JPH0351557B2 - - Google Patents

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JPH0351557B2
JPH0351557B2 JP60165133A JP16513385A JPH0351557B2 JP H0351557 B2 JPH0351557 B2 JP H0351557B2 JP 60165133 A JP60165133 A JP 60165133A JP 16513385 A JP16513385 A JP 16513385A JP H0351557 B2 JPH0351557 B2 JP H0351557B2
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Kenji Sogawa
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、ロボツト自身で対象物の位置検出を
行なう産業用ロボツトに関するものである。
従来の技術 近年、産業用ロボツトにおける作業において、
作業対象物の位置決めが不充分な場合、ロボツト
との相対位置の変化する場合、対象物の大きさ等
が変化する場合、位置決めを行なうとそのための
設備が高価になる場合など、教示で教えられた位
置決めを繰り返すだけでは不充分で、対象物の位
置を検出し、その位置検出値に従つてロボツトに
教示点との位置補正を行なわせ作業をさせる要望
が強くなつてきている。このため、例えば、視覚
認識装置や、超音波検出器等を用い、対象物の位
置を検出し、そのデータをロボツトに送り、ロボ
ツトは、そのデータに基づき、位置を補正する方
式が提案されているが、そのために専用の視覚認
識装置や超音波検出器等が、各ロボツトごとに必
要で、コスト的に不利であること、３次元の位置
認識が困難であることなどの欠点があつた。そこ
で、ロボツトの力制御機能を用い、ロボツト自身
で対象物の位置検出を行なう産業用ロボツトをす
でに特願昭60−12963号等において提案した。
これは、第６図に示す構成になつている。すな
わち、モータ１を位置検出器２と速度検出器３と
電流のそれぞれの制御ループによる通常の位置制
御モードと、位置制御ループを切り離し、荷重指
令値と速度検出値の差を電流指令値とする荷重制
御モードを切替える切替部４を有するものであ
る。そして、荷重制御モードの時は、モータ１
は、指令値５に見合つた速度で動き、モータ１に
より駆動されるロボツトアームが対象物に接触す
ると速度は０となり、電流ループの働きで、一定
力を発生するものである。更にこの時、位置検出
器２の値が変化しないことで、アームの接触を確
認し、その値を読み取ることにより対象物の位置
を検出することができ、ロボツト自身で対象物の
位置を検出できる顕著な効果を奏しうるものであ
る。
発明が解決しようとする問題点 しかしながら上記のような構成では、対象物の
位置ずれ、寸法のバラツキ等が、一方向の場合
や、作業点が直接検出できる場合は効果が大きい
が、対象物の位置ずれ等が２次元又は３次元的に
ある場合や、作業点が直接検出できない場合には
充分対応できないという問題点を有していた。
本発明は上記問題点に鑑み、対象物の位置ずれ
等が２次元又は３次元的にある場合や、作業点が
直接検出できない場合にも、ロボツト自身で、対
象物の位置、作業点の位置を検出できる産業用ロ
ボツトを提供しうるものである。
問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するために本発明の産業用ロ
ボツトは、速度制御ループと電流制御ループによ
り力制御を行ない、力制御時のアーム停止位置を
駆動部の位置検出器により検出し読み込む動作を
複数ケ所で行ない標準データと比較し、対象物の
標準位置との変化分の位置・姿勢を演算部におい
て演算し求めるという構成を備えたものである。
作 用 本発明は上記した構成によつて力制御を行な
い、接触停止点での位置検出器の値を読み取りを
複数箇所で行ない、標準データとの比較、演算を
行なうことにより、単に一方向の位置検出だけで
なく、２次元又は３次元の位置ずれ等の検出や、
大きさの検出あるいは作業点を直接検出できない
場合において、検出できる点のずれ量より作業点
の位置ずれ量をロボツト自身により検出すること
ができ、更にその値に基づき、ロボツトは、教示
された位置から位置を補正して作業を行なうこと
ができる。
実施例 以下本発明の一実施例の産業用ロボツトについ
て、図面を参照しながら説明する。
第１図は本発明の実施例における産業用ロボツ
トの制御装置の構成を示すものである。第１図に
おいて、モータ６を制御する制御部７と、制御部
７より出力した位置指令信号Ｐと位置検出器８よ
りの位置検出量を位置計数器９で検知した値との
差を取り、増幅する位置アンプ１０と、その出力
と速度検出器１１よりの速度検出量の差を取り増
幅する速度アンプ１２と、前記速度検出器１１の
検出量と前記制御部６からの力指令値Ｌの差を取
つた信号と前記速度アンプ１２の出力とを前記制
御部６からの指令により切り替える切替部１３
と、その出力とパワーアンプ１４での電流検出値
Ifとの差を取り増幅する電流アンプ１５と、その
出力をパルス幅変調（PWM変調）するPWM変
調回路１６と、位置検出器８、位置計数器９の値
の値を前記制御部７を介し読み取り記憶し、記憶
した複数の値をあらかじめ与えてある式にもとづ
き演算を行ない、その結果を制御部７に入力する
演算部１７から構成されている。
第２図は、ロボツトの斜視図で、Ｚ軸リニアモ
ータ１８、Ｚ軸位置検出器１９、Ｘ軸リニアモー
タ２０、Ｘ軸位置検出器２１、Ｙ軸リニアモータ
２２、Ｙ軸位置検出器２３の３ケの駆動部を有
し、支点２４をXZ2方向に、支点２５をＹ方向に
駆動し、平行四辺形のリンクで構成されたロボツ
トアーム２６を動かす構成になつている。
第３図は、一点測定時の動作手順を示すブロツ
ク図、第４図、第５図は、２次元位置測定時の説
明図である。
以上のように構成された産業用ロボツトについ
て以下第１図〜第５図を用いてその動作を説明す
る。
第１図において切替部１３がａの位置にある時
は、制御部７からの位置指令値Ｐにより、位置フ
イードバツク、速度フイードバツク、電流フイー
ドバツクを介し、PWM変調器１６、パワーアン
プ１７によりモータ６を位置指令値に合つた点ま
で駆動し位置決めを行なう位置制御モードとして
動作する。切替部１３がｂの位置にある時は、制
御部７からの力指令値Ｌにより、速度フイードバ
ツク値との差を取り、その後電流フイードバツク
値との差を取り、電流アンプ１５、PWM変調器
１６、パワーアンプ１７によりモータ６を駆動す
る。この時、モータ６により動作する産業用ロボ
ツトアームが対象物と接触せず移動している時
は、速度フイードバツクにより、一定速度で移動
し、アームが対象物と接触すると、速度は０とな
るため、モータ６には、電流フイードバツクによ
り、荷重指令値Ｌに見合つた電流が流れることに
なる。モータ６にサーボモータを用いると、モー
タの特性により、電流値と発生力（回転力又は直
進力）が比例するため、一定の発生力を発生させ
ることができ、力制御モードとして動作する。こ
の時に、モータ６の位置は、位置検出器８、位置
計数器９により常に読み取ることができ、アーム
が対象物に接触し、停止したことを位置が変化し
なくなつたことにより検出でき、その時の位置を
読み取ることで、対象物の位置を測定することが
できる。
第２図においては、リニアモータ１８，２０，
２２を前記位置制御モードで動作することにより
ロボツトアーム先端２７の位置決めが行なえると
ともに、３軸中２軸を位置決めしたまま、例えば
Ｙ軸リニアモータ２２の制御を力制御モードにす
るとロボツトアームの先端２７は、一定速度でＹ
方向に移動し、対象物に接触すると停止し、その
位置は、Ｙ軸位置検出器２３で検出できる。
第３図は、一点測定時の動作手順を示す。まず
位置制御モードであらかじめ教示し測定対象物の
近くのアプローチ点へ移動する。次にアプローチ
点より対象物に接近する方向に、１つの軸を力制
御モードにし、荷重制御モードで対象物に接近移
動させる。この時、力指令値は、対象物が変形、
移動しない大きさに設定する。その後上述したよ
うに、位置検出器の値が変化しないことで停止を
判断し、そのデータを読み取り、測定値とした
後、位置制御モードに切り替え、再び前記アプロ
ーチ点にもどる。このように力制御モードを用い
ることにより位置の測定ができる。
第４図、第５図は、２次元の位置測定の例であ
る。第４図において、実線が対象物の平面の標準
位置、破線が実際の位置とすると矢印Ａ，Ｂ，Ｃ
の方向から各々測定を行ない、各々の測定値の、
標準位置での値の差を求めることにより、対象物
の平面の位置と傾きを求めることができ、平面上
での作業点の場所も求めることができる。この手
順をまとめたのが第５図である。各点での測定値
により、演算部１７にて、あらかじめ与えた演算
上にもとづき、平面の位置と傾き、平面上での作
業点の位置を求めることができる。
以上のように本実施例によれば、速度制御ルー
プと電流制御ループにより力制御を行ない、力制
御時のアーム停止を判断し位置決出器により検出
し読み込む動作を複数ケ所で行ない、標準データ
と比較し、対象物の標準位置との変化分の位置・
姿勢を演算する演算部を設けることにより、ロボ
ツト自身により、２次元又は３次元の位置・姿勢
の検出を行なうことができる。
なお、実施例においては、リニアモータ駆動の
リンク機構アームのロボツトで説明したが、回転
型のモータでも同様であり、アームの構成も実施
例に限るものではない。また、ロボツトの関節構
造はどうでもよいが、摩擦が少なく、力制御の精
度が出しやすいこと、ガタ、タワミが少なく位置
検出精度の良いことから、関節を直接モータで駆
動するダイレクト駆動方式が特に適している。な
お実施例において２次元平面での位置検出を説明
したが、３次元の場合にも測定点を増すことで対
応できることは言うまでもない。演算部の計算
は、測定点等の関係で対象物に合つたものを定め
る必要がある。
発明の効果 以上のように本発明は、速度制御ループと電流
制御ループにより力制御を行ない、アームが対象
物に接触したことを検知し、位置検出器により位
置を読み込み、複数ケ所での読み込み値を演算を
行ない対象物の位置・姿勢を求める演算部を設け
ることにより、ロボツト自身により２次元、３次
元の位置・大きさ・姿勢の検出を行なうことがで
きる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の一実施例における産業用ロボ
ツトの制御装置のブロツク図、第２図は同ロボツ
トの斜視図、第３図は１点測定の動作手順のブロ
ツク図、第４図は平面２次元測定の説明図、第５
図は同動作手順のブロツク図、第６図は従来の産
業用ロボツトの制御部のブロツク図である。 ７……制御部、８……位置検出器、１０……位
置アンプ、１２……速度アンプ、１３……切替
部、１５……電流アンププ、１７……演算部。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. １ 複数の自由度を有するアームと、前記アーム
    を駆動する複数の駆動部と、アームの位置を検出
    する位置検出器と、前記アームの動作を制御する
    制御装置とからなる産業用ロボツトにおいて、制
    御装置は速度制御ループと電流制御ループとを具
    備し、駆動部出力を制御する力制御のできるサー
    ボ回路と、力制御時アームの対象物への接触を前
    記位置検出器の値の変化を監視することによつて
    検知し前記位置検出器の値を読み取る判断部と、
    前記力制御での対象物への接触を複数ケ所で行な
    い判断部からの各々の箇所での情報により標準値
    と比較し対象物の位置又は大きさを演算する演算
    部とを有することを特徴とする産業用ロボツト。
JP60165133A 1985-07-26 1985-07-26 産業用ロボツト Granted JPS6224991A (ja)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60165133A JPS6224991A (ja) 1985-07-26 1985-07-26 産業用ロボツト
EP86904380A EP0232424B1 (en) 1985-07-26 1986-07-16 Industrial robot
PCT/JP1986/000363 WO1987000478A1 (en) 1985-07-26 1986-07-16 Industrial robot
KR1019870700257A KR900006498B1 (ko) 1985-07-26 1986-07-16 산업용 로보트
DE86904380T DE3689116T2 (de) 1985-07-26 1986-07-16 Industrieller roboter.
US07/315,253 US4904152A (en) 1985-07-26 1989-02-23 Industrial robot

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60165133A JPS6224991A (ja) 1985-07-26 1985-07-26 産業用ロボツト

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS6224991A JPS6224991A (ja) 1987-02-02
JPH0351557B2 true JPH0351557B2 (ja) 1991-08-07

Family

ID=15806525

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP60165133A Granted JPS6224991A (ja) 1985-07-26 1985-07-26 産業用ロボツト

Country Status (6)

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US (1) US4904152A (ja)
EP (1) EP0232424B1 (ja)
JP (1) JPS6224991A (ja)
KR (1) KR900006498B1 (ja)
DE (1) DE3689116T2 (ja)
WO (1) WO1987000478A1 (ja)

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