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WO2020165989A1 - 多関節ロボット - Google Patents

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Info

Publication number
WO2020165989A1
WO2020165989A1 PCT/JP2019/005252 JP2019005252W WO2020165989A1 WO 2020165989 A1 WO2020165989 A1 WO 2020165989A1 JP 2019005252 W JP2019005252 W JP 2019005252W WO 2020165989 A1 WO2020165989 A1 WO 2020165989A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
origin
axis
control device
arm
servo motor
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2019/005252
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
章博 太田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fuji Corp
Original Assignee
Fuji Corp
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 Fuji Corp filed Critical Fuji Corp
Priority to PCT/JP2019/005252 priority Critical patent/WO2020165989A1/ja
Priority to JP2020571978A priority patent/JP7198568B2/ja
Publication of WO2020165989A1 publication Critical patent/WO2020165989A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00Programme-controlled manipulators
    • B25J9/10Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements

Definitions

  • the present specification relates to an articulated robot.
  • Patent Document 1 discloses a technique in which an operator first selects an axis to be adjusted. Further, it is disclosed that the operator operates the operation unit according to the content displayed on the display unit and the articulated robot operates according to the operation until the origin adjustment is completed even after the selection. Has been done.
  • this specification discloses a multi-joint robot capable of performing origin adjustment of an axis with high reproducibility.
  • a plurality of axes, a plurality of driving devices that drive the plurality of axes, and an origin establishing operation that establishes an origin during operation of each of the plurality of axes is completed.
  • a multi-joint robot including a control device that sequentially sets the origins of all of the plurality of axes by setting the axes on which the origin establishing operation is to be performed.
  • the articulated robot can perform the origin adjustment of the axis with high reproducibility.
  • FIG. 6 is a side view showing a posture before starting a grip portion of the articulated robot 60.
  • FIG. 6 is a plan view showing an articulated robot 60. It is a lower perspective view showing a part of articulated robot 60.
  • FIG. 6 is an upper perspective view showing a part of a traveling unit 61 of the articulated robot 60. It is an upper perspective view mainly showing the 1st arm 71 and the 2nd arm 73 of articulated robot 60.
  • FIG. 3 is a block diagram showing an articulated robot 60.
  • 11 is a flowchart showing a program executed by the control device 80 shown in FIG. 10. It is a side view showing a pre-starting posture of the articulated robot 60.
  • 11 is a flowchart showing a program (X-axis origin establishment) executed by control device 80 shown in FIG. 10.
  • 11 is a flowchart showing a program (establishment of D-axis origin) executed by the control device 80 shown in FIG. 10.
  • 11 is a flowchart showing a program (establishment of A-axis origin) executed by control device 80 shown in FIG. 10.
  • FIG. 10 is a flowchart showing a program executed by the control device 80 shown in FIG. 10.
  • FIG. 6 is a side view showing a posture before starting the second arm of the articulated robot 60.
  • 11 is a flowchart showing a program (B-axis origin establishment) executed by the control device 80 shown in FIG. 10.
  • 11 is a flowchart showing a program (establishment of C-axis origin) executed by the control device 80 shown in FIG. 10.
  • the processing system 10 includes a plurality of bases 20, a plurality of (10 in the present embodiment) work machine modules 30 (processing devices) provided on the base 20, and an articulated robot (hereinafter referred to as “articulated robot”). , Sometimes referred to as a robot.) 60.
  • articulated robot an articulated robot (hereinafter referred to as “articulated robot”).
  • robot. Sometimes referred to as a robot.) 60.
  • “front/rear”, “left/right”, and “up/down” regarding the processing system 10 will be treated as front/back, left/right, and up/down when viewed from the front side of the processing system 10.
  • a lathe module 30A There are a plurality of types of working machine modules 30, such as a lathe module 30A, a drimill module 30B, a pre-processing stock module 30C, a post-processing stock module 30D, an inspection module 30E, and a temporary placement module 30F.
  • working machine modules 30 such as a lathe module 30A, a drimill module 30B, a pre-processing stock module 30C, a post-processing stock module 30D, an inspection module 30E, and a temporary placement module 30F.
  • the lathe module 30A is a modularized lathe.
  • the lathe is a machine tool that rotates a workpiece W, which is an object to be processed, and processes it with a fixed cutting tool 43a.
  • the lathe module 30A includes a movable bed 41, a headstock 42, a tool rest 43, a tool rest moving device 44, a machining chamber 45, a traveling chamber 46, and a module controller 47.
  • the movable bed 41 moves along a front-rear direction on a rail (not shown) provided on the base 20 via a plurality of wheels 41a.
  • the headstock 42 holds the work W rotatably.
  • the headstock 42 rotatably supports a main shaft 42a that is horizontally arranged along the front-rear direction.
  • a chuck 42b for gripping the work W is provided at the tip of the main shaft 42a.
  • the main shaft 42a is rotationally driven by a servo motor 42d via a rotation transmission mechanism 42c.
  • the tool base 43 is a device that gives a feed motion to the cutting tool 43a.
  • the tool base 43 is a so-called turret type tool base, and supports a tool holding portion 43b to which a plurality of cutting tools 43a for cutting the work W are mounted, and a tool holding portion 43b rotatably and at a predetermined cutting position. It has a rotation drive unit 43c which can be positioned and fixed.
  • the tool rest moving device 44 is a device for moving the tool rest 43, and thus the cutting tool 43a, in the up-down direction (Y-axis direction) and the front-back direction (Z-axis direction).
  • the tool rest moving device 44 has a Y-axis drive device 44a for moving the tool rest 43 along the Y-axis direction, and a Z-axis drive device 44b for moving the tool rest 43 along the Z-axis direction.
  • the Y-axis drive device 44a includes a Y-axis slider 44a1 slidably attached to a column 48 provided on the movable bed 41 in the vertical direction, and a servo motor 44a2 for moving the Y-axis slider 44a1.
  • the Z-axis drive device 44b includes a Z-axis slider 44b1 slidably attached to the Y-axis slider 44a1 along the front-rear direction, and a servo motor 44b2 for moving the Z-axis slider 44b1. ..
  • the processing chamber 45 is a room (space) for processing the work W, and the processing chamber 45 accommodates a chuck 42b and a tool base 43 (cutting tool 43a, tool holding portion 43b, and rotation driving portion 43c). ing.
  • the processing chamber 45 is partitioned by a front wall 45a, a ceiling wall 45b, left and right walls, and a rear wall (all not shown).
  • the front wall 45a is formed with an entrance/exit 45a1 through which the work W is inserted/extracted.
  • the entrance/exit 45a1 is opened and closed by a shutter 45c driven by a motor (not shown).
  • the running room 46 is a room (space) provided facing the entrance/exit 45a1 of the processing room 45.
  • the running room 46 is partitioned by the front wall 45 a and the front panel 31.
  • a robot 60 which will be described later, can travel in the traveling chamber 46.
  • the module control device 47 is a device that drives the rotation drive unit 43c, the tool table moving device 44, and the like.
  • the drimill module 30B is a modularized machining center that performs drilling and milling.
  • the machining center is a machine tool that works by pressing a rotating tool (rotating tool) against a fixed work W.
  • the drimill module 30B has a movable bed 51, a spindle head 52, a spindle head moving device 53, a work table 54, a processing chamber 55, a traveling chamber 56, and a module control device 57.
  • the movable bed 51 moves in the front-rear direction on a rail (not shown) provided on the base 20 via a plurality of wheels 51a.
  • the main spindle head 52 rotatably supports the main spindle 52a.
  • a cutting tool 52b (for example, a drill or an end mill) for cutting the work W can be mounted on the tip (lower end) of the main shaft 52a.
  • the main shaft 52a is rotationally driven by a servo motor 52c.
  • the spindle head moving device 53 is a device that moves the spindle head 52, and thus the cutting tool 52b, in the up-down direction (Y-axis direction) and the front-rear, left-right direction (XZ-axis direction).
  • the spindle head moving device 53 includes a Y-axis driving device 53a that moves the spindle head 52 along the Y-axis direction and an XZ-axis driving device 53b that moves the spindle head 52 along the XZ-axis direction. doing.
  • the XZ axis drive device 53b is attached to the main body 58 provided on the movable bed 51 so as to be slidable in the front-rear and left-right directions.
  • the Y-axis drive device 53a is attached to the X-Z-axis drive device 53b so as to be slidable in the vertical direction.
  • the work table 54 holds the work W fixedly.
  • the work table 54 is fixed to a work table rotating device 54 a provided on the front surface of the main body 58.
  • the work table rotating device 54a is rotationally driven around an axis extending in the front-rear direction. Accordingly, the work W can be processed by the cutting tool 52b in a tilted state.
  • the work table 54 may be directly fixed to the front surface of the main body 58.
  • the processing chamber 55 is a room (space) for processing the work W, and the processing chamber 55 accommodates a spindle 52a, a cutting tool 52b, a work table 54, and a work table rotating device 54a.
  • the processing chamber 55 is partitioned by a front wall 55a, a ceiling wall 55b, left and right walls, and a rear wall (all not shown).
  • the front wall 55a is formed with an entrance/exit 55a1 through which the work W enters and exits.
  • the entrance 55a1 is opened and closed by a shutter 55c driven by a motor (not shown).
  • the running room 56 is a room (space) provided facing the entrance/exit 55a1 of the processing room 55.
  • the running room 56 is partitioned by the front wall 55 a and the front panel 31.
  • a robot 60 which will be described later, can travel in the traveling chamber 56.
  • the adjacent running chambers 46 (or 56) form a continuous space over the entire length of the processing system 10 in the installation direction.
  • the module controller 57 is a device that drives the spindle 52a (servo motor 52c), the spindle head moving device 53, and the like.
  • the pre-processing stock module 30C is a module (work input module) that inputs a work into the processing system 10.
  • the post-processing stock module 30D is a module for storing a finished product in which a series of processings on the work performed by the processing system 10 are completed.
  • the inspection module 30E is for inspecting a work (for example, a work after processing).
  • the temporary placement module 30F is for temporarily placing a workpiece during a series of processing steps by the processing system 10.
  • the inspection module 30E and the temporary placement module 30F have a traveling chamber (not shown), similarly to the lathe module 30A and the drimill module 30B.
  • the robot 60 is capable of traveling and has a traveling unit 61, a main body unit 62, and a movement restricting unit 65.
  • the traveling unit 61 can travel in the traveling chambers 46 and 56 along the left-right direction (the direction in which the working machine modules 30 are arranged side by side: the X-axis direction). As shown mainly in FIG. 4, the traveling unit 61 has a traveling drive shaft (hereinafter, also referred to as X axis) 61c for linearly moving the traveling unit main body 61a in the left-right direction by a traveling drive device 61b. Have The slider 61c2 of the traveling drive shaft 61c is attached to the back of the traveling unit main body 61a.
  • X axis traveling drive shaft
  • the traveling drive shaft 61c includes a rail 61c1 provided on the front side surface of the base 20 and extending in the horizontal direction (left-right direction), and a plurality of sliders 61c2 slidably engaged with the rail 61c1. There is.
  • the traveling unit main body 61a is provided with a traveling drive device 61b.
  • the traveling drive device 61b includes a servo motor 61b1, a driving force transmission mechanism (not shown), a pinion 61b2, a rack 61b3, and the like.
  • the pinion 61b2 is rotated by the rotation output of the servo motor 61b1.
  • the pinion 61b2 meshes with the rack 61b3.
  • the rack 61b3 is provided on the front side surface of the base 20 and extends along the horizontal direction (left-right direction).
  • the servo motor 61b1 is connected to a robot controller 80 (see FIG. 10; hereinafter, also referred to as controller 80).
  • the servomotor 61b1 is rotationally driven according to an instruction from the control device 80, and the pinion 61b2 rolls on the rack 61b3.
  • the traveling portion main body 61a can travel in the traveling chambers 46 and 56 along the left-right direction.
  • the servo motor 61b1 has a built-in current sensor 61b4 (see FIG. 10) that detects a current flowing through the servo motor 61b1.
  • the servo motor 61b1 has a built-in position sensor (for example, resolver or encoder) 61b5 (see FIG. 10) that detects the position (for example, rotation angle) of the servo motor 61b1.
  • the detection results of the current sensor 61b4 and the position sensor 61b5 are transmitted to the control device 80.
  • the main body portion 62 mainly includes a turning table (table) 63 and an arm portion 64 provided on the turning table 63.
  • the swivel table 63 includes a table drive shaft (hereinafter also referred to as D axis) 63a provided on the swivel table 63, and a table drive device 63b that rotationally drives the table drive shaft 63a.
  • the table drive device 63b is provided on the traveling unit main body 61a.
  • the table drive device 63b includes a gear (not shown) provided on the table drive shaft 63a, a pinion (not shown) meshing with the gear, a servo motor 63b1, and a drive force transmission mechanism for transmitting the output of the servo motor 63b1 to the pinion. (Not shown) and the like.
  • the servo motor 63b1 is connected to the control device 80 (see FIG. 10).
  • the servomotor 63b1 is rotationally driven according to an instruction from the control device 80, and the pinion rotates the table drive shaft 63a.
  • the turning table 63 can rotate around the rotation axis of the table drive shaft 63a.
  • the servo motor 63b1 has a built-in current sensor 63b2 (see FIG. 10) that detects a current flowing through the servo motor 63b1.
  • the servo motor 63b1 has a built-in position sensor 63b3 (see FIG. 10) that detects the position of the servo motor 63b1. The detection results of the current sensor 63b2 and the position sensor 63b3 are transmitted to the control device 80.
  • the turning table 63 is provided with a reversing device 66 that reverses the work W.
  • the reversing device 66 is capable of reversing the work W received from the grip 75 and passing the reversed work W to the grip 75.
  • the arm portion 64 is a so-called serial link type arm in which drive shafts (or arms) are arranged in series. As shown mainly in FIGS. 4 and 5, the arm portion 64 includes a first arm 71, a first arm drive shaft (hereinafter also referred to as an A axis) 72, a second arm 73, and a second arm drive shaft ( Hereinafter, it may be referred to as a B axis) 74, a grip portion 75, and a grip portion drive shaft (hereinafter, also referred to as a C axis) 76.
  • the first arm 71 is formed in a rod shape, and is rotatably connected to the turning table 63 via a first arm drive shaft 72.
  • the first arm drive shaft 72 is rotatably supported by a support member 63c provided on the turning table 63.
  • the base end of the first arm 71 is fixed to the first arm drive shaft 72.
  • the first arm drive shaft 72 is rotationally driven by the first arm drive device 71b.
  • the first arm drive device 71b includes a servo motor 71b1 provided on the support member 63c, a drive force transmission mechanism (not shown) that transmits the output of the servo motor 71b1 to the first arm drive shaft 72, and the like.
  • the servo motor 71b1 is connected to the control device 80.
  • the servo motor 71b1 is rotationally driven according to an instruction from the control device 80, and rotates the first arm drive shaft 72.
  • the first arm 71 can rotate around the rotation axis of the first arm drive shaft 72.
  • the servo motor 71b1 has a built-in current sensor 71b2 (see FIG. 10) that detects a current flowing through the servo motor 71b1.
  • the servo motor 71b1 has a built-in position sensor 71b3 (see FIG. 10) that detects the position of the servo motor 71b1. The detection results of the current sensor 71b2 and the position sensor 71b3 are transmitted to the control device 80.
  • the second arm 73 is formed in a rod shape, and is rotatably connected to the first arm 71 via a second arm drive shaft 74.
  • the second arm drive shaft 74 is rotatably supported by the tip portion of the first arm 71.
  • the base end of the second arm 73 is fixed to the second arm drive shaft 74.
  • the second arm drive shaft 74 is rotationally driven by the second arm drive device 73b.
  • the second arm drive device 73b includes a servo motor 73b1 provided on the first arm 71, a drive force transmission mechanism (not shown) that transmits the output of the servo motor 73b1 to the second arm drive shaft 74, and the like.
  • the servomotor 73b1 is connected to the control device 80.
  • the servomotor 73b1 is rotationally driven according to an instruction from the control device 80, and rotates the second arm drive shaft 74. Accordingly, the second arm 73 can rotate around the rotation axis of the second arm drive shaft 74.
  • the servo motor 73b1 has a built-in current sensor 73b2 (see FIG. 10) that detects a current flowing through the servo motor 73b1.
  • the servomotor 73b1 has a built-in position sensor 73b3 (see FIG. 10) that detects the position of the servomotor 73b1 similarly to the servomotor 61b1. The detection results of the current sensor 73b2 and the position sensor 73b3 are transmitted to the control device 80.
  • the grip 75 is rotatably connected to the second arm 73 via a grip drive shaft 76.
  • the grip drive shaft 76 is rotatably supported by the tip of the second arm 73.
  • the grip portion drive shaft 76 is fixed to the grip portion main body 75 a of the grip portion 75.
  • the grip drive shaft 76 is rotationally driven by the grip drive device 75b.
  • the grip portion drive device 75b includes a servo motor 75b1 provided on the second arm 73, a driving force transmission mechanism 75b2 for transmitting the output of the servo motor 75b1 to the grip portion drive shaft 76, and the like.
  • a chuck 75c for gripping the work W can be attached to and detached from the grip portion main body 75a.
  • the servo motor 75b1 is connected to the control device 80.
  • the servomotor 75b1 is rotationally driven according to an instruction from the control device 80, and rotates the gripper drive shaft 76.
  • the grip portion main body 75 a and thus the grip portion 75 can rotate around the rotation axis of the grip portion drive shaft 76.
  • the servo motor 75b1 has a built-in current sensor 75b3 (see FIG. 10) that detects a current flowing through the servo motor 75b1.
  • the servomotor 75b1 has a built-in position sensor 75b4 (see FIG. 10) that detects the position of the servomotor 75b1 similarly to the servomotor 61b1. The detection results of the current sensor 75b3 and the position sensor 75b4 are transmitted to the control device 80.
  • the movement regulation unit 65 includes a traveling movement regulation unit (hereinafter, also referred to as a first movement regulation unit) 65a (see FIGS. 5 and 7), a table movement regulation unit (hereinafter, also referred to as a second movement regulation unit) 65b (FIG. 5). 6, 7), a first arm movement restricting portion (hereinafter also referred to as a third movement restricting portion) 65c (see FIG. 6), a second arm movement restricting portion (hereinafter also referred to as a fourth movement restricting portion) 65d. (See FIG. 8) and a gripper movement restricting portion (hereinafter also referred to as a fifth movement restricting portion) 65e (see FIG. 9).
  • the movement restricting unit restricts the movement of the corresponding axis.
  • the first movement restricting portion 65a restricts the movement of the traveling drive shaft 61c.
  • the first movement restricting portion 65a is for positioning the traveling drive device 61b (that is, the servo motor 61b1) at the origin position.
  • the first movement restricting portion 65a includes an engaging portion 65a1 and an engaged portion 65a2 that abut each other.
  • the engaging portion 65a1 is provided at the right end of the rear side surface portion of the traveling portion main body 61a.
  • the engaged portion 65a2 is provided on the front surface of the base 20 located at the rightmost end.
  • the position where the engaging portion 65a1 and the engaged portion 65a2 contact each other is the physical origin position of the traveling portion 61 and thus the traveling drive device 61b.
  • the current position for example, current rotation angle
  • the servo motor 61b1 can be set to the origin position of the servo motor 61b1.
  • the second movement restricting portion 65b restricts the movement of the table drive shaft 63a.
  • the second movement restricting portion 65b is for positioning the table drive device 63b (that is, the servo motor 63b1) at the origin position.
  • the second movement restricting portion 65b includes an engaging portion 65b1 (see FIG. 6) and an engaged portion 65b2 (see FIG. 7) that are in contact with each other.
  • the engagement portion 65b1 is provided below the turntable 63.
  • the engaged portion 65b2 is provided in a pair on the upper portion of the traveling portion main body 61a.
  • the position where the engaging portion 65b1 and the engaged portion 65b2 (either one of the pair) are in contact is the physical origin position of the turning table 63 and thus the table drive device 63b.
  • the third movement restricting portion 65c restricts the movement of the first arm drive shaft 72.
  • the third movement restricting portion 65c is for positioning the first arm driving device 71b (that is, the servo motor 71b1) at the origin position.
  • the third movement restricting portion 65c includes an engaging portion 65c1 and an engaged portion 65c2 that abut each other.
  • the engaging portion 65c1 is provided at the base of the first arm 71.
  • the engaged portion 65c2 is provided above the support member 63c.
  • the position where the engaging portion 65c1 and the engaged portion 65c2 contact each other is the physical origin position of the first arm 71 and thus the first arm driving device 71b.
  • the fourth movement restricting portion 65d restricts the movement of the second arm drive shaft 74.
  • the fourth movement restricting portion 65d is for positioning the second arm driving device 73b (that is, the servo motor 73b1) at the origin position.
  • the fourth movement restricting portion 65d includes an engaging portion 65d1 and an engaged portion 65d2 that abut each other.
  • the engagement portion 65d1 is provided at the base of the second arm 73.
  • the engaged portion 65d2 is provided at the tip of the first arm 71.
  • the position where the engaging portion 65d1 and the engaged portion 65d2 contact each other is the physical origin position of the second arm 73 and thus the second arm driving device 73b (see FIG. 5).
  • the current position eg, current rotation angle
  • the fifth movement restricting portion 65e restricts the movement of the grip portion drive shaft 76.
  • the fifth movement restricting portion 65e is for positioning the grip portion driving device 75b (that is, the servo motor 75b1) at the origin position.
  • the fifth movement restricting portion 65e includes an engaging portion 65e1 and an engaged portion 65e2 that abut each other.
  • the engagement portion 65e1 is provided on one side surface portion of the grip portion main body 75a.
  • the engaged portion 65e2 is provided on a jig 65e3 (origin adjustment jig) detachably attached to the tip end portion of the second arm 73.
  • the jig 65e3 is attached to the second arm 73 when setting the origin position, and is not attached during normal operation.
  • the position where the engaging portion 65e1 and the engaged portion 65e2 contact each other is the physical origin position of the grip portion main body 75a and thus the grip portion driving device 75b.
  • the current position for example, current rotation angle
  • the servo motor 75b1 grip driving device 75b
  • the processing system 10 further includes an input device 11, a display device 12, and a storage device 13.
  • the input device 11 is provided on the front surface of the work machine module 30 and is used by the worker to input various settings and various instructions to the processing system 10.
  • the display device 12 is provided on the front surface of the working machine module 30 and is for displaying information of the processing system 10 such as an operating condition to the worker.
  • the storage device 13 stores the updated origin positions of the A axis 72, the B axis 74, the C axis 76, the D axis 63a, and the X axis 61c.
  • the control device 80 drives each of the drive devices 61b, 63b, 71b, 73b, 75b in each of the drive devices 61b, 63b, 71b, 73b, 75b to bring the movement restricting portions 65a-65e into contact with each other.
  • the origin setting process (origin establishing operation), which is a process for setting the origin position of each of the driving devices 61b, 63b, 71b, 73b, and 75b, is performed.
  • the control device 80 may be provided with a dedicated device, but may be shared (substitute) by the module control devices 47 and 57 of the work machine module 30.
  • the control device 80 includes an input device 11, a display device 12, a storage device 13, servo motors 61b1, 63b1, 71b1, 73b1, 75b1, current sensors 61b4, 63b2, 71b2, 73b2, 75b3, And the position sensors 61b5, 63b3, 71b3, 73b3, 75b4.
  • the control device 80 has a microcomputer (not shown), and the microcomputer has an input/output interface, a CPU, a RAM, and a ROM (all not shown) connected via a bus.
  • the CPU executes various programs to acquire the detection results of the current sensors 61b4, 63b2, 71b2, 73b2, 75b3 and the position sensors 61b5, 63b3, 71b3, 73b3, 75b4 and the input result of the input device 11, and
  • the display device 12 and each servo motor 61b1, 63b1, 71b1, 73b1, 75b1 are controlled.
  • the RAM temporarily stores variables necessary for executing the program
  • the ROM stores the program.
  • the control device 80 implements the flowchart shown in FIG.
  • the controller 80 determines in step S102 whether or not the origin establishing operation is started. Specifically, the control device 80 starts the origin establishing operation when, for example, a worker presses a start switch (not shown) for starting the origin establishing operation, that is, when there is an instruction to start the origin establishing operation. To determine.
  • the controller 80 needs to set the origin of the robot 60 when the robot 60 is stopped due to an abnormal state such as a power failure or when the processing system 10 is newly installed.
  • step S102 When the operator does not give an instruction to start the origin establishing operation (“NO” in step S102), the controller 80 repeats the process of step S102.
  • the control device 80 displays the pre-start posture of the robot 60 on the display device 12 (step S104).
  • the pre-start attitude is the attitude of the robot 60 before starting the origin establishing operation.
  • This pre-start posture is a predetermined posture.
  • the pre-starting posture is preferably a posture of the arm portion 64 in which the arm portion 64 is within the outline of the turning table 63. That is, when viewed from the side, the arm portion 64 is in a position within the width range of the turning table 63.
  • the A axis is in the range of ⁇ 10 degrees to 10 degrees (predetermined range) and the B axis is in the range of 10 degrees to 0 degrees (predetermined range).
  • the A axis is ⁇ 10 degrees (predetermined angle) and the B axis is 10 degrees (predetermined angle).
  • the worker operates the input device 11 so that the posture of the robot 60 becomes the pre-starting posture while referring to the pre-starting posture displayed on the display device 12.
  • the worker may set the second arm 73 in the pre-starting posture (that is, the B-axis is orthogonal so that the first arm 71 is in the pre-starting posture (that is, the posture in which the A-axis is equivalent to ⁇ 10 degrees in the orthogonal coordinate system)).
  • the input device 11 is operated so that the posture is equivalent to 10 degrees according to the coordinate system.
  • the position (angle; angle of the C axis) of the grip portion 75, that is, the grip portion drive shaft 76 does not have to be specifically determined.
  • the position of the traveling unit 61 that is, the traveling drive shaft 61c (distance; value of X axis)
  • the position of the turning table 63 that is, the table drive shaft 63a (angle; angle of D axis) do not need to be specified.
  • the control device 80 determines in step S106 whether or not the operator has performed an input operation on the input device 11. When the operator does not perform an input operation on the input device 11 (“NO” in step S106), the control device 80 repeatedly performs the process of step S106. When the operator performs an input operation on the input device 11 ("YES” in step S106), the control device 80 changes the posture of the robot 60 according to the input operation (step S108). As a result, the robot 60 shifts to the pre-start posture.
  • the control device 80 sequentially sets the axes for which the origin establishing operation is to be performed, starting from the axis for which the origin establishing operation for establishing the origin during the operation of each drive device is completed. Sets the origin of all axes. Specifically, the control device 80 performs the origin establishing operation in the order of the X axis 61c, the D axis 63a, the A axis 72, the B axis 74, and the C axis 76.
  • the control device 80 establishes the origin of the X-axis in step S110. That is, the control device 80 performs the processing according to the subroutine (X-axis origin establishment routine) shown in FIG. Specifically, in step S202, the control device 80 drives the traveling drive device 61b (X-axis drive device; servo motor 61b1) to move the traveling drive shaft 61c (travel unit body 61a) to the start position.
  • the start position may be any position as long as it is a position separated by a predetermined distance or more from the origin of the X axis in the orthogonal coordinate system. This is for the following reason.
  • the change in the torque of the traveling drive device 61b may be different compared to the case where the start position is a position separated by a predetermined distance or more. This is because the reproducibility of may decrease.
  • the control device 80 reciprocates the traveling unit main body 61a in the direction of the origin of the X axis by a predetermined distance. During this time, when the increase in the torque of the servo motor 61b1 (the current value detected by the current sensor 63b2) due to the contact between the engaging portion 65a1 and the engaged portion 65a2 is measured, the control device 80 determines that the traveling portion main body The movement of 61a is stopped, and a predetermined distance from that position is moved in the direction opposite to the origin direction.
  • step S204 the control device 80 drives the traveling drive device 61b to move the traveling unit main body 61a located at the start position toward the origin of the X axis.
  • step S206 the control device 80 determines whether or not the torque of the traveling drive device 61b (servo motor 61b1) is larger than the determination value. Specifically, the control device 80 acquires the detected current value from the current sensor 63b2 and calculates the torque of the traveling drive device 61b (servo motor 61b1) from the detected current value. The determination value is set based on the torque generated when the engaging portion 65a1 and the engaged portion 65a2 come into contact with each other.
  • Step S208 the control device 80, when the traveling unit main body 61a (traveling unit 61) is located at the physical origin position, the current position (position sensor) of the servo motor 61b1 (traveling driving device 61b) at that time.
  • the position (current rotation angle) detected by 61b5 can be set as the origin position of the servo motor 61b1.
  • the control device 80 establishes the origin of the D axis in step S112. That is, the control device 80 performs the processing according to the subroutine (D-axis origin establishment routine) shown in FIG. Specifically, in step S302, the control device 80 drives the traveling drive device 61b (X-axis drive device; servo motor 61b1) to move the traveling drive shaft 61c (travel unit body 61a) to the start position.
  • the start position is a position separated by a predetermined distance (for example, 30 cm) from the origin of the X axis related to the orthogonal coordinate system.
  • the predetermined distance is preferably set to a value at which the arm portion 64 does not interfere with the working machine module 30 (for example, the inner wall surfaces of the traveling chambers 46 and 56) when the origin of the arm portion 64 is established as described below.
  • the start position of the D axis does not need to be set to a particular value.
  • the start position of the D axis is preferably separated from the origin of the D axis by a predetermined amount or more, similarly to the start position of establishing the origin of the X axis.
  • step S304 the control device 80 drives the table drive device 63b (D-axis drive device) to move the revolving table 63 of the traveling unit main body 61a located at the start position of the X-axis toward the origin of the D-axis ( Rotate). Then, in step S306, the control device 80 determines whether the torque of the table drive device 63b (servo motor 63b1) is larger than the determination value based on the detected current value acquired from the current sensor 63b2, as in step S206. To do.
  • the table drive device 63b D-axis drive device
  • step S306 When the calculated torque is equal to or less than the determination value (“NO” in step S306), the control device 80 repeats the determination in step S306.
  • the control device 80 stores (updates) the position (current position) of the D-axis at that time in the storage device 13 as the origin of the D-axis. ) (Step S308). That is, in step S308, the control device 80, when the turning table 63 is located at the physical origin position, the current position of the servo motor 63b1 (table driving device 63b) at that time (the position detected by the position sensor 63b3 ( The present rotation angle)) can be set to the origin position of the servo motor 63b1. After that, the control device 80 returns the program to the flowchart shown in FIG.
  • the control device 80 establishes the origin of the A-axis in step S114. That is, the control device 80 executes the processing according to the subroutine (A-axis origin establishment routine) shown in FIG. Specifically, in step S402, the control device 80 drives the table drive device 63b (D-axis drive device; servo motor 63b1) to move (rotate) the table drive shaft 63a (turn table 63) to the start position.
  • the start position is a position separated by a predetermined angle (for example, 90 degrees) from the origin related to the axis coordinate system of the D axis.
  • the arm portion 64 faces the direction parallel to the traveling direction of the traveling portion main body 61a. It is preferable that the predetermined angle is set to a value at which the arm portion 64 does not interfere with the working machine module 30 (for example, the inner wall surfaces of the traveling chambers 46 and 56) when the origin of the arm portion 64 is established as described below.
  • the start position of the A-axis is set to the position of the first arm 71 (-10 degrees in the Cartesian coordinate system) which is the pre-start posture previously set in step S108.
  • step S404 the control device 80 drives the first arm driving device 71b (A-axis driving device) to direct the first arm 71 of the turning table 63 located at the start position of the D-axis toward the origin of the A-axis. Move (rotate). Then, in step S406, the control device 80 determines whether the torque of the first arm drive device 71b (servo motor 71b1) is larger than the determination value based on the detected current value acquired from the current sensor 71b2, as in step S206. To judge.
  • A-axis driving device A-axis driving device
  • the control device 80 repeats the determination of step S406 when the calculated torque is equal to or less than the determination value (“NO” in step S406).
  • the control device 80 stores (updates) the position (current position) of the A-axis at that time in the storage device 13 as the origin of the A-axis. ) (Step S408). That is, in step S408, the control device 80 detects the current position (position sensor 71b3) of the servo motor 71b1 (first arm driving device 71b) at that time when the first arm 71 is located at the physical origin position.
  • the position (current rotation angle) can be set as the origin position of the servo motor 71b1. After that, the control device 80 returns the program to the flowchart shown in FIG.
  • step S116 the control device 80 drives the first arm driving device 71b whose origin has already been established to drive the first arm 71 before executing the origin establishment of the B axis (second arm origin establishment operation).
  • the posture is changed to the posture before starting the second arm (post B starting posture).
  • the second arm pre-start attitude maintains the same angle with respect to the pre-start attitude shown in FIG. Attitude. That is, it is a posture in which the A axis corresponds to 20 degrees in the orthogonal coordinate system.
  • the posture before starting the second arm is the movement regulation of the second arm drive shaft 74 by the fourth movement regulation portion 65d (see FIG. 8) when the second arm origin establishing operation is performed (engagement with engagement portion 65d1).
  • This is the posture of the first arm 71 in which the second arm 73 does not come into contact with the reversing device 66 that is the installation member installed on the turning table 63 before the contact with the portion 65d2).
  • the posture before starting the second arm can be automatically changed by the control device 80. Further, the posture before starting the second arm can be changed by the control device 80 in accordance with an operation input to the input device 11 by the operator.
  • the control device 80 establishes the origin of the B axis in step S118. That is, the control device 80 performs the processing according to the subroutine (B-axis origin establishment routine) shown in FIG.
  • the control device 80 drives the second arm driving device 73b (B-axis driving device) to move the second arm 73 positioned in the posture before starting the second arm toward the origin of the B-axis (rotation). (Clockwise in FIG. 16)).
  • step S504 as in step S206, the control device 80 determines whether the torque of the second arm driving device 73b (servo motor 73b1) is larger than the determination value based on the detected current value acquired from the current sensor 73b2. To judge.
  • step S504 When the calculated torque is equal to or smaller than the determination value (“NO” in step S504), the control device 80 repeats the determination in step S504.
  • the control device 80 stores the position (current position) of the B-axis at that time in the storage device 13 as the origin of the B-axis (update). ) (Step S506). That is, in step S506, the control device 80 detects the current position (position sensor 73b3) of the servo motor 73b1 (second arm driving device 73b) at that time when the second arm 73 is located at the physical origin position. The position (current rotation angle) can be set as the origin position of the servo motor 73b1. After that, the control device 80 returns the program to the flowchart shown in FIG.
  • step S120 the control device 80 drives the first arm driving device 71b and the second arm driving device 73b, which have already completed the origin establishment, before executing the origin establishment of the C axis (holding portion origin establishment operation). , The arm portion 64 is changed to the posture before starting the grip portion (posture before starting the C-axis).
  • the posture before starting the gripping portion rotates the A axis backward (counterclockwise) by 30 degrees with respect to the posture before starting (see FIG. 16), and the B axis with respect to the first arm 71.
  • the posture is 100 degrees forward (counterclockwise). That is, this is a posture in which the A axis corresponds to ⁇ 10 degrees in the Cartesian coordinate system.
  • the posture before starting the grip portion is the movement regulation of the grip portion drive shaft 76 by the fifth movement regulation portion 65e (see FIG. 9) (the engaging portion 65e1 and the engaged portion 65e2 when the grip portion origin establishing operation is performed.
  • the posture before starting the grip portion can be automatically changed by the control device 80. Further, the posture before starting the grip portion can be changed by the control device 80 in accordance with an operation input to the input device 11 by the operator.
  • step S122 the control device 80 determines whether or not the attachment of the jig 65e3 to the second arm 73 is completed. For example, the control device 80 determines the jig attachment completion when the operator inputs the jig attachment completion after the attachment of the jig 65e3. Further, the control device 80 is automatically provided to the second arm 73, and automatically determines the completion of jig attachment based on the output signal from the sensor that detects whether or not the jig 65e3 is attached to the second arm 73. be able to.
  • step S122 When the attachment of the jig 65e3 to the second arm 73 is not completed (“NO” in step S122), the control device 80 repeats the determination of step S122. When the attachment of the jig 65e3 to the second arm 73 is completed (“YES” in step S122), the controller 80 establishes the origin of the C axis (step S124).
  • step S602 the control device 80 drives the gripping portion driving device 75b (C-axis driving device) to move the gripping portion 75 to the C position while the arm portion 64 is positioned in the posture before gripping portion start shown in FIG. Move (rotate) toward the origin of the axis.
  • step S604 the control device 80 determines whether or not the torque of the grip drive device 75b (servo motor 75b1) is larger than the determination value based on the detected current value acquired from the current sensor 75b3, as in step S206. judge.
  • step S604 When the calculated torque is equal to or smaller than the determination value (“NO” in step S604), the control device 80 repeats the determination in step S604.
  • the control device 80 stores (updates) the position (current position) of the C-axis at that time in the storage device 13 as the origin of the C-axis. ) (Step S606). That is, in step S606, when the grip 75 is located at the physical origin position, the controller 80 determines the current position (position detected by the position sensor 75b4) of the servo motor 75b1 (gripping drive device 75b) at that time. (Current rotation angle) can be set to the origin position of the servo motor 75b1. After that, the control device 80 returns the program to the flowchart shown in FIG. Then, the control device 80 ends the process of the flowchart shown in FIG.
  • the robot 60 (multi-joint robot) according to the above-described embodiment includes a plurality of shafts 61c, 63a, 72, 74, 76 and a plurality of drive devices 61b for driving the plurality of shafts 61c, 63a, 72, 74, 76, respectively.
  • 63b, 71b, 73b, 75b and the origin establishing operation for establishing the origin during the operation of each drive device 61b, 63b, 71b, 73b, 75b among the plurality of shafts 61c, 63a, 72, 74, 76 are completed.
  • the robot 60 can adjust the origin of the axis with high reproducibility.
  • control device 80 drives and controls the drive devices 61b, 63b, 71b, 73b, and 75b according to the instruction of the operator to drive the shafts 61c, 63a, 72, 74, and 76, respectively, and the robot 60 of the robot 60.
  • the posture is transformed to the pre-start posture before starting the origin establishing operation (steps S108, 116, 120), and then the origin establishing operation is performed (steps S110, 112, 114, 118, 124). According to this, by setting the posture of the robot 60 to the pre-start posture, it is possible to reliably prevent the occurrence of the interference of the robot 60 during the subsequent origin establishing operation. Therefore, the robot 60 can adjust the origin of the axis with higher reproducibility.
  • control device 80 drives the axis, which is connected to the axis on which the origin establishing operation is to be performed and has already completed the origin establishing operation, to a predetermined preparation position (steps S202, 302, 402, 116). , 120) and the origin establishing operation of the axis for which the origin establishing operation is to be implemented (steps S208, 308, 408, 120, 124).
  • the predetermined preparation position is the X-axis start position in step S302, the D-axis start position in step S402, the pre-start attitude, the second arm pre-start attitude, and the gripping part pre-start attitude.
  • the axis on which the origin establishing operation is to be performed is the D axis 63a
  • the axis for which the origin establishing operation has already been completed is the X axis 61c.
  • the execution axis is the A-axis 72
  • the completion axis is the D-axis 63a. According to this, when all the axes 61c, 63a, 72, 74, and 76 are arranged in series as in the above-described embodiment, the origin establishing operation can be performed sequentially from the end axis of the robot 60.
  • the origin establishing operation of all the axes can be ended by one operation of the operator (for example, ON operation of the start operation switch).
  • the origin of the axis of the robot 60 can be easily adjusted by suppressing the operation of the worker as much as possible, that is, reducing the labor of the worker.
  • the robot 60 is provided with a plurality of movement restricting portions 65a-65e for restricting the movement of the respective axes 61c, 63a, 72, 74, 76, and the control device 80 is controlled by the movement restricting portions 65a-65e. , 72, 74, 76 by using the torques of the drive devices 61b, 63b, 71b, 73b, 75b that change in accordance with the regulation of movement (steps S206, 306, 406, 504, 604). .. According to this, the origin adjustment of each axis can be automatically performed. Therefore, the robot 60 can adjust the origin of the axis with higher reproducibility.
  • the robot 60 includes the revolving table 63 (table) that is rotationally driven by the table driving shaft 63a that is driven by the table driving device 63b, and the plurality of shafts 72, 74 provided on the revolving table 63. , 76 having an arm portion 64.
  • the pre-starting posture is the posture of the arm portion 64 in which the arm portion 64 falls within the outline of the turning table 63. According to this, the origin of the shaft (for example, the table drive shaft 63a) related to the turning table 63 can be adjusted with the arm portion 64 accommodated in the space within the outline of the turning table 63. Therefore, when the origin of the axis of the turning table 63 is adjusted, the interference of the robot 60 can be more reliably prevented.
  • the robot 60 includes the revolving table 63 that is rotationally driven by the table driving shaft 63a that is driven by the table driving device 63b, and a plurality of shafts that are provided on the revolving table 63 and that are connected in series. And an arm portion 64 having 72, 74 and 76. Further, the control device 80 sequentially performs the origin establishing operation from the axis on the turning table 63 side among the plurality of axes 72, 74, 76 (steps S114, 118, 124). According to this, by performing the origin establishing operation in order from the axis on the side of the turning table 63, it is possible to reliably prevent the occurrence of interference of the robot 60 when the origin of the axis of the arm portion 64 is adjusted. ..
  • the order of axes for performing the origin establishing operation is set in the order of the X-axis, the D-axis, the A-axis, the B-axis, and the C-axis, but the A-axis, the B-axis, and the C-axis are set first.
  • the X axis and the D axis may be performed after the execution. In this case, it is sufficient to move to the pre-starting posture of step S104 before performing the origin establishing operation of the A axis.
  • control device 80 may determine whether or not the posture before starting (step S104) is based on the imaging result of the imaging device.
  • the imaging device is, for example, a CCD camera arranged above the turning table 63, and if the arm portion 64 is within the range of the turning table 63, it can be determined that it is in the pre-starting posture. This determination may be performed between step S108 and step S110 described above. The operation of the operator can be supported. A three-dimensional laser scanner may be used instead of the imaging device.
  • control device 80 can automatically drive the robot 60 to be in the pre-starting posture, instead of the processing of step S104 to step S108 described above. According to this, while further improving the workability, the origin adjustment of the axis can be performed with high reproducibility.

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Abstract

複数の軸と、複数の軸をそれぞれ駆動する複数の駆動装置と、複数の軸のうち各駆動装置の動作時における原点を確立する原点確立動作が完了している軸から順次、原点確立動作を実施すべき軸を設定することにより、複数の軸全ての原点を設定する制御装置と、を備えた多関節ロボット。

Description

多関節ロボット
 本明細書は、多関節ロボットに関する。
 一般的に、多関節ロボットは、軸の原点調整が行われている。原点調整の一形式として、特許文献1には、最初に作業者が調整する軸を選択するものが開示されている。さらに、選択した後も原点調整が完了するまでの間、作業者が表示部に表示された内容に対応して操作部を操作するとともに、多関節ロボットがその操作に応じて動作することが開示されている。
特開2006-289588号公報
 上述した特許文献1に記載されている多関節ロボットにおいては、軸の原点調整をする際に、作業者の操作による動作が多いため、原点調整を再現性よく実施できないという問題があった。
 このような事情に鑑みて、本明細書は、軸の原点調整を高い再現性にて行うことができる多関節ロボットを開示する。
 本明細書は、複数の軸と、前記複数の軸をそれぞれ駆動する複数の駆動装置と、前記複数の軸のうち前記各駆動装置の動作時における原点を確立する原点確立動作が完了している軸から順次、前記原点確立動作を実施すべき軸を設定することにより、前記複数の軸全ての原点を設定する制御装置と、を備えた多関節ロボットを開示する。
 本開示によれば、原点調整すべき軸の順番を自動的に設定し、ひいては全ての軸の原点調整を自動的に実施することが可能となる。よって、多関節ロボットは、軸の原点調整を高い再現性にて行うことが可能となる。
多関節ロボットが適用された加工システム10を示す正面図である。 図1に示す旋盤モジュール30Aを示す側面図である。 図1に示すドリミルモジュール30Bを示す側面図である。 多関節ロボット60を示す側面図である。多関節ロボット60の把持部開始前姿勢を示す側面図である。 多関節ロボット60を示す平面図である。 多関節ロボット60の一部を示す下方斜視図である。 多関節ロボット60の走行部61の一部を示す上方斜視図である。 多関節ロボット60の第1アーム71及び第2アーム73を主として示す上方斜視図である。 多関節ロボット60の第2アーム73及び把持部75を主として示す上方斜視図である。 多関節ロボット60を示すブロック図である。 図10に示す制御装置80にて実施されるプログラムを表すフローチャートである。 多関節ロボット60の開始前姿勢を示す側面図である。 図10に示す制御装置80にて実施されるプログラム(X軸原点確立)を表すフローチャートである。 図10に示す制御装置80にて実施されるプログラム(D軸原点確立)を表すフローチャートである。 図10に示す制御装置80にて実施されるプログラム(A軸原点確立)を表すフローチャートである。 多関節ロボット60の第2アーム開始前姿勢を示す側面図である。 図10に示す制御装置80にて実施されるプログラム(B軸原点確立)を表すフローチャートである。 図10に示す制御装置80にて実施されるプログラム(C軸原点確立)を表すフローチャートである。
(加工システム)
 以下、多関節ロボットが適用された加工システムの一例について説明する。加工システム10は、図1に示すように、複数のベース20と、そのベース20に設けられた複数(本実施形態では10個)の作業機モジュール30(加工装置)と、多関節ロボット(以下、ロボットと称する場合もある。)60と、を備えている。以下の説明では、加工システム10に関する「前後」,「左右」,「上下」を、加工システム10の正面側から見た場合における前後,左右,上下として扱うこととする。
 作業機モジュール30は、複数種類あり、旋盤モジュール30A、ドリミルモジュール30B、加工前ストックモジュール30C、加工後ストックモジュール30D、検測モジュール30E、仮置モジュール30Fなどである。
(旋盤モジュール)
 旋盤モジュール30Aは、旋盤がモジュール化されたものである。旋盤は、加工対象物であるワークWを回転させて、固定した切削工具43aで加工する工作機械である。旋盤モジュール30Aは、図2に示すように、可動ベッド41、主軸台42、工具台43、工具台移動装置44、加工室45、走行室46及びモジュール制御装置47を有している。
 可動ベッド41は、複数の車輪41aを介してベース20に設けられたレール(不図示)上を前後方向に沿って移動する。主軸台42は、ワークWを回転可能に保持するものである。主軸台42は、前後方向に沿って水平に配置された主軸42aを回転可能に支持する。主軸42aの先端部にはワークWを把持するチャック42bが設けられる。主軸42aは、回転伝達機構42cを介してサーボモータ42dによって回転駆動される。
 工具台43は、切削工具43aに送り運動を与える装置である。工具台43は、いわゆるタレット型の工具台であり、ワークWを切削する複数の切削工具43aが装着される工具保持部43bと、工具保持部43bを回転可能に支持するとともに所定の切削位置に位置決め固定可能である回転駆動部43cを有している。
 工具台移動装置44は、工具台43ひいては切削工具43aを上下方向(Y軸方向)及び前後方向(Z軸方向)に沿って移動させる装置である。工具台移動装置44は、工具台43をY軸方向に沿って移動させるY軸駆動装置44aと、工具台43をZ軸方向に沿って移動させるZ軸駆動装置44bとを有している。
 Y軸駆動装置44aは、可動ベッド41に設けられたコラム48に対して上下方向に沿って摺動可能に取り付けられたY軸スライダ44a1と、Y軸スライダ44a1を移動させるためのサーボモータ44a2とを有している。Z軸駆動装置44bは、Y軸スライダ44a1に対して前後方向に沿って摺動可能に取り付けられたZ軸スライダ44b1と、Z軸スライダ44b1を移動させるためのサーボモータ44b2とを有している。
 加工室45は、ワークWを加工するための部屋(空間)であり、加工室45内には、チャック42b、工具台43(切削工具43a、工具保持部43b及び回転駆動部43c)が収容されている。加工室45は、前壁45a、天井壁45b、左右壁及び後壁(何れも不図示)によって区画されている。前壁45aには、ワークWが入出される入出口45a1が形成されている。入出口45a1は、図示しないモータによって駆動するシャッタ45cによって開閉される。
 走行室46は、加工室45の入出口45a1に臨んで設けられた部屋(空間)である。走行室46は、前壁45a及び前面パネル31によって区画されている。走行室46内は、後述するロボット60が走行可能である。モジュール制御装置47は、回転駆動部43c、工具台移動装置44などを駆動させる装置である。
(ドリミルモジュール)
 ドリミルモジュール30Bは、ドリルによる孔開けやミーリング加工等を行うマシニングセンタがモジュール化されたものである。マシニングセンタは、固定したワークWに対し、回転する工具(回転工具)を押し当てて加工する工作機械である。ドリミルモジュール30Bは、図3に示すように、可動ベッド51、主軸ヘッド52、主軸ヘッド移動装置53、ワークテーブル54、加工室55、走行室56及びモジュール制御装置57を有している。
 可動ベッド51は、複数の車輪51aを介してベース20に設けられたレール(不図示)上を前後方向に沿って移動する。主軸ヘッド52は、主軸52aを回転可能に支持する。主軸52aの先端(下端)部には、ワークWを切削する切削工具52b(例えば、ドリルやエンドミル等)が装着可能である。主軸52aは、サーボモータ52cによって回転駆動される。
 主軸ヘッド移動装置53は、主軸ヘッド52ひいては切削工具52bを上下方向(Y軸方向)及び前後・左右方向(X-Z軸方向)に沿って移動させる装置である。主軸ヘッド移動装置53は、主軸ヘッド52をY軸方向に沿って移動させるY軸駆動装置53aと、主軸ヘッド52をX-Z軸方向に沿って移動させるX-Z軸駆動装置53bとを有している。X-Z軸駆動装置53bは、可動ベッド51に設けられた本体58に対して前後・左右方向に沿って摺動可能に取り付けられている。Y軸駆動装置53aは、X-Z軸駆動装置53bに対して上下方向に沿って摺動可能に取り付けられている。
 ワークテーブル54は、ワークWを固定保持する。ワークテーブル54は、本体58の前面に設けられたワークテーブル回転装置54aに固定されている。ワークテーブル回転装置54aは、前後方向に沿って延びる軸線回りに回転駆動される。これにより、ワークWを傾斜させた状態で切削工具52bにより加工することができる。なお、ワークテーブル54は、本体58の前面に直接固定してもよい。
 加工室55は、ワークWを加工するための部屋(空間)であり、加工室55内には、主軸52a、切削工具52b、ワークテーブル54、ワークテーブル回転装置54aが収容されている。加工室55は、前壁55a、天井壁55b、左右壁及び後壁(何れも不図示)によって区画されている。前壁55aには、ワークWが入出される入出口55a1が形成されている。入出口55a1は、図示しないモータによって駆動するシャッタ55cによって開閉される。
 走行室56は、加工室55の入出口55a1に臨んで設けられた部屋(空間)である。走行室56は、前壁55a及び前面パネル31によって区画されている。走行室56内は、後述するロボット60が走行可能である。なお、隣り合う走行室46(または56)は、加工システム10の並設方向全長に亘って連続する空間を形成する。また、モジュール制御装置57は、主軸52a(サーボモータ52c)、主軸ヘッド移動装置53などを駆動させる装置である。
 加工前ストックモジュール30Cは、加工システム10にワークを投入するモジュール(ワーク投入モジュール)である。加工後ストックモジュール30Dは、加工システム10によって実施されるワークに対する一連の加工が完了した完成品を収納するモジュールである。
 検測モジュール30Eは、ワーク(例えば加工後のワーク)を検測するものである。仮置モジュール30Fは、加工システム10による一連の加工工程中において、ワークを仮置きするためのものである。検測モジュール30E及び仮置モジュール30Fは、旋盤モジュール30A及びドリミルモジュール30Bと同様に、走行室(不図示)を有している。
(ロボット)
 ロボット60は、走行可能であり、走行部61、本体部62及び移動規制部65を有している。
(走行部)
 走行部61は、走行室46,56内を左右方向(作業機モジュール30の並設方向:X軸方向)に沿って走行可能である。走行部61は、主として図4に示すように、走行駆動装置61bによって走行部本体61aを左右方向に沿って直動するための走行駆動軸(以下、X軸と称する場合もある。)61cを有している。走行部本体61aの背部には、走行駆動軸61cのスライダ61c2が取り付けられている。走行駆動軸61cは、ベース20の前側面に設けられて水平方向(左右方向)に沿って延在するレール61c1と、レール61c1に摺動可能に係合する複数のスライダ61c2とから構成されている。
 走行部本体61aは走行駆動装置61bが設けられている。走行駆動装置61bは、サーボモータ61b1、駆動力伝達機構(不図示)、ピニオン61b2、ラック61b3などから構成される。サーボモータ61b1の回転出力によってピニオン61b2が回転する。ピニオン61b2はラック61b3に歯合する。ラック61b3は、ベース20の前側面に設けられて水平方向(左右方向)に沿って延在する。
 サーボモータ61b1は、ロボット制御装置80(図10参照。以下、制御装置80と称する場合もある。)に接続されている。サーボモータ61b1は、制御装置80からの指示に従って回転駆動され、ピニオン61b2がラック61b3を転動する。これにより、走行部本体61aは、走行室46,56内を左右方向に沿って走行可能である。また、サーボモータ61b1は、サーボモータ61b1に流れる電流を検知する電流センサ61b4(図10参照)が内蔵されている。サーボモータ61b1は、サーボモータ61b1の位置(例えば、回転角度)を検知する位置センサ(例えば、レゾルバ、エンコーダ)61b5(図10参照)が内蔵されている。電流センサ61b4及び位置センサ61b5の検出結果は、制御装置80に送信されている。
(本体部)
 本体部62は、主として図4,5に示すように、旋回テーブル(テーブル)63と、旋回テーブル63に設けられたアーム部64から構成されている。
(旋回テーブル)
 旋回テーブル63は、図5に示すように、旋回テーブル63に設けられたテーブル駆動軸(以下、D軸と称する場合もある。)63aと、テーブル駆動軸63aを回転駆動するテーブル駆動装置63bとを有している。テーブル駆動装置63bは、走行部本体61aに設けられている。テーブル駆動装置63bは、テーブル駆動軸63aに設けられた歯車(不図示)、この歯車に歯合するピニオン(不図示)、サーボモータ63b1、サーボモータ63b1の出力をピニオンに伝達する駆動力伝達機構(不図示)などから構成されている。
 サーボモータ63b1は、制御装置80(図10参照)に接続されている。サーボモータ63b1は、制御装置80からの指示に従って回転駆動され、ピニオンがテーブル駆動軸63aを回転する。これにより、旋回テーブル63は、テーブル駆動軸63aの回転軸回りに回転可能である。また、サーボモータ63b1は、サーボモータ63b1に流れる電流を検知する電流センサ63b2(図10参照)が内蔵されている。サーボモータ63b1は、サーボモータ61b1と同様に、サーボモータ63b1の位置を検知する位置センサ63b3(図10参照)が内蔵されている。電流センサ63b2及び位置センサ63b3の検出結果は、制御装置80に送信されている。
 旋回テーブル63は、ワークWを反転する反転装置66が設けられている。反転装置66は、把持部75から受け取ったワークWを反転し、反転したワークWを把持部75に受け渡すことができる。
(アーム部)
 アーム部64は、駆動軸(またはアーム)が直列に並んでいる、いわゆるシリアルリンク型のアームである。アーム部64は、主として図4,5に示すように、第1アーム71、第1アーム駆動軸(以下、A軸と称する場合もある。)72、第2アーム73、第2アーム駆動軸(以下、B軸と称する場合もある。)74、把持部75、及び把持部駆動軸(以下、C軸と称する場合もある。)76から構成されている。
 主として図4,5に示すように、第1アーム71は、棒状に形成されており、旋回テーブル63に第1アーム駆動軸72を介して回転可能に連結されている。具体的には、第1アーム駆動軸72は、旋回テーブル63上に設けられた支持部材63cに回転可能に支持されている。第1アーム駆動軸72は、第1アーム71の基端部が固定されている。第1アーム駆動軸72は、第1アーム駆動装置71bにより回転駆動される。第1アーム駆動装置71bは、支持部材63cに設けられたサーボモータ71b1、サーボモータ71b1の出力を第1アーム駆動軸72に伝達する駆動力伝達機構(不図示)などから構成されている。
 サーボモータ71b1は、制御装置80に接続されている。サーボモータ71b1は、制御装置80からの指示に従って回転駆動され、第1アーム駆動軸72を回転する。これにより、第1アーム71は、第1アーム駆動軸72の回転軸回りに回転可能である。また、サーボモータ71b1は、サーボモータ71b1に流れる電流を検知する電流センサ71b2(図10参照)が内蔵されている。サーボモータ71b1は、サーボモータ61b1と同様に、サーボモータ71b1の位置を検知する位置センサ71b3(図10参照)が内蔵されている。電流センサ71b2及び位置センサ71b3の検出結果は、制御装置80に送信されている。
 主として図4,5に示すように、第2アーム73は、棒状に形成されており、第1アーム71に第2アーム駆動軸74を介して回転可能に連結されている。具体的には、第2アーム駆動軸74は、第1アーム71の先端部に回転可能に支持されている。第2アーム駆動軸74は、第2アーム73の基端部が固定されている。第2アーム駆動軸74は、第2アーム駆動装置73bにより回転駆動される。第2アーム駆動装置73bは、第1アーム71に設けられたサーボモータ73b1、サーボモータ73b1の出力を第2アーム駆動軸74に伝達する駆動力伝達機構(不図示)などから構成されている。
 サーボモータ73b1は、制御装置80に接続されている。サーボモータ73b1は、制御装置80からの指示に従って回転駆動され、第2アーム駆動軸74を回転する。これにより、第2アーム73は、第2アーム駆動軸74の回転軸回りに回転可能である。また、サーボモータ73b1は、サーボモータ73b1に流れる電流を検知する電流センサ73b2(図10参照)が内蔵されている。サーボモータ73b1は、サーボモータ61b1と同様に、サーボモータ73b1の位置を検知する位置センサ73b3(図10参照)が内蔵されている。電流センサ73b2及び位置センサ73b3の検出結果は、制御装置80に送信されている。
 主として図4,5に示すように、把持部75は、第2アーム73に把持部駆動軸76を介して回転可能に連結されている。具体的には、把持部駆動軸76は、第2アーム73の先端部に回転可能に支持されている。把持部駆動軸76は、把持部75の把持部本体75aが固定されている。把持部駆動軸76は、把持部駆動装置75bにより回転駆動される。把持部駆動装置75bは、第2アーム73に設けられたサーボモータ75b1、サーボモータ75b1の出力を把持部駆動軸76に伝達する駆動力伝達機構75b2などから構成されている。なお、把持部本体75aは、ワークWを把持するチャック75cが着脱可能である。
 サーボモータ75b1は、制御装置80に接続されている。サーボモータ75b1は、制御装置80からの指示に従って回転駆動され、把持部駆動軸76を回転する。これにより、把持部本体75aひいては把持部75は、把持部駆動軸76の回転軸回りに回転可能である。また、サーボモータ75b1は、サーボモータ75b1に流れる電流を検知する電流センサ75b3(図10参照)が内蔵されている。サーボモータ75b1は、サーボモータ61b1と同様に、サーボモータ75b1の位置を検知する位置センサ75b4(図10参照)が内蔵されている。電流センサ75b3及び位置センサ75b4の検出結果は、制御装置80に送信されている。
(移動規制部)
 移動規制部65は、走行移動規制部(以下、第1移動規制部とも称する。)65a(図5,7参照)、テーブル移動規制部(以下、第2移動規制部とも称する。)65b(図6,7参照)、第1アーム移動規制部(以下、第3移動規制部とも称する。)65c(図6参照)、第2アーム移動規制部(以下、第4移動規制部とも称する。)65d(図8参照)、及び把持部移動規制部(以下、第5移動規制部とも称する。)65e(図9参照)から構成されている。移動規制部は、対応する軸の移動をそれぞれ規制するものである。
 第1移動規制部65aは、走行駆動軸61cの移動を規制する。また第1移動規制部65aは、走行駆動装置61b(すなわちサーボモータ61b1)を原点位置に位置決めするためのものである。第1移動規制部65aは、図5に示すように、互いに当接する係合部65a1と被係合部65a2とから構成されている。係合部65a1は、図7に示すように、走行部本体61aの後側面部の右端に設けられている。被係合部65a2は、図5に示すように、複数のベース20が並べられている場合、最右端に位置するベース20の前面に設けられている。係合部65a1と被係合部65a2とが当接した位置が、走行部61ひいては走行駆動装置61bの物理的な原点位置である。走行部61が原点位置に位置するときに、そのときのサーボモータ61b1(走行駆動装置61b)の現在位置(例えば現在回転角度)をサーボモータ61b1の原点位置に設定することができる。
 第2移動規制部65bは、テーブル駆動軸63aの移動を規制する。また第2移動規制部65bは、テーブル駆動装置63b(すなわちサーボモータ63b1)を原点位置に位置決めするためのものである。第2移動規制部65bは、互いに当接する係合部65b1(図6参照)と被係合部65b2(図7参照)とから構成されている。係合部65b1は、旋回テーブル63の下部に設けられている。被係合部65b2は、走行部本体61aの上部に1対設けられている。係合部65b1と被係合部65b2(一対のうちどちらか一方)とが当接した位置が、旋回テーブル63ひいてはテーブル駆動装置63bの物理的な原点位置である。旋回テーブル63が原点位置に位置するときに、そのときのサーボモータ63b1(テーブル駆動装置63b)の現在位置(例えば現在回転角度)をサーボモータ63b1の原点位置に設定することができる。
 第3移動規制部65cは、第1アーム駆動軸72の移動を規制する。第3移動規制部65cは、第1アーム駆動装置71b(すなわちサーボモータ71b1)を原点位置に位置決めするためのものである。第3移動規制部65cは、図6に示すように、互いに当接する係合部65c1と被係合部65c2とから構成されている。係合部65c1は第1アーム71の基部に設けられている。被係合部65c2は、支持部材63cの上部に設けられている。係合部65c1と被係合部65c2とが当接した位置が、第1アーム71ひいては第1アーム駆動装置71bの物理的な原点位置である。第1アーム71が原点位置に位置するときに、そのときのサーボモータ71b1(第1アーム駆動装置71b)の現在位置(例えば現在回転角度)をサーボモータ71b1の原点位置に設定することができる。
 第4移動規制部65dは、第2アーム駆動軸74の移動を規制する。第4移動規制部65dは、第2アーム駆動装置73b(すなわちサーボモータ73b1)を原点位置に位置決めするためのものである。第4移動規制部65dは、図8に示すように、互いに当接する係合部65d1と被係合部65d2とから構成されている。係合部65d1は、第2アーム73の基部に設けられている。被係合部65d2は、第1アーム71の先端部に設けられている。係合部65d1と被係合部65d2とが当接した位置が、第2アーム73ひいては第2アーム駆動装置73b(図5参照)の物理的な原点位置である。第2アーム73が原点位置に位置するときに、そのときのサーボモータ73b1(第2アーム駆動装置73b)の現在位置(例えば現在回転角度)をサーボモータ73b1の原点位置に設定することができる。
 第5移動規制部65eは、把持部駆動軸76の移動を規制する。第5移動規制部65eは、把持部駆動装置75b(すなわちサーボモータ75b1)を原点位置に位置決めするためのものである。第5移動規制部65eは、図9に示すように、互いに当接する係合部65e1と被係合部65e2とから構成されている。係合部65e1は、把持部本体75aの一側面部に設けられている。被係合部65e2は、第2アーム73の先端部に着脱可能に取り付けられた冶具65e3(原点調整用冶具)に設けられている。なお、冶具65e3は、原点位置を設定する際に第2アーム73に取り付けられ、通常運転時には装着されていない。係合部65e1と被係合部65e2とが当接した位置が、把持部本体75aひいては把持部駆動装置75bの物理的な原点位置である。把持部本体75aが原点位置に位置するときに、そのときのサーボモータ75b1(把持部駆動装置75b)の現在位置(例えば現在回転角度)をサーボモータ75b1の原点位置に設定することができる。
(入力装置、表示装置など)
 また、加工システム10は、入力装置11、表示装置12、及び記憶装置13をさらに有している。入力装置11は、図1に示すように、作業機モジュール30の前面に設けられており、作業者が各種設定、各種指示などを加工システム10に入力するためのものである。表示装置12は、図1に示すように、作業機モジュール30の前面に設けられており、作業者に対して運転状況など加工システム10の情報を表示するためのものである。記憶装置13は、更新されたA軸72、B軸74、C軸76、D軸63a及びX軸61cの各原点位置などを記憶するものである。
(ロボット制御装置)
 制御装置80は、各駆動装置61b,63b,71b,73b,75bのそれぞれにおいて、各駆動装置61b,63b,71b,73b,75bを駆動させて各移動規制部65a-65eを当接させることにより、各駆動装置61b,63b,71b,73b,75bの原点位置を設定する処理である原点設定処理(原点確立動作)を実施する。制御装置80は、専用の装置を設けてもよいが、作業機モジュール30のモジュール制御装置47、57にて兼用(代用)するようにしてもよい。
 制御装置80は、図10に示すように、入力装置11、表示装置12、記憶装置13、各サーボモータ61b1,63b1,71b1,73b1,75b1、各電流センサ61b4,63b2,71b2,73b2,75b3、及び各位置センサ61b5,63b3,71b3,73b3,75b4に接続されている。
 制御装置80は、マイクロコンピュータ(不図示)を有しており、マイクロコンピュータは、バスを介してそれぞれ接続された入出力インターフェース、CPU、RAMおよびROM(いずれも不図示)を備えている。CPUは、各種プログラムを実施して、各電流センサ61b4,63b2,71b2,73b2,75b3及び各位置センサ61b5,63b3,71b3,73b3,75b4の検出結果や入力装置11の入力結果を取得したり、表示装置12や各サーボモータ61b1,63b1,71b1,73b1,75b1を制御したりする。RAMは同プログラムの実施に必要な変数を一時的に記憶するものであり、ROMは前記プログラムを記憶するものである。
(原点確立動作)
 さらに、上述した制御装置80による各駆動装置の原点確立動作について図11に示すフローチャートに沿って説明する。
 制御装置80は、図11に示すフローチャートを実施する。制御装置80は、ステップS102において、原点確立動作が開始されるか否かを判定する。具体的には、制御装置80は、例えば作業者によって原点確立動作を開始する開始スイッチ(不図示)が押された場合、すなわち原点確立動作開始の指示がある場合に、原点確立動作が開始されると判定する。制御装置80は、上述したロボット60が例えば停電などの異常状態により停止した場合、加工システム10を新たに設置した場合などに、ロボット60の原点を設定する必要がある。
 制御装置80は、作業者によって原点確立動作開始の指示がされない場合には(ステップS102にて「NO」)、ステップS102の処理を繰り返し実施する。制御装置80は、作業者によって原点確立動作開始の指示がされた場合(ステップS102にて「YES」)、ロボット60の開始前姿勢を表示装置12に表示する(ステップS104)。
 開始前姿勢は、原点確立動作を開始する前のロボット60の姿勢である。この開始前姿勢は、予め定められた姿勢である。例えば、開始前姿勢は、図12に示すように、アーム部64が旋回テーブル63の輪郭の範囲内に収まるアーム部64の姿勢であることが好ましい。すなわち、側方から視て、アーム部64が旋回テーブル63の幅範囲内に収まる姿勢である。具体的には、A軸が-10度から10度までの範囲(所定範囲)であり、B軸が10度から0度までの範囲(所定範囲)であることが好ましい。特にA軸が-10度(所定角度)でありB軸が10度(所定角度)であることが好ましい。
 作業者は、表示装置12に表示された開始前姿勢を参照しながら、ロボット60の姿勢が開始前姿勢となるように入力装置11を操作する。例えば、作業者は、第1アーム71が開始前姿勢(すなわちA軸が直交座標系による-10度相当である姿勢)となるように、第2アーム73が開始前姿勢(すなわちB軸が直交座標系による10度相当である姿勢)となるように、入力装置11を操作する。このとき、把持部75すなわち把持部駆動軸76の位置(角度;C軸の角度)は、特に定める必要はない。また、走行部61すなわち走行駆動軸61cの位置(距離;X軸の値)、及び旋回テーブル63すなわちテーブル駆動軸63aの位置(角度;D軸の角度)も、特に定める必要はない。
 制御装置80は、ステップS106において、作業者により入力装置11への入力操作があったか否かを判定する。制御装置80は、作業者により入力装置11への入力操作がない場合(ステップS106にて「NO」)、ステップS106の処理を繰り返し実施する。制御装置80は、作業者により入力装置11への入力操作があった場合(ステップS106にて「YES」)、入力操作に従ってロボット60の姿勢を変更する(ステップS108)。その結果、ロボット60は、開始前姿勢に移行する。
 制御装置80は、以降の処理において、複数の軸のうち各駆動装置の動作時における原点を確立する原点確立動作が完了している軸から順次、原点確立動作を実施すべき軸を設定することにより、複数の軸全ての原点を設定する。具体的には、制御装置80は、X軸61c、D軸63a、A軸72、B軸74及びC軸76の順に原点確立動作を実施する。
(X軸原点確立)
 制御装置80は、ステップS110において、X軸の原点確立を実施する。すなわち、制御装置80は、図13に示すサブルーチン(X軸原点確立ルーチン)に沿った処理を実施する。具体的には、制御装置80は、ステップS202において、走行駆動装置61b(X軸駆動装置;サーボモータ61b1)を駆動させて走行駆動軸61c(走行部本体61a)を開始位置に移動させる。開始位置は、直交座標系に係るX軸の原点から所定距離以上離れた位置であればいずれの位置でもよい。これは以下の理由による。開始位置がX軸の原点に近すぎると、開始位置が所定距離以上離れた位置である場合と比較して、走行駆動装置61b(サーボモータ61b1)のトルクの変化が異なるおそれがあり、原点調整の再現性が低下するおそれがあるからである。
 実際には、制御装置80は、走行部本体61aをX軸の原点方向に所定距離だけ往復させる。この間に、係合部65a1と被係合部65a2とが当接することによるサーボモータ61b1のトルク(電流センサ63b2による検出電流値)の増大を測定した場合には、制御装置80は、走行部本体61aの移動を停止し、その位置から所定距離だけ原点方向と反対方向に移動させる。
 制御装置80は、ステップS204において、走行駆動装置61bを駆動させて、開始位置に位置する走行部本体61aをX軸の原点に向けて移動させる。そして、制御装置80は、ステップS206において、走行駆動装置61b(サーボモータ61b1)のトルクが判定値より大きいか否かを判定する。具体的には、制御装置80は、電流センサ63b2から検出電流値を取得し、検出電流値から走行駆動装置61b(サーボモータ61b1)のトルクを算出する。判定値は、係合部65a1と被係合部65a2とが当接した際に発生するトルクに基づいて設定されている。
 制御装置80は、算出したトルクが判定値以下である場合(ステップS206にて「NO」)、ステップS206の判定を繰り返す。制御装置80は、算出したトルクが判定値より大きくなった場合(ステップS206にて「YES」)、その時点のX軸の位置(現在位置)をX軸の原点として記憶装置13に記憶(更新)する(ステップS208)。すなわち、制御装置80は、ステップS208において、走行部本体61a(走行部61)が物理的な原点位置に位置するときに、そのときのサーボモータ61b1(走行駆動装置61b)の現在位置(位置センサ61b5により検出した位置(現在回転角度))をサーボモータ61b1の原点位置に設定することができる。その後、制御装置80は、プログラムを図11に示すフローチャートに戻す。
(D軸原点確立)
 制御装置80は、ステップS112において、D軸の原点確立を実施する。すなわち、制御装置80は、図14に示すサブルーチン(D軸原点確立ルーチン)に沿った処理を実施する。具体的には、制御装置80は、ステップS302において、走行駆動装置61b(X軸駆動装置;サーボモータ61b1)を駆動させて走行駆動軸61c(走行部本体61a)を開始位置に移動させる。開始位置は、直交座標系に係るX軸の原点から所定距離(例えば30cm)だけ離れた位置である。所定距離は、以下に実施するアーム部64に係る原点確立の際に、アーム部64が作業機モジュール30(例えば走行室46,56の内壁面)に干渉しない値に設定するのが好ましい。
 なお、このとき、D軸の開始位置は、特に特定の値に設定する必要はない。なお、D軸の開始位置は、X軸原点確立の開始位置と同様に、D軸の原点から所定量以上離れているのが好ましい。
制御装置80は、ステップS304において、テーブル駆動装置63b(D軸駆動装置)を駆動させて、X軸の開始位置に位置する走行部本体61aの旋回テーブル63をD軸の原点に向けて移動(回動)させる。そして、制御装置80は、ステップS306において、ステップS206と同様に、電流センサ63b2から取得した検出電流値に基づいてテーブル駆動装置63b(サーボモータ63b1)のトルクが判定値より大きいか否かを判定する。
 制御装置80は、算出したトルクが判定値以下である場合(ステップS306にて「NO」)、ステップS306の判定を繰り返す。制御装置80は、算出したトルクが判定値より大きくなった場合(ステップS306にて「YES」)、その時点のD軸の位置(現在位置)をD軸の原点として記憶装置13に記憶(更新)する(ステップS308)。すなわち、制御装置80は、ステップS308において、旋回テーブル63が物理的な原点位置に位置するときに、そのときのサーボモータ63b1(テーブル駆動装置63b)の現在位置(位置センサ63b3により検出した位置(現在回転角度))をサーボモータ63b1の原点位置に設定することができる。その後、制御装置80は、プログラムを図11に示すフローチャートに戻す。
(A軸原点確立)
 制御装置80は、ステップS114において、A軸の原点確立を実施する。すなわち、制御装置80は、図15に示すサブルーチン(A軸原点確立ルーチン)に沿った処理を実施する。具体的には、制御装置80は、ステップS402において、テーブル駆動装置63b(D軸駆動装置;サーボモータ63b1)を駆動させてテーブル駆動軸63a(旋回テーブル63)を開始位置に移動(回動)させる。開始位置は、D軸の軸座標系に係る原点から所定角度(例えば90度)だけ離れた位置である。所定角度が90度である場合、アーム部64が走行部本体61aの走行方向と平行な方向に向くこととなる。所定角度は、以下に実施するアーム部64に係る原点確立の際に、アーム部64が作業機モジュール30(例えば走行室46,56の内壁面)に干渉しない値に設定するのが好ましい。
 なお、このとき、A軸の開始位置は、先にステップS108にて設定された開始前姿勢である第1アーム71の位置(直交座標系で-10度)に設定されている。
 制御装置80は、ステップS404において、第1アーム駆動装置71b(A軸駆動装置)を駆動させて、D軸の開始位置に位置する旋回テーブル63の第1アーム71をA軸の原点に向けて移動(回動)させる。そして、制御装置80は、ステップS406において、ステップS206と同様に、電流センサ71b2から取得した検出電流値に基づいて第1アーム駆動装置71b(サーボモータ71b1)のトルクが判定値より大きいか否かを判定する。
 制御装置80は、算出したトルクが判定値以下である場合(ステップS406にて「NO」)、ステップS406の判定を繰り返す。制御装置80は、算出したトルクが判定値より大きくなった場合(ステップS406にて「YES」)、その時点のA軸の位置(現在位置)をA軸の原点として記憶装置13に記憶(更新)する(ステップS408)。すなわち、制御装置80は、ステップS408において、第1アーム71が物理的な原点位置に位置するときに、そのときのサーボモータ71b1(第1アーム駆動装置71b)の現在位置(位置センサ71b3により検出した位置(現在回転角度))をサーボモータ71b1の原点位置に設定することができる。その後、制御装置80は、プログラムを図11に示すフローチャートに戻す。
(B軸原点確立前動作)
 制御装置80は、ステップS116において、B軸の原点確立(第2アーム原点確立動作)を実施する前に、既に原点確立が完了した第1アーム駆動装置71bを駆動させて、第1アーム71を第2アーム開始前姿勢(B軸開始前姿勢)に移行させる。
 第2アーム開始前姿勢は、図16に示すように、図12に示す開始前姿勢に対して、A軸が前方に30度傾き、B軸が第1アーム71に対して同じ角度を維持する姿勢である。すなわち、A軸が直交座標系による20度相当となる姿勢である。第2アーム開始前姿勢は、第2アーム原点確立動作を実施する際に、第4移動規制部65d(図8参照)による第2アーム駆動軸74の移動規制(係合部65d1と被係合部65d2との当接)の前に第2アーム73が旋回テーブル63に設置されている設置部材である反転装置66に当接しない第1アーム71の姿勢である。
 なお、第2アーム開始前姿勢は、制御装置80により自動的に移行することができる。また、第2アーム開始前姿勢は、制御装置80により作業者の入力装置11への操作入力に従って移行することも可能である。
(B軸原点確立)
 制御装置80は、ステップS118において、B軸の原点確立を実施する。すなわち、制御装置80は、図17に示すサブルーチン(B軸原点確立ルーチン)に沿った処理を実施する。制御装置80は、ステップS502において、第2アーム駆動装置73b(B軸駆動装置)を駆動させて、第2アーム開始前姿勢に位置する第2アーム73をB軸の原点に向けて移動(回動(図16にて時計回り))させる。そして、制御装置80は、ステップS504において、ステップS206と同様に、電流センサ73b2から取得した検出電流値に基づいて第2アーム駆動装置73b(サーボモータ73b1)のトルクが判定値より大きいか否かを判定する。
 制御装置80は、算出したトルクが判定値以下である場合(ステップS504にて「NO」)、ステップS504の判定を繰り返す。制御装置80は、算出したトルクが判定値より大きくなった場合(ステップS504にて「YES」)、その時点のB軸の位置(現在位置)をB軸の原点として記憶装置13に記憶(更新)する(ステップS506)。すなわち、制御装置80は、ステップS506において、第2アーム73が物理的な原点位置に位置するときに、そのときのサーボモータ73b1(第2アーム駆動装置73b)の現在位置(位置センサ73b3により検出した位置(現在回転角度))をサーボモータ73b1の原点位置に設定することができる。その後、制御装置80は、プログラムを図11に示すフローチャートに戻す。
(C軸原点確立前動作)
 制御装置80は、ステップS120において、C軸の原点確立(把持部原点確立動作)を実施する前に、既に原点確立が完了した第1アーム駆動装置71b及び第2アーム駆動装置73bを駆動させて、アーム部64を把持部開始前姿勢(C軸開始前姿勢)に移行させる。
 把持部開始前姿勢は、図4に示すように、開始前姿勢(図16参照)に対して、A軸が後方(反時計回り)に30度回転し、B軸が第1アーム71に対して前方(反時計回り)に100度となった姿勢である。すなわち、A軸が直交座標系による-10度相当となる姿勢である。把持部開始前姿勢は、把持部原点確立動作を実施する際に、第5移動規制部65e(図9参照)による把持部駆動軸76の移動規制(係合部65e1と被係合部65e2との当接)の前に把持部75及び把持部75により把持されているワークWが作業機モジュール30(例えば第1アーム71及び走行室46,56の内壁面)に干渉しないアーム部64の姿勢である。
 なお、把持部開始前姿勢は、制御装置80により自動的に移行することができる。また、把持部開始前姿勢は、制御装置80により作業者の入力装置11への操作入力に従って移行することも可能である。
 さらに、制御装置80は、ステップS122において、冶具65e3の第2アーム73への取り付けが完了したか否かを判定する。例えば、制御装置80は、冶具65e3の取り付け後に作業者による冶具取付完了の操作入力があった場合に、冶具取付完了を判定する。また、制御装置80は、第2アーム73に設けられて、冶具65e3が第2アーム73に取り付けられたか否かを検知するセンサからの出力信号に基づいて、冶具取付完了を自動的に判定することができる。
 制御装置80は、第2アーム73に冶具65e3の取付が完了していない場合(ステップS122にて「NO」)、ステップS122の判定を繰り返す。制御装置80は、第2アーム73に冶具65e3の取付が完了した場合(ステップS122にて「YES」)、C軸の原点確立を実施する(ステップS124)。
(C軸原点確立)
 すなわち、制御装置80は、図18に示すサブルーチン(C軸原点確立ルーチン)に沿った処理を実施する。制御装置80は、ステップS602において、アーム部64が図4に示す把持部開始前姿勢に位置する状態にて、把持部駆動装置75b(C軸駆動装置)を駆動させて、把持部75をC軸の原点に向けて移動(回動)させる。そして、制御装置80は、ステップS604において、ステップS206と同様に、電流センサ75b3から取得した検出電流値に基づいて把持部駆動装置75b(サーボモータ75b1)のトルクが判定値より大きいか否かを判定する。
 制御装置80は、算出したトルクが判定値以下である場合(ステップS604にて「NO」)、ステップS604の判定を繰り返す。制御装置80は、算出したトルクが判定値より大きくなった場合(ステップS604にて「YES」)、その時点のC軸の位置(現在位置)をC軸の原点として記憶装置13に記憶(更新)する(ステップS606)。すなわち、制御装置80は、ステップS606において、把持部75が物理的な原点位置に位置するときに、そのときのサーボモータ75b1(把持部駆動装置75b)の現在位置(位置センサ75b4により検出した位置(現在回転角度))をサーボモータ75b1の原点位置に設定することができる。その後、制御装置80は、プログラムを図11に示すフローチャートに戻す。そして、制御装置80は、図11に示すフローチャートの処理を終了する。
 上述した実施形態によるロボット60(多関節ロボット)は、複数の軸61c,63a,72,74,76と、複数の軸61c,63a,72,74,76をそれぞれ駆動する複数の駆動装置61b,63b,71b,73b,75bと、複数の軸61c,63a,72,74,76のうち各駆動装置61b,63b,71b,73b,75bの動作時における原点を確立する原点確立動作が完了している軸から順次、原点確立動作を実施すべき軸を設定することにより、複数の軸61c,63a,72,74,76全ての原点を設定する制御装置80と、を備えている。すなわち、上記実施形態においては、原点確率動作が終了したX軸61cから順次、原点確立動作を実施すべき軸をD軸63a、A軸72、B軸74、C軸76の順番に設定し、複数の軸61c,63a,72,74,76全ての原点を調整することができる。
 これによれば、原点調整(原点確立)すべき軸の順番を自動的に設定し、ひいては全ての軸61c,63a,72,74,76の原点調整を自動的に実施することができる。よって、ロボット60は、軸の原点調整を高い再現性にて行うことができる。
 また、制御装置80は、作業者の指示に従って各駆動装置61b,63b,71b,73b,75bを駆動制御することにより各軸61c,63a,72,74,76をそれぞれ駆動させて、ロボット60の姿勢を、原点確立動作を開始する前の開始前姿勢となるように変形し(ステップS108,116,120)、その後、原点確立動作を行う(ステップS110,112,114,118,124)。
 これによれば、ロボット60の姿勢を開始前姿勢とすることにより、その後の原点確立動作の実施中においてロボット60の干渉の発生を確実に防止することができる。よって、ロボット60は、軸の原点調整をより高い再現性にて行うことができる。
 また、制御装置80は、原点確立動作が実施されるべき軸に連結されるとともに原点確立動作が既に完了している軸を所定の準備位置に駆動させた後に(ステップS202,302,402,116,120)、原点確立動作が実施されるべき軸の原点確立動作を実施する(ステップS208,308,408,120,124)。所定の準備位置は、ステップS302のX軸開始位置、ステップS402のD軸開始位置、開始前姿勢、第2アーム開始前姿勢、把持部開始前姿勢である。例えば、D軸原点確立動作では、原点確立動作が実施されるべき軸(実施軸)はD軸63aであり、原点確立動作が既に完了している軸(完了軸)はX軸61cである。また、A軸原点確立動作では、実施軸はA軸72であり、完了軸はD軸63aである。
 これによれば、上述した実施形態のように全ての軸61c,63a,72,74,76が直列に配置されている場合、ロボット60の端の軸から順番に原点確立動作を実施することが可能となり、作業者の一つの操作(例えば開始操作スイッチのオン操作)により全ての軸の原点確立動作を終了することができる。このように、作業者の操作をできるだけ抑制しすなわち作業者の手間を低減することにより、ロボット60の軸の原点調整を簡便に実施することができる。
 また、ロボット60は、各軸61c,63a,72,74,76の移動をそれぞれ規制する複数の移動規制部65a-65eを備え、制御装置80は、移動規制部65a-65eによる軸61c,63a,72,74,76の移動の規制に伴って変化する駆動装置61b,63b,71b,73b,75bのトルクを用いることにより、原点の確立を行う(ステップS206,306,406,504,604)。
 これによれば、各軸の原点調整を自動的に実施することができる。よって、ロボット60は、軸の原点調整をより高い再現性にて行うことができる。
 また、上述した実施形態において、ロボット60は、テーブル駆動装置63bによって駆動されるテーブル駆動軸63aにより回転駆動される旋回テーブル63(テーブル)と、旋回テーブル63に設けられて複数の軸72,74,76を有するアーム部64と、から構成されている。さらに、開始前姿勢は、アーム部64が旋回テーブル63の輪郭の範囲内に収まるアーム部64の姿勢である。
 これによれば、アーム部64を旋回テーブル63の輪郭内の空間に収容した状態で旋回テーブル63に関する軸(例えばテーブル駆動軸63a)の原点調整をすることができる。よって、旋回テーブル63に関する軸の原点調整をする際に、ロボット60の干渉の発生をより確実に防止することができる。
 また、上述した実施形態において、ロボット60は、テーブル駆動装置63bによって駆動されるテーブル駆動軸63aにより回転駆動される旋回テーブル63と、旋回テーブル63に設けられて、直列に連結された複数の軸72,74,76を有するアーム部64と、から構成されている。さらに、制御装置80は、複数の軸72,74,76のうち旋回テーブル63側の軸から順次、原点確立動作を実施する(ステップS114,118,124)。
 これによれば、旋回テーブル63側の軸から順番に原点確立動作を実施することにより、アーム部64の軸の原点調整をする際に、ロボット60の干渉の発生を確実に防止することができる。
 なお、上述した実施形態においては、原点確立動作を実施する軸の順番をX軸、D軸、A軸、B軸及びC軸の順に設定したが、A軸、B軸及びC軸を先に実施した後にX軸及びD軸を実施するようにしてもよい。この場合、A軸の原点確立動作を実施する前にステップS104の開始前姿勢に移動するようにすればよい。
 また、上述した実施形態においては、制御装置80は、開始前姿勢(ステップS104)となっているか否かを撮像装置の撮像結果に基づいて判定するようにしてもよい。撮像装置は、例えば、旋回テーブル63の上方に配置されたCCDカメラであり、アーム部64が旋回テーブル63の範囲内にあれば開始前姿勢となっていると判定することができる。この判定は、上述したステップS108とステップS110との間にて実施すればよい。作業者の操作を支援することができる。撮像装置の代わりに3次元レーザースキャナーを使用してもよい。
 また、前記撮像装置を使用すれば、上述したステップS104-ステップS108の処理に代えて、制御装置80は、ロボット60を自動で駆動させて、開始前姿勢とすることが可能となる。これによれば、さらに、作業性を向上させながら、軸の原点調整を高い再現性にて行うことができる。
 60…ロボット(多関節ロボット)、61c,63a,72,74,76…軸、61b,63b,71b,73b,75b…駆動装置、80…制御装置、63…旋回テーブル(テーブル)、64…アーム部、65a-65e…移動規制部。

 

Claims (6)

  1.  複数の軸と、
     前記複数の軸をそれぞれ駆動する複数の駆動装置と、
     前記複数の軸のうち前記各駆動装置の動作時における原点を確立する原点確立動作が完了している軸から順次、前記原点確立動作を実施すべき軸を設定することにより、前記複数の軸全ての原点を設定する制御装置と、
    を備えたことを特徴とする多関節ロボット。
  2.  前記制御装置は、作業者の指示に従って前記各駆動装置を駆動制御することにより前記各軸をそれぞれ駆動させて、前記多関節ロボットの姿勢を、前記原点確立動作を開始する前の開始前姿勢となるように変形し、
     その後、前記原点確立動作を行う、請求項1に記載の多関節ロボット。
  3.  前記制御装置は、前記原点確立動作が実施されるべき前記軸に連結されるとともに前記原点確立動作が既に完了している前記軸を所定の準備位置に駆動させた後に、前記原点確立動作が実施されるべき前記軸の前記原点確立動作を実施する、請求項2に記載の多関節ロボット。
  4.  前記多関節ロボットは、前記各軸の移動をそれぞれ規制する複数の移動規制部を備え、
     前記制御装置は、前記移動規制部による前記軸の移動の規制に伴って変化する前記駆動装置のトルクを用いることにより、前記原点の確立を行う、請求項2に記載の多関節ロボット。
  5.  前記多関節ロボットは、テーブル駆動装置によって駆動されるテーブル駆動軸により回転駆動されるテーブルと、前記テーブルに設けられて複数の軸を有するアーム部と、から構成され、
     前記開始前姿勢は、前記アーム部が前記テーブルの輪郭の範囲内に収まる前記アーム部の姿勢である、請求項2から4のいずれか1項に記載の多関節ロボット。
  6.  前記多関節ロボットは、テーブル駆動装置によって駆動されるテーブル駆動軸により回転駆動されるテーブルと、前記テーブルに設けられて、直列に連結された複数の軸を有するアーム部と、から構成され、
     前記制御装置は、前記複数の軸のうち前記テーブル側の前記軸から順次、前記原点確立動作を実施する、請求項2から4のいずれか1項に記載の多関節ロボット。
     
     
     
     
     
     

     
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