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JP7251814B2 - ROBOT CONTROL SYSTEM, ROBOT CONTROL METHOD, AND PROGRAM - Google Patents

ROBOT CONTROL SYSTEM, ROBOT CONTROL METHOD, AND PROGRAM Download PDF

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JP7251814B2 JP2020534034A JP2020534034A JP7251814B2 JP 7251814 B2 JP7251814 B2 JP 7251814B2 JP 2020534034 A JP2020534034 A JP 2020534034A JP 2020534034 A JP2020534034 A JP 2020534034A JP 7251814 B2 JP7251814 B2 JP 7251814B2
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Description

本発明は、ロボット制御システム、ロボット制御方法、及びプログラムに関するものである。 The present invention relates to a robot control system, a robot control method, and a program.

例えば、特許文献1では、ロボットが物体と接触する接触位置を検出するための装置において、前記ロボットに取り付けられ、物体と接触する方向に弾性的に変位可能なプローブと、動作中の前記ロボットに対して前記プローブの位置を計算するプローブ位置計算部と、前記プローブが物体と接触した状態を検出する接触検出部と、前記プローブの接触状態が検出された場合、計算された前記プローブの位置に基づいて前記接触位置を導出する、接触位置計算部と、を備えることを特徴とする、装置が開示されている。 For example, in Patent Document 1, a device for detecting a contact position where a robot contacts an object includes a probe attached to the robot and elastically displaceable in the direction of contact with the object, and a probe attached to the robot during operation. A probe position calculation unit that calculates the position of the probe, a contact detection unit that detects a state in which the probe is in contact with an object, and when the contact state of the probe is detected, the calculated position of the probe and a touch position calculator for deriving the touch position based on.

特開2011‐230234号公報JP 2011-230234 A

本発明は、ロボットをより安全かつ効率的に制御するロボット制御システムを提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a robot control system that controls a robot more safely and efficiently.

本発明に係るロボット制御システムは、ロボットの動作の軌跡を記憶する軌跡記憶部と、前記ロボットを動作させる前進部と、前記前進部により動作する前記ロボットが障害物に接触したことを検知する検知部と、前記検知部により障害物への接触が検知された場合に、前記ロボットを、前記軌跡記憶部により記憶された軌跡に基づいて、障害物との接触位置から逆進させる逆進部と、前記逆進部により逆進した前記ロボットの動作を停止する停止部とを有する。 A robot control system according to the present invention includes a trajectory storage unit that stores a trajectory of a robot's motion, a forwarding unit that moves the robot, and a detection unit that detects that the robot, which is operated by the forwarding unit, has come into contact with an obstacle. and a reversing unit that reverses the robot from the position of contact with the obstacle based on the trajectory stored by the trajectory storage unit when the detection unit detects contact with the obstacle. , and a stop section for stopping the movement of the robot reversed by the reversing section.

好適には、前記検知部により障害物との接触を検知した時のロボットの座標を保持する座標管理部と、前記検知部により障害物との接触により中断したプログラムの中断位置を保持するプログラム管理部と、前記停止部により中断されたプログラムを再開するプログラム再開部と、をさらに有し、前記座標管理部により保持された座標と、再稼働した前記ロボットの座標とが一致した場合に、前記プログラム再開部は、前記プログラム管理部により保持される中断した位置からプログラムを再開する。 Preferably, a coordinate management unit that holds coordinates of the robot when the detection unit detects contact with an obstacle, and a program management unit that holds an interruption position of a program interrupted by the detection unit due to contact with an obstacle. and a program resuming unit for resuming the program interrupted by the stopping unit. A program resumer resumes the program from the interrupted position maintained by the program manager.

好適には、前記前進部は、前記逆進部により逆進した軌跡を戻り、前記プログラム再開部は、前記前進部により軌跡を戻るロボットの座標と前記座標管理部により保持された座標とが一致した場合に、プログラムを再開する。 Preferably, the forward movement unit returns the locus reversed by the reverse movement unit, and the program restart unit causes coordinates of the robot returning the locus by the forward movement unit to match the coordinates held by the coordinate management unit. If so, restart the program.

好適には、前記ロボットは、サーボモータの発生推力と、減速機構による増加推力と、前記ロボット筐体の最大のモーメント長との合計推力値が40N以下である。 Preferably, the robot has a total thrust value of 40 N or less of the thrust generated by the servomotor, the increased thrust by the speed reduction mechanism, and the maximum moment length of the robot housing.

本発明に係るロボット制御方法は、ロボットの動作の軌跡を記憶するステップと、前記ロボットを動作させるステップと、前記動作させるステップにより動作する前記ロボットが障害物に接触したことを検知するステップと、前記検知するステップにより障害物への接触が検知された場合に、前記ロボットを、前記記憶するステップにより記憶された軌跡に基づいて、障害物との接触位置から逆進させるステップと、前記逆進するステップにより逆進した前記ロボットの動作を停止するステップとを有する。 A robot control method according to the present invention comprises the steps of: storing a motion trajectory of a robot; operating the robot; detecting that the operating robot has come into contact with an obstacle; when contact with an obstacle is detected in the detecting step, the robot moves backward from the contact position with the obstacle based on the trajectory stored in the storing step; and stopping the movement of the robot that has reversed by the step of performing.

本発明に係るプログラムは、ロボットの動作の軌跡を記憶するステップと、前記ロボットを動作させるステップと、前記動作させるステップにより動作する前記ロボットが障害物に接触したことを検知するステップと、前記検知するステップにより障害物への接触が検知された場合に、前記ロボットを、前記記憶するステップにより記憶された軌跡に基づいて、障害物との接触位置から逆進させるステップと、前記逆進するステップにより逆進した前記ロボットの動作を停止するステップとをコンピュータに実行させる。 A program according to the present invention comprises steps of storing a locus of motion of a robot; operating the robot; detecting that the robot operating by the step of operating contacts an obstacle; when contact with an obstacle is detected in the step of moving, the robot moves backward from the contact position with the obstacle based on the trajectory stored in the storing step; and the step of moving backward. and stopping the movement of the robot that has moved in reverse.

本発明によれば、ロボットをより安全かつ効率的に制御することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, a robot can be controlled more safely and efficiently.

ロボット制御システム1の全体構成を例示する図である。1 is a diagram illustrating the overall configuration of a robot control system 1; FIG. スカラロボット3とロボットコントローラ7との相互作用を表す図である。FIG. 3 is a diagram showing interactions between the SCARA robot 3 and the robot controller 7; ロボットコントローラ7の機能構成を例示する図である。3 is a diagram illustrating a functional configuration of a robot controller 7; FIG. ロボット制御システム1における人体と接触時のロボット制御のシーケンス図である。4 is a sequence diagram of robot control in the robot control system 1 at the time of contact with a human body; FIG. ロボット制御システム1における、スカラロボット3の再開処理(S10)を説明するフローチャートである。4 is a flowchart for explaining restart processing (S10) of the SCARA robot 3 in the robot control system 1. FIG.

スカラ型協働ロボットの安全動作は、ロボットを構成するサーボモータと減速機を含むアクチュエータ系が発生する最大推力を安全規格の既定値以内に抑えることで実現されてきた。つまり、これまでの安全動作は、作業者とロボットとが作業中に接触した場合に、人体に損傷を与えることなく、ロボットが動作を停止できることという最低限の要求を満たすに過ぎず、ロボットの再稼働について確立した手法は存在しなかった。 The safe operation of SCARA collaborative robots has been achieved by limiting the maximum thrust generated by the actuator system, which includes servo motors and reduction gears, within the prescribed values of safety standards. In other words, the safe operation up to now only satisfies the minimum requirement that the robot can stop moving without causing damage to the human body when the worker and the robot come into contact with each other during work. There was no established method for restarting.

従来の協働ロボットの安全動作に係る一連の手続き(動作)は、ロボットが人体との接触による停止動作を実行し、ロボットの操作者が停止動作を確認し、人体の安全を確認し、作業途中のロボットのプログラムを破棄し、ロボットの作業開始点であるロボット原点へ復帰させ、次のロボット動作の再スタート指令を待つという時間のかかる作業手順が必要であった。この作業の中断により復旧プロセスとして「原点復帰動作」及び「ワーク廃棄」が必要となり、時間がかかるためにタクトタイムが増加し、生産ライン内の他のロボットとの同期動作が難しくなり、生産ライン全体のタクト調整が必要となる可能性もあった。 A series of procedures (movements) related to the safe operation of conventional collaborative robots consisted of the robot executing a stopping operation upon contact with the human body, the operator of the robot confirming the stopping operation, confirming the safety of the human body, and performing the work. A time-consuming work procedure was required in which the robot's program in the middle was discarded, the robot returned to the robot origin, which is the work start point of the robot, and the next robot operation restart command was waited for. Due to this interruption of work, "home return operation" and "workpiece disposal" are required as a recovery process, which takes time and increases takt time, making it difficult to synchronize operations with other robots in the production line. There was also the possibility that overall takt adjustment would be required.

具体的には、スカラ型協働ロボットの設置要件は、作業者とロボットの協働作業を円滑に行えることが必須とされるために、作業者の周りに近く設置されることが多い。そのため、共同作業中に誤って作業者がロボットの筐体に接触してしまうことが有り得るこの場合、人体に損傷を与えないことが最大の仕様項目となる。そして、一旦接触が発生した場合、いかに短い時間で再起動し、接触で中断したロボットの作業を復旧させるかが次の要求項目となる。短時間復旧の仕様はロボットの接触が発生した実行中のタクトの取り扱いで決まってくる。つまり、従来は、接触が起きたタクトは廃棄し、一旦ロボットを原点位置まで戻し、ワークを廃棄し、ロボットを初期条件まで戻してから次の新しいタクトに入る。一般のロボットは、作業中に停止が発生した場合は、何らかの異常事態が発生したと捉えられ、ロボット管理者は、直ちにメイン電源を切り、安全を確認するための調査作業に入る。この作業には、それなりの時間がかかる。 Specifically, SCARA-type collaborative robots are often installed close to workers because it is essential that workers and robots can work together smoothly. Therefore, in cases where workers may accidentally touch the housing of the robot during collaborative work, the most important specification item is to prevent damage to the human body. The next requirement is how to restart the robot in a short period of time and restore the work interrupted by the contact once contact occurs. The specification of short-time recovery is determined by the handling of the takt during execution in which contact with the robot occurs. That is, conventionally, the takt where contact occurred is discarded, the robot is once returned to the origin position, the workpiece is discarded, the robot is returned to the initial conditions, and then the next new takt is started. When a general robot stops during work, it is assumed that some kind of abnormal situation has occurred, and the robot manager immediately turns off the main power supply and begins investigation work to confirm safety. This work will take some time.

そこで、本発明は、これらの課題を解決するために、作業者がスカラ型協働ロボットと接触した場合に、ロボットは、退避動作を実行した後に停止し、再起動後に停止前のプログラムの続きを実行し、人体の安全確保を行うとともに、作業途中のロボットのプログラムを破棄することなく処理を続けるロボット制御システムを提供するものである。 Therefore, in order to solve these problems, the present invention, when a worker comes into contact with a SCARA collaborative robot, causes the robot to stop after performing an evacuation operation, and after restarting, continue the program before stopping. to ensure the safety of the human body, and to provide a robot control system that continues processing without discarding the program of the robot in the middle of work.

図1は、ロボット制御システム1の全体構成を例示する図である。
図1に例示するように、ロボット制御システム1は、スカラロボット3及びロボットコントローラ7を有する。
スカラロボット3は、多関節ロボットであり、サーボモータ9の力で関節を可動させ、アームの先端に取り付けるエンドエフェクタを目的の位置に移動させ、物を掴んで移動させたり、溶接を行ったり、塗装を行ったりする。各関節は、サーボアクチュエータ11を有し、これにより、サーボモータ9の位置や速度の制御を行う。本例におけるスカラロボット3は、旋回軸、第一水平軸、第二水平軸、及び上下垂直軸の4軸を有する。また、本例におけるスカラロボット3は、1.8度ステップのハイブリッド・ステッピングモーターを多極の同期電動機と捉え、200パルス/1回転のエンコーダをモータ回転軸上に配置したモータをブラシレスサーボアクチュエータとする制御方式を用いた電動機を全ての構成軸用アクチュエータとして用いた。スカラロボット3は、本発明に係るロボットの一例である。
FIG. 1 is a diagram illustrating the overall configuration of a robot control system 1. As shown in FIG.
As illustrated in FIG. 1 , the robot control system 1 has a SCARA robot 3 and a robot controller 7 .
The SCARA robot 3 is a multi-joint robot, and the joints are moved by the power of the servomotor 9, the end effector attached to the tip of the arm is moved to the target position, and the object is grasped and moved, welded, etc. I do painting. Each joint has a servo actuator 11 that controls the position and speed of the servo motor 9 . The SCARA robot 3 in this example has four axes: a turning axis, a first horizontal axis, a second horizontal axis, and a vertical vertical axis. The SCARA robot 3 in this example regards a 1.8 degree step hybrid stepping motor as a multi-pole synchronous motor, and a motor with a 200 pulses/revolution encoder arranged on the motor rotation shaft as a brushless servo actuator. Electric motors using a control system that controls each axis were used as actuators for all the constituent axes. The SCARA robot 3 is an example of a robot according to the present invention.

通常の4軸スカラロボットは、旋回軸とは別の場所に上下垂直軸を設けるためにロボット筐体が複雑に変形し、その変形により、ロボット作業空間を減少させることになる。
一方で、本例の4軸のサーボアクチュエータ11は、全てスカラロボット3の筐体の中に内蔵しており、その構造は、旋回軸の真上に上下垂直軸を設けているためシンプルな構造である。
In a normal four-axis SCARA robot, the robot housing is complicatedly deformed because the vertical axis is provided at a location different from the pivot axis, and the deformation reduces the robot work space.
On the other hand, the 4-axis servo actuators 11 of this example are all built in the housing of the SCARA robot 3, and the structure is simple because the up-down vertical axis is provided directly above the turning axis. is.

ロボットコントローラ7は、サーボモータ9を制御するサーボアンプや基板などが収納された制御装置であり、スカラロボット3の動きを総合的にコントロールする。具体的には、ロボットコントローラ7は、スカラロボット3の座標管理、推力管理等を行う。なお、図1において、ロボットコントローラ7は、スカラロボット3から独立しているが、小型化により、旋回軸直上のスカラロボット3の筐体内に入れ込まれてもよい。小型化によりスカラロボット3の作業空間の有効活用が可能になる。また、ロボットコントローラ7は、特許第4332879号をベースとして従来のプログラム言語(ロボットプログラム言語を含む)を用いない、ビジュアルプログラムを採用し、プログラム初心者の負担を極端に軽減した。 The robot controller 7 is a control device housing a servo amplifier for controlling the servo motor 9, a substrate, and the like, and comprehensively controls the movement of the SCARA robot 3. FIG. Specifically, the robot controller 7 performs coordinate management, thrust management, etc. of the SCARA robot 3 . Although the robot controller 7 is independent from the SCARA robot 3 in FIG. 1, it may be incorporated in the housing of the SCARA robot 3 directly above the turning axis for miniaturization. The miniaturization enables effective utilization of the working space of the SCARA robot 3 . In addition, the robot controller 7 adopts a visual program based on Japanese Patent No. 4332879, which does not use a conventional program language (including a robot program language), thereby significantly reducing the burden on programming beginners.

図2は、スカラロボット3とロボットコントローラ7との相互作用を表す図である。
図2に例示するように、ロボットコントローラ7は、サーボコントローラ5と信号の送受信を行い、サーボコントローラ5を介してサーボモータ9を制御する。
スカラロボット3の接触検知部は、障害物の接触を検知した場合に、サーボコントローラ5及びロボットコントローラ7に接触を通知する。サーボコントローラ5は、各サーボモータ9を停止させ、ロボットコントローラ7は、停止したロボットの停止座標を管理する。再起動スイッチにより再起動の信号が送信された場合に、ロボットコントローラ7は、サーボコントローラ5に再起動の通知を行い、スカラロボット3が再起動後に初めて停止座標に到達した時に、中断したプログラムを再開する。
FIG. 2 is a diagram showing interaction between the SCARA robot 3 and the robot controller 7. As shown in FIG.
As illustrated in FIG. 2 , the robot controller 7 transmits and receives signals to and from the servo controller 5 and controls the servo motor 9 via the servo controller 5 .
The contact detection unit of the SCARA robot 3 notifies the servo controller 5 and the robot controller 7 of the contact when detecting contact with the obstacle. The servo controller 5 stops each servo motor 9, and the robot controller 7 manages stop coordinates of the stopped robot. When the restart signal is sent by the restart switch, the robot controller 7 notifies the servo controller 5 of the restart, and restarts the interrupted program when the SCARA robot 3 reaches the stop coordinates for the first time after restarting. resume.

図3は、ロボットコントローラ7の機能構成を例示する図である。
図3に例示するように、ロボットコントローラ7には、ロボット制御プログラム70がインストールされる。ロボット制御プログラム70は、軌跡記憶部700、前進部702、停止検知部704、逆進部706、停止部708、座標管理部710、プログラム管理部712、プログラム再開部714、及び推力管理部708を有する。
軌跡記憶部700は、スカラロボット3の動作の軌跡を記憶する。
前進部702は、スカラロボット3を動作させる。また、前進部702は、スカラロボット3の再稼働時に、逆進部706(後述)により逆進した軌跡に基づいて、逆進した移動量と等しい移動量をサーボコントローラ5にセットし、スカラロボット3に戻らせる。
停止検知部704は、前進部702により動作するスカラロボット3が障害物に接触したことを検知する。具体的には、スカラロボット3が障害物と接触した場合に、スカラロボット3の接触検知部が接触を検知し、停止検知部704に通知する。また、停止検知部704は、スカラロボット3が実行中であったプログラムを中断する。停止検知部704は、本発明に係る検知部の一例である。
FIG. 3 is a diagram illustrating the functional configuration of the robot controller 7. As shown in FIG.
As illustrated in FIG. 3, a robot control program 70 is installed in the robot controller 7 . The robot control program 70 includes a trajectory storage section 700, a forward movement section 702, a stop detection section 704, a reverse movement section 706, a stop section 708, a coordinate management section 710, a program management section 712, a program restart section 714, and a thrust management section 708. have.
The trajectory storage unit 700 stores the trajectory of the operation of the SCARA robot 3 .
The advance unit 702 moves the SCARA robot 3 . Further, when the SCARA robot 3 is restarted, the advance unit 702 sets a movement amount equal to the reversed movement amount in the servo controller 5 based on the trajectory reversed by the reverse movement unit 706 (described later). return to 3.
The stop detection unit 704 detects that the SCARA robot 3 operated by the advancing unit 702 has come into contact with an obstacle. Specifically, when the SCARA robot 3 comes into contact with an obstacle, the contact detection unit of the SCARA robot 3 detects the contact and notifies the stop detection unit 704 of the contact. Also, the stop detection unit 704 interrupts the program that the SCARA robot 3 was executing. Stop detection unit 704 is an example of a detection unit according to the present invention.

逆進部706は、停止検知部704により障害物への接触が検知された場合に、スカラロボット3を、軌跡記憶部700により記憶された軌跡に基づいて、障害物との接触位置から逆進させる。具体的には、逆進部706は、停止検知部704により障害物への接触が検知された場合に、移動用逆進用パルスをサーボコントローラ5に出力し、スカラロボット3を、接触検知時から一定の距離で逆進させる。これにより、障害物とスカラロボット3との距離が保たれ、安全が確保される。
停止部708は、逆進部706により逆進したスカラロボット3の動作を停止する。
座標管理部710は、停止検知部704により障害物との接触を検知した時のロボットの座標を保持する。具体的には、座標管理部710は、停止検知部704により接触を検知した場合に、スカラロボット3の構成軸の全座標をメモリに記憶する。
プログラム管理部712は、停止検知部704により障害物との接触により中断したプログラムの中断位置を保持する。
When the stop detection unit 704 detects contact with an obstacle, the reverse unit 706 causes the SCARA robot 3 to move backward from the position of contact with the obstacle based on the trajectory stored in the trajectory storage unit 700. Let Specifically, when the stop detection unit 704 detects contact with an obstacle, the reverse unit 706 outputs a movement-use reverse pulse to the servo controller 5, and causes the SCARA robot 3 to move in the direction of contact detection. reverse at a constant distance from As a result, the distance between the obstacle and the SCARA robot 3 is maintained, ensuring safety.
A stop unit 708 stops the operation of the SCARA robot 3 that has been reversed by the reverse unit 706 .
The coordinate management unit 710 holds coordinates of the robot when the stop detection unit 704 detects contact with an obstacle. Specifically, when the stop detection unit 704 detects contact, the coordinate management unit 710 stores all the coordinates of the constituent axes of the SCARA robot 3 in the memory.
The program management unit 712 holds the interruption position of the program interrupted by contact with an obstacle by the stop detection unit 704 .

プログラム再開部714は、プログラム管理部712により保持されたプログラムの中断位置からプログラムを再開する。具体的には、プログラム再開部714は、座標管理部710により保持された座標と、再稼働したスカラロボット3の座標とが一致した場合に、プログラム管理部712により保持される中断した位置からプログラムを再開する。より具体的には、プログラム再開部714は、前進部702により、逆進した軌跡を戻るロボットの座標と前記座標管理部712により保持された座標とが一致した場合に、プログラムを再開する。すなわち、プログラム再開部714は、再起動したスカラロボット3が、座標管理部710により管理される停止座標を通過した時点で接触停止以降の残りのプログラムに切り替える。これにより、最小のロスタイムでロボットの一つのシーケンスを完了することができる。
推力管理部716は、スカラロボット3のアームの推力を制御し、サーボアクチュエータ11の最大推力は、40N以下である。具体的には、推力管理部716は、サーボモータ9の発生推力と、減速機構による増加推力と、スカラロボット3筐体の最大のモーメント長との合計推力値が40N以下になるよう制御する。すなわち、本例において、4軸のサーボアクチュエータ各々の発生最大推力は40N以下である。これにより、スカラロボット3は、人体または外部移動動物体との接触時、40Nの力でつり合いが取られ、人体または外部移動動物体に損傷を受けることなく停止することができる。
The program resuming unit 714 resumes the program from the program interruption position held by the program management unit 712 . Specifically, when the coordinates held by the coordinate management unit 710 match the coordinates of the re-operated SCARA robot 3, the program restart unit 714 restarts the program from the interrupted position held by the program management unit 712. to resume. More specifically, the program resuming unit 714 resumes the program when the coordinates of the robot returning on the backward trajectory by the advancing unit 702 match the coordinates held by the coordinate managing unit 712 . That is, when the restarted SCARA robot 3 passes the stop coordinates managed by the coordinate management unit 710, the program restarting unit 714 switches to the remaining program after contact stop. This allows the robot to complete one sequence with minimal lost time.
The thrust management unit 716 controls the thrust of the arm of the SCARA robot 3, and the maximum thrust of the servo actuator 11 is 40N or less. Specifically, the thrust management unit 716 controls the total thrust value of the thrust generated by the servomotor 9, the increased thrust by the speed reduction mechanism, and the maximum moment length of the SCARA robot 3 housing to be 40N or less. That is, in this example, the maximum thrust generated by each of the four-axis servo actuators is 40 N or less. As a result, the SCARA robot 3 can be balanced with a force of 40N when it comes into contact with the human body or the external moving object, and can stop without being damaged by the human body or the external moving object.

図4は、ロボット制御システム1における人体との接触時のロボット制御のシーケンス図である。
図4に例示するように、スカラロボット3は、障害物との接触を検知した場合に、スカラロボット3の動作を減速し、停止させる。続いて、スカラロボット3を既定の移動量で逆進させ停止させる。その後、スカラロボット3の操作者により安全確認がなされ、スカラロボット3の再稼働スイッチが押下され、中断したプログラムの中断位置からプログラムが再開される。
FIG. 4 is a sequence diagram of robot control at the time of contact with the human body in the robot control system 1. As shown in FIG.
As illustrated in FIG. 4, the SCARA robot 3 decelerates and stops the movement of the SCARA robot 3 when contact with an obstacle is detected. Subsequently, the SCARA robot 3 is reversed by a predetermined movement amount and stopped. After that, the operator of the SCARA robot 3 confirms safety, presses the restart switch of the SCARA robot 3, and the program is resumed from the interrupted position of the interrupted program.

図5は、ロボット制御システム1における、スカラロボット3の停止処理(S10)を説明するフローチャートである。
図5に例示するように、ステップ100(S100)において、スカラロボット3は、前進部702により動作し、作業を実施する。軌跡記憶部700は、前進部702によるスカラロボット3の動作の軌跡を記憶する。
ステップ105(S105)において、スカラロボット3の接触検知部は、障害物との接触を検知し、ロボットコントローラ7の停止検知部704へ接触を通知する。停止検知部704は、停止部708に接触の検知を通知する。
ステップ110(S110)において、スカラロボット3の接触検知部は、サーボコントローラ5を介してサーボモータ9を停止させる。また、停止検知部704は、実行中のプログラムを中断し、プログラム管理部712は、プログラムの中断位置を記憶する。さらに、座標管理部710は、スカラロボット3の停止座標を保持する。
FIG. 5 is a flowchart for explaining the stop processing (S10) of the SCARA robot 3 in the robot control system 1. As shown in FIG.
As illustrated in FIG. 5, in step 100 (S100), the SCARA robot 3 is operated by the advancing section 702 to perform work. The trajectory storage unit 700 stores the trajectory of the operation of the SCARA robot 3 by the advancing unit 702 .
At step 105 (S105), the contact detection unit of the SCARA robot 3 detects contact with an obstacle and notifies the stop detection unit 704 of the robot controller 7 of the contact. The stop detection unit 704 notifies the stop unit 708 of detection of contact.
At step 110 ( S<b>110 ), the contact detection unit of the SCARA robot 3 stops the servo motor 9 via the servo controller 5 . In addition, the stop detection unit 704 interrupts the program being executed, and the program management unit 712 stores the interrupt position of the program. Furthermore, the coordinate management unit 710 holds stop coordinates of the SCARA robot 3 .

ステップ115(S115)において、逆進部706は、スカラロボット3を、軌跡記憶部700により記憶された軌跡に基づいて、停止した位置から微小区間だけ逆進させる。障害物が人体である場合、スカラロボット3が人体との接触位置から定められた移動量を逆進することにより、人体から遠ざかり安全を確保することができる。
ステップ120(S120)において、停止部708は、逆進したスカラロボット3を再停止させる。
ステップ125(S125)において、スカラロボット3の操作者は、スカラロボット3の動作軌跡内に人体又は外部移動物体が存在していないことを確認し、スカラロボット3を再稼働させるため、再起動スイッチを押下する。ロボットコントローラ7は、再起動スイッチの押下を検知した場合にS130へ移行し、押下を検知していない場合は待機する。
ステップ130(S130)において、前進部702は、逆進した軌跡をスカラロボット3に前進させる。プログラム管理部712は、座標管理部710により保持されたスカラロボット3の停止座標と再稼働したスカラロボット3の座標とが一致しているか否かを判定する。一致している場合は、S135へ移行する。一致していない場合は、一致するまでプログラムの再開を待つ。
ステップ135(S135)において、プログラム再開部714は、プログラム管理部により管理されるプログラムの中断位置からプログラムを再開する。
At step 115 ( S<b>115 ), the reversing unit 706 causes the SCARA robot 3 to move backward from the position where it stopped based on the trajectory stored by the trajectory storage unit 700 by a minute distance. When the obstacle is a human body, the SCARA robot 3 moves backward from the position of contact with the human body by a predetermined amount of movement, thereby moving away from the human body and ensuring safety.
At step 120 (S120), the stopping unit 708 stops the SCARA robot 3 that has moved in reverse again.
At step 125 (S125), the operator of the SCARA robot 3 confirms that there is no human body or external moving object within the movement trajectory of the SCARA robot 3, and presses the restart switch to restart the SCARA robot 3. Press The robot controller 7 proceeds to S130 when the depression of the restart switch is detected, and waits when the depression is not detected.
At step 130 (S130), the advancing section 702 advances the SCARA robot 3 on the reversed trajectory. The program management unit 712 determines whether or not the stop coordinates of the SCARA robot 3 held by the coordinate management unit 710 match the coordinates of the re-operated SCARA robot 3 . If they match, the process proceeds to S135. If they do not match, wait to restart the program until they match.
At step 135 (S135), the program resuming section 714 resumes the program from the program interruption position managed by the program management section.

ロボット制御システム1において、スカラロボット3の停止要因が人体接触と外部遺物接触と特定されているために、ロボットが安全停止しても、その後直ちにロボット動作軌跡内障害物(人体あるいは外部遺物)が取り除かれているか否かの安全確認が可能であり、安全確認がされれば直ちに接触から停止が発生した現タクトの残りの工程を再実行することが可能であり、短時間工程が中断する「チョコ停」停止理由が明確であるため、工程を継続させることに問題は発生しない。したがって、停止動作が発生しても、その工程を破棄することなく、極短時間の停止のみで他工程に影響を及ぼすようなものではなく現場での取り扱いが簡単となる利点を有する。 In the robot control system 1, because the SCARA robot 3 stops due to contact with a human body or an external relic, even if the robot stops safely, an obstacle (a human body or an external relic) within the robot operation trajectory immediately after that. It is possible to confirm whether or not it has been removed safely, and if safety is confirmed, it is possible to re-execute the remaining processes of the current takt where a stop occurred immediately after contact, and the process is interrupted for a short time. Since the reason for the stoppage is clear, there is no problem in continuing the process. Therefore, even if a stop operation occurs, the process is not abandoned, and there is an advantage that handling at the site is simple because the stop only for a very short time does not affect other processes.

以上説明したように、ロボット制御システム1は、スカラロボット3が接触停止したところから瞬時に微小区間の退避動作を実行させ、退避動作後、直ちに安全確認しロボットを再起動させる。これにより接触した障害物に対し更なる被害を与えることなく、安全停止動作に要する時間を最小にすることができる。さらに、再起動後のスカラロボット3が最初に接触停止点を通過する時、停止前の残りのプログラムの続きを走らせることで、短時間(チョコ停の範疇)で復旧できることを可能にする。 As described above, the robot control system 1 causes the SCARA robot 3 to instantly execute a retraction operation in a minute section from the point at which the SCARA robot 3 stops contact, and immediately after the retraction operation, safety is confirmed and the robot is restarted. This minimizes the time required for the safe stop operation without causing further damage to the obstacles it touches. Furthermore, when the restarted SCARA robot 3 first passes through the contact stop point, the rest of the program before the stop is run to enable recovery in a short period of time (in the category of momentary stoppage).

1…ロボット制御システム
3…スカラロボット
5…サーボコントローラ
7…ロボットコントローラ
9…サーボモータ
11…サーボアクチュエータ
REFERENCE SIGNS LIST 1 robot control system 3 SCARA robot 5 servo controller 7 robot controller 9 servo motor 11 servo actuator

Claims (4)

ロボットの動作の軌跡を記憶する軌跡記憶部と、
前記ロボットを動作させる前進部と、
前記前進部により動作する前記ロボットが障害物に接触したことを検知する検知部と、
前記検知部により障害物への接触が検知された場合に、前記ロボットを、前記軌跡記憶部により記憶された軌跡に基づいて、障害物との接触位置から微小区間だけ逆進させる逆進部と、
前記逆進部により逆進した前記ロボットの動作を停止する停止部と、
前記検知部により障害物との接触を検知した時のロボットの座標を保持する座標管理部と、
前記検知部により障害物との接触により中断したプログラムの中断位置を保持するプログラム管理部と、
前記検知部により中断されたプログラムを再開するプログラム再開部と
を有し、
前記前進部は、前記逆進部により逆進した軌跡を戻り、前記プログラム再開部は、前記前進部により軌跡を戻るロボットの座標と前記座標管理部により保持された座標とが一致した場合に、前記プログラム管理部により保持される中断した位置からプログラムを再開する
ロボット制御システム。
a trajectory storage unit that stores the trajectory of the motion of the robot;
a forwarding unit that operates the robot;
a detection unit that detects that the robot operated by the advancing unit has come into contact with an obstacle;
a reversing unit that, when the detection unit detects contact with an obstacle, causes the robot to move backward by a minute distance from the position of contact with the obstacle based on the trajectory stored in the trajectory storage unit; ,
a stopping unit that stops the movement of the robot that has traveled in reverse by the reversing unit;
a coordinate management unit that holds coordinates of the robot when contact with an obstacle is detected by the detection unit;
a program management unit that holds an interrupted position of a program interrupted by contact with an obstacle by the detection unit;
a program restart unit for restarting the program interrupted by the detection unit ;
The forward movement unit returns the trajectory traveled backward by the reverse movement unit, and the program restart unit, when the coordinates of the robot returning the trajectory by the forward movement unit match the coordinates held by the coordinate management unit, A robot control system that resumes the program from the interrupted position maintained by the program manager.
前記ロボットは、サーボモータの発生推力と、減速機構による増加推力と、前記ロボット筐体の最大のモーメント長との合計推力値が40N以下である
請求項1に記載のロボット制御システム。
2. The robot control system according to claim 1, wherein the robot has a total thrust value of 40 N or less of the thrust generated by the servomotor, the increased thrust by the speed reduction mechanism, and the maximum moment length of the robot housing.
ロボットの動作の軌跡を記憶するステップと、
前記ロボットを動作させるステップと、
前記動作させるステップにより動作する前記ロボットが障害物に接触したことを検知するステップと、
前記検知するステップにより障害物への接触が検知された場合に、前記ロボットを、前記記憶するステップにより記憶された軌跡に基づいて、障害物との接触位置から微小区間だけ逆進させるステップと、
前記逆進するステップにより逆進した前記ロボットの動作を停止するステップと、
前記検知するステップにより障害物との接触を検知した時のロボットの座標を保持するステップと、
前記検知するステップにより障害物との接触により中断したプログラムの中断位置を保持するステップと、
前記検知するステップにより中断されたプログラムを再開するステップと
を有し、
前記動作させるステップにおいて、前記ロボットは、前記逆進させるステップにより逆進した軌跡を戻り、前記再開するステップは、前記動作させるステップにより軌跡を戻るロボットの座標と前記座標を保持するステップにより保持された座標とが一致した場合に、前記中断位置を保持するステップにより保持される中断した位置からプログラムを再開する
ロボット制御方法。
a step of storing the trajectory of the motion of the robot;
operating the robot;
detecting that the robot, which is operated by the operating step, has come into contact with an obstacle;
when contact with an obstacle is detected in the detecting step, the robot moves backward by a minute distance from the position of contact with the obstacle based on the trajectory stored in the storing step;
stopping the movement of the robot that has moved backward by the step of moving backward;
a step of holding coordinates of the robot when contact with an obstacle is detected by the detecting step;
a step of holding an interrupted position of a program interrupted by contact with an obstacle in the detecting step;
resuming the program interrupted by the detecting step;
In the operating step, the robot returns to the trajectory reversed by the reversing step, and in the resuming step, the coordinates of the robot returning to the trajectory by the operating step and the coordinates are held by the step of holding the coordinates. and restarting the program from the interrupted position held by the step of holding the interrupted position when the coordinates coincide with the coordinates obtained.
ロボットの動作の軌跡を記憶するステップと、
前記ロボットを動作させるステップと、
前記動作させるステップにより動作する前記ロボットが障害物に接触したことを検知するステップと、
前記検知するステップにより障害物への接触が検知された場合に、前記ロボットを、前記記憶するステップにより記憶された軌跡に基づいて、障害物との接触位置から微小区間だけ逆進させるステップと、
前記逆進するステップにより逆進した前記ロボットの動作を停止するステップと、
前記検知するステップにより障害物との接触を検知した時のロボットの座標を保持するステップと、
前記検知するステップにより障害物との接触により中断したプログラムの中断位置を保持するステップと、
前記検知するステップにより中断されたプログラムを再開するステップと
をコンピュータに実行させ、
前記動作させるステップにおいて、前記ロボットは、前記逆進させるステップにより逆進した軌跡を戻り、前記再開するステップは、前記動作させるステップにより軌跡を戻るロボットの座標と前記座標を保持するステップにより保持された座標とが一致した場合に、前記中断位置を保持するステップにより保持される中断した位置からプログラムを再開する
プログラム。
a step of storing the trajectory of the motion of the robot;
operating the robot;
detecting that the robot, which is operated by the operating step, has come into contact with an obstacle;
when contact with an obstacle is detected in the detecting step, the robot moves backward by a minute distance from the position of contact with the obstacle based on the trajectory stored in the storing step;
stopping the movement of the robot that has moved backward by the step of moving backward;
a step of holding coordinates of the robot when contact with an obstacle is detected by the detecting step;
a step of holding an interrupted position of a program interrupted by contact with an obstacle in the detecting step;
resuming the program interrupted by the detecting step; and
In the operating step, the robot returns to the trajectory reversed by the reversing step, and in the resuming step, the coordinates of the robot returning to the trajectory by the operating step and the coordinates are held by the step of holding the coordinates. restarting the program from the interrupted position held by the step of holding the interrupted position, if the coordinates match.
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