ロボットの制御装置及びロボットの制御方法
【課題】生産サイクルタイムのロスをより確実に低減できるロボットの制御装置を提供する。
【解決手段】制御装置は、所定位置に配置されたパレット５６について、ロボット５１のアーム５４が右手系，左手系の各制御系列により動作可能となる領域を計算し、パレット５６に対するワーク供給又は取出し位置Ｐｗを基準に初期作業位置を決定すると、その初期作業位置からロボット５１が順次作業を進める位置をパレット５６内で決定する。そして、アーム５４の現在位置Ｐｌ（ｎ）に隣接する作業位置が同じ制御系列で作業可能であればその位置を優先して次の作業位置とし、同じ制御系列では作業不可であればそれ以外に継続して作業可能な位置があれば当該位置での作業を同じ制御系列で行い、前記位置がなければ異なる制御系列で作業可能な位置を次の作業位置とする。
【解決手段】制御装置は、所定位置に配置されたパレット５６について、ロボット５１のアーム５４が右手系，左手系の各制御系列により動作可能となる領域を計算し、パレット５６に対するワーク供給又は取出し位置Ｐｗを基準に初期作業位置を決定すると、その初期作業位置からロボット５１が順次作業を進める位置をパレット５６内で決定する。そして、アーム５４の現在位置Ｐｌ（ｎ）に隣接する作業位置が同じ制御系列で作業可能であればその位置を優先して次の作業位置とし、同じ制御系列では作業不可であればそれ以外に継続して作業可能な位置があれば当該位置での作業を同じ制御系列で行い、前記位置がなければ異なる制御系列で作業可能な位置を次の作業位置とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば右手系，左手系のような複数の制御系列を有するロボットの制御装置及びロボットの制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図８に示すように、例えばＸθ機構を有するロボット５１は、リニアアクチュエータで構成される直線移動部５２と、この直線移動部５２によりＸ方向（図中左右方向）に変位する回転駆動部３と、この回転駆動部５３に回転中心となる基部があり、先端部がθ方向に回転移動されるアーム５４とを備えている。そして、アーム５４の先端部にはツール５５が装着され、アーム５４の基部をＸ方向に移動させると共に、アーム５４の先端側をＺ軸回りにθ方向に回転させてツール５５の位置決めを行う。
【０００３】
この場合、図９（ａ）に示すように、Ｘ軸上でアーム５４の基部が移動する位置に応じて制御系列，制御形態が右手系と左手系とに分かれる。すなわち、アーム５４の基部が直線移動部５２の中央よりも右側に位置している場合は右手系となり、同中央よりも左側に位置している場合は左手系となる。すると、ロボット５１の動作領域は、右手系でのみ作業可能な領域（Area1）と、左手系でのみ作業可能な領域（Area3）と、左右いずれの手系でも作業可能な領域（Area2）との３つに分類される（図９（ｂ）参照）。
【０００４】
このように構成されるロボット５１の作業効率を向上させるには、右手系，左手系の切り替え回数を極力少なくすることが望ましい。そして、作業対象となるパレット５６等は、一般に中心部はArea2に位置しつつ、左右両端部はArea1，3に係ることが多い。したがって、ロボット５１が一連の作業を行う場合、一方の手系で作業を継続している状態から、他方の手系に切替えるタイミングが重要となる（図９（ｃ）参照）。
【０００５】
例えば特許文献１には、各移動元,移動先の作業点の位置情報より、各移動元の作業点毎に移動時間を最小にするアームの移動元,移動先での各形態の組合せを検出し、この検出を繰り返した結果、アームの移動先での形態として最多数回選択されたものを最適な形態として決定し、その決定後に次の移動先を対象として同様の処理を行うことを繰り返し、各移動元の作業点につき最適なアーム形態を決定する技術が開示されている。
【０００６】
また、特許文献２には、移動指令コマンドの実行の際に目標移動位置と右手系禁止領域をＲＡＭから読み込むと、読み込んだ目標移動位置と右手系禁止領域を比較し、その目標移動位置が右手系禁止領域内であれば同位置を左手系に変更して多軸ロボットの各関節回転量を左手系で演算し、目標移動位置が右手系禁止領域外であれば同位置を右手系に変更し、各関節回転量を右手系で演算することで位置決めを行う技術が開示されている
【特許文献１】特開平４−３６８０６号公報
【特許文献２】特開平９−６２３２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１の技術では、全ての移動元作業点について最適なアーム形態を決定するには複雑な計算を行う必要があり、コンピュータの計算プログラムを組むのに非常な労力が必要となる。
また、特許文献２の技術では、教示時のインチング動作において、今回の手先位置と次の手先位置とが同じ制御系列に属する場合は、引き続き同じ制御系列で、次の手先位置が異なる制御系列に属する場合は異なる制御系列に切り替えてインチング動作を行うが、この結果に基づき実際にロボットが作業を行った場合、生産サイクルタイムのロスが最小になるかどうかは保証がない。
【０００８】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、生産サイクルタイムのロスをより確実に低減できるロボットの制御装置及びロボットの制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１記載のロボットの制御装置によれば、領域計算手段は、設定された作業領域内について各制御系列による動作可能領域を計算し、作業位置決定手段は、作業領域に対するワーク供給位置，又はワークを取出し位置を基準に初期作業位置を決定すると、初期作業位置からロボットが順次作業を進める位置を作業領域内で決定する。そして、ロボットの現在位置に隣接する作業位置が同一の制御系列で継続して作業可能であればその位置を優先して次の作業位置とし、同一の制御系列では継続して作業不可であれば、それ以外に継続して作業可能な位置があれば当該位置での作業を同一の制御系列で行い、前記位置がなければ異なる制御系列で作業可能な位置を次の作業位置とする。
【００１０】
すなわち、ロボットの現在位置を中心として、隣接する作業位置につき同一の制御系列による作業が継続可能か否かを判断するが、隣接する作業位置は複数の場合があるので、それらの内１つの候補については制御系列を切替える必要があるとしても、他の候補については同じ制御系列による作業が継続可能となる可能性がある。それらを全て検討した結果、同一の制御系列による作業が不可と判断した場合に、異なる制御系列で作業可能なものを次の作業位置とする。したがって、制御系列の切り替え回数を極力少なくして、生産サイクルタイムのロスを確実に低減することができる。
【００１１】
請求項２記載のロボットの制御装置によれば、ロボットが、直線移動部と、その直線移動部に配置される回転軸を中心に、ツールが着脱される先端部が回転移動する回転部材とを有する、いわゆるＸθ機構を備えるものを制御対象とする。この場合、作業位置決定手段は、直線移動部の移動方向に対する開き角がより大きい方向に沿って並ぶ列上にある位置を優先して次の作業位置に決定し、その同一列内での隣接する作業位置がない場合は、直線移動部の移動方向に対する開き角がより小さい方向に沿って並ぶ列上にある位置を次の作業位置に決定する。
【００１２】
すなわち、Ｘθ機構を備えるロボットの場合、回転軸部を直線移動させることなく留めた状態で、回転部材の先端を回転させるだけで次の作業位置に移行させる方が移動時間が短くなる。したがって、直線移動方向に対する開き角がより大きい方向に沿って並ぶ列上にある位置を次の作業位置に決定すれば、回転部材の先端を回転させるだけで次の作業位置に移行できる可能性がより高くなり、作業時間を短縮することができる。
【００１３】
請求項３記載のロボットの制御装置によれば、作業位置決定手段は、ワーク供給位置又はワーク取出し位置が複数の制御系列で動作可能な共通領域に属する場合、全ての作業位置が共通領域に属する基準列で作業領域を複数に分割する。そして、分割した各作業領域について、それぞれ各領域に最も近い制御系列で作業させるように切り替えた場合の作業時間の総計を求め、基準列が複数あれば各列について作業時間の総計を求め、作業時間の総計が最小を示した基準列で複数の制御系列を切り替える。したがって、全体の作業時間が確実に最小となるように制御系列を切替えることができる。
【００１４】
請求項４記載のロボットの制御装置によれば、作業位置決定手段は、ワークを供給する作業の場合は、どの制御系列でも対応可能な作業領域については、ワーク供給位置が属する制御系列と同じものを優先的に設定し、ワークを取り出す作業の場合は、どの制御系列でも対応可能な作業領域については、ワーク取出し位置が属する制御系列と同じものを優先的に設定する。このように制御すれば、無駄な作業領域の切り替えが減るので制御が容易となり、ワークの供給位置又は取出し位置と同じ制御系列で作業できる領域数が増えるので、作業時間を短縮することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の一実施例について図１乃至図７を参照して説明する。尚、図８と同一部分には同一符号を付して説明を省略し、以下異なる部分について説明する。図４乃至図７は、図８でモデル的に示したロボット５１の具体的な構成例を示すもので、図４はロボットの斜視図、図５はロボットの正面図である。尚、図４及び図５では、ケーブル、空圧パイプなどの図示を省略している。ロボット１は、直動ユニット２に旋回ユニット（懸架ユニットに相当）３を直線移動可能に懸架して構成されており、直動ユニット２を、天井（静止部位に相当）に水平に固定したり、図示しない脚部（静止部位に相当）に水平に固定したりすることにより所定の作業領域に設置される。
【００１６】
直動ユニット２は直動軸４を主体として構成されている。直動軸４には長尺方向に沿ってガイドレール５が設けられており、そのガイドレール５に沿って一対のスライダ６が直線移動可能に装着されている。直動軸４は図示しないボールネジを備えており、そのボールネジがスライダ６に固定されている図示しないナットに螺挿されている。ボールネジは直動軸用モータ７により締結ユニット８で減速された状態で回転するようになっており、その回転に伴ってスライダ６がガイドレール５に沿って直線移動する。
【００１７】
直動軸用モータ７はベース部材９を介して締結ユニット８に固定されている。ベース部材９は直動軸４から水平方向に突出しており、その突出部位の一方の側面にボックスコネクタ１０が装着されている。ベース部材９の他方の側面にはボックス１１が水平方向となるように固定されており、ボックスコネクタ１０を通じて、信号ケーブルＣや図示しない電源ケーブル及び空圧チューブがボックス１１内に導入されている。スライダ６の下面には懸架ベース１２が連結されており、その懸架ベース１２に旋回ユニット３が固定されている。
【００１８】
図６は、ロボット１の下面を示す斜視図で、旋回ユニット３を取外して示している。懸架ベース１２は旋回ユニット３がネジ止めされる部材であり、側面にカバー部材１３及びＬ字状のケーブルダクト１４が一体に設けられている。
ボックス１１には配線保持具としてのケーブルベア（登録商標）１５の一端が接続されており、そのケーブルベア１５が直動軸４に沿って水平方向に延設している。このケーブルベア１５は、直動ユニット２と旋回ユニット３との間を曲面を持つ曲げ状態で接続するもので、曲げ方向が水平方向となるようにボックス１１と接続されている。
【００１９】
直動軸４の側面には長手方向に沿って長板状の保持部材１６がスペーサ１７を介して固定されており、ボックス１１から直動軸４の側面に沿って延設したケーブルベア１５が保持部材１６に沿って当接している。ケーブルベア１５は、中間部が水平方向への曲げ状態で折り返されてケーブルダクト１４に連結されている。
以上のように直動ユニット２が構成されており、直動ユニット２を構成する懸架ベース１２に旋回ユニット３が固定されている。ケーブルベア１５及びケーブルダクト１４を通過したケーブル及び空圧チューブは旋回ユニット３と接続されている。ここで、ケーブルベア１５は、ロボット１の最上端よりも低くなるように配置されている。
【００２０】
図７は旋回ユニット３を模式的に示す断面図である。旋回ユニット３は、支持部１８、駆動部（駆動源に相当）１９、従動部２０、旋回アーム（可動部材に相当）２１、昇降部２２から構成されている。支持部１８の側方に駆動部１９が並設されていると共に、支持部１８に従動部２０が回転可能に支持されている。駆動部１９は、回転軸用モータ２３のシャフト２４に駆動プーリ２５が装着されて構成されている。従動部２０は、支持部１８に回転可能に支持されたシャフト２６の上端に従動プーリ２７が装着され、下端に旋回部２８が装着されて構成されている。駆動プーリ２５と従動プーリ２７とはタイミングベルト２９により連結されており、回転軸用モータ２３により旋回部２８が回転するようになっている。この場合、駆動部１９は、頭部が直動軸４の側方に位置してカバー部材１３に収納された形態となっている。
【００２１】
従動部２０の旋回部２８に旋回アーム２１が固定されている。従って、回転軸用モータ２３の回転に伴って旋回アーム２１が水平方向に旋回するようになっている。旋回アーム２１内には昇降用モータ３０が配設されている。この昇降用モータ３０のシャフト３１の先端にはピニオンギア３１ａが形成されている。
旋回アーム２１の先端に昇降部２２が装着されている。昇降部２２は、ベース部材３２と主スライダ３３と従スライダ３４とを所謂テレスコピック機構により互いに連結して構成されている。従スライダ３４にはラック３５が固定されており、そのラック３５に昇降用モータ３０のピニオンギア３１ａが噛合っている。
【００２２】
従スライダ３４には回転モータ３６が装着されており、その回転モータ３６によりフランジ３７が回転するようになっている。このフランジ３７には図示しないハンドを装着するようになっている。この場合、フランジ３７に装着されたハンドが空圧で動作する場合は、ケーブルベア１５内を通過した空圧チューブから給圧用ソレノイドバルブの動作に応じて空気がハンドに供給される。主スライダ３３及び従スライダ３４は昇降用モータ３０の駆動に応じて昇降するようになっている。
そして、上記各モータ７，２３，３０，３６及び給圧用ソレノイドバルブは制御装置４０により制御されるようになっている。制御装置４０には、周辺機器としてティーチィングペンダント４１およびプログラム入力用のパソコン４２などが接続されている。
【００２３】
次に、本実施例の作用について図１乃至図３も参照して説明する。本発明は制御装置（領域計算手段，作業位置決定手段）４０によるロボットの制御に特徴を有しており、その作用を説明するには構造がモデル的である方が容易であるため、図８に示すロボット５１を用いて説明する。尚、ロボット５１の直線移動部５２はロボット１の直動ユニット２に対応し、回転駆動部５３は旋回ユニット３に対応し、アーム（回転部材）５４は旋回アーム２１に対応している。
【００２４】
図１に示すように、Ｘθ機構を有するロボット５１が、ワークの投入又は取出し（パレタイジング）を行う対象であるパレット５６の位置と、ワークの投入又は取出し位置Ｐｗとが決まる。そして、前記位置Ｐｗと、パレット５６上でワークの投入又は取出しを行う位置（作業位置，パレタイジングポイント）Ｐｌ（ｎ）とを、ロボット５１の制御装置４０に対してティーチングする。各作業位置Ｐｌ（ｎ）は、パレット５６が矩形状である場合は、通常行列を成すように配置される。
【００２５】
図２は、上記のように決定された各作業位置Ｐｌ（ｎ）に対して、ロボット５１が制御系列を右手系，左手系の何れにより作業するかを決定するアルゴリズムのフローチャートである。尚、各作業位置Ｐｌ（ｎ）が、作業領域Area1〜3に亘って分布していることを前提とする。そして、このアルゴリズムは、ティーチング段階で制御系列を決定するために用いても良いし、ティーチングではワークの投入又は取出し位置Ｐｗや各作業位置Ｐｌ（ｎ）等を入力し、実際の作業時にリアルタイムで制御系列を決定するために用いても良い。
【００２６】
先ず、投入又は取出し位置Ｐｗが、右手系の作業可能領域Area1にある場合は（ステップＳ１：ＹＥＳ），作業位置番号ｎを「１」に設定し（ステップＳ２）、続いて、作業位置Ｐｌ（ｎ）が左手系の作業可能領域Area3にあるか否かを判断する（ステップＳ３）。領域Area3にあれば（ＹＥＳ）、作業位置Ｐｌ（ｎ）は左手系で処理するように設定し（ステップＳ５）、作業位置番号ｎが作業位置数Ｎより小さいか否かを判断する（ステップＳ６）。「ｎ＜Ｎ」であれば（ＹＥＳ）、作業位置番号ｎをインクリメントして（ステップＳ７）ステップＳ３に戻る。また、ステップＳ３において、作業位置Ｐｌ（ｎ）が領域Area3に無ければ（ＮＯ）、作業位置Ｐｌ（ｎ）は右手系で処理するように設定し（ステップＳ４）、ステップＳ６に移行する。
【００２７】
一方、ステップＳ１において、投入又は取出し位置Ｐｗが領域Area1に無ければ（ＮＯ）、次に領域Area3にあるか否かを判断する（ステップＳ８）。Area3にある場合（ＹＥＳ）、以降のステップＳ９〜Ｓ１４は、上述したステップＳ２〜Ｓ７の処理を領域Area1について行うものとなる。すなわち、ステップＳ１０では、作業位置Ｐｌ（ｎ）が領域Area1にあるか否かを判断し、Area1にあれば（ＹＥＳ）右手系に（ステップＳ１１），Area1に無ければ（ＮＯ）左手系に（ステップＳ１２）設定する。
【００２８】
ステップＳ８で「ＮＯ」と判断した場合は、作業位置Ｐｌ（ｎ）が右手系，左手系の何れでも作業可能な領域Area2（共通領域）にあることを示す。この時、図３（ａ）に示すように、各作業位置の列番号ｋ（１≦ｋ≦Ｋ）を「１」に設定し（ステップＳ１５）、そのｋ列が、全て領域Area2に属しているか否かを判断する（ステップＳ１６）。全て領域Area2に属している場合は（ＹＥＳ）そのｋ列を基準列として、各作業位置の列を、（１）１〜（ｋ−１）列の群と（２）ｋ〜Ｋ列の群とに２分する（ステップＳ１７）。尚、ｋ列が全て領域Area2に属していなければ（ステップＳ１６：ＮＯ）ステップＳ１９に移行する。
そして、（１）群の作業を右手系で行い、（２）群の作業を左手系で行った場合をシミュレーションして作業時間ｔｓ（ｋ）を計算する（ステップＳ１８）。それから、列番号ｋをインクリメントして（ステップＳ１９）、「ｋ＜Ｋ」であれば（ステップＳ２０，ＹＥＳ）ステップＳ１６に戻り、上記の処理を繰り返し実行する。
【００２９】
全ての列について作業時間ｔｓ（ｋ）を計算し、「ｋ＝Ｋ」になると（ステップＳ２０，ＮＯ）、作業時間ｔｓ（ｋ）が最小となった列ｋをｋminに決定し（ステップＳ２１）、パレット５６を、（１）１〜（ｋmin−１）列の群と（２）ｋ〜Ｋ列の群とに分割し、（１）の群は右手系で作業し、（２）の群は左手系で作業するように設定する（ステップＳ２２）。そして、パレット５６を（１），（２）の群に分割した上で、各群について作業順序を設定すると（ステップＳ２３）処理を終了する。
【００３０】
図３（ｂ）には、Ｎ＝２８，Ｋ＝７，ｋmin＝４であった場合を例示する。この時、第１列〜第３列が右手系で作業を行うパレット５６Ｒとなり、第４列〜第７列が、左手系で作業を行うパレット５６Ｌとなる。したがって、各作業位置Ｐｌ（１）〜Ｐｌ（２８）までパレタイジングを行う場合には、Ｐｌ（１２）から〜Ｐｌ（１３）に移行する間に、右手系→左手系の切り替えが１回だけ行われる。
【００３１】
以上のアルゴリズムに従って制御装置４０がロボット５１を制御すれば、ロボット５１が右手系で位置Ｐｌ（１）から作業を開始し、現在位置Ｐｌ（ｎ）に隣接する作業位置が右手系で継続して作業可能であれば［Ｐｌ（１２）まで］その位置が次の作業位置となる。そして、位置Ｐｌ（１３）では右手系による作業の継続が不可となるから左手系に切り替えて、最後の位置Ｐｌ（２８）まで作業を行うことになる。
【００３２】
以上のように本実施例によれば、制御装置４０は、設定された作業領域内，すなわち所定位置に配置されたパレット５６について、ロボット５１のアーム５４が右手系，左手系の各制御系列により動作可能となる領域を計算し、パレット５６に対するワーク供給又は取出し位置Ｐｗを基準に初期作業位置を決定すると、その初期作業位置からロボット５１が順次作業を進める位置をパレット５６内で決定する。
そして、アーム５４の現在位置Ｐｌ（ｎ）に隣接する作業位置が同じ制御系列で作業可能であればその位置を優先して次の作業位置とし、同じ制御系列では作業不可であればそれ以外に継続して作業可能な位置があれば当該位置での作業を同じ制御系列で行い、前記位置がなければ異なる制御系列で作業可能な位置を次の作業位置とする。
【００３３】
すなわち、アーム５４の現在位置Ｐｌ（ｎ）を中心に隣接する作業位置は複数の場合があるから、それらの内１つの候補は制御系列を切替える必要があるとしても、他の候補は同じ制御系列で作業が継続可能となる場合がある。したがって、それらを全て検討しても同じ制御系列による作業が不可であれば、異なる制御系列で作業可能なものを次の作業位置とすることで、制御系列の切り替え回数を極力少なくして生産サイクルタイムのロスを確実に低減することができる。
【００３４】
具体的には、ロボット５１が、直線移動部５２に配置される回転軸を中心に、ツール５５が着脱される先端部が回転移動するアーム５４を有するＸθ機構を備えたものを制御対象とし、制御装置４０は、直線移動部５２の移動方向であるＸ方向に直交するＹ方向に並ぶ列上にある位置を優先して次の作業位置に決定し、その列内で隣接する作業位置がなければ、Ｘ方向に沿って並ぶ列上で次の作業位置を決定する。
すなわち、Ｘθ機構を備えるロボット５１の場合、回転駆動部５３を直線移動させることなく留めた状態で、アーム５４の先端を回転させるだけで次の作業位置に移行する方が移動時間が短くなる。したがって、Ｙ方向に沿って並ぶ列上で次の作業位置に決定すれば、アーム５４を回転させるだけで次の作業位置に移行できる可能性がより高くなり、作業時間を短縮することができる。
【００３５】
また、制御装置４０は、ワーク供給位置又はワーク取出し位置ＰｗがArea2に属する場合、全ての作業位置がArea2に属する基準列で作業領域を２つに分割し、分割した各作業領域について、それぞれ各領域に最も近い右手系，左手系で作業させるように切り替えた場合の作業時間の総計ｔｓ（ｋ）を求め、その総計ｔｓ（ｋ）が最小を示した基準列ｋminで右手系，左手系を切り替えるので、全体の作業時間が確実に最小となるように制御系列を切替えることができる。
【００３６】
本発明は上記し又は図面に記載した実施例にのみ限定されるものではなく、以下のような変形または拡張が可能である。
パレットは、必ずしもその一辺が、ロボット５１を基準とするＸ，Ｙ方向に並行となるように配置されるとは限らない。したがって、優先的に選択する作業位置は、直線移動部の移動方向に対する開き角がより大きい方向に沿って並ぶ列上にある位置とすれば良い。
また、例えばパレットに対してワークを供給する作業の場合は、どの制御系列でも対応可能な作業領域については、ワーク供給位置が属する制御系列と同じものを優先的に設定し、ワークを取り出す作業の場合は、どの制御系列でも対応可能な作業領域については、ワーク取出し位置が属する制御系列と同じものを優先的に設定すれば良い。このように制御すれば、無駄な作業領域の切り替えが減るので制御が容易となり、ワークの供給位置又は取出し位置と同じ制御系列で作業できる領域数が増えるので、作業時間を短縮することができる。
【００３７】
パレタイジングに限ることなく、例えば塗装作業を行うロボットについても同様に適用することができる。
Ｘθ機構を備えるロボットに限ることない。したがって、例えば水平多関節型や垂直多関節型等のように、より多くの駆動軸，関節機構を備えており、ツール部の１つの位置又は姿勢に対して異なる軸位置を設定する制御形態が３つ以上選択可能であるものに適用しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の一実施例であり、ロボットの各手系による作業領域とパレットとの位置関係を示す図
【図２】制御アルゴリズムのフローチャート
【図３】（ａ）はパレットの作業位置をｋ列を基準に分けた状態、（ｂ）は（ａ）の一具体例を示す図
【図４】ロボットの斜視図
【図５】ロボットの正面図
【図６】旋回ユニットを取外して示すロボットの下面側斜視図
【図７】旋回ユニットの構造を模式的に示す縦断面図
【図８】従来技術を示す、Ｘθ機構を備えたロボットの構成をモデル的に示す図
【図９】ロボットの各手系による作業領域を示す図
【符号の説明】
【００３９】
図面中、１はロボット、２は直動ユニット（直線移動部）、３は旋回ユニット（回転駆動部）、２１は旋回アーム（回転部材）、４０は制御装置（領域計算手段，作業位置決定手段）、５１はロボット、５２は直線移動部、５３は回転駆動部、５４はアーム（回転部材）を示す。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば右手系，左手系のような複数の制御系列を有するロボットの制御装置及びロボットの制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図８に示すように、例えばＸθ機構を有するロボット５１は、リニアアクチュエータで構成される直線移動部５２と、この直線移動部５２によりＸ方向（図中左右方向）に変位する回転駆動部３と、この回転駆動部５３に回転中心となる基部があり、先端部がθ方向に回転移動されるアーム５４とを備えている。そして、アーム５４の先端部にはツール５５が装着され、アーム５４の基部をＸ方向に移動させると共に、アーム５４の先端側をＺ軸回りにθ方向に回転させてツール５５の位置決めを行う。
【０００３】
この場合、図９（ａ）に示すように、Ｘ軸上でアーム５４の基部が移動する位置に応じて制御系列，制御形態が右手系と左手系とに分かれる。すなわち、アーム５４の基部が直線移動部５２の中央よりも右側に位置している場合は右手系となり、同中央よりも左側に位置している場合は左手系となる。すると、ロボット５１の動作領域は、右手系でのみ作業可能な領域（Area1）と、左手系でのみ作業可能な領域（Area3）と、左右いずれの手系でも作業可能な領域（Area2）との３つに分類される（図９（ｂ）参照）。
【０００４】
このように構成されるロボット５１の作業効率を向上させるには、右手系，左手系の切り替え回数を極力少なくすることが望ましい。そして、作業対象となるパレット５６等は、一般に中心部はArea2に位置しつつ、左右両端部はArea1，3に係ることが多い。したがって、ロボット５１が一連の作業を行う場合、一方の手系で作業を継続している状態から、他方の手系に切替えるタイミングが重要となる（図９（ｃ）参照）。
【０００５】
例えば特許文献１には、各移動元,移動先の作業点の位置情報より、各移動元の作業点毎に移動時間を最小にするアームの移動元,移動先での各形態の組合せを検出し、この検出を繰り返した結果、アームの移動先での形態として最多数回選択されたものを最適な形態として決定し、その決定後に次の移動先を対象として同様の処理を行うことを繰り返し、各移動元の作業点につき最適なアーム形態を決定する技術が開示されている。
【０００６】
また、特許文献２には、移動指令コマンドの実行の際に目標移動位置と右手系禁止領域をＲＡＭから読み込むと、読み込んだ目標移動位置と右手系禁止領域を比較し、その目標移動位置が右手系禁止領域内であれば同位置を左手系に変更して多軸ロボットの各関節回転量を左手系で演算し、目標移動位置が右手系禁止領域外であれば同位置を右手系に変更し、各関節回転量を右手系で演算することで位置決めを行う技術が開示されている
【特許文献１】特開平４−３６８０６号公報
【特許文献２】特開平９−６２３２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１の技術では、全ての移動元作業点について最適なアーム形態を決定するには複雑な計算を行う必要があり、コンピュータの計算プログラムを組むのに非常な労力が必要となる。
また、特許文献２の技術では、教示時のインチング動作において、今回の手先位置と次の手先位置とが同じ制御系列に属する場合は、引き続き同じ制御系列で、次の手先位置が異なる制御系列に属する場合は異なる制御系列に切り替えてインチング動作を行うが、この結果に基づき実際にロボットが作業を行った場合、生産サイクルタイムのロスが最小になるかどうかは保証がない。
【０００８】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、生産サイクルタイムのロスをより確実に低減できるロボットの制御装置及びロボットの制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１記載のロボットの制御装置によれば、領域計算手段は、設定された作業領域内について各制御系列による動作可能領域を計算し、作業位置決定手段は、作業領域に対するワーク供給位置，又はワークを取出し位置を基準に初期作業位置を決定すると、初期作業位置からロボットが順次作業を進める位置を作業領域内で決定する。そして、ロボットの現在位置に隣接する作業位置が同一の制御系列で継続して作業可能であればその位置を優先して次の作業位置とし、同一の制御系列では継続して作業不可であれば、それ以外に継続して作業可能な位置があれば当該位置での作業を同一の制御系列で行い、前記位置がなければ異なる制御系列で作業可能な位置を次の作業位置とする。
【００１０】
すなわち、ロボットの現在位置を中心として、隣接する作業位置につき同一の制御系列による作業が継続可能か否かを判断するが、隣接する作業位置は複数の場合があるので、それらの内１つの候補については制御系列を切替える必要があるとしても、他の候補については同じ制御系列による作業が継続可能となる可能性がある。それらを全て検討した結果、同一の制御系列による作業が不可と判断した場合に、異なる制御系列で作業可能なものを次の作業位置とする。したがって、制御系列の切り替え回数を極力少なくして、生産サイクルタイムのロスを確実に低減することができる。
【００１１】
請求項２記載のロボットの制御装置によれば、ロボットが、直線移動部と、その直線移動部に配置される回転軸を中心に、ツールが着脱される先端部が回転移動する回転部材とを有する、いわゆるＸθ機構を備えるものを制御対象とする。この場合、作業位置決定手段は、直線移動部の移動方向に対する開き角がより大きい方向に沿って並ぶ列上にある位置を優先して次の作業位置に決定し、その同一列内での隣接する作業位置がない場合は、直線移動部の移動方向に対する開き角がより小さい方向に沿って並ぶ列上にある位置を次の作業位置に決定する。
【００１２】
すなわち、Ｘθ機構を備えるロボットの場合、回転軸部を直線移動させることなく留めた状態で、回転部材の先端を回転させるだけで次の作業位置に移行させる方が移動時間が短くなる。したがって、直線移動方向に対する開き角がより大きい方向に沿って並ぶ列上にある位置を次の作業位置に決定すれば、回転部材の先端を回転させるだけで次の作業位置に移行できる可能性がより高くなり、作業時間を短縮することができる。
【００１３】
請求項３記載のロボットの制御装置によれば、作業位置決定手段は、ワーク供給位置又はワーク取出し位置が複数の制御系列で動作可能な共通領域に属する場合、全ての作業位置が共通領域に属する基準列で作業領域を複数に分割する。そして、分割した各作業領域について、それぞれ各領域に最も近い制御系列で作業させるように切り替えた場合の作業時間の総計を求め、基準列が複数あれば各列について作業時間の総計を求め、作業時間の総計が最小を示した基準列で複数の制御系列を切り替える。したがって、全体の作業時間が確実に最小となるように制御系列を切替えることができる。
【００１４】
請求項４記載のロボットの制御装置によれば、作業位置決定手段は、ワークを供給する作業の場合は、どの制御系列でも対応可能な作業領域については、ワーク供給位置が属する制御系列と同じものを優先的に設定し、ワークを取り出す作業の場合は、どの制御系列でも対応可能な作業領域については、ワーク取出し位置が属する制御系列と同じものを優先的に設定する。このように制御すれば、無駄な作業領域の切り替えが減るので制御が容易となり、ワークの供給位置又は取出し位置と同じ制御系列で作業できる領域数が増えるので、作業時間を短縮することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の一実施例について図１乃至図７を参照して説明する。尚、図８と同一部分には同一符号を付して説明を省略し、以下異なる部分について説明する。図４乃至図７は、図８でモデル的に示したロボット５１の具体的な構成例を示すもので、図４はロボットの斜視図、図５はロボットの正面図である。尚、図４及び図５では、ケーブル、空圧パイプなどの図示を省略している。ロボット１は、直動ユニット２に旋回ユニット（懸架ユニットに相当）３を直線移動可能に懸架して構成されており、直動ユニット２を、天井（静止部位に相当）に水平に固定したり、図示しない脚部（静止部位に相当）に水平に固定したりすることにより所定の作業領域に設置される。
【００１６】
直動ユニット２は直動軸４を主体として構成されている。直動軸４には長尺方向に沿ってガイドレール５が設けられており、そのガイドレール５に沿って一対のスライダ６が直線移動可能に装着されている。直動軸４は図示しないボールネジを備えており、そのボールネジがスライダ６に固定されている図示しないナットに螺挿されている。ボールネジは直動軸用モータ７により締結ユニット８で減速された状態で回転するようになっており、その回転に伴ってスライダ６がガイドレール５に沿って直線移動する。
【００１７】
直動軸用モータ７はベース部材９を介して締結ユニット８に固定されている。ベース部材９は直動軸４から水平方向に突出しており、その突出部位の一方の側面にボックスコネクタ１０が装着されている。ベース部材９の他方の側面にはボックス１１が水平方向となるように固定されており、ボックスコネクタ１０を通じて、信号ケーブルＣや図示しない電源ケーブル及び空圧チューブがボックス１１内に導入されている。スライダ６の下面には懸架ベース１２が連結されており、その懸架ベース１２に旋回ユニット３が固定されている。
【００１８】
図６は、ロボット１の下面を示す斜視図で、旋回ユニット３を取外して示している。懸架ベース１２は旋回ユニット３がネジ止めされる部材であり、側面にカバー部材１３及びＬ字状のケーブルダクト１４が一体に設けられている。
ボックス１１には配線保持具としてのケーブルベア（登録商標）１５の一端が接続されており、そのケーブルベア１５が直動軸４に沿って水平方向に延設している。このケーブルベア１５は、直動ユニット２と旋回ユニット３との間を曲面を持つ曲げ状態で接続するもので、曲げ方向が水平方向となるようにボックス１１と接続されている。
【００１９】
直動軸４の側面には長手方向に沿って長板状の保持部材１６がスペーサ１７を介して固定されており、ボックス１１から直動軸４の側面に沿って延設したケーブルベア１５が保持部材１６に沿って当接している。ケーブルベア１５は、中間部が水平方向への曲げ状態で折り返されてケーブルダクト１４に連結されている。
以上のように直動ユニット２が構成されており、直動ユニット２を構成する懸架ベース１２に旋回ユニット３が固定されている。ケーブルベア１５及びケーブルダクト１４を通過したケーブル及び空圧チューブは旋回ユニット３と接続されている。ここで、ケーブルベア１５は、ロボット１の最上端よりも低くなるように配置されている。
【００２０】
図７は旋回ユニット３を模式的に示す断面図である。旋回ユニット３は、支持部１８、駆動部（駆動源に相当）１９、従動部２０、旋回アーム（可動部材に相当）２１、昇降部２２から構成されている。支持部１８の側方に駆動部１９が並設されていると共に、支持部１８に従動部２０が回転可能に支持されている。駆動部１９は、回転軸用モータ２３のシャフト２４に駆動プーリ２５が装着されて構成されている。従動部２０は、支持部１８に回転可能に支持されたシャフト２６の上端に従動プーリ２７が装着され、下端に旋回部２８が装着されて構成されている。駆動プーリ２５と従動プーリ２７とはタイミングベルト２９により連結されており、回転軸用モータ２３により旋回部２８が回転するようになっている。この場合、駆動部１９は、頭部が直動軸４の側方に位置してカバー部材１３に収納された形態となっている。
【００２１】
従動部２０の旋回部２８に旋回アーム２１が固定されている。従って、回転軸用モータ２３の回転に伴って旋回アーム２１が水平方向に旋回するようになっている。旋回アーム２１内には昇降用モータ３０が配設されている。この昇降用モータ３０のシャフト３１の先端にはピニオンギア３１ａが形成されている。
旋回アーム２１の先端に昇降部２２が装着されている。昇降部２２は、ベース部材３２と主スライダ３３と従スライダ３４とを所謂テレスコピック機構により互いに連結して構成されている。従スライダ３４にはラック３５が固定されており、そのラック３５に昇降用モータ３０のピニオンギア３１ａが噛合っている。
【００２２】
従スライダ３４には回転モータ３６が装着されており、その回転モータ３６によりフランジ３７が回転するようになっている。このフランジ３７には図示しないハンドを装着するようになっている。この場合、フランジ３７に装着されたハンドが空圧で動作する場合は、ケーブルベア１５内を通過した空圧チューブから給圧用ソレノイドバルブの動作に応じて空気がハンドに供給される。主スライダ３３及び従スライダ３４は昇降用モータ３０の駆動に応じて昇降するようになっている。
そして、上記各モータ７，２３，３０，３６及び給圧用ソレノイドバルブは制御装置４０により制御されるようになっている。制御装置４０には、周辺機器としてティーチィングペンダント４１およびプログラム入力用のパソコン４２などが接続されている。
【００２３】
次に、本実施例の作用について図１乃至図３も参照して説明する。本発明は制御装置（領域計算手段，作業位置決定手段）４０によるロボットの制御に特徴を有しており、その作用を説明するには構造がモデル的である方が容易であるため、図８に示すロボット５１を用いて説明する。尚、ロボット５１の直線移動部５２はロボット１の直動ユニット２に対応し、回転駆動部５３は旋回ユニット３に対応し、アーム（回転部材）５４は旋回アーム２１に対応している。
【００２４】
図１に示すように、Ｘθ機構を有するロボット５１が、ワークの投入又は取出し（パレタイジング）を行う対象であるパレット５６の位置と、ワークの投入又は取出し位置Ｐｗとが決まる。そして、前記位置Ｐｗと、パレット５６上でワークの投入又は取出しを行う位置（作業位置，パレタイジングポイント）Ｐｌ（ｎ）とを、ロボット５１の制御装置４０に対してティーチングする。各作業位置Ｐｌ（ｎ）は、パレット５６が矩形状である場合は、通常行列を成すように配置される。
【００２５】
図２は、上記のように決定された各作業位置Ｐｌ（ｎ）に対して、ロボット５１が制御系列を右手系，左手系の何れにより作業するかを決定するアルゴリズムのフローチャートである。尚、各作業位置Ｐｌ（ｎ）が、作業領域Area1〜3に亘って分布していることを前提とする。そして、このアルゴリズムは、ティーチング段階で制御系列を決定するために用いても良いし、ティーチングではワークの投入又は取出し位置Ｐｗや各作業位置Ｐｌ（ｎ）等を入力し、実際の作業時にリアルタイムで制御系列を決定するために用いても良い。
【００２６】
先ず、投入又は取出し位置Ｐｗが、右手系の作業可能領域Area1にある場合は（ステップＳ１：ＹＥＳ），作業位置番号ｎを「１」に設定し（ステップＳ２）、続いて、作業位置Ｐｌ（ｎ）が左手系の作業可能領域Area3にあるか否かを判断する（ステップＳ３）。領域Area3にあれば（ＹＥＳ）、作業位置Ｐｌ（ｎ）は左手系で処理するように設定し（ステップＳ５）、作業位置番号ｎが作業位置数Ｎより小さいか否かを判断する（ステップＳ６）。「ｎ＜Ｎ」であれば（ＹＥＳ）、作業位置番号ｎをインクリメントして（ステップＳ７）ステップＳ３に戻る。また、ステップＳ３において、作業位置Ｐｌ（ｎ）が領域Area3に無ければ（ＮＯ）、作業位置Ｐｌ（ｎ）は右手系で処理するように設定し（ステップＳ４）、ステップＳ６に移行する。
【００２７】
一方、ステップＳ１において、投入又は取出し位置Ｐｗが領域Area1に無ければ（ＮＯ）、次に領域Area3にあるか否かを判断する（ステップＳ８）。Area3にある場合（ＹＥＳ）、以降のステップＳ９〜Ｓ１４は、上述したステップＳ２〜Ｓ７の処理を領域Area1について行うものとなる。すなわち、ステップＳ１０では、作業位置Ｐｌ（ｎ）が領域Area1にあるか否かを判断し、Area1にあれば（ＹＥＳ）右手系に（ステップＳ１１），Area1に無ければ（ＮＯ）左手系に（ステップＳ１２）設定する。
【００２８】
ステップＳ８で「ＮＯ」と判断した場合は、作業位置Ｐｌ（ｎ）が右手系，左手系の何れでも作業可能な領域Area2（共通領域）にあることを示す。この時、図３（ａ）に示すように、各作業位置の列番号ｋ（１≦ｋ≦Ｋ）を「１」に設定し（ステップＳ１５）、そのｋ列が、全て領域Area2に属しているか否かを判断する（ステップＳ１６）。全て領域Area2に属している場合は（ＹＥＳ）そのｋ列を基準列として、各作業位置の列を、（１）１〜（ｋ−１）列の群と（２）ｋ〜Ｋ列の群とに２分する（ステップＳ１７）。尚、ｋ列が全て領域Area2に属していなければ（ステップＳ１６：ＮＯ）ステップＳ１９に移行する。
そして、（１）群の作業を右手系で行い、（２）群の作業を左手系で行った場合をシミュレーションして作業時間ｔｓ（ｋ）を計算する（ステップＳ１８）。それから、列番号ｋをインクリメントして（ステップＳ１９）、「ｋ＜Ｋ」であれば（ステップＳ２０，ＹＥＳ）ステップＳ１６に戻り、上記の処理を繰り返し実行する。
【００２９】
全ての列について作業時間ｔｓ（ｋ）を計算し、「ｋ＝Ｋ」になると（ステップＳ２０，ＮＯ）、作業時間ｔｓ（ｋ）が最小となった列ｋをｋminに決定し（ステップＳ２１）、パレット５６を、（１）１〜（ｋmin−１）列の群と（２）ｋ〜Ｋ列の群とに分割し、（１）の群は右手系で作業し、（２）の群は左手系で作業するように設定する（ステップＳ２２）。そして、パレット５６を（１），（２）の群に分割した上で、各群について作業順序を設定すると（ステップＳ２３）処理を終了する。
【００３０】
図３（ｂ）には、Ｎ＝２８，Ｋ＝７，ｋmin＝４であった場合を例示する。この時、第１列〜第３列が右手系で作業を行うパレット５６Ｒとなり、第４列〜第７列が、左手系で作業を行うパレット５６Ｌとなる。したがって、各作業位置Ｐｌ（１）〜Ｐｌ（２８）までパレタイジングを行う場合には、Ｐｌ（１２）から〜Ｐｌ（１３）に移行する間に、右手系→左手系の切り替えが１回だけ行われる。
【００３１】
以上のアルゴリズムに従って制御装置４０がロボット５１を制御すれば、ロボット５１が右手系で位置Ｐｌ（１）から作業を開始し、現在位置Ｐｌ（ｎ）に隣接する作業位置が右手系で継続して作業可能であれば［Ｐｌ（１２）まで］その位置が次の作業位置となる。そして、位置Ｐｌ（１３）では右手系による作業の継続が不可となるから左手系に切り替えて、最後の位置Ｐｌ（２８）まで作業を行うことになる。
【００３２】
以上のように本実施例によれば、制御装置４０は、設定された作業領域内，すなわち所定位置に配置されたパレット５６について、ロボット５１のアーム５４が右手系，左手系の各制御系列により動作可能となる領域を計算し、パレット５６に対するワーク供給又は取出し位置Ｐｗを基準に初期作業位置を決定すると、その初期作業位置からロボット５１が順次作業を進める位置をパレット５６内で決定する。
そして、アーム５４の現在位置Ｐｌ（ｎ）に隣接する作業位置が同じ制御系列で作業可能であればその位置を優先して次の作業位置とし、同じ制御系列では作業不可であればそれ以外に継続して作業可能な位置があれば当該位置での作業を同じ制御系列で行い、前記位置がなければ異なる制御系列で作業可能な位置を次の作業位置とする。
【００３３】
すなわち、アーム５４の現在位置Ｐｌ（ｎ）を中心に隣接する作業位置は複数の場合があるから、それらの内１つの候補は制御系列を切替える必要があるとしても、他の候補は同じ制御系列で作業が継続可能となる場合がある。したがって、それらを全て検討しても同じ制御系列による作業が不可であれば、異なる制御系列で作業可能なものを次の作業位置とすることで、制御系列の切り替え回数を極力少なくして生産サイクルタイムのロスを確実に低減することができる。
【００３４】
具体的には、ロボット５１が、直線移動部５２に配置される回転軸を中心に、ツール５５が着脱される先端部が回転移動するアーム５４を有するＸθ機構を備えたものを制御対象とし、制御装置４０は、直線移動部５２の移動方向であるＸ方向に直交するＹ方向に並ぶ列上にある位置を優先して次の作業位置に決定し、その列内で隣接する作業位置がなければ、Ｘ方向に沿って並ぶ列上で次の作業位置を決定する。
すなわち、Ｘθ機構を備えるロボット５１の場合、回転駆動部５３を直線移動させることなく留めた状態で、アーム５４の先端を回転させるだけで次の作業位置に移行する方が移動時間が短くなる。したがって、Ｙ方向に沿って並ぶ列上で次の作業位置に決定すれば、アーム５４を回転させるだけで次の作業位置に移行できる可能性がより高くなり、作業時間を短縮することができる。
【００３５】
また、制御装置４０は、ワーク供給位置又はワーク取出し位置ＰｗがArea2に属する場合、全ての作業位置がArea2に属する基準列で作業領域を２つに分割し、分割した各作業領域について、それぞれ各領域に最も近い右手系，左手系で作業させるように切り替えた場合の作業時間の総計ｔｓ（ｋ）を求め、その総計ｔｓ（ｋ）が最小を示した基準列ｋminで右手系，左手系を切り替えるので、全体の作業時間が確実に最小となるように制御系列を切替えることができる。
【００３６】
本発明は上記し又は図面に記載した実施例にのみ限定されるものではなく、以下のような変形または拡張が可能である。
パレットは、必ずしもその一辺が、ロボット５１を基準とするＸ，Ｙ方向に並行となるように配置されるとは限らない。したがって、優先的に選択する作業位置は、直線移動部の移動方向に対する開き角がより大きい方向に沿って並ぶ列上にある位置とすれば良い。
また、例えばパレットに対してワークを供給する作業の場合は、どの制御系列でも対応可能な作業領域については、ワーク供給位置が属する制御系列と同じものを優先的に設定し、ワークを取り出す作業の場合は、どの制御系列でも対応可能な作業領域については、ワーク取出し位置が属する制御系列と同じものを優先的に設定すれば良い。このように制御すれば、無駄な作業領域の切り替えが減るので制御が容易となり、ワークの供給位置又は取出し位置と同じ制御系列で作業できる領域数が増えるので、作業時間を短縮することができる。
【００３７】
パレタイジングに限ることなく、例えば塗装作業を行うロボットについても同様に適用することができる。
Ｘθ機構を備えるロボットに限ることない。したがって、例えば水平多関節型や垂直多関節型等のように、より多くの駆動軸，関節機構を備えており、ツール部の１つの位置又は姿勢に対して異なる軸位置を設定する制御形態が３つ以上選択可能であるものに適用しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の一実施例であり、ロボットの各手系による作業領域とパレットとの位置関係を示す図
【図２】制御アルゴリズムのフローチャート
【図３】（ａ）はパレットの作業位置をｋ列を基準に分けた状態、（ｂ）は（ａ）の一具体例を示す図
【図４】ロボットの斜視図
【図５】ロボットの正面図
【図６】旋回ユニットを取外して示すロボットの下面側斜視図
【図７】旋回ユニットの構造を模式的に示す縦断面図
【図８】従来技術を示す、Ｘθ機構を備えたロボットの構成をモデル的に示す図
【図９】ロボットの各手系による作業領域を示す図
【符号の説明】
【００３９】
図面中、１はロボット、２は直動ユニット（直線移動部）、３は旋回ユニット（回転駆動部）、２１は旋回アーム（回転部材）、４０は制御装置（領域計算手段，作業位置決定手段）、５１はロボット、５２は直線移動部、５３は回転駆動部、５４はアーム（回転部材）を示す。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ツール部の１つの位置又は姿勢に対して異なる軸位置を設定する制御形態が選択可能であり、選択された各制御形態は、それぞれ異なる系列により制御される複数の制御系列を有するロボットの制御装置において、
前記ロボットについて所定の作業領域が設定されると、前記作業領域内において、各制御系列による動作可能領域を計算する領域計算手段と、
前記作業領域に対してワークが供給される位置，又は前記作業領域よりワークを取り出す位置を基準として初期作業位置を決定し、前記初期作業位置から前記ロボットが順次作業を進める位置を前記作業領域内で決定する作業位置決定手段とを備え、
前記作業位置決定手段は、
前記ロボットの現在位置に隣接する作業位置が同一の制御系列により継続して作業可能である場合は、その位置を優先して次の作業位置に決定し、
前記隣接する作業位置が同一の制御系列では継続して作業不可である場合は、それ以外に継続して作業可能な位置があるか否かを判断し、前記位置があれば当該位置での作業を同一の制御系列により行い、前記位置がなければ、異なる制御系列により作業可能な位置を次の作業位置に決定することを特徴とするロボットの制御装置。
【請求項２】
前記ロボットは、リニアアクチュエータにより直線移動する直線移動部と、その直線移動部に配置される回転軸を中心として、ツールが着脱される先端部が回転移動する回転部材とを備え、
前記作業位置決定手段は、前記ロボットの現在位置に隣接する作業位置で、且つ同一の制御系列により継続して作業可能であるものを選択する場合、
前記直線移動部の移動方向に対する開き角がより大きい方向に沿って並ぶ列上にある位置を優先して次の作業位置に決定し、前記同一列内での隣接する作業位置がない場合は、前記直線移動部の移動方向に対する開き角がより小さい方向に沿って並ぶ列上にある位置を次の作業位置に決定することを特徴とする請求項１記載のロボットの制御装置。
【請求項３】
前記作業位置決定手段は、前記作業領域に対してワークが供給される位置，又は前記作業領域よりワークを取り出す位置が、複数の制御系列の動作可能領域（共通領域と称す）に属する場合、
全ての作業位置が前記共通領域に属する列（基準列と称す）を基準として、前記作業領域を複数に分割し、
分割した各作業領域について、それぞれ直近となる制御系列で作業させるように切り替えた場合の作業時間の総計を求め、前記基準列が複数ある場合は各基準列について同様に前記作業時間の総計を求め、
前記作業時間の総計が最小を示した基準列で、前記複数の制御系列を切り替えることを特徴とする請求項２記載のロボットの制御装置。
【請求項４】
前記作業位置決定手段は、
前記作業領域に対してワークを供給する作業の場合は、どの制御系列でも対応可能な作業領域については、ワーク供給位置が属する制御系列と同じものを優先的に設定し、
前記作業領域よりワークを取り出す作業の場合は、どの制御系列でも対応可能な作業領域については、ワーク取出し位置が属する制御系列と同じものを優先的に設定することを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載のロボットの制御装置。
【請求項５】
ツール部の１つの位置又は姿勢に対して異なる軸位置を設定する制御形態が選択可能であり、選択された各制御形態は、それぞれ異なる系列により制御される複数の制御系列を有するロボットを制御する方法において、
前記ロボットについて所定の作業領域が設定されると、前記作業領域内において、各制御系列による動作可能領域を計算し、
前記作業領域に対してワークが供給される位置，又は前記作業領域よりワークを取り出す位置を基準として初期作業位置を決定し、前記初期作業位置から前記ロボットが順次作業を進める位置を前記作業領域内で決定し、
前記ロボットの現在位置に隣接する作業位置が同一の制御系列により継続して作業可能である場合は、その位置を優先して次の作業位置に決定し、
前記隣接する作業位置が同一の制御系列では継続して作業不可である場合は、それ以外に継続して作業可能な位置があるか否かを判断し、前記位置があれば当該位置での作業を同一の制御系列により行い、前記位置がなければ、異なる制御系列により作業可能な位置を次の作業位置に決定することを特徴とするロボットの制御方法。
【請求項６】
前記ロボットが、リニアアクチュエータにより直線移動する直線移動部と、その直線移動部に配置される回転軸を中心として、ツールが着脱される先端部が回転移動する回転部材とを備えて構成されており、
前記ロボットの現在位置に隣接する作業位置で、且つ同一の制御系列により継続して作業可能であるものを選択する場合、
前記直線移動部の移動方向に対する開き角がより大きい方向に沿って並ぶ列上にある位置を優先して次の作業位置に決定し、前記同一列内での隣接する作業位置がない場合は、前記直線移動部の移動方向に対する開き角がより小さい方向に沿って並ぶ列上にある位置を次の作業位置に決定することを特徴とする請求項５記載のロボットの制御方法。
【請求項７】
前記作業領域に対してワークが供給される位置，又は前記作業領域よりワークを取り出す位置が、複数の制御系列の動作可能領域（共通領域と称す）に属する場合、
全ての作業位置が前記共通領域に属する列（基準列と称す）を基準として、前記作業領域を複数に分割し、
分割した各作業領域について、それぞれ直近となる制御系列で作業させるように切り替えた場合の作業時間の総計を求め、前記基準列が複数ある場合は各基準列について同様に前記作業時間の総計を求め、
前記作業時間の総計が最小を示した基準列で、前記複数の制御系列を切り替えることを特徴とする請求項６記載のロボットの制御方法。
【請求項８】
前記作業領域に対してワークを供給する作業の場合は、どの制御系列でも対応可能な作業領域については、ワーク供給位置が属する制御系列と同じものを優先的に設定し、
前記作業領域よりワークを取り出す作業の場合は、どの制御系列でも対応可能な作業領域については、ワーク取出し位置が属する制御系列と同じものを優先的に設定することを特徴とする請求項５乃至７の何れかに記載のロボットの制御方法。
【請求項１】
ツール部の１つの位置又は姿勢に対して異なる軸位置を設定する制御形態が選択可能であり、選択された各制御形態は、それぞれ異なる系列により制御される複数の制御系列を有するロボットの制御装置において、
前記ロボットについて所定の作業領域が設定されると、前記作業領域内において、各制御系列による動作可能領域を計算する領域計算手段と、
前記作業領域に対してワークが供給される位置，又は前記作業領域よりワークを取り出す位置を基準として初期作業位置を決定し、前記初期作業位置から前記ロボットが順次作業を進める位置を前記作業領域内で決定する作業位置決定手段とを備え、
前記作業位置決定手段は、
前記ロボットの現在位置に隣接する作業位置が同一の制御系列により継続して作業可能である場合は、その位置を優先して次の作業位置に決定し、
前記隣接する作業位置が同一の制御系列では継続して作業不可である場合は、それ以外に継続して作業可能な位置があるか否かを判断し、前記位置があれば当該位置での作業を同一の制御系列により行い、前記位置がなければ、異なる制御系列により作業可能な位置を次の作業位置に決定することを特徴とするロボットの制御装置。
【請求項２】
前記ロボットは、リニアアクチュエータにより直線移動する直線移動部と、その直線移動部に配置される回転軸を中心として、ツールが着脱される先端部が回転移動する回転部材とを備え、
前記作業位置決定手段は、前記ロボットの現在位置に隣接する作業位置で、且つ同一の制御系列により継続して作業可能であるものを選択する場合、
前記直線移動部の移動方向に対する開き角がより大きい方向に沿って並ぶ列上にある位置を優先して次の作業位置に決定し、前記同一列内での隣接する作業位置がない場合は、前記直線移動部の移動方向に対する開き角がより小さい方向に沿って並ぶ列上にある位置を次の作業位置に決定することを特徴とする請求項１記載のロボットの制御装置。
【請求項３】
前記作業位置決定手段は、前記作業領域に対してワークが供給される位置，又は前記作業領域よりワークを取り出す位置が、複数の制御系列の動作可能領域（共通領域と称す）に属する場合、
全ての作業位置が前記共通領域に属する列（基準列と称す）を基準として、前記作業領域を複数に分割し、
分割した各作業領域について、それぞれ直近となる制御系列で作業させるように切り替えた場合の作業時間の総計を求め、前記基準列が複数ある場合は各基準列について同様に前記作業時間の総計を求め、
前記作業時間の総計が最小を示した基準列で、前記複数の制御系列を切り替えることを特徴とする請求項２記載のロボットの制御装置。
【請求項４】
前記作業位置決定手段は、
前記作業領域に対してワークを供給する作業の場合は、どの制御系列でも対応可能な作業領域については、ワーク供給位置が属する制御系列と同じものを優先的に設定し、
前記作業領域よりワークを取り出す作業の場合は、どの制御系列でも対応可能な作業領域については、ワーク取出し位置が属する制御系列と同じものを優先的に設定することを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載のロボットの制御装置。
【請求項５】
ツール部の１つの位置又は姿勢に対して異なる軸位置を設定する制御形態が選択可能であり、選択された各制御形態は、それぞれ異なる系列により制御される複数の制御系列を有するロボットを制御する方法において、
前記ロボットについて所定の作業領域が設定されると、前記作業領域内において、各制御系列による動作可能領域を計算し、
前記作業領域に対してワークが供給される位置，又は前記作業領域よりワークを取り出す位置を基準として初期作業位置を決定し、前記初期作業位置から前記ロボットが順次作業を進める位置を前記作業領域内で決定し、
前記ロボットの現在位置に隣接する作業位置が同一の制御系列により継続して作業可能である場合は、その位置を優先して次の作業位置に決定し、
前記隣接する作業位置が同一の制御系列では継続して作業不可である場合は、それ以外に継続して作業可能な位置があるか否かを判断し、前記位置があれば当該位置での作業を同一の制御系列により行い、前記位置がなければ、異なる制御系列により作業可能な位置を次の作業位置に決定することを特徴とするロボットの制御方法。
【請求項６】
前記ロボットが、リニアアクチュエータにより直線移動する直線移動部と、その直線移動部に配置される回転軸を中心として、ツールが着脱される先端部が回転移動する回転部材とを備えて構成されており、
前記ロボットの現在位置に隣接する作業位置で、且つ同一の制御系列により継続して作業可能であるものを選択する場合、
前記直線移動部の移動方向に対する開き角がより大きい方向に沿って並ぶ列上にある位置を優先して次の作業位置に決定し、前記同一列内での隣接する作業位置がない場合は、前記直線移動部の移動方向に対する開き角がより小さい方向に沿って並ぶ列上にある位置を次の作業位置に決定することを特徴とする請求項５記載のロボットの制御方法。
【請求項７】
前記作業領域に対してワークが供給される位置，又は前記作業領域よりワークを取り出す位置が、複数の制御系列の動作可能領域（共通領域と称す）に属する場合、
全ての作業位置が前記共通領域に属する列（基準列と称す）を基準として、前記作業領域を複数に分割し、
分割した各作業領域について、それぞれ直近となる制御系列で作業させるように切り替えた場合の作業時間の総計を求め、前記基準列が複数ある場合は各基準列について同様に前記作業時間の総計を求め、
前記作業時間の総計が最小を示した基準列で、前記複数の制御系列を切り替えることを特徴とする請求項６記載のロボットの制御方法。
【請求項８】
前記作業領域に対してワークを供給する作業の場合は、どの制御系列でも対応可能な作業領域については、ワーク供給位置が属する制御系列と同じものを優先的に設定し、
前記作業領域よりワークを取り出す作業の場合は、どの制御系列でも対応可能な作業領域については、ワーク取出し位置が属する制御系列と同じものを優先的に設定することを特徴とする請求項５乃至７の何れかに記載のロボットの制御方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００９−１６９６６８（Ｐ２００９−１６９６６８Ａ）
【公開日】平成２１年７月３０日（２００９．７．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−６９９４（Ｐ２００８−６９９４）
【出願日】平成２０年１月１６日（２００８．１．１６）
【出願人】（５０１４２８５４５）株式会社デンソーウェーブ (1,155)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年７月３０日（２００９．７．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１月１６日（２００８．１．１６）
【出願人】（５０１４２８５４５）株式会社デンソーウェーブ (1,155)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]