JPH03240106A - ダイレクト教示方式ロボットの教示装置 - Google Patents
ダイレクト教示方式ロボットの教示装置Info
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- JPH03240106A JPH03240106A JP2033863A JP3386390A JPH03240106A JP H03240106 A JPH03240106 A JP H03240106A JP 2033863 A JP2033863 A JP 2033863A JP 3386390 A JP3386390 A JP 3386390A JP H03240106 A JPH03240106 A JP H03240106A
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- Japan
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- teaching
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- servo driver
- circuit
- motor
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Links
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B19/00—Programme-control systems
- G05B19/02—Programme-control systems electric
- G05B19/42—Recording and playback systems, i.e. in which the programme is recorded from a cycle of operations, e.g. the cycle of operations being manually controlled, after which this record is played back on the same machine
- G05B19/423—Teaching successive positions by walk-through, i.e. the tool head or end effector being grasped and guided directly, with or without servo-assistance, to follow a path
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/36—Nc in input of data, input key till input tape
- G05B2219/36422—During teaching shut off, disable motor to move arm easy
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/36—Nc in input of data, input key till input tape
- G05B2219/36423—During teaching release brake or decouple clutch from motor
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/36—Nc in input of data, input key till input tape
- G05B2219/36429—Power assisted positioning
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Manipulator (AREA)
- Numerical Control (AREA)
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。
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〉
本発明は、ダイレクト教示方式ロボットの教示装置に関
する。
する。
〈従来の技術〉
ロボットのダイレクト教示方式は、ロボットの動作腕の
先端及び手首等を操作者が直接動かし、その動作位置を
ロボットに教示する方法である。このダイレクト教示方
式は教示時間が極めて短かく複雑な経路を能率よく教示
できる利点を有する為、多くのロボット、特に塗装ロボ
ットの大部分に適用されている。
先端及び手首等を操作者が直接動かし、その動作位置を
ロボットに教示する方法である。このダイレクト教示方
式は教示時間が極めて短かく複雑な経路を能率よく教示
できる利点を有する為、多くのロボット、特に塗装ロボ
ットの大部分に適用されている。
しかし、ロボットの動作腕の先端及び手首等を動かす操
作力が重い場合には、操作しにくく上記利点を生かす事
が出来ないばかりか、操作者に腰補等の身体的障害を起
こさせる原因になりかねない。そこで従来、この為ロボ
ットの教示時の操作力を軽くする各種の方法が提案され
ている。
作力が重い場合には、操作しにくく上記利点を生かす事
が出来ないばかりか、操作者に腰補等の身体的障害を起
こさせる原因になりかねない。そこで従来、この為ロボ
ットの教示時の操作力を軽くする各種の方法が提案され
ている。
かかる現状の不具合を解消するため本願発明者等は、第
4図に示すようなダイレクト教示方式ロボットの教示装
置を開発し特許出願した(特願平1−81561号)。
4図に示すようなダイレクト教示方式ロボットの教示装
置を開発し特許出願した(特願平1−81561号)。
ここで第4図に示す技術を説明する。同図において、符
号1は電動塗装ロボットの動作腕であり、ダイレクト教
示時には、操作者によって動かされる。動作腕1は減速
機2を介してACサーボモータ3によって駆動される。
号1は電動塗装ロボットの動作腕であり、ダイレクト教
示時には、操作者によって動かされる。動作腕1は減速
機2を介してACサーボモータ3によって駆動される。
ACサーボモータ3に1よ、位置及び速度のフィードバ
ック制御のためのPLO(パルスゼネレータ)4が内蔵
されている。ACサーボモータ3のU、V、W相の動力
線5,6.7のうち、動力線5,6は接触器8を介して
サーボドライバ9に接続し、動力線7は直接サーボドラ
イバ9に接続し、更に、サーボドライバ9内のパワー変
換器10に接続している。尚、サーボドライバ9は、説
明に必要なパワー変換系のみ図示する。
ック制御のためのPLO(パルスゼネレータ)4が内蔵
されている。ACサーボモータ3のU、V、W相の動力
線5,6.7のうち、動力線5,6は接触器8を介して
サーボドライバ9に接続し、動力線7は直接サーボドラ
イバ9に接続し、更に、サーボドライバ9内のパワー変
換器10に接続している。尚、サーボドライバ9は、説
明に必要なパワー変換系のみ図示する。
このパワー変換器10は、6個のトランジスタ11,1
2,13,14,15,16を用いたインバータ回路で
あり、トランジスタ11とトランジスタ12.トランジ
スタ13とトランジスタ14.トランジスタ15とトラ
ンジスタ16がそれぞれ直列に接続し、動力$5はトラ
ンジスタ15.16へ接続され、動力線6はトランジス
タ13.14へ接続され、動力、I13[7はトランジ
スタ11.12へ接続されている。そして、トランジス
タ11゜13.15のコレクタとトランジスタ12゜1
4.16のエミッタはコンバータ17に接続し、コンバ
ータ17には商用電tl(図示せず)の動力線18,1
9.20が接続し、更に、コンバータ17には平滑用コ
ンデンサ21とスナバ回路22が並列に接続している。
2,13,14,15,16を用いたインバータ回路で
あり、トランジスタ11とトランジスタ12.トランジ
スタ13とトランジスタ14.トランジスタ15とトラ
ンジスタ16がそれぞれ直列に接続し、動力$5はトラ
ンジスタ15.16へ接続され、動力線6はトランジス
タ13.14へ接続され、動力、I13[7はトランジ
スタ11.12へ接続されている。そして、トランジス
タ11゜13.15のコレクタとトランジスタ12゜1
4.16のエミッタはコンバータ17に接続し、コンバ
ータ17には商用電tl(図示せず)の動力線18,1
9.20が接続し、更に、コンバータ17には平滑用コ
ンデンサ21とスナバ回路22が並列に接続している。
また、これらのトランジスタ11,12゜13.14,
15,16には、トランジスタ保護用ダイオード23,
24,25,26゜27.28がそれぞれコレクタエミ
ッタ間に接続されている。そして、トランジスタ11゜
12にはペースドライブ回Ws29が、トランジスタ1
3.14にはベースドライブ回路30が、トランジスタ
15.16にはベースドライブ回@31が接続されてい
る。
15,16には、トランジスタ保護用ダイオード23,
24,25,26゜27.28がそれぞれコレクタエミ
ッタ間に接続されている。そして、トランジスタ11゜
12にはペースドライブ回Ws29が、トランジスタ1
3.14にはベースドライブ回路30が、トランジスタ
15.16にはベースドライブ回@31が接続されてい
る。
このサーボドライバ9には、ロボット制御装置32が接
続し、また、ロボット操作盤(図示せず)上には前記接
触器8に接続したモード切替スイッチ33が接続してい
る。
続し、また、ロボット操作盤(図示せず)上には前記接
触器8に接続したモード切替スイッチ33が接続してい
る。
上記構成で、接触器8が存在せずダイレクト教示時、動
力$5.6.7がサーボドライバ9に接続されたままで
あれば、教示動作によってACサーボモータ3が回転し
、ACサーボモータ3に誘導起電力が生じ動力線5゜6
.7から電力がパワー変換器10へ出力されブレーキト
ルクが発生する。これは、保護ダイオード23,24,
25,26,27゜28が全波整流回路となり、ACサ
ーボモータ3から電流を平滑用コンデンサ21へ出力し
、平滑用コンデンサ21が充電作用を行うためである。
力$5.6.7がサーボドライバ9に接続されたままで
あれば、教示動作によってACサーボモータ3が回転し
、ACサーボモータ3に誘導起電力が生じ動力線5゜6
.7から電力がパワー変換器10へ出力されブレーキト
ルクが発生する。これは、保護ダイオード23,24,
25,26,27゜28が全波整流回路となり、ACサ
ーボモータ3から電流を平滑用コンデンサ21へ出力し
、平滑用コンデンサ21が充電作用を行うためである。
従って、ダイレクト教示時、ロボット操作盤上のモード
切替スイッチ33をダイレクト教示モードに切り替えて
、モード切替スイッチ33の信号によって接触器8を作
動させ、動力BS、Sを遮断すれば、平滑用コンデンサ
21には充電されずブレーキトルクは発生しない。この
ため動作腕1を軽く動かすことが可能となる。
切替スイッチ33をダイレクト教示モードに切り替えて
、モード切替スイッチ33の信号によって接触器8を作
動させ、動力BS、Sを遮断すれば、平滑用コンデンサ
21には充電されずブレーキトルクは発生しない。この
ため動作腕1を軽く動かすことが可能となる。
また、ACサーボモータ3に内蔵されている PLO4
とサーボドライバ9は信号1i1143を介して接続さ
れたままである。また、ACサーボモータ3が減速機2
を介して動作腕1と結合しているのでACサーボモータ
3内蔵のPLO4は動作腕1の動きに応じて回転し、そ
の信号はサーボドライバ9へ出力され、ACサーボモー
タ3の回転数及び回転位置が検知され、ロボット制御回
路32へ出力される。
とサーボドライバ9は信号1i1143を介して接続さ
れたままである。また、ACサーボモータ3が減速機2
を介して動作腕1と結合しているのでACサーボモータ
3内蔵のPLO4は動作腕1の動きに応じて回転し、そ
の信号はサーボドライバ9へ出力され、ACサーボモー
タ3の回転数及び回転位置が検知され、ロボット制御回
路32へ出力される。
〈発明が解決しようとする課題〉
ところで先に出願した第4図に示す技術では、駆動用の
ACサーボモータ3の動力線5゜6そのものを開放する
ため、モータ容量に見合った大容量の接触Wi8を用い
なければならないという問題があった。また、接触M8
のドライブ回路を制御装置内に設ける必要があり、制御
装置内の回路が複雑になるとともに高価になるという問
題が残っていた。
ACサーボモータ3の動力線5゜6そのものを開放する
ため、モータ容量に見合った大容量の接触Wi8を用い
なければならないという問題があった。また、接触M8
のドライブ回路を制御装置内に設ける必要があり、制御
装置内の回路が複雑になるとともに高価になるという問
題が残っていた。
本発明は、上記実情に鑑み、簡単な構成で教示時の操作
力を低減できるダイレクト教示方式ロボットの教示装置
を提供することを目的とする。
力を低減できるダイレクト教示方式ロボットの教示装置
を提供することを目的とする。
く課題を解決するための手段〉
上記課題を解決する本発明の構成は、
ロボット作業時には、作動指令に応じた電力をサーボド
ライバから電気モータに送り、電気モータの駆動により
ロボットの動作腕が作動し、教示時には、前記動作腕が
教示者により直接に動かされ、教示動作による動作腕の
動きにより電気モータが回転して発電作用を生じるダイ
レクト教示方式ロボットの教示装置において、 教示時に電気モータで発電されてサーボドライバ内に流
れ込む電流を遮断する開放回路を、前記サーボドライバ
内に設けたことを特徴とする。
ライバから電気モータに送り、電気モータの駆動により
ロボットの動作腕が作動し、教示時には、前記動作腕が
教示者により直接に動かされ、教示動作による動作腕の
動きにより電気モータが回転して発電作用を生じるダイ
レクト教示方式ロボットの教示装置において、 教示時に電気モータで発電されてサーボドライバ内に流
れ込む電流を遮断する開放回路を、前記サーボドライバ
内に設けたことを特徴とする。
く作
用〉
ロボットのダイレクト教示時、操作者がロボットの動作
腕を操作して教示を行うと、動作腕の移動に伴い、動作
腕を駆動するモータも回転する。
腕を操作して教示を行うと、動作腕の移動に伴い、動作
腕を駆動するモータも回転する。
このため、回転子の回転によってモータには誘導起電力
が生じ、モータは発電機と同じ作用をする。この場合、
モータの動力illよ出力回路とみなすことができる。
が生じ、モータは発電機と同じ作用をする。この場合、
モータの動力illよ出力回路とみなすことができる。
動力IIcよ通常モータのサーボドライバに接続してお
り、動力線を介してサーボドライバに電流が出力される
。このため、回転子にはブレーキトルクが発生し、これ
がモータの回転抵抗となっている。
り、動力線を介してサーボドライバに電流が出力される
。このため、回転子にはブレーキトルクが発生し、これ
がモータの回転抵抗となっている。
そこで本発明では、サーボドライバ内に開放回路を備え
、教示時に電気モータで発電されてサーボドライバ内に
流れ込む電流を、開放回路で遮断する。このように電気
モータで生じる電流を遮断するとブレーキトルクは生じ
ない。
、教示時に電気モータで発電されてサーボドライバ内に
流れ込む電流を、開放回路で遮断する。このように電気
モータで生じる電流を遮断するとブレーキトルクは生じ
ない。
く実 施 例〉
以下に本発明の実施例を図面に基づき説明する。なお従
来技術と同一機能をはたす部分には同一符号を付し、重
複する部分の説明は簡略にする。
来技術と同一機能をはたす部分には同一符号を付し、重
複する部分の説明は簡略にする。
第1図は本発明の第1の実施例を示す。この実施例では
、サーボドライバ9内に更に電界効果トランジスタ (
FET)50とドライブ回路51を備えている。FET
50は、平滑用コンデンサ21及びスナバ回路22と、
パワー変換器10のトランジスタ11,13゜15側と
を結ぶラインに介装されている。−方ドライブ回路51
は、モード切替スイッチ33から切替信号を受け、教示
時に【よFET50em断状態にし、ロボット動作時に
はFET50を導通状態にする。なお他の部分の構成は
第4図に示すものと同様である。
、サーボドライバ9内に更に電界効果トランジスタ (
FET)50とドライブ回路51を備えている。FET
50は、平滑用コンデンサ21及びスナバ回路22と、
パワー変換器10のトランジスタ11,13゜15側と
を結ぶラインに介装されている。−方ドライブ回路51
は、モード切替スイッチ33から切替信号を受け、教示
時に【よFET50em断状態にし、ロボット動作時に
はFET50を導通状態にする。なお他の部分の構成は
第4図に示すものと同様である。
本実施例においてロボット動作時には、次のような動作
が行なわれる。即ち、サーボドライバ9のコンバータ1
7により得られた直流電流は、ロボット制御装置32の
指令により作動するパワー変換器10により交流に変換
され、動力線5,6.7を介してACサーボモータ3に
送られる。このため、ACサーボモータ3が回転駆動し
、この回転力は減速機2を介して動作腕1に伝わり動作
腕1が作動する。このとき、ACサーボモータ3の回転
に応じてPLG4からのパルスがサーボドライバ9に送
られ、サーボドライバ9はPLG4のパルスをカウント
することによりACサーボモータ3の回転数及び回転位
置を検知する。ACサーボモータ3の回転数及び回転位
置はロボット制御装置32に送られ、ロボット制御装置
32は動作腕1の動作速度及び位置を検知することがで
きる。
が行なわれる。即ち、サーボドライバ9のコンバータ1
7により得られた直流電流は、ロボット制御装置32の
指令により作動するパワー変換器10により交流に変換
され、動力線5,6.7を介してACサーボモータ3に
送られる。このため、ACサーボモータ3が回転駆動し
、この回転力は減速機2を介して動作腕1に伝わり動作
腕1が作動する。このとき、ACサーボモータ3の回転
に応じてPLG4からのパルスがサーボドライバ9に送
られ、サーボドライバ9はPLG4のパルスをカウント
することによりACサーボモータ3の回転数及び回転位
置を検知する。ACサーボモータ3の回転数及び回転位
置はロボット制御装置32に送られ、ロボット制御装置
32は動作腕1の動作速度及び位置を検知することがで
きる。
一方、教示時には、モード切替スイッチ33によりドラ
イブ回路51に教示モードが指令されると、ドライブ回
路51はFET50を遮断状態にする。このためACサ
ーボモータ3が動作腕1から力を受けて回転し発電状態
になっても、この発電による電流はFET50で遮断さ
れコンデンサ21やスナバ回路22のコンデンサが充電
されることはない。したがって、ACサーボモータ3に
は発電によるブレーキトルクは生じない。しかもACサ
ーボモータ3は、ブラシや整流子を有しない非接触構造
であるため、接触抵抗はそもそもない。したがってAC
サーボモータ3は抵抗なく軽く動く。よって動作腕1を
軽く動かすことができ、教示が楽にできる。
イブ回路51に教示モードが指令されると、ドライブ回
路51はFET50を遮断状態にする。このためACサ
ーボモータ3が動作腕1から力を受けて回転し発電状態
になっても、この発電による電流はFET50で遮断さ
れコンデンサ21やスナバ回路22のコンデンサが充電
されることはない。したがって、ACサーボモータ3に
は発電によるブレーキトルクは生じない。しかもACサ
ーボモータ3は、ブラシや整流子を有しない非接触構造
であるため、接触抵抗はそもそもない。したがってAC
サーボモータ3は抵抗なく軽く動く。よって動作腕1を
軽く動かすことができ、教示が楽にできる。
しかも教示時にはACサーボモータ3と動作腕1が結合
されたままであり、PLG4は動作腕1の動きに応じて
回転しパルス信号を送出できる。したがって教示時にお
いても、ロボット制御装置32は動作腕1の位置等を正
確に把握でき、教示後においても、実際の動作腕1の位
置と、ロボット制御装置32で認識している動作腕位置
とがずれろことはない。
されたままであり、PLG4は動作腕1の動きに応じて
回転しパルス信号を送出できる。したがって教示時にお
いても、ロボット制御装置32は動作腕1の位置等を正
確に把握でき、教示後においても、実際の動作腕1の位
置と、ロボット制御装置32で認識している動作腕位置
とがずれろことはない。
第2図は本発明の第2の実施例である。この実施例では
平滑用コンデンサ21及びスナバ回路22のコンデンサ
の手前に、それぞれFET53,54を備えており、教
示時にはドライブ回路52によりFET53,54を遮
断状態にし、ロボット動作時にはFET53゜54を導
通状態にしている。
平滑用コンデンサ21及びスナバ回路22のコンデンサ
の手前に、それぞれFET53,54を備えており、教
示時にはドライブ回路52によりFET53,54を遮
断状態にし、ロボット動作時にはFET53゜54を導
通状態にしている。
第3図は本発明の第3の実施例である。この実施例では
、サーボドライバ9内に導入された動力線6,7にそれ
ぞれFET55,56を備え、教示時にはドライブ回路
57によりFET55,56を遮断状態にし、ロボット
動作時にはFET55,56を導通状態にしている。
、サーボドライバ9内に導入された動力線6,7にそれ
ぞれFET55,56を備え、教示時にはドライブ回路
57によりFET55,56を遮断状態にし、ロボット
動作時にはFET55,56を導通状態にしている。
上記実施例は、ロボットの動作腕のサーボモータとして
ACサーボモータを適用しているが、DCサーボモータ
又は他の電気モータについても適用可能で有る。また、
PLO等の位置検出器についても、必ずしもモータに内
蔵されている必要はなく、カップリング等によりサーボ
モータに結合されていれば、サーボモータと共に回転す
るので′*施例と同様にそのまま位置検出器として使用
できる。
ACサーボモータを適用しているが、DCサーボモータ
又は他の電気モータについても適用可能で有る。また、
PLO等の位置検出器についても、必ずしもモータに内
蔵されている必要はなく、カップリング等によりサーボ
モータに結合されていれば、サーボモータと共に回転す
るので′*施例と同様にそのまま位置検出器として使用
できる。
〈発明の効果〉
以上説明したように、本発明は以下に示す効果がある。
(1) ロボットのダイレクト教示時に、モータを動
作腕より切り離さないため、動作腕の位置及び速度を検
出するための位置検出器を新たに取り付ける必要がなく
なる。
作腕より切り離さないため、動作腕の位置及び速度を検
出するための位置検出器を新たに取り付ける必要がなく
なる。
(2) モータの逆起動時、発電電流を遮断してブレ
ーキトルクの発生を排除することにより、ロボットの動
作腕を軽く動かすことができる。
ーキトルクの発生を排除することにより、ロボットの動
作腕を軽く動かすことができる。
(3) サーボドライバ内に開放回路を設ければよい
ため、操作力低減を、安価且つ簡単な構成で実現できる
。
ため、操作力低減を、安価且つ簡単な構成で実現できる
。
第1図〜第3図は本発明の実施例を示す構成図、第4図
は先に出願した一例を示す構成図である。 図 中、 1は動作腕、3(よACサーボモータ、4はパルスゼネ
レータ (PLG) 、5,6,7は動力線、9はサー
ボドライバ、工0ばパワー変換器、11.12,13,
14,15,16はトランジスタ、21は平滑用コンデ
ンサ、23,24゜25.26,27,28はダイオー
ド、32はロボット制御回路、33はモード切替スイッ
チ、50.53,54,55,56は電界効果トランジ
スタ、51,52はドライブ回路である。
は先に出願した一例を示す構成図である。 図 中、 1は動作腕、3(よACサーボモータ、4はパルスゼネ
レータ (PLG) 、5,6,7は動力線、9はサー
ボドライバ、工0ばパワー変換器、11.12,13,
14,15,16はトランジスタ、21は平滑用コンデ
ンサ、23,24゜25.26,27,28はダイオー
ド、32はロボット制御回路、33はモード切替スイッ
チ、50.53,54,55,56は電界効果トランジ
スタ、51,52はドライブ回路である。
Claims (1)
- ロボット作業時には、作動指令に応じた電力をサーボド
ライバから電気モータに送り、電気モータの駆動により
ロボットの動作腕が作動し、教示時には、前記動作腕が
教示者により直接に動かされ、教示動作による動作腕の
動きにより電気モータが回転して発電作用を生じるダイ
レクト教示方式ロボットの教示装置において、教示時に
電気モータで発電されてサーボドライバ内に流れ込む電
流を遮断する開放回路を、前記サーボドライバ内に設け
たことを特徴とするダイレクト教示方式ロボットの教示
装置。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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