JPS6039205A - テイ−チング・プレイバツク型ロボツトの制御装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ■発明の技術分野 本発明はティーチング・プレイバック型口ホットの制御
装置、特にロボットの座標、姿勢およびハンドの状態の
情報と、ロボット以外の外部機器との入出力の情報とを
、データマークを付けた形で管理することにより、セン
サを含む外部機器の扱いを容易にしたティーチング・プ
レイバック型ロボットの制御装置に関するものである。

（ロ）従来技術と問題点 従来のティーチングプレイバック型ロボットにおいては
、いわゆるティーチング・ボックスのレバー操作、釦操
作により、ロボットの先端の位１〃・姿勢とノ・ンドの
状態だけを記憶させ、その記憶した内容通りにロボット
をａｂ返し動作させる。

この方式は、動作指示が簡明であり、操作が容易である
ので、産業用ロボットの分野で多く用いられている。し
かし、この方式では、ロボットが他の搬送器等と同期し
て動くとか、動きの途中でセンサの信号によシ動くこと
などへの対応がむずかしい。

そこで、ロボットを他の外部機器に関連して動作させる
場合、一般には、ロボット用の言語をつくり、予めその
言語でプログラミングすることによシ、他の機器の入出
力の制御や１．センサからの情報入力を行うようにされ
ている。しかし、ロボットを扱う現場の作業者にとって
、単に釦を押すことなどによって、ロボットに位置を覚
え込ませることができるテ・イーチング・プレイバック
の教示方式から、プログラミングによシ教示する方式へ
移行するには、かなシのｆｌｌ＋練を必要とし、困難が
伴う。また、一般に、ロボット言語自体も細かい動作を
すべて書かなければならず、単純な作業に対しても、多
くのステップを記述することが必要となるため、多くの
労力を要するという問題がある。

０　発明の目的と構成 本発明は上記問題点の解決を図り、ロボットの使用者に
とって、従来からのティーチングボックスによる操作と
同様な操作でロボットへの指示内容を与えることができ
るようにするとともに、ロボット以外の外部機器および
センサを簡易に扱うことができるようにすることを目的
としている。

また、ロボット・システムの提供者にとっては。

ロボットおよび外部機器の制御構成を容易にし。

かつ汎用性・拡張性に富んだ指示データの管理および実
行を可能とした方式を提供することを目的としている。

そのため１本発明のティーチング・プレイバック型ロボ
ットの制御装置は、ロボットと該ロボットの作業環境に
関連する入出力を行う外部機器とを制ｍｌｌするプロセ
ンサと、該プロセンサの制御内容に関する指示データを
記憶する記憶装置とをそなえたロボットの制御装置であ
って。

ロボットの動作教示用のティーチングボックスまたはコ
ンソール・キーボードのいずれかからシステム制御用の
指示データを入力するデータ入力部と、該データ入力部
の入力した指示データについて各指示単位毎に予め定め
られた指示種別を示すデータマークと該指示データの詳
細内容とをそれぞれ対応せしめて上記記憶装置に記憶す
るデータ編集部と、上記記憶装置に記憶された指示デー
タのデータマークによって撮シ分は処理を行うデータマ
ーク解析部と、該データマーク解析部によって制御を移
行され各データマークに対応してロボットの動作または
外部機器の入出力を制御する指示データ実行部とをそな
えたことを特徴としている。以下図面を参照しつつ実施
例に従って説明する。

０発明の実施例 第１図は本発明の一実施例外観システム構成。

第２図は本発明の一実施例内部構成、第３図は本発明に
係る指示データの例、第４図は指示データの入力態様の
説明図、第５図は本発明による処理態様の説明図を示す
。

第１図において、符号１はロボットアーム、２はハンド
、３は搬送器、４は搬送器コントローラ。

５はシステム・コントローラ、６はテレビカメラ。

７は位置マーク、８はテレビカメラ・コントローラ、９
はティーチングボックス、１０はコンソール・キーボー
ド、１１はディスプレイを表わす。

ロボット本体は１例えば第１図図示の如く、６関節のロ
ボットアーム１からなシ、先端に開いたシ閉じたりする
ことによって、物を１國むハンド２を有している。搬送
器３は、ベルトコンベアであって、ロボットの作業に関
連する外部機器である。

搬送器コントローラ４は、搬送器３を制御するものであ
って、搬送器３の運転・停止等を行うとともに２作業対
象の物が、搬送器３によって所定の位置まで運ばれてき
たかどうかなどを、監視する。

システム噛コントローラ５は、システム全体の制御機構
であって、プロセッザ、主記憶装置、フロッピィ・ディ
スク等の外部記憶装置、各挿入出力インタフェース等か
らなる。プロセッリーは、主記憶装置に用意された機械
語命令をフェッチして実行することにより、後述する第
３図図示の如き指示データを解析し、指示データによっ
て指示されたロボットおよび外部機器の制御を行う。テ
レビカメラ６に一、ロボットの作条環境についての入力
装置である。例えば、ロボットによって物が運ばれるべ
き位置を示す位置マーク７を、光の強弱によるパターン
認識によシ、検出できるようになっている。テレビカメ
ラ・コントローラ８は、テレビカメラ６からの入力信号
をシステム・コントローラ５へ伝達する制御を行うもの
である。

ティーチングボックス９は１作業者がレバーや釦操作に
より、ロボットアーム１およびハンド２を動かし、その
位置および状態をシステム・コントローラ５に覚えさせ
るだめの入力装置であり。

従来からティーチング・プレイバック型のロボットに用
いられているものである。コンソール争キーボード１０
は１作業者がキーを打鍵することによって１例えば会話
コマンド形式により、ティーチングボックス９だけでは
不充分な、システムの詳細な制御内容を指示できる入力
装置である。本発明の場合、コンソール・キーボード１
０とティーチングボックス９とを別個に備えていたほう
が操作上望ま“しいが、ティーチングボックス９の枦能
をコンソール・キーボード１０で代用し、ティーチング
ボックス９を省く構成にしてもよい。ディスプレイ１１
は、システム＃コントローラ５がら作業者へのメツセー
ジを表示する表示器である。

特にシステム・コントローラ５を中心とした内部構成は
１例えば第２図図示の如くになっている。

第２図において、符号４，８，９．１０は第１図に対応
し、２０はプロセッサ、２１はデータ入力部、２２は切
換部、２３はデータ編集部、２４けポインタ管理部、２
５は力Ｌ／ン１１ポインタ。

２６は主記憶装置、２７は指示データ、２Ｂはフロッピ
ィディスク・コントローラ、２９ｉフロッピィディスク
装置、３０はデータマーク解析部。

３１はアーム制御部、３２はカメラ情報入力部。

３３は外部機器出力部、３４は外部機器出力部。

３５は入出力ポート、３６はザーボ機措を表わす。

プロセッサ２０は１機械語命令を実行することによって
、全体を制御する。データ入力部２１等の各処理部は、
プロセッサ２０によって実行される機械語命令群によっ
て構成されると考えてよい。

データ入力部２１は、ティーチングボックス９またはコ
ンソール−キーボード１０から、ロボットの座標、姿勢
およびハンドの状態の指示情報を入力するとともに、外
部機器やセンサの制御指示情報を入力する処理を行うも
のである。ティーチングボックス９から入力するか、コ
ンソール・キーボード１０から入力するかは、コマンド
または釦操作によって、切換部２ｚが切換える。データ
入力部２１が入力したロボット指示情報または外部機器
等の制御指示情報は、データ編集部２３に伝達される。

データ編集部２３は、入力情報にもとづいて。

指示データ２７の作成を行うとともに、指示データの挿
入、削除、変更等の処理を行うものである。

指示データ２７の詳舶１については、第５図を参照して
後述する。指示データ２７は、１つの指示内容について
９例えば１２８バイトの大きさの領域が割当てられ、主
記憶装置２６に格納される。また、主記憶装置２６上の
指示データＺ７は、フロッピィディスク−コントローラ
２８を介して、フロッピィディスク装置２９に宵き連棟
れ、また必要に応じて読み出し可能になっている。ポイ
ンタ管理部２４は、カレント・ポインタ２５を管理する
ものである。カレント・ポインタ２５は、現在実行の対
象となっている指示データ２．７もしくは現在データ編
集の対象となっている指示データ２７をポイントするも
のである。データ編集部２３が。

新たに指示データ２７を作成して追加する場合。

主記憶装置２６がら空エリアを抽ＩＰシ、そこへ指示の
ノξラメーク情報と、指示の種別を示すデータマークと
を設定［７，相互ポインタによってチェイニングされる
一連の指示データ群の中に組み込む。

データマーク解析部３０は、指示データの実行処理にあ
たって、カレント・ポインタ２δのポイントする主記憶
装置２６の位置にある指示データ２７のデータマークを
解析し、該データマークによシ振り分けを行って、デー
タマークの示す指示種別に従った各指示データの実行部
を起動するものである。これらの実行部には１例えば第
２図図示の如く、アーム制御部３１．カメラ情報入力部
３′２．外部機器出力部３４．外部機器入力部３４その
他がある。これらはすべてデータマークによって区別さ
れるので、各々独立したモジュールとして構成でき、ロ
ボットの制御、外部機器の制御に係わシなく、新たなデ
ータマークを伺与するだけで、　ｆｆ１ｉ単に新しい機
能のモジュールを追加することができるようになってい
る。

アーム制御部３１は、入出力ポート３５を経由しで、ザ
ーボ機構３６に制御信号を出力し、ロボットのアームお
よびハンドを制御するものである。

このときの制御信号としては９例えばロボットアームの
各関節角の角速度に関連した情報が与えられる。カメラ
情報入力部３２は、第１図図示位置マーク７の座標を検
出するために、カメラ・コントローラ８に割付けられた
入出力ボート３５から。

カメラ・コントローラ８が検出した情報を読み取る処理
を行う。り）部機器出力部３３は、この例の場合、搬送
器コントローラ４に搬送器の運転制御信号を出力するも
のである。外部機器入力部３４は９例えば搬送器によっ
て搬送されてきた物体の検出信号を入力するものである
。

指示データ２７は、主記憶装置２６上において。

例えば第３図図示の如き構成を持つ。ｌエントリは、１
２８バイトの領域を有する。データマーク部４０は、当
該指示データ２７の指示種別を示すものである。指示種
別の番号、記号またはフラグ等、指示種別を識別できる
情報であれば、データマークはどのような形のものでも
よい。本実施例の場合、指示種別として１例えばロボッ
トの位置・姿勢および・・ンドの状態を指示するＲＯＢ
ＯＴと。

テレビカメラからの入力を指示するＴＶと、外部機器へ
の出力を指示するＯＵＴと、外部機器からの入力を指示
するＩＮ等が、用意されている。

データラベル部４１は、当該指示データに対する名称が
記憶される領域である。利用者は２個々の指示データに
対して、任意の名前を付与することができ、その名前を
指定することによって、各指示データをダイレクトに呼
び出すことができるようになっている。

逆方向ポインタ部４２およびＩＩＩ方向ポインタ部４３
は、１つのまとまった作案を遂行するための一連の指示
データを相互にチェイニングするものである。チェイニ
ングのためのポインタ情報は。

例えば主記憶装置上のアドレスに対応づけられたデータ
番号等からなる。逆方向ポインタ部４２および順方向ポ
インタ部４３を操作することによって、指示データの挿
入、削除、変更等を、指示データ全体を転送することな
く簡単に行うことができ、また特に逆方向ポインタ部４
２を参照することによシ、指示データを逆行させて実行
できるようになっている。

・ξラメータ部４４は、指示データの詳細情報が格納さ
れる領域である。どの領域が有効となるかは、指示種別
によって異なる。関節角０１〜θ６の部分には、指示種
別が■も０ＢＯＴである場合に、各関節の目標角度が格
納される。速度データ部には。

ハンドの直線移動速度情報が格納される。ノ・ンド状態
部には、ハンドを開くまたは閉じる等の指示情報が格納
される。整数型データまたは実数型データの領域には１
例えばＯＵＴ　、ＩＮの種別において、入出力ポートの
１即号やそのポートへの入出力データ等が格納される。

上記指示データの原情報は２例えば第４図図示（Ｏ如＜
、コンソール・キーボード１０からコマンド形式または
ディスプレイを利用したメニュ一方式等により与えるこ
とができ、また」テにＲＯＢ　ＯＴ制御情報については
、従来と同様にティーチングボックス９を利用して与え
ることができる。第４図図示合話コマンド５０は、テレ
ビカメラからの入力を指示するコマンドである。会話コ
マンド゛５１は、ｒＬｆ４目のポートにイ直ｍｆ出力す
ることを指示するものである。会話コマンド５２は、Ｏ
＃目のポートから入力して、θ番目のポートからの入力
がＰの値になるまで待つことを指示するものである。こ
の場合、ル、　ｍ　、　ｏ　、　ｐは整数である。

ティーチングボックス９からの指示情報には。

例えばロボットのハンドを、ある方向へ移動させる情報
、ハンドを開いたり閉じたりすることを指示する情報、
そのときのロボットの状態を記憶することを指示する情
報などがある。もちろん。

Ｍ　ＯＶ　Ｋ等の会話コマンドを設けて、ロボットの制
御ヲコンソール・キーボード１０から行ってもよい。こ
れらの情報は、データ編集部によシデータマークが付さ
れて、−元管理され、容易に多情報化される。なお、指
示データを編集するためのコマンドも用意される。

例えば、第１図図示の如きシステムにおいて。

第５図に）図示の如き一連の作業を行うとする。この作
業には、ロボットの制御と外部機器に関する制御とが含
まれている。従来方式によれば１作業■、■、■に関し
ては、ロボット自身の動きとは無関係であるため、指示
制御を統一的に行うことはできなかった。本実施例の場
合、データの多情報化により２次のように実行される。

第４図で説明した指示情報の入力により１例えば、第５
図（ロ）図示の如き一連の指示データ２７−１〜２７−
８を用意する。なお、第５図（ロ）においては、理解し
やすくするために、データマーク部４０とパラメータ部
４４の内容だけを簡略化して示している。作業■は、１
示データ２７−１にもとづいて遂行される。作業■は、
指示データ２７−２にもとづいて遂行される。作業■は
、指示データ２７−３および指示データ２７−４にもと
づいて遂行される。

同様に作業■、（■が遂行され９作業■を指示データ２
７−１および指示データ２７−８によって遂行すること
により、第５図（イ）に示した一連の作業が、なされる
ことになる。例えば９図示省略したＲ　ＥＰ　Ｅ　Ａ　
Ｔのデータマークを持つ指示データを設は工付加し、上
記一連の作業を繰り返し実行させることも可能である。

なお、指示データ２７−１ないし２７−８は、第３図図
示逆方向ポインタ部４２および順方向ポインタ部４３０
ポイント情報によシ、相互に作業順爵に従って連結され
ている。

■発明の詳細 な説明した如く本発明によれば、データマークによって
指示データを一元管理し、ロボットの制御とロボットの
作業環境に関する制御とを統一化して、各データマーク
に対応する処理を実行させることができるようになる。

従って、現場の作票者は、ロボットおよび外部機器の制
御のための難しいプログラミング言語を修得する必要は
なく。

ｆｆ雑なシーケンスを簡単に指示することができるよう
になる。従来のティーチングボックスだけによる制御機
能も完全に包含してサポートすることができる。また、
システムの設計者、提供者にとっては、データマーク別
に１個々の処理機能を構築できるので、制御内容の変更
やコマンド等の追加、修正にも容易に対処することがで
きる。特に産業用ロボットでは、利用者毎にロボット・
システムに対する要求仕様が大きく異なることが多く。

それに柔軟に対処することができる本発明のメリットは
大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例外観システム構成。 第２図は本発明の一実施例内部構成、第３５図は本発明
に係る指示データの例、第４図は指示データの入力態様
の説明図、第５図は本発明による処理態様の説明図を示
す。 図中、符号１はロボットアーム、５はシステム・コント
ローラ、９はティーチングボックス。 １０はコンソール・キーボード、２１はデータ入力部、
２３はデータ編集部、２７は指示データ。 ３０はデータマーク解析部、４０けデータマーク部を表
わす。 特許出願人　富士通株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ロボットと該ロボットの作業環境に関連する入出力を行
   う外部機器とを制御するプロセッサと。 該プロセッサの制御内容に関する指示データを記憶する
   記憶装置とをそなえたロボットの制御装置であって、ロ
   ボットの動作教示用のティーチングボックスまたはコン
   ソール争キーボードのいずれかからシステム制御用の指
   示データを入力するデータ入力部と、該データ入力部の
   入力した指示データについて各指示単位毎に予め定めら
   れた指示種別を示すデータマークと該指示データの詳細
   内容とをそれぞれ対応せしめて上記記憶装置に記憶する
   データ編集部と、上記記憶装置に記憶された指示データ
   のデータマークによって振り分は処理を行うデータマー
   ク解析部と、該データマーク解析部によって制御を移行
   され各データマークに対応してロボットの動作または外
   部機器の入出力を制御する指示データ実行部とをそなえ
   たことを特徴とするティーチング・プレイバック型ロボ
   ットの制御装置。