JP3456856B2 - ロボット装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ロボット装置に関
し、詳細には、各種作業を行う把持機構（手首機構）を
平面内での並進と回転運動を行うことができるととも
に、原点位置調整を簡単に行うことのできるロボット装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】産業製品の加工・組立作業等において
は、ロボットの導入によりラインの自動化が図られてお
り、作業時間の短縮化とコストの削減が行われている。

【０００３】このようなロボット装置を使用した組立作
業においては、組立部品の公差、位置決め誤差及びロボ
ットの位置決め精度等により、ロボットが正確に該当部
品を把持、組立できなくなり、作業が遂行できなくな
り、最悪の場合には、ロボット本体やロボットのハンド
を破損する場合もあり、重要な問題となっている。

【０００４】そこで、従来、この位置ずれを吸収するた
めに、ロボットアームとハンド（把持機構）との間に、
該アームに対しハンドを変位自在に連結する平行板ばね
式コンプライアンス機構とコンプライアンス機構の変位
自由度を切り換える駆動手段を有する組立ロボットの手
首機構であって、ｘ方向変位用の一対の並行板ばね間に
継鉄、コイルプレート、永久磁石、継鉄を重ねて形成し
た第一のリニアモータを設けるとともに、ｙ方向変位用
の一対の並行板ばね間に該第一のリニアモータの駆動方
向に対し垂直方向の駆動を与える第二のリニアモータを
第一のリニアモータと上下重ねて配置した組立ロボット
の手首機構が提案されている（特公平４−２０７５５号
公報参照）。この従来の組立ロボットの手首機構によれ
ば、ｘ方向及びｙ方向に対しては、コンプライアンス機
構によりコンプライアンス性を得ることができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のロボットの手首機構にあっては、２軸方向、
すなわち、ｘ方向とｙ方向に対しては、適切なコンプラ
イアンス性を確保することができるが、回転方向（θ方
向）のコンプラインアンスを得ることができないという
問題があった。

【０００６】そこで、請求項１記載の発明は、ハンドの
設けられた可動体を、２つの１自由度回転関節と１自由
度の直動機構を有する３組のリンクの当該１自由度回転
関節により支持させ、当該リンクを当該１自由度回転関
節を介してそれぞれモータのモータ軸に連結するととも
に、原点位置調整モードにおいて、可動体が所定の正方
向と負方向にリンクの直動機構の移動範囲を制限するリ
ミット機構が作動するまで回転されると、当該可動体の
回転に伴って回転するモータの回転角度情報に基づいて
原点位置を算出することにより、可動体の平面内での並
進及び回転方向の移動を可能として、適切なコンプライ
アンスを得るとともに、ロボット装置の電源がオフにさ
れたとき等のようにモータの原点位置情報が消失された
ときに、特別な治具を使用することなく、簡単に原点位
置情報を取得して、原点位置調整を簡単に行うことので
きるロボット装置を提供することを目的としている。

【０００７】請求項２記載の発明は、ハンドの設けられ
た可動体を、２つの１自由度回転関節と１自由度の直動
機構を有する３組のリンクの当該１自由度回転関節によ
り支持させ、当該リンクを当該１自由度回転関節を介し
てそれぞれモータのモータ軸に連結するとともに、原点
位置調整モードにおいて、各モータを所定の順序で１個
ずつ駆動して可動体を正方向にリンクの直動機構の移動
範囲を制限するリミット機構が作動するまで回転させ、
リンクの直動機構の移動範囲を制限するリミット機構が
作動した位置のモータの回転角度情報を取得し、各モー
タの正方向の回転を完了すると、各モータを順次所定の
順序で１個ずつ駆動して可動体を負方向にリミット機構
が作動するまで回転させ、リミット機構が作動した位置
のモータの回転角度情報を取得し、正方向及び負方向の
回転角度情報に基づいて原点位置を算出することによ
り、可動体の平面内での並進及び回転方向の移動を可能
として、適切なコンプライアンスを得るとともに、ロボ
ット装置の電源がオフにされたとき等のようにモータの
原点位置情報が消失されたときに、特別な治具を使用す
ることなく、自動的に原点位置情報を取得して、原点位
置調整をより一層簡単に行うことのできるロボット装置
を提供することを目的としている。

【０００８】請求項３記載の発明は、原点位置調整モー
ドにおいて、各モータを同じ大きさの負荷で同時に正方
向にリミット機構が作動するまで回転させ、リミット機
構の作動した位置のモータの回転角度情報を取得し、各
モータの正方向の回転を完了すると、各モータを同じ大
きさの負荷で同時に負方向にリミット機構が作動するま
で回転させ、リミット機構の作動した位置のモータの回
転角度情報を取得し、正方向及び負方向の回転角度情報
に基づいて原点位置を算出することにより、より一層簡
単に、かつ、短時間に原点位置調整を行うことのできる
ロボット装置を提供することを目的としている。

【０００９】請求項４記載の発明は、各モータにかかる
負荷を、各モータと各リンクの間に設けられ、各モータ
と各リンクの間にかかるトルクを検出するトルク検出手
段で検出することにより、各モータにかかる負荷をトル
クとして検出し、精度良く原点位置調整を自動的に行う
ことのできるロボット装置を提供することを目的として
いる。

【００１０】請求項５記載の発明は、各モータにかかる
負荷を、各モータに供給される駆動電流を検出する電流
検出手段で検出することにより、各モータにかかる負荷
を各モータに供給される駆動電流として検出し、簡単な
構成で各モータにかかる負荷を検出し、安価に、かつ、
精度良く原点位置調整を自動的に行うことのできるロボ
ット装置を提供することを目的としている。

【００１１】請求項６記載の発明は、可動体が正方向に
リミット機構が作動する位置まで回転されたときのモー
タの回転角度情報から３個のモータの正方向リミット角
度θｉ１（ｉ＝１、２、３）を取得し、可動体が負方向
にリミット機構が作動する位置まで回転されたときのモ
ータの回転角度情報から３個のモータの負方向リミット
角度θｉ２（ｉ＝１、２、３）を取得し、正方向リミッ
ト角度θｉ１と負方向リミット角度θｉ２から原点位置
である原点角度θｉ０を、θｉ０＝θｉ１−θｉ２によ
り算出することにより、簡単な演算処理により原点位置
を精度良く調整することのできるロボット装置を提供す
ることを目的としている。

【００１２】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明のロ
ボット装置は、ロボットアームの先端部に取り付けられ
たベース部材と、種々の作業を行うハンドの設けられた
可動体と、前記ベース部材に取り付けられた３個のモー
タと、１自由度の直動機構の一端部に設けられた１自由
度回転関節を介して前記モータの回転軸に連結されると
ともに前記直動機構の他端部に設けられた１自由度回転
関節を介して前記可動体に連結された３組のリンクと、
前記各リンクの前記直動機構に設けられ当該直動機構の
移動範囲を制限するリミット機構と、前記モータに設け
られ当該モータの回転を検出するエンコーダと、前記エ
ンコーダの検出結果をカウントして前記モータの回転角
度情報に変換するカウンタと、前記各モータを駆動して
前記各リンクを駆動させて前記可動体を回転させて前記
ハンドを作業位置に回転駆動させる制御手段と、を備え
たロボット装置であって、前記制御手段は、前記モータ
の原点位置調整モードを有し、当該原点位置調整モード
において、前記可動体が所定の正方向と負方向に前記リ
ミット機構が作動するまで回転されると、当該可動体の
回転に伴って回転する前記モータの回転を前記エンコー
ダにより検出させ、当該エンコーダの検出結果を前記カ
ウンタにより回転角度情報に変換させて、当該回転角度
情報に基づいて原点位置を算出することにより、上記目
的を達成している。

【００１３】上記構成によれば、ハンドの設けられた可
動体を、２つの１自由度回転関節と１自由度の直動機構
を有する３組のリンクの当該１自由度回転関節により支
持させ、当該リンクを当該１自由度回転関節を介してそ
れぞれモータのモータ軸に連結するとともに、原点位置
調整モードにおいて、可動体が所定の正方向と負方向に
リンクの直動機構の移動範囲を制限するリミット機構が
作動するまで回転されると、当該可動体の回転に伴って
回転するモータの回転角度情報に基づいて原点位置を算
出するので、可動体の平面内での並進及び回転方向の移
動を可能とすることができ、適切なコンプライアンスを
得ることができるとともに、ロボット装置の電源がオフ
にされたとき等のようにモータの原点位置情報が消失さ
れたときに、特別な治具を使用することなく、簡単に原
点位置情報を取得することができ、原点位置調整を簡単
に行うことができる。

【００１４】請求項２記載の発明のロボット装置は、ロ
ボットアームの先端部に取り付けられたベース部材と、
種々の作業を行うハンドの設けられた可動体と、前記ベ
ース部材に取り付けられた３個のモータと、１自由度の
直動機構の一端部に設けられた１自由度回転関節を介し
て前記モータの回転軸に連結されるとともに前記直動機
構の他端部に設けられた１自由度回転関節を介して前記
可動体に連結された３組のリンクと、前記各リンクの前
記直動機構に設けられ当該直動機構の移動範囲を制限す
るリミット機構と、前記モータに設けられ当該モータの
回転を検出するエンコーダと、前記エンコーダの検出結
果をカウントして前記モータの回転角度情報に変換する
カウンタと、前記各モータを駆動して前記各リンクを駆
動させて前記可動体を回転させて前記ハンドを作業位置
に回転駆動させる制御手段と、を備えたロボット装置で
あって、前記制御手段は、前記モータの原点位置調整モ
ードを有し、当該原点位置調整モードにおいて、前記各
モータを順次所定の順序で１個ずつ駆動して前記可動体
を所定の正方向に前記リミット機構が作動するまで回転
させ、前記モータの回転を前記エンコーダにより検出さ
せ、当該エンコーダの検出結果を前記カウンタにより回
転角度情報に変換させて前記リミット機構が作動した位
置の当該回転角度情報を取得し、前記各モータの正方向
の回転を完了すると、前記各モータを順次所定の順序で
１個ずつ駆動して前記可動体を負方向に前記リミット機
構が作動するまで回転させ、前記モータの回転を前記エ
ンコーダにより検出させ、当該エンコーダの検出結果を
前記カウンタにより回転角度情報に変換させて前記リミ
ット機構が作動した位置の当該回転角度情報を取得し、
前記正方向及び負方向の前記回転角度情報に基づいて原
点位置を算出することにより、上記目的を達成してい
る。

【００１５】上記構成によれば、ハンドの設けられた可
動体を、２つの１自由度回転関節と１自由度の直動機構
を有する３組のリンクの当該１自由度回転関節により支
持させ、当該リンクを当該１自由度回転関節を介してそ
れぞれモータのモータ軸に連結するとともに、原点位置
調整モードにおいて、各モータを所定の順序で１個ずつ
駆動して可動体を正方向にリンクの直動機構の移動範囲
を制限するリミット機構が作動するまで回転させ、リン
クの直動機構の移動範囲を制限するリミット機構が作動
した位置のモータの回転角度情報を取得し、各モータの
正方向の回転を完了すると、各モータを順次所定の順序
で１個ずつ駆動して可動体を負方向にリミット機構が作
動するまで回転させ、リミット機構が作動した位置のモ
ータの回転角度情報を取得し、正方向及び負方向の回転
角度情報に基づいて原点位置を算出するので、可動体の
平面内での並進及び回転方向の移動を可能とすることが
でき、適切なコンプライアンスを得ることができるとと
もに、ロボット装置の電源がオフにされたとき等のよう
にモータの原点位置情報が消失されたときに、特別な治
具を使用することなく、自動的に原点位置情報を取得す
ることができ、原点位置調整をより一層簡単に行うこと
ができる。

【００１６】この場合、例えば、請求項３に記載するよ
うに、前記ロボット装置は、前記各モータにかかる負荷
を検出する負荷検出手段を、さらに備え、前記制御手段
は、前記原点位置調整モードにおいて、前記負荷検出手
段の検出結果に基づいて、前記各モータを同じ大きさの
負荷で同時に正方向に前記リミット機構が作動するまで
回転させ、前記リミット機構の作動した位置の前記カウ
ンタの変換した前記回転角度情報を取得し、前記各モー
タの正方向の回転を完了すると、前記各モータを同じ大
きさの負荷で同時に負方向に前記リミット機構が作動す
るまで回転させ、前記リミット機構の作動した位置の前
記カウンタの変換した前記回転角度情報を取得し、前記
正方向及び負方向の前記回転角度情報に基づいて前記原
点位置を算出するものであってもよい。

【００１７】上記構成によれば、原点位置調整モードに
おいて、各モータを同じ大きさの負荷で同時に正方向に
リミット機構が作動するまで回転させ、リミット機構の
作動した位置のモータの回転角度情報を取得し、各モー
タの正方向の回転を完了すると、各モータを同じ大きさ
の負荷で同時に負方向にリミット機構が作動するまで回
転させ、リミット機構の作動した位置のモータの回転角
度情報を取得し、正方向及び負方向の回転角度情報に基
づいて原点位置を算出するので、より一層簡単に、か
つ、短時間に原点位置調整を行うことができる。

【００１８】また、例えば、請求項４に記載するよう
に、前記負荷検出手段は、前記各モータと前記各リンク
の間に設けられ、前記各モータと前記各リンクの間にか
かるトルクを検出するトルク検出手段であってもよい。

【００１９】上記構成によれば、各モータにかかる負荷
を、各モータと各リンクの間に設けられ、各モータと各
リンクの間にかかるトルクを検出するトルク検出手段で
検出するので、各モータにかかる負荷をトルクとして検
出することができ、精度良く原点位置調整を自動的に行
うことができる。

【００２０】さらに、例えば、請求項５に記載するよう
に、前記負荷検出手段は、前記各モータに供給される駆
動電流を検出する電流検出手段であってもよい。

【００２１】上記構成によれば、各モータにかかる負荷
を、各モータに供給される駆動電流を検出する電流検出
手段で検出するので、各モータにかかる負荷を各モータ
に供給される駆動電流として検出することができ、簡単
な構成で各モータにかかる負荷を検出し、安価に、か
つ、精度良く原点位置調整を自動的に行うことができ
る。

【００２２】また、例えば、請求項６に記載するよう
に、前記制御手段は、前記可動体が前記正方向に前記リ
ミット機構が作動する位置まで回転されたときの前記カ
ウンタの変換した前記回転角度情報から前記３個のモー
タの正方向リミット角度θｉ１（ｉ＝１、２、３）を取
得し、前記可動体が前記負方向に前記リミット機構が作
動する位置まで回転されたときの前記カウンタの変換し
た前記回転角度情報から前記３個のモータの負方向リミ
ット角度θｉ２（ｉ＝１、２、３）を取得し、前記正方
向リミット角度θｉ１と前記負方向リミット角度θｉ２
から原点位置である原点角度θｉ０を、θｉ０＝θｉ１
−θｉ２により算出してもよい。

【００２３】上記構成によれば、可動体が正方向にリミ
ット機構が作動する位置まで回転されたときのモータの
回転角度情報から３個のモータの正方向リミット角度θ
ｉ１（ｉ＝１、２、３）を取得し、可動体が負方向にリ
ミット機構が作動する位置まで回転されたときのモータ
の回転角度情報から３個のモータの負方向リミット角度
θｉ２（ｉ＝１、２、３）を取得し、正方向リミット角
度θｉ１と負方向リミット角度θｉ２から原点位置であ
る原点角度θｉ０を、θｉ０＝θｉ１−θｉ２により算
出するので、簡単な演算処理により原点位置を精度良く
調整することができる。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に述
べる実施の形態は、本発明の好適な実施の形態であるか
ら、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本
発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定す
る旨の記載がない限り、これらの態様に限られるもので
はない。

【００２５】図１〜図８は、本発明のロボット装置の第
１の実施の形態を示す図であり、図１は、本発明のロボ
ット装置の第１の実施の形態を適用したロボット装置の
構成図である。

【００２６】図１において、ロボット装置１は、ロボッ
トアーム２の先端部に手首機構３が取り付けられてい
る。すなわち、手首機構３は、ロボットアーム２の先端
にベース部材４が固定されており、ベース部材４には、
図２〜図４に示すように、３組のリンクＬ１、Ｌ２、Ｌ
３を介して可動体５が取り付けられている。可動体５に
は、ハンド６が取り付けられており、ハンド６により作
業対象の組立部品等を把持する。各リンクＬ１、Ｌ２、
Ｌ３は、図５に示すように、シリンダ筒７ａ、７ｂ、７
ｃとシリンダ軸８ａ、８ｂ、８ｃからなる直動機構を備
え、シリンダ軸８ａ、８ｂ、８ｃの端部は、それぞれ１
自由度回転関節９ａ、９ｂ、９ｃを介して可動体５に連
結されている。リンクＬ１、Ｌ２、Ｌ３のシリンダ筒７
ａ、７ｂ、７ｃの端部は、１自由度回転関節１０ａ、１
０ｂ、１０ｃを介してモータ軸１１ａ、１１ｂ、１１ｃ
（図４に示すＪａ軸、Ｊｂ軸、Ｊｃ軸に対応する。）に
連結されている。各モータ軸１１ａ、１１ｂ、１１ｃの
上部のベース部材４には、それぞれモータ１２ａ、１２
ｂ、１２ｃが取り付けられており、モータ１２ａ、１２
ｂ、１２ｃは、ベース部材４のリンクＬ１、Ｌ２、Ｌ３
と反対側の面に取り付けられている。そして、上記リン
クＬ１、Ｌ２、Ｌ３は、シリンダ軸８ａ、８ｂ、８ｃが
シリンダ筒７ａ、７ｂ、７ｃから突出する方向（以下、
伸び方向という。）に移動してシリンダ筒７ａ、７ｂ、
７ｃのシリンダ軸８ａ、８ｂ、８ｃ側の端部に当接する
ことによりリンクＬ１、Ｌ２、Ｌ３の伸びが規制され、
また、シリンダ軸８ａ、８ｂ、８ｃがシリンダ筒７ａ、
７ｂ、７ｃ内に侵入する方向（以下、縮み方向とい
う。）に移動してシリンダ筒７ａ、７ｂ、７ｃの先端側
の端部に当接することにより、リンクＬ１、Ｌ２、Ｌ３
の縮み方向の移動が規制される。すなわち、リンクＬ
１、Ｌ２、Ｌ３は、１自由度回転関節９ａ、９ｂ、９ｃ
と１自由度回転関節１０ａ、１０ｂ、１０ｃ及びシリン
ダ筒７ａ、７ｂ、７ｃとシリンダ軸８ａ、８ｂ、８ｃか
らなる直動機構を備え、可動体５とモータ１２ａ、１２
ｂ、１２ｃを連結するとともに、可動体５をベース部材
４に平行な状態で所定角度回転可能に保持している。そ
して、リンクＬ１、Ｌ２、Ｌ３は、その直動機構の伸び
方向と縮み方向にハードリミッタが設けられたものとな
っている。

【００２７】上記モータ１２ａ、１２ｂ、１２ｃは、図
示しないが、それぞれモータ１２ａ、１２ｂ、１２ｃの
回転を検出するエンコーダを内蔵しており、それぞれ図
１に示したドライバ・カウンタ部Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３によ
り回転駆動される。すなわち、ドライバ・カウンタ部Ｄ
１、Ｄ２、Ｄ３は、モータ１２ａ、１２ｂ、１２ｃのド
ライバ回路、カウンタ及びＡ／Ｄ変換回路等を備え、モ
ータコントローラ１３からの制御信号に基づいて、モー
タ１２ａ、１２ｂ、１２ｃを回転駆動するとともに、モ
ータ１２ａ、１２ｂ、１２ｃのエンコーダからのエンコ
ーダ値をそのカウンタでカウントして、Ａ（アナログ）
／Ｄ（ディジタル）変換し、モータ１２ａ、１２ｂ、１
２ｃの回転角度情報としてモータコントローラ１３に出
力する。

【００２８】モータコントローラ１３は、例えば、ＣＰ
Ｕ（Central Processing Unit ）、ＲＯＭ（Read Only
Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）等を備
え、ＲＯＭ内には、ロボット装置１のモータ１２ａ、１
２ｂ、１２ｃを駆動制御するモータ制御処理プログラム
及び原点位置調整処理プログラムが格納されているとと
もに、これらの処理プログラムを実行するのに必要な各
種データが格納されている。モータコントローラ１３
は、ＲＯＭ内のプログラムに基づいてＲＡＭをワークメ
モリとして使用しつつ、ドライバ・カウンタ部Ｄ１、Ｄ
２、Ｄ３を介してモータ１２ａ、１２ｂ、１２ｃの駆動
制御を行うとともに、原点位置調整処理を行う。モータ
コントローラ１３は、上記原点位置調整処理において取
得した原点位置情報をＲＡＭに記憶するが、ロボット装
置１の電源がオフにされると、ＲＡＭ内に記憶されてい
る原点位置情報は、消失される。

【００２９】次に、本実施の形態の動作を説明する。ロ
ボット装置１は、ハンド６の取り付けられた可動体５
が、１自由度回転関節９ａ、９ｂ、９ｃと１自由度回転
関節１０ａ、１０ｂ、１０ｃ及びシリンダ筒７ａ、７
ｂ、７ｃとシリンダ軸８ａ、８ｂ、８ｃからなる直動機
構を備えた３個のリンクＬ１、Ｌ２、Ｌ３により支持さ
れ、当該リンクＬ１、Ｌ２、Ｌ３の他端が、それぞれロ
ボットアーム２の先端に取り付けられたベース部材４に
固定されたモータ１２ａ、１２ｂ、１２ｃのモータ軸１
１ａ、１１ｂ、１１ｃに取り付けられている。

【００３０】したがって、ハンド６の取り付けられた可
動体５は、ベース部材４に平行に並進可能であるととも
に、所定角度回転可能となっており、ハンド６に対して
部品のはめ合い作業で、Ｘ方向、Ｙ方向（ベース部材４
に平行な方向）あるいはθ（回転）方向の位置ずれが生
じた場合、可動体５の位置ずれの方向に対応するリンク
Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３を、モータ１２ａ、１２ｂ、１２ｃを
駆動して、伸縮あるいは回転させることにより、可動体
５を位置ずれ方向に並進あるいは回転させることができ
る。その結果、ハンド６と部品との位置ずれを吸収させ
ることができ、適切なコンプライアンス性を発揮させる
ことができる。

【００３１】そして、上記モータ１２ａ、１２ｂ、１２
ｃは、その原点位置を基準として、回転駆動されること
により、適切にリンクＬ１、Ｌ２、Ｌ３を伸縮あるいは
回転させ、適切なコンプライアンス性を発揮する。とこ
ろが、ロボット装置１は、その原点位置情報をモータコ
ントローラ１３のＲＡＭに記憶しており、ロボット装置
１の電源がオフにされると、このＲＡＭに記憶されてい
た原点位置情報が消失される。そのため、ロボット装置
１の原点位置情報が消失されると、原点位置情報を新た
にモータコントローラ１３のＲＡＭに記憶させる必要が
ある。

【００３２】そこで、ロボット装置１は、電源が投入さ
れると、ロボット装置１の電源がオフにされたときにモ
ータコントローラ１３のＲＡＭに記憶されていた原点位
置情報は、消失されているため、モータコントローラ１
３のＲＯＭ内の原点位置調整処理プログラムに基づいて
原点位置調整処理を行う。

【００３３】すなわち、モータコントローラ１３は、ロ
ボット装置１の電源が投入されると、モータ１２ａ、１
２ｂ、１２ｃのエンコーダのカウントを行う状態にする
が、このとき、モータ１２ａ、１２ｂ、１２ｃのサーボ
コントロールをオフにし、フリー状態（外部からの力に
より、モータ１２ａ、１２ｂ、１２ｃが回転できる状
態）にする。

【００３４】この状態で、ロボット装置１のオペレータ
が、手動により可動体５をＺ軸周り、すなわち、ロボッ
トアーム２の中心軸周りに回転する。すなわち、ロボッ
ト装置１の電源が投入されたとき、リンクＬ１、Ｌ２、
Ｌ３及び可動体５の位置が、図６に示すような初期状態
の位置にあったとすると、ロボット装置１のオペレータ
により、可動体５が、まず、図７に示すように、正方向
（図６及び図７の時計方向）に回転されると、リンクＬ
１、Ｌ２、Ｌ３は、図７に示すように、シリンダ軸８
ａ、８ｂ、８ｃが伸び方向に移動して、シリンダ軸８
ａ、８ｂ、８ｃは、シリンダ筒７ａ、７ｂ、７ｃの伸び
方向の端部に当接することにより、ハードリミットがか
かり、図７に示すロック状態に陥る。そして、このと
き、モータ１２ａ、１２ｂ、１２ｃのモータ軸１１ａ、
１１ｂ、１１ｃは、リンクＬ１、Ｌ２、Ｌ３により回転
され、このモータ１２ａ、１２ｂ、１２ｃの回転をモー
タ１２ａ、１２ｂ、１２ｃに内蔵されているエンコーダ
が検出して、ドライバ・カウンタ部Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３に
出力する。ドライバ・カウンタ部Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３は、
モータ１２ａ、１２ｂ、１２ｃのエンコーダから入力さ
れるエンコーダ値をカウントして回転角度情報としてモ
ータコントローラ１３に出力する。モータコントローラ
１３は、可動体５がハードリミットによりロック状態に
陥ると、このときドライバ・カウンタ部Ｄ１、Ｄ２、Ｄ
３から入力される各モータ１２ａ、１２ｂ、１２ｃのエ
ンコーダのカウント値である回転角度情報を、それぞれ
θｉ１（ｉ＝ａ、ｂ、ｃ）として内部ＲＡＭに記憶す
る。ここで、ｉは、各モータ１２ａ、１２ｂ、１２ｃに
対応する識別子であり、リンクＬ１、Ｌ２、Ｌ３がロッ
ク状態にあるとき、リンクＬ１、Ｌ２、Ｌ３は、図７に
示すように、図６の初期状態から角度θａ１、θｂ１、
θｃ１の状態にある。

【００３５】次に、ロボット装置１のオペレータは、可
動体５をＺ軸周りに逆方向である負方向に回転させる。
可動体５が負方向に回転されると、図８に示すように、
シリンダ軸８ａ、８ｂ、８ｃは、一旦縮み方向に移動し
た後、再度伸び方向に移動して、シリンダ軸８ａ、８
ｂ、８ｃがシリンダ筒７ａ、７ｂ、７ｃの伸び方向の端
部に当接することにより、ハードリミットがかかり、図
８に示すロック状態に陥る。そして、このとき、モータ
１２ａ、１２ｂ、１２ｃのモータ軸１１ａ、１１ｂ、１
１ｃは、リンクＬ１、Ｌ２、Ｌ３により回転され、この
モータ１２ａ、１２ｂ、１２ｃの回転をモータ１２ａ、
１２ｂ、１２ｃに内蔵されているエンコーダが検出し
て、ドライバ・カウンタ部Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３に出力す
る。ドライバ・カウンタ部Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３は、モータ
１２ａ、１２ｂ、１２ｃのエンコーダから入力されるエ
ンコーダ値をカウントして回転角度情報としてモータコ
ントローラ１３に出力する。モータコントローラ１３
は、可動体５がハードリミットによりロック状態に陥る
と、このときドライバ・カウンタ部Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３か
ら入力される各モータ１２ａ、１２ｂ、１２ｃのエンコ
ーダのカウント値である回転角度情報を、それぞれθｉ
２（ｉ＝ａ、ｂ、ｃ）として内部ＲＡＭに記憶する。上
記リンクＬ１、Ｌ２、Ｌ３がロック状態にあるとき、リ
ンクＬ１、Ｌ２、Ｌ３は、図８に示すように、図６の初
期状態から角度θａ２、θｂ２、θｃ２の状態にある。

【００３６】上記正方向及び負方向のロック位置の角度
θｉ１（ｉ＝ａ、ｂ、ｃ）及びθｉ２（ｉ＝ａ、ｂ、
ｃ）を取得すると、モータコントローラ１３は、こられ
の角度から原点角度θｉ０（ｉ＝ａ、ｂ、ｃ）を、次式
により算出する。

【００３７】θｉ０＝θｉ１−θｉ２・・・（１） 上記（１）式により原点角度θｉ０（ｉ＝ａ、ｂ、ｃ）
を算出すると、モータコントローラ１３は、ドライバ・
カウンタ部Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３を介して各モータ１２ａ、
１２ｂ、１２ｃを制御して、各モータ１２ａ、１２ｂ、
１２ｃを原点角度θｉ０（ｉ＝ａ、ｂ、ｃ）に回転駆動
する。モータコントローラ１３は、各モータ１２ａ、１
２ｂ、１２ｃを原点角度θｉ０（ｉ＝ａ、ｂ、ｃ）に回
転させると、その状態で停止させ、エンコーダのカウン
ト値をゼロに設定して、当該原点角度θｉ０（ｉ＝ａ、
ｂ、ｃ）の位置を原点と設定した後、原点位置調整処理
を終了する。

【００３８】このように、本実施の形態によれば、ハン
ド６の設けられた可動体５を、２つの１自由度回転関節
９ａ、９ｂ、９ｃ、１自由度回転関節１０ａ、１０ｂ、
１０ｃと１自由度の直動機構であるシリンダ筒７ａ、７
ｂ、７ｃとシリンダ軸８ａ、８ｂ、８ｃを有する３組の
リンクＬ１、Ｌ２、Ｌ３の当該１自由度回転関節９ａ、
９ｂ、９ｃにより支持させ、当該リンクＬ１、Ｌ２、Ｌ
３を当該１自由度回転関節１０ａ、１０ｂ、１０ｃを介
してそれぞれモータ１２ａ、１２ｂ、１２ｃのモータ軸
１１ａ、１１ｂ、１１ｃに連結するとともに、原点位置
調整モードにおいて、可動体５が所定の正方向と負方向
にリンクＬ１、Ｌ２、Ｌ３の直動機構の移動範囲を制限
するリミット機構が作動するまで回転されると、当該可
動体５の回転に伴って回転するモータ１２ａ、１２ｂ、
１２ｃの回転角度情報に基づいて原点位置を算出してい
るので、可動体５の平面内での並進及び回転方向（θ方
向）の移動を可能とすることができ、適切なコンプライ
アンスを得ることができるとともに、ロボット装置１の
電源がオフにされたとき等のようにモータ１２ａ、１２
ｂ、１２ｃの原点位置情報が消失されたときに、特別な
治具を使用することなく、簡単に原点位置情報を取得す
ることができ、原点位置調整を簡単に行うことができ
る。

【００３９】図９〜図１１は、本発明のロボット装置の
第２の実施の形態を示す図であり、本実施の形態は、上
記実施の形態の原点位置調整処理をモータコントローラ
に自動的に行わせるものである。

【００４０】本実施の形態は、上記第１の実施の形態の
ロボット装置と同様のロボット装置に適用したものであ
り、本実施の形態の説明においては、上記第１の実施の
形態と同様の構成部分には、同一の符号を用い、その詳
細な説明を省略する。

【００４１】図９は、本実施の形態のロボット装置２０
の手首機構２１を示す図であり、手首機構２１には、そ
のモータ軸１１ａ、１１ｂ、１１ｃに、トルクセンサ２
２ａ、２２ｂ、２２ｃ（２２ｃは、図示せず。）がそれ
ぞれ設けられている。各トルクセンサ２２ａ、２２ｂ、
２２ｃは、それぞれ当該モータ軸１１ａ、１１ｂ、１１
ｃに作用するトルクを検出してモータコントローラ１３
に出力する。モータコントローラ１３は、トルクセンサ
２２ａ、２２ｂ、２２ｃの検出センサに基づいて、モー
タ１２ａ、１２ｂ、１２ｃを駆動する際のトルク制御を
行う。

【００４２】モータコントローラ１３は、そのＲＯＭ
に、上記原点位置調整処理を自動で行う原点位置調整処
理プログラム及び各モータ１２ａ、１２ｂ、１２ｃの目
標トルクＴｒ（例えば、モータ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ
の定格トルク程度のトルク）が格納されており、原点位
置調整処理プログラムに基づいて、図１０に示すような
原点位置調整処理を行う。

【００４３】すなわち、モータコントローラ１３は、各
モータ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ毎に当該モータ１２ａ、
１２ｂ、１２ｃのモータ軸１１ａ、１１ｂ、１１ｃ（Ｊ
ａ軸、Ｊｂ軸、Ｊｃ軸）について、それぞれ加減算器２
３、比例−ゲイン回路（ＰＩゲイン回路）２４を構成
し、比例−ゲイン回路２４の出力に基づいて、ドライバ
・カウンタ部Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３を介してモータ１２ａ、
１２ｂ、１２ｃを駆動制御する。このモータ１２ａ、１
２ｂ、１２ｃのモータ軸１１ａ、１１ｂ、１１ｃにかか
るトルクＴａ、Ｔｂ、Ｔｃをトルクセンサ２２ａ、２２
ｂ、２２ｃで検出して、モータコントローラ１３に出力
し、モータコントローラ１３がその加減算器２３でトル
クセンサ２２ａ、２２ｂ、２２ｃから入力されるトルク
Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃを目標トルクＴｒから減算して、比例
−積分ゲイン回路２４に出力する。比例−積分ゲイン回
路２４は、加減算器２３の加減算結果に基づいて、制御
ループの比例ゲイン（Ｐ）と積分ゲイン（Ｉ）を変化さ
せて、モータ１２ａ、１２ｂ、１２ｃの駆動制御を行
う。このモータ１２ａ、１２ｂ、１２ｃが回転駆動され
ることにより、リンクＬ１、Ｌ２、Ｌ３を介して可動体
５が回転し、ハンド６の回転方向（θ方向）の位置制御
を行う。なお、図１０には、上記モータ１２ａ、１２
ｂ、１２ｃから先の駆動機構であるモータ軸１１ａ、１
１ｂ、１１ｃ、リンクＬ１、Ｌ２、Ｌ３、可動体５及び
ハンド６を機構２５として示している。

【００４４】次に、本実施の形態の動作を説明する。ロ
ボット装置２０は、電源が投入されると、モータコント
ローラ１３の図示しない上位の制御装置（例えば、ロボ
ットコントローラ等）から原点調整の指令が入力され、
モータコントローラ１３は、この原点調整の指令が入力
されると、ドライバ・カウンタ部Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３を介
して各モータ１２ａ、１２ｂ、１２ｃを順次１個ずつ任
意の位置から正方向に回転させる。１個のモータ１２
ａ、１２ｂ、１２ｃが正方向に回転されると、回転駆動
されたモータ１２ａ、１２ｂ、１２ｃのリンクＬ１、Ｌ
２、Ｌ３に隣接するリンクＬ１、Ｌ２、Ｌ３がその伸び
側のハードリミットにより、ロック状態に陥り、モータ
コントローラ１３は、このときの回転角度情報θｉ１
（ｉ＝ａ、ｂ、ｃ）を取得する。上記処理を各モータ１
２ａ、１２ｂ、１２ｃについて順次行い、正方向につい
て全てのモータ１２ａ、１２ｂ、１２ｃの回転角度情報
θｉ１（ｉ＝ａ、ｂ、ｃ）を取得する。

【００４５】次に、モータコントローラ１３は、負方向
について、上記同様の処理を行って、このときの回転角
度情報θｉ２（ｉ＝ａ、ｂ、ｃ）を各モータ１２ａ、１
２ｂ、１２ｃについて取得する。正方向及び負方向の回
転角度情報θｉ１、θｉ２（ｉ＝ａ、ｂ、ｃ）を取得す
ると、モータコントローラ１３は、上記同様に、（１）
式により、原点角度θｉ０を算出して、原点位置調整処
理を終了する。

【００４６】すなわち、モータコントローラ１３は、上
位の制御装置から原点調整の指令が入力されると、図１
１に示すように、Ｊａ軸であるモータ１２ａを回転駆動
してモータ軸１１ａを正方向に回転させ（ステップＳ
１）、ハードリミットであるか、すなわち、トルクリミ
ットであるかをトルクセンサ２２ａからのトルクＴａに
基づいてチェックする（ステップＳ２）。なお、このと
き、他のモータ１２ｂ、１２ｃは、フリーの状態とす
る。ステップＳ２で、トルクリミットでないときには、
モータコントローラ１３は、ステップＳ１に戻って、Ｊ
ａ軸の正回転を続け、トルクリミットになると、モータ
１２ａを停止させて、Ｊａ軸の回転を停止する（ステッ
プＳ３）。また、モータコントローラ１３は、モータ１
２ａ、１２ｃをフリーの状態として、モータ１２ｂを回
転駆動して、モータ軸１１ｂであるＪｂ軸を正回転させ
（ステップＳ４）、トルクリミットであるかをトルクセ
ンサ２２ｂからのトルクＴｂに基づいてチェックする
（ステップＳ５）。トルクリミットでないときには、モ
ータコントローラ１３は、ステップＳ４に戻って、Ｊｂ
軸の正回転を続け、トルクリミットになると、モータ１
２ｂを停止させて、Ｊｂ軸の回転を停止する（ステップ
Ｓ６）。さらに、モータコントローラ１３は、モータ１
２ａ、１２ｂをフリーの状態として、モータ１２ｃを回
転駆動して、モータ軸１１ｃであるＪｃ軸を正回転させ
（ステップＳ７）、トルクリミットであるかをトルクセ
ンサ２２ｃからのトルクＴｃに基づいてチェックする
（ステップＳ８）。トルクリミットでないときには、モ
ータコントローラ１３は、ステップＳ７に戻って、Ｊｃ
軸の正回転を続け、トルクリミットになると、モータ１
２ｃを停止させて、Ｊｃ軸の回転を停止する（ステップ
Ｓ９）。

【００４７】上記処理により正方向のトルクリミット位
置を検出すると、モータコントローラ１３は、ドライバ
・カウンタ部Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３から入力される各モータ
１２ａ、１２ｂ、１２ｃのエンコーダのカウント値であ
る回転角度情報を、それぞれθｉ１（ｉ＝ａ、ｂ、ｃ）
として内部ＲＡＭに記憶する。

【００４８】次に、モータコントローラ１３は、ステッ
プＳ１に戻って、上記同様の処理を行うが、このときに
は、各軸Ｊａ、Ｊｂ、Ｊｃを負方向に回転させる。負方
向について、トルクリミット位置を検出すると、モータ
コントローラ１３は、ドライバ・カウンタ部Ｄ１、Ｄ
２、Ｄ３から入力される各モータ１２ａ、１２ｂ、１２
ｃのエンコーダのカウント値である回転角度情報を、そ
れぞれθｉ２（ｉ＝ａ、ｂ、ｃ）として内部ＲＡＭに記
憶する。モータコントローラ１３は、正方向及び負方向
の回転角度情報θｉ１、θｉ２（ｉ＝ａ、ｂ、ｃ）を取
得すると、上記同様に、（１）式により、原点角度θｉ
０を算出する。モータコントローラ１３は、上記処理を
複数回行って、原点位置の正確な取得を行うと、上位制
御装置に原点調整完了信号を出力し、原点位置調整処理
を終了する。

【００４９】したがって、本実施の形態によれば、ハン
ド６の設けられた可動体５を、２つの１自由度回転関節
９ａ、９ｂ、９ｃ、１自由度回転関節１０ａ、１０ｂ、
１０ｃと１自由度の直動機構であるシリンダ筒７ａ、７
ｂ、７ｃとシリンダ軸８ａ、８ｂ、８ｃを有する３組の
リンクＬ１、Ｌ２、Ｌ３の当該１自由度回転関節９ａ、
９ｂ、９ｃにより支持させ、当該リンクＬ１、Ｌ２、Ｌ
３を当該１自由度回転関節１０ａ、１０ｂ、１０ｃを介
してそれぞれモータ１２ａ、１２ｂ、１２ｃのモータ軸
１１ａ、１１ｂ、１１ｃに連結するとともに、原点位置
調整モードにおいて、各モータ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ
を所定の順序で１個ずつ駆動して可動体５を正方向にリ
ンクＬ１、Ｌ２、Ｌ３の直動機構の移動範囲を制限する
リミット機構が作動するまで回転させ、リンクＬ１、Ｌ
２、Ｌ３の直動機構の移動範囲を制限するリミット機構
が作動した位置のモータ１２ａ、１２ｂ、１２ｃの回転
角度情報を取得し、各モータ１２ａ、１２ｂ、１２ｃの
正方向の回転を完了すると、各モータ１２ａ、１２ｂ、
１２ｃを順次所定の順序で１個ずつ駆動して可動体５を
負方向にリミット機構が作動するまで回転させ、リミッ
ト機構が作動した位置のモータ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ
の回転角度情報を取得し、正方向及び負方向の回転角度
情報に基づいて原点位置を算出しているので、可動体５
の平面内での並進及び回転方向の移動を可能とすること
ができ、適切なコンプライアンスを得ることができると
ともに、ロボット装置１の電源がオフにされたとき等の
ようにモータの原点位置情報が消失されたときに、特別
な治具を使用することなく、自動的に原点位置情報を取
得することができ、原点位置調整をより一層簡単に行う
ことができる。

【００５０】なお、上記第２の実施の形態においては、
各モータ１２ａ、１２ｂ、１２ｃを順次１個ずつリミッ
ト位置まで回転駆動して、順次各モータ１２ａ、１２
ｂ、１２ｃの正負のリミット位置の回転角度情報を取得
しているが、モータ１２ａ、１２ｂ、１２ｃの回転方法
は、これに限るものではなく、例えば、各モータ１２
ａ、１２ｂ、１２ｃを上記図１０の制御ブロックに基づ
いて、同時に所定の同じ大きさのトルク、例えば、目標
トルクＴｒで回転駆動して、ハードリミットでロック状
態となったときの回転角度情報を取得するようにしても
よい。この場合、各モータ１２ａ、１２ｂ、１２ｃを同
じ大きさのトルクで回転させると、各リンクＬ１、Ｌ
２、Ｌ３は、力の釣り合いにより、ハードリミットでロ
ック状態となり、適切に回転角度情報を取得することが
できる。したがって、より一層簡単に、かつ、短時間に
原点位置調整を行うことができる。

【００５１】また、上記第２の実施の形態においては、
各モータ１２ａ、１２ｂ、１２ｃにかかる負荷を検出す
るのに、各モータ１２ａ、１２ｂ、１２ｃと各リンクＬ
１、Ｌ２、Ｌ３の間に設けられたトルクセンサ２２ａ、
２２ｂ、２２ｃをしようしているので、各モータ１２
ａ、１２ｂ、１２ｃにかかる負荷をトルクとして検出す
ることができ、精度良く原点位置調整を自動的に行うこ
とができる。

【００５２】以上、本発明者によってなされた発明を好
適な実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は
上記のものに限定されるものではなく、その要旨を逸脱
しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもな
い。

【００５３】例えば、上記第２の実施の形態において
は、トルクセンサ２２ａ、２２ｂ、２２ｃを用いてモー
タ１２ａ、１２ｂ、１２ｃの負荷制御を行っているが、
負荷制御は、トルクセンサ２２ａ、２２ｂ、２２ｃを用
いるものに限るものではなく、例えば、各モータ１２
ａ、１２ｂ、１２ｃへの駆動電流を検出することによ
り、行ってもよい。

【００５４】このようにすると、負荷を各モータ１２
ａ、１２ｂ、１２ｃ供給される駆動電流として検出する
ことができ、簡単な構成で各モータ１２ａ、１２ｂ、１
２ｃにかかる負荷を検出し、安価に、かつ、精度良く原
点位置調整を自動的に行うことができる。

【００５５】

【発明の効果】請求項１記載の発明のロボット装置によ
れば、ハンドの設けられた可動体を、２つの１自由度回
転関節と１自由度の直動機構を有する３組のリンクの当
該１自由度回転関節により支持させ、当該リンクを当該
１自由度回転関節を介してそれぞれモータのモータ軸に
連結するとともに、原点位置調整モードにおいて、可動
体が所定の正方向と負方向にリンクの直動機構の移動範
囲を制限するリミット機構が作動するまで回転される
と、当該可動体の回転に伴って回転するモータの回転角
度情報に基づいて原点位置を算出するので、可動体の平
面内での並進及び回転方向の移動を可能とすることがで
き、適切なコンプライアンスを得ることができるととも
に、ロボット装置の電源がオフにされたとき等のように
モータの原点位置情報が消失されたときに、特別な治具
を使用することなく、簡単に原点位置情報を取得するこ
とができ、原点位置調整を簡単に行うことができる。

【００５６】請求項２記載の発明のロボット装置によれ
ば、ハンドの設けられた可動体を、２つの１自由度回転
関節と１自由度の直動機構を有する３組のリンクの当該
１自由度回転関節により支持させ、当該リンクを当該１
自由度回転関節を介してそれぞれモータのモータ軸に連
結するとともに、原点位置調整モードにおいて、各モー
タを所定の順序で１個ずつ駆動して可動体を正方向にリ
ンクの直動機構の移動範囲を制限するリミット機構が作
動するまで回転させ、リンクの直動機構の移動範囲を制
限するリミット機構が作動した位置のモータの回転角度
情報を取得し、各モータの正方向の回転を完了すると、
各モータを順次所定の順序で１個ずつ駆動して可動体を
負方向にリミット機構が作動するまで回転させ、リミッ
ト機構が作動した位置のモータの回転角度情報を取得
し、正方向及び負方向の回転角度情報に基づいて原点位
置を算出するので、可動体の平面内での並進及び回転方
向の移動を可能とすることができ、適切なコンプライア
ンスを得ることができるとともに、ロボット装置の電源
がオフにされたとき等のようにモータの原点位置情報が
消失されたときに、特別な治具を使用することなく、自
動的に原点位置情報を取得することができ、原点位置調
整をより一層簡単に行うことができる。

【００５７】請求項３記載の発明のロボット装置によれ
ば、原点位置調整モードにおいて、各モータを同じ大き
さの負荷で同時に正方向にリミット機構が作動するまで
回転させ、リミット機構の作動した位置のモータの回転
角度情報を取得し、各モータの正方向の回転を完了する
と、各モータを同じ大きさの負荷で同時に負方向にリミ
ット機構が作動するまで回転させ、リミット機構の作動
した位置のモータの回転角度情報を取得し、正方向及び
負方向の回転角度情報に基づいて原点位置を算出するの
で、より一層簡単に、かつ、短時間に原点位置調整を行
うことができる。

【００５８】請求項４記載の発明のロボット装置によれ
ば、各モータにかかる負荷を、各モータと各リンクの間
に設けられ、各モータと各リンクの間にかかるトルクを
検出するトルク検出手段で検出するので、各モータにか
かる負荷をトルクとして検出することができ、精度良く
原点位置調整を自動的に行うことができる。

【００５９】請求項５記載の発明のロボット装置によれ
ば、各モータにかかる負荷を、各モータに供給される駆
動電流を検出する電流検出手段で検出するので、各モー
タにかかる負荷を各モータに供給される駆動電流として
検出することができ、簡単な構成で各モータにかかる負
荷を検出し、安価に、かつ、精度良く原点位置調整を自
動的に行うことができる。

【００６０】請求項６記載の発明のロボット装置によれ
ば、可動体が正方向にリミット機構が作動する位置まで
回転されたときのモータの回転角度情報から３個のモー
タの正方向リミット角度θｉ１（ｉ＝１、２、３）を取
得し、可動体が負方向にリミット機構が作動する位置ま
で回転されたときのモータの回転角度情報から３個のモ
ータの負方向リミット角度θｉ２（ｉ＝１、２、３）を
取得し、正方向リミット角度θｉ１と負方向リミット角
度θｉ２から原点位置である原点角度θｉ０を、θｉ０
＝θｉ１−θｉ２により算出するので、簡単な演算処理
により原点位置を精度良く調整することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のロボット装置の第１の実施の形態を適
用したロボット装置のシステム構成図。

【図２】図１の手首機構の拡大正面図。

【図３】図２の手首機構のモータ部分の拡大正面部分断
面図。

【図４】図２のベース部材部分の底面図。

【図５】図４のリンクの拡大正面断面図。

【図６】図１のロボット装置による原点位置調整処理の
初期状態のベース部材部分の底面部分断面図。

【図７】図６のモータを正方向に回転させてロック状態
にあるときのベース部材部分の底面部分断面図。

【図８】図６のモータを負方向に回転させてロック状態
にあるときのベース部材部分の底面部分断面図。

【図９】本発明のロボット装置の第２の実施の形態を適
用したロボット装置の手首機構の拡大正面図。

【図１０】図９のロボット装置の原点位置調整処理の制
御ブロックを示す図。

【図１１】図９のロボット装置による原点位置調整処理
を示すフローチャート。

【符号の説明】

１ ロボット装置 ２ ロボットアーム ３ 手首機構 ４ ベース部材 ５ 可動体 ６ ハンド ７ａ、７ｂ、７ｃ シリンダ筒 ８ａ、８ｂ、８ｃ シリンダ軸 ９ａ、９ｂ、９ｃ １自由度回転関節 １１ａ、１１ｂ、１１ｃ モータ軸 １２ａ、１２ｂ、１２ｃ モータ Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３ リンク １３ モータコントローラ Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３ ドライバ・カウンタ部 ２０ ロボット装置 ２１ 手首機構 ２２ａ、２２ｂ、２２ｃ トルクセンサ ２３ 加減算器 ２４ 比例−ゲイン回路 ２５ 機構

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平８−11080（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−138220（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−38886（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−309089（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−197904（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−56606（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−171740（ＪＰ，Ａ) 実開 平３−113787（ＪＰ，Ｕ) 特公 平７−4789（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B25J 11/00 - 19/00

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ロボットアームの先端部に取り付けられた
   ベース部材と、種々の作業を行うハンドの設けられた可
   動体と、前記ベース部材に取り付けられた３個のモータ
   と、１自由度の直動機構の一端部に設けられた１自由度
   回転関節を介して前記モータの回転軸に連結されるとと
   もに前記直動機構の他端部に設けられた１自由度回転関
   節を介して前記可動体に連結された３組のリンクと、前
   記各リンクの前記直動機構に設けられ当該直動機構の移
   動範囲を制限するリミット機構と、前記モータに設けら
   れ当該モータの回転を検出するエンコーダと、前記エン
   コーダの検出結果をカウントして前記モータの回転角度
   情報に変換するカウンタと、前記各モータを駆動して前
   記各リンクを駆動させて前記可動体を回転させて前記ハ
   ンドを作業位置に回転駆動させる制御手段と、を備えた
   ロボット装置であって、前記制御手段は、前記モータの
   原点位置調整モードを有し、当該原点位置調整モードに
   おいて、前記可動体が所定の正方向と負方向に前記リミ
   ット機構が作動するまで回転されると、当該可動体の回
   転に伴って回転する前記モータの回転を前記エンコーダ
   により検出させ、当該エンコーダの検出結果を前記カウ
   ンタにより回転角度情報に変換させて、当該回転角度情
   報に基づいて原点位置を算出することを特徴とするロボ
   ット装置。
2. 【請求項２】ロボットアームの先端部に取り付けられた
   ベース部材と、種々の作業を行うハンドの設けられた可
   動体と、前記ベース部材に取り付けられた３個のモータ
   と、１自由度の直動機構の一端部に設けられた１自由度
   回転関節を介して前記モータの回転軸に連結されるとと
   もに前記直動機構の他端部に設けられた１自由度回転関
   節を介して前記可動体に連結された３組のリンクと、前
   記各リンクの前記直動機構に設けられ当該直動機構の移
   動範囲を制限するリミット機構と、前記モータに設けら
   れ当該モータの回転を検出するエンコーダと、前記エン
   コーダの検出結果をカウントして前記モータの回転角度
   情報に変換するカウンタと、前記各モータを駆動して前
   記各リンクを駆動させて前記可動体を回転させて前記ハ
   ンドを作業位置に回転駆動させる制御手段と、を備えた
   ロボット装置であって、前記制御手段は、前記モータの
   原点位置調整モードを有し、当該原点位置調整モードに
   おいて、前記各モータを順次所定の順序で１個ずつ駆動
   して前記可動体を所定の正方向に前記リミット機構が作
   動するまで回転させ、前記モータの回転を前記エンコー
   ダにより検出させ、当該エンコーダの検出結果を前記カ
   ウンタにより回転角度情報に変換させて前記リミット機
   構が作動した位置の当該回転角度情報を取得し、前記各
   モータの正方向の回転を完了すると、前記各モータを順
   次所定の順序で１個ずつ駆動して前記可動体を負方向に
   前記リミット機構が作動するまで回転させ、前記モータ
   の回転を前記エンコーダにより検出させ、当該エンコー
   ダの検出結果を前記カウンタにより回転角度情報に変換
   させて前記リミット機構が作動した位置の当該回転角度
   情報を取得し、前記正方向及び負方向の前記回転角度情
   報に基づいて原点位置を算出することを特徴とするロボ
   ット装置。
3. 【請求項３】前記ロボット装置は、前記各モータにかか
   る負荷を検出する負荷検出手段を、さらに備え、前記制
   御手段は、前記原点位置調整モードにおいて、前記負荷
   検出手段の検出結果に基づいて、前記各モータを同じ大
   きさの負荷で同時に正方向に前記リミット機構が作動す
   るまで回転させ、前記リミット機構の作動した位置の前
   記カウンタの変換した前記回転角度情報を取得し、前記
   各モータの正方向の回転を完了すると、前記各モータを
   同じ大きさの負荷で同時に負方向に前記リミット機構が
   作動するまで回転させ、前記リミット機構の作動した位
   置の前記カウンタの変換した前記回転角度情報を取得
   し、前記正方向及び負方向の前記回転角度情報に基づい
   て前記原点位置を算出することを特徴とする請求項２記
   載のロボット装置。
4. 【請求項４】前記負荷検出手段は、前記各モータと前記
   各リンクの間に設けられ、前記各モータと前記各リンク
   の間にかかるトルクを検出するトルク検出手段であるこ
   とを特徴とする請求項３記載のロボット装置。
5. 【請求項５】前記負荷検出手段は、前記各モータに供給
   される駆動電流を検出する電流検出手段であることを特
   徴とする請求項３記載のロボット装置。
6. 【請求項６】前記制御手段は、前記可動体が前記正方向
   に前記リミット機構が作動する位置まで回転されたとき
   の前記カウンタの変換した前記回転角度情報から前記３
   個のモータの正方向リミット角度θｉ１（ｉ＝１、２、
   ３）を取得し、前記可動体が前記負方向に前記リミット
   機構が作動する位置まで回転されたときの前記カウンタ
   の変換した前記回転角度情報から前記３個のモータの負
   方向リミット角度θｉ２（ｉ＝１、２、３）を取得し、
   前記正方向リミット角度θｉ１と前記負方向リミット角
   度θｉ２から原点位置である原点角度θｉ０を、θｉ０
   ＝θｉ１−θｉ２により算出することを特徴とする請求
   項１から請求項５のいずれかに記載のロボット装置。