JPS6257005A - ロボツト制御方式 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、ロボット制御方式に係り、特に予めロボット
が動作不能な領域を設定してメモリに記憶させておき、
ロボットハンド（可動部）等のエンドフェクタがこの領
域に入ったとき、その移動を直ちに停止させてワークの
損傷などの事故を防止するロボット制御方式に関する。

（従来技術） 数値制御装置により駆動されるロボットにおいては、ア
ームやハンド等（以後、可動部という）が移動できる最
大可動範囲が決まっており、プログラムミス又は何等か
の障害により該可動部が暴走し、該可動範囲を越えれば
（オーバトラベル）、直ちにこれを検出し、可動部を緊
急停止（エマージェンシ・ストー／プ）させている。か
かる、オーバトラベルを検出するためには通常、可動範
囲の＋Ｘ側、−Ｘ側、＋Ｙ側及び−Ｙ側の最大ストロー
ク点にリミットスイッチ等を設けると共に可動部にドッ
クを設け、オーバトラベル時にドックがリミットスイッ
チを踏んだことを検出してオーバトラベルを検出してい
る。

ところで、数値制御装置により駆動されるロボットにお
いては、上記最大可動範囲内であっても可動部が侵入す
ることができない領域がある。

例えば、旋盤にロボットがワーク交換をする場合に、旋
盤の窓の中にロボットがハンドを入れた状態で誤って腕
を旋回するとハンドは旋盤と衝突してしまう。

このようなロボットハンドの異常な動きは、数値制御装
置の演算系の誤動作、ＮＣテープの読取りエラー、オペ
レータの誤り操作、サーボ系の異常等により生じる。

（発明が解決しようとする問題点） 従来、このようなロボットハンド等の異常な動きを防止
するために、ソフト的にオーバトラベル領域を設定しく
ソフトウェアストロークリミットという）、可動部がオ
ーバトラベル領域に進入したとき直ちに可動部の移動を
停止し可動部の損傷を防１トする方法がとられていたが
、十分に対応することができなかった。

そこで１本発明はこのような従来技術の持つ問題点を解
消しようとするものである。

（問題を解決するだめの手段） 本発明は、ロボットのエンドエフェクタが動作する領域
を三次元方向にそれぞれ複数に分割して得られるキュー
ブ状の各分割領域に対応するメモリセルを有するメモリ
手段と、前記エンドエフェクタが動作ａ［能領域にある
か又は動作不可能領域にあるかをそれぞれメモリ手段の
各メモリセルに記憶せしめる手段と、エンドエフェクタ
の現在位置を前記メモリセルに対応せしめる手段とを有
し、かつ前記エンドエフェクタの現在位置をメモリセル
に対応せしめる手段からの信号によりエンドエフェクタ
が動作不可能領域にあるとき動作中のロボットを動作不
能にせしめる手段とを有することを特徴とするロボット
制御方式を提供する。

本発明はまた、ロポー、トの教示動作時にのみ、各メモ
リセルにエンドエフェクタが動作可能領域にあるか否か
を記憶せしめることを特徴とするロボット制御方式を提
供する。

これにより、前記した従来技術の問題点を解消する。

（作用） 本発明は、ロボットのエンドエフェクタの動作可能領域
を、三次元のソフトウェアストロークリミットの形成に
より設定している。

このため、ロボットのエンドエフェクタの動作を正確に
制御することができ、ワークの損傷を防ＩＦできる。

（実施例） 以下、図により本発明の実施例について説明する。第２
図、第３図はロボットの可動範囲を説明するものであり
、第２図は側面図、第・３図は立面図である０図に示す
ように、ロボットは基台ａ、第１アームｂ、第２アーム
Ｃ、ハンドｄ等により構成され、斜線で囲まれたＡ　１
　＋　Ａ　２の範囲内でロボットアームが駆動される。

本発明においては、ロボットアームの可動範囲内で、更
にロボットハンド等のエンドエフェクタが動作できる領
域を三次元のソフトウェアストロークリミットキューブ
ス（以後５ＳＬＱという）により設定するものである。

この５ＳＬＱは、次のようにして用いる。

（１）ロボットを直交座標系で使用するとき、ロボット
のエンドエフェクタが動作できる領域を直交体で囲まれ
ているものと想定し、この直方体を、ｎＸｍＸＪ１等分
する０次に、分割されたｎＸｍＸ１個の小さな直方体（
キューブ）にそれぞれ対応して、複数のメモリセルを設
ける。そして、ロボットの教示動作時にこれら各メモリ
素子に対してエンドエフェクタが動作し得るか否かの情
報を記憶せしめる。

例えば、ｎ　Ｘ　ｍ　Ｘ　１個のメモリセルがこの各キ
ューブに対応しており、このキューブにエンドエフェク
タが動作し得れば、対応するメモリセルに１を、また位
置決めできなげ、ればＯを設定する。

（２）ロボットを軸座標系で使用するとき、ロボットの
基本三軸（例えば、θ、Ｗ、Ｕ又はＺ、θ、Ｒ）の各軸
をそれぞれｎ、ｍ、ｆＬ等分し、動作可能領域をｎ　Ｘ
　ｍ　Ｘ　１個に分割する。

分割された各領域にメモリセルを対応させ、各分割領域
に動作し得るか否かを設定する。

第４図は、このようにして設定されたロボットエンドエ
フェクタの動作可能領域の説明図であり、ロボットアー
ムの旋回範囲Ａ２内に、エンドエフェクタの動作可能領
域Ｂが設定された例を説明している。

第１図は、数値制御装置の一例を示すブロック図である
。数値制御装置は、中央処理装置ＣＰＵ）１．メモｌＪ
２、教示操作ｍ３、操作盤４、ＣＲＴ５．テープリーダ
６、データバス７、サーボモータを駆動する軸制御器８
、インタフェイス９、入出カポ−）　（Ｉｌｏ）等によ
り構成される。これらの各要素の通常の作用については
、当業者において周知の技術であるので詳しい説明を省
略する。

次に、本発明による５ＳＬＱの教示について説明する。

ロボットを教示モードに設定し、教示操作ａ３の指令に
より、与えられた環境のθとで、動かせる範囲内でロボ
ットを動かす、ロボットは動いた領域のＳＳＬＱ（ｎＸ
ｍＸｕに分割された各領域）のメモリセルに１．０を設
定する。

ロボットを、５ＳＬＱの教示完了モードに設定すると、
メモリセルに記憶された軌跡と、従来のストロークリミ
ットから、新しい三次元のソフトウェアストロークリミ
ットが作成される。

例えば、ストロークの半分より左側に軌跡がある場合、
その新しい軌跡が左側動作可能限界となる。残った従来
のストロークリミットと軌跡で囲まれるメモリセルは、
ｌが設定されて動作可能領域となり、それ以外のメモリ
セルはＯが設定されて、動作不可能領域となる。

このようにして５ＳＬＱを設定した後に、ロボットを運
転する場合に、ＮＣテープからロボットが動作不可能領
域に侵入する命令が出されたとしても、ＣＰＵ１はメモ
リ２に記憶されている５ＳＬＱのメモリセルの内容から
、ストロークリミットを判別し、命令が実行されない処
理を行ない、図示しない警報装置によりアラームを発生
させる。なお、上記実施例はエンドエフェクタの動作範
囲をキューブ状に分割したが、ロボットのθ軸の場合、
アームの旋回角度をｎ等分してエンドエフェクタの動作
範囲を扇形体状の小空間に分割し、この小空間にメモリ
セルを対応せしめるように構成してもよい。

（効果） 以Ｅ本発明によれば、ロボットハンド等のエンドエフェ
クタの動作不可能領域内への侵入を確実に防止できるこ
とができ、ワークの損傷を防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はロボットを駆動する数値制御装置の概略のブロ
ック図、第２図〜第４図はロボット動作の説明図である
。 １・・・中央処理装置、２・・・メモリ、３・・・教示
操作盤、４・・・操作盤、５・・・ＣＲＴ、６・・・テ
ープリーグ、７・・・データバス、８・・・軸制御器、
９・・・インクフェイス、１０・・・入出力ボート。 特許出願人　ファナック株式会社 代　　理　　人　　弁理士　辻　　　　　實第３図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ロボットのエンドエフェクタが動作する領域を三
   次元方向にそれぞれ複数に分割して得られるキューブ状
   の各分割領域に対応するメモリセルを有するメモリ手段
   と、前記エンドエフェクタが動作可能領域にあるか又は
   動作不可能領域にあるかをそれぞれメモリ手段の各メモ
   リセルに記憶せしめる手段と、エンドエフェクタの現在
   位置を前記メモリセルに対応せしめる手段とを有し、か
   つ前記エンドエフェクタの現在位置をメモリセルに対応
   せしめる手段からの信号によりエンドエフェクタが動作
   不可能領域にあるとき動作中のロボットを動作不能にせ
   しめる手段とを有することを特徴とするロボット制御方
   式。
2. （２）ロボットの教示動作時にのみ、各メモリセルにエ
   ンドエフェクタが動作可能領域にあるか否かを記憶せし
   めることを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の
   ロボット制御方式。