JPS6224991A - 産業用ロボツト - Google Patents

産業用ロボツト

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JPS6224991A
JPS6224991A JP60165133A JP16513385A JPS6224991A JP S6224991 A JPS6224991 A JP S6224991A JP 60165133 A JP60165133 A JP 60165133A JP 16513385 A JP16513385 A JP 16513385A JP S6224991 A JPS6224991 A JP S6224991A
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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、ロボット自身で対象物の位置検出を行なう産
業用ロボットに関するものである。
従来の技術 近年、産業用ロボットにおける作業において、作業対象
物の位置決めが不充分な場合、ロボットとの相対位置の
変化する場合、対象物の大きさ等を繰り返すだけでは不
充分で、対象物の位置を検出し、その位置検出値に従っ
てロボットに教示点との位置補正を行なわせ作業をさせ
る要望が強くなってきている。このため、例えば、視覚
認識装置や、超音波検出器等を用い、対象物の位置を検
出し、そのデータをロボットに送り、ロボットは、その
データに基づき、位置を補正する方式が提案されている
が、そのために専用の視覚認識装置や超音波検出器等が
、各ロボットごとに必要で、コスト的に不利であること
、３次元の位置認識が困難であることなどの欠点があっ
た。そこで、ロボットの力制御機能を用い、ロボット自
身で対象物の位置検出を行なう産業用ロボットをすでに
特願昭６Ｏ−１２９ｆＳ３号等において提案した。
これは、第６図に示す構成になっている。すなわち、モ
ータ１を位置検出器２と速度検出器３と電流のそれぞれ
の制御ループによる通常の位置制御モードと、位置制御
ループを切り離し、荷重指令値と速度検出値の差を電流
指令値とする荷重制御モードを切替える切替部４を有す
るものである。
そして、荷重制御モードの時は、モータ１は、指令値５
に見合った速度で動き、モータ１により駆動されるロボ
ットアームが対象物に接触すると速度は０となり、電流
ループの働きで、一定力を発生するものである。更にこ
の時、位置検出器２の値が変化しないことで、アームの
接触を確認し、その値を読み取ることにより対象物の位
置を検出することができ、ロボット自身で対象物の位置
を検出できる顕著な効果を奏しうるものである。
発明が解決しようとする問題点 しかしながら上記のような構成では、対象物の位置ずれ
９寸法のバラツキ等が、一方向の場合や、作業点が直接
検出できる場合は効果が大きいが、対象物の位置ずれ等
が２次元又は３次元的にある場合や、作業点が直接検出
できない場合には充分対応できないという問題点を有し
ていた。
本発明は上記問題点に鑑み、対象物の位置ずれ等が２次
元又は３次元的にある場合や、作業点が直接検出できな
い場合にも、ロボット自身で、対象物の位置９作業点の
位置を検出できる産業用ロボットを提供しうるものであ
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
、速度制御ループと電流制御ループにより力制御を行な
い、力制御時のアーム停止位置を駆動部の位置検出器に
より検出し読み込む動作を複数ケ所で行ない標準データ
と比較し、対象物の標準位置との変化分の位置・姿勢を
演算部において演算し求めるという構成を備えだもので
ある。
作　　用 本発明は上記した構成によって力制御を行ない、接触停
止点での位置検出器の値を読み取りを複数箇所で行ない
、標準データとの比較、演算を行なうことにより、単に
一方向の位置検出だけでなく、２次元又は３次元の位置
ずれ等の検出や、大きさの検出あるいは作業点を直接検
出できない場合において、検出できる点のずれ量より作
業点の位置ずれ量をロボット自身により検出することが
でき、更にその値に基づき、ロボットは、教示された位
置から位置を補正して作業を行なうことができる。
実施例 以下本発明の一実施例の産業用ロボットについて、図面
を参照しながら説明する。
第１図は本発明の実施例における産業用ロボットの制御
装置の構成を示すものである。第１図において、モータ
６を制御する制御部７と、制御部７より出力した位置指
令信号Ｐと位置検出器８よりの位置検出量を位置計数器
９で検知した値との差を取り、増幅する位置アンプ１０
と、その出力と速度検出器１１よシの速度検出量の差を
取９増幅する速度アンプ１２と、前記速度検出器１１の
検出量と前記制御部６からの力指令値りの差を取った信
号と前記速度アンプ１２の出力とを前記制御部６からの
指令により切り替える切替部１３と、その出力とパワー
アンプ１４での電流検出値Ｉｆとの差を取り増幅する電
流アンプ１５と、その出力をパルス幅変調（ＰＷＭ変調
）するＰＷＭ変調回路１６と、位置検出器８２位置計数
器９の値の値を前記制御部７を介し読み取り記憶し、記
憶した複数の値をあらかじめ与えである式にもとづき演
算を行ない、その結果を制御部７に入力する演算部１７
から構成されている。
第２図は、ロボットの斜視図で、Ｚ軸すニアモータ１８
．Ｚ軸位置検出器１９．ｘ軸すニアモータ２０．ｘ軸位
置検出器２１．Ｙ軸すニアモータ２２、Ｙ軸位置検出器
２３の３ケの駆動部を有し、支点２４をＸＺ２方向に、
支点２５をＹ方向に駆動し、平行四辺形のリンクで構成
されたロボットアーム２６を動かす構成になっている。
第３図は、一点測定時の動作手順を示すブロック図、第
４図、第５図は、２次元位置測定時の説明図である。
以上のように構成された産業用ロボットについて以下第
１図〜第５図を用いてその動作を説明する。
第１図において切替部１３がａの位置にある時は、制御
部７からの位置指令値Ｐにより、位置フィードバック、
速度フィードバック、電流フィードバックを介し、ＰＷ
Ｍ変調器１６．パワーアンプ１７によりモータ６を位置
指令値に合った点まで駆動し位置決めを行なう位置制御
モードとして動作する。切替部１３がｂの位置にある時
は、制御部７からの力指令値りにより、速度フィードバ
ック値との差を取り、その後電流フィードバック値との
差を取り、電流アンプ１ｓ、ＰＷＭ変調器１６　パワー
アンプ１７によりモータｅを駆動する。この時、モータ
６により動作する産業用ロボットアームが対象物と接触
せず移動している時は、速度フィードバックにより、一
定速度で移動し、アームが対象物と接触すると、速度は
０となるため、モータ６には、電流フィードバックによ
り、荷重指令値りに見合った電流が流れるこ七になる。
モータ６にサーボモータを用いると、モータの特性によ
り、電流値と発生力（回転力又は直進力）が比例するた
め、一定の発生力を発生させることができ、力制御モー
ドとして動作する。この時に、モータ６の位置は、位置
検出器８２位置計数器９により常に読み取ることができ
、アームが対象物に接触し、停止したことを位置が変化
しなくなったことにより検知でき、その時の位置を読み
取ることで、対象物の位置を測定することができる。
第２図においては、リニアモータ１８，２０゜２２を前
記位置制御モードで動作することによりロボットアーム
先端２７の位置決めが行なえるとともに、３軸中２軸を
位置決めしたまま、例えばＹ軸すニアモータ２２の制御
を力制御モードにするとロボットアームの先端２７は、
一定速度でＹ方向に移動し、対象物に接触すると停止し
、その位置は、Ｙ軸位置検出器２３で検出できる。
第３図は、一点測定時の動作手順を示す。まず位置制御
モードであらかじめ教示し測定対象物の近くのアプロー
チ点へ移動する。次にアプローチ点より対象物に接近す
る方向に、１つの軸を力制御モードにし、荷重制御モー
ドで対象物に接近移動させる。この時、力指令値は、対
象物が変形。
移動しない大きさに設定する。その後上述したように、
位置検出器の値が変化しないことで停止を判断し、その
データを読み取り、測定値とした後、位置制御モードに
切り替え、再び前記アプローチ点にもどる。このように
力制御モードを用いることにより位置の測定ができる。
第４図、第６図は、２次元の位置測定の例である。第４
図において、実線が対象物の平面の標準位置、破線が実
際の位置とすると矢印Ａ、　　Ｂ、　　Ｃの方向から各
々測定を行ない、各々の測定値の、標準位置での値の差
を求めることにより、対象物の平面の位置と傾きを求め
ることができ、平面上での作業点の場所も求めることが
できる。この手順をまとめたのが第５図である。各点で
の測定値により、演算部１７にて、あらかじめ与えた演
算上にもとづき、平面の位置と傾き、平面上での作業点
の位置を求めることができる。
以上のように本実施例によれば、速度制御ループと電流
制御ループにより力制御を行ない、力制御時のアーム停
止を判断し位置決用器により検出し読み込む動作を複数
ケ所で行ない、標準データと比較し、対象物の標準位置
との変化分の位置・姿勢を演算する演算部を設けること
により、ロボット自身により、２次元又は３次元の位置
・姿勢の検出を行なうことができる。
なお、実施例においては、リニアモータ駆動のリンク機
構アームのロボットで説明したが、回転型のモータでも
同様であり、アームの構成も実施例に限るものではない
。また、ロボットの関節構造はどうでもよいが、摩擦が
少なく、力制御の精度が出しやすいこと、ガタ、タワミ
が少なく位置検出精度の良いことから、関節を直接モー
タで駆動するダイレクト駆動方式が特に適している。な
お実施例において２次元子面での位置検出を説明したが
、３次元の場合にも測定点を増すことで対応できること
は言うまでもない。演算部の計算は、測定点等の関係で
対象物に合ったものを定める必要がある。
発明の効果 に接触したことを検知し、位置検出器により位置を読み
込み、複数ケ所での読み込み値を演算を行ない対象物の
位置・姿勢を求める演算部を設けることにより、ロボッ
ト自身により２次元、３次元の位置・大きさ・姿勢の検
出を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の一実施例における産業用ロボットの制
御装置のブロック図、第２図は同ロボットの斜視図、第
３図は１点測定の動作手順のブロック図、第４図は平面
２次元測定の説明図、第ｃ図は同動作手順のプシツク図
、第６図は従来の産業用ロボットの制御部のブロック図
である。 ７・・・・・・制御部、８・・・・・・位置検出器、１
０・・・・・・位置アンプ、１２・・・・・・速度アン
プ、１３・・・・・・切替部、１５・・・・・・電流ア
ンプ、１７・・・・・・演算部。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名法　
　　　　　　　　　　　　　− 第２図 第３図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 複数の自由度を有するアームと、前記アームを駆動する
    複数の駆動部と、アームの位置を検出する位置検出器と
    、前記アームの動作を制御する制御装置とからなる産業
    用ロボットにおいて、制御装置は速度制御ループと電流
    制御ループとを具備し、駆動部出力を制御する力制御の
    できるサーボ回路と、力制御時アームの対象物への接触
    を前記位置検出器の値の変化を監視することによって検
    知し前記位置検出器の値を読み取る判断部と、前記力制
    御での対象物への接触を複数ケ所で行ない判断部からの
    各々の箇所での情報により標準値と比較し対象物の位置
    又は大きさを演算する演算部とを有することを特徴とす
    る産業用ロボット。
JP60165133A 1985-07-26 1985-07-26 産業用ロボツト Granted JPS6224991A (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60165133A JPS6224991A (ja) 1985-07-26 1985-07-26 産業用ロボツト
KR1019870700257A KR900006498B1 (ko) 1985-07-26 1986-07-16 산업용 로보트
PCT/JP1986/000363 WO1987000478A1 (en) 1985-07-26 1986-07-16 Industrial robot
EP86904380A EP0232424B1 (en) 1985-07-26 1986-07-16 Industrial robot
DE86904380T DE3689116T2 (de) 1985-07-26 1986-07-16 Industrieller roboter.
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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60165133A JPS6224991A (ja) 1985-07-26 1985-07-26 産業用ロボツト

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JPS6224991A true JPS6224991A (ja) 1987-02-02
JPH0351557B2 JPH0351557B2 (ja) 1991-08-07

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EP (1) EP0232424B1 (ja)
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KR (1) KR900006498B1 (ja)
DE (1) DE3689116T2 (ja)
WO (1) WO1987000478A1 (ja)

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