JP2635106B2 - ロボットの作業領域制限装置 - Google Patents
ロボットの作業領域制限装置Info
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- JP2635106B2 JP2635106B2 JP15201588A JP15201588A JP2635106B2 JP 2635106 B2 JP2635106 B2 JP 2635106B2 JP 15201588 A JP15201588 A JP 15201588A JP 15201588 A JP15201588 A JP 15201588A JP 2635106 B2 JP2635106 B2 JP 2635106B2
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- robot
- arm
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- movement position
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- 238000000034 method Methods 0.000 description 10
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 210000000245 forearm Anatomy 0.000 description 3
- 210000000707 wrist Anatomy 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Manipulator (AREA)
- 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。
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。
＜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。
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。
＜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。
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。
＜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。
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。
＜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。
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。
＜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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
トで説明する。
まず記憶判定手段について説明する。
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。
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。
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。
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。
次に作業領域決定手段について説明する。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
＜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。
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。
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。
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。
Claims (1)
- 【請求項１】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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15201588A JP2635106B2 (ja) | 1988-06-20 | 1988-06-20 | ロボットの作業領域制限装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15201588A JP2635106B2 (ja) | 1988-06-20 | 1988-06-20 | ロボットの作業領域制限装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01321192A JPH01321192A (ja) | 1989-12-27 |
| JP2635106B2 true JP2635106B2 (ja) | 1997-07-30 |
Family
ID=15531198
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15201588A Expired - Lifetime JP2635106B2 (ja) | 1988-06-20 | 1988-06-20 | ロボットの作業領域制限装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2635106B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0335988A (ja) * | 1989-07-04 | 1991-02-15 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | ロボット動作範囲設定方法 |
| EP1951482A2 (en) * | 2005-11-16 | 2008-08-06 | Abb Ab | Method and device for controlling motion of an industrial robot |
-
1988
- 1988-06-20 JP JP15201588A patent/JP2635106B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01321192A (ja) | 1989-12-27 |
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