JPH03136783A - 工業用ロボット及びその制御方法 - 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 本発明は工業用ロボット及びその制御方法に係り、特に
ティーチング操作が容易に行えるよう構成した工業用ロ
ボット及びそのｔ、１ＪＩ１１方法に関する。

従来の技術 従来の工業用ロボットとしては、例えば多関節型のロボ
ットに塗装ガンを取付けた塗装用ロボットがある。この
塗装用ロボットはロボットの動作を制御する制御装置に
予めティーチングデータを入力しておき、ワークが塗装
位置に搬送されるとと上記ティーチングデータに基づい
て所定の塗装動作を実行する。

この種の塗装用ロボットでは、例えば塗装工程で塗装ガ
ンが塗料を噴霧する眞に捨て吹きあるいは試し吹き等の
スプレーオン動作を行なわせるため、ロボットの外部に
塗装雰囲気中の危険場所でも使用できる防爆構造の操作
スイッチを設け、このスイッチを操作するか、あるいは
非危険場所で！（１ｔｌｌ盤の操作により上記捨て吹き
ゃ試し吹きのためのスプレーオンを行なわせていた。又
、このスプレーオン以外にも、例えば教示（ティーチン
グ）、再生、修正等の制御モード、塗料に電荷を印加さ
せる静電オン・オフ、塗料の吐出量、スプレーの霧化圧
等の塗装動作モードがある。これらの各モードの設定や
切換え操作はＩＩＪｔｌｌ盤に設けられた各種操作スイ
ッチが操作されることにより行なわれていた。

発明が解決しようとする課題 しかるに、上記従来の工業用ロボットでは、上記塗装動
作モード、制御モードの各モードの切換え操作は、ティ
ーチング操作者がアーム先端のグリップを把持して塗装
用ロボットの旋回ベース。

支柱、アーム、手首機構といった各可動部の動作をティ
ーチングしながら上記操作スイッチによるモード切換操
作を行なわなければならないため、ティーチング操作が
複雑であり、ティーチングに時間がかかり過ぎるばかり
か操作ミスが起こる可能性があるといった課題があった
。又、上記の如く操作スイッチを塗装雰囲気中に設ける
場合、スイッチ自体を防爆構造にして安全確保する必要
があり、さらにスイッチ取付けに費用が余分にかかると
いった課題もある。又、非危険場所で制ｔａｌｌ！１を
操作する場合、ロボットより離れてしまうため、操作者
が２Å以上必要となり省力化を図ることが難しかった。

そこで、本発明は上記課題を解決した工業用ロボット及
びそのｔｓｍ方法を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段 １、本発明はティーチング操作時に可動部がそれまでの
動作過程と異なる動きをするようにティー、チングされ
たとき、モードの切換を行なうモード切換手段を具備し
てなる。

２　前記モード切換手段は、可動部の動作位置を検出す
る検出手段により可動部の特異な動作が検出されたとき
、モード切換を行なう。

ａ　前記工業用ロボットは複数の可動部を組合わせた多
関節型ロボットであり、前記モード切換手段は前記複数
の可動部のうち少なくとも一の可動部が特異な動作をし
たことを検出し、その動作に対応したモードに切換える
。

４、前記可動部の先端部に作業用治具を設け、前記モー
ド切換手段は前記可動部が特異な動作をしたとき前記作
業用治具の動作モードを切換える。

５、本発明の制御方法は、ティーチング操作時に可動部
にそれまでと異なる動きをさせ、次いでこの可動部の特
異な動きを検出してモードの切換を行なうようにしたも
のである。

作用 １、　ティーチング操作時に可動部がそれまでの動作と
異なる特異な動作をするようにティーチングすることに
よりモード切換えすることができる。

従って、可動部の動作をティーチングしながらでも容易
にモード切換操作を行なえる。

２　可動部を駆動する駆動手段等に設けられた検出手段
からの検出信号を利用してモードを切換えられる。

ａ　複数の可動部のうち少なくとも一の可動部の動作を
監視すれば良いので、モード数が増えても対応すること
ができる。

４、アーム先端に装着された作業用治具（ζ装ガン等）
の動作モードも切換えることができるので、ロボットの
動作だけでなくワークに対する作業内容も容易に切換え
ることができる。

＆　ティーチング操作時は可動部の動きを監視すること
により、ティーチングデータが得られるだけでなく、可
動部の特異な動きによりモード切換が行なえるので、他
のスイッチ、検出器等からの信号を無視できる。

実施例 第１図及び第２図に本発明になる］Ｌ業用ロボット及び
その制御方法の一実施例を示す。

両図中、被塗装物としてのワーク１がコンベヤ装置２に
より矢印Ｘ方向に搬送される塗装工程においては、コン
ベヤ装置２の近傍に塗装用ロボット３が設置されており
、塗装用ロボット３は後述する制御装置１８を−有し、
各可動部が制御装置１８により駆動制御され、ワーク１
が塗装作業位置を通過する間に予めアイーチングされた
所定の塗装作業を実行する。

第１図において、ベース４の上には、旋回駆動部５が設
けられている。旋回駆動部５の上には、ベース４に固定
された軸線Ａを中心として回動する旋回ベース６が設け
られている。旋回ベース６上のブラケット６ａには、旋
回ベース６の軸線へと直交する軸線Ｂを中心として回動
する支柱７が設けられている。また、旋回ベース６上の
ブラケット６ａには、支柱駆動部８が設けられている。

そして、支柱７の上端部には、支柱７の軸線Ｂと平行な
□軸線Ｃを中心として回動するアーム９が回動自在に設
けられている。このアームつと支柱７の連結部には、ア
ーム駆動部１０が設けられている。また、アーム９は後
部に、手首駆動部１１が設けられている。さらに、アー
ム９の先端に、手首機構１２が設けられている。手首機
構１２には、ケース１３．１４及び取付軸１５を有する
。

ケース１３は、アーム９の軸ＩＩＣに平行な軸線りを中
心として回動するようになっている。ケース１４は、ケ
ース１３の軸線りに直交する軸線Ｅを中心としτ回動す
るようになっている。取付軸１５は、塗装ガン１６の取
付部であり、ケース１４の軸線Ｅに直交する軸線Ｆを中
心として回動するようになっている。

１８は制ｒＢ装置で、ティーチングデータを記憶すると
ともにワーク１の搬送に連動して塗装用ロボット３の動
作を１ＩＩＪＩＤする。従って、塗装用ロボット３はｔ
ｉｌｌ装置１８からの指令により各駆動部が駆動され、
旋回ベース６、支柱７．アーム９゜手首機構１２等の各
可動部が動作する。

上記各可動部を駆動する駆動部５，８，１０゜１１には
各軸Ａ−Ｆの回動角（回動位置）を検出する検出器（例
えばレゾルバ等）５ａ、８ａ。

１０ａ、１１ａ〜１１Ｃが設けられている。（但し、第
１図中検出器５ａ、１１ａ〜１１Ｃは隠れて見えない） 第２図中、制−装［１８は、上記の如く構成された塗装
用ロボット３が予め入力されたティーチングデータに基
づき所定の塗装動作をするように各ｗｅ部ｆｌｌｔｌｌ
ｔＡ制御！１１回路１８Ａと、Ｉｌｌ　ｍ　回路１８Ａ
からの指示により塗装用ロボット３の各駆動部へ駆動信
号を出力するモータ駆動回路１８Ｂと、ティーチングデ
ータ等を記憶するメモリ１８０とを有する。又、モータ
駆ｌｌｌ＠路１８Ｂは前記駆動部５．８．１０．１１の
検出器と接続されており、各可動部が動作すると各軸Ａ
−Ｆの回転角に応じた検出信号が各検出器からモータ駆
動回路１８Ｂにフィードバックされる。

６１１６１１回路１８Ａには後述するように上記可ａｍ
がそれまでの動作過程と異なる方向に一時的に動作する
ようにティーチングデータが入力されたとき、そのデー
タ内容に応じたモード切換を行なうモード切換手段１８
Ｅが設けられている。

ティーチング操作時に各可動部の動きを監視することに
より、ティーチングデータが得られるだけでなく、可動
部の特異な動きによりモード切換えが行なえるので、他
のスイッチ、検出器等からの信号を無視でき、よって制
御回路１８Ａの構成が簡略化できる。

尚、モード切換手段１８Ｅには予め第３図に示すように
前記教示、再生、修正、スプレーオン。

静電オン・オフ、塗料吐出量、霧化圧の各モードが登録
されており、各モードごとに可り１ｍ（各軸Ａ−Ｆ）の
特異な動きも決められている。

例えば作業者の操作によりアーム９を短時間に上、下動
させたとき、このような軸Ｃの回動はアーム駆動部１０
の検出器１０ａに検出される。検出器１０ａからフィー
ドバックされた検出信号により、軸Ｃの回動角が短時間
に大きくしかも速く動いて通常の動作を越える所定値以
上であるとき、モード切換手段１８Ｅは「教示モード」
を設定する。

又、支柱７（軸Ｂ）が前後方向に特異な動きをしたとき
は、再生モードが設定され、旋回ベース６（軸Ｃ）が左
右方向に特異な動きをしたときは修正モードが設定され
る。同様に、塗装ガン１５をｔＩＩＩｗＪするスプレー
オン、静電気オン・オフ、塗料吐出１．７Ａ化圧の各モ
ードも軸り、軸Ｅ、軸Ｃ÷軸Ｂ、軸Ｃ十軸Ｅの動作によ
り設定される。

１９はワーク１が塗装作業位置に到着したことを検出す
るワーク検出スイッチで、塗装用ロボット３より上流側
の」ンベヤ装＠２近傍に設置されている。そして、υｊ
ｔ１１回路１８Ａはワーク検出スイッチ１９からの検出
信号が入力されると、メモリ１８Ｄに記憶されたティー
チングデータに基づき塗装用０ボツト３がワーク１に対
する塗装動作を行なうように塗装用ロボット３の各駆動
部を制御する。

２０は塗装ガン制帥装置で、糾−回路１８Ａと接続され
ている。塗装ガン制御装置２０は前記スプレーオン、静
電気オン・オフ、塗料吐出邑、霧化圧の各動作モードが
設定されたとき塗装ガン１５の動作を制御する。

ここで、上記構成になる工業用ロボットにおいて１ＩＩ
Ｉ御回路１８Ａが実行する処理につき説明する。

尚、モード切換手段１８Ｅにより設定されるモードの種
類は第３図に示すように７種類あるが、ここでは、ティ
ーチング操作時にスプレーオンモードに切換える際の処
理につき第４図を参照して説明することにする。

１イ一チング操作する際は、まず制御装Ｎ１８の電源ス
ィッチ（図示せず）をオンにする。続いて、作業者が前
記の如く７−ム９を上、下動させると教示モードが設定
される。ＩＩＪ＠回路１８Ａでは各軸Ａ〜Ｆの動きを監
視しており、各駆動部の動力がオンになっているときは
ロボットの動作はｉイーチングデータに基づき制御回路
１８Ａが決定するので、各軸Ａ−Ｆを監視する必要はな
い（ステップ８１）。

従って、ステップＳ１において肋カオフのときステップ
Ｓ２に移り軸りの現在の位置１ｃを記憶する。

次に作業者のティーチング操作により手首機構１２が上
、下方向に回動したとき、回動した軸りの位置１ｃと時
間Δを前の位置１ｃ’　との差は（Ｉｃ　−１ｃ’　）
が所定値αを越えているか否かを判断する（ステップ８
３）。このときの軸りの回動位置の変化は、手首駆動部
１１の検出器によって検出されており、第５図に示す如
く軸りが短時間にｌｃ’からＨｃへ大きく変化して再び
ｌｃｊへ戻っていることがわかる。

手首機構１２が短時間に上下方向に大きく回動じた場合
、α＜１ｃ−１ｃ’であるので、ステラ７８４に移り、
塗装ガン制御装置２０にスプレーオンの信号が出力され
ているかどうかを確認する。

そして、信号出力がないときは、ステップＳ５に移り塗
装ガンｔ、１Ｊｔ１９装置２０ヘスプレーオンの信号を
出力すでスプレーオンモードに切換える。しかし、ステ
ップＳ４において塗装ガンＭＩＬＬＬＥＤ装置２０ヘス
プレーオンの信号が出力されていないときは、ステップ
Ｓ６に移りスプレーオンの信号出力を止める。

続いて、ステップ８５．８６の後ステップＳ７に移り、
軸りの回動位ｆｉｔｌｃを初期化して、モード切換の処
理が終了する。又、ステップＳ３においてα＜Ｉｃ−■
ｃ’のときは通常の動作であるのでステップＳ７の処理
を実行する。尚、上記処理は例えば数１０Ｉｌｓｅｃ毎
に繰返し実行される。

又、ｌｌＪ′ＷＪ回路１８Ａは上記軸り以外の各軸Ａ〜
Ｅ、Ｆについても同様に監視している。そのため、１ｉ
ＩＪ１１１回路１８Ａは第４図に示す処理と同様な処理
を各軸Ａ−Ｆについても実行するが、ここではその説明
を省略する。

従って、ティーチング操作時操作者はロボットの各可動
部を動作させながら各軸Ａ−Ｆの一部を特異な動作とす
るだけでモード切換えを行なうことができる。よって、
塗装雰囲気中の危険場所に防爆構造のモード切換スイッ
チを設ける必要がない。又、非危険場所に設けられたｉ
ｌＪ御装置１８と塗装用ロボット３との間を操作者がモ
ード切換えのたびに往復したり、あるいは塗装用ロボッ
ト３をティーチング操作する操作者のほかにυＩ御装瞠
１８でモード切換操作する操作者を配置する必要もなく
なる。

尚、上記実施例では塗装用ロボットを例に挙げて説明し
たが、これに限らず、本発明が塗装用以外のロボットに
も適用できるのは勿論である。

又、各モード切換えと各軸Ａ−Ｆの動作の組合せは上記
実施例に限らないのは言うまでもない。

発明の効果 上述の如く、本発明になる゛ｒ業用ロボットは０ポフト
の可動部をティーチング操作させながらその場でモード
切換を行なうことができ、しかも可１ＩｌｔＢが通常の
動作過程と異なる特異な動きをするようにティーチング
するだけでモードを切換えられるのでティーチング操作
中のモード切換操作を容易に行なうことができる。さら
に、塗ｔｉロボットの場合、従来のように防爆構造の操
作スイッチを塗装雰囲気中の危険場所に設ける必要が無
くなり、設備が簡略化でき、あるいはロボット設８位置
から離れた非危険場所に操作スイッチを設けないで済む
ので一人でティーチング操作及びモード切換を行なうこ
とができる等の特長を有する。

さらに、請求項２によれば可動部を駆動する駆動手段等
に設けられた検出手段からの検出信号を利用してモード
を切換えることができる。

又、請求項３によれば、複数の可動部のうち少なくとも
一の可動部の動作を監視すれば良いので、モード数が増
えても対応できる。

又、請求項４によればアーム先端に装着された作業用治
具（塗装ガン等）の動作モードを切換えるこができるの
で、ロボットの動作だけでなくワークに対する作業内容
も容易に切換えることができる等の特長を有する。

又、請求項５のｉｌ！１１方法によればティーチング操
作時に可動部の動きを監視することにより、ティーチン
グデータが得られるだけでなく、可動部の特異な動きに
よりモード切換えが行なえるので、他のスイッチ、検出
器等からの信号を無視でき、よって１ｌＪｔ１１回路の
構成が簡略化できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明になる工業用ロボット及びその制御方法
の一実施例の斜視図、第２図はその概略構成図、第３Ｆ
ｊ！Ｊは各モードと可動部との対応を示す図、第４図は
制御１１回路が実行する処理を説明するためのフローチ
ャート、第５図は動作位置の変化を示す図である。 ３・・・塗装用ロボット、５・・・旋回駆動部、８ａ。 １０ａ・・・検出器、８・・・支柱駆動部、９・・・ア
ーム、１０・・・アーム駆動部、１１・・・手首駆動部
、１２・・・手首機構、１５・・・取付軸、１６・・・
塗装ガン、１８−−ＩＩＪ　ｌｉｔ　ＨＩｆ、１８Ａ−
１１１９１１１０１路、１８Ｅ−・ｔ−Ｆ切換手段、１
９・・・ワーク検出スイッチ、２０・・・塗装ガンｔＩ
ＩＪ−装置。 第１図

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）ティーチング操作時に、可動部がそれまでの動作
   過程と異なる動きをするようにテイーチングされたとき
   、モードの切換を行なうモード切換手段を具備してなる
   ことを特徴とする工業用ロボット。
2. （２）前記モード切換手段は、前記可動部の動作位置を
   検出する検出手段により前記可動部の特異な動作が検出
   されたとき、モード切換を行なうことを特徴とする請求
   項１記載の工業用ロボット。
3. （３）前記工業用ロボットは複数の可動部を組合わせた
   多関節型ロボットであり、前記モード切換手段は前記複
   数の可動部のうち少なくとも一の可動部が特異な動作を
   したことを検出し、その動作に対応したモードに切換え
   ることを特徴とする請求項１記載の工業用ロボット。
4. （４）前記可動部の先端部に作業用治具を設け、前記モ
   ード切換手段は前記可動部が特異な動作をしたとき前記
   作業用治具の動作モードを切換えることを特徴とする請
   求項１記載の工業用ロボット。
5. （５）ティーチング操作時に前に可動部にそれまでと異
   なる動きをさせ、次いでこの可動部の特異な動きを検出
   してモードの切換を行なうようにした工業用ロボットの
   制御方法。