JP2000061870A - ロボットの原点復帰方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ロボットが通常運転している途中で運転停止
した場合にロボットを原点復帰させるが、手動では迅速
な原点復帰が難しい。 【解決手段】 原点位置Ｏから作業点位置Ａ→Ｂ→Ｃ→
Ｄ…に順に移動して通常動作してるロボットが任意の作
業点位置で運転停止状態になると、その運転停止の作業
点位置の位置変数データ「９」、「８」、「７」等を読
み出し、読み出した位置変数データに対応して予め設定
された原点復帰プログラムに基づいてロボットを原点復
帰させる。運転停止位置が位置Ｉのときの位置変換デー
タ「９」の場合は、位置Ｈから省略できる位置Ｇ，Ｆを
ジャンプして位置Ｅにロボットを戻し、更に、位置Ｅ→
Ｄ→Ｂ→Ａ→Ｏと移動させて自動原点復帰動作を行わせ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、原点位置から所定
の作業点位置を所定の順序で移動して再び原点位置に戻
る溶接ロボット等のロボットの非常停止時や任意停止時
における原点復帰方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車製造工場等で稼働しているロボッ
トの中には、原点位置から運転が開始されてワークの複
数の作業点位置を決められた運転順序で移動して作業を
し、最終作業点位置で作業を終了すると再び原点位置に
戻って、次のワークの作業に待機する種類のロボットが
あるが、このようなロボットが自動運転中に自動運転に
必要な制御信号の入力ミスや、同ロボット以外の設備の
トラブル等が発生すると、ロボットの運転が停止する場
合がある。このとき、現場作業者はロボットを手動運転
に切換え、ロボットを運転停止した作業点位置から後続
の作業点位置へと継続運転させるか、この継続運転がで
きないときはロボットを運転停止した作業点位置から原
点位置に復帰させている。かかるロボットの運転停止位
置から原点位置への復帰は、ロボットの運転順序を記憶
するロボット制御盤のティーチングボックスを使って手
動で行われている。

【０００３】例えば、図２に溶接ロボットシステムの概
要を示し説明すると、通常運転のロボット１は、そのア
ーム２先端が原点位置Ｏから出発してワーク３の作業点
位置Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，…を決められた順序で順に移動し
て溶接動作を行い、最終作業点位置（図示せず）での溶
接動作を終了すると原点位置Ｏに戻る。１台のロボット
１に設置されるロボット制御盤４にティーチングボック
ス５が取り付けられ、ティーチングボックス５を介して
ロボットアーム２の移動すべき作業点位置Ａ，Ｂ，Ｃ，
Ｄ、…の移動順序、位置データがロボット制御盤４に記
憶される。このようなロボット１が複数台ある場合、そ
の複数台が中央の全体制御盤６で制御され、必要に応じ
て操作盤７で手動で制御される。

【０００４】図２に示すロボット１が任意の作業点位
置、例えば作業点位置Ｉで自動運転中に何らかの原因で
運転停止し、これを現場作業者が確認して継続運転でき
ないと判断すると、作業者はティーチングボックス５を
使ってロボットアーム２を手動で原点復帰させる。この
原点復帰は、次の要領で行われる。作業者がロボット制
御盤４の記憶データに基づいてティーチングボックス５
の操作ボタン類を手動操作してロボットアーム２を、そ
の通常運転時の移動順序と逆の順序で作業点位置Ｉから
作業点位置Ｈに移動（Ｉ→Ｈ）させ、同様にしてＨ→Ｇ
→Ｆ→Ｅ→Ｄ→Ｃ→Ｂ→Ａと順に移動させ、最後に原点
位置Ｏに復帰（Ａ→Ｏ）させている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記のように運転途中
で自動停止したロボットを手動で原点復帰させると、自
動停止位置が原点位置から遠くなるほど原点復帰までの
時間が長くなり、ロボットの稼働率が悪くなる。また、
ティーチングボックスの操作ボタンの操作ミスでロボッ
トアームをワークに衝突させてロボットやワークが破損
することがあるので、ティーチングボックスの正確な手
動操作が難しく、これが原点復帰時間を尚更に長くして
いる。特に、ロボットが運転途中で自動停止した位置が
ワークの凹んだ位置、例えば図２に示すワーク３の凹部
８の奥まった作業点位置Ｉである場合、ここから作業点
位置Ｈへとロボットアーム２を水平方向に引抜き移動さ
せなければならないが、このような作業ではロボットア
ーム２を凹部８の内壁面やワーク周辺の治具類（図示せ
ず）に当ててしまいやすい。

【０００６】本発明の目的は、ロボットの原点復帰を自
動的に、かつ、必要最小限の時間で実行できる方法を提
供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、原点位置から
複数の所定の作業点位置を予め決められた運転順序で自
動移動して最終作業点位置から原点位置に自動復帰する
ロボットが任意の作業点位置で運転停止状態になると自
動的に原点位置に復帰させる方法で、上記目的を達成す
るために、通常運転時のロボットが各作業点位置に移動
する毎に移動作業点位置を位置変数データとして記憶さ
せ、通常運転のロボットが任意の作業点位置で運転停止
状態になるとその作業点位置から通常の運転順序と逆の
運転順序で、かつ、省略できる作業点位置を除く選択さ
れた作業点位置を順に移動して原点位置に自動復帰する
ような原点復帰プログラムを予め作成しておき、ロボッ
トが任意の作業点位置で運転停止状態になると、その運
転停止の作業点位置の位置変数データを読み出し、読み
出した位置変数データから原点復帰プログラムに基づい
てロボットを原点復帰させることを特徴とする。

【０００８】ここで、位置変数データとは連続する数字
や記号類で、例えばロボットが最初の作業点位置に移動
するとデータ「１」が記憶され、次の作業点位置に移動
するとデータ「２」が記憶される。また、ロボットが運
転する前に予め作成される原点復帰プログラムは、ロボ
ットが移動する各作業点位置の全ての位置に対して作成
され、いずれの作業点位置でロボットが運転中に自動停
止しても自動原点復帰するようにしてある。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下に本発明を図２のロボットシ
ステムに適用した一実施形態を図１に基づき説明する。

【００１０】ロボット１のロボットアーム２が正常の動
作で原点位置Ｏから各作業点位置Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，
Ｆ，…を決められた順序で移動すると、移動毎に移動作
業点位置を位置変換データとして記憶させる。例えば、
作業点位置Ａにおいては位置変換データ「１」を記憶さ
せ、次の作業点位置Ｂでは位置変換データ「２」を記憶
させる。このようにして後続の各作業点位置Ｃ，Ｄ，
Ｅ，Ｆ，…を位置変換データ「３」、「４」、「５」、
「６」…の通し番号で記憶させる。この位置変換データ
の記憶はロボット制御盤４或いは全体制御盤６で行えば
よい。

【００１１】一方、本発明方法においては、ロボットア
ーム２が任意の作業点位置で何らかの原因で運転停止状
態になることを想定して、全ての各作業点位置から通常
の運転順序と逆の運転順序で、かつ、省略できる作業点
位置を除く選択された作業点位置を順に移動して原点位
置Ｏに自動復帰するような原点復帰プログラムを作成し
ておく。図１に示される原点復帰プログラムは、図２の
ワーク３の凹部８に在る作業点位置Ｉからのもので、次
のように設定されている。

【００１２】仮にロボットアーム２がワーク３の作業点
位置Ｉで運転停止状態になったとした場合、原点復帰動
作は通常動作時と逆の順序の作業点位置Ｉ→Ｈ→Ｇ→Ｆ
→Ｅ→Ｄ→Ｃ→Ｂ→Ａの移動が順当であるが、省略でき
る作業点位置も存在することから、この省略できる作業
点位置をジャンプするようにロボットアーム２の原点復
帰動作を予めプログラム設定する。

【００１３】例えば、ロボットアーム２が作業点位置Ｉ
で運転停止したと仮定すると、ロボットアーム２をまず
位置Ｉから位置Ｈへと移動させて凹部８に当たらないよ
うにし、次に位置Ｇと位置Ｆをジャンプさせて位置Ｅに
直線的に移動させるようにして、ロボットアーム２と凹
部８との衝突を避け、かつ、原点復帰時間が少しでも短
くなるようにする。更に、ロボットアーム２を位置Ｅか
ら位置Ｄに移動させ、位置Ｄから位置Ｃをジャンプさせ
て位置Ｂに移動させ、位置Ｂから最初の位置Ａに移動さ
せて原点Ｏに復帰するようにプログラム設定する。

【００１４】以上の原点復帰プログラムは、作業点位置
Ｉより前方の各作業点位置Ｈ，Ｇ，Ｆ，Ｅ，Ｄ，Ｃ，
Ｂ，Ａにおいても実行される。即ち、ロボットアーム２
が作業点位置Ｈで運転停止した場合は、位置Ｈから位置
ＧとＦをジャンプして位置Ｅへと移動し、位置Ｇで運転
停止すると位置Ｆをジャンプして位置Ｅに移動し、位置
Ｆで運転停止すると位置Ｅに移動する。また、位置Ｅで
運転停止すると位置Ｄに移動し、位置Ｄで運転停止する
と位置Ｃをジャンプして位置Ｂに移動し、位置Ｃで運転
停止すると位置Ｂに移動し、位置Ｂで運転停止すると位
置Ａに移動するようにプログラム設定される。

【００１５】以上のような原点復帰プログラムの設定
は、例えば全体制御盤６で行われ、１台のロボット１が
任意の作業点位置で運転停止した場合に、作業員が操作
盤７でロボット１を非常停止状態にして原点自動復帰の
指令を入力する。この原点自動復帰の指令信号で、まず
ロボットアーム２が運転停止した作業点位置の位置変換
データが読み込まれ、読み込まれた位置変換データによ
り決まる原点復帰プログラムでロボットアーム２の原点
復帰動作が実行される。

【００１６】例えば、ロボットアーム２がワーク３の作
業点位置Ｉで運転停止すると、作業点位置Ｉの位置変換
データ「９」が読み込まれ、この位置変換データ「９」
に対応して設定された原点復帰プログラム［Ｈ→Ｅ→Ｄ
→Ｂ→Ａ→Ｏ］が実行され、ロボットアーム２が原点位
置Ｏまで自動復帰する。このような原点自動復帰動作に
おいて、ロボットアーム２が通常動作時と逆の動作を自
動的に行うのでワーク３等に衝突することが無く確実に
行われ、また、作業点位置Ｇ，Ｆ等の省略できる位置を
ジャンプして最短距離的に自動復帰するので、最短時間
での原点自動復帰が可能となる。実際、従来の手動によ
る原点復帰では５分間を要していたものが、本発明方法
によれば０．５分で原点復帰が可能となり、原点復帰の
大幅な時間短縮が確認された。

【００１７】以上、本発明の一実施形態につき説明した
が、本発明は前記実施形態に限定されることなく種々の
変形が可能であって、例えば前記実施形態ではロボット
が実際に移動した作業点位置を逆に辿ってロボットを原
点位置まで自動復帰させるようにしたが、ロボットが逆
に辿る作業点位置に代えて、原点復帰のための専用の戻
り経路ないしポイントを予め設定しておいて、ロボット
停止の作業点位置から所定の戻り経路を辿ってロボット
を自動的に原点復帰させるようにしてもよい。

【００１８】

【発明の効果】本発明によれば、ロボットが通常運転時
に何らかの原因で運転停止して原点位置に復帰する場
合、運転停止位置の位置変換データとこの位置変換デー
タに基づく原点復帰プログラムで自動的に原点復帰する
ので、ロボットがワーク等に衝突すること無く原点復帰
動作が常に正確に行われる。また、原点復帰プログラム
において原点復帰動作が最短距離で行われるように設定
することで、原点復帰時間の大幅な短縮が可能となり、
ロボットの稼働率を改善することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明方法を説明するための通常動作時の作業
点位置、位置変換データ、原点復帰プログラムの関係を
示す図。

【図２】ロボットシステムの全体の概要を示す斜視図。

【符号の説明】

１ ロボット ３ ワーク Ｏ 原点位置 Ａ〜Ｉ 作業点位置

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 原点位置から複数の所定の作業点位置を
   予め決められた運転順序で自動移動して最終作業点位置
   から原点位置に自動復帰するロボットが任意の作業点位
   置で運転停止状態になると自動的に原点位置に復帰させ
   る方法で、 通常運転時のロボットが各作業点位置に移動する毎に移
   動作業点位置を位置変数データとして記憶させ、通常運
   転のロボットが任意の作業点位置で運転停止状態になる
   とその作業点位置から通常の運転順序と逆の運転順序
   で、かつ、省略できる作業点位置を除く選択された作業
   点位置を順に移動して原点位置に自動復帰するような原
   点復帰プログラムを予め作成しておき、ロボットが任意
   の作業点位置で運転停止状態になると、その運転停止の
   作業点位置の位置変数データを読み出し、読み出した位
   置変数データから原点復帰プログラムに基づいてロボッ
   トを原点復帰させることを特徴とするロボットの原点復
   帰方法。
2. 【請求項２】 原点位置から複数の所定の作業点位置を
   予め決められた運転順序で自動移動して最終作業点位置
   から原点位置に自動復帰するロボットが任意の作業点位
   置で運転停止状態になると自動的に原点位置に復帰させ
   る方法で、 通常運転時のロボットが各作業点位置に移動する毎に移
   動作業点位置を位置変数データとして記憶させ、通常運
   転のロボットが任意の作業点位置で運転停止状態になる
   とその作業点位置から原点位置まで設定された復帰のた
   めの専用移動点を順に移動して原点位置に自動復帰する
   ような原点復帰プログラムを予め作成しておき、ロボッ
   トが任意の作業点位置で運転停止状態になると、その運
   転停止の作業点位置の位置変数データを読み出し、読み
   出した位置変数データから原点復帰プログラムに基づい
   てロボットを原点復帰させることを特徴とするロボット
   の原点復帰方法。