JPH03240106A - ダイレクト教示方式ロボットの教示装置 - 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〉 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。

〈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。

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。

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）。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

〈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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

〈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。

（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。

（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
。

【図面の簡単な説明】

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。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
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。