JP2007054906A - Articulated robot - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、連結された複数のアーム部の先端に位置する出力側端部を、予め決められた所定位置(教示位置)へ移動させて各種作業を自動的に行なう多関節型ロボットに関する。 The present invention relates to an articulated robot that automatically performs various operations by moving an output side end located at the tip of a plurality of connected arm portions to a predetermined position (teaching position).
多関節型ロボットは、工場内などに設置され、複数本連結されたアーム部の先端に位置する出力側端部に設けられた加工具または被加工物が所定の位置へ移動して、溶接、研削、研磨、組立加工等の作業を自動的に行なうものである。
そして、このような多関節型ロボットにおいては、多関節型ロボットの加工作業を自動的に実行させるために、予め多関節型ロボットの出力側端部の移動軌跡を記憶させる教示(ティーチング)が行なわれている。
An articulated robot is installed in a factory or the like, and a work tool or work piece provided at an output side end located at the tip of a plurality of connected arm parts moves to a predetermined position, It automatically performs operations such as grinding, polishing, and assembly.
In such an articulated robot, teaching (teaching) for storing the movement locus of the output side end of the articulated robot in advance is performed in order to automatically execute the machining operation of the articulated robot. It is.
教示は、操作者が多関節型ロボットのアーム部を手で持つか、あるいはアーム部を自動的に動作させるための操作手段を操作者が操作することによって、アーム部を所定の位置まで移動させ、移動した位置に関する情報を記憶手段に記憶させて行なっていた。
ただし、ここでいう位置に関する情報とは、多関節型ロボットのアーム部に設けられているサーボモータの回転位置に関する情報である。
The teaching is that the operator holds the arm part of the articulated robot by hand or moves the arm part to a predetermined position by operating the operating means for automatically operating the arm part. The information on the moved position is stored in the storage means.
However, the information on the position here is information on the rotational position of the servo motor provided in the arm portion of the articulated robot.
以下、多関節型ロボットの構成とその動作について、図20〜図21に基づいて説明する。
ここで示す多関節型ロボット10は、一端に第1のサーボモータ11が設けられ、第1のサーボモータ11によって回転可能に設けられた第1のアーム12部と、該第1のアーム部12の他端に設けられた第2のサーボモータ14と、一端に第2のサーボモータ14が連結され、第1のアーム部12に対して回転可能に設けられた第2のアーム部16とを有している。
Hereinafter, the configuration and operation of the articulated robot will be described with reference to FIGS.
The articulated
第2のアーム部16の他端が、被加工具や工具等が設けられる出力側端部18である。
この出力側端部18を位置1〜位置2へ移動させる場合には、第2のサーボモータ14を角αだけ反時計回りに回転させる(図20)。
そして、位置2の位置情報として、第2のサーボモータ14の反時計回りへの回転角αを記憶手段に記憶する。
The other end of the
When the
Then, as the position information of position 2, the counterclockwise rotation angle α of the
さらに、出力側端部18を位置2〜位置3へ移動させる場合には、第1のサーボモータ11を角βだけ反時計回りに回転させ、且つ第2のサーボモータ14を角γだけ時計回りに回転させる(図21)。
そして、位置3の位置情報として、第1のサーボモータの反時計回りへの回転角βと第2のサーボモータの時計回りへの回転角γとを記憶手段に記憶する。
Further, when the
Then, as the position information of
なお、教示を行なった後であっても、教示した位置を修正する必要性が出てくる場合もある。
しかし、上述したように操作者はサーボモータの回転角度(α、β、γ等)に関する情報でしか教示位置を確認することができないので、例えば教示位置を操作者から見て1mm前方に移動させるとかいうように、操作者から見た座標系に基づいた修正は困難であった。
Note that there may be a need to correct the taught position even after teaching.
However, as described above, the operator can confirm the teaching position only by the information related to the rotation angle (α, β, γ, etc.) of the servo motor, and therefore, for example, the teaching position is moved forward by 1 mm when viewed from the operator. Thus, correction based on the coordinate system viewed from the operator is difficult.
そこで、水平面内で動作する多関節型ロボットにおいては、直交座標系の位置データと極座標系(関節座標系)の位置データとを互いに変換して教示を行なうようにする構成が実現されている(例えば特許文献1、特許文献2、特許文献3参照)。
このような構成によれば、操作者にとってはわかりやすい直交座標系で表示された座標に基づいて教示動作を行なうことができるので、教示位置の把握や修正を行なう際に非常に便利である。
Therefore, in an articulated robot that operates in a horizontal plane, a configuration has been realized in which position data in an orthogonal coordinate system and position data in a polar coordinate system (joint coordinate system) are converted to each other for teaching ( For example, refer to
According to such a configuration, the teaching operation can be performed based on the coordinates displayed in an orthogonal coordinate system that is easy for the operator to understand, which is very convenient when grasping and correcting the teaching position.
従来の技術で挙げたように、単に直交座標で表した位置データを多関節型ロボットの駆動に合わせて極座標(関節座標)に変換することができたとしても、多関節型ロボットは複数の関節の回転運動によって動作がなされるため、正確に直交座標系の座標軸に沿って直線運動を行なうのは困難である。
つまり、図22に示すように、教示の際に指定した位置と次に指定した位置との距離が大きい場合には、多関節ロボットの移動軌跡が大きな曲線を描いて移動することもあり、多関節型ロボットの出力側端部が、想定していない箇所に接触してしまうおそれがあるという課題があった。
また、多関節型ロボットの移動軌跡が大きな曲線になると、その分だけ教示位置から次の教示位置への移動距離も長くなることになり、多関節型ロボットの動作に時間がかかりすぎてしまうおそれもあるという課題もあった。
As mentioned in the prior art, even if the position data simply expressed in Cartesian coordinates can be converted into polar coordinates (joint coordinates) according to the driving of the articulated robot, Therefore, it is difficult to accurately perform a linear motion along the coordinate axes of the orthogonal coordinate system.
That is, as shown in FIG. 22, when the distance between the position designated at the time of teaching and the position designated next is large, the movement trajectory of the articulated robot may move along a large curve. There existed a subject that the output side edge part of a joint type robot might contact the location which was not assumed.
Also, if the movement trajectory of the articulated robot becomes a large curve, the movement distance from the teaching position to the next teaching position will increase accordingly, and the operation of the articulated robot may take too much time. There was also a problem that there was.
そこで、本発明は上記課題を解決すべくなされ、その目的とするところは、多関節型ロボットの教示を行なう際に操作者からみると直交座標系で制御でき、且つ、ある教示位置と次の教示位置との間が離れている場合であっても、大きな曲線の移動軌跡を描かずに動作する多関節型ロボットを提供することにある。 Accordingly, the present invention has been made to solve the above-described problems. The object of the present invention is to control an orthogonal coordinate system from the viewpoint of an operator when teaching an articulated robot, An object of the present invention is to provide an articulated robot that operates without drawing a large curved movement locus even when the teaching position is separated.
本発明にかかる多関節型ロボットによれば、ベース部または隣接するアーム部の先端部に、同一平面内もしくは平行な平面内で回転自在に基部が連結された複数本のアーム部と、該アーム部を前記平面内で回転駆動する駆動手段とを具備する多関節型ロボットにおいて、 先端に設けられた出力側端部の位置を、前記平面を座標平面に含む直交座標系による座標で算出する位置算出手段と、教示動作時に、前記出力側端部の移動軌跡上の任意の複数の教示位置での、前記出力側端部の前記直交座標系での座標を記憶する第1の記憶手段と、教示動作において決定された順番通りに各教示位置間の距離を、前記第1の記憶手段に記憶されている座標に基づいて算出し、該距離を所定間隔毎に分割し、該分割した各分割点の位置を、前記平面を座標平面に含む直交座標系による座標で算出する分割位置算出手段と、前記分割位置算出手段によって算出された分割点の座標を記憶しておく第2の記憶手段と、前記決定された複数の教示位置に前記出力側端部を移動させる際に、教示位置と教示位置との間は、前記分割位置算出手段によって算出された分割点を前記出力側端部が経由して移動するように前記駆動手段の回転を制御する移動制御手段とを具備することを特徴としている。 According to the articulated robot according to the present invention, a plurality of arm portions whose base portions are connected to the tip portion of the base portion or the adjacent arm portion so as to be rotatable in the same plane or in a parallel plane, and the arm In a multi-joint type robot having a driving means for rotationally driving a part in the plane, a position for calculating a position of an output side end provided at a tip by coordinates in an orthogonal coordinate system including the plane in a coordinate plane Calculating means; and first storage means for storing coordinates in the orthogonal coordinate system of the output side end at any of a plurality of teaching positions on a movement locus of the output side end during a teaching operation; The distance between the teaching positions is calculated based on the coordinates stored in the first storage means in the order determined in the teaching operation, the distance is divided at predetermined intervals, and the divided divisions are calculated. Point position, coordinate the plane Division position calculation means for calculating by coordinates in an orthogonal coordinate system included in the surface; second storage means for storing the coordinates of the division points calculated by the division position calculation means; and the plurality of determined teaching positions When the output side end is moved, the driving means moves the division point calculated by the division position calculation means via the output side end between the teaching position and the teaching position. And a movement control means for controlling the rotation of the motor.
この構成を採用することによる作用は以下の通りである。
操作者は、教示動作時に出力側端部を移動させつつ、出力側端部の現在位置を教示位置とすべく決定する。教示位置が決定されると、まず原点から最初の教示位置との間で、分割位置算出手段が原点と教示位置との間をさらに細かく分割し、これら分割点の座標を直交座標系で算出する。そして、順次決定された教示位置の順番通りに教示位置と教示位置との間において分割点が算出される。出力側端部が、教示した移動軌跡に基づいて移動する際には、教示位置と教示位置との間は、算出された分割点を通って移動するように制御される。したがって、回転駆動する駆動手段によって関節が構成されているアーム部の移動軌跡が曲線にならざるを得ない場合であっても、分割点を経由することで小さい距離を移動することにあるので出力側端部の移動軌跡の曲線を小さくすることができ、移動軌跡を大きな曲線にさせないようにすることができる。
また、教示位置を直交座標系の座標で算出しているので、決定した教示位置と次に決定した教示位置との間を所定間隔おきに分割した場合の各分割点の位置を、直交座標系の座標によって簡単に算出することができる。
The effect | action by employ | adopting this structure is as follows.
The operator determines the current position of the output side end as the teaching position while moving the output side end during the teaching operation. When the teaching position is determined, first, the division position calculation means further divides the origin and the teaching position from the origin to the first teaching position, and calculates the coordinates of these division points in the orthogonal coordinate system. . Then, division points are calculated between the teaching position and the teaching position according to the order of the teaching position determined sequentially. When the output side end portion moves based on the taught movement locus, it is controlled to move between the taught position and the taught position through the calculated dividing point. Therefore, even if the movement trajectory of the arm part in which the joint is constituted by the driving means that rotates is inevitably curved, the output is because it moves a small distance via the dividing point. The curve of the movement trajectory at the side end can be reduced, and the movement trajectory can be prevented from becoming a large curve.
In addition, since the teaching position is calculated with the coordinates of the orthogonal coordinate system, the position of each division point when the determined teaching position and the next determined teaching position are divided at predetermined intervals is expressed as an orthogonal coordinate system. It can be easily calculated from the coordinates.
また、前記第1の記憶手段に記憶されている教示位置を修正可能な修正手段を具備し、
前記分割位置算出手段は、該修正手段によって前記第1の記憶手段内の教示位置が修正された場合、前記第2の記憶手段内の前記分割点の座標を削除し、再度、前記第1の記憶手段内の修正後の教示位置に基づいて各分割点の位置を、前記平面を座標平面に含む直交座標系による座標で算出することを特徴としてもよい。
この構成によれば、教示位置が修正されると修正前の教示位置に基づく分割点が削除されるので誤動作の心配がない。また、無駄なデータを蓄えておくことがなくなるので、多関節型ロボットに搭載する記憶手段のメモリ容量を大きくしなくともよく、コスト的にも有利である。
A correction unit capable of correcting the teaching position stored in the first storage unit;
The division position calculation means deletes the coordinates of the division point in the second storage means when the teaching position in the first storage means is corrected by the correction means, and again the first position Based on the corrected teaching position in the storage means, the position of each dividing point may be calculated using coordinates in an orthogonal coordinate system including the plane as a coordinate plane.
According to this configuration, when the teaching position is corrected, the division point based on the teaching position before correction is deleted, so there is no fear of malfunction. In addition, since unnecessary data is not stored, it is not necessary to increase the memory capacity of the storage means mounted on the articulated robot, which is advantageous in terms of cost.
さらに、前記分割位置算出手段によって算出された各分割点の座標間で前記出力側端部を移動させた場合の該出力側端部の実際の軌跡を算出する軌跡算出手段と、該軌跡算出手段によって算出された軌跡の、各分割点の座標間を結ぶ直線からの最大距離を算出する距離算出手段と、前記最大距離の閾値を予め記憶してある第3の記憶手段とを具備し、前記分割位置算出手段は、前記距離算出手段が算出した最大距離と、前記第3の記憶手段内に記憶してある最大距離の閾値とを比較し、前記距離算出手段が算出した最大距離が前記閾値を越えた場合には、前記分割位置算出手段が座標間を分割する際の所定間隔を狭め、前記教示動作によって決定された位置間の距離を狭めた間隔で分割し、該分割した各分割点の位置を、前記平面を座標平面に含む直交座標系による座標で算出することを特徴としてもよい。
この構成を採用することによって、教示位置同士の間を細かく分割した分割点同士の間においても、出力側端部の移動軌跡が大きな曲線を描かないようにすることができる。つまり、より直線に近い状態で出力側端部を移動させることができる。
Furthermore, a trajectory calculating means for calculating an actual trajectory of the output side end when the output side end is moved between the coordinates of each division point calculated by the division position calculating means, and the trajectory calculating means A distance calculation means for calculating the maximum distance from the straight line connecting the coordinates of the division points of the trajectory calculated by the above, and a third storage means for storing a threshold value of the maximum distance in advance, The division position calculation means compares the maximum distance calculated by the distance calculation means with the threshold of the maximum distance stored in the third storage means, and the maximum distance calculated by the distance calculation means is the threshold value. When the division position calculation means divides the coordinates, the predetermined interval when dividing the coordinates is narrowed, the distance between the positions determined by the teaching operation is divided at a narrowed interval, and the divided points are divided. The position of the plane is the coordinate plane It may be characterized by calculating the coordinate by the orthogonal coordinate system comprising.
By adopting this configuration, it is possible to prevent the movement locus of the output side end portion from drawing a large curve even between the divided points obtained by finely dividing the teaching positions. That is, the output side end can be moved in a state closer to a straight line.
さらに、前記出力側端部には、被加工物を保持するための保持手段が設けられ、該保持手段に保持される被加工物を加工するための加工具が前記出力側端部の移動範囲内に設けられ、該加工具が摩耗した場合に、その摩耗した分の長さを検出する摩耗長さ検出手段が設けられ、前記決定手段によって決定された位置を前記摩耗長さ検出手段が検出した加工具の摩耗長さ分だけ加工具方向に接近させるように、前記第1の記憶手段に記憶されている座標および前記第2の記憶手段に記憶されている座標を自動的に修正する自動修正手段が設けられていることを特徴としてもよい。
この構成によれば、加工具の摩耗により徐々に教示位置を修正しなくては正確な加工が実行できなくなるような場合であっても、自動的に教示位置が修正されるので、長期間にわたって操作者は自ら教示位置を修正することなく使用を継続することができる。
Furthermore, the output side end portion is provided with a holding means for holding the workpiece, and a processing tool for processing the workpiece held by the holding means is within a movement range of the output side end portion. When the work tool is worn, a wear length detecting means for detecting the length of the worn tool is provided, and the wear length detecting means detects the position determined by the determining means. Automatic correction of automatically correcting the coordinates stored in the first storage means and the coordinates stored in the second storage means so as to approach the tool direction by the wear length of the processed tool. A correction means may be provided.
According to this configuration, the teaching position is automatically corrected even when it is impossible to perform accurate machining unless the teaching position is gradually corrected due to wear of the processing tool. The operator can continue using the teaching position without correcting the teaching position.
なお、前記出力側端部には、被加工物を加工するための加工具が設けられ、該加工具に加工される被加工物を保持する保持手段が前記出力側端部の移動範囲内に設けられ、前記加工具が摩耗した場合に、その摩耗した分の長さを検出する摩耗長さ検出手段が設けられ、前記決定手段によって決定された位置を前記摩耗長さ検出手段が検出した加工具の摩耗長さ分だけ加工具方向に接近させるように、前記第1の記憶手段に記憶されている座標および前記第2の記憶手段に記憶されている座標を自動的に修正する自動修正手段が設けられていることを特徴としてもよい。
この場合も、上述した構成と同様に、加工具の摩耗により徐々に教示位置を修正しなくては正確な加工が実行できなくなるような場合であっても、自動的に教示位置が修正されるので、長期間にわたって操作者は自ら教示位置を修正することなく使用を継続することができる。
The output side end is provided with a processing tool for processing the workpiece, and the holding means for holding the workpiece processed by the processing tool is within the movement range of the output side end. When the work tool is worn, wear length detecting means for detecting the length of the worn tool is provided, and the position determined by the determining means is detected by the wear length detecting means. Automatic correction means for automatically correcting the coordinates stored in the first storage means and the coordinates stored in the second storage means so as to approach the tool direction by the wear length of the tool. May be provided.
In this case as well, as in the above-described configuration, the teaching position is automatically corrected even when accurate machining cannot be performed unless the teaching position is gradually corrected due to wear of the processing tool. Therefore, the operator can continue using the teaching position without correcting the teaching position for a long period of time.
なお、前記分割位置算出手段は、前記自動修正手段によって前記第1の記憶手段内の教示位置が自動的に修正された場合、前記第2の記憶手段内の前記分割点の座標を削除し、再度、前記第1の記憶手段内の修正後の教示位置に基づいて各分割点の位置を、前記平面を座標平面に含む直交座標系による座標で算出することを特徴としてもよい。
このように、教示位置が自動修正されると修正前の教示位置に基づく分割点が削除されるので誤動作の心配がない。また、無駄なデータを蓄えておくことがなくなるので、多関節型ロボットに搭載する記憶手段のメモリ容量を大きくしなくともよく、コスト的にも有利である。
The division position calculation means deletes the coordinates of the division points in the second storage means when the teaching position in the first storage means is automatically corrected by the automatic correction means, Again, based on the corrected teaching position in the first storage means, the position of each division point may be calculated using coordinates in an orthogonal coordinate system including the plane as a coordinate plane.
As described above, when the teaching position is automatically corrected, the division point based on the teaching position before the correction is deleted, so there is no fear of malfunction. In addition, since unnecessary data is not stored, it is not necessary to increase the memory capacity of the storage means mounted on the articulated robot, which is advantageous in terms of cost.
本発明にかかる多関節型ロボットによれば、出力側端部の動作がほぼ直線に近い移動軌跡をとることができるので、移動動作中に出力側端部が他の部位に接触してしまうようなことがなく、安全な作業が行える。またこれにより、出力側端部の動作時間の短縮にも寄与する。 According to the articulated robot according to the present invention, the movement of the output side end can take a movement locus that is almost linear, so that the output side end comes into contact with other parts during the movement operation. There is nothing that can be done safely. This also contributes to shortening the operation time of the output side end.
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。
多関節型ロボットは、複数のアーム部が連結され、連結部分が関節として回転駆動によって動作することにより、出力側端部に保持された工具または被加工物(以下、単にワークと称する)が所定の位置へ移動して、溶接、研削、研磨、組立加工等の作業を自動的に行なうものである。
ただし、以下に説明する多関節型ロボットは、出力側端部がワークを保持するように設けられており、ワークを加工する加工具がアーム部とは別途設けられている構成である。
本実施形態における多関節型ロボットは、2つのアーム部33,34が3つの関節を有して水平面内で移動するように(関節の回転軸が鉛直方向に延びるように)設けられており、このような複数のアーム部全体が鉛直方向に移動可能に設けられている。
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
In a multi-joint type robot, a plurality of arm portions are connected, and the connecting portion is operated by rotational drive as a joint, whereby a tool or workpiece (hereinafter simply referred to as a workpiece) held at the output side end portion is predetermined. And automatically performing operations such as welding, grinding, polishing, and assembly.
However, the articulated robot described below is configured such that the output side end portion is provided so as to hold the workpiece, and a processing tool for processing the workpiece is provided separately from the arm portion.
The articulated robot in the present embodiment is provided such that the two
(第1実施形態)
まず、図1および図2に基づいて、本実施形態における多関節型ロボットが駆動する軸線の構成について説明する。
本実施形態における多関節型ロボット30の駆動軸は、3つの回転軸X,Z,Aと、1つの直線移動軸Yの計4軸である。そして、3つの回転軸X,Z,Aがロボットとしての関節を構成している。また、各関節の回転軸X,Z,Aの軸線方向は鉛直方向を向き、回動が水平面内で行なわれるような、いわゆる水平型の多関節型ロボットとなっている。
また、回転軸Aが設けられているアーム部34の先端が出力側端部32である。
(First embodiment)
First, based on FIG. 1 and FIG. 2, the structure of the axis line which the articulated robot in this embodiment drives is demonstrated.
The drive shaft of the articulated
Further, the distal end of the
なお、本実施形態の多関節型ロボット30では、水平面を直交座標系のうちの1つの座標平面として設定している。直交座標系であるから、各座標軸方向をx、y、zで表す。この直交座標の原点Oは、出力側端部32が所定の初期位置にあるときの、出力側端部32の中心点であるものとする。
ここでは、操作者から見て水平面前方方向をz軸の+方向、操作者から見て水平面右方向をx軸の+方向、鉛直方向の上方向をy軸の+方向として定義している。
すなわち、座標のうちxおよびzについては、上述した回転軸XおよびZとは異なる概念である。座標yは直線移動軸Yと一致している。
In the articulated
Here, the horizontal front direction as viewed from the operator is defined as the + direction of the z axis, the horizontal direction as viewed from the operator is defined as the + direction of the x axis, and the upward direction in the vertical direction is defined as the + direction of the y axis. .
That is, x and z of the coordinates are different from the rotation axes X and Z described above. The coordinate y coincides with the linear movement axis Y.
本実施形態の具体的な構成を、図3および図4に基づいて説明する。
多関節型ロボット30は、第1のアーム部33と第2のアーム部34とが関節を介して連結し、第2のアーム部34の先端側の出力側端部32にワーク(図示せず)を保持するワーク保持手段50が設けられて構成されている。
第1のアーム部33は、基部側で基台(特許請求の範囲でいうベース部)31に一体的に取り付けられ、基台31の前方側で、水平面(x−z平面)内で回転(X軸を中心に回転)しうるように設けられている。
A specific configuration of the present embodiment will be described with reference to FIGS. 3 and 4.
In the articulated
The
また第1のアーム部33は移動手段36により上下動可能(Y軸方向に移動可能)となっている。すなわち、図3に示されるように、第1のアーム部33はその基部側が、ボールネジ37によって上下動される移動体38に取付部材39を介して固定され、上下動される。
また、取付部材39の上面側にはモータ40が取り付けられ、このモータ40の回転軸(X軸)が取付部材39を貫通して下方に伸びており、この回転軸に第1のアーム部33が固定されることにより、第1のアーム部33は水平面内(x−z平面内)でX軸を中心に回転する。
モータ40にはエンコーダ(位置検出手段)41が取り付けられていて、適当な基準位置からの第1のアーム部33のX軸方向における回転位置が検出可能になっている。
The
A
An encoder (position detection means) 41 is attached to the
基台31には、ボールネジ37を回転させるモータ43が設けられている。このモータ43にも位置検出手段であるエンコーダ45が取り付けられ、ボールネジ37の回転位置を検出可能であるので、第1のアーム部33のY軸方向の位置が検出可能となっている。
The
第2のアーム部34は、第1のアーム部33の先端部上に第1のアーム部33と平行な面(水平面:x−z平面)内で回転可能に設けられている。
すなわち、第1のアーム部33の先端部下面側にはモータ47が取り付けられ、このモータ47の回転軸(Z軸)が第1のアーム部33を貫通して上方に伸びており、この回転軸に第2のアーム部34の基部側が固定されることにより、第2のアーム部34がやはり水平面内でZ軸を中心に回転する。
モータ47にもエンコーダ(位置検出手段)48が取り付けられ、第2のアーム部34のZ軸における回転位置を検出しうるようになっている。
The
That is, a
An encoder (position detecting means) 48 is also attached to the
第2のアーム部34の先端部にはワーク保持手段50が取り付けられている。
ワーク保持手段50は、下側挟持部51と上側挟持部(図示せず)とによって、ワーク(図示せず)を挟み込んで保持する。下側挟持部51は、第2のアーム部34の先端に取り付けられた取付部材53に取り付けられる。
A work holding means 50 is attached to the distal end portion of the
The work holding means 50 sandwiches and holds a work (not shown) by a
取付部材53の下面にはモータ54が固定されており、このモータ54の回転軸(A軸)が取付部材53を貫通して上方に伸びており、この回転軸に下側挟持部51が固定されている。この回転軸は第2のアーム部34の回転平面と直交する方向、つまり鉛直方向(y軸方向)に設けられている。
したがって、下側挟持部51は第2のアーム部34の回転平面(水平面:x−z平面)と平行な面内でA軸を中心に回転する。
モータ54にもエンコーダ(位置検出手段)60が取り付けられ、ワークのA軸における回転位置が検出される。
なお、上述してきた各モータは、サーボモータであるとする。
A
Therefore, the
An encoder (position detection means) 60 is also attached to the
Each motor described above is assumed to be a servo motor.
このような構成を有する多関節型ロボットの制御系の構成について、図5に基づいて説明する。
多関節型ロボットには、各回転軸X,Z,Aと直線移動軸Yに設けられている各モータ40,47,54,43の動作を制御し、多関節型ロボットの教示動作を行なうことができるコントローラシステム62が設けられている。コントローラシステム62としては、操作者が種々のプログラムを自ら設定入力可能なプログラマブルコントローラを用いると好適である。
The configuration of the control system of the articulated robot having such a configuration will be described with reference to FIG.
In the articulated robot, the operation of each
コントローラシステム62の構成を説明する。
コントローラシステム62は、各アーム部33,34を回転駆動させるために設けられた各モータ40,47,54,43の制御を行なうべく、各モータ40,47,54,43に接続されたサーボ制御回路63,64,65,66と、これら各サーボ制御回路へ各モータの回転の設定値を送出する信号処理回路70と、電源を供給する電源回路71等を具備している。
The configuration of the
The
信号処理回路70には、HDDまたはROM等から構成される記憶手段69が接続されている。
記憶手段69には、出力側端部の教示位置と動作命令が組み合わされた動作プログラムと、教示位置と教示位置間の分割点の位置と動作命令が組み合わされた分割点経由動作プログラムとが記憶される。
動作プログラムおよび分割点経由プログラムは、信号処理回路70に設けられているプログラム作成手段67によって作成される。
信号処理回路70は、動作プログラムまたは分割点経由動作プログラムを読み出して、各アーム部33,34の動作を制御する。
The
The storage means 69 stores an operation program in which the teaching position of the output side end and the operation command are combined, and an operation program via the dividing point in which the position of the dividing point between the teaching position and the teaching position and the operation command are combined. Is done.
The operation program and the dividing point passing program are created by the program creation means 67 provided in the
The
信号処理回路70には、記憶手段69に記憶されている動作プログラムまたは分割点経由動作プログラムを実行する実行手段である移動制御手段74と、サーボ制御回路63〜66への出力や、操作盤77および手動パルス発生器(図示せず)からの入力信号に基づいて全体の動作を制御するOS72(Operating System)とが設けられている。
The
信号処理回路70には、出力側端部32の位置を直交座標系で算出できる位置算出手段99が設けられている。位置算出手段99は、アーム部33,34の各モータ40,47,54,43に設けられている各エンコーダ41,48,60,45のそれぞれの回転位置に基づいて、出力側端部の位置を直交座標系によって算出可能である。
The
また、信号処理回路70には、記憶手段69に記憶されている動作プログラムの各教示位置から、各教示位置と各教示位置との間を所定間隔ごとに分割し、この分割した各点(以下、分割点という)の直交座表系での座標を算出する分割位置算出手段73が設けられている。
上述したプログラム作成手段67が、分割位置算出手段73が算出した分割点の直交座標と、動作プログラムの各教示位置の直交座標と、動作命令とを組み合わせた分割点経由プログラムを作成する。
移動制御手段74、OS72、位置算出手段99、プログラム作成手段67、分割位置算出手段73等は、信号処理回路70内のCPU、ROM、RAM等の各メモリ、およびCPUを動作させるためのプログラムから構築されている。
Further, the
The program creation means 67 described above creates a program via division points that combines the orthogonal coordinates of the division points calculated by the division position calculation means 73, the orthogonal coordinates of each teaching position of the operation program, and the operation command.
The movement control means 74, the
記憶手段69内のメモリ領域を、図6に基づいて説明する。
記憶手段69内のメモリ領域としては、領域100、101、102、103にそれぞれ機械パラメータが記憶される領域、プログラム情報が記憶される領域、補助マクロ領域、そして予備領域として設定がされている。
そして、領域104には動作プログラムが記憶され、領域105には分割点経由プログラムが記憶される。
The memory area in the storage means 69 will be described with reference to FIG.
As memory areas in the storage means 69,
An operation program is stored in the area 104, and a program via a dividing point is stored in the
なお、サーボ制御回路63〜66は、各モータ40,47,54,43に設けられたエンコーダ41,48,60,45からの位置信号や速度信号がフィードバックされて入力され、信号処理回路70から送られてくる設定信号に基づいて、フィードバック信号との差が小さくなるように制御を行なう。
The
また、操作盤77には、タッチパネル方式の操作スイッチ部80(図7参照)、現在の出力側端部の位置等を表示する表示装置(図示せず)、および出力側端部の位置を微調整するための手動パルス発生器(図示せず)等が設けられている。
操作スイッチ部80の「書込ENT」スイッチ82が、操作者が教示位置を決定する際の決定手段となる。
The
The “write ENT”
次に、上述した構成の多関節型ロボットにおける教示動作について説明する。
操作者は教示を行なう場合には、操作盤77を操作して教示動作の実行を開始させる。すると、出力側端部32は、操作者がアーム部33,34直接持って移動するか、操作者が操作する操作スイッチ部80を操作するか、または手動パルス発生器を操作することによって移動可能となる。
操作者がを移動するための操作スイッチは、図7の符号84,86,87,88,96,97に示すように、タッチパネルの操作スイッチ部80に、直交座標系で移動可能となるように設けられている。
Next, a teaching operation in the articulated robot having the above-described configuration will be described.
When performing the teaching, the operator operates the
As shown by
操作者が、各操作スイッチ84,86,87,88,96,97を操作することによって出力側端部32を移動させる場合には、操作者が出力側端部32の移動方向を直交座標系におけるx,y,z各軸のいずれの方向に移動させるかを選択して図7の各スイッチ84,86,87,88,96,97のいずれかを押下する。
すると、各スイッチが押下された時間だけ、操作盤77からスイッチ操作信号が信号処理回路70へ入力される。信号処理回路70では、各スイッチが押下された時間だけ該当する方向に出力側端部32が移動するように、各サーボ制御回路63〜66へ設定信号を出力する。
このようにして、各制御回路63〜66は、出力側端部32が、操作スイッチ部80によって指定された直交座標の軸線上で指定された距離だけ移動するように、各モータ40,47,54,43を制御する。
When the operator moves the output side end 32 by operating the operation switches 84, 86, 87, 88, 96, 97, the operator sets the moving direction of the output side end 32 to the orthogonal coordinate system. 7 is selected and the
Then, a switch operation signal is input from the
In this way, each of the
操作者が、アーム部33,34を直接手で持って移動させるか、または操作スイッチ部80のスイッチを操作することによって移動させた出力側端部32が所定の位置に達したとき、操作者が書込ENTスイッチ82を操作すると、操作盤77から決定指示信号が信号処理回路70へ入力される。決定指示信号を受けた信号処理回路70の位置算出手段99は、決定指示信号を受けた時点での出力側端部32の直交座標系による位置を算出する。
When the output
信号処理回路70のプログラム作成手段67は、位置算出手段99によって算出された教示位置の直交座標に基づいて、動作プログラムを作成する。
このように記憶手段69に記憶させる動作プログラムにおける教示位置は、直交座標系でのデータである。すなわち、出力側端部32の直交座標系のx軸方向の原点からの距離、z軸方向の原点からの距離、y軸方向の原点からの距離が各教示位置の座標として記憶される。
The program creation means 67 of the
In this way, the teaching position in the operation program stored in the
そして、操作者は、出力側端部32を次の教示位置に移動させる。移動方法は、上述したように、操作者がアーム部33,34を直接手で持って行なうか、操作スイッチ部80を操作して行なうか、あるいは手動パルス発生器を用いるかのいずれの方法によってもよい。
そして、出力側端部32が次の教示位置に到達したときに、操作者が書込ENTスイッチ82を操作すると、操作盤77から決定指示信号が信号処理回路70へ入力される。決定指示信号を受けた信号処理回路70の位置算出手段99は、決定指示信号を受けた時点での出力側端部32の直交座標系による位置を算出する。
プログラム作成手段67は、位置算出手段99によって算出された教示位置の直交座標に基づいて、動作プログラムの続きを作成する。
Then, the operator moves the output side end 32 to the next teaching position. As described above, the moving method is performed by either an operator holding the
When the operator operates the writing
The
このようにして、操作者が出力側端部32を移動させつつ、教示位置を順次決定していき、最終の教示位置を教示した時点で操作者は教示を終了させる。
すると、教示位置の各座標が順番に記憶された動作プログラムが、記憶手段69の領域104に記憶される。
In this way, the operator sequentially determines the teaching position while moving the
Then, an operation program in which the coordinates of the teaching position are stored in order is stored in the area 104 of the
なお、出力側端部32に設置されるワークの種類によって、当然に出力側端部32の移動軌跡も異なってくる。このため、本発明の多関節型ロボットでは異なるワークごとに、それぞれ教示を実行して、複数の動作プログラムを作成しておくことが可能である。
複数の動作プログラムは、記憶手段69の領域104に記憶させておくことができる。
Of course, the movement trajectory of the output side end 32 also differs depending on the type of workpieces installed at the
A plurality of operation programs can be stored in the area 104 of the
次に、上述した教示動作を終了した多関節型ロボットの実際の作業時における動作について説明する。
まず、操作者は、操作盤77に設けられている操作スイッチ部80を操作して、該当する動作プログラムを記憶手段69から読み出す。
そして、操作者は、ワークをワーク保持手段50に保持させ、記憶手段69に記憶されている動作プログラムを実行させる。
Next, an operation during actual work of the articulated robot that has completed the above-described teaching operation will be described.
First, the operator operates an
Then, the operator holds the workpiece in the workpiece holding means 50 and causes the operation program stored in the storage means 69 to be executed.
動作プログラムの実行は、記憶手段69から読み出された動作プログラムに基づいて出力側端部32の位置が、動作プログラムに書き込まれている教示位置に移動するように、信号処理回路70内の移動制御手段74が各サーボ制御回路63〜66へ設定信号を出力することによって行なわれる。各サーボ制御回路63〜66は、出力側端部32を、動作プログラムとして記憶している各教示位置に移動させるように各モータを動作させる。
The operation program is executed in the
なお、動作プログラムに基づく第1回目(1個目のワークの加工)の動作中に、信号処理回路70の分割位置算出手段73は、移動制御手段74が動作プログラム中の各教示位置に出力側端部32を移動中、この教示位置間の距離を算出し、この距離を予め決められた所定の間隔おきに分割する。
そして、分割位置算出手段73は、所定の間隔おきに分割した分割点の直交座標系による座標を算出する。
分割位置算出手段73が分割点の直交座標系による座標を算出すると、プログラム作成手段67は、教示位置の座標と、分割点の座標と、動作命令とを組み合わせた分割点経由プログラムを作成する。
分割点経由プログラムは、記憶手段69の領域105に記憶される。
During the first operation (machining of the first workpiece) based on the operation program, the division
Then, the division
When the division
The dividing point passing program is stored in the
第1回目の動作終了後、操作者は、加工後のワークを取り外して未加工のワークを取り付け、操作スイッチ部80を操作することによって第2回目の動作が開始される。
信号処理回路70の移動制御手段74は、第1回目の動作が終了すると第2回目以降の動作は、分割点経由プログラムを記憶手段69の領域105から取り出して、この分割点経由プログラムに基づいて動作を実行させる。
したがって、第2回目以降は、出力側端部32は、教示動作の際に教示された教示位置と教示位置との間は各分割点を経由するように動作する。
After the first operation is completed, the operator removes the processed workpiece, attaches an unprocessed workpiece, and operates the
When the first operation is completed, the
Therefore, after the second time, the
なお、この分割点経由プログラムは、所定の動作を終了させて多関節ロボットを停止した場合は、記憶手段69の領域105から削除される。つまり、再度領域104から動作プログラムを読み出して実行する場合には、領域104から読み出した動作プログラムに基づいて第1回目の動作が実行され、この第1回目の動作中に再度分割点経由プログラムが作成されることとなる。
Note that this division point passing program is deleted from the
なお、本実施形態では、操作者が記憶手段69に記憶されている動作プログラムを修正可能に設けられている。
すなわち、操作者は、操作スイッチ部80を操作することによって、修正すべき動作プログラムを記憶手段69から読み出し、プログラムの内容を表示手段に表示させる。表示手段に表示される動作プログラムの一例を図8に示す。
操作者は、表示手段に表示された動作プログラムにおける各教示位置の座標を見て、修正したい教示位置の各座標を自由に修正することができる。修正された動作プログラムは、記憶手段69に再度記憶される。このとき、修正前の動作プログラムに上書して記憶させるか否かは操作者が選択することができる。
In the present embodiment, the operation program stored in the
That is, the operator operates the
The operator can freely correct each coordinate of the teaching position to be corrected by looking at the coordinates of each teaching position in the operation program displayed on the display means. The corrected operation program is stored in the
なお、動作実行中に動作プログラムの修正がされた場合には、動作プログラムに基づいて作成されている分割点経由プログラムも修正する必要が生じる。
そこで、動作実行中に動作プログラムが修正されると、信号処理回路70の分割位置算出手段73は記憶手段69内の分割点経由プログラムを削除し、修正後の動作プログラムに基づいて再度新たな分割点の直交座標を算出する。そして、プログラム作成手段67は、分割位置算出手段73によって算出された分割点の直交座標と、修正後の教示位置の直交座標と、動作命令とを組み合わせて新たな分割点経由プログラムを作成する。
新たに作成された分割点経由プログラムは、記憶手段69の領域105に記憶される。
When the operation program is corrected during the execution of the operation, it is necessary to correct the program via the dividing point created based on the operation program.
Therefore, when the operation program is corrected during the execution of the operation, the division position calculation means 73 of the
The newly created division point passing program is stored in the
(第2実施形態)
第2実施形態について説明する。
第2実施形態の多関節型ロボットでは、分割点同士の間隔が適正であるかどうかを判断して、分割点同士の間隔の修正を自動的に行なうことができる。
図9が本実施形態のブロック図、図10が本実施形態の出力側端部の軌跡を説明する説明図、図11が教示位置間を所定間隔で分割する際に間隔を狭めて分割したときの出力側端部の軌跡を説明する説明図である。
なお、上述した第1実施形態と同一の構成については同一の符号を付し、説明を省略する場合もある。
(Second Embodiment)
A second embodiment will be described.
In the articulated robot of the second embodiment, it is possible to determine whether or not the interval between the dividing points is appropriate and automatically correct the interval between the dividing points.
9 is a block diagram of the present embodiment, FIG. 10 is an explanatory diagram for explaining the locus of the output side end portion of the present embodiment, and FIG. 11 is a case where the teaching positions are divided at a predetermined interval when the interval is narrowed. It is explanatory drawing explaining the locus | trajectory of the output side edge part.
In addition, the same code | symbol is attached | subjected about the structure same as 1st Embodiment mentioned above, and description may be abbreviate | omitted.
本実施形態における信号処理回路70には、分割位置算出手段73が算出した分割点を通って出力側端部32が移動する場合の、所定の分割点と分割点との間における出力側端部の実際の軌跡aを算出する軌跡算出手段90が設けられている。
The
さらに、信号処理回路70には、軌跡算出手段90によって算出された軌跡aと、この軌跡を有する所定の分割点と分割点との間の直線bとの間の最大距離cを算出する距離算出手段91とが設けられている。
また、信号処理回路70には、距離算出手段91によって算出される実際の軌跡と直線との最大距離の閾値を予め設定して記憶してある記憶手段92が接続されている。記憶手段92は、動作プログラム等が記憶されている記憶手段69と同一の記憶手段であってもよいし、別個の記憶手段であってもよい。
Further, the
The
そして、信号処理回路70内に設けられた分割位置算出手段73は、距離算出手段91によって得られた最大距離cと記憶手段92から取り出した閾値とを比較する。比較の結果、最大距離cが閾値以内であれば分割位置算出手段73が算出した位置のままであり、分割点経由プログラムを修正することはない。
しかし、比較の結果、最大距離が閾値を越えていることが判明した場合には、図11のように、分割位置算出手段73は、教示位置間の分割の間隔を狭めて再度分割点の位置を算出する。
Then, the division position calculation means 73 provided in the
However, as a result of the comparison, if it is found that the maximum distance exceeds the threshold, the division position calculation means 73 reduces the division interval between the teaching positions again as shown in FIG. Is calculated.
再度設定された分割点を検証するために、軌跡算出手段90が再度所定の分割点間の実際の軌跡a’を算出し、距離算出手段91がこの分割点間を結ぶ直線b’との最大距離を算出し、分割位置算出手段73が算出された最大距離c’と閾値を比較する。
そして、最大距離c’が閾値以内であれば分割位置算出手段73が算出した位置のままであり、最大距離c’が閾値を越えていれば、分割位置算出手段73は教示位置間の分割の間隔を狭めて再度分割点の位置を算出する。
このように、本実施形態によれば、分割点の設定は、分割点同士の間の実際の軌跡がより直線に近くなるように調整されることとなり、出力側端部32やアーム部33,34が他の部位に接触してしまったり、動作速度が遅くなってしまうことを防止することができる。
In order to verify the division points set again, the trajectory calculation means 90 again calculates the actual trajectory a ′ between the predetermined division points, and the distance calculation means 91 maximizes the straight line b ′ connecting the division points. The distance is calculated, and the division position calculation means 73 compares the calculated maximum distance c ′ with the threshold value.
If the maximum distance c ′ is within the threshold value, the position calculated by the division
As described above, according to the present embodiment, the setting of the dividing points is adjusted so that the actual trajectory between the dividing points is closer to a straight line, and the output
(第3実施形態)
本実施形態の多関節型ロボットは、加工具の摩耗に合わせて動作プログラムを自動的に修正することができるものである。本実施形態のブロック図を図12に、概略構成を図13と図14に示す。
なお、上述してきた実施形態と同一の構成要素については同一の符号を付し、説明を省略する場合もある。
(Third embodiment)
The articulated robot of this embodiment can automatically correct the operation program in accordance with the wear of the processing tool. A block diagram of this embodiment is shown in FIG. 12, and a schematic configuration is shown in FIGS.
In addition, about the component same as embodiment mentioned above, the same code | symbol is attached | subjected and description may be abbreviate | omitted.
本実施形態の加工具110はワークに当接させてワークのバリを取るための回転する円盤状の研削砥石である。研削砥石110は、モータ112によって回転駆動する。
研削砥石110の先端付近には、研削砥石110を検出するセンサ114が設けられている。センサ114は、光センサ等を用いることができる。センサ114が特許請求の範囲でいう摩耗検出手段に該当する。
センサ114は、研削砥石110が摩耗していない状態からやや摩耗した状態となる位置に設置されている。このセンサ114の配置位置は研削砥石110が全く摩耗していない状態から、予め設定された距離を摩耗方向に移動した位置であるものとする。
センサ114は、研削砥石110が摩耗していき、摩耗がセンサ114の位置にまで到達したとき、信号処理回路70に検出信号を出力する。
信号処理回路70中の自動修正手段85は、センサ114からの検出信号を受信すると、予め記憶手段83に記憶させておいたセンサ114の位置を修正すべき修正値に基づき、実行中の動作プログラムの修正を行なう。
The
A
The
The
When the automatic correction means 85 in the
図14に示した例によれば、研削砥石の摩耗方向は+z方向となる。ここで予めセンサ114の配置位置を未摩耗の研削砥石110の先端から1mmの位置に配置していたとすると、自動修正手段85は、実行中の動作プログラムにおけるz方向の教示位置をすべて+1mm加算した値に修正する。
動作プログラムが修正されると、信号処理回路70は、領域105内の分割点経由プログラムを消去する。そして、移動制御手段74が、修正後第1回目の動作が修正後の動作プログラムに記載された教示位置に基づいて実行すると同時に、分割位置算出手段73が修正後の動作プログラムに基づいて分割点の座標を算出する。プログラム作成手段67は、自動修正された動作プログラムの教示位置に基づいて分割点経由プログラムを新たに作成し直す。研削砥石110の摩耗により教示位置を研削砥石110の方向に更に進めた、新たな分割点経由プログラムは、記憶手段69の領域105に記憶される。
According to the example shown in FIG. 14, the wear direction of the grinding wheel is the + z direction. Here, assuming that the position of the
When the operation program is corrected, the
なお、本実施形態における加工具110はアーム部33,34から離れた場所に設置されており、出力側端部32に被加工物であるワーク120が保持されているものであるが、加工具を出力側端部32に設け、ワークをアーム部33,34から離れた場所に設置するものであってもよい。
Note that the
なお、上述した実施形態では、センサを1つだけ設置した場合について説明した。しかし、センサを研削砥石の先端から摩耗方向に向けて所定間隔おきに複数設けておくことによって、研削砥石の摩耗をさらに細かい範囲で検出することができる。
この場合も、複数のセンサのうちいずれかのセンサが研削砥石の摩耗を検出する都度、検出したセンサの位置に合わせて動作プログラムが修正され、且つ分割点経由プログラムも新たに作成される。
In the above-described embodiment, the case where only one sensor is installed has been described. However, by providing a plurality of sensors at predetermined intervals from the tip of the grinding wheel toward the wear direction, the wear of the grinding wheel can be detected in a finer range.
Also in this case, every time any one of the plurality of sensors detects wear of the grinding wheel, the operation program is corrected in accordance with the detected position of the sensor, and a program via division points is newly created.
(他の実施形態)
上述してきた実施形態では、ある動作プログラムを実行するとまず第1回目の動作においては、教示位置が記載された動作プログラムに基づいて動作が実行されると共に、教示位置同士の間に複数の分割点が算出され、分割点を経由した動作が記述された分割点経由プログラムが同時に作成されていた。
しかし、分割点を算出する本発明としては、このような実施形態に限定されるものではない。例えば、教示動作が終了して教示位置だけが設定された動作プログラムが作成された後、この動作プログラムを実行する前に、動作プログラムを解析して分割点経由プログラムを作成してもよい。また、教示動作中に、動作プログラムの作成と平行して分割点経由プログラムを作成してもよい。
(Other embodiments)
In the embodiment described above, when a certain operation program is executed, first, in the first operation, the operation is executed based on the operation program in which the teaching position is described, and a plurality of dividing points are provided between the teaching positions. Is calculated, and a program via a dividing point describing the operation via the dividing point is created at the same time.
However, the present invention for calculating the dividing points is not limited to such an embodiment. For example, after the teaching operation is completed and an operation program in which only the teaching position is set is created, before the operation program is executed, the operation program may be analyzed to create a program via division points. Further, during the teaching operation, a program via division points may be created in parallel with the creation of the operation program.
さらに、上述してきた各実施形態では、記憶手段69には動作プログラムおよび、動作プログラムに基づいて作成された分割点経由プログラムが作成された。しかし、移動制御手段74はプログラムに基づいて実行するだけでなく、教示位置および分割点の直交座標を単にデータとして記憶したものに基づいてアーム部33,34の移動制御を実行するものであってもよい。
Further, in each of the above-described embodiments, the
なお、上述した実施形態1に実施形態2と実施形態3を組み合わせた形態も当然可能である。
In addition, the form which combined Embodiment 2 and
また、上記のように、動作プログラムを実行する前に、動作プログラムを解析して分割点経由プログラムを作成したり、教示動作中に、動作プログラムの作成と平行して分割点経由プログラムを作成しようとする場合、図6に示したメモリ領域では、分割点経由プログラム格納領域105のメモリ容量が小さい。
このため、図15に示すように、記憶手段69にメモリカード131を増設してもよい。
この場合、記憶手段69のメモリ領域としては、領域140、141、142、143、144にそれぞれ機械パラメータが記憶される領域、プログラム情報が記憶される領域、補助マクロ領域、ディレクトリ領域そして予備領域として設定がされている。
そして、領域145には動作プログラムが1個分だけ記憶できる領域が確保され、領域146には分割点経由プログラムが記憶される。
Also, as described above, before executing the motion program, analyze the motion program to create a program via division points, or create a program via division points in parallel with the creation of the motion program during teaching operation. In this case, in the memory area shown in FIG. 6, the memory capacity of the
For this reason, as shown in FIG. 15, a memory card 131 may be added to the
In this case, the memory area of the storage means 69 includes an area for storing machine parameters, an area for storing program information, an auxiliary macro area, a directory area, and a spare area in the
An area where only one operation program can be stored is secured in the
このように、メモリカード131を増設したことで、動作プログラムと分割点経由プログラムの双方を互いに関連付けして記憶させておくだけの記憶容量が確保できる。このため、実施形態1のように動作プログラムを読み出して第1回目の実行中に分割点経由プログラムを作成しなくとも、動作プログラムを作成する教示動作時に分割点経由プログラムも作成しておくことができるのである。 Thus, by adding the memory card 131, a storage capacity sufficient to store both the operation program and the program via the dividing point in association with each other can be secured. For this reason, even if the operation program is not read out and the dividing point passing program is not created during the first execution as in the first embodiment, the dividing point passing program can also be created during the teaching operation for creating the operation program. It can be done.
また、図16では、動作プログラム格納領域と分割点経由プログラム格納領域とをそれぞれ2つに分割したメモリ領域の態様を示す。なお、図15に示したメモリ領域と同一の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
図16のメモリ領域では、動作プログラム格納領域145を動作プログラム格納領域145Aと、動作プログラム格納領域145Bとに分けている。ここで、移動制御手段74は、現在実行中の動作プログラムをメモリカード131から読み出して動作プログラム格納領域145Aに記憶させ、操作者が次に実行すべき動作プログラムを指定した場合には、次に実行すべき動作プログラムをメモリカード131から読み出して動作プログラム格納領域145Bに予め記憶させておくことができる。このため、次の動作プログラムを実行する際において、動作プログラムをメモリカード131内から検索する場合と比較して迅速に動作プログラムの実行ができる。
FIG. 16 shows an aspect of a memory area in which the operation program storage area and the division point via program storage area are each divided into two. Note that the same components as those in the memory area shown in FIG.
In the memory area of FIG. 16, the operation
また、分割点経由プログラム格納領域も146Aと146Bの2つの領域に分かれているが、分割点経由プログラムについても、移動制御手段74は、現在実行中の分割点経由プログラムについては、分割点経由プログラム146Aに記憶しておき、操作者が次に実行すべき分割点経由プログラムを指定した場合には、次に実行すべき分割点経由プログラムをメモリカード131から読み出して分割点経由プログラム格納領域145Bに予め記憶させておくことができる。このため、次の分割点経由プログラムを実行する際において、分割点経由プログラムをメモリカード131内から検索する場合と比較して迅速に動作の実行ができる。
Further, the program storage area via the dividing point is also divided into two
(実施例)
上述してきた多関節型ロボットを用いた装置の一例として、ワークを加工するワーク加工装置について説明する。
図17はワーク加工装置の正面図、図18はワーク加工装置の平面図、図19はワーク加工装置の側面図である。
符号110は加工具としての研削砥石、符号111はその回転軸の軸受、符号112は研削砥石110の駆動用のモータである。研削砥石110、軸受111、モータ112は基台31に砥石の回転軸が水平となるように支持されている。
本実施形態のワーク加工装置130は、研削砥石110よりも小型の研削砥石122を具備している。小型の研削砥石122は軸受121に取り付けられ、大型の研削砥石110の回転軸と平行となるような回転軸を具備している。符号124が小型の研削砥石122を駆動させるモータである。
(Example)
As an example of the apparatus using the articulated robot described above, a workpiece processing apparatus that processes a workpiece will be described.
17 is a front view of the workpiece machining apparatus, FIG. 18 is a plan view of the workpiece machining apparatus, and FIG. 19 is a side view of the workpiece machining apparatus.
The
小型の研削砥石122は、回動アーム123によって、研削砥石110の回転軸の周囲を回動可能に取り付けられている。小型の研削砥石122の回動は、図18と図19の矢印dで表している。
また、研削砥石110および研削砥石122並びにこれらを駆動する各モータ112,124は、鉛直面内で回動可能なように、基台31に取り付けられている。これら各研削砥石等の回動は図17の矢印eで表している。なお、符号125がこれらの研削砥石等を鉛直面内で回動させるためのモータである。
The
Further, the
なお、本実施形態では、例として研削砥石が2種類設けられており、これらの回転軸が鉛直面内で回動するワーク加工装置について説明をしているが、このようなものに限定されることはなく、研削砥石が1つだけであってもよいし、研削砥石が回転軸と共に回動する構成でなくともよい。 In the present embodiment, two types of grinding wheels are provided as an example, and a work processing apparatus in which these rotation shafts rotate in a vertical plane has been described. However, the present invention is limited to this. However, there may be only one grinding wheel, and the grinding wheel may not be configured to rotate with the rotating shaft.
なお、研削砥石110、122により加工される被加工物であるワーク120は、出力側端部32に載置される。
そして、ワーク120の加工は出力側端部32が移動してワーク120を様々な角度で研削砥石110および122に当接させることで行なわれる。したがって、ワーク120の加工工程前に、ワーク120を載置している出力側端部32を移動させてワーク120の移動軌跡を入力する教示を行なうことが必要になるのである。
The
The
以上本発明につき好適な実施例を挙げて種々説明したが、本発明はこの実施例に限定されるものではなく、発明の精神を逸脱しない範囲内で多くの改変を施し得るのはもちろんである。 Although the present invention has been described in detail with reference to preferred embodiments, the present invention is not limited to these embodiments, and it goes without saying that many modifications can be made without departing from the spirit of the invention. .
30 多関節型ロボット
31 基台(ベース部)
32 出力側端部
33,34 アーム部
36 移動手段
37 ボールネジ
38 移動体
39 取付部材
40,43,47,54 モータ
41,48,60,45 エンコーダ
50 ワーク保持手段
51 下側挟持部
53 取付部材
62 コントローラシステム
63,64,65,66 サーボ制御回路
67 プログラム作成手段
69,83,92 記憶手段
70 信号処理回路
71 電源回路
73 分割位置算出手段
74 移動制御手段
77 操作盤
80 操作スイッチ部
82,84、86,87,88,96,97 スイッチ
85 自動修正手段
90 軌跡算出手段
91 距離算出手段
99 位置算出手段
100 機械パラメータ記憶領域
101 プログラム情報記憶領域
102 補助マクロ領域
103 予備領域
104 動作プログラム記憶領域
105 分割点経由プログラム記憶領域
110,122 加工具(研削砥石)
111,121 軸受
112,124,125 モータ
114 センサ
120 ワーク
123 回動アーム
130 ワーク加工装置
O 原点
X,Z,A 回転軸
Y 直線移動軸
30 Articulated
32 Output
111, 121
Claims (7)
先端に設けられた出力側端部の位置を、前記平面を座標平面に含む直交座標系による座標で算出する位置算出手段と、
教示動作時に、前記出力側端部の移動軌跡上の任意の複数の教示位置での、前記出力側端部の前記直交座標系での座標を記憶する第1の記憶手段と、
教示動作において決定された順番通りに各教示位置間の距離を、前記第1の記憶手段に記憶されている座標に基づいて算出し、該距離を所定間隔毎に分割し、該分割した各分割点の位置を、前記平面を座標平面に含む直交座標系による座標で算出する分割位置算出手段と、
前記分割位置算出手段によって算出された分割点の座標を記憶しておく第2の記憶手段と、
前記決定された複数の教示位置に前記出力側端部を移動させる際に、教示位置と教示位置との間は、前記分割位置算出手段によって算出された分割点を前記出力側端部が経由して移動するように前記駆動手段の回転を制御する移動制御手段とを具備することを特徴とする多関節型ロボット。 A plurality of arm parts whose base parts are connected to the tip part of the base part or the adjacent arm part so as to be rotatable in the same plane or in a parallel plane; and drive means for driving the arm parts to rotate in the plane. In an articulated robot comprising:
Position calculating means for calculating the position of the output side end portion provided at the tip by coordinates in an orthogonal coordinate system including the plane in the coordinate plane;
A first storage means for storing coordinates in the orthogonal coordinate system of the output side end at any of a plurality of teaching positions on a movement locus of the output side end during a teaching operation;
The distance between the teaching positions is calculated based on the coordinates stored in the first storage means in the order determined in the teaching operation, the distance is divided at predetermined intervals, and the divided divisions are calculated. Division position calculation means for calculating the position of the point by coordinates in an orthogonal coordinate system including the plane in the coordinate plane;
Second storage means for storing the coordinates of the dividing points calculated by the dividing position calculating means;
When the output side end is moved to the determined plurality of teaching positions, the output side end passes through the division point calculated by the division position calculation means between the teaching position and the teaching position. And a movement control means for controlling the rotation of the driving means so as to move.
前記分割位置算出手段は、
該修正手段によって前記第1の記憶手段内の教示位置が修正された場合、前記第2の記憶手段内の前記分割点の座標を削除し、再度、前記第1の記憶手段内の修正後の教示位置に基づいて各分割点の位置を、前記平面を座標平面に含む直交座標系による座標で算出することを特徴とする請求項1記載の多関節型ロボット。 Comprising correction means capable of correcting the teaching position stored in the first storage means;
The division position calculating means includes
When the teaching position in the first storage means is corrected by the correction means, the coordinates of the division point in the second storage means are deleted, and again after the correction in the first storage means 2. The articulated robot according to claim 1, wherein the position of each division point is calculated based on the taught position by coordinates based on an orthogonal coordinate system including the plane as a coordinate plane.
該軌跡算出手段によって算出された軌跡の、各分割点の座標間を結ぶ直線からの最大距離を算出する距離算出手段と、
前記最大距離の閾値を予め記憶してある第3の記憶手段とを具備し、
前記分割位置算出手段は、
前記距離算出手段が算出した最大距離と、前記第3の記憶手段内に記憶してある最大距離の閾値とを比較し、前記距離算出手段が算出した最大距離が前記閾値を越えた場合には、前記分割位置算出手段が座標間を分割する際の所定間隔を狭め、前記教示動作によって決定された位置間の距離を狭めた間隔で分割し、該分割した各分割点の位置を、前記平面を座標平面に含む直交座標系による座標で算出することを特徴とする請求項1または請求項2記載の多関節型ロボット。 Trajectory calculation means for calculating an actual trajectory of the output side end when the output side end is moved between the coordinates of each division point calculated by the division position calculation means;
Distance calculating means for calculating a maximum distance from a straight line connecting the coordinates of the division points of the locus calculated by the locus calculating means;
Third storage means for storing a threshold value of the maximum distance in advance,
The division position calculating means includes
When the maximum distance calculated by the distance calculation means is compared with the threshold of the maximum distance stored in the third storage means, and the maximum distance calculated by the distance calculation means exceeds the threshold The division position calculation means divides a predetermined interval when dividing the coordinates, divides the distance between the positions determined by the teaching operation at an interval narrowed, and sets the position of each divided point to the plane. The multi-joint type robot according to claim 1 or 2, wherein the multi-joint type robot is calculated by coordinates based on an orthogonal coordinate system including a coordinate plane.
該保持手段に保持される被加工物を加工するための加工具が前記出力側端部の移動範囲内に設けられ、
該加工具が摩耗した場合に、その摩耗した分の長さを検出する摩耗長さ検出手段が設けられ、
前記決定手段によって決定された位置を前記摩耗長さ検出手段が検出した加工具の摩耗長さ分だけ加工具方向に接近させるように、前記第1の記憶手段に記憶されている座標および前記第2の記憶手段に記憶されている座標を自動的に修正する自動修正手段が設けられていることを特徴とする請求項1〜請求項3のうちのいずれか1項記載の多関節型ロボット。 The output side end is provided with a holding means for holding the workpiece,
A processing tool for processing the workpiece held by the holding means is provided within the movement range of the output side end,
When the processing tool is worn, wear length detection means for detecting the length of the worn portion is provided,
The coordinates stored in the first storage unit and the first position are set so that the position determined by the determination unit approaches the processing tool direction by the wear length of the processing tool detected by the wear length detection unit. The articulated robot according to any one of claims 1 to 3, further comprising an automatic correction unit that automatically corrects coordinates stored in the storage unit.
前記自動修正手段によって前記第1の記憶手段内の教示位置が自動的に修正された場合、前記第2の記憶手段内の前記分割点の座標を削除し、再度、前記第1の記憶手段内の修正後の教示位置に基づいて各分割点の位置を、前記平面を座標平面に含む直交座標系による座標で算出することを特徴とする請求項4記載の多関節型ロボット。 The division position calculating means includes
When the teaching position in the first storage means is automatically corrected by the automatic correction means, the coordinates of the division points in the second storage means are deleted, and again in the first storage means. The articulated robot according to claim 4, wherein the position of each division point is calculated based on an orthogonal coordinate system including the plane in a coordinate plane based on the corrected teaching position.
該加工具に加工される被加工物を保持する保持手段が前記出力側端部の移動範囲内に設けられ、
前記加工具が摩耗した場合に、その摩耗した分の長さを検出する摩耗長さ検出手段が設けられ、
前記決定手段によって決定された位置を前記摩耗長さ検出手段が検出した加工具の摩耗長さ分だけ加工具方向に接近させるように、前記第1の記憶手段に記憶されている座標および前記第2の記憶手段に記憶されている座標を自動的に修正する自動修正手段が設けられていることを特徴とする請求項1〜請求項3のうちのいずれか1項記載の多関節型ロボット。 The output side end is provided with a processing tool for processing the workpiece,
A holding means for holding a workpiece to be processed by the processing tool is provided within the movement range of the output side end,
When the processing tool is worn, wear length detection means for detecting the length of the worn portion is provided,
The coordinates stored in the first storage unit and the first position are set so that the position determined by the determination unit approaches the processing tool direction by the wear length of the processing tool detected by the wear length detection unit. The articulated robot according to any one of claims 1 to 3, further comprising an automatic correction unit that automatically corrects coordinates stored in the storage unit.
前記自動修正手段によって前記第1の記憶手段内の教示位置が自動的に修正された場合、前記第2の記憶手段内の前記分割点の座標を削除し、再度、前記第1の記憶手段内の修正後の教示位置に基づいて各分割点の位置を、前記平面を座標平面に含む直交座標系による座標で算出することを特徴とする請求項6記載の多関節型ロボット。 The division position calculating means includes
When the teaching position in the first storage means is automatically corrected by the automatic correction means, the coordinates of the division points in the second storage means are deleted, and again in the first storage means. The articulated robot according to claim 6, wherein the position of each division point is calculated based on the corrected teaching position using coordinates in an orthogonal coordinate system including the plane in a coordinate plane.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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