JPH04304992A - 産業用ロボット - Google Patents
産業用ロボットInfo
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- JPH04304992A JPH04304992A JP7008291A JP7008291A JPH04304992A JP H04304992 A JPH04304992 A JP H04304992A JP 7008291 A JP7008291 A JP 7008291A JP 7008291 A JP7008291 A JP 7008291A JP H04304992 A JPH04304992 A JP H04304992A
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- Japan
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- 238000013459 approach Methods 0.000 claims abstract description 4
- 230000004913 activation Effects 0.000 claims description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 abstract description 3
- 230000035807 sensation Effects 0.000 abstract 2
- 230000009545 invasion Effects 0.000 abstract 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 2
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000012447 hatching Effects 0.000 description 1
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- Manipulator (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、産業用ロボット、特に
多関節ロボットの直接教示時におけるモータの制御方法
に関する。
多関節ロボットの直接教示時におけるモータの制御方法
に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、多関節ロボットの教示方法として
は、ティーチングボックス等からのリモートコントロー
ルによる間接教示と、作業者が直接ロボットを動かす直
接教示とがある。そして、作動領域をソフトウェアとリ
ミットスイッチやフォトセンサなどを配置する機構的な
手段（以降ハードウェアと云う）とで規制している多関
節ロボットを間接教示する場合、教示中にロボットがソ
フトウェア作動境界を越えると、ロボットは自動的に停
止して教示済みのデータを保存する。一方、直接教示す
る場合、各回転軸のモータをフリー状態にして行うため
、ロボットの作動境界付近で教示中、誤ってソフトウェ
ア作動境界を越えハードウェア作動境界にあるフォトセ
ンサ等を動作させてしまうと、駆動電源が遮断され、教
示済みのデータや原点位置データが失われる。このよう
に直接教示中に誤ってハードウェア作動境界のフォトセ
ンサ等を動作させてしまうことを防ぐ方法として、ロボ
ットがソフトウェア作動境界を越えたときに警報を発す
るものや、モータをロックする方法が知られている。 一例として、特開平２−３０４８６公報では、ロボット
作動境界を記憶しておき、教示点がその作動境界の内外
いずれにあるかを判別し、境界外にあるときに警報を発
する産業用ロボット装置が開示されている。
は、ティーチングボックス等からのリモートコントロー
ルによる間接教示と、作業者が直接ロボットを動かす直
接教示とがある。そして、作動領域をソフトウェアとリ
ミットスイッチやフォトセンサなどを配置する機構的な
手段（以降ハードウェアと云う）とで規制している多関
節ロボットを間接教示する場合、教示中にロボットがソ
フトウェア作動境界を越えると、ロボットは自動的に停
止して教示済みのデータを保存する。一方、直接教示す
る場合、各回転軸のモータをフリー状態にして行うため
、ロボットの作動境界付近で教示中、誤ってソフトウェ
ア作動境界を越えハードウェア作動境界にあるフォトセ
ンサ等を動作させてしまうと、駆動電源が遮断され、教
示済みのデータや原点位置データが失われる。このよう
に直接教示中に誤ってハードウェア作動境界のフォトセ
ンサ等を動作させてしまうことを防ぐ方法として、ロボ
ットがソフトウェア作動境界を越えたときに警報を発す
るものや、モータをロックする方法が知られている。 一例として、特開平２−３０４８６公報では、ロボット
作動境界を記憶しておき、教示点がその作動境界の内外
いずれにあるかを判別し、境界外にあるときに警報を発
する産業用ロボット装置が開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、作業者がソフ
トウェア作動境界を越えたことを警報で認知してから、
実際にロボットを停止させるまでのタイムラグ期間もロ
ボットは動き続けることになるため、警報で知ることが
できるとはいえ、作動境界付近での直接教示については
依然注意が必要である。また、ソフトウェア作動境界を
越えたことにより、突然モータがロック状態に保持され
ると、一旦ロックを解除して作動領域に戻してやらねば
ならず、作業者に対しては、急にアームがロックされる
ことによる操作上の不快感を与えていた。
トウェア作動境界を越えたことを警報で認知してから、
実際にロボットを停止させるまでのタイムラグ期間もロ
ボットは動き続けることになるため、警報で知ることが
できるとはいえ、作動境界付近での直接教示については
依然注意が必要である。また、ソフトウェア作動境界を
越えたことにより、突然モータがロック状態に保持され
ると、一旦ロックを解除して作動領域に戻してやらねば
ならず、作業者に対しては、急にアームがロックされる
ことによる操作上の不快感を与えていた。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明の産業用ロボット
では、直接教示を行う際、各軸を回転させるモータを、
ロボットのソフトウェア作動領域内においてはフリー状
態に保持し、ソフトウェア作動領域外の作動領域におい
てはフリー状態とロック状態とを交互に切り替えて保持
する。あるいは、各軸を回転させるモータを、ロボット
のソフトウェア作動領域内においてはフリー状態に保持
し、ソフトウェア作動領域外の作動領域において、ソフ
トウェア作動境界でロック状態に保持し始め、ハードウ
ェア作動境界に近づくに従ってフリー状態に保持する割
合を減じ、ハードウェア作動境界に到達する直前に完全
なロック状態に保持する。
では、直接教示を行う際、各軸を回転させるモータを、
ロボットのソフトウェア作動領域内においてはフリー状
態に保持し、ソフトウェア作動領域外の作動領域におい
てはフリー状態とロック状態とを交互に切り替えて保持
する。あるいは、各軸を回転させるモータを、ロボット
のソフトウェア作動領域内においてはフリー状態に保持
し、ソフトウェア作動領域外の作動領域において、ソフ
トウェア作動境界でロック状態に保持し始め、ハードウ
ェア作動境界に近づくに従ってフリー状態に保持する割
合を減じ、ハードウェア作動境界に到達する直前に完全
なロック状態に保持する。
【０００５】
【作用】直接教示中ロボットがソフトウェア作動境界を
越えると、モータが間欠的にロック、あるいは徐々にロ
ックされるため、各軸の回転が一段階重く、あるいは徐
々に重くなってから、ハードウェア作動境界に近づく。
越えると、モータが間欠的にロック、あるいは徐々にロ
ックされるため、各軸の回転が一段階重く、あるいは徐
々に重くなってから、ハードウェア作動境界に近づく。
【０００６】
【実施例】本発明の一実施例について、図に基づいて説
明する。
明する。
【０００７】図１は本発明産業用ロボットの一実施例を
説明する要部平面図であり、水平多関節ロボット１は、
ベース２上に回転軸線θ１が垂直である第１関節３を持
ち、第１アーム４の一端が取り付けられている。５はこ
の第１アーム４の他端と、第２アーム６の一端とを結ぶ
第２関節を示し、その回転軸線θ２は水平面に対して垂
直である。また、このような関節３、５は、図示しない
モータによってその回転角が調整され、それぞれ第１ア
ーム４の左右旋回、第２アーム６の左右旋回を行う。７
は第２アーム６の他端に取り付けられたハンド部の上下
軸で、図示しないモータによってフィンガなどを上下移
動させる。１０は、図示しない各モータを駆動するモー
タドライバと制御部とを内蔵する制御盤であり、その構
成は図２に示すようになっている。制御部１１は、ロボ
ットを数値制御する中枢部で、図示しない中央処理部や
メモリを有し、直接教示時において、各関節に対応する
モータ３１、５１を駆動するモータドライバ１２、１３
に、各モータをフリー状態かまたはロック状態に保持さ
せる指令信号を発信する。３２、５２は各関節３、５に
内蔵されるロータリーエンコーダで、各関節の位置や回
転速度情報を検出する。２０は制御部１１にロボットの
位置指令数値を入力したり、ロボットの現在位置を表示
したりするティーチングボックスで、間接教示時には作
業者がこれを用い、各回転軸線をリモートコントロール
で低速動作させる。
説明する要部平面図であり、水平多関節ロボット１は、
ベース２上に回転軸線θ１が垂直である第１関節３を持
ち、第１アーム４の一端が取り付けられている。５はこ
の第１アーム４の他端と、第２アーム６の一端とを結ぶ
第２関節を示し、その回転軸線θ２は水平面に対して垂
直である。また、このような関節３、５は、図示しない
モータによってその回転角が調整され、それぞれ第１ア
ーム４の左右旋回、第２アーム６の左右旋回を行う。７
は第２アーム６の他端に取り付けられたハンド部の上下
軸で、図示しないモータによってフィンガなどを上下移
動させる。１０は、図示しない各モータを駆動するモー
タドライバと制御部とを内蔵する制御盤であり、その構
成は図２に示すようになっている。制御部１１は、ロボ
ットを数値制御する中枢部で、図示しない中央処理部や
メモリを有し、直接教示時において、各関節に対応する
モータ３１、５１を駆動するモータドライバ１２、１３
に、各モータをフリー状態かまたはロック状態に保持さ
せる指令信号を発信する。３２、５２は各関節３、５に
内蔵されるロータリーエンコーダで、各関節の位置や回
転速度情報を検出する。２０は制御部１１にロボットの
位置指令数値を入力したり、ロボットの現在位置を表示
したりするティーチングボックスで、間接教示時には作
業者がこれを用い、各回転軸線をリモートコントロール
で低速動作させる。
【０００８】このような構成を持つ本実施例における直
接教示の際のモータ動作について、図に基づいて説明す
る。
接教示の際のモータ動作について、図に基づいて説明す
る。
【０００９】図１において、アーム４、６の作動領域は
、制御部１１にプログラムデータとして設定するソフト
ウェア作動領域Ｂと、実際に各関節に設置されるフォト
センサなどのオーバーラン検知によって決まるハードウ
ェア作動領域Ａとがあり、ハードウェア作業領域Ａはソ
フトウェア作業領域Ｂを包含する。ハッチング部Ｃは、
ソフトウェア作動境界からハードウェア作動境界までの
作動領域を示している。直接教示する場合、ソフトウェ
ア作動領域Ｂ内にロボットが位置していれば、モータは
フリー状態に保持されており、アームの手動操作感は軽
い。直接教示するロボット位置が領域Ｃに近い位置であ
るとき、作業者がその位置にアームを手動操作して近付
ける際に、ソフトウェア作動領域Ｂを越えて領域Ｃに入
り込んでしまうと、まず、各関節のロータリーエンコー
ダの出力パルスにより各々の回転角度を算出している制
御部１１が、自身が記憶しているソフトウェア作動領域
Ｂで規制する関節の回転角を、実際の回転角が越えたこ
とを検知する。そして、制御部１１はこの越境検知によ
り、図３に一例を示すような、モータを一定の割合でロ
ック状態とフリー状態に保持する指令信号を、モータド
ライバ１２、１３に入力する。図３では、指令信号周期
１００（ｍＳ）内でロック状態の指令を６０％フリー状
態の指令を４０％に割り振って、繰り返し信号を出力し
ている様子を示している。この指令信号を受け取ったモ
ータドライバ１２、１３は、各々が駆動するモータ３１
、５１を指令された割合で、ロック状態とフリー状態に
保持する。すなわち、領域Ｃ内ではアームの手動操作感
が重くなる。
、制御部１１にプログラムデータとして設定するソフト
ウェア作動領域Ｂと、実際に各関節に設置されるフォト
センサなどのオーバーラン検知によって決まるハードウ
ェア作動領域Ａとがあり、ハードウェア作業領域Ａはソ
フトウェア作業領域Ｂを包含する。ハッチング部Ｃは、
ソフトウェア作動境界からハードウェア作動境界までの
作動領域を示している。直接教示する場合、ソフトウェ
ア作動領域Ｂ内にロボットが位置していれば、モータは
フリー状態に保持されており、アームの手動操作感は軽
い。直接教示するロボット位置が領域Ｃに近い位置であ
るとき、作業者がその位置にアームを手動操作して近付
ける際に、ソフトウェア作動領域Ｂを越えて領域Ｃに入
り込んでしまうと、まず、各関節のロータリーエンコー
ダの出力パルスにより各々の回転角度を算出している制
御部１１が、自身が記憶しているソフトウェア作動領域
Ｂで規制する関節の回転角を、実際の回転角が越えたこ
とを検知する。そして、制御部１１はこの越境検知によ
り、図３に一例を示すような、モータを一定の割合でロ
ック状態とフリー状態に保持する指令信号を、モータド
ライバ１２、１３に入力する。図３では、指令信号周期
１００（ｍＳ）内でロック状態の指令を６０％フリー状
態の指令を４０％に割り振って、繰り返し信号を出力し
ている様子を示している。この指令信号を受け取ったモ
ータドライバ１２、１３は、各々が駆動するモータ３１
、５１を指令された割合で、ロック状態とフリー状態に
保持する。すなわち、領域Ｃ内ではアームの手動操作感
が重くなる。
【００１０】また、直接教示の際の他の実施態様として
、ソフトウェア作動領域Ｂをロボット位置が越えてしま
うとき、前述のようにまず制御部１１が越境検知し、こ
の越境検知により図４に示すように、モータ３１、５１
をロック状態に保持させる指令信号をモータドライバ１
２、１３に入力し始める（ｄ点）。そして、ハードウェ
ア作動境界に近付くに従ってロック状態が増すように、
制御部１１のロック指令信号出力比率を回転角度によっ
て変化させる。さらに、ハードウェア作動境界ｆ点に達
する直前のｅ点で前記ロック信号出力比率を１００％と
して、ハードウェア作動境界ｆ点に位置すべきフォトセ
ンサなどのオーバーランセンサが動作する手前で、モー
タをロックする。すなわち、ロボットが領域Ｃ内に入り
始めると、アームの手動操作感が重くなり始め、ハード
ウェア作動境界に近付くほど重くなり、ハードウェア作
動境界直前で全く動かなくなる。
、ソフトウェア作動領域Ｂをロボット位置が越えてしま
うとき、前述のようにまず制御部１１が越境検知し、こ
の越境検知により図４に示すように、モータ３１、５１
をロック状態に保持させる指令信号をモータドライバ１
２、１３に入力し始める（ｄ点）。そして、ハードウェ
ア作動境界に近付くに従ってロック状態が増すように、
制御部１１のロック指令信号出力比率を回転角度によっ
て変化させる。さらに、ハードウェア作動境界ｆ点に達
する直前のｅ点で前記ロック信号出力比率を１００％と
して、ハードウェア作動境界ｆ点に位置すべきフォトセ
ンサなどのオーバーランセンサが動作する手前で、モー
タをロックする。すなわち、ロボットが領域Ｃ内に入り
始めると、アームの手動操作感が重くなり始め、ハード
ウェア作動境界に近付くほど重くなり、ハードウェア作
動境界直前で全く動かなくなる。
【００１１】本実施例では、水平多関節ロボットの場合
について述べたが、垂直多関節ロボットで直接教示する
際のモータ制御についても、容易に適用することができ
る。
について述べたが、垂直多関節ロボットで直接教示する
際のモータ制御についても、容易に適用することができ
る。
【００１２】
【発明の効果】直接教示中ロボットがソフトウェア作動
境界を越えると、各軸の回転が一段階重くなってからハ
ードウェア作動境界に近づくため、作業者が直感的に越
境を感知することができる。また、直接教示中ロボット
がソフトウェア作動境界を越えると、各軸の回転が徐々
に重くなり、ハードウェア作動境界直前で動かなくなる
ため、作業者が直感的に越境を感知し、かつ誤ってロボ
ットをオーバーランさせて、ロボット駆動電源を遮断し
てしまうことがない。従って、アームの手動操作感覚が
重くなれば、ソフトウェア作動境界を越えたと判断して
、その地点からソフトウェア作動領域側へアームを戻す
ことによって、容易に教示作業を継続することができる
。
境界を越えると、各軸の回転が一段階重くなってからハ
ードウェア作動境界に近づくため、作業者が直感的に越
境を感知することができる。また、直接教示中ロボット
がソフトウェア作動境界を越えると、各軸の回転が徐々
に重くなり、ハードウェア作動境界直前で動かなくなる
ため、作業者が直感的に越境を感知し、かつ誤ってロボ
ットをオーバーランさせて、ロボット駆動電源を遮断し
てしまうことがない。従って、アームの手動操作感覚が
重くなれば、ソフトウェア作動境界を越えたと判断して
、その地点からソフトウェア作動領域側へアームを戻す
ことによって、容易に教示作業を継続することができる
。
【図１】図１は、本発明産業用ロボットの一実施例の構
成と、その作動領域を説明する要部平面図である。
成と、その作動領域を説明する要部平面図である。
【図２】図２は、実施例に係わる制御盤の構成を説明す
るブロック図である。
るブロック図である。
【図３】図３は、実施例に係わる制御部が出力するロッ
ク指令信号を説明するタイムチャート図である。
ク指令信号を説明するタイムチャート図である。
【図４】図４は、実施例の他の実施態様に係わる制御部
が出力するロック指令信号の出力比率と、関節の回転角
度との関係図である。
が出力するロック指令信号の出力比率と、関節の回転角
度との関係図である。
１ 水平多関節ロボット
２ ベース
３、５ 関節
４、６ アーム
７ Ｚ軸
３１、５１ モータ
３２、５２ ロータリーエンコーダ
１０ 制御盤
１１ 制御部
１２、１３ モータドライバ
２０ ティーチングボックス
Claims (2)
- 【請求項１】 ハードウェア作動領域内にソフトウェ
ア作動領域を持つ産業用ロボットであって、各軸を回転
させるモータを、外部信号によりフリー状態またはロッ
ク状態に保持するモータドライバと、直接教示を行う際
、前記モータドライバに、ソフトウェア作動領域内にお
いてはモータをフリー状態に保持させ、ソフトウェア作
動領域外の作動領域においてはフリー状態とロック状態
とを交互に切り替える信号を入力する制御装置とを備え
ることを特徴とする産業用ロボット。 - 【請求項２】 請求項１の産業用ロボットであって、
直接教示を行う際、前記制御装置がソフトウェア作動領
域外の作動領域において、ソフトウェア作動境界でモー
タをロック状態に保持する信号を入力し始め、ハードウ
ェア作動境界に近づくに従ってフリー状態に保持する信
号の割合を減じ、ハードウェア作動境界に到達する直前
にロック状態に保持する信号のみを入力することを特徴
とする産業用ロボット。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07008291A JP3157181B2 (ja) | 1991-04-02 | 1991-04-02 | 産業用ロボット |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07008291A JP3157181B2 (ja) | 1991-04-02 | 1991-04-02 | 産業用ロボット |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04304992A true JPH04304992A (ja) | 1992-10-28 |
| JP3157181B2 JP3157181B2 (ja) | 2001-04-16 |
Family
ID=13421265
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07008291A Expired - Fee Related JP3157181B2 (ja) | 1991-04-02 | 1991-04-02 | 産業用ロボット |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3157181B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117301041A (zh) * | 2022-06-29 | 2023-12-29 | 尼得科株式会社 | 机器人系统 |
| WO2025181888A1 (ja) * | 2024-02-27 | 2025-09-04 | ファナック株式会社 | 経路決定装置および数値制御装置 |
-
1991
- 1991-04-02 JP JP07008291A patent/JP3157181B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117301041A (zh) * | 2022-06-29 | 2023-12-29 | 尼得科株式会社 | 机器人系统 |
| WO2025181888A1 (ja) * | 2024-02-27 | 2025-09-04 | ファナック株式会社 | 経路決定装置および数値制御装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3157181B2 (ja) | 2001-04-16 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |