JPH0276691A - 産業用ロボットにおける動作停止方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 この発明は産業用ロボットにおける動作停止方法および
その装置に関し、さらに詳細にいえば、特にロボット教
示、または計算により設定された動作を確認するための
動作点の再生中にワーク等と干渉する状態が発生した場
合等に好適に適用される動作停止方法およびその装置に
関する。

〈従来の技術、および発明が解決しようとする課題〉 従来から種々の用途に産業用ロボットが適用されており
、このような産業用ロボットは処理対象ワークの位置、
形状等に最適な動作を行なわせるベく教示作業、または
計算結果入力作業が行なわれる。具体的には、予め複数
個の離散的な動作点が教示させ、または計算により設定
される。

この場合には、隣合う動作点間を補間したきめ細かい多
数の点データをロボットコントローラにおいて８際時間
で自動的に補間して生成し、生成された多数の補間点デ
ータに基づいて産業ロボットが動作させられる。即ち、
必要な教示作業、または計算結果の入力作業を大巾に減
少することができる。

しかし、上記のような教示データ、または計算結果に基
づいて実際に産業用ロボットを動作させる場合には、教
示点間の軌跡データを自動的に生成するのであるから、
ロボットハンド、ロボットアーム等とワーク、他の構造
物等との干渉が発生する可能性があるので、光、静電気
、超音波式等の非接触検出器を産業用ロボットの所定箇
所に装着しておき、非接触検出器によりワーク、他の構
造物等に対して所定距離以下にまで接近した状態を検出
して産業用ロボットに動作停止指令を与える安全装置を
組込んでおくことが望ましい。そして、干渉が発生しそ
うになった場合に、安全装置等の周辺機器からロボット
コントローラを通して動作停止指令を与えることにより
産業用ロボットの動作を停止させる。しかし、このよう
な操作を行なっても、産業用ロボットは直ちに停止する
のではなく、慣性、電気的処理の遅延等の影響を受けて
動作停止指令後ある程度の時間は産業用ロボットが動作
を継続するので、動作停止指令を与える限界距離の設定
によっては、ロボットハンド、ロボットアーム等がワー
ク、治具、または他の構造物を押圧した状態で停止して
しまう可能性がかなり高い。

この結果、ロボットコントローラを通して抑圧状態を解
消させるように産業用ロボットを、作業者が手動操作に
より少しだけ動作させなければならなくなるのであるが
、最終的な停止状態しかわからないのであるから、産業
用ロボットを復動させる積りであっても、このような状
態が発生したことに伴なう精神的な動揺を伴なった状態
では、誤った動作方向を指令する可能性がかなり高くな
るので、押圧力が一層大きくなってしまい、ワーク、他
の構造物等を破壊してしまうことになるという問題があ
る。また、ワークの形状、ロボットの姿勢および押圧箇
所によってはワークが産業用ロボットに追従して移動さ
せられてしまい、作業者が怪我をしてしまう可能性があ
るという問題もある。そして、非接触検出器が必要にな
る関係上、産業用ロボットが高価なものになってしまう
という問題もある。

また、動作停止指令を与える限界距離を十分に大きく設
定しておくこともできるが、非接触検出器によっては接
近状態が検出できない部分がワーク、他の構造物等に接
近する場合には作業者がロボットコントローラを通して
動作停止指令を与えなければならず、慣性、電気的処理
の遅延等の影響を受けて圧接状態で停止してしまう可能
性が高くなってしまう。

また、動作停止指令が与えられた場合に、産業用ロボッ
トを強制的に原点、または退避点に復帰させることも考
えられるが、どのような経路を通って復帰すると安全で
あるのかは全く不明であるから、ロボットハンド等の停
止位置、ワークの形状および抑圧箇所等によってはワー
クを引っかけてしまうことになり、ワークの破損、作業
者の怪我等が発生する可能性が高くなってしまうという
問題がある。

さらに、通常の動作停止指令ではなく、作業者の安全の
ためのインターロック信号に起因する非常停止動作が行
なわれた場合にも、その後の復動動作指令によっては圧
接力を大きくしてしまったり、作業者に怪我をさせてし
まったりするという問題がある。〈発明の目的〉 この発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、
慣性、処理の遅延等の影響を可能な限り排除して、産業
用ロボットの復帰動作を安全に行なわせることができる
ようにする産業用ロボットにおける動作停止方法および
その装置を提供することを目的としている。

く課題を解決するための手段〉 上記の目的を達成するための、この発明の産業用ロボッ
トにおける動作停止方法は、外部の安全装置等の周辺機
器から動作停止指令が与えられたことを条件として産業
用ロボットを減速させることにより動作を停止させ、動
作停止後にそれまでの動作軌跡を逆に辿って所定の復帰
動作を行なわせた後、産業用ロボットの動作を再び停止
させる方法である。

但し、所定の復帰動作が低速で行なわれることが好まし
い。

上記の目的を達成するための、この発明の産業用ロボッ
トにおける動作停止装置は、所定の時間内における産業
用ロボットの動作軌跡データを順次更新しながら保持す
る軌跡保持手段と、産業用ロボットが動作停止指令によ
り停止さ゛せられたことを条件として軌跡保持手段から
動作軌跡データを逆に順次読出す軌跡データ読出し手段
と、読出された軌跡データに基づいて産業用ロボットを
低速で動作させるロボット制御手段とを具備している。

く作用〉 以上の動作停止方法であれば、外部の安全装置等の周辺
機器から動作停止指令が与えられたことを条件として産
業用ロボットを一旦停止させ、動作停止後にそれまでの
動作軌跡を逆に辿って所定の復帰動作を行なわせた後、
産業用ロボットの動作を再び停止させるので、慣性、処
理の遅延等の影響を受けて産業用ロボットが余分な動作
を行なっても、その後、往道軌跡にかなり高精度に近似
できる復動軌跡に沿って産業用ロボットを復動させるこ
とができるので、復動途中においてワーク等を引っかけ
るような不都合を確実に阻止して、最終的に非圧接状態
で産業用ロボットを停止させることができる。

そして、所定の復帰動作が低速で行なわれる場合には、
復動軌跡に沿って動作する産業用ロボットが必要以上の
速度でに復動させられてしまうことを防止するので、復
動動作途中における安全性を高めることができる。

上記の目的を達成するための、この発明の産業用ロボッ
トにおける動作停止装置は、産業用ロボットが動作して
いる間ずっと現在位置までの所定の時間内における産業
用ロボットの動作軌跡データを順次更新しながら軌跡保
持手段に保持させることができる。そして、産業用ロボ
ットが非常停止指令を含む動作停止指令により停止させ
られた場合に、軌跡データ読出し手段により軌跡保持手
段から動作軌跡データを逆に順次読出し、読出した軌跡
データに基づいてロボット制御手段により産業用ロボッ
トを低速で動作させるので、往道軌跡に高精度で近似さ
れる復動軌跡に沿って産業用ロボットを復動させること
ができ、復動途中においてワーク等を引っかけるような
不都合を確実に阻止して、最終的に、ワーク、他の構造
物等を圧接しない状態で産業用ロボットを停止させるこ
とができる。

〈実施例〉 以下、実施例を示す添付図面によって詳細に説明する。

第１図はこの発明の動作停止方法を採用した産業用ロボ
ットの動作を説明するフローチャートである。

先ず、ステップ■において産業用ロボットを動作させる
ために必要なアーム長、ギア比、原点位置等のパラメー
タを初期設定した後、通常処理ループに入る。そして、
ステップ■において外部からの動作停止要求があったか
否かを判別し、動作停止要求がなかった場合には、ステ
ッ゛ブ■において通常のロボット動作処理を行ない、ス
テップ■において往動軌跡データをバッファリングした
後、再びステップ■の判別を行なう。

上記ステップ■において動作停止要求があったと判別さ
れた場合には、ステップ■において非常停止であるか否
かを判別し、通常の外部からの動作停止要求であると判
別されれば、ステップ■において、ロボットアームを駆
動するためのサーボ系における最大減速定数で減速動作
を行なわせ、産業用ロボットを停止させる。そして、ス
テップ■において、この時点までにバッファリングされ
ている往動軌道データを逆の順番に読出し、予め設定さ
れている個数の最新の往動軌跡データに基づく復動動作
を低速で行なわせる。逆に、ステップ■において非常停
止であると判別された場合には１、ステップ■において
エラーコードに基づいて故障か否かを判別し、故障でな
いと判別された場合には、ステップ■において復帰入力
があるまで待って、ステップ［相］において動力系の電
源を投入するとともに、制動状態を解除し、その後、ス
テップ■の処理を行なう。上記ステップ■において故障
であると判別された場合には、ステップ■において全て
の電源を遮断し、その後、故障箇所の修理が行なわれる
。

また、ステップ■の処理を行なった後は、再びステップ
■の判別を行なう。

したがって、何ら停止要求がない状態では、予め設定さ
れた時間間隔で往動軌跡データをバッファリングしなが
ら所定のロボット動作を行なわせることができる。

また、通常の外部からの動作停止指令が与えられた場合
には、通常の制動動作を行なって産業用ロボットを停止
させた後、バッファリングされている往動軌跡データを
逆に順次読出して産業用ロボットを動作させることによ
り、往動軌跡にほぼ沿う状態で産業用ロボットを復動さ
せ、仮にワーク等を押圧する状態で産業用ロボットが停
止していても、ワーク等から離れた状態にすることがで
きる。

さらに、産業用ロボット自体の故障等に起因する非常停
止指令が与えられた場合には、動力系の電源遮断および
メカニカルブレーキの併用により産業用ロボットが停止
させられるのであり、そのままで復動させることはでき
ないのであるから、全ての電源を遮断した状態で故障原
因等を解明し、修理した後においてのみ動作するのであ
り、この機能に起因して事故が増長されるという不都合
は全くない。

また、慣性等に起因する制御停止から実際にロボットが
停止するまでの時間が最大２０　ｍ５ｅｃ程度であるこ
とを考慮すれば、往動軌跡と復動軌跡とのずれは余り大
きくなく、復動時の速度を低速にすることにより慣性等
の影響を無視することができる。

第２図はこの発明の動作停止装置の一実施例を組込んだ
産業用ロボットの構成を示すブロック図である。

図示しないティーチペンダント等から教示入力された動
作点データ、または計算により設定入力された動作点デ
ータを保持する動作点データメモリ（１）と、動作点デ
ータに基づいて多数の往動軌跡データを順次生成する軌
跡データ生成部（２）と、順次生成される軌跡データが
供給されることにより所期のロボット動作を行なわせる
ロボット制御部（３）と、通常のロボット動作を行ない
ながら所定時間間隔毎に往動軌跡データが書込まれるＬ
ＩＦＯメモリ（４）と、ＬＩＦＯメモリ（４）からデー
タを読出してロボット制御部（３）に供給する復動制御
部（５）とを有している。

上記ロボット制御部（３）は、軌跡データが供給されて
いる場合に、軌跡データに基づくロボット動作を行なわ
せるとともに、軌跡データが供給されない場合に制動動
作を行なわせるものである。

上記ＬＩＦＯメモリ（４）は、軌跡データ生成部（２）
において順次生成された往動軌跡データが書込まれるも
のであり、最新の往動軌跡データから順に所定個数の往
動軌跡データが生成順に格納されている。そして、読出
し指令が与えられた場合に、最新の往動軌跡データから
順に読出される。尚、データ読出し速度は、軌跡データ
生成部（２）におけるデータ生成速度よりも遅く設定し
である。

上記復動制御部（５）は、通常の停止指令が与えられ、
かつロボットが完全に停止したことを条件としてＬＩＦ
Ｏメモリ（４）に読出し指令を与える第１制御部（５１
）と、非常停止指令が与えられた後、復帰入力が与えら
れたことを条件としてＬＩＦＯメモリ（４）に読出し指
令を与える第２制御部（５２）と、動作停止指令が与え
られたことを条件として軌跡データ生成部（２の動作を
停止させる第３制御部（５３）とを有している。

上記の構成の産業用ロボットの動作は次のとおりである
。

何ら動作停止指令が与えられていない状態においては、
軌跡データ生成部（２が動作して順次往動軌跡データを
生成し、ロボット制御部（３）に供給するので、教示デ
ータに基づくロボット動作を行なうことができる。

そして、ロボット動作の途中において産業用ロボットを
停止させる必要が生じた場合には、ロボットコントロー
ラ（図示せず）を通して通常の動作停止指令を与えれば
よく、第３制御部（５３）により軌跡データ生成部（２
）を停止させることができるので、ロボット制御部（３
）により所定の制動動作が行なわれる。制動動作を行な
った結果、産業用ロボットが停止すれば、第１制御部（
５１）によりＬＩＦＯメモリ（４）からのデータ読出し
が行なわせられるとともに、データ読出し速度が低速に
設定されているのであるから、ロボット制御部（３）に
より産業用ロボットが逆方向に、かつ低速に動作させら
れる。したがって、慣性等の影響を受けてロボットハン
ド等がワーク等に押圧させられた状態で一旦停止しても
、その後、逆方向に動作させられることにより、抑圧状
態を確実に解除することができる。

また、産業用ロボット自体に故障が発生した場合には、
自動的に非常停止指令が与えられるので、図示しない非
常停止制御部により動力系の電源遮断およびメカニカル
ブレーキによる制動が行なわれ、産業用ロボットを可能
な限り迅速に停止させることができる。即ち、この状態
では動力系の電源が、遮断されているのでそのまま停止
状態が持続させられるため、こ・の機能に起因して事故
が増長されるという不都合は全くない。

上記の実施例においては、産業用ロボットの用途につい
て何ら説明していないが、部品組付け、切削加工、研磨
加工等種々の用途に適用することができる。

尚、この発明は上記の実施例に限定されるものではなく
、例えば、復帰時の動作速度を停止指令が与えられてい
ない状態の動作速度と等しく設定することが可能である
ほか、復動させるべき往動軌跡データの数を適宜設定す
ることが可能であり、その他、この発明の要旨を変更し
ない範囲内において種々の設計変更を施すことが可能で
ある。

〈発明の効果〉 以上のように第１の発明は、慣性、処理の遅延等の影響
を受けて産業用ロボットが余分な動作を行なっても、そ
の後、往道軌跡にかなり高精度に近似できる復動軌跡に
沿って産業用ロボットを復動させるので、復動途中にお
いてワーク等を引っかけるような不都合を確実に阻止し
て、最終的に非圧接状態で産業用ロボットを停止させる
ことができ、安全性を著しく向上させることができると
いう特有の効果を奏する。

第２の発明は、復動軌跡に沿って動作する産業用ロボッ
トが復動動作する場合に低速で動作するため、復動動作
途中における安全性を一層高めることができるという特
有の効果を奏する。

第３の発明は、往道軌跡に高精度で近似される復動軌跡
に沿って産業用ロボットを復動させることができ、復動
途中においてワーク等を引っかけるような不都合を確実
に阻止して、最終的に、ワ一り、他の構造物等を圧接し
ない状態で産業用ロボットを停止させることができ、安
全性を著しく向上させることができるという特有の効果
を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の動作停止方法を採用した産業用ロボ
ットの動作を説明するフローチャート、第２図はこの発
明の動作停止装置の一実施例を組込んだ産業用ロボット
の構成を示すブロック囲み（３）・・・ロボット制御部
、（４）・・・ＬＩＦＯメモリ、（５）・・・復動制御
部、（５１）・・・第１制御部、（５２）・・・第２制
御部、（５３）・・・第３制御部特許出願人　　ダイキ
ン工業株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、外部の周辺機器から動作停止指令が与えられたこと
   を条件として産業用ロボットを減速させることにより動
   作を停止させ、動作停止後にそれまでの動作軌跡を逆に
   辿って所定の復帰動作を行なわせた後、産業用ロボット
   の動作を再び停止させることを特徴とする産業用ロボッ
   トにおける動作停止方法。 ２、所定の復帰動作が低速で行なわれる上記特許請求の
   範囲第１項記載の産業用ロボットにおける動作停止方法
   。 ３、所定の時間内における産業用ロボットの動作軌跡デ
   ータを順次更新しながら保持する軌跡保持手段（４）と
   、産業用ロボットが動作停止指令により停止させられた
   ことを条件として軌跡保持手段（４）から動作軌跡デー
   タを逆に順次読出す軌跡データ読出し手段（５）（５１
   ）（５２）（５３）と、読出された軌跡データに基づい
   て産業用ロボットを低速で動作させるロボット制御手段
   （３）とを具備していることを特徴とする産業用ロボッ
   トにおける動作停止装置。