JPH0962322A - 多軸ロボットの制御装置及びその制御方法 - Google Patents
多軸ロボットの制御装置及びその制御方法Info
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- JPH0962322A JPH0962322A JP21455395A JP21455395A JPH0962322A JP H0962322 A JPH0962322 A JP H0962322A JP 21455395 A JP21455395 A JP 21455395A JP 21455395 A JP21455395 A JP 21455395A JP H0962322 A JPH0962322 A JP H0962322A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 多軸ロボットの動作を教示する作業を容易に
する制御装置及びその制御方法の提供。 【解決手段】 予め設定した目標移動位置に従って多軸
ロボットの制御を行なう制御装置において、移動指令コ
マンドの実行の際、Ｓ１で目標移動位置、Ｓ２で右手系
禁止領域をＲＡＭからそれぞれ読み込む。次に、読み込
んだ目標移動位置と右手系禁止領域を比較し（Ｓ３）、
目標移動位置が右手系禁止領域内であれば、目標移動位
置を左手系に変更し（Ｓ４）、Ｓ５で多軸ロボットの各
関節回転量を左手系で演算する。一方、目標移動位置が
右手系禁止領域外であれば、目標移動位置を右手系に変
更し（Ｓ６）、Ｓ７で多軸ロボットの各関節回転量を右
手系で演算する。そしてこの結果に基づいて多軸ロボッ
トの位置決め動作を開始するように構成（Ｓ８）。
する制御装置及びその制御方法の提供。 【解決手段】 予め設定した目標移動位置に従って多軸
ロボットの制御を行なう制御装置において、移動指令コ
マンドの実行の際、Ｓ１で目標移動位置、Ｓ２で右手系
禁止領域をＲＡＭからそれぞれ読み込む。次に、読み込
んだ目標移動位置と右手系禁止領域を比較し（Ｓ３）、
目標移動位置が右手系禁止領域内であれば、目標移動位
置を左手系に変更し（Ｓ４）、Ｓ５で多軸ロボットの各
関節回転量を左手系で演算する。一方、目標移動位置が
右手系禁止領域外であれば、目標移動位置を右手系に変
更し（Ｓ６）、Ｓ７で多軸ロボットの各関節回転量を右
手系で演算する。そしてこの結果に基づいて多軸ロボッ
トの位置決め動作を開始するように構成（Ｓ８）。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、多軸ロボットを制
御する制御装置及びその制御方法に関する。
御する制御装置及びその制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】多軸ロボットに作業をさせるためには、
一般的にそのロボットの動作プログラムを予め作成し、
制御装置の内部あるいは外部の記憶装置に格納する。動
作プログラムは、作業点の位置情報とロボット言語と呼
ばれている各種命令語により書かれた動作プログラムか
らなる。
一般的にそのロボットの動作プログラムを予め作成し、
制御装置の内部あるいは外部の記憶装置に格納する。動
作プログラムは、作業点の位置情報とロボット言語と呼
ばれている各種命令語により書かれた動作プログラムか
らなる。
【０００３】多軸ロボットに自動運転による再生動作を
させる場合は、まず、作業点の位置情報を教示装置によ
る教示作業により記憶装置に格納してゆく。
させる場合は、まず、作業点の位置情報を教示装置によ
る教示作業により記憶装置に格納してゆく。
【０００４】次に、記憶装置に記憶されている動作プロ
グラムにより命令語を１つづつ取り出し、解読しながら
所定の動作を行なう。これらの動作命令の内で、ある作
業を行なうための動作命令を実行する場合、その作業点
の位置情報の内容を参照し、指定された位置に多軸ロボ
ットは動く。一般的に作業点の位置情報は、作業者が多
軸ロボットに備えられた手先の位置として教示し、その
手先位置は作業者が直観的に理解し易いように、直交座
標で表現される（例えば、”Ｐ１（Ｘ0，Ｙ0，Ｚ0，Ｓ
0）”という形式、但しＳ0は手先軸の直交座標系に対す
る回転角である。）。このため手先位置を直交座標で表
現する場合、多軸ロボットの各関節のモータの停止位置
は一意的には決まらない。すなわち、多軸ロボットは、
１つの手先位置に対して各関節のモータの停止位置が右
手系及び左手系の２通り存在するわけである。これを多
軸ロボットの自動運転における教示再生中に一意的に決
めるためには、２つの方法がある。
グラムにより命令語を１つづつ取り出し、解読しながら
所定の動作を行なう。これらの動作命令の内で、ある作
業を行なうための動作命令を実行する場合、その作業点
の位置情報の内容を参照し、指定された位置に多軸ロボ
ットは動く。一般的に作業点の位置情報は、作業者が多
軸ロボットに備えられた手先の位置として教示し、その
手先位置は作業者が直観的に理解し易いように、直交座
標で表現される（例えば、”Ｐ１（Ｘ0，Ｙ0，Ｚ0，Ｓ
0）”という形式、但しＳ0は手先軸の直交座標系に対す
る回転角である。）。このため手先位置を直交座標で表
現する場合、多軸ロボットの各関節のモータの停止位置
は一意的には決まらない。すなわち、多軸ロボットは、
１つの手先位置に対して各関節のモータの停止位置が右
手系及び左手系の２通り存在するわけである。これを多
軸ロボットの自動運転における教示再生中に一意的に決
めるためには、２つの方法がある。
【０００５】１．教示作業では、手先位置情報として、
Ｐn（Ｘn，Ｙn，Ｚn，Ｓn）（ｎは作業点番号）という
形式で教示し、動作プログラムの命令語により教示位置
再生時に、その動作プログラム中で左右２通りある各関
節のモータの停止位置情報を選択する方法。
Ｐn（Ｘn，Ｙn，Ｚn，Ｓn）（ｎは作業点番号）という
形式で教示し、動作プログラムの命令語により教示位置
再生時に、その動作プログラム中で左右２通りある各関
節のモータの停止位置情報を選択する方法。
【０００６】図６は、従来例としての動作プログラム例
１を示す図である。
１を示す図である。
【０００７】図９は、従来例としての手先位置情報を示
す図である。
す図である。
【０００８】図６に示すように、ＬＮＯ２において、多
軸ロボットの左右２通りある各関節のモータの停止位置
のうち、それらのモータが停止位置になったときに、多
軸ロボットのアームの姿勢が右手系になるような各モー
タの停止位置を算出するように条件を設定する。次にＬ
ＮＯ３で各関節の関係が右手系の状態で各モータの停止
位置を算出する。また図７は、図６のＬＮＯ２とＬＮＯ
３を１つの命令にまとめた例である。
軸ロボットの左右２通りある各関節のモータの停止位置
のうち、それらのモータが停止位置になったときに、多
軸ロボットのアームの姿勢が右手系になるような各モー
タの停止位置を算出するように条件を設定する。次にＬ
ＮＯ３で各関節の関係が右手系の状態で各モータの停止
位置を算出する。また図７は、図６のＬＮＯ２とＬＮＯ
３を１つの命令にまとめた例である。
【０００９】図７は、従来例としての動作プログラム例
２を示す図である。
２を示す図である。
【００１０】２．教示作業の時点で、手先位置情報とし
て、Ｐn（Ｘn，Ｙn，Ｚn，Ｓn，ＡＲＭn）という形式で
教示し、教示位置を再生する際に手先位置情報の中の姿
勢要素”ＡＲＭn”を考慮して各関節の各モータの停止
位置を算出する方法。
て、Ｐn（Ｘn，Ｙn，Ｚn，Ｓn，ＡＲＭn）という形式で
教示し、教示位置を再生する際に手先位置情報の中の姿
勢要素”ＡＲＭn”を考慮して各関節の各モータの停止
位置を算出する方法。
【００１１】図８は、従来例としての動作プログラム例
３を示す図である。
３を示す図である。
【００１２】図１０は、従来例としての手先位置情報を
示す図である。
示す図である。
【００１３】図１０に示すように、教示作業時に手先位
置情報として直交座標系上の位置、及び姿勢の情報とし
て、右手系又は左手系を示す”ＲＩＧＨＴ”或は”ＬＥ
ＦＴ”を設定する。動作プログラム例３の実行による教
示位置再生時には、位置情報に加えて姿勢情報を考慮し
て（ＬＮＯ２）、手先が教示位置に移動するように各関
節のモータの停止位置を算出する。
置情報として直交座標系上の位置、及び姿勢の情報とし
て、右手系又は左手系を示す”ＲＩＧＨＴ”或は”ＬＥ
ＦＴ”を設定する。動作プログラム例３の実行による教
示位置再生時には、位置情報に加えて姿勢情報を考慮し
て（ＬＮＯ２）、手先が教示位置に移動するように各関
節のモータの停止位置を算出する。
【００１４】
【解決をしようとする課題】前述の１の場合、再生時の
位置決め精度が必要な場合に不利である。例えば教示し
たときの姿勢情報が残されていないので、教示した時の
姿勢とは反対の姿勢が動作プログラム上で指示される
と、各関節の減速機構のロストモーション、すなわち教
示位置への移動の際、ロボットの右手系又は左手系動作
における機械的な要因による位置決め動作誤差により高
精度に位置決めできない。これにより多軸ロボットの手
先位置に取り付けたハンドによりワークの把持ができな
いという問題が予想される。また、２の場合は、教示位
置の要素に多軸ロボットがその教示位置へ位置決めされ
た時の姿勢が含まれているので、作業者が教示作業を行
なう際、ひとつひとつの教示位置に対して再生時の姿勢
を考慮しながら正確に設定する必要があるため、教示作
業者が多軸ロボットの教示作業に熟達していなければな
らなかった。具体的な例として、同一のパレット上で初
め右手系により教示作業を行っていったが、右手系では
次の位置を教示することが不可能な領域が存在するた
め、左手系に変更してから教示作業を続行する必要が生
じ、同一パレット上で、左右の手系が混在した教示位置
データ出来上がる。この状態で、教示位置を自動運転で
再生すると、同一パレット上で手系の変更のための余分
なタクトが発生する。これを防ぐためには、初めから左
手系の姿勢で教示作業をやり直さなければならなくな
り、大変作業者に負荷がかかる。
位置決め精度が必要な場合に不利である。例えば教示し
たときの姿勢情報が残されていないので、教示した時の
姿勢とは反対の姿勢が動作プログラム上で指示される
と、各関節の減速機構のロストモーション、すなわち教
示位置への移動の際、ロボットの右手系又は左手系動作
における機械的な要因による位置決め動作誤差により高
精度に位置決めできない。これにより多軸ロボットの手
先位置に取り付けたハンドによりワークの把持ができな
いという問題が予想される。また、２の場合は、教示位
置の要素に多軸ロボットがその教示位置へ位置決めされ
た時の姿勢が含まれているので、作業者が教示作業を行
なう際、ひとつひとつの教示位置に対して再生時の姿勢
を考慮しながら正確に設定する必要があるため、教示作
業者が多軸ロボットの教示作業に熟達していなければな
らなかった。具体的な例として、同一のパレット上で初
め右手系により教示作業を行っていったが、右手系では
次の位置を教示することが不可能な領域が存在するた
め、左手系に変更してから教示作業を続行する必要が生
じ、同一パレット上で、左右の手系が混在した教示位置
データ出来上がる。この状態で、教示位置を自動運転で
再生すると、同一パレット上で手系の変更のための余分
なタクトが発生する。これを防ぐためには、初めから左
手系の姿勢で教示作業をやり直さなければならなくな
り、大変作業者に負荷がかかる。
【００１５】そこで本発明は、多軸ロボットの動作を教
示する作業を容易にする制御装置及びその制御方法の提
供を目的とする。
示する作業を容易にする制御装置及びその制御方法の提
供を目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】前述の課題解決のための
本発明の構成として、請求項１は、予め設定した目標移
動位置に従って多軸ロボットの制御を行なう制御装置に
おいて、前記多軸ロボットの動作の際、姿勢を制限する
領域を予め設定する手段と、前記目標移動位置に従って
前記多軸ロボットの軌道計画を作成する際、前記軌道計
画が、前記姿勢を制限する領域に含まれているか否かを
判別する手段と、その判別した結果と前記軌道計画に従
って、前記目標移動位置に対応する前記多軸ロボットの
各軸の移動量を補正する手段を備えたことを特徴とする
多軸ロボットの制御装置である。
本発明の構成として、請求項１は、予め設定した目標移
動位置に従って多軸ロボットの制御を行なう制御装置に
おいて、前記多軸ロボットの動作の際、姿勢を制限する
領域を予め設定する手段と、前記目標移動位置に従って
前記多軸ロボットの軌道計画を作成する際、前記軌道計
画が、前記姿勢を制限する領域に含まれているか否かを
判別する手段と、その判別した結果と前記軌道計画に従
って、前記目標移動位置に対応する前記多軸ロボットの
各軸の移動量を補正する手段を備えたことを特徴とする
多軸ロボットの制御装置である。
【００１７】これにより個々の教示位置の設定と再生時
の動作姿勢の制限を独立して設定できる。
の動作姿勢の制限を独立して設定できる。
【００１８】請求項２は、前記多軸ロボットの各軸の移
動量を補正する手段は、前記多軸ロボットの各軸が取り
得る姿勢である右手系又は左手系の変更を含むことを特
徴とする請求項１記載の多軸ロボットの制御装置であ
る。
動量を補正する手段は、前記多軸ロボットの各軸が取り
得る姿勢である右手系又は左手系の変更を含むことを特
徴とする請求項１記載の多軸ロボットの制御装置であ
る。
【００１９】これにより多軸ロボットの動作時に障害物
を避けて動作させることができる。また手系の変更は、
姿勢を制限する領域に多軸ロボットが出入りする時だけ
必要最小限行われる。
を避けて動作させることができる。また手系の変更は、
姿勢を制限する領域に多軸ロボットが出入りする時だけ
必要最小限行われる。
【００２０】請求項３は、前記姿勢を制限する領域を設
定する手段は、通信手段を介して前記制御装置と接続さ
れた外部装置で行なうことを特徴とする請求項２記載の
多軸ロボットの制御装置である。
定する手段は、通信手段を介して前記制御装置と接続さ
れた外部装置で行なうことを特徴とする請求項２記載の
多軸ロボットの制御装置である。
【００２１】これにより、多軸ロボットの動作プログラ
ムとは独立した現場レベルでのパラメータ設定を実現す
る。
ムとは独立した現場レベルでのパラメータ設定を実現す
る。
【００２２】請求項４は、前記姿勢を制限する領域は、
複数設定できることを特徴とする請求項２記載の多軸ロ
ボットの制御装置である。
複数設定できることを特徴とする請求項２記載の多軸ロ
ボットの制御装置である。
【００２３】これによりロボットのアームとワークの物
理的な制約が、ワークの移動開始位置及び移動終了位置
の２ヶ所で左右異なるような場合にも適用できる多軸ロ
ボットの制御装置を得る。
理的な制約が、ワークの移動開始位置及び移動終了位置
の２ヶ所で左右異なるような場合にも適用できる多軸ロ
ボットの制御装置を得る。
【００２４】請求項５は、前記多軸ロボットのインチン
グ動作中に、前記姿勢を制限する領域の境界を前記多軸
ロボットが抵触した際、インチング動作を停止させるこ
とを特徴とする請求項２記載の多軸ロボットの制御装
置。
グ動作中に、前記姿勢を制限する領域の境界を前記多軸
ロボットが抵触した際、インチング動作を停止させるこ
とを特徴とする請求項２記載の多軸ロボットの制御装
置。
【００２５】これにより多軸ロボットのインチング動作
中に、使用を制限された手系で姿勢を制限する領域へ不
用意に出入りすることをなくす。
中に、使用を制限された手系で姿勢を制限する領域へ不
用意に出入りすることをなくす。
【００２６】同課題の解決のための本発明の他の構成と
して、請求項６は、予め設定した目標移動位置に従って
多軸ロボットの制御を行なう制御方法において、前記多
軸ロボットの動作の際、姿勢を制限する領域を予め設定
し、前記目標移動位置に従って前記多軸ロボットの軌道
計画を作成する際、前記軌道計画が、前記姿勢を制限す
る領域に含まれているか否かを判別し、その判別した結
果と前記軌道計画に従って、前記目標移動位置に対応す
る前記多軸ロボットの各軸の移動量を補正することを特
徴とする多軸ロボットの制御方法である。
して、請求項６は、予め設定した目標移動位置に従って
多軸ロボットの制御を行なう制御方法において、前記多
軸ロボットの動作の際、姿勢を制限する領域を予め設定
し、前記目標移動位置に従って前記多軸ロボットの軌道
計画を作成する際、前記軌道計画が、前記姿勢を制限す
る領域に含まれているか否かを判別し、その判別した結
果と前記軌道計画に従って、前記目標移動位置に対応す
る前記多軸ロボットの各軸の移動量を補正することを特
徴とする多軸ロボットの制御方法である。
【００２７】これにより個々の教示位置の設定と再生時
の動作姿勢の制限を独立して設定できる。
の動作姿勢の制限を独立して設定できる。
【００２８】請求項７は、前記多軸ロボットの各軸の移
動量を補正する方法は、前記多軸ロボットの各軸が取り
得る姿勢である右手系又は左手系の変更を含むことを特
徴とする請求項６記載の多軸ロボットの制御方法であ
る。
動量を補正する方法は、前記多軸ロボットの各軸が取り
得る姿勢である右手系又は左手系の変更を含むことを特
徴とする請求項６記載の多軸ロボットの制御方法であ
る。
【００２９】これにより多軸ロボットの動作時に障害物
を避けて動作させることができる。また手系の変更は、
姿勢を制限する領域に多軸ロボットが出入りする時だけ
必要最小限行われる。
を避けて動作させることができる。また手系の変更は、
姿勢を制限する領域に多軸ロボットが出入りする時だけ
必要最小限行われる。
【００３０】請求項８は、前記姿勢を制限する領域は、
複数設定できることを特徴とする請求項７記載の多軸ロ
ボットの制御方法である。
複数設定できることを特徴とする請求項７記載の多軸ロ
ボットの制御方法である。
【００３１】これによりロボットのアームとワークの物
理的な制約が、ワークの移動開始位置及び移動終了位置
の２ヶ所で左右異なるような場合にも適用できる多軸ロ
ボットの制御装置を得る。
理的な制約が、ワークの移動開始位置及び移動終了位置
の２ヶ所で左右異なるような場合にも適用できる多軸ロ
ボットの制御装置を得る。
【００３２】請求項９は、前記多軸ロボットのインチン
グ動作中に、前記姿勢を制限する領域の境界を前記多軸
ロボットが抵触した際、インチング動作を停止させるこ
とを特徴とする請求項７記載の多軸ロボットの制御方法
である。
グ動作中に、前記姿勢を制限する領域の境界を前記多軸
ロボットが抵触した際、インチング動作を停止させるこ
とを特徴とする請求項７記載の多軸ロボットの制御方法
である。
【００３３】これにより多軸ロボットのインチング動作
中に、使用を制限された手系で姿勢を制限する領域へ不
用意に出入りすることをなくす。
中に、使用を制限された手系で姿勢を制限する領域へ不
用意に出入りすることをなくす。
【００３４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図面
を参照して説明する。
を参照して説明する。
【００３５】図１は、本発明を適用する多軸ロボットの
システム構成図である。
システム構成図である。
【００３６】図中、４は本多軸ロボットのシステムを制
御するロボット制御装置であり、パレット２８に載せら
れた複数のワーク２９を個々にコンベア３０へ移動させ
る多軸ロボットを制御する。この多軸ロボット１１は、
支柱２１に支えられており、サーボモータをそれぞれ備
えた第１軸（２２）、第２軸（２４）、そしてＳ軸（２
６）とそれらを始点にして動作するアーム１（２３）、
アーム２（２５）、そしてフィンガー（２７）を備え
る。１は、マンマシンインターフェースとしての教示装
置である。
御するロボット制御装置であり、パレット２８に載せら
れた複数のワーク２９を個々にコンベア３０へ移動させ
る多軸ロボットを制御する。この多軸ロボット１１は、
支柱２１に支えられており、サーボモータをそれぞれ備
えた第１軸（２２）、第２軸（２４）、そしてＳ軸（２
６）とそれらを始点にして動作するアーム１（２３）、
アーム２（２５）、そしてフィンガー（２７）を備え
る。１は、マンマシンインターフェースとしての教示装
置である。
【００３７】図２は、本発明を適用する多軸ロボットの
ブロック構成図である。
ブロック構成図である。
【００３８】図中、教示装置１は、各種パラメータや動
作の教示位置等の入力を行なう入力部２、入力値や結果
の表示などを行なう表示部３を備える。４はロボット制
御装置であり、教示装置１とのデータの受け渡しを行う
通信インターフェース５、教示装置１からの移動司令な
どの解読、サーボ制御、軌道計画演算等を行うＣＰＵ
６、ＣＰＵを動作させるための制御プログラム及び軌道
計画演算アルゴリズム等を記憶しているＲＯＭ７、サー
ボゲイン、電動モータの最高回転数、回転方向などのサ
ーボパラメータ、座標系の種類を確定するパラメータ、
多軸ロボット１１の第１、第２アームの長さ、各関節の
回転量の最大値と最小値、及び左手系制御領域がアーム
ソリューションパラメータとして記憶されているＲＡＭ
８、ロボット制御装置４の内部の各要素のデータ通信の
ためのバス９、そしてサーボドライバを備えたサーボ系
インターフェース１０を備える。多軸ロボット１１は、
ロボット制御装置４に接続され、その指示に従って動作
する。
作の教示位置等の入力を行なう入力部２、入力値や結果
の表示などを行なう表示部３を備える。４はロボット制
御装置であり、教示装置１とのデータの受け渡しを行う
通信インターフェース５、教示装置１からの移動司令な
どの解読、サーボ制御、軌道計画演算等を行うＣＰＵ
６、ＣＰＵを動作させるための制御プログラム及び軌道
計画演算アルゴリズム等を記憶しているＲＯＭ７、サー
ボゲイン、電動モータの最高回転数、回転方向などのサ
ーボパラメータ、座標系の種類を確定するパラメータ、
多軸ロボット１１の第１、第２アームの長さ、各関節の
回転量の最大値と最小値、及び左手系制御領域がアーム
ソリューションパラメータとして記憶されているＲＡＭ
８、ロボット制御装置４の内部の各要素のデータ通信の
ためのバス９、そしてサーボドライバを備えたサーボ系
インターフェース１０を備える。多軸ロボット１１は、
ロボット制御装置４に接続され、その指示に従って動作
する。
【００３９】まず本実施形態では、動作プログラム、又
は手先位置情報の設定時に教示装置１（ロボット制御装
置４からでも良い）から入力していた姿勢要素（前述の
従来例図６〜図１０）の設定を行わずに、位置の教示の
際、多軸ロボット１１の全動作領域の内部で、動作姿勢
を制限する領域の設定を行なう。ロボット制御装置４
は、教示位置に従ってロボットを動作させる場合に、個
々の教示位置が、予め設定したロボットアームの動作姿
勢を制限する領域内にあるかどうかを判別し、動作を実
行する。この考え方に基づいて以下に説明を述べる。
は手先位置情報の設定時に教示装置１（ロボット制御装
置４からでも良い）から入力していた姿勢要素（前述の
従来例図６〜図１０）の設定を行わずに、位置の教示の
際、多軸ロボット１１の全動作領域の内部で、動作姿勢
を制限する領域の設定を行なう。ロボット制御装置４
は、教示位置に従ってロボットを動作させる場合に、個
々の教示位置が、予め設定したロボットアームの動作姿
勢を制限する領域内にあるかどうかを判別し、動作を実
行する。この考え方に基づいて以下に説明を述べる。
【００４０】サーボ系インターフェース１０の動作につ
いて図３〜図５を参照して説明する。
いて図３〜図５を参照して説明する。
【００４１】図３は、本発明の一実施形態としての移動
指令コマンドの処理のフローチャートである。
指令コマンドの処理のフローチャートである。
【００４２】図中、サーボ系インターフェース１０で
は、ＣＰＵ６からバス９を介して送信されてきたコマン
ドを解読し、移動指令コマンドであるならばステップＳ
１で目標移動位置、ステップＳ２でアームソリューショ
ンパラメータ中の右手系禁止領域をＲＡＭ８からそれぞ
れ読み込む。次にステップＳ３において、読み込んだ目
標移動位置と右手系禁止領域を比較し、目標移動位置が
右手系禁止領域内であれば、目標移動位置を左手系に変
更し（ステップＳ４）、ステップＳ５で多軸ロボット１
１の各関節回転量を左手系で演算する。一方、目標移動
位置が右手系禁止領域外であれば、目標移動位置を右手
系に変更し（ステップＳ６）、ステップＳ７で多軸ロボ
ット１１の各関節回転量を右手系で演算する。そしてこ
の演算結果を基に、ステップＳ８においてロボット１１
の位置決め動作を開始する。
は、ＣＰＵ６からバス９を介して送信されてきたコマン
ドを解読し、移動指令コマンドであるならばステップＳ
１で目標移動位置、ステップＳ２でアームソリューショ
ンパラメータ中の右手系禁止領域をＲＡＭ８からそれぞ
れ読み込む。次にステップＳ３において、読み込んだ目
標移動位置と右手系禁止領域を比較し、目標移動位置が
右手系禁止領域内であれば、目標移動位置を左手系に変
更し（ステップＳ４）、ステップＳ５で多軸ロボット１
１の各関節回転量を左手系で演算する。一方、目標移動
位置が右手系禁止領域外であれば、目標移動位置を右手
系に変更し（ステップＳ６）、ステップＳ７で多軸ロボ
ット１１の各関節回転量を右手系で演算する。そしてこ
の演算結果を基に、ステップＳ８においてロボット１１
の位置決め動作を開始する。
【００４３】図４は、本発明の一実施形態としてのロボ
ット１１の動作領域を示す図である。
ット１１の動作領域を示す図である。
【００４４】図中、多軸ロボット可動領域４０は、同一
位置でも右手系、左手系の両方をとることが可能な領域
と、右手系、左手系のどちらか一方しかとることができ
ない領域が構造上存在する。ここでは説明を簡単にする
ために、多軸ロボット１１の動作の基本を右手系とす
る。次に、この右手系領域内に右手系禁止領域４３を設
定する方法は、方形の右手系禁止領域４３を対角点の２
点、すなわち４４の第１領域設定位置（Ｘ１、Ｙ１）
と、４５の第２領域設定位置（Ｘ２、Ｙ２）から構成さ
れるものとする。更に物理的に左手系でしかとりえない
領域４１はモータの回転角を利用して検出し、それ以外
の領域は右手系領域４２とする。目標移動位置が（Ｘ，
Ｙ，Ｚ）としたとき、Ｘ座標がＸ１〜Ｘ２間、Ｙ座標が
Ｙ１〜Ｙ２間に入っている場合のみ、目標移動位置が右
手系禁止領域４３と判別する。これはスカラ型ロボット
の自動運転時のＰＴＰ（POINT TO POINT)動作のときは
もちろん、教示作業時のインチング動作のときも同様で
ある。
位置でも右手系、左手系の両方をとることが可能な領域
と、右手系、左手系のどちらか一方しかとることができ
ない領域が構造上存在する。ここでは説明を簡単にする
ために、多軸ロボット１１の動作の基本を右手系とす
る。次に、この右手系領域内に右手系禁止領域４３を設
定する方法は、方形の右手系禁止領域４３を対角点の２
点、すなわち４４の第１領域設定位置（Ｘ１、Ｙ１）
と、４５の第２領域設定位置（Ｘ２、Ｙ２）から構成さ
れるものとする。更に物理的に左手系でしかとりえない
領域４１はモータの回転角を利用して検出し、それ以外
の領域は右手系領域４２とする。目標移動位置が（Ｘ，
Ｙ，Ｚ）としたとき、Ｘ座標がＸ１〜Ｘ２間、Ｙ座標が
Ｙ１〜Ｙ２間に入っている場合のみ、目標移動位置が右
手系禁止領域４３と判別する。これはスカラ型ロボット
の自動運転時のＰＴＰ（POINT TO POINT)動作のときは
もちろん、教示作業時のインチング動作のときも同様で
ある。
【００４５】インチング動作の場合教示装置１のキー操
作によりロボット制御装置４にインチング命令が送られ
る。ロボット制御装置４はインチング命令を受けると、
所定のサンプリングタイム毎に、多軸ロボット１１の手
先位置を算出し、その手先位置が左右どちらかの制限領
域に含まれるかを判別し、現在と次のサンプリングタイ
ム後の手先位置が同一の制御領域に含まれる場合のみ、
その手先位置になるように、多軸ロボット１１を動作さ
せる。すなわち手先位置が右手系領域４２にある場合
は、インチング動作はこの右手系の姿勢を保ったまま直
交座標系上を移動する。
作によりロボット制御装置４にインチング命令が送られ
る。ロボット制御装置４はインチング命令を受けると、
所定のサンプリングタイム毎に、多軸ロボット１１の手
先位置を算出し、その手先位置が左右どちらかの制限領
域に含まれるかを判別し、現在と次のサンプリングタイ
ム後の手先位置が同一の制御領域に含まれる場合のみ、
その手先位置になるように、多軸ロボット１１を動作さ
せる。すなわち手先位置が右手系領域４２にある場合
は、インチング動作はこの右手系の姿勢を保ったまま直
交座標系上を移動する。
【００４６】次のサンプリングタイム後の手先の移動位
置が右手系禁止領域４３に含まれると判別されると、イ
ンチング動作は停止され、多軸ロボット１１が右手系の
姿勢を保ったまま、右手系禁止領域４３に入り込むこと
はない。継続して右手系禁止領域４３内のインチング動
作を行ないたい場合は、多軸ロボット１１の姿勢を左手
系に変更してから行なう。同様に、右手系禁止領域４３
内のインチング動作を行っているときに、次のサンプリ
ングタイム後の手先位置が右手系領域４２に含まれると
判別されると、インチング動作は停止され、左手系の姿
勢を保ったまま、右手系領域４２に入り込むことはな
い。右手系領域４２内のインチング動作を行ないたい場
合は、姿勢を右手系に変更してから行なう。このインチ
ング動作途中で教示位置とした手先位置に達したら、イ
ンチング動作を中止し、現在停止している手先位置を目
的とする教示位置として、ロボット制御装置４に記憶す
る。
置が右手系禁止領域４３に含まれると判別されると、イ
ンチング動作は停止され、多軸ロボット１１が右手系の
姿勢を保ったまま、右手系禁止領域４３に入り込むこと
はない。継続して右手系禁止領域４３内のインチング動
作を行ないたい場合は、多軸ロボット１１の姿勢を左手
系に変更してから行なう。同様に、右手系禁止領域４３
内のインチング動作を行っているときに、次のサンプリ
ングタイム後の手先位置が右手系領域４２に含まれると
判別されると、インチング動作は停止され、左手系の姿
勢を保ったまま、右手系領域４２に入り込むことはな
い。右手系領域４２内のインチング動作を行ないたい場
合は、姿勢を右手系に変更してから行なう。このインチ
ング動作途中で教示位置とした手先位置に達したら、イ
ンチング動作を中止し、現在停止している手先位置を目
的とする教示位置として、ロボット制御装置４に記憶す
る。
【００４７】図５は、本発明を適用する多軸ロボットの
システムを上から見た図である。
システムを上から見た図である。
【００４８】（１）ワークの位置を教示する場合 （Ａ）の場所のワーク２９の全て（パレット２８上には
ワーク２９が数段に渡って存在する。）の位置を教示す
るとき、多軸ロボット１１は左手系にした状態で教示し
なければならない。なぜならば本実施形態に適用した多
軸ロボット１１は、図１のようにＺ軸上の移動が支柱に
沿って動作するため、（Ａ）の場所のワーク２９を上段
から下段に向かって右手系で教示しようとした場合、ア
ーム全体が（Ａ）の場所以外に積み上げられたワーク２
９に干渉してしまうからである。すなわちＺ軸が下がる
と、同時にアーム１、アーム２が下がってしまう。この
様なことを避けるために、このパレット２８上の領域は
予め左手系の領域とし、右手系ではオペレータがインチ
ング等の教示作業をできないようにする。
ワーク２９が数段に渡って存在する。）の位置を教示す
るとき、多軸ロボット１１は左手系にした状態で教示し
なければならない。なぜならば本実施形態に適用した多
軸ロボット１１は、図１のようにＺ軸上の移動が支柱に
沿って動作するため、（Ａ）の場所のワーク２９を上段
から下段に向かって右手系で教示しようとした場合、ア
ーム全体が（Ａ）の場所以外に積み上げられたワーク２
９に干渉してしまうからである。すなわちＺ軸が下がる
と、同時にアーム１、アーム２が下がってしまう。この
様なことを避けるために、このパレット２８上の領域は
予め左手系の領域とし、右手系ではオペレータがインチ
ング等の教示作業をできないようにする。
【００４９】（２）ＰＴＰ動作の場合 動作プログラム上でＰＴＰ動作命令がある場合、まず目
標移動位置のＸ，Ｙ，Ｚ座標成分よりこの位置が右手系
領域４２なのかそれとも右手系禁止領域４３なのかを判
別し、その上で多軸ロボット１１の手系が予め制限され
ている姿勢となるように、各関節の各モータの停止位置
（＝回転量）を算出し、各モータを算出した位置になる
ように駆動する。 ＜実施形態の効果＞ （１）教示位置の再生動作中に多軸ロボット１１の手先
部が、次の目標移動位置へ移動する場合、予め設定した
右手系禁止領域４３を出入りする時以外はアームの姿勢
が統一される。これにより、本来、左右異なる各関節の
減速機構の機械的なロス、すなわち同じ教示位置でも左
手系でその位置に到達した場合と、右手系でその位置に
到達した場合とでは、実際の手先の位置が異なってしま
うという現象を必要最小限に避けることが可能となり、
ロストモーションなどを考慮せずに高精度な位置決めが
実現する。 （２）アームの姿勢制限情報を作業者が予め領域として
設定するので、目標動作位置の教示の際、作業者が常に
アームの姿勢を意識することから開放することができ
る。 （３）右手系禁止領域４３の設定を、第１領域設定位置
（Ｘ１、Ｙ１）と、４５の第２領域設定位置（Ｘ２、Ｙ
２）の２点で指定するため、作業の形態に一番適した形
の領域が指定できる。尚、この制限領域は、必要により
複数設定できる構成であっても良い。 （４）アームの姿勢の制限情報を作業者が予め領域とし
て設定するため、作業者が作成する動作プログラム、及
び教示位置データ上からアームの姿勢情報を削除したシ
ンプルな構成を実現できる（すなわち、動作プログラム
は図８、教示位置データは図９の構成となりどちらから
もアームの姿勢情報を削除できる）。
標移動位置のＸ，Ｙ，Ｚ座標成分よりこの位置が右手系
領域４２なのかそれとも右手系禁止領域４３なのかを判
別し、その上で多軸ロボット１１の手系が予め制限され
ている姿勢となるように、各関節の各モータの停止位置
（＝回転量）を算出し、各モータを算出した位置になる
ように駆動する。 ＜実施形態の効果＞ （１）教示位置の再生動作中に多軸ロボット１１の手先
部が、次の目標移動位置へ移動する場合、予め設定した
右手系禁止領域４３を出入りする時以外はアームの姿勢
が統一される。これにより、本来、左右異なる各関節の
減速機構の機械的なロス、すなわち同じ教示位置でも左
手系でその位置に到達した場合と、右手系でその位置に
到達した場合とでは、実際の手先の位置が異なってしま
うという現象を必要最小限に避けることが可能となり、
ロストモーションなどを考慮せずに高精度な位置決めが
実現する。 （２）アームの姿勢制限情報を作業者が予め領域として
設定するので、目標動作位置の教示の際、作業者が常に
アームの姿勢を意識することから開放することができ
る。 （３）右手系禁止領域４３の設定を、第１領域設定位置
（Ｘ１、Ｙ１）と、４５の第２領域設定位置（Ｘ２、Ｙ
２）の２点で指定するため、作業の形態に一番適した形
の領域が指定できる。尚、この制限領域は、必要により
複数設定できる構成であっても良い。 （４）アームの姿勢の制限情報を作業者が予め領域とし
て設定するため、作業者が作成する動作プログラム、及
び教示位置データ上からアームの姿勢情報を削除したシ
ンプルな構成を実現できる（すなわち、動作プログラム
は図８、教示位置データは図９の構成となりどちらから
もアームの姿勢情報を削除できる）。
【００５０】尚、本発明は、複数の機器から構成される
システムに適用しても、本実施形態のように１つの機器
からなる装置に適用しても良い。また、本発明はシステ
ム或は装置にプログラムを供給することによって実施さ
れる場合にも適用できることは言うまでもない。この場
合、本発明に係るプログラムを格納した記憶媒体が本発
明を構成することになる。そして、該記憶媒体からその
プログラムをシステム或は装置に読み出すことによっ
て、そのシステム或は装置が、予め定められた仕方で動
作する。
システムに適用しても、本実施形態のように１つの機器
からなる装置に適用しても良い。また、本発明はシステ
ム或は装置にプログラムを供給することによって実施さ
れる場合にも適用できることは言うまでもない。この場
合、本発明に係るプログラムを格納した記憶媒体が本発
明を構成することになる。そして、該記憶媒体からその
プログラムをシステム或は装置に読み出すことによっ
て、そのシステム或は装置が、予め定められた仕方で動
作する。
【００５１】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、多
軸ロボットのアームの姿勢制限情報を予め領域として設
定することにより、多軸ロボットの動作を教示する作業
者の負担を軽減し、作業を容易にする制御装置及びその
制御方法の提供が可能となる。
軸ロボットのアームの姿勢制限情報を予め領域として設
定することにより、多軸ロボットの動作を教示する作業
者の負担を軽減し、作業を容易にする制御装置及びその
制御方法の提供が可能となる。
【００５２】
【図１】本発明を適用する多軸ロボットのシステム構成
図である。
図である。
【図２】本発明を適用する多軸ロボットのブロック構成
図である。
図である。
【図３】本発明の一実施形態としての移動指令コマンド
の処理のフローチャートである。
の処理のフローチャートである。
【図４】本発明の一実施形態としてのロボット１１の動
作領域を示す図である。
作領域を示す図である。
【図５】本発明を適用する多軸ロボットのシステムを上
から見た図である。
から見た図である。
【図６】従来例としての動作プログラム例１を示す図で
ある。
ある。
【図７】従来例としての動作プログラム例２を示す図で
ある。
ある。
【図８】従来例としての動作プログラム例３を示す図で
ある。
ある。
【図９】従来例としての手先位置情報を示す図である。
【図１０】従来例としての手先位置情報を示す図であ
る。
る。
１ 教示装置 ２ 入力部 ３ 表示部 ４ ロボット制御装置 ５ 通信インターフェース ６ ＣＰＵ ７ ＲＯＭ ８ ＲＡＭ ９ バス １０ サーボ系インターフェース １１ 多軸ロボット ２１ 支柱 ２２ 第１軸 ２３ アーム１ ２４ 第２軸 ２５ アーム２ ２６ Ｓ軸 ２７ フィンガー ２８ パレット ２９ ワーク ３０ コンベア ４０ 多軸ロボット可動領域 ４１ 左手系でしかとりえない領域 ４２ 右手系領域 ４３ 右手系禁止領域 ４４ 第１領域設定位置 ４５ 第２領域設定位置
Claims (9)
- 【請求項１】 予め設定した目標移動位置に従って多軸
ロボットの制御を行なう制御装置において、 前記多軸ロボットの動作の際、姿勢を制限する領域を予
め設定する手段と、 前記目標移動位置に従って前記多軸ロボットの軌道計画
を作成する際、前記軌道計画が、前記姿勢を制限する領
域に含まれているか否かを判別する手段と、 その判別した結果と前記軌道計画に従って、前記目標移
動位置に対応する前記多軸ロボットの各軸の移動量を補
正する手段を備えたことを特徴とする多軸ロボットの制
御装置。 - 【請求項２】 前記多軸ロボットの各軸の移動量を補正
する手段は、 前記多軸ロボットの各軸が取り得る姿勢である右手系又
は左手系の変更を含むことを特徴とする請求項１記載の
多軸ロボットの制御装置。 - 【請求項３】 前記姿勢を制限する領域を設定する手段
は、通信手段を介して前記制御装置と接続された外部装
置で行なうことを特徴とする請求項２記載の多軸ロボッ
トの制御装置。 - 【請求項４】 前記姿勢を制限する領域は、複数設定で
きることを特徴とする請求項２記載の多軸ロボットの制
御装置。 - 【請求項５】 前記多軸ロボットのインチング動作中
に、前記姿勢を制限する領域の境界を前記多軸ロボット
が抵触した際、インチング動作を停止させることを特徴
とする請求項２記載の多軸ロボットの制御装置。 - 【請求項６】 予め設定した目標移動位置に従って多軸
ロボットの制御を行なう制御方法において、 前記多軸ロボットの動作の際、姿勢を制限する領域を予
め設定し、 前記目標移動位置に従って前記多軸ロボットの軌道計画
を作成する際、前記軌道計画が、前記姿勢を制限する領
域に含まれているか否かを判別し、 その判別した結果と前記軌道計画に従って、前記目標移
動位置に対応する前記多軸ロボットの各軸の移動量を補
正することを特徴とする多軸ロボットの制御方法。 - 【請求項７】 前記多軸ロボットの各軸の移動量を補正
する方法は、 前記多軸ロボットの各軸が取り得る姿勢である右手系又
は左手系の変更を含むことを特徴とする請求項６記載の
多軸ロボットの制御方法。 - 【請求項８】 前記姿勢を制限する領域は、複数設定で
きることを特徴とする請求項７記載の多軸ロボットの制
御方法。 - 【請求項９】 前記多軸ロボットのインチング動作中
に、前記姿勢を制限する領域の境界を前記多軸ロボット
が抵触した際、インチング動作を停止させることを特徴
とする請求項７記載の多軸ロボットの制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21455395A JPH0962322A (ja) | 1995-08-23 | 1995-08-23 | 多軸ロボットの制御装置及びその制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21455395A JPH0962322A (ja) | 1995-08-23 | 1995-08-23 | 多軸ロボットの制御装置及びその制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0962322A true JPH0962322A (ja) | 1997-03-07 |
Family
ID=16657635
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21455395A Withdrawn JPH0962322A (ja) | 1995-08-23 | 1995-08-23 | 多軸ロボットの制御装置及びその制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0962322A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009169668A (ja) * | 2008-01-16 | 2009-07-30 | Denso Wave Inc | ロボットの制御装置及びロボットの制御方法 |
| JP2009178794A (ja) * | 2008-01-30 | 2009-08-13 | Denso Wave Inc | ロボットシミュレータ及びロボットシミュレータの制御方法 |
| WO2023248327A1 (ja) * | 2022-06-21 | 2023-12-28 | 株式会社Fuji | ロボット装置およびダイレクトティーチングのアシスト方法 |
| WO2024089813A1 (ja) * | 2022-10-26 | 2024-05-02 | 株式会社Fuji | ロボット |
-
1995
- 1995-08-23 JP JP21455395A patent/JPH0962322A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009169668A (ja) * | 2008-01-16 | 2009-07-30 | Denso Wave Inc | ロボットの制御装置及びロボットの制御方法 |
| JP2009178794A (ja) * | 2008-01-30 | 2009-08-13 | Denso Wave Inc | ロボットシミュレータ及びロボットシミュレータの制御方法 |
| WO2023248327A1 (ja) * | 2022-06-21 | 2023-12-28 | 株式会社Fuji | ロボット装置およびダイレクトティーチングのアシスト方法 |
| WO2024089813A1 (ja) * | 2022-10-26 | 2024-05-02 | 株式会社Fuji | ロボット |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20021105 |