JPS5834793A - Controller for arm of robot - Google Patents

Controller for arm of robot

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Publication number
JPS5834793A
JPS5834793A JP12985481A JP12985481A JPS5834793A JP S5834793 A JPS5834793 A JP S5834793A JP 12985481 A JP12985481 A JP 12985481A JP 12985481 A JP12985481 A JP 12985481A JP S5834793 A JPS5834793 A JP S5834793A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
arm
robot
area
emergency
feeler
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP12985481A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
猛 山中
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Omron Corp
Original Assignee
Tateisi Electronics Co
Omron Tateisi Electronics Co
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Filing date
Publication date
Application filed by Tateisi Electronics Co, Omron Tateisi Electronics Co filed Critical Tateisi Electronics Co
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Publication of JPS5834793A publication Critical patent/JPS5834793A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、アームを一定の領域内で作業させるロボッ
トのアーム制御装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a robot arm control device that causes an arm to work within a certain area.

一般にロボットのアームの作業領域は最大可動領域に含
まれる範囲であるが、何らかの原因でロボットのアーム
が逸走、暴走すると最大可動領域の終端まで作動してし
まい1人体に危険を及ぼしたり、あるいは周辺装置を破
壊してしまうおそれがあった。その為上記したおそれを
なくすため。
Generally, the working area of a robot's arm is within the maximum movable range, but if the robot's arm runs away or goes out of control for some reason, it will operate to the end of its maximum movable range, posing a danger to a person or the surrounding area. There was a risk of destroying the device. Therefore, in order to eliminate the above-mentioned risks.

作業領域の外側にエマジエンシー領域なる規制領域を設
け、この領域に達するとロボットアームを非常停止させ
ればよい。なおここでいう作業領域とは、ロボットに教
示された範囲でアームが作業をなす領域をいい、エマジ
エンシー領域とは、これを越えてアームが動くと人体や
周辺装置に危険や損傷を与える範囲であり、ロボットが
設置された現場作業場における周辺環境により決定され
るものである。
A regulation area called an emergency area may be provided outside the work area, and the robot arm may be brought to an emergency stop when this area is reached. The work area here refers to the area where the arm performs work within the range taught to the robot, and the emergency area is the area beyond which movement of the arm would pose danger or damage to the human body or peripheral equipment. Yes, it is determined by the surrounding environment at the workplace where the robot is installed.

従来の教示再生型のロボットでは、オペレータがティー
チングボックスから必要作業を教示しだシ、直接ロボッ
トアームを手にとって作業を教示することによシ作業領
域を決定するようにしており、これと同様にしてエマジ
エンシー域を入力することができる。
In conventional teach-and-play robots, the operator determines the work area by teaching the necessary work from a teaching box and then teaching the work directly by picking up the robot arm. You can enter the emergent region using

しかしながら9作業領域の外側に設定するエマージエン
シ領域が複雑な曲線であるとティーチングボックスから
エマージエンシ領域を入力することは非常に困難である
し、又手動によるティーチング方式の場合は複雑な曲線
には対応できるとしてもロボット自身が大型・重量タイ
プであるとオペレータによる手動ティーチングは不可能
に近いものとなる。
However, if the emergence area set outside the 9 working area is a complicated curve, it is very difficult to input the emergence area from the teaching box, and the manual teaching method cannot handle complicated curves. However, if the robot itself is large and heavy, manual teaching by an operator is nearly impossible.

それゆえにこの発明の目的は9作業領域の外側にエマー
ジエンシ領域なる規制領域を設けて周辺作業者1周辺装
置の安全を図るとともに、エマージエンシ領域自体の入
・力を簡単になし得るロボットのアーム制御装置を提供
するにある。
Therefore, the object of the present invention is to provide a control area called an emergency area outside the work area to ensure the safety of surrounding workers and peripheral equipment, and to provide a robot arm control device that can easily input and force the emergency area itself. is to provide.

以上の目的を達成するためにこの発明のロボットのアー
ム制御装置は、アームの可動範囲を規制する領域すなわ
ちエマージエンシ領域に類似な縮小されたテンプレート
と、このテンプレートの規制領域に相似な縮小領域を倣
うフイーラと、このフイーラの倣いによって得られた規
制領域を記憶する手段を備え、アーム位置検出装置の位
置検出信号と記憶手段に記憶している規制領域の位置信
号を比較し、アーム位置が規制領域に達しだ時。
In order to achieve the above object, the robot arm control device of the present invention imitates a reduced template similar to the region that regulates the movable range of the arm, that is, the emergence region, and a reduced region similar to the regulating region of this template. It is equipped with a feeler and means for storing a restricted area obtained by tracing the feeler, and compares the position detection signal of the arm position detection device with the position signal of the restricted area stored in the storage means, and determines that the arm position is within the restricted area. When it reaches.

アームの駆動を停止するようにしている。The drive of the arm is stopped.

以下1図面に示す実施例により、この発明の詳細な説明
する。
The present invention will be described in detail below with reference to an embodiment shown in one drawing.

第1図は、この発明の実施例の概略を示す図である。第
1図において1はロボット本体であり。
FIG. 1 is a diagram schematically showing an embodiment of the present invention. In FIG. 1, 1 is the robot body.

2は第1アーム、3は第2アームでありこれら第1アー
ム2.第2アーム3が駆動されることにより所定の作業
がなされる。又aはアームの機構系の最大可動領域であ
pbは最大可動領域内に設定されるエマージエンシ領域
、Cは通常アームが駆動制御される作業領域である。4
はエマージエンシ領域すと相似な縮小された図形dが形
成されるテンプレート、5は倣い装置乙のフイーラであ
って、このフイーラ5により縮小図形dを倣い動作する
ことにより倣い信号を得る。倣い信号は信号線7によっ
てロボット制御装置8に送られ、実寸値に変換されエマ
ージエンシ領域信号として記憶される。ロボット制御装
置8は信号線9により。
2 is a first arm, 3 is a second arm, and these first arms 2. A predetermined work is performed by driving the second arm 3. Also, a is the maximum movable range of the arm mechanical system, pb is an emergency range set within the maximum movable range, and C is a work range in which the arm is normally driven and controlled. 4
Reference numeral 5 denotes a template on which a reduced figure d similar to the emergent area is formed, and 5 is a feeler of the copying device B. By copying the reduced figure d with this filler 5, a copying signal is obtained. The scanning signal is sent to the robot control device 8 via a signal line 7, converted into an actual size value, and stored as an emergency area signal. The robot control device 8 is connected to the signal line 9.

ロボット1に制御信号を送り第1アーム2及び第2アー
ム3を駆動制御する。またロボット制御装置8はロボッ
ト1に設けられているアーム位置検出装置(図示せず)
より第1アーム2の位置θ1゜第2アーム乙の位置θ2
を得て、記憶しているエマ−、ジエンシ領域信号と比較
し、アームがエマージエンシ領域すを越える場合は、第
1アーム2゜第2アームろの駆動を停止させる。
A control signal is sent to the robot 1 to drive and control the first arm 2 and the second arm 3. Further, the robot control device 8 is an arm position detection device (not shown) provided in the robot 1.
The position of the first arm 2 is θ1°, and the position of the second arm B is θ2.
is compared with the stored emergency and emergency area signals, and if the arm exceeds the emergency area, the driving of the first arm 2 and the second arm roller is stopped.

第2図に、第1図実施例で使用される制御系ブロック図
を示している。図において11はCPUであって、プロ
グラムメモリ12に記憶されているプログラムにしたが
い、必要な演算、制御処理を実行する。13は倣い装置
6のフイーラ5によって得られたエマージエンシ境界信
号を記憶するメモリ、14は第1アーム2.第2アーム
乙の駆動による動作ポイントを記憶するメモリ、15は
コンソールスイッチである。さらに20は第1アーム2
すなわちθ1軸のドライバであって、 D/Aコンバー
タ21.サーボアンプ22.モータ23および位置検出
器24より構成されている。cPUllよりの制御信号
がパスライン16を経てD/A ) ン/<−夕21 
K加えられこのD/Aコンバータ21により制御デジタ
ル信号をアナログ信号に変換しサーボアンプ22に加え
、アナログ量に応じてモータ25を回転させ第1アーム
2を01回動する。この回動された第1アーム2の位置
θ1は位置検出器24で検出し、パスライン16を経て
動作ポイントメモリ14に記憶する。3oは第2y−ム
sす−9わちθ2軸のドライバであって。
FIG. 2 shows a control system block diagram used in the embodiment shown in FIG. In the figure, 11 is a CPU, which executes necessary calculations and control processing according to a program stored in a program memory 12. 13 is a memory for storing the emergency boundary signal obtained by the feeler 5 of the copying device 6; 14 is the first arm 2. A memory 15 is a console switch that stores the operating points caused by the drive of the second arm B. Furthermore, 20 is the first arm 2
That is, it is a θ1-axis driver, and is a D/A converter 21. Servo amplifier 22. It is composed of a motor 23 and a position detector 24. The control signal from cPUll passes through the path line 16 and is connected to the D/A (D/A).
The D/A converter 21 converts the control digital signal into an analog signal, which is applied to the servo amplifier 22. The motor 25 is rotated in accordance with the analog amount, and the first arm 2 is rotated by 01 times. This rotated position θ1 of the first arm 2 is detected by the position detector 24 and stored in the operation point memory 14 via the path line 16. 3o is a driver for the second y-mus-9, that is, the θ2 axis.

θ1ドライバと同様の構成すなわちD/Aコンバータ3
1.サーボアンプ22.モータ331位置検出器54を
有している。4oはフィーラであってθ′1軸位置検出
器41.θ′2軸位置検出器42を備えており、倣い動
作によりθ′1.θ′2を得てエマージエンシ境界メモ
リ13に記憶する。なお43は電源スィッチ、44は整
流器である。整流器44の整流電圧は電源電圧としてθ
1軸ドライバ20及びθ2軸ドライバ3oに供給されて
いる。
Same configuration as the θ1 driver, that is, D/A converter 3
1. Servo amplifier 22. It has a motor 331 and a position detector 54. 4o is a feeler, which is a θ′ 1-axis position detector 41. It is equipped with a θ′2-axis position detector 42, and the θ′1. θ'2 is obtained and stored in the emergence boundary memory 13. Note that 43 is a power switch, and 44 is a rectifier. The rectified voltage of the rectifier 44 is θ as the power supply voltage.
It is supplied to the 1-axis driver 20 and the θ 2-axis driver 3o.

次に第2図に示す回路ブロックの動作をエマーシエンシ
設定の場合と1作業動作時に分けて説明する。
Next, the operation of the circuit block shown in FIG. 2 will be explained separately for the emergency setting and for one work operation.

第一3図は第2図におけるエマージェンン設定時の制御
フローを示している。これらの制御フローはプログラム
としてプログラムメモリ12に記憶されており、CPU
11の制御0もとに処理が実行される。
FIG. 13 shows the control flow at the time of emergency setting in FIG. 2. These control flows are stored as programs in the program memory 12, and are executed by the CPU.
Processing is executed under control 0 of 11.

第6図において、コンソールのエマージェンシSWをオ
ンすると動作がスタートとする。先ずステップST1で
フィラー40のθ′1位置検出器41゜θ′λ位置検出
器42によシ新しいデータθ′1・θ′2を得る。さら
にステップST2でθ′1・θ′2を実寸のθ1・θ2
に変換する。そしてステップST3でθ71・θiをエ
マージエンシ境界メモリ13に記憶する。続いてθ′1
・θ′2が変化したかSi2で判定する。 もし変化が
なければ判定はNoでステップST5でエマージエンシ
SWがOFFされているか判定する。エマージェンシS
WがOFFされていると倣いは終りで動作エンドとなる
がエマージエンシSWがまだONの状態であると判定N
0でSi2にもどり第1図のフィーラ5が動いてθ′1
・θ2が変化するまでステップST4.ST5にとどま
る。フィーラ5が動いて倣いが進惚すルト、ステッ7”
Si2の判定はYESで、動作フローはステップSTi
にもどり上述したと同様にしてステップSTi−ステッ
プST4の動作をくり返す。そしてナライの進行にした
がって順次新たなθ″1・θ”2をエマージエンン境界
メモリ16に記憶する。
In FIG. 6, the operation starts when the emergency switch of the console is turned on. First, in step ST1, new data θ'1 and θ'2 are obtained from the θ'1 position detector 41°θ'λ position detector 42 of the filler 40. Furthermore, in step ST2, θ'1 and θ'2 are set to the actual size θ1 and θ2.
Convert to Then, in step ST3, θ71·θi are stored in the emergency boundary memory 13. Then θ′1
- Determine whether θ'2 has changed using Si2. If there is no change, the determination is No, and in step ST5 it is determined whether the emergency switch is turned off. Emergency S
If W is OFF, copying is finished and the operation ends, but it is determined that the emergence SW is still ON.
At 0, it returns to Si2, and the feeler 5 in Fig. 1 moves, and θ'1
・Step ST4. until θ2 changes. Stay in ST5. Feeler 5 moves and imitators are excited Ruto, step 7”
The determination of Si2 is YES, and the operation flow is step STi.
Returning to the previous step, the operations from step STi to step ST4 are repeated in the same manner as described above. Then, new values θ"1 and θ"2 are sequentially stored in the emergent boundary memory 16 as the transition progresses.

第4図は第2図における作業動作時の制御フローを示し
ている。通常は動作スタートでステップST6で、動作
ポイントメモリ14から新しいデータθ1・θ2を読出
しこれをθ1軸ドライバ20゜θ2軸ドライバ60へ出
力してそれぞれロボットの第1アーム2及び第2アーム
6を駆動する。そしてステップST7でθ1軸の位置検
出器14の出力を読み出し、さらにステップST8でθ
1に対応したθ1 との対のθ2をエマージエンシ境界
メモリ13か′ら読出す。なおθ1と一致したθ″1が
存在しない場合は、その前後の値のθ′′1とすればよ
い。続いてステップST9でθ2=02か判定する。第
2アーム3の動きがまだエマージエンシ領域内であると
判定はNoで、ステップST6にもどり次の新たな動作
ポイントの動作へと移ってゆくが、もし第2アーム乙の
動きにより、エマージエンシ領域を越える時は、少なく
ともθ2=θ″2となる時点があるのでステップST9
での判定はYESとなりステップ5TiQに移シエマー
ジエンシ処理すなわち第2図の電源スィッチ43をオフ
にし動作エンドとする。
FIG. 4 shows the control flow during the work operation in FIG. 2. Normally, at step ST6 when the operation starts, new data θ1 and θ2 are read from the operation point memory 14 and output to the θ1-axis driver 20 and the θ2-axis driver 60 to respectively drive the first arm 2 and second arm 6 of the robot. do. Then, in step ST7, the output of the position detector 14 for the θ1 axis is read, and further in step ST8, the θ
The pair θ2 with θ1 corresponding to 1 is read from the emergency boundary memory 13'. Note that if there is no θ''1 that matches θ1, θ''1 of values before and after it may be used.Next, in step ST9, it is determined whether θ2=02.The movement of the second arm 3 is still in the emergent region. If within, the judgment is No, and the process returns to step ST6 to move on to the next new motion point. However, if the movement of the second arm B crosses the emergence region, at least θ2=θ″2 There is a point in time when
The determination in step 5 is YES, and the process moves to step 5TiQ to perform a merge process, that is, turn off the power switch 43 in FIG. 2, and end the operation.

なお上記実施例は2次元平面での動作について説明した
が、この発明は3次元空間に対しても適用できることい
うまでもない。
Although the above embodiments have been described with respect to operations on a two-dimensional plane, it goes without saying that the present invention can also be applied to a three-dimensional space.

以上Ωようにこの発明によれば、アームの可動範囲を規
制する領域に相似な縮小されたテンプレートと、このテ
ンプレートの規制領域に相似な縮小領域を倣うフイーラ
と、このフイーラの倣いによって得られた規制領域を記
憶する手段を備え。
As described above, according to the present invention, there is a reduced template similar to the region that regulates the range of movement of the arm, a feeler that copies the reduced region that is similar to the regulating region of this template, and a template that is obtained by copying the feeler. Equipped with a means to memorize the regulated area.

駆動のアーム位置と記憶手段に記憶している規制領域の
位置信号を比較しアーム位置が規制領域に達した時、ア
ームの駆動を停止するようにしているので、アームが規
制領域を越えて人体や周辺装置に迫ることがなく1人体
や周辺装置の安全を確保することができる。しかも、規
制領域に相似な縮小されたテンプレートをフィーラで倣
い規制領域を入力するものであるから、規制領域自体を
比゛較的簡単に入力することができる。
The driving arm position is compared with the position signal of the regulated area stored in the storage means, and when the arm position reaches the regulated area, the drive of the arm is stopped. It is possible to ensure the safety of a single person and peripheral devices without getting close to them. Furthermore, since the regulated area is input by copying a reduced template similar to the regulated area using a feeler, the regulated area itself can be inputted relatively easily.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第41図はこの発明の実施例の概略を示す図、第2図は
第1図実施例に使用される制御系を示すブロック図、第
3図は第2図ブロック図のエマジェンシ設定時の制御フ
ローを示す図、第4図は第2図ブロック図における作業
動作時の制御フローを示す図である。 1:ロボット、 2:第1アーム、 3:第2アーム、
 4:テンプレート、  5:フィーラ。 6:倣い装置、 7・9:信号線、 8:ロボット制御
装置、  11:CPU、  12ニブログラムメモリ
、  13:エマージェンシ境界メモリe  14:動
作ポイントメモリ。 20:θ1軸ドライバ、  21・31 : D/Aコ
ンバータ、  22・′52:サーボアンプ。 26・35:モータ、  24・54:位置検出器、 
50:θ2軸ドライバ、  40:フイーラ装置、 4
1:01軸位置検出器、42:θ2軸位置検出器、 4
3:電源スィッチ。 44:整流器。 特許出願人     立石電機株式会社代理人  弁理
士  中 村 茂 倍 率 2 肥 第 3 図 第 4 図
41 is a diagram showing an outline of an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a block diagram showing a control system used in the embodiment of FIG. 1, and FIG. 3 is a control during emergency setting in the block diagram of FIG. 2. FIG. 4 is a diagram showing the control flow during the work operation in the block diagram of FIG. 2. 1: Robot, 2: First arm, 3: Second arm,
4: Template, 5: Feeler. 6: Copying device, 7/9: Signal line, 8: Robot control device, 11: CPU, 12 Niprogram memory, 13: Emergency boundary memory e 14: Operation point memory. 20: θ 1-axis driver, 21/31: D/A converter, 22/'52: Servo amplifier. 26/35: Motor, 24/54: Position detector,
50: θ 2-axis driver, 40: Feeler device, 4
1: 01-axis position detector, 42: θ2-axis position detector, 4
3: Power switch. 44: Rectifier. Patent Applicant Tateishi Electric Co., Ltd. Agent Patent Attorney Shigeru Nakamura Magnification 2 Hidai 3 Figure 4

Claims (1)

【特許請求の範囲】 アームの位置を検出する装置を有し、このアーム位置検
出装置の位置検出信号に基づいてアーム位置を制御する
ロボットのアーム制御装置において。 アームの可動範囲を規制する領域に相似な縮小されたテ
ンプレートと、このテンプレートの規制領域に相似な縮
小領域を倣うフイーラと、このフイーラの友いによって
得られた規制領域を記憶する手段とを備え、前記アーム
位置検出装置の位置検出信号と前記記憶手段の規制領域
を比較し前記アーム位置が前記規制領域に達した時、ア
ームの駆動を停止することを特徴とするロボットのアー
ム制御装置。
Claims: An arm control device for a robot that includes a device for detecting the position of an arm and controls the arm position based on a position detection signal from the arm position detection device. A reduced template similar to a region regulating the range of movement of the arm, a feeler that imitates a reduced region similar to the regulating region of this template, and means for storing the regulating region obtained by the feeler's companion. . A robot arm control device, characterized in that the position detection signal of the arm position detection device is compared with a restriction area of the storage means, and when the arm position reaches the restriction area, driving of the arm is stopped.
JP12985481A 1981-08-18 1981-08-18 Controller for arm of robot Pending JPS5834793A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60230205A (en) * 1984-04-27 1985-11-15 Fanuc Ltd Numerical controlling system
JPS6257005A (en) * 1985-09-06 1987-03-12 Fanuc Ltd Robot control system

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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