JPS6227602A - ロボツト関節角検出装置 - Google Patents
ロボツト関節角検出装置Info
- Publication number
- JPS6227602A JPS6227602A JP16574485A JP16574485A JPS6227602A JP S6227602 A JPS6227602 A JP S6227602A JP 16574485 A JP16574485 A JP 16574485A JP 16574485 A JP16574485 A JP 16574485A JP S6227602 A JPS6227602 A JP S6227602A
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- Japan
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- angle
- rotation
- joint
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- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は、停電時にも原点復帰を必要としない広角度、
高精度のロボット関節角検出装置に関するものである。
高精度のロボット関節角検出装置に関するものである。
一般にロボットは、各関節軸の回転角度をサーボ装置を
用いて制御しており、従って各回転角度を高精度で検出
する検出装置が必要である。
用いて制御しており、従って各回転角度を高精度で検出
する検出装置が必要である。
回転角検出器としては、回転軸にポテンショメータやレ
ゾルバを結合して絶対角度を検出するアブソリュート形
の検出器と、回転軸にパルス発生器（以下ＰＧと呼ぶ）
を結合して回転角度をパルス数でカウントするインクリ
メンタル形の検出器がある。
ゾルバを結合して絶対角度を検出するアブソリュート形
の検出器と、回転軸にパルス発生器（以下ＰＧと呼ぶ）
を結合して回転角度をパルス数でカウントするインクリ
メンタル形の検出器がある。
アブソリュート形の検出器は、絶対角度を検出するので
、停電があっても、停電が回復すれば元の検出値を回復
するが１回転軸から検出器までの減速機によるバックラ
ッシュ２、あるいは検出器自体の直線性や精度が劣るな
どの問題がある。
、停電があっても、停電が回復すれば元の検出値を回復
するが１回転軸から検出器までの減速機によるバックラ
ッシュ２、あるいは検出器自体の直線性や精度が劣るな
どの問題がある。
一方インクリメンタル形の検出器は、直線性がよく検出
精度も高いが、停電してカウンタが停止すると、停電が
回復しても元のカウント値を回復せず、従って関節軸を
機械的に原点復帰させて零点調整を行う必要があり１作
業能率を低下させるという問題がある。
精度も高いが、停電してカウンタが停止すると、停電が
回復しても元のカウント値を回復せず、従って関節軸を
機械的に原点復帰させて零点調整を行う必要があり１作
業能率を低下させるという問題がある。
アブソリュート形とインクリメンタル形とを組合せる方
法もあり、この場合は検出範囲が広くなると共に直線性
や精度も向上するが、停電時の原点復帰は必要であり、
作業能率の低下という問題は解決されない。
法もあり、この場合は検出範囲が広くなると共に直線性
や精度も向上するが、停電時の原点復帰は必要であり、
作業能率の低下という問題は解決されない。
本発明は、アブソリュート形回転検出器として高精度の
アナログ形と広角度のディジタル形とを組合せることに
よって停電時にも原点復帰を必要としない高精度で広角
度のロボット関節角検出装置を提供することを目的とし
ている。
アナログ形と広角度のディジタル形とを組合せることに
よって停電時にも原点復帰を必要としない高精度で広角
度のロボット関節角検出装置を提供することを目的とし
ている。
本発明は、ロボットの関節軸の回転角を、上記関節軸を
減速機を介して駆動する電動機の回転数と回転位置とか
ら検出するロボット関節角検出装置において、電動機の
１回転ごとの回転位置を検出するレゾルバと、上記関節
軸の原点位置からのレゾルバの回転数を整数値として検
出するエンコーダを備え、上記レゾルバの出力する回転
位置信号とエンコーダの出力する回転数とから上記関節
軸の回転角を算出し、これによって間接軸の回転角を広
角度、高精度で検出できると共に、停電時の原点復帰作
業を不用としたロボットの回転角検出装置である。
減速機を介して駆動する電動機の回転数と回転位置とか
ら検出するロボット関節角検出装置において、電動機の
１回転ごとの回転位置を検出するレゾルバと、上記関節
軸の原点位置からのレゾルバの回転数を整数値として検
出するエンコーダを備え、上記レゾルバの出力する回転
位置信号とエンコーダの出力する回転数とから上記関節
軸の回転角を算出し、これによって間接軸の回転角を広
角度、高精度で検出できると共に、停電時の原点復帰作
業を不用としたロボットの回転角検出装置である。
本発明の一実施例を第１図に示す。
第１図において、１は複数の間接＠２を有するロボット
であり、簡単のため１軸のみを図示している。各関節軸
２はそれぞれ減速機３を介して電動機Ｍで駆動される。
であり、簡単のため１軸のみを図示している。各関節軸
２はそれぞれ減速機３を介して電動機Ｍで駆動される。
電動機ＭにはそれぞれレゾルバＲＥおよび歯車Ｐ１が結
合され、関節軸２の回転に応じて歯車Ｐ１が回転する。
合され、関節軸２の回転に応じて歯車Ｐ１が回転する。
歯車Ｐ□には減速比１／２の歯車Ｇ□が結合され、歯車
Ｇ１には減速比１／２の歯車Ｇ２が結合され、順次１／
２の減速比で歯車Ｇ、、Ｇ４が結合さ九、歯車Ｇ工〜Ｇ
４にはそれぞれパルス発生器ＰＧｉ〜ＰＧ４が直結され
て、ディジタルエンコーダ４を構成している。
Ｇ１には減速比１／２の歯車Ｇ２が結合され、順次１／
２の減速比で歯車Ｇ、、Ｇ４が結合さ九、歯車Ｇ工〜Ｇ
４にはそれぞれパルス発生器ＰＧｉ〜ＰＧ４が直結され
て、ディジタルエンコーダ４を構成している。
ラッチ回路５は上記各パルス発生器ＰＧ、〜ＰＧ４の出
力パルスをラッチし、伝送回路６を介してロボットコン
トローラ２０にシリアルに伝送する。１９は上記ラッチ
回路５および伝送回路６を含む伝送ユニットである。
力パルスをラッチし、伝送回路６を介してロボットコン
トローラ２０にシリアルに伝送する。１９は上記ラッチ
回路５および伝送回路６を含む伝送ユニットである。
ロボットコントローラ２０は関節角演算器７およびコン
トローラ電源８を有し、関節角演算器７はラッチ回路５
の出力するカウント値ＮＰＧとレゾルバＲＥの出力θＲ
Ｂから下記演算によって関節角θを算出する。
トローラ電源８を有し、関節角演算器７はラッチ回路５
の出力するカウント値ＮＰＧとレゾルバＲＥの出力θＲ
Ｂから下記演算によって関節角θを算出する。
θ＝ （３６０・ＮＰｏ＋θＲＥＩ） Ｉ／Ｉ（・・・
・・・■ことに１／Ｒは減速機３の減速比であり、パル
ス発生器ＰＧ１〜ＰＧ、はそれぞれ１回転ごとに１パル
ス発生し、ＰＧｌのパルスがθＲＦ１の３６０８に対応
している。
・・・■ことに１／Ｒは減速機３の減速比であり、パル
ス発生器ＰＧ１〜ＰＧ、はそれぞれ１回転ごとに１パル
ス発生し、ＰＧｌのパルスがθＲＦ１の３６０８に対応
している。
ロボットの関節角を原点調整するときは、電動機Ｍを駆
動して関節軸を原点位置に戻し、レゾルバＲＥの回転角
位置をゼロに合わせると共に、パルス発生器ＰＧ、〜Ｐ
Ｇ４の出力をすべてオンからオフになる位置に歯車を調
整する。
動して関節軸を原点位置に戻し、レゾルバＲＥの回転角
位置をゼロに合わせると共に、パルス発生器ＰＧ、〜Ｐ
Ｇ４の出力をすべてオンからオフになる位置に歯車を調
整する。
停電時に外力が作用してロボットの関節軸２が回転する
と、電動機Ｍ、レゾルバＲＥおよびパルス発生器ＰＧ１
〜ＰＧ４も回転する。
と、電動機Ｍ、レゾルバＲＥおよびパルス発生器ＰＧ１
〜ＰＧ４も回転する。
電源が復帰すると、レゾルバＲＥは現在の絶対回転角度
を示し、パルス発生器Ｐ０１〜ＰＧ、も現在位置に対応
するオンオフ信号を出力するので、停電中に関節角が回
転しても、復電すれば上記０式によって現在の回転角θ
があたえられる。
を示し、パルス発生器Ｐ０１〜ＰＧ、も現在位置に対応
するオンオフ信号を出力するので、停電中に関節角が回
転しても、復電すれば上記０式によって現在の回転角θ
があたえられる。
従って電源復帰時の原点復帰操作が不用となり、ロボッ
トの作業能率が向上する。
トの作業能率が向上する。
本発明に用いられるパルス発生１１ＰＧ１〜ＰＧ４の一
例を第２図に示す、（Ａ）は側面図、（Ｂ）は正面図で
ある。
例を第２図に示す、（Ａ）は側面図、（Ｂ）は正面図で
ある。
第２図において、１０１は１８０°の切欠部ａを有する
回転円板、１０２は回転円板１０１と歯車Ｇとを結合す
る回転軸、１０３は発光ダイオードとフォトトランジス
タとで構成したフォトインタラプタであり、フォトイン
タラプタ１０３ａ は切欠部に対応して出力信号がオ
ンとなる。
回転円板、１０２は回転円板１０１と歯車Ｇとを結合す
る回転軸、１０３は発光ダイオードとフォトトランジス
タとで構成したフォトインタラプタであり、フォトイン
タラプタ１０３ａ は切欠部に対応して出力信号がオ
ンとなる。
以下エンコーダ４とレゾルバＲＥとの関連動作を第３図
のタイムチャートを参照して説明する６レゾルバＲＥの
出力は原点位置で０であり１回転で０から４０９６まで
変化する。原点ではＰＧ工〜ＰＧ４の出力はすべてオフ
になるのでラッチ回路５の出力値ＮＰＯはゼロであり、
電動機Ｍが１回転するとＰＧｌの出力がオンとなり、こ
れによってエンコーダ４の出力ＮＰＯが１となる。さら
に１回転するとＰＧ。
のタイムチャートを参照して説明する６レゾルバＲＥの
出力は原点位置で０であり１回転で０から４０９６まで
変化する。原点ではＰＧ工〜ＰＧ４の出力はすべてオフ
になるのでラッチ回路５の出力値ＮＰＯはゼロであり、
電動機Ｍが１回転するとＰＧｌの出力がオンとなり、こ
れによってエンコーダ４の出力ＮＰＯが１となる。さら
に１回転するとＰＧ。
の出力がオフ、 ＰＧ、の出力がオンとなりエンコー
ダ４の出力Ｎｐａは２となる。
ダ４の出力Ｎｐａは２となる。
以下１回転ごとにＮＰＧが１ずつ増加し最大１６６回転
Ｎ ｐａ ” １５）までの回転数を検出できる６さ
らに検出できる回転数を大きくしたいときは。
Ｎ ｐａ ” １５）までの回転数を検出できる６さ
らに検出できる回転数を大きくしたいときは。
エンコーダ４のギヤの段数を増やすか、第４図に示すよ
うにギヤトレーンの減速比を１／４にすると共に、 フ
ォトインタラプタ１０３を直角位置で２組設ければよい
。
うにギヤトレーンの減速比を１／４にすると共に、 フ
ォトインタラプタ１０３を直角位置で２組設ければよい
。
また本実施例では回転円板１０１に切欠部ａを設け、透
過形のフォトインタラプタを用いて検出しているが、切
欠部ａに反射板を設けて反射形のフォトカプラによって
検出することも可能である。
過形のフォトインタラプタを用いて検出しているが、切
欠部ａに反射板を設けて反射形のフォトカプラによって
検出することも可能である。
また上記光学的手法のみでなく、電気的または機械的な
手法を用いることも可能である。
手法を用いることも可能である。
以上説明したように本発明によれば、分解能の高いレゾ
ルバとレゾルバの回転数をカウントするディジタル式の
エンコーダとを併ｍして回転角度を検出しているので、
高精度、広角度で且つ停電時にも原点復帰作業を必要と
しないロボット関節角検出装置が実現できる。
ルバとレゾルバの回転数をカウントするディジタル式の
エンコーダとを併ｍして回転角度を検出しているので、
高精度、広角度で且つ停電時にも原点復帰作業を必要と
しないロボット関節角検出装置が実現できる。
第１図は本発明の一実施例を示す構成図、ｆｆ１２図は
第１図におけるパルス発生器の詳細を示す構造図、第３
図はレゾルバおよびパルス発生器の出力信号を示すタイ
ムチャート、第４図はパルス発生器の他の実施例を示す
図である。 １ ロボット ２ ｒｌｊｍ＃ ３ 減速機 ４ エンコーダ ５ ラッチ回路 ６ 伝送回路 ７ 関節角演算器 ８ コントローラ電源 １８ モータユニット １９ 伝送ユニット ２０ ロボットコントローラ６１〜Ｇ４
歯車 ＰＧ□〜ＰＧ、 パルス発生器 ＲＥ レゾルバ Ｍ 電動機 （８７３３）代理人 弁理士 猪 股 祥 晃（ほか１
名）茅 Ｉ 図
第１図におけるパルス発生器の詳細を示す構造図、第３
図はレゾルバおよびパルス発生器の出力信号を示すタイ
ムチャート、第４図はパルス発生器の他の実施例を示す
図である。 １ ロボット ２ ｒｌｊｍ＃ ３ 減速機 ４ エンコーダ ５ ラッチ回路 ６ 伝送回路 ７ 関節角演算器 ８ コントローラ電源 １８ モータユニット １９ 伝送ユニット ２０ ロボットコントローラ６１〜Ｇ４
歯車 ＰＧ□〜ＰＧ、 パルス発生器 ＲＥ レゾルバ Ｍ 電動機 （８７３３）代理人 弁理士 猪 股 祥 晃（ほか１
名）茅 Ｉ 図
Claims (1)
- ロボットの関節軸の回転角を、上記関節軸を減速機を介
して駆動する電動機の回転数と回転位置とから検出する
ロボット関節角検出装置において、電動機の１回転ごと
の回転位置を検出するレゾルバと、上記関節軸の原点位
置からの上記レゾルバの回転数を整数値として検出する
エンコーダを備え、上記レゾルバの出力する回転位置信
号とエンコーダの出力する回転数とから上記関節軸の回
転角を算出することを特徴とするロボット関節角検出装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16574485A JPS6227602A (ja) | 1985-07-29 | 1985-07-29 | ロボツト関節角検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16574485A JPS6227602A (ja) | 1985-07-29 | 1985-07-29 | ロボツト関節角検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6227602A true JPS6227602A (ja) | 1987-02-05 |
Family
ID=15818251
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16574485A Pending JPS6227602A (ja) | 1985-07-29 | 1985-07-29 | ロボツト関節角検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6227602A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008026180A (ja) * | 2006-07-21 | 2008-02-07 | Toyo Denso Co Ltd | 舵角センサ |
| JP2011215845A (ja) * | 2010-03-31 | 2011-10-27 | Osaka Gas Co Ltd | 圧力制御装置 |
| JP2015157332A (ja) * | 2014-02-24 | 2015-09-03 | キヤノン株式会社 | ロボット装置 |
-
1985
- 1985-07-29 JP JP16574485A patent/JPS6227602A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008026180A (ja) * | 2006-07-21 | 2008-02-07 | Toyo Denso Co Ltd | 舵角センサ |
| JP2011215845A (ja) * | 2010-03-31 | 2011-10-27 | Osaka Gas Co Ltd | 圧力制御装置 |
| JP2015157332A (ja) * | 2014-02-24 | 2015-09-03 | キヤノン株式会社 | ロボット装置 |
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