JPS62218094A - Controller for industrial robot - Google Patents

Controller for industrial robot

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JPS62218094A
JPS62218094A JP6044486A JP6044486A JPS62218094A JP S62218094 A JPS62218094 A JP S62218094A JP 6044486 A JP6044486 A JP 6044486A JP 6044486 A JP6044486 A JP 6044486A JP S62218094 A JPS62218094 A JP S62218094A
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JP
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motor
industrial robot
current
control device
time
Prior art date
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JP6044486A
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Japanese (ja)
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元 西台
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Omron Corp
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Omron Tateisi Electronics Co
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Publication date
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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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 この発明は、各関節部の駆動系につきそのメンテナンス
時期の予測を可能とした多関節型の産業用ロボット制御
装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION <Industrial Application Field> The present invention relates to a multi-joint type industrial robot control device that makes it possible to predict the maintenance period for the drive system of each joint.

〈従来の技術〉 通常この種産業用ロボットでは、各関節部の回転駆動源
として正逆回転可能な歯車減速機構を有する直流サーボ
モータが使用されている。
<Prior Art> Typically, this type of industrial robot uses a DC servo motor having a gear reduction mechanism capable of forward and reverse rotation as a rotational drive source for each joint.

この種構成の場合、ロボットの安全性や信頼性を高める
のに、必要に応じて各関節駆動源のメンテナンス、特に
直流サーボモータのブラシ交換が必須である。通常この
保守・点検作業は、モータのブラシ部分を分解した後、
目視によりブラシの消耗度合を確認し、ブラシ交換の必
要性を判断している。また第6図に示す如く、制御部2
0への電源21の投入時間をタイマ22により積算し、
その積算値に基づき前記メンテナンス時期を予測する方
式も実施されている。
In the case of this type of configuration, in order to improve the safety and reliability of the robot, it is essential to maintain each joint drive source as necessary, especially replacing the brushes of the DC servo motor. Normally, this maintenance/inspection work is carried out after disassembling the brush part of the motor.
We visually check the degree of brush wear and determine whether brush replacement is necessary. In addition, as shown in FIG.
The timer 22 integrates the time that the power supply 21 is turned on to 0,
A method of predicting the maintenance time based on the integrated value has also been implemented.

〈発明が解決しようとする問題点〉 前者の目視による判断方法の場合、保守・点検作業に手
間がかかって非能率的であり、またブラシ交換の必要性
を判断するのに熟練を要するという不利がある。また後
者の電源投入時間を監視する方法の場合、各関節部の動
作量に大きな差異があると、前記電源投入時間の積算値
では大雑把な目安としかならず、正確な判断が不可能で
ある。
<Problems to be solved by the invention> In the case of the former visual judgment method, maintenance and inspection work is time-consuming and inefficient, and it also requires skill to judge the necessity of brush replacement. There is. In the case of the latter method of monitoring the power-on time, if there is a large difference in the amount of movement of each joint, the integrated value of the power-on time can only be used as a rough guide, making accurate judgment impossible.

この発明は、上記問題を解消するためのものであって、
各関節部の駆動系につきそのメンテナンス時期を個別に
且つ正確に予測できる新規な産業用ロボット制御装置を
提供することを目的とする。
This invention is intended to solve the above problem,
It is an object of the present invention to provide a new industrial robot control device that can individually and accurately predict the maintenance timing for each joint drive system.

〈問題点を解決するための手段〉 上記問題点を解決するための手段として、この発明の産
業用ロボットでは、 複数の各関節部の回転軸を正逆回転駆動するためのモー
タと、 それぞれモータの動作量を検出するための検出手段と、 この検出手段による検出量を各モータ毎に積算してゆく
積算手段と、 この積算手段による積算結果を表示するだめの表示手段
とを具備させている。
<Means for Solving the Problems> As a means for solving the above problems, the industrial robot of the present invention includes a motor for driving the rotating shaft of each of the plurality of joints in forward and reverse rotation, and a motor for each of the joints. The motor is equipped with a detection means for detecting the amount of operation of the motor, an integration means for integrating the amount detected by the detection means for each motor, and a display means for displaying the integration result by the integration means. .

く作用〉 電源の投入により各関節部のモータが独立して駆動する
と、それぞれモータの動作量(例えばモータへの通電時
間、モータ通電電流と時間との積)が検出手段により検
出され、その検出量が各モータ毎に積算手段により積算
されると共に、積算結果が表示手段により表示される。
When the motors of each joint are driven independently by turning on the power, the detection means detects the operating amount of each motor (e.g., the time the motor is energized, the product of the motor energization current and time). The amount is integrated by the integrating means for each motor, and the integrated result is displayed by the display means.

よってこの表示内容を見れば各モータについての動作量
の積算値を把握でき、メンテナンスの目安を個別且つ確
実に得ることができる。
Therefore, by looking at this display content, it is possible to grasp the integrated value of the amount of operation for each motor, and it is possible to obtain a guideline for maintenance individually and reliably.

〈実施例〉 第1図は、この発明の一実施例にかかる産業用ロボット
の概略構成を示すもので、図示例のものは、多関節型の
ロボット本体RBと、このロボット本体RBの動作を一
連に制御する制御装置(第2図に示す)とから構成され
る。
<Embodiment> FIG. 1 shows a schematic configuration of an industrial robot according to an embodiment of the present invention. It consists of a control device (shown in FIG. 2) that performs a series of controls.

このロボット本体RBは、6自由度を有しており、6個
の関節部1〜6において、それぞれθ、〜θ、の回転自
由度(この明細書では、本来の回転の他、旋回自由度も
また「回転自由度」と呼ぶ。)を存している。これら関
節部1〜6は、歯車減速機構を有する直流サーボモータ
M。
This robot main body RB has six degrees of freedom, and six joints 1 to 6 have rotational degrees of freedom of θ and ~θ (in this specification, in addition to the original rotation, the rotational degrees of freedom are (also called "rotational degrees of freedom"). These joints 1 to 6 are DC servo motors M having a gear reduction mechanism.

〜Mb(第2図に示す)によってそれぞれ独立駆動され
、これにより各関節部1〜6の回転軸が正逆回転せられ
る。
~Mb (shown in FIG. 2) are independently driven, and thereby the rotational axes of the joints 1 to 6 are rotated in forward and reverse directions.

第2図は、産業用ロボット制m装置の概略回路構成例を
示す。
FIG. 2 shows an example of a schematic circuit configuration of an industrial robot control device.

図示例においてCPU7は、ROM 8やRAM9、さ
らにはキーボード10やCRTIIとともにコンピュー
タより成る制御部12を構成しており、命令解析、電流
指令値計算、各モータの動作量やその積算値の算出等の
各種演算や処理を実行する。なおROM8は、ロボット
制御用のプログラム(以下、この明細書では「システム
・プログラム」という)等を格納し、さらにRAM9は
演算結果その他のデータやユーザが任意に設定する動作
命令群(以下、この明細書では「ユーザ・プログラム」
という)を記憶する。
In the illustrated example, the CPU 7, together with the ROM 8 and RAM 9, as well as the keyboard 10 and CRT II, constitutes a control unit 12 consisting of a computer, and includes command analysis, current command value calculation, calculation of the operating amount of each motor and its integrated value, etc. Executes various calculations and processes. The ROM 8 stores robot control programs (hereinafter referred to as "system programs" in this specification), etc., and the RAM 9 stores calculation results and other data, as well as a group of operation commands arbitrarily set by the user (hereinafter referred to as "system programs"). "User program" in the specification
).

CPU7の出力(電流指令イ直)はサーボアンプA、〜
A、に与えられており、これらのサーボアンプA L 
”−A bはCPU7からのそれぞれの出力値を増幅し
て、前記の各サーボモータM1〜Mt、へ与える。エン
コーダE、〜E6は、サーボモータM1〜M、にそれぞ
れ取り付けられたインクリメンタル形のロークリエンコ
ーダであって、各モータの回転角度を検出してCPU7
へ与える。このインクリメンタル形の各エンコーダE1
〜E6は、A相およびB相出力として回転角度に応じた
出力パルス(例えば1回転につき1000パルス)を出
力すると共に、Z相出力として回転の基準位置を与える
基準信号(例えば1回転につき1パルス)を出力する。
The output of CPU7 (current command direct) is servo amplifier A, ~
A, and these servo amplifiers A L
"-A b amplifies each output value from the CPU 7 and supplies it to each of the servo motors M1 to Mt. Encoders E and to E6 are incremental type encoders attached to the servo motors M1 to M, respectively. It is a low-return encoder that detects the rotation angle of each motor and
give to Each encoder E1 of this incremental type
~E6 outputs output pulses (for example, 1000 pulses per rotation) according to the rotation angle as A-phase and B-phase outputs, and also outputs a reference signal (for example, 1 pulse per rotation) that provides the reference position of rotation as a Z-phase output. ) is output.

第3図は、前記制御部12がユーザ・プログラムを実行
しつつ各関節部1〜6毎に個別にモータM、−M、の動
作量を検出し且つ積算する具体的手順を示している。
FIG. 3 shows a specific procedure in which the control unit 12 individually detects and integrates the operating amounts of the motors M, -M for each of the joints 1 to 6 while executing the user program.

なおこの場合において、前記CPU7は、ユーザ・プロ
グラムを構成する命令群を逐次解析し、必要な電流指令
値を出力する機能の他に、ロボット本体RBの位置・姿
勢の検出や各モータM l= M 6への通電時間の検
出や積算等に関連する各種演算や処理を実行する。また
ROM8は、ロボットの適正な制御やモータ通電時間の
積算を行うためのシステム・プログラムを格納するのに
用いられ、RAM9は各種データやユーザ・プログラム
を記憶する他、ワークエリアとしての利用に供される。
In this case, the CPU 7 sequentially analyzes a group of instructions constituting the user program and outputs the necessary current command value, as well as detecting the position and orientation of the robot body RB and controlling each motor M l= It executes various calculations and processes related to detecting and integrating the energization time to M6. ROM8 is used to store system programs for properly controlling the robot and integrating motor energization time, and RAM9 stores various data and user programs, and is also used as a work area. be done.

なおこの実施例における各モータMI−Mbへの通電時
間とは、その関節部を動かすために流すモータ電流の通
電時間を意味し、重力に抗してロボットの姿勢を静止保
持するのに流す保持電流等の通電時間は含まない。
In this example, the energization time for each motor MI-Mb means the energization time for the motor current to be applied to move the joints, and the time for the current to be applied to the motor MI-Mb to keep the robot's posture stationary against gravity. Does not include the time during which current is applied.

第3図のステップ1(図中、rSTIJで示す)におい
て、まずCPU7はRAM9に格納されているユーザ・
プログラムの最初の命令を読み出して解析し、これに基
づいて各ロボット関節部1〜6の移動量(回転角度)や
動作速度を計算する(ステップ2)。つぎにステップ3
で、CPU7はその動作に必要な電流指令値を計算して
その計算結果をサーボアンプA、〜A&へ出力すると、
対応するサーボモータが回転駆動し、ロボット本体RB
はユーザ・プログラムで定められた手順に従い作動する
。この場合に動作中の各モータM1〜M6へのi1M1
時間は、CPU7によりその移動量や速度などから算出
されるもので(ステップ4)、さらにCPU7はつぎの
ステップ5で算出値を各モータ毎に累積してこれをRA
M9へ記憶させる。
In step 1 in FIG. 3 (indicated by rSTIJ in the figure), the CPU 7 first uses the user
The first command of the program is read and analyzed, and based on this, the amount of movement (rotation angle) and operating speed of each robot joint 1 to 6 are calculated (step 2). Next step 3
Then, the CPU 7 calculates the current command value necessary for the operation and outputs the calculation result to the servo amplifiers A, ~A&.
The corresponding servo motor rotates and rotates the robot body RB.
operates according to the procedures defined by the user program. In this case, i1M1 to each motor M1 to M6 in operation
The time is calculated by the CPU 7 from the amount of movement, speed, etc. (step 4), and in the next step 5, the CPU 7 accumulates the calculated values for each motor and uses the RA.
Store it in M9.

つぎのステップ6は、ユーザ・プログラムが終了したか
否かをチェックしており、YES’の判定でステップ7
へ進み、各モータへの通電時間の累積値をCRTIIに
表示して動作を停止する。
In the next step 6, it is checked whether the user program has finished, and if the judgment is YES', the process goes to step 7.
Then, the cumulative value of the energization time to each motor is displayed on the CRTII, and the operation is stopped.

またユーザ・プログラムがさらに続く場合は、ステップ
が“NO”であり、つぎのステップ8でユーザ・プログ
ラムの次の命令が涜み出されて命令解析され、前記ステ
ップ2へ戻って同様の手順が繰り返される。
If the user program continues further, the step is "NO", and in the next step 8, the next instruction of the user program is extracted and analyzed, and the process returns to step 2 and repeats the same procedure. Repeated.

なお前記ステップ4においては、各モータへの通電時間
を関節部の移動量や動作速度より演算で求めているが、
第2図に示す構成の装置では制御に関する処理を一定時
間間隔で操り返す方式をとるのが一般的であるから、ユ
ーザ・プログラムの一命令にかかわる一連の動作を実行
するのに要した制御間隔を計数することによりモータへ
の通電時間を算出してもよい。
Note that in step 4, the energization time for each motor is calculated from the movement amount and operating speed of the joint.
Since the device with the configuration shown in Figure 2 generally uses a system in which control-related processing is repeated at regular time intervals, the control interval required to execute a series of operations related to one instruction of the user program The energization time to the motor may be calculated by counting .

また上記実施例では、モータの動作量としてモータへの
通電時間を用いているが、これに限らず、通電電流と時
間との積やモータ回転数などを動作量として採択するこ
ともできる。
Further, in the above embodiments, the time during which the motor is energized is used as the operating amount of the motor, but the present invention is not limited to this, and the product of the energizing current and time, the motor rotation speed, or the like may also be adopted as the operating amount.

もし通電電流と時間との積を用いるときは、前記ステッ
プ3で電流指令値が、ステップ4でモータへの通電時間
がそれぞれ算出されているから、これら値に基づいて電
流と時間との積を算出すればよい。通常直流サーボモー
タでは、出力トルクTMはつぎの■弐に示すようにモー
タ電流i&に比例する。
When using the product of energizing current and time, the current command value is calculated in step 3 and the motor energizing time is calculated in step 4, so the product of current and time is calculated based on these values. Just calculate it. In a normal DC servo motor, the output torque TM is proportional to the motor current i&, as shown in the following (2).

T、=KT −i、・・・・・自■ ただしKtはトルク定数である。T, = KT −i, ... self ■ However, Kt is a torque constant.

従って動作量として電流と時間との積を採択する場合に
は、単なるモータ通電時間を採択するのと比較して、負
荷の大小もモータ電流値の大小に反映されるのでより実
用的である。
Therefore, when the product of current and time is used as the operation amount, it is more practical than simply using the motor energization time because the magnitude of the load is also reflected in the magnitude of the motor current value.

また動作量としてモータ回転数を用いるときは、第2図
に示すエンコーダE4〜E6の出力パルスを計数してこ
れを積算すればよいが、この場合は各ロボット関節部の
動作距離が直接反映されるので、モータのブラシに限ら
ず、例えば減速歯車機構の点検、注油などのメンテナン
スの時期を予測するのに有効となる。
In addition, when using the motor rotation speed as the movement amount, it is sufficient to count and integrate the output pulses of encoders E4 to E6 shown in Fig. 2, but in this case, the movement distance of each robot joint is directly reflected. Therefore, it is effective in predicting the timing of maintenance such as inspection and lubrication of not only motor brushes but also reduction gear mechanisms, for example.

さらに動作量として、上記の複数を組み合わせて採択す
ることも可能であり、この場合はキーボード10のキー
操作によりいずれか動作量を選択してCRTIIへ表示
さゼる方式をとるなど、適宜設計変更が可能である。
Furthermore, it is also possible to adopt a combination of the above-mentioned amounts as the operation amount, and in this case, the design can be changed as appropriate, such as by selecting one of the operation amounts by key operation on the keyboard 10 and displaying it on the CRTII. is possible.

第4図はこの発明の他の実施例の回路構成例を示すもの
で、図示例のものは、前記のようなシステム・プログラ
ムによらず、ハードウェアによってモータへの通電時間
を検出し且つその積算値を求めている。なお同図は第1
の関節部1についての回路のみを示しであるが、第2〜
第6の関節部2〜6についてもこれと同様な回路構成を
有する。また制御部12として、CPU7のみが示しで
あるが、RAM、ROM。
FIG. 4 shows an example of the circuit configuration of another embodiment of the present invention. Calculating the integrated value. Note that the same figure is the first
Only the circuit for the joint 1 is shown, but the second to
The sixth joints 2 to 6 also have a similar circuit configuration. Further, as the control unit 12, only the CPU 7 is shown, but it also includes RAM and ROM.

キーボード、CRT等を含むことは勿論である。Of course, it includes a keyboard, CRT, etc.

図示例のものは、サーボアンプA1とサーボモータML
との間の電気回路部に電流検出器13を配備し、この電
流検出器13に手動復帰型の積算方式のタイマ14を接
続したものである。電流検出器13はサーボモータM1
へ流れる正負の電流を検出する変流器(CT)等の検出
部15と、この検出部15による検出信号を処理して検
出出力をタイマ14へ出力する信号処理部16とから成
るものであり、またタイマ14はモータへの通電時間を
積算し且つその積算結果を表示する機能を有する。
The illustrated example is a servo amplifier A1 and a servo motor ML.
A current detector 13 is provided in the electric circuit section between the two, and a manual reset type integration timer 14 is connected to the current detector 13. Current detector 13 is servo motor M1
It consists of a detection section 15 such as a current transformer (CT) that detects positive and negative currents flowing to the timer 14, and a signal processing section 16 that processes the detection signal from the detection section 15 and outputs a detection output to the timer 14. Further, the timer 14 has a function of accumulating the energization time to the motor and displaying the accumulation result.

第5図はこの信号処理部16の入出力特性を示すもので
、図中横軸はモータ電流、縦軸は信号処理部の検出出力
である。この入出力特性によれば、モータ電流の絶対値
が1.(例えば11は定格電流の1〜10%)より大き
いときに検出出力がオンし、また■1と一■1との間で
は検出出力はオフする。従って重力に抗してロボットの
姿勢を静止維持させるための微小な保持電流がモータに
供給されても検出出力はオフであり、タイマ14は起動
されない。
FIG. 5 shows the input/output characteristics of this signal processing section 16, in which the horizontal axis is the motor current and the vertical axis is the detected output of the signal processing section. According to this input/output characteristic, the absolute value of the motor current is 1. (for example, 11 is 1 to 10% of the rated current), the detection output is turned on, and the detection output is turned off between 1 and 1. Therefore, even if a small holding current is supplied to the motor to keep the robot stationary against gravity, the detection output is off and the timer 14 is not activated.

しかして第1の関節部1につきサーボアンプA1よりサ
ーボモータM1へ一定値以上の電流が流れると、電流検
知器13がこれを検出して検出出力がオンし、タイマ1
4が起動される。
However, when a current of a certain value or more flows from the servo amplifier A1 to the servo motor M1 for the first joint part 1, the current detector 13 detects this, the detection output is turned on, and the timer 1
4 is activated.

このタイマ14は検出出力がオンしている時間幅(通電
時間)を計数し且つ積算してゆくと共に、その積算結果
を表示するものである。従って全ての関節部1〜6の各
モータについてその表示内容を必要に応じて適時Wi認
することにより、モータのブラシ交換の時期等、メンテ
ナンスの目安を得ることができる。
This timer 14 counts and integrates the duration of time during which the detection output is on (energization time), and displays the integrated result. Therefore, by checking the displayed contents of each motor of all the joints 1 to 6 at a timely manner as necessary, it is possible to obtain a guideline for maintenance such as when to replace the brushes of the motors.

〈発明の効果〉 この発明は上記のとおり、複数の関節部を駆動するモー
タの動作量を検出し、各モータ毎に検出量を積算して、
積算結果を表示するようにしたから、各モータにつき表
示内容を確認するだけで、モータのブラシ交換時期等、
駆動系のメンテナンスの目安を容易に、しかも正確且つ
迅速に得ることができ、ロボットの安全性と信頼性を向
上できる等、発明目的を達成した顕著な効果を奏する。
<Effects of the Invention> As described above, the present invention detects the movement amount of a motor that drives a plurality of joints, integrates the detected amount for each motor,
Since the integration results are now displayed, you can easily check the display contents for each motor, such as when it is time to replace motor brushes, etc.
The purpose of the invention has been achieved and the invention has remarkable effects, such as being able to easily, accurately and quickly obtain a guideline for the maintenance of the drive system, and improving the safety and reliability of the robot.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図はこの発明の一実施例にかかる産業用ロボットの
概略構成を示す図、第2図は産業用ロボット制御装置の
回路構成例を示すブロック図、第3図は産業用ロボット
制御装置の制御動作を示すフローチャート、第4図はこ
の発明の他の実施例の回路ブロック図、第5図は電流検
出器の入出力特性を示す図、第6図は従来例を示す回路
ブロック図である。 1〜6・・・・関節部 7・・・・CPU 12・・・・制御部 13・・・・電流検知器 14・・・・タイマ M1〜M、・・・・サーボモータ 特許 出願人  立石電機株式会社 ニア+、3i121  <些「5ノち一;1−晦二f士
棗シX土刀桿トニノiをラテ=1;゛の撞潰本n
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an industrial robot according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a block diagram showing an example of a circuit configuration of an industrial robot control device, and FIG. 3 is a diagram showing an example of a circuit configuration of an industrial robot control device. FIG. 4 is a circuit block diagram of another embodiment of the present invention, FIG. 5 is a diagram showing input/output characteristics of a current detector, and FIG. 6 is a circuit block diagram of a conventional example. . 1 to 6...Joint part 7...CPU 12...Control unit 13...Current detector 14...Timer M1 to M,...Servo motor patent Applicant: Tateishi Denki Co., Ltd. Near+, 3i121

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)複数の関節部を有する産業用ロボットにおいて、 前記各関節部の回転軸を正逆回転駆動するためのモータ
と、 それぞれモータの動作量を検出するための検出手段と、 この検出手段による検出量を各モータ毎に積算してゆく
積算手段と、 この積算手段による積算結果を表示するための表示手段
とを具備して成る産業用ロボット制御装置。
(1) An industrial robot having a plurality of joints, comprising: a motor for driving the rotating shaft of each joint in forward and reverse rotation; a detection means for detecting the amount of movement of each motor; An industrial robot control device comprising an integrating means for integrating the detected amount for each motor, and a display means for displaying the integration result by the integrating means.
(2)前記の各モータは、歯車減速機構を有する直流サ
ーボモータである特許請求の範囲第1項記載の産業用ロ
ボット制御装置。
(2) The industrial robot control device according to claim 1, wherein each of the motors is a DC servo motor having a gear reduction mechanism.
(3)前記検出手段および積算手段は、コンピュータで
ある特許請求の範囲第1項記載の産業用ロボット制御装
置。
(3) The industrial robot control device according to claim 1, wherein the detection means and the integration means are computers.
(4)前記検出手段は、モータに流れる電流を検出する
電流検出器であり、積算手段および表示手段は、電流検
出器に電気接続されたタイマである特許請求の範囲第1
項記載の産業用ロボット制御装置。
(4) The detection means is a current detector that detects the current flowing through the motor, and the integrating means and display means are a timer electrically connected to the current detector.
The industrial robot control device described in Section 1.
JP6044486A 1986-03-17 1986-03-17 Controller for industrial robot Pending JPS62218094A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008110198A (en) * 2006-10-03 2008-05-15 Univ Of Tsukuba Motion assisting device and motion assisting device maintenance/management system

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008110198A (en) * 2006-10-03 2008-05-15 Univ Of Tsukuba Motion assisting device and motion assisting device maintenance/management system
US8425436B2 (en) 2006-10-03 2013-04-23 University Of Tsukuba Motion assistive device and maintenance management system for motion assistive device

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