JPS63126010A - テイ−チング・プレイバツク式ロボツトの作業限界予知方法 - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、所要の作業パターンを教示し、その後この教
示結果に基づき再生動作を行なうテイーチング・プレイ
バック式ロボットに関し、特にかかるテイーチング・プ
レイバック式ロボットの作業限界を予知するための方法
に関する。

［従来の技術］ さて、かかるテイーチング・プレイバック式ロボットの
アーム等の駆動には、電動モータ（サーボモータ）を使
用する場合が多いが、この電動モータは負荷が大きかっ
たり、加減速頻度が多い等、大きな作業デユティを課さ
れたりしたときには、当然のことながら発熱量が多くな
る。そして発熱量が多いとオーバヒート状態となって、
電動モータの絶縁上の問題が生じる。

ところで、テイーチング・プレイバック式ロボットのよ
うに起動停止を頻繁に行なうものでは、定常電流での測
定が困難であるので、従来はロボットの作業上予想され
る動作の最悪条件を想定し、電動モータの容量を余裕を
もって決めている。

［発明が解決しようとする間迎点コ しかしながら、このような従来の手段では、予想される
動作の最悪条件を想定して、電動モータの容量が決めら
れているので、これがロボット製作コストの高騰化を招
く要因となっている。

本発明はこのような問題点を解決するためになされたも
ので、ロボット再生動作時に電動モータの発熱状態に基
づいてロボットの作業限界の予知を行なえるようにして
、適正な容量の電動モータを使用して適正な負荷状態で
の作業を可能にした、テイーチング・プレイバック式ロ
ボットの作業限界予知方法を提供することを目的とする
。

［問題点を解決するための手段］ このため、本発明のテイーチング・プレイバック式ロボ
ットの作業限界予知方法は、テイーチング・プレイバッ
ク式ロボットにおいて、次のステップから成る。

（１）予めロボット駆動用電動モータの温度上昇パター
ンを設定するステップ。

（２）再生動作時に上記電動モータの温度を検出するス
テップ。

（３）検出された電動モータ温度と上記温度上昇パター
ンとを比較するステップ。

（４）この比較結果に基づいて作業限界を予知するステ
ップ。

［作　用コ 上述の本発明のテイーチング・プレイバック式ロボット
の作業限界予知方法では、予めロボット駆動用電動モー
タの温度上昇パターンを設定しておき、ついで再生動作
時に上記電動モータの温度を検出し、検出された電動モ
ータ温度と上記温度上昇パターンとを比較し、この比較
結果に基づいて作業限界を予知することが行なわれる。

これにより適正な容量の電動モータの使用が可能となり
、適正な負荷状態での作業が可能となる。

［発明の実施例コ 以下５図示する実施例につき本発明を具体的に説明する
。第１〜６図は本発明の一実施例としてのテイーチング
・プレイバック式ロボットの作業限界予知方法を示すも
ので、第１図は本方法による作業限界予知要領を説明す
るための流れ図、第２図は本方法を実施されるテイーチ
ング・プレイバック式ロボットを示す概略構成図、第３
図は本方法を実施されるテイーチング・プレイバック式
ロボットの制御系統を示すブロック図、第４図はその電
動モータの内部構造と温度センサ取付位置とを説明する
ための断面図、第５図はその設定温度上昇パターンの一
例を示すグラフ、第６図はその検出温度上昇パターンお
よび推定温度上昇パターンの一例を示すグラフである。

さて、本方法を実施されるテイーチング・プレイバック
方式のロボットは、例えば第２図に示すごとく、下アー
ム１．上アーム２２手首部３および手首部３の先端に装
着されたスプレーガン４から成る塗装ロボットである。

そして、このロボットは、下アーム１を８１方向に回転
させてアームを旋回させるとともに８２方向に揺動させ
てアームを前後動させ、上アーム２を８３方向に揺動さ
せてアームを上下動させ、手首部３をＳ４〜Ｓ６方向に
揺動回転させて手首部３に曲げやひねり運動を行なわせ
ることにより、スプレーガン４を所望の動作パターンＰ
で移動させることができるようになっている。

そして、このようなアーム１，２や手首部３のだめの駆
動制御は、第２，３図に示すような装置によって行なわ
れる。すなわち、この第２，３図において、５は主制御
部（計算機制御部）としてのコントローラ、６Ａは教示
操作盤、６Ｂは表示部、７は記憶装置、８はアーム旋回
駆動部、９はアーム前後駆動部、１０はアーム上下駆動
部、１１゜１２は手首部曲げ駆動部、１３は手首部ひね
り駆動部であり、アーム旋回駆動部８．アーム前後駆動
部９．アーム上下駆動部１０２手首部曲げ駆動部１１，
１２．手首部ひねり駆動部１３は、それぞれサーボモー
タとしての電動モータをそなえている。

また、１４はディジタル入出力制御部、１５はワーク１
５Ａを搬送するワーク搬送部である。

従って、このロボットでは、教示操作盤６を操作して所
要の動作パターン（例えば第２図に符号Ｐで示すパター
ン）を教示し、この教示内容を記憶装置７に記憶してか
ら、この教示結果に基づき各駆動部８〜１３の電動モー
タへ動作指令信号を出力すると、図示しない位置検出器
からの検出信号との偏差がＯとなるように各電動モータ
が制御されることにより、上記所要の動作パターンＰを
再生して、ワーク１５Ａ上に塗料を吹き付けてゆくよう
になっている。

次に、このようなテイーチング・プレイバック式ロボッ
トについて、オンラインで、ロボット作業限界を予知す
るための方法につき、第１図を用いて詳細に説明する。

まず各電動モータの許容温度上昇パターンを設定する（
ステップＳｌ）。

ここで、各電動モータの許容温度上昇パターンは定格電
流を流したときの飽和温度で示される。

この許容温度上昇パターンの一例を示すと、第５図に符
号Ａで示すようになる。

その後は、ロボットの再生動作時に電動モータの温度を
検出する（ステップＳ２）、すなわち、第４図に示すご
とく、電動モータ１６の温度上昇限度を代表する部分、
例えば固定子１７側コイル１７ａに温度センサ１８を埋
め込んで、この温度センサ１８によって温度を検出する
のである。なお、第４図中、１９は回転子である。

そして、このようにして検出された電動モータ温度の例
としてモータ間欠運転時の温度上昇パターンを示すと、
第６図に実線Ｂで示すようになる。

ここで、テイーチング・プレイバック式ロボットでは、
１分程度のプログラムが多いので、休止時間を入れると
、１時間で２０〜３０山の温度ピークが得られるが、第
６図の特性Ｂはその様子を表わしている。

さらに、ステップＳ３で、検出温度上昇パターンＢの包
絡線をとって、推定温度上昇パターン（予知曲線）Ｃを
求めることが行なわれる。なお、この推定温度上昇パタ
ーンＣの例を示すと、第６図の点線で示す特性のように
なる。

その後、任意の時点で、推定温度上昇パターンＣと設定
温度上昇パターンＡとが比較される（ステップＳ４）、
そして、このとき両パターン間の差異が大きければ、ス
テップＳ５で、プラスの差異、即ち検出温度の方が設定
温度よりも大きいかどうかが判定される。ＹＥＳなら、
作業限界であるとの予知を行なって、作業時間の短縮処
理を行なう（ステップＳ６）、その後は、ステップＳ２
へ戻る。

ステップＳ５で、マイナスの差異、即ち検出温度の方が
設定温度よりも小さい場合は、ステップＳ７で、作業限
界に余裕ありとして、教示プログラムを修正する。その
後は、ステップＳ２へ戻る。

このようにして、差異が所定値よりも小さくなるか、あ
るいは始めから差異が所定値よりも小さい場合は、ステ
ップＳ８で、作業計画修正なしとする。

したがって、本方法によれば、再生動作時に、ロボット
の作業限界を予知できるので１次のような効果ないし利
点が得られる。

（１）適正な容量の電動モータを用いて、ロボットを適
正負荷で使用できる。

（２）電動モータの許容温度限界まで１作業条件を向上
させ、生産性を上げることができる。

なお、本方法は、塗装ロボット以外のテイーチング・プ
レイバック式ロボットの作業限界予知にも適用できるこ
とはいうまでもない。

［発明の効果］ 以上詳述したように１本発明のテイーチング・プレイバ
ック式ロボットの作業限界予知方法によれば、ロボット
再生動作時に電動モータの発熱状態に基づいてロボット
の作業限界の予知を行なえるので、適正な容量の電動モ
ータを使用して適正な負荷状態での作業が可能となる利
点がある。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の一実施例としてのテイーチング・プレイバ
ック式ロボットの作業限界予知方法を示すもので、第１
図は本方法による作業限界予知要領を説明するための流
れ図、第２図は本方法を実施されるテイーチング・プレ
イバック式ロボットを示す概略構成図、第３図は本方法
を実施されるテイーチング・プレイバック式ロボットの
制御系統を示すブロック図、第４図はその電動モータの
内部構造と温度センサ取付位置とを説明するための断面
図、第５図はその設定温度上昇パターンの一例を示すグ
ラフ、第６図はその検出温度上昇パターンおよび推定温
度上昇パターンの一例を示すグラフである。 図において、１，２−アーム、３−手首部、４−スプレ
ーガン、５−コントローラ、６Ａ−教示操作盤、６Ｂ−
表示部、７−記憶装置、８−アーム旋回駆動部、９−ア
ーム前後駆動部、１０−アーム上下駆動部、１１．１２
−手首部曲げ駆動部、１３−手首部ひねり駆動部、１４
−ディジタル入出力制御部、１５−ワーク搬送部、１５
Ａ・−ワーク、１６−電動モータ、１７−固定子、１７
ａ−コイル、１８一温度センサ、１９−回転子。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 所要の作業パターンを教示し、その後この教示結果に基
   づき再生動作を行なうテイーチング・プレイバック式ロ
   ボットにおいて、予めロボット駆動用電動モータの温度
   上昇パターンを設定しておき、ついで再生動作時に上記
   電動モータの温度を検出し、検出された電動モータ温度
   と上記温度上昇パターンとを比較し、この比較結果に基
   づいて作業限界を予知することを特徴とする、テイーチ
   ング・プレイバック式ロボットの作業限界予知方法。