JPS6254301A - Robot controller - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To remove a miss in slave work by calculating timing for moving a tool on a robot moving part from its waiting position to a working point on a work in accordance with the moving speed of the work. CONSTITUTION:A control circuit of a robot is constituted of a central processing part 23 such as a microcomputer, a position command register 24, a servo control part for an arm driving motor 6 which consists of position, speed and current control parts 25-27, etc. In addition, a control switching circuit 29 and its relay control part 31 are connected to make the motor 6 free. In this case, a speed detecting means 37 for a conveyer motor 36, a work detector 19 and a timing arithmetic means 38 are also connected. The arithmetic means 38 is constituted of a setter 39 for setting up the operation delay time of an air cylinder and a timing calculating part 40 to compensate the operation delay of the air cylinder on the basis of a signal from the detecting means 37 or the like and calculate the timing for dropping a nut runner precisely. Consequently, the nut runner can be precisely moved to a working point on the work.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、ロボットの可動部を外力によって自由に動
かし得る状態にすることができる所謂力抜き制御とも云
うべき制御が可能なロボットの制御装置に関する。[Detailed Description of the Invention] [Field of Industrial Application] The present invention provides a control device for a robot that is capable of so-called stress relief control that allows the movable parts of the robot to be moved freely by external force. Regarding.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

近年、各種の産業用ロボットが工場の製造ラインで使用
されるようになり、組立（アッセンブリ）ロボットも実
用化されつつある。In recent years, various industrial robots have come to be used on factory production lines, and assembly robots are also being put into practical use.

しかし、従来から組立作業ラインに多く用いられている
コンテイニアスラインにロボットを配置して、コンベア
上を連続して流れる物品（ワーク）の組付は作業を行な
わせるには、コンベアとロボットどの間で動きの同期を
とる必要があり、ロボット自体の作業に係わる制御とコ
ンベアとの間の同期をとる制御とを同時に行なうのは非
常に難がしかった。However, if robots are to be placed on a continuous line, which has traditionally been widely used in assembly work lines, and the objects (workpieces) that flow continuously on a conveyor are to be assembled, it is necessary to It was extremely difficult to simultaneously control the work of the robot itself and synchronize it with the conveyor.

そこで、ロボットがある作業を行なう間、アーム等の可
動部を外力によって自由に動かし得るｒカ抜き状態」に
すれば、特に同期制御を行なわなくてもコンベア上のワ
ークの移動に追従させることができる。Therefore, if the robot is placed in a state in which movable parts such as arms can be freely moved by external force while performing a certain task, it will be possible to follow the movement of the workpiece on the conveyor without any particular synchronous control. can.

そのため、ロボットにおけるアーム等の可動部のプレイ
バック制御が、一般に速度指令値と可動　′部の速度検
出系からの速度フィードバック値との偏差に基づく指令
値に応じて可動部を駆動するモータの駆動電流を制御す
ることによってなされることに注目し、この速度指令値
と速度フィードバック値との偏差に基づく指令値を、偏
差の有無に係わらす零（ゼロ）にすることによってモー
タをフリー状態にして、その可動部を外力により自由に
動かし得るようにするロボットの制御装置を、本出願人
が先に特許出願している（特願昭５９−２６５３５３号
）。Therefore, playback control of movable parts such as arms in robots is generally performed by driving a motor that drives the movable part according to a command value based on the deviation between the speed command value and the speed feedback value from the speed detection system of the movable part. Focusing on what is done by controlling the current, the motor is set in a free state by setting the command value based on the deviation between the speed command value and the speed feedback value to zero, regardless of the presence or absence of the deviation. The present applicant previously filed a patent application for a robot control device that allows its movable parts to be moved freely by external force (Japanese Patent Application No. 59-265353).

その制御装置によって制御されるロボットにより、コン
ティニュアスコンベアで移動されるワーク上のボルト締
め作業を行なわせる場合の例を第２図及び第３図によっ
て説明する。An example in which a robot controlled by the control device performs bolt tightening work on a workpiece moved by a continuous conveyor will be described with reference to FIGS. 2 and 3.

第２図において、１は水平多関節形のロボットであり、
台座２上に鉛直方向であるＺ方向に立設固定した基部３
と、この基部乙に対してタコジェネレータ４及びパルス
ジェネレータ５．を出力軸に取り付けたＤＣサーボモー
タ（以下、単に「モータ」と云う）６の駆動力によって
Ｘ−Ｙ平面上を矢示θ１方向に旋回する可動部である第
１のアーム７と、この第１のアーム７に対してやはりタ
コジェネレータ８及びパルスジェネレータ９を出力軸に
取り付めたＤＣサーボモータ（以下、単に「モータＪと
云う）１０の駆動力によってＸ−Ｙ平面上を矢示θ２方
向に旋回する可動部である第２のアーム１１とを備えて
いる。In Fig. 2, 1 is a horizontally articulated robot;
Base 3 erected and fixed on pedestal 2 in the vertical Z direction
Then, a tacho generator 4 and a pulse generator 5. A first arm 7, which is a movable part that rotates in the direction of arrow θ1 on the The arm 7 of 1 is moved along the arrow θ2 on the X-Y plane by the driving force of a DC servo motor (hereinafter simply referred to as "motor J") 10, which also has a tacho generator 8 and a pulse generator 9 attached to its output shaft. The second arm 11 is a movable part that rotates in the direction.

そして、この第２のアーム１１の先端部にエアシリンダ
１２を装着し、そのピストンの下端部１２ａに工具とし
てナツトランナ１５を取付けて、鉛直方向である矢示Ｚ
Ｉ＋Ｚ２方向に昇降（上下動）させると共に、ナツトラ
ンナ１５は内蔵のモータの駆動力によってソケット１５
ａを矢示０３方向に回転する。Then, an air cylinder 12 is attached to the tip of the second arm 11, and a nut runner 15 is attached as a tool to the lower end 12a of the piston.
The nut runner 15 moves up and down (up and down) in the I+Z directions, and the socket 15 is moved by the driving force of the built-in motor.
Rotate a in the direction of arrow 03.

そして、この水平多関節形のロボット１においては、各
アーム７．１１の矢示Ｚ１方向の自重を支えられる構造
となっているため、モータ６及び１０をフリー状態にし
て、第１．第２のアーム７及び１１を外力によって自由
に動かし得るようにしても、その姿勢が崩れることはな
い。Since this horizontal articulated robot 1 has a structure that can support the weight of each arm 7.11 in the direction of arrow Z1, the motors 6 and 10 are set in a free state, and the first... Even if the second arms 7 and 11 can be freely moved by external force, their postures will not collapse.

なお、第１．第２のアーム７．１１にモータ６゜１０の
駆動力をそれぞれ伝達する減速機として、逆伝達効率の
比較的高いもの（例えばベベルギアを使用したもの）を
使用することにより、モータ６．１０をフリー状態にす
るだけで外力によって自由に動くようになる。In addition, 1. By using a speed reducer with relatively high reverse transmission efficiency (for example, one using a bevel gear) to transmit the driving force of the motors 6.10 to the second arm 7.11, the motors 6.10 Just by setting it in a free state, it will be able to move freely by external force.

一方、１６はコンティニュアスコンベア（以下、単に「
コンベア」と云う）であり、所要位置に所要の姿勢で位
置決め載置したワーク（例えばシリンダブロック）１７
を、ロボット１のワークエリア内を矢示Ｙ方向（紙面に
垂直な方向）に所定の速度で搬送するようになっている
。On the other hand, 16 is a continuous conveyor (hereinafter simply "
It is a conveyor (referred to as a "conveyor"), and a workpiece (for example, a cylinder block) 17 is positioned and placed at a desired position and in a desired posture.
is transported within the work area of the robot 1 in the direction of arrow Y (direction perpendicular to the plane of the paper) at a predetermined speed.

そして、このコンベア１日によって搬送されるワーク１
７には、作業対象であるボルト１８をセットしてあり、
このボルト１８を締め付ける作業を、ナツトランナ１５
を取付けたロボット１に行　−なわせようとするもので
ある。Workpiece 1 transported by this conveyor per day
7 is set with the bolt 18 to be worked on,
The nut runner 15 performs the work of tightening this bolt 18.
The purpose is to have the robot 1 to which the robot is attached perform the following actions.

１日は第２のアーム１１に取付けたステー２０の下端部
に固定したワーク検知器であり、ロボット１が予め定め
た待機位置で待機している時に、予じめ定めた位置にあ
るこのワーク検知器１日の前をワーク１７上のボルト１
８が通過した時に、それを検知するようになっている。1st is a workpiece detector fixed to the lower end of the stay 20 attached to the second arm 11, and when the robot 1 is waiting at a predetermined standby position, this workpiece at a predetermined position is detected. Bolt 1 on workpiece 17 in front of the detector 1 day
It is designed to detect when 8 passes.

なお、このワーク検知器１日としては１例えば反射型の
光電スイッチなどを用いることができる。For example, a reflective photoelectric switch or the like may be used as the workpiece detector.

エアシリンダ１２のピストンは、先端にドッグ１３を固
着した上方突出部１２ｂを備えており、ピストンの昇降
によりドッグ１３がガイドロッド１４に沿って昇降し、
図示のように上昇限まで上昇移動している時に上昇限り
ミツトスイッチ２１をオンにし、下降限まで下降移動し
た時に下降限りミツトスイッチ２２をオンにする。The piston of the air cylinder 12 has an upwardly protruding portion 12b having a dog 13 fixed to its tip, and as the piston moves up and down, the dog 13 moves up and down along the guide rod 14.
As shown in the figure, the upward limit switch 21 is turned on when the vehicle is moving upward to the upward limit, and the downward limit switch 22 is turned on when the vehicle is moving downward to the downward limit.

次に、このロボット１にによって、コンベア１６に載置
されて移動するワーク１７上のボルト１８の締め付は作
業を行なわせる場合の動作を。Next, we will explain the operation when the robot 1 is used to tighten bolts 18 on a workpiece 17 placed on a conveyor 16 and moved.

第３図のフローチャートによって説明する。This will be explained with reference to the flowchart shown in FIG.

なお、ロボット１に以下に述べる締め付は作業を行なわ
せるために必要なティーチング作業は予めしであるもの
とする。It is assumed that the teaching work required to have the robot 1 perform the tightening work described below has been done in advance.

また、ロボット１に装着したエアシリンダ１２は通常は
ナツトランナ１５を上昇限に保持しているものとし、そ
の状態では上昇限りミツトスイッチ２１がオンしており
、それによって第１．第２のアーム７．１１を駆動する
モータ６．１０がプレイバック制御可能な状態になって
いる。Further, it is assumed that the air cylinder 12 attached to the robot 1 normally holds the nut runner 15 at the upper limit, and in this state, the nut switch 21 is turned on as far as the upper limit is, thereby causing the nut runner 15 to reach the upper limit. The motor 6.10 driving the second arm 7.11 is now ready for playback control.

そこで、第３図のステップ■で先ずモータ６゜１０をプ
レイバック制御して、第１．第２のアーム７．１１を原
位置（待避位置であればどこでも良い）へ移動する。Therefore, in step (3) of FIG. 3, the motor 6°10 is first controlled in playback mode. Move the second arm 7.11 to its original position (any retracted position is fine).

次に、エアシリンダ１２のピストンの下端部１２、に取
付けたナツトランナ１５が、コンベア１６によって搬送
されるワーク１７上のボルト上の作業ポイントの上方の
待機位置に位置するように、ステップ■で再びモータ６
．１０をプレイバック制御して第１．第２のアーム７．
１１を所要姿勢にする。Next, step (3) is performed again so that the nut runner 15 attached to the lower end 12 of the piston of the air cylinder 12 is located at a standby position above the working point on the bolt on the workpiece 17 conveyed by the conveyor 16. motor 6
．． 10 by playback control and the 1st. Second arm7.
11 into the required posture.

ステップ■で、ウーク検知器１Ｓがワーク１７上のボル
ト１日の通過を検知するのを待ち、ボルト１８の通過が
検知されると、ステップ■へ進んでエアシリンダ１２を
駆動してナツトランナ１５を下降させる。In step (2), wait for the Wook detector 1S to detect the passage of the bolt 18 on the workpiece 17, and when the passage of the bolt 18 is detected, proceed to step (2), drive the air cylinder 12, and start the nut runner 15. lower it.

ナツトランナ１５が下降し始めると、上昇限りミツトス
イッチ２１が直ちにオフするため、それによって、速度
指令値と速度フィードバック値との偏差に基づく指令値
を零にして、モータ６及び１０をフリー状態にし、第１
．第２のアーム７゜１１を外力を受ければＸ−Ｙ平面上
を自由に動く力抜き状態にする。When the nut runner 15 starts to descend, the ascent limit switch 21 is immediately turned off, thereby setting the command value based on the deviation between the speed command value and the speed feedback value to zero, and setting the motors 6 and 10 in a free state. 1st
．． When the second arm 7.degree. 11 receives an external force, it is brought into a relaxed state where it can freely move on the X-Y plane.

そして、ナツトランナ１５が下降限まで下降すると、下
降限りミツトスイッチ２２がオンすると共に、コンベア
１６によって搬送されてきたワーク１７上のボルト１８
のナツト形頭部をナツトランナ１５のソケットＩＳａが
衝え込む。When the nut runner 15 descends to the lower limit, the lower limit switch 22 is turned on and the bolts 18 on the workpiece 17 conveyed by the conveyor 16 are turned on.
The nut-shaped head of the nut runner 15 is inserted into the socket ISa of the nut runner 15.

それをステップ■で下限リミットスイッチ２２のオンに
よって判断し、ステップ■でナツトランナ１５を駆動す
る。この時第１．第２のアーム７゜１１は既に外力によ
って自由に動き得る状態にあるから、ナツトランナ１５
によってボルト１８を締め付けながら、ポル］〜１８の
搬送移動に第１゜第２のアーム７．１１が追従して動く
ことになる。This is determined by turning on the lower limit switch 22 in step (2), and the nut runner 15 is driven in step (2). At this time, the first. Since the second arm 7°11 is already in a state where it can move freely due to external force, the nut runner 15
While tightening the bolt 18, the first and second arms 7 and 11 move to follow the conveyance movement of the poles 1 to 18.

そして、ステップ■で締め付けを開始してからの時間又
は締付トルクを計測することによって。Then, by measuring the time or tightening torque after starting the tightening in step (3).

ボルト１８の締め付けを終了したか否かを判定し、締め
付けを終了したらステップ■へ進んで、ナツトランナ１
５の駆動を停止すると共にエアシリンダ１２を駆動して
上昇させる。Determine whether or not the bolt 18 has been tightened. Once the bolt 18 has been tightened, proceed to step ■ and tighten the nut runner 1.
5 is stopped and the air cylinder 12 is driven to raise it.

エアシリンダ１５が上昇限まで上昇すると、上昇限りミ
ツトスイッチ２１がオンするため、第１゜第２のアーム
７．１１を駆動するモータ６．１０はプレイバック制御
が可能な状態に戻る。When the air cylinder 15 rises to its upper limit, the upper limit switch 21 is turned on, so that the motor 6.10 that drives the first and second arms 7.11 returns to a state in which playback control is possible.

その後ステップ■へ戻って、再び最初の原位置へ移動す
る処理が行なおれるため、第１．第２のアーム７．１１
は原位置に復帰し、再び上記の動作を繰り返す。After that, the process returns to step (3) and the process of moving to the initial original position is performed again. Second arm 7.11
returns to its original position and repeats the above operation again.

このようにして、ナツトランナ１５がボルト　　−１８
を締め付けている間は、第１．第２のアーム７．１１が
力を抜いてワーク１７の移動に追従し、それによって従
来非常に煩雑な制御で行なっていた追従作業を非常に簡
単に実現することができる。In this way, the nut runner 15 becomes bolt -18
While tightening the 1st. The second arm 7.11 relaxes and follows the movement of the workpiece 17, thereby making it possible to perform the following work very easily, which was conventionally performed with very complicated control.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

しかしながら、−このようなロボットの制御装置では、
ワーク検知器１日によってボルト１８が定位置を通過す
るタイミングをのみ検知し、そのタイミングでエアシリ
ンダ１２を作動させて、工具であるナツトランナ１５を
待機位置からワーク上の作業ポイントへ移動（下降）さ
せてボルト１８に係合させるようにしていたので、移動
しているワーク１７上のボルト１８の頭部をナットラン
ナ１５のソケット１５ａが確実に衝えるように係合させ
ることが困難であり、特にコンベアの速度が変化すると
それに対応できないという問題点があった。However, - in such a robot control device,
The workpiece detector detects only the timing when the bolt 18 passes the fixed position, and at that timing, the air cylinder 12 is activated to move the nut runner 15, which is a tool, from the standby position to the work point on the workpiece (lower). However, it is difficult to engage the head of the bolt 18 on the moving workpiece 17 in such a way that the socket 15a of the nut runner 15 reliably hits the head of the bolt 18. There was a problem in that it could not cope with changes in the speed of the conveyor.

この発明は、このような問題点を解決することを目的と
する。This invention aims to solve these problems.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

そのため、この発明によるロボットの制御装置は、速度
指令値とロボットの可動部の速度検出系からの速度フィ
ードバック値との偏差に基づく指令値に応じて上記ロボ
ットの可動部を駆動するモータの駆動電流を制御すると
共に、上記速度指令値と速度フィードバック値との偏差
に基づく指令値を実際の値に係わらず零にして上記モー
タをフリー状態にする制御切換手段を備えたロボットの
制御装置において、 作業対象となるワークの移動速度を検出する移動速度検
出手段と、ワークが予め定めた位置を通過した時にそれ
を検知するワーク検知手段と、それによるワーク検知時
点から上記移動速度検出手段による検出速度に応じてワ
ーク上の作業ポイント八ロボットの可動部に取付けた工
具を移動させるタイミングを算出するタイミング演算手
段とを設け、 この演算出手段によって算出されたタイミングで、上記
工具を待機位置から上記ワーク上の作業ポイントへ移動
させて作業対象となるワークに係合させると共に、上記
制御切換手段によってモータをフリー状態に子るように
したもの・である。Therefore, the robot control device according to the present invention provides a drive current for the motor that drives the movable part of the robot according to a command value based on the deviation between the speed command value and the speed feedback value from the speed detection system of the movable part of the robot. In a robot control device, the robot control device is equipped with a control switching means that controls the motor and sets the motor to a free state by setting a command value based on the deviation between the speed command value and the speed feedback value to zero regardless of the actual value, a moving speed detecting means for detecting the moving speed of the target work; a work detecting means for detecting when the work passes a predetermined position; A timing calculation means is provided for calculating the timing for moving the tool attached to the movable part of the eight work points on the workpiece according to the timing, and the tool is moved from the standby position to the workpiece at the timing calculated by the calculation means. The motor is moved to the work point and engaged with the work to be worked on, and the motor is brought into a free state by the control switching means.

〔作　　用〕[For production]

この発明によるロボットの制御装置は、ワーク検知手段
が作業対象となるワークを検知すると、タイミング演算
手段がその時点で移動速度検出手段によって検出される
ワークの移動速度に応じてロボットの可動部に取付けた
工具をワーク上の作業ポイントへ移動させるタイミング
を正確に算出するので、その算出されたタイミングで工
具を待機位置からワーク上の作業ポイントへ移動させる
ことにより、ワークと工具とを確実に作業ポイントで係
合させることができる。In the robot control device according to the present invention, when the workpiece detecting means detects the workpiece to be worked, the timing calculation means is attached to the movable part of the robot according to the moving speed of the workpiece detected by the moving speed detecting means at that time. The timing to move the tool to the work point on the workpiece is accurately calculated, so by moving the tool from the standby position to the work point on the workpiece at the calculated timing, the workpiece and tool are reliably moved to the work point. It can be engaged with.

そして、この時制御切換手段によってロボットの可動部
を駆動するモータをフリー状態にすることにより、その
可動部に取付けられた工具が、ワークの移動に追従しな
がら作業を行なうことがで、　きる。At this time, by setting the motor that drives the movable part of the robot to a free state using the control switching means, the tool attached to the movable part can work while following the movement of the workpiece.

〔実　施　例〕〔Example〕

以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。 Embodiments of the present invention will be described below based on the drawings.

第１図はこの発明によるロボットの制御口゛路の回路図
であり、これによって第２図に示したロボット１を制御
する。FIG. 1 is a circuit diagram of a control port for a robot according to the invention, which controls the robot 1 shown in FIG.

第１図において、２３はマイクロコンピュータ等による
中央処理部であり′、ロボット１の全搬的な制御を司っ
ており、位置指令レジスタ２４１位置制御部２５．速度
制御部２６．及び電流制御部２７等からなる第１のアー
ム７を駆動するモータ６用のサーボ制御部と、このサー
ボ制御部と全く同様に構成した第２のアーム１１を駆動
するモータ１０用のサーボ制御部と、エアシリンダ１２
用の電磁弁等の駆動回路を制御する他、ナツトランナ１
５の駆動・停止の制御も行なう。In FIG. 1, reference numeral 23 denotes a central processing unit such as a microcomputer, which is in charge of overall control of the robot 1, including a position command register 241, a position control unit 25. Speed control section 26. and a servo control unit for the motor 6 that drives the first arm 7, which includes a current control unit 27, etc., and a servo control unit for the motor 10 that drives the second arm 11, which is configured exactly the same as this servo control unit. and air cylinder 12
In addition to controlling drive circuits such as solenoid valves for
It also controls the drive and stop of step 5.

次に、モータ６用のサーボ制御部において、位置指令レ
ジスタ２４には、中央処理部２３からの第１のアーム７
の目標位置指令値が逐次更新しながら書き込まれる。Next, in the servo control unit for the motor 6, the position command register 24 contains the first arm 7 from the central processing unit 23.
The target position command value is written while being updated sequentially.

位置制御部２５は、位置指令レジスタ２４に書き込まれ
ている第１のアーム７の目標位置指令値と、モータ６の
出力軸に取り付けたパルスジェネレータ５からの位置フ
ィードバックパルスを現在値カウンタ３５によってモー
タ６の回転方向に応じてアップ又はダウンカウントする
ことによって得られる第１のアーム７の現在位置を示す
カウント値である現在位とを入力して、その偏差に基づ
く速度指令値を出力すると共に、目標位置指令値と現在
値とが一致して位置決めが完了する毎にそれを中央処理
部２３に知らせ、中央処理部２３はそれによって次に目
標位置指令値を出力するタイミングを測っている。The position control unit 25 converts the target position command value of the first arm 7 written in the position command register 24 and the position feedback pulse from the pulse generator 5 attached to the output shaft of the motor 6 into the motor using the current value counter 35. inputs the current position, which is a count value indicating the current position of the first arm 7 obtained by counting up or down depending on the rotation direction of the arm 6, and outputs a speed command value based on the deviation; Each time the target position command value and the current value match and positioning is completed, this is notified to the central processing section 23, and the central processing section 23 uses this to measure the timing for outputting the next target position command value.

速度制御部２日は、後述する制御切換手段である制御切
換回路２日を介して入力される位置制御部２５からの速
度指令値と、モータ６の出力軸に取り付けた第１のアー
ム７の速度検出系としてのタコジェネレータ４からの速
度フィードバック値との偏差に基づく電流指令値を出力
する。The speed control unit 2 receives a speed command value from a position control unit 25 inputted via a control switching circuit 2 which is a control switching means to be described later, and a speed command value of the first arm 7 attached to the output shaft of the motor 6. A current command value is output based on the deviation from the speed feedback value from the tacho generator 4 as a speed detection system.

電流制御部２７は、速度制御部２６からの電流指令値と
、モータ６に流れる駆動電流を検出する電流検出器２８
からの電流フィードバック値との偏差に基づく駆！ＰＩ
Ｉ電流を第１のアーム７を駆動するモータ６に流す。The current controller 27 includes a current detector 28 that detects the current command value from the speed controller 26 and the drive current flowing through the motor 6.
Drive based on the deviation from the current feedback value from! P.I.
I current is applied to the motor 6 that drives the first arm 7.

したがって１位置指令レジスタ２４９位置制御部２５．
速度制御部２６．及び電流制御部２７等からなる第１の
アーム７を駆動するモータ６用のサーボ制御部は、制御
切換回路２日が位置制御部２５からの速度指令値とタコ
ジェネレータ４からの速度フィードバック値とをそのま
ま速度制御部２日へ出力している限りにおいては、中央
処理部２３からの目標位置指令値に基づいて第１のアー
ム７をプレイバック制御（位置決め制御）することがで
きる。Therefore, 1 position command register 249 position control section 25.
Speed control section 26. In the servo control unit for the motor 6 that drives the first arm 7, which includes a current control unit 27, etc., the control switching circuit 2 is connected to the speed command value from the position control unit 25 and the speed feedback value from the tachogenerator 4. As long as it is output as is to the speed control section 2, it is possible to perform playback control (positioning control) of the first arm 7 based on the target position command value from the central processing section 23.

第２のアーム７を駆動するモータ１０用の図示しないサ
ーボ制御部も、モータ６用のサーボ制御部と全く同様に
構成され、やはり制御切換回路２日が速度指令値と速度
フィードバック値（タコジェネレータ８からの値）とを
そのまま速度制御部に出力している限りにおいては、中
央処理部２３からの目標位置指令値に基づいて第２のア
ーム１１をプレイバック制御（位置決め制御）すること
ができる。The servo control unit (not shown) for the motor 10 that drives the second arm 7 is configured in exactly the same way as the servo control unit for the motor 6, and the control switching circuit 2 also controls the speed command value and the speed feedback value (tacho generator). As long as the value from 8) is output as is to the speed control unit, playback control (positioning control) of the second arm 11 can be performed based on the target position command value from the central processing unit 23. .

エアシリンダ１２用の駆動回路は、公知のシリンダ操作
回路からなり、その電磁式方向切換弁を中央処理部２３
からの指令で切り換えることによって、ナツトランナ１
５をＺＩ＋２２方向に昇降させる。The drive circuit for the air cylinder 12 consists of a known cylinder operation circuit, and the electromagnetic directional control valve is connected to the central processing section 23.
By switching with the command from NatsuTrunner 1
5 in the ZI+22 direction.

制御切換回路２日は、リレーコイル３０を励磁すること
によって４個の可動接片３０ａ、３０ｂ。The second control switching circuit energizes the relay coil 30 to control the four movable contact pieces 30a and 30b.

３０ｃ、’Ｓｏｄ　（３０ｃ、３０ｄの２個は図示して
いない）が夫々固定接点ａｌ　＋ａ２　＋ａ３　ｒａ４
から固定接点ｔ）ｌ　Ｔｂ２　ｒｂ３　ｒｂ４　　（ａ
３１８４　Ｔｂ３．ｂ４も図示していない）に切り換わ
る４連式トランスファ切換接点を有する電磁リレーから
なす、モータ６用のサーボ制御部に用いる可動接片３０
ａ、Ｂｏｂ及び固定接点ａＩ、ｂ！とａ２ｒｂ２は、可
動接片３０ａ、３０ｂが夫々速度制御部２６の入力側に
接続されると共に、固定接点ａｌ、ａ２が夫々アースに
、固定接点ｂ１が位置制御部２５の出力側に、固定接点
ｂ２がタコジェネレータ４に夫々接続されている。30c and 'Sod (the two 30c and 30d are not shown) are fixed contacts al +a2 +a3 ra4, respectively.
Fixed contact t)l Tb2 rb3 rb4 (a
3184 Tb3. A movable contact piece 30 used in the servo control section for the motor 6 is made up of an electromagnetic relay having a four-way transfer switching contact that switches to
a, Bob and fixed contacts aI, b! and a2rb2, the movable contacts 30a and 30b are connected to the input side of the speed control section 26, the fixed contacts al and a2 are respectively connected to the ground, and the fixed contact b1 is connected to the output side of the position control section 25. b2 are connected to the tachogenerator 4, respectively.

また１図示しない残りの可動接片３０Ｃ，３０ｄと固定
接点ａ３　＋ａ４とｂ３．ｂ４は、モータ１０用のサー
ボ制御部における位置制御部及びタコジェネレータ８と
速度制御部との間に、可動接片３０ａ、３０ｂ及び固定
接点ａｌ　、ａ２とｂｌ＋ｂ２と全く同様に接続されて
いる。In addition, the remaining movable contact pieces 30C and 30d (not shown) and fixed contacts a3 + a4 and b3. b4 is connected between the position control section and the tachogenerator 8 and the speed control section in the servo control section for the motor 10, in exactly the same way as the movable contact pieces 30a, 30b and the fixed contacts al, a2 and bl+b2.

なお、リレーコイル３０の両端に接続したダイオードＤ
はフライホイールダイオードである、この制御切換回路
２日は、リレーコイル３０に通電されると、各可動接片
３０ａ〜３０ｄを図示のように固定接点ｂ１〜ｂ４側に
切り換えて、実際の速度指令値と速度フィードバック値
とをそのまま通過させてモータ６．１０用の各サーボ＄
Ｉ制御部を夫々本来のプレイバック制御動作させる。Note that a diode D connected to both ends of the relay coil 30
is a flywheel diode. When the relay coil 30 is energized, the control switching circuit switches each movable contact piece 30a to 30d to the fixed contact b1 to b4 side as shown in the figure, and outputs an actual speed command. Each servo for motor 6.10 by passing the value and speed feedback value as is
Each of the I control sections is caused to perform its original playback control operation.

そして、リレーコイル３０への通電が断たれると、各可
動接片３０ａ〜３０ｄを固定接点８１〜ａ４側に切り換
えて、速度指令値と速度フィードバック値を共にその切
り換え前のプレイバック制御に係る値からそれとは無ｒ
ｙＪ係な零値（アース値）に切り換え、それによって第
１のアーム７を駆動　−するモータ６用のサーボ制御部
における速度制御部２６及び同じく第２のアーム１１を
駆動するモータ１０用の図示しないサーボ制御部におけ
る速度制御部から夫々出力される電流指令値をモータ６
．１０の動きに関係なく零にする。Then, when the relay coil 30 is de-energized, each of the movable contacts 30a to 30d is switched to the fixed contacts 81 to a4 side, and both the speed command value and the speed feedback value are set according to the playback control before the switching. There is no difference from the value
Illustration of the speed control 26 in the servo control for the motor 6 which switches to a zero value (earth value) corresponding to yJ and thereby drives the first arm 7 and also for the motor 10 which drives the second arm 11. The current command value output from the speed control section in the servo control section that is not
．． Set it to zero regardless of the movement of 10.

このように、電流指令値を実際の速度指令値と速度フィ
ードバック値に係わらず零にすると、位置及び速度フィ
ードバック制御が効かなくなるため、モータ６．１０は
フリーの状態になり、それによって第１．第２のアーム
７．１１は外力によって自由にＸ−Ｙ平面上で旋回させ
得るようになる。この状態をｒカ抜き状態」という。In this way, if the current command value is set to zero regardless of the actual speed command value and speed feedback value, the position and speed feedback control becomes ineffective, and the motor 6.10 becomes free, thereby causing the first. The second arm 7.11 can be freely pivoted in the X-Y plane by external forces. This state is called the "r-cut state".

３１はリレー制御回路であり、切換スイッチ３２．３３
と前述した上昇限りミツトスイッチ２１によって構成さ
れている。31 is a relay control circuit, and changeover switches 32 and 33
It is constituted by the above-mentioned ascent limit switch 21.

このリレー制御回路３１は、図示のように切換スイッチ
３２を接点Ｃ側に切り換えると共に、切換えスイッチ３
３を接点ｆ側に切り換えると、上昇限りミツトスイッチ
２１のオン・オフに係わらず、制御切換回路２日のリレ
ーコイル３０に通電し、また、切換スイッチ３３を接点
ｅ側に切り換えると、切換スイッチ３２の接点ｃ、ｄへ
の切り換えに係わらず、上昇限りミツトスイッチ２１が
オンの時にのみリレーコイル３０に通電するように回路
構成されている。This relay control circuit 31 switches the changeover switch 32 to the contact C side as shown in the figure, and also switches the changeover switch 32 to the contact C side.
3 to the contact f side, the relay coil 30 of the control switching circuit 2 is energized regardless of whether the ascent limit switch 21 is on or off, and when the changeover switch 33 is changed to the contact e side, the changeover switch The circuit is configured so that the relay coil 30 is energized only when the ascent limit switch 21 is on, regardless of whether the switch 32 is switched to the contacts c or d.

３７はワークの移動速度を検出する移動速度検出手段と
してのタコジェネレータであり、第２図に示したワーク
１７を搬送するコンベア１日を駆動するコンベアモータ
３６の回転軸に取付けてあり、その回転速度すなわちコ
ンベア速度（＝ワーク１７の移動速度）に応じた電圧信
号を出力する。A tacho generator 37 serves as a moving speed detection means for detecting the moving speed of the workpiece, and is attached to the rotating shaft of the conveyor motor 36 that drives the conveyor 17 that conveys the workpiece 17 shown in FIG. A voltage signal corresponding to the speed, that is, the conveyor speed (=moving speed of the workpiece 17) is output.

この信号を速度信号Ｓｖとする。This signal is referred to as a speed signal Sv.

３８はタイミング演算手段であり、中央処理部２３内に
設けてもよいが、説明の便宜上別に図示している。Reference numeral 38 denotes a timing calculation means, which may be provided within the central processing unit 23, but is shown separately for convenience of explanation.

このタイミング演算手段３８は、第２図におけるエアシ
リンダ１２の動作遅れ時間を設定する一種のメモリであ
る設定器３日と、その動作遅れ時間の設定信号Ｓｄ及び
タコジェネレータ３７からの速度信号Ｓｖと第２図にも
示したワーク検知手段であるワーク検知器１日からのワ
ーク検知信号Ｓｗを入力して、＋７−り（この場合ボ、
ルト１８）が所定位置を通過してから、エアシリンダ１
２を作動させて工具であるナツトランナ１５をワーク１
７上の作業ポイントへ移動させるタイミングを算出する
タイミング計算部４０とからなっている。This timing calculation means 38 includes a setter 3 which is a kind of memory for setting the operation delay time of the air cylinder 12 in FIG. The workpiece detection signal Sw from the first day is input to the workpiece detector, which is the workpiece detection means shown in FIG.
air cylinder 1 after the route 18) has passed the specified position.
2 to move the nut runner 15, which is a tool, to the workpiece 1.
7, and a timing calculation section 40 that calculates the timing for moving to the work point above 7.

次に、この実施例の作用を説明する。Next, the operation of this embodiment will be explained.

先ず、第１図のリレー制御回路３１における切換スイッ
チ３３を図示のように接点ｆ側に切り換えておくと、切
換スイッチ３２によって第１．第２のアーム７及び１１
　（第２図）のプレイバック制御と、モータ６．１０を
フリー状態にする力抜き制御との切り換えが可能である
。First, when the changeover switch 33 in the relay control circuit 31 of FIG. second arms 7 and 11
It is possible to switch between the playback control (FIG. 2) and the stress relief control that puts the motor 6.10 in a free state.

すなわち、切換スイッチ３３を接点ｆ側に切り換えた状
態で切換スイッチ３２を接点Ｃ側に切り換えると、リレ
ーコイル′５０が電圧Ｖｃｅによって励磁されて、可動
接片３０ａ〜３０ｄが夫々固定接点す、−ｂ４に切り換
わるため、実際の速度指令値と速度フィードバック値が
有効となってモータ６及び１０を駆動制御し、第１．第
２のアーム７及び１１のプレイバック制御が行なわれる
。That is, when the selector switch 32 is switched to the contact C side with the selector switch 33 switched to the contact f side, the relay coil '50 is excited by the voltage Vce, and the movable contacts 30a to 30d are connected to the fixed contacts, - b4, the actual speed command value and speed feedback value become valid to drive and control the motors 6 and 10, and the first. Playback control of the second arms 7 and 11 is performed.

切換スイッチ３２を接点ｄ側に切り換えると、リレーコ
イル３０が消磁されて、可動接片３０ａ〜３０ｄが夫々
アースされた固定接点ａ１〜ａ４に切り換わるため、モ
ータ６及び１０はフリー状態になり、第１．第２のアー
ム７及び１１が力抜き状態になる。When the changeover switch 32 is switched to the contact d side, the relay coil 30 is demagnetized and the movable contacts 30a to 30d are switched to the grounded fixed contacts a1 to a4, respectively, so the motors 6 and 10 are placed in a free state. 1st. The second arms 7 and 11 are in a relaxed state.

次に、切換スイッチ３３を接点ｅ側に切り換えておくと
、切換スイッチ３２は無効になり、ロボット１の第２の
アーム１１に装着したエアシリンダ１２によるナツトラ
ンナ１５の昇降位置に応じた上限リミットスイッチ２１
のオン・オフに応じて、ロボット１のプレイバック制御
と力抜き状態の切り換えができる。Next, when the changeover switch 33 is switched to the contact e side, the changeover switch 32 is disabled, and the upper limit switch is set according to the vertical position of the nut runner 15 by the air cylinder 12 attached to the second arm 11 of the robot 1. 21
Depending on whether the robot 1 is turned on or off, the robot 1 can be switched between playback control and a relaxed state.

すなわち、第２図のナツトランナ１５が上昇限にあると
、ドック１３によって押されて上昇限りミツトスイッチ
２１がオンとなるため、リレーコイル３０が励磁されて
可動接片３０ａ〜３０ｄが夫々固定接点ｂ！〜ｂ４に切
り換わり、切換スイッチ３４も接点す側に切り換わる。That is, when the nut runner 15 shown in FIG. 2 is at its upper limit, it is pushed by the dock 13 and the upper limit switch 21 is turned on, so that the relay coil 30 is energized and the movable contacts 30a to 30d are connected to the fixed contacts b, respectively. ! - b4, and the selector switch 34 is also switched to the contact side.

それによって、実際の速度指令値と速度フィードバック
値が有効となってモータ６及び１０を駆動制御し、第１
゜第２のアーム７及び１１のプレイバック制御が行なわ
れる。As a result, the actual speed command value and speed feedback value become effective and drive control of the motors 6 and 10 is performed.
° Playback control of the second arms 7 and 11 is performed.

第２図のナツトランナ１５がエアシリンダ１２の作動に
よって上昇限から下降し始めると、ドッグ１３が上昇限
りミツトスイッチ２１から離れて直ちにオフにするため
、リレーコイル３０が消磁されて可動接片３０．〜３０
ｄが夫々アースされた固定接点ａ１〜ａ４に切り換わり
、それに連動して切換スイッチ３４も接点ａ側に切り換
わる。When the nut runner 15 shown in FIG. 2 starts to descend from the upper limit due to the operation of the air cylinder 12, the dog 13 moves away from the upper limit switch 21 and immediately turns off, so that the relay coil 30 is demagnetized and the movable contact piece 30. ~30
d is switched to the grounded fixed contacts a1 to a4, respectively, and in conjunction with this, the changeover switch 34 is also switched to the contact a side.

それによって、モータ６及び１０はフリー状態になり、
第１．第２のアーム７及び１１が力抜き状態になる。As a result, motors 6 and 10 become free,
1st. The second arms 7 and 11 are in a relaxed state.

次に、この制御装置によって、第２図のロボット１にコ
ンベア１日によって移動されるワーク１７上のボルト１
８の締め付は作業を行なわせる場合の動作を、第４図の
フローチャートによって説明する。Next, by this control device, the bolt 1 on the workpiece 17 that is moved by the conveyor 1 to the robot 1 in FIG.
8 will be explained with reference to the flowchart of FIG. 4.

この場合、第３図のフローチャートに示した従来の動作
と異なるのは、ステップ■と■の間に、ステップ■ａと
■ｂ、すなわちナツトランナ下降タイミング計算処理と
、その算出されたタイミングになったか否かの判定処理
が加わった点のみであるので、その他の各ステップの動
作は説明を省略する。In this case, the difference from the conventional operation shown in the flowchart of FIG. Since the only point is that a determination process is added, explanations of the operations of the other steps will be omitted.

ワーク検知器１日がボルトの通過を検知してワーク検知
信号Ｓｗを出力すると、ステップ■からステップ■ａに
進んで、タイミング計算部４０が、タコジェネレータ３
７からのその時のワーク１日の移動速度を示す速度信号
Ｓｖに応じて、さらに設定器３日からのエアシリンダ１
２の動作遅れを示す設定信号によりその動作遅れを補償
して、ナラ１−ランナ１５を下降させるタイミングを正
確に計算する。When the workpiece detector 1st detects the passage of the bolt and outputs the workpiece detection signal Sw, the process proceeds from step ■ to step ■a, where the timing calculation unit 40 detects the passage of the bolt and outputs the workpiece detection signal Sw.
In accordance with the speed signal Sv indicating the moving speed of the workpiece for that day from 7, the air cylinder 1 from the setting device 3
The timing for lowering the Nara 1-Runner 15 is accurately calculated by compensating for the action delay using a setting signal indicating the action delay of No. 2.

そして、ステップ■ｂでその計算されたナツトランナ下
降タイミングになるのを待ち、そのタイミングになった
時（実際には中央処理部２３内のタイマによりワーク検
知信号Ｓｗ入力後の時間を計測し、その計測値が算出し
たナツトランナ下降タイミングと一致した時）５ステツ
プ■へ進んでエアシリンダ１２を駆動してナツトランナ
１５を下降させ、そのソケット１５ａをワーク１７上の
作業ポイントへ移動させる。Then, in step (b), wait for the calculated nut runner lowering timing, and when that timing comes (actually, the time after the input of the workpiece detection signal Sw is measured by the timer in the central processing section 23, When the measured value matches the calculated nut runner lowering timing), proceed to step 5, drive the air cylinder 12 to lower the nut runner 15, and move the socket 15a to the work point on the work 17.

したがって、ボルト１８がその作業ポイントへ搬送され
た時に丁度ナツトランナ１５が下降限に達して、ソケッ
ト１５ａが確実にボルト１８の頭部を衝え込むように係
合させることができる。Therefore, when the bolt 18 is transported to its work point, the nut runner 15 reaches its lower limit and the socket 15a can be engaged to reliably press the head of the bolt 18.

なお、上記実施例では、実際の速度指令値と速度フィー
ドバック値を共に位置決め制御とは無関係な零値に切り
替えることによって電流指令値を零にするようにしたが
、この他に両値を共に位置決め制御とは無関係な互いに
等しい所定値に切り換えることによっても電流指令値を
零にすることができる。あるいは、電流指令値を直接零
値に切り換えるようにしてもよい・ また、この発明によるロボットの制御装置の制御対象は
、力抜き状態にしても可動部の姿勢がくずれない水平多
関節形のロボットであればどのような種類のものでもよ
いが、垂直関節を有するロボツ１−にも作業状態によっ
てはそのまま適用可能であり、その可動部の自重による
回動力に抗するトルクをモータに発生させるような重力
バランス補償回路を設ければ、より広範な垂直多関節形
のロボットにも適用可能になる。In the above embodiment, the current command value is set to zero by switching both the actual speed command value and the speed feedback value to a zero value that is unrelated to positioning control. The current command value can also be made zero by switching to mutually equal predetermined values that are unrelated to control. Alternatively, the current command value may be directly switched to the zero value. Also, the control target of the robot control device according to the present invention is a horizontally articulated robot whose movable parts do not lose their posture even when the robot is in a relaxed state. Any type of robot may be used, but it can also be applied to robots 1- with vertical joints depending on the working conditions, and the motor can be used to generate torque that resists the rotational force due to the weight of the movable parts. If a gravity balance compensation circuit is provided, it can be applied to a wider range of vertically articulated robots.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明してきたように、この発明によるロボットの制
御装置は、ロボットの可動部を駆動するモータをフリー
状態にして、移動するワークに追従しながら作業を行な
わせる際に、ロボットの可動部に取付けた工具を待機位
置からワーク上の作業ポイントへ移動させるタイミング
を、ワークが所定位置を通過した時点におけるワークの
移動速度に応じて算出するようにしたので、ワークの移
動速度が変動しても常に確実に工具とワークとを作業ポ
イントにおいて係合させることができ、以後の追従作業
をミスなく行なわせることができる。As explained above, the robot control device according to the present invention is attached to the movable part of the robot when the motor that drives the movable part of the robot is set in a free state and the motor is operated while following a moving workpiece. The timing for moving the tool from the standby position to the work point on the workpiece is calculated according to the workpiece movement speed at the time the workpiece passes a predetermined position, so even if the workpiece movement speed fluctuates, the timing is always the same. The tool and the workpiece can be reliably engaged at the work point, and subsequent follow-up work can be performed without mistakes.

【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を示すブロック回路図、 第２図はこの発明による制御装置の制御対象とするロボ
ットの構成及び作業の説明に供するロボットまわりの外
観図、 第３図は従来のロボットの制御装置の作用説明に供する
フロー図。 第４図はこの発明の実施例の作用説明に供するフロー図
である。 １・・・水平多関節形のロボット ４．８・・・タコジェネレータ ５．９・・・パルスジェネレータ ６．１０・・・ＤＣサーボモータ ７．１１・・・第１．第２のアーム（可動部）１２・・
・エアシリンダ　１５・・・ナツトランナ（工具）１６
゛＝コンテイニユアスコンベア １７・・・ワーク　　　　１８・・・ボルト１日・・ワ
ーク検知器（ワーク検知手段）２１・・・上昇限りミツ
トスイッチ ２２・・・下降限りミツトスイッチ ２３・・・中央処理部　　２４・・・位置指令レジスタ
２日・・・制御切換回路　３１・・・リレー制御回路３
７・・・タコジェネレータ（移動速度検出手段）３８・
・・タイミング演算手段 第３図Fig. 1 is a block circuit diagram showing one embodiment of the present invention, Fig. 2 is an external view of the robot and its surroundings for explaining the configuration and work of the robot to be controlled by the control device according to the invention, and Fig. 3 is a conventional FIG. 3 is a flow diagram for explaining the operation of the control device of the robot. FIG. 4 is a flow diagram for explaining the operation of the embodiment of the present invention. 1... Horizontal articulated robot 4.8... Tacho generator 5.9... Pulse generator 6.10... DC servo motor 7.11... 1st. Second arm (movable part) 12...
・Air cylinder 15... Nut runner (tool) 16
゛ = Container conveyor 17... Work 18... Volt 1 day... Work detector (work detection means) 21... Ascent limit switch 22... Descend limit limit switch 23... Central processing Part 24...Position command register 2nd...Control switching circuit 31...Relay control circuit 3
7... Tacho generator (moving speed detection means) 38.
...Timing calculation means Fig. 3

Claims (1)

【特許請求の範囲】 １　速度指令値とロボットの可動部の速度検出系からの
速度フィードバック値との偏差に基づく指令値に応じて
前記ロボットの可動部を駆動するモータの駆動電流を制
御すると共に、前記速度指令値と速度フィードバック値
との偏差に基づく指令値を実際の値に係わらず零にして
前記モータをフリー状態にする制御切換手段を備えたロ
ボットの制御装置において、 作業対象となるワークの移動速度を検出する移動速度検
出手段と、前記ワークが予め定めた位置を通過した時に
それを検知するワーク検知手段と、該手段によるワーク
検知時点から前記移動速度検出手段による検出速度に応
じて前記ロボットの可動部に取付けた工具をワーク上の
作業ポイントへ移動させるタイミングを算出するタイミ
ング演算手段とを設け、 該演算出手段によつて算出されたタイミングで、前記工
具を待機位置から前記ワーク上の作業ポイントへ移動さ
せて作業対象となるワークに係合させると共に、前記制
御切換手段によつて前記モータをフリー状態にするよう
にしたことを特徴とするロボットの制御装置。[Claims] 1. Controlling the drive current of a motor that drives the movable part of the robot according to a command value based on a deviation between the speed command value and the speed feedback value from the speed detection system of the movable part of the robot; , a robot control device comprising a control switching means for setting a command value based on a deviation between the speed command value and a speed feedback value to zero regardless of the actual value to put the motor in a free state, the workpiece to be worked on; a moving speed detecting means for detecting the moving speed of the workpiece; a workpiece detecting means for detecting when the workpiece passes a predetermined position; and a workpiece detecting means for detecting when the workpiece passes a predetermined position; timing calculation means for calculating the timing for moving the tool attached to the movable part of the robot to a work point on the workpiece, and the tool is moved from the standby position to the workpiece at the timing calculated by the calculation calculation means. A control device for a robot, characterized in that the motor is moved to an upper work point and engaged with a workpiece to be worked on, and the control switching means puts the motor into a free state.