WO1997039859A1 - Robot dote d'un outil d'asservissement au niveau de l'extremite frontale de son poignet - Google Patents

Robot dote d'un outil d'asservissement au niveau de l'extremite frontale de son poignet Download PDF

Info

Publication number
WO1997039859A1
WO1997039859A1 PCT/JP1997/001443 JP9701443W WO9739859A1 WO 1997039859 A1 WO1997039859 A1 WO 1997039859A1 JP 9701443 W JP9701443 W JP 9701443W WO 9739859 A1 WO9739859 A1 WO 9739859A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
servo
robot
arm
tool
axis
Prior art date
Application number
PCT/JP1997/001443
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Hiroji Nishi
Takeshi Okada
Original Assignee
Fanuc Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fanuc Ltd filed Critical Fanuc Ltd
Priority to EP97919688A priority Critical patent/EP0846529A4/en
Publication of WO1997039859A1 publication Critical patent/WO1997039859A1/ja

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J17/00Joints
    • B25J17/02Wrist joints
    • B25J17/0241One-dimensional joints
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J15/00Gripping heads and other end effectors
    • B25J15/02Gripping heads and other end effectors servo-actuated
    • B25J15/0206Gripping heads and other end effectors servo-actuated comprising articulated grippers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00Programme-controlled manipulators
    • B25J9/10Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements
    • B25J9/12Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements electric
    • B25J9/126Rotary actuators

Definitions

  • the present invention relates to an industrial robot, and more particularly, to a robot using a tool driven by a servo such as a servo hand or a servo gun at a tip end of a wrist.
  • a servo such as a servo hand or a servo gun
  • a robot In general, a robot is usually used with various tools attached to the tip of the wrist. Some of these tools include a servo drive axis (ie, a servo controlled drive axis) for its own operation, such as a servo hand or a servo gun. Hereinafter, such a tool is referred to as a “servo tool”.
  • a servo drive axis ie, a servo controlled drive axis
  • a servo tool such as a servo hand or a servo gun
  • the basic axis for the operation of the robot body for example, six axes for a 6-axis robot
  • An additional axis was provided, and this additional axis was used for driving the servo tool.
  • the robot having a servo tool at the tip of the wrist includes: a servo tool operatively connected to the final wrist axis; a servomotor used as a drive source of the final wrist axis; and a servomotor.
  • the drive source diverting means has a switching mechanism operatively coupled to the output shaft of the servomotor, and the switching mechanism uses the servomotor as a drive source for the servo tool and a servomotor. It operates in a non-diverting mode in which the is used as a drive source for the final wrist axis.
  • Switching control between the diversion mode and the non-diversion mode of the switching mechanism can be performed by a robot control device that controls the robot.
  • a position detector that directly detects the position is provided, and its output is sent to a robot controller, which is used for controlling the servo tool. This is preferred.
  • Servo hands and servo guns are typical examples of servo tools suitable for such drive source conversion.
  • an electromagnetic clutch can be used as a switching mechanism for easily switching between the diversion mode and the non-diversion mode.
  • Figure 1 is a perspective view of a robot with six drive axes that are servo-controlled
  • FIG. 2A is a conceptual diagram showing the servo hand connected to the final wrist axis according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2B is a conceptual diagram showing the servo hand shown in FIG. 2A from the side.
  • FIG. 3 is a conceptual diagram showing a servo gun coupled to a final wrist axis according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a main block diagram showing a configuration of a robot control device usable in each embodiment of the present invention.
  • a robot main body 1 has six drive shafts J 1 to J 6 controlled by a servo, and a three-axis J 4 of a wrist 1a.
  • the servo tool is attached to the final wrist axis J6 of J6.
  • the servo hand 10 shown in FIGS. 2a and 2b as a servo tool is mounted on the final wrist axis J6 of the six-axis robot shown in FIG.
  • the servomotor M6 is shared by the drive source of the final wrist axis (sixth axis J6) and the drive source of the servohand of the 6-axis robot shown in FIG.
  • the operation of the servo motor M 6 is controlled by the robot controller 30 in the same manner as the servo motors M 1 to M 5 (see FIG. 4) that drive the other robot axes J 1 to J 5. Is controlled.
  • a pulse coder (position detector) 11 is coupled to the output shaft of the servomotor M6. Pulse coder 1 1 output Is sent to the robot controller 30 as a feed knock signal, and is used for controlling the servo motor M6.
  • the output shaft 12 of the servo motor M 6 is connected to the speed reducer 13, and the output shaft 14 of the speed reducer 13 is fixed to the second arm 20 and laid.
  • a second hollow clutch 16 is attached to the second arm 20 so as to face the first arm 18, and a fixed portion (nosing) of the speed reducer 13 is provided with:
  • a first hollow clutch 15 is attached so as to face the first arm 18.
  • the first arm 18 is allowed to rotate around the axis J 6 and to slide along the axis J 6 via the bearing 17 inserted into the output shaft 14 of the speed reducer 13. Is supported.
  • the first and second hollow clutches 16 and 15 are each constituted by an electromagnetic clutch provided with an exciting coil and are arranged so as to be symmetrical with respect to the first arm 18. .
  • the robot control device 30 excites the command E 1 for exciting the coil of the first hollow clutch 15 or the coil of the second hollow clutch 16.
  • Command E 2 is output alternatively. That is, the coils of both hollow clutches 15 and 16 are not excited simultaneously.
  • the first and second arms 18 and 20 are driven integrally with the drive axis J 5 immediately before the final wrist axis J 6. That is, no relative rotational displacement of the second arm 20 with respect to the first arm 18 occurs, and no approach / separation movement between the tips 19 and 21 occurs. That is, the output of the command E 2 In this state, the first and second arms 18 and 2 do not function as servo hands, and Even if the data M6 is rotated, only the posture of the robot hand composed of the arms 18 and 20 changes (non-reuse mode).
  • the operation mode of the servo hand and the 6-axis robot are controlled.
  • the open / close position of the sub-hand 10, which can select one of the normal modes that operate as a bot, is relative to the tip of the first arm 18 and the end of the second arm 20.
  • the relative angle h is recognized by the robot control device 30 as the difference between the attitude of the first arm 18 and the second arm 20 around the axis J6.
  • the output of the pulse coder 11 when the command E1 is output can be used.
  • the pulse coder 11a and 11b are coupled to the edges of the first and second arms 18 and 20 via gears, etc.
  • the rotational position of the second arms 18 and 20 around the axis J6 can be directly measured and output to the robot controller 30.
  • a method of directly measuring the rotational position of the arms 18 and 20 around the axis J6 is advantageous for more accurately measuring the opening / closing position of the sub-hand.
  • FIG. 3 a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 3.
  • the wrist last of the 6-axis robot shown in FIG. The axis is equipped with a servo gun 40 as a servo tool.
  • a servo gun 40 as a servo tool. Note that in FIG. 3, the same reference numerals are used to indicate elements that are common to the first embodiment.
  • the servomotor M6 is shared by the drive source of the final wrist axis (sixth axis J6) and the drive source of the servo gun of the 6-axis robot shown in FIG. Like the servo motors Ml to M5 for driving the robot axes J1 to J5, they are controlled by a robot controller 30.
  • the pulse coder 11 is connected to the rotation axis of the servo motor M6 and is output. The output of the pulse coder 11 is sent to the robot controller 30 as a feed knock signal, and is used for controlling the servo motor M6.
  • the output shaft 12 of the servo motor M 6 is connected to the input shaft of the speed reducer 13, and the output shaft 14 of the speed reducer 13 is fixed to the pulley 22.
  • a first hollow clutch 15 is mounted on a fixed portion (housing) of the reducer 13, and a second hollow clutch 16 is mounted on the pulley 22.
  • a bearing 17 is inserted into the output shaft 14 of the speed reducer 13, and the main body 41 of the servo gun 40 is supported via the bearing 17 and the foot 41 a. This allows the servo gun body 41 to rotate around the axis J 6 and slide along the axis J 6.
  • the second arm 20 is replaced by a pulley 22 and the first arm 18 includes a foot 41a. It has been replaced by the main body 41 of the sabogan.
  • the servo gun 40 has a ball screw 42 penetrating through the servo gun body 41 and having an axis C 1 C parallel to the final wrist axis J 6, and a ball nut 4 3 screwed with the ball screw 4 2.
  • a tip 44 for spot welding is attached to the tip of the ball screw 42, and a tip 45 facing the tip 44 is attached to the tip 41 b of the servo gun body 41. Installed.
  • the pulley 22 and the nut 43 are connected via a transmission mechanism including a benolet 23.
  • the first and second hollow clutches 15 and 16 are each constituted by an electromagnetic clutch having an exciting coil, and are symmetric with respect to the foot 41 a of the servo gun body 41. Be arranged.
  • the robot controller 30 has a command F1 for exciting the coil of the first hollow clutch 15 or the second hollow clutch.
  • the command F2 'for exciting the coil of the switch 16 is alternatively output.
  • the coils of both hollow clutches 15 and 16 cannot be excited simultaneously.
  • the operation mode of the servo gun and the six-axis robot are output. You can select one of the normal modes that operate as the default.
  • the open / close position of the sabogan can be defined, for example, by the distance d between chips 44 and 45. This distance d is recognized by the robot controller 30 as a translational position along the axis C 1 C of the ball screw 42. To recognize the translation position of the ball screw 42, the output of the pulse coder 11 when the command F1 is output (when the belt 23 is running) can be used.
  • a pulse coder 46 a for directly detecting the rotational position of the servo gun body 41 is provided.
  • a pulse coder 46 b for directly detecting the rotational position of the nut 43 of the ball screw 42 may be provided, and their outputs may be sent to the robot controller 30.
  • FIG. 4 is a block diagram of a main part of the configuration of a robot control device 30 usable in the above-described embodiment.
  • the processor board 31 is equipped with a processor board 31.
  • the processor board 31 has a central processing unit (CPU) 31a, a ROM 31b, and a RAM 3 consisting of a microprocessor. Have 1 c
  • the CPU 31a controls the entire robot controller in accordance with the system program stored in the ROM 31b.
  • the RAM 31c In the RAM 31c, created operation programs and various set values are stored.
  • a part of RAM 31 c is used for temporary data storage for calculation processing performed by CPU 31 a.
  • a hard disk device or the like prepared as appropriate as an external device is used for storing the program data and the set values.
  • Digital servo control circuit 3 2 is processor board 3 It is connected to 1 and controls the servo motors M 1 to M 6 via the servo amplifier 33 in response to the command from the CPU 31 a.
  • the servo motor M6 is used for driving the final wrist axis (the sixth axis in this case) and for driving the servo tools such as a sabohand and a sabogan.
  • the other servo motors M1 to M5 drive the first to fifth axes of the robot, similarly to a normal robot.
  • a serial port 34 is connected to the bus 37, and the serial port 34 is connected to a teaching operation panel 38 with a liquid crystal display, an RS232C device (communication interface). Face) 3 9 is connected.
  • the teaching operation panel 38 is used to input programs such as operation programs, position data, and other necessary setting values.
  • the bus 37 further includes an input / output device for digital signals (digital I / O) 35 and an input / output device for analog signals (analog IZO) 3. 6 are joined.
  • the alternative command E 1 ZE 2 described in each of the above embodiments is provided by the CPU 31 a via the digital signal input / output device (digital I / O 0) 35.
  • the robot of the present invention has a function of using the final wrist axis as a drive axis of a servo tool. Therefore, it is possible to equip the robot with a servo tool such as a servo hand / servo gun without providing a dedicated additional axis, which is very economically advantageous.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manipulator (AREA)
  • Resistance Welding (AREA)

Description

明 細 書
手首先端にサ一ボツールを備えたロ ボ ッ ト 技 術 分 野
本発明は 、 産業用 ロ ボ ッ ト に関し 、 更に詳し く は 、 サ ーボハン ドやサーボガン のよ う なサ一ボ駆動 されるツー ルを手首先端に取 り 付けて使用する ロ ボッ 卜 に関する 。
背 景 技 術
一般に 、 ロ ボ ッ ト は手首先端に各種のツールを取 り 付 けて使用 される こ とが通例 となっている 。 これら ツール の中には 、 例えばサーボハン ドやサーボガンのよ う に 、 自 身の動作のためのサーボ駆動軸 ( 即ち 、 サーボ制御さ れる駆動軸 ) を備えたも のが含まれる 。 以下 、 このよ う なツールを 「 サ一ボツール 」 と呼ぶ。
従来 、 サーボハン ドやサーボガン等のサーボツールを 使用する ロ ボッ ト においては 、 ロ ボッ ト 本体の動作のた めの基本軸 ( 例えば 、 6 軸ロ ボッ ト であれば 6 個の軸 ) の他に付加軸を設け 、 こ の付加軸をサーボツールの駆動 に用いていた 。
付加軸の装備はサーボモータやサーボアンプの増設を 伴 う ため 、 ロ ボッ ト シ ステムの大き な コ ス ト 増が避け ら れず 、 エア駆動式のサーボツールに比べて製造コ ス 卜 が 高 く なつ ていた 。 また 、 サーボハン ドやサ一ボガンな ど のサ一ボッ一ルを駆動するモータ を ロ ボッ ト 手先部に設 置する こ と は 、 ツール取付けスペースや負荷重量の面か ら見ても 有利ではなレ、 。 発 明 の 開 示
本発明の 目 的は 、 サーボツールを使用する ロ ボッ ト に おけ るサーボツール駆動のための付加軸を不要 と し 、 サ ーボハン ドゃサーボガン のよ う なサーボツーノレの装備に 要する費用の低減を図る こ と にある 。
本発明の手首先端にサーボツールを備えたロ ボ ッ 卜 は . 最終手首軸に作用的に結合されたサーボツール と 、 最終 手首軸の駆動源 と して用いられるサーボモータ と 、 サー ボモータ をサーボツールの駆動源 と して用いるための駆 動源転用手段 と を備え る 。 駆動源転用手段は 、 サーボモ —タ の出力軸 と作用的に結合された切換機構を有し 、 該 切換機構はサーボモータ をサーボツールの駆動源と して 用いるための転用モー ド とサ一ボモータ を最終手首軸の 駆動源と して用いる非転用モー ドで動作する 。
切換機構の転用モー ド と非転用モー ド の切換制御は 、 ロ ボッ ト を制御する ロ ボッ ト 制御装置に よっ て行な う こ とが出来る 。 サーボツールを よ り 正確に制御するために は 、 その位置を直接的に検出する位置検出器を設け 、 そ の出力を ロ ボッ ト 制御装置に送 り 、 サーボツ ールの制御 に用レ、る こ とが好ま しい 。
この よ う な駆動源の転用に適したサーボツールの典型 例 と しては 、 サーボハン ド とサーボガンを挙げる こ とが 出来る 。 また 、 転用モー ド と非転用モー ド の切換を簡単 に行な う ための切換機構 と し て 、 電磁ク ラ ッチを利用す る こ と が出来る 。 図面の簡単な説明
図 1 は 、 サーボ制御される 6 個の駆動軸を備えたロ ボ ッ ト の斜視図 、
図 2 a は 、 本発明の第 1 実施例よ る最終手首軸に結合 されたサーボハン ド を示す概念図 、 図 2 b は図 2 a に示 したサーボハン ド を側方から見た概念図 、
図 3 は 、 本発明の第 2 実施例によ る最終手首軸に結合 されたサーボガンを示す概念図 、
図 4 は 、 本発明の各実施例で使用可能な ロ ボッ ト制御 装置の構成を示す要部ブロ ッ ク 図である 。
発明を実施するための最良の形態 図 1 に示す如 く 、 ロ ボッ ト本体 1 は 、 サーポ制御され る 6 個の駆動軸 J 1 〜 J 6 を有し 、 手首部 1 a の 3 軸 J 4 〜 J 6 の う ちの最終手首軸 J 6 にサーボツールが装着 される 。 第 1 実施例では 、 図 1 に示した 6 軸ロ ボッ ト の 最終手首軸 J 6 にサ一ボツール と しての図 2 a 及び 2 b に示すサーボハン ド 1 0 が装備される 。
図 2 a に於いて 、 サーボモータ M 6 は 、 図 1 に示した 6 軸ロ ボッ ト の最終手首軸 ( 第 6 軸 J 6 ) の駆動源 とサ ーボハン ド の駆動源に共用 される 。 サーボモータ M 6 の 動作は 、 他のロ ボ ッ ト 軸 J 1 〜 J 5 を駆動するサーボモ ータ M 1 〜 M 5 ( 図 4 参照 ) と 同じ く 、 ロ ボッ ト 制御装 置 3 0 によ って制御される 。
サ一ボモータ M 6 の出力軸にはパルス コーダ ( 位置検 出器 ) 1 1 が結合されている 。 パ ル ス コーダ 1 1 の出力 は 、 フ ィ ー ド ノく ッ ク信号と して ロ ボ ッ ト 制御装置 3 0 へ 送られ 、 サーボモータ M 6 の制御に利用 される 。 サ一ボ モータ M 6 の出力軸 1 2 は減速器 1 3 に結合 され 、 減速 器 1 3 の出力軸 1 4 は第 2 のアーム 2 0 に固定されてレヽ る 。
第 2 のアーム 2 0 には 、 第 1 のアー ム 1 8 と対向 して 第 2 の中空ク ラ ッチ 1 6 が取付けられ 、 減速器 1 3 の固 定部 ( ノヽウ ジング ) には 、 第 1 のアーム 1 8 と対向 して 第 1 の中空ク ラ ッチ 1 5 が取付け られている 。 第 1 のァ —ム 1 8 は減速器 1 3 の出力軸 1 4 に挿嵌されたべァ リ ング 1 7 を介して 、 軸 J 6 周 り の回転と軸 J 6 に沿った 滑動が許容される よ う に支持されている 。
第 1 及び第 2 の中空ク ラ ッチ 1 6 及び 1 5 は各々励磁 コイ ルを備えた電磁ク ラ ッチで構成され 、 第 1 のアーム 1 8 に関して対称とな る よ う に配置される 。 ロ ボッ ト 制 御装置 3 0 力 らは 、 第 1 の中空ク ラ ッチ 1 5 の コ ィ ノレを 励磁する指令 E 1 、 又は第 2 の中空ク ラ ッチ 1 6 の コ ィ ルを励磁する指令 E 2 が択一的に出力 される 。 即ち 、 両 中空ク ラ ッチ 1 5 及び 1 6 のコ イルが同時に励磁される こ と はない 。
指令 E 1 が出力 される と 、 第 1 の中空ク ラ ッチ 1 5 の コ イ ルが励磁され 、 第 1 のアーム 1 8 と減速機 1 3 のハ ウ ジング と が結合される 。 即ち 、 第 1 のアーム 1 8 は 、 手首最終軸 J 6 の直前の駆動軸 J 5 に対して固定される こ と と な る 。 この と き 、 指令 E 2 は出力 されないので第 2 の中空ク ラ ッチ 1 6 の コ イ ルは励磁されず 、 第 1 の ァ —ム 1 8 と第 2 の アームの結合は解除されてい る 。
二 の状態でサーボモータ M 6 が回転する と 、 第 1 のァ —ム 1 8 は停止し たままで 、 第 2 のアーム 2 0 のみがサ ーボモータ M 6 に よ って駆動される 。 その結果 、 図 1 b に矢印で示したよ う に 、 第 2 のアーム 2 0 は第 1 のァ一 ム 1 8 に対する相対的な回転変位を起こ し 、 第 2 のァー ム 2 0 の先端 2 1 が第 1 のアーム 1 8 の先端 1 9 に対し て接近あるいは離反する開閉動作が達成される 。 即ち 、 指令 E 1 が出された状態では 、 第 1 及び第 2 のアーム 1 8 及び 2 0 はサーボモータ M 6 によって駆動されるサ一 ボハン ド と し て機能する ( 転用モー ド ) 。
指令 E 2 が出力 される と 、 第 2 の中空ク ラ ッチ 1 6 の 励磁がオン とな り 、 第 1 のアーム 1 8 が第 2 のアーム 2 0 に一体的に結合される 。 こ の と き 、 指令 E 1 は出力 さ れないので 、 第 1 の中空ク ラ ッチ 1 5 の励磁がオフ とな り 、 第 1 のアーム 1 8 と減速器 1 3 のケーシング と の結 合は解除されている 。
こ の状態でサーボモータ M 6 が回転する と第 1 及び第 2 のアーム 1 8 及び 2 0 は最終手首軸 J 6 の直前の駆動 軸 J 5 に対して一体的に駆動される 。 即ち 、 第 2 のァー ム 2 0 の第 1 のアーム 1 8 に対する相対的回転変位は生 じず 、 先端 1 9 及び 2 1 間の接近 Z離反動作も 起らない 即ち 、 指令 E 2 の出力状態では第 1 及び第 2 のアーム 1 8 及び 2 ◦ はサーボハン ド と し て機能せず 、 サーボモ一 タ M 6 を回転させても 両アーム 1 8 及び 2 0 で構成され る ロ ボ ッ 卜 手先部の姿勢変化が起るだけであ る ( 非転用 モー ド ) 。
こ の よ う に本実施例に よれは 、 ロ ボッ ト 制御装置 3 0 から指令 E 1 又は指令 E 2 を択一的に出力する こ と によ つて 、 サーボハン ド の動作モー ド と 6 軸ロ ボ ッ ト と して 動作する通常モー ド のいずれかを選択する こ とが出来る サ一ボハン ド 1 0 の開閉位置は 、 第 1 のアーム 1 8 と 第 2 のアーム 2 0 の先端部の相対角度 h で定義する こ と が出来る 。 相対角度 h は 、 第 1 のアーム 1 8 と第 2 のアーム 2 0 の軸 J 6 周 り の姿勢の差と し て ロ ボ ッ ト 制 御装置 3 0 に よって認識される 。 アー ム 1 8 と アーム 2 0 の軸 J 6 周 り の姿勢の差の認識には 、 パルス コーダ 1 1 の指令 E 1 出力時 ( 第 2 のアーム 2 0 のみ回転時 ) の 出力が利用出来る 。
また 、 図 2 a 中に破線で示したよ う に 、 第 1 及び第 2 のアーム 1 8 及び 2 0 の縁部にパルス コーダ 1 1 a 及び 1 1 b を歯車等を介して結合させ 、 第 1 及び第 2 のァ一 ム 1 8 及び 2 0 の軸 J 6 周 り の回転位置を直接計測して ロ ボッ ト 制御装置 3 0 へ出力する こ と も 出来る 。 一般に アー ム 1 8 及び 2 0 の軸 J 6 周 り の回転位置を直接計測 する方式は 、 サ一ボハン ド の開閉位置を よ り 正確に測る 上で有利であ る 。
次に 、 図 3 を参照し て本発明の第 2 実施例を説明する 第 2 実施例では 、 図 1 に示した 6 軸ロ ボ ッ ト の手首最終 軸にサーボツール と してのサーボガン 4 0 が装備される , なお 、 図 3 中 、 第 1 実施例 と共通性のある要素の指示に は同じ 参照符号を使用 した。
第 1 実施例の場合 と 同様に 、 サーボモータ M 6 は 、 図 1 に示し た 6 軸ロ ボッ ト の最終手首軸 ( 第 6 軸 J 6 ) の 駆動源 とサーボガンの駆動源に共用 され 、 他のロ ボッ ト 軸 J 1 〜 J 5 を駆動するためのサーボモ一タ M l 〜 M 5 と 同じ く 、 ロ ボ ッ ト 制御装置 3 0 によ って制御 される 。 サーボモータ M 6 の回転軸にはパルス コーダ 1 1 が結 合されてレヽる 。 パルス コーダ 1 1 の出力は 、 フ ィ 一 ド ノく ッ ク信号 と してロ ボッ ト 制御装置 3 0 へ送られ 、 サーボ モータ M 6 の制御に利用 される 。 サーボモータ M 6 の出 力軸 1 2 は減速器 1 3 の入力軸に結合され 、 減速器 1 3 の出力軸 1 4 はプー リ 2 2 に固定されている 。
減速器 1 3 の固定部 ( ハウジング ) には第 1 の中空ク ラ ッチ 1 5 が取付け られ 、 プー リ 2 2 には第 2 の中空ク ラ ッチ 1 6 が取付け られている 。 減速器 1 3 の出力軸 1 4 にはベア リ ング 1 7 が挿嵌され 、 サーボガン 4 0 の本 体 4 1 がベア リ ング 1 7 と足部 4 1 a を介して支持され ている 。 これによ り 、 サーボガン本体 4 1 は軸 J 6 周 り の回転 と軸 J 6 に沿った滑動が許容されている 。
図 2 a 及び 2 b に示した第 1 実施例 と比較する と 、 第 2 のアーム 2 0 はプー リ 2 2 に置き換え られ 、 第 1 のァ —ム 1 8 は 、 足部 4 1 a を含むサ一ボガン本体 4 1 に置 き換え られている 。 サーボガン 4 0 は 、 サーボガン本体 4 1 を貫通し 、 最 終手首軸 J 6 と平行な軸 C 一 C を持つボ一ルネ ジ 4 2 及 びボールネジ 4 2 と螺合するボールナツ ト 4 3 を備え る , ボールネジ 4 2 の先端部にはスポ ッ ト 溶接用のチ ッ プ 4 4 が取 り 付け られ 、 サーボガン本体 4 1 の先端部 4 1 b にはチッ プ 4 4 と対向するチッ プ 4 5 が取 り 付け られて いる 。 プー リ 2 2 とナッ ト 4 3 は 、 ベノレ ト 2 3 を含む伝 動機構を介して結合されている 。
第 1 及び第 2 の中空ク ラ ッチ 1 5 及び 1 6 は 、 各々励 磁コ イルを備えた電磁ク ラ ッチで構成され 、 サーボガン 本体 4 1 の足部 4 1 a に関して対称 となる よ う に配置さ れる 。 第 1 実施例の場合 と 同様に 、 ロ ボッ ト 制御装置 3 0 力 らは第 1 の中空ク ラ ッチ 1 5 の コ イ ルを励磁する指 令 F 1 、 又は第 2 の中空ク ラ ッチ 1 6 のコ イ ルを励磁す る指令 F 2'が択一的に出力 される 。 両中空ク ラ ッチ 1 5 及び 1 6 のコ イルが同時に励磁される こ と はなレ、 。
指令 F 1 が出力 される と 、 第 1 の中空ク ラ ッチ 1 5 の コ イルが励磁され 、 サーボガン本体 4 1 の足部 4 1 a が 減速機 1 3 のハウジングに固定される 。 この と き 、 指令 F 2 は出力 されないので 、 第 2 の中空ク ラ ッチ 1 6 のコ ィルは励磁されず 、 サーボガン本体 4 1 とプー リ 2 2 と の結合は解除されている 。
こ の状態でサーボモータ M 6 が回転する と 、 足部 4 1 a は停止 し たま まで 、 プー リ 2 2 のみが駆動される 。 そ の結果 、 ベ ル ト 2 3 が走行してボールナ ツ ト 4 3 に螺合 したボールネジ 4 2 が軸 C 一 C に沿つた並進変位を起こ し 、 チ ッ プ 4 4 とチ ッ プ 4 5 が接近或いは離反するサー ボガン開閉動作が達成される 。 即ち 、 こ の指令 F 1 が出 される と 、 最終手首軸 J 6 は 、 サーボガン駆動軸 と して 機能する ( 転用モー ド ) 。
指令 F 2 が出力 される と 、 指令 F 1 はオフ とな り 、 第 2 の中空ク ラ ッチ 1 6 の コ イルのみが励磁され 、 サーボ ガン本体 4 1 の足部 4 1 a がプー リ 2 2 と一体的に結合 される 。 従って 、 こ の状態でサーボモータ M 6 が回転し ても 、 ベノレ ト 2 3 は駆動されない。 即ち 、 指令 F 2 の出 力状態ではサーボガン の開閉動作は生起されず 、 サーボ ガンを保持したロ ボッ ト 手先部の姿勢変化が起るだけで ある ( 非転用モー ド ) 。
こ の よ う に第 2 実施例によれは 、 ロ ボッ ト 制御装 ¾ 3 0から指令 F 1 と指令 F 2 を択一的に出力する こ と で 、 サーボガン の動作モー ド と 6 軸ロ ボッ ト と して動作する 通常モー ド のいずれかを選択する こ とが出来る 。
サ一ボガンの開閉位置は 、 例えばチッ プ 4 4 及び 4 5 間の距離 d で定義する こ とが出来る 。 こ の距離 d は 、 ボ 一ルネジ 4 2 の軸 C 一 C に沿った並進位置 と して ロ ボッ ト 制御装置 3 0 に よ っ て認識される 。 ボー ルネジ 4 2 の 並進位置の認識には 、 パ ル ス コーダ 1 1 の指令 F 1 出力 時 ( ベル ト 2 3 走行時 ) の出力が利用出来る 。
また 、 図 3 中に破線で示したよ う に 、 サーボガン本体 4 1 の回転位置を直接的に検出するパ ル ス コ ーダ 4 6 a 及びボールネジ 4 2 のナ ツ ト 4 3 の回転位置を直接的に 検出するパルス コーダ 4 6 b を併設し 、 それら の出力を ロ ボッ ト 制御装置 3 0 へ送る よ う にし ても 良い 。 一般に . サ一ボガン本体 4 1 の回転位置 とナツ ト 4 3 の回転位置 を直接的に検出する こ と は 、 サーボガン の姿勢及びサー ボガンの開閉位置を よ り 正確に測る上で有利である 。
図 4 は 、 上記説明 した実施例で使用可能な ロ ボッ ト 制 御装置 3 0 の構成を要部ブロ ッ ク 図で示したも のである , 図 4 に示し たよ う に 、 ロ ボッ ト 制御装置 3 0 にはプロ セ ッサボ一 ド 3 1 が装備され 、 このプロ セ ッサボー ド 3 1 はマイ ク 口 プロ セ ッサからなる 中央演算処理装置 ( C P U ) 3 1 a 、 R O M 3 1 b 並びに R A M 3 1 c を備えて いる
C P U 3 1 a は 、 R O M 3 1 b に格納されたシステ ム プロ グラ ムに従っ てロ ボ ッ ト 制御装置全体を制御する 。 R A M 3 1 c には 、 作成済みの動作プロ グラムや各種設 定値等が格納される 。 また 、 R A M 3 1 c の一部は C P U 3 1 a が実行する計算処理等の為の一時的なデータ記 億に使用 される 。 なお 、 プロ グラムデータや設定値の保 存には 、 適宜外部装置 と して用意されたハー ドディ ス ク 装置な どが利用 される 。
プロ セ ッサボー ド 3 1 〖まバス 3 7 に結合され 、 このパ ス結合を介して ロ ボッ ト 制御装置 3 0 内の他の部分 と の 間で 、 指令やデー タ の授受が行なわれる よ う になつてい る 。 デジ タ ルサーボ制御回路 3 2 がプロ セ ッ サボー ド 3 1 に接続されてお り 、 C P U 3 1 a 力ゝら の指令を受けて サ一ボアンプ 3 3 を経由 してサーボモータ M 1 〜 M 6 を 制御する 。 上述した通 り 、 サーボモータ M 6 は最終手首 軸 ( こ こ では第 6 軸 ) の駆動 とサ一ボハ ン ド 、 サ一ボガ ン等のサーボツールの駆動に共用 される 。 他のサーボモ ータ M 1 〜 M 5 は 、 通常のロ ボッ ト と 同様 、 ロ ボッ 卜 の 第 1 〜第 5 軸を駆動する 。
バ ス 3 7 にはシ リ アルポー ト 3 4 が接続され 、 こ のシ リ アルポー ト 3 4 には液晶表示部付の教示操作盤 3 8 、 R S 2 3 2 C機器 ( 通信用イ ン タ ー フ ェ イ ス ) 3 9 が接 続されている 。 教示操作盤 3 8 は動作プロ グラ ム等のプ ロ グラムや位置データ 、 その他必要な設定値等を入力す る為に使用 される 。
また 、 外部装置 と の信号の授受のために 、 バ ス 3 7 に は更にデジタル信号用の入出力装置 ( デジタル I / O ) 3 5 、 アナロ グ信号用の入出力装置 ( アナロ グ I Z O ) 3 6 が結合されている 。 上記各実施例で説明 した択一的 な指令 E 1 Z E 2 あるレ、は F 1 Z F 2 は 、 C P U 3 1 a によってディ ジタル信号用の入出力装置 ( ディ ジタル I ノ 0 ) 3 5 を介してク ラ ッチ 1 5 , 1 6 に出力 される 。 これら指令の出力 と その切換 、 サ一ボツ ールの位置 、 動 作速度 ( サーボハン ド 、 サーボガンの開閉位置 、 開閉速 度 ) 等が 、 そのための命令文を書き込んだ動作プロ ダラ ムの再生運転時あるいは教示操作盤 3 8 から のマ二ユ ア ル指令入力に よ って可能な こ と は言 う までも ない 。 本発明のロ ボッ ト は 、 最終手首軸をサーボツールの駆 動軸 と し て利用する機能を有し ている 。 従っ て 、 専用の 付加軸を設ける こ とな く サーボハン ドゃサーボガンのよ う なサーボツールをロ ボ ッ ト に装備 させる こ と が可能と な り 、 経済的にも非常に有利である 。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . 最終手首軸を含む 、 サ一ボ制御 される複数の駆動 軸を有する ロ ボ ッ 卜 であって 、
前記最終手首軸に作用的に結合されたサ一ボツール と 前記最終手首軸の駆動源 と して用い られるサ一ボモー タ と 、
前記サーボモータ を前記サーボツールの駆動源 と して 用いるための駆動源転用手段 と を備え 、 前記駆動源転用 手段は 、 前記サ一ボモータ の出力軸 と作用的に結合され た切換機構を有し 、 前記切換機構は前記サ一ボモータ を 前記サーボツールの駆動源と して用いるための転用モー ド と前記サーボモータ を前記最終手首軸の駆動源 と して 用いる非転用モー ド で動作する 、 ロボッ ト 。
2 . 前記複数の駆動軸をサーボ制御する ロ ボッ ト 制御装 置を備え 、 前記切換機構の前記転用モー ド と非転用モー ド は 、 前記ロ ボッ ト 制御装置によって切換制御 される 、 請求の範囲第 1 項に記載のロ ボッ ト 。
3 . 前記サーボツールの位置を直接的に検出する位置検 出器を更に備え 、 前記位置検出器の出力が前記ロ ボ ッ ト 制御装置によ る前記サーボツールの制御に用い られる 、 請求の範囲第 2 項に記載のロ ボ ッ ト 。
4 . 前記サーボツールがサーボハン ド である 、 請求の範 囲第 1 項乃至第 3項のいずれかに記載のロ ボ ッ ト 。
5 . 前記サーボハン ド は 、 第 1 のアーム と 、 前記サーボ モー タ の出力軸に結合された第 2 のアーム と を備え 、 前記切換機構は 、 前記第 1 のアームを前記第 2 の ァ一 ム と結合 /非結合させる第 1 の ク ラ ッチ と 、 前記第 1 の アームを前記最終手首軸の 1 つ前の駆動軸に結合 /非結 合させる第 2 のク ラ ッチ と を備える 、 請求の範囲第 4 項 に記載のロ ボッ ト 。
6 . 前記第 1 及び第 2 のク ラ ッチは電磁ク ラ ッチから成 る 、 請求の範囲第 5 項に記載のロ ボ ッ ト 。
7 . 前記サ一ボツールがサーボガンである 、 請求の範囲 第 1 項乃至第 3 項のいずれかに記載のロ ボッ ト 。
8 . 前記サーボガンは 、 サーボガン本体 と前記サーボモ ータ の出力軸 と結合されたプー リ と を備え 、
前記切換機構は 、 前記サーボガン本体を前記プー リ と 結合 非結合させる第 1 のク ラ ッチ と 、 前記サーボガン 本体を前記最終手首軸の 1 つ前の駆動軸に結合/非結合 させる第 2 のク ラ ッチ と を備える 、 請求の範囲第 6 項に 記載のロ ボッ ト 。
9 . 前記第 1 及び第 2 のク ラ ッチは電磁ク ラ ッチから成 る 、 請求の範囲第 8 項に記載のロ ボ ッ ト 。
PCT/JP1997/001443 1996-04-24 1997-04-24 Robot dote d'un outil d'asservissement au niveau de l'extremite frontale de son poignet WO1997039859A1 (fr)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP97919688A EP0846529A4 (en) 1996-04-24 1997-04-24 ROBOT WITH A SERVO DEVICE AT THE DEMANDING END OF THE WRIST

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8/126353 1996-04-24
JP8126353A JPH09290381A (ja) 1996-04-24 1996-04-24 サーボツールを手先部に装備したロボット

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO1997039859A1 true WO1997039859A1 (fr) 1997-10-30

Family

ID=14933088

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP1997/001443 WO1997039859A1 (fr) 1996-04-24 1997-04-24 Robot dote d'un outil d'asservissement au niveau de l'extremite frontale de son poignet

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP0846529A4 (ja)
JP (1) JPH09290381A (ja)
WO (1) WO1997039859A1 (ja)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102615652B (zh) * 2012-04-13 2014-06-04 中国科学院合肥物质科学研究院 基于双电磁离合器的二自由度机器人关节
JP7216479B2 (ja) * 2018-03-28 2023-02-01 ダイハツ工業株式会社 スポット溶接装置
CN112659095A (zh) * 2020-12-22 2021-04-16 福建诚壹实业有限公司 一种低温冷库用高架上货天花板机械手
DE102021108201B3 (de) * 2021-03-31 2022-07-07 Fft Produktionssysteme Gmbh & Co. Kg System und Verfahren zur Abarbeitung einer Montageaufgabe mittels eines Roboters

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60161081A (ja) * 1984-01-30 1985-08-22 株式会社日立製作所 サ−ボマニプレ−タの制御機構
JPH04183590A (ja) * 1990-11-16 1992-06-30 Mitsubishi Electric Corp 把持装置
JPH06114763A (ja) * 1992-10-02 1994-04-26 Canon Inc ロボット可動部の位置決め方法及びその装置

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2225476C3 (de) * 1972-05-25 1975-04-24 Engel, Heinrich, 6407 Schlitz Betätigungsvorrichtung
DE2513539A1 (de) * 1975-03-26 1976-10-14 Siemens Ag Greifer fuer industrie-roboter
FR2411061A1 (fr) * 1977-12-07 1979-07-06 Renault Robot de soudure, pour l'assemblage par soudure par points de pieces de tolerie
EP0076231A3 (de) * 1981-09-24 1984-04-25 Franz Schäfer Verfahren und Einrichtung zum seriellen Bearbeiten und/oder zur Montage von Werkstücken
DE3218769A1 (de) * 1982-05-18 1983-11-24 Mayon Electronic GmbH, 8034 Germering Modulbaustein fuer einen roboterarm
US4685861A (en) * 1984-10-30 1987-08-11 Michael Madock Continuous shaft-driven industrial robot
DE3504233A1 (de) * 1985-02-07 1986-11-27 KK Automation Klaus Th. Krämer GmbH & Co KG, 7107 Neckarsulm Greiferarm fuer handhabungsgeraete

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60161081A (ja) * 1984-01-30 1985-08-22 株式会社日立製作所 サ−ボマニプレ−タの制御機構
JPH04183590A (ja) * 1990-11-16 1992-06-30 Mitsubishi Electric Corp 把持装置
JPH06114763A (ja) * 1992-10-02 1994-04-26 Canon Inc ロボット可動部の位置決め方法及びその装置

Also Published As

Publication number Publication date
EP0846529A1 (en) 1998-06-10
EP0846529A4 (en) 1999-03-17
JPH09290381A (ja) 1997-11-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1431001B1 (en) Electric clamp apparatus
US4706001A (en) Industrial robot
US7849761B2 (en) Wrist unit to a robot arm
NO832390L (no) Styresystem for roboter av typen direkte innlaerende/reagerende
WO1990001402A1 (en) Direct-acting actuator of industrial robot
JPS58181598A (ja) ロボツトをプログラミングする方法及び装置
US4955250A (en) Multiple forearm robotic elbow configuration
US6212968B1 (en) SCARA robot
JPS5859779A (ja) 荷役機械
CN214025770U (zh) 机器人抓手
CN112757334A (zh) 机器人抓手及其控制方法
WO1997039859A1 (fr) Robot dote d'un outil d'asservissement au niveau de l'extremite frontale de son poignet
WO1994026475A1 (en) Positioning apparatus for industrial robots
JP3369802B2 (ja) 移動体の駆動装置
JP6995602B2 (ja) ロボットハンド、ロボットハンドの制御方法、ロボット装置、物品の製造方法、制御プログラムおよび記録媒体
JPS6254302A (ja) ロボツトの制御装置
US5429015A (en) Two degree of freedom robotic manipulator constructed from rotary drives
US5312220A (en) Industrial robot with workpiece handling means for attaching a workpiece to and removing a workpiece from a machine tool
JP3656328B2 (ja) 位置決め助力アーム
JPH05329792A (ja) ロボットアームのバランサ装置
JPS61243514A (ja) ロボツトの制御装置
JPH03218502A (ja) ロボットの教示装置
JP2008528307A (ja) 動的平衡手段を持つ5バー機構と、5バー機構を動的に均衡させるための方法
JPH0683453A (ja) ロボット関節の負荷補償制御方法
JP2004283964A (ja) 産業用ロボット

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): US

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE CH DE DK ES FI FR GB GR IE IT LU MC NL PT SE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 1997919688

Country of ref document: EP

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 1997919688

Country of ref document: EP

WWR Wipo information: refused in national office

Ref document number: 1997919688

Country of ref document: EP

WWW Wipo information: withdrawn in national office

Ref document number: 1997919688

Country of ref document: EP