JPH07100781A - Articulated robot - Google Patents

Articulated robot

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Publication number
JPH07100781A
JPH07100781A JP24839193A JP24839193A JPH07100781A JP H07100781 A JPH07100781 A JP H07100781A JP 24839193 A JP24839193 A JP 24839193A JP 24839193 A JP24839193 A JP 24839193A JP H07100781 A JPH07100781 A JP H07100781A
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JP
Japan
Prior art keywords
joint
angular displacement
displacement error
position correction
correction amount
Prior art date
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Pending
Application number
JP24839193A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Mutsumi Yamamoto
睦 山本
Yasunari Kawashima
康成 川島
Satomichi Kojima
悟理 小島
Shigeru Yamada
茂 山田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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Publication date
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Priority to JP24839193A priority Critical patent/JPH07100781A/en
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Abstract

PURPOSE:To efficiently carry out the power work in any direction of an anticulated robot by installing an angular displacement error position correcting means which position-corrects the angular displacement error of the redution gear for each articulation on the basis of the position correction quantity obtained by an angular displacement error position correction quantity calculating means. CONSTITUTION:The position correction quantity of each angular displacement error of the reduction gears 2b, 4b and 6b for each articulation which corresponds to each working force in the work carried out by a robot, on the basis of the displacement angle equation of the reduction gears 2b, 4b and 6b for each articulation for the force applied on the hand 8 of a robot is calculated by an angular displacement error position correction quantity calculating means. Then, the angular displacement error of the reduction gears 2b, 4b and 6b for each articulation is position-corrected by an angular displacement error position correcting means 9 on the basis of the position correction quantity obtained by the angular displacement error position correction quantity calculating means.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、多関節型ロボットに係
り、詳しくは、多関節ロボットアームの位置補正技術に
適用することができ、特に、各関節の減速機に力が加わ
った時に生じる減速機の弾性変形による角度変位誤差を
なくすように位置補正して、如何なる方向の力作業も効
率良く行うことができる多関節型ロボットに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an articulated robot, and more particularly, it can be applied to a position correction technique of an articulated robot arm, and particularly, it occurs when a force is applied to a reducer of each joint. The present invention relates to an articulated robot capable of efficiently performing a force operation in any direction by correcting a position so as to eliminate an angular displacement error due to elastic deformation of a speed reducer.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、多関節ロボットは、一般に、関節
を駆動させるのにサーボモータを用い、このサーボモー
タのモータ軸に減速機を取り付け、回転自在に支持した
アームを複数繋ぎ合わせることにより、多関節を構成し
ている。そして、この多関節ロボットは、各関節のモー
タ角度位置を目標値として各関節を位置決め制御して多
自由度を得る構造になっている。このため、この多関節
ロボットは、各関節の回転方向に直行する法線方向の剛
性を高くすることができるので、力がアームに加わって
も大きな位置ずれを発生し難くすることができるという
利点を有する。
2. Description of the Related Art Conventionally, an articulated robot generally uses a servo motor to drive a joint, and a reducer is attached to the motor shaft of the servo motor, and a plurality of rotatably supported arms are connected to each other. It is composed of multiple joints. The multi-joint robot has a structure in which each joint is positioned and controlled with the motor angular position of each joint as a target value to obtain multiple degrees of freedom. For this reason, this multi-joint robot can increase the rigidity in the normal direction orthogonal to the rotation direction of each joint, and thus it is possible to prevent a large displacement from occurring even if a force is applied to the arm. Have.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】上記したように、従来
の多関節型ロボットでは、各関節のモータ角度位置を目
標値として各関節を位置決め制御して多自由度を得る構
造にしているため、各関節の回転方向に直行する法線方
向の剛性を高くして、力がアームに加わっても大きな位
置ずれを生じ難くすることができるという利点を有する
が、各関節の回転方向に力が加わった場合は、減速機の
バックラッシュ、弾性変形によって回転方向の捻れが生
じ、仮にモータ角度位置の目標位置決めを正確に行っ
て、減速機によって支持されたアームは、弾性変形の角
度変位分の誤差を生じて、アーム先端座標の位置誤差を
生じてしまう。例えば、力を要する作業の場合は、アー
ムの軸剛性、即ち関節の減速機の剛性が高いと、アーム
は、図16(a)に示す如く、A点→B点にロボットの
位置決め精度で動き、どんなに作業反力がアームに生じ
ても確実に力作業を行うことができる。
As described above, since the conventional articulated robot has a structure in which each joint is positioned and controlled with the motor angular position of each joint as a target value to obtain multiple degrees of freedom, This has the advantage that the rigidity in the direction normal to the direction of rotation of each joint can be increased so that even if force is applied to the arm, a large displacement is unlikely to occur, but force is applied in the direction of rotation of each joint. If the speed reducer backlashes and elastically deforms, twisting occurs in the rotational direction, and if the motor angular position is accurately positioned, the arm supported by the speed reducer may have an error due to the angular displacement of the elastic deformation. Occurs, resulting in a position error in the arm tip coordinates. For example, in the case of a work requiring force, if the axial rigidity of the arm, that is, the rigidity of the reducer of the joint is high, the arm moves from point A to point B with the positioning accuracy of the robot, as shown in FIG. However, no matter how much reaction force is exerted on the arm, it is possible to surely perform the force work.

【0004】しかしながら、実際に用いられる減速機の
剛性は低く、図16(b)に示す如く、弾性変形して軸
に捻れが生じる。この場合は、アーム制御でA点→B点
の移動動作を実行し、サーボモータのエンコーダの位置
パルス値が一致しても、アームの位置は、関節軸が捻れ
変形するため、その角度変位分の位置誤差が発生する。
この誤差は、アームの姿勢や作業力によって異なるた
め、単純な補正制御で補うことはできない。従って、従
来の構造の多関節ロボットでは、部品の圧入組立、螺子
締め等組立力が必要な作業の場合、各関節の回転方向の
ない方向の組立しか実施することができないという不具
合があった。
However, the rigidity of the speed reducer actually used is low, and as shown in FIG. 16 (b), it elastically deforms and twists the shaft. In this case, even if the movement operation from point A to point B is executed by arm control and the position pulse value of the encoder of the servo motor matches, the position of the arm is twisted and deformed by the joint axis. Position error occurs.
Since this error differs depending on the posture of the arm and the work force, it cannot be compensated by simple correction control. Therefore, in the articulated robot having the conventional structure, there is a problem that, in the case of a work requiring an assembling force such as press-fitting and assembling of components, screwing, the assembling can be performed only in the direction without the rotation direction of each joint.

【0005】そこで、本発明は、各関節の減速機に力が
加わった時に生じる減速機の弾性変形による角度変位誤
差をなくすように位置補正して、如何なる方向の力作業
も効率良く行うことができる多関節型ロボットを提供す
ることを目的としている。
Therefore, according to the present invention, position correction is performed so as to eliminate an angular displacement error due to elastic deformation of the reduction gear that occurs when a force is applied to the reduction gear of each joint, so that force work in any direction can be efficiently performed. The purpose is to provide an articulated robot that can be used.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
複数の関節を駆動するサーボモータと、該サーボモータ
のモータ軸に取り付けた減速機と、各関節に該減速機に
よって回転自在に支持したアームとを有し、該アームを
複数繋ぎ合わせて多関節を構成し、かつ各関節のモータ
角度位置を目標値として各関節を駆動して多自由度を得
る多関節型ロボットにおいて、該ロボットのハンドに加
わる力に対する各関節の減速機の変位角度式に基づい
て、該ロボットの行う作業の各作業力に応じた各関節の
減速機の角度変位誤差の位置補正量を演算する角度変位
誤差位置補正量演算手段と、該角度変位誤差位置補正量
演算手段で求めた位置補正量に基づいて、各関節の減速
機の角度変位誤差を位置補正する角度変位誤差位置補正
手段とを有することを特徴とするものである。
The invention according to claim 1 is
A servomotor that drives a plurality of joints, a speed reducer attached to the motor shaft of the servomotor, and an arm that is rotatably supported by the speed reducer at each joint. And a multi-joint robot that drives each joint with a motor angular position of each joint as a target value and obtains multiple degrees of freedom, the displacement angle expression of the reducer of each joint with respect to the force applied to the hand of the robot An angular displacement error position correction amount calculation means for calculating the position correction amount of the angular displacement error of the reduction gear of each joint according to each work force of the work performed by the robot, and the angular displacement error position correction amount calculation means And an angular displacement error position correcting means for correcting the angular displacement error of the speed reducer of each joint based on the position correction amount obtained in (4).

【0007】請求項2記載の発明は、複数の関節を駆動
するサーボモータと、該サーボモータのモータ軸に取り
付けた減速機と、各関節に該減速機によって回転自在に
支持したアームとを有し、該アームを複数繋ぎ合わせて
多関節を構成し、かつ各関節のモータ角度位置を目標値
として各関節を駆動して多自由度を得る多関節型ロボッ
トにおいて、該ロボットのハンド又は該ハンドが装着さ
れるタレット部に設けた圧力センサーと、該圧力センサ
ーの圧力値信号を該ロボットのハンドに加わる力に対す
る各関節の減速機の変位角度式に代入して、各関節の減
速機の角度変位誤差の位置補正量を演算する角度変位誤
差位置補正量演算手段と、該角度変位誤差位置補正量演
算手段で求めた位置補正量に基づいて、各関節の減速機
の角度変位誤差を位置補正する角度変位誤差位置補正手
段とを有することを特徴とするものである。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a servomotor for driving a plurality of joints, a speed reducer attached to a motor shaft of the servomotor, and an arm rotatably supported by each speed reducer at each joint. In the articulated robot, which has multiple joints by connecting a plurality of the arms and drives each joint with the motor angular position of each joint as a target value, the robot's hand or the hand Substituting the pressure sensor provided in the turret and the pressure value signal of the pressure sensor into the displacement angle formula of the reducer of each joint with respect to the force applied to the hand of the robot, the angle of the reducer of each joint Based on the angular displacement error position correction amount calculation means for calculating the position correction amount of the displacement error and the position correction amount calculated by the angular displacement error position correction amount calculation means, the angular displacement error of the reducer of each joint is calculated. It is characterized in that it has a angular displacement error position correcting means for location correction.

【0008】請求項3記載の発明は、複数の関節を駆動
するサーボモータと、該サーボモータのモータ軸に取り
付けた減速機と、各関節に該減速機によって回転自在に
支持したアームとを有し、該アームを複数繋ぎ合わせて
多関節を構成し、かつ各関節のモータ角度位置を目標値
として各関節を駆動して多自由度を得る多関節型ロボッ
トにおいて、該ロボットが力作業を行う作業台又は組立
部品が装着される治工具に設けた圧力センサーと、該セ
ンサーの圧力値信号を該ロボットのハンドに加わる力に
対する各関節の減速機の変位角度式に代入して、各関節
の減速機の角度変位誤差の位置補正量を演算する角度変
位誤差位置補正量演算手段と、該角度変位誤差位置補正
量演算手段で求めた位置補正量に基づいて、各関節の減
速機の角度変位誤差を位置補正する角度変位誤差位置補
正手段とを有することを特徴とするものである。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a servomotor for driving a plurality of joints, a speed reducer attached to a motor shaft of the servomotor, and an arm rotatably supported by each speed reducer at each joint. Then, in a multi-joint type robot in which a plurality of arms are connected to each other to form a multi-joint, and each joint is driven with a motor angular position of each joint as a target value to obtain multiple degrees of freedom, the robot performs manual work. A pressure sensor provided on a jig on which a workbench or an assembly part is mounted, and a pressure value signal of the sensor are substituted into a displacement angle formula of a reducer for each joint with respect to a force applied to the hand of the robot, and An angular displacement error position correction amount calculation means for calculating a position correction amount of the angular displacement error of the reduction gear, and an angular displacement of the reduction gear of each joint based on the position correction amount obtained by the angular displacement error position correction amount calculation means. Mistake It is characterized in that it has a angular displacement error position correcting means located corrected.

【0009】請求項4記載の発明は、複数の関節を駆動
するサーボモータと、該サーボモータのモータ軸に取り
付けた減速機と、各関節に該減速機によって回転自在に
支持したアームとを有し、該アームを複数繋ぎ合わせて
多関節を構成し、かつ各関節のモータ角度位置を目標値
として各関節を駆動して多自由度を得る多関節型ロボッ
トにおいて、該サーボモータの出力軸に設けたトルクセ
ンサーと、該トルクセンサーのトルク信号を該ロボット
のハンドに加わる力に対する各関節の減速機の変位角度
式に代入して、各関節の減速機の角度変位誤差の位置補
正量を演算する角度変位誤差位置補正量演算手段と、該
角度変位誤差位置補正量演算手段で求めた位置補正量に
基づいて、各関節の減速機の角度変位誤差を位置補正す
る角度変位誤差位置補正手段とを有することを特徴とす
るものである。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a servomotor for driving a plurality of joints, a speed reducer attached to a motor shaft of the servomotor, and an arm rotatably supported by each speed reducer at each joint. In the multi-joint type robot, in which a plurality of joints are formed by connecting the arms, and each joint is driven with the motor angular position of each joint as a target value to obtain multiple degrees of freedom, the output shaft of the servo motor is The provided torque sensor and the torque signal of the torque sensor are substituted into the displacement angle expression of the reduction gear of each joint with respect to the force applied to the hand of the robot, and the position correction amount of the angular displacement error of the reduction gear of each joint is calculated. Angle displacement error position correction amount calculation means, and the angular displacement error position for correcting the angular displacement error of the reducer of each joint based on the position correction amount calculated by the angle displacement error position correction amount calculation means. It is characterized in that it has a correction unit.

【0010】請求項5記載の発明は、複数の関節を駆動
するサーボモータと、該サーボモータのモータ軸に取り
付けた減速機と、各関節に該減速機によって回転自在に
支持したアームとを有し、該アームを複数繋ぎ合わせて
多関節を構成し、かつ各関節のモータ角度位置を目標値
として各関節を駆動して多自由度を得る多関節型ロボッ
トにおいて、該サーボモータに設けられたエンコーダと
は別に各関節のリンク部内に設けた関節変位角度を計測
する関節変位角度計測用エンコーダと、該関節変位角度
計測用エンコーダの位置パルスを計測するエンコーダ位
置パルス測定手段と、予め決めた各関節のモータ角度位
置の目標値と該エンコーダ位置パルス測定手段で測定し
た値との差を演算して該関節変位角度計測用エンコーダ
が移動した移動量を求め、該移動量に基づいて各関節の
減速機の角度変位誤差の位置補正量を求める角度変位誤
差位置補正量演算手段と、該角度変位誤差位置補正量演
算手段で求めた位置補正量に基づいて、各関節の減速機
の角度変位誤差を位置補正する角度変位誤差位置補正手
段とを有することを特徴とするものである。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a servomotor for driving a plurality of joints, a speed reducer attached to a motor shaft of the servomotor, and an arm rotatably supported by each speed reducer at each joint. In the multi-joint type robot, in which a plurality of arms are connected to form a multi-joint, and each joint is driven with a motor angle position of each joint as a target value to obtain multiple degrees of freedom, the servo motor is provided. A joint displacement angle measuring encoder for measuring the joint displacement angle provided in the link part of each joint separately from the encoder, an encoder position pulse measuring means for measuring the position pulse of the joint displacement angle measuring encoder, and a predetermined number The amount of movement of the joint displacement angle measuring encoder calculated by calculating the difference between the target value of the motor angular position of the joint and the value measured by the encoder position pulse measuring means. An angular displacement error position correction amount calculation means for obtaining the position correction amount of the angular displacement error of the reduction gear of each joint based on the movement amount, and a position correction amount calculated by the angular displacement error position correction amount calculation means And angular displacement error position correcting means for correcting the angular displacement error of the reduction gear of each joint.

【0011】請求項6記載の発明は、複数の関節を駆動
するサーボモータと、該サーボモータのモータ軸に取り
付けた減速機と、各関節に該減速機によって回転自在に
支持したアームとを有し、該アームを複数繋ぎ合わせて
多関節を構成し、かつ各関節のモータ角度位置を目標値
として各関節を駆動して多自由度を得る多関節型ロボッ
トにおいて、該サーボモータに設けられたエンコーダと
は別に各関節の該減速機入力側に、エンコーダの軸にロ
ーラを装着した回転型エンコーダと、該減速機出力側に
該ローラが滑らず転がるように設けたレールと、該回転
型エンコーダの位置パルスを計測する回転型エンコーダ
位置パルス測定手段と、予め決めた各関節のモータ角度
位置の目標値と該回転型エンコーダ位置パルス測定手段
で測定した値をの差を演算して該回転型エンコーダが移
動した移動量を求め、該移動量に基づいて各関節の減速
機の角度変位誤差の位置補正量を求める角度変位誤差位
置補正量演算手段と、該角度変位誤差位置補正量演算手
段で求めた位置補正量に基づいて、各関節の角度変位誤
差を位置補正する角度変位誤差位置補正手段とを有する
ことを特徴とするものである。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a servomotor for driving a plurality of joints, a speed reducer attached to the motor shaft of the servomotor, and an arm rotatably supported by each speed reducer at each joint. In the multi-joint type robot, in which a plurality of arms are connected to form a multi-joint, and each joint is driven with a motor angle position of each joint as a target value to obtain multiple degrees of freedom, the servo motor is provided. Separately from the encoder, a rotary encoder in which a roller is attached to the shaft of the encoder is provided on the speed reducer input side of each joint, a rail provided on the speed reducer output side so that the roller can be rolled without slipping, and the rotary encoder Of the rotary encoder position pulse measuring means for measuring the position pulse of, the target value of the motor angular position of each joint determined in advance and the value measured by the rotary encoder position pulse measuring means. Is calculated to obtain the amount of movement of the rotary encoder, and based on the amount of movement, the angular displacement error position correction amount calculation means for obtaining the position correction amount of the angular displacement error of the reducer of each joint, and the angular displacement. And an angular displacement error position correcting means for correcting the angular displacement error of each joint based on the position correction amount obtained by the error position correction amount calculating means.

【0012】請求項7記載の発明は、複数の関節を駆動
するサーボモータと、該サーボモータのモータ軸に取り
付けた減速機と、各関節に該減速機によって回転自在に
支持したアームとを有し、該アームを複数繋ぎ合わせて
多関節を構成し、かつ各関節のモータ角度位置を目標値
として各関節を駆動して多自由度を得る多関節型ロボッ
トにおいて、各関節のリンク部に設けた関節変位角度を
計測するワイヤケーブルと、該ワイヤケーブルの移動量
を測定するワイヤケーブル移動量測定手段と、予め決め
た各関節のモータ角度位置の目標値と該ワイヤケーブル
移動量測定手段で測定した値との差を演算して各関節の
減速機の角度変位誤差の位置補正量を求める角度変位誤
差位置補正量演算手段と、該角度変位誤差位置補正量演
算手段で求めた位置補正量に基づいて、各関節の減速機
の角度変位誤差を位置補正する角度変位誤差位置補正手
段とを有することを特徴とするものである。
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a servomotor for driving a plurality of joints, a speed reducer attached to a motor shaft of the servomotor, and an arm rotatably supported by each speed reducer at each joint. In the articulated robot, in which a plurality of arms are connected to each other to form a multi-joint, and each joint is driven with a motor angle position of each joint as a target value to obtain multiple degrees of freedom, A wire cable for measuring a joint displacement angle, a wire cable moving amount measuring means for measuring a moving amount of the wire cable, a predetermined target value of a motor angle position of each joint and the wire cable moving amount measuring means. And a value calculated by the angular displacement error position correction amount calculation means for calculating the position correction amount of the angular displacement error of the reduction gear of each joint by calculating the difference from the calculated value. Based on the correction amount, it is characterized in that it has a angular displacement error position correcting means for the angular displacement error to position correction of the speed reducer of each joint.

【0013】[0013]

【作用】請求項1記載の発明では、ロボットのハンドに
加わる力に対する各関節の減速機の変位角度式に基づい
て、該ロボットの行う作業の各作業力に応じた該各関節
の減速機の角度変位誤差の位置補正量を角度変位誤差位
置補正量演算手段により演算し、該角度変位誤差位置補
正量演算手段で求めた位置補正量に基づいて、各関節の
減速機の角度変位誤差を角度変位誤差位置補正手段によ
り位置補正できるように構成する。
According to the invention described in claim 1, based on the displacement angle formula of the reducer of each joint with respect to the force applied to the hand of the robot, the reducer of each joint corresponding to each working force of the work performed by the robot A position correction amount of the angular displacement error is calculated by the angular displacement error position correction amount calculation means, and the angular displacement error of the reduction gear of each joint is calculated based on the position correction amount obtained by the angular displacement error position correction amount calculation means. The displacement error position correcting means is configured to correct the position.

【0014】このため、ロボットのハンドに加わる力に
対する各関節の減速機の変位角度式により求めたロボッ
トの行う作業の各作業力に応じた各関節の減速機の角度
変位誤差の位置補正量に基づいて、各関節の減速機の角
度変位誤差の位置補正を行うことができる。即ち、、ロ
ボットで予め決められた組立作業を繰返し実行する際、
力作業が発生する各々の作業の作業力を予め測定し、こ
の予め測定した作業の各作業力の結果を作業プログラム
中に設定し、自動的にその設定値に応じた各関節の減速
機の角度変位誤差の位置補正量をロボットのハンドに加
わる力に対する各関節の減速機の変位角度式に基づいて
演算した後、この位置補正量に基づいて各関節の減速機
の角度変位誤差を位置補正することができるので、減速
機の弾性変形による角度変位誤差を生じないようにする
ことができ、多関節ロボットの如何なる方向の力作業も
効率良く行うことができる。
Therefore, the position correction amount of the angular displacement error of the reducer of each joint is determined according to each working force of the work performed by the robot, which is obtained by the displacement angle formula of the reducer of each joint with respect to the force applied to the hand of the robot. Based on this, it is possible to correct the position of the angular displacement error of the reduction gear of each joint. That is, when repeatedly performing a predetermined assembly operation by the robot,
The work force of each work in which force work is generated is measured in advance, the result of each work force of this work measured in advance is set in the work program, and the speed reducer of each joint according to the set value is automatically set. After calculating the position correction amount of the angular displacement error based on the displacement angle formula of the reducer of each joint with respect to the force applied to the robot hand, the angular displacement error of the reducer of each joint is position corrected based on this position correction amount. Therefore, it is possible to prevent an angular displacement error due to elastic deformation of the reduction gear, and it is possible to efficiently perform a force operation in any direction of the articulated robot.

【0015】請求項2記載の発明では、ロボットのハン
ド又は該ハンドが装着されるタレット部に設けた圧力セ
ンサーと、該圧力センサーの圧力値信号を該ロボットの
ハンドに加わる力に対する各関節の減速機の変位角度式
に代入して該各関節の減速機の角度変位誤差の位置補正
量を角度変位誤差位置補正演算手段により演算し、該角
度変位誤差位置補正量演算手段で求めた位置補正量に基
づいて、各関節の減速機の角度変位誤差を角度変位誤差
位置補正手段により位置補正できるように構成する。
According to a second aspect of the present invention, the pressure sensor provided on the robot hand or the turret part to which the hand is attached, and the deceleration of each joint with respect to the force applied to the robot hand by the pressure value signal of the pressure sensor. The position correction amount of the angular displacement error of the speed reducer of each joint is calculated by the angular displacement error position correction calculating means, and the position correction amount is obtained by the angular displacement error position correction amount calculating means. Based on the above, the angular displacement error of the reduction gear of each joint can be corrected by the angular displacement error position correcting means.

【0016】このため、圧力センサーの圧力値信号を変
位角度式に代入して求めた各関節の減速機の角度変位誤
差の位置補正量に基づいて、各関節の減速機の角度変位
誤差を位置補正することができるので、減速機の弾性変
形による角度変位誤差を生じないようにして、ロボット
の如何なる方向の力作業も効率良く行うことができると
ともに、請求項1での予め力作業が発生する各々の作業
の作業力を測定する手間をなくすことができるうえ、あ
らゆる作業をリアルタイムで減速機の角度変位誤差を位
置補正することができる。しかも、組立作業で、力作業
のばらつきが大きく発生する圧力や、ねじ締め等の作業
を正確に行うことができる。
Therefore, based on the position correction amount of the angular displacement error of the reducer of each joint obtained by substituting the pressure value signal of the pressure sensor into the displacement angle formula, the angular displacement error of the reducer of each joint is adjusted. Since the correction can be performed, an angular displacement error due to elastic deformation of the reducer can be prevented from occurring, and the robot can efficiently perform the force work in any direction, and the force work in advance according to claim 1 occurs. It is possible to eliminate the trouble of measuring the work force of each work, and to correct the angular displacement error of the speed reducer in every work in real time. In addition, it is possible to accurately perform work such as pressure and screw tightening, which cause large variations in manual work during assembly work.

【0017】請求項3記載の発明では、ロボットが力作
業を行う作業台又は組立部品が装着される治工具に設け
た圧力センサーの圧力値信号を該ロボットのハンドに加
わる力に対する各関節の減速機の変位角度式に代入し
て、各関節の減速機の角度変位誤差の位置補正量を角度
変位誤差位置補正量演算手段により演算し、該角度変位
誤差位置補正量演算手段で求めた位置補正量に基づい
て、各関節の減速機の角度変位誤差を角度変位誤差位置
補正手段により位置補正できるように構成する。
According to the third aspect of the invention, the pressure value signal of the pressure sensor provided on the workbench on which the robot performs the manual work or the jig on which the assembly parts are mounted is decelerated by each joint with respect to the force applied to the hand of the robot. The position correction amount of the angular displacement error of the reduction gear of each joint is calculated by the angular displacement error position correction amount calculation means, and the position correction calculated by the angular displacement error position correction amount calculation means Based on the amount, the angular displacement error of the reduction gear of each joint can be corrected by the angular displacement error position correcting means.

【0018】このため、請求項2記載の発明と同様、圧
力センサーの圧力値信号を変位角度式に代入して求めた
各関節の減速機の角度変位誤差の位置補正量に基づい
て、各関節の減速機の角度変位誤差を位置補正すること
ができるので、減速機の弾性変形による角度変位誤差を
生じないようにして、ロボットの如何なる方向の力作業
も効率良く行うことができるとともに、作業台又は治具
にセンサーを設けるため、請求項2のロボットハンド若
しくはタレットに圧力センサを設ける場合よりもロボッ
トアーム内の配線を容易にすることができるとともに、
断線等に対するメンテナンスを容易にすることができ
る。しかも、組立部品形状、作業力に合った専用の圧力
センサを組立治工具上に設置すれば、高精度な位置補正
制御を行うことができる。
Therefore, similar to the second aspect of the invention, each joint is based on the position correction amount of the angular displacement error of the reducer of each joint obtained by substituting the pressure value signal of the pressure sensor into the displacement angle expression. Since the angular displacement error of the speed reducer can be position-corrected, the angular displacement error due to the elastic deformation of the speed reducer can be prevented, and the force work in any direction of the robot can be efficiently performed, and the workbench can be efficiently used. Alternatively, since the sensor is provided in the jig, wiring in the robot arm can be made easier than in the case where the pressure sensor is provided in the robot hand or the turret according to claim 2.
Maintenance for disconnection can be facilitated. In addition, if a dedicated pressure sensor suitable for the shape of the assembly parts and the work force is installed on the assembly jig, highly accurate position correction control can be performed.

【0019】請求項4記載の発明では、サーボモータの
出力軸に設けたトルクセンサーのトルク信号をロボット
のハンドに加わる力に対する各関節の減速機の変位角度
式に代入して、各関節の減速機の角度変位誤差の位置補
正量を角度変位誤差位置補正量演算手段により演算し、
角度変位誤差位置補正量演算手段で求めた位置補正量に
基づいて、各関節の減速機の角度変位誤差を角度変位誤
差位置補正手段により位置補正できるように構成する。
According to the fourth aspect of the invention, the torque signal of the torque sensor provided on the output shaft of the servomotor is substituted into the displacement angle formula of the reducer of each joint with respect to the force applied to the robot hand, and the deceleration of each joint is reduced. The position correction amount of the angular displacement error of the machine is calculated by the angular displacement error position correction amount calculation means,
The angular displacement error position correcting unit is configured to correct the angular displacement error of the reducer of each joint based on the position correction amount obtained by the angular displacement error position correction amount calculating unit.

【0020】このため、トルクセンサーのトルク信号を
変位角度式に代入して求めた各関節の減速機の角度変位
誤差の位置補正量に基づいて、各関節の減速機の角度変
位誤差を位置補正することができるので、角度変位誤差
を生じないようにして、ロボットの如何なる方向の力作
業も効率良く行うことができるとともに、直接減速機に
加わるサーボモータのトルクを測定するため、請求項
2,3の発明の圧力サンサーの場合よりも信頼性を高く
することができ、しかも、アーム長の誤差等の演算誤差
を少なくすることができるため、請求項1〜3の発明の
場合よりも高精度な位置補正制御を行うことができる。
Therefore, the angular displacement error of the reducer of each joint is corrected based on the position correction amount of the angular displacement error of the reducer of each joint obtained by substituting the torque signal of the torque sensor into the displacement angle formula. Therefore, the force work in any direction of the robot can be efficiently performed without causing an angular displacement error, and the torque of the servo motor directly applied to the speed reducer is measured. Since the reliability can be made higher than that of the pressure sensor of the invention of claim 3 and the calculation error such as the error of arm length can be reduced, the accuracy is higher than that of the invention of claims 1 to 3. Position correction control can be performed.

【0021】請求項5記載の発明では、サーボモータに
設けられたエンコーダとは別に各関節のリンク部内に設
けた関節変位角度を計測する関節変位角度計測用エンコ
ーダと、該関節変位角度計測用エンコーダの位置パルス
をエンコーダ位置パルス測定手段により計測し、予め決
めた各関節のモータ角度位置の目標値と該エンコーダ位
置パルス測定手段で測定した値との差を演算して関節変
位角度計測用エンコーダが移動した移動量を求め、該移
動量に基づいて各関節の減速機の角度変位誤差の位置補
正量を角度変位誤差位置補正量演算手段により求め、該
角度変位誤差位置補正量演算手段で求めた位置補正量に
基づいて、各関節の減速機の角度変位誤差を角度変位誤
差位置補正手段により位置補正できるように構成する。
According to a fifth aspect of the present invention, a joint displacement angle measuring encoder for measuring the joint displacement angle provided in the link portion of each joint separately from the encoder provided in the servomotor, and the joint displacement angle measuring encoder. Encoder position pulse measuring means, and the joint displacement angle measuring encoder calculates the difference between the predetermined target value of the motor angle position of each joint and the value measured by the encoder position pulse measuring means. The amount of movement that has been moved is calculated, the position correction amount of the angular displacement error of the reduction gear of each joint is calculated by the angular displacement error position correction amount calculation means, and the angular displacement error position correction amount calculation means is calculated based on the calculated movement amount. The angular displacement error of the reduction gear of each joint can be corrected by the angular displacement error position correcting means based on the position correction amount.

【0022】このため、各関節のモータ角度位置の目標
値とエンコーダ位置パルス測定手段で測定した値との差
を演算することによって求めた減速機の角度変位誤差の
位置補正量に基づいて、各関節の減速機の角度変位誤差
を位置補正することができるので、角度変位誤差を生じ
ないようにして、ロボットの如何なる方向の力作業も効
率良く行うことができるうえ、関節内蔵のエンコーダに
よって直接関節変位角度を計測することができるため、
正確にモータ角度位置目標値と関節移動角度の差を得る
ことができるため、最も高精度な位置補正制御を行うこ
とができる。
Therefore, based on the position correction amount of the angular displacement error of the speed reducer, which is obtained by calculating the difference between the target value of the motor angular position of each joint and the value measured by the encoder position pulse measuring means, Since the angular displacement error of the joint reducer can be corrected, the angular displacement error can be prevented and the force work in any direction of the robot can be performed efficiently, and the joint built-in encoder directly Since the displacement angle can be measured,
Since the difference between the motor angle position target value and the joint movement angle can be accurately obtained, the most accurate position correction control can be performed.

【0023】請求項6記載の発明では、サーボモータに
設けられたエンコーダとは別に各関節の該減速機入力側
にエンコーダの軸にローラを装着した回転型エンコーダ
と、該減速機出力側に該ローラが滑らず転がるように設
けたレールとを有し、回転型エンコーダの位置パルスを
エンコーダ位置パルス測定手段により計測し、予め決め
た各関節のモータ角度位置の目標値と回転型エンコーダ
位置パルス測定手段で測定した値との差を演算して、こ
の値に基づいて該各関節の減速機の角度変位誤差の位置
補正量を角度変位誤差位置補正演算手段により位置補正
量を求め、この位置補正量に基づいて、各関節の角度変
位誤差を角度変位誤差位置補正手段により位置補正でき
るように構成する。
According to a sixth aspect of the present invention, in addition to the encoder provided in the servomotor, a rotary encoder in which a roller is attached to the shaft of the encoder is provided on the input side of the speed reducer of each joint, and the output side of the speed reducer is provided with the rotary encoder. A roller provided so that the roller can roll without slipping, the position pulse of the rotary encoder is measured by the encoder position pulse measuring means, and the target value of the motor angular position of each joint determined in advance and the rotary encoder position pulse measurement The difference from the value measured by the means is calculated, and based on this value, the position correction amount of the angular displacement error of the reduction gear of each joint is calculated by the angular displacement error position correction calculation means, and this position correction is performed. Based on the amount, the angular displacement error of each joint can be corrected by the angular displacement error position correcting means.

【0024】このため、予め決めた各関節のモータ角度
位置の目標値と回転型エンコーダ位置パルス測定手段で
測定した値との差を演算することによって求めた減速機
の角度変位誤差の位置補正量に基づいて、各関節の減速
機の角度変位誤差を位置補正することができるので、角
度変位誤差を生じないようにして、ロボットの如何なる
方向の力作業も効率良く行うことができるうえ、特に、
ローラの径を小さくすることで、関節変位角度に対して
高分解能なエンコーダパルスを得ることができる他、汎
用回転型エンコーダを用いることで、低コストなシステ
ムを構成することができる。
Therefore, the position correction amount of the angular displacement error of the reduction gear obtained by calculating the difference between the predetermined target value of the motor angular position of each joint and the value measured by the rotary encoder position pulse measuring means. Based on, it is possible to correct the angular displacement error of the reducer of each joint, so that it is possible to efficiently perform the force work in any direction of the robot without causing the angular displacement error.
By reducing the diameter of the roller, a high-resolution encoder pulse can be obtained with respect to the joint displacement angle, and by using a general-purpose rotary encoder, a low-cost system can be configured.

【0025】請求項7記載の発明では、各関節のリンク
部に設けた関節変位角度をワイヤケーブルにより計測
し、ワイヤケーブルの移動量をワイヤケーブル移動量測
定手段により計測し、予め決めた各関節のモータ角度位
置の目標値と該ワイヤケーブル移動量測定手段で測定し
た値との差を演算して、各関節の減速機の角度変位誤差
の位置補正量を角度変位誤差位置補正量演算手段により
求め、該角度変位誤差位置補正量演算手段で求めた位置
補正量に基づいて、各関節の減速機の角度変位誤差を角
度変位誤差位置補正手段により位置補正できるように構
成する。
In the invention according to claim 7, the joint displacement angle provided at the link portion of each joint is measured by the wire cable, and the movement amount of the wire cable is measured by the wire cable movement amount measuring means, and each joint is determined in advance. By calculating the difference between the target value of the motor angular position and the value measured by the wire cable movement amount measuring means, the position correction amount of the angular displacement error of the reducer of each joint is calculated by the angular displacement error position correction amount calculating means. The angular displacement error position correcting means calculates the angular displacement error of the reducer of each joint based on the position correction amount calculated by the angular displacement error position correction amount calculating means.

【0026】このため、予め決めた各関節のモータ角度
位置の目標値とワイヤケーブル移動量測定手段で測定し
た値との差を演算することによって求めた各関節の減速
機の角度変位誤差の位置補正量に基づいて、各関節の減
速機の角度変位誤差を位置補正することができるので、
角度変位誤差を生じないようにして、ロボットの如何な
る方向の力作業も行うことができるうえ、特に、アーム
直線部に測定機構を設けることで、請求項5,6の発明
のような複雑な機構を関節部減速機周辺に設けない場合
でも実現することができる他、請求項5,6の発明の場
合よりもロボットアームの慣性モーメントを低くしてシ
ステム構成することができる。
Therefore, the position of the angular displacement error of the reducer of each joint is calculated by calculating the difference between the predetermined target value of the motor angular position of each joint and the value measured by the wire cable movement amount measuring means. Since the angular displacement error of the reducer of each joint can be position-corrected based on the correction amount,
It is possible to perform a force work in any direction of the robot without causing an angular displacement error, and in particular, by providing a measuring mechanism in the linear portion of the arm, a complicated mechanism as claimed in claims 5 and 6 is provided. Can be realized even if it is not provided in the vicinity of the joint speed reducer, and the system can be constructed by lowering the moment of inertia of the robot arm as compared with the case of the invention of claims 5 and 6.

【0027】[0027]

【実施例】以下、本発明の実施例を従来例と対比しつつ
説明する。まず、従来の多関節型ロボットを説明する。
図1は従来の代表的な多関節型ロボットの構成を示す図
であり、図2は従来の関節軸の方向を示す図である。従
来の多関節型ロボットでは、胴体部1上部に第1軸2を
有し、この第1軸2は、関節を駆動する第1サーボモー
タ2a及び第1減速機2bで構成している。次いで、第
1減速機2bは、回転自在に第1アーム3を支持し、そ
の第1アーム3の先端には、第1軸2と同じ法線方向に
回転する第2軸4を設けている。この第2軸4も第1軸
2と同様に第2サーボモータ4a及び第2減速機4bで
構成しており、第2減速機4bは、回転自在に第2アー
ム5を支持している。次いで、その第2アーム5先端に
は、第1軸2、第2軸4と同じ法線方向に回転する第3
軸6を設けており、この第3軸6も第1軸2及び第2軸
4と同様に第3サーボモータ6a及び第3減速機6bで
構成している。そして、その第3軸6の先には、タレッ
ト7を介してハンド8を設けている。
EXAMPLES Examples of the present invention will be described below in comparison with conventional examples. First, a conventional articulated robot will be described.
FIG. 1 is a diagram showing the configuration of a typical conventional articulated robot, and FIG. 2 is a diagram showing the direction of a conventional joint axis. A conventional articulated robot has a first shaft 2 on an upper part of a body portion 1, and the first shaft 2 is composed of a first servomotor 2a for driving a joint and a first speed reducer 2b. Next, the first speed reducer 2b rotatably supports the first arm 3, and a tip end of the first arm 3 is provided with a second shaft 4 that rotates in the same normal direction as the first shaft 2. . Like the first shaft 2, the second shaft 4 is also composed of a second servo motor 4a and a second speed reducer 4b, and the second speed reducer 4b rotatably supports the second arm 5. Then, at the tip of the second arm 5, a third arm that rotates in the same normal direction as the first shaft 2 and the second shaft 4 is attached.
A shaft 6 is provided, and the third shaft 6 is also composed of a third servo motor 6a and a third speed reducer 6b like the first shaft 2 and the second shaft 4. A hand 8 is provided at the tip of the third shaft 6 via a turret 7.

【0028】この図1の多関節ロボットは、一般にスカ
ラ型ロボットと呼ばれるもので、アーム先端が2次元平
面内を任意に動ける自由度構成を採ることで、垂直方向
の剛性を高く、水平面内の剛性を低くし、コンプライア
ンス特性を持たせた特徴を有している。このため、2次
元平面上の動作を容易に実現することができ、縦方向の
組立が行い易い構造になっている。
The articulated robot shown in FIG. 1 is generally called a SCARA type robot, and has a degree of freedom in which the tip of the arm can freely move in a two-dimensional plane, so that the rigidity in the vertical direction is high and the articulated robot is in a horizontal plane. It has the characteristics of low rigidity and compliance characteristics. Therefore, the operation on the two-dimensional plane can be easily realized, and the structure is easy to assemble in the vertical direction.

【0029】しかしながら、上記したように、この従来
の多関節型ロボットでは、垂直方向の剛性が高いため、
縦方向の組立には適しているが、水平面内の剛性が低い
構成になっているため、横方向の組立作業、特に力が必
要な作業を行うことができないという不具合がある。こ
の横方向の組立作業(特に力が必要な作業)を行えない
という不具合が生じるのは、モータのサーボ剛性を高く
しても、第1軸2及び第2軸4の減速機2b,4bが弾
性変形を生じるため、アーム先端に大きな位置ずれが発
生してしまうためである。従って、このスカラ型の多関
節ロボットでは、横方向の組立作業を行うことができな
い。
However, as described above, in this conventional articulated robot, since the rigidity in the vertical direction is high,
Although it is suitable for vertical assembly, it has a disadvantage that it cannot perform horizontal assembly work, especially work requiring force, because of its low rigidity in the horizontal plane. The problem that this lateral assembling work (work requiring particularly force) cannot be performed is that even if the servo rigidity of the motor is increased, the speed reducers 2b and 4b of the first shaft 2 and the second shaft 4 are This is because elastic deformation causes a large displacement of the arm tip. Therefore, this scalar-type articulated robot cannot perform lateral assembly work.

【0030】次に、図3は従来の一般的な多関節ロボッ
トに用いられる減速機の剛性を示す図である。ここで、
減速機の弾性変形のバネ定数をKとし、バックラッシュ
をBとし、バックラッシュBに相当する負荷トルクをT
0 とする。この減速機に負荷トルクTが加わった時の減
速機の角度変位Δθ0 は、次の式(1)で示すことがで
きる。
Next, FIG. 3 is a diagram showing the rigidity of a speed reducer used in a conventional general articulated robot. here,
The spring constant of elastic deformation of the reduction gear is K, the backlash is B, and the load torque corresponding to the backlash B is T.
Set to 0 . The angular displacement Δθ 0 of the speed reducer when the load torque T is applied to this speed reducer can be expressed by the following equation (1).

【0031】[0031]

【数1】 [Equation 1]

【0032】次に、図4に示す如く、Y軸方向の姿勢角
度をθとして、長さLのアーム先端に横方向(X方向)
からFの作用力が働いた時の減速機の角度変位Δθは、
次の式(2)で示すことができる。
Next, as shown in FIG. 4, the posture angle in the Y-axis direction is set to θ, and the arm tip having the length L is laterally (X direction).
The angular displacement Δθ of the reducer when the acting force from F to F is applied is
It can be shown by the following equation (2).

【0033】[0033]

【数2】 [Equation 2]

【0034】次に、図5に示す如く、スカラ型の多関節
ロボットに横方向(X方向)からFの作用力(作業反
力)が生じた場合、第1アームの長さをL1 、第2アー
ムの長さL2 とし、第1軸の減速機の弾性変形のバネ定
数をK1 とし、バックラッシュをB1 とし、バックラッ
シュB1 に相当する負荷トルクをT1 とし、同様に第2
軸の減速機の弾性変形のバネ定数をK2 とし、バックラ
ッシュをB2 とし、バックラッシュB2 に相当する負荷
トルクをT2 とする一般的な特性とする。また、この時
のスカラ型の多関節ロボットの姿勢を図4とし、Y軸に
対して第1アームがθ1 、第2アームがθ2 の角度を有
する姿勢とする。この場合、第1、第2軸の減速機の各
々の角度変位Δθ1 、Δθ2 は、以下に示す式(3)、
式(4)で表すことができる。
Next, as shown in FIG. 5, when the acting force (work reaction force) of F is generated from the lateral direction (X direction) in the scalar type articulated robot, the length of the first arm is set to L 1 , The length of the second arm is L 2 , the spring constant of elastic deformation of the first shaft reducer is K 1 , the backlash is B 1, and the load torque corresponding to the backlash B 1 is T 1. Second
It is assumed that the elastic constant of the elastic deformation of the shaft reducer is K 2 , the backlash is B 2, and the load torque corresponding to the backlash B 2 is T 2 . The posture of the scalar-type articulated robot at this time is shown in FIG. 4, where the first arm has an angle of θ 1 and the second arm has an angle of θ 2 with respect to the Y axis. In this case, the angular displacements Δθ 1 and Δθ 2 of the first and second axis speed reducers are respectively expressed by the following equation (3),
It can be expressed by equation (4).

【0035】[0035]

【数3】 [Equation 3]

【0036】[0036]

【数4】 [Equation 4]

【0037】以下、本発明の各実施例の多関節型ロボッ
トについて具体的に説明する。 (実施例1)本実施例の多関節型ロボットにおいては、
各関節のモータ角度位置を位置決め制御する図6の一般
的なシステムに、図7に示す如く、上記式(3)、式
(4)のロボットのハンドに加わる力に対する各関節の
減速機の変位角度を求める式を設け、ロボットの行う作
業の各作業力を予め作業プログラム中に設定し、その設
定値に応じた各関節の減速機の角度変位誤差を位置補正
制御する角度変位誤差補正部9を従来システムに追加し
た多関節型ロボットを構成する。
The articulated robot of each embodiment of the present invention will be specifically described below. (Example 1) In the articulated robot of this example,
As shown in FIG. 7, the general system of FIG. 6 for positioning and controlling the motor angular position of each joint, as shown in FIG. 7, is the displacement of the reducer of each joint with respect to the force applied to the robot hand of the above formulas (3) and (4). An angle displacement error correction unit 9 for providing an expression for calculating an angle, setting each work force of the work performed by the robot in a work program in advance, and performing position correction control of the angular displacement error of the reducer of each joint according to the set value A multi-joint type robot is constructed by adding to the conventional system.

【0038】このため、ロボットのハンドに加わる力に
対する各関節の変速機の変位角度により求めたロボット
の行う作業の各作業に応じた各関節の減速機の角度変位
誤差の位置補正量に基づいて、各関節の減速機の角度変
位誤差の位置補正を行うことができる、即ち、ロボット
で予め決められた組立作業を繰返し実行する際、力作業
が発生する各々の作業の作業力を予め測定し、この予め
測定した作業の各作業力の結果を作業プログラム中に設
定し、自動的にその設定値に応じた各関節の減速機の角
度変位誤差の位置補正量をロボットのハンドに加わる力
に対する各関節の減速機の変位角度式に基づいて演算し
た後、この位置補正量に基づいて各関節の減速機の角度
変位誤差を位置補正することができるので、角度変位誤
差を生じないようにして、多関節ロボットの如何なる方
向の力作業も行うことができる。
Therefore, based on the position correction amount of the angular displacement error of the reducer of each joint corresponding to each work of the robot, which is obtained from the displacement angle of the transmission of each joint with respect to the force applied to the hand of the robot. The position of the angular displacement error of the reducer of each joint can be corrected, that is, when the robot repeatedly executes a predetermined assembly work, the work force of each work in which the manual work is generated is measured in advance. , The result of each work force of this work measured in advance is set in the work program, and the position correction amount of the angular displacement error of the reducer of each joint corresponding to the set value is automatically set to the force applied to the robot hand. After calculating based on the displacement angle formula of the reducer of each joint, the angular displacement error of the reducer of each joint can be position-corrected based on this position correction amount. To, any force working of the articulated robot can also be performed.

【0039】なお、実施例1においては、ロボットの行
う作業ポイントの各々の作業力を予め決められたメモリ
マップ上に記憶し、作業時にメモリマップ上の数値を呼
び各関節角度の角度位置誤差を上記式(3)、式(4)
のロボットのハンドに加わる力に対する各関節の減速機
の変位角度式より計算して、角度位置誤差を位置補正制
御する角度変位誤差補正部を従来システムに追加して多
関節型ロボットを構成してもよいし、ロボットの行う作
業ポイントの各々の作業力より、上記式(3)、式
(4)のロボットのハンドに加わる力に対する各関節の
減速機の変位角度式より計算し、得られた角度位置誤差
を予め決められたメモリマップ上に記憶し、作業時にメ
モリマップ上の数値を呼び、各関節の角度位置誤差を位
置補正制御する角度変位誤差補正部を従来システムに追
加して多関節型ロボットを構成してもよく、これらの場
合も上記実施例1と同様の効果を得ることができる。 (実施例2)本実施例の多関節型ロボットでは、図8に
示す如く、図6の一般的な多関節型ロボットのハンド8
に圧力センサー9を設け、圧力センサー10の圧力値の
電気信号をA/D変換機11でデジタル信号に変換し、
ロボットを制御するコントローラに取り込み、コントロ
ーラ内の上記式(3)、式(4)の力に対する各関節の
減速機の変位角度式に代入して、各関節の減速機の角度
変位誤差の位置補正量を演算し、ロボットの作業力に応
じた位置補正制御をリアルタイムに行うようにした多関
節型ロボットを構成する。
In the first embodiment, the working force of each working point of the robot is stored in a predetermined memory map, and the numerical value on the memory map is called during working to determine the angular position error of each joint angle. Formula (3), Formula (4)
A joint articulated robot is constructed by adding an angular displacement error correction unit that performs position correction control of angular position error to the conventional system by calculating from the displacement angle formula of the reducer of each joint with respect to the force applied to the robot's hand. Alternatively, it is calculated from the work force of each work point of the robot, and is calculated by the formulas (3) and (4) from the displacement angle formula of the reducer of each joint with respect to the force applied to the robot hand. The angular position error is stored on a predetermined memory map, the numerical values on the memory map are called during work, and the angular displacement error correction unit that controls the position correction of the angular position error of each joint is added to the conventional system to provide multiple joints. A die robot may be configured, and in these cases, the same effect as that of the first embodiment can be obtained. (Embodiment 2) In the articulated robot of this embodiment, as shown in FIG. 8, the hand 8 of the general articulated robot of FIG.
The pressure sensor 9 is provided in the, and the electric signal of the pressure value of the pressure sensor 10 is converted into a digital signal by the A / D converter 11,
The position of the angular displacement error of the reducer at each joint is corrected by importing it into the controller that controls the robot and substituting it in the displacement angle formula of the reducer at each joint for the forces in the above formulas (3) and (4) in the controller. An articulated robot configured to calculate the amount and perform position correction control according to the work force of the robot in real time is configured.

【0040】このため、圧力センサーの圧力値信号を変
位角度式に代入して求めた各関節の減速機の角度変位誤
差の位置補正量に基づいて、各関節の減速機の角度変位
誤差を位置補正することができるので、角度変位誤差を
生じないようにして、ロボットの如何なる方向の力作業
も効率良く行うことができるとともに、実施例1での予
め力作業が発生する各々の作業の作業力を測定する手間
をなくすことができるうえ、あらゆる作業をリアルタイ
ムで減速機の角度変位誤差を位置補正することができ
る。しかも、組立作業で、力作業のばらつきが大きく発
生する圧力や、ねじ締め等の作業を正確に行うことがで
きる。 (実施例3)実施例2では、図6の多関節型ロボットの
ハンド8に角度変位誤差補正部9を設けたが、本実施例
の多関節型ロボットでは、図9に示す如く、図6の多関
節型ロボットのハンド8が装着されるタレット部7に圧
力センサー12を設け、この圧力センサー12の圧力値
の電気信号をA/D変換機11でデジタル信号に変換
し、ロボットを制御するコントローラに取り込み、コン
トローラ内の上記式(3)、式(4)の力に対する各関
節の減速機の変位角度の式に代入して、各関節の減速機
の角度変位誤差の位置補正量を演算し、ロボットの作業
力に応じた位置補正制御をリアルタイムに行うように多
関節型ロボットを構成する。このため、本実施例も実施
例2と同様の効果を得ることができる。 (実施例4)本実施例の多関節型ロボットでは、図10
に示す如く、図6の多関節型ロボットが力作業を行う作
業台13に圧力センサー14を設け、この圧力センサー
14の圧力値の電気信号をA/D変換機11でデジタル
信号に変換し、上記実施例2,3と同様に各関節の減速
機の角度変位誤差の位置補正量を演算して、ロボットの
作業力に応じた位置補正制御をリアルタイムに行うよう
に多関節型ロボットを構成する。
Therefore, based on the position correction amount of the angular displacement error of the reducer of each joint, which is obtained by substituting the pressure value signal of the pressure sensor into the displacement angle formula, the angular displacement error of the reducer of each joint is determined. Since the correction can be performed, an angular displacement error can be prevented, and the force work in any direction of the robot can be efficiently performed, and the work force of each work in which the force work is generated in advance in the first embodiment. It is possible to eliminate the trouble of measuring, and to correct the angular displacement error of the speed reducer in every work in real time. In addition, it is possible to accurately perform work such as pressure and screw tightening, which cause large variations in manual work during assembly work. (Third Embodiment) In the second embodiment, the angular displacement error correction unit 9 is provided in the hand 8 of the articulated robot of FIG. 6, but in the articulated robot of the present embodiment, as shown in FIG. A pressure sensor 12 is provided in the turret portion 7 to which the hand 8 of the articulated robot is attached, and an electric signal of the pressure value of the pressure sensor 12 is converted into a digital signal by the A / D converter 11 to control the robot. The position correction amount of the angular displacement error of the reducer of each joint is calculated by taking in the controller and substituting it in the formula of the displacement angle of the reducer of each joint with respect to the force of the above formulas (3) and (4) in the controller. Then, the articulated robot is configured to perform the position correction control according to the work force of the robot in real time. Therefore, this embodiment can also obtain the same effect as that of the second embodiment. (Embodiment 4) In the articulated robot of this embodiment, as shown in FIG.
6, the articulated robot of FIG. 6 is provided with a pressure sensor 14 on a workbench 13 for performing manual work, and an electric signal of the pressure value of the pressure sensor 14 is converted into a digital signal by an A / D converter 11, Similar to Embodiments 2 and 3, the articulated robot is configured to calculate the position correction amount of the angular displacement error of the reducer of each joint and perform the position correction control according to the work force of the robot in real time. .

【0041】このため、実施例2,3と同様、圧力セン
サーの圧力値信号を変位角度式に代入して求めた各関節
の減速機の角度変位誤差の位置補正量に基づいて、各関
節の減速機の角度変位誤差を位置補正することができる
ので、角度変位誤差を生じないようにして、ロボットの
如何なる方向の力作業も効率良く行うことができるとと
もに、作業台にセンサーを設けるため、実施例2,3の
ロボットハンド若しくはタレットに圧力センサを設ける
場合よりもロボットアーム内の配線を容易にすることが
できるとともに、断線等に対するメンテナンスを容易に
することができる。 (実施例5)実施例4では、図6の多関節型ロボットが
力作業を行う作業台13に圧力センサー14を設けた
が、本実施例の多関節型ロボットでは、図11に示す如
く、図6の多関節型ロボットが力作業を行う作業台13
の組立部品が装着される治工具15a,15bに圧力セ
ンサー16a,16bを設け、この圧力センサー16
a,16bの圧力値の電気信号をA/D変換機11でデ
ジタル信号に変換し、上記実施例2,3と同様に各関節
の減速機の角度変位誤差の位置補正量を演算して、ロボ
ットの作業力に応じた位置補正制御をリアルタイムに行
うように多関節型ロボットを構成する。このため、本実
施例も実施例4と同様の効果を得ることができる。 (実施例6)本実施例の多関節型ロボットでは、図12
に示す如く、図6の多関節型ロボットの各関節に用いる
サーボモータ17a,17b,17cの出力軸にトルク
センサー18a,18b,18cを設け、トルク値の電
気信号をA/D変換機11でデジタル信号に変換し、ロ
ボットを制御するコントローラに取り込み、コントロー
ラ内の上記式(1)の各関節の軸トルクに対する減速機
の変位角度式に代入して各関節の減速機の角度変位誤差
の位置補正量を演算して、ロボットの作業力に応じた位
置補正制御をリアルタイムに行うように多関節型ロボッ
トを構成する。
For this reason, as in the second and third embodiments, based on the position correction amount of the angular displacement error of the reducer of each joint obtained by substituting the pressure value signal of the pressure sensor into the displacement angle equation, Since the angular displacement error of the reducer can be position-corrected, it is possible to perform the force work in any direction of the robot efficiently without generating the angular displacement error, and to implement the sensor on the workbench. Wiring in the robot arm can be made easier than when the pressure sensor is provided in the robot hand or turret in Examples 2 and 3, and maintenance for disconnection can be made easier. (Fifth Embodiment) In the fourth embodiment, the pressure sensor 14 is provided on the work table 13 in which the articulated robot of FIG. 6 performs the manual work, but in the articulated robot of the present embodiment, as shown in FIG. Work table 13 in which the articulated robot of FIG.
The pressure sensors 16a and 16b are provided on the jigs 15a and 15b to which the assembly parts of FIG.
The electric signals of the pressure values of a and 16b are converted into digital signals by the A / D converter 11, and the position correction amount of the angular displacement error of the reducer of each joint is calculated in the same manner as in the second and third embodiments. An articulated robot is configured to perform position correction control in real time according to the work force of the robot. Therefore, this embodiment can also obtain the same effect as that of the fourth embodiment. (Sixth Embodiment) In the articulated robot of this embodiment, as shown in FIG.
6, torque sensors 18a, 18b, 18c are provided on the output shafts of the servomotors 17a, 17b, 17c used for the joints of the articulated robot of FIG. 6, and the electric signals of the torque values are converted by the A / D converter 11. It is converted into a digital signal, taken into the controller that controls the robot, and substituted into the displacement angle equation of the reducer for the axial torque of each joint in the above formula (1) in the controller, and the position of the angular displacement error of the reducer of each joint A multi-joint robot is configured to calculate a correction amount and perform position correction control according to the work force of the robot in real time.

【0042】このため、トルクセンサーのトルク信号を
変位角度式に代入して求めた各関節の減速機の角度変位
誤差の位置補正量に基づいて、各関節の減速機の角度変
位誤差を位置補正することができるので、角度変位誤差
を生じないようにして、ロボットの如何なる方向の力作
業も効率良く行うことができるとともに、直接減速機に
加わるサーボモータのトルクを測定するため、実施例2
〜5の発明の圧力サンサーの場合よりも信頼性を高くす
ることができる。しかも、アーム長の誤差等の演算誤差
を少なくすることができるため、請求項1〜3の発明の
場合よりも高精度な位置補正制御を行うことができる。 (実施例7)本実施例の多関節型ロボットでは、図13
(a)〜(c)に示す如く、図6の多関節型ロボットの
各関節にサーボモータ19に設けられたエンコーダ20
とは別に各関節のリンク部に関節変位角度を計測するエ
ンコーダ21を設け、このエンコーダ21の位置パルス
をカウントすることで、各関節のモータ角度位置の目標
値と実際に移動した角度差を演算して直接減速機の変位
角度を求め、減速機の角度変位誤差の位置補正制御をリ
アルタイムに行うように多関節型ロボットを構成する。
ここでのエンコーダ21は、発光素子22a、受光素子
22bで構成したエンコーダ検出部22とエンコーダ用
反射版23や、光ファイバーを用いたエンコーダ検出部
24とファイバー用反射版25や、磁気MR素子26と
パルス着磁された磁気テープ27等で構成する。
Therefore, the angular displacement error of the reducer of each joint is corrected based on the position correction amount of the angular displacement error of the reducer of each joint obtained by substituting the torque signal of the torque sensor into the displacement angle formula. Therefore, it is possible to efficiently perform the force work in any direction of the robot without causing the angular displacement error, and to measure the torque of the servo motor directly applied to the speed reducer.
The reliability can be made higher than in the case of the pressure sensor of the inventions of ˜5. Moreover, since the calculation error such as the error of the arm length can be reduced, the position correction control can be performed with higher accuracy than the case of the invention of claims 1 to 3. (Embodiment 7) In the articulated robot of this embodiment, as shown in FIG.
As shown in (a) to (c), an encoder 20 provided on the servo motor 19 at each joint of the articulated robot of FIG.
Separately from the above, an encoder 21 for measuring the joint displacement angle is provided at the link portion of each joint, and the position pulse of this encoder 21 is counted to calculate the difference between the target value of the motor angular position of each joint and the actually moved angle. Then, the articulated robot is configured so that the displacement angle of the reduction gear is directly obtained and position correction control of the angular displacement error of the reduction gear is performed in real time.
The encoder 21 here includes an encoder detection unit 22 and a reflection plate 23 for an encoder which are composed of a light emitting element 22a and a light receiving element 22b, an encoder detection unit 24 using an optical fiber and a reflection plate 25 for a fiber, and a magnetic MR element 26. It is composed of a magnetic tape 27 which is pulse-magnetized.

【0043】このため、予め決めた各関節のモータ角度
位置の目標値と実際に計測した関節変位角度計測用エン
コーダの位置パルスとの差を演算することによって求め
た減速機の角度変位誤差の位置補正量に基づいて、各関
節の減速機の角度変位誤差を位置補正することができる
ので、角度変位誤差を生じないようにして、ロボットの
如何なる方向の力作業も効率良く行うことができるう
え、関節内蔵のエンコーダによって直接関節変位角度を
計測することができるため、正確にモータ角度位置目標
値と関節移動角度の差を得ることができ、最も高精度な
位置補正制御を行うことができる。 (実施例8)本実施例の多関節型ロボットでは、図14
に示す如く、図6の多関節型ロボットの各関節の減速機
入力側に汎用回転型エンコーダ28と、そのエンコーダ
28の軸にローラ29を装着したものを設置し、減速機
出力側にローラ29が滑らず転がる専用レール30を設
け、エンコーダ28の位置パルスをカウントすること
で、各関節のモータ角度位置の目標値と実際に移動した
角度差を演算して直接減速機の変位角度を求め、減速機
の角度変位誤差の位置補正制御をリアルタイムに行うよ
うに多関節型ロボットを構成する。
Therefore, the position of the angular displacement error of the reduction gear calculated by calculating the difference between the predetermined target value of the motor angular position of each joint and the position pulse of the actually measured joint displacement angle encoder. Since the angular displacement error of the reducer of each joint can be position-corrected based on the correction amount, it is possible to efficiently perform the force work in any direction of the robot without causing the angular displacement error. Since the joint displacement angle can be directly measured by the encoder incorporated in the joint, the difference between the motor angle position target value and the joint movement angle can be accurately obtained, and the most accurate position correction control can be performed. (Embodiment 8) FIG. 14 shows the articulated robot of this embodiment.
As shown in FIG. 6, a universal rotary encoder 28 and a roller 29 mounted on the shaft of the encoder 28 are installed on the reducer input side of each joint of the articulated robot of FIG. By providing a dedicated rail 30 for rolling without slipping and counting the position pulse of the encoder 28, the displacement angle of the speed reducer is directly obtained by calculating the difference between the target value of the motor angular position of each joint and the angle actually moved, The articulated robot is configured to perform position correction control of angular displacement error of the reducer in real time.

【0044】このため、予め決めた各関節のモータ角度
位置の目標値と実際に計測した回転型エンコーダの位置
パルスとの差を演算することによって求めた減速機の角
度変位誤差の位置補正量に基づいて、各関節の減速機の
角度変位誤差を位置補正することができるので、角度変
位誤差を生じないようにして、ロボットの如何なる方向
の力作業も効率良く行うことができるうえ、特に、ロー
ラの径を小さくすることで、関節変位角度に対して高分
解能なエンコーダパルスを得ることができる他、汎用回
転型エンコーダを用いることで、低コストなシステムを
構成することができる。 (実施例9)本実施例の多関節型ロボットでは、図15
に示す如く、図6の多関節型ロボットにおいて、各関節
の減速機出力側のアームのリンク部にワイヤケーブル止
め31よりワイヤケーブル32を設け、減速機入力側の
アームに設けたプーリ33を経由してポテンションメー
タ若しくはエンコーダ34の軸に設けた巻取りプーリ3
5と巻取りバネ機構36でワイヤケーブル32を巻取
る。そして、ポテンションメータ若しくはエンコーダ3
4によってワイヤケーブル32の移動量を測定し、各関
節のモータ角度位置の目標値と実際に移動した角度差を
演算して直接減速機の変位角度を求め、減速機の角度変
位誤差の位置補正制御をリアルタイムに行うように多関
節型ロボットを構成する。
Therefore, the position correction amount of the angular displacement error of the reduction gear calculated by calculating the difference between the predetermined target value of the motor angular position of each joint and the actually measured position pulse of the rotary encoder is used. Since the angular displacement error of the reducer of each joint can be corrected based on this, the angular displacement error can be prevented from occurring, and the force work in any direction of the robot can be efficiently performed. By reducing the diameter of the, a high-resolution encoder pulse can be obtained with respect to the joint displacement angle, and by using a general-purpose rotary encoder, a low-cost system can be configured. (Embodiment 9) In the articulated robot of this embodiment, as shown in FIG.
As shown in FIG. 6, in the articulated robot of FIG. 6, a wire cable 32 is provided from a wire cable stop 31 at the link part of the reducer output side arm of each joint, and the wire cable 32 is provided via the pulley 33 provided at the reducer input side arm. And the take-up pulley 3 provided on the shaft of the potentiometer or encoder 34
The wire cable 32 is wound by 5 and the winding spring mechanism 36. And a potentiometer or encoder 3
4, the amount of movement of the wire cable 32 is measured, the target angle value of the motor angular position of each joint is calculated, and the angular difference actually moved is calculated to directly obtain the displacement angle of the reducer, and the position displacement of the angular displacement error of the reducer is corrected. An articulated robot is configured to control in real time.

【0045】このため、予め決めた各関節のモータ角度
位置の目標値と実際に測定したワイヤケーブルが移動し
た移動量との差を演算することによって求めた各関節の
減速機の角度変位誤差の位置補正量に基づいて、各関節
の減速機の角度変位誤差を位置補正することができるの
で、角度変位誤差を生じないようにして、多関節ロボッ
トの如何なる方向の力作業も行うことができるうえ、特
に、アーム直線部に測定機構が設けることで、実施例
7,8のような複雑な機構を関節部減速機周辺に設けな
い場合でも実現することができる他、実施例7,8の場
合よりもロボットアームの慣性モーメントを低くしてシ
ステム構成することができる。
Therefore, the angular displacement error of the reducer of each joint is calculated by calculating the difference between the predetermined target value of the motor angular position of each joint and the actually measured movement amount of the wire cable. Since the angular displacement error of the reducer of each joint can be position-corrected based on the position correction amount, it is possible to perform the force work in any direction of the articulated robot without causing the angular displacement error. In particular, by providing the measurement mechanism on the arm straight portion, it is possible to realize even without providing the complicated mechanism around the joint speed reducer as in Examples 7 and 8, and in the cases of Examples 7 and 8. It is possible to configure the system by lowering the moment of inertia of the robot arm.

【0046】なお、上記各実施例では、特に組立作業を
行う産業用ロボットとして多く用いられているスカラ型
ロボットを例示して説明したが、本発明はこれのみに限
定されるものではなく、他の多関節ロボットに対して
も、演算式をその多関節ロボットの構造から求めて同様
に実施すれば、同じ効果を得ることができるのは言うま
でもない。
In each of the above embodiments, the SCARA type robot, which is often used as an industrial robot for assembling work, has been described as an example, but the present invention is not limited to this and other It is needless to say that the same effect can be obtained for the multi-joint robot, if the arithmetic expression is obtained from the structure of the multi-joint robot and similarly executed.

【0047】[0047]

【発明の効果】本発明によれば、各関節の減速機に力が
加わった時に生じる減速機の弾性変形による角度変位誤
差をなくすように位置補正して、多関節ロボットの如何
なる方向の力作業も行うことができるという効果があ
る。
According to the present invention, position correction is performed so as to eliminate an angular displacement error due to elastic deformation of the reducer generated when a force is applied to the reducer of each joint, and force work in any direction of the articulated robot. The effect is that it can also be performed.

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

【図1】従来例の多関節型ロボットの構成を示す図であ
る。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a conventional articulated robot.

【図2】従来例の関節軸の方向を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a direction of a joint axis in a conventional example.

【図3】従来例の多関節型ロボットに用いられる減速機
の剛性を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing the rigidity of a speed reducer used in a conventional articulated robot.

【図4】Y軸方向の姿勢角度をθとして長さLのアーム
の先端に横方向からFの作用力が働いている様子を示す
図である。
FIG. 4 is a diagram showing a state in which an acting force of F acts laterally on the tip of an arm having a length L, where θ is an attitude angle in the Y-axis direction.

【図5】スカラ型の多関節型ロボットに横方向からFの
作用力が生じた場合の第1のアームの長さL1 、第2ア
ームの長さL2 、Y軸に対する第1アームの角度θ1
びY軸に対する第2アームの角度θ2 を示す図である。
FIG. 5 shows a length L 1 of a first arm, a length L 2 of a second arm, and a length L 1 of a first arm with respect to the Y axis when a force F is generated from a lateral direction in a scalar type articulated robot. It is a figure which shows the angle (theta) 1 and the angle (theta) 2 of the 2nd arm with respect to a Y-axis.

【図6】従来例の多関節型ロボットにおける各関節のモ
ータ角度位置を位置決め制御するシステム構成を示す図
である。
FIG. 6 is a diagram showing a system configuration for positioning control of a motor angular position of each joint in a conventional articulated robot.

【図7】本発明の実施例1に則した多関節型ロボットに
おける各関節の減速機の角度変位誤差を位置補正制御す
るシステム構成を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing a system configuration for performing position correction control of an angular displacement error of the reducer of each joint in the articulated robot according to the first embodiment of the present invention.

【図8】本発明の実施例2に則した多関節型ロボットに
おけるハンドに圧力センサーを設けた場合の各関節の減
速機の角度変位誤差を位置補正制御するシステム構成を
示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing a system configuration for performing position correction control of angular displacement error of a reducer at each joint when a pressure sensor is provided in a hand of an articulated robot according to a second embodiment of the present invention.

【図9】本発明の実施例3に則した多関節型ロボットに
おけるタレット部に圧力センサーを設けた場合の各関節
の減速機の角度変位誤差を位置補正制御するシステム構
成を示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing a system configuration for performing position correction control of angular displacement error of a reducer of each joint when a pressure sensor is provided in a turret part in an articulated robot according to a third embodiment of the present invention.

【図10】本発明の実施例4に則した多関節型ロボット
における作業台に圧力センサーを設けた場合の各関節の
減速機の角度変位誤差を位置補正制御するシステム構成
を示す図である。
FIG. 10 is a diagram showing a system configuration for performing position correction control of angular displacement error of a reducer at each joint when a pressure sensor is provided on a workbench in an articulated robot according to a fourth embodiment of the present invention.

【図11】本発明の実施例5に則した多関節型ロボット
における治工具に圧力センサーを設けた場合の各関節の
減速機の角度変位誤差を位置補正制御するシステム構成
を示す図である。
FIG. 11 is a diagram showing a system configuration for performing position correction control of angular displacement error of a reducer of each joint when a jig and a pressure tool are provided in a multi-joint robot according to a fifth embodiment of the present invention.

【図12】本発明の実施例6に則した多関節型ロボット
におけるサーボモータの出力軸にトルクセンサーを設け
た場合の各関節の減速機の角度変位誤差を位置補正制御
するシステム構成を示す図である。
FIG. 12 is a diagram showing a system configuration for performing position correction control of angular displacement error of a reducer of each joint when a torque sensor is provided on an output shaft of a servo motor in an articulated robot according to a sixth embodiment of the present invention. Is.

【図13】本発明の実施例7に則した多関節型ロボット
の構成を示す図である。
FIG. 13 is a diagram showing a configuration of an articulated robot according to a seventh embodiment of the present invention.

【図14】本発明の実施例8に則した多関節型ロボット
の構成を示す図である。
FIG. 14 is a diagram showing a configuration of an articulated robot according to an eighth embodiment of the present invention.

【図15】本発明の実施例9に則した多関節型ロボット
の構成を示す図である。
FIG. 15 is a diagram showing a configuration of an articulated robot according to a ninth embodiment of the present invention.

【図16】従来例の課題を示す図である。FIG. 16 is a diagram showing a problem of a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 胴体部 2 第1軸 2a 第1サーボモータ 2b 第1減速機 3 第1アーム 4 第2軸 4a 第2サーボモータ 4b 第2減速機 5 第2アーム 6 第3軸 6a 第3サーボモータ 6b 第3減速機 7 タレット部 8 ハンド 9 角度変位誤差補正部 10,12,14,16a,16b 圧力センサー 11 A/D変換器 13 作業台 15a,15b 治工具 17a,17b,17c,19 サーボモータ 18a,18b,18c トルクセンサー 20,21 エンコーダ 22,24 エンコーダ検出部 22a 発光素子 22b 受光素子 23 エンコーダ用反射版 25 ファイバー用反射版 26 磁気MR素子 27 磁気テープ 28 回転型エンコーダ 29 ローラ 30 専用レール 31 ワイヤケーブル止め 32 ワイヤケーブル 33 プーリ 34 ポテンショメータ若しくはエンコーダ 35 巻取りプーリ 36 巻取りバネ機構 1 Body part 2 1st axis 2a 1st servomotor 2b 1st reducer 3 1st arm 4 2nd axis 4a 2nd servomotor 4b 2nd reducer 5 2nd arm 6 3rd axis 6a 3rd servomotor 6b 1st 3 Reducer 7 Turret part 8 Hand 9 Angular displacement error correction part 10, 12, 14, 16a, 16b Pressure sensor 11 A / D converter 13 Workbench 15a, 15b Jig tool 17a, 17b, 17c, 19 Servo motor 18a, 18b, 18c Torque sensor 20, 21 Encoder 22, 24 Encoder detector 22a Light emitting element 22b Light receiving element 23 Reflecting plate for encoder 25 Reflecting plate for fiber 26 Magnetic MR element 27 Magnetic tape 28 Rotating encoder 29 Roller 30 Exclusive rail 31 Wire cable Stop 32 Wire cable 33 Pulley 34 Potency Meter or encoder 35 take-up pulley 36 take-up spring mechanism

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山田 茂 東京都大田区中馬込1丁目3番6号 株式 会社リコー内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Shigeru Yamada 1-3-6 Nakamagome, Ota-ku, Tokyo Inside Ricoh Co., Ltd.

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】複数の関節を駆動するサーボモータと、該
サーボモータのモータ軸に取り付けた減速機と、各関節
に該減速機によって回転自在に支持したアームとを有
し、該アームを複数繋ぎ合わせて多関節を構成し、かつ
各関節のモータ角度位置を目標値として各関節を駆動し
て多自由度を得る多関節型ロボットにおいて、該ロボッ
トのハンドに加わる力に対する各関節の減速機の変位角
度式に基づいて、該ロボットの行う作業の各作業力に応
じた各関節の減速機の角度変位誤差の位置補正量を演算
する角度変位誤差位置補正量演算手段と、該角度変位誤
差位置補正量演算手段で求めた位置補正量に基づいて、
各関節の減速機の角度変位誤差を位置補正する角度変位
誤差位置補正手段とを有することを特徴とする多関節型
ロボット。
1. A servo motor for driving a plurality of joints, a speed reducer attached to a motor shaft of the servo motor, and an arm rotatably supported by the speed reducer at each joint. In a multi-joint type robot which is connected to form a multi-joint and which has multiple degrees of freedom by driving each joint with a motor angular position of each joint as a target value, a reducer for each joint with respect to a force applied to a hand of the robot Angle displacement error position correction amount calculation means for calculating the position correction amount of the angular displacement error of the reducer of each joint according to each work force of the work performed by the robot, and the angular displacement error. Based on the position correction amount calculated by the position correction amount calculation means,
An articulated robot comprising: an angular displacement error position correcting means for correcting the angular displacement error of the reducer of each joint.
【請求項2】複数の関節を駆動するサーボモータと、該
サーボモータのモータ軸に取り付けた減速機と、各関節
に該減速機によって回転自在に支持したアームとを有
し、該アームを複数繋ぎ合わせて多関節を構成し、かつ
各関節のモータ角度位置を目標値として各関節を駆動し
て多自由度を得る多関節型ロボットにおいて、該ロボッ
トのハンド又は該ハンドが装着されるタレット部に設け
た圧力センサーと、該圧力センサーの圧力値信号を該ロ
ボットのハンドに加わる力に対する各関節の減速機の変
位角度式に代入して、各関節の減速機の角度変位誤差の
位置補正量を演算する角度変位誤差位置補正量演算手段
と、該角度変位誤差位置補正量演算手段で求めた位置補
正量に基づいて、各関節の減速機の角度変位誤差を位置
補正する角度変位誤差位置補正手段とを有することを特
徴とする多関節型ロボット。
2. A servo motor for driving a plurality of joints, a speed reducer attached to a motor shaft of the servo motor, and an arm rotatably supported by the speed reducer at each joint. In a multi-joint type robot which is connected to form a multi-joint and which has multiple degrees of freedom by driving each joint with a motor angular position of each joint as a target value, a hand of the robot or a turret part to which the hand is attached And the pressure value signal of the pressure sensor are substituted into the displacement angle formula of the reduction gear of each joint with respect to the force applied to the hand of the robot, and the position correction amount of the angular displacement error of the reduction gear of each joint is substituted. And an angular displacement error position correction amount calculation means for calculating the angular displacement error position correction amount calculation means for correcting the angular displacement error of the reducer of each joint based on the position correction amount calculated by the angular displacement error position correction amount calculation means. Articulated robot, characterized in that it comprises a position correcting unit.
【請求項3】複数の関節を駆動するサーボモータと、該
サーボモータのモータ軸に取り付けた減速機と、各関節
に該減速機によって回転自在に支持したアームとを有
し、該アームを複数繋ぎ合わせて多関節を構成し、かつ
各関節のモータ角度位置を目標値として各関節を駆動し
て多自由度を得る多関節型ロボットにおいて、該ロボッ
トが力作業を行う作業台又は組立部品が装着される治工
具に設けた圧力センサーと、該センサーの圧力値信号を
該ロボットのハンドに加わる力に対する各関節の減速機
の変位角度式に代入して、各関節の減速機の角度変位誤
差の位置補正量を演算する角度変位誤差位置補正量演算
手段と、該角度変位誤差位置補正量演算手段で求めた位
置補正量に基づいて、各関節の減速機の角度変位誤差を
位置補正する角度変位誤差位置補正手段とを有すること
を特徴とする多関節型ロボット。
3. A servo motor for driving a plurality of joints, a speed reducer attached to a motor shaft of the servo motor, and an arm rotatably supported by the speed reducer at each joint. In an articulated robot that is connected to each other to form a multi-joint and that has multiple degrees of freedom by driving each joint with a motor angular position of each joint as a target value, a workbench or an assembly part on which the robot performs manual work is The pressure sensor provided in the mounted jig and tool, and the pressure value signal of the sensor are substituted into the displacement angle formula of the reducer of each joint with respect to the force applied to the hand of the robot to obtain the angular displacement error of the reducer of each joint. Angle displacement error position correction amount calculation means for calculating the position correction amount of the joint, and an angle for correcting the angular displacement error of the reducer of each joint based on the position correction amount calculated by the angular displacement error position correction amount calculation means. Strange Articulated robot, characterized in that it comprises and an error position correcting means.
【請求項4】複数の関節を駆動するサーボモータと、該
サーボモータのモータ軸に取り付けた減速機と、各関節
に該減速機によって回転自在に支持したアームとを有
し、該アームを複数繋ぎ合わせて多関節を構成し、かつ
各関節のモータ角度位置を目標値として各関節を駆動し
て多自由度を得る多関節型ロボットにおいて、該サーボ
モータの出力軸に設けたトルクセンサーと、該トルクセ
ンサーのトルク信号を該ロボットのハンドに加わる力に
対する各関節の減速機の変位角度式に代入して、各関節
の減速機の角度変位誤差の位置補正量を演算する角度変
位誤差位置補正量演算手段と、該角度変位誤差位置補正
量演算手段で求めた位置補正量に基づいて、各関節の減
速機の角度変位誤差を位置補正する角度変位誤差位置補
正手段とを有することを特徴とする多関節型ロボット。
4. A servo motor for driving a plurality of joints, a speed reducer attached to a motor shaft of the servo motor, and an arm rotatably supported by the speed reducer at each joint. In a multi-joint type robot that is connected to form a multi-joint, and drives each joint with a motor angular position of each joint as a target value to obtain multiple degrees of freedom, a torque sensor provided on the output shaft of the servo motor, Angular displacement error position correction in which the torque signal of the torque sensor is substituted into the displacement angle expression of the speed reducer of each joint with respect to the force applied to the hand of the robot to calculate the position correction amount of the angular displacement error of the speed reducer of each joint. And an angular displacement error position correction means for correcting the angular displacement error of the reduction gear of each joint based on the position correction amount obtained by the angular displacement error position correction amount calculation means. Articulated robot according to claim.
【請求項5】複数の関節を駆動するサーボモータと、該
サーボモータのモータ軸に取り付けた減速機と、各関節
に該減速機によって回転自在に支持したアームとを有
し、該アームを複数繋ぎ合わせて多関節を構成し、かつ
各関節のモータ角度位置を目標値として各関節を駆動し
て多自由度を得る多関節型ロボットにおいて、該サーボ
モータに設けられたエンコーダとは別に各関節のリンク
部内に設けた関節変位角度を計測する関節変位角度計測
用エンコーダと、該関節変位角度計測用エンコーダの位
置パルスを計測するエンコーダ位置パルス測定手段と、
予め決めた各関節のモータ角度位置の目標値と該エンコ
ーダ位置パルス測定手段で測定した値との差を演算して
該関節変位角度計測用エンコーダが移動した移動量を求
め、該移動量に基づいて各関節の減速機の角度変位誤差
の位置補正量を求める角度変位誤差位置補正量演算手段
と、該角度変位誤差位置補正量演算手段で求めた位置補
正量に基づいて、各関節の減速機の角度変位誤差を位置
補正する角度変位誤差位置補正手段とを有することを特
徴とする多関節型ロボット。
5. A servo motor for driving a plurality of joints, a speed reducer attached to a motor shaft of the servo motor, and an arm rotatably supported by the speed reducer at each joint. In an articulated robot which is connected to each other to form a multi-joint and which has multiple degrees of freedom by driving each joint with a motor angular position of each joint as a target value, each joint is provided separately from an encoder provided in the servo motor. A joint displacement angle measuring encoder for measuring a joint displacement angle provided in the link portion, and an encoder position pulse measuring means for measuring a position pulse of the joint displacement angle measuring encoder;
The difference between the predetermined target value of the motor angular position of each joint and the value measured by the encoder position pulse measuring means is calculated to obtain the amount of movement of the joint displacement angle measuring encoder, and based on the amount of movement. Angle displacement error position correction amount calculation means for calculating the position correction amount of the angular displacement error of the reduction gear of each joint, and the reduction gear for each joint based on the position correction amount calculated by the angle displacement error position correction amount calculation means. And an angular displacement error position correcting means for correcting the angular displacement error of the above.
【請求項6】複数の関節を駆動するサーボモータと、該
サーボモータのモータ軸に取り付けた減速機と、各関節
に該減速機によって回転自在に支持したアームとを有
し、該アームを複数繋ぎ合わせて多関節を構成し、かつ
各関節のモータ角度位置を目標値として各関節を駆動し
て多自由度を得る多関節型ロボットにおいて、該サーボ
モータに設けられたエンコーダとは別に各関節の該減速
機入力側に、エンコーダの軸にローラを装着した回転型
エンコーダと、該減速機出力側に該ローラが滑らず転が
るように設けたレールと、該回転型エンコーダの位置パ
ルスを計測する回転型エンコーダ位置パルス測定手段
と、予め決めた各関節のモータ角度位置の目標値と該回
転型エンコーダ位置パルス測定手段で測定した値との差
を演算して該回転型エンコーダが移動した移動量を求
め、該移動量に基づいて各関節の減速機の角度変位誤差
の位置補正量を求める角度変位誤差位置補正量演算手段
と、該角度変位誤差位置補正量演算手段で求めた位置補
正量に基づいて、各関節の角度変位誤差を位置補正する
角度変位誤差位置補正手段とを有することを特徴とする
多関節型ロボット。
6. A servo motor for driving a plurality of joints, a speed reducer attached to a motor shaft of the servo motor, and an arm rotatably supported by the speed reducer at each joint. In an articulated robot which is connected to each other to form a multi-joint and which has multiple degrees of freedom by driving each joint with a motor angular position of each joint as a target value, each joint is provided separately from an encoder provided in the servo motor. A rotary encoder having a roller attached to the shaft of the encoder on the input side of the speed reducer, a rail provided on the output side of the speed reducer so that the roller can roll without slipping, and a position pulse of the rotary encoder is measured. The rotary encoder position pulse measuring means calculates the difference between the predetermined target value of the motor angular position of each joint and the value measured by the rotary encoder position pulse measuring means, and calculates the rotary type encoder position pulse measuring means. An angular displacement error position correction amount calculation means for obtaining a movement amount moved by the coder, and a position correction amount for an angular displacement error of the reduction gear of each joint based on the movement amount, and an angular displacement error position correction amount calculation means. An articulated robot comprising: an angular displacement error position correcting means for correcting the angular displacement error of each joint based on the calculated position correction amount.
【請求項7】複数の関節を駆動するサーボモータと、該
サーボモータのモータ軸に取り付けた減速機と、各関節
に該減速機によって回転自在に支持したアームとを有
し、該アームを複数繋ぎ合わせて多関節を構成し、かつ
各関節のモータ角度位置を目標値として各関節を駆動し
て多自由度を得る多関節型ロボットにおいて、各関節の
リンク部に設けた関節変位角度を計測するワイヤケーブ
ルと、該ワイヤケーブルの移動量を測定するワイヤケー
ブル移動量測定手段と、予め決めた各関節のモータ角度
位置の目標値と該ワイヤケーブル移動量測定手段で測定
した値との差を演算して各関節の減速機の角度変位誤差
の位置補正量を求める角度変位誤差位置補正量演算手段
と、該角度変位誤差位置補正量演算手段で求めた位置補
正量に基づいて、各関節の減速機の角度変位誤差を位置
補正する角度変位誤差位置補正手段とを有することを特
徴とする多関節型ロボット。
7. A servo motor for driving a plurality of joints, a speed reducer attached to a motor shaft of the servo motor, and an arm rotatably supported by the speed reducer at each joint. In a multi-joint type robot that is connected to each other and has multiple degrees of freedom by driving each joint with the motor angular position of each joint as a target value, measure the joint displacement angle provided at the link of each joint A wire cable, a wire cable movement amount measuring means for measuring the movement amount of the wire cable, and a difference between a predetermined target value of the motor angular position of each joint and a value measured by the wire cable movement amount measuring means. Based on the angular displacement error position correction amount calculation means for calculating the position correction amount of the angular displacement error of the reduction gear of each joint and the position correction amount calculated by the angular displacement error position correction amount calculation means, Articulated robot, characterized in that it comprises a angular displacement error position correcting means for position correction of the angular displacement error of the speed reducer section.
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