１，YFLG２および
YFLG３（詳細は後述する）の符号が考慮され
る。

なお、この実施例のロボツトＲではα１は240゜
の制御可能範囲を有するが0゜すなわち腕１１がＸ
軸の正方向と平行である状態を境としてCC方向
に回転するときを一とし、Ｃ方向に回転するとき
を＋とする。α２はたとえば120゜の制御可能範囲
を有するか、たとえば0゜（すなわち腕１１が垂直
状態）を境にして一方（Ｄ方向）に折れ曲つた状
態を−とし、他方（Ｕ方向）に折れ曲つた状態を
＋とする。またα３はたとえば270゜の制御可能範
囲を有するが、たとえば180゜（すなわち腕１１と
１７とが直線状態）を境にして一方（Ｄ方向）に
折れまがつた状態を−とし、他方（Ｕ方向）に折
れまがつた状態を＋とする。同様に、α５は360゜
の可動範囲を有し、CC方向に回転するとき−と
し、Ｃ方向に回転するとき＋とする。

このようにして、系切換えスイツチ１１７が
XYZ系に切換えられている場合には、ステツプ
Ｓ１０７で与えられるXYZ系の位置または姿勢
情報を前述のフラツグYFLG１，YFLG２，
YFLG３の符号を考慮してステツプＳ１０９（座
標変換手段）によりα系の情報に変換して指令値
とする。次に、ステツプＳ１１０においては、前
述ステツプＳ１０７で与えられたXYZ系の情報
ないしはステツプＳ１０９の座標変換によつて得
られたα系の情報によつて関節角α１とα２，α
２とα３およびα４とα５に関して腕または軸の
状態がクリテイカルゾーンにあるかどうかが識別
され、クリテイカルゾーンにあれば表示ランプ１
１３が点燈する。ステツプＳ１１０におけるクリ
テイカルゾーンの識別については、ステツプＳ１
０９の座標変換と合わせて後で詳述する。

そして、ステツプＳ１１０で表示ランプ１１３
が点燈していない限り、ステツプＳ１０９で得ら
れたα系の情報は、続くステツプＳ１１１で角度
補間手段により等分割されて出力し、それぞれの
関節角を駆動制御する。

また、ステツプＳ１１０で表示ランプ１１３が
点燈している場合は、前述のように腕または軸の
状態がクリテイカルゾーンにあることを示してい
るので、すべての操作スイツチをニユートラルへ
もどし、系切換スイツチをα系に切り換えてスイ
ツチ１２９〜１３７を有効化する。これらの操作
結果がステツプＳ１０３およびＳ１０５で確認さ
れるとステツプＳ１１３に移る。また、最初から
α系で操作する場合に、おいても、前述ステツプ
Ｓ１０３およびＳ１０５による判断ののち、ステ
ツプＳ１１３に移る。ステツプＳ１１３ではα系
で、操作されたスイツチ１２９，１３１，１３
３，１３５または１３７の操作方向と速度設定器
１１１で設定された速度とに基づいて、上述のタ
イマ時間に対応した指令値を増減する。このよう
に、α系で指令値を与えた場合には、後述の補間
演算のために、続くステツプＳ１１５において、
α系からXYZ系への座標変換を行うと共に関節
角の状態の識別を行う。この座標変換および識別
についても後述する。そして、ステツプＳ１１３
で与えられたα系の指令値に応じて出力し、駆動
する（ステツプＳ１１１）。このように、α系で
駆動する場合には、CPU３１は、そのようなα
１ないしα５の位置情報を、それぞれ対応の駆動
回路３５１ないし３５５に与える。そして、各駆
動回路３５１ないし３５５はCPU３１からの指
令に基づいて、第１図に示す各関節角α１ないし
α５を制御する。

テイーチングする場合には、操作パネル１００
のスタートボタン１０３を押す。すなわち、モー
ド選択スイツチ１０１をマニユアルモード(M)にし
てスタートボタン１０３を押すことによつて、
CPU３１にテイーチングのインタラプトがかか
る。CPU３１では、そのようなインタラプトが
かかると、そのときの位置情報ならびにフラグ
YFLG１，YFLG２およびYFLG３の内容を、メ
モリ３３の所定の記憶エリアに記憶させる。すな
わち、テイーチングに際してステツプＳ１１７に
おいて、先のステツプＳ１０７，Ｓ１１５（第４
図）におけるXYZ系の座標位置を記憶する。こ
のように、テイーチングに際しては、XYZ系で
記憶させる。これは、前述のように補間演算に都
合がよいからである。そして、ステツプＳ１１９
において、先のステツプＳ１１９またはＳ１１５
（第４図）におけるフラグYFLG１，YFLG２お
よびYFLG３の内容を記憶する。YFLG１，
YFLG２およびYFLG３の内容については後述の
座標変換で詳細に示すとおりである。

つぎに、第６図を参照して、この実施例のオー
トモードの動作について説明する。オートモード
の場合には、操作パネル１００におけるモード選
択スイツチ１０１をオートモード(A)に設定する。
そして、スタートボタン１０３を押す。応じて、
CPU３１は、ステツプＳ１２１において、メモ
リ３３の適宜の記憶位置に形成されるステツプカ
ウンタ（図示せず）をリセツトし、ステツプＳ１
２３においてそのステツプカウンタをインクリメ
ントする。そして、ステツプＳ１２５において、
CPU３１は、メモリ３３から、先にテイーチン
グされている各ステツプの指令情報のうち、ステ
ツプＳ１２３でインクリメントされたステツプＭ
の指令情報を読み出してロードする。続くステツ
プＳ１２７において、そのロードされたステツプ
Ｍの指令情報に直線補間指令が含まれるか否かを
チエツクする。これは、指令位置情報とともに直
線補間を表す識別情報が、ロードされたか否かに
よつて判断することができる。

直線補間であれば、続くステツプＳ１２９にお
いて目標位置をステツプＭの指令位置としたの
ち、ステツプＳ１３１において直線補間を行う。

ここで、第７図を参照して直線補間のサブルー
チンについて説明する。直線補間のサブルーチン
では、最初のステツプＳ１５１において、現在位
置と目標位置をXYZ系で、内分計算する。すな
わち、内分ΔS＝指令速度Ｖ×時間ｔ（例えば0.2
秒）とし、そのΔSごとに直線補間点を計算する。
続くステツプＳ１５３において、そのような内分
計算が終了したか否かを判断する。そうでなけれ
ば、ステツプＳ１５５において、先のステツプＳ
１０９（第４図）のように、XYZ系からα系へ
の座標変換を、フラグYFLG１，YFLG２および
YFLG３を考慮して行う。続くステツプＳ１５７
においては、α系の補間演算を行う。すなわち、
ステツプＳ１５１において、たとえば0.2秒ごと
に直線補間点を計算して内分ΔSを求めるが、こ
のΔSの間はさらに平滑に結ぶために、その間を
α系で補間する。すなわち、ΔSをへだてた２点
間をα１ないしα５までの各軸について等分に補
間する。これによつて、いつそう滑らかな制御を
可能にする。続くステツプＳ１５９においては、
ステツプＳ１５７におけるα系による内分が終了
したか不かを判断する。そうであれば先のステツ
プＳ１５１に戻り、そうでなければ続くステツプ
Ｓ１６１によつてα系で出力駆動する。なお、先
のステツプＳ１５３において、内分終了を判断し
たときには、現在位置情報を目標位置情報で更新
してメインルーチンに戻る（ステツプＳ１６３）。

第６図においてステツプＳ１２７で、直線補間
でないと判断したとき、続くステツプＳ１３３に
おいて、一連の円弧補間指令情報のうち初めての
円弧補間指令か否かすなわち指令点Cnでｎ＝１
かどうかを判断する。ｎ＝１であればそれまでは
直線補間であるべきであり、先のステツプＳ１２
９に移る。また、３個所以上円弧補間情報が連続
していれば、続くステツプＳ１３５において、円
弧補間点を計算する。ただし、２点目（たとえば
第１４図のC₂）の円弧補間の場合は、次の円弧
補間点（たとえば第１４図のC₄）を最初の円弧
補間点として計算する。そして、その計算された
補間点位置を目標位置として設定する（ステツプ
Ｓ１３７）。さらに、この実施例では、ステツプ
Ｓ１３９において、さらにその間の直線補間を行
う。それは次のような理由による。ステツプＳ１
３５においては、たとえば５mmピツチとなるよう
に円弧補間点を計算するが、この計算された補間
点間をさらに直線補間をして、一層滑らかな制御
を可能にするためである。円弧補間のための演算
は、直線補間に比べてより多い演算処理時間を必
要とするが、このような演算時間を節約してより
安価なマイクロコンピユータを利用可能にするた
めに、この実施例では、円弧補間点は比較的粗
く、その補間点間はさらに細かく直線補間ルーチ
ン（第７図）によつて補間し、結果的に安価なコ
ンピユータを用いても細かい精度の良い制御を可
能にする。直線補間が終了すると、記憶ステツプ
Ｓ１４１において、円弧補間のための指令位置
C_oに到達したか否かを判断する。そうであれば、
先のステツプＳ１２３に戻りステツプカウンタ
（図示せず）をインクリメントする。そうでなけ
ればステツプＳ１３５に戻る。

なお、上述の直線補間の場合も円弧補間の場合
にも、トーチ２７（第１図）の角度φおよびθに
ついては、それぞれ独立に等分補間を行うものと
する。

ここで、第８図ないし第１０図を参照して、第
４図のステツプ１１５で演算されるα系から
XYZ系への座標変換およびフラツグ判定につい
て、説明する。この実施例では、CPU３１とし
て、たとえばマイクロコンピユータを用いるわけ
であるが、最近のマイクロコンピユータは性能が
向上し、高速演算が可能になつてきた。そこで、
この実施例では、従来近似計算で処理していたも
のを、正規の計算を行ない精度良く処理するよう
にしている。

第８図は第１図の多関節ロボツトＲを側面から
見た模式図である。第９図は同じ多関節ロボツト
Ｒの上面から見た模式図であり、同図Ａは第８図
の状態を上面から見た図であり、同図Ｂは同図Ａ
において回動角α１を与えたときの原点付近の詳
細図である。また第１０図は、第１図の多関節ロ
ボツトＲの回転軸２３、トーチ取付金具２５およ
びトーチ２７の寸法についての模式図である。

第８図〜第１０図において、角α１〜角α５は
それぞれ第１図における角α１〜α５に対応する
ものであり、角α１は回転体５の回転角度を示
し、α２は回動腕１１の回動角度を示し、α３は
回動腕１７の回動角度を示す。また、角α４は、
垂直軸に対する軸２１の回動角度を示し、角α４
Ｅは、回動腕１７に対する軸２１の回動角度を示
す。角α５は、軸２３の回動角度を示す。角α６
は一定である。

また、α１は固定部材１の下端から軸９までの
長さ成分を示し、α２は軸９から軸１５までの長
さを示し、α３は軸１５から軸１９までの長さ成
分を示し、α４は軸１９から溶接トーチ２７の延
長線と軸２１の延長線との交わる点Ｂまでの長さ
成分を示す。α５〜α８は回動軸２３、トーチ取
付金具２５およびトーチ２７についての寸法を示
す。

また、点Ｐは溶接トーチ２７の先端すなわち溶
接点であり、点Ｂは溶接トーチ２７の延長線と軸
２１の延長線の交点である。点Ｑは第１図の回動
腕１１，１７および２１と平行で点Ｂを含む平面
と第１図の軸１９との交点である。点Ｆは、同じ
く回動腕１１，１７および回動軸２１と平行で点
Ｂを含む平面と第１図の軸１５との交点であり、
点Ｇは、同じく回動腕１１，１７および回転軸２
１と平行で点Ｂを含む平面と第１図における軸９
との交点である。そして点Ｂ，Ｑ，ＦおよびＧ
は、同一平面上にあり、この平面をロボツトが存
在する面RSとする。

更に、直角座標XYZも、第１図の座標XYZと
同じであり、これを絶対系とする。直角座標
XYZのＺ軸は、関節角α１の図示しない回動中
心と一致して設けられる。Ｏは直角座標XYZの
原点である。直角座標X′Y′Z′はロボツト系の座
標であり、原点はロボツト上の点Ｇに設けられ
る。ｅ１およびｅ５は、それぞれ直角座標XYZ
の原点から直角座標X′Y′Z′の原点Ｇがずれてい
る寸法を示す。

また、直角座標αβγはトーチ系の座標であり、
点Ｂを原点としている。

ここで、直角座標系は、各併進軸成分および角
度成分すなわち（Ｘ，Ｙ，Ｚ，φ，θ）で表わさ
れ、角度系座標は、角度成分（α１，α２，α
３，α４，α５）で表わされる。

第８図において各角α１〜α５が与えられたと
き、第９図および第１０図の関係から、点Ｐにつ
いてのＸ軸成分Px，Ｙ軸成分Py，Ｚ軸成分Pzは
次のとおりになる。ただし、以下「sinαi」は
「si」、「cosαi」は「ci」と表わす。

Px＝c₁｛a₂s₂＋a₃s₂₊₃＋（a₄−a₇）s₄ −e₄c₄c₅＋e₅｝＋s₁（e₄s₅−e₁） Py＝S₁｛a₂s₂＋a₃s₂₊₃＋（a₄−a₇）s₄ −e₄c₄c₅＋e₅｝−c₁（e₄s₅−e₁） Pz＝a₁＋a₂c₂＋a₃c₂＋３＋（a₄−a₇）c₄＋e₄s₄c₅ また、トーチ２７の配向角φおよび姿勢角θ
は、各軸への方向余弧をtx，ty，tzとすると次の
とおりになる。

θ＝tan^-1（txy／−tz） ＝tan^-1（ty／tx） ただし、 tx＝c₁（c₄c₅s₆＋s₄c₆）−s₁s₅s₆ ty＝s₁（c₄c₅s₆＋s₄c₆）＋c₁s₅s₆ tz＝c₄c₆−s₄c₅s₆ txγ＝（t² _x＋t_y ²）１／２ である。

すなわち、第４図のステツプＳ１１５における
α系からXYZ系への座標変換においては、以上
のとおりの演算が行われ、Ｐ点について直角座標
XYZ系の位置情報が求められる。

なお、ロボツトＲがα系で動作するよう系切換
スイツチ１１７が切り換えられているときは、上
述のとおり、例えばステツプＳ１１５において、
α系からXYZ系への座標変換が行われているわ
けではあるが、このようにしてα系で動作してい
るときにおいて、それぞれ角α１とα２、角α２
とα３および角α４とα５について、第１状態に
あるか第２状態にあるかの判別は次の通りフラツ
グによつて行われる。

まず、角α１とα２について第１状態にある
か、第２状態にあるかを判定するめのフラツグ
YFLG１の内容は次式の符号によつて決まる。

YFLG1＝e₅＋a₂s₂＋a₃s₂₊₃＋a₄S₄ 第１状態 YFLG1≧０ 第２状態 YFLG1＜０ 次に角α２とα３について第１状態にあるか第
２状態にあるかを判定するフラツグYFLG２の状
態は次式の符号によつて次のように決まる。

YFLG2＝α3 第１状態 YFLG2≧０ 第２状態 YFLG2＜０ 更に、角α４とα５について第１状態にあるか
第２状態にあるかを判定するフラツグYFLG３の
状態は、次式の符号によつて次のように決まる。

YFLG3＝π／２−｜α5｜ 第１状態 YFLG3≧０ 第２状態 YFLG3＜０ 次に、第４図のステツプＳ１０９および第７図
のステツプＳ１５５におけるXYZ系からα系へ
の座標変換（フラツグYFLG１，YFLG２，
YFLG３の符号を考慮）ならびにステツプＳ１１
０におけるクリテイカルゾーンの識別について更
に第１１図ないし第１３図を加えて説明する。

テイーチング時や補間制御時などの目標位置が
Ｐ点の直角座標XYZ系の各併進軸成分（Px、
Py、Pz）および角度成分（θ、）として与え
られると、これらをα系すなわち、各回動軸の駆
動量に変換する計算が必要になる。

Ｂ点の直角座標XYZ系の各併進成分は、前述
同様Bx、By、Bzとする。

また、以下について配向角および姿勢角θの
cosおよびsimについては次のとおり表示する。

_c＝cos _s＝sin θ_c＝cosθ θ_s＝sinθ まず、角α１を求める演算について第１１図を
参照して説明する。

第１１図は、多関節ロボツトＲを上面から見た
模式図である。第１１図においてα１，e₁，ｅ
５，Ｂ，ＧおよびRSの記号は、第９図と同様に
取られており同様の意味を持つ。ただし、点Ｆ，
Ｑ，Ｐは省略してある。線OG′はXYZ座標の原
点Ｏからロボツトの存在する面RSに下した乗線
であり、点G′はこの垂線と面RSとの交点である。
ところで、このロボツトＲについては、角α２は
＋方向に取り得るので、一つの関節角α１につい
て＋方向と一方向に取つたときのＢ点はそれぞれ
点Baおよび点Bbに来る。そして点ＢがBa点にあ
るときを線OG′に対して正方向にあり、Bb点に
あるときを線OG′に対して負方向にあるとする
と、それぞれの場合、次に示すように角α１の演
算式が変わつて来る。

角α１は次の通り求められる。

点ＢのＸ軸成分BxおよびＹ軸成分Byは次式の
とおりである。

Bx＝α5θ_{s c}＋Px By＝α5θ_{s s}＋Py そして、このBx、Byに基いて、第１１図の長
さ成分W₁、角度成分W₂、W₃が求められる。

W₁＝（B² _x＋B² _y−e² ₁）^1/2 W₂＝tan^-1e₁／W₁ W₃＝tan^-1By／Bx ここで、フラツグYFLG１による判定が必要に
なる。フラツグYFLG１は第１１図において点Ｂ
がG′に一致したとき、すなわちロボツトＲの直
上に達したとき切り替わる。そして、のフラツグ
YFLG１が切り替わるすなわち関節角α２とα１
が第１状態から第２状態または第２状態から第１
状態へ切り替わる領域（クリテイカルゾーンCZ）
へはいつたことは、ε¹を指定された正数として次
式で求められる。

（B² _x＋B² _y−e² ₁）^1/2＜ε₁ そして、クリテイカルゾーンCZにはいつてお
れば操作パネル１００上の表示ランプ１０３が点
燈する。

そこで、 YFLG1≧０のとき α₁＝W₃−W₂ YFLG1＜０のとき α₁＝W₃＋W₂−π ある一つの関節角α１に対して、Ｂ点がBa点
にあるときとBb点にあるときとで関節角α１を
求める計算式は異なつて来る。

Ｂ点がBa点に来る場合に対し、第１１図で破
線で示すように、関節角α１はα′１にも取り得
る。この場合、G′点もG″に来るのでＢ点はG′に
対して負方向にあることになり、フラツグYFLG
１は−となり、関節角α２もまた異つて来る。す
なわち、トーチ２７の同一位置に対して、少なく
とも二つの関節角が２様に取られていることにな
る。そして、関節角α１がα′₁の場合、Ｂ点がBa
点にあるときは、関節角α′₁は前述式で求めら
れ、B′b点にあるときは、前述式で求められ
る。

次に、角α４およびα５を求める演算について
第１２図を参照して説明する。

第１２図Ａは、第８図における多関節ロボツト
ＲのＱ点部分を主として示す模式図であり、αβγ
はトーチ系の座標を表わす。第１２図Ａにより与
えられたトーチ角度φ，θとα１から、点Ｑを求
める。この場合には、（αβγ）系から（X′Y′Z′）
系への変換を行なう。そして、α²＋β²＝e₃ ²、γ
＝^-〓₈の円とy′＝０の平面の交点を求める。

α β γ １＝θ_c ０ θ_s ０ １ −θ_s ０ θ_s １φ_c φ_s −φ_s φ_s １ １ x′ y′ z′ １ α β γ １＝θ_c ０ θ_s ０ −θ_cφ_s φ_c −θ_sφ_s ０ −θ_s ０ θ_c ０ ０ ０ ０ １X′ Y′ Z′ １ したがつて、α，βおよびγは、それぞれ次式
で与えられる。

α＝θ_cφ_cx′−θ_cφ_sy′−θ_sz′ β＝θ_sx′＋φ_cy′ γ＝θ_sφ_cx′−θ_sφ_sy′＋θ_cz′ そして、y′＝０から、α，β，γは、さらに次
のようになる。

α＝θ_cφ_cx′−θ_sz′ β＝φ_sx′ γ＝θ_sφ_cx′＋θ_cz′ また、γ＝−a₈から、次式(2)が与えられ、 α²＋β²＝e₃ ²から、次式(3)が与えられる。

θ_sφ_cx′＋θ_cz′＋α₈＝０ …(2) θ_c ²φ_c2x′2−2θ_cφ_cθ_sx′z′ ＋θ_s ²z′²＋φ_s ²x′²＝e² ₃ …(3) 上記(3)式に、z′＝−（θ_sφ_cx′＋α₈）／θ_cを代
入する と、次式が得られる。

（φ_c ²＋θ_c ²φ_s ²）x′²＋2α₈θ_sφ_cx′ ＋（α₈ ²〓_s ²−e₃ ²θ_c ²）＝０ 上記式における判別式WDを求めると、判別式
WDは次のようになる。

WD＝α₈ ²θ_s ²φ_c ²−（φ_c ²＋θ_c ²φ_s ²）（α₈ ²θ_s ²−
e₃ ²θ_c ²） ＝α₈ ²θ_s ²φ_c ²−α₈ ²θ_s ²φ_c ²＋e₃ ²θ_c ²φ_c ²−α₈
²θ_s ²θ_c ²φ_s ²＋e₃ ²θ_c ⁴φ_s ² ＝e₃ ²θ_c ²（φ_c ²＋θ_c ²φ_s ²）−α₈ ²θ_s ²θ_c ²φ_s ²
＝θ_c ²｛e₃ ²（φ_c ²＋φ_s ²θ_c ²）−α₈ ²θ_s ²φ_s ²｝ したがつて、この判別式WDの値が負になれ
ば、点Ｑは存在し得ないことになる。また、 WA＝φ_c ²＋θ_c ²φ_s ² WB＝α₈θ_sφ_c WC＝α₈ ²θ_s ²−e₃ ²θ_c ² とすれば、点Ｑのx′座標は x′＝−WB±（WB²−WA×WC）^1/2／WA で与えられる。これに対応するz′の値は x′＝−（θ_sφ_cx′＋α₈）／θ_c で決定される。

一方、θ≦45゜の領域では、x′を求め、θ＞45゜
の領域ではz′を求めるとすれば、上記(2)式から
x′＝−（θ_cz′＋α₈）／θ_sφ_cを得て、せれを上記(3
)式
に代入する。そうすると、次式が得られる。

（φ_c ²＋θ_c ²φ_s ²）z′²＋2α₈θ_cz′＋φ_c ²（α
₈ ²θ_c ²−e₃ ²θ_s ²）＋α₈ ²φ_s ²＝０ そして、x′を求めたのと同様にして、 Wa＝φ_c ²＋θ_c ²φ_s ² Wb＝α₈θ_c Wc＝φ_c2（α₈ ²θ_c ²＋e₃ ²θ_s ²）＋α₈ ²φ_s ² とおけば、判別式WDは次式で与えられる。

WD＝Wb²−Wa×Wc したがつて、点ＱのＸ軸成分ｘ，ｚ軸成分Qz
は、それぞれ次式で与えられる。

Qz＝z′＝−Wb±√WD／Wa Qx＝x′＝−（θ_cz′＋α₈）／θ_sφ_c で示される。いずれの場合も、点Ｑの座標は、
Q₁（x′1，z′1），Q₂（x′2，z′2）の２点が存在する
。
この異なる２点が、それぞれ第１状態または第２
状態に相当するのである。

そして、この第１状態および第２状態を代表的
にθ＝0゜の場合について示すと第１２図Ｂの通り
になる。ただし、第１２図Ｂは、多関節ロボツト
ＲのＱ点より先端部を模式的に示しており、ロボ
ツトの存在する平面RS（x′z′平面）はxz平面をＹ
軸方向に平行移動させたものとしている。そして
また、この第１状態と第２状態に関してフラツグ
判定が必要になる。フラツグYFLG３が切り替わ
る。すなわち関節角α４およびα５が第１状態か
ら第２状態へ、または第２状態から第１状態へ切
り替わる領域（クリテイカルゾーンCZ）へはい
つたことは、ε₃は指定の整数として次式で求めら
れる。

π／２｜α₅｜＜ε₃ そして、クリテイカルゾーンCZにはいれば、
操作パネルの表示ランプ１１３が点燈する。

このようなフラツグYFLG３の符号とトーチ２
７の姿勢角θについて例えば、０≦θ＜1.0、に
おいてQzに関する前式中の±の符号は YFLG3≧０のとき＋ YFLG3＜０のとき− となる。

ここで原点を点Ｂとして、ロボツト系の座標
（x′，y′，z′）と点Ｑの座標（Qx′，Qy′，Qz′）
か
ら、角度α₄とα₅を決定する。まず、Qy′＝０であ
るのでα₄は次式で与えられる。

α₄＝tan^-1（−Qx）／（−Qz） そして、角度α₅を求めるために、先のロボツト
座標系（x′，y′，z′）からさらに各（x″，y″，z″
）
を求める。そして、この（x″，y″，z″）系で（α
β γ）＝（０ ０ −１）とする。

x″ y″ z″ １＝c₄ ０ s₄ １ −s₄ ０ c₄ １φ_c −φ_S φ_s φ_c １ １θ_c ０ −θ_s １ θ_s ０ θ_c １０ ０ −１ ０ c₄φ_c −φ_s s₄φ_c ０ c₄φ_s φ_c s₄φｓ ０ −s₄ ０ c₄ ０ ０ ０ ０ １＝−θ_s ０ −θ_c ０ したがつて、x″およびy″はそれぞれ次式で与
えられる。

x″＝−c₄φ_cθ_s＋s₄θ_c y″＝φ₂θ_s そして、角度α₅の基準線を、第１２図Ｃのよう
に、垂直線からの角度とすれば、この角度α₅は次
式で与えられる。

α₅＝tan^-1（−φ_sθ_s／c₄φ_cθ_s−s₄θ_c） 次に、角度α₂およびα₃を求める演算について第
１３図を参照して説明する。

第１３図は、多関節ロボツトＲを側面から見た
模式図であり、点Ｑより先端は図示していない。
Ａ図はその主図であり、Ｂ図はＡ図を上面から見
た図ある。角α₁，α₂，α₃、点Ｇ，Ｆ，Ｑ、線分
α₁，α₂，α₃，e₁，e₅は第８図および第９図と同様
に取られており同様の意味を持つ。l₁，l₂は補助
的に取つた線分であり、W₁，W₂，W₃は補助的
に取つて角度成分である。

まず、絶対座標系で点Ｑの位置を求めると、こ
のＱの各軸成分Qx，Qy，Qzは、それぞれ次式で
与えられる。

Qx＝Bx＋x′cosα₁ Qy＝By＋x′sinα₁ Qz＝Bz＋z′ 一方、点Ｇの座標は（−e₁sinα₁＋e₅cosα₁、
e₁cosα₁＋e₅sinα₁、α₁）であるから、長さ成分l₁，
l₂および角度成分W₁はそれぞれ次式で表わされ
る。

l₁＝±｛（Qx＋e₁s₁−e₅c₁）² ＋（Qy−e₁c₁−e₅s₁）²｝^1/2 l₂＝｛l₁ ²＋（Qz−α₁）²｝^1/2 W₁＝tan^-1Qz−α₁／l₁ そして、WA＝（α₂ ²＋l₂ ²−α³ ₂）／2α₂l₂とすれ
ば、角度成分W2は次式で与えられる。

W2＝cos^-1（WA）＝tan^-1｛（１−WA2）^1/2／WA｝ また、WB＝（α₂ ²＋α₃ ²−l₂ ²）2α₂α₃とすれば、
角度成分W3は次式で与えられる。

W3＝tan^-1｛（１−WB2）^1/2／WB｝ したがつて、角度α₂およびα₃は、それぞれ次式
で与えられる。

α₂＝π／２−W₁±W₂ α₃＝±（π−W₃） ここで、角α₂およびα₃に関する前式の±の取り
方について、フラツグYFLG２の符号が関係す
る。フラツグYFLG２が切り替わるすなわち関節
角α₂およびα₃が第１状態から第２状態へまたは第
２状態から第１状態へ切り替わる領域（クリテイ
カルゾーンCZ）へはいつたことは、ε₂を指定さ
れた正数として、次式で求められる。

｜α₃｜＜ε₂ クリテイカルゾーンにはいれば、操作パネル１
００上の表示ランプ１１３が点燈する。

そして、フラツグYFLG２の符号に従い、角α₂
とα₃は次のように二様に決められる。

YFLG2≧０のとき α₂＝π／２−W₁−W₂ α₃＝π−W₃ YFLG2＜０のとき α₂＝π／２−W₁＋W₂ α₃＝W₃−π このようにして、XYZ系からα系への座標変
換が行われ、それに伴つてクリテイカルゾーンの
識別が行われるが、その際、関節角α₁，α₂，α₃，
α₄およびα₅は、取り得る二様の状態のうちから一
様が選択される。

以上のとおり、この発明によれば、第１図の多
関節ロボツトＲのマニユアルモードによる作動時
において、XYZ系を選択して溶接トーチ２７の
位置または姿勢に関する情報を与え、その情報を
α系の情報へ座標変換する過程において、これら
の情報によつて指定される溶接トーチ２７の位置
または姿勢を得るような腕および軸の状態すなわ
ち関節角の状態が、クリテイカルゾーンにはいる
かどうかを判別し表示できる。したがつて、系選
択スイツチ１１７をα系またはXYZ系に切り換
えるための判断が、ロボツトの腕および軸の視認
によるだけでなく、操作パネル１００上の表示を
確認することによつて容易に行うことができると
言う効果が発揮される。またその結果、テイーチ
ング操作が容易になると言う効果が発揮される。

この実施例はテイーチングプレイバツクの場合
を示したものであるが、マニピユレータの様に単
にマニユアルモードでの操作に実施できることは
いうまでもない。

以上は、第１図に示すように、被制御体である
溶接トーチが同一位置または同一姿勢に制御され
ているとき、少なくとも二つの関節角が二様の状
態を取り得るように構成された多関節ロボツトに
適用した実施例であるが、前述の二つの関節角が
一様の状態しか取り得ないような多関節ロボツト
においてもこの発明を実施することは可能であ
る。そして、その場合もまた、被制御体の位置ま
たは姿勢情報を直角座標系で与えることによつて
被制御体の位置または姿勢情報を与えることが適
切である領域すなわちこの場合は動作範囲の限界
となる領域にあると言う判別が容易に行えると言
う効果がある。

また、その他の実施例として、直角座標系と極
座標系のいずれかを選択して被制御体の位置また
は姿勢情報を与えるようにした極座標ロボツトに
この発明を実施することは可能である。その場合
もまた前述実施例同様、被制御体の位置または姿
勢情報を与えるに当り、直角座標系で与えるのが
適切である領域の判別が容易に行えると言う効果
を有する。

なお、この発明の実施は前述実施例に限るもの
ではなく、各構成の均等物との置換えは可能であ
り、その場合もまたこの発明の技術的範囲に属す
るものとする。

以上のとおり、この発明によれば、関節ロボツ
トの腕または軸がクリテイカルゾーン内にあるこ
とを操作者の視認による判断ではなく、制御装置
自身で識別し、表示できるので、関節ロボツトの
腕または軸の折曲がり状態を一方の状態からもう
一方の状態へ反転させる際、直角座標系と関節系
間の操作の切換えが適切に行える。このため関節
ロボツトの操作がしやすくなり、関節機構の移動
経路上の障害物を避けるのにワークを取外すとい
つた面倒な作業が少なくなるので、能率的なロボ
ツトの運用ができる。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明の背景および実施例を示すもの
であり、第１図はこの発明の背景となるりかつこ
の発明の実施例を示す多関節ロボツトの図解図で
ある。また、第２図はこの発明の背景を示す模式
図である。第３図はこの多関節ロボツトの制御系
を示すブロツク図である。第３図において ３１……CPU、３３……メモリ、１１９〜１
２７……直角座標系で操作するのに使用するスイ
ツチ、１２９〜１３７……多関節系で操作するの
に使用するスイツチ、１１７……系選択スイツ
チ、１０３……テイーチング操作スイツチ、３５
１〜３５５……駆動回路。 第４図はマニユアルモードのフロー図である。
第４図において ステツプＳ１０７……操作手段、ステツプＳ１
０９，Ｓ１１０……関節角制御手段、ステツプＳ
１１３……操作手段。 第５図はテイーチングのフロー図である。第５
図において、ステツプＳ１１７、ステツプＳ１１
９……テイーチング手段。 第６図はオートモードのフロー図である。第６
図においてＳ１２１〜Ｓ１４１……関節角制御手
段 第７図は第６図中のサブルーチンのフロー図で
ある。第７図において、ステツプＳ１５１〜Ｓ１
５９……関節角制御手段。 第８図〜第１４図は、第１図の多関節ロボツト
についてこの発明の実施例を示す模式図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 被制御体の一つの位置、一つの姿勢または一
   つの位置姿勢に対して、被制御体を順次支持する
   腕または軸のうち隣合う腕または軸の折曲がり状
   態を２様にとることのできる関節機構、この関節
   機構を駆動する駆動手段、この駆動手段に駆動指
   令を与える駆動指令手段、関節系による操作入力
   手段、直角座標系による操作入力手段、これらの
   入力手段に対する切換手段、前記入力手段からの
   入力情報を取込む記憶手段、直角座標系と関節系
   との座標変換手段を具備している関節ロボツトに
   おいて、 前記関節機構の各関節角、前記腕または軸の要
   部の長さを変数とする関数演算を行い、前記腕ま
   たは軸が２様の折曲がり状態のうち一方の状態か
   ら他の一方の状態へ移行する間のクリテイカルゾ
   ーン内にあることを識別するクリテイカルゾーン
   識別手段、この識別手段の出力により前記腕また
   は軸がクリテイカルゾーン内にあることを表示す
   るクリテイカルゾーン表示手段を具備している前
   記関節ロボツト。