WO1982002607A1 - Robot control system - Google Patents

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WO1982002607A1
WO1982002607A1 PCT/JP1982/000015 JP8200015W WO8202607A1 WO 1982002607 A1 WO1982002607 A1 WO 1982002607A1 JP 8200015 W JP8200015 W JP 8200015W WO 8202607 A1 WO8202607 A1 WO 8202607A1
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WO
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reverse
pulse
solenoid valve
valve
rotation
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PCT/JP1982/000015
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English (en)
French (fr)
Inventor
Fanuc Ltd Fujitsu
Original Assignee
Inaba Hajimu
Sakakibara Shinsuke
Nihei Ryo
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Publication date
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    • G05B19/238—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path using an incremental digital measuring device for point-to-point control the positional error is only used to control speed in steps according to distance left, or to give a stop signal when error reaches zero
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    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
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    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/45—Nc applications
    • G05B2219/45083—Manipulators, robot

Definitions

  • the position of the wrist or the like is controlled by a wobble wheel w, and the position of the movable member is exactly equal to the command position W.
  • ! Shows the mouth-opening method that can be used.
  • FIG. 1 is a diagram showing an example of such an industrial robot.]
  • FIG. 1 (a) is a plan view thereof, and FIG. 1 (b) is a plan view thereof.
  • ⁇ H is for work exchange etc.
  • HL is for recirculation ( ⁇ -pulled) and up-and-down ( ⁇ 3 ⁇ 4) is possible.
  • AM is a resident (H li) resident
  • CS is an up-and-down ((:) and ⁇ di C 0) possible case with respect to a quartet PL
  • F Ri- is an iS IPL
  • the supporting frame TB is 7 ⁇ 2.
  • Operation display ⁇ Operation display ⁇ , 0 P is the operation panel of operator operation ⁇ , CNT is the teaching operation 3 ⁇ 4
  • the necessary service operation must be taught in advance.
  • the robot command data is sequentially read out, and the The operation of the hand MH, the wrist HL, the M, and the casing GS is created, and the operation is repeated to the tower to provide an iterative service.
  • the robot command data includes the point information to be serviced, the operating speed information, the control of the hand at the point, and the signal to and from the machine side] 3 and D, etc. Service code that instructs you] 3 ⁇ It is made up.
  • the movable parts such as the wrists are conventionally located at the position where the fluid is moved, such as empty E or hydraulic pressure.
  • the movable sound 3 such as the wrist at an arbitrary command position with high accuracy in the case of the flow-floating movement. 2nd place Just stopping.
  • a movable part such as a wrist can be stopped at a desired command position with high accuracy by using any pneumatic or hydraulic fluid driving mechanism.
  • the purpose is to propose a Roho's method :: ⁇ method that can extend the crawling range garden of a kit.
  • the present invention provides a robot control system in which a movable portion of a robot is positioned at a command position by driving a body driving mechanism.
  • a fluid valve that includes a forward solenoid valve and a reverse solenoid valve that moves in the forward or reverse direction, and a high-speed valve that reduces the air flow and speeds the moving connection structure.
  • tC nucleus structure, detecting means for detecting the position of the movable part, and calculating a difference between the command position S and the detected current position of the movable part, wherein the difference is set to a first predetermined value.
  • the control unit checks whether or not a position pulse of the detection means has occurred within a predetermined time when one of the forward solenoid valve and the reverse solenoid valve is operating.
  • a means is provided to check the forward direction solenoid valve and reverse direction valve assuming that 13 ⁇ 4 operation has occurred in the movable part fluid system when the pulse does not occur within the predetermined time. It is a fresh start. This makes it possible to simply detect a malfunction in the position-based street system, so that the movable part runs away and damages the work, the machine core, and the like.
  • FIG. 1 is a plan view and a loading diagram of a general industrial ⁇ -hot
  • FIG. 2 is an explanatory view of an embodiment of a wrist mechanism of an industrial robot according to the present invention
  • FIG. 3 is a wrist in FIG. Fig. 4 and Fig. 5 show the principle of detecting the wrist position of a structure.
  • Fig. 4 shows the principle of a pneumatic control system that rotates, reverses and decelerates the air motor in Fig. 2 in Fig. 2.
  • Fig. 5 shows the pneumatic system mounted on the wrist.
  • Fig. 7 is a circuit block diagram of Honshiki
  • Fig. 8 is a time chart of the same
  • Fig. 9 is a block diagram of Honshiki detecting malfunction.
  • FIG. 10 is a circuit diagram of the malfunction monitoring circuit of FIG.
  • FIG. 2 shows the wrist model HL of an industrial robot according to ⁇ 9 of this invention: HL: ⁇ Instructions ⁇ Hi, Fifth is the wrist position of the second Si wrist ⁇ c:.:? I FIG. 4 is an explanatory diagram of a detection principle.
  • 1 is an air motor driven by compressed air supplied from an unillustrated air section
  • 2 and S are pulleys
  • 4 is a belt
  • the torque of the air motor 1 is transmitted to the shaft 5 supported by the bearing.
  • ⁇ is a brake structure
  • 7 is a sensor disk, which rotates together with the shaft 5, and its circular section 3 ⁇ 4 has the shape shown in Fig. 5 (a) to (c).
  • Two 2 mm magnet pieces 7a, 7a; 7b, 7b are included. Magnet pieces 7 a, 7 a is against the each other on one surface of the cell Nsadi scan click 7 to dry the disc 7 1 8 0.
  • the magnet pieces 7 b, 7 b are mutually 180 ° on the other side of the sensor disk 7 . Embedded. And the
  • the magnet pieces 7a and 7b, and 7a and 7b are arranged halfway from each other.
  • 8a and 8b are magnetic sensors], which are fixed to the body 14 so as to face the magnet pieces 7a, 7a, 7b and 7b, respectively. Therefore, depending on whether the motor 1 (shaft 5 :) is rotating forward or reverse, two types having the positional relations shown in FIGS. 3 (d) and (e) are obtained.
  • Pulse signal P A P B is generated.
  • PA, PB are pulse signals generated by the magnetic sensors 8a and 8b, respectively, and are rotated two times by one rotation of the shaft 5, and are also rotated left. When it is rotating, the positional relationship shown in Fig. S (d) is shown, and when it is rotating to the right, the positional relationship shown in Fig. 3 (e) is shown.
  • Reference numeral 13 denotes a mounting portion of the hand MH (FIG. 1), and reference numeral 14 denotes a body.
  • Fig. 4 and Fig. 5 are illustrations of the pneumatic control system for decelerating the air motor 1 forward and reverse, and Fig. 5 is a partial external view of the pneumatic mechanism with the wrist HL attached. .
  • 1 is an air motor
  • 21, 31, and 41 are * electric motor valves for normal rotation, reverse rotation, and high speed of each air motor 1, each having a solenoid 2.
  • the reversing signal is used to operate the switching valve.
  • 5 1 supply portion you supply E i air
  • 1 Ma is te Pulse flop, 7 1, S 1 is]?
  • Valve, 2 Z 25, 24, 5 Z 33, 54, 42. 43, 44 and 2 are air passages for compressed air.
  • the ⁇ J valve 21 C-4c is in the state shown in the figure.] 3, between the air passages 22--25, and between 32-33
  • the high speed solenoid valve 41 has a // solenoid 41 1
  • the switching valve 41C operates and the air passages 42-44 are connected. Therefore, the compressed air flows from the picture 5C 51 through the air passages 42, 44 into the master valve ⁇ 1, and the master valve 61 moves in the direction indicated by the arrow ⁇ . To [3 ⁇ 4], and connect between the air passage ⁇ 2 and the grain. This Yui ⁇ , amount of air force and through the grain valve 7 1 of I j Eamo over one other in the air ⁇ ?; The rotation speed of the air motor 1 is reduced.
  • Figure ⁇ ⁇ shows the appearance of the pneumatic mechanism attached to the body 14 of the wrist.
  • the same parts as those in FIG. 4 are denoted by the same reference numerals.
  • FIG. 5 shows another example of pneumatic control equipment! 4), the same parts as those in FIG. ⁇ 5 similar figure, FIG. 4 and are Ru point ⁇ , solenoid valve 4 1 Seo Reno I de 4 1 a and the electromagnetic mosquitoes to atmospheric Ma is te alve 1 and d A passage The point that 43 and 44 are removed and the function of the master valve is provided in the high-speed solenoid valve 41 is provided.
  • FIG. 7 and Fig. 8 are explanatory diagrams illustrating an embodiment of the hot system according to the present invention [5], Fig. 7 is a block diagram of the same system, and Fig. 8 is a block diagram of the same. This is a time chart.
  • 101 is the air sensor attached to the wrist 8a, 8b
  • a pulse signal PB (FIGS. S (d) and (e)) and a home position signal HPP are generated according to the rotation of the air motor 1.
  • 102 is a robot illuminator]
  • receivers 103a to 103c a noise processing circuit 1G4, and a current S position cowl for recording the current position in the circuit direction (the main axis).
  • te 105, gate ⁇ road 1 00, Ru have Note Li 107, it mm 108 for storing the teaching data.
  • 109 performs 3 ⁇ 4 2 1, 3 1, 4 1 c::? 1 It is a solenoid valve drive circuit.
  • the pulse processing circuit 104 receives the pulse signals ⁇ and ⁇ ⁇ , checks the phase relationship between the pulse signals PA and PB, and performs forward rotation on the forward / reverse signal NRS (NRS- * 1 ').
  • NHS * 0--reverse rotation
  • ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • one rotation pulse to ⁇ for every predetermined rotation of the air motor 1.
  • Kai ⁇ Pa ls e RP Pulse signal: [rho Alpha, made from PB, having a frequency of Pulse signals PA, m times of PB (m> i).
  • the current position counter 105 outputs the rotation position of the wrist from the home position. That is, every time the home position signal HPP is generated, the count is reset, and the forward / reverse signal is output.
  • the amount of rotational position of is constantly output.
  • Gate Kai ⁇ 100 currently positions. ⁇ Ka c down the contents of a a robotic teaching playback mode as appropriate depending on the Note re the motor 105
  • the contents of 105 are input to the gyoza 1 (38.
  • the gyoza 108 stores the teaching data at the time of reproduction.
  • the y command position read from the memory 107 and the current position of c and wrist the normal ratio 3 ⁇ 4 and a such
  • a high-speed valve operation signal DEV is output, and the absolute value of the difference e is less than or equal to a preset second value 3 ⁇ 4 ( ⁇ 3 ⁇ 4). Then, both the forward rotation and reverse saddle drive signals GWV and OGWV are output for a predetermined time, and the brake drive signal BRK is output.
  • the magnetic sensors 8a and 8b of the sensor unit 101 are output at every predetermined rotation.
  • 3 pulse signals PA and PB are output, and the pulse signals ⁇ ⁇ , PB are input to the pulse processing circuit 104 via the receivers 103a and 1 £ 33b.
  • the contents of the current position mosquitoes cormorant printer 105 is that in and the child indicating the current position of a constantly wrist.
  • the current position of a by the rotation of the air motor 1 is close to the finger-old position "of c, the difference of e is small rather Do not gradually -?]
  • the difference of e (-ot c ⁇ ⁇ ia) Te in time is pre-set Equals the first numerical value, for example, the numerical value '20'.
  • Actuator 4 1a operates to reduce air and motor 1 speed. This Yui ⁇ , ⁇ ⁇ and one other is ⁇ , and your time to reach a steady speed v 2, to continue the rotation in the thereafter the speed v 2. In the differential of e the time t 4 further dark small and Kai ⁇ to continue, Ru etc. Mr. rather 3 ⁇ 4 to 1 For example was a second numerical value set in advance.
  • the predetermined value may be equal to the above-mentioned value, or the value may be determined as follows:
  • the air motor 1 is stopped at the target position while the air motor 1 is properly tilled.
  • almost the same control is performed when the air motor 1 is stopped at the target position while being turned upside down.
  • ot e
  • the wrist is positioned in the rotation direction (the axis direction) is described.
  • the present invention is not limited to the wrist and may be an arm or other movable part. This may be the case when positioning in the straight direction.
  • the driving mechanism is an air motor using pneumatic pressure
  • the driving mechanism is not limited to pneumatic pressure, but may be a fluid dynamic mechanism using fluid such as hydraulic pressure.
  • the wrist is driven by a fluid.] 5
  • the wrist can be accurately positioned at an arbitrary position in the rotation direction.
  • FIG. 9 is a block diagram of an embodiment of the present invention for detecting a malfunction of the wrist rotation control system.] The same parts as those in FIG. 7 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. .
  • 2CH is a timer]), and at every predetermined time interval, for example, every 400 msec, the time pulse: Pt is punctured.
  • 202 is a malfunction monitoring circuit] ?, forward rotation drive signal GWV, reverse rotation movement signal-0 OWVv rotation pulse RP and time pulse: Pt are input, respectively, and forward rotation movement signal or When at least one of the reverse rotation drive signal C0WV is 1 ', a predetermined time (time pulse
  • Rotation pulse during the Pt generation interval Monitors whether or not p has ripened, and if it occurs, turns the wrist. Output MVG to comparator 108; 2; ⁇ _, HiAtsushiki 108 electrostatic valve switching new signals
  • Both the forward rotation effect signal and the reverse rotation movement signal GGWV are set to 0 and the air motor 1 is stopped, and an alarm is output.
  • Fig. 10 is a circuit diagram of the malfunction monitoring ⁇ 2G2 in Fig. 9), where OR is OR gate, person ND1, AND2 is AND gate, and FF is initial reset. Flip being done
  • the wrist is positioned in the rotation direction (Natakata method) has been described.
  • the wrist is positioned at an arbitrary position in the rotation direction while the fluid is moving. Since the positioning can be stopped, the robot can be applied. I2g can be increased. Also, since malfunction of the wrist rotation control system can be simply detected, it is unlikely that the wrist will run away and damage the work, the pull-out, and the wrist mechanism. ⁇

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Description

明 ¾a - ロ ボ ッ 卜 削 万式
技 荷 分 野
本発明は 、 手首等の可 ¾を流佯認 ¾根 wに よ っ て 勣する Π ボ ッ ト 万式に K し 、 特に 、 可動 ¾の位 を 正 ¾に任 ¾の指令位 Wに一！：させる こ と で き る 口 ^ ッ ト 制 Ϊき 方式に ¾する。
背 景 技
¾年、 製造作菜の 自 動化のため、 ¾々 の π ホ' ッ ト が痉 んに利用されている。
この よ う ¾ ロ ホ' ッ ト は予め教示され或いは編集されて いる ロ ホ' ッ ト 指令デー タ に基いて工作^械側か らの δ求 に よ 1?適宜 ヮ ー'ク の着^、 工具交^ どのサー ビ ス を実 行する。 箅 1 図はかかる工業用 ロ ホ' ッ ト の一例を図す図 であ ] 、 同 （a)はその平面 、 同図（b)はその 面図であ る。 図中 、 ： Νί Hは ワ ーク交 等の ^ これ らを ¾持する メ 力 - カ ル ハ ン ド 、 H L は回 ¾ ( α 拿さ ） 及び上下摂 —り ( β ¾ ) が可能 手首、 A Mは俘綜 （ H li ) 自 在 ¾ 、 C S は回 ¾韜 P L に対 して上下移動 （ ¾Ξ ：) 及び^ di C 0 ) 可能 ケー シ ン グ、 F R.i-,ίは iS I P L を支持十る フ レ 一ム T B は ロ 7^. ッ 動作 示する ¾示操作 ¾、 0 P はオ ペ レー タ 作^の操作パ ネ ル 、 CNTは教示操作 ¾
T B か らの ^示に よ る敎示 容え と え £作位 ( ボイ ン ト ） 、 K作 S度、 サー ビ ス G¾ 等を . する と と も に、 15 示？ S に ^つて it IZメ 二 カ ル ハ ン ド：,： H、 しェ、一： 手首 H L 、 ^人 M、 ケー シ ング G S の動作を制街する制 御部である。
この よ う ¾ ブレイ パ ッ ク式工業用 ロ ボ ッ ト ではあ らか じめ、 必旻 サー ビ ス動作を教示操作髮 T B よ ]? 教示し、 その教示内容 （以下ロ ボッ ト 指令データ と う ） を制 ¾ 部 G N T 内の メ モ リ に記 mさせて き 、 接棕僩よ J9 サー ビ ス旻求がある度に一 ¾の ロ ボツ ト 指令データ を逐次読 出 しメ カ - カ ル ハ ン ド M H、 手首 H L 、 M , ケー シ ン グ G S の動作を創^ して該楼椟に繰返 し反復サー ビ ス する。 尙、 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、 動作速度情報、 ポ イ ン ト に けるハ ン ド の制御や工作檨楨側と の信号のや ]3 と D等を指示するサ 一 ビ ス コ ー ド等よ ]3 ·成っている。 又、 -上記教示は一^的 に、 （1)口 ボ ッ ト 指令データ を格納すべき メ モ リ ァ ド レ ス の設定、 （2)ジ ョ グ送 ！） （手動送 ]? ：) に よ る位量^め、 （3) ポ イ ン ト の位詈情報及び速度指令値の設定、 （4) ホ' ッ ト サー ビ ス コ ー ドの設定と い う履序で行われ、 上記（1)乃至
(4)の シ ー ケ ン スを繞返 し行 う こ と に よ ])工作接拭に対す る一 ¾の ロ ボ ッ ト 動炸が表示される。
と ころで、 ワ ーク着 ½を 目 的 とする上記工業 ロ ボッ ト に いて手首等可動鄯は従来、 空 E、 油圧 どの流体 感動に よ ] 位置 ϋ されている。 しか し が ら流佯 Ι 動 に いては手首等可動音 3を任意の指令位置に精度良 く 停 止させる こ と が Ε莫達である こ とか ら従来は空 Ε等の回耘 突き あて よ 2 点位 停止を行 ¾ つているにすぎ ¾い。
C:.i?I
— δ このため 、 従来は手首に結合されるハ ン ド Μ Ηの姿勢 ( な 軸方向位置 ） を 自 由に制弒できず、 ロ ボ ッ ト の使用 範囲が限定されて しま ぅ久点があった。
従って、 '本発明は手首等の可動藓の^勳に空圧、 油圧 どの流体駆動機構を用いて も手首等可動部を任意の指 令位置に精度 よ く 位置^:め停止でき 、 ロ ボ ッ ト の這周範 園を ¾張でき る ロ ホ' ソ ト :: ^方式を提侯する こ と を 目 的 とする。
更に、 本発明は、 手首等可動部の位置剖御系の誤動作 に基つ' く 暴走 どを防止で き る π ホ' ッ ト 制御方式を提供 する こ と を 目 的とする。
癸 明 の 開 示
' 即ち、 本発明は、 ^体駆動機構を駆動する 'こ と に よ ロ ボッ ト の可動部を指令位置に位量決めする ロ ボ ッ ト 剞 御方式において、 該 ¾侔惠動機構をそれぞれ正方向或 は逆方向に^動させる正方向電磁弁及び逆方向霄磁弁と 、 拚気量を しぼって流侓 ¾動接構の速度を浚速させる续速 弁を具僱する流体愿 fi tC ^核構と 、 該可動部の位置を検 出する検出手段と 、 指令位 S と該検出された可動部の現 在位量の差を演算 し、 該差が予め設定された第 1 の！： に等 し く つた と き f 記 ¾速弁を動作させて流侔 15動檨 檬を渎速する と共に、 ft記差が予め設定された第 2 の值 i¾ ( < nj ) に等 し く る つ： t と き正方 ί¾及び ¾方向電 ¾弁 の両方を所定^間 »作させ、 且つブ レ ー キを動作させて ^侔 15動接棕を停止させ .る ： .咅；： と を ·ί!える も のであ る。 じ - ^. c: :n との こ とに よ って、 ロ ボッ ト の可動部の ^動に流体駆動 機構を用 ても 、 位置決め精度が向上する。
更に、 本発明では、 前記制御 ¾に、 前記正方向電磁弁、 逆方向電磁弁の一方が動作している場合に て 、 所定 時間内に前記検出手段の位置パ ル ス が発生したかをチェ ッ クする手段を設け、 該所定時間内にパ ルス が発生 し い と き可動部流体^動制街系に 1¾動作が癸生したも の と して正方向電磁弁及び逆方向電 弁の励 ¾を切新する の である。 これに よ つて、 位置制街系の誤動作を箇単に検 出でき るので 、 可動部が暴走 して、 ワーク 、 機核等を損 傷させる こ とは 。
図 面 の 箇 阜 説
第 1 図は一般的 工業 π ホ' ッ ト の平面図及び荷面図、 第 2 図は本発明に係る工業用 ロ ボッ ト の手首機構の実施 例説明図、 第 3 図は第 2 図手首 構の手首位置検出原理 の説明図、 第 4 図及び苐 5 図は箅 2 図のエアモータ を正、 逆転並びに減速させる空 £制街機構説 図、 第 図は手 首に装着した空圧檨橒の一部外 «図、 第 7 図は本癸 ¾の 回路ブロ ッ ク 図、 第 8 図は同タ イ ム チ ャ ー ト 、 第 9 図は 誤動作を検出する本癸^のブロ ッ ク図、 第 1 0 図は箅 9 図の誤動作監視回 ^の回路図である。
発明を実 ½するための最良の形態
以下、 本癸明の実^ ^を医 Eに筏って箅^に K ¾する。 第 2 図は本発 §9に よ る工業用 ロ ボ プ ト の手首模檮 H L の一実:^伺説 ^ Hi、 第 5 は第 2 Si手首 德の手首位置 c:.:?i 検出原理の説明図である。
図中、 1 は図示しない耠気部か ら供給された圧縮空気 に よ 回耘駆動される エアモー タ 、 2 , S はプー リ 、 4 はベ ル ト であ ]? 、 ブー リ 2 , 3 と協 してエアモータ 1 の回転力をべァ リ ン グ支持されたシ ャ フ ト 5 に伝達する。 ό はブ レー キ揆構、 7 はセ ン サデ ィ ス ク てあ 、 シ ャ フ ト 5 と一体に回転し、 その円局 ¾には第 5 図（a)〜（c)に示 す如 く 2 笾の磁石片 7 a, 7 a ； 7 b, 7 b がそれぞれ垣め 込まれている。 磁石片 7 a, 7 a はセ ンサディ ス ク 7 の一 方面側に互 にディスク 7 の乾に対 し 1 80。 つ'れて埕め込 まれ、 一方磁石片 7 b， 7 b はセンサディ スク 7 の他方面 側に互いに 180。 づれて埋め込ま れている。 そして、 第
3 図（fa)の如 く 磁石片 7 a と 7 b 、 並びに 7 a と 7 b は互 いに半位稆： Pfa づれて配設されている。 8 a, 8 b は磁気 セ ン サであ ]? 、 それぞれ磁石片 7 a, 7 a, 7 b， 7 b に対 向する よ う にボディ 1 4 に固定されて る。 従っ て、 ェ ァモータ 1 ( シ ャ フ ト 5 ：) が正転して るか逆転してい るかに応 じて第 3 図（d)、 （e)に示す位稆関保を有する 2 種 類のパ ル ス信号 PA PB が発生する。 尙、 ； PA, PB はそれぞ れ磁気セ ン サ 8 a, 8 b か ら癸生する パ ル ス信号であ 、 シ ャ フ ト 5 の 1 回転に よ 2 癸生 し、 又左回転して る と き には第 S 図（d)に示す位^関係を示し、 右回転 して い る と き には第 3 (e)に示す位 ¾関係を示す。
9 はハーモ ニ ッ ク ドラ イ ブタ イ ブ O :速檨、 1 0 は ブ ラ ケ ッ ト である。 1 1 , 1 2 は 点位置を示すホーム ボジ f OM?I _
" シ 3 ン信号発生用の ドグと ドグ 1 2 を検出する近接ス ィ ツ チであ ]? 、 ドグ 1 1 はブラ ケ ッ ト 1 0 に取付け られ、 近接ス ィ ッ ^ '1 2 はボディ 1 4 に垣め込まれて る。 従 つて、 ブラ ケ ッ ト 1 3 が渎速褛 9 を介 して回転して ドグ 1 1 が近接ス ィ ッ チ 1 2 に接近して、 その箜近量が一定 量 ^下に る と ホー ム ボジシ ン信号が近接ス ィ ツ チ
1 2 よ ]?発生する。 1 3 はハ ン ド M H (第 1 図 ） の取付 部、 1 4 はボディ である。
第 4 図、 第 5 図はエ ア モータ 1 を正、 逆 fe^び 'に減速 させる空圧制篛褛構説明図、 第 ό 図は手首 H L 装着 し た空圧機構の一部外観図である。
第 4 図に いて、 1 はエアモータ 、 2 1， 3 1, 4 1 は各 * エアモ ー タ 1 の正転用、 逆転用及び渎速用電¾弁であ 1? 、 それぞれソ レ ノ イ ド 2 1 a， 3 1 a, 4 1 a と、 復帰ス プ リ ン グ 2 1 b, 3 1 b, 4 1 b と 、 切換弁 2 1 c, 3 c, 1 c を有して ]? 、 ^動償号に よ って ン レ ノ ィ ドを ^して 切換弁を動作する も のである。 5 1 は E i空気を供給す る給気部、 1 はマ ス タ パ ル プ 、 7 1, S 1 は し ]?弁、 2 Z 25, 24, 5 Z 33, 54， 42. 43, 44， る 2 は圧 空気の エア通路である。 さて、 ソ レ ノ ィ ド 2 1 さ〜 4 1 a の非！¾ 磁状態に いては^ J換弁 2 1 C〜4 c はそれぞ 図示の 状態にあ ]3 、 エア通路 2 2— 2 5 間、 3 2— 3 3 間 びに
4 2-4 3 間が^換弁 2 1 c〜 4 1 C に よ って ¾誇される。 このため、 辁気 ¾0 5.1 か らの圧籙空気はエアモータ 1 に 烘给されす、 ^モータ Λ は停止 してい-る。 一方、 正 ¾用 ~— 電磁弁 2 ΐ の ソ レ ノ ィ ド 2 1 a が正転 動信号に よ 磁される と 、 切換弁 2 1 c が動作してエア通路 2 4— 2 2 間が連結される。 このため、 絵気部 5 1 か らの £綜空気 はエア通路 2 A → 2 2 →エアモ ー タ 1 →エア通路 3 2 → 3 i → 6 2 を介 してマ ス タ パ ル ブ 1 のエア排出 ロカ ら 大気に排出され、 エアモータ 1 は正転する。 正耘駆動信 号がオ フ に る と 、 ン レ ノ ィ ド 2 1 a は非励磁と ？ 、 復帰ス ブ リ ン グ 2 1 b に よ 切換弁 2 "l c は図の状態に復 帰する。 '
又、 図示の状態に い て逆耘用電磁弁 3 の ソ レ ノ ィ ド 3 1 a が逆転 動信号で される と 、 切換弁 3 1 c が 動作してエア通路 3 4 - 3 2 間-が違結される。 このため 給気部 5 1 か らの圧縮空気はェ-ァ通路 3 4 → 3 2 →エア モ ー タ 1 →ェ了通路 2 2 → 2 3 →マ ス タ ノく ル ブ <5 1 の ェ ァ排出 口を介 して大気に挵出され、 エアモー タ 1 は逆転 する。
更に、 正転用及び逆転用鼋 弁 2 1, 3 1 の う ち少 く と も一方の電磁弁が動作 して る場合にお て、 渎速 電磁弁 4 1 の ：/ レ ノ ィ ド 4 1 a を渎速駆動信号で励磁す る と 、 切換弁 4 1 C が動作してエア通路 4 2— 4 4 間が ¾ 結される。 このため、 圧綰空気が絵気 ¾C 5 1 か ら エア通 路 4 2, 4 4 を介 してマ ス タ パ ル プ ό 1 に流入し、 該マ ス タ パ ル ブ 6 1 を矢印 Α方 [¾に移動させ、 エア通路 ό 2 — しぼ ]?弁 7 1 間を ¾結させる。 こ の結杲、 しぼ 弁 7 1 のエア挵出に よ j? エアモ ー タ 1 を介 して れる エア量力； 渎少 し、 該エ ア モ ー タ 1 の回転速度は镔少する。
即ち、 適宜正転用、 逆耘用及び滅速用電磁弁 2 1, 3 1, 4 1 を制御する こ と によ ]? 、 エアモ ー タ 1 へ与え られる 圧縮空気の方向、 量が制 されてエアモータ 1 の正耘、 逆転、 渎速制街が行 われる。 尙、 手首のボディ 1 4 に 装着された空圧機構の外観を第 ό 図に示す。 図中、 第 4 図と 同一部分には同一符号を付 して る。
第 5 図は空圧制御機镎の別の実 ½例であ ！） 、 第 4 図 と 同一部分にほ同一符号を付して る。 苐 5 図に て、 第 4 図 と異る る点は淙速, 電磁弁 4 1 の ソ レ ノ ィ ド 41a の電磁カを大に してマ ス タ バ ル ブ 1 及びエ ア通路 4 3 , 4 4 を除去し、 マ ス タ バ ル ブの機能を铰速用電磁弁 4 1 に備えさせた点である。
- 第 7 囡、 第 8 図は本発^に係る ホ'ッ ト 制^方式の 実施例を説 §§する説钥図で ]5 、 第 7 ?は同ブロ ッ ク図 第 8 図は同タ イ ム チ ヤ ー ト である。
図中、 101 は手首に装着された 気セ ン サ 8 a， 8 b
(第 3 図 ） ¾び近接ス ィ ッ チ 1 2 (第 2 図 ） よ ]？ 成る セ ンス部で ]3 、一エアモータ 1 の回転に応 じてパ ルス信号 PB (第 S 図（d)， (e) ) 及びホ ー ム ポジシ ョ ン信号 HPP を発生する。 102 は ロ ホ' ッ ト il 装置であ ]? 、 レ シ ー バ 103a〜103c 、 ノ ル ス処理回络 1 G4 、 回 ϋ方向 ( な 軸 ) の現在位置を記億する現 S位置カ ウ ン タ 105 、 ゲー ト { 路 100 、 教示データ を記憶する メ モ リ 107 、 it mm 108 を有して る。 109 は各 ¾ 2 1， 3 1, 4 1 を する c: :?1 電磁弁駆動回路である。
パ ル ス処理回路 104 はパ ル ス信号 ΡΑ ·ΡΒ を入力され、 該バル ス信号： PA, PBの位相関係をチェ ッ ク して正逆耘信 号 NRS (NRS- * 1 ' で正転、 NHS= * 0--て逆転 ） を籙 ^に出力する と共に、 エアモータ 1 の所定回転毎に 1 個 の回転パ ル ス を籙 に出力する。 回耘パ ル ス R P は パ ル ス信号： ρΑ , PBから作成され、 パ ル ス信号 PA, PBの m 倍 （m〉 i ) の周波数を有する。 現在位置カ ウ ン タ 105 はホー ム ポ ジ シ ョ ンか ら の手首の回転位置を記億、 出力 する。 即ち、 ホ ー ム ポ ジ シ ョ ン信号 HP P が発生する毎 に、 その カ ウ ン ト 内容が リ セ ッ ト され、 又正逆転信号
NRS に よ る 回転方向に応じて回転パ ル ス R P を カ ウ ン ト ア ッ プ Zダウ ンする。 たとえば正転して る （NRS= *1 -) と き にはカ ウ ン ト ァ ジ ブ、 逆転している （NRS- 'Ο·)と き にはカ ウ ン ト ダ ウ ン して手首の回転位量を常時、 記億、 出力する。 ゲー ト 回珞 100 は現在位.置カ ウ ン タ 105 の内 容 な a を ロ ボッ ト 教示 再生モー ドに応 じて適宜メ モ リ
107 或いは比較器 108 に出力する。 即ち、 教示モー ドに 際 しては （TMS= "1")、 教示操作釜上の位置教示釦が押 圧される と現在位置カ ウ ン タ 105 の な 韜方向の現在位置 な aをメ モ リ 107 の所定ア ド レス に書き込み、 一方、 再 生モ ー ドに際 しては （PMS= '1，）、 現在位量力 ゥ ン タ
105 の内容を比餃器 1 (38 に入力する。 比餃器 108 は再生 時に教示デー タ を記億する メ モ リ 107 か ら読出された な ¾方向の指令位置 な c と手首の現在位置 な a と を常 比 ¾ する と共に、 その差な e の大き さに JSじて各種電磁弁 21 〜41 ( 第 4 図 ） 及びブレー キ 6 ( 第 2 図 ） を制御する 制御信号 CWV, OOWV, DE Y, BRKを出力する。 即ち、 指令位置と現在位置との差 な e (=な c~«a) が正であれば正 転憨動信号 GWVを、 負であれば逆転駆動信号 を 、 又差な e の絕対値が予め設定されて る第 1 の値 以下 に ¾れば狻速弁^動信号 DEVをそれぞれ出力 し、 更に 前記差な e の絶対値が予め設定された第 2 の値 ¾ ( < ¾ )以下に れば正転及び逆鞍駆動信号 GWV, OGWVの 両方を所定時間出力 し、 且つブ レーキ 動信号 BRKを出 力する。
次に第 8 図に示すタ イ ム チ ヤ一 ト を参照しつ 本発明 · の作用を説 する。 尙、 第 8 図中 S Pはエアモー タ 1 の 回転速度である。
再生時に （PMS - ·1 *)、 メ モ リ 107 か ら手首の回転位 置指令な (： が読出される と比較器 108 は該指令位置 な c と 、 ゲー ト 回路 100 を介して現在位置カ ウ ン タ 105 から入力 されて る現在位置な a と を'比較 し、 その差 ae = ac→^ の正負に応じて正転篡動信号 G WV又は逆転 動信号 CCWV を出力する。 尙、 初期時 toに て な e が正である も の と して説明する。 従って、 正転憨動信号 GWV== "1 " が出 力される と 、 電 IS弁 動回路 109 は正転用電磁弁 2 1
(第 4 図 ） の ソ レノ ィ ド 2 1 a を励磁し、 エアモ ー タ 1 を正転させる。. これに よ ]? 、 ェ了モ ー タ 1 は回耘を開始 し時刻 に て定 '富速度 Vlに到達 し、 以後一定^度で 回転を続行する。
さて、 エアモータ 1 が回転する と 、 その所定回転毎に セ ン ス部 101 の磁気セ ン サ 8 a, 8 b よ ]3 パ ル ス信号 PA, PBが出力され、 このパ ル ス信号 ΕΑ·, PBは レ シーバ 103a , 1 £33b を介 してパ ル ス処理回路 104 に入力される。 パ ル ス処理回路 104 はパ ル ス信号； PA, ； PBの位相をチヱ ッ ク し て正逆転信号 NRS (= "1，）及び回耘パ ル ス R P を出力す る。 回耘パ ル ス が発生すれば現在位置カ ウ ン タ 105 はエアモー の正転、 逆転 （NRSの 、"，' 0· ) に応じて 該回転パ ル ス E> P を可逆計教する。 この結杲、 現在位置 カ ウ ンタ 105 の内容は常時手首の現在位置な a を示すこ と に る。 エアモータ 1 の回転に よ 現在位置 な a は指 令位《な c に接近し、 差 な e が次第に小さ く な-]?時刻 に て該差 な e (-otc~<ia) は予め設定 した第 1 の数値 、 たとえば数値 '20' に等 し く る。 0^-1¾に ¾ る と比餃 器 108 は ¾速弁鬆動信号 DEV (= 1 ·) を出力 し、 電磁弁 駆動回路 109 を して減速電磁弁 4 1 ( 第 4 図 ） の ソ レ ノ ィ ド 4 1 a を動作させ、 エア,モータ 1 を璩速させる。 こ の結杲、 ァ ^ タ 1 は渎速し、 時刻 にお て定常速 度 v2に到達 し、 以後該速度 v2にて回転を続行する。 回耘 が続行する と前記差 な e は更に滅小 し時刻 t4において、 予め設定した第 2 の数値 た とえば 1 に等 し く ¾る。
な e = ¾に る と比較器 108 は逆耘 ΙΪ動信号 GGWV (= '1，） 及びブ レー キ信号 JB RK ( = " 1 ' ) を 出力する。 即ち、 刻 t に いて正耘及び逆転 Ιϊ¾ί信号 OWV, が共に
、 -.. ΝΤΪΤΟ"
^ •1 ' に 2) 、 これに よ エア通路 2 2, 3 2 (第 4 図 ）か ら互 に逆向き に圧縮空気がエアモータ 1 に流入 し、 ェ ァモータ 1 の回転力は急速に弱ま る。 一方、 時刻 以降 に てエアモータ 1 は佳速度 ¾で回転しつづけて ]? 、 且つ時刻 に いてブレーキ <5 が動作するから、 前記ェ ァモー タ の回転力が弱ま つた こ と と あ ま つてエアモ ー タは時刻 t5に て直ち 停止する。 尙、 時刻 tsに て、 正転及び逆耘駆動信号 OWV, GGWVは共に ·0" と D V ^後エアモータ 1 には圧縮空気が流入しない。
エアモ タ の回転が停止する と比較器 108 は停止時 に ける指令位置 な c と現在位置な a の差な e ( = ccc-oca) が所定値 以下か ¾かの判別を行 ¾ う。 、 この所定 値 は前記 ¾と等し く しても よ く 、 或いは ：> ¾と . る よ う に ¾を决めても よ 。
さて、 i 0ie l < であれば手首は 目標位置に正 し く 位置 決めされたこ と に ¾ D、 回耘制街は終了する。
—方、 aeく 0 , Iな ei > であれば手首は 目標位置を行 きすぎたこ と にな ]? 、 又 な e > 0 , 1な61 >¾であれば目標 位置の手前で停止したこ と に ¾ 、 以後、 な 軸方向の位 置補正が行われる。 今、 目標泣置を行き逼ぎたも C とす れば （な e < 0 , Iな e I〉 ¾ )、 比铰器 10 S は時刻 にお て 逆転^動信号 CGWV (= W) を出力 し、 逆耘用 弁
3 1 ( 第 4 IS ) を動作させ、 エアモー タ 1 を逆転せしめ る と共に時刻 t7において正 ¾ ϋ動信号 G WV ( = " 1 ' )及び ブレー キ信号 B UK を 岀力する。 これに よ ]) 、 ^
( GL'FI 刻 ^〜 の制御と 同様にエアモータ 1 は所定量回転後、 時刻 に いて停止する。 停止後、 比較器 108 は再び oie が 下か否かの判定を行ない、 後 iな e l <¾と な る迄 上記補正動作を操返え し、 回転制御が終了する。
尙、 上記実施例ではエアモータ 1 を正耘させるが ら 目 標位置に停止させる場合であつたが、 逆^させ が ら 目 標位置に停止させる場合も殆んど同様 制御が行われる。 又、 |ote| - に って後 GWV, 00 7を *0， にする迄の 時間 （ 〜 t5, tT〜 te) は予め実験的に求めて き 、 その 間 GWT, 0CWVを共に ·1， にする よ う にでき る。
又、 以上の説明では手首を回転方向 （ な 軸方向 ） に位 置决めする場合につ て説 § したが本発钥は手首に限ら ず腕その他の可動部であっても よ く 、 又直進方向に位置 決めする場合であっても よ 。
更に、 駆動機構と しては空圧に よ る エアモ ー タ の場合 について説明 したが、 空圧に限 らず油圧 ど^の流体を 用いた流体^動 '機構であって も よ 。
^上、 本発明に よれば流侔駆動であ ]5 が ら手首を回 転方向の任意の位置に精度よ く 位 «決め停止でき 、 ロ ボ
ジ ト の適用範囲を著し く 拡張する こ とか'で き る。
と ころで、 手首の回転制御系に誤動作が生 じる と手首 を指令位置に停止させる こ とがてき ないは'か か、 該手 首が回転方向に暴走 し ワ ーク或いは ¾fe どを 傷させ る事態を生じる。 た と えば、 気セ ン Ir S a, 8 b C m 2
図 ） がこわれた 或いは ¾気セ ン サ の リ 一 ド^に ^ Bが f 〇M?I ヽ 生じた ]?する と 、 エ ア モータが回転しても 回耘パ ル ス
R Pが発生せず手首が暴走する · 又、 ソ レ ノ ィ ドを励磁 したと き 、 電磁弁が正常に働らか 場合にはエアモ ー タは回転し ¾ 。
従って、 手首回耘制御系に誤動作が生 じた場合にはこ れをすみやかに検出する必要がある。
第 9 図は手首回転制御系の誤動作を検出する本発明の 実施例ブロ ッ ク図であ ]? 、 第 7 図と 同一部分には同一符 号を付し、 その詳細る説明は省珞する。
図中、 2CH はタ イ マであ ]) 、 所定時間間隔毎に、 たと えば 400 msec毎に時間パ ル ス ： Pt を癸生する。 202 は誤 動作監視回路であ ]? 、 正転駆動僵号 GWV、 逆転慝動信号 - 0 OWVv 回転パ ル ス R P及び時間パ ル ス ： Pt をそれぞれ入 力され、 正転憨動信号 或 は逆転 ¾動信号 C 0WV の少る く と も一方が · 1 ' の と き所定時間內 （時間パ ル ス
Pt の発生間隔内 ） に回転パ ル ス ： pが癸生したか否か を監視し、 発生し ¾ 場合には手首回 ¾制街系に誤動作 があったも Oと して電磁弁切断信号 MVGを比較器 108 に出力す; 2；。 齒_、 比敦器 108 は電 弁切新信号
'1 " に よ ]? 正転恵動信号 及び逆転恵動信号 GGWV を共に ，0· に してエアモータ 1 を停止させ、 ^いはァラ ームを出力する。
第 1 0 図は第 9 図実旌例の誤動作監 回^ 2G2 の回路 図であ ]) 、 図中 O Rはオアゲー ト 、 人 ND1， AND2はァ ン ドゲー ト 、 F Fは初期時 リ セ ッ ト されて る フ リ ッ プ
C: I
,Ι? フ ロ ッ ブである。 正転 ¾動信号 GWV或いは逆転駆動信 号 G GWVが · 1 · の と き 、 時間パ ル ス Pt が発生すればァ ン ドゲー ト AND 1 の出力が ·1 · と な ]? 、 フ リ ッ プフ ロ ッ ブ はその立下 ]? に よ セ ジ ト される。 この状態に いて、 次の時間パルス： Pt 発生迄に回転パ ル ス R Ρが発 生し ければアン ドゲー ト AND 2 の出力が該次の時間パ ルス Pt の発生に よ ]? Ί - と な 、 電磁弁 ¾断信号 MVC (= ·1·) が比較器 108 に出力される。 しか し、 次の時間 パ ル ス ： Pt 発生迄に回転パ ル ス R Pが発生すればフ リ ッ ブフ ロ グ ブ は リ セ ッ ト され、 電磁弁切靳信号 MVC が出力される こ と は： έ 。
尙、 ^上は手首回転制御系に誤動作が生じた と き 所定 時間内に涯転パ ル ス R Pが発生しるい場合であったが、 電磁弁 どの誤動作に よ エアモータが指合方向 と逆方 向に回転する場合には誤動作監視回路 202 ( 第 9 図 ） に エアモ ー タ の回転方向を示す正逆転信号を入力 し、 回転 方向を監視する よ う に しても よ い。
又、 以上の説 では手首を回転方向 （ な 韜方 ί¾ ) に位 置决めする場合について説明 したが本発 §9は流体 動で あ i> がら手首を回転方向の任意の位置に精度 よ く 位置 決め停止でき るため ロ ボッ ト の適用 I2gを έέ:大する こ と ができ る。 又、 手首回転制御系の誤動作を筒単に検出で き るから、 手首が暴走 して ワ ーク 、 接拔、 手首機構部を 損傷させる こ と は ¾い。 ^

Claims

' 請 求 の 範 囲
1 流体駆動機構を 動する こ とによ ]? ロ ボ プ ト の可動 部を指令位置に位置決めする ロ ボッ ト制街方式に いて、 該流侔 ^動檨搆をそれぞれ正方向或 は逆方向に^動さ せる正方向電磁弁及び逆方向電磁弁と 、 ^気量を しぽっ て流侔篛動機構の速度を渎速させる渎速弁を具億する流 侔厘動制御機檮と 、 該可動部の位置を検出する検出手段 と 、 指令位置と該検出された可動部の現在位置の差を滇 算し、 該差が予め設定された第 1 の値 ¾に等し く つた と き前記渎速弁を動作させて流体鬆動檨搆¾ ¾速する と 共に、 前記差が予め設定された第 2の値 ¾ ( <∑¾ ) に等 し く ったと き正方向及び逆方向電磁弁の両方を所定時 間動作させ、 且つブレーキを動作.させて流体 動機構を 停止させる制御部とを備える こ とを特铵とする ロ ボ グ ト 制御方式。
2. 前記制御部は、 前記流佞 m動機構の停止後の現在位 置と指令位置との偏差が所定値以上の と き 、 渎速弁を動 作させた状態で前記僞差の符号に応じて正方向及び逆方 向電磁弁の一方を動作させ、 つ で正方向及び逆方向電 磁弁の両方を所定時間動作させ、 且つブ レー キを動作さ せて可動部を指令位釐に位置決め制街する こ と を特铵と する請求の範囲第 1 項記載の 口 ボッ ト 釗 方式。
5. 前記検出手段は、 前記 ¾侔鬆動接橒が所定量移動す る毎にパ ル スを発生するパ ル ス発生手段と 、 前記パ ル ス を移動方向に応 じて カ ウ ン ト ア ツ ブ ダ ウ ンする カ ウ ン タ とで構成される こ とを特铵とする請求の範囲第 1 項記 载の π ボ タ ト制御方式。
4- 前記制御部に、 更に前記正方向電¾弁、 逆方向電磁 弁の一方が動作して る場合に て、 所定時間 P3に前 記バル ス が発生したかをチ ユ ッ クする手段を設け、 該所 定時間内にパ ル ス が癸生しないと き可動部流体葸動制御 系に誤動作が発生したも の と して正方向電磁弁及び逆方 向電磁弁 励磁を切断する こ とを特竄とする請求の範囲 第 3項記载の o ボ ッ ト 制 方式。
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