JPS5841995B2 - ロボツト制御方式 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はロボット制御方式に係り、特にワークのチャッ
クへの押付状態を検出して、その位置を補正し、最適押
付状態を実現できるロボット制御方式に関する。

人件費の高騰にともなう省力化、作業合理化等の要求の
ために工業用ロボットが実用化され、大いにその効力を
発揮してきている。

特に多数の工作機械が設置されている機械工場において
は、各工作機械に対するワークの交換、工具交換等の単
純なサービスを工業用ロボットに行なわせることにより
著しい効果を挙げており、その需要は生年増大している
。

第１図はかかる工業用ロボットの一例であり、同図ａは
平面図、同図すは側面図である。

回申、１はワーク交換等の際これらを把持するメカニカ
ルハンド、２は回転（α軸）及び上下振り（β軸）が可
能な手首、３は伸縮（Ｒ軸）自在な腕、４は軸ＰＬＩこ
対して上下移動（Ｚ軸）及び旋回（θ軸）可能なケーシ
ング、５はフレーム、６はロボット動作を教示する教示
操作盤、７はオペレータ操作用の操作パネル、８は教示
操作盤６からの指示による教示内容たとえば動作位置（
ポイント）、動作速度、サービスの種別等を順次記憶す
るとともに、該教示内容に従って前記メカニカルハンド
１、手首２、腕３、ケーシング４の動作を制御する制御
部である。

このようなプレイバック式１業用ロボツトでは、あらか
じめ、サービス動作を教示操作盤６より教示し、その教
示内容（以下ロボット指令データという）を制御部８内
のメモリに記憶させておき、機械側よりサービス要求が
ある度に一連のロボット指令データを逐次読出して該機
械に繰返し反復サービスする。

このロボット指令データは、サービスすべきポイント情
報、動作速度、ポイントにおけるハンドの制御や工作機
械側との信号のやりとり等を指示するサービスコード等
より成っている。

又、上記教示は一般的に、（１）ロボット指令データを
格納すべきメモリアドレスの設定、（２）ジョグ送り（
手動送り）による位置決め、（３）ポイントの位置情報
及び速度指令値の設定、（４）ロボットサービスコード
の設定という順序で行われ、上記（１）乃至（４）のシ
ーケンスを繰返し行うことにより工作機械ｌこ対する一
連のロボット動作が教示される。

従って、ロボットの制御系、機構部に伺等の障害が存在
しない限り、該ロボットはサービス要求の都度、ロボッ
ト指令データに応じて、所定の動作速度による位置決め
完了後、正しくワーク交換切粉除去、工具交換、ハンド
制御等のサービスを次々と実行する。

ところで、旋盤のチャックにワークを取付けるに際して
は該ワークの端面とチャック面を平行にしく面合せ）、
かつチャックの中心線とワークの中心線を一致させる（
芯合せ）必要がある。

というのは面合せ、芯合せかうまくいかないとチャック
は傾いた状態でワークを把持することＯこなり、これが
加工誤差の原因となって不良品を発生し、又バイトの折
損などを生じるからである。

そこで従来はワーク押付緩衝機構をロボットに装着して
いるが、すべての場合においてワークを正確にチャッキ
ングできるとは限らなかった。

このため、ワークを傾けてチャッキングさせたま＼、加
工を行なう場合が生じ、前述の通り不良品の発生、バイ
トの折損が生じていた。

従って、本発明はワークの押付不良を簡単な機構で検出
できると共に、最適の押付状態を実現できるロボット制
御方式を提供することを目的とするＯ 以下、本発明の実施例を図面に従って詳細に説明する。

第２図はワークの押付状態を示す説明図であり、同図ａ
は押付状態が正常でない場合、同図すは押付状態が正常
な場合である。

図中ＣＨＫ１．ＣＨＫ２はチャックの爪（チャック爪）
であり、図示しないがもう１つのチャック爪とで三爪チ
ャックを構成している。

ＲＨＬはロボット手首、ＷＰＭｌ。ＷＰＭ２は押付機構
、ＧＵは把持ユニット、ＷＫはワークである。

さて、第２図ａにおいてはチャック面Ｃ８とワーク面Ｗ
Ｓは平行になっておらず、面合せが不完全でワークＷＫ
は傾いている。

一方、第２図すにおいてはチャック面Ｃ８とワーク面Ｗ
Ｓは平行であり、面合せ、芯合せ共正常な状態になって
いる。

従って、各チャック爪ＣＨＫ１．ＣＨＫ２・・・・・・
を内方（矢印方向）に閉じても第２図ａの場合にはワー
クＷＫを傾いて把持してしまう。

尚、第２図すの場合には正しく把持できる。

第３図は面合せ、芯合せが不完全な場合の状態図で第３
図ａはチャック面Ｃ８とワーク面ＷＳが一致しておらず
、第３図すではワークセンタラインＷＣＬとチャックセ
ンタラインＣＣＬが一致していない。

第４図は押付状態が正常かどうかを検出する検出方法を
説明する説明図であり、第２図と同一部分には同一符号
を付し、その詳細な説明は省略する。

さて、ワークＷＫが図示の如く傾いた状態でチャックＣ
ＨＫ１〜ＣＨＫ３（ＣＨＫ３は図示せず）を閉じると、
ロボットの把持ユニツ１−ＧＵ、手首ＲＨＬ或いは図示
しない腕に矢印Ａ方向の力が加わる。

従って、この力を検出することができればワークの押付
が正常かどうかを判別できる。

そこで、本発明ではたとえば手首ＲＨＬに歪ゲージセン
サＳＧを装着し、前記力により該手首に生ずる歪を検出
するようにしている。

尚、この歪ゲージセンサの数を増加させればワーク押付
状態を精度良く検出することができる。

たとえば、ワークが右側ｌこ傾いているか、左側にある
いは上、下側に傾いて、ワーク中心線がチャック中心線
からどの程度ずれているかを検出することができる。

尚、押付状態を検出する方法としては歪ゲージセンサ以
外０こ種々の方法が考えられる。

たとえばワーク押付時におけるハンドの移動量を読みと
る方法、押付時読６ごかＳる負荷トルクを駆動モータに
流れる電流値から判断する方法などが挙げられる。

即ち、前者はワークが傾いたりするとワークとチャック
が接触するまでのハンドの移動量が正常時に比らべ短く
なるからこの点を検出センサにより検出するもの、或い
は押付機構ＷＰＭ１゜ＷＰＭ２の押付ストロークの差を
利用するもので、又後者は押付時ワークが傾いたりする
と該ワークのかど部がチャック等に当接し腕にかＳる負
荷トルクが大きくなり１駆動電流が大きくなるからこの
点を検出するものである。

第５図は本発明のブロック図である。

図中、ＲＢＣはマイコン構成のロボット制御装置であり
、教示データを記憶するデータメモリ、処理部、及び検
出信号に基いてどのようにロボットのハンド位置を補正
するかの移動量、プログラムなどを記憶するメモリを有
している。

ＭＡＣは工作機械で、たとえば旋盤である。

ＲＢＴはロボット、ＨＤはハンドであり、該ハンドには
ワークとチャックとの接触を検出する接触検出器ＳＤＩ
。

５Ｄ２（例えば応力ゲージ）及び第４図に示す歪ゲージ
センサＳＧが取付けられている。

さて、ロボット制御装置ＲＢＣは接触検出器ＳＤ１．Ｓ
Ｄ２からの出力量に差があればまずハンドを所定量後退
させると共に誤差の大きさに応じてハンドを回転させ、
ワンク面とチャック面を平行にする。

ついで、前記所定量だけハンドを前進させワークをチャ
ックに押付け、チャック爪を閉じる。

このとき、チャック中心線とワークの中心線が一致して
いなければハンド（こはネジレ力が生じ（第４図）、歪
ケージセンサＳＧから信号が出力される。

これにより、ハンドを再度所定量だけ後退させると共に
歪量に応じてハンドを移動させ中心線を一致させる。

そして、最後に前記所定量だけハンドを再び前進させワ
ークをチャックに押付ければ最適の押付状態がえられる
。

以上説明したように、本発明によればハンドに該ハンド
のネジレ力を検出する歪ゲージセンサと、ワークとチャ
ックとの接触を検出する少なくとも２つの接触検出器と
を設け、ワークのチャックへの押付時における各接触検
出器出力に基いてハンドを回転させてワーク面とチャッ
ク面を平行にすると共に、ワークのチャックへの押付時
における歪ゲージセンサ出力に基いてハンド位置を補正
してチャック中心線とワーク中心線とを一致させるよう
（こしたから、教示データの誤りや位置決め誤差があっ
ても簡単な構成でワークの押付状態検出でき、しかも該
ワーク位置を補正して最適の押付状態を得ることができ
るから加工不良、バイトの折損をなくすことができると
共に、加工効率を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は工業用ロボットの平面図及び側面図、第２図は
ワーク押付状態説明図、第３図は面合せ及び芯合せが不
完全な場合の状態図、第４図は押付状態を検出する構成
の説明図、第５図は本発明のシステム構成図である。 ＣＨＫｌ、ＣｎＨ２・・・・・・チャック爪、ＲＨＬ・
・・・・・ロボット手首、ＷＫ・・・・・・ワーク、Ｇ
Ｕ・・・・・・把持ユニット、ＷＰＭｌ、ＷＰＭ２・・
・・・・押付機構、ＳＧ・・・・・・歪ゲージセンサ、
ＳＤ１〜ＳＤ２・・・・・・接触検出器、ＲＢＣ・・・
・・・ロボット制御装置、ＭＡＣ・・・・・・工作機械
、ＲＢＴ・・・・・・ロボット。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 予め教示した教示データに基いてロボットに所定の
   動作を実行させると共に、旋盤を構成するチャックへの
   ワークの押付状態を検出する検出器をロボットのハンド
   に取付け、該検出器からの信号に基づいてハンドを動か
   し、ワークのチャックに対する位置を補正するロボット
   制御方式において、ハンドに該ハンドのネジレ力を検出
   する歪ゲージセンサと、ワークとチャックとの接触を検
   出する少なくとも２つの接触検出器とを設け、ワークの
   チャックへの押付時における各接触検出器出力に基いて
   ハンドを回転させてワーク面とチャック面を平行ｌこす
   ると共に、ワークのチャックへの押付時における歪ゲー
   ジセンサ出力に基いてハンド位置を補正してチャック中
   心線とワーク中心線とを一致させることを特徴とするロ
   ボット制御方式。