JPH0540903U - ロボツトの制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ロボット本体をコンベアに平行に設置しない
にも拘らず、簡単な教示作業により、ロボット本体をコ
ンベアに精度良く追従せしめることができる制御装置を
提供する。 【構成】 本考案のロボットの制御装置は、メモリ８を
有するロボット本体１の動作を制御するためのロボット
コントローラ３と、コンベア６の移動量により作動する
リミットスイッチ４と、直進型コンベア６の移動距離を
計測するためのエンコーダ５とから構成されており、メ
モリ８内に記憶させてあるコンベアの移動方向ベクトル
を利用して再生時の位置を算出するものである。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案はロボットの制御装置に関する。さらに詳しくは、簡単な教示作業によ り、直進型搬送装置（以下、コンベアで代表させる）にロボット本体を精度良く 追従させることができるロボットの制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来、塗装などの作業を人間に代わって行う自動機として動作プログラムを変 更することにより多様なワークにフレキシブルに対応しうる教示・再生型の工業 用ロボットが用いられている。このようなロボットは、とくに自動車などの流れ 生産ラインなどにおいては、コンベアなどにより次々搬送されるワークに対する 作業に用いられることが多い。

【０００３】 そして、このロボットを制御する装置は、静止しているワークに対して教示さ れた動作と、ロボットアーム先端の作業具（たとえば塗装ガン）をロボット本体 に平行移動または回転運動させるような動作とを合成させることによりロボット 本体をワークに対して追従させていた。たとえば搬送経路が直線状であるばあい は、コンベアの搬送方向と、ロボット本体を基準とするロボット座標の一つの軸 （たとえばｘ軸）とが互いに平行になるようにロボット本体を据え付けていた。

【０００４】 かかるばあい、前記作業具の平行移動方向を実際のコンベアの搬送経路に対応 させる作業がむずかしく、時間と設備を要するものであった。また、ワークの搬 送方向と前記ロボット座標のｘ軸との平行度を出すために多大な時間を要するう えに、実際にはどうしてもワークとロボットの相対位置関係がずれるという問題 があった。

【０００５】 かかる問題を解消すべく新たな制御装置が提案されている（特開平２−１６７ ６８５号公報）。

【０００６】 このものは、まずコンベア上にワークを取り付けたうえで搬送させ、搬送量が 異なる２カ所以上の位置でワークの同一点を搬送量と対応させて教示することに より、ロボット本体に対するワークの搬送経路を搬送量をパラメータとして求め るものである。そして作業時には、制御装置がこの搬送経路のデータと搬送量に 基づいてロボット本体を制御して搬送されるワークに追従するようにしたもので ある。

【０００７】

【考案が解決しようとする課題】

前記公報に開示された制御装置においては、コンベアを移動させ、かつワーク の同一点を搬送距離の異なる２ケ所以上の位置で教示しなければならないため時 間を要する。さらに、搬送経路の教示を必らず作業教示の前に実施しなければな らず、もし先に作業教示を行なったばあいはその教示データは無効となってしま う。

【０００８】 本考案はかかる従来技術の問題点に鑑みなされたものであって、ロボット本体 をコンベアに平行に設置しなくても、簡単な教示作業により、ロボット本体をコ ンベアに精度良く追従せしめうるロボットの制御装置を提供することを目的とし ている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

前記目的を達成するために本考案の制御装置は、メモリを有するロボット本体 を制御するためのロボットコントローラと、コンベアの移動により作動するリミ ットスイッチと、直進型コンベアの移動距離を計測するためのエンコーダとから 構成されており、前記ロボットコントローラが、静止したコンベア上のコンベア の移動方向（以下、単にコンベア方向という）に沿ってたがいに離間した２点を 教示することにより求められたコンベア方向ベクトルと、作業教示において求め られたロボットの位置データおよび前記リミットスイッチとエンコーダとから求 められたコンベアの移動量とに基づいてロボットアーム位置を算出して、ロボッ ト本体を搬送されるワークに追従せしめることを特徴としている。

【００１０】

【作用】

本考案のロボットの制御装置においては、まず直進型コンベアの移動方向に沿 ってたがいに離間した２点を教示することにより、ロボット座標におけるコンベ ア方向の単位ベクトルを求める。

【００１１】 つぎにロボットに対して作業教示を行なう。作業教示はワークを取り付けたコ ンベアを移動させつつ行ない、そのときに得られたロボットの位置データと、リ ミットスイッチ作動時点からエンコーダによって計測されたコンベア移動量（コ ンベアの位置データ）とは、ロボットコントローラ中のメモリに記憶される。

【００１２】 なお、再生作業以前であれば前記コンベア方向の教示は作業教示の前後いずれ の時点で実施してもよい。

【００１３】 この作業教示が終了すると、ロボットの再生作業がなされる。この再生作業時 におけるロボットの再生位置は、前記教示時のデータと、リミットスイッチおよ びエンコーダから求める再生時のコンベア位置データと、前記コンベア方向の単 位ベクトルとを演算処理することにより求められる。

【００１４】 このように、コンベア方向の単位ベクトルを求めて再生作業を行なうため、ロ ボット本体をコンベアに平行に設置しなくてもよい。したがって、ロボット本体 の据え付け作業が簡単となる。

【００１５】

【実施例】

つぎに添付図面を参照しながら本考案の制御装置について説明する。

【００１６】 図１は本考案の制御装置の一実施例をロボット本体およびワーク搬送ラインと 共に示す斜視図、図２は図１における制御装置のブロック図、図３はコンベア方 向を求めるときの説明図、図４は作業教示時のブロック図、図５は再生時のブロ ック図である。

【００１７】 図１〜２において、１は作業アーム２を備えたロボット本体、３はロボットコ ントローラ、４はリミットスイッチ、５はエンコーダを示す。６は直進型のコン ベアであり、その上にワーク７が載置されている。アーム２の先端には作業具（ たとえば塗装ガン）２ａが取り付けられている。実際の作業においては、コンベ ア６は矢印Ｆ方向に搬送されるようになっている。そして、図中のコンベア６の 上流に設置されたリミットスイッチ４がワーク７のある一点により作動させられ 、そのときのリミットスイッチ４の信号によりエンコーダ５が０点設定され、そ の後のコンベア６の移動量はコンベア６の下流に備えられたエンコーダ５で計測 されるようになっている。図２はその作業を示すブロック図である。エンコーダ ５は、たとえばコンベア６の伝動ギア（図示されていない）、あるいは伝動ギア を駆動するためのモータ（図示されていない）などと連結されて同期して回転す るようにされており、その分解能はあらかじめロボットコントローラ３のメモリ ８（図２参照）に記憶されている。メモリ８は、ロボット本体１の制御に必要な 教示データなどを記憶するものである。そしてモータまたは伝動ギアなどから、 それらの回転角をパラメータとしてコンベア６の移動量をデジタル量として検出 する。

【００１８】 つぎに図３を参照しながらコンベア方向の求め方を説明する。なお、コンベア 方向は、ロボット本体１に対してワーク７への作業を教示する前または教示後、 いずれの時点で求めてもかまわない。

【００１９】 まず、ロボット本体１の設置であるが、前記従来のロボットのようにロボット 座標中の一軸とコンベア方向とを平行にする必要はなく、任意の方向に設置すれ ばよい。ただし、ワークに対する作業性を考慮した配置にするのが好ましい。

【００２０】 ロボット本体１の設置が終了すると図３に示すように、コンベア６上の、コン ベア６の移動方向に沿ってたがいに離間した２点Ａ、Ｂ（Ａをコンベア６の上流 側の点、Ｂを下流側の点とし、離間をＬとする。）を教示する。その際、ＡＢ間 は、コンベアベクトルを精度良く求めるために、できるだけ広くしておくのが好 ましい。なお、コンベア方向の教示は１回だけでよく、コンベア６を停止させた 状態で実施することができ、また、ワーク７をコンベア６上に取り付けておく必 要がないため、作業がきわめて容易に行なえる。

【００２１】 前記２点Ａ、Ｂはロボット座標において、Ａ＝（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１）およびＢ ＝（Ｘ２，Ｙ２，Ｚ２）として特定される。そしてロボット座標中で、ＡＢ間の 距離をＬとするとコンベア方向の単位ベクトルＣＶは、 ＣＶ＝｛（Ｘ２−Ｘ１）／Ｌ，（Ｙ２−Ｙ１）／Ｌ，（Ｚ２−Ｚ１）／Ｌ｝ で表される。

【００２２】 ここでＬは、 ｛（Ｘ２−Ｘ１)²＋(Ｙ２−Ｙ１)²＋（Ｚ２−Ｚ１)²｝ の平方根より求められる。

【００２３】 前述のごとくして求められたコンベア方向の単位ベクトルＣＶはロボットコン トローラ３のメモリ８に記憶される。

【００２４】 つぎにロボットに対する作業教示を行なう。なお、この作業教示は前述のごと く、コンベア方向の単位ベクトルを求める前に実施しておいてもよい。

【００２５】 しかして、この作業教示はワーク７を取り付けたコンベア６を移動させつつ行 なう。その際のコンベア６の原点は、ワーク７の所定の一点がリミットスイッチ ４をオンしたときの位置であり、その位置からコンベア６の移動量を測定する。 これは、エンコーダ５のカウント値に、あらかじめメモリ８に記憶されているエ ンコーダの分解能を乗じて算出される。

【００２６】 ロボットの位置データと、上述のごとくして得られるコンベア移動量、すなわ ちコンベア６の位置データとは作業教示時に同時に教示データとしてロボットコ ントローラ３中のメモリ８に記憶される。

【００２７】 以上の作業教示作業を簡単なブロック図として示したものが図４である。

【００２８】 この作業教示が終了すると、ロボットは所定の再生作業に入る。再生作業時の ロボット本体１の位置はつぎのようにして求められる。

【００２９】 このときのコンベア６の原点も、先の場合と同様ワーク７の所定の一点がリミ ットスイッチ４をオンしたときの位置である。そしてエンコーダ５のカウント値 に基づいて再生時のコンベア６の移動量を算出する。このようにして求められた 再生時のコンベア位置をＣｒとし、一方前記教示時のコンベア位置をＣｔとする と、ロボット本体１の再生位置Ｐｒ（Ｘｒ，Ｙｒ，Ｚｒ）は下記式により表され る。

【００３０】 Ｘｒ＝Ｘｔ＋（Ｃｒ−Ｃｔ）×ＣＶｘ Ｙｒ＝Ｙｔ＋（Ｃｒ−Ｃｔ）×ＣＶｙ Ｚｒ＝Ｚｔ＋（Ｃｒ−Ｃｔ）×ＣＶｚ

【００３１】 なお、ＣＶｘ、ＣＶｙ、ＣＶｚはそれぞれ前述のコンベア方向の単位ベクトル ＣＶのｘ成分、ｙ成分、ｚ成分を示す。

【００３２】 以上のロボット再生位置データを求める手順をブロック図として示したものが 図５である。

【００３３】 このように本考案においては、コンベアにワークを載置することなく求められ るコンベア方向の単位ベクトルを用いてロボットの再生位置を求めているので、 搬送経路の教示が容易になる。

【００３４】

【考案の効果】

以上説明したように本考案の制御装置によれば、ロボット本体の据え付けに多 大な時間を要することなく、また搬送経路の教示が、作業教示の前後のいずれの 時点でもできるので作業性が良好であるという効果がえられる。さらに、コンベ ア方向の単位ベクトルを用いてロボットの再生位置を求めているので、教示が簡 単であるにもかかわらず、ロボット本体をコンベアに精度良く追従させることが できるという効果も得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の制御装置の一実施例をロボット本体お
よびワーク搬送ラインと共に示す斜視図である。

【図２】図１における制御装置のブロック図である。

【図３】コンベア方向を求めるときの説明図である。

【図４】作業教示の手順を示すブロック図である。

【図５】作業再生時の手順を示すブロック図である。

【符号の説明】

１ ロボット本体 ２ ロボットアーム ３ ロボットコントローラ ４ リミットスイッチ ５ エンコーダ ６ コンベア ７ ワーク ８ メモリ

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 メモリを有するロボット本体の動作を制
   御するためのロボットコントローラと、直進型搬送装置
   の移動により作動するリミットスイッチと、直進型搬送
   装置の移動距離を計測するためのエンコーダとからな
   り、 前記ロボットコントローラが、静止した直進型搬送装置
   上の直進型搬送装置の移動方向に沿ってたがいに離間し
   た２点を教示することにより求められた直進型搬送装置
   の移動方向ベクトルと、作業教示において求められたロ
   ボットの位置データおよび前記リミットスイッチとエン
   コーダとから求められた直進型搬送装置の移動量とに基
   づいて、ロボットアームの位置を算出して、ロボット本
   体を搬送されるワークに追従せしめることを特徴とする
   ロボットの制御装置。