JPH0457686A - 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の原点位置検出に係り、特に、
原点位置を容易に任意の位置に設定できる原点位置検出
装置に関する。

〔従来の技術〕

従来の産業用ロボットの原点位置検出は、特開昭６２−
３４２１０号公報に記載の例のように、原点検出センサ
とこの入力回路とエンコーダ原点検出相入力回路、エン
コーダのパルス計数カウンタ回路、カウンタの値の記憶
回路の、いわゆる、エンコーダパルスカウント検出回路
より構成されており、この原点位置検出に於ける原点合
わせは、まず、原点検出センサが入るまでモータを回転
させ入ったらカウンタをクリアしてモータを反転させ、
エンコーダの原点検出相のパルスが出たところで停止す
る。第一回の原点合わせ時に、モータが停止したときの
カウンタ値を記憶しておき、次回からは原点合わせを終
了した地点でカウンタに記憶しておいた値を設定するこ
とで、常に、一定のカウンタ値のところで原点合わせが
終了し、かつ、カウンタ値が０の点は、はぼ、原点検出
センサが入った地点とするものである。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術は、原点検出センサが入った所を原点検出
位置としている。従って、原点検出位置は産業用ロボッ
トの動作範囲の範囲端に設定し、最大範囲の動作範囲を
確保するようにしているのが一般的であり、また、原点
検出センサやセンサを遮断するドグは産業用ロボットの
回転動作軸や固定側に容易に動かない方法で、かつ、複
雑な構造手段によって配設されているのが通常である。

このような手段によって従来の原点位置検出は行なわれ
ているため、使用勝手によって原点位置を変える必要が
生じた場合、原点検出センサやドグの取付位置を変えな
ければ目的を達成できず、このため、大幅な構造変更を
必要とし、コストアップと検討期間を要するため、現実
的には原点位置は一度設定すると容易に変えられないと
いう問題があった。

本発明の目的は使用勝手に合わせた原点位置を任意の地
点に設定できる産業用ロボットを提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、上記の目的を達成するために、アームと一体
の回転動作軸と固定側との回転量が容易に判別できる位
置にアーム合せマークを設け、第一回目の原点位置登録
時には、その合せマーク位置から原点検出センサのある
従来の原点位置へ原点合わせを行なう、その時点で合せ
マークより、エンコーダの出力パルスが規定パルス以上
はなれた所ではじめて発生したエンコーダの原点検出相
のパルスが出た時点から原点検出センサまでのパルス数
Ａを計数カウントし、カウンタ記憶回路に記憶しておき
、従来例の原点合わせを完了する方式を用いる０次回の
第二回目からの原点合わせはアームを合わせマークに、
はぼ、合わせた位置より原点合わせをスタートして行な
うことで従来の原点検出センサまでアームを移動しない
で、原点検出相パルスが発生した地点で第一回目の原点
合わせ登録時にあらかじめ記憶しておいたパルス数Ａを
検出回路のカウンタにロードすることにより原点合わせ
を完了するようにした。

〔作用〕

上記構成によるため第二回目以降の原点位置はアームの
合わせマークよりエンコーダの出力パルスが規定パルス
以上はなれた所で発生する原点検出相のパルスの出た地
点になる。これにより新しい原点位置は従来の基準原点
位置、すなわち、原点検出センサの地点に対し、おおむ
ね、アーム合わせマークを設けた地点に原点位置が移動
したことになる。このように第一回目の原点位置登録時
にアームの合わせマークより、エンコーダの出力パルス
が規定パルス以上はなれた所ではじめて発生したエンコ
ーダの原点検出相のパルスが出た時点から原点検出セン
サまでのパルス数Ａをあらかじめ記憶させておき、第二
回目以降はアームの合わせマークよりエンコーダの出力
パルスが規定以上はなれた所で発生する原点検出相のパ
ルスが出た地点でパルス数Ａを検出回路のカウンタにロ
ードすることにより、原点合わせを完了するものである
。従って、アームの合わせマーク位置を移動させること
により原点位置を簡単に変えることができ原点検出セン
サの取付構造や検出回路のハードウェアを変えることな
く、また、コストアップなしに容易に新しい原点位置を
設定できる。また、合わせマークの位置から原点検出相
の出る位置までは規定パルス十−回転のエンコーダパル
ス数しかはなれていないので、通常規定パルスをエンコ
ーダー回転のパルス数以下とすればモータが一回転半以
内で原点合わせが完了し、スピーデイ−な原点合わせを
行える。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図ないし第５図により説
明する。本発明は三自由度の産業用ロボットにおいて実
施されており、ロボット本体の構成を第１図に示す。第
一アーム６と第ニアーム７はそれぞれ第−軸モータ１と
第二軸モータ３により駆動される、それぞれ、サーボモ
ータであり、各モータの上部には第−軸エンコーダ２と
第二軸エンコーダ４が設置されている。また、上下軸８
はエアシリンダ５などにより駆動される。第一アーム６
の側面には原点検出用の第−軸ドグ１１が、第ニアーム
７にも同様に第二軸ドグ１３が設置されており、第一ア
ーム６は固定側である第−軸支持台９の内側面に設置さ
れている第−軸層点検出センサ１２を、第ニアーム７は
第ニアーム７に対する固定側に相当する第一アーム６先
端の内側面に設置された第二軸原点検出センサ１４をそ
れぞれのアームが回転した時にオンし、原点検出するよ
うになっている。１０はロボットの支柱である。１５ａ
は固定側に相当する第−軸支持台９に設け、また、１５
ｂは回転動作軸に相当する第一アーム６に設けた回転動
作軸と固定側との回転量の判別が容易にできる位置にそ
れぞれ設けた第一アーム６についてのアーム合せマーク
である。１６ａと１６ｂも第一アームと同様の意味で設
けた第二アームについてのアーム合せマークである。な
お、１６ａが固定側に設けたマークで１６ｂが回転動作
軸側に設けた合せマークである。このアーム合せマーク
は本実施例ではママークとしているが、回転動作軸と固
定側との回転量の判別が容易にできればどのような形状
のマークでもよく、また、これらの合せマークの位置は
それぞれの軸に対し原点検出センサがオンした基準の位
置に対し、任意の位置に設けられる。

次に、ロボットの制御装置のシステム構成についてその
概略を第２図に示す、第２図では第−軸について図示し
ており、第二軸は第−軸と同一構成のため省略している
。また、第三軸はエアシリンダ駆動のため図示しない、
なお、第３図も同様である。ロボットの動作について第
−軸を例にして述べると、ＣＰＵ１７がモータコントロ
ール回路１８への速度指令を与え、モータコントロール
回路１８がＰＷＭ信号を出力し、それを受けたモータド
ライバ回路１９が一軸モータ１を回転させる。そして−
軸エンコーダ２からパルスがカウンタ原点入力回路２０
へ入力され、その情報をもとに新たなＰＷＭ信号が作り
だされモータが制御される。

以下、本発明の一実施例について第−軸を例にして詳し
く述べる。カウンタ原点入力回路２０は、第３図に示す
ように、エンコーダ２からの第４図（ａ）及び（ｂ）に
示すようなＡ相のパルス２５とＢ相のパルス２６の位相
差のあるパルスの立ち上がり、立ち下がりによってモー
タの回転方向を区別する。

両パルスはモーター回転で四千回変化する。２１はカウ
ントアツプ、あるいは、カウントダウンのパルスを出力
するパルス弁別回路である。２２はその出力をカウント
するカウンタ回路、２３はカウンタ値を記憶するカウン
タ値記憶回路、また、第４図（Ｃ）に示すＺ相のパルス
２７と原点検出センサ１２の信号をＣＰＵ１７に伝える
原点入力回路２４より構成される。Ｚ相のパルス２７は
第−軸モータ１が一回転するごとに−パルス出力され、
その幅はＡ相とＢ相のパルスの四パルス分である。カウ
ンタ値記憶回路２３はカウンタ回路２２の内容を記憶で
きる。

また、カウンタ回路２２は内容を０にしたり、カウンタ
値記憶回路２２の内容をロードしたりすることができる
。第４図の（ａ）〜（Ｃ）は時計回り回転、（ｄ）〜（
ｆ）は反時計回り回転時のパルスの遷移状態の一例を示
す。

以上のような回路を用いて、本発明の原点合わせの基本
的手順を示す。第５図はカウンタ原点入力回路２０を用
いた原点合わせの処理流れ図である。

第５図（ａ）は第一回目の原点合わせ登録時を示してお
り、第５図（ｂ）はそれ以外の第二回目以降を示してい
る。第５図（ａ）では、まず、あらかじめ設けた第１図
に示す１アーム合せマーク１５を合わせ、つぎに、モー
タを原点検出センサ１２の方向（カウンタ値は−の方向
）に低速で規定パルス以上回転する。ここで規定パルス
以上のパルス分回転させるのはアーム合わせマーク１５
ａ、１５ｂの合わせが若干ずれた時を考慮してその原点
誤検出を防止するためであり、Ｚ相の一回発生するモー
ター回転以内の凸子パルス以内で充分であるが、ここで
は凸子パルスとした。つぎに規定パルス以上離れた時点
ではじめて発生した原点位置登録相であるＺ相のパルス
２７が出た地点より一軸原点検出センサ１２までのパル
ス数Ａの値及び第一アーム合わせマーク１５よりＺ相パ
ルス２７の出た地点までのパルス数Ｂをカウンタ値記憶
回路２０に記憶しておき第一回目の原点位置登録、すな
わち、原点合わせを完了する。ここで、−釉層点検出セ
ンサを切った位置をカウンタ値Ｏとする。第二回目以降
は記憶しているパルス数Ａの値を−アーム６を−アーム
合わせマーク１５に合わせ第−軸モータ１を第−軸層点
位置検出センサ１２の方向に低速で規定パルス以上回転
させ、記憶したパルス数Ｂとほぼ同じパルス移動した時
点で発生した２相のパルス２７の地点で移動を止め、パ
ルス数Ａをカウンタ回路２２にロードし原点合わせを完
了する。パルス数Ｂとほぼ同じとはエンコーダパルスで
±１０００パルスもとれば充分であろう。本実施例によ
れば、第一回目の原点位置登録の時だけ従来の原点位置
検出センサを使用し、第二回目以降は第一アーム６を第
一アーム合わせマーク１５に合わせた位置より原点合わ
せを開始し、規定パルス以上回転後、はじめて発生した
地点で第一回目のパルス数Ａをロードし、原点合わせ完
了となるための第一アーム合わせマーク１５の位置を変
えるだけで簡単に新しい原点位置が設定できる。よって
、従来の原点位置検出センサを基準にして新しい原点位
置が設定できるため原点位置を変えたい場合に、原点位
置検出センサを変える必要がなく設定できる利点がある
。

また、合わせマークからモータ二回転以内で原点合わせ
終了するのでスピーデイな原点合わせができる長所もあ
る。

また、−アーム合せマーク１５の合わせる誤差によって
の原点の誤検出について考えるとＺ相のパルス２７は第
−軸モータｌの一回転で−パルスしか出ない。そのため
、第一アーム６は図示しない減速器（減速比５０）によ
って駆動されているので、なければ一回転ずれて誤検出
しないことになり、信頼性も充分に確保できる。

以上、第一アーム６についての原点合わせについて詳述
したが、第２アーム７についても同様に適用できる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、従来の原点位置検出センサを基準にし
た原点位置に対し、アームの合わせマークを変えるだけ
で新しい使い勝手に合わせた位置に原点位置を容易に設
定することができ、従来は原点位置検出センサの取付位
置を変えなければ容易に原点位置を変えることができな
かったが、この手段を用いることにより構造変更も伴わ
ず、また、ハードウェアの変更も必要とせず簡単に必要
な位置に原点位置を設けることができる。また、原点合
わせマークより原点合わせ終了までの移動量は一般に少
なくなり、原点合わせ時間の短縮にも効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例におけるロボット本体の側面
図、第２図は本実施例の制御装置のシステムブロック図
、第３図はカウンタ原点入力回路のブロック図、第４図
はエンコーダのパルス説明図、第５図は本発明の一実施
例における原点合わせ処理のフローチャートである。 １・・・第−軸モータ　　２・・・第−軸エンコーダ３
・・・第二軸モータ　　４・・・第二軸エンコーダ５・
・・エアシリンダ　　６・・・第一アーム７−・・第一
アーム　　　８・・・上下軸９・・・第−軸支持台　　
１０・・・支柱１１・・・第−軸ドグ　　　１２・・・
第−軸層点センサ１３・・・第二軸ドグ　　　１４・・
・第二軸原点センサ１５・・・第一アーム合せマーク １６・・・第二アーム合せマーク １７・・・ＣＰＵ １８・・・モータコントロール回路 １９・−・モータドライバ回路 ２０・・・カウンタ原点入力回路 ２１・・・パルス弁別回路　２２・・・カウンタ回路２
３・・・カウンタ値記憶回路 ２４・・・原点入力回路　　２５・・・Ａ相のパルス２
６・・・Ｂ相のパルス　　２７・・・２相のパルスη″
５図 ’ｆｆ１ｌ履 ／−、躬−ｊ右上−タ ？−−１−釉エレｊ−９ ／Ｉ−−ラーー章由Ｆ７’ １？−月一釉原、ヤい績１しす １５−一一見一アーム含也マー７ ｆｆｉ４図 −）ｖｒ５−ビー（ｆ） （α）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、原点検出センサと回転に比例したパルスを発生する
   エンコーダからの出力パルスを計数カウントする検出回
   路による原点位置検出機能を備えた産業用ロボットにお
   いて、 アームと一体の回転動作軸と固定側との回転量が判別で
   きる任意の位置にアーム合わせマークを設け、原点位置
   登録時には、前記アーム合わせマークの位置から前記原
   点検出センサのある原点位置へ原点合わせを行ない、そ
   の時点で前記アーム合わせマークより、前記エンコーダ
   の出力パルスが規定パルス以上はなれた所ではじめて発
   生する前記エンコーダの一回転に一パルス発生する原点
   検出相のパルスが出た時点までのパルス数Ｂおよび、そ
   の地点から前記原点検出センサまでのパルス数Ａを計数
   し記憶させて通常の原点合わせを完了させ、つぎに、こ
   れを基準として、次回から、アームをマーク位置に合わ
   せることによって原点合わせを開始し、アームを前記原
   点検出センサ方向へ移動させ、マーク位置より前記記憶
   されたパルス数Ｂだけ離れた地点の近くで発生した前記
   原点検出相のパルスで移動を終了してその地点でのカウ
   ンタ値を前記記憶されたパルス数Ａとすることで原点合
   わせを終了することを特徴とする産業用ロボット。