JPS60197380A - 産業用ロボツト - Google Patents

産業用ロボツト

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JPS60197380A
JPS60197380A JP5075284A JP5075284A JPS60197380A JP S60197380 A JPS60197380 A JP S60197380A JP 5075284 A JP5075284 A JP 5075284A JP 5075284 A JP5075284 A JP 5075284A JP S60197380 A JPS60197380 A JP S60197380A
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arm
gear
cylinder device
switch
gears
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靖 井原
健夫 山中
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Shinmaywa Industries Ltd
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Shin Meiva Industry Ltd
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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】 (産業上の利用分野) この発明は、ダイレクトティーチング方式の産業用ロボ
ットに関するものである。
(従来技術の説明) 近時ティーチングの容易化のため、ダイレクトティーチ
ング方式が見直されている。
ところでダイレクトティーチングには、産業用ロボット
のサーボ系を働かせた状態でオペレータがロボットをつ
かんで操作する方法があるが、制御装置が複雑、しかも
制御装置の暴走による人的危険性もある。そこで産業用
ロボットの動力を機械的に非連結状態としてダイレクト
ティーチング操作をする方法が考えられる。しかしなが
らこの場合にあっては、前記動力の非連結状態への切換
えは容易に行なえるが、動力を連結するときにあっては
、例えば歯車の山と山が当接したりするので、確実に接
続されたか否かを判断しにくい。
(発明の目的) それ故この発明は、機械的に動力の連結、非連結の切換
えを行ない、前述サーボ系を働かせた状態でのティーチ
ング方法における欠点を除去するとともに、その動力が
連結された状態にあるのか、あるいは非連結状態でダイ
レクトティーチングできる状態にあるのかを検知手段で
検知するべくし、これによる信号を確認信号として確実
なダイレクトティーチングの状態、あるいはテスト、再
生の状態が得られるようにした産業用ロボットを提供せ
んとするものである。
(実施例の説明) なお、この実施例産業用ロボットRは、α1〜α6の6
軸の多関節アーク溶接ロボットとして説明するが、この
発明をこの実施の形態に限回動台2が垂直軸支2aされ
、電動機M1により回動角α1が強制される。この実施
例では軸2aに歯車3が一体に設けられている。そして
基台1に垂直軸支4aした作用腕4先端部には歯車3と
噛合う歯車5が軸支され、この歯車5が腕4に取付けた
電動機Mzにより減速機り。
を介して駆動されるべ(なされている。また腕4と基台
1との間には第1伸縮シリンダ装置FA1が軸支6a、
6bされ、歯車5を歯車3に対して接断可能に構成され
ている。なおシリンダ装置FA Iのピストンロッド側
には圧縮ばね7が内蔵されている。このばね7は、歯車
3.5を噛合せる際、まず最初は流体圧によらず、その
ばね力により噛合せんとし、両歯車3.5 、・□を確
実に噛合せする作業を容易にするためのも □のである
。Elは、基台1に取付けたエンコーダであり、これに
軸着した歯車8が歯車3に噛合されている。LS、は、
歯車3と5とが確実に噛合ったことを検知する第1検知
手段(実施例ではリミットスイッチ)である。 “9は
、回動台2上部に水平軸支9aした第1垂直回動腕であ
り、この腕9下部にはレバー9bが一体に突設されてい
る。そして腕9は、レバ−9b先端部と回動台2下端部
との間に設けた電動機式リニヤアクチュエータMA、に
より回動角a2が強制される。なお腕9は、この実施例
では、軸9aを含む垂直平面より前方(すなわち第1.
9図において右方)においてのみ回動可能である。
リニヤアクチュエータIVI A zは、電動機M2、
これの出力側に直列する減速機D2、およびこれの出力
側に直列したスクリューロッド10とこれに螺合するナ
ツト部材11(後述するピストンロッド11と共通)を
含む。そしてリニヤアクチュエータMA、は、その減速
機D2が、回動台2下端部に軸支12シた固定部材13
に取付けられている。またリニヤアクチュエータMA1
の可動部利であるナツト部材11には第2伸縮シリンダ
装置FA、の一端側(実施例ではピストンロッド)が連
結され、他端側すなわちシリンダ14はレバ−9b先端
部に軸支15されている。なおシリンダ14のピストン
ロッド11側端面とピストンロッド11との間には、こ
れらの当接状態において、ピストンロッド11とシリン
ダ14との相互の回転を防止するための第1回り止め手
段16(実施例ではセレーション構造)が形成されてい
る。
またリニヤアクチュエータMA、の固定部材13とシリ
ンダ装置FAzの一端側すなわちピストンロッド11と
の間には、部材13とピストンロッド11との当接状態
において、これら相互の回転を防止するための第2回り
止め手段17(実施例ではセレーション構造)が形成さ
れている。
またシリンダー4には、ナツト部材11とシリンダ14
との当接状態すなわち回り止め手段16が確実に係合し
たことを検知する第2検知手段LS2(実施例ではリミ
ットスイッチ)が設けられ、また固定部材13には、ナ
ツト部材11と固定部材13との当接状態すなわち回り
止め手段17が確実に係合したことを検知する第3検知
手段LSs(実施例ではリミットスイッf、)が設けら
れている。すなわち手段LS、およびLS、は、ナツト
部材11に突設した突起11aに当接して出力するべく
構成されている。
さらには回転台2の上面には、第9図のように第3伸縮
シリンダ装置FAsがそのピストンロッド18を下にし
て取付けられている。そしてと ピストンロッド18下端部と回転台2下面との間には、
ばね受皿19が遊嵌され、その受皿19と回動台2下面
との間には圧縮ばね20が挿入されている。さらには軸
9aにはスプロケット21が軸支され、一端を腕9に固
定したチェーン22は、その中間がスプロケット21に
巻掛けられて、他端が受皿19に固定されている。そし
てシリンダ装置FA、の伸長状態においては、ばね20
の力によりチェーン22が引張られ、腕9の重力を平衡
させるべくなされている。
E2は、軸9aに接続したエンコーダである。
23は、腕9先端部に水平軸支23aシた第2垂直回動
腕であり、電動機式リニヤアクチュエータMA、により
平行リンク系を介して回動角α8が強制される。すなわ
ち軸9aにはリンク24が回動自在に支承され、そのリ
ンク24先端部と腕23との間にはリンク25が軸支2
5a、25bされている。そして各軸9a、23a、2
5a、25bは平行四辺形の各頂点に一致するように設
定されている。なお軸23aは、腕23の重心位置近辺
に位置されている。また腕23先端部には取手23bが
突設されている。
また回動台2下端部とリンク24先端部との間には、リ
ニヤアクチュエータMAzと同じ構造のりニヤアクチュ
エータMAzが設けられている。すなわちM8はその電
動機、D8は減速機、26はスクリューロッド、27は
後述するピストンロッドと共通のナツト部材、28は減
速機D8を取付けた固定部材、29は固定部材28を回
動台2下端部に支承する軸、FA4は第4伸縮シリンダ
装置、30はシリンダ、31は第1回り止め手段、32
は第2回り止め手段である。またLS4は第4検知手段
、LS息は第5検知手段であり、それぞれ実施例ではリ
ミットスイッチであり、ナツト部材27に突設した突起
27aに当接して出力するべ(構成されている。なおこ
れら各構成の結合状態の説明については、前述したよう
にリニヤアクチュエータMAz と同じであるので省略
する。
E8は、軸23aに接続したエンコーダである。
HGは、腕23に支持した手首装置であり、第5図のよ
うに構成されている。
41〜43は、腕23に同軸上に回転軸支41a、42
a、43aシたそれぞれ第1腕、第2腕、第3腕である
。腕41先端にはリンク44が、また腕42先端にはリ
ンク45が、さらに腕43先端にはリンク46が、それ
ぞれ回転自在に軸支44a、 45a、 46aされて
いる。さらには各リンク44〜46先端にはおわん形の
揺動体47が軸支47a〜47cされ、この揺動体47
にトーチTの保持具48が取付けられている。
なお各軸41a〜46aおよび47a〜47cは、それ
ら軸方向中心線が0点で交差するように設定されている
48〜50は、それぞれ各軸41a〜43aに一体に軸
着した実施例では同径の歯車である。
51〜53は、腕23に支承され、軸41a〜43aに
対して接近遠隔自在のそれぞれ作用腕である。
各腕51〜53は、この実施例では、軸41a〜43a
の軸方向中心線に対する円周上において、120度の間
隔をおいて腕23に回動自在に軸支51a〜53aされ
、その先端が軸41a〜43aに対して接近遠隔自在に
構成されている。各腕51〜53先端部には、電動機M
4〜M6およびこれら出力側に連結した減速機D4〜D
6が取付けられている。また各減速機D4〜D6の出力
軸には、同径の歯車54〜56が軸着されている。そし
て腕51〜53の軸41a〜43aへの接近時には、各
歯車54〜56が各歯車48〜50と噛合うように構成
されている。
57〜59は、各腕51〜53に対して軸41a〜43
aとは反対側の位置において腕23に突設したストッパ
である。そして各腕51〜53の軸41a〜43aから
の遠隔時には、各腕51〜53が各ストッパ57〜59
に当接するように構成されている。
FAiは、軸41a〜43aとほぼ同軸上において、腕
23に自在接手60を介してそのシリンダ61を支承し
た第5伸縮シリンダ装置である。そしてそのピストンロ
ッド62と腕51との間には、自在接手63.64を介
してロッド65が連結され、またピストンロッド62と
腕52との間には、自在接手66.67を介してロッド
68が連結され、さらにはピストンロッド62と腕53
との間には自在接手69.70を介してロンドア1が連
結されている。なおシリンダ装置FA、のピストンロッ
ド62側には圧縮はね72が挿入されている。このばね
72は、ばね7と同様の働きをする。すなわち各歯車5
4〜56を各歯車48〜50に噛合せる際、まず最初は
流体圧によらず、そのばね72の力により噛合せんとし
、両歯車を確実に噛合せる作業を容易にするためのもの
である。
そしてシリンダ装置FA、は、その収縮により、各腕5
1〜53が相互に接近する方向に回動されて、歯車54
は歯車50に、歯車55は歯車4つに、歯車56は歯車
48に、それぞれ噛合されるように、逆にその伸長によ
り、各腕51〜53が相互に遠隔する方向に回動されて
、歯車54は歯車50から、歯車55は歯車49から、
歯車56は歯車48から、それぞれ離なれ、各腕51〜
53は各ストッパ57〜59に当接するようになされて
いる。
LS、〜LSnは、歯車54が50に、歯車55が49
に、歯車56が48に、それぞれ確実に噛合ったことを
検知する第6〜第8検知手段(実施例ではリミットスイ
ッチ)である。
E4〜E6は、腕23に取付けたそれぞれエンコーダで
あり、それらには歯車73〜75が軸着されている。そ
して歯車73は歯車50に、歯車74は歯車49に、歯
車75は歯車48に、それぞれ噛合されている。
ACは、流体圧回路(実施例では空気圧回路)であり、
第10図のように配管されている。
81は圧力源、82は第1切換弁、82aはそのソレノ
イド、83は第2切換弁、83aはそのソレノイド、8
4はレギュレータ、85はハイリリーフレギュレータ、
86はシャトル弁、である。
そして回路ACにおいて、圧力源81の圧力が両レギュ
レータ84.85により一定圧力に減圧さるべくなされ
ている。また両切換弁82.83により、シリンダ装置
FA!は、収縮固縛状態または腕9の重力を平衡させる
圧力バランス状態に選択的に切換え可能である。
Cは、制御装置であり、中央処理装置CPUおよびメモ
リMEMを含む。そしてCPUには、α1軸サーボ系S
al (電動機M1およびエンコーダE]を含み、他の
α2〜α6軸サーボ系Sα、〜Sα6についても同様)
、α2軸サーボ系Sa2、α3軸サーボ系Sa3、α4
軸サーボ系Sα4、α5軸す−ボ系S a’ 、α6軸
サーボ系Sα6、溶接電源WS、ソレノイド82a、8
3a、教示用スイッチSW(腕23の取手23b近辺に
取付けられる)、リミットスイッチLSI〜LS、 、
操作盤TBが、パスラインBUを介して接続されている
なお操作盤TBには、モード切換えスイッチMO、スタ
ートスイッッチSS、表示部SBなどか設けられている
またLSt 、LSz 、LS4 、L、S6〜LS。
からの検出信号がON、LSs 、LSiからの信号が
OFFで、しかもモードスイッチMOがテスト(T E
 S T)あるいは再生(AUSO)の位置にセットさ
れておれば、ロボットRを作動させ得る状態にある。そ
うでないときは表示部SBにエラー表示され、アラーム
を発し、かつロボットRは非作動状態に保持されるべく
なされている。さらにスイッチLSI、LS−1LS4
、LS、〜LSaからの検出信号がOFFで、スイッチ
LS、 、LS、のみがONの信号を出力し、しかもモ
ードスイッチMOがティーチング(TEAC)位置にセ
ットされてイ おれば、ダ友しクトティーチング情報をメモリMEMに
格納できる状態にある。そうでないときは表示部SBに
エラー表示され、アラームを発し、かつティーチング情
報はメモ!jMEMに格納されないようになされている
さらにこの実施例の作用を述べる。
(イ) まずオペレータが取手23bをつかんでロボッ
トRを直接動かし、ティーチングする場合について説明
する。
まずモードスイッチMOをティーチング位置にセットし
、手動操作により電動機Mx 、M3を駆動し、第2図
のようにナツト部材11.27を固定部材13.28に
当接させ、回り止め手段17.32を確実に係合させて
おく。これによりスイッチLSs、LSiの信号はON
、スイッチLS2、LS4の信号はOFFとなる。そし
て両ソレノイド82a、83aを励磁し、切換弁82.
83をそれぞれ右位置に切換える。すると圧力源81か
らの高圧力は、シリンダ装置FAIのピストン側、シリ
ンダ装置F’Asのピストンロッド18側、オヨびシリ
ンダ装置FA、のピストン側に作用し、シリンダ装置F
Az 、FA−はばね7.72の力に抗して伸長、シリ
ンダ装置FAsはばね20の力に抗して収縮する。また
シリンダ装置FA。
のピストンロッド11側にはレギュレータ84.85に
より減圧された一定の低圧力(腕9の重力を平衡させる
バランス圧力)が作用する。さらにシリンダ装置FA4
は自由状態となる。
そうするとシリンダ装置FAIにより腕4は第7図2点
鎖線位置に回動し、歯車5は歯車3から離なれ、回転台
2は電動機Mlと非連結状態となる。加えてスイッチL
S1の出力がOFFになる。またシリンダ装置FA、に
より腕9と受皿19との間に展張したチェーン22がた
るみ、ばね20の力による腕9の平衡状態は解除される
。しかしこのときシリンダ装置FAzにはバランス圧力
が作用しているので、腕9は急に下がることはなく、外
力を加えない限りは現在の位置を維持する状態となる。
よって結果として腕9は電動機M2と非連結状態となる
。さらにシリンダ装置FAAにより腕23は自由回動で
きる状態になり、電動機M3と非連結状態となる。なお
このとき、腕23はその重心位置近辺が軸支23aされ
ているので、腕23が急に回動することはない。さらに
はまたシリンダ装置FA。
により、腕51〜53はロッド65.68.71を介し
て相互に遠隔する方向に回動され、第6図のようにスト
ッパ57〜59に当接し、各歯車54〜56は各歯車4
8〜50から離なれる。すなわち腕41〜43は、それ
ぞれの電動機M4〜M6と非連結状態となる。加えてス
イッチLS、〜LSaの出力もOFFとなる。
以上のようにこの実施例ロボットは、全電動機M1〜M
6とは非連結状態となり、オペレータが取手2’3bを
つかんで小さな力でロボットを自在に動かし得る状態と
なる。加えて前述したようにスイッチMOがティーチン
グ位置にあり、スイッチLSI 、LSs 、LS4 
、LS6〜LSaの信号がOFFで、スイッチL S 
s、LSsのみがONの信号を出力しているので、ティ
ーチング情報をメモIJMEMに格納できる状態となる
そこでオペレータは、トーチTを図示しないワークに対
する所定の点に所定の姿勢で位置決めし、その状態のま
までスイッチSWを操作し、その位置情報を溶接の有無
、補間の有無などとともに制御装置CのメモIJMEM
に逐次格納すればよい。
(ロ)次に前述格納した情報に基いて、ロボットRをテ
ストあるいは再生する場合について説明する。
まずモードスイッチMOをテストあるいは再生位置にセ
ットする。
(ロー1)まず第1段階として、切換弁82は前述(イ
)のときの右位置のままとし、切換弁83を左位置に切
換える。するとシリンダ装置FA。
は前述バランス圧力が作用したままで、またシリンダ装
置FAAも自由状態のままであるが、その他のシリンダ
装置FAIはばね7の力によって収縮し、シリンダ装置
FAsはばね20の力によって伸張し、シうンダ装置F
Aiはばね72の力によって収縮する。
そうすると腕4は、ばね7の力で第7図において反時計
方向に回動され、歯車5が歯車3と噛合わされる。この
とき両歯車3.5の山と山とが当接して噛合わない場合
があるので、オペレータは回動台2を若干動かしてやる
ことにより確実に噛合せることができる。このときスイ
ッチLS、はONの信号を出力する。このようにして回
動台2をその電動機IVI+ と連結状態にする。また
腕9は、ばね20の力によりチェーン22が引張られ、
第9図において反時計方向に回動され、上端限界位置で
停止する。さらには各腕51〜53は、ばね72の力で
相互に接近する方向に回動され、歯車54〜56はそれ
ぞれ歯車48〜50と噛合わされる。このとき歯車54
〜56と48〜50との山と山とが当接し、噛合わない
場合がある。
よってこの場合には、オペレータは揺動体47を若干動
かしてやればよい。このときシリンダ装置FA、は接手
60により揺動自在に支承されているので、3組の歯車
54と50.55と49.56と48が同時に噛合い位
置に至らな(でも、1組ずつでも噛合せることができ、
その噛合せ作業は簡単である。このようにして各腕41
〜43をそれぞれの電動機M4〜M6と連結状態にする
。このときスイッチLS6〜LSaはONの信号を出力
する。
以上のように回動台2および各腕41〜43をそれらの
電動機)v’h 、M4〜M6と連結状態にした後、(
ロー2)第2段階として、切換弁83は左位置のまま、
切換弁82を左位置に切換える。
するとシリンダ装置FA1、FAz 、FA4、FAi
の各ピストンロッド側およびシリンダ装置FA3のピス
トン側に、圧力源81からの高圧力が作用する。よって
前述はね7.72の力により噛合された歯車3と5.5
4と50.55と49.56と48は完全に強固に噛合
されることになる。しかもシリンダ装置FAaは高圧力
により伸長状態で固定される。またシリンダ装置FA、
、FAAも高圧力により収縮状態で固定される。
このとき各回り止め手段16.31は係合され、シリン
ダ14.30とピストンロッド11.27とは一体化さ
れ、そして第3図のように電動機M2、M3により各シ
リンダ装置FA2、FA4が移動可能な状態になされる
。加えてこのときスイ・ノチLS2、LS4の出力はO
N、スイッチLS3、LSsの出力はOFFとなる。
以上によりこのロボットRは、全電動機Ml〜M6と連
結状態となる。しかもスイッチMOはテストあるいは再
生位置にあり、スイッチLS1、LSz 、LS4 、
LS6〜LSaの出力がONで、スイッチLS3、LS
Bの出力がOFFであるから、ロボットRを作動させ得
る状態にある。
ここでオペレータは操作盤TBのスタートスイッチSS
をONにすれば、前述ティーチングした位置情報が1ス
テツプだけ、あるいは溶接条件を含めた情報が全ステッ
プ連続して再生され、ロボッ)Rの動作をテスト、ある
いは前述図示しないワークの必要個所を自動溶接できる
なおスイッチMOがティーチング位置にセットされてい
るにもかかわらず、例えばLS、やLS、の出力がOF
Fである場合、あるいはまたスイッチMOがテスト位置
や再生位置にセ・ノドされているにもかかわらず、例え
ばスイッチLSzやLS4の出力がOFFである場合に
は、表示部SBにエラー表示がなされ、アラームも発す
る。しかもスイッチSWをONにしてもティーチング情
報はメモIJMEMに格納されないし、あるいはスター
トスイッチSSをONにしてもロボッl−Rは作動しな
い。
前述説明は実施例であり、例えば検知手段LS、〜LS
aは、リミットスイッチの他、光学的スイッチなどを用
いてもよい。その他各構成の均等物との置換もこの発明
の技術範囲に含α6の動力を機械的に連結あるいは非連
結状態に切換え可能として、ダイレクトティーチングす
るべくしたので、従来のようにサーボ系を働らかせてダ
イレクトティーチングするものに比し、制御装置が簡単
となり、また人的危険性も少ない。しかも各制御軸α1
〜α6ごとに動力の連結状態または非連結状態を検知手
段LS。
〜LSnで検知するので、これを確認信号としてダイレ
クトティーチングの状態、テストや再生の状態が確実に
得られる。
【図面の簡単な説明】
図はいずれもこの発明の一実施例を示し、第1図は産業
用ロボットの全体斜視図、第2.3図は第1図の■−■
断面斜視図であって、第2図はダイレクトティーチング
時の状態図、第3図はテストあるいは再生時の状態図、
第4図は第1、第2回り止め手段説明用斜視図、第5図
は手首装置の全体斜視図、第6図は第5図の手首装置の
一部平面図、第7図は回動台の駆動部説明用平面図、第
8図は制御装置のブロック図、第9図は第1垂直回動腕
の重力平衡装置の説明図、第10図は空気圧回路である
。 R・・・産業用ロボット、M】〜M6・・・それぞれ動
力(電動機)、LS1〜LSa・・・それぞれ検知手段
、C・・・制御装置、TB・・・操作盤、MO・・・モ
ード切換えスイッチ、SB・・・表示部、SW・・・教
示用スイッチ。 出願人 新明和工業株式会社 第 2 図 第4図 1r、5ど

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. ダイレクトティーチング方式の産業用ロボットにおいて
    、各制御軸の動力は、機械的に連結または非連結状態に
    切換え可能とし、しかも前記各制御軸ごとに、前記動力
    の連結状態または非連結状態を検知する手段が設けられ
    てなる、前記産業用ロボット。
JP5075284A 1984-03-15 1984-03-15 産業用ロボツト Granted JPS60197380A (ja)

Priority Applications (1)

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JP5075284A JPS60197380A (ja) 1984-03-15 1984-03-15 産業用ロボツト

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JP5075284A JPS60197380A (ja) 1984-03-15 1984-03-15 産業用ロボツト

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JPS60197380A true JPS60197380A (ja) 1985-10-05
JPH0346273B2 JPH0346273B2 (ja) 1991-07-15

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ID=12867567

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60201888A (ja) * 1984-03-23 1985-10-12 新明和工業株式会社 産業用ロボツト

Citations (1)

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