JPH06190755A - ロボットの位置決定制御方法 - Google Patents

ロボットの位置決定制御方法

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JPH06190755A JP5198593A JP19859393A JPH06190755A JP H06190755 A JPH06190755 A JP H06190755A JP 5198593 A JP5198593 A JP 5198593A JP 19859393 A JP19859393 A JP 19859393A JP H06190755 A JPH06190755 A JP H06190755A
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 本発明は、ロボットの位置決定制御方法に関
するもので、ロボットが部品を把持して、移動すべき目
標位置に対する座標データを設定する段階と、部品を目
標位置に移動させる段階と、部品の目標位置と部品が現
在移動された位置間の位置偏差が、許容範囲内にある
時、組立て工程を遂行すると共に、部品が被加工品に組
立てられる位置を、部品の目標位置に再設定する段階
と、部品の目標位置と部品が現在移動された位置間の位
置偏差が、許容範囲を超過する時、組立て工程を停止
し、部品及び被加工品の目標位置を再設定しなければな
らないことを警報する段階とから成されている。 【効果】 ロボットの位置決定を制御することにより、
作業エラーを誘発させる目標位置の誤差を除去すること
ができるようになる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ロボットの位置決定制
御方法に係わり、特に、生産ラインを通じて移送されて
きた被加工品に、部品を組立てる過程において、ロボッ
トの目標位置を組立てる時毎に再設定することにより、
作業エラーを誘発する目標位置の誤差を除去することが
できるべく成された、ロボットの位置決定制御方法に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】ロボットの腕や手(以下、アクチュエイ
ターと云う)を利用して、部品の中心点を目標位置に到
達するように制御するためには、先ず、ロボットが行く
べき各位置に対する値を定めてやらなければならない。
その方法の一つとして、使用者が教示箱(teach
box)を利用して、ロボットのアクチュエイターを好
ましき位置に移動させて、その位置に対する座標値を入
力させるとか、キーボード又はロボット言語を通じて使
用者が願う位置値を入力させる方法として、アクチュエ
イターにより移送されるべき部品の目標位置を設定する
ようになる。その外に、他のシステムにおいて位置値を
設定して、その値をロボットにセッティングしてやるこ
とにより、目標位置値を設定することもできる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来は前記の方法によ
りロボットの移動位置値を一度設定してやれば、その位
置値は作業エラーが発生する前までは、常に同じ値を保
有するようになる。
【0004】しかし、ロボットの機構的な欠陥や、ロボ
ットを制御するコントローラーの電子的な欠陥が生ずる
時、ロボットが部品を把持して移送させるようになる目
標位置が変動するようになるので、従来には一定期間毎
に全ての作業工程を中断させた状態において、その目標
位置を再設定してやらなければならない不便な点があっ
た。
【0005】前記部品の目標位置のみならず、部品が装
着される被加工品の移送位置も、更に移送装置の機構的
な欠陥や移送装置を制御するコントローラの電子的な欠
陥により、変動されることがあるので、被加工品の目標
位置が、前記部品の目標位置と共に変動されると見なす
時、全体の変動誤差は許容誤差を大きく脱するようにな
り、組立て作業上において、作業エラーが頻繁に起こる
問題点が発生された。
【0006】一方、ロボット制御システムの代表的な技
術が、米国特許No.4,659,971に開示されて
いる。前記米国特許は、同一なるロボットシステムにお
いて、その作業が複数の場所に位置され、組立てられる
べき同一部材における複数の作業点において成される
時、動作地点と腕の方向を指定する作業を単純化させる
ことを目的とするもので、アクチュエイターや被加工品
移送装置の機構的、又は、電子的な欠陥による作業エラ
ーを減らす方法は開示されていない。
【0007】
【目的】ここで、本発明は前記のような従来の問題点を
解決するために成されたもので、本発明の目的は、ロボ
ットが部品を把持して、これを、被加工品に組立てる過
程において、目標位置を組立てる際毎に再設定してやる
ことにより、部品組立ての際、作業エラーを誘発する位
置誤差を、予め除去してやることができるべく成され
た、ロボットの位置決定制御方法を提供することにあ
る。
【0008】
【課題を解決するための手段】前記のような目的を解決
するために、本発明は、ロボットが部品を把持して移動
すべき目標位置に対する座標データを設定する段階と;
部品を目標位置に移動させる段階と;部品の目標位置と
部品が現在移動された位置間の位置偏差が許容範囲内に
ある時、組立て工程を遂行すると共に、部品が被加工品
に組立てられる位置を、部品の目標位置にて再設定する
段階及び、部品の目標位置と部品が現在移動された位置
間の位置偏差が、許容範囲を超過する時、組立て工程を
停止し、部品の目標位置を再設定すべきであることを警
報する段階にて成されることを特徴とする。
【0009】
【実施例】次に、図面を参照して本発明に伴う位置制御
方法を詳細に説明する。図1Aは、組立てられるべき部
品1が、ロボットのアクチュエイター2により把持され
た後、コンピューターにセッティングされたプログラム
に従ってX,Y,Z直角座標系中、水平軸Y線上の目標
位置Aまで移動され、被加工品3も亦、作業ラインを通
じて水平軸Y線上の目標位置Bまで移送された状態が図
示されているところ、前記図面には、部品1と被加工品
3がプログラムにより、定められた目標位置A,Bと、
それらの中心点A’,B’が、一致された状態で、移動
された状態を示したものである。
【0010】従って、部品1が垂直軸Z線に沿って、下
に移動するようになれば、図1Bに図示されたところの
ように、被加工品3に部品1が正確に組立てられるよう
になるが、前記図1A及びBは、理論上に可能なる場合
を示したものであり、実際においては、プログラムによ
り設定された目標位置A,Bと、移動された部品1又は
被加工品3の中心点A’,B’間には、次において説明
するところのように、誤差が発生するようになる。
【0011】即ち、図2には、被加工品3がプログラム
にセッティングされた目標位置Bと、その中心点B’が
一致した状態で移送されたが、ロボットのアクチュエイ
ター2により移送された部品1は、目標位置Aにおいて
αの偏差でその中心点A’が位置された場合が図示され
ているところ、このように部品1が、目標位置Aにおい
て偏差を有し、移動されるようになる理由は色々ある
が、その中で電圧の変動にて発生される外的な要因と、
電子回路上のノイズ発生に因る、内的要因をその例にて
挙げることができる。
【0012】従って、制御設計を成す場合、前記問題点
を勘案して、図2に図示されたところのように、テーパ
面をおいて許容される誤差範囲δを定めるようになる
が、前記図2において、偏差αが許容誤差σの範囲内α
<σにあるようになれば、組立て作業は図1Bに図示さ
れたところのように、正常的に成される。
【0013】前記においては、部品1の移送間に位置偏
差が発生される場合に対し説明したが、図3に図示され
たところのように、部品1は、正確な目標位置Aに移動
されたが、被加工品3が外的又は内的要因に困り、目標
位置Bにおいて、βの偏差でその中心点B’が位置され
ることもあるが、この時の偏差βが許容誤差σの範囲内
β<σにあるようになれば、組立て作業は、図1Bに図
示されたところのように、順調に成される。
【0014】更に、部品1と被加工品3が目標位置に移
動するにおいて図4に図示されたところのように、α及
びβの偏差を有し、それらの中心点A’,B’が位置さ
れることもあるが、この時にも偏差α、β等の和が許容
誤差σの範囲内α+β<σにあるようになれば、これ
亦、組立て作業は順調に成されるようになる。
【0015】しかし、図4に図示された偏差α、β等の
和が許容誤差σの範囲を脱するとか、α+β>σ又は部
品1と被加工品3夫々の位置偏差α,βが、許容誤差σ
の範囲を脱するようになれば、α<σ,β>σ、組立て
は、正常的に行われることができないようになる。
【0016】従って、本発明は、前記のように、部品1
および被加工品3の位置偏差が許容誤差σの範囲を超え
ないように、ロボットの位置決定を制御する方法を提示
する。
【0017】次ぎに、図5及び6を参照して本発明に伴
うロボットの位置決定制御方法を説明する。
【0018】先ず、ステップS1において、運用者は前
述したような座標設定方法によって、ロボットが移動す
べき目標位置Aに対するデータを、図示されていないマ
イクロコンピューターにプログラミングする。
【0019】これに従って、ステップS2においてロボ
ットは、アクチュエイター2を伸ばして部品1を把持す
るようになるが、部品1がアクチュエイター2から滑る
のでないかの可否をチェックして、滑りが発生すれば、
更にアクチュエイター2の把持動作を繰り返させるよう
になる。
【0020】アクチュエイター2の滑りの可否のチェッ
クは、例えば、アクチュエイター2が部品1を把持する
瞬間から、所定時間の間に、アクチュエイター2の垂直
方向の座標が変動されたかの可否により、チェックされ
得る。
【0021】即ち、アクチュエイター2の垂直方向の座
標が変動された場合、滑りがあるものと判断する。
【0022】前記フィードバックチェック過程を経た
後、把持作業が確実に遂行されたことを判別するように
なれば、次のステップであるステップS3において、部
品1の移送動作を遂行する。即ち、ロボットがアクチュ
エイター2を利用して、部品1を目標位置Aに移動させ
るようになるが、この時、部品1が目標位置に到達した
かの可否をチェックするようになる。
【0023】その後、到達したことを判別するようにな
れば、アクチュエイター2の動作を停止し、次のステッ
プであるS4に進行するようになる。そうすれば、ロボ
ットは部品1を被加工品3の孔中心点に移動させ、これ
を組立てるようになるが、この時、部品1又は被加工品
3の目標位置とそれらの中心点間の位置偏差が許容誤差
σの範囲内にあるか、又は前記夫々の位置偏差の和が許
容誤差σの範囲内にあるようになれば、部品1の組立て
が完了された後、前記の過程を繰り返すために、ロボッ
トのアクチュエイター2を移動させ、ステップS2に復
帰するようになるが、この時、ロボットはステップS5
において、アクチュエイター2の目標位置Aを部品1
が、被加工品3に組立てられた現在位置に再設定してや
るようになる。
【0024】ここで、前記位置偏差α、β又はそれらの
和α+βが許容誤差σ範囲以内にあるかの判断は、部品
1を被加工品3の中心点に移送した瞬間より所定時間の
間に、アクチュエイター2の水平方向の座標が変更され
たかの可否により判断する。即ち、所定時間の間に水平
方向の座標変更があれば、許容誤差範囲内にあるものと
判断し、座標変更がなければ許容誤差範囲を超過したも
のと判断する。
【0025】一方、部品1と被加工品3の夫々の位置偏
差α、β、又は、それらの和α+βが許容誤差の範囲を
脱するようになれば、ステップS6に進行して、従来に
おけるようにエラーの原因を除去するために、組立て工
程を一時中止し、部品1及び被加工品3の目標位置の中
心値A,Bの再設定を要求するメッセージを発する。使
用者は、このようなメッセージに従って、部品1の目標
位置の中心値Aを再設定するようになる。
【0026】
【発明の効果】上述したところのような本発明に伴え
ば、ロボットの機構的な欠陥やロボットを制御するコン
トローラの電子的な欠陥にて、ロボットが部品を把持し
て移送させるようになる目標位置が変動するとしても、
一つのサイクルにて進行される部品の組立て工程が完了
される時毎に、ロボットの目標位置を再設定してやるこ
とにより、作業エラーを誘発させる目標位置の誤差を除
去することができる効果があるものであり、更に、被加
工品を移送する移送装置の機構的な欠陥や、前記移送装
置を制御するコントローラの電子的な欠陥が発生され、
移送される被加工品の目標位置が変動されるとしても、
ロボットの目標位置を再設定してやることにより、作業
エラーの発生を効果的に減らすことができる利点がある
ようになるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】ロボットが部品を被加工品に組立てる過程を図
示したものである。図1Aは、部品及び被加工品が水平
軸線上に、正確に移動された状態を示した図面である。
図1Bは、部品を垂直軸線に沿って被加工品に正確に組
立てた状態を示した図面である。
【図2】部品が目標位置と偏差を有し、移動された状態
を示した図面である。
【図3】被加工品が目標位置と偏差を有し、移動された
状態を示した図面である。
【図4】部品及び被加工品が共に目標位置と偏差等を有
し、移動された状態を示した図面である。
【図5】図5は、発明に伴うロボットの位置決定制御方
法を段階別に図示したフローチャートである。
【図6】図6は、発明に伴うロボットの位置決定制御方
法を段階別に図示したフローチャートである。
【符号の説明】
1 部品 2 アクチュエイター 3 被加工品 A 部品目標位置 B 被加工品目標位置 A’ 部品中心点 B’ 被加工品中心点

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ロボットが移動すべき夫々の位置に対す
    る値を定めてやる、位置決定制御方法において、 ロボットが部品を把持して移動をすべき目標位置に対す
    る座標データを設定する段階と、 部品を目標位置に移動させる段階と、 部品の目標位置と、部品が現在移動された位置間の位置
    偏差が許容範囲内にある時、組立て工程を遂行すると共
    に、部品が被加工品に組立てられる位置を、部品の目標
    位置にて再設定する段階と、 部品の目標位置と部品が現在移動された位置間の位置偏
    差が、許容範囲を超過する時組立て工程を停止し、部品
    の目標位置を再設定すべきであることを警報する段階に
    て成されることを特徴とする、ロボットの位置決定制御
    方法。
  2. 【請求項2】 部品の中心点、又は、被加工品の中心点
    の位置偏差が許容誤差範囲内にあるかの可否の判断は、
    部品を被加工品の中心点に向かって移送した瞬間より、
    所定時間の間にアクチュエイターの水平方向の座標値が
    変更されたかの可否にて成されることを特徴とする、請
    求項1記載のロボット位置決定制御方法。
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