JPH0260475B2 - - Google Patents

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JPH0260475B2
JPH0260475B2 JP57017789A JP1778982A JPH0260475B2 JP H0260475 B2 JPH0260475 B2 JP H0260475B2 JP 57017789 A JP57017789 A JP 57017789A JP 1778982 A JP1778982 A JP 1778982A JP H0260475 B2 JPH0260475 B2 JP H0260475B2
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JP
Japan
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tool
arm
temperature
movable part
arms
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
JP57017789A
Other languages
English (en)
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JPS58137585A (ja
Inventor
Toshitaka Kuno
Hiroshi Moribe
Toshiaki Ikeda
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Central R&D Labs Inc
Original Assignee
Toyota Central R&D Labs Inc
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Publication date
Application filed by Toyota Central R&D Labs Inc filed Critical Toyota Central R&D Labs Inc
Priority to JP1778982A priority Critical patent/JPS58137585A/ja
Publication of JPS58137585A publication Critical patent/JPS58137585A/ja
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は工業用ロボツトに係わり、特にその可
動部の温度伸縮により生ずる工具の位置決め誤差
をなくすことができる工業用ロボツトに関する。
工業用ロボツトのアームは通常金属製であるの
で、アームの温度が変化するとアームが伸縮する
のでアームにより位置決めされる工具の位置決め
に誤差が生ずる。この結果従来の工業用ロボツト
はアームの温度が変化すると所定の製品を製造す
ることができないという問題があつた。
本発明は上記従来の課題に鑑みて為されたもの
であり、その目的とするところは、アーム等の可
動部が温度変化により伸縮した場合であつても工
具の位置決めに誤差が生ずることがない工業用ロ
ボツトを提供することにある。
本発明に係る工業用ロボツトは、複数のアーム
がそれぞれ回転軸を介して相互に接続されてロボ
ツト可動部を構成し、隣り合うアーム間で相対回
転することにより、ロボツト可動部先端に回転可
能に取付けられた工具を所定位置へ位置決めする
工業用ロボツトであつて、前記工具の位置を特定
する位置決め指令値を発生する位置決め指令値発
生装置と、前記アームのそれぞれ及び工具に取付
けられそれぞれのアーム及び工具の温度検出を行
う温度センサと、前記温度センサのそれぞれの検
出値に基づいて対応するアームの長さ及び工具の
長さを演算する演算手段と、位置決め指令発生装
置の位置決め指令値と各アームの長さ及び工具の
長さに基づいて前記隣り合うアーム間の相対角度
の駆動制御値を求める制御値演算回路と、駆動制
御値に基づいて前記ロボツト可動部を駆動制御し
て工具を位置決めする可動部制御装置と、を有し
ている。
このため、本発明によれば複数のアーム及び工
具にそれぞれ温度センサが取付けられているの
で、それぞれのアーム及び工具の現在の長さを演
算することができる。ここで、本発明の工業用ロ
ボツトは、それぞれのアームが回転軸を介して連
結されており、隣り合うアーム間の相対角度を変
更することにより、工具を所定位置へ位置決めす
るようにしている。従つて、それぞれのアームの
長さのみの温度補償をしたのみでは、正確な工具
の所定位置への位置決めを行うことができない。
そこで、本発明の補正手段では、演算手段で演算
されたそれぞれのアームの長さから隣り合うアー
ム間の相対角度及びアームと工具間の相対角度を
定めるようにしたので、ロボツト可動部の温度変
化による伸縮分を補正することができる。
これにより、多軸連結された複数のアームを備
えた工業用ロボツトにおける、相互に関係し合う
複数のアームの温度補償を総括して行うことがで
き、工具の所定位置への位置決めを精度よく行う
ことができる。
以下、図面に基づいて本発明に係る工業用ロボ
ツトの実施例を説明する。
第1図において対象物10は工具であるハンド
12Aで把持されるようになつている。ハンド1
2Aはその基部が軸13A及びこの軸13Aと直
交する軸13Bを介してロアアーム12Bの先端
部へ軸支されており、これによつてハンド12A
は軸13A回りに旋回可能、13B回りに回動可
能となつている。
ロアアーム12Bの基部は軸13Bと直角な軸
線を有する軸13Cを介してアツパアーム12C
の先端部へ軸支されてロアアーム12Bがアツパ
アーム12Cに対して旋回可能となつている。
またこのアツパアーム12Cはその基部が軸1
3Dを介して回転アーム12Dの上端部へ軸支さ
れている。この軸13Dは軸13Cと平行であ
り、アツパアーム12Cが軸13D回りに旋回可
能となつている。
この回転アーム12Dはその下端部が軸13E
を介して固定ベース12Eへ軸支されている。軸
13Eは軸13Dの軸心と直交しており、かつ垂
直に立てられ回転しアーム12Dを垂直軸回りに
回転可能としている。
これらのハンド12A,ロアアーム12B、ア
ツパアーム12C、回転アーム12Dはロボツト
可動部を構成し、それぞれ図示しないモータ等の
駆動手段で、軸13A,13B,13C,13
D,13E回りに回転又は旋回されてハンド12
Aを所望位置へ所望の姿勢で移動するようになつ
ている。またハンド12Aも図示しないモータ等
の駆動手段で開閉し、対象物10の把持、把持解
消ができるようになつている。
これらの駆動手段によるハンド12Aの所望位
置及び姿勢への位置決めは、可動部制御装置14
が上記各駆動手段のモータ等の回転角度を制御す
ることにより行なわれている。すなわち各駆動手
段にはその回転角度を検出する角度センサ、例え
ばエンコーダ、ポテンシヨメータ等が設けられて
おり、可動部制御装置14は入力された回転角制
御値とハンド12A、各アーム12B,12C及
び回転アーム12Dの実際に駆動された回転角値
とを比較し、これらが等しくなるようにサーボ制
御を行なつてハンド12Aを要求された位置及び
姿勢へ位置決めするようになつている。
上記可動部制御装置14は制御値演算回路16
を介して位置決め指令発生装置18へ接続されて
いる。この制御値演算回路16は位置決め指令発
生装置18から出力された位置決め指令値(基準
3次元座標系X,Y,Zの位置及び姿勢で与えら
れる)に対して所定の演算を行ない可動部制御装
置14へ演算結果である駆動制御値(モータの回
転角度)を送るようになつている。
一方、対象物10を把持するハンド12Aには
第1の温度センサ20Aが接触状態で取りつけら
れている。この温度センサ20Aは温度測定回路
22Aへ接続され、この温度測定回路22Aが
AD変換器24Aへ接続されている。さらにこの
AD変換器24Aが前記制御値演算回路16へ接
続されている。
従つて温度センサ20Aの検出値は温度測定回
路22Aで電圧変換された後にAD変換器24A
を介してデジタル値として制御値演算回路16へ
送られるようになつており、この制御値演算回路
16ではハンド12Aの温度と、温度変化による
寸法変化の関係式が与えられている。このためハ
ンド12Aの温度t1が基準温度(例えば20℃)か
ら変化した場合にこの温度変化に応じた工具長さ
A=f(t1)を演算し、位置決め指令発生装置1
8からの指令値に対しこの演算結果の寸法だけ補
正した制御値〔=f(,A)、但しは位置決
め指令値または各回転軸および旋回転まわりの
回転角指令値〕を可動部制御装置14へ送つて、
ハンド12Aの温度変化に拘らずハンド12Aを
常に正確に指令された位置へ指令された姿勢で移
動させるようになつている。
またロアアーム12B、アツパアーム12C、
回転アーム12Dにもこれらの中央部にそれぞれ
温度センサ20B,20C,20Dが取りつけら
れており、それぞれ温度測定回路22B,22
C,22D及びDA変換器24B,24C,24
Dを介して制御値演算回路16へ接続されてい
る。制御値演算回路16ではハンド12Aの場合
と同様に、ロアアーム12B、アツパアーム12
C、回転アーム12Dの各温度t2,t3,t4に対応
する各部の長さB=f(t2)、C=f(t3)、D=f
(t4)を計算すると共に、これに基いて駆動制御
値=f(,B,C,D)を求めハンド12A
の駆動制御値=f(,A)を求めると同時に
駆動制御値=f(,A,B,C,D)を補正
するようになつている。
このように構成された本実施例のロボツトで
は、位置決め指令発生装置18からの位置決め指
令値に基づいた駆動制御値が可動部制御装置14
から各モータへ送られ、これによつてハンド12
A、ロアアーム12B、アツパーアーム12C、
回転アーム12Dがそれぞれ必要角度だけ回転
し、これらの回転がエンコーダ等によりフイード
バツクされサーボ制御が行なわれる。従つてハン
ド12Aは位置決め指令発生装置18で指令され
た基準座標系の指令位置へ指令姿勢で移動する。
ここでハンド12A、ロアアーム12B、アツ
パアーム12C、回転アーム12Dが基準温度か
ら変化した場合には、これらの温度がセンサー2
0A,20B,20C,20Dで検出されて制御
値演算回路16へ送られ、アーム制御装置14へ
のモータ駆動信号を補正する。この結果、ハンド
12Aはロボツトの雰囲気温度の変化にも拘らず
常に位置決め指令発生装置18で指令された基準
座標系の指令位置へ指令姿勢で正確に移動するこ
とができる。
一例としてアルミニウム製のロボツト各可動部
は長さが50cmで夏冬の温度差(約30℃)により
0.2〜0.3mm程度の伸縮があり、この結果ハンドの
対象物把持部では指令位置から0.5mm程度の誤差
を生じていたが、本実施例ではこの誤差を補正す
ることができ、正確な作業が可能となつた。
なお上記実施例ではロボツトの各可動部へそれ
ぞれ温度センサーを設けた構成を示したが、各可
動部の温度がほぼ均一である場合には一カ所のみ
の温度測定又は特別に温度の異る可動部のみの測
定で事足り、またこのセンサーは必らずしもアー
ムハンド等の可動部へ取付ける必要はなく雰囲気
温度を測定するものであつてもよい。
逆に各可動部の温度が不均一である場合には、
必要に応じて多数の温度センサーを設け、同一の
可動部の異る部位へ複数個のセンサーを取りつけ
ることもでき、最も温度の高い部位と低い部位へ
それぞれ取りつけるようにして、又は極端に他の
部位と温度が異る部位に特別に設けることもでき
る。
また各可動部の温度変化による駆動制御値の補
正は温度変化の著しい作業開始時、早朝時にの
み、又は必要に応じて間欠的に行つてもよい。
以上説明した如く本発明に係る工業用ロボツト
では、多軸連結された複数のアーム間のそれぞれ
の相対角度を一括して補正することができるの
で、複雑な移動軌跡をするロボツト可動部の温度
変化による補正を精度良く行うことができる。こ
のため、ロボツト可動部に温度変化があつても工
具の位置決め誤差が生ずることがないという優れ
た効果を有する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係わる工業用ロボツトの全体
構成図である。 10…工具、12…アーム、12A…上腕、1
2B…下腕、12C…旋回フレーム、14…アー
ム制御装置、16…位置決め指令発生装置、18
…制御値演算回路、20A,20B,20C,2
0D…温度センサ。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 複数のアームがそれぞれ回転軸を介して相互
    に接続されてロボツト可動部を構成し、隣り合う
    アーム間で相対回転することにより、ロボツト可
    動部先端に回転可能に取付けられた工具を所定位
    置へ位置決めする工業用ロボツトであつて、前記
    工具の位置を特定する位置決め指令値を発生する
    位置決め指令値発生装置と、前記アームのそれぞ
    れ及び工具に取付けられそれぞれのアーム及び工
    具の温度検出を行う温度センサと、前記温度セン
    サのそれぞれの検出値に基づいて対応するアーム
    の長さ及び工具の長さを演算する演算手段と、位
    置決め指令発生装置の位置決め指令値と各アーム
    の長さ及び工具の長さに基づいて前記隣り合うア
    ーム間の相対角度の駆動制御値を求める制御値演
    算回路と、駆動制御値に基づいて前記ロボツト可
    動部を駆動制御して工具を位置決めする可動部制
    御装置と、を有する工業用ロボツト。
JP1778982A 1982-02-05 1982-02-05 工業用ロボツト Granted JPS58137585A (ja)

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JP1778982A JPS58137585A (ja) 1982-02-05 1982-02-05 工業用ロボツト

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JPS58137585A JPS58137585A (ja) 1983-08-16
JPH0260475B2 true JPH0260475B2 (ja) 1990-12-17

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