WO2022071058A1 - 制御装置及び制御方法 - Google Patents

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航杰 江
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ファナック株式会社
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    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16—Programme controls
    • B25J9/1656—Programme controls characterised by programming, planning systems for manipulators
    • B25J9/1664—Programme controls characterised by programming, planning systems for manipulators characterised by motion, path, trajectory planning
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/0081—Programme-controlled manipulators with master teach-in means
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/40—Robotics, robotics mapping to robotics vision
    • G05B2219/40074—Move tip of arm or carried object on surface, wall, constraint

Definitions

  • the present invention relates to a control device and a control method.
  • FIG. 8 is a diagram showing an example of a 7-axis robot system in which a linear tool is attached to the tip of an arm of a 6-axis robot.
  • the robot 10 is, for example, a 6-axis vertical articulated robot, and a linear tool 20 is attached to the tip of an arm.
  • the linear tool 20 is, for example, a slide arm type transport tool (joint axis), and has a strip-shaped (rectangular flat plate-shaped) frame 21, a robot-side slider 22 arranged on the upper surface of the frame 21, and a frame.
  • FIG. 10 is a diagram schematically showing an example of the positional relationship when the work side slider 23 of the linear tool 20 swings in the + Y axis direction.
  • the hand of the robot 10 moves by a distance Dr as a hand movement amount in the + Y axis direction, and the work side slider 23 moves.
  • Dr + D t the total movement amount
  • the study of the hand movement amount Dr and the tool movement amount Dt requires teaching experience, if the worker's experience is insufficient, more man-hours for teaching are required and the teaching time is long. There is a problem of becoming.
  • One aspect of the control method of the present disclosure is a control method realized by a computer, in which a joint axis for moving a work in one direction is attached to the tip of an arm of the robot, and the robot and the joint axis are controlled.
  • the movement program analysis step for calculating the movement range of the robot and the joint axis based on the movement program in which the initial position of the joint axis viewed from the coordinate origin of the robot is set, and the calculated movement. Based on the range, the movement amount of the joint axis that moves the joint axis to the boundary position of the movement range is set as a specified value, and the movement amount of the tip of the arm of the robot when the joint axis moves to the boundary position.
  • a robot tool movement distance calculation step for calculating the movement amount of the joint axis and the movement amount of the tip of the arm of the robot at at least one teaching point other than the boundary position.
  • the robot 10, the linear tool 20, and the robot control device 30 may be directly connected to each other via a connection interface (not shown).
  • the robot 10, the linear tool 20, and the robot control device 30 may be connected to each other via a network such as a LAN (Local Area Network).
  • the robot 10 and the linear tool 20 and the robot control device 30 may be provided with a communication unit (not shown) for communicating with each other by such a connection.
  • the robot control device 30 outputs a drive command to the robot 10 and the linear tool 20 based on the operation program, and controls the operation of the robot 10 and the linear tool 20.
  • the robot control device 30 may be connected to a teaching operation panel (not shown) that teaches operations to the robot 10 and the linear tool 20.
  • the robot control device 30 according to the present embodiment has a control unit 31, an input unit 32, a storage unit 33, and a display unit 34. Further, the control unit 31 includes an operation program analysis unit 311, a robot / tool movement distance calculation unit 312, and an operation control / drive unit 313.
  • the input unit 32 is, for example, a keyboard or button (not shown) included in the robot control device 30, a touch panel of the display unit 34 described later, or the like, and receives an operation from a worker of the robot control device 30.
  • the storage unit 33 is, for example, a ROM (Read Only Memory), an HDD (Hard Disk Drive), or the like, and stores a system program, an application program, or the like executed by the control unit 31, which will be described later. Further, the storage unit 33 has a hand movement amount Dr of the hand of the robot 10 at each teaching point calculated by the robot tool movement distance calculation unit 312 described later, and a tool movement amount D of the work side slider 23 of the linear tool 20. You may store t and the like.
  • the control unit 31 has a CPU (Central Processing Unit), a ROM, a RAM, a CMOS (Complementary Metal-Oxide-Semiconductor) memory, and the like, and these are known to those skilled in the art, which are configured to be communicable with each other via a bus. belongs to.
  • the CPU is a processor that controls the robot control device 30 as a whole.
  • the CPU reads out the system program and the application program stored in the ROM via the bus, and controls the entire robot control device 30 according to the system program and the application program. As a result, as shown in FIG.
  • control unit 31 is configured to realize the functions of the operation program analysis unit 311, the robot / tool movement distance calculation unit 312, and the operation control / drive unit 313.
  • Various data such as temporary calculation data and display data are stored in the RAM.
  • the CMOS memory is backed up by a battery (not shown), and is configured as a non-volatile memory in which the storage state is maintained even when the power of the robot control device 30 is turned off.
  • the motion program analysis unit 311 inputs, for example, an motion program in which the coordinates of the work side slider 23 viewed from the coordinate origin of the robot 10 (that is, the coordinates of the robot + the tool) are set from an external device such as a computer (not shown). , The total movement range of the robot 10 and the linear tool 20 is calculated based on the input operation program.
  • the operation program analysis unit 311 may acquire the operation program created by the input operation of the worker via the input unit 32.
  • FIG. 2 is a diagram showing an example of an operation program. In the operation program of FIG.
  • FIG. 4A is a diagram showing an example of the relationship between the position of the hand of the robot 10 at the teaching points P1 and P6 and the position of the work side slider 23 of the linear tool 20.
  • FIG. 4B is a diagram showing an example of the relationship between the position of the hand of the robot 10 at the teaching point P3 and the position of the work side slider 23 of the linear tool 20.
  • the tool movement amount of the work side slider 23 with respect to the tool coordinate origin (hand position of the robot 10) at the teaching points P1, P3, and P6 is defined as the distances D t1 , D t3 , and D t 6 .
  • the number of teaching points is six, but a plurality of teaching points other than the six may be provided.
  • the operation program analysis unit 311 analyzes the input operation program.
  • the motion program analysis unit 311 is as shown in FIG. 4A in the range surrounded by the teaching points P1 to P6 in FIG. 3 based on the coordinates of the robot + tool of the teaching point P1 set in the motion program Ichi [1].
  • the movement range is calculated in which the teaching point P1 is set as one boundary position where the linear tool 20 moves most in the ⁇ Y axis direction, and the teaching point P6 is set as the other boundary position where the linear tool 20 moves most in the + Y axis direction. ..
  • the robot tool movement distance calculation unit 312 sets the tool movement amount for moving the work side slider 23 of the linear tool 20 to the boundary position of the movement range as a specified value based on the calculated movement range, and the work side slider 23 is the boundary.
  • the amount of movement of the robot's hand when moving to the position and the amount of movement of the linear tool 20 at each of the teaching points P2 to P5 other than the boundary position are calculated.
  • the robot tool movement distance calculation unit 312 sets, for example, the distances D t1 and D t6 to the coordinates of the work side slider 23 at the teaching points P1 and P6 of the boundary position based on the position of the tool coordinate origin.
  • D max1 and D max2 indicate the Y-axis coordinates of the teaching points P1 and P6 at the boundary position seen from the coordinate origin of the robot 10, that is, the Y-axis movement amounts DY1 and DY6 of the robot + tool, respectively. The maximum amount of movement in the Y-axis direction and the + Y-axis direction.
  • the robot tool movement distance calculation unit 312 uses the equation 2 to obtain the Y-axis movement amount D of the teaching point P6.
  • the tool movement amount D nt at the teaching point Pn is calculated from the ratio of max2 and the Y-axis movement amount D yn of the teaching point Pn. Then, the robot tool movement distance calculation unit 312 determines the hand of the robot 10 at the teaching point Pn other than the boundary position by the difference between the coordinates of the robot + tool at the teaching point Pn other than the boundary position and the tool movement amount D nt . The movement amount of may be calculated.
  • the motion control / drive unit 313 sets the amount of movement of the hand of the robot 10 at the teaching points P2 to P6 calculated by the robot / tool movement distance calculation unit 312 and the tool movement amount D ton as the operation program [2].
  • the robot 10 and the linear tool 20 are driven by setting to [6] and executing the operation program.
  • FIG. 6 is a flowchart illustrating the control process of the robot control device 30. The flow shown here is executed every time an operation program in which the coordinates (coordinates of the robot + tool) of the work side slider 23 viewed from the coordinate origin of the robot 10 at the teaching point P1 are set is input.
  • step S1 the motion program analysis unit 311 inputs an motion program in which the coordinates of the robot + tool at the teaching point P1 are set from an external device (not shown).
  • step S3 the robot tool movement distance calculation unit 312 sets the tool movement amounts D t1 and D t6 of the work side slider 23 at the teaching points P1 and P6 to the designated values D c1 and D c2 .
  • step S4 the robot tool movement distance calculation unit 312 determines the difference between the coordinates of the robot + tool (Y-axis movement amount D max1 and D max2 ) at the teaching points P1 and P6 and the specified values D c1 and D c2 . , The amount of movement of the hand of the robot 10 at the teaching points P1 and P6 at the boundary position is calculated.
  • step S5 the robot tool movement distance calculation unit 312 calculates the tool movement amount D nt at the teaching points Pn other than the boundary positions P1 and P6 by using the equation 1 or the equation 2.
  • step S7 the motion control / drive unit 313 sets the calculated movement amount of the hand of the robot 10 at the teaching points P2 to P6 and the tool movement amount D ton in the motion program Ichi [2] to Ichi [6].
  • the operation program is executed by setting to, and the robot 10 and the linear tool 20 are driven.
  • the robot control device 30 is an operation program in which the coordinates of the robot + tool of one teaching point P1 located at the end of the movement range of the work side slider 23 of the linear tool 20 are set. Enter. Based on the coordinates of the robot + tool at the teaching point P1, the robot control device 30 uses the equation 1 or the equation 2 to set the amount of movement of the hand of the robot 10 at the remaining teaching points P2 to P6 and the amount of movement of the tool. Calculate and set in the operation program. As a result, the robot control device 30 can create an operation program by teaching only one teaching point without depending on the experience of the worker. Further, even an inexperienced worker can easily teach the robot + tool, and the trouble of teaching the tool position by the worker can be saved.
  • the robot control device 30 is not limited to the above-described embodiment, and includes deformation, improvement, and the like within a range in which the object can be achieved.
  • the tool movement amount D nt at the teaching point Pn is calculated. Further, when the Y-axis movement amount D yn at the teaching point Pn is larger than (D max1 + D max2 ) / 2, the robot tool movement distance calculation unit 312 uses the equation 4 to generate the tool movement amount D nt at the teaching point Pn. Is calculated.
  • Each function included in the robot control device 30 according to the embodiment can be realized by hardware, software, or a combination thereof.
  • what is realized by software means that it is realized by a computer reading and executing a program.
  • each component included in the robot control device 30 can be realized by hardware, software including an electronic circuit or the like, or a combination thereof.
  • Non-transitory computer-readable media include various types of tangible recording media (Tangible studio media). Examples of non-temporary computer-readable media include magnetic recording media (eg, flexible disks, magnetic tapes, hard disk drives), magneto-optical recording media (eg, magneto-optical disks), CD-ROMs (Read Only Memory), CD-. R, CD-R / W, semiconductor memory (for example, mask ROM, PROM (Programmable ROM), EPROM (Erasable PROM), flash ROM, RAM) are included.
  • the step of describing the program to be recorded on the recording medium is not only the processing performed in chronological order but also the processing executed in parallel or individually even if it is not necessarily processed in chronological order. Also includes.
  • control device and control method of the present disclosure can take various embodiments having the following configurations.
  • the robot control device 30 of the present disclosure is a control device for controlling a robot 10 and a linear tool 20 to which a linear tool 20 for moving a work in one direction is attached to the tip of an arm of the robot 10.
  • the operation program analysis unit 311 that calculates the movement range of the robot 10 and the linear tool 20 combined, and the calculated movement range Based on this, the movement amount of the linear tool 20 that moves the linear tool 20 to the boundary position of the movement range is set as a specified value, and the movement amount of the tip of the arm of the robot 10 when the linear tool 20 moves to the boundary position and the boundary position.
  • the robot control device 30 further includes an input unit 32 that receives an input from the user, and the designated value may be a value designated by the user via the input unit 32. By doing so, the robot control device 30 can move the robot 10 and the linear tool 20 within an arbitrary movement range.
  • the movement amount of the linear tool 20 at least one teaching point other than the calculated boundary position and the movement of the tip of the arm of the robot 10.
  • An operation control / drive unit 313 that sets the amount in the operation program and executes the operation program may be further provided. By doing so, the robot control device 30 can drive the robot 10 and the linear tool 20.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

作業員の経験に依存することなく、１つの教示点を教示するだけで動作プログラムを作成すること。　制御装置は、ロボットのアームの先端にワークを一方向に移動させる関節軸が取り付けられた前記ロボット及び前記関節軸を制御する制御装置であって、前記ロボットの座標原点から見た前記関節軸の初期位置が設定された動作プログラムに基づいて、前記ロボットと前記関節軸とを合わせた移動範囲を算出する動作プログラム解析部と、算出された前記移動範囲に基づいて、前記移動範囲の境界位置に前記関節軸を移動させる前記関節軸の移動量を指定値とし、前記関節軸が前記境界位置に移動したときの前記ロボットのアームの先端の移動量と、前記境界位置以外の少なくとも１つの教示点の前記関節軸の移動量及び前記ロボットのアームの先端の移動量と、を算出するロボット・ツール移動距離計算部と、を備える。

Description

制御装置及び制御方法
　本発明は、制御装置及び制御方法に関する。
　６軸ロボットのアームの先端にワークを１方向（例えば、Ｙ軸方向）にワークを直線上に移動させるスライド関節軸（以下、「リニアツール」ともいう）を取り付けて７軸のロボットとし、ロボットとリニアツールとの両方を同じ方向に動作させることで、ワークを高速に搬送する技術が知られている。例えば、特許文献１参照。
　７軸のロボットシステムを教示する際には、６軸ロボットとリニアツールとのそれぞれの移動距離を個別に指定することが一般的である。
特開２０１９－１２６８５０号公報
　リニアツールを搭載する６軸ロボットの教示について、動作時の各教示点の位置・姿勢を教示する方法が一般的である。
　図８は、６軸ロボットのアームの先端にリニアツールが取り付けられた７軸のロボットシステムの一例を示す図である。
　図８に示すように、ロボット１０は、例えば、６軸の垂直多関節ロボット等であり、アームの先端に、リニアツール２０が取り付けられている。リニアツール２０は、例えば、スライドアーム型の搬送用ツール（関節軸）であり、帯板状（長方形の平板状）のフレーム２１と、フレーム２１の上面に配置されたロボット側スライダ２２と、フレーム２１の下面に配置されたワーク側スライダ２３とを有する。リニアツール２０は、例えば、ワークを吸着する複数の吸着パッドを備えたツール（図示しない）がワーク側スライダ２３に装着され、装着されたツール（図示しない）で吸着したワーク（図示しない）を、Ｙ軸方向の１方向に直線上に移動させることができる。
　図９は、ロボット１０のアームの先端とリニアツール２０との位置関係の一例を模式的に示す図である。なお、図９では、ロボット１０として、ロボット１０のアームの先端（以下、「ロボット１０の手先」ともいう）と、ロボット１０の手先以外の部分と、を示している。また、図９では、ロボット１０の座標原点と、ロボット１０の手先の位置と、ツール座標原点と、リニアツール２０のワーク側スライダ２３の位置とが、Ｘ軸方向の直線上にある場合を示す。
　図１０は、リニアツール２０のワーク側スライダ２３が＋Ｙ軸方向に振れる場合の位置関係の一例を模式的に示す図である。
　図１０に示すように、例えば、リニアツール２０のワーク側スライダ２３が＋Ｙ軸方向に振れる場合、ロボット１０の手先は、＋Ｙ軸方向に手先移動量として距離Ｄｒ移動し、ワーク側スライダ２３は、＋Ｙ軸方向にツール座標原点を基準にしたツール移動量として距離Ｄｔ移動している。そして、作業員は、ロボット１０の動作プログラムを作成するにあたり、手先移動量Ｄｒとツール移動量Ｄｔとをそれぞれ検討し、ロボット１０の座標原点から見たワーク側スライダ２３の座標（以下、「ロボット＋ツールの座標」ともいう）を示す全移動量Ｄａｌｌ（＝Ｄｒ＋Ｄｔ）と、ツール移動量Ｄｔとを入力する必要がある。
　しかしながら、手先移動量Ｄｒとツール移動量Ｄｔとの検討には、教示の経験が必要なため、作業員の経験が不足している場合、さらに教示の工数が必要になり教示時間が長くなるという問題がある。
　そこで、作業員の経験に依存することなく、１つの教示点を教示するだけで動作プログラムを作成することが望まれている。
　本開示の制御装置の一態様は、ロボットのアームの先端にワークを一方向に移動させる関節軸が取り付けられた前記ロボット及び前記関節軸を制御する制御装置であって、前記ロボットの座標原点から見た前記関節軸の初期位置が設定された動作プログラムに基づいて、前記ロボットと前記関節軸とを合わせた移動範囲を算出する動作プログラム解析部と、算出された前記移動範囲に基づいて、前記移動範囲の境界位置に前記関節軸を移動させる前記関節軸の移動量を指定値とし、前記関節軸が前記境界位置に移動したときの前記ロボットのアームの先端の移動量と、前記境界位置以外の少なくとも１つの教示点の前記関節軸の移動量及び前記ロボットのアームの先端の移動量と、を算出するロボット・ツール移動距離計算部と、を備える。
　本開示の制御方法の一態様は、コンピュータにより実現される、ロボットのアームの先端にワークを一方向に移動させる関節軸が取り付けられた前記ロボット及び前記関節軸を制御する制御方法であって、前記ロボットの座標原点から見た前記関節軸の初期位置が設定された動作プログラムに基づいて、前記ロボットと前記関節軸とを合わせた移動範囲を算出する動作プログラム解析ステップと、算出された前記移動範囲に基づいて、前記移動範囲の境界位置に前記関節軸を移動させる前記関節軸の移動量を指定値とし、前記関節軸が前記境界位置に移動したときの前記ロボットのアームの先端の移動量と、前記境界位置以外の少なくとも１つの教示点の前記関節軸の移動量及び前記ロボットのアームの先端の移動量と、を算出するロボット・ツール移動距離計算ステップと、を備える。
　一態様によれば、作業員の経験に依存することなく、１つの教示点を教示するだけで動作プログラムを作成することができる。
一実施形態に係るロボットシステムの機能的構成例を示す機能ブロック図である。 動作プログラムの一例を示す図である。 図２の動作プログラムに設定されている教示点の一例を示す図である。 教示点Ｐ１、Ｐ６におけるロボットの手先の位置とリニアツールのワーク側スライダの位置との関係の一例を示す図である。 教示点Ｐ３におけるロボットの手先の位置とリニアツールのワーク側スライダの位置との関係の一例を示す図である。 教示点とロボットの座標原点との関係の一例を示す図である。 ロボット制御装置の制御処理について説明するフローチャートである。 教示点と境界位置との関係の一例を示す図である。 ６軸ロボットのアームの先端にリニアツールが取り付けられた７軸のロボットシステムの一例を示す図である。 ロボットのアームの先端とリニアツールとの位置関係の一例を模式的に示す図である。 リニアツールのワーク側スライダが＋Ｙ軸方向に振れる場合の位置関係の一例を模式的に示す図である。
　以下、一実施形態について図面を用いて説明する。
＜一実施形態＞
　図１は、一実施形態に係るロボットシステムの機能的構成例を示す機能ブロック図である。なお、図８のロボット１０及びリニアツール２０の要素と同様の機能を有する要素については、同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。
　図１に示すように、ロボットシステム１は、ロボット１０、リニアツール２０、及びロボット制御装置３０を有する。例えば、ロボットシステム１は、複数のプレス加工機（図示しない）が配置された工場に適用され、ロボット１０は、ロボット制御装置３０の制御指示に基づいて、リニアツール２０を用いて図示しないプレス加工機間でワークの搬送を行う。
　ロボット１０及びリニアツール２０と、ロボット制御装置３０と、は、図示しない接続インタフェースを介して互いに直接接続されてもよい。なお、ロボット１０及びリニアツール２０と、ロボット制御装置３０と、は、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ　Ａｒｅａ　Ｎｅｔｗｏｒｋ）等のネットワークを介して相互に接続されていてもよい。この場合、ロボット１０及びリニアツール２０と、ロボット制御装置３０とは、かかる接続によって相互に通信を行うための図示しない通信部を備えてもよい。
＜ロボット制御装置３０＞
　ロボット制御装置３０は、図１に示すように、動作プログラムに基づいて、ロボット１０及びリニアツール２０に対して駆動指令を出力し、ロボット１０及びリニアツール２０の動作を制御する。なお、ロボット制御装置３０は、ロボット１０及びリニアツール２０に対して動作を教示する教示操作盤（図示しない）が接続されてもよい。
　図１に示すように、本実施形態に係るロボット制御装置３０は、制御部３１、入力部３２、記憶部３３、及び表示部３４を有する。また、制御部３１は、動作プログラム解析部３１１、ロボット・ツール移動距離計算部３１２、及び動作制御・駆動部３１３を有する。
　入力部３２は、例えば、ロボット制御装置３０に含まれる図示しないキーボードやボタン、後述する表示部３４のタッチパネル等であり、ロボット制御装置３０の作業員からの操作を受け付ける。
　記憶部３３は、例えば、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）やＨＤＤ（Ｈａｒｄ　Ｄｉｓｋ　Ｄｒｉｖｅ）等であり、後述する制御部３１が実行するシステムプログラム及びアプリケーションプログラム等を格納する。また、記憶部３３は、後述するロボット・ツール移動距離計算部３１２により算出された各教示点におけるロボット１０の手先の手先移動量Ｄｒ、及びリニアツール２０のワーク側スライダ２３のツール移動量Ｄｔ等を格納してもよい。
　表示部３４は、例えば、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ　Ｃｒｙｓｔａｌ　Ｄｉｓｐｌａｙ）等の表示装置であり、動作プログラムを作成する画面や、ワーク側スライダ２３のツール移動量Ｄｔを指定させる画面等を表示する。
＜制御部３１＞
　制御部３１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ　Ｍｅｔａｌ－Ｏｘｉｄｅ－Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）メモリ等を有し、これらはバスを介して相互に通信可能に構成される、当業者にとって公知のものである。
　ＣＰＵはロボット制御装置３０を全体的に制御するプロセッサである。ＣＰＵは、ＲＯＭに格納されたシステムプログラム及びアプリケーションプログラムを、バスを介して読み出し、システムプログラム及びアプリケーションプログラムに従ってロボット制御装置３０全体を制御する。これにより、図１に示すように、制御部３１が、動作プログラム解析部３１１、ロボット・ツール移動距離計算部３１２、及び動作制御・駆動部３１３の機能を実現するように構成される。ＲＡＭには一時的な計算データや表示データ等の各種データが格納される。また、ＣＭＯＳメモリは図示しないバッテリでバックアップされ、ロボット制御装置３０の電源がオフされても記憶状態が保持される不揮発性メモリとして構成される。
　動作プログラム解析部３１１は、例えば、ロボット１０の座標原点から見たワーク側スライダ２３の座標（すなわち、ロボット＋ツールの座標）が設定された動作プログラムを、図示しないコンピュータ等の外部装置から入力し、入力された動作プログラムに基づいて、ロボット１０とリニアツール２０とを合わせた移動範囲を算出する。
　なお、動作プログラム解析部３１１は、入力部３２を介した作業員の入力操作により作成された動作プログラムを取得してもよい。
　図２は、動作プログラムの一例を示す図である。図２の動作プログラムでは、上述したように、教示点Ｐ１に対応したイチ［１］のみに、ロボット＋ツールの座標（例えば、ロボット１０の座標原点から見たワーク側スライダ２３の移動可能な最大距離、又は作業員により指定された指定値）が設定されているとする。
　図３は、図２の動作プログラムに設定されている教示点の一例を示す図である。すなわち、図２に示す動作プログラムに基づいて、ロボット１０及びリニアツール２０は、例えば、ロボット＋ツールの座標を示す教示点Ｐ１から教示点Ｐ２～Ｐ６の順に移動する。なお、図２に示す動作プログラムでは、教示点Ｐ１、Ｐ２のイチ［１］、イチ［２］のみしか図示していないが、教示点Ｐ３～Ｐ６のイチ［３］～イチ［６］も含む。
　図４Ａは、教示点Ｐ１、Ｐ６におけるロボット１０の手先の位置とリニアツール２０のワーク側スライダ２３の位置との関係の一例を示す図である。図４Ｂは、教示点Ｐ３におけるロボット１０の手先の位置とリニアツール２０のワーク側スライダ２３の位置との関係の一例を示す図である。なお、教示点Ｐ１、Ｐ３、Ｐ６におけるツール座標原点（ロボット１０の手先位置）に対するワーク側スライダ２３のツール移動量を距離Ｄｔ１、Ｄｔ３、Ｄｔ６とする。
　なお、図２の動作プログラムでは、教示点は６つとしたが、６つ以外の複数の教示点を有してもよい。
　具体的には、動作プログラム解析部３１１は、入力された動作プログラムを解析する。動作プログラム解析部３１１は、動作プログラムのイチ［１］に設定された教示点Ｐ１のロボット＋ツールの座標に基づいて、図３の教示点Ｐ１～Ｐ６で囲まれる範囲において、図４Ａに示すように、教示点Ｐ１をリニアツール２０が－Ｙ軸方向に最も移動する一方の境界位置とし、教示点Ｐ６をリニアツール２０が＋Ｙ軸方向に最も移動する他方の境界位置とする移動範囲を算出する。
　ロボット・ツール移動距離計算部３１２は、算出された移動範囲に基づいて、移動範囲の境界位置にリニアツール２０のワーク側スライダ２３を移動させるツール移動量を指定値とし、ワーク側スライダ２３が境界位置に移動したときのロボットの手先の移動量と、境界位置以外の教示点Ｐ２～Ｐ５それぞれのリニアツール２０の移動量と、を算出する。
　具体的には、ロボット・ツール移動距離計算部３１２は、例えば、ツール座標原点の位置を基準にした境界位置の教示点Ｐ１、Ｐ６におけるワーク側スライダ２３の座標までの距離Ｄｔ１、Ｄｔ６をツール移動量とし、ツール移動量Ｄｔ１、Ｄｔ６それぞれを指定値Ｄｃ１、Ｄｃ２にする。また、ロボット・ツール移動距離計算部３１２は、教示点Ｐ１、Ｐ６におけるロボット＋ツールの座標と、指定値Ｄｃ１、Ｄｃ２と、の差分により、境界位置の教示点Ｐ１、Ｐ６におけるロボット１０の手先の移動量を算出するようにしてもよい。
　なお、指定値Ｄｃ１、Ｄｃ２は、ツール座標原点を基準にしてワーク側スライダ２３の最大の移動量でもよく、作業員により指定された移動用でもよい。例えば、指定値Ｄｃ１、Ｄｃ２がツール座標原点を基準にしたワーク側スライダ２３の最大の移動量とする場合、リニアツール２０の性能を最大限に活用することができる。
　次に、ロボット・ツール移動距離計算部３１２は、境界位置Ｐ１、Ｐ６以外の教示点Ｐｎ（ｎ＝２、３、４、５）におけるツール移動量Ｄｔｎを、数１式又は数２式を用いて算出する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
 　ここで、Ｄｍａｘ１、Ｄｍａｘ２は、ロボット１０の座標原点から見た境界位置の教示点Ｐ１、Ｐ６のＹ軸座標、すなわちロボット＋ツールのＹ軸移動量ＤＹ１、ＤＹ６をそれぞれ示し、－Ｙ軸方向、及び＋Ｙ軸方向の最大移動量である。また、Ｄｙｎは、ロボット１０の座標原点から見た教示点Ｐｎのロボット＋ツールの座標（以下、「Ｙ軸移動量」ともいう）である。
　具体的には、図５に示すように、教示点Ｐｎにおけるロボット＋ツールのＹ軸移動量Ｄｙｎが「０」以下の場合、ロボット・ツール移動距離計算部３１２は、数１式を用いて、教示点Ｐ１のＹ軸移動量Ｄｍａｘ１と教示点ＰｎのＹ軸移動量Ｄｙｎとの比から教示点Ｐｎにおけるツール移動量Ｄｔｎを算出する。例えば、ロボット１０の座標原点から見た教示点Ｐ１のＹ軸移動量Ｄｍａｘ１が１０００ｍｍで、ツール移動量Ｄｔ１（指定値Ｄｃ１）が８００ｍｍの場合、教示点Ｐ３のＹ軸移動量Ｄｙ３が５００ｍｍのときツール移動量Ｄｔ３は４００ｍｍとなる。
　また、教示点Ｐｎにおけるロボット＋ツールのＹ軸移動量Ｄｙｎが「０」より大きい場合、ロボット・ツール移動距離計算部３１２は、数２式を用いて、教示点Ｐ６のＹ軸移動量Ｄｍａｘ２と教示点ＰｎのＹ軸移動量Ｄｙｎとの比から教示点Ｐｎにおけるツール移動量Ｄｔｎを算出する。
　そして、ロボット・ツール移動距離計算部３１２は、境界位置以外の教示点Ｐｎにおけるロボット＋ツールの座標と、ツール移動量Ｄｔｎと、の差分により、境界位置以外の教示点Ｐｎにおけるロボット１０の手先の移動量を算出するようにしてもよい。
　動作制御・駆動部３１３は、ロボット・ツール移動距離計算部３１２により算出された教示点Ｐ２～Ｐ６におけるロボット１０の手先の移動量と、ツール移動量Ｄｔｎと、を動作プログラムのイチ［２］～イチ［６］に設定し、動作プログラムを実行することによりロボット１０及びリニアツール２０を駆動する。
＜ロボット制御装置３０の制御処理＞
　次に、本実施形態に係るロボット制御装置３０の制御処理に係る動作について説明する。
　図６は、ロボット制御装置３０の制御処理について説明するフローチャートである。ここで示すフローは、教示点Ｐ１におけるロボット１０の座標原点から見たワーク側スライダ２３の座標（ロボット＋ツールの座標）が設定された動作プログラムが入力される度に実行される。
　ステップＳ１において、動作プログラム解析部３１１は、教示点Ｐ１のロボット＋ツールの座標が設定された動作プログラムを、外部装置（図示しない）から入力する。
　ステップＳ２において、動作プログラム解析部３１１は、入力された動作プログラムを解析し、動作プログラムのイチ［１］に設定された教示点Ｐ１のロボット＋ツールの座標に基づいて、教示点Ｐ１、Ｐ６を境界位置とする移動範囲を算出する。
　ステップＳ３において、ロボット・ツール移動距離計算部３１２は、教示点Ｐ１、Ｐ６におけるワーク側スライダ２３のツール移動量Ｄｔ１、Ｄｔ６を指定値Ｄｃ１、Ｄｃ２にする。
　ステップＳ４において、ロボット・ツール移動距離計算部３１２は、教示点Ｐ１、Ｐ６におけるロボット＋ツールの座標（Ｙ軸移動量Ｄｍａｘ１、Ｄｍａｘ２）と、指定値Ｄｃ１、Ｄｃ２と、の差分により、境界位置の教示点Ｐ１、Ｐ６におけるロボット１０の手先の移動量を算出する。
　ステップＳ５において、ロボット・ツール移動距離計算部３１２は、境界位置Ｐ１、Ｐ６以外の教示点Ｐｎにおけるツール移動量Ｄｔｎを、数１式又は数２式を用いて算出する。
　ステップＳ６において、ロボット・ツール移動距離計算部３１２は、境界位置Ｐ１、Ｐ６以外の教示点Ｐｎにおけるロボット＋ツールの座標（Ｙ軸移動量Ｄｙｎ）と、ツール移動量Ｄｔｎと、の差分により、境界位置Ｐ１、Ｐ６以外の教示点Ｐｎにおけるロボット１０の手先の移動量を算出する。
　ステップＳ７において、動作制御・駆動部３１３は、算出された教示点Ｐ２～Ｐ６におけるロボット１０の手先の移動量と、ツール移動量Ｄｔｎと、を動作プログラムのイチ［２］～イチ［６］に設定して動作プログラムを実行し、ロボット１０及びリニアツール２０を駆動する。
　以上のように、一実施形態に係るロボット制御装置３０は、リニアツール２０のワーク側スライダ２３の移動範囲の最も端に位置する１つの教示点Ｐ１のロボット＋ツールの座標が設定された動作プログラムを入力する。ロボット制御装置３０は、教示点Ｐ１のロボット＋ツールの座標に基づいて、残りの教示点Ｐ２～Ｐ６のロボット１０の手先の移動量とツール移動量とを数１式又は数２式を用いて算出し、動作プログラムに設定する。これにより、ロボット制御装置３０は、作業員の経験に依存することなく、１つの教示点を教示するだけで動作プログラムを作成することができる。そして、ロボット＋ツールの教示に経験の少ない作業員でも簡単に教示することができ、作業員によるツール位置の教示の手間を省くことができる。
　以上、一実施形態について説明したが、ロボット制御装置３０は、上述の実施形態に限定されるものではなく、目的を達成できる範囲での変形、改良等を含む。
＜変形例１＞
　上述の一実施形態では、リニアツール２０の動作方向をＹ軸方向としたが、これに限定されず、ＸＹ平面内の任意の方向にリニアツール２０を移動させるようにしてもよい。
＜変形例２＞
　また例えば、上述の実施形態では、ロボット・ツール移動距離計算部３１２は、境界位置Ｐ１、Ｐ６以外の教示点Ｐｎにおけるツール移動量Ｄｔｎを、数１式又は数２式を用いて算出したが、これに限定されない。例えば、ロボット・ツール移動距離計算部３１２は、境界位置Ｐ１、Ｐ６以外の教示点Ｐｎにおけるツール移動量Ｄｔｎを、数３式又は数４式を用いて算出してもよい。具体的には、図７に示すように、教示点ＰｎにおけるＹ軸移動量Ｄｙｎが（Ｄｍａｘ１＋Ｄｍａｘ２）／２以下の場合、ロボット・ツール移動距離計算部３１２は、数３式を用いて教示点Ｐｎにおけるツール移動量Ｄｔｎを算出する。また、教示点ＰｎにおけるＹ軸移動量Ｄｙｎが（Ｄｍａｘ１＋Ｄｍａｘ２）／２より大きい場合、ロボット・ツール移動距離計算部３１２は、数４式を用いて教示点Ｐｎにおけるツール移動量Ｄｔｎを算出する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
　なお、一実施形態に係るロボット制御装置３０に含まれる各機能は、ハードウェア、ソフトウェア又はこれらの組み合わせによりそれぞれ実現することができる。ここで、ソフトウェアによって実現されるとは、コンピュータがプログラムを読み込んで実行することにより実現されることを意味する。
　また、ロボット制御装置３０に含まれる各構成部は、電子回路等を含むハードウェア、ソフトウェア又はこれらの組み合わせにより実現することができる。
　プログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体（Ｎｏｎ－ｔｒａｎｓｉｔｏｒｙ　ｃｏｍｐｕｔｅｒ　ｒｅａｄａｂｌｅ　ｍｅｄｉｕｍ）を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体（Ｔａｎｇｉｂｌｅ　ｓｔｏｒａｇｅ　ｍｅｄｉｕｍ）を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体（例えば、フレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ）、光磁気記録媒体（例えば、光磁気ディスク）、ＣＤ－ＲＯＭ（Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）、ＣＤ－Ｒ、ＣＤ－Ｒ／Ｗ、半導体メモリ（例えば、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　ＲＯＭ）、ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ　ＰＲＯＭ）、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ）を含む。また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体（Ｔｒａｎｓｉｔｏｒｙ　ｃｏｍｐｕｔｅｒ　ｒｅａｄａｂｌｅ　ｍｅｄｉｕｍ）によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は、無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。
　なお、記録媒体に記録されるプログラムを記述するステップは、その順序に沿って時系列的に行われる処理はもちろん、必ずしも時系列的に処理されなくとも、並列的あるいは個別に実行される処理をも含むものである。
　以上を換言すると、本開示の制御装置及び制御方法は、次のような構成を有する各種各様の実施形態を取ることができる。
　（１）本開示のロボット制御装置３０は、ロボット１０のアームの先端にワークを一方向に移動させるリニアツール２０が取り付けられたロボット１０及びリニアツール２０を制御する制御装置であって、ロボット１０の座標原点から見たリニアツール２０の初期位置が設定された動作プログラムに基づいて、ロボット１０とリニアツール２０とを合わせた移動範囲を算出する動作プログラム解析部３１１と、算出された移動範囲に基づいて、移動範囲の境界位置にリニアツール２０を移動させるリニアツール２０の移動量を指定値とし、リニアツール２０が境界位置に移動したときのロボット１０のアームの先端の移動量と、境界位置以外の少なくとも１つの教示点Ｐｎのリニアツール２０の移動量及びロボット１０のアームの先端の移動量と、を算出するロボット・ツール移動距離計算部３１２と、を備える。
　このロボット制御装置３０によれば、作業員の経験に依存することなく、１つの教示点を教示するだけで動作プログラムを作成することができる。
　（２）　（１）に記載のロボット制御装置３０において、指定値は、リニアツール２０が移動できる距離の最大値であってもよい。
　そうすることで、ロボット制御装置３０は、リニアツール２０の性能を最大限に活用することができる。
　（３）　（１）に記載のロボット制御装置３０において、ユーザからの入力を受け付ける入力部３２をさらに備え、指定値は、入力部３２を介してユーザにより指定された値であってもよい。
　そうすることで、ロボット制御装置３０は、任意の移動範囲でロボット１０及びリニアツール２０を移動させることができる。
　（４）　（１）から（３）のいずれかに記載のロボット制御装置３０において、算出された境界位置以外の少なくとも１つの教示点のリニアツール２０の移動量及びロボット１０のアームの先端の移動量を動作プログラムに設定し、動作プログラムを実行する動作制御・駆動部３１３をさらに備えてもよい。
　そうすることで、ロボット制御装置３０は、ロボット１０及びリニアツール２０を駆動させることができる。
　（５）本開示の制御方法は、コンピュータにより実現される、ロボット１０のアームの先端にワークを一方向に移動させるリニアツール２０が取り付けられたロボット１０及びリニアツール２０を制御する制御方法であって、ロボット１０の座標原点から見たリニアツール２０の初期位置が設定された動作プログラムに基づいて、ロボット１０とリニアツール２０とを合わせた移動範囲を算出する動作プログラム解析ステップと、算出された移動範囲に基づいて、移動範囲の境界位置にリニアツール２０を移動させるリニアツール２０の移動量を指定値とし、リニアツール２０が境界位置に移動したときのロボット１０のアームの先端の移動量と、境界位置以外の少なくとも１つの教示点のリニアツール２０の移動量及びロボット１０のアームの先端の移動量と、を算出するロボット・ツール移動距離計算ステップと、を備える。
　この制御方法によれば、（１）と同様の効果を奏することができる。
　１　ロボットシステム
　１０　ロボット
　２０　リニアツール
　２１　フレーム
　２２　ロボット側スライダ
　２３　ワーク側スライダ
　３０　ロボット制御装置
　３１　制御部
　３１１　動作プログラム解析部
　３１２　ロボット・ツール移動距離計算部
　３１３　動作制御・駆動部
　３２　入力部
　３３　記憶部
　３４　表示部

Claims (5)

  1. 　ロボットのアームの先端にワークを一方向に移動させる関節軸が取り付けられた前記ロボット及び前記関節軸を制御する制御装置であって、
    　前記ロボットの座標原点から見た前記関節軸の初期位置が設定された動作プログラムに基づいて、前記ロボットと前記関節軸とを合わせた移動範囲を算出する動作プログラム解析部と、
    　算出された前記移動範囲に基づいて、前記移動範囲の境界位置に前記関節軸を移動させる前記関節軸の移動量を指定値とし、前記関節軸が前記境界位置に移動したときの前記ロボットのアームの先端の移動量と、前記境界位置以外の少なくとも１つの教示点の前記関節軸の移動量及び前記ロボットのアームの先端の移動量と、を算出するロボット・ツール移動距離計算部と、
    　を備える制御装置。
  2. 　前記指定値は、前記関節軸が移動できる距離の最大値である請求項１に記載の制御装置。
  3. 　ユーザからの入力を受け付ける入力部をさらに備え、
    　前記指定値は、前記入力部を介して前記ユーザにより指定された値である請求項１に記載の制御装置。
  4. 　算出された前記境界位置以外の少なくとも１つの教示点の前記関節軸の移動量及び前記ロボットのアームの先端の移動量を前記動作プログラムに設定し、前記動作プログラムを実行する動作制御・駆動部をさらに備える請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の制御装置。
  5. 　コンピュータにより実現される、ロボットのアームの先端にワークを一方向に移動させる関節軸が取り付けられた前記ロボット及び前記関節軸を制御する制御方法であって、
    　前記ロボットの座標原点から見た前記関節軸の初期位置が設定された動作プログラムに基づいて、前記ロボットと前記関節軸とを合わせた移動範囲を算出する動作プログラム解析ステップと、
    　算出された前記移動範囲に基づいて、前記移動範囲の境界位置に前記関節軸を移動させる前記関節軸の移動量を指定値とし、前記関節軸が前記境界位置に移動したときの前記ロボットのアームの先端の移動量と、前記境界位置以外の少なくとも１つの教示点の前記関節軸の移動量及び前記ロボットのアームの先端の移動量と、を算出するロボット・ツール移動距離計算ステップと、
    　を備える制御方法。
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