JPS6368381A - ダイレクトテイ−チング型産業用ロボツトの教示装置 - 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〉 本発明はダイレクトティーチング型産業用ロボットの教
示装置に関する。

〈従来の技術〉 ダイレクトティーチング方式は、ロボットの動作腕の先
端及び手首等を操作者が直接握って動かす事によりその
動作位置を教示する方法で有り、教示時間がきわめて短
かく、複雑な経路を能率よく教示出来る利点が有るため
、多くのロボット、特に塗装ロボットの大部分に適用さ
れている。しかし、その操作力が重い場合には、操作し
にくく上記利点を生かす事が出来ないばかやか、操作者
の腰痛等の身体的障害を起させる原因ともなりかねない
。このため、教示操作力を軽くする各種の方法が提案さ
れている。その第１方法は、バランサーを使用する事に
より、ロボットの動作腕の負荷によって発生する負荷モ
ーメントを、バランサーの出す力によって発生するバラ
ンス力モーメントで打ち消す事により操作力を軽減する
方法である。

また、第２方法は、■駆動モータ等の駆動用機器の回転
抵抗や■減速機等の動力伝達機器等の回転抵抗及び伝達
効率、すなわち動作腕の動きに対する抵抗を排除するた
め、動力伝達機構の一部にクラッチ機構を配置してティ
ーチング動作時これを切離すことで、操作力の軽減を図
でいろ。

ここにおいて、ダイレクトティーチング時の操作力は、
の駆動モータ等の騨動用機昭の回転抵抗、Ｏ減速機等の
動力伝達機器の回転抵抗及び伝達効率、θ軸受部の９擦
抵抗、ｅ動作腕重量による負荷モーメントとバランサー
よるバランス力モーメントの差による偏荷重の四種によ
って決定される。

〈発明が解決しようとする問題点〉 上記操作力につき、のの回転抵抗θの回転抵抗や伝達効
率については、前記第２方法によるクラッチ機構にて切
り離すことで排除することが可能である。しかし、この
クラッチ機構はロボットのもつ動作軸の数だ（九配設す
る必要があると共に、ダイレクトティーチング時のみ作
動させる為、そのクラッチ動作スイッチに他の動作モー
ド（例えば再生運転、リモートティーチング等）に対す
るインターロックが必要となり、ロボットの構造が複雑
、高価になる欠点がある。

また、上記操作力θの摩擦抵抗については、すなわち、
動力伝達機構内の軸受部の摩擦抵抗については、上記ク
ラッチ機構によって排除可能であるが、動作軸そのもの
の軸受部については、排除不可能である。

更に、操作力○については、第３図の１０２に示す様な
スプリングのバランス機構が考案され、動作軸の動作角
度による負荷モーメントの変化に対処出来る様配慮され
ているが、第３図下腕部１０３に対する負荷モーメント
は、下腕部１０３の先端部に回転結合される上腕部１０
４、さらにその先端部に取付けられる手首軸１０５、さ
らにその先の図示しない負荷により、下腕部１０３、上
腕部１０４、手首部１０５が各々独立して動作するため
、第４図のグラフに示す様に下腕部をある角度に固定し
た状態に於いても同グラフに実線で示す様な巾がある。

又バランス力モーメントは同グラフに破線で示す状態と
なり負荷モーメントとバランス力モーメントの偏荷重を
０にする事は困難で有る。

思上の様に従来のダイレフ）・ティーチングロボットに
於いては、複数、高価な構造をもつ割に操作力が軽くな
く、ダイレクトティーチングの教示が極めて容易である
という利点を生かしきれない問題があった。

そこで、本発明は、上述の欠点に鑑み複雑、高価な構造
を持つことなくダイレクトティーチングの教示が極めて
容易なダイレクトティーチング型産業用ロボットの教示
装置の提供を目的とする。

く問題点を解決するための手段〉 上述の目的を達成する本発明は、電源とサーボアンプと
駆動用サーボモータとからなる駆動回路の上記サーボア
ップをバイパスし上記駆動用サーボモータに駆動用電流
を供給するバイパス回路であって、上記駆動用サーボモ
ータに対する操作抵抗に相当する出力を発生させる微少
電流に制限する電流制御回路とこの電流制御回路による
電流方向を切替える方向切替回路とを有するバイパス回
路を有し、上記サーボモータを含む動作腕駆動機構につ
ながる位置検出器の信号にて動作腕の角度に応じた大き
さの電流値に上記電流制御回路の微少電流を変化するフ
ィードバック回路と上記動作腕駆動機構に備えた速度検
出器の信号にてティーチング動作方向を検知し方向信号
にて上記方向切替回路を制御する回転方向検知回路とを
更に有し、上記バイパス回路を上記サーボアンプと切替
えて接続するようにしたことを特徴とする。

〈実　施　例〉 ここで、図を参照して本発明の詳細な説明する。第１図
において、動作腕１を動作させろ為の駆動用サーボモー
タ３は減速ａ２を介して動作腕１に給金される。また、
サーボモータ３と減速機２との間は動作腕１の動作位置
を検出する位置検出器８が連結されている。

一方、電源７はサーボアンプ４を介し、更に後述するス
イッチ１５を介して駆動用サーボモータ３に接続される
。また、このサーボアンプ４のバイパス回路として電流
制御回路１２、方法切替回路１０、スイッチ１５がある
。このうち、電流制御回路１２は当初駆動用サーボモー
タ３が自転を開始しない程度の電流すなわち、前記従来
説明におけるの０θからなる操作抵抗相当分の微少電流
に制限するものである。また、方向切替回路１０ではこ
の微少電流の方向を切替える回路でありティーチング時
の動作方向に微少電流の向きを切換えることで円滑な動
作を行なうようにしたものである。

位置検出器８は動作腕１の動作位置をロボット制御回路
５にフィードバックする外、動作角度検出回路１４へ信
号をフィードバックする回路を有し、この動作角度検出
回路１４によって検知された駆動用サーボモータ３すな
わち動作腕１の動作角度をもとにこれにつながる電流値
設定回路１３により前記従来説明におけるｅの偏荷重に
相当する駆動用電流の大きさを決定し、電流制御回路１
２にこの電流値を指令して微少電流を変化させ駆動用電
流として制御するものである。

また、駆動用サーボモータに連結される速度検出Ｎ９の
回転数はスイッチ１６を介してサーボアンプ４に戻され
るか、Ｔ／Ｇ　（タコジェネレータ）回転方向検知回路
１１に入力される。この後者のＴ／Ｇ回転方向検知回路
１１は速度検出器９の方向を＋、−にて検知する。そし
て、このＴ／Ｇ回転方向検知回路１１は方向切替回路１
０を作動させろ。また、６はモード切替スイッチでダイ
レクトティーチングモードかロボット駆動モードかを選
択するもので、スイッチ１５を切替えるものである。

以上の構成において、モード切替スイッチ６のダイレク
トティーチングモード選択により、スイッチ１５，１６
は実線の状態にあり、電源７からの電流は電流制御回Ｆ
Ｑｉ１２によりモータが回転を開始しない微少電流だけ
に制限され、サーボモータ３に供給され、動作腕１の負
荷に対抗して動作腕１をバランスさせる。つぎに、操作
者が動作腕１を動かすと、駆ｌｉｌ＋機構につながる位
置検出器８の信号により、動作角度検知回９１４、電流
値設定回路１３を介して、その時の動作腕１の動作角度
により発生する負荷モーメントに対抗するモータ出力を
得る電流値に電流制御回路１２を制御する。

また、操作者が動作腕１を動かすことにより、駆ＷＪＪ
機構に配置された速度検出器９が変位し、その回転方向
に応じた電圧を発生する。

この電圧にてＴ／Ｇ回転方向検知回路１１が作動し、方
向切替回ｇ８１０にて電流の方向を切替え、動作腕１に
加えられる向きに電流制御回路の電流出力が得られる。

したがって、まず操作抵抗相当分の微少電流が流れて負
荷に対抗して動作腕１をバランスさせ、ついで位置検出
器８の信号が動作腕１の動きに応じて変位するため、常
に動作腕１の動作角度に応じた負荷モーメントに対抗す
るバランス力を発生する電流がサーボモータ３に供給さ
れると共に、しかも動作腕１に加えられる向きに電流方
向の切替えが行なわれ、軽い外刃すなわち操作力にて操
作することが可能となる。

第２図は、本発明の第２実施例を示すブロック図で、第
１図に示したブロック図に対し、相違点のみ説明する。

動作腕１に操作者が操作する操作スイッチ２０を設け、
このスイッチ２０の信号により、サーボモータ３に供給
する電流の回路を、０Ｎ１０ＦＦするスイッチ２１を設
ける。

これにより操作者の意志により、サーボモータ３に電流
を供給する為、操作者の安全を図る事が出来る。又、操
作スイッチ２０は、操作者がこれを離した時、ＯＦＦ状
態になる様にすれば、さらに安全性を高める事が出来る
。

〈発明の効果〉 （１）駆動用サーボモータに、そのモータによって動作
する動作腕の負荷をバランスさせる出力を発生させる微
少電流を供給する事により、操作抵抗分が相殺されて、
非常に軽い外力を動作腕に与えるだけで操作可能なダイ
レクトティーチングロボットを得る。

（２）常に動作腕の動作に応じたバランス力を発生する
電流を更に加味することにより、偏荷重による操作抵抗
を解消できろ。

（３）微少電流は電流制御回路により電流が制限されて
いるので、暴走の危険が解消できる。

ち （４）　　操作モードを切替えるスイッチと連動してサ
ーボアンプからの回路を遮断する為、暴走の危険がない
。

（５）速度検出器からの信号をＴ／Ｇ＠転方向検知回路
に与えて、微少電流の方向を時間遅れなく切替えられ、
精度の良いティーチングが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のブロック図、第２図は変形
例のブロック図、第３図は関節式ロボットのスプリング
バランサを示す側面図、第４図はスプリングバランサに
よる負荷とバランス力を示すグラフである。 図面中、 １０は方向切替回路、 １１は動作方向検知回路、 １２は電流制御回路、 １３は電流値設定回路、 １４は動作角度検知回路、 １５．１６は切替スイッチである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 電源とサーボアンプと駆動用サーボモータとからなる駆
   動回路の上記サーボアップをバイパスし上記駆動用サー
   ボモータに駆動用電流を供給するバイパス回路であって
   、上記駆動用サーボモータに対する操作抵抗に相当する
   出力を発生させる微少電流に制限する電流制御回路とこ
   の電流制御回路による電流方向を切替える方向切替回路
   とを有するバイパス回路を有し、上記サーボモータを含
   む動作腕駆動機構につながる位置検出器の信号にて動作
   腕の角度に応じた大きさの電流値に上記電流制御回路の
   微少電流を変化するフィードバック回路と上記動作腕駆
   動機構に備えた速度検出器の信号にてティーチング動作
   方向を検知し方向信号にて上記方向切替回路を制御する
   回転方向検知回路とを更に有し、上記バイパス回路を上
   記サーボアンプと切替えて接続するようにしたダイレク
   トティーチング型産業用ロボットの教示装置。