JPH11345018A - ロボット制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ロボットの作業区間における軌道の再生軌跡
精度を損なうことなく、周辺機器やワーク等との干渉も
回避しつつタクトタイムを短縮し、生産効率の向上、消
費電力の低減及び安全性の確保等を図る。 【解決手段】 コントローラ１において、演算装置１０
が記憶装置１１に記憶された教示データを読み出し、塗
装ガン７がこれから侵入しようとする教示点間の区間が
塗装作業をＯＮとする区間かどうかを判断する。そし
て、塗装作業ＯＮの区間であれば教示データに基づいて
補間式を生成して軌道を生成する。これに対し、塗装作
業ＯＦＦの区間であれば、その区間の始点に到達したと
きに教示データに基づく軌道よりも短い滑らかな曲線を
表す補間式を生成し、塗装作業ＯＦＦの区間について
は、その生成した補間式によって軌道を再生することに
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、工業用ロボットを
制御するロボット制御装置に係り、特に、動作軌道が作
業を実施する区間と実施しない区間とに区別される工業
用ロボットの制御に用いて好適なロボット制御装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】塗装ロボットやシーリングロボット、ア
ーク溶接ロボット等の工業用ロボットは、塗装等の各ロ
ボットに応じた作業を施す作業工具を移動させ、その移
動軌道上の所定位置でこれを作動させることにより作業
対象物（ワーク）に対する作業を行う。このような工業
用ロボットは、一般に、予め教示された教示データに従
った動作を再生する教示再生型のロボットによって構成
されており、制御装置が教示データに基づいて各可動部
や作業工具等を動作させるための指令信号を供給し、こ
れにより、教示された軌道を再生すると共に、その軌道
上のある区間では作業を実施し、ある区間では作業を停
止するように制御される。

【０００３】従来、かかる工業用ロボットの制御におい
ては、作業工具を移動させる移動軌道上の教示点位置と
同移動軌道上での作業内容の情報とを教示データとして
与え、その教示点位置によってロボットの動作軌道（運
動形態）を規定し、作業内容の情報によって作業工具の
移動時にどのように作業を実施するかを指示することと
していた。そして、制御装置がその教示データ中の教示
点位置に基づいてロボットを動作させて作業工具を所望
の軌道に沿って移動させると共に、同制御装置或いは他
の作業制御用の制御装置が教示データ中の作業内容情報
に基づいて作業工具等の作業用機具を動作させることに
より、上述のような軌道再生と所定区間での作業実施及
び作業停止の制御を行うこととしていた。

【０００４】又、従来においては、作業を実施する教示
点（作業点）位置のみを教示すれば、作業を実施しない
区間については自動的にロボットの動作経路を生成する
制御装置もあった。この制御装置によれば、作業工具が
作業を実施する区間（以下、「作業区間」という。）は
教示データに従った軌道が再生され、作業を実施しない
区間（以下、「非作業区間」という。）は制御装置内で
生成された動作経路に従った軌道が再生されることにな
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した教
示点位置と作業内容情報とを教示データとして与える従
来技術においては、タクトタイムを短縮しようとする場
合、教示データ中の教示点位置の方を変更して軌道再生
時間を短縮することになるが、作業品質確保のため作業
区間の軌道は変更すべきでないので、非作業区間の軌道
を再生時間が短くなるように変更することになる。しか
し、一旦教示されて各区間の移動速度や通過点等がそれ
ぞれ定まっている軌道において、非作業区間にある教示
点位置のみを不用意に変更すると、再生される作業区間
における軌道の軌跡精度が悪化し、結局作業区間の軌道
も変更されてしまい、作業品質が低下するという問題が
あった。又、このような場合には振動が発生したりする
こともあり、これに伴って作業品質が更に低下するとい
う問題もあった。

【０００６】一方、作業点位置のみを教示して非作業区
間のロボット動作経路を自動生成する従来技術にあって
は、ワークや周囲の環境等に応じて適宜非作業区間の軌
道を指示、修正することができない。このため、ワーク
から大きくはみ出た所へロボットが動作し、隣のロボッ
トやワーク等に衝突することがあるという問題があっ
た。

【０００７】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
もので、ロボットの作業区間における軌道の再生軌跡精
度を損なうことなく、周辺機器やワーク等との干渉も回
避しつつタクトタイムを短縮することを可能とし、生産
効率の向上、消費電力の低減及び安全性の確保等を図る
ことができるロボット制御装置を提供することを目的と
する。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
ワークに対して作業を実施する作業手段を有するロボッ
トを制御するロボット制御装置において、前記作業手段
を移動させる軌道上の教示点と前記作業手段の前記軌道
上における作業内容とに基づき、前記軌道における前記
作業手段の非作業区間の教示点を判別する判別手段と、
前記判別手段の判別結果により、前記区間の始点及び終
点の教示点間に他の教示点があったとき、当該始点及び
終点の教示点と当該他の教示点とに基づいて当該区間に
ついての前記作業手段を移動させる軌道を新たに生成す
る軌道生成手段とを有することを特徴としている。

【０００９】請求項２記載の発明は、請求項１記載のロ
ボット制御装置において、前記軌道生成手段は、当該区
間についての前記作業手段を移動させる軌道として、当
該始点及び終点の教示点と当該他の教示点とに従った当
初の軌道より短い軌道を生成することを特徴としてい
る。

【００１０】

【発明の実施の形態】＜構成＞ １．全体構成 以下に、図面を参照して本発明の実施の形態について説
明する。初めに、本実施形態の全体的な構成を説明し、
併せてその基本的な動作について概説する。図１は、本
発明の一実施形態によるロボット制御装置を適用した塗
装ロボットシステム全体の外観構成を示す図である。

【００１１】この図において、１はコントローラであ
り、入力装置２からケーブル３を介して各種指示データ
を受け、ケーブル４を介してマニピュレータ５の各可動
部に対する動作指令信号を供給すると共に、マニピュレ
ータ５との間で各種信号の授受を行い、これによりマニ
ピュレータ５の状態を監視しつつ、その動作を制御す
る。このコントローラ１は、教示プログラム、各種制御
パラメータ等を記憶する記憶部と、それらプログラム等
と前記指示データ及びマニピュレータ５から受けた信号
等とに基づいて各種制御演算処理を行う演算処理部とを
有しており、該演算処理部における演算処理の結果に基
づいてマニピュレータ５の動作を決定し、前記動作指令
信号を生成する。

【００１２】又、コントローラ１は、色替えバルブ６、
塗装ガン７及び図示せぬ塗料供給装置等の塗装作業用に
設けられた各種機器による塗料作業動作も制御する。す
なわち、コントローラ１は、マニピュレータ５を動作さ
せつつ、塗装作業の実施も併せて制御する。この制御を
実行する機能は、上記演算処理部等によってマニピュレ
ータ５の動作制御と併せて実現することとしてもよい
が、塗装作業制御用に別の演算処理装置をコントローラ
１内部若しくは外部に付加して実現することとしてもよ
い。尚、コントローラ１の内部構成の詳細や演算処理動
作の具体的内容等については更に後述する。

【００１３】入力装置２は、オペレータがマニピュレー
タ５への動作指令やデータ管理等のための指示入力を行
う入力装置であり、入力されたデータを前記指示データ
としてケーブル３を介してコントローラ１へ供給する。
ケーブル３、４は、それぞれ、入力装置２−コントロー
ラ１間、コントローラ１−マニピュレータ５間で授受さ
れる信号を伝達する接続線である。

【００１４】マニピュレータ５は、本塗装ロボットシス
テムにおける塗装ロボットの主要部であって、工場床面
に取り付けられたボックス５ａによって床面の所定位置
に固定されている。このマニピュレータ５は、図中に符
合５ａ〜５ｊで示すボックス、旋回ベース及びアーム等
と各可動部の駆動ユニット等の構成要素によって構成さ
れており、図示のように各可動部の駆動によって回転角
度θ1、θ2、θ3、θ4、θ5及びθ6の方向にそれぞれ動
作可能な６自由度を有するものとなっている。以下、マ
ニピュレータ５の各構成要素について順に説明する。

【００１５】ボックス５ａは、上述のように工場床面の
所定位置に固定され、図中に符号５ｂで示す第１の可動
部駆動ユニットを収納しており、旋回ベース５ｃがこの
第１可動部駆動ユニットを介してボックス５ａ上に取り
付けられている。第１可動部駆動ユニット５ｂは、ボッ
クス５ａ内に固定されたサーボモータ、その出力軸側に
設けられた減速機及びエンコーダ等からなっており、旋
回ベース５ｃは、減速機を介してサーボモータの出力軸
と連結され、図中の矢印θ1方向に回転自在に取り付け
られている。そして、第１可動部駆動ユニット５ｂのサ
ーボモータがコントローラ１から供給される動作指令信
号によって駆動され、これにより、旋回ベース５ｃがθ
1方向に回転し、この回転角度をエンコーダが検出して
コントローラ１へ供給するようになっている。

【００１６】又、旋回ベース５ｃには、同様にサーボモ
ータや減速機等からなる第２の可動部駆動ユニット５ｄ
が取り付けられている。第２可動部駆動ユニット５ｄに
おいては、サーボモータが旋回ベース５ｃ側に固定され
ており、その出力軸が減速機を介して第１アーム５ｅの
一端（後方端）と連結されている。そして、この第２可
動部駆動ユニット５ｄのサーボモータがコントローラ１
から供給される動作指令信号によって駆動され、これに
より、第１アーム５ｅが図中の矢印θ2方向に回転し、
この回転角度をエンコーダが検出してコントローラ１へ
供給するようになっている。

【００１７】一方、第１アーム５ｅの他端（先方端）に
は、第３の可動部駆動ユニット５ｆが取り付けられてい
る。第３可動部駆動ユニット５ｆにおいてもサーボモー
タの出力軸が減速機を介して第２アーム５ｇ側と連結さ
れており、これがコントローラ１から供給される動作指
令信号によって駆動され、第２アーム５ｇが図中の矢印
θ3方向に回転し、この回転角度をエンコーダが検出し
てコントローラ１へ供給するようになっている。

【００１８】第２アーム５ｇには、第３可動部駆動ユニ
ット５ｆとの連結部側（後方端側）に手首駆動ユニット
ケース５ｈが取り付けられており、先方端側に第１手首
部材５ｉ、第２手首部材５ｊ、塗装ガン７がそれぞれ図
中の矢印θ4、θ5、θ6方向に回転自在な連結部を介し
て順次取り付けられている。

【００１９】ここで、手首駆動ユニットケース５ｈ内に
は、第１手首部材５ｉ、第２手首部材５ｊ及び塗装ガン
７をそれぞれ回転動作させるためのサーボモータと、そ
れらサーボモータによる回転角度を検出するエンコーダ
等とからなる第４、第５及び第６の可動部駆動ユニット
が収納されている（図示略）。又、第２アーム５ｇ等の
内部には、それら第４、第５、第６可動部駆動ユニット
にて発生された駆動力をθ4、θ5、θ6方向の回転力と
して、それぞれ、第１手首部材５ｉ、第２手首部材５
ｊ、塗装ガン７へ伝達する動力伝達機構が設けられてい
る。

【００２０】このような手首部分の構成において、上記
同様、第４、第５、第６可動部駆動ユニットのサーボモ
ータがコントローラ１から供給される動作指令信号によ
って駆動され、その駆動力が動力伝達機構を介して伝達
されて第１手首部材５ｉ、第２手首部材５ｊ、塗装ガン
７がそれぞれθ4、θ5、θ6方向に回転する。そして、
これらの回転角度を各エンコーダが検出し、コントロー
ラ１へ供給するようになっている。

【００２１】一方、色替えバルブ６は、第２アーム５ｇ
上に搭載され、第２アーム５ｇの先端側から第１手首部
材５ｉ、第２手首部材５ｊの内部に設けられたチューブ
（図示略）を介して塗装ガン７と接続されており、図示
せぬ塗料タンクやポンプ等からなる塗料供給装置から供
給される複数色の塗料、シンナー及び加圧エアの塗装ガ
ン７への供給をコントローラ１からの指示信号に従って
制御する。

【００２２】塗装ガン７は、エアモータのタービンによ
って回転されるカップ状の回転子等で塗料を拡散しつつ
噴射する回転霧化式の塗装ガンである。この塗装ガン７
は、色替えバルブ６から上記チューブを介して供給され
る塗料や加圧エア等とコントローラ１から供給される指
示信号とに応じてワーク（図示略）に対する塗装作業を
実施する。

【００２３】本塗装ロボットシステムの全体構成は以上
のようなものとなっており、コントローラ１、入力装置
２、ケーブル３、４及びマニピュレータ５によって構成
される塗装ロボットと、色替えバルブ６、塗装ガン７及
び塗料供給装置等によって構成される塗装作業用機器と
に大別することができる。このような構成において、マ
ニピュレータ５は、塗装ガン７を空間上の任意の位置、
姿勢に移動させ、上記各可動部の回転角度θ1、θ2、θ
3、θ4、θ5及びθ6によって決定される位置、姿勢にて
ガン先（図中の符合７ｘ）から塗料を噴射させ、ワーク
の塗装を行う。すなわち、本塗装ロボットシステムにお
いては、旋回ベース５ｃ、第１アーム５ｅ、第２アーム
５ｇ、第１手首部材５ｉ、第２手首部材５ｊ及び塗装ガ
ン７の回転角度θ1〜θ6によって塗装ガン７の位置及び
姿勢（ねらい方向）が決定されると共に、塗料供給装置
からの供給状態、色替えバルブ６の動作状態及び塗装ガ
ン７の塗料噴射動作状態によって当該位置及び姿勢での
塗装作業の実施内容が決定される。そして、これらの位
置、姿勢及び回転角度θ1〜θ6並びに塗装作業の実施内
容等は、コントローラ１での演算処理により決定され、
その決定に基づく第１〜第６の可動部駆動ユニットへの
動作指令信号と色替えバルブ６や塗装ガン７等への指示
信号とによって制御される。

【００２４】２．信号系 次に、本塗装ロボットシステムにおける信号系について
説明する。図２は、本塗装ロボットシステムにおける信
号の系統図である。但し、ここでは、本発明の特徴との
関連性から特にマニピュレータ５の動作制御のための信
号系のみを説明することとするので、図２においてはそ
の信号系の系統図のみを示し、塗装作業を制御するため
の信号系は省略してある。尚、図中の１点鎖線で囲まれ
た部分はコントローラ１に対応する。

【００２５】図示のように、コントローラ１内には、演
算装置１０、記憶装置１１、インターフェイス１２、１
３及びモータドライバＤ1〜Ｄ6等が設けられている。演
算装置１０は、各種制御演算処理を行う上述の演算処理
部に相当する。記憶装置１１は、教示プログラムや各種
制御パラメータ等を記憶する上述の記憶部に相当し、第
１アーム５ｅ、第２アーム５ｇ等の長さや回転角度θ1
〜θ6の動作可能な角度範囲等のようなマニピュレータ
５の諸元データは、制御パラメータの一部としてこの記
憶装置１１に記憶されている。又、記憶装置１１の一部
は、演算装置１０が演算処理の実行時に各種変数のデー
タを格納する汎用の記憶領域としても使用される。

【００２６】インターフェイス１２は、演算装置１０と
上記入力装置２との間を接続するインターフェイスであ
り、これらの間で授受される信号を所定の信号形態とし
て伝達する。尚、このインターフェイス１２と入力装置
２との間を接続しているのが上述のケーブル３である。
一方、インターフェイス１３は、演算装置１０とモータ
ドライバＤ1〜Ｄ6との間を接続するインターフェイスで
あり、これらの間で授受される信号を所定の信号形態と
して伝達する。

【００２７】モータドライバＤ1、Ｄ2、…、Ｄ6は、そ
れぞれ、インターフェイス１３を介して演算装置１０か
ら指令信号を受け、その指令信号に応じてマニピュレー
タ５の第１、第２、…、第６可動部駆動ユニットのサー
ボモータＭ1、Ｍ2、…、Ｍ6へ駆動電流（上記動作指令
信号）を供給する。又、各モータドライバは、自己が駆
動電流を供給するサーボモータから（正確にはそのサー
ボモータに付設された上述のエンコーダから）回転角度
に応じた信号を受け、その信号をそれぞれの可動部の回
転角度データとしてインターフェイス１３を介して演算
装置１０へ供給する。

【００２８】サーボモータＭ1、Ｍ2、…、Ｍ6は、それ
ぞれ、第１、第２、…、第６可動部駆動ユニットに設け
られている上述のサーボモータであり、モータドライバ
Ｄ1、Ｄ2、…、Ｄ6から受けた駆動電流によって駆動力
を発生し、マニピュレータ５の各可動部の回転角度θ
1、θ2、…、θ6を同駆動電流に応じた角度に回転させ
る。

【００２９】このような信号系の構成において、演算装
置１０は、入出力装置２、モータドライバＤ1〜Ｄ6とそ
れぞれインターフェイス１２、１３を介して信号の授受
を行うと共に、記憶装置１１からの必要なデータの読出
及び記憶装置１１への必要なデータの書込を行う。そし
て、塗装ガン７の位置及び姿勢の算出、塗装ガン７を次
に移動させるべき目標位置及び目標姿勢の算出、それら
目標位置等に応じた回転角度θ1〜θ6の算出等、種々の
演算処理を行い、その演算処理結果に応じた指令信号を
インターフェイス１３を介してモータドライバＤ1〜Ｄ6
へ出力する。これにより、サーボモータＭ1〜Ｍ6へ演算
装置１０における演算処理結果に応じた動作指令信号
（電流）が供給され、マニピュレータ５の動作が制御さ
れる。

【００３０】３．教示プログラム （１）塗装作業の例 次に、本塗装ロボットシステムにおける教示プログラム
について、塗装作業の具体例を挙げて説明する。図３に
塗装作業の一例を模式的に示す。この図においては、符
号Ｗで示す長方形の斜線領域が塗装作業を施すべきワー
クを表し、これを横切る矢印付の実線がガン先７ｘを移
動させる軌道の一例を表している。

【００３１】図示の軌道による塗装作業は、白抜きの小
円で示した点Ｐ1〜点Ｐ8の位置を直線でつなぐようにガ
ン先７ｘを移動させ、その移動軌道上にある黒色の小円
で示した点Ｇ1〜点Ｇ8の位置で塗装ガン７の塗料噴射動
作のＯＮ／ＯＦＦを切り替えることにより、ワークＷの
塗装を行うものである。すなわち、ガン先７ｘが点Ｐ1
〜点Ｐ8を順次通過して図中の実線軌道上を移動するよ
うにマニピュレータ５が塗装ガン７を移動させ、ガン先
７ｘが点Ｇ1〜点Ｇ8のうちの奇数番目の点（Ｇ1、Ｇ3、
Ｇ5及びＧ7）に達したときには塗装ガン７の塗料噴射動
作をＯＮとし、偶数番目の点（Ｇ2、Ｇ4、Ｇ6及びＧ8）
に達したときには塗料噴射動作をＯＦＦとするのであ
る。

【００３２】従って、図３のワークＷを塗装するための
軌道を教示する際には、塗装ガン７（ガン先７ｘ）を移
動させる移動軌道上の教示点として点Ｐ1〜点Ｐ8の位置
を教示し、塗装作業の内容を指示する情報として点Ｇ1
〜点Ｇ8の位置とそれら各点における塗料噴射動作のＯ
Ｎ／ＯＦＦを教示する。尚、これらの教示は、オペレー
タが入力装置２を用いて所定の指示入力をすることによ
って行うが、オペレータは上記各点の位置等以外にも適
宜必要な他のデータ（後述）を併せて入力する。

【００３３】（２）教示プログラムの形態 上述のように教示を行った場合の教示プログラムの形態
例を図４に示す。図示の教示プログラムは、そのプログ
ラムに関する総括的なデータで構成されるHEADER部と、
マニピュレータ５の動作軌道（ガン先７ｘの移動軌道）
を規定する各教示点に関するデータで構成されるPOINT
データ部（POINT１、POINT２、…）と、塗装作業の内容
に関するデータで構成されるPAINTデータ部（PAINT１、
PAINT２、…）とからなっている。

【００３４】これら教示プログラムの各部を構成するデ
ータの具体例を図５に示す。図示のように、HEADER部
は、プログラムの名称や教示点の総数、使用する作業工
具の種類等のデータによって構成される。ここで、これ
らのデータは上述の他のデータに相当するものであり、
オペレータが入力装置３を用いて適宜入力する。例え
ば、作業工具の種類としては、上記塗装ガン７を示すデ
ータを入力する。

【００３５】POINTデータ部は、軌道を規定する各教示
点についてのPOINTデータからなり、各教示点のPOINTデ
ータが図示の［POINTｉ］のように作業工具の位置及び
姿勢、次の教示点までの軌道補間方法、作業工具先端の
移動速度、位置決め方法並びに加速度制限値等のデータ
によって構成されている。ここで、図３の軌道を教示し
た場合、［POINTｉ］における作業工具の位置及び姿勢
は上記点Ｐi（ｉ＝１、２、…、８）の位置データとそ
の位置における塗装ガン７の姿勢データとなり、次の教
示点までの軌道補間方法や作業工具先端の移動速度等は
オペレータが適宜指定したり、マニピュレータ５の動作
能力等に応じて演算装置１０が算出したりしたデータと
なる。これらのガン先７ｘの移動軌道を規定するデータ
により、マニピュレータ５の動作軌道が規定されること
になる。

【００３６】PAINTデータ部は、塗装作業を制御する
（切り替える）ためのPAINTデータからなり、軌道上で
塗装作業を制御する位置毎のPAINTデータが図示の［PAI
NTｉ］のように作業工具の制御データ、動作ポイント及
びコマンド出力位置等のデータによって構成されてい
る。ここに、動作ポイントとは、そのPAINTデータによ
って塗装作業を制御しようとする位置に至るときに通過
してきた教示点、すなわち、当該位置の直前にある教示
点を示すデータであり、その教示点が何番目の教示点か
を示す番号データ等によって表される。又、コマンド出
力位置は、そのPAINTデータによって塗装作業を制御し
ようとする位置の前記動作ポイントからの位置を示すデ
ータであり、前記直前の教示点を通過してから塗装作業
を制御する指令信号を送信するタイミングデータに相当
するものである。図３の軌道を教示した場合にあって
は、［PAINTｉ］における作業工具の制御データは塗装
ガン７のＯＮ／ＯＦＦを指示するデータとなり、動作ポ
イントは教示点である上記点Ｐiの番号データｉとな
り、コマンド出力位置は塗装ガン７のＯＮ／ＯＦＦを切
り替える上記点Ｇi（ｉ＝１、２、…、８）の点Ｐiから
の位置となる。

【００３７】本塗装ロボットシステムにおいては、以上
のような形態でコントローラ１内の記憶装置１１に教示
プログラムが記憶される。そして、その教示プログラム
中の教示データ（上記各部を構成する種々のデータの総
称。以下においても同様）を用い、以下のようにして軌
道の生成やマニピュレータ５の実動作制御等が行われ
る。尚、以下においては、上記各点のような教示された
各点の混乱を避けるため、上記POINTデータ部において
マニピュレータ５の動作軌道（ガン先７ｘの移動軌道）
を規定する点として教示された教示点（図３でいえば点
Ｐ1〜点Ｐ8）を「位置教示点」といい、上記PAINTデー
タ部において塗装作業を制御する位置として教示された
教示点（図３でいえば点Ｇ1〜点Ｇ8）を「作業教示点」
ということにする。

【００３８】＜動作＞ １．軌道生成 次に、上記構成による動作について説明する。本塗装ロ
ボットシステムにおいては、上述したように記憶装置１
１に記憶された教示データに基づき、塗装ガン７がＯＦ
Ｆとなっているときの軌道を適宜新たに生成しつつ、マ
ニピュレータ５の動作を制御する。この制御動作は、コ
ントローラ１において実行される本塗装ロボットシステ
ム特有の機能であり、教示プログラムに基づく教示点間
を結んだ当初の軌道より短い軌道を生成し、図４及び図
５に示したような教示プログラムによれば再生される軌
道が通常は図３の矢印付実線のようになるところを以下
のように変更する。

【００３９】図６は、本塗装ロボットシステムにおける
制御動作の一部の処理手順を示す図であり、全体の動作
開始時における処理の手順と動作開始以降に行う軌道生
成演算の処理手順とを示している。本塗装ロボットシス
テムでは、まず、演算装置１０が記憶装置１１から教示
プログラムを読み出すと共に、後続の各処理で使用する
各種変数、定数の初期化を行う（ステップＳ1）。そし
てこれ以降、教示プログラムの再生スタート指示がある
まで、すなわち、オペレータが入力装置２を操作してマ
ニピュレータ５の動作開始指示が発せられるまで、コン
トローラ１は図６の処理を停止して待機する（ステップ
Ｓ2）。

【００４０】このステップＳ2の待機状態においてマニ
ピュレータ５の動作開始指示が発せられ、これをコント
ローラ１が受けると、ステップＳ3へ進んでカウンタ
ｉ、カウンタｊの値を共に‘０’に初期化する。ここ
に、カウンタｉは、実行中の教示プログラムにおける位
置教示点の番号をカウントするためのカウンタであり、
塗装ガン７（ガン先７ｘ）が直前に到達した（或いは現
在到達している）位置教示点の番号を示す。尚、カウン
タｉがこのような位置教示点番号を示すものとなること
については後述する。一方、カウンタｊは、後続の処理
において、位置教示点間にある作業教示点を変数に格納
する際に使用するカウンタである。

【００４１】以後、コントローラ１から動作終了信号が
送信されるまで（ステップＳ4）、ステップＳ5以下の処
理を繰り返す。このステップＳ5以下の処理は、後述す
るマニピュレータ５等の動作制御においてカウンタｉや
カウンタｋの値が更新される度に繰り返されるものであ
るが、この繰り返しの態様については後に明らかにす
る。ここに、カウンタｋとは、軌道生成に位置教示点と
作業教示点の双方を利用するために導入するカウンタで
あり、塗装ガン７が移動中の位置教示点間の区間につい
て、その区間内にある作業教示点のうちで塗装ガン７が
到達した作業教示点の数をカウントしていくものであ
る。尚、カウンタｋがこのような作業教示点数を示すも
のとなることについても後述する。

【００４２】ステップＳ5以下では、まず、塗装ガン７
が現在到達している位置教示点Ｐiと、塗装ガン７を次
に移動させるべき位置教示点Ｐi+1との間に、作業教示
点があるかどうかを判断する。そして、位置教示点Ｐi
とＰi+1の間に作業教示点がある場合には、その作業教
示点の数を変数ｍ（以下、「作業点数ｍ」という。）に
格納すると共に（ステップＳ6）、それらの作業教示点
（Ｇijとする。）の位置データを軌道生成点ｘjに順次
格納する（ステップＳ7）。ここに、軌道生成点ｘjは、
軌道生成演算に用いる点の位置データを格納するための
変数であり、これにステップＳ7での処理によってｊ＝
１〜ｍの作業教示点Ｇijの位置データが順次格納され、
位置教示点ＰiとＰi+1の間にあるｍ個の作業教示点の全
位置データが演算処理用に確保される。

【００４３】これに対し、位置教示点ＰiとＰi+1の間に
作業教示点がない場合には、作業点数ｍを‘０’とする
（ステップＳ8）。このようにして位置教示点間の作業
教示点の有無に応じた変数設定を行った後にステップＳ
9へと進む。

【００４４】ステップＳ9では、カウンタｋの値が作業
点数ｍ以下であるかどうかを判断し、作業点数ｍ以下で
あった場合にステップＳ10以下の処理を行う。

【００４５】ステップＳ10では、カウンタｋの値が
‘０’であるかどうかを判断し、‘０’であった場合に
は進行区間始点Ｘsを位置教示点Ｐiとし（ステップＳ1
1）、‘０’でなかった場合には進行区間始点Ｘsを軌道
生成点ｘkとする（ステップＳ12）。

【００４６】ここで、進行区間始点Ｘsの意義について
説明する。今、塗装ガン７が移動中の位置教示点間の区
間を、その始点である位置教示点Ｐiと当該区間内にあ
る第１番目の作業教示点Ｇi1との間の第０区間、同作業
教示点Ｇi1と第２番目の作業教示点Ｇi2との間の第１区
間、同作業教示点Ｇi2と第３番目の作業教示点Ｇi3との
間の第２区間、…、第ｍ番目の作業教示点Ｇimと終点で
ある位置教示点Ｐi+1との間の第ｍ区間、に分けて考え
る。すると、カウンタｋが移動中の位置教示点間におけ
る到達作業教示点数を示すものであることから、これが
‘０’のときは塗装ガン７は第０区間の始点、すなわ
ち、位置教示点Ｐiにあり、これが‘０’以外のときは
第ｋ区間の始点、すなわち、作業教示点Ｇikにある。そ
して、この作業教示点Ｇikの位置データは、上記ステッ
プＳ7の処理によって軌道生成点ｘkに格納されており、
軌道生成点ｘkが作業教示点Ｇikに相当するものとなっ
ている。

【００４７】従って、ステップＳ10〜Ｓ12の処理によっ
て設定される進行区間始点Ｘsとは、すべての教示点、
すなわち、位置教示点と作業教示点の双方の教示点によ
って塗装ガン７の移動軌道を分割した区間のうち、塗装
ガン７がこれから内部へ侵入しようとする区間の始点に
相当するものとなる。

【００４８】更に、上記進行区間始点Ｘsの設定に続い
てカウンタｋの値が‘ｍ’であるかどうかを判断し（ス
テップＳ13）、‘ｍ’であった場合には進行区間終点Ｘ
eを位置教示点Ｐi+1とし（ステップＳ14）、‘ｍ’でな
かった場合には進行区間終点Ｘeを軌道生成点ｘk+1とす
る（ステップＳ15）。

【００４９】ここで、カウンタｋが‘ｍ’のとき（ステ
ップＳ14）については、塗装ガン７が第ｍ区間の始点
（作業教示点Ｇim）にあり、この第ｍ区間の終点が位置
教示点Ｐi+1であることから、設定される進行区間終点
Ｘeは、塗装ガン７がこれから内部へ侵入しようとする
区間（教示点ＰiとＰi+1の間における最終の第ｍ区間）
の終点に相当するものとなる。一方、カウンタｋが
‘ｍ’でないとき（ステップＳ15）については、塗装ガ
ン７が第ｋ区間の始点（位置教示点Ｐi又は作業教示点
Ｇik）にあり、この第ｋ区間の終点が作業教示点Ｇik+1
であって、この位置データは軌道生成点ｘk+1に格納さ
れており、軌道生成点ｘk+1が作業教示点Ｇik+1に相当
するものとなっていることから、設定される進行区間終
点Ｘeは、ステップＳ14同様に塗装ガン７がこれから内
部へ侵入しようとする区間の終点に相当するものとな
る。

【００５０】このように、ステップＳ5〜Ｓ15での処理
により、カウンタｉとカウンタｋの値に応じた進行区間
始点Ｘsと進行区間終点Ｘeがセットされ、これらによっ
て塗装ガン７がこれから侵入していく進行区間が特定さ
れることになる。その後、ステップＳ16において、その
始点終点間で作業ＯＮかどうか、すなわち、設定された
進行区間始点Ｘsと進行区間終点Ｘeとの間の進行区間で
は塗装ガン７の塗料噴射動作をＯＮとするのかどうかを
教示データ（上記図５の例でいえば［PAINTｉ］中のデ
ータ）に基づいて判断する。

【００５１】そして、ステップＳ16で始点終点間の塗装
作業がＯＮであった場合にはステップＳ17へ進み、教示
データで指示された補間方法により補間式を生成し、そ
の補間式や同教示データで指示された位置決め方法等に
基づいて軌道を再生することにする（軌道再生の詳細は
後述の動作制御参照）。これにより、塗装作業を行う作
業区間の軌道が教示データに従って再生される。尚、こ
こにいう補間式とは、これから塗装ガン７を移動させる
教示点間の軌道を補間する式であり、マニピュレータ５
の動作制御を行う制御周期（後述）毎に目標位置及び目
標姿勢を決定するためのもので、これによって塗装ガン
７の移動軌道とマニピュレータ５の動作軌道が生成され
ることになる。

【００５２】一方、ステップＳ16で始点終点間の塗装作
業がＯＮでなかった（ＯＦＦであった）場合にはステッ
プＳ18へ進み、以下に説明する処理Ａによって補間式を
生成して軌道を生成（再生）することにする。

【００５３】処理Ａの手順を図７に示す。処理Ａでは、
まず、進行区間の始点（上記進行区間始点Ｘs）が作業
ＯＦＦの最初の点であるかどうかを判断する（ステップ
Ｓ20）。ここにいう作業ＯＦＦの最初の点とは、塗装作
業をＯＦＦとする区間の始点である教示点を意味し、軌
道上で塗装作業ＯＮの状態から塗装作業ＯＦＦに切り替
える点がこれに当たる。図３の例でいえば、作業教示点
Ｇ2、Ｇ4及びＧ6のような塗装作業ＯＦＦ区間の最初の
教示点がこれである。

【００５４】ステップＳ20で進行区間の始点が塗装作業
ＯＦＦの最初の点でなかった場合には、何等の処理も行
わずに処理Ａを終了する。すなわち、処理Ａは、塗装ガ
ン７が塗装作業ＯＦＦ区間の始点に到達した場合にのみ
ステップＳ21以下の処理によって新たな補間式を生成す
ることとし、塗装ガン７が塗装作業ＯＦＦ区間の始点以
外（塗装作業ＯＦＦ区間内）にある場合には補間式を生
成しない。これにより、図６のステップＳ18では、前者
の場合には以下に述べるようにして生成した補間式を使
用して軌道を生成するようにし、後者の場合には前回生
成した補間式を引き続き使用して軌道を生成するように
するのである。

【００５５】ステップＳ20で進行区間の始点が塗装作業
ＯＦＦの最初の点であった場合には、次に塗装作業ＯＮ
とする点（作業教示点）までにある教示点（位置教示点
及び作業教示点の双方）の数を教示データに基づいて判
断し、その判断結果に応じて後続の処理を区別する（ス
テップＳ21）。

【００５６】今、教示点が図８の（ａ）に示すようにな
っており、ステップＳ21において図示の進行区間始点Ｘ
sが設定されている場合、次に塗装作業ＯＮとする点ま
での教示点数は‘０’となる。この場合にはステップＳ
22へ進み、教示データで指示された補間方法（図中白抜
きの小円で示す位置教示点間の補間情報）により補間式
を生成する。尚、図８においては、それぞれ、白抜きの
小円が位置教示点を表し、黒色の小円が作業教示点を表
す。

【００５７】一方、図８の（ｂ）に示すように作業教示
点間に挟まれた位置教示点が１つ存在し、ステップＳ21
において図示の作業教示点に進行区間始点Ｘsが設定さ
れている場合、次に塗装作業ＯＮとする点までの教示点
数は‘１’となる。この場合にはステップＳ23へ進み、
塗装作業ＯＦＦの最初の点（すなわち、進行区間始点Ｘ
s。以下においても同様）をＸ0、次に塗装作業ＯＮとす
る点をＸ2、これらの点の間に挟まれた中間の位置教示
点をＸ1としてステップＳ24へ進む。

【００５８】ステップＳ24では、上記ステップＳ23で設
定した点Ｘ0、Ｘ1、Ｘ2により生成される三角形を決定
し、線分Ｘ0Ｘ1と線分Ｘ1Ｘ2の長さの和より短く（すな
わち、教示点間を直線でつないだ軌道より短く）、同三
角形に内接する滑らかな曲線（図中に符号Ｃbで示すよ
うな曲線）を表す式を補間式として生成する。これによ
り、点Ｘ0〜点Ｘ2の間、すなわち、図８の（ｂ）に示す
ような塗装作業ＯＦＦ区間について、教示点に従った軌
道よりも短く、かつ、塗装作業ＯＮ区間と滑らかにつな
がる軌道を規定する補間式を生成する。

【００５９】他方、図８の（ｃ）に示すように作業教示
点間に挟まれた位置教示点が２つ存在し、ステップＳ21
において図示の作業教示点に進行区間始点Ｘsが設定さ
れている場合、次に塗装作業ＯＮとする点までの教示点
数は‘２’となる。この場合にはステップＳ25へ進み、
塗装作業ＯＦＦの最初の点をＸ0、次に塗装作業ＯＮと
する点をＸ3、これらの点の間に挟まれた中間の位置教
示点をＸ1、Ｘ2としてステップＳ26へ進む。

【００６０】ステップＳ26では、上記ステップＳ25で設
定した点Ｘ1、Ｘ2の中点を求め、これを点Ｘ4とする。
次いでステップＳ27へ進み、上記ステップＳ25で設定し
た点Ｘ0、Ｘ3及びステップＳ26で求めた点Ｘ4により生
成される三角形を決定し、線分Ｘ0Ｘ4と線分Ｘ4Ｘ3の長
さの和より短く、同三角形に内接する滑らかな曲線（図
中に符号Ｃcで示すような曲線）を表す式を補間式とし
て生成する。これにより、点Ｘ0〜点Ｘ3の間、すなわ
ち、図８の（ｃ）に示すような塗装作業ＯＦＦ区間につ
いて、教示点に従った軌道よりも短く、かつ、塗装作業
ＯＮ区間と滑らかにつながる軌道を規定する補間式を生
成する。

【００６１】又、図８の（ｄ）に示すように作業教示点
間に挟まれた位置教示点が３つ以上存在し、ステップＳ
21において図示の作業教示点に進行区間始点Ｘsが設定
されている場合、次に塗装作業ＯＮとする点までの教示
点数は‘３以上’となる。この場合にはステップＳ28へ
進み、教示データで指示された各位置教示点間の補間方
法（図中の位置教示点間それぞれの補間情報）に従い、
各位置教示点間を滑らかにつなぐ補間式を生成する。

【００６２】処理Ａでは、以上のようにして進行区間の
作業がＯＦＦである場合（作業を停止する場合）の補間
式が生成される。これにより、その生成された補間式に
よって求められる目標位置と目標姿勢による軌道生成が
行われ、塗装作業を行わない非作業区間については、も
ともとの教示点の位置を考慮して新たに生成された軌道
が再生されることになる。そして、この新たな軌道は、
図８に破線で示すように非作業区間の始点と終点である
教示点を通り、それら教示点間の他の教示点近傍を通過
するものとなる。

【００６３】２．他の補間式生成形態による軌道生成 図８の（ｄ）に示すような場合にあっては、上記ステッ
プＳ28のように教示データに基づいて補間式を生成する
こととしてもよいが、図９に示すような処理によって中
間の位置教示点を省略する補間式を生成することとして
もよい。以下、図９の処理による補間式の生成について
説明する。

【００６４】図９の処理では、まず、塗装作業ＯＦＦの
最初の点をｘs、次に塗装作業ＯＮとする点をｘeとし、
これらの点の間に挟まれた中間の位置教示点の数をｎと
する（ステップＳ30。併せて図８の（ｄ）参照）。次い
でステップＳ31でｎ／２が整数かどうかを判断し、これ
が整数でないときには位置教示点Ｐ(n/2-0.5)とＰ(n/2+
0.5)との間の中点を中間点ｘcとする（ステップＳ3
2）。これに対し、ｎ／２が整数であるときには位置教
示点Ｐ(n/2)を中間点ｘcとする（ステップＳ33）。但
し、ここにいう位置教示点の番号は、点ｘsと点ｘeとの
間にある位置教示点のみについて順次付した番号を表し
ており、(n/2-0.5)と(n/2+0.5)はｎ個の位置教示点中の
中央にある２つの位置教示点の番号に相当し、(n/2)は
ｎ個の位置教示点中の中央にある位置教示点の番号に相
当する。

【００６５】これにより、ｎ／２が整数かどうかに応じ
て中間点ｘcを設定し、ステップＳ34の処理へ進む。ス
テップＳ34では、点ｘs、点ｘc及び点ｘeを滑らかにつ
なぐ曲線（例えば２次曲線）であって、三角形ｘsｘcｘ
eに内接するもの（図８の（ｄ）中に符号Ｃdで示すよう
な曲線）を表す式を求める。

【００６６】その後、ステップＳ35へ進み、上記ステッ
プＳ34で求めた曲線と、点ｘsと点ｘeの間にある位置教
示点をすべてつないで生成される折れ線（基準軌道）と
のずれを確認するため、同曲線と同折れ線とのずれ距離
を軌道進行方向の所定間隔ｄｘ毎に算出する。

【００６７】そして、それら所定間隔ｄｘ毎のずれ距離
が所定値εより小さいかどうかを判断し（ステップＳ3
6）、小さければ点ｘsと点ｘeの間の軌道についての補
間式を上記ステップＳ34で求めた曲線を表す式に決定す
る（ステップＳ37）。ここに、所定値εとは、新たに求
めた補間式によって表される軌道がもとの教示データに
基づく軌道に対して妥当なものかどうかを判断するため
の基準値であり、ワークや周辺機器の状況、教示プログ
ラムの具体的内容等に応じて予め定めておく。これによ
り、図８の（ｄ）に示すような塗装作業ＯＦＦ区間につ
いて、教示点に従った軌道よりも短く、かつ、塗装作業
ＯＮ区間と滑らかにつながる軌道を規定する補間式を生
成する。

【００６８】一方、所定間隔ｄｘ毎のずれ距離が所定値
εより小さくなければ、点ｘsと点ｘeの間の軌道につい
ての補間式を上記図７のステップＳ28同様に教示データ
に基づいて生成することとし、上記ステップＳ34で求め
た曲線を表す式は用いないことにする（ステップＳ3
8）。

【００６９】図９の処理では、以上のようにして中間の
位置教示点を省略する補間式を生成する。この図９の処
理による補間式生成を利用する場合には、図６のステッ
プＳ18での処理Ａにおいて進行区間始点Ｘsが塗装作業
ＯＦＦの最初の点であり、かつ、次に塗装作業ＯＮとす
る点までの教示点数が‘３以上’であったときに、図７
のステップＳ28に代えて上述した図９の処理で補間式を
生成し、軌道を生成することとする。

【００７０】以上述べたように、非作業区間内の教示点
の数に応じて軌道生成の形態を変更することとすれば、
もともとの非作業区間の軌道を十分考慮してタクトタイ
ムを短縮するためのより適切な軌道を生成することがで
きる。

【００７１】尚、上述した処理によって当初の軌道より
短い軌道を生成した後に、上述したような処理を再び行
って更に短い軌道を生成することとしてもよく、短い軌
道を生成する処理を複数回繰り返し行うこととしてもよ
い。このようにする場合のそれぞれの軌道生成処理にお
いては、前回行われた軌道生成処理によって生成された
短い軌道を当初の軌道とし、これより更に短い軌道を生
成することとする。

【００７２】３．マニピュレータ５等の動作制御 次に、上述のようにして生成される補間式を用い、マニ
ピュレータ５を実際に動作させて軌道を生成する処理に
ついて説明する。図１０は、マニピュレータ５と塗装ガ
ン７等の塗装機器の動作を制御する処理手順を示す図で
ある。この図に示す処理は、非常に短い一定時間毎（例
えば５ms毎）にコントローラ１において行われるもの
で、ここにいう一定時間とは、コントローラ１とマニピ
ュレータ５等との間で各可動部の回転角度データや動作
指令信号等の授受が行われる制御周期がこれに当たる。

【００７３】図１０においては、まず、コントローラ１
が塗装ガン７の現在位置及び現在姿勢のフィードバック
値を取り込む（ステップＳ40）。すなわち、各可動部駆
動ユニットから供給されている各可動部の回転角度θ1
〜θ6を演算装置１０がモータドライバＤ1〜Ｄ6、イン
ターフェイス１３を介して取り込み、これらの取り込ん
だデータに基づいて塗装ガン７の現在位置（ガン先７ｘ
の現在位置）と現在姿勢（塗装ガン７のねらい方向）を
算出して取得する。尚、この現在位置と現在姿勢は、幾
何学的手法により、各可動部の回転角度θ1〜θ6の関数
として算出することができる。

【００７４】次に、コントローラ１（演算装置１０）
は、各種アラームデータを取り込む（ステップＳ41）。
ここに、アラームとは、マニピュレータ５や塗装機器に
おける種々の異常（部品の損傷やチューブの破損等）が
発生したときに発せられるものである。本実施形態では
特に説明しないが、塗装ロボットシステム等において
は、かかる種々の異常を検出するための手段が適宜設け
られ、異常が検出されたときにその異常発生を知らせる
データがアラームデータとしてコントローラ１へ供給さ
れる。ステップＳ41で取り込むアラームデータとは、こ
のような種々の異常についてのアラームデータのことを
意味する。

【００７５】続いてステップＳ42へ進み、取り込んだア
ラームデータに基づいてアラームが発生しているかどう
かを判断する。このとき、アラームが発生していれば、
塗装ガン７の目標位置や目標姿勢、塗装ガン７の塗料噴
射動作や塗料供給装置の塗料供給動作等を指示する各種
指令信号のデータにロボット（マニピュレータ５及び塗
装機器）を停止させるパラメータ値をセットする。

【００７６】一方、アラームが発生していなければステ
ップＳ42からステップＳ44へ進み、現在教示プログラム
の再生中であるかどうかを判断する。ここで、教示プロ
グラムの再生中でない場合にはステップＳ45へ進み、次
の目標位置と目標姿勢を現在の目標位置と目標姿勢のま
まとする。

【００７７】これに対し、教示プログラムの再生中であ
る場合にはステップＳ44からステップＳ46へ進み、カウ
ンタｌの値を１インクリメントする。ここに、カウンタ
ｌは、補間式により目標位置及び目標姿勢を算出するた
めの無次元化した時間を示す変数であり、上述したよう
に生成される補間式における変数に相当する。

【００７８】次に、ステップＳ47でカウンタｌの値が総
補間数Ｔを超えたかどうかを判断する。ここに、総補間
数Ｔとは、現在使用している補間式に制御周期毎のカウ
ンタｌの値を代入し、順次当該補間式による目標位置と
目標姿勢を求めて塗装ガン７を移動させる教示点間（位
置教示点と作業教示点の双方を含む全教示点のそれぞれ
の間のうちの一つ）の区間における補間点の総数であ
り、その区間での移動速度に応じて定まる。例えば、当
該教示点間の区間の長さをＬ、移動速度をＶ（長さ／制
御周期）とすれば、総補間点数ＴはＬ／Ｖである。これ
は、同区間を移動するのに要する時間を無次元化した制
御周期のカウント数値に相当することになるので、ステ
ップＳ46でインクリメントされたカウンタｌの値が総補
間数Ｔを超えたかどうかを判断することは、塗装ガン７
が当該補間式によって軌道を規定される教示点間区間の
終了点に到達したかどうかを判断することに相当する。

【００７９】従って、ステップＳ47において、カウンタ
ｌの値が総補間数Ｔを超えていた場合には、現在使用し
ている補間式によって軌道を生成すべき教示点間区間の
終了点に到達したものとして、進行区間始点Ｘsと進行
区間終点Ｘeを次の教示点に進めて上述した補間式生成
処理を行い、以後、新たに生成された補間式（但し、常
に新たな補間式が生成されるとは限らず、前補間式を継
続使用する場合もあるのは上述の通りである。）によっ
て軌道生成をすることができるようにするための処理を
行う。この処理では、まず、カウンタｌの値を‘０’と
してクリアし（ステップＳ48）、次いで上記カウンタｋ
の値を１インクリメントする（ステップＳ49）。

【００８０】次に、インクリメントされたカウンタｋの
値が上述の作業点数ｍを超えたかどうかを判断する（ス
テップＳ50）。ここで、カウンタｋの値が作業点数ｍを
超えていればこれを‘０’としてクリアし（ステップＳ
51）、その後、上述のカウンタｉの値を１インクリメン
トする（ステップＳ52）。

【００８１】このように、ステップＳ48〜Ｓ52での処理
により、塗装ガン７が１つの教示点間区間の終了点に到
達する度に、補間式中の変数カウンタｌがクリアされる
と共に、カウンタｋの値がインクリメントされる。そし
て、カウンタｋの値は作業点数ｍの値を超えたときにク
リアされ、これと同時にカウンタｉの値がインクリメン
トされる。この結果、カウンタｋの値は、上述したよう
に塗装ガン７が移動中の位置教示点間区間における到達
作業教示点数を示すものとなり、カウンタｉの値は、塗
装ガン７が直前に到達した位置教示点の番号を示すこと
になる。又、ステップＳ52でインクリメントされた時点
でのカウンタｉの値は、塗装ガン７が現在到達している
位置教示点の番号を示すことになる。

【００８２】上述した図６のステップＳ5以下の処理
は、これら図１０のステップＳ48〜Ｓ52での処理により
各カウンタ値の更新がなされる度に実行される。これに
より、図６のステップＳ5〜Ｓ15の処理によって塗装ガ
ン７がこれから侵入しようとする教示点間区間が上記進
行区間に設定され、その進行区間における作業内容（Ｏ
ＮかＯＦＦか）がステップＳ16でチェックされ、そのチ
ェック結果に応じた補間式の生成がステップＳ17又はＳ
18（図７、図９）の処理によって行われて軌道が生成さ
れることになる。但し、上述したように、補間式の生成
処理を行っても、更新されたカウンタｋが示す作業教示
点が塗装作業ＯＦＦの最初の点でない場合は、前回まで
使用していた補間式をそのまま継続して使用することに
なる。

【００８３】尚、図１０のステップＳ52でカウンタｉを
インクリメントした後に、ステップＳ53でカウンタｉの
値が位置教示点の最終番号を超えたかどうかを判断し、
超えている場合には教示プログラムの再生が終了したと
してコントローラ１が動作終了信号を送信するので、こ
の場合には補間式生成等の処理を行わずにそのまま動作
を終了する（図６のステップＳ4）。

【００８４】次に、ステップＳ55へ進み、補間式により
塗装ガン７を次に移動させるべき目標位置と目標姿勢を
算出する。この算出演算は、上記ステップＳ47でカウン
タｌの値が総補間数Ｔを超えていた場合には上述のよう
にして生成された補間式とクリアされたカウンタｌの値
を用いて行い、超えていなかった場合には前制御周期同
様の補間式と上記ステップＳ46でインクリメントされた
カウンタｌの値を用いて行う。

【００８５】続いて、教示データに基づいて塗装ガン７
に対する塗料噴射動作のＯＮ／ＯＦＦ指令データ等をセ
ットする（ステップＳ56）。尚、ＯＮ／ＯＦＦ指令デー
タ以外の指令データには塗料の色彩切替を指示するデー
タ等があり、これらも併せてセットする。

【００８６】その後、ステップＳ40で取り込んだ現在位
置及び現在姿勢と、ステップＳ45で設定した目標位置及
び目標姿勢又はステップＳ55で算出した目標位置及び目
標姿勢とに基づき、演算装置１０がモータドライバＤ1
〜Ｄ6へ出力すべきマニピュレータ５の動作に対する指
令信号を算出する（ステップＳ57）。

【００８７】そして、ステップＳ58へ進み、演算装置１
０がステップＳ57で算出した指令信号をインターフェイ
ス１３を介してモータドライバＤ1〜Ｄ6へ出力する。こ
れにより、マニピュレータ５の各可動部へ動作指令信号
が供給され、マニピュレータ５の動作が制御される。
又、コントローラ１は、同時にステップＳ56でデータを
セットした指令信号を塗装機器に対して送信し、塗装機
器による塗装作業の実施内容も制御する。

【００８８】ここで、上記ステップＳ45で目標位置等を
設定した場合にあっては、ステップＳ58では前回同様の
目標位置等を指示する指令信号が出力されることにな
る。従って、この場合は指令信号が出力されてもマニピ
ュレータ５は動作しないが、これは上記図６のステップ
Ｓ2における待機状態の場合に相当するものである。

【００８９】又、上記ステップＳ43で指令信号のデータ
をセットした場合にあっては、ステップＳ58ではコント
ローラ１がその指令信号をマニピュレータ５と塗装機器
に対して送信し、ロボットの動作を停止させる。

【００９０】以後、制御周期毎に上記図１０の処理が同
様に繰り返されると共に、ステップＳ48〜Ｓ52で各カウ
ンタ値が更新されれば軌道生成（補間式生成）の処理が
上述したように実行され、順次、教示点間を移動する塗
装ガン７の移動軌道とマニピュレータ５の動作軌道が生
成されていく。これにより、本塗装ロボットシステムで
は、塗装作業ＯＮの教示点間区間（作業区間）では教示
データに基づく軌道が再生され、塗装作業ＯＦＦの教示
点間区間（非作業区間）では教示データ（教示点位置）
に基づくより短い軌道が再生されることになる。そし
て、この塗装作業ＯＦＦの教示点間区間において再生さ
れる軌道は教示データに基づく軌道をもとにして生成さ
れたものであるため、図８に示すように、塗装作業ＯＮ
の教示点間区間への出入り位置付近でも軌道が滑らかに
つながることになり、適切な軌跡精度を維持することが
できる。

【００９１】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、作
業手段を移動させる軌道上で作業を行わない非作業区間
の教示点を判別し、その区間に始点及び終点の教示点以
外の教示点があったときには、それらの教示点に基づい
て当該区間についての軌道を新たに生成することとした
ので、作業を行う区間については教示点に従った軌道で
作業手段を移動させ、作業を行わない区間についてのみ
教示点に基づいて新たに生成した軌道で作業手段を移動
させることができる。これにより、新たな非作業区間の
軌道を生成してタクトタイムを短縮し、生産効率の向
上、消費電力の低減及びこれによるランニングコストの
低減等を図ることができるという効果が得られる。

【００９２】ここで、新たな非作業区間の軌道は、作業
区間の軌道とつながるもともとの非作業区間の軌道を決
定する教示点に基づいて生成することとするので、軌道
再生時の作業区間における作業手段の軌跡精度を損なう
ことはなく、周辺機器やワーク等と干渉することもな
い。これにより、安全性も確保しつつ、上述のように生
産効率の向上や消費電力の低減等を図ることができる。

【００９３】更に、非作業区間の軌道を軌道生成手段に
よって生成するので、教示の際には軌道上の教示点と作
業内容を教示し、作業を優先して適宜移動速度等を教示
するだけでよく、タクトタイムを短縮するための教示デ
ータの修正を行う必要はない。従って、教示修正時間の
短縮を図ることができるという効果も得られる。

【００９４】尚、請求項２記載の発明によれば、教示点
に従った当初の軌道より短い軌道を非作業区間の軌道と
して生成することとしたので、移動速度の大きさが同じ
でもタクトタイムを確実に短縮できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施形態によるロボット制御装置
を適用した塗装ロボットシステム全体の外観構成を示す
図である。

【図２】 同塗装ロボットシステムにおける信号の系統
図である。

【図３】 塗装作業の一例を模式的に示した図である。

【図４】 教示プログラムの形態の一例を示す図であ
る。

【図５】 図４の教示プログラムの各部を構成するデー
タの具体例を示す図である。

【図６】 同塗装ロボットシステムにおける動作開始時
の処理と動作開始以降に行う軌道生成演算処理の手順を
示す図である。

【図７】 図６のステップＳ18で行う処理Ａの手順を示
す図である。

【図８】 教示点の種々の配列例に対する軌道生成の様
子を示す図である。

【図９】 中間の位置教示点を省略して補間式を生成す
る処理の手順を示す図である。

【図１０】 マニピュレータ５と塗装機器の動作を制御
する処理手順を示す図である。

【符号の説明】

１ コントローラ ２ 入力装置 ５ マニピュレータ ６ 色替えバルブ ７ 塗装ガン １０ 演算装置 １１ 記憶装置

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ワークに対して作業を実施する作業手段
   を有するロボットを制御するロボット制御装置におい
   て、 前記作業手段を移動させる軌道上の教示点と前記作業手
   段の前記軌道上における作業内容とに基づき、前記軌道
   における前記作業手段の非作業区間の教示点を判別する
   判別手段と、 前記判別手段の判別結果により、前記区間の始点及び終
   点の教示点間に他の教示点があったとき、当該始点及び
   終点の教示点と当該他の教示点とに基づいて当該区間に
   ついての前記作業手段を移動させる軌道を新たに生成す
   る軌道生成手段とを有することを特徴とするロボット制
   御装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載のロボット制御装置におい
   て、 前記軌道生成手段は、当該区間についての前記作業手段
   を移動させる軌道として、当該始点及び終点の教示点と
   当該他の教示点とに従った当初の軌道より短い軌道を生
   成することを特徴とするロボット制御装置。