JP3855629B2

JP3855629B2 - Robot interference detection device

Info

Publication number: JP3855629B2
Application number: JP2000275528A
Authority: JP
Inventors: 真福田
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2000-09-11
Filing date: 2000-09-11
Publication date: 2006-12-13
Anticipated expiration: 2020-09-11
Also published as: JP2002086383A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ロボットの干渉検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
産業ロボットは様々な生産工場において用いられており、例えば、自動車生産工場は、その代表的なものである。
【０００３】
中でも、自動車車体の組み立て工場では、メインボディーに対して、フロア面、左右側面、ルーフ面など溶接する工程があり、これらすべての工程で様々なロボットが利用されている。例えば、メインボディーや各種取り付けパネル部品を搬送する搬送ロボット、搬送されたパネル部品などを所定の位置に位置決めする位置決めロボット、そして、メインボディーに対しパネル部品を溶接する溶接ロボットなどが、一つの作業ステージ内で数多く稼働している。このような作業ステージでは、搬送ロボットや位置決めロボットの間を縫って溶接ロボットが動き、ボディーへの部品の溶接作業を行っている。
【０００４】
ところで、複数のロボットを同一領域で動作させる場合に注意しなければならないことの一つに、ロボット同士、あるいはロボットとワークや周辺構造物との干渉の問題がある。ロボットの稼動数がさほど多くなかった時代では、作業者が目視により干渉のチェックを行って、干渉しないようなロボットの動作軌跡を教示していた。しかし、現在では、一つの作業ステージだけでも、数台から数十台のロボットが協調して動作しており、さらにこのような作業ステージが連続したラインでは、ロボットの数も数十台から百台に近い数となり、可動軸総数にいたっては数百軸を超えるようになっているため、作業者の目視によるだけでは、干渉のチェックに多くの時間と工数が掛かっている状況である。
【０００５】
このため、ロボットの干渉検出のために各種技術が開発されている。例えば実開昭６２−１４７４８７号公報には、動作中のロボット同士が衝突するのを防止するために、ロボットの位置偏差が許容値を越えたときに干渉ありとする技術が開示されている。
【０００６】
また、実開平３−２９２７８号公報には、ロボット同士の衝突を防止するために、ロボットに教示した位置データと実際の動作フィードバックデータの偏差を監視して、この偏差の値が所定の許容値以上となった場合に干渉ありとする技術が開示されている。
【０００７】
また、例えば特開平７−１５２４１３号公報には、ロボット各軸の速度フィードバックデータ、負荷電流値、位置変化を監視して、これらいずれかに所定値以上の変動があった場合に、干渉ありとする技術が開示されている。
【０００８】
また、例えば特開平７−１４５１６号公報には、直接実際のロボットの干渉をチェックするのではなく、ロボットの教示データ作成時に、ロボットの動きをコンピュータを用いたシミュレーションによって検証することで、ロボットが干渉せずに動作することのできる教示データを作成する技術が開示されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記実開昭６２−１４７４８７号公報の技術では、動作中のロボットにおける位置偏差を検出しているため、速度に応じて指令位置に対する適切な許容偏差値が異なり、そのため、速度条件から許容偏差値を変更する必要があり、また、許容偏差値を変更設定する際の精度にも限界があるため、ケーブル類の接触など、ごくわずかな干渉は検出することができないという問題がある。
【００１０】
また、実開平３−２９２７８号公報の技術でも、同様に動作中のロボット本体の干渉検出を対象としたものであるため、ロボットの動作速度によって干渉していないときの位置指令値に対する検出位置のずれ量が変化し、そのため速度に応じて許容値を変更する必要があり、その許容値の精度にも限度がある。そのため、干渉の度合いが比較的大きい場合しか検出することができず、例えばロボットに接続されているケーブル同士が接触するようなわずかな干渉を検出することが難しいといった問題がある。また、特開平７−１５２４１３号公報においても動作中のロボットの速度変化や負荷電流値、位置などの変化から干渉を検出しているため、これらの変化の許容値の精度上の限界から、ケーブル類の接触のようなごくわずかな干渉は検出しづらい。
【００１１】
さらに、特開平７−１４５１６号公報の技術のように、シミュレーションによって複数のロボットの動作状態を検証しても、各ロボットのケーブル類の動きまで検証することはできていないのが現状である。
【００１２】
このようなわずかな接触による干渉は、ワークを搬送して位置決めする位置決めロボットなどに対し、溶接ロボットが動作した際にケーブルが接触するような場合に特に問題となる。例えば、位置決めロボットは、直接ワークを把持または支持しているため、わずかな接触であっても、そのために起きた振動などによってワークに傷をつけたり、ワークの位置決め位置にずれが生じたりといった問題を起こしかねない。また、ケーブルなどの接触は、なかなか検出されないため、長い間そのまま同じ部分ばかりが接触していることが多く、その部分が擦り切れて、最悪の場合断線などの障害を引き起こすこともある。
【００１３】
そこで本発明の目的は、複数のロボットが稼動している作業ステージ上において、ロボットに接続されているケーブル類が接触するようなごくわずかな干渉をチェックすることができる干渉検出装置を提供することである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明の目的は、以下の構成により達成される。
【００１５】
（１）ロボットの現在位置を検出する位置検出手段と、複数のロボットが稼動している作業ステージ上で、他のロボットが作動中で前記ロボットが位置決め停止中に前記位置検出手段が検出している現在位置の教示位置に対するずれ量を検出する位置ずれ検出手段と、あらかじめ前記ロボットの停止中における位置決め位置と前記位置検出手段が検出した現在位置とを、停止した前記ロボットの周辺で他のロボットが干渉することなく動作している間の時間比較し、その差が最も大きくなった値を許容値として設定し、該設定された許容値と、前記位置ずれ検出手段が検出したずれ量とを比較して、該ずれ量が該許容値を超えた場合に干渉ありと判断する干渉判断手段と、を有し、前記他のロボットの振動によって現れている現在位置のずれを干渉として検出しないようにし、振動と干渉とを分けて干渉のみを検出することを特徴とするロボットの干渉検出装置。
【００１６】
（２）前記許容値は、前記ロボットの停止中におけるある位置決め位置で設定された前記許容値を他の位置決め位置での前記許容値として使用することを特徴とする請求項１記載のロボットの干渉検出装置。
【００１８】
（３）前記停止しているロボットは、ワークを所定の位置に位置決めしておく位置決めロボットであることを特徴とする。
【００１９】
【発明の効果】
本発明は請求項ごとに以下のような効果を奏する。
【００２０】
請求項１記載の本発明によれば、干渉の検出を行うロボットは、複数のロボットが稼動している作業ステージ上で、他のロボットが作動中に停止しているロボットであり、このロボットが位置決め位置で停止中にその現在位置を取得し、現在位置の位置決め位置に対するずれ量があらかじめ設定された許容値と比較して、許容値を越えた場合に、干渉があるものと判断することとしたので、停止中のロボットは、指令位置に対する検出位置の最大変動幅がどの位置でもほぼ一定であるので、他のロボットや作業機械、あるいはこれらのケーブル類が接触したようなごくわずかな干渉を確実に検出することができる。しかも、あらかじめ設定された許容値は、前記ロボットの停止中における位置決め位置と前記位置検出手段が検出した現在位置とを、停止した前記ロボットの周辺で他のロボットが干渉することなく動作している間の時間比較し、その差が最も大きくなった値を許容値として設定したものであるから、停止中のロボットに振動などによって現れている現在位置のずれを干渉として検出しないようにし、干渉と振動現象とを分けて、確実に干渉のみを検出することができる。特に、動いているロボットが停止中のロボットに接触するような干渉を検出することができる。
【００２１】
請求項２記載の本発明によれば、ある位置決め位置で設定された前記許容値を他の位置決め位置での許容値として使用することとしたので、ロボットの位置決めや動作させたときの速度変化などに依存せずに、一つの許容値を用いることができる。
【００２３】
請求項３記載の本発明は、干渉検出の対象とするロボットを、ワークを所定の位置に位置決めしておく位置決めロボットとしたので、通常の作業において停止している位置決めロボットに、動いているロボットが接触するような干渉を検出することができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下添付した図面を参照して本発明の一実施の形態を説明する。
【００２５】
図１は、本発明を適用したロボットの干渉検出装置の構成を示すブロック図である。
【００２６】
このロボットの干渉検出装置１（以下単に干渉検出装置と称する）は、本干渉検出装置１が接続されている制御装置によって動作させているロボットが位置決め位置で停止した状態のときに、他に動作しているロボットやそのケーブルなどが接触した場合に、これを干渉として検出するものである。
【００２７】
この干渉検出装置１は、ロボットの制御装置５０に接続されていて、その構成は、ロボットの現在位置を算出するための現在位置算出部１１と、許容値であるずれ許容値を設定するずれ許容値設定部１２と、設定されたずれ許容値を記憶するずれ許容値格納部１３と、教示位置に対する現在位置のずれ量を検出するずれ量検出部１４と、ずれ許容値と現在位置のずれ量から干渉を検出する干渉検出部１５と、干渉検出の結果を出力する検出結果出力部１６と、結果を表示する表示部１７とからなる。
【００２８】
ロボットの制御装置５０は、通常のものであり、位置決め位置や動作軌跡などの教示データを格納している教示データ格納部５１と、教示データに従って位置指令値を出力する位置指令部５２と、位置指令値をロボットのモータ駆動アンプ５４に伝えるためのアンプインターフェース（Ｉ／Ｆ）５３と、位置指令値に従ってロボットのモータ５６を駆動するモータ駆動アンプ５４と、モータの回転位置を検出するエンコーダ５７とからなる。
【００２９】
ここでまず、ロボットの制御動作の概略について説明する。
【００３０】
まず、教示データ格納部５１に格納されている教示データが位置指令部５２により読み出される。位置指令部５２では、教示データによる位置決め位置までロボットの軸を動作させるためのモータ回転量を指令するパルス数を算出する。算出された指令パルス数は、アンプＩ／Ｆ５３を通してモータ駆動アンプ５４に出力される。モータ駆動アンプ５４ではエンコーダ５７から出力されるパルス数をカウントして、指令されたモータ回転パルス数と、エンコーダ５７の出力パルス数が一致するまで、モータ５６を駆動する。これにより、教示データに基づいてロボットの軸が移動する。
【００３１】
なお、図１では、ロボットの一つの軸を作動させている一つのモータについて示したが、多軸ロボットの場合でも各軸毎に制御されているものであるため、その制御動作は同じである。また、このようなロボットの動作制御自体は通常のものと同様であるので詳細な説明は省略する。
【００３２】
次に干渉検出装置１の動作を説明する。
【００３３】
干渉検出装置１は、上記のようにしてロボットの動作を制御している制御装置５０に接続されていて、位置指令部５２から位置指令に用いた教示データの指令位置データを取得し、アンプＩ／Ｆ５３を通してエンコーダ５７の出力を取得する。位置データは直接ずれ量検出部１４に入力され、一方、エンコーダ５７から得られたパルス信号は、一旦現在位置算出部１１によって現在位置データに変換された後、ずれ量検出部１４に入力される。ここで、現在位置算出部１１は、用いているエンコータ５７の種類にもよるが、ここでは、モータの回転にともなって発せられたパルスと、そのときの回転方向を示す信号のみであるため、このパルス数を積算することにより現在位置を求めている。
【００３４】
ずれ量検出部１４では、入力された指令位置データと現在位置データを比較して指令位置に対する現在位置のずれ量を検出する。このずれ量は、他のロボットとの干渉がなければ、通常、ロボットが停止した状態の場合、一定の許容範囲内である。
【００３５】
そして、干渉検出部１５では、ずれ量検出部１４が検出したずれ量と、ずれ許容値を比較して、ずれ量が許容範囲から外れた場合に何らかの干渉があるものと判断する。
【００３６】
一方、ずれ量許容値設定部１２は、干渉の有無を判断するための基準値となるずれ許容値の設定を行っており、ここでは、停止状態で、かつ干渉のない所定時間の間に、エンコーダの値を取り込みその中での最大位置変化量をずれ許容値として設定している。設定されたずれ許容値は、ずれ許容値格納部１３に格納される。
【００３７】
ここで、ずれ許容値の設定について説明する。通常、ロボットの各軸は、位置決め位置に到達した時点で教示された内容に従い停止する。例えばワークを所定の位置に位置決めする位置決めロボットでは、ワークを把持（または単に下から支持）した状態で、所定位置に位置決めされて停止する。この状態で見た目には停止しており、作業にはまったく支障がなのであるが、各軸のモータに設けられているエンコーダの値は、微小な触れを示すことがある。これは、例えば作業ステージ上おける他のロボットの動きなどによって起こる振動などが原因であり、干渉がない状態でも発生する。このような停止状態で記録されるずれ量は、エンコーダの検出精度やロボットの組み付け精度、重量などによって異なるが、多い場合には、１／４０回転程度記録されることがある。
【００３８】
そこで、本実施の形態では、先に説明したように、所定時間、例えば停止したロボットの周辺で、他のロボットが干渉することなく動作している間の時間などの間に、この停止状態におけるエンコーダの位置変化を取り込んで、そのときの指令位置に対する変化の最大値をずれ許容値としている。なお、この停止中におけるロボットのずれ量は、指令位置に対する検出位置の最大変動幅がどの位置でもほぼ一定であるため、位置決め位置がどのような地点であってもほぼ同じ値となる。したがって、ある位置決め位置で、許容値を設定すれば、その他の位置決め位置においてもその許容値を使用することができる。すなわち、ロボットの位置決めや動作させたときの速度変化などに依存せずに、一つの許容値を用いることができる。
【００３９】
一方、干渉があった場合のずれ量は、ロボット本体同士ではなく、ケーブル類の接触のようなごくわずかな干渉であっても、停止したロボットにおいては、ロボットの軸そのものが少なからず移動するため、干渉がない状態で記録される位置ずれ量より大きな値となる。したがって、単なる振動によるずれ量の最大値を許容値とすることで、それより大きなずれがあればこれを干渉として検出することができるのである。
【００４０】
次に、図２を参照して、ずれ許容値の設定と、干渉検出動作の手順を説明する。
【００４１】
まず、ずれ許容値の設定処理について説明する。
【００４２】
まず、位置ずれ許容値の設定モードか否かを判断する（Ｓ１）。ここでずれ許容値の設定モードが選択されると、続いて、ずれ許容値設定部１２が、ロボットが停止した状態で、モータ５６の現在値を読み出す（Ｓ１１）。
【００４３】
そして、読み出した現在値から位置指令部５２が出力した指令値を引くことにより、停止状態におけるロボットの位置ずれ量を算出する（Ｓ１２）。
【００４４】
続いて、算出したずれ量がこれまでに記録しているずれ最大値を越えたか否かを判断する（Ｓ１３）。ここで、算出したずれ量がずれ最大値を越えている場合には算出したずれ量をずれ最大値に記録して（Ｓ１４）、ステップＳ１５へ進む。一方、算出したずれ量がずれ最大値を越えていなければ、そのままステップＳ１５へ進む。
【００４５】
続いて、所定時間が経過したか否かを判断し（Ｓ１５）、所定時間が経過していなければ、ステップＳ１１へ戻り、以降所定時間が経過するまで、ステップＳ１１〜Ｓ１５までを繰り返し実行する。一方、ここで、所定時間が経過したなら、ずれ最大値を許容値としてずれ許容値格納部１３へ格納して許容値を更新し（Ｓ１６）、処理を終了する。
【００４６】
なお、ここで、許容値を設定するための所定時間は、例えば、ロボットが位置決め位置で停止した後、次に動き出すまでの時間、また、位置決め位置で停止した後、周辺で接触する可能性のあるロボットが動き出すまでの時間などとするなど、ロボットが停止していて（動作指令が発せられていないこと）、他のロボットとの干渉が発生しない時間であればよい。
【００４７】
次に、干渉検出処理について説明する。
【００４８】
まず、ずれ許容値の設定モードか否かを判断し（Ｓ１）、ここで位置ずれ許容値の設定モードではないことが選択されることで、干渉検出モードとなる。干渉モードでは、続いて、ロボットが停止状態（動作指令が発せられていないこと）であるか否かを判断する（Ｓ２）。ここで、ロボットが停止していなければそのまま処理を終了する。
【００４９】
続いて、ずれ量検出部１４が、ロボットが停止した状態において、モータ５６の現在値を読み出す（Ｓ３）。
【００５０】
そして、読み出した現在値から位置指令部５２が出力した指令値を引くことにより、停止状態におけるロボットの位置ずれ量を算出する（Ｓ４）。
【００５１】
続いて、算出したずれ量が干渉検出部１５へ送られて、算出したずれ量が許容値を超えているか否かを判断する（Ｓ５）。ここで、ずれ量が許容値を越えている場合には、検出結果出力部１６へその旨を伝えて、表示部１７から異常表示を行なって（Ｓ６）、処理を終了する。一方、ずれ量が許容値を越えていなければ、そのまま、ステップＳ２へ戻り、ロボットが動き出すまで干渉検出が行われる。
【００５２】
以上のように本実施形態では、あらかじめ停止状態において、振動などによって生じる位置ずれから許容値を設定し、位置決め位置などで停止した状態での干渉をチェックすることとしているので、単なる周囲の振動などで起こる位置ずれと、他のロボットのケーブル類が接触したような微小な干渉とを区別して、ごくわずかな干渉であっても確実に検出することができる。
【００５３】
したがって、本実施の形態は、例えば、ワークなどを把持または支持して、ワークを所定の位置に位置決めして停止しているような位置決めロボットが、溶接ロボットなど比較的動きの大きなロボットによって干渉されるような場合、特に溶接ロボットのケーブルなどがわずかに触れるような干渉を検出するに好適である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した一実施の形態にかかる干渉検出装置の構成を示すブロック図である。
【図２】上記干渉検出装置の処理手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１…干渉検査装置、
１１…現在位置算出部、
１２…ずれ許容値設定部、
１３…ずれ許容値格納部、
１４…ずれ量検出部、
１５…干渉検出部、
１６…検出結果出力部、
１７…表示部。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a robot interference detection apparatus.
[0002]
[Prior art]
Industrial robots are used in various production factories, for example, automobile production factories.
[0003]
Above all, in an automobile body assembly factory, there are processes such as floor surface, left and right side surfaces and roof surface welding to the main body, and various robots are used in all these processes. For example, a transport robot that transports the main body and various mounting panel parts, a positioning robot that positions the transported panel parts in a predetermined position, and a welding robot that welds panel parts to the main body Many are operating in the stage. In such a work stage, the welding robot moves by sewing between the transfer robot and the positioning robot, and performs the work of welding the parts to the body.
[0004]
By the way, one of the things to be aware of when operating a plurality of robots in the same region is the problem of interference between robots or between a robot and a workpiece or surrounding structure. In an era when the number of operating robots was not so large, an operator visually checked for interference and taught a robot motion trajectory that would not interfere. However, at present, several to several tens of robots operate in cooperation with only one work stage. Furthermore, in a line where such work stages are continuous, the number of robots is also several tens to one hundred. Since the total number of movable axes exceeds a few hundred, the number of movable axes exceeds several hundreds of axes. Therefore, a lot of time and man-hours are required for checking the interference only by visual inspection by the operator.
[0005]
For this reason, various techniques have been developed for detecting interference of robots. For example, Japanese Utility Model Publication No. 62-147487 discloses a technique for causing interference when the positional deviation of the robot exceeds an allowable value in order to prevent the robots in operation from colliding with each other.
[0006]
Japanese Utility Model Laid-Open No. 3-29278 discloses monitoring the deviation between the position data taught to the robot and the actual motion feedback data in order to prevent the robots from colliding with each other. A technique for causing interference in the case of the above is disclosed.
[0007]
Also, for example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-152413, the speed feedback data, the load current value, and the position change of each axis of the robot are monitored, and if any of these changes exceeds a predetermined value, there is interference. Techniques to do this are disclosed.
[0008]
Further, for example, in Japanese Patent Laid-Open No. 7-14516, the robot does not directly check the actual robot interference, but at the time of creating the robot teaching data, the robot motion is verified by simulation using a computer. A technique for creating teaching data that can operate without interference is disclosed.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the technique disclosed in Japanese Utility Model Publication No. 62-147487, the position deviation in the operating robot is detected, so that an appropriate tolerance value with respect to the command position differs depending on the speed. There is a problem that it is necessary to change the deviation value, and there is a limit to the accuracy when changing and setting the allowable deviation value, so that a slight interference such as contact of cables cannot be detected.
[0010]
The technique disclosed in Japanese Utility Model Publication No. Hei 3-29278 is also intended for detecting the interference of a moving robot body, and therefore the detection position relative to the position command value when there is no interference due to the operation speed of the robot. The amount of deviation changes, so it is necessary to change the allowable value according to the speed, and the accuracy of the allowable value is limited. Therefore, it can be detected only when the degree of interference is relatively large. For example, there is a problem that it is difficult to detect slight interference such that cables connected to the robot come into contact with each other. Also, in Japanese Patent Laid-Open No. 7-152413, since interference is detected from changes in the speed of the robot in operation, changes in load current value, position, etc. Very little interference such as contact of the kind is difficult to detect.
[0011]
Furthermore, as in the technique disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 7-14516, even if the operation states of a plurality of robots are verified by simulation, the movement of cables of each robot cannot be verified.
[0012]
Such interference due to slight contact is particularly a problem when a cable comes into contact with a positioning robot that transports and positions a workpiece when the welding robot operates. For example, a positioning robot directly grips or supports a workpiece, so even a slight contact can cause problems such as scratching the workpiece due to vibrations caused by that, and displacement of the workpiece positioning position. It can happen. In addition, since the contact of the cable or the like is not easily detected, only the same part is often in contact for a long time, and the part is worn out, which may cause a failure such as disconnection in the worst case.
[0013]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an interference detection device capable of checking a slight interference such that cables connected to a robot come into contact with each other on a work stage where a plurality of robots are operating. It is.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
The object of the present invention is achieved by the following configurations.
[0015]
(1) Position detection means for detecting the current position of the robot, and the position detection means detects while the other robot is operating and the robot is stopped in positioning on the work stage where a plurality of robots are operating. A position deviation detecting means for detecting a deviation amount of the current position with respect to the teaching position, a positioning position when the robot is stopped and a current position detected by the position detecting means in advance around the stopped robot Are compared with each other during operation without interference, and a value having the largest difference is set as an allowable value, and the set allowable value and the deviation amount detected by the positional deviation detection means are calculated. in comparison, anda interference determining means for determining there is an interference in the case where the deviation amount exceeds the allowable value, the deviation of the current position appearing by the vibration of said other robot Do not detected as interference, interference detection apparatus for a robot, characterized by detecting only the interference by dividing the interference and vibration.
[0016]
(2) The robot interference according to claim 1 , wherein the allowable value uses the allowable value set at a certain positioning position while the robot is stopped as the allowable value at another positioning position. Detection device.
[0018]
( 3 ) The stopped robot is a positioning robot that positions a workpiece at a predetermined position.
[0019]
【The invention's effect】
The present invention has the following effects for each claim.
[0020]
According to the first aspect of the present invention, the robot that detects interference is a robot that is stopped while another robot is operating on a work stage on which a plurality of robots are operating. Obtaining the current position while stopping at the positioning position, comparing the current position relative to the positioning position with the preset allowable value, and determining that there is interference when the allowable value is exceeded. Therefore, since the maximum fluctuation range of the detection position with respect to the commanded position is almost constant at any position, the stopped robot has a slight interference such as contact with other robots, work machines, or these cables. It can be detected reliably. In addition, the preset allowable value is operated without interference between the stopped robot and the current position detected by the position detecting means in the vicinity of the stopped robot. Compared to the time between them, the value with the largest difference is set as the allowable value, so the deviation of the current position that appears due to vibration etc. in the stopped robot is not detected as interference, Separated from the vibration phenomenon, only interference can be reliably detected. In particular, it is possible to detect interference such that a moving robot comes into contact with a stopped robot.
[0021]
According to the second aspect of the present invention, since the allowable value set at a certain positioning position is used as an allowable value at another positioning position, the robot is positioned or a speed change is caused when the robot is operated. One tolerance can be used without depending on.
[0023]
According to the third aspect of the present invention, since the robot that is the object of interference detection is a positioning robot that positions a workpiece at a predetermined position, the robot that is moving in place of the positioning robot that is stopped in normal work Can be detected.
[0024]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
[0025]
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a robot interference detection apparatus to which the present invention is applied.
[0026]
This robot interference detection device 1 (hereinafter simply referred to as an interference detection device) operates in a state where the robot operated by the control device to which the interference detection device 1 is connected is stopped at the positioning position. When a robot or its cable touches, this is detected as interference.
[0027]
This interference detection apparatus 1 is connected to a robot control apparatus 50, and the configuration thereof includes a current position calculation unit 11 for calculating the current position of the robot, and a deviation tolerance that sets a deviation tolerance value that is a tolerance value. A value setting unit 12, a deviation allowable value storage unit 13 for storing the set deviation allowable value, a deviation amount detecting unit 14 for detecting a deviation amount of the current position with respect to the teaching position, and a deviation allowable value and a deviation amount of the current position. Interference detection unit 15 for detecting interference, detection result output unit 16 for outputting the result of interference detection, and display unit 17 for displaying the result.
[0028]
The robot control device 50 is a normal one, a teaching data storage unit 51 that stores teaching data such as a positioning position and an operation locus, a position command unit 52 that outputs a position command value according to the teaching data, An amplifier interface (I / F) 53 for transmitting the command value to the motor drive amplifier 54 of the robot, a motor drive amplifier 54 for driving the motor 56 of the robot according to the position command value, and an encoder 57 for detecting the rotational position of the motor Consists of.
[0029]
First, an outline of the control operation of the robot will be described.
[0030]
First, the teaching data stored in the teaching data storage unit 51 is read by the position command unit 52. The position command unit 52 calculates the number of pulses for commanding the motor rotation amount for operating the robot axis to the positioning position based on the teaching data. The calculated command pulse number is output to the motor drive amplifier 54 through the amplifier I / F 53. The motor drive amplifier 54 counts the number of pulses output from the encoder 57 and drives the motor 56 until the commanded number of motor rotation pulses matches the number of output pulses of the encoder 57. As a result, the axis of the robot moves based on the teaching data.
[0031]
Although FIG. 1 shows one motor that operates one axis of the robot, the control operation is the same because it is controlled for each axis even in the case of a multi-axis robot. . Further, since the operation control of the robot itself is the same as a normal one, detailed description thereof is omitted.
[0032]
Next, the operation of the interference detection apparatus 1 will be described.
[0033]
The interference detection device 1 is connected to the control device 50 that controls the operation of the robot as described above, acquires the command position data of the teaching data used for the position command from the position command unit 52, and the amplifier I The output of the encoder 57 is acquired through / F53. The position data is directly input to the deviation amount detection unit 14, while the pulse signal obtained from the encoder 57 is once converted into current position data by the current position calculation unit 11 and then input to the deviation amount detection unit 14. . Here, although the current position calculation unit 11 depends on the type of the encoder 51 used, here, only the pulse generated with the rotation of the motor and the signal indicating the rotation direction at that time are used. The current position is obtained by integrating the number of pulses.
[0034]
The deviation amount detection unit 14 compares the input command position data with the current position data, and detects the deviation amount of the current position with respect to the command position. If there is no interference with other robots, this deviation amount is usually within a certain allowable range when the robot is stopped.
[0035]
Then, the interference detection unit 15 compares the deviation amount detected by the deviation amount detection unit 14 with the deviation allowable value, and determines that there is some interference when the deviation amount is out of the allowable range.
[0036]
On the other hand, the deviation amount allowable value setting unit 12 performs setting of a deviation allowable value that serves as a reference value for determining the presence or absence of interference, and here, during a predetermined time in a stopped state and without interference, The encoder value is taken in, and the maximum position change amount is set as an allowable deviation value. The set deviation allowable value is stored in the deviation allowable value storage unit 13.
[0037]
Here, the setting of the allowable deviation value will be described. Normally, each axis of the robot stops according to the taught contents when reaching the positioning position. For example, in a positioning robot that positions a workpiece at a predetermined position, the workpiece is positioned at a predetermined position and stopped while the workpiece is gripped (or simply supported from below). Although it is visually stopped in this state and the work is completely hindered, the value of the encoder provided in the motor of each axis may show a slight touch. This is caused, for example, by vibrations caused by movements of other robots on the work stage, and occurs even when there is no interference. The amount of deviation recorded in such a stopped state varies depending on the detection accuracy of the encoder, the assembly accuracy of the robot, the weight, and the like, but in many cases, it may be recorded about 1/40 rotation.
[0038]
Therefore, in the present embodiment, as described above, in this stop state during a predetermined time, for example, a time during which other robots operate without interference around the stopped robot. The encoder position change is taken in, and the maximum value of the change with respect to the command position at that time is set as the allowable deviation value. Note that the amount of deviation of the robot during the stop is substantially the same regardless of the position of the positioning position because the maximum fluctuation range of the detection position with respect to the command position is substantially constant at any position. Therefore, if an allowable value is set at a certain positioning position, the allowable value can be used at other positioning positions. That is, one allowable value can be used without depending on the positioning of the robot or the speed change when the robot is operated.
[0039]
On the other hand, the amount of deviation when there is interference is not between the robot bodies, but even if there is a slight interference such as cable contact, the robot axis itself moves a little in a stopped robot. The value is larger than the amount of positional deviation recorded in a state where there is no interference. Therefore, by setting the maximum deviation amount due to vibration as an allowable value, if there is a deviation larger than that, it can be detected as interference.
[0040]
Next, with reference to FIG. 2, the procedure for setting the allowable deviation and the interference detection operation will be described.
[0041]
First, the setting process of the allowable deviation value will be described.
[0042]
First, it is determined whether or not the mode for setting the allowable deviation is set (S1). When the deviation allowable value setting mode is selected, the deviation allowable value setting unit 12 reads the current value of the motor 56 with the robot stopped (S11).
[0043]
Then, by subtracting the command value output from the position command unit 52 from the read current value, the positional deviation amount of the robot in the stopped state is calculated (S12).
[0044]
Subsequently, it is determined whether or not the calculated deviation amount exceeds the maximum deviation value recorded so far (S13). If the calculated deviation amount exceeds the maximum deviation value, the calculated deviation amount is recorded as the maximum deviation value (S14), and the process proceeds to step S15. On the other hand, if the calculated deviation amount does not exceed the deviation maximum value, the process proceeds to step S15 as it is.
[0045]
Subsequently, it is determined whether or not a predetermined time has elapsed (S15). If the predetermined time has not elapsed, the process returns to step S11, and thereafter, steps S11 to S15 are repeatedly executed until the predetermined time elapses. On the other hand, if the predetermined time has elapsed, the maximum deviation value is stored in the allowable deviation value storage unit 13 as the allowable value, the allowable value is updated (S16), and the process ends.
[0046]
Here, the predetermined time for setting the allowable value is, for example, the time until the robot starts moving after it stops at the positioning position, or there is a possibility of contact in the vicinity after stopping at the positioning position. It may be a time when the robot is stopped (no operation command is issued) and interference with other robots does not occur, such as a time until a robot starts moving.
[0047]
Next, interference detection processing will be described.
[0048]
First, it is determined whether or not the mode is a setting mode for allowable deviation (S1), and the mode is set to the interference detection mode by selecting that the mode is not a setting mode for allowable deviation. Next, in the interference mode, it is determined whether or not the robot is in a stopped state (no motion command is issued) (S2). Here, if the robot is not stopped, the processing is ended as it is.
[0049]
Subsequently, the deviation amount detection unit 14 reads the current value of the motor 56 in a state where the robot is stopped (S3).
[0050]
Then, by subtracting the command value output from the position command unit 52 from the read current value, the positional deviation amount of the robot in the stopped state is calculated (S4).
[0051]
Subsequently, the calculated deviation amount is sent to the interference detection unit 15, and it is determined whether or not the calculated deviation amount exceeds an allowable value (S5). Here, if the deviation amount exceeds the allowable value, the detection result output unit 16 is notified of this, and an abnormal display is performed from the display unit 17 (S6), and the process ends. On the other hand, if the deviation amount does not exceed the allowable value, the process returns to step S2 and interference detection is performed until the robot starts to move.
[0052]
As described above, in the present embodiment, an allowable value is set in advance from a positional deviation caused by vibration or the like in a stopped state, and interference in a stopped state at a positioning position or the like is checked. It is possible to reliably detect even a slight interference by discriminating between the positional deviation occurring in step 1 and the minute interference such as contact of cables of other robots.
[0053]
Therefore, in this embodiment, for example, a positioning robot that holds or supports a workpiece or the like and positions and stops the workpiece at a predetermined position is interfered by a robot with relatively large movement such as a welding robot. In such a case, it is particularly suitable for detecting interference in which the cable of the welding robot touches slightly.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an interference detection apparatus according to an embodiment to which the present invention is applied.
FIG. 2 is a flowchart showing a processing procedure of the interference detection apparatus.
[Explanation of symbols]
1 ... Interference inspection device,
11: Current position calculation unit,
12: Allowable deviation setting unit,
13: Allowable deviation storage unit,
14: Deviation amount detection unit,
15 ... interference detection unit,
16: Detection result output unit,
17: Display unit.

Claims

ロボットの現在位置を検出する位置検出手段と、
複数のロボットが稼動している作業ステージ上で、他のロボットが作動中で前記ロボットが位置決め停止中に前記位置検出手段が検出している現在位置の教示位置に対するずれ量を検出する位置ずれ検出手段と、
あらかじめ前記ロボットの停止中における位置決め位置と前記位置検出手段が検出した現在位置とを、停止した前記ロボットの周辺で他のロボットが干渉することなく動作している間の時間比較し、その差が最も大きくなった値を許容値として設定し、該設定された許容値と、前記位置ずれ検出手段が検出したずれ量とを比較して、該ずれ量が該許容値を超えた場合に干渉ありと判断する干渉判断手段と、を有し、
前記他のロボットの振動によって現れている現在位置のずれを干渉として検出しないようにし、振動と干渉とを分けて干渉のみを検出することを特徴とするロボットの干渉検出装置。Position detecting means for detecting the current position of the robot;
Position shift detection that detects the amount of shift from the current position detected by the position detection means while the other robot is operating and the robot is stopped in positioning on a work stage where a plurality of robots are operating. Means,
The positioning position during the stop of the robot and the current position detected by the position detecting means are compared in time while the other robot is operating without interference around the stopped robot, and the difference is The largest value is set as an allowable value, and the set allowable value is compared with the amount of deviation detected by the positional deviation detection means, and interference occurs when the amount of deviation exceeds the allowable value. Interference determination means for determining
An interference detection apparatus for a robot, wherein the deviation of the current position that appears due to the vibration of the other robot is not detected as interference, and only the interference is detected separately for vibration and interference.

前記許容値は、前記ロボットの停止中におけるある位置決め位置で設定された前記許容値を他の位置決め位置での前記許容値として使用することを特徴とする請求項１記載のロボットの干渉検出装置。 The robot interference detection apparatus according to claim 1, wherein the allowable value uses the allowable value set at a certain positioning position while the robot is stopped as the allowable value at another positioning position.

前記停止しているロボットは、ワークを所定の位置に位置決めしておく位置決めロボットであることを特徴とする請求項１記載のロボットの干渉検出装置。 The robot interference detection apparatus according to claim 1, wherein the stopped robot is a positioning robot that positions a workpiece at a predetermined position.