JPH06262561A - Industrial robot - Google Patents
Industrial robotInfo
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- JPH06262561A JPH06262561A JP5911793A JP5911793A JPH06262561A JP H06262561 A JPH06262561 A JP H06262561A JP 5911793 A JP5911793 A JP 5911793A JP 5911793 A JP5911793 A JP 5911793A JP H06262561 A JPH06262561 A JP H06262561A
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- air pressure
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は工業用ロボットに係
り、特に揺動自在に設けられたアームをその停止位置に
保持するバランス機構を有する工業用ロボットに関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an industrial robot, and more particularly to an industrial robot having a balance mechanism for holding an oscillating arm at its stop position.
【０００２】[0002]
【従来の技術】例えば、旋回ベース上に起立する第１の
アームの上端に、水平方向に延びる第２のアームが揺動
自在に支持される多関節形の工業用ロボットにおいて
は、第１のアームがその自重と第２のアームの重量によ
り傾斜するため、第１のアームがその回動位置で静止す
るように、第１のアームに作用する重力モーメントとバ
ランスする力を第１のアームに付与する、バランス機構
が設けられている。2. Description of the Related Art For example, in a multi-joint type industrial robot in which a second arm extending in a horizontal direction is swingably supported on an upper end of a first arm standing on a turning base, Since the arm tilts due to its own weight and the weight of the second arm, a force that balances the gravitational moment acting on the first arm is applied to the first arm so that the first arm stands still at the rotation position. A balancing mechanism is provided.
【０００３】従来のバランス機構としては、例えば特願
平３−１４８９５４号に開示された機構がある。この機
構は、旋回ベース上に起立し揺動自在に支持された第１
のアームと、第１のアームの下端部を支持するブラケッ
トとの間に、エアシリンダが取り付けてあり、エアシリ
ンダ内部には、圧縮コイルバネよりなるスプリングおよ
びピストンが設けられている。また、このバランス機構
に圧縮空気を供給する空気供給ユニットが設けられてお
り、スプリングと協働するようにエアシリンダへ空気を
供給している。この空気供給ユニットは空気源、空気タ
ンク、および減圧弁等からなり、空気源から供給される
空気は一旦空気タンクに溜められ、減圧弁により一定圧
力に減圧されて、エアシリンダに供給される。このよう
にして供給される空気圧力と、スプリングのバネ力であ
る押圧力とによりピストンが押圧されており、これらの
合力により、第１のアームがその回動位置に保持され
る。すなわち、エアシリンダに供給される空気圧力とス
プリングのバネ力との合力により、第１のアームに作用
する重力モーメントが軽減される。As a conventional balance mechanism, for example, there is a mechanism disclosed in Japanese Patent Application No. 3-148954. This mechanism includes a first unit that is erected on a swivel base and is swingably supported.
An air cylinder is attached between the arm and a bracket that supports the lower end of the first arm. Inside the air cylinder, a spring composed of a compression coil spring and a piston are provided. Further, an air supply unit for supplying compressed air to the balance mechanism is provided, and air is supplied to the air cylinder so as to cooperate with the spring. The air supply unit is composed of an air source, an air tank, a pressure reducing valve, and the like. The air supplied from the air source is temporarily stored in the air tank, reduced to a constant pressure by the pressure reducing valve, and then supplied to the air cylinder. The piston is pressed by the air pressure supplied in this way and the pressing force that is the spring force of the spring, and the resultant force holds the first arm at its pivot position. That is, the gravitational moment acting on the first arm is reduced by the resultant force of the air pressure supplied to the air cylinder and the spring force of the spring.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来の工業用ロボットにおいては、空気供給ユニットから
エアシリンダに供給する空気圧力は一定であり、かつ、
スプリングのバネ定数は一定である。そのため、第１の
アームが動作可能な全範囲において、第１のアームに作
用する重力モーメントを打ち消すことは困難である。例
えば、第１のアームが水平方向に大きく回動した状態で
バランスするように、スプリングのバネ定数および空気
圧力を設定すると、第１のアームが垂直に近くなるにつ
れて、第１のアームに作用する重力モーメントはバネ力
と空気圧力の合力より大きくなってしまい、アームが安
定に静止することが難しくなるという問題があった。By the way, in the above-mentioned conventional industrial robot, the air pressure supplied from the air supply unit to the air cylinder is constant, and
The spring constant of the spring is constant. Therefore, it is difficult to cancel the gravity moment acting on the first arm in the entire range in which the first arm can operate. For example, when the spring constant and the air pressure of the spring are set so that the first arm is balanced in the state of being largely rotated in the horizontal direction, the first arm acts on the first arm as it approaches the vertical direction. The gravitational moment becomes larger than the total force of the spring force and the air pressure, and there is a problem that it becomes difficult for the arm to stand still.
【０００５】この発明は、このような背景の下になされ
たもので、アームの姿勢に応じて、エアシリンダに供給
する空気圧力を変化させることによって、バランス機構
によるバランス力を変化させることができる工業用ロボ
ットを提供することを目的とする。The present invention has been made under such a background, and the balance force by the balance mechanism can be changed by changing the air pressure supplied to the air cylinder according to the attitude of the arm. It is an object to provide an industrial robot.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】この発明による工業用ロ
ボットは、支持部に揺動自在に支承されたアームと、一
端が前記アームに連結され、他端が前記支持部に連結さ
れたバランス機構と、前記バランス機構に圧縮空気を供
給する空気供給手段と、前記空気供給手段の供給する前
記圧縮空気の空気圧を設定する空気圧設定手段と、前記
アームの姿勢に対応し、前記アームが該姿勢に保持され
るために必要な前記圧縮空気の空気圧を記憶した記憶手
段と、前記アームの現在の姿勢に基づいて前記記憶手段
から前記空気圧を読み出し、前記空気圧設定手段の設定
する前記空気圧が前記読み出した空気圧と等しくなるよ
う、前記空気圧設定手段を制御する制御手段とを具備す
ることを特徴としている。SUMMARY OF THE INVENTION An industrial robot according to the present invention comprises an arm swingably supported by a support, a balance mechanism having one end connected to the arm and the other end connected to the support. An air supply means for supplying compressed air to the balance mechanism, an air pressure setting means for setting an air pressure of the compressed air supplied by the air supply means, and a posture of the arm. Storage means for storing the air pressure of the compressed air required to be held, and the air pressure is read from the storage means based on the current posture of the arm, and the air pressure set by the air pressure setting means is read. And a control means for controlling the air pressure setting means so that the air pressure becomes equal to the air pressure.
【０００７】[0007]
【作用】上記構成によれば、制御手段は、アームが現在
の姿勢に保持されるために必要な圧縮空気の空気圧を、
記憶手段から読み出し、読み出した空気圧と空気圧設定
手段の設定する空気圧とが等しくなるように空気圧設定
手段を制御する。この空気圧設定手段が設定する空気圧
の圧縮空気を、空気供給手段はバランス機構に供給し、
それによりアームが現在の姿勢に保持される。According to the above construction, the control means controls the air pressure of the compressed air required for the arm to be held in the present posture.
The air pressure setting means is controlled so that the air pressure read out from the storage means and the air pressure set by the air pressure setting means become equal. The air supply means supplies compressed air having an air pressure set by the air pressure setting means to the balance mechanism,
This keeps the arm in its current position.
【０００８】[0008]
【実施例】以下、図面を参照して、この発明の一実施例
について説明する。図１および図２はこの発明の一実施
例による工業用ロボット１の構成を示す斜視図である。
図１において、２は多関節型のロボット本体である。ロ
ボット本体２は、固定ベース７ａ上に、水平方向に回動
する旋回ベース７が設けられており、旋回ベース７上に
は支台８が設置されている。４は第１のアームであり、
支台８上に起立し、前後方向に回動するよう支承されて
いる。また、９は第２のアームであり、第１のアーム４
の上端に支承され、水平方向に延在する。１０は手首部
であり、その先端には、例えば塗装ガン等の図示しない
作業治具が取り付けられる。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 and 2 are perspective views showing the configuration of an industrial robot 1 according to an embodiment of the present invention.
In FIG. 1, 2 is an articulated robot body. The robot body 2 is provided with a swivel base 7 that rotates in a horizontal direction on a fixed base 7 a, and an abutment 8 is installed on the swivel base 7. 4 is the first arm,
It stands on the abutment 8 and is supported so as to rotate in the front-rear direction. 9 is a second arm, and the first arm 4
It is supported on the upper end of and extends horizontally. Reference numeral 10 is a wrist portion, and a work jig (not shown) such as a painting gun is attached to the tip of the wrist portion.
【０００９】また、３はコントローラであり、電源スイ
ッチ３９等のスイッチを有し、ロボット本体２の動作を
制御する。５はバランス機構であり、ロボット本体２の
第１のアーム４を静止させるものであり、内部に後述す
るエアシリンダ１８を有している。６は空気供給ユニッ
トであり、バランス機構５のエアシリンダ１８に圧縮空
気を供給する。A controller 3 has switches such as a power switch 39 and controls the operation of the robot body 2. Reference numeral 5 denotes a balance mechanism for stopping the first arm 4 of the robot body 2 and having an air cylinder 18 described later inside. An air supply unit 6 supplies compressed air to the air cylinder 18 of the balance mechanism 5.
【００１０】次に、図２により、ロボット本体２の内部
の構成について示す。図２において、８ａ，８ｂはモー
タ取付部であり、支台８より突出している。モータ取付
部８ａには、第１のアーム４を駆動する駆動モータ１１
が取り付けられており、モータ取付部８ｂには、第２の
アーム９を駆動する駆動モータ１２が取り付けられてい
る。駆動モータ１１のロータは、第１のアーム４のフラ
ンジ部４Ａに固着されており、このため第１のアーム４
は、駆動モータ１１の駆動力により、軸Ｂを中心に前後
方向に回動するようになっている。Next, referring to FIG. 2, the internal structure of the robot body 2 will be described. In FIG. 2, reference numerals 8 a and 8 b denote motor mounting portions, which project from the abutment 8. The drive motor 11 for driving the first arm 4 is attached to the motor mounting portion 8a.
Is attached, and the drive motor 12 that drives the second arm 9 is attached to the motor attachment portion 8b. The rotor of the drive motor 11 is fixed to the flange portion 4A of the first arm 4, and therefore the first arm 4
Is rotated in the front-rear direction about the axis B by the driving force of the drive motor 11.
【００１１】また、１３は第１のアーム４の後方で垂直
方向に延在する水平リンクであり、１４は第１のアーム
４の後方で垂直方向に延在する垂直リンクである。そし
て、駆動モータ１２のロータは、水平リンク１３のフラ
ンジ部１３Ａに結合されていおり、水平リンク１３の先
端は、垂直リンク１４の下端に連結されている。また、
垂直リンク１４の上端は、第１のアーム４の上端４ａに
支承された第２のアーム９の後部９ａに連結されてい
る。従って、駆動モータ１２の回転駆動力は、水平リン
ク１３、垂直リンク１４を介して第２のアーム９に伝達
されるようになっている。Reference numeral 13 is a horizontal link that extends vertically behind the first arm 4, and 14 is a vertical link that extends vertically behind the first arm 4. The rotor of the drive motor 12 is coupled to the flange portion 13A of the horizontal link 13, and the tip of the horizontal link 13 is coupled to the lower end of the vertical link 14. Also,
The upper end of the vertical link 14 is connected to the rear portion 9a of the second arm 9 supported by the upper end 4a of the first arm 4. Therefore, the rotational driving force of the drive motor 12 is transmitted to the second arm 9 via the horizontal link 13 and the vertical link 14.
【００１２】一方、図２に示すように、第２のアーム９
は、軸Ｂと平行な軸Ｃを中心に上下方向に回動する。ま
た、第２のアーム９の先端に設けられた手首部１０は、
軸Ｄ，Ｅ，Ｆを中心とする３軸方向に回動する構成であ
り、その軸Ｆに、例えば塗装ガン等の作業治具が取り付
けられる。On the other hand, as shown in FIG. 2, the second arm 9
Rotates vertically about an axis C parallel to the axis B. Further, the wrist portion 10 provided at the tip of the second arm 9 is
It is configured to rotate in three axial directions about axes D, E, and F, and a working jig such as a coating gun is attached to the axis F.
【００１３】また、１５、１６、１７は手首駆動モータ
であり、第２のアーム９の後部９ａに収納されており、
手首部１０を各軸方向に駆動する。更に、バランス機構
５において、エアシリンダ１８の下端がモータ取付部８
ｂに連結され、上端が第１のアーム４の側面に連結され
ている。Reference numerals 15, 16 and 17 denote wrist driving motors, which are housed in the rear portion 9a of the second arm 9,
The wrist 10 is driven in each axial direction. Further, in the balance mechanism 5, the lower end of the air cylinder 18 is connected to the motor mounting portion 8
The upper end is connected to the side surface of the first arm 4.
【００１４】ここで、図３により、バランス機構５と空
気供給ユニット６の構成について説明する。The structure of the balance mechanism 5 and the air supply unit 6 will be described with reference to FIG.
【００１５】バランス機構５は、エアシリンダ１８と、
エアシリンダ１８内に設けられた圧縮コイルバネよりな
るスプリング１９とからなる。The balance mechanism 5 includes an air cylinder 18 and
The air cylinder 18 includes a spring 19 which is a compression coil spring.
【００１６】図３において、２０はシリンダ部であり、
その上端２０ａ（軸受２０ｂを有する）が、第１のアー
ム４の側面に回動自在に連結されている。２１はピスト
ンであり、シリンダ部２０の内部に摺動自在に設けられ
ている。また、２２はピストンロッドであり、ピストン
２１の下面中央に結合され、シリンダ部２０の底部中央
孔を貫通して下方に延在する。そして、ピストンロッド
２２の下端２２ａ（軸受２２ｂを有する）は、図２に示
す支台８のモータ取付部８ａに回転自在に連結されてい
る。In FIG. 3, 20 is a cylinder portion,
The upper end 20a (having a bearing 20b) is rotatably connected to the side surface of the first arm 4. Reference numeral 21 denotes a piston, which is slidably provided inside the cylinder portion 20. Reference numeral 22 denotes a piston rod, which is connected to the center of the lower surface of the piston 21 and extends downward through the bottom center hole of the cylinder portion 20. The lower end 22a (having the bearing 22b) of the piston rod 22 is rotatably connected to the motor mounting portion 8a of the abutment 8 shown in FIG.
【００１７】このような構成により、エアシリンダ１８
は、第１のアーム４が垂直方向に起立するとき、ピスト
ン２１がシリンダ部２０内を上動して圧縮状態となり、
第１のアーム４が水平方向の下動限位置まで回動すると
き、ピストン２１がシリンダ部２０を下動して伸張状態
となるようになっている。With this structure, the air cylinder 18
When the first arm 4 stands upright in the vertical direction, the piston 21 moves upward in the cylinder portion 20 into a compressed state,
When the first arm 4 rotates to the lower limit position in the horizontal direction, the piston 21 moves downward in the cylinder portion 20 to be in an extended state.
【００１８】また、ピストン２１は、シリンダ部２０内
を上室２０ｃと下室２０ｄとに画成する。そして、下室
２０ｄの底部近傍には吸気口２０ｅが設けられ、上室２
０ｃの上部近傍には排気口２０ｆが設けられている。ま
た、ピストン２１は、バネ定数の小さいスプリング１９
の押圧力により、全ストロークで上方に押圧されてお
り、このためエアシリンダ１８は圧縮状態となって、第
１のアーム４に垂直方向への力を作用せしめる。Further, the piston 21 defines the inside of the cylinder portion 20 into an upper chamber 20c and a lower chamber 20d. An intake port 20e is provided near the bottom of the lower chamber 20d, and the upper chamber 2
An exhaust port 20f is provided near the upper portion of 0c. In addition, the piston 21 is a spring 19 having a small spring constant.
Is pressed upward in the entire stroke by the pressing force of, and therefore the air cylinder 18 is in a compressed state, and exerts a force in the vertical direction on the first arm 4.
【００１９】図３において、２４はコンプレッサ等の空
気源であり、圧縮空気を生成する。２５は減圧弁であ
り、空気源２４によって生成される圧縮空気の空気圧力
を設定する。２６はステッピングモータであり、減圧弁
２５の上方に取り付けられ、コントローラ３によって制
御されている。このステッピングモータ２６により、減
圧弁２５の空気圧力が制御される。そして、減圧弁２５
によって空気圧力が設定された圧縮空気は、吸気口２０
ｅを通してシリンダ部２０に供給され、内部スプリング
１９と協働するようにピストン２１を上方に押圧する。In FIG. 3, reference numeral 24 is an air source such as a compressor, which produces compressed air. A pressure reducing valve 25 sets the air pressure of the compressed air generated by the air source 24. A stepping motor 26 is mounted above the pressure reducing valve 25 and is controlled by the controller 3. The stepping motor 26 controls the air pressure of the pressure reducing valve 25. And the pressure reducing valve 25
The compressed air, whose air pressure is set by
It is supplied to the cylinder part 20 through e and presses the piston 21 upward so as to cooperate with the internal spring 19.
【００２０】図４に、減圧弁２５の構成を示す。この図
において、２８はシャフトであり、図３に示すステッピ
ングモータ２６によって回転する。減圧弁２５は、シャ
フト２８の回転により空気圧力を変化させる。２９は調
圧スプリングであり、シャフト２８の回転により押圧力
が変化する。３０はダイヤフラムであり、調圧スプリン
グ２９の押圧力がダイヤフラム室３１内の空気圧力より
高くなると、下方に湾曲し、低くなると上方に湾曲す
る。３２はロッドであり、ダイヤフラム３０の湾曲に伴
って上下動する。３３はバルブであり、ダイヤフラム３
０が下方に湾曲すると、ロッド３２を介して押し下げら
れる。それによって、空気源２４からの圧縮空気が、エ
アシリンダ１８の吸気口２０ｅに供給されるようになっ
ている。３４は排気バルブであり、ダイヤフラム３０が
上方に湾曲してロッド３２が持ち上げられることによ
り、開弁する。そして、エアシリンダ１８側の空気が排
出される。FIG. 4 shows the structure of the pressure reducing valve 25. In this figure, 28 is a shaft, which is rotated by the stepping motor 26 shown in FIG. The pressure reducing valve 25 changes the air pressure by the rotation of the shaft 28. Reference numeral 29 is a pressure adjusting spring, and the pressing force changes as the shaft 28 rotates. Reference numeral 30 denotes a diaphragm, which bends downward when the pressing force of the pressure regulating spring 29 becomes higher than the air pressure in the diaphragm chamber 31, and bends upward when it becomes low. Reference numeral 32 denotes a rod, which moves up and down as the diaphragm 30 bends. 33 is a valve, the diaphragm 3
When 0 bends downwards, it is pushed down through rod 32. Thereby, the compressed air from the air source 24 is supplied to the intake port 20e of the air cylinder 18. An exhaust valve 34 is opened by bending the diaphragm 30 upward and lifting the rod 32. Then, the air on the air cylinder 18 side is discharged.
【００２１】また、図３において、２７は圧力センサで
あり、減圧弁２５のエアシリンダ側に接続されている。
圧力センサ２７は、減圧弁２５からエアシリンダ１８に
供給される空気圧力を検出し、その検出信号をコントロ
ーラ３に出力する。In FIG. 3, 27 is a pressure sensor, which is connected to the air cylinder side of the pressure reducing valve 25.
The pressure sensor 27 detects the air pressure supplied from the pressure reducing valve 25 to the air cylinder 18, and outputs the detection signal to the controller 3.
【００２２】次に、図５により、工業用ロボット１の制
御構成について説明する。この図において、３５は処理
装置であり、動作指令を出力して後述する各装置を動作
させると共に、データの比較、および読み書き等を行
う。３６は記憶装置であり、制御プログラム等を記憶し
ている。３７はモータドライバであり、図２に示す各駆
動モータ１１，１２，１５，１６，１７、およびステッ
ピングモータ２６と接続されている。３８はｉ／ｏドラ
イバであり、圧力センサ２７と接続されている。Next, the control configuration of the industrial robot 1 will be described with reference to FIG. In this figure, reference numeral 35 is a processing device, which outputs an operation command to operate each device described later, and also performs data comparison, reading and writing, and the like. A storage device 36 stores a control program and the like. A motor driver 37 is connected to the drive motors 11, 12, 15, 16, 17 and the stepping motor 26 shown in FIG. Reference numeral 38 denotes an i / o driver, which is connected to the pressure sensor 27.
【００２３】また、記憶装置３６には、第１のアーム４
の姿勢（位置）、すなわち第１のアーム４の回動角と、
その姿勢にバランスさせるために必要なエアシリンダ１
８内の空気圧力とを対応付ける、姿勢−圧力テーブルが
記憶されている。この姿勢−圧力テーブルの例を、図６
の表に示す。この表に示すように、第１のアーム４の姿
勢（第１のアーム４の回動角）Ｍ1〜Ｍn各々に対応し
て、その姿勢にバランスさせるために必要な空気圧力Ｐ
1〜Ｐnが設定されている。また、図７に、第１のアーム
４の姿勢に対するバランス機構５の力の変化を示す。こ
の図において、線図に、エアシリンダ１８へ供給する
空気圧力をゼロとし、スプリング１９のバネ力によって
のみ第１のアーム４をバランスさせる場合における、力
Ｆ2の変化を示す。また、線図に、第１のアーム４を
バランスさせるのに必要な力Ｆ3の変化を示す。本実施
例においては、バランス機構５の力はスプリング１９の
バネ力と空気圧力との合力によるので、第１のアーム４
をバランスさせるのに必要な空気圧力は、バランスさせ
るのに必要な力Ｆ3と、スプリング１９のバネ力による
力2との差（Ｆ3−Ｆ2）で表され、力Ｆ1（線図）のよ
うになる。従って、図６に示す表は、線図に示す力Ｆ
1の曲線を第１のアーム４の姿勢について細分化し、第
１のアーム４の姿勢Ｍ1〜Ｍnと、その姿勢にバランスさ
せるのに必要な空気圧力Ｐ1〜Ｐnとの関係として表した
ものである。Further, the storage device 36 includes the first arm 4
Posture (position), that is, the rotation angle of the first arm 4,
Air cylinder 1 required to balance the posture
A posture-pressure table is stored which is associated with the air pressure inside 8. An example of this posture-pressure table is shown in FIG.
Shown in the table. As shown in this table, the air pressure P required to balance the posture of the first arm 4 (rotational angle of the first arm 4) M 1 to M n is adjusted.
1 to P n are set. Further, FIG. 7 shows changes in the force of the balance mechanism 5 with respect to the posture of the first arm 4. In this figure, the diagram shows the change of the force F 2 when the air pressure supplied to the air cylinder 18 is set to zero and the first arm 4 is balanced only by the spring force of the spring 19. The diagram also shows the change in the force F 3 required to balance the first arm 4. In the present embodiment, the force of the balance mechanism 5 is due to the combined force of the spring force of the spring 19 and the air pressure.
The air pressure required to balance the force is represented by the difference (F 3 −F 2 ) between the force F 3 required for balancing and the force 2 due to the spring force of the spring 19, and the force F 1 (line diagram )become that way. Therefore, the table shown in FIG. 6 shows the force F shown in the diagram.
The first curve is subdivided for the attitude of the first arm 4, a table as a relationship between the position M 1 ~M n of the first arm 4, the air pressure P 1 to P n required to balance its attitude It was done.
【００２４】次に、この工業用ロボット１の動作につい
て説明する。まず、電源スイッチ３９が操作されること
により電源が投入され、図示しない操作スイッチにより
動作モードとなると、処理装置３５は記憶装置３６に記
憶されているプログラムを読み出す。処理装置３５は、
記憶装置３６から読み出したプログラムに基づき、モー
タドライバ３７を介して各駆動モータ１１，１２，１
５，１６，１７に動作命令を出力する。それにより、各
駆動モータ１１，１２，１５，１６，１７は、第１のア
ーム４および第２のアーム９を動作駆動する。以降、処
理装置３６は、図８のＰＡＤ図に示す処理を行う。Next, the operation of the industrial robot 1 will be described. First, the power is turned on by operating the power switch 39, and when the operation mode is set by an operation switch (not shown), the processing device 35 reads the program stored in the storage device 36. The processing device 35 is
Based on the program read from the storage device 36, the drive motors 11, 12, 1 are driven via the motor driver 37.
The operation command is output to 5, 16 and 17. As a result, the drive motors 11, 12, 15, 16, 17 drive the first arm 4 and the second arm 9 for operation. After that, the processing device 36 performs the processing shown in the PAD diagram of FIG.
【００２５】まず、ステップＳ１において、処理装置３
５は、モータドライバ３７を介して、第１のアーム４の
現在の姿勢（位置）Ｍ、すなわち第１のアーム４の回動
角を取り込む。次に、ステップＳ２において、圧力セン
サ２７の検出結果、すなわち空気供給ユニット６が現在
エアシリンダ１８に供給している空気圧力を、ｉ／ｏド
ライバ３８を介して取り込む。そして、ステップＳ３に
おいて、ステップＳ１で得た第１のアーム４の姿勢Ｍに
基づき、図６に示す姿勢−空気圧力テーブルを参照し
て、エアシリンダ１８に供給すべき空気圧力Ｐを求め
る。First, in step S1, the processing device 3
Reference numeral 5 captures the current posture (position) M of the first arm 4, that is, the rotation angle of the first arm 4 via the motor driver 37. Next, in step S2, the detection result of the pressure sensor 27, that is, the air pressure that the air supply unit 6 is currently supplying to the air cylinder 18 is fetched via the i / o driver 38. Then, in step S3, based on the posture M of the first arm 4 obtained in step S1, the air pressure P to be supplied to the air cylinder 18 is obtained by referring to the posture-air pressure table shown in FIG.
【００２６】次に、ステップＳ４において、ステップＳ
３で求めた空気圧力Ｐと、ステップＳ２で得た現在の空
気圧力との差から、空気圧力変化量を求める。そして、
ステップＳ５において、ステップＳ４で求めた空気圧力
変化量に基づき、モータドライバ３７を介して、ステッ
ピングモータ２６に対して動作指令を出力する。ステッ
ピングモータ２６は、処理装置３５からの動作指令によ
り、減圧弁２５のシャフト２８を回転させ、シリンダ部
２０に供給する圧縮空気の空気圧力を変化させる。Next, in step S4, step S
The air pressure change amount is obtained from the difference between the air pressure P obtained in 3 and the current air pressure obtained in step S2. And
In step S5, an operation command is output to the stepping motor 26 via the motor driver 37 based on the air pressure change amount obtained in step S4. The stepping motor 26 rotates the shaft 28 of the pressure reducing valve 25 in response to an operation command from the processing device 35, and changes the air pressure of the compressed air supplied to the cylinder portion 20.
【００２７】例えば、処理装置３５が、シリンダ部２０
に供給する圧縮空気の空気圧力を高く設定するような動
作指令を出力した場合、ステッピングモータ２６はその
動作指令に応じてシャフト２８を回転させる。それによ
り、図４に示す調圧スプリング２９の押圧力がダイヤフ
ラム室３１内の空気圧より高くなり、ダイヤフラム３０
が下方に湾曲する。そして、ロッド３２を介してバルブ
３３が押し下げられ、空気源２４からの圧縮空気がエア
シリンダ１８の吸気口２０ｅに供給されるようになる。For example, the processing device 35 is used as the cylinder portion 20.
When an operation command for setting the air pressure of the compressed air supplied to the device is output high, the stepping motor 26 rotates the shaft 28 according to the operation command. As a result, the pressing force of the pressure regulating spring 29 shown in FIG. 4 becomes higher than the air pressure in the diaphragm chamber 31, and the diaphragm 30
Bends downward. Then, the valve 33 is pushed down via the rod 32, and the compressed air from the air source 24 is supplied to the intake port 20e of the air cylinder 18.
【００２８】一方、処理装置３５が、空気圧力を低く設
定するような動作指令を出力した場合、ステッピングモ
ータ２６はその動作指令に応じてシャフト２８の回転を
制御する。それによって、調圧スプリング２９の押圧力
がダイヤフラム室３１内の空気圧よりも低くなり、ダイ
ヤフラム３０が上方に湾曲する。それによって、ロッド
３２が持ち上がり、排気バルブ３４が開弁して、エアシ
リンダ１８側の空気が排出される。On the other hand, when the processing device 35 outputs an operation command for setting the air pressure low, the stepping motor 26 controls the rotation of the shaft 28 according to the operation command. As a result, the pressing force of the pressure adjusting spring 29 becomes lower than the air pressure in the diaphragm chamber 31, and the diaphragm 30 bends upward. As a result, the rod 32 is lifted, the exhaust valve 34 is opened, and the air on the air cylinder 18 side is discharged.
【００２９】以上のように、空気供給ユニット６は、エ
アシリンダ１８に現在の第１のアーム４の姿勢に応じた
空気圧力を供給する。As described above, the air supply unit 6 supplies the air cylinder 18 with the air pressure according to the current posture of the first arm 4.
【００３０】なお、上述の実施例においては、エアシリ
ンダ１８内にスプリング１９を設け、バランス力を得る
ため、スプリング１９のバネ力により空気圧力を補助す
るようにしているが、スプリング１９を廃し空気圧力の
みでバランスさせてもよい。また、第１のアーム４にエ
アシリンダ１８を取り付けたが、その他のロボット軸に
取り付けてもよい。In the above embodiment, the spring 19 is provided in the air cylinder 18, and the air pressure is assisted by the spring force of the spring 19 in order to obtain a balance force. You may balance only with pressure. Further, although the air cylinder 18 is attached to the first arm 4, it may be attached to another robot shaft.
【００３１】また、アームの姿勢からバランスさせるの
に必要な空気圧力を求める方法として、図７の線図で
表される、アームの姿勢と空気圧力の関係を示す曲線を
細分化し、テーブルを作って参照するようにしたが、線
図から近似式を作り、該式により求める方法を用いて
もよい。Further, as a method for obtaining the air pressure required to balance the arm posture, the curve showing the relationship between the arm posture and the air pressure shown in the diagram of FIG. 7 is subdivided to create a table. However, it is also possible to use a method of creating an approximate expression from a diagram and obtaining the approximate expression.
【００３２】更に、第１のアームに作用する重力モーメ
ントは、第１のアームの姿勢によって変化し、また第１
のアームの姿勢が一定であっても、第２のアームあるい
は手首部の姿勢が変わった場合でも変化する。従って、
エアシリンダに供給すべき空気圧力を、第１のアームの
姿勢によって可変するようにしたが、その他のロボット
軸の姿勢も含めて図７に示す姿勢−圧力テーブルを作り
直し、空気圧力を可変させるようにしてもよい。その場
合、より正確にアームをバランスさせることができる。Further, the gravitational moment acting on the first arm changes depending on the posture of the first arm, and
Even if the posture of the arm is constant, it changes even when the posture of the second arm or the wrist changes. Therefore,
Although the air pressure to be supplied to the air cylinder is changed according to the posture of the first arm, the posture-pressure table shown in FIG. 7 is recreated including the postures of the other robot axes to change the air pressure. You may In that case, the arm can be more accurately balanced.
【００３３】[0033]
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、揺動自在に設けられたアームの姿勢に応じて、バラ
ンス機構に供給される圧縮空気の空気圧を変化させるた
め、アームを全範囲において、その回動位置にバランス
させて安定に静止させることができる。従って、ダイレ
クトティーチング操作時の操作力が小さくなり、ダイレ
クトティーチング操作を容易に行うことができると共
に、特にアームの静止時や低速動作時において、アーム
を駆動するモータの負荷を軽減することができるという
効果がある。As described above, according to the present invention, since the air pressure of the compressed air supplied to the balance mechanism is changed in accordance with the posture of the swingably provided arm, the range of the arm is changed. In the above, it is possible to balance the rotation position and to make it stably stand still. Therefore, it is possible to reduce the operation force during the direct teaching operation, facilitate the direct teaching operation, and reduce the load on the motor that drives the arm, especially when the arm is stationary or at a low speed. effective.
【図１】この発明の一実施例による工業用ロボットの構
成を示す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view showing a configuration of an industrial robot according to an embodiment of the present invention.
【図２】同実施例による工業用ロボットのロボット本体
２の構成を示す斜視図である。FIG. 2 is a perspective view showing a configuration of a robot body 2 of the industrial robot according to the embodiment.
【図３】同実施例におけるバランス機構５と空気供給ユ
ニット６の構成を示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram showing configurations of a balance mechanism 5 and an air supply unit 6 in the same embodiment.
【図４】同実施例における減圧弁２５の構成を示す断面
図である。FIG. 4 is a cross-sectional view showing the configuration of a pressure reducing valve 25 in the same embodiment.
【図５】同実施例におけるコントローラ３の構成を示す
ブロック図である。FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of a controller 3 in the embodiment.
【図６】同実施例における記憶装置３６に記憶された、
姿勢−空気圧力テーブルを示す表図である。FIG. 6 is stored in a storage device 36 in the embodiment,
It is a table figure which shows a posture-air pressure table.
【図７】同実施例における第１のアーム４の姿勢とエア
シリンダ１８の関係を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the attitude of the first arm 4 and the air cylinder 18 in the same embodiment.
【図８】同実施例における処理装置３５の動作を示すＰ
ＡＤ図である。FIG. 8 is a P showing an operation of the processing device 35 in the embodiment.
FIG.
１ 工業用ロボット ２ ロボット本体 ３ コントローラ ４ 第１のアーム ５ バランス機構 ６ 空気供給ユニット ９ 第２のアーム １１，１２，１５，１６，１７ 駆動モータ １８ エアシリンダ １９ スプリング ２０ シリンダ部 ２５ 減圧弁 ２６ ステッピングモータ ２７ 圧力センサ ２８ シャフト ３５ 処理装置 ３６ 記憶装置 1 Industrial Robot 2 Robot Main Body 3 Controller 4 First Arm 5 Balance Mechanism 6 Air Supply Unit 9 Second Arm 11, 12, 15, 16, 17 Drive Motor 18 Air Cylinder 19 Spring 20 Cylinder 25 Pressure Reduction Valve 26 Stepping Motor 27 Pressure sensor 28 Shaft 35 Processing device 36 Storage device
─────────────────────────────────────────────────────
─────────────────────────────────────────────────── ───
【手続補正書】[Procedure amendment]
【提出日】平成５年１１月４日[Submission date] November 4, 1993
【手続補正１】[Procedure Amendment 1]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】図６[Name of item to be corrected] Figure 6
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【図６】 同実施例における記憶装置３６に記憶され
た、姿勢−空気圧力テーブルを示す図表である。FIG. 6 is a chart showing a posture-air pressure table stored in a storage device 36 in the embodiment.
Claims (1)
と、 一端が前記アームに連結され、他端が前記支持部に連結
されたバランス機構と、 前記バランス機構に圧縮空気を供給する空気供給手段
と、 前記空気供給手段の供給する前記圧縮空気の空気圧を設
定する空気圧設定手段と、 前記アームの姿勢に対応し、前記アームが該姿勢に保持
されるために必要な前記圧縮空気の空気圧を記憶した記
憶手段と、 前記アームの現在の姿勢に基づいて前記記憶手段から前
記空気圧を読み出し、前記空気圧設定手段の設定する前
記空気圧が前記読み出した空気圧と等しくなるよう、前
記空気圧設定手段を制御する制御手段とを具備すること
を特徴とする工業用ロボット。1. An arm swingably supported by a support, a balance mechanism having one end connected to the arm and the other end connected to the support, and air for supplying compressed air to the balance mechanism. A supply unit, an air pressure setting unit that sets the air pressure of the compressed air supplied by the air supply unit, and an air pressure of the compressed air that corresponds to the posture of the arm and is necessary for holding the arm in the posture. And the air pressure setting means is controlled so that the air pressure set by the air pressure setting means is equal to the read air pressure based on the current posture of the arm. An industrial robot characterized by comprising:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5911793A JPH06262561A (en) | 1993-03-18 | 1993-03-18 | Industrial robot |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5911793A JPH06262561A (en) | 1993-03-18 | 1993-03-18 | Industrial robot |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06262561A true JPH06262561A (en) | 1994-09-20 |
Family
ID=13104057
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5911793A Withdrawn JPH06262561A (en) | 1993-03-18 | 1993-03-18 | Industrial robot |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06262561A (en) |
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-
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- 1993-03-18 JP JP5911793A patent/JPH06262561A/en not_active Withdrawn
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