JPS6272005A - ロボツトの制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はロボットの制御方法に関し、一層詳細には、ロ
ボット本体またはロボットの作動部の位置を指示するた
めの移動データと、前記ロボットの状態を指示する命令
を含む機能データとからなる各データブロックに基づい
て前記ロボットのハンドの前進行程を行う制御方法にお
いて、ロボットが後退動作する際、前進行程のロボット
の状態変化プロセスを忠実に濯行するように制御するた
めのロボットの制御方法に関する。

一般に、自動生産システムにおいて、産業用ロボットは
単独で作業を行うよりも、寧ろ、生産ラインの一部を受
は持ち、作業工程前後の機械と連帯して作業を行う。ま
た、作業の際、実質的に動作するロボットのアーム、ハ
ンドおよび脚機構等の作動部はセンサおよびコンピュー
タ等からなる制御部によって作業内容に応じた作動制御
が行われる。

例えば、ワークを搬送する際、ロボットはそのアームに
装着されたハンドを所定の駆動機構によって移動させる
と共に、前記ハンドを開閉させることによりワークを搬
送している。この種のロボットによる搬送制御では、コ
ンピュータにプログラミングされたハンドの位置を指示
するための移動データと、ハンドの開閉命令を含む機能
データとからなる個々のデータブロックを連続して構成
したデータブロック群に基づいて前記動作を遂行させる
という方法が採用されている。

そこで、このような方法によりロボットの動作制御を行
う場合のデータブロック群を第１図に例示する。図に示
すように、前進行程用のデータブロック群を構成するデ
ータブロック１乃至データブロック７の夫々は移動デー
タと機能データとからなる。前記移動データは作業空間
内におけるロボットの作動部としてのハンドの位置を指
示するための位置データからなる。この場合、前記位置
データを位置Ａ乃至位置Ｇとして示す。一方、前記機能
データは基本的にはロボットの状態を指示するための機
能命令を含み、この場合、前記機能命令として前記ハン
ドの開閉を指示するための開閉命令を用いている。

然しなから、必ずしも開閉命令が機能データ中にあると
は限らない。すなわち、データブロック３およびデータ
ブロック７には開閉命令は存在していない。このように
開閉命令が存在しない場合、当然、ハンドの開閉は指示
されないため、前記ハンドの開閉状態は変化しない。

また、各データブロックによる指令が行われる際には、
移動データに基づいた指令がなされた後、機能データに
基づいた指令が行われるのが一般的である。コンピュー
タはこれらのデータブロックに含まれる移動データを順
次読み出してロボットを構成するアームを変位させ、一
方、機能データを読み出すことによってハンドの開閉制
御を行う。

次に、第１図のデータブロック群に従った前進行程を第
２図を参照しながら説明する。なお、第２図に示す矢印
を含む実線はハンドの開閉状態を位置Ａ乃至位置Ｇに対
応させて表した動作過程を示すものである。

先ず、前進行程はデータブロック１から開始される。す
なわち、データブロック１の移動データおよび機能デー
タによりハンドが位置Ａにおいて閉じているという状態
が設定される。次に、データブロック２による指令によ
ってハンドは位置Ｂへ移動した後、そのハンドが開く。

なお、このようにハンドが開く動作を第２図においては
図の上方に指向する矢印で示している。

位置Ｂにおいて開いたハンドはデータブロック３を読み
出すことにより位置Ｃまで移動する。

この場合、データブロック３には開閉命令がないため、
ハンドの開いた状態はそのまま維持される。そして、デ
ータブロック４の読み出しにより、ハンドは位置りまで
移動して閉じる。このようにハンドが閉じる動作を第２
図においては図の下方に指向する矢印で示している。

次いで、データブロック５により、ハンドは位置Ｅまで
移動し、その際の開閉命令はデータブロック４の開閉命
令と同じハンド閉であるため、ハンドが閉じた状態は変
化しない。さらに、データブロック６の読み出しにより
、ハンドは位置Ｆまで移動した後、ハンド閉が実行され
る。

位置Ｆにおいて開いたハンドはデータブロック７により
位置Ｇまで移動する。この場合、データブロック７には
開閉命令がないため、ハンドの開状態は維持される。

すなわち、以上の前進行程におけるハンドは、第２図に
示すように、位置Ａで閉じており、次に位置Ｂで開いて
位置りで閉じ、さらに位置Ｆで再び開き、開状態で位Ｋ
Ｇまで移動する。

以上のようにしてワークの把持、放出を繰り返して当該
ワークの搬送を行うが、事故等に起因して、一旦、ロボ
ットを原位置に復帰させる必要も出てくる場合がある。

そこで、前記前進行程を完了した後に、前進行程とは逆
の順序でデータブロック７からデータブロックｌに至る
後退行程を行った場合のハンドの動作過程を次に説明す
る。

先ず、位置Ｇにおいて開いているハンドはデータプロフ
クロを読み出すことにより位置Ｆまで移動する。位置Ｆ
においては、データブロック６の機能データがハンド閉
であるため、ハンドの開状態は変化しない。次に、デー
タブロック５によりハンドは位置Ｅまで移動して閉じる
。

そして、データブロック４によりハンドは位置りまで移
動する。この場合の機能データがハンド閉であるため、
ハンドは閉じたままである。

位置りにおいて閉状態のハンドはデータブロック３によ
り位置Ｃまで移動する。その際、データブロック３には
開閉命令がないためハンドの閉状態は維持される。次い
で、データブロック２を読み出すことによりハンドは位
置Ｂまで移動した後、この場合のハンド開命令によって
ハンドが開く。さらに、データブロック１によりハンド
は位置Ａまで移動して閉じる。前進行程用のデータブロ
ック群を逆の流れで実行した後退行程は以上のようにな
り、この後退行程を第２図においては第１後退行程とし
て示している。

然しなから、前記のように、前進行程用のデータブロッ
クを後退の際、順次読み出すと次のような不都合が露呈
してくる。例えば、今、第２図の前進行程と第１後退行
程とを比較すれば、前記前進行程と後退行程とではハン
ドの開閉する位置が異なることは容易に諒解されよう、
すなわち、前記のような移動データと機能データとから
なる前進行程用のデータブロック群を逆の方向に実行さ
せる場合、前進行程におけるハンドの動作過程に沿った
後退行程を実現させることは不可能である。このことは
、例えば、前進行程における位置Ｄ−Ｆ間でハンドがワ
ークを把持していたにも拘らず、第１後退行程における
位ＩＮＦではハンドが開いているために、ワークの把持
が行われて、いないことを意味する。

従って、前進行程と後退行程とが同じ動作過程を辿るた
めには、前進行程用のデータブロック群とは別の後退行
程用のデータブロック群をプログラミングしておく必要
がある。結局、前進行程のハンドの動作過程を逆に辿る
後退行程を実行させるためには、予め前進行程用のデー
タブロック群がプログラミングされている場合であって
も後退行程専用のデータブロック群をプログラミングし
ておかなければならない。

以上のように、ロボットの制御用の一般的なデータブロ
ックはロボットのハンドあるいはロボット本体等の作動
部の位置を指示するための移動データと、前記ハンドの
開閉等の状態を指示するための機能命令または前記機能
命令がないことを意味するデータを含む機能データとか
らなる。すなわち、このようなデータブロックを連接し
た前進行程用のデータブロック群を用いて後退行程を行
う場合、只単に前進行程用のデータブロック群を逆方向
に実行すれば、ロボットの前進行程と後退行程における
状態変化のプロセスは異なったものになる。従って、ロ
ボットの前進行程における状態変化を忠実に辿る後退行
程を実現させるためには、前進行程用のデータブロック
群とは別に後退行程用のデータブロックを備えておく必
要がある。このため、前進行程用のデータブロック群が
長いプログラムである場合、後退行程用のデータブロッ
ク群のプログラミングが極めて煩雑となり、それに要す
る費用も膨大となるばかりかコンピュータの記憶容量も
一挙に増大せざるを得ない。

そこで、本発明者は鋭意考究並びに工夫を重ねた結果、
前進行程用のデータブロック群内の第１のデータブロッ
クから後退行程を実行する際、前記第１データブロック
内にロボットの状態を指示する機能命令がない場合は第
１データブロック直前の第２のデータブロック内の移動
データに基づいた命令を実行し、前記第１データブロッ
ク内に機能命令がある場合は前記第１データブロックよ
りも前でしかも最も近いデータブロックに含まれる機能
命令を読み出し、その機能命令を実行した上で前記第１
データブロック直前のデータブロック内の移動データに
基づいた命令を実行するという制御を順次繰り返すよう
に前進行程用のデータブロック群を逆に辿れば、前進行
程の状態変化プロセスに沿った後退行程が実行されるこ
とになり、この結果、後退行程用のデータブロック群を
新たに作成しておく必要がなくなり、前記の不都合が悉
く解消されることが判った。

従って、本発明の目的はロボットの前進行程用のデータ
ブロック群を用いて前進行程のロボットの変化プロセス
に沿った後退行程を実現させることが可能なロボットの
制御方法を提供するにある。

前記の目的を達成するために、本発明はロボットの作動
部の位置を指示するための移動データと、前記ロボット
の作動部がいずれの状態にあるかを指示するための機能
命令または前記機能命令がないことを意味するデータを
含む機能データとからなるデータブロックが複数連続す
るロボットの前進行程用のデータブロック群を用いるこ
とによりロボットの後退行程を行う際、第１のデータブ
ロックに機能命令がない場合はロボットの作動部の状態
を変更することなく前記第１データプロフク直前の第２
のデータブロック内の移動データに基づいた命令を実行
し、一方、前記第１データブロックに第１の機能命令が
ある場合は第１データブロックより前でしかも最も第１
データブロックに近いデータブロックにある第２の機能
命令が前記第１機能命令と一致するか否かを判断し、第
１機能命令と第２機能命令とが一致する場合はロボット
の作動部の状態を変更することなく前記第２データブロ
ック内の移動データに基づいた命令を実行し、また、第
１機能命令と第２機能命令とが一致しない場合は第２機
能命令を実行した後に前記第２データブロック内の移動
データに基づいた命令を実行し、以上のような制御を順
次繰り返すようにして前進行程用のデータブロック群を
逆方向に辿り、最終的に、前進行程の最初のデータブロ
ック内の移動データに基づいた命令を実行した時点で後
退行程を完了させることを特徴とする。

次に、本発明に係るロボットの制御方法について好適な
実施例を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説
明する。

第３図のフローチャートはロボットのハンドの位置およ
び開閉に関するデータブロック群に対して本発明方法を
実施するためにコンピュータにプログラミングされるサ
ブルーチンの基本的な流れを示すものである。そこで、
前記第３図のフローチャートに沿って次に説明する。

データブロックＸから後退行程を開始する場合、先ず、
Ｘ−１であるか否かを判断する（ＳＴＰａ）。但し、こ
の場合のＸはデータブロックの番号を意味する。すなわ
ち、ステップａによってデータブロックＸが前進行程の
最初のデータであるか否かが確認される。ステップａに
おいてＸ＝１でない場合はデータブロックＸに開閉命令
があるか否かを判断する（ＳＴＰｂ）。

そこで、データブロックＸに開閉命令がない場合は後述
するステップｉを実行する。

一方、データブロックＸに開閉命令が存在すれば、デー
タブロックＸの開閉命令をコンピュータ内の第１のレジ
スタに読み込む（ＳＴＰｃ）。

次に、Ｙ−Ｘとして（ＳＴＰｄ）、前記チータブロック
Ｘの直前のデータブロック、すなわち、データブロック
（Ｙ−１）に開閉命令があるか否かを判断する（ＳＴＰ
ｅ）。ステップｅにおいて、データブロック（Ｙ−１）
に開閉命令が存在する場合、そのデータブロック（Ｙ−
１）の開閉命令を第２のレジスタに読み込む（ＳＴＰｆ
）。そこで、前記ステップＣにより第２レジスタに読み
込まれた開閉命令とステップｆにより第２レジスタに読
み込まれた開閉命令とが一致するか否かを判断する（Ｓ
ＴＰｇ）。ステップｇにおいて比較される二つの開閉命
令が一致しない場合、第２レジスタの開閉命令を出力す
る（ＳＴＰｈ）。

すなわち、このステップｈによってハンドが開閉する。

次いで、この時点まで前記チータブロックＸの移動デー
タの位置にあるハンドをデータブロックＸ直前のデータ
ブロックの移動データに対応した位置まで移動させるた
めに、データブロック（Ｘ−１）の移動データを出力す
る（ＳＴＰｉ）。すなわち、このステップｉによりハン
ドは一つ前の位置まで移動する。なお、ステップｇにお
いて比較される二つの開閉命令が一致する場合は、ステ
ップｇに続いてステップｉを実行する。また、ステップ
ｅにおいてデータブロック（Ｙ−１）に開閉命令がない
場合はＹ−１−１であるか否かが判断される（ＳＴＰｊ
）。

ステップｊにおいてＹ−１＝１でない場合は、前記デー
タブロック（Ｙ−１）の直前のデータブロックに開閉命
令があるか否かを調べるために、Ｙ＝Ｙ−１として（Ｓ
ＴＰｋ）、ステップｅから再び実行する。すなわち、デ
ータブロックＸの直前のデータブロックに開閉命令がな
い場合は、ステップｅにおいて開閉命令が存在すると判
断されるまでデータブロック群を前進行程の逆方向へと
次々に調べて行く。ステップｉに続いては前記データブ
ロック（Ｘ−１）からの後退行程を継続させるために、
Ｘ＝Ｘ−１としく５ＴＰｌ）、ステップａから再び実行
する。そして、最終的にステップａにおいてＸ＝１とな
った場合は後退行程が完了する。

本発明に係るロボットの制御方法は基本的には以上のよ
うな手順に従って実施されるものである。次に、このロ
ボットの制御方法を第１図のデータブロック群に用いる
ことによって実行されるデータブロック７からの後退行
程を説明する。なお、次に説明する後退行程を第２図に
おいては第２後退行程として示している。

この場合、前進行程の最終位置である位置Ｇにおいて、
ハンドは開いている。先ず、Ｘ−７であるため、ステッ
プａに続いてステップｂを実行する。データブロック７
には開閉命令がないため、ステップｂの判断結果はＮＯ
であり、ステップｉが実行される。すなわち、ハンドの
開状態は維持されたままデータブロック６の位置Ｆまで
ハンドが移動する。ステップｉに続いてはステップｌに
よりＸ−６が設定され、再びステップａ、ステップｂを
実行する。データブロック６には開閉命令があるためス
テップｂの判断結果はＹＥＳであり、ステップＣによっ
てデータブロック６のハンド開を指示するデータが第ル
ジスタに読み込まれる。次に、ステップｄを経て、ステ
ップｅによりデータブロック５に開閉命令があるか否か
が判断され、この判断結果はＹＥＳであるためステップ
ｆを実行する。すなわち、データブロック５のハンド閉
を指示するデータを第２レジスタに読み込む。そして、
ステップｇにおいてデータブロック６の開閉命令とデー
タブロック５の開閉命令が一致するか否かが判断され、
この判断結果はＮｏとなる。従って、ステップｈにより
データブロック５のハンド閉命令が出力され、ハンドは
位置Ｆにおいて閉じる。その次に、ステップｉによりデ
ータブロック５の位置Ｅまでハンドが移動する。さらに
、ステップｌによりＸ−５が設定され、ステップａ、ス
テップｂが実行される。

データブロック５には開閉命令があるため、ステップｂ
の判断結果はＹＥＳであり、ステップＣによってデータ
ブロック５のハンド閉命令が第ルジスタに読み込まれる
。さらに、データブロック４に開閉命令があるためステ
ップｅの判断結果はＹＥＳであり、ステップｆによって
データブロック４のハンド閉命令が第２レジスタに読み
込まれる。そこで、ステップｇによりデータブロック５
とデータブロック４の開閉命令が一致するか否かが判断
され、この判断結果はＹＥＳである。従って、前記ステ
ップｇに続いてはステップｉが実行される。すなわち、
位置Ｅから位置りまでハンドは閉状態のまま移動する。

この後、ステップｌおよびステップａを経て実行される
ステップｂではデータブロック４に開閉命令があるため
判断結果はＹＥＳとなり、ステップＣが実行される。こ
のため、第ルジスタにデータブロック４のハンド閉命令
が読み込まれる。ステップｅではデータブロック３に開
閉命令があるか否かが判断され、この結果はＮＯである
。そして、これに続（ステップｊの判断結果はＮＯであ
るため、ステップｋを経たステップｅによりデータブロ
ック２に開閉命令があることが判別される。従って、ス
テップｆによってデータブロック２のハンド閉命令が第
２レジスタに読み込まれる。これに続いて、ステップｇ
ではデータブロック４とデータブロック２の開閉命令が
一致しないことが判別される０次いで、ステップｈによ
りデータブロック２のハンド閉命令が実行され、ハンド
は位置りにおいて開く、さらに、ステップｌによりデー
タブロック３の位置Ｃまでハンドが移動する。

その次に、ステップβ、ステップａを経た後のステップ
ｂではデータブロック３に開閉命令がないことが判別さ
れる。この結果、開状態のハンドはステップｉによって
位置Ｃから位置Ｂへ移動する。さらにまた、ステップ！
、ステップａを経た後、データブロック２に開閉命令が
あるためステップｂに続いてステップＣが実行される。

すなわち、第ルジスタにデータブロック２のハンド閉命
令が読み込まれる。ステップｅではデータブロック１に
開閉命令があることが検知される。この次に、ステップ
ｆによってデータブロック１のハンド閉命令が第２レジ
スタに読み込まれる。そこで、ステップｇによってデー
タブロック２とデータブロックｌの開閉命令が一致しな
いことが検知される。そして、ステップｈによりデータ
ブロックｌのハンド閉命令が実行されるため位置Ｂでハ
ンドは閉じる。

さらに、ステップｉが実行されることによりデータブロ
ック１の位置Ａまでハンドが移動する。

次いで、ステップ２によりＸ−１となるためステップａ
の判断結果はＹＥＳであり後退行程が完了する。以上の
説明からこの後退行程が第２図に示す第２後退行程であ
ることは容易に諒解されよう。

従って、本発明方法を適用した後退行程におけるハンド
の動作は前進行程の動作過程に沿ったものになる。なお
、以上に説明した後退行程はデータブロック７から開始
したが、任意のデータブロックから開始しても所望の後
退行程が得られることは勿論である。

ところで、以上はロボットのハンドの位置および開閉に
関する第１図のデータブロック群に第３図に示すフロー
チャートに基づいた制御方法を適用した場合の説明であ
るが、第３図のフローチャートにおいて、「開閉命令」
をロボットの状態を違旨示するための所定の機能命令に
代替すれば、当１亥フローチャートをロボットの種々の
状態変化に関するデータブロック群に用いることが可能
となる。

従って、本発明に係るロボットの制御方法は第１図に示
すデータブロック群と基本的に同様な構成のデータブロ
ック群に対しても適用出来る。すなわち、ロボットの作
動部の位置を指示するための移動データと、ロボットの
二値的状態のいずれかの状態を指示するための機能命令
または前記機能命令がないことを意味するデータを含む
機能データとからなるデータブロックが複数連続するロ
ボットの前進行程用のデータブロック群に当該制御方法
を適用すれば、前進行程における状態の変化プロセスを
逆方向に履行した後退行程を達成することが可能である
。

なお、ロボットのハンド以外の作動部について前記のよ
うなデータブロック群を用いた場合もその前進行程と後
退行程の動作過程が異なる場合がある。例えば、生産ラ
イン上の２台のロボットが接近配置され、夫々のロボッ
トの作業空間が重なる干渉領域がある場合、その干渉領
域に２台のロボットが同じ時間内に移行すればこれらの
ロボットが衝突して破損するため、同じ時間内に２台の
ロボットが前記干渉領域に移行しないようにインターロ
ック用の許可信号が用いられる。本発明方法はこのイン
ターロック用の許可信号の読み出しの際にも用いられ、
従って、ロボット相互間の干渉による衝突事故を回避す
る場合にも用いることが可能であることは謂うまでもな
い。

本発明によれば以上のように、後退行程におけるロボッ
トの状態を指示する機能命令を前進行程用のデータブロ
ック群から先取りしながら決定しており、結果的に、前
進行程におけるロボットの変化プロセスを辿る後退行程
を実現することが可能となる。すなわち、前進行程用の
データブロック群を利用して前進行程に沿った後退行程
を行うことが出来るため、後退行程用のデータブロック
群を作成する必要がないという効果が得られる。

以上、本発明について好適な実施例を挙げて説明したが
、本発明はこの実施例に限定されるものではな（、本発
明の要旨を逸脱しない範囲において種々の改良並びに設
計の変更が可能なことは勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図はロボットのハンドの前進行程を行うためのデー
タブロック群の構成図、第２図は第１図に示すデータブ
ロック群に基づいた前進行程および後退行程におけるハ
ンドの動作過程の説明図、第３図は本発明に係るロボッ
トの制御方法を実施するためのサブルーチンを示すフロ
ーチャートである。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ロボットの作動部の位置を指示するための移動デ
   ータと、前記ロボットの作動部がいずれの状態にあるか
   を指示するための機能命令または前記機能命令がないこ
   とを意味するデータを含む機能データとからなるデータ
   ブロックが複数連続するロボットの前進行程用のデータ
   ブロック群を用いることによりロボットの後退行程を行
   う際、第１のデータブロックに機能命令がない場合はロ
   ボットの作動部の状態を変更することなく前記第１デー
   タブロック直前の第２のデータブロック内の移動データ
   に基づいた命令を実行し、一方、前記第１データブロッ
   クに第１の機能命令がある場合は第１データブロックよ
   り前でしかも最も第１データブロックに近いデータブロ
   ックにある第２の機能命令が前記第１機能命令と一致す
   るか否かを判断し、第１機能命令と第２機能命令とが一
   致する場合はロボットの作動部の状態を変更することな
   く前記第２データブロック内の移動データに基づいた命
   令を実行し、また、第１機能命令と第２機能命令とが一
   致しない場合は第２機能命令を実行した後に前記第２デ
   ータブロック内の移動データに基づいた命令を実行し、
   以上のような制御を順次繰り返すようにして前進行程用
   のデータブロック群を逆方向に辿り、最終的に、前進行
   程の最初のデータブロック内の移動データに基づいた命
   令を実行した時点で後退行程を完了させることを特徴と
   するロボットの制御方法。
2. （２）特許請求の範囲第１項記載の方法において、移動
   データはロボットのハンドの位置を指示するためのデー
   タであると共に、機能データは前記ハンドの開閉状態を
   指示するための開閉命令または開閉命令なしを意味する
   データからなり、前進行程用のデータブロック群内の第
   １のデータブロックに開閉命令がない場合はハンドの開
   閉状態を変更することなく前記第１データブロック直前
   の第２のデータブロック内の移動データによって指示さ
   れる位置までハンドを移動し、一方、前記第１データブ
   ロックに第１の開閉命令がある場合は第１データブロッ
   クより前でしかも第１データブロックに最も近いデータ
   ブロックにある第２の開閉命令が前記第１開閉命令と一
   致するか否かを判断し、第１開閉命令と第２開閉命令と
   が一致する場合はハンドの開閉状態を変更することなく
   前記第２データブロック内の移動データによって指示さ
   れる位置までハンドを移動し、また、第１開閉命令と第
   ２開閉命令とが一致しない場合は第２開閉命令を実行し
   た後に前記第２データブロック内の移動データによって
   指示される位置までハンドを移動し、さらに、以上のよ
   うな制御を順次繰り返すように前進行程用のデータブロ
   ック群を逆方向に辿り、最終的にハンドが前進行程のス
   タート位置に戻った時点で後退行程を完了させることか
   らなるロボットの制御方法。