JPH0555203U - ロボット群制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 複数のロボットによる協調動作が確実に行な
われる制御装置を開発する。 【構成】 全ロボットで共通のセンサを用いるととも
に、協調動作中の補間周期を全ロボットのうちの最長の
ものに統一する。 【作用】 全ロボットの補間周期が最長のものとされる
ため、補間計算が間に合わないロボットは生じない。こ
れにより共通のセンサを使い得る。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は２台以上のロボットを協調動作させるためのロボット群制御装置に関 する。

【０００２】

【従来の技術】

ロボットを用いて作業を実施させる場合、ロボットを移動させる軌跡の主要点 座標をロボットに教示して運転する方式が知られている。この場合、教示された 少なくとも２点の位置座標、すなわち教示点座標に基づいて、この間をロボット に移動させるために、補間周期毎で教示点座標間を分割した補間点が逐次計算さ れる。 ロボットをある速度で移動させる場合、そのロボットの補間周期が長ければ大 きな距離間隔で補間点座標は計算され、一方補間周期が短かければ小さな距離間 隔で補間点座標は計算される。 ２台以上のロボットを協調動作させる場合、通常は各ロボット毎に教示点座標 を指示し、各ロボットはその間を補間周期毎に計算された補間点に基づいて移動 される。この結果として各ロボットによって協調動作が実施される。 この方式による場合でしかもロボットがセンサを有している場合、各ロボット が各センサ信号を入力して処理する。例えばロボットが高さセンサを有し、実際 のワーク位置の教示点座標からのズレを算出しつつ移動するような場合、ロボッ トＡもロボットＢもそれぞれにセンサを有し、各センサのサンプリング周期と、 各ロボットの補間周期を同期させてそれぞれにズレを修正することになる。即ち 、各ロボットは補間周期毎にセンサがサンプリングした値を読み込み、この値を 基にして教示点から算出した補間点を修正する。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

このような方式、すなわち各ロボットが各ロボット毎にセンサを備えて指示さ れた軌跡と実際に移動すべき軌跡とのズレを算出しつつ各ロボットを移動させる 方式によると、各センサの性能差に起因して各ロボットの移動軌跡の修正量が異 ることになり、結果として協調動作が不調となることがある。 またロボットＡがワークＡを把持し、ロボットＢがワークＢを把持して２台の ロボットでワークＡとワークＢを組付ける場合、本来ワークＡとワークＢ間の距 離を検出する１つのセンサがあれば足りるのに各ロボット毎にセンサを付加しな ければならず不経済となる。 このような問題を避けるためには、全ロボットが１つのセンサを共通的に用い るようにすればよいが、むやみに各ロボットにセンサ信号を送っても、各ロボッ ト毎に補間周期が異る場合には、補間周期内にセンサ信号を処理して実際の軌道 データを計算する処理が間に合わなくなり、作動し得ないロボットが生じる事態 が発生する。 そこで本考案では、全ロボットが１つのセンサ信号を共通的に用いながら、な お実際の軌道データの計算が補間周期内に完了しないといった事態の発生を防止 し得るロボット群制御装置を提案する。

【０００４】

【課題を解決するための手段】

そこで本考案では、上記課題を達成するために、補間計算のための少なくとも ２点の教示点座標に基づいて、その間を移動させるための軌道データを補間周期 毎に遂次計算し、計算された軌道データに基づいてアクチュエータを作動させる 形式のロボットの２台以上を協調動作させるロボット群制御装置であり、協調動 作中、各ロボットの補間周期を、ロボット群中の最長の補間周期に切換える手段 と、ロボット群の制御に共通に用いる軌道データの補正量を検出するセンサと、 前記教示点座標と前記センサで検出された補正量と前記最長補間周期に基づいて 、各ロボットの軌道データを計算する手段とが付加されたことを特徴とするロボ ット群制御装置を創作した。

【０００５】

【作用】

上記構成を備えたロボット群制御装置によると、ロボット群が協調動作をする 場合には、各ロボットの補間周期が最長のものに統一化される。このため補間計 算が間合わないロボットが生じることがなく全ロボット群によって協調動作がな される。 しかも、このときセンサは必要最小限の個数ですみ、各ロボット毎に重複して 設ける必要はないことから、不経済性やセンサ毎のバラツキといったことが問題 とならない。

【０００６】

【実施例】

次に図面を参照して本考案の実施例について説明する。 図１はＮ台のロボット（１Ａ〜ＮＡ）を協調動作させたりあるいは単独動作さ せるために、本実施例を適用したシステム構成例を示している。 ロボット１〜Ｎ（１Ａ〜ＮＡ）はそれぞれにアクチュエータ１１〜１ａ，…Ｎ １〜Ｎｎを有し、後述する補正手段１〜Ｎ（１Ｃ〜ＮＣ）で算出された座標値に 位置決めされるように、アクチュエータコントローラ１〜Ｎ（１Ｂ〜ＮＢ）に接 続されている。 各ロボット１〜Ｎ（１Ａ〜ＮＡ）には教示点座標指示装置１〜Ｎ（１Ｅ〜ＮＥ ）が接続されており、各記憶装置１〜Ｎ（１Ｅ〜ＮＥ）にはそれぞれのロボット １〜Ｎ（１Ａ〜ＮＡ）の移動軌跡上の座標値が不連続的に記憶されている。

【０００７】 各ロボット１〜Ｎ（１Ａ〜ＮＡ）はそれぞれ固有の補間周期Ｔ１〜ＴＮを有し ている。このうちの最長のものを以後ＴＭＡＸとする。教示点座標記憶装置１〜 Ｎ（１Ｅ〜ＮＥ）には、各ロボット１〜Ｎが単独で移動するときの教示点座標を 記憶している領域と協調動作するときの教示点座標を記憶している領域が存在す る。 このロボット群は１つのセンサｅを有し、このセンサのｅのデータはロボット 群１〜Ｎのうち最長の補間周期ＴＭＡＸと同期してサンプリングされ、全ロボッ トに送られる。例えばあるワークＡをロボット１〜Ｎが協調して加工する場合、 ワークＡの位置を検出するセンサｅが１つ用いられる。

【０００８】 教示点座標記憶装置１〜Ｎ（１Ｅ〜ＮＥ）には、ワークＡが標準位置にあると したときのロボットの移動軌跡に関するデータが記憶されている。このデータを 基にして補間点算出装置１〜Ｎ（１Ｄ〜ＮＤ）は補間点を算出する。即ち非協調 動作時には教示点座標記憶装置１〜Ｎ（１Ｅ〜ＮＥ）に記憶された非協調時座標 の隣接した２つの教示点間を各ロボット１〜Ｎが有する補間周期Ｔ１〜ＴＮに基 づいて補間し、これを補間点として算出する。また、協調動作時には教示点座標 記憶装置１〜Ｎ（１Ｅ〜ＮＥ）に記憶された協調時座標の隣接した２つの教示点 間をロボット群１〜Ｎ（１Ａ〜ＮＡ）のうちの最長の補間周期ＴＭＡＸに基づい て補間し、これを補間点として算出する。従って、各ロボット１〜Ｎ（１Ａ〜Ｎ Ａ）はこの補間点をなぞるようにして加工を行うが、実際のワーク位置は必ずし も標準位置にあるとは限らず、ワークが標準位置になければ、補間点座標に沿っ てロボット群を移動させてもワークに対する正しい加工が行われない。

【０００９】 そのためにこのロボット群制御装置の場合、補正手段１〜Ｎ（１Ｃ〜ＮＣ）を 備えている。ここで補正手段１〜Ｎはセンサｅにおいて周期ＴＭＡＸでサンプリ ングされた実際のワーク位置のデータと協調動作時の補間点座標を入力し、実際 のワーク位置と標準位置とのズレ分だけ補間点座標を補正するものであり、この ようにして補正された補間点座標の実際のワークに対する位置関係と、補正前の 補間点座標の標準位置のワークに対する相対的な位置関係は等しくなる。

【００１０】 以上のような構成により補正された補間点座標に基づいて、ロボット１〜Ｎ（ １Ａ〜ＮＡ）は実際のワークに対して予定された位置関係に従って移動すること になり、実際のワークに対する協調動作が実施される。 ここでセンサｅは１つしか用いられておらず、システムのコストダウンが企ら れている。また協調動作中は補間周期がＴＭＡＸに統一化されるため、すべての ロボットで補間周期内に補間処理が実施され、作動不調となるロボットは生じな い。

【００１１】 図２は２台のロボット１，２を用いたロボット群制御装置の一例を示している 。ロボット１と２はそれぞれコンピュータシステム１と２で制御される。ロボッ ト１は単独でワークＣを把持し、所定角度となるように回転させ、所定の場所ま で搬送する。ロボット２はロボット１が上記動作をしている間にワークＡを把持 し、治具Ｂ上に位置決めし、把持を解除し、ワークＣの受領のために所定の場所 に移動する。 ロボット１と２は上記各単独動作をした後、協調してワークＣを把持し、治具 Ｂ上に移動し、ワークＣをワークＡに組付ける。ロボット２にはワークＡの底辺 Ａ１からの距離を検出するセンサＥが取付けられており、協調作動中にロボット １と２の移動する高さはセンサＥの検出データに基づいて微小量増減される。こ れにより、ワークＣがワークＡに嵌込まれるようになっている。

【００１２】 コンピュータシステム１には教示点座標記憶装置１が接続されており、ここに ワークＣを回転させる非協調動作用軌跡の教示点座標が記憶されている。またワ ークＡが標準位置にあるとき、ロボット２と協調してワークＣをワークＡに組付 けるための軌跡の教示点座標も記憶されている。 コンピュータシステム２には教示点座標記憶装置２が接続されており、ここに ワークＡを治具Ｂ上に位置決めするための非協調動作軌跡の教示点座標が記憶さ れている。またワークＡが標準位置にあるとき、ロボット１と協調してワークＣ をワークＡに組付けるための軌跡の教示点座標も記憶されている。 コンピュータシステム２には、センサｅの信号を入力する処理手順が備えられ ている。またコンピュータシステム１と２には、教示点より算出された補間点座 標をセンサ出力に基づいて補正し、これに基づいてロボット１，２のアクチュエ ータを制御する処理手順が備えられている。

【００１３】 図３はロボット１と２の制御手順の概略フローチャートを示すものである。 この制御手順によると、ステップＳ１０とＳ２０でロボット１と２の非協調動 作が行われる。この場合ロボット１の方の作動が早く終了する関係にあり、また ロボット１の補間周期Ｔ１がロボット２の補間周期Ｔ２よりも短い関係にある。 ステップＳ１０でロボット１の非協調動作が終了すると、次にコンピュータシス テム１の補間周期ＴをＴ２に変換して長期化したあと（Ｓ11）、ステップＳ１２ でコンピュータシステム２から協調動作開始信号が入力されるまで待期する。 コンピュータシステム２はロボット２の非協調動作が終了しだい協調動作開始 信号をコンピュータシステム１に送り出し（Ｓ２２）、これによってステップＳ １３とＳ２３以後が同時に開始される。

【００１４】 ロボット１，２の両方が補間周期Ｔ２に統一されると、コンピュータシステム １，２はそれぞれの教示点と補間周期Ｔ２に基づいて補間点の計算を行なう（Ｓ １３，Ｓ２３）。この後コンピュータシステム２ではセンサ信号を入力し、この センサ信号のサンプリング周期を補間周期Ｔ２と一致させてサンプリングし、ワ ークＡの標準位置からのズレ量を算出する。算出されたズレ量はコンピュータシ ステム１にも送られ、それぞれのロボットの補間点座標がズレ量に基づいて補正 される（Ｓ１４，Ｓ２６）。

【００１５】 これら計算もコンピュータシステム１の方が２よりも早く終了する関係にあり 、コンピュータシステム１は、コンピュータシステム２から周期信号が入力され るまで待機する（Ｓ１５）。コンピュータシステム２では、補正計算がなされ、 補間周期Ｔ２となりしだい同期信号を出力し（Ｓ２７）、これによりステップＳ １６とＳ２８の処理、すなわちロボット１と２の移動が同期して実行される。こ の処理はステップＳ１７ないしＳ２９ですべての補間点座標についての処理が終 了するまで継続され、終了すればストップされる。なおロボット１の側では補間 周期ＴをＴ１に戻し、次の単独動作に備える。なおこの実施例の場合、所定のタ イミングで再度、Ｓ１０，Ｓ２０の処理が開始され、ロボット作業が繰返される 。

【００１６】

【考案の効果】

この考案に係わるロボット群制御装置によると、ロボット群が協調動作してい る間は補間周期が最長のものに統一化されることから、軌道データの算出が補間 周期内に完了しないといったことが生ぜず、全ロボットによる協調動作が実施さ れる。 またこのとき全ロボットによって共通のセンサが用いられることから、センサ 特性のばらつきに起因してロボットの移動がズレることがなく、また経済性にも 優れている。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例のシステム構成図

【図２】本考案の他の実施例のシステム構成図

【図３】図２のロボット群によるフローチャート

【符号の説明】

補間周期：Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３…ＴＮ 最長補間周期：ＴＭＡＸ センサ：ｅ，Ｅ 補間データ算出装置（軌道データ算出装置）：コンピュ
ータシステム１，２、ステップＳ１３，Ｓ２３

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 補間計算のための少なくとも２点の教示
   点座標に基づいて、その間を移動させるための軌道デー
   タを補間周期毎に遂次計算し、計算された軌道データに
   基づいてアクチュエータを作動させる形式のロボットの
   ２台以上を協調動作させるロボット群制御装置であり、 協調動作中、各ロボットの補間周期をロボット群中の最
   長の補間周期に切換える手段と、 ロボット群の制御に共通に用いる軌道データの補正量を
   検出するセンサと、 前記教示点座標と前記センサで検出された補正量と前記
   最長補間周期に基づいて、各ロボットの軌道データを計
   算する手段とが付加されたことを特徴とするロボット群
   制御装置。