JPH06126666A - ロボットの制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 重複する作業領域を有する複数のロボットに
より共同作業を行うロボットの制御システムにおいて、
動作プログラム中にチェック用命令を加えずとも、重複
領域チェックが行えるロボット制御装置。 【構成】 第１のロボットの位置情報を格納する第１ロ
ボット位置情報格納用メモリ５１と、第１のロボットと
共同作業を行う第２のロボットの位置情報を格納する第
２ロボット位置情報格納用メモリ５２と、前記両メモリ
の情報をもとに重複領域を算出する重複領域算出手段５
３と、前記算出された情報を格納する重複領域情報格納
メモリ５４と、動作プログラム実行時、次ブロックが重
複領域となる場合、そのブロックの開始前に第２のロボ
ットの前記重複領域での作業の有無を確認し、作業中の
場合には作業終了までそのブロックの開始を待機する重
複領域内作業判定手段５５と、第１のロボットが該重複
領域内で作業をしている場合には、作業中であることを
前記第２のロボットを制御する制御装置に出力する重複
領域内作業中出力手段５６と、よりなるロボット制御装
置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は重複する作業領域を有
する複数のロボットにより共同作業を行うロボットの制
御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図１２は従来のロボット２台により共同
作業を行う場合の構成例を示す図、図１３は設置例を示
す図である。図１２において、１０１は第１のロボッ
ト、１０２は第１のロボット１０１を制御する第１のロ
ボット制御装置、１０３はオペレータがロボット制御装
置と情報のコミュニケーションを行うロボット制御用外
部機器で、パソコン、プログラム外部保存装置、プログ
ラム作成装置、ロボット教示装置、ロボット操作装置な
どから構成される、１０４は第２のロボット、１０５は
第２のロボット１０４を制御する第２のロボット制御装
置、１０６はロボット制御用外部機器でロボット制御用
外部機器１０３と同様に構成されている。１、１１はロ
ボット言語を解読して命令を実行する中央処理装置、
２、１２はロボット制御用外部機器１０３、１０６とロ
ボット制御装置１０２、１０５とを接続するマンマシン
インターフェイス、３、１３はロボット制御用プログラ
ムおよび各種データを格納するメモリ、４、１４はロボ
ット言語等で作成された動作プログラムを格納するユー
ザプログラム用メモリ、５、１５は第１および第２のロ
ボット１０１、１０４に装着された駆動モータ（図示せ
ず）を駆動する駆動制御手段、６、１６は例えば他のロ
ボット制御装置等の他の機器と入出力信号によりデータ
の授受を行う通信制御手段である。

【０００３】図１３において、Ａは第１のロボットの動
作範囲、Ｂは第２のロボットの動作範囲、Ｃは第１のロ
ボットの動作範囲と第２のロボットの動作範囲との重複
する作業領域である。

【０００４】次に第１のロボット制御装置１０２の動作
について説明する。２台のロボットが重複する作業領域
を有する共同作業をする場合、第１のロボット制御装置
１０２は、ユーザプログラム用メモリ４に格納されてい
る動作プログラムに従い、第２のロボット１０４の動作
位置を確認し、次の動作の実行の可否を判定するといっ
た方法により複雑な作業を実現している。この場合の動
作プログラムの一例を以下に記す。 １００ ＭＯ １０ １１０ ＭＯ ２０ １２０ ＩＮ １３０ ＥＱ １，１２０ １４０ ＯＴ ２ １５０ ＭＯ ３０ １６０ ＭＯ ４０ １７０ ＯＢ−２ 上記動作プログラムでは、行番１５０のポジション３０
への移動が重複する作業領域内への移動で、行番１６０
のポジション４０への移動が重複する作業領域外への移
動と仮定している。

【０００５】以上の動作プログラムにおいて、行番１０
０はポジション１０として設定した位置への移動、行番
１１０はポジション２０として設定した位置への移動命
令である。行番１２０はポジション３０として設定した
位置への移動が重複する作業領域に入るために第２のロ
ボット１０４の動作位置を確認するために、外部信号を
入力ポートから同期をとって取り込む命令である。行番
１３０は入力データにより次の移動の可否を判定する命
令で、ここでは入力データが１であったら移動不可とし
て行番１２０に戻る例とした。入力データが１以外であ
れば移動可として、次行番１４０に進む。行番１４０は
指定したデータ（ここでは２）を出力ポートから同期を
とって出力する命令であり、第２のロボット制御装置１
０５に第１のロボット１０１の動作位置が重複する作業
領域内にいることを知らせる。行番１５０はポジション
３０として設定した位置への移動命令、行番１６０は重
複する作業領域外にあるポジション４０として設定した
位置への移動命令、行番１７０は重複する作業領域外と
なったことから行番１４０で設定したビットをＯＦＦす
る命令である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来のロボット制御装
置は以上のように構成されているので、重複する作業領
域を有する複数のロボットが共同作業を行う場合、動作
プログラム作成時にあらかじめ作業工程を分析し、重複
する作業領域に入る動作の前に第１、第２のロボットの
動作位置情報を授受する命令および判定、対応する命令
を指定する必要があり、又、ロボットの設置位置を移動
する毎に動作プログラムを変更せねばならなかった。更
に動作が複雑になるに従い入出力信号線の配線が増加
し、構造が煩雑になるとともに作業性が悪くなるという
問題点があった。

【０００７】この発明は上記のような問題点を解決する
ためになされたもので、複数のロボットで共同作業を行
う場合、第１のロボットの動作位置情報を出力する動作
プログラムを作成せずともよく、又、入出力信号線の配
線数を著しく増加させることなく、重複する作業領域を
判別して動作するロボット制御装置を得ることを目的と
する。

【０００８】

【課題を解決するための手段】第１の発明に係る第１の
ロボットを制御する制御装置は、第１のロボットの設置
位置および動作範囲などの位置情報を格納するメモリ
と、共同作業をする第２のロボットの設置位置および動
作範囲などの位置情報を格納するメモリと、前記第２の
ロボットを制御する制御装置と前記位置情報および入出
力信号を通信する通信制御手段と、前記第１のロボット
の前記位置情報と前記第２のロボットの前記位置情報を
使用して重複領域を算出する重複領域算出手段と、前記
重複領域算出手段により算出された重複領域情報を格納
するメモリと、前記第１のロボットが前記重複領域での
作業を開始する前に、前記第２のロボットの前記重複領
域での作業の有無を確認し、作業中の場合は前記重複領
域での前記第２のロボットの作業が終了するまで前記第
１のロボットの前記重複領域での作業開始を待機する重
複領域内作業判定手段と、前記第１のロボットが前記重
複領域で作業中である場合には作業中であることを前記
第２のロボットを制御する制御装置に出力する重複領域
内作業中出力手段とからなるものである。

【０００９】第２の発明に係る第１のロボットを制御す
る制御装置は、第１のロボットの設置位置および動作範
囲などの位置情報を格納するメモリと、前記第１のロボ
ットの作業領域と重複する作業領域を有する第２のロボ
ットの設置位置および動作範囲などの位置情報を格納す
るメモリと、前記第２のロボットを制御する制御装置と
前記位置情報および入出力信号を通信する通信制御手段
と、前記第１のロボットの前記位置情報と前記第２のロ
ボットの前記位置情報を使用して重複領域を算出する重
複領域算出手段と、前記重複領域算出手段により算出さ
れた重複領域情報を格納するメモリと、前記第１のロボ
ットが前記重複領域での作業を開始する前に前記第２の
ロボットの前記重複領域での作業の有無を確認し、作業
中の場合は前記重複領域での前記第２のロボットの作業
が終了するまで前記第１のロボットの前記重複領域での
作業開始を待機する重複領域内作業判定手段と、前記第
１のロボットが該重複領域で作業中である場合には作業
中であることを前記第２のロボットを制御する制御装置
に出力する重複領域内作業中出力手段とからなるもので
ある。

【００１０】

【作用】第１の発明における第１のロボットを制御する
制御装置の重複領域算出手段は、あらかじめ登録してお
いた前記第１のロボットおよび前記第１のロボットと共
同作業をする第２のロボットの設置位置および動作範囲
などの位置情報をもとに前記第１のロボットと前記第２
のロボットとの作業領域における重複領域を算出し、重
複領域情報格納メモリに登録する。また、重複領域内作
業判定手段は動作プログラムの実行において、前記第１
のロボットの作業が前記重複領域内となる場合には、前
記第２のロボットの前記重複領域内での作業の有無を確
認し、実行または待機の判定をする。さらに重複領域内
作業中出力手段では、前記第１のロボットが前記重複領
域内で作業をする場合に作業中であることを前記第２の
ロボットを制御する制御装置に出力するものである。

【００１１】第２の発明における第１のロボットを制御
する制御装置の重複領域算出手段は、あらかじめ登録し
ておいた前記第１のロボットおよび前記第１のロボット
の作業領域と重複する作業領域を有する第２のロボット
の設置位置および動作範囲などの位置情報をもとに前記
第１のロボットと前記第２のロボットとの作業領域にお
ける重複領域を算出し、重複領域情報格納メモリに登録
する。また、重複領域内作業判定手段は動作プログラム
の実行において前記第１のロボットの作業が該重複領域
内となる場合には、前記第２のロボットの前記重複領域
内での作業の有無を確認し、実行または待機の判定をす
る。さらに重複領域内作業中出力手段では、前記第１の
ロボットが該重複領域内で作業をする場合に作業中であ
ることを前記第２のロボットを制御する制御装置に出力
するものである。

【００１２】

【実施例】

実施例１．以下、この発明の一実施例を図について説明
する。図１において、１０１は第１のロボット、１１０
は第１のロボット１０１を制御する第１のロボット制御
装置、１０３はオペレータがロボット制御装置１１０と
情報のコミュニケーションを行うロボット制御用外部機
器で、パソコン、プログラム外部保存装置、プログラム
作成装置、ロボット教示装置、ロボット操作装置などか
ら構成されている。１はロボット言語を解読して命令を
実行する中央処理装置、２はロボット制御用外部機器１
０３と第１のロボット制御装置１１０とを接続するマン
マシンインターフェイス、３はロボット制御用プログラ
ムおよび各種データを格納するメモリ、４はロボット言
語等で作成された動作プログラムを格納するユーザプロ
グラム用メモリ、５は第１のロボット１０１に装着され
た駆動モータ（図示せず）を駆動する駆動制御手段、６
は例えばプログラマブルコントローラ（図示せず）とか
第２のロボット制御装置（図示せず）等の他の機器と入
出力信号によりデータの授受を行う通信制御手段、５１
は前記第１のロボットの設置位置および動作範囲などの
位置情報を格納する第１ロボット位置情報格納メモリ、
５２は前記第１のロボットと共同作業を行う第２のロボ
ットの設置位置および動作範囲などの位置情報を格納す
る第２ロボット位置情報格納メモリ、５３は前記第１ロ
ボット位置情報格納メモリ５１および前記第２ロボット
位置情報格納メモリ５２に格納されている位置情報を使
用して重複領域を算出する重複領域算出手段、５４は前
記重複領域算出手段５３で算出した重複領域情報を格納
する重複領域情報格納メモリ、５５は前記第１のロボッ
トが前記重複領域での作業を開始する前に前記第２のロ
ボットの前記重複領域での作業の有無を確認し、作業中
の場合は、前記重複領域での前記第２のロボットの作業
が終了するまで前記第１のロボットの前記重複領域での
作業開始を待機する重複領域内作業判定手段、５６は前
記第１のロボットが前記重複領域で作業中であることを
前記第２のロボットを制御する制御装置に出力する重複
領域内作業中出力手段である。

【００１３】図２は第１ロボット位置情報格納用メモリ
５１および第２ロボット位置情報格納用メモリ５２に格
納された位置情報データの一例、図３は重複領域算出手
段５３が第１ロボット位置情報格納用メモリ５１および
第２ロボット位置情報格納用メモリ５２に格納された位
置情報データを使用して算出した重複領域情報を格納す
る重複領域情報格納メモリ５４におけるデータの一例で
ある。

【００１４】図４はロボットの動作範囲を表すデータの
例で、Ａ１は半径ｒおよび角度θ１、θ２で示される動
作範囲であり、Ａ２は右限値ａ、左限値ｂ、下限値ｃお
よび上限値ｄで示される近似動作範囲である。図５は第
１のロボットと第２のロボットとが共同作業を行う場合
の設置例および位置情報の例である。図５において、第
１のロボットと第２のロボットとは同型機とし、第１の
ロボットの設置位置を座標系の中心（０、０）とし向き
を９０度、第２のロボットの設置位置を座標値（ｘ１、
ｙ１）の点とし向きを１８０度とした例である。

【００１５】図６は図５の設置例において、第１ロボッ
ト位置情報格納用メモリ５１および第２ロボット位置情
報格納用メモリ５２に格納される位置情報データの例
で、設置位置情報としては座標値と向きを示す角度を、
動作範囲情報としては近似動作範囲を使用して右限値
ａ、左限値ｂ、下限値ｃおよび上限値ｄを使用した例で
ある。図７は図５の設置例において、近似動作範囲を使
用して重複領域算出手段５３で算出し、重複領域情報格
納メモリ５４に格納されたデータの例であり、Ｘ最小値
（ｘ１−ｄ）、Ｙ最小値（ｙ１−ｂ）、Ｘ最大値
（ａ）、Ｙ最大値（ｄ）で構成される。図８は重複領域
内作業判定手段５５で行う判定についてのフローチャー
トである。

【００１６】次に第１の発明の一実施例の作用、動作に
ついて図８のフローチャートをもとに説明する。動作プ
ログラムの実行において、重複領域内作業判定手段５５
ではステップ２００で、次ブロックの動作が重複領域内
となるか否かを指令座標値と近似動作範囲データとの大
小判別によりチェックする。重複領域内作業判定手段５
５のチェックを、図５、図６および図７を使用して説明
する。 （１）次ブロックの動作が座標値（ｘｉ、ｙｉ）への移
動とし、ｘｉ＜ｘ１−ｄ（Ｘ最小値）であれば重複領域
外であるため、移動可と判定する。 （２）次ブロックの動作が座標値（ｘｊ、ｙｊ）への移
動とし、ｘｊ≧ｘ１−ｄ（Ｘ最小値）で、かつｙｊ＜ｙ
１−ｂ（Ｙ最小値）であれば重複領域外であるため、移
動可と判定する。 （３）次ブロックの動作が座標値（ｘｋ、ｙｋ）への移
動とし、ｘｋ≧ｘ１−ｄ（Ｘ最小値）またはｙｋ≧ｙ１
−ｂ（Ｙ最小値）であれば重複領域内となるため移動不
可と判定する。

【００１７】ここで次ブロックの動作が重複領域内でな
い場合はステップ２３０に進む。ステップ２３０では通
常処理である動作プログラムの展開処理を行い、引き続
きステップ２４０に進む。ステップ２４０ではプログラ
ムエンドか否かのチェックをし、プログラムエンドの指
令であれば終了とし、プログラムエンドでない場合はス
テップ２００に戻り、引き続きチェックを行う。ステッ
プ２００で次ブロックの動作が重複領域内となる場合は
ステップ２１０に進む。ステップ２１０では共同作業を
行うロボットから重複領域内作業中出力がＯＮになって
いるかをチェックし、ＯＦＦとなっている場合には該当
する重複領域対応の重複領域内作業中出力をＯＮして、
ステップ２３０に進む。またステップ２１０で共同作業
を行うロボットの重複領域内作業中出力がＯＮとなって
いる場合には、ステップ２３０の動作プログラムの展開
処理（通常処理）を行わず、該出力がＯＦＦとなるまで
待機する。

【００１８】実施例２．実施例２における第２ロボット
位置情報格納用メモリ５２は、第１のロボット本体の作
業領域と重複する作業領域を有する第２のロボット本体
の設置位置および動作範囲などの位置情報を格納するも
のである。他は実施例１と同様である。

【００１９】実施例３．図９、図１０は第１のロボット
と共同作業をする第２のロボットまたは第１のロボット
の作業領域と重複する作業領域を有する第２のロボット
が復数有る場合で、図９は第１ロボット位置情報格納用
メモリ５１に格納された位置情報データおよび第２ロボ
ット位置情報格納用メモリ５２に格納された復数の位置
情報データ（第２、第３、・・・・）の一例、図１０は
重複領域算出手段５３が第１ロボット位置情報格納用メ
モリ５１および第２ロボット位置情報格納用メモリ５２
に格納された位置情報データを使用して算出した重複領
域情報を格納する重複領域情報格納メモリ５４における
復数台のデータの一例である。図１１は図８のフローチ
ャートにおいて重複領域内作業判定を復数分行った例で
あり、図では２回行った例としたが共同作業するロボッ
ト数に応じて判定回数が増すことになる。

【００２０】実施例４．実施例１において動作範囲情報
としては、動作範囲に外接する四角形で近似した近似動
作範囲（右限値ａ、左限値ｂ、下限値ｃおよび上限値
ｄ）を使用した例を示したが、多角形で近似するように
してもよい。

【００２１】実施例５．実施例１において動作範囲情報
としては、動作範囲に外接する四角形で近似した近似動
作範囲（右限値ａ、左限値ｂ、下限値ｃおよび上限値
ｄ）を第１ロボット位置情報格納用メモリ５１および第
２ロボット位置情報格納用メモリ５２に格納した例を示
したが、動作範囲情報（座標値と向きを示す角度））入
力し、ロボット制御装置１１０で演算するようにしても
よい。

【００２２】

【発明の効果】以上のように、第１の発明によれば、ロ
ボット設置時に第１のロボットの位置情報および前記第
１のロボットと共同作業する第２のロボットの位置情報
を登録することにより、重複する作業領域を算出し、動
作プログラム実行時にチェックするように構成したの
で、従来のように動作プログラム作成時に第２のロボッ
トの動作をチェックする命令を加味せずともよくなり、
又、ロボット設置位置変更に対しても動作プログラムに
ついては変更せずとも良くオペレータの作業負担を大幅
に軽減させることが出来るという効果がある。

【００２３】また第２の発明によれば第２ロボット位置
情報格納用メモリには第１のロボットの作業領域と重複
する作業領域を有する第２のロボットの位置情報と限定
して格納することで、上記第１の発明の効果に加える
に、位置情報格納用メモリの有効活用および重複領域判
定の処理時間を短縮する効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１、第２の発明の一実施例によるロボット制
御装置の構成例を示す図である。

【図２】第１、第２の発明の第１ロボット位置情報格納
用メモリおよび第２ロボット位置情報格納用メモリに格
納される位置情報データの一例を示す図である。

【図３】第１、第２の発明の重複領域算出手段で算出し
た重複領域情報格納メモリに格納されるデータの一例を
示す図である。

【図４】第１、第２の発明の一実施例によるロボットの
動作範囲を表すデータの例を示す図である。

【図５】第１、第２の発明の一実施例による第１のロボ
ットと第２のロボットとが共同作業を行う場合の設置例
および位置情報の例を示す図である。

【図６】図５の設置例において、第１ロボット位置情報
格納用メモリ５１および第２ロボット位置情報格納用メ
モリ５２に格納される位置情報データの例を示す図であ
る。

【図７】図５の設置例において、近似動作範囲を使用し
て重複領域算出手段５３で算出し、重複領域情報格納メ
モリ５４に格納されたデータの例を示す図である。

【図８】第１、第２の発明の一実施例による重複領域内
作業判定手段５５で行う判定についてのフローチャート
である。

【図９】第１、第２の発明の第１ロボット位置情報格納
用メモリに格納される位置情報データおよび第２ロボッ
ト位置情報格納用メモリに格納される復数分の位置情報
データの一例を示す図である。

【図１０】第１、第２の発明の重複領域算出手段で算出
した重複領域情報格納メモリに格納される復数分のデー
タの一例を示す図である。

【図１１】第１、第２の発明の重複領域内作業判定手段
における判定を復数分行ったのフローチャート（例では
２回行ったもの）である。

【図１２】従来のロボット装置２台により共同作業を行
う場合の構成例を示す図である。

【図１３】従来のロボット装置２台により共同作業を行
う場合の設置例を示す図である。

【符号の説明】

１ 中央処理装置 ２ マンマシンインターフェイス ３ メモリ ４ マーザプログラム用メモリ ５ 駆動制御手段 ６ 通信制御手段 １１ 中央処理装置 １２ マンマシンインターフェイス １３ メモリ １４ ユーザプログラム用メモリ １５ 駆動制御手段 １６ 通信制御手段 ５１ 第１ロボット位置情報格納用メモリ ５２ 第２ロボット位置情報格納用メモリ ５３ 重複領域算出手段 ５４ 重複領域情報格納メモリ ５５ 重複領域内作業判定手段 ５６ 重複領域内作業中出力手段 １０１ 第１のロボット １０２ 第１のロボット制御装置 １０３ 外部機器 １０４ 第２のロボット １０５ 第２のロボット制御装置 １０６ 外部機器 １１０ 第１のロボット制御装置

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のロボットにより共同作業を行うロ
   ボットの制御装置において、第１のロボットの設置位置
   および動作範囲などの位置情報を格納するメモリと、共
   同作業をする第２のロボットの設置位置および動作範囲
   などの位置情報を格納するメモリと、前記第２のロボッ
   ト本体を制御する制御装置と前記位置情報および入出力
   信号を通信する通信制御手段と、前記第１のロボットの
   前記位置情報と前記第２のロボットの前記位置情報を使
   用して重複領域を算出する重複領域算出手段と、前記重
   複領域算出手段により算出された重複領域情報を格納す
   るメモリと、前記第１のロボットが前記重複領域での作
   業を開始する前に、前記第２のロボットの前記重複領域
   での作業の有無を確認し、作業中の場合は前記重複領域
   での前記第２のロボットの作業が終了するまで前記第１
   のロボットの前記重複領域での作業開始を待機する重複
   領域内作業判定手段と、前記第１のロボットが前記重複
   領域で作業中であることを前記第２のロボットを制御す
   る制御装置に出力する重複領域内作業中出力手段と、よ
   りなることを特徴とするロボットの制御装置。
2. 【請求項２】 重複する作業領域を有する複数のロボッ
   トにより共同作業を行うロボットの制御装置において、
   第１のロボットの設置位置および動作範囲などの位置情
   報を格納するメモリと、前記第１のロボットの作業領域
   と重複する作業領域を有する第２のロボットの設置位置
   および動作範囲などの位置情報を格納するメモリと、前
   記第２のロボットを制御する制御装置と前記位置情報お
   よび入出力信号を通信する通信制御手段と、前記第１の
   ロボットの前記位置情報と前記第２のロボットの前記位
   置情報を使用して重複領域を算出する重複領域算出手段
   と、前記重複領域算出手段により算出された重複領域情
   報を格納するメモリと、前記第１のロボットが前記重複
   領域での作業を開始する前に前記第２のロボットの前記
   重複領域での作業の有無を確認し、作業中の場合は前記
   重複領域での前記第２のロボットの作業が終了するまで
   前記第１のロボットの前記重複領域での作業開始を待機
   する重複領域内作業判定手段と、前記第１のロボットが
   前記重複領域で作業中であることを前記第２のロボット
   を制御する制御装置に出力する重複領域内作業中出力手
   段と、よりなることを特徴とするロボットの制御装置。