JPS63123682A - 産業用ロボツトの動作領域制御装置 - Google Patents
産業用ロボツトの動作領域制御装置Info
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- JPS63123682A JPS63123682A JP26941586A JP26941586A JPS63123682A JP S63123682 A JPS63123682 A JP S63123682A JP 26941586 A JP26941586 A JP 26941586A JP 26941586 A JP26941586 A JP 26941586A JP S63123682 A JPS63123682 A JP S63123682A
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- industrial robot
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- 238000000034 method Methods 0.000 description 9
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 235000009508 confectionery Nutrition 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
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- Numerical Control (AREA)
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〈産業上の利用分野〉
この発明は、生産現場等に設備されるプログラマブルな
コントローラを有する産業用ロボットに関連し、殊にこ
の発明は、ロボットの動作領域を制限して作業現場の安
全性を確保するための産業用ロボットの動作領域制御装
置に関する。
コントローラを有する産業用ロボットに関連し、殊にこ
の発明は、ロボットの動作領域を制限して作業現場の安
全性を確保するための産業用ロボットの動作領域制御装
置に関する。
〈従来の技術〉
従来の産業用ロボットにおいて、ロボットの動作領域を
制限するのに、各関節部にロボットアーム(以下、単に
「アーム」という)の正負回転方向の各終端位置に対応
してメカニカルストッパを配設する方法や、各アームの
動作許容−範囲の両端角度位置を予めROMなどのメモ
リに記憶させておくソフトウェアリミットによる方法が
採用されている。
制限するのに、各関節部にロボットアーム(以下、単に
「アーム」という)の正負回転方向の各終端位置に対応
してメカニカルストッパを配設する方法や、各アームの
動作許容−範囲の両端角度位置を予めROMなどのメモ
リに記憶させておくソフトウェアリミットによる方法が
採用されている。
〈発明が解決しようとする問題点〉
ところがいずれの方法も、各関節部においてアームの回
動角度(関節角)を制御する方式であるため、ロボット
の動作範囲が3次元空間的に把握し難いという欠点があ
る。このため生産現場等でライン設計を行う際、ロボッ
ト設置のためのスペース配分をロボットの最大動作範囲
を想定して行うことになり、多くの無駄なスペースを生
じさせる結果を招いている。またもし前記のスペース配
分を誤った場合、ロボットが作業員や他の機械類と衝突
する可能性が生じ、作業の安全性が確保されない。
動角度(関節角)を制御する方式であるため、ロボット
の動作範囲が3次元空間的に把握し難いという欠点があ
る。このため生産現場等でライン設計を行う際、ロボッ
ト設置のためのスペース配分をロボットの最大動作範囲
を想定して行うことになり、多くの無駄なスペースを生
じさせる結果を招いている。またもし前記のスペース配
分を誤った場合、ロボットが作業員や他の機械類と衝突
する可能性が生じ、作業の安全性が確保されない。
この発明は、上記問題を一挙に解消するためのものであ
って、ロボットの動作領域を直角座標系で制御する機能
を付与して、ロボット動作領域を感覚的に把握できる構
成とすることにより、ロボット設置の省スペース化と安
全性の向上とを実現できる産業用ロボットの動作領域制
御装置を提供することを目的とする。
って、ロボットの動作領域を直角座標系で制御する機能
を付与して、ロボット動作領域を感覚的に把握できる構
成とすることにより、ロボット設置の省スペース化と安
全性の向上とを実現できる産業用ロボットの動作領域制
御装置を提供することを目的とする。
く問題点を解決するための手段〉
上記目的を達成するため、この発明では、複数のアーム
が関節部を介して連接された産業用ロボットにおいて、 ロボット動作許容領域を直角座標系で設定するための設
定手段と、 この設定手段により設定されたロボット動作許容領域に
関する情報を記憶させるための記憶手段と1 、各アームにつきアーム先端の座標位置を求めて前記記
憶手段に記憶されたロボット動作許容領域に関する情報
と照合してロボット動作の適否を判定する判定手段とを
具備させることにした。
が関節部を介して連接された産業用ロボットにおいて、 ロボット動作許容領域を直角座標系で設定するための設
定手段と、 この設定手段により設定されたロボット動作許容領域に
関する情報を記憶させるための記憶手段と1 、各アームにつきアーム先端の座標位置を求めて前記記
憶手段に記憶されたロボット動作許容領域に関する情報
と照合してロボット動作の適否を判定する判定手段とを
具備させることにした。
〈作用〉
設定手段によりロボット動作許容領域を直角座標系で設
定すると、この設定情報は記憶手段に記憶される。つい
でロボットを動作させるとき、判定手段は各アームにつ
きアーム先端の座標位置を求めて前記記憶情報と照合し
、ロボット動作の適否、すなわち各アームがロボット動
作許容領域内に位置するか否かを判定する。
定すると、この設定情報は記憶手段に記憶される。つい
でロボットを動作させるとき、判定手段は各アームにつ
きアーム先端の座標位置を求めて前記記憶情報と照合し
、ロボット動作の適否、すなわち各アームがロボット動
作許容領域内に位置するか否かを判定する。
よってこの発明の装置が組み込まれた産業用ロボットで
は、ロボット動作領域を感覚的に把握できることになり
、ロボットの安全性等を向上し得る。
は、ロボット動作領域を感覚的に把握できることになり
、ロボットの安全性等を向上し得る。
〈実施例〉
第1図は、この発明の動作領域制御装置が組み込まれた
産業用ロボットの一実施例を示す。
産業用ロボットの一実施例を示す。
図示例の産業用ロボットは、ロボット本体1と、ロボッ
ト本体lの動作を制御するコントローラ2と、コントロ
ーラ2に対する入出力が行われる入出力装置3とから構
成され、この入出力装置3にはロボット操作員が操作す
るキーボード4の他、入出力にかかる文字等が表示され
る表示部5等が設けられている。
ト本体lの動作を制御するコントローラ2と、コントロ
ーラ2に対する入出力が行われる入出力装置3とから構
成され、この入出力装置3にはロボット操作員が操作す
るキーボード4の他、入出力にかかる文字等が表示され
る表示部5等が設けられている。
図示例のロボット本体1は、4自由度を存するスカラ型
ロボットであって、第1〜第3の各アーム6.7.8が
各関節部の回転軸9.10゜11を中心に正逆回動する
と共に、第3アーム8はZ方向の1自由度を有して往復
直線動作する。前記回転軸9,10.11は、駆動機構
としてのサーボモータM、〜M、(第2図に示す)によ
ってそれぞれ独立駆動される。
ロボットであって、第1〜第3の各アーム6.7.8が
各関節部の回転軸9.10゜11を中心に正逆回動する
と共に、第3アーム8はZ方向の1自由度を有して往復
直線動作する。前記回転軸9,10.11は、駆動機構
としてのサーボモータM、〜M、(第2図に示す)によ
ってそれぞれ独立駆動される。
第2図は、上記産業用ロボットの制御装置の概略構成を
示すもので、図中、鎖線部12で示す回路構成は、第1
図のコントローラ2内に組み込んである。
示すもので、図中、鎖線部12で示す回路構成は、第1
図のコントローラ2内に組み込んである。
図示例において、CPU13はROM14やRAM15
と共にマイクロコンピュータを構成しており、命令解析
、指令値計算1位置制御演算等の各種演算や処理を実行
する。またROM14にはロボット制御用のプログラム
等が格納され、RAM15には演算結果その他のデータ
が記憶される。
と共にマイクロコンピュータを構成しており、命令解析
、指令値計算1位置制御演算等の各種演算や処理を実行
する。またROM14にはロボット制御用のプログラム
等が格納され、RAM15には演算結果その他のデータ
が記憶される。
CPU13の出力はサーボアンプA I−A sに与え
られており、これらのサーボアンプA。
られており、これらのサーボアンプA。
〜A、はCPU13からの出力値(電流指令値)を増幅
して、前記の各サーボモータM、〜M3へ与える。エン
コーダE1〜E、は各サーボモータM I” M sに
取り付けられたインクリメンタル型のロータリエンコー
ダであって、各モータの回転角度を検出してCPU13
に与える。
して、前記の各サーボモータM、〜M3へ与える。エン
コーダE1〜E、は各サーボモータM I” M sに
取り付けられたインクリメンタル型のロータリエンコー
ダであって、各モータの回転角度を検出してCPU13
に与える。
第3図は前記ロボット本体1の動作許容領域を平面的(
X−Y座標平面)に示したものである。図中、16.1
7は回転軸9を中心として第1.第2の両アーム6.7
を回転軸9の動作許容角度だけ一体回動させたときの各
回転軸10.11の移動軌跡であり、また18.19は
第1.第2の両アーム6.7が前記動作許容角度の両端
位置にあって第2のアーム7を正または負の方向へ動作
許容角度だけ回動させたときの回転軸11の移動軌跡で
ある。従って移動軌跡17.18.19で囲まれる内側
の領域Sがロボット本体1の動作が許容される領域に相
当することになる。
X−Y座標平面)に示したものである。図中、16.1
7は回転軸9を中心として第1.第2の両アーム6.7
を回転軸9の動作許容角度だけ一体回動させたときの各
回転軸10.11の移動軌跡であり、また18.19は
第1.第2の両アーム6.7が前記動作許容角度の両端
位置にあって第2のアーム7を正または負の方向へ動作
許容角度だけ回動させたときの回転軸11の移動軌跡で
ある。従って移動軌跡17.18.19で囲まれる内側
の領域Sがロボット本体1の動作が許容される領域に相
当することになる。
この発明は、ロボット本体1の動作領域を直角座標系で
前記動作許容領域S内に制御するための装置を提供する
もので、第4図にその装置の機能ブロック図が示しであ
る。
前記動作許容領域S内に制御するための装置を提供する
もので、第4図にその装置の機能ブロック図が示しであ
る。
同図中、設定手段21はロボット動作許容領域を直角座
i系で設定するためのもので、第1゜2図に示す装置例
ではキーボード4を含む入出力装置3がこれに相当する
。記憶手段22は前記設定手段21により設定されたロ
ボット動作許容領域に関する情報を記憶させるためのも
ので、第1.2図の装置例ではコントローラ2内のRA
M15がこれに相当する0判定手段23は各アームにつ
きアーム先端の座標位置を求めて前記記憶手段21に記
憶されたロボ7)動作許容領域に関する情報と照合して
ロボット動作の適否を判定するためのもので、第1,2
図の装置例ではコントローラ2内のCPU13がこれに
相当する。制御手段24は判定手段23の判定結果に応
じて各アームを動作させ或いは動作を停止させるための
もので、第1.2図の装置例ではコントローラ2内のC
PUI 3やサーボアンプA1〜A、がこれに相当する
。
i系で設定するためのもので、第1゜2図に示す装置例
ではキーボード4を含む入出力装置3がこれに相当する
。記憶手段22は前記設定手段21により設定されたロ
ボット動作許容領域に関する情報を記憶させるためのも
ので、第1.2図の装置例ではコントローラ2内のRA
M15がこれに相当する0判定手段23は各アームにつ
きアーム先端の座標位置を求めて前記記憶手段21に記
憶されたロボ7)動作許容領域に関する情報と照合して
ロボット動作の適否を判定するためのもので、第1,2
図の装置例ではコントローラ2内のCPU13がこれに
相当する。制御手段24は判定手段23の判定結果に応
じて各アームを動作させ或いは動作を停止させるための
もので、第1.2図の装置例ではコントローラ2内のC
PUI 3やサーボアンプA1〜A、がこれに相当する
。
第5図は、上記動作領域制御装置による制御動作の流れ
を示しており、以下、同図のフローチャートに基づき第
1.2図に示す産業用ロボットにつき動作領域の制御手
順を具体的に説明する。
を示しており、以下、同図のフローチャートに基づき第
1.2図に示す産業用ロボットにつき動作領域の制御手
順を具体的に説明する。
なお以下の説明では、X−Y座標面についての動作領域
の制御のみを考えているが、Z軸方向についての動作領
域の制御も可能であることは勿論である。
の制御のみを考えているが、Z軸方向についての動作領
域の制御も可能であることは勿論である。
まず第5図のステップ1 (同図中rsT I Jで示
す)において、直角座標系でのロボット動作許容領域を
定めて、その制限データをキーボード4を操作してコン
トローラ2へ入力する。
す)において、直角座標系でのロボット動作許容領域を
定めて、その制限データをキーボード4を操作してコン
トローラ2へ入力する。
この制限データはCPU13により取り込まれた後、R
AM15に書き込まれる。
AM15に書き込まれる。
つぎにCPU13はサーボアンプA1〜A2を介して各
サーボモータM、〜M3に電流指令値を与えてこれを駆
動し、各アーム6.7.8に所定の動作を行わせる。こ
のときCPU13はエンコーダE、、Eオの出力に基づ
き各回転軸9,10の回動角度θ1.θ2を取り込むと
共に(ステップ2)、第1.第2の各アーム6゜7の長
さl、、It!を用いてつぎの各式の演算を実行し、直
角座標系のX−Y座標面上に投影した第1アーム6の先
端位置(この場合回転軸10の位置)の座標(xt、y
t)と第2アーム7の先端位置(この場合回転軸11の
位置)の座標(xz、yz)とを算出する(ステップ3
)。
サーボモータM、〜M3に電流指令値を与えてこれを駆
動し、各アーム6.7.8に所定の動作を行わせる。こ
のときCPU13はエンコーダE、、Eオの出力に基づ
き各回転軸9,10の回動角度θ1.θ2を取り込むと
共に(ステップ2)、第1.第2の各アーム6゜7の長
さl、、It!を用いてつぎの各式の演算を実行し、直
角座標系のX−Y座標面上に投影した第1アーム6の先
端位置(この場合回転軸10の位置)の座標(xt、y
t)と第2アーム7の先端位置(この場合回転軸11の
位置)の座標(xz、yz)とを算出する(ステップ3
)。
x、=−z、sinθ。
yt=LCO30重
xz=−IIsin θ1−J!zsin θ27z=
jltCO3θ、+1zcos θ2つぎのステップ4
でCPU13は、上記の算出座標値(X+ 、 yt
)(Xt+ 3’t)とステップ1で設定された制
限データとを大小比較して、ロボット動作の適否、すな
わち第1.第2の各アーム6.7の先端が動作許容領域
内に位置しているか否かを判定する。
jltCO3θ、+1zcos θ2つぎのステップ4
でCPU13は、上記の算出座標値(X+ 、 yt
)(Xt+ 3’t)とステップ1で設定された制
限データとを大小比較して、ロボット動作の適否、すな
わち第1.第2の各アーム6.7の先端が動作許容領域
内に位置しているか否かを判定する。
もし全ての算出値が制限データ以下であるときは、ステ
ップ4がYES”であり、CPU13はステップ5で各
アーム6.7の動作を継続させ、続くステップ6で動作
終了かどうかを確認して、同様の手順を繰り返すことに
なる。
ップ4がYES”であり、CPU13はステップ5で各
アーム6.7の動作を継続させ、続くステップ6で動作
終了かどうかを確認して、同様の手順を繰り返すことに
なる。
一方いずれか算出値が制限データを越えるときは、ステ
ップ4が“NO”となり、この場合はステップ7へ進み
、CPU13は各アーム6゜7の動作を停止させる。
ップ4が“NO”となり、この場合はステップ7へ進み
、CPU13は各アーム6゜7の動作を停止させる。
なおこの発明は、上記実施例以外の産業用ロボット、例
えば第6図に示すような6自由度を有する垂直多関節型
の産業用ロボットについても適用できることは勿論であ
る。
えば第6図に示すような6自由度を有する垂直多関節型
の産業用ロボットについても適用できることは勿論であ
る。
〈発明の効果〉
この発明は上記の如く、ロボットの動作領域を直角座標
系で制御する構成としたから、ロボット動作領域を感覚
的に容易かつ確実に把握することが可能となった。この
ため生産現場等でライン設計を行う際、ロボット設置の
ためのスペース配分を効率的に行うことができ、無駄な
スペースを減少させることが可能となった。またロボッ
ト設置に関する設計が容易となるから、スペース配分を
誤る虞れが減少し、作業の安全性の向上に貢献する等、
発明目的を達成した顕著な効果を奏する。
系で制御する構成としたから、ロボット動作領域を感覚
的に容易かつ確実に把握することが可能となった。この
ため生産現場等でライン設計を行う際、ロボット設置の
ためのスペース配分を効率的に行うことができ、無駄な
スペースを減少させることが可能となった。またロボッ
ト設置に関する設計が容易となるから、スペース配分を
誤る虞れが減少し、作業の安全性の向上に貢献する等、
発明目的を達成した顕著な効果を奏する。
第1図はこの発明の装置が積み込まれた産業用ロボット
の一実施例を示す斜面図、第2図は産業用ロボットの制
御装置の概略構成を示すブロック図、第3図はロボット
の動作許容領域を示す平面図、第4図はこの発明の構成
例を示す機能ブロック図、第5図は装置動作の手順を示
すフローチャート、第6図は他のタイプの産業用ロボッ
トを示す斜面図である。 1・・・・ロボット本体 2−−−−コントローラ3・
・・・入出力装置 4・・・・キーボード6.7.8
・・・・アーム 13・・・・c p u is・・・・RAM
21・・・・設定手段 22・・・・記憶手段23
・・・・判定手段 特許 出願人 立石電機株式会社 −ζ0 / ・−ロオ;ット本林 ノ3−・
−cpv2−・−コントローラ ノσ−−−に
4間3−・−大火n値IL 2t −−−rL@
fsXム・・−キーホ”−)−” 22−・−紅
4息手メ^4、7. #−−−アー人 23−・
−2・ljL’r ht+h>z 二の勇2B>’
lの講入移・11元寸機・禽覧フ・ロア2εa甘5)呂
の一実施例を示す斜面図、第2図は産業用ロボットの制
御装置の概略構成を示すブロック図、第3図はロボット
の動作許容領域を示す平面図、第4図はこの発明の構成
例を示す機能ブロック図、第5図は装置動作の手順を示
すフローチャート、第6図は他のタイプの産業用ロボッ
トを示す斜面図である。 1・・・・ロボット本体 2−−−−コントローラ3・
・・・入出力装置 4・・・・キーボード6.7.8
・・・・アーム 13・・・・c p u is・・・・RAM
21・・・・設定手段 22・・・・記憶手段23
・・・・判定手段 特許 出願人 立石電機株式会社 −ζ0 / ・−ロオ;ット本林 ノ3−・
−cpv2−・−コントローラ ノσ−−−に
4間3−・−大火n値IL 2t −−−rL@
fsXム・・−キーホ”−)−” 22−・−紅
4息手メ^4、7. #−−−アー人 23−・
−2・ljL’r ht+h>z 二の勇2B>’
lの講入移・11元寸機・禽覧フ・ロア2εa甘5)呂
Claims (5)
- (1)複数のアームが関節部を介して連接された産業用
ロボットにおいて、 ロボット動作許容領域を直角座標系で設定するための設
定手段と、 この設定手段により設定されたロボット動作許容領域に
関する情報を記憶させるための記憶手段と、 各アームにつきアーム先端の座標位置を求めて前記記憶
手段に記憶されたロボット動作許容領域に関する情報と
照合してロボット動作の適否を判定する判定手段とを具
備して成る産業用ロボットの動作領域制御装置。 - (2)前記設定手段は、キーボードである特許請求の範
囲第1項記載の産業用ロボット動作領域制御装置。 - (3)前記記憶手段は、RAMである特許請求の範囲第
1項記載の産業用ロボットの動作領域制御装置。 - (4)前記判定手段は、CPUである特許請求の範囲第
1項記載の産業用ロボットの動作領域制御装置。 - (5)前記判定手段には、判定結果に応じてロボットを
動作または停止させる制御手段が接続されている特許請
求の範囲第1項または第4項記載の産業用ロボットの動
作領域制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26941586A JPS63123682A (ja) | 1986-11-11 | 1986-11-11 | 産業用ロボツトの動作領域制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26941586A JPS63123682A (ja) | 1986-11-11 | 1986-11-11 | 産業用ロボツトの動作領域制御装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63123682A true JPS63123682A (ja) | 1988-05-27 |
Family
ID=17472098
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP26941586A Pending JPS63123682A (ja) | 1986-11-11 | 1986-11-11 | 産業用ロボツトの動作領域制御装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS63123682A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02110416A (ja) * | 1988-10-19 | 1990-04-23 | Shimadzu Corp | マイクロマニピュレータにおける微小器具移動装置 |
WO2013175554A1 (ja) * | 2012-05-21 | 2013-11-28 | 株式会社安川電機 | ロボットおよびロボットシステム |
US9452532B2 (en) | 2014-01-27 | 2016-09-27 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Robot, device and method for controlling robot, and computer-readable non-transitory recording medium |
-
1986
- 1986-11-11 JP JP26941586A patent/JPS63123682A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02110416A (ja) * | 1988-10-19 | 1990-04-23 | Shimadzu Corp | マイクロマニピュレータにおける微小器具移動装置 |
WO2013175554A1 (ja) * | 2012-05-21 | 2013-11-28 | 株式会社安川電機 | ロボットおよびロボットシステム |
US9452532B2 (en) | 2014-01-27 | 2016-09-27 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Robot, device and method for controlling robot, and computer-readable non-transitory recording medium |
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