JP3297170B2 - 回転装置付ロボット - Google Patents
回転装置付ロボットInfo
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はワークを回転して作業を
行う産業用ロボット全般、特に塗装用ロボットに適用す
る回転装置付ロボットに関するものである。
行う産業用ロボット全般、特に塗装用ロボットに適用す
る回転装置付ロボットに関するものである。
【0002】
【従来の技術】ワークの側面や裏面に、1台のロボット
で作業を行うためにワークを回転することは従来より行
われており、その最も初期的なものはワークを載置した
回転装置を90°単位で割り出し、停止させた状態で作
業を行うものであった。ところがこの方法では、任意の
位置に回転装置を停止できないため、ロボットの姿勢を
大きく変更する必要があったので、教示工数が増えると
共に再生時の無駄な時間が大きくなる欠点があった。ま
たワークの位置が任意であれば、ロボットの動作範囲で
作業できるワークでも90°単位にワークの位置が固定
されるため、ロボットの動作範囲が不足する場合があっ
た。
で作業を行うためにワークを回転することは従来より行
われており、その最も初期的なものはワークを載置した
回転装置を90°単位で割り出し、停止させた状態で作
業を行うものであった。ところがこの方法では、任意の
位置に回転装置を停止できないため、ロボットの姿勢を
大きく変更する必要があったので、教示工数が増えると
共に再生時の無駄な時間が大きくなる欠点があった。ま
たワークの位置が任意であれば、ロボットの動作範囲で
作業できるワークでも90°単位にワークの位置が固定
されるため、ロボットの動作範囲が不足する場合があっ
た。
【0003】そこで従来もこれらの問題点を解決するた
めに、回転装置をサーボ制御して任意の位置に回転装置
を停止させるものがあった。図7はこの従来例のシステ
ム図であって、ロボット本体101には図示しないサー
ボモータ122と、これに接続された位置検出器が各軸
ごとにあって、制御装置110に内蔵されたロボット本
体用サーボユニット111に接続されている。前記位置
検出器によって検出された位置情報は、ロボット本体用
サーボユニット111を経由して中央処理装置112に
伝送される。一方ワーク120を載置したワーク回転装
置121は、サーボモータ122によって任意方向に任
意速度で回転可能である。またサーボモータ122には
図示しない位置検出器が接続され、その位置情報は回転
装置用サーボユニット113を経由して中央処理装置1
12に伝送される。そしてこれらの2つの位置情報は、
記憶装置114に格納される。
めに、回転装置をサーボ制御して任意の位置に回転装置
を停止させるものがあった。図7はこの従来例のシステ
ム図であって、ロボット本体101には図示しないサー
ボモータ122と、これに接続された位置検出器が各軸
ごとにあって、制御装置110に内蔵されたロボット本
体用サーボユニット111に接続されている。前記位置
検出器によって検出された位置情報は、ロボット本体用
サーボユニット111を経由して中央処理装置112に
伝送される。一方ワーク120を載置したワーク回転装
置121は、サーボモータ122によって任意方向に任
意速度で回転可能である。またサーボモータ122には
図示しない位置検出器が接続され、その位置情報は回転
装置用サーボユニット113を経由して中央処理装置1
12に伝送される。そしてこれらの2つの位置情報は、
記憶装置114に格納される。
【0004】図8は前記図7に示す従来例の記憶装置1
14に格納された記憶内容の例であって、ロボット本体
の位置情報、ワーク回転装置の位置情報、ステップの再
生時間又はロボット本体かワーク回転装置の移動速度か
らなる速度情報、塗装スプレーやグリップ等の動作を記
憶するファンクション情報で、1ステップ分のデータが
構成されている。また再生時には、速度情報に基づいて
ロボット本体とワーク回転装置が各々の位置情報に同時
に到達すべく中央処理装置112の指令によってロボッ
ト本体101と回転装置121が動かされる。ロボット
本体101はその先端が次の位置情報の位置まで直線動
作を行い、回転装置121は等速運動を行う。
14に格納された記憶内容の例であって、ロボット本体
の位置情報、ワーク回転装置の位置情報、ステップの再
生時間又はロボット本体かワーク回転装置の移動速度か
らなる速度情報、塗装スプレーやグリップ等の動作を記
憶するファンクション情報で、1ステップ分のデータが
構成されている。また再生時には、速度情報に基づいて
ロボット本体とワーク回転装置が各々の位置情報に同時
に到達すべく中央処理装置112の指令によってロボッ
ト本体101と回転装置121が動かされる。ロボット
本体101はその先端が次の位置情報の位置まで直線動
作を行い、回転装置121は等速運動を行う。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】前記従来の技術におい
ては、ロボット本体の位置情報は直線軌跡、ワーク回転
装置の位置情報は等速回転によって再生されるが、特に
1ステップ間のワーク回転装置の移動量が大きくなる
と、ワークに対するロボット本体の作業軌跡と作業速度
が、教示者の意図と大きく異なってくる。この状態を図
9について説明すると、ワーク120をワーク回転装置
121によって、図中矢印の方向にW1の位置からW2
の位置に回転する。回転手段は駆動装置を使用してもよ
いし、作業者が手で回してもよい。ワーク120がW1
の位置にある時にP1、ワーク120がW2の位置にあ
る時にP2をロボット本体の位置データとして記憶した
とすると、ロボット本体は予め指定された速度で直線軌
跡L1を通るように補間点が生成される。しかし教示者
が意図するのはワーク120の面に沿って、仮にワーク
120が回転しないとすれば、P2′までの直線軌跡L
2であって従来の技術では作業軌跡が得られないばかり
か、ワーク120とロボット本体の干渉の虞れがあっ
た。また作業速度はワークとロボット本体との相対速度
であるので、ワークが回転している間は所望の作業速度
を得ることができなかった。
ては、ロボット本体の位置情報は直線軌跡、ワーク回転
装置の位置情報は等速回転によって再生されるが、特に
1ステップ間のワーク回転装置の移動量が大きくなる
と、ワークに対するロボット本体の作業軌跡と作業速度
が、教示者の意図と大きく異なってくる。この状態を図
9について説明すると、ワーク120をワーク回転装置
121によって、図中矢印の方向にW1の位置からW2
の位置に回転する。回転手段は駆動装置を使用してもよ
いし、作業者が手で回してもよい。ワーク120がW1
の位置にある時にP1、ワーク120がW2の位置にあ
る時にP2をロボット本体の位置データとして記憶した
とすると、ロボット本体は予め指定された速度で直線軌
跡L1を通るように補間点が生成される。しかし教示者
が意図するのはワーク120の面に沿って、仮にワーク
120が回転しないとすれば、P2′までの直線軌跡L
2であって従来の技術では作業軌跡が得られないばかり
か、ワーク120とロボット本体の干渉の虞れがあっ
た。また作業速度はワークとロボット本体との相対速度
であるので、ワークが回転している間は所望の作業速度
を得ることができなかった。
【0006】即ち、回転するワークとロボット本体との
相対的な位置関係と相対速度が常に守らなければ、ワー
クが回転中は作業ができず、サイクルタイムの短縮を図
ることができない問題があった。このため従来は、同一
ステップではロボット本体とワーク回転装置の何れか一
方しか動かさないようにするか、ワーク回転装置を僅か
に動かす、即ち低速回転しかできなかった。ロボット本
体とワーク回転装置を同時に動かせないとすれば、ワー
ク回転装置が回転している間はロボットにとっては待ち
時間となり、サイクルタイムの短縮を図ることができな
い。またワーク回転装置を低速回転に限定すれば、少し
づつワーク回転装置を動かしながら教示をしなければな
らないので面倒であるばかりか、ワークの向きとロボッ
トの作業のタイミングが合わず、結局待ち時間を生ずる
問題があった。本発明は前記従来の問題を解決するため
に提案されたものである。
相対的な位置関係と相対速度が常に守らなければ、ワー
クが回転中は作業ができず、サイクルタイムの短縮を図
ることができない問題があった。このため従来は、同一
ステップではロボット本体とワーク回転装置の何れか一
方しか動かさないようにするか、ワーク回転装置を僅か
に動かす、即ち低速回転しかできなかった。ロボット本
体とワーク回転装置を同時に動かせないとすれば、ワー
ク回転装置が回転している間はロボットにとっては待ち
時間となり、サイクルタイムの短縮を図ることができな
い。またワーク回転装置を低速回転に限定すれば、少し
づつワーク回転装置を動かしながら教示をしなければな
らないので面倒であるばかりか、ワークの向きとロボッ
トの作業のタイミングが合わず、結局待ち時間を生ずる
問題があった。本発明は前記従来の問題を解決するため
に提案されたものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】このため本発明は、載置
したワークを任意の方向に回転しうる回転装置と、同ワ
ーク回転装置上のワークに対して作業を行うロボット本
体と、同ロボット本***置検出手段と、同ワーク回転装
置の回転位置検出手段と、同ロボット本体と同ワーク回
転装置の両方の位置情報を記憶する記憶装置と、同記憶
装置の情報に基づいて前記ロボット本体と前記回転装置
とを駆動する駆動装置を有するロボットシステムにおい
て、補間点を発生する表示方法における教示された時の
各ポイントでのロボット本体と回転装置の位置情報を1
対の情報として記憶し、前後の教示点での回転装置の回
転位置が異なる場合には、前記位置情報と対に記憶され
たロボット本体の速度情報を用いて回転装置の回転量だ
け一方の教示点を回転シフトした後に補間点を発生さ
せ、その補間点を再生する時の回転装置の回転位置に応
じて補間点を回転シフトして再生するようにしてなるも
ので、これを課題解決のための手段とするものである。
したワークを任意の方向に回転しうる回転装置と、同ワ
ーク回転装置上のワークに対して作業を行うロボット本
体と、同ロボット本***置検出手段と、同ワーク回転装
置の回転位置検出手段と、同ロボット本体と同ワーク回
転装置の両方の位置情報を記憶する記憶装置と、同記憶
装置の情報に基づいて前記ロボット本体と前記回転装置
とを駆動する駆動装置を有するロボットシステムにおい
て、補間点を発生する表示方法における教示された時の
各ポイントでのロボット本体と回転装置の位置情報を1
対の情報として記憶し、前後の教示点での回転装置の回
転位置が異なる場合には、前記位置情報と対に記憶され
たロボット本体の速度情報を用いて回転装置の回転量だ
け一方の教示点を回転シフトした後に補間点を発生さ
せ、その補間点を再生する時の回転装置の回転位置に応
じて補間点を回転シフトして再生するようにしてなるも
ので、これを課題解決のための手段とするものである。
【0008】
【作用】本発明ではワーク回転装置はサーボ制御とし、
その回転量、即ち位置情報はロボット本体の位置情報を
一緒に各ステップの位置データとして記憶し、再生時に
は同ステップのロボット本体と回転装置の位置情報を同
時に再生する。これにより同ステップを再生する時間、
即ち速度が変わっても、ロボット本体と回転装置は同じ
時間で再生されるので、相対的な位置関係を常に維持で
きる。更に補間点を発生する教示を行う際には、回転装
置の動きを加味した補間点を発生させて再生する。即
ち、後から教示された教示点のロボット本体の位置情報
を、その教示点の回転装置の位置情報と前に教示された
教示点の回転装置の位置情報との差分だけ、回転方向と
逆向きに回転シフトし、シフト後の教示点と前に教示さ
れた教示点のロボット本体の位置情報とから軌跡上の補
間点を求める。この時指定された作業速度になるように
補間点ピッチ等を定める。また各補間点に対応する回転
装置の位置を求め、前側の教示点における回転装置の位
置からの変化分だけ、前記補間点を回転装置の回転方向
に回転シフトし、実際に再生する位置情報とする。これ
により2つの教示点間でワーク回転装置の回転量が変わ
っても、再生時にロボット本体が動く軌跡をワークとの
相対軌跡で評価すると、ワーク回転装置が回転していな
い時と同じ(例えば直線軌跡)状態を維持でき、かつワ
ークとロボット本体との相対速度も、教示時に希望した
速度を実現できる。
その回転量、即ち位置情報はロボット本体の位置情報を
一緒に各ステップの位置データとして記憶し、再生時に
は同ステップのロボット本体と回転装置の位置情報を同
時に再生する。これにより同ステップを再生する時間、
即ち速度が変わっても、ロボット本体と回転装置は同じ
時間で再生されるので、相対的な位置関係を常に維持で
きる。更に補間点を発生する教示を行う際には、回転装
置の動きを加味した補間点を発生させて再生する。即
ち、後から教示された教示点のロボット本体の位置情報
を、その教示点の回転装置の位置情報と前に教示された
教示点の回転装置の位置情報との差分だけ、回転方向と
逆向きに回転シフトし、シフト後の教示点と前に教示さ
れた教示点のロボット本体の位置情報とから軌跡上の補
間点を求める。この時指定された作業速度になるように
補間点ピッチ等を定める。また各補間点に対応する回転
装置の位置を求め、前側の教示点における回転装置の位
置からの変化分だけ、前記補間点を回転装置の回転方向
に回転シフトし、実際に再生する位置情報とする。これ
により2つの教示点間でワーク回転装置の回転量が変わ
っても、再生時にロボット本体が動く軌跡をワークとの
相対軌跡で評価すると、ワーク回転装置が回転していな
い時と同じ(例えば直線軌跡)状態を維持でき、かつワ
ークとロボット本体との相対速度も、教示時に希望した
速度を実現できる。
【0009】
【実施例】以下本発明を図面の実施例について説明する
と、図1は本発明の実施例を示す。なお、図1は図7と
同一構成であり、1はロボット本体、10は制御装置、
11はロボット本体用サーボユニット、12は中央処理
装置、13は回転装置用サーボユニット、14は記憶装
置、20はワーク、21は回転装置、22はサーボモー
タ、24はワーク回転装置の回転中心であり、100の
単位を付加した図7の夫々の部材と対応するものであ
る。図2は記憶装置14に格納される記憶内容の例であ
って、各ステップのデータとして、ロボット本体の位
置情報、ワーク回転装置の位置情報、塗装速度、
塗装スプレーON/OFF等のファンクション情報を有
している。
と、図1は本発明の実施例を示す。なお、図1は図7と
同一構成であり、1はロボット本体、10は制御装置、
11はロボット本体用サーボユニット、12は中央処理
装置、13は回転装置用サーボユニット、14は記憶装
置、20はワーク、21は回転装置、22はサーボモー
タ、24はワーク回転装置の回転中心であり、100の
単位を付加した図7の夫々の部材と対応するものであ
る。図2は記憶装置14に格納される記憶内容の例であ
って、各ステップのデータとして、ロボット本体の位
置情報、ワーク回転装置の位置情報、塗装速度、
塗装スプレーON/OFF等のファンクション情報を有
している。
【0010】次に補間点の生成方法について、図3〜図
5により説明すると、教示時ワーク20は、回転装置2
1によって回転中心24の回りにW1(実線)からW2
(点線)まで回転し、ワーク20がW1にある時のロボ
ット本体の位置P1と、ワーク20がW2にある時のロ
ボット本体の位置P2が、塗装速度Vp と共に記憶され
る。またW1とW2の位置情報からワークの回転角θ12
が求められる(図3)。またロボット本体の位置情報P
2を、回転中心24の回りにワーク20の回転方向とは
逆にθ12だけ回転シフトし、仮想教示点P2′を得る。
更に教示点P1と仮想教示点P2′の間を所望の塗装軌
跡(例えば直線)で結び、塗装速度Vpから
5により説明すると、教示時ワーク20は、回転装置2
1によって回転中心24の回りにW1(実線)からW2
(点線)まで回転し、ワーク20がW1にある時のロボ
ット本体の位置P1と、ワーク20がW2にある時のロ
ボット本体の位置P2が、塗装速度Vp と共に記憶され
る。またW1とW2の位置情報からワークの回転角θ12
が求められる(図3)。またロボット本体の位置情報P
2を、回転中心24の回りにワーク20の回転方向とは
逆にθ12だけ回転シフトし、仮想教示点P2′を得る。
更に教示点P1と仮想教示点P2′の間を所望の塗装軌
跡(例えば直線)で結び、塗装速度Vpから
【数1】 により再生時間T12が求められ、P1・P2′間を等速
移動とすれば途中時間Ti の補間点Pi が
移動とすれば途中時間Ti の補間点Pi が
【数2】 により求められる(図4)。
【0011】また途中時間Ti までのワーク回転装置の
回転量θiは、ロボットの移動距離に比例するものと
し、
回転量θiは、ロボットの移動距離に比例するものと
し、
【数3】 により求められる。なお、Pi をワークの回転方向に回
転中心24の回りに、θi だけ回転シフトした点Pi ′
を実用する補間点とする(図5)。また再生時には、途
中の時間Ti にロボットの位置Pi ′と回転装置の位置
θi を同時に再生するので、ワーク20はW1の位置か
らθi だけ回転中心24の回りに回転したWi の位置に
ある。一方ロボットの位置Pi ′も、Pi を回転中心2
4の回りにθi だけ回転した位置であるから、Pi とW
i の相対位置はPiとW1の相対位置と同じになる。そ
してすべての補間点について前記の求め方を行えば、回
転するワーク20とロボットの相対位置は、常にワーク
20を回転していない場合と同じになる。言いかえれ
ば、回転しているワーク20に対するロボットの相対的
な軌跡と速度は、ワーク20が回転していない時、即
ち、P1からP2′に移動する時と同じになるので、教
示時に作業者が計画した塗装軌跡と塗装速度を得ること
BR>ができる。なお、P1からP2の間に回転装置が回
転しない場合は、θ12=0であるので、θi =0とな
り、補間点も回転シフトされないので、ロボットとワー
クとの相対的な軌跡と速度はもとの軌跡、速度となる。
更にステップの変わり目で加減速を行う場合には、ロボ
ット本体の加減速時間とワーク回転装置21の加減速時
間を同じにすることにより、両者の相対関係は前記と同
じ方法により確保できる。
転中心24の回りに、θi だけ回転シフトした点Pi ′
を実用する補間点とする(図5)。また再生時には、途
中の時間Ti にロボットの位置Pi ′と回転装置の位置
θi を同時に再生するので、ワーク20はW1の位置か
らθi だけ回転中心24の回りに回転したWi の位置に
ある。一方ロボットの位置Pi ′も、Pi を回転中心2
4の回りにθi だけ回転した位置であるから、Pi とW
i の相対位置はPiとW1の相対位置と同じになる。そ
してすべての補間点について前記の求め方を行えば、回
転するワーク20とロボットの相対位置は、常にワーク
20を回転していない場合と同じになる。言いかえれ
ば、回転しているワーク20に対するロボットの相対的
な軌跡と速度は、ワーク20が回転していない時、即
ち、P1からP2′に移動する時と同じになるので、教
示時に作業者が計画した塗装軌跡と塗装速度を得ること
BR>ができる。なお、P1からP2の間に回転装置が回
転しない場合は、θ12=0であるので、θi =0とな
り、補間点も回転シフトされないので、ロボットとワー
クとの相対的な軌跡と速度はもとの軌跡、速度となる。
更にステップの変わり目で加減速を行う場合には、ロボ
ット本体の加減速時間とワーク回転装置21の加減速時
間を同じにすることにより、両者の相対関係は前記と同
じ方法により確保できる。
【0012】
【発明の効果】以上詳細に説明した如く本発明によれ
ば、ワーク回転装置を任意の位置・任意の方向に自由に
回転・停止させ、ワーク回転装置とロボット本体を同時
に動かす教示をしても、ワークとロボット本体との相対
位置、相対速度を維持できるので、ワーク回転装置が回
転している間も塗装作業が可能で、サイクルタイムが大
幅に短縮できる。また図6に示すように、停止した状態
では動作範囲が不足するために一度に塗れない大きさの
ワークも、ワーク回転装置の動きとロボット本体の動き
を合成することにより一度に塗装可能となる。
ば、ワーク回転装置を任意の位置・任意の方向に自由に
回転・停止させ、ワーク回転装置とロボット本体を同時
に動かす教示をしても、ワークとロボット本体との相対
位置、相対速度を維持できるので、ワーク回転装置が回
転している間も塗装作業が可能で、サイクルタイムが大
幅に短縮できる。また図6に示すように、停止した状態
では動作範囲が不足するために一度に塗れない大きさの
ワークも、ワーク回転装置の動きとロボット本体の動き
を合成することにより一度に塗装可能となる。
【図1】本発明の第1実施例に係る回転装置付ロボット
の全体構成を示す系統図である。
の全体構成を示す系統図である。
【図2】図1の記憶装置における記憶内容を示す説明図
である。
である。
【図3】図1における補間点を生成する方法を示す説明
図である。
図である。
【図4】図1における補間点を生成する方法を示す説明
図である。
図である。
【図5】図1における補間点を生成する方法を示す説明
図である。
図である。
【図6】図1の実施例において動作範囲を有効に活用で
きる効果を示す説明図である。
きる効果を示す説明図である。
【図7】従来の回転装置付ロボットの系統図である。
【図8】図7の記憶装置における記憶内容を示す説明図
である。
である。
【図9】従来の補間点を生成する方法を示す説明図であ
る。
る。
【符号の説明】 1 ロボット本体 10 制御装置 11 ロボット本体用サーボユニット 12 中央処理装置 13 回転装置用サーボユニット 14 記憶装置 20 ワーク 21 ワーク回転装置 22 サーボモータ 24 ワーク回転装置の回転中心
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平4−25905(JP,A) 特開 昭60−193016(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B25J 9/10 B25J 9/16 B05B 12/00 B05B 13/02 B05C 5/00
Claims (1)
- 【請求項1】 載置したワークを任意の方向に回転しう
る回転装置と、同ワーク回転装置上のワークに対して作
業を行うロボット本体と、同ロボット本***置検出手段
と、同ワーク回転装置の回転位置検出手段と、同ロボッ
ト本体と同ワーク回転装置の両方の位置情報を記憶する
記憶装置と、同記憶装置の情報に基づいて前記ロボット
本体と前記回転装置とを駆動する駆動装置を有するロボ
ットシステムにおいて、補間点を発生する表示方法にお
ける教示された時の各ポイントでのロボット本体と回転
装置の位置情報を1対の情報として記憶し、前後の教示
点での回転装置の回転位置が異なる場合には、前記位置
情報と対に記憶されたロボット本体の速度情報を用いて
回転装置の回転量だけ一方の教示点を回転シフトした後
に補間点を発生させ、その補間点を再生する時の回転装
置の回転位置に応じて補間点を回転シフトして再生する
ことを特徴とする回転装置付ロボット。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26356393A JP3297170B2 (ja) | 1993-10-21 | 1993-10-21 | 回転装置付ロボット |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26356393A JP3297170B2 (ja) | 1993-10-21 | 1993-10-21 | 回転装置付ロボット |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07116977A JPH07116977A (ja) | 1995-05-09 |
JP3297170B2 true JP3297170B2 (ja) | 2002-07-02 |
Family
ID=17391288
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP26356393A Expired - Fee Related JP3297170B2 (ja) | 1993-10-21 | 1993-10-21 | 回転装置付ロボット |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3297170B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017121687A (ja) * | 2016-01-08 | 2017-07-13 | トヨタ自動車株式会社 | ロボットシステムの制御方法 |
-
1993
- 1993-10-21 JP JP26356393A patent/JP3297170B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH07116977A (ja) | 1995-05-09 |
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