JPH0612490B2

JPH0612490B2 - ロボツトの制御装置

Info

Publication number: JPH0612490B2
Application number: JP60084638A
Authority: JP
Inventors: 欣一田村; 暉雄浅枝; 辰男内藤; 安則堀江; 憲矢川
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1985-04-22
Filing date: 1985-04-22
Publication date: 1994-02-16
Anticipated expiration: 2009-02-16
Also published as: JPS61243514A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明はロボットの制御装置に関し、特にロボットの
可動部を外力によって自由に動かし得る状態にする、所
謂力抜き制御とも云うべき制御を行ない得るロボットの
制御装置に関する。

〔従来の技術〕

近年、各種の産業用ロボットが工場の製造ラインで使用
されるようになり、組立（アッセンブリ）ロボットも実
用化されつつある。

しかし、従来から組立作業ラインに多く用いられてるい
コンティニアスラインにロボットを配置して、コンベア
上を連続して流れる物品（ワーク）の組付け作業を行な
わせるには、コンベアとロボットとの間で動きの同期を
とる必要があり、ロボット自体の作業に係わる制御とコ
ンベアとの間の同期をとる制御とを同時に行なうのは非
常に難かしい。

そこで、ロボットがある作業を行なう間、アーム等の可
動部を外力によって自由に動かし得る「力抜き状態」に
すれば、特に同期制御を行なわなくてもコンベア上のワ
ークの移動に追従させることができる。

このような力抜き制御が可能なロボットの制御装置とし
ては、従来例えば特開昭５８−２０６３８９号公報に記
載されているようなものがある。

この装置は、多軸ロボットにおける複数の可動部のうち
の予め指定した可動部を駆動するアクチュエータ、例え
ばモータへの駆動電流を遮断することによって、その可
動部を外力によって自由に動かし得るようにしたもので
ある。

しかしながら、このような従来の力抜き制御可能なロボ
ットの制御装置にあっては、ロボットを駆動する例えば
モータの駆動電流（パワー）を遮断するようにしていた
ため、その遮断手段として大電流用の接点容量の大きい
大型で高価なマグネットスイッチを用いなければならな
いばかりか、そけを用いることによって接点のオン・オ
フ時にモータに流れる突入電流を防止する対策を施した
り、接点のメンテナンスを頻繁に行なう必要があるなど
の問題点があった。

そこで、ロボットにおけるアーム等の可動部の制御は、
一般に速度指令値と可動部の速度検出系からの速度フィ
ードバック値との偏差に基づく指令値に応じて可動部を
駆動するモータの駆動電流を制御するようになっている
ので、この速度指令値と速度フィードバック値との偏差
に基づく指令値を実際の速度指令値と速度フィードバッ
ク値の値に拘らず零（ゼロ）にすることによって、可動
部を外力により自由に動かし得るようにするロボットの
制御装置を、本出願人が先に特許出願している（特願昭
５９−２６５３５３号）。

このようにすれば、偏差に基づく指令値を零にするため
の切換制御手段としては、接点容量が小さく小型で安価
なリレースイッチ等を使用することができ、接点の切換
時にモータに突入電流が流れることがないためその防止
対策を施さなくて済み、接点のメンテナンス回数も少な
くて済むので、前述の問題点を解決することができる。

〔発明が解決しようとする問題点〕しかしながら、このようなロボットの制御装置において
も、結果としてはロボットの可動部の各軸を駆動するモ
ータの駆動電流を零にして力抜き状態にするだけであっ
たため、その状態で外力による追従動作を行なわせる
と、外力によるロボットの可動部の変位に対してその可
動部及び関節軸（駆動力伝達部や軸受部を含む）に慣
性，粘性，静摩擦及び動摩擦等による各種の抵抗力が生
ずるため、可動部の追従力を零又はそれに近くすること
ができず、スムーズな追従動作ができなくなる場合があ
り、この追従力（前述の抵抗力に対抗する力）が大きい
と、ハンドに取付けた工具がワークから外れてしまうこ
ともあるという問題点があった。

この発明は、この問題点を解決して、ロボットの力抜き
制御時に外力によるスムーズな追従動作を可能にするこ
とを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

そのため、この発明によるロボットの制御装置は、速度
指令値と速度フィードバック値との偏差に基づく指令値
を実際値に拘らず零にすることによって可動部の力抜き
制御を行なうと共に、搬送されるワークに前記可動部を
係合させる追従動作時に該ワークの搬送にともなって該
可動部が受ける追従力を検出する追従力検出手段と、該
追従力検出手段によって検出された追従力に応じて、該
可動部が当該ワークを追従方向に押し付けるような該追
従力よりも大きなトルクを上記可動部を駆動するモータ
に発生させるための補償指令値を出力する追従力補償回
路を設け、上記力抜き制御時に、その補償指令値によっ
て上記可動部を駆動するモータの駆動電流を制御して、
ロボットの可動部を外力により自由に追従動作し得るよ
うにしたものである。

〔実施例〕

以下、この発明の実施例を添付図面を参照しながら説明
する。

先ず、第２図を参照してこの実施例に使用するロボット
の構成及びその作業について説明する。

図中、１は垂直多関節型ロボットであり、図示しない台
座上に固定された基部２に垂直に立設した腰軸３と、こ
の腰軸に対して直角に固定された肩軸を兼ねたモータ４
に連結された第１アーム（上腕）５と、この第１アーム
の先端部に肘軸６によって回動自在に連結された第２ア
ーム（下腕）７と、この第２アーム７の先端部に手首軸
８によって回動自在に連結されたハンド９等から成る。

これを模式的に示すと第３図のようになる。

腰軸３は、モータ１０によって水平面内で矢示Ａ方向に
回転される水平関節軸である。

第１アーム５は、モータ４によって矢印Ｂ方向に、第２
アーム７はモータ１１によって矢印Ｃ方向に、ハンド９
は第２アーム７に内蔵された図示しないモータによって
矢示Ｄ方向にそれぞれ垂直面内で回動し、これらを連結
する肩軸と肘軸６及び手首軸８が垂直関節軸である。

なお、モータ４，１０，１１及びハンド９を回動させる
図示しない手首軸駆動モータとしては、いずれもＤＣサ
ーボモータを使用する。そして、これらの各モータの駆
動力を伝達する減速機としては、逆伝達効率の比較的高
いもの（例えばベベルギヤ機構によるもの）を使用す
る。

また、これらの各モータの出力軸には、その回転速度を
検出するためのタコジェネレータ及び回転角度を検出す
るためのポテンショメータがそれぞれ取付けられてい
る。

ハンド９は、手首軸８に連結されたホルダ１２に固定し
たエアシリシンダ１３の回り止めを施こしたピストンロ
ッドに、力センサ２２（その詳細は後述する）を介し
て、先端にボルトを銜えて締め付けるソケット１４ａを
備えたナットランナ１４を取付けて構成し、さらに、ホ
ルダ１２に一対のリミツトスイッチ１５，１６を取付け
て、エアシリンダ１３のピストンロッドに付設したドッ
グ１３ａによって作動されるようにして、ナットランナ
１４の上昇限位置と下降限位置を検出できるようにして
いる。

一方、１７はコンティニュアスコンベア（以下単に「コ
ンベア」と云う）であり、所要位置に所定の姿勢で位置
決め固定した例えばエンジンブロック等のワーク１８を
載せて、ロボット１のワーキングエリア内を矢印Ｅ方向
に所定の速度で搬送するようになっている。

そして、このコンベア１７によって搬送されるワーク１
８には、作業対象であるボルト１９（例えばシリンダヘ
ッドにヘッドカバーを固定するためのボルト）をセット
してあり、このボルト１９を締め付ける作業を、ハンド
９にナットランナ１４を取付けたロボット１に行なわせ
ようとするものである。

さらに、２０はフロアに立設したステー２１の上端部に
固定したボルト通過検知器であり、ロボット１が予め定
めた図示のような位置で待機している時に、コンベア１
７によって搬送されるワーク１８上のボルト１９が通過
した時にそれを検知する。

なお、このボルト通過検知器２０としては、例えば反射
型の光電スイッチなどを用いる。

また、このボルト通過検知器２０のボルト１９を検知す
る位置とナットランナ１４との位置関係は、ボルト通過
検知器２０がボルト１９の通過を検知した時点で、ナッ
トランナ１４を下降限まで下降させた時に頂度ソケット
１４ａがボルト１９を銜え込むような関係にする。

ボルト通過検知器２０の代りに、ボルト１９に対応する
コンベア１７の所要位置にドッグを設けておき、そのド
ッグによってコンベア１７に沿う所要位置の固定部に取
り付けたリミットスイッチを叩くようにして、このリミ
ットスイッチのオンによってボルト１９の通過を検知す
るようにしても良い。

力センサ２２は、例えば第４図に示すように、円板状の
取付板２２１に小径のストッパ保持筒２２２を介して大
径のセンサ保持筒２２３が固設され、センサ保持筒２２
３に十文字形のセンサ取付板２２４の各端部を固着し、
このセンサ取付板２２４の中心部に検出軸２２５を垂直
に貫通させて固着している。

センサ取付板２２４には４個のセンサ素子（例えば半導
体ストレインケージ等の歪センサ素子）２２６を貼着し
ており、ストッパ保持筒２２２には一対のストッパボル
ト２２７が螺入して、検出軸２２５の傾斜角を規制して
いる。

この力センサ２２は、センサ保持筒２２３に対して検出
軸２２５が外力によって傾斜されると、センサ取付板２
２４が歪むため、その歪量に応じて各センサ素子２２６
の抵抗値が変化する。

したがって、この力センサ２２の取付板２２１を第２図
のエアシリンダ１３のピストンの先端に固着し、検出軸
２２５をナットランナ１４の基部に固着しておけば、ナ
ットランナ１４が外力（この例ではコンベア１７による
ワーク１８の移動力）によって移動されてロボット１の
各可動部が追従動作する時に、その可動部が受ける追従
力の大きさに応じて検出軸が傾斜するため、その追従力
の大きさをセンサ素子２２６の抵抗値変化として検出す
ることができる。

次に、第１図を参照して第２図に示したロボット１の制
御装置の実施例を説明する。

第１図において、２３はマイクロコンピュータ等を用い
た中央処理部であり、ロボット１の全般的な制御を司っ
ている。

すなわち、位置指令レジスタ２４，位置制御部２５，速
度制御部２６，及び電流制御部２７等によって構成され
た第１アーム５を回動させる肩軸を駆動するモータ４用
のサーボ制御部と、このサーボ制御部と全く同様に、位
置指令レジスタ３４，位置制御部３５，速度制御部３
６，及び電流制御部３７等によって構成された腰軸３を
駆動するモータ１０用のサーボ制御部と、図示を省略し
たが、やはりこれらのサーボ制御部と同様に構成された
第２アーム７を回動させる肘軸駆動モータ１１用のサー
ボ制御部及び手首軸駆動モータ用のサーボ制御部をそれ
ぞれ制御すると共に、第２図に示したハンド９に取付け
たエアシリンダ１３及びナットランナ１４の制御、すな
わちエアシリンダ１３によるナットランナ１４の昇降制
御及びその内蔵モータによるソケット１４ａの回転・停
止の制御も行なう。

次に、モータ４用のサーボ制御部において、位置レジス
タ２４には、中央処理部２３からの第１アーム５の目標
位置指令値が逐次更新されながら書き込まれる。

位置制御部２５は、位置指令レジスタ２４に書き込まれ
ている第１アーム５の目標位置指令値と、モータ４の出
力軸に取付けられているポテンショモータ３０からの位
置フィードバック信号（電圧）をＡ／Ｄ変換器３１によ
ってデジタル値に変換した値、すなわち第１アーム５の
現在位置値（第３図の角度θに相当する）との偏差に基
づく速度指令値Ｓａを出力すると共に、目標位置指令値
と現在位置値とが一致して位置決めが完了する毎にそれ
を中央処理部２３に知らせ、中央処理部２３はそれによ
って次に目標位置指令値を出力するタイミングを測って
いる。

速度制御部２６は、後述する指令値制御回路４５を介し
て入力される位置制御部２５からの速度指令値Ｓａと、
モータ４の出力軸に取付けられたタコジェネレータ２９
からの速度フィードバック値との偏差に基づく電流指令
値Ｓ₁を出力する。

電流制御部２７は、速度制御部２６からの電流指令値Ｓ
₁を加算回路３２を介して入力し、モータ４に流れる駆
動電流を検出する電流検出器２８からの電流フィードバ
ック値との偏差に基づく駆動電流をモータ４に流す。

したがって、位置指令レジスタ２４，位置制御部２５，
速度制御部２６，及び電流制御部２７等からなるモータ
４用のサーボ制御部は、後述する指令値制御回路４５が
位置制御部２５からの速度指令値とタコジェネレータ２
９からの速度フィードバック値とをそのまま速度制御部
２６に出力している限りにおいては、中央処理部２３か
らの目標位置指令値に基づいてモータ４を駆動して、第
１アーム５をプレイバック制御（位置決め制御）するこ
とができる。

腰軸３を回転駆動するモータ１０用のサーボ制御部を構
成する各部３４〜４２も、上述したモータ４用のサーボ
制御部を構成する各部２４〜３２と全く同様に機能し、
やはり後述する指令値制御回路４５が位置制御部３５か
ら出力される速度指令値Ｓｂとモータ１０の出力軸に取
付けられたタコジェネレータ３９から出力される速度フ
ィードバック値とをそのまま速度制御部３６に出力して
いる限りにおいては、中央処理部２３からの目標位置指
令値に基づいてモータ１０を駆動して腰軸３及びそれと
一体のモータ４の向きをプレイバック制御（位置決め制
御）することができる。

さらに、第２アーム７を駆動するモータ１１用及び手首
軸駆動モータ用の各サーボ制御部も、同様に機能して夫
々各モータを駆動し、第２アーム７及びハンド９をプレ
イバック制御することができる。

第２図のエアシリンダ１３を制御させるエアシリンダ用
の駆動回路は、公知のシリンダ操作回路からなり、その
電磁式方向切換弁を中央処理部２３からの指令で切換
え、エアの供給方向を切換えて昇降させる。ソケット１
４ａの回転・停止は、中央処理部２３からの指令により
ナットランナ１４に内蔵するモータへの給電を制御する
ことにより行なう。

指令値制御回路４５は、リレーコイルＬ₁の励磁・非励
磁によって切換わる１１個の切換スイッチＳＷ₁〜ＳＷ
₁₁（モータ１１用及び手首軸駆動モータ用サーボ制御部
に介挿する４個の切換スイッチＳＷ₅〜ＳＷ₈は図示して
いない）を有する電磁リレーからなる。

この指令値制御回路４５の切換スイッチＳＷ₁，ＳＷ₂の
可動接片ｃは夫々速度制御部２６の入力側に接続され、
各固定接点ａは夫々アースに、各固定接点ｂは位置制御
部２５の出力側及びタコジェネレータ２９に夫々接続さ
れている。

また、切換スイッチＳＷ₃，ＳＷ₄の可動接片ｃは夫々速
度制御部３６の入力側に接続され、各固定接点ａはアー
スに、各固定接点ｂは位置検出部３５の出力側及びタコ
ジェネレータ３９に夫々接続されている。

図示しない切換スイッチＳＷ₅，ＳＷ₆及びＳＷ₇，ＳＷ₈
も、夫々モータ１１用のサーボ制御部及び手首軸駆動モ
ータ用サーボ制御部において、全く同様に接続されてい
る。

切換スイッチＳＷ₉，ＳＷ₁₀は、後述する重力バランス
補償回路５０から出力される重力補償指令値ＣＳ₁，Ｃ
Ｓ₂をそれぞれ加算回路３２及びモータ１１用の図示し
ないサーボ制御部における同様な加算回路に入力するラ
インに介挿されて、開閉スイッチとして用いられてい
る。

さらに、切換スイッチＳＷ₁₁は、後述する追従力補償回
路６０から出力される追従力補償指令値ＣＳ₃を加算回
路４２に入力するラインに介挿されて、開閉スイッチと
して用いられている。

なお、リレーコイルＬ₁の両端に接続したダイオードＤ₁
はフライホイールダイオードである。

この指令値制御回路４５は、リレーコイルＬ₁の非励磁
時には、各切換スイッチＳＷ₁〜ＳＷ₁₁の可動接片ｃが
固定接点ｂ側に夫々切換わっていて、実際の速度指令値
と速度フィードバック値をそのまま通過させて、各モー
タ用のサーボ制御部を本来どおり位置決め動作させる
が、リレーコイルＬ₁が励磁されると、各切換スイッチ
ＳＷ₁〜ＳＷ₁₁の可動接片ｃが図示のように固定接点ａ
側に切換わり、各モータ用のサーボ制御部における速度
制御部２６，３６，……に入力する速度指令値と速度フ
ィードバック値をいずれも零（アース値）にして、その
偏差に基づく電流指令値Ｓ₁，Ｓ₂，…を実際の速度指令
値と速度フィードバック値の偏差にかかわらず、換言す
るとモータ４，１０等の動きに関係なくゼロにする。

このように、電流指令値を実際の速度指令値と速度フィ
ードバック値にかかわらずゼロにすると、位置及び速度
フィードバック制御が効かなくなるため、各モータ４，
１０，１１等はフリーの状態になり、それによって第２
図のロボット１の腰軸３，第１アーム５，第２アーム
７，及びハンド９は外力によって自由に動かせるように
なる。

しかしながら、この場合各モータの駆動電流を完全にゼ
ロにしてしまうと、第１，第２アーム５，７及びハンド
９の自重により、各垂直関節軸が回動され、これらの可
動部の姿勢が崩れてしまって作業ができなくなるため、
重力バランス補償回路５０を設けており、それによって
重力バランスを保って姿勢が崩れないようにしている
が、その詳細は後述する。

また、水平関節軸である腰軸３を駆動するモータ１０の
サーボ制御部に対して、この発明の特徴である追従動作
時における追従力補償を行なうための追従力補償回路６
０を設けているが、その詳細も後述する。

なお、指令値制御回路４５の各切換スイッチＳＷ₁〜Ｓ
Ｗ₁₁の可動接片ｃが固定接点ｂ側に切り換わっている時
でも、位置決め完了時には速度指令値と速度フィードバ
ック値の偏差が零になるが、この時には位置及び速度フ
ィードバック制御が効いているため、腰軸３，第１，第
２アーム５，７等に外力が加わってモータ１０，４，１
１等が停止位置から回転されると、直ちにそれを元に戻
そうとする回転力が発生する。

また、この指令値制御回路４５においては、電流指令値
Ｓ₁，Ｓ₂，…を零にするように機能している時（この実
施例ではリレーコイルＬ₁が励磁されている時）を以て
作動状態という。

４６は切換回路であり、電源Ｖｃｃの給電回路に介挿し
た切換スイッチ４７，４８とロボット１のハンド９に取
付けた上昇限リミットスイッチ１５によって構成されて
いる。なお、リミットスイッチ１５は常閉型で、ナット
ランナ１４が上昇限に達してドッグ１４ｂによって叩か
れた時にオフになる。

この切換回路４６は、図示のように切換スイッチ４８の
可動接片ｉを固定接点ｇ側に切換えておくと、リミット
スイッチ１５がオフの時（ナットランナ１４が上昇位置
にある時）に指令値制御回路４５のリレーコイルＬ₁を
非励磁にし、リミットスイッチ１５がオンの時はリレー
コイルＬ₁を励磁する。

また、切換スイッチ４８の可動接片ｉを固定接点ｈ側に
切換ておくと、リミットスイッチ１５のオン・オフにか
かわらず、切換スイッチ４７によって指令値制御回路４
５の作動・不作動を切換えることができる。

なお、この実施例においては、リレーコイルＬ₁の励磁
と指令値制御回路４５の作動とが対応しているが、切換
スイッチＳＷ₁〜ＳＷ₁₁の固定接点ａとｂの接続を逆に
すれば、リレーコイルＬ₁の非励磁と指令値制御回路４
５の動作とを対応させるようにすることも可能である。

次に、重力バランス補償回路５０の詳細例を第５図によ
って説明する。

この重力バランス補償回路５０は、ＣＰＵ（中央処理装
置）５１と、プログラムメモリとしてのＲＯＭ及びデー
タメモリとしてのＲＡＭを含むメモリ５２と、１対ずつ
のＡ／Ｄ変換器５３，５４及びＤ／Ａ変換器５５，５６
とからなるマイクロコンピュータによって構成されてい
る。

そして、この重力バランス補償回路５０は、モータ４の
出力軸に取付けられたポテンショメータ３０から出力さ
れる第１アーム５の水平位置からの回動角度θ₁（第３
図参照）に相当する電圧信号をＡ／Ｄ変換器５３によっ
てデジタル値に変換してＣＰＵ５１に読込み、同様にモ
ータ１１の出力軸に取付けられたポテンショメータ４９
から出力される第１アーム５に対する第２アーム７の回
動角度θ₂（第３図参照）に相当する電圧信号をＡ／Ｄ
変換器５４によってデジタル値に変換してＣＰＵ５１に
読込む。

そして、メモリ５２に予めロボット１の第１アーム５の
肩軸４ａから重心までの長さｌ₁及び全長ｌ₂，第２アー
ム７の肘軸６から重心までの長さｌ₃及び全長ｌ₄，第１
アーム５，第２アーム７，及びハンド９の各重量Ｗ₁，
Ｗ₂，Ｗ₃（第３図参照），及びsinθ，cosθのテーブル
を記憶させておき、垂直関節軸である肩軸４ａ及び肘軸
６における重力のモーメントＭ(A)，Ｍ(B)をＣＰＵ５１
が下記の演算を行なって算出し、それに抗し得る軸トル
クを発生させるための補償指令値ＣＳ₁，ＣＳ₂をＤ／Ａ
変換器５５，５６を介してアナログ信号に変換して出力
する。

Ｍ(A)＝Ｋ₁cosθ₁＋Ｋ₂sin（θ₁＋θ₂−90°）Ｍ(B)＝Ｋ₂sin（θ₁＋θ₂−90°）但し、Ｋ₁＝ｌ₁Ｗ₁＋ｌ₂（Ｗ₂＋Ｗ₃）Ｋ₂＝ｌ₃Ｗ₂＋ｌ₄Ｗ₃ で与えられる。このＫ₁，Ｋ₂は定数であるから、これを
予めメモリ５２に格納しておくとよい。

このようにして、重力バランス補償回路５０から出力さ
れる補償指令値ＣＳ₁，ＣＳ₂を、力抜き制御時に指令値
制御回路４５の切換スイッチＳＷ₉，ＳＷ₁₀を介して加
算回路３２及びモータ１１用の図示しないサーボ制御部
における同様な加算回路に入力させ、速度制御部２６，
…から出力される電流指令値Ｓ₁，…がゼロであって
も、電流制御部２７，…によって重力補償用の駆動電流
をモータ４及び１１に流し、第１，第２アーム５，７及
びハンド９の自重に抗し得る軸トルクを発生させるの
で、第１，第２アーム５，７が重力バランスを保って姿
勢を保持することができる。

なお、この実施例では、ハンド９のエアシリンダ１３及
びナットランナ１４は、力抜き状態では常に垂直（鉛
直）に保持され、手首軸８に加わるハンド９の自重は常
に鉛直方向に作用するためのモーメントは発生しないの
で、手首軸単独での重力補償は行っていない。

また、この重力バランス補償回路５０の機能を第１図の
中央処理部２３に持たせて、共通のＣＰＵによって時分
割処理させるようにしてもよい。

次に第１図における追従力補償回路６０の具体例を第６
図乃至第９図によって説明する。

第６図に示すこの実施例における追従力補償回路６０
は、粘性補償回路６１，慣性補償回路６２，及び動摩擦
補償回路６３と、これらの各補償回路から出力される補
償指令値のレベルを調整するためのボリュームＶＲ₁，
ＶＲ₂，ＶＲ₃と、力センサ２２からの信号によって追従
力を検出する追従力検出回路６４と、起動力補償回路６
５，力補償回路６６と及び補償切換回路６７と、起動力
補償回路６５及び力補償回路６６から出力される補償指
令値のレベルをそれぞれ調整するためのボリュームＶＲ
₄，ＶＲ₅と、各ボリュームＶＲ₁〜ＶＲ₅の出力を加算す
る加算回路６８とによって構成されている。

粘性補償回路６１は、ロボット１の可動部が変位する時
にその腰軸３に発生する粘性抵抗を相殺する軸トルクを
モータ１０に発生させるための補償指令値を出力する回
路で、オペアンプＯＰ₁と入力抵抗Ｒ₁，帰還抵抗Ｒ₂か
らなる増幅度が１より小さい増幅器である。

そして、ロボット１の追従動作期間Ｔの間にタコジェネ
レータ３９によって、腰軸３の回動変位の速度に応じて
第８図(イ)に示すように発生される速度フィードバック
値である電圧信号Ｖtgを入力して、粘性補償指令値とし
て同図(ロ)に示すような入力に比例した電圧信号Ｖａを
出力する。

慣性補償回路６２は、ロボット１の腰軸３が回動変位す
る時に、腰軸３からハンド９までの質量に応じた慣性力
が作用し、特に回動開始時及び回動停止時にこれに抗す
る慣性力が働くため、それを相殺する軸トルクをモータ
１０に発生させるための補償指令値を出力する回路で、
オペアンプＯＰ₂と入力抵抗Ｒ₃，コンデンサＣ及び帰還
抵抗Ｒ₄からなる微分器である。

そして、タコジェネレータ３９から第８図(イ)に示すよ
うな電圧信号Ｖtgが入力すると、慣性補償指令値として
同図(ハ)に示すようなパルス状の電圧信号Ｖｂ（加速時
には加速方向に、減速時には減速方向にトルクを発生さ
せる極生となる）を出力する。

動摩擦補償回路６３は、ロボット１の腰軸３が回動変位
する時に、軸受や駆動力伝達機構との間に発生する動摩
擦力を相殺する軸トルクをモータ１０に発生させるため
の補償指令値を出力する回路で、オペアンプＯＰ₃と抵
抗Ｒ₅，Ｒ₆と比較電圧Ｖｒ₁を発生させるためのボリュ
ームＶＲ₆からなるヒステリシスをもった比較器であ
る。

そして、タコジェネレータ３９から第８図(イ)に示すよ
うな電圧信号Ｖtgが入力すると、動摩擦補償指令値とし
て入力速度が多少増加した時から零になるまで、同図
(ニ)に示すような矩形波の電圧信号Ｖｃ（追従方向のト
ルクを発生させる極性）を出力する。

なお、追従方向すなわち腰軸３の回転方向が反対になれ
ば、タコジェネレータ３９によって発生される電圧信号
Ｖtgの極性が反転するので、これらの各補償回路６１，
６２，６３の出力信号の極性も反転する。

追従力検出回路６４は、例えば第７図に示すように、ブ
リッジ回路６４１と直流アンプ６４２とローパフィルタ
６４３によって構成される。

ブリッジ回路６４１は、第４図の力センサ２２の４個の
センサ素子２２６のうち、例えば直角に配置された２個
づつのセンサ素子を直列に接続したセンサ素子群２２６
ａと２２６ｂを２辺とし、抵抗Ｒａ，Ｒｂを他の２辺と
して、ａ−ｂ間に電源Ｅによって電圧を印加されてお
り、ｃ−ｄ間にセンサ素子群２２６ａ，２２６ｂの抵抗
値変化に応じた電圧を出力する。

直流アンプ６４２は、オペアンプＯＰ₈と入力抵抗Ｒ
ｃ，Ｒｄ及び帰還ボリュームＶＲｆからなり、ブリッジ
回路６４１が出力する電圧を直流増幅する。その増幅度
はボリュームＶＲｆによって調整される。

ローパスフィルタ６４３は、積分回路を構成する抵抗Ｒ
ｅ，コンデンサＣａと、バッファアンプを構成するオペ
アンプＯＰ₉とからなり、直流アンプ６４２によって増
幅された検出信号のノイズ成分を除去して、第９図(イ)
に示すような追従力に応じた電圧信号Ｖｄを出力する。

この信号Ｖｄが第６図の起動補償回路６５及び力補償回
路６６に入力される。

起動力補償回路６５は、オペアンプＯＰ₄と入力抵抗Ｒ₇
及び帰還抵抗Ｒ₈からなる増幅度の大きい増幅器で、入
力信号Ｖｄが発生すると、直ちに飽和レベルまで増幅し
て、第９図(ロ)に示すような矩形波に近い電圧信号Ｖｅ
を出力する。

しかし、追従動作の開始後、第１図のタコジェネレータ
３９からの電圧信号Ｖｔｇがある程度大きくなると、そ
れを入力する補償切換回路６７のリレーＲｙが作動し
て、その常閉接点Ｓｙを開くため、電圧信号Ｖｅがボリ
ュームＶＲ₄に印加されなくなり、ボリュームＶＲ₄に印
加される補償指令値としての電圧信号Ｖｆは第９図(ハ)
に示すように起動時のみの信号となる。

補償切換回路６７は、オペアンプＯＰ₆と入力抵抗₁₁，
帰還抵抗Ｒ₁₂及び比較電圧Ｖｒ₂を発生させるためのボ
リュームＶＲ₈からなるヒステリシスをもった比較器
と、その出力がハイレベルになった時に作動するリレー
Ｒｙとからなり、Ｖｔｇ＞Ｖｒ₁になった時にオペアンプＯＰ₆の出力が
“Ｌ”から“Ｈ”になり、その後はＶｔｇが「０」にな
るまでその状態を保持するように抵抗Ｒ₁₂によってヒス
テリシス量を調整する。

なお、追従方向を反転し得る場合には、タコジェネレー
タ３９からの電圧信号Ｖｔｇが負になる場合があるの
で、この補償切換回路６７を入力信号Ｖｔｇが正負いず
れであってもその絶対値が所定値を越えた出力を反転す
るウインドコンパレータとリレーＲｙによって構成する
とよい。

力補償回路６６は、オペアンプＯＲ₅と入力抵抗Ｒ₉，帰
還抵抗Ｒ₁₀及びアンバランス力設定器の役目をなすボリ
ュームＶＲ₇とからなる増幅器で、入力信号Ｖｔｇがあ
る程度増加してからなくなるまで、第９図（ニ）に示す
ような入力に比例した電圧信号Ｖｇを補償指令値として
出力する。

なお、ボリュームＶＲ₇によって正又は負の電圧をオペ
アンプＯＰ₅の反転入力端子に印加することによりオフ
セットを与えて、出力信号Ｖｇを過大又は過小にして、
追従力補償をアンバランスすることができる。

これらの各補償回路６１，６２，６３，６５，６６の各
出力信号Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃ，Ｖｆ，Ｖｇは、それぞれボ
リュームＶＲ₁〜ＶＲ₅によってレベル調整された後、加
算回路６８によってアナログ的に加算されて追従補償指
令値ＣＳ₃として出力される。

加算回路６８は、オペアンプＯＰ₇と５個のボリューム
ＶＲ₁〜ＶＲ₅からの各信号を入力する５個の入力抵抗Ｒ
₁₃〜Ｒ₁₇と帰還抵抗Ｒ₁₈からなる非反転増幅器である。

この加算回路６８から出力される追従補償指令値（電圧
信号）ＣＳ₃を、第１図の切換スイッチＳＷ₁₁を介して
加算回路４２へ入力させることにより、速度制御部３６
から出力される電流指令値Ｓ₂がゼロであっても、電流
制御部３７によってこの追従補償指令値ＣＳ₃に応じた
駆動電流をモータ１０に流し、追従動作時に腰軸３に発
生する粘性抵抗力，慣性力，静摩擦力及び動摩擦力等に
対向する追従力を軽減する軸トルクを発生させ、略無抵
抗で外力に追従して回動できるようにする。

なお、第６図の追従力補償回路６０中、この発明で最小
限必要とするのは力補償回路６６である。

ここで、この追従力補償回路６０の調整方法について説
明する。

先ず、第１図の切換回路４６の切換スイッチ４８を接点
ｈ側（図示と反対）に、切換スイッチ４７を接点ｄ側
（図示の状態）に切換えて、ロボット１を力抜き状態に
したうえで、次の手順で調整する。

なお、この時に力補償回路６６のボリュームＶＲ₇の出
力「０」にし、ボリュームＶＲ₄，ＶＲ₅の出力も「０」
にしておく。

(a)補償したい軸（この実施例では腰軸３）を一定の定
速で動かし、第６図のボリュームＶＲ₃，ＶＲ₆を調整し
て、追従力ができるだけ軽くなるように動摩擦補償を調
整する。

(b)腰軸３を動かす速度を中速と高速にして、それぞれ
の場合の追従力に差が無くなるよとうにボリュームＶＲ
₁によって粘性補償を調整する。

(c)腰軸３の動き始めと停止時の追従力をできるだけ小
さくするように、ボリュＶＲ₂によって慣性補償を調整
する。

(d)第２図のナットランナ１４を外力によって追従移動
させた時の動きを始めの追従力が最も小さくなり、しか
も自分で動き出すことがないように、ボリュームＶＲ₄
によって起動力補償を調整する。

(e)ナットランナ１４を外力によって追従動作ささた時
の起動後の略一定速度での追従力が最も小さくなり、し
かも自分で動き出すことがないように、ボリュームＶＲ
₅によって力補償を調整する。

(f)ナットランナ１４をボルト１９に係合させた時、追
従方向に若干の押付力を発生し、コンベア１７（第２
図）の速度変動や振動等によって容易にその係合が外れ
ることがない程度にボリュームＶＲ₇によってアンバラ
ンス力の調整を行なう。

次に、このようにして調整し、前述のようにプレイバッ
ク制御と力抜き制御の切換えが可能な第１図の制御装置
を用いて、第２図のロボット１に、コンベア１７に載っ
て一定の速度で移動するワーク１８のボルト１９を締め
付ける作業を行なわせる場合の動作について、第１０図
のフローチャートも参照しながら説明する。

なお、ロボット１に以下に述べる締め付け作業を行なわ
せるために必要なティーチング作業は予めしてあるもの
とする。

また、ロボット１のハンド９に取付けられたナットラン
ナ１４は、通常は上昇限位置にあり、リミットスイッチ
１５はドッグ１４ｂに叩かれてオフになっている。そし
て、以下の説明では、第１図の切換回路４６における切
換スイッチ４８は接点ｇ側に切換えてあるものとする。

この状態では、切換回路４６により指令値制御回路４５
のリレーコイルＬ₁への通電を断っているので、各切換
スイッチＳＷ₁〜ＳＷ₁₁の可動接片ｃは全て固定接点ｂ
側に切換わっており、腰軸３，第１，第２アーム５，
７，ハンド９を夫々回動させる各モータ４，１０，１１
等のプレイバック制御が可能である。

そこで、第１０図のステップ１で先ずモータ４，１０等
をプレイバック制御して、腰軸３，第１，第２アーム
５，７等を原位置（待避位置であればどこでもよい）へ
移動させる。

次に、ハンド９に取り付けたナットランナ１４のソケッ
ト１４ａが、コンベア１７によって搬送されるワーク１
８上のボルト１９の移動軌跡上の予め定めた待機位置で
ある作業ポイントに位置するように、ステップ２で再び
モータ４，１０等をプレイバック制御して、第２図に示
すような所定の待機姿勢にする。

この状態で、ボルト通過検知器２０がワーク１８上のボ
ルト１９の通過を検知するのを待ち、ボルト通過検知器
２０がボルト１９の通過を検知すると、その検知信号が
第１図の中央処理部２３に入力し、それによってステッ
プ３の判断がＹＥＳになり、ステップ４でエアシリンダ
１３を駆動してナットランナ１４を下降させる。

ナットランナ１４が下降し始めると、上昇限リミットス
イッチ１５が直ちにオンになるため、切換回路４６によ
り指令値制御回路４５のリレーコイルＬ₁に通電され、
その各切換スイッチＳＷ₁〜ＳＷ₁₁の可動接片ｃが全て
第１図に示すように固定接点ａ側に切換わるので、各軸
の駆動用モータ４，１０，１１等は全てフリーになり、
腰軸３及び第１，第２アーム５，７等の可動部は外力を
受ければ自由に動く力抜き状態となるが、重力バランス
補償回路５０からの補償指令値によってモータ４，１１
には自重によるモーメントに抗する軸トルクを発生する
ための駆動電流が流がされるため、バランスが保たれて
第１，第２アーム５，７の姿勢が崩れることはない。

そして、ナットランナ１４が下降限まで下降すると、コ
ンベア１７によって搬送されてきたワーク１８上のボル
ト１９をソケット１４ａが頂度銜え込むようになり、同
時に下降限リミットスイッチ１６がドッグ１４ｂに叩か
れて作動し、その信号によりステップ５の判断がＹＥＳ
になり、ステップ６でナットランナ１４を駆動してソケ
ット１４ａを回転させ、ボルト１９を締め付ける。

このように、ナットランナ１４のソケット１４ａがボル
ト１９を銜え込んだ状態で締め付け作業を行なっている
間もコンベア１７はワーク１８を移動させているが、ロ
ボット１の腰軸３及び第１，第２アーム５，７等の各可
動部は外力によって自由に動かせる状態にあるので、ボ
ルト１９を締め付けながらその移動に追従してハンド９
が水平方向に動きことができる。

その際、腰軸３に作用する粘性，慣性，及び動摩擦によ
る各抵抗力は、前述しの追従力補償回路６０からの粘性
補償，慣性補償，及び動摩擦補償の各指令値の和に応じ
てモータ１０に駆動電流が流されるため略相殺されれる
が、それでも補償しきれない静摩擦力やその他の抵抗力
によって、実際に追従動作が開始されると力センサ２２
と追従力検出回路６４による追従力検出手段から検出信
号Ｖｄが現われ、その大きさに応じて起動力補償とその
後の力補償がなされるため、ナットランナ１４は殆んど
無抵抗で追従移動する。

その際、第６図の力補償回路６６のボリュームＶＲ₇に
よって抵抗力より補償追従力の方が若干大きくなるよう
なアンバランスの設定をしておけば、ナットランナ１４
をボルト１９に対して追従方向に若干押付ける力が発生
するため、追従動作中の両者の係合が確実に保たれる。

そして、締め付けを開始してからの時間又は締め付トル
クを計測することによって、ステップ７でボルト１９の
締め付けを終了したか否かを判定し、締め付けを終了し
たらステップ８でナットランナ１４の駆動を停止すると
共に、エアシリンダ１３を駆動してナットランナ１４を
上昇させる。

ナットランナ１４が上昇限まで上昇すると、上昇限リミ
ットスイッチ１５がオフになるため、指令値制御回路４
５のレリーコイルＬ₁が非励磁になり、各切換スイッチ
ＳＷ₁〜ＳＷ₁₁は全て接点ｂ側に切換わるので、各軸の
駆動用モータ４，１０，１１等は全てプレイバック制御
が可能な状態に戻る。

このプレイバック制御が可能な状態に戻った時点では、
ロボット１の可動部は待機位置での状態から動いてしま
っているので、各モータ用の位置制御部には、その動い
た分の位置偏差が溜っている。

したがって、プレイバック制御が可能な状態になると、
各可動部は直ちに動く前の作業ポイントに戻り始める
が、上昇限リミットスイッチ１５がオフになると、ステ
ップ９からステップ１へ戻り、再び最初の原位置へ移動
させる処理が行なわれるため、腰軸３及び第１，第２ア
ーム５，７等の各可動部は作業ポイントに戻りながら結
果的には原位置に復帰し、再び上記の動作を繰り返す。

このようにして、ナットランナ１４がワーク１８のボル
ト１９を締め付けている間は、ロボット１の各可動部は
力を抜いてワーク１８の移動に追従し、それによって従
来非常に煩雑な制御を行なわなければならなかった追従
作業を非常に簡単に実現できる。

しかも、実際の追従動作時に発生する各種の抵抗力に対
応して追従力を軽減する追従力補償も行なっているの
で、極めてスムーズに追従作業を行なわせることができ
る。

また、コンベア１７を止めて、静止しているワーク１８
上のボルト１９の締め付け作業を行なう場合は、切換回
路４６における切換スイッチ４８を接点ｈ側に切換える
と共に、切換スイッチ４７を接点ｅ側に切換えて、ボル
ト１９の静止位置と前述の作業ポイントを一致させてお
けば、第７図のステップ３のボルト通過の判断を省略す
ることによって、その静止したボルト１９の締め付け作
業を行なうことができる。

さらに、切換スイッチ４８を接点ｈ側に切換てあれば、
切換スイッチ４７の方を必要に応じて接点ｄ側に切換え
ることによって、何時でも第１，第２アーム５，７等を
外力によって自由に動かし得る力抜き状態にすることが
できる。

なお、上記実施例では、実際の速度指令値と速度フィー
ドバック値を共に位置決め制御とは無関係な零値に切り
換えることによって電流指令値を零にするようにした例
について述べたが、この他に両値を共に位置決め制御と
は無関係な互いに等しい所定値に切換えることによって
も電流指令値を零にすることができる。あるいは、電流
指令値を直接零値に切換えるようにしてもよい。

また、前述の実施例における重力バランス補償回路５０
では、ポテンショメータ３０，４０からの第３図の角度
θ₁，θ₂に相当するデータに応じて、重力補償値を演算
して算出するようにしていたが、予かじめ各角度θ₁，
θ₂に応じた各垂直関節軸に対する最適な重力補償値を
第５図のメモリ５２にテーブルとして格納しておいて、
入力角度データに応じてＣＰＵ５１がそのテーブルから
重力補償値を読み出すようにしてもよい。

さらに、追従力補償をその効果が最も大きい腰軸に対し
てのみ行なうようにしたが、肩軸及び肘軸等他の各軸に
対しても行なうようにすれば一層完全な補償が可能にな
る。

次に、力抜き制御時の安全性を高めるための手段を設け
たこの発明の他の実施例について第１１図乃至第１３図
によって説明する。

第１１図は、ロボット１の第１アーム５を駆動するモー
タ４に対しての安全手段のみを示しているが、他のモー
タ１０，１１等に対しても、これと同様な安全手段を設
けることが望ましい。また、図示していない部分は第１
図に示した前述の実施例と同じである。

この実施例においては、モータ４の駆動軸（第１アーム
５を回動させる軸）に対して電磁ブレーキ７０を取付け
てある。

この電磁ブレーキ７０は、ブレーキ電源７１によって通
電されている時はブレーキ力を作用せず、その通電が断
たれるとブレーキ力を作用させるオフタイプのものであ
り、この制御装置全体への給電が断たれても、可動部の
軸を固定してロボット１の姿勢を保持できるようにして
いる。

この電磁ブレーキ７０とブレーキ電源７１との接続ライ
ンに、リレーコイルＬ₂が励磁された時にのみオフにな
る常閉接点ＳＷａ，ＳＷｂを介挿している。リレーコイ
ルＬ₂に並列に接続したダイオードＤ₂はフライホイール
ダイオードである。

さらに、電流異常設定器７２による設定信号とスイッチ
ＳＷ₁₂を介して電流検出器２８からの電流フィードバッ
ク信号とを入力して電流異常を検出する電流異常検出回
路７３と、速度異常設定器７４による設定信号とスイッ
チＳＷ₁₃を介してタコジェネレータ２９からの速度フィ
ードバック信号とを入力して速度異常を検出する速度異
常検出回路７５と、位置異常設定器７６による設定信号
とイスッチＳＷ₁₄を介してポテンショメータ３０からの
位置フィードバック信号とを入力して位置異常を検出す
る位置異常検出回路７７とを設けている。

スイッチＳＷ₁₂，ＳＷ₁₃，ＳＷ₁₄は、第１図のリレーコ
イルＬ₁の励磁によってスイッチＳＷ₁〜ＳＷ₁₁と連動し
て切換わるスイッチで、常時は図示のように可動接片ｃ
が全てアース側の接点ａに切換わっており、力抜き制御
時に接点ｂ側に切換わって各フィードバック信号を各異
常検出回路７３，７５，７７へ入力させる。

各異常検出回路７３，７５，７７の出力端子は全て、一
端を電源Ｖｃｃに接続したリレーコイルＬ₂の他端に接
続されており、各出力信号Ｅａ，Ｅｂ，Ｅｃのうちのい
ずれか１つでも異常検出によるローレベル“Ｌ”になる
と、リレーコイルＬ₂を励磁してその常閉接点ＳＷａ，
ＳＷｂが開くので、電磁ブレーキ７０がブレーキ作動し
てモータ４の回転軸をロックするため、第１アーム５の
回動が停止する。

電流異常設定器７２及び電流異常検出回路７５は、例え
ば第１２図に示すように構成する。

すなわち、電流異常設定器７２は、正電源＋Ｖとアース
間に両端を接続したボリュームＶＲａと、負電源−Ｖと
アース間に両端を接続したボリュームＶＲｂからなり、
モータ４に流れる電流Ｉｍの方向に応じた極性でその大
きさに比例した電圧信号として、第１１図の電流検出器
２８から発生する第１３図(イ)に示すような電流フィー
ドバック信号Ｖｉの正の正常限界に相当する電圧Ｖａと
負の正常限界に相当する電圧Ｖｂを設定して、電流異常
検出回路７３へ供給する。

電流異常検出回路７３は、抵抗Ｒｇ〜Ｒｎと比較器とし
てのオペアンプＯＰａ，ＯＰｂとダイオードＤａ，Ｄｂ
からなるウインドコンパレータと、その出力を反転する
インバータＩＮＶによって構成されている。

そして、電流検出器２８からの電流フィードバック信号
Ｖｉを抵抗Ｒｇ，Ｒｊを介して、それぞれオペアンプＰ
Ｏａの非反転入力端子とオペアンプＯＰｂの反転入力端
子に入力し、電流異常設定器７２による設定電圧Ｖａ，
Ｖｂを、それぞれ抵抗Ｒｈ，Ｒｉを介してオペアンプＯ
Ｐａの反転入力端子とオペアンプＯＰｂの非反転入力端
子に入力する。

したがって、Ｖｂ≦Ｖｉ≦Ｖａであれば、オペアンプＯ
Ｐａ，ＯＰｂの出力はいずれも“Ｌ”であるが、Ｖｉ＞
Ｖａ又はＶｉ＜Ｖｂになると、オペアンプＯＰａ，ＯＰ
ｂのいずれかの出力が“Ｈ”になり、それをダイオード
Ｄａ，Ｄｂによって加算したウインドコンパレータの出
力ＥＡは、第１３図(ロ)に示すようになる。

この出力ＥＡをインバータＩＮＶによって反転したこの
電流異常検出回路７３の出力信号Ｅａは第１３図(ハ)に
示すようになり、モータ電流がいずれの方向でも異常に
大きくなった時にのみローレベルになって、リレーコイ
ルＬ₂を励磁する。

なお、速度異常設定器７４と速度異常検出回路７５、及
び位置異常設定器７６と位置異常検出回路７７も、上述
した第１２図の電流異常設定器７２と電流異常検出回路
７３と全く同様に構成すればよい。

このような安全手段を設けることにより、モータ４に流
れる電流値の異常、第１アーム５の回動速度又は回動位
置の異常のいずれが発生しても、モータ４を停止させ
て、第１アーム５の回動をその位置で停止させることが
できる。その時の電源の供給を遮断するようにしてもよ
い。

ロボット１の各可動部を駆動する全てのモータに対して
このような安全装置を設けることが望ましいことが云う
までもない。

ところで、この発明は第２図に示した垂直多関節型ロボ
ットに限らず、水平多関節型ロボットや平行リンクアー
ムを有する垂直多関節型ロボット等各種のロボットに適
用できる。なお、水平多関節型ロボットに適用する場合
には重力バランス補償は不要である。

〔発明の効果〕

以上説明してきたように、この発明によれば、速度指令
値とロボットの可動部の速度検出系からの速度フィード
バック値との偏差に基づく指令値に応じて、ロボットの
可能部を駆動するモータの駆動電流を制御するようにし
たロボットの制御装置において、速度指令値と速度フィ
ードバック値との偏差に基づく指令値を実際の速度指令
値と速度フィードバック値に拘らず零にすることにより
ロボットの可動部を外力により自由に動かし得るように
したので、指令値制御手段として接点容量が小さく小型
で安価な電磁リレー等を用いることができ、それによっ
て接点のメンテナンス回数を少なくできるばかりか、接
点の切換時に突入電流がモータに流れることがないため
その防止対策を施さなくて済む。

また、搬送されるワークに係合される可動部が受ける実
際の追従力を検出して、その追従力よりも大きな，前記
ワークを追従方向に押し付けるようなトルクを発生する
ようにその可動部を駆動するモータの駆動電流を制御す
る追従力補償を行うようにしたので、ロボットの追従動
作時にハンドに取り付けた工具がワークから外れるよう
なことがなくなる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す制御装置のブロック
構成図、第２図はこの発明を適用する垂直多関節型ロボットの構
成及びその作業の説明に供するロボットまわりの外観
図、第３図は同じくそのロボットの垂直関節軸に加わる重力
のモーメントを説明するための模式図、第４図は第２図における力センサ２２の構造を示す拡大
斜視図、第５図は第１図における重力バランス補償回路５０の具
体例を示すブロック回路図、第６図は第１図における追従力補償回路６０の具体例を
示す回路図、第７図は第６図における追従力検出回路６４の構成例を
示す回路図、第８図及び第９図は追従力補償回路６０の作用説明のた
めの各部の信号波形図、第１０図は第１図における中央処理装置２３の動作例を
示すフロー図、第１１図は安全手段を設けたこの発明の他の実施例の要
部のみを示すブロック図、第１２図は同じくその電流異常設定器７２と電流異常検
出回路７３の具体的構成を示す回路図、第１３図は電流異常検出回路７３の作用説明のための各
部の信号波形図である。１……垂直多関節型ロボット、３……腰軸４，１０，１１……ＤＣサーボモータ５……第１アーム、６……肘軸、７……第２アーム８……手首軸、９……ハンド１３……エアシリンダ、１４……ナットランナ１５，１６……リミットスイッチ１７……コンティニュアスコンベア、１８……ワーク１９……ボルト、２０……ボルト通過検知器２２……力センサ、２３……中央処理部２９，３９……タコジェネレータ３０，４０……ポテンショメータ４５……指令値制御回路、４６……切換回路５０……重力バランス補償回路６０……追従力補償回路、６１……粘性補償回路６２……慣性補償回路、６３……動摩擦補償回路６４……追従力検出回路、６５……起動力補償回路６６……力補償回路、６７……補償切換回路６８……加算回路、７０……電磁ブレーキ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者堀江安則神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地日産自動車株式会社内 (72)発明者矢川憲神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地日産自動車株式会社内 (56)参考文献特開昭58−206389（ＪＰ，Ａ) 特開昭51−28959（ＪＰ，Ａ) 特開昭59−189416（ＪＰ，Ａ) 特開昭59−176805（ＪＰ，Ａ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】速度指令値とロボットの可動部の速度検出
系からの速度フィードバック値との偏差に基づく指令値
に応じて、前記ロボットの各可動部を駆動するモータの
駆動電流を制御するようにしたロボットの制御装置にお
いて、前記速度指令値と速度フィードバツク値との偏差に基づ
く指令値を実際の速度指令値と速度フィードバック値に
拘らず零にする指令値制御回路と、この指令値制御回路の作動・不作動を切換える切換回路
と、搬送されるワークに前記可動部を係合させる追従動作時
に該ワークの搬送にともなって該可動部が受ける追従力
を検出する追従力検出手段と、該追従力検出手段によって検出された追従力に応じて、
該可動部が当該ワークを追従方向に押し付けるような該
追従力よりも大きなトルクを前記可動部を駆動するモー
タに発生させるための補償指令値を出力する追従力補償
回路とを設け、前記切換回路によって前記指令値制御回路を作動させて
前記偏差に基づく指令値を零にしたとき、前記追従力補
償回路が出力する補償指令値によって前記モータの駆動
電流を制御し、前記ロボットの可動部を外力により自由
に追従動作し得るようにしたことを特徴とするロボット
の制御装置。