JPS6334086A - 産業用ロボツト - 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 本発明は産業用ロボットの移動部分を人手によって移動
させながらティーチングをおこなうダイレクトティーチ
ングにおいて、絶えず重力方向に負荷のかかる移動軸に
対しても上記ダイレクトティーチングを可能にする産業
用ロボットに関するものである。

従来の技術 一般に産業用コボソトのティーチング方法にはおよそ次
に挙げる２つの方法がある。

（１）テンキーを用いた手動操作によって産業用ロボッ
トを移動させる方法。

（２）人手によって産業用ロボットを移動させるダイレ
クトティーチング方法。

産業用ロボットが容易に手で触れられないとか環境が悪
いとかの設置条件の場合を除いて、一般的に（２）の方
法が短時間で正確にティーチングをおこなうことができ
る。

ところが産業用ロボットを構成する各軸のうちで、重力
方向に負荷がかかる軸においては（２）の方法がとれな
い。以下にその理由を図を参照しながら説明する。

第４図は一般的なサーボ系のブロック図である、１はサ
ーボ系のコントロールをおこなうコントロール部、２は
電圧増巾器、３は電力増巾器、らは産業用ロボットの駆
動源である直流モータ、７は上記直流モータの回転に同
期してパルスを発生するパルスジェネレータ、４は上記
パルスジェネレータのパルス周波数を電圧に変換するＦ
／Ｖ変換器、５は上記パルスジェネレータのパルスをカ
ウントすることによって産業用ロボットの位置を示すカ
ウンタ、８はダイレクトティーチング時に働くゼロホー
ルド回路である。

、産業用ロボットが移動する場合、まずコントロール部
１から移動指令電圧ｖｃが電圧増巾器２に対して出力さ
れる。上記移動指令電圧■ｃｆ′ｉ電圧増巾器２．電力
増巾器３によって増巾されて直流モータに電力供給され
る。これによって直流モータが回転し産業用ロボットは
移動する。移動量に比例したパルス数がパルスジェネレ
ータ７より発生されてカウンタ５によって産業用ロボッ
トの位置を示す数値としてコントロール部１に出力され
る。コントロール部１は上記カウンタ５の数値が産業用
ロボットの位置決め目標数値に達するまで移動指令電圧
Ｖｃを発生する。

産業用ロボットＵ上記移動する場合と同様の動作によっ
て停止位置を保持する。この保持する力を一般にサーボ
ロック力と呼んでいる。上記サーボロック力は産業用ロ
ボットが位置決め目標位置から位置ずれした場合、コン
トロール部１がカウンタ６より位置ずれ量を読み取り、
位置ずれを元に戻すように移動指令電圧ＶＣを発生する
ことによって得られる。上記位置ずれ読み取りから移動
指令電圧■ｃの発生は通常１秒間にチロ以上の周期でお
こなわれており、サーボロックによって人間が産業用ロ
ボットの移動部分を手で押しても動かない。

発明が解決しようとする問題点 従って、ダイレクトティーチングをおこなう場合は、上
記サーボロックが効かないようにして直流モータ６をフ
リーの状態にしなければならない。

コントロール部１Ｖｉ教示装置からダイレクトティーチ
ング指令を受けるとゼロホールド回路８へ指令信号を出
力し、以後教示装置からダイレクトティーチング解除指
令を受けるまでカウンタ６の読み取りによって産業用ロ
ボットの位置計測のみをおこない移動指令電圧■ｃは発
生しない。すなわちサーボロック処理をおこなわない。

ゼロホールド回路８はダイレクトティーチング期間中、
電圧増巾器２の出力を強制的にゼロに保持する。これに
よって直流モータ７には電力供給されなくなり、人間が
手によって産業用ロボットの移動部分を動かすことが可
能となる。

ダイレクトティーチングは直流モータ６をフリーにした
ときに人為的な力が加わらない限り直流モータが回転し
てはならないという条件が必要となる。従って重力方向
に力を受ける直流モータ軸に対して直流モータをフリー
にすると自然落下してしまうためにダイレクトティーチ
ングが不可能となる。

重力方向に力を受ける直流モータ軸においては、産業用
ロボットの電源がオフしているとき、自然落下しないよ
うにブレーキ、ビン挿入によるロック等によって落下し
ないように構成されており、このような落下防止機構を
ダイレクトティーチング時に利用するという方法が容易
に考えられるが、落下防止機構を単に利用したのでは産
業用ロボットは固くロックされてしまい人間の手によっ
て動かなくなる。

以上述べたような重力方向に力を受ける直流モータ軸に
おいてはダイレクトティーチングがおこなえないが、問
題点は以下の通りである。

（１）ティーチングに長い時間を要する。

（２）ティーチングの正確さに欠ける。

（３）高さ合わせに触覚を要するようなティーチングが
困難である。

（４）キー操作によるティーチングでは誤まって機械を
破損させてしまう場合がある。

問題点を解決するための手段 そして上記問題点を解決する本発明の技術的手段は、機
械構成要素としての電磁プレー千と従来のサーボ系の構
成要素のなかに電磁ブレーキのトルク切換回路を設ける
ものである。

作　　　用 この技術的手段による作用は次のようになる。

トルク切換回路によって電磁ブレーキのトルクを数段階
に切換える。通常の場合、電磁ブレーキのトルクは直流
モータに制動がかからないようにゼロとして使用する。

ダイレクトティーチングの場合、直流モータをフリー状
態にしても重力方向の力によって直流モータが回転しな
い程度に、かつ人間が手によって産業用ロボットを動か
すことができる程度のトルクを電磁ブレーキに与えるこ
とによって重力方向に力のかかる直流モータ軸に対して
ダイレクトティーチングを可能にするものである。

実施例 以下、本発明の実施例を第１図、第２図、第３図にもと
すいて説明する。

第３図は、重力方向に力を受ける軸の機械構成図である
。９は電磁ブレーキ、１０は直流モータ６の回転運動を
直進運動に変換するポールネジ、１１は上記ポールネジ
に固定された移動部分である。電磁ブレーキ９は無励磁
のとき最大トルクを発生するものであり、従って産業用
ロボットの電源がオフしているときはポールネジ１０の
シャフトが電磁ブレーキ９によって強く制動されている
ため移動部分１１は動かない。

第１図は従来のサーボ系のブロック図に本実施例による
トルク切換回路１２を加えたブロック図である。トルク
切換回路１２ｉｊ電磁ブレーキ９のトルクを数段階に切
換えるものである。第２図にトルク切換回路の１実施例
を示す。第３図は電磁ブレーキのトルクを産業用ロボッ
トの状態が通常の場合とダイレクトティーチングの場合
で２段階に切換えるものである。１３．１４はコントロ
ール部１より送られてくる信号であり、産業用ロボット
が電磁ブレーキ９を完全に開放して直流モータ６による
制御をおこなう場合は１３、ダイレクトティーチングを
おこなう場合は１４が送られてくる。１５ａ　、　１ｓ
ｂはトランジスタ１７ａ。

１７ｂをオン、オフするための抵抗、１８ａ。

１８ｂは上記トランジスタの保護ダイオード、１９は電
磁ブレーキ９のトルクを調節するための可変抵抗、２ｏ
は電磁ブレーキを駆動する直流電源である。

コントロール部より信号１３が送られてきた場合、トラ
ンジスタ１７ａがオンする。その結果電磁ブレーキ９に
は直流電源２ｏの電圧■〔ｖ〕が全て加えられて電磁ブ
レーキ９は完全に開放し、直流モータ６への制動力はゼ
ロとなる。この状態では産業用ロボットは直流モータ６
による制御となり位置決め移動、サーボロックの状態と
なる。

ダイレクトティーチングをおこなう場合、コントロール
部は第１に信号１３を切って第２に信号１４を送る。第
３にゼロホールド回路８にゼロホールド指令を出力して
直流モータ６を電力の供給されないフリー状態とする。

電磁ブレーキ９に供給される電圧は１了ａから１７ｂに
切換えられて与えられる。この電圧値は１７ａを介した
場合が■　　であったのに対して１了すを介するとｖ〔
■〕〔■〕 よりも可変抵抗１９のために降圧されて小さな値となる
。電圧値が小さくなると電磁ブレーキ９のトルクが発生
する。電磁ブレーキ９のトルクは直流モータ６に対して
は制動力として作用するものであり、重力方向に作用す
る力によって直流モータが自然回転しようとするのを妨
げるものである。

電磁ブレーキ９のトルク調省は可変抵抗１９によって、
移動部分１１が自然落下しないように、かつ人間が手で
移動部分を持って動かし易いような程度に調節する。

以上のように本実施例によれば、産業用ロボットに無励
磁で作用する電磁ブレーキと、上記電磁ブレーキのトル
クを切換える回路を設けることにより、産業用ロボット
のダイレクトティーチングを可能にすることができる。

発明の詳細 な説明したような本発明の装置によって、産業用ロボッ
トの重力方向に絶えず力を受ける直流モータ軸において
もダイレクトティーチングが可能となるため次のような
効果を得ることができる。

（１）ティーチング時間が大巾に短縮可能となる。

（２）ティーチング精度が向上し、ティーチングのやり
直しということがなくなる。

（３）人間の触覚を要するようなティーチング可能とな
る。

（４）人間の手で直接産業用ロボットを持ってティーチ
ングをおこなうため、ティーチング中に誤まって機械を
破損させることがなくなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明一実施例における産業用ロボットのダイ
レクトティーチングをおこなうトルク切換装置のサーボ
系のブロック図、第２図は同回路図、第３図は機械の構
成図、第４図は従来のサーボ系のブロック図である。 ８・・・・・ゼロホールド回路、９・川・・電磁ブレー
キ、１２・・・・・・トルク切換回路、１７ａ、１了ｂ
・・・・・・トランジスタ、１９・・・・・・可変抵抗
、２０・・・・・・直流電源。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名グＳ
１図 ９−−一貧１起ブし−キ 第３図 第４図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）所定位置に移動可能なアームと、このアームを駆
   動可能なモータと、重力方向に作用する負荷に対し、前
   記モータの力によらずに、負荷の落下を防止する制動ト
   ルクを有する電磁ブレーキと、この電磁ブレーキのトル
   クを数段階に切換えるトルク切換回路とを設けたことを
   特徴とする産業用ロボット。
2. （２）モータをフリー状態にしても重力方向の力によっ
   て前記モータが回転しない程度で、かつ人間の手によっ
   てアームを移動可能な程度のトルクを電磁ブレーキに与
   えることができるようなトルクを設定した特許請求の範
   囲第１項記載の差業用ロボット。