JP2635106B2 - Robot work area limiting device - Google Patents
Robot work area limiting deviceInfo
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- Control Of Position Or Direction (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 <産業上の利用分野> 本発明はロボットコントローラに記憶された動作プロ
グラムに基づいて作業を行うようにされたロボットの作
業領域を制限する装置に関する。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for limiting a work area of a robot that performs a work based on an operation program stored in a robot controller.
<従来の技術> 一般にロボットは、ロボット自身が移動可能な移動限
界と、このロボットが実際に使用される時に移動する領
域、すなわち作業領域をもっている。従来この作業領域
は、ロボットと、その周辺機器の配置を示すシステム構
想図の図面上で決定され、ロボット動作時の作業者の安
全性を考慮してロボットコントローラにより、ロボット
の移動状態を監視してロボットが所定の作業領域より大
きく移動しようとした際に、移動の中断信号を発信する
ソフトリミット、リミットスイッチ等によってロボット
のアームが作業領域より、はみ出したことを検出して、
サーボモータ等の駆動装置の電源を切るハードリミット
と、ロボットアームがそれ以上領域外に動かないように
ブロックするメカストッパによるメカリミットを設定
し、作業領域を制限してロボットの誤動作による暴走や
慣性によるオーバーランを防止するようにしている。<Prior Art> Generally, a robot has a movement limit at which the robot itself can move, and an area where the robot moves when it is actually used, that is, a work area. Conventionally, this work area is determined on the drawing of the system conceptual diagram showing the arrangement of the robot and its peripheral devices, and the robot controller monitors the movement state of the robot in consideration of the safety of the operator during the operation of the robot. When the robot attempts to move larger than the predetermined work area, it detects that the arm of the robot has protruded from the work area by the soft limit, limit switch, etc., which sends a movement interruption signal,
Set a hard limit to turn off the power supply of the drive device such as a servomotor, and a mechanical limit by a mechanical stopper that blocks the robot arm from moving out of the area any more. It tries to prevent overrun.
<発明が解決しようとする課題> しかし、上述のようにシステム構想図の図面上から求
められる作業領域は非常に大ざっぱであるため、実機上
における必要とされる作業領域よりも大きい。この結
果、ロボット周辺の棚を含めたロボット設置スペースが
大きくなる問題があった。<Problem to be Solved by the Invention> However, as described above, the work area required from the drawing of the system conceptual diagram is very rough, and is larger than the required work area on the actual machine. As a result, there is a problem that the robot installation space including the shelf around the robot becomes large.
<課題を解決するための手段> 本発明は上述した問題を解決するためになされたもの
で、ロボットを構成する各アームの位置を検出する位置
検出器と、動作プログラムの実行時に前記位置検出器の
信号から各アームの最小移動位置と最大移動位置を判定
し記憶する記憶判定手段と、各アームの最小移動位置と
最大移動位置とを表示する表示手段とを備え、前記最小
移動位置と最大移動位置とに所定の余裕角度を付加した
各アームの最大動作限界位置と最小動作限界位置とを決
め、この最大動作限界位置と最小動作限界位置に基づい
て各アームの作業領域を決定するようにしたものであ
る。<Means for Solving the Problems> The present invention has been made to solve the above-described problem, and has a position detector for detecting the position of each arm constituting a robot, and the position detector for executing an operation program. And a display for displaying the minimum movement position and the maximum movement position of each arm, and a display means for displaying the minimum movement position and the maximum movement position of each arm. The maximum operation limit position and the minimum operation limit position of each arm with a predetermined margin angle added to the position are determined, and the working area of each arm is determined based on the maximum operation limit position and the minimum operation limit position. Things.
<作用> 本発明は上述したような構成であるので、動作プログ
ラムの実行中に位置検出器によって各アームの位置を検
出し、この中から記憶判定手段によって最小移動位置と
最大移動位置を判定し記憶するとともに、表示手段によ
り表示する。こののち、最小移動位置と最大移動位置と
に所定の余裕角度を付加した最小動作限界位置と最大動
作限界位置に基づいて作業領域が決定される。<Operation> Since the present invention has the above-described configuration, the position of each arm is detected by the position detector during the execution of the operation program, and the minimum and maximum movement positions are determined from this by the storage determination means. The information is stored and displayed by the display means. Thereafter, the work area is determined based on the minimum operation limit position and the maximum operation limit position obtained by adding a predetermined margin angle to the minimum movement position and the maximum movement position.
<実施例> 以下本発明の実施例を図面に基づいて説明する。第1
図は6軸の多関節ロボット10の外観図である。この多関
節ロボット10のベース13上にはコラム12が設置されてお
り、コラム12はボディ14を旋回自在に配設している。ボ
ディ14にはアッパーアーム15が垂直面内で回転自在に軸
支され、アッパーアーム15の先端にはフォアーアーム16
が垂直面内で回転自在に軸支されている。フォアーアー
ム16の先端部にはリスト17が4軸d周りに回動自在に軸
支され、リスト17にはハンド18が5軸e周りに回転可能
に軸支されており、さらにハンド18の先端部のフランジ
19が6軸f周りに回転可能に軸支されている。そして、
前記1軸a〜6軸fには第2図に示すようにサーボモー
タM1〜M6と、このサーボモータM1〜M6の回転角を検出す
るエンコーダE1〜E6がそれぞれ設けられている。<Example> Hereinafter, an example of the present invention will be described with reference to the drawings. First
The figure is an external view of a six-axis articulated robot 10. A column 12 is provided on a base 13 of the articulated robot 10, and the column 12 has a body 14 rotatably disposed. An upper arm 15 is rotatably supported on the body 14 in a vertical plane, and a forearm 16 is attached to a tip of the upper arm 15.
Are rotatably supported in a vertical plane. A wrist 17 is rotatably supported around four axes d at the tip of the forearm 16, and a hand 18 is rotatably supported around five axes e on the wrist 17. Part flange
19 is rotatably supported around six axes f. And
As shown in FIG. 2, servomotors M1 to M6 and encoders E1 to E6 for detecting the rotation angles of the servomotors M1 to M6 are provided on the axes a to f, respectively.
第2図はロボットの制御装置の電気的構成を示すブロ
ックダイヤグラムである。20はCPU(中央処理装置)で
ある。このCPU20には、RAM(メモリ)25,サーボモータ
を駆動するためのサーボCPU22a〜22f,運転命令等の指令
を入力する操作盤26及びCRT(表示装置)30が接続さ
れ、ロボットコントローラを構成している。ロボットに
取り付けられた1軸〜6軸駆動用のサーボモータM1〜M6
は、それぞれサーボCPU22a〜22fによって駆動される。FIG. 2 is a block diagram showing an electric configuration of the control device of the robot. 20 is a CPU (central processing unit). The CPU 20 is connected to a RAM (memory) 25, servo CPUs 22a to 22f for driving servo motors, an operation panel 26 for inputting commands such as operation commands, and a CRT (display device) 30 to constitute a robot controller. ing. Servo motors M1 to M6 for driving 1 to 6 axes mounted on robot
Are driven by servo CPUs 22a to 22f, respectively.
前記サーボCPU22a〜22fのそれぞれは、CPU20から出力
される出力角データθ1〜θ6と、サーボモータM1〜M6
に連結されたエンコーダE1〜E6の出力α1〜α6との間
の偏差を演算し、この演算された偏差の大きさに応じた
速度で各サーボモータM1〜M6を回転させるように動作す
る。また、1軸〜6軸に設けられたエンコーダE1〜E6の
出力α1〜α6はCPU20に入力されるようになってい
る。The servo CPUs 22a to 22f respectively include output angle data θ1 to θ6 output from the CPU 20 and servo motors M1 to M6.
And calculates the deviation between the outputs α1 to α6 of the encoders E1 to E6 connected to the servomotors M1 to M6, and operates to rotate the servomotors M1 to M6 at a speed corresponding to the magnitude of the calculated deviation. The outputs α1 to α6 of the encoders E1 to E6 provided for the 1st to 6th axes are input to the CPU 20.
前記RAM25にはロボットを動作させるための動作プロ
グラムと、1軸a〜6軸fの最大移動位置θ(i)maxと最
小移動位置θ(i)minおよび動作限界位置θ(i)+Lim,θ
(i)-Limとを記憶する記憶エリアが設けられている。The RAM 25 includes an operation program for operating the robot, a maximum movement position θ (i) max , a minimum movement position θ (i) min, and an operation limit position θ (i) + Lim of the axes a to f. θ
(i) A storage area for storing -Lim is provided.
次に、本装置の作用を第3図,第4図のフローチャー
トで説明する。Next, the operation of the present apparatus will be described with reference to the flowcharts of FIGS.
まず記憶判定手段について説明する。 First, the storage determination means will be described.
ステップ100で最大移動位置θ(i)maxと最小移動位置
θ(i)minの値を所定の量に設定したのちステップ101で
動作プログラムを実行し、ステップ102でパラメータi
を1とする。そしてステップ103でパラメータiで示さ
れる軸の現在角度θ(i)値を読み込んだのちステップ104
に進む。ステップ104では現在角度θ(i)と最大移動位置
θ(i)maxを比較し、現在角度θ(i)が最大移動位置θ
(i)maxより大きい場合はステップ105に進んで最大移動
位置θ(i)maxを現在角度θ(i)に更新したのちステップ1
06に進み、現在角度θ(i)が最大移動位置θ(i)maxより
小さい場合はそのままステップ106に進む。ステップ106
に進むと今度は現在角度θ(i)と最小移動位置θ(i)min
を比較し、現在角度θ(i)が最小移動位置θ(i)minをよ
り小さい場合はステップ107に進んで最小移動位置θ
(i)minを現在角度θ(i)に更新したのちステップ108に進
み、現在角度θ(i)が最小移動位置θ(i)minより大きい
場合はそのままステップ108に進む。次にステップ108で
はパラメータiが6(制御軸数)かどうか判定し、6で
なければステップ109に進みパラメータiに1を加算し
たのちに前記ステップ103にもどり、6であれば1軸a
〜6軸fのすべての現在角度θ(i)が判定されたとして
ステップ110に進む。ステップ110に進むとロボット10の
動作が終了したかどうか判定し、終了していればステッ
プ111に進み、処理を終了し、終了していなければ前記
ステップ102に進む。ステップ111に進むと、1軸a〜6
軸fの最大移動位置θ(i)maxと最小移動位置θ(i)minを
CRT30に表示して処理を終了する。In step 100, the values of the maximum movement position θ (i) max and the minimum movement position θ (i) min are set to predetermined amounts, then the operation program is executed in step 101, and the parameter i is set in step 102.
Is set to 1. Then, in step 103, the current angle θ (i) value of the axis indicated by the parameter i is read, and then in step 104
Proceed to. In step 104, the current angle θ (i) is compared with the maximum movement position θ (i) max , and the current angle θ (i) is compared with the maximum movement position θ.
If (i) is larger than max , the process proceeds to step 105, where the maximum movement position θ (i) max is updated to the current angle θ (i) , and then step 1
The process proceeds to step 106, and if the current angle θ (i) is smaller than the maximum movement position θ (i) max, the process directly proceeds to step 106. Step 106
The current angle θ (i) and the minimum movement position θ (i) min
If the current angle θ (i) is smaller than the minimum movement position θ (i) min , the routine proceeds to step 107, where the minimum movement position θ
proceeds (i) min to step 108 after updating the current angle theta (i), the current angle theta (i) is greater than the minimum movement position θ (i) min directly proceeds to step 108. Next, at step 108, it is determined whether or not the parameter i is 6 (the number of control axes). If it is not 6, the routine proceeds to step 109, where 1 is added to the parameter i.
It is determined that all the current angles θ (i) of the six axes f have been determined, and the process proceeds to step 110. When the operation proceeds to step 110, it is determined whether or not the operation of the robot 10 has been completed. If the operation has been completed, the operation proceeds to step 111, and the processing ends. When the process proceeds to step 111, one axis a to 6
The maximum movement position θ (i) max and the minimum movement position θ (i) min of axis f
The message is displayed on the CRT 30 and the process ends.
このようにして動作プログラム実行中の1軸a〜6軸
fまでの動きがリアルタイムにモニタリングされ、各軸
の最大移動位置θ(i)maxと最小移動位置θ(i)minが判定
される。In this manner, the movements of the axes a to f during execution of the operation program are monitored in real time, and the maximum movement position θ (i) max and the minimum movement position θ (i) min of each axis are determined.
次に作業領域決定手段について説明する。 Next, the work area determining means will be described.
第4図においてステップ300でパラメータiを1にし
たのちステップ301に進み、パラメータiで示される軸
の余裕領域ωが操作盤26より入力されるのを待つ。そし
て余裕領域ωが入力されるとステップ302に進み、最大
移動位置θ(i)maxと最小移動位置θ(i)minに余裕領域ω
が加減算され作業限界位置θ(i)+Lim,θ(i)-Limが求め
られる。そしてこの作業限界位置θ(i)+Lim,θ(i)-Lim
がステップ303でi軸のソフトリミットとしてRAM25に記
憶され、その後ステップ304でパラメータiが6とな
り、全ての軸の作業限界位置θ(i)+Lim,θ(i)-Lim求め
られるまでステップ301〜304が繰り返されたのち、ステ
ップ305で全ての軸の作業限界位置θ(i)+Lim,θ
(i)-LimをCRT30に表示して処理を終了する。In FIG. 4, after the parameter i is set to 1 in step 300, the process proceeds to step 301, and waits until the margin area ω of the axis indicated by the parameter i is input from the operation panel 26. When the margin area ω is input, the process proceeds to step 302, where the maximum movement position θ (i) max and the minimum movement position θ (i) min
Are added and subtracted to obtain work limit positions θ (i) + Lim and θ (i) -Lim . And this work limit position θ (i) + Lim , θ (i) -Lim
Is stored in the RAM 25 as the soft limit of the i-axis in the step 303, and then the parameter i becomes 6 in the step 304 and the work limit positions θ (i) + Lim and θ (i) -Lim of all the axes are obtained in the step 301. After Steps 304 to 304 are repeated, in step 305, the work limit positions θ (i) + Lim , θ of all axes
(i) Display -Lim on CRT30 and end the process.
こののちハードリミット、及びメカリミットを作業限
界位置θ(i)+Lim,θ(i)-Limに基づいて設定すればよい
わけである。Thereafter, the hard limit and the mechanical limit may be set based on the work limit positions θ (i) + Lim and θ (i) -Lim .
尚上記実施例では最大作業限界位置θ(i)+Limと最小
作業限界位置θ(i)-LimをソフトリミットとしてRAM25に
記憶したのち、CRT30に表示しているが、これに限られ
るものでなく何れか一方のみを行うようにしてもよい。
また、最大作業限界位置θ(i)+Limと最小作業限界位置
θ(i)-Lim求める場合最大移動位置θ(i)maxと最小移動
位置θ(i)minに基づいて人手によって求めてやっても良
い。In the above embodiment, the maximum operation limit position θ (i) + Lim and the minimum operation limit position θ (i) -Lim are stored in the RAM 25 as soft limits and then displayed on the CRT 30. Alternatively, only one of them may be performed.
In addition, when the maximum working limit position θ (i) + Lim and the minimum working limit position θ (i) −Lim are obtained, they are manually obtained based on the maximum moving position θ (i) max and the minimum moving position θ (i) min. May be.
<発明の効果> 以上述べたように本発明においては、ロボットを構成
する各アームの位置を検出する位置検出器と、動作プロ
グラムの実行時に前記位置検出器の信号から各アームの
最小移動位置と最大移動位置を判定し記憶する記憶判定
手段と、各アームの最小移動位置と最大移動位置とを表
示する表示手段とを備え、前記最小移動位置と最大移動
位置とに所定の余裕角度を付加した各アームの最大動作
限界位置と最小動作限界位置とを決め、この最大動作限
界位置と最小動作限界位置に基づいて各アームの作業領
域を決定するようにしたことにより、ロボットの正確な
作業領域を決定することができ、ソフトリミット,ハー
ドリミットおよびメカリミットを最適な位置に設定して
省スペースを図ることができる利点がある。<Effect of the Invention> As described above, in the present invention, the position detector for detecting the position of each arm constituting the robot, and the minimum movement position of each arm based on the signal of the position detector when executing the operation program. A storage determining unit that determines and stores the maximum movement position; and a display unit that displays the minimum movement position and the maximum movement position of each arm, and a predetermined margin angle is added to the minimum movement position and the maximum movement position. By determining the maximum operation limit position and the minimum operation limit position of each arm and determining the work area of each arm based on the maximum operation limit position and the minimum operation limit position, an accurate work area of the robot can be obtained. There is an advantage that space can be saved by setting the soft limit, the hard limit, and the mechanical limit at optimal positions.
図面は本発明にの実施例を示すもので、第1図はロボッ
トの機械的構成を示した側面図、第2図はロボットの制
御装置を示したブロックダイヤグラム、第3図,第4図
は本実施例の作業領域決定装置で使用されたCPUの処理
手順を示したフローチャートである。 12……コラム、13……ベース、14……ボディ、15……ア
ッパーアーム、16……フォアーアーム、17……リスト、
18……ハンド、19……フランジ、20……CPU、22……サ
ーボCPU、25……RAM、26……操作盤、30……CRT。1 shows an embodiment of the present invention. FIG. 1 is a side view showing a mechanical configuration of a robot, FIG. 2 is a block diagram showing a control device of the robot, and FIGS. 4 is a flowchart illustrating a processing procedure of a CPU used in the work area determination device of the present embodiment. 12 ... column, 13 ... base, 14 ... body, 15 ... upper arm, 16 ... forearm, 17 ... list,
18 ... hand, 19 ... flange, 20 ... CPU, 22 ... servo CPU, 25 ... RAM, 26 ... operation panel, 30 ... CRT.
Claims (1)
ログラムに基づいての作業を行うようにされたロボット
において、ロボットを構成する各アームの位置を検出す
る位置検出器と、動作プログラムの実行時に前記位置検
出器の信号から各アームの最小移動位置と最大移動位置
を判定し記憶する記憶判定手段と、各アームの最小移動
位置と最大移動位置とを表示する表示手段とを備え、前
記最小移動位置と最大移動位置とに所定の余裕角度を付
加した各アームの最大動作限界位置と最小動作限界位置
とを決め、この最大動作限界位置と最小動作限界位置に
基づいて各アームの作業領域を決定するようにしたこと
を特徴とするロボットの作業領域制限装置。1. A robot adapted to perform an operation based on an operation program stored in a robot controller, a position detector for detecting a position of each arm constituting the robot, and a position detector for executing the operation program. A storage determination unit that determines and stores the minimum movement position and the maximum movement position of each arm from the signal of the detector, and a display unit that displays the minimum movement position and the maximum movement position of each arm; and A maximum operation limit position and a minimum operation limit position of each arm obtained by adding a predetermined margin angle to the maximum movement position are determined, and a work area of each arm is determined based on the maximum operation limit position and the minimum operation limit position. A work area limiting device for a robot, comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15201588A JP2635106B2 (en) | 1988-06-20 | 1988-06-20 | Robot work area limiting device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15201588A JP2635106B2 (en) | 1988-06-20 | 1988-06-20 | Robot work area limiting device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH01321192A JPH01321192A (en) | 1989-12-27 |
JP2635106B2 true JP2635106B2 (en) | 1997-07-30 |
Family
ID=15531198
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP15201588A Expired - Lifetime JP2635106B2 (en) | 1988-06-20 | 1988-06-20 | Robot work area limiting device |
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JP (1) | JP2635106B2 (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0335988A (en) * | 1989-07-04 | 1991-02-15 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Setting method for operation range of robot |
CN101309783B (en) * | 2005-11-16 | 2013-09-11 | Abb股份有限公司 | Method and device for controlling motion of an industrial robot equiped with positioning switch |
-
1988
- 1988-06-20 JP JP15201588A patent/JP2635106B2/en not_active Expired - Lifetime
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JPH01321192A (en) | 1989-12-27 |
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