JPH07244513A - ロボット制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 多関節の作業ロボットを駆動制御するロボッ
ト制御装置において、その処理負担を増加させることな
く作業ロボットの撓みを良好に補正する。 【構成】 作業ロボット２の手先１２に作用する負荷と
可動アーム７，９の質量と関節機構６，８等の弾性部の
剛性とを制御データとしてロボット制御装置１のＲＡＭ
等のデータ記憶手段に予め設定し、作業ロボット２の関
節機構６，８等の動作状態を逐次検出する位置検出手段
をエンコーダやロボット制御装置１のＣＰＵ等で設け、
これらのデータに基づいて作業ロボット２の弾性部の撓
み量を算定する撓み量算定手段と、この算定された撓み
量に基づいて作業ロボット２の関節機構６，８，１０を
補正駆動する駆動補正手段とを、ロボット制御装置１の
ＣＰＵ等で設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、多関節型の作業ロボッ
トを駆動制御するロボット制御装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】工場で製品の加工や組立に利用されてい
る多関節型の作業ロボットは、複数の可動アームを関節
機構を介して可動自在に順次連結して位置不動のベース
に装着した構造などとなっており、一般的には順次連結
された可動アームの先端部の手先にマジックハンドや加
工工具などが設けられている。そして、このような作業
ロボットを駆動制御するロボット制御装置は、その関節
機構を駆動制御することで手先を予定位置に順次移動さ
せて各種作業を実行するようになっている。

【０００３】しかし、上述のようなロボット制御装置で
作業ロボットを駆動制御した場合、回動アームや関節機
構が剛性の不足により撓むため、手先の実際の位置が予
定の位置とは一致しないことがある。このような課題を
解決する手段としては、手先の実際の位置が予定の位置
と一致するほど、回動アームや関節機構を高剛性に製作
することが想定できるが、これでは各部の質量が増大し
て駆動モータや駆動電源の大型化が必要となる。

【０００４】そこで、実施されている既存のロボット制
御装置には、手先にセンサを装着して位置を逐次検出
し、この検出結果に基づいて作業ロボットの関節機構を
補正駆動するものがある。このようにすることで、作業
ロボットの関節機構のフィードバック制御で手先の位置
を補正することになるので、この手先を予定位置に正確
に移動させることができる。

【０００５】また、特開平4-233602号公報には、作業ロ
ボットの関節機構の負荷トルクを検出し、この負荷トル
クに基づいて関節機構の撓み量を算定し、この撓み量に
基づいて関節機構を補正駆動することが開示されてい
る。このようにすることで、センサを装着することなく
作業ロボットの手先の位置を補正することができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】作業ロボットの手先の
位置をセンサで逐次検出して関節機構を補正駆動する既
存のロボット制御装置では、作業ロボットの手先を正確
かつ確実に予定の位置に移動させることができる。

【０００７】しかし、このようなセンサを作業ロボット
の手先に装着すると、この作業ロボットの部品数が増大
して生産性が低下することになる。また、このようなセ
ンサを作業ロボットの手先に装着すると、この手先の質
量が増加して負荷が増大するので、動作速度の低下や消
費電力の増加が発生し、駆動モータや駆動電源の大型化
が必要となることもある。

【０００８】一方、関節機構の負荷トルクに基づいて補
正駆動する特開平4-233602号公報のロボット制御装置で
は、作業ロボットの手先にセンサを装着することは要し
ないので、上述のような課題は発生しないことになる。

【０００９】しかし、上記公報のロボット制御装置で
は、逐次検出する関節機構の負荷トルクに基づいて関節
機構をリアルタイムで補正駆動するようになっているの
で、その演算処理が煩雑で作業ロボットを高速に駆動制
御することが困難である。つまり、このようなロボット
制御装置を実施した場合、慣性力、遠心力、コリオリ
力、摩擦力、重力等により、作業ロボットの関節機構に
常時変動する負荷トルクが発生するので、これをリアル
タイムで検出して手先を補正駆動することは、その演算
処理が極めて煩雑で高性能な演算回路などが必要とな
る。

【００１０】また、上記公報のロボット制御装置では、
作業ロボットの姿勢にも対応して関節機構を補正駆動す
るようになっているが、これでは作業ロボットの姿勢に
関する膨大なデータを設定しておく必要があるので、大
容量のメモリなどが必要となる。

【００１１】さらに、上記公報のロボット制御装置で
は、関節機構にフィードバックされる負荷トルクに基づ
いて補正駆動を実行するようになっているので、これは
関節機構の減速機に発生する撓みに基づいて手先の位置
を補正することになるが、実際には関節機構の軸受や可
動アームの撓みによっても手先の位置は変位する。ま
た、上記公報のロボット制御装置では、関節機構を作用
する負荷トルクに基づいて補正駆動するようになってい
るが、例えば、水平方向に回動自在な関節機構が停止し
ていると負荷トルクは“０”となるが、このような関節
機構にも実際には重力による撓みは発生している。

【００１２】つまり、上記公報のロボット制御装置で
は、作業ロボットに実際に発生する様々な撓みの一部し
か補正できないので、作業ロボットの手先の位置を正確
に補正することは困難である。

【００１３】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
少なくとも一個の可動アームを関節機構で可動自在に支
持して各種作業を実行する手先を先端部に設けた作業ロ
ボットを駆動制御する場合に、この作業ロボットの前記
手先を前記関節機構の駆動制御で予め設定された位置に
移動させるロボット制御装置において、少なくとも作業
時に前記手先に作用する負荷と前記可動アームの質量と
前記作業ロボットの弾性部の剛性とが制御データとして
予め設定されたデータ記憶手段を設け、前記関節機構の
動作状態を逐次検出する位置検出手段を設け、この位置
検出手段が逐次検出する動作状態と前記データ記憶手段
に設定された制御データとに基づいて前記弾性部の撓み
量を算定する撓み量算定手段を設け、この撓み量算定手
段が算定した撓み量に基づいて前記関節機構を補正駆動
する駆動補正手段を設けた。

【００１４】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、作業ロボットの駆動制御のサンプリングに
連動して補正制御手段の補正駆動を実行させるタイミン
グ制御手段を設けた。

【００１５】請求項３記載の発明は、請求項１記載の発
明において、作業ロボットの関節機構と可動アームとの
少なくとも一方を弾性部として剛性の制御データをデー
タ記憶手段に設定した。

【００１６】請求項４記載の発明は、請求項１記載の発
明において、複数の可動アームを関節機構で可動自在に
順次連結して各種作業を実行する手先を先端部に設けた
多関節型の作業ロボットの低剛性の前記関節機構を弾性
部として剛性の制御データをデータ記憶手段に設定し、
低剛性の前記関節機構のみ補正駆動するよう駆動補正手
段を形成した。

【００１７】請求項５記載の発明は、請求項１記載の発
明において、複数の可動アームを関節機構で可動自在に
順次連結して各種作業を実行する手先を先端部に設けた
多関節型の作業ロボットの撓み量が過大な前記可動アー
ムを弾性部として剛性の制御データをデータ記憶手段に
設定し、撓み量が過大な前記可動アームを支持する前記
関節機構のみ補正駆動するよう駆動補正手段を形成し
た。

【００１８】請求項６記載の発明は、請求項１記載の発
明において、少なくとも一個の可動アームを水平方向に
回動自在な関節機構で支持すると共に手先を鉛直方向に
移動自在な関節機構である直動軸で支持した水平多関節
ロボットで作業ロボットを形成し、撓み量算定手段が算
定した撓み量に基づいて前記直動軸を補正駆動するよう
駆動補正手段を形成した。

【００１９】

【作用】請求項１記載の発明は、少なくとも作業時に手
先に作用する負荷と可動アームの質量と弾性部の剛性と
で予めデータ記憶手段に設定された制御データと、位置
検出手段で逐次検出する関節機構の動作状態とに基づい
て、撓み量算定手段が弾性部の撓み量を算定すると、こ
の算定された撓み量に基づいて関節機構を駆動補正手段
が補正駆動することにより、作業ロボットの各部の撓み
量を簡易にリアルタイムで算定して関節機構を適正に補
正駆動する。

【００２０】請求項２記載の発明は、タイミング制御手
段が作業ロボットの駆動制御のサンプリングに連動して
補正制御手段の補正駆動を実行させることにより、作業
ロボットの補正駆動をリアルタイムに適正なタイミング
で実行する。

【００２１】請求項３記載の発明は、作業ロボットの関
節機構と可動アームとの少なくとも一方を弾性部として
剛性の制御データをデータ記憶手段に設定したことによ
り、作業ロボットの特性に対応して手先の位置を適正に
補正する。

【００２２】請求項４記載の発明は、データ記憶手段に
設定した多関節型の作業ロボットの低剛性の関節機構の
剛性の制御データに基づいて、低剛性の関節機構のみ駆
動補正手段が補正駆動することにより、高剛性な関節機
構に関して撓み量の演算処理を省略する。

【００２３】請求項５記載の発明は、データ記憶手段に
設定した多関節型の作業ロボットの撓み量が過大な可動
アームの剛性の制御データに基づいて、撓み量が過大な
可動アームを支持する関節機構のみ駆動補正手段が補正
駆動することにより、撓み量が微少な可動アームに関し
て撓み量の演算処理を省略する。

【００２４】請求項６記載の発明は、水平多関節ロボッ
トの撓み量に基づいて駆動補正手段が直動軸を補正駆動
することにより、重力による可動アームや関節機構の撓
みで発生する手先の垂直方向の変位を直動軸の垂直方向
の移動で補正する。

【００２５】

【実施例】本発明の一実施例を図面に基づいて以下に説
明する。まず、このロボット制御装置１は、図２に例示
するように、水平多関節ロボットからなる作業ロボット
２に接続されており、この作業ロボット２とロボット制
御装置１とでロボットシステム３が形成されている。

【００２６】ここで、このロボットシステム３の前記作
業ロボット２は、図１に例示するように、ベースユニッ
ト４に立設された支柱５に、第一の関節機構６を介して
第一の可動アーム７が水平方向に回転自在に連結されて
おり、この第一の可動アーム７の先端部に、第二の関節
機構８を介して第二の可動アーム９が水平方向に可動自
在に連結されている。さらに、この第二の可動アーム９
の先端部には、直動軸からなる第三の関節機構１０で第
三の可動アーム１１が鉛直方向に移動自在に連結されて
おり、この第三の可動アーム１１の先端部には手先とな
るマジックハンド１２が設けられている。

【００２７】なお、第一・第二の前記可動アーム７，９
を水平方向に回動自在に軸支した第一・第二の前記関節
機構６，８は、図２に例示するように、エンコーダ（図
示せず）が内蔵されたサーボモータ１３に減速機１４を
連結した構造となっており、この減速機１４に内蔵され
たローラベアリング１５は、図３に例示するように、ベ
ース１６に回転部１７を回転自在に組合せた構造となっ
ている。

【００２８】ここで、このロボット制御装置１は、ＣＰ
Ｕ(Central Processing Unit）やＲＡＭ(Random Access
Memory)やＲＯＭ(Read Only Memory)や駆動電源（何れ
も図示せず）などで形成されており、前記作業ロボット
２の各種動作を駆動制御する動作プログラムが前記ＲＡ
Ｍや前記ＲＯＭに設定されており、この動作プログラム
に従った逆運動学解析で前記ＣＰＵが前記関節機構６，
８，１０の現在角度と目標角度とを算出するようになっ
ている。

【００２９】そして、このロボット制御装置１では、請
求項１記載の発明の実施例として、前記作業ロボット２
の作業時に前記マジックハンド１２に作用する負荷と前
記可動アーム７，９，１１の質量と弾性部である前記関
節機構６，８，１０の剛性とが、制御データとして前記
ＲＡＭや前記ＲＯＭ等のデータ記憶手段に予め設定され
ており、前記関節機構６，８，１０の動作状態を逐次検
出する位置検出手段が、前記サーボモータ１３のエンコ
ーダや前記ＣＰＵ等のハードウェアと、前記ＲＡＭや前
記ＲＯＭに設定されたソフトウェアとで形成されてい
る。そして、このＣＰＵ等の位置検出手段が逐次検出す
る動作状態と前記データ記憶手段に設定された制御デー
タとに基づいて前記関節機構６，８，１０の撓み量を算
定する撓み量算定手段と、この撓み量算定手段が算定し
た撓み量に基づいて前記関節機構６，８，１０を補正駆
動する駆動補正手段とが、前記ＣＰＵや前記ＲＡＭや前
記ＲＯＭ等で形成されている。

【００３０】このような構成において、このロボット制
御装置１は、図６に例示するように、ＲＡＭやＲＯＭに
予め設定された作業ロボット２の動作プログラムに従っ
て逆運動学解析で作業ロボット２の関節機構６，８，１
０の現在角度と目標角度とを算出し、この算出結果で関
節機構６，８，１０の各々をサーボモータ１３で個々に
駆動制御する。

【００３１】この時、このロボット制御装置１は、上述
のような駆動制御で実行する作業ロボット２の作業でマ
ジックハンド１２に作用する負荷や可動アーム７，９，
１１の質量や関節機構６，８，１０の剛性等の制御デー
タをＲＡＭやＲＯＭから読出すと共に、関節機構６，
８，１０の動作状態をエンコーダで逐次検出する。そし
て、この逐次検出される動作状態と読出された制御デー
タとに基づいて関節機構６，８，１０の撓み量を算定
し、この算定された撓み量に基づいて関節機構６，８，
１０を補正駆動するようになっている。

【００３２】このようにすることで、このロボット制御
装置１は、作業ロボット２の各部の撓み量を簡易にリア
ルタイムで算定して関節機構６，８，１０を適正に補正
駆動することができるので、作業ロボット２のマジック
ハンド１２を目標位置に良好な精度で配置することがで
きる。

【００３３】しかも、このロボット制御装置１では、上
述のような補正駆動を実行するために作業ロボット２の
手先の位置をセンサで検出するようなことは要しないの
で、作業ロボット２の手先にセンサを装着する必要がな
い。従って、このロボットシステム３は、作業ロボット
２などの構造が簡易で生産性が良好であり、作業ロボッ
ト２の手先の負荷が増大することもない。

【００３４】さらに、このロボット制御装置１では、特
開平4-233602号公報のロボット制御装置のように、関節
機構６，８を負荷トルクに基づいてリアルタイムで補正
駆動するようなことも要しないので、その演算処理が簡
易で作業ロボット２を高速に駆動制御することが容易で
ある。

【００３５】しかも、このロボット制御装置１では、後
述するように関節機構６，８だけでなく可動アーム７，
９なども弾性部として考慮することができるので、極め
て高精度に作業ロボット２の撓み量を補正してマジック
ハンド１２を適正な位置に配置することができる。

【００３６】ここで、このロボット制御装置１における
作業ロボット２の撓み量の算定方法の一具体例を以下に
順次説明する。まず、上述のような作業ロボット２の弾
性部である第一・第二の関節機構６，８にモーメントと
して作用する負荷Ｍは、第一・第二の可動アーム７，９
に作用する応力Ｆと、この応力Ｆの作用点から関節機構
６，８までの距離Ｌとにより、 Ｍ＝Ｆ・Ｌ となる。そして、上式の距離Ｌは作業ロボット２の姿勢
で変化するので、これは第一・第二の関節機構６，８の
回動角度に基づいて適宜算定することになる。つまり、
図４及び図５に例示したように、第一の可動アーム７に
作用するモーメントの負荷や方向は第二の可動アーム９
の位置により多大に変化するので、この変動に対応する
ためにロボット制御装置１は第一・第二の関節機構６，
８の回動角度を常時検出して作業ロボット２の撓み量を
算定する。

【００３７】この時、このような作業ロボット２の関節
機構６，８や可動アーム７，９等からなる弾性部の撓み
は、フックの法則に開示されているように初期は負荷に
比例する。そこで、上述のように第一・第二の関節機構
６，８等の弾性部にモーメントとして作用する負荷Ｍ
と、その剛性Ｋとにより、その撓み量εは、 ε＝Ｍ・Ｋ となる。

【００３８】そこで、このロボット制御装置１は、上述
のようにして算定する関節機構６，８や可動アーム７，
９等の撓み量が解消されるように、作業ロボット２の補
正駆動を実行する。

【００３９】なお、このロボット制御装置１で駆動制御
する作業ロボット２において、図３に例示したように、
可動アーム７，９を水平方向に回動自在に軸支する関節
機構６，８の減速機１４の剛性δは、ローラベアリング
１５に作用するモーメントをＭＧ、ローラベアリング１
５の剛性をＫとすると、 δ＝ＭＧ／Ｋ となる。つまり、このようなローラベアリング１５で形
成された関節機構６，８は外力により多大に撓むので、
これらの関節機構６，８を作業ロボット２の弾性部とし
て補正駆動を実行することは実用的である。

【００４０】また、このロボット制御装置１では、作業
ロボット２の前記関節機構６，８，１０を弾性部として
剛性の制御データをデータ記憶手段に設定しておくこと
を例示したが、請求項３記載の発明の実施例として、作
業ロボット２の前記可動アーム７，９，１１を弾性部と
して剛性の制御データをデータ記憶手段に設定しておく
ことや、作業ロボット２の関節機構６，８，１０と可動
アーム７，９，１１との両方を弾性部として剛性の制御
データをデータ記憶手段に設定しておくことも実施可能
である。

【００４１】このようにすることで、作業ロボット２の
特性に対応してマジックハンド１２の位置を適正に補正
することができるので、より良好にロボット制御装置１
による作業ロボット２の補正駆動を実現することができ
る。

【００４２】ここで、水平方向に支持されて重力で撓む
可動アーム７，９を弾性部として考慮すると、図２に例
示したように、可動アーム７，９は末端部が減速機１４
に固定されており、先端部に対象物（図示せず）などの
負荷Ｗや可動アーム９，１１などのモーメントＭが作用
すると共に、全体には自重が分布荷重ωとして作用して
いる。そして、このような状態の可動アーム７，９の先
端部の撓み量βと傾斜角φとは、可動アーム７，９の全
長をＬ、可動アーム７，９の材料の縦弾性係数をＥ、可
動アーム７，９の断面二次モーメントをＩとすると、 β＝(8ＷＬ³ ＋12ＭＬ² ＋ 3ωＬ⁴)／（24ＥＩ） φ＝(6ＷＬ³ ＋12ＭＬ＋ 2ωＬ⁴)／（12ＥＩ） となる。

【００４３】例えば、本実施例で例示するように第一・
第二の可動アーム７，９の各々を第一・第二の関節機構
６，８で水平方向に回動自在に軸支した水平多関節の作
業ロボット２では、その先端の位置の撓み量εは、関節
機構６，８のみを弾性部として考慮した場合には、 ε＝δ₁・Ｌ₁＋δ₂・Ｌ₂ となるが、関節機構６，８と可動アーム７，９との両方
を弾性部として考慮すると、 ε＝δ₁・Ｌ₁＋β₁＋（φ₁＋δ₂）・δ₂＋β₂ となる。なお、上記二式における添字の“₁ ”と“₂ ”
とは、第一・第二の可動アーム７，９と第一・第二の関
節機構６，８との数値であることを表現している。

【００４４】そこで、上述のようにすることで、作業ロ
ボット２の撓み量εを簡易かつ確実に算定することがで
きるので、この撓み量εを解消するようにロボット制御
装置１が作業ロボット２を補正駆動することで、この作
業ロボット２のマジックハンド１２は目標位置に適正に
配置されることになる。

【００４５】なお、このようなロボット制御装置１で
は、一般的に作業ロボット２の駆動制御として軌跡補間
を実行するようになっている。ここで、この軌跡補間と
は、作業ロボット２の各種の可動部分に移動軌跡の目標
位置を予め少数設定しておき、これら少数の目標位置の
間隙の長大な軌跡を補間することで、目標値が少数でも
作業ロボット２の動作を円滑とすることであり、これは
作業ロボット２の可動部分の現在位置を予め設定された
タイミングでサンプリングすることになる。

【００４６】そこで、このロボット制御装置１におい
て、請求項２記載の発明の実施例として、軌跡補間など
の駆動制御のサンプリングに連動して補正制御手段の補
正駆動を実行させるタイミング制御手段を、ＣＰＵ等で
形成することも実施可能である。

【００４７】このようにすることで、このロボット制御
装置１では、作業ロボット２の補正駆動をリアルタイム
に適正なタイミングで実行することができ、図７に例示
するように、作業ロボット２のマジックハンド１２の移
動軌跡を目標軌跡に近似させて位置精度を向上させるこ
とができる。

【００４８】さらに、このロボット制御装置１では、請
求項４記載の発明の実施例として、複数の可動アーム
７，９，１１を関節機構６，８，１０で可動自在に順次
連結して各種作業を実行するマジックハンド１２を先端
部に設けた多関節型の作業ロボット２の低剛性の関節機
構６，８のみを弾性部として剛性の制御データをデータ
記憶手段に設定しておき、低剛性の関節機構６，８のみ
補正駆動するようＣＰＵ等の駆動補正手段を形成するこ
とも実施可能である。

【００４９】同様に、このロボット制御装置１では、請
求項５記載の発明の実施例として、複数の可動アーム
７，９，１１を関節機構６，８，１０で可動自在に順次
連結して各種作業を実行するマジックハンド１２を先端
部に設けた多関節型の作業ロボット２の撓み量が過大な
可動アーム７，９を弾性部として剛性の制御データをデ
ータ記憶手段に設定し、撓み量が過大な可動アーム７，
９を支持する関節機構６，８のみ補正駆動するようＣＰ
Ｕ等の駆動補正手段を形成することも実施可能である。

【００５０】このようにすることで、このロボット制御
装置１では、図８に例示するように、高剛性な関節機構
１０や撓み量が微少な可動アーム１１に関して撓み量の
演算処理を省略することができるので、作業ロボット２
の補正駆動を簡易に実現することができ、その制御時間
を短縮して作業能率の向上に寄与することができる。

【００５１】さらに、このロボット制御装置１では、第
一・第二の可動アーム７，９を水平方向に回動自在な第
一・第二の関節機構６，８で支持し、鉛直方向に移動自
在な第三の関節機構１０である直動軸でマジックハンド
１２を支持した水平多関節ロボットで作業ロボット２を
形成しているので、請求項６記載の発明として図９に例
示するように、撓み量算定手段が算定した撓み量に基づ
いて直動軸を補正駆動するようＣＰＵ等の駆動補正手段
を形成することも実施可能である。

【００５２】このようにすることで、このロボット制御
装置１では、重力による第一・第二の可動アーム７，９
や第一・第二の関節機構６，８の撓みで発生するマジッ
クハンド１２の垂直方向の変位を、第三の関節機構１０
の垂直方向の移動で補正することができるので、作業ロ
ボット２の補正駆動を簡易に実現することができ、その
制御時間を短縮して作業能率の向上に寄与することがで
きる。

【００５３】

【発明の効果】請求項１記載の発明は、少なくとも一個
の可動アームを関節機構で可動自在に支持して各種作業
を実行する手先を先端部に設けた作業ロボットを駆動制
御する場合に、この作業ロボットの前記手先を前記関節
機構の駆動制御で予め設定された位置に移動させるロボ
ット制御装置において、少なくとも作業時に前記手先に
作用する負荷と前記可動アームの質量と前記作業ロボッ
トの弾性部の剛性とが制御データとして予め設定された
データ記憶手段を設け、前記関節機構の動作状態を逐次
検出する位置検出手段を設け、この位置検出手段が逐次
検出する動作状態と前記データ記憶手段に設定された制
御データとに基づいて前記弾性部の撓み量を算定する撓
み量算定手段を設け、この撓み量算定手段が算定した撓
み量に基づいて前記関節機構を補正駆動する駆動補正手
段を設けたことにより、作業ロボットの各部の撓み量を
簡易にリアルタイムで算定して関節機構を適正に補正駆
動することができるので、作業ロボットの手先を目標位
置に良好な精度で配置することができる等の効果を有す
るものである。

【００５４】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、作業ロボットの駆動制御のサンプリングに
連動して補正制御手段の補正駆動を実行させるタイミン
グ制御手段を設けたことにより、作業ロボットの補正駆
動をリアルタイムに適正なタイミングで実行することが
でき、作業ロボットの手先の移動軌跡を目標軌跡に近似
させて位置精度を向上させることができる等の効果を有
するものである。

【００５５】請求項３記載の発明は、請求項１記載の発
明において、作業ロボットの関節機構と可動アームとの
少なくとも一方を弾性部として剛性の制御データをデー
タ記憶手段に設定したことにより、作業ロボットの特性
に対応して手先の位置を適正に補正することができるの
で、より良好に作業ロボットの補正駆動を実現すること
ができる等の効果を有するものである。

【００５６】請求項４記載の発明は、請求項１記載の発
明において、複数の可動アームを関節機構で可動自在に
順次連結して各種作業を実行する手先を先端部に設けた
多関節型の作業ロボットの低剛性の前記関節機構を弾性
部として剛性の制御データをデータ記憶手段に設定し、
低剛性の前記関節機構のみ補正駆動するよう駆動補正手
段を形成したことにより、高剛性な関節機構に関して撓
み量の演算処理を省略することができるので、作業ロボ
ットの補正駆動を簡易に実現することができ、その制御
時間を短縮して作業能率の向上に寄与することができる
等の効果を有するものである。

【００５７】請求項５記載の発明は、請求項１記載の発
明において、複数の可動アームを関節機構で可動自在に
順次連結して各種作業を実行する手先を先端部に設けた
多関節型の作業ロボットの撓み量が過大な前記可動アー
ムを弾性部として剛性の制御データをデータ記憶手段に
設定し、撓み量が過大な前記可動アームを支持する前記
関節機構のみ補正駆動するよう駆動補正手段を形成した
ことにより、撓み量が微少な可動アームに関して撓み量
の演算処理を省略することができるので、作業ロボット
の補正駆動を簡易に実現することができ、その制御時間
を短縮して作業能率の向上に寄与することができる等の
効果を有するものである。

【００５８】請求項６記載の発明は、請求項１記載の発
明において、少なくとも一個の可動アームを水平方向に
回動自在な関節機構で支持すると共に手先を鉛直方向に
移動自在な関節機構である直動軸で支持した水平多関節
ロボットで作業ロボットを形成し、撓み量算定手段が算
定した撓み量に基づいて前記直動軸を補正駆動するよう
駆動補正手段を形成したことにより、重力による可動ア
ームや関節機構の撓みで発生する手先の垂直方向の変位
を直動軸の垂直方向の移動で補正することができるの
で、作業ロボットの補正駆動を簡易に実現することがで
き、その制御時間を短縮して作業能率の向上に寄与する
ことができる等の効果を有するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は本発明の一実施例のロボット制御装置
を作業ロボットに接続したロボットシステムの平面図、
（ｂ）はロボットシステムの側面図である。

【図２】作業ロボットの可動アームに作用する応力と発
生する撓みとの関係を説明する模式図である。

【図３】作業ロボットの関節機構に内蔵されているロー
ラベアリングを示す側面図である。

【図４】作業ロボットの姿勢によるモーメントの変化を
説明しており、（ａ）は可動アームを直線状に配置した
状態を例示する平面図、（ｂ）は可動アームを直角に曲
折した状態を例示する平面図である。

【図５】作業ロボットの姿勢によるモーメントの変化を
説明しており、（ａ）は可動アームを直線状に配置した
状態を例示する平面図と側面図、（ｂ）は可動アームを
鋭角に曲折した状態を例示する平面図である。

【図６】ロボット制御装置が駆動制御する作業ロボット
を補正駆動する手順を例示する模式図である。

【図７】作業ロボットの先端部の移動軌跡を例示する模
式図である。

【図８】ロボット制御装置が駆動制御する作業ロボット
を補正駆動する手順の第一の変形例を例示する模式図で
ある。

【図９】ロボット制御装置が駆動制御する作業ロボット
を補正駆動する手順の第二の変形例を例示する模式図で
ある。

【符号の説明】

１ ロボット制御装置 ２ 作業ロボット ６，８，１０ 関節機構 ７，９，１１ 可動アーム １０ 直動軸

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

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも一個の可動アームを関節機構
   で可動自在に支持して各種作業を実行する手先を先端部
   に設けた作業ロボットを駆動制御する場合に、この作業
   ロボットの前記手先を前記関節機構の駆動制御で予め設
   定された位置に移動させるロボット制御装置において、
   少なくとも作業時に前記手先に作用する負荷と前記可動
   アームの質量と前記作業ロボットの弾性部の剛性とが制
   御データとして予め設定されたデータ記憶手段を設け、
   前記関節機構の動作状態を逐次検出する位置検出手段を
   設け、この位置検出手段が逐次検出する動作状態と前記
   データ記憶手段に設定された制御データとに基づいて前
   記弾性部の撓み量を算定する撓み量算定手段を設け、こ
   の撓み量算定手段が算定した撓み量に基づいて前記関節
   機構を補正駆動する駆動補正手段を設けたことを特徴と
   するロボット制御装置。
2. 【請求項２】 作業ロボットの駆動制御のサンプリング
   に連動して補正制御手段の補正駆動を実行させるタイミ
   ング制御手段を設けたことを特徴とする請求項１記載の
   ロボット制御装置。
3. 【請求項３】 作業ロボットの関節機構と可動アームと
   の少なくとも一方を弾性部として剛性の制御データをデ
   ータ記憶手段に設定したことを特徴とする請求項１記載
   のロボット制御装置。
4. 【請求項４】 複数の可動アームを関節機構で可動自在
   に順次連結して各種作業を実行する手先を先端部に設け
   た多関節型の作業ロボットの低剛性の前記関節機構を弾
   性部として剛性の制御データをデータ記憶手段に設定
   し、低剛性の前記関節機構のみ補正駆動するよう駆動補
   正手段を形成したことを特徴とする請求項１記載のロボ
   ット制御装置。
5. 【請求項５】 複数の可動アームを関節機構で可動自在
   に順次連結して各種作業を実行する手先を先端部に設け
   た多関節型の作業ロボットの撓み量が過大な前記可動ア
   ームを弾性部として剛性の制御データをデータ記憶手段
   に設定し、撓み量が過大な前記可動アームを支持する前
   記関節機構のみ補正駆動するよう駆動補正手段を形成し
   たことを特徴とする請求項１記載のロボット制御装置。
6. 【請求項６】 少なくとも一個の可動アームを水平方向
   に回動自在な関節機構で支持すると共に手先を鉛直方向
   に移動自在な関節機構である直動軸で支持した水平多関
   節ロボットで作業ロボットを形成し、撓み量算定手段が
   算定した撓み量に基づいて前記直動軸を補正駆動するよ
   う駆動補正手段を形成したことを特徴とする請求項１記
   載のロボット制御装置。