JPS60146691A - プレ−バツクロボツトのア−ム退避装置 - 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】 （発明の技術分野〕 本発明はプレーバンクロボットのアーム退避装置に関し
、詳しくは工作中の適宜時点で工作面の検査等を行うた
めにアームを一時退避させた場合に、検査終了後退避時
の通過軌跡を逆戻りしてアームを元位置に復帰させるこ
とができるようにした。プレーバックロボットのアーム
退避装置に関する。

〔発明の技術的背景〕

研磨ロボット等の制御形態の一つとしてプレーバック方
式が従来より知られており、プレーバンク方式のロボッ
トはメモリエリア中に位置テーブルを持ち、ティーチン
グ時に作業者が先端工具を所望の軌跡上を通過させると
、適宜タイミングで通過軌跡上の地点の位置データを上
記位置テーブルに記憶していき、プレーバック時には上
記位置テーブルから読み出された位置データに従ってテ
ィーチング時の通過軌跡を反復走行するものである。

ところで、該種口ボットではプレーバンク時に加工面を
検査するために一時的にアームを作業範囲外に退避させ
ることが必要となるが、検査後ア−ムを元位置に復帰さ
せ、速やかに作業を継続させることが望まれる。

ところで、単に元位置に復帰させるだけであれば、退避
前の元位置をレジスタ領域に記憶しておき、復帰時にこ
の元位置に戻るように制御することが公知手法の応用と
して容易に想起されるが、工作面の凹凸や復帰径路に於
ける障害物を回避することはできず、実用化はされ得な
かった。

〔発明の目的〕

本発明はかかる現状に鑑みてなされたものであり、検査
終了後工作面の凹凸や復帰径路の障害物を有効に回避し
て元位置に復帰できるようになされたプレーバンクロボ
ットのアーム退避装置を提供することを目的とする。

〔発明の概要〕

要約すれば本発明のプレーバンクロボットのアーム退避
装置はプレーバンクロボットが本来備える位置テーブル
に予め補助的なエリアを用意しておき、アームの退避時
に元位置を記憶した後にティアンプ動作と同等の動作で
退避径路を上記位置テーブル内の補助的なエリアに記憶
せしめ、プレーバック動作と同等の動作で元位置に復帰
するようになされている。

〔発明の実施例〕

以下図面を参照して本発明の１実施例を詳細に説明しよ
う。

第１図は本発明の１実施例にかがるロボットの概略図で
ある。

先ず、基台１に油圧シリンダ２ａ−ｂにより昇降ケース
３が設けられ、この昇降ケース３には支軸４によって第
１アーム５が回動自在に軸支されている。又、第１アー
ム５の自由＃５ａには支軸６によって第２アーム７が回
動自在に軸支され、第２アームの自由端７ａには動力伝
達機構８を介して研磨工具９が取り付けられている。

尚、以下において肩部とは第１アームの固定端５ｂを示
し、肩部とは第２アームの固定端７ｂを示す。

又、ｌＯは作業台を示し、作業台１ｏは基軸１ｒ１上に
自在継手１２によって支持されている。

尚、作業台１０を移動するための機構は□図中において
は省略している。

このロボットは肩部５ｂ及び肩部７ｂに自由度を持つ極
座標系ロボットであり、第１アーム５を肩部５ｂを中心
として、又、第２７−ム７を肩部７ｂを中心として各々
回転させることにより、研磨工具９の位置決めがなされ
る。そして１２ａ・ｂ（第１図では１個のみ示している
）は移動用のモータであり、モータ１２ａの回転はベル
ト１３を介して第１アーム５に伝達されるとともに、モ
ータ１２ｂの回転は第１７−ム５内に設けられた図示せ
ぬ伝達機構を介して第２７−ム７に伝達される。

次ぎに、第２図は本発明の制御系を示したものである。

図中、１２ａは第１図社示す第１アーム駆動用のモータ
であり、２０ａは肩部５ｂに連結されたエンコーダを示
す。エンコーダ２０ａは第１アーム５が肩部５ｂを中心
に所定角度回転する毎に正・負両方向のクロックを尭生
じ、このクロックはアップダウンカウンタ２１ａに加え
られ、これを加・減算する。従って、アンプダウンカウ
ンタ２１ａの計数値は第１アームの回転角度を示す。

又、２２ａはモータ１２ａに励磁パターンを与えこれを
駆動するためのモータ駆動部を示す。

尚、モータ１２ｂ・エンコーダ２０ｂ・アップダウンカ
ウンタ２１ｂ・モータ駆動部２２ｂは第２アーム７の動
作に関与するという点を除いて、モータ１２ａ・エンコ
ーダ２０ａ・アップダウンカウンタ２１ａ・モータ駆動
部２２ａと同様であるので重複した説明は省略する。

又、２３は油圧シリンダ２ａ−ｂを駆動するための油圧
回路を示す。

そしてこれらの機構はインタフェース２４を介して制御
システムに接続される。

この制御シス妄ムはマイクロプロセンサ２５を中心に構
成され、研磨工具の位置データを格納するＲＡＭ構成の
位置テーブル２６、モータの回転速度を記憶するＲＯＭ
構成の速度テーブル２７の他に、アーム退避時に位置テ
ーブル２６の読み出しアドレスを記憶するアドレスレジ
スタ２８、アーム退避時に位置テーブル２６から読み出
した位置データを記憶するデータレジスタ２９を具備す
る。又、３０は位置テーブル２６のアドレスを保持する
アドレスバッファ、３１は位置テーブル２６から読み出
した位置データを保持するデータバッファ、３２は速度
テーブル２７の読み出しアドレスを保持するアドレスバ
ッファ、３３は速度テーブルから読み出した速度データ
を保持するデータバッファを各々示す。

次ぎに第３図に示すフローチャートを参照して、本発明
の詳細な説明する。

先ず、速度テーブル２６にはその第０番地からティーチ
ング時に順次入力された位置データが順次記憶されてお
り、マイクロプロセッサ２５はプレーバッククロックＰ
Ｃが発生する毎にデータバスＤＢを介してアドレスバッ
ファ３０の内容を＋１し、位置テーブル２６の当該番地
に記憶された位置データを順次読み出す。そしてマイク
ロプロセッサ２５はこのようにして読み出した位置デー
タの変化量を算出し、算出された変化量に対応して速度
テーブル２７のアドレスを決定し、速度テーブル２７か
ら速度データを読み出す。

尚、速度テーブル２７には位置データの変化量に対応し
た速度データが登録されており、具体的には位置データ
の変化量が大きい時はより速い指定速度が指示され、位
置データの変化量が少ない時はより遅い指定速度が指示
される。

そしてこのようにして読み出された速度データはインタ
フェース２４を介してモータ駆動部２２ａ−ｂに加えら
れ、モータ駆動部２２ａ−ｂは指示速度に対応してモー
タ１２ａ−ｂの励磁パターンを決定する。

又、この過程でエンコーダ２０ａ−ｂが発生ずるアンプ
クロックＵＣやダウンクロックＤＣにより逐次更新され
るアップダウンカウンタ２１ａ・ｂの針数値によりマイ
クロプロセッサが逐次位置フィードバックをかけること
はいうまでもない。

このようにしてプレーバック動作を行っている過程にお
いて工作面の検査の必要が生じると、作業者は任意のタ
イミングでアームフリーモードを指定する。

アームフリーモードが指定されるとマイクロプロセッサ
２５は位置テーブルから−読み出される位置データの変
化蓋にかかわりなく最低の指示速度を速度テーブルから
読み出してモータ１２ａ−ｂを減速し、アップダウンカ
ウンタ２１ａ−ｂから入力される現在位置により位置フ
ィードバックをかけながらモータ１２ａ−ｂを・停止さ
せる。

そ−夕１２ａ−ｂが完全に停止したことを確認すると、
マイクロプロセッサ２５はその時の位置テーブルの読み
出しアドレスをアドレスレジスタ２８に記憶するととも
に、その時の位置データをデータレジスタ２９に記憶す
る。□ その後マイクロプロセッサ２５は油圧回路２３に指示を
与え、油圧シリンダ２ａ−ｂに作動油を供給し、昇降ケ
ース３を上昇させ、昇降ケース３が停止するとアームを
動かすことができる旨を作業者に知らしめた後、ティー
チングモードに移行する。

そして作業者は研磨工具９の近傍を把持して工作面の凹
凸や退避径路途中の障害物を回避しながらアームを作業
範囲外に退避させる。

位置テーブル２６にはアームの待避径路を記憶するため
のエリアが予め用意されており、例えばこのエリアが第
ｎ番地から開始するものとすれば、マイクロプロセッサ
２５はアドレスバッファ３０にｎを書き込み、以後ティ
ーチングクロックＴＣに同期して待避径路の位置データ
を位置テーブル２５の第ｎ番地以降に書き込んでい（。

即ち、作業者がｖＦ磨工具９の近傍を把持して、これを
移動させるとエンコーダ２０ａ−ｂはカウントアツプク
ロックＵＣ・カウントダウンクロックＤＣを発生し、ア
ンプダウンカウンタ２１ａ・ｂの計数値はこのクロック
により更新される。

又、ティーチングモードの開始によりティーチングクロ
ック１゛Ｃが発生し、マイクロプロセッサ企５はこのテ
ィーチングクロックＴＣが発生する毎にアップダウンカ
ウンタ２１ａ−ｂの計数値を読み込み、読み込んだ計数
値をティーチングクロツクＴＣが発生する毎にアドレス
バッファ３０の値を＋１しながら位置テーブル２６に書
き込む。

従って、位置テーブルの第ｎ番地以降にはアーム待避時
の通過軌跡上の点を示す位置データが記憶されていく。

アームが最終的な待避地点まで待避されると、作業者は
研磨工具の移動を停止するので、エンコーダ２０ａ−ｂ
の出力は停止し、アンプダウンカウンタ２１ａ−ｂの計
数値も変動しなくなる。そして、所定時間経過してもア
ップダウンカウンタ２１ａ−ｂの計数値が変動しないと
マイクロプロセッサ２５はティーチングモードが終了し
たと判断する。そしてその時のアドレスバッファ３０の
値が仮にｎ＋ｉであるとマイクロプロセッサ２５はこの
値を保持したまま待機する。

この間に作業者は工作面の検査等を行い、検査が終了す
るとアーム復帰モードを指定する。

マイクロプロセッサ２５は、アーム復帰モニドが指定さ
れると、アームフリーモード中におけるティーチングモ
ードの終了時に保持した位置テーブル２６のアドレスｎ
＋ｉをアドレスバッファ３０に与え、以後プレーバック
クロックＰＣが発生する毎にアドレスバッファ３０の値
を−１しなから位置テーブル２６から位置データを読み
出す。

そして、通常のプレーバックモード（工作時のプレーバ
ンクモード）では位置テーブル２６から読み出した位置
データの変化量に対応して速度テーブル２７を読み出す
が、アーム復帰モードでは位置データの変化量にはかか
わりなく最低指示速度を速度テーブル２７から読み出し
、この最低指示速度をモータ駆動部２１ａ−ｔ＋に加え
る。

従って、研磨工具９はアームフリーモードで通過した軌
跡を最低速度で逆に戻る。

一方、このようにしてアームが復帰し始めるとエンコー
ダ２０ａ−ｂからは第１７−ム５・第２アーム７の回転
に対応したカウントアツプクロックＵＣやカウントダウ
ンクロックＤＣが発生し、応じてアンプダウンカウンタ
２１ａ−ｂの計数値は更新される。そしてこのアンプダ
ウンカウンタ　７２１ａ−ｂの計数値はインタフェース
２４を介してマイクロプロセッサ２５に与えられ、マイ
クロプロセンサ２５はプレーバンククロックＰＣに同期
してアップダウンカウンタ２１ａ−ｂから加えられる現
在位置をデータレジスタ２９に待避した元位置と比較す
る。

そして、現在位置と元位・置とが一致すると、マイクロ
プロセッサ２５・は油圧回路２３を制御して油圧シリン
ダ’１ａ−ｂから作動油を抜き、昇降ケース３を下降さ
せる。　。

そして昇降ケース３が下降すると、マイクロプロセッサ
２５はアドレスレジスタ２８に待避しておいたアドレス
をアドレスバッファ３０に与え、以後はプレーへツクク
ロックＰＣが発生ずるごとにアドレスバッファ３０の値
を＋１しながら、通常のプレーバックモードを実行する
。

尚、上記においては油圧シリンダ２ａ−ｂによって昇降
ケース３を昇降させる構造例を示したが、第２アーム７
の自由端７ａに液体シリンダを組み込み、動力伝達機構
８及び研磨工具９を昇降させるようにしてもよい。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、工作の途中にお
いてアームを退避した場合、アームを退避した時の径路
を逆戻りしてアームが復帰するので、復帰径路の途中に
ある障害物や工作面の凹凸等に妨げられることなく元位
置に復帰することができる。

尚、上記ではｆ磨ロボットに本発明を適用した例を示し
たが、研磨ロボットに限らず広くプレーバンクロボット
全般に本発明は適用できる。

又、本発明は必ずしも上記の実施例のように、アーム退
避時の径路をクロックに同期してサンプリングする必要
はないが、アーム退避径路のティーチングは作業の途中
で行われるものであるから通常のティーチングよりも迅
速性が要求され、上記した実施例の様にクロックに同期
して退避径路をサンプリングするようにすれば作業者の
負担は大きく軽減されよう。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１実施例にかかるロボットの構成概略
図、第２図は本発明のロボットの制御系の１例を示すブ
ロック図、第３図は本発明のフローチャート。 ２ａ−ｂ・・・油圧シリンダ　２６・・・位置テーブル
２８・・・アドレスレジスタ　２９・・・データレジス
タ特許出願人　アイダエンジニアリング株式会社代　理
　人　弁理士　村上光司

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （ａ）、ティーチング時に位置テーブルに書き込まれた
   情報をプレーバンク時に読み出し、読み出された情報に
   従って工具の動作制御を行うプレーバンクロボットにお
   いて、 （ｂ）、前記位置テーブルに補助エリアを用意するとと
   もに、 （Ｃ）、前記補助エリアのアドレスを第１の方向に更新
   しながら位置データを該補助エリアに書き込む手段と、 （ｄ）、前記補助エリアのアドレスを前記第１の方向と
   逆方向に更新しながら該補助エリアから位置データを読
   み出す手段とを具備することを特徴とするプレーバンク
   ロボットのアーム退避装置