KR930007540B1

KR930007540B1 - 직접교시방식 로보트의 교시장치

Info

Publication number: KR930007540B1
Application number: KR1019900004581A
Authority: KR
Inventors: 히로시 오꾸무라; 유다까 키무라; 에이지 마쯔모도
Original assignee: 미쯔비시주우고오교오 가부시기가이샤; 우에다 쇼오지
Priority date: 1989-04-03
Filing date: 1990-04-03
Publication date: 1993-08-12
Also published as: CA2013117C; CA2013117A1; JPH02262987A; CN1046113A; MY106701A; EP0391216B1; AU5213890A; CN1015241B; US5051675A; KR900015861A; EP0391216A1; DE69012867D1; AU619962B2; DE69012867T2

Abstract

내용 없음.

Description

직접교시방식 로보트의 교시장치

제1도는 본 발명의 1실시예를 표시하는 구성도.

제2도는 종래의 기술의 예를 표시한 구성도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 동작아암 3 : AC서어보모우터

4 : 펄스제너레이터(PLG) 5,6,7 : 동력선

8 : 접촉기 9 : 서어보 앰프

10 : 파우어 변환기 11,12,13,14,15,16 : 트랜지스터

21 : 평활용 콘덴서 23,24,25,26,27,28 : 다이오드

32 : 로보트제어회로 33 : 모우드절환스위치

본 발명은 직접교시방식 로보트의 교시장치에 관한 것이다.

로보트의 직접교시장치은, 로보트의 동작아암의 선단 및 손목등을 조작자가 직접 움직이게하고, 그 동작위치를 로보트에게 교시하는 방법이다. 교시시간이 극히 짧고 복잡한 경로를 능률좋게 교시할 수 있는 이점을 지니므로, 많은 로보트, 특히 도장로보트의 대부분에 적용되고 있다.

그러나, 로보트의 동작아암의 선단 및 손목등을 움직이게하는 조작력이 무거운 경우에는 조작하기 어렵고, 상기 이점을 살릴수 없을 뿐만아니라 조작자에게 요통등의 신체적장애를 일으키게하는 원인이 되지 않을수 없다. 종래, 이 때문에 로보트의 교시시의 조작력을 가볍게하는 각종의 방법이 제안되고 있다.

제1방법은 밸런서를 사용해서, 로보트의 동작아암의 부하에 의해서 발생하는 부하모멘트를 밸런서가 내는 힘에 의해서 발생하는 밸런스력모멘트로 없앰으로서 조작력을 경감하는 방법이다.

제2방법은, 예를들면 제2도에 표시한 바와같이, 로보트의 동작아암(34)를 제어하는 로보트제어회로(35)에 서어보앰프(36)를 개재해서 서어보모우터(37)을 접속하고, 또, 서어보모우터(37)에 내장되어 있는 펄스 제너레이터(38)(이하 PLG라고 칭한다)로부터 신호를 서어보앰프(36)을 개재해서 로보트제어회로(35)에 입력하고, 위치와 속도의 피이드백제어를 행한다. 또, 서어보모우터(37)은 클러치(39)를 개재해서 감속기(40)과 연결하고, 감속기(40)은 동작아암(34)와 연결되어 있다.

클러치(39)에는 모우드절환스위치(41)이 접속하고, 조작자가 이 스위치(41)을 조작함으로서 로보트의 모우드를 다른 모우드로부터 직접교시모우드로 절환할 수 있다. 이 스위치(41)이 직접교시모우드로 절환됨으로서, 클러치(39)의 구동기구(도시하지 않음)는, 클러치(39)가 분리되도록 동작하고, 다른 모우드에서는, 동일구동기구를 클러치(39)가 접속하도록 작동시킨다. 또 동작아암(34)에는 또, 위치검출기(42)가 설치되어 있고, 그 신호는 로보트제어회로(35)로 출력된다.

통상, 직접교시모우드이외일때, 로보트제어회로(35)로부터 로보트의 동작아암(34)를 움직이게하는 지령신호가 서어보앰프(36)에 출력되면, 서어보앰프(36)은 이 지령신호에 의해 서어보모우터(37)에 동모우터(37)의 구동신호로 출력하고 모우터(37)을 구동한다. 이 경우, 클러치(39)는 접속되어 있고, 서어보모우터(37)의 회전력은 감속기(40)을 개재해서 동작아암(34)을 동작시킨다. 그리고, 직접교시를 행하는 경우, 조작자는 모우드절환스위치(41)를 직접교시모우드로 되도록 조작하면 클러치(39)가 분리되고, 서어보모우터(37)과 감속기(40)과의 사이의 결합은 단절되고, 이때문에 서어보모우터(37)의 회전저항을 제거할 수 있다. 이상과 같이, 서어보모우터등의 구동기기의 회전저항을 배제하기 위해서, 전자클러치 또는 에어클러치등을 동력전달기구의 일부에 배치함으로서, 로보트의 교시시, 서어보모우터를 분리함으로서 조작력의 경감을 도모하고 있다.

제3방법은, 일본국 특개소 62-94284호 공보에 기재되어 있는 바와같이, 로보트조작시의 모우터전류를 검출하고, 조작력저감토오크를 연산하여 토오크지령으로서 모우터드라이브장치에 보정입력하여 모우터 역기 전력에 의한 마찰력을 제거한다.

제4방법은 일본국 특개소 63-162172호 공보기재와 같이, 로보트조작개시시의 조작력을 변형검출기로 검출하고, 스트레인 앰프, 파우어앰프를 개재해서 모우터에 마찰보상토오크를 발생시켜 조작력의 저감을 도모하는 방법이다

상기 종래기술의 제2방법과 같이, 클러치기구에 의해 구동모우터를 직접 교시시에 동전달기구로부터 분리하는 방법으로 구동모우터의 회전저항을 배제하는 것은 가능하나, 이 클러치기구는 로보트가 가진 동작축의 수만큼 설치할 필요가 있다는 문제점이 있다.

또, 로보트의 서어보모우터의 메인티넌스프리이라는 점에서 최근 특히 AC 서어보모우터의 채용이 많아지고 있으나, 이 AC서어보모우터는 위치 및 속도제어의 피이드백기로서 PLG등의 위치검출기를 내장하고, 이 위치검출기에 의해서 위치 및 속도를 검출하고 있다. 그러나, 상기 클러치기구를 설치함으로서 피동체인 로보트의 동작아암과 AC 서어보모우터가 분리되어 버리기 때문에 AC서어보모우터 내장의 PLG등의 위치검출기를 로보트의 동작아암의 위치검출기로서 사용할 수 없고, 새로히 로보트의 동작아암쪽에 위치검출기를 설치할 필요가 있다는 문제점이 있다. 그리고, 마찬가지의 문제점은 커플링등에 의해 위치검출기가 결합되어 있는 다른 종류의 모우터에도 말할 수 있는 것이다.

또, 종래기술의 제3, 제4방법과 같이, 서어보모우터의 드라이브장치에 토오크 지령을 주고, 로보트의 조작방향으로 보정토오크를 발생함으로서 구동모우터의 마찰력을 제거하는 방법도 있으나, 조작방향의 검출회로, 연산회로, 보정회로등의 특수회로를 필요로하기 때문에 고가이다. 그리고 전기적으로 서어보모우터는 능동상태이기 때문에, 조작자의 안전확보를 위해서 여러가지의 인터록회로를 설치할 필요가 있다고하는 문제점이 있다.

본 발명은, 상기 문제점을 감안해서 모우터의 동력선을 차단함으로서 동모우터의 회전저항을 배제하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은, 상기 목적을 달성하기 위하여, 동작아암이 전기모우터로 구동되는 직접교시방식로보트에 있어서, 교시작업시, 전기모우터와 서어보앰프간의 동력선의 접속을 개방하는 회로를 설치하고, 동작아암을 움직임으로써 발생하는 전기모우터의 유도기전력에 의한 전류의 흐름을 차단하는 것을 특징으로 한다.

로보트의 직접교시시, 조작자가 로보트의 동작아암을 조작해서 교시를 행하면 동작아암의 이동에 따라서, 동작아암을 구동하는 모우터도 회전한다.

이 때문에, 회전자의 회전에 의해서 모우터에는 유도기전력이 발생하고, 모우터는 발전기와 동일한 작용을 한다. 이 경우, 모우터의 동력선은 출력회로라고 간주할 수 있다. 동력선은 통상 모우터의 드라이브회로에 접속되어 있고, 동력선을 개재해서 드라이브회로에 전류가 출력된다. 이 때문에, 회전자에는 브레이크토오크가 발생하고, 이것이 모우터의 회전저항으로 되고 있다.

본 발명은, 직접교시시에 상기한 동력선회로의 접속을 개방하고, 모우터를 발전기로 간주한 경우, 그 출력회로를 차단해서 브레이크토오크의 발생을 제거하고, 상기 종래의 기술과 같이 클러치를 설치한 것과 거의 동등한 효과를 얻을 수 있다.

또, 상기한 바와같이 모우터와 동작아암의 결합을 분리하는 일없이, 모우터의 동력선만을 차단하고 있으므로, 모우터에 내장, 또는 커플링등에 의해서 결합되어 있는 PLG등의 위치검출기는, 모우터의 회전에 의해서 위치를 검출할 수 있으므로, 그대로 사용가능하다.

이하, 본 발명의 1실시예를 도면에 따라서 설명한다. 제1도는 실시예의 구성도이다. 부호(1)은 전동도장 로보트의 동작아암이며, 직접교시시에는, 조작자에 의해서 움직여진다. 동작아암(1)은 감속기(2)를 개재해서 AC 서어보모우터(3)에 의해서 구동된다. AC 서어보모우터(3)에는, 위치 및 속도의 피이드백의 제어를 위한 피이드백기 PLG(4)가 내장되어 있다. AC 서어보모우터(3)의 U,V,W상의 동력선(5),(6),(7)가운데, 동력선(5),(6)은 접촉기(8)을 개재해서 서어보앰프(9)로 접속하고, 동력선(7)은 직접서어보앰프(9)로 접속하고, 또, 서오보앰프(9)내의 파우어변환기(10)에 접속되어 있다. 또한, 서어보앰프(9)는, 설명에 필요한 파우어변환계만 도시한다.

이 파우어변환기(10)은, 6개의 트랜지스터(11),(12),(13),(14),(15),(16)을 사용한 인버어터회로이고, 트랜지스터(11)과 트랜지스터(12), 트랜지스터(13)과 트랜지스터(14), 트랜지스터(15)와 트랜지스터(16)이 각각 직렬로 접속하고 동력선(5)는 트랜지스터(15),(16)에 접속되고 동력선(6)은 트랜지스터(13),(14)로 접속되고, 동력선(7)은 트랜지스터(11),(12)에 접속되어 있다. 그리고, 트랜지스터(11),(13),(15)의 콜렉터와 트랜지스터(12),(14),(16)의 이미터는 변환기(17)에 접속되고, 변환기(17)에는 상용전원(도시하지 않음)의 동력선(18),(19),(20)이 접속하고, 또 변환기(17)에는 평활한 콘덴서(21)과 스나바회로(22)가 병렬로 접속되어 있다.

또, 이들 트랜지스터(11),(12),(13),(14),(15),(16)에는 트랜지스터 보호용 다이오드(23),(24),(25),(26),(27),(28)이 각각 콜렉터이미터 사이에 접속되어 있다. 그리고, 트랜지스터(11),(12)에는 베이스드라이브회로(29)가, 트랜지스터(13),(14)에는 베이스 드라이브회로(30)이, 트랜지스터(15),(16)에는 베이스드라이브회로(31)이 접속되어 있다.

이 서어보앰프(9)에는, 로보트제어장치(32)가 접속되고, 또, 로보트조작반(도시하지 않음)상에는 상기 접촉기(8)에 접속된 모우드절환스위치(33)이 접속되어 있다.

상기 구성에서, 접촉기(8)이 존재하지 않고 직접 교시시, 동력선(5),(6),(7)이 서어보앰프(9)에 접속된 그대로라면, 교시동작에 의해서 서어보모우터(3)이 회전하고, 서어보모우터(3)에 유도기전력이 발생하여 동력선(5),(6),(7)로부터 전력이 파우어 변환기(10)에 출력되어 브레이크토오크가 발생한다. 이것은, 보호다이오드(23),(24),(25),(26),(27),(28)이 변환기(17)과 마찬가지로 전파(全波)정류회로가 되고, 서어보모우터(3)으로부터 전류를 평활용 콘덴서(21)로 출력하고, 평활용 콘덴서(21)이 충전작용을 행하기 때문이다.

따라서, 직접교시시, 로보트 조작반상의 로보트의 운전, 교시등의 상태를 절환하기 위한 모우드절환 스위치(33)을 직접교시모우드로 절환해서, 모우드절환스위치(33)의 신호에 의해서 접촉기(8)을 작동시키고, 동력선(5),(6)을 차단한다. 이 차단에 의해 교시를 위해, 동작아암(1)을 손으로 움직임으로써, AC서어보모우터(3)가 회전해서, 유도기전력이 발생해도 전류는 흐르지 않는다. 따라서, 평활콘덴서(21)에는 2상이상 충전되지 않고 브레이크토오크는 발생하지 않는다. 그 때문에, 동작아암(1)을 가볍게 움직이는 것이 가능해진다.

또, 서어보모우터(3)에 내장되어 있는 PLG(4)와 서어보앰프(9)는 신호선(43)을 개재해서 접속된 그대로이다. 또, 서어보모우터(3)이 감속기(2)를 개재해서 동작아암(1)과 결합하고 있으므로 AC서어보모우터(3)내장의 PLG(4)는 동작아암(1)의 움직임에 따라서 회전하고, 그 신호는 서어보앰프(9)로 출력되어, AC서어보모우터(3)의 회전수 및 회전위치가 검지되고, 로보트제어회로(32)로 출력된다.

또, 상기한 바와같이, 서어보모우터가 3상으로 구동되고 있는 경우는, 2상을 개방하면 효과는 3상모두를 개방한 경우와 동일하며, 3상 모두를 개방할 필요는 없다. 3상 이외의 서어보모우터에 대해서도 필요한 수만큼 동력선을 개방하면 된다.

모우드절환스위치(33)에 대해서도, 기계스위치에 한하지 않고 프로그래머블 스위치나, 릴레이등이라도 된다. 또, 접촉기(8)은 모우드절환스위치(33)과 기계적으로 연동하는 개폐기등이라도 된다. 단순히, 직접교시시에, 동력선에 개방하는 개폐기라도 된다.

본 실시예는, 로보트의 동작아암의 서어보모우터로서 AC서어보모우터를 적용하고 있으나, DC서어보무우터 또는 다른 전기모우터에 대해서도 적용가능하다. 또, PLG등의 위치검출기에 대해서도, 반드시 모우터에 내장되어 있을 필요는 없고, 커플링등에 의해 서어보모우터에 결합되어 있으면, 서어보모우터와 함께 회전하므로 실시예와 마찬가지로 그대로 위치검출기로서 사용할 수 있다.

이상 설명한 바와같이, 본 발명은 이하에 표시하는 효과가 있다.

①로보트의 직접교시에, 모우터를 동작아암으로부터 분리하지 않기 때문에, 동작아암의 위치 및 속도를 검출하기 위한 위치검출기를 새롭게 장착할 필요가 없어진다.

②모우터의 역기동시, 그 회전저항을 동력선을 개방해서 배제함으로서, 클러치기구를 설치한 것에 가까운 효과를 얻는 것이 가능해진다.

③모우터의 동력선에 접촉기등의 회로를 설치하면 되기 때문에, 극히 간단한 조작력저감장치를 저렴한 가격으로 제공할 수 있다.

Claims

동작아암(1)이 전기모우터로 구동되는 직접교시방식 로보트에 있어서, 교시작업시, 전기모우터(3)와 서어보앰프(9)간의 동력선(5,6)의 접속을 개방하는 회로(8)를 설치하고, 동작아암을 움직임으로써 발생하는 전기모우터의 유도기전력에 의한 전류의 흐름을 차단하는 것을 특징으로하는 직접교시방식로보트의 교시장치.