JPH08380B2 - 作業ロボットの制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は溶接ロボットや接着ロボットなどのような作
業ロボットの制御方法に関するものである。

〔従来の技術〕

一般に、接着作業や塗装，溶接等を行う作業ロボット
は、被加工物に相対移動し乍ら接着剤や塗料等を連続的
に供給する態様で作業を行う。

このような態様での作業に於ては、ロボットの相対移
動速度と接着剤等の供給量とは密接な関係がある。

〔発明が解決しようとする課題〕

例えば、静止させている被加工物に対し接着剤等の供
給量を一定にしようとする場合、ロボットの走行速度
は、被加工材の適宜単位長さ当たりに供給される接着剤
等の量に反比例するから、ロボットの走行速度を変更さ
せ乍ら移動させる場合において被加工材に対する接着剤
等の供給量を一定にするには、ロボットの走行速度に相
応して接着剤等の供給量を可変制御する必要がある。

また、これとは逆に、ロボットの走行速度が一定であ
っても、接着剤等の供給量を被加工材の場所によっては
異なる量としなければならない場合もある。

本発明は、上記のような作業用ロボットの走行速度と
そのロボットに行わせる作業内容とを、予め設定される
両者の相関関係を保持するように制御することができる
制御方法を提供することをその課題とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明において上記課題を解決するための構成は、加
工対象に対し塗装ガンや溶接トーチ等による適宜の加工
治具を当てがいつつ走行させ、当該治具による加工状態
を走行状態に対応させて前記加工対象に連続的に加工を
施すようにする作業ロボットの制御に於て、作業ロボッ
トの位置，速度の指令値を、当該ロボットの位置、並び
に、前記治具の作業内容に対応させて設定すると共に、
前記指令値から適宜単位時間ごとの加速度データを形成
し、該加速度データが加速度の急変や符号の反転などの
予め決められた所定の内容を示すとき、加速度ゼロを示
す速度指令値を前記速度指令値に代えて挿入することに
より、もとの指令値を加速度面で平滑化した新たな速度
指令値を創設すると共に、この新たに創設された指令値
を前記加工治具の指令部に供給して加工治具に対する指
令値を補正することにより、前記ロボットの速度制御と
加工治具の作業内容の制御を行うことを特徴とするもの
である。

〔作用〕

ロボットの走行制御のためのもとの指令値を、その指
令値から形成する加速度データに基づいて平滑化し新た
な走行速度指令値に創成すると共に、この創成された走
行速度指令値に基づき加工治具の加工内容の制御指令値
を補正して、ロボットの走行速度とこれに対応した加工
治具の作業内容との制御を行うから、ロボットの円滑な
走行状態を実現すると共にこれに対応させた加工状態を
実現することができる。

〔実施例〕

次に本発明の実施例を図に拠り説明する。

第１図は自動車ボデーの塗装ラインと、このラインに
配設された塗装ロボット及びこのロボットの制御系の一
例を示すブロック図である。

この図に於ては、吊下支持されて位置決めされたボデ
ーＢに対し、台車Ｃに載架された自動塗装ロボットＲが
その台車Ｃの走行に伴ってボデーＢの全体に自動塗装を
するように形成されているものとする。

ここで、M₁は台車Ｃの走行用モータ、M₂は塗装ガンＧの
噴霧駆動用のモータである。

尚、本発明はロボットＲを位置固定に設置し、ボデー
ＢをそのロボットＲに対し走行させるようにした塗装ラ
インに適用できること勿論である。この場合には、ボデ
ーＢの走行駆動源となるモータを上記台車Ｃの走行モー
タM₁とみなして適用すればよい。

而して、１はモータM₁に対する走行指令値を設定する
走行条件の設定部で、モータM₁の回転状態を台車Ｃの位
置，速度について設定をするように形成されている。

尚、台車Ｃの位置や速度は、後述する塗装ガンＧによ
る塗装内容に対応して決められる。

２は前記設定部１における設定値をサーボアンプ３に
対する指令値に形成する走行指令部で、ここでは、前記
アンプ３にパルスワイズモジュレーション（PWM）タイ
プのものを用いているので、指令値はこのアンプ３に供
給される形式の信号に形成される。

４は上記台車Ｃの車軸に取付けられてその台車Ｃの位
置（移動量）をパルス信号で検出するエンコーダで、こ
のエンコーダ４の出力は、その一つがモータM₁の制御系
においてサーボアンプ３の手前に設けた比較部５に位置
フィードバック信号として供給されるようになってい
る。尚、エンコーダ４は位置検出用の測長器に代替する
こともある。

而して、本発明では上記設定部１に設定された速度，
位置の走行制御指令値から適宜単位時間ごとの加速度デ
ータを形成し、指令値の加速度状態に予め検討を加え
る。 ６は設定された指令値から指令加速度データを形
成する指令加速度データ形成部、７は形成される加速度
データに関する所定の基準値とこの基準値に対応するた
めに対応指令値とを設定する設定部で、例えば、指令加
速度データの急変や符号反転など予め決めた基準データ
と、この基準データに対応するための指令値、ここでは
加速度ゼロをもたらす対応指令値とが設定される。８は
上記の加速度データ形成部６に得られるデータと上記設
定部７の基準データとを比較する比較部で、例えば、こ
の部７において両データが一致したときには、先に設定
部７に設定されている対応指令値を指令部２に供給する
ように形成されている。

つまり、設定部１に設定した当初の指令データから適
宜の基準単位時間ごとに加速度データを形成し、この形
成された加速度データの中に加速度に急変等、ロボット
の走行に不都合な挙動をもたらすようなデータが含まれ
ているとき、もとの指令値の当該部分に加速度０を意味
するデータを設定部７から供給挿入して、もとの指令デ
ータを加速度面で平滑化した指令データを創成するので
ある。

本発明に於ては、ロボットＲの走行台車Ｃは、上記の
ようにして指令データが創成されその走行が制御される
一方、実際の走行時における加速度状態も常時チェック
され、実際走行時に加速度から見た異常挙動が生じた場
合には、指令制御系に対するもとの指令値の供給を断
ち、この異常挙動を抑制乃至は停止させるための指令値
を別に供給できるようにしている。

而して、９は上記エンコーダ４から供給される適宜単
位時間当りの移動量を微分処理して台車Ｃの実際加速度
を形成する実際加速度データ形成部、10は前記形成部９
に形成される加速度データ同士を逐次比較するデータ比
較部、11は実際加速度データの急変や符号の反転などを
示す基準データと、この基準データに対応するための指
令値、ここでは加速度ゼロを意味する対応指令値とを設
定する設定部で、この設定部11の基準データは判別部12
において上記データ比較部10から供給されるデータと比
較され、両者が一致したとき、設定部11に設定した加速
度ゼロを意味する対応指令値が選択部3aを経由して、先
の指令部２から供給される指令値に優先して、任意に設
定した時間、サーボアンプ３に直接供給される。

ここで、任意に設定する時間は、一例として、実際加
速度の急変が平滑化される時間であればよい。実際加速
度が平滑化されたかどうかは、例えば、比較部10の出力
で判断することができる。13は本発明制御系全体に対し
基準クロックパルスを設定し供給する基準クロックであ
る。

本発明は、ロボットＲの台車Ｃの走行速度を上記のよ
うにして制御するとき、制御された台車Ｃの走行速度に
対応して塗装ガンＧから噴霧される塗料の量が制御され
る。

塗料の噴霧量は、例えば、供給ポンプの駆動モータM₂
の回転数（又は速度）に比例するので、ここでは、この
モータM₂の回転数を制御することにより、塗料噴霧量の
制御を行うが、この制御は上記台車Ｃの走行速度に対応
して制御される。

而して、14は塗料の噴霧量の設定部で、台車Ｃの位置
及び速度に対応した噴霧量を設定するため、台車Ｃの走
行に関する設定データが設定部１から供給され、前記噴
霧量が設定される。

15は設定された噴霧量データをモータM₂のサーボアン
プ６に対する指令値に形成する指令部である。この指令
部15には、台車Ｃの走行指令値から形成される加速度デ
ータに基づき、その指令値が加速度面で平滑化された新
たな指令値が供給され、これによって上記設定部14の設
定値により形成されている噴霧量の指令値が補正され
る。また、台車Ｃの実際走行時には、この指令部15に、
エンコーダ４から供給されるデータが台車Ｃの現在位置
及び現在速度に処理され供給され、これらに基づいて上
記指令値の供給タイミングとその時の噴霧量が制御され
る。尚、4aはエンコーダ４の出力を速度データに形成す
る速度データ形成部である。

17はモータM₂に配設したタコジェネレータ等による回
転数検出器で、この回転数の検出信号は、塗料の噴霧量
形成部18において、塗料噴霧データに形成され比較部19
に供給される。比較部19ではそこにフィードバックされ
る現在噴霧量のデータが指令値と比較され、噴霧指令値
を補正する。

尚、回転数検出器17の信号は、データ形成部18′にお
いて塗料の噴霧量データに形成され、台車Ｃの指令部２
にも供給される。

以上の説明は、ロボットＲが塗装ロボットの場合につ
いてのものであるが、本発明は溶接ロボットや接着ロボ
ットにも、上記塗装ロボットとほぼ同様の内容で適用す
ることができる。

〔発明の効果〕

本発明は上述のように、塗装等の各種作業を行うロボ
ットの走行速度と塗装等の作業内容に一定の対応関係を
もたせ、当該走行速度と作業内容とを相互に関連させて
制御するに当り、まず、ロボットの走行を、加速度デー
タを円滑化して創成した指令値により駆動制御するよう
にすると共に、加速度データが円滑化された指令値が創
成されるとき、もとの指令値の走行位置，速度に対応し
て設定されていた塗料の噴霧量の指令値にも修正を加え
て新たな指令値とし、塗料の噴霧駆動源に与えるように
したから、円滑な走行速度とこれに対応した塗装状態を
実現することができる。

また、実際の台車走行時に走行状態が変化した場合で
も、台車の走行状態を示すデータは塗料噴霧の駆動制御
のための司令部に供給されているので、塗料噴霧のもと
の指令値は、この走行状態のデータに依拠して必要な修
正が加えられサーボアンプ側に供給されるので、実際の
走行時にもロボット台車の走行内容に対応した塗料噴霧
のための駆動を実現できる。

本発明は以上の通りであるから、作業ロボットの駆動
制御方法としてきわめて有用である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法を適用した塗装ロボットとその制御
系の一例のブロック図である。 Ｂ……ボデー、Ｃ……台車、Ｒ……ロボット、Ｇ……塗
装ガン、１……走行設定部、２……走行指令部、３……
サーボアンプ、M₁……走行モータ、４……エンコーダ、
５……比較部、６……指令加速度データ形成部、７……
基準データ設定部、７……データ比較部、９……実際加
速度データ形成部、10……比較部、11……許容データ設
定部、12……判別部、13……基準クロック、14……噴霧
量設定部、15……噴霧指令部、16……サーボアンプ、M₂
……供給モータ、17……タコジェネレータ、18……噴霧
データ形成部、19……比較部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】加工対象に対し塗装ガンや溶接トーチ等に
   よる適宜の加工治具を当てがいつつ走行させ、当該治具
   による加工状態を走行状態に対応させて前記加工対象に
   連続的に加工を施すようにする作業ロボットの制御に於
   て、作業ロボットの位置，速度の指令値を、当該ロボッ
   トの位置、並びに、前記治具の作業内容に対応させて設
   定すると共に、前記指令値から適宜単位時間ごとの加速
   度データを形成し、該加速度データが加速度の急変や符
   号の反転などの予め決められた所定の内容を示すとき、
   加速度ゼロを示す速度指令値を前記速度指令値に代えて
   挿入することにより、もとの指令値を加速度面で平滑化
   した新たな速度指令値を創設すると共に、この新たに創
   設された指令値を前記加工治具の指令部に供給して加工
   治具に対する指令値を補正することにより、前記ロボッ
   トの速度制御と加工治具の作業内容を制御を行うことを
   特徴とする作業ロボットの制御方法。
2. 【請求項２】加工対象に対し塗装ガンや溶接トーチ等に
   よる適宜の加工治具を当てがいつつ走行させ、当該治具
   による加工状態をロボットの走行状態に対応させて前記
   加工対象に連続的に加工を施すようにする作業ロボット
   の制御に於て、作業ロボットの走行時、適宜単位時間ご
   との走行加速度データを形成し、該加速度データが加速
   度の急変や符号の反転などの予め決められた所定の内容
   を示すとき、加速度ゼロを示す速度指令値を制御部に供
   給されている速度指令値に代えて適宜時間挿入すること
   により、もとの指令値による走行を加速度面で平滑化す
   ると共に、平滑化されたロボットの走行状態を示す信号
   を前記加工治具の指令部に供給して加工治具に対する指
   令値を補正することにより、前記ロボットの走行制御と
   加工治具の作業内容の制御を行うことを特徴とする作業
   ロボットの制御方法。