JP3250300B2 - Control device for industrial manipulator - Google Patents

Control device for industrial manipulator

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JP3250300B2
JP3250300B2 JP04641493A JP4641493A JP3250300B2 JP 3250300 B2 JP3250300 B2 JP 3250300B2 JP 04641493 A JP04641493 A JP 04641493A JP 4641493 A JP4641493 A JP 4641493A JP 3250300 B2 JP3250300 B2 JP 3250300B2
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turning
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は産業用マニプレータの制
御装置に関し、スレーブアームの旋回性能を向上させる
よう工夫したものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a control device for an industrial manipulator, which is designed to improve the turning performance of a slave arm.

【0002】[0002]

【従来の技術】産業用マニプレータをその基部から水平
面内で旋回動作させる従来の態様としては、次のものが
ある。
2. Description of the Related Art There are the following conventional modes for rotating an industrial manipulator from its base in a horizontal plane.

【0003】スイッチを投入すると産業用マニプレータ
が一定速度で旋回する。
When the switch is turned on, the industrial manipulator turns at a constant speed.

【0004】ジョイスティックの操作により、産業マニ
プレータが旋回する。この場合、ジョイスティックを傾
けると傾き角に関係なく一定速度で旋回するタイプと、
ジョイスティックの傾き角に応じた速度で旋回するタイ
プがある。
[0004] By operating the joystick, the industrial manipulator turns. In this case, when the joystick is tilted, it turns at a constant speed regardless of the tilt angle,
There is a type that turns at a speed corresponding to the tilt angle of the joystick.

【0005】スレーブアームと、このスレーブアームに
相似した構造のマスターアームとで構成された産業用ロ
ボットでは、マスターアームを旋回させることにより、
スレーブアームが旋回する。この場合、スレーブアーム
を旋回させようとする角度は一般に広いのに対しマスタ
ーアームの旋回角は狭いので、次のような工夫(1)
(2)をしている。
[0005] In an industrial robot composed of a slave arm and a master arm having a structure similar to the slave arm, by turning the master arm,
The slave arm turns. In this case, the angle at which the slave arm is swiveled is generally wide, while the swivel angle of the master arm is narrow.
(2) I do.

【0006】(1)マスターアームの旋回角に所定の倍
率をかけた旋回角でもってスレーブアームを旋回させ
る。
(1) The slave arm is turned at a turning angle obtained by multiplying the turning angle of the master arm by a predetermined magnification.

【0007】(2)マスターアームにデッドマンスイッ
チを備え、デッドマンスイッチを投入した状態でマスタ
ーアームを旋回させたときにのみスレーブアームを旋回
動作させるようにする。このようにすれば、デッドマン
スイッチを投入してマスターアームを一方向に旋回させ
(このときスレーブアームが旋回する)、その後にデッ
ドマンスイッチを開放してマスターアームを逆方向に戻
すよう旋回させ(このときスレーブアームは旋回しな
い)、再びデッドマンスイッチを投入してマスターアー
ムを一方向に旋回させる(このときスレーブアームが旋
回する)動作を繰り返すことにより(これを「インデッ
クス操作」と称する)スレーブアームを広い角度範囲ま
で旋回させることができる。
(2) A deadman switch is provided on the master arm, and the slave arm is turned only when the master arm is turned with the deadman switch turned on. In this case, the deadman switch is turned on, the master arm is turned in one direction (at this time, the slave arm is turned), and then the deadman switch is opened, and the master arm is turned in the opposite direction (this operation is repeated). When the slave arm does not turn), the operation of turning on the deadman switch again and turning the master arm in one direction (the slave arm turns at this time) is repeated (this operation is referred to as "index operation"). It can be turned over a wide range of angles.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】産業用マニプレータで
は、対象物に対しスレーブアーム手先を接近させたり位
置決めしたりすることを、短時間で容易に行なえる必要
があるが、上述した従来技術では次のような問題があ
る。
In the industrial manipulator, it is necessary to easily make the slave arm's hand approach or position with respect to the target in a short time. There is such a problem.

【0009】スイッチを利用した旋回では、設定した旋
回スピードが速いと対象物に対する位置決めが行いにく
く、設定した旋回スピードが遅いと旋回に時間がかか
る。
In turning using a switch, if the set turning speed is high, it is difficult to perform positioning with respect to the object, and if the set turning speed is low, turning takes a long time.

【0010】ジョイスティックを用い一定速度で旋回さ
せるタイプでは、上述したスイッチと同じ問題がある。
ジョイスティックを用い傾き角に応じた速度で旋回させ
るタイプでは、一定の低速度で旋回させようとしたとき
にジョイスティックを所定傾き角で安定して保持しなけ
ればならないが、このようにジョイスティックを安定保
持する操作はむつかしい。
The type in which a joystick is used to turn at a constant speed has the same problem as the above-described switch.
In the case of using the joystick to turn at a speed corresponding to the tilt angle, the joystick must be stably held at a predetermined tilt angle when trying to turn at a constant low speed. The operation to do is difficult.

【0011】マスターアームによるインデックス操作で
は、操作部のスペースが限られていると共に操作者がマ
スターアームを旋回させるため操作者の腕を動かすこと
のできる角度が限られているため、1回に行うことので
きる旋回角度は30〜40度程度であり、それ以上の広
い角度まで旋回させようとするときには、数回にわたる
マスターアームの旋回動作(インデックス操作)が必要
となり繁雑である。
The index operation by the master arm is performed at one time because the space of the operation unit is limited and the angle at which the operator can move the arm of the operator to rotate the master arm is limited. The turning angle which can be turned is about 30 to 40 degrees, and when turning to a wider angle than that is required, the turning operation (index operation) of the master arm is required several times, which is complicated.

【0012】本発明は、上記従来技術に鑑み、スレーブ
アームが大きく旋回するときは速く旋回し、スレーブア
ームが対象物に接近したり把んだりするときはゆっくり
と旋回させることが容易にできる、産業用マニプレータ
の制御装置を提供することを目的とする。
In view of the above prior art, the present invention makes it easy to turn quickly when the slave arm turns greatly, and to turn slowly when the slave arm approaches or grasps the object. An object of the present invention is to provide a control device for an industrial manipulator.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の構成は、スレーブアームの旋回台に、操作者が座る
運転席とスレーブアームに動作指令を送るマスターアー
ムを備え、マスタ・スレーブ方式により操作を行う産業
用マニプレータにおいて、前記旋回台に、ジョイスティ
ックレバーを備えると共に、前記マスターアームにデッ
ドマンスイッチである操作スイッチを備え、更に操作ス
イッチが投入されているときにジョイスティックレバー
が傾動されると傾動角に応じた速度で前記旋回台を旋回
させるようにスレーブアームに旋回指令を出し、操作ス
イッチが投入されているときにマスターアームが旋回さ
れるとこの旋回に追従して前記旋回台を旋回させるよう
にスレーブアームに旋回指令を出す制御部を備えたこと
を特徴とする。
According to a configuration of the present invention, which solves the above-mentioned problems, a swivel of a slave arm is provided with a driver's seat on which an operator sits and a master arm for sending an operation command to the slave arm. with the industrial manipulator for performing operations, said swivel deck includes a joystick lever, the dead in the master arm
An operation switch is Goldman switch, further issues a turning command to the slave arm to pivot the swivel slide at a speed joystick lever in accordance with the tilt angle when it is tilted when the operation switch is turned on, the operation When the master arm is turned while the switch is turned on, a control unit for issuing a turn command to the slave arm so as to turn the turntable following the turn is provided.

【0014】[0014]

【作用】本発明では操作スイッチを投入した状態でジョ
イスティックレバーを傾動させると傾動角に応じてスレ
ーブアームが高速で旋回し、操作スイッチを投入した状
態でマスターアームを旋回させるとマスターアームに追
従してスレーブアームが旋回する。
According to the present invention, when the joystick lever is tilted with the operation switch turned on, the slave arm turns at a high speed in accordance with the tilt angle, and when the master arm turns with the operation switch turned on, the slave arm follows the master arm. The slave arm turns.

【0015】[0015]

【実施例】以下に、本発明の実施例に係る垂直多関節の
産業用マニプレータならびにその制御装置を図面に基づ
き詳細に説明する。なお、実施例の産業用マニプレータ
は、具体的には鋳物工場で行う「鋳ばらし作業」をする
ために設計開発したものである。ここで「鋳ばらし作
業」とは、からみ合った鋳物製品を仕分け、更に製品と
湯口を仕分けて整列等させることをいう。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A vertical articulated industrial manipulator and its control device according to an embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. The industrial manipulator of the embodiment is specifically designed and developed for performing a “casting-off operation” performed in a foundry. Here, the "casting-out operation" refers to sorting of entangled casting products, and further sorting and aligning products and gates.

【0016】図1は本実施例の産業用マニプレータのう
ちスレーブアームを抽出してその基本構成を示す説明図
である。同図に示すように、旋回台1は、床面2に設置
してある基台3に対し1軸モータ(図示せず)により水
平面内を回動可能に構成してある。
FIG. 1 is an explanatory view showing a basic configuration of a slave arm extracted from the industrial manipulator of the present embodiment. As shown in FIG. 1, the swivel base 1 is configured to be rotatable in a horizontal plane by a one-axis motor (not shown) with respect to a base 3 installed on a floor 2.

【0017】垂直アーム4は、その基端部を、旋回台1
で支持して2軸モータ(図示せず)により回動する回動
軸5に固定するとともに、その先端部を、上部ユニット
7で支持して3軸モータ(図示せず)により回動する回
動軸6に回動可能に取付けてある。垂直レバー8は、そ
の基端部を、軸9を介して旋回台1に、またその先端部
を、軸10を介して上部ユニット7にそれぞれ回動可能
に取付けてある。すなわち、旋回台1、上部ユニット
7、垂直アーム4、垂直レバー8、回動軸5,6及び軸
9,10により4節の平行リンク機構を形成している。
The vertical arm 4 has its base end connected to the turntable 1.
And is fixed to a rotating shaft 5 which is rotated by a two-axis motor (not shown), and a tip of which is supported by the upper unit 7 and is rotated by a three-axis motor (not shown). It is rotatably mounted on the driving shaft 6. The vertical lever 8 is rotatably mounted at its base end to the swivel base 1 via a shaft 9 and at its distal end to the upper unit 7 via a shaft 10. That is, the swivel 1, the upper unit 7, the vertical arm 4, the vertical lever 8, the rotating shafts 5, 6 and the shafts 9, 10 form a four-node parallel link mechanism.

【0018】水平アーム11は、その途中を、前記回動
軸6に固定し、上部ユニット7に対して回動可能に構成
してある。カウンタウェイト12は水平アーム11の基
端部に固定してある。また、水平アーム11の先端部に
は、L字状の手首部13が軸14を介して回動可能に取
付けてある。水平レバー15はその両端部を軸16,1
7にそれぞれ回動可能に取付けてある。このとき、軸1
6は、基端部を上部ユニット7に垂直に固着してあるブ
ラケット18の先端部に、また軸17は、手首部13の
ブラケット13aの先端部にそれぞれ回動可能に取付け
てある。すなわち、回動軸6、軸14,16,17、ブ
ラケット13a,18、水平アーム11及び水平レバー
15により4節の平行リンク機構を形成している。
The horizontal arm 11 is fixed to the rotation shaft 6 in the middle thereof and is configured to be rotatable with respect to the upper unit 7. The counterweight 12 is fixed to the base end of the horizontal arm 11. Further, an L-shaped wrist 13 is rotatably attached to the distal end of the horizontal arm 11 via a shaft 14. The horizontal lever 15 has shafts 16 and 1 at both ends.
7 are rotatably mounted. At this time, axis 1
6 is rotatably attached to the distal end of a bracket 18 whose base end is vertically fixed to the upper unit 7, and the shaft 17 is rotatably attached to the distal end of the bracket 13 a of the wrist 13. That is, a four-node parallel link mechanism is formed by the rotating shaft 6, the shafts 14, 16, 17, the brackets 13a, 18, the horizontal arm 11, and the horizontal lever 15.

【0019】ハンド部19は、その上端部を回動軸20
を介して4軸モータ(図示せず)により回動可能に手首
部13に取付けて垂下するとともに、先端部である把持
部19aと基端部19bとからなり、把持部19aが5
軸モータ(図示せず)により図示の状態で水平面内を回
動可能に構成してある。
The hand section 19 has an upper end formed with a rotating shaft 20.
Is attached to the wrist 13 rotatably by means of a four-axis motor (not shown) via a shaft, and is hung down. The grip 19a is a distal end and a proximal end 19b.
The shaft motor (not shown) is configured to be rotatable in a horizontal plane in the illustrated state.

【0020】かかるスレーブアームは、オペレータによ
るマスターアーム(詳細は後述)の操作に対応して動作
することにより把持部19aで対象物を把んで所定位置
迄搬送するものであるが、このときの動作は次の通りで
ある。
The slave arm operates in response to an operation of a master arm (details will be described later) by an operator to grasp an object by the gripping portion 19a and transport it to a predetermined position. Is as follows.

【0021】1軸モータの駆動により旋回台1が基台3
に対し水平面内を回動する。
When the one-axis motor is driven, the turntable 1 is turned into the base 3
In a horizontal plane.

【0022】2軸モータの駆動により回動軸5が回動
し、垂直アーム4を含む平行リンク機構が動作して垂直
アーム4及び垂直レバー8が垂直面内を回動する結果、
上部ユニット7が垂直面内を移動する。
As a result of the rotation of the rotating shaft 5 by the driving of the two-axis motor, the parallel link mechanism including the vertical arm 4 operates and the vertical arm 4 and the vertical lever 8 rotate in the vertical plane.
The upper unit 7 moves in a vertical plane.

【0023】3軸モータの駆動により回動軸6が回動
し、水平アーム11を含む平行リンク機構が動作して水
平アーム11及び水平レバー15が垂直面内を回動する
結果、手首部13及びハンド部19が垂直面内を移動す
る。このとき、ブラケット13a,18は平行であり、
しかもブラケット18は垂直であるため、ブラケット1
3aも同様に常に垂直となる。すなわち、手首部13の
姿勢は常に一定に保持される。
The rotation of the rotating shaft 6 by the driving of the three-axis motor causes the parallel link mechanism including the horizontal arm 11 to operate, thereby rotating the horizontal arm 11 and the horizontal lever 15 in the vertical plane. And the hand part 19 moves in a vertical plane. At this time, the brackets 13a and 18 are parallel,
Moreover, since the bracket 18 is vertical, the bracket 1
Similarly, 3a is always vertical. That is, the posture of the wrist 13 is always kept constant.

【0024】4軸モータの駆動により回動軸20が回動
し、ハンド部19が垂直面内を回動する。また、5軸モ
ータの駆動により把持部19aが水平面内を回動する。
The rotation shaft 20 is rotated by driving the four-axis motor, and the hand unit 19 is rotated in a vertical plane. In addition, the gripper 19a rotates in a horizontal plane by driving the five-axis motor.

【0025】かかる1軸〜5軸モータの駆動による各部
の移動により把持部19aを所定位置から所定位置へ移
動させる
The gripper 19a is moved from a predetermined position to a predetermined position by the movement of each part by the driving of the one-axis to five-axis motors.

【0026】図2は、図1に示すスレーブアームを有す
る本実施例に係る産業用マニプレータを示す右側面図、
図3はその背面図、図4はその平面図である。これら図
2〜図4中、図1と同一部分には同一番号を付し重複す
る説明は省略する。
FIG. 2 is a right side view showing the industrial manipulator according to the present embodiment having the slave arm shown in FIG. 1,
FIG. 3 is a rear view, and FIG. 4 is a plan view. 2 to 4, the same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.

【0027】図2〜図4に示すように、旋回台1には運
転席21、マスターアーム22及びジョイスティックレ
バー23が配設してある。旋回台1を回動する1軸モー
タは、基台3内に収納してある。垂直アーム4を回動す
る2軸モータ24は、支持部25を介して旋回台1に配
設してある。水平アーム11を回動する3軸モータ26
は上部ユニット7に配設してある。ハンド部19を垂直
面内で回動する4軸モータ27は、手首部13に水平に
突出して配設してある。把持部19aを水平面内で回動
する5軸モータ28は、手首部13に垂直に突出して配
設してある。
As shown in FIGS. 2 to 4, the swivel 1 is provided with a driver's seat 21, a master arm 22, and a joystick lever 23. A one-axis motor for rotating the swivel base 1 is housed in the base 3. A two-axis motor 24 for rotating the vertical arm 4 is provided on the swivel 1 via a support 25. 3-axis motor 26 for rotating the horizontal arm 11
Are disposed in the upper unit 7. A four-axis motor 27 that rotates the hand unit 19 in a vertical plane is disposed so as to protrude horizontally from the wrist unit 13. The five-axis motor 28 that rotates the grip 19a in a horizontal plane is disposed so as to protrude perpendicularly to the wrist 13.

【0028】上述の1軸〜5軸モータで回動する旋回台
1、垂直アーム4、水平アーム11、ハンド部19及び
把持部19aの回動中心を図2〜図4中にそれぞれ
1 ,O 2 ,O3 ,O4 ,O5 で示す。これら各回動中
心O1 〜O5 には回動角を検出するためにポテンショメ
ータが備えられている。
The swivel table which is rotated by the one-axis to five-axis motors described above.
1, vertical arm 4, horizontal arm 11, hand unit 19 and
The center of rotation of the grip 19a is shown in FIGS.
O1, O Two, OThree, OFour, OFiveIndicated by During each of these rotations
Heart O1~ OFiveHas a potentiometer to detect the rotation angle.
Data is provided.

【0029】マスターアーム22は、スレーブアームと
相似形に形成してあり、このマスターアーム22をオペ
レータが操作することによりスレーブアームがマスター
アームと相似形となるように制御される。ジョイスティ
ックレバー23は、これをオペレータが左右に倒すこと
により旋回台1を大きく、高速度で左右方向に回動する
ためのものである。マスターアーム22は運転席21の
オペレータが右手で操作するように運転席21の右側
に、ジョイスティックレバー23は前記オペレータが左
手で操作するように運転席21の左側にそれぞれ配設し
てある。
The master arm 22 is formed in a shape similar to the slave arm, and is controlled by an operator operating the master arm 22 so that the slave arm becomes similar to the master arm. The joystick lever 23 allows the operator to tilt the joystick lever to the left and right to enlarge the swivel table 1 and to turn the joystick lever 23 in the left and right direction at a high speed. The master arm 22 is disposed on the right side of the driver's seat 21 so that the operator of the driver's seat 21 operates with the right hand, and the joystick lever 23 is disposed on the left side of the driver's seat 21 so that the operator operates with the left hand.

【0030】図5は、図2に示す産業用マニプレータの
マスターアーム22を抽出・拡大して示す右側面図、図
6はその背面図、図7はその平面図である。
FIG. 5 is a right side view showing the extracted and enlarged master arm 22 of the industrial manipulator shown in FIG. 2, FIG. 6 is a rear view thereof, and FIG. 7 is a plan view thereof.

【0031】図5〜図7に示すように、マスターアーム
22は、スレーブアームの各構成部品に対応する各部品
をスレーブアームと同様の結合関係を保ちながら相似形
に構成したものである。すなわち、アーム及びレバーの
長さはスレーブアームに相似で、関節回動範囲はスレー
ブアームと等しく構成してある。
As shown in FIG. 5 to FIG. 7, the master arm 22 is formed by forming the parts corresponding to the respective constituent parts of the slave arm in a similar shape while maintaining the same coupling relationship as the slave arm. That is, the length of the arm and the lever is similar to the slave arm, and the joint rotation range is configured to be equal to that of the slave arm.

【0032】図5〜図7中、33は旋回台1に対応する
旋回部、34は垂直アーム4に対応する垂直アーム、3
5,36,39,40,44,46,47,50は回動
軸5,6,20及び軸9,10,14,16,17にそ
れぞれ対応する軸、37は上部ユニット7に対応する上
部ユニット、38は垂直レバー8に対応する垂直レバ
ー、41は水平アーム11に対応する水平アーム、42
はカウンタウエイト12に対応するカウンタウエイト、
43は手首部13に対応する手首部、43aはブラケッ
ト13aに対応するブラケット、45は水平レバー15
に対応する水平レバー、48はブラケット18に対応す
るブラケットである。
In FIG. 5 to FIG. 7, reference numeral 33 denotes a swivel unit corresponding to the swivel table 1, 34 denotes a vertical arm corresponding to the vertical arm 4,
5, 36, 39, 40, 44, 46, 47, and 50 are axes respectively corresponding to the rotating shafts 5, 6, and 20 and the shafts 9, 10, 14, 16, and 17, and 37 is an upper part corresponding to the upper unit 7. A unit, 38 is a vertical lever corresponding to the vertical lever 8, 41 is a horizontal arm corresponding to the horizontal arm 11, 42
Is a counter weight corresponding to the counter weight 12,
43 is a wrist part corresponding to the wrist part 13, 43a is a bracket corresponding to the bracket 13a, 45 is a horizontal lever 15
, A bracket 48 corresponding to the bracket 18.

【0033】操作部51は軸50を介して手首部43
に、垂直面内を回動可能に取付けてある。また、この操
作部51の頂部には、水平面内を回動するハンド操作部
51aが設けてあり、このハンド操作部51aを回動す
ることにより5軸モータ28(図2参照)でハンド部1
9を回動させる。操作部51に配設してあるハンド開閉
スイッチ52、操作スイッチ(デッドマンスイッチ)5
3は、その操作によりハンド部19(図2参照)の把持
部19aの開閉を行なうとともに、スレーブアームの制
御操作を起動することができる。
The operation unit 51 is connected to the wrist 43 via the shaft 50.
Is mounted so as to be rotatable in a vertical plane. At the top of the operation unit 51, a hand operation unit 51a that rotates in a horizontal plane is provided. By rotating the hand operation unit 51a, the hand unit 1 is turned by the 5-axis motor 28 (see FIG. 2).
9 is rotated. Hand open / close switch 52, operation switch (deadman switch) 5 provided on operation unit 51
3 can open and close the gripping portion 19a of the hand portion 19 (see FIG. 2) by the operation, and can start the control operation of the slave arm.

【0034】このとき、旋回部33は、旋回台1に、水
平面内を回動可能に配設してある。垂直アーム34、垂
直レバー38、水平アーム41、水平レバー45及び操
作部51は、軸35,39,36,46,50を回動中
心として垂直面内を回動し得るように構成してある。こ
のときの各回動中心を図5中にO6 ,O7 ,O8
9 ,O10の符号を付して示す。また、軸40,44,
47の各中心を図5中にO 11,O12,O13の符号を付し
て示す。
At this time, the swivel unit 33 applies water to the swivel base 1.
It is arranged rotatably in the plane. Vertical arm 34, vertical
The straight lever 38, the horizontal arm 41, the horizontal lever 45 and the operation
The working unit 51 is rotating the shafts 35, 39, 36, 46, 50
It is configured so that it can rotate in a vertical plane as a center. This
In FIG. 5, each rotation center at the time of6, O7, O8,
O 9, OTenIt is shown with the reference numeral. Also, the shafts 40, 44,
Each center of 47 is indicated by O in FIG. 11, O12, O13With the sign of
Shown.

【0035】マスターアーム22における各部の回動量
は、各軸毎に設けたポテンショメータ54,55,5
6,57,58により検出する。かくして、これら1〜
5軸ポテンショメータ54〜58の検出信号に基づき制
御部を介してスレーブアームの1軸モータ、2軸モータ
24、3軸モータ26、4軸モータ27及び5軸モータ
28(図2参照)を駆動するように構成してある。
The amount of rotation of each part of the master arm 22 is determined by the potentiometers 54, 55, 5 provided for each axis.
6, 57 and 58. Thus, these 1
The 1-axis motor, 2-axis motor 24, 3-axis motor 26, 4-axis motor 27 and 5-axis motor 28 (see FIG. 2) of the slave arm are driven via the control unit based on the detection signals of the 5-axis potentiometers 54 to 58. It is configured as follows.

【0036】引張りバネ59は、その両端部を旋回部3
3と上部ユニット37とに係止してあり、通常時(非操
作時)には垂直アーム34及び垂直レバー38を、垂直
状態に保持するように構成してある。カウンタウエイト
42は、水平アーム41の基端部に固着してあり、通常
時には水平アーム41を基本姿勢である水平状態に保持
するように構成してある。さらに旋回部33及び操作部
51には、それぞれ捩りバネ(図示せず)が介装してあ
り、各部の操作力に抗して旋回部33、ハンド操作部5
1aが原点位置に復帰するように旋回部33及びハンド
操作部51aをその回動軸回りに水平面内で回動すると
ともに、操作部51が原点位置に復帰するように操作部
51をその回動軸回りに垂直面内で回動するように構成
してある。
The tension spring 59 has both ends at the turning portion 3.
3 and the upper unit 37, so that the vertical arm 34 and the vertical lever 38 are held in a vertical state in a normal state (when not operated). The counterweight 42 is fixed to the base end of the horizontal arm 41, and is configured to normally hold the horizontal arm 41 in a horizontal state, which is a basic posture. Further, torsion springs (not shown) are interposed in the turning part 33 and the operating part 51, respectively, so that the turning part 33 and the hand operating part 5 can resist the operating force of each part.
The turning unit 33 and the hand operating unit 51a are rotated in a horizontal plane around their rotation axes so that 1a returns to the home position, and the operating unit 51 is turned so that the operating unit 51 returns to the home position. It is configured to rotate in a vertical plane around the axis.

【0037】かくして、マスターアーム22の操作部5
1を手60で把持して所定の操作を行なった後、この手
60を離すことにより各部は原点位置に復帰し、基本姿
勢を保持するように構成してある。
Thus, the operation unit 5 of the master arm 22
After performing a predetermined operation while holding the hand 1 with the hand 60, the parts are returned to the origin position by releasing the hand 60, and the basic posture is maintained.

【0038】図8は、図2に示す産業用マニプレータの
ジョイスティックレバー部分を抽出・拡大して示す右側
面図である。同図に示すように、ジョイスティックレバ
ー23は、旋回台1に立設した支柱61の上端に固着し
てあり、そのレバー部23aを左右に倒して所定の操作
を行なうように構成してある。
FIG. 8 is a right side view showing the joystick lever portion of the industrial manipulator shown in FIG. 2 in an extracted and enlarged manner. As shown in the figure, the joystick lever 23 is fixed to the upper end of a support column 61 erected on the swivel 1 so that the lever portion 23a is tilted left and right to perform a predetermined operation.

【0039】上記実施例において、オペレータは運転席
21に着席してマスターアーム22若しくはジョイステ
ィックレバー23を操作する。すなわち、マスターアー
ム22の操作スイッチ53を押した状態でジョイスティ
ックレバー23を前後に倒すことにより制御部(後述)
を介して1軸モータが駆動される結果、旋回台1は大き
く、迅速に水平面内を回動する。
In the above embodiment, the operator sits on the driver's seat 21 and operates the master arm 22 or the joystick lever 23. That is, the control unit (to be described later) is obtained by tilting the joystick lever 23 back and forth while pressing the operation switch 53 of the master arm 22.
As a result, the turntable 1 is large and quickly rotates in the horizontal plane.

【0040】一方、オペレータがマスターアーム22の
操作部51を把持して旋回部33を回動することによ
り、このときの回動量を1軸ポテンショメータ54で検
出する結果、前記制御部を介して1軸モータが駆動さ
れ、旋回部33の回動量に応じて旋回台1を旋回する。
かかる旋回制御をさせる制御装置については後述する。
On the other hand, when the operator grips the operating part 51 of the master arm 22 and turns the turning part 33, the turning amount at this time is detected by the one-axis potentiometer 54, and as a result, the turning amount is set to one through the control part. The shaft motor is driven to turn the swivel base 1 according to the amount of rotation of the swivel unit 33.
A control device for performing such turning control will be described later.

【0041】以下、同様にオペレータの操作により垂直
アーム34、水平アーム41、操作部51及びハンド操
作部51aを回動・操作することにより、このときの回
動量を2軸〜5軸ポテンショメータ55,56,57,
58で検出する結果、前記制御部を介して2軸〜5軸モ
ータ24,26,27,28が駆動され、垂直アーム3
4、水平アーム41、操作部51及びハンド操作部51
aの回動量に応じて垂直アーム4、水平アーム11、ハ
ンド部19及び把持部19aをそれぞれ回動する。
Similarly, the vertical arm 34, the horizontal arm 41, the operation unit 51, and the hand operation unit 51a are similarly turned and operated by the operator's operation, so that the amount of rotation at this time is controlled by the 2-axis to 5-axis potentiometer 55, 56, 57,
As a result of the detection at 58, the 2-axis to 5-axis motors 24, 26, 27, 28 are driven via the control unit,
4. Horizontal arm 41, operation unit 51, and hand operation unit 51
The vertical arm 4, the horizontal arm 11, the hand unit 19, and the gripping unit 19a are respectively rotated according to the amount of rotation of “a”.

【0042】次に実施例に係る産業用マニプレータの制
御部のうち、旋回制御にかかわる部分を、ブロック図で
ある図9及び旋回制御動作を示すフロー図である図10
を参照して説明する。
Next, in the control section of the industrial manipulator according to the embodiment, a portion related to the turning control is shown in FIG. 9 which is a block diagram and FIG. 10 which is a flowchart showing the turning control operation.
This will be described with reference to FIG.

【0043】図9に示すように、スレーブアームの1軸
の旋回を検出するポテンショメータPT1からは旋回台
1の旋回角に応じた値の旋回角度信号AS が出力され、
マスターアームの1軸の旋回を検出するポテンショメー
タ54からは旋回部33の旋回角に応じた値の旋回角度
信号AM が出力され、操作スイッチ53からはスイッチ
投入時に操作信号Sが出力され、ジョイスティックレバ
ー23からはレバーの傾き角に応じた値の旋回速度指令
信号Vが出力される。これら信号AS ,AM ,S,Vは
アナログデジタル変換器A/Dによりデジタル信号に変
換されてコンピュータCPUに送られる。
As shown in FIG. 9, is a potentiometer PT1 for detecting the pivoting of one axis of the slave arm swing angle signal A S having a value corresponding to the turning angle of the swivel base 1 is output,
A potentiometer 54 for detecting the pivoting of one axis of the master arm rotation angle signal A M having a value corresponding to the turning angle of the turning portion 33 is outputted, the operation signal S when the switch is turned on is outputted from the operation switch 53, the joystick The lever 23 outputs a turning speed command signal V having a value corresponding to the tilt angle of the lever. These signals A S , A M , S, V are converted into digital signals by an analog / digital converter A / D and sent to the computer CPU.

【0044】コンピュータCPUは、操作スイッチ53
が投入されて操作信号Sが入力されているときにのみ、
スレーブアームの1軸モータM1を駆動させる1軸モー
タ駆動信号Dを出力し、操作信号Sが入力されていない
ときには1軸モータ駆動信号Dは出力せず(図10のス
テップ1)、停止指令を出力する(ステップ2)。
The computer CPU has an operation switch 53
Is input and the operation signal S is input,
A one-axis motor drive signal D for driving the one-axis motor M1 of the slave arm is output. When the operation signal S is not input, the one-axis motor drive signal D is not output (step 1 in FIG. 10), and a stop command is issued. Output (step 2).

【0045】コンピュータCPUは、操作スイッチ53
が投入されているときには、ポテンショメータPT1,
ポテンショメータ54,ジョイスティックレバー23の
電圧値を読み取り(ステップ3)、旋回角度信号AS
M 及び旋回速度指令信号Vを得る(ステップ4)。更
に旋回速度指令信号Vについて不感帯処理をする(ステ
ップ5)。つまり、ジョイスティックレバー23のレバ
ー部23aを前後に倒すと、図11に示すような左右の
旋回速度指令信号VR ,VL を得る演算をする。即ち、
レバー部23aを垂直位置から前方に傾けていく場合、
所定角度(例えば10度)を越えると傾き角に応じた値
の右旋回速度指令信号VR を得、レバー部23aを垂直
位置から後方に傾けていく場合、所定角度を越えると傾
き角に応じた値の左旋回速度指令信号VL を得、垂直位
置から前後方向にレバー部23aを所定角度動かしても
旋回速度指令信号Vの値が零となるような演算処理をす
る。
The computer CPU has an operation switch 53
Is turned on, the potentiometer PT1,
The voltage values of the potentiometer 54 and the joystick lever 23 are read (step 3), and the turning angle signal A S ,
A M and a turning speed command signal V are obtained (step 4). Further, dead zone processing is performed on the turning speed command signal V (step 5). That is, when the lever portion 23a of the joystick lever 23 is tilted back and forth, calculation is performed to obtain left and right turning speed command signals V R and V L as shown in FIG. That is,
When tilting the lever portion 23a forward from the vertical position,
Give the right turning speed command signal V R having a value corresponding to the tilt angle exceeds a predetermined angle (e.g. 10 degrees), when going tilted rearward lever portion 23a from the vertical position, the tilt angle exceeds a predetermined angle A left turning speed command signal VL having a value corresponding thereto is obtained, and a calculation process is performed such that the value of the turning speed command signal V becomes zero even if the lever 23a is moved by a predetermined angle in the front-rear direction from the vertical position.

【0046】旋回速度指令信号V(VR またはVL )が
あるときには(ステップ6)、この旋回速度指令信号V
の値と方向に応じた、値と極性を有する1軸モータ駆動
信号Dが計算され出力される(ステップ7,8)。この
1軸モータ駆動信号Dはデジタルアナログ変換器D/A
によりアナログ信号に変換されサーボドライバSDに送
られる。サーボドライバSDは1軸モータ駆動信号Dに
応じた値の電力を、スレーブアームの1軸モータM1に
送る。このため、ジョイスティックレバー23の傾き角
に応じた速度でもってスレーブアームの旋回台1が旋回
する。しかもジョイスティックレバー23の傾き角を大
きくすれば、極めて高速で旋回台1を旋回させることが
できる。旋回方向は、ジョイスティックレバー23の傾
き方向(左右)を変えるだけで選択できる。
[0046] When there is a turning speed command signal V (V R or V L) (step 6), the pivoting speed command signal V
A one-axis motor drive signal D having a value and a polarity according to the value and the direction is calculated and output (steps 7 and 8). This one-axis motor drive signal D is a digital / analog converter D / A
And is sent to the servo driver SD. The servo driver SD sends power of a value corresponding to the one-axis motor drive signal D to the one-axis motor M1 of the slave arm. Therefore, the turntable 1 of the slave arm turns at a speed corresponding to the tilt angle of the joystick lever 23. In addition, if the inclination angle of the joystick lever 23 is increased, the turntable 1 can be turned at an extremely high speed. The turning direction can be selected only by changing the tilt direction (left and right) of the joystick lever 23.

【0047】ステップ6において旋回速度指令信号Vが
無いときには、スレーブ側の旋回角度信号AS とマスタ
側の旋回角度信号AM の差があるかどうか判定し(ステ
ップ9)、差があるときにはこの差に応じた値の1軸モ
ータ駆動信号Dが計算され出力される(ステップ10,
8)。この1軸モータ駆動信号Dはデジタルアナログ変
換器D/Aによりアナログ信号に変換され、サーボドラ
イバSDは1軸モータ駆動信号Dに応じた値の電力を、
スレーブアームの1軸モータM1に送る。このため、マ
スターアーム22の旋回動作に応じてスレーブアームの
旋回台1が旋回し、低速で位置精度よく動かすときに好
適である。
[0047] When there is no turning velocity command signal V in step 6, it is determined whether there is a difference between the turning angle signal A M of the slave side rotation angle signal A S and the master side (Step 9), this is when there is a difference A one-axis motor drive signal D having a value corresponding to the difference is calculated and output (Step 10,
8). The one-axis motor drive signal D is converted into an analog signal by a digital-to-analog converter D / A, and the servo driver SD outputs power of a value corresponding to the one-axis motor drive signal D.
It is sent to the one-axis motor M1 of the slave arm. For this reason, it is suitable when the swivel base 1 of the slave arm turns in response to the turning operation of the master arm 22 and moves at a low speed with good positional accuracy.

【0048】ステップ9において旋回角度信号AS ,A
M に差が無いときには停止指令を出力する(ステップ
2)。
In step 9, the turning angle signals A S , A
If there is no difference in M , a stop command is output (step 2).

【0049】結局、大きな旋回を行うときには操作スイ
ッチ53を投入した状態でジョイスティックレバー23
を傾動させ、対象物近くの細かい旋回動作は操作スイッ
チ53を投入した状態でマスターアーム22を旋回させ
ることにより行う。またスレーブアームの旋回を行わな
いときには操作スイッチ53を開放しておけばよく、こ
のようにしておけばたとえジョイスティックレバー23
を傾動させたりマスターアーム22を旋回させても、ス
レーブアームが旋回することはない。
After all, when making a large turn, the joystick lever 23 is turned on with the operation switch 53 turned on.
Is tilted, and the fine turning operation near the object is performed by turning the master arm 22 with the operation switch 53 turned on. When the slave arm is not turned, the operation switch 53 may be opened, and if the joystick lever 23
Is tilted or the master arm 22 is turned, the slave arm does not turn.

【0050】[0050]

【発明の効果】以上実施例と共に具体的に説明したよう
に本発明によれば、ジョイスティックの傾動操作により
スレーブアームを広い角度で高速旋回できると共に、マ
スターアームの旋回操作に追従して位置精度よくスレー
ブアームを旋回させることができ、マニプレータの旋回
操作性が向上する。
According to the present invention, the slave arm can be turned at a high speed at a wide angle by tilting the joystick, and the position of the slave arm can be accurately controlled by following the turning operation of the master arm. The slave arm can be turned, so that the manipulator can be turned more easily.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施例に係る垂直多関節の産業用マニ
プレータのうちスレーブアームを抽出してその基本構成
を示す説明図である。
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a basic configuration of a vertical multi-joint industrial manipulator according to an embodiment of the present invention, in which slave arms are extracted.

【図2】図1に示すスレーブアームを有する本実施例に
係る産業用マニプレータを有する右側面図である。
FIG. 2 is a right side view having the industrial manipulator according to the embodiment having the slave arm shown in FIG. 1;

【図3】図2の背面図である。FIG. 3 is a rear view of FIG. 2;

【図4】図2の平面図である。FIG. 4 is a plan view of FIG. 2;

【図5】図2に示す産業用マニプレータのマスターアー
ムを抽出・拡大して示す右側面図である。
5 is a right side view showing the master arm of the industrial manipulator shown in FIG. 2 in an extracted and enlarged manner.

【図6】図5の背面図である。FIG. 6 is a rear view of FIG. 5;

【図7】図5の平面図である。FIG. 7 is a plan view of FIG. 5;

【図8】図2に示す産業用マニプレータのジョイスティ
ックレバー部分を抽出・拡大して示す右側面図である。
8 is a right side view showing the joystick lever portion of the industrial manipulator shown in FIG. 2 in an extracted and enlarged manner.

【図9】本発明の実施例に係る産業用マニプレータの制
御装置を示すブロック図である。
FIG. 9 is a block diagram showing a control device of the industrial manipulator according to the embodiment of the present invention.

【図10】実施例の旋回制御の手法を示すフロー図であ
る。
FIG. 10 is a flowchart showing a method of turning control of the embodiment.

【図11】ジョイスティックレバーの不感帯処理を示す
特性図である。
FIG. 11 is a characteristic diagram illustrating dead zone processing of a joystick lever.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 旋回台 2 床面 3 基台 4 垂直アーム 5 回動軸 6 回動軸 7 上部ユニット 8 垂直レバー 9 軸 10 軸 11 水平アーム 12 カウンタウエイト 13 手首部 13a ブラケット 14 軸 15 水平レバー 16 軸 17 軸 18 ブラケット 19 ハンド部 19a 把持部 19b 基端部 20 回動軸 21 運転席 22 マスターアーム 23 ジョイスティックレバー 33 旋回部 34 垂直アーム 35 回動軸 36 回動軸 37 上部ユニット 38 垂直レバー 39 軸 40 軸 41 水平アーム 42 カウンタウエイト 43 手首部 43a ブラケット 44 軸 45 水平レバー 46 軸 47 軸 48 ブラケット 53 操作スイッチ 54 ポテンショメータ CPU コンピュータ A/D アナログデジタル変換器 D/A デジタルアナログ変換器 SD サーボドライバ M1 1軸モータ PT1 ポテンショメータ Reference Signs List 1 swivel base 2 floor surface 3 base 4 vertical arm 5 rotation axis 6 rotation axis 7 upper unit 8 vertical lever 9 axis 10 axis 11 horizontal arm 12 counter weight 13 wrist part 13a bracket 14 axis 15 horizontal lever 16 axis 17 axis Reference Signs List 18 bracket 19 hand part 19a grip part 19b base end part 20 rotation axis 21 driver's seat 22 master arm 23 joystick lever 33 turning part 34 vertical arm 35 rotation axis 36 rotation axis 37 upper unit 38 vertical lever 39 axis 40 axis 41 Horizontal arm 42 Counter weight 43 Wrist 43a Bracket 44 Axis 45 Horizontal lever 46 Axis 47 Axis 48 Bracket 53 Operation switch 54 Potentiometer CPU Computer A / D Analog / Digital converter D / A Digital / Analog converter SD Servo Driver M1 Single axis motor PT1 Potentiometer

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B25J 3/00 - 3/04 B25J 9/10 - 9/22 B25J 13/00 - 13/8 B25J 19/02 - 19/06 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) B25J 3/00-3/04 B25J 9/10-9/22 B25J 13/00-13/8 B25J 19 / 02-19/06

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 スレーブアームの旋回台に、操作者が座
る運転席とスレーブアームに動作指令を送るマスターア
ームを備え、マスタ・スレーブ方式により操作を行う産
業用マニプレータにおいて、 前記旋回台に、ジョイスティックレバーを備えると共
に、前記マスターアームにデッドマンスイッチである
作スイッチを備え、 更に操作スイッチが投入されているときにジョイスティ
ックレバーが傾動されると傾動角に応じた速度で前記旋
回台を旋回させるようにスレーブアームに旋回指令を出
し、操作スイッチが投入されているときにマスターアー
ムが旋回されるとこの旋回に追従して前記旋回台を旋回
させるようにスレーブアームに旋回指令を出す制御部を
備えたことを特徴とする産業用マニプレータの制御装
置。
1. An industrial manipulator having a driver seat on which an operator sits and a master arm for sending an operation command to the slave arm on a swivel of the slave arm, wherein the joystick is mounted on the swivel. A lever, and an operation switch, which is a deadman switch, provided on the master arm. Further, when the joystick lever is tilted while the operation switch is turned on, the turntable is rotated at a speed corresponding to a tilt angle. A turn command is issued to the slave arm so as to turn, and when the master arm is turned while the operation switch is turned on, a turn command is issued to the slave arm so as to turn the turntable following the turn. A control device for an industrial manipulator, comprising a control unit.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20170012631A (en) * 2015-07-21 2017-02-03 한국과학기술원 A positioning arm and a supporting appratus comprising thereof
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