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WO2001030544A1 - Robot et commande de celui-ci - Google Patents

Robot et commande de celui-ci Download PDF

Info

Publication number
WO2001030544A1
WO2001030544A1 PCT/JP2000/007552 JP0007552W WO0130544A1 WO 2001030544 A1 WO2001030544 A1 WO 2001030544A1 JP 0007552 W JP0007552 W JP 0007552W WO 0130544 A1 WO0130544 A1 WO 0130544A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
robot
speed reducer
reduction ratio
motor
load
Prior art date
Application number
PCT/JP2000/007552
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Shuichi Tounai
Hiroyuki Hamamoto
Koichi Yamaguchi
Original Assignee
Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki filed Critical Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki
Priority to US10/110,778 priority Critical patent/US6684128B1/en
Priority to AU79605/00A priority patent/AU7960500A/en
Priority to EP00970142A priority patent/EP1228842A4/en
Publication of WO2001030544A1 publication Critical patent/WO2001030544A1/ja

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16—Programme controls
    • B25J9/1628—Programme controls characterised by the control loop
    • B25J9/1638—Programme controls characterised by the control loop compensation for arm bending/inertia, pay load weight/inertia
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/10—Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements
    • B25J9/102—Gears specially adapted therefor, e.g. reduction gears
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S700/00—Data processing: generic control systems or specific applications
    • Y10S700/90—Special robot structural element

Definitions

  • the present invention relates to a robot driven by a motor via a speed reducer, and more particularly to a vertical articulated mouth bot.
  • a servomotor has characteristics of high rotation and low torque compared to the rotation speed and torque required for the robot, and therefore a speed reducer is interposed between the robot and the servomotor. Cyclo reducer ⁇ ⁇ Harmonic reducer is selected for these reduction gears. However, the reduction ratio is fixed and the output of the servo motor is reduced at a constant reduction ratio.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. S64-512285 discloses an invention of an electric robot provided with a means for changing a reduction ratio between a joint mechanism and a speed reducer.
  • a so-called direct-touching robot in which a worker operates the mouth robot with his / her strength to teach is used in order to reduce the operating force at the time of teaching.
  • the speed reduction ratio is switched during the playback operation and the speed reduction ratio during the playback operation is fixed to a constant value.
  • this conventional vertical articulated robot has a design that requires a large amount of load to be attached to the robot, and the load applied to the servomotor becomes large; For example, if the arm is swung outward to maximize the rotational inertia, and if the front and rear axes oscillate, the arm is tilted horizontally and the moment due to gravity is maximized. The appropriate reduction ratio was determined.
  • the servo motor when using with a load mass less than the maximum load mass, or when using in a posture where the moment due to the rotational inertia or IE force is small, the servo motor has more power but does not have sufficient operating speed. In other words, there was a problem that the speed that could be obtained by selecting the reduction ratio according to the load could not be obtained.
  • an object of the present invention is to provide a mouthpiece that can operate at high speed by making full use of the power of a servomotor.
  • the invention according to claim 1 is a robot driven by a motor via a speed reducer, wherein the speed reducer is capable of changing a speed reduction ratio during a reproduction operation of the robot. It is a reduction gear.
  • the deceleration ratio of the speed reducer is changed according to the angle of the arm of the robot.
  • the reduction ratio of the speed reducer is changed according to the magnitude of the load mass attached to the tip of the arm of the robot.
  • the reduction ratio of the speed reducer is changed according to the magnitude of the rotational inertia about the drive shaft of the robot.
  • the reduction ratio of the speed reducer is changed according to the magnitude of the moment due to gravity around the drive shaft of the robot.
  • the invention of claim 6 teaches a desired operation path to the robot, actually operates according to the operation path, obtains a change in the load of the motor, and determines the change in the reduction ratio according to the change in the load of the motor. It determines the change schedule.
  • the invention according to claim 7 teaches a desired operation path to a robot with an offline teaching device, and obtains a change in the motor load on the operation path by simulation using the offline teaching device. The schedule for changing the reduction ratio of the speed reducer is determined accordingly.
  • FIG. 1 is a conceptual diagram of a vertical articulated robot showing an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is an explanatory diagram of a vertical articulated robot showing an embodiment of the present invention
  • FIG. 3 shows a posture in which the upper arm 4 is horizontal
  • (b) shows a posture in which the lower arm 3 is tilted forward by an angle 0 from the upright posture
  • (c) shows a posture in which the lower arm 3 and the upper arm 4 shows a posture in which both are upright.
  • FIG. 1 is a conceptual diagram of a vertical articulated robot showing an embodiment of the present invention.
  • reference numeral 1 denotes a fixed base
  • a swivel head 2 is attached to the fixed base 1 so as to be swivelable about a swivel axis (S-axis).
  • a lower arm 3 is attached to the upper part of the swivel head 2 so as to be swingable about the front-rear axis (L axis), and an upper arm 4 is swingable about the upper and lower axis (U axis) above the lower arm 3.
  • Mounted on. 5 is the load mass attached to the tip of the upper arm 4.
  • the load mass 5 is attached to the end of the robot It corresponds to the mass of Ende Maua.
  • Reference numeral 6 denotes a speed reducer mounted on the swing head 2, the output of which is connected to the fixed base 1, and the servomotor 7 is fixed to the input.
  • the turning head 2 is driven to turn around the S axis by a servomotor 7 and a speed reducer 6.
  • Reference numeral 8 denotes a first servomotor with a reduction gear fixed to the revolving head 2, the output of which is coupled to the lower arm 3 and drives the lower arm 3 to swing about the L axis.
  • Reference numeral 9 denotes a second servomotor with a speed reducer fixed to the lower arm 3, the output of which is coupled to the upper arm 4, and drives the upper arm 4 to swing about the L axis.
  • the speed reducer 6, the first servo motor with speed reducer 7 and the second servo motor with speed reducer 8 are controlled by a robot controller (not shown).
  • a switching mechanism is provided.
  • a mechanism for switching the reduction ratio a known mechanism such as a mechanism for changing the engagement of gears, a mechanism combining two sets of planetary gears, or a mechanism for changing the engagement of pulleys may be appropriately selected.
  • FIG. 2 is an explanatory view showing three types of postures of the robot.
  • A shows a posture in which the lower arm 3 is upright and the upper arm 4 is horizontal
  • B shows a posture in which the lower arm 3 is tilted forward by an angle 0 from an upright posture
  • c shows a posture in which both the lower arm 3 and the upper arm 4 are upright.
  • the distance from the S axis to the center of gravity of the load mass 5 is XI in the posture shown in Fig. 2 (a), but becomes larger when the lower arm 3 is tilted down as shown in Fig. 2 (b), and becomes X1 '. You. In addition, the center of gravity of the lower arm 3 and the upper arm 4 also moves away from the S axis. Therefore, in the posture shown in FIG. 2 (b), the rotational inertia about the S-axis becomes larger than in the posture shown in FIG. 2 (a).
  • the rotational inertia about the S axis may be calculated in consideration of the weight of the lower arm 3 and the upper arm 4 and the magnitude of the reduction ratio may be selected according to the magnitude of the result.
  • the size of the reduction ratio may be selected according to the size of the load mass 5.
  • the larger the robot the larger the maximum mass of the end effector that can be installed, that is, the larger the payload and the operating range.
  • the maximum speed and maximum acceleration of the robot tend to decrease.
  • a large robot with a larger payload than the actual mass of the end F ekta may be selected. In such a case, if a small reduction ratio is selected according to the mass of the end effector, a large robot can operate at high speed.
  • the length X 2 becomes longer in the posture shown in FIG. 2B, and becomes X 2 ′. Further, in the posture shown in FIG. 2 (c), the length of the lever is zero.
  • the moment of 2 force applied to the first servomotor 8 with a reduction gear by the load mass 5 becomes maximum when the postures of the lower arm 3 and the upper arm 4 are horizontal, and the lower arm 3 and the upper arm When both postures are upright, it becomes 0.
  • the first servomotor with a speed reducer 8 depends on the posture of the lower arm 3 and the upper arm 4, that is, the angle with respect to the reference posture (normally, either the horizontal posture or the upright posture may be used as a reference).
  • the robot controller issues a command to change the speed reduction ratio.
  • the moment of gravity applied to the first motor 8 with a reduction gear is calculated, and the reduction ratio is changed according to the magnitude of the result. Is also good.
  • the length of the lever of the gravitational moment applied to the second motor 8 with the load mass 5 by the load mass 5 is also represented by X2.
  • the lever length is zero.
  • the moment of gravity applied to the second motor 9 with the reducer by the load mass 5 becomes maximum when the posture of the upper arm 4 is horizontal, and becomes zero when the upper arm 4 is standing upright.
  • the reduction ratio of the motor 9 with the second reduction gear is determined according to the posture of the upper arm 4, that is, the angle with respect to the reference posture (normally, either the horizontal posture or the upright posture).
  • a command to change is issued by the robot controller.
  • the reduction ratio should be selected according to the larger load.
  • the intermediate point may be defined between the start point and the end point, and the robot may be stopped once at the intermediate point to switch the reduction ratio, but the time required to switch the reduction ratio and acceleration / deceleration It would not always be advantageous to consider the loss of time caused by this.
  • the above-described method of changing the reduction ratio is a method in which the posture of each arm of the vertical articulated robot is set to the S level, and is based on a static force balance.
  • torque is generated due to mutual interference between the axes.Therefore, the load on the drive motor may not be obtained only by static balancing. is there.
  • a desired motion path is taught to the robot (for example, a path in which the robot passes through each teaching point from A to F such as A ⁇ B ⁇ C—D—E ⁇ F).
  • the robot performs a playback operation with a program that incorporates a schedule for switching the reduction ratio, and records the motor speed, torque, and current.
  • the motor can be operated during playback. Even if the speed, torque, or current of the motor exceeds the rated values, there is no concern that the robot will run away or the motor will not seize, and (1) through (5) until the reduction ratio switching schedule converges to the optimal one. Steps up to can be repeated.
  • the speed reducer is a two-stage variable speed reducer capable of selecting two reduction ratios, large and small.
  • the present invention is not limited to the use of the two-stage variable speed reducer, but may be a three-stage variable speed reducer. It goes without saying that applications such as the use of a multi-stage transmission or a continuously variable transmission are possible.
  • the reduction ratio of the speed reducer is appropriately switched in accordance with the load on each drive shaft depending on the size of the mouth bot's attitude and the mass of the end effector. To bring out the full power of Therefore, there is an effect that the robot can operate at high speed.
  • the present invention is useful as a robot driven by a motor through a speed reducer, in particular, a vertical articulated mouth robot and a control method therefor.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manipulator (AREA)

Description

明 細 書
ロボッ トおよび口ボッ トの制御方法
[技術分野]
本発明は、 減速機を介してモータで駆動されるロボッ ト、 特に垂直多関節形口 ボットに関するものである。
[背景技術]
今日、 いわゆる産業用の垂直多関節型ロボッ トはサーボモータで駆動される電 動ロボッ トが主流である。 一般にサ一ボモ一タはロボッ トに要求される回転速度 と トルクに比べて高回転低トルクの特性を有しているので、 ロボッ トとサーボモ ータの間に減速機を介在させている。 これらの減速機にはサイクロ減速機ゃハ一 モニック減速機が選ばれるが、 レ、ずれも減速比が固定されていてサーボモータの 出力を一定の減速比で減速するものであった。
例外として、 特開昭 6 4 - 5 1 2 8 5号公報に関節機構と減速機の問に減速比 を変更する手段を設けた電動ロボッ トの発明が開示されている。 しかし、 前記発 明の電動ロボッ トは、 作業者が口ボッ トを腕力で操作して教示を行ういわゆるダ ィレク トティ一チングロボッ 卜において、 ティ一チング時の操作力を小さくする ために、 ティーチング時とプレイバック動作時で減速比を切り替えるものであり 、 プレイバック動作中の減速比は一定の値に固定されていた。
ところがこの従来の垂直多関節型ロボッ トは、 設計上の ¾大負荷皙量をロボッ トに取り付けた上で、 サーボモータに加わる負荷が; ¾大になる姿勢つまり、 水平 面内の旋回であればアームを外側に振り出して回転慣性が最大になる姿勢、 前後 軸の揺動であれば、 アームを水平に倒して重力によるモーメントが最大になる姿 勢を基準にして、 この様な最大負荷に見合う減速比を決めていた。
そのため、 最大負荷質量に満たない負荷質量で使用する場合や、 回転慣性や IE 力によるモーメントが小さい姿勢で使用する場合は、 サ一ボモータのパワーが余 る一方、 十分な動作速度が得られないという問題、 つまり負荷に応じた減速比を 選択すれば得られるはずの速度が得られないという問题があった。
[発明の開示]
そこで、 本発明はサ一ボモータのパワーをフルに利用することによって、 高速 度で動作できる口ボッ トを提供することを目的とするものである。 上記の問題を解決するために、 請求項 1の発明は減速機を介してモータで駆動 されるロボッ トにおいて、 前記減速機を前記ロボッ トの再生動作中にその減速比 を変更可能な可変速減速機とするものである。 請求項 2の発明は前記減速機の減 速比を前記ロボットのアームの角度の大小に応じて変更するものである。 請求項 3の発明は前記減速機の減速比を前記ロボッ トのアームの先端に取り付けた負荷 質量の大小に応じて変更するものである。 請求項 4の発明は前記減速機の減速比 を前記ロボットの駆動軸回りの回転慣性の大小に応じて変更するものである。 ま た請求項 5の発明は前記減速機の減速比を前記ロボッ 卜の駆動軸回りの重力によ るモーメントの大小に応じて変更するものである。 また請求項 6の発明はロボッ トに所望の動作経路を教示して、 前記動作経路に従って実際に動作させてモータ の負荷の変動を求めて、 前記モータの負荷の変動に応じて前記減速比の変更スケ ジュールを決定するものである。 請求項 7の発明はオフラインティーチング装置 でロボットに所望の動作経路を教示して、 前記オフラインティーチング装置によ るシミュレーションによって前記動作経路におけるモータの負荷の変動を求めて 、 前記モータの負荷の変動に応じて前記減速機の減速比の変更スケジュールを決 定するものである。
[図面の簡単な説明]
図 1は本発明の実施例を示す垂直多関節型ロボッ トの概念図であり、 図 2は本 発明の実施例を示す垂直多関節型ロボッ トの説明図であり、 （a ) は下部アーム 3を直立させ、 上部アーム 4を水平にした姿勢を示し、 （b ) は下部アーム 3を 直立の姿勢から角度 0だけ前方に倒した姿勢を示し、 （c ) は下部アーム 3と上 部アーム 4を共に直立させた姿勢を示す。
[発明を実施するための最良の形態]
以下、 図にしたがって本発明の実施例を説明する。
図 1は本発明の実施例を示す垂直多関節型ロボッ トの概念図である。 図におい て 1は固定べ一スであり、 固定ベース 1には旋回ヘッ ド 2が旋回軸 （S軸） 回り に旋回自在に取付けられている。 旋回へッ ド 2の上部には下部アーム 3が前後軸 ( L軸） 回りに揺動自在に取付けられ、 下部アーム 3の上部には上部アーム 4が 上下軸 （U軸） 回りに揺動自在に取付けらている。 5は上部アーム 4の先端に取 付けられた負荷質量である。 ここで負荷質量 5はロボッ トの先端に取付けられる エンドェフエクタの質量に相当する。
6は旋回へッド 2に取り付けられた減速機であり、 その出力部は固定ベース 1 に結合され、 入力部にはサーボモータ 7が固定されている。 旋回ヘッド 2はサー ボモータ 7と減速機 6によって S軸回りに旋回駆動される。
8は旋回へッド 2に固定された第 1の減速機付サーボモータであり、 その出力 部は下部アーム 3に結合されて、 下部アーム 3を L軸回りに揺動駆動する。
9は下部アーム 3に固定された第 2の減速機付サーボモータであり、 その出力 部は上部アーム 4に結合されて、 上部アーム 4を L軸回りに揺動駆動する。
減速機 6と第 1の減速機付サーボモータ 7および第 2の減速機付サ一ボモータ 8は図示しないロボット制御装置の指令によりロボットの再生 （プレイバック） 動作中に大小 2種の減速比を切り換える機構を備えている。 減速比を切り換える 機構は、 歯車の嚙み合わせを変更する機構、 2組の遊星歯車を組み合わせた機構 、 あるいはプーリの嚙み合わせを変更する機構など公知の機構を適宜選択すれば 良い。
ここで、 このロボットの作用を説明する、 図 2はロボットの 3種の姿勢を示す 説明図であり、 （a ) は下部アーム 3を直立させ、 上部アーム 4を水平にした姿 勢を示し、 （b ) は下部アーム 3を直立の姿勢から角度 0だけ前方に倒した姿勢 を示し、 （c ) は下部アーム 3と上部アーム 4を共に直立させた姿勢を示す。
S軸から負荷質量 5の重心までの距離は、 図 2 ( a ) に示す姿勢においては、 X Iであるが、 図 2 ( b ) のように下部アーム 3を倒すと大きくなり X 1 ' にな る。 また、 下部アーム 3および上部アーム 4の重心も S軸から遠ざかることにな る。 したがって、 図 2 ( b ) に示す姿勢では図 2 ( a ) に示す姿勢に比べて S軸 回りの回転慣性が大きくなる。
逆に、 図 2 ( c ) に示す姿勢においては、 S軸から負荷質量 5の重心までの距 離は、 X I " で示されるように小さくなり、 下部アーム 3および上部ァ一ム 4の 重心も S軸に接近するので、 S軸回りは回転慣性が小さくなる。
S軸回りの回転慣性が大きくなると、 サーボモータ 7の加減速時の負荷が大き くなり、 反対に S軸回りの回転慣性が小さくなると、 負荷が小さくなる。 そこで 、 下部アーム 3および上部アーム 4の姿勢に応じて減速機 6の減速比をロボット 制御装置の指令によって変更する。 つまり、 下部アーム 3および上部アーム 4の 角度が S軸回りの回転慣性が所定の値より大きくなる範囲にある時は、 大ぎな減 速比を選び、 S軸回りの回転慣性を小さくなる範囲にある時は小さな減速比を選 ぶ。
また、 下部アーム 3および上部ァーム 4の自重も考慮して S軸回りの回転慣性 を計算して、 その結果の大小に応じて減速比の大小を選んでも良い。
また、 負荷質量 5の大小に応じて、 減速比の大小を選んでも良い。 一般にロボ ッ トは大型になるほど、 取付け可能なエンドェフエクタの最大質量つまり可搬質 量と動作範囲が大きくなる。 逆にロボットの最大速度、 最大加速度は小さくなる 傾向にある。 動作範囲を大きく取るためにェンドエフエクタの実際の質量に比べ て可搬質量の大きい大型ロボッ トを選ぶ場合がある。 このような場合に、 エンド エフ rクタの質量に応じて、 小さい減速比を選べば大型ロボッ トを高速で動作で さる。
つぎに、 下部アーム 3を駆動する第 1の減速機付サ一ボモータ 8の減速比の変 更について説明する。
図 2 ( a ) に示す姿勢における L軸の回転中心から負荷質量 5の重心までの距 離、 つまり負荷質量 5によって第 1の減速機付サ一ボモータ 8に負荷される重力 のモーメン トの梃子の長さ X 2は、 図 2 ( b ) に示す姿勢においては長くなり X 2 ' になる。 また図 2 ( c ) に示す姿勢では、 前記梃子の長さは 0になる。
このように負荷質量 5によって第 1の減速機付サ一ボモータ 8に負荷される 2Ϊ 力のモーメントは下部アーム 3および上部アーム 4の姿勢が水平であるとき最大 になり、 下部アーム 3および上部アーム 4の姿勢が共に直立している時は 0にな る。
そこで、 下部アーム 3および上部アーム 4の姿勢、 すなわち基準姿勢 （通常、 水平姿勢か直立姿勢のどちらかを基準にすれば良い） に対する角度の大小に応じ て、 第 1の減速機付サーボモータ 8の減速比を変更する指令をロボッ ト制御装置 が発する。
また、 下部アーム 3 と上部アーム 4の姿勢を基に、 第 1の減速機付モータ 8に 負荷される重力のモ一メントを計算して、 その結果の大小に応じて減速比を変更 しても良い。
同様にして、 上部アーム 4を駆動する第 2の減速機付サ一ボモータ 9の減速比 も変更される。
図 2 ( a ) に示す姿勢においては、 負荷質量 5によって第 2の減速機付モータ 8に負荷される重力のモ一メン トの梃子の長さも X 2で表されるが、 図 2 ( c ) に示す姿勢では、 前記梃子の長さは 0になる。
このように負荷質量 5によって第 2の減速機付モータ 9に負荷される重力のモ ーメントは上部アーム 4の姿勢が水平であるとき最大になり、 直立している時は 0になる。
そこで、 上部アーム 4の姿勢、 すなわち基準姿勢 （通常、 水平姿勢か直立姿勢 のどちらかを基準にすれば良い） に対する角度の大小に応じて第 2の減速機付モ ータ 9の減速比を変更する指令をロボッ ト制御装置が発する。
また、 ロボッ トの動作の始点と終点で、 モータに負荷される重力のモーメント が変化する場合は、 大きい方の負荷に応じて減速比を選べばよい。 もちろん、 前 記始点と終点の間に中間点を定義して、 前記中間点で一度ロボッ トを停止させて 、 減速比を切り替えても良いが、 減速比を切り替えるのに要する時問と加減速に よる時間のロスを考盧すると必ずしも有利ではないであろう。
前述した減速比の変更方法は垂直多関節ロボッ トの各アームの姿勢を S準にす る方法であり、 静的な力の釣り合いを基にするものである。 しかしながら、 実際 のロボッ トの動作では複数の駆動軸を同時に動作させるので、 各軸の相互の干渉 による トルクが発生するので、 駆動用モータの負荷は静的な釣り合いだけでは求 められない場合がある。
そこで、 実際にロボッ トを動作させて、 モータの負荷の変動を求めて、 前記モ ータの負荷の変動に応じて減速機の減速比の変更のスケジュールを決定する方法 を説明する。
( 1 ) まず、 ロボッ トに所望の動作経路 （例えば、 ロボッ トが A→B→C— D— E→Fのように Aから Fまでの各教示点を迪る経路） を教示する。
( 2 ) 各軸の減速比を大きい方の値にセッ トして、 ロボッ トを先に教示した経路 に従ってプレイバック動作させ、 この時のモータの速度と トルクと電流を記録す る。
( 3 ) 先に記録したモータの トルクの変化に従って、 減速比の切り替えのスケジ ユールを決定する。 例えば、 Aから Fまでの経路でモータの トルクが大—大→小 →小→大→小のように変動する時は、 減速比を大→大→小→大→大→小の順に A から Fまでの各教示点で切り替えるスケジュールをプログラムする。
( 4 ) 減速比切り替えのスケジュールを組み込んだプログラムでロボッ トをプレ ィバック動作させて、 モータの速度と トルクと電流を記録する。
( 5 ) モータの速度と トルクと電流が制限を越えていなければ、 終了。 何れかが 制限を越えている時は （3 ) から （5 ) のステップを繰り返す。
また、 （1 ) から （5 ) までのステップを実際のロボッ トに依らずに、 コンビ ユータ上でのシミュレ一ション、 いわゆるオフラインティ一チングソフト上で実 行すれば、 プレイバック動作中にモータの速度、 トルク、 電流が定格をオーバー しても、 ロボッ トが暴走したり、 モータが焼き付く心配がなく、 減速比の切り替 えスケジュールが最適な物に収束するまで、 （ 1 ) から （5 ) までのステップを 繰り返すことができる。
なお、 実施例においては減速機を大小 2つの減速比を選べる 2段可変速減速機 としたが、 本発明は 2段可変速減速機を使用したものに限られるものではなく、 3段以上の多段変速機、 あるいは無段階変速機を用いるなどの応用ができること はいうまでもない。
以上述べたように、 本発明によれば、 口ボッ トの姿勢ゃェンドエフエクタの質 量の大小による各駆動軸の負荷に応じて、 減速機の減速比を ¾適に切り換えるの で、 駆動用モータのパワーをフルに引き出せる。 したがって、 ロボッ トを高速で 動作できるという効果がある。
[産業上の利用可能性]
本発明は、 減速機を介してモータで駆動されるロボッ ト、 特に垂直多関節形口 ボッ トおよびその制御方法として有用である。

Claims

請求の範囲
1 . 減速機を介してモータで駆動されるロボッ トにおいて、 前記減速機が前記口 ボットの再生動作中にその減速比を変更可能な可変速減速機であることを特徴と するロボッ ト。
2 . 前記減速機の減速比を前記ロボッ トのアームの角度の大小に応じて変更する ことを特徴とする請求項 1に記載のロボッ ト。
3 . 前記減速機の減速比を前記ロボッ トのアームの先端に取り付けた負荷質量の 大小に応じて変更することを特徴とする請求項 1に記載のロボッ ト。
4 . 前記減速機の減速比を前記ロボッ トの駆動軸回りの回転慣性の大小に応じて 変更することを特徴とする請求項 1に記載のロボッ ト。
5 . 前記減速機の減速比を前記ロボッ トの駆動軸回りの重力によるモーメン トの 大小に応じて変更することを特徴とする請求項 1に記載のロボッ ト。
6 . ロボッ トに所望の動作経路を教示して、 前記動作経路に従って実際に動作さ せてモータの負荷の変動を求めて、 前記モータの負荷の変動に応じて前記減速機 の減速比の変更スケジュールを決定する請求項 1に記載の口ボッ 卜の制御方法。
7 . オフラインティーチング装置でロボッ トに所望の動作経路を教示して、 前記 オフラインティ一チング装置によるシミュレーションによってモータの前記動作 経路における負荷の変動を求めて、 前記モータの負荷の変動に応じて前記減速機 の減速比の変更スケジュールを決定する請求 IH 1に記戰のロボッ 卜の制御方法,，
PCT/JP2000/007552 1999-10-28 2000-10-26 Robot et commande de celui-ci WO2001030544A1 (fr)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US10/110,778 US6684128B1 (en) 1999-10-28 2000-10-26 Robot and method of controlling the robot
AU79605/00A AU7960500A (en) 1999-10-28 2000-10-26 Robot and method of controlling the robot
EP00970142A EP1228842A4 (en) 1999-10-28 2000-10-26 ROBOT AND METHOD FOR CONTROLLING THIS ROBOT

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