JP2000047732A - サーボ制御装置およびサーボ制御方法 - Google Patents
サーボ制御装置およびサーボ制御方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 保持ブレーキを解除した際のアームの落下を
防止できると共に、通常の動作においては、発振などの
不具合を生じないサーボ制御装置を提供する。 【解決手段】 サーボモータの保持用ブレーキ（３７）
の解除を認知する手段（３５）と、所定の時間を設定す
るタイマーと、２種のゲイン（Ｋｉ１，Ｋｉ２）を設定
でき、前記保持ブレーキが解除されてから前記タイマー
で設定された所定の時間までの間は前記ゲインのうち大
きい方の値（Ｋｉ２）を選択し、前記所定時間の経過後
は前記ゲインのうちの小さい方の値（Ｋｉ１）を選択す
るゲイン切り替え手段（３２）を備える。アーム保持ブ
レーキ（３７）が開放されて、サーボモータに所定のト
ルクが指令されて、前記サーボモータのトルク（２５）
とアームに加わる重力による負荷モーメント（２３）が
均衡するまでの短時間だけ、大きなゲイン（Ｋｉ２）を
選択できる。
防止できると共に、通常の動作においては、発振などの
不具合を生じないサーボ制御装置を提供する。 【解決手段】 サーボモータの保持用ブレーキ（３７）
の解除を認知する手段（３５）と、所定の時間を設定す
るタイマーと、２種のゲイン（Ｋｉ１，Ｋｉ２）を設定
でき、前記保持ブレーキが解除されてから前記タイマー
で設定された所定の時間までの間は前記ゲインのうち大
きい方の値（Ｋｉ２）を選択し、前記所定時間の経過後
は前記ゲインのうちの小さい方の値（Ｋｉ１）を選択す
るゲイン切り替え手段（３２）を備える。アーム保持ブ
レーキ（３７）が開放されて、サーボモータに所定のト
ルクが指令されて、前記サーボモータのトルク（２５）
とアームに加わる重力による負荷モーメント（２３）が
均衡するまでの短時間だけ、大きなゲイン（Ｋｉ２）を
選択できる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、サーボ制御装置、
特に産業用ロボットのアームを駆動するサーボモータの
保持用ブレーキを解除した時に生じるアームの落下を防
止するサーボ制御装置、および方法に関する。
特に産業用ロボットのアームを駆動するサーボモータの
保持用ブレーキを解除した時に生じるアームの落下を防
止するサーボ制御装置、および方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】図３は産業用ロボットのサーボ制御回路
を示すブロック図である。図において、１は産業用ロボ
ットのアームを駆動するサーボモータであり、２はサー
ボモータ１の主軸に連結され、前記主軸の回転に応じて
パルス列を出力するパルスジェネレータである。パルス
ジェネレータ２から出力された前記パルス列は速度検出
器３および位置検出器４にフィードバック入力され、そ
れぞれサーボモータ１の回転速度および回転角度を演算
して、速度フィードバックおよび位置フィードバックと
して出力する。５は位置指令器であり、所定のプログラ
ムに従って、サーボモータ１の回転角度を指令する装置
である。ここでは簡単のために、位置指令器５を１個の
ブロックとしているが、実際には、ＣＰＵ、プログラム
解読部、軌跡計画部、マンマシンインターフェイス部等
から構成されるロボット制御装置である。位置指令器５
が出力した位置指令と前記位置フィードバックの差、す
なわち位置偏差が演算され、位置制御器６に入力され
る。位置制御器６は前記位置偏差に応じた速度指令を出
力する。前記速度指令と前記速度フィードバックの差、
すなわち速度偏差が演算され、速度制御器７に入力され
る。速度制御器７は前記速度偏差に応じたトルク指令を
電流制御器８に出力する。電流制御器８は前記トルク指
令に応じた駆動電流をサーボモータ１に供給する。図４
は速度制御器７の内部での処理を示すブロック図であ
る。 図４において、９は積分回路であり、１０および
１１は比例回路である。入力された前記速度偏差は積分
回路９で積分され、その積分値は比例回路１０に入力さ
れる。比例回路１０では前記積分値に積分ゲインＫｉを
乗算して出力する、この値に更に前記速度偏差を加算し
て、比例回路１１に入力して速度ゲインＫｖを乗算した
値をトルク指令として出力している。
を示すブロック図である。図において、１は産業用ロボ
ットのアームを駆動するサーボモータであり、２はサー
ボモータ１の主軸に連結され、前記主軸の回転に応じて
パルス列を出力するパルスジェネレータである。パルス
ジェネレータ２から出力された前記パルス列は速度検出
器３および位置検出器４にフィードバック入力され、そ
れぞれサーボモータ１の回転速度および回転角度を演算
して、速度フィードバックおよび位置フィードバックと
して出力する。５は位置指令器であり、所定のプログラ
ムに従って、サーボモータ１の回転角度を指令する装置
である。ここでは簡単のために、位置指令器５を１個の
ブロックとしているが、実際には、ＣＰＵ、プログラム
解読部、軌跡計画部、マンマシンインターフェイス部等
から構成されるロボット制御装置である。位置指令器５
が出力した位置指令と前記位置フィードバックの差、す
なわち位置偏差が演算され、位置制御器６に入力され
る。位置制御器６は前記位置偏差に応じた速度指令を出
力する。前記速度指令と前記速度フィードバックの差、
すなわち速度偏差が演算され、速度制御器７に入力され
る。速度制御器７は前記速度偏差に応じたトルク指令を
電流制御器８に出力する。電流制御器８は前記トルク指
令に応じた駆動電流をサーボモータ１に供給する。図４
は速度制御器７の内部での処理を示すブロック図であ
る。 図４において、９は積分回路であり、１０および
１１は比例回路である。入力された前記速度偏差は積分
回路９で積分され、その積分値は比例回路１０に入力さ
れる。比例回路１０では前記積分値に積分ゲインＫｉを
乗算して出力する、この値に更に前記速度偏差を加算し
て、比例回路１１に入力して速度ゲインＫｖを乗算した
値をトルク指令として出力している。
【０００３】ここで、図５に示すような垂直多関節形の
産業用ロボット２１の上部アーム２２を駆動する保持ブ
レーキ付きサーボモータを例に取り上げる。保持ブレー
キとは、サーボモータの出力軸がある回転角度で静止し
ている時に、前記出力軸が回転しないように保持するブ
レーキである。上部アーム２２は、水平軸Ｕ（図の表か
ら裏を貫く軸である）回りの回転自由度を持ち、上下に
揺動駆動されるアームである。図に示すように、上部ア
ーム２２を水平に保持する時、上部アーム２２には、重
力が加わり、上部アーム２２の先端を下に下げるモーメ
ントが水平軸Ｕ回りに生じる。前記保持ブレーキが動作
していない時は、前記モーメントに対抗して上部アーム
２２を水平に保持するための所要のトルクを、サーボ制
御装置がサーボモータに指令する。また、前記保持ブレ
ーキを動作している時は、前記モーメントは前記保持ブ
レーキに負荷されるので、前記サーボ制御装置は、サー
ボモータにトルクを指令しない。
産業用ロボット２１の上部アーム２２を駆動する保持ブ
レーキ付きサーボモータを例に取り上げる。保持ブレー
キとは、サーボモータの出力軸がある回転角度で静止し
ている時に、前記出力軸が回転しないように保持するブ
レーキである。上部アーム２２は、水平軸Ｕ（図の表か
ら裏を貫く軸である）回りの回転自由度を持ち、上下に
揺動駆動されるアームである。図に示すように、上部ア
ーム２２を水平に保持する時、上部アーム２２には、重
力が加わり、上部アーム２２の先端を下に下げるモーメ
ントが水平軸Ｕ回りに生じる。前記保持ブレーキが動作
していない時は、前記モーメントに対抗して上部アーム
２２を水平に保持するための所要のトルクを、サーボ制
御装置がサーボモータに指令する。また、前記保持ブレ
ーキを動作している時は、前記モーメントは前記保持ブ
レーキに負荷されるので、前記サーボ制御装置は、サー
ボモータにトルクを指令しない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところが、前記保持ブ
レーキの動作を解除して、前記モーメントの負荷が前記
保持ブレーキから前記サーボモータに移る時は、アーム
が重力によって落下するという問題がある。図６は、前
記保持ブレーキを解除した時の、前記サーボモータに加
わる重力負荷によるモーメント２３、前記サーボモータ
の回転速度２４、トルク２５、回転角度の変位２６の変
動を時間軸を共通にして表示したタイムチャートであ
る。前記保持ブレーキは、極めて短時間で開放されるの
で、重力負荷によるモーメント２３は図６に示すよう
に、階段状の曲線を描いて不連続に変化する。このよう
に重力負荷によるモーメント２３が急激に負荷される
と、前記サーボモータは重力負荷によるモーメント２３
によって回転し、上部アーム２２の先端が落下する。そ
のため、回転角度の変位２６、速度２４共に大きくな
る。つまり、位置偏差、速度偏差共に大きくなるので、
前記サーボ制御装置は前記サーボモータの回転角度の変
位２６を零に戻すためにトルクを指令する。このトルク
指令によって前記サーボモータを減速し、さらに速度を
逆転させ、前記サーボモータの回転角度の変位２６を零
に戻し停止させる。このように、従来のサーボ制御装置
では、保持ブレーキが解除されてから、サーボモータに
トルクが指令されて、アームが前記サーボモータによっ
て保持されるまで、時間を要するので、前記保持ブレー
キを解除すると、前記アームが、一旦落下するという問
題がある。また、前記アームが落下して、周辺装置等に
接触して、前記アームあるいは周辺装置等を損傷すると
いう問題がある。このアームの落下を最小にするには、
積分ゲインＫｉや速度ゲインＫｖの値を大きくすればよ
いが、ロボットの位置、姿勢によってアームに加わる重
力負荷が小さいときは、制御系が不安定になり発振など
の不具合を発生する場合がある。また保持ブレーキを徐
々に解除して、サーボモータに加わる重力負荷を徐々に
変化させる方法も考えられるが、保持ブレーキの機構が
複雑になり、コストの上昇や信頼性の低下につながる。
そこで本発明は、保持ブレーキを解除した際のアームの
落下を防止できると共に、通常の動作においては、発振
などの不具合を生じないサーボ制御装置を提供すること
を目的とする。
レーキの動作を解除して、前記モーメントの負荷が前記
保持ブレーキから前記サーボモータに移る時は、アーム
が重力によって落下するという問題がある。図６は、前
記保持ブレーキを解除した時の、前記サーボモータに加
わる重力負荷によるモーメント２３、前記サーボモータ
の回転速度２４、トルク２５、回転角度の変位２６の変
動を時間軸を共通にして表示したタイムチャートであ
る。前記保持ブレーキは、極めて短時間で開放されるの
で、重力負荷によるモーメント２３は図６に示すよう
に、階段状の曲線を描いて不連続に変化する。このよう
に重力負荷によるモーメント２３が急激に負荷される
と、前記サーボモータは重力負荷によるモーメント２３
によって回転し、上部アーム２２の先端が落下する。そ
のため、回転角度の変位２６、速度２４共に大きくな
る。つまり、位置偏差、速度偏差共に大きくなるので、
前記サーボ制御装置は前記サーボモータの回転角度の変
位２６を零に戻すためにトルクを指令する。このトルク
指令によって前記サーボモータを減速し、さらに速度を
逆転させ、前記サーボモータの回転角度の変位２６を零
に戻し停止させる。このように、従来のサーボ制御装置
では、保持ブレーキが解除されてから、サーボモータに
トルクが指令されて、アームが前記サーボモータによっ
て保持されるまで、時間を要するので、前記保持ブレー
キを解除すると、前記アームが、一旦落下するという問
題がある。また、前記アームが落下して、周辺装置等に
接触して、前記アームあるいは周辺装置等を損傷すると
いう問題がある。このアームの落下を最小にするには、
積分ゲインＫｉや速度ゲインＫｖの値を大きくすればよ
いが、ロボットの位置、姿勢によってアームに加わる重
力負荷が小さいときは、制御系が不安定になり発振など
の不具合を発生する場合がある。また保持ブレーキを徐
々に解除して、サーボモータに加わる重力負荷を徐々に
変化させる方法も考えられるが、保持ブレーキの機構が
複雑になり、コストの上昇や信頼性の低下につながる。
そこで本発明は、保持ブレーキを解除した際のアームの
落下を防止できると共に、通常の動作においては、発振
などの不具合を生じないサーボ制御装置を提供すること
を目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記の問題を解決するた
めに、本発明は、サーボモータの保持用ブレーキの解除
を認知する手段と、所定の時間を設定するタイマーと、
２種のゲインを設定でき、前記保持ブレーキが解除され
てから前記タイマーで設定された所定の時間までの間は
前記ゲインのうち大きい方の値を選択し、前記所定時間
の経過後は前記ゲインのうちの小さい方の値を選択する
ゲイン切り替え手段を備えて、サーボ制御装置を構成す
るものである。
めに、本発明は、サーボモータの保持用ブレーキの解除
を認知する手段と、所定の時間を設定するタイマーと、
２種のゲインを設定でき、前記保持ブレーキが解除され
てから前記タイマーで設定された所定の時間までの間は
前記ゲインのうち大きい方の値を選択し、前記所定時間
の経過後は前記ゲインのうちの小さい方の値を選択する
ゲイン切り替え手段を備えて、サーボ制御装置を構成す
るものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】図１は本発明の実施例を示すサー
ボ制御装置の速度制御器のブロック図である。以下、図
１に基づいて本発明の実施例を説明する。なお、従来技
術と共通する部分については説明を省略する。図１にお
いて、３１は速度制御器であり、従来技術で説明したサ
ーボ制御装置において、速度制御器７と置き換えられる
ものである。３２はゲイン切替回路であり、外部からの
信号が入力されると、内部に備えられたタイマーに設定
された時間内だけ、積分回路９の出力先を、常用比例回
路３３からブレーキ開放時用比例回路３４へ切り替える
回路である。常用比例回路３３には常用積分ゲインＫｉ
１が設定され、ブレーキ開放時用比例回路３４にはブレ
ーキ開放時用積分ゲインＫｉ２が設定されている。ブレ
ーキ開放時用積分ゲインＫｉ２は常用積分ゲインＫｉ１
より大きな値を持っている。常用比例回路３３あるいは
ブレーキ開放時用比例回路３４に入力された積分回路９
の出力は、常用積分ゲインＫｉ１あるいはブレーキ開放
時用積分ゲインＫｉ２が乗じられて出力される。この値
に速度偏差を加算した値が比例回路１１に入力されて、
速度ゲインＫｖを乗算され、トルク指令として出力され
る。３５はアーム保持ブレーキ開放信号であり、図示し
ないＣＰＵから、アーム保持ブレーキ３７を開放するた
めに出力される信号である。アーム保持ブレーキ開放信
号３５は積分ゲイン切り替え回路３２とアーム保持ブレ
ーキ開放回路３６に入力される。アーム保持ブレーキ開
放信号３５が入力されると、アーム保持ブレーキ開放回
路３６はアーム保持ブレーキ３７を開放するための電流
を出力する。なお、一般に産業用ロボットにおいては安
全のために、アーム保持ブレーキ開放信号３５が立ち上
がっている時にだけ、アーム保持ブレーキ３７が開放さ
れるように構成されている。一方、積分ゲイン切替回路
３２にアーム保持ブレーキ開放信号３５が入力される
と、内部のスイッチが切り替わり積分回路９の出力をブ
レーキ開放時用比例回路３４に入力すると同時に内部の
タイマーを起動する。前記タイマーが指定された時間だ
け動作すると、前記スイッチが再び切り替わり、積分回
路９の出力を常用比例回路３３に入力する。
ボ制御装置の速度制御器のブロック図である。以下、図
１に基づいて本発明の実施例を説明する。なお、従来技
術と共通する部分については説明を省略する。図１にお
いて、３１は速度制御器であり、従来技術で説明したサ
ーボ制御装置において、速度制御器７と置き換えられる
ものである。３２はゲイン切替回路であり、外部からの
信号が入力されると、内部に備えられたタイマーに設定
された時間内だけ、積分回路９の出力先を、常用比例回
路３３からブレーキ開放時用比例回路３４へ切り替える
回路である。常用比例回路３３には常用積分ゲインＫｉ
１が設定され、ブレーキ開放時用比例回路３４にはブレ
ーキ開放時用積分ゲインＫｉ２が設定されている。ブレ
ーキ開放時用積分ゲインＫｉ２は常用積分ゲインＫｉ１
より大きな値を持っている。常用比例回路３３あるいは
ブレーキ開放時用比例回路３４に入力された積分回路９
の出力は、常用積分ゲインＫｉ１あるいはブレーキ開放
時用積分ゲインＫｉ２が乗じられて出力される。この値
に速度偏差を加算した値が比例回路１１に入力されて、
速度ゲインＫｖを乗算され、トルク指令として出力され
る。３５はアーム保持ブレーキ開放信号であり、図示し
ないＣＰＵから、アーム保持ブレーキ３７を開放するた
めに出力される信号である。アーム保持ブレーキ開放信
号３５は積分ゲイン切り替え回路３２とアーム保持ブレ
ーキ開放回路３６に入力される。アーム保持ブレーキ開
放信号３５が入力されると、アーム保持ブレーキ開放回
路３６はアーム保持ブレーキ３７を開放するための電流
を出力する。なお、一般に産業用ロボットにおいては安
全のために、アーム保持ブレーキ開放信号３５が立ち上
がっている時にだけ、アーム保持ブレーキ３７が開放さ
れるように構成されている。一方、積分ゲイン切替回路
３２にアーム保持ブレーキ開放信号３５が入力される
と、内部のスイッチが切り替わり積分回路９の出力をブ
レーキ開放時用比例回路３４に入力すると同時に内部の
タイマーを起動する。前記タイマーが指定された時間だ
け動作すると、前記スイッチが再び切り替わり、積分回
路９の出力を常用比例回路３３に入力する。
【０００７】次に、積分ゲイン切替回路３２の内部での
処理の詳細を説明する。積分ゲイン切替回路３２の内部
では、図２に示す積分ゲイン切替処理が一定周期で常時
実行されている。前記積分ゲイン切替処理のフローは次
のようなものである。 ステップＳＴ１：積分ゲイン切替処理が実行されると、
まずアーム保持ブレーキ開放信号３５を読み取る。 ステップＳＴ２：アーム保持ブレーキ開放信号３５のＯ
Ｎ／ＯＦＦを判断し、ＯＮならばステップＳＴ３の処理
に進み、ＯＦＦならばステップＳＴ１５の処理に進む。 ステップＳＴ３：前回ブレーキ開放フラグのＯＮ／ＯＦ
Ｆを判断する。ここで、前回ブレーキ開放フラグは、前
周期の処理においてブレーキ開放信号を検知したことを
示す積分ゲイン切替回路３２の内部の信号である。ＯＦ
Ｆならば、その周期の処理で初めて、アーム保持ブレー
キ開放信号３５を検知した訳なので、ステップＳＴ４の
処理に進み、ＯＮならばステップＳＴ８の処理に進む。 ステップＳＴ４：タイマカウンタを０に戻し、ステップ
ＳＴ５の処理に進む。 ステップＳＴ５：ブレーキ開放時積分ゲインＫｉ２を選
択する。つまり、積分回路９の出力をブレーキ開放時用
比例回路３４に入力するように切り替え、ステップＳＴ
６に進む。 ステップＳＴ６：Ｋｉ２選択フラグをＯＮにして、ステ
ップＳＴ７に進む。 ステップＳＴ７：前回ブレーキ開放フラグをＯＮにし
て、終了。 ステップＳＴ８：Ｋｉ２選択フラグのＯＮ／ＯＦＦを判
別して、ＯＮならば、前周期でブレーキ開放時積分ゲイ
ンＫｉ２を選択しているから、ステップＳＴ９に進む。
ＯＦＦならば、ステップＳＴ１４に進む。 ステップＳＴ９：タイマカウンタに１を加え、ステップ
ＳＴ１０に進む。 ステップＳＴ１０：タイマカウンタの値を事前に設定し
た値と比較し、タイムアップしたか否かを判定する。タ
イムアップしていなければステップＳＴ１１に進み、タ
イムアップしてればステップＳＴ１２に進む。 ステップＳＴ１１：ブレーキ開放時積分ゲインＫｉ２を
選択し、ステップＳＴ７に進む。 ステップＳＴ１２：常用積分ゲインＫｉ１を選択する。
つまり、積分回路９の出力を常用比例回路３３に入力す
るように切り替え、ステップＳＴ１３に進む。 ステップＳＴ１３：Ｋｉ２選択フラグをＯＦＦにして、
ステップＳＴ７に進む。 ステップＳＴ１４：常用積分ゲインＫｉ１を選択し、ス
テップＳＴ７に進む。 ステップＳＴ１５：前回ブレーキ開放フラグをＯＦＦに
して、ステップＳＴ１６に進む。 ステップＳＴ１６：常用積分ゲインＫｉ１を選択し、終
了する。
処理の詳細を説明する。積分ゲイン切替回路３２の内部
では、図２に示す積分ゲイン切替処理が一定周期で常時
実行されている。前記積分ゲイン切替処理のフローは次
のようなものである。 ステップＳＴ１：積分ゲイン切替処理が実行されると、
まずアーム保持ブレーキ開放信号３５を読み取る。 ステップＳＴ２：アーム保持ブレーキ開放信号３５のＯ
Ｎ／ＯＦＦを判断し、ＯＮならばステップＳＴ３の処理
に進み、ＯＦＦならばステップＳＴ１５の処理に進む。 ステップＳＴ３：前回ブレーキ開放フラグのＯＮ／ＯＦ
Ｆを判断する。ここで、前回ブレーキ開放フラグは、前
周期の処理においてブレーキ開放信号を検知したことを
示す積分ゲイン切替回路３２の内部の信号である。ＯＦ
Ｆならば、その周期の処理で初めて、アーム保持ブレー
キ開放信号３５を検知した訳なので、ステップＳＴ４の
処理に進み、ＯＮならばステップＳＴ８の処理に進む。 ステップＳＴ４：タイマカウンタを０に戻し、ステップ
ＳＴ５の処理に進む。 ステップＳＴ５：ブレーキ開放時積分ゲインＫｉ２を選
択する。つまり、積分回路９の出力をブレーキ開放時用
比例回路３４に入力するように切り替え、ステップＳＴ
６に進む。 ステップＳＴ６：Ｋｉ２選択フラグをＯＮにして、ステ
ップＳＴ７に進む。 ステップＳＴ７：前回ブレーキ開放フラグをＯＮにし
て、終了。 ステップＳＴ８：Ｋｉ２選択フラグのＯＮ／ＯＦＦを判
別して、ＯＮならば、前周期でブレーキ開放時積分ゲイ
ンＫｉ２を選択しているから、ステップＳＴ９に進む。
ＯＦＦならば、ステップＳＴ１４に進む。 ステップＳＴ９：タイマカウンタに１を加え、ステップ
ＳＴ１０に進む。 ステップＳＴ１０：タイマカウンタの値を事前に設定し
た値と比較し、タイムアップしたか否かを判定する。タ
イムアップしていなければステップＳＴ１１に進み、タ
イムアップしてればステップＳＴ１２に進む。 ステップＳＴ１１：ブレーキ開放時積分ゲインＫｉ２を
選択し、ステップＳＴ７に進む。 ステップＳＴ１２：常用積分ゲインＫｉ１を選択する。
つまり、積分回路９の出力を常用比例回路３３に入力す
るように切り替え、ステップＳＴ１３に進む。 ステップＳＴ１３：Ｋｉ２選択フラグをＯＦＦにして、
ステップＳＴ７に進む。 ステップＳＴ１４：常用積分ゲインＫｉ１を選択し、ス
テップＳＴ７に進む。 ステップＳＴ１５：前回ブレーキ開放フラグをＯＦＦに
して、ステップＳＴ１６に進む。 ステップＳＴ１６：常用積分ゲインＫｉ１を選択し、終
了する。
【０００８】以上のように、アーム保持ブレーキ３７が
開放されて、サーボモータに所定のトルクが指令され
て、前記サーボモータのトルクとアームに加わる重力に
よる負荷モーメントが均衡するまでの短時間だけ、高ゲ
インを選択できる。したがって、重力によるアームの落
下を小さくできる。実施例においては、切替の対象とし
て、速度制御器の積分ゲインを選択したが、切替の対象
は積分ゲインに限られず、速度ゲインであってもよい。
また位置制御器のゲインであってもよい。また、タイマ
ーの設定時間は、積分ゲイン切替処理の周期とタイムア
ップ時のタイムカウント値の積で表されるが、適用する
アームの特性に合わせて、最適な時間を設定すればよ
い。また、実施例の説明においてサーボ制御装置の構成
をハードウェアの組み合わせで表現したが、サーボ制御
装置の一部または全部をソフトウェアに置き換えてもよ
い。さらに、本発明の適用対象は産業用ロボットに限ら
れるものではなく、保持ブレーキを備え、前記保持ブレ
ーキを開放した時に制御対象が、例えば重力のような外
力で変位する装置に広く適用できることは言うまでもな
い。
開放されて、サーボモータに所定のトルクが指令され
て、前記サーボモータのトルクとアームに加わる重力に
よる負荷モーメントが均衡するまでの短時間だけ、高ゲ
インを選択できる。したがって、重力によるアームの落
下を小さくできる。実施例においては、切替の対象とし
て、速度制御器の積分ゲインを選択したが、切替の対象
は積分ゲインに限られず、速度ゲインであってもよい。
また位置制御器のゲインであってもよい。また、タイマ
ーの設定時間は、積分ゲイン切替処理の周期とタイムア
ップ時のタイムカウント値の積で表されるが、適用する
アームの特性に合わせて、最適な時間を設定すればよ
い。また、実施例の説明においてサーボ制御装置の構成
をハードウェアの組み合わせで表現したが、サーボ制御
装置の一部または全部をソフトウェアに置き換えてもよ
い。さらに、本発明の適用対象は産業用ロボットに限ら
れるものではなく、保持ブレーキを備え、前記保持ブレ
ーキを開放した時に制御対象が、例えば重力のような外
力で変位する装置に広く適用できることは言うまでもな
い。
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、保
持ブレーキが開放されて、サーボモータに所定のトルク
が指令されて、前記サーボモータのトルクとアームに加
わる重力による負荷モーメントが均衡するまでの短時間
だけ、高ゲインを選択できるので、重力によるアームの
落下を小さくできる効果がある。また、前記トルクと前
記負荷モーメントが均衡した後は、前記ゲインを小さな
値に切り替えるので、例えばアームの姿勢の変更による
負荷の減少に起因する発振等の不具合が発生しない。ま
た、本発明は機械装置やハード回路に依らず、ソフトウ
ェアでも実現できるので、安価に容易に製造できる。
持ブレーキが開放されて、サーボモータに所定のトルク
が指令されて、前記サーボモータのトルクとアームに加
わる重力による負荷モーメントが均衡するまでの短時間
だけ、高ゲインを選択できるので、重力によるアームの
落下を小さくできる効果がある。また、前記トルクと前
記負荷モーメントが均衡した後は、前記ゲインを小さな
値に切り替えるので、例えばアームの姿勢の変更による
負荷の減少に起因する発振等の不具合が発生しない。ま
た、本発明は機械装置やハード回路に依らず、ソフトウ
ェアでも実現できるので、安価に容易に製造できる。
【図１】本発明の実施例を示す速度制御器のブロック図
である。
である。
【図２】本発明の実施例を示す積分ゲイン切替処理のフ
ローチャートである。
ローチャートである。
【図３】従来技術によるサーボ制御装置のブロック図で
ある。
ある。
【図４】従来技術による速度制御器のブロック図であ
る。
る。
【図５】垂直多関節型の産業用ロボットの例を示す側面
図である。
図である。
【図６】従来技術による負荷モーメントとサーボモータ
の回転変位等の時間的変動を示すタイムチャートであ
る。
の回転変位等の時間的変動を示すタイムチャートであ
る。
１：サーボモータ ２：パルスジェネレータ ３：速度検出器 ４：位置検出器 ５：位置指令器 ６：位置制御器 ７：速度制御器 ８：電流制御器 ９：積分回路 １０：比例回路 １１：比例回路 ２１：産業用ロボット ２２：上部アーム ２３：重力負荷によるモーメント ２４：回転速度 ２５：トルク ２６：回転角度の変位 ３１：速度制御器 ３２：積分ゲイン切替回
路 ３３：常用比例回路 ３４：ブレーキ開放時用
比例回路 ３５：アーム保持ブレーキ開放信号 ３６：アーム保持ブレーキ開放回路 ３７：アーム保持ブレーキ Ｋｉ：積分ゲイン Ｋｖ：速度ゲイン Ｋｉ１：常用積分ゲイン Ｋｉ２：ブレーキ開放時
用積分ゲイン
路 ３３：常用比例回路 ３４：ブレーキ開放時用
比例回路 ３５：アーム保持ブレーキ開放信号 ３６：アーム保持ブレーキ開放回路 ３７：アーム保持ブレーキ Ｋｉ：積分ゲイン Ｋｖ：速度ゲイン Ｋｉ１：常用積分ゲイン Ｋｉ２：ブレーキ開放時
用積分ゲイン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０２Ｐ 7/00 Ｈ０２Ｐ 7/00 Ａ
Claims (4)
- 【請求項１】 サーボモータの保持用ブレーキの解除を
認知する手段と、所定の時間を設定するタイマーと、２
種のゲインを設定でき、前記保持ブレーキが解除されて
から前記タイマーで設定された所定時間までの間は前記
ゲインのうち大きい方の値を選択し、前記所定時間の経
過後は前記ゲインのうちの小さい方の値を選択するゲイ
ン切り替え手段を備えたことを特徴とするサーボ制御装
置。 - 【請求項２】 前記ゲインは速度制御用の積分ゲインで
あることを特徴とする請求項１に記載のサーボ制御装
置。 - 【請求項３】 ２種のゲインを設定し、サーボモータの
保持用ブレーキが解除されてから、所定時間が経過する
までは、前記ゲインのうち大きい方の値を選択し、前記
所定時間の経過後は前記ゲインのうちの小さい方の値を
選択する特徴とするサーボ制御方法。 - 【請求項４】 前記ゲインは速度制御用の積分ゲインで
あることを特徴とする請求項３に記載のサーボ制御方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10218306A JP2000047732A (ja) | 1998-07-31 | 1998-07-31 | サーボ制御装置およびサーボ制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10218306A JP2000047732A (ja) | 1998-07-31 | 1998-07-31 | サーボ制御装置およびサーボ制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000047732A true JP2000047732A (ja) | 2000-02-18 |
Family
ID=16717783
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10218306A Pending JP2000047732A (ja) | 1998-07-31 | 1998-07-31 | サーボ制御装置およびサーボ制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000047732A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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-
1998
- 1998-07-31 JP JP10218306A patent/JP2000047732A/ja active Pending
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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