WO1989006182A1 - Method of confirming the operation ability of an industrial robot and an apparatus therefor - Google Patents

Method of confirming the operation ability of an industrial robot and an apparatus therefor Download PDF

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WO1989006182A1
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electric motor
robot
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PCT/JP1989/000017
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Nobutoshi Torii
Ryo Nihei
Akihiro Terada
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Fanuc Ltd
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    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J19/00Accessories fitted to manipulators, e.g. for monitoring, for viewing; Safety devices combined with or specially adapted for use in connection with manipulators
    • B25J19/02Sensing devices
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00Programme-control systems
    • G05B19/02Programme-control systems electric
    • G05B19/18Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
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    • G05B19/4062Monitoring servoloop, e.g. overload of servomotor, loss of feedback or reference
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    • G05B2219/30Nc systems
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    • G05B2219/37285Load, current taken by motor
    • GPHYSICS
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    • G05B2219/00Program-control systems
    • G05B2219/30Nc systems
    • G05B2219/45Nc applications
    • G05B2219/45083Manipulators, robot

Definitions

  • the present invention relates to a method and a device for confirming the operation of a robot without overloading the driving source of an industrial robot.
  • Robots around the joint axis The operation of the working part is based on the appropriateness of the operating capability of each joint axis in an industrial robot driven by an electric motor.
  • the operation around each joint axis is operated under the most appropriate operating capacity so that it can be checked based on the rated current of the electric motor to iS during the operation process of the kit.
  • TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for confirming the operation capability of an industrial robot capable of causing the robot to operate, and an apparatus for implementing the method. Background art
  • Various types of industrial robots using an electric motor (electric servo motor) as a drive source have been conventionally provided.
  • Robot operation in such an industrial robot is performed by each electric motor in accordance with an operation program stored in advance and stored in a robot controller.
  • Command is sent from the robot controller to the motor driving servo mechanism, and the servo mechanism controls the operation of the driving electric motor. Therefore, a method of controlling the operation of the moving part around the corresponding joint axis is adopted.
  • an object of the present invention is to eliminate such disadvantages and to properly program the operating conditions of the rotation of each joint axis and the operation program in the robot operation process. It is an object of the present invention to provide a method for confirming the operation of an industrial robot, which allows the user to easily confirm whether or not the setting is performed through one operation of the mouth robot.
  • Another object of the present invention is to provide an industrial robot having a functional means for performing the above-described operation check method.
  • a multi-joint arm type industrial robot having an apparatus for performing the above-described operation check method and having an electric motor as an operation drive source of an operation section around a joint axis is provided.
  • the drive sources of the robot working units around the plurality of joint axes are each configured by an electric motor.
  • the method of confirming the operation of the industrial robot detects the drive current value of the drive electric motor that is applied to the above-mentioned joint axis, and the first time in the operation program of the above-mentioned joint axis.
  • the selected one joint in the plurality of joint axes at a time between and a second time
  • the drive current value of the corresponding drive electric motor detected for the axis is taken out at every predetermined minute sample time, and the root mean square current value and electric motor rated current within the first and second time periods are obtained.
  • a step is provided to calculate the ratio value to the value, and to display the above-mentioned root mean square current value and the ratio value to the above-mentioned rated current value.
  • a method for confirming the operating capability of such an industrial robot is provided.
  • the ratio value exceeds 1.0 by the operator seeing the displayed value of the root mean square value of the electric motor for each joint shaft and the ratio to the rated current. If this is the case, correct the program so that it approaches 1.0, and if it is less than '1.0, 1 as much as possible. It is possible to modify the operation program so that it approaches zero. In other words, the amount of heat generated by the motor is proportional to the square of the current value with respect to the rated current determined by the thermal limit of the motor, so the mean square value of the motor current is calculated and the rated current value is calculated. Compare with.
  • the driving sources of the robot operation section around each joint axis are each constituted by an electric motor, and are operated under the control of the robot control device.
  • a detecting means for detecting a current value of the drive source electric motor in an operation process in which the industrial robot is connected to each of the joint axes; and a digitizing means for detecting the current value detected by the detecting means.
  • a first storage means for storing as a tall value, and a second storage means for adding and storing an integrated value of a constant minute sample time between the first time and the second time in the above operation process. Storage means, and the first storage means for each fixed minute sample time.
  • the electric motor rated current value of the square average current value of the drive source electric motor based on the current value taken out from the stage and the integration time stored in the second storage means.
  • Calculating means for calculating and calculating a ratio value to the motor; and display means for displaying the root mean square current value of the electric motor calculated by the calculating means and the ratio value to the rated current value.
  • An industrial robot characterized in that the appropriateness of the operating ability of each of the orchid nodes is checked via the rated current of the electric motor. Is provided to enable the above-mentioned operation check method to be directly performed.
  • FIG. 1 is a mechanical diagram showing a basic configuration of a horizontal articulated arm type industrial robot having an operation capability confirmation function according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a flowchart showing an operation program for confirming the appropriateness of the operation capability of each of the orchid-joint axes during the robot operation
  • FIG. 3 is a diagram showing the present invention.
  • FIG. 4 is a plan view of the display surface of the average current and the ratio on the display device.
  • an ice flat multi-node industrial robot 10 having an operation capability checking function is provided with a ⁇ on a robot base 12.
  • a pot body 14 is erected, and a vertical axis 16 is provided movably in the vertical Z-axis direction with respect to the robot body 14.
  • the rear end of the first robot arm 18 is pivotally mounted on the top of this vertical axis 16, and the first robot arm 18 is a vertical ⁇ axis. It is provided so that it can turn around.
  • a rear end of a second robot arm 20 is pivotally attached to a front end of the first mouth robot arm 18 so as to be rotatable about a vertical U-axis. .
  • a robot wrist 22 is connected to the tip of the second robot arm 20 so as to be rotatable around a vertical W axis. Further, a robot node 24 forming an end effector is detachably attached to a tip of the mouth-bottom wrist portion 22.
  • a robot node 24 forming an end effector is detachably attached to a tip of the mouth-bottom wrist portion 22.
  • Each orchid shaft such as a shaft, is equipped with an electric motor (electric servomotor) as a driving source, and the rotational output of the electric motor is a known reduction mechanism or transmission mechanism, for example, a worm.
  • Warm wheel mechanism, peltle pulley mechanism, pole screw mechanism, etc. reduce the speed and transmit power to each robot arm 18, 20, robot wrist 22
  • the structure drives the vertical axis 16 and so on.
  • the electric motors forming the driving sources connected to the Z axis and the ⁇ -axis, U-axis, and W-axis, which are the orchid nodes, are M 2, M ⁇ , ⁇ ⁇ , M w This is shown in the figure.
  • the motors Mz, M, Mu, and Mw respectively receive command inputs from the robot controller 26 to serve as the servo mechanism and drive circuit of each motor (in FIG.
  • the motor is driven via a motor servo drive mechanism 28) to control and drive the motor in response to the command input. It is performed at the commanded operating speed.
  • a motor servo system is typically shown only for the electric motor Mu system, but the other electric motors, M w, etc. It should be understood that a similar support system is provided for
  • the motor motors Mz, M ⁇ .Mu, Mw for example, the motor system includes a motor current.
  • the detection unit 30 is provided, and the value of the drive current flowing through the drive current circuit of the electric motor Mu is detected immediately.
  • the voltage drop value of the electric resistance R inserted in the drive current circuit is detected, and the value is converted into an analog current value to a digital value by AZD conversion to control the robot. It is sent to the control device 26.
  • the robot control device 26 has a CPU 32 as an arithmetic control means for controlling the robot operation.
  • the interface 36, the interface 36, the R ⁇ M circuit 38 on which various control programs are recorded, and the necessary data are erased via the noise line 34.
  • the motor drive current value sent from the detection unit 30 can be stored separately in the RAM (1) 44 as the first storage means via the interface 36. Have been.
  • the mean square current of the motor drive current in the series of operation processes and the rated current value of each of the electric motors M z, VI ⁇ , Mu, and M w of the mean square current value (This is stored and stored in advance in, for example, a RAM (1), etc.).
  • the ratio is calculated, and the calculation result is displayed on the display device 40 of the teaching operation panel 42 to display the operator.
  • the electric motors M z, M M, M u, and M w should not be overloaded visually. Or, alternatively, it is to jar I can confirm whether or not such operation capability is sufficiently exhibited. Then, based on the result of the confirmation, it becomes possible to change and set the operation speed in the operation program of each joint axis to an appropriate value.
  • Fig. 2 shows an operation program incorporating such a dynamic current calculation command for the electric motor for driving the Lantern shaft.
  • the operation program shown in the figure is Then, the calculation start command S 1 is programmed, the programs in different operation processes are sequentially input next, and then, when the calculation end command S 2 is read, the calculation ends.
  • the square of the drive current supplied to one selected drive motor one of motors Mz, M, Mu, and Mw
  • the average motor current is calculated, and the ratio of the average current to the rated current of the electric motor is calculated.
  • FIG. 3 is a flowchart illustrating the above-described calculation process performed by the robot control device 26.
  • the CPU 32 Upon reading the above-mentioned calculation start instruction, the CPU 32 first registers the average current calculation register for the selected joint axis in the plurality of nodal axes and the number of registers from the calculation start point. Clear both registers in RAM (2) 46 with a register for accumulating the elapsed time of calculation (step 2). Next, the measured value (digital value) of the drive current of each electric motor is read from the above-mentioned RAM (1) 44 (step 2). Next, the read current value is squared (step 3).
  • the display device 40 displays the ratio value of the electric motors Mz, M6, Mu, and Mw to the motor rated current and the root-mean-square current value.
  • FIG. 4 shows the display of the ratio value to the motor rated current and the root mean square current value displayed in this manner.
  • the motors M 0 and M u whose ratio values exceed 1.0 have a risk of overheating because the drive current exceeds the rated value. Therefore, such a lopot operation program in which an electric motor with a ratio value exceeding 1, 0 may change and correct the ratio value to return the ratio value to around 1, 0. You can.
  • the ratio value is significantly lower than 1.0, it can be determined that the operation around the orchid node axis has not sufficiently used up the ability, and therefore, the operation speed And program modifications such as increasing the motion acceleration are made.
  • each of the rooster shafts applies a load.
  • ⁇ -bot which can exert the effect of maximizing the performance, and also can prevent overheating of the electric motor which is the driving source.
  • the present invention is not limited to the horizontal arm type, and various articulated arm type robots may be used. It is needless to say that the present invention is applicable to the present invention.
  • robots other than articulated arm type robots that use an electric motor as a drive source for the robot operation unit
  • various modifications and alterations are made to CCs based on the technical idea of the present invention. It can be understood that the change can provide a function for confirming the operation ability.

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Description

明 細 書
産業用 n ボ ッ ト の動作能力確認方法 と 装置
技術分野
本発明 は、 産業用 ロ ボ ッ ト の駆動源に過負荷を掛け る こ と な く 、 ロ ボ ヅ ト 勖作さ せるための確認方法と装置 と に蘭 し、 特に、 各ロ ボ ッ ト 闋節軸の回 り の ロ ボ ッ ト 勖作部の動作が電 動モ ー タ を駆動源とする産業用 ロ ボ ッ ト にお け る 該各関節軸 の動作能力の適正度を ロ ボ ッ ト の操作プロ セ ス 中 に対 iSの電 動モ ー タ の定格電流を基準に して確認 し得る よ う に し、 各関 節軸回 り の動作を最も適正な動作能力下で操作さ せ る よ う に する こ と を可能とする産業用 ロ ボ ッ ト の勖作能力確認方法 と その方法を実施する装置と に関する。 背景技術
複数の ロ ボ ッ ト 腕ゃ ロ ポ ッ ト 手首、 ロ ボ ッ ト 旋回胴部等の 動作部が闋節結合さ れた構造を有する 多闋節型産業用 口 ボ ッ ト を始め とする、 電動モ ー タ (電動サ ー ボモ ー タ ) を駆動源 に用 い る産業用 ロ ボ ッ ト は、 従来よ り 種々 提供さ れてい る。 こ のよ う な産業用 ロ ボ ッ ト にお け る ロ ボ ッ ト 操作は、 ロ ボ ッ ト 制御装置に予め教示、 記憶さ せた動作プロ グ ラ ム に従 っ て 各電動モ ータ に対す る指令入力を該ロ ボ ッ ト 制御装置か らモ ー タ 駆動用のサ ー ボ機構に送出 し、 こ のサ ー ボ機構に よ り 、 駆動用電動モ ー タ の動作を制御 して対応の関節軸の回 り の動 作部の動作を制御する方式が採 られてい る。 こ のよ う な電動 モータ を各蘭節軸に蘭する動作駆動源に使用する産業用 n ボ ヅ ト においては、 ロ ボッ ト の各 Κ節軸回 り の動作範囲、 ¾作 速度及び許容される負荷重量は、 その各関節軸に関する駆動 源である電動モータ の定格性能によ り制約を受ける。 即ち、 動作空簡内の或る 1 位置から他の所望の 1 位置へ移動する等 の一連の ¾作を動作プロ グラ ムに従って遂行に当た り、 何れ かの蘭節軸に蘭する駆動用電動モータが、 定格能力を上回る 出力を要求され、 その結果と して、 例えば、 過剰なモータ駆 勖電流の供絵が継続する と、 それに起因して該電動モータ の 異常過熱を招き、 焼損に到る等の不都合を発生する可能性が め る 。
然しなが ら、 従来の産業用 ボ ッ ト においては、 このよ う な不都合の発生を予測 しながら、 それを未然に防止する手段 と しては、 極めて未熟な手段に依存せざるを得ない欤況にあ つた。 即ち、 ロ ボ ッ ト 摄作に当た り 、 ロ ボ ッ ト に掛かる負荷 钦態や設定された動作範囲ゃ勖作速度から電動モータ に過剰 - な駆動電流が供給され、 過熱を生ずる と、 ア ラ ームが発せら れるが、 そのア ラ ームを試行錯誤的に原 H追求すべ く 、 作業 者が適宜の電流測定器を持ち出 し、 π ポッ ト 作用中の電動モ —タ の駆動電流を測定して、 その出力を記録計に記録し、 記 録結果を.読み取った上で、 計算器を駆使してモータ 定格に対 する実際の駆動電流 態を算出 し、 それから、 蘭節軸が負荷 に対して適正な動作速度、 加速度等に設定されているか否か —を判断する煩瑣な確認方法が採られていた。 故に、 ロ ボ ッ ト —の動作中の任意の過程で、 現在の動作能力の適正度を素早 く 確認 し、 必要に応 じて、 動作プ ロ グ ラ ムを変更する と言 っ た こ と は、 従来は不可能な妆況に あ っ た。 しか も、 電動モ ー タ の発熱は、 ロ ボ ッ ト 腕部やその他の動作部分の熱変形の原因 に も な り 、 高い ロ ボ ッ ト 動作精度が求め られる と き に は、 無 視でき ない欠点と も な る不都合があ る。 発明の開示
依 っ て、 本発明の 目的は、 こ のよ う な不利を解消 し、 ロ ボ ッ ト 動作過程において、 各関節軸の回 り の動作条件、 勖作プ ロ グ ラ ムが適正にプロ グ ラ ム設定さ れてい る か否かを 口 ボ ッ ト の 1 動作を介 して容易に確認でき る よ う に した産業用 ロ ボ ッ ト の動作確認方法を提供する こ とであ る。
また、 本発明の他の目的は、 上記の動作確認方法を遂行す る ための機能手段を有 した産業用 ロ ボ ッ ト を提供する こ と に め る 0
更に、 本発明 によれば、 上記動作確認方法の遂行する 装置 を具備 し、 関節軸回 り の動作部の動作駆動源と して電動モ ー タ を具有 した多関節腕型産業用 ロ ボ ッ ト を提供する こ と に あ る o
本発明の 1 つの視点 (ァス ぺ ク ト ) に依れば、 複数の関節 軸回 り の夫々 の ロ ボ ッ ト 勖作部の駆動源が各々 電動モ ー タ に よ っ て構成さ れた産業用 ロ ボ ッ ト の動作確認方法が、 上記蘭 節軸に闋する 駆動用電動モータ の駆動電流値を検出 し、 上記 関節軸の動作プロ グ ラ ム内にお け る第 1 の時間と第 2 の時間 と の簡において該複数の関節軸にお け る選択 した 1 つの関節 軸に関 して検出された対応の駆動用電動モータ の駆動電流値 を所定の微小サ ン プル時間毎に取り 出すと共に上記第 1 、 第 2 の時間内における二乗平均電流値と電動モータ定格電流値 との比率値を渲算し、 上記二乗平均電流値及び上記定格電流 値に対する比率値を表示するス テ ッ プを具備し、 £1て作業者 が »作能力の適正度を確認でき るよ う に した産業用 ロ ボ ッ ト の動作能力確認方法が提供される。
上記動作確認方法によれば、 各闋節軸に係る電動モータ の 二乗平均電流値と定格電流に対する比率との表示値を作業者 が見る こ とによ り、 比率値が 1. 0 を上回っていれば、 それを 1. 0 に近づける方向に動作プロ グラ ムを修正し、 また、' 1. 0 を下回っていれば、 可及的に 1。 0 へ近づけるよ う に動作プロ グラ ムを修正でき るよ う にするのである。 つま り 、 モータ の 熱的限界によ って定め られる定格電流に対して、 モータ にお ける発熱量は電流値の二乗に比例するので、 モータ 電流の二 乗平均値を計算し、 定格電流値と比較するのである。
また、 本発明によれば、 各関節軸の回り のロ ボ ッ ト 勖作部 の駆勖源が夫々電動モータ によ って構成され、 ロ ボ ッ ト 制御 装置の制御によ り勖作する産業用ロ ポッ ト が、 上記各関節軸 に蘭する動作過程におけるその駆動源電動モータ の電流値を 検出するための検出手段と、 上記検出手段によ り検岀 した電 流値をデ ィ ジ タ ル値に して記憶する第 1 の記憶手段と、 上記 動作過程において第 1 の時間から第 2 の時間までの間におけ る一定微小サ ン プル時間の集積値を加算 · 記憶する第 2 の記 憶手段と、 上記一定微小サ ン プル時簡毎に上記第 1 の記憶竽 段か ら取 り 出 した電流値 と上記第 2 の記憶手段に加算 · 記憶 さ れた集積時間と に基づいて上記駆動源電動モ ー タ の二乗平 均電流値の電動モ ー タ 定格電流値に対する比率値を演算、 算 出する ための演算手段と、 上記演算手段によ り 算出 した電動 モ ー タ の上記二乗平均電流値と上記定格電流値に対す る比率 値と を表示する表示手段と を具備 して構成 さ れ、 各蘭節軸に 関する動作能力の適正度を電動モ ー タ の定格電流を介 して確 認する よ う に した こ と を特徵とする産業用 ロ ボ ッ ト が提供さ れ、 上記の動作確認方法を直接、 遂行可能にす る も のであ る 図面の簡単な説明
本発明の上記及びその他の目的、 特徵、 利点を添付図面に 示 した実施例に基づいて、 更に一層明 らかにする が、 同図面 において、
第 1 図は本発明の実施例に依る、 動作能力確認機能を具備 した水平多関節腕型産業用 ロ ボ ッ ト の基本的構成を示 した機 構図、
第 2 図は ロ ボ ッ ト 搔作の過程で、 各蘭節軸の動作能力の適 正度を確認する ための動作プロ グ ラ ムを示 したチ ヤ 一 ト 図、 第 3 図は本発明 に係る産業用 ロ ボ ッ ト の動作能力確認機能 によ る電動モー タ の二乗平均電流値と定格電流値に対する二 乗平均電流の比率の計算を実行する ための フ ロ ーチ ヤ 一 ト 、 第 4 図は表示装置上にお け る平均電流と比率と の表示面面 の平面図。 発明を実施する最良の態様
第 1 図を参照する と、 本発明の 1 実施例に係る動作能力確 認機能を具備した氷平多闋節型産業用ロ ボ ッ ト 1 0 は、 ロ ボ ッ ト基部 1 2 上に π ポ ッ ト 胴部 1 4 が立設され、 こ のロ ボッ ト 胴部 1 4 に対 して縦軸 1 6 が上下の Z軸方向に可動に設け られている。 こ の縦軸 1 6 の頂部には第 1 のロ ボ ッ ト腕 1 8 の後端部が枢着されてお り、 第 1 のロ ボ ッ ト 腕 1 8 は、 縦方 向の Θ軸回 り に旋回可能に設けられている。 また、 第 1 の口 ボツ ト腕 1 8 の先端には第 2 のロ ボッ ト 腕 2 0 の後端が枢着 され、 同 じ く 縦方向の U軸回 り に旋回可能に設け られている。 更に、 この第 2 のロ ボッ ト 腕 2 0 の先端には、 ロ ボ ッ ト 手首 部 2 2 が縦方向の W軸回り に旋回可能に結合されている。 ま た、 口 ボ ッ ト 手首部 2 2 の先端にはエ ン ド エ フ ヱ ク タ を成す ロ ボヅ ト ノヽ ン ド 2 4 が着脱自在に装着されている。 このよ う に各ロ ボッ ト 腕 1 8 、 2 0 と ロ ボ ッ ト 手首 2 2 が水平面内で 旋回可能に設け られた氷平多蘭腕節型産業用 ロ ボ ツ ト 1 0 の 上記 ®軸等の夫々の蘭節軸は、 電動モータ (電動サーボモ ー タ ) を駆 »源と して具備し、 その電動モータ の回転出力を周 知の減速機構または伝動機構、 例えば、 ウ ォ ー ム , ウ ォ ー ム ホ イ ル機構、 ペル ト ' プー リ 機構、 ポー ルねじ機構等によ り 減速、 伝動して各ロ ボ ッ ト 腕 1 8 、 2 0 、 ロ ボ ッ ト 手首部 2 2 、 縦軸 1 6 等を駆動する構造にな っている。
第 1 図において、 Z軸と夫々の蘭節軸であ る Θ軸、 U軸、 W軸と に蘭する駆動源を形成している各電動モータ は M 2 、 M θ , Μ τι 、 M wで図示してあ る。 そ して、 これらの電動モ ー タ M z 、 M 、 M u、 M wは夫々 、 ロ ボ ッ ト 制御装置 2 6 か ら の指令入力が、 各モータ のサ ー ボ機構及び駆動回路 (図 示では、 こ れ らを総合 してモ ー タ サ ー ボ駆動機構 2 8 と して 図示 してあ る。 ) を経由 して入力 さ れる こ と によ り 、 制御駆 動 さ れ、 上記指令入力 に対応 した動作を、 指令 さ れた動作速 度で遂行する も のであ る。 なお、 第 1 図では電動モ ー タ M u の系についてのみ、 代表的にモ ー タ サ ー ボ シ ス テ ムを図示 し てあ る が、 他の夫々 の電動モ ー タ や M w等に就いて も 同 様なサ 一 ポ シ ス テ ムが設け られてい る と理解すべき であ る 。
本発明 によれば、 更に、 こ れの電動モ ー タ M z 、 M Θ . M u、 M w、 例えば、 電動モ ー タ M u のサ ー ポ シ ス テ ム に は、 モ ー タ 電流検出部 3 0 が具備さ れ、 同電動モ ー タ M u の駆動 電流回路に流れる駆動電流値が検出 さ れる よ う にな っ てい る 即 ち、 該モ ー タ 電流検出部 3 0 は、 同駆動電流回路に挿入 さ れた電気抵抗 Rの電圧降下値を検出 し、 その値を A Z D変換 によ り ア ナ ロ グ電流値をデ ィ ジ タ ル値に変換 して ロ ボ ッ ト 制 御装置 2 6 へ送出 してい る のであ る。 ま た、 ロ ボ ッ ト 制御装 置 2 6 は、 周知のよ う に、 ロ ボ ッ ト 動作の制御を行 う ため に 演算制御手段と しての C P U 3 2 を有 し、 こ の C P U 3 2 に ノ ス ラ イ ン 3 4 を介 して、 イ ン タ ー フ ェ ー ス 3 6 、 種々 の 制御プロ グ ラ ムが記録さ れた R 〇 M回路 3 8 、 必要なデー タ を消去可能に記憶する記憶手段と しての R A M ( 1 ) 4 4 、 R A M ( 2 ) 4 6 、 表示装置 4 0 を内蔵 した教示操作盤 4 2 等を具備 して成 り 、 本発明 においては、 夫々 の関節軸の駆動 電動モ ー タ 、 M u、 M wに設け られた夫々 のモ ー タ 電流 検出部 3 0 から送出されるモータ駆動電流値を、 ィ ンタ ー フ ヱ ー ス 3 6 を介 して第 1 の記憶手段と しての R A M ( 1 ) 44 に夫々、 假別に記憶可能に構成されている。
また、 本発明においては、 教示捿作盤 4 2 を用いてロ ボ ッ ト に要請された作業条件に对応して、 種々の π ボ ッ ト 勖作の 動作プロ グラ ムを敎示する段階で動作プロ グラ ム中に一連の π ボ ッ ド勖作の遂行時における各関節軸の電動モータ Μ ζ、 d . M u、 M wにおける駆動電流における二乗平均電流を 計算させるプ ロ グ ラ ムを組み込み、 こ の計算措令に従い、 該 一連の-動作過程におけるモータ駆動電流の二乗平均電流と、 その二乗平均電流値の該各電動モータ M z 、 VI Θ、 M u、 M wの定格電流値 (これは、 予め、 例えば、 R A M ( 1 ) 等に 記憶、 格納してお く 。 ) との比率を計算し、 その計算結果を 教示操作盤 4 2 の表示装置 4 0 に表示して作業者に目視的に 各電動モータ M z、 M Θ , M u 、 M wに過剰な負荷が掛け ら れてはいないか、 或いは、 動作能力が充分に発揮されている か否か等を確認できるよ う に している。 そ して、 その確認結 果によ り 、 各藺節軸の動作プ ロ グ ラ ムにおける動作速度等を 適正な値に変更設定する こ と が可能になるのであ る。
第 2 図は、 このよ う な蘭節軸駆動用の電動モータ の ϋ動電 流計算指令を組み込んだ動作プロ グラ ムを示したものであ る 同図に図示の動作プ ロ グ ラ ムは、 計算開始指令 S 1 がプ π グラ ムされ、 一違の動作過程のプロ グラ ムが次に順次に入力 され、 その後、 計算終了指令 S 2 を読み取る と、 計算を終了 するのである。 この結果、 計算開始指令から計算終了指令ま で一連の ロ ボ ッ ト 動作を遂行する際に、 選択 した 1 つの駆動 用電動モ ータ (モー タ M z 、 M 、 M u、 M wの 1 つ) に供 給さ れる駆動電流の二乗平均モ ー タ 電流が計算さ れ、 ま た、 その電動モータ の定格電流に对する平均電流の比率が計算さ れる のであ る。
第 3 図は、 ロ ボ ッ ト 制御装置 2 6 が遂行する上述の計算過 程を説明する フ ロ ー チ ャ ー ト であ る。 上述 した計算開始の指 令 を読み取る と、 C P U 3 2 は、 先ず、 上記複数の闋節 軸にお ける上記選定さ れた関節軸に関する平均電流計算用の レ ジス タ と計算開始時点か ら の計算経過時間積算用の レ ジス タ と を有 した R A M ( 2 ) 4 6 のそれ ら両 レ ジス タ を ク リ ア する (ス テ ッ プ①) 。 次いで、 各電動モ ー タ の駆動電流の実 測値 (ディ ジタ ル値) を上述 した R A M ( 1 ) 4 4 か ら読み 取る (ス テ ッ プ②) 。 次に、 その読み取 っ た電流値を二乗計 算する (ス テ ッ プ③) 。 次いで、 R A M ( 2 ) 4 6 にお け る 時間積算の レ ジス タ が、 計算開始時間の経過時間 T s (計算 開始直後は T s = 0 ) か ら一定のサ ンプル時間 Δ Τを積算す る (ス テ ッ プ④) と、 その間にお ける二乗平均電流を計算す る (ス テ ッ プ⑤) 。 更に、 該二乗平均電流と予め R A M ( 1 ) に記憶さ れた当該電動モ ー タ の定格電流値と の比率計算を遂 行 して (ス テ ッ プ⑥) 、 該比率値を教示操作盤 4 2 の表示装 置 4 0 に表示する (ス テ ッ プ⑦) 。 なお二乗平均電流値 と積 算時間と は都度、 R A M ( 2 ) 4 6 の所定の レ ジス タ に計算 過程で記録さ れる。 上述の計算過程は、 一定のサ ン プ リ ン グ 時間 Δ Τ每に繰 り 返 し遂行さ れ、 計算終了指令 (ス テ ッ プ⑧) が読み取られるまでの時間 T s が経過するまで遂行される。 こ のよ う に計算開始指令 から計算終了指令 S 2 までのモ ータ駆動電 の二乗平均電流値を計算すれば、 その間におけ る該当電動モータ に供給された二乗平均電流が確認でき、 ま た、 定格電琉よ り 過剰の駆動電流が拱給されていたか否かの 判断ができ る。
表示装置 4 0 には、 全ての電動モータ M z 、 M 6 , M u、 M wに就いて、 モータ定格電流との比率値と二乗平均電流値 とが表示される。
第 4図は、 このよ う に して表示されたモータ定格電流との 比率値と二乗平均電流値との表示犹態を示したものである。 こ こで、 比率値が 1. 0 を越えているモータ M 0 、 M u は駆動 電流が定格値を上回っている こ とから、 過熱の危惧があ る。 故に、 このよ う な比率値が 1, 0 を越えた電動モータが存在す る ロ ポッ ト動作プロ グラ ムは、 変更修正して、 比率値を 1 , 0 付近に戻す操作を行う こ とができ るのであ る。 他方、 比率値 が 1. 0 を大幅に下回 っている ときは、 その蘭節軸まわ り の勖 作が充分に能力を使い尽 く していないものと、 判断でき、 故 に、 動作速度や動作加速度を増加させる等のプ ロ グ ラ ム修正 が成されるのである。
以上の説明か ら明 らかなよ う に、 本発明によれば、 産業用 ロ ボ ッ ト の蘭節軸における各軸が電動モータ を駆動源と して いる とき、 各酉節軸が負荷を担持して所望の一連の o ボッ ト 動作を遂行する際の動作範囲、 »作速度、 負荷量等が適正な 犹-態に有るか否か、 つま り、 各蘭節軸まわ り の動作能力が適 1 正に発揮 さ れてい る か否かの確認を ロ ボ ッ ト 制御装置を介 し て簡単に計算 して、 表示装置上で簡単に 目視で確認、 判断す る こ と ができ る のであ る。 そ して、 こ のよ う な判断、 確認が 可能にな る こ と によ り 、 動作プロ グ ラ ムを最適化 して一蕃効 率の良いプ ロ グ ラ ムを作成すべ く 修正 し、 π ボ ッ ト の能力を 最大限に発揮さ せ得る効果が得 られる と共に駆動源であ る 電 動モ ー タ の過熱を防止する こ と も でき る と 言 う 効果を得 ら れ る 0 "
なお、 上述 した実施例では、 水平多関節腕型産業用 ロ ボ ッ ト の例に就いて説明 したが、 水平腕型に限 る も のではな く 、 種々 の闋節腕型ロ ボ ヅ ト に本発明が適用可能であ る こ と は、 言 う ま で も な い。 ま た、 関節腕型 ロ ボ ッ ト 以外で も電動モ ー タ を ロ ボ ヅ ト 動作部の駆動源に使用する ロ ボ ッ ト では、 本発 明の技術思想を蹐襲 して種々 改変、 変更する こ と によ り 、 動 作能力の確認機能を具備さ せ得る こ と は理解でき ょ う 。

Claims

請求の範囲 .
1 . 複数の蘭節軸回り の未々のロ ボ ッ ト 勖作部の駆動源が 各々電動モータ によ って構成された産業用 ロ ポ ッ ト の動作確 認方法が、
前記関節軸に関する駆動用電動モータ の駆動電流値を検出 し、
前記関節軸の動作プ ロ グ ラ ム内における第 1 の時間と第 2 の時間との間において該複数の蘭節軸における選択した 1 つ の蘭節軸に蘭して検出された対応の駆動用電動モータ の駆動 電流値を所定の微小サ ン プル時間毎に取り 出すと共に前記第 1 、 第 2 の時間内における二乗平均電流値と電動モータ定格 電流値との比率値を演算し、
前記二乗平均電流値及び前記定格電流値に対する比率値を 表示するス テ ッ プを具備し、
21て作業者が動作能力の適正度を確認でき るよ う に したこ とを特徵とする産業用ロ ボ ッ ト の勖作能力確認方法。
2 . 前記第 1 の時間と第 2 の時藺は、 前記 »作プ ロ グ ラ ム 内に設定された渲算開始時間と渲算終了時藺である請求の範 囲 1 . 項に記載の産業用 ロ ボ ッ ト の動作能力確認方法。
3 . 各蘭節軸の回 り のロ ボ ッ ト勖作部の駆動源が夫々電動 モータ に J: つて構成され、 ロ ボ ッ ト 制御装置の制御によ り動 作する産業用 ロ ボ ッ ト が、
前記各蘭節軸に蘭する動作過程におけるその駆動源電勖モ ータ の電流値を検出するための検出手段と、 -- 前記検出手段によ り 検出 した電流値をディ ジ タ ル値に して 記憶する第 1 の記憶手段と、
前記動作過程において第 1 の時間か ら第 2 の時間ま での間 にお ける一定微小'サ ン プ ル時間の集積値を加算 · 記憶する第 2 の記憶手段と、
前記一定微小サ ン プ ル時間毎に前記第 1 の記憶手段か ら取 り 出 した電流値と前記第 2 の記憶手段に加算 · 記憶 さ れた集 積時間と に基づいて前記駆動源電動モータ の二乗平均電流値 の電動モ ー タ 定格電流値に対する比率値を渲算、 算出する た めの渍算手段と、
前記漬算手段によ り 算出 した電動モー タ の前記二乗平均電 流値と前記定格電流値に対する比率値と を表示する表示手段 と を、
具備 して構成さ れ、 各闋節軸に蘭する動作能力の適正度を 電動モー タ の定格電流を介 して確認する よ う に した こ と を特 徵とする産業用 ロ ボ ッ ト 。
4 . 前記第 1 、 第 2 の記憶手段、 前記渲算手段、 前記表示 手段は、 前記ロ ボ ッ ト 制御装置に内蔵、 具備さ れ、 前記駆動 源電動モー タ の電流値の検出手段は、 前記各関節軸に関する 夫々 の電動モ ー タ の駆動電流のアナ 口 グ値を検出する検出器 と、 検出 さ れた アナ ロ グ駆動電流値をデ ィ ジタ ル値に変換 し て前記第 1 の記憶手段に入力する A Z D変換器と か ら構成さ れてい る請求の範囲 3 . 項に記載の産業用 ロ ボ ッ ト 。
5 . 前記駆動源電動モ ー タ の電流値の検出手段は、 前記 口 ボ ッ ト 制御装置に接続さ れた外部手段であ る こ と を特徴 とす る請求の 囲 4 . 項に記載の産業用ロ ボ ッ ト 。
6 . 前記第 1 、 第 2 の記憶手段は、 R A Mに依って夫々構 成される こ とを特徵とする請求の範面 5 . 項に記載の産業用 ロ ボ ッ ト。
7 。 前記関節軸回 り のロ ボッ ト勖作部は、 1 つの上下動作 軸と、 前記上下動作軸に枢着され、 また、 相互に蘭節によ り 枢着された少な く と も 2 つの氷平ロ ボッ ト 腕とを含んで成る こ とを特徵とする請求の範囲 3 . 項に記載の産業用ロ ボッ ト
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