JPH04201093A - 産業用ロボット - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、産業用ロボットに係り、さらに詳しくは、そ
の原点位置検出機構に関するものである。

［従来の技術］ 第７図は特開昭６１−２２９１０５号公報に示された従
来の産業用ロボットを示した図である。図において、（
１０）は第１のアーム、（２０）は第２のアーム、（２
２）は第２のアーム（２０）に固定されたモータ、（１
８）は一端が第２のアーム（２０）に固定されたモータ
（２２）の回転を減速し第１のアーム（ｌＯ）を駆動す
るボールネジ減速機、（３５）はモータ（２２）の他端
に固定された速度検出器、（５０）は速度検出器（８５
）に固定されたモータ（２２）の回転角検出器、（４０
）は回転角検出器（５０）に固定されモータ（２２）の
回転を減透させる減速機、（１５）は減速機（４０）に
固定され減速されたモータ（２２）の回転角を検出する
ポテンショメータである。

次に動作について説明する。モータ（２２）の軸が回転
すると、この回転運動がボールネジ減速機（Ｉ８）で減
速され、第１のアーム（１０）は第２のアーム（２０）
に対して相対移動を行なう。モータ（２２）の回転は回
転角検出器（５０）で検出され、さらに減速機（４０）
で減速されポテンショメータ（１５）でも検出される。

減速機（４０）の減速比とボールネジ減速機（１８）の
リードとの関係より、ポテンショメータ（１５）の出力
電圧と第１のアーム（１０）の第２のアーム（２０）に
対する相対移動量の関係が求まる。

原点位置の検出は、第１のアーム１　（１１））が第２
のアーム２　（２０）に対しどの位置にあっても、ポテ
ンショメータ（Ｉ５）で第１のアーム（１０）の概略位
置を求め、この位置を原点位置の第１基準点とし、回転
角検出器（５０）の入力軸１回に対し、１パルス出力す
る２相を検出するまでモータ（２２）が回転する。この
位置を原点位置とし原点位置の検出を完了する。

［発明が解決しようとする課題］ 従来の産業ロボットは、以上のように構成されているの
で、回転角検出器とポテンショメータとの間に減速機を
設けなければならず、原点位置検出機構か大きくなって
、コストも高くなり、また回転関節機構には適用できな
いなどの課題があった。

また、特開昭６２−８２０６号公報には、インクリメン
タルエンコーダとポテンショメータを利用した別のロボ
ット制御装置が開示されている。しかしこの装置ではア
ームの相対位置を検出できる構成には成っていない。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされた
もので、アームの相対位置を検出することにより、コン
パクトで安価、かつ回転関節機構にも適用できる原点位
置検出機構を備えた産業用ロボットを得ることを目的と
する。

［課題を解決するための手段］ 第１の発明に係る産業用ロボットは、第１のアームと、
この第１のアームに対し相対回転する第２のアームと、
この第２のアームの回転中心と同芯上に配置された第２
のアームを駆動するモータと、このモータの一端に取付
けられたモータ軸の回転角を検出する回転角検出器と、
前記モータと同芯上に固定された軸Ａと、前記第１のア
ームに第２のアームの回転中心と同芯上に固定されかつ
前記軸Ａを入力軸とするポテンショメータとから成る原
点位置検出機構を備えたものである。

第２の発明に係る産業用ロボットは、第１のアームと、
この第１のアームに対し相対回転する第２のアームと、
この第２のアームの回転中心と同芯上に配置された第２
のアームを駆動するモータと、このモータの一端に取付
けられたモータ軸の回転角を検出する回転角検出器と、
前記第１のアームに第２のアームの回転中心と同芯上に
固定された周方向で厚さが一定の割合で変化している円
板と、この円板との間の距離を測定する第２のアームに
固定された距離検出器とから成る原点位置検出機構を備
えたものである。

０作　用］ 第１の発明では、第２のアームを駆動するモータの一端
に取付けられている回転角検出器に固定された軸Ａが、
第１のアームに第２のアームの回転中心と同芯上に固定
されているポテンショメータの入力軸となる。そして、
このポテンショメータの電圧を検圧することにより、第
１のアームに対する第２のアームの相対的な位置が検出
でき、この位置を原点位置の第１基準点とする。

第２の発明では、第１のアームに第２のアームの回転中
心と同芯上に固定されている周方向に厚さが一定の割合
でに変化している円板と、第２のアームに固定されてい
る距離検出器との距離をこの距離検出器で測定すること
により、第１のアームに対する第２のアームの相対的な
位置を検出することができる。そして、この位置を原点
位置の第１基準点とする。

［実施例コ 第６図は本発明の一実施例の産業用ロボットの外観図で
あり、第１図は第６図のロボットに第１の発明を実施し
たＡ−Ａ断面図である。図において、（１０）は第１の
アーム、（１１）は第１のアーム（ｌＯ）に固定部を固
定され、出力部か軸受（１２）の内輪に固定されたハー
モニックドライブ減速機、（１２）は外輪か第１のアー
ム（１０）に固定された軸受、（１５）は入力軸部が第
２のアーム（２０）の回転中心と同芯上になるよう第１
のアーム（ｌＯ）に固定されたポテンショメータ、（２
０）は軸受（１２）の内輪に固定され、第１のアーム（
１０）に対し相対回転する第２のアーム、（２２）は第
２のアーム（２０）に固定され、一端の軸がハーモニッ
クドライブ減速機（１１）の入力軸に固定されたモータ
、（３０）はフレームがモータ（２２〉に固定され、入
力軸部がモータ（２２）の他端に固定された、モータ（
２２）の軸の回転角を検出するエンコーダ、（３１）は
一端かエンコーダ（３０）のフレームに固定され、他端
がポテンショメータ（１５）の入力軸に固定された第２
のアーム（２０）の同芯上にある軸Ａである。

次にこの構成の動作について説明する。産業用ロボット
の原点位置検出を行なう場合、モータ（２２）の軸か回
転すると、この回転運動が７１−モニックドライブ瞬速
機（１１）で減速され、第２のアーム（２０）は第１の
アーム（１０）に対して相対回転を行う。第２のアーム
（２０）が回転するとモータ（２２）。

エンコーダ（３０）を介して軸Ａ　（３１）が回転し、
ポテンショメータ（１５）の入力軸が回転する。第２図
にポテンショメータ入力軸の回転角度と出力電圧の関係
を示すが、この関係は比例であり、あらかじめポテンシ
ョメータ（１５）の入力軸の回転角度θ１のときの第１
のアーム（１０）と第２のアーム（２０）の相対的な位
置がわかっていれば、ポテンショメータ（１５）の出力
電圧を検出することにより、第２のアーム（２０）の任
意の姿勢に対して、第１のアーム（１０）と第２のアー
ム（２０）の相対的な位置を検出することができる。す
なわち、第２のアーム（２０）の任意の姿勢に対し、第
１のアーム（１０）と第２のアーム（２０）の相対的な
位置を検出することができ、第２のアーム（２０）を回
転することなしに原点位置の第１基準点を得ることがで
きる。次いでモータ（２２）の軸が回転し、エンコーダ
（３０）の入力軸１回転に対し１パルス出力するＺ相を
検出するまで回転し、第２のアーム（２０）が回転する
。この位置を原点位置とする。

次に第２の発明の一実施例を説明する。第３図は第６図
のロボットに第２の発明を実施したＡ−Ａ断面図で、（
１０）、（１１）、（１２）、（２０）、（２２）、（
３０）は第１図と同じものを示し、（１６）は第２のア
ーム（２０）の回転中心（ａ）と同芯上になるよう第１
のアーム（１０）に固定された円板、（３２）は第２の
アーム（２０）の回転中心（ａ）にオフセットして第２
のアーム（２０）に固定された距離検出器である。

第４図は第３図の円板（１６）の斜視図である。

次に第２の発明の動作について説明する。産業用ロボッ
トの原点位置検出を行なう場合、モータ（２２）の軸が
回転すると、この回転運動がハーモニックドライブ減速
機（１１）で減速され、第２のアーム（２０）は第１の
アーム（１０）に対して相対回転を行なう。距離検出器
（３２）は、距離検出器（３２）と円板（１６）間の距
離ｇを測定する。なお、距離の測定方法としては、例え
ば近接センサを利用し、センサから磁界を発生させ、こ
の磁界が円１ｉ１Ｅ　（１８）に接近すると、この磁界
が変化するので、これをアンプにより電圧に変換する方
法、また、変位センサによりレーザ光を使って距離を測
定し、これをアンプで電圧に変換する方法等がある。

円板（１６）は第４図に示すように、周方向に対し厚さ
が一定の割合で変化している形状となってい′るため、
第２のアーム（２０）が第１のアーム（１０）に対し相
対回転を行なうと距離ｇが変化し、距離検出器（３２）
の出力電圧も変化する。第５図に第２のアーム（２０）
の回転角度と距離検出器（３２）の出力電圧の関係を示
すが、この関係は比例であり、あらかしめ第２のアーム
（２０）の回転角度がθ２のときの第１のアーム（１０
）と第２のアーム（２０）の相対的な位置がわかってい
れば距離検出器（３２）の出力電圧を検出することによ
り、第２のアーム（２０）の任意の姿勢に対して、第１
のアーム（１０）と第２のアーム（２０）の相対的な位
置を検出することができる。

すなわち、第２のアーム（２０）の任意の姿勢に対し、
第１のアーム（ｌＯ）と第２のアーム（２０）の相対的
な位置を検出することができ、第２のアーム（２０）を
回転することなしに原点位置の第１基準点を得ることが
できる。次いでモータ（２２）の軸が回転し、エンコー
ダ（３０）の入力軸１回転に対し１パルス出力するＺ相
を検出するまで回転し、第２のアーム（２０）が回転す
る。この位置を原点位置とする。

なお、上記第１の発明の実施例では回転角検出器として
エンコーダ（３０）を使用したか、レゾルバ等地の回転
角検出器を使用してもよい。また軸Ａ（３１）をエンコ
ーダのフレームに固定したか、モータ（２２）、又は第
２のアーム（２０）に固定しても同様の効果を奏する。

上記第２の発明の実施例では、回転角検出器としてエン
コーダ（３０）を使用したが、レゾルバ等地の回転角検
出器を使用してもよい。また第１のアーム（１０）に円
板（１６）を固定したが、第１のアーム（１０）の円板
（１６）を固定した部分を、円板（１６）と同様の形状
にしても同様の効果を奏する。

［発明の効果］ 以上のように第１の発明によれば、ポテンショメータを
第１のアームに固定し、第２のアームを駆動するモータ
の回転角検出器に軸Ａを設け、二の軸Ａをポテンショメ
ータの入力軸とする構成とし、第２の発明によれば、周
方向に対し厚さが一定の割合で変化している円板を第１
のアームに固定し円板と距離検出器の距離を測定するこ
とにより、第１のアームと第２のアームの相対的な位置
を検出できるように構成したので、回転角検出器とポテ
ンショメータ、又は円板と距離検出器との間に減速機を
設けることが不要となり、コンパクトで安価、かつ回転
関節機構にも適用できる原点位置検出機構を備えた産業
用ロボットが得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１の発明の実施例を示す第６図のＡ−Ａ断面
図、第２図は第１図のポテンショメータ入力軸の回転角
度とポテンショメータの出力電圧の関係図、第３図は第
２の発明の実施例を示す第６図のＡ−Ａ断面図、第４図
は第３図の円板の斜視図、第５図は第４図のアーム２の
回転角度と距離検出器の出力電圧の関係図、第６図は本
発明の一実施例の産業用ロボットの外観図、第７図は従
来の原点位置検出機構の構成図である。 図において、（１０）は第１のアーム、（１１）はハー
モニックドライブ減速機、（Ｉ２）は軸受、（１５）は
ポテンショメータ、（Ｉ６）は円板、（２ｏ）は第２の
アーム、（２２）はモータ、（３ａ）はエンコーダ、（
３１）は軸Ａ、（３２）は距離検出器である。 なお、各図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。 代理人　　弁理士　　佐々木　宗治 １０　　第１の７−ム　　　　　　２０　第２のアーム
１１　ハーモニｌウドライブ減速襟２２　モータ１２　
軸受　　　　　　　　　　３０　エンコーダ１５　ポテ
ンショメータ　　　　３１　　輪Ａ第１図 第２図 第４図 ３２　距１１１検出訝

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）第１のアームと、この第１のアームに対し相対回
   転する第２のアームと、この第２のアームの回転中心と
   同芯上に配置された第２のアームを駆動するモータと、
   このモータの一端に取付けられたモータ軸の回転角を検
   出する回転角検出器と、前記モータと同芯上に固定され
   た軸Ａと、前記第１のアームに第２のアームの回転中心
   と同芯上に固定されかつ前記軸Ａを入力軸とするポテン
   ショメータとから成る原点位置検出機構を備えたことを
   特徴とする産業用ロボット。
2. （２）第１のアームと、この第１のアームに対し相対回
   転する第２のアームと、この第２のアームの回転中心と
   同芯上に配置された第２のアームを駆動するモータと、
   このモータの一端に取付けられたモータ軸の回転角を検
   出する回転角検出器と、前記第１のアームに第２のアー
   ムの回転中心と同芯上に固定された周方向で厚さが一定
   の割合で変化している円板と、この円板との間の距離を
   測定する第２のアームに固定された距離検出器とから成
   る原点位置検出機構を備えたことを特徴とする産業用ロ
   ボット。