JPS61125786A - ロボツトア−ム - 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、対偶要素及びアームよｊＲ１成され機構のう
ち、アーム先端の位置決め装置に関する。

〔発明の背景〕

ットアームは、自重、慣性力、及び、負荷力等によるア
ームのたわみ補正を行なわず、機能上支障ない範囲にた
わみを抑えるべくアームの剛性を大きくしている。

従って、精度の高いアーム先端の位置決めが必要な場合
、従来の方式ではアームの形状を決定する条件として、
必要な剛性を得ることが支配的となり、強度上アーム形
状は必要以上く安全設計となる。また、アームの剛性増
大に伴い、重量は、剛性の三乗後に比例して大きくな〕
、枢動系の容量増大等に波及し、この方式は経済的に非
常に不合理でおる。また、従来方式の中には、アーム先
端の座標をリンク機構の関節角度とアーム長より算出し
、自重の影響を補正するものもあるが慣性力、負荷力を
補正するには至っていない。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、自重、慣性力、負荷力等により生じる
アームのたわみをリアルタイムで補正し、アーム先端の
位置決めを高速、高精度に行なうアームを提供すること
にある。

〔発明の概要〕

本発明は、主たる負荷を受けもつ主アームに、主たる負
荷を受けもたないサブアームを設け、主アームとサブア
ーム間の変位量を検出し、その検出値より主アーム先端
の変位量を演算し、主アームを制御する駆動装置へ補正
信号を与えることにより、アーム先端を高速、高精度に
補正することを可能とした。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説明する。

第１図Ｔ／ｃロボットの全体図を示す。■中１〜７は各
アーム駆動装置を示し、人ｌ〜人７は各アームの自由度
を示す。

第２図に第１図の模式図を示す。本図に示すように１負
荷力がアーム先端に働いた場合、破線に示す状態にアー
ムは変形し、各アームの変形量の総和が図中に示すδ８
及びδ、で表わされる。

δ８＝Σδ８１ 湛 δ、＝Σａ□ 篤 δ、１：ｉ番目のアームのＸ方向変位 δａｓ：１番目のアームの２方向質位 このアームのたわみ量δ８およびδ＝　ｔ’（ｌするこ
とはアームの剛性を大きくしても不可能で６る。しかし
、たわみを補正することによシδ、。

δ、？：先端の位置決めの観点からみれば見かけ上０に
することは可能でろる。第３図、第４図および第５図に
本発明の構成要素を示し、アームのたわみの検出方法お
よび補正方法（ついて説明する。

８は主たる負荷を受けもつ主アーム、９は主たる負荷を
受けもたないサブアーム、１０は主アームとサブアーム
間の相対変位を検出する変位検出器、１１は主アームと
サブアーム間の相対荷重を検出する荷重検出器でろる。

変位検出器１０を用いた場合、主アーム８のたわみ量は
変位検出器１０より直接検出できる。サブアーム９は比
重の小さい非鉄金属を用い、サブアームのたわみは無視
できる。

δ烏＝Ｌｘ　　ｔｌ 荷重検出器１１を用いた場合、 主アームの剛性　・・・・・・・・・・・・Ｋ。

サブアームの剛性　・・・・・・・・・Ｋ。

荷重検出器の剛性　・・・・・・・・・Ｋｔ検出された
相対荷重　・・・・・・Ｌ 主アームへの負荷力　・・・・・・Ｆ ｉ番目の主アームの先端の変位量　・・・・・・δ覧ｉ
番目のサブアームの先端の変位量　・・・Ｓｌとして、 Ｋ、　・　８　　＋＝Ｋ　　Ｌ（’　　息　−８ｔ　　
　）　　　　　　　　　　　　　・・・・・・・・・（
１）Ｌ＝ＫＬ（δｔｉ＋）　　　　　　　・・・・・・
・・・（２）α）、（２）式より演算し、ｉ番目の主ア
ーム先端のたわみδｌは、 １に６図に主アーム駆動部、第７図に変位検出取付部の
構造を示す。１２は主アームの駆動装置（モータ）、１
３は主アームの角度センサー、１４は軸受である。

変位検出器を用いた場合の補正方法を説明する。

変１位検出器１０よ）主アーム８とサブアーム９関に生
じた間隙の変位量、すなわち、主アーム８のたわみを測
定し、九わみを生じる前の主アーム先端の座標と主アー
ム長さ二）制御部でたわみを主アーム８０回転角度に変
換する。次に、変換し九補正角度を駆動装置の制御信号
として入力し、主アーム先端のたわみを補正する。駆動
装置は主アーム８０回転角度を主アーム８の回転軸に取
〕゛補正角度と比較し、フィードバック制御を行なう。

荷重検出器を用いた場合もたわみの補正方法は変位検出
器の場合と同様で６る。

第８図にサーボ系の構成図を示す。

アームたわみ補正装置は、アーム部と制御部から成り、
アーム部は、アーム駆動部、アーム角度検出部及びアー
ムたわみ検出部より構成されている。

尚、本実施例では、一方向（垂直方向）のたわみについ
て説明したが、水平方向のたわみ及びアームのねじりに
ついても、同様に、サブアームを設けることにより補正
することができる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、負荷を受けもつアームの剛性を大きく
することなく、アーム先端の位置決めを高速、かつ、高
精度に行なうことを可能にし、アームの軽量化によりコ
スト低減、かつ、アーム駆動装置の省エネルギ化が可能
となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の対象となるロボットの全体図、第２図
は、ロボットアームの負荷に対するアーム先端の変形状
態を示す図、第３図は、変位検出器。 を用いた場合の本発明の構造原理を示す図、第４図、第
５図は、荷重検出器を用いた場合の本発明の構造原理を
示す図、第６図は１、゛駆動部を・示す断面図、第７図
に変位検出器の取付を示す図、第８図は本発明のサーボ
系を示す図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、対偶要素と主アーム及びアーム駆動装置をもつ、ロ
   ボットにおいて、 前記主アーム及び前記対偶要素に加わる自重、慣性力及
   び負荷力等による前記主アームの変形に帰因する前記主
   アーム先端の位置決め誤差をなくすため、前記主アーム
   に対し、前記対偶要素の前記主アーム側端から主たる負
   荷を受けもたないサブアームを設け、前記主アームと前
   記サブアーム間の相対変位、または、相対荷重を検出し
   、前記相対変位、又は、前記相対荷重の検出量を前記主
   アーム駆動装置の制御信号に補正信号として入力し、ア
   ーム先端を位置決めすることを特徴とするロボットアー
   ム。