JPH08174454A

JPH08174454A - 産業用ロボットの軌跡表示装置

Info

Publication number: JPH08174454A
Application number: JP32099294A
Authority: JP
Inventors: Takehiko Murata; 剛彦村田; 登 ▲高▼木; Noboru Takagi; Masahiko Yomoda; 正彦四方田; Yasuo Ishiguro; 恭生石黒; Shogo Oishi; 省吾大石
Original assignee: Kobe Steel Ltd; Toyota Motor Corp
Current assignee: Kobe Steel Ltd; Toyota Motor Corp
Priority date: 1994-12-22
Filing date: 1994-12-22
Publication date: 1996-07-09

Abstract

(57)【要約】【目的】ワークを作業位置から待避させた場合におい
て、動作中の実際のツールの位置とワークとの相対的な
位置関係を容易且つ正確に認識できる産業用ロボットの
軌跡表示装置を提供する。【構成】産業用ロボットの軌跡表示装置は、産業用ロ
ボットに取付けたツールの再生中の現在位置を表示す
る。そして、一定時間毎に、産業用ロボットの各作動軸
の作動に基づいて求められたロボット座標系で表される
ツールの再生中の現在位置と、前記ロボット座標系とは
異なる座標系で表される作業対象ワークの形状とを、同
一の座標軸で同一の画面上で重ね合わせて表示する。ま
た、コンベア同期再生中の場合には、搬送装置に搭載さ
れて移動する作業対象ワークの形状は、画面上で静止し
た状態で表示し、再生中のツールの現在位置は、ワーク
の搬送装置下流側への搬送量分だけ逆に上流側に補正し
て表示し、結果として移動するワークの形状とツール軌
跡の相対的位置関係を重ね合わせ表示する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、産業用ロボットに取り
付けたツールの軌跡を監視する産業用ロボットの軌跡表
示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】第１の従来技術として、産業用ロボット
の状態監視機能に、一定の時間周期毎に、制御点と呼ば
れる、産業用ロボットに取り付けたツールの先端点のマ
ニブレータベース部を原点とする３次元直交座標系の
Ｘ、Ｙ、Ｚの各成分で表した座標値を、数値で表示する
という機能がある。また、この座標値を数値で表すので
はなく、Ｘ，Ｙ，Ｚの座標値を２次元又は３次元の座標
上の点として、グラフィック表現で描画する場合もあ
る。

【０００３】また、第２の従来技術として、産業用ロボ
ットの教示点と教示点とを結ぶ教示軌跡と、作業対象ワ
ークの形状とを、一つの画面上で重ね合わせ表示する機
能を設けたものがある（特開平３−２５５０７号）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】産業用ロボットの教示
作業後における動作の確認として重要な点に、産業用ロ
ボットの制御点であるロボット手首に取り付けたツール
とワークとの位置関係の確認がある。ツール先端制御点
は、ワークの作業点に対し一定の精度で位置決めされて
いなければ、正確な作業を行うことができない。特に、
ツール先端制御点がワークの側にずれていた場合には、
ツール又はマニプレータと、ワークとが衝突し、双方が
破損する虞れがある。

【０００５】しかしながら、後述のような理由で、再生
運転を行った場合、ツール先端作業点とワークの作業点
とがずれることも多い。即ち、教示作業時に、本来意図
していない教示点を誤って教示している可能性があり、
それに気づかないままワークを作業位置において再生運
転を行うことがある。

【０００６】また、産業用ロボットの軌跡教示方法とし
て、パソコン等のモデル上で軌跡を教示するオフライン
教示といわれる手法を用いた場合においては、再生運転
時に初めてワークを作業位置に設置するため、産業用ロ
ボットとワークとの衝突の危険性はより大きくなる。

【０００７】更に、連続して移動するコンベア等の搬送
装置に搭載されたワークに対して、ロボットが作業を行
うコンベア同期再生においては、教示作業を搬送装置が
停止しワークが静止した状態で行い、再生運転では搬送
装置を連続移動させ、ワークが搬送される状態で、産業
用ロボットは移動するワークに追従する。このような産
業用ロボットの再生方法を用いた場合は、産業用ロボッ
トの搬送装置への追従条件の設定を誤ったような場合に
も、産業用ロボットとワークとが衝突する可能性があ
る。

【０００８】以上のようなツールとワークとの衝突を避
けるために、教示が終わったプログラムを最初に再生運
転する場合には、ワークを産業用ロボットの動作範囲か
ら待避させたうえで、産業用ロボット及び搬送装置を再
生運転させ、再生中のツールの軌跡を目視で確認し、ワ
ークとの相対的位置関係を概略推測する。

【０００９】しかしながら、作業位置に実在しないワー
クと、高速で動き得るツールとの相対的位置関係を認識
することは極めて困難であり、到底正確な位置関係を認
識することはできない。

【００１０】そこで、再生運転時の軌跡確認作業におい
て、ワークを作業位置から待避させた状態であっても、
産業用ロボットのツールと、作業位置にあると仮定した
ワークとの位置関係を正確に確認し得る手段の開発が要
請されている。

【００１１】第１の従来技術は、産業用ロボットの再生
軌跡の連続性の確認と、産業用ロボットの再生動作を遠
隔地において監視することにおいては有効であるが、産
業用ロボットのツール先端制御点の表示しか行わないた
め、ワークとの位置関係を認識することはできない。

【００１２】第２の従来技術では、ワークの位置と教示
点との位置関係及び教示点と教示点とを直線又は曲線で
結んだ線を同一画面上で表示するものである。

【００１３】しかし、産業用ロボットの実際の動作は、
必ずしも教示点間を正確な直線又は曲線で動作するとは
限らない。画面上で教示点間を結んだ直線は、再生運転
におけるツール先端制御点の目標指令値と等価でしかな
く、サーボ系の遅れの影響で、実際の再生運転における
軌跡は、教示点を結ぶ直線に対し、ズレを生じることに
なる。このようなズレは曲線又は鋭角な折り返し動作等
においては、ますます顕著となる。

【００１４】従って、教示点と教示点とを結ぶ線と、ワ
ークの形状とを同時に教示しても、再生運転時のツール
とワークとの位置関係を正確に認識することにはならな
い。

【００１５】更に、コンベア同期再生においては、産業
用ロボットと搬送装置との追従条件の設定の誤り及び搬
送装置の搬送速度の変化により、教示したとおりのツー
ルとワークとの相対的な位置関係が保たれない場合もあ
るため、単なる教示点とワークの位置関係の教示は、再
生時においては、確認の意味をなさない。

【００１６】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、ワークを作業位置に設定する場合やワーク
を搬送装置に搭載して搬送する場合の他、ワークを作業
位置から待避させた場合やワークを搬送装置に搭載せず
にロボットを運転する場合において、動作中の実際のツ
ールの位置とワークとの相対的な位置関係を容易且つ正
確に認識できる産業用ロボットの軌跡表示装置を提供す
ることを目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明に係る第１の産業
用ロボットの軌跡表示装置は、複数の軸からなる産業用
ロボットの先端部に設けた作業具を再生動作させて作業
する作業対象ワークを表示すると共に、その作業対象ワ
ークに対して前記作業具が再生動作する作業具軌跡を表
示する産業用ロボットの軌跡表示装置において、前記産
業用ロボットが作業する作業対象ワークを作画する作業
対象ワーク作画手段と、前記作業対象ワーク及びその作
業対象ワークに対して作業する前記産業用ロボットの位
置を入力する入力手段と、その産業用ロボットの位置に
おいて再生動作する各軸の作動により求められるロボッ
ト座標系での前記作業具の位置を前記作業対象ワーク作
画手段の座標系に変換する変換手段と、その変換手段に
変換される前記作業具の位置を前記作業対象ワーク作画
手段に作画され前記入力手段に入力された作業対象ワー
クの位置に表示された作業対象ワークに重ね合わせて表
示する表示手段とを備えてなることを特徴とする。

【００１８】また、本発明に係る第２の産業用ロボット
の軌跡表示装置は、搬送される作業対象ワークの搬送方
向に、産業用ロボットを同期して移動しながら作業する
作業対象ワーク搬送装置の移動位置を検出する移動位置
検出手段と、その移動位置検出手段により検出される作
業対象ワークの位置での作業具の位置を作業対象ワーク
の搬送方向と逆方向に補正する補正手段と、を有し、前
記表示手段は前記補正手段で補正される前記作業具の位
置を静止した作業対象ワークに重ね合わせて表示するこ
とを特徴とする。

【００１９】

【作用】請求項１に係る産業用ロボットの軌跡表示装置
においては、作業対象ワークが作業時に置かれる位置と
産業用ロボットの設置位置との位置関係を入力手段によ
って入力し、作業対象ワーク作画手段によって作業対象
ワークの形状を作画すると共に、変換手段によって、再
生動作で動作されている産業用ロボットの各軸の作動中
の回転角からこの産業用ロボットの先端部に設けられた
作業具の位置を産業用ロボットの位置を基準として求め
て前述の位置関係を基に作画された作業対象ワーク形状
を基準とする位置に変換し、表示手段によって前記作画
された作業対象ワーク形状と作動中の作業具の位置の軌
跡とを重ねて表示する。

【００２０】これにより、作業対象ワークがない状態で
産業用ロボットを再生動作させながら、その際の作業具
の辿る軌跡を軌跡表示装置で確認でき、かつ作業時に置
かれるべき作業対象ワークの形状が重ね合わせて表示さ
れているので、作業具の辿る軌跡と作業対象ワークとの
相対的な位置関係を明瞭に把握できる。従って、作業具
が作業対象ワークに衝突するか否かの確認等が容易にで
きる。

【００２１】なお、本発明では、実際に産業用ロボット
を再生動作させながら、各軸の作動中の回転角から作業
具の位置を求めて軌跡を表示しているので、教示動作時
に作業具が辿る軌跡よりも実作業に則した軌跡を表示し
ている。

【００２２】また、請求項２に係る産業用ロボットの軌
跡表示装置においては、請求項１に係る軌跡表示装置に
おいて、移動位置検出手段によって作業対象ワーク搬送
装置の移動位置を検出し、補正手段によって産業用ロボ
ットの位置を基準とする作業具の位置を移動位置分だけ
逆に補正して軌跡を表示する。

【００２３】これにより、作業対象ワークがない状態で
コンベア等の作業対象ワーク搬送装置を作動させると共
に、産業用ロボットを同期して再生動作させつつ、表示
上においては、コンベアの移動が相殺されて実際の作業
具の軌跡が表示され、これに重ね合わせて作業時に置か
れるべき作業対象ワークの形状が表示される。従って、
コンベアと共に移動される作業対象ワークを基準とした
相対的な作業具の軌跡が表示され、作業具の辿る軌跡と
作業対象ワークとの相対的な位置関係を明瞭に把握でき
る。

【００２４】本発明によれば、表示画面上で、作業対象
ワークの形状を静止画として表示しているので、作業対
象ワークの形状をコンベア等によって移動する動画とし
て表示するよりも、表示スペースの限られた画面を有効
に利用して作業具の辿る軌跡と作業対象ワークとの相対
的な位置関係を明瞭に把握できる。

【００２５】

【実施例】以下、本発明の実施例について添付の図面を
参照して具体的に説明する。図１は本発明の実施例に係
る産業用ロボットの軌跡表示装置を導入した生産ライン
の構成を示すブロック図である。

【００２６】マニプレータ３はその動作を可能にする各
軸にサーボモータ３ａが設けられていて、このサーボモ
ータ３ａによりマニプレータ３は駆動されるようになっ
ている。なお、本実施例ではこのマニプレータ３にはｎ
個の軸が設けられているとする。そして、このサーボモ
ータ３ａにはエンコーダ３ｂが取り付けられていて、エ
ンコーダ３ｂによりサーボモータ３ａの回転量が検出さ
れ、これにより、マニプレータ３の位置を検出できるよ
うになっている。

【００２７】搬送装置としてのベルトコンベア６上に、
自動車車体等の作業対象ワーク７が固定されており、ワ
ーク７はベルトコンベア６により搬送されてマニプレー
タ３の配設位置に到来する。ベルトコンベア６には、コ
ンベアリセット信号出力器４が設置されている。このリ
セット信号出力器４は例えばワークの搬入口に設置され
たリミットスイッチ或は光電スイッチ等であり、ワーク
７がその搬入口に到達したときにこのリミットスイッチ
が作動してリセット信号が出力されるものである。ま
た、コンベア６には、コンベアパルス信号出力器５が設
置されており、コンベア６の移動量をパルス信号として
出力する。このコンベアパルス信号出力器５は例えばコ
ンベアの駆動装置に取り付けられたエンコーダ等の回転
量パルス変換器である。

【００２８】エンコーダ３ｂ、コンベアリセット信号出
力器４及びコンベアパルス信号出力器５の出力信号はロ
ボット制御盤１に入力される。このロボット制御盤１
は、マイクロコンピュータからなる演算部１ａと、半導
体メモリからなる記憶部１ｂと、シリアルデータの送受
信を行う通信部１ｃと、モータへの駆動電源の供給及び
モータ回転量のフィードバック入力を行うモータ制御部
１ｄと、外部からのパラレル信号入力及び外部へのパラ
レル信号出力を行う入出力部１ｅとを有している。記憶
部１ｂ、通信部１ｃ、制御部１ｄ及び入出力部１ｅは、
演算部１ａとデータバス及びアドレスバスで接続されて
おり、相互にデータの授受が可能である。

【００２９】ロボット制御盤１の通信部１ｃには、パー
ソナルコンピュータ２が接続されている。このパーソナ
ルコンピュータ２は、マイクロコンピュータからなる演
算部２ａと、半導体メモリ又は磁気ディスクからなる記
憶部２ｂと、シリアルデータの送受信を行う通信部２ｃ
と、キーボードからなるキー入力部２ｄと、グラフィッ
ク表示可能なＣＲＴモニターからなる表示部２ｅとを有
している。記憶部２ｂ及び通信部２ｃは演算部２ａとデ
ータバス及びアドレスバスで接続されており、相互にデ
ータの授受が可能である。また、キー入力部２ｄは専用
のインターフェース素子を介して演算部２ａに接続され
ており、このインターフェース素子を介してキー入力部
２ｄでの入力データを演算部２ａに送ることができる。
表示部２ｅも専用のインターフェース素子を介して演算
部２ａに接続されており、演算部２ａの指令に基づいて
表示部２ｅの画面への描画を行う。

【００３０】ロボット制御盤１とパーソナルコンピュー
タ２は、互いに通信部１ｃ、２ｃ間をシリアルのケーブ
ルで接続してあり、このシリアルケーブルを介して相互
にデータの授受が可能である。

【００３１】マニプレータのエンコーダ３ｂは、ロボッ
ト制御盤のモータ制御部１ｄにケーブルで接続されてお
り、モータの回転量をモータ制御部１ｄに送信する。コ
ンベアリセット信号出力器４及びコンベアパルス出力器
５はロボット制御盤の入出力部１ｅに接続されており、
夫々リセット信号及びコンベアパルス信号を入出力部１
ｅを介して演算部１ａに入力する。

【００３２】なお、図１に示す生産ラインを構成するブ
ロック図のうち、コンベアリセット信号出力器４、コン
ベアパルス信号出力器５及びコンベア６は本発明に係る
第１の産業用ロボットの軌跡表示装置の特徴とは異なる
ものであり、実施例の動作を説明するに当たって、第１
の装置には必ずしも必要なものではない。

【００３３】次に、図１の他に、本実施例の産業用ロボ
ットの軌跡表示装置の処理の流れを示すフローチャート
図である図２及び図３も参照して、本実施例の動作につ
いて説明する。

【００３４】図２及び３において、ステップＳ１からス
テップ１８は本実施例装置のパーソナルコンピュータ２
の処理を中心に説明したものである。ステップＳ１で
は、キー入力部２ｄから運転状態を監視するプログラム
番号を指定して入力し、そのプログラムをコンピュータ
における処理対象として選択する。

【００３５】次に、ステップＳ２では、ステップＳ１で
指定されたプログラムについて、後述する作業対象ワー
クの形状データ、ワークとマニプレータとの位置関係デ
ータ及び基準コンベア位置が記憶部２ｂに既に存在する
か否かを調べる。ステップＳ２でデータが存在しないと
判断された場合は、ステップＳ３へ移る。

【００３６】ステップＳ３ではキー入力部２ｄから、作
業対象ワーク７の形状を入力する。この入力手段として
は、先ず、表示部２ｅに図４のようなワーク形状入力画
面を表示する。この図４はワークを自動車車体としたと
きの例である。この画面で作業者は、画面内のデータ入
力欄８に項目Ａから項目Ｏまでのワーク７の形状特徴と
なる点のワーク座標を入力する。ワーク座標とは、ワー
ク固有の直交座標系であり、ワーク上の任意の点から直
交するＬ、Ｈ、Ｗ各方向の距離を座標成分とする。

【００３７】本実施例では、ワークの形状表示をＬ−Ｈ
平面と簡略化するため、入力する座標値はＬ、Ｈの２成
分となる。入力した項目Ａから項目Ｏまでの特徴点の座
標値は、記憶部２ｂに記録される。

【００３８】次に、ステップＳ４では、ワーク７とマニ
プレータ３の位置関係をキー入力部２ｄから入力する。
この位置関係とは、ステップＳ３で規定したワーク座標
系と、後述するマニプレータ固有のロボット座標系との
位置関係であり、一方の座標系で表記される任意の点を
他方の座標系で表記する変換式で表現できる。後述する
ように、表示部２ｅへの描画は、ワーク座標系を用いて
行うので、ここで使用する変換式は、ロボット座標系を
ワーク座標系に変換する下記の数式１及び数式２とな
る。

【００３９】

【数１】

【００４０】

【数２】但し、（Ｘ，Ｙ，Ｚ）；ロボット座標系で表した座標値（Ｌ，Ｗ，Ｈ）；ワーク座標系で表した座標値ａ１１〜ａ３３；回転移動を表す３×３行列成分（Ｘｓ，Ｙｓ，Ｚｓ）；平行移動量。

【００４１】なお、ステップＳ４では、上記変換式（数
式１、２）の行列Ａの各成分をキー入力部２ｄから入力
する。入力した各成分は、記憶部２ｂに記録される。

【００４２】次に、ステップＳ５においては、コンベア
同期再生の場合に、ワーク位置と対応して必要となる項
目として、基準コンベア位置を入力する。ステップＳ４
では、ワーク７とマニプレータ３との位置関係を入力し
たが、コンベア同期再生の場合は、再生中にワーク７
は、コンベア６によって移動するため、一意的にワーク
７とマニプレータ３との位置関係を規定することができ
ない。そのため、ステップＳ４でのワーク７とマニプレ
ータ３との位置関係の入力は任意の位置で搬送装置６が
停止している場合の位置関係を入力することになる。

【００４３】コンベア位置の原点は、後述するコンベア
リセット信号が入力されるタイミングでのワーク７の位
置とする。この位置と、ステップＳ４で位置関係を入力
したときのワーク７の位置との間のワーク移動距離を基
準コンベア位置としてキー入力部２ｄから数値を入力す
る。入力した基準コンベア位置Ｌｃ₀は、記憶部２ｄに
記憶される。

【００４４】次に、ステップＳ６では、ステップＳ３又
はそれ以前に入力したワークの形状データを記憶部２ｂ
から読み出す。次に、ステップＳ７でワークの形状をパ
ーソナルコンピュータの表示部２ｅに描画する。本実施
例では、ワーク形状をＬ、Ｈ表面画で表すものとしてそ
の手順を説明する。

【００４５】ワークの形状データは、ワークの特徴点Ａ
からＯのＬ、Ｈ座標値で表されているが、項目ＡからＯ
のうち、Ｌ座標値が最大の点、Ｈ座標が最大の点、Ｌ座
標値が最小の点、Ｌ座標値が最小の点のいずれもが、表
示部２ｅの定められた表示領域の縦横の範囲内に収まる
ように、座標の値と、表示に使用する表示ドットの関係
を定める。このようにして定めた関係により、項目Ａか
らＯの各点を表示する表示ドットを求める。

【００４６】次に、項目ＡからＯの各点間を結ぶ直線又
は円弧を描画するが、どの点とどの点を直線又は円弧で
結ぶのかは、ワーク７の種類に合わせ、記憶部２ｂに記
録される制御プログラムに予め記述しておく。図３には
項目Ａから項目Ｏの各点を結んだワークの形状表示を示
す。以上が本発明の実施例装置におけるデータの入力
と、ワーク形状の描画の処理である。

【００４７】次に、ステップＳ８以降で、ツール先端制
御点の表示について説明する。ステップＳ８では、再生
運転の開始を待つ。再生運転が行われているか否かはロ
ボット制御盤１から運転状態のデータを通信部２ｃにて
受信し判定する。再生運転が開始された場合、又は既に
再生運転が開始されている場合は、次の処理に進む。

【００４８】ステップＳ９では、マニプレータ３の各関
節に設置されているモータ３ａの回転角度を読み出す。
各関節のエンコーダ３ｂにより検出するモータ回転量を
ロボット制御盤１のモータ制御部１ｄで読みとり、ロボ
ット制御盤１の演算部１ａに送る。ロボット制御盤１の
演算部１ａでは、各関節の減速機の構成から決まる減速
比を前記回転量の検出値に掛け合わせ、各関節の回転角
度を求める。

【００４９】パーソナルコンピュータ演算部２ａは、こ
の値を通信部２ｃを通じて受信し、記憶部２ｂに記録す
る。次に、ステップＳ１０では、ステップＳ９で読み出
したマニプレータ３の各関節の回転角度をもとに、演算
部２ａでツール先端制御点のロボット座標で表した座標
値に変換する。

【００５０】先ず、ツール先端制御点の座標をマニプレ
ータ３のｎ番目のリンクであるツール取り付け軸固定の
座標系で、（Ｘｎ、Ｙｎ、Ｚｎ）と表す。各座標値Ｘ
ｎ、Ｙｎ、Ｚｎはツールの形状から定数として定まる。

【００５１】次に、ｎ−１番目のリンク固定の座標系に
おけるツール先端制御点の座標を下記数式３により求め
る。

【００５２】

【数３】但し、行列Ａｎは、前記数式２と同じく、４×４行の変
換行列で表されるが、２つの座標原点の平行移動量は、
ｎ番目のリンクの形状から定数として定めることができ
る。また、２つの座標の回転方向はマニプレータ３の機
構上定まっているので、２つの座標の回転移動量も、ス
テップＳ９で読み出した値を回転量として使用すること
により、求めることができる。

【００５３】数式３の座標変換をｎ番目の軸から順にマ
ニプレータ３の据え付け部である１番目のリンクまで行
えば、ロボット座標と呼ばれるマニプレータ３の据えつ
け部を基準とした座標系でツール先端制御点の位置を表
すことができる。

【００５４】なお、マニプレータ３の各軸の長さと、回
転方向メカニカルインターフェースからツール先端制御
点までの長さと方向は、記憶部２ｂに記録されている制
御プログラムに予め記述しておく。

【００５５】次の、ステップＳ１１、Ｓ１２及びＳ１３
はコンベア同期再生を行う場合に必要となる処理であ
り、コンベア同期再生を行わない場合は不要である。ス
テップＳ１１では、再生運転中のコンベアの位置を読み
出す。

【００５６】次に、コンベア位置の検出方法をステップ
Ｓ１９からステップＳ２２について説明する。ステップ
Ｓ１９からＳ２２の処理は、本実施例装置のうち、ロボ
ット制御盤１の処理を中心に説明したものである。

【００５７】ステップＳ１９では、コンベアリセット信
号のロボット制御盤１への入力を監視している。通常、
コンベア同期再生を行う生産ラインではコンベア６上の
ワーク７がラインに取り付けられたリミットスイッチ又
は光電スイッチ等からなるリセット信号出力器４を横切
った時点で、これらの機器から、ロボット制御盤１に信
号が入力される構成をとっている。一般にコンベアリセ
ット信号は、産業用ロボットの再生運転の開始と等しい
タイミングで入力される。

【００５８】この信号がロボット制御盤１の入出力部１
ｅに入力されると、次のステップＳ２０に移り、ロボッ
ト制御盤１の演算部１ａでは、記憶部１ｂに記録してあ
る現在コンベア位置を示す変数Ｌｃ_lの値を０にする。

【００５９】次に、ステップＳ２１では、コンベアパル
ス信号のロボット制御盤１への入力を監視している。コ
ンベアパルス信号は、搬送装置６の駆動部に取り付けら
れたエンコーダ等の回転量パルス変換器が駆動装置６が
一定回転する毎に出力されるオン／オフの信号である。
ロボット制御盤入出力部１ｅでは、コンベアパルス信号
の立ち上がり又は立ち下がりの変化を監視し、信号の変
化が検知されれば演算部１ａに通知し、次のステップＳ
２２に移る。

【００６０】ステップＳ２２では、コンベアパルス信号
をコンベア６の移動距離に変換する。パルス１周期の間
のコンベア６の移動距離はコンベア６の機構と、コンベ
アパルス出力部５の取り付け方から、定数として決定す
ることができる。ステップＳ２２では、ロボット制御盤
１の記憶部１ｂに記録されている現在コンベア位置を表
す変数Ｌｃ_lに、１パルス当たりのコンベア６の移動量
を表す定数を加算して併せることにより、現在コンベア
位置を更新する。

【００６１】なお、ステップＳ１１においては、ロボッ
ト制御盤１の記憶部１ｂに記録されている現在コンベア
位置を通信部２ｃを介して、受信し記憶部２ｂに記録す
る。

【００６２】次に、ステップＳ１２では、ステップＳ５
で入力した基準コンベア位置を記憶部２ｂから読み出
す。ステップＳ１３においては、ステップＳ４でマニプ
レータ３とワーク７の位置関係を規定した時のワーク７
の位置と再生運転開始後の現在のワークの位置とのズレ
量を補正する。

【００６３】本実施例装置では、後述するワーク座標を
固定し、即ちワーク７を静止した状態で、ワーク７とツ
ール先端制御点とを重ね合わせ表示するため、ツール先
端制御点の座標値の側をワーク７のズレ量に併せて平行
移動する必要がある。ワーク７のズレ量はワーク７を搭
載するコンベア６の位置の差とマニプレータ３に対する
コンベア６の移動方向によって定まる。コンベア６の位
置の差は、ステップＳ１１で読み出した現在コンベア位
置Ｌｃ_lと、ステップＳ１２で読み出した基準コンベア
位置Ｌｃ₀との差である。また、マニプレータに対する
コンベア６の移動方向は、ロボット座標を基準とした単
位ベクトル（Ｘｃ、Ｙｃ、Ｚｃ）で表される。従って、
平行移動後のツール先端制御点の座標は、下記数式で表
すことができる。

【００６４】

【数４】 △Ｌｃ＝Ｌｃ_l−Ｌｃ₀

【００６５】

【数５】Ｘ＝Ｘ−△Ｌｃ・Ｘｃ

【００６６】

【数６】Ｙ＝Ｙ−△Ｌｃ・Ｙｃ

【００６７】

【数７】Ｚ＝Ｚ−△Ｌｃ・Ｚｃ但し、（Ｘ，Ｙ，Ｚ）はロボット座標で表したツール先
端制御点である。

【００６８】次に、ステップＳ１４では、ステップＳ４
で入力したワーク７とマニプレータ３との位置関係を表
す座標変換行列成分を記憶部２ｂから読み出す。

【００６９】次のステップＳ１５では、ステップＳ１４
で読み出した成分を代入した変換式（数式１）を使用
し、ツール先端制御点のロボット座標をワーク座標へ変
換する。

【００７０】次に、ステップＳ１６では、ステップＳ１
５で求めたツール先端制御点のワーク座標値をステップ
Ｓ７で定めたものと同じ座標点と表示ドットの関係で、
表示部２ｂのワーク形状描画と重ねて描画する。

【００７１】次に、ステップＳ１７では、再生運転の終
了を確認する。再生運転が終了したか否かは、ロボット
制御盤１から運転状態のデータを通信部２ｃにて受信し
判定する。再生運転が終了した場合は、全処理を終了
し、再生運転が継続している場合には、ステップＳ１８
で一定時間の時間待ちを行った後、ステップＳ９からス
テップＳ１６の処理を実行し、ツール先端制御点の描画
を繰り返し行う。図５は実線で表記したワーク７の形状
と、破線で表記した一定時間周期毎のツール先端制御点
の軌跡（位置）を重ね合わせ表示した表示部２ｅの画面
を示す。

【００７２】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、例えば、以下に示すような変形も可能であ
る。即ち、上記実施例では、ステップＳ１からステップ
Ｓ１８までの処理をパーソナルコンピュータ２を使用し
て行っているが、図６に示すように、ロボット制御盤自
体に、キー入力部９ｆと表示部９ｇを設けたロボット制
御装置９を使用してもよい。このロボット制御装置９
に、図１に示す実施例の演算部２ａの処理を行う演算部
９ａと、記憶部２ｂの処理を行う記憶部９ｂと、キー入
力部２ｄの処理を行うキー入力部９ｆと、表示部２ｅの
処理を行う表示部９ｇとを設けることにより、表示部９
ｇに上記実施例と同様の描画を得ることができる。な
お、通信部９ｃは図１の通信部２ｃとの間のデータ転送
を行う必要がないことは勿論である。

【００７３】また、上記実施例では、ワークとツール先
端制御点の表示部２ｅへの描画を、Ｌ−Ｈ平面に限定し
て行っているが、他の組み合わせの２次元平面でも良
く、また、３つの平面図を組み合わせた３次元平面でも
よい。また、３次元の斜視図で描画することも可能であ
る。

【００７４】更に、上記実施例では、画面上でのツール
の表現を、計算されたツール先端制御点に代表させて表
示しているが、先端制御点のみではなく、先端制御点を
基準にして、ツール全体形状の位置と方向を計算し画面
上に表示することも可能である。

【００７５】上記実施例では、コンベア駆動部に取り付
けたコンベアパルス発生器５から出力される信号をもと
に、コンベア６の移動量を計算しているが、コンベア６
の移動速度に変動がないとみなせる場合は、コンベアパ
ルス信号を用いずに、コンベア６の移動速度を数値で軌
跡表示装置に設定し、これをもとにコンベア６の移動量
を計算し、実施例と同様な表示を行うことができる。

【００７６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の第１の軌
跡表示装置によれば、再生時の実際の産業用ロボットツ
ールの位置と、ワークの形状とが同一の画面において重
ね合わせ表示され、ワークを作業位置から待避させ、再
生運転を行う場合においても、ツール先端制御点とワー
クとの相対的位置関係を画面上で容易且つ正確に確認で
きるので、ワークを作業位置に置いて再生運転を行う場
合にワークとツールとの衝突を未然に防止することがで
きるという効果を奏する。

【００７７】また、本発明の第２の軌跡表示装置によれ
ば、コンベア同期再生を行う場合においても同じく、ツ
ール先端制御点とワークとの相対的位置関係を画面上で
容易に且つ正確に確認でき、ワークとツールとの衝突を
防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る軌跡表示装置を適用した
生産ラインの構成例を示すブロック図である。

【図２】本実施例の動作を示すその処理手順のフローチ
ャート図である。

【図３】同じく、図２に続く本実施例の動作を示すその
処理手順のフローチャート図である。

【図４】ワーク形状の入力及びワーク形状の表示を行う
本実施例装置の表示部の画面である。

【図５】ワーク形状の表示及びツール先端点の表示を行
う本実施例装置の表示部の画面である。

【図６】本発明の変形実施例におけるロボット制御盤の
構成を示すブロック図である。

【符号の説明】

１；制御盤１ａ；演算部１ｂ；記憶部１ｃ；通信部１ｄ；制御部１ｅ；入出力部２；パーソナルコンピュータ２ａ；演算部２ｂ；記憶部２ｃ；通信部２ｄ；キー入力部２ｅ；表示部３；マニプレータ４；コンベアリセット信号出力器５；コンベアパルス信号出力器６；コンベア７；ワーク９；制御装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ▲高▼木登愛知県豊橋市三弥町字中原１番地２株式会社神戸製鋼所豊橋ＦＡ・ロボットセンター内 (72)発明者四方田正彦愛知県豊橋市三弥町字中原１番地２株式会社神戸製鋼所豊橋ＦＡ・ロボットセンター内 (72)発明者石黒恭生愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内 (72)発明者大石省吾愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の軸からなる産業用ロボットの先端
部に設けた作業具を再生動作させて作業する作業対象ワ
ークを表示すると共に、その作業対象ワークに対して前
記作業具が再生動作する作業具軌跡を表示する産業用ロ
ボットの軌跡表示装置において、前記産業用ロボットが
作業する作業対象ワークを作画する作業対象ワーク作画
手段と、前記作業対象ワーク及びその作業対象ワークに
対して作業する前記産業用ロボットの位置を入力する入
力手段と、その産業用ロボットの位置において再生動作
する各軸の作動により求められるロボット座標系での前
記作業具の位置を前記作業対象ワーク作画手段の座標系
に変換する変換手段と、その変換手段に変換される前記
作業具の位置を前記作業対象ワーク作画手段に作画され
前記入力手段に入力された作業対象ワークの位置に表示
された作業対象ワークに重ね合わせて表示する表示手段
とを備えてなることを特徴とする産業用ロボットの軌跡
表示装置。
【請求項２】搬送される作業対象ワークの搬送方向
に、産業用ロボットを同期して移動しながら作業する作
業対象ワーク搬送装置の移動位置を検出する移動位置検
出手段と、その移動位置検出手段による検出される作業
対象ワークの位置での作業具の位置を、作業対象ワーク
の搬送方向と逆方向に補正する補正手段と、を有し、前
記表示手段は前記補正手段で補正される前記作業具の位
置を静止した作業対象ワークに重ね合わせて表示するこ
とを特徴とする請求項１に記載の産業用ロボットの軌跡
表示装置。