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    • 专利摘要:

    公开号:WO1986001450A1
    申请号:PCT/JP1985/000455
    申请日:1985-08-16
    公开日:1986-03-13
    发明作者:Hajimu Kishi；Shinsuke Sakakibara；Takayuki Ito
    申请人:Fanuc Ltd；
    IPC主号:G05B19-00
    专利说明:
    [0001] 明 細 書
    [0002] ラ イ ン ト ラ ッ キ ン グ制御方式
    [0003] 技 術 分 野
    [0004] 本発明は、 コ ンベア などの運搬装置上 を移動する ヮ ー ク に対 し て ロ ポ ッ ト を協働作業させる ラ イ ン ト ラ ツ キ ン グ制御方式に閼する 。
    [0005] 背 景 技 衛
    [0006] 近年 、 生産 ラ イ ン に お け る 人手 に よ る 作業に代替 し て、 産業用 ロ ボ ッ 卜 の普及が進展 してい る 。 し か し人手 に よ る 作業の場合は人間の高度の情報収集能力 と 、 情報 処理能力に よ っ て生産 ラ イ ン における加工物 と 適合 し た 協働作業を遂行 し て い るが、 生産ラ イ ン に人手 に代わ る， ロ ボ ッ ト を導入 した場合にはロ ボ ッ ト の制御に対 し て は 種 々 の技術的手当が必要であ る。 例えば、 コ ンベアな ど の運搬装置上 に ワ ー ク が流れている場合 に 、 こ れに適切 に ロ ボ ッ ト のハ ン ド を対応させる こ と は困難で あ っ た。 一般に 、 生産 ラ イ ン に産業用 ロ ボ ッ ト を 使用す る場合、 ロ ボ ッ ト の ト ラ ッ キ ン グ開始信号に基づいて、 ロ ボ ッ ト はその時点か ら ト ラ ッ キ ング方向に移動 を開始 し 、 コ ン ペ ア な ど の運搬装置 と 等速 で移動 し つつ運搬装置上の ワ ー ク に対 し て作業 を行 う。
    [0007] と こ ろが、 運搬装置は第 3 図に示され る よ う に ト ラ ッ キ ン グ成分に関 し て は既にあ る速度 V c に達 し てい る の に対 し て、 ロ ボ ッ ト は第 4図に示される よ う に ト ラ ツ ギ ン グ開始信号を受けた時点から ト ラ ッ キ ン グ方向への移 動を開始する 。 つま り 、 ロボ ッ ト は速度零か ら 出発す る ため 運搬装置の速度入力に対 して時定数 て の傾斜部分 の遅れを生ず る 。 こ の遅れは理論的には時定数零でない 限 り な く な ら な い遅れ で あ り 、 イ ナ一シ ャ の大き な 口 ボ ッ ト でほ時定数も 長 く なるため無視で き な く な る * こ の状況を説明する のが第 5 図である。 図中、 丁 ？は運 ¾ 装置であ り 、 例えば、 コ ンベア であ る。 R B は産業用 口 ボ ッ ト 、 W P は ワ ー ク 、 il c は指今距肇、 T il は ロ ボ ッ 卜 の追従遅れであ る 。 図から ¾ らかなよ う に ロ ボ ッ ト R B が ワ ー ク W P の通過に よ り ト ラ ッ キ ン グ開始信号を受 けて ト ラ ッ キ ン グ方向へ移動を開始 して ワ ー ク W P を把 持する 場合、 前記 し た よ う に ロボ ッ ト R B と ワ ー ク W P 間には追従遅れ T A が生 じてロ ボ ッ ト R B は ワ ー ク W P を把持で き ない事態が生 じる とい う問題があ っ た。
    [0008] そ こ で、 こ の追従遅れを補正するため に、 コ ンベア の 移動量に対 し て追従遅れを見込んだ量を加えた制街信号 を ロ ボ ッ 卞 に指今 し てやる方式が提案されてい る 。
    [0009] 第 6 図及び第 7 図はかかる方式を説明 する説 ¾図で あ る 。 図中 、 t は時間、 V r は口 ポッ ト の速度、 C V ほ 口 ボ ッ 卜 の追従遅れを補正する補正量でぁ リ 、 斜線で表わ し てい る 。
    [0010] 従っ て、
    [0011] 追従遅れ = ( コ ンベア の速度） X (時定数） Z 2
    [0012] と な る か ら 、
    [0013] その時 々 の コ ンベア の速度を監視 し、 その速度に合せ て 時 々 刻 々 と 補正量 を 変化 さ せ る よ う に し ている - 即 ち 、 サ ン プ リ ン グ周斯 t 、 こ の間の移動畺を JI 、 ロ ボ ッ ト の時定数を て と すれば、 追従遅れを補正する補正量 d は d = C A / t ) X て X ( 1 / 2 ) ··· ( 1 )
    [0014] と な る 。 そ し て i 番 目 のサンプ リ ング周期におけ る補正 量が前回 i 一 1 番 目 と比べて足 り ない場合には 、 その差 分を ϋ i ( i 番 目 の サ ン プ リ ン グ周期） に加え 、 大 き す ぎ る 場合 に は そ の差分 を 引 い て や る よ ラ にす る。 つ ま リ 、 i 番 目 の ロ ボ ッ ト への指令距瞜 A は
    [0015] £ = A i + d i - d i - l … （ 2 )
    [0016] と な る 。
    [0017] こ の方式を と る こ と に よ り 、 すでに移動 し てい る運據 装置に対 し て静止状態か ら ス タ ー ト する ロ ホ ッ ト を 運 搬装置に追従遅れな ぐ制铒でき る。 .
    [0018] しか し なが ら 、 前記の制铒方式におい ては、 運搬装置 と し て の コ ンベア の速度に対応 して遂ー補正をかけ る よ ^に し てい る ため次の よ う な問題が生 じ ていた。
    [0019] 即ち 、 コ ンベア の速度が微妙に変動 し 、 サ ン プ リ ン グ 周期 t ( こ こ では簡略化するためにサ ン プ リ ン グ周期 t は一定 と する ） の間の移動量が l から £ + δ に な っ た と す る 。 そ こ で 、 こ の値 Α + δ を前記 （ 2 ) 式に代入す る
    [0020] C 1
    [0021] JH + δ ) + X τ X
    [0022] t 2 X T X = ( Α + δ ) + δ X — X—
    [0023] 2 と な る 。
    [0024] これは、 コ ンペァか らの入力が δ だけ変動す る と 、 口 ボ ッ 卜 への指令は、 a X + て
    [0025] 2 t だけ変動する こ と を意味する。
    [0026] 一般 に て 〉 t で あ リ 、 サ ン プ リ ン グ周期の短い、 つ ま り 、 感度の良い シ ス テ ム では て Z 2 t が大 き く な つ て 、 前記従来の制御方式では コ ンベアの速度の微小変動を增 幅 し て し ま う結旻と な る。 これはロ ボ ッ ト に振動な どの 悪影響を及ぼすこ と に な リ 問題であ っ た。
    [0027] *発明は、 前記従来の ラ イ ン ト ラ ツ キ ン グ制御方式の 題点 を解決する ため になされたも ので 、 実際の工場の コ ン ベ ア ラ イ ン では、 コ ンベ ア等の運搪装置の移動速度 は 微少変動 は あ る に し て も 、 略 々 一定であ る 点に着 目 し 、 ロ ボ ッ ト の追従遅れに対する補正量 を一定に設定 し て制御する こ と に よ リ 、 補正制街に よ る 口 ボ ッ ト の擴動 な どの悪影響 を防止 し 、 運搬装置と ロ ボ ッ ト と の円滑 な 協働作業を な し得る ラ イ ン ト ラ ッ キ ング制铒方式を提供 する も のであ る 。
    [0028] 発 明 の 開 示 本発明 に よれば、 制御装置に よ っ て制御 され る ロ ボ ッ ト を運搬装置の移動 に協働させる ラ イ ン ト ラ ッ キ ン グ制 御方式におい て、
    [0029] ( 1 ) 制御装置は運搬装置の移動速度を一定値 と して定 め これ を記憶す る第 1 の ステ ッ プと 、
    [0030] ( 2 ) 制镩装置は第 1 の ステ ッ プで定め られた運搬装置 の移動速度に基づいて、 補正量を求める と と -も に運搬装 置の移動速度の境界傕 を設定す る第 2 の ステ ッ プ と 、
    [0031] ( 3 ) 制铒装置は第 2 の ステ ッ プで定め られた境界値 と 運搬装置の実速度 と を比較 し、 この比較結果に基づき 前 記補正量を加算又は減算 してロボッ 卜 の指令値を求め る 第 3 の ス テ ッ プ、
    [0032] を有する ラ ィ ン ト ラ ッ キ ング制御方式が提供 される 。
    [0033] 本発明が提供 される こ と に よ り 、 ロ ボ ッ ト は補正に よ る振動等が生ずる こ と な く 、 運搬装置と の間で円滑な協 働作業 を行 う こ と が で き る。
    [0034] 本発明の他の 目 的及び特徵は、 以下に 述べる 説明に よ り 明 ら かに される 。
    [0035] 図面の簡単な説明
    [0036] 第 1 図は *発明 に係る ラ イ ン ト ラ ッ キ ン グ制铒方式 を 実 ¾する ための ロ ボ ッ ト 制铒シ ステ ム の一実 ¾例ブロ ッ ク 図、 第 2 図は本発明 に係る ラ イ ン ト ラ ッ キ ン グ制揮 の フ ロ ー チ ャ ー ト 、 第 3 図は運搬装置の速度 と 時間の関係 を説明 する説明図、 第 4 図は従来のロボ ッ ト の指令速度 と 時間の関係を説明 す る説明図、 第 5 図は従来の運搬装 置 と ロ ボ ッ ト の動 き と の対応関係を説明する説明図、 第 6 図は ロ ボ ッ ト の指今速度と時間の関係を説明する説明 図、 第 7 図は運搬装置 と ロボ ッ ト の動き と の対応閬係を 説呢す る説明図であ る 。
    [0037] 発明 を実旄するための最良の形態 以下、 末発頃の一実施例を第 1 図および第 2 図に基づ いて具体的に説明する。
    [0038] 第 1 図は太発明 に よる ラ イ ン ト ラ ッ キ ン グ制御方式を 実 ¾する ロ ボ ッ ト 制御 シ ステ ム のブロ ッ ク 図で あ る。 本 制铟シ ス テ ム は コ ンベアなどの運搬装置 5 0 お よぴ該運 ¾装置 5 0 上に載置 される ワー ク に対 し て作案を行 う は ボ ッ ト 5 1 を マ イ ク ロ コ ン ピュー タ を内蔵 した数値制御 装置 （ C N C ) 1 0 0 に よ っ て制揮する も ので あ る 。 数 値制御装置 1 0 0 は処理装置 （ C P U ) 3 0 と 、 リ ー ド オ リ ー · メ モ リ か ら な る プ ロ グ ラ ム -メ モ リ （ R O M) 3 1 と 、 ラ ン ダ ム ア ク セ ス · メ モ リ か ら な る デー タ メ モ リ ( R A M) 3 2 と 、 教示操作盤 3 3 と 、 操作盤 3 4 と 、 C R T表示装置 3 5 と 、 テープ リ ーダ 3 6 と 、 補正パル ス 生ボー ト 3 7 と 、 轴制铒器 3 8 と 、 イ ン タ ー フ エ 一 ス 回路 3 9 と 、 入出力回路 4 0 およびこれ ら と 接铳す る ための ア ド レ ス · デー タ バス 4 1 などを有 し て い る。 C P U 3 0 は運搬装置 5 0 およびロボ ッ ト を制街するため の制铟プロ グ ラ ム に従い演箕処理を実行する 。 R O M 3 1 は前記 C P U 3 0 が実行すべき各種制铒プ ロ グ ラ ム を 格納する 。 R A M 3 2 は教示操作 3 3 、 操作盤 3 4 、 テー プ リ ー ダ 3 6 、 イ ン タ ー フ ェ ー ス回路 3 9 、 入出力 回路 4 0 な どから入力 したデー タ および前記 C P U 3 0 が行 っ た演算結果やデー タ を格納する。 铀制御器 3 8 は 前記 C P U 3 0 か ら の出力信号に基づい て前記 ロ ボ ッ ト 5 1 の複数軸の駆動源を制揮するサーボ回路 5 2 制 ¾ 信号を 出力する も の でぁ リ補間器を含ん でい る 。 補正バ ル ス発生ボー ト 3 7 は前記 C P U 3 0 の補正-処理に基づ い て前記サー ボ回路に補正パルスを出力する 。 イ ン タ ー フ ェ ー ス 回路 3 9 は前記運搬装置 5 0 と の間で信号のや リ と り を行 う 。 入出力回路 4 0 は前記運搬装置 5 0 へ電 源 5 3 か らの電力の供給を制御する リ レ ーュニ ツ ト 5 4 と の間で信号のや り と リ を行 う。
    [0039] 第 2 図は本発明に よ る ラ イ ソ ト ラ ッ キ ン グ制街方式の 手順を説明す る ための フ ローチ ャ ー ト であ り 、 以下、 第 2 図に基づい て末発明 を詳細に説明する 。
    [0040] ( 1 ) まず、 数値制裤装置 1 0 0 は運搬装置 5 0 の定 常速度の入力を行な う （ ステ ッ プ P I ) こ の運搬装置 の定常速度は通常シ ス テ ムがセ ッ ト された と き に块定 さ れる の で、 そ の速度を搡作 S 3 4から入力 し て、 C P U 3 0 が R A M 3 2 に記憶せ しめる。 なお、 該定常速度は 運搬装置 5 0 の移動量 （ £ ) を検出 し、 これを イ ン タ ー フ ェ ー ス回路 3 9 を介 して入力 し、 C P U が前記移動量 ( £ ) を 時 間 （ t ) で除 算 し て 運 搬装 置 5 0 の速度 ( V ) を求め る よ う に しても よい。
    [0041] C 2 ) 次に C P U 3 0 は、 前記定常速度 （ V ) に基づ き 、 前記 （ 1 ) 式、 即ち、
    [0042] d = ( A Z t ) X τ X C 1 / 2 ) に よ り 、 補正量 （ d ) を求め、 こ の求め られた補正量 （ d ) を一定 と し て設定 し、 これを R A M 3 2 のバラ メ ータ領域に格納する （ ス テ 《ノ プ P 2 ) 。
    [0043] なお、 ロ ボ ッ ト 5 1 の時定数 て は R A M 3 2 に予め記 億されてお り 、 C P U ほそのデータ を読み出-し て きて前 記補正量 （ d ) の演箕を行なラ。
    [0044] ( 3 ) 次に C P U 3 0 は運搬装置 5 0 が止 っ てい る か、 一定速度で動い ているかを ^定する ために 、 境界値 C B ) を、 例えば （ 1 / 2 ) V と して設定 し 、 これを R A M 3 2 の バ ラ メ ー タ 領 域 に 格納す る （ ス テ ッ プ P 3 ) o
    [0045] ( 4 ) C P U 3 0 は、 イ ン タ ー フ ェ ー ス回路 3 9 を介 し て 入 力 さ れ る 運搬装置 5 0 の 実速度 と 前記境界値 ( B ) と の比較を行な う （ステ ッ プ P 4 ) 。
    [0046] ( 5 ) 前記 ス テ ッ プ （ P 4 ) の結果、 運搬装置 5 0 の 実速度が前記境界値 （ B ) よ り 大き い場合は、 C P U 3 0 は①補正が行なわれていなければ （ス テ ツ プ P 5 ) 補 正量 （ d ) を加えた出力値 （ A + d ) を ロ ボ ツ ト へ指令 し （ステ ッ プ ： P 6 ) 、 補正済フ ラ グを 1 にする （ステ ツ ブ P 7 ) 。 また、 ②補正が行なわれてい る場合 には、 C P U 3 0 は補正量 （ d ) を 加 え な い 出力値 （ ϋ ) を 口 ポ ッ ト へ指 令 す る （ ス テ ッ プ Ρ 8 ) 。 な お 、 出力値
    [0047] ( 1 ) は前記铀制铒器 3 8 を介して前記サーボ回路 5 2 に入力 され、 補正量 （ d ) は前記補正パル ス発生ボー ト 3 7 を介 し て前記サー ボ回路 5 2 に入力 される 。
    [0048] ( 6 ) —方、 前記 ス テ ッ プ （ P 4 ) の結果、 運搬装置 5 0 の実速度が境界値 （ B ) 以下の場合、 つま リ 、 運搬 装置 5 0 が停止 し ょ ラ と する場合には、 C P U 3 0 は① 前記 ス テ ッ プ （ 5 ) に よ る補正が行なわれていれば （ ス テ ツ ブ ： P 9 ) 、 補正量 （ d ) を滅じて補正を.行 ない、 そ の出力値 — d ) を ロ ボ ッ ト へ指令 し （ ス テ ッ プ ： P 1 0 ) 、 補正済 フ ラ ッ グを 0 にする （ステ ッ プ P 1 1 ) 。 また、 前記ステ ッ プ （ 5 ) に よ る補正が行なわれてい な げれば その出力値 （ A ) をロ ボ ッ ト へ指令す る （ステ ツ プ P 8 ) 、 （ ス テ ッ プ P 1 2 ) 。
    [0049] 以上 の ょ ラ に 、 *発明によ る制 方式は、 運搬装置 5 0 の移動速度は多少の変動はあ るにせよ略 々一定であ る こ と に着 目 し 、 当該移動速]iを一定値 と みな し て、 こ れ に基づいて補正値 （ d ) を求め、 こ の補正値を ロ ボ ッ ト への指今値に反映さ せる よ う に したので 、 運據装置の微 小な変動を遂ー検出 し て、 これに基づいた ト ラ ッ キ ン グ 補正を行な う こ と に よ る ロボ ッ ト の振動 な どの悪影響 を 防止す る こ と がで き る と と も に、 かかる 制铒方法は先行 技術に比べて簡単な も のにな り 実用上の効果は大き い。
    [0050] 尚、 *発明 を 図示の一実旄 ^によ っ て説明 し たが、 本 発明は こ の実旌例に限定される も のでは な く 、 本発明 の 主旨に従い種 々 の変形が可能であ り 、 こ れ ら を本発明 の 範囲か ら抹除する も の ではない。 0 一 産業上の利用可能性
    [0051] 以上の よ う に本発明は、 ロ ボッ ト を運搬装置の動き に 対応させて円滑に制街する こ と ができ る ので、 コ ンベア ラ ィ ン等に配置され る ロ ボッ ト の制街に用いて好適であ る。
    权利要求:
    Claims請 求 の 範 囲 制御装置に よ っ て制揮される ロボ ッ ト を運搬装置の移 動に協働させ る ラ イ ン ト ラ ッ キ ング制揮方まは、 次の ス テ ツ プ ¾含む ：
    ( 1 ) 制御装置は運搬装置の移動速度を一定値と し て 定め これを記億する 第 1 のステ ッ プ ；
    ( 2 ) 制街装置は第 1 のステ ッ プで定め られた運搬装 置の移動速度に基づいて、 補正量を求め る と と も に、 運 搬装置の移動速度の境界傕を設定する第 2 の ス テ ッ プ ；
    ( 3 ) 制铒装置は第 2 のステ ッ プに よ っ て定め られた 境界値 と運搬装置の実速度とを比較し、 こ の比鲛結果に 基づいて前記補正量を加算又は減算 して ロ ボ ッ ト の指令 値を求める第 3 の ス テ ッ プ。
    类似技术:
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
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    EP0192775A1|1986-09-03|
    US4701686A|1987-10-20|
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    EP0192775B1|1991-11-27|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    1986-03-13| AK| Designated states|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): US |
    1986-03-13| AL| Designated countries for regional patents|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): DE FR GB |
    1986-04-21| WWE| Wipo information: entry into national phase|Ref document number: 1985904141 Country of ref document: EP |
    1986-09-03| WWP| Wipo information: published in national office|Ref document number: 1985904141 Country of ref document: EP |
    1991-11-27| WWG| Wipo information: grant in national office|Ref document number: 1985904141 Country of ref document: EP |
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    JP59/175155||1984-08-24||
    JP59175155A|JPS6156880A|1984-08-24|1984-08-24|Line tracking control system|DE8585904141A| DE3584771D1|1984-08-24|1985-08-16|Steuersystem zum betreiben einer fliessbandanlage.|
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