(57)【要約】【課題】一方のロボットの作業線に対して教示点の追加、位置修正等の編集操作を行う場合、他方のロボットを移動させなくても対応する位置に自動的に教示点を追加または位置修正する。【解決手段】複数のロボット毎に教示された同数の教示点で形成される複数の作業線を１の作業プログラムに記憶するロボット制御装置において、いずれか１の作業線ＷＲ１に対する編集操作として教示点の追加または位置修正が行われたときに、編集操作された教示点Ｐ１１１及び直前の教示点Ｐ１１０の離間距離ａと、編集操作された教示点Ｐ１１１及び直後の教示点Ｐ１２０の離間距離ｂと、の比率を算出し、この比率に基づき、残りの作業線ＷＲ２に対して編集操作された教示点Ｐ１１１に対応した教示点Ｐ２２０を追加または位置修正する。例えばアーク溶接ロボットにおいては、両ロボット間の溶接速度の変動を抑えることができる。【選択図】図３
2008178934.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ティーチペンダントにより複数のロボット毎に教示された同数の教示点で形成される複数の作業線を１の作業プログラムに記憶し、前記複数のロボットを前記作業線の各教示点に同時に到達させながら外部軸に設置されたワークに対する加工作業を行わせるロボット制御装置において、
いずれか１の作業線に対する編集操作である教示点の追加または位置修正が行われたときに、前記編集操作された教示点及び直前の教示点の離間距離と、前記編集操作された教示点及び直後の教示点の離間距離と、の比率を算出し、この比率に基づき、前記編集操作中の作業線以外の作業線に対して前記編集操作された教示点に対応した教示点を追加または位置修正する作業線自動修正部を備えたことを特徴とするロボット制御装置。
【請求項２】
前記編集操作中の作業線以外の作業線を修正するか否かを前記ティーチペンダントに表示して選択させる修正実行確認部をさらに備え、修正するが選択されたときは前記対応した教示点を追加または位置修正し、修正しないが選択されたときは前記対応した教示点を追加または位置修正しないことを特徴とする請求項１に記載のロボット制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数台のロボットと１台の外部軸（例えばポジショナ等）とを同期制御して加工作業を行わせるロボット制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、複数台のロボット及び１台のポジショナを同期制御することによって、ポジショナに設置したワークの複数の加工箇所に対して複数台のロボットが同時に加工作業を行うロボット制御装置が知られている。例えば、アーク溶接ロボットの分野においては、ポジショナに設置したワークの複数の溶接箇所を、２台のアーク溶接ロボットで同時に溶接することが行われている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図７は、２台のアーク溶接ロボット（以下、単にロボットという。）及び１台のポジショナを同期制御するロボット制御装置を使用したアーク溶接ロボットシステムのブロック図である。
【０００４】
同図において、ロボットＲ１、ロボットＲ２及びポジショナＰ（以下、これらを総称する場合は制御対象と呼ぶ。）は、ロボット制御装置１に接続されている。ポジショナＰには、溶接箇所である作業線ＷＲ１及び作業線ＷＲ２を有するワークＷが設置されている。ワークＷは、ポジショナＰが回転制御されることによってロボットＲ１及びロボットＲ２に対して最適な溶接姿勢を取ることが可能となっている。作業者は、ロボットＲ１及びロボットＲ２のそれぞれが作業線ＷＲ１及び作業線ＷＲ２に沿って移動するように、後述する方法によって複数の教示点を教示する。なお、作業線ＷＲ１及び作業線ＷＲ２は、略左右対称である。
【０００５】
ロボットＲ１及びロボットＲ２は、ワークＷに対してアーク溶接を自動で行うものであり、複数のアームと、これらを回転駆動するための複数のサーボモータ（図示せず）とによって各々構成されている。また、アームの先端には図示しないアーク溶接トーチが取り付けられている。
【０００６】
ロボット制御装置１は、制御対象を制御するためのものであり、その中枢となる主制御部３、各制御対象の軌跡演算等を行う動作制御部１１、各制御対象のサーボモータに駆動指令を与える駆動指令部１２、ティーチペンダントＴＰを接続するためのティーチペンダントインタフェース２、および作業プログラムを記憶するための作業プログラム記憶部４を備えている。
【０００７】
ティーチペンダントＴＰは、可搬式の教示操作盤であり、ロボット制御装置１のティーチペンダントインタフェース２に接続されている。ティーチペンダントＴＰには、手動操作する制御対象を選択する制御対象選択スイッチ、各制御対象を実際に手動操作で動かすための軸操作キー等（いずれも図示せず）が備わっている。これらのスイッチ、キー等を操作することによって制御対象を各々所望の位置に動かすことができるとともに、その位置を教示点として作業プログラム５に記憶することができる。また、作成済みの作業プログラム５に対して新たに教示点を追加したり、記憶済みの教示点の位置を修正したりといった編集操作も可能である。さらにティーチペンダントＴＰには表示部も設けられており、作業プログラム５に記憶された教示内容、作業者への各種ダイアログメッセージ等が表示される。作業プログラム記憶部４は、作業プログラム５を記憶するための不揮発性メモリである。
【０００８】
起動ボックスＳＢは、作成した作業プログラム５の再生運転を行うための起動信号をロボット制御装置１に入力するためのものである。
【０００９】
次に、作業プログラム５を例にして、２台のロボット及び１台のポジショナを同期制御するための教示について説明する。
【００１０】
図示している作業プログラム５において、ポイントＰＴは教示点の番号を示しており、００１から始まり教示点を記憶するたびに＋１される。命令ＣＭは、教示点へ移動させるための移動命令である。例えばＭＯＶＥ命令ならば教示点へＰＴＰ動作を行い、ＬＩＮＥ命令ならば教示点へ直線補間動作を行う。なお、命令ＣＭは、上記した移動命令以外にも溶接を開始する命令、外部機器との信号入出力を行う命令等、様々な種類の命令を教示することができるが、図示している作業プログラム５では、説明の便宜上、移動命令のみが教示された例を示している。位置ＰＲ１はロボットＲ１の教示点（Ｐ１１０〜Ｐ１５０等）を、位置ＰＲ２はロボットＲ２の教示点（Ｐ２１０〜Ｐ２５０等）をそれぞれ示している。なお、各教示点の実際の位置データは、ポジショナＰを基準にした直交座標系であるワーク座標系での座標値等で表現されるべきものであるが、ここでは、説明の便宜上、各教示点の位置データをＰ１１０等の形式で表現している。
【００１１】
次に、ティーチペンダントＴＰを操作して制御対象の教示点を教示する例を説明する。作業線ＷＲ１及び作業線ＷＲ２が左右対称であれば、作業者が教示する教示点間距離（溶接長）を左右同一にする必要がある。しかしながら、制御対象を作業者が手動操作で動かす以上、教示点間距離（溶接長）を完全に左右同一にするのは技術的に困難である。そこで、一般的には、まず一方のロボット（例えばロボットＲ１）の教示を行い、次に左右対称になるように教示点の位置データを加工するための対称シフトを行うことによって他方のロボット（例えばロボットＲ２）の教示点を自動的に算出することを行う。すなわち対称シフトを行うことによって教示点間距離（溶接長）を左右同一にすることができる。以下では、対称シフトを使用した場合の教示について説明する。したがって、最終的に教示点間距離（溶接長）は左右同一になる。
【００１２】
ポイント００１とする位置（すなわち溶接開始点）にポジショナＰ及びロボットＲ１を移動させる。具体的には、まず手動操作の対象としてポジショナＰを選択して溶接開始点に移動させる。次に手動操作の対象としてロボットＲ１を選択してポジショナＰに対する位置姿勢が最適となる位置に移動させる。ロボットＲ２は、対称シフトによって教示点を自動的に算出するので、この段階で移動させる必要はない。
【００１３】
次に、このポイント００１までの移動命令を選択する。ここではＭＯＶＥ命令を選んだものとする。そして、命令を記憶させるための記憶操作を行う。このときに、ロボットＲ１の教示点としてＰ１１０が、ロボットＲ２の教示点としてＰ２１０が記憶される。このときのロボットＲ２の教示点Ｐ２１０には、ダミーデータが記憶される。このように、ロボットＲ１とロボットＲ２との両方の教示点が１つの移動命令によって記憶される。
【００１４】
上記手順を繰り返して、作業線ＷＲ１に沿って必要な教示点を教示していく。
【００１５】
そして、ポジショナＰ及びロボットＲ１の教示すなわち作業線ＷＲ１の教示が完了したら、対称シフトを行う。これによりロボットＲ２の教示点が自動的に算出されて記憶される。すなわち、ダミーデータとして記憶されているロボットＲ２の位置データが、ロボットＲ１の位置データを左右対称に変換した位置データに変更される。
【００１６】
対称シフトが終了すると、ロボットＲ１の複数の教示点（Ｐ１１０〜Ｐ１５０等）で作業線ＷＲ１が、ロボットＲ２の複数の教示点（Ｐ２１０〜Ｐ２５０等）で作業線ＷＲ２が完成する。すなわち、複数の作業線が１つの作業プログラム５に記憶される。また、ロボットＲ１とロボットＲ２との両方の教示点が１つの移動命令によって教示されるから、作業線ＷＲ１及び作業線ＷＲ２を各々形成する教示点の数は同数となる。
【００１７】
作成した作業プログラム５の再生運転を行うために起動ボックスＳＢから起動信号が入力されると、作業プログラム５に基づいて主制御部３が命令ＣＭを解釈して動作制御部１１が軌跡演算を行い、駆動指令部１２が制御対象の各サーボモータに動作制御信号を出力し、対応する軸をそれぞれ回転駆動する。また、主制御部３は所定のタイミングで図示しない溶接電源に対して溶接制御信号を出力し、図示しないアーク溶接トーチとワークＷの間に電圧が印加される。このことによって、ロボットＲ１及びロボットＲ２が作業線ＷＲ１及び作業線ＷＲ２の各教示点に同時に到達しながらワークＷに対する溶接作業を行う。
【００１８】
なお、作業線の一部に左右非対称の部分がある場合は、対称シフトを行った後に教示点の追加、教示点の位置修正等の編集操作を行ってから上記再生運転を行うことになる。また、上記再生運転を行った結果、教示結果に問題がある場合も同様の編集操作を行う。ところが、上述した従来技術では、編集操作を行うに際して後述する課題を有していた。
【００１９】
【特許文献１】特開平１０−２４３６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
図８は、教示済みの作業線に対して教示点を追加する例を示す図である。同図（ａ）は、ロボットＲ１の作業線ＷＲ１及びロボットＲ２の作業線ＷＲ２に対して教示点の追加が行われる前の状態を示している。また、同図（ｂ）は、同図（ａ）に対し教示点が追加された後の状態を示している。
【００２１】
同図（ａ）において、作業線ＷＲ１は、教示点Ｐ１１０及びＰ１２０によって形成されている。同様に作業線ＷＲ２は、教示点Ｐ２１０及びＰ２２０によって形成されている。
【００２２】
同図（ｂ）において、Ｐ１１１は、作業線ＷＲ１の教示点Ｐ１１０及びＰ１２０の間に追加したい新たな教示点である。Ｐ１１１を追加する場合、作業者は、ロボットＲ１をＰ１１１の位置に移動する。
【００２３】
そして、ロボットＲ２は、溶接長が同一になるか、前後の教示点との離間比率が同一になる位置Ｐ２１１に移動させる必要がある。すなわち、作業線ＷＲ１におけるＰ１１０・Ｐ１１１間距離ａとＰ１１１・Ｐ１２０間距離ｂとの離間比率である（ａ：ｂ）が、作業線ＷＲ２においても同じ離間比率になる位置をＰ２１１とする必要がある。
【００２４】
ところが、ロボットＲ２は手動操作で移動されるために、Ｐ２１１を離間比率が（ａ：ｂ）の位置に完全一致させることは不可能であり、ほとんどの場合は離間比率が異なる位置、例えば（ａ’：ｂ’）の位置に移動されてしまう。また、ロボットＲ２を移動するのを忘れて、Ｐ２１１がＰ２１０と同一の位置に教示されることもある。再生運転時は各教示点への到達が同時になるように制御されるために、離間比率の差が大きければ大きいほど、ロボットＲ１とロボットＲ２の溶接速度に差異が生じることになる。例えば、ロボットＲ１のＰ１１０・Ｐ１１１間距離ａがロボットＲ２のＰ２１０・Ｐ２１１間距離ａ’よりも長い場合は、ロボットＲ２の溶接速度はロボットＲ１の溶接速度よりも遅くなる。逆に、ロボットＲ１のＰ１１０・Ｐ１１１間距離ａがロボットＲ２のＰ２１０・Ｐ２１１間距離ａ’よりも短い場合は、ロボットＲ２の溶接速度はロボットＲ１の溶接速度よりも速くなる。すなわち、溶接速度に差異が生じることによって溶接品質に悪影響を及ぼすことになる。
【００２５】
このように、一方のロボットの作業線に対して教示点の追加、位置修正等の編集操作を行う場合、他方のロボットも、溶接長が一致する位置または前後の教示点との離間距離の比率が一致した位置に正確に移動させる必要があった。他方のロボットを対応する位置に正確に移動させていない場合は、両方のロボットにおいて溶接速度に差異がでるので、溶接品質に悪影響を及ぼしていた。
【００２６】
そこで、本発明は、一方のロボットの作業線に対して教示点の追加、位置修正等の編集操作を行う場合、他方のロボットを移動させなくても対応する位置に自動的に教示点を追加または位置修正することによって、両方のロボットの溶接速度に差異が生じることを未然に防止するロボット制御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】
【００２７】
上記目的を達成するために、第１の発明は、ティーチペンダントにより複数のロボット毎に教示された同数の教示点で形成される複数の作業線を１の作業プログラムに記憶し、前記複数のロボットを前記作業線の各教示点に同時に到達させながら外部軸に設置されたワークに対する加工作業を行わせるロボット制御装置において、
いずれか１の作業線に対する編集操作である教示点の追加または位置修正が行われたときに、前記編集操作された教示点及び直前の教示点の離間距離と、前記編集操作された教示点及び直後の教示点の離間距離と、の比率を算出し、この比率に基づき、前記編集操作中の作業線以外の作業線に対して前記編集操作された教示点に対応した教示点を追加または位置修正する作業線自動修正部を備えたことを特徴とするロボット制御装置である。
【００２８】
第２の発明は、前記編集操作中の作業線以外の作業線を修正するか否かを前記ティーチペンダントに表示して選択させる修正実行確認部をさらに備え、修正するが選択されたときは前記対応した教示点を追加または位置修正し、修正しないが選択されたときは前記対応した教示点を追加または位置修正しないことを特徴とする請求項１に記載のロボット制御装置である。
【発明の効果】
【００２９】
第１の発明によれば、一方のロボットの作業線に対して教示点の追加、位置修正等の編集操作を行った場合、他方のロボットを移動させなくても対応する位置に自動的に教示点を追加または位置修正するようにしたので、例えばアーク溶接ロボットにおいては、両ロボット間の溶接速度の変動を抑えることができる。この結果、溶接品質を向上させることができる。また、他方のロボットを移動させなくても良いので、教示工数を低減することもできる。
【００３０】
第２の発明によれば、一方の作業線の修正結果を他方の作業線に反映させるか否かを選択できるようにしたので、第１の発明が有する効果に加えて、例えばアーク溶接ロボットにおいては、両方の作業線において作業者が意識して異なった溶接長を教示している場合に、自動的に位置修正されるのを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、発明の実施の形態を実施例に基づき図面を参照して説明する。
【００３２】
［実施の形態１］
図１は、本発明の第１実施形態に係るロボット制御装置によって２台のロボット及び１台のポジショナを同期制御するアーク溶接ロボットシステムのブロック図である。同図において、図４との相違は主制御部３に作業線自動修正部７を備えた点である。その他の構成については図７と同符号を付与した同一のものであるので説明を省略する。
【００３３】
図２は、作業線自動修正部７の処理の流れを示すフローチャートである。図３は、一方の作業線に教示点を追加したときに他方の作業線に対応する教示点が自動的に追加された様子を示す図である。より具体的には、ロボットＲ１（作業線ＷＲ１）の既存の教示点Ｐ１１０とＰ１２０の間に新たな教示点Ｐ１１１が追加された場合にロボットＲ２（作業線ＷＲ２）の教示点Ｐ２１０とＰ２２０の間に対応する教示点Ｐ２１１が自動的に追加された様子を示している。
【００３４】
以下では、これらの図に基づいて作業線自動修正部７の処理の流れについて説明する。なお、作業線に対する編集操作として追加または位置修正されたことはティーチペンダントＴＰのキー操作結果を監視することによって容易に判断できる。以下では、例として教示点Ｐ１１１の追加操作が行われたものとして以降の処理を説明する。
【００３５】
ステップＳ１において、作業線ＷＲ１に教示点Ｐ１１１が追加されたときに、追加された教示点Ｐ１１１及び直前の教示点Ｐ１１０の離間距離ａと、追加された教示点Ｐ１１１及び直後の教示点Ｐ１２０の離間距離ｂとの比率（ａ：ｂ）を算出する。
【００３６】
ステップＳ２において、教示点Ｐ１１０に対応する作業線ＷＲ２の教示点Ｐ２１０と、教示点Ｐ１２０に対応する作業線ＷＲ２の教示点Ｐ２２０との位置座標値を取得し、算出した比率（ａ：ｂ）に基づいて、作業線ＷＲ２に追加すべき教示点Ｐ２１１の位置を算出する。
【００３７】
ステップＳ３において、教示点Ｐ１１１及び対応する教示点Ｐ２１１の位置を記憶する。
【００３８】
以上、一方の作業線に対して教示点が追加された場合を例に説明したが、教示点が位置修正された場合も同様の手法によって、他方の作業線に対して教示点を自動的に位置修正することができる。
【００３９】
上述したように、一方のロボットの作業線に対して教示点の追加、位置修正等の編集操作を行った場合、他方のロボットを移動させなくても対応する位置に自動的に教示点を追加または位置修正するようにしたので、例えばアーク溶接ロボットにおいては、両ロボット間の溶接速度の変動を抑えることができる。この結果、溶接品質を向上させることができる。また、他方のロボットを移動させなくても良いので、教示工数を低減することもできる。
【００４０】
［実施の形態２］
図４は、本発明の第２実施形態に係るロボット制御装置によって２台のロボット及び１台のポジショナを同期制御するアーク溶接ロボットシステムのブロック図である。同図において、図１との相違は、主制御部３に備えられ、位置修正された作業線以外の作業線を修正するか否かを確認するための修正実行確認部８、及び確認結果に応じて異なる修正結果をもたらす作業線自動修正部７である。その他の構成については図７と同符号を付与した同一のものであるので説明を省略する。
【００４１】
図５は、修正実行確認部８の処理の流れを説明するフローチャートである。実施形態１と同様に、作業線に対する編集操作として追加または位置修正されたことはティーチペンダントＴＰのキー操作結果を監視することによって容易に判断できる。以下では、例として教示点Ｐ１１１の追加操作が行われたものとして修正実行確認部８の処理を説明する。
【００４２】
ステップＳ１において、編集操作として位置修正が行われた作業線以外の作業線を修正するか否かを確認するためのメッセージを、ティーチペンダントＴＰに表示させる指令信号を送信する。ティーチペンダントＴＰは、その旨のダイアログメッセージを表示する。作業者はダイアログメッセージに従って、修正するか修正しないかを選択する。
【００４３】
ステップＳ２において、作業者が選択した「修正する」または「修正しない」の選択結果を受信する。そして、ステップＳ３において、受信結果を作業線自動修正部７に送信する。
【００４４】
図６は、作業線自動修正部７の処理の流れを示すフローチャートである。同図において、ステップＳ２〜Ｓ４は、図２で示したステップＳ１〜Ｓ３と各々同一であるので説明を省略する。以下、図２と異なるステップＳ１及びＳ５について説明する。
【００４５】
ステップＳ１において、修正実行確認部８からの返信結果を確認する。「修正する」が選択されたときは、図２で説明したステップＳ２〜Ｓ４の処理を行い、対応した教示点を位置修正する。「修正しない」が選択されたときは、ステップＳ５に移る。
【００４６】
ステップＳ５において、対応した教示点は位置修正せずに、編集された作業線の教示点の位置データのみを修正する。
【００４７】
このように、一方の作業線の修正結果を他方の作業線に反映させるか否かを選択できるようにしたので、第１の発明が有する効果に加えて、例えばアーク溶接ロボットにおいては、両方の作業線において作業者が意識して異なった溶接長を教示している場合に、自動的に位置修正されるのを防止することができる。
【００４８】
上記実施形態では、アーク溶接ロボットが２台であることを前提に作業線が２本存在する例を示したが、本実施形態はこれに限定されるものではない。アーク溶接ロボットが３台以上で３本以上の作業線が存在する場合も、同様の手法によって、いずれか１の作業線に対して教示点の追加または位置修正が行われたときに、残された作業線に対して教示点の追加または位置修正を自動的に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の第１実施形態に係るロボット制御装置によって２台のロボット及び１台のポジショナを同期制御するアーク溶接ロボットシステムのブロック図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る作業線修正実行部の処理の流れを示すフローチャートである。
【図３】本発明の第１実施形態に係る作業線修正実行部によって一方の作業線に教示点を追加したときに他方の作業線に対応する教示点が自動的に追加された様子を示す図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係るロボット制御装置によって２台のロボット及び１台のポジショナを同期制御するアーク溶接ロボットシステムのブロック図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係る修正実行確認部の処理の流れを説明するフローチャートである。
【図６】本発明の第２実施形態に係る作業線修正実行部の処理の流れを示すフローチャートである。
【図７】従来のロボット制御装置によって２台のアーク溶接ロボット及び１台のポジショナを同期制御するアーク溶接ロボットシステムのブロック図である。
【図８】従来のロボット制御装置において教示済みの作業線に対して教示点を追加する例を示す図である。
【符号の説明】
【００５０】
１            ロボット制御装置
２            ティーチペンダントインタフェース
３            主制御部
４            作業プログラム記憶部
５            作業プログラム
７            作業線自動修正部
８            修正実行確認部
１１            動作制御部
１２            駆動指令部
ａ            離間距離
ｂ            離間距離
Ｐ            ポジショナ
Ｒ１            ロボット
Ｒ２            ロボット
ＳＢ            起動ボックス
ＴＰ            ティーチペンダント
Ｗ            ワーク
ＷＲ１            作業線
ＷＲ２            作業線
【図１】
2008178934.tif 000003
【図２】
2008178934.tif 000004
【図３】
2008178934.tif 000005
【図４】
2008178934.tif 000006
【図５】
2008178934.tif 000007
【図６】
2008178934.tif 000008
【図７】
2008178934.tif 000009
【図８】
2008178934.tif 000010