JPH06312B2 - Industrial robot - Google Patents
Industrial robotInfo
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- JPH06312B2 JPH06312B2 JP59189411A JP18941184A JPH06312B2 JP H06312 B2 JPH06312 B2 JP H06312B2 JP 59189411 A JP59189411 A JP 59189411A JP 18941184 A JP18941184 A JP 18941184A JP H06312 B2 JPH06312 B2 JP H06312B2
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- industrial robot
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- limit switch
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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アーム機構の各動作軸の動作角度を
検出する手段としてインクリメンタル形のロータリーエ
ンコーダ等を用いて構成された産業用ロボットに係り、
特に、原点合せを行う際に各動作軸が正確に原点位置に
復帰したか否かを容易に確認することできる産業用ロボ
ットに関する。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to an industrial robot configured by using an incremental rotary encoder or the like as a means for detecting the operating angle of each operating axis of a robot arm mechanism,
In particular, the present invention relates to an industrial robot that can easily confirm whether or not each operation axis has accurately returned to the origin position when performing origin alignment.
周知のように、産業用ロボットのアーム機構の各動作軸
の動作量を検出するセンサとしてはインクリメンタル形
のロータリーエンコーダが広く用いられている。このイ
ンクリメンタルエンコーダを用いた場合においては、電
源投入時に必ずアーム機構の原点合せを行なわなければ
ならない。すなわち、インクリメンタルエンコーダは動
作軸に連結された回転軸の回転量に対応した数のパルス
を順次発生するものであり、このパルスをカウンタで計
数することにより前記動作軸の動作角度を得ることがで
きるが、電源投入時において、一度動作軸を原点位置に
復帰させ、この時点でカウンタをクリアし、動作軸が原
点位置と一致している状態からカウンタの計数を開始す
るようにしなければならない。As is well known, an incremental rotary encoder is widely used as a sensor for detecting the movement amount of each movement axis of an arm mechanism of an industrial robot. When this incremental encoder is used, the origin of the arm mechanism must be aligned when the power is turned on. That is, the incremental encoder sequentially generates a number of pulses corresponding to the rotation amount of the rotating shaft connected to the operating shaft, and the operating angle of the operating shaft can be obtained by counting the pulses with a counter. However, when the power is turned on, it is necessary to return the operating axis to the origin position once, clear the counter at this point, and start counting from the state where the operating axis matches the origin position.
この原点合せ時の動作を第３図および第４図を参照して
説明する。第３図において、１はロボットアーム機構の
動作軸であり、図示せぬ減速機構を介して駆動用モータ
およびインクリメンタルエンコーダの各回転軸と連結さ
れている。この動作軸１にはドグ２が取り付けられてお
り、動作軸１はドグ２の移動が規制される２点、すなわ
ち原点と動作限界点とによって定まる動作範囲内で図に
示す矢印Ａ方向または矢印Ｂ方向へ回動可能となってい
る。この場合、動作範囲としてはドグ２の移動が機械的
に規制されることによって決まる機械的動作範囲Ｃと、
ドグ２によってオン・オフされる原点リミットスイッチ
３および限界点リミットスイッチ４の検知結果に基づい
て決まるハード監視可能範囲Ｄと、インクリメンタルエ
ンコーダが発生するパルスのカウント値が、予め設定さ
れた設定値の範囲内にあるか否かによって決まるソフト
監視可能範囲Ｅとが存在する。また、第４図は原点位置
近傍において、動作軸１を矢印Ａ方向またはＢ方向へ回
動した場合における原点リミットスイッチ３の出力とイ
ンクリメンタルエンコーダの出力との関係を示す図であ
り、Ｆは原点リミットスイッチ３の出力波形であり、ま
たＧはインクリメンタルエンコーダがその回転量に応じ
て発生するパルスの波形であり、さらにＨはインクリメ
ンタルエンコーダが１回転する毎に１回発生するインデ
ックスパルスの波形である。そして、産業用ロボットに
電源が投入される、駆動用モータを制御する制御装置は
第４図に示す原点リミットスイッチ３の出力Ｆと、イン
クリメンタルエンコーダが発生するインデックスパルス
Ｈとに基づいて次の手順で原点合せを行なう。まず、駆
動用モータによって動作軸１を第３図に示す矢印Ａ方向
へ回動させる。次いで、第４図に一点鎖線Ｐ１で示す時
点すなわちドグ２が原点リミットスイッチ３をオンとし
た時点で駆動用モータを停止させ、その後逆回転させて
動作軸１を矢印Ｂ方向へ回動させる。次に、第４図に一
点鎖線Ｐ２で示す時点すなわち原点リミットスイッチ３
がオフとなった時点以降において、最初にインデックス
パルスＨが発生した時点（第４図に一点鎖線Ｐ３で示す
時点）を原点として、インクリメンタルエンコーダが発
生するパルスＧを計数するカウンタのカウント値を０と
する。このようにして、原点合せが行ねわれる。ここ
で、原点リミットスイッチ３は、原点リミットスイッチ
３自体が有する機械的なオン・オフ動作のばらつき等を
考慮に入れて、インデックスパルスＨが発生する時点Ｐ
３と、この時点Ｐ３から動作軸１を矢印Ａ方向へ回動し
た際に最初にインデックスパルスＨが発生する時点Ｐ４
との間の中間位置に、原点リミットスイッチ３がオフと
なる時点Ｐ２を一致させた状態で取り付けられている。
この場合、第４図に示すインデックスパルスＨが発生す
る時点Ｐ３とＰ４との間の間隔Ｋは駆動用モータおよび
インクリメンタルエンコーダの１回転分に対応している
から、インデックスパルスＨが発生する時点Ｐ３から駆
動用モータをインクリメンタルエンコーダが発生すパル
スＧに基づいて半回転（図に示すＬ＝Ｋ／２に対応）だ
け回動させた時点で原点リミットスイッチ３がオフとな
るように原点リミットスイッチ３の取り付け位置を調整
すればよい。しかし、一般に産業用ロボットにおいて
は、アーム機構の各部の動作を所定の精度で得るため
に、駆動用モータの１回転に対応したドグ２が１mm程度
しか移動しない場合もあり、この場合、原点リミットス
イッチ３の取り付け位置の調整には比較的高い精度が要
求される。The operation for aligning the origin will be described with reference to FIGS. 3 and 4. In FIG. 3, reference numeral 1 denotes an operation shaft of the robot arm mechanism, which is connected to each rotation shaft of the drive motor and the incremental encoder via a deceleration mechanism (not shown). A dog 2 is attached to the operation shaft 1, and the operation shaft 1 has two points at which movement of the dog 2 is restricted, that is, within an operation range determined by an origin and an operation limit point. It can be rotated in the B direction. In this case, the operating range is a mechanical operating range C determined by mechanically restricting the movement of the dog 2, and
The hardware monitorable range D determined based on the detection results of the origin limit switch 3 and the limit point limit switch 4 which are turned on / off by the dog 2 and the count value of the pulse generated by the incremental encoder are set to preset values. There is a soft monitorable range E that depends on whether or not it is within the range. FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the output of the origin limit switch 3 and the output of the incremental encoder when the operation shaft 1 is rotated in the direction of arrow A or B in the vicinity of the origin position, and F is the origin. The output waveform of the limit switch 3, G is the waveform of the pulse generated by the incremental encoder according to the amount of rotation thereof, and H is the waveform of the index pulse generated once for each rotation of the incremental encoder. . Then, the controller for controlling the drive motor, which is powered on to the industrial robot, performs the following procedure based on the output F of the origin limit switch 3 shown in FIG. 4 and the index pulse H generated by the incremental encoder. Adjust the origin with. First, the operating shaft 1 is rotated by the drive motor in the direction of arrow A shown in FIG. Next, the drive motor is stopped at the time indicated by the alternate long and short dash line P 1 in FIG. 4, that is, when the dog 2 turns on the origin limit switch 3, and then it is rotated in the reverse direction to rotate the operating shaft 1 in the direction of arrow B. . Next, at the time indicated by the one-dot chain line P 2 in FIG. 4, that is, the origin limit switch 3
After the time when is turned off, the count value of the counter that counts the pulse G generated by the incremental encoder is set with the time point when the index pulse H is first generated (the time point indicated by the alternate long and short dash line P 3 in FIG. 4) as the origin. Set to 0. In this way, the origin alignment is performed. Here, the origin limit switch 3 takes into consideration the mechanical on / off operation variations of the origin limit switch 3 itself, and the like, at the time point P when the index pulse H is generated.
3 and a point P 4 at which the index pulse H is first generated when the operating shaft 1 is rotated in the direction of arrow A from this point P 3.
It is attached at an intermediate position between and in such a manner that the time point P 2 when the origin limit switch 3 is turned off is matched.
In this case, the interval K between the time points P 3 and P 4 at which the index pulse H shown in FIG. 4 is generated corresponds to one rotation of the drive motor and the incremental encoder, so the index pulse H is generated. origin so that home limit switch 3 is turned off at the time when the driving motor is an incremental encoder was only turning half a rotation based on the pulse G to occur (corresponding to L = K / 2 shown in FIG.) from the time P 3 The mounting position of the limit switch 3 may be adjusted. However, in general, in an industrial robot, the dog 2 corresponding to one rotation of the drive motor may move only about 1 mm in order to obtain the operation of each part of the arm mechanism with a predetermined accuracy. In this case, the origin limit Relatively high accuracy is required for adjusting the mounting position of the switch 3.
ところで、上述した原点リミットスイッチ３の取り付け
位置の調整が正確になされていない場合においては、原
点リミットスイッチ３自体が有する機械的なオン・オフ
動作のばらつき等により、インデックスパルスＨが発生
する時点と、リミットスイッチ３がオン・オフする時点
との相対的な位置関係がずれてしまう場合があり、この
場合制御装置による原点合せ時においてインデックスパ
ルス１個分すなわち、駆動用モータの１回転分に対応す
る程度の誤差が生じてしまう恐れがある。そして、原点
合せ時において上記誤差が生じると、その後のアーム機
構の制御が正常に行なわれなくなってしまう。そこで、
従来、原点合せ時において、各動作軸が正確に原点位置
に復帰したか否かを確認する方法として、アーム機構の
各アームの継ぎ目部分に合マークを設けて、操作員が各
動作軸毎に目視で確認するという方法が採られていた。
しかしながら、この確認作業は煩雑であるため改善が望
まれていた。By the way, in the case where the attachment position of the origin limit switch 3 is not accurately adjusted, the time point at which the index pulse H is generated due to variations in mechanical on / off operations of the origin limit switch 3 itself. , The relative positional relationship with the time when the limit switch 3 is turned on / off may be deviated, and in this case, one index pulse corresponds to one rotation of the drive motor when the origin is adjusted by the control device. There is a risk that an error will occur. If the above-mentioned error occurs during the origin alignment, the subsequent control of the arm mechanism will not be performed normally. Therefore,
Conventionally, when aligning the origin, as a method of confirming whether or not each operating axis has accurately returned to the origin position, a matching mark is provided on the joint part of each arm of the arm mechanism, and the operator The method of visual confirmation was adopted.
However, since this confirmation work is complicated, improvement has been desired.
この発明は上述した事情に鑑み、原点合せ時において、
各動作軸が正確に原点位置に復帰したか否かを容易に確
認することができる産業方ロボットを提供することを目
的としている。In view of the above-mentioned circumstances, the present invention is
An object of the present invention is to provide an industrial robot capable of easily confirming whether or not each operation axis has accurately returned to the origin position.
この発明は、アーム機構の各動作軸を各々原点位置に復
帰させて原点合せを行う産業用ロボットにおいて、前記
各動作軸の原点合せ完了後に前記アーム機構の先端部に
取付けられた作業装置の所定箇所が位置すべき正規な位
置に復帰しているか否かを判断するための基準位置を表
示する表示手段、または前記所定箇所が前記正規な位置
に存在しているか否かを検出する検出手段を前記産業用
ロボットの基台、もしくは前記基台と相対的な位置関係
が保持される固定物に固定したことを特徴としている。The present invention relates to an industrial robot that returns each operating axis of an arm mechanism to its original position to perform the original point alignment. In the industrial robot, a predetermined work device attached to the distal end portion of the arm mechanism is completed after completing the original point alignment of each operating axis. Display means for displaying a reference position for determining whether or not the place has returned to the normal position, or detection means for detecting whether or not the predetermined place exists at the normal position. It is characterized in that it is fixed to a base of the industrial robot or a fixed object that maintains a relative positional relationship with the base.
これにより、作業装置の所定箇所が表示手段と合致して
いるか否かを目視によって確認するか、あるいは検出手
段の出力を調べることにより、各動作軸の原点合せが正
常に完了したか否かを一意的に確認することができる。With this, it is possible to visually check whether or not a predetermined portion of the working device matches the display means, or check whether or not the origin alignment of each operation axis is normally completed by checking the output of the detection means. It can be uniquely confirmed.
以下、図面を参照してこの発明の実施例について説明す
る。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
第１図(イ)，(ロ)はこの発明の一実施例の構成を示す図で
あり、第１図(イ)において、１１は床面等に固定される
基台であり、この基台１１にはアーム機構１２が設けら
れている。アーム機構１２は旋回台１３と、第１アーム
１４と、第２アーム１５と、手首装置１６とから構成さ
れており、旋回台１３は水平旋回の自由度を、第１アー
ム１４は前後揺動の自由度を、第２アーム１５は上下揺
動の自由度を、手首装置１６は曲げおよび捻りの自由度
を各々有している。また、手首装置１６にはブラケット
１７を介して溶接トーチ１８が固定され、この溶接トー
チ１８には溶接ワイヤ１９と、シールドガスと、溶接用
電源とを供給するケーブル２０が接続されている。そし
て、手首装置１６は図に点Ｍで示す部分が２点鎖線Ｒで
示す境界線を逸脱しない範囲内で移動可能となってお
り、また、アーム機構１２の各動作軸の動作角度を検出
するセンサとしてはインクリメンタルエンコーダが使用
されている。一方、基台１１の前面には第１図(ロ)に示
すようにポイントマーク２１が記入された表示板２２が
取り付けられている。この場合、ポイントマーク２１は
第１図(イ)に一点鎖線Ｓで示すようにアーム機構１２の
各動作軸を各々原点位置に復帰させた状態において、溶
接トーチ１８の先端から突出する溶接ワイヤ１９と僅か
な間隙を隔てて対応する位置に記入されている。したが
って、操作員が溶接ワイヤ１９の先端とポイントマーク
２１とが合致しているか否かを目視によって確認するこ
とにより、各動作軸が正確に原点位置に復帰したか否か
を確認することができる。FIGS. 1 (a) and 1 (b) are views showing the configuration of an embodiment of the present invention. In FIG. 1 (a), 11 is a base fixed to a floor or the like. An arm mechanism 12 is provided at 11. The arm mechanism 12 includes a swivel base 13, a first arm 14, a second arm 15, and a wrist device 16. The swivel base 13 has a degree of freedom of horizontal swivel, and the first arm 14 swings back and forth. , The second arm 15 has vertical swing freedom, and the wrist device 16 has bending and twisting freedoms. A welding torch 18 is fixed to the wrist device 16 via a bracket 17, and a welding wire 19, a shield gas, and a cable 20 for supplying a welding power source are connected to the welding torch 18. The wrist device 16 is movable within a range in which the portion indicated by the point M in the drawing does not deviate from the boundary line indicated by the two-dot chain line R, and detects the operating angle of each operating axis of the arm mechanism 12. An incremental encoder is used as the sensor. On the other hand, on the front surface of the base 11, a display plate 22 having a point mark 21 is attached as shown in FIG. In this case, the point mark 21 is the welding wire 19 protruding from the tip of the welding torch 18 in a state where each operation axis of the arm mechanism 12 is returned to the origin position, as shown by a dashed line S in FIG. And the corresponding positions with a slight gap. Therefore, the operator can visually confirm whether or not the tip of the welding wire 19 and the point mark 21 match each other, thereby confirming whether or not each operation axis is accurately returned to the origin position. .
次に第２図(イ)，(ロ)を参照してこの発明の他の実施例に
ついて説明する。これらの図において、前述した一実施
例と相異する点は、表示板２２に代えて押釦スイッチ２
５を設置した点である。この場合、押釦スイッチ２５は
アーム機構１２の各動作軸を各々原点位置に復帰させた
場合において、溶接ワイヤ１９の先端によって押釦２６
が押圧されるように配置されている。これにより、押釦
スイッチ２５のオン・オフ信号によって各動作軸が正確
に原点位置に復帰したか否かを確認することができる。
また、この押釦スイッチ２５のオン・オフ信号を産業用
ロボットの制御装置に供給するように構成すれば、原点
合せ時の確認作業を作業員が介在せずに行うことが可能
となる。Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 2 (a) and 2 (b). In these drawings, the point different from the above-described embodiment is that the push button switch 2 is used instead of the display plate 22.
5 is installed. In this case, the push button switch 25 pushes the push button 26 by the tip of the welding wire 19 when each operation axis of the arm mechanism 12 is returned to the origin position.
Are arranged to be pressed. This makes it possible to confirm whether or not each operating axis has accurately returned to the origin position by the ON / OFF signal of the push button switch 25.
Further, if the ON / OFF signal of the push button switch 25 is supplied to the controller of the industrial robot, the confirmation work at the time of origin alignment can be performed without the intervention of a worker.
なお上述した実施例においては表示板２２または押釦ス
イッチ２５を基台１１に取り付けるように構成したが、
これに限らず基台１１と相対的な位置関係が保持される
固定部材等に取り付けるようにしてもよい。Although the display plate 22 or the push button switch 25 is attached to the base 11 in the above-described embodiment,
Not limited to this, it may be attached to a fixing member or the like that holds a relative positional relationship with the base 11.
各動作軸の原点合せ完了後において、アーム機構の先端
部に取付けられた作業装置の所定箇所が位置すべき正規
な位置に復帰しているか否かを判断するための基準位置
を表示する表示手段、または前記所定箇所が前記正規な
位置に存在しているか否かを検出する検出手段を産業用
ロボットの基台、もしくは前記基台と相対的な位置関係
が保持される固定物に固定したので、各動作軸の原点合
せが正常に完了したか否かを一意的に確認することがで
き、これにより、産業用ロボットを始動点検する場合の
確認作業の能率が向上するという効果や、所定箇所が正
確に原点位置に復帰しなかった場合、エンコーダや制御
装置等の故障／異常を容易に発見できるという効果が得
られる。Display means for displaying a reference position for determining whether or not a predetermined position of the working device attached to the tip of the arm mechanism has returned to the normal position where it should be positioned after the completion of the origin alignment of each operation axis. Or, since the detection means for detecting whether or not the predetermined place is present at the regular position is fixed to the base of the industrial robot or a fixed object having a relative positional relationship with the base. , It is possible to uniquely confirm whether or not the origin alignment of each operation axis has been completed normally, which improves the efficiency of the confirmation work when starting and inspecting the industrial robot, and it can Does not accurately return to the origin position, it is possible to easily find a failure / abnormality in the encoder, the control device, or the like.
第１図(イ)はこの発明の一実施例の構成を示す正面図、
第１図(ロ)は第１図(イ)に示す表示板２２の構成を示す
図、第２図(イ)はこの発明の他の実施例の構成を示す正
面図、第２図(ロ)は第２図(イ)に示す押し釦スイッチ２５
の構成を示す図、第３図は従来のロボットアーム機構の
動作軸とリミットスイッチの関係を説明するための図、
第４図は従来のリミットスイッチの出力とインクリメン
タルエンコーダの出力との関係を説明するための図であ
る。 １２……アーム機構、１８……溶接トーチ、１９……溶
接ワイヤ、２１……ポイントマーク、２２……表示板、
２５……押し釦スイッチ、２６……押し釦。FIG. 1 (a) is a front view showing the configuration of an embodiment of the present invention,
FIG. 1 (b) is a view showing the structure of the display plate 22 shown in FIG. 1 (a), FIG. 2 (a) is a front view showing the structure of another embodiment of the present invention, and FIG. ) Is the push button switch 25 shown in FIG.
FIG. 3 is a diagram for explaining the relationship between the operating axis and the limit switch of the conventional robot arm mechanism,
FIG. 4 is a diagram for explaining the relationship between the output of the conventional limit switch and the output of the incremental encoder. 12 ... Arm mechanism, 18 ... Welding torch, 19 ... Welding wire, 21 ... Point mark, 22 ... Display plate,
25 ... push button switch, 26 ... push button.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山口 徹 三重県伊勢市竹ヶ鼻町100番地 神鋼電機 株式会社伊勢工場内 (56)参考文献 特開 昭58−66692（ＪＰ，Ａ) 実開 昭57−34391（ＪＰ，Ｕ) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Toru Yamaguchi 100 No. 100 Takegahana-cho, Ise City, Mie Prefecture Ise Factory, Shinko Electric Co., Ltd. (56) Reference JP-A-58-66692 (JP, A) 34391 (JP, U)
Claims (1)
帰させて原点合せを行う産業用ロボットにおいて、 前記各動作軸の原点合せ完了後に前記アーム機構の先端
部に取付けられた作業装置の所定箇所が位置すべき正規
な位置に復帰しているか否かを判断するための基準位置
を表示する表示手段、または前記所定箇所が前記正規な
位置に存在しているか否かを検出する検出手段を前記産
業用ロボットの基台、もしくは前記基台と相対的な位置
関係が保持される固定物に固定したことを特徴とする産
業用ロボット。1. An industrial robot that returns each operation axis of an arm mechanism to an origin position to perform origin adjustment, wherein a work device attached to a tip end portion of the arm mechanism after completion of origin adjustment of each operation axis. Display means for displaying a reference position for determining whether or not the predetermined location has returned to the normal position, or detection means for detecting whether or not the predetermined location is at the normal position Is fixed to a base of the industrial robot or a fixed object that maintains a relative positional relationship with the base.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59189411A JPH06312B2 (en) | 1984-09-10 | 1984-09-10 | Industrial robot |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59189411A JPH06312B2 (en) | 1984-09-10 | 1984-09-10 | Industrial robot |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6171987A JPS6171987A (en) | 1986-04-12 |
| JPH06312B2 true JPH06312B2 (en) | 1994-01-05 |
Family
ID=16240816
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59189411A Expired - Lifetime JPH06312B2 (en) | 1984-09-10 | 1984-09-10 | Industrial robot |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06312B2 (en) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| WO2014129162A1 (en) * | 2013-02-25 | 2014-08-28 | パナソニック株式会社 | Industrial robot and method for calibrating industrial robot tool attachment position |
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|---|---|---|---|---|
| JP2013255966A (en) | 2012-06-13 | 2013-12-26 | Olympus Corp | Linear motion mechanism with own weight compensation, operation input device, and surgical operation support system |
| CN110053058A (en) * | 2019-05-16 | 2019-07-26 | 荆门市合方越达电子科技有限公司 | A kind of boiler tubing detection robot |
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|---|---|---|---|---|
| JPS5734391U (en) * | 1980-07-30 | 1982-02-23 |
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1984
- 1984-09-10 JP JP59189411A patent/JPH06312B2/en not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6171987A (en) | 1986-04-12 |
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