JP2669274B2 - ロボットの制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は計画された動作軌跡を
センサからのフィードバック信号により修正しながら上
記ロボットアームを移動動作させるロボットの制御装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】センサフィードバック制御装置の一例で
ある力覚センサを用いた力フィードバック制御方式を例
に取って説明する。

【０００３】図１０は従来のロボットの制御装置の構成
を示す全体構成図である。１０はロボットのアーム機構
３０（以下アーム機構と記す）に動作指令を与えるため
のメイン・コントロール部（以下コントロール部と記
す）であり、アーム機構３０の動作位置に関する指令を
与える位置指令部１１、アーム機構３０の力に関する指
令を与える力指令手段としての力指令部１２、後述の入
力装置４０で作成させたロボットの動作プログラム及
び、予め定められた目標位置にアーム機構を動作させる
ように教示した位置・姿勢データを格納するための記憶
部１３からなる。

【０００４】２０はアーム機構の動作軌跡データを生成
するための動作制御処理部であり、アーム機構３０に取
り付けた力検出手段としての力検出器５０の出力信号を
力またはトルク値に処理するための信号処理部２１、力
指令部１２よりの指令値（力およびトルク値）と信号処
理部２１で得られた力およびトルク値からその偏差を求
め、この偏差に応じた力指令を与えるための動作制御手
段である力制御処理部２２、位置指令部１１からの位置
指令と位置検出器６０からの位置フィードバック値との
偏差を求め、この偏差に応じた移動指令を出力する位置
制御処理部２３、位置制御処理部２３から移動指令を入
力し、アーム機構３０を駆動するためのモータ（図示せ
ず）をサーボ駆動させる駆動部２４からなる。

【０００５】４０は入力装置であり、メインコ・ントロ
ール部１０での処理手順および動作制御部２０で処理
し、アーム機構３０を動作させるためのプログラムを作
成するためのプログラミング装置と、予め定められた目
標位置にアーム機構３０を動作させるように位置・姿勢
データをコントロール部１０に予め設定するための教示
装置からなる。

【０００６】次に動作について説明する。最初にアーム
機構３０を所望の動作をさせるため、操作者が入力装置
４０によってメイン・コントロール部１０に動作指令を
与えその動作指令内容をコントローラ内蔵の記憶部１３
に格納する。かかる入力作業により位置指令と力指令の
内容を設定する。操作者がロボットの動作開始スイッチ
（図示せず）を投入すると、力検出器５０の出力信号が
信号処理部２１に読み込まれる。読み込まれた出力信号
を信号処理部２１において力及びトルク値に変換する。
力制御処理部２２にて、力指令部１２からの力指令値と
上記信号処理部２１にて得られた力及びトルク値とを突
き合わせて偏差を求め、この偏差に応じた位置修正値を
演算する。

【０００７】次に、位置検出処理部２３にて位置検出器
６０からのアーム現在位置と位置指令部１１からの位置
指令と力制御処理部２２にて生成された位置修正量とか
らアーム機構３０の移動軌跡データを生成する。上記移
動軌跡データに基づく移動指令値からアーム機構３０を
動作させるためのデータを駆動部２４にて加工し、指定
した力が発生するようにアーム機構３０を移動させる。

【０００８】この時、任意のしきい値（力およびトルク
値）を越えたときの位置修正値を得ようとする場合は、
力のしきい値を予め設定しておき、設定されているしき
い値を境とした分岐指定を行うような条件命令で、設定
された条件（しきい値）により次の実行命令の分岐を行
い、分岐先の命令でその時の位置修正値を取り込み、コ
ントローラ内蔵の記憶部１３の変数領域に格納する方法
が用いられる。

【０００９】しかしながら、こうした方法は、操作者が
予めロボットの言語等で位置を記憶するタイミングを１
点１点明示的に指示しなければならず、アーム機構３０
を動作させながら位置を記憶することは出来ない。これ
は、位置修正量を取り込む際に条件命令による分岐指定
を行うため、しきい値を越えた時点で移動動作命令を中
断し分岐先の命令で位置の記憶を実行しなければならな
いからである。よって、コントローラ部内蔵の記憶部１
３に修正後の位置データを記憶する処理の際、一旦アー
ム機構３０の動作を停止しなければならず、このことに
より位置の取り込み時の動作速度の変化が発生し、位置
を記憶しながら一定速度で作業を行う必要のある作業は
困難であった。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】従来のロボットの制御
装置は以上のように構成されているので、移動中におい
て作業を中断することなく、位置または姿勢のデータを
記憶していく機能がなかった。また、そのデータをどの
様な条件の下で、どの様な形態で記憶部に格納するのか
明かにしたものがなかった。これら従来のロボットの制
御装置を実用に供する場合には、途中で作業を中断する
と好ましくない結果となる作業（例えば研磨作業）など
において、位置の取り込み時、一旦アーム機構の動作を
停止させると、動作速度の変化等が発生し、作業を同一
条件で進めることが難しいため、作業途中の情報（位置
修正量）を利用して、次の作業情報（修正後の位置デー
タ）を決定するなどの作業には不向きであるなどの問題
があった。

【００１１】例えば、研磨作業やバリ取り作業などにお
いて、不定形なバリがワークに発生していたときに、従
来のロボットにおいては、バリの形状、堅さによって押
し圧、速度、その他の条件を容易に変更することが難し
いため、均一なバリ作業が行えなっかた。即ち、従来は
作業条件を容易に変更することが出来なかったので、常
に同じ条件の基に作業を進めていた。このため、バリが
大きいときには、大きな力を発生するとともに、加工面
がバリの形状に倣うような形になってしまう。こうした
バリをきれいな面に仕上げるには、実際に作業者が加工
状況を観察しながら、時には作業段階で加工面に合わせ
て複数の作業プログラムを用意しておき、状況に合わ
せ、マニュアルでプログラムを変更してロボットアーム
を動作させ、ワークの加工を施す必要があった。ところ
が、こうしたバリを研磨するためには、ワーク全体を何
度も繰り返し研磨する必要があり、バリが発生していな
い場所も一緒に研磨して必要以上に削り過ぎ、ワークの
仕上がり精度を悪くし、作業効率も悪い結果となる。

【００１２】バリが発生している部分のみの作業を行お
うとしたときは、そのバリが発生している位置をデータ
として取り込み、バリの有るところの作業とそれ以外の
作業の条件を変更してやる必要があるが、従来のコント
ロール部では、そうした場合、一旦停止してその位置を
読み込んで、変数領域に記憶する必要がある。そして、
その得られたデータを基に、その場所（バリが発生して
いる場所）を繰り返し研磨しバリの研削を行う。そして
一箇所のバリが取れたところで、次の部分の研磨作業を
行う必要があった。こうした方法であると、停止場所の
仕上がり精度が悪く、作業効率も悪くなるなどの問題が
あった。

【００１３】別の方法として、予めワークの状態をみ
て、こうした面を何度磨くかを予め指令値として、ロボ
ットに与えておく方法があったが、こうした方法におい
ては、不要に作業回数を増やすなどの問題かあった。

【００１４】この本発明は、上記のような問題点を解決
するためになされたもので、移動動作を停止することな
なく、与えられた条件でその時の位置情報を記憶し、記
憶データをロボットの制御動作に反映させることによ
り、効率的に作業が進められ、加工仕上がりのよいロボ
ットの制御装置を得ることを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】第１の発明に係わるロボ
ットの制御装置は、予め与えられた位置及び姿勢データ
を基にロボットアームを動作させる動作軌跡を計画し、
計画された上記動作軌跡をセンサからのフィードバック
信号により修正しながら、上記ロボットアームを移動動
作させるロボットの制御装置において、上記ロボットア
ームの位置及び姿勢データを位置及び姿勢情報として記
憶可能な記憶手段と、予め与えられた上記ロボットアー
ムの位置又は姿勢およびセンサからのフィードバック値
に関する基準データを格納する基準データ格納手段と、
上記ロボットアームの移動動作中に、上記基準データ格
納手段に格納された基準データと上記センサからのフィ
ードバック信号、又はこのフィードバック信号により修
正された上記動作軌跡の修正量とを比較して上記ロボッ
トアームの位置及び姿勢データの記憶の要否を判別し、
記憶要の場合には上記ロボットアームの位置及び姿勢デ
ータを上記記憶手段に記憶する判別処理手段とを備えた
ものである。

【００１６】第２の発明に係わるロボットの制御装置
は、第１の発明に係わるロボットの制御装置において、
判別処理手段が、ロボットアームの移動動作中に、基準
データ格納手段に格納された基準データと、予め与えら
れた位置・姿勢データと、センサからのフィードバック
信号の差の前回および今回のデータサンプリングごとの
変化量、又は、予め与えられた位置・姿勢データと、セ
ンサからのフィードバック信号により修正された動作軌
跡との差の前回および今回のデータサンプリングごとの
変化量とを比較して上記ロボットアームの位置及び姿勢
データの記憶の要否を判別し、記憶要の場合に上記ロボ
ットアームの位置及び姿勢データを記憶手段に記憶する
ものである。

【００１７】第３の発明に係わるロボットの制御装置
は、第１の発明に係わるロボットの制御装置において、
判別処理手段が、ロボットアームの移動動作中に、基準
データ格納手段に格納された基準データとセンサからの
フィードバック信号により修正された動作軌跡の先回お
よび今回の進行方向ベクトルの変化量とを比較して上記
ロボットアームの位置及び姿勢データの記憶の要否を判
別し、記憶要の場合に上記ロボットアームの位置及び姿
勢データを記憶手段に記憶するものである。

【００１８】第４の発明に係わるロボットの制御装置
は、第１〜第３の発明に係わるロボットの制御装置にお
いて、基準データ格納手段が予め与えられた上記ロボッ
トアームの位置又は姿勢およびセンサからのフィードバ
ック値に関する複数の基準データを格納し、判別処理手
段が上記ロボットアームの位置及び姿勢データを、上記
基準データ格納手段に格納された複数の基準データの少
なくとも何れかを選択し、上記ロボットアームの位置及
び姿勢データを記憶手段に記憶するものである。

【００１９】第５の発明に係わるロボットの制御装置
は、第１〜第４の発明に係わるロボットの制御装置にお
いて、記憶手段が独立なデータブロックとして複数のデ
ータブロックを記憶可能な記憶領域を有し、判別処理手
段がロボットアームの位置及び姿勢データを基準データ
格納手段に格納された基準データに基づいて各々独立な
データブロックとし、上記記憶手段に記憶領域を区別し
て連続的に記憶する。

【００２０】

【作用】第１の発明における基準データ格納手段は、予
め与えられたロボットアームの力又はトルクに関する基
準データを格納し、判別処理手段は、上記ロボットアー
ムの移動動作中に、上記基準データ格納手段に格納され
た基準データとセンサからのフィードバック信号又はこ
のフィードバック信号により修正された動作軌跡の修正
量とを比較して上記ロボットアームの位置及び姿勢デー
タの記憶の要否を判別し、記憶要の場合には上記ロボッ
トアームの位置及び姿勢データを記憶手段に記憶する。

【００２１】第２の発明における判別処理手段は、ロボ
ットアームの移動動作中に、基準データ格納手段に格納
された基準データと、予め与えられた位置・姿勢データ
と、センサからのフィードバック信号の差の前回および
今回のデータサンプリングごとの変化量、又は、予め与
えられた位置・姿勢データと、センサからのフィードバ
ック信号により修正された動作軌跡との差の前回および
今回のデータサンプリングごとの変化量とを比較して上
記ロボットアームの位置及び姿勢データの記憶の要否を
判別し、記憶要の場合に上記ロボットアームの位置及び
姿勢データを記憶手段に記憶する。

【００２２】第３の発明における判別処理手段は、ロボ
ットアームの移動動作中に、基準データ格納手段に格納
された基準データとセンサからのフィードバック信号に
より修正された動作軌跡の先回および今回の進行方向ベ
クトルの変化量とを比較して上記ロボットアームの位置
及び姿勢データの記憶の要否を判別し、記憶要の場合に
上記ロボットアームの位置及び姿勢データを記憶手段に
記憶する。

【００２３】第４の発明における基準データ格納手段
は、予め与えられた上記ロボットアームの位置又は姿勢
およびセンサからのフィードバック値に関する複数の基
準データを格納し、判別処理手段が上記ロボットアーム
の位置及び姿勢データを、上記基準データ格納手段に格
納された複数の基準データの少なくとも何れかを選択
し、上記ロボットアームの位置及び姿勢データを記憶手
段に記憶する。

【００２４】第５の発明における判別処理手段は、ロボ
ットアームの位置及び姿勢データを基準データ格納手段
に格納された基準データに基づいて各々独立なデータブ
ロックとして記憶手段に記憶領域を区別して連続的に記
憶する。

【００２５】

【実施例】

実施例１．第１の発明の一実施例を図１〜図３により説
明する。図中、従来例と同じ符号で示されたものは従来
例のそれと同一もしくは同等なものを示す。

【００２６】図１は第１の発明〜第３の発明の実施例に
共通するロボットの制御装置の構成を示すブロック図、
図２は図１に示したロボットの制御装置の動作順序を示
すフロー図である。図１において、１０Ａはコントロー
ル部であり、入力装置４０で作成したロボットの動作プ
ログラム、及び、予め定められた目標位置にアーム機構
を動作させるように教示した位置・姿勢データを格納す
るための記憶部１３、基準データ格納手段としての条件
情報記憶部１４を有する。２０Ａは動作制御処理部であ
り、信号処理部２１、力制御処理部２２、位置制御処理
部２３、駆動部２４と共に、条件情報記憶部１４に記憶
された条件情報を基に、位置または姿勢データを後述の
一時記憶部２６に記憶するか否かを判断、処理する判断
処理手段としての判断処理部２５、上記位置または姿勢
データを一時記憶する一時記憶部２６を有する。

【００２７】次に動作について図２に示したフロー図に
基づいて説明する。予め、アーム機構３０に所望の動作
をさせるため、操作者が入力装置４０を用いて、コント
ロール部１０Ａに動作指令を与え、その内容を記憶部１
３に格納すると共に、位置指令値を求めるための教示位
置データおよび力指令値のための力またはトルクデータ
を記憶部１３に格納する。さらに、動作時に指定した条
件の基で、位置・姿勢を随時記憶するために必要な記憶
判断条件を条件情報記憶部１４に記憶すべく入力する。
かかる入力作業により位置指令、力指令、および記憶条
件の内容を設定する。次に、ステップ１００で、操作者
がロボットの動作開始スイッチ（図示せず）を投入する
と、ステップ１０１で力検出器５０の出力信号が信号処
理部２１に読み込まれる。読み込まれた出力信号はステ
ップ１０２で信号処理部２１において力およびトルク値
に変換する。

【００２８】この時、ステップ１０３で、判断処理部２
５にて、予め条件情報記憶部１４に記憶された条件に基
づき、現在位置の位置・姿勢データを記憶するか、否か
の判断を行い、条件が成立していたならば、ステップ１
０４で、一時記憶部２６に現在位置データを記憶する。
ステップ１０５で、力制御処理部２２において、力指令
部１２からの力指令値と信号処理部２１にて得られた力
およびトルク値とを突き合わせて偏差を求める。

【００２９】次にステップ１０６、１０７で予め教示さ
れている位置データより求められた動作軌跡データにこ
の偏差を加え、変位量に応じた移動指令値を演算する。
このとき、位置制御処理部２３にて、センサとしての位
置検出器６０からの現在のアーム位置と位置指令部１１
からの位置指令と力制御処理部２２にて生成された位置
修正量とからアーム機構３０の移動軌跡データを生成す
る。即ち、位置指令値の合成を行う。次に、ステップ１
０８で、上記移動軌跡データに基づく移動指令値を駆動
部２４にて、アーム機構３０を動作させるためのデータ
に加工し、ステップ１０９で、指定した力が発生するよ
うにアーム機構３０を移動させる。

【００３０】次に、図２のフローチャートのステップ１
０４に示された位置・姿勢データの読み込みについての
詳細を図３を使って説明する。図３は一時記憶部２６の
各テーブルの構成を示すものである。図において、７０
はデータ領域を指し示すアドレスが格納されているデー
タ領域番号テーブル、７１はデータ格納テーブルであ
り、データ領域番号テーブル７０はデータ格納テーブル
７１〜７ｎの各々のデータ領域を示している。データ領
域番号テーブル７０には、条件情報記憶部１４に記憶さ
れている判断条件を基に、位置・姿勢データを記憶する
か、否かの判断を行い、条件が成立していたとき、各々
のデータ管理用番号および位置・姿勢データを格納する
ための領域が確保され、その時のデータ格納テーブル７
１、７２、７ｎの記憶場所を示すアドレスが登録され
る。

【００３１】ロボットが動作している間、図１の判断処
理部図２５にて、予め与えられた条件値と、サンプリン
グ時間でサンプリングされるデータの内容とを比較し、
記憶するデータか否かを判断する。この時、入力装置４
０より入力された条件情報と観察された力・トルク値を
サンプリング毎に比較し、条件を越えたとき、その時の
位置・姿勢データを一時記憶部２６に記憶する。

【００３２】位置・姿勢データの記憶条件が成立した時
点で、一時記憶部のデータ領域番号テーブル７０のＰＯ
Ｓ．１アドレス７１ａで示されるデータ格納テーブル７
１の管理番号エリア７１Ａに管理番号１を記憶すると共
に、データ格納エリア７１Ｂに位置・姿勢データを記憶
する。次のサンプリング時にも同様に位置・姿勢記憶条
件が成立していた時には、管理番号を１つ増やしてデー
タ格納テーブル７１の次の管理番号エリア７１Ａに管理
番号２を記憶し、データ格納エリア７１Ｂに位置・姿勢
データを記憶する。

【００３３】このように、連続したサンプリングによっ
て得られた位置・姿勢データは、同じデータ格納テーブ
ルに記憶される。そして、条件を満足せず、位置・姿勢
データの記憶が中断した時点での管理番号が示す値をそ
のエリアに登録された位置・姿勢データ個数とする。次
に、再び条件を満足し、位置・姿勢データを記憶すると
きには、データ領域番号テーブル７０のＰＯＳ．２アド
レス７２ａで示されるデータ格納テーブル７２のアドレ
スの位置に前記同様に位置・姿勢データを登録してい
く。

【００３４】以上のように、位置データ記憶が有効なと
き一連のアーム動作が終了するまでデータが一時記憶部
２６のデータ格納エリア７１Ｂ〜７ｎＢに記憶されてい
く。記憶された位置又は姿勢データは、アーム動作終了
時あるいはプログラム終了時に、メインコントロール部
１０Ａの記憶部１３に転送されて次回のロボットアーム
動作時の情報として反映される。

【００３５】実施例１では、ロボットに取り付けたセン
サ（力検出器５０、位置検出器６０等）の出力値、ある
いはセンサによって修正された軌跡の修正量を観測し、
入力手段４０によって入力した記憶条件情報に従ってロ
ボットの動作中の位置・姿勢データを入手し、記憶す
る。従って、例えば、バリ取り作業などでバリが発生し
ている箇所をロボットにてバリ取りを行う場合などは、
大きな変化が発生するのでその時のセンサからの計測値
を観測する事によってバリの発生状況を知る事ができ、
その時の位置・姿勢データを情報として蓄え、この蓄え
た情報により、次回会の作業実行時に、上記センサから
の出力値の大きかった部分（バリが発生している部分）
のみを繰り返し作業を行ったり、その場所での作業条件
を変化（力の押し圧を大きくする、速度を遅くして削る
等）させて作業を進めることによって所望のバリ取りの
作業の効率化、品質の向上を実現できる。

【００３６】実施例２．次に、第２の発明の一実施例に
ついて説明する。ロボットの制御装置の構成を示すブロ
ック図は第１の発明の実施例について説明した図１と同
じである。図４、図５は第２の発明の一実施例について
説明する研磨加工用ワークの形状を示す。

【００３７】図４に示す様に、予めワーク形状に合わせ
て位置データＰ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４を登録しておき、
作業時、力のフィードバック制御によって反力に応じて
軌道を修正しながら動作させるとき、予測出来ない形状
の変化９０がそのワークに存在する場合には、その軌跡
が大きく変更されることになる。しかし形状に不具合が
なくとも、図５（ｂ）に示すようにワーク全体が傾いて
取り付けられたりした場合や、教示の誤差等によっても
大きな修正量が発生する場合が考えられる。

【００３８】このような問題を解決するためになされた
のが第２の発明である。図１における判断処理部２５に
て、力検出器５０によって観測された力信号より力制御
処理部２２にて求められた先回のサンプリング点の修正
量と今回のサンプリング点の修正量の差をとる。予め入
力装置４０により入力され、条件情報記憶部１４に記憶
されている条件情報許容値と上記力制御処理部２２にて
求めた修正量の差とをサンプリン毎に比較し、その差が
予め設定した条件を超えたとき、その時の位置及び姿勢
データを実施例１の場合と同様に一時記憶部２６に記憶
する。

【００３９】実施例２は、ロボットに取り付けたセンサ
（力検出器５０、位置検出器６０等）からの出力値の相
対変化量、またはセンサの出力値によって修正された軌
跡の相対変化量（進行方向に対する進行ベクトクの移動
変化量）を監視する事によってバリを判断するものであ
る。この方法においてはバリが発生していない場合は、
ワークが傾いてセットされていてもワーク形状に不具合
がなければ、ロボットのとる軌跡及び作用力において急
激な変化がおこるとはない。しかしながら、予め予想で
きないような形状（バリ等）のワークの場合や、ワーク
のセット状態にかかわらず、ワークに不具合箇所が存在
する場合は、大きな力が発生したり、修正されたロボッ
トの軌跡が大きく変化することになる。このことによっ
て、バリに接触したとき、押し圧方向及び進行方向に大
きな変化が発生し、それによってバリを判断することが
可能となる。

【００４０】実施例１では、絶対修正量によって位置を
記憶しているので、作業対象ワークの位置決めが悪く、
ワーク全体が相対的に傾いていたときなど、多くの位置
を記憶してしまうことになりメモリの無駄が発生する。
図５（ａ）はワークが傾かず上下方向にずれて置かれた
場合、図５（ｂ）はワークが傾いてセットされた場合を
示す。図５（ａ）、（ｂ）において、１はバリの無い理
想的な形状のワークをテーブル上の教示位置にて置いた
場合を、２は作業時等に、ずれや傾きを持った位置で置
かれた場合を示す。また、図においてｔｉ（ｉ＝１、
２、・・・）はサンプリング時刻、ｄｉ（ｉ＝１、２、
・・・）はサンプリング時刻ｔｉにおける基準位置デー
タとセンサ入力により与えられたワークの実位置データ
との誤差を表す。

【００４１】図５（ａ）においてはワークが相対的にず
れているために、常にセンサからフィードバックされる
値は一定であり、また、図５（ｂ）のワークが傾いてセ
ットされた場合においても変位量の変化は一定で急激な
変化が見られないため△ｄ＝ｄ２ーｄ１としたとき△ｄ
＜ｄｗなるｄｗを一時記憶部に記憶する条件値として与
えてやれば無駄な位置データを記憶することはない。こ
の時、現実には傾き誤差はあまり大きなものになること
はないので△ｄは０に近い値となる。

【００４２】以上のように、教示した元々の軌跡からの
変位量が大きいため、第１の発明における実施例１で
は、データ記憶の対象となってしまうが、第２の発明に
おける実施例２において、前回と今回のサンプリング時
の変位量の比較を行えば不用意なデータを記憶する必要
が無くなる。

【００４３】実施例３．次に、第３の発明の一実施例に
ついて説明する。ロボットの制御装置の構成を示すブロ
ック図は第１の発明の実施例について説明した図１と同
じである。図６は第３の発明の一実施例について説明す
る研磨加工用ワークの形状を示す。

【００４４】図６に示す様に、実施例２と同様、Ｐｉ
１、Ｐｉ２、・・・・・Ｐｉ１０を予めワーク形状に合
わせて位置データを登録しておき、力のフィードバック
制御によって反力に応じて軌道を修正して動作すると
き、予測出来ない形状の変化がそのワークにある時に
は、その軌跡が大きく修正されることになる。

【００４５】この実施例においては、位置データ記憶条
件として、進行方向のベクトル変化量を観測、比較する
事によって決定するもので、前回の移動位置Ｐｉ５と今
回移動位置Ｐｉ６（現在位置）より前回の進行ベクトル
Ｐ１を求め、今回の移動位置Ｐｉ６と次回の移動位置Ｐ
ｉ７より今回の進行ベクトルＰ２を求め、更に、ベクト
ルＰ１とベクトルＰ２のなす角度θ３を求め、この角度
θ３を予め入力装置において入力された条件情報と比較
し、条件を超えたとき、その時点における位置又は姿勢
データを実施例１の場合と同様に一時記憶部２６に記憶
する。

【００４６】実施例３では、センサーフィードバックに
よってロボットの位置・姿勢の軌跡の修正量を観測し、
小さく、急激な変化がみられるようなワークおいて、修
正量の変化量だけでは的確に位置の記憶の判断が出来な
い場合などにおいて、アーム機構が動作する進行方向ベ
クトルの変化量により位置の記憶判断を行い、位置の記
憶を行うものである。

【００４７】この結果、教示された軌跡に対して相対的
な修正量の変化が見られない場合においても、その位置
を記憶することが出来る。また、前回の進行ベクトルＰ
１は、前回の移動位置と今回の移動位置から算出するの
ではなく、例えば、３回前に通った位置データを使って
求めるように設定しても算出でき、また、ワークの状況
によって記憶条件を変える事も可能となる。

【００４８】更に、修正量のベクトル変化によらない場
合において、例えば力の監視では、バリの山側のみの判
断しかつかないことが発生するが、ベクトル変化の監視
によるものであれば、バリの形状をより詳細に判断する
事ができる。

【００４９】実施例４．次に、第４の発明の一実施例に
ついて説明する。図７はロボットの制御装置の構成を示
すブロック図を示す。図７において、１０Ｂはコントロ
ール部であり、基準データ格納手段としての条件情報記
憶部１５を有し、条件情報記憶部１５には予め、記憶条
件についての情報を上記入力装置４０を用いて入力し、
複数記憶させておく。２０Ｂは動作制御処理部であり、
条件情報記憶部１５に記憶された記憶条件によって、位
置または姿勢データを一時記憶部２６に記憶するか否か
を判断、制御する判断処理手段としての判断処理部２５
を有する。一時記憶部２６は上記記憶条件の変更によっ
てデータを記憶する記憶領域を区分可能に複数のデータ
記憶領域が設けられている。

【００５０】ロボット動作中において、上記入力装置４
０から入力されたプログラムに基づいて記憶すべきか否
かを判断する記憶条件を条件情報１５ａ〜１５ｎの中か
ら切り換えて得た記憶条件によって、位置または姿勢デ
ータを後述の一時記憶部２６に記憶するか否かを判断
し、条件を満足していたらその時の位置および姿勢を記
憶していくものである。この実施例においては、位置デ
ータ記憶条件として、複数の条件を予め条件情報記憶部
１５に記憶しておき、判断処理部２５にて上記ロボット
アームの位置及び姿勢データを一時記憶部２６に記憶す
るに際し、上記条件情報記憶部１５に格納された複数の
基準データの中から対象ワークの材質、形状等に合わせ
て少なくとも何れか選択し、一時記憶部２６に記憶す
る。

【００５１】実施例５．次に、第５の発明の一実施例に
ついて説明する。図８は第５の発明にを説明するための
ロボットの制御装置を示す構成図である。図８におい
て、１０Ｃはコントロール部であり、基準データ格納手
段としての条件情報記憶部１５を有する。２０Ｃは動作
制御処理部であり、条件情報記憶部１５に記憶された条
件情報を基に、位置または姿勢データを後述の一時記憶
部２７に記憶するか否かを判断、処理する判断処理手段
としての判断処理部２５を有する。一時記憶部２７は上
記記憶条件の変更によってデータを記憶する記憶領域を
区分可能にし複数のデータ記憶領域が設けられている。

【００５２】次に、この実施例の動作について説明す
る。図９は一時記憶部２７の各種テーブル構成を示す図
である。図９において、８０は条件によってデータを記
憶するデータ記憶領域を区別するため、後述の管理領域
番号テーブル８０Ａ〜８０Ｎのアドレスをセットするた
めのコントロールテーブル、８０Ａ〜８０Ｎは記憶条件
によってデータが記憶される後述のデータ管理テーブル
８１１〜８１ｎのアドレスが格納されている管理領域番
号テーブル、８１１〜８１ｎは条件情報記憶部１５に記
憶されている判断条件を基に、位置・姿勢データを記憶
する条件が成立していたとき、その条件に応じて管理領
域番号テーブで示されるアドレスの領域に、位置・姿勢
データを格納するためのデータ格納テーブルである。

【００５３】データ格納テーブル８１１は、実施例１と
同様に、位置・姿勢データの記憶条件が成立した時点で
データをセットするデータ格納エリア８１１Ｂ、管理用
の番号を付けて記憶する管理番号エリア８１１Ａからな
る。この管理番号および位置・姿勢データの管理番号エ
リア、データ格納エリアへのデータセット方法は、同じ
記憶条件の基では、実施例１〜４同様に連続したサンプ
リングによって得られたデータを同じデータ記憶領域８
１１のブロックにデータを記憶していき、条件が満たさ
れなくなり、再び、記憶条件が成立したら、次の記憶領
域８１２のブロックに位置・姿勢データを記憶していく
ものである。

【００５４】このように、ロボットが動作している間、
判断処理部図２５にて、予め与えられた条件値と、サン
プリング時間でサンプリングされるデータの内容とを比
較し、記憶するデータか否かを判断する。この時、サン
プリング毎に入力装置４０より入力された条件情報と観
察された力・トルク値を比較し、条件を越えたとき、そ
の時の位置・姿勢データを一時記憶部２７に記憶するも
のである。

【００５５】連続してサンプリングによって得られた位
置・姿勢データは、同じデータ格納テーブルに記憶され
る。そして、条件を満足せず位置・姿勢データの記憶が
中断した時点での管理番号が示す数値がそのエリアに登
録された位置・姿勢データ個数となる。再び、条件を満
足して位置・姿勢データを記憶するときには、記憶条件
によって、記憶する記憶アドレスを切り換えるために、
コントロールテーブル８０が利用される。

【００５６】例えば、複数の記憶条件のうちの条件２が
成立したとき、コントロールテーブル８０のＰＭＥＭ２
アドレス８０ｂで指し示されるアドレスに格納された管
理領域番号テーブル８０Ｂに設定されているＰＯＳ．１
アドレス８１ｂの中に、データ格納テーブル領域を確保
するアドレスをセットする。そして、その指定のＰＯ
Ｓ．１アドレス８１ｂで指し示されているデータ格納テ
ーブル８２１に前記同様に位置・姿勢データを登録して
いく。こうして同一条件で記憶されるデータは、コント
ロールテーブル８０および管理領域番号テーブル８０Ａ
〜８０Ｎによって管理され、条件別に区別されデータが
データ格納テーブル８１１〜８１ｎに追加記憶される。

【００５７】以上のように、データ記憶命令が終了され
るまで、いくつかの記憶エリアに順々にデータを記憶し
ていく。この時、異なった記憶条件のものに関しては、
コントロールテーブル８０によって、その都度データの
記憶領域を切り換え、管理領域番号テーブル８０Ａ〜８
０Ｎにそのときのデータ格納テーブル８１１〜８１ｎの
アドレスがセットされていく。

【００５８】次に、位置制御処理部２３にて、位置検出
器６０からの現在のアーム位置と位置指令部１１からの
位置指令と力制御処理部２２にて生成された位置修正量
とからアーム機構３０の移動軌跡データを生成する。上
記移動軌跡データに基づく指令値を基に駆動部２４にて
アーム機構３０を動作させるためのデータに加工し、指
定した力が発生するようにアーム機構３０を移動させ
る。

【００５９】実施例５は、１つのワークが複数の材質で
構成され、または特別に複雑な形状をなす場合に対処す
るために、一時記憶部に複数の記憶ブロックを有し、条
件記憶部１５に格納された複数の基準データを用いて複
数の判断条件に基づき、記憶データを区別しながら、か
つ、複数の条件の違いに応じて記憶エリアを区別しなが
ら一時記憶部２７に記憶する。

【００６０】即ち、複数種の部材等で構成されている１
つのワークを対象ワークとしたときに、１連の作業で、
部材別に記憶条件を変更して位置の記憶を行なう。内部
に独立した記憶エリアを設けることによって、記憶条件
によって独立に位置の記憶を行なうものであり、ワーク
形状、材質等１つの条件でバリ等を判断することが難し
いワークに対して作業を行なうことが可能となる。

【００６１】上記、実施例１〜５にて説明したごとく、
一時記憶部２６、２７に記憶されたデータを基に、次回
からの動作条件等を変更することができるので、実作業
において、記憶の履歴が残った場所は、バリ取り等がう
まく行われなかった場所であるので、たとえば速度を遅
くさせたり力を強くして作業を進めたり、集中的に繰り
返し動作を行う等の作業条件を変えて行うように動作制
御を変えることができる。

【００６２】以上のように動作中、一連の作業の中でデ
ータを記憶したならば、データが記憶された位置は、所
望の作業結果が得られなっか位置（場所）であるので、
次にもう一度、前記得られた位置のみ、繰り返し作業を
おこなったり、作業条件を変えたりして行うことができ
る。記憶された位置情報を基に、次回の動作時に、記憶
エリアに記憶された位置での作業のみ作業速度、及び力
の押し圧を変化させ２回目以降の作業を行うこともでき
る。このようにして、上記１から５の発明によって得ら
れた位置情報を作業時に利用することが可能となる。

【００６３】

【発明の効果】以上のように、第１の発明によれば、ロ
ボットアームの位置及び姿勢データを位置及び姿勢情報
として記憶可能な記憶手段と、予め与えられた上記ロボ
ットアームの位置または姿勢および力又はトルクに関す
る基準データを格納する基準データ格納手段と、上記ロ
ボットアームの移動動作中に、上記基準データ格納手段
に格納された基準データと上記センサからのフィードバ
ック信号又はこのフィードバック信号により修正された
上記動作軌跡の修正量とを比較して上記ロボットアーム
の位置及び姿勢データの記憶の要否を判別し、記憶要の
場合には上記ロボットアームの位置及び姿勢データを上
記記憶手段に記憶する判別処理手段とを備えたので、記
憶された上記ロボットアームの位置及び姿勢データに基
づき、その位置でのワークに対する作業条件を所望の条
件に変化でき、高効率、高品質の作業可能なものが得ら
れる効果がある。

【００６４】第２の発明によれば、ロボットアームの移
動動作中に、基準データ格納手段に格納された基準デー
タと、予め与えられた位置・姿勢データと、センサから
のフィードバック信号の差の前回および今回のデータサ
ンプリングごとの変化量、又は、予め与えられた位置・
姿勢データと、センサからのフィードバック信号により
修正された動作軌跡との差の前回および今回のデータサ
ンプリングごとの変化量を比較して上記ロボットアーム
の位置及び姿勢データの記憶の要否を判別し、記憶要の
場合に上記ロボットアームの位置及び姿勢データを記憶
手段に記憶する判別処理手段を備えたので、ワークのば
らつきやこのワークの位置決めのばらつきが存在して
も、高効率、高品質の作業可能なものが得られ効果があ
る。

【００６５】第３の発明によれば、ロボットアームの移
動動作中に、基準データ格納手段に格納された基準デー
タとセンサからのフィードバック信号により修正された
動作軌跡の先回および今回の進行方向ベクトルの変化量
とを比較して上記ロボットアームの位置及び姿勢データ
の記憶の要否を判別し、記憶要の場合に上記ロボットア
ームの位置及び姿勢データを記憶手段に記憶する判別処
理手段がを備えたので、ばらつきに起因する変形したワ
ークの形状を正しく判断できるものが得られる効果があ
る。

【００６６】第４の発明によれば、与えられた上記ロボ
ットアームの位置又は姿勢およびセンサからのフィード
バック値に関する複数の基準データを格納する基準デー
タ格納手段と、上記ロボットアームの位置及び姿勢デー
タを、上記基準データ格納手段に格納された複数の基準
データの少なくとも何れかを選択し、上記ロボットアー
ムの位置及び姿勢データを記憶手段に記憶する判別処理
手段上記ロボットアームの位置及び姿勢データを上記記
憶手段に記憶するに際し、上記複数の基準データの中か
ら記憶するための条件が選べるので、ワークの形状、材
質等の異なったワークに対しても、上記ワークの形状、
材質等に応じて正しく条件を設定できるものが得られる
効果が得られる。

【００６７】第５の発明によれば、記憶手段が独立なデ
ータブロックとして複数のデータブロックを記憶可能な
記憶領域を有する記憶手段と、ロボットアームの位置及
び姿勢データを上記記憶手段に、基準データ格納手段に
格納された基準データに基づいて各々独立なデータブロ
ックとして記憶領域を区別して連続的に記憶する判別処
理手段とを備えたので、１つのワークが複数の部材で構
成され、または複雑な形状のものであっても、上記ワー
クの形状、材質等に応じて正しく条件を設定でき、高効
率、高品質の作業可能なものが得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１〜第３の発明によるロボットの制御装置の
一実施例を示す構成図である。

【図２】図１に示したロボットの制御装置の動作を示す
フローチャートである。

【図３】図１に示したロボットの制御装置のデータ一時
記憶部に格納されたデータ格納テーブルの構成を示す図
である。

【図４】第２の発明による一実施例の動作を説明する説
明図である。

【図５】第２の発明による一実施例の動作を説明する説
明図である。

【図６】第３の発明による一実施例の動作を説明する説
明図である。

【図７】第４の発明によるロボットの制御装置の一実施
例を示す構成図である。

【図８】第５の発明によるロボットの制御装置の一実施
例を示す構成図である。

【図９】図８に示したロボットの制御装置のデータ一時
記憶部に格納されたデータ格納テーブルの構成を示す図
である。

【図１０】従来のロボットの制御装置の構成を示すブロ
ック図である。

【符号の説明】

１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ メインコントローラ部 １１ 位置指令部 １２ 力指令部 １３ 記憶部 １４、１５条件情報記憶部 ２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ 動作制御部 ２１ 力信号処理部 ２２ 力制御処理部 ２３ 位置制御処理部 ２４ 駆動部 ２５ 判断処理部 ２６、２７ 一時記憶部 ３０ アーム機構 ４０ 入力装置 ５０ 力検出器 ６０ 位置検出器

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】予め与えられた位置及び姿勢データを基に
   ロボットアームを動作させる動作軌跡を計画し、計画さ
   れた上記動作軌跡をセンサからのフィードバック信号に
   より修正しながら、上記ロボットアームを移動動作させ
   るロボットの制御装置において、上記ロボットアームの
   位置及び姿勢データを位置及び姿勢情報として記憶可能
   な記憶手段と、予め与えられた上記ロボットアームの位
   置又は姿勢およびセンサからのフィードバック値に関す
   る基準データを格納する基準データ格納手段と、上記ロ
   ボットアームの移動動作中に、上記基準データ格納手段
   に格納された基準データと上記センサからのフィードバ
   ック信号、又はこのフィードバック信号により修正され
   た上記動作軌跡の修正量とを比較して上記ロボットアー
   ムの位置及び姿勢データの記憶の要否を判別し、記憶要
   の場合には上記ロボットアームの位置及び姿勢データを
   上記記憶手段に記憶する判別処理手段とを備えたことを
   特徴とするロボットの制御装置。
2. 【請求項２】請求項１記載のロボットの制御装置におい
   て、判別処理手段は、ロボットアームの移動動作中に、
   基準データ格納手段に格納された基準データと、予め与
   えられた位置・姿勢データと、センサからのフィードバ
   ック信号の差の前回および今回のデータサンプリングご
   との変化量、又は、予め与えられた位置・姿勢データ
   と、センサからのフィードバック信号により修正された
   動作軌跡との差の前回および今回のデータサンプリング
   ごとの変化量とを比較して上記ロボットアームの位置及
   び姿勢データの記憶の要否を判別し、記憶要の場合に上
   記ロボットアームの位置及び姿勢データを記憶手段に記
   憶することを特徴とするロボットの制御装置。
3. 【請求項３】請求項１記載のロボットの制御装置におい
   て、判別処理手段は、ロボットアームの移動動作中に、
   基準データ格納手段に格納された基準データとセンサか
   らのフィードバック信号により修正された動作軌跡の先
   回および今回の進行方向ベクトルの変化量とを比較して
   上記ロボットアームの位置及び姿勢データの記憶の要否
   を判別し、記憶要の場合に上記ロボットアームの位置及
   び姿勢データを記憶手段に記憶することを特徴とするロ
   ボットの制御装置。
4. 【請求項４】請求項１〜請求項３記載のロボットの制御
   装置において、基準データ格納手段は予め与えられた上
   記ロボットアームの位置又は姿勢およびセンサからのフ
   ィードバック値に関する複数の基準データを格納し、判
   別処理手段は上記ロボットアームの位置及び姿勢データ
   を、上記基準データ格納手段に格納された複数の基準デ
   ータの少なくとも何れかを選択し、上記ロボットアーム
   の位置及び姿勢データを記憶手段に記憶することを特徴
   とするロボットの制御装置。
5. 【請求項５】請求項１〜請求項４記載のロボットの制御
   装置において、記憶手段は独立なデータブロックとして
   複数のデータブロックを記憶可能な記憶領域を有し、判
   別処理手段はロボットアームの位置及び姿勢データを基
   準データ格納手段に格納された基準データに基づいて各
   々独立なデータブロックとし、上記記憶手段に記憶領域
   を区別して連続的に記憶することを特徴とするロボット
   の制御装置。