JPH03292509A - 産業用ロボット - 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、多種少量生産における部品の挿入、取出し、
組立て等に使用する汎用性に富んだ産業用ロボット特に
その先端の移動部に取付けられる作業工具の作業位置を
教示するティーチング装置に関する。

〔従来技術］ 最近、多種少量生産における部品の挿入、取出し、組立
て等に汎用性に富んだ産業用ロボットの使用が増大して
いる。この種作業に使用される産業用ロボットは直交座
標型ロボット、多関節型ロボット等各種あるが、いずれ
のロボットも２個のモータの回転を受けて水平面上ある
いは垂直面上を移動する移動部を有しており、その移動
部には所定の作業を行う作業工具が取付けられている。

また、このロボットは前記モータを駆動する制御装置を
有しており、この制御装置はモータを駆動して移動部に
取付けられた作業工具を平面上の所定作業位置まで移動
させるとともにあらかじめ決められた順序に従ってこの
作業工具を駆動して所定の作業を終えるように構成され
ている。さらに、この制御装置には作業工具の作業位置
を教示するティーチング装置が接続されている。このテ
ィーチング装置１６は第４図に示すようにティーチング
モードを選択するティーチング指令信号を出力するティ
ーチング指令部１７、ティーチング完了信号を出力する
ティーチング完了指令部１８、各モータ（図示せず）の
現在位置を記憶するエントリ信号を出力するエントリ部
１９および作業工具（図示せず）の４方向の移動方向を
示すキーでなる移動指令部２０を有し、ティーチングモ
ードが選択される時、移動指令部２０から各モータの移
動量が指令されると、各モータを駆動して作業工具を任
意の位置まで移動させ、エントリ信号を待って各モータ
の現在位置が作業位置として記憶されるように構成され
ている。

［発明が解決しようとする課題］ このティーチング装置１６では、ティーチングモードが
選択されて後、移動指令部２０のキーが押圧されると、
パルスが制御装置Ｆ（図示せず）に出力され、制御装置
はこのパルスを受けるごとに、各モータの目標位置を変
更し、この目標位置にモータが移動するようにモータを
駆動し１作業工具をそのキーの示す方向に駆動させてい
る。そのため、このティーチング装置１６では、各キー
を押圧して作業工具を移動させる関係で、キーを押替え
る際に作業工具が所望作業位置に近づくにしたがって押
圧するキーと作業工具の先端とを交互に注視しなければ
ならず、これが極めて煩わしいものとなる等の欠点が生
じている。

本発明は上記欠点の除去を目的とするもので、作業工具
から視線を反らさずに簡単に作業工具の作業位置を教示
することができるように構成したロボットのティーチン
グ装置を提供しようとするものである。

［課題を解決するための手段］ 上記課題を解決するため、２個のモータの回転を受けて
平面上を移動する移動部を有するロボットを配置し、こ
の移動部には所定の作業を行う作業工具が取付けられて
いる。また、このロボットは移動部および作業工具を所
定作業位置まで移動するようにモータを制御する制御装
置を有している。この制御装置は所定の作業位置を順次
呼出して前記作業工具をその位置へ移動させるとともに
あらかじめ決められた順序に従って作業工具を作動させ
るように構成されている。また、この制御装置には作業
工具の作業位置を教示するティーチング装置が接続され
ている。このティーチング装置には一部が露出するボー
ルがその位置で任意方向に回転自在に保持されており、
しかもこのボールの回転を直交する２方向で取出すよう
に２個のパルスジェネレータが取付けられている。また
、前記制御装置は、ティーチングモード選択時にこのパ
ルスジェネレータから発信されるパルスに応じて２個の
モータを駆動するように構成されており、ティーチング
装置により移動部とともに作業工具を移動させることが
できるように構成されている。

また、作業工具の姿勢を制御するモータやその昇降を制
御するモータを付設する場合には、ティーチング装置に
複数個の移動軸選択キーを設けて、ティーチングモード
が選択されている時でその移動軸選択キーが選択されて
いる時のみ、パルスジェネレータからのパルスによりそ
の軸選択キーに対応するモータを駆動するように制御装
置を構成してもよい。

［作用コ 上記産業用ロボットでは、ティーチング装置でティーチ
ングモードが選択されると、制御装置はティーチング装
置からのパルスを待つ、この状態で、作業者がティーチ
ング装置のボールを平面上の任意の方向に移動させると
、ボールの回転により、直交する２方向のそれぞれの回
転数が同時に取出され、その回転数に応じてそれぞれパ
ルスジェネレータからパルスが発信される。このパルス
が発信されると、制御装置はそれぞれのパルス数および
その正逆方向に応じて各モータを駆動する。

そのため、作業者は作業工具を注視するのみで、ティー
チング装置を注視しなくても、先端部およびこれに固定
された作業工具はボールを回転させた方向に移動するこ
とができ、作業工具が任意の位置に達する時、エントリ
信号を待って、各モータの現在位置を作業位置として記
憶することができる。

また、移動軸選択キーが押圧されている時のみ、パルス
ジェネレータからのパルスによりモータが駆動されるの
で、作業者の意図に反して作業工具が移動して、その位
置が誤って教示されるようなことは皆無となる。

さらに、同様に移動軸選択キーを選択して希望のモータ
を選び、これを駆動すれば、作業工具の姿勢およびその
高さ位置を任意に教示することができる。

［実施例コ 以下、実施例を図面に基づき説明する。第１図および第
２図において、１は産業用ロボットの一例の多関節型の
ロボットであり、第１モータ（図示せず）の回転を受け
て水平面上で旋回する第１アーム２およびその先端で第
２モータ（図示せず）の回転を受けて水平面上で旋回す
る第２アーム３を有している。前記第２アーム３の先端
部はロボットｌの移動部をなしており、この移動部には
作業工具４が取付けられており、各モータの駆動により
ＸＹ平面上を移動するように構成されている。

前記ロボットｌは第１モータ、第２モータおよび作業工
具４を制御する制御装置７を有している。この制御装置
７はマイクロコンピュータでなる制御部８、作業位置等
ロボットｌを駆動するための各種情報を記憶する記憶部
９、作業スタート信号等各種動作指令信号を発信する操
作部１０および各種データを表示する表示部１１を有し
ている。また、前記制御部８には第１モータ駆動指令部
１２および第２モータ駆動指令部１３が、またこの第１
モータ駆動指令部１２および第２モータ駆動指令部１３
にはそれぞれ第１モータ、第２モータにパワーを供給す
る第１モータ駆動部１４、第２モータ駆動部１５が接続
されており、制御部８から目標移動量が与えられると、
これに応じた駆動指令信号を各モータ駆動部１４．１５
に送るように構成されている。前記各モータ駆動部１４
．１５は駆動指令信号を受けると、これに応じて各モー
タにパワーを供給してこれを所定の速度で所定移動量移
動させるように構成されている。また、前記各モータの
移動量はエンコーダ（図示せず）により検出され、制御
部８にフィードバックされるように構成されている。

前記制御装置７の操作部１０には、作業工具４の作業位
置を教示するティーチング装置１６が付設されており、
操作部１０はティーチング装置１６からティーチングモ
ードが選択されると、このティーチング装置１６からの
各種信号を制御部８に送るように構成されている。この
ティーチング装置１６はティーチングモードを選択する
ティーチング指令信号を出力するティーチング指令部１
７、ティーチング完了信号を出力するティーチング完了
指令部１８およびモータの現在位置を記憶するエントリ
信号を出力するエントリ部１９を有している。また、こ
のティーチング装置１６には移動指令部として一部を上
面に露出させたボール２０ａがその位置で任意の方向に
回転自在に保持され、このボール２０ａにはこれと直交
する２方向で接してその回転を取出すローラ部を持つロ
ーラ軸２０ｂが回転自在に保持されている。このローラ
軸２０ｂの一端にはパルスジェネレータ２０ｃが連結さ
れ、直交する２方向の回転数が同時にかつその回転の方
向に応じた比率で得られるように構成されている。この
パルスジェネレータ２０ｃはローラ軸２０ｂの一端に固
定されたスリット円板２０ｄとこのスリット円板２０ｄ
により得られるパルスを所定位相差を持って検出するよ
うに配置された２個のセンサ２０ｅを有し、ローラ軸２
０ｂの回転数およびその正逆の回転方向の検出が可能な
ように構成されている。

また、前記作業工具４の高さ位置を制御するとともにそ
の姿勢を制御する２個のＺ軸、θ軸モータ（図示せず）
が設けられている場合を考慮して、ティーチング装置の
側部にはこれらモータを選択する選択キー（ｘｙ、ｚ、
θ）でなる移動軸選択キー２１が設けられており、移動
軸選択キー２１から出力されるキー信号に対応するモー
タが駆動されるように構成されている。

前記制御装置７の制御部８は、第３図に示すように、 １）ティーチング指令信号が出力されているかどうか判
定し、ティーチング信号が出力されている時、８）にジ
ャンプする。

２）作業スタート信号の有無を判定し、作業スタート信
号がない時、１）に戻る。

３）各モータの回転角でなる座標データとして記憶部９
にあらかじめ記憶された作業位置を呼出し、これを目標
位置とする。

４）目標位置と現在位置との差から目標移動量をを算出
してこれを各モータ駆動指令部１２．１３に送る。

５）位置決め完了信号が出力されるのを待つ。

６）作業工具４に駆動指令信号を発信して作業工具４か
らの作業完了信号を待ってサイクルエンドかどうかを判
定し、サイクルエンドでない時、３）に戻る。

７）サイクルエンドの時、１）に戻る。

８）移動軸選択キー２１からのキー信号の有無を判定し
、キー信号がない時、１５）にジャンプする。

９）キー信号に応じてティーチング装置１６から入力す
るパルスの数をそれぞれ所定時間計測する。

１０）計測されたパルス数を前回の目標指令値に加算し
、新たに目標指令値を算出する。

１１）目標指令値を各モータの回転角でなる座標データ
に変換し、各モータの現在位置との差から各モータの目
標移動量を算出する。

１２）各モータの目標移動量をそれぞれのモータ駆動指
令部１２．１３に送る。

１３）エントリ信号の有無を判定し、エントリ信号がな
い時、１５）にジャンプする。

１４）各モータの現在位置を記憶部９に記憶する。

（記憶部９のアドレスをインクリメント）１５）ティー
チング完了信号の有無を判断し、ティーチング完了信号
が出力されていない時、８）に戻る。

１６）ティーチング完了信号が出力されている時、１）
に戻る。

上記動作を行うように構成されている。

上記ロボットにおいて、ティーチング装置１６から作業
工具４のＸＹ平面上の作業位置を教示する場合、ティー
チング指令部１７からティーチング指令信号を出力し、
ティーチングモードを選択するとともに、移動軸選択キ
ー２１（ＸＹ）を押圧して作業位置を教示する平面が選
択される。同時に、制御装置７はティーチング装置１６
の平面上のＸ軸、Ｙ軸それぞれのパルスジェネレータ２
０ｃから発信されるパルスを所定時間計測し始める。こ
の状態で、作業者がティーチング装置１６のボール２０
αを〆 ＸＹ平面上の任意の方向に回転させると、その方向に応
じた比率で２本のローラ軸２０ｂが回転し、各パルスジ
ェネレータ２０ｃからパルスが発信される。所定時間が
経過すると、この間に発信されるパルス数がそれぞれ対
応するモータの前回の目標指令値に加算されて新たな目
標指令値が算出される。この目標指令値が各モータの回
転角でなる座標データに変換され、目標位置が算出され
る。この目標位置とモータの現在位置とから各モータの
目標移動量が算出され、これが各モータ駆動指令部１２
．１３に出力される。そのため、モータ駆動部１４、１
５からパワーが供給され、各モータは所定速度で所定移
動量回転し、第２アーム３の先端の作業工具４を移動さ
せる。これと同時に、ティーチング装置１６からのエン
トリ信号の有無が判定され、これがティーチング装置１
６から発信されてない時、再度書パルスジェネレータ２
０ｃからのパルスの数を所定時間計測し、前記動作を繰
り返す。

前記ティーチング装置１６からエントリ信号が出力され
ている場合には、各モータの現在位置が記憶部９で記憶
されるとともに、ティーチング装置１６からのティーチ
ング完了信号の有無が判定される。ティーチング装３１
１６からティーチング完了信号が出力されていない時、
次の作業位置の教示に備える。また、ティーチング装置
１６からティーチング完了信号が出力されている場合に
は、作業スタート信号に備える。

作業スタート信号が操作部１０から入力されると、所定
作業位置が順次呼出されて、ロボットｌが所定の動作を
開始し、作業工具４が所定の作業位置で所定の作業を行
い、１サイクルの作業を完了する。

また、移動軸選択キー２１から作業工具４の姿勢制御用
のモータあるいはその高さ位置制御用のモータを選択す
るキー信号が出力される場合には、前記パルスジェネレ
ータ２０ｃからのいずれかのパルスによりキー信号に対
応するモータのモータ駆動指令部、モータ駆動部が駆動
され、モータが所定量移動して任意の姿勢あるいは任意
の高さ位置を得ることができる。

なお、実施例では水平面上の作業位置の教示に限定され
ているが、垂直面上の作業位置の教示にも同様の効果が
ある。また、実施例では多関節型のロボットについて説
明されているが、直交座標型のロボットについても同様
の効果がある。この場合には、ティーチング装置から発
信されるパルスを各モータの回転角でなる座標データに
変換する必要がなく、このパルスを直接目標移動量とし
て使用でき、簡単な制御で済む。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明はロボットのティーチング
装置に一部を突出させたボールをその位置で任意の方向
に回転自在に配置し、このボールの直交する２方向の回
転を取出してその回転に応じてパルスを同時に出力する
ように構成しているため、ティーチング装置のボールを
任意の方向に回転させることによりその方向に応じた比
率のパルス数を出力でき、ロボットに取付けた作業工具
の作業位置を教示する際にその先端のみを注視してティ
ーチング装置を注視することなく、ボールを任意の方向
に回転させるだけで平面上の２方向の教示を行うことが
でき、作業工具とティーチング装置とを交互に注視する
ような煩わしい作業を行うことなしに、簡単にリモート
ティーチングを行うことができる等の利点がある。また
、本発明では移動軸選択キーを押さない限り、モータが
駆動されないため、作業者の意図に反して作業工具が移
動してその位置が教示されるようなことが皆無となる等
の利点がある。さらに、本発明は移動軸選択キーを選択
して作業工具の姿勢制御用モーりあるいはその高さ位置
制御用モータを移動させることができ、作業工具の姿勢
の教示はもとよりその高さ位置の教示も行うことができ
る等の利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一例の多関節型のロボットの全体を説
明する概略図、第２図は本発明に係るティーチング装置
の構成を示すブロック図、第３図は本発明に係る制御装
置の動作を示すフローチャート、第４図は従来のティー
チング装置の構成を示すブロック図である。 １　ロボット、　　　　　２　第１アーム、３　第２ア
ーム、　　　４　作業工具、制御装置、　　　　　８　
制御部、 記憶部、　　　　　１０　　操作部、 表示部、 第１モータ駆動指令部、 第２モータ駆動指令部、 第１モータ駆動部、１５　　第２モータ駆動部、ティー
チング装置、１７　　ティーチング指令部、ティーチン
グ完了指令部１９　　エントリ部、移動指令部、　　　
２０ａボール、 ローラ軸、　　　　　　２０ｃパルスジエネレータ、ス
リット円板、　　２０ｅセンサ、 移動軸選択キー

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）２個のモータの回転を受けて平面上を移動する移動
   部に作業工具を取付け、この作業工具を所定作業位置ま
   で移動させるようにモータを駆動するとともにこの作業
   工具を所定の作業位置に順次移動させてあらかじめ決め
   られた順序に従つてこれを駆動して所定の作業を終える
   ように構成した制御装置を設けた産業用ロボットにおい
   て、制御装置にティーチング指令信号を出力するティー
   チング指令部、ティーチング完了信号を出力するティー
   チング完了指令部および各モータの現在位置を記憶する
   エントリ信号を出力するエントリ部を備えたティーチン
   グ装置を接続し、 このティーチング装置に一部が露出するボールをその位
   置で任意の方向に回転自在に保持し、このボールの回転
   を直交する２方向で取り出すように２個のパルスジェネ
   レータを取付ける一方、前記制御装置を、ティーチング
   モード選択時にこのパルスジェネレータから発信される
   パルスに応じて２個のモータを駆動するように構成した
   ことを特徴とする産業用ロボット。 ２）作業工具の姿勢を制御するとともにその昇降を制御
   する２個のモータを設ける一方、ティーチング装置に複
   数個の移動軸選択キーを設け、制御装置をティーチング
   モードおよび移動軸選択キーが選択されている時のみ、
   パルスジェネレータからのパルスに応じてその選択キー
   に対応するモータを駆動するように構成したことを特徴
   とする請求項１）に記載の産業用ロボット。