JPH02303793A - ロボットの動作検出装置 - 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 本発明はロボットの動作検出装置に係り、特にロボット
動作の精度調整に適用し得るロボットの動作検出装置に
関する。 従来の技術 一般に工業用ロボットは、１２肘段階においてロボット
型式やロボット定数が定められ、これに基づいて：ｒ業
用ロボットの製造が行なわれる。 ここに、ロボット型式とはロボットの大きさを示す値で
あり、同一構成要素よりなるロボットでも、大型のロボ
ット、小型のロボットがあり、これを区別する値である
。よって、ロボット型式が同一のＩＩ用用水ボット全く
間−のも１成のロボットであり、またロボット型式の異
なる工業用ロボットは夫々相似関係にあるロボットであ
る。。 またロボット定数とは、例えば支柱の長さ、支柱やアー
ムの取付は角度、塗装用ロボットの場合にはガン先距離
等の品元定数をいり、工業用ロボットの設計時に決めら
れるものである。 また、工業用ロボットが動作する場合、ロボットの駆肋
間肺を行なう問罪手段には上記ロボット型式や各種ロボ
ット定数が入力されており、これらの型式、定数に基づ
いて工業用ロボットが所定の動作を行なうよう動作ｔｉ
１１６ｇが行なわれる。 一般に工業用ロボットが製造された場合には、動作テス
トが行なわれる。このテストは、例えば工業用ロボット
を直交動作させ、正確な直線動作を行なうか、正確な直
交動作を行なうか等について検査される。工業川口ボッ
トが設Ａ１値通り製造された場合には、上記ロボット型
式やロボット定数に基づき正確な直Ｉ！ｉ１動作、直交
動作を行なうはずであるが、実際は組立て誤を等により
正確な直線、直交動作を行なわない場合がある。よって
これを補正、調整する必要があるが、この補正は上記ロ
ボット定数の値を適宜変更し、これを［ｌボットのｔ、
１Ｊｌｌｉ手段に入力し直すことにより行なっている。 従来における上記動作テストは、例えば黒板等の対象物
に２本の直交する基ｔ１！ね（Ｘ軸、Ｙ軸）を描き、工
業用ロボットの手首部をこの基準線によって動作（この
ｖＪ作は７０グラム動作ではなくマニュアル動作）させ
、ロボットの動作が基準線よりずれる間を作業者が目視
により確認することにより行なっていた。そして、ｆれ
が生じた場合には作業者の勘により変更するロボット定
数及び変更値を決定し、これに基づき制御手段にへカさ
れているロボット定数を変更し、再び工業用ロボットを
動作してずれが生じていないかを確認する。 上記作業は工業用ロボットの動作が所定精度となるまで
繰り返し行なわれる。 発明が解決しようとする課題 しかるに上記動作テストは、作業者が目視により行なっ
ていたため十分な精度出しができず、また千轟郡の動作
を正確にｎ認するためにはどうしても、Ｌ業用ロボット
の近くでＷＩＷ＆作業をする必要があり安全性上問題が
あった。 本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、入子に
寄らず工業用ロボットの手首部の動性を正確に検出し得
るロボットの動作検出装置を提供することを目的とする
。 ｒＪ題をｗＩ決するための手段 上記！Ｉ題を解決するために、本発明になるロボットの
動作検出装置では、 ロボットの手る部がクランプされると共に、前記ロボッ
トの動作に伴って同様の変位を行なう構成とされたクラ
ンプ部と、 検出装置により検出される上記クランプ部の動作を座標
データとして出力する動作検出手段とを設けてなること
を特徴とする。 作用 上記ｌ！Ｉ或とされたロボットの動作検出装置では、ロ
ボットの手首部の移動に追随して変位するクランプ部の
動作を検出手段が座標データとして出力するため、人手
に寄らずロボットの動作検出を行なうことができる。 実／Ｉ例 次に本発明の実施例について図面と共に説明する。第１
図は本発明の一実施例であるロボットの動作検出装置１
（以下、軍に装置という）を用いたロボットの動作テス
トシステム２の全体構成図であり、また第２図は動作テ
ストシステム２の回路構成図である。 装置１は工業用ロボット３の手首ｒＡ４がクランプされ
るクランプ部５と、このクランプ部５をＸ。 Ｙ、Ｚ軸方向の各方向へ変位自在に支持するリンク機構
（リンク６〜１３より構成される）と、回転検出装

【１
４〜１６と、操作ボックス１７とにより構成されている
。 クランプ部５は、リンク６に取付けられており、このリ
ンク６に沿りて図中矢印Ｘ＋　、ＸＪ力方向自在に変位
し得る構成とされている。またクランプｖ５５は、Ｘ、
Ｙ、Ｚの各軸に対し回転自在の構成とされており、その
各軸回りの何転虐を検出する検出装置が内設されている
。 第３図はクランプ部５の一例を示すＷ面図である。クラ
ンプ部５はリンク６に軸承される本体部１８、本体部１
８に対しＹＮ（図中、矢印Ａで示す輪）を中心に回転自
在の４Ｍ成とされた第１のアーム１９．第１のアーム１
９に対しＸ軸（図中矢印Ｂで示す軸）を中心に回転自在
の溝或とされた第２のアーム２０等により構成されてい
る。 本体部１８はＺ軸（紙面に対し直交する軸。図中矢印Ｃ
で示す）を中心に回転自在の構成とされており、その回
転角度は歯車２１．２２を介しボテンシ日ンメータ２３
により検出される。また同様に、第１のアーム１９のＹ
軸回りの回転は歯車２４．２５を介してボテンシジンメ
ータ２６で、第２のアーム２０のＸ軸回りの回転はｍ車
２７゜２８を介してポテンションメータ２９で夫々検出
される。よって、第２のアーム２０にボルト３０゜３１
を用（〜てクランプされる手首部４の動作は、クランプ
部５によりＸ、Ｙ、Ｚ軸の各軸回りのＤ転角度として検
出され各ボテフシ１ンメータ２３゜２６．２９より電気
信号として出力される。 リンク機構は、第１図に示すように支柱となる４本のリ
ンク９〜１２上に矩形枠状のリンク１３をｈし、リンク
９と１０の間にリンク７を、リンク１１と１２の間にち
ンク８を、更にリンク７と８の間にリンク６を配設した
構造となっている。 リンク６はリンク７．８に対しＹ＋　、Ｙ２方向へ変位
自在の構成とされており、リンク７はリンク９．１０に
対しＺｉ　、Ｚ２方向へ変位自在の構成とされており、
更にリンク８は、リンク１１゜１２に対しＺｉ　、Ｚｚ
ｈ向への変位自在の構成とされている。また、支柱とな
る各リンク９〜１１は、リンク１３及び各ベース３０〜
３３に対し回転可能な構成とされている７上記構成のリ
ンク機構により、リンク６に取付けられたクランプ部５
に対し、工業用ロボット３の手ｉ部４の動作に伴ない、
この動作と同様の変位を行なわせることができる。 回転検出装置［１４〜１６は、例えばレゾルバ等の回転
角度検出センサであり、リンク６と８の交差位置、リン
ク８と１１の交差位置、及びリンク１１のベース２０上
に夫々取付けられている。 ここで各リンクと回転検出装置の配設構造をリンク８．
１１及び回転検出装置ｆｆ１５．１６を例に挙げて第４
図を用いて説明する。 前記のようにリンク１１はリンク１３及びベース３２に
回転自在のＩＩ戒とされると共に、同図に示すようにス
クリュー溝３４が形成されている。 また、リンク１１とリンク８の交わる部分にはホルダ３
５が配設されており、リンク８はホルダ３５を介してリ
ンク１１に保持される。このホルダ３５内にはスクリュ
ーｗＩｔ３４と係合するボール（図示せず）が設けられ
ており、リンク１１とホルダ３５はボールスクリュー構
造をなしている。 よって、工業用ロボット３の動作によりリンク８がＺｌ
・Ｚ２方向へ変位すると、その変位量と比例した」だけ
リンク１１は回転する。 一方、リンク１１の下部のベース３２上には回転検出１
！１Ｗ１６が配設されており、この回転検出装置１６は
リンク１１の回転角度を検出する。上記のようにリンク
１１の回転けはリンク８のＺｉ。 ｚ２方向の変位量と比例しているため、回転検出装置ｉ
！１６が出力する検出信号よりリンク８の変位量を求め
ることができる。同様の構造により、クランプ部５のＸ
＋　、Ｘ２　ｈ向の変位（第１図参照）はリンク６の回
転に基づき回転検出装置１４の検出信号より求めること
ができ、リンク６のＹ＋。 ＹｚＲ向の変位はリンク８の回転に基づき１転検出装置
！１５の検出信号より求めることができる。 次に操作ボックス１７の内部回路構成について主に第２
図を用いて説明する。 操作ボックス１７には装置１の一部を構成する動作検出
回路３６と、工業用ロボット３の動作テストを行なうた
めの動作テスト制罪回２ｆｆ３７．キーボード３８．デ
ィスプレイ３９．メモリ４０等が配設されている。 動作検出回路３６には、前記した回転検出装置１４〜１
６．ポテンションメータ２３，２６゜２９が接続されて
おり、各回転検出装Ｗ１１４〜１６、ボテフシ３ンメー
タ２３．２６．２９よりクランプ部５及びリンク６．８
．１１の変位が回転検出信号として入力される。動作検
出回路３６は、この入来する回転検出信号に基づき演算
を行ない、クランプ？！ｉ５の位数をｘ、ｖ、ｚＩｄ１
方向の座標データとして出力する。よって、動作検出回
路３６から出力される座標データ変化をｕ時的に計測す
ることにより、クランプ部５にクランプした手首部４の
動作を検知することができる。 上記座標データは、手首部４の動作に伴なって変位する
クランプ部５の＃作を、回転検出装置１４〜１６、ポテ
ンションメータ２３．２６゜２９から供給される回転検
出（ｉ号に基づき動作検出回路３６が演篩するため、そ
のデータの精度は非常に高いものとなる。また、クラン
プ部５の動作は回転検出装置１４〜１６．ボテンション
メ−タ２３．２６．２９が検出するため、従来のように
作業溝が工業川口ボット３に近付く必要はなく、安全性
の向上を図ることができる。 動作テストｔ＃１Ｉ２Ｉ回路３７は、手首部４の動作が
正規の動作軌跡よりｆれている場合そのずれ間をｖｉ算
するずれ】演砕回路、及びこのずれεより新しいロボッ
ト定数を演算するロボット定数演算回路等を具備してお
り、工業用ロボット３の動作テストを統括的にυｊｌａ
′ＩＩするものである。この動作テスト制御回路３７に
は動作検出回路３６から座標データが供給されると共に
、キーボード３８．ディスプレイ３つ、メモリ４０等が
接続されている。 尚、４１はロボット用操作ボックスで、ロボットｖ４御
回路４２．キーボード４３等が内設されている。この０
ポット操作ボックス４１を操作することにより工業用ロ
ボット３は動作する。 続いて上記構成とされた動作テストシステム２を用いた
動ｎ：テストの手順について第５図を用いて説明する。 動作テストを行なうのに際し、先ず：［業用ロボット３
の手首部４をクランプ部５にクランプすることにより、
工業用ロボット３を装′Ｉ２１に装着する（ステップ１
．以下Ｓ１のように！＜）、次にキーボード３８を用い
てロボット型式及びロボット定数を入力する（Ｓ２．Ｓ
３）。ここで人力されたロボット型式（ロボット形状の
大小）及びロボット定数（支柱やアームの長さ、取付は
角度等）はメモリ４０内に格納される。 次に、同じくキーボード３８を用いて］［業用ロボット
３のテスト動作の内容を入力する（Ｓ４）。 この動作内容データもメモリ４０に格納される。 尚、本実施例では、工業用ロボット３の製造時における
動作テストを例に挙げて説明するものとし、よって８３
で入力される内容は、手首部４をＸ。 Ｙ、Ｚの各輪に沿って直交動作させる内容のものである
。また同様の動作内容はロボット用操作ボックス４１を
用いてロボットｉ！１３　ｔｌｆ１回路４２にも人力さ
れる。 上記各種データの入力５６理が終了すると、操作ボック
ス１７及びロボット用操作ボックス４１を操作して、動
作テストシステム２及び工業用ロボット３を共に作動さ
せる（Ｓ５）。 工業用ロボット３が作動すると、クランプ部５は手首部
４の動作に伴って変位し、その変位Ｍは回転検出装Ｗ１
１４〜１６．ボテンシ３ンメータ２３．２６．２９によ
り検出され（８６）、回転検出信号として動作検出回路
３６に供給される。 動作検出回路３６は供給される回転検出信号に基づき、
クランプ部５の（即ち手首部４の）位置を示す座標デー
タを演算する（Ｓ７）、動作検出回路３６で算出された
座標データは動作テスト制御回路３７に供給される。 動作テスト１ｌｌｔｌｌｌ＠路３７では、動作検出回路
３６から供給される座標データと、Ｓ４で入力されメモ
リ４０に格納されている動作内容データを比較し、各デ
ータにｆれが生じている場合には、ずれ置演碑回路によ
りずれ匠を１１１１拝する（Ｓ８）と共に、算出された
ｒｔ′Ｌｍをディスプレイ３９に表示する（Ｓ９）。 ｆｆｊ！者はディスプレイ３９に表示されるずれ同を見
て、その値がロボット定数の変更を要する値か否かを判
断し、変更を要しない場合には操作ボックス１７に配設
された終了釦を、また変更を曹する場合には続行釦を操
作する（８１０）。 Ｓ１０において続行釦が操作されると、動作テストｖ４
１１１回路３７は、上記ずれ猷に基づき、このずれを補
正するのに適した新たなロボット定数をロボット定数演
算回路により算出しく８１１）、その値をディスプレイ
３９に表示する（８１２＞、。 尚、Ｓ１１の処理に先立ち、各種あるロボット定数の内
、どのロボット定数に補正変更を加えるかは、予めキー
ボード３８より入力しておくものとする。 新しいロボット定数がディスプレイ３９に表示されると
、作業者はこの新しいロボット定数をキーボード３８．
４３を用いて動作テストシス戸ム２及び工業用ロボット
３に大々入力する（３１３）。 その入力処理が終了すると処理はＳ５に戻り、再び動作
テストシステム２及び工業用ロボット３を作動させ、Ｓ
６〜Ｓ１３のＷＪ即を繰返す、０ボット定数を変更した
復のロボット！ｊ７作は、変更前に比べ正規の動作軌跡
に近い動作となる。そして、ＳＩＯにおいてずれ量がロ
ボット定数を変更する必要がない値となり、作業者が終
了釦を操作すると、動作テストｆｉｌＪＩＩＪ回路３７
はメモリ４０に格納されていた各種データをクリアする
（３１４）Ｌ、、また、動作テス］−システム２及び−
［業用ロボット３を作業者が作中させる（＄１５）こと
により動作テストＬｔ終了する。。 上記一連の処理により、動作テストシステム２を用いて
行なわれる動作−テストによれば、従来のように作業者
の勘にたよる処理は全くなく、かつ装置１により手首部
４の動作は正確に検出することができ、更にロボット定
数の変更値も動作テストｖ１四＠路３７により自助的に
演算される。よって、動伯テストに要する時間の短縮を
図り得ると共に、試験精度の向上を図ることができる。 尚、上記実施例ではクランプ部５のＸ＋　、Ｘｚｈ向変
位の検出７リンク６のＹ＋　、Ｙｚ方向変位の検出、及
びリンク８のＺ＋　、Ｚｚ方向変位の検出を行なうため
にリンク６．８．１１にスクリュー満３４を￥２Ｇｊ、
各リンク６．８．１１を回転させると共にこの回転を回
転検出装置１４〜１６にて検出する構成を示したが、こ
れに限るものではなく、例えば各リンク６．８．１１の
変位を直線変位として検出するリニアボテンシコンメー
タ等の他の検出装置を用いた構成としても良い。 また、本実施例では装置１を］［業用ロボット３の’Ｉ
１Ｍに行なわれる動作テストを行なう動作テストシステ
ム２に適用した構成を示したが、これに限らず、例えば
工業用ロボットの精度試験や、ティーチングデータの軌
跡確認を行なう試験等、他の試験についても適用できる
ことは明らかである。 また、本実施例では動作検出回路３６から出力される座
標データはＸ、Ｙ、Ｚ軸に対応させた直交座標として出
力される構成を示したが、他の形での座標データ（例え
ばＪｆｉ座標）として出力する構成としても良いことは
勿論である。 発明の効果 上述の如く、本発明によれば、人手に寄らずロボットの
動作検出を行なうことができるため、検出精度の向上を
図り得ると共に、作業者がロボットに近付く必要もなく
なるため安全性を向上させることができる等の特長を有
する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例である装置を適用した動作テ
ストシステムを示す全体構成図、第２図はｔｌＩｆＩテ
ストシステムの回路構成を示す図、第３図はクランプ部
の一例を説明するための図、第４図１１リンクの回転を
検出する構造を説明するための図、第５図は動作テスト
システムを用いて行なわれる動作テス１−の処理を説明
するための図である。 １・・・装置（動作検出装置）、２・・・動作テストシ
スデム、３・・・工業用ロボット、４・・・手石部、５
・・・クランプ部、１４〜１６・・・回転検出装置、１
７・・・操伯ボックス、３６・・・動作検出０路、３７
・・・動作テストυＪ１１１回路、４１・・・ロボット
用操作ボックス。 嘉２図 ２動うＩＰテス）シス千ム 第３図 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ロボットの手首部がクランプされると共に、前記ロボッ
   トの動作に伴つて同様の変位を行なう構成とされたクラ
   ンプ部と、 検出装置により検出される上記クランプ部の動作を座標
   データとして出力する動作検出手段とを設けてなること
   を特徴とするロボットの動作検出装置。