JPS6214209A - 産業用ロボツト - 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、特に原動機とアームが直接結合された垂直多
関節リンク型等の産業用ロボットに関するものである。

従来の技術 近年、産業用ロボットの制御分野では高速位置決めや作
業タクトの高速化が要求され各種の高速位置決め方式が
実用化されつつある。

以下図面を参照しながら従来の偏差カウンタ一方式の一
例について説明する。

第４図、第６図は従来の偏差カウンタ一方式のブロック
図と速度指令曲線について示すものである。

第４図において、５１は位置指令を行う演算部である。

６２は位置指令パルスとフィードバックパルスの偏差量
をカウントするアップダウンカウンターである。５３は
前記偏差量をモータ指令電圧に変換するデジタル、アナ
ログ変換器である。５４はサーボモータ駆動回路である
。

６６はサーボモータである。５６は負荷である。

５７は位置検出用パルスゼネレータである。

以上のように構成されたサーボ制御回路について、以下
その動作について説明する。

ツーボ回路に演算部より指令パルスが入力されるＦ／Ｖ
変換器によってアナログ電圧に変換されるとともに、偏
差カウンターにパルスが活勢される。

このパルスの溜りはデジタルアナログ変換器に１ってア
ナログ電圧に変換されて速度指令となりモータは回転を
始める。

同時にモータの反負荷側圧取り付けられたオプティカル
位置検出用パルスゼネレータし１、Ｎ転角に比例したパ
ルスを発生し偏差カウンターの溜りを減算する。

第６図に指令パルスに対するモータ速度の関係を図式化
したものを示す。

前記従来例は、［センサ技術、Ｊ１９８３年４月号（Ｖ
Ｏ１！３瓜４）３９ページ〜４２ページに示す。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら上記のような構成では、モータ負荷に対す
る負荷重量が検出できる回路、センサーが無いので、負
荷重量が変化した時に最適な高速位置決めが行えない問
題点を有していた。

本発明は上記問題点に鑑み、負荷重量を検出し、最適な
高速作業を実現するものである。。

問題点を解決するだめの手段 上記問題点を解決するために本発明は、ロボットアーム
を駆動するムービングコイル型モータと、モータと直結
されたセンサーからの出力をカウントして位置座標を発
生する現在位置検出Ｎ路と、速度演算回路とからロボッ
トアームに付いた負荷重量を、決定する演算回路を備え
たものである。

作　　用 本発明は上記した構成によって、ロボソトアム先端に付
いた負荷重量の変化によって加速及び減速の曲線を自動
的変化させることができ、特にダイレクトドライブ型の
ロボットなどの作業タクトや移動スピードを上げること
が可能なこととなるＯ 実施例 以下本発明の一実施例の最適制御方式について、図面を
参照しながら説明する。

第１図は本発明の第１の実施例における最適制御を行う
ための機構部を示すものである。

６　・・　・ 第１図において、１は２軸リニアモータ、２はＺ軸すニ
アセンサー、３はＸ軸すニアモータであり各軸共、ムー
ビングコイル型モータを使用している。４はＸ軸すニア
センサー、６はＹ軸すニアモータ、６はＹ軸すニア七ン
サー、であり、各軸に設けたムービングコイル型モータ
の可動部の位置を検出するものである。７はロボットア
ーム、８はノットτある。第２図は前記機構部を制御す
る制御装置のブロック図である。

９はロボットアームの最適制御を行う演算部、１０は位
置指令パルスとフィードバックパルスの偏差量をカウン
トするアップダウンカウンター、１１はフィードホワー
ド用Ｆ／Ｖコンバータ、１２は前記偏差量をモータ指令
電圧に変換するデジタルアナログ変換器、１３はサーボ
モータ駆動ｌｒｌ路、１４はサーボモータ、１５は負荷
、１６は缶置檜出用パルスゼネレータ、１７はシュミッ
ト回路、１８は速度フィードバック用Ｆ／Ｖコンバータ
、１９は現在位置カウンター。

以上のように構成されロボットアームと制御回路につい
て以下第３図を用いてその動作を説明する。

第３図はロボットアームの最適な移動スピードを決定す
るまでの７０〜チヤートヲ示ス。

まず、図示されていない駆動開始入力手段により駆動開
始入力信号が演算部９に入力されると、演算部のマイク
ロコンビュ〜りは、現在位置カウンター１９と位置指令
パルス量とサーボ剛性とを次に示す式で計算して負荷重
量を算出する。

ｙ＝（ｂ−ａ）・Ｋ、Ｃ ｙ：負荷重量（Ｋ２） ａ：現在位置データ ｂ：位置指令データ に：サーボ剛性系数 Ｃ：負荷重量系数 その後、算出された負荷重量と負荷のアーム位置と移動
方向によって最適なスローアンプカーブとスローダウン
カーブ、最高スピードを決定する値となる。

前記、スローアップカーブとスローダウンカーブ最高ス
ピードを決定するＫはモータのサーボ剛性の比例項のゲ
インは負荷のイナーシャあるいけ、モータの定数に対し
最適な値があり、演算部の中に記憶しである複数の値か
ら選択できるようになっている。

これは加速時は短時間で加速し、ｆ１業タクトを向上さ
せるためである。

次に前記負荷重量をロボットアームと制御装置によって
自動的に磐田する回路と、演算部の中に記憶しである最
適なサーボ剛性とを外部変動入力として演算部へ入力さ
ＪＩ、る。

入力されたデータによりスローアップの値を選択、を高
スピードを選択、スローダウンを選択し位置指令パルス
として演算部より出力される。

なお、サーボ剛性の複数の値、スローアップ、最高スピ
ード。スローダウン各種の値Ｖ支演算部内部の記憶部で
はなく、外部へ専用の記憶装置を取り付けても良い。

上記の装置の組合せによって本発明のロボットとロボッ
ト制御装置は、いつでも負荷重量の変化に左右されるこ
となく高速で振動のない位置決め動作が行える。

発明の効果 以上のように本発明は、ロボットアームとそれを駆動す
るムービングコイル型モータとモータの可動部の位置を
検出する位置検出スケールからの出力をカウントして位
置座標を発生する現在位置検出回路と、ロボットアーム
に付いた負荷重量を現在位置とサーボ剛性によって決定
する演算回路を設けることにより、ロボットアームの移
動スピード、スローアップ、スローダウンカーブを１荷
重量の変化に応じて可変とすることができ、作業タクト
の向上、ロボットアーム振動のない位置決めが完成する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例における最適制御を実現
するためのロボット機構図、第２図は同実施例のロボッ
トの制御装置のブロック図である。 第３図は最適制御を実現するためのフローチャート図、
第４図は従来例のロボット制御装置のブロック図、第６
図は指令パルスの偏差を示す図である０ ９　″　− １，３，５・・・・・リニアモータ、２，４．６・・山
・リニアセンサー、７・・・・・・ロボットアーム、９
・・・・・・演算回路、１９・・・・・・現在位置検出
回路、１ｏ・・・・・・速度演算回路、１３・・・・・
・駆動用増幅回路。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
図 １−Ｚ和すニアｆ−タ ２−、、　　　　Ｉ・　　℃ン？− ３−−−ｘ＠　　５．　ｉ−ダ ４−一−・・　　・　ど〉ｆ− ５−ＹＪ［１１，［シ Ｅ−、、・〆　センサ− ７−・ＩＥ、Ｊアーム δ−−−ハ）ｙ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ロボットアームと、このロボットアームの先端に付いた
   負荷重量を支える軸に設けたムービングコイル型モータ
   と、前記ムービングコイル型モータの可動部の位置を検
   出する位置検出センサーと、ムービングコイル型モータ
   を駆動する駆動用増幅器と、前記駆動用増幅器へ速度指
   令を行う速度演算回路と、位置検出センサーからの出力
   をカウントして位置座標を発生する現在位置検出回路と
   速度演算回路及び現在位置検出回路によってロボットア
   ームに付いた負荷重量を検出しロボットアームの位置決
   め制御のための加速曲線及び減速曲線を変化させる位置
   決め演算回路とを備えた産業用ロボット。