JPS6315109A - 角度検出装置 - 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、例えば、多関節形ロボットの出力軸として
の回転軸の動作角度に制限を与える角度オーバーラン位
置検出に適用する角度検出装置に関するものである。

〔従来の技術〕

第３図は多関節形ロボットの１関節部の駆動方法を示す
構成図、第４図は出力軸の位置検出を示す概念図であり
、第３図、第４図において、１６はサーボモータ１７の
後部に装着されたモータ角度検出用の位置検出器、１８
はサーボモー・夕１７と減速機１９をつなぐカップリン
グ、２１はジヨイント２０を介して減速機１９と軸受２
２を連結するコネクティングロッド、２３は駆ｆｌ＋を
カサ歯！、　２４に伝達するカサ歯車、２５はカサ歯車
２４と一体となって動くロボットアーム、５ａはロボッ
トアーム２５に固定されたドッグプレート、６ａはドッ
グプレート５ａの周面に突設したドッグ、８ａはロボッ
トアーム２５とドッグプレート５ａとをキー９ａにより
結合する回転軸としてのロボット関節出力軸、１ａは原
点検出センサ、２ａはＩＩ　　ＩＩ側オーバーラン検出
センサ３ａはＩｔ　＋　ＩＩ側オーバーラン検出センサ
２６はロボットアーム２５の動作角度である。

次に動作について説明する。ロボットはコントローラか
らの動作指令によって、サーボモータ１７が動くと、そ
の駆動はカップリング１８を介して減速機１９に伝えら
れると共に減速され、そして、増幅される。次いで、そ
の駆動力はジヨイント２０、コネクティングロッド２１
を介してカサ歯車２３．２４に伝えられ、最終的にロボ
ットアーム２５が指定の関節動作を行うように構成され
ている。

しかし、この構成において、サーボモータ１７の駆動力
を増幅するために多段の減速を必要とするため、出力軸
８ａが１回転するためには、サーボ−モータ１７は数十
回の回転をしなければならない。又、サーボ−モータ１
７の後部には位置検出器１６が装着されているが、この
位置検出が可能であるのはモーター１回転の範囲内にお
いてのみである。

以上の理由により、ロボットは出力部において。

第４図に示すようなドッグプレート５ａ、ドッグ６ａを
つけ、このドッグ１８ｃの移動軌跡に対向して所定の位
置にＪｎ点センサ１ａを取付けて、ロボットの初期電源
起動時において、機械的関係を検知する操作、いわゆる
、原点出しを行う。

この原点出し操作においては、ロボットはどこに原点検
出センサ１ａがあるか解らないため、自動では動けない
６ので特殊な操作を行う。即ち、本来のり」作領域２６
の外側にドッグ１８ｃの移動軌跡に対向して″＋″１，
１１１１側オーバーラン検出センサ２ａ、３ａを設置し
ておいて、ロボットアーム２５を例えば反時計方向に回
転させる。そして、最初に原点検出センサ１ａにドッグ
６ａが接触したらそこで停止させ、＋”側オーバーラン
検出センサ３ａに接触したら逆に時計方向に回転させて
、原点検出センサ１ａを求めるといった操作を行うこと
により機械的関係を求めている。

なお、１１　＋　Ｉｔ、″′−″側オーバーラン検出セ
ンサ２ａは上記の原点出しのみではなく、ロボット通常
動作時におけるＳ／Ｗ暴走、メカ故障による動作角度は
ずれのトラブル時にもアラームを発生させるために使用
される。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来の多関節形ロボットの出力段の動作角度の位置検出
に適用する角度検出装置は以上のように構成されている
ので、通常の動作領域２６の外側に必らずｌ＋ｌｌ　、
　　ＩＩ　　ｌ＋側オーバーラン検出センサ２ａ、３’
ａを配置する必要がある。このため、動作領域２６が±
１８０”に近ずくと、上記オーバーラン検出センサの配
置が困難となり、ドッグプレート５ａが１枚の場合、実
用上動作領域２６は±１７０°程度に制限される。又、
ドッグプレート５ａを２枚として“＋”、“−”毎に独
立させたとしても、±１７５°程度に制限されるという
問題点があった。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、動作領域２６が±１８０°、又は±１８０°
〜±２７０°程度まであったとしても、その外側の“＋
ＩＩ　、　　Ｉｔ　　ＩＩ側オーバーラン位置検出１枚
のドッグプレートで可能な角度検出装置を得ることを目
的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係る角度検出装置は、多関節ロボットの出力
段の動作領域が±１８０°以」二の場合においては、Ｉ
Ｉ　＋　１１側領域にＢ　　ＩＴ側オーバーラン検出セ
ンサ、“−”側領領域ｕ　＋　ＩＩ側オーバーラン検出
センサ配置するとともに、これらの１１＋ｌ＋　、　　
ＩＩ　　ＩＩ側オーバーラン検出センサ信号とｈｉ点検
出センサの信号とをマイクロプロセッサを用いた制御回
路に取り込んで、＋ｌｌｌ　、　　ＬＬ　　Ｉ＋オーバ
ーランの判別プログラムにより、ＩＩ　＋　ＩＩ。

ＬＬ　　Ｉ＋オーバーラン位置検出を行うようにしだも
のである。

〔作用〕

この発明におけるＲ＋ｌ＋　、　　１１　１１オーバー
ランの判別プログラムは、取り込んだ信号のうち、第１
ステツプで取り込んだ信号を反対の（例えば４１　＋　
′１の場合はｔ　−１１）信号の入力の前段信号として
取り扱うとともに、次に第２ステツプとして取り込んだ
信号により始めて位置検出センサの出力が出たとして取
り扱うようにしたことにより、ＬＬ　＋　ＩＩ　、　　
Ｉｔ−１″のオーバーラン位置検出を１枚のドッグプレ
ートを用いる簡単、かつ、安価な構成で可能とする。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を図について説明する。

第１図において、１は原点位置を検出する原点センサ、
２は“−”側オーバーラン検出センサ、３は“＋”側オ
ーバーラン検出センサ、４ａ、４ｂ、４ｃは検出センサ
１〜３の信号をロボットコントローラ１０のＩ１０イン
ターフェース１２に伝送する接続ケーブル、５はロボッ
トアーム（図示せず）に固定されたドッグプレート、６
はドッグプレート５上のドッグ、７はロボットアーム、
つまり、ドッグプレート５の動作領域（角度）、８はロ
ボットアームとドッグプレート５とをキー９により結合
するロボット関節出力軸、１０はロボットメカを駆動及
び制御する制御回路としてのロボットコントローラで、
このロボットコントローラ１０は情報を伝達するシステ
ムバス１３を介して相互に接続された主メモリ１４に従
ってプログラムを動かす中央処理装置（ＣＰＵ）１１と
、Ｉ１０インターフェース１２と、ロボットコントロー
ラ１ｏに対する電源断時にも記憶が消えないバブルメモ
リ１５とで構成されている。

次に動作について説明する。多関節ロボットの出力段の
初期状態が第１図に示すものとして時計方向（ｉｔ＋を
方向）に動くと、その回転がロボット関節出力軸８及び
キー９を介してドッグプレート５に伝わり最終的にドッ
グ６が回転する。

そして、ドッグ６がり、Ｅ、Ｆのポイントに到達すると
、そのポイントに対向配置された原点センサ１、゛″＋
″′側オーバーラン検出センサ２、“′−”側オーバー
ラン検出センサ３がＯＮ状態となり、各センサからのＯ
Ｎ信号が接続ケーブル４ａ、４ｂ、４ｃを介してロボッ
トコントローラ１０内のＩ１０インターフェース１２に
伝えられる。

ロボットコントローラ１０はこれらの信号が入力される
と、中央処理装置１１の制御により、そのデータを読み
とるとともに主メモリ１１よりプログラムＡを読み出し
て、そのプログラムへの処理手順により、バブルメモリ
１５のＢ、Ｃ番地にデータをＲＥＡＤ／ＷＲＩ置、て、
原点検出出力、゛′＋″′側オーバーラン検出出力、゛
−″側オーバーラン検出出力を発生させる。

即ち、第２図のフローチャート図に示すように、“＋”
側オーバーラン検出センサ２がＯＮか、ｉｉ　　ｕ側オ
ーバーラン検出センサ３がＯＮか、原点センサ１がＯＮ
かを順次に判断しくステップ２−１〜２−３）、原点セ
ンサ１の入力がないと次ステツプへ移行しくステップ２
−４）、入力があると、バブルメモリ１５のＢ、Ｃ番地
をクリアし、原点検出出力を出力して次ステツプへ移行
する（ステップ２−５〜２−７）。

′“＋”側オーバーラン検出センサ２の入力があると、
バブルメモリ１５のＢ、Ｃ番地とも０の場合は、゛−”
側オーバーラン検出の前段センサとするために、バブル
メモリ１５のＢ番地を１にセットして次ステツプへ移行
する（ステップ２−１６〜２−１９）。

また、Ｂ番地が１の場合はドッグ６が１度Ｅポイントを
通過後、逆転して再度Ｅポイントに来たと見做してＢ番
地をＯにクリアし１次ステップへ移行しくステップ２−
２２．２−２３）　、Ｃ番地が１の場合はＦポイント通
過後、Ｅポイントに達したと見做して１１　＋　Ｉｔ側
のオーバーラン検出出力を出力し、次ステツプへ移行す
る（ステップ２−２０．２−２１）。

一方、゛−″′側オーバーラン検出センサ３の入力があ
ると、バブルメモリ１５のＢ、Ｃ番地とも０の場合は　
ＩＩ　＋　Ｉ＋側オーバーラン検出の前段センサとする
ために、バブルメモリ１５のＣ番地を１にセットして次
ステツプへ移行する（ステップ２−８〜２−１１）。

また、Ｃ番地が１の場合は、一度Ｆポイントを通過後、
逆転して再度Ｆポイントに来たとみなしてＣ番地をＯに
クリアし、次ステツプへ移行する（ステップ２−１４．
２−１５）。

また、Ｂ番地が１の場合は、一度Ｅポイントを通過後、
Ｆポイントに達したとみなしてＩｔ　　ＩＩ側オーバー
ラン検出出力出力し、次ステツプへ移行する（ステップ
２−１２．２−１３）。

以上のような動作により、±１８０°を超えた動作範囲
を有する場合も前記第４図の場合と同様にして取扱うこ
とができる。

なお、上記実施例では、検出センサとして、近接スイッ
チを設けたものを示したが、これは光センサ、リミット
スイッチ等でも良い。また、位置の変位を示すためにド
ッグプレート５．ドッグ６を用いたものを示したが、こ
れはスリット円盤状のものでもよい。さらに、電源断時
にも記憶内容を保持しているメモリ１５として、バブル
メモリＬ５を用いたものを示したが、これはワイヤメモ
リ、バンクアップはＩＣメモリ等でもよい。

また、上記実施例では多関節形ロボットの１関ＷＩ軸の
場合について説明したが、回転テーブルや他の制御機器
の回転軸であってもよく、上記実施例と同様の効果を奏
する。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば　１１　＋Ｉ＋。

１１　　ＩＩ側オーバーラン検出センサ信号と原点検出
センサの信号とを制御回路に取り込み、１１　＋　ＴＩ
。

１１　　ＩＩ側オーバーラン判別プログラムの実行によ
って”＋”ｉｔ　　ｎ側オーバーラン検出信号を出力す
るように構成したので、動作領域が±１８０゜以上であ
ってもパ＋”　　１１　　Ｉｔ側のオーバーラン位置検
出を行う信頼性の高い角度検出装置が１枚のドッグプレ
ートを用いた簡単、かつ、安価な構成で得られる効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による角度検出装置を示す
構成図、第２図はその装置の制御フローチャート図、第
３図は従来の多関節ロボットの駆動方法を示す構成図、
第４図は従来の検出センサの配置を示す構成図である。 １は原点検出センサ、２は１１　＋　ＩＩ側オーバーラ
ン検出センサ３は−”側オーバーラン検出センサ、５は
ドッグプレート、６はドッグ、８はロボット関節出力軸
、１０は制御回路、１４は主メモリ、１５はメモリ。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。 特許出願人　　三菱電機株式会社 第３図 第４図 ０゜

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 動作範囲が±１８０°以上の回転軸と、前記回転軸に一
   体的に取付けたドッグプレートと、前記ドッグプレート
   のドッグの移動軌跡に対向配設した原点検出センサと“
   ＋”側オーバーラン検出センサおよび“−”側オーバー
   ラン検出センサと、前記“＋”側オーバーラン検出セン
   サを“−”側オーバーラン検出の前段センサとし前記“
   −”側オーバーラン検出センサを“＋”側オーバーラン
   検出の前段センサとして用いるために該“＋”側オーバ
   ーラン検出センサおよび“−”側オーバーラン検出セン
   サの信号を書き込むＲＥＡＤ／ＷＲＩＴＥ可能で、かつ
   、電源断時にも記憶内容を保持しているメモリと前記信
   号の書き込み後前記“＋”、“−”側オーバーラン検出
   センサが作動して該書き込み信号と反対の信号が入力さ
   れた場合はその入力信号をオーバーラン検出信号として
   取扱い前記書き込み信号と同一の信号が入力された場合
   は前記メモリの内容をクリアするとともに前記原点検出
   センサよりの信号入力時は常に該メモリの内容をクリア
   するプログラムを内蔵した主メモリとを有する制御回路
   を備えた角度検出装置。