ロボットにおける回転体干渉回避制御方法及び回転体干渉回避制御装置並びにこれを有する塗装装置
【課題】複雑な形状の回転ワークの場合であっても、ロボットとの干渉を起こすことなく、良好な塗装品質を得ることのできる、ロボットにおける回転体干渉回避制御方法及び回転体干渉回避制御装置ならびにこれを用いた塗装装置を提供する。
【解決手段】本発明にかかる、回転中心の周りに回転する回転テーブル上に載置されたワークの外形表面に対し、前記回転中心を原点として前記ワークに対して作用するようにロボットアームを駆動するロボットの制御方法は、前記回転テーブルの回転位置を検出し、制御プログラムにより、前記検出された前記回転テーブルの回転位置に基づいて前記回転テーブルの回転中心に対するロボットアーム位置を指令し、この指令されたロボットアーム位置と前記ワークの位置との距離が干渉の可能性に相当する基準値以下の場合には、ロボットアーム位置を前記ワークから遠ざけるように指令することを特徴とする。
【解決手段】本発明にかかる、回転中心の周りに回転する回転テーブル上に載置されたワークの外形表面に対し、前記回転中心を原点として前記ワークに対して作用するようにロボットアームを駆動するロボットの制御方法は、前記回転テーブルの回転位置を検出し、制御プログラムにより、前記検出された前記回転テーブルの回転位置に基づいて前記回転テーブルの回転中心に対するロボットアーム位置を指令し、この指令されたロボットアーム位置と前記ワークの位置との距離が干渉の可能性に相当する基準値以下の場合には、ロボットアーム位置を前記ワークから遠ざけるように指令することを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、産業用ロボット装置、例えば、塗装ロボットにおける回転体ワークの塗装の際の塗装用ガンとワークとの干渉を防止する回転体干渉回避制御方法および回転体干渉回避制御装置並びにこれを有する塗装装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ロボットを使用した塗装装置は産業界で広く採用されており、特に塗料の余分な消費を抑え、かつ作業効率化を図るため、塗装用ガンが移動するだけでなくワークも回転させるようにして塗装を行う技術は広く知られている。
【０００３】
この手法でワークの塗装を行う場合、通常は複数の小型ワークを例えば円盤状の支持台の周辺部上に円形状に配置し、この円盤状支持台を回転させ、必要に応じて各ワークを自転させて塗装を行っている。また、他の形式の回転体ワークの塗装装置の一例としては、複数の回転するワーク支持体を設けたもの(特許文献1参照)が知られている。
【０００４】
従来の塗装ロボットにおいては、回転体、例えば円柱のような形状のワークに対しては、ガンとワークとを１０cm程度の一定の距離だけ離れるように制御することが容易であるため、塗料を安定に噴霧することができ、塗料消費が少ない上に塗装ムラも少なく、塗装乾燥後のワークの仕上がりも良い。
【０００５】
しかし、回転体ではない形状のワークの塗装においては、塗装用ガンの位置を固定してしまうと、塗装用ガンとワークの距離が刻々変化するため、塗装膜に厚い部分と薄い部分が生じる塗装ムラが発生して、満足な塗装品質が得られなかった。
【０００６】
また、塗装用ガンとワークとの干渉は絶対に避けなければならないため、塗装用ガンはワークの立体的な最大外形を考慮してワークから塗装の最適距離よりも十分離隔してワークから位置されるため、塗装の作業効率が必ずしも高くはなかった。
【０００７】
一方、塗装用ガンをワークに近づけるため、塗装ロボットとは異なる制御系で移動する物体に対して倣い動作を行う協調動作という制御技術が存在する。これは、スピンドルモータをサーボモータで回転させ、同期させることにより、2つのサーボ系を同期させる技術である。
【０００８】
しかし、一方向に高速で回転し続けるワークに対してならい動作を行うのは実際問題として困難である。
【特許文献１】特開平１０−７６１９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
このように、従来知られているロボットを用いた塗装装置では、複雑な形状のワークを干渉なしに十分な品質で塗布できるようなものは存在していない。特に、一つまたは小数の大型ワークの場合には、塗装対象物が回転体形状となることはまれであり、そのようなワークを塗装のために回転させた時、塗装用ガンとワークの距離を均一に保つことは困難である。
【００１０】
本発明は、このような複雑な形状の回転ワークの場合であっても、ロボットとの干渉を起こすことなく、良好な塗装品質を得ることのできる、ロボットにおける回転体干渉回避制御方法及び回転体干渉回避制御装置ならびにこれを用いた塗装装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の第１の観点によれば、
回転中心の周りに回転する回転テーブル上に載置されたワークの外形表面に対し、前記回転中心を原点として前記ワークに対して作用するようにロボットアームを駆動するロボットの制御方法において、
前記回転テーブルの回転位置を検出し、
制御プログラムにより、前記検出された前記回転テーブルの回転位置に基づいて前記回転テーブルの回転中心に対するロボットアーム位置を指令し、この指令されたロボットアーム位置と前記ワークの位置との距離が干渉の可能性に相当する基準値以下の場合には、ロボットアーム位置を前記ワークから遠ざけるように指令することを特徴とする回転体干渉回避制御方法が提供される。
【００１２】
本発明の第２の観点によれば、
回転中心の周りに回転する回転テーブル上に載置されたワークの外形表面に対し、前記回転中心を原点として前記ワークに対して作用するように駆動されるロボットアームを備えたロボット装置において、
前記回転テーブルの回転位置を検出する検出器と、
制御プログラムにより、前記検出器で検出された前記回転テーブルの回転位置に基づいて前記回転テーブルの回転中心に対するロボットアーム位置を指令するとともに、この指令されたロボットアーム位置と前記ワークの位置との距離が干渉の可能性に相当する基準値以下の場合には、ロボットアーム位置を前記ワークから遠ざけるように指令する制御装置とを備えた回転体干渉回避制御装置が提供される。
【発明の効果】
【００１３】
発明にかかる回転体干渉制御方法および制御装置では、回転ワークを載置する回転テーブルの回転中心を基準として、制御プログラムにより算出されたロボットアーム指令とワーク外形位置とが基準距離以上近接している場合にはロボットアーム位置をワークから遠ざけるように制御しているので、複雑形状のワークの場合でも、ロボットアームとワークの干渉を防止することが可能となる。したがって、ロボットがワークとの干渉の回避動作を自動的に行うため、制御プログラムの作成にあたっては、オベレータはワークの回転を意識せずにプログラミングを行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００１５】
図１は、本発明にかかる回転体干渉回避制御方法及び回転体干渉回避制御装置における制御方式を説明するための座標系を示す模式図であり、ここでは塗装用ロボット装置１とワーク３とを例示して、これらの関係を示している。この図１においては、説明を容易化するために、円柱状のワークが回転自在のワークテーブル（図示せず）上に支持されたものとして描かれている。
【００１６】
ここで使用されるロボット１は、それぞれＸＹＺＲθ軸である第1軸から第５軸までの５軸について駆動され、先端に塗装用ガン２を有している。このロボット１自体はＸ軸方向移動機構と、複数のアームによるＹ軸およびＺ軸方向移動機構と、振れ角用のＲ軸回転機構を有する典型的かつ良く知られたものである。
【００１７】
ここで塗装用ガンの平面移動用の第１軸および第２軸であるＸＹ軸はワークテーブルの回転中心を原点Ｏとし、塗装用のガンの上下方向直線駆動軸であるＺ軸は回転テーブルの上面を原点とする。第４軸のＲ軸は塗装用ガンの向きを表すものであって、塗装用ガンの左右の振れ角を制御する。また、第５軸のθ軸は、ワークテーブルの回転中心を原点Ｏとして、これを通る垂直軸に対するワークの回転を表す回転軸である。これら５軸は、それぞれの軸に設けられた図示されていないサーボモータにより駆動される。
【００１８】
本願発明においては、ワークの回転時の外形を正確に把握することがきわめて重要であるので、以下、ワークの外形の認識について述べる。なお、以下においては、ワークが回転体の場合にはその回転中心がワークテーブルの回転中心と正確に一致しているものとする。また、簡略化のため、塗装用ガンはＸ軸上のみを移動し、Ｙ座標は常に０であるものとする。
【００１９】
図１より明らかなように、ワークの底面の外形位置は、Ｚ＝０での原点ＯからのＸ座標であるＸｗで示されている。また、図1においては、ガンはＸ軸上を移動できるようになっているため、原点Ｏとガンの距離はＸ座標ＸGで示される。
【００２０】
図２はこの円柱形状ワークを一回転（３６０°）させたときのワークの先端のＸ座標値の変化を示している。この場合には円柱であり、どの高さ位置でも半径の値が一定であるため、ワーク先端のＸ座標位置はＺ座標値のいかんにかかわらず、常に一定になっており、塗装用ガンの先端をこれに追随させるためには塗装用ガンのＸ座標を変える必要はないことがわかる。
【００２１】
これに対し、図３は、正四角柱ワークの形状を示す平面図である。図４はワークの中心を原点Ｏに置き、各角を座標軸方向にしてワークテーブルヘ載置したときの、ワーク先端のＸ座標位置データを示しており、４５°ごとに最大値ＸAと最小値ＸBとの間で定期的に増減変化を繰り返すことがわかる。なお、この場合も柱体であるので、ある回転角度におけるＸ座標はＺ座標値のいかんにかかわらず一定である。
【００２２】
図５は、原点Ｏから途中のＺ座標Ｚ１までは円柱で、Ｚ座標Ｚ１からＺ２までは上方に向かうにしたがって半径が広がる逆円錐状を呈するワークについて、その外形のＸ軸とＺ軸方向のデータを示すものである。
【００２３】
この場合にはＺ軸方向の移動に伴ってワークのＸ座標の位置は変化するため、塗装品質を向上させるためには、塗装用ガンはＺ軸の座標変化に従ってＸ軸方向にも変化させる必要がある。
【００２４】
このためには、Ｚ軸座標値を選択した上で、各Ｚ軸座標位置に対してワークをθ軸まわりに回転させ、ワークの先端座標をサンプリングしつつ、その座標を採取することにより、ワークの形状情報を得ることができる。この場合、座標の採取は教示モードで行うことができる。また、Ｚ軸座標値はワークの形状に応じてサンプリングの程度を変えることができ、例えばＺ軸方向に形状が大きく変化する場合にはＺ軸方向のサンプリング精度を細かくし、錐体、柱体のようにＺ軸方向の形状変化が少ないか規則性がある場合にはサンプリング精度を粗くすることができる。
【００２５】
図６は、このようにして得られたワーク形状情報のデータテーブルの一例を示す図表である。このデータは単純化のためＺ座標とθ座標でＸ座標を得るように３軸情報として示されているが、Ｚ座標とθ座標の各組み合わせに対し、さらに塗装用ガンの方向制御用の軸であるＲ軸を複数の値で変化させたものを得るようにしても良い。
【００２６】
一方、塗装用ガンの移動座標は、プログラムされた塗装用ガンの移動指令情報で求まる。この移動軌跡を実現するために、各軸についての駆動データが得られ、これにより、塗装用ガンが指令位置に移動させられる。
【００２７】
したがって、回転テーブルの回転角度をパラメータとして、移動指令データに基づく塗装用ガンの位置とワーク形状データとを比較することにより、ワークと塗装用ガンとの干渉の有無およびワークと塗装用ガンの距離が判明することとなる。
【００２８】
図７は、本発明にかかる回転体干渉回避制御装置を含むロボット制御装置の概略構成を示すブロック図である。
【００２９】
このロボット制御装置１００は、全体の制御を行うＣＰＵ１０と、これにバス１１を介して接続されたキーボード入力装置１２、ＬＣＤモニタ装置１３、ＲＯＭ１４、ＲＡＭ１５、ロボットコントローラ２０、プログラマブルコントローラ（ＰＬＣ：Programmable Logic Controller）４０を主要な構成としている。
【００３０】
キーボード１２は制御のための必要な入力を行うものであるが、ティーチングなどにおいては、後述するように別個の入力端末が使用されることもある。
【００３１】
ＬＣＤモニタ装置１３は、このロボット制御装置における入出力データを含むステータスを表示するものである。
【００３２】
ＲＯＭ１４にはロボット制御装置としての制御プログラムが格納され、ＲＡＭ１５は動作プログラムの格納や制御用に必要なデータの一時記憶として用いられる。
【００３３】
ＣＰＵ１０にはロボット制御装置の主要部をなすロボットコントローラ２０が接続されており、このロボットコントローラ２０はメインコントローラ２１、サーボ部２２，プログラマブルコントローラ（ＰＬＣ）２３、Ｉ／Ｏ部２４を有している。
【００３４】
このロボットコントローラ２０の動作を説明すると、キーボード１２の操作により、ＣＰＵ１０の指令でＲＯＭから読み出された制御プログラムはメインコントローラ２１により解析され、別途入力された形状データを考慮してサーボ部２２に各軸に対する駆動量を算出させる。
【００３５】
この際、制御プログラムの指令に基づき、メインコントローラ２１に対し形状データ等の必要なデータのティーチングが行われるが、キーボード１２から形状測定結果に基づき予め準備された数値を直接入力するのみでなく、Ｚ軸座標を変化させつつワークをθ軸の周りに回転させて例えばレーザ形状測定器で得られる外形形状を教示モードで自動入力することができる。また、オペレータが使いやすいティーチ端末機３０をメインコントローラ２１に直接接続してこれを用いてティーチングを行うようにしてもよい。なお、キーボードからのティーチングは煩雑であるので、ワークの形状によっては、角度の分解能を粗くしてワークの形状を入力することもある。
【００３６】
サーボ部２２の出力はロボットコントローラ２０内のプログラマブルコントローラ２３を介して外部のプログラマブルコントローラ４０に送られ、ＣＰＵ１０の制御下で、最終的にロボットアーム５０の、Ｘ、Ｙ、Ｚ、Ｒ軸の各サーボモータおよび回転テーブルのθ軸のモータ６０に対して駆動指令が出力される。
【００３７】
本願発明においては、ワークの回転、すなわち回転テーブルの回転に応じた塗装用ガンの制御を行うことが前提となっているため、回転テーブルを回転させるθ軸用モータにはエンコーダ等の回転角度検出器が備えられ、その出力はＩ／Ｏ部２４によりメインコントローラ２１にフィードバックされるようになっている。
【００３８】
したがって、メインコントローラにおいては、現在の回転角度を知ることができ、この回転角度に対してワークの形状とプログラムされた塗装用ガンの位置を知ることができる。
【００３９】
これらを比較して、干渉を生ずる可能性がある場合には塗装用ガンを後退させる干渉回避制御を行う必要がある。
【００４０】
以下にこの本発明の主要部をなす、ワークと塗装用ガンの干渉回避についての詳細に説明する。
【００４１】
図８は外形と塗装用ガンとの関係を示す三次元座標系の説明図である。ここではある回転角度θ１の位置においてあるＺ軸座標Ｚ１での平面を想定し、ワーク外形と塗装用ガンの先端位置との関係を述べる。
【００４２】
図８を参照すると、通常のＸＹＺ３次元座標系において、回転角θ１における原点ＯとワークＷ外形および塗装用ガンＧの立体的位置が示されている。ワーク上の点と塗装用ガンとは原点を通る同一垂直断面に属することとなる。
【００４３】
制御装置により教示される塗装用ガンの位置はＺ１平面での座標である。そしてこの塗装用ガンに対応するワーク外形を表す座標も同じＺ１平面におけるものである。ところが、ワーク外形位置と原点との距離Ｌ１と、この外形位置に対応する塗装用ガンの原点からの距離Ｌ２とは、原点から見たこれらの位置に対する仰角はそれぞれα１およびα２であるため、（Ｌ２−Ｌ１）はＺ１平面上の塗装用ガンとワークとの距離ＬWGとは多少異なる。
【００４４】
（１）塗装用ガンとワークとの距離ＬWG計算
このため、次の手順に従って塗装用ガンとワークとの距離ＬWGを求める。
(a) 教示されたＺ１平面でのワーク外形点の原点からの平面距離Ｘ１。この値は、回転角度θ１におけるワーク外形のＸ座標ＸW1である。
(b) ワーク外形点と原点間の距離Ｌ１。この値はワーク外形点のｘ座標値ＸW1とＺ座標値Ｚ１から （ＸW1２＋Ｚ１２）１／２として求まる。
(c) 教示されたＺ１平面での塗装用ガン位置の原点からの距離Ｘ２。この値は、回転角度θ１における塗装用ガンＧのＸ座標ＸG1である。
(d) 原点と塗装用ガン位置間の距離Ｌ２。この値は塗装用ガン位置のＸ座標値ＸG1とＺ座標値Ｚ１から（ＸG1２＋Ｚ１２）１／２として求まる。
(e) 塗装用ガンと原点とを結ぶ直線とワーク外形が交わる点における原点からワーク外形点までの距離Ｌ３。この値は、厳密には塗装用ガンと原点とを結ぶ直線とワーク外形との交点を探す必要があるが、仰角α１およびα２の差が微小であるとき、あるいはＬ１およびＬ２が大きな値であるときには、Ｌ１・（α１−α２）と近似させることができる。
(f) ＬWGは Ｌ２−Ｌ３として求まる。
【００４５】
（２）ワークとガンの干渉可能性確認
続いて、ワークと塗装用ガンとの干渉の可能性を確認する。このため、分配処理において、原点と塗装用ガン位置の距離Ｌ２が、原点からワーク干渉領域までの距離Ｌ３よりも小さい箇所がないかどうかを確認し、次にこの干渉を避けるような回避処理が行われる。
【００４６】
図９はこのような干渉可能性を確認し、回避処理を行う様子を示す説明図であり、Ｚ軸の回りで回転する円柱状ワークの塗装を行うものとして教示された塗装用ガンを用いて、実際には完全には真円でない円柱状ワークに対して塗装を行う塗装ロボットの場合を考える。
【００４７】
図９においては、横軸を回転座標、縦軸を距離で表しており、Ｘ座標ＸWはＺ座標Ｚ１における実測したワーク外形を示す。この例では本来真円の円柱状のワークを想定していたが、現実には真円でなく、図９のようにＸWの値は変動しているものとする。また、塗装用ロボットを想定し、ロボットアームの先端には塗装用ガンが取り付けられるものとする。
【００４８】
このような場合について、上述したような演算により求めたＬWGを同時に示すと、ＸWが最も大きくなった位置でマイナスになっており、ワークと塗装用ガンとの干渉が起こることがわかる。しかも、ＸWの増加減少傾向とＬWGの増加減少傾向は同じＸ座標でほぼ逆方向となっている。
【００４９】
このことから、前述したような複雑な演算を行って正確にワーク外形と塗装用ガンの干渉の有無を確認することは必ずしも必要なく、ワークの外形変化を正確に知ることができれば、ワークと塗装用ガンの干渉を効果的に防止し、かつ良好な品質の塗装に必要な距離を確保できることがわかる。
【００５０】
図９に戻ると、ＸG1はワークＷの本来の予定外形位置と一致し、塗装用ガンが最もワークＷに接近できる位置である。また、ＸG2は塗装を行う上で必要な距離ＸMをＸG1に加えた距離を表しており、ワークが正確な真円円柱状であれば、この位置に塗装用ガンが存在することにより、最適な塗装が可能となるものと考えられる。
【００５１】
しかし、ここでも実際のワークの形状がＸG2よりも大きくなっている部分ではワークと塗装用ガンの干渉が起きることになる。
【００５２】
そこで、本発明においては、Ｘ座標のみを監視し、ワークＷの形状ＸWが予定形状ＸG1よりも小さい外形のときには、教示された塗装用ガン位置ＸG2を用い、ワークＷの形状ＸWが予定形状ＸG1よりも大きい外形のときには、ワーク形状ＸWに必要な距離ＸMを加えた値を塗装用ガン位置ＸGとして教示するようにしている。
【００５３】
これにより、塗装用ガンは教示軌道を外れて回転するワークを回避することができる。
【００５４】
以上の処理手順を整理したものを図１０のフローチャートに示す。
【００５５】
まず、Ｚ軸方向高さ位置を基準値例えば０に設定し、ワークの外周位置、すなわち回転中心（Ｚ軸）からワーク外形までの距離ＸWをワークの回転角度θｎを角度 ｎ＝０のときを基準として変化させることにより求める（ステップＳ１）。したがって、外周形状はこの基準位置からの角度θと原点からの距離Ｘｗの組み合わせとして得られる。
【００５６】
この場合、回転角度を細かくするほど外形精度は向上するが、それに比例してデータ量が増加して、データ入力、演算、処理に時間がかかるため、必要に応じてデータを取得する回転角度の数を減少させることができる。例えば、原点に対して点対称、線対称の場合、特に円形の場合には取得すべきデータ量を減少させることができる。なお、回転角度は、通常３６０°であるが、制御プログラムで塗装範囲が限定されているときにはその範囲のみでも良い。
【００５７】
次に、Ｚ軸方向に高さ位置を変化させてステップＳ１と同様にワーク断面形状を求める（ステップＳ２）。この場合、特に回転テーブルの基準角度、例えばθ＝０のときのワークの垂直断面を基準断面という。
【００５８】
ステップＳ１およびＳ２で求められた外周形状、ワーク断面形状についての測定結果は、図６に示したようなワーク形状データテーブルとして記憶され（ステップＳ３）、任意の回転角度θおよび高さ位置に対して回転中心からワーク表面までの距離を求めることができる。
【００５９】
次に、プログラムにより与えられる、塗装用ガン位置を求めるため、θをθ0（初期値）とする（ステップＳ４）。
【００６０】
次に、このθ0座標に対してロボットアーム位置を求める（ステップＳ５）。このときに求められるのは、予定外形に近接したＸG1と、これより所定距離遠ざけたＸG2である。
【００６１】
次に、予め記憶されたワーク形状データＸWを読み出す（ステップＳ６）。
【００６２】
次に、ワーク位置と塗装用ガンの位置関係を調べて、塗装用ガンの位置ＸGを決定する（ステップＳ７）。すなわち、ワーク形状データＸWがＸG1より小さいときにはロボットアーム位置を本来の教示位置であるＸG2とする（ステップＳ８）。一方、ワーク形状データＸWがＸG1より大きいときにはロボットアーム位置をこの外形に一定距離ＸMを加えた距離ＸW＋ＸMとする（ステップＳ９）。
【００６３】
次に、角度を増加させるが（ステップＳ１０）、必要範囲での軌道探索が終了したかどうかを確認し（ステップＳ１１）、終了した場合には全体の処理を終了し、終了していない場合には、ステップＳ５に戻って処理を繰り返すことにより塗装用ガンの軌跡を確定する。このようにして得られた軌跡は、図９において実線ＸGとして示されている。
【００６４】
以上の実施例では、塗装用ロボットを想定してロボットアーム先端に塗装用ガンを有する例で説明したが、このようなロボットに限られることなく、回転体ワークに対して処理を行うあらゆる産業用ロボットにおいてロボットアームの先端部における回転体ワークとの干渉回避に適用できるものである。
【００６５】
このように、ワークの回転に応じて得られた実際の形状をもとに、干渉あるいは品質低下のおそれがあるほどワークに近接した状態を避けるように塗装用ガンの位置を決定しているので、プログラムにより教示された位置指令では干渉や不十分な塗装品質を招く場合でも、ワークの実際形状にもとづいてプログラムで指令された軌道から外れて最適位置に自動修正することが可能となる。
【００６６】
なお、上述した実施例では教示された位置を変更する場合にＸ方向に原点から離れるように移動するようにしているが、塗装用ガン位置と原点を結ぶ直線上を原点から離れる方向に遠ざけるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明にかかる回転体干渉回避制御方法及び回転体干渉回避制御装置における制御方式を説明するための座標系を示す模式図である。
【図２】円柱形状ワークを一回転（３６０°）させたときのワークの先端のＸ座標値の変化を示すグラフである。
【図３】正四角柱ワークの形状を示す平面図である。
【図４】図３に示した正四角柱ワークのワーク先端のＸ座標位置データを示すグラフである。
【図５】一部に逆円錐状を有するワークについて、その外形のＸ軸とＺ軸方向のデータを示すグラフである。
【図６】ワーク形状情報を記憶するデータテーブルの一例を示す図表である。
【図７】本発明にかかる回転体干渉回避制御装置を含むロボット制御装置の概略構成を示すブロック図である。
【図８】通常のＸＹＺ３次元座標系において、回転角θ１における原点ＯとワークＷ外形および塗装用ガンＧの立体的位置を示す説明図である。
【図９】ワークとガンの干渉可能性を確認し、回避処理を行う様子を示す説明図である。
【図１０】本発明による干渉回避制御手順を簡略に示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００６８】
１０ ＣＰＵ
１１ バス
１２ キーボード入力装置
１３ ＬＣＤモニタ装置
１４ ＲＯＭ
１５ ＲＡＭ
２０ ロボットコントローラ
２１ メインコントローラ
２２ サーボ部
２３ ＰＬＣ
２４ Ｉ／Ｏ部
３０ ティーチ端末機
４０ ＰＬＣ
５０ ロボットアーム
６０ モータ
７０ エンコーダ
【技術分野】
【０００１】
この発明は、産業用ロボット装置、例えば、塗装ロボットにおける回転体ワークの塗装の際の塗装用ガンとワークとの干渉を防止する回転体干渉回避制御方法および回転体干渉回避制御装置並びにこれを有する塗装装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ロボットを使用した塗装装置は産業界で広く採用されており、特に塗料の余分な消費を抑え、かつ作業効率化を図るため、塗装用ガンが移動するだけでなくワークも回転させるようにして塗装を行う技術は広く知られている。
【０００３】
この手法でワークの塗装を行う場合、通常は複数の小型ワークを例えば円盤状の支持台の周辺部上に円形状に配置し、この円盤状支持台を回転させ、必要に応じて各ワークを自転させて塗装を行っている。また、他の形式の回転体ワークの塗装装置の一例としては、複数の回転するワーク支持体を設けたもの(特許文献1参照)が知られている。
【０００４】
従来の塗装ロボットにおいては、回転体、例えば円柱のような形状のワークに対しては、ガンとワークとを１０cm程度の一定の距離だけ離れるように制御することが容易であるため、塗料を安定に噴霧することができ、塗料消費が少ない上に塗装ムラも少なく、塗装乾燥後のワークの仕上がりも良い。
【０００５】
しかし、回転体ではない形状のワークの塗装においては、塗装用ガンの位置を固定してしまうと、塗装用ガンとワークの距離が刻々変化するため、塗装膜に厚い部分と薄い部分が生じる塗装ムラが発生して、満足な塗装品質が得られなかった。
【０００６】
また、塗装用ガンとワークとの干渉は絶対に避けなければならないため、塗装用ガンはワークの立体的な最大外形を考慮してワークから塗装の最適距離よりも十分離隔してワークから位置されるため、塗装の作業効率が必ずしも高くはなかった。
【０００７】
一方、塗装用ガンをワークに近づけるため、塗装ロボットとは異なる制御系で移動する物体に対して倣い動作を行う協調動作という制御技術が存在する。これは、スピンドルモータをサーボモータで回転させ、同期させることにより、2つのサーボ系を同期させる技術である。
【０００８】
しかし、一方向に高速で回転し続けるワークに対してならい動作を行うのは実際問題として困難である。
【特許文献１】特開平１０−７６１９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
このように、従来知られているロボットを用いた塗装装置では、複雑な形状のワークを干渉なしに十分な品質で塗布できるようなものは存在していない。特に、一つまたは小数の大型ワークの場合には、塗装対象物が回転体形状となることはまれであり、そのようなワークを塗装のために回転させた時、塗装用ガンとワークの距離を均一に保つことは困難である。
【００１０】
本発明は、このような複雑な形状の回転ワークの場合であっても、ロボットとの干渉を起こすことなく、良好な塗装品質を得ることのできる、ロボットにおける回転体干渉回避制御方法及び回転体干渉回避制御装置ならびにこれを用いた塗装装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の第１の観点によれば、
回転中心の周りに回転する回転テーブル上に載置されたワークの外形表面に対し、前記回転中心を原点として前記ワークに対して作用するようにロボットアームを駆動するロボットの制御方法において、
前記回転テーブルの回転位置を検出し、
制御プログラムにより、前記検出された前記回転テーブルの回転位置に基づいて前記回転テーブルの回転中心に対するロボットアーム位置を指令し、この指令されたロボットアーム位置と前記ワークの位置との距離が干渉の可能性に相当する基準値以下の場合には、ロボットアーム位置を前記ワークから遠ざけるように指令することを特徴とする回転体干渉回避制御方法が提供される。
【００１２】
本発明の第２の観点によれば、
回転中心の周りに回転する回転テーブル上に載置されたワークの外形表面に対し、前記回転中心を原点として前記ワークに対して作用するように駆動されるロボットアームを備えたロボット装置において、
前記回転テーブルの回転位置を検出する検出器と、
制御プログラムにより、前記検出器で検出された前記回転テーブルの回転位置に基づいて前記回転テーブルの回転中心に対するロボットアーム位置を指令するとともに、この指令されたロボットアーム位置と前記ワークの位置との距離が干渉の可能性に相当する基準値以下の場合には、ロボットアーム位置を前記ワークから遠ざけるように指令する制御装置とを備えた回転体干渉回避制御装置が提供される。
【発明の効果】
【００１３】
発明にかかる回転体干渉制御方法および制御装置では、回転ワークを載置する回転テーブルの回転中心を基準として、制御プログラムにより算出されたロボットアーム指令とワーク外形位置とが基準距離以上近接している場合にはロボットアーム位置をワークから遠ざけるように制御しているので、複雑形状のワークの場合でも、ロボットアームとワークの干渉を防止することが可能となる。したがって、ロボットがワークとの干渉の回避動作を自動的に行うため、制御プログラムの作成にあたっては、オベレータはワークの回転を意識せずにプログラミングを行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００１５】
図１は、本発明にかかる回転体干渉回避制御方法及び回転体干渉回避制御装置における制御方式を説明するための座標系を示す模式図であり、ここでは塗装用ロボット装置１とワーク３とを例示して、これらの関係を示している。この図１においては、説明を容易化するために、円柱状のワークが回転自在のワークテーブル（図示せず）上に支持されたものとして描かれている。
【００１６】
ここで使用されるロボット１は、それぞれＸＹＺＲθ軸である第1軸から第５軸までの５軸について駆動され、先端に塗装用ガン２を有している。このロボット１自体はＸ軸方向移動機構と、複数のアームによるＹ軸およびＺ軸方向移動機構と、振れ角用のＲ軸回転機構を有する典型的かつ良く知られたものである。
【００１７】
ここで塗装用ガンの平面移動用の第１軸および第２軸であるＸＹ軸はワークテーブルの回転中心を原点Ｏとし、塗装用のガンの上下方向直線駆動軸であるＺ軸は回転テーブルの上面を原点とする。第４軸のＲ軸は塗装用ガンの向きを表すものであって、塗装用ガンの左右の振れ角を制御する。また、第５軸のθ軸は、ワークテーブルの回転中心を原点Ｏとして、これを通る垂直軸に対するワークの回転を表す回転軸である。これら５軸は、それぞれの軸に設けられた図示されていないサーボモータにより駆動される。
【００１８】
本願発明においては、ワークの回転時の外形を正確に把握することがきわめて重要であるので、以下、ワークの外形の認識について述べる。なお、以下においては、ワークが回転体の場合にはその回転中心がワークテーブルの回転中心と正確に一致しているものとする。また、簡略化のため、塗装用ガンはＸ軸上のみを移動し、Ｙ座標は常に０であるものとする。
【００１９】
図１より明らかなように、ワークの底面の外形位置は、Ｚ＝０での原点ＯからのＸ座標であるＸｗで示されている。また、図1においては、ガンはＸ軸上を移動できるようになっているため、原点Ｏとガンの距離はＸ座標ＸGで示される。
【００２０】
図２はこの円柱形状ワークを一回転（３６０°）させたときのワークの先端のＸ座標値の変化を示している。この場合には円柱であり、どの高さ位置でも半径の値が一定であるため、ワーク先端のＸ座標位置はＺ座標値のいかんにかかわらず、常に一定になっており、塗装用ガンの先端をこれに追随させるためには塗装用ガンのＸ座標を変える必要はないことがわかる。
【００２１】
これに対し、図３は、正四角柱ワークの形状を示す平面図である。図４はワークの中心を原点Ｏに置き、各角を座標軸方向にしてワークテーブルヘ載置したときの、ワーク先端のＸ座標位置データを示しており、４５°ごとに最大値ＸAと最小値ＸBとの間で定期的に増減変化を繰り返すことがわかる。なお、この場合も柱体であるので、ある回転角度におけるＸ座標はＺ座標値のいかんにかかわらず一定である。
【００２２】
図５は、原点Ｏから途中のＺ座標Ｚ１までは円柱で、Ｚ座標Ｚ１からＺ２までは上方に向かうにしたがって半径が広がる逆円錐状を呈するワークについて、その外形のＸ軸とＺ軸方向のデータを示すものである。
【００２３】
この場合にはＺ軸方向の移動に伴ってワークのＸ座標の位置は変化するため、塗装品質を向上させるためには、塗装用ガンはＺ軸の座標変化に従ってＸ軸方向にも変化させる必要がある。
【００２４】
このためには、Ｚ軸座標値を選択した上で、各Ｚ軸座標位置に対してワークをθ軸まわりに回転させ、ワークの先端座標をサンプリングしつつ、その座標を採取することにより、ワークの形状情報を得ることができる。この場合、座標の採取は教示モードで行うことができる。また、Ｚ軸座標値はワークの形状に応じてサンプリングの程度を変えることができ、例えばＺ軸方向に形状が大きく変化する場合にはＺ軸方向のサンプリング精度を細かくし、錐体、柱体のようにＺ軸方向の形状変化が少ないか規則性がある場合にはサンプリング精度を粗くすることができる。
【００２５】
図６は、このようにして得られたワーク形状情報のデータテーブルの一例を示す図表である。このデータは単純化のためＺ座標とθ座標でＸ座標を得るように３軸情報として示されているが、Ｚ座標とθ座標の各組み合わせに対し、さらに塗装用ガンの方向制御用の軸であるＲ軸を複数の値で変化させたものを得るようにしても良い。
【００２６】
一方、塗装用ガンの移動座標は、プログラムされた塗装用ガンの移動指令情報で求まる。この移動軌跡を実現するために、各軸についての駆動データが得られ、これにより、塗装用ガンが指令位置に移動させられる。
【００２７】
したがって、回転テーブルの回転角度をパラメータとして、移動指令データに基づく塗装用ガンの位置とワーク形状データとを比較することにより、ワークと塗装用ガンとの干渉の有無およびワークと塗装用ガンの距離が判明することとなる。
【００２８】
図７は、本発明にかかる回転体干渉回避制御装置を含むロボット制御装置の概略構成を示すブロック図である。
【００２９】
このロボット制御装置１００は、全体の制御を行うＣＰＵ１０と、これにバス１１を介して接続されたキーボード入力装置１２、ＬＣＤモニタ装置１３、ＲＯＭ１４、ＲＡＭ１５、ロボットコントローラ２０、プログラマブルコントローラ（ＰＬＣ：Programmable Logic Controller）４０を主要な構成としている。
【００３０】
キーボード１２は制御のための必要な入力を行うものであるが、ティーチングなどにおいては、後述するように別個の入力端末が使用されることもある。
【００３１】
ＬＣＤモニタ装置１３は、このロボット制御装置における入出力データを含むステータスを表示するものである。
【００３２】
ＲＯＭ１４にはロボット制御装置としての制御プログラムが格納され、ＲＡＭ１５は動作プログラムの格納や制御用に必要なデータの一時記憶として用いられる。
【００３３】
ＣＰＵ１０にはロボット制御装置の主要部をなすロボットコントローラ２０が接続されており、このロボットコントローラ２０はメインコントローラ２１、サーボ部２２，プログラマブルコントローラ（ＰＬＣ）２３、Ｉ／Ｏ部２４を有している。
【００３４】
このロボットコントローラ２０の動作を説明すると、キーボード１２の操作により、ＣＰＵ１０の指令でＲＯＭから読み出された制御プログラムはメインコントローラ２１により解析され、別途入力された形状データを考慮してサーボ部２２に各軸に対する駆動量を算出させる。
【００３５】
この際、制御プログラムの指令に基づき、メインコントローラ２１に対し形状データ等の必要なデータのティーチングが行われるが、キーボード１２から形状測定結果に基づき予め準備された数値を直接入力するのみでなく、Ｚ軸座標を変化させつつワークをθ軸の周りに回転させて例えばレーザ形状測定器で得られる外形形状を教示モードで自動入力することができる。また、オペレータが使いやすいティーチ端末機３０をメインコントローラ２１に直接接続してこれを用いてティーチングを行うようにしてもよい。なお、キーボードからのティーチングは煩雑であるので、ワークの形状によっては、角度の分解能を粗くしてワークの形状を入力することもある。
【００３６】
サーボ部２２の出力はロボットコントローラ２０内のプログラマブルコントローラ２３を介して外部のプログラマブルコントローラ４０に送られ、ＣＰＵ１０の制御下で、最終的にロボットアーム５０の、Ｘ、Ｙ、Ｚ、Ｒ軸の各サーボモータおよび回転テーブルのθ軸のモータ６０に対して駆動指令が出力される。
【００３７】
本願発明においては、ワークの回転、すなわち回転テーブルの回転に応じた塗装用ガンの制御を行うことが前提となっているため、回転テーブルを回転させるθ軸用モータにはエンコーダ等の回転角度検出器が備えられ、その出力はＩ／Ｏ部２４によりメインコントローラ２１にフィードバックされるようになっている。
【００３８】
したがって、メインコントローラにおいては、現在の回転角度を知ることができ、この回転角度に対してワークの形状とプログラムされた塗装用ガンの位置を知ることができる。
【００３９】
これらを比較して、干渉を生ずる可能性がある場合には塗装用ガンを後退させる干渉回避制御を行う必要がある。
【００４０】
以下にこの本発明の主要部をなす、ワークと塗装用ガンの干渉回避についての詳細に説明する。
【００４１】
図８は外形と塗装用ガンとの関係を示す三次元座標系の説明図である。ここではある回転角度θ１の位置においてあるＺ軸座標Ｚ１での平面を想定し、ワーク外形と塗装用ガンの先端位置との関係を述べる。
【００４２】
図８を参照すると、通常のＸＹＺ３次元座標系において、回転角θ１における原点ＯとワークＷ外形および塗装用ガンＧの立体的位置が示されている。ワーク上の点と塗装用ガンとは原点を通る同一垂直断面に属することとなる。
【００４３】
制御装置により教示される塗装用ガンの位置はＺ１平面での座標である。そしてこの塗装用ガンに対応するワーク外形を表す座標も同じＺ１平面におけるものである。ところが、ワーク外形位置と原点との距離Ｌ１と、この外形位置に対応する塗装用ガンの原点からの距離Ｌ２とは、原点から見たこれらの位置に対する仰角はそれぞれα１およびα２であるため、（Ｌ２−Ｌ１）はＺ１平面上の塗装用ガンとワークとの距離ＬWGとは多少異なる。
【００４４】
（１）塗装用ガンとワークとの距離ＬWG計算
このため、次の手順に従って塗装用ガンとワークとの距離ＬWGを求める。
(a) 教示されたＺ１平面でのワーク外形点の原点からの平面距離Ｘ１。この値は、回転角度θ１におけるワーク外形のＸ座標ＸW1である。
(b) ワーク外形点と原点間の距離Ｌ１。この値はワーク外形点のｘ座標値ＸW1とＺ座標値Ｚ１から （ＸW1２＋Ｚ１２）１／２として求まる。
(c) 教示されたＺ１平面での塗装用ガン位置の原点からの距離Ｘ２。この値は、回転角度θ１における塗装用ガンＧのＸ座標ＸG1である。
(d) 原点と塗装用ガン位置間の距離Ｌ２。この値は塗装用ガン位置のＸ座標値ＸG1とＺ座標値Ｚ１から（ＸG1２＋Ｚ１２）１／２として求まる。
(e) 塗装用ガンと原点とを結ぶ直線とワーク外形が交わる点における原点からワーク外形点までの距離Ｌ３。この値は、厳密には塗装用ガンと原点とを結ぶ直線とワーク外形との交点を探す必要があるが、仰角α１およびα２の差が微小であるとき、あるいはＬ１およびＬ２が大きな値であるときには、Ｌ１・（α１−α２）と近似させることができる。
(f) ＬWGは Ｌ２−Ｌ３として求まる。
【００４５】
（２）ワークとガンの干渉可能性確認
続いて、ワークと塗装用ガンとの干渉の可能性を確認する。このため、分配処理において、原点と塗装用ガン位置の距離Ｌ２が、原点からワーク干渉領域までの距離Ｌ３よりも小さい箇所がないかどうかを確認し、次にこの干渉を避けるような回避処理が行われる。
【００４６】
図９はこのような干渉可能性を確認し、回避処理を行う様子を示す説明図であり、Ｚ軸の回りで回転する円柱状ワークの塗装を行うものとして教示された塗装用ガンを用いて、実際には完全には真円でない円柱状ワークに対して塗装を行う塗装ロボットの場合を考える。
【００４７】
図９においては、横軸を回転座標、縦軸を距離で表しており、Ｘ座標ＸWはＺ座標Ｚ１における実測したワーク外形を示す。この例では本来真円の円柱状のワークを想定していたが、現実には真円でなく、図９のようにＸWの値は変動しているものとする。また、塗装用ロボットを想定し、ロボットアームの先端には塗装用ガンが取り付けられるものとする。
【００４８】
このような場合について、上述したような演算により求めたＬWGを同時に示すと、ＸWが最も大きくなった位置でマイナスになっており、ワークと塗装用ガンとの干渉が起こることがわかる。しかも、ＸWの増加減少傾向とＬWGの増加減少傾向は同じＸ座標でほぼ逆方向となっている。
【００４９】
このことから、前述したような複雑な演算を行って正確にワーク外形と塗装用ガンの干渉の有無を確認することは必ずしも必要なく、ワークの外形変化を正確に知ることができれば、ワークと塗装用ガンの干渉を効果的に防止し、かつ良好な品質の塗装に必要な距離を確保できることがわかる。
【００５０】
図９に戻ると、ＸG1はワークＷの本来の予定外形位置と一致し、塗装用ガンが最もワークＷに接近できる位置である。また、ＸG2は塗装を行う上で必要な距離ＸMをＸG1に加えた距離を表しており、ワークが正確な真円円柱状であれば、この位置に塗装用ガンが存在することにより、最適な塗装が可能となるものと考えられる。
【００５１】
しかし、ここでも実際のワークの形状がＸG2よりも大きくなっている部分ではワークと塗装用ガンの干渉が起きることになる。
【００５２】
そこで、本発明においては、Ｘ座標のみを監視し、ワークＷの形状ＸWが予定形状ＸG1よりも小さい外形のときには、教示された塗装用ガン位置ＸG2を用い、ワークＷの形状ＸWが予定形状ＸG1よりも大きい外形のときには、ワーク形状ＸWに必要な距離ＸMを加えた値を塗装用ガン位置ＸGとして教示するようにしている。
【００５３】
これにより、塗装用ガンは教示軌道を外れて回転するワークを回避することができる。
【００５４】
以上の処理手順を整理したものを図１０のフローチャートに示す。
【００５５】
まず、Ｚ軸方向高さ位置を基準値例えば０に設定し、ワークの外周位置、すなわち回転中心（Ｚ軸）からワーク外形までの距離ＸWをワークの回転角度θｎを角度 ｎ＝０のときを基準として変化させることにより求める（ステップＳ１）。したがって、外周形状はこの基準位置からの角度θと原点からの距離Ｘｗの組み合わせとして得られる。
【００５６】
この場合、回転角度を細かくするほど外形精度は向上するが、それに比例してデータ量が増加して、データ入力、演算、処理に時間がかかるため、必要に応じてデータを取得する回転角度の数を減少させることができる。例えば、原点に対して点対称、線対称の場合、特に円形の場合には取得すべきデータ量を減少させることができる。なお、回転角度は、通常３６０°であるが、制御プログラムで塗装範囲が限定されているときにはその範囲のみでも良い。
【００５７】
次に、Ｚ軸方向に高さ位置を変化させてステップＳ１と同様にワーク断面形状を求める（ステップＳ２）。この場合、特に回転テーブルの基準角度、例えばθ＝０のときのワークの垂直断面を基準断面という。
【００５８】
ステップＳ１およびＳ２で求められた外周形状、ワーク断面形状についての測定結果は、図６に示したようなワーク形状データテーブルとして記憶され（ステップＳ３）、任意の回転角度θおよび高さ位置に対して回転中心からワーク表面までの距離を求めることができる。
【００５９】
次に、プログラムにより与えられる、塗装用ガン位置を求めるため、θをθ0（初期値）とする（ステップＳ４）。
【００６０】
次に、このθ0座標に対してロボットアーム位置を求める（ステップＳ５）。このときに求められるのは、予定外形に近接したＸG1と、これより所定距離遠ざけたＸG2である。
【００６１】
次に、予め記憶されたワーク形状データＸWを読み出す（ステップＳ６）。
【００６２】
次に、ワーク位置と塗装用ガンの位置関係を調べて、塗装用ガンの位置ＸGを決定する（ステップＳ７）。すなわち、ワーク形状データＸWがＸG1より小さいときにはロボットアーム位置を本来の教示位置であるＸG2とする（ステップＳ８）。一方、ワーク形状データＸWがＸG1より大きいときにはロボットアーム位置をこの外形に一定距離ＸMを加えた距離ＸW＋ＸMとする（ステップＳ９）。
【００６３】
次に、角度を増加させるが（ステップＳ１０）、必要範囲での軌道探索が終了したかどうかを確認し（ステップＳ１１）、終了した場合には全体の処理を終了し、終了していない場合には、ステップＳ５に戻って処理を繰り返すことにより塗装用ガンの軌跡を確定する。このようにして得られた軌跡は、図９において実線ＸGとして示されている。
【００６４】
以上の実施例では、塗装用ロボットを想定してロボットアーム先端に塗装用ガンを有する例で説明したが、このようなロボットに限られることなく、回転体ワークに対して処理を行うあらゆる産業用ロボットにおいてロボットアームの先端部における回転体ワークとの干渉回避に適用できるものである。
【００６５】
このように、ワークの回転に応じて得られた実際の形状をもとに、干渉あるいは品質低下のおそれがあるほどワークに近接した状態を避けるように塗装用ガンの位置を決定しているので、プログラムにより教示された位置指令では干渉や不十分な塗装品質を招く場合でも、ワークの実際形状にもとづいてプログラムで指令された軌道から外れて最適位置に自動修正することが可能となる。
【００６６】
なお、上述した実施例では教示された位置を変更する場合にＸ方向に原点から離れるように移動するようにしているが、塗装用ガン位置と原点を結ぶ直線上を原点から離れる方向に遠ざけるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明にかかる回転体干渉回避制御方法及び回転体干渉回避制御装置における制御方式を説明するための座標系を示す模式図である。
【図２】円柱形状ワークを一回転（３６０°）させたときのワークの先端のＸ座標値の変化を示すグラフである。
【図３】正四角柱ワークの形状を示す平面図である。
【図４】図３に示した正四角柱ワークのワーク先端のＸ座標位置データを示すグラフである。
【図５】一部に逆円錐状を有するワークについて、その外形のＸ軸とＺ軸方向のデータを示すグラフである。
【図６】ワーク形状情報を記憶するデータテーブルの一例を示す図表である。
【図７】本発明にかかる回転体干渉回避制御装置を含むロボット制御装置の概略構成を示すブロック図である。
【図８】通常のＸＹＺ３次元座標系において、回転角θ１における原点ＯとワークＷ外形および塗装用ガンＧの立体的位置を示す説明図である。
【図９】ワークとガンの干渉可能性を確認し、回避処理を行う様子を示す説明図である。
【図１０】本発明による干渉回避制御手順を簡略に示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００６８】
１０ ＣＰＵ
１１ バス
１２ キーボード入力装置
１３ ＬＣＤモニタ装置
１４ ＲＯＭ
１５ ＲＡＭ
２０ ロボットコントローラ
２１ メインコントローラ
２２ サーボ部
２３ ＰＬＣ
２４ Ｉ／Ｏ部
３０ ティーチ端末機
４０ ＰＬＣ
５０ ロボットアーム
６０ モータ
７０ エンコーダ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転中心の周りに回転する回転テーブル上に載置されたワークの外形表面に対し、前記前記回転テーブル上の前記回転中心を原点としてロボットアームを前記ワークに対して作用するように駆動するロボットの制御方法において、
あらかじめ前記ワークの外形表面の三次元形状を前記原点からの距離として求めて記憶しておき、
前記回転テーブルの回転位置を検出し、
前記検出された回転位置に基づいて、制御プログラムにより指令されたロボットアームの三次元上の指令位置を求め、
この指令されたロボットアーム位置と前記ワークの外形位置間の距離を所定の基準値とを比較し、前記基準値よりも大きいときには指令位置をそのまま用い、前記基準値以下の場合には、ロボットアーム位置を前記ワークから遠ざけるように指令することを特徴とする回転体干渉回避制御方法。
【請求項２】
前記ロボットアーム位置を前記ワークから遠ざける場合には、前記ロボットアームを同一高さ位置の平面上で前記原点から離れるように移動させることを特徴とする回転体干渉回避制御方法。
【請求項３】
回転中心の周りに回転する回転テーブル上に載置されたワークの外形表面に対し、前記前記回転テーブル上の前記回転中心を原点としてロボットアームを前記ワークに対して作用するように駆動するロボットの制御装置において、
あらかじめ前記ワークの外形表面の三次元形状を前記原点からの距離として求める手段と、
前記ワーク外形表面を表す前記原点からの距離を記憶する手段と、
前記回転テーブルの回転位置を検出する回転位置検出手段と、
前記検出された回転位置に基づいて、制御プログラムにより指令されたロボットアームの三次元上の位置指令を発生する分配手段と、
この指令されたロボットアーム位置と前記ワークの外形位置間の距離を所定の基準値とを比較し、前記基準値よりも大きいときには指令位置をそのまま用い、前記基準値以下の場合には、ロボットアーム位置を前記ワークから遠ざけるように指令する制御手段とを備えたことを特徴とする回転体干渉回避制御装置。
【請求項１】
回転中心の周りに回転する回転テーブル上に載置されたワークの外形表面に対し、前記前記回転テーブル上の前記回転中心を原点としてロボットアームを前記ワークに対して作用するように駆動するロボットの制御方法において、
あらかじめ前記ワークの外形表面の三次元形状を前記原点からの距離として求めて記憶しておき、
前記回転テーブルの回転位置を検出し、
前記検出された回転位置に基づいて、制御プログラムにより指令されたロボットアームの三次元上の指令位置を求め、
この指令されたロボットアーム位置と前記ワークの外形位置間の距離を所定の基準値とを比較し、前記基準値よりも大きいときには指令位置をそのまま用い、前記基準値以下の場合には、ロボットアーム位置を前記ワークから遠ざけるように指令することを特徴とする回転体干渉回避制御方法。
【請求項２】
前記ロボットアーム位置を前記ワークから遠ざける場合には、前記ロボットアームを同一高さ位置の平面上で前記原点から離れるように移動させることを特徴とする回転体干渉回避制御方法。
【請求項３】
回転中心の周りに回転する回転テーブル上に載置されたワークの外形表面に対し、前記前記回転テーブル上の前記回転中心を原点としてロボットアームを前記ワークに対して作用するように駆動するロボットの制御装置において、
あらかじめ前記ワークの外形表面の三次元形状を前記原点からの距離として求める手段と、
前記ワーク外形表面を表す前記原点からの距離を記憶する手段と、
前記回転テーブルの回転位置を検出する回転位置検出手段と、
前記検出された回転位置に基づいて、制御プログラムにより指令されたロボットアームの三次元上の位置指令を発生する分配手段と、
この指令されたロボットアーム位置と前記ワークの外形位置間の距離を所定の基準値とを比較し、前記基準値よりも大きいときには指令位置をそのまま用い、前記基準値以下の場合には、ロボットアーム位置を前記ワークから遠ざけるように指令する制御手段とを備えたことを特徴とする回転体干渉回避制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００７−３２０００９（Ｐ２００７−３２０００９Ａ）
【公開日】平成１９年１２月１３日（２００７．１２．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１５５６１９（Ｐ２００６−１５５６１９）
【出願日】平成１８年６月５日（２００６．６．５）
【出願人】（０００００３４５８）東芝機械株式会社 (843)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１２月１３日（２００７．１２．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年６月５日（２００６．６．５）
【出願人】（０００００３４５８）東芝機械株式会社 (843)
【Ｆターム（参考）】
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