ロボット制御装置
【課題】ロボット本体に加えて付加軸をも制御する機能を備えるものにあって、手動操作時における十分な安全性を確保する。
【解決手段】作業者がティーチングペンダント４を手動操作することにより、ロボット本体３及び付加軸８〜１０を動作させる手動操作モードの実行時において、ロボット制御装置２の制御部１２は、ロボット本体３の先端位置の速度及び付加軸８〜１０の速度を制限する。このとき、付加軸８〜１０の動作がロボット本体３の動作に影響を与えるリンク状態であるかを示すリンク情報が、予め動作パラメータ記憶部１４に記憶される。制御部１２は、付加軸８〜１０がリンク状態である場合には、該当する付加軸の速度とロボット本体３の先端位置の速度とを合わせた全体の速度を最大速度（２５０ｍｍ／ｓｅｃ）以下に制限する。非リンク状態である場合には、付加軸８〜１０の速度と、ロボット本体３の先端位置の速度との各々について、最大速度以下に制限する。
【解決手段】作業者がティーチングペンダント４を手動操作することにより、ロボット本体３及び付加軸８〜１０を動作させる手動操作モードの実行時において、ロボット制御装置２の制御部１２は、ロボット本体３の先端位置の速度及び付加軸８〜１０の速度を制限する。このとき、付加軸８〜１０の動作がロボット本体３の動作に影響を与えるリンク状態であるかを示すリンク情報が、予め動作パラメータ記憶部１４に記憶される。制御部１２は、付加軸８〜１０がリンク状態である場合には、該当する付加軸の速度とロボット本体３の先端位置の速度とを合わせた全体の速度を最大速度（２５０ｍｍ／ｓｅｃ）以下に制限する。非リンク状態である場合には、付加軸８〜１０の速度と、ロボット本体３の先端位置の速度との各々について、最大速度以下に制限する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロボット本体の各ロボット軸を制御すると共に、そのロボット本体に付加される付加軸の制御をも可能としたロボット制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
産業用ロボットのシステムにおいては、例えば組立用の多関節（６軸）型ロボットの本体と、このロボット本体の各軸を制御するロボット制御装置（コントローラ）とを備えると共に、このロボット制御装置に、ティーチングペンダントと称される手動操作用の操作ペンダント等の周辺機器を接続して構成される。前記ティーチングペンダントは、タッチパネルを有する表示部や各種のキー操作を行うためのキー操作部を備えて構成される。作業者が、このティーチングペンダントを操作することにより、ロボットプログラムを起動させたり、ティーチング時等において、ロボット本体を手動操作（遠隔操作）により動作させたりすることができるようになっている。
【０００３】
前記ロボット制御装置は、マイコンを主体として構成される制御回路や、複数軸分のドライブ回路を有するサーボ制御部、電源装置、周辺機器との間での高速データ転送を行なうためのインタフェース部等を備えて構成されている。前記制御回路は、予め入力，記憶されたロボットプログラムや、各種データ及びパラメータ、ティーチングペンダントからの操作信号等に従って、サーボ制御部を介して前記ロボット本体の各軸（サーボモータ）を駆動し、もって、ロボット本体を動作制御するようになっている。
【０００４】
ところで、上記ティーチングペンダントを用いたロボット本体の手動操作時（ティーチング作業時）においては、作業者がロボット本体の動作エリアの近傍にて操作を行うケースが考えられるため、作業者の安全性を確保することが重要となる。そこで、従来から、例えば特許文献１に示されるように、ティーチング時にロボット先端の移動速度を所定の上限速度以下に制限することが行われている。この場合、国際規格ＩＳＯ 10218-1の規定では、「手動にてロボットを動作させる場合、ロボットのツールの先端位置（ＴＣＰ）の速度を、最大２５０ｍｍ／ｓｅｃ以下に制限しなければならない」とされている。
【特許文献１】特開平９−１９３０６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記したロボットシステムにおいては、ロボット本体に加えて、該ロボット本体と協働して作業を行うための付加軸を設けることが行われる。具体例をあげると、付加軸としては、アーム先端に取付けられるサーボモータ駆動式のハンドなどのツールや、ロボット本体が設置される移動テーブル（ＸＹ移動装置や回転テーブル）などがある。前記ロボット制御装置として、サーボ制御部に、ロボット本体の各軸を制御するドライブ回路に加えて、付加軸用のドライブ回路を備えて（或いは増設可能に）構成されたものが供されている。このロボット制御装置によれば、ロボット本体と付加軸との双方の制御を併せて行うことができる。
【０００６】
しかし、上記した付加軸を備えたロボットシステムにあっては、上記したようなティーチング時等における手動操作時に、ロボット本体だけに限ればその速度が最大速度以下に制御されるものの、ロボット本体の動作と同時に付加軸が動作されることによって、例えばツールの先端位置の速度が最大速度を超えてしまう虞が生ずる。このため、このような付加軸を備えたロボットシステムにおいても、手動操作時の十分な安全性確保が求められるのである。
【０００７】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、ロボット本体に加えて付加軸をも制御する機能を備えるものにあって、手動操作時における十分な安全性を確保することができるロボット制御装置を提供するにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明のロボット制御装置は、ロボット本体に加えて付加軸をも制御する機能を備え、作業者が操作手段を操作することにより、ロボット本体及び付加軸を動作させる手動操作モードの実行時において、ロボット本体の先端位置の速度を最大速度以下に制限する速度制限手段を有するものにあって、付加軸の動作がロボット本体の動作に影響を与えるリンク状態であるかどうかを示すリンク情報を記憶するリンク情報記憶手段を設けると共に、前記速度制限手段を、付加軸がリンク状態である場合には、付加軸の速度とロボット本体の先端位置の速度とを合わせた全体の速度を最大速度以下に制限するように構成したところに特徴を有する（請求項１の発明）。
【０００９】
これによれば、付加軸の動作がロボット本体の動作に影響を与えるリンク状態である場合には、ロボット本体及び付加軸を動作させる手動操作モードの実行時において、速度制限手段により、付加軸の速度とロボット本体の先端位置の速度とを合わせた全体の速度が最大速度以下、つまり安全性を確保できる速度に制限されるようになる。従って、ロボット本体の動作と同時に付加軸が動作される場合でも、例えばロボット本体の先端位置の速度が最大速度を超えることが未然に防止され、手動操作時における十分な安全性を確保することができる。
【００１０】
この場合、前記速度制限手段を、前記付加軸がリンク状態でない場合に、前記付加軸の速度と、前記ロボット本体の先端位置の速度との各々について、最大速度以下に制限するように構成することもできる（請求項２の発明）。これによれば、付加軸がリンク状態でない、つまり付加軸の動作がロボット本体の動作に影響を与えることがない場合には、付加軸の速度と、ロボット本体の先端位置の速度との各々が、最大速度以下に制限される。従って、付加軸及びロボット本体の夫々が、共に安全性を確保できる速度で動作され、しかも徒に低速となることもない。
【００１１】
そして、本発明においては、前記速度制限手段を、前記付加軸がリンク状態である場合には、前記付加軸の速度と前記ロボット本体の先端位置の速度とをスカラ量にて加算した速度を全体の速度として制限を行うように構成することができる（請求項３の発明）。これによれば、付加軸の速度とロボット本体の先端位置の速度とを合わせた全体の速度を、夫々のスカラ量にて加算して求めるので、演算処理を簡単に済ませることができると共に、例えばロボット本体の先端位置の速度が最大速度よりも低速となることが予測されるので、より安全性を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の一実施例について、図１ないし図４を参照しながら説明する。図１は、本実施例における例えば組立作業用のロボットシステム１の構成を概略的に示しており、本実施例に係るロボット制御装置２は、ロボット本体３を制御すると共に、そのロボット本体３に付加される付加軸をも制御するようになっている。また、ロボット制御装置２には、外部機器としての例えばティーチングペンダント４が接続されている。
【００１３】
図４は、前記ロボット本体３及び付加軸のいくつかの例を模式的に示している。前記ロボット本体３は、例えば６軸の小形垂直多関節型ロボットとして構成されている。詳しい説明は省略するが、このロボット本体３は、夫々サーボモータにより駆動される６軸（Ｊ１〜Ｊ６）のアーム５を有し、アーム５の先端部に、作業用のツール６（例えばエア駆動式のチャック）を備えている。図１に示すように、前記各軸（Ｊ１〜Ｊ６）のサーボモータが、前記ロボット制御装置２のロボット用ドライブ回路７（６個のドライブ回路）により制御されるようになっている。
【００１４】
そして、図４では、前記付加軸として、３つの例を示している。即ち、図４（ａ）では、付加軸として、Ｘ軸直線移動機構８（Ｊ７軸）と、Ｙ軸直線移動機構９（Ｊ８軸）とが設けられている。詳しい図示及び説明は省略するが、Ｘ軸直線移動機構８は、直線（Ｘ軸）方向に延びるベース上に、移動体８ａを移動可能に備えると共に、その移動体８ａを自在に移動させるためのサーボモータを備えて構成されている。Ｙ軸直線移動機構９も同様に、直線（Ｙ軸）方向に延びるベース上に、移動体９ａを移動可能に備えると共に、その移動体９ａを自在に移動させるためのサーボモータを備えて構成されている。
【００１５】
このとき、この例では、前記ロボット本体３のベースが、前記Ｘ軸直線移動機構８の移動体８ａ上に載置された形態に設けられている。これにより、Ｘ軸直線移動機構８によって、ロボット本体３全体がＸ軸方向に移動されるようになっている。また、Ｙ軸直線移動機構９については、ロボット本体３とは独立した形態で設けられ、例えば移動体９ａ上に保持されたワークをＹ軸方向に移動させることによって、前記ロボット本体３（及びＸ軸直線移動機構８）と協働して作業を行うようになっている。
【００１６】
図４（ｂ）及び図４（ｃ）の例では、付加軸として、ＸＹ移動機構１０が設けられている。周知のように、このＸＹ移動機構１０は、Ｘ軸方向に延びるＸ軸移動機構部１０ａ（Ｊ７軸）上に、それと直交するＹ軸方向に延びるＹ軸移動機構部１０ｂ（Ｊ８軸）を備えて構成されている。前記Ｘ軸移動機構部１０ａは、サーボモータの駆動によりＹ軸移動機構部１０ｂをＸ軸方向に自在に移動させるように構成されている。Ｙ軸移動機構部１０ｂは、サーボモータの駆動により移動体１０ｃをＹ軸方向に自在に移動させるようになっている。
【００１７】
このとき、図４（ｂ）の例では、前記ロボット本体３のベースが、ＸＹ移動機構１０の移動体１０ｃ上に載置された形態に設けられている。これにより、ＸＹ移動機構１０によって、ロボット本体３全体がＸ軸方向及びＹ軸方向に移動されるようになっている。図４（ｃ）の例では、ＸＹ移動機構１０は、ロボット本体３とは独立した形態に設けられており、例えば移動体１０ｃ上に保持されたワークをＸ軸及びＹ軸方向に移動させることによって、前記ロボット本体３と協働して作業を行うようになっている。
【００１８】
図１に示すように、上記した付加軸（Ｘ軸直線移動機構８及びＹ軸直線移動機構９、ＸＹ移動機構１０）の各軸（Ｊ７，Ｊ８）のサーボモータが、前記ロボット制御装置２の付加軸用ドライブ回路１１（この場合２個のドライブ回路）により制御されるようになっている。尚、この付加軸用ドライブ回路１１は、例えば最高４軸までの付加軸を制御することが可能に構成されている。
【００１９】
本実施例に係るロボット制御装置２は、矩形箱状をなすフレーム（図示せず）内に、図１に示すように、マイコンを主体として構成され全体を制御する制御部１２を備えている。これと共に、その制御部１２に接続された、前記ロボット用ドライブ回路７及び付加軸用ドライブ回路１１、プログラム記憶部１３、動作パラメータ記憶部１４、ペンダントＩ／Ｆ１５などを備えている。その他、図示はしないが、このロボット制御装置２には、例えばプログラミング用パソコン等の周辺機器との接続のためのインタフェース、画像処理部、電源装置等が設けられている。
【００２０】
前記プログラム記憶部１３には、前記ティーチングペンダント４やパソコンなどから入力、設定されたロボットプログラムが記憶される。前記動作パラメータ記憶部１４には、ロボット本体３の移動する目標位置データ等の各種データや、各種のパラメータが記憶されるようになっている。後述するように、この動作パラメータ記憶部１４には、予め設定されたリンク情報が記憶されるようになっており、リンク情報記憶手段として機能するようになっている。前記ペンダントＩ／Ｆ１５には、前記ティーチングペンダント４が接続されるようになっている。
【００２１】
詳しく図示はしないが、前記ティーチングペンダント４は、作業者が手で持って操作できる程度のコンパクトな大きさの薄形のほぼ矩形箱状に構成されている。このティーチングペンダント４の表面部の中央部には、例えば比較的大形のカラー液晶ディスプレイからなる表示部１６（図３参照）が設けられており、各種の画面が表示されるようになっている。前記表示部１６の表面にはタッチパネルが設けられている。また、ティーチングペンダント４には、表示部１６の周囲部に位置して、各種の操作キー（メカスイッチ）が設けられ、前記タッチパネルと併せてキー操作部が設けられている。このキー操作部からの入力操作信号等が、ティーチングペンダント４からロボット制御装置２に送られるようになっている。
【００２２】
これにて、作業者は、ティーチングペンダント４を用いてロボット本体３及び付加軸８〜１０の運転や設定などの各種の機能を実行させることが可能とされている。具体的には、作業者が、キー操作部を操作することにより、既に記憶（設定）されているロボットプログラムのリストを呼出して、選択し、ロボット本体３及び付加軸８〜１０を起動（自動運転）させることができる。また、ロボットプログラムや各種パラメータの設定、変更等を行ったりすることができる。
【００２３】
そして、作業者は、キー操作部を操作して手動操作モードを指定し、その手動操作モードにおいて、キー操作部を操作することにより、ロボット本体３及び付加軸８〜１０を手動操作（マニュアル操作）により動作させて目標位置（移動軌跡）データ等の各種の教示（ダイレクトティーチング）作業を行ったりすることができる。従って、ティーチングペンダント４が操作手段として機能する。
【００２４】
前記制御部１２は、そのソフトウエア構成により、プログラム記憶部１３に記憶されたロボットプログラムや、動作パラメータ記憶部１４に記憶された各種データやパラメータ、ティーチングペンダント４からの操作信号等に従って、前記ロボット用ドライブ回路７を介してロボット本体３の各軸（Ｊ１〜Ｊ６）のサーボモータを駆動制御すると共に、付加軸用ドライブ回路１１を介して付加軸８〜１０の各軸（Ｊ７，Ｊ８）サーボモータを駆動制御し、もって、ロボット本体３と付加軸８〜１０との協働によるワークの組付け作業等を自動で実行させるようになっている。
【００２５】
さて、本実施例では、作業者がティーチングペンダント４を操作することにより、ロボット本体３及び付加軸８〜１０を手動操作させる手動操作モードの実行時において、ロボット制御装置２の制御部１２は、安全性を確保するために、ロボット本体３の先端位置の速度（ＴＣＰ）を、最大速度（例えば２５０ｍｍ／ｓｅｃ）以下に制限する速度制限手段として機能するようになっている。
【００２６】
このとき、本実施例では、付加軸８〜１０の動作が、ロボット本体３の動作に影響を与えるリンク状態であるかを示すリンク情報が、作業者がティーチングペンダント４を操作することにより予め設定され、動作パラメータ記憶部１４に記憶されるようになっている。図３は、ティーチングペンダント４の表示部１６に、リンク情報を設定するための画面が表示された様子を示している。ここでは、ロボット本体３の各軸（軸Ｊ１〜Ｊ６）と、付加軸のうち軸Ｊ７とがリンク状態であり、付加軸のうち軸Ｊ８がロボット本体３の動作に影響を与えることのない非リンク状態である様子を示している。
【００２７】
そして、次の作用説明（フローチャート説明）でも述べるように、前記制御部１２は、手動操作モードの実行時において、付加軸が存在するときには、いずれかの付加軸８〜１０がロボット本体３（ロボット軸Ｊ１〜Ｊ６）の動作に影響を与えるリンク状態である場合には、該当する付加軸の速度と前記ロボット本体３の先端位置の速度とを合わせた全体の速度を最大速度以下に制限するように構成されている。また、本実施例では、付加軸の速度とロボット本体３の先端位置の速度とをスカラ量にて加算した速度を全体の速度として制限を行うようになっている。
【００２８】
これに対し、前記制御部１２は、手動操作モードの実行時において、付加軸８〜１０がロボット本体３（ロボット軸Ｊ１〜Ｊ６）と非リンク状態である場合には、付加軸８〜１０の速度と、ロボット本体３の先端位置の速度との各々について、最大速度以下に制限するように構成されている。尚、付加軸同士がリンク状態である場合にも、それら複数の付加軸の速度を合わせた速度を最大速度以下に制限するように構成されている。また、相互に非リンク状態の付加軸が複数ある場合には、夫々の付加軸について、最大速度以下に制限するように構成されている。
【００２９】
次に、上記構成の作用について、図２も参照して述べる。図２のフローチャートは、ロボット制御装置２における上記リンク情報の設定の処理手順（ａ）、及び、手動操作モードの実行時において制御部１２が実行する速度制限の処理手順（ｂ）を示している。ここで、ユーザ（作業者）がリンク情報を設定するにあたっては、ティーチングペンダント４を用いて、表示部１６にリンク情報設定の画面（図３参照）を呼出し、キー操作部の操作によってリンク情報を入力する（ステップＳ１）。
【００３０】
またこのとき、必要に応じて、付加軸パラメータ（例えば付加軸が回転軸の場合の回転半径等）を入力するようにする。リンク情報の設定が完了すると、入力設定されたリンク情報及び付加軸のパラメータが動作パラメータ記憶部１４に記憶される（ステップＳ２）。尚、このリンク情報の設定は、ティーチングペンダント４を用いるものに限らず、例えばパソコン等をロボット制御装置２に接続して行うようにしても良い。
【００３１】
図３は、上記リンク情報設定画面の例を示しており、テーブル状のリンク情報が表示されている。テーブルの縦方向が、リンク情報１、リンク情報２、‥リンク情報５というようなリンクするグループを表し、横方向が、軸の番号（Ｊ１〜Ｊ８）を表している。Ｊ１〜Ｊ６はロボット本体３の各軸であり、Ｊ７以降が付加軸となる。リンク情報は、互いにリンクする軸を「○」で表し、リンクしない軸を「×」で表している。「−」は既に設定済みであることを表している。
【００３２】
この場合、図４（ａ）の構成の例では、Ｘ軸直線移動機構８（付加軸Ｊ７）が、ロボット本体３の動作に影響を与えるリンク状態にあるから、図３に示すように、リンク情報１において軸Ｊ１〜Ｊ７が「○」となる。ロボット本体３を構成する全てのロボット軸Ｊ１〜Ｊ６がリンク状態にあることは勿論である。Ｙ軸直線移動機構９（付加軸Ｊ８）については、その動作がロボット本体３の動作に影響を与えないので、非リンク状態「×」となる。付加軸Ｊ８については、別の独立したグループ（リンク情報２）において、他とリンクしない旨（単独で「○」）が設定される。
【００３３】
また、図４（ｂ）の構成の例では、ＸＹ移動機構１０の各軸（Ｊ７，Ｊ８）が、ロボット本体３の動作に影響を与えるリンク状態にあるから、リンク情報１において全ての軸Ｊ１〜Ｊ８が「○」となる。図４（ｃ）の構成の例では、ＸＹ移動機構１０の各軸（Ｊ７，Ｊ８）が、ロボット本体３の動作に影響を与えない非リンク状態にあるので、リンク情報１において全ての軸Ｊ１〜Ｊ６が「○」となり、付加軸Ｊ７，Ｊ８が非リンク状態「×」となる。この場合、付加軸Ｊ７，Ｊ８同士はリンクするので、リンク情報２において付加軸Ｊ７，Ｊ８が「○」となる。
【００３４】
さて、上記のようにリンク情報が設定されると、手動操作モードの実行時において、図２（ｂ）のフローチャートに示す制御（速度制限）がなされる。即ち、手動操作モードにおいて、作業者が、ロボット本体３及び付加軸８〜１０を動作させるべくティーチングペンダント４を操作し、ロボット制御装置２に指令信号が入力されると、まず、ステップＳ１１にて、動作パラメータ記憶部１４に記憶されたリンク情報を参照して、付加軸があるかどうかが判断される。
【００３５】
付加軸が存在しない場合には（ステップＳ１１にてＮｏ）、ステップＳ１２にて、ロボット本体３のＴＣＰ速度（先端位置の速度）が算出される。一方、付加軸が存在する場合には（ステップＳ１１にてＹｅｓ）、ステップＳ１３にて、付加軸の先端速度が算出され、これと共に、ステップＳ１４にて、ロボット本体３のＴＣＰ速度が算出される。次のステップＳ１５では、動作パラメータ記憶部１４に記憶されたリンク情報を参照して、ロボット本体３とリンク状態にある付加軸が存在するかどうかが判断される。
【００３６】
そして、ロボット本体３とリンク状態にある付加軸が存在していない（非リンク状態にある）場合には（ステップＳ１５にてＮｏ）、ステップＳ１６にて、上記ステップＳ１２〜Ｓ１４にて算出した夫々の速度が、そのままＴＣＰ速度とされる。これに対し、リンク状態にある付加軸が存在する（リンク状態にある）場合には（ステップＳ１５にてＹｅｓ）、次のステップＳ１７にて、リンクしている軸と独立している軸があるかどうかが判断される。
【００３７】
このステップＳ１７の判定処理に基づき、独立している軸に関しては、ステップＳ１６にて、上記算出された速度がそのままＴＣＰ速度とされる。これと共に、リンクしている軸に関しては、ステップＳ１８にて、上記ステップＳ１３及びＳ１４にて算出した夫々の速度を、スカラ量にて加算した速度がＴＣＰ速度とされる。ステップＳ１９では、ＴＣＰ速度が、最大速度（２５０ｍｍ／ｓｅｃ）以下となるように、ロボット本体３及び付加軸が制御される。
【００３８】
これにて、例えば図４（ａ）の構成例では、ロボット本体３の先端位置の速度と、Ｘ軸直線移動機構８の先端速度（移動体８ａの速度）とのスカラ量での和が、最大速度以下となるように制限され、また、それとは独立して、Ｙ軸直線移動機構９の先端速度（移動体９ａの速度）が、最大速度以下となるように制限される。
【００３９】
図４（ｂ）の構成例では、ロボット本体３の先端位置の速度と、ＸＹ移動機構１０の先端速度（移動体１０ｃの速度）とのスカラ量での和が、最大速度以下となるように制限される。さらに、図４（ｃ）の構成例では、ロボット本体３の先端位置の速度が、最大速度以下となるように制限され、また、それとは独立して、ＸＹ移動機構１０の先端速度が、最大速度以下となるように制限される。
【００４０】
このように本実施例によれば、付加軸８〜１０（軸Ｊ７，Ｊ８）の動作がロボット本体３の動作に影響を与えるリンク状態である場合には、ロボット本体３及び付加軸８〜１０を動作させる手動操作モードの実行時において、付加軸８〜１０の速度とロボット本体３の先端位置の速度とを合わせた全体の速度が最大速度以下、つまり安全性を確保できる速度に制限されるようになる。
【００４１】
また、付加軸８〜１０がリンク状態でない、つまり付加軸８〜１０の動作がロボット本体３の動作に影響を与えることがない場合には、付加軸８〜１０の速度と、ロボット本体３の先端位置の速度との各々が、最大速度以下に制限される。従って、付加軸８〜１０及びロボット本体３の夫々が、共に安全性を確保できる速度で動作され、しかも徒に低速となることもない。
【００４２】
従って、本実施例によれば、ロボット本体３の動作と同時に付加軸８〜１０が動作される場合でも、例えばロボット本体３の先端位置の速度が最大速度を超えることが未然に防止され、手動操作時における十分な安全性を確保することができるという優れた効果を得ることができる。特に本実施例では、付加軸８〜１０がリンク状態である場合に、付加軸８〜１０の速度とロボット本体３の先端位置の速度とを合わせた全体の速度を、夫々のスカラ量にて加算して求めるので、演算処理を簡単に済ませることができると共に、例えばロボット本体３の先端位置の速度が最大速度よりも低速となることが予測されるので、より安全性を高めることができるものである。
【００４３】
図５は、本発明の他の実施例を示すものであり、上記実施例（図４）で説明した付加軸（直動軸）とは、相違する付加軸を備える例を２種類示したものである。即ち、図５（ａ）においては、付加軸として円板状の回転テーブル２１（Ｊ７軸）を備え、その回転テーブル２１上にロボット本体３が設置されている。前記回転テーブル２１は、サーボモータ２１ａにより自在に回転されるようになっている。この回転テーブル２１（付加軸Ｊ７）は、ロボット本体３の動作に影響を与えるリンク状態にある。
【００４４】
このような回転テーブル２１を付加軸として有する場合、上記したフローチャート（図２）のステップＳ１において、付加軸パラメータとして、付加軸の回転半径やギヤ比等のパラメータが入力される。この回転半径とギヤ比（減速比）とから付加軸の先端速度を容易に求めることができる。このとき、図５（ａ）の例では、回転テーブル２１自体の回転半径と、ロボット本体３のアーム５の最大長と、ツール６の最大長とをあわせた全体の最大回転半径を入力するようにしても良い。これにより、ロボット本体３と回転テーブル２１とを合わせた全体の速度を容易に求めることができる。
【００４５】
図５（ｂ）は、ロボット本体３のアーム５の先端に取付けられるツールとして、図示しないサーボモータにより駆動される回転軸をもつサーボハンド２２を、付加軸（Ｊ７）として設けた場合を示している。このサーボハンド２２（付加軸Ｊ７）は、ロボット本体３の動作に影響を与えるリンク状態にある。この場合は、付加軸パラメータとして、サーボハンド２２のみの回転半径が入力される。
【００４６】
尚、上記実施例では、ロボット本体及び付加軸を手動操作するための操作手段として、ティーチングペンダント４を用いるようにしたが、パソコン（キーボードやマウス等）を用いて手動操作を行うようにしても良い。ティーチングペンダントとしても、表示部１６を有しない比較的簡易な構成のものであっても良い。また、リンク情報の設定と、ロボット本体及び付加軸の手動操作とを、別の機器にて行うようにしても良い。その他、ロボットシステム１全体の構成や、ロボット本体３の構成、ロボット制御装置２の形状や構造などについても、種々の変形が可能であるなど、本発明は要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施し得るものである。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の一実施例を示すもので、ロボット制御装置の電気的構成を概略的に示すブロック図
【図２】リンク情報の設定の処理手順（ａ）及び速度制限の処理手順（ｂ）を示すフローチャート
【図３】リンク情報設定用の画面を示す図
【図４】ロボット本体と付加軸との関係の３種類の例を示す図
【図５】本発明の他の実施例を示すもので、図４と異なる付加軸とロボット本体との関係の例を示す図
【符号の説明】
【００４８】
図面中、１はロボットシステム、２はロボット制御装置、３はロボット本体、４はティーチングペンダント（操作手段）、５はアーム、６はツール、８はＸ軸直線移動機構（付加軸）、９はＹ軸直線移動機構（付加軸）、１０はＸＹ移動機構（付加軸）、１２は制御部（速度制限手段）、１４は動作パラメータ記憶部（リンク情報記憶手段）、２１は回転テーブル（付加軸）、２２はサーボハンド（付加軸）を示す。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロボット本体の各ロボット軸を制御すると共に、そのロボット本体に付加される付加軸の制御をも可能としたロボット制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
産業用ロボットのシステムにおいては、例えば組立用の多関節（６軸）型ロボットの本体と、このロボット本体の各軸を制御するロボット制御装置（コントローラ）とを備えると共に、このロボット制御装置に、ティーチングペンダントと称される手動操作用の操作ペンダント等の周辺機器を接続して構成される。前記ティーチングペンダントは、タッチパネルを有する表示部や各種のキー操作を行うためのキー操作部を備えて構成される。作業者が、このティーチングペンダントを操作することにより、ロボットプログラムを起動させたり、ティーチング時等において、ロボット本体を手動操作（遠隔操作）により動作させたりすることができるようになっている。
【０００３】
前記ロボット制御装置は、マイコンを主体として構成される制御回路や、複数軸分のドライブ回路を有するサーボ制御部、電源装置、周辺機器との間での高速データ転送を行なうためのインタフェース部等を備えて構成されている。前記制御回路は、予め入力，記憶されたロボットプログラムや、各種データ及びパラメータ、ティーチングペンダントからの操作信号等に従って、サーボ制御部を介して前記ロボット本体の各軸（サーボモータ）を駆動し、もって、ロボット本体を動作制御するようになっている。
【０００４】
ところで、上記ティーチングペンダントを用いたロボット本体の手動操作時（ティーチング作業時）においては、作業者がロボット本体の動作エリアの近傍にて操作を行うケースが考えられるため、作業者の安全性を確保することが重要となる。そこで、従来から、例えば特許文献１に示されるように、ティーチング時にロボット先端の移動速度を所定の上限速度以下に制限することが行われている。この場合、国際規格ＩＳＯ 10218-1の規定では、「手動にてロボットを動作させる場合、ロボットのツールの先端位置（ＴＣＰ）の速度を、最大２５０ｍｍ／ｓｅｃ以下に制限しなければならない」とされている。
【特許文献１】特開平９−１９３０６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記したロボットシステムにおいては、ロボット本体に加えて、該ロボット本体と協働して作業を行うための付加軸を設けることが行われる。具体例をあげると、付加軸としては、アーム先端に取付けられるサーボモータ駆動式のハンドなどのツールや、ロボット本体が設置される移動テーブル（ＸＹ移動装置や回転テーブル）などがある。前記ロボット制御装置として、サーボ制御部に、ロボット本体の各軸を制御するドライブ回路に加えて、付加軸用のドライブ回路を備えて（或いは増設可能に）構成されたものが供されている。このロボット制御装置によれば、ロボット本体と付加軸との双方の制御を併せて行うことができる。
【０００６】
しかし、上記した付加軸を備えたロボットシステムにあっては、上記したようなティーチング時等における手動操作時に、ロボット本体だけに限ればその速度が最大速度以下に制御されるものの、ロボット本体の動作と同時に付加軸が動作されることによって、例えばツールの先端位置の速度が最大速度を超えてしまう虞が生ずる。このため、このような付加軸を備えたロボットシステムにおいても、手動操作時の十分な安全性確保が求められるのである。
【０００７】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、ロボット本体に加えて付加軸をも制御する機能を備えるものにあって、手動操作時における十分な安全性を確保することができるロボット制御装置を提供するにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明のロボット制御装置は、ロボット本体に加えて付加軸をも制御する機能を備え、作業者が操作手段を操作することにより、ロボット本体及び付加軸を動作させる手動操作モードの実行時において、ロボット本体の先端位置の速度を最大速度以下に制限する速度制限手段を有するものにあって、付加軸の動作がロボット本体の動作に影響を与えるリンク状態であるかどうかを示すリンク情報を記憶するリンク情報記憶手段を設けると共に、前記速度制限手段を、付加軸がリンク状態である場合には、付加軸の速度とロボット本体の先端位置の速度とを合わせた全体の速度を最大速度以下に制限するように構成したところに特徴を有する（請求項１の発明）。
【０００９】
これによれば、付加軸の動作がロボット本体の動作に影響を与えるリンク状態である場合には、ロボット本体及び付加軸を動作させる手動操作モードの実行時において、速度制限手段により、付加軸の速度とロボット本体の先端位置の速度とを合わせた全体の速度が最大速度以下、つまり安全性を確保できる速度に制限されるようになる。従って、ロボット本体の動作と同時に付加軸が動作される場合でも、例えばロボット本体の先端位置の速度が最大速度を超えることが未然に防止され、手動操作時における十分な安全性を確保することができる。
【００１０】
この場合、前記速度制限手段を、前記付加軸がリンク状態でない場合に、前記付加軸の速度と、前記ロボット本体の先端位置の速度との各々について、最大速度以下に制限するように構成することもできる（請求項２の発明）。これによれば、付加軸がリンク状態でない、つまり付加軸の動作がロボット本体の動作に影響を与えることがない場合には、付加軸の速度と、ロボット本体の先端位置の速度との各々が、最大速度以下に制限される。従って、付加軸及びロボット本体の夫々が、共に安全性を確保できる速度で動作され、しかも徒に低速となることもない。
【００１１】
そして、本発明においては、前記速度制限手段を、前記付加軸がリンク状態である場合には、前記付加軸の速度と前記ロボット本体の先端位置の速度とをスカラ量にて加算した速度を全体の速度として制限を行うように構成することができる（請求項３の発明）。これによれば、付加軸の速度とロボット本体の先端位置の速度とを合わせた全体の速度を、夫々のスカラ量にて加算して求めるので、演算処理を簡単に済ませることができると共に、例えばロボット本体の先端位置の速度が最大速度よりも低速となることが予測されるので、より安全性を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の一実施例について、図１ないし図４を参照しながら説明する。図１は、本実施例における例えば組立作業用のロボットシステム１の構成を概略的に示しており、本実施例に係るロボット制御装置２は、ロボット本体３を制御すると共に、そのロボット本体３に付加される付加軸をも制御するようになっている。また、ロボット制御装置２には、外部機器としての例えばティーチングペンダント４が接続されている。
【００１３】
図４は、前記ロボット本体３及び付加軸のいくつかの例を模式的に示している。前記ロボット本体３は、例えば６軸の小形垂直多関節型ロボットとして構成されている。詳しい説明は省略するが、このロボット本体３は、夫々サーボモータにより駆動される６軸（Ｊ１〜Ｊ６）のアーム５を有し、アーム５の先端部に、作業用のツール６（例えばエア駆動式のチャック）を備えている。図１に示すように、前記各軸（Ｊ１〜Ｊ６）のサーボモータが、前記ロボット制御装置２のロボット用ドライブ回路７（６個のドライブ回路）により制御されるようになっている。
【００１４】
そして、図４では、前記付加軸として、３つの例を示している。即ち、図４（ａ）では、付加軸として、Ｘ軸直線移動機構８（Ｊ７軸）と、Ｙ軸直線移動機構９（Ｊ８軸）とが設けられている。詳しい図示及び説明は省略するが、Ｘ軸直線移動機構８は、直線（Ｘ軸）方向に延びるベース上に、移動体８ａを移動可能に備えると共に、その移動体８ａを自在に移動させるためのサーボモータを備えて構成されている。Ｙ軸直線移動機構９も同様に、直線（Ｙ軸）方向に延びるベース上に、移動体９ａを移動可能に備えると共に、その移動体９ａを自在に移動させるためのサーボモータを備えて構成されている。
【００１５】
このとき、この例では、前記ロボット本体３のベースが、前記Ｘ軸直線移動機構８の移動体８ａ上に載置された形態に設けられている。これにより、Ｘ軸直線移動機構８によって、ロボット本体３全体がＸ軸方向に移動されるようになっている。また、Ｙ軸直線移動機構９については、ロボット本体３とは独立した形態で設けられ、例えば移動体９ａ上に保持されたワークをＹ軸方向に移動させることによって、前記ロボット本体３（及びＸ軸直線移動機構８）と協働して作業を行うようになっている。
【００１６】
図４（ｂ）及び図４（ｃ）の例では、付加軸として、ＸＹ移動機構１０が設けられている。周知のように、このＸＹ移動機構１０は、Ｘ軸方向に延びるＸ軸移動機構部１０ａ（Ｊ７軸）上に、それと直交するＹ軸方向に延びるＹ軸移動機構部１０ｂ（Ｊ８軸）を備えて構成されている。前記Ｘ軸移動機構部１０ａは、サーボモータの駆動によりＹ軸移動機構部１０ｂをＸ軸方向に自在に移動させるように構成されている。Ｙ軸移動機構部１０ｂは、サーボモータの駆動により移動体１０ｃをＹ軸方向に自在に移動させるようになっている。
【００１７】
このとき、図４（ｂ）の例では、前記ロボット本体３のベースが、ＸＹ移動機構１０の移動体１０ｃ上に載置された形態に設けられている。これにより、ＸＹ移動機構１０によって、ロボット本体３全体がＸ軸方向及びＹ軸方向に移動されるようになっている。図４（ｃ）の例では、ＸＹ移動機構１０は、ロボット本体３とは独立した形態に設けられており、例えば移動体１０ｃ上に保持されたワークをＸ軸及びＹ軸方向に移動させることによって、前記ロボット本体３と協働して作業を行うようになっている。
【００１８】
図１に示すように、上記した付加軸（Ｘ軸直線移動機構８及びＹ軸直線移動機構９、ＸＹ移動機構１０）の各軸（Ｊ７，Ｊ８）のサーボモータが、前記ロボット制御装置２の付加軸用ドライブ回路１１（この場合２個のドライブ回路）により制御されるようになっている。尚、この付加軸用ドライブ回路１１は、例えば最高４軸までの付加軸を制御することが可能に構成されている。
【００１９】
本実施例に係るロボット制御装置２は、矩形箱状をなすフレーム（図示せず）内に、図１に示すように、マイコンを主体として構成され全体を制御する制御部１２を備えている。これと共に、その制御部１２に接続された、前記ロボット用ドライブ回路７及び付加軸用ドライブ回路１１、プログラム記憶部１３、動作パラメータ記憶部１４、ペンダントＩ／Ｆ１５などを備えている。その他、図示はしないが、このロボット制御装置２には、例えばプログラミング用パソコン等の周辺機器との接続のためのインタフェース、画像処理部、電源装置等が設けられている。
【００２０】
前記プログラム記憶部１３には、前記ティーチングペンダント４やパソコンなどから入力、設定されたロボットプログラムが記憶される。前記動作パラメータ記憶部１４には、ロボット本体３の移動する目標位置データ等の各種データや、各種のパラメータが記憶されるようになっている。後述するように、この動作パラメータ記憶部１４には、予め設定されたリンク情報が記憶されるようになっており、リンク情報記憶手段として機能するようになっている。前記ペンダントＩ／Ｆ１５には、前記ティーチングペンダント４が接続されるようになっている。
【００２１】
詳しく図示はしないが、前記ティーチングペンダント４は、作業者が手で持って操作できる程度のコンパクトな大きさの薄形のほぼ矩形箱状に構成されている。このティーチングペンダント４の表面部の中央部には、例えば比較的大形のカラー液晶ディスプレイからなる表示部１６（図３参照）が設けられており、各種の画面が表示されるようになっている。前記表示部１６の表面にはタッチパネルが設けられている。また、ティーチングペンダント４には、表示部１６の周囲部に位置して、各種の操作キー（メカスイッチ）が設けられ、前記タッチパネルと併せてキー操作部が設けられている。このキー操作部からの入力操作信号等が、ティーチングペンダント４からロボット制御装置２に送られるようになっている。
【００２２】
これにて、作業者は、ティーチングペンダント４を用いてロボット本体３及び付加軸８〜１０の運転や設定などの各種の機能を実行させることが可能とされている。具体的には、作業者が、キー操作部を操作することにより、既に記憶（設定）されているロボットプログラムのリストを呼出して、選択し、ロボット本体３及び付加軸８〜１０を起動（自動運転）させることができる。また、ロボットプログラムや各種パラメータの設定、変更等を行ったりすることができる。
【００２３】
そして、作業者は、キー操作部を操作して手動操作モードを指定し、その手動操作モードにおいて、キー操作部を操作することにより、ロボット本体３及び付加軸８〜１０を手動操作（マニュアル操作）により動作させて目標位置（移動軌跡）データ等の各種の教示（ダイレクトティーチング）作業を行ったりすることができる。従って、ティーチングペンダント４が操作手段として機能する。
【００２４】
前記制御部１２は、そのソフトウエア構成により、プログラム記憶部１３に記憶されたロボットプログラムや、動作パラメータ記憶部１４に記憶された各種データやパラメータ、ティーチングペンダント４からの操作信号等に従って、前記ロボット用ドライブ回路７を介してロボット本体３の各軸（Ｊ１〜Ｊ６）のサーボモータを駆動制御すると共に、付加軸用ドライブ回路１１を介して付加軸８〜１０の各軸（Ｊ７，Ｊ８）サーボモータを駆動制御し、もって、ロボット本体３と付加軸８〜１０との協働によるワークの組付け作業等を自動で実行させるようになっている。
【００２５】
さて、本実施例では、作業者がティーチングペンダント４を操作することにより、ロボット本体３及び付加軸８〜１０を手動操作させる手動操作モードの実行時において、ロボット制御装置２の制御部１２は、安全性を確保するために、ロボット本体３の先端位置の速度（ＴＣＰ）を、最大速度（例えば２５０ｍｍ／ｓｅｃ）以下に制限する速度制限手段として機能するようになっている。
【００２６】
このとき、本実施例では、付加軸８〜１０の動作が、ロボット本体３の動作に影響を与えるリンク状態であるかを示すリンク情報が、作業者がティーチングペンダント４を操作することにより予め設定され、動作パラメータ記憶部１４に記憶されるようになっている。図３は、ティーチングペンダント４の表示部１６に、リンク情報を設定するための画面が表示された様子を示している。ここでは、ロボット本体３の各軸（軸Ｊ１〜Ｊ６）と、付加軸のうち軸Ｊ７とがリンク状態であり、付加軸のうち軸Ｊ８がロボット本体３の動作に影響を与えることのない非リンク状態である様子を示している。
【００２７】
そして、次の作用説明（フローチャート説明）でも述べるように、前記制御部１２は、手動操作モードの実行時において、付加軸が存在するときには、いずれかの付加軸８〜１０がロボット本体３（ロボット軸Ｊ１〜Ｊ６）の動作に影響を与えるリンク状態である場合には、該当する付加軸の速度と前記ロボット本体３の先端位置の速度とを合わせた全体の速度を最大速度以下に制限するように構成されている。また、本実施例では、付加軸の速度とロボット本体３の先端位置の速度とをスカラ量にて加算した速度を全体の速度として制限を行うようになっている。
【００２８】
これに対し、前記制御部１２は、手動操作モードの実行時において、付加軸８〜１０がロボット本体３（ロボット軸Ｊ１〜Ｊ６）と非リンク状態である場合には、付加軸８〜１０の速度と、ロボット本体３の先端位置の速度との各々について、最大速度以下に制限するように構成されている。尚、付加軸同士がリンク状態である場合にも、それら複数の付加軸の速度を合わせた速度を最大速度以下に制限するように構成されている。また、相互に非リンク状態の付加軸が複数ある場合には、夫々の付加軸について、最大速度以下に制限するように構成されている。
【００２９】
次に、上記構成の作用について、図２も参照して述べる。図２のフローチャートは、ロボット制御装置２における上記リンク情報の設定の処理手順（ａ）、及び、手動操作モードの実行時において制御部１２が実行する速度制限の処理手順（ｂ）を示している。ここで、ユーザ（作業者）がリンク情報を設定するにあたっては、ティーチングペンダント４を用いて、表示部１６にリンク情報設定の画面（図３参照）を呼出し、キー操作部の操作によってリンク情報を入力する（ステップＳ１）。
【００３０】
またこのとき、必要に応じて、付加軸パラメータ（例えば付加軸が回転軸の場合の回転半径等）を入力するようにする。リンク情報の設定が完了すると、入力設定されたリンク情報及び付加軸のパラメータが動作パラメータ記憶部１４に記憶される（ステップＳ２）。尚、このリンク情報の設定は、ティーチングペンダント４を用いるものに限らず、例えばパソコン等をロボット制御装置２に接続して行うようにしても良い。
【００３１】
図３は、上記リンク情報設定画面の例を示しており、テーブル状のリンク情報が表示されている。テーブルの縦方向が、リンク情報１、リンク情報２、‥リンク情報５というようなリンクするグループを表し、横方向が、軸の番号（Ｊ１〜Ｊ８）を表している。Ｊ１〜Ｊ６はロボット本体３の各軸であり、Ｊ７以降が付加軸となる。リンク情報は、互いにリンクする軸を「○」で表し、リンクしない軸を「×」で表している。「−」は既に設定済みであることを表している。
【００３２】
この場合、図４（ａ）の構成の例では、Ｘ軸直線移動機構８（付加軸Ｊ７）が、ロボット本体３の動作に影響を与えるリンク状態にあるから、図３に示すように、リンク情報１において軸Ｊ１〜Ｊ７が「○」となる。ロボット本体３を構成する全てのロボット軸Ｊ１〜Ｊ６がリンク状態にあることは勿論である。Ｙ軸直線移動機構９（付加軸Ｊ８）については、その動作がロボット本体３の動作に影響を与えないので、非リンク状態「×」となる。付加軸Ｊ８については、別の独立したグループ（リンク情報２）において、他とリンクしない旨（単独で「○」）が設定される。
【００３３】
また、図４（ｂ）の構成の例では、ＸＹ移動機構１０の各軸（Ｊ７，Ｊ８）が、ロボット本体３の動作に影響を与えるリンク状態にあるから、リンク情報１において全ての軸Ｊ１〜Ｊ８が「○」となる。図４（ｃ）の構成の例では、ＸＹ移動機構１０の各軸（Ｊ７，Ｊ８）が、ロボット本体３の動作に影響を与えない非リンク状態にあるので、リンク情報１において全ての軸Ｊ１〜Ｊ６が「○」となり、付加軸Ｊ７，Ｊ８が非リンク状態「×」となる。この場合、付加軸Ｊ７，Ｊ８同士はリンクするので、リンク情報２において付加軸Ｊ７，Ｊ８が「○」となる。
【００３４】
さて、上記のようにリンク情報が設定されると、手動操作モードの実行時において、図２（ｂ）のフローチャートに示す制御（速度制限）がなされる。即ち、手動操作モードにおいて、作業者が、ロボット本体３及び付加軸８〜１０を動作させるべくティーチングペンダント４を操作し、ロボット制御装置２に指令信号が入力されると、まず、ステップＳ１１にて、動作パラメータ記憶部１４に記憶されたリンク情報を参照して、付加軸があるかどうかが判断される。
【００３５】
付加軸が存在しない場合には（ステップＳ１１にてＮｏ）、ステップＳ１２にて、ロボット本体３のＴＣＰ速度（先端位置の速度）が算出される。一方、付加軸が存在する場合には（ステップＳ１１にてＹｅｓ）、ステップＳ１３にて、付加軸の先端速度が算出され、これと共に、ステップＳ１４にて、ロボット本体３のＴＣＰ速度が算出される。次のステップＳ１５では、動作パラメータ記憶部１４に記憶されたリンク情報を参照して、ロボット本体３とリンク状態にある付加軸が存在するかどうかが判断される。
【００３６】
そして、ロボット本体３とリンク状態にある付加軸が存在していない（非リンク状態にある）場合には（ステップＳ１５にてＮｏ）、ステップＳ１６にて、上記ステップＳ１２〜Ｓ１４にて算出した夫々の速度が、そのままＴＣＰ速度とされる。これに対し、リンク状態にある付加軸が存在する（リンク状態にある）場合には（ステップＳ１５にてＹｅｓ）、次のステップＳ１７にて、リンクしている軸と独立している軸があるかどうかが判断される。
【００３７】
このステップＳ１７の判定処理に基づき、独立している軸に関しては、ステップＳ１６にて、上記算出された速度がそのままＴＣＰ速度とされる。これと共に、リンクしている軸に関しては、ステップＳ１８にて、上記ステップＳ１３及びＳ１４にて算出した夫々の速度を、スカラ量にて加算した速度がＴＣＰ速度とされる。ステップＳ１９では、ＴＣＰ速度が、最大速度（２５０ｍｍ／ｓｅｃ）以下となるように、ロボット本体３及び付加軸が制御される。
【００３８】
これにて、例えば図４（ａ）の構成例では、ロボット本体３の先端位置の速度と、Ｘ軸直線移動機構８の先端速度（移動体８ａの速度）とのスカラ量での和が、最大速度以下となるように制限され、また、それとは独立して、Ｙ軸直線移動機構９の先端速度（移動体９ａの速度）が、最大速度以下となるように制限される。
【００３９】
図４（ｂ）の構成例では、ロボット本体３の先端位置の速度と、ＸＹ移動機構１０の先端速度（移動体１０ｃの速度）とのスカラ量での和が、最大速度以下となるように制限される。さらに、図４（ｃ）の構成例では、ロボット本体３の先端位置の速度が、最大速度以下となるように制限され、また、それとは独立して、ＸＹ移動機構１０の先端速度が、最大速度以下となるように制限される。
【００４０】
このように本実施例によれば、付加軸８〜１０（軸Ｊ７，Ｊ８）の動作がロボット本体３の動作に影響を与えるリンク状態である場合には、ロボット本体３及び付加軸８〜１０を動作させる手動操作モードの実行時において、付加軸８〜１０の速度とロボット本体３の先端位置の速度とを合わせた全体の速度が最大速度以下、つまり安全性を確保できる速度に制限されるようになる。
【００４１】
また、付加軸８〜１０がリンク状態でない、つまり付加軸８〜１０の動作がロボット本体３の動作に影響を与えることがない場合には、付加軸８〜１０の速度と、ロボット本体３の先端位置の速度との各々が、最大速度以下に制限される。従って、付加軸８〜１０及びロボット本体３の夫々が、共に安全性を確保できる速度で動作され、しかも徒に低速となることもない。
【００４２】
従って、本実施例によれば、ロボット本体３の動作と同時に付加軸８〜１０が動作される場合でも、例えばロボット本体３の先端位置の速度が最大速度を超えることが未然に防止され、手動操作時における十分な安全性を確保することができるという優れた効果を得ることができる。特に本実施例では、付加軸８〜１０がリンク状態である場合に、付加軸８〜１０の速度とロボット本体３の先端位置の速度とを合わせた全体の速度を、夫々のスカラ量にて加算して求めるので、演算処理を簡単に済ませることができると共に、例えばロボット本体３の先端位置の速度が最大速度よりも低速となることが予測されるので、より安全性を高めることができるものである。
【００４３】
図５は、本発明の他の実施例を示すものであり、上記実施例（図４）で説明した付加軸（直動軸）とは、相違する付加軸を備える例を２種類示したものである。即ち、図５（ａ）においては、付加軸として円板状の回転テーブル２１（Ｊ７軸）を備え、その回転テーブル２１上にロボット本体３が設置されている。前記回転テーブル２１は、サーボモータ２１ａにより自在に回転されるようになっている。この回転テーブル２１（付加軸Ｊ７）は、ロボット本体３の動作に影響を与えるリンク状態にある。
【００４４】
このような回転テーブル２１を付加軸として有する場合、上記したフローチャート（図２）のステップＳ１において、付加軸パラメータとして、付加軸の回転半径やギヤ比等のパラメータが入力される。この回転半径とギヤ比（減速比）とから付加軸の先端速度を容易に求めることができる。このとき、図５（ａ）の例では、回転テーブル２１自体の回転半径と、ロボット本体３のアーム５の最大長と、ツール６の最大長とをあわせた全体の最大回転半径を入力するようにしても良い。これにより、ロボット本体３と回転テーブル２１とを合わせた全体の速度を容易に求めることができる。
【００４５】
図５（ｂ）は、ロボット本体３のアーム５の先端に取付けられるツールとして、図示しないサーボモータにより駆動される回転軸をもつサーボハンド２２を、付加軸（Ｊ７）として設けた場合を示している。このサーボハンド２２（付加軸Ｊ７）は、ロボット本体３の動作に影響を与えるリンク状態にある。この場合は、付加軸パラメータとして、サーボハンド２２のみの回転半径が入力される。
【００４６】
尚、上記実施例では、ロボット本体及び付加軸を手動操作するための操作手段として、ティーチングペンダント４を用いるようにしたが、パソコン（キーボードやマウス等）を用いて手動操作を行うようにしても良い。ティーチングペンダントとしても、表示部１６を有しない比較的簡易な構成のものであっても良い。また、リンク情報の設定と、ロボット本体及び付加軸の手動操作とを、別の機器にて行うようにしても良い。その他、ロボットシステム１全体の構成や、ロボット本体３の構成、ロボット制御装置２の形状や構造などについても、種々の変形が可能であるなど、本発明は要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施し得るものである。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の一実施例を示すもので、ロボット制御装置の電気的構成を概略的に示すブロック図
【図２】リンク情報の設定の処理手順（ａ）及び速度制限の処理手順（ｂ）を示すフローチャート
【図３】リンク情報設定用の画面を示す図
【図４】ロボット本体と付加軸との関係の３種類の例を示す図
【図５】本発明の他の実施例を示すもので、図４と異なる付加軸とロボット本体との関係の例を示す図
【符号の説明】
【００４８】
図面中、１はロボットシステム、２はロボット制御装置、３はロボット本体、４はティーチングペンダント（操作手段）、５はアーム、６はツール、８はＸ軸直線移動機構（付加軸）、９はＹ軸直線移動機構（付加軸）、１０はＸＹ移動機構（付加軸）、１２は制御部（速度制限手段）、１４は動作パラメータ記憶部（リンク情報記憶手段）、２１は回転テーブル（付加軸）、２２はサーボハンド（付加軸）を示す。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロボット本体の各ロボット軸を制御すると共に、そのロボット本体に付加される付加軸の制御をも可能としたものであって、
作業者が操作手段を操作することにより、前記ロボット本体及び付加軸を動作させる手動操作モードの実行時において、前記ロボット本体の先端位置の速度を最大速度以下に制限する速度制限手段を有するロボット制御装置において、
前記付加軸の動作が前記ロボット本体の動作に影響を与えるリンク状態であるかどうかを示すリンク情報を記憶するリンク情報記憶手段を備えると共に、
前記速度制限手段は、前記付加軸がリンク状態である場合には、前記付加軸の速度と前記ロボット本体の先端位置の速度とを合わせた全体の速度を最大速度以下に制限するように構成されていることを特徴とするロボット制御装置。
【請求項２】
前記速度制限手段は、前記付加軸がリンク状態でない場合には、前記付加軸の速度と、前記ロボット本体の先端位置の速度との各々について、最大速度以下に制限するように構成されていることを特徴とする請求項１記載のロボット制御装置。
【請求項３】
前記速度制限手段は、前記付加軸がリンク状態である場合には、前記付加軸の速度と前記ロボット本体の先端位置の速度とをスカラ量にて加算した速度を全体の速度として制限を行うことを特徴とする請求項１又は２記載のロボット制御装置。
【請求項１】
ロボット本体の各ロボット軸を制御すると共に、そのロボット本体に付加される付加軸の制御をも可能としたものであって、
作業者が操作手段を操作することにより、前記ロボット本体及び付加軸を動作させる手動操作モードの実行時において、前記ロボット本体の先端位置の速度を最大速度以下に制限する速度制限手段を有するロボット制御装置において、
前記付加軸の動作が前記ロボット本体の動作に影響を与えるリンク状態であるかどうかを示すリンク情報を記憶するリンク情報記憶手段を備えると共に、
前記速度制限手段は、前記付加軸がリンク状態である場合には、前記付加軸の速度と前記ロボット本体の先端位置の速度とを合わせた全体の速度を最大速度以下に制限するように構成されていることを特徴とするロボット制御装置。
【請求項２】
前記速度制限手段は、前記付加軸がリンク状態でない場合には、前記付加軸の速度と、前記ロボット本体の先端位置の速度との各々について、最大速度以下に制限するように構成されていることを特徴とする請求項１記載のロボット制御装置。
【請求項３】
前記速度制限手段は、前記付加軸がリンク状態である場合には、前記付加軸の速度と前記ロボット本体の先端位置の速度とをスカラ量にて加算した速度を全体の速度として制限を行うことを特徴とする請求項１又は２記載のロボット制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００９−２８８７１（Ｐ２００９−２８８７１Ａ）
【公開日】平成２１年２月１２日（２００９．２．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１９７４３９（Ｐ２００７−１９７４３９）
【出願日】平成１９年７月３０日（２００７．７．３０）
【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２月１２日（２００９．２．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年７月３０日（２００７．７．３０）
【出願人】（５０１４２８５４５）株式会社デンソーウェーブ (1,155)
【Ｆターム（参考）】
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