JPS6048507A - ロボット - Google Patents

ロボット

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JPS6048507A
JPS6048507A JP15624383A JP15624383A JPS6048507A JP S6048507 A JPS6048507 A JP S6048507A JP 15624383 A JP15624383 A JP 15624383A JP 15624383 A JP15624383 A JP 15624383A JP S6048507 A JPS6048507 A JP S6048507A
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JP
Japan
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arm
robot
control
point
pulses
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JP15624383A
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JPH0570161B2 (ja
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Yoshiaki Yoshikawa
吉川 喜章
Katsuhiko Yabe
雄彦 矢部
Akinobu Takemoto
明伸 竹本
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00Programme-control systems
    • G05B19/02Programme-control systems electric
    • G05B19/18Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • G05B19/19Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path
    • G05B19/40Open loop systems, e.g. using stepping motor

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Numerical Control (AREA)
  • Manipulator (AREA)

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】 〔発明の利用分野〕 本発明は、点から点への移動を行なう制御方式の円筒座
標形ロボットに係り、複4′1(な演算制御を行なうこ
となくピックアンドプレイス作業を容易にかつ高速に行
なわせられることを特徴としたロボットの制御装置に関
する。
〔発明の背景〕
従来の点移動制御方式ロボットにおいては、ロボットの
各関節角に対して、制御系と駆動系との間で閉ループ制
御を用いており、サンプリングタイム毎に次の予測角を
演算している。かかる方法によれば、非常に短いサンプ
リングタイムに合わせて、あらかじめ設定された加減速
曲線に従って多数の子測角の算出が必要となり、制御装
置として高速、高機能のマイクロプロセッサが必要とな
ってしまい、その制御ソフトウェアも複雑で規模も大き
くなるというような欠点があった。また、アーム駆動用
アクチュエータとしてはサーボモータを用いており位置
決め精度を上げるために高分解能のパルス発生器を用い
たり、大きな減速比の取れる減速器を用いながらモータ
の高速回転を行なうかをしなければならず、そのために
制御装置カ複雑になり、ピックアンドプレイス作業にお
いても、」三下方向を単独に制御することが困難であっ
た。
〔発明の目的〕
本発明は、」1記欠点を解決する為になされたもので点
移動方式の円筒座標形ロボットにおいて複雑な演算制御
を行なうことなく、ピックアンドプレイス作業を容易に
かつ高速にロボッI・に行なわせんとするものである。
ロボットの各関節角に対して、制御系と駆動系との間を
開ループ制御とし、加減速の制御を各関節駆動部ごとに
独立した回路に行なわせる円筒座標形ロボットにするこ
とにより、1−下方向の制御を容易に他の関節角制御か
ら独立させることができ、ピックアンドプレイス作、業
において、教示を簡単にすると共に、ポイントを近似通
過させることによる高速化を可能としたロボットの動作
制御を行なうものである。
〔発明の実施例〕
以下1本発明を第1図〜第4図に示す一実施例により説
明する。まず、第1図〜第2図により機構部分を説明す
る鉄板製制御部ベース1」−に、金属製の制御部キャビ
ネット2を載置している。キャビネット2は内部空間を
制御室3と電源室4とに区画する金属製仕切板5を有し
ている。制御室3はベーストキャビネット 閉している。制御室3内にはマイコン6を有スる基板8
が配置されている。キャビネット2の放熱−室4部分に
は通風口2aを有し、電源室4内にトランス等の電源部
10およびファン11を有している。ファン11は電源
部10を強制的に冷却するためのものであるが、金属製
仕切板5も同時に冷却しているので、制御室3を密閉し
てもその室内を十分に冷却することができる。従って、
制御室3内を密閉して、塵埃が侵入するのを防ぎ、制御
室3内のマイコン6の信頼性を高めることができる。
前記制御部キャビイーント2上に鉄板製の第1駆動室用
キヤビネツト12が固着して取付けられ。
第1駆動室13を構成する。このキ4・ビネット12の
上には第1アーム14が水平に回動自在に載置されてい
る。第1駆動室13内には第1アーム14を駆動するた
めの第1駆動装置15が設けられている。第1駆動モー
タ16・第1下部ベルト17・第1伝達装置18・第1
上部ベルト19より成っている。第1駆動モータ16は
ステッピングモータを使用し、支持板20を介してキャ
ビネット12に回転軸16aが」1方へ突出するように
固定されている。第1伝達装置】8は、その中心の回転
軸18aがコ字状支持板21の」二下軸受部21a ・
21bに回動自在に支持され,下部に大きな第の第1下
部円板18bが固着され7」二部に小さな第1上部円板
18Cが固着されている。第1下部ベルト17は第1駆
動モータ回転軸16aと第1下部円板18bとにま・た
がって設けられている。第1上部ベルト19は第1上部
円板18Cと第1アーム回転軸円板22aとにまtこが
って設けられている。第1アーム14は第1下部アーム
14aと第1上部アーム14bとをねじ]、4Gにて固
定して構成されている。この第1下部アーム]. 4 
aと第1上部アーム14bとはゾラスチ・ンク射出成形
にて軽量に製作されているので,第1駆動モータ16の
容量を小さくするのに大いに役立っている。又、第1下
部アーム14aと第1」二部アーム14bは断面略コ字
状に製作されているので、強度的に強いと共に、第1」
二部アーム14bを取外すことにより、その内部機器の
修理等を容易に行うことができる。第1アーム14の一
端側−1面には回転軸22が固着されている。この回転
軸22は、キャビネット12内に突出しており、キャビ
ネット12の」二面の上部軸受23とキャビネット12
内の下部軸受24とによって回転自在に支持されている
。下部軸受24は支持板25を介してキャビネッ!・1
2に固定されている1、第1アーム回転軸22の中央部
には大きな円板22aが固着されている。而して、第1
駆動モータ16を駆動すれば、その回転軸16aの回転
は第1下部ベルト]7を介して伝達装置]8に伝えられ
、更に第1」二部ベルト19を介して回転軸22に伝え
られ、これにより第1アーム14が第1駆動モータ16
の回転より減速して回転する。尚、第1駆動モータ16
は第1アーム回転軸22の直下に配置され、これらと並
んで第】伝達装置15が配置され、キャビネット12内
にコンバクI・に纒めて収納されている。第1アーム1
4内には第2アーム26を駆動するための第2駆動装置
27が設けられている。第2駆動装置27は第2駆動モ
ータ28・第2下部ベルト29・第2伝達装置3゜第2
」一部ベルト31より成っている。第2駆動モータ28
はステッピングモータを使用し、支持板32を介して第
1下部アーム14a上に載置されている。第2駆動モー
タ28の回転’Iql+ 28 aは下方へ突出してい
る。第2伝達装置30は第1下部アーム14aに固定さ
れた輔30aとこれに回動自在に支持された第1下部・
円板30+)と第2−1一部円板30Cとよりなってい
る。第2下部円板30bは大径とし、第2上部円板30
Cは小径となっている。第2下部ベルト29は第2駆動
モータ回転軸28aと第2下部円板3Qbとにまたがっ
て設けられている。第2」二部ベルト31は第2上部円
板30Cと第2アーム回転軸円板33aとにまたがって
設けられている。第2アーム26は第2下部アーム26
aと第2上部アーノ、26bとより構成されている。こ
の第2下部アーム26aと第2上部アーム26bとはプ
ラスデック射出成形にて軽量に製作されているので、第
2駆動モータ28の容量を小さくすることに大いに役立
っている。又、第2下部アーム26aと第2」二部アー
ム26+)は断面略コ字状に製作されているので、強度
的に強いと共に、第2上部アーム26bを取外すことに
より、その内部機器の修理等を容易に行うことができる
。第2アーム26はその一端部が第1アーム14の他端
側開口14d内に挿入されている。この第2アーム26
の一端部には」1下に貫通する回転軸33が取付けられ
ており、この回転軸33は第1アームの上下軸受部14
.6 ・14fに支持されており、その中央部に大径の
円板33aを有している。而して、第2駆動モータ28
を駆動すれば、その回転軸28aの回転は第2下部ベル
ト29を介して第2伝達装置30に伝えられ、更に、第
2」二部ベルト31を介して回転軸33に伝えられ、こ
れにより第2アーム26が第2駆動モータ28の回転よ
り減速して回転する。第2駆動モータ28の回転を第2
伝達装置30を介して第2アームに伝えるようにしたの
で、第2アーム回転輔33の円板33aの大きさを小さ
くすることができ、第1アーム14および第2アーム2
6の外径を小さくすることができる。
−第2アーム26内には第3上下動軸34を駆動するた
めの第3駆動装置35が設けられている。
第3駆動装置35は第3駆動モータ36・第3ギヤ37
よりなっている。第3駆動モータ36はステッピングモ
ータを使用し、第2下部アーム26aのリブ26Cに固
定されている。第3駆動モータ36の回転軸36aは(
苦力“向に突出している。
第3ギヤ37は第2下部アーム26Uの一端部26dと
リブ26eとに両端が回動自在に支持され。
第3上下動軸34の凹凸にかみ合う」;うになっている
。第3ギヤ37は第3駆動モータ3Gに連結されている
第3」1下動軸34は第2アーム2Gを11通して支持
装置39・40を介して」−下動自在に支持されている
。この第3上下動軸34は蛇腹部イ′A’43にて覆わ
れている。第4駆動モータ4]は、第3」1下動軸34
の下端に固定され、その回転軸41aは下方へ突出して
いる。この回1iム輔41aにグリッパ−42等を取付
けて部品等を移動させる。
次に制御部分を第3図により説明する。順序制−輝部5
1は教示された順序に従って1次の目標点を指示する。
動作制御部52は教示された点の各軸の絶対パルス数を
記憶する。また順序制御部51より指示された「1標点
にアームを移動させる場合には5目標点と現在点との絶
対パルス数の差を演算し、それを出力する。その後、目
標点パルス数を現在点パルス数とする。駆動制御部53
で、各軸ごとに独立に設けられており、動作制御部52
より送られてきたパルス数を、加減速制御を行ないなが
ら回転するように、相出力する・励磁ドライバ54で、
駆動制御部53からの相出力をモータを回転させるに足
る電力に変換する。55はステッピングモータのような
アクチュエータで、各軸を指定の角度だけ回転させる。
すなわち、ロボットの手先が第4図ポイント61から6
2へ移動する場合には、順序制御部51が順序の記憶よ
り、動作制御部52に点63という信号を送る。
動作制御部52は、記憶より現在点62と目標点63の
各軸の絶対パルス数を引き出し、各軸筋に何パルス何方
向に回転すればよいかを、減算によ−り算出し、その結
果を各軸筋にIK動制御部53に出力する。
さらに本動作制御装置では、第4図60で示されるワー
クをつかんて、ポイント6]、62を通り63に挿入す
るようなピックアント゛ブレイス作業において、ワーク
位置60(ポインI・1)の上方位置61をポインl−
U ] 、・挿入位置63(ポイント2)の上方位置6
2をポイントU2と指定できることで、位置教示時にお
いて60及び63のポイントをポインl−1,2として
教示するだけでよくシ、制御上においても動作制御部が
3軸の駆動7部に」一方にソフトさせたいパルス数たけ
1ω飾したパルス数を出力してやるだけで実現できてい
る。
またシフトさせたいパルス数を変更できるようにするこ
とで、長いワークの挿入や lj!ニア害物の」1方迂
回等にも広く対応することができる。但し、ン71・シ
た場合に上方リミットを越える場合にくよ。
減算時にこれを検出してパルス数を補正する。
また、シフト量に応じたタイマーを設け、3軸駆動部に
パルス数を出力した後」−記タイマーがカウラトアップ
するまで1−2,4軸へのパルス数出力を遅延させるこ
とにより上下方向の先行動作が可能となり、60→61
→62という動作において61では止らずにその近くを
通過させることができ、作業の高速化を計ることができ
る。
〔発明の効果〕
本発明によれば、円筒座標形ロボットにおいて各軸独立
の駆動制御部を設けることにより、ピ・ツクアンドブレ
イス作業において必要な」一方シフト機能を複雑な演算
制御を用いずに可能としているシフト量を変更できる機
能を設け、ワークの長さや障害物等に7・J応できる。
上下方向先行動作による、近似点通過で、作業の高速化
を計れる等の機能を、低価格、低機能のシングルチップ
マイコンを用いた分散制御で、ロボットの動作制御を行
なえる利点がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本制御装置を用いたスカラー形ロボ・ソトの外
観図、第2図は同ロボットの縦断面図、第3図は本動作
制御装置の概略構成図、第4図はスカラー形ロボットに
よる本制御方式の説明図である。 51・・・本制御装置内の順序制御部、52・・・動作
制御部、53・・・駆動制御部、54・・ドライバ、5
5・・・アクチュエータ、60・・・作業例におけるワ
ークあるいはその位置、61・・・ワークをJIlち」
−げるための位置、62・・・ワークを・挿入する前の
挿入位置の」三方位置、63・・・ワークの挿入11椋
点。 t o 10 第 4 図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 ] 点から点へ移動を行なう制御方式のロボ・ソトにお
    いて、複雑な演算を行なうことなく、あらかじめ教示し
    た任意の点を任フハの順序で通過可能とすることを特徴
    とするロボットの動作制御装置。 2、制御部と駆動部との間を、開ループ制御とすること
    により、サンプリングタイムごとの各関節角の算出を不
    要にしたことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の
    ロボットの動作制御装置。 3、複層(な演算を不用にすることにより、4bit程
    度の低機能/Zシコンよる分散制御を可能としたことを
    特徴とする特許請求の範囲第1.2項記載のロボットの
    動作制御装置。 4、 ピックアンドプレイス作業を容易に行なえるよう
    に垂直方向にシフト機能を持たせたことを特徴とする特
    許請求の範囲第1.2.3項記載のロボットの動作制御
    装置。 5 /フト量をあらかじめ任意に設定できることを特徴
    とする特許請求の範囲第1.2.3.4項記載のロボッ
    トの動作制御装置。 6、上下方向の移動を先行させることにより、ピックア
    ンドプレイス作業の高速化を計れることを特徴とする特
    許請求の・範囲1.2.3,4.5項記載のロボットの
    動作制御装置、。
JP15624383A 1983-08-29 1983-08-29 ロボット Granted JPS6048507A (ja)

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JP15624383A JPS6048507A (ja) 1983-08-29 1983-08-29 ロボット

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JP15624383A JPS6048507A (ja) 1983-08-29 1983-08-29 ロボット

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JPS6048507A true JPS6048507A (ja) 1985-03-16
JPH0570161B2 JPH0570161B2 (ja) 1993-10-04

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JP15624383A Granted JPS6048507A (ja) 1983-08-29 1983-08-29 ロボット

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1990002983A1 (en) * 1988-09-02 1990-03-22 Valiant Technology Limited A programmable robot device
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JPH0570161B2 (ja) 1993-10-04

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