JP2009034741A

JP2009034741A - Robot system control device

Info

Publication number: JP2009034741A
Application number: JP2007199188A
Authority: JP
Inventors: Akira Maruyama; 章丸山
Original assignee: Nachi Fujikoshi Corp
Current assignee: Nachi Fujikoshi Corp
Priority date: 2007-07-31
Filing date: 2007-07-31
Publication date: 2009-02-19
Anticipated expiration: 2027-07-31
Also published as: JP5056241B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a robot system control device for adequately operating a robot system having a redundant degree of freedom while enlarging the operation range thereof. <P>SOLUTION: The robot system control device comprises the robot system 1 having a robot 10 and a swinging device 20, a teaching point input device 37 for inputting the teaching point thereof, a swing angle calculating part 31 for setting an angle formed around a pivot by two points found by the orthogonal injection of an operation starting point and the teaching point, as the target swing angle of a swivel base, and calculating swing angles at interpolation points in accordance with the target swing angle, a joint angle calculating part 31 for calculating the joint angles of the robot in accordance with the swing angles, and an operation control part 31 for controlling the regenerating operation of the robot system from the calculated swing angles and joint angles. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、多関節型のロボットとその旋回装置とを備えるロボットシステムの制御装置に関する。 The present invention relates to a control device for a robot system including an articulated robot and a turning device thereof.

産業用ロボットは主に複数のアーム部材を連結した構造からなり、図５のような垂直多関節構造のロボットや、図６のような水平多関節構造のロボットが代表的な構造のものである。これらのロボットは、ティーチングペンダントと呼ばれるリモートコントローラによって、各軸を動かしたり、ツールの先端を直線動作させたり、姿勢を変えたりすることで、ツール先端をワークの適切な位置へ移動させ、その位置を記憶させる教示作業(ティーチング)と、その教示された点を自動的にたどる再生動作(プレイバック)によってワークに対して何らかの作業を実施する。これをティーチングプレイバックと呼ぶ。
しかしながら、ティーチングして再生動作できる範囲は、図５，６に示されるロボットの動作範囲を越えることはできない。
例えば図７のような作業範囲外近くに作業対象がきた場合、ロボットが極端に折りたたまれてしまうなどの問題が生じる。そこで、ロボットを傾斜させる従来技術を適用することが考えられる（例えば、特許文献１参照）。これによれば、作業範囲外近くであった領域がより作業範囲内となり、ロボットに対して傾斜の下方となる領域にツールの先端部を容易に到達させることが可能となり、極端に折りたたまれてしまうなどの問題を解消することが可能となる。
特開平７−３０２１０４号公報 The industrial robot mainly has a structure in which a plurality of arm members are connected, and a vertical articulated robot as shown in FIG. 5 and a horizontal articulated robot as shown in FIG. 6 have typical structures. . These robots move the tool tip to an appropriate position on the workpiece by moving each axis, moving the tool tip in a straight line, or changing the posture using a remote controller called a teaching pendant. Some work is performed on the work by teaching work (teaching) for storing the memory and a reproduction operation (playback) for automatically tracing the taught point. This is called teaching playback.
However, the range in which the reproduction operation can be performed by teaching cannot exceed the operation range of the robot shown in FIGS.
For example, when the work target comes near the work range as shown in FIG. 7, there arises a problem that the robot is extremely folded. Therefore, it is conceivable to apply a conventional technique for tilting the robot (see, for example, Patent Document 1). According to this, the region that was near the outside of the work range becomes more within the work range, and the tip of the tool can easily reach the region that is below the inclination with respect to the robot, and it is extremely folded. It becomes possible to solve problems such as end.
JP-A-7-302104

しかしながら、ロボットを傾斜設置した場合、ロボットに対して傾斜の上側となる領域の動作範囲は極端に狭くなり、地面に最も近い旋回軸を180度回したとしてもかなり動作範囲が限定されてしまい、作業が不可能となる。
そこで、ロボットを傾斜設置する台の下に地面と垂直に旋回軸を設けることで動作範囲を拡大する方法が考えられる。しかしながら、かかる構成の場合、旋回軸が実質的に冗長となるため、旋回軸とロボットの各関節角度とが一意に決まらなくなり、旋回軸とロボットを同時に動作させることができないという問題があった。一方、旋回軸を動作させて所定位置で固定し、その後、ロボットを動作させる等のように、垂直旋回軸とロボットとを独立に動作させる動作形態をとれば、旋回軸とロボットの各関節角度とをそれぞれ一意に定めることが可能となるが、その場合には、ロボットと旋回軸が独立に動作するため、サイクルタイムが延長してしまうという問題が生じる。 However, when the robot is installed at an inclination, the operation range of the area above the inclination with respect to the robot becomes extremely narrow, and even if the turning axis closest to the ground is turned 180 degrees, the operation range is considerably limited, Work becomes impossible.
Therefore, a method of expanding the operation range by providing a turning axis perpendicular to the ground under a table on which the robot is installed at an inclination is conceivable. However, in such a configuration, since the turning axis becomes substantially redundant, there is a problem that the turning axis and each joint angle of the robot cannot be uniquely determined, and the turning axis and the robot cannot be operated simultaneously. On the other hand, if the operation mode in which the vertical rotation axis and the robot are operated independently, such as operating the rotation axis and fixing it at a predetermined position, and then operating the robot, the joint angles of the rotation axis and the robot are taken. Can be determined uniquely, but in this case, since the robot and the turning axis operate independently, there arises a problem that the cycle time is extended.

本発明は、動作範囲を拡大しつつ適切に動作を行うことを可能とすることをその目的とする。 An object of the present invention is to enable an appropriate operation while expanding an operation range.

請求項１記載の発明は、複数のアーム部材が複数の関節で連結されると共に前記各関節ごとに駆動源を備えるロボットと前記ロボットを傾斜状態で保持する旋回台と、前記旋回台を旋回させる旋回駆動源とを備えるロボットシステムと前記ロボットシステムの教示点を入力するための教示点入力装置と、前記旋回台の旋回軸に対して垂直となる平面に前記ロボットの動作開始時の先端位置と前記入力された教示点とを正射影して求まる二点が前記旋回軸回りでなす角を旋回台の目標旋回角度とし、当該目標旋回角度に基づいて前記ロボットの動作開始時の先端位置から教示点を結ぶ直線上に点在する複数の補間点における旋回角度を算出する旋回角度算出部と、前記各補間点における旋回角度に基づいて、前記ロボットの先端位置が前記各補間点を通過するように、当該ロボットの各関節角度を算出する関節角度算出部と、前記旋回角度算出部及び関節角度算出部から求まる算出角度に基づいて前記ロボットシステムの再生時の動作制御を行う動作制御部とを備える、という構成を採っている。 According to the first aspect of the present invention, a plurality of arm members are connected by a plurality of joints, a robot having a drive source for each joint, a swivel holding the robot in an inclined state, and the swivel are swung. A robot system having a turning drive source, a teaching point input device for inputting a teaching point of the robot system, and a tip position at the start of operation of the robot on a plane perpendicular to the turning axis of the swivel An angle formed by orthogonal projection of the input teaching point with respect to the turning axis is a target turning angle of the turntable, and teaching is performed from the tip position at the start of operation of the robot based on the target turning angle. A turning angle calculation unit for calculating turning angles at a plurality of interpolation points interspersed on a straight line connecting the points, and a tip position of the robot based on the turning angle at each interpolation point. A joint angle calculation unit that calculates each joint angle of the robot so as to pass through the point, and operation control during reproduction of the robot system is performed based on the calculated angles obtained from the turning angle calculation unit and the joint angle calculation unit The operation control unit is provided.

なお、上記構成において「ロボットの動作開始時の先端位置から教示点を結ぶ直線」との記載があるが、連続する複数の教示点が入力された場合には、二番目以降の教示点については「直前の教示点からそれに続く二番目以降の教示点を結ぶ直線」と読み替えるものとする。
同様に、「前記ロボットの動作開始時の先端位置と前記入力された教示点とを正射影して求まる二点」との記載も「直前の教示点とそれに続く二番目以降の教示点とを正射影して求まる二点」と読み替えるものとする。 In the above configuration, there is a description of "a straight line connecting teaching points from the tip position at the start of robot operation", but when a plurality of consecutive teaching points are input, It shall be read as “a straight line connecting the immediately preceding teaching point to the second and subsequent teaching points”.
Similarly, the description of “two points obtained by orthogonal projection of the tip position at the start of operation of the robot and the input teaching point” also includes “the immediately preceding teaching point and the second and subsequent teaching points following it. It shall be read as “two points obtained by orthogonal projection”.

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明と同様の構成を備えると共に、前記動作制御部は、前記教示点に向かって旋回角度が推移する場合に、前記ロボットの動作限界により前記ロボットの先端位置を前記旋回角度に対応する補間点に合わせることができない場合に、対応する補間点に合わせることが可能となる旋回角度となるまでロボットの先端位置が前記直線上の途中の補間点を維持するように前記ロボットを制御する、という構成を採っている。 The invention described in claim 2 has the same configuration as that of the invention described in claim 1, and the operation control unit detects the robot due to the operation limit of the robot when a turning angle changes toward the teaching point. If the tip position of the robot cannot be adjusted to the interpolation point corresponding to the turning angle, the interpolation point in the middle of the straight line until the tip position of the robot reaches a turning angle that can be adjusted to the corresponding interpolation point. The robot is controlled so as to be maintained.

請求項１記載の発明は、動作の目標位置となる教示点が入力されると、旋回角度算出部は、旋回軸に垂直な平面にロボットの動作開始時の先端位置を正射影して求まる点から旋回軸への垂線と教示点を正射影して求まる点から旋回軸へ垂線とのなす角を旋回台の目標旋回角度（動作開始におけるロボットの先端位置が教示点に到達するまでに旋回軸を回転させる角度）に定める。そして、当該目標旋回角度に基づいて各補間点における旋回角度を算出する。各補間点は、動作開始時の先端位置から教示点を結ぶ直線上に点在する所定周期ごとの通過点であり、例えば、動作開始から教示点到達までの所要時間や動作角度に応じて加減速パターンが定められている場合には、それに従って旋回動作を行った場合における各補間点での旋回角度が算出される。
上記のように、旋回角度算出部が各補間点における旋回角度を定めるので、ロボットシステムにおいて旋回軸の自由度が冗長となる場合でも、各補間点におけるロボットの各関節角度をすべて一意に定めることができる。即ち、関節角度算出部は、各補間点においてロボットの先端位置が動作開始時の先端位置と教示点とを結ぶ直線に乗るように各関節角度を算出する。なお、各補間点が、動作開始時の先端位置と教示点とを結ぶ直線上のいずれに位置するかは、例えば、補間点周期に従って均一間隔に配置しても良いし、各補間点ごとの旋回角度に応じた間隔で配置しても良いし、その他の周知の補間点の配置法に従っても良い。
そして、動作制御部は、旋回角度算出部及び関節角度算出部から求まる旋回軸及び各関節の算出角度に基づいて、各補間点について順番に角度制御を行うことで、ロボットシステムが再生動作を実行する。
このように、本発明は、ロボットを旋回台に傾斜配置したことで旋回軸との協働により周囲の動作死角を低減し、動作範囲を拡大することが可能となる。
また、教示点が入力されると各補間点の旋回角度を定めるので、ロボットの各関節角度も一意に定めることができ、冗長関節の問題を解消すると共に、旋回動作とロボットの動作とを並行して行うことができ、再生時のサイクルタイムを短縮化することが可能となる。従って、動作範囲を拡大しつつ適切に動作を行うことが可能となる。
なお、旋回角度算出部と関節角度算出部の算出処理を予め済ませてから再生動作を実行しても良いし、算出処理と再生動作とを並行して行っても良い。 According to the first aspect of the present invention, when a teaching point that is a target position of an operation is input, the turning angle calculation unit is obtained by orthogonally projecting the tip position at the start of the robot operation on a plane perpendicular to the turning axis. The angle between the perpendicular to the swivel axis and the perpendicular to the swivel axis and the perpendicular to the swivel axis is the target swivel angle of the swivel (the swivel axis until the robot tip position at the start of operation reaches the teach point Rotation angle). Then, the turning angle at each interpolation point is calculated based on the target turning angle. Each interpolation point is a passing point for every predetermined period scattered on a straight line connecting the teaching point from the tip position at the start of the operation.For example, the interpolation point is added according to the required time from the operation start to the arrival of the teaching point and the operation angle. When the deceleration pattern is determined, the turning angle at each interpolation point when the turning operation is performed according to the deceleration pattern is calculated.
As described above, since the turning angle calculation unit determines the turning angle at each interpolation point, even if the degree of freedom of the turning axis is redundant in the robot system, all joint angles of the robot at each interpolation point must be uniquely determined. Can do. That is, the joint angle calculation unit calculates each joint angle so that the tip position of the robot at each interpolation point is on a straight line connecting the tip position and the teaching point at the start of the operation. It should be noted that whether each interpolation point is located on a straight line connecting the tip position and the teaching point at the start of the operation may be arranged at uniform intervals according to the interpolation point cycle, for example. You may arrange | position with the space | interval according to a turning angle, and may follow the arrangement | positioning method of the other well-known interpolation point.
Then, the motion control unit sequentially performs angle control for each interpolation point based on the rotation axis obtained from the rotation angle calculation unit and the joint angle calculation unit and the calculated angle of each joint, so that the robot system executes the reproduction operation. To do.
Thus, according to the present invention, it is possible to reduce the surrounding operating blind spot and expand the operating range by cooperating with the turning axis by arranging the robot in an inclined manner on the turntable.
In addition, since the turning angle of each interpolation point is determined when a teaching point is input, each joint angle of the robot can also be uniquely determined, eliminating the redundant joint problem and simultaneously performing the turning operation and the robot operation. Thus, the cycle time during reproduction can be shortened. Therefore, it is possible to appropriately perform the operation while expanding the operation range.
Note that the reproduction operation may be executed after the calculation processing of the turning angle calculation unit and the joint angle calculation unit is completed in advance, or the calculation processing and the reproduction operation may be performed in parallel.

請求項２記載の発明は、動作制御部が、算出されたいずれかの旋回角度にロボットが位置する場合にはその動作限界によりロボットの先端位置を対応する補間点に合わせることができないと判断した場合に、対応する補間点に合わせることが可能となる旋回角度となるまでロボットの先端位置及び姿勢が直線上の途中の補間点で静止するようにロボットの動作制御を行う。
これにより、ロボットの動作限界により動作開始時の先端位置と教示点とを結ぶ直線上に通過できない箇所が発生しても、当該直線からロボットの先端位置が逸脱して移動することを回避することができると共に、そのような通過できない補間点を含むために移動不可能となる動作範囲を低減し、ロボットシステムの動作可能範囲をより拡大することが可能となる。 According to the second aspect of the present invention, when the robot is located at any of the calculated turning angles, the motion control unit determines that the robot tip position cannot be adjusted to the corresponding interpolation point due to the motion limit. In this case, the robot's motion control is performed so that the tip position and posture of the robot are stopped at the interpolation point on the straight line until the turning angle at which it can be adjusted to the corresponding interpolation point.
This prevents the robot tip position from deviating from the straight line even if there is a place where it cannot pass on the straight line connecting the tip position and the teaching point at the start of the motion due to the robot motion limit. In addition, it is possible to reduce the motion range in which the robot system cannot move because it includes such an interpolation point that cannot pass, and to further expand the motion range of the robot system.

（発明の実施形態の全体構成）
本発明の実施の形態を図１乃至図４に基づいて説明する。図１は、実施形態であるロボットシステム制御装置５０の概略構成図である。
上記ロボットシステム制御装置５０は、ツール１５を保持可能であると共に当該ツール先端（ロボットの先端位置）を任意の位置に移動させ或いは任意の向きに向ける動作を行うロボット１０と当該ロボット１０を旋回させる旋回装置２０とからなるロボットシステム１と、入力される教示点に基づいてロボットシステム１に再生動作を行わせる制御回路３０とを備えている。 (Overall configuration of the embodiment of the invention)
An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a robot system control apparatus 50 according to the embodiment.
The robot system control device 50 can hold the tool 15 and moves the tip of the tool (the tip position of the robot) to an arbitrary position or turns the robot 10 to move in an arbitrary direction. A robot system 1 including a turning device 20 and a control circuit 30 that causes the robot system 1 to perform a reproduction operation based on an input teaching point are provided.

（ロボットシステム）
上述のロボットシステム１のロボット１０は、土台となるベース１１と、関節１３で連結された複数のアーム部材１２と、各関節１３ごとに設けられた駆動源としてのサーボモータ（図示略）と、各サーボモータの軸角度をそれぞれ検出するエンコーダ（図示略）とを備えている。そして、連結された各アーム部材１２の先端部１４にはロボットシステム１の用途に応じたツール１５（例えば溶接ガン、ハンド等）が装備される。
上記各関節１３は、アーム部材１２の一端部を揺動可能として他端部を軸支する揺動関節と、アーム自身をその長手方向を中心に回転可能に軸支する回転関節とのいずれかから構成される。また、最もベース１１側となる第一関節は回転関節、次の第二及び第三関節は揺動関節となっており、これら第一〜三関節によりツール１５の位置決めを行う。即ち、本実施形態におけるロボット１０は垂直多関節構造のロボットに相当する。 (Robot system)
The robot 10 of the above-described robot system 1 includes a base 11 serving as a base, a plurality of arm members 12 connected by joints 13, a servo motor (not shown) as a drive source provided for each joint 13, An encoder (not shown) for detecting the shaft angle of each servo motor is provided. And the tool 15 (for example, a welding gun, a hand, etc.) according to the use of the robot system 1 is equipped in the front-end | tip part 14 of each arm member 12 connected.
Each of the joints 13 is one of a swing joint that pivots one end of the arm member 12 so that the other end can pivot, and a rotary joint that pivots the arm itself so that the arm can rotate about its longitudinal direction. Consists of The first joint closest to the base 11 is a rotary joint, and the next second and third joints are swing joints. The tool 15 is positioned by these first to third joints. That is, the robot 10 in this embodiment corresponds to a robot with a vertical articulated structure.

旋回装置２０は、円錐台形状の旋回台２１と当該旋回台２１を旋回させる図示しない旋回駆動源としての旋回モータとを備えている。
かかる旋回装置２０は、通常は水平面上に設置される。そして、旋回モータは旋回台２１を設置面に対して垂直軸周りに旋回駆動させる。つまり、旋回軸はＺ軸方向に平行になっている。また、この旋回モータはその旋回角度を検出するエンコーダ（図示略）が併設されたサーボモータであり、制御回路３０により任意の旋回角度に制御されるようになっている。 The swivel device 20 includes a truncated conical swivel 21 and a swivel motor as a swivel drive source (not shown) that swivels the swivel 21.
Such a turning device 20 is usually installed on a horizontal plane. Then, the turning motor drives the turntable 21 to turn around a vertical axis with respect to the installation surface. That is, the turning axis is parallel to the Z-axis direction. The turning motor is a servomotor provided with an encoder (not shown) for detecting the turning angle, and is controlled by the control circuit 30 to an arbitrary turning angle.

旋回台２１は略円錐台形状に形成され、その円錐面の一部が平滑に切り欠かれてなる傾斜面２２を具備している。そして、当該傾斜面２２にロボット１０が傾斜設置されている。かかる旋回台２１の傾斜面２２は、設置面に対して45°の傾斜角度に設定されているがこれに限定されず、当該傾斜角度ｓは0°＜ｓ≦90°の範囲内であれば良く、さらに30°＜ｓ≦90°の範囲内であればより望ましい。 The swivel base 21 is formed in a substantially truncated cone shape and includes an inclined surface 22 in which a part of the conical surface is cut out smoothly. The robot 10 is installed on the inclined surface 22 in an inclined manner. The inclined surface 22 of the swivel base 21 is set to an inclination angle of 45 ° with respect to the installation surface, but is not limited to this, and the inclination angle s is within a range of 0 ° <s ≦ 90 °. It is more desirable if it is within the range of 30 ° <s ≦ 90 °.

（制御回路）
制御回路３０は、当該制御回路３０全体を制御するシステムプログラムとロボットシステム１の教示を実行するための教示プログラム３２ａとロボットシステム１の再生動作を実行するための各種プログラム３２ｂ〜３２ｄと各種の初期設定データが格納されたＲＯＭ３２と、ＲＯＭ３２に格納された各種のプログラムを実行するＣＰＵ３１と、ＣＰＵ３１の処理により各種データをワークエリアに格納するＲＡＭ３３と、ＣＰＵ３１の実行する教示プログラム３２ａ及び再生のための各種プログラム３２ｂ〜３２ｄに従って決定されるロボット１０及び旋回装置２０の各サーボモータのトルク値に応じたサーボモータ駆動電流を通電するサーボ制御回路３４と、各サーボモータに併設されたエンコーダ出力を受信するインターフェイス３５と、前述の教示プログラム３２ａ及び再生のための各種プログラム３２ｂ〜３２ｄの処理により求められるロボットシステム１の制御データが格納される記憶手段としての補助記憶装置３６と、ロボットシステム１の教示点、その他の各種の設定を入力するための例えばティーチペンダント等の教示入力装置としての入力装置３７と、各種の処理において所定の情報の表示を行うディスプレイである表示手段３８と、上記各構成を信号の送受が可能に接続するバス３９とを備えている。
なお、上述の補助記憶装置３６は、格納されたデータを書き替え可能に記憶保持可能な手段であれば良く、例えば、不揮発性の半導体メモリ或いはいわゆるハードディスク装置等で構成されている。 (Control circuit)
The control circuit 30 includes a system program for controlling the entire control circuit 30, a teaching program 32 a for executing the teaching of the robot system 1, various programs 32 b to 32 d for executing the reproduction operation of the robot system 1, and various initials. ROM 32 in which setting data is stored, CPU 31 for executing various programs stored in ROM 32, RAM 33 for storing various data in the work area by processing of CPU 31, teaching program 32a executed by CPU 31, and reproduction The servo control circuit 34 for energizing the servo motor drive current according to the torque value of each servo motor of the robot 10 and the turning device 20 determined according to the various programs 32b to 32d, and the encoder output attached to each servo motor are received. Interface 35 The auxiliary storage device 36 as storage means for storing the control data of the robot system 1 obtained by the processing of the above-described teaching program 32a and various programs 32b to 32d for reproduction, the teaching points of the robot system 1, etc. An input device 37 as a teaching input device such as a teach pendant for inputting various settings, a display means 38 which is a display for displaying predetermined information in various processes, and the transmission and reception of signals for each of the above components. And a bus 39 to be connected.
The auxiliary storage device 36 described above may be any means that can store and hold the stored data so that it can be rewritten, and is constituted by, for example, a nonvolatile semiconductor memory or a so-called hard disk device.

（制御回路の処理）
制御回路３０において行われる主要な処理について図２及び図３に基づいて説明する。
なお、以下の説明において、ロボットシステム１の設置面（水平面）に平行な一方向をＸ軸方向とし、設置面に平行でＸ軸方向に直交する方向をＹ軸方向とし、設置面に垂直な方向をＺ軸方向とする。 (Control circuit processing)
The main processing performed in the control circuit 30 will be described with reference to FIGS.
In the following description, one direction parallel to the installation surface (horizontal plane) of the robot system 1 is defined as the X-axis direction, a direction parallel to the installation surface and perpendicular to the X-axis direction is defined as the Y-axis direction, and is perpendicular to the installation surface. Let the direction be the Z-axis direction.

まず、教示プログラム３２ａに基づく教示処理について説明する。なお、ここで、説明の明確化のために、ロボット１０はツール先端の位置決めを行う３自由度のロボットであるものとして説明を行うが、ロボット１０はツールの姿勢を決める４自由度以上の関節を備えていても良いことは言うまでもない。
前述の入力装置３７は、少なくとも、３次元上の任意の位置にツール先端を誘導するようにロボットシステム１全体を操作する方向キーと、任意の位置を教示点として確定するための確定キーと、確定された教示点に基づく動作の再生を実行させる再生キーとを備えている。
入力装置３７の方向キーの入力を受けると、教示プログラム３２ａによりＣＰＵ３１は、ロボットシステム１の旋回モータを含む全サーボモータを制御して方向キーの示す方向にツール先端を移動させる。このときのロボットシステム１の動作制御は、方向キーの示すＸ，Ｙ成分の移動量が所定範囲を超えなければロボット１０のみを動作させ、Ｘ，Ｙ成分の移動量が所定範囲を超える場合には冗長となる旋回モータが足りない移動量を補う方向に動作するように制御される。なお、旋回モータについては冗長関節についての周知の制御を行っても良い。
そして、任意の位置にツール先端が位置決めされて確定キーが入力されると、当該先端位置を教示点として補助記憶装置３６に記憶する。
また、教示プログラム３２ａの実行に際し、入力装置３７からは、教示点到達までの予定到達時間、教示点におけるツール先端の速度、その他、ロボット１０が４自由度を超える場合にはツールの姿勢等が入力され、これらも補助記憶装置３６に記憶される。 First, the teaching process based on the teaching program 32a will be described. Here, for clarity of explanation, the robot 10 is described as a three-degree-of-freedom robot that positions the tool tip, but the robot 10 is a joint with four or more degrees of freedom that determines the posture of the tool. It goes without saying that it may be equipped.
The input device 37 described above includes at least a direction key for operating the entire robot system 1 so as to guide the tool tip to an arbitrary position in three dimensions, a determination key for determining an arbitrary position as a teaching point, And a reproduction key for executing reproduction of an operation based on the determined teaching point.
When the direction key of the input device 37 is received, the teaching program 32a causes the CPU 31 to control all servo motors including the turning motor of the robot system 1 to move the tool tip in the direction indicated by the direction key. When the movement amount of the X and Y components indicated by the direction keys does not exceed the predetermined range, only the robot 10 is operated, and the movement control of the robot system 1 at this time is performed when the movement amount of the X and Y components exceeds the predetermined range. Is controlled so that the redundant swing motor operates in a direction to compensate for the amount of movement that is insufficient. In addition, you may perform well-known control about a redundant joint about a turning motor.
Then, when the tool tip is positioned at an arbitrary position and a confirmation key is input, the tip position is stored in the auxiliary storage device 36 as a teaching point.
Further, when the teaching program 32a is executed, the input device 37 gives the estimated arrival time until reaching the teaching point, the speed of the tool tip at the teaching point, and the posture of the tool when the robot 10 exceeds 4 degrees of freedom. These are also input and stored in the auxiliary storage device 36.

次に、再生のための各種プログラムである旋回角度算出プログラム３２ｂ、関節角度算出プログラム３２c、再生動作制御プログラム３２ｄについて説明する。ここでは、入力装置３７の再生キーの入力時のロボットシステム１のツール先端位置（動作開始位置）から最初の教示点までの再生動作を行う場合を例に説明する。
図２（Ａ）はＺ軸方向に沿って真上からロボットシステム１を見た場合の各点を示す概略図、図２（Ｂ）は再生動作による位置変化する場合の各点を示す概略図である。
再生キーの入力を受けると、旋回角度算出プログラム３２ａにより、ＣＰＵ３１は、ロボットシステム１の各エンコーダから動作開始位置を求めると共に記憶された教示点を読み出して、動作開始位置から教示点までの複数の補間点における旋回角度を算出する処理を実行する。補間点とは、動作開始位置から教示点までを結ぶ直線（移動軌跡Ｌとする）の再生動作においてロボット１０のツール先端が移動軌跡Ｌ上を所定周期で通過すべき複数の通過点のことである。 Next, the turning angle calculation program 32b, the joint angle calculation program 32c, and the reproduction operation control program 32d, which are various programs for reproduction, will be described. Here, a case where a reproduction operation from the tool tip position (operation start position) of the robot system 1 to the first teaching point when inputting the reproduction key of the input device 37 will be described as an example.
FIG. 2A is a schematic diagram showing each point when the robot system 1 is viewed from directly above along the Z-axis direction, and FIG. 2B is a schematic diagram showing each point when the position is changed by a reproduction operation. It is.
When the reproduction key is input, the turning angle calculation program 32a causes the CPU 31 to obtain the operation start position from each encoder of the robot system 1 and to read the stored teaching point, and to read a plurality of points from the operation start position to the teaching point. A process of calculating the turning angle at the interpolation point is executed. Interpolation points are a plurality of passing points that the tool tip of the robot 10 should pass on the moving track L at a predetermined cycle in the reproduction operation of a straight line (moving track L) from the operation start position to the teaching point. is there.

ＣＰＵ３１は、この旋回角度算出プログラム３２ｂによって各補間点ごとに旋回モータの動作角度（旋回角度）を求めた後に、関節角度算出プログラム３２ｃによりロボット１０の各関節のサーボモータの動作角度（関節角度）を算出する。これにより、冗長となる旋回モータの旋回角度が定数に定まるので、各ロボット１０の関節角度も一意に定めることができる。
まず、ＣＰＵ３１は、各補間点ごとに旋回モータの旋回角度は、図２（Ａ）に示すように、教示点Ｋｄ及び動作開始位置ＫｓについてＸ−Ｙ平面に正射影された二点の位置を求め、各点からＸ−Ｙ平面の原点に延びた直線同士のなす角θを算出する。そして、この角度θを教示点までの目標旋回角度に定める。
次いで、ＣＰＵ３１は、教示点までの到達予定時間や教示点におけるツール先端の速度から角度θだけ旋回するための加減速パターンを定める。加減速パターンは、例えば、複数種類のものが予め記憶されており、旋回角度量やその所要時間に応じて適宜選択して決定しても良い。或いはこの加減速パターンも入力装置３７から入力しても良い。
そして、ＣＰＵ３１は、加減速パターンにより所定周期ごとの角度位置を各補間点における旋回角度として算出し、ＲＡＭ３３に記憶する。
このように、旋回角度算出プログラム３２ｂを実行することによりＣＰＵ３１は、「旋回角度算出部」として機能する。 The CPU 31 obtains the turning motor operating angle (turning angle) for each interpolation point using the turning angle calculation program 32b, and then uses the joint angle calculation program 32c to operate the servomotor operating angles (joint angles) of the joints of the robot 10. Is calculated. Thereby, since the turning angle of the redundant turning motor is fixed, a joint angle of each robot 10 can be uniquely determined.
First, as shown in FIG. 2A, the CPU 31 determines the positions of two points orthogonally projected on the XY plane for the teaching point Kd and the operation start position Ks for each interpolation point. The angle θ formed by straight lines extending from each point to the origin of the XY plane is calculated. Then, this angle θ is determined as a target turning angle up to the teaching point.
Next, the CPU 31 determines an acceleration / deceleration pattern for turning by an angle θ from the estimated time to reach the teaching point and the speed of the tool tip at the teaching point. For example, a plurality of types of acceleration / deceleration patterns are stored in advance, and may be selected and determined as appropriate according to the turning angle amount and the required time. Alternatively, this acceleration / deceleration pattern may also be input from the input device 37.
Then, the CPU 31 calculates an angular position for each predetermined period as a turning angle at each interpolation point based on the acceleration / deceleration pattern, and stores it in the RAM 33.
Thus, by executing the turning angle calculation program 32b, the CPU 31 functions as a “turning angle calculation unit”.

各補間点における旋回角度が求まると、ＣＰＵ３１は、関節角度算出プログラム３２ｃを実行する。ＣＰＵ３１は、まず、補間点を算出する。即ち、ＣＰＵ３１は、Ｚ軸と動作開始時のツール先端位置とを含む平面を各旋回角度だけＺ軸回りで回転させた各平面と移動軌跡Ｌとの交点を求め、これらをそれぞれの補間点とする。
さらに、ＣＰＵ３１は、各補間点とそれぞれの旋回角度が求まると、ロボット１の各関節角度を算出する。即ち、旋回角度が決まると、ロボット１のベース１１の位置及び向きが定まり、そこからのツール先端を合わせる補間点も定まっているので、ロボット１０に固有の逆変換行列を用いて各関節角度を一意に定めることが可能となる。
このように、関節角度算出プログラム３２ｃを実行することによりＣＰＵ３１は、「関節角度算出部」として機能する。 When the turning angle at each interpolation point is obtained, the CPU 31 executes a joint angle calculation program 32c. First, the CPU 31 calculates an interpolation point. That is, the CPU 31 obtains the intersection of each plane obtained by rotating the plane including the Z axis and the tool tip position at the start of operation around the Z axis by each turning angle and the movement locus L, and calculates these as the respective interpolation points. To do.
Furthermore, the CPU 31 calculates each joint angle of the robot 1 when each interpolation point and each turning angle are obtained. That is, when the turning angle is determined, the position and orientation of the base 11 of the robot 1 are determined, and the interpolation point for aligning the tool tip from there is also determined. Therefore, each joint angle is determined using an inverse transformation matrix unique to the robot 10. It becomes possible to determine uniquely.
Thus, the CPU 31 functions as a “joint angle calculation unit” by executing the joint angle calculation program 32c.

次に、ＣＰＵ３１は、再生動作制御プログラム３２ｄを実行して、算出された旋回角度及び関節角度となるように旋回モータ及び各関節のサーボモータを順次駆動させて、ロボットシステム１のツール先端が各補間点を通過して教示点に至るように動作制御を実行する。
また、この再生動作制御プログラム３２ｄによれば、ＣＰＵ３１は、教示点Ｋｄに至るまでの各補間点を通過させる際に、いずれかの旋回角度においてロボット１０の動作限界によりツール先端位置を対応する補間点に合わせることができない場合には、旋回を継続して対応する補間点に合わせることが可能となる旋回角度となるまでロボット１０の先端位置が途中の補間点を維持するようにロボット１０を制御する。
上記制御を図３により詳しく説明する。
旋回角度θ１においてロボット１０のツール先端が補間点Ｋ１に合わせられた状態から次の旋回角度θ２に移行する過程において、リーチが届かない或いは構造上の動作死角に該当するなどの理由により、次の旋回角度θ２に移動すると対応する補間点Ｋ２にツール先端に合わせることができないと判断すると、ＣＰＵ３１は、ロボット１０が旋回角度θ２に位置する状態で直前の補間点Ｋ１にツール先端を位置合わせするための各関節角度を算出し直し、当該関節角度となるようにロボット１０を制御する。つまり、ロボットシステム１は旋回角度θ２において補間点Ｋ１を維持した状態となる。そして、次の旋回角度θ３において対応する補間点Ｋ３にツール先端に合わせることができるか判定を行い、できない場合には旋回角度θ２と同様に補間点Ｋ１を維持する処理を行う。図３では、次の旋回角度θ３において補間点Ｋ３にツール先端に合わせることが可能と判断された場合の動作を示している。その場合、図３に示すように、ロボット１０は補間点Ｋ２を飛ばして補間点Ｋ３に至ることになる。
このように、再生動作制御プログラム３２ｄを実行することによりＣＰＵ３１は、「動作制御部」として機能する。 Next, the CPU 31 executes the reproduction operation control program 32d to sequentially drive the turning motor and the servo motor of each joint so that the calculated turning angle and joint angle are obtained, and the tool tip of the robot system 1 is Operation control is executed so as to pass through the interpolation point and reach the teaching point.
Further, according to the reproduction operation control program 32d, when the CPU 31 passes each interpolation point up to the teaching point Kd, the interpolation corresponding to the tool tip position due to the operation limit of the robot 10 at any turning angle. If the robot 10 cannot be adjusted to the point, the robot 10 is controlled so that the tip position of the robot 10 maintains the interpolation point in the middle until the turning angle at which the turning can be continued and adjusted to the corresponding interpolation point is achieved. To do.
The above control will be described in detail with reference to FIG.
In the process of shifting from the state in which the tool tip of the robot 10 is adjusted to the interpolation point K1 at the turning angle θ1 to the next turning angle θ2, the following may occur due to reasons such as reach not reaching or falling into the structural operating dead angle. If the CPU 31 determines that the tool tip cannot be adjusted to the corresponding interpolation point K2 after moving to the turning angle θ2, the CPU 31 aligns the tool tip with the previous interpolation point K1 while the robot 10 is located at the turning angle θ2. Each of the joint angles is recalculated, and the robot 10 is controlled so as to be the joint angle. That is, the robot system 1 is in a state where the interpolation point K1 is maintained at the turning angle θ2. Then, it is determined whether or not the tool tip can be matched with the corresponding interpolation point K3 at the next turning angle θ3. If not, the process of maintaining the interpolation point K1 is performed in the same manner as the turning angle θ2. FIG. 3 shows an operation when it is determined that the tool tip can be adjusted to the interpolation point K3 at the next turning angle θ3. In that case, as shown in FIG. 3, the robot 10 skips the interpolation point K2 and reaches the interpolation point K3.
Thus, the CPU 31 functions as an “operation control unit” by executing the reproduction operation control program 32d.

（教示及び再生動作）
以下、上記構成からなるロボットシステム制御装置５０におけるロボットシステム１の教示及び再生の一連の動作を図４に示すフローチャートに基づいて説明する。
まず、入力装置３７の方向キーにより教示点の位置の入力が行われると（ステップＳ１）、ＣＰＵ３１は、教示プログラム３２ａに従って、方向キーが示す方向にロボット１０のツール先端が移動するようにロボットシステム１の動作制御を実行する。そして、確定キーの入力により教示点位置が確定し、教示点到達までの予定到達時間、教示点におけるツール先端の速度等の諸条件が入力されると、それらを補助記憶装置３６に記憶する。 (Teaching and playback operation)
Hereinafter, a series of teaching and reproduction operations of the robot system 1 in the robot system control apparatus 50 having the above configuration will be described with reference to a flowchart shown in FIG.
First, when the position of the teaching point is input by the direction key of the input device 37 (step S1), the CPU 31 moves the robot system so that the tool tip of the robot 10 moves in the direction indicated by the direction key according to the teaching program 32a. 1 operation control is executed. Then, the teaching point position is confirmed by inputting the confirmation key, and when various conditions such as the expected arrival time until reaching the teaching point and the speed of the tool tip at the teaching point are input, they are stored in the auxiliary storage device 36.

次に、ＣＰＵ３１は、入力装置３７からの再生キーの入力があるか判定する（ステップＳ２）。そして、入力があると、ＣＰＵ３１は、旋回角度算出プログラム３２ｂに従って、旋回モータのエンコーダとロボット１０の各関節のエンコーダとからツール先端位置（動作開始位置）を算出すると共に補助記憶装置３６に記憶された教示点の読み込みを行う（ステップＳ３）。そして、これら教示点及びツール先端位置の正射影から教示点まで到達させるための旋回角度を求め、当該旋回角度とその加減速パターンとから各補間点Ｔｎにおける旋回角度の算出を行う（ステップＳ４）。 Next, the CPU 31 determines whether or not a reproduction key is input from the input device 37 (step S2). When there is an input, the CPU 31 calculates the tool tip position (operation start position) from the encoder of the turning motor and the encoder of each joint of the robot 10 according to the turning angle calculation program 32 b and stores it in the auxiliary storage device 36. The teaching point is read (step S3). Then, a turning angle for reaching the teaching point from the orthogonal projection of the teaching point and the tool tip position is obtained, and the turning angle at each interpolation point Tn is calculated from the turning angle and its acceleration / deceleration pattern (step S4). .

次に、ＣＰＵ３１は、関節角度算出プログラム３２ｃにより、各旋回角度から全ての補間点Ｔｎの位置の算出を行う（ステップＳ５）。そして、補間点Ｔｎのカウント値ｎを１に設定する（ステップＳ６）。さらに、現在のカウント値ｎにおける補間点Ｔｎにツール先端の位置合わせを行うためのロボット１０の各関節角度を算出する（ステップＳ７）。 Next, CPU31 calculates the position of all the interpolation points Tn from each turning angle by the joint angle calculation program 32c (step S5). Then, the count value n of the interpolation point Tn is set to 1 (step S6). Further, each joint angle of the robot 10 for aligning the tool tip with the interpolation point Tn at the current count value n is calculated (step S7).

次に、ＣＰＵ３１は、再生動作制御プログラム３２ｄにより、現在のカウント値ｎにおける補間点Ｔｎが、現在の旋回角度θｎに位置するロボット１０の動作範囲内にあるか否かを判定する（ステップＳ８）。
当該補間点Ｔｎがロボット１０の動作範囲内であれば、ＲＡＭ３３内に設定された一時記憶領域に当該補間点Ｔｎの値を上書きする（ステップＳ９）。
そして、旋回モータを補間点Ｔｎにおける旋回角度θｎとなるように制御すると共にステップＳ７で求めた各関節角度となるように各サーボモータを制御して（ステップＳ１０）、ステップＳ１３に処理を進める。
一方、補間点Ｔｎがロボット１０の動作範囲外の場合には、ＣＰＵ３１は、一時記憶領域に最後に記憶された補間点Ｔn-mを読み出すと共に、旋回角度θｎに位置するロボット１０のツール先端を補間点Ｔn-mに合わせるための関節角度を新たに算出し直す処理を実行する。
ここで、一時記憶領域は、補間点Ｔｎがロボット１０の動作範囲外である場合に、ロボット１０の動作範囲内であった最後の補間点を読み出すためのものである。例えば、ステップＳ８において動作範囲外の判定がｍ回連続した場合には最後に動作範囲内と判定された補間点Ｔn-mの値が読み出されることとなる。
そして、旋回モータを補間点Ｔｎにおける旋回角度θｎとなるように制御すると共にステップＳ１１で求めた各関節角度となるように各サーボモータを制御して（ステップＳ１２）、ステップＳ１３に処理を進める。 Next, the CPU 31 determines whether or not the interpolation point Tn at the current count value n is within the operation range of the robot 10 located at the current turning angle θn by the reproduction operation control program 32d (step S8). .
If the interpolation point Tn is within the operation range of the robot 10, the value of the interpolation point Tn is overwritten in the temporary storage area set in the RAM 33 (step S9).
Then, the turning motor is controlled so as to be the turning angle θn at the interpolation point Tn, and each servo motor is controlled so as to be each joint angle obtained in step S7 (step S10), and the process proceeds to step S13.
On the other hand, when the interpolation point Tn is out of the operation range of the robot 10, the CPU 31 reads the interpolation point Tn-m stored last in the temporary storage area, and the tool tip of the robot 10 located at the turning angle θn is read. A process of newly calculating a joint angle for matching with the interpolation point Tn-m is executed.
Here, the temporary storage area is for reading the last interpolation point that was within the motion range of the robot 10 when the interpolation point Tn is outside the motion range of the robot 10. For example, when the determination outside the operation range continues m times in step S8, the value of the interpolation point Tn-m that is finally determined to be within the operation range is read out.
Then, the turning motor is controlled so as to be the turning angle θn at the interpolation point Tn, and each servo motor is controlled so as to be each joint angle obtained in step S11 (step S12), and the process proceeds to step S13.

ステップＳ１３では、ＣＰＵ３１は、補間点Ｔｎのカウント値が全補間点数ｅ（教示点を含む）に達したかを判定し、達していない場合にはカウント値を１加算してステップＳ７に処理を戻し、達している場合には処理を終了する。 In step S13, the CPU 31 determines whether the count value of the interpolation point Tn has reached the total number of interpolation points e (including the teaching point). If not, the CPU 31 adds 1 to the count value and proceeds to step S7. If it has reached, the process is terminated.

（ロボットシステム制御装置の効果）
ロボットシステム制御装置５０では、制御回路３０のＣＰＵ３１が旋回角度算出部として機能することにより、各補間点における旋回角度を定めるので、関節角度算出部として機能するＣＰＵ３１は、ロボットシステム１において旋回軸の自由度が冗長となる場合でも、各補間点におけるロボットの各関節角度をすべて一意に定めることができる。
従って、ロボット１０を旋回台２１に傾斜配置したことで旋回軸との協働により周囲の動作死角を低減し、動作範囲を拡大することを可能としつつも、旋回装置２０の動作停止を待ってからロボット１０を駆動する必要がなくなり、旋回動作とロボット１０の動作とを並行して行うことができ、再生時のサイクルタイムを短縮化することが可能となる。 (Effect of robot system controller)
In the robot system control device 50, the CPU 31 of the control circuit 30 functions as a turning angle calculation unit so that the turning angle at each interpolation point is determined. Even when the degree of freedom is redundant, all joint angles of the robot at each interpolation point can be uniquely determined.
Therefore, while the robot 10 is inclinedly arranged on the swivel base 21, it is possible to reduce the operation dead angle of the surroundings by cooperating with the swivel axis and to expand the operation range, but to wait for the operation of the swivel device 20 to stop. Therefore, it is not necessary to drive the robot 10, and the turning operation and the operation of the robot 10 can be performed in parallel, and the cycle time at the time of reproduction can be shortened.

さらに、制御回路３０のＣＰＵ３１が動作制御部として機能することにより、いずれかの旋回角度においてロボットが動作限界により先端位置を対応する補間点に合わせることができない場合に、ロボットの先端位置がそれ以前の補間点で静止するようにロボットの動作制御を行う。このため、ロボット１０の先端位置が通過できない補間点が発生しても、移動軌跡Ｌから逸脱して移動することを回避することができると共に、そのような通過できない補間点を含むために移動不可能となる動作範囲を低減し、ロボットシステム１の動作可能範囲をより拡大することが可能となる。 In addition, when the CPU 31 of the control circuit 30 functions as an operation control unit, when the robot cannot adjust the tip position to the corresponding interpolation point at any turning angle due to an operation limit, the tip position of the robot is changed to the previous position. The robot is controlled so that it stops at the interpolation point. For this reason, even if an interpolation point where the tip position of the robot 10 cannot pass is generated, it is possible to avoid moving away from the movement trajectory L, and it is impossible to move because it includes such an interpolation point that cannot pass. The possible operation range can be reduced, and the operable range of the robot system 1 can be further expanded.

（その他）
なお、上記教示装置３０に処理にあっては、二軸のロボット１０を例示したが、図１に示すような、より多くの関節を有するロボット１０に対して同様の教示処理を行っても良いことはいうまでもない。その場合、第四関節以降は、ツールの姿勢制御に用いられることが一般的であるが、教示の際には教示点におけるツールの姿勢も設定することが必要となる。そして、第四関節以降について、再生の際には、動作開始時の姿勢の各関節角度から教示点における姿勢をとるための各関節角度になるように所定の加減速パターンで回転駆動するように制御が行われる。 (Other)
In addition, although the biaxial robot 10 has been exemplified in the processing of the teaching device 30, the same teaching processing may be performed on the robot 10 having more joints as illustrated in FIG. Needless to say. In this case, the fourth and subsequent joints are generally used for controlling the posture of the tool, but it is necessary to set the posture of the tool at the teaching point when teaching. For the fourth and subsequent joints, at the time of reproduction, rotation is driven with a predetermined acceleration / deceleration pattern so that each joint angle for taking the posture at the teaching point is changed from each joint angle of the posture at the start of operation. Control is performed.

また、上記実施形態では、各補間点における旋回角度を求めた後に、補間点一ずつについて、位置及び当該補間点における各関節角度の算出と再生動作とを交互に繰り返す処理を行っているが、一括して全補間点の位置及び関節角度を算出してから再生動作に移行しても良い。また、その場合、動作制御部としての処理（通過できない補間点の判定とそれ以前の補間点にツール先端を位置合わせするための関節角度を求める処理）については一つ一つの補間点の再生動作時に行っても良いし、一括して全補間点の位置及び関節角度を算出してから再生動作前に全ての補間点について行っても良い。 Further, in the above embodiment, after obtaining the turning angle at each interpolation point, for each interpolation point, the position and the joint angle calculation at the interpolation point and the reproduction operation are alternately repeated. It is also possible to shift to the reproduction operation after calculating the positions and joint angles of all the interpolation points at once. Also, in this case, for the processing as the motion control unit (determination of the interpolation point that cannot pass and processing for obtaining the joint angle for aligning the tool tip with the previous interpolation point), the reproduction operation of each interpolation point It may be performed occasionally, or all interpolation points may be calculated before the reproduction operation after calculating the positions and joint angles of all the interpolation points at once.

また、上記実施形態では、教示点が一つだけ設定された場合を例に説明したが、連続して移動する複数の教示点を入力しても良いことは言うまでもない。その場合、二番目以降の教示点について処理を行う場合には、連続する二つの教示点のＸ−Ｙ平面に対する正射影位置から目標旋回角度を求め、二つの教示点間の各補間点における旋回角度は前述と同様にして求めることができる。さらに、二つの教示点を結ぶ移動軌跡と各旋回角度でＺ軸回りに傾斜した各平面との交点から各補間点の位置も求めることができる。さらに、各旋回角度と各補間点の位置とからロボット１０の各関節角度も求めることができる。また、通過できない補間点の判定とそれ以前の補間点にツール先端を位置合わせするための関節角度を求める処理については、上記実施形態における説明と同様にして求めることができる。 In the above embodiment, the case where only one teaching point is set has been described as an example, but it is needless to say that a plurality of teaching points that move continuously may be input. In this case, when processing the second and subsequent teaching points, the target turning angle is obtained from the orthogonal projection position of the two consecutive teaching points with respect to the XY plane, and the turning at each interpolation point between the two teaching points is performed. The angle can be obtained in the same manner as described above. Further, the position of each interpolation point can also be obtained from the intersection of the movement locus connecting the two teaching points and each plane inclined about the Z axis at each turning angle. Furthermore, each joint angle of the robot 10 can also be obtained from each turning angle and the position of each interpolation point. Further, the determination of the interpolation point that cannot pass and the process of obtaining the joint angle for aligning the tool tip with the previous interpolation point can be obtained in the same manner as described in the above embodiment.

また、教示プログラム３２ａ、旋回角度算出プログラム３２ｂ、関節角度算出プログラム３２c、再生動作制御プログラム３２ｄに基づく処理の全部又は一部については、上記のようにマイコン等のソフトウェアを用いる演算装置によりその機能を実現して良いし、アナログ回路等のハードウェアを用いてその機能を実現しても良い。 Further, all or part of the processing based on the teaching program 32a, the turning angle calculation program 32b, the joint angle calculation program 32c, and the reproduction operation control program 32d is performed by the arithmetic device using software such as a microcomputer as described above. You may implement | achieve and you may implement | achieve the function using hardware, such as an analog circuit.

実施形態であるロボットシステム制御装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the robot system control apparatus which is embodiment. 図２（Ａ）はＺ軸方向に沿って真上からロボットシステムを見た場合の各点を示す概略図、図２（Ｂ）は再生動作による位置変化する場合の各点を示す概略図である。FIG. 2A is a schematic diagram showing each point when the robot system is viewed from directly above along the Z-axis direction, and FIG. 2B is a schematic diagram showing each point when the position is changed by the reproduction operation. is there. 動作制御部としての処理示すロボットシステムの概略説明図Schematic explanatory diagram of a robot system showing processing as an operation control unit ロボットシステム制御装置におけるロボットシステムの教示及び再生の一連の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows a series of operation | movement of the teaching and reproduction | regeneration of a robot system in a robot system control apparatus. 従来の垂直多関節構造のロボットの動作範囲を示す側面図である。It is a side view which shows the operation | movement range of the robot of the conventional vertical articulated structure. 図６（Ａ）は従来の水平多関節構造のロボットの側面図、図６（Ｂ）は平面図である。6A is a side view of a conventional robot having a horizontal articulated structure, and FIG. 6B is a plan view. 従来の垂直多関節構造のロボットが極端に折りたたまれてしまった状態を示す側面図である。It is a side view which shows the state by which the conventional vertical articulated robot was extremely folded.

Explanation of symbols

１ロボットシステム
１０ロボット
１２アーム部材
１５ツール
２０旋回装置
２１旋回台
３０制御回路
３１ＣＰＵ（旋回角度算出部、関節角度算出部、動作制御部）
３２ａ教示プログラム
３２ｂ旋回角度算出プログラム
３２ｃ関節角度算出プログラム
３２ｄ再生動作制御プログラム
３２ＲＯＭ
３４補助記憶装置（記憶手段）
３７入力装置（教示点入力装置）
５０ロボットシステム制御装置 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Robot system 10 Robot 12 Arm member 15 Tool 20 Turning apparatus 21 Turning table 30 Control circuit 31 CPU (turning angle calculation part, joint angle calculation part, operation control part)
32a Teaching program 32b Turning angle calculation program 32c Joint angle calculation program 32d Reproduction operation control program 32 ROM
34 Auxiliary storage device (storage means)
37 Input device (Teaching point input device)
50 Robot system controller

Claims

A robot system including a plurality of arm members connected by a plurality of joints and having a drive source for each joint; a swivel base that holds the robot in an inclined state; and a swivel drive source that turns the swivel base; ,
A teaching point input device for inputting teaching points of the robot system;
The angle between the two points obtained by orthogonally projecting the tip position at the start of operation of the robot and the inputted teaching point on a plane perpendicular to the turning axis of the turning table forms an angle around the turning axis. A turning angle calculation unit for calculating turning angles at a plurality of interpolation points scattered on a straight line connecting teaching points from a tip position at the start of operation of the robot based on the target turning angle;
A joint angle calculation unit that calculates each joint angle of the robot based on the turning angle at each interpolation point so that the tip position of the robot passes through each interpolation point;
A robot system control apparatus comprising: an operation control unit that performs operation control during reproduction of the robot system based on a calculation angle obtained from the turning angle calculation unit and the joint angle calculation unit.

The operation control unit corresponds to a case where the tip position of the robot cannot be adjusted to an interpolation point corresponding to the turning angle due to an operation limit of the robot when the turning angle changes toward the teaching point. 2. The robot system control according to claim 1, wherein the robot is controlled such that the tip position of the robot maintains an interpolation point in the middle of the straight line until a turning angle at which the interpolation point can be adjusted is reached. apparatus.