JPH0192079A - ロボット制御装置 - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は産業用ロボット等のロボットを制御するロボッ
ト制御装置に係り、特に動作時の剛性を向上させたもの
に関する。

（従来の技術） 第５図乃至第９図を参照して従来例を説明する。第５図
（ａ）は水平多関節形ロボットを示し、図中符号１は基
台である。この基台１には第１のアーム２がθ１軸を中
心に回動可能に設置されている。又この第１のアーム２
には第２のアーム３が０２軸を中心に回動可能に設置さ
れている。さらに上記第２のアーム３の先端には先端部
４が設置され、この先端部４は回転軸θ１軸を中心に回
転するとともに、鉛直方向のＺ軸にそって上下動する。

それによって空間内の任意の位置、姿勢に位置決めるす
ることができる。尚、第５図（ｂ）は第５図（ａ）を模
式的に示した図である。

次に第６図（ａ）は円筒座標形ロボットを示す図で、基
台１１上には胴部１２がθ１軸の回りに回転可能に設置
されており、この胴部１２には腕部１３が鉛直方向のＺ
軸に沿って上下動可能に取付けられている。また腕部１
３はＲ軸方向に伸縮可能な構造となっており、また腕部
１３の先端部１４はθ２軸の回りに旋回され、かつθ３
軸の回りに曲げられる構成となっており、合計５自由度
となっている。尚。第６図（ｂ）は第６図（ａ）を模式
的に示す図である。

次に第７図を参照して直角座標形ロボットを説明する。

一対のＸ軸アーム２１．２１間にはＹ軸アーム２２がＸ
軸方向に移動可能に取付けられている。上記Ｙ軸アーム
２２には２軸アーム２３がＹ軸方向に移動可能に取付け
られている。上記Ｚ軸２３には手首２４が０１軸の回り
に曲げられるとともに、θ２軸の回りに旋回されるよう
に取付けられている。尚、第７図（ｂ）は第７図（ａ）
を模式的に示す図である。

次に第８図を参照して垂直多関節ロボットの構成につい
て説明する。基台３１には胴部３２が　θ１軸の回りに
回転可能に取付けられており、この胴部３２には肩部３
３がθ２軸の回りに回転可能に取付けられている。この
肩部３３には腕部３４がθ３軸の回りに回転可能に取付
けられている。また腕部３４の先端部３５はθ５の回り
に旋回されるとともに、θ６軸の回りに曲げられる構成
となっている。尚、第８図（ｂ）は第８図（ａ）を模式
的に示す図である。

次に第９図を参照してロボット制御装置の構成を説明す
る。図中符号４１は中央演算処理装置であり、この中央
演算処理装置４１には記憶装置４２、ポイント教示装置
４３、プログラム入力装置４４、外部入出力装置ｉ４５
、外部記憶装置４６、およびサーボ駆動装置４７が入出
力バスを介して接続されている。上記サーボ駆動装置４
７とロボット内部に組込まれたサーボモータ４８及び回
転センサ４９は各々並列に接続されている。

上記構成において、ロボットが動作する場合には全ての
軸が動作するとは限らず、動作ポイントによっては駆動
しない軸が発生するが、それら駆動じない軸はサーボモ
ータ４８自体のトルクでのみ状態保持がなされている。

又、サーボモータ４８に通電中はロボットが停止してい
る状態でもサーボモータ４８自体のトルクでのみ状態保
持がなされている。

上記構成によると以下のような問題がある。すなわちロ
ボットの動作中におけるロボットの状態保持は、駆動し
ない軸に対応するサーボモータ４８のトルクによってな
されており、これはロボットの停止中も同様である。し
たがって高い剛性を必要とする作業の場合には、ロボッ
トの状態が不安定となり、安定した作業を行なうことが
できなくなる恐れがあった。

（発明が解決しようとする問題点） このように従来の構成にあっては、高い剛性を必要とす
る場合に確実な状態保持が損われるという問題があり、
本発明はこのような点に基づいてなされたものでその目
的とするところは、サーボモータに機械的ブレーキ機構
を設置して、この機械式ブレーキ機構を適宜オンさせる
ことにより、動作中のロボットの剛性を高め、それによ
って安定した作業を可能とするロボット制御装置を提供
することにある。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） すなわち本発明によるロボット制御装置は、複数のサー
ボモータにより駆動されるロボットと、上記複数のサー
ボモータの夫々にサーボモータ駆動軸を介して連結され
た機械式ブレーキ機構と、上記複数のサーボモータの夫
々に対応して設置されサーボモータの動作を検出するサ
ーボモータ動作検出機構と、上記サーボモータ動作検出
機構からの検出信号及び予め入力されたプログラムを基
に上記サーボモータ及び上記機械式ブレーキ機構を制御
し上記ロボットが所定の動作を行なう際駆動しないサー
ボモータに対応する機械式ブレーキ機構をオンとするロ
ボットコントローラとを具備したことを特徴とするもの
である。

（作用） つまり、ロボットコントローラは、サーボモ−夕動作検
出機構からの検出信号及び予め入力されたプログラムを
基に複数のサーボモータ及び該複数のサーボモータに対
応する機械式ブレーキ機構とを制御するもので、ロボッ
トが所定の動作を行なう場合に、駆動しないサーボモー
タに対応する機械式ブレーキ機構をオンとするものであ
る。

したがってロボット動作時の剛性が高くなり、安定した
ロボット動作を提供することができる。

（実施例） 以下第１図乃至第４図を参照して本発明の一実施例を説
明する。第１図は本実施例によるロボット制御装置の構
成を示すブロック図であり、図中符号１０１はロボット
である。ロボット１０１は複数のサーボモータ１０２を
備えている。上記各サーボモータ１０２はサーボ駆動装
＠１０３により駆動され、これらサーボ駆動装Ｗ１０３
はロボットコントローラ１０４により制御される。

上記Ｏボットコントローラ１０４は、中央演算処理装置
１０５、記憶袋Ｗ１１０６、ポイント教示装置１０７、
外部入出力装置１１０８、ブＯグラム入力装置１０９、
及び外部記憶装置１１０から構成されている。

一方上記各サーボモータ１０２には機械式（例えば圧力
を作用させてブレーキをかけるもの）のブレーキ１１０
が夫々取付けられており、これら機械式ブレーキ１１０
はブレーキ制御装置１１１を介して上記ロボットコント
ローラ１０４に制御される。

又、各サーボモータ１０２にはサーボモータ１０２の動
作状態を検出するセンサ１１２が取付けられており、上
記ロボットコントローラ１０４はこのセンサ１１２から
の信号及び予め入力されたプログラムに基づいて上記機
械式ブレーキ１１０を制御する。具体的にはロボット１
０１が動作を行なう際、駆動しないサーボモータ１０２
に対応する機械式ブレーキ１１０をオンとする。したが
って動作しないサーボモータ１０２はブレーキ１１０に
より高い剛性をもって固定され、それによってロボット
１０１全体の剛性を高めるとともに、動作を安定したも
のとする。

これを第２図に示すと、ロボットコントローラ１０４か
らサーボ駆動装置１０３に制御信号が出力されている場
合（この場合には対応するサーボモータが駆動する）に
は、ブレーキ制御装置１１１には制御信号は出力されず
（ブレーキ１１１はオフ）、逆にサーボ駆動装置１０３
に制御信号が出力さ９れていない場合には（サーボモー
タ１０２は駆動しない）ブレーキ制御装置１１１に制御
信号が出力されるものである（ブレーキ１１０はオン）
。

次にロボット１０１が完全に停止している場合には全て
のブレーキ１１０をオンとして、ロボット１０１を安定
した状態で保持する。

次に実際のロボットに適用した構成を第３図に示す。第
３図はアセア形ロボット１０１であり、各動作部にはＩ
軸ブレーキ付サーボモータ１０２ａ、ＩＩ軸ブレーキ付
サすモータ１０２ｂ。

■軸ブレーキ付サーボモータ１０２Ｃ１■軸ブレーキ付
サーボモータ１０２ｄ、Ｖ軸ブレーキ付サーボモータ１
０２ｅ、及び■軸ブレーキ付サーボモータ１０２ｆが取
付けられている。又ロボット１０１は先端にロボットハ
ンド１０１ａを備えており、このロボットハンド１０１
ａによりワーク１１３を把持する。また上記ブレーキ付
サーボモータ１０２ａ乃至１０２ｆは第３図に示すよう
に、サーボモータ１１２、ブレーキ１１０、及び減速機
１１４が一体になったものである。

上記構成によると、ロボットコントローラ１０４は記憶
装置１０６に記憶されているプログラム及びポイントデ
ータを基に中央演算処理装置１０５で演算処理し、目的
とするポイントまでＯボット１０１を移動させるべく所
定のサーボモータ駆動装置１０３に制御信号を出力し、
該動作予定のサーボモータ１０２に対応するブレーキ１
１０をオフとし、それ以外のブレーキ１１０をオンとす
る。これによって上記所定のサーボモータ１０２の駆動
によりロボット１０１が所定のポイントまで移動すると
、それをセンサ１１２からの信号により確認し、それま
でオフとなっていたブレーキ１１０をオンとする。そし
てロボット１０１が停止している状態ではすべてのブレ
ーキ１１０をオンとする。

以上本実施例によると以下のような効果を奏することが
できる。

■まずロボット１０１が動作する場合には、動作するサ
ーボモータ１０２以外のサーボモータ１０２に対応する
ブレーキ１１０をオンとしておくので、剛性が高くなり
、安定した動作が可能となる。例えばスタッド溶接のよ
うに大きな反力が作用するような場合にも、駆動しない
サーボモータ１０２にはブレーキ１１０によりブレーキ
がかけられているので、ロボット１０１は安定した状態
にあり、上記反力が作用しても安定した状態でスタッド
溶接を行なうことができる。

■次にロボット１０１が停止している場合には、全ての
ブレーキ１１０をオンとしておくので、安定してた状態
でロボット１０１を保持することができ、停止状態での
各種の作業を安定した状態で行なうことができる。

尚、本発明は前記一実施例に限定されるものではなく、
ブレーキ機構の構成等については種々のものが考えられ
る。

［発明の効果］ 以上詳述したように、本発明によるロボット制御装置に
よると、動作時におけるロボットの剛性を高くすること
ができ、それによって安定した動作を提供することがで
きる等その効果は大である。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第４図は本発明の一実施例を示す図で、第１
図はロボット制御装置の構成図、第２図はロボットコン
トローラからの制御信号を示す図、第３図はアセア型ロ
ボットに適用した状態を示す図、第４図はブレーキ付サ
ーボモータの構成を示す図、第５図乃至第９図は従来例
の説明に使用した図で、第５図乃至第８図は具体的な産
業ロボットを示す図、第９図はロボット制御装置の構成
図である。 １０１・・・〜ロボット、１０２・・・サーボモータ、
１０４・・・ロボットコントローラ、１１０・・・機械
式１式％ １０２ａ−１０２ｆ 第４図 第５２ １１　　（ａ）　　　　第６図　　（ｂ）（ａ）　　　
　　　　　　　　　　　　　（ｂ）第７図 （ａ）　　　　　　　　　（ｂ　） 第８図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数のサーボモータにより駆動されるロボットと
   、上記複数のサーボモータの夫々にサーボモータ駆動軸
   を介して連結された機械式ブレーキ機構と、上記複数の
   サーボモータの夫々に対応して設置されサーボモータの
   動作を検出するサーボモータ動作検出機構と、上記サー
   ボモータ動作検出機構からの検出信号及び予め入力され
   たプログラムを基に上記サーボモータ及び上記機械式ブ
   レーキ機構を制御し上記ロボットが所定の動作を行なう
   際駆動しないサーボモータに対応する機械式ブレーキ機
   構をオンとするロボットコントローラとを具備したこと
   を特徴とするロボット制御装置。
2. （２）上記ロボットコントローラはロボットが停止して
   いる場合には全ての機械式ブレーキ機構をオンさせるも
   のであることを特徴とするロボット制御装置。