JPH06102315B2 - 衝撃吸収方法 - Google Patents
衝撃吸収方法Info
- Publication number
- JPH06102315B2 JPH06102315B2 JP60282642A JP28264285A JPH06102315B2 JP H06102315 B2 JPH06102315 B2 JP H06102315B2 JP 60282642 A JP60282642 A JP 60282642A JP 28264285 A JP28264285 A JP 28264285A JP H06102315 B2 JPH06102315 B2 JP H06102315B2
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- wrist
- axis
- drive system
- brake
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、例えば産業用ロボットが他の固定物との接触
でロボット及びワーク・治具類が損傷するのを防ぐため
に、接触を検知してロボットが停止するまでの衝撃力
を、そのロボット手首を駆動するモータの逆転により吸
収する衝撃吸収方法に関する。
でロボット及びワーク・治具類が損傷するのを防ぐため
に、接触を検知してロボットが停止するまでの衝撃力
を、そのロボット手首を駆動するモータの逆転により吸
収する衝撃吸収方法に関する。
従来、この種の方法としては、外部接触検知を行わず、
可動軸が動作範囲を越えたとき、リミットスイッチによ
りストロークオーバを検出し、ブレーキ制動するものが
ある（特開昭59-232791号）。この場合の作動状態は第
３図（ａ）に示すようになる。外部接触検知装置ロボッ
トとワークの中間に介挿装着し、衝撃の検知および衝撃
力の吸収を、その装置が受け持つものもある（実開昭57
-78412号）。この場合の作動状態は第３図（ｂ）に示す
ようになり、接触検知信号が送出されると、ほぼ、同時
に保持ブレーキが作動し、手首軸のモータはほとんど逆
転せず、手首軸モータには Ｔ・i/η′ ここに Ｔは接触検知設定トルク ｉは減速比 η′は逆効率 なる大きなロストルクが発生する。
可動軸が動作範囲を越えたとき、リミットスイッチによ
りストロークオーバを検出し、ブレーキ制動するものが
ある（特開昭59-232791号）。この場合の作動状態は第
３図（ａ）に示すようになる。外部接触検知装置ロボッ
トとワークの中間に介挿装着し、衝撃の検知および衝撃
力の吸収を、その装置が受け持つものもある（実開昭57
-78412号）。この場合の作動状態は第３図（ｂ）に示す
ようになり、接触検知信号が送出されると、ほぼ、同時
に保持ブレーキが作動し、手首軸のモータはほとんど逆
転せず、手首軸モータには Ｔ・i/η′ ここに Ｔは接触検知設定トルク ｉは減速比 η′は逆効率 なる大きなロストルクが発生する。
ところが、前者は急激に制動がかかるため、衝撃が大き
く、後者は衝撃を吸収するが、動作ストロークを確保す
るためには、接触検知装置の形状が大きくなり過ぎると
いった欠点がある。
く、後者は衝撃を吸収するが、動作ストロークを確保す
るためには、接触検知装置の形状が大きくなり過ぎると
いった欠点がある。
産業用ロボットが一番接触する機会が多い場所は、手首
先端に取り付けられたワークあるいは治具で、ロボット
の構成からして基本軸となるＳ、Ｌ、Ｕ軸（旋回軸、下
腕傾動軸、上腕傾動軸）は、加速性能が必要とされるた
め、手首軸であるＲ、Ｂ、Ｔ軸（アーム回転軸、手首曲
げ軸、手首回転軸）に比べモータ容量が大きい。
先端に取り付けられたワークあるいは治具で、ロボット
の構成からして基本軸となるＳ、Ｌ、Ｕ軸（旋回軸、下
腕傾動軸、上腕傾動軸）は、加速性能が必要とされるた
め、手首軸であるＲ、Ｂ、Ｔ軸（アーム回転軸、手首曲
げ軸、手首回転軸）に比べモータ容量が大きい。
よって、接触時の衝撃力（惰走エネルギー）は、基本３
軸のモータ容量で決定され、出力トルクの小さい手首軸
に被害が発生する。つまり、接触時の衝撃力は駆動系を
逆上り、減速機および構成部品に被害を及ぼす。
軸のモータ容量で決定され、出力トルクの小さい手首軸
に被害が発生する。つまり、接触時の衝撃力は駆動系を
逆上り、減速機および構成部品に被害を及ぼす。
ここにおいて本発明は、接触検知装置のコンパクト化実
現のための衝撃の吸収方法をどうするかという問題を解
決する衝撃吸収方法を提案することを、その目的とす
る。
現のための衝撃の吸収方法をどうするかという問題を解
決する衝撃吸収方法を提案することを、その目的とす
る。
そこで本発明は、手首の駆動系として手首軸と基本軸と
が有り、手首軸の出力トルクが基本軸に比べて小さいこ
と、３次元的に動作することを利用して、接触検知後の
惰走エネルギーを、手首軸がフリーな状態、すなわち手
首軸においてトルクが発生していない状態で、その駆動
系に返し、手首軸をフリーな状態で穏やかに回転させる
ようにしたことを特徴とするものである。
が有り、手首軸の出力トルクが基本軸に比べて小さいこ
と、３次元的に動作することを利用して、接触検知後の
惰走エネルギーを、手首軸がフリーな状態、すなわち手
首軸においてトルクが発生していない状態で、その駆動
系に返し、手首軸をフリーな状態で穏やかに回転させる
ようにしたことを特徴とするものである。
つまり、手首駆動系を接触時の衝撃力により逆転させる
ことで、その衝撃エネルギーを手首駆動系の回転エネル
ギーとして吸収するものである。
ことで、その衝撃エネルギーを手首駆動系の回転エネル
ギーとして吸収するものである。
本発明の手段をタイムチャートで表わせば、第４図
（ｃ）に示すとおりである。
（ｃ）に示すとおりである。
時点t1で接触検知信号ａがONになり、少し遅れて時点t2
でモータを駆動するサーボ電源がOFFになり、さらに制
動遅れ時間Tlを経過した時点t3でブレーキ電源がOFFに
なり制動がかかるようにし、この時間Tl中に接触エネル
ギーを手首駆動系に吸収させる方法である。
でモータを駆動するサーボ電源がOFFになり、さらに制
動遅れ時間Tlを経過した時点t3でブレーキ電源がOFFに
なり制動がかかるようにし、この時間Tl中に接触エネル
ギーを手首駆動系に吸収させる方法である。
保持ブレーキの制動遅れ時間を延ばすことにより接触検
知し、パワー電源がOFFされブレーキが作動するまでの
間、手首軸は、トルクを発生しないフリーな状態が保た
れ、衝撃による惰走エネルギーが手首駆動系の回転エネ
ルギーに変換され、手首軸のモータに発生するロストル
クは、時間とともに減少する、つまり吸収されていく。
知し、パワー電源がOFFされブレーキが作動するまでの
間、手首軸は、トルクを発生しないフリーな状態が保た
れ、衝撃による惰走エネルギーが手首駆動系の回転エネ
ルギーに変換され、手首軸のモータに発生するロストル
クは、時間とともに減少する、つまり吸収されていく。
よって、ロボットの手首を接触による損傷から防げると
いうわけである。
いうわけである。
本発明の一実施例における回路構成を表わすブロック図
を第１図に示す。
を第１図に示す。
１は外部の部材とロボット手首が接触したときONする外
部接触検知装置、２はSS（Shock Senser用）リレーで、
2aはそのａ接点を示し、2b1,2b2はそのｂ接点、３は外
部接触検知装置１を解放するリリース（release S.W）
スイッチ、４は制御電源、５は可変抵抗、６はコンデン
サ、７はサーボ（servo）電源、８はサーボモータが駆
動中に励磁されるサーボ入リレーで、8a1はそのａ接
点、９はブレーキ電源、10,11、12、13、14、15はそれ
ぞれＳ軸、Ｌ軸,U軸,R軸,B軸,T軸におのおの設けられた
ブレーキ保持用の電磁コイルである。
部接触検知装置、２はSS（Shock Senser用）リレーで、
2aはそのａ接点を示し、2b1,2b2はそのｂ接点、３は外
部接触検知装置１を解放するリリース（release S.W）
スイッチ、４は制御電源、５は可変抵抗、６はコンデン
サ、７はサーボ（servo）電源、８はサーボモータが駆
動中に励磁されるサーボ入リレーで、8a1はそのａ接
点、９はブレーキ電源、10,11、12、13、14、15はそれ
ぞれＳ軸、Ｌ軸,U軸,R軸,B軸,T軸におのおの設けられた
ブレーキ保持用の電磁コイルである。
その作用を説明する。
外部接触検知装置１が作動すると、接触検知リレー２が
動作し、サーボ入リレー８をOFFさせる。
動作し、サーボ入リレー８をOFFさせる。
リレー８がOFFすると、接点8a1がOFFとなり、ブレーキ
電源９が断となって、Ｓ軸、Ｌ軸、Ｕ軸のブレーキコイ
ルへの励磁は即時にOFFとなり、ブレーキがかかる。
電源９が断となって、Ｓ軸、Ｌ軸、Ｕ軸のブレーキコイ
ルへの励磁は即時にOFFとなり、ブレーキがかかる。
しかし、Ｒ軸、Ｂ軸、Ｔ軸（手首軸）のブレーキはリレ
ー２のａ接点2aを通じ、ブレーキコイルの抵抗とコンデ
ンサ６があるため、その時定数分だけブレーキコイルへ
のOFF時間が遅れることになる。
ー２のａ接点2aを通じ、ブレーキコイルの抵抗とコンデ
ンサ６があるため、その時定数分だけブレーキコイルへ
のOFF時間が遅れることになる。
この方法は、ブレーキコイル13,14,15に遅延回路を設け
るという１つの方法で、もう１つの手段、すなわち本発
明の他の実施例の回路構成を第２図に示すように、サー
ボ電源をOFFしてもブレーキ電源のみをある時間供給す
る方策もある。
るという１つの方法で、もう１つの手段、すなわち本発
明の他の実施例の回路構成を第２図に示すように、サー
ボ電源をOFFしてもブレーキ電源のみをある時間供給す
る方策もある。
その手段について説明する。
ブレーキ電源をＳ軸、Ｌ軸、Ｕ軸用とＲ軸、Ｂ軸、Ｔ軸
用の２つに分け、接触検知時のみＲ軸、Ｂ軸、Ｔ軸のブ
レーキ電源９のOFF時間を遅らせる。
用の２つに分け、接触検知時のみＲ軸、Ｂ軸、Ｔ軸のブ
レーキ電源９のOFF時間を遅らせる。
16は遅延タイマーで、16bはタイムアップするとOFFする
そのｂ接点、17はブレーキ電源OFF用リレーで、17aはこ
のａ接点、8a2はリレー８のａ接点である。
そのｂ接点、17はブレーキ電源OFF用リレーで、17aはこ
のａ接点、8a2はリレー８のａ接点である。
外部接触検知装置１が作動すると、接触検出リレー２が
動作し、サーボ入リレー８をOFFするので、接点8a1,8a2
はOFFとなる。
動作し、サーボ入リレー８をOFFするので、接点8a1,8a2
はOFFとなる。
同時に、ブレーキ電源OFF遅延タイマ16の計測が始ま
り、ブレーキ電源OFF用リレー17がONする。
り、ブレーキ電源OFF用リレー17がONする。
接点8a1がOFFすると、Ｓ軸、Ｌ軸、Ｕ軸のブレーキ電源
は即時OFFとなるが、Ｒ軸、Ｂ軸、Ｔ軸のブレーキは接
点17aを介して通電されていることになる。
は即時OFFとなるが、Ｒ軸、Ｂ軸、Ｔ軸のブレーキは接
点17aを介して通電されていることになる。
ブレーキ電源OFF遅延タイマー16がタイムアップする
と、ブレーキ電源OFF用リレー17がOFFし、Ｒ軸、Ｂ軸、
Ｔ軸のブレーキ電源をOFFする。
と、ブレーキ電源OFF用リレー17がOFFし、Ｒ軸、Ｂ軸、
Ｔ軸のブレーキ電源をOFFする。
したがって、ブレーキ電源９がOFFし、リレー17のONし
ている時間、手首軸がフリーな状態となり、このとき、
外部の部材とロボット手首の接触時における衝撃エネル
ギーは手首軸の回転エネルギーとして吸収されることと
なる。
ている時間、手首軸がフリーな状態となり、このとき、
外部の部材とロボット手首の接触時における衝撃エネル
ギーは手首軸の回転エネルギーとして吸収されることと
なる。
かくして本発明によれば、接触検知後の衝撃エネルギー
を手首の駆動系となる基本軸に比べて出力トルクの小さ
い手首軸に返し、その衝撃エネルギーによって手首軸を
穏やかに回転させ、衝撃エネルギーをその回転エネルギ
ーとして吸収させるので、外部固定物との接触による産
業用ロボット手首の損傷を防止し、かつ外部接触検知装
置を非常にコンパクトに設定できるから、当該分野に寄
与するところ著しい。
を手首の駆動系となる基本軸に比べて出力トルクの小さ
い手首軸に返し、その衝撃エネルギーによって手首軸を
穏やかに回転させ、衝撃エネルギーをその回転エネルギ
ーとして吸収させるので、外部固定物との接触による産
業用ロボット手首の損傷を防止し、かつ外部接触検知装
置を非常にコンパクトに設定できるから、当該分野に寄
与するところ著しい。
第１図は本発明の一実施例の回路構成を表わすブロック
図、第２図は本発明の他の実施例の回路構成図、第３図
は本発明と従来例を比較した動作を示すタイムチャー
ト、第４図は本発明の原理を説明するタイムチャートで
ある。 １……外部接触検知装置、2,8,17……リレー、５……抵
抗、６……コンデンサ、16……遅延タイマー。
図、第２図は本発明の他の実施例の回路構成図、第３図
は本発明と従来例を比較した動作を示すタイムチャー
ト、第４図は本発明の原理を説明するタイムチャートで
ある。 １……外部接触検知装置、2,8,17……リレー、５……抵
抗、６……コンデンサ、16……遅延タイマー。
Claims (1)
- 【請求項１】基本軸駆動系と手首軸駆動系とを備えた手
首を備えた産業用ロボットの衝撃吸収方法において、 前記手首の外部接触を検知し、 前記基本軸駆動系の駆動モータをOFFさせ、かつ前記基
本軸駆動系のブレーキを作動させることにより前記基本
軸駆動系を制動すると同時に、前記手首軸駆動系の駆動
モータをOFFさせ、かつ前記手首軸駆動系のブレーキは
非作動状態とすることで該手首軸駆動系をフリーな状態
とし、 その後、所定の遅れ時間経過後に前記手首軸駆動系のブ
レーキを作動させることを特徴とする衝撃吸収方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60282642A JPH06102315B2 (ja) | 1985-12-16 | 1985-12-16 | 衝撃吸収方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60282642A JPH06102315B2 (ja) | 1985-12-16 | 1985-12-16 | 衝撃吸収方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62140795A JPS62140795A (ja) | 1987-06-24 |
| JPH06102315B2 true JPH06102315B2 (ja) | 1994-12-14 |
Family
ID=17655173
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60282642A Expired - Lifetime JPH06102315B2 (ja) | 1985-12-16 | 1985-12-16 | 衝撃吸収方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06102315B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3212571B2 (ja) | 1999-03-26 | 2001-09-25 | ファナック株式会社 | 産業用ロボット |
| JP5375062B2 (ja) * | 2008-12-10 | 2013-12-25 | 株式会社安川電機 | ロボットシステムおよび制御方法 |
| JP5970713B2 (ja) * | 2012-11-30 | 2016-08-17 | セイコーエプソン株式会社 | ロボットコントローラー |
| JP2021091060A (ja) | 2019-12-12 | 2021-06-17 | セイコーエプソン株式会社 | 制御方法およびロボットシステム |
| JP2021094618A (ja) | 2019-12-13 | 2021-06-24 | セイコーエプソン株式会社 | モーター駆動システムおよびロボット |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59232791A (ja) * | 1983-06-14 | 1984-12-27 | 三菱電機株式会社 | ロボツトの安全装置 |
-
1985
- 1985-12-16 JP JP60282642A patent/JPH06102315B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62140795A (ja) | 1987-06-24 |
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