JPH06262584A - Industrial manipulator - Google Patents
Industrial manipulatorInfo
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- JPH06262584A JPH06262584A JP4886093A JP4886093A JPH06262584A JP H06262584 A JPH06262584 A JP H06262584A JP 4886093 A JP4886093 A JP 4886093A JP 4886093 A JP4886093 A JP 4886093A JP H06262584 A JPH06262584 A JP H06262584A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は産業用マニプレータに関
し、特に各関節等の被駆動部に駆動力を伝達する駆動力
伝達系の途中にトルクリミッタを介在させた場合に適用
して有用なものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an industrial manipulator and is particularly useful when applied to a case where a torque limiter is interposed in the middle of a driving force transmission system for transmitting a driving force to a driven part such as each joint. Is.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、鋳物工場で行なう鋳ばらし作業
は、手作業で行なっている。この鋳ばらし作業の工程中
では、ベルトコンベアで搬送されてくる鋳型及び鋳物製
品を下記のように処理する。2. Description of the Related Art Conventionally, casting and unwinding work in a foundry has been performed manually. In the step of this casting operation, the mold and the cast product conveyed by the belt conveyor are processed as follows.
【０００３】（１）荒仕分け作業−Ｉ からみ合った湯口製品の仕分け。(1) Rough sorting work-I. Sorting of sprue products that are entangled with each other.
【０００４】（２）荒仕分け作業−II 前工程で既に分解している製品と湯口の整列、及びセキ
折りの作業のために前工程で仕分けた湯口付き製品の仕
分け。(2) Rough sorting operation-II Sorting of the product already disassembled in the previous step and the sprue and the product with the spout sorted in the previous step for the work of folding.
【０００５】（３）セキ折り作業 ゲートベッカーで湯道と製品を分離。(3) Seki folding work The gate runner separates the runner from the product.
【０００６】（４）整列作業 セキ折り後の製品と湯道を分離して整列。(4) Alignment work The product after the safe folding and the runner are separated and aligned.
【０００７】（５）ハンガー掛け作業 ショットブラストへの投入作業。(5) Hanger hanging work Inserting work into shot blasting.
【０００８】[0008]
【発明が解決しようとする課題】従来、上述の如き鋳ば
らし作業は、作業員が全て手作業で行なっているので、
能率が悪く、また重労働である。このため、省力化とと
もに機械化を図り得るマニプレータの出現が待望されて
いる。Conventionally, since all of the above-mentioned casting work is manually performed by the worker,
It is inefficient and hard labor. For this reason, the emergence of manipulators that can be labor-saving and mechanized is expected.
【０００９】かかる用途に供するマニプレータとして、
スレーブアームの各関節等の被駆動部の位置を検出する
ポテンショメータ等の位置検出手段の出力信号と、オペ
レータが操作するマスターアームから供給する指令値と
を比較して両者の偏差が零になるように前記被駆動部の
駆動源であるモータを制御するように構成するものが考
えられる。As a manipulator used for such an application,
The output signal of the position detecting means such as a potentiometer for detecting the position of the driven part such as each joint of the slave arm is compared with the command value supplied from the master arm operated by the operator so that the deviation between them becomes zero. Another possible configuration is to control the motor that is the drive source of the driven part.
【００１０】上述の如く、駆動源としてモータを用いた
ものでは、アーム部等が何処かに衝突する等して過負荷
が作用した場合に備え、各関節及びアーム部等の駆動力
を伝達する駆動力伝達系の途中に、過負荷を吸収するト
ルクリミッタを設けるのが望ましい。As described above, in the case where the motor is used as the drive source, the driving force of each joint and the arm portion is transmitted in case the arm portion or the like collides somewhere and the overload acts. It is desirable to provide a torque limiter for absorbing an overload in the middle of the driving force transmission system.
【００１１】このトルクリミッタは、モータの駆動力を
被駆動部に伝達する減速機の入力軸に介装する場合と、
出力軸に介装する場合とが考えられるが、トルクリミッ
タを入力軸に介装すると同時に、被駆動部の位置に基づ
きモータの回転数を制御する方式を採用する場合には、
トルクリミッタが滑ることにより不都合が生じる。This torque limiter is mounted on the input shaft of the speed reducer for transmitting the driving force of the motor to the driven part.
It can be considered that it is installed on the output shaft.However, when a system that controls the rotation speed of the motor based on the position of the driven part at the same time as installing the torque limiter on the input shaft,
The slippage of the torque limiter causes inconvenience.
【００１２】すなわち、位置検出手段は、減速機の出力
軸側（被駆動部側）に設ける必要があるので、被駆動部
に作用する過負荷によりトルクリミッタが滑った場合、
位置検出手段の出力信号とマスターアームからの指令値
との偏差はどんどん大きくなり、これに伴ないモータの
回転数が上昇するような制御を行なった場合には、モー
タの最高回転速度を越えるような事態も考えられ、この
場合にはモータを損傷する虞がある。That is, since the position detecting means needs to be provided on the output shaft side (driven portion side) of the speed reducer, if the torque limiter slips due to overload acting on the driven portion,
The deviation between the output signal of the position detection means and the command value from the master arm becomes larger and larger, and if the motor speed is controlled accordingly, the maximum rotation speed of the motor will be exceeded. In such a case, the motor may be damaged in this case.
【００１３】本発明は、上記従来技術に鑑み、駆動力伝
達系において減速機の入力軸側にトルクリミッタを介装
した場合でも良好な被駆動部の位置の制御と駆動源であ
るモータの回転数制御とを良好に行ない得る産業用マニ
プレータを提供することを目的とする。In view of the above-mentioned prior art, the present invention provides good control of the position of the driven part and rotation of the motor that is the drive source even when a torque limiter is provided on the input shaft side of the speed reducer in the drive force transmission system. An object of the present invention is to provide an industrial manipulator which can perform good numerical control.
【００１４】[0014]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の構成は、スレーブアームの各関節等の被駆動部の位
置を検出する位置検出手段の出力信号と、マスターアー
ムから供給する指令値とを比較して両者の偏差が零にな
るように前記被駆動部の駆動源であるモータを制御する
ように構成した産業用マニプレータにおいて、前記モー
タの出力軸と、減速機の入力軸との間に介装したトルク
リミッタと、前記モータの回転数を検出するようこのモ
ータに配設した回転数検出手段と、前記減速機の出力側
に配設した前記位置検出手段と、前記指令値との偏差に
応じた回転速度でモータが回転するよう、この偏差に応
じた他の指令値と前記回転数検出手段が検出する回転数
との偏差に基づき前記モータを制御するとともに、この
回転数検出手段が検出する回転数が上限値を越えないよ
うにモータを制御する制御部とを有することを特徴とす
る。The structure of the present invention which achieves the above object is provided with an output signal of a position detecting means for detecting the position of a driven part such as each joint of a slave arm and a command value supplied from a master arm. In the industrial manipulator configured to control the motor that is the drive source of the driven part so that the deviation between the two becomes zero, the output shaft of the motor and the input shaft of the speed reducer A torque limiter interposed between the motor and a rotation speed detecting means arranged to detect the rotation speed of the motor, the position detecting means arranged on the output side of the speed reducer, and the command value. In order to rotate the motor at a rotation speed corresponding to the deviation, the motor is controlled based on the deviation between the other command value according to the deviation and the rotation speed detected by the rotation speed detecting means, and the rotation speed is detected. Means The number of rotations that out and having a control unit for controlling the motor so as not to exceed the upper limit.
【００１５】[0015]
【作用】上記構成の本発明によれば、被駆動部に作用す
る過負荷はトルクリミッタが動作することにより吸収さ
れるばかりでなく、トルクリミッタの動作、すなわち滑
りによるマスターアームの指令値と被駆動部の位置との
偏差の拡大によるモータの回転数上昇は上限値に達する
ことなく制御される。According to the present invention having the above-mentioned structure, not only the overload acting on the driven portion is absorbed by the operation of the torque limiter, but also the operation of the torque limiter, that is, the command value of the master arm caused by the slip and The increase in the rotation speed of the motor due to the increase in the deviation from the position of the drive unit is controlled without reaching the upper limit value.
【００１６】[0016]
【実施例】以下本発明の実施例を図面に基づき詳細に説
明する。Embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the drawings.
【００１７】図１は本実施例に係る垂直多関節の産業用
マニプレータのうちスレーブアームを抽出してその基本
構成を示す説明図である。同図に示すように、旋回台１
は、床面２に設置してある基台３に対し１軸モータ（図
示せず）により水平面内を回動可能に構成してある。FIG. 1 is an explanatory view showing the basic structure of a slave arm of the vertical articulated industrial manipulator according to this embodiment, which is extracted. As shown in the figure, the swivel base 1
Is configured to be rotatable in a horizontal plane by a uniaxial motor (not shown) with respect to a base 3 installed on the floor 2.
【００１８】垂直アーム４は、その基端部を、旋回台１
で支持して２軸モータ（図示せず）により回動する回動
軸５に固定するとともに、その先端部を、上部ユニット
７で支持して３軸モータ（図示せず）により回動する回
動軸６に固定してある。垂直レバー８は、その基端部
を、軸９を介して旋回台１に、またその先端部を、軸１
０を介して上部ユニット７にそれぞれ回動可能に取付け
てある。すなわち、旋回台１、上部ユニット７、垂直ア
ーム４、垂直レバー８、回動軸５，６及び軸９，１０に
より４節の平行リンク機構を形成している。The vertical arm 4 has its base end portion at the swivel base 1.
It is fixed to the rotating shaft 5 which is supported by and is rotated by a two-axis motor (not shown), and its tip is supported by the upper unit 7 and is rotated by a three-axis motor (not shown). It is fixed to the drive shaft 6. The vertical lever 8 has its base end portion attached to the swivel base 1 via the shaft 9 and its tip end portion attached to the shaft 1
It is rotatably attached to the upper unit 7 via 0. That is, the swivel 1, the upper unit 7, the vertical arm 4, the vertical lever 8, the rotary shafts 5 and 6, and the shafts 9 and 10 form a parallel link mechanism having four joints.
【００１９】水平アーム１１は、その途中を、前記回動
軸６に固定し、上部ユニット７に対して回動可能に構成
してある。カウンタウェイト１２は水平アーム１１の基
端部に固定してある。また、水平アーム１１の先端部に
は、Ｌ字状の手首部１３が軸１４を介して回動可能に取
付けてある。水平レバー１５はその両端部を軸１６，１
７にそれぞれ回動可能に取付けてある。このとき、軸１
６は、基端部を上部ユニット７に垂直に固着してあるブ
ラケット１８の先端部に、また軸１７は、手首部１３の
ブラケット１３ａの先端部にそれぞれ回動可能に取付け
てある。すなわち、回動軸６、軸１４，１６，１７、ブ
ラケット１３ａ，１８、水平アーム１１及び水平レバー
１５により４節の平行リンク機構を形成している。The horizontal arm 11 is fixed to the rotary shaft 6 in the middle thereof and is rotatable with respect to the upper unit 7. The counter weight 12 is fixed to the base end of the horizontal arm 11. An L-shaped wrist portion 13 is rotatably attached to the tip of the horizontal arm 11 via a shaft 14. The horizontal lever 15 has shafts 16 and 1 at both ends thereof.
7 are rotatably attached. At this time, axis 1
6 is rotatably attached to the tip of a bracket 18 whose base end is vertically fixed to the upper unit 7, and the shaft 17 is rotatably attached to the tip of a bracket 13a of the wrist 13. That is, the rotary shaft 6, the shafts 14, 16 and 17, the brackets 13 a and 18, the horizontal arm 11 and the horizontal lever 15 form a four-link parallel link mechanism.
【００２０】ハンド部１９は、その上端部を回動軸２０
を介して４軸モータ（図示せず）により回動可能に手首
部１３に取付けて垂下するとともに、先端部である把持
部１９ａと基端部１９ｂとからなり、把持部１９ａが５
軸モータ（図示せず）により図示の状態で水平面内を回
動可能に構成してある。The hand portion 19 has a rotating shaft 20 at its upper end.
Via a four-axis motor (not shown) rotatably attached to the wrist portion 13 and hangs down. The grip portion 19a, which is the tip portion, and the base end portion 19b, and the grip portion 19a is 5
It is configured to be rotatable in a horizontal plane in the illustrated state by a shaft motor (not shown).
【００２１】かかるスレーブアームは、オペレータによ
るマスターアーム（図示せず）の操作に対応して動作す
ることにより把持部１９ａで搬送部を把んで所定位置迄
搬送するものであるが、このときの動作は次の通りであ
る。The slave arm operates in response to an operation of a master arm (not shown) by an operator, and holds the transfer section by the gripping section 19a to transfer the transfer section to a predetermined position. Is as follows.
【００２２】１軸モータの駆動により旋回台１が基台３
に対し水平面内を回動する。The swivel base 1 is moved to the base 3 by driving a single-axis motor.
To rotate in a horizontal plane.
【００２３】２軸モータの駆動により回動軸５が回動
し、垂直アーム４を含む平行リンク機構が動作して垂直
アーム４及び垂直レバー８が垂直面内を回動する結果、
上部ユニット７が垂直面内を移動する。The rotation shaft 5 is rotated by the driving of the biaxial motor, the parallel link mechanism including the vertical arm 4 is operated, and the vertical arm 4 and the vertical lever 8 are rotated in the vertical plane.
The upper unit 7 moves in the vertical plane.
【００２４】３軸モータの駆動により回動軸６が回動
し、水平アーム１１を含む平行リンク機構が動作して水
平アーム１１及び水平レバー１５が垂直面内を回動する
結果、手首部１３及びハンド部１９が垂直面内を移動す
る。このとき、ブラケット１３ａ，１８は平行であり、
しかもブラケット１８は垂直であるため、ブラケット１
３ａも同様に常に垂直となる。すなわち、手首部１３の
姿勢は常に一定に保持される（図１の状態から回動軸
５，６が回動した状態である図２参照）。The rotary shaft 6 is rotated by the driving of the three-axis motor, the parallel link mechanism including the horizontal arm 11 is operated, and the horizontal arm 11 and the horizontal lever 15 are rotated in a vertical plane. And the hand part 19 moves in the vertical plane. At this time, the brackets 13a and 18 are parallel,
Moreover, since the bracket 18 is vertical, the bracket 1
Similarly, 3a is always vertical. That is, the posture of the wrist portion 13 is always kept constant (see FIG. 2, which is a state in which the rotary shafts 5 and 6 are rotated from the state of FIG. 1).
【００２５】４軸モータの駆動により回動軸２０が回動
し、ハンド部１９が垂直面内を回動する。また、５軸モ
ータの駆動により把持部１９ａが水平面内を回動する。The rotating shaft 20 is rotated by driving the four-axis motor, and the hand portion 19 is rotated in a vertical plane. Further, the grip portion 19a is rotated in the horizontal plane by driving the 5-axis motor.
【００２６】かかる１軸〜５軸モータの駆動による各部
の移動により把持部１９ａを所定位置から所定位置へ移
動させる。The gripping portion 19a is moved from a predetermined position to a predetermined position by the movement of each part by driving the 1-axis to 5-axis motor.
【００２７】図３は、図１に示すスレーブアームを有す
る本実施例に係る産業用マニプレータを有する右側面
図、図４はその背面図、図５はその平面図である。これ
ら図３〜図５中、図１及び図２と同一部分には同一番号
を付し重複する説明は省略する。FIG. 3 is a right side view of the industrial manipulator according to this embodiment having the slave arm shown in FIG. 1, FIG. 4 is its rear view, and FIG. 5 is its plan view. 3 to 5, those parts which are the same as those corresponding parts in FIGS. 1 and 2 are designated by the same reference numerals, and a duplicate description will be omitted.
【００２８】図３〜図５に示すように、旋回台１には運
転席２１、マスターアーム２２及びジョイステックレバ
ー２３が配設してある。旋回台１を回動する１軸モータ
は、基台３内に収納してある。垂直アーム４を回動する
２軸モータ２４は、支持部２５を介して旋回台１に配設
してある。水平アーム１１を回動する３軸モータ２６は
上部ユニット７に配設してある。ハンド部１９を垂直面
内で回動する４軸モータ２７は、手首部１３に水平に突
出して配設してある。把持部１９ａを水平面内で回動す
る５軸モータ２８は、手首部１３に垂直に突出して配設
してある。As shown in FIGS. 3 to 5, the swivel base 1 is provided with a driver's seat 21, a master arm 22 and a joystick lever 23. A uniaxial motor that rotates the swivel base 1 is housed in the base 3. A biaxial motor 24 that rotates the vertical arm 4 is disposed on the swivel base 1 via a support portion 25. A triaxial motor 26 for rotating the horizontal arm 11 is arranged in the upper unit 7. A four-axis motor 27 that rotates the hand portion 19 in a vertical plane is arranged on the wrist portion 13 so as to project horizontally. The 5-axis motor 28 that rotates the grip portion 19a in the horizontal plane is disposed so as to vertically project from the wrist portion 13.
【００２９】上述の１軸〜５軸モータで回動する旋回台
１、垂直アーム４、水平アーム１１、ハンド部１９及び
把持部１９ａの回動中心を図３〜図５中にそれぞれ
Ｏ1 ，Ｏ 2 ，Ｏ3 ，Ｏ4 ，Ｏ5 で示す。A swivel base which is rotated by the above-mentioned 1-axis to 5-axis motors.
1, vertical arm 4, horizontal arm 11, hand unit 19 and
The rotation center of the grip portion 19a is shown in FIGS.
O1, O 2, O3, OFour, OFiveIndicate.
【００３０】マスターアーム２２は、スレーブアームと
相似形に形成してあり、このマスターアーム２２をオペ
レータが操作することによりスレーブアームがマスター
アームと相似形となるように制御される。ジョイステッ
クレバー２３は、これをオペレータが前後に倒すことに
より旋回台１を大きく、高速度で左右方向に回動するた
めのものである。マスターアーム２２は運転席２１のオ
ペレータが右手で操作するように運転席２１の右側に、
ジョイステックレバー２３は前記オペレータが左手で操
作するように運転席２１の左側にそれぞれ配設してあ
る。The master arm 22 is formed in a similar shape to the slave arm, and an operator operates the master arm 22 to control the slave arm so that the slave arm has a similar shape to the master arm. The joystick lever 23 is for turning the swivel base 1 large and turning it left and right at a high speed when the operator tilts it back and forth. The master arm 22 is on the right side of the driver's seat 21 so that the operator of the driver's seat 21 can operate it with the right hand.
The joystick levers 23 are arranged on the left side of the driver's seat 21 so that the operator can operate them with his / her left hand.
【００３１】図６は、図３に示す産業用マニプレータの
マスターアーム２２を抽出・拡大して示す右側面図、図
７はその背面図、図８はその平面図である。FIG. 6 is a right side view showing the master arm 22 of the industrial manipulator shown in FIG. 3 in an extracted and enlarged manner, FIG. 7 is its rear view, and FIG. 8 is its plan view.
【００３２】図６〜図８に示すように、マスターアーム
２２は、スレーブアームの各構成部品に対応する各部品
をスレーブアームと同様の結合関係を保ちながら相似形
に構成したものである。すなわち、アーム及びレバーの
長さはスレーブアームに相似で、関節回動範囲はスレー
ブアームと等しく構成してある。As shown in FIGS. 6 to 8, the master arm 22 is formed by forming each component corresponding to each component of the slave arm in a similar shape while maintaining the same coupling relationship as the slave arm. That is, the lengths of the arm and the lever are similar to those of the slave arm, and the joint rotation range is the same as that of the slave arm.
【００３３】図６〜図８中、３３は旋回台１に対応する
旋回部、３４は垂直アーム４に対応する垂直アーム、３
５，３６，３９，４０，４４，４６，４７，５０は回動
軸５，６，２０及び軸９，１０，１４，１６，１７にそ
れぞれ対応する軸、３７は上部ユニット７に対応する上
部ユニット、３８は垂直レバー８に対応する垂直レバ
ー、４１は水平アーム１１に対応する水平アーム、４２
はカウンタウエイト１２に対応するカウンタウエイト、
４３は手首部１３に対応する手首部、４３ａはブラケッ
ト１３ａに対応するブラケット、４５は水平レバー１５
に対応する水平レバー、４８はブラケット１８に対応す
るブラケットである。6 to 8, 33 is a swivel unit corresponding to the swivel base 1, 34 is a vertical arm corresponding to the vertical arm 4, and 3 is a vertical arm.
Reference numerals 5, 36, 39, 40, 44, 46, 47, 50 denote rotation shafts 5, 6, 20 and shafts 9, 10, 14, 16, 17 respectively, and 37 denotes an upper portion corresponding to the upper unit 7. Unit, 38 is a vertical lever corresponding to the vertical lever 8, 41 is a horizontal arm corresponding to the horizontal arm 11, 42
Is a counter weight corresponding to the counter weight 12,
43 is a wrist corresponding to the wrist 13, 43a is a bracket corresponding to the bracket 13a, and 45 is a horizontal lever 15.
Is a horizontal lever, and 48 is a bracket corresponding to the bracket 18.
【００３４】操作部５１は軸５０を介して手首部４３
に、垂直面内を回動可能に取付けてある。また、この操
作部５１の頂部には、水平面内を回動するハンド操作部
５１ａが設けてあり、このハンド操作部５１ａを回動す
ることにより５軸モータ２８（図３参照）でハンド部１
９を回動させる。操作部５１に配設してあるハンド開閉
スイッチ５２、操作スイッチ５３は、その操作によりハ
ンド部１９（図３参照）の把持部１９ａの開閉を行なう
とともに、スレーブアームの制御操作を起動することが
できる。The operating portion 51 is connected to the wrist portion 43 via the shaft 50.
It is mounted so as to be rotatable in a vertical plane. In addition, a hand operation unit 51a that rotates in a horizontal plane is provided on the top of the operation unit 51. By rotating the hand operation unit 51a, the hand unit 1 is operated by the 5-axis motor 28 (see FIG. 3).
Rotate 9. The hand opening / closing switch 52 and the operation switch 53 provided in the operation unit 51 can open and close the grip 19a of the hand unit 19 (see FIG. 3) and activate the control operation of the slave arm. it can.
【００３５】このとき、旋回部３３は、旋回台１に、水
平面内を回動可能に配設してある。垂直アーム３４、垂
直レバー３８、水平アーム４１、水平レバー４５及び操
作部５１は、軸３５，３９，３６，４６，５０を回動中
心として垂直面内を回動し得るように構成してある。こ
のときの各回動中心を図６中にＯ6 ，Ｏ7 ，Ｏ8 ，
Ｏ 9 ，Ｏ10の符号を付して示す。また、軸４０，４４，
４７の各中心を図６中にＯ 11，Ｏ12，Ｏ13の符号を付し
て示す。At this time, the revolving unit 33 moves the water on the revolving base 1.
It is arranged to be rotatable in a plane. Vertical arm 34, hanging
Straight lever 38, horizontal arm 41, horizontal lever 45 and operation
The working unit 51 is rotating the shafts 35, 39, 36, 46, 50.
It is constructed so that it can rotate in a vertical plane as a center. This
The center of each rotation at6, O7, O8，
O 9, OTenThe symbol is attached. Also, the shafts 40, 44,
Each center of 47 is indicated by O in FIG. 11, O12, O13With the sign of
Indicate.
【００３６】マスターアーム２２における各部の回動量
は、各軸毎に設けたポテンショメータ５４，５５，５
６，５７，５８により検出する。かくして、これら１〜
５軸ポテンショメータ５４〜５８の検出信号に基づき制
御部を介してスレーブアームの１軸モータ、２軸モータ
２４、３軸モータ２６、４軸モータ２７及び５軸モータ
２８（図３参照）を駆動するように構成してある。The amount of rotation of each part of the master arm 22 depends on the potentiometers 54, 55, 5 provided for each axis.
It is detected by 6, 57 and 58. Thus, these 1
Based on the detection signals from the 5-axis potentiometers 54 to 58, the 1-axis motor, 2-axis motor 24, 3-axis motor 26, 4-axis motor 27, and 5-axis motor 28 (see FIG. 3) of the slave arm are driven via the control unit. It is configured as follows.
【００３７】引張りバネ５９は、その両端部を旋回部３
３と上部ユニット３７とに係止してあり、通常時（非操
作時）には垂直アーム３４及び垂直レバー３８を、垂直
状態に保持するように構成してある。カウンタウエイト
４２は、水平アーム４１の基端部に固着してあり、通常
時には水平アーム４１を基本姿勢である水平状態に保持
するように構成してある。さらに旋回部３３及び操作部
５１には、それぞれ捩りバネ（図示せず）が介装してあ
り、各部の操作力に抗して旋回部３３、ハンド操作部５
１ａが原点位置に復帰するように旋回部３３及びハンド
操作部５１ａをその回動軸回りに水平面内で回動すると
ともに、操作部５１が原点位置に復帰するように操作部
５１をその回動軸回りに垂直面内で回動するように構成
してある。The tension spring 59 has both ends thereof at the turning portion 3.
3 and the upper unit 37, and is configured to normally hold the vertical arm 34 and the vertical lever 38 in a vertical state (when not operated). The counterweight 42 is fixed to the base end portion of the horizontal arm 41, and is configured to normally hold the horizontal arm 41 in a horizontal state which is a basic posture. Further, a torsion spring (not shown) is provided in each of the swivel unit 33 and the operation unit 51, and the swivel unit 33 and the hand operation unit 5 resist the operation force of each unit.
1a is rotated in the horizontal plane about the rotation axis of the swivel unit 33 and the hand operation unit 51a so that the operation unit 51 is returned to the original position, and the operation unit 51 is rotated so that the operation unit 51 is returned to the original position. It is configured to rotate about a shaft in a vertical plane.
【００３８】かくして、マスターアーム２２の操作部５
１を手６０で把持して所定の操作を行なった後、この手
６０を離すことにより各部は原点位置に復帰し、基本姿
勢を保持するように構成してある。Thus, the operating portion 5 of the master arm 22
After gripping 1 with the hand 60 and performing a predetermined operation, each part is returned to the origin position by releasing the hand 60, and the basic posture is maintained.
【００３９】図９は、図３に示す産業用マニプレータの
ジョイステックレバー部分を抽出・拡大して示す右側面
図である。同図に示すように、ジョイステックレバー２
３は、旋回台１に立設した支柱６１の上端に固着してあ
り、そのレバー部２３ａを前後に倒して所定の操作を行
なうように構成してある。FIG. 9 is a right side view showing the joystick lever portion of the industrial manipulator shown in FIG. 3 in an extracted and enlarged manner. As shown in the figure, Joystick lever 2
Reference numeral 3 is fixed to the upper end of a column 61 standing upright on the swivel base 1, and is configured to tilt the lever portion 23a back and forth to perform a predetermined operation.
【００４０】上記実施例において、オペレータは運転席
２１に着席してマスターアーム２２若しくはジョイステ
ックレバー２３を操作する。すなわち、マスターアーム
２２の操作スイッチ５３を押した状態でジョイステック
レバー２３を前後に倒すことにより制御部（図示せず）
を介して１軸モータが駆動される結果、旋回台１は大き
く、迅速に水平面内を回動する。In the above embodiment, the operator sits in the driver's seat 21 and operates the master arm 22 or the joystick lever 23. That is, by pushing the joystick lever 23 back and forth while pressing the operation switch 53 of the master arm 22, a control unit (not shown)
As a result of the uniaxial motor being driven via, the swivel base 1 is large and swivels rapidly in the horizontal plane.
【００４１】一方、オペレータがマスターアーム２２の
操作部５１を把持して旋回部３３を回動することによ
り、このときの回動量を１軸ポテンショメータ５４で検
出する結果、前記制御部を介して１軸モータが駆動さ
れ、旋回部３３の回動量に応じて旋回台１を旋回する。On the other hand, when the operator grips the operating portion 51 of the master arm 22 and rotates the turning portion 33, the amount of rotation at this time is detected by the uniaxial potentiometer 54, and as a result, 1 The shaft motor is driven and the swivel base 1 is swung according to the amount of rotation of the swivel unit 33.
【００４２】以下、同様にオペレータの操作により垂直
アーム３４、水平アーム４１、操作部５１及びハンド操
作部５１ａを回動・操作することにより、このときの回
動量を２軸〜５軸ポテンショメータ５５，５６，５７，
５８で検出する結果、前記制御部を介して２軸〜５軸モ
ータ２４，２６，２７，２８が駆動され、垂直アーム３
４、水平アーム４１、操作部５１及びハンド操作部５１
ａの回動量に応じて垂直アーム４、水平アーム１１、ハ
ンド部１９及び把持部１９ａをそれぞれ回動する。Thereafter, the vertical arm 34, the horizontal arm 41, the operating section 51 and the hand operating section 51a are similarly rotated and operated by the operation of the operator, whereby the rotation amount at this time is adjusted by the 2-axis to 5-axis potentiometer 55 ,. 56, 57,
As a result of detection by 58, the 2-axis to 5-axis motors 24, 26, 27, 28 are driven via the control unit, and the vertical arm 3
4, horizontal arm 41, operation unit 51 and hand operation unit 51
The vertical arm 4, the horizontal arm 11, the hand portion 19 and the grip portion 19a are each rotated according to the rotation amount of a.
【００４３】このとき、ブラケット１３ａは常に垂直な
ブラケット１８と平行になり水平アーム１１及び水平レ
バー１５の姿勢の如何にかかわらず常に一定の姿勢を保
持する。また、搬送物を把持するときにはオペレータが
ハンド開閉スイッチ５２を押すことによりこれを行な
う。At this time, the bracket 13a is always parallel to the vertical bracket 18 and always maintains a constant posture regardless of the postures of the horizontal arm 11 and the horizontal lever 15. Further, when gripping a conveyed object, the operator pushes the hand opening / closing switch 52 to do this.
【００４４】図１０は、上記産業用マニプレータの被駆
動部、すなわち旋回台１、垂直アーム４、水平アーム１
１、ハンド部１９及び把持部１９ａ等に駆動力を伝達す
る駆動力伝達系を抽出して概念的に示す説明図である。FIG. 10 shows the driven parts of the industrial manipulator, namely, swivel base 1, vertical arm 4 and horizontal arm 1.
FIG. 1 is an explanatory diagram conceptually showing an extracted drive force transmission system that transmits a drive force to the hand portion 19, the grip portion 19a, and the like.
【００４５】同図に示すように、駆動源であるモータ６
０の駆動力は、タイミングベルト６１を介して減速機６
２に伝達し、さらに減速機６２を介して被駆動部６３に
伝達するように構成してある。このとき、減速機６２の
入力軸６２ａにはトルクリミッタ６４が介装してあり、
被駆動部６３に過負荷が作用したときには、このトルク
リミッタ６４が滑って過負荷を吸収するように構成して
ある。また、タイミングベルト６１は、モータ６０の回
転軸６０ａ及び減速機６２の入力軸６２ａにそれぞれ装
着したプーリ６５，６６間に懸架してある。As shown in the figure, the motor 6 as a drive source
The driving force of 0 is applied to the speed reducer 6 via the timing belt 61.
2 and further to the driven portion 63 via the speed reducer 62. At this time, a torque limiter 64 is provided on the input shaft 62a of the speed reducer 62,
When an overload acts on the driven portion 63, the torque limiter 64 slides to absorb the overload. The timing belt 61 is suspended between pulleys 65 and 66 mounted on the rotary shaft 60a of the motor 60 and the input shaft 62a of the speed reducer 62, respectively.
【００４６】回転数検出手段であるエンコーダ６５は、
モータ６０の回転数を検出するようモータ６０に配設し
てあり、前記回転数を表わす出力信号Ｓ1 を制御部６７
に送出する。位置検出手段であるポテンショメータ６６
は、被駆動部６３の位置を検出するよう減速機６２の出
力軸６２ｂ側に配設してあり、前記位置を表わす出力信
号Ｓ2 を制御部６７に送出する。The encoder 65, which is the rotation speed detecting means,
The motor 60 is arranged so as to detect the rotation speed of the motor 60, and outputs an output signal S 1 representing the rotation speed to the control unit 67.
Send to. Potentiometer 66 as position detecting means
Is arranged on the output shaft 62b side of the speed reducer 62 so as to detect the position of the driven part 63, and outputs an output signal S 2 representing the position to the control part 67.
【００４７】制御部６７は、ポテンショメータ６６の出
力信号と、マスターアーム（図１０には図示せず）から
供給する指令値とを比較して両者の偏差が零になるよう
にモータ６０を回転制御する。すなわち、マスターアー
ムにスレーブアームの被駆動部６３を追従せしむべく、
前記指令値との偏差に応じた回転速度でモータ６０が回
転するよう、前記指令値との偏差に応じた他の指令値
と、エンコーダ６５が検出する回転数との偏差に基づき
モータ６０を制御する。同時に、制御部６７は、エンコ
ーダ６５が検出する回転数が上限値を越えないようにモ
ータ６０の回転を制御する。The controller 67 compares the output signal of the potentiometer 66 with the command value supplied from the master arm (not shown in FIG. 10) and controls the rotation of the motor 60 so that the deviation between the two becomes zero. To do. That is, in order to make the driven portion 63 of the slave arm follow the master arm,
The motor 60 is controlled based on a deviation between another command value corresponding to the deviation from the command value and the rotation speed detected by the encoder 65 so that the motor 60 rotates at a rotation speed corresponding to the deviation from the command value. To do. At the same time, the control unit 67 controls the rotation of the motor 60 so that the rotation speed detected by the encoder 65 does not exceed the upper limit value.
【００４８】かかる駆動力伝達系において、通常時に
は、マスターアームからの指令値に追従するよう、被駆
動部６３の駆動を行なうが、被駆動部６３が何処かに当
接して動くことができなくなった場合等には、このとき
の過負荷に対しトルクリミッタ６４が滑る。この場合、
マスターアームからの指令値とポテンショメータ６６の
出力信号Ｓ2 との偏差が小さくなることはないので、制
御部６７はモータ６０の回転速度を上昇させる制御を行
なうが、エンコーダ６５の出力信号Ｓ1 に基づき検出す
るモータ６０の回転速度が上限値に達すると、これ以上
モータ６０の回転速度が上昇することのないように制御
する。したがって、被駆動部６３に過負荷が作用してト
ルクリミッタ６４が滑ってもモータ６０の回転が無制限
に上昇することはない。In such a driving force transmission system, normally, the driven portion 63 is driven so as to follow the command value from the master arm, but the driven portion 63 cannot come into contact with any place and move. In the case of, for example, the torque limiter 64 slips against the overload at this time. in this case,
Since the deviation between the command value from the master arm and the output signal S 2 of the potentiometer 66 does not become small, the control unit 67 controls to increase the rotation speed of the motor 60, but the output signal S 1 of the encoder 65 is changed. When the rotation speed of the motor 60 detected based on the above reaches the upper limit value, control is performed so that the rotation speed of the motor 60 does not increase any more. Therefore, even if the torque limiter 64 slips due to an overload acting on the driven portion 63, the rotation of the motor 60 does not rise indefinitely.
【００４９】なお、被駆動部への過負荷の作用は、オペ
レータが気付いた時点で、この過負荷状態を解除するよ
うにマスターアームを操作すれば良い。The action of overloading the driven portion may be achieved by operating the master arm so as to cancel the overloaded state when the operator notices.
【００５０】[0050]
【発明の効果】以上実施例とともに具体的に説明したよ
うに、本発明によれば、産業用マニプレータの被駆動部
に過負荷が作用し、トルクリミッタが滑るような事態が
生起されてもモータの回転数が無限に上昇することはな
く、安全に制御し得る。As described above in detail with reference to the embodiments, according to the present invention, even if the torque limiter slips due to the overload acting on the driven part of the industrial manipulator, the motor The number of revolutions does not increase infinitely and can be controlled safely.
【図１】本発明の実施例に係る垂直多関節の産業用マニ
プレータのうちスレーブアームを抽出してその基本構成
を示す説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram showing a basic configuration of a slave arm extracted from a vertical articulated industrial manipulator according to an embodiment of the present invention.
【図２】図１に示すスレーブアームを駆動した場合の１
つの姿勢を示す説明図である。FIG. 2 is a diagram showing a case where the slave arm shown in FIG. 1 is driven.
It is an explanatory view showing two postures.
【図３】図１に示すスレーブアームを有する本実施例に
係る産業用マニプレータを示す右側面図である。FIG. 3 is a right side view showing the industrial manipulator according to the present embodiment having the slave arm shown in FIG.
【図４】図３の背面図である。FIG. 4 is a rear view of FIG.
【図５】図３の平面図である。FIG. 5 is a plan view of FIG.
【図６】図３に示す産業用マニプレータのマスターアー
ムを抽出・拡大して示す右側面図である。FIG. 6 is a right side view showing the master arm of the industrial manipulator shown in FIG. 3 in an extracted and enlarged manner.
【図７】図６の背面図である。FIG. 7 is a rear view of FIG.
【図８】図６の平面図である。FIG. 8 is a plan view of FIG.
【図９】図３に示す産業用マニプレータのジョイステッ
クレバー部分を抽出・拡大して示す右側面図である。9 is a right side view showing the joystick lever portion of the industrial manipulator shown in FIG. 3 in an extracted and enlarged manner.
【図１０】前記実施例に係る駆動力伝達系を抽出して概
念的に示す説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram conceptually showing an extracted drive force transmission system according to the embodiment.
２２ マスターアーム ６０ モータ ６２ 減速機 ６２ａ 入力軸 ６２ｂ 出力軸 ６３ 被駆動部 ６４ トルクリミッタ ６５ エンコーダ ６６ ポテンショメータ ６７ 制御部 22 Master Arm 60 Motor 62 Reducer 62a Input Shaft 62b Output Shaft 63 Driven Part 64 Torque Limiter 65 Encoder 66 Potentiometer 67 Control Part
Claims (1)
位置を検出する位置検出手段の出力信号と、マスターア
ームから供給する指令値とを比較して両者の偏差が零に
なるように前記被駆動部の駆動源であるモータを制御す
るように構成した産業用マニプレータにおいて、 前記モータの出力軸と、減速機の入力軸との間に介装し
たトルクリミッタと、 前記モータの回転数を検出するようこのモータに配設し
た回転数検出手段と、 前記減速機の出力側に配設した前記位置検出手段と、 前記指令値との偏差に応じた回転速度でモータが回転す
るよう、この偏差に応じた他の指令値と前記回転数検出
手段が検出する回転数との偏差に基づき前記モータを制
御するとともに、この回転数検出手段が検出する回転数
が上限値を越えないようにモータを制御する制御部とを
有することを特徴とする産業用マニプレータ。1. An output signal of a position detecting means for detecting the position of a driven part such as each joint of a slave arm is compared with a command value supplied from a master arm so that a deviation between them is zero. In an industrial manipulator configured to control a motor that is a drive source of a driven part, a torque limiter interposed between an output shaft of the motor and an input shaft of a speed reducer, and a rotation speed of the motor are set. The rotation speed detecting means arranged to detect the motor, the position detecting means arranged on the output side of the speed reducer, and the motor to rotate at a rotation speed corresponding to the deviation from the command value. The motor is controlled on the basis of a deviation between another command value corresponding to the deviation and the rotation speed detected by the rotation speed detection means, and the motor is controlled so that the rotation speed detected by the rotation speed detection means does not exceed the upper limit value. To Industrial manipulator and having a Gosuru controller.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04886093A JP3211456B2 (en) | 1993-03-10 | 1993-03-10 | Industrial manipulator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04886093A JP3211456B2 (en) | 1993-03-10 | 1993-03-10 | Industrial manipulator |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06262584A true JPH06262584A (en) | 1994-09-20 |
| JP3211456B2 JP3211456B2 (en) | 2001-09-25 |
Family
ID=12815034
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04886093A Expired - Fee Related JP3211456B2 (en) | 1993-03-10 | 1993-03-10 | Industrial manipulator |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3211456B2 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015044262A (en) * | 2013-08-28 | 2015-03-12 | 学校法人千葉工業大学 | Rotation drive mechanism and joint mechanism of robot provided with the same |
| CN105965496A (en) * | 2016-06-14 | 2016-09-28 | 东莞市三润田自动化设备有限公司 | Manipulator |
| CN106051066A (en) * | 2016-06-14 | 2016-10-26 | 东莞市三润田自动化设备有限公司 | Planetary reduction mechanism |
| KR102491800B1 (en) * | 2022-09-06 | 2023-01-27 | 주식회사 앨비 | Independent Suspension of Electric Four-wheeled Vehicles |
-
1993
- 1993-03-10 JP JP04886093A patent/JP3211456B2/en not_active Expired - Fee Related
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| CN106051066A (en) * | 2016-06-14 | 2016-10-26 | 东莞市三润田自动化设备有限公司 | Planetary reduction mechanism |
| KR102491800B1 (en) * | 2022-09-06 | 2023-01-27 | 주식회사 앨비 | Independent Suspension of Electric Four-wheeled Vehicles |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3211456B2 (en) | 2001-09-25 |
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