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    公开号:WO1990006836A1
    申请号:PCT/JP1989/001234
    申请日:1989-12-08
    公开日:1990-06-28
    发明作者:Tatsuo Karakama；Kouichi Okanda
    申请人:Fanuc Ltd；
    IPC主号:G05B19-00
    专利说明:
    [0001] 明 細 書
    [0002] 手動補正が可能な ロ ボ ッ ト運転方法
    [0003] 技 術 分 野
    [0004] 本発明は、 ロ ボ ッ ト運転方法に関 し、 特に、 口 ボ ッ ト に予め教示 した教示点を ロ ボ ッ ト 自動運転中に簡便に手 動捕正可能で、 視覚セ ン サを用いずに所要の ロ ボ ッ ト作 業を正確かつ効率的に実行でき る ロ ボ ッ ト 運転方法に関 する。
    [0005] 背 景 技 術
    [0006] 組立 ラ イ ン に沿 っ て搬送され組立ラ イ ン上の所定位置 に位置決め された ワ ー ク に対する作業を、 ロ ボ ッ ト によ り 行 う こ と は公知であ る。 こ の場合、 ワ ー ク の位置決め 位置に変動があ る と、 予め ロ ボ ッ ト に教示 した作動位置 (教示点） にお いて ロ ボ ッ ト を作動させた と して も ロ ボ ッ ト 作業を正確に行えな い。
    [0007] こ の た め、 従来は、 視覚セ ンサ によ り 検出 した実際ヮ ー ク 位置に基づいて算出 されかつ実際ヮ — ク 位置と基準 ワ ー ク 位置と の偏差を表す補正デー タ に基づいて、 ヮ — ク の位置ずれに伴 う 教示点のずれを補償 し ている。 しか しなが ら、 上記従来の ロ ボ ッ ト運転方-法に よれば視覚セ ン サ を用いざる を得ず、 こ の点において不都合があ る。
    [0008] 発 明 の 開 示
    [0009] 本発明の目的 は、 ロ ボ ッ ト に予め教示 し た教示点を 口 ボ ッ ト 自動運転中に簡便 に手動補正可能で、 視覚セ ンサ を用いずに所要の ロ ボ ッ ト 作業を正確かつ効率的に実行 でき る ロ ボ ッ ト 運転方法を提供する こ と にある。
    [0010] 上述の 目的を達成する ため、 本発明の ロ ボ ッ ト運転方 法は、 ロ ボ ッ ト の 自動運転中にプロ グラ ム か ら第 1 の命 令コ ー ドが読み取られた と きに前記ロ ボ ッ ト を手動運転 モ ー ドで運転する工程 （ a ) と、 前記手動運転中に所定 の外部信号が入力された と き、 前記自動運転を再開する と共に前記手動運転中における手動調整量を表す補正デ 一 夕 を算出， 記憶する工程 （ b ) と、 前記自動運転再開 後に前記プロ グ ラ ムか ら第 2 の命令コ ー ドが読み取られ た と き、 前記プロ グラ ムか ら読み取っ た教 デー タ を前 記捕正デー タ に従って補正する工程 （ c ) とを備える。
    [0011] 上述の よ う に、 本発明の ロ ボ ッ ト運転方法によれば、 第 1 の命令コ ー ドの読取 り時に ロ ボ ッ ト を手動運転し、 外部信号入力に応 じた ロ ボ ッ ト 自動運転再開後における 第 2 の命令コ - ドの読取 り 時に自動運転再開時に算出 し た捕正デー タ に基づいて教示デー タ を補正する よ う に し たので、 第 1， 第 2 の命令コ ー ドを所要箇所に予め夫々 記述 し たプロ グ ラ ムを用いる こ と によ り 自動運転中の適 宜時点でロ ボ ッ ト を手動運転して所要の手動調整を簡便 に行る と共に、 視覚セ ンサを用いる こ とな く 手動調整結 果に応 じて教示デー タ を捕正でき る。
    [0012] 図 面 の 簡 単 な 説 明
    [0013] 第 1 図は本発明の一実施例によ る ロ ボ ッ 卜運転方法が 適用 さ れる ロ ボ ッ ト を示す概略ブロ ッ ク 図、 第 2 図は第 1 図の 口 ポ ッ ト の動作を示すフ ロ ー チ ャ ー ト、 および、 第 3 図 は ロ ボ ッ ト に よ り 実行 さ れる教示点補正を示す図 であ 。。
    [0014] 発明を実施す る ため の最良の形態
    [0015] 以下、 第 1 図を参照 し て、 本発明の一実施例に よ る 口 ボ ッ ト 運転方法が適用 さ れる ロ ボ ッ ト を説明す る。
    [0016] ロ ボ ッ 卜 は、 従来の も の と基本構成が同一の ロ ボ ッ ト 制御装置 1 0 と、 ア ー ム ア ッ セ ン ブ リ お よ び ツ ー ルア ツ セ ン プ リ （共に図示略） を有 し制御装置 1 0 の制御下で 作業対象 4 0 に対 して所要の作業を行 う た め の ロ ボ ッ ト 本体 3 0 と を備えて い る。 ロ ボ ッ ト 本体 3 0 は、 例えば ツ ー ル座標系の X $由お よ び γ軸に沿 つ て ロ ボ ッ ト ツ 一 ル を移動 自在で、 かつ、 ツ ー ル先端点の位置を保持 し た状 態で ッ 一 ル座標系の Z 軸 に平行に延びる軸 に関 し て ツ ー ルを回転 自在に設け ら れてい る。 そ して例 え ば、 ロ ボ ッ ト は、 組立 ラ イ ン上に次々 に送 り 込ま れる ワ ー ク （作業 対象） 4 0 につ いて各該 ワ ー ク 上の複数の作業位置に お いて作業を行 う よ う にな っ て い る。
    [0017] 制御装置 1 0 は、 マ イ ク ロ プ ロ セ ッ サ （以下、 C P U と 云 う ） 1 1 と、 制御プ ロ グ ラ ム を格納 し た R 0 M 1 2 と、 ロ ボ ッ ト 運転プロ グ ラ ム を記憶 しかつ デー タ 及び演 算結果を一時記憶す る た めの R A M I 3 と を備えて い る 制御装置 1 0 は、 補間器 （図示略） を含む軸制御器 1 4 と、 作業対象 （組立 ラ イ ン ） 4 0 に接続 し た イ ン タ ー フ ュ イ ス 1 6 と、 入出力回路 1 7 と、 C R T 表示装置付 き 手動デ ー タ 入力装置 （以下、 C R T Z M D I と 云 う ） 1 9 と、 教示操作盤 2 0 と を更に備え、 上記要素 1 2 〜 2 0 はバ ス 2 1 を介 して C P U 1 1 に夫々接続されている。 さ ら に、 制御装置 1 0 は、 軸制御器 1 4 に接続されロ ボ ッ ト本体 3 0 の各軸サー ボモー タ （図示略） を駆動制御 するた めのサ― ポ回路 1 5 を含む。 また、 外部信号を入 力する ための遠隔操作盤 1 8 が入出力回路 1 7 に接続さ れてい る。
    [0018] そ し て、 ロ ボ ッ ト は、 自動運転モー ド及び手動運転モ ー ドの いずれか任意の一方で運転可能にさ れている。 こ れに関連 して、 遠隔操作盤 1 8 は、 手動運転時にロ ボ ッ ト ツ — ルを駆動するため の第 1 〜第 6 の外部信号と、 自 動運転を再開さ せ るための第 7 の外部信号を発生可能に な っ て い る。 こ こ で、 第 1 〜第 4 の外部信号は、 X軸正 方向, X軸負方向， Y軸正方向および Y軸負方向へのッ ー ル移動に夫々 対応し、 また、 第 5 , 第 6 の外部信号は、 上記軸に関する ツ ー ルの正方向お よび負方向回転に夫々 対応し ている。 そ して、 制御装置 1 0 及び ロ ボ ッ ト本体 3 0 は、 手動運転時における第 1 〜第 6 の外部信号の任 意の一つの入力に応じて、 予めパラ メ ー タ 設定された所 定速度で ツ ー ルを移動ま たは回転させる よ う にな つ てい る。 ま た、 上記運転モー ド選択と手動調整に関連する後 述の各種処理と に関連して、 所定の命令コ ー ド 「 S 8 9， b , n 」 及び位置捕正命令コ ー ド G 4 5 が用い られる。 以下、 第 2 図お よび第 3 図を参照して、 上述のよ う に 構成さ れた ロ ボ ッ ト の作動を説明する。 ォ ぺ レ ー タ は、 先ず、 教示操作盤 2 0 及 び C R T / M D I 1 9 を操作 し て ロ ボ ッ ト li転プ ロ グ ラ ム を作成す る。 そ し て 、 ロ ホ ッ ト 運転プ ロ グ ラ ム の作成時、 当該プ ロ グ ラ ム の適宜箇所 に所定の命令 コ ー ド' Γ S 8 9 , b , π 」 ( S η — ド） 及 び位置補正命令 コ ー ド G 4 5 ( G コ ー ド） を夫々 挿入す る。 例え ば 、 第 1 番目 の教示点への移動指 令を含む ブ口 ッ ク の次の ブ P ッ ク に S コ ー ドを、 ま た、 G コ ー ド を第 2 番 目 お よ びそれ以降の教示点に関連す る 教示デ 一 夕 と共 に記述 し てお く。 こ の様に して作成 した プ 口 グ ラ ム は R A M 1 3 内に格納 さ れる。 或は こ れに代 え て、 予め作成済みの 口 ボ ッ ト 運転プロ グ ラ ム が入力装 置 （図示略） を介 して R A M 1 3 内に格納 さ れる。
    [0019] π ボ ッ ト の 自 動運転モ 一 ドに よ る再生運転時、 C P U
    [0020] 1 1 は R A M I 3 か ら読出 し た 口 ボ ッ 卜 運転プ ロ グ ラ ム を実行 し、 こ れ に よ り、 軸制御器 1 4 及びサ ー ボ回路 1 5 を介 し て ロ ボ ッ ト 牛体 3 0 の各軸サ ー ボ モ ー タ を駆動
    [0021] 9 Ό 0 こ の結果、 ロ ホ ッ ト ツ 一 ノレ は、 第 1 番 目 の教示点 に移動す る。 教示点への移動後、 ボ ッ 卜 運転プ ロ グ ラ ム カ り 所定の命令 コ ー ド Γ S 8 9 b , n 」 を読出す と
    [0022] (第 2 図の ス テ ッ プ S 1 ) ^ C P U 1 1 は 自動運転モ - ド力 ら 手動運転モ ー ド へ切換え.る ( ス テ ツ プ S 2 ) 。
    [0023] 手動運転時、 オ ペ レ ー タ は、 一舟又 {ι- は 55=!;差を伴 っ て組 立 ラ イ ン上に位置決め さ れた ヮ 一 ク 4 0 上 の第 1 番目 の 作業位置に ロ ボ ッ ト ツ — ルを正確 に位置決 めす る た めの、 換言すれば、 本来 は第 1 ·番目 の作業位置 A (第 3 図） に 合致すべき第 1 番目の教示点の、 ワ ー ク の位置ずれに起 因する第 1 番目 の作業位置 Aか ら の位置ずれを補償する ため の手動調整を行う べ く、 遠隔操作盤 1 8 を操作する (ス テ ッ プ S 3 ) 。 この操作に伴って遠隔操作盤 1 8 か ら上記第 1 〜第 6 の外部信号の対応する も のが制御装置 1 0 に供給され、 制御装置 1 0 の制御下で ロ ボ ッ ト本体 3 0 が作動 して一般には ツ ー ルを X軸及び Y軸に沿つて 移動さ せ る と共に Z軸に平行な軸の回 り に回転させ、 ッ 一ルを第 1 番目 の作業位置 A に位置決めす る。
    [0024] 位置決め完了後、 オ ペ レー タ は、 遠隔操作盤 1 8 を操 作 して第 7 の外部信号 b を制御装置 1 0 に供給する。 信 号 b の入力を判別する と （ ス テ ッ プ S 4 ) 、 C P U 1 1 は、 第 1 番目の教示点か ら第 1 番目の作業位置 Aまでの ツ ー ル の移動及び回転に関連する手動調整量を表す捕正 デー タ （ 4 行 4 列の変換マ ト リ ッ ク ス ） を算出する。 次 に、 こ の補正デ― タを、 R A M 1 3 の、 オ フ セ ッ ト デ— 夕 の第 n 番目の グルー プを記億する ため の記億領域に格 納する （ ス テ ッ プ S 5 ) 。 そ して、 手動調整後の第 1 番 目の教示点 （第 1 番目の作業位置） A にお いてロ ボ ッ ト 作業が行われる。
    [0025] 作業終了後、 第 2 番目 の教示点 B ' (第 3 図） に関連 する位置補正命令コ — ド G 4 5 を運転プロ グ ラ ム か ら読 取る と （ ス テ ッ プ S 6 ) 、 C P U 1 1 は、 R A M I 3 か ら読出 し た補正デー タ （変換マ ト リ ッ ク ス ） を用いて第 2 番目 の教示点 B ' に関する位置補正を行 っ た後 （ ス テ ッ プ S 7 ) 、 当該補正後の教示点 B に ロ ボ ッ ト ツ — ルを 移動さ せ る （ ス テ ッ プ S 8 ) 。 こ の様に、 第 1 番目の教 示点の位置ずれを補償す る手動調整結果に応 じた補正デ 一 夕 に基づいて捕正された教示点 B に ツ ー ルを移動する こ と に よ り、 第 2 番目の作業位置に関 して も ワ ー ク の位 置ずれが補償さ れる。 以下、 同様に、 第 3 番目及びそれ 以降の教示点の、 ワ ー ク 位置ずれに起因す る第 3 番目の 作業位置 C等か ら の教示点のず.れを補償 し つつ、 ロ ボ ッ ト 作業を正確に行 う。
    [0026] そ し て、 第 1 番 目 の ワ ー ク 4 0 につ いて の全ての ロ ボ ッ ト 作業が終了す る と、 第 2 番目以降の ワ ー ク 4 0 が組 立ラ イ ン上に順次位置決め され、 第 1 番目 の ワ ー ク の場 合 と 同様に ロ ボ ッ ト作業が正確に行われる。
    [0027] 本発明は上記実施例に限定さ れず、 種々 の変形が可能 であ る。
    [0028] 例え ば、 第 2 図の ス テ ッ プ S 6 〜 S 8 に対応する位置 補正処理を第 1 番目の教示点につ いて も手動調整処理前 に行 う よ う に し て も良い。 好ま し く は、 位匱補正のため の補正デー タ を各 ワ ー ク について行われる手動調整の履 歴に基づいて手動調整を行う度に更新する。 こ の場合、 第 2 番目以降の ワ ー ク に関連する ロ ボ ッ ト 作業時、 第 1 番目の教示点が、 前回の ワ ー ク に つ いての手動調整結果 に応 じ て、 好 ま し く は、 前回ま での夫々 の ヮ 一 ク につ い て行 っ た手動調整の履歴 に応 じて補正 さ れ る。 例えば組 立 ラ イ ン上に順次位置決め さ れる夫々 の ワ ー ク は、 一般 には、 略同一方向にかつ略同一量だけ所定位置決め位置 か らずれる傾向があるので、 こ の様に前回の手動調整結 果等に応 じて第 1 番目の教示点を仮に補正する こ とによ り、 第 2 番目以降の ワ ー ク に関 しては手動調整量が低減 され、 従って、 手動調整作業の効率ひいて はロ ボ ッ ト作 業の効率が向上する。
    [0029] また、 上記実施例では同一の ヮ ー ク につ いて複数の作 業位置でロ ボッ ト 作業を行う よ う に したが、 本発明は、 各々 の ヮ — ク につ いて一つの作業位置のみで作業する よ う な場合に も適用でき る。 この場合、 好ま し く は上述の 変形例 と同様に S コ ー ドの前に G コ — ドを揷入 し、 前回 の ワ ー ク についての手動調整結果好ま し く は前回までの ワ ー ク につ いて の手動調整履歷に応 じて教示点を仮補正 して手動調整量を低減す る よ う にする。
    权利要求:
    Claims- a - 請 求 の 範 囲
    1 . ロ ボ ッ ト の 自動運転中 に プ ロ グ ラ ム 力 ら第 i の命令 コ ー ドが読み取 られた と き に前記ロ ボ ッ ト を手動運転 モ ー ドで運転す る工程 （ a ) と、 前記手動運転中に所 定の外部信号が入力 さ れた と き、 前記自動運転を再開 す る と共に前記手動運転中にお け る手動調整量を表す 補正デー タ を算出， 記憶す る工程 （ b 〉 と、 前記自動 運転再開後に前記プ ロ グ ラ ム か ら第 2 の命令コ — ドが 読み取 られた と き、 前記プ ロ グ ラ ム か ら 読み取 っ た教 示デ ー タ を前記補正デ ー タ に従 っ て補正す る工程 （ c ) と を備え る ロ ボ ッ ト 運転方法。
    2 . 前記 ロ ボ ッ ト は、 同種かつ複数の作業対象につ いて 順次 ロ ボ ッ ト 作業を行 う と共に同一作業対象につ いて 複数 の作業位置で ロ ボ ッ ト 作業を行 う よ う に さ れ、 前 記工程 （ a ) , ( b ) は、 前記複数の作業位置の第 1 番目 の も のの み に関連 して前記プ ロ グ ラ ム 中 に挿入 さ れた前記第 1 の命令 コ - ド に従 っ て各前記作業対象の 前記第 1 番目 の作業位置につ いて のみ実行 さ れる 請求 の範囲第 1 項記載の ロ ボ ッ ト 運転方法。
    3 . 前記工程 （ c ) は、 少な く と も前記複数の作業位置 の第 2 番目以降の も の の夫々 に関連 して前記プロ .グラ 厶 中 に挿入 さ れた前記第 2 の命令 コ ー ド に従い各前記 作業対象の少な く と も 前記第 2 番目以降の作業位置に つ い て実行 さ れ る請求 の範囲第 2 項記載 の ロ ボ ッ ト 運 転方法。
    类似技术:
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
    JPH02160487A|1990-06-20|
    US5136223A|1992-08-04|
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    EP0400154A4|1993-04-14|
    EP0400154B1|1996-04-17|
    EP0400154A1|1990-12-05|
    DE68926292T2|1996-09-19|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    1990-06-28| AK| Designated states|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): US |
    1990-06-28| AL| Designated countries for regional patents|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): AT BE CH DE ES FR GB IT LU NL SE |
    1990-07-19| WWE| Wipo information: entry into national phase|Ref document number: 1990900330 Country of ref document: EP |
    1990-12-05| WWP| Wipo information: published in national office|Ref document number: 1990900330 Country of ref document: EP |
    1996-04-17| WWG| Wipo information: grant in national office|Ref document number: 1990900330 Country of ref document: EP |
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    JP63311858A|JPH02160487A|1988-12-12|1988-12-12|Correction of manual feeding of robot|
    JP63/311858||1988-12-12||EP90900330A| EP0400154B1|1988-12-12|1989-12-08|Robot operation method that can be manually corrected|
    DE68926292T| DE68926292T2|1988-12-12|1989-12-08|Roboterbetriebsverfahren, das manuell korrigiert werden kann|
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