JPH06102917A - 安全経路による基準点復帰機能を持つロボットコントローラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ロボットの中途停止時に確実迅速にロボット
を安全経路を経て基準位置へ復帰させることの出来るロ
ボットコントローラの提供。 【構成】 ロボット教示プログラムによってロボット動
作を制御するロボットコントローラは、ロボットに基準
点を設定する手段と、教示プログラムの読出及び実行方
向を順方向モード及び逆方向モードの一方に設定する手
段と、該モードの切換設定を指令するモード切換指令手
段と、該モード切換指令手段によって教示プログラム読
出及び実行モードが順方向から逆方向に切り換え設定さ
れた時にロボットが安全経路を通って基準点に復帰する
まで逆方向モードによるロボット制御を維持させる手段
とを備える。ロボットの動作の中断、モードの切換設定
の準備・実行は、手動操作あるいは視覚センサ、触覚セ
ンサ等のセンサを適宜利用して行われる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、産業用ロボットを安全
に操作する手段を備えたロボットコントローラに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】工場の作業現場等において産業用ロボッ
トを使用するに際して、ロボットを制御する教示プログ
ラムの１サイクルの終了時に特定の位置にロボットを退
避させる形でロボットを制御することがある。

【０００３】その場合、ロボットに基準位置を設定し制
御プログラムの１サイクルの最終ロボット移動ステップ
において、該基準位置へロボットを復帰させることにな
るが、制御プログラムの１サイクルを順次実行している
途中で障害物の出現等の理由でロボットが停止してしま
った場合、あるいは強制的に停止させた場合には、該ロ
ボットを一旦基準位置に復帰させて、障害物を除去する
などしてロボットの動作中断の原因を解消した上で、ロ
ボットを再起動させる必要が生じる。

【０００４】ところが、ロボットを動作を中断した位置
から直接基準位置へ復帰させると、その移動途上に存在
する周辺機器やワーク等に衝突して事故を起こす恐れが
あるので、従来このような事態を避ける為にロボットの
操作を手動に切り換えて、周囲の状況を確認しながら、
ロボットを一旦適当な安全な位置に移動させた上で基準
点に復帰させるという措置を採るのが通常であった。

【０００５】しかし、このようなロボットの手動操作を
確実に行うには熟練を要し、また周囲の状況の確認やロ
ボット移動経路の手動による教示実行作業が煩雑となる
為に、無駄な時間を消費する原因となっていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
従来の手動操作による基準点復帰動作に伴う作業の煩雑
性、困難性や作業効率の低下を回避し、ロボットの中途
停止時に周囲の状況にかかわりなく確実迅速に、ロボッ
トを基準位置へ復帰させることの出来るロボットコント
ローラを提供するものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、教示プログラ
ムによってロボット動作を制御するロボットコントロー
ラに、ロボットに基準点を設定する手段と、教示プログ
ラムの読出及び実行方向を順方向モード及び逆方向モー
ドに選択的に設定するモード設定手段と、モードの切換
設定を指令する手段と、該モード切換指令手段によって
逆方向モードが切換設定された際にはロボットが基準点
に復帰するまで逆方向モードによるロボット制御を維持
させる手段とを具備させることにより、ロボットの作業
中断時に安全経路による基準点復帰を可能にして、上記
課題を解決したものであり、また、特にロボットの動作
の中断時にモード切換設定の準備の為の報知（表示、警
告等）を障害物の出現やワークの位置ずれ等を検知する
センサの出力信号に基づいて行い、手動操作によって切
換設定を指令実行し得るようにして、より一層の作業の
効率化を図ったものである。

【０００８】

【作用】ロボットの通常運転時には教示プログラムの読
出及び実行方向モードは順方向に指定されており、、ロ
ボットは教示プログラムを順方向に読出して各ブロック
の指令内容通りの動作を順次実行していくが、教示プロ
グラムの１サイクルの教示プログラムの実行が完了して
予め設定されている基準位置への退避が行われる以前の
時点で、何等かの原因（例えば、作業空間における障害
物の出現やワークの位置ずれ等を視覚センサ、触覚セン
サ、またはセンサモニタ画面の視認、目視力等で検知し
た場合、近隣の別のロボットが停止した場合、あるいは
当該ロボット自身の安全装置の作動やワーク供給系のト
ラブル発生による作業中断など）によってロボットの基
準位置への退避乃至復帰が必要となった場合には、手動
指令あるいは上記各種センサの出力信号によって、教示
プログラム読出及び実行モードの順方向モードから逆方
向モードへの切換が準備・実行され、以後はそれまでの
読出実行方向（順方向）とは逆方向にプログラムを順次
読み出して実行することにより、ロボットは過去に遡っ
て位置の履歴を辿る形の逆行動作を行う。この逆方向モ
ードによるロボット制御はロボットが予め設定されてい
る基準位置に到達するまで維持されて、ロボットは基準
位置へ復帰する。

【０００９】復帰経路は教示プログラムの指定する経路
と同じ経路を逆に進むものであり、周囲の状況に依存し
て新たに定める未知の経路ではないから、その教示に煩
雑な作業を要することもなく、安全な経路でロボットの
基準位置への復帰乃至退避が実現される。

【００１０】

【実施例】図１は、本発明のロボットコントローラの１
実施例の要部ブロック図で、図中、ロボットコントロー
ラ１０は、主中央処理装置（以下、ＣＰＵという。）１
を有し、該ＣＰＵ１には、教示プログラムやロボットコ
ントローラ自身を制御するプログラム（システムコー
ド）等を格納するプログラムメモリを構成するＲＯＭ
２、各種設定データの記憶、プログラムの一時記憶や演
算の為に利用されるＲＡＭ３、ロボット制御プログラム
の教示、各種データの設定やプログラム読出・実行モー
ドの切換指定等を行う教示操作盤４、センサ２０で検知
された情報やロボット及びロボットコントローラの動作
状況を表示するＣＲＴ表示装置５、前記センサ２０の出
力信号を受け取るセンサインタフェイス６及びロボット
の各軸を駆動制御するロボット軸制御部７がバス９を介
して接続されている。ロボット軸制御部７は、サーボ回
路８を介してロボット本体３０に接続されている。セン
サ２０は、例えば、作業空間を監視して障害物の出現や
ワークの位置ずれ等を検知する視覚センサあるいは触覚
センサ等で構成されることが通常であるが、当該作業空
間の前後周辺におけるトラブル等の発生を知る為の信号
受信手段（例えば、当該ロボットあるいは別のロボット
の動作停止を知らせる信号を送信する装置等）も広義の
センサとして想定される。

【００１１】このようなロボットコントローラの構成の
相当部分は従来のものと共通しているが、本発明では、
教示操作盤４からの指令あるいはセンサ２０からの信号
によってロボット動作が中断した時、その時点からプロ
グラムの読出・実行順序のモードを反転して、ロボット
が設定された基準点に到達するまで該モードによるロボ
ット制御が維持され得るようにロボットコントローラが
構成されているという点で、従来のロボットコントロー
ラとは大きな差異がある。

【００１２】本実施例においては、通常の順方向モード
に対応するシステムコードに加えて、プログラムの読出
・実行方向を反転してロボットの基準点到達まで該モー
ドを維持するようＣＰＵ１を制御するプログラムを第２
のシステムコードとしてＲＯＭ２に格納しておき、セン
サＳから出力されセンサインタフェイス６を経て送られ
て来る信号に基づいてロボットの動作を中断させると共
にＲＯＭ２からこの第２のシステムコードを読出してＲ
ＡＭ３にローディングし、これに前後してその旨をＣＲ
Ｔ表示装置に表示し、ロボット操作者がモード反転の実
行指令を教示操作盤４から発することによって、以後Ｃ
ＰＵ１がこのローディングされたシステムコードに従っ
て教示プログラムを逆方向に順次読出して実行し、ロボ
ットを基準点に復帰させることが出来るようにロボット
コントローラを構成している。

【００１３】上述の実施例のロボットコントローラを用
いて、ロボットをプログラムの１サイクルの出発点であ
る基準点からスタートさせ、途中動作の中断があった場
合に安全経路を経て再び基準点に復帰させるプロセスの
一例を図２に示したフローチャートを参照して説明す
る。

【００１４】先ず、前準備として電源をオンしてＲＯＭ
２から順方向モードに対応するシステムコードを読出し
てＲＡＭ３にローディングするとともに、教示プログラ
ム１サイクルの出発点及び終点としての基準点の位置デ
ータ等の必要なデータやロボット動作の教示プログラ
ム、更にセンサ２０の出力信号を受けたセンサインタフ
ェイス６の出力信号を解析してロボット動作中止の必要
性を判断する為のプログラム等をＲＯＭ２あるいはＲＡ
Ｍ３に格納しておく。

【００１５】前準備が完了したところで、ロボットの順
方向の動作を開始させ、教示プログラム１ブロックを読
出す（ステップＳ１）。ロボットが全く移動していない
この段階で、センサ２０からの動作中断信号の出力の有
無の第１回目の判断を行い（ステップＳ２）、もし、セ
ンサ２０から動作中断信号が出ていれば、ロボットの起
動自体を中止すべき事態と考えられるので、ステップＳ
６でのＹＥＳの判断を経て、直ちに電源をオフして作業
の実行自体が中止されることになる（ステップＳ１
５）。

【００１６】ロボット起動段階で異常が無ければ、ステ
ップＳ１で読み出された１ブロックの命令を実行する
（ステップＳ３）。ここで、基準点に到達しているか否
かの最初の判断が行われ（ステップＳ４）、既に基準点
に達していればロボット動作の１サイクルを終了する。

【００１７】ステップＳ４で基準点に未到達と判断され
れば、センサ２０からの動作中断信号の有無をチェック
し（ステップＳ５）、異常が無ければステップＳ１へ戻
って教示プログラムの次の１ブロックを読出す。再度動
作中断信号の有無を確認し（ステップＳ２）、異常が無
ければ該ブロックに指定された命令を実行する（ステッ
プＳ３）。

【００１８】以後、センサ２０から動作中断信号が１度
も発せられなければ、ロボットは動作を中断することな
く、教示プログラムの命令を順方向に読出して次々と実
行するので、このプログラムの１サイクルの終点として
設定された基準点に到達し（ステップＳ４）、ロボット
動作の１サイクルを終了する。

【００１９】これに反して、もし、ステップＳ２あるい
はステップＳ５でセンサ２０からの動作中断信号の送信
が判断されると、本発明のロボットコントローラ特有の
動作が開始される。

【００２０】すなわち、ロボットが基準点を離れてから
ステップＳ２で動作中断の判断がなされると、ステップ
Ｓ６ではＮＯの判断がなされステップＳ７以下に向かう
ことになる。同様にステップＳ５で動作中断の判断が出
されてもステップＳ７以下の動作に移る。ステップＳ７
では、ロボットの動作中断とその理由等をＣＲＴ５に表
示する。この表示は、例えば点滅表示等の警告的なもの
として、ロボット操作者が容易に気付くようにすること
が望ましい。ブザー等による音声による報知を併用して
も良い。

【００２１】ロボットの操作者がこのＣＲＴ５の表示内
容を確認して（ステップＳ８）、教示操作盤４からプロ
グラム読出・実行モードの切換設定を指令すると、ＲＯ
Ｍ２から教示プログラムを逆方向に順次読出して実行す
る逆方向モードに対応するシステムコードが読出されて
ＲＡＭ３に新たにローディングされて逆方向モードが設
定され（ステップＳ９）、このシステムコードに従って
直ちに直前に実行された教示プログラムのブロックの命
令が読出される（ステップＳ１０）。この命令がロボッ
トの移動を伴うものか否かを判断し（ステップＳ１
１）、ＮＯであれば再度ステップＳ１０に戻ってもう１
つ前の命令を読出して再びロボットの移動の有無を判断
する（ステップＳ１１）。この時点では、ロボットは基
準点に到達していないから、順次プログラムの命令を遡
って読出して行けば必ずロボット移動を伴う命令が見い
出されるはずである。

【００２２】ロボットの移動を伴う命令の読出しが判断
されたら、ロボットを逆方向に移動させ（ステップＳ１
２）、基準点に到達したか否かを判断し（ステップＳ１
３）、到達していれば、ロボットコントローラをリセッ
トしてＲＯＭ２から順方向モードに対応したシステムコ
ードを読出してＲＡＭ３にローディングすることによっ
て順方向モードを設定し直し（ステップＳ１４）、ロボ
ットの再起動に備える態勢をとった上で動作を終了す
る。

【００２３】ステップＳ１３で基準点に未到達と判断さ
れた場合には、再度ステップＳ１０に戻ってステップＳ
１１以下の動作を繰り返した後に基準点に到達し、ステ
ップＳ１４（システムコード更新による順方向モード設
定）を経て、動作を終了する。

【００２４】ステップＳ８で、ロボットの動作中断信号
の受信が報知されているにも拘らず一定時間内にロボッ
ト操作者による確認がなされなかった場合には、安全を
確保する為にロボットコントローラの電源を強制的にオ
フにする（ステップＳ１５）。

【００２５】尚、ロボット操作者による確認無しにロボ
ットの基準点復帰を開始しても差し支え無い場合や、該
作業が無人化されたものである場合には、ステップＳ８
におけるロボット操作者による確認が省略されて、ロボ
ットの動作中止信号の受信に基づいて自動的にモードの
切換設定が行われ、ロボットの基準点復帰が実行される
ようにすることが可能であることは言うまでもない。

【００２６】上記実施例ではロボットの動作中断信号は
センサ２０から発せられるケースについて述べたが、こ
のセンサ２０からの信号だけでなく（あるいはセンサ２
０とセンサインタフェイス６を省いて）、教示操作盤４
からロボットの動作中断指令を随時入力出来る構成を適
宜採用しても良い。

【００２７】ロボットの動作中断の判断のタイミングに
ついても、教示プログラム１ブロックの読出及び実行毎
に行う（ステップＳ２、ステップＳ５）代わりに、一方
を省略して読出あるいは実行の直後または直前のみに動
作中断信号の有無のチェックを行うことも考えられる。
また、センサ２０等からロボット動作中断の必要を知ら
せる信号がセンサインタフェイス６に入力されたなら
ば、教示プログラムの読出中あるいは実行中を含む任意
の時点で、直ちにロボットの動作を停止して、逆方向モ
ードに移る態勢を整えることが出来るようなシステムを
組んでも良い。

【００２８】

【発明の効果】本発明のロボットコントローラは、教示
プログラムの読出及び実行方向を順方向モード及び逆方
向モードの一方に設定するモード設定手段と、該モード
の切換設定を指令する手段と、該切換設定指令手段によ
って教示プログラム読出及び実行モードが順方向から逆
方向に切り換えられた時にロボットが安全経路を通って
基準点に復帰するまで逆方向モードによるロボット制御
を維持させる手段を備えているので、ロボットの中途停
止時には周囲の状況に左右されることなく、教示プログ
ラムの指定する経路と同じ経路を逆に進む復帰経路を辿
って、ロボットを基準点に自動的に復帰させることが出
来る。

【００２９】従って、その教示等に煩雑な作業を要する
ことなく安全な経路でロボットの基準位置への復帰乃至
退避が実現され、従来の手動操作による基準点復帰動作
において避けることの出来なかった煩雑で熟練を要する
作業やそれに伴う作業効率の低下が回避出来る。

【００３０】また、ロボット動作の中断と教示プログラ
ムの読出及び実行方向のモード切換指令を、手動操作の
みならず障害物の出現等の事態を検知するセンサの出力
信号に基づいて行われ得るようすることで、より一層の
作業の効率化を図ることが可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のロボットコントローラの１実施例の要
部ブロック図。

【図２】図１に示したロボットコントローラを用いてロ
ボットを安全経路によって基準点に復帰させる手順の一
例を描いたフローチャート。

【符号の説明】

１ 中央演算装置（ＣＰＵ） ２ メモリ（ＲＯＭ） ３ メモリ（ＲＡＭ） ４ 教示操作盤 ５ 表示装置（ＣＲＴ） ６ センサインタフェイス ７ ロボット軸制御部 ８ サーボ回路 ９ バス １０ ロボットコントローラ ２０ センサ ３０ ロボット本体

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 教示プログラムによってロボット動作を
   制御するロボットコントローラにおいて、該ロボットに
   基準点を設定する手段と、前記教示プログラムの読出及
   び実行方向のモードを順方向モード及び逆方向モードの
   一方に設定するモード設定手段と、前記モードの切換設
   定を指令する手段と、該モード切換指令手段によって前
   記逆方向モードが切換設定された際に前記ロボットが前
   記基準点に復帰するまで前記逆方向モードによる前記ロ
   ボットの制御を維持させる手段とを備えていることを特
   徴とする安全経路による基準点復帰機能を持つロボット
   コントローラ。
2. 【請求項２】 前記順方向モードによるロボット制御
   が、センサ手段の出力信号に基づいて中断され得ること
   を特徴とする請求項１に記載の安全経路による基準点復
   帰機能を持つロボットコントローラ。
3. 【請求項３】 前記モードの切換設定を指令する手段が
   手動指令手段を含み、該手動指令手段の出力信号に基づ
   いて前記逆方向モードによるロボット制御が開始される
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の安全
   経路による基準点復帰機能を持つロボットコントロー
   ラ。
4. 【請求項４】 ロボットの動作中断を報知する手段を備
   えたことを特徴とする請求項１、請求項２または請求項
   ３に記載の安全経路による基準点復帰機能を持つロボッ
   トコントローラ。