JP2786874B2 - 可動位置制御装置 - Google Patents

可動位置制御装置

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JP2786874B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、産業用ロボツトのハンドなどの可動部材の
位置制御装置に係り、特に自動溶接用のロボツトに好適
な可動位置制御装置に関する。
[従来の技術] 電気的に制御が可能な複数のアクチユエータを用い、
所定の可動部材を任意の方向に移動させ、任意の場所に
位置決め可能にした、例えば産業用ロボツトなどの装置
は、自動溶接装置などに広く使用されているが、このよ
うな産業用ロボツトのハンド(手首)などの可動部材の
位置制御では、その位置決め制御の精度が問題になるの
は勿論のことであるが、これを上記した自動溶接装置な
どに適用した場合には、さらに、ワーク(被溶接物)と
ロボツトのハンドに保持された溶接トーチとの相対的な
位置のずれがある。すなわち、このような場合には、ロ
ボツトのハンドをいかに高精度で位置決めしても、ワー
クの設置位置がずれていたのでは、良好な溶接結果は得
られないからである。
そこで、このような問題を解決するための技術の一例
として、従来から知られているものに、例えば特開昭54
−15441号公報による提案がある。
この技術は、要するに、ハンドなどの可動部材に所定
の接触子を保持させ、溶接などの作業に先立つて、この
接触子により、加工対象物であるワークへの接触を図
り、接触が検出されたことによりワークの位置を知り、
位置制御に補正を与えるようにしたものであるが、この
とき、上記の提案では、この接触子として溶接トーチか
ら突出されている溶接ワイヤを用い、このワイヤがワー
クに接触したことにより、ワイヤとワークとの間に導電
路が確立される点を利用したものであり、このため、溶
接ワイヤとワークとの間に所定の電位差が現われるよう
にしておき、この状態で溶接トーチを或る方向に向けて
或る速度で移動させ、溶接ワイヤに電流が流れたことが
検出されたときの溶接トーチの位置を用いてワークの位
置を検出するものである。
[発明が解決しようとする課題] 上記従来技術は、位置検出に際しての可動部材の移動
速度の高速化について配慮がされておらず、位置検出に
時間が掛り、作業速度の低下をきたすという問題があつ
た。
以下、この従来技術の問題点について、さらに詳細に
説明する。
第2図は、従来からロボツトを用いた自動溶接装置な
どで一般的に用いられている位置制御装置のブロツク図
で、図において、64がロボツトのハンドを動かすアクチ
ユエータとなるモータである。
60は指令位置算出部で、ここで位置検出を行うのに必
要なハンドの軌跡を、所定の一定周期ごとに算出してゆ
く。68は、こうして算出された位置指令信号を示す。
この位置指令信号68と位置検出器66で検出した現在位
置信号74との偏差がアンプ(増幅器)61で増幅され、速
度指令信号69となる。そして、この速度指令信号69は速
度検出器65で検出されてくる現在速度信号73との差をと
られ、アンプ62で増幅されて加速度指令信号70となる。
ここで、モータ64により動かされるハンドなどの質量
が変わらないとすると、この加速度指令信号70は、モー
タ64に対するトルク指令と同じであると考えて良く、こ
の結果、さらに、この加速度指令信号70はモータ64に対
する電流指令信号と等価であると考えて良い。
そこで、この加速度指令信号70をアンプ63により増幅
して電流信号71を得、これをモータ64に供給してハンド
を動かすのである。このとき、電流帰還信号72によりア
ンプ63に負帰還を掛け、所定の精度が得られるようにす
る。
一方、モータ64の回転速度と回転角(位置)は、それ
ぞれ速度検出器65と位置検出器66で検出され、上記した
ように、各種の制御指令との偏差をとるのに利用され、
これにより制御に負帰還が与えられることになり、高精
度の制御が得られるようになつている。
また、67は上記した接触子による接触検出装置で、そ
の検出信号は指令位置算出部60に入力されるようになつ
ている。
なお、このようなシステムでは、アンプ61からモータ
64までの部分がアナログ回路で構成されることが多く、
これらの部分では、ロボツトでは制御軸ごとに、それぞ
れ独立に用意される。
次に、第3図は、この第2図に示すシステムで、上記
した接触子による位置検出(センシング)を行なつたと
きの動作を示したもので、同図(a)はトーチ(ハン
ド)の位置X、(b)はトーチの速度V、(c)はトー
チの加速度(トルク)aの変化状態を示したもので、当
然のこととして、横軸は時間を表わす。なお、(a)で
の位置Xは検出方向に向かう位置である。
いま、被位置検出対象物であるワークの位置が図
(a)のXwにあつたとすると、これに対して位置指令信
号68は図示のように算出されてくる。
一方、この指令信号68と検出信号74で表わされる実際
のトーチの位置との偏差ΔXが速度指令となるため、こ
のときの速度指令信号69は(b)図に示すようになり、
さらに、この速度指令信号69と検出信号73で表わされる
トーチの実速度との差がトルク指令値となるため、この
トルク指令値71は(c)図に示すようになる。
このようにして、所定の速度(センス速度)でトーチ
が動いてゆき、ワイヤが被溶接物に接触するのは、点P
においてである。この時点t0では、位置指令値はQまで
来ており、センス速度Vsに比例する偏差ΔDだけずれて
いる。従つて、接触を検出した時点t0で指令値をストツ
プされると、トーチは偏差ΔDだけさらに進んでしま
う。
この偏差ΔDは、センス速度をVsとすると次式で表わ
される。
Vs=G・ΔD ∴ΔD=Vs/G ここで、Gはループゲインと呼ばれ、アンプ61〜63の
増幅率等で決つてくる。
接触子を用いた位置検出方式では、この偏差ΔDが大
きいと、接触子(この場合ワイヤ)が曲つてしまい、以
後センシングができなくなつてしまう。
一方、上記したループゲインGは、自動溶接装置の特
性で決つてくるもので、これをあまり大きくすると、振
動が発生し、安定した制御が行えなくなつてしまうこと
が知られている。
そこで、センス速度Vsは、 ΔK≧ΔD=Vs/G ∴Vs≦G・ΔK となる。
ここで、ΔKは、ワイヤに塑性変型を与えないで済む
トーチの惰走距離の最大値であり、通常0.5mm〜1mm程度
である。
また、ループゲインGは装置により異なるが、大型の
装置では20にするのは、かなり高価なモータ等の構成に
しなければならない。そこで、ΔK=1mm G=20とし
てみると、 Vs≦20mm/sec となり、被溶接物の位置ずれが±20mmあるとすると、セ
ンス時間は2sec以上かかつてしまう。
この方式のセンシングでは、得られる位置情報が1次
元であるため、一般的な自動溶接装置で必要とする被溶
接物の3次元的な位置を検出するためには、3方向セン
ス(3回)しなければならない。さらに溶接部位が多数
あれば、その数だけセンシングを行うことが必要で結
局、従来技術では、多大の時間がセンシングのために消
費され、作業速度が低下してしまうのである。
本発明の目的は、センス速度を上げても、溶接ワイヤ
などの接触子に変形を与える虞れをなくし、センシング
に必要な時間を充分に短縮できるようにした可動位置制
御装置を提供することにある。
[課題を解決するための手段] 上記目的は、所定のアクチュエータにより少なくとも
2次元の可動範囲が与えられている可動部材を備え、加
工対象物の加工部位に対する可動部材の相対位置を、該
可動部材に搭載した接触子と加工部位との接触により検
出し、可動部材の制御位置を補正する方式の可動位置制
御装置において、接触子が加工部位に接触したことを検
出したとき、制御位置の指令値を、現在の位置を表す指
令値に設定すると共に、アクチュエータに与えられてい
る速度指令値を、それまで与えられていた速度指令値と
正負符号が反対で、該アクチュエータに許されている最
大の速度指令値に設定する制御手段と、接触子が加工部
位に接触したことを検出した後、可動部材の移動速度を
監視し、該移動速度がゼロを含む負の値になったとき、
上記最大の速度指令値の出力を停止させる制御手段とを
設け、接触子が加工部位からほとんど離れない状態で停
止されるようにして達成される。
[作用] 接触が検出された時点で、可動部材の位置指令値が現
在の位置に対応した値にされると共に、速度指令値が反
対の方向で最大の値にされるので、可動部材には、それ
までとは反対の方向の加速度が与えられるので、可動部
材が持っている惰力を打消すことができ、その後、可動
部材の移動速度がゼロを含む負の値になったとき、速度
指令値の出力が止められるので、接触子が加工部位から
大きく離れるのが防止でき、この結果、センス速度を上
げてセンシングに必要な時間を充分に短縮できる。
[実施例] 以下、本発明による可動位置制御装置について、図示
の実施例により詳細に説明する。
第5図は、本発明を産業用ロボツトによる自動溶接装
置を適用した場合の一実施例で、この図はシステムの全
体をブロツク図で示しており、図において、1はロボツ
ト制御装置であり、全体のシステムを制御している。
2は溶接機であり、1の指令により溶接用の電流,電
圧を発生する。
3はセンサ制御装置であり、ロボツト制御装置1の指
令により溶接用ワイヤに高電圧を印加し、ワイヤとワー
クが接触した場合、その旨をロボツト制御装置1に通知
する。
4はロボツト本体であり、6軸構成となつている。各
軸はロボツト制御装置1より電流を供給されるモータ
(アクチユエータ)によつて駆動される。各モータの回
転角はエンコーダによつて検出され、ロボツト制御装置
1へ通知される。
5はロボツト操作箱で、教示モードと再生モードのモ
ード切替スイツチ、ロボツトの起動,停止ボタン等が装
着されている。
6はロボツト教示装置で、教示モードにおいて、ロボ
ツトにセンス動作や溶接動作を教示するために使用され
る。従つて、このロボツト教示装置6の操作面上には、
ロボツトの各軸を手動で動かすための動作キーや、位置
を教示させるための教示キー等が装着されている。
7はワイヤ送給装置であり、溶接機2の指令に基づい
て、溶接ワイヤを送り出す。
8は溶接ワイヤ供給装置である。
9は溶接トーチであり、先端から溶接ワイヤが繰り出
されるようになつている。
10は溶接のための台であり、接地されている。
11は被溶接物(ワーク)である。これは、ある程度の
位置ずれをもつて台10の上におかれてしまうものであ
り、従つて、本実施例では、このワーク11の位置ずれを
検出し、ワーク11のたて板と下板を溶接するようになつ
ている。
第6図はロボツト制御装置11におけるハードウエアの
内部ブロツク図で、図において、20はメインCPU部であ
り、周辺機器の制御や全体のシーケンス等の制御を行な
い、ロボツトの位置指令まではここで算出される。
21はCPU−Aであり、メインCPU部20内での制御演算を
行う。
22はROM−Aであり、CPU−A21が電源投入時に行う作
業のプログラムが記憶されている。
23はRAM−Aであり、作業プログラムや計算の中間結
果等が格納される。
24は通信インタフエースであり、2チヤンネルの通信
ポートを持ち、その一方はロボツト操作箱5へ、他方は
ロボツト教示装置6に接続されている。CPU−A21は、こ
の通信インタフエース24を介して、ロボツト操作箱5や
ロボツト教示装置6のキーの状態や押されたボタンの状
態を入力でき、又、各々へ情報を伝えることができる。
25は溶接機インタフエースであり、CPU−A21の指令に
より、溶接機2へアークON/OFFへ、アークONの際の電圧
値、ワイヤ送給速度の指令を出力する。
26はセンサインタフエースAである。CPU−Aはここ
を介してセンサ制御装置に接触検出を行うか否かを指令
する。
27はバブルメモリである。バブルメモリは不揮発性の
メモリであり、教示された位置情報やCPU−A21が実行す
るプログラムの大部分が格納されている。そして、これ
らの格納されている情報は、電源投入時にROM−A22のブ
ートプログラムをCPU−A21が実行することにより、RAM
−A23上に転送される。
28はメインCPU部のバスであり、CPU−A21と各装置
は、このバスを介してデータのやり取りを行う。
29はデユアルポートラムである。このラム29はCPU−A
21からもCPU−B(後述)からも読み書きが可能であ
り、両CPUのデータのやり取りは、すべてここを介して
行われる。
30はサーボCPU部である。このサーボCPU部30では、メ
インCPU部20から位置指令を受け取り、速度指令,トル
ク指令等を計算し、サーボアンプ(後述)に出力する。
31はCPU−Bであり、サーボCPU部30全体の制御演算を
行う。
32はタイマであり、CPU−B31より指定された一定時間
周期ごとにCPU−B31に割込みをかける。
33はセンサインタフエースBであり、センサ制御装置
3より接触したか否かの信号を受け取り、CPU−B31に通
知する。
34はRAM−Bであり、CPU−B31の演算の途中結果等を
格納している。
35はROM−Bであり、CPU−B31が実行すべきアルゴリ
ズムを記述したプログラムが格納されている。
36はD/Aコンバータであり、CPU−B31よりデイジタル
量のトルク指令を受け取り、それをアナログ量(電圧)
に変換し、39のサーボアンプに伝える。尚、D/Aコンバ
ータ36は6軸分用意されている。
37はカウンタであり、50のエンコーダ部から送られて
くるパルスを各軸ごとにカウントし、各軸の現在値を計
測し、CPU−Bに伝える。
40はモータ部であり、ロボツと本体4に取付けられて
いる。モータ部40は6個のモータ(アクチユエータ)M1
ないしM6からなり、旋回,上腕,前腕,曲げ,ふり,ひ
ねりの各軸を駆動するよう構成されている。
50はエンコーダ部であり、ロボツト本体4に取付けら
れている。そして、このエンコーダ部50も6個のエンコ
ーダE1ないしE6からなり、各モータM1ないしM6の回転量
に対応したパルスを発生する。
なお、この第6図でモータ部40とエンコーダ部50を除
いた部分は、すべてロボツト制御装置1内に格納されて
いる。
次に、第7図により、センサ制御装置3での接触検出
動作について説明する。
センサ制御装置3の内部には、47の交流発生器48のト
ランス、49の電流検出器などが格納されており、接触検
出は次のようにして行われる。
まず、センサインタフエースA26より入つてきた接触
検出起動信号により、交流発生器47は高電圧の交流電圧
を発生する。この高電圧はトランス48を介して溶接回路
に印加される。そして、トーチ9の先端のワイヤがワー
ク11に接触すると、トランス48→トーチ9の先端のワイ
ヤ→ワーク11→ワーク台10→溶接機2内のバイパス用コ
ンデンサC1→電流検出器49という交流の回路が閉じ、電
流が流れる。この電流を電流検出器49が検出し、センサ
インタフエースB33に接触したことを通知する。尚、流
れる電流は人体等に影響がないように、検出に必要な最
低限に制限されており、安全上の考慮がなされている。
次に、第8図を用いてCPU−A21を中心とする全体の動
作について説明する。
まず、ロボツト操作箱5上のスイツチを教示モードに
する。次に教示装置6を用いてロボツトの各軸を動か
し、点P1にワイヤの先端がくるようにする。そして、点
P1で教示ボタンを押し、この点P1での位置をロボツトに
記憶させる。この時、この点P1がセンス開始点であるこ
とを同時に入力しておく。
続いて、教示時のワーク11上の点P2にロボツトを移動
させ、この点P2をセンス点として教示する。次に、退避
点P3を教示し、さらに溶接開始点P4を教示する。以下、
図示していないが、溶接終了点等を順次教示していく。
次に、今度はキーを再生モードにする。再生モードで
は、CPU−A21は教示されている位置と作業条件を順次取
り出して周辺機器に指令したり、次に動いていく点をCP
U−B31に指示して作業を実行していく。尚、CPU−A21は
一定時間ごとに経路を補間し、CPU−B31に位置指令を与
えるようになつている。
いま、ここで、再生時でのワーク11の位置が、図の破
線で示す位置から実線で示す位置11′にずれていたとす
る。
まず、CPU−A21は、上記したようにして補間を実行
し、ロボツトを点P1まで移動させる。この点P1はセンス
開始点なので、センサ制御装置3に接触検出起動を指示
する。さらにCPU−B31に対しても、接触監視状態になる
ように命令する。次にCPU−A21は、CPU−B31から接触信
号が入るまで、点P2方向へ補間を実行していく。そし
て、CPU−B31から接触信号が入ると、現在位置PをCPU
−B31より受け取り、位置指令として、改めてCPU−B31
に出力する。
次に、教示点P2と検出点PとのずれSを、次のように
して算出する。
S=P−P2 次に、ロボツトを点P3に移動させる。なお、点P4の溶
接開始点に向う時には、次式のように、Sを利用して点
P4の代わりに位置P′を計算し、その点に向つて補間
していく。
P′=P4+S 従つて、以降の点については、すべてこのSの分だけ
ずらした点を用いて作業を進めていく。
以上のようにして、位置ずれを検出し、作業に反映さ
せていく。
次に本発明の中心部分である、サーボCPU部30による
検出動作(P1からPへの動作)について、CPU−Bの制
御を中心に説明していく。
第1図はCPU−B31による位置制御の機能ブロツク図で
ある。
接触処理部30Aは、接触信号80が入つてくると上位か
ら与えられている速度指令とは反対方向への最大速度を
出力する。従つて、後段のトルク指令は減速方向への極
めて大きな値となる。しかして、このトルク指令は、こ
のまま出力したのではアンプ,モータ等を破壊してしま
うおそれがある。そこで、リミツタ30Bによつてモータ4
0が出力できる最大トルクまで制限してサーボアンプ39
に出力する。
さらに、接触処理部30Aは微分処理30Cから入力される
現在速度信号58を監視しており、この信号が0、また
は、センス方向と逆方向の速度になつたら、最大速度を
出力するのをやめるように動作する。
以上の信号の様子を第4図を用いて説明する。
この第4図は、第3図と同様に上から位置,速度,加
速度(トルク)の様子を示す図(a),(b),(c)
となつており、横軸は時間である。そして、54は位置指
令、59は現在値、55は速度指令、58は現在速度、57はト
ルク指令を示している。
いま、ワーク11が第8図の位置11′にあり、この位置
をXwとすると、点P(時刻t0)で接触が検出される。
そうすると、接触処理部30Aによつて、速度指令55は
第4図(b)に示すように、時刻t0からt1までの間、−
Vmaxになる。従つて、トルク57も、同図(c)のように
−amaxになる。これによつて、現在速度58は(b)図に
示すようになり、第3図の場合に比べて急激に減速され
る。そして、現在速度が0になる時刻t1までこの状態が
続く。なお、この結果、位置指令は時刻t0〜t1の間は無
視されることになるが、時刻t1までに検出した位置Xwを
位置指令として出力しておく。
以上のようにして、この実施例によれば、短い距離Δ
D1しか惰走しないように制御することが可能となる。
次に、センス速度Vsを試算してみる。なお、ループゲ
インGが20程度の制御系で、通常加速度は0.5g程度発生
させることができるので、これを条件とする。
先ほどと同様に、ΔK=1mmとし、 a=0.5g=0.5×9800mm/sec2 とすると、 Vs≦99.0mm/sec となる。
従つて、この場合には、従来技術に比して約5倍のセ
ンス速度でのセンシングが許されることになり、結局、
センス時間も約1/5で済み、作業時間の著しい短縮が得
られることになる。
次に、CPU−B31による制御について、さらに詳細に説
明する。
第9図は、CPU−B31のタイマ割込処理100で、この処
理は、タイマ32の割込みにより一定時間周期ごとに起動
される。
まず、処理101で時間カウンタを1増加させる。次
に、処理102で時間カウンタの値をチエツクし、トルク
周期か否か判定し、トルク周期であれば、処理103のト
ルク処理を実行する。
処理104では、同様に速度周期か否か判定し、速度周
期であれば105の速度処理を実行する。ここで、トルク
周期は速度周期より短くなつている。
次に、第10図はトルク処理103の詳細を示したもの
で、まず、処理111でカウンタ37により現在値θをと
り込む。なお、この現在値θは6次元のベクトル量で
あり、以下に示すように、各軸の現在値を成分として持
つ。
θ=(θ1C2C3C4C5C6C) 処理112では微分(デイジタル処理なので差分)を計
算する。これは第1図の処理30Cに相当する。また、こ
こで、データθCBは前回の現在値であり、演算は1〜6
までの各軸成分について行う。なお、以下、特にことわ
らない限り、演算は各成分について行うものとする。
処理113では現在値θを前回の値θCBに書き込む。
処理114ではトルク指令を計算する。ここにWは速度指
令(第2図の信号55)であり、ΔtTはスカラー量でトル
ク周期を表わす。
次に、処理115〜118で、第1図のリミツタ処理30Bに
相当するリミツタ処理を行う。ここで、データTMAXはト
ルクの最大値である。そして、処理115では、これとト
ルクTとを比較し、成分中で1つでもTmaxをこえるもの
があれば116の処理を実行する。なお、この処理116は簡
単に記しているが、実際は次のように計算する。
T=(T1,T2,T3,T4,T5,T6) Tx=max(Ti) i=1〜6 T=TMAX X・T/Tx ただし、Tmaxxは第X軸のトルク最大値を示し、Txは
各トルク成分中の最大値を示す。
この計算により、各軸等しい割合で、最大値成分が規
定のトルク最大値に収まるように縮小される。
続く処理117でも同様に最小値に対してチエツクが行
われ、成分中で1つでも−TMAXより小さいものがあれば
処理118が実行される。この処理118も処理116と同様に
以下のように処理される。
Tx=min(Ti) i=1〜6 T=−TMAX X・T/Tx このリミツタ処理により、モータやロボツトが破壊さ
れるような過大なトルク指令は出されないようになる。
処理119では、D/Aコンバータ36にトルク指令Tを出力
する。これにより各軸のモータに対して指令値Tに対応
したトルクを発生させることができる。
第11図は速度処理105の詳細を示したもので、まず、
処理121で速度指令の算出を行う。ここで、データθはC
PU−A21がデユアルポートラム29上に書き込んだ位置指
令であり、第1図の信号54に対応し、データθはトル
ク処理でとり込まれたものであり、データΔtvは速度処
理の演算周期である。
次に接触処理122を行う。これについては後述する。
処理123で速度指令WをWBに書き込む。なお、このWB
は一回前の速度指令として、処理122で用いるものであ
る。
最後に処理124でWをトルク処理の方へ出力するので
ある。
第12図は接触処理122を説明したものである。なお、
この処理122は第1図の処理30Aに相当する。
まず、処理131で接触監視状態か否かを判定する。こ
れはセンシングを行う際にCPU−A21から指示される。接
触監視状態でなければなにもしないで処理を終了し、接
触監視状態であれば処理132で接触通知がセンサインタ
フエースB33に来ているかどうか判定する。そして、通
知が来ていれば処理133でCPU−A21に接触したことを知
らせる。これはデユアルポートラム29上にデータをCPU
−B31から書くことにより実現される。次に処理134で接
触通知をクリアする。これにより133〜137までの処理
は、接触した時に一度だけ実行されることになる。処理
135では検出方向を各軸ごとに記録する。ここで、Aは
6軸分の成分をもち、各軸の回転していた方向に従つて
+1又は−1の値をもつ。次に処理136で速度指令を検
出方向の逆方向(−A)の最大値(WMAX)に書きかえ
る。
なお、以上の処理はフローでは簡単に記載している
が、実際は、各軸での割合いを適切に保つため、 とし、速度がいちばん大きな軸がWMAXになるようにする
のである。
ここで、WMAX Xは第X軸の最大速度である。
次に、この状態を維持するため、処理137で接触出力
状態をONにする。なお、これらの133〜137までの処理
は、第4図のt0の時点で実行される処理であり、トルク
処理内のリミツタ処理によつて、モータへの指令は最大
減速の指令となる。
一方、処理132で通知がなかつた場合は、処理138で接
触出力状態がONか否か判定する。そして、ONの時は処理
139で減速が終了しているか否かを判定する。ここで、
Aは検出方向を記録したものであり、WCは現在の速度で
あり、従つて、現在の速度が0か検出方向と逆方向にな
つているかを見ることになる。なお、この処理139では
6軸各成分すべてが成立している時Yesとなる。
こうして処理139で減速が終了していなかつた場合に
は、処理142で速度指令Wは前回の値WBに書きかえら
れ、これにより第4図の時刻t0からt1の間、速度指令は
検出方向と逆方向の最大速度指令に保たれる。
一方、処理139で減速が終了している場合は、速度処
理で計算された速度指令Wを処理140でそのまま出力
し、続く処理141で接触出力状態をOFFにする。従つて、
これら140〜141の処理は第4図の時刻t1において実行さ
れる。
なお、処理138で接触出力状態がONでない場合はなに
もしない。
以上のような処理によつて、接触したとたんに最大減
速処理が実行され、通常よりも短い惰走距離でロボツト
を停止させることが可能となる。
本実施例によれば、検出速度が大きくても短い距離で
停止できるため、検出速度を速くでき、センス時間が短
くなるという効果がある。
また、トルク指令にリミツタをかけているため、モー
タ等の保護ができるという効果もある。
さらに検出用の電流を制限しているため、検出感度を
低下させることなく、安全性を高めることができるとい
う効果もある。
尚、本実施例では速度指令を計算する部分に接触時で
の停止用の特殊処理を入れているが、これ以外の場所で
も等価的な処理は可能であり、従つて、この処理の設置
位置により本発明が限定されるものではない。
また、この停止用の処理についても、その接触検出用
のセンサの形式を問わず実施可能なことは言うまでもな
く、とにかく接触を検出することが出来るセンサ手段な
らどのような形式のセンサを用いて本発明を実施しても
よいことは、これも言うまでもないところである。
[発明の目的] 本発明によれば、接触検出型のセンサにより、加工対
象物の加工部位との接触を検出してから可動部材を停止
させるまでの惰走による距離を、余分な制動装置などの
設置を要すること無く、充分に短く抑えることができる
から、検出速度を高くして検出に必要な時間を充分に短
縮させることが可能になると共に、センシング後、可動
部材が加工部位から大きく離れることがないので、その
まま直ちに作業を開始することができ、従って、産業用
ロボットを利用した自動溶接装置などに適用して、ロー
コストで作業効率を容易に高めることができる。
例えば、或る本発明の実施例によれば、検出時間を、
従来技術に比して1/5以下にすることも容易にでき、作
業効率を大いに改善することができた。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による可動位置制御装置の一実施例にお
ける制御装置を示す機能ブロツク図、第2図は従来例に
おける制御処理を示す機能ブロツク図、第3図は従来例
の動作を説明するための特性図、第4図は本発明の一実
施例の動作を説明する特性図、第5図は本発明を自動溶
接装置として構成した産業用ロボツトに適用した一実施
例の全体構成図、第6図は制御ブロツク図、第7図はセ
ンサ機構のブロツク図、第8図は検出動作の説明図、第
9図,第10図,第11図、それに第12図はそれぞれ本発明
の一実施例の動作を説明するためのフローチヤートであ
る。 1……ロボツト制御装置、2……溶接機、3……センサ
制御装置、4……ロボツト本体、5……ロボツト操作
箱、6……ロボツト教示装置、9……溶接トーチ、10…
…台、11……被溶接物、30……サーボCPU部、40……モ
ータ(アクチユエータ)、50……エンコーダ部。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−53144(JP,A) 特開 昭61−29912(JP,A) 特開 昭55−19452(JP,A) 特開 昭63−182715(JP,A) 特開 昭62−138005(JP,A) 特開 昭60−51915(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G05D 3/10 G05D 3/12

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】所定のアクチュエータにより少なくとも2
    次元の可動範囲が与えられている可動部材を備え、加工
    対象物の加工部位に対する上記可動部材の相対位置を、
    該可動部材に搭載した接触子と上記加工部位との接触に
    より検出し、上記可動部材の制御位置を補正する方式の
    可動位置制御装置において、 上記接触子が上記加工部位に接触したことを検出したと
    き、上記制御位置の指令値を、現在の位置を表す指令値
    に設定すると共に、上記アクチュエータに与えられてい
    る速度指令値を、それまで与えられていた速度指令値と
    正負符号が反対で、該アクチュエータに許されている最
    大の速度指令値に設定する制御手段と、 上記接触子が上記加工部位に接触したことを検出した
    後、上記可動部材の移動速度を監視し、該移動速度がゼ
    ロを含む負の値になったとき、上記最大の速度指令値の
    出力を停止させる制御手段とを設け、 上記接触子が上記加工部位からほとんど離れない状態で
    停止されるように構成したことを特徴とする可動位置制
    御装置。
  2. 【請求項2】請求項1の発明において、 上記可動部材が電気アーク溶接機のトーチで、上記接触
    子がこのトーチから繰り出された溶接ワイヤであり、こ
    の溶接ワイヤの上記加工部位への接触を、これらの間で
    の導電路の確立により検出するように構成したことを特
    徴とする可動位置制御装置。
  3. 【請求項3】請求項2の発明において、 上記接触検出動作時での上記可動部材の移動速度を所定
    値に制御する手段を設け、 該手段により、上記溶接ワイヤが上記加工部位に接触し
    たとき、該溶接ワイヤに変形が現れないように制御する
    ことを特徴とする可動位置制御装置。
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