JP3783253B2

JP3783253B2 - 複数ロボットの同調制御方法

Info

Publication number: JP3783253B2
Application number: JP26791895A
Authority: JP
Inventors: 秀雄西片; 敏之榑林; 英俊前田
Original assignee: Yaskawa Electric Corp
Current assignee: Yaskawa Electric Corp
Priority date: 1995-09-20
Filing date: 1995-09-20
Publication date: 2006-06-07
Anticipated expiration: 2015-09-20
Also published as: JPH0985654A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は複数ロボットの同調制御方法に関し、例えば、複数台のロボットでワークをハンドリングするシステムにおいて、アンローダロボットとローダロボットを同調させる制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図６は、ハンドリングシステムの例である。図は、ロボット１〜３が作業ステーションＳＴ１〜ＳＴ４の間に設置され、ワークの作業とハンドリングを行うシステムを示す。すなわち、作業ステーションＳＴ１にあったワークは各ステーションで何らかの作業が施され、ロボット１〜３によるハンドリンクにより作業ステーションＳＴ４に至るシステムである。
作業ステーションＳＴ２について説明すると、作業を終えたワークはロボット２（アンローダロボット）で搬出され、その後ロボット１（ローダロボット）で新たな未加工ワークが搬入される。作業ステーションＳＴ３について説明すると、作業を終えたワークはロボット３（アンローダロボット）で搬出され、その後ロボット２（ローダロボット）で新たな未加工ワークが搬入される。
なお、ローダロボットとアンローダロボットとは相対的なものであり、１台で作業によってローダロボットにもなり、アンローダロボットにもなる。
【０００３】
さて、このようなシステムでは、従来、図５に示すように、アンローダロボットの制御装置内で、アンローダロボットが固定的な干渉領域内かどうかの干渉チェックを行い、領域外に逃げた時点で、ローダロボットへのインターロック解除信号を出すことで、ローダロボットがステーションに進入するようにしたり、アンローダロボットに同期してタイマを設定し、ある時間が経過してからローダロボットがステーションに進入するようにしたりしていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
そのため、安全上の観点からアンローダロボットとローダロボットの間の距離を短くできなかったり、必要以上の待ち時間をとったりしており、そのため必要以上にタクトタイムがかかるという欠点があった。
一方、本出願人は、プレス機に同期するロボットシステムとして特開平７−１０６０号公報に示される技術を提案している。しかしながら、プレス機に取り付けたエンコーダ装置（プレスの位置検出器）が必要であり、このような機械がなくロボットのみで構成されるシステムには適用できないという欠点がある。
そこで、本発明は、アンローダロボットとローダロボットの間の距離を短くでき、タクトタイムが短くできる装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、それぞれが複数の駆動軸を持ち、同一の軸構成からなる３台以上の複数ロボットの同調制御方法において、マスタとなる被同調ロボットと、前記被同調ロボットに対してスレーブとなる同調ロボットの一対の組を、両側を別のロボットに挟まれた少なくとも１台のロボットは、一方の側のロボットに対する同調ロボットともう一方の側のロボットに対する被同調ロボットとを兼ねるよう設定し、前記被同調ロボットの所定の駆動軸に取り付けられた回転検出器の出力を各々の前記同調ロボットの制御装置へと接続してカスケード接続をなした後に、まず前記被同調ロボットの動作をティーチングし、続いて前記被同調ロボットの動作経路において、前記回転検出器からの出力パルス数が複数の所定値となる位置ごとに、前記所定値に対応する前記同調ロボットの動作位置をティーチングし、さらに前記被同調ロボットの所定の駆動軸に取り付けられた前記回転検出器からの出力パルスと、それに対応してティーチングされた前記同調ロボットの動作位置との組み合わせからなる対応テーブルを前記同調ロボットの制御装置に記憶させ、実作業時は、前記対応テーブルに従って、前記出力パルス数に応じて前記同調ロボットに対し前記動作位置を指令することにより前記同調ロボットを前記被同調ロボットに対して追従動作させることを特徴とするものである。
【０００６】
【作用】
被同調側のロボットの駆動軸のうちのいずれかの１軸の駆動モータに取り付けられた回転検出器とは、本来ロボットが持っているものであり、この検出器の信号を他方のロボットの指令に流用するというのが本発明のポイントである。すなわち、被同調側のロボットの実際の動作を所定パルス間隔毎に確認しながら、同調側のロボットを被同調側のロボットに干渉しないようにティーチングしておく。そして、被同調側のロボットの駆動軸のうちのいずれかの１軸の駆動モータに取り付けられた回転検出器の出力パルスに対応させて同調側ロボットに所定間隔毎の位置指令を出すことで同調（追従）制御するのである。
【０００７】
【実施例】
以下、本発明の実施例を従来例で示した図６のシステムに適用する場合を例に取って説明する。本発明では、実際の作業で最とも大きく動く駆動軸に着目する。図６の例では最も大きく動くのは第１軸である（ワーク搬送のため１８０°回転しなければならない）。そこで、アンローダロボット（被同調ロボット、マスタ側）の第１軸の回転検出器の出力パルス数と、ローダロボット（同調ロボット、スレーブ側）との距離を示したのが図２（Ａ）である。図２（Ｂ）はその位置関係を示している。もしアンローダロボットの第１軸の回転だけで搬送できれば、図２（Ａ）の点線のように正弦波状の曲線となるが、実際は障害物などがあり、ロボットの全軸によるリンク動作によって搬送が行われるので、図２（Ａ）の実線のような曲線になることが多い。本発明では、まずアンローダロボットの動作位置を数点の教示点を教示することで全体の動作経路をティーチングする。そして第１軸の回転検出器の出力パルス数を図３に示すように適当なパルス数間隔で分割して記憶する。つまり折線近似として記憶する。
【０００８】
次に、そのパルス数間隔毎に動きを止めて、アンローダロボットのプレイバック動作を行わせる。そのパルス数間隔毎のアンローダロボットの位置に対し、ローダロボットの位置をティーチングする。作業ステーションからワークを持ち去る方向で動いているアンローダロボットの位置を考慮して、どこまでローダロボットのアームが作業ステーションに向かって進んで良いかを操作者が判断してティーチングするのである。以上により、アンローダロボットの第１軸の回転検出器の出力パルス数に対応して、ローダロボットが移動すべき位置が決定された。つまり、最初の４００パルス目で位置Ｐ１、７００パルス目で位置Ｐ２、１２００パルス目で位置Ｐ３…というような対応テーブルができる（図４参照）。図４の点線部分は図３との関係を説明するために付記したものである。
【０００９】
アンローダロボットの第１軸の回転検出器の出力パルス数とローダロボットが移動すべき位置が決定できれば、アンローダロボットの第１軸の回転検出器の出力パルス数が所定の数に達すれば、ローダロボットに対してその対応するティーチング位置まで動けという指令を伝えるようにすれば、ローダロボットはアンローダロボットに対して干渉することなく動作可能である。よって、これを実現するためには、ローダロボット制御装置内に、アンローダロボットの第１軸からパルスを受け取り、そのパルスが所定の積算量になれば、予め対応させた位置まで動作させる指令を発する手段を付加すればよい。
【００１０】
これを実施するために、前記対応テーブルをローダロボット制御装置内のメモリ上に記憶する。そのプロック図を図１に示す。ロボット３の第１軸の回転検出器の出力パルスはロボット２の制御装置２Ｃに入力され、対応テーブルから該当する教示位置が動作指令部に出力され、ロボット２が動作する。ロボット２の第１軸の回転検出器の出力パルスはロボット１の制御装置１Ｃに入力され、対応テーブルから該当する教示位置が動作指令部に出力され、ロボット１が動作する。このように連鎖反応式に動作していく。アンローダロボットの第１軸の回転検出器の出力パルス数が所定の数に達してから、ローダロボットが動き始めることになる。しかし、高速運転を行うと、僅かに遅れて追従することになり、ハンドリング作業では全ロボットが同期して動作しているといって差し支えない程度に実現できる。
【００１１】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、各ポイント位置で互い干渉しない動作を予めティーチングしておき、マスタとなるロボットの任意の１軸の出力パルスを流用して追従制御を行わせるので、複数のロボットの非常に交錯した動作も同調制御可能となるためタクトタイムの大幅短縮が可能になるという大きな効果がある。また、非常に交錯した動作も同調可能になることから、ロボット同士の設置間隔も短くてよく、省スペースに貢献する。さらに、３台以上の同調の場合も、２台の場合と基本的に同じであり、必要な数だけいくらでも連携をとることができ、設備の増減にも容易に対応できるという効果もある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を示すブロック図
【図２】本発明の動作説明図
【図３】本発明の動作説明図
【図４】本発明の対応テーブルを示す図
【図５】従来例を示す図
【図６】ハンドリングシステムの構成例を示す図
【符号の説明】
１、２、３…ロボット
ＳＴ１、ＳＴ２、ＳＴ３…作業ステーション
１Ｃ、２Ｃ、３Ｃ…ロボット制御装置

Claims

それぞれが複数の駆動軸を持ち、同一の軸構成からなる３台以上の複数ロボットの同調制御方法において、
マスタとなる被同調ロボットと、前記被同調ロボットに対してスレーブとなる同調ロボットの一対の組を、両側を別のロボットに挟まれた少なくとも１台のロボットは、一方の側のロボットに対する同調ロボットともう一方の側のロボットに対する被同調ロボットとを兼ねるよう設定し、
前記被同調ロボットの所定の駆動軸に取り付けられた回転検出器の出力を各々の前記同調ロボットの制御装置へと接続してカスケード接続をなした後に、
まず前記被同調ロボットの動作をティーチングし、
続いて前記被同調ロボットの動作経路において、前記回転検出器からの出力パルス数が複数の所定値となる位置ごとに、前記所定値に対応する前記同調ロボットの動作位置をティーチングし、
さらに前記被同調ロボットの所定の駆動軸に取り付けられた前記回転検出器からの出力パルスと、それに対応してティーチングされた前記同調ロボットの動作位置との組み合わせからなる対応テーブルを前記同調ロボットの制御装置に記憶させ、
実作業時は、前記対応テーブルに従って、前記出力パルス数に応じて前記同調ロボットに対し前記動作位置を指令することにより前記同調ロボットを前記被同調ロボットに対して追従動作させることを特徴とする複数ロボットの同調制御方法。
前記被同調ロボットの所定の駆動軸は、前記ティーチングした動作にて最も移動量が大きな駆動軸とすることを特徴とする請求項１記載の複数ロボットの同調制御方法。