JPS61160110A - ロボツトの制御装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、ロボットの可動部を外力によって自由に動
かし得る状態にすることができる所謂力抜き制御とも云
うべき制御が可能なロボットの制御装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、この種の力抜き制御が可能なロボットの制御装置
としては２例えば特開昭５８−２０６３８９号公報に記
載されているようなものがある。

この装置は、多軸ロボットにおける複数の可動部のうち
の予め指定した可動部を駆動するアクチュエータとして
の例えばモータへの駆動入力（駆動電流）を、ロボット
の作業における特定期間の間遮断することによってその
可動部を外力によって自由に動かし得るようにしたもの
である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、このような従来の力抜き制御の可能なロ
ボットの制御装置にあっては、次のような問題があった
。

すなわち、モータへの駆動入力を遮断した状態でロボッ
トの可動部を外力によって動かした場合。

位に制御部に位置検出データ（位置フィードバック値）
がフィードバックされていると、位置制御部には外力に
よって動いた量に相当する位置偏差が蓄積されるため、
力抜き制御が解除された途端にその蓄積された位置偏差
を打ち消す方向に駆動人力が作用してＩＩＪ動部が動い
てしまう。

そのため、従来は例えばモータへの駆動入力を１すると
同時に位置制御部にフィードバックされる位置検出デー
タをも遮断するようにして１位置制御部に位置偏差が溜
らないようにしていたが。

このようにすると外力によって動かされた可動部の現在
値を位Ｉｉ！制御部が把握できなくなってしまうため１
位置決め制御上あまり好ましいものではなかった。

一方例えば、コンベアによって一定間隔毎に搬送されて
くるワークに対してこの力抜き制御が可能なロボットの
先端を所要位置で係合させて力抜き制御に入り、そのワ
ークに追従動作しながらワークに対して所要の作業を行
なった後、再び元の係合位置に戻って同じことを繰り返
したい場合。

位置検出データを遮断しなれば追従動作中に溜った位置
偏差によって力抜き制御解除後直ちに元の係合位置に戻
るので大変都合が良い。

ところが、そのようにした場合、各ワークに対するロボ
ットの作業時間が一定なら問題はないが、その作業時間
がバラライで追従作業終了位置が変化すると、場合によ
っては元の係合位置に戻った時に次のワークがその位置
を既に通過してしまっていることがあるため、作業を連
続して行なえなくなる問題があった。

また、従来の制御装置では、ロボットを駆動する例えば
モータへの駆動入力（パワー）を遮断するようになって
いるため、その遮断手段として大ｆｆｉ流を入切可能な
接点容量の大きい大型で高価なマグネットスイッチを用
いなければならないと云う問題があるばかりか、それを
用いることによって接点のオン、オフ時にモータに流れ
る突入電流を防止する対策を施したり、接点のメンテナ
ンスを頻繁に行なうようにしたりする必要があるなど多
くの問題があった。

この発明は、上記の諸問題の解決を図ろうとするもので
ある。

Ｃ問題点を解決するための手段〕 そこで、この発明によるロボットの制御装置は、速度指
令値とロボットの可動部の速度検出系からの速度フィー
ドバック値との偏差に基づく指令値に応じて、ロボット
の可動部を駆動するモータの駆動信号（前記の駆動入力
に相当する）を制御するようにしたロボットの制御装置
において、速度指令値と速度フィードバック値との偏差
に基づく指令値を実際の速度指令値と速度フィードバッ
ク値の値に拘らず零にする指令値制御手段と、この指令
値制御手段の作動、不作動を切り替える切替手段と、可
動部の移動位置を予め定めた設定距離で補正して臨時位
置指令値を形成する位置指令値形成手段と１位ｌ！！指
令値と可動部の現在位置値との偏差に基づく速度指令値
を出力する位置制御部において指令値制御手段を作動さ
せる前に用いていた位置指令値を位置指令値形成手段が
形成した除時位置指令値に指令値制御手段を作動させた
時点以降の任意の時点から変更する変更手段を設けて構
成する。

〔実　施　例〕

以下、この発明の実施例を添付図面を参照しながら説明
する。

先ず、第２図及び第３図を参照してロボットの構成及び
その使役作業に就て説明する。

両図中、１は水平多関節形のロボットであり。

台座２上に鉛直方向であるＺ方向に立設固定した基部３
と、この基部３に対してタコジェネレータ４及びパルス
ジェネレータ５を出力軸に取り付けたＤＣサーボモータ
（以下、単に「モータ」と云う）６の［ｌｌ力によって
Ｘ−Ｙ平面上にθ１方向に旋回する可動部としての第１
のアーム７と、この第１のアーム７に対してやはりタコ
ジェネレータ８及びパルスジェネレータＳを出力軸に取
り付けたＤＣサーボモータ（以下、単に「モータ」と云
う）１０の駆動力によってＸ−Ｙ平面上を０２方向に旋
回する可動部としての第２のアーム１１と、この第２の
アーム１１に対してエアシリンダ１２の駆動力によって
鉛直方向であるＺｌ＋Ｚ２方向に昇ＩＩ（上下動）する
と共に、基部３に設けたステッピングモータ１′５の駆
動力によって０３方向に回転する可動部としての２軸部
１４等とからなる。

また、２軸部１４の先端部には、ボルトを衝えて締め付
けるソケット１５ａを備えたナツトランナ１５を取り付
けである。

そして、この水平多関節形のロボット１においては、ｚ
１方向の自重分をアームで支えられる構造となっている
ため、モータ６．１０を後述する指令値制御回路の作用
によってモータフリーの状態にして第１．第２のアーム
７．１１を外力によって自由に動かし得るようにしても
、第１．第２のアーム７．１１の姿勢が崩れることはな
い。

なお、第１．第２のアーム７．１１においては。

モータ６．１０の駆動力を伝達する減速機として逆伝達
効率の比較的高いもの（例えばベベルギアを使用したも
の）を使用しているため、モータ６゜１０をモータフリ
ーの状態にするだけで第１．第２の可動部７，１１は外
力によって自由に動くようになる。

１６はコンティニュアスコンベア（以下、単に「コンベ
ア」と云う）であり、所要位置毎に所要の姿勢で位置決
め固定したワーク１７を乗せてロボット１のワークエリ
ア内を矢示Ｙ方向に所定の速度で搬送するようになって
いる。

そして、このコンベア１６によって次々に搬送されるワ
ーク１７には、第３図に示すように作業対象であるボル
ト１８．１８を一定距、１１！の間隔をおいてセットし
てあり、このボルト１８．１８を締め付ける作業をナツ
トランナ１５を取り付けたロボット１に行なわせようと
するものである。

第２図に戻って、１９は第２のアーム１１に取り付けた
ステー２０の下端部に固定したボルト通過検知器であり
、ロボット１が予め定めた待機位置で待機している時に
位置するこのボルト通過検知器ＩＳの前をコンベア１６
によって搬送されるワーク１７上のボルト１８が通過し
た時にそれを横押するようになっている。

なお、このボルト通過検知器ＩＳとしては１例えば反射
型の光電スイッチなどを用いることができる。

また、このボルト通過検知器１日のボルト１日を検知す
る位置とナツトランナ１５との位置関係は、ボルト通過
検知器１日がボルト１８の通過を検知した時点で、２軸
部１４を２１方向に降下させて例えば下降限までナツト
ランナ１５を降した時にちょうどソケット１５ａがボル
ト１８を街え込む関係とする。

さらに、ボルト通過検知器ＩＳの代りに、ボルト１８に
対応するコンベア１６の所要位置にドッグを設けておく
と共に、このドッグによってコンベア１６に沿う所要位
置の固定部に取り付けたリミットスイッチを叩くように
して、このリミットスイッチのオンによってボルト１日
の通過を検知するようにしても良い。

２１は２軸部１４が図示のように上昇限まで上昇移動し
ている時にオンする上昇限りミツトスイッチで、２２は
２軸部１４が下降限まで下降移動した時にオンする下降
限りミツトスイッチであり。

両スイッチ２１．２２とも第２のアーム１１に取り付け
た図示しないステーなどの固定されている。

次に、第１図を参照して第２図及び第３図に示したロボ
ット１の制御装置の実施例を説明する。

同図において、２３は中央処理部であり、ロボット１の
全般的な制御を司っており、位Ｉｉ！指令しジスタ２４
２位置制御ｌＮ５２５．速度制御部２６゜及び電流制御
部２７等からなる第１のアーム７を駆動するモータＳ用
のサーボ制御部と、このサーボ制御部と全く同様に構成
した第２のアーム１１を駆動するモータ１０用のサーボ
制御部と、２軸部１４を駆動するエアシリンダ１２及び
ステッピングモータ１３用の駆動回路等とを制御する他
。

ナツトランナ１５の駆動、停止の制御も行なう。

次に、モータ６用のサーボｉ！ＩＪＩＩ部において１位
置レジスタ２４には、中央処理部２３からの第１のアー
４７の目標位置指令値又は後述する位置指令値形成回路
３４からの第１のアーム７用の臨時位置指令値がやはり
後述するデータセレクタ３８を介して逐次更新されなが
ら書き込まれる。

位置制御部２５は１位置指令レジスタ２４に書き込まれ
ている第１のアーム７の目標位置指令値又は臨時位置指
令値と、モータ６の出力軸に取り付けたパルスジェネレ
ータ５からの位置フィードバックパルスをモータ６の回
転方向に応じてアップ又はダウンカウントすることによ
って得られる第１のアーム７の現在位置値との偏差に基
づく速度指令値を出力すると共に、目標位Ｗｌ＃ｊ令値
と現在位置値とが一致して位置決めが完了する毎にその
事を中央処理部２３に知らせ、中央処理部２３はそれに
よってプレイバンク制御中の次に目標位置指令値を出力
するタイミングを測っている。

速度制御部２６は、後述する指令値制御回路２日を介し
て入力される位置制御部２５からの速度指令値と、モー
タＳの出力軸に取り付けた第１のアーム７の速度検出系
としてのタコジェネレータ４からの速度フィードバック
値との偏差に基づく電流指令値を出力する。

電流制御部２７は、速度制御部２６からの電流指令値と
、モータ６に流れる駆動電流を検出する電流演出器２８
からの電流フィードバック値との偏差に基づく駆動電流
（モータの駆動信号）を第１のアーム７を駆動するモー
タＳに流す。

したがって１位置指令レジスタ２４９位置制御部２５．
速度制御部２日、及び電流制御部２７等からなる第１の
アーム７を駆動するモータ６用のサーボ制御部は、後述
するデータセレクタ３８が中央制御部２３からの目標位
置指令値を選択し、且つ指令値制御回路２９が位置制御
部２５からの速度指令値とタコジェネレータ４から速度
フィードバック値とをそのまま速度制御部２６に出力し
ている限りにおいては、中央制御部２３から目標位１１
Ｒ令値に基づいてモータＳ（第１のアーム７）をプレイ
バック制御（位置決め制御）することができる。

第２のアーム７を駆動するモータ１０用の図示しないサ
ーボ制御部も、モータＳ用のサーボ制御部と全く同様に
構成され、やはり当該サーボ制御用の図示しないデータ
セレクタが中央制御部２３からの目標位置値を選択し、
且つ後述する指令値制御回路２日が速度指令値と速度フ
ィードバック値（タコジェネレータ８からの値）とをそ
のまま速度制御部に出力している限りにおいては、中央
処理部２３からの目標位置指令値に基づいてモータ１０
（第２のアーム１１）をプレイバンク制御（位置決め制
御）することができる。

第２図の２軸部１４をｚ、、Ｚ２方向に昇降させるエア
シリンダ１２用の駆動回路は、公知のシリンダ操作回路
からなり、その電磁式方向切換弁を中央処理部２３から
の指令で切り換えることによって、２＠部１４をＺＩ＋
Ｚ２方向に昇降させるようになっている。

２軸部１４を８３方向に回転させるステラビングモータ
１３用の駆動回路も、公知の例えばオーブンループの駆
動回路からなり、この回路に中央処理部２３から回転さ
せたい角度に応じたパルス数の信号を出力することによ
って、２軸部１４を０３方向に回転させるようになって
いる。

指令値制御回路２Ｓは、リレーコイル３０を励磁するこ
とによって４個の可動接片３０ａ、３０ｂ、３０ｅ＊　
３０ｄ　（３０ｃ、’５０ｄの２個は図示していない）
が夫々固定接点ａｌ＋ａ２ｔａ３＋ａ４から固定接点ｋ
ｌｌ　ｔ　ｂ２＋　ｂ３＊　ｂ４　　（ａ３＋ａ４ｅ　
ｂ３＊ｌ）４も図示していない）に切り換わる４連式で
トランスファ接点の電磁リレーからなり、モータ６用の
サーボ制御部に用いる可動接片３０ａ、３０ｂ及び固定
接点ａｌ　＋　ｂ、ｆ　ａ２＋ｂ２は、可動接片３０ａ
、３０ｂが夫々速度制御部２６の入力側に接続されると
共に、固定接点ａｌｔａ２が夫々アースに、固定接点ｂ
１が位置制御部２５の出力側に、固定接点ｂ２がタコジ
ェネレータ４に夫々接続されている。

また１図示しない残りの可動接片３０ｃ、３０ｄと固定
接点ａ３＋　　ａ４＋　　ｂ３＋　　ｂ４は、モータ１
０用のサーボ制御部における位置制御部及びタコジェネ
レータ８と速度制御部との間に、可動接片３Ｑ　ａ　、
　３０　ｂ及び固定接点”ｌ＊　ａ２＋　ｂＩ＋ｂ２と
全く同様に接続されている。

なお、リレーコイル３０の両端に接続したダイオードＤ
はフライホイールダイオードである。

すなわち、この指令値制御回路２日は、可動接片３０．
〜３０ｄを図示のように固定接点す、〜ｂ４側に夫々切
り換えている時には、実際の速度指令値と速度フィード
バック値とをそのまま通過させてモータ６．１０用の各
サーボ制御部を夫々本来どおり位置決め動作させるが、
可動接片３０ａ〜３０ｄを固定接点８１〜ａ４側に切り
換えると、実際の速度指令値と速度フィードバック値を
共にその切り換え前の所要位置決め時の位置決め制御に
係る値から位置決め制御とは無関係な零値（アース値）
に切り替え、それによって電流指令値を零にしても姿勢
の崩れない第１のアーム７を駆動するモータ６用のサー
ボ制御部における速度制御部２６及び同じく第２のアー
ム１１を駆動するモータ１０用の図示しないサーボ制御
部における速度制御部から夫々出力される電流指令値を
、実際の速度指令値と速度フィードバック値の値に拘ら
ず、換言するとモータ６．１０の動きに関係なく雰にし
ている。

なお、電流指令値を実際の速度指令値と速度フィードバ
ック値に拘らず零にすると１位置及び速度フィードバッ
ク制御が効かなくなるため、モータ６．１０はモータフ
リーの状態になり、それによって第１．第２のアーム７
、】１は外力によって自由にＸ−Ｙ平面上で旋回するよ
うになる。

また、可動接片３０ａ〜３０ｄが固定接点ｂ１〜ｂ４側
に切り換わっている時でも位置決め時は速度指令値と速
度フィードバック値は零になるが、この時には位置及び
速度フィードバック制御が効いているため、第１．第２
のアーム７．１１に外力が加わってモータＥｉ、１０が
停止位置から回転すると、直ちにそれを元に戻そうとす
る回転力が発生する。

また、この指令値制御回路２日においては、電流指令値
を零にするように機能している時を以て作動している状
態とする。

３１は切替回路であり、切替スイッチ３２゜３３と前述
した上昇限りミツトスイッチ２１等とによって構成され
ている。

この切替回路３１は、図示のように切替スイッチ３２を
接点Ｃ側に切り替ると共に、切替スイッチ３′５を接点
ｆ側に切り替えると、上昇限りミツトスイッチ２１のオ
ン・オフに拘らず、指令値制御回路２Ｓのリレーコイル
３０を励磁し、又切替スイッチ３２の接点ｃ、ｄへの切
り替えに拘らず切りスイッチ３３を接点ｅ側に切り替え
ると、上昇限りミツトスイッチ２１がオンの時にのみリ
レーコイル３０を励磁するように配置構成されている。

つまり、この切替回路３１は、切替スイッチ３３を接点
ｆ側に切り替えている時には、切替スイッチ３２の接点
ｃ、ｄへの切り替えに応じてすレーコイル３０の励磁、
４１磁、すなわち指令値制御回路２日の作動、不作ａ（
リレーコイル３０の励磁が不作動に、消磁が作動に対応
している）を切り替え、又切替スイッチ３３を接ＩＦ、
ｅ側に切り替えている時には、第２図の２軸部１４のＺ
ｌ＋Ｚ２方向への移動位置に応じた上昇限りミツトスイ
ッチ２１のオン・オフに応じてリレーコイル３０の励磁
、消磁、すなわち指令値制御回路２９の作動、不作動を
切り替えるようになる。

なお、この実施例においては、リレーコイル３０の励磁
と指令値制御回路２日の不作動とが対応しているが、リ
レーコイルの励磁と指令値制御回路２日の作動とを対応
させるようにすることも可能である。

次に、３４はモータ６用のサーボ制御部に関する位置指
令値形成回路であり、第１のアーム７の移動位５ｉ２（
現在位置）を予め定めた設定距離で補正して臨時位置指
令値を形成するようになっている。

すなわち、この位１指令値形成回路３４は、モータ６の
出力軸に取り付けたパルスジェネレータ５からの位置フ
ィードバックパルスをモータ６の回転方向に応じてアッ
プ又はダウンカウントすることによって第１のアーム７
の原点からの移動位ＩＩ（現在位ｒｊ１）を検出する現
在位置検出回路３５と、予め定めた距離データ！、を設
定する設定器（例えばレジスタ）３６と、現在位置検出
回路３５が検出している第１のアーム７の移動位置に設
定４１！ＩＧに設定されている距離データ／、を加算す
ることによって第１のアーム７の移動位置をＩ、で補正
する加算器３７等によって構成されており、この加算器
３７の加算結果を第１のアーム７用の臨時位置指令値と
して出力する。

但し、距離データ！Ｉ、は次のように設定されたデータ
である。

今、ナツトランナ１５のソケット１５ａが第３図に示す
位ＦＩＺ　Ｐ　ｓでワーク１７における前方のボルト１
８を衡え込んで、ボルト締めの作業を開始してロボット
１が力抜きの状態で位！！Ｐ２まで追従動作（この事に
就ては後述する）した時に作業を終了したとし、又第１
のアーム７が距離１１、第２のアーム１１が後述する距
Ｍ１２だけ所要の方向に夫々動いた時にナツトランナ１
５が位置Ｐ２から位置ｐ、に向って距離ｘｘ（ｉ；ｔｘ
＜ｉ；）動いたとする。

ここで、距離データｉ！寡はナツトランナ１５を位ＩＥ
　Ｐ　２から位Ｍ　Ｐ　＋方向に戻すのに必要な方向の
符号付のデータ（例えばＹ方向への動きが十の符号付の
データなら−の符号付のデータ）であり。

位ＩＩ　Ｐ　＋でナツトランナ１５を上昇限りミツトス
イッチ２１がオンするまで上昇させてから距離ＺＸだけ
戻すようにした時に、ナツトランナ１５の上昇に要する
時間とＺＸだけ戻るのに要する時間との間にワーク１７
がＹ方向にΔｌだけ流されても、ナツトランナ１５がＺ
Ｘだけ位！［ｐ＋から戻った時にボルト通過検知器ＩＥ
Ｉ（第２図）が。

追従動作中に位１！　Ｐ　３からＰ４まで流れ、さらに
その後上記Δｌたけ流れているワーク１７における後方
のボルト１８を確実に検知できる所要位置に位置するの
に必要な値に設定する。

そして、図示を省略するモータ１０用のサーボ制御部に
関する位置指令値形成回路も上記位置指令値形成回路３
４と全く同様に構成され、第２のアーム１１の移動位Ｉ
！　（現在位Ｉｔ）を予め定めた設定距離で補正して臨
時位置指令値を形成する。

但し、その設定器に設定される距離データ！２は、上記
の距離データ！！、の設定条件と同様な条件に基づくデ
ータである。

最後に、モータＳ用のサーボ制御部に関するデータセレ
クタ３８は、切替回路３１の切替スイッチ３３を接点ｆ
側に切り替えると共に、切替スイッチ３２を接点Ｃ側に
切り賛えている時、又は切替スイッチ３３を接点ｅ側に
切り替えた状態で、上昇限リミットスイッチ２１がオン
している時。

すなわち指令値制御回路２日が不作動の時には。

中央制御部２３からの目標位置指令値の方を選択し、逆
に切替スイッチ３３を接点ｆ側に切り替えると共に、切
替スイッチ３２を接点ｄ側に切り替えている時、又は切
替スイッチ３３を接点ｅ側に切り替えた状態で上昇限り
ミツトスイッチ２１がオフしている時、すなわち指令値
制御回路２日が作動している時には１位置指令値形成回
路３４からの臨時位置指令値を選択する。

つまり、このデータセレクタ３８が目標位置指令値と臨
時位置指令値との選択切換を行な）と、位置制御部２５
が用いる位置指令レジスタ２４に書き込まれる値も変わ
るから、このデータセレクタ３８は位置制御部２５にお
いて指令値制御回路２日を作動させる前（不作動時）に
用いた目標位置指令値を位置指令値形成回路′５４によ
って形成した臨時位置指令値に指令値制御回路２日を作
動させた時点以降変更する変更手段を構成している。

そして１図示を省略したモータ１０用のサーボｆＦＩｉ
御部に関するデータセレクタも、中央制御部２３から目
標位置指令値とモータ１０用のサーボ制御部に関する図
示しない指令値形成回路からの臨時位置指令値との選択
切換をデータセレクタ３８と全く同様に行なうようにな
っており、このデータセレクタもこの発明に係る変更手
段を構成している。

次に作用を説明する。

なお、以下の説明では５図示しないモータ１０用のサー
ボ制御部及び位置指令値形成回路の各部位とデータセレ
クタには１図示のモータ日用のサーボ制御部及び位ｉｆ
ｆ指令値形成回路３４の各部位とデータセレクタ３８に
夫々対応して（）付の同一符号を付して呼称する。

先ず、制御の切り替えの作用に就てのみ説明すると、第
１図の切替回路３１における切替スイッチ３３を図示の
ように接点ｆ側に切り替えておくと、切替スイッチ３２
によって第１．第２のアーム７．１１におけるモータ６
．１０のプレイバック制御（位置決め制御）とモータフ
リーの状態（以下ｒ力抜き状１１Ｊと云う）の切り替え
が可能となる。

すなわち、切替スイッチ５３を接点ｆ側に切り替えた状
態で切替スイッチ３２を接点Ｃ側に切り替えると、リレ
ーコイル３０が電圧Ｖｃｃによって励磁されて可動接片
Ｂｏａ〜５０ｄが夫々固定接点す、−ｂ４に切り換わる
ため、実際の速度指令値と速度フィードバック値が有効
となってモータ６．１０のプレイバック制御が可能とな
る。

切替スイッチ３２を接点ｄ側に切り替えると、リレーコ
イル３０が消磁さ九て可動接片３０．〜３０ｄが夫々ア
ース（グランド）された固定接点ａｌ−ａ４に切り換わ
るため、モータ６．１０は力抜き状態になる。

次に、切替スイッチ！＋３を接点ｅ側に切り替えておく
と、切替スイッチ３２は無効になり、ロボット１におけ
る２軸部１４の昇降位置に応じた上昇限りミツトスイッ
チ２１のオン、オフに応じてやはリモータ６，１０のプ
レイバック制御と力抜き状態の切り替えができる。

すなわち、ロボット１における２軸部１４が上昇限にあ
ると、上昇限りミツトスイッチ２１はオンとなるため、
リレーコイル３０が励磁さ九て可動接片３０．−３０．
４が夫々固定接点ｂ１〜ｂ４に切り換わり、それによっ
て実際の速度指令値と速度フィードバック値が有効とな
ってモータ６゜１０のプレイバンク制御が可能となる。

ロボット１の２軸部１４が上昇限から下降し始めると、
上昇限りミツトスイッチ２１が直ちにオフするため、リ
レーコイル３０が消磁されて可動接片５０ａ〜３０ｄが
夫々アースされた固定接点ａＩ””ａ４に切り換わり、
それによってモータ６゜１０は力抜き状態となる。

次に、上記のようにプレイバック制御と力抜き状態の切
り替えが可能な本装置を用いて、ロボット１に移動する
ボルト１８の締め付は作業を行なわせる場合の動作を本
装置の全体の作用を含めて説明する。

なお、以下の説明の前提として、ワーク１７は次のよう
な条件の下にコンベア１６によって次々にロボット１の
前を通過するものとする。

すなわち、各ワーク間距離は、前のワーク１７における
後方のボルト１８と後のワーク１７における前方のボル
ト１８との間の距飛が１つのワーク１７における２つの
ボルト１８．１８のセット距１１！ｌと等しいか、それ
より長くなるように設定しであるものとする。

また、ロボット１に以下に述べる締め付は作業を行なわ
せるために必要なティーチング作業は予めしておいであ
るものとする。

さらに、ロボット１における２軸部１４は作ズ開始前は
上昇限にあるものとし、以下の説明では第１図の切替回
路３１における切替スイッチ３３は接点ｅ側に切り替え
であるものとする。

このような状態では、上昇限りミツトスイッチ２１はオ
ンしているため、第１．第２のアーム７゜１１における
モータ６．１０はプレイバック制御が可能である。

したがって、第４図に示すように先ずモータ６゜１０を
プレイバック制御として、第１．第２のアーム７．１１
を原位置（退避位置であればどこでも良い）へ移動する
。但し、この原位置がロボット１固有の原点位置で、ロ
ボット１がその原点位置に復帰していればこの処理は不
用である。

次に、２軸部１４の先端に取り付けたナツトランナ１５
が、コンベア１日によフて搬送されるワーク１７上のボ
ルト１８の移動軌跡上の予め定めた待機位置である作業
ポイントに（ｆＬ置するように、再びモータ６．１０を
プレイバック制御して第１゜第２のアーム７．１１を所
要姿勢にする。

この状態で、ボルト通過検知９１９がワーク１７上の例
えば前方のボルト１８の通過を検知するのを待ち、ボル
ト１日がボルト通過検知器１Ｓの前を通過した時点で、
エアシリンダ１２を駆動して２軸部１４を下降させる。

２軸部１４が下降し始めると、上昇限りミツトスイッチ
２１が直ちにオフするため、第１．第２のアーム７．１
１のモータ６．１０は力抜き状態に入り、第１．第２の
アーム７．１１は外力を受ければＸ−Ｙ平面上を自由に
動く状態となる。

そして一方、上昇限りミツトスイッチ２１がオンした時
点でデータセレクタ３８．（３８）は。

位置指令値形成回路３４．（３４）によって形成されて
いる臨時位置指令値を夫々選択するようになり、それに
よって第１．第２のアーム７．１１の移動位置を距離デ
ータ’Ｉ＋’２で補正して形成した臨時位置指令値が夫
々位Ｗ指令値レジスタ２４、（２４）に書き込まれるよ
うになるため。

位置制御部２５．（２５）においてそれまで用いた前述
の作業ポイント用の各目標位置指令値が上記時点以降そ
れ等の臨時位置指令値に夫々変更される。

なお１位Ｉ！！指令値レジスタ２４．（２４）に書き込
まれる臨時位置指令値は、以後筒１．第２のアーム７．
１１が外力によって動けばその動きに応じて変化するが
、それ等の指令値が示す各位置は、常に第１．第２のア
ーム７．１１の移動位置に対して距離データ’ｌ　＋　
’２だけ相対的に離れた位置となる。

また、この２軸部１４の下降中に、ステッピングモータ
１３の回転を制御して、ナツトランナ１５のソケット１
５ａとボルト１８との嗜み合い位相が合うようにしてい
る。

そして、２＠部１４が下降限まで下降すると。

下降限りミツトスイッチ２２がオンすると共に。

コンベア１６によって搬送されてきたワーク１７上の例
えば前方のボルト１８をナツトランナ１５のソケット１
５ａがちょうど衝え込むようになる（第３図の１点ＩＡ
線で示す状態）。

したがって、ナツトランナ１５のソケット１５ａがボル
ト１８を衡え込んだ状態で下降限りミツトスイッチ２２
のオンに同期してナツトランナ１５を駆動すれば、第１
．第２のアーム７．１１は既に外力によって自由に動き
得る状態にある訳であるから、ボルト１８を締め付けな
がらボルト１８の搬送移動に第１．第２のアーム７．１
１が追従して動くようになる（第３図の１点鎖線に示す
状態から実線で示す状態への動き）。

そして、締め付けを開始してからの時間又は締付トルク
を計測することによって、ボルト１８の締め付けを終了
したか否かを判定し、締め伺けを終了したならナツトラ
ンナ１５の駆動を停止すると共にエアシリンダ１２を駆
動して、２＠部１４を上昇させる。

２軸部１４が上昇限まで上昇すると、上昇限りミツトス
イッチ２１がオンするため、データセレクタ３８．（！
１８）が中央処理部２３からの目標位置指令値を選択す
るようになると共に、第１゜第２のアーム７．１１のモ
ータＳ、１０はプレイバンク制御が可能な状態に戻る。

ところが、中央処理部２３の方は、外部から作業終了の
指示がない限り次の目標位置指令値を出力しないため、
データセレクタ５８．（３８）が目標位置指令値の方を
選択する選択切換を行なっても１位置指令レジスタ２４
．（２４）に力抜き状態からプレイバック制御が可能な
状態に直前に書き込まれた臨時位置指令値は変更さ扛ず
有効となっている。

そのため、プレイバック制御が可能な状態に戻ると１位
置制御部２５．（２５）から夫々出力されている各々の
臨時位置指令値と現在位ど値との偏差、すなわち距離デ
ータ／、、ｒ２に基づく各速度指令値及びタコジェネレ
ータ４，８からの各速度フィードバック値は夫々速度制
御部２６゜（２６）に入力さ九るようになる。

それによって、第１．第２のアーム７．１１はナツトラ
ンナ１５が位置Ｐ２から追従動作する前の位ａｐｔ方向
に距１１１１　Ｘ　（／　ｘ＜１）だけ戻るように動い
て停止する。

このように、ナツトランナ１５が作業終了位置Ｐ２から
Ｐｘだけ戻るようにロボット１が動いていれば、次の後
方のボルト１８をボルト通過検知器１Ｓが余裕を持って
確実に検知でき、それによって上記の前方のボルト１８
の締め付は作業と同様に後方のボルト１８の締め付は作
業を行なうことができる。

そして、１つのワーク１７の２つのボルト１８゜１８の
締め付は作業を終了した後、ナツトランナ１５がやはり
その作業終了位置からＰｘだけ戻るようにロボット１が
動くので、次のワーク１７の前方のボルト１８の締め付
は作業も同様に行なうことができ、以後中央処理部２３
に外部より作業終了の指示があるまで同じことを繰返す
。

そして、中央処理部２３に外部より作業終了の指示があ
ると、最後のボルト１８の締め付は終了後プレイバック
制御が可能な状態に戻った時点で。

中央処理部２３からの原位Ｉ！移動に必要な各目標位置
指令値が位ｌ！指令レジスタ２４．（２４）に書き込ま
れるため、第１．第２のアーム７．１１は直ちに原位置
に移動する。

このようにして、ボルト１８を締め付けている間は第１
．第２のアーム７．１１はワーク１７に力を抜いて追従
し、それによって従来非常に煩雑な制御で行なっていた
追従作業を非常に簡単に形で実現でき、しかも１つのボ
ルト１日の締め付は終了後に戻る距離が一定であるため
、締め付は作業時間がバラライても次のボルト１８の締
め付は作業を確実に行なうことができ、それによって連
続作業を失敗なく行なうことができるようになる。

コンベア１６を止めて静止しているワーク１７上のボル
ト１８の締め付は作業を行なう場合は。

切替回路３１における切替スイッチ３３を接点ｆ鍔に切
り替えると共に、切替スイッチ３２を接ＡＣ側に切り替
えておけば、ボルト１８の静止位置と前述の作業ポイン
トとを一致させておくと共に。

第３図のボルト通過の判断を省略することによって、そ
の静止したボルト１日の締め付は作業を行なうことがで
きる。

また、切替スイッチ３３を接点ｆ側に切り替えてあれば
、切替スイッチ３２の方を必要に応じて接点ｄ側に切り
替えることによって、何時でも第１、第２のアーム７．
１１を外力によって自由に動かし得る状態にすることが
できる。

そして、上記実施例によ九ば、速度指令値と速度フィー
ドバック値を夫々零値に切り替えたり、元に戻したりし
ているので、指令値制御回路２日として用いるリレーと
して接点容量の小さい小型で安価なものを用いることが
でき、それによって接点のメンテナンス回数を少なくで
きるばかりか。

切替時に突入電流がモータ６．１０に流れることはない
ため、その防止対策を施さなくても済む。

また、モータ６．１０を力抜き状態にしても、電流制御
のフィードバックループは生きているので１例えば第１
．第２のアーム７．１１を追従させる際の各種の障碍力
を補償する必要がある時には、その補償値に応じた電Ａ
指令値を１！電流制御２７に入力することによってその
補償を行なうことが可能である。

なお、上記実施例では、実際の速度指令値と速度フィー
ドバック値を共に位置決め制御とは無関係な零値に切り
替えることによって電流指令値を零にするようにした例
に就で述べたが、この他に両値を共に位置決め制御とは
無関係な互いに等しい所定値に切り換えることによって
も電流指令値を零にすることができる。

あるいは、！！電流指令値直接零値に切り替えるように
することもできるものである。

また、上記実施例によれば、位置制御部２５゜（２５）
に入力される位置フィードバックパルスを力抜き制御時
に遮断するようにしていないため、位置決め制御上大変
好ましい。

さらに、上記実施例では力抜き制御に入った時点（指令
値制御回路２日が作動した時点）から位置制御部２５．
（２５）で用いる位置指令値を位置指令値形成回路３４
．（３４）が形成している臨時位置指令値に変更するよ
うにしたが、力抜き制御からプレイバック制御に戻るの
に同期してその戻った時点から変更するようにしても良
い。

さらにまた、上記実施例における位ば指令値形成口ｇ３
４．（３４）の現在位置検出回路３５゜（３５）の機能
を位置制御部２５．（２５）における現在位置検出機能
で兼用して、現在位置検出回Ｈ３５，（３５）を省略す
るようにしても良い。

また、上記実施例では、ナツトランナ１５を戻す方向に
第１．第２のアーム７．１１の移動位置を予め定めた設
定距離で補正して臨時位置指令値を形成するようにした
例に就で述べたが５例えば１つのワーク１７における２
つのボルト１日。

１８のみの締め付は作業を行なうような場合で後方のボ
ルト１８の締め付は作業から行なう時には。

その後方のボルト１日の締め付は作業を行なった後、さ
らに流れ方向に進む方向に第１．第２のアーム７．１１
の移動位置を予め定めた設定距離で補正して臨時位置指
令値を形成するようにすれば良い。

〔発明の効果〕

以上説明してきたように、この発明によれば。

速度指令値とロボットの可動部の速度検出系からの速度
フィードバック値との偏差に基づく指令値に応じて、ロ
ボットの可動部を駆動するモータの駆動信号を制御する
ようにしたロボットの制御装置において、速度指令値と
速度フィードバック値との偏差に基づく指令値を実際の
速度指令値と速度フィードバック値の値に拘らず零にす
る指令値制御手段と、この指令値制御手段の作動、不作
動を切り賛える切替手段と、可動部の移動位置を予め定
めた設定距離で補正して臨時位１１１ｆｌ令値を形成す
る位置指令値形成手段と、指令値制御手段を作動させる
前に位置制御部で用いた位ＷｔｆＨ令値を位置指令値形
成手段によって形成した臨時位置指令値に指令値制御手
段を作動させた時点以降の任意の時点から変更する変更
手段とを設けたので。

力抜き解除後のロボットは、力抜きの状態下で動いた移
動量に拘らず常に一定距離だけ動くようになり、それに
よって実施例で述べたような連続作業が可能になり、し
かも従来のように位置検出データ（位置フィードバック
値）を遮断しなくても済むため２位置決め制御上大変好
ましくなる。

また、指令値制御手段として接点容量が小さく小型で安
価のものを用いることができるため、接点のメンテナン
ス回数を少なくできるばかりか。

接点の切替時に突入電流がモータに流れることがないた
め、その防止対策を施さなくて済む。

また、この発明を例えば垂直多関節ロボットのような他
の形式のロボットの制御装置に応用した場合、力抜きに
よる追従作業終了時にワークから離れる時の制御にも使
える。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示すブロック構成図、 第２図はロボットの構成及びその使役作業の説明に供す
るロボットまわりの外観図、 第３図は第２図を上方から見た略平面図、第４図は第１
図の作用説明に供するフロー図である。 １・・・水平多関節形のロボット ４．８・・・タコジェネレータ（速度検出系）６．１０
・・・ＤＣサーボモータ ７．１１・・−第１．第２のアーム（「］工ＵＪ部ン１
４２小虫部　　１５−ナツトランナ １６・コンティニュアスコンベア １７・・ワーク １８・・・ボルト　　１Ｓ−・ボルト通過検知器２１・
・上昇限りミントスイッチ ２２・・・下降限りミツトスイッチ ２３・・中央処理部 ２日・・・指令値制御回路　　３１　・切替回路３４・
・位置指令値形成回路 ３８・・データセレクタ（変更手段） 第４図 手続補正書（自発） 昭和６０年９月５日 特許庁長官　宇　賀　道　部　殿 １、事件の表示 特願昭５９−２７９３７７号 ２、発明の名称 ロボットの制御装置 ３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 神奈川県横浜市神奈用区宝町２番地 （３９９）日産自動車株式会社 ４、代理人 東京都豊島区東池袋１丁目２０番地５ ５、補正の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄 ６補正の内容 （１）明細書第５頁第８行の「遮断しなればＪを。 「遮断しなければ」と訂正する。 （２）同書第１０頁第４行の「時に位置する」を、１時
に、」と訂正する。 （３）同書第１３頁第１８行の「から速度」を、「から
の速度」と訂正する。 （４）同書同頁第２０行の「中央制御部２３から」を、
「中央処理部２３からのｊと訂正する。 （５）同書第１４頁第４行のｒ第２のアーム７Ｊを、「
第２のアーム１１」と訂正する。 （６）同書第１７頁第１５行の「位置決め時」を。 「位置決め完了時」と訂正する。 （７）同書第１８頁第９行のｒ切り替る」を。 「切り替える」と訂正する。 （８）同書第３３頁第６〜７行のｒ形で」を削除する。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　速度指令値とロボットの可動部の速度検出系からの
   速度フィードバック値との偏差に基づく指令値に応じて
   、前記ロボットの可動部を駆動するモータの駆動信号を
   制御するようにしたロボットの制御装置において、 前記速度指令値と速度フィードバック値との偏差に基づ
   く指令値を実際の速度指令値と速度フィードバック値の
   値に拘らず零にする指令値制御手段と、 この指令値制御手段の作動、不作動を切り替える切替手
   段と、 前記可動部の移動位置を予め定めた設定距離で補正して
   臨時位置指令値を形成する位置指令値形成手段と、 位置指令値と前記可動部の現在位置値との偏差に基づく
   前記速度指令値を出力する位置制御部において前記指令
   値制御手段を作動させる前に用いた位置指令値を前記位
   置指令値形成手段によつて形成した臨時位置指令値に前
   記指令値制御手段を作動させた時点以降の任意の時点か
   ら変更する変更手段とを設けて構成したことを特徴とす
   るロボットの制御装置。 ２　前記指令値制御手段が、前記速度指令値と速度フィ
   ードバック値を共に所要の位置決め時の値から位置決め
   制御とは無関係な零値に切り替えることによつて前記指
   令値を零にする手段である特許請求の範囲第１項記載の
   ロボットの制御装置。 ３　前記ロボットが、前記指令値を零にしても姿勢の崩
   れない可動部を有する水平多関節形のロボットである特
   許請求の範囲第１項又は第２項記載のロボットの制御装
   置。 ４　前記指令値制御手段が、前記水平多関節形のロボッ
   トにおける前記指令値を零にしても姿勢の崩れない可動
   部に係る指令値を零にする手段である特許請求の範囲第
   ３項記載のロボットの制御装置。 ５　前記切替手段が、前記水平多関節形のロボットにお
   ける鉛直方向に動く可動部の移動位置に応じて前記指令
   値制御手段の作動、不作動を切り替える手段である特許
   請求の範囲第３項又は第４項記載のロボットの制御装置
   。