JPH1039917A

JPH1039917A - ロボットの制御方法

Info

Publication number: JPH1039917A
Application number: JP21534696A
Authority: JP
Inventors: Kunihiko Sugimura; 邦彦杉村; Shigeto Mizuura; 重人水浦
Original assignee: Daihen Corp
Current assignee: Daihen Corp
Priority date: 1996-07-26
Filing date: 1996-07-26
Publication date: 1998-02-13
Anticipated expiration: 2016-07-26
Also published as: JP3689194B2

Abstract

(57)【要約】【課題】教示点Ｐn への第１の経路とこの教示点Ｐn
から次の教示点Ｐn+1 に向かう第２の経路に移動すると
き重ね合わせ区間または動作経路短絡区間において確認
信号の有無の判定を行う場合に、ロボットに多大な衝撃
を与えることなくタクトタイム短縮を実現する。【解決手段】第１の経路に教示点Ｐn に近い減速開始点
を設け、第２の経路に教示点Ｐn に近い加速終了点を設
け、確認信号が第１の経路の全動作区間中に入力されな
かったときは、教示点Ｐn までロボットを移動させると
ともに減速開始点から教示点Ｐn まで滑らかに減速して
停止させ、確認信号の入力を待って滑らかに加速して第
２の経路を移動させ、確認信号が減速開始点に至るまで
に入力されたときは、減速開始点から加速を開始して速
度の重ね合わせを行い、減速開始点以後でＰn に至る間
に確認信号が入力されたときは、確認信号の入力時から
加速を開始して速度の重ね合わせをするロボットの制御
方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ロボットを高速タ
クトラインに適用する場合でのロボット制御方法に係
り、外部からの確認信号の入力時期によって、マニピュ
レータを構成するメカニズムに多大な衝撃を与えること
なくロボットの動作を教示点で停止させ、外部からの信
号の変化を待機させるか、そのまま教示点もしくは教示
点近傍を通過して、後続する動作経路における動作と滑
らかに接続させるかを選択させるようにした、ロボット
の制御方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】外部機器とのインターロックが必要で、
かつタクトタイムに高速性が要求されるラインにロボッ
トを適用する場合、ワーククランプ等の確認を行うため
の入力待ち無駄時間を、いかに最小にするかは高速タク
トラインにおける最重要課題の一つである。このため、
ロボットの動作を停止させてから確認信号の入力の有無
を判定するのではなく、ロボットを動作させながら同時
に確認信号の有無判定を行う方法がとられている。この
場合確認信号がすでに入力されていればそのまま動作を
継続し、教示点もしくは教示点近傍を通過して継続する
動作経路の動作と直接に接続される。

【０００３】一方、確認入力が存在しない場合は、ロボ
ットを安全な位置にて待機させるために、確認信号の有
無判定命令を教示した点で停止させる。

【０００４】通常高速タクトラインにおいては、ロボッ
トを高速に動作させるため、教示点を通らずに適当な近
回り動作をさせるのが一般的である。これは連続する２
つの動作経路のうちの前者の終了部における減速部と、
後者の開始部における加速部の速度を重ね合わせたり、
連続する２つの動作経路における前者の経路の終了点付
近一定区間と後者経路の開始点付近一定区間の動作経路
を短絡、すなわち近回りさせることによって実現してい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
重ね合わせ区間または動作経路短絡区間において確認信
号の有無の判定を行おうとする場合、確認信号が入力さ
れたからといって、ロボットの動作を急激に変化させた
り停止させたりすると、マニピュレータを構成するメカ
ニズムに多大な衝撃を与えることとなり、減速機等にダ
メージを与える可能性が大きい。したがって、これらの
重ね合わせ区間または経路短絡区間においては、ロボッ
トを動作させながら同時に確認信号の有無判定を行う手
段をとることができず、タクトタイム短縮の要求に答え
ることができない。本発明の目的は、このような重ね合
わせ区間においても、ロボットを動作させながら同時に
確認信号の入力の有無の判定を行って、ロボットを高速
に制御し得る制御方法を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明においては、連続する２つの動作経路の交点に
至る直前の減速開始点、または経路短絡を始めるべき時
点においてもなお確認信号が入力されない場合は、速度
の重ね合わせまたは経路短絡を行わずはじめの動作経路
の教示点に向かって滑らかに停止するよう減速制御を実
行し、教示点に向かっての動作中に確認信号が入力され
た場合は、その時点で継続する動作経路の動作を開始し
て、加減速度の重ね合わせを行う。

【０００７】

【作用】図１または図２に示すようなロボット言語で記
述したプログラムに基いてロボットを動作させる場合を
考える。入力確認命令（ＩＮＰＵＴＱ）は前後の動作命
令に挾まれており、この入力確認命令の実行で確認信号
が入力されない場合は、前者の動作命令の教示点でロボ
ットを停止させて入力確認待機をさせる。一方、前者の
動作命令の教示点へ到達するまでに確認信号が入力され
た場合には、前後の動作命令の実行を分断させることな
く、可能な限り目標に近い高速度または短絡経路で動作
を継続させ、タクトタイムの短縮をはかる。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図面により説明す
る。図１および図２は、本発明に係る動作方法につい
て、ロボット言語を用いて記述した作業プログラムの例
である。同図においてＭＯＶＥＰ命令は、ロボットを現
在位置からその教示目標点に位置決め動作させる命令で
あるが、教示目標点近傍の減速区間で、後続するＭＯＶ
ＥＰ命令の加速区間と速度の重ね合わせ処理を行い、教
示点を通過せずに教示点近傍を高速で滑らかに通過させ
るものである。

【０００９】ＭＯＶＥＱ命令は、同様にロボットを現在
位置からその教示目標点に位置決め動作させる命令であ
るが、その教示目標点より指定距離手前で動作終了し、
後続するＭＯＶＥＱ命令の開始点（すなわち先行するＭ
ＯＶＥＱ命令の教示点）から指定距離進んだ点に向かう
短絡経路をリアルタイムに作成して、近回り動作を行な
わせるための命令である。ここで短絡させるべき距離の
指定は、ＭＯＶＥＱ命令の１つのパラメータで行なわれ
る。

【００１０】ＩＮＰＵＴＱ命令は、直前のＭＯＶＥＰま
たはＭＯＶＥＱ命令の実行中に、それらの教示目標点へ
到達するより指定時間前から指定入力ポートの入力を監
視し、動作中に指定の入力があれば、後続するＭＯＶＥ
Ｐ命令との速度の重ね合わせ処理、または後続するＭＯ
ＶＥＱ命令との短絡動作を可能とする命令である。

【００１１】図３（ａ）、（ｂ）および図４（ａ）、
（ｂ）は、図１または図２に示す作業プログラムを実行
した場合の、ロボットの動作経路を表したものである。
図３および図４において１は教示点Ｐn に向かって位置
決め動作する場合に、減速を開始する点である。２は教
示点Ｐn から教示点Ｐn+1 に位置決め動作する場合に、
加速を終了する点である。また、３は減速点１よりも手
前で教示点Ｐn までの所定距離に定めた短絡経路への分
岐点である。

【００１２】図３（ａ）は、Ｐn 点への位置決め動作中
で短絡経路への分岐点３通過以前に入力が確認された場
合の例を示す。ロボットはＰn 点に向かう経路から教示
短絡経路４に進路変更する。この教示短絡経路４の始点
は教示点Ｐn からＭＯＶＥＱ命令のパラメータで指定し
た分だけ戻った点であり、終点は後続するＭＯＶＥＱ命
令でＰn+1 点に向かう位置決め経路上で、教示点Ｐn か
らＭＯＶＥＱ命令のパラメータで指定した分だけ進んだ
点である。教示短絡経路４の動作を完了すると、ロボッ
トはその点から後続する教示点Ｐn+1 に向かう経路に進
路変更する。ただし、進路変更については急激に行うも
のではなく、ロボット構成要素に許容以上の機械的衝撃
を与えないような速度変化の平滑化を行う。教示短絡経
路は、図３の（ａ）に示すように教示点Ｐn を通過せず
停止することもなく近回りするので、ロボットの動作時
間を短縮させることになる。

【００１３】図３（ｂ）は、Ｐn 点への位置決め動作中
で短絡経路への分岐点３の通過以後で、かつ減速開始点
１より手前で確認信号が入力された場合の経路を示す。
この場合、ロボットは速度重ね合わせ経路５を通過す
る。そしてＰn+1 点への位置決め動作経路を継続する。
この場合は先の教示短絡経路４よりは経路、動作時間と
も長くなるが、減速しきって教示点Ｐn に到達し、再度
加速してＰn+1 点に向かうよりは、短時間で動作させる
ことができる。

【００１４】図４（ａ）はＰn 点への位置決め動作中で
減速開始点１を通過した後に確認信号が入力された場合
の動作経路を示す。この場合、減速区間の速度指令と次
の教示点Ｐn+1 への位置決め動作の加速区間の速度指令
とを重ね合わせた遅れ重ね合わせ経路６が実行される。
この場合は、入力が確認された以降の残り減速区間の速
度指令のみを、次のＭＯＶＥＰ命令の加速区間の速度指
令と重ね合わせるため、図３（ｂ）の速度重ね合わせ経
路５よりは動作量、動作時間とも長くなる。しかしなが
ら、減速しきって教示点Ｐn に到達し、再度加速してＰ
n+1 点に向かうよりは、短時間で動作させることができ
る。

【００１５】図４（ｂ）はＰn 点への位置決め動作中に
は確認信号が入力されなかった場合の動作経路を表す。
この場合は完全に減速して教示点Ｐn に到達した後に外
部入力を待ち、その後に教示点Ｐn+1 に向かって加速を
開始するのでもっとも経路が長くまた動作時間も長くか
かる。

【００１６】ところで上記のように外部信号の入力タイ
ミングによって速度の重ね合わせタイミングを調整した
り、短絡経路をリアルタイムで変更するためには、作業
プログラムの解釈、軌道計画、およびサーボ出力データ
の生成を、実際の動作区間に先行して演算しておく必要
がある。すなわち、加減速の重ね合わせ処理を行うため
には、減速処理が始まる時点において、減速パターンは
もちろんのこと後続経路の加速パターンをサーボ出力デ
ータの段階まで算出しておく。また、短絡経路の生成に
ついては、短絡経路への切替え点到達前に短絡経路の軌
道計画をサーボ出力データの段階まで算出しておく。後
続の位置決め動作経路の軌道計画は、短絡経路の動作完
了までにサーボ出力データの段階まで算出しておく。こ
のようにしておくことにより、速度の重ね合わせ処理が
十分に行なわれなかったり、経路の切替え時にロボット
が一瞬停止したりすることが防止できる。

【００１７】このため、ロボット制御装置にはＣＰＵを
１つ以上採用し、サーボ機構へのデータ出力処理を行っ
ている間にも、ＣＰＵの空き時間を利用して次にサーボ
回路に出力すべきデータの作成を行ない、あるいはＣＰ
Ｕを特定の処理専用に割り当てることによって、作業プ
ログラムから現在実行中の命令に続く命令を取り出して
解釈を行い、軌道計画やサーボ出力データの算出を並行
して行う。もちろん、各処理毎にＣＰＵを専用で割り当
てもよいし、または各処理毎にタスクを割付け１つのＣ
ＰＵをマルチタスク制御方式で実行させてもよい。

【００１８】図５はロボット制御装置内部構成の一例を
しめす図である。同図において、７は、作業プログラム
解釈部であり、複数の作業プログラムが格納されたファ
イル８から指定された作業プログラムを読みだし順次命
令の解釈を行う。解釈された命令は、各命令専用の処理
部に実行が任される。例えば、動作命令は軌道計画部９
に、入出力命令は入出力管理部１０にといった類いであ
る。

【００１９】軌道計画部９では、動作命令の記憶内容に
したがって、加減速部を含めて速度の出力パターンを時
間の関数で生成する。すなわち、所定のサンプリング時
間単位にロボットを動かす経路上の目標点を算出し、こ
れら目標点データを順次バッファ１１に格納する。ただ
し、次の座標変換部１２が直前のデータを読み取ってい
なければ待機する。また、確認信号の入力状態に応じて
算出済みの軌道計画を変更させる必要が発生するため、
入出力管理部１０との同期制御を行う。

【００２０】入出力管理部１０では、入出力命令の実行
を司るが、入出力の実行および完了と、ロボット動作の
開始および終了タイミングとが密接に関係するため、軌
道計画部９またはサーボ出力部１８と同期制御を行う。
また上述のように、軌道計画部９との同期制御を行う場
合もある。

【００２１】座標変換部１２は、バッファ１１のサンプ
リング時間毎のロボット目標点を、ロボット機構データ
１３に基づいて座標変換を行い、バッファ１４に格納す
る。ただし、バッファ１４は１段であるため次のサーボ
出力データ生成部１５が直前のデータを読み取っていな
ければ待機する。

【００２２】サーボ出力データ生成部１５は、バッファ
１４に格納されたサンプリング時間毎の座標変換された
ロボット目標点データを、サーボ制御パラメータ１６に
基づいて、サーボ出力データに変換し、バッファ１７に
格納する。ただし、次のサーボ出力部１８が直前のデー
タを読み取っていなければ待機する。サーボ出力部１８
は、サンプリング時間に対応したクロックパルスに同期
して、バッファ１７のデータを取り出しサーボ機構に出
力する。また、入出力管理部１０との同期制御が必要と
なることがある。たとえば、ある教示点にロボットが到
達したことを確認した後、あるポートへの出力を行う必
要がある場合には、その教示点への到達に対応するサー
ボ出力の完了後、入出力管理部１０に通知することが必
要である。また、ある入力命令の完了後ロボットの動作
を可能とする場合には、サーボ出力部１８は、入出力管
理部１０からの入力確認通知を待った後、サーボ機構１
９への出力を行う。また、サーボ機構への出力前に、出
力データの急激な変化をなくしてロボットを滑らかに動
作させるために、通常は一種のローパスフィルタの処理
を行う場合も多い。

【００２３】図５の構成の装置の動作を図６ないし図８
によって本発明の実施の形態を詳細に説明する。

【００２４】図５において、２つのＭＯＶＥＰ命令に挾
まれたＩＮＰＵＴＱ命令が実行される時、確認信号の入
力タイミングによってロボットの速度指令がどのように
変化するかを示したものである。縦軸に速度指令、横軸
に時間を取ると、位置決め動作中のグラフは一般に台形
状となる。すなわち加速時の右上がり直線の区間、速度
一定の区間、減速時の右下がり直線の区間から構成され
る。連続する２つの位置決め動作の速度指令の重ね合わ
せは、確認信号の入力のタイミングによって、図６
（ａ），（ｂ），（ｃ）の３通りの現象が発生する。

【００２５】図６において、（ａ）は先行するＭＯＶＥ
Ｐ命令の実行中で減速区間に到達する以前に確認信号が
入力された場合である。ここで確認信号の認識動作の開
始は、ＩＮＰＵＴＱ命令のパラメータで指定できるもの
である。この場合、先行する位置決め動作の減速開始と
ともに後続の位置決め動作の加速を始めることが出来る
ため、確認信号認識命令を教示しない場合と同じ動作時
間で後続のＭＯＶＥＰ命令の教示点に到達することがで
きる。この場合の制御装置内部での演算処理は次のよう
に行なわれる。

【００２６】図５において、作業プログラム解釈部７
は、ＭＯＶＥＰ命令を解釈すると、その直後にＩＮＰＵ
ＴＱ命令が存在するか否か確認する。存在すればさらに
ＭＯＶＥＰ命令が続くか否か確認する。こうしてＭＯＶ
ＥＰ−ＩＮＰＵＴＱ−ＭＯＶＥＰの命令シーケンスが確
認されると、作業プログラム解釈部７は、軌道計画部９
に前者ＭＯＶＥＰの情報と後者ＭＯＶＥＰの情報を順次
引き渡す。また入出力管理部１０にＩＮＰＵＴＱの情報
を引き渡す。ただし、これらの情報には以下に示す情報
が付加される。先ず前者ＭＯＶＥＰ命令の情報には本来
の軌道情報と速度情報以外に、ＩＮＰＵＴＱ命令のパラ
メータである確認信号認識開始先行時間の算出依頼と、
その時刻の到来を入出力管理部１０に通知するための同
期番号Ａが付加される。また、後者ＭＯＶＥＰ命令の情
報には本来の軌道情報と速度情報以外に、動作開始のタ
イミング通知を受ける同期番号Ｂが付加される。

【００２７】入出力管理部１０に引き渡されるＩＮＰＵ
ＴＱ命令の情報には、本来の入力ポート番号以外に確認
信号入力監視開始時刻の到来を認識するための前期同期
番号Ａが付加される。さらに確認信号の入力と同時に後
者ＭＯＶＥＰの動作開始を軌道計画部９に通知するため
の別の同期番号Ｂが付加される。

【００２８】軌道計画部９では、受け取った前者ＭＯＶ
ＥＰ命令の情報に基づいて軌道計画を行い、サンプル時
間毎の目標位置と確認信号入力認識開始先行時間の算出
を行う。サンプル時間毎の目標位置は時間順にバッファ
１１に出力されるが、確認信号入力認識開始タイミング
となるサンプリング時間の目標位置データは、特に前期
同期番号Ａとセットで出力される。続いて後者ＭＯＶＥ
Ｐ命令の情報を受取り、同様に軌道計画を行いサンプル
時間毎の目標位置を算出するが、第１データに前期同期
番号Ｂが付加されるためバッファ１１への出力は待機状
態となる。出力が可能となるのは、入出力管理部１０か
ら前記同期番号Ｂの通知を受けた後で、前者ＭＯＶＥＰ
軌道の減速が開始する時点である。これ以降は、両軌道
のサンプル時間毎の動作量を合成し再度目標位置に変換
した値を順次バッファ１１へ出力する。これにより速度
指令の重ね合わせが行なわれ、重ね合わせ経路３上を動
作させることができる。バッファ１１，１４，１７に格
納されるデータの構造を図７に示す。各バッファ間でデ
ータは変換され次元の異なるものとなるが、サンプリン
グ時間毎の対応はとられているため、同期番号と各デー
タとの同期関係は保たれる。

【００２９】入出力管理部１０は、ＩＮＰＵＴＱ命令と
同期番号Ａおよび同期番号Ｂを受け取ると、サーボ出力
部１８から同期番号Ａが通知されるのを待って指定入力
の確認を開始する。同期番号Ａが通知された後その指定
入力が確認されると、軌道計画部９に同期番号Ｂを通知
する。また、命令の実行完了通知として入力が確認され
たことを作業プログラム解釈部７に通知する。

【００３０】座標変換部１２とサーボ出力データ生成部
１５は、前述のように実行が進められる。サーボ出力部
１８は、サーボ出力データに前記同期番号Ａが付帯され
ていれば、入出力管理部１０に確認信号の入力認識開始
の通知を行う。

【００３１】図６（ｂ）は図５において先行するＭＯＶ
ＥＰ命令の実行中で減速区間に到達したが、まだ教示点
には到達していない間に確認信号が入力された場合であ
る。この場合、すでに減速区間にはいっているために速
度は減少しつつあるが、可能な限り早急に後続の位置決
め動作の加速を始める。そうすることにより、先行する
位置決め動作の減速区間での未消化部分が、後続の位置
決め動作の加速部分と一部ではあるが重ね合わせられる
ため、後続のＭＯＶＥＰ命令の教示点に到達するための
動作時間は、先行位置決め動作が教示点Ｐn に行き着い
てしまう場合よりも短縮されることになる。この場合の
制御装置内部での演算処理は次のように行なわれる。

【００３２】軌道計画部９では、第６図（ａ）の場合と
同様に前者ＭＯＶＥＰ命令の情報に基づくサンプル時間
毎の目標位置を時間順にバッファ１１に出力した後、後
者ＭＯＶＥＰ命令の情報に基づくサンプル時間毎の目標
位置を算出し、入出力管理部１０からの同期番号Ｂの通
知を待機している。しかしながら（ａ）の場合と異な
り、この同期番号Ｂの通知を受けるのは前者ＭＯＶＥＰ
軌道の減速が開始した後である。これ以降は、両軌道の
サンプル時間毎の動作量を合成し再度目標位置に変換し
た値を順次バッファ１１へ出力する。これにより（ａ）
の場合よりは短い期間ではあるが、速度指令の重ね合わ
せが行なわれ図３（ａ）の重ね合わせ経路４上を動作さ
せることができる。

【００３３】図６（ｃ）は図５において先行するＭＯＶ
ＥＰ命令の目標教示点に到達した後、確認信号が入力さ
れた場合である。この場合、前後の位置決め動作の速度
指令が重ね合わせられることはなく、全く動作時間およ
び距離の短縮は行なわれない。この場合の制御装置内部
での演算処理は次のように行なわれる。

【００３４】軌道計画部９では、図６（ａ）の場合と同
様に前者ＭＯＶＥＰ命令の情報に基づくサンプル時間毎
の目標位置を時間順にバッファ１１に出力した後、後者
ＭＯＶＥＰ命令の情報に基づくサンプル時間毎の目標位
置を算出し、入出力管理部１０からの同期番号Ｂの通知
を待機している。しかしながら図６（ａ），（ｂ）の場
合と異なり、この同期番号Ｂの通知を受けるのは前者Ｍ
ＯＶＥＰ軌道の減速が完了した後である。すなわちＰn
点でロボットが停止した後である。これ以降は、後者Ｍ
ＯＶＥＰ命令の軌道に沿ってロボットは動作することと
なる。

【００３５】図８は２つのＭＯＶＥＱ命令に挾まれたＩ
ＮＰＵＴＱ命令が実行される時、確認信号の入力のタイ
ミングによってロボットの合成速度指令がどのように変
化するかを示したものである。この場合には同図
（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）に示す４通りの現象が
発生する。

【００３６】図８（ａ）は図５において先行するＭＯＶ
ＥＱ命令の実行中で教示短絡軌道への分岐点に到達する
以前に確認信号が入力された場合である。ここで確認信
号の入力認識動作の開始は、ＩＮＰＵＴＱ命令のパラメ
ータで指定できるものである。この場合、確認信号入力
認識命令を教示しない場合と同じ動作時間で後続のＭＯ
ＶＥＱ命令の教示点に到達することができる。この場合
の制御装置内部での演算処理は、次のように行なわれ
る。

【００３７】図５において、作業プログラム解釈部７
は、ＭＯＶＥＱ命令を解釈すると、その直後にＩＮＰＵ
ＴＱ命令が存在するか否か確認する。存在すればさらに
ＭＯＶＥＱ命令が続くか否か確認する。こうしてＭＯＶ
ＥＱ−ＩＮＰＵＴＱ−ＭＯＶＥＱの命令シーケンスが確
認されると、作業プログラム解釈部７は、軌道計画部９
に前者ＭＯＶＥＱの情報と後者ＭＯＶＥＱの情報を順次
引き渡す。また入出力管理部１０にＩＮＰＵＴＱの情報
を引き渡す。ただし、これらの情報には以下に示す情報
が付加される。先ず前者ＭＯＶＥＱ命令の情報には本来
の軌道情報と速度情報以外に、ＩＮＰＵＴＱ命令のパラ
メータである確認信号入力認識開始先行時間の算出依頼
と、その時刻の到来を入出力管理部１０に通知するため
の同期番号Ａが付加される。また、後者ＭＯＶＥＱ命令
の情報には本来の軌道情報と速度情報以外に、動作開始
のタイミング通知を受ける同期番号Ｂが付加される。

【００３８】入出力管理部１０に引き渡されるＩＮＰＵ
ＴＱ命令の情報には、本来の入力ポート番号以外に入力
監視開始時刻の到来を認識するための前期同期番号Ａが
付加される。さらに入力確認と同時に後者ＭＯＶＥＰの
動作開始を軌道計画部９に通知するための別の同期番号
Ｂが付加される。

【００３９】軌道計画部９では、受け取った先行および
後行の各ＭＯＶＥＱ命令の情報に基づいて、３つの軌道
を計画する。このうち２つは図６と同様加減速部を持つ
前後ＭＯＶＥＱ命令に対応する区間の台形状の速度関数
であり、もう一つは、教示短絡経路を動作する場合の速
度関数である。さらに２つのＭＯＶＥＱ命令に対応する
区間の速度関数は、それぞれ短絡軌道への分岐点、また
は短絡軌道からの復帰点で前後に分けられる。図９はこ
のときに作成される５つの速度関数の例を示す線図であ
る。まず、図９（ａ）に示す速度関数２１から、サンプ
リング時間毎の目標位置と確認信号入力認識開始先行時
間の算出を行う。サンプル時間毎の目標位置データは時
間順にバッファ１１に出力されるが、入力確認開始タイ
ミングとなるサンプリング時間の目標位置データは、特
に前期同期番号Ａとセットで出力される。図９（ｂ）の
速度関数２３の最初のサンプリング時間の目標位置デー
タには同期番号Ｂが付加され、バッファ１１への出力は
待機状態となる。出力が可能となるのは入出力管理部１
０から前記同期番号Ｂの通知を受けた後で、前者ＭＯＶ
ＥＰ命令の軌道が短絡軌道に分岐する時点である。これ
以降は、図９（ｂ）の速度関数２３のサンプリング時間
毎の目標位置がバッファ１１に出される。これにより教
示短絡経路５上を動作させることができる。この後、図
９（ｃ）の速度関数２４は破棄され、速度関数２５のサ
ンプリング時間毎の目標位置がバッファ１１に出され
る。

【００４０】入出力管理部１０は、ＩＮＰＵＴＱ命令と
同期番号Ａおよび同期番号Ｂを受け取ると、サーボ出力
部１８から同期番号Ａが通知されるのを待って確認信号
の入力の監視を開始する。同期番号Ａが通知された後確
認信号が入力されると、軌道計画部９に同期番号Ｂを通
知する。また、命令の実行完了通知として確認信号が入
力されたことを作業プログラム解釈部７に通知する。

【００４１】座標変換部１２とサーボ出力データ生成部
１５は、前述のように実行が進められる。サーボ出力部
１８は、サーボ出力データに前記同期番号Ａが付帯され
ていれば、入出力管理部１０に確認信号の入力認識開始
の通知を行う。

【００４２】図８（ｂ）は、図５において先行するＭＯ
ＶＥＱ命令の実行中で教示短絡軌道への分岐点に到達し
た後、減速開始点に到達以前に確認信号が入力された場
合である。この場合は、図６（ａ）と同様に前後の位置
決め動作の加減速部を重ね合わせることができるので、
短絡動作をまったく行なわれないが教示点Ｐn を通る場
合よりも、短時間で次の教示点Ｐn+1 に到達することが
できる。この場合の制御装置内部での演算処理は次のよ
うに行なわれる。

【００４３】軌道計画部９では、図９（ａ）の速度関数
２１の出力が完了した時点、すなわち教示短絡経路への
分岐点を通過しても入出力管理部１０からの確認信号の
入力通知がない場合は、図９（ｂ）の速度関数２３を破
棄し図９（ａ）の速度関数２２からサンプリング時間毎
の目標位置データを算出し、バッファ１１への出力を開
始する。また図９（ｂ）の速度関数２４のサンプリング
時間毎の目標位置データを算出し、特に第１データには
同期番号Ｂを付加する。ただしバッファ１１へ出力が可
能となるのは、入出力管理部１０から前記同期番号Ｂの
通知を受けた後で、前者ＭＯＶＥＰ命令の軌道が減速区
間に到達した時である。これ以降は図９（ａ）の速度関
数２２と図９（ｃ）の速度関数２４のサンプリング時間
毎の動作量を合成し、再度目標位置に変換した値を順次
バッファ１１に出する。図９（ａ）および（ｃ）の速度
関数２２と２４の成分の出力が完了した後は、図９
（ｃ）の速度関数２５のサンプリング時間毎の目標位置
がバッファ１１に出力される。

【００４４】図８（ｃ）は図５において先行するＭＯＶ
ＥＱ命令の実行で教示短絡軌道への分岐が行なわれず、
減速区間へ入ってから教示点に到達するまでに確認信号
の入力が行なわれた場合である。この場合は、図６
（ｂ）の場合と同様に可能な限り早急に後続の位置決め
動作の加速を始める。そうすることにより、先行する位
置決め動作の減速区間での未消化部分が、後続の位置決
め動作の加速部分と一部ではあるが重ね合わせられるた
め、図８（ｂ）の場合よりは動作距離は長いが、重ね動
作をまったく行わず教示点Ｐn を通る場合よりも、短時
間で次の教示点Ｐn+1 に到達することができる。この場
合の制御装置内部での演算処理は次のように行なわれ
る。

【００４５】軌道計画部９では、図９（ａ）の速度関数
２１の出力が完了した時点、すなわち教示短絡経路への
分岐点を通過しても入出力管理部１０からの確認信号入
力認識の通知がないため、図９（ｂ）の速度関数２３を
破棄し図９（ａ）の速度関数２２からサンプリング時間
毎の目標位置データを算出し、バッファ１１への出力を
開始する。また図９（ｃ）の速度関数２４のサンプリン
グ時間毎の目標位置データを算出し、第１データに同期
番号Ｂを付加して、入出力管理部１０からの同期番号Ｂ
の通知を待機する。しかしながら図８（ｂ）の場合と異
なり、この同期番号Ｂの通知を受けるのは前者ＭＯＶＥ
Ｐ軌道の減速が開始した後である。これ以降は図９
（ａ）および（ｃ）の速度関数２２と２４のサンプリン
グ時間毎の動作量を合成し、再度目標位置に変換した値
を順次バッファ１１に出力する。図９（ａ）および
（ｃ）の速度関数２２と２４の成分の出力が完了した後
は、図９（ｃ）の速度関数２５のサンプリング時間毎の
目標位置がバッファ１１に出力される。

【００４６】図８（ｄ）は、図５において先行するＭＯ
ＶＥＰ命令の目標教示点に到達した後に確認信号が入力
された場合である。この場合、前後の位置決め動作経路
が短絡されることも、速度指令が重ね合わせられること
もなく、全く動作時間および距離の短縮は行なわれな
い。この場合の制御装置内部での演算処理は次のように
行なわれる。

【００４７】軌道計画部９では、図９（ａ）の速度関数
２１の出力が完了した時点、すなわち教示短絡経路への
分岐点を通過しても入出力管理部１０からの確認信号の
入力通知がないため、図９（ｂ）の速度関数２３を破棄
し図９（ａ）の速度関数２２からサンプリング時間毎の
目標位置データを算出し、バッファ１１への出力を開始
する。また図９（ｃ）の速度関数２４のサンプリング時
間毎の目標位置データを算出し、第１データに同期番号
Ｂを付加して、入出力管理部１０からの同期番号Ｂの通
知を待機する。しかしながら図８（ａ）ないし（ｃ）の
場合と異なり、この同期番号Ｂの通知を受けるのは前者
ＭＯＶＥＰ命令軌道の減速が完了した後である。すなわ
ちＰn 点でロボットが停止した後である。

【００４８】これ以降は図９（ｃ）の速度関数２４のサ
ンプリング時間毎の目標位置データを順次バッファ１１
に出力し、続いて図９（ｃ）の速度関数２５のサンプリ
ング時間毎の目標位置データを順次バッファ１１に出力
することによって、後者ＭＯＶＥＰ命令の軌道に沿って
ロボットは動作することとなる。

【００４９】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、連
続する２つの動作経路の先行する経路の終了部における
減速部と後行する経路の開始部における加速部の速度を
重ね合わせることによってロボットの高速動作を実現す
るシステムにおいて、動作継続のための外部確認信号が
入力されない場合は先行する動作経路の目標教示点に滑
らかに停止させ、先行する動作経路の目標教示点に到達
するまでに外部からの確認信号が入力された場合には、
その時点で可能な限りの最高速度を保持し後行する動作
経路の動作に滑らかに接続させることができる。

【００５０】また、連続する２つの動作経路の先行する
動作経路の終了点付近一定区間と後行する動作経路の開
始部付近における一定区間の動作経路を短絡、すなわち
近回りさせることによってロボットの高速動作を実現す
るシステムにおいて、動作継続のための外部確認信号が
入力されない場合は先行する動作経路の目標教示点に滑
らかに停止させ、先行する動作経路の目標教示点に到達
するまでに外部確認信号が入力された場合には、短絡経
路を生成して後者動作経路の動作に滑らかに接続させる
か、あるいは最高速度を保持し後行する動作経路の動作
に滑らかに接続させることができる。これにより、ロボ
ット駆動機構に衝撃を与えず、安全でかつ無駄な待ち時
間を徹底的に排除したロボットシステムが実現できるも
のである。

【図面の簡単な説明】

【図１】作業プログラムの例を示す図。

【図２】作業プログラムの例を示す図。

【図３】ロボットの教示短絡経路と速度重ね合わせ経路
の例を示す図。

【図４】遅れ重ね合わせ経路と重ね合わせが行われなか
った時の経路の例を示す図。

【図５】ロボット制御装置内部構成の例を示す図。

【図６】外部確認信号の入力タイミングと速度指令の例
を示す図。

【図７】目標位置データの内部記憶構成の例を示す図。

【図８】外部確認信号の入力タイミングと速度指令の例
を示す図。

【図９】本発明における速度関数の例を示す図。

【符号の説明】

１減速開始点２加速終了点３教示短絡経路への分岐点４短絡経路５速度の重ね合わせ経路６遅れ重ね合わせ経路７作業プログラム解釈部８作業プログラムファイル９軌道計画部１０入出力管理部１１バッファ１２座標変換部１３ロボット機構データ１４バッファ１５サーボ出力データ生成部１６サーボ制御パラメータ１７バッファ１８サーボ出力部１９サーボ機構

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】教示点Ｐn に向かう第１の経路と前記第１
の経路を動作中に確認信号が与えられたときに前記教示
点Ｐn から次の教示点Ｐn+1 に向かう第２の経路に移動
するときのロボットの制御方法において、前記第１の経
路には前記教示点Ｐn に近い減速開始点を設け、前記第
２の経路には前記教示点Ｐn に近い加速終了点を設け、
（ａ）前記確認信号が前記第１の経路の全動作区間中に
入力されなかったときは、前記教示点Ｐn までロボット
を移動させるとともに前記減速開始点から前記教示点Ｐ
n に至る間で滑らかに減速して前記教示点Ｐn で停止さ
せ、前記確認信号の入力を待って前記教示点Ｐn から前
記第２の経路の前記加速終了点に向かって滑らかに加速
して前記第２の経路を移動させ、（ｂ）前記確認信号が
前記第１の経路の前記減速開始点に至るまでに入力され
たときは、前記減速開始点から前記第２の経路に対する
加速を開始して速度の重ね合わせを実行し、（ｃ）前記
第１の経路の減速開始点以後で前記教示点Ｐn に至る間
に前記確認信号が入力されたときは、前記確認信号の入
力時から前記第２の経路に対する加速を開始して速度の
重ね合わせを実行する、ロボットの制御方法。
【請求項２】教示点Ｐn に向かう第１の経路と前記第１
の経路を動作中に確認信号が与えられたときに前記教示
点Ｐn から次の教示点Ｐn+1 に向かう第２の経路に移動
するロボットの制御方法において、前記第１の経路には
前記教示点Ｐnに近い所定の区間を設け、（ａ）前記確
認信号が前記第１の経路の全動作区間中に入力されなか
ったときは、前記教示点Ｐn までロボットを移動させる
とともに滑らかに減速して前記教示点Ｐn で停止させ、
前記確認信号の入力を待って前記教示点Ｐn から教示点
Ｐn+1 に向かって滑らかに加速して前記第２の経路を移
動させ、（ｂ）前記確認信号が前記第１の経路の前記所
定区間に至るまでに入力されたときは、前記所定区間の
始点から前記第１の経路から前記第２の経路に至る動作
経路短絡のための制御を開始し、（ｃ）前記第１の経路
の前記所定区間に到達の後で前記教示点Ｐn に至る間に
前記確認信号が入力されたときは、前記第１の経路と前
記第２の経路の速度の重ね合わせを実行する、ロボット
の制御方法。
【請求項３】教示点Ｐn に向かう第１の経路と前記第１
の経路を動作中に外部信号が与えられたときに前記教示
点Ｐn から次の教示点Ｐn+1 に向かう第２の経路に移動
するロボットの制御方法において、前記第１の経路には
前記教示点Ｐnに近い所定の区間と前記教示点Ｐn より
さらに近い減速開始点とを設け、前記第２の経路には前
記教示点Ｐn に近い加速終了点を設け、（ａ）前記確認
信号が前記第１の経路の全動作区間中に入力されなかっ
たときは、前記教示点Ｐn までロボットを移動させると
ともに前記減速開始点から前記教示点Ｐn に至る間で滑
らかに減速して前記起教示点Ｐn で停止させ、前記確認
信号の入力を待って前記教示点Ｐn から前記第２の経路
の前記加速終了点に向かって滑らかに加速して前記第２
の経路を移動させ、（ｂ）前記確認信号が前記第１の経
路の前記所定区間に至るまでに入力されたときは、前記
所定区間の始点から前記第１の経路から前記第２の経路
に至る動作経路短絡のための制御を開始し、（ｃ）前記
第１の経路の前記所定区間に到達の後で前記教示点Ｐn
に至る間に前記確認信号が入力されたときは、前記第１
の経路の減速区間と前記第２の経路の加速区間の速度の
重ね合わせを実行させるロボットの制御方法。