JPS63318277A - 水平ア−ム型多関節ロボットの上下軸直接教示方法と装置 - Google Patents
水平ア−ム型多関節ロボットの上下軸直接教示方法と装置Info
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- JPS63318277A JPS63318277A JP62151421A JP15142187A JPS63318277A JP S63318277 A JPS63318277 A JP S63318277A JP 62151421 A JP62151421 A JP 62151421A JP 15142187 A JP15142187 A JP 15142187A JP S63318277 A JPS63318277 A JP S63318277A
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J9/00—Programme-controlled manipulators
- B25J9/16—Programme controls
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J9/00—Programme-controlled manipulators
- B25J9/02—Programme-controlled manipulators characterised by movement of the arms, e.g. cartesian coordinate type
- B25J9/04—Programme-controlled manipulators characterised by movement of the arms, e.g. cartesian coordinate type by rotating at least one arm, excluding the head movement itself, e.g. cylindrical coordinate type or polar coordinate type
- B25J9/041—Cylindrical coordinate type
- B25J9/042—Cylindrical coordinate type comprising an articulated arm
- B25J9/044—Cylindrical coordinate type comprising an articulated arm with forearm providing vertical linear movement
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J9/00—Programme-controlled manipulators
- B25J9/02—Programme-controlled manipulators characterised by movement of the arms, e.g. cartesian coordinate type
- B25J9/04—Programme-controlled manipulators characterised by movement of the arms, e.g. cartesian coordinate type by rotating at least one arm, excluding the head movement itself, e.g. cylindrical coordinate type or polar coordinate type
- B25J9/041—Cylindrical coordinate type
- B25J9/042—Cylindrical coordinate type comprising an articulated arm
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J9/00—Programme-controlled manipulators
- B25J9/10—Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements
- B25J9/12—Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements electric
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B19/00—Programme-control systems
- G05B19/02—Programme-control systems electric
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- G—PHYSICS
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- G05B2219/36422—During teaching shut off, disable motor to move arm easy
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
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- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/36—Nc in input of data, input key till input tape
- G05B2219/36429—Power assisted positioning
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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、水平アーム型多関節ロボットに関し、特に水
平アームの先端に設けられたモータ駆動の上下軸の下端
にハンドやグリッパ等のロボット作業部を有して予め教
示されたロボット作用を達成する水平アーム型多関節ロ
ボットにおいて、上記の上下軸に関するロボット動作を
、作業者がロボットに直接、教示を行う場合に教示作業
を軽快かつ簡便に遂行できるように改善した上下軸直接
教示方法と装置とに関する。
平アームの先端に設けられたモータ駆動の上下軸の下端
にハンドやグリッパ等のロボット作業部を有して予め教
示されたロボット作用を達成する水平アーム型多関節ロ
ボットにおいて、上記の上下軸に関するロボット動作を
、作業者がロボットに直接、教示を行う場合に教示作業
を軽快かつ簡便に遂行できるように改善した上下軸直接
教示方法と装置とに関する。
産業用ロボットにおいては、ロボットの適用々途に応じ
て、ロボットの夫々の可動部、例えば、アーム、手首、
旋回胴等に関して予め所望のロボット動作を教え込み、
ロボット制御部に該所望のロボット動作を記憶させる所
謂、ティーチング（教示）が行われる。このティーチン
グは一般にはロボットを使用する人間によって行われ、
このティーチングを人が直接行うときには、各ロボット
可動部の駆動源である夫々のモータを停止状態、つまり
、モータ電源を断の状態にして行う。即ち、人が各可動
部毎にそれらを直接所望の７．％過動作順序に従って手
動で動作させ、記憶すべき位置や動作経路をロボット制
御部に記憶させて行く方式が採られる。このために、水
平アーム型名関節ロボットのアーム先端に設けられて上
下に可動する上下軸を備え、その上下軸の下端にハンド
、グリッパ等の作業部を有してワークの搬送等を行う型
の水平アーム型多関節ロボットにおいては、上記の上下
軸に関する動作、位置のティーチングに際して、上下軸
の駆動モータを断にし、上下軸自体、ハンド又はグリッ
パ、ワーク等の夫々の重量は、人が下方から支え上げる
ようにしてティーチングのための動作を上下軸に付与し
なければならない。
て、ロボットの夫々の可動部、例えば、アーム、手首、
旋回胴等に関して予め所望のロボット動作を教え込み、
ロボット制御部に該所望のロボット動作を記憶させる所
謂、ティーチング（教示）が行われる。このティーチン
グは一般にはロボットを使用する人間によって行われ、
このティーチングを人が直接行うときには、各ロボット
可動部の駆動源である夫々のモータを停止状態、つまり
、モータ電源を断の状態にして行う。即ち、人が各可動
部毎にそれらを直接所望の７．％過動作順序に従って手
動で動作させ、記憶すべき位置や動作経路をロボット制
御部に記憶させて行く方式が採られる。このために、水
平アーム型名関節ロボットのアーム先端に設けられて上
下に可動する上下軸を備え、その上下軸の下端にハンド
、グリッパ等の作業部を有してワークの搬送等を行う型
の水平アーム型多関節ロボットにおいては、上記の上下
軸に関する動作、位置のティーチングに際して、上下軸
の駆動モータを断にし、上下軸自体、ハンド又はグリッ
パ、ワーク等の夫々の重量は、人が下方から支え上げる
ようにしてティーチングのための動作を上下軸に付与し
なければならない。
従って、重量支持がティーチング作業者の負担となり、
作業性を阻害すると共に上下軸を支持しながら所望の動
作や位置を教示して行くことに困テ餐が生し一ζ、目標
とするティーチングが簡便、軽快に達成し得ないと言う
不都合がある。
作業性を阻害すると共に上下軸を支持しながら所望の動
作や位置を教示して行くことに困テ餐が生し一ζ、目標
とするティーチングが簡便、軽快に達成し得ないと言う
不都合がある。
依って、本発明は、斯る不都合を解消して、ティーチン
グを簡便、容易に遂行し得るように、改寿することを目
的とするものである。
グを簡便、容易に遂行し得るように、改寿することを目
的とするものである。
即ち、本発明によれば、水平アーム型多関節ロボットの
アーム先端に具備されたモータ駆動の上下軸に作業者が
直接教示を行う方法において、作業者による直接教示の
開始時に、ロボット制御部から上下軸モータ制御部の電
流制御回路への信号路を、前記上下軸の重量と該上下軸
の下端に掛かる可変重量との和に見合う負荷トルクを決
定するトルク計算回路から前記上下軸モータ制御部の電
流制御回路側への信号路へ切り換えスイッチで切り換え
操作して前記上下軸の負荷を予め前記モータにより軽減
させるようにし、次に作業者が前記上下軸を上下に軽動
させて所望の動作を略無負荷で直接教示できるようにし
た水平アーム型多関節ロボットの上下軸直接教示方法及
びこの方法を直接実施する装置として、水平アーム型多
関節ロボットのアーム先端に具備されたモータ駆動の上
下軸に作業者が直接教示を行う装置において、前記上下
軸の軸重量記憶部と、該上下軸の軸端に掛かる可変重量
を記憶する可変重量記憶部と、前記軸重量記憶部及び前
記可変重量記憶部に接続した重量−トルク変換計算部と
を具備した軸負荷決定部と、前記上下軸の駆動モータの
制御部における電流制御部と前記軸負荷決定部との間に
設けられる常開形の第１のスイッチと、前記上下軸の制
御部にロボット制御部からの位置指令と速度指令とを供
給する指令路と前記電流制御部との間に設けられた常閉
形の第２のスイッチとを具備して構成され、前記上下軸
に作業者が動作教示を直接行うとき、前記第１のスイッ
チを閉に、又前記第２のスイッチを開に切り換えて、前
記上下軸の負荷を予め前記モータにより軽減させ、略無
負荷で直接教示できるようにした水平アーム型多関節ロ
ボソトの上下軸直接教示装置を提供して、ティーチング
を負担無く簡便、軽快に遂行できるようにするものであ
る。以下、本発明を添付図面に示す実施例に基づいて、
詳細に説明する。
アーム先端に具備されたモータ駆動の上下軸に作業者が
直接教示を行う方法において、作業者による直接教示の
開始時に、ロボット制御部から上下軸モータ制御部の電
流制御回路への信号路を、前記上下軸の重量と該上下軸
の下端に掛かる可変重量との和に見合う負荷トルクを決
定するトルク計算回路から前記上下軸モータ制御部の電
流制御回路側への信号路へ切り換えスイッチで切り換え
操作して前記上下軸の負荷を予め前記モータにより軽減
させるようにし、次に作業者が前記上下軸を上下に軽動
させて所望の動作を略無負荷で直接教示できるようにし
た水平アーム型多関節ロボットの上下軸直接教示方法及
びこの方法を直接実施する装置として、水平アーム型多
関節ロボットのアーム先端に具備されたモータ駆動の上
下軸に作業者が直接教示を行う装置において、前記上下
軸の軸重量記憶部と、該上下軸の軸端に掛かる可変重量
を記憶する可変重量記憶部と、前記軸重量記憶部及び前
記可変重量記憶部に接続した重量−トルク変換計算部と
を具備した軸負荷決定部と、前記上下軸の駆動モータの
制御部における電流制御部と前記軸負荷決定部との間に
設けられる常開形の第１のスイッチと、前記上下軸の制
御部にロボット制御部からの位置指令と速度指令とを供
給する指令路と前記電流制御部との間に設けられた常閉
形の第２のスイッチとを具備して構成され、前記上下軸
に作業者が動作教示を直接行うとき、前記第１のスイッ
チを閉に、又前記第２のスイッチを開に切り換えて、前
記上下軸の負荷を予め前記モータにより軽減させ、略無
負荷で直接教示できるようにした水平アーム型多関節ロ
ボソトの上下軸直接教示装置を提供して、ティーチング
を負担無く簡便、軽快に遂行できるようにするものであ
る。以下、本発明を添付図面に示す実施例に基づいて、
詳細に説明する。
第１図は、本発明による水平アーム型多関節ロボットの
上下軸直接教示方法を直接実施する装置例を示したブロ
ック図、第２図は、水平アーム型多関節ロボットの全体
機構を示した外観斜視図、第３図は、上下軸の動作に関
与するロボットの詳細な機構図である。
上下軸直接教示方法を直接実施する装置例を示したブロ
ック図、第２図は、水平アーム型多関節ロボットの全体
機構を示した外観斜視図、第３図は、上下軸の動作に関
与するロボットの詳細な機構図である。
先ず、第２図、第３図を参照すると、水平アーム型多関
節ロボットの典型的な機構外観と、上下軸機構が詳示さ
れており、同ロボ７）１０は、ベース部１２を有し、こ
のベース部１２上に回転性又は非回転性のロボット胴部
１４が立設されている。このロボット胴部１４の頂部に
は水平方向に延びた第１水平アームＩ６が、上記ロボッ
ト胴部１４に対して縦軸（θ軸）回りに旋回可能に取付
端には第２の水平アーム１８が、該第１水平アーム１６
に対して前記縦軸（θ軸）と平行を他の縦軸（Ｕ軸）回
りに旋回可能に取付られている。そして、この第２水平
アーム１８の先端には、該第２水平アームに対して上下
縦軸方向に移動可能に設けられた上下軸２０が、具備さ
れている。この上下軸２０の下方部分にはロボットハン
ド又はロボットグリッパ４０が前記Ｕ軸に平行な縦軸（
α軸）の回りの旋回が可能に装着され、ワークＷを把持
し得るようになっている。
節ロボットの典型的な機構外観と、上下軸機構が詳示さ
れており、同ロボ７）１０は、ベース部１２を有し、こ
のベース部１２上に回転性又は非回転性のロボット胴部
１４が立設されている。このロボット胴部１４の頂部に
は水平方向に延びた第１水平アームＩ６が、上記ロボッ
ト胴部１４に対して縦軸（θ軸）回りに旋回可能に取付
端には第２の水平アーム１８が、該第１水平アーム１６
に対して前記縦軸（θ軸）と平行を他の縦軸（Ｕ軸）回
りに旋回可能に取付られている。そして、この第２水平
アーム１８の先端には、該第２水平アームに対して上下
縦軸方向に移動可能に設けられた上下軸２０が、具備さ
れている。この上下軸２０の下方部分にはロボットハン
ド又はロボットグリッパ４０が前記Ｕ軸に平行な縦軸（
α軸）の回りの旋回が可能に装着され、ワークＷを把持
し得るようになっている。
ここで、上記の上下軸２０に着目すると、この上下軸２
０は、ボールねじ軸２２として形成されており、その上
方部分は第２水平アーム１８の内部において、上下動作
のガイド２６により、上下動を円滑に行い得るように案
内され、また上下の荷重を支持し得るボールナツト２４
に噛合している。このボールナツト２４はブー１Ｊ３２
と一体に回転可能であり、該プーリ３２は歯付きベルト
３３を介して上下軸駆動用のモータ３０の出力軸に取付
けられた小プーリ３４と接続され、モータ３０の回転駆
動に従ってボールナフト２４を回転駆動する。モータ３
０は上下軸２０の位置決めが可能なように、周知の回転
検出器（エンコーダ）付きモータとして構成されている
。このようなモータ３０が第２水平アーム１８内に設け
られることにより、ボールねじ軸２２がボールナンド２
４とのねじ係合を介して上下方向の移動力と位置決め制
御とを受けるものである。なお、上述は、主に上下軸２
０の上下動の駆動系に就いて説明したが、第１水平アー
ム１６、第２水平アーム１８のθ軸およびＵ軸回りの旋
回運動の駆動機構も周知のように同じようにモータ（図
示なし）の駆動、制御に依って達成されることは言うま
でもない。
０は、ボールねじ軸２２として形成されており、その上
方部分は第２水平アーム１８の内部において、上下動作
のガイド２６により、上下動を円滑に行い得るように案
内され、また上下の荷重を支持し得るボールナツト２４
に噛合している。このボールナツト２４はブー１Ｊ３２
と一体に回転可能であり、該プーリ３２は歯付きベルト
３３を介して上下軸駆動用のモータ３０の出力軸に取付
けられた小プーリ３４と接続され、モータ３０の回転駆
動に従ってボールナフト２４を回転駆動する。モータ３
０は上下軸２０の位置決めが可能なように、周知の回転
検出器（エンコーダ）付きモータとして構成されている
。このようなモータ３０が第２水平アーム１８内に設け
られることにより、ボールねじ軸２２がボールナンド２
４とのねじ係合を介して上下方向の移動力と位置決め制
御とを受けるものである。なお、上述は、主に上下軸２
０の上下動の駆動系に就いて説明したが、第１水平アー
ム１６、第２水平アーム１８のθ軸およびＵ軸回りの旋
回運動の駆動機構も周知のように同じようにモータ（図
示なし）の駆動、制御に依って達成されることは言うま
でもない。
上述の構成から成る水平アーム型多関節型ロボットにお
いて、ハンドまたはグリッパ４０によって遂行されるロ
ボット動作を予め人がプログラム方法では無く、直接的
に各可動部を作動させてティーチングするときには、−
ａに従来技術では各可動部の駆動用モータの駆動電流系
を断にしてグリフ８４０部分を人が手で把持し、所望の
経路に沿って移動させることにより、その動きを記憶さ
せる方法が採られている。このとき、上記第１、第２水
平アーム１６．１８のθ軸およびＵ軸回りの旋回運動を
伴う教示、グリッパ４０のα軸回りの旋回を伴う教示は
、水平面内における旋回であることから、各軸における
旋回時の摩擦抵抗をせいぜい克服するだけの作用力を人
が加えれば良く、何ら困難はない。然しなから、上下軸
２０を上下させて行う教示動作においては、上下軸２０
の重量、グリッパ４０の重量、ワークＷの重量等が人に
対して負荷として作用し、グリッパ４０の重量はグリッ
パ４０を交換したときの重量の違い、ワークＷの重量は
ワーク毎に異なる重量となり、可変重量として人に作用
する。このために、これらの重量真向を克服しつつ上下
軸２０を上下動させて行う教示作用は必然的に困難とな
り、目標位置に正確に停止させ得ない等の不都合が生じ
る。
いて、ハンドまたはグリッパ４０によって遂行されるロ
ボット動作を予め人がプログラム方法では無く、直接的
に各可動部を作動させてティーチングするときには、−
ａに従来技術では各可動部の駆動用モータの駆動電流系
を断にしてグリフ８４０部分を人が手で把持し、所望の
経路に沿って移動させることにより、その動きを記憶さ
せる方法が採られている。このとき、上記第１、第２水
平アーム１６．１８のθ軸およびＵ軸回りの旋回運動を
伴う教示、グリッパ４０のα軸回りの旋回を伴う教示は
、水平面内における旋回であることから、各軸における
旋回時の摩擦抵抗をせいぜい克服するだけの作用力を人
が加えれば良く、何ら困難はない。然しなから、上下軸
２０を上下させて行う教示動作においては、上下軸２０
の重量、グリッパ４０の重量、ワークＷの重量等が人に
対して負荷として作用し、グリッパ４０の重量はグリッ
パ４０を交換したときの重量の違い、ワークＷの重量は
ワーク毎に異なる重量となり、可変重量として人に作用
する。このために、これらの重量真向を克服しつつ上下
軸２０を上下動させて行う教示作用は必然的に困難とな
り、目標位置に正確に停止させ得ない等の不都合が生じ
る。
そこで、本発明によれば、この上下軸２０に関する教示
作用を人が直接実行する際の負荷を、上下軸駆動用のモ
ータ３０を利用して軽減し、簡便がつ正確な教示を行い
得るようにせんとするものである。
作用を人が直接実行する際の負荷を、上下軸駆動用のモ
ータ３０を利用して軽減し、簡便がつ正確な教示を行い
得るようにせんとするものである。
第３図は、本発明による氷平アーム型多関節ロボットの
アーム先端に具備されたモータ駆動の上下軸に作業者が
直接教示を行い得るようにするための構成を示したブロ
ック図であり、同第３図において、上下軸の駆動用のモ
ータは第１図、第２図と同様に参照番号３０で示してあ
り、回転検出器は３０ａで示しである。
アーム先端に具備されたモータ駆動の上下軸に作業者が
直接教示を行い得るようにするための構成を示したブロ
ック図であり、同第３図において、上下軸の駆動用のモ
ータは第１図、第２図と同様に参照番号３０で示してあ
り、回転検出器は３０ａで示しである。
さて、」二下軸駆動用のモータ３０の制御系は、ロボッ
ト制御部（図示なし）から教示された指令内容とプログ
ラム指令とを受ける上下軸モータ制御部５０を有し、こ
のモータ制御部には、位置制御部５２、速度制御部５４
、電流制御部５６を具備し、ロボット制御部からの指令
は加算点５８を介して先ず、位置制御部５２に入力され
るようになっている。この加算点５８には、モータ３０
の回転検出器３０ａからフィードバックされた位置検出
信号も入力されている。また、位置制御部５２と速度制
御部５４との間にも加算点６０が設けられ、この加算点
６０におき、ロボット制御部からの速度指令と回転検出
器３０ａからのフィードバック位置信号が加算され、速
度制御部５４に印加される構成となっている。また、速
度制御部５４と電流制御部５６との間には後述の加算点
６２が設けられ、位置制御部５２、速度制御部５４の制
御信号に対応したモータ駆動トルク指令値が、この加算
点６２を経由して電流制御部５６に印加されるように成
っている。また、前記加算点５８からは位置の偏差信号
が現在位置を報知する信号としてロボット制御部にフィ
ードバンクされている。上述した構成は、従来から、ロ
ボットの各モータ駆動系に設けられていた構成と同様で
あるが、本発明によれば、加算点６０の地点に常閉スイ
ッチ６４．６６の２つのスイッチが設けられ、前者は位
置制御部５２と加算点６０との間に、後者はモータ３０
の回転検出器３０ａからの速度フィードバックラインに
設けられている。
ト制御部（図示なし）から教示された指令内容とプログ
ラム指令とを受ける上下軸モータ制御部５０を有し、こ
のモータ制御部には、位置制御部５２、速度制御部５４
、電流制御部５６を具備し、ロボット制御部からの指令
は加算点５８を介して先ず、位置制御部５２に入力され
るようになっている。この加算点５８には、モータ３０
の回転検出器３０ａからフィードバックされた位置検出
信号も入力されている。また、位置制御部５２と速度制
御部５４との間にも加算点６０が設けられ、この加算点
６０におき、ロボット制御部からの速度指令と回転検出
器３０ａからのフィードバック位置信号が加算され、速
度制御部５４に印加される構成となっている。また、速
度制御部５４と電流制御部５６との間には後述の加算点
６２が設けられ、位置制御部５２、速度制御部５４の制
御信号に対応したモータ駆動トルク指令値が、この加算
点６２を経由して電流制御部５６に印加されるように成
っている。また、前記加算点５８からは位置の偏差信号
が現在位置を報知する信号としてロボット制御部にフィ
ードバンクされている。上述した構成は、従来から、ロ
ボットの各モータ駆動系に設けられていた構成と同様で
あるが、本発明によれば、加算点６０の地点に常閉スイ
ッチ６４．６６の２つのスイッチが設けられ、前者は位
置制御部５２と加算点６０との間に、後者はモータ３０
の回転検出器３０ａからの速度フィードバックラインに
設けられている。
更に、教示制御部７０が設けられている。この教示制御
部７０は、上下軸２０の既知重量を記憶する軸重量記憶
部７２、ハンドまたはグリッパの再交換要素の重量を予
め測定、計量して記憶するグリッパ重量記憶部７４、随
意に変わるワーク重量を予め計算、測定して記憶するワ
ーク重量記憶部７６との３つの記憶手段を有し、後二者
が可変重置記憶部として設けられるが夫々和押下やツマ
ミ操作により、実際の重量に応じて適宜の重量設定を行
うことができる。或いは、多数の設定値から選択設定を
行う。また、教示制御部７０は、上記軸重量記憶部７２
、グリッパ重量記憶部７４、ワーク重量記憶部７６の各
設定重量値が決定したとき、その重量に見合うモータ３
０の出力トルク値を上下軸駆動系の減速比等を勘案して
計算、算出して出力する重量−トルク変換計算部７８を
備えている。即ち、重量−トルク変換計算部７８には上
述の計算を実行するための機能が予め具備されており、
グリッパ重量記憶部７４、ワーク重量記憶部７６の変動
値に応じたトルク値計算結果を算出して電気信号として
送出する機能を存している０重量−トルク変換計算部７
８はＭ単な演算回路に依って構成しても良く、又、ポテ
ンショメータ等に予め関数計算機能を持たせたもので構
成しても良い。なお、計算、算出機能としては、上下軸
のボールねじ軸２２の重量をＷｌ、グリッパ重量をＷ２
、ワーク重量をＷ３、ボールねじ軸２２のねじリードを
ｌ、ｃｍ／回転、ベルト・プーリ機構の減速比を１とす
ると、ボールねじ軸２２、グリッパ４０、ワークＷの重
量に見合うトルク値ＴＭ（ｋｇ／ｃｍ）は、次式で表さ
れる。
部７０は、上下軸２０の既知重量を記憶する軸重量記憶
部７２、ハンドまたはグリッパの再交換要素の重量を予
め測定、計量して記憶するグリッパ重量記憶部７４、随
意に変わるワーク重量を予め計算、測定して記憶するワ
ーク重量記憶部７６との３つの記憶手段を有し、後二者
が可変重置記憶部として設けられるが夫々和押下やツマ
ミ操作により、実際の重量に応じて適宜の重量設定を行
うことができる。或いは、多数の設定値から選択設定を
行う。また、教示制御部７０は、上記軸重量記憶部７２
、グリッパ重量記憶部７４、ワーク重量記憶部７６の各
設定重量値が決定したとき、その重量に見合うモータ３
０の出力トルク値を上下軸駆動系の減速比等を勘案して
計算、算出して出力する重量−トルク変換計算部７８を
備えている。即ち、重量−トルク変換計算部７８には上
述の計算を実行するための機能が予め具備されており、
グリッパ重量記憶部７４、ワーク重量記憶部７６の変動
値に応じたトルク値計算結果を算出して電気信号として
送出する機能を存している０重量−トルク変換計算部７
８はＭ単な演算回路に依って構成しても良く、又、ポテ
ンショメータ等に予め関数計算機能を持たせたもので構
成しても良い。なお、計算、算出機能としては、上下軸
のボールねじ軸２２の重量をＷｌ、グリッパ重量をＷ２
、ワーク重量をＷ３、ボールねじ軸２２のねじリードを
ｌ、ｃｍ／回転、ベルト・プーリ機構の減速比を１とす
ると、ボールねじ軸２２、グリッパ４０、ワークＷの重
量に見合うトルク値ＴＭ（ｋｇ／ｃｍ）は、次式で表さ
れる。
ＴＭ＝ （Ｗ１＋Ｗ２＋Ｗ３）ｘ （Ｌ／２π）×（１
／Ｉ） ・・・・ （１）。
／Ｉ） ・・・・ （１）。
従って、上記のＷｂ Ｗ２、Ｗ３の値を教示作用の開始
に際して人が上記記憶手段に設定すると、重量−トルク
変換計算部７８から（１）式に従って対応のトルク値に
応じた電気信号が発っせられるのである。
に際して人が上記記憶手段に設定すると、重量−トルク
変換計算部７８から（１）式に従って対応のトルク値に
応じた電気信号が発っせられるのである。
重量−トルク変換計算部７８は、常開スイッチ接点８０
を介して加算点６２に接続されており、故に上述の計算
、演算結果によるモータ駆動トルり値が、速度制御部５
４からのモータ駆動トルク指令値の印加される加算点６
２を経由して電流制御部５６に入力し得るようになって
いる。
を介して加算点６２に接続されており、故に上述の計算
、演算結果によるモータ駆動トルり値が、速度制御部５
４からのモータ駆動トルク指令値の印加される加算点６
２を経由して電流制御部５６に入力し得るようになって
いる。
上述した教示制御部７０において、上下軸２０に関する
教示作用を遂行するときには、先ず、モータ制御部５０
の常閉スイッチ６４．６６を開にして指令系の信号経路
を遮断し、他方、常開スイッチ接点８０を閉じ、教示制
御部系をモータ制御部５０の電流制御部５６に接続する
。このようにすると、電流制御部５６は、教示制御部７
０からだけの駆動トルク指令値を加算点６２を経由して
得るから、そのトルク指令に対応した励磁電流をモータ
３０に供給し、該モータ３０は上記の各重ｆｆ１ｆｔ荷
に見合ったトルク値を克服するためのトルクを発生ずる
。このような、モータトルクをモータ３０から得た状態
で人が上下軸２０に教示作用のための動作を与えても、
重量による負荷はモータ３０が肩代わりして負荷軽減を
図っているので、教示作用を遂行する人の負荷は、単に
上下軸２０の動作時の摩擦力を僅かに上回る作業力を付
与するたげで自在に上下軸２０を可動させることができ
ることとなる。つまり、上下軸２０の重１ｗ１、グリッ
パ重ｌＷ２、ワーク重ｆｆ１Ｗ３を補う人力は不用とな
り、作業の簡便、軽快性を得ることができるようになる
。なお、上下軸２０を動作させる場合、モータ３０が回
転し、逆起電圧を生じ、モータ電流を変化させようとす
るが、電流制御部５６に対する電流フィードバック回路
５６ａを介した電流フィードバック制御により、常にト
ルク値に対応する電流をモータ３０に供給することがで
きる。更に、教示作用時には、ロボット制御部からの指
令は切断されているから、モータ３０からの教示動作時
の位置検出値を回転検出器３０ａからフィードバックす
ることにより、モータ３０の位置偏差としてロボット制
御部にフィードバンクしておけば、教示作用の終了時に
おけるロボットの上下軸２０の位置をロボット制御部が
把握することができるのである。
教示作用を遂行するときには、先ず、モータ制御部５０
の常閉スイッチ６４．６６を開にして指令系の信号経路
を遮断し、他方、常開スイッチ接点８０を閉じ、教示制
御部系をモータ制御部５０の電流制御部５６に接続する
。このようにすると、電流制御部５６は、教示制御部７
０からだけの駆動トルク指令値を加算点６２を経由して
得るから、そのトルク指令に対応した励磁電流をモータ
３０に供給し、該モータ３０は上記の各重ｆｆ１ｆｔ荷
に見合ったトルク値を克服するためのトルクを発生ずる
。このような、モータトルクをモータ３０から得た状態
で人が上下軸２０に教示作用のための動作を与えても、
重量による負荷はモータ３０が肩代わりして負荷軽減を
図っているので、教示作用を遂行する人の負荷は、単に
上下軸２０の動作時の摩擦力を僅かに上回る作業力を付
与するたげで自在に上下軸２０を可動させることができ
ることとなる。つまり、上下軸２０の重１ｗ１、グリッ
パ重ｌＷ２、ワーク重ｆｆ１Ｗ３を補う人力は不用とな
り、作業の簡便、軽快性を得ることができるようになる
。なお、上下軸２０を動作させる場合、モータ３０が回
転し、逆起電圧を生じ、モータ電流を変化させようとす
るが、電流制御部５６に対する電流フィードバック回路
５６ａを介した電流フィードバック制御により、常にト
ルク値に対応する電流をモータ３０に供給することがで
きる。更に、教示作用時には、ロボット制御部からの指
令は切断されているから、モータ３０からの教示動作時
の位置検出値を回転検出器３０ａからフィードバックす
ることにより、モータ３０の位置偏差としてロボット制
御部にフィードバンクしておけば、教示作用の終了時に
おけるロボットの上下軸２０の位置をロボット制御部が
把握することができるのである。
上述の説明から明らかなように、本発明によれば、人が
直接的に水平アーム型多関節ロボットのアーム先端に設
けられた上下軸の動作教示を行うときに、上下軸、その
上下軸の下端に具備されるハンドやグリ・ツバ、これら
ハンドまたはグリッパに把持されるワークの夫々の重量
を上下軸のモータが発生トルクで克服し、人は上下軸の
上下動作に伴う摩擦力を克服する程度の作業力を発揮す
れば良く、故に、上下軸を簡便、軽快に動作させ、しか
も目標とする位置、経路を正確に辿らせることができ、
教示作業の正確化を期することができる。つまり、微妙
な位置の教示等も遂行し得ることとなる。又、本発明に
よって付加される装置、要素を比較的に少数かつ安価な
要素、部品で達成でき、低価格による機能向上を望むこ
とができることとなる。
直接的に水平アーム型多関節ロボットのアーム先端に設
けられた上下軸の動作教示を行うときに、上下軸、その
上下軸の下端に具備されるハンドやグリ・ツバ、これら
ハンドまたはグリッパに把持されるワークの夫々の重量
を上下軸のモータが発生トルクで克服し、人は上下軸の
上下動作に伴う摩擦力を克服する程度の作業力を発揮す
れば良く、故に、上下軸を簡便、軽快に動作させ、しか
も目標とする位置、経路を正確に辿らせることができ、
教示作業の正確化を期することができる。つまり、微妙
な位置の教示等も遂行し得ることとなる。又、本発明に
よって付加される装置、要素を比較的に少数かつ安価な
要素、部品で達成でき、低価格による機能向上を望むこ
とができることとなる。
第１図は、本発明による水平アーム型多関節ロボットの
上下軸直接教示方法を直接実施する装置例を示したブロ
ック図、第２図は、水平アーム型多関節ロボットの全体
機構を示した外観斜視図、第３図は、上下軸の動作に関
与するロボットの詳細な機構図。 １０・・・水平アーム型多関節ロボット、１６・・・第
１水平アーム、 １８・・・第２水平アーム、 ２０・・・上下軸、 ３０・・・上下軸駆動用モータ、 ４０・ ・ ・グリッパ、 ５２・・・位置制御部、 ５４・・・速度制御部、 ５６・・・電流制御部、 ６４・・・常閉スイッチ、 ６６・・・常閉スイッチ、 ７０・・・教示制御部、 ７２・・・軸重量記憶部７２． ７４・・・グリッパ重量記憶部、 ７６・・・ワーク重量記憶部、 ７８・・・重量−トルク変換計算部７８、８０・・・常
開スイッチ接点。
上下軸直接教示方法を直接実施する装置例を示したブロ
ック図、第２図は、水平アーム型多関節ロボットの全体
機構を示した外観斜視図、第３図は、上下軸の動作に関
与するロボットの詳細な機構図。 １０・・・水平アーム型多関節ロボット、１６・・・第
１水平アーム、 １８・・・第２水平アーム、 ２０・・・上下軸、 ３０・・・上下軸駆動用モータ、 ４０・ ・ ・グリッパ、 ５２・・・位置制御部、 ５４・・・速度制御部、 ５６・・・電流制御部、 ６４・・・常閉スイッチ、 ６６・・・常閉スイッチ、 ７０・・・教示制御部、 ７２・・・軸重量記憶部７２． ７４・・・グリッパ重量記憶部、 ７６・・・ワーク重量記憶部、 ７８・・・重量−トルク変換計算部７８、８０・・・常
開スイッチ接点。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、水平アーム型多関節ロボットのアーム先端に具備さ
れたモータ駆動の上下軸に作業者が直接教示を行う方法
において、作業者による直接教示の開始時に、ロボット
制御部から上下軸モータ制御部の電流制御回路への信号
路を、前記上下軸の重量と該上下軸の下端に掛かる可変
重量との和に見合う負荷トルクを決定するトルク計算回
路から前記上下軸モータ制御部の電流制御回路側への信
号路へ切り換えスイッチで切り換え操作して前記上下軸
の負荷を予め前記モータにより軽減させるようにし、次
に作業者が前記上下軸を上下に軽動させて所望の動作を
略無負荷で直接教示できるようにしたことを特徴とする
水平アーム型多関節ロボットの上下軸直接教示方法。 ２、水平アーム型多関節ロボットのアーム先端に具備さ
れたモータ駆動の上下軸に作業者が直接教示を行う装置
において、前記上下軸の軸重量記憶部と、該上下軸の軸
端に掛かる可変重量を記憶する可変重量記憶部と、前記
軸重量記憶部及び前記可変重量記憶部に接続した重量−
トルク変換計算部とを具備した軸負荷決定部と、前記上
下軸の駆動モータの制御部における電流制御部と前記軸
負荷決定部との間に設けられる常開形の第１のスイッチ
と、前記上下軸の制御部にロボット制御部からの位置指
令と速度指令とを供給する指令路と前記電流制御部との
間に設けられた常閉形の第２のスイッチとを具備して構
成され、前記上下軸に作業者が動作教示を直接行うとき
、前記第１のスイッチを閉に、又前記第２のスイッチを
開に切り換えて、前記上下軸の負荷を予め前記モータに
より軽減させ、略無負荷で直接教示できるようにしたこ
とを特徴とした水平アーム型多関節ロボットの上下軸直
接教示装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62151421A JPS63318277A (ja) | 1987-06-19 | 1987-06-19 | 水平ア−ム型多関節ロボットの上下軸直接教示方法と装置 |
| PCT/JP1988/000610 WO1988010178A1 (en) | 1987-06-19 | 1988-06-20 | Method and apparatus for directly teaching horizontal arm-type multi-articulated robot |
| EP19880905451 EP0328650A4 (en) | 1987-06-19 | 1988-06-20 | Method and apparatus for directly teaching horizontal arm-type multi-articulated robot |
| US07/347,965 US4984175A (en) | 1987-06-19 | 1988-06-20 | Method of directly teaching a horizontal arm type multi-articulated robot and an apparatus for carrying out same |
| KR1019890700283A KR890701291A (ko) | 1987-06-19 | 1988-06-20 | 수평 아암형 다관절 로보트 직접 지시방법 및 장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62151421A JPS63318277A (ja) | 1987-06-19 | 1987-06-19 | 水平ア−ム型多関節ロボットの上下軸直接教示方法と装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63318277A true JPS63318277A (ja) | 1988-12-27 |
Family
ID=15518253
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62151421A Pending JPS63318277A (ja) | 1987-06-19 | 1987-06-19 | 水平ア−ム型多関節ロボットの上下軸直接教示方法と装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4984175A (ja) |
| EP (1) | EP0328650A4 (ja) |
| JP (1) | JPS63318277A (ja) |
| KR (1) | KR890701291A (ja) |
| WO (1) | WO1988010178A1 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113334359A (zh) * | 2021-06-21 | 2021-09-03 | 上海机器人产业技术研究院有限公司 | 基于关节电机速度控制的机器人示教方法 |
| JP7157275B1 (ja) * | 2022-02-24 | 2022-10-19 | ファナック株式会社 | ロボット制御装置およびロボットシステム |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPH04310384A (ja) * | 1991-04-09 | 1992-11-02 | Toyota Motor Corp | 複腕ロボット |
| EP0584843B1 (en) * | 1990-02-27 | 1998-10-21 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Device controlling the machining force of a tool |
| DE4028324A1 (de) * | 1990-09-06 | 1992-03-12 | Reichenbacher Gmbh | Bildhauerkopiermaschine |
| US5883817A (en) * | 1996-07-08 | 1999-03-16 | Trimble Navigation Limited | Method and apparatus for precise positioning of large structures |
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| US6385508B1 (en) | 2000-10-31 | 2002-05-07 | Fanuc Robotics North America, Inc. | Lead-through teach handle assembly and method of teaching a robot assembly |
| DE102008054501A1 (de) * | 2008-12-10 | 2010-06-17 | Kuka Roboter Gmbh | Industrieroboter und Verfahren zum Betreiben eines Industrieroboters |
| DE102015012959B4 (de) * | 2015-10-08 | 2019-01-17 | Franka Emika Gmbh | Robotersystem und Verfahren zur Steuerung eines Robotersystems |
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| US4367532A (en) * | 1979-10-12 | 1983-01-04 | Nordson Corporation | Manually programmable robot with power-assisted motion during programming |
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| US4442387A (en) * | 1981-11-25 | 1984-04-10 | Unimation, Inc. | Safe programming system for industrial robots |
| DE3211992A1 (de) * | 1982-03-31 | 1983-10-06 | Wagner Gmbh J | Verfahren und vorrichtung zum programmieren eines roboters, insbesondere farbspritzroboters |
| JPS61136102A (ja) * | 1984-12-07 | 1986-06-24 | Sony Corp | 産業用ロボツト |
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-
1987
- 1987-06-19 JP JP62151421A patent/JPS63318277A/ja active Pending
-
1988
- 1988-06-20 EP EP19880905451 patent/EP0328650A4/en not_active Withdrawn
- 1988-06-20 WO PCT/JP1988/000610 patent/WO1988010178A1/ja not_active Application Discontinuation
- 1988-06-20 US US07/347,965 patent/US4984175A/en not_active Expired - Fee Related
- 1988-06-20 KR KR1019890700283A patent/KR890701291A/ko not_active Application Discontinuation
Patent Citations (2)
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| CN113334359A (zh) * | 2021-06-21 | 2021-09-03 | 上海机器人产业技术研究院有限公司 | 基于关节电机速度控制的机器人示教方法 |
| JP7157275B1 (ja) * | 2022-02-24 | 2022-10-19 | ファナック株式会社 | ロボット制御装置およびロボットシステム |
| WO2023162084A1 (ja) * | 2022-02-24 | 2023-08-31 | ファナック株式会社 | ロボット制御装置およびロボットシステム |
| TWI823773B (zh) * | 2022-02-24 | 2023-11-21 | 日商發那科股份有限公司 | 機器人控制裝置及機器人系統 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0328650A4 (en) | 1991-04-24 |
| US4984175A (en) | 1991-01-08 |
| KR890701291A (ko) | 1989-12-20 |
| WO1988010178A1 (en) | 1988-12-29 |
| EP0328650A1 (en) | 1989-08-23 |
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