JPH03149171A - 産業用ロボットの工具軌跡制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 『産業−Ｅの利用分野』 本発明は、アームの先端部に工具を取り付けた産業用ロ
ボットの工具軌跡制御装置に関するものである。

「従来の技術ｊ 産業用ロボットのアームの先端にワイヤーグラインダを
取り付け、自動車部品のルーフ等を成形するプレス金型
の製作工程の一つである磨きを行う場合には、工具軌跡
制御装置へ基準ワークの軌跡データを記憶させ、この軌
跡データにより工具を作動させている。

［発明が解決しようとする課題』 このような従来技術においては、実ワークを治具にセッ
トした時、セット精度が実ワーク毎に−様でなく実ワー
クの磨き開始点と基準ワークの軌跡データ開始点が一致
せず、セット精度の程度によって磨き過ぎを生じたり、
或いは磨き不足を生じたりする問題点がある。

本発明は、このＷＩＩＩ点を解決するためになされたも
ので、実ワークの治具へのセット精度に係わりなく、過
不足のない所定量の作業を行うことができる産業用ロボ
ットの工具軌跡制御装置を提供することを目的とするも
のである。

［課題を解決するための手段』 前記目的を達成するための具体的手段として、第１図に
示されるように、アーム１１の先端部１２にワークを研
磨する磨き工具１５を取り付けた産業用ロボットの工具
軌跡制御装置であって、前記アーム１１の先端部１２に
設けた力センサ１４と、該力センサ１４と磨き工具１５
の間に設けたスプリング１６と、基準ワークの軌跡デー
タを読み取って記憶する軌跡データ記憶手段２２ａと、
回転する磨き工具１５を基準ワークに対して軌跡データ
開始点へ騒動させたときの力センサ１４によって検出さ
れた反力を記憶する反力記憶手段２３ｂと、回転する磨
き工具１５を実ワークに対して軌跡データ開始点へ移動
させたときの力センサ１４によって検出された反力と、
前記反力記憶手段２３ｂに記憶された反力との差を演算
し、これから位置補正量を演算する位置補正量演算手段
２３ａと、その演算値に基づいて前記基準ワークの軌跡
データを補正する補正手段２０ａと、補正された基準ワ
ークの軌跡データに基づいて前記磨き工具１５を駆動す
る工具駆動制御手段２０ｂとを備えたことを特徴とする
産業用ロボットの工具軌跡制御装置が提供される。

「作用」 前記産業用ロボットの工具軌跡制御装置によれば、軌跡
データ記憶手段２２ａに記憶されている基準ワークの軌
跡データに基づいて、磨き工具１５を軌跡データの開始
点に向けて移動させると、磨き工具１５が実ワークに接
触してスプリング１６が撓み、力センサ１４が実ワーク
から受ける反力を検出し、基準ワークにおける反力との
差から位置補正量を位置補正量演算手段２３ａにより演
算し、その演算値に基づき補正手段２０ａが、前記軌跡
データ記憶手段２２ａに記憶された基準ワークの軌跡デ
ータを補正し、その補正された軌跡データにより工具駆
動制御手段２０ｂが工具の軌跡を制御して実ワークに対
して作業を行う。

「実施例」 本発明の実施例をプレス金型の磨き作業を行う態様によ
り添付図面第２．３図に基づいて説明する。

第２図（示す如く、６輪多関節形の産業用ロボット１０
は互いに揺動自在に順次枢支されたアーム１１を有し、
その先端部１２にロボットフランジ１３を取着して力セ
ンサ１４を固定するとともに、その力センサ１４を介し
て磨き工具１５が取り付けられている。力センサ１４に
は第１のフランジ４０が取付けられ、この第１のフラン
ジ４０にボルト４１を介して第２のフランジ４２が接離
可能に連結され、ボルト４１の頚部が第１のフランジ４
０に当接することによって第２のフランジ４２の落下が
肋止される。第１のフランジ４０と第２のフランジ４２
間には、互いに離間する方向に付勢するスプリング１６
が介挿され、ボルト４１の頭部が第１のフランジ４０か
ら離れると直ちにスプリング１６の押圧力が第２のフラ
ンジ４２に作用するようになっている。第２のフランジ
４２に取付けられた磨き工具１５は電動型のワイヤーグ
ラインダ１５ａであって、ワイヤーグラインダ１５ａに
作用する実ワークＷａからの反力を縦衝ばわ１６を介し
て力センサ１４に伝える。

各アーム１１及び先端部１２は６個のサーボモータＭｌ
−Ｍ６により駆動される。産業用ロボツトｌＯを作動さ
せて磨き作業を行う制御装置は主中央処理装ｆ（以下メ
インＣＰＵという）２０とメモり２２を主要梢或部材と
し、メインＣＰＵ２０にはサーボＣＰＵ２１１〜２１６
を介して各サーボモータＭｌへＭ６が接続され、力セン
サコントローラ２３とインターフェイス（ＩＦ）２４を
介して力センサ１５が接続され、また掻作盤２５が接続
されている。前記各サーボＣＰＵ２１１〜２１６はプロ
グラム化されたサーボモータ駆動制御手段と現在位置検
出手段（いずれも図示しない）を備え、サーボモータ駆
動制御手段はメインＣＰＵ２０からの指令信号に基づき
各サーボモータＭ１〜Ｍ６に制御パルスを分配して各サ
ーボモータＭ１〜Ｍ６を駆動し、産業用ロボット１０を
作動させるものであり、また、現在位置検出手段はサー
ボモータ駆動制御手段から同じ制御パルスの分配を受け
これをカウントして各アーム１１の現在位置を検出する
ものである。メモり２２は、転送される基準ワークの軌
跡データを読み取って記憶する軌跡データ記憶手段２２
ａを備えている。カセンサコントローラ２３はプログラ
ム化された位置補正量演算手段２３ａと反力記憶手段２
３ｂとを備えている。反力記憶手段２３ｂは、回転する
ワイヤーグラインダ１５ａを基準ワークの軌跡データ開
始点に移動させたときに、力センサ１４に作用する反力
Ａを記憶するものである。位置補正量演算手段２３ａは
、ワーク取り付は治具３１にセットされた実ワークＷａ
の磨き開始点（軌跡データ開始点）にワイヤーグライン
ダ１５ａを移動したときに、力センサ１４により検出さ
れる反力Ｂと、基準ワークの軌跡データ開始点での反力
Ａとの差を演算し、この差から位置補正量（Ｂ−Ａ）／
Ｋを演算するものである。前記にはスプリング１６のバ
ネ定数である。

メインＣＰＵ２０は、プログラム化された補正手段２０
ａと工具駆動制御手段２０ｂを備えている。補正手段２
０ａは、前記位置補正量演算手段２３ａの演算値に基づ
き、軌跡データ記憶手段２２ａに記憶される基準ワ一一
りの軌跡データを補正する。工具駆動制御手段２０ｂは
、補正手段２０ａにより補正された軌跡データに基づい
て−前記サーボＣＰＵ２１１〜２１６を介して産業用ロ
ボット１０を作動させ、ワイヤーグラインダ１５ａの実
ワークＷａ上での軌跡を制御して磨きを行う。

尚、前記基準ワークの形状はＮＣデータとして与えられ
る。

「作動」 前記構成の産業用ロボットの工具軌跡制御装置の作動に
ついて、第３図のフローチャートを参照して説明する。

まずステップ１００において、ワイヤーグラインダ１５
ａを回転させながら基準ワークにおける軌跡データの開
始点へ移動する。続いてステップ１０５で、センサコン
トローラ２３の出力がＯより大きいか否かを判定する。

出力が０の場合は例えば泊具にワークがセットされてい
ない異常状態と判定し、異常信号を出力する。ワイヤー
グラインダ１５ａが第４図に示すように、実ワークＷａ
に当接してスプリング１６を圧縮すると、実ワークＷａ
からワイヤーグラインダ１５ａを介して力センサ１４へ
反力が作用するので、力センサ１４からは０を超える信
号Ｂを出力する。軌跡データ開始点での実ワークＷａの
反力Ｂと反力記憶手段２３ｂに記憶された基準ワークの
反力Ａとの差を演算し、（Ｂ−Ａ）／Ｋから位置補正量
演算手段２３ａにより位置補正量を演算する。この演算
値はメインＣＰＵ２０の補正手段２０ａに入力され、ス
テップ１１５において基準ワークの軌跡データをこの位
置補正量に基づいて補正する。続いてステップ１２０へ
進み補正された軌跡データに基づいて、工具駆動制御手
段２０ｂは、サーボＣＰＵ２１１〜２１６の各サーボモ
ータ駆動制御手段を介して産業用ロボット１０を作動さ
せ磨きを行い、ステップ１２５で磨き完了を判定して終
了する。

前記実施例によれば、実ワークＷａの磨きの開始点へ、
ワイヤーグラインダ１５ａを移動させるだけで、自動的
に基準ワークの軌跡データが補正されるから、過不足の
ない磨きを適確にかつ迅速に行うことができる。又、ス
プリング１６によって、実ワークＷａと基準ワークとの
間に大きなセットずれがあっても、産業用ロボット１０
に大きな力を作用させることなく吸収できる。

［発明の効果」 本発明は、前記した構成になるもので、軌跡データ記憶
手段に記憶されている基準ワークの軌跡データに基づい
て、磨き工具を軌跡データの開始点に向けて移動させる
と、力センサが実ワークから受ける反力を検出し、基準
ワークにおける反力との差から位置補正量を位置補正量
演算手段により演算し、その演算値に基づき補正手段が
、前記軌跡データ記憶手段に記憶された基準ワークの軌
跡データを捕正し、その補正された軌跡データにより工
具駆動制御手段が磨き工具の軌跡を制御して実ワークに
対して作業を行うから、ワーク取り付は治具への実ワー
クのセット精度に影響されることなく、基準ワークの軌
跡データに忠実に磨き工具を制御することができる。

また、軌跡データの開始点での反力に基づいて軌跡デー
タを補正するため、逐一反力を検出してフィードバック
してコンピュータで演算される制御信号により工具を制
御しないので、迅速な作動が可能となる等の効果がある
。

さらに、ｍき工具に作用する反力を、スプリングを介し
て力センサに伝えるようにしているため、実ワークと基
準ワークとの大きなセットずれを吸収できる。また、産
業用ロボットに大きな反力が作用せず、ダメージを与え
る虞れがない等の効果がある。

【図面の簡単な説明】

添付図面第１図はクレーム対応図、第２図は全体構成を
示すブロック図、第３図は作動を示すフローチャート、
第４図は実ワークからの反力の作用状態を示した説明図
である。 １０、．．産業用ロボット、　１１　＋＋＋アーム、１
２、．．先端部、　１４　＋＋＋力センサ、　１５．。 、磨き工具、　　１６　＋＋＋スプリング、　２０．−
．メインＣＰＵ、　２０ａ、、、補正手段、　２０　ｂ
　、、、工具駆動制御手段、　２２．．．メモり、　２
２　ａ　＋＋＋軌跡データ記憶手段、　２３．．．セン
サコントローラ、　２３　ａ　＋＋＋位置補正量演算手
段、　２３ｂ、、、反力記憶手段。 第１図 第３ｃ１ （スタート　　） ±１０５ １　　軌跡データの補正　１ １　　　１補正された軌跡データにより磨く１（エンド
　　　）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　アームの先端部にワークを研磨する磨き工具を取り付
   けた産業用ロボットの工具軌跡制御装置であって、 前記アームの先端部に設けた力センサと、該力センサと
   磨き工具の間に設けたスプリングと、基準ワークの軌跡
   データを読み取って記憶する軌跡データ記憶手段と、回
   転する磨き工具を基準ワークに対して軌跡データ開始点
   へ移動させたときの力センサによって検出された反力を
   記憶する反力記憶手段と、回転する磨き工具を実ワーク
   に対して軌跡データ開始点へ移動させたときの力センサ
   によって検出された反力と、前記反力記憶手段に記憶さ
   れた反力との差を演算し、これから位置補正量を演算す
   る位置補正量演算手段と、その演算値に基づいて前記基
   準ワークの軌跡データを補正する補正手段と、補正され
   た基準ワークの軌跡データに基づいて前記磨き工具を駆
   動する工具駆動制御手段とを備えたことを特徴とする産
   業用ロボットの工具軌跡制御装置。