JPH0836410A - ロボットの干渉防止方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 複数のロボットを動作させる際のインターロ
ック信号を設定することなくロボットの干渉を防止する
ロボット干渉防止装置を提供する。 【構成】 複数のロボットが動作する空間を疑似的に再
現する唯一のメモリ２と、前記メモリ２内のフラグの状
態を確認し、前記メモリ内のフラグが書き込まれている
領域に前記複数のロボットの内いずれかのロボットがフ
ラグを書き込もうとした際に、そのロボットに対し待機
指令を出す干渉チェック部３と、を有することを特徴と
するロボットの干渉防止装置１。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複数のロボットが動作
する際のロボット同士の干渉を防止するための干渉防止
方法およびその装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】工場の生産設備として、ロボットが用い
られている光景は、近年数多く見られるようになってき
た。このロボットの用いられ方の一つに、一つの工程
（ステージ）に複数のロボットを設置して、一度に作業
を行っているものがある。

【０００３】このような場合、複数のロボットを一定の
空間に複数台配置することによるロボット同士の干渉を
防止するために、あるロボットが互いに干渉する領域に
入った場合に、他のロボットに対して、その領域に入ら
ないようにインターロック信号を送ることにより、他の
ロボットがその領域に入らないようにして、干渉を防止
している。

【０００４】このようなロボット同士の干渉防止方法と
しては、予め、ロボットの動作ティーチングの際に、ロ
ボット同士が干渉しないように、ロボット同士が干渉す
る位置に来たときにインターロック信号を他のロボット
に送ることのより防止する方法がとられているが、この
インターロック信号を出すタイミングを決めるには、実
際にロボットを動作させて、各ロボットの動きを作業者
が確認しながら設定するか、または、ロボットの動作シ
ミュレーションにより、個々のロボットの干渉位置を予
測して、やはり人間が確認することにより設定しなけれ
ばならず、ロボットの動作ティーチングに多大な時間と
労力を要し、また干渉位置や時間を確実に予測すること
が極めて難しく、インターロック信号の出力が速くて、
余分な時間他のロボットを止めてしまったり、逆に遅い
ためにロボット同士が接触すると言った問題がある。

【０００５】そこで、このようなインターロック信号の
設定をプログラムすることなくロボットの干渉を防止す
るための従来の方法として、特開昭５８−２２６９０号
公報には、一つのロボットの動作を予測し、第１のメモ
リに記憶させ、障害物の位置を同じメモリ空間を有する
第２のメモリに記憶させて、これら第１のメモリと第２
のメモリを比較することで、ロボットの干渉を防止する
ことが開示されている。この公報によれば、第２のメモ
リに記憶する障害物として、干渉する可能性のある他の
ロボットの動作軌跡をセットすることにより、第１のメ
モリに記憶させたロボットと、この第２のメモリに記憶
させたロボットとの干渉を防止することを可能としてい
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記公
報記載の方法においては、ロボットの動作している空間
を示すメモリをロボットごとに一つずつ、すなわち、干
渉する可能性のあるロボットが同一空間内で、２台の場
合には２つのメモリ、３台以上のロボットの場合には３
つ以上のメモリを用意する必要があり、そして、この複
数の各メモリの記憶内容を比較するため、装置構成や比
較のための処理が複雑になるといった問題がある。特
に、２台のロボットだけの場合には、２つのメモリを互
い比較すればよいが、３台以上のロボットの場合には３
つ以上のメモリを互いに比較することになるため、どの
メモリとどのメモリを比較するか、その組合わせだけで
も、複雑になりロボットの台数が増えてくると少なから
ずこの比較処理のための時間が必要となって、ロボット
動作が遅延する恐れもある。また、メモリの数が多くな
ることによるコストアップの問題もある。

【０００７】そこで、本発明の目的は、複数のロボット
を動作させた際に、簡単な装置構成によって、確実にロ
ボットの干渉を防止することができるロボットの干渉防
止方法およびその装置を提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を解決するため
の本発明は、複数のロボットが動作する空間をメモリ内
に疑似的に再現し、前記複数のロボットの各ロボットが
動作する際は、該メモリ内の空間の該各ロボットが動作
する領域にフラグを書き込んだ後、動作を開始するよう
にし、前記メモリ内の空間の同一領域には、一度に一つ
のロボットしかフラグを書き込めないようにしたことを
特徴とするロボットの干渉防止方法である。

【０００９】また上記目的を解決するための本発明は、
複数のロボットが動作する空間をメモリ内に疑似的に再
現し、該メモリ内の空間にロボットの存在をフラグを立
てて表し、前記複数のロボットの内１つのロボットが動
作する場合に、該メモリにアクセスして、該一つのロボ
ットがこれから動作する領域のメモリ内の空間のフラグ
の有無を確認し、フラグが立っていない場合には、該メ
モリの該一つのロボットが動作する領域にフラグを立て
て、該一つのロボットが動作を開始し、フラグが立って
いる場合には、該一つのロボットの動作開始を待機させ
ることを特徴とするロボットの干渉防止方法である。

【００１０】さらに上記目的を解決するための本発明
は、複数のロボットが動作する空間を疑似的に再現する
一つの記憶手段と、前記メモリ内のフラグの状態を確認
し、前記メモリ内のフラグが書き込まれている領域に前
記複数のロボットの内いずれかのロボットがフラグを書
き込もうとした際に、そのロボットに対し待機指令を出
す干渉チェック手段と、を有することを特徴とするロボ
ットの干渉防止装置である。

【００１１】さらにまた上記目的を解決するための本発
明は、複数のロボットが動作する空間を疑似的に再現す
る一つの記憶手段と、前記複数のロボットの内いずれか
のロボットが動作を行う場合に、前記メモリ内のフラグ
の状態を確認し、該いずれかのロボットの動作領域にフ
ラグがない場合にそのロボットに対し動作指令を出す干
渉チェック手段と、を有することを特徴とするロボット
の干渉防止装置である。

【００１２】

【作用】上述のように構成された本発明の干渉防止方法
は、メモリ内にロボットが動作する領域を疑似的に再現
することにより、このメモリ内の空間（以下メモリ空間
と称する）に、ロボットが動作する際には、その動作経
路にフラグを立てて、これからロボットが動作する空間
での位置をメモリ内に確保してから動作を開始するよう
にして、一度に１台のロボットしかメモリ内の同一領域
に、このフラグを立てることができないようにしたこと
により、このメモリ空間内にフラグを立てることのでき
ないロボットは動作の開始ができなくなる。複数のロボ
ットの内いずれかのロボットによって、メモリ空間にフ
ラグが立てられている領域と同じ領域に、動作を開始す
るためにフラグを立てようとした他のロボットはフラグ
の書き込みができないので、動作することができなくな
る。これにより、これらロボットの干渉を防止する。

【００１３】また、本発明の干渉防止方法は、メモリ内
にロボットが動作する領域を疑似的に再現することによ
り、このメモリ空間にフラグを立てて、ロボットの存在
位置や動作経路を示すこととし、これからロボットが動
作する場合には、このメモリ空間をアクセスして、フラ
グの有無を確認してから、フラグがない場合にのみロボ
ットの動作を開始させ、フラグがある場合には、ロボッ
トの動作を待機させることで、ロボット同士の干渉を防
止する。

【００１４】本発明の干渉防止装置は、ロボットの動作
する空間を再現する記憶手段を有することによって、ロ
ボットの動作、存在位置を記憶手段内にフラグを書き込
むことで確認できるようにし、干渉チェック手段が、こ
の記憶手段内にフラグが書き込まれている領域に動作し
ようとするロボットのフラグの書き込みを検出して、フ
ラグの立っている領域にフラグを書き込もうとしたロボ
ット、すなわち他のロボットの動作経路中に動作しよう
としたロボットに待機指令を出力することにより、ロボ
ット同士の干渉を防止するものである。

【００１５】また、本発明の干渉防止装置は、ロボット
の動作する空間を再現する記憶手段を有することによっ
て、ロボットの動作、存在位置を記憶手段内にフラグを
書き込むことで確認できるようにし、干渉チェック手段
が動作しようとするロボットの動作領域に対応する記憶
手段内にフラグが立っていないことを検出して、すなわ
ち他のロボットがその動作経路中に存在しないことを確
認して後、動作しようとするロボットに動作指令を出力
することにより、ロボット同士の干渉を防止するもので
ある。

【００１６】

【実施例】以下、本発明の一実施例を添付した図面を参
照して説明する。

【００１７】図１は、本発明を適用したロボットの干渉
防止装置を説明するためのブロック図である。干渉防止
装置１は、複数のロボットが動作する空間を、後述する
ように疑似的に再現するための記憶手段である共有メモ
リ２と、ロボット制御装置からの動作信号を受けて、共
有メモリ２にフラグの書き込みを行い、かつ、共有メモ
リ２中のフラグのある領域にロボットからフラグ書き込
み要求を受けた場合にそのロボット制御装置に対して、
待機指令を出す干渉チェック手段である干渉チェック部
３よりなる。なお、図示したロボットの制御装置１０お
よび２０については後述する。

【００１８】この共有メモリ２は、図２に示すように、
ロボットが動作する空間を疑似的に３次元の立方体とし
て再現するように、アドレス配置されたもので、本実施
例では、実際のロボットの動作空間を横、たて、奥行き
各２５６分割した状態でメモリ空間として再現してい
る。このために必要なメモリ容量は２５６×３で１６Ｍ
バイトとなる。この時のアドレス配置は、各方向がそれ
ぞれ００からＦＦまでのアドレス（２５６個分のアドレ
ス）をとるので全部で６桁のアドレスとし、横方向を下
２桁で取り、縦方向を３、４桁目、奥行き方向を上位
１、２桁目で表している。この共有メモリ２によって再
現されるメモリ空間は、ロボットの台数にかかわらず常
に一つである（メモリ装置が一つという意味ではなく、
本実施例では１６Ｍバイトのメモリ空間として１つであ
り、そのためのメモリ装置としては、例えば１Ｍのメモ
リであれば１６個、４Ｍのメモリであれば４個必要であ
る）。

【００１９】ロボットが動作する際には、この共有メモ
リ２へそのロボットが動作する領域を示すフラグを立て
てから動作する。干渉チェック部３では、そのために、
各ロボット制御装置の動作軌跡算出部が算出したデータ
を受信して、まず、受信した動作軌跡に対応するメモリ
空間上のアドレスを算出して、共有メモリ２の中を検索
して、算出したアドレスと同じアドレスにフラグが立っ
ていない場合に、動作軌跡となるアドレスにフラグの書
き込みを行う。また、共有メモリ２内のアドレスに、す
でにフラグが立っている場合には、干渉チェック部３で
は、その動作軌跡を送信したロボット制御装置に対し
て、動作待機指令を送信する。なお、共有メモリ２での
フラグは、本実施例においては１を立てることによって
表し、フラグのない状態は０である。そして、ロボット
の動作が終了することによりフラグをクリアして０とす
る。

【００２０】これをより具体的に説明すると、例えば同
一空間で作業を行い干渉する可能性のあるロボットがロ
ボットＡとロボットＢの２台ある場合に、図１に示した
ように、各ロボットＡおよびＢの制御装置１０および２
０がロボット干渉防止装置１に接続され、まず、ロボッ
トＡが動作を開始するときには、干渉チェック部３がそ
の動作軌跡を受信する。そして、受信した動作軌跡から
メモリ空間での動作軌跡に対応するアドレスが算出され
て、共有メモリ２にアクセスして、対応するアドレスが
０であるか１であるかを確認する。他のロボットがメモ
リ空間内にない場合には、共有メモリ２の各アドレスの
データは全て０となっている。そこで、干渉チェック部
３は算出したアドレスに書き込みを行いデータを１に変
える。この状態で、ロボットＢの動作を開始するための
動作軌跡を干渉チェック部３が受信した場合には、上記
同様に、受信した動作軌跡からメモリ空間での動作軌跡
に対応するアドレスが算出されて、共有メモリ２にアク
セスして、対応するアドレスが０か１かを確認する。こ
の時ロボットＡの動作軌跡となる領域ではそのアドレス
のデータが１となっているので、ロボットＢの動作軌跡
として算出されたアドレスと同じアドレスが一つでも１
となっている場合には、共有メモリ２へのデータの書き
込みを中止して、ロボットＢ制御装置２０のロボットＢ
動作指令部２１に対し、ロボットＢが動作しないように
待機指令を出力する。これにより、干渉が起こるような
同一領域でのロボットＢの動作が止められて、ロボット
ＡとロボットＢとの干渉が防止される。

【００２１】ここで、ロボット制御装置の動作について
説明する。ロボット制御装置は、図１に示したように、
ロボットの動作指令を出すロボット動作指令部１１およ
び２１、このロボット動作指令部の指令に基づき、ロボ
ットの動作軌跡を算出するロボット軌跡算出部１２およ
び２２よりなる。このロボット制御装置は、一般的なテ
ィーチングプレイバック方式のロボットの制御装置であ
り、ロボット動作指令部１１および２１では、ティーチ
ングされたロボットの動作点に応じて、ロボットをある
動作点から次の動作点へ動作させるための指令を出力
し、これを受けとったロボット軌跡算出部１２および２
２が、ある動作点から次の動作点までの動作軌跡を算出
して、この動作軌跡に基づき動作指定を受けたロボット
本体（図示せず）のアームが動くことになる。

【００２２】ロボット軌跡算出部で算出される動作軌跡
は、ロボット座標系で位置データとして出力され、本実
施例のおける干渉チェック部３では、このロボット座標
系における位置データを共有メモリ空間のアドレスに変
換する。この時、ロボット座標系での位置データは、ロ
ボットの動作点におけるロボット可動部分の中心位置で
あり、ロボット本体のアームやハンドなどの大きさが考
慮されていないので、アドレス変換の際に、このロボッ
トの大きさを位置データから変換したアドレスの周囲に
追加する。例えば、メモリ空間内でのロボットアームの
大きさが２５６分割点での３点分に相当する場合には、
位置データから変換したアドレスに、横、たておよび奥
行き方向の前後２つ分のアドレスを追加することで、メ
モリ空間でのロボットの大きさを表す。

【００２３】また、ロボットを待機させる待機指令は、
ロボット動作指令部が有しているインターロック信号受
信ポートから入力されるようになっており、前述のよう
にメモリ空間内のフラグのある領域に動作しようとする
場合には、干渉チェック部３からこのインターロック信
号受信ポートに信号が入りロボット動作が待機させられ
る。

【００２４】次に、図３に示したフローチャートにより
上述のロボット動作と干渉防止装置の動作を説明する。

【００２５】まず、ロボット動作指令部からの動作指令
に基づきロボット軌跡算出部において、ロボットのこれ
から動作する動作軌跡である位置データが算出され（Ｓ
１）、この位置データを受信した干渉チェック部３にお
いて、位置データを共有メモリ２のアドレスに変換し
（Ｓ２）、変換して得られたアドレスを共有メモリ２か
ら読み込み（Ｓ３）、読み込んだアドレスにフラグが立
っていると検知された（そのアドレスのデータが１であ
る）場合には、ロボット待機指令を出力し（Ｓ８）、フ
ラグがない場合には共有メモリの上記アドレスにフラグ
を立て（１を書き込む）（Ｓ５）、そのままロボット動
作指令が動作指令部より出力される（Ｓ６）。そして、
ロボットがメモリ空間内の領域からでるときには、その
アドレスのフラグをクリア（データを０に）する（Ｓ
７）。

【００２６】以上本実施例においては、干渉チェック部
より共有メモリのフラグが立っている領域に他のロボッ
トが動作しようとした場合に、そのロボットに対して待
機指令を出すことで、ロボットの干渉と防止するように
したが、これは、従来より用いられているロボット防止
のためのインターロック信号に、このロボット待機指令
を用いることで、ロボット制御装置内の動作プログラム
を変更することなく、ロボットの干渉を防止することが
可能となるようにしたものである。しかしながら、本発
明は、このような構成に限定されるものではなく、例え
ば、ロボット制御装置から出力されるロボット本体への
動作指令が直接ロボット本体に出力されないようにし
て、このロボット動作指令を干渉チェック装置が一旦受
け取り、フラグがないことを確認した場合に、そのロボ
ットが動作できるように、干渉チェック部からロボット
本体へ動作指令を出すようにして、ロボットの干渉を防
止することも可能である。もちろんこのような構成とし
た場合でもロボット動作のためのプログラムを変更する
必要はなく、単に、ロボット制御装置とロボット本体と
の間に本発明による干渉防止装置を介在させることによ
って、ロボット同士の干渉を防止できる。

【００２７】また、本発明は、複数のロボット同士の干
渉を防止するのみならず、ロボットと他の移動障害物と
の干渉についても上記実施例同様に、移動障害物の経路
を共有メモリにフラグを立てて表すことによってその移
動障害物とロボットとの干渉を防止することができる。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の請求項１
および２のロボット干渉防止方法によれば、複数のロボ
ットがその動作空間に対応するように定義された唯一つ
のメモリを共有し、そのロボットの動作領域をメモリ空
間にフラグを互いに排反するように立てて行くことで表
すこととしたので、ロボットの動作ティーチングの際
に、ロボット同士の干渉時点を考慮する必要がなくな
り、またインターロック信号出力のためのプログラムを
設けなくてもロボットの干渉を防止することができる。

【００２９】また本発明の請求項３および４のロボット
干渉防止装置によれば、唯一つの記憶手段を複数のロボ
ットによって共有させて、その記憶手段に、複数のロボ
ットの動作軌跡を互いに排反するようにフラグを立てて
表し、このフラグの状態を干渉チェック手段が検出して
複数のロボットがフラグのある領域に動作できないよう
にさせることとしたので、ロボットの数が幾ら増えても
記憶手段としてのメモリ装置の数やそのチェック動作が
増加することがないため、干渉防止のための設備費の増
加につながることなく、多数のロボットを同一空間で動
作させる際の干渉防止装置として好適である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例である干渉防止装置を説明
するためのブロック図である。

【図２】 上記実施例にかかるメモリ空間を説明するた
めの図面である。

【図３】 上記実施例における干渉防止装置の動作を説
明するためのフローチャートである。

【符号の説明】

１…干渉防止装置、 ２…共有メモリ、３…干渉チェ
ック部、 １０、２０…ロボット制御装置、１１、２１
…ロボット動作指令部、１２、２２…ロボット軌跡算出
部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０５Ｄ 1/02 Ｐ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のロボットが動作する空間をメモリ
   内に疑似的に再現し、 前記複数のロボットの各ロボットが動作する際は、該メ
   モリ内の空間の該各ロボットが動作する領域にフラグを
   書き込んだ後、動作を開始するようにし、 前記メモリ内の空間の同一領域には、一度に一つのロボ
   ットしかフラグを書き込めないようにしたことを特徴と
   するロボットの干渉防止方法。
2. 【請求項２】 複数のロボットが動作する空間をメモリ
   内に疑似的に再現し、該メモリ内の空間にロボットの存
   在をフラグを立てて表し、 前記複数のロボットの内１つのロボットが動作する場合
   に、該メモリにアクセスして、該一つのロボットがこれ
   から動作する領域のメモリ内の空間のフラグの有無を確
   認し、 フラグが立っていない場合には、該メモリの該一つのロ
   ボットが動作する領域にフラグを立てて、該一つのロボ
   ットが動作を開始し、 フラグが立っている場合には、該一つのロボットの動作
   開始を待機させることを特徴とするロボットの干渉防止
   方法。
3. 【請求項３】 複数のロボットが動作する空間を疑似的
   に再現する一つの記憶手段と、 前記メモリ内のフラグの状態を確認し、前記メモリ内の
   フラグが書き込まれている領域に前記複数のロボットの
   内いずれかのロボットがフラグを書き込もうとした際
   に、そのロボットに対し待機指令を出す干渉チェック手
   段と、を有することを特徴とするロボットの干渉防止装
   置。
4. 【請求項４】 複数のロボットが動作する空間を疑似的
   に再現する一つの記憶手段と、 前記複数のロボットの内いずれかのロボットが動作を行
   う場合に、前記メモリ内のフラグの状態を確認し、該い
   ずれかのロボットの動作領域にフラグがない場合にその
   ロボットに対し動作指令を出す干渉チェック手段と、を
   有することを特徴とするロボットの干渉防止装置。