JPS6055406A - ロボツトの原点合わせ良否判別方法並びにその装置 - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は、ロボットの原点合わせ制御方法並びにその装
置に係り、さら罠詳しくは原点合わせが正しく行なわれ
たか否かの判別をするのに好適な原点合わせ良否判別方
法並びにその装置に関するものである。

ｒ発明の背景） 産業用ロボット等においては、作業腕の先端部に取付け
られる作業具の位置等を正確に出す必要があることから
原点合わせをし、その良否判別をすることがなされる。

従来のこの種の原点合わせ良否判別は、第１図で説明す
るように、その時点だけの原点合わせ情報により判断し
ていたため、明確に良否の判別をすることができなかっ
た。まず、良否判別の基準となる原点合わせ情報につい
て説明する。

第１図は原点合わせ時の駆動軸の機械的原点を検出する
検出器の出力信号２１と回転検出器であるエンコーダが
１回転する毎に出力する原点情報としての原点パルス信
号２２と、駆動軸が回転することによってエンコーダか
ら出力されるパルス信号２６の関係を（ａ）　、　（ｂ
）　、　（ｃ）の６種類の状態について示したものであ
る。

ロボットの原点合わせは、各軸毎に、検出器の出力信号
２１がオンになった直後の原点パルス信号２２を検出し
た時点で、その軸のカウンタを初期化することにより行
なわれる。ここで検出器とエンコーダの機械的位置関係
が常に一定であれば、検出器の出力信号２１とエンコー
ダからの原点パルス信号２２の位置関係は一定であり、
毎回同一位置に原点合わせされることになるがこの機械
的位置関係が変化すると同一位置に原点合わせされない
場合がでてくる。特に第１図の（ｂ）　、　（ｅ）に示
す位置にある時に、検出器とエンコーダの位置関係が変
化すると、例えば第１図の（ｂ）の状態から（ｃ）の状
態へ、又は第１図の（Ｃ）の状態から（ｂ）の状態へ変
化すると、エンコーダ１回転分のパルス数Ｍだけの原点
合わせ誤差が生じる。この検出器とエンコーダの位置関
係の変化は、原点合わせ時の駆動軸の速度、検出器の感
度変化、機械的衝撃等により発生する。

そこで、上記検出信号２１がオンしてから、原点パルス
信号２２を検出するまでの間のエンコーダから出力され
るパルス数Ｎをその軸の原点合わせ情報として採用し、
この値Ｎにより原点合わせ良否判別を行なっている０ さて従来の原点合わせ良否判別方式は、第１図の（ｂ）
　、　（ｃ）に示すように検出器の検出信号２１と原点
パルス信号２２の位置関係が接近している場合に、この
位置関係が反転しやすいとして判断して警告を発生する
程度であった。しかしこの方式では、検出信号２１と原
点パルス信号２２との位置関係が接近し、原点合わせ毎
に猪告が出される状態であったとしても、上記ノ（ルス
数Ｎが一定であれば原点合わせは正常である等、明確に
原点合わせの良否を判別することができないという欠点
があった。

〔発明の目的〕

本発明は前述゛の従来技術における欠点に鑑みなされた
ものであって、ロボットの原点合わせの良否を正確に判
別し、高精度、高信頼度のロボット制御ができるロボッ
トの原点合わせ制御方法を提供することを目的とする０ 〔発明の概要〕 本発明の特徴は、ロボット駆動軸の機械的原点を検出す
る検出器がオンしてから、原点情報が入力するまでの間
の回転検出器から出力される原点合わせ情報を記憶して
おき、別の時点で行なった原点合わせ情報と比較し、そ
の差が規定誤差範囲内にあるか否かによって原点合わせ
の良否を判別するようにした点である。

〔発明の実施例〕

以下、第２図〜第６図に従って本発明の実施例を詳述す
る。第２図は本発明の一実施例を示す回路ブロック図で
あり、ロボット本体１．制御装置２．キーボード付ＣＲ
Ｔ表示装置５から構成しである０ ロボット本体、１は、駆動源であるモータ４゜モータの
回転角を駆動軸６に減速して伝達する減速４ｆｉ　５　
、ロボットアーム等を含めた駆動系である駆動軸６．モ
ータ速度に比例した電圧を発生するタコジエネ７．モー
タの回転角度に対応したパルス数を出力するエンコーダ
８．および駆動軸６の機械的原点付近を検出する検出器
である近接スイッチ９から構成しである０上記したモー
タ４．減速機５．駆動軸６．りコジェネ７．エンコーダ
８は機械的に結合しており、エンコーダ８は駆動軸６の
回転と共に回転し、駆動軸６の回転角度に対応したパル
ス数を出力する。

また近接スイッチ９は駆動軸６が機械的原点付近（（あ
る時にオンするように固定して設置している１、。

制御装置Ｉｆ２は、全体を制御するマイクロプロセッサ
（以下ＣＰＵと略称する）１０．プログラムを格納する
ＲＯＭＮ、ワークエリヤとして使用するＲＡＭ１２．前
記した原点合わせ情報および教示データを記憶格納する
不揮発性メモリ１３モータ指令値をアナログ値に変換す
るＤ／Ａ変換器１４．エンコーダ８が出力したパルス信
号２５を入力しパルス数を計数するカウンタ１５、エン
コーダ８が出力した原点パルス信号２２と近接スイッチ
９の出力信号２１を入力する入力部１６．キーボード付
ＣＲＴ表示装Ｒ３とのイ／り７エース１７およびモータ
指令値とタコジエネ７からの帰還電圧の偏差を増幅して
モータ４を駆動するサーボアンプ１８から構成している
。

なお、上記した制御装置２には、比較部を示していない
が、これはｃｐｕｉｏの論理演算機能を使用してソフト
ウェア的に処理している為であり、ＣＰＴＪＩＯが比較
部を兼ねている。もちろん、ハードウェア的に電気回路
により比較部を設けても何らさしつかえはない。また、
キーボード付ＣＲＴ表示装置６は、教示指令や不揮発性
メモリへの原点合わせ情報の記憶指令を発するキーボー
ド部と、各種情報を表示するＣＲＴ表示装置から構成さ
れている。

第２図においては、１軸のロボットの例について示した
が、２軸以上のロボットにおいても同様の構成によって
可能であり、その場合は増加した軸数分だけ不揮発性メ
モリのデータエリヤを増加するか、ＣＰ　ＵＩＤでの比
較回数を増加すればよい。

第６図は第２図の回路に従ってロボットの原点合わせ方
法を説明する為の図で、ロボット本体の全体的斜視図で
ある。また、第４図は原点合わせ方法を示すフローチャ
ートである。ロボットの原点合わせは、ロボット各軸を
あらかじめ定めておいた順序で１軸ずつ原点合わせして
いき、全軸が原点合わせを終了するまで行なうものとす
る。

ここでは、駆動軸６０例として旋回軸をとり旋回軸の原
点合わせ方法を説明するが、他の駆動軸についても同様
な方法で原点合わせが行なわれるものである。

旋回軸の原点合わせは、第４図の７０チヤートでも説明
するように、まず旋回軸をあらかじめ定めておいた原点
合わせの回転方向（第６図の矢印方向）に回転させ、駆
動軸の原点付近を検出する近接スイッチ９にドグ２０ヲ
検出させるＯＣＰ　Ｕｌｏは近接スイッチ９がドグ２０
を検出する時点、すなわち、近接スイッチ９の出力信号
２１がオン状態になる時点を入力部１６ｆ：介して検出
し、この時点で旋回軸のカウンタ１５にエンコーダ８の
出力パルス数の計数を開始させる。

更に旋回ｌ１ｈｆｔ原点合わせの方向に回転させると、
エンコーダ８から原点ノくルス２２が出力される。この
原点パルス２２は、エンコーダ１回転あたりに１パルス
出力され、本原点合わせの基準として使用しているもの
である。ＣＰ　Ｕｌｏは入力部１６を介してこの原点ノ
（ルス２２ヲ検出すると旋回軸のカウンタ１５の計数を
終了させる。この時カウンタ１５には原点あわせ情報で
ある第１図に示シたパルス数Ｎが入っている。そこで、
このカウンタ１５の内容を不揮発性メモリ１３内の新原
点合わせエリヤに格納し、その後旋回軸のカウンタを初
期化し、旋回軸の回転を停止する。

以上により旋回軸の原点合わせが終了するが、この後、
同様の手順で他の駆動軸を原点合わせしていく。全軸の
原点合わせが終了すると、不揮発性メモリ１５内の新原
点合わせ情報エリヤには今回性なった各軸の原点合わせ
情報が格納されている。

紀６図は不揮発性メモリ１５内の原点合わせ情報エリヤ
金示したもので、不揮発性メモリ１３内の原点合わせ情
報エリヤは、新原点合わせ情報エリヤと旧原点合わせ情
報エリヤに分かれており、各原点合わせ情報エリヤには
駆動軸数分の原点合わせ情報が順序よく格納されている
。ここで、旧原点合わせ情報エリヤには後述するように
、教示などをした時の原点合わせ情報が格納されており
、以降で説明する原点合わせ良否判別の基準データとし
て使用する。

次に不揮発性メモリ１５内に格納した原点合わせ情報に
より原点合わせの良否判別を行なう方法について説明す
る。第５図は原点合わせ良否判別処理のフローチャート
を示す。

原点合わせ良否判別の基準となる教示時の原点合わせ情
報は、不揮発性メモリ１３内に格納しである為、電源を
切断しても破壊されることはない。

まず、電源が投入され原点合わせがキーボードから指令
されると、前述した原点合わせを行ない新しく行なった
原点合わせ情報は不揮発性メモリ１３内の新原点合わせ
情報エリヤ（Ａ）に格納される。

原点合わせ中に不揮発性メモリ１３内の新旧原点合わせ
情報エリヤ（Ａ）　、（Ｂ）の内容をインタフェース１
７を介してＣＲＴ表示装＠６に表示することにより、作
業者に原点合わせの進行状況と軸単位で原点合わせの良
否を知らせることができる。

さて原点合わせ終了時には、不揮発性メモリ１３内の旧
原点合わせ情報エリヤ（Ｂ）には教示時の原点合わせ情
報が、新原点合わせ情報エリヤ（Ａ）には今回の原点合
わせ情報が格納されている。そこでＣＰＵ１ｏは、新旧
原点合わせ情報エリヤ（Ａ）　、　（Ｂ）の内容を各軸
組に比較する。その比較方法は新原点合わせ情報から旧
原点合わせ情報を減算し、その差があらかじめ定めてお
いた規定誤差範囲内にあるか否かで判断するものである
。ここで、規定誤差範囲は１０回程度の原点合わせを行
なった時の上記差のうちで最大のものと最小のものに余
裕値を加減してめることができ、データとしてＲＯＭｌ
ｌ又は不揮発性メモリ１３に格納しておけばよい。

この新旧の原点合わせ情報の比較ｔ”ｃＰＵｌｏで行な
い、その結果、全軸とも規定誤差範囲内にあれば、原点
合わせ良として判断し、１軸でも規定誤差範囲外にあれ
ば原点合わせ不良として判断する。

次に不揮発性メモリ１６内の旧原点合わせ情報エリヤ（
Ａ）　、　（Ｂ）に原点合わせ情報を記憶させる方法を
説明する。この旧原点合わせ情報エリヤ（Ｂ）へはＣＲ
Ｔ付きキーボード３を用いて指令を出すことが可能で、
原点合わせ終了後ならいつでも受け付けられる。この旧
原点合わせ情報エリヤ（Ａ）　、　（Ｂ）への記憶指令
がＣＲＴ付きキーボード６から与えられると、不揮発性
メモリ１３内の新原点合わせ情報エリヤ（Ａ）の内容を
旧原点合わせ情報エリヤ（Ｂ）に移動させる。すなわち
、今回の原点合わせ情報が今後の原点合わせ良否判別の
基準データとして使用されることになる。従って、旧原
点合わせ情報エリヤへの記憶指令はいつの時点でもよい
が、教示終了後に指令すれば、常に教示した時の原点合
わせ情報と新たな原点合わせ情報とが比較されるので、
原点合わせ良否判別が非常に高精度なものとなる。

〔発明の効果〕

上述の実施例からも明らかなように本発明によれば、ロ
ボットの原点合わせの良否判別がロボットの駆動軸単位
で正確にできるので、従来のように自動運転を実行して
不具合軸を発見するという作業手間はなくなり、原因求
明は早急に行なえ、故障による停止時間を大幅に恒縮で
きることからロボットの稼動率の向上が図れると共に、
ロボットの信頼性向上にもつながる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）〜（ｃ）はロボットの原点合わせ情報を説
明するだめのパルス波形図、第２１４は本発明の一実施
例を示すロボット制御回路ブロック図。 第３図はロボット本体の外観斜視図、第４図は本発明に
よる原点合わせ時の動作説明をするフローチャート、第
５図は新旧原点合わせ情報を使用した原点合わせ良否判
別処理時の７０−チヤード、第６図は不揮発性メモリ内
の新旧原点合わせ情報エリヤ金示す図である。 １・・・ロボット本体　２・・・制御装置６・・・キー
ボード付ＣＲＴ表示装置 ４・・・モータ　５・・・減速機 ６・・・駆動軸　７・・・タコジエネ ８・・・エンコーダ　９・・・近接スイッチ１０・・・
ＣＰ　Ｕ　１１・・・ＲＯＭ１２・・・ＲＡＭ　１ｓ・
・・不揮発性メモリ１４・・・Ｄ／Ａ変換器　１５・・
・カウンタ１６・・・入力部 １７・−・キーボード付ＣＲＴ表示装置インタフェース １８・・・サーボアング　２０・・・ドッグ代理人弁理
士　高　橋　明　夫 ′！Ｊ１叱 （ｃＬ） （０） ′ｉ２図 篤　３■ 第　４　図 Ｃ症Ｄ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）　ロボット駆動軸の機械的原点を検出する検出器
   がオンしてから原点情報が入力するまでの間の回転検出
   器から出力される原点合わせ情報を記憶しておき、別の
   時点で行なった原点合わせ情報と比較し、その差が規定
   誤差範囲内にあるか否かによって原点合わせの良否判別
   を行なうことを特徴とするロボットの原点合わせ良否判
   別方法。
2. （２）　ロボット駆動軸の機械的原点を検出する検出器
   と、前記駆動軸と機械的に結合され、該駆動軸の回転角
   度に対応して回転する回転検出器と、該回転検出器から
   出力される駆動軸の回転角度に対応したパルスを計数す
   るカランタと、前記回転検出器が回転する毎に出力する
   原点情報を入力とする入力部と、前記機械的原点を検出
   する検出器がオンしてから原点情報が入力するまでの間
   の回転検出器から出力されるパルス数を記憶する不揮発
   性メモリと、該不揮発性メモリに前記パルス数を記憶さ
   せる手段と、前記不揮発メモリに記憶した前記パルス数
   と別の原点合わせ時に計数したパルス数とを比較し、原
   点合わせの良否を判別する比較手段を有すると共に、装
   置全体を制御するマイクロプロセッサと、教示指令や不
   揮発性メモリへの原点合わせ情報の記憶指令を発するキ
   ーボード部と各種情報を表示するＣＲ，Ｔ表示装置を備
   えて成ることを特徴とするロボットの原点合わせ良否判
   別装置０