JPH07299792A - 複腕ロボットシステムとその制御方法 - Google Patents
複腕ロボットシステムとその制御方法Info
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- JPH07299792A JPH07299792A JP9225594A JP9225594A JPH07299792A JP H07299792 A JPH07299792 A JP H07299792A JP 9225594 A JP9225594 A JP 9225594A JP 9225594 A JP9225594 A JP 9225594A JP H07299792 A JPH07299792 A JP H07299792A
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Abstract
(57)【要約】 (修正有)
【目的】 複数台のロボットが互いに重複する動作領域
を有するシステムにおいて、それぞれのロボットのプロ
グラムが衝突する危険性なく作成できる複腕ロボットシ
ステムおよび複数ロボットの制御方法を提供する。 【構成】 干渉チェック切り替え信号のON/OFFに
よって干渉チェックを行うか否かを決定し、互いに干渉
する動作を禁止する複数ロボットのシステムにおいて必
要に応じて互いに干渉する可能性のある複数のロボット
の共同作業を可能とする。また、複数ロボットの両方が
干渉チェック切り替え信号OFFの場合にのみ干渉チェ
ックを行わないようにすることにより、複数ロボットの
作業の動作手順がロボット毎に同期されずに実行されて
も、動作タイミングが変わったために不用意にロボット
どうしが衝突する危険性がないようにする。
を有するシステムにおいて、それぞれのロボットのプロ
グラムが衝突する危険性なく作成できる複腕ロボットシ
ステムおよび複数ロボットの制御方法を提供する。 【構成】 干渉チェック切り替え信号のON/OFFに
よって干渉チェックを行うか否かを決定し、互いに干渉
する動作を禁止する複数ロボットのシステムにおいて必
要に応じて互いに干渉する可能性のある複数のロボット
の共同作業を可能とする。また、複数ロボットの両方が
干渉チェック切り替え信号OFFの場合にのみ干渉チェ
ックを行わないようにすることにより、複数ロボットの
作業の動作手順がロボット毎に同期されずに実行されて
も、動作タイミングが変わったために不用意にロボット
どうしが衝突する危険性がないようにする。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、複腕ロボットシステ
ムとその制御方法に関するものである。さらに詳しく
は、この発明は、複数のロボットが同一領域で動作し
て、たとえば1つのロボットがワークを保持し、他方の
ロボットがそのワークに対して加工または別の部品を組
み付ける等の複腕で共同作業を行う複腕ロボットシステ
ムとその制御方法に関するものである。
ムとその制御方法に関するものである。さらに詳しく
は、この発明は、複数のロボットが同一領域で動作し
て、たとえば1つのロボットがワークを保持し、他方の
ロボットがそのワークに対して加工または別の部品を組
み付ける等の複腕で共同作業を行う複腕ロボットシステ
ムとその制御方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、生産工程の自動化がより高度なも
のとなるにともなって、産業用ロボットを用いたシステ
ムでは、ロボット作業の集中化や集積化が進展し、より
狭い設置空間の中で効率よく作業を行うためのロボット
制御が重要な課題になってきている。そして実際にも、
たとえば複数のロボットが互いの動作可能領域が重複す
るレイアウトでシステムが構成される例が多くなってき
ている。
のとなるにともなって、産業用ロボットを用いたシステ
ムでは、ロボット作業の集中化や集積化が進展し、より
狭い設置空間の中で効率よく作業を行うためのロボット
制御が重要な課題になってきている。そして実際にも、
たとえば複数のロボットが互いの動作可能領域が重複す
るレイアウトでシステムが構成される例が多くなってき
ている。
【0003】このような、狭い領域で複数のロボットが
作業動作を行う場合には、これまでのシステムにおいて
も、ロボットが互いに衝突しないようにロボットの動作
毎に干渉チェックを行い、同一領域にロボットが同時に
動作しないように構成されたものが知られている。たと
えば図8は、従来例における複数ロボットの動作領域を
説明したものであり、図9は従来例における複数ロボッ
トの干渉チェックのための制御装置の構成を説明したも
のである。
作業動作を行う場合には、これまでのシステムにおいて
も、ロボットが互いに衝突しないようにロボットの動作
毎に干渉チェックを行い、同一領域にロボットが同時に
動作しないように構成されたものが知られている。たと
えば図8は、従来例における複数ロボットの動作領域を
説明したものであり、図9は従来例における複数ロボッ
トの干渉チェックのための制御装置の構成を説明したも
のである。
【0004】図8に示したように、領域a1と領域a2
と領域a4で動作可能なロボット(1)と、領域a2と
領域a3と領域a4で動作可能なロボット(2)とを配
置したシステムでは、領域a2と領域a4を両方のロボ
ット(1)(2)にとって動作可能とするためには、ロ
ボット(1)(2)間の衝突を防止する機能が是非とも
必要になる。この衝突防止のための従来の代表的な方法
では、ロボット(1)が領域a2に入る時にはロボット
(2)が領域a2内に存在しないことと領域a2内に入
ろうとしていないことを確認してから領域a2に入る動
作を行い、ロボット(2)が領域a2に入る時にはロボ
ット(1)が領域a2内に存在しないことと領域a2内
に入ろうとしていないことを確認してから領域a2に入
る動作を行うようにしている。こうすることで、ロボッ
ト(1)とロボット(2)が同時に領域a2に入らない
ことを保証して領域a2においてロボット(1)(2)
どうしが衝突することを防止し、領域a4においても同
様の処理を行うことにより領域a4におけるロボット
(1)(2)どうしの衝突を防止していた。
と領域a4で動作可能なロボット(1)と、領域a2と
領域a3と領域a4で動作可能なロボット(2)とを配
置したシステムでは、領域a2と領域a4を両方のロボ
ット(1)(2)にとって動作可能とするためには、ロ
ボット(1)(2)間の衝突を防止する機能が是非とも
必要になる。この衝突防止のための従来の代表的な方法
では、ロボット(1)が領域a2に入る時にはロボット
(2)が領域a2内に存在しないことと領域a2内に入
ろうとしていないことを確認してから領域a2に入る動
作を行い、ロボット(2)が領域a2に入る時にはロボ
ット(1)が領域a2内に存在しないことと領域a2内
に入ろうとしていないことを確認してから領域a2に入
る動作を行うようにしている。こうすることで、ロボッ
ト(1)とロボット(2)が同時に領域a2に入らない
ことを保証して領域a2においてロボット(1)(2)
どうしが衝突することを防止し、領域a4においても同
様の処理を行うことにより領域a4におけるロボット
(1)(2)どうしの衝突を防止していた。
【0005】図9は、そのためのロボットの動作手順を
示している。すなわち、ロボット(1)の作業手順制御
手段(41)から動作指令(46)を受けて、ロボット
動作制御手段(43)は干渉チェック手段(45)に対
して動作許可要求信号(54)を送る。干渉チェック手
段(45)は、ロボット(1)の現在位置と動作目標位
置およびロボット(2)の現在位置と動作目標位置がそ
れぞれどの領域にあるかをもとにロボット(1)(2)
どうしが干渉しないと判定した時に、ロボット(1)の
動作制御手段(43)に対して動作許可信号(56)を
送る。ロボット(1)の動作制御手段(43)は動作許
可信号(56)を受けるまで動作開始を待つ。ロボット
(2)についても作業手順制御手段(42)からの動作
指令(47)を受けてロボット動作制御手段(44)は
干渉チェック手段(45)に対して動作許可要求信号
(55)を送る。そしてこの干渉チェック手段(45)
からの動作許可信号(57)を受けるまでロボット
(2)の動作制御手段(44)は動作開始のために待機
する。
示している。すなわち、ロボット(1)の作業手順制御
手段(41)から動作指令(46)を受けて、ロボット
動作制御手段(43)は干渉チェック手段(45)に対
して動作許可要求信号(54)を送る。干渉チェック手
段(45)は、ロボット(1)の現在位置と動作目標位
置およびロボット(2)の現在位置と動作目標位置がそ
れぞれどの領域にあるかをもとにロボット(1)(2)
どうしが干渉しないと判定した時に、ロボット(1)の
動作制御手段(43)に対して動作許可信号(56)を
送る。ロボット(1)の動作制御手段(43)は動作許
可信号(56)を受けるまで動作開始を待つ。ロボット
(2)についても作業手順制御手段(42)からの動作
指令(47)を受けてロボット動作制御手段(44)は
干渉チェック手段(45)に対して動作許可要求信号
(55)を送る。そしてこの干渉チェック手段(45)
からの動作許可信号(57)を受けるまでロボット
(2)の動作制御手段(44)は動作開始のために待機
する。
【0006】また、ロボット(1)およびロボット
(2)は、現在位置信号(52)(53)を動作制御手
段(43)(44)に送り、駆動出力(50)(51)
によって駆動することになる。同様に処理して動作を行
うことによりロボット(1)(2)どうしが衝突せずに
動作することができる。一方、上記のように衝突防止の
ための監視を行わない構成の複数のロボットシステムで
は、互いのロボットが衝突しないように注意しながら、
すべてのロボット動作の順序を決めてプログラムするこ
とによりロボットどうしが干渉することなく所定の作業
を行うようにしている。
(2)は、現在位置信号(52)(53)を動作制御手
段(43)(44)に送り、駆動出力(50)(51)
によって駆動することになる。同様に処理して動作を行
うことによりロボット(1)(2)どうしが衝突せずに
動作することができる。一方、上記のように衝突防止の
ための監視を行わない構成の複数のロボットシステムで
は、互いのロボットが衝突しないように注意しながら、
すべてのロボット動作の順序を決めてプログラムするこ
とによりロボットどうしが干渉することなく所定の作業
を行うようにしている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
通りの従来のシステム構成では、同時に同一の領域内に
ロボットが入ることができないので、同一領域内で複数
のロボットが一つのワークに対して共同で作業を行うこ
とができないという問題があった。たとえば、ロボット
(1)が部品供給部から取り出して所定位置にセットし
保持した部品に対してロボット(2)がネジ締めを行う
等の共同作業が必要になる複腕ロボットシステムの場合
には、ロボットが保持した部品に他ロボットが加工を行
う場合等の、必要となる作業動作そのものが、上記の干
渉チェックにおいてロボットどうしが干渉すると判定さ
れて許可されない動作となる。このため、上記の衝突防
止手段をそのまま使用することはできない。
通りの従来のシステム構成では、同時に同一の領域内に
ロボットが入ることができないので、同一領域内で複数
のロボットが一つのワークに対して共同で作業を行うこ
とができないという問題があった。たとえば、ロボット
(1)が部品供給部から取り出して所定位置にセットし
保持した部品に対してロボット(2)がネジ締めを行う
等の共同作業が必要になる複腕ロボットシステムの場合
には、ロボットが保持した部品に他ロボットが加工を行
う場合等の、必要となる作業動作そのものが、上記の干
渉チェックにおいてロボットどうしが干渉すると判定さ
れて許可されない動作となる。このため、上記の衝突防
止手段をそのまま使用することはできない。
【0008】ロボット(1)の部品供給部から部品を取
り出す動作と、ロボット(2)のネジ供給部からネジを
取り出す動作はそれぞれ独立に非同期に行うことが望ま
しいが、動作させる順序を間違えると衝突する心配があ
るため、各動作を行うプログラムを独立して別々に作成
することはできない。このため、従来システムの場合に
は、各供給部からの取り出し動作における条件分岐が各
ロボットにおいて発生する場合等、プログラムが煩雑に
なりプログラム作成やロボット動作教示に手間がかかる
という問題があった。
り出す動作と、ロボット(2)のネジ供給部からネジを
取り出す動作はそれぞれ独立に非同期に行うことが望ま
しいが、動作させる順序を間違えると衝突する心配があ
るため、各動作を行うプログラムを独立して別々に作成
することはできない。このため、従来システムの場合に
は、各供給部からの取り出し動作における条件分岐が各
ロボットにおいて発生する場合等、プログラムが煩雑に
なりプログラム作成やロボット動作教示に手間がかかる
という問題があった。
【0009】また、各ロボットが非同期に動作できない
ために、本来不要な待ち合わせを行うことによって作業
時間が長くなってしまうという欠点があった。この発明
は、上記の通りの従来の問題点を解決するためになされ
たもので、複数のロボットが互いに干渉する心配がな
く、プログラム作成・動作教示の手間がかからず、ま
た、作業実行時の待ち時間を少なくすることのできる新
しい複腕ロボットシステムとその制御方法を提供するこ
とを目的とする。
ために、本来不要な待ち合わせを行うことによって作業
時間が長くなってしまうという欠点があった。この発明
は、上記の通りの従来の問題点を解決するためになされ
たもので、複数のロボットが互いに干渉する心配がな
く、プログラム作成・動作教示の手間がかからず、ま
た、作業実行時の待ち時間を少なくすることのできる新
しい複腕ロボットシステムとその制御方法を提供するこ
とを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めのこの発明の第1発明の複腕ロボットシステムは、独
立に作業動作を行う複数台のロボットとその制御装置か
ら構成され、制御装置は、各ロボットの動作手順を指定
するデータに従って動作目標位置データまたは干渉チェ
ック切り替え信号を発生する作業手順制御手段と、動作
目標位置データに従って各ロボットの動作を制御するロ
ボット動作制御手段と、このロボット動作制御手段がロ
ボットの個々の動作開始を行う前にロボットどうしの干
渉をチェックして、干渉すると判定された場合、干渉し
ない状態に変化するまでロボット動作開始を待たせる干
渉チェック手段とを有し、この干渉チェック手段は、干
渉チェック切り替え信号がONの時には干渉をチェック
し、干渉チェック切り替え信号がOFFの時には干渉す
るかしないかに関わらずロボットを動作させることを特
徴としている。
めのこの発明の第1発明の複腕ロボットシステムは、独
立に作業動作を行う複数台のロボットとその制御装置か
ら構成され、制御装置は、各ロボットの動作手順を指定
するデータに従って動作目標位置データまたは干渉チェ
ック切り替え信号を発生する作業手順制御手段と、動作
目標位置データに従って各ロボットの動作を制御するロ
ボット動作制御手段と、このロボット動作制御手段がロ
ボットの個々の動作開始を行う前にロボットどうしの干
渉をチェックして、干渉すると判定された場合、干渉し
ない状態に変化するまでロボット動作開始を待たせる干
渉チェック手段とを有し、この干渉チェック手段は、干
渉チェック切り替え信号がONの時には干渉をチェック
し、干渉チェック切り替え信号がOFFの時には干渉す
るかしないかに関わらずロボットを動作させることを特
徴としている。
【0011】また、本発明の第2発明の複腕ロボットシ
ステムでは、上記の第1発明の複腕ロボットシステムに
おいて干渉チェック切り替え信号がロボット毎に存在
し、干渉チェック手段は、干渉チェック切り替え信号が
ともにOFFとなっていない複数のロボットの干渉をチ
ェックする。
ステムでは、上記の第1発明の複腕ロボットシステムに
おいて干渉チェック切り替え信号がロボット毎に存在
し、干渉チェック手段は、干渉チェック切り替え信号が
ともにOFFとなっていない複数のロボットの干渉をチ
ェックする。
【0012】さらにまた、課題を解決するためのこの発
明の第3発明の制御方法は、独立に作業動作を行う複数
台のロボットとその制御装置からなるシステムにおい
て、前記制御装置はロボットが互いに干渉する動作を許
可しない干渉チェック手段を有し、第1のロボットの制
御手順として、第1の信号を第2のロボットへ送信し、
干渉チェックを一時的に解除した後、第2のロボットか
らの送信される第2の信号を受信するまで待ち、受信時
に干渉チェックを再開する過程を含み、第2のロボット
の制御手順として、第1のロボットから送信される第1
の信号を受信するまで待ち、受信時に干渉チェックを一
時的に解除する過程と、干渉チェックを再開すると同時
に第1のロボットへ第2信号を送信する過程を含むこと
を特徴としている。
明の第3発明の制御方法は、独立に作業動作を行う複数
台のロボットとその制御装置からなるシステムにおい
て、前記制御装置はロボットが互いに干渉する動作を許
可しない干渉チェック手段を有し、第1のロボットの制
御手順として、第1の信号を第2のロボットへ送信し、
干渉チェックを一時的に解除した後、第2のロボットか
らの送信される第2の信号を受信するまで待ち、受信時
に干渉チェックを再開する過程を含み、第2のロボット
の制御手順として、第1のロボットから送信される第1
の信号を受信するまで待ち、受信時に干渉チェックを一
時的に解除する過程と、干渉チェックを再開すると同時
に第1のロボットへ第2信号を送信する過程を含むこと
を特徴としている。
【0013】
【作用】図1はこの発明の複腕ロボットシステムの制御
装置とその制御方法についての説明したものである。こ
の図1から明らかなように、この発明では、従来例とし
て前述した図9の構成に対して、干渉チェック切り替え
信号(58)(59)が付加されており、作業手順制御
手段(41)(42)から干渉チェック切り替え信号を
OFFした時には干渉チェックを一時的に解除すること
ができる。また、ロボット毎の作業手順制御手段(4
1)(42)の間で互いに通信信号(61)(62)を
送受信する手段を有してもいる。
装置とその制御方法についての説明したものである。こ
の図1から明らかなように、この発明では、従来例とし
て前述した図9の構成に対して、干渉チェック切り替え
信号(58)(59)が付加されており、作業手順制御
手段(41)(42)から干渉チェック切り替え信号を
OFFした時には干渉チェックを一時的に解除すること
ができる。また、ロボット毎の作業手順制御手段(4
1)(42)の間で互いに通信信号(61)(62)を
送受信する手段を有してもいる。
【0014】第1発明の複腕ロボットシステムでは干渉
チェック切り替え信号のON/OFFによって干渉チェ
ックを行うか否かを決定するという構成をとっているた
め、互いに干渉する可能性のあるロボット動作を行う必
要がある場合には干渉チェック切り替え信号をOFFに
することができ、一つのワークに対する複数のロボット
の共同作業が可能となる。
チェック切り替え信号のON/OFFによって干渉チェ
ックを行うか否かを決定するという構成をとっているた
め、互いに干渉する可能性のあるロボット動作を行う必
要がある場合には干渉チェック切り替え信号をOFFに
することができ、一つのワークに対する複数のロボット
の共同作業が可能となる。
【0015】また、第2発明の複腕ロボットシステムで
は当該複数ロボットの両方が干渉チェック切り替え信号
OFFの場合にのみ干渉チェックを行わないようにする
構成となっており、複数ロボットの作業の動作手順がロ
ボット毎に同期されずに実行されても、動作タイミング
が変わったために不用意にロボットどうしが衝突する危
険性がない。
は当該複数ロボットの両方が干渉チェック切り替え信号
OFFの場合にのみ干渉チェックを行わないようにする
構成となっており、複数ロボットの作業の動作手順がロ
ボット毎に同期されずに実行されても、動作タイミング
が変わったために不用意にロボットどうしが衝突する危
険性がない。
【0016】また、第3発明の複数ロボットの制御方法
では、図2のフローに示すように、干渉チェックの切り
替えと作業手順の待ち合わせのための通信を同時に行っ
ているために、第1のロボットがワークを保持している
間に、第2のロボットが干渉する領域においてネジ締め
を行うといった複腕の共同作業を行わせるためのプログ
ラムを容易に正確に作成することができる。
では、図2のフローに示すように、干渉チェックの切り
替えと作業手順の待ち合わせのための通信を同時に行っ
ているために、第1のロボットがワークを保持している
間に、第2のロボットが干渉する領域においてネジ締め
を行うといった複腕の共同作業を行わせるためのプログ
ラムを容易に正確に作成することができる。
【0017】
【実施例】以下この発明の実施例を、図面を参照しなが
ら説明する。図3において、水平多関節ロボット
(1),(2)が架台(3)に設置され、ロボット
(1)の先端には部品を把持するハンド(4)が取り付
けられており、ロボット(2)の先端にはネジを吸着し
ネジ締めを行うネジ締めドライバ(5)が取り付けられ
ている。部品がネジ止めされるワークは治具パレットと
ともに、コンベア(6)により左から搬送されてきて、
組付ステーション(7)で停止し、ロボット(1)で部
品をセットされ、ロボット(2)によりネジ締めされた
後、コンベアで右へ搬送される。
ら説明する。図3において、水平多関節ロボット
(1),(2)が架台(3)に設置され、ロボット
(1)の先端には部品を把持するハンド(4)が取り付
けられており、ロボット(2)の先端にはネジを吸着し
ネジ締めを行うネジ締めドライバ(5)が取り付けられ
ている。部品がネジ止めされるワークは治具パレットと
ともに、コンベア(6)により左から搬送されてきて、
組付ステーション(7)で停止し、ロボット(1)で部
品をセットされ、ロボット(2)によりネジ締めされた
後、コンベアで右へ搬送される。
【0018】ロボット(1)はトレーフィーダ(8)で
供給されるトレー上に整列された部品を端から順に取り
出し、コンベアの治具パレット上のワークに部品をセッ
トし、保持する。ロボット(2)はネジ供給機(9)か
らネジを取り出し、ロボット(1)が保持している部品
の上からネジ締めを行う。このシステムのレイアウトを
示したものが図4である。ロボット(1),(2)の動
作領域はそれぞれ(10),(11)であり、コンベア
上の領域(12)と、部品供給の領域(13)付近で
は、互いに干渉する可能性がある。
供給されるトレー上に整列された部品を端から順に取り
出し、コンベアの治具パレット上のワークに部品をセッ
トし、保持する。ロボット(2)はネジ供給機(9)か
らネジを取り出し、ロボット(1)が保持している部品
の上からネジ締めを行う。このシステムのレイアウトを
示したものが図4である。ロボット(1),(2)の動
作領域はそれぞれ(10),(11)であり、コンベア
上の領域(12)と、部品供給の領域(13)付近で
は、互いに干渉する可能性がある。
【0019】たとえばロボット(1)は、部品取り出し
に失敗した場合には次の部品取り出しを行うリトライ動
作を行い、ロボット(2)は、ネジ供給機からネジを吸
着失敗した場合にはネジの取り出しを再度行うリトライ
動作を行う。また、部品を供給するトレーや、ネジを供
給するネジ供給機において部品切れとなった時に、予備
のトレーフィーダや予備のネジ供給機を使用して部品補
給時にもシステムを連続運転できるようにトレーフーダ
を2台(14),(15)設置し、ネジ供給機を3台
(16)(17)(18)設置しており、部品補給時に
はロボットが部品・ネジを取り出しに行く動作位置が異
なる場合がある。このように、このシステムではロボッ
ト毎に個別に作業手順があり、それぞれに非同期で作業
が実行され、実行タイミングや動作位置も一定ではな
い。
に失敗した場合には次の部品取り出しを行うリトライ動
作を行い、ロボット(2)は、ネジ供給機からネジを吸
着失敗した場合にはネジの取り出しを再度行うリトライ
動作を行う。また、部品を供給するトレーや、ネジを供
給するネジ供給機において部品切れとなった時に、予備
のトレーフィーダや予備のネジ供給機を使用して部品補
給時にもシステムを連続運転できるようにトレーフーダ
を2台(14),(15)設置し、ネジ供給機を3台
(16)(17)(18)設置しており、部品補給時に
はロボットが部品・ネジを取り出しに行く動作位置が異
なる場合がある。このように、このシステムではロボッ
ト毎に個別に作業手順があり、それぞれに非同期で作業
が実行され、実行タイミングや動作位置も一定ではな
い。
【0020】そこでこのシステムでは以下に述べる制御
装置により制御する。図5は制御装置のハードウェアの
説明図である。制御装置は、CPU(21)とメモリ
(22)と入出力装置(23)を有する中央制御部(1
9)と、CPU(25)とメモリ(26)と入出力装置
(27)を有するロボット動作制御部(20)からな
り、ロボット動作制御部(20)の2ポートRAM(2
4)を中央制御部のCPU(21)とロボット動作制御
部のCPU(25)が読み書きすることにより中央制御
部(19)とロボット動作制御部(20)は互いに通信
を行う。ロボット動作制御部の入出力装置(27)に
は、ロボットの関節を駆動するモータの出力指令信号
線、ロボットの関節の現在位置を検出するためのエンコ
ーダ信号線、モータ駆動制御装置(28)(29)を介
して、ロボット(1),(2)が接続されている。中央
制御部の入出力装置(23)には、操作機器の入出力機
器(30)や、ハンドの開閉のバルブ(31)やコンベ
アの制御機器(32)、トレーフィーダ・ネジ供給機の
制御機器(33)など、ロボット以外のセンサ及びアク
チュエータが接続されている。
装置により制御する。図5は制御装置のハードウェアの
説明図である。制御装置は、CPU(21)とメモリ
(22)と入出力装置(23)を有する中央制御部(1
9)と、CPU(25)とメモリ(26)と入出力装置
(27)を有するロボット動作制御部(20)からな
り、ロボット動作制御部(20)の2ポートRAM(2
4)を中央制御部のCPU(21)とロボット動作制御
部のCPU(25)が読み書きすることにより中央制御
部(19)とロボット動作制御部(20)は互いに通信
を行う。ロボット動作制御部の入出力装置(27)に
は、ロボットの関節を駆動するモータの出力指令信号
線、ロボットの関節の現在位置を検出するためのエンコ
ーダ信号線、モータ駆動制御装置(28)(29)を介
して、ロボット(1),(2)が接続されている。中央
制御部の入出力装置(23)には、操作機器の入出力機
器(30)や、ハンドの開閉のバルブ(31)やコンベ
アの制御機器(32)、トレーフィーダ・ネジ供給機の
制御機器(33)など、ロボット以外のセンサ及びアク
チュエータが接続されている。
【0021】この発明の前記の作業手順制御手段(4
1)(42)は中央制御部のメモリに記憶されたプログ
ラムにより実現されており、この発明の前記のロボット
動作制御手段(43)(44)と干渉チェック手段(4
5)とはロボット動作制御部(20)のメモリに記憶さ
れたプログラムにより実現されている。中央制御部(1
9)のメモリ(22)には、ロボット毎に動作手順を指
定するデータが格納されており、このデータを中央制御
部のCPUが順次読みだしてデータに対応する処理を行
うことによりロボットの作業が実現される。データには
ロボットの動作を指定するもの、干渉チェック切り替え
信号ON/OFFを指令するもの、ハンドの開閉を指令
するもの等がある。
1)(42)は中央制御部のメモリに記憶されたプログ
ラムにより実現されており、この発明の前記のロボット
動作制御手段(43)(44)と干渉チェック手段(4
5)とはロボット動作制御部(20)のメモリに記憶さ
れたプログラムにより実現されている。中央制御部(1
9)のメモリ(22)には、ロボット毎に動作手順を指
定するデータが格納されており、このデータを中央制御
部のCPUが順次読みだしてデータに対応する処理を行
うことによりロボットの作業が実現される。データには
ロボットの動作を指定するもの、干渉チェック切り替え
信号ON/OFFを指令するもの、ハンドの開閉を指令
するもの等がある。
【0022】中央制御部(19)のCPU(21)は、
たとえば、ロボット動作を指定するデータを読みだした
場合には、動作目標位置データを読みだしロボット動作
制御部に対して動作指令の通信を行い、ロボット番号と
動作目標位置を送る。干渉チェック切り替え信号OFF
を指令するデータを読みだした場合には、ロボット動作
制御部に対して干渉チェック切り替え信号OFFの通信
を行う。ハンド開を指令するデータを読みだした場合に
は、ハンドを開くための入出力処理を行う。
たとえば、ロボット動作を指定するデータを読みだした
場合には、動作目標位置データを読みだしロボット動作
制御部に対して動作指令の通信を行い、ロボット番号と
動作目標位置を送る。干渉チェック切り替え信号OFF
を指令するデータを読みだした場合には、ロボット動作
制御部に対して干渉チェック切り替え信号OFFの通信
を行う。ハンド開を指令するデータを読みだした場合に
は、ハンドを開くための入出力処理を行う。
【0023】中央制御部(19)のメモリ(22)に
は、ロボット毎に上記のデータ列が格納されており、中
央制御部のCPUはマルチタスク処理によってそれぞれ
平行に非同期で処理されている。ロボット(1)のロボ
ット動作指令を行った場合、ロボット(1)の動作が終
了するまでロボット(1)に関するデータ列の読みだし
と処理実行が待たされるが、その間、ロボット(1)以
外のロボットに関するデータ列の読みだしと処理実行が
行われる。
は、ロボット毎に上記のデータ列が格納されており、中
央制御部のCPUはマルチタスク処理によってそれぞれ
平行に非同期で処理されている。ロボット(1)のロボ
ット動作指令を行った場合、ロボット(1)の動作が終
了するまでロボット(1)に関するデータ列の読みだし
と処理実行が待たされるが、その間、ロボット(1)以
外のロボットに関するデータ列の読みだしと処理実行が
行われる。
【0024】ロボット動作制御部(20)は、中央制御
部(19)からロボット動作指令または干渉チェック切
り替え信号ON/OFFの指令を受け、それそれに対応
する処理を行う。中央制御部(19)から干渉チェック
切り替え信号ON/OFFの指令を受けると、ロボット
動作制御部(20)は図6に示すフローの処理を行い、
ロボット動作制御部(20)のメモリ(26)内にある
指定ロボットの干渉チェック切り替えフラグをセットま
たはリセットする。
部(19)からロボット動作指令または干渉チェック切
り替え信号ON/OFFの指令を受け、それそれに対応
する処理を行う。中央制御部(19)から干渉チェック
切り替え信号ON/OFFの指令を受けると、ロボット
動作制御部(20)は図6に示すフローの処理を行い、
ロボット動作制御部(20)のメモリ(26)内にある
指定ロボットの干渉チェック切り替えフラグをセットま
たはリセットする。
【0025】中央制御部(19)からロボット動作指令
を受けると、ロボット動作制御部(20)は図7に示す
フローの処理を行う。すなわち、ロボット(1)の動作
指令を受けた場合、メモリに格納されている各ロボット
の干渉チェック切り替えフラグの値を確認し、ロボット
(1)の干渉チェック切り替えフラグがONの場合には
干渉チェック処理に移る。ロボット(1)の干渉チェッ
ク切り替えフラグがOFFの場合には、ロボット(1)
以外のロボットで干渉チェック切り替えフラグがONで
あるものに対して干渉チェック処理を行う。ロボット
(1)の干渉チェック切り替えフラグがOFFでかつロ
ボット(1)以外のロボットの干渉チェック切り替えフ
ラグがOFFであるロボットどうしについては干渉チェ
ックを行わないで、ロボット動作処理を行う。なお、こ
の実施例ではロボットが2台であるので、2台のロボッ
トについてともにOFFである場合にのみ干渉チェック
を行わない。
を受けると、ロボット動作制御部(20)は図7に示す
フローの処理を行う。すなわち、ロボット(1)の動作
指令を受けた場合、メモリに格納されている各ロボット
の干渉チェック切り替えフラグの値を確認し、ロボット
(1)の干渉チェック切り替えフラグがONの場合には
干渉チェック処理に移る。ロボット(1)の干渉チェッ
ク切り替えフラグがOFFの場合には、ロボット(1)
以外のロボットで干渉チェック切り替えフラグがONで
あるものに対して干渉チェック処理を行う。ロボット
(1)の干渉チェック切り替えフラグがOFFでかつロ
ボット(1)以外のロボットの干渉チェック切り替えフ
ラグがOFFであるロボットどうしについては干渉チェ
ックを行わないで、ロボット動作処理を行う。なお、こ
の実施例ではロボットが2台であるので、2台のロボッ
トについてともにOFFである場合にのみ干渉チェック
を行わない。
【0026】また、干渉チェック処理は次のようい行わ
れる。ロボット(1)の動作開始位置と動作目標位置に
おける第2アーム旋回中心をPis,Pieとし、チェ
ックされる他のロボットの動作中現在位置と動作目標位
置の第2アーム旋回中心Pjs,Pjeとする。前記他
のロボットが動作中でない場合にはPjsとPjeは同
一の位置となる。前記2台のロボットの第2アームの長
さをLi2,Lj2とし、ハンド、ツールの半径をH
i,Hjとし、所定距離LをLi2,Lj2,Hi,H
jの和とする。
れる。ロボット(1)の動作開始位置と動作目標位置に
おける第2アーム旋回中心をPis,Pieとし、チェ
ックされる他のロボットの動作中現在位置と動作目標位
置の第2アーム旋回中心Pjs,Pjeとする。前記他
のロボットが動作中でない場合にはPjsとPjeは同
一の位置となる。前記2台のロボットの第2アームの長
さをLi2,Lj2とし、ハンド、ツールの半径をH
i,Hjとし、所定距離LをLi2,Lj2,Hi,H
jの和とする。
【0027】L=Li2+Lj2+Hi+Hj PisとPjsの距離をD1、PisとPjeの距離を
D2、PieとPjsの距離をD3、PieとPjeの
距離をD4として計算を行い、D1,D2,D3,D4
の内の最小値の所定距離L以上に大きければ干渉の可能
性があると判定して動作の開始を待たせ、Lよりも小さ
ければ干渉の可能性がないと判定して動作の処理を行
う。
D2、PieとPjsの距離をD3、PieとPjeの
距離をD4として計算を行い、D1,D2,D3,D4
の内の最小値の所定距離L以上に大きければ干渉の可能
性があると判定して動作の開始を待たせ、Lよりも小さ
ければ干渉の可能性がないと判定して動作の処理を行
う。
【0028】動作の処理は動作開始位置と動作目標位置
の間を補間計算して繰り返し単位時間ごとのロボット関
節を駆動するモータの回転目標位置を算出して動作目標
位置へとモータを回転制御する出力を行う。各関節を駆
動するモータの回転が動作目標位置まで到達したところ
で、動作の終了を中央制御部へ報告する。中央制御部で
は動作の終了の報告をロボット動作制御部から受けると
ロボット動作指令の次のデータを読みだして続いてそれ
に対応する処理を行っていく。
の間を補間計算して繰り返し単位時間ごとのロボット関
節を駆動するモータの回転目標位置を算出して動作目標
位置へとモータを回転制御する出力を行う。各関節を駆
動するモータの回転が動作目標位置まで到達したところ
で、動作の終了を中央制御部へ報告する。中央制御部で
は動作の終了の報告をロボット動作制御部から受けると
ロボット動作指令の次のデータを読みだして続いてそれ
に対応する処理を行っていく。
【0029】本実施例ではロボットは2台であり、それ
ぞれ図2に示すフローの処理を行うことを指定するデー
タが中央制御部のメモリに格納されている。ロボット
(1)の作業手順を指定するデータ列では、 部品の供給されるトレー上へハンドを移動するロボッ
ト動作を行う。 トレー上の部品を把持するハンドの出力処理を行う。
ぞれ図2に示すフローの処理を行うことを指定するデー
タが中央制御部のメモリに格納されている。ロボット
(1)の作業手順を指定するデータ列では、 部品の供給されるトレー上へハンドを移動するロボッ
ト動作を行う。 トレー上の部品を把持するハンドの出力処理を行う。
【0030】コンベア上にワークが搬入されているこ
とを確認し、搬入されていなければ搬入されるまで待
つ。 部品をワーク上へ移動するロボット動作を行う。 ロボット(2)へデータ送信を行い、干渉チェック切
り替え信号OFFの指令を行う。
とを確認し、搬入されていなければ搬入されるまで待
つ。 部品をワーク上へ移動するロボット動作を行う。 ロボット(2)へデータ送信を行い、干渉チェック切
り替え信号OFFの指令を行う。
【0031】ロボット(2)からのデータ受信を待
ち、受信後、干渉チェック切り替え信号ONの指令を行
う。 部品を把持しているハンドの把持解放の出力処理を行
う。 ワーク上から離れるロボット動作を行う。 コンベア上のワークを搬出し、次のワークを搬入する
出力処理を行う。 という手順で処理が行われるように指定されている。
ち、受信後、干渉チェック切り替え信号ONの指令を行
う。 部品を把持しているハンドの把持解放の出力処理を行
う。 ワーク上から離れるロボット動作を行う。 コンベア上のワークを搬出し、次のワークを搬入する
出力処理を行う。 という手順で処理が行われるように指定されている。
【0032】ロボット(2)の作業手順を指定するデー
タ列では、 ネジ供給装置上へツールを移動するロボット制御を行
う。 ネジを吸着するツールの出力処理を行う。 ロボット(1)からのデータ受信を待ち、受信後干渉
チェック切り替え信号OFFの指令を行う。
タ列では、 ネジ供給装置上へツールを移動するロボット制御を行
う。 ネジを吸着するツールの出力処理を行う。 ロボット(1)からのデータ受信を待ち、受信後干渉
チェック切り替え信号OFFの指令を行う。
【0033】ワーク・部品上へネジ締めツールを移動
するロボット動作を行う。 ワーク・部品上でネジを締めるツール出力処理を行
う。 ネジ締め終了後、ワーク・部品から離れるロボット動
作を行う。 ロボット(1)へデータ送信を行い、干渉チェック切
り替え信号ONの指令を行う。 という手順で処理が行われるように指定されている。
するロボット動作を行う。 ワーク・部品上でネジを締めるツール出力処理を行
う。 ネジ締め終了後、ワーク・部品から離れるロボット動
作を行う。 ロボット(1)へデータ送信を行い、干渉チェック切
り替え信号ONの指令を行う。 という手順で処理が行われるように指定されている。
【0034】これらのデータを中央制御部のCPUが順
次読みだし、対応する処理を行っていくことにより2台
のロボットがそれぞれ非同期に部品取り出し、ネジ取り
出しの動作を行いながら互いに衝突することなく正しく
ワークに部品をネジ止めする作業を行うことができる。
以上のようにこの実施例によれば、複数のロボットが共
同で保持作業を行う時に待ち合わせ、それ以外の動作中
は各ロボットは互いに非同期に作業動作を行うというシ
ステムにおいて、それぞれのロボットのプログラムは独
立に他のロボットの作業手順を気にすることなく作成し
ても衝突する心配がない。また、保持作業で干渉OFF
となる時には、動作するロボットが1台のみとなるた
め、保持作業中の干渉チェックがOFFとなっているロ
ボットの動作位置に関する教示のみに注意すれば良く、
間違える心配がない。
次読みだし、対応する処理を行っていくことにより2台
のロボットがそれぞれ非同期に部品取り出し、ネジ取り
出しの動作を行いながら互いに衝突することなく正しく
ワークに部品をネジ止めする作業を行うことができる。
以上のようにこの実施例によれば、複数のロボットが共
同で保持作業を行う時に待ち合わせ、それ以外の動作中
は各ロボットは互いに非同期に作業動作を行うというシ
ステムにおいて、それぞれのロボットのプログラムは独
立に他のロボットの作業手順を気にすることなく作成し
ても衝突する心配がない。また、保持作業で干渉OFF
となる時には、動作するロボットが1台のみとなるた
め、保持作業中の干渉チェックがOFFとなっているロ
ボットの動作位置に関する教示のみに注意すれば良く、
間違える心配がない。
【0035】
【発明の効果】以上のようにこの発明の第1発明では、
干渉チェック切り替え信号のON/OFFによって干渉
チェックを行うか否かを決定するという構成をとること
により、互いに干渉する動作を禁止する複数ロボットの
システムにおいて必要に応じて互いに干渉する可能性の
ある複数のロボットの共同作業が可能となる優れた複腕
ロボットシステムを実現できるものである。
干渉チェック切り替え信号のON/OFFによって干渉
チェックを行うか否かを決定するという構成をとること
により、互いに干渉する動作を禁止する複数ロボットの
システムにおいて必要に応じて互いに干渉する可能性の
ある複数のロボットの共同作業が可能となる優れた複腕
ロボットシステムを実現できるものである。
【0036】また、この発明の第2発明では、当該複数
ロボットの両方が干渉チェック切り替え信号OFFの場
合にのみ干渉チェックを行わないようにする構成をとる
ことにより、複数ロボットの作業の動作手順がロボット
毎に同期されずに実行されても、動作タイミングが変わ
ったために不用意にロボットどうしが衝突する危険性が
ない優れた複腕ロボットシステムを実現できるものであ
る。
ロボットの両方が干渉チェック切り替え信号OFFの場
合にのみ干渉チェックを行わないようにする構成をとる
ことにより、複数ロボットの作業の動作手順がロボット
毎に同期されずに実行されても、動作タイミングが変わ
ったために不用意にロボットどうしが衝突する危険性が
ない優れた複腕ロボットシステムを実現できるものであ
る。
【0037】また、この発明の第3発明は干渉チェック
の切り替えと作業手順の待ち合わせのための通信を同時
に行う過程が各ロボットの制御手順に含まれることによ
り、第1のロボットがワークを保持している間に、第2
のロボットが干渉する領域においてネジ締めを行うとい
った複腕の共同作業を行わせるためのプログラムを容易
に正確に作成することができる優れた複数ロボットの制
御方法を実現できるものである。
の切り替えと作業手順の待ち合わせのための通信を同時
に行う過程が各ロボットの制御手順に含まれることによ
り、第1のロボットがワークを保持している間に、第2
のロボットが干渉する領域においてネジ締めを行うとい
った複腕の共同作業を行わせるためのプログラムを容易
に正確に作成することができる優れた複数ロボットの制
御方法を実現できるものである。
【図1】この発明の制御装置の構成の説明図である。
【図2】この発明の複数ロボットの動作手順のフローチ
ャートの図である。
ャートの図である。
【図3】この発明の一実施例におけるロボットシステム
の構成図である。
の構成図である。
【図4】この発明の一実施例におけるシステムのレイア
ウトの説明図である。
ウトの説明図である。
【図5】この発明の一実施例における制御装置のハード
ウェアの説明図である。
ウェアの説明図である。
【図6】この発明の一実施例における干渉チェック切り
替え信号ON/OFFの処理のフローチャートである。
替え信号ON/OFFの処理のフローチャートである。
【図7】この発明の一実施例におけるロボット動作の処
理のフローチャートである。
理のフローチャートである。
【図8】従来例における複数ロボットの動作領域の説明
図である。
図である。
【図9】従来例における複数ロボットの干渉チェックの
ための制御装置の構成図である。
ための制御装置の構成図である。
1,2 ロボット 41 ロボット1の作業手順制御手段 42 ロボット2の作業手順制御手段 43 ロボット1のロボット動作制御手段 44 ロボット2のロボット動作制御手段 45 干渉チェック手段 46 ロボット1の動作指令 47 ロボット2の動作指令 48 ロボット1の動作終了報告信号 49 ロボット2の動作終了報告信号 50 ロボット1の駆動出力 51 ロボット2の駆動出力 52 ロボット1の現在位置信号 53 ロボット2の現在位置信号 54 ロボット1の動作許可要求信号 55 ロボット2の動作許可要求信号 56 ロボット1の動作許可信号 57 ロボット2の動作許可信号 58 ロボット1の干渉チェック切り替え信号 59 ロボット2の干渉チェック切り替え信号 61,62 ロボット1,2の通信信号
Claims (3)
- 【請求項1】 独立に作業動作を行う複数台のロボット
とその制御装置から構成され、前記制御装置は各ロボッ
ト毎にロボットの動作手順を指定するデータに従って動
作目標位置データまたは干渉チェック切り替え信号を発
生する作業手順制御手段と動作目標位置データに従って
各ロボットの動作を制御するロボット動作制御手段とこ
のロボット動作制御手段がロボットの個々の動作開始を
行う前にロボットどうしの干渉をチェックして、干渉す
ると判定された場合、干渉しない状態に変化するまでロ
ボット動作開始を待たせる干渉チェック手段とを有し、 この干渉チェック手段は、前記干渉チェック切り替え信
号がONの時には干渉をチェックし、前記干渉チェック
切り替え信号がOFFの時には干渉するかしないかに関
わらずロボットを動作させることを特徴とする複腕ロボ
ットシステム。 - 【請求項2】 干渉チェック切り替え信号がロボット毎
に存在し、 干渉チェック手段は、干渉チェック切り替え信号がとも
にOFFとなっていない2台のロボットの干渉をチェッ
クすることを特徴とする請求項1記載の複腕ロボットシ
ステム。 - 【請求項3】 独立に作業動作を行う複数台のロボット
とその制御装置からなる複腕ロボットシステムにおい
て、前記制御装置はロボットが互いに干渉する動作を許
可しない干渉チェック手段を有しており、 第1のロボットの制御手順として、第1の信号を第2の
ロボットへ送信し、干渉チェックを一時的に解除した
後、第2のロボットからの送信される第2の信号を受信
するまで待ち、受信時に干渉チェックを再開する過程を
含み、 第2のロボットの制御手順として、第1のロボットから
送信される第1の信号を受信するまで待ち、受信時に干
渉チェックを一時的に解除する過程と、干渉チェックを
再開すると同時に第1のロボットへ第2の信号を送信す
る過程を含むことを特徴とする複腕ロボットシステムの
制御方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9225594A JPH07299792A (ja) | 1994-04-28 | 1994-04-28 | 複腕ロボットシステムとその制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9225594A JPH07299792A (ja) | 1994-04-28 | 1994-04-28 | 複腕ロボットシステムとその制御方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07299792A true JPH07299792A (ja) | 1995-11-14 |
Family
ID=14049318
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9225594A Pending JPH07299792A (ja) | 1994-04-28 | 1994-04-28 | 複腕ロボットシステムとその制御方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH07299792A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
ES2112190A1 (es) * | 1995-11-17 | 1998-03-16 | Univ Madrid Complutense | Robot autonomo, movil, con alta capacidad sensorial y de proceso para trabajos cooperativos. |
JP2013136123A (ja) * | 2011-12-28 | 2013-07-11 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | ロボット動作教示支援装置及び方法 |
CN104647377A (zh) * | 2014-12-30 | 2015-05-27 | 杭州新松机器人自动化有限公司 | 一种基于认知***的工业机器人及其控制方法 |
CN110270974A (zh) * | 2019-04-29 | 2019-09-24 | 北京工业大学 | 一种多功能托盘取物装置 |
-
1994
- 1994-04-28 JP JP9225594A patent/JPH07299792A/ja active Pending
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
ES2112190A1 (es) * | 1995-11-17 | 1998-03-16 | Univ Madrid Complutense | Robot autonomo, movil, con alta capacidad sensorial y de proceso para trabajos cooperativos. |
JP2013136123A (ja) * | 2011-12-28 | 2013-07-11 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | ロボット動作教示支援装置及び方法 |
CN104647377A (zh) * | 2014-12-30 | 2015-05-27 | 杭州新松机器人自动化有限公司 | 一种基于认知***的工业机器人及其控制方法 |
CN104647377B (zh) * | 2014-12-30 | 2016-08-24 | 杭州新松机器人自动化有限公司 | 一种基于认知***的工业机器人及其控制方法 |
CN110270974A (zh) * | 2019-04-29 | 2019-09-24 | 北京工业大学 | 一种多功能托盘取物装置 |
CN110270974B (zh) * | 2019-04-29 | 2021-04-30 | 北京工业大学 | 一种托盘取物装置 |
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