JPS61273610A - 産業用ロボツト - Google Patents

産業用ロボツト

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Publication number
JPS61273610A
JPS61273610A JP60116923A JP11692385A JPS61273610A JP S61273610 A JPS61273610 A JP S61273610A JP 60116923 A JP60116923 A JP 60116923A JP 11692385 A JP11692385 A JP 11692385A JP S61273610 A JPS61273610 A JP S61273610A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
speed
motor
torque
link
calculator
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP60116923A
Other languages
English (en)
Inventor
Yasuo Sakurai
康雄 桜井
Yoshiaki Makisawa
牧沢 善明
Susumu Nakagawa
享 中川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP60116923A priority Critical patent/JPS61273610A/ja
Publication of JPS61273610A publication Critical patent/JPS61273610A/ja
Pending legal-status Critical Current

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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】 産業上の利用分野 本発明は高速・高精度の移載及び組立作業を行なう産業
用ロボットに関するものである。
従来の技術 近年、産業用ロボットは製品の多様化に伴ない、多品種
少量生産の主要な機器として急激な需要の増大を示して
いる。
以下図面を参照しながら、上述した産業用ロボットの一
例について説明する。産業用ロボットの一例としてダイ
レクト・ドライブ駆動方式の垂直多関節ロボットの具体
構成を第2図に示す。これはベース1上に水平面内で回
転可能に設けられた第1リンク2と、第1リンク2上に
設置された第1モータ3と第2モータ4と、こわらモー
タの出力軸に直接取付けられた第2リンク5及び第3リ
ンク6、更に、第2リンク5と第3リンク6に回転可能
に設けられた第4リンク7と第5リンク8よシ閉ループ
の多角形リンクを構成し、第5リン10と速度指令演算
部11と増幅部12とからな3 ヘー。
す、制御特性を向上させるために、モータ13の回転角
及び回転速度がそれぞれエンコーダ14及びタコジェネ
レータ15により計測されフィードバックされている。
以上のように構成され−だ産業用ロボットについて、以
下その動作を説明する。
まず、産業用ロボットは教示されたプログラムに従い、
各モータに位置指令値が送信され、モータが駆動される
。モータには制御性を良くするだめに位置及び速度のフ
ィードバックがなされている。このだめ、産業用ロボッ
トは教示された動作を正確に再生することができる。
発明が解決しようとする問題点 しかしながら上記のような構成において、作業の教示を
行なう場合、以下のような問題点がある。
(1)ティ〜チングボノクスを使用し作業教示する場合
、産業用ロボットのハンド部を所定の位置に位置決めす
るため微動送りなどを多用するため、作業教示に多大の
時間を要する。
(2)  ダイレクトドライブの特長(すなわち、モー
タ駆動回路がOFFの場合減速機がないためリンク形式
では、リンクに作用する重力負荷を手で支える必要があ
り労力を必要とする。捷だ、作業教示中に産業用ロボッ
トから手を離すと、各リンクは回転フリーであるからリ
ンクに作用する重力負荷により回転し、ハンド部やリン
クを破損する恐れがある。
本発明は上記欠点に鑑み、ダイレクト教示機能を有する
ダイレクトドライブ駆動の垂直多関節型産業用ロボット
を提供するものである。
問題点を解決するだめの手段 上記問題点を解決するために本発明の産業用ロボットは
、位置指令演算器からの位置指令値とモータの位置信号
との偏差を求め、この偏差に基づき速度指令を算出する
速度指令演算器と、この速度指令とモータの速度信号の
偏差を増幅する増幅器を備えた従来の産業用ロボットの
制御系に、モータに流れる電流を測定し、この電流値か
らモー5 ペー。
りに作用するトルクを算出し、このトルクより産業用ロ
ボットの自重に基づく自重トルク成分を除去し、ハンド
先端に作用する外力によるトルクを算出するトルク演算
器を設け、この外力トルクに基づき速度を算出する速度
演算器と、この速度演算器より求めた速度を速度指令に
加算する回路を備えたものである。
作  用 本発明は上記した構成によって従来のダイレクトドライ
ブ駆動形式の垂直多関節産業用ロボットにおいて、ハン
ド先端を作業者が把持することができ、ダイレクト教示
が可能となる。
実施例 以下に本発明の実施例について、図面を参照しながら説
明する。
第4図は本発明の実施例における産業用ロボット機構部
の斜視図を示すものである。これはペース16上に水平
面内で回転可能に設けられた第1リンク17と、第1リ
ンク17上に設置された第1モータ18と第2モータ1
9、この第1モータ18の出力軸に直接取付けた第2リ
ンク20、この第2リンク20の他端に回転可能に設け
られた第3リンク21、この第3リンク21の他端に回
転可能に結合された第4リンク22および第4リンク2
2の間に回転軸を有し、この回転軸と共通の回転軸を有
する第6リンク23、この第5リンク23の他端には前
記第2モータ19が取付けられ、第4リンク22の他端
に姿勢変更のための回転軸を備えたハンド24より構成
されている。第5図は前記産業用ロボットの制御装置を
示すブロック線図であり、位置指令演算器25より出力
される位置指令値とモータ26に装置された位置検出器
27の位置信号との偏差を求める速度指令演算器28と
、前記速度指令演算器27により求められた速度指令値
と速度検出器29の速度信号との偏差を求め、この偏差
を増幅しモータ26に駆り演算器32と、外力トルクに
基づき速度を算出7 /・−。
する速度演算器33とから構成され、速度演算器28よ
り算出された速度は速度指令演算器に正帰還されループ
系を構成している。捷た1位置制御と速度制御のモード
を切換えるため、位置フィードバックルーズにモード切
換スイッチ34が設けられている。
以上のように構成された産業用ロボットについて、以下
その動作を説明する。捷ず、産業用ロボットがある所定
位置に停止しており、ハンド24を作業者が手で持ち、
作業対象物を把持する動作を教示する場合を考える。作
業者が・・ンド24を作業対象物の所まで移動させるた
めに力を加えると、モータ26にはこの力に対応した外
力トルクが作用する。静止状態においては、リンクに作
用している重力負荷と釣合うだめのトルクを発生するた
めの電流が流れている。リンクの自重により第2七−タ
19に作用するトルクτ2は、次式で求められる。
τ2−W415CO3θ5+W313gCO3θ5+W
516゜cosθ5(1)ここで、 W4:第4リンク22とハンド24の重量の和15:第
5リンク23の長さ θ5 :水平面と第5リンク23のなす角度W3:第3
リンク21の重量 13q:第3リンク21の重心と第2リンク2゜と第3
リンク21の結合軸の距離 ゛W5:第5:ンク230重量 I!6g=第5リンク23の重心と第2モータ19の距
離 第2リンク18と第4リンク22が平行であり、かつ、
第3リンン21と第5リンク23が平行である場合には
、重力トルクは式(1)に示すように非常に簡単に算出
できる。第1モータ18に作用する重力トルクも同様に
簡単な式で算出できる。従って、電流検出器31により
モータ電流を測定し、トルク演算器32において、測定
電流値にモータのトルク定数を掛けることにより、モー
タの発生トルクを計算し、この値より式(1)より求ま
る重力トルクを引くと、作業者によりハンド24に加え
られた外力トルクが計算できる。速度演算器339 ペ
ージ は外力トルクに基づき速度に換算するもので、ある定数
で外力トルクで割っている。この速度演算器33からの
速度指令は従来から使用されている速度指令演算器28
に正帰還されている。作業教示を行なう場合には、エン
コーダ27からの位置信号をフィードバックせず、モー
ド切換スイッチ34により速度制御系としており、作業
者が・・ンド先端に力を加えている間、その外力トルク
が零になるようモータ26は回転する。ノ・ンド24か
ら手を離すと外力トルクが零となりモータ26は停止す
る。
以上の本実施例に示すように、ダイレクト・ドライブ駆
動される垂直多関節型の産業用ロボットにおいて、モー
タの電流値よりノ・ンド先端作用力に起因する外力トル
クを算出し、更に、この外力トルクから求めた速度を速
度制御ループ内に正帰還することにより、産業用ロボッ
トのノ・ンドを手で持ち作業をダイレクト教示すること
ができる。
このように従来のダイレクト・ドライブ垂直多関節型産
業用ロボットにおいて1作業教示上の問題10ベーノ 点 (1)ティーチングボヮクスを使用した場合、微動送り
を多用するために作業教示に多大の時間を要し、製造ラ
インの停止時間が長くなり、ライン効率が悪化する。
(2)ダイレクトドライブの特長(すなわち、モータ駆
動回路がOFFの場合、小さな力で)・ンド先端を移動
させることが可能である。)を利用しようとしても、垂
直多関節型のリンク機構では、リンクに作用する重力負
荷を保持する力がないため、作業者は重力負荷に対応し
た力をハンドに加える必要がある。また、手を離すとリ
ンクは重力に従い自由落下し、ハンドやリンクを破損す
る恐れがある。
は解消され、作業をダイレクトに教示でき作業教示時間
の短縮を図ることができる。
発明の効果 以上のように本発明は、ダイレクトドライブ駆動方式の
垂直多関節型産業用ロボットにおいて、モータの電流値
を測定するモータ電流検出器と、11八l この電流値よりハンド先端に作用する外力に基づきモー
タに作用する外力トルクを算出するトルク演算器と、更
に、この外力トルクから速度を算出する速度演算器を設
け、この速度を速度制御ループ内に正帰還する制御回路
を設けることにより、産業用ロボットのハンドを作業者
が手で持ち、ダイレクトに作業教示を行なうことができ
、作業教示時間の短縮を図ることができ、その実用的効
果は大なるものがある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示すダイレクトドライブ垂
直多関節型産業用ロボットの制御系ブロック線図、第2
図は従来のダイレクトドライブ垂直多関節型産業用ロボ
ットを示す斜視図、第3図は従来例の制御系を示すブロ
ック線図、第4図は本発明の一実施例を示すダイレクト
ドライブ垂直多関節型産業用ロボットの機構部を示す斜
視図である。 、25・・・・・・位置指令演算器、26・・・・・・
モータ、27・・・・・・位置検出器、28・・・・・
・速度指令演算器、29・・・・・・速度検出器、30
・旧・増幅器、31・・・・・・電流検出器、32・・
・・・・トルク演算器、33・・・・・・速度演算器。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 はが1名第2
図 vJ         0

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. モータにより直接駆動されるリンク連鎖の先端に作業対
    象物を把持するハンドを装着し、位置指令演算器の位置
    指令値と前記モータの位置信号との偏差を求め、前記偏
    差に基づき速度指令を演算する速度指令演算器と、前記
    指令速度と前記モータの速度信号との偏差を増幅する増
    幅器と、前記モータに流れる電流を検出する電流検出器
    と、前記電流より前記ハンドに作用する外力によって前
    記モータに作用する外力トルクを算出するトルク演算器
    と、前記外力トルクに基づき速度を決定する速度演算器
    と、前記速度演算器より求めた速度を前記速度指令演算
    器に正帰還させる回路を備えたことを特徴とする産業用
    ロボット。
JP60116923A 1985-05-30 1985-05-30 産業用ロボツト Pending JPS61273610A (ja)

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