JP3339787B2

JP3339787B2 - 産業用ロボットアームの移動量検出装置

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Publication number: JP3339787B2
Application number: JP33149896A
Authority: JP
Inventors: 勝広山添
Original assignee: Tazmo Co Ltd
Current assignee: Tazmo Co Ltd
Priority date: 1996-11-26
Filing date: 1996-11-26
Publication date: 2002-10-28
Anticipated expiration: 2016-11-26
Also published as: JPH10160444A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、産業用ロボットア
ームの移動量検出装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、基部アーム、中間アーム、及
び先端アームの３つのアームが順次先端側と基端側とで
回動可能に連結され、装置本体内に設けられたモータ等
からの回転駆動力が各アームに順次伝達されることによ
り、先端アームが直線的に移動するように構成された多
関節の産業用ロボットアームが知られている。この産業
用ロボットアームの移動量の検出、即ち、先端アームの
移動量の検出は、基部アームの回転量を検出し、この回
転量に比例して出力されるパルスをカウントすることに
よって行われていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来の産業用ロボットアームの移動量検出によれ
ば、以下のような問題がある。基部アームの回転量と先
端アームの回転量を比較すると、図５の基部アームの回
転量と先端アームの移動量との関係を示すデータテーブ
ルに示されるように、基部アームの回転角度が０度及び
１８０度付近であるときは、基部アームの回転量に対す
る先端アームの移動量が小さく、基部アームの回転角度
が９０度付近であるときは、基部アームの回転量に対す
る先端アームの移動量が大きくなっている。このため、
基部アームの回転量に比例したパルス出力に基づいて、
先端アームの移動量を正確に検出することは困難であっ
た。

【０００４】本発明は、上述した問題点を解決するため
になされたものであり、先端アームの移動量を正確に検
出することができる産業用ロボットアームの移動量検出
装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１に記載の発明に係る産業用ロボットアームの
移動量検出装置は、回転駆動手段が設けられたベース部
から、第１アーム及び第２アームの少なくとも２つのア
ームが順次連結され、回転駆動手段からの回転駆動力が
各アームに順次伝達されることにより、第２アーム先端
がベース部に対して直線的に移動するように構成された
産業用ロボットアームの移動量検出装置において、第１
アームの回転量を検出し、該回転量に比例したパルスを
出力する回転検出手段と、第１アームの回転量を第２ア
ーム先端の直線移動量に変換するデータテーブルが記憶
された記憶手段と、回転検出手段から出力されるパルス
と、記憶手段に記憶されたデータテーブルとに基づい
て、第２アーム先端が所定の距離を直線移動する毎にパ
ルスを出力するパルス出力手段とからなるものである。

【０００６】上記構成においては、回転検出手段から出
力される第１アームの回転量に比例したパルスと、記憶
手段に記憶されているデータテーブルとに基づいて、パ
ルス出力手段が第２アーム先端の所定距離の直線移動毎
にパルスを出力するので、この第２アーム先端の所定距
離の直線移動毎に出力されるパルスを別途カウンタでカ
ウントすれば、そのカウント数で正確に第２アーム先端
の直線移動量を検出することができる。

【０００７】また、請求項２に記載の発明に係る産業用
ロボットアームの移動量検出装置は、請求項１に記載の
産業用ロボットアームの移動量検出装置であって、第１
アーム及び第２アームの長さが同等であり、データテー
ブルが、第２アーム先端の移動量をＲ、各アームの長さ
をＬ、回転検出手段の１回転あたりの分解能をＮ、第１
アームの回転量をｎとした場合、Ｒ＝２Ｌ（１−ｃｏｓ（３６０・ｎ／Ｎ））の関係式に基づいて、前記Ｒが必要な分解能で等間隔に
なるように前記ｎの値を算出して作成されているもので
ある。

【０００８】上記構成においては、上記の関係式に基づ
いて、第２アーム先端の移動量（Ｒ）を必要な分解能で
等間隔になるように第１アームの回転量（ｎ）の値を算
出してデータテーブルが作成されるので、請求項１と同
等の作用が得られる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の一形態に係
る産業用ロボットアームの移動量検出装置について図面
を参照して説明する。図１は半導体製造工場におけるウ
エハの搬送装置に用いられる産業用ロボットアームの構
造を示す一部切欠き斜視図、図２はその側断面図であ
る。図に示すように、産業用ロボット（以下、ロボット
という）のアーム構造は、ウエハを保持する先端部が直
線運動するように伸縮するウエハ搬送用のアーム１と、
このアーム１を支持するベース部２とからなる基本構成
を有する。アーム１は、ベース部２に回転可能に基端側
が接続された基部アーム（第１アーム）１１と、この基
部アーム１１の先端側に基端側が屈伸可能に接続され、
基部アーム１１と等しい有効長（各アーム両端部の軸間
距離）を有する中間アーム（第２アーム）１２と、この
中間アーム１２の先端側に基端側が屈伸可能に接続され
た先端アーム１３とから構成されている。

【００１０】ベース部２内のベース室２１には、後述の
ベースドラム３１を回転させるためのドラム用モータ４
及び後述する基部アーム軸３４を回転させるための軸用
モータ５（これらは回転駆動手段）が内装されている。
ベース部２２の貫通穴２３には、円筒状のべースドラム
３１が、その上部をベース部２から外部に突出させた状
態で、軸心回りに回転自在となるように嵌装されてい
る。このベースドラム３１の先端には、基部アーム１１
が、ベアリング２４を介してベースドラム３１と共回り
可能に固定されている。基部アーム１１は横長の箱体で
あり、内部に基部アーム室１４が形成されている。

【００１１】基部アーム室１４の先端側の貫通穴１１ａ
には、軸心回りに回転自在なアームドラム３２がその上
部を外部に突出させて設けられている。アームドラム３
２の上端には、中間アーム１２が固定されている。中間
アーム１２は内部に中間アーム室１５を有する箱体であ
り、その基端側下面部がアームドラム３２の上面部に固
定され、ベアリング１１ｂを介してアームドラム３２の
軸心回りに回転可能になっている。中間アーム１２の先
端側の貫通穴１２ａには、軸心回りに回転自在な先端ア
ーム軸３３がベアリング１２ｂを介して設けられ、その
上部が外部に突出されている。

【００１２】先端アーム軸３３の上部には、径方向に向
けて横長平板状の先端アーム１３がその基端側で固定さ
れている。この先端アーム１３の先端部は、ウエハＷを
載置又は把持可能な構造であり（詳細は図示せず）、ウ
エハＷの搬送を行い得るようになっている。以上のよう
に、各ドラムや軸の回転支持部分にベアリング２４、１
１ｂ、１２ｂが適用されているので、軸心回りに基部ア
ーム１１、中間アーム１２及び先端アーム１３を円滑に
回転させることが可能になる。

【００１３】また、ベースドラム３１には、同心の基部
アーム軸３４が軸心回りに回転自在に貫装され、その上
端には基部アーム室１４内で第１プーリ３６が固設され
ている。アームドラム３２には、同心の中間アーム軸３
５が貫装され、その上端部には中間アーム室１５内で第
３プーリ３８が固設され、その下端部には第２プーリ３
７が固設されている。先端アーム軸３３の下端部には第
４プーリ３９が固設されている。第１プーリ３６と第２
プーリ３７との間には第１ベルト３６７が張設され、第
３プーリ３８と第４プーリ３９との間には第２ベルト３
８９が張設されている。

【００１４】上記構成において、ベースドラム３１が一
方向に回転すると、これと一体の基部アーム１１が一方
向に回転し、第１ベルト３６７は第１プーリ３６に巻き
付く、即ち、第１プーリ３６は基部アーム１１に対して
他方向に相対回転することになる。第１プーリ３６がこ
のように回転すると、この回転は第１ベルト３６７を介
して第２プーリ３７に伝達され、この第２プーリ３７と
一体の中間アーム軸３５を回転させる。そしてこの中間
アーム軸３５の回転によって、中間アーム軸３５と一体
の第３プーリ３８は他方向に回転し、第２ベルト３８９
を循環移動させる。

【００１５】一方、第２プーリ３７の他方向への回転に
よって、第２プーリ３７と一体のアームドラム３２は他
方向に回転するため、アームドラム３２と一体の中間ア
ーム１２も他方向に回転する。この中間アーム１２の回
転によって第２ベルト３８９は第３プーリ３８に巻き付
くため、結局、中間アーム１２に対して第３プーリ３８
は第２プーリ３７の２倍の回転を行うことになる。そし
て、第２ベルト３８９の循環移動によって先端アーム軸
３３はそれと一体の第４プーリ３９を介して回動し、先
端アーム軸３３と一体の先端アーム１３を中間アーム１
２に対して軸心回りに他方向に回転させる。本発明にお
いては、上記第１プーリ３６の径寸法と第２プーリ３７
の径寸法との比が１：１に設定され、上記第３プーリ３
８の径寸法と第４プーリ３９の径寸法とが１：２に設定
されている。

【００１６】さらに、ベース室２１内のドラム用モータ
４には、第１駆動軸４１及び第１駆動プーリ４２が設け
られ、第１駆動プーリ４２と対応する位置にある第５プ
ーリ４３との間に第１動力ベルト６が張設されている。
軸用モータ５には第２駆動軸５１及び第２駆動プーリ５
２が設けられており、この第２駆動プーリ５２と対応す
る位置にある第６プーリ５３との間に第２動力ベルト７
が張設されている。そして、第１駆動プーリ４２の径寸
法と第５プーリ４３の径寸法との比は、第２駆動プーリ
５２の径寸法と第６プーリ５３の径寸法との比と等しく
設定されているため、ドラム用モータ４及び軸用モータ
５を同一速度で回転駆動させることによって、ベースド
ラム３１及び基部アーム軸３４に同じ回転角が与えられ
る。

【００１７】次に、上記構成でなるロボットのアーム１
の動作について説明する。ドラム用モータ４を一方向
に、軸用モータ５を他方向に回転させれば、まずドラム
用モータ４の回転駆動は、第１駆動軸４１、第１駆動プ
ーリ４２、第１動力ベルト６及び第５プーリ４３を介し
てベースドラム３１に伝達される。また、軸用モータ５
の回転駆動は、第２駆動軸５１、第２駆動プーリ５２、
第２動力ベルト７及び第６プーリ５３を介して基部アー
ム軸３４に伝達される。この場合、第１駆動プーリ４２
の径寸法と第５プーリ４３の径寸法との比は、第２駆動
プーリ５２の径寸法と第６プーリ５３の径寸法との比と
等しくなるように設定されているため、ドラム用モータ
４及び軸用モータ５に同一速度の正逆回転力を与え、ベ
ースドラム３１及び基部アーム軸３４の角速度の絶対値
は常に同じになる。

【００１８】そして、ドラム用モータ４の一方向への回
転駆動による基部アーム１１の回転によって、第１ベル
ト３６７は第１プーリ３６に巻き付くため、この巻付き
によって第１ベルト３６７は他方向に第１プーリ３６と
第２プーリ３７間を循環移動し、この循環移動によって
第２プーリ３７は他方向に回転することになる。同時
に、軸用モータ５は他方向へ同一の速度で回転駆動する
ため、その回転は基部アーム軸３４を介して第１プーリ
３６に伝達され、結局第２プーリ３７の回転角度はドラ
ム用モータ４による基部アーム１１の回転角度と軸用モ
ータ５による第１プーリ３６の回転角度との合計角度に
なる。

【００１９】そして、ベースドラム３１を回転させるド
ラム用モータ４と、基部アーム軸３４を回転させる軸用
モータ５とは、ベースドラム３１及び基部アーム軸３４
の回転角度の絶対値が同じになるように設定されている
ため、上記合計角度は基部アーム１１の一方向への回転
角度に対し他方向へ２倍となる。しかも、基部アーム１
１の有効長（基部アーム軸３４の軸心と第２プーリ３７
の軸心との間の距離）と中間アーム１２の有効長（第２
プーリ３７の軸心と先端アーム軸３３の軸心との間の距
離）とは同じに設定されているため、先端アーム軸３３
は、基部アーム軸３４の軸心の径方向に対する１本の放
射線上を移動することになる。

【００２０】また、上記アームドラム３２の他方向への
回転は、第３プーリ３８、第２ベルト３８９とによって
第４プーリ３９を回転させるため、先端アーム１３を中
間アーム１２に対して他方向に回転させることになる。
そしてこの場合、第３プーリ３８の径寸法と第４プーリ
３９の径寸法とは１：２に設定されているため、第４プ
ーリ３９は中間アーム１２の回転角の１／２となり、従
って、第４プーリ３９は基部アーム軸３４の軸心に対し
て回転数が０となる。すなわち、先端アーム１３は、前
述した１本の放射線上でその姿勢方向を維持したまま移
動する。

【００２１】一方、ドラム用モータ４及び軸用モータ５
の双方を同じ方向に回転駆動させれば、ベースドラム３
１の回転方向と同じ方向に基部アーム軸３４も軸心回り
に回転するため、ベースドラム３１と共回りしている基
部アーム１１に対して基部アーム軸３４は相対回転せ
ず、従って第１ベルト３６７の第１プーリ３６及び中間
アーム軸３５間の循環移動は起こらず、アームドラム３
２は基部アーム１１に対して回転せず、その結果基部ア
ーム１１および中間アーム１２間の屈伸並びに中間アー
ム１２及び先端アーム１３間の屈伸は起こらず、アーム
１はその屈伸姿勢が保持された状態でドラム用モータ４
及び軸用モータ５の回転方向に応じて基部アーム軸３４
の軸心回りに正逆旋回する。

【００２２】上記アーム１の動作中における、基部アー
ム（以下ではこれを第１アームという）１１の回転量
（回転角：θ）と中間アーム（以下ではこれを第２アー
ムという）１２の先端部の位置（移動量：Ｒ）との関係
について図３を参照して具体的に説明する。図３は第１
アーム１１及び第２アーム１２（先端アーム１３の図示
は省略）の平面視の説明図であり、Ｘは回転中心、Ｙは
アーム先端を示し、（ａ）は第１アーム１１及び第２ア
ーム１２が原点位置にある状態を示す図、（ｂ）は第１
アーム１１が原点位置から反時計回りにθ₁ 回転した場
合の第１アーム１１及び第２アーム１２の状態を示す
図、（ｃ）は第１アーム１１が同様にθ₂ ＝９０度回転
した状態を示す図、（ｄ）は第１アーム１１が同様にθ
₃ 回転した状態を示す図、（ｅ）は第１アーム１１が同
様にθ₄ ＝１８０度回転した状態を示す図である。

【００２３】図３（ａ）に示す状態では、第１アーム１
１は、紙面において第１アーム軸３４の真下方向に位置
し、第２アーム１２も第１アーム１１のその延長線上に
位置している。この状態において、ドラム用モータ４を
反時計方向に回転駆動させるとともに、軸用モータ５を
時計方向に回転駆動させて、ベースドラム３１を第１ア
ーム軸３４回りに反時計方向にθ₁ 回転させ、かつ、第
１プーリ３６を第１アーム軸３４の軸心回りに時計方向
にθ₁ 回転させる。そうすると、ベースドラム３１の反
時計方向の回動によって第２プーリ３７は第１アーム１
１に対してθ₁度の時計方向の回動を行うとともに、軸
用モータ５による積極的な第１プーリ３６の時計方向へ
のθ₁ 度の回動によって、それらが加算されて第２プー
リ３７は第１アーム１１に対して２θ₁ だけ時計方向に
相対回動する。これにより、第１アーム１１と第２アー
ム１２とは、図３（ｂ）に示すような状態になり、先端
アーム１３はその姿勢を保持したまま紙面上で上方向に
リニア的に移動する（アーム先端Ｙの移動量はＲ１）。
同様にして、第１アーム１１を原点位置から９０度（θ
₂ ）回動させた場合の第１アーム１１及び第２アーム１
２の状態は図３（ｃ）に示すようになり（アーム先端Ｙ
の移動量はＲ２）、原点位置からθ₃ だけ回動させた場
合は図３（ｄ）に示すようになり（アーム先端Ｙの移動
量はＲ３）、原点位置から１８０度（θ₄ ）回動させた
場合は図３（ｅ）に示すようになり（アーム先端Ｙの移
動量はＲ４）、先端アーム１３はその姿勢を保持したま
ま紙面上で上方向に、順次リニア的に移動していく。

【００２４】次に、上記第２アーム１２の先端Ｙの移動
量を検出する移動量検出装置について図４を参照して説
明する。図４は該移動量検出装置のシステム構成の概略
を示すブロック図である。アーム移動量検出装置１００
には、ドラム用モータ４（又は同モータにより駆動され
るアーム回転軸）の回転量を検出することにより第１ア
ーム１１の回転角度に比例した信号を出力するインクリ
メンタル形のロータリエンコーダからなる回転検出器
（回転検出手段）１０１が備えられている。この回転検
出器１０１はドラム用モータ４の正逆両方向の回転量を
検出するものであり、その検出結果は信号を弁別するパ
ルス弁別回路１０２に出力される。パルス弁別回路１０
２では、回転検出器１０１から正又は逆方向のいずれの
相（Ａ相，Ｂ相）の信号であるかにより回転方向を弁別
して時計回り方向（前進）の回転のときはＣＷ（ｃｌｏ
ｃｋｗｉｓｅ）パルスを出力し、反時計回り方向（後
退）の回転のときはＣＣＷ（ｃｏｕｎｔｅｒｃｌｏｃｋ
ｗｉｓｅ）パルスを出力する。各パルスはそれぞれＤタ
イプのフリップフロップのＤ−ＦＦ１０３，１０５を通
してＣＰＵ（パルス出力手段）１０４の入力ポートＰＩ
１，ＰＩ２に入力される。尚、ドラム用モータ４は駆動
回路１１０によって駆動される。

【００２５】また、Ｄ−ＦＦ１０３，１０５の出力端に
はＯＲゲート１０６が接続され、ＯＲゲート１０６から
の信号は、割り込み要求信号ポートＩＮＴからＣＰＵ１
０４に入力される。ＣＰＵ１０４の入力ポートＰＩ３に
は、アーム１が動き出したことを検出する原点センサ１
０７が接続されている。ＣＰＵ１０４には、先端アーム
１３の移動量に比例した前進方向パルスを出力するため
の出力ポートＰＯ１、同後退方向パルスを出力するため
の出力ポートＰＯ２、Ｄ−ＦＦ１０３，１０５をリセッ
トする信号を出力するための出力ＰＯ３，ＰＯ４が設け
られている。さらに、図示していないが、ＣＰＵ１０４
には、回転検出器１０１からの出力パルスをカウント
し、それを記憶する絶対値レジスタＲＡ、回転検出器１
０１による検出値と比較される次の前進方向パルスを出
力すべき位置の値を記憶する前進パルス出力値レジスタ
ＲＢ、同様の後退方向パルスを出力すべき値の値を記憶
する後退パルス出力値レジスタＲＣ、第１アーム１１の
回転量と第２アーム１２先端Ｙの移動量との関係を示す
データテーブル（後述）を記憶する記憶部（記憶手
段）、及びこのデータテーブルのアドレス値を記憶する
レジスタＮが内蔵されている。

【００２６】ここで、第１アーム１１の原点位置からの
回転量、即ち回転角度と、第２アーム１２の先端Ｙ（こ
れは先端アーム１３の先端にも相当）の原点位置からの
移動量（Ｒ）の関係について図５を参照して説明する。
図５は第１アーム１１の原点位置からの回転角度（θ）
と、第２アーム１２の先端Ｙの原点位置からの移動量
（Ｒ）の関係を示すデータテーブルの一例を示す図であ
る。第１アーム１１の原点位置からの回転量と、第２ア
ーム１２先端部分の原点位置からの移動量の関係は、次
式で表される。Ｒ＝２Ｌ（１−ｃｏｓ（３６０・ｎ／Ｎ）） …（１）但し、Ｒ：第２アーム１２の先端Ｙの原点位置からの移
動量Ｌ：アーム１本の長さＮ：回転検出器１０１の１回転あたりの分解能ｎ：第１アーム１１の回転量従って、図３（ｂ）乃至（ｅ）に示す場合の第２アーム
１２の先端Ｙの移動量Ｒ１〜Ｒ４は、それぞれ、Ｒ１＝
２Ｌ（１−ｃｏｓθ₁ ）、Ｒ２＝２Ｌ、Ｒ３＝２Ｌ（１
−ｃｏｓθ₃ ）、Ｒ４＝４Ｌとなる。上記式（１）に具
体的な数値を設定し、第１アーム１１の原点位置からの
回転量と、第２アーム１２の先端Ｙの原点位置からの移
動量の関係を示すデータテーブル（図５はその一例）を
作成する。

【００２７】以上の構成でなるアーム移動量検出装置１
００による第２アーム１２の基端部分の移動量（先端ア
ーム１３先端部分の移動量）の検出について図６及び図
７を参照して説明する。図６は該移動量検出の処理（メ
インプログラム）の流れを示すフローチャート、図７は
回転検出器１０１からの出力パルスをカウントするため
の処理（割り込みプログラム）の流れを示すフローチャ
ートである。本処理においては、回転検出器１０１によ
ってドラム用モータ４の回転量、即ち、第１アーム１１
の回転量に比例したパルスを出力させ、その信号をＣＰ
Ｕ１０４に入力する。ＣＰＵ１０４は上述の予め用意し
た該アーム１１の回転量を第２アーム１２の先端の移動
量に変換するデータテーブルを参照し、そのデータと第
１アーム１１の回転量とを比較演算し、第２アーム１２
の先端Ｙの移動量に比例したパルスを出力する。具体的
には、第２アーム１２の先端が一定量（例えば、１０ｍ
ｍ毎）だけ移動する毎に出力ポートＰＯ１からパルスが
出力されるように、上記変換データテーブルに基づいて
回転角度（θ）の値をレジスタＲＢ，ＲＣにセットして
おき、このセットされた値とレジスタＲＡの値とを比較
することによって、第２アーム１２の先端Ｙの移動量に
比例したパルスを出力するか否かが判断される。

【００２８】上記の処理をさらに詳細に説明する。ＣＰ
Ｕ１０４の入力ポートＰＩ３に、原点センサ１０７から
アーム１１，１２の原点位置を示す原点センサ信号が入
力されると、レジスタＲＡ，ＲＢ，ＲＣ，Ｎの初期設定
が行われる（Ｓ１，Ｓ２でＹＥＳ）。アーム１１，１２
は原点位置にあるためにレジスタＲＡには０、レジスタ
Ｎには０が設定され、次回の前進方向パルスを出力すべ
き第１アーム１１の回転位置を示す値としてレジスタＲ
Ｂにはデータテーブルの（Ｎ＋１）のアドレスが示すデ
ータ値、次の後退方向パルスを出力すべき第１アーム１
１の回転位置を示す値としてレジスタＲＣにはデータテ
ーブルの（Ｎ）のアドレスが示すデータ値が設定され
る。次に、アーム１１，１２が動作を開始すると、回転
検出器１０１から第１アーム１１の回転量に比例したパ
ルスが出力され、これが弁別回路１０２、Ｄ−ＦＦ１０
３又はＤ−ＦＦ１０５を介してＣＰＵ１０４の二ユニッ
トインターフェイスポートＰＩ１，ＰＩ２に入力され、
また、さらにはＯＲゲート１０６を介して割り込み要求
信号ポートＩＮＴに入力される。割り込み要求信号ポー
トＩＮＴに該パルスが入力されると割り込みプログラム
（図７）の処理が開始される。

【００２９】割り込み処理に入ると、第１アーム１１の
回転方向が前進方向か後退方向かを調べるため、入力ポ
ートＰＩ１，ＰＩ２の状態が１であるか否かが判断され
る（Ｓ２１，Ｓ２２）。第１アーム１１の回転方向が前
進方向であるときは、入力ポートＰＩ２＝１であるので
（Ｓ２１でＹＥＳ）、回転検出器１０１からの出力パル
スが示す値、即ち、第１アーム１１の角度位置をＲＡ＋
１としてレジスタＲＡにセットしておき（Ｓ２５）、続
いて出力ポートＰＯ３からパルスを出力し、Ｄ−ＦＦ１
０３をリセットする（Ｓ２６）。第１アーム１１の回転
方向が後退方向であるときは、入力ポートＰＩ２＝１で
あるので（Ｓ２２でＹＥＳ）、回転検出器１０１からの
出力パルスが示す値をＲＡ−１としてレジスタＲＡにセ
ットし（Ｓ２３）、続いて出力ポートＰＯ４からパルス
を出力し、Ｄ−ＦＦ１０５をリセットする（Ｓ２４）。
この後、割り込み処理を終了する。

【００３０】次にメインプログラムに戻り、ＣＰＵ１０
４はレジスタＲＡにセットされている値と、前述した前
進パルス出力値レジスタＲＢの値とを比較し（Ｓ３）、
レジスタＲＡの値がレジスタＲＢの値よりも大きいとき
は（Ｓ３でＹＥＳ）、出力ポートＰＯ１より前進方向パ
ルスを出力する（Ｓ９）。具体的には、レジスタＲＢの
値に対応する第２アーム１２の先端Ｙの移動量に比例し
たパルスを出力ポートＰＯ１から出力する。その後、デ
ータテーブルアドレス値レジスタＮにＮ＋１をセットす
る（Ｓ１０）。

【００３１】また、上記Ｓ３の判定がＮＯであれば、次
に、レジスタＲＡの値と後退パルス出力値レジスタＲＣ
の値とを比較し（Ｓ４）、レジスタＲＡの値がレジスタ
ＲＣの値よりも小さいときは（Ｓ４でＹＥＳ）、出力ポ
ートＰＯ２より後退方向パルスを出力する（Ｓ５）。具
体的には、レジスタＲＣの値に対応する第２アーム１２
の移動量に比例したパルスを出力ポートＰＯ２から出力
する。その後、データテーブルアドレス値レジスタＮに
Ｎ−１をセットする（Ｓ６）。

【００３２】上記Ｓ１０，Ｓ６の処理を行った後、次回
に出力ポートＰＩ１，ＰＩ２からパルスを出力すべき位
置の値をレジスタＲＢ，ＲＣに設定する（Ｓ７，Ｓ
８）。具体的には、次の前進方向パルス出力位置とし
て、Ｓ６又はＳ１０でセットしたＮの値よりも更に１段
階進んだ値（Ｎ＋１）のアドレスが示すデータ値をレジ
スタＲＢにセットし（Ｓ７）、次の後退方向パルス出力
位置として、Ｓ６又はＳ１０でセットしたＮの値よりも
更に１段階後退した値（Ｎ）のアドレスが示すデータ値
をレジスタＲＣにセットする（Ｓ８）。その後、処理は
Ｓ２に戻る。また、上記Ｓ３，Ｓ４の判定がいずれもＮ
ＯであるときもＳ２に戻る。以上の処理を繰り返すこと
により、第２アーム１２の先端Ｙの移動量に比例したパ
ルスが、出力ポートＰＯ１，ＰＯ２から随時出力される
ことになる。

【００３３】このように、本実施形態のアーム移動量検
出装置１００によれば、第１アーム１１の回転量（回転
角度）に比例したパルス出力ではなく、第２アーム１２
先端Ｙの移動量、即ち先端アーム１３の先端部分の移動
量に比例したパルス出力がされるので、この出力パルス
を別途カウンタでカウントすることにより、そのカウン
ト数で先端アーム１３先端部分の移動量を正確に検出す
ることができる。

【００３４】なお、本発明は上記実施の形態の構成に限
られず種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態
では、アーム移動量検出装置１００は、産業用ロボット
アームの先端アーム１３が直線的に移動するように制御
されている場合に、その移動量を検出するものとされて
いるが、これに限定されず、例えば、先端アーム１３
（第２アーム１２）が一定の軌跡を描いて移動するよう
に制御されるものであれば、その移動量を正確に検出す
ることができるものである。この場合、上記データテー
ブルを作成する際の、第１アーム１１の回転量と第２ア
ーム１２の先端Ｙの移動量との関係式は上記の式とは異
なったものとなる。また、上記実施形態では、回転検出
器１０１がドラム用モータ４の回転量を検出する場合を
示したが、これに代えて軸用モータ５の回転量を検出す
る構成としても同様に適用することが可能である。

【００３５】

【発明の効果】以上のように請求項１又は請求項２に記
載の発明に係る産業用ロボットアームの移動量検出装置
によれば、回転検出手段から出力される第１アームの回
転量に比例したパルスと、記憶手段に記憶されているデ
ータテーブルとに基づいて、パルス出力手段が第２アー
ム先端の所定距離の直線移動毎にパルスを出力するの
で、この第２アーム先端の所定距離の直線移動毎に出力
されるパルスを別途カウンタでカウントすれば、そのカ
ウント数で正確に第２アーム先端の直線移動量を検出す
ることができる。従って、第２アームの動作制御をより
正確に行うことができるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係るアーム移動量検出装
置が適用される産業用ロボットアームの構造を示す一部
切欠き斜視図である。

【図２】前記産業用ロボットアームの側断面図である。

【図３】（ａ）は第１アーム及び第２アームが原点位置
にある状態を示す平面図、（ｂ）は第１アームが原点位
置から反時計回りにθ１回転したときの第１アーム及び
第２アームの状態を示す平面図、（ｃ）は第１アームが
同様にθ２＝９０度回転した状態を示す平面図、（ｄ）
は第１アームが同様にθ３回転した状態を示す平面図、
（ｅ）は第１アームが同様にθ４＝１８０度回転した状
態を示す平面図である。

【図４】アーム移動量検出装置のシステム構成の概略を
示すブロック図である。

【図５】第１アームの原点位置からの回転角度（回転
量）と、第２アームの先端部分の原点位置からの移動量
との関係を示すデータテーブルの一例を示す図である。

【図６】アーム移動量検出の処理（メインプログラム）
の流れを示すフローチャートである。

【図７】回転検出器からの出力パルスをカウントするた
めの処理（割り込みプログラム）の流れを示すフローチ
ャートである。

【符号の説明】

１アーム４ドラム用モータ（回転駆動手段）１１第１アーム１２第２アーム１３先端アーム１０１回転検出器（回転検出手段）１０４ＣＰＵ（パルス出力手段）

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】回転駆動手段が設けられたベース部か
ら、第１アーム及び第２アームの少なくとも２つのアー
ムが順次連結され、前記回転駆動手段からの回転駆動力
が各アームに順次伝達されることにより、前記第２アー
ム先端が上記ベース部に対して直線的に移動するように
構成された産業用ロボットアームの移動量検出装置にお
いて、前記第１アームの回転量を検出し、該回転量に比例した
パルスを出力する回転検出手段と、前記第１アームの回転量を前記第２アーム先端の直線移
動量に変換するデータテーブルが記憶された記憶手段
と、前記回転検出手段から出力される前記パルスと、前記記
憶手段に記憶された前記データテーブルとに基づいて、
前記第２アーム先端が所定の距離を直線移動する毎にパ
ルスを出力するパルス出力手段とからなることを特徴と
する産業用ロボットアームの移動量検出装置。
【請求項２】前記第１アーム及び第２アームの長さが
同等であり、前記データテーブルが、前記第２アーム先端の移動量を
Ｒ、各アームの長さをＬ、前記回転検出手段の１回転あ
たりの分解能をＮ、前記第１アームの回転量をｎとした
場合、Ｒ＝２Ｌ（１−ｃｏｓ（３６０・ｎ／Ｎ））の関係式に基づいて、前記Ｒが必要な分解能で等間隔に
なるように前記ｎの値を算出して作成されていることを
特徴とする請求項１に記載の産業用ロボットアームの移
動量検出装置。