JPH04317103A - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、産業用ロボット、特に
多関節ロボットの制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、多関節ロボットをＰＴＰ制御す
る場合、各アームは現在位置から指令位置へと一斉に移
動する。例えば、特開昭６４−４２７０３公報には、複
数の制御ユニットを共通の起動手段で同時に起動する「
制御装置および多軸同時制御装置」が開示されている。 すなわち各アームは、少なくとも加速区間の一部を同時
期として移動し、定速区間、減速区間の一部も同時期と
して移動する場合もある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】図３に示すように第１
アーム４を矢印Ｌ方向に旋回させると、第２アーム６は
元位置に留まろうとするため、第１アーム４と第２アー
ム６を連結する第２関節５に反発回転力Ｒが作用する。 この時、同時に第２アーム６も矢印Ｌ方向に旋回させる
場合、第２アーム６だけを旋回させる場合の回転力に加
え、前記の反発回転力Ｒに抗する回転力が要求される。 そしてこの反発回転力Ｒは、モータの定速回転時に比べ
加速または減速時に大きく、各アームを同時起動させる
制御方法では、加速または減速時の反発回転力を加味し
た、より大容量のモータやモータドライバを選定しなけ
ればならない。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明の産業用ロボット
では、第１アームと第２アームが同方向に旋回するかど
うかを検知し、同方向に旋回する場合に、第２アームの
旋回速度パターンを、第１アームの定速旋回期間に第２
アームの旋回を起動および停止させる台形状速度パター
ンとする。

【０００５】

【作用】各アームを同方向に旋回させる場合に、第１ア
ーム定速旋回時の比較的小さな反発回転力Ｒを加味した
容量のモータやモータドライバで、第２アームを駆動で
きる。

【０００６】

【実施例】本発明産業用ロボットの一実施例について、
図に基づいて説明する。ロボット本体の構成は従来例の
説明で用いた図３と同様で、従来例と異なる制御部の構
成を、図１の機能ブロック図で示す。水平多関節ロボッ
ト１は、ベース２上に回転軸線が垂直である第１関節３
を持ち、第１アーム４の一端が取り付けられている。５
はこの第１アーム４の他端と、第２アーム６の一端とを
結ぶ第２関節を示し、その回転軸線は水平面に対して垂
直である。また、このような関節３、５は、図示しない
モータによってその回転角が調整され、それぞれ第１ア
ーム４の左右旋回、第２アーム６の左右旋回を行う。７
は第２アーム６の他端に取り付けられたハンド部で、図
示しないモータ等によってフィンガなどを上下移動させ
る。１０はロボットの制御部で、その内部は図１のよう
な構成となっている。指令手段１１は、ハンド部７を現
在位置から次にどの位置に移動するかを指示し、旋回角
度算出手段１２は、その指令位置と現在位置との差を算
出して、各アームがそれぞれどの方向にどれだけの角度
旋回しなければならないかを決定する。そして、旋回方
向検知手段１３が、決定された各アームの旋回方向が同
方向であるかどうかを確認し、その結果を旋回速度パタ
ーン設定手段１４に伝達する。旋回速度パターン設定手
段１４は、旋回方向検知手段１３の確認結果と旋回角度
算出手段１２で算出した旋回角度によって、各アームの
最高旋回速度、加減速度を算出して速度パターンを設定
し、指令パルス出力手段１５を制御する。１６は指令パ
ルス出力手段１５の出力パルスによって動作するモータ
ドライバで、ロボット本体に組み込んだモータ８を駆動
する。９はロータリーエンコーダで、モータ８の位置情
報をモータドライバ１６にフィードバックする。

【０００７】このような構成を持つ本実施例の動作につ
いて、図２の速度・トルクパターン図に基づいて説明す
る。

【０００８】指令手段１１がロボットの次なるハンド部
７の位置を指令すると、旋回角度算出手段１２が現在位
置と指令位置との差を、第１アーム４の旋回中心とハン
ド部の現在位置を結ぶ直線の長さと、同旋回中心とハン
ド部の指令位置を結ぶ直線の長さとの差と、両直線間の
角度差として算出し、第１アーム４と第２アーム６とが
どの方向に何度旋回すればよいかを求める。（この算出
方法は、本発明の主旨ではないので省略する。）この時
、旋回方向検知手段１３は、第１アームと第２アームの
旋回方向を示す情報をチェックし、両者が同じ場合に旋
回速度パターン設定手段１４へ同方向旋回を示す情報を
出力する。旋回速度パターン設定手段１４は、この同方
向旋回情報に係わらず、まず、第１アーム４を起動して
加速し加速時間ｔａ経過後、最高旋回速度Ｖ１ｍを維持
しｔｂ時間経過後減速を開始する第１アーム４の旋回速
度パターンを設定する。そして、前記の同方向旋回情報
を受け取っている場合、図２のように、第２アーム６の
旋回速度パターンを、第１アームの加速時間ｔａ経過後
起動して加速し、最高旋回速度Ｖ２ｍを維持後減速して
、第１アームの減速開始時間ｔｂまでに停止するように
設定する。同方向旋回情報を受け取っていない場合には
、第１アームの起動と同時に第２アームも起動し、第１
アームと同様な台形状速度パターンを設定する。

【０００９】また図２は、同方向旋回情報を受け取った
場合の各アームの関節部に働くトルクと旋回速度パター
ンとの関係を示しており、第１関節３には、加速時に平
均起動トルクＴａが働き、最高旋回速度を維持する定速
時に負荷トルクＴｂが働く。そして、減速時には、平均
起動トルクＴａと等しい平均制動トルクが逆方向に働い
て、関節の回転が停止する。この第１関節の回転によっ
て生じる反発力Ｒは、図に示すように第１関節に作用す
るトルクと逆方向に加減速時の反発トルクＴａ′、定速
時の反発トルクＴｂ′として第２関節に作用する。ここ
で、第２関節５は第１関節が最高旋回速度を維持する定
速旋回時に、台形状パターンで起動・停止するため、反
発トルクＴｂ′に対抗する平均起動トルクＴｃと負荷ト
ルクＴｄで旋回でき、反発トルクＴａ′に対抗するだけ
のトルクを必要としない。また、第２関節旋回の減速時
には、反発トルクＴｂ′と同方向に平均制動トルクを加
えればよく、平均起動トルクＴｃより小さいトルクで制
動・停止できる。

【００１０】本実施例では、水平多関節ロボットの場合
について述べたが、垂直多関節ロボットでも、各アーム
が同方向に旋回する場合の速度パターン設定に適用でき
る。

【００１１】

【発明の効果】このように本発明の産業用ロボットによ
って、各アームを同方向に旋回させる場合に、第１アー
ム加速旋回時の大きな反発回転力Ｒに対抗し得る容量の
第２アーム駆動用モータ等を必要としないため、第２関
節部およびその駆動部の小型化が図れる。また、第２関
節の小型化によって、第１関節部およびその駆動部の小
型化も可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明産業用ロボットの一実施例にお
ける制御部の構成を説明する機能ブロック図である。

【図２】図２は、実施例に係わる各アームの関節部に作
用するトルクと、旋回速度パターンとの関係図である。

【図３】図３は、本発明に係わる従来例と実施例に関す
る産業用ロボットの構成を示す要部平面図である。

【符号の説明】

１　　　　　　水平多関節ロボット ２　　　　　　ベース ３、５　　関節 ４、６　　ア−ム ７　　　　　　ハンド部 ８　　　　　　モータ ９　　　　　　ロータリーエンコーダ １０　　　　　　制御部 １１　　　　　　指令手段 １２　　　　　　旋回角度算出手段 １３　　　　　　旋回方向検知手段 １４　　　　　　旋回速度パターン設定手段１５　　　
　　　指令パルス出力手段 １６　　　　　　モータドライバ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　現在位置と指令位置との距離に応じた
   台形状速度パターンで各アームが旋回する多関節ロボッ
   トにおいて、第１アームと第２アームの旋回方向が同じ
   であるかどうかを確認する方向検知手段と、前記方向検
   知手段が同方向旋回を確認したときに、その第１アーム
   の定速旋回期間内に、第２アームの旋回を開始および終
   了させる台形状速度パターンを設定する速度パターン設
   定手段とを備えることを特徴とする産業用ロボット。