JPH07210223A

JPH07210223A - ロボットの動作時間評価方法および装置

Info

Publication number: JPH07210223A
Application number: JP398494A
Authority: JP
Inventors: Mitsugi Kaneko; 貢金子; Hidetaka Nose; 英高野瀬; Masakatsu Kaneko; 正勝金子; Katsumi Takeishi; 克己武石
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1994-01-19
Filing date: 1994-01-19
Publication date: 1995-08-11
Anticipated expiration: 2015-05-15
Also published as: JP3040906B2

Abstract

(57)【要約】【目的】ロボットの各作業毎の所要時間および前記作業
の１工程の所要時間を算出、積算し、予め設定したサイ
クルタイム（作業時間）と比較して、リアルタイムに出
力（表示等）する機能を有するロボットの動作時間評価
方法および装置を提供する。【構成】ロボットを目標位置に移動させるために与えら
れるパラメータに従って当該ロボットが目標位置に移動
するために要する移動時間を算出するロボット移動時間
算出手段５４と、目標位置における作業条件に従って当
該目標位置における作業時間を算出するロボット作業時
間算出手段５６と、前記移動時間と前記作業時間とを積
算する積算手段６０と、予め設定した所定の工程におけ
るロボットのサイクルタイムと、前記積算値とを随時比
較するサイクルタイム比較手段７０と、ティーチングの
過程で前記積算値が前記サイクルタイムを超過した場
合、警告情報を出力するサイクルタイムオーバー警告出
力手段とから構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば、溶接ロボット
や組立ロボットなどの作業用ロボットのオフラインティ
ーチング時において、各作業の所要時間を算出、積算
し、予め設定したサイクルタイム（作業時間）と比較し
て、リアルタイムに出力（表示等）する機能を有するロ
ボットの動作時間評価方法および装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】各種の製造工場において、溶接ロボット
や組立ロボットなどの作業用ロボットを用いた製造自動
化システムが採用されている。例えば、自動車の生産ラ
インにおいては、製造工程に従って溶接や組立を行う各
種の作業用ロボットが配置され、コンピュータ制御のも
とに所定の部材を搬送、供給し、生産を自動的に行って
いる。

【０００３】これらの作業用ロボットに対して所要の作
業を行わせるためには、一般的にはティーチング装置を
用いて当該作業用ロボットの動作制御を行うロボットコ
ントローラに一連の作業指令（動作プログラム）を記憶
させ、中央のコンピュータの制御のもとに各ロボットコ
ントローラが配下の作業用ロボットに逐次作業指令を供
給して、各作業用ロボットに所要の動作を行わせる構成
を取っている。

【０００４】例えば、溶接ロボットにおける溶接工程
は、ロボットの動作原点位置から所定の溶接位置までの
移動、溶接位置における所定の溶接条件での通電溶接、
動作原点位置への復帰、および、前工程における作業時
間等との関係で生じる各動作間の待ちといった各工程で
構成される。なお、作業工程によっては、複数の溶接位
置に連続的に移動し、溶接を行って原点位置に復帰する
動作で１サイクルの溶接工程を構成する場合もある。

【０００５】従って、ティーチング装置を用いてロボッ
トコントローラにティーチングする場合には、ロボット
の原点位置から溶接位置までの位置データ、速度データ
および移動指令、当該溶接位置での通電時間（予備通電
が必要な場合はその通電時間も含む）等の溶接条件と溶
接指令、次の溶接位置における作業が連続的に行われる
場合は、次の溶接位置までの位置データ、速度データお
よび移動指令、その溶接位置での溶接条件と溶接指令、
ロボット原点位置までの移動指令を、作業の順序に従っ
て逐次ロボットコントローラに記憶させ、ティーチング
装置とロボットコントローラとの間で動作シミュレーシ
ョンを行い、あるいは、実際にロボットを動作させる実
動作チェックを行い、各作業の所要時間（サイクルタイ
ム）を計測し、その結果をティーチング作業にフィード
バックしてティーチングデータを修正することにより、
各作業の所要時間を短縮するための工夫がなされてい
る。このシミュレーション等において、必要に応じてロ
ボットとワークの干渉チェックが行われることもある。

【０００６】この種の従来技術として、本出願人による
特開平５−６２１６号公報に開示された技術、あるい
は、特開平３−１８４７９５号公報に開示された技術が
知られている。前者は、ロボットコントローラに設けた
測定手段により、ロボットの各動作毎の所要時間および
作業工程毎の所要時間（サイクルタイム）を測定し、表
示せしめるものであり、また、後者は、複数のロボット
を使用して一連の作業工程を行う場合において、動作シ
ミュレーションの段階で各ロボットの合計の作業工程毎
のサイクルタイムの合計値を求めるのみならず、各ロボ
ットの基本動作毎に、実動作時間と待ち時間とを分けて
計測、表示し、実生産に入る前に、より細分化した正確
なサイクルタイムを得るものである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術は、いずれの場合においても、ロボットの各作業
工程（１サイクル）の終了後、あるいは、シミュレーシ
ョン後の測定によるサイクルタイムと予め設定したサイ
クルタイムとを比較するものであり、いいかえれば、実
際にロボットを動作させ、あるいは、実動作をシミュレ
ーションして初めてサイクルタイム（作業時間）がわか
る方法である。従って、前述の如きティーチング装置を
使用してロボットコントローラにティーチングするシス
テムにおいては、１サイクルのティーチングが完了後、
シミュレーションを行って、初めてサイクルタイム（作
業時間）が確認でき、この結果と予め設定したサイクル
タイムを比較し、設定したサイクルタイム、すなわち、
ティーチングデータと実際の作業時間との関係を検証す
る方法を取らざるを得ないとう問題があった。

【０００８】このため、従来の技術では、予め設定した
サイクルタイムとシミュレーションを行って得たサイク
ルタイム（作業時間）とを比較して評価し、例えば、実
際のサイクルタイム（作業時間）が設定したサイクルタ
イムを越えている場合、設定したサイクルタイム内に収
まるようにティーチングデータの修正を行い、シミュレ
ーションする作業を繰り返し行わなければならず、ティ
ーチング工数が増大するという不都合を生じていた。予
め設定したサイクルタイムに対してロボットの実際のサ
イクルタイム（作業時間）を精度よく一致させること
は、生産現場におけるティーチング作業、ひいては、生
産効率に影響を与えるものであり、ティーチング工数を
増大することなく、ティーチングデータの検証段階で、
精度の高いサイクルタイム保証を行える方法が望まれ
る。

【０００９】さらに、１サイクルのティーチングが完了
後、シミュレーションを行って、初めてサイクルタイム
（作業時間）を確認せざるを得ない従来の技術では、ロ
ボットや溶接ガン等の評価がリアルタイムにできず、後
手に廻るため、設計変更や、生産工程のレイアウト変
更、打点配分等の事態が発生した場合、それに対応して
ティーチングの修復を行う場合にも大きな工数を必要と
する不都合も生じる。

【００１０】本発明は、前記の不都合を解消するもので
あって、溶接ロボットや組立ロボットなどの作業用ロボ
ットのオフラインティーチングにおいて、各作業毎の所
要時間および前記作業の１工程の所要時間を算出、積算
し、予め設定したサイクルタイム（作業時間）と比較し
て、リアルタイムに出力（表示等）する機能を有するロ
ボットの動作時間評価方法および装置を提供することを
目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、本発明に係る方法は、ロボットの現在位置から目
標位置に至る距離および速度を含むパラメータに従い、
当該ロボットが前記目標位置に移動するのに要する移動
時間を算出するステップと、前記目標位置における作業
条件に従い、当該目標位置における作業時間を算出する
ステップと、前記移動時間と前記作業時間とを積算し、
積算値を得るステップと、所定の工程に対して予め設定
した前記ロボットのサイクルタイムと前記積算値とを比
較するステップと、前記積算値が前記サイクルタイムを
超過した際、警告情報を出力するステップと、からなる
ことを特徴とする。

【００１２】また、本発明に係る装置は、ロボットの現
在位置から目標位置に至る距離および速度を含むパラメ
ータに従い、当該ロボットが前記目標位置に移動するの
に要する移動時間を算出する移動時間算出手段と、前記
目標位置における作業条件に従い、当該目標位置におけ
る作業時間を算出する作業時間算出手段と、前記移動時
間と前記作業時間とを積算する積算手段と、所定の工程
に対して予め設定した前記ロボットのサイクルタイムと
前記積算手段によって得られた積算値とを比較する比較
手段と、前記積算値が前記サイクルタイムを超過した
際、警告情報を出力する出力手段と、を備えることを特
徴とする。

【００１３】

【作用】本発明に係るロボットの動作時間評価方法およ
び装置では、ロボットに所定の動作を行わせる際、当該
ロボットを目標位置に移動させるために与えられるパラ
メータに従い、その移動に要する移動時間を算出し、ま
た、目標位置における作業条件に従い、当該目標位置に
おける作業時間を算出し、前記移動時間と前記作業時間
とを積算する。そして、予め設定した所定の工程におけ
るロボットのサイクルタイムと前記の積算値とを比較
し、前記積算値が前記サイクルタイムを超過した場合、
警告情報を出力する。

【００１４】

【実施例】本発明に係るロボットの動作時間評価方法お
よび装置について実施例を挙げ、添付の図面を参照しな
がら以下詳細に説明する。

【００１５】図１は本発明を実施するオフラインによる
ティーチング装置における制御回路の論理構成図であ
り、図２はティーチング装置における制御回路の構成を
示すブロック図であり、図３はオフラインによるティー
チング装置の全体構成を示すブロック図である。

【００１６】図３において、参照符号１０はオフライン
によるティーチング装置を示し、参照符号１２ａ、１２
ｂはロボット制御装置を示す。ロボット制御装置１２
ａ、１２ｂは各々作業用ロボットである組立ロボットや
溶接ロボット１４ａ、１４ｂと接続されてこれを制御す
る。ティーチング装置１０は、ティーチング装置１０全
体の制御を行う制御回路１６を含み、該制御回路１６
は、ロボットの三次元画像等を表示する表示手段である
ＣＲＴ１８と、各種の命令を与えるための入力手段であ
るキーボード２０およびマウス２２、記憶手段としての
フロッピーディスク２４、ハードディスク２６および磁
気テープリーダ２８と、出力手段であるプリンタ３０等
が接続される。

【００１７】図２において、制御回路１６は、ＣＰＵ３
２と、前記キーボード２０およびマウス２２とのインタ
フェース回路であるＩ／Ｆ３６と、溶接ロボット１４
ａ、１４ｂの作業位置データ、作業条件等の作業指令等
を記憶し、且つ、制御プログラムを記憶するＲＯＭ３８
と、ＣＰＵ３２が前記ＲＯＭ３８に記憶された制御プロ
グラムを実行中に発生する演算結果を一時的に記憶する
ＲＡＭ４０と、溶接ロボット１４ａ、１４ｂの所定の工
程毎におけるサイクルタイム（作業時間）を設定する設
定回路４２と、前記溶接ロボット１４ａ、１４ｂの工程
毎にシミュレーションを行うシミュレーション回路４４
とを備える。

【００１８】制御回路１６は、さらに、ティーチングの
過程で、ＣＰＵ３２において算出および積算される作業
時間、この作業時間と設定されたサイクルタイムとを比
較して得られる比較結果、警告等を出力するため、ＣＲ
Ｔ１８およびプリンタに接続されるインタフェース回路
であるＩ／Ｆ４８と、フロッピーディスク２４、ハード
ディスク２６および磁気テープリーダ２８に接続される
インタフェース回路であるＩ／Ｆ５０とを備えている。

【００１９】ここで、ティーチング装置１０において、
ハードディスク２６等の入出力装置、ＣＲＴ１８等の出
力装置、ＲＡＭ４０、ＣＰＵ３２は、図１の論理構成図
に示す機能ブロックを有する。すなわち、ハードディス
ク２６等の入力手段は、溶接ロボット１４ａ、１４ｂの
動作命令を入力するロボット動作命令入力手段６２、溶
接ロボット１４ａ、１４ｂの移動目標位置を入力するロ
ボット目標位置入力手段６４、溶接ロボット１４ａ、１
４ｂの各目標位置における作業条件、作業付帯条件を入
力するロボット作業条件入力手段６６、溶接ロボット１
４ａ、１４ｂの各工程毎のサイクルタイム設定値、ある
いは、サイクルタイム設定許容値を入力するサイクルタ
イム設定入力手段６８等の機能を有する。

【００２０】また、ＣＰＵ３２は、溶接ロボット１４
ａ、１４ｂの姿勢を算出するロボット姿勢算出手段５
２、溶接ロボット１４ａ、１４ｂの各工程毎の目標位置
に対して溶接ロボット１４ａ、１４ｂが当該目標位置に
移動するための移動時間を算出するロボット移動時間算
出手段５４、各目標位置における溶接ロボット１４ａ、
１４ｂの作業時間を算出するロボット作業時間算出手段
５６、前記の移動時間および作業時間を所定の工程の間
積算する積算手段６０、各工程毎に予め設定されたサイ
クルタイムと積算手段６０で算出された作業時間とを比
較するサイクルタイム比較手段７０、ロボット姿勢算出
手段５２の算出結果から溶接ロボット１４ａ、１４ｂの
姿勢等の画像情報を作成する画像情報作成手段５８等の
機能を有する。

【００２１】さらに、ＣＲＴ１８等の出力手段は、前記
画像情報を出力する画像情報出力手段７２、算出したサ
イクルタイムを出力するサイクルタイム出力手段７４、
設定したサイクルタイムに対して算出した作業時間が超
過した際に警告情報を出力するサイクルタイムオーバー
警告出力手段７６等の機能を有し、ＲＡＭ４０は、溶接
ロボット１４ａ、１４ｂの姿勢情報を記憶するロボット
姿勢情報記憶手段８２、前記画像情報を記憶する画像情
報記憶手段８４等の機能を有する。

【００２２】以上のように構成されるティーチング装置
１０において、溶接ロボット１４ａ、１４ｂの作業時間
（動作時間）を算出、評価する作用効果について、図１
〜図８を参照しながら説明する。

【００２３】通常のティーチング作業は、以下のように
行われる。すなわち、オペレータによってキーボード２
０およびマウス２２等からデータ読み込み命令が入力さ
れると、ＣＰＵ３２は、ロボットの種類、形状、およ
び、ティーチングを行うために必要な周辺装置の種類、
形状を示す作業環境データと、ロボットのアームの軸
数、アーム軸間の長さおよびアーム軸の加減速データ等
の作動性能データと、ロボットの作業工程毎の目標位置
（作業位置）座標データおよび各目標位置における溶接
ガン等のツールの姿勢データ、溶接ガンの通電時間等の
溶接条件（作業条件）データ、各工程毎の設定サイクル
タイムデータとをＩ／Ｆ５０を介してハードディスク２
６から読み出す。これらのデータはフロッピーディスク
２４、あるいは、磁気テープリーダ２８から読み出すよ
うに構成してもよい。

【００２４】次いで、キーボード２０から入力されるオ
ペレータの動作指示によりロボットの単位移動距離毎に
各軸の位置データが計算され、ロボット姿勢算出手段５
２（図１参照）によりロボットの姿勢が算出されて、ロ
ボット姿勢情報記憶手段８２に記憶される。このロボッ
ト姿勢情報をもとに、画像情報作成手段５８で画像情報
が作成され、画像情報記憶手段８４に記憶される。作成
された画像情報は画像情報出力手段７２によりＣＲＴ１
８に表示される。オペレータはこの画像に基づいてワー
クとツールの干渉等をチェックし、必要なティーチング
データの修正を施す。

【００２５】このような作業をロボットの各作業工程毎
に繰り返し、ティーチングデータの修正が行われると、
シミュレーション回路４４を付勢して、例えば、溶接ロ
ボット１４ａのシミュレーションを行い、ティーチング
データとロボットの実動作を確認し、最終的なティーチ
ングデータを確定し、ロボット制御装置１２ａの動作指
令のティーチングを完了する。

【００２６】ここで、溶接ロボット１４ａの作業工程
は、例えば、図４に示すように、ロボットの原点位置Ｐ
₀からフランジ等のワーク１１上の目標位置Ｑに移動
し、目標位置Ｑにおいて指定された作業条件に従って溶
接作業を行い、次いで、目標位置Ｒに移動し、目標位置
Ｒにおいて指定された作業条件に従って溶接作業を行
い、さらに目標位置Ｓに移動し、目標位置Ｓにおいて指
定された作業条件に従って溶接作業を行い、ロボット原
点位置Ｐ₀に復帰するものである。従って、ティーチン
グデータとしては、目標位置Ｑ、Ｒ、Ｓの位置座標およ
び移動速度が溶接ロボット１４ａの移動指令とともに与
えられ、各目標位置Ｑ、Ｒ、Ｓにおける作業条件として
溶接ガンの加圧値、保持指令、通電時間、開放指令等の
溶接条件が与えられる。

【００２７】これらのティーチングデータを用いたオフ
ラインティーチングの過程において、前記したティーチ
ングデータに従ってロボットの各工程における作業時間
が算出され、予め設定したサイクルタイムと比較し、評
価が行われる。この評価において、ティーチング過程で
算出したロボットの作業時間が予め設定したサイクルタ
イムを超過した場合には警告情報が表示され、オペレー
タはこの警告によりティーチングデータの修正を図るこ
とができる。

【００２８】すなわち、例えば、溶接ロボット１４ａを
所望の目標位置（図４のＱ、Ｒ、Ｓ等）に移動させるた
めに与えられる目標位置データおよび移動速度のパラメ
ータに従って、ロボット移動時間算出手段５４により溶
接ロボット１４ａが当該目標位置に移動するのに要する
移動時間が算出され、各目標位置における溶接ロボット
１４ａの作業を指示する作業条件に従ってロボット作業
時間算出手段５６により各目標位置における溶接ロボッ
ト１４ａの作業時間が算出される。この目標位置毎の移
動時間と作業時間は、所定の工程の間、積算手段６０に
より積算され、この工程における溶接ロボット１４ａの
作業時間（動作時間）の累計が算出される。

【００２９】図５は、上記の溶接ロボット１４ａの動作
について、予め設定されたサイクルタイムと制御回路１
６により算出される作業時間との関係を示すタイムチャ
ートであり、図中、（ａ）は予め設定されたサイクルタ
イムを、（ｂ）は算出される作業時間を示す。

【００３０】図５の（ａ）において、ＣＴ₁、ＣＴ₃、
ＣＴ₅、ＣＴ₇は夫々ロボット原点位置Ｐ₀から目標位
置Ｑ、目標位置Ｑから目標位置Ｒ、目標位置Ｒから目標
位置Ｓ、目標位置Ｓからロボット原点位置Ｐ₀に溶接ロ
ボット１４ａが移動するのに要する移動時間であり、Ｃ
Ｔ₂、ＣＴ₄、ＣＴ₆は夫々目標位置Ｑ、Ｒ、Ｓにおい
て溶接ロボット１４ａが作業するのに要する作業時間を
示すものであり、この一連の工程の設定サイクルタイム
はこれらの合計となる。

【００３１】一方、図５の（ｂ）において、ｃｔ₁、ｃ
ｔ₃、ｃｔ₅、ｃｔ₇は夫々ロボット移動時間算出手段
５４によって算出される各目標位置Ｑ、Ｒ、Ｓ、ロボッ
ト原点位置Ｐ₀間の移動時間であり、ｃｔ₂、ｃｔ₄、
ｃｔ₆は夫々ロボット作業時間算出手段５６によって算
出される各目標位置Ｑ、Ｒ、Ｓにおける溶接ロボット１
４ａの作業時間であり、この一連の工程の作業時間（動
作時間）はこれらの合計となり、積算手段６０により算
出される。ティーチング過程において、図５の矢印Ａの
如く、予め設定したサイクルタイムに対してロボット移
動時間算出手段５４により算出した移動時間等に遅れが
生じる場合、設定サイクルタイムに対して積算手段６０
により算出した作業時間が超過する。サイクルタイム比
較手段７０は、サイクルタイム設定許容値記憶手段８６
に記憶された設定値と前記作業時間とをリアルタイムで
比較しており、作業時間の超過が生じた時、サイクルタ
イムオーバー警告出力手段７６に警告が出力される。従
って、サイクルタイムオーバーの個所を特定することが
容易となる。

【００３２】図５の設定サイクルタイムおよび積算され
た作業時間は、サイクルタイム出力手段７４によりＣＲ
Ｔ１８に表示されるように構成されており、個々の移動
時間ｃｔ₁、ｃｔ₃、ｃｔ₅、ｃｔ₇、作業時間ｃ
ｔ₂、ｃｔ₄、ｃｔ₆が算出された時点でそれまでの積
算値としてリアルタイムに表示される。

【００３３】なお、図５に示す設定サイクルタイムおよ
び作業時間において、当該作業ロボットに動作待ち時間
がある場合、その時間も考慮されて設定値の比較がなさ
れる。

【００３４】次に、上記の処理がオフラインティーチン
グの過程でどのように行われるかを、過去にティーチン
グしたティーチングデータの改廃を行いつつティーチン
グする場合と、改廃を伴わずにティーチングする場合に
ついて説明する。

【００３５】ティーチング装置１０によるティーチング
動作時に、ロボットの姿勢データを改廃した時点で、あ
るいは、改廃した姿勢データをティーチングデータとし
てロボット姿勢情報記憶手段８２に記憶した時点で、当
該ロボットの作業工程の開始から現在の位置まで（改廃
を伴わず新規にティーチングする場合）の、あるいは、
作業工程の開始から終了まで（改廃により変更してティ
ーチングする場合）の作業時間を前述のごとく算出し、
改廃された画像情報を出力すると同時に、算出した作業
時間をサイクルタイム出力手段７４によりＣＲＴ１８に
表示する。この場合、動作指示を与え続けると、溶接ロ
ボット１４ａが連続的に動作するのと連動して、あるい
は、溶接ロボット１４ａを動かしてその姿勢をティーチ
ングデータとして記憶するたび毎に、算出された作業時
間が更新、表示される。

【００３６】さらに、予めサイクルタイムの許容値を設
定しておくことにより、算出した作業時間がその許容値
の範囲外である時は、その旨、オペレータに警告を発す
ることができる。例えば、溶接ロボット１４ａをティー
チングするに際して、越えてはならないサイクルタイム
の上限値をキーボード２０より入力、設定し、制御回路
１６内のサイクルタイム設定許容値記憶手段８６（設定
回路４２）に格納しておき、マウス２２によるロボット
動作命令に応じて算出した工程全体の作業時間と前記の
サイクルタイム設定許容値記憶手段８６の設定許容値を
比較し、算出した作業時間が大きい場合には、ＣＲＴ１
８にサイクルタイムオーバーのメッセージを表示し、同
時にＣＰＵ３２に内蔵のブザーを鳴らして、オペレータ
に警告を与えるよう構成できる。

【００３７】また、溶接ロボット１４ａの動作速度に関
する環境設定、軌跡制御に関する設定等、動作時間に影
響を与える要素の変更があった場合には、キーボード２
０から、当該変更のあった条件を制御回路１６に入力す
ることにより、その変更結果を作業時間の算出、演算に
反映させることができる。

【００３８】図６は、既存ティーチングデータを変更す
る場合における上記の処理手順を示すフローチャート、
図７は図６の処理フローチャートにおける遷移図であ
る。

【００３９】ステップＳ１において、溶接ロボット１４
ａの動作前の姿勢データ（図７の状態Ｔ１）と、入力さ
れた目標位置データ、動作指令等（状態Ｔ２）から各軸
の動作量を算出し（状態Ｔ３）、動作後の姿勢データ
（状態Ｔ４）を算出する。次いで、ステップＳ２におい
て、動作後の姿勢データ（状態Ｔ４）、１つ前の動作ス
テップの姿勢データ（状態Ｔ５）、１つ後の動作ステッ
プの姿勢データ（状態Ｔ６）とから、動作後姿勢までの
移動量（状態Ｔ７）と動作後姿勢からの移動量（状態Ｔ
８）を算出する。

【００４０】次に、ステップＳ３において、動作後姿勢
までの移動時間（区間ｃｔ）（状態Ｔ９）、動作後姿勢
からの移動時間（状態Ｔ１０）が算出され、ステップＳ
４において、動作前姿勢までの移動時間（状態Ｔ１
１）、動作前姿勢からの移動時間（状態Ｔ１２）、動作
前姿勢での全体作業時間（状態Ｔ１３）および動作後の
全体作業時間（状態Ｔ１４）が算出される。

【００４１】溶接ロボット１４ａの移動時間（区間ｃ
ｔ）は、次のようにして算出される。すなわち、図８Ａ
および図８Ｂは溶接ロボット１４ａの速度特性を示す図
であり、ここでは例として、６軸の多関節ロボットを考
える。溶接ロボット１４ａの各軸は、ティーチングステ
ップ毎に６軸が全て同時に動作を開始し、同時に動作を
終了する全軸同時到着動作で動くものとし、ティーチン
グステップで記憶した姿勢に完全に収装してから次のス
テップへの動作を開始するものとする。

【００４２】図８Ａおよび図８Ｂにおいて、縦軸は速度
ｖ、横軸は時間ｔを示し、溶接ロボット１４ａの各軸の
最大速度をｖ₁、ｖ₂〜ｖ₆、最大加速度をａ₁、ａ₂
〜ａ ₆、最大減速度をｄ₁、ｄ₂〜ｄ₆とし、また、ロ
ボットの各軸は、図８Ａのような速度特性（加速、定
速、減速）で動作するが、目標位置間の移動距離が短い
場合は、加速が完了しないうちに減速を始め、定速度域
が存在しない図８Ｂのような速度特性をとることもあ
る。

【００４３】ある２つの位置（ステップ）間で、ロボッ
トの各軸の移動量がＰ₁、Ｐ₂〜Ｐ ₆であったとし、各
軸が単独でその移動量を最大の能力で動作した時に要す
る移動時間を夫々Ｔ₁、Ｔ₂〜Ｔ₆とし、動作の開始時
刻を０とした時、各軸の時間ｔに対する速度ｖの変化を
ｆ₁、ｆ₂〜ｆ₆とすると、次式が成り立つ。

【００４４】

【数１】

【００４５】これを、Ｔ_nについて解くと、次式のよう
になる。

【００４６】

【数２】

【００４７】

【数３】

【００４８】ここで、移動量Ｐと移動時間Ｔ（区間ｃ
ｔ）との関係は図８Ｃの如くである。（１）式は、図８
Ａの速度特性で溶接ロボット１４ａが動作した場合を、
（２）式は、図８Ｂの速度特性で溶接ロボット１４ａが
動作した場合を示す。実際には、移動時間Ｔ₁、Ｔ₂〜
Ｔ₆の中で最も大きな軸に合わせて、他の軸は減速して
動作するわけであるから、これら６軸の移動時間の最大
値が、２つの位置間の移動時間（区間ｃｔ）となる。

【００４９】

【発明の効果】本発明に係るロボットの動作時間評価方
法および装置においては、ロボットの各作業毎の所要時
間および前記作業の１工程の所要時間を算出、積算し、
予め設定したサイクルタイム（作業時間）と比較して、
リアルタイムに出力（表示等）し、設定したサイクルタ
イムに対して算出した作業時間が超過する場合、警告を
発するものであるから、算出したサイクルタイム（作業
時間）が設定したサイクルタイムを越えている場合、超
過の原因となる個所を限定し、設定したサイクルタイム
内に収まるように、直ちにティーチングデータの修正を
行うことができ、ティーチング工数の増大を招くことが
ないという効果を有する。

【００５０】また、予め設定したサイクルタイムに対し
て、ロボットの実際のサイクルタイム（作業時間）を精
度よく一致させることができ、生産現場におけるティー
チング作業、ひいては、生産効率を向上する効果を奏
し、さらに、１サイクルのティーチングが完了後、シミ
ュレーションを行って、初めてサイクルタイム（作業時
間）を確認する必要がないため、ロボットや溶接ガン等
の評価がリアルタイムに行え、設計変更や、生産工程の
レイアウト変更、打点配分等の事態が発生した場合、対
応して容易にティーチングの修復を行える効果を有す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を実施するティーチング装置における制
御回路の論理構成図である。

【図２】ティーチング装置における制御回路の構成を示
すブロック図である。

【図３】ティーチング装置の全体構成を示すブロック図
である。

【図４】ロボットの作業工程を説明するための概念図で
ある。

【図５】設定されたサイクルタイムとティーチング装置
で算出された作業時間との関係を示すタイムチャートで
ある。

【図６】ティーチング装置による作業時間算出処理を示
すフローチャートである。

【図７】図６のフローチャートにおける状態を示す遷移
図である。

【図８】図８Ａおよび図８Ｂはロボットの速度特性を示
し、図８Ｃはロボットの移動量と移動時間との関係を示
す図である。

【符号の説明】

１０…ティーチング装置１２ａ、１２ｂ
…ロボット制御装置１４ａ、１４ｂ…溶接ロボット１６…制御回路１８…ＣＲＴ２０…キーボー
ド２２…マウス２４…フロッピ
ィーディスク２６…ハードディスク２８…磁気テー
プリーダ３０…プリンタ３２…ＣＰＵ５４…ロボット移動時間算出手段５６…ロボット
作業時間算出手段６０…積算手段６２…ロボット
動作命令入力手段６４…ロボット目標位置入力手段６６…ロボット
作業条件入力手段６８…サイクルタイム設定入力手段７０…サイクル
タイム比較手段７４…サイクルタイム出力手段７６…サイクルタイムオーバー警告出力手段

フロントページの続き (72)発明者武石克己埼玉県狭山市新狭山１−10−１ホンダエンジニアリング株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ロボットの現在位置から目標位置に至る距
離および速度を含むパラメータに従い、当該ロボットが
前記目標位置に移動するのに要する移動時間を算出する
ステップと、前記目標位置における作業条件に従い、当該目標位置に
おける作業時間を算出するステップと、前記移動時間と前記作業時間とを積算し、積算値を得る
ステップと、所定の工程に対して予め設定した前記ロボットのサイク
ルタイムと前記積算値とを比較するステップと、前記積算値が前記サイクルタイムを超過した際、警告情
報を出力するステップと、からなることを特徴とするロボットの動作時間評価方
法。
【請求項２】請求項１記載の方法において、前記ロボッ
トの動作待ち時間を算出するステップと、前記移動時間と前記作業時間と前記待ち時間とを積算
し、積算値を得るステップと、を含むことを特徴とするロボットの動作時間評価方法。
【請求項３】ロボットの現在位置から目標位置に至る距
離および速度を含むパラメータに従い、当該ロボットが
前記目標位置に移動するのに要する移動時間を算出する
移動時間算出手段と、前記目標位置における作業条件に従い、当該目標位置に
おける作業時間を算出する作業時間算出手段と、前記移動時間と前記作業時間とを積算する積算手段と、所定の工程に対して予め設定した前記ロボットのサイク
ルタイムと前記積算手段によって得られた積算値とを比
較する比較手段と、前記積算値が前記サイクルタイムを超過した際、警告情
報を出力する出力手段と、を備えることを特徴とするロボットの動作時間評価装
置。
【請求項４】請求項３記載の装置において、前記ロボッ
トの動作待ち時間算出手段を含み、前記積算手段は、前記移動時間と前記作業時間と前記待
ち時間とを積算するよう構成したことを特徴とするロボ
ットの動作時間評価装置。