JPS6054022A - ロボツトの駆動制御装置 - Google Patents

ロボツトの駆動制御装置

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JPS6054022A
JPS6054022A JP16212683A JP16212683A JPS6054022A JP S6054022 A JPS6054022 A JP S6054022A JP 16212683 A JP16212683 A JP 16212683A JP 16212683 A JP16212683 A JP 16212683A JP S6054022 A JPS6054022 A JP S6054022A
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JP16212683A
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Shozo Kitamura
北村 祥三
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Mitsubishi Electric Corp
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    • 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
    • G05B19/33Numerical 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 using an analogue measuring device
    • G05B19/35Numerical 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 using an analogue measuring device for point-to-point control
    • G05B19/351Numerical 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 using an analogue measuring device for point-to-point control the positional error is used to control continuously the servomotor according to its magnitude

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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】 [発明の技術分野] この発明は、多関節ロボットなどにおける+i)動部の
動作範囲を制御するロボットの駆動制御装置に関するも
のである。
[従来技術] 第1図は従来の一般的な多関節ロボットの一例を示す。
図において、(1)はヘース(2)と、このヘース(2
)に立設9れたポール(3)とからなる基台、(4)は
上記ポール(3)の先端部に設定されて水平周りに旋回
する旋回木杯。
(5)はこの旋回木杯(4)に支持されて垂直面内で旋
回するアームで、このアーム(5)は」ユアーム(6)
と下アーム(7)とで構成されている。(8)は−1ニ
アーム(6)の先端部に支持されてL記ヘッド(9)を
ユこパーサルに移動させるユニバーサルジヨイント部で
、このユニバーサルジヨイント部(8)は上記上アーム
(6)の軸線周りに旋回する第1のユニバーサルジヨイ
ント部(8a)と、この第1のユニバーサルジョイント
部(8a)の軸線を通る平面内で旋回する第2のユニバ
ーサルジヨイント部(8b)と、この第2のユニバーサ
ルジヨイント部(8b)の旋回軸に直交する軸層りに旋
1i1するフランジ部(8C)とから構成されており、
このユニバーサルジヨイント部(8)によってヘッド(
9)がアーム(5)の先端部においてユニバーサルに移
動される。そして、このヘッド(9)がチャックである
場合には、このチャックによって被加工材を所定位置に
移動させることができる。
上記のように、ロボットの6駆動部(10)は、旋回を
体(4)、アーム(5)、ユニバーサルジヨイント部(
8)から構成されているが、以下、説明を簡略化するた
めに、便宜上たとえば上アーム(6)とドアーム(7)
との間の可動部材関係のように、1対の可動部材(11
)と(IIA)につき第2図および第3図を参照して説
明する。
第2図において、一方の可動部材(11)は回転軸体(
13)を介して他方の可動部材(11A)に対して旋回
可能に結合され、この回転軸体(13)はサーボモータ
(15)と減速機(16)からなる駆動装置(14)で
回転駆動される。
一方のffr動部材(11)には、第3図に示すように
、一端部に原点検出用片(17)が、両側面には上限動
作検出用片(18)およびド限動作検出用片(19)が
固定され、他方のホルダ(IIA)には第2図に示すよ
うに、h記原点検出用片(17)、上限動作検出用片(
18)および下限動作検出用片(19)の当接を受けて
検出信号を発生する原点検出器(20)、」二限動作検
出器(21)および下限動作検出器(22)が設定され
ている。
一方の可動部材(11)の一端部に固定された原点検出
用片(17)が原点検出器(20)であるマイクロスイ
ッチのアクチュエータに当接し。
この当接位置から可動部材(11)が反時計用りに旋回
したとき、上限動作検出用片(18)は可動部材(II
A)に固定された上限動作検出器(21)であるマイク
ロスイッチのアクチュエータに当接し、さらに、下限動
作検出用片(19)は時計用りに旋回したとき、下限動
作検出器(22)であるマイクロスイッチのアクチュエ
ータに当接し、それぞれ検出信号を出力する。
第4図はrff動部材(11)の駆動制御系を示す。図
において、(23)はマイクロコンピュータで、このマ
イクロコンピュータ(23)はマイクロプロセッサ(2
4)、ROM、(25)、RAM(26)、、人力部(
27)、出力部(28)からなり、人力部(27)には
原点検出器(20)および」ニート限検出器(21)、
(22)が接続されている。なお、他の可動部材(II
A)〜(lIN)の原点および動作範囲の各検出器(2
0A)、(21A)、(22A)〜(2ON)、(21
N)、(22N)も上記入力部(27)に接続されてい
る。また、上記出力部(28)側には可動部材(11)
の駆動装置(14)であるサーボモータ(15)および
減速機(16)を駆動制御する駆動制御回路(29)が
接続されており、他の可動部材(IIA)〜(IIN)
の駆動装置であるサーボモータ(15A)〜(15N)
および減速41!(16A)〜(16N)を駆動制御す
る駆動制御回路(29A)〜(29N)も接続されてい
る。
つぎに、上記構成の作動について説明する。いま、原点
検出器(20)からの検出信号がマイクロコンピュータ
(23)の入力部(27)に印加されると、このマイク
ロコンピュータ(23)が可動部材(11)の原点をめ
、この原点を基準にして所定のプログラミングにしたが
って出力部(28)から駆動制御回路(29)に指令信
号が印加され、サーボモータ(15)および減速機(1
6)を回転駆動させて、可動部材(l l)を第3図に
おける回転軸(13)の周゛りに時計方向もしくは反時
計方向へ旋回運動さ−せる。
つまり、この可動部材(11)は原点検出器(20)の
ON動作位置を基準位置として、第2図に示すように、
上下限までの動作範囲Ll内で旋回駆動される。このよ
うに、通常の駆動においては、可動部材(11)の動作
範囲における上下限はマイクロコンピュータ(23)に
よって駆動制御されているから、上下、限検出器(21
)、(22)が検出用片(18)、(19)による当接
を受けて検出信号を発生することはない。
トコ口が、ヘッド(9)に保持された被加工材の重相変
化などにより、可動部(10)の質量が急激に増大する
などの理由により、可動部材(11)が動作範囲LLを
越えて上下限検出用片(18)、(19)が検出器(2
1)、(22)に当接したとき、その上下限検出器(2
1)、(22)が検出信号を発生し、この検出信号を入
力部(27,)よりマイクロコンピュータ(23)に印
/m L テ、このマイクロコンピュータ(23)の入
力部(27)より駆動制御回路(29)に可動部材(1
1)の駆動外+)−指令信号を印加し、サーボモータ(
15)を急速停止させて可動部材(11)の破損を防止
するようになされている。
さらに、上下限検出器(21)、(22)が故障した場
合には、最終的な手段として、第5図に展開して線図で
示すように、可動ストッパが固定ストッパ(30)、(
31)に当接して機械的な手段でもって可動部材(11
)の旋回を停止させるようになされている。
このように、可動部材(tBの動作範囲は。
第1段から第3段までの動作範囲L1.L2、L3をも
って駆動制御されており、その安全性には十分な配慮が
なされている。
しかしながら、上記のように第1段および第2段の動作
範囲Ll、L2を設定するために、3個の検出器(20
)、(21)、(22)が必要であり、その部品点数が
増加するばかりでなく、各検出器(20)〜(22)に
対する各検出用片(17)〜(19)の機械的な設定位
置に誤差があると、これが原点および上下限の検出誤差
となり、その調整がきわめて困難である。
また、固定ストッパ(30)、(31)もしくは可動ス
トッパの機械的な設定位置を変更して第3段の動作範囲
L3を動作範囲L13のように変更すると、上限動作検
出器(21)に対する上限動作検出用片(18)の設定
位置を変更して、第1段および第2段の動作範囲L1.
L2を動作範囲Lit、動作範囲L12のように変更す
る必要があり、この設定間隔Yの精度を確保することが
きわめて困難であり、1′F、確な検出精度が得られな
いという欠点があった。このことは、下限動作検出器(
22)についても同様である。
[発明の概要] この発明は上記欠点を改善するためになされたもので、
サーボモータの回転にともなって増加する出力電圧を発
生させるポテンショメータと、このポテンショメータか
らの出力電圧の上限側および下限側電位を比較検出して
上記可動部材の動作範囲の上ド限検出信号を発生する上
下限検出用比較r61路部と、上記ポテンショメータか
らの出力電圧の中間を比較検出して上記可動部材の原点
検出信号を発生する原点検出用比較回路部とで原点およ
び上下限検出器を構成することにより、各検出器の部品
点数を減少させ、かつ、原点および上)限の検出精度が
正確で検出信号の調整が容易であり、口f動部材の動作
範囲を変更しても各検出器からの検出信号を正確な位置
で発生させることができるロボットの駆動制御装置を提
供することを目的とする・ [発明の実施例] 以下、この発明の実施例を図面にしたがって説明する。
第6図および第7図はこの発明によるロボットの駆動制
御装置の一例を示す概略的な側面図および平面図である
。なお、以下の説明において、第2図〜第5図と同一個
所には同一符号を付してその詳しい説明を省略する。
第6図において、(33)は可動部材(11)を駆動す
るサーボモータ(15)に減速機(16)、(32)を
介して連結されたポテンショメータで、このポテンショ
メータ(33)は第8図に示すように、抵抗体(34)
と、この抵抗体(34)に摺動して接触する可動接触子
(35)とからなり、上記抵抗体(34)の一方の端子
(36)は直流電源(37)に、他方の端子(38)は
接地されている。上記可動接触子(35)と接地端子(
38)は比較回路(39)の入力端子に接続され、サー
ボモータ(15)が回転して1コf動部材(11)が回
動するのにともなって、可動接触子(35)と接地端子
(38)との間の抵抗(fiが増加すると、第9図(A
)で示す実線のように直線的に増大する出力電圧Eを比
較回路(39)の出力端子に発生する。(40)、(4
1)、(42)は上記比較回路(39)の出力型J−−
二Eを受ける原点検出用比較回路部、上限検出用比較回
路部および下限検出用比較回路部である。
原点検出用比較回路部(40)は、上記比較回路(39
)の出力電圧Eを正および負の入力端子に受ける一対の
比較回路(43)、(44)と、これら各比較回路(4
3)、(44)の出力端子にベースが接続されたNPN
)ランジスタ(45)、(46)とを備え、一方の比較
回路(43)の負端子は可変抵抗体(47)を介して直
流電源(48)に接続され、他方の比較回路(44)の
正端子は抵抗体(39)を介して上記比較回路(43)
の負端子に接続されるとともに、抵抗体(50)を介し
て接地されている。上記各NPN)ランジスタ(45)
 、(46)のコレクタは互いに接続されて、この出力
信号がマイクロコンピュータ(23)の入力部(27)
に印加されるとともに、抵抗体(51)を介して直流電
源(52)にそれぞれ接続されるとともに、その各エミ
ッタは接地されぞいる。
また、上記上限および下限検出用比較回路部(41)、
(42)は、上記比較回路(39)の出力電圧Eを負端
子および正端子にそれぞれ受け・る比較回路(53)、
(54)と、これら各比較回路(53)、(54)の出
方端子にベースが接続されたNPNトランジスタ(55
)、(56)とを備え、一方の比較回路(53)の正端
子は直流7ti、源(57)と接地間に接続された可変
抵抗体(58)と抵抗体(59)との接続点に接続され
、他方の比較回路(54)の負端子は直流電源(60)
と接地間に接続された可変抵抗体(61)と抵抗体(6
2)との接続点に接続されている。
つさに、」二記構成の作動について説明する。
いま、可動部材(l l)が第7図における時計周りの
下限から反時計周りの上限に向って旋回すると、第8図
に示すe=■動接触子(35)は時計周りに抵抗体(3
4)上を摺動して、比較回路(39)の出力電圧Eは、
第9図(A)に示すように、可動部材(l l)の動作
角θの増大にともなって直線的に増加する。
−I−記比較回路(39)の出力電圧Eが比較回路(5
4)の負端子に印加されている基準電位Edよりも高く
なったとき、この比較回路(54)の出力電位がHレベ
ルとなり、NPN )ランジスタ(56)がONL、こ
の下限検出用比較回路部(42)の出力電圧EgはHレ
ベルからLレベルとなり、第9図(B)に示す下限検出
信号Piを得ることができる。
つぎに、比較回路(39)の出力電圧Eが、可動部材(
11)の動作角Oの増大にともなって増加し、上記比較
回路(44)の正端子に印加されている基準電位Ebよ
りも高くなったとき、この比較回路(44)の出力電位
がLレベルとなり、NPN トランジスタ(46)がO
FFとなり、この原点検出用比較回路部(40)の出力
電圧Eeは第9図(B)に示すLレベルからHレベルと
なったのち、比較回路(39)の出力電圧Eがさらに増
加し、比較回路(43)の負端子に印加されている基準
電位Eaよりも高くなったとき、この比較回路(43)
の出力電位がHレベルとなり、NPN トランジスタ(
45)がONL、この原点検出用比較回路部(42)の
出力電圧EeはHレベルからLレベルとなり、第9図(
B)に示す原点検出信号POを得ることができる。
さらに、上記比較回路部(39)の出力電圧Eが比較回
路(53)の正端子に印加されている基準電位Ecより
も高くなったとき、この比較回路(53)の出力電位が
Lレベルとなり、NPNトランジスタ(55)が0FF
L、この上限検出用比較回路部(41)の出力電圧Ef
はLレベルからHレベルとなり、第9図(B)に示す上
限検出信号P2を得ることができる。
原点検出用比較回路部(40)の検出信号POかマイク
ロコンピュータ(23)の入力部(27)に印加される
と、このマイクロコンピュータ(23)が可動部材(1
1)の原点をめ、この原Iパを基準にして所定のプログ
ラミングにしたがって出力部(28)から駆動制御回路
(29)に指令信号が印加され、サーボモータ(15)
および減速a(16)を回転駆動させて、可動部材(1
1)を動作範囲L1内において旋回運動させる。 通常
の駆動においては、可動部材(l l)の動作範囲L1
における上下限はマイクロコンピュータ(23)によっ
て駆動制御されるから、上下限検出用比較回路部(41
)、(42)から検出信号P、1.P2を発生すること
はない。
ところが、可動部材(11)が動作範囲Llを越えたと
き、上限検出用比較回路部(41)または下限検出用比
較回路部(42)からの検出信号PL、P2がマイクロ
コンピュータ(23)の入力部(27)に印加され、マ
イクロコンピュータ(23)の出力部(28)からの駆
動停止指令信号で、サーボモータ(15)を急速停止さ
せて可動部材(l l)の破損を防1トするかとができ
る。
このように、従来、第1段および第2段の動作範囲LL
、L2を設定するために、3個の検出器(20)、(2
1)、(22)が必要であったけれども、これらの検出
器をポテンショメータ(33)に兼用させたから、その
部品点数が減少するばかりでなく1機械的なストッパ(
30)、(31)による第3段の動作範囲L3が第5図
に示した動作範囲L13に変更された場合でも、検出器
(20)や(21)の設定位置を変更するなどの面倒な
作業が不要となり、88図における可変抵抗体(47)
、(58)、(61)の抵抗値を調整して、基準電位E
a、Eb、Ec、Edを調整するのみで、この可動部材
(l l)の動作範囲を容易に変更でき、しかも、その
変更を精度良く達成できる。
[発明の効果] 以−ヒ説明したように、この発明にしたがえば、サーボ
モータの回転にともなって増加する出力電圧を発生させ
るポテンショメータと、このポテンショメータからの出
力゛重圧の上限側、下限側および中間を比較検出して上
記可動部材の原点および一ヒト限の検出(8号を発生す
る比較回路部とで、原点および上下限検出器を構成した
から、各検出器の部品点数を減少させることができ、か
つ、原点および上F限の検出粘度が正確で検出信号の調
整が容易であり、可動部材の動作範囲を変更しても各比
較回路部からの検出信号を正確な位置で発生させること
ができるロボットの駆動制御装置を提供することができ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図はロボットの一例を示す斜視図、第2図は従来の
可動部における駆動制御装置の側面図、第3図は同要部
の平面図、第4図はロボットの可動部における従来の駆
動制御系を示すブロック図、第5図は作動説明用の線図
、第6Ui!Jはこの発明によるロボットの可動部にお
ける駆動制御装置の要部の側面図、第7図は同要部の平
面図、第8図はロボットの可動部におけるこの発明によ
る駆動制御系の一例を示すブロック図、第9図は作動説
明用の線図である。 (11)、(IIA)〜(IIN) Φ・・可斬部材、
(14)・・・駆動装置、(15)・・・サーボモータ
、(23)−−−マイクロコンピュータ、(29)・争
・駆動制御回路、(33)・・・ポテンショメータ、(
40)・・・原点検出用比較回路部、(41)・・・L
限検出用比較回路部、(42)・・・下限検出用比較回
路部。 なお、図中、同一符号は同一または相当部分を示す。 代理人 大岩増雄 五Rプ田閾 く の 手続補正書(自発) 1.事f′1の表示 1・1−願昭58−162126
号2、発明の名称 ロボットの駆動制御装置 3 補正をする者 代表者片山仁へ部 5゜補正の対象 図面(第6図)。 6、補正の内容 A3図n: (1)第6図の符号「32」が2個所に付されているの
は間違いでありまして、一方は「33」とすべきであり
ます。誠に恐縮ですが、別紙の朱書の通り補正賜わりた
く、この段お願い申し上げます。 以上

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 白)複数のり動部材を駆動するサーボモータと、このサ
    ーボモータの駆動制御回路に指令信号全印加するマイク
    ロコンピュータと、上記可動部材の動作範囲の上下限お
    よび原点を検出してその上下限および原点をマイクロコ
    ンピュータに印加する検出器とを具備したロボットの駆
    動制御装置において、上記検出器は、サーボモータの回
    転にともなって増加する出力電圧を発生させるポテンシ
    ョメータと、このポテンショメータからの出力電圧の上
    限側およびT限#電位を基準電位と比較して上記if動
    部材の動作範囲の上下限検出信号を発生する上下限検出
    用比較回路部と、上記ポテンショメークからの出力電圧
    の中間電位を基準電位と比較して」−記呵動部材の原点
    検出信号を発生する原点検出用比較回路部とからなるこ
    とを特徴とするロボットの駆動制御装置。
JP16212683A 1983-09-01 1983-09-01 ロボツトの駆動制御装置 Pending JPS6054022A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01321881A (ja) * 1988-06-22 1989-12-27 Nippon Denso Co Ltd サーボモータ駆動制御装置
EP0773488A3 (en) * 1995-11-08 1998-01-07 Nissan Motor Co., Ltd. Positioning apparatus

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