JPH07108475A - 多機能ロボット - Google Patents
多機能ロボットInfo
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- JPH07108475A JPH07108475A JP28003293A JP28003293A JPH07108475A JP H07108475 A JPH07108475 A JP H07108475A JP 28003293 A JP28003293 A JP 28003293A JP 28003293 A JP28003293 A JP 28003293A JP H07108475 A JPH07108475 A JP H07108475A
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Abstract
簡略化とともに移動ルートの最短距離化を実現した多機
能ロボットを提供する。 【構成】 被搬送物を把持する把持手段(ハンド部2
0)と、X軸、Y軸又はZ軸で移動させる移動機構と、
軸選択スイッチ(84)、移動位置を指令するハンドル
(98)、位置番号を表示する表示手段(表示素子10
0等)、位置の記憶を指令する記憶指令スイッチを備え
た操作手段(ティーチングボックス44)と、手動操作
時、前記軸選択スイッチ又は前記ハンドルの操作に応じ
て前記移動機構を制御して前記把持手段を所望の移動位
置に移動させ、記憶指令スイッチの操作により記憶手段
に書込み、自動操作時、記憶情報に応じて前記移動機構
を制御する制御手段(主制御部32、制御部102)と
を備えたものである。
Description
等に用いられる多機能ロボットに関する。
取出し、その箱詰め等を処理するため、搬送ロボットが
用いられている。樹脂成形品には、小品種多量生産品か
ら多品種少量生産まで各種のものがある。多品種少量生
産では、成形品の大きさや形状が製品毎に異なってい
る。このような成形品の取出しないし箱詰めは、作業効
率の向上や安全性等の要請から、品種毎に移動ルートが
異なる結果となり、そのため、搬送ロボットは、その移
動ルートに対応した調整を行う必要がある。
搬送ロボットは、多量生産品に向けて開発されたもので
あり、成形品の取出しや搬送等の機能については問題が
ないものの、成形品に対応して搬送ルートを変更する場
合には、非常に厄介な設定処理が必要となり、しかも、
簡易に移動ルートを変更できないという問題があった。
そして、多品種少量生産品の場合には、不向きであり、
生産品毎の設定処理が生産能率を低下させてしまうおそ
れがあった。
に対応した設定処理の簡略化とともに移動ルートの最短
距離化を実現した多機能ロボットを提供することを目的
とする。
め、本発明の多機能ロボットは、搬送すべき被搬送物を
その搬送経路上で把持する把持手段(ハンド部20)
と、この把持手段を少なくともX軸、Y軸又はZ軸で移
動させる移動機構と、前記把持手段が移動すべき位置に
対応して前記X軸、Y軸又はZ軸を選択する軸選択スイ
ッチ(84)、回転により前記把持手段の移動位置を指
令するハンドル(98)、このハンドルの前記回転に応
じて前記把持手段の位置を表示する表示手段(表示素子
100等)、この表示手段に表示させた前記位置の記憶
を指令する記憶指令スイッチを備えた操作手段(ティー
チングボックス44)と、この操作手段と接続され、手
動操作時、前記軸選択スイッチ又は前記ハンドルの操作
に応じて前記移動機構を制御して前記把持手段を所望の
移動位置に移動させることができるとともに、前記把持
手段の移動すべき位置及び経路を表す情報を前記記憶指
令スイッチの操作により記憶手段に書込み、自動操作
時、その前記位置及び経路を表す情報に応じて前記移動
機構を制御する制御手段(主制御部32、制御部10
2)とを備えたことを特徴とする。
記操作手段は、前記ハンドルの回転に対して前記把持手
段の移動量の倍率を選択する倍率選択スイッチ(96)
を備えており、前記制御手段は、前記手動操作時、前記
倍率選択スイッチにより指定された倍率に応じて前記移
動機構を制御し、前記ハンドルの回転に対して前記把持
手段の移動量を前記倍率に応じて調整するようにしても
よい。
るが、その処理の一例として、前記制御手段は、手動操
作時、前記操作手段側の把持及びその解除を指令する指
令スイッチの操作に応じて前記把持手段を制御するとと
もに、前記被搬送物の把持及びその解除の操作及びその
位置を前記記憶手段に格納し、自動操作時、把持及びそ
の解除の操作を行なえるようにしてもよい。
行なう。この把持手段は移動手段によって移動し、その
移動経路はX軸、Y軸又はZ軸で特定される。したがっ
て、把持手段はX軸、Y軸又はZ軸上を任意に移動し、
その結果、被搬送物が搬送経路上を移動する。そして、
手動操作時、操作手段からの入力情報に応じて、把持手
段を移動し、又は停止させ、その位置が搬送情報として
制御手段に格納される。自動操作時には、その搬送情報
に基づいて移動手段を制御し、把持手段を移動させるこ
とができる。本発明において、把持手段の移動経路は、
その位置を数値的に入力する必要はなく、作業者が、被
搬送物の搬送経路に応じて把持手段を移動又は停止さ
せ、その位置を必要に応じて入力するだけで設定され
る。即ち、シミュレーション操作自体で搬送情報を入力
することができ、その情報に基づいて、被搬送物を自動
搬送させることができるのである。
手段の位置や移動方向は瞬時に決定すべき要求がある。
このような要求に応えるには、ハンドルの回転量に対し
て把持手段の移動量を大きくすればよい。このようにす
れば、所望の位置に迅速に移動させることができ、設定
作業の効率化を図ることができる。
除も搬送上の情報として捉えることができる。そこで、
本発明では、制御手段に把持及びその解除を表す情報を
手動操作時に入力し、記憶手段に格納して置けば、自動
操作時、その情報に基づいて把持手段の制御を行なうこ
とができる。
て詳細に説明する。
の一実施例を示し、図1はその正面図、図2はその側面
図を示している。この多機能ロボットは、固定部材とし
て例えば、成形機本体2の上に設置されて、被搬送物と
しての成形品の取出し等の搬送に用いられる。ロボット
本体4にはX軸走行レール6が設置され、このX軸走行
レール6にはX軸移動台8が設置されている。このX軸
移動台8には、X軸走行レール6と水平面内で直交方向
を成すY軸走行レール10が固定されている。このY軸
走行レール10には、Y軸移動台12が設置され、この
Y軸移動台12には垂直方向に移動するZ軸移動アーム
14が取り付けられている。また、この実施例では、Y
軸走行レール10には補助搬送手段としてα軸移動台1
6が設けられ、このα軸移動台16には垂直方向に移動
するβ軸移動アーム18が設けられている。そして、Z
軸移動アーム14の先端部には被搬送物を把持する把持
手段を成すハンド部20が取り付けられている。このハ
ンド部20の被搬送物の把持には、真空吸着、磁力の
他、機械的な把持等の各種の把持形態がある。
原理的な構成を示している。駆動源としてのモータ22
Xにはモータドライバから駆動出力VO が加えられる。
モータ22Xの回転軸にはタイミングプーリ24が取り
付けられており、このタイミングプーリ24の回転は、
X軸走行レール6側のボールスクリュ26側のタイミン
グプーリ28にタイミングベルト30を介して伝達され
る。ボールスクリュ26には、その回転によって水平移
動、即ち、X軸方向に移動するX軸移動台8が設置され
ている。
軸移動アーム14の移動機構においても同様である。ま
た、この移動機構はα軸移動台16及びβ軸移動アーム
18における移動機構でも同様である。
る制御系統を示している。この制御系統には、全系統の
司る制御手段として主制御部32が設置され、この主制
御部32は外部制御手段としてのホストコンピュータ3
4と連携されている。主制御部32は、演算処理を行な
う中央処理ユニット(CPU)とともに、各種のデータ
や搬送情報を書き込む記憶手段としてメモリ36が備え
られている。このメモリ36は、制御プログラム等を格
納した読出し専用メモリ(ROM)、演算途上のデータ
を格納する随時書込み可能なメモリ(RAM)に加え
て、搬送情報を書き込む手段としてのEPROM等で構
成され、外部記憶手段としてICカード38が設置され
ている。ICカード38は、コントローラ外部における
データ保管用メモリである。
してCRT40が接続され、かつ、操作パネル42が設
けられ、また、操作手段としてティーチングボックス
(T.BOX)44が接続されている。また、この主制
御部32には、外部インターフェイス(I/O)46を
介して周辺機器48、ロボット本体4側のハンド部の駆
動制御部50が接続されている。
は、X軸、Y軸及びZ軸側の制御を行なう第1の軸制御
部52、α軸及びβ軸側の制御を行なう第2の軸制御部
54に加えられる。
力に応じてX軸、Y軸及びZ軸の軸駆動出力が得られ
る。X軸駆動出力は、モータドライバ56Xに加えら
れ、その出力がモータ22Xに加えられる。モータ22
Xの回転は、回転検出器(PG)58Xで検出され、そ
の検出出力は、軸制御部52に帰還されているととも
に、軸制御部52の出力側に設けられている加算器60
に負極成分として加えられている。Y軸駆動出力は、モ
ータドライバ56Yに加えられ、その出力がモータ22
Yに加えられ、また、Z軸駆動出力は、モータドライバ
56Zに加えられ、その出力がモータ22Zに加えられ
ている。モータ22Y、22Zの回転は、回転検出器
(PG)58Y、58Zによって検出され、その検出出
力は、X軸側と同様に軸制御部52に帰還されていると
ともに、軸制御部52の出力側に設けられている加算器
に負極成分として加えられる。
クス(T.BOX)44の一実施例を示している。図5
は、操作パネル面を示しており、このティーチングボッ
クス44の操作パネル面には、緊急停止スイッチ61、
予備スイッチ62、α軸指定スイッチ64、予備スイッ
チ66、β軸指定スイッチ68、製品チャックスイッチ
70、X軸指定スイッチ72、吸着スイッチ74、Y軸
指定スイッチ76、スプールチャックスイッチ78、Z
軸指定スイッチ80、手動選択スイッチ82、軸選択ス
イッチ84、非常停止、サーボアラーム及びオーバーラ
ンを示す表示部86、オーバーラン脱出スイッチ88、
位置記憶スイッチ90、ティーチングポイント表示部9
2、倍率表示部94、倍率選択スイッチ96及びハンド
ル98が設けられている。また、前記スイッチには、そ
の操作時、点灯する表示素子100が設けられている。
構成を示している。ティーチングボックス44には、主
制御部32側のコンピュータとは独立するとともに、主
制御部32と連携する制御手段としてマイクロコンピュ
ータが用いられている。即ち、制御部102は、その中
枢部を成しており、ROM104に記憶されている制御
プログラムに従って各種の制御を行なう。この制御部1
02には、バッファ106を介して主制御部32が接続
され、また、ハンドル98及びスイッチ62〜96及び
表示素子100が接続されている。
クス44におけるハンドル98による制御出力の発生を
示している。ハンドル98には、固定子108に対して
ハンドル98で回転する回転子110を備えている。固
定子108には接点112a、112b、回転子110
には接点114a、114bを備えており、これら回転
子110の回転により、接点112a、112bと接点
114a、114bが交互に接触することになる。これ
らの接点接触区間でパルスを発生させるようにしたもの
であり、図8の(A)及び(B)はその出力パルスを示
している。そして、ハンドル98の正転又は逆転関係
は、接点114a、114bの到来する順序を以て正転
又は逆転関係を峻別することができる。図8に示すよう
に矢印は正転及び逆転を表している。そして、このよう
なハンドル98の回転によって発生したパルスは、制御
部102に加えられてソフト処理により、そのパルス数
が位置情報となる。
る。
に、X軸移動台8、Y軸移動台12、Z軸移動アーム1
4等には作動可能領域が設定され、その限界点につい
て、機械的なストッパが設定され、その内側の安全領域
について、マイナスOT及びプラスOTが設定され、こ
れらの近接スイッチによってオーバーランを検知してい
る。OTは、オーバートラベルの略したものであり、X
軸、Y軸及びZ軸の各軸上のオーバーラン領域である。
これらの領域の位置は、位置情報として番号で設定され
る。この場合、位置設定の時、即ち、ティーチング時、
ハンドル操作で各軸が各OTの位置を超えたとき、その
位置情報としてハンドル98を回しても、そのパルスカ
ウントとモータ22X、22Y、22Zの駆動を行なわ
ないようにさせ、警報を表示(OT表示)させ、それ以
上のハンドル98を回してもカウントしないように、自
動回避プログラムを作動させている。
いて説明する。モータの種類には、モータ自体の回転情
報、回転角度情報、位置情報を出力するもの、回転角度
及び位置情報をエンコーダから出力するもの(インクリ
メント型)がある。この実施例のモータ22X、22Y
又は22Zにはこのインクリメント型を使用している。
そこで、原点の設定は、各軸をマイナス方向に動かし、
マイナスOT(図9)の点でモータ22X、22Y又は
22Zを逆回転させて、モータ22X、22Y又は22
Zから位置情報として零相のパルスが到来したところを
原点として記憶させる。これが原点の設定である。
グボックス44には、ティーチングポイントとして「1
6」が表示されているが、この「16」は16番目の記
憶箇所を示している。この位置情報は、1〜99までの
情報とし、例えば、X軸が100mm、Y軸が100m
m、Z軸が50mmの位置で記憶したとすると、これを
位置情報「1」と設定し、その後の各位置を2〜99の
位置情報として記憶することとしている。
率変更などの操作を経て目標の位置までハンドル98を
操作することにより、X軸移動台8、Y軸移動台12又
はZ軸移動アーム14を移動させ、各軸の各位置を決定
し、その位置をティーチングポイントとして記憶する。
こうして、位置設定が完了した後、運転時にはその記憶
位置、即ち、その座標をX軸移動台8、Y軸移動台12
又はZ軸移動アーム14が移動し、ハンド部20を設定
位置に移動させることができる。その場合、移動速度等
の位置以外の設定情報は、外部コントローラによって速
度等を任意に設定でき、設定時の移動倍率と移動速度と
は無関係である。即ち、設定時の移動速度は、作業者の
熟練等による任意のものであり、運転時の速度は、速度
情報により高速化することができる。
プログラムを示している。電源投入により、全検討の初
期設定が行なわれる。ステップS1に示すように、モー
ド選択を行なう。このモード選択は、手動モード、即
ち、ティーチングモードか、自動操作の選択である。テ
ィーチングモードの設定は、手動選択スイッチ82によ
って行なう。その操作により、手動選択スイッチ82に
ある表示素子100が点灯し、それを表示する。このモ
ード選択の後、ステップS2ではその判定を行なう。こ
こでは、ティーチングモードか否かを判定し、ティーチ
ングモードでない場合には、再びステップS1に戻る。
ステップS2でティーチングモードと判定された場合に
は、ステップS3に移行し、軸選択を行なう。この軸選
択は、軸選択スイッチ84を操作し、所望のX軸指定ス
イッチ72、Y軸指定スイッチ76又はZ軸指定スイッ
チ80を操作する。この軸選択により、ハンド部20の
移動経路が選択される。
の倍率選択は、倍率選択スイッチ96によって行い、操
作の繰り返しにより、この実施例では、1倍、10倍、
100倍の選択が巡回的に行なわれる。このような巡回
設定は、処理の迅速化に寄与する。
回転させる。この回転により、予めX軸移動台8、Y軸
移動台12又はZ軸移動アーム14の移動が開始され
る。この移動は、移動経路を特定するための準備であ
り、ステップS6ではティーチングポイント(T.P)
を選択する。このティーチングポイントは、ハンド部2
0の移動位置を示す位置情報である。この位置情報は、
ティーチングポイント表示部92に表示される。実施例
の「16」はその位置の記憶ポイント番号を示してい
る。
チングポイントに対し、位置記憶スイッチ90を操作す
ると、その位置が主制御部32のメモリ36に格納され
る。この場合、「16」が位置記憶情報番号として記憶
される。
いて、自動操作時には、被搬送物をハンド部20で吸着
等により保持し、設定されている経路を経て搬送するこ
とができる。
台12又はZ軸移動アーム14等の移動についての倍率
選択プログラムを示している。このプログラムによれ
ば、ハンドル98の操作によるパルス入力時、倍率選択
スイッチ96の操作により、3種類の倍率、×1、×1
0、×100が選択される。ここで、ティーチングボッ
クス44による倍率選択は、ハンドル98で発生する1
パルスに対するX、Y、Z軸上の移動速度の比重を決め
るために設定されるものであって、手動の場合のみ有効
である。即ち、ステップS11に示すように、倍率選択
スイッチ96で「×1」を選択すると、1パルス×1/
100mmの移動が得られ、次に、ステップS12に示
すように、「×10」を選択すると、1パルス×1/1
0mmの移動が得られ、次に、ステップS13に示すよ
うに、「×100」を選択すると、1パルス×1/1m
mの移動が得られ、更に、倍率選択スイッチ96を操作
すると、パルス入力を無視し、ステップS11に戻る。
即ち、倍率選択スイッチ96の順次操作により、倍率×
1、×10、×100及びパルス入力無視が巡回的に選
択される。
けるソフトオーバーラン(オーバートラベル)時のプロ
グラムを示している。ソフトオーバートラベルの設定を
行なうことにより、ハード的なサーボ機構が遮断状態へ
移行するのを回避して、ティーチング操作時のコントロ
ーラ本体のスイッチ操作を無くし、作業性の向上に寄与
している。ステップS21ではティーチングボックス4
4のハンドル98の操作により、パルスを発生する。ス
テップS22では、ソフトオーバートラベル(OT)か
否かを判定する。ソフトオーバートラベルでない場合に
は、ステップS23に移行し、パルスを発生させ、ゲー
トを開く。ステップS22でソフトオーバートラベルの
場合、又はステップS23を経てステップS24に移行
する。ステップS24では、パルス発生ゲートを閉じ
る。ステップS25では、オーバートラベル領域進入表
示を点灯し、ステップS26ではオーバートラベル領域
回避制御を行い、オーバートラベル領域直前の位置へ軸
を戻す。ステップS27ではOT領域回避動作が完了し
たか否かを判定し、完了していない場合にはステップS
23に戻り、また、その動作が完了している場合にはス
テップS28に移行し、OT表示を消灯した後、ステッ
プS21に戻る。
台12及びZ軸移動アーム14のオーバーラン時のプロ
グラムを示している。ステップS31ではOTが発生か
否かを判定し、発生しない場合にはステップS32に移
行してOT消灯し、ステップS33で回転方向表示を消
灯してステップS31に戻る。
は、ステップS34に移行し、OT点灯及びオーバーラ
ン状態が発生したとする。ステップS35ではオーバー
ラン脱出スイッチ88を押す。ステップS36では、プ
ラスOTか否かを判定し、プラスOTの場合にはステッ
プS37に移行し、ステップS37に示すように、ハン
ドル98の回転をマイナス方向のみ有効にし、ステップ
S38に移行して回転方向表示をマイナス表示としてス
テップS31に戻る。
場合には、ステップS39に移行する。ステップS39
では、マイナスOTか否かを判定し、マイナスOTでな
い場合にはステップS31に戻り、また、マイナスOT
の場合には、ステップS40に示すように、ハンドル9
8をプラス方向のみを有効にし、ステップS41に移行
して回転方向表示をプラス表示としてステップS31に
戻る。
出ができ、搬送操作の安全性が維持される。
って説明したが、本発明の多機能ロボットは、各種の被
搬送物の搬送に利用することができ、実施例に限定され
るものではない。
把持手段の移動経路は、その位置を数値的に入力する必
要はなく、作業者が、被搬送物の搬送経路に応じて把持
手段を移動又は停止させ、その位置を必要に応じて入力
するだけで設定することができ、設定した位置情報によ
り、被搬送物を搬送することができ、被搬送物の移動ル
ートに対応した設定処理の簡略化とともに移動ルートの
最短距離化を実現することができ、搬送効率を飛躍的に
向上させることができる。
の移動量を大きくすることができ、経路設定時、所望の
位置に迅速に搬送手段を移動でき、位置設定の操作の迅
速化を図ることができる。
除も搬送上の情報として捉えることができ、制御手段に
把持及びその解除を表す情報を手動操作時に入力し、記
憶手段に格納して置けば、自動操作時、その情報に基づ
いて把持手段の制御を行なうことができる。
図である。
る。
ある。
御系統を示すブロック図である。
ス発生機構を示す図である。
を示す図である。
を示す図である。
ログラムを示すフローチャートである。
を示すフローチャートである。
グラムを示すフローチャートである。
示すフローチャートである。
Claims (3)
- 【請求項1】 搬送すべき被搬送物をその搬送経路上で
把持する把持手段と、 この把持手段を少なくともX軸、Y軸又はZ軸で移動さ
せる移動機構と、 前記把持手段が移動すべき位置に対応して前記X軸、Y
軸又はZ軸を選択する軸選択スイッチ、回転により前記
把持手段の移動位置を指令するハンドル、このハンドル
の前記回転に応じて前記把持手段の位置を表示する表示
手段、この表示手段に表示させた前記位置の記憶を指令
する記憶指令スイッチを備えた操作手段と、 この操作手段と接続され、手動操作時、前記軸選択スイ
ッチ又は前記ハンドルの操作に応じて前記移動機構を制
御して前記把持手段を所望の移動位置に移動させること
ができるとともに、前記把持手段の移動すべき位置及び
経路を表す情報を前記記憶指令スイッチの操作により記
憶手段に書込み、自動操作時、その前記位置及び経路を
表す情報に応じて前記移動機構を制御する制御手段と、 を備えたことを特徴とする多機能ロボット。 - 【請求項2】 前記操作手段は、前記ハンドルの回転に
対して前記把持手段の移動量の倍率を選択する倍率選択
スイッチを備えており、前記制御手段は、前記手動操作
時、前記倍率指定スイッチにより選択された倍率に応じ
て前記移動機構を制御し、前記ハンドルの回転に対して
前記把持手段の移動量を前記倍率に応じて調整可能であ
ることを特徴とする請求項1記載の多機能ロボット。 - 【請求項3】 前記制御手段は、手動操作時、前記操作
手段側の把持及びその解除を指令する指令スイッチの操
作に応じて前記把持手段を制御するとともに、前記被搬
送物の把持及びその解除の操作及びその位置を前記記憶
手段に格納し、自動操作時、把持及びその解除の操作を
行なうことを特徴とする請求項1記載の多機能ロボッ
ト。
Priority Applications (3)
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JP5280032A JP2960292B2 (ja) | 1993-10-12 | 1993-10-12 | 多機能ロボット |
JP21924998A JPH1199489A (ja) | 1993-10-12 | 1998-08-03 | 多機能ロボット |
JP2000202638A JP3598262B2 (ja) | 1993-10-12 | 2000-07-04 | 多機能ロボット |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5280032A JP2960292B2 (ja) | 1993-10-12 | 1993-10-12 | 多機能ロボット |
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JP21924998A Division JPH1199489A (ja) | 1993-10-12 | 1998-08-03 | 多機能ロボット |
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JP2960292B2 JP2960292B2 (ja) | 1999-10-06 |
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