JPS6161127B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、作業用ロボツトのサーボメカニズム
に関し、特に一時的に停止することができるよう
にしたロボツト用サーボメカニズムに関する。

従来のロボツト用サーボメカニズムとしては、
第１図に示すようなものがあり、そのサーボ機能
の概略は次のとおりである。

まず、位置検出器ａで検出された位置情報をネ
ガテイブフイードバツク信号として目標値設定回
路ｂからの信号にフイードバツクすることにより
得られる偏差信号を、サーボ増幅器ｃで増幅した
のち、この増幅偏差信号に基づきサーボバルブｄ
を作動させアクチユエータｅを駆動させることに
より、作業部材を作動させることが行なわれる。

ところで、ロボツトの据付調整時やテイーチン
グ操作中あるいは稼動中に、テストや異常動作の
ために、ロボツトをその場で一時的に停止させた
い場合が生じることがある。

しかしながら、従来のロボツト用サーボメカニ
ズムでは、このような一時停止を行なうに際し、
アクチユエータｅをオフにするなどして供給油圧
源を含めたシステム全体をオフの状態にすること
が行なわれるので、再びこのロボツトを稼動させ
る場合に、現在（原点）位置を確認してシステム
全体を再稼動させなければならず、その操作が非
常に面倒になるという問題点がある。

また、上述のごとく、アクチユエータｅをオフ
にしても、負荷による慣性力によりその場停止を
確実に行なうことができず、これにより危険であ
るとともにその場停止に信頼性がないという問題
点がある。

本発明は、これらの問題点を解決しようとする
もので、任意の位置でいつでも確実に直ちにその
場停止を一時的に行なえるようにした、一時停止
可能のロボツト用サーボメカニズムを提供するこ
とを目的とする。

このため、本発明の一時停止可能のロボツト用
サーボメカニズムは、アクチユエータによつて駆
動させる作業部材と、この作業部材の現在位置を
検出する位置検出器と、上記作業部材を移動すべ
く上記作業部材の目標位置を設定する目標値設定
回路と、上記位置検出器からの現在位置信号と上
記目標値設定回路からの目標位置信号とを比較し
てその偏差信号により上記アクチユエータを制御
する制御器とをそなえたロボツト用サーボメカニ
ズムにおいて、上記作業部材を一時停止させるべ
く、一時停止時であることを検出する一時停止操
作用スイツチと、同一時停止操作用スイツチから
の一時停止指令信号を受けたとき上記位置検出器
からの現在位置信号を保持するホールド回路と、
上記一時停止操作用スイツチからの一時停止指令
信号に基づき上記目標値設定回路から上記制御器
へ供給される目標位置信号に替えて上記ホールド
回路から上記制御器へ保持された現在位置信号を
供給する一時停止用切換手段が設けられたことを
特徴としている。

以下、図面により本発明の実施例について説明
すると、第２図はその第１実施例としての一時停
止可能のロボツト用サーボメカニズムを説明する
ためのブロツク図であつて、直行座標型、円筒座
標型、極座標型あるいは関節型のロボツトにおけ
るアームのごとき作業部材を駆動するアクチユエ
ータ１が設けられており、このアクチユエータ１
により駆動された作業部材の位置を検出するため
にアナログ式の位置検出器２が設けられている。

また、この位置検出器２からのアナログ検出信
号を目標値設定回路３からの基準信号（目標値信
号）と比較してその偏差信号によりアクチユエー
タ１の作動を制御する制御器Ｃが設けられてお
り、この制御器Ｃは、偏差信号を出力する減算器
４と、この偏差信号を増幅するサーボ増幅器５
と、増幅された偏差信号に基づいてアクチユエー
タ１を作動させるサーボバルブ６とを含んで構成
されている。

このようにこのアナログ式のサーボメカニズム
は位置検出器２からのフイードバツク信号を有す
るネガテイブフイードバツクループとして構成さ
れているが、位置検出器２は、減算器４に接続さ
れているほかに、ピーク値検出器７にも接続され
ており、このピーク値検出器７はホールド回路と
しての一時停止操作用スイツチ８付きのアナログ
メモリ９に接続されている。

また、目標値設定回路３と減算器４との間に
は、一時停止用切換手段としてのアナログ式切換
回路１０が介接されている。この切換回路１０の
一入力端には、目標値設定回路３が接続され、出
力端には減算器４が接続されているが、切換回路
１０の他入力端には、ホールド回路としてのアナ
ログメモリ９が接続されている。

ところで、ピーク値検出器７は、位置検出器２
からのアナログ検出信号を受けてこの信号の最大
値を出力できるようにした回路である。

またアナログメモリ９はピーク値検出器７から
の信号を記憶できるようにした回路で、具体的に
はコンデンサのチヤージ量を記憶量に対応させて
おり、常時は一時停止操作用スイツチ８が閉の状
態になつていて記憶が絶えず更新されているが、
スイツチ８が開の状態になれば、ピーク値検出器
７からの信号が遮断されて、記憶量に相当するチ
ヤージされていた電荷が切換回路１０へ出力され
るようになつている。

さらに、切換回路１０は目標値設定回路３から
の目標値信号またはアナログメモリ９からの信号
のいずれか一方を、減算器４へ出力するための回
路で、具体的には半導体のアナログスイツチング
素子を用いた電子スイツチとして構成されてお
り、前記一時停止操作用スイツチ８が開になる
と、アナログメモリ９から記憶信号が出力される
のに伴い、この記憶信号を減算器４へ出力すべく
切換わるようになつている。

なお、図中、符号１１は切換回路１０から再び
目標値信号を出力するために必要なリセツトスイ
ツチを示しており、このリセツトスイツチ１１を
作動させると、模式的には切換回路１０のａ端子
とｂ端子とが導通して、目標値信号が減算器４へ
出力されるようになつている。

また、一時停止操作用スイツチ８は一旦開にな
ると、その状態を保持するように構成されてお
り、この開の状態を解いて閉の状態へ戻すには、
模式的に切換回路１０のａ端子とｂ端子とを導通
させて目標値信号が減算器４へ出力されるように
リセツトスイツチ１１を作動させればよい。

上述の構成により、作業部材が目標位置を目指
して稼動しているときに、現在の稼動位置（以
下、「現在位置」という。）で上記作業部材を一時
的にその場停止させたい場合には、一時停止操作
用スイツチ８を開の状態にすればよい。

このスイツチ操作に伴い、切換回路１０は模式
的にはｃ端子とｂ端子とが導通状態になり、更に
アナログメモリ９からは所定値に維持された信号
即ち現在位置に対応するアナログ検出信号が出力
されるので、減算器４へはあたかも目標位置が現
在位置であるかのような信号が出力され、これに
より位置検出器２からのフイードバツク信号との
偏差がゼロになるため、このサーボ系は直ちに平
衡状態になつて、作業部材は現在位置にその場停
止する。

このとき、負荷の慣性力で、現在位置を通り過
ぎても、偏差信号が負になつて、作業部材はオー
バーシユートしながら現在位置に収束し、結局そ
の場で停止する。

このようにしてスイツチ８を作動させるだけ
で、作業部材を直ちに現在位置にその場停止させ
ることができるが、再び作業部材を目標位置へ向
けて稼動させたい場合は、リセツトスイツチ１１
を作動させればよい。

このスイツチ操作に伴い、切換回路１０は模式
的にはａ端子とｂ端子とが再び導通状態になつ
て、減算器４へは再び目標値信号が供給されるの
で、作業部材は目標位置へ向けて再度動き出すの
である。

なお、上述の第１実施例のごとく、位置検出器
２からの検出信号をピーク値検出器７へ入力する
代わりに、位置検出器（第１の位置検出器）２か
らの検出信号は従来どおり減算器４へだけフイー
ドバツクされるように構成し、且つ位置検出器
（第１の位置検出器）２と連動して作動する他の
位置検出器（第２の位置検出器）を設けてこの位
置検出器（第２の位置検出器）からの信号をピー
ク値検出器７へ入力するようにしてもよい。

この場合は、例えば位置検出器２の作動範囲が
広範であるような場合に有効で、他の位置検出器
として作動範囲の狭いものを用いることにより、
各位置検出器の作動範囲について一対一の対応付
けをしておけば、ピーク値検出器７の容量を大き
くせずに、容易に位置検出器とのマツチングをと
ることができる。

第３図は本発明の第２実施例としての一時停止
可能のロボツト用サーボメカニズムを説明するた
めのブロツク図であり、第３図中、第２図と同じ
符号はほぼ同様の部分を示している。

この第２実施例では、位置検出器２′、目標値
設定回路３′、減算回路４′や切換回路１０′ある
いはホールド回路９′にデイジタル式のものが用
いられたものであるが、作業部材の一時停止の作
用は、原理的には前述のアナログ式の第１実施例
の場合と同じである。

ここで、位置検出器２′としては、エンコーダ
が用いられており、またこの位置検出器２′から
の出力についてコード変換を行なうためのコード
変換器１２が設けられている。

さらに、目標値設定回路３′としては、入力レ
ジスタが用いられ、減算回路４′としてはカウン
タが、又一時停止用切換手段としての切換回路１
０′としてはマルチプレクサが用いられるととも
に、ホールド回路９′としては一時停止操作用ス
イツチ８′付きのラツチが用いられる。

なお、第３図中、符号１１′はリセツトスイツ
チを示しており、その機能はリセツトスイツチ１
１と同じである。

また、符号１３は減算回路４′からのデイジタ
ル偏差信号をデイジタル／アナログ変換するため
のデイジタル／アナログ変換器（Ｄ／Ａ変換器）
を示している。

上述の構成により、作業部材が目標位置を目指
して稼動しているときに、現在位置で上記作業部
材を一時的にその場停止させたい場合には、一時
停止操作用スイツチ８′を作動させればよい。

このスイツチ操作に伴い、切換回路１０′はラ
ツチ９′から減算回路４′へのパスを形成すること
になり、更にラツチ９′からは所定値に維持され
た信号即ち現在位置に対応するデイジタル検出信
号が出力されるので、減算回路４′へはあたかも
目標位置が現在位置であるかのような信号が出力
され、これにより位置検出器２′からのフイード
バツク信号との偏差がゼロになるため、このサー
ボ系は直ちに平衡状態になつて、作業部材は現在
位置にその場停止する。

このとき、負荷の慣性力で、現在位置を通り過
ぎても、偏差信号が負になつて、作業部材はオー
バーシユートしながら現在位置で収束し、結局そ
の場で停止する。

このようにしてスイツチ８′を作動させるだけ
で、作業部材を直ちに現在位置にその場停止させ
ることができるが、再び作業部材を目標位置へ向
けて稼動させたい場合は、リセツトスイツチ１
１′を作動させればよい。

このスイツチ操作に伴い、切換回路１０′は入
力レジスタ３′から減算回路４′へのパスを再び形
成するため、減算回路４′へは再び目標値信号が
供給されるので、作業部材は目標位置へ向けて再
度動き出すのである。

なお、上述の第２実施例のごとく、位置検出器
（第１の位置検出器）２′からの検出信号をコード
変換器１２を介してラツチ９′へ入力する代わり
に、位置検出器（第１の位置検出器）２′からの
検出信号は本来どおり減算回路４′へだけフイー
ドバツクされるように構成し、且つ位置検出器
（第１の位置検出器）２′と連動して作動する他の
位置検出器（第２の位置検出器；この場合もエン
コーダ使用）を設けてこの位置検出器（第２の位
置検出器）からの信号を他のコード変換器を介し
てラツチ９′へ入力するようにしてもよい。

この場合の効果は、前述の第１実施例での同様
の記載で述べたとおりである。

以上詳述したように、本発明の一時停止可能の
ロボツト用サーボメカニズムによれば、アクチユ
エータによつて駆動される作業部材と、この作業
部材の現在位置を検出する位置検出器と、上記作
業部材を移動すべく上記作業部材の目標位置を設
定する目標値設定回路と、上記位置検出器からの
現在位置信号と上記目標値設定回路からの目標位
置信号とを比較してその偏差信号により上記アク
チユエータを制御する制御器とをそなえたロボツ
ト用サーボメカニズムにおいて、上記作業部材を
一時停止させるべく、一時停止時であることを検
出する一時停止操作用スイツチと、同一時停止操
作用スイツチからの一時停止指令信号を受けたと
き上記位置検出器からの現在位置信号を保持する
ホールド回路と、上記一時停止操作用スイツチか
らの一時停止指令信号に基づき上記目標値設定回
路から上記制御器へ供給される目標位置信号に替
えて上記ホールド回路から上記制御器へ保持され
た現在位置信号を供給する一時停止用切換手段が
設けられているので、上記作業部材の一時的なそ
の場停止を、簡素な構造でしかも極めて容易に行
なえる利点があり、さらに、上記停止位置に上記
作業部材を確実に停止させることができ、これに
より安定性が大幅に向上するとともに信頼性も大
幅に向上する利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のロボツト用サーボメカニズムを
説明するためのブロツク図であり、第２図は本発
明の第１実施例としての一時停止可能のロボツト
用サーボメカニズムを説明するためのブロツク図
であり、第３図は本発明の第２実施例としての一
時停止可能のロボツト用サーボメカニズムを説明
するためのブロツク図である。 １……アクチユエータ、２，２′……位置検出
器、３……目標値設定回路、３′……目標値設定
回路としての入力レジスタ、４……減算器、４′
……減算回路、５……サーボ増幅器、６……サー
ボバルブ、７……ピーク値検出器、８，８′……
一時停止操作用スイツチ、９……ホールド回路と
してのアナログメモリ、９′……ホールド回路と
してのラツチ、１０，１０′……一時停止用切換
手段としての切換回路、１１，１１′……リセツ
トスイツチ、１２……コード変換器、１３……ア
ナログ／デイジタル変換器、Ｃ……制御器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ アクチユエータによつて駆動される作業部材
   と、この作業部材の現在位置を検出する位置検出
   器と、上記作業部材を移動すべく上記作業部材の
   目標位置を設定する目標値設定回路と、上記位置
   検出器からの現在位置信号と上記目標値設定回路
   からの目標位置信号とを比較してその偏差信号に
   より上記アクチユエータを制御する制御器とをそ
   なえたロボツト用サーボメカニズムにおいて、上
   記作業部材を一時停止させるべく、一時停止時で
   あることを検出する一時停止操作用スイツチと、
   同一時停止操作用スイツチからの一時停止指令信
   号を受けたとき上記位置検出器からの現在位置信
   号を保持するホールド回路と、上記一時停止操作
   用スイツチからの一時停止指令信号に基づき上記
   目標値設定回路から上記制御器へ供給される目標
   位置信号に替えて上記ホールド回路から上記制御
   器へ保持された現在位置信号を供給する一時停止
   用切換手段が設けられたことを特徴とする、一時
   停止可能のロボツト用サーボメカニズム。 ２ 上記位置検出器が、上記制御器へ直接に現在
   位置信号を送る第１の位置検出器と、上記ホール
   ド回路に現在位置信号を送る第２の位置検出器と
   から構成された特許請求の範囲第１項に記載の一
   時停止可能のロボツト用サーボメカニズム。 ３ 上記位置検出器が、その現在位置の検出信号
   としてアナログ信号を出力するアナログ回路で構
   成され、上記ホールド回路が、上記現在位置信号
   を保持するアナログメモリをそなえて構成された
   特許請求の範囲第１項または第２項に記載の一時
   停止可能のロボツト用サーボメカニズム。 ４ 上記位置検出器が、その現在位置の検出信号
   としてデイジタル信号を出力するデイジタル回路
   で構成され、上記ホールド回路が、上記現在位置
   信号を保持するラツチをそなえて構成された特許
   請求の範囲第１項または第２項に記載の一時停止
   可能のロボツト用サーボメカニズム。