JPS5877466A - 重量物ハンドリングシステム制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ＩＩ荷重用ロボットを用いた重量物ハンドリ
ングシステム制御装置に関するものである。

多品種失意工程の自動化のニーズは年々増加しておシ、
多種作業９作業変更等に対処する丸めに、７レキシビリ
テイを有するロボットによる自動化が行なわれククある
。

しかし壜から１重量部品の加工または組立工程における
ロボットによゐ自動化は、その重量部品に見合った可搬
能力をもつロボットが必要であシ、ｃのためロボットの
価格と比べ省人効果が小さ一欠点を有してお〕、自動化
がおくれていた。

本発明の目的は、軽荷重用ロボットで重量部品のハンド
リングを行なうことにより、上記した従来技術の欠点を
なくすための重量部品ハンドリングシステム制御装置を
提供するにある。

゛　ところでロボッ）０可搬能力は、そ（Ｑａロボット
持ち上げられる荷重によって定まる。よって１重量部品
をパラ゛ンｔで釣〕下げ、このバラノナをロボットが操
作する方式を用いれば、ＣＩロボットしては１重量部品
の重量以下の可搬能力を有するロボットで可搬重量以上
の重量部品のハンドリングが可能である。ここで、一般
に。

パランサは水平面内は機構的に加えた力の方向に自由に
動かす事ができ、［ｉ［方向はパランサの操縦装置に所
定の信号を加えることにより。

アクチ晶エータが働き動作する。よって、ロボットとパ
ランサの先端同志を結合し、水平面内はロボットの発生
する力でバランｔの先端を動かし、一方、鉛直方向は、
ロボットが鉛直方向に移動じ且パランサの操縦装置にロ
ボットの制御装置から動作指令を与えてパラン１０アク
チ為エータを動かすことによりｏ”ポットは、バラノナ
に釣り下げられ九重量部品の位置１に制御し、ハンドリ
ングを行なうことができる。ここで鉛直方向の移動にお
いては、ロボット、パランサ共１両者のアクチ晶二一タ
を動かす為、この両者の７タテ為二一タの応答特性の差
ｔ−補償し１ｇポットとパランサＯ先端同志の位置Ｏ差
によ〕、ロボット先端とパランサ先端ｏｔｉｓ合部に生
ずる力を許容値内に収める制御が必要である。このよう
な制御は、ｔｓｙット先端とパランを先端の位置の差を
何らかの竜ンサによ〕検出して、この差が小さくなるよ
うに、バラノナの操縦装置に加える操作量を時々刻々修
正する事によＩＪ実行できる。

以下１本発明を図に示す実施例にもとづいて具体的に説
明する０本発明の対象となる重量部品ハンドリングシス
テム１＃ＩＩ図に示す、即ち。

本システムは１重量部品を把持するハンド２と。

このハンド２および重量部ＩｆＩ＋を釣シ下けるバラノ
ナ５と、このパランサを操作する小形関節形。

ロボット１と、この小形関節形ロボット１の先端に位置
しパランサ３の先端を把持するチャック６と、このチャ
ック６と小形関節形ロボット１との間に位置し、小形関
節形ロボッ）ＩＣ）先端とパランサ３の先端との鉛直方
向の位置の差を検出するセン＋５と、小形関節形ロボッ
ト１およびパランサ５を制御する制御装ｆｆ１１７とか
らなる。

まず、小形関節形ロボット１につ＾て第２図乃至第５図
にもとづ−て説明する。この小形関節形ロボット１は５
自由［ｔ−有し且あらかじめ設定された順序に従って動
作する可変シーケンスロボットである。２１はペース２
０に取付けられた基台である。２２は基台２１に喬直軸
を中心に旋回内在に支持された旋回台で、基台２１に設
けられた駆動モータ２５により減速ｍｔ−介して、ｔ−
副駆動され、関節形ロボットの１自由度ｔ−構成してＩ
Ａル５２４ｔｌ旋回台２２）上部２２ｇ　Ｋ軸心Ｏｔ−
中心に回転自在に支持された第１０上腕で、躯動モ−タ
２５の出力軸に減速機を介して連結されて−る。２６は
上記＃Ｅ１の上腕２４と平行に配置された第２０上腕で
ある。２７は上記旋回台２２４Ｄ上部２２−に軸心Ｏｔ
中心に回転自在に支持されたクランクレバーで駆動モー
タ２８Ｄ出力軸に減速ＩＩを介して連結されて＾る。２
９は上記クランクレバー２７と平行になるように、第１
の上腕２４と第２の上腕２６の揺動＠　２４ａ、　２＋
６ｇ　Ｋ　ＷＡ転自在に連結された前腕であゐ、従うて
枢動モータ２５によりて回転駆動される第１０上腕２４
Ｃ）軸心Ｏを中心とし九回動は関節形ロボットの１自由
度であシ、ｔた駆＃モータ２８によりて回転駆動される
前腕２９の傾動も関節形ロボットの１自由度である。

次に手首５０を駆動させる機構についてａｌｌする。５
１ｇ、！１７各々手首駆動モー！で、クランクレバー２
７と第２０上腕２４との回転自在に連結した連結点にお
−て、クランクレバ−ｆｆ１７ｏ揺ＪＩＪＩＩＩｋ回転
自在に支持され丸部＠　ｓ２ａ、　ｓ２ｈ　Ｋ　ＩＩ　
ｊ！されている。　ＳＳは一端を旋回台２２４０　Ａ点
と回転１ａＫ連結り、ａｍｔ部材５２ｍ、５２ｂＫ）＠
＠端Ｂと回転自在に連結したリンクである。これらクラ
ンクレバー２７とリンク３３とを平行に配置し、旋回台
２２０ＡＵと部材５２ａ、　５２ｋを平行に配置し、平
行リンク機構を構成している。　５４ａ、　５４には各
々手″＃躯動峰−メ５１へ５１ｈに減速機を介して連結
されたスプロケットホイールで、クランクレバー２７の
揺動端に回転自在に支持されている。　５５８゜ｓｓｂ
は各々第２の上腕２６と前腕２９との回転自在に連結し
丸部分に回転自在に支持されたスプロケットホイールで
ある。　　５４へ５６ｈは各々前腕２９と手１ｔ５０と
の回転自在に連結され丸部分に回転自在に支持されたス
プロケットホイールである。

Ｓｅｇ、　５７１　ｔ！各ｋＸプロケットホイ−ｋ　５
４ｇ、　５４にとスプロケットホイール５５ａ、　５５
にと奢平行リンク機構で連結したチェーン等の柔軟リン
ク、ｔたｓ８へｓｓｈは各々スプロケットホイール３５
ＩＸ、！５＆とスプロケットホイール３６へ５６１とを
平行リンク機構で連結したチェーン等の柔軟リンクであ
る。これらは、手首３０ｔ−第４図に示す矢印方向に揺
動させ、並びに手″ＩＩ／Ｉｔ５０を軸心に中心に回転
させるために上記ａ、ｈなるサフィックスで示す２系列
設けられて＾る。然るに１手賃駆動毫−タｓｔ＠、ｓ１
ｂ　ｏ出力軸の各々の回転は、減速−を介してスプロケ
ットホイール５４４５４１の回転となシ、リンク５７４
．５７１　ｔ−駆動する。りンク５７Ｇ。

墨７ｈの運動はスプロケットホイリｖ　！！５ｇ、　８
５４　Ｄ回転となり、リンクｓ８へｓｅａ　を駆動させ
１手首ｓｏｔ上下方向（矢印方向）に揺動させ＊ｂ、手
１１ｓｏを軸心を中心に回転させる。一方手首駆動モー
タ５１ａ、５１にの固定側部材５２ａ、５２にはクラン
クレバ−２７Ｏ揺動端Ｃｏ回〕に軸受を介して回転自在
に取付けられ、この部材３２α、５２ｂ（Ｄｆ１ｍ動端
Ｂはリンク５ｓを介して旋回台２２０上部ＪＫ＠動自在
に取付けられている。にで旋回台２２上Ｏ点Ｏと点Ａ９
点Ｂ１点Ｃは平行四辺形の関係にあシ、　ｏ”４　ＡＲ
，ω　は心を静止節とする４部平行四辺形リンク機構を
構成する。またスプロケットホイールＳ４ａ、　５４１
．５５ｇ、　５５にとりンク５７Ｇ、　Ｓ７ｂは各々４
部平行リンク機構を構成し。

スプロケットホイールＳ５ａ、　８５４．５６α、　５
６４とリンクｓ８町ｓｏｂは各々４節平行シンクＩＩＩ
ＩＩＩＩＩを構成する。このように構成したことによル
、前腕２９の傾ａｔ変化させるために第２０上腕２６を
移動させて１手首駆動モーメＢ１ｇｊ１ｈＯ位置が移動
しても、この手首駆動モータａｔｅ、ｇｔｈを駆動しな
一限〕、静止節ｖＫ対するスプロケットホイール８４ｇ
、　５４６．５５ａ、　５５４．５６％　５６４　Ｏ回
４１ｉ方向位置は一定に保九れ１手首５００姿勢は一定
に保たれる即ち特別な制御をぜずに第１の上腕２４．前
腕２９の喪勢にかかわらず１手首３０の姿勢位一定に保
九れる。

手＠５０は、スプロケットホイール５６にと一体となり
且つ軸受３９により回転自在に支持されたシリンダ４０
と、このシリンダ４０に細心方向に軸Ｉｊｔ４１によっ
て回転自在に支持され且つスプロケットホイールｓ６α
の後端に固定された傘歯車４２と噛合う傘歯車４ｓｔ固
定した部材４４とによって構成されている。よりて手首
駆動モータ３１αだけを回転駆動させれば、それだけ手
首３０が軸心まわ）にひねられ、また手首駆動モータ５
１１だけを回転駆動させれば、それだけシリンダ４０が
回転して手Ｉｇｏが曲〈られる。

一方パランサＳは具体的には第５図に示すように構成さ
れてｉる。即ち５１は下端にノ１ンドホルダ４ｔ−取付
けたアームである。５２は上アームであ〕、一端を上記
アーム５１（Ｄ上端に回転自在に連結し、他端ｔフレー
ム５５上に形成されたｌイド溝５４に沿って上下摺動自
在に支持された移動駒５５に回転自在に連結して＾る。

５６は下アームであシ、一端を上記アーム５１の上端付
近に回転自在に連結し、他端ｔ７レーム５３上に形成さ
れたガイド溝５７に沿りて左右に摺動自在に支持され九
ローラ５８に回転自在に連結している。そして、この上
アーム５２と下アーム５６は平行なるように形成されて
込る。５９はアームであシ、上端を上アーム５２に回転
自在に連結し、下端を上記ローラ５８に回転自在に連結
していゐ、そしてアーム５１とアーム５９とは平行にな
るように形成されている。上記移動駒５５の右端には、
ラック６０が形成され、このラック６０に噛合うピエオ
ｙ６１が設けられ、このビニオン６１は駆動モータ６４
に歯車６２．６５を介して連結されてｉる。そしてハン
ドホルダ４の央部を一定に保持するようＫ。

ハンドホルダ４を固定し且つアーム５１の下端に回転自
在に支持されたリンク６５と、上記移動駒５５との間を
平行リンク機構６６で連結している。

またローラ５８が中立点に位置するよう忙スプリング６
９が設けられている。またフレーム５３は支柱６７の上
端に旋回自在に支持されている。またハンドホルダ４Ｉ
／ｃは１回転式可変抵抗器７０が取付けられ、この回転
式可変抵抗！１７１）Ｋは、これを回転させる丸めの入
力軸７１を設けてｂる。

従って、このパランサ３は、ハンドホルダ４を水平方向
に移動させれば、ハンド２に重量部品を把持した状態で
自由に動き得ることができるとともに１回転式可変抵抗
器７０の入力軸７１ｔ−例えば時針方向に回転させれば
、その回転方向及び回転ｊｌＫ応じた出力が駆動制御装
置７２に入力され、駆動そ一タ６４が回転駆動して移動
駒５５ヲ降下させてハンドホルダ４ｔ−上昇させ、逆に
入力軸７１を反時計方向に回転させれば、その回転方向
及び回転量に応じた出力が駆動制御装置７２に入力され
て、駆動モータ６４が回転駆動してハンドホルダ４を降
下させることができる。このようにバラン？Ｓは、水平
方向に自由に動き得、上下方向につ＾ては１回転式可変
抵抗９７０の入力軸７１で指令することによシ重量部品
を上下に移動させ今ことができる。

それゆえ、このパランサ３の上下方向の操作を自動化す
る方法として、小形関節形ロボットＩＯ手ｉｉ１のひね
多動作によプパランサ５の入力軸７１ｔ−回転する方法
と１回転式可変抵抗＠７０を回転させた時に生じる速度
指令値と等価な速度指令値を直接、パランサ３の駆動制
御装置７２に入力してパランｔｔ−操作する方法とがあ
る。

小形関節形μボット１の自由度として、前者の方法では
１手″ｌｓｏの位置の３自由度とひねシの１自由度の計
４自由度が最低必要であｎ、ｍ者の方法では１手ｊｌｌ
ｌｆ５０（Ｑ位置の５自由置のみが最低必要である。

次に小形関節形ロボット１とパランサ５との鉛直方向の
相対的な位置伽ｌ１ｔ−検出するセンサ５の鳳１１につ
いて第７図をもとに述べる。まず手！３００部材４４と
パランサ５の入力軸７１とに両端を固定され九梁８０ｔ
−仮想する。この梁８０には。

部材４４側の固定端の、基準面８１からの高さＺＪと入
力軸７１側の同定端の、基準面８１からの高さＺｌとの
１ｌｉｉによシ、たわみｔ生じる。梁８０の固定端から
４離れた位置り点の表面に生ずる応力Ｃは、梁８０の長
さをｔ、縦弾性係数をＥ、板厚をｈとおけは１式（１）
に示すように、ｄとの間に比例関係がある。

よって、Ｄ点に歪ゲージを貼シ、この応力σによって生
、する歪を測定することによシ、小形関節形ロボット１
とパランサ５との鉛直方向の相対的な位置偏差を検出で
きる。また、このセンサ５の取付方法として、小形関節
形ロボット１０手貫部材４４に固定する方法と、バラン
サ３０入力軸７１に固定する方法とがある。一方このセ
ンサ５の取付方法′Ｊｉ−１ひ上記したパランサ墨の操
作方法によって異なる。２通〕の取付方法および２通ル
の操作方法によシ、下記４通〕の場合がある。

１）センサ５ｔ−手警部材４４に固定し１手−°５０の
ひね多動作によシバランサ３を操作する場合。

２）センサ５を手警部材４４に固定し、速度指令値をＩ
ＩＬＩｍ、駆動制御装置７２に入力しパラフサ５ｔ−操
作する場合。

３）センサ５ｔ−人力軸７１に同定し１手１ｉ３０ｏひ
ね多動作によ〕バランｔ３を操作する場合。

４）センサ５を入力軸７１に固定し、運変指令値會厘績
、瓢動制御展１ｉｔ７２に入力し、バランサＳを操作す
る場合。

まず、第１０場合は１手１１（ｓｏのひね）動作によシ
センサ５一回転されるので、センｔ５としては、この回
転による影響を補正できる構造をとらねばならず、゛構
造が複雑になる。第２の場合は１手實５０ｔ−動作させ
ることがない故に、また第５．第４の場合には手實３０
の回転の影響を受けない故に、共に第１の場合のような
手賃５０の回転の影響の補正を行なえる構造をとらなく
てもよく、上記した原ａｔ−そのｔま用いることができ
る。第２の場合の実施例を第８図に、また、第５．第４
の場合の実施例を第９図にそれぞれ示す。

まず、第８図をもとに説明する。センサ５は。

梁８０および歪ゲージ８２α、８２ｂより構成される。

ここで歪ゲージは、温置補償勢を考慮して梁８０の上下
に１枚ずつ貼）つけた＃１うがよい、また梁８０の一端
は、小形関節形ロボット１０部材４４に固定され、他の
一端は、チャック６に固定される。チャック６はバラン
サ３０入力軸７１に固定された結合部材８５ｔ−把持し
、小形関節形９ボツト１とバランサ５とを結合する。チ
ャック６を経ずに梁８０の一端ｔ−直接バランサ５と結
合する事は可能であるが、安全性の向および小形関節形
ロボット１での単独動作の機能を生かす事を増厚すれば
、チャック６ｔ−経てノくランサ５と結合する事が望ま
しい、ｔた。結合部材８５は直接、ハンドホルダ４に固
定する事もで龜る。

次に、第９図においては、センナｓＦｉ梁８０へｓｏｂ
および歪ゲージ８２ｇ、　８２ｈよ〕構成される。

梁８０へ８０にの一端はハンドホルダ４ａＫ固定し。

他の一端はハンドホルダ４ｂＫ　ｌｊ定する。この場合
には、ハンドホルダ４に若干の改造が必・要になる。ま
た、小形関節形ロボット１とバランサ３とは１部材４４
に固定されたチャック６と入力軸７１に固定された結合
部材８３とによ〕結合される。にで、上記した絡墨の場
合、即ち、入力軸７１を操作してバランサＳを動作させ
る場合には、第９ＷＡＫ示したように、結合部材８ｓｔ
入力軸７１Ｋｌｉｌ定する必要があるが、第４の場合、
即ち、速度指令値を直接、駆動制御装置７２に入力する
場合には、纂１０図に示すように結合部材８！ｔ−直接
、梁８０に固定する事もできる。

次に、上記した小形関節形ロボット１と、バランサ３と
１位置偏差検出センサ５とから成るシステムの制御手段
を述べる。

まず、速度指令ｍｅＩＬ接、駆動制御装置７２に入力し
てパランｔｓを動作させる場合の制御手段ｔ−第１１図
管もとに述べる。オペレータが手動動作を行なう場合、
オペレータは手動装置１０１から直交座標上でＯ各軸方
向の速度指令値を与える。小形関節形ロボット１とバラ
ンサ５ｔＰ制御する制御装置７においては、一定周期ご
とにパルスを発生するクロックパルス発生器１０２から
のパルスによシ目標位置演算器１０ｉＳが動作する。こ
の目標位置演算器１０ｓは上記１手動装置１０１よ〕送
られる速度指令値を積分して小形関節形ロボッ）ＩＣ）
手賃ｉｏの位置目標値を算出する１次に、この位置目標
値は座標変換器１０４によシ、旋回台２２を駆動する曇
−夕２３の回転角の目ｉ＊＊θｔ　と上腕２６ｆ駆動す
るモータ２５の回転角の目標値０１番と前腕２９を駆動
する峰−夕２８０回転角の目標値θ１番とに変換される
。１０５は上記目標値と、各モータＫ［結されたエンコ
ーダ１０９より発生するパルスをカウントするカウンタ
１１０よシ得られる各モータの実際の回転角とかう、Ｄ
／Ａコンバータ１０４を介しモータ駆動アンプ１０７へ
入力する速度指令値を算出する速度指令銀波ＸＳである
。なお１手貫駆動峰−タｓ１へ５ｉｂｔ）回転角の目標
値θ山ｅ、、は１手首姿勢を一定にするため常に一定値
である。モータ２ｓ。

２５１２８、　ｓｌｙ、　ｓｌｋ　ヘ入力ｆ！ｊＩ度指
令１１ｒｔ　＊　’Ｉｓ’ｌ　＊　Ｆ４　＊　’ｌは、
各々のモータの実線の回転角をθ１０ｓθｔｏｅθお、
θω、θ、。とおけば式（２）よ〕算出される。

ＶｆＫｌｊ　　（θｊｉ　−θ７ｏ）　　　　　　　　
　　　　　　　　　”＝”−・・　　　　（ｆｔ）（）
°＝１１２．５．４．５　）　　４ｊは定数仁の速度指
令値はＤ／Ａ　：２ンパータ１０４ｔ−介し。

モータ駆動アンプ１０７へ入力され、モータ駆動アンプ
１０７では各毛−タに直結され九タコジェネレータ１０
？より得られる速ｔｔフィードバックして、各モータを
制御し、これにより小形関節形ロボット１が動作する。

ｉた。１標位置演算９１０５で算出される位置目標Ｉｌ
ｌは、オペレータの、教示装置１１１からの位置記憶指
令によりて、データ記憶装置１１２に記ｍされ、自動で
動作を再生する際の移動目標地点の直交座標蓋とバラン
サ速度指令値演算器１１５は、クロックパルス発生器１
０２からのパルスにより動作する。

このバランサ速度指令値演算器１１５は１手動装置１０
１よシ送られてくる。鉛直方向の移動速度指令ｔＬＶｚ
と、センサ５の歪ゲージ８２に生ずる歪の、ストレイン
アンプ１１７およびＡ／Ｄ：２ノパータ１１８ｔ−介し
て得られる値ｄとから大体）によりて、バランサ速変指
令ｆｌＶｘｔ演算する。

ＶＢ　ｃ＝に！Ｖｚ＋に畠ｄ＋に４ＨｔｓＺ＋に＠ｆｄ
ｔＬｔ　　・”−（３）但しに、、に、、に４．に、は
比例定数である。

ここで、移動速度指令値Ｖ、は小形関節形ロボット１と
バランサ３とに共通に与えられる指令値であるので、小
形関節形ロボット１の速度応答特性と、バランサ３の速
度応答特性とが等しく。

且つ小形関節形ロボット１の内部モデル、即ち座標変換
＠１０４で仮想１ている水平面と、バランサ５の水平面
とが一散している。即ち小形関節形ロボット１を水平面
内で動かした時にパランｔｓと小形関節形ロボット１と
の間に鉛直方向の位置偏差を生じない時には、ｈＶｚＯ
項Ｏみで制御が可能である。よって一般的には、に１ｒ
１の項のみでは１位置の定常偏差は無限大となる。

そこで、この定常偏差を有限０値とする為にｄのフィー
ドバックによるに、ｔｓＸ（Ｄ修正項が必要であり、さ
らに４ｔｔｄＯａはに〆の修正項によるパランサｓＯ応
答を早める効果があＪ）　、　ｆｔ５ＺｔＬｔの項は定
常偏差を零にする効果がある。よりてパランサＳは、こ
のバランサ速度指令１１　ＦＪをルｔコンバーター１６
ｔ−介し、パランナ躯動制御装置７２に入力することに
よりバランサ！の駆動モータ６４が動作し、パランサ３
は小形関節形クボッ）ＩＫ追従して動作する。一方１以
上の手動動作を通じ、教示装置１１１０指令によシデー
タ記憶装置１１２に記憶された移動局Ｓ地点に対して自
動で動作を再生する手Ｒｔ次に述べる。まず。

データ記憶装置１１２よ〕移動終了目標地点の厘交座ｌ
Ｉｉ値を取り出し、この直交座標値と移動開始地点との
間で、小形関節形ロボット１が厘綜上ｔｌＥ１１作する
丸めに１厘＃補関を行ない時々刻々の移動局ＩＩｆＬｔ
−求める演算ｔ、クロックＩ（ルス発生器１０２かもの
パルスにより、ｍｍｍ間器１ＩＢが行なう、この移動１
ｉｕｉを座標変換＠１０４により各動作軸の角変目標値
とし、速度指令値演算＠１０５によ〕速度指令値を算出
し、これにより小形関節形ロボット１を制御する。一方
。

直線補間＠　１１５によシもとめられた移動目標値は、
速度目標値演算器１１４によ）、１クロツク前の移動目
標値との間で差分が行表われ、鉛直方向の移動速度指令
ｆｉｌＶｚが算出される。この移動速度指令値Ｆ、と、
センサ５０歪ゲージ８２に生ずる歪の、ストレインアン
プ１１７およびルΦコンバーメ１１８ｔ−介して得られ
る値ｄとからバランサ速度指令値Ｖ１がバランサ速度指
令値演算！１１５によりて算出され、このバランサ速度
指令＠ＶＢ　ｔ−Ｄ／Ａ　：２７　Ａ　　／　１１４　
ｉｆ介し、ノ（ランサ駆動制御装置７２に入力すること
によシ、バランサｓの駆動モータ６４が動作し、バラン
サ３は小形関節形ロボット１に追従して動作する。

次に、手首ｓＯのひね多動作によジノ（ランサ３１操作
する場合の制御手Ｒｔ第１２図をもとに述べる。オペレ
ーターｉ！（手動動作を行表う場合、目標位置演算器１
０５がクロックパルス発生器１０２からのパルスにより
動作し１手動装置１０１よ〕送られる速度指令値を積分
して１手″＃ｓｏｏ位置目標Ｉ［を算出する。この位置
目標−は座−変換器１０４によシ旋回台２２を駆動する
篭−！２！ｌ０１ｉ１転角の目標値θ１ｉと上腕２６を
駆動すゐモータ２５の回転角の目標値θ、ｉと前腕２９
を駆動するモータ２８の回転角の目標値θ、ｉ　とに変
換される。また位置目ＷｉＩｉＬは、オペレータの、教
示装置１１１からの位置記憶指令によって、データ記憶
装置１１２に記憶される。一方、パラン管速度指令値演
算器１１５がクロックパルス発生９１０２からのパルス
により動作し１手動装置１０１よシ送られてくる鉛直方
向の移動速度指令値Ｖ、と、センサ５の歪ゲージ８２に
生ずる歪の、ストレインアンプ１１７およびＡ／Ｄ：１
ノバータ１１８ｔ−介して得られる値ｄとからパランナ
速１指令ｆｌＶｘｋ演算する。ひね）軸動作目標値演算
＠　１１？は、仁のバランサ速度指令値Ｖ１から手１１
！１０のひねシ動作を行なうモータｉｔ＠の回転角の目
標値０番ｉを１．式（４）よ）算出する。但しＩＬ６は
比例定数である。

θ＋ｉ＝にａ’ｊ　　　　　　　　　・・・・・・・・
・・・・・・・　（船速度指令値演算器１０５ｔｉ上記
＠標値θｉ、θ２２．θ、ｉ。

θ４．と各モータに１結されたエンコーダ１０９よシ発
生するパルスをカウントするカウンタ１１Ｇよ〕得られ
る各毫−タの実際の回転角とから。

Ｄ／Ａコンバーメ１０６ｔ−介しモータ駆動アンプ１０
７へ入力する速度指令値を算出する。なお手を駆動モー
タ３１ｂの回転角の目ｔｉｉｔは手貫のふ夛の喪勢を一
定にするため、常に一定麹である。毫−タ２３．２５．
２８．３１α、５１ｂ　へ入力する速度指令値は成体）
より算出される。この速に指令値けＤ／Ａコンバータを
介し、モータ駆動アンプ１０７へ入力され、各モータが
動作し、小形関節形ロボット１が動作するとともに１手
ＴｓＯのひね）動作によプバランサ３の入力軸７１が操
作されて、バラン！３が小形関節形ロボット１に追従し
て動作する。一方１以上の手動製作を通じ、データ記憶
装置１１２に記憶された移動目標地点に対して動作を再
生する手段を次に述べる。まず、タロツクパルス発生９
１０２からのパルスによ）直線補間器１１１Ｓが動作し
、データ記憶装置１１２よ〕得られる移動終了目標地点
と移動開始地点との間でａｍ補間【行ない１時々刻々Ｏ
＄ｌ！＋目標値を算出する。この移動目標値は、座標変
換器１０４によ）旋回台２２．上腕２６．前腕２９４Ｄ
各駆動モーメの回転内置目標値に変換される一方、速度
目標値演算器１１４によ）鉛直方向の移動速度指令値Ｖ
、が算出される。この移動速度指令値Ｆ。

と、センサ５の歪ゲージ８２に生ずゐ歪のストレインア
ンプ１１７およびＪ４／Ｄ：１ノバータ１１６を介して
得られる値ａとからパランサ速度指令値ｒ１がバランを
速度指令値演算器１１５　Ｋよりて算出され、このバラ
ンを速度指令ＩＩＶｘはひね動軸動作目標値演算器１１
９によ１１手ｔｓｏｏひね）動作を行な５−一タ５１ｅ
Ｌの回転角の目標値θｉｉに変換される。速度指令値演
算器１０５は、上記目標値に対してサーボを行ない、小
形関節形ロボット１の各動作軸の七−タ管制御する。さ
らに。

手賃３０のひね）動作によりバランサ３の入力軸７１が
操作されて、バランサ５が小形関節形ロボット１に追従
して動作する。

なお１本実施例では、ロボットの手賃のひね多動作によ
ルパランサの入力軸７１ｔ−回転さぜる例について述べ
たが、市販のバランサで１回転式可変抵抗器７０の入力
軸７１の回転を行う操作レバーが回転式可変抵抗９７０
の回転軸に対して円周方向に揺動させる方式のものに対
しては、ロボッ）Ｏ手賃の上下１は動作にて、実施例で
述べたのと同様の効果を出すことができることは言５ま
でもない。

又１本実施例はモータ駆動方式のバランサについて述べ
たが、油空圧アクチ、エータによ〕駆動されるバランサ
についても、第２の実施例で述べた制御方式をｍ−て、
ロボットと組み合せたシステムを構成し、１１制御する
ことは可能である。

以上述べたように１本発明によれば、軽荷重用ロボット
とパランサを組合わせ、軽荷重用−ボットでパランサＱ
位置決めを行なめ、且つ。

軽荷重用ロボットとパランサの中間に設けたセンサから
の位置偏差信号をもとにパランナＯ動作速度を修正する
ことによル、＠荷重用關ボットで重量部ａＣｔハンドＶ
／グが可能にな〕０重量部品の組付、加工の自動化がは
かれる。また。

軽荷重用ロボットとパランｔ【組合わせたシステムは、
パランｔが非常に安価Ｋｌｌ造できることによ〕、複雑
な動作の制御が可能で且つ重量部品を取扱えるロボット
と比較して手分以下の価格で製造でき、しかも既存の設
備として、重量部品の組立あるいは加工のりインにパラ
ンサがあれば、＠荷重用ロボットと制御５ａｔ−導入す
るだけで自動化できるという経済的効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は軽荷重用ロボットとパランサを組合わせた一実
施例含水す概略正面ｖＡ、第２図は第１図に示す小形関
節形ロボットを示す斜視図。 第５図は第２図の正面図、＄４図は第２図に示すロボッ
トの手貫駆動系を示した図、第５図は第２図に示すロボ
ットの前腕先端に取付けられた手ｔｔ−Ａ体的に示した
断面図、第６図は第１図に示すパランサｔ−具体的に示
し危構成図、第７図はセンナの原理図、第８図と第９図
と第１０図はそれぞれセンサを第１図に示すロボットと
パランサの中間に販付けた一実施例を示す図。 第１１図と第１２図は、それぞれ本発明による制御製置
の一実施例を示す図である。 ２・・・ハンド　　　　　　３・・・パランサ４・・・
ハンドホルダ　　　５・・・位置偏差検出センサ６・・
・チャック　　　　　７・・・制御装置第１図 第２図 第３図 第４図 第７図 ■６図 ？’、９図 第１０図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ｔ　アーム先端が、水平面内および鉛直面内で動きうる
   少なくとも５自由ｒＩＬを有するロボットと１部品を把
   持するチャックを備え付けた先端を鉛直方向には、駆動
   源の動力によって移動され、且水平方向には移動自在に
   形成したパランサと、上記ロボットと上記パランサとの
   中間に設けられ、上記ロボットの先端と上記パランサの
   先端との鉛直方向の位置の差を検出するセンナと、上記
   ロボットと上記パランサとを制御する制御装置とから構
   成される装置であって、水平方向は上記パランサを上記
   ロボットの発生する力で動かし、鉛直方向は、上記ロボ
   ットは鉛１方向に動き、且上記制御装置内に設けられ九
   鉛直方向速匿目橡値発生器より与えられる鉛直方向速１
   １１１１ｇ値と、上記センナより与えられる上記ロボッ
   トの先端と上記パランサの先端との鉛直方向の位置の差
   とから上記バランｔの速度指令値を演算し、この速度指
   令値を上記バランｔの駆動制御回路へ入力し上記パラン
   サを鉛直方向に動かし上記パランサを上記ロボットに追
   従させるように構成された事を特徴とする重量物ハンド
   リングシステム制御装置。 ２　アーム先端が水平面内および鉛直面内を動き得且つ
   アーム先端に水平方向を向いた軸を中心に揺動自在に連
   結した手貫を備え、少なくとも４自由［１有するロボッ
   トと、上記）（ランサと、上記センナと、上記ロボット
   と上記パランサとを制御する制御装置とからなる装置で
   あって、水平方向は、上記）（ランサを上記ロボットの
   発生する力で動かし、鉛直方向は、上記ロボットは鉛直
   方向に動き、且上記制御１置内に設けられた鉛直方向速
   度目標値発生器よシ与えられる鉛直方向速度目標値と、
   上記センサよプ与えられる上記ロボ′ットの先端と上記
   パランサの先端との鉛直方向の位置の差とから、上記バ
   ランｔＯＭ度指令値を演算し、この速匿指令ｋＫもとづ
   き上記手賃を揺動することによシ、上記バラノナの入力
   軸をひねシ、上記パランｔを鉛直方向に動かし、上記パ
   ランサを上記ロボットに追従させるように構成された事
   を特徴とする重量物ハンドリングシステム制御装置。