JPS6258307A - 複数台ロボツトの同期制御システム - 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】

本発明は例えばプレス金型の研磨仕上げ等に使用する研
磨ロボットやその他ティーチング方式により制御用デー
タ入力をする様になされた複数台ロボットの同期制御シ
ステムに関する。

【従来の技術】

ティーチング方式のロボットの場合、実作業に先立って
ティーチングを行う。より具体的には、該種口ボットの
場合、アームの肩部や材部には位置フィードバックのた
めのエンコーダが設けられており、所望される通過軌跡
に沿って先端工具をなぞると、上記エンコーダからは先
端工具の通過地点を示す位置データが出力される。この
位置データをメモリエリアに逐次記憶すれば、メモリエ
リアには先端工具の通過軌跡を示す位置データを制御用
データとして配列した制御用テーブルが作成される。 従って、実作業においては、メモリエリアに記憶された
制御用データテーブルに従ってアクチュエータを作動さ
せれば、先端工具はティーチング時の軌跡を通過して作
業をすることになる。

【発明が解決しようとする問題点】

さて、この様なティーチング方式のロボットは本来制御
用データのインプットの効率化を図ることをその目的の
一つとするものであり、特に１台のロボットで多Ｍ類の
作業をする様な場合には、複雑な数値解析を伴うペーパ
ーテープ作成の手間を省くことができるが、ペーパーテ
ープの様な可搬性の記憶媒体を１卆たないので、多くの
ロボットで均一な作業をする場合には、各ロボット毎に
上記のティーチング作業をしなければならず、又、全て
のロボットについて全く均一なティーチング作業をする
ことは不可能であり、製品のばらつきが発生しやすいと
いう問題点がある。

【問題点を解決するための手段】

本発明はこの様な問題点を解決するためになされたもの
であり、１台のロボットに対してティーチングしたデー
タを複数台のロボットで共有することにより、各ロボッ
トに対してティーチングをする手間を省略するとともに
、ティーチングされたデータのばらつきを防止して均一
な製品を得ることができる複数台ロボットの同期制御シ
ステムを提供することを目的とする。 要約すれば、本発明の複数台ロボットの同期制御システ
ムは、制御用データをティーチングするためのティーチ
ング手段及びティーチングされた制御用データを記憶す
るメモリエリアを備えるマスタロボットと、該マスタロ
ボットと共通仕様のアクチュエータ及び前記マスタロボ
ットと共通仕様のメモリエリアを備える１又は複数のス
レーブロボットと、前記マスタロボットのメモリエリア
に記憶された制御用データを前記スレーブロボットのメ
モリエリアに転送する手段とを備え、マスタロボットに
対してティーチングされた制御用データを１又は複数台
のスレーブロボットで共用することにより上記問題点を
解決する様になされている。

【作用】

即ち、本発明の複数台ロボットの同期制御システムにお
いては、マスタロボットに対して行ったティーチングに
よって得た制御用データをスレーブロボットで共用して
使用することができるので、各ロボット毎にティーチン
グを実行することもなく、又、各ロボットとも完全に共
通の制御用データを使用することができるので、製品の
バラツキも少ない。

【実施例】

以下図面を参照して本発明の１実施例を詳細に説明しよ
う。 先ず、第１図は本発明の１実施例に係る研磨ロボットの
アクチュエータを原理的に示した図であり、マスタロボ
ットもスレーブロボットも基本的に同一のアクチュエー
タを有する。 第１図において、１は基台、２は肩部、３ａ・３ｂは各
々肩部２に固着された第１アームを各々示し、軸４は肩
部２を基台１に対して回動自在に支持している。又、軸
４の先端にはブーＩ７５が固定されており、プーリ５に
はモータ６の回転軸７に固着されたプーリ８の回転が、
ベルト９によって伝達される様になされている。 従って、モータ６が起動すると、その回転軸７の回転は
プーリ８−ベルト９−プーリ５−軸４を介して肩部２に
伝達され、肩部２に固着された第１アーム３ａ・３ｂが
軸４を中心に回転する。 尚、１０はモータ６の回転を検出するエンコーダである
。 次ぎに、１１は肩部２に固定されたモータであり、モー
タ１１の回転軸１２には第１アーム３ａ・３ｂの中空の
内部においてプーリ１３ａ・１３ｂが支持されている。 又、第１アーム３ａ・３ｂの中空の内部の他の一端には
、軸１５によってプーリ１４ａ・１４ｂが支持されてお
り、軸１５には第２アーム１７が固定されている。 従って、モータ１１が起動すると、その回転軸１２の回
転はプーリ１３ａ（１３ｂ）−ベルト１６ａ（１６ｂ）
−プーリ１４ａ（１４ｂ）を介して軸１５に伝達され、
軸１５の回転に伴って第２７−ム１７は軸１５を中心に
して回転する。 尚、１８はモータ１１の回転を検出するエンコーダであ
る。 又、第２アーム１７の先端にはモータ１９が固定されて
おり、モータ１９の回転軸２０の回転は例えば傘歯車等
を使用した伝達機構２１を介して先端工具２２に伝達さ
れる。 尚、２３は作業用のテーブル、２４はテーブル２３に固
定された研磨対象物を、２５はティーチング用のサンプ
リング信号を発生するスイッチを各々示す。 又、テーブル２３を傾斜させるための機構や基台１を昇
降させるための機構は図面では省略している。 上記の様なアクチュエータを有する研磨ロボットの場合
、モータ６の回転量に応して第１アーム３ａ・３ｂの回
転角度が決定され、モータ１１の回転量に応じて第２ア
ーム１７の回転角度が決定されるとともに、第１アーム
３ａ・３ｂの回転角度及び第２アーム１７の回転角度に
対応して選択工具２２の座標上の位置が決定される。 従って、入力された制御用データに従ってモータ６及び
モータ１１の回転量を逐次制御すれば、先端工具２２を
所望される軌跡に沿って移動させることができる。 さて、上記の様なアクチュエータを有する研磨ロボット
は、位置フィードパンクのためのエンコーダ１０・１８
を既述の通り備えており、その出力パルスを使用してテ
ィーチングを行うことができる。 第２図は上記アクチュエータを有する研磨ロボットの制
御手段の１例を示すブロック図であり、ＭＡはマスタロ
ボットを、８１〜Ｓｎはスレーブロボットを各々示して
いる。 先ず、第１図において示した構成要素を説明すると、６
は第１アーム駆動用のモータ６．１０はモータ６の回転
量検出のためのエンコーダ１０．１１は第２アーム駆動
用のモータ１１．１８はモータ１１の回転量検出のため
のエンコーダ１８．２５はサンプリング信号を発生する
ためのスイッチ２５を各々示す。 尚、第１図におけるモータ１９は制御用データのティー
チング動作とは直接関係がないので、第２図においては
示していないが、モータ１９を駆動するための回路が制
御手段中に含まれることはいうまでもない。 引続き第２図に関して説明すると、３０は例えばマイク
ロプロセッサにより構成される制御部、３１は制御部３
０のメモリを各々示し、メモリ３１にはプログラムを格
納する領域の他に、モータ６・１１に与える励磁パター
ンを決定するための制御用データの配列である制御用デ
ータテーブルを格納するため領域が用意される。 又、３２はカウンタ、３３はドライバを各々示し、メモ
リ３１内の制御用データテーブルから逐次読み出される
制御用データがカウンタ３２にプリセットされると、ド
ライバ３３がカウンタ３２の出力を増幅してモータ６を
駆動する。 そして、モータ６の回転に伴ってエンコーダ１０がパル
スを発生し、このパルスによってカウンタ３２がカウン
トダウンされる様になされており、カウンタ３２の出力
がＯになるまでモータ６が回転する。 従って、カウンタ３２に対して制御用データを逐次プリ
セットすることによりモータ６の回転はメモリ３１内の
制御用データテーブルに追従することになる。 同様に、３４はカウンタ、３５はドライバを各々示し、
メモリ３１内の制御用データテーブルから逐次読み出さ
れる制御用データがカウンタ３４にプリセットされると
、ドライバ３５がカウンタ３４の出力を増幅してモータ
１１を駆動する。 そして、モータ１１の回転に伴ってエンコーダ１８がパ
ルスを発生し、このパルスによってカウンタ３４がカウ
ントダウンされる様になされており、カウンタ３４の出
力がＯになるまでモータ１１が回転する。 従って、カウンタ３４に対して制御用データを逐次プリ
セットすることによりモータ１１の回転はメモリ３１内
の制御用データテーブルに追従することになる。 又、第２図において、３６はモータ６の位置データを抽
出するためのカウンタ、同様に３７はモータ１１の位置
データを抽出するためのカウンタを各々示し、ティーチ
ング時に使用される。 更に、３８はＩ１０ボートを、３９は制御盤を、４１は
システムハスを各々示す。 又、スレーブロボット３１〜ＳｎもマスタロボットＭＡ
と基本的に同様の制御手段を有するが、ティーチングの
ために必要な要素、叩ち、サンプリング信号を発生する
ためのスイッチ２５、ティーチング時にモータ６の位置
データを抽出するためのカウンタ３６、同じくティーチ
ング時にモータ１１の位置データを抽出するためのカウ
ンタ３７に相当する部材は備えていない。 尚、スレーブロボットに関しては、スレーブロボットＳ
、のみ、その制御手段例を図示するが、スレーブロボッ
ト８２〜Ｓｎに関しても同一構成の制御手段を有する。 そして、本実施例は、その特徴的な点として、マスタロ
ボットＭＡの制御手段と各スレーブロボット３１〜３ｎ
の制御手段とは各々Ｉ１０ポート３８及び外部データラ
イン４０を介して接続されており、マスタロボットＭＡ
に対してティーチングされた制御用データがＩ１０ポー
ト３８及びデータライン４０を介して各スレーブロボッ
トＳ１〜３ｎに転送され、マスクロボッｌ−ＭＡに対し
てティーチングされた制御用データを各スレーブロボッ
トＳ、〜Ｓｎが共有するということである。 それでは、上記事項を参照して本発明の詳細な説明する
。 先ず、ティーチングはマスタロボットＭＡの先端工具２
２を研磨対象物２４上の所望される軌跡に沿って移動さ
せることにより行われる。 先端工具２２を研摩対象物２４上で移動させると、その
通過軌跡に対応して、第１アーム３ａ・３ｂは軸４を中
心に、又、第２アーム１７は軸１５を中心にして各々回
転する。 そして、第１アーム３ａ・３ｂの回転は軸４−ブー’Ｊ
　５−ベルト９−プーリ８を介して軸７に伝達され、エ
ンコーダ１０を回転させる。 同様に、第２アーム１７の回転は軸１５−プーリ１４ａ
（１４ｂ）　　−ベルト１６ａ　　（１６ｂ）−プーリ
１３ａ（１３ｂ）を介して軸１２に伝達され、エンコー
ダ１８を回転させる。 そして、エンコーダｌＯ・１８は各々一定角度回転する
毎にパルスを発生し、エンコーダ１０が発生したパルス
によってカウンタ３６が、又、エンコーダ１日が発生し
たパルスによってカウンタ３７が各々歩進され、カウン
タ３６・３７の出力はシステムハス４１に導出される。 一方、作業者は適当なタイミングでスイッチ２５をメー
クし、スイッチ２５がメークしたタイミングで制御部３
０にサンプリング信号が加えられる。そして、制御部３
０．はサンプリング信号が加えられたタイミングでシス
テムバス４１を介して、カウンタ３６・３７の出力を読
み込み、この値をメモリ３１に確保された制御用データ
テーブルを格納するエリアに、そのアドレスを更新しな
がら順次記憶してゆく。 従って、先端工具２２を所望される軌跡に沿って移動さ
せながら適当なタイミングでスイッチ２５をメータすれ
ば、メモリ３１の制御用データテーブルを格納するため
に確保されたエリア内に制御用データテーブルが格納さ
れることになる。 この様にして、制御用データテーブルがメモリ３１内の
所定エリアに格納された後に、マスタロボットＭＡ及び
スレーブロボット８１〜Ｓｎに加工対象物２４がセツテ
ィングされると、先ず、作業者は操作盤３９からデータ
転送指示を与える。 応じて、制御部３０はメモリ３１内の所定エリアに格納
された制御用データをテーブル順次に読み出し、読み出
した制御用データを、そのアドレスとともに、Ｉ１０ポ
ート３８−データライン４０を介して全スレーブロボッ
トＳＩ〜Ｓｎに逐次転送する。 各スレープロボッ）Ｓｔ〜Ｓｎの動作は全て同一である
ので、スレーブロボットＳＩを例として説明すると、ス
レープロボッ）Ｓ＋の制御部３０はアドレスとともに転
送された制御用データをＩ１０ポート３８−システムバ
ス４１を介して読み込み、メモリ３１の制御用データテ
ーブルとして用意された領域に逐次書き込む。尚、この
時の各制御用データの書込アドレスは当該制御用データ
とともにマスタロボットＭＡから転送されたアドレスに
よって指定される。 そして、マスタロボットＭＡから制御用データが転送さ
れる毎に上記動作を繰り返すことによって、スレーブロ
ボットＳ、のメモリ３１の所定エリアにはマスタロボッ
トＭＡのメモリ３１内の所定エリアに格納された制御用
データテーブルと同一内容の制御用データテーブルが格
納されることになる。 さて、スレーブロボットＳ１に対する制御用データテー
ブルの転送複写が終了すると、スレーブロボットＳ１の
制御部３０は転送完了信号をＩ１０ポート３８−データ
ライン４０を介してマスタロボットＭＡに送り、マスタ
ロボットＭＡの制御部３０はこの転送完了信号をＩ１０
ポート３８を介して受は付け、スレーブロボットＳ１に
対する制御用データテーブルの転送完了を知る。 そして、この様にしてスレーブロボットＳ１に対する制
御用データテーブルの転送複写が完了すると、以下順次
スレーブロボット８２〜Ｓｎに対しても上記と同一の制
御動作を実行して全スレープロポｓｒ　）Ｓ＋〜Ｓｎに
対する制御用データテーブルの転送複写が完了する。 そしてｎ番目のスレーブロボットＳｎからの転送完了信
号を受は付けると、マスタロボットＭＡの制御部３０は
操作盤３９上の例えば図示せぬ転送完了ランプ等を点灯
して、全スレーブロボットに対する制御用データテーブ
ルの、転送複写が終了したことを作業者に知らしめる。 そして、この表示により全スレーブロボットに対する制
御用データテーブルの転送複写が完了したことを知った
後に作業者がマスクロボッｌ−ＭＡの操作盤３９上の起
動スイッチをオンすると、この起動信号は先ずマスタロ
ボットＭへの制御部３０に加えられ、マスタロボットＭ
Ａの制御部３０は起動信号を、Ｉ１０ボート３８−デー
タライン４０を介して、全スレーブロボット８１〜Ｓｎ
に伝送し、全スレーブロボット８１〜Ｓｎの制御部３０
はこれを■／○ポート３８を介して受は付けると、作動
を開始する。 そして、起動後の動作はマスタロボットＭＡもスレーブ
ロボットＳ、〜Ｓｎも全く同一であるので、マスタロボ
ットＭＡに関して説明すると、先ず、制御部３０は第１
図にのみ示されるとともに第２図では省略されているモ
ータ１９をオンさせ、モータ１９の回転は軸２０及び伝
達機構２１を介して先端工具２２に伝達されるので、先
端工具２２はテーブル２３上の加工対象物２４の研磨を
開始する。 同時に制御部３０はメモリ３１内に格納された制御用デ
ータテーブルを構成する制御用データを逐次読み出し、
カウンタ３２及びカウンタ３４に対して逐次セットして
いく。 そして、カウンタ３２の出力はカウンタ３２がセットさ
れることによりＨレベルになり、カウンタ３２の出力は
増幅器３３で増幅されてモータ６を回転させる。 同様に、カウンタ３４の出力はカウンタ３４がセットさ
れることによりＨレベルになり、カウンタ３４の出力は
増幅器３５で増幅されてモータ１１を回転させる。 先ず、モータ６の回転はプーリ８−ベルト９−プーＩ７
５−軸４を介して肩部２に伝達され、肩部２に固着され
た第１アーム３ａ・３ｂが軸４を中心に回転する。 同様に、モータ１１の回転はブー’Ｊ１３ａ（１３ｂ）
−ベルト１６ａ（１６ｂ）−プーリ１４ａ（１４ｂ）を
介して軸１５に伝達され、軸１５の回転に伴って第２７
−ム１７は軸１５を中心にして回転する。 そして、モータ６の回転に伴ってエンコーダ１０が発生
するパルスによってカウンタ３２はカウントダウンされ
、同様にモータ１１の回転に伴ってエンコーダ１８が発
生するパルスによってカウンタ３４はカウントダウンさ
れ、カウンタ３２・３４の値が０になることにより増幅
器３３・３５がモータ６・１１に与える駆動信号は落ち
るが、カウンタ３２・３４にはメモリ３１から読み出さ
れた制御用データが逐次セットされるので、モータ６・
１１は全体としてメモリ３１内に格納された制御用デー
タに追従して回転することになる。 そして、先端工具２２の位置はモークロ・１１の回転位
置に対応して決定されるので、先端工具２２はティーチ
ング時の通過軌跡を反復することになる。 尚、上記の実施例においては２関節の研磨ロボットを例
に説明をしたが、ロボット自体の自由度は任意であるこ
とはいうまでもない。 又、マスタロボットと各スレーブロボット間の伝送制御
手順も制御用データとアドレスを１対１に対応させて転
送することができる限り、特に限定されるものでもない
。 更に、上記においては、研磨ロボットを例に説明したが
、本発明は同一のアクチュエータを有するティーチング
方式の複数台のロボットに同一の作業をさせるのに際し
て、ティーチングの手間を・軽減するとともに、ティー
チングされた制御用データのバラツキを除去することを
本質とするものであり、従って、本発明はティーチング
方式のロボットであれば広く通用することができる。

【効果】

以上説明した様に、本発明によれば、同一のアクチュエ
ータを有する複数台のロボットで同一の作業をする場合
に、１台のロボットに関してティーチングすることによ
って作成した制御用データを他のロボットが共有するこ
とができるので、制御用データのティーチングを１台の
ロボットに関してのみ行えば良く、ティーチングの手間
が軽減できるとともに、同一の制御用データを使用して
同時作業をすることができるので、製品のバラツキを大
幅に軽減することが可能になり、特にガラス金型の様に
多数の金型を同時に研磨する時に製品品質を安定を図る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の１実施例に係るロボットのアクチュ
エータを示す機構図、第２図は本発明１実施例にかかる
ブロック図。 ２・・・肩部　　　　　　３ａ・３ｂ・・・第１アーム
６・・・モータ　　　　　ｌＯ・・・エンコーダ１１・
・・モータ　　　　１７・・・第２アーム１８・・・エ
ンコーダ　　２５・・・スイッチ３０・・・制御部　　
　　３１・・・メモリ３２・３４・・・駆動用カウンタ ３６・３７・・・ティーチング用カウンタ３８・・・Ｉ
１０ボート ４０・・・外部データライン ４１・・・データバス

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 制御用データをティーチングするためのティーチング手
   段及びティーチングされた制御用データを記憶するメモ
   リエリアを備えるマスタロボットと、該マスタロボット
   と共通仕様のアクチュエータ及び前記マスタロボットと
   共通仕様のメモリエリアを備える１又は複数のスレーブ
   ロボットとをデータラインで接続し、前記マスタロボッ
   トのメモリエリアに記憶された制御用データを前記スレ
   ーブロボットのメモリエリアに転送した後に該スレーブ
   ロボットを起動する様にした複数台ロボットの同期制御
   システム。