JP6044171B2 - Robot system - Google Patents

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Description

本発明は、歯車機構を用いて各アームを駆動する多関節型のロボットを制御するためのロボットシステムに関する。   The present invention relates to a robot system for controlling an articulated robot that drives each arm using a gear mechanism.

複数のアームを有する多関節型のロボットは、各軸に対応して複数の駆動部が設けられている。各駆動部は、各軸を駆動するためのモータと、そのモータの出力を出力軸側に連結されているアームに伝達する歯車機構とを有している。この歯車機構は、例えば周知の波動歯車装置などが採用されており、各軸で歯数が異なるといった差違はあるものの、構造自体は概ね共通した設計となっている。そして、このような歯車機構は潤滑剤が減少すると歯車の破損を招くなどのおそれがあることから、例えば特許文献1では、動作中の歯車に対して十分な潤滑を行うための対策が提案されている。   An articulated robot having a plurality of arms is provided with a plurality of driving units corresponding to the respective axes. Each drive unit has a motor for driving each shaft, and a gear mechanism for transmitting the output of the motor to an arm connected to the output shaft side. This gear mechanism employs, for example, a well-known wave gear device, and the structure itself is generally designed in common, although there is a difference that the number of teeth is different for each axis. Since such a gear mechanism may cause damage to the gear when the lubricant decreases, for example, Patent Document 1 proposes a countermeasure for sufficiently lubricating the gear in operation. ing.

特開2009−79627号公報JP 2009-79627 A

さて、ロボットなどの産業機器は、一般的に予め耐用年数が想定されており、その耐用年数に耐えうる設計がなされている。具体的には、上記したように複数の駆動部を有する多関節型のロボットの場合、各駆動部の耐用年数が概ね一致するように設計されている。
しかしながら、実際にロボットを設置して予め定められている作業サイクルを繰り返し実行させた際、上記したように耐用年数が概ね一致するはずの駆動部のうち特定の駆動部が想定よりも短い期間で故障し、ロボット全体としての耐用年数の低下を招くことがあった。
Now, industrial devices such as robots are generally assumed to have a useful life in advance, and are designed to withstand the useful life. Specifically, in the case of an articulated robot having a plurality of drive units as described above, the lifespan of each drive unit is designed to be substantially the same.
However, when the robot is actually installed and a predetermined work cycle is repeatedly executed, among the drive units whose service lives should generally match as described above, a specific drive unit is in a shorter period than expected. A failure may result in a decrease in the useful life of the entire robot.

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、複数の駆動部を備える多関節型のロボットにおいて特定の駆動部における故障を抑制し、ロボットの耐用年数の低下を招くおそれを低減することができるロボットシステムを提供することにある。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to suppress a failure in a specific drive unit in an articulated robot including a plurality of drive units, and may cause a decrease in the useful life of the robot. An object of the present invention is to provide a robot system capable of reducing the above.

発明者は、故障したロボットを調査した結果、想定よりも短い期間で故障する駆動部が作業サイクル中に動作していない駆動部に集中していることを見いだした。多関節型のロボットの場合、様々な作業を実行する可能性があることから汎用性を考慮して複数の駆動部が設けられているものの、作業内容によっては全く動作しない駆動部も存在する。ただし、駆動部が動作しなければ歯車機構も動作しないことから、歯車機構の歯が摩耗したり破損したりするおそれは小さく、一般論で言えば、動作していない駆動部に故障が集中する状況は考えにくい。そこで、発明者は、駆動部に故障が生じる過程をさらに詳細に解析した結果、動作していない駆動部に故障が集中するのは、作業内容に対して可動軸の構成に冗長性のある多関節型のロボットに特有の現象であることを見いだした。   As a result of investigating the failed robot, the inventor found that the drive units that failed in a shorter period than expected were concentrated on the drive units that were not operating during the work cycle. In the case of an articulated robot, there is a possibility of performing various operations, so that a plurality of drive units are provided in consideration of versatility, but there are also drive units that do not operate at all depending on the work contents. However, since the gear mechanism does not operate unless the drive unit operates, the gear mechanism teeth are less likely to be worn or damaged. Generally speaking, the failure concentrates on the drive unit that is not operating. The situation is hard to think. Therefore, as a result of further detailed analysis of the process in which a failure occurs in the drive unit, the inventor concentrates the failure in the drive unit that is not operating because the configuration of the movable shaft is redundant with respect to the work content. We found that this is a phenomenon unique to articulated robots.

多関節型のロボットにおいては、他の駆動部の動作やアームの移動に起因する振動が動作していない駆動部に伝達される。そして、ロボットは予め定められている作業サイクルを繰り返し実行することから、動作していない駆動部には繰り返し振動が伝達されることになる。その振動は、動作していない駆動部の歯車機構にも伝達される。歯車機構の潤滑剤としては粘度が比較的大きい潤滑油が一般的に用いられており、その潤滑油は、歯車機構が動作していない状況では固体に近い性質となっている。このため、歯車機構に振動が伝達されると、その振動によって潤滑油が部分的に欠落し、歯車機構の歯の間に潤滑油が存在しない欠落領域が比較的小さい範囲でまず発生する。この欠落領域は、作業サイクルが繰り返し実行されることによって、すなわち、振動が繰り返し伝達されることによって徐々に拡大していく。その際、噛み合った歯同士が直接的に接触する状態となり、その状態でさらに振動が繰り返し伝達された結果、直接的に接触した歯が損傷し、駆動部の故障を招いていたのである。   In an articulated robot, vibration due to the operation of another driving unit or movement of an arm is transmitted to a non-operating driving unit. Since the robot repeatedly executes a predetermined work cycle, vibrations are repeatedly transmitted to a non-operating drive unit. The vibration is also transmitted to the gear mechanism of the drive unit that is not operating. As a lubricant for the gear mechanism, a lubricant having a relatively high viscosity is generally used, and the lubricant has a property close to a solid when the gear mechanism is not operating. For this reason, when vibration is transmitted to the gear mechanism, the lubricating oil is partially lost by the vibration, and a missing region where no lubricating oil is present between the teeth of the gear mechanism is first generated in a relatively small range. This missing area gradually expands as the work cycle is repeatedly executed, that is, when vibration is repeatedly transmitted. At that time, the engaged teeth are in direct contact with each other, and further vibrations are repeatedly transmitted in this state. As a result, the directly contacted teeth are damaged, resulting in a failure of the drive unit.

そこで、請求項1記載の発明では、ロボットシステムは、多関節型のロボットの各軸を駆動するためのモータおよび当該モータの出力を伝達するための歯車機構を有する複数の駆動部のうち、駆動指令が出力されてからの経過時間が予め定められている基準時間を超えたと判定された各駆動部に対し、当該駆動部のモータを駆動させるための補助駆動指令を出力する。つまり、非動作状態が基準時間を超えて継続している駆動部を駆動させる。   Therefore, in the invention according to claim 1, the robot system includes a motor for driving each axis of the articulated robot and a drive unit having a gear mechanism for transmitting the output of the motor. An auxiliary drive command for driving the motor of the drive unit is output to each drive unit that has been determined that the elapsed time from the output of the command has exceeded a predetermined reference time. That is, the drive unit in which the non-operating state continues beyond the reference time is driven.

これにより、駆動部つまりは歯車機構が動作すれば潤滑剤がその都度拡散され、発生した欠落領域に他の部位から潤滑剤が補填されることから発生した欠落領域の補修、欠落領域の拡大の防止、ならびに、潤滑剤が補填されることから欠落領域の発生そのものの抑制が可能となる。その結果、歯車機構の歯が直接的に接触することが無くなり、ロボットの動作に伴って振動が伝達されたとしても歯車の損傷や破損などが生じるおそれを低減することができる。したがって、複数の駆動部を備える多関節型のロボットにおいて特定の駆動部における故障が抑制され、ロボットの耐用年数の低下を招くおそれを低減することができる。   As a result, when the drive unit, that is, the gear mechanism is operated, the lubricant is diffused each time, and the generated missing region is filled with the lubricant from other parts, so that the missing region is repaired and the missing region is expanded. It is possible to prevent the occurrence of the missing region and prevent the missing region from being compensated. As a result, the teeth of the gear mechanism do not directly contact each other, and even if vibration is transmitted along with the operation of the robot, it is possible to reduce the possibility of the gear being damaged or broken. Therefore, in an articulated robot having a plurality of drive units, a failure in a specific drive unit is suppressed, and the possibility of causing a decrease in the useful life of the robot can be reduced.

この場合、基準時間は、潤滑油Wの特性や作業サイクルに応じて適宜設定すればよい。例えば、潤滑油Wが硬化するまでの予想時間よりも短くなるように設定する、欠落領域が発生するまでの予想時間よりも短くなるように設定するなどが考えられる。また、上記したように、駆動部が動作しないこと、および、作業サイクルが繰り返し実行されることが欠落領域の発生原因であることから、作業サイクルの実行回数に基づいて、作業サイクル数×1サイクルの時間を基準時間とするなど、振動が伝達される時間に基づいて基準時間を設定してもよい。   In this case, the reference time may be appropriately set according to the characteristics of the lubricating oil W and the work cycle. For example, it can be set to be shorter than the expected time until the lubricating oil W is hardened, or to be shorter than the expected time until the missing region occurs. In addition, as described above, since the drive unit does not operate and the work cycle is repeatedly executed is a cause of the occurrence of the missing area, the number of work cycles × 1 cycle based on the number of executions of the work cycle. The reference time may be set based on the time during which the vibration is transmitted, for example, the time is the reference time.

また、アームを予め設定される教示点間で移動させる際にアームの移動軌跡を相対的に重視した作業動作とアームの移動速度を相対的に重視した移動動作とのうち、移動動作中に、歯車機構の歯の噛み合い位置を少なくとも1歯以上移動させる補助駆動指令を出力する。なお、作業動作とは、アームを教示点間で移動させる際、ワークを掴んだり組み付けたりするなどの作業を行うために移動軌跡を相対的に重視してアームを滑らかに移動させる制御を行うときの動作であり、一般的にはCP(Continuous Path)動作と呼ばれている。また、移動動作とは、アームを教示点間で移動させる際、移動速度を相対的に重視して教示点間を素早く移動させる制御を行うときの動作、換言すると、軌跡をそれほど重視しない動作であり、一般的にはPTP(Point To Point)動作と呼ばれている。以下、便宜的に、作業動作をCP動作、移動動作をPTP動作と称する。 In addition, during the movement operation, among the movement operation that places importance on the movement trajectory of the arm and the movement operation that places importance on the movement speed of the arm when moving the arm between preset teaching points, An auxiliary drive command for moving at least one tooth engagement position of the gear mechanism is output. Note that the work movement is when the arm is moved smoothly between teaching points when performing a control that moves the arm smoothly with a relative emphasis on the movement trajectory to perform work such as gripping or assembling the work. This operation is generally called a CP (Continuous Path) operation. In addition, the moving operation is an operation when performing a control to move quickly between teaching points with a relative emphasis on the moving speed when moving the arm between teaching points, in other words, an operation that places little importance on the trajectory. In general, this is called a PTP (Point To Point) operation. Hereinafter, for convenience, the work operation is referred to as a CP operation, and the movement operation is referred to as a PTP operation.

上記したように非動作状態が基準時間を超えて継続している駆動部を動作させることでその駆動部の故障を抑制することができるものの、ロボットの場合、いつ駆動部を動作させるかを考慮する必要がある。すなわち、ロボットは所定の作業サイクルを繰り返し実行していることから、基準時間を超えたからといって直ぐに動作させると、アームの軌跡に影響を与えるおそれがある。かといって、基準時間を経過した後の作業サイクルの終了時に動作させると、次の作業サイクルを実行するまでに本来の作業では不要な時間を要することになり、作業を行うために要する時間(以下、タクトタイムと称する)が長くなる。そして、タクトタイムが長くなると、所定の作業量をこなすためには余分に時間が掛かる一方、予め作業時間が決められている場合には実行可能な作業サイクル数が低下することになり、生産効率が低下する。このため、ロボットにおいては、タクトタイムに影響を与えないように対象となる駆動部を動作させることが求められる。   Although it is possible to suppress the failure of the drive unit by operating the drive unit whose non-operating state has continued beyond the reference time as described above, in the case of a robot, consider when to drive the drive unit There is a need to. In other words, since the robot repeatedly executes a predetermined work cycle, if the robot is operated immediately after the reference time is exceeded, the trajectory of the arm may be affected. However, if it is operated at the end of the work cycle after the reference time elapses, it takes unnecessary time for the original work to execute the next work cycle, and the time required for performing the work ( Hereinafter, this will be referred to as a tact time). And if the tact time becomes longer, it takes more time to handle a predetermined amount of work. On the other hand, if the work time is determined in advance, the number of work cycles that can be executed decreases, and the production efficiency Decreases. For this reason, the robot is required to operate the target drive unit so as not to affect the tact time.

さて、ロボットの作業サイクルに上記したCP動作やPTP動作が含まれることは一般的に知られている。このため、タクトタイムに影響を与えることなく、また、ロボットの本来の作業に影響を与えることなく(アームの軌跡に大きな影響を与えることなく)駆動部を動作させるには、PTP動作中に動作させることがまず考えられる。しかし、潤滑剤を満遍なく拡散させるために例えば歯車機構の歯の噛み合い位置を一回転させるような動作を行わせると、アームが大きく移動してしまい、いくら軌跡をそれほど重視していないPTP動作中といえども、アームやハンドあるいはハンドに保持されたワークなどが周辺設備に衝突するおそれがある。つまり、どの時期に駆動部を動作させればよいかは、PTP動作中であればよいといった単純な問題ではない。   Now, it is generally known that the CP operation and the PTP operation described above are included in the work cycle of the robot. Therefore, in order to operate the drive unit without affecting the tact time and without affecting the original work of the robot (without greatly affecting the trajectory of the arm), the operation is performed during the PTP operation. First of all, it can be considered. However, in order to spread the lubricant evenly, for example, if the operation of rotating the meshing position of the teeth of the gear mechanism is performed, the arm moves greatly, and no matter how much the trajectory is in the PTP operation However, there is a possibility that an arm, a hand, or a work held by the hand may collide with peripheral equipment. In other words, it is not a simple problem that when the drive unit should be operated during the PTP operation.

ここで、発明者による解析結果が有効活用されることになる。すなわち、発明者によって、潤滑剤の欠落領域が上記したように比較的小さい範囲でまず発生すること、さらに、発生当初の欠落領域が1歯未満程度の大きさであることが見いだされている。このため、発生当初の欠落領域に潤滑剤を拡散させるためには、潤滑剤が欠落していない部位に噛み合わせればよいこと、すなわち、歯車機構の歯の噛み合い位置を1歯以上移動させればよいことが明らかになった。換言すると、発生当初の欠落領域に対処するためには、アームを大きく動かす必要がないことが明らかになった。さらに、噛み合い位置を1歯以上動かせばよいことから、PTP動作中に十分実施可能であると考えられる。   Here, the analysis result by the inventor is effectively used. That is, the inventor has found that the missing region of the lubricant first occurs in a relatively small range as described above, and further, the missing region at the beginning of the occurrence has a size of less than one tooth. For this reason, in order to diffuse the lubricant into the missing region at the beginning of generation, it is only necessary to mesh with a portion where the lubricant is not missing, that is, if the meshing position of the gear mechanism teeth is moved by one or more teeth. It turned out to be good. In other words, it has become clear that it is not necessary to move the arm greatly in order to deal with the missing area at the beginning of the occurrence. Furthermore, since it is only necessary to move the meshing position by one or more teeth, it is considered that it can be sufficiently performed during the PTP operation.

このような解析結果の裏付けに基づいて、請求項2記載のロボットシステムでは、対象となる駆動部を、PTP動作中に歯車機構の歯の噛み合い位置を1歯以上移動させるように動作させている。これにより、発生当初の欠落領域に潤滑剤を拡散させることが可能となり、欠落領域の拡大を抑制することができるとともに、駆動部が動作すれば潤滑剤が拡散されることから、欠落領域の発生そのものを抑制することができる。また、潤滑剤を拡散させるための動作はPTP動作中に実施可能な動作であることから、PTP動作中に駆動部の動作が完了する。したがって、タクトタイムが長くなるなどの影響を与えることが無く、生産効率が低下するおそれを抑制することができる。   On the basis of such analysis results, in the robot system according to claim 2, the target drive unit is operated so as to move one or more teeth of the gear mechanism during the PTP operation. . As a result, it is possible to diffuse the lubricant in the missing area at the beginning of the occurrence, it is possible to suppress the enlargement of the missing area, and the lubricant is diffused if the drive unit operates, so the occurrence of the missing area It can be suppressed. Since the operation for diffusing the lubricant is an operation that can be performed during the PTP operation, the operation of the drive unit is completed during the PTP operation. Therefore, there is no influence such as an increase in tact time, and the possibility that the production efficiency is lowered can be suppressed.

請求項2記載の発明では、判定手段は、作業サイクル中に複数のPTP動作が存在する場合、最も動作時間の長いPTP動作を判定し、補助指令出力手段は、最も動作時間の長いPTP動作中に補助駆動指令を出力する。動作時間が長ければ、補助駆動指令により動作させた駆動部を確実に本来の位置まで戻すことができるようになることに加えて、そのPTP動作中での噛み合い位置の移動量の増加を図ることができるので、欠落領域の発生および拡大をさらに抑制することができる。 In the second aspect of the present invention, when there are a plurality of PTP operations in the work cycle, the determination unit determines the PTP operation with the longest operation time, and the auxiliary command output unit performs the PTP operation with the longest operation time. Auxiliary drive command is output to. If the operation time is long, the drive unit operated by the auxiliary drive command can be surely returned to the original position, and the amount of movement of the meshing position during the PTP operation is increased. Therefore, the generation and expansion of the missing area can be further suppressed.

請求項3および請求項4記載の発明では、ワークを移送していないと判定された期間に補助駆動指令を出力する。ロボットは、与えられた指令に基づいて動作することから、通常は対象となるワークがどのようなものであるかを自身で把握することができない。そこで、ワークを移送していないと判定された時期に補助駆動指令を出力することにより、本来の作業サイクルでは想定していない駆動部が動作したとしても、その動作に起因してワークが設備装置に衝突するなどの不具合を生じさせることがない。 In the third and fourth aspects of the invention, the auxiliary drive command is output during a period in which it is determined that the workpiece is not transferred. Since the robot operates based on the given command, it cannot normally grasp what kind of workpiece is the target. Therefore, by outputting an auxiliary drive command at a time when it is determined that the workpiece is not transferred, even if a drive unit that is not assumed in the original work cycle is operated, the workpiece is a facility device. It does not cause problems such as collision.

本発明の第1実施形態によるロボットシステムの構成を概略的に示す図The figure which shows schematically the structure of the robot system by 1st Embodiment of this invention. ロボットシステムの電気的構成を概略的に示す図Schematic diagram showing the electrical configuration of the robot system 歯車機構を模式的に示す図Diagram showing gear mechanism CP動作およびPTP動作の一例を模式的に示す図The figure which shows an example of CP operation | movement and PTP operation | movement typically 図3のV領域の拡大図で、潤滑油の欠落領域の遷移を模式的に示す図FIG. 4 is an enlarged view of a region V in FIG. 3, schematically showing a transition in a region where a lubricant is missing. ロボットシステムの制御の流れを示す図Diagram showing control flow of robot system 本発明の第2実施形態によるロボットシステムの構成を概略的に示す図The figure which shows schematically the structure of the robot system by 2nd Embodiment of this invention.

(第1実施形態)
以下、本発明の第1実施形態について、図1から図6を参照しながら説明する。
図1に示すように、一般的な産業用に用いられるロボットシステム1は、多関節型のロボット2、ロボット2を制御するコントローラ3、コントローラ3に接続されたティーチングペンダント4を備えている。
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 1, a general industrial robot system 1 includes an articulated robot 2, a controller 3 for controlling the robot 2, and a teaching pendant 4 connected to the controller 3.

ロボット2は、いわゆる6軸の垂直多関節型ロボットとして周知の構成を備えており、ベース5上に、Z方向の軸心を持つ第1軸(J1)を介してショルダ6が水平方向に回転可能に連結されている。ショルダ6には、Y方向の軸心を持つ第2軸(J2)を介して上方に延びる下アーム7の下端部が垂直方向に回転可能に連結されている。下アーム7の先端部には、Y方向の軸心を持つ第3軸(J3)を介して第一上アーム8が垂直方向に回転可能に連結されている。第一上アーム8の先端部には、X方向の軸心を持つ第4軸(J4)を介して第二上アーム9が捻り回転可能に連結されている。第二上アーム9の先端部には、Y方向の軸心を持つ第5軸(J5)を介して手首10が垂直方向に回転可能に連結されている。手首10には、X方向の軸心を持つ第6軸(J6)を介してフランジ11が捻り回転可能に連結されている。   The robot 2 has a well-known configuration as a so-called 6-axis vertical articulated robot, and the shoulder 6 rotates on the base 5 in the horizontal direction via a first axis (J1) having an axis in the Z direction. Connected as possible. A lower end portion of a lower arm 7 extending upward is connected to the shoulder 6 via a second shaft (J2) having an axis in the Y direction so as to be rotatable in the vertical direction. A first upper arm 8 is connected to the tip of the lower arm 7 via a third axis (J3) having an axis in the Y direction so as to be rotatable in the vertical direction. The second upper arm 9 is connected to the tip of the first upper arm 8 via a fourth axis (J4) having an X-axis axis so as to be able to rotate. A wrist 10 is connected to the tip of the second upper arm 9 via a fifth axis (J5) having an axis in the Y direction so as to be rotatable in the vertical direction. A flange 11 is connected to the wrist 10 via a sixth shaft (J6) having an X-direction axis so as to be able to rotate.

ベース5、ショルダ6、下アーム7、第一上アーム8、第二上アーム9、手首10およびフランジ11は、ロボット2のアームとして機能し、アームの先端となるフランジ11には、図示は省略するが、ハンド(エンドエフェクタとも呼ばれる)が取り付けられる。ハンドは、例えば図示しないワークを保持して移送したり、ワークを加工する工具などが取り付けられる。ロボット2に設けられている各軸(J1〜J6)には、それぞれに対応して駆動部23(図2参照)が設けられている。   The base 5, the shoulder 6, the lower arm 7, the first upper arm 8, the second upper arm 9, the wrist 10 and the flange 11 function as the arm of the robot 2, and the illustration of the flange 11 which is the tip of the arm is omitted. However, a hand (also called an end effector) is attached. For example, the hand holds and transfers a workpiece (not shown) or a tool for processing the workpiece is attached. Each axis (J1 to J6) provided in the robot 2 is provided with a drive unit 23 (see FIG. 2) corresponding to each axis.

コントローラ3は、図2に示すように、CPU12、ROM13およびRAM14、駆動回路15、位置検出回路16などを備えている。CPU12は、ROM13あるいはRAM14などに記憶されているプログラムに基づいてコントローラ3全体を制御するとともに、周知のように、ロボット2に予め定められている作業サイクルを繰り返し実行させるための各種の指令を出力する。このCPU12は、指令部17、判定部18および補助指令部19を有している。これら指令部17、判定部18および補助指令部19は、本実施形態ではCPU12により実行されるプログラムによってソフトウェア的に構成されている。なお、指令部17、判定部18および補助指令部19は、ハードウェア的に構成してもよい。   As shown in FIG. 2, the controller 3 includes a CPU 12, a ROM 13 and a RAM 14, a drive circuit 15, a position detection circuit 16, and the like. The CPU 12 controls the entire controller 3 based on a program stored in the ROM 13 or the RAM 14 and outputs various commands for causing the robot 2 to repeatedly execute a predetermined work cycle as is well known. To do. The CPU 12 includes a command unit 17, a determination unit 18, and an auxiliary command unit 19. The command unit 17, the determination unit 18, and the auxiliary command unit 19 are configured in software by a program executed by the CPU 12 in this embodiment. Note that the command unit 17, the determination unit 18, and the auxiliary command unit 19 may be configured in hardware.

指令部17は、ロボット2の駆動部23を動作させるための駆動指令、つまり、モータ20(図2参照)を駆動するための実行命令を各駆動部23に対して個別に出力する。指令部17は、特許請求の範囲に記載した指令手段を構成している。
判定部18は、駆動指令が出力されてからの経過時間が予め設定されている基準時間を超えたか否かを個別に判定するとともに、アームの移動が作業動作(前述したCP動作)あるいは移動動作(前述したPTP動作)のいずれであるか、PTP動作中にワークを保持しているか否かをさらに判定する。判定部18は、特許請求の範囲に記載した判定手段を構成している。以下、作業動作をCP動作、移動動作をPTP動作と称する。
The command unit 17 individually outputs a drive command for operating the drive unit 23 of the robot 2, that is, an execution command for driving the motor 20 (see FIG. 2), to each drive unit 23. The command unit 17 constitutes command means described in the claims.
The determination unit 18 individually determines whether or not the elapsed time from the output of the drive command exceeds a preset reference time, and the movement of the arm is a work operation (CP operation described above) or a movement operation. It is further determined whether it is any of the above-described PTP operations or whether a workpiece is held during the PTP operation. The determination part 18 comprises the determination means described in the claims. Hereinafter, the work operation is referred to as a CP operation, and the movement operation is referred to as a PTP operation.

補助指令部19は、前回駆動指令が出力されてからの経過時間が予め定められている基準時間を経過したと判定された駆動部23に対してモータを駆動するための補助駆動指令を出力する。本実施形態では、補助駆動指令として、後述する減速機22の歯車機構の歯の噛み合い位置を1歯以上移動させることができる補助駆動指令を出力する。この場合、例えば一般的な構成のロボット2では、第4軸(J4)のギア比=100、第5軸(J5)の中心からハンド先端までの距離=200mmとすると、モータを1回転(モータの出力軸が1回転。歯車機構を一回転させるわけではない)させることでハンドの先端は最大で約13mm(2π÷100×200=4π)しか動作しない。補助指令部19は、特許請求の範囲に記載した補助指令出力手段を構成している。 The auxiliary command unit 19 outputs an auxiliary drive command for driving the motor to the drive unit 23 that has been determined that the elapsed time since the previous drive command was output has passed a predetermined reference time. . In the present embodiment, as an auxiliary drive command, an auxiliary drive command that can move one or more teeth in a gear mechanism of a gear mechanism of the speed reducer 22 described later is output. In this case, for example, in the robot 2 having a general configuration, when the gear ratio of the fourth axis (J4) = 100 and the distance from the center of the fifth axis (J5) to the tip of the hand = 200 mm, the motor rotates once (motor The output shaft of the hand rotates once, not the gear mechanism, but the tip of the hand moves only a maximum of about 13 mm (2π ÷ 100 × 200 = 4π). The auxiliary command unit 19 constitutes auxiliary command output means described in the claims.

駆動回路15は、CPU12から出力された指令をロボット2に与えるための電気信号に変換する例えばインバータ回路などにより構成されている。ロボット2は、第1軸J1〜第6軸J6をそれぞれ駆動するための複数のモータ20、および各モータ20に対応して設けられているエンコーダ21を備えている。位置検出回路16は、モータ20の回転位置を検出するエンコーダ21からの信号が入力され、モータ20の回転位置を検出する。CPU12は、位置検出回路16で検出したモータ20の回転位置に基づいて、モータ20をフィードバック制御する。   The drive circuit 15 is constituted by, for example, an inverter circuit that converts an instruction output from the CPU 12 into an electric signal for giving to the robot 2. The robot 2 includes a plurality of motors 20 for driving the first axis J1 to the sixth axis J6 and encoders 21 provided corresponding to the motors 20, respectively. The position detection circuit 16 receives a signal from the encoder 21 that detects the rotational position of the motor 20 and detects the rotational position of the motor 20. The CPU 12 feedback-controls the motor 20 based on the rotational position of the motor 20 detected by the position detection circuit 16.

ロボット2では、モータ20の出力は、減速機22を介してアームに伝達される。これらモータ20および減速機22は、駆動部23を構成している。なお、図2では、各駆動部23によって駆動されるショルダ6、下アーム7、第一上アーム8、第二上アーム9、手首10およびフランジ11を便宜的にアームと示している。本実施形態では、減速機22としていわゆる波動歯車装置を採用している。   In the robot 2, the output of the motor 20 is transmitted to the arm via the speed reducer 22. The motor 20 and the speed reducer 22 constitute a drive unit 23. In FIG. 2, the shoulder 6, the lower arm 7, the first upper arm 8, the second upper arm 9, the wrist 10, and the flange 11 that are driven by the driving units 23 are indicated as arms for convenience. In the present embodiment, a so-called wave gear device is employed as the speed reducer 22.

この減速機22は、図3に示すように、内周面に内歯30が形成された円環状の剛性内歯歯車31、この剛性内歯歯車31の内側に同心状に設けられ、外歯32を有する可撓性外歯歯車33を備えている。可撓性外歯歯車33は、図示は省略するが周知のように全体形状としてカップ状に形成されており、カップ状の底部に出力軸が取り付けられる。また、剛性内歯歯車31の内歯30と可撓性外歯歯車33の外歯32との間には、潤滑剤としての潤滑油W(図5参照)が充填されている。この潤滑油Wは、一般的に比較的粘性が高く、剛性内歯歯車31と可撓性外歯歯車33とが動作していれば歯車間に拡散して潤滑剤として機能する一方、動作していない状態では、固体に近い状態となる。なお、潤滑剤としては、油性のものに限らず、他のものであっても良い。   As shown in FIG. 3, the speed reducer 22 is provided with an annular rigid internal gear 31 having internal teeth 30 formed on the inner peripheral surface thereof, and is provided concentrically inside the rigid internal gear 31. A flexible external gear 33 having 32 is provided. Although not shown, the flexible external gear 33 is formed in a cup shape as a general shape as is well known, and an output shaft is attached to the cup-shaped bottom portion. Further, between the internal teeth 30 of the rigid internal gear 31 and the external teeth 32 of the flexible external gear 33, a lubricating oil W (see FIG. 5) as a lubricant is filled. This lubricating oil W generally has a relatively high viscosity. If the rigid internal gear 31 and the flexible external gear 33 are operating, the lubricating oil W diffuses between the gears and functions as a lubricant. If not, it will be almost solid. Note that the lubricant is not limited to oil, but may be other.

外歯32の内周側にはウエーブベアリング34が配設されている。このウエーブベアリング34は、可撓性外輪35、可撓性内輪36、可撓性外輪35と可撓性内輪36との間に配列された複数個のボール37とから構成されている。ウエーブベアリング34の内側、つまり可撓性内輪36の内周には、楕円形の剛性カム38が固定されている。この剛性カム38には、モータ20の出力軸を連結するためのキー溝39付きの嵌合孔40が形成されている。   A wave bearing 34 is disposed on the inner peripheral side of the outer teeth 32. The wave bearing 34 includes a flexible outer ring 35, a flexible inner ring 36, and a plurality of balls 37 arranged between the flexible outer ring 35 and the flexible inner ring 36. An elliptical rigid cam 38 is fixed on the inner side of the wave bearing 34, that is, on the inner periphery of the flexible inner ring 36. The rigid cam 38 is formed with a fitting hole 40 with a key groove 39 for connecting the output shaft of the motor 20.

このような構成の減速機22は、ウエーブベアリング34の可撓性内輪36および可撓性外輪35が楕円形に撓められ、可撓性外輪35が楕円形に撓むことによって、外歯32形成部分が楕円形に撓められる。その結果、楕円形に撓んだ部分の長径方向両端部の2箇所において、外歯32が部分的に剛性内歯歯車31の内歯30に噛み合うようになる。そして、剛性カム38がモータ20により回転駆動されると、可撓性外歯歯車33の楕円形に撓んだ部分の長径部分が周方向に移動し、外歯32の内歯30に対する噛み合い位置が周方向に移動する。このとき、外歯32が内歯30よりも例えば2枚少なく設定されているので、噛み合い位置の移動に伴って、剛性内歯歯車31と可撓性外歯歯車33との間で相対的な回転が発生する。そして、可撓性外歯歯車33が出力軸となってモータ20の減速回転が取り出される。   In the speed reducer 22 having such a configuration, the flexible inner ring 36 and the flexible outer ring 35 of the wave bearing 34 are bent in an elliptical shape, and the flexible outer ring 35 is bent in an elliptical shape, whereby the external teeth 32. The forming part is bent into an oval shape. As a result, the external teeth 32 partially mesh with the internal teeth 30 of the rigid internal gear 31 at two locations on both ends in the major axis direction of the elliptically bent portion. When the rigid cam 38 is rotationally driven by the motor 20, the long diameter portion of the flexible external gear 33 bent in an elliptical shape moves in the circumferential direction, and the meshing position of the external teeth 32 with respect to the internal teeth 30. Moves in the circumferential direction. At this time, since the external teeth 32 are set to be, for example, two fewer than the internal teeth 30, the relative movement between the rigid internal gear 31 and the flexible external gear 33 is increased with the movement of the meshing position. Rotation occurs. Then, the speed reduction rotation of the motor 20 is taken out using the flexible external gear 33 as an output shaft.

図1に示すように、ティーチングペンダント4は、例えば薄型の略矩形箱状に形成されており、概ね使用者が携帯あるいは所持して操作可能な程度の大きさとなっている。ティーチングペンダント4には、各種キースイッチやタッチパネルが設けられており、使用者は、それらキースイッチやタッチパネルにより種々の入力操作を行う。ティーチングペンダント4は、ケーブルを経由してコントローラ3に接続され、通信インターフェイスを経由してコントローラ3との間で高速のデータ転送を実行するようになっており、キースイッチ等の操作により入力された操作信号などの情報はティーチングペンダント4からコントローラ3へ送信される。   As shown in FIG. 1, the teaching pendant 4 is formed in, for example, a thin, substantially rectangular box shape, and is generally large enough to be carried or carried by the user. The teaching pendant 4 is provided with various key switches and a touch panel, and the user performs various input operations using the key switches and the touch panel. The teaching pendant 4 is connected to the controller 3 via a cable, and performs high-speed data transfer with the controller 3 via a communication interface. The teaching pendant 4 is input by operating a key switch or the like. Information such as operation signals is transmitted from the teaching pendant 4 to the controller 3.

ここで、ロボット2が実行する作業サイクルについて説明する。
作業サイクルは、予め定められている教示点を経由して、例えばワークの移送などを繰り返し行う作業である。例えば図4は、教示点P1を初期位置として、教示点P2まで移動した後、教示点P3にてワークをピックアップし、ワークを保持した状態で教示点P2、P1を経由した後、教示点P4にてワークをプレースする作業サイクルを模式的に示している。より具体的には、教示点P1−P2間ではアームが水平方向に大きく移動し、教示点P2−P3間およびP1−P4間ではアームが垂直に移動している。
Here, a work cycle executed by the robot 2 will be described.
The work cycle is a work in which, for example, transfer of a workpiece is repeatedly performed via a predetermined teaching point. For example, in FIG. 4, after the teaching point P1 is moved to the teaching point P2 with the teaching point P1 as the initial position, the workpiece is picked up at the teaching point P3, and the teaching point P4 is passed through the teaching points P2 and P1 while holding the workpiece. A work cycle for placing a work is schematically shown. More specifically, the arm moves greatly in the horizontal direction between the teaching points P1 and P2, and the arm moves vertically between the teaching points P2 and P3 and between P1 and P4.

この場合、アームが水平移動する際には例えば第1軸(J1)が駆動され、アームが垂直移動する際には例えば第2軸(J2)、第3軸(J3)や第5軸(J5)が駆動されるものとする。また、アームが水平方向に大きく移動する教示点P1−P2間では、移動速度を重視したPTP動作が行われ、ワークを所定位置からピックアップする教示点P2−P3間およびワークを所定位置にプレースする教示点P1−P4間では、位置決めの正確性を増すために移動軌跡を重視したCP動作が行われているものとする。   In this case, for example, when the arm moves horizontally, the first axis (J1) is driven, and when the arm moves vertically, for example, the second axis (J2), the third axis (J3), and the fifth axis (J5). ) Shall be driven. Further, between the teaching points P1 and P2 where the arm moves greatly in the horizontal direction, a PTP operation is performed with an emphasis on the moving speed, and between the teaching points P2 and P3 where the workpiece is picked up from a predetermined position and the workpiece is placed at a predetermined position. It is assumed that a CP operation is performed between teaching points P1 and P4 with an emphasis on the movement trajectory in order to increase positioning accuracy.

この図4に示す作業サイクルでは、アームを捻る動作(第4軸(J4)を駆動する動作)が必要ないため、第4軸(J4)は動作していない。換言すると、第4軸(j4)に対応して設けられている駆動部23には、作業サイクル中に駆動指令が出力されていない。以下、本実施形態では第4軸(J4)に対応して設けられている駆動部23のように作業サイクル中に動作しない駆動部23を、便宜的に非動作駆動部と称し、動作しない状態を非動作状態と称する。   In the work cycle shown in FIG. 4, since the operation of twisting the arm (the operation of driving the fourth axis (J4)) is not required, the fourth axis (J4) is not operating. In other words, no drive command is output to the drive unit 23 provided corresponding to the fourth axis (j4) during the work cycle. Hereinafter, in the present embodiment, the drive unit 23 that does not operate during the work cycle, such as the drive unit 23 provided corresponding to the fourth axis (J4), is referred to as a non-operation drive unit for convenience, and does not operate. Is referred to as a non-operating state.

さて、非動作駆動部では、作業サイクルが繰り返し実行されると、図5(a)〜(d)に示すように、剛性内歯歯車31の内歯30と可撓性外歯歯車33の外歯32とが直接接触する可能性のある状態となる。具体的には、内歯30と外歯32との間に充填されている潤滑油Wは、通常であれば図5(a)に示すように拡散しているものの、非動作状態が続くと潤滑油Wが徐々に固体に近い状態となる。その状態で作業サイクルが繰り返し実行されると、つまり、非動作駆動部に他の駆動部23やロボット2自体からの振動が伝達されると、図5(b)に示すように、概ね1歯未満程度の大きさで潤滑油Wが部分的に欠落し、欠落領域Rが形成される。この図5(b)は、発生当初の欠落領域Rの状態を示している。   In the non-operation drive unit, when the work cycle is repeatedly executed, the internal teeth 30 of the rigid internal gear 31 and the external external gear 33 are externally connected as shown in FIGS. There is a possibility of direct contact with the teeth 32. Specifically, when the lubricating oil W filled between the inner teeth 30 and the outer teeth 32 is normally diffused as shown in FIG. 5A, the non-operating state continues. The lubricating oil W gradually becomes close to solid. When the work cycle is repeatedly executed in this state, that is, when vibrations from the other drive unit 23 and the robot 2 itself are transmitted to the non-operation drive unit, as shown in FIG. The lubricating oil W is partially missing with a size of less than that, and the missing region R is formed. FIG. 5B shows the state of the missing region R at the beginning of occurrence.

この状態でさらに作業サイクルが繰り返し実行されると、欠落領域Rは、図5(c)に示すように徐々に拡大していく。このように欠落領域Rが大きくなると、内歯30と外歯32とが直接的に接触するようになる。そして、作業サイクルが繰り返し実行され、振動が伝達されると、内歯30と外歯32とが接触を繰り返すようになり、その結果として、図5(d)に示すように、例えば内歯30が欠けるなどの破損部位Kが形成される。この状態では、破損部位Kがあることから、例えば作業サイクルが変更されて非動作駆動部が駆動されるようになると正常に動作せず、故障となってしまう。   When the work cycle is repeatedly executed in this state, the missing region R gradually expands as shown in FIG. When the missing region R becomes larger in this way, the inner teeth 30 and the outer teeth 32 come into direct contact. When the work cycle is repeatedly executed and vibration is transmitted, the inner teeth 30 and the outer teeth 32 repeat contact, and as a result, as shown in FIG. Damaged sites K such as chipping are formed. In this state, since there is a damaged portion K, for example, when the work cycle is changed and the non-operation drive unit is driven, it does not operate normally and a failure occurs.

このように、多関節型のロボット2では、特定の駆動部23が全く動作しない状態で作業サイクルが繰り返し実行されることがあり、動作していないことから本来であれば耐用年数に影響がないと思われるその駆動部23において、耐用年数が反って低下してしまうという現象が起こり得る。そして、この現象は、作業内容に対して駆動軸が冗長性を備えた構成となっている多関節型のロボット2に特有の問題である。
そこで、ロボットシステム1は、以下のようにしてこの問題に対処している。なお、上記したように本実施形態では非動作駆動部として第4軸(J4)を想定しているため第4軸(図6では「4軸目」等と記載する)を対象として説明する。
As described above, in the articulated robot 2, the work cycle may be repeatedly executed in a state where the specific drive unit 23 does not operate at all, and since it is not operated, the useful life is not affected. In the driving unit 23 which is considered to be, a phenomenon that the service life is warped and decreases may occur. This phenomenon is a problem peculiar to the articulated robot 2 in which the drive shaft has a redundancy with respect to the work content.
Therefore, the robot system 1 addresses this problem as follows. As described above, in the present embodiment, the fourth axis (J4) is assumed as the non-operation drive unit, and therefore the fourth axis (described as “fourth axis” in FIG. 6) will be described.

ロボットシステム1のコントローラ3は、図6に示す処理を繰り返し実行しており、動作命令が開始されると(駆動指令が出力されると)、4軸目が動作するか否かを判定し(S1)、4軸目が動作する場合には(S1:YES)、タイマをクリアする(S5)。このタイマは、4軸目が前回動作してからの経過時間を計測するタイマである。このように、コントローラ3は、4軸目が動作する毎に、前回動作してからの経過時間の計測を繰り返す。なお、本実施形態では、基準時間を1分に設定している。これは、一般的な作業サイクルが概ね1分以内で終了することから、作業サイクル毎に非動作駆動部を動作させるためである。   The controller 3 of the robot system 1 repeatedly executes the process shown in FIG. 6, and when an operation command is started (when a drive command is output), it is determined whether or not the fourth axis is operated ( S1) When the fourth axis operates (S1: YES), the timer is cleared (S5). This timer is a timer that measures an elapsed time since the fourth axis operated last time. Thus, every time the fourth axis operates, the controller 3 repeats the measurement of the elapsed time since the previous operation. In this embodiment, the reference time is set to 1 minute. This is because the non-operation drive unit is operated every work cycle because a general work cycle is completed within approximately one minute.

これに対して、コントローラ3は、4軸目が動作しないと判定すると(S1:NO)、現在の起動補完方法(つまり、アームの移動態様)がPTP動作であるか否かを判定し(S2)、PTP動作でなければ(S2:NO)そのまま処理を終了する一方、PTP動作であれば(S3:YES)、基準時間経過したか否か、つまり、前回動作してからの経過時間が基準時間を超えたか否かを判定する(S3)。そして、基準時間経過している場合には(S3:YES)、補助駆動指令を出力して、当該PTP動作中に4軸目を動作させる(S4)。この場合、上記したように、補助駆動指令による駆動部23の動作は、剛性内歯歯車31と可撓性外歯歯車33との噛み合い位置が1歯移動する程度のもので十分なことから、ステップS4における4軸目の動作は、そのPTP動作中に終了する。なお、基準時間を経過していない場合には(S3:NO)、そのまま処理を終了する。   On the other hand, if the controller 3 determines that the fourth axis does not operate (S1: NO), it determines whether or not the current start supplement method (that is, the arm movement mode) is a PTP operation (S2). ), If the PTP operation is not performed (S2: NO), the process is terminated as it is, whereas if the PTP operation is performed (S3: YES), whether or not the reference time has elapsed, that is, the elapsed time since the previous operation is the reference It is determined whether or not the time has been exceeded (S3). If the reference time has elapsed (S3: YES), an auxiliary drive command is output to operate the fourth axis during the PTP operation (S4). In this case, as described above, the operation of the drive unit 23 according to the auxiliary drive command is sufficient because the meshing position of the rigid internal gear 31 and the flexible external gear 33 is moved by one tooth. The operation on the fourth axis in step S4 ends during the PTP operation. If the reference time has not elapsed (S3: NO), the process is terminated as it is.

このように、ロボットシステム1では、本来の作業サイクルでは動作しない非動作駆動部である第4軸(J4)に対応する駆動部23を動作させることにより、非動作状態で振動が伝達されることにより発生する欠落領域Rに対して、発生当初には潤滑油Wを補充することができ、また、非動作駆動部を駆動させて潤滑油Wの拡散を促進しておくことで、欠落領域Rの発生そのものを抑制している。   Thus, in the robot system 1, vibration is transmitted in a non-operating state by operating the driving unit 23 corresponding to the fourth axis (J4), which is a non-operating driving unit that does not operate in the original work cycle. In the initial stage of occurrence, the lubricating oil W can be replenished with respect to the missing region R generated by the above, and the non-operating drive unit is driven to promote the diffusion of the lubricating oil W, thereby The occurrence itself is suppressed.

以上説明した本実施形態によれば、次のような効果を奏する。
前回駆動指令が出力されてからの経過時間を計測し、経過時間が基準時間を超えたと判定された駆動部23である非動作駆動部に対し、当該駆動部23のモータ20を駆動させるための補助駆動指令を出力する。このように本来の作業サイクル中には動作しない駆動部23つまりは減速機22を動作させることにより、その動作に伴って減速機22内の潤滑油Wの拡散が促進され、欠落領域Rの発生および拡大が抑制される。すなわち、剛性内歯歯車31と可撓性外歯歯車33の歯が直接的に接触することが無くなる。したがって、非動作駆動部に振動が伝達されたとしても、歯の損傷や破損などが生じるおそれが低減され、非動作駆動部つまり特定の駆動部23における故障の発生を抑制できる。また、ロボットの耐用年数の低下を招くおそれを低減することができる。
According to this embodiment described above, the following effects can be obtained.
The elapsed time from the output of the previous drive command is measured, and the non-operating drive unit, which is the drive unit 23 that has been determined to have exceeded the reference time, drives the motor 20 of the drive unit 23. Output auxiliary drive command. In this way, by operating the drive unit 23 that does not operate during the original work cycle, that is, the speed reducer 22, the diffusion of the lubricating oil W in the speed reducer 22 is promoted along with the operation, and the missing region R is generated. And expansion is suppressed. That is, the teeth of the rigid internal gear 31 and the flexible external gear 33 are not in direct contact. Therefore, even if vibration is transmitted to the non-operation drive unit, the possibility of tooth damage or breakage is reduced, and the occurrence of a failure in the non-operation drive unit, that is, the specific drive unit 23 can be suppressed. In addition, it is possible to reduce the risk of a decrease in the service life of the robot.

非動作駆動部を動作させる際、駆動部23の剛性内歯歯車31と可撓性外歯歯車33との噛み合い位置が1歯以上移動するように動作させているので、図4に示したような発生当初の欠落領域Rに潤滑油Wを拡散させることができ、欠落領域Rの拡大を抑制することができる。また、駆動部23が動作すれば潤滑油Wの拡散が促進されることから、欠落領域Rの発生そのものを抑制することができる。   When operating the non-operation drive unit, the meshing position of the rigid internal gear 31 and the flexible external gear 33 of the drive unit 23 is moved so as to move one or more teeth, as shown in FIG. Thus, the lubricating oil W can be diffused into the missing region R at the beginning of occurrence, and the expansion of the missing region R can be suppressed. Moreover, since the diffusion of the lubricating oil W is promoted when the driving unit 23 operates, the occurrence of the missing region R itself can be suppressed.

このとき、PTP動作中に非動作駆動部を動作させているので、タクトタイムが長くなるなどの影響を与えることが無く、また、潤滑油Wを拡散させるためには上記したように、噛み合い位置を1歯以上移動させればよいのでPTP動作中に確実に駆動部23の動作を完了させることができ、生産効率の低下を抑制することができる。また、PTP動作中に動作させるので、ロボット2の本来のアームの軌跡に影響を与えることがない。
本実施形態では、基準時間を1分に設定しているので、概ね作業サイクル毎に駆動部23が動作する。これにより、欠落領域Rが発生する前に非動作駆動部が動作すると想定されることから、欠落領域Rの発生をより確実に予防することができる。
At this time, since the non-operation drive unit is operated during the PTP operation, there is no influence such as an increase in the tact time, and in order to diffuse the lubricating oil W, as described above, the meshing position Therefore, the operation of the drive unit 23 can be reliably completed during the PTP operation, and a reduction in production efficiency can be suppressed. Further, since the movement is performed during the PTP operation, the original trajectory of the robot 2 is not affected.
In this embodiment, since the reference time is set to 1 minute, the drive unit 23 operates approximately every work cycle. Thereby, since it is assumed that the non-operation drive unit operates before the missing region R occurs, the occurrence of the missing region R can be prevented more reliably.

(第2実施形態)
第1実施形態では6軸の垂直多関節型ロボットを例示したが、図7に示すような4軸の水平多関節型ロボットに適用してもよい。なお、第1実施形態と実質的に共通する部位には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
(Second Embodiment)
In the first embodiment, a 6-axis vertical articulated robot is illustrated, but the present invention may be applied to a 4-axis horizontal articulated robot as shown in FIG. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the site | part substantially common with 1st Embodiment, and detailed description is abbreviate | omitted.

図7に示すように、ロボットシステム61を構成するロボット62は、設置面に固定されるベース63と、このベース63上にZ方向の軸心を持つ第1軸(J61)を中心に回転可能に連結された第一アーム64と、第一アーム64の先端部上にZ方向の軸心を持つ第2軸(J62)を中心に回転可能に連結された第二アーム65と、第二アーム65の先端部に上下動可能(矢印A方向)で且つZ方向の軸心を持つ第3軸(J63)を中心に回転可能に設けられたシャフト66とから構成されている。シャフト66の先端部(下端部)には、ツールなどを取り付けるためのフランジ67が位置決めされて着脱可能に取り付けられるようになっている。
このような構成においても、第1実施形態の図6と同様の処理を行うことで、非動作駆動部の動作に伴って潤滑油Wが拡散され、欠落領域Rの拡大や発生そのものを抑制することができるなど、第1実施形態と同様の効果を得ることができる。
As shown in FIG. 7, the robot 62 constituting the robot system 61 can rotate around a base 63 fixed to the installation surface and a first axis (J61) having an axis in the Z direction on the base 63. A first arm 64 coupled to the first arm 64, a second arm 65 coupled to the tip of the first arm 64 so as to be rotatable about a second axis (J62) having an axis in the Z direction, and a second arm A shaft 66 is provided at the tip end portion of the shaft 65 so as to be movable up and down (arrow A direction) and rotatable about a third axis (J63) having an axis center in the Z direction. A flange 67 for attaching a tool or the like is positioned and attached to the front end (lower end) of the shaft 66 so as to be detachable.
Even in such a configuration, by performing the same processing as in FIG. 6 of the first embodiment, the lubricating oil W is diffused along with the operation of the non-operation drive unit, and the expansion and occurrence of the missing region R are suppressed. For example, the same effects as those of the first embodiment can be obtained.

(その他の実施形態)
本発明は上記した各実施形態に限定されるものではなく、次のような変形または拡張が可能である。
各実施形態では減速機22として波動歯車装置を例示したが、歯車を利用するものでれば他の構成のものであっても本発明を適用することができる。
各実施形態では基準時間を経過した時点のPTP動作にて非動作駆動部を動作させるようにしたが、作業サイクル中に複数のPTP動作が存在する場合、最も動作時間の長いPTP動作を予め判定しておき、最も動作時間の長いPTP動作中に補助駆動指令を出力するようにしてもよい。動作時間が長ければ、補助駆動指令により動作させた駆動部23を確実に本来の位置まで戻すことができるため本来の作業に影響を与えることがない。また、動作時間が長ければ、そのPTP動作中での噛み合い位置の移動量を増加させることができるので、欠落領域Rの発生およびその拡大をより一層抑制することができる。
(Other embodiments)
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and the following modifications or expansions are possible.
In each embodiment, the wave gear device is exemplified as the speed reducer 22, but the present invention can be applied to other configurations as long as the gear is used.
In each embodiment, the non-operation drive unit is operated by the PTP operation at the time when the reference time elapses. However, when there are a plurality of PTP operations in the work cycle, the PTP operation having the longest operation time is determined in advance. In addition, the auxiliary drive command may be output during the PTP operation with the longest operation time. If the operation time is long, the drive unit 23 operated by the auxiliary drive command can be surely returned to the original position, so that the original work is not affected. Also, if the operation time is long, the amount of movement of the meshing position during the PTP operation can be increased, so that the generation and expansion of the missing region R can be further suppressed.

その場合、PTP動作の動作時間に応じて、非動作駆動部の動作量を帳調整するようにしてもよい。例えば、PTP動作の動作時間が長ければ、動作量を大きくしてもよい。これは、動作時間が長ければPTP動作が終了するまでに本来の噛み合い位置に戻すことができるためである。このようにすれば、潤滑油Wの拡散をさらに促進でき、欠落領域Rの発生より確実に予防できるようになる。   In that case, the operation amount of the non-operation drive unit may be adjusted according to the operation time of the PTP operation. For example, if the operation time of the PTP operation is long, the operation amount may be increased. This is because if the operation time is long, it can be returned to the original meshing position by the end of the PTP operation. In this way, the diffusion of the lubricating oil W can be further promoted and can be reliably prevented from the occurrence of the missing region R.

各実施形態ではPTP動作であるか否かのみを判定したが、図6の処理にワークを保持しているか否かを判定する処理をさらに加えて、ワークを保持していない(移送していない)PTP動作中に非動作駆動部を駆動するための補助駆動指令を出力してもよい。このようにすれば、本来の作業サイクルでは想定していないタイミングで駆動部23が動作したとしても、その動作に起因してワークが設備装置に衝突するなどの不具合を生じさせることがない。   In each embodiment, only whether or not the operation is a PTP operation is determined. However, a process for determining whether or not a workpiece is held is further added to the processing of FIG. ) An auxiliary drive command for driving the non-operation drive unit during the PTP operation may be output. In this way, even if the drive unit 23 operates at a timing that is not assumed in the original work cycle, there is no problem that the work collides with the equipment device due to the operation.

第1実施形態では第4軸(J4)を対象としたが、他の軸を対象として図6と同様の処理を実行することにより、ロボット2に設けられている複数の駆動部23の全てに対して非動作駆動部と判定された場合には動作させることができるようになり、第1実施形態と同様の効果を得ることができる。
もちろん、図6と同様の処理を全ての軸を対象として同時に実行し、非動作駆動部と判定された全ての駆動部23に対して同一の作業サイクル中に個別に補助駆動指令を出力するようにしてもよい。その場合、複数の非動作駆動部が特定された場合には、同一のPTP動作中に補助駆動指令を出力してもよいし、異なるPTP動作でそれぞれ補助駆動指令を出力するようにしてもよい。
In the first embodiment, the fourth axis (J4) is targeted. However, the same processing as in FIG. 6 is performed for other axes, so that all of the plurality of drive units 23 provided in the robot 2 are treated. On the other hand, when it is determined as a non-operation drive unit, it can be operated, and the same effect as in the first embodiment can be obtained.
Of course, the same processing as in FIG. 6 is executed simultaneously for all axes, and auxiliary drive commands are individually output during the same work cycle to all the drive units 23 determined to be non-operation drive units. It may be. In that case, when a plurality of non-operation drive units are specified, an auxiliary drive command may be output during the same PTP operation, or an auxiliary drive command may be output in different PTP operations. .

各実施形態では潤滑油Wとして非動作状態では個体に近い性質を有するものを例示したが、常時液体の性質を有するものであってもよい。この場合、潤滑油Wの量が減少した部位すなわち潤滑油Wが切れた部位が欠落領域Rに相当すると考えればよいことから、図6と同様の処理を実行することにより、各実施形態と同様の効果を得ることができる。
第1実施形態では6軸ロボット、第2実施形態では4軸ロボットを例示したが、例えば7軸ロボットなど軸数が異なるロボットであっても本発明を適用することができる。
各実施形態では駆動部23に対して駆動指令が出力されたか否かを判定するようにしたが、エンコーダ21により検出されるモータ20の回転位置から間接的にモータ20が駆動されたか否かを判定する構成としてもよい。
In each embodiment, the lubricating oil W is exemplified as having a property close to an individual in a non-operating state. However, the lubricating oil W may always have a liquid property. In this case, since it may be considered that the part where the amount of the lubricating oil W is reduced, that is, the part where the lubricating oil W is cut out corresponds to the missing region R, the same processing as in FIG. The effect of can be obtained.
In the first embodiment, a 6-axis robot is illustrated, and in the second embodiment, a 4-axis robot is exemplified. However, the present invention can also be applied to a robot having a different number of axes such as a 7-axis robot.
In each embodiment, it is determined whether or not a drive command is output to the drive unit 23. However, whether or not the motor 20 is driven indirectly from the rotational position of the motor 20 detected by the encoder 21 is determined. It is good also as a structure to determine.

図面中、1はロボットシステム、2はロボット、6はショルダ(アーム)、7は下アーム(アーム)、8は第一上アーム(アーム)、9は第二上アーム(アーム)、10は手首(アーム)、17は指令部(指令出力手段)、18は判定部(判定手段)、19は補助指令部(補助指令出力手段)、20はモータ、22は減速機(歯車機構)、23は駆動部、61はロボットシステム、62はロボット、64は第一アーム(アーム)、65は第二アーム(アーム)、66はシャフト(アーム)、J1〜J6、J61〜J64は軸を示す。   In the drawings, 1 is a robot system, 2 is a robot, 6 is a shoulder (arm), 7 is a lower arm (arm), 8 is a first upper arm (arm), 9 is a second upper arm (arm), and 10 is a wrist (Arm), 17 is a command section (command output means), 18 is a determination section (determination means), 19 is an auxiliary command section (auxiliary command output means), 20 is a motor, 22 is a speed reducer (gear mechanism), and 23 is A drive unit, 61 is a robot system, 62 is a robot, 64 is a first arm (arm), 65 is a second arm (arm), 66 is a shaft (arm), and J1 to J6 and J61 to J64 are axes.

Claims (4)

互いに回転可能に連結された複数のアームを駆動することにより予め定められている作業サイクルを繰り返し実行可能な多関節型のロボットを制御するためのロボットシステムであって、
前記ロボットの各軸にそれぞれ設けられ、各軸を駆動するためのモータおよび前記モータの出力を出力軸側に連結されている前記アームに伝達する歯車機構を有する複数の駆動部と、
複数の前記駆動部に対し、当該駆動部の前記モータを駆動するための駆動指令を個別に出力する指令出力手段と、
複数の前記駆動部に対し、前記駆動指令が出力されてからの経過時間が予め設定されている基準時間を超えたか否かを個別に判定する判定手段と、
複数の前記駆動部のうち前記経過時間が前記基準時間を超えたと判定された前記駆動部に対し、当該駆動部の前記モータを駆動するための補助駆動指令を出力する補助指令出力手段と、を備え、
前記作業サイクルには、前記アームを予め設定される教示点間で移動させる際、前記アームの移動軌跡を相対的に重視した作業動作と、前記アームの移動速度を相対的に重視した移動動作とが含まれ、
前記判定手段は、前記アームの移動が前記作業動作あるいは前記移動動作のいずれであるかをさらに判定し、
前記補助指令出力手段は、前記作業サイクル内の前記移動動作中に、前記歯車機構の歯の噛み合い位置を少なくとも1歯以上移動させる補助駆動指令を出力することを特徴とするロボットシステム。
A robot system for controlling an articulated robot capable of repeatedly executing a predetermined work cycle by driving a plurality of arms rotatably connected to each other,
A plurality of driving units provided on each axis of the robot, each having a motor for driving each axis, and a gear mechanism for transmitting the output of the motor to the arm connected to the output shaft side;
Command output means for individually outputting a drive command for driving the motor of the drive unit to the plurality of drive units;
Determination means for individually determining whether or not an elapsed time after the drive command is output exceeds a preset reference time for the plurality of drive units,
To said drive unit for the elapsed time is determined to have exceeded the reference time among the plurality of the driving portion, and the assist command output means for outputting an auxiliary driving command for driving the motor of the drive unit, the Prepared,
In the work cycle, when the arm is moved between preset teaching points, a work operation that places importance on the movement trajectory of the arm, and a movement operation that places importance on the movement speed of the arm, Contains
The determination means further determines whether the movement of the arm is the work operation or the movement operation;
The robot system characterized in that the auxiliary command output means outputs an auxiliary drive command for moving at least one tooth engagement position of the gear mechanism during the moving operation in the work cycle .
前記判定手段は、前記作業サイクル中に複数の前記移動動作が含まれている場合、いずれが最も動作時間の長い移動動作であるかをさらに判定し、The determination means further determines which is the moving operation with the longest operation time when a plurality of the moving operations are included in the work cycle,
前記補助指令出力手段は、前記判定手段により最も長いと判定された前記移動動作中に前記補助駆動指令を出力することを特徴とする請求項1記載のロボットシステム。The robot system according to claim 1, wherein the auxiliary command output unit outputs the auxiliary driving command during the moving operation determined to be the longest by the determination unit.
前記判定手段は、作業対象となるワークを移送しているか否かをさらに判定し、The determination means further determines whether or not the work to be worked is transferred,
前記補助指令出力手段は、前記判定手段により前記ワークを移送していないと判定された期間に前記補助駆動指令を出力することを特徴とする請求項1または2記載のロボットシステム。3. The robot system according to claim 1, wherein the auxiliary command output unit outputs the auxiliary driving command during a period in which the determination unit determines that the workpiece is not transferred.
互いに回転可能に連結された複数のアームを駆動することにより予め定められている作業サイクルを繰り返し実行可能な多関節型のロボットを制御するためのロボットシステムであって、A robot system for controlling an articulated robot capable of repeatedly executing a predetermined work cycle by driving a plurality of arms rotatably connected to each other,
前記ロボットの各軸にそれぞれ設けられ、各軸を駆動するためのモータおよび前記モータの出力を出力軸側に連結されている前記アームに伝達する歯車機構を有する複数の駆動部と、A plurality of driving units provided on each axis of the robot, each having a motor for driving each axis, and a gear mechanism for transmitting the output of the motor to the arm connected to the output shaft side;
複数の前記駆動部に対し、当該駆動部の前記モータを駆動するための駆動指令を個別に出力する指令出力手段と、Command output means for individually outputting a drive command for driving the motor of the drive unit to the plurality of drive units;
複数の前記駆動部に対し、前記駆動指令が出力されてからの経過時間が予め設定されている基準時間を超えたか否かを個別に判定する判定手段と、Determination means for individually determining whether or not an elapsed time after the drive command is output exceeds a preset reference time for the plurality of drive units,
複数の前記駆動部のうち前記経過時間が前記基準時間を超えたと判定された前記駆動部に対し、当該駆動部の前記モータを駆動するための補助駆動指令を出力する補助指令出力手段と、を備え、Auxiliary command output means for outputting an auxiliary drive command for driving the motor of the drive unit to the drive unit determined that the elapsed time has exceeded the reference time among the plurality of drive units; Prepared,
前記判定手段は、作業対象となるワークを移送しているか否かをさらに判定し、  The determination means further determines whether or not the work to be worked is transferred,
前記補助指令出力手段は、前記判定手段により前記ワークを移送していないと判定された期間に前記補助駆動指令を出力することを特徴とするロボットシステム。The robot system characterized in that the auxiliary command output means outputs the auxiliary drive command during a period when the determination means determines that the workpiece is not transferred.
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