JPH0661709B2 - Direct teaching type industrial robot teaching device - Google Patents

Direct teaching type industrial robot teaching device

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JPH0661709B2
JPH0661709B2 JP61201593A JP20159386A JPH0661709B2 JP H0661709 B2 JPH0661709 B2 JP H0661709B2 JP 61201593 A JP61201593 A JP 61201593A JP 20159386 A JP20159386 A JP 20159386A JP H0661709 B2 JPH0661709 B2 JP H0661709B2
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JP
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current
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teaching
drive
operating
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寛 奥村
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 <産業上の利用分野> 本発明はダイレクトティーチング型産業用ロボットの教
示装置に関する。
The present invention relates to a teaching device for a direct teaching type industrial robot.

<従来の技術> ダイレクトティーチング方式は、ロボットの動作腕の先
端及び手首等を操作者が直接握って動かす事によりその
動作位置を教示する方法で有り、教示時間が極めて短か
く、複雑な経路を能率よく教示出来る利点が有るため、
多くのロボット、特に塗装ロボットの大部分に適用され
ている。しかし、その操作力が重い場合には、操作しに
くく上記利点を生かす事が出来ないばかりか、操作者に
腰痛等の身体的障害を起させる原因ともなりかねない。
このため、教示操作力を軽くする各種の方法が提案され
ている。その第1方法は、バランサーを使用する事によ
り、ロボットの動作腕の負荷によって発生する負荷モー
メントを、バランサーの出す力によって発生するバラン
ス力モーメントで打ち消す事により操作力を軽減する方
法である。
<Prior Art> The direct teaching method is a method of teaching the operating position by the operator directly grasping and moving the tip of the operating arm and the wrist of the robot. Because there is an advantage that you can teach efficiently,
It is applied to many robots, especially most of painting robots. However, if the operating force is heavy, not only is it difficult to operate and the advantages described above cannot be utilized, but it may also cause a physical disorder such as low back pain to the operator.
Therefore, various methods for reducing the teaching operation force have been proposed. The first method is to reduce the operating force by using a balancer to cancel the load moment generated by the load of the operating arm of the robot by the balance force moment generated by the force generated by the balancer.

また、第2方法は、駆動モータ等の駆動用機器の回転
抵抗や減速機等の動力伝達機器等の回転抵抗及び伝達
効率、すなわち動作腕の動きに対する抵抗を排除するた
め、動力伝達機構の一部にクラッチ機構を配置してティ
ーチング動作時これを切離すことで、操作力の軽減を図
っている。
The second method eliminates the rotational resistance of the drive equipment such as the drive motor and the rotational resistance and transmission efficiency of the power transmission equipment such as the speed reducer, that is, the resistance to the movement of the operating arm. The clutch mechanism is placed on the section to disengage the clutch mechanism during teaching operation to reduce the operating force.

ここにおいて、ダイレクトティーチング時の操作力は、
イ駆動モータ等の駆動用機器の回転抵抗、ロ減速機等の
動力伝達機器の回転抵抗及び伝達効率、ハ軸受部の摩擦
抵抗、ニ動作腕重量による負荷モーメントとバランサに
よるバランス力モーメントの差による偏荷重の四種類の
駆動系抵抗からなる操作抵抗により決定される。
Here, the operating force during direct teaching is
(A) Rotational resistance of drive equipment such as drive motors, rotational resistance and transmission efficiency of power transmission equipment such as (b) reduction gears, frictional resistance of c bearings, (d) difference in load moment due to operating arm weight and balance force moment due to balancer It is determined by the operation resistance consisting of four types of drive system resistances of unbalanced load.

<発明が解決しようとする問題点> 上記操作力につき、イの回転抵抗ロの回転抵抗や伝達効
率については、前記第2方法によるクラッチ機構にて切
り離すことで排除することが可能である。しかし、この
クラッチ機構はロボットのもつ動作軸の数だけ配設する
必要があると共に、ダイレクトティーチング時のみ作動
させる為、そのクラッチ動作スイッチに他の動作モード
(例えば再生運転、リモートティーチング等)に対する
インターロックが必要となり、ロボットの構造が複雑、
高価になる欠点がある。
<Problems to be Solved by the Invention> With respect to the above operating force, the rotational resistance and the transmission efficiency of the rotational resistance B of b can be eliminated by disconnecting the clutch mechanism according to the second method. However, this clutch mechanism needs to be provided for the number of operating axes of the robot, and since it operates only during direct teaching, the clutch operating switch has an interface for other operating modes (for example, regenerating operation, remote teaching, etc.). Requires a lock, the robot structure is complicated,
It has the drawback of being expensive.

また、上記操作力ハの摩擦抵抗については、すなわち、
動力伝達機構内の軸受部の摩擦抵抗については、上記ク
ラッチ機構によって排除可能であるが、動作軸そのもの
の軸受部については、排除不可能である。
Further, regarding the frictional resistance of the operating force c, that is,
The frictional resistance of the bearing portion in the power transmission mechanism can be eliminated by the clutch mechanism, but the bearing portion of the operating shaft itself cannot be eliminated.

更に、操作力ニについては、第3図の102に示す様な
スプリングのバランス機構が考案され、動作軸の動作角
度による負荷モーメントの変化に対処出来る様配慮され
ているが、第3図下腕部103に対する負荷モーメント
は、下腕部103の先端部に回転結合される上腕部10
4、さらにその先端部に取付けられる手首軸105、さ
らにその先の図示しない負荷により、下腕部103、上
腕部104、手首部105が各々独立して動作するた
め、第4図のグラフに示す様に下腕部をある角度に固定
した状態に於いても同グラフに実線で示す様な巾があ
る。
Further, regarding the operating force D, a spring balance mechanism as shown in 102 of FIG. 3 is devised, and consideration is given so as to cope with the change of the load moment depending on the operation angle of the operation axis. The load moment applied to the portion 103 is the upper arm 10 that is rotationally coupled to the tip of the lower arm 103.
4, the lower arm portion 103, the upper arm portion 104, and the wrist portion 105 operate independently of each other by the wrist shaft 105 attached to the distal end portion thereof and the load (not shown) further ahead thereof, so that the graph shown in FIG. Even when the lower arm is fixed at a certain angle, there is a width shown by the solid line in the graph.

又バランス力モーメントは同グラフに破線で示す状態と
なり負荷モーメントとバランス力モーメントの偏加量を
0にする事は困難で有る。
Also, the balance force moment is in the state shown by the broken line in the graph, and it is difficult to reduce the biased amount of the load moment and the balance force moment to zero.

以上の様に従来のダイレクトティーチングロボットに於
いては、複雑、高価な構造をもつ割に操作力が軽くな
く、ダイレクトティーチングの教示が極めて容易である
という利点を生かしきれない問題があった。
As described above, in the conventional direct teaching robot, there is a problem that the advantage that the teaching force of the direct teaching is extremely easy because the operation force is not so light despite the complicated and expensive structure.

そこで、本発明は、上述の欠点に鑑み複雑、高価な構造
を持つことなくダイレクトティーチングの教示が極めて
容易なダイレクトティーチング型産業用ロボットの教示
装置の提供を目的とする。
Therefore, an object of the present invention is to provide a teaching device for a direct teaching type industrial robot, which is extremely easy to teach direct teaching without having a complicated and expensive structure in view of the above-mentioned drawbacks.

<問題点を解決するための手段> 上述の目的を達成する本発明は、電源とサーボアンプと
駆動用サーボモータとからなる駆動回路の上記サーボア
ンプをバイパスし上記駆動用サーボモータに駆動用電流
を供給するバイパス回路であって、上記駆動用サーボモ
ータに対する操作抵抗に相当する出力を発生させる微少
電流に制限する電流制御回路とこの電流制御回路による
電流方向を切替える方向切替回路とを有するバイパス回
路を有し、上記サーボモータを含む動作腕駆動機構につ
ながる位置検出器の信号にて動作腕の角度に応じた操作
抵抗に相当する出力を発生させる大きさの電流値に上記
電流制御回路の微少電流を変化するフィードバック回路
と上記位置検出器の信号にてティーチング動作方向を検
知して上記方向切替回路を制御する動作方向検知回路と
を更に有することを特徴とする。
<Means for Solving Problems> The present invention that achieves the above-mentioned object is to provide a driving current to the driving servo motor by bypassing the servo amplifier of a driving circuit including a power supply, a servo amplifier, and a driving servo motor. A bypass circuit having a current control circuit for limiting to a minute current that produces an output corresponding to an operating resistance for the drive servomotor, and a direction switching circuit for switching the current direction by the current control circuit. And a minute value of the current control circuit to a current value of a magnitude that generates an output corresponding to an operation resistance corresponding to the angle of the operating arm by a signal from a position detector connected to the operating arm drive mechanism including the servo motor. An operation to detect the teaching operation direction from the feedback circuit that changes the current and the signal from the position detector to control the direction switching circuit. And a direction detection circuit.

<実施例> ここで、図を参照して本発明の実施例を説明する。第1
図において、動作腕1を動作させる為の駆動用サーボモ
ータ3は減速機2を介して動作腕1に給合される。ま
た、サーボモータ3と減速機2との間は動作腕1の動作
位置を検出する位置検出器8が連結されている。
<Example> Here, an example of the present invention will be described with reference to the drawings. First
In the figure, a drive servomotor 3 for operating the operating arm 1 is fed to the operating arm 1 via a speed reducer 2. A position detector 8 that detects the operating position of the operating arm 1 is connected between the servo motor 3 and the speed reducer 2.

一方、電源7はサーボアンプ4を介し、更に後述するス
イッチ15を介して駆動用サーボモータ3に接続され
る。また、このサーボアンプ4のバイパス回路として電
流制御回路12、方向切替回路10、スイッチ15があ
る。このうち、電流制御回路12は駆動用サーボモータ
3が自転を開始しない程度の電流すなわち、前記従来説
明におけるイロハからなる操作抵抗相当分の微少電流に
制限するものである。また、方向切替回路10ではこの
微少電流の方向を切替える回路でありティーチング時2
の動作方向に微少電流の向きを切換えることで円滑な動
作を行なうようにしたものである。
On the other hand, the power supply 7 is connected to the drive servomotor 3 via the servo amplifier 4 and a switch 15 described later. A bypass circuit for the servo amplifier 4 includes a current control circuit 12, a direction switching circuit 10, and a switch 15. Of these, the current control circuit 12 limits the current to a level at which the drive servomotor 3 does not start rotating, that is, a minute current corresponding to the operating resistance made of Iroha in the above description. Further, the direction switching circuit 10 is a circuit for switching the direction of this minute current, and is 2 when teaching.
The smooth operation is performed by switching the direction of the minute current to the operating direction of.

位置検出器8は動作腕1の動作位置をロボット制御回路
5にフィードバックする外、動作角度検出回路14へ信
号をフィードバックする回路を有し、この動作角度検出
回路14によって検知された駆動用サーボモータ3すな
わち動作腕1の動作角度をもとにこれにつながる電流値
設定回路13により前記従来説明におけるニの偏荷重に
相当する駆動用電流の大きさを決定し、電流制御回路1
2にこの電流値を指令して微少電流を変化させ駆動用電
流として制御するものである 又位置検出器8の信号は動作方向検知回路11にもフィ
ードバックされ、動作腕1の動作方向を割り出し、これ
につながる方向切替回路10に対し、指令を行ない、電
流の方向切替えを行なう。また、6はモード切替スイッ
チでダイレクトティーチングモードかロボット駆動モー
ドかを選択するもので、スイッチ15を切替えるもので
ある。
The position detector 8 has a circuit for feeding back a motion position of the motion arm 1 to the robot control circuit 5 and also a circuit for feeding back a signal to the motion angle detection circuit 14. The driving servomotor detected by the motion angle detection circuit 14 3, that is, based on the operating angle of the operating arm 1, the current value setting circuit 13 connected thereto determines the magnitude of the driving current corresponding to the unbalanced load of D in the conventional description, and the current control circuit 1
2 is commanded to this current value to change a minute current to control it as a driving current. The signal from the position detector 8 is also fed back to the movement direction detection circuit 11 to determine the movement direction of the movement arm 1. The direction switching circuit 10 connected to this is instructed to switch the current direction. Reference numeral 6 is a mode changeover switch for selecting the direct teaching mode or the robot drive mode, and is for switching the switch 15.

以上の構成において、モード切替スイッチ6のダイレク
トティーチングモード選択により、スイッチ15は実線
の状態にあり、電源7からの電流は電流制御回路12に
よりモータが回転を開始しない微少電流だけに制限さ
れ、サーボモータ3に供給され、動作腕1の負荷に対抗
して動作腕1をバランスさせる。つぎに、操作者が動作
腕1を動かすと、駆動機構につながる位置検出器8の信
号により、動作角度検知回路14、電流値設定回路13
を介して、その時の動作腕1の動作角度により発生する
負荷モーメントに対抗するモータ出力を得る電流値に電
流制御回路12を制御する。
In the above configuration, the switch 15 is in the state of a solid line by the direct teaching mode selection of the mode changeover switch 6, and the current from the power supply 7 is limited by the current control circuit 12 to only a very small current at which the motor does not start rotating. It is supplied to the motor 3 and counteracts the load of the operating arm 1 to balance the operating arm 1. Next, when the operator moves the operation arm 1, the operation angle detection circuit 14 and the current value setting circuit 13 are generated by the signal from the position detector 8 connected to the drive mechanism.
The current control circuit 12 is controlled to a current value for obtaining a motor output that opposes the load moment generated by the operation angle of the operation arm 1 at that time.

また、操作者が動作腕1を動かすことにより、その駆動
機構につながる位置検出器8は変位し、その変位量によ
り動作方向検知回路11にてサーボモータ3への電流の
方向を決定し、方向切替回路10が作動し、電流の方向
を切替える。
Further, when the operator moves the operation arm 1, the position detector 8 connected to the drive mechanism is displaced, and the movement direction detection circuit 11 determines the direction of the current to the servo motor 3 according to the displacement amount. The switching circuit 10 operates to switch the direction of current.

したがって、まず操作抵抗相当分の微少電流が流れ、位
置検出器8の信号が動作腕1の動きに応じて変位するた
め、常に動作腕1の動作角度に応じたバランス力を発生
する電流がサーボモータ3に供給されると共に、しかも
動作腕1に加えられる向きに電流方向の切替えが行なわ
れ、軽い外力すなわち操作力にて操作することが可能と
なる。
Therefore, first, a minute current corresponding to the operation resistance flows, and the signal of the position detector 8 is displaced according to the movement of the operating arm 1, so that the current that always generates the balance force according to the operating angle of the operating arm 1 is the servo. The current direction is switched in the direction in which the current is supplied to the motor 3 and is applied to the operating arm 1, and it is possible to operate with a light external force, that is, an operating force.

第2図は、本発明の第2実施例を示すブロック図で、第
1図に示したブロック図に対し、相違点のみ説明する。
動作腕1に操作者が操作する操作スイッチ20を設け、
このスイッチ20の信号により、サーボモータ3に供給
する電流の回路を、ON/OFFするスイッチ21を設
ける。
FIG. 2 is a block diagram showing a second embodiment of the present invention. Only differences from the block diagram shown in FIG. 1 will be described.
The operating arm 1 is provided with an operation switch 20 operated by an operator,
A switch 21 for turning on / off the circuit of the current supplied to the servomotor 3 by the signal of the switch 20 is provided.

これにより操作者の意志により、サーボモータ3に電流
を供給する為、操作者の安全を図る事が出来る。又、操
作スイッチ20は、操作者がこれを離した時、OFF状
態になる様にすれば、さらに安全性を高める事が出来
る。
As a result, electric current is supplied to the servomotor 3 according to the operator's intention, so that the operator's safety can be improved. Further, if the operation switch 20 is turned off when the operator releases it, the safety can be further enhanced.

<発明の効果> (1)駆動用サーボモータに、そのモータによって動作す
る動作腕の負荷をバランスさせる出力を発生させる微少
電流を供給する事により、操作抵抗分が相殺されて、非
常に軽い外力を動作腕に与えるだけで操作可能なダイレ
クトティーチングロボットを得る。
<Effects of the Invention> (1) By supplying the driving servo motor with a minute current that generates an output that balances the load of the operating arm operated by the motor, the operating resistance is offset, and a very light external force is applied. To obtain a direct teaching robot that can be operated simply by giving a motion arm.

(2)微少電流は電流制御回路により電流が制限されてい
るので、暴走の危険が解消できる。
(2) The minute current is limited by the current control circuit, so the risk of runaway can be eliminated.

(3)操作モードを切替えるスイッチと連動してサーボア
ンプからの回路を遮断する為、暴走の危険がない。
(3) Since the circuit from the servo amplifier is shut off in conjunction with the switch that switches the operation mode, there is no danger of runaway.

(4)常に動作腕の動作に応じたバランス力を発生する電
流を更に加味することにより、偏荷重による操作抵抗を
解消できる。
(4) The operation resistance due to the unbalanced load can be eliminated by further adding the current that always generates the balance force according to the operation of the operation arm.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明の一実施例のブロック図、第2図は変形
例のブロック図、第3図は関節式ロボットのスプリング
バランサを示す側面図、第4図はスプリングバランサに
よる負荷とバランス力を示すグラフである。 図面中、 10は方向切替回路、 11は動作方向検知回路、 12は電流制御回路、 13は電流値設定回路、 14は動作角度検知回路である。
FIG. 1 is a block diagram of an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a block diagram of a modification, FIG. 3 is a side view showing a spring balancer of an articulated robot, and FIG. 4 is a load and balance force by the spring balancer. It is a graph which shows. In the drawings, 10 is a direction switching circuit, 11 is an operation direction detection circuit, 12 is a current control circuit, 13 is a current value setting circuit, and 14 is an operation angle detection circuit.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】電源とサーボアンプと駆動用サーボモータ
とからなる駆動回路の上記サーボアンプをバイパスし上
記駆動用サーボモータに駆動用電流を供給するバイパス
回路であって、上記駆動用サーボモータに対する操作抵
抗に相当する出力を発生させる微小電流に制限する電流
制御回路とこの電流制御回路による電流方向を切替える
方向切替回路とを有するバイパス回路を有し、上記サー
ボモータを含む動作腕駆動機構につながる位置検出器の
信号にて動作腕の角度に応じた操作抵抗に相当する出力
を発生させる大きさの電流値に上記電流制御回路の微小
電流を変化するフィードバック回路と上記位置検出器の
信号にてティーチング動作方向を検知して上記方向切替
回路を制御する動作方向検知回路とを更に有するダイレ
クトティーチング型産業用ロボットの教示装置。
1. A bypass circuit for bypassing the servo amplifier of a drive circuit comprising a power supply, a servo amplifier and a drive servo motor to supply a drive current to the drive servo motor, the bypass circuit for the drive servo motor. It has a bypass circuit having a current control circuit that limits a minute current that generates an output corresponding to an operation resistance and a direction switching circuit that switches the current direction by this current control circuit, and is connected to an operating arm drive mechanism including the servo motor. With the signal of the position detector and the signal of the position detector and the feedback circuit that changes the minute current of the current control circuit to a current value of a magnitude that generates an output corresponding to the operation resistance according to the angle of the operating arm Direct teaching further including an operation direction detection circuit for detecting the teaching operation direction and controlling the direction switching circuit Teaching device of the industrial robot.
JP61201593A 1986-08-29 1986-08-29 Direct teaching type industrial robot teaching device Expired - Lifetime JPH0661709B2 (en)

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JPS6357186A JPS6357186A (en) 1988-03-11
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS58160084A (en) * 1982-03-12 1983-09-22 日産自動車株式会社 Method of driving robot in case of teaching
JPS591591U (en) * 1982-06-29 1984-01-07 本田技研工業株式会社 Industrial robot safety equipment
JPS59116802A (en) * 1982-12-24 1984-07-05 Hitachi Ltd Controlling method of industrial robot in teaching operation

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