JPH0630854B2 - 産業用ロボット - Google Patents

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に関
する。

［従来技術］ 最近、各種作業に汎用性に富んだ産業用ロボットが各種
使用されている。中でも、コスト面および操作性から、
直交座標型の産業用ロボットが数多く使用されている。
この種産業用ロボットでは、モータの回転を受けて直線
往復移動する移動台をもつテーブルが直交して配置さ
れ、一方の移動台には他方の移動台が固定され、その移
動側のテーブルの一端には作業工具が取付けられたもの
が一般的である。また、この産業用ロボットの制御装置
としては、あらかじめ作業位置を記憶する記憶部と、こ
の記憶部に記憶された作業位置を目標位置として順次呼
出して現在位置と目標位置の差に応じてモータに指令値
を送るとともに各モータの現在位置と目標位置とが一致
すると位置決め完了信号を発信して作業工具に作業開始
指令信号を発信する制御部と、制御部からの指令値を受
けてモータにモータ駆動指令信号を送って各モータを駆
動するモータ駆動部と、制御部に各種動作指令信号を与
えるメイン操作部とを有しているものが、一般的であ
る。

この産業用ロボットでは、前記記憶部から所定作業位置
を目標位置として呼出して現在位置と目標位置との差か
ら指令値がモータ駆動部に送られ、指令値から所望速度
曲線に沿って得られるモータ駆動指令信号がモータ駆動
部からモータに供給されている。前記モータはモータ駆
動指令信号にしたがってフィードバック制御され、各テ
ーブルの位置決めが行われている。この位置決め完了後
に、作業工具に作業開始指令信号が与えられ、作業工具
側からの作業完了信号が発信されると、次の作業位置が
呼出され、順次すべての作業位置での作業が行なわれて
いる。

［発明が解決しようとする課題］ この産業用ロボットでは、所定作業位置の位置決めを完
了して後も、継続してモータ駆動部が作動しているた
め、作業工具が作業を開始している間に現在位置が目標
位置から移動すると、モータ駆動部のフィードバック制
御が働き、各モータを駆動し、作業工具は目標位置に戻
る。そのため、ワークによって作業位置にばらつきがあ
り、実際の作業位置と目標位置とがずれて位置すること
がある場合、とくに作業位置がワークの下穴となる部品
の挿入作業の場合には部品の先端がワーク上の下穴に案
内されるにしたがって、作業工具が実際の作業位置に合
うように移動しようとする。この時、前述したように各
モータが作動して作業工具を目標位置に戻してしまい、
部品の挿入作業を斜めからしか行うことができず、正確
な作業を行うことができない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、位置決
め完了後作業位置に応じてモータ駆動部の駆動を停止す
るホールドオフ指令信号を記憶する記憶部を持つ産業用
ロボット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、産業用ロボットでは、モータ
の回転を受けて直線往復移動する移動台をもつテーブル
が直交して配置され、一方の移動台に他方の移動台が固
定され、しかも移動側のテーブルの一端に作業工具が取
付けられている。この産業用ロボットの制御装置は、あ
らかじめ作業位置を記憶する記憶部と、前記記憶部に記
憶された作業位置を目標位置として順次呼出して現在位
置と目標位置の差に応じてモータに指令値を送るととも
に各モータの現在位置と目標位置とが一致すると位置決
め完了信号を発信して作業工具に作業開始指令信号を発
信する制御部と、制御部からの指令値を受けてモータ駆
動指令信号を各モータに送って各モータを駆動するモー
タ駆動部と、制御部に各種動作指令信号を与えるメイン
操作部とからなっている。

また、この制御装置は、前記位置記憶指令信号とホール
ドオフ指令信号とエントリ信号とを発信するティーチン
グ操作部および各作業位置に対応してホールドオフ指令
信号の有無を記憶する記憶部を有している。

さらに、この制御部は、 １）位置決め完了信号を受けると、目標位置に対応して
記憶されたホールドオフ指令信号の有無を判断する。

２）ホールドオフ指令信号がある時、モータ駆動部へ駆
動停止信号を発信する。

３）作業工具に作業開始信号を発信する。

ように構成されている。

［作用］ 上記産業用ロボットでは、ティーチング時に、作業者が
ティーチング操作部から各作業位置の位置記憶指令信号
を発信すると、各位置での作業内容に応じてモータの駆
動停止が必要な場合には、作業者がティーチング操作部
からホールドオフ指令信号を発信する。その後、作業者
がエントリ信号を発信すると、このエントリ信号により
前記位置情報に続いてホールドオフ指令信号の有無が記
憶部に記憶される。

すべての作業位置のティーチングが完了して後、スター
ト指令信号が発信されると、作業位置が記憶部から順次
呼出され、現在位置と目標位置との差から指令値がモー
タ駆動部に送られる。この指令値に応じて、モータ駆動
部が所望速度曲線に沿ってモータ駆動指令信号をモータ
に送り、モータをフィードバック制御する。

その後、モータの現在位置が目標位置に一致して、位置
決め完了信号が発信されると、その位置でのホールドオ
フ指令信号の有無が判断される。ホールドオフ指令信号
が記憶されていない場合、ただちに作業工具に作業開始
指令信号が発信され、作業工具からの作業完了信号を待
つ。作業工具から作業完了信号が発信されると、すべて
の作業位置での作業を終了するまで順次所定の作業が行
われる。

前記ホールドオフ指令信号が記憶されている場合、モー
タ駆動部へ駆動停止指令信号が発信され、その後作業開
始信号が作業工具に送られ、作業工具が作業を開始す
る。この時、Ｙテーブルおよび第１移動台はなんら拘束
されておらず、フリーな状態に保持される。この状態
で、ワークにばらつきがあって、ワーク上の実際の作業
位置と目標位置とがずれていると、とくに作業位置がワ
ークの下穴となる部品の挿入作業の場合では、部品の先
端が下穴に案内されるにしたがって、作業工具が下穴に
一致する方向に力を受けて作業工具が移動する。この作
業工具は、部品の先端が下穴に合致するまで円滑に移動
することができ、下穴の直上から所定の作業を正確に行
うことができる。

［実施例］ 以下、実施例を図面に基づき説明する。第１図および第
４図において、１は直交座標型の産業用ロボットであ
り、第１モータ２の回転を受けて直線往復移動する第１
移動台3aをもつＸテーブル３と第２モータ４の回転を受
けて直線往復移動する第２移動台5aを有するＹテーブル
５とを有している。これらＸテーブル３およびＹテーブ
ル５は直交して配置されており、しかも第１移動台3aに
はＹテーブル５の第２移動台5aが固定されている。さら
に、前記Ｙテーブル５の一端には作業工具の一例をなす
部品挿入ユニット６が固定されており、第１モータ２お
よび第２モータ４を駆動することにより部品挿入ユニッ
ト６が目標位置まで移動するように構成されている。こ
の部品挿入ユニット６は作用軸として後記する作業開始
信号を受けて作動するシリンダ（図示せず）の作動によ
り昇降する吸着ビット6aを有し、この吸着ビット6aが部
品を吸着してワーク上の所定位置に挿入するように構成
されている。また、この部品挿入ユニット６はシリンダ
（図示せず）が復動して吸着ビット6aが上昇復帰する
と、作業完了信号を後記する制御装置７に送るように構
成されている。

前記産業用ロボット１の制御装置７は、あらかじめ作業
位置を記憶する記憶部８、後記するモータ駆動部９にモ
ータ2,4への指令値を送る制御部10、ならびにこの制御
部10にＩ／Ｏインターフェース11を介して接続されるメ
イン操作部12、ティーチング操作部13およびモータ駆動
部９からなっている。前記メイン操作部12は、スタート
信号を発信するスタート指令部12aと動作モードあるい
はティーチングモードを選択するモード選択部12bとそ
の他産業用ロボット１を調整するために必要な指令信号
を発信する指令部（図示せず）とを有している。前記テ
ィーチング操作部13は、位置記憶指令信号を発信する位
置記憶指令部13aと、ホールドオフ指令信号を発信する
ホールドオフ指令部13bとエントリ信号を発信するエン
トリ部13cと、ティーチングエンド信号を発信するティ
ーチング完了指令部13dと、その他作業位置をティーチ
ングするに必要な指令部（図示せず）とを有している。
前記記憶部８はエントリ信号を受けて各作業位置に対応
するアドレスに記憶された第１モータ２および第２モー
タ４の位置情報に続いてホールドオフ指令信号の有無を
記憶するように構成されており、前記エントリ信号ある
いは制御部10から位置情報の呼出し指令信号を受けて後
自動的にアドレスをインクリメントするように構成され
ている。また、前記モータ駆動部９は第１モータ２、第
２モータ４それぞれに設けられており、制御部10から指
令値を受けると、各モータ2,4が所定速度曲線に沿って
駆動できるように各モータ2,4にモータ駆動指令信号を
送ってこれを駆動する一方、各モータ2,4の移動量をパ
ルスエンコーダ9aにより検出してこれを積算部9bで積算
し、各モータ2,4をフィードバック制御するように構成
されている。この積算部9bの積算値はＩ／Ｏインターフ
ェース11に接続され、その値が制御部10からの指令によ
り読出されるように構成されている。

さらに、前記制御部10は、メイン操作部12のモード選択
部12bで動作モードが選択されている場合、原点校正が
完了して後、（第２図参照） １）スタート指令部12aからのスタート信号を待つ。

２）記憶部８に記憶された作業位置を目標位置として呼
出す。

３）現在位置と目標位置の差に応じてモータ駆動部９に
指令値を発信し、モータ駆動部９を作動する。このモー
タ駆動部９はモータ2,4にモータ駆動指令信号を送り、
これをフィードバック制御する。

４）モータ2,4の現在位置が目標位置に一致するのを待
ち、位置決め完了信号を発信する ５）モータ2,4の目標位置に対応して記憶されたホール
ドオフ指令信号の有無を判断する。

６）ホールドオフ指令信号がある時、モータ駆動部９へ
駆動停止指令信号を発信する。

７）部品挿入ユニット６に作業開始信号を発信する。

８）部品挿入ユニット６から発信される作業完了信号を
待つ。

９）サイクルエンドを判断し、サイクルエンドでない
時、２）に戻る。

１０）エンド。

となるように構成されている。

また、前記制御部10は、メイン操作部12のモード選択部
12bでティーチングモードが選択されている場合、原点
校正が完了して後、（第３図参照） １）ティーチング完了指令部13dからのティーチングエ
ンド信号の有無を判断し、ティーチングエンド信号があ
る時、６）にジャンプする。

２）位置記憶指令部13aからの位置記憶指令信号を待
つ。

３）モータ2,4の移動量を検出するパルスエンコーダ9a
からの位置パルスを積算する積算部9bの積算値を読出
し、これを記憶部８で記憶する。

４）エントリ部13cからのエントリ信号を待つ。

５）ホールドオフ指令部13bからのホールドオフ指令信
号の有無を判断し、記憶部８にホールドオフ指令信号の
有無を記憶し、１）に戻る。

６）リターン となるように構成されている。

前記産業用ロボットでは、作業開始前に、原点校正がな
されて後、作業者がモード選択部12bでティーチングモ
ードを選択し、ワーク上の所定作業位置に部品挿入ユニ
ット６を手動で移動させ、ティーチング操作部13の位置
記憶指令部13aから位置記憶指令信号を発信する。これ
により第１モータ２、第２モータ４の移動量を検出する
パルスエンコーダ9aからの位置パルス数を積算する積算
部9cの積算値が位置情報として記憶部８に記憶される。
さらに、この作業位置で作業内容によっては、モータ駆
動部９を停止させる必要がある時には、作業者がホール
ドオフ指令部13bからホールドオフ指令信号を発信し、
さらにエントリ信号を発信する。このエントリ信号によ
りホールドオフ指令信号が記憶部８に前記位置情報に連
続して記憶される。

また、前記作業位置での作業内容によって、モータ2,4
を継続して駆動させる必要のある場合には、作業者はホ
ールドオフ指令信号を発信することなく、ただちにエン
トリ信号を発信し、ホールドオフ指令信号を前記記憶部
８に記憶せずに、次の作業位置のティーチングを行う。

順次、ワーク上の所定作業位置のティーチングを行い、
すべてのティーチングが終了すると、作業者はティーチ
ング完了指令部13dからティーチングエンド信号を発信
して、次の動作指令信号を待つ。

次に、メイン操作部12のモード選択部12bで動作モード
が選択され、スタート指令部12aからスタート信号が制
御部10に送られてくると、記憶部８の位置情報が目標位
置として呼出され、この目標位置と現在位置との差に応
じて、各モータ2,4に指令値が発信される。モータ駆動
部９はこの指令値を受けて、モータ2,4に所望の速度曲
線に沿ったモータ駆動指令信号を発信する。これによ
り、各モータ2,4が作動し、第１移動台3aおよびＹテー
ブル５が移動する。同時に、各モータ2,4の移動量がパ
ルスエンコーダ9aにより検出され、積算部で積算されて
フィードバックされて、各モータ2,4は所定速度で目標
位置との差が零となるように駆動される。

モータ2,4が所定量移動して目標位置に一致すると、位
置決め完了信号が発信される。この位置決め完了信号に
より、ホールドオフ指令信号の有無が判断され、ホール
ドオフ指令信号がない時は、ただちに部品挿入ユニット
６に作業開始信号が送られ、部品挿入ユニット６がその
位置で作動する。

その後、部品挿入ユニット６から発信される作業完了信
号を待つ。部品挿入ユニット６から作業完了信号が発信
されると、サイクルエンド信号の有無が判定され、サイ
クルエンド信号が発信されていない場合、記憶部８から
次の作業位置が呼出され、前回同様の動作が繰返され
る。

また、前記位置決め完了信号によりホールドオフ指令信
号の有無が判断された時、ホールドオフ指令信号が記憶
されていると、各モータ駆動部９に駆動停止指令信号が
発信され、モータ駆動部９は作動しない。そのため、Ｙ
テーブル５および第１移動台3aは小さな力でも移動でき
る状態に保持される。この状態で、部品挿入ユニット６
に作業開始信号が発信され、部品挿入ユニット６の吸着
ビット6aが下降する。吸着ビット6aに吸着された部品の
先端がワークの下穴に挿入される際にワークのばらつき
によりワーク上の下穴と目標位置とがずれて位置してい
ると、部品は下穴に案内されて下穴に合致する方向に移
動するように力を受ける。そのため、Ｙテーブル５およ
び第１移動台3aが移動して、吸着ビット6aとワークの下
穴とが一致し、部品の挿入作業が作業位置の直上から行
え、正確な部品挿入を行うことができる。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明は各作業位置毎にモータ駆
動部を停止させるかどうかを指令する指令信号を記憶す
るように構成しているため、ワーク上の各作業位置での
作業内容に応じて、モータの駆動を停止させることがで
き、部品挿入作業などの場合には、位置決め完了後にモ
ータのを停止してＹテーブルおよび第１移動台をフリー
にでき、部品と作業位置とがずれて位置していても、挿
入作業の際に作業工具が移動して部品と作業位置とが一
致し、正確な作業を行うことができる等の利点がある。

なお、実施例では、ロボットはＹテーブルが移動するよ
うに構成されているが、第２移動台を移動するように構
成してもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係わる制御装置のブロック図、第２図
は本発明の動作モード時の動作を示すフローチャート、
第３図は本発明のティーチング時の動作を説明するフロ
ーチャート、第４図は本発明に係わる産業用ロボットの
全体説明図である。 １……産業用ロボット、２……第１モータ、 ３……Ｘテーブル、3a……第１移動台、 ４……第２モータ、５……Ｙテーブル、 5a……第２移動台、６……部品挿入ユニット、 6a……吸着ビット、７……制御装置、 ８……記憶部、９……モータ駆動部、 9a……パルスエンコーダ、9b……積算部、 10……制御部、11……Ｉ／Ｏインターフェース、 12……メイン操作部、12a……スタート指令部、 12b……モード選択部、13ティーチング操作部、 13a……位置記憶指令部、13b……ホールドオフ指令部、 13c……エントリ部、13d……ティーチング完了指令部、

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】モータの回転を受けて直線往復移動する移
   動台をもつテーブルを直交して配置し、一方の移動台に
   他方の移動台を固定するとともに、移動側のテーブルの
   一端に作業工具を取付ける一方、 あらかじめ作業位置を記憶する記憶部と、前記記憶部に
   記憶された作業位置を目標位置として順次呼出して現在
   位置と目標位置の差に応じてモータを駆動する指令値を
   モータ駆動部に送るとともに各モータの現在位置と目標
   位置とが一致すると位置決め完了信号を発信して作業工
   具に作業開始指令信号を発信する制御部と、制御部から
   の指令値を受けてモータ駆動指令信号を各モータに送っ
   て各モータを駆動するモータ駆動部と、制御部に各種動
   作指令信号を与えるメイン操作部とからなる制御装置を
   備えた産業用ロボットにおいて、 制御装置に位置記憶指令値とホールドオフ指令信号とエ
   ントリ信号とを発信するティーチング操作部を設けると
   ともに、 各作業位置に対応してホールドオフ指令信号の有無を記
   憶する記憶部を設ける一方、 制御部を、 １）位置決め完了信号を受けると、目標位置に対応して
   記憶されたホールドオフ指令信号の有無を判断する。 ２）ホールドオフ指令信号がある時、モータ駆動部に駆
   動停止指令信号を送る。 ３）作業工具に作業開始指令信号を発信する。 構成としたことを特徴とする産業用ロボット。