JP2000271886A - 産業用ロボット - Google Patents
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- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J9/00—Programme-controlled manipulators
- B25J9/16—Programme controls
- B25J9/1674—Programme controls characterised by safety, monitoring, diagnostic
- B25J9/1676—Avoiding collision or forbidden zones
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/39—Robotics, robotics to robotics hand
- G05B2219/39088—Inhibit movement in one axis if collision danger
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
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-
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- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/42—Servomotor, servo controller kind till VSS
- G05B2219/42288—Limit, stop drive current if axis obstructed, blocked, force against stop
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Robotics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Manipulator (AREA)
- Numerical Control (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 衝突発生時の再衝突を防止する産業用ロボッ
ト。 【解決手段】 ロボット各軸のサーボモータに加わる外
乱トルクを外乱推定オブザーバで推定する。ロボットア
ーム２２が図５（ａ）の矢印ａ方向に駆動され、ハンド
２１が障害物２０に衝突すると、外乱推定オブザーバで
推定される推定値が設定閾値を超え、衝突が検出され
る。このとき、アーム２２を駆動するモータＭａへの速
度指令を「０」にして駆動制御する。又、ハンド２１を
駆動するモータＭｂは、推定値の符号と同じ符号の設定
トルク（最大トルク）で所定時間駆動して（図５（ｃ）
参照）、その後非常停止させる。ハンド２１は、衝突
後、障害物２０から遠ざかる方向に駆動されるから再衝
突を防止することができ、衝突によるロボット部品、ハ
ンド、障害物等の破損を防止することができる。
ト。 【解決手段】 ロボット各軸のサーボモータに加わる外
乱トルクを外乱推定オブザーバで推定する。ロボットア
ーム２２が図５（ａ）の矢印ａ方向に駆動され、ハンド
２１が障害物２０に衝突すると、外乱推定オブザーバで
推定される推定値が設定閾値を超え、衝突が検出され
る。このとき、アーム２２を駆動するモータＭａへの速
度指令を「０」にして駆動制御する。又、ハンド２１を
駆動するモータＭｂは、推定値の符号と同じ符号の設定
トルク（最大トルク）で所定時間駆動して（図５（ｃ）
参照）、その後非常停止させる。ハンド２１は、衝突
後、障害物２０から遠ざかる方向に駆動されるから再衝
突を防止することができ、衝突によるロボット部品、ハ
ンド、障害物等の破損を防止することができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、産業用ロボットに
関し、ロボットと他のものが衝突しロボットの各軸に異
常負荷がかかったときの衝撃緩和技術に関する。
関し、ロボットと他のものが衝突しロボットの各軸に異
常負荷がかかったときの衝撃緩和技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】図７は、産業用ロボットの各軸を駆動す
るサーボモータのサーボ制御手段における速度ループ制
御のブロック図である。位置ループ制御等から出力され
る速度指令Ｖｃから、サーボモータ等に取り付けられた
速度検出器からの速度フィードバック信号Ｖｆを減じて
速度偏差εを求め、この速度偏差εを積算した値に積分
定数Ｋ１を乗じた値（積分器１００の出力）と、速度偏
差εに比例定数Ｋ２を乗じた値（比例器１０１の出力）
を加算しトルク指令Ｔｃを求める。このトルク指令Ｔｃ
でサーボモータを駆動している。すなわち、比例積分制
御の速度ループ制御を行って、ロボット各軸のサーボモ
ータを駆動制御するのが一般的である。
るサーボモータのサーボ制御手段における速度ループ制
御のブロック図である。位置ループ制御等から出力され
る速度指令Ｖｃから、サーボモータ等に取り付けられた
速度検出器からの速度フィードバック信号Ｖｆを減じて
速度偏差εを求め、この速度偏差εを積算した値に積分
定数Ｋ１を乗じた値（積分器１００の出力）と、速度偏
差εに比例定数Ｋ２を乗じた値（比例器１０１の出力）
を加算しトルク指令Ｔｃを求める。このトルク指令Ｔｃ
でサーボモータを駆動している。すなわち、比例積分制
御の速度ループ制御を行って、ロボット各軸のサーボモ
ータを駆動制御するのが一般的である。
【０００３】このような制御系において、従来、ロボッ
トが障害物に衝突したことを検出したとき、速度指令Ｖ
ｃを「０」にしてサーボモータを駆動制御し、この衝突
による破損等の被害を防止する方法がとられている。
トが障害物に衝突したことを検出したとき、速度指令Ｖ
ｃを「０」にしてサーボモータを駆動制御し、この衝突
による破損等の被害を防止する方法がとられている。
【０００４】衝突が生じ、速度指令Ｖｃを「０」にした
場合、実際のサーボモータの速度のフィードバック信号
が、その符号を反転してこの速度ループ制御系に入力さ
れることになるから、トルク指令はその符号が反転した
ものとなり、今までの回転方向とは逆方向へ回転させる
トルク指令が出力されることになる。その結果、衝突に
よる衝撃は緩和されることになる。なお、実際には速度
ループ系には積分器１００があり、この積分器１００の
影響も考慮する必要があるが、説明を簡単にするために
この積分器１００の影響は無視できるものとしている。
場合、実際のサーボモータの速度のフィードバック信号
が、その符号を反転してこの速度ループ制御系に入力さ
れることになるから、トルク指令はその符号が反転した
ものとなり、今までの回転方向とは逆方向へ回転させる
トルク指令が出力されることになる。その結果、衝突に
よる衝撃は緩和されることになる。なお、実際には速度
ループ系には積分器１００があり、この積分器１００の
影響も考慮する必要があるが、説明を簡単にするために
この積分器１００の影響は無視できるものとしている。
【０００５】図６はこの衝突発生時、速度指令Ｖｃを
「０」にして各サーボモータを駆動制御したときの動作
状態を説明する説明図である。図６において、２０は障
害物、２１は、ロボットの手首に取り付けられたハン
ド、２２はロボットのアームである。Ｍａはこのアーム
２２を駆動するサーボモータ（以下アームモータとい
う）、Ｍｗは手首を駆動する手首軸駆動用サーボモータ
（以下手首モータという）である。
「０」にして各サーボモータを駆動制御したときの動作
状態を説明する説明図である。図６において、２０は障
害物、２１は、ロボットの手首に取り付けられたハン
ド、２２はロボットのアームである。Ｍａはこのアーム
２２を駆動するサーボモータ（以下アームモータとい
う）、Ｍｗは手首を駆動する手首軸駆動用サーボモータ
（以下手首モータという）である。
【０００６】そこで、図６（ａ）に示すようにアームモ
ータＭａよりアーム２２が矢印ａ方向に駆動されたとす
る。そして、図６（ｂ）に示すようにハンド２１の先端
が障害物２０に衝突したとするとすると、アームモータ
Ｍａは、図６（ｂ）に示すように、それまでに出力して
いた方向（図６（ｂ）において反時計方向）の出力トル
ク、モータ速度を出力しており、又、ハンド２１は障害
物より逆方向（図６（ｂ）において時計方向）の外乱負
荷トルクを受ける。
ータＭａよりアーム２２が矢印ａ方向に駆動されたとす
る。そして、図６（ｂ）に示すようにハンド２１の先端
が障害物２０に衝突したとするとすると、アームモータ
Ｍａは、図６（ｂ）に示すように、それまでに出力して
いた方向（図６（ｂ）において反時計方向）の出力トル
ク、モータ速度を出力しており、又、ハンド２１は障害
物より逆方向（図６（ｂ）において時計方向）の外乱負
荷トルクを受ける。
【０００７】この衝突が検出されると、速度指令Ｖｃが
「０」にされる。速度指令Ｖｃが「０」になると、速度
ループには速度フィードバック信号Ｖｆのみが入力され
ることになるから、前述したようモータへのトルク指令
Ｔｃは今までとは逆方向の指令となる。その結果、図６
（ｃ）に示すようにアームモータ出力トルクは、今まで
とは逆方向の時計方向となり、アーム２２，ハンド２１
は障害物２０から遠ざかり、ロボットは停止することに
なる。しかし、衝突が生じたときの障害物のたわみによ
る反発力によってハンド２１，アーム２２が押される。
これにより、アーム２２が図６（ｃ）に示すようにアー
ムモータ速度も障害物２０から遠ざかる方向の時計方向
となる。この速度がフィードバックされて速度ループに
入力されることになるからトルク指令Ｔｃの符号が逆転
し、今度は、図６（ｄ）に示すようアームモータＭａの
出力トルクは、反時計方向方向の障害物２０に衝突する
方向となり、再衝突が起こる場合がある。
「０」にされる。速度指令Ｖｃが「０」になると、速度
ループには速度フィードバック信号Ｖｆのみが入力され
ることになるから、前述したようモータへのトルク指令
Ｔｃは今までとは逆方向の指令となる。その結果、図６
（ｃ）に示すようにアームモータ出力トルクは、今まで
とは逆方向の時計方向となり、アーム２２，ハンド２１
は障害物２０から遠ざかり、ロボットは停止することに
なる。しかし、衝突が生じたときの障害物のたわみによ
る反発力によってハンド２１，アーム２２が押される。
これにより、アーム２２が図６（ｃ）に示すようにアー
ムモータ速度も障害物２０から遠ざかる方向の時計方向
となる。この速度がフィードバックされて速度ループに
入力されることになるからトルク指令Ｔｃの符号が逆転
し、今度は、図６（ｄ）に示すようアームモータＭａの
出力トルクは、反時計方向方向の障害物２０に衝突する
方向となり、再衝突が起こる場合がある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明は、衝
突発生時、再衝突が生じないようにロボットを衝突した
障害物から退避させることのできる産業用ロボットを提
供することにある。
突発生時、再衝突が生じないようにロボットを衝突した
障害物から退避させることのできる産業用ロボットを提
供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】少なくとも速度ループを
備えるサーボ制御手段によって駆動されるサーボモータ
により、それぞれ駆動される軸を備える産業用ロボット
において、本発明は、ロボットと障害物との衝突が検出
されたとき、手首軸駆動用サーボモータをそのとき発生
中のトルク方向とは逆の回転方向に駆動制御することに
よって再衝突を防止するようにした。
備えるサーボ制御手段によって駆動されるサーボモータ
により、それぞれ駆動される軸を備える産業用ロボット
において、本発明は、ロボットと障害物との衝突が検出
されたとき、手首軸駆動用サーボモータをそのとき発生
中のトルク方向とは逆の回転方向に駆動制御することに
よって再衝突を防止するようにした。
【００１０】障害物とロボットの衝突検出は、各軸を駆
動するいずれかのサーボモータに対する外乱負荷トルク
が予め定められた閾値を越えたときとし、この衝突が検
出されたとき、手首軸駆動用サーボモータを外乱負荷ト
ルクが緩和される回転方向に駆動制御する。又、外乱負
荷トルクは外乱推定オブザーバにより推定する。この外
乱推定オブザーバによる推定値によって衝突発生を検出
する。さらに、衝突発生後の手首軸駆動用サーボモータ
の、外乱負荷トルクを緩和される回転方向の駆動は、所
定時間のみ行うようにする。
動するいずれかのサーボモータに対する外乱負荷トルク
が予め定められた閾値を越えたときとし、この衝突が検
出されたとき、手首軸駆動用サーボモータを外乱負荷ト
ルクが緩和される回転方向に駆動制御する。又、外乱負
荷トルクは外乱推定オブザーバにより推定する。この外
乱推定オブザーバによる推定値によって衝突発生を検出
する。さらに、衝突発生後の手首軸駆動用サーボモータ
の、外乱負荷トルクを緩和される回転方向の駆動は、所
定時間のみ行うようにする。
【００１１】
【発明の実施の形態】図１は本発明の一実施形態のロボ
ット制御装置の要部ブロック図であり、従来のロボット
制御装置と同一構成である。符号７で示されるバスに、
メインプロセッサ（以下単にプロセッサという。）１、
ＲＡＭ、ＲＯＭ、不揮発性メモリ（ＥＥＰＲＯＭなど）
からなるメモリ２、教示操作盤用インターフェイス３，
外部装置用のインターフェイス６及びサーボ制御部５が
接続されている。又、教示操作盤用インターフェイス３
には教示操作盤４が接続されている。
ット制御装置の要部ブロック図であり、従来のロボット
制御装置と同一構成である。符号７で示されるバスに、
メインプロセッサ（以下単にプロセッサという。）１、
ＲＡＭ、ＲＯＭ、不揮発性メモリ（ＥＥＰＲＯＭなど）
からなるメモリ２、教示操作盤用インターフェイス３，
外部装置用のインターフェイス６及びサーボ制御部５が
接続されている。又、教示操作盤用インターフェイス３
には教示操作盤４が接続されている。
【００１２】ロボット及びロボット制御装置の基本機能
を支えるシステムプログラムは、メモリ２のＲＯＭに格
納されている。又、アプリケーションに応じて教示され
るロボットの動作プログラム並びに関連設定データは、
メモリ２の不揮発性メモリに格納される。そして、メモ
リ２のＲＡＭは、プロセッサ１が行う各種演算処理にお
けるデータの一時記憶の記憶領域として使用される。
を支えるシステムプログラムは、メモリ２のＲＯＭに格
納されている。又、アプリケーションに応じて教示され
るロボットの動作プログラム並びに関連設定データは、
メモリ２の不揮発性メモリに格納される。そして、メモ
リ２のＲＡＭは、プロセッサ１が行う各種演算処理にお
けるデータの一時記憶の記憶領域として使用される。
【００１３】サーボ制御部５は、サーボ制御器５a1〜５
an（ｎ：ロボットの総軸数にロボット手首に取り付ける
ツールの可動軸数を加算した数）を備えており、プロセ
ッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等で構成され、各軸を駆動するサ
ーボモータの位置・速度のループ制御、さらには電流ル
ープ制御を行っている。いわゆる、ソフトウエアで位
置、速度、電流のループ制御を行うデジタルサーボ制御
器を構成している。サーボ制御器５a1〜５anの出力は各
サーボアンプ５b1〜５bnを介して各軸サーボモータＭ１
〜Ｍｎを駆動制御する。なお、図示はしていないが、各
サーボモータＭ１〜Ｍｎには位置・速度検出器が取り付
けられており、該位置・速度検出器で検出した各サーボ
モータの位置、速度は各サーボ制御器５a1〜５anにフィ
ードバックされるようになっている。又、入出力インタ
ーフェイス６には、ロボットに設けられたセンサや周辺
機器のアクチュエータやセンサが接続されている。
an（ｎ：ロボットの総軸数にロボット手首に取り付ける
ツールの可動軸数を加算した数）を備えており、プロセ
ッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等で構成され、各軸を駆動するサ
ーボモータの位置・速度のループ制御、さらには電流ル
ープ制御を行っている。いわゆる、ソフトウエアで位
置、速度、電流のループ制御を行うデジタルサーボ制御
器を構成している。サーボ制御器５a1〜５anの出力は各
サーボアンプ５b1〜５bnを介して各軸サーボモータＭ１
〜Ｍｎを駆動制御する。なお、図示はしていないが、各
サーボモータＭ１〜Ｍｎには位置・速度検出器が取り付
けられており、該位置・速度検出器で検出した各サーボ
モータの位置、速度は各サーボ制御器５a1〜５anにフィ
ードバックされるようになっている。又、入出力インタ
ーフェイス６には、ロボットに設けられたセンサや周辺
機器のアクチュエータやセンサが接続されている。
【００１４】上述したロボット制御装置の構成は、従来
のロボット制御装置の構成と何等変わりはない。本発明
は、このようなロボット制御装置において、ロボット手
首に取り付けたエンドエフェクタのハンド等が障害物に
衝突した際に、エンドエフェクタを障害物から遠ざかる
方向に駆動して、再衝突を防止し衝突による被害を最小
限に抑えるようにしたものである。
のロボット制御装置の構成と何等変わりはない。本発明
は、このようなロボット制御装置において、ロボット手
首に取り付けたエンドエフェクタのハンド等が障害物に
衝突した際に、エンドエフェクタを障害物から遠ざかる
方向に駆動して、再衝突を防止し衝突による被害を最小
限に抑えるようにしたものである。
【００１５】図２は、サーボ制御部５のロボット手首軸
を駆動するサーボモータを駆動制御するサーボ制御器が
速度ループ処理周期毎に実行する衝突検出及び再衝突防
止のための処理を示すフローチャートである。
を駆動するサーボモータを駆動制御するサーボ制御器が
速度ループ処理周期毎に実行する衝突検出及び再衝突防
止のための処理を示すフローチャートである。
【００１６】手首軸駆動用のサーボ制御器のプロセッサ
は、まず、通常の速度ループ処理を行ってトルク指令Ｔ
ｃを求める。すなわち、メインプロセッサ１から指令さ
れた移動指令と、サーボモータに取り付けられた（若し
くは可動部自体に取り付けられた）速度検出器からの速
度フィードバック信号に基づいて、上述した比例積分制
御等の速度ループ制御処理を実行し、トルク指令Ｔｃを
求めレジスタＲ１(Tc)に格納する（ステップＡ１）。そ
して、外乱推定オブザーバの処理を行い推定外乱値Ｔｄ
を求める（ステップＡ２）。次に、衝突検出後の退避処
理時間を計時するカウンタＣが「０」より大きいか判断
する（ステップＡ３）。なお、該カウンタＣは初期設定
で、「０」にセットされている。該カウンタＣが「０」
であると、ステップＡ２で求めた推定外乱値Ｔｄの絶対
値が設定閾値ＴＬを越えているか判断し（ステップＡ
４）、衝突発生か否かを検出するようにしている。な
お、この外乱推定オブザーバの処理は、すでに公知、公
用であることから説明は省略する。
は、まず、通常の速度ループ処理を行ってトルク指令Ｔ
ｃを求める。すなわち、メインプロセッサ１から指令さ
れた移動指令と、サーボモータに取り付けられた（若し
くは可動部自体に取り付けられた）速度検出器からの速
度フィードバック信号に基づいて、上述した比例積分制
御等の速度ループ制御処理を実行し、トルク指令Ｔｃを
求めレジスタＲ１(Tc)に格納する（ステップＡ１）。そ
して、外乱推定オブザーバの処理を行い推定外乱値Ｔｄ
を求める（ステップＡ２）。次に、衝突検出後の退避処
理時間を計時するカウンタＣが「０」より大きいか判断
する（ステップＡ３）。なお、該カウンタＣは初期設定
で、「０」にセットされている。該カウンタＣが「０」
であると、ステップＡ２で求めた推定外乱値Ｔｄの絶対
値が設定閾値ＴＬを越えているか判断し（ステップＡ
４）、衝突発生か否かを検出するようにしている。な
お、この外乱推定オブザーバの処理は、すでに公知、公
用であることから説明は省略する。
【００１７】外乱推定オブザーバで推定される外乱推定
値Ｔｄの絶対値が設定閾値を超えていなければ、該手首
駆動用サーボモータには大きな負荷がかかっておらず、
衝突が発生していないものである。このときは、ステッ
プＡ４からステップＡ６に移行し、ロボットの他の関節
軸から衝突検出の連絡を受けているか判断し、受けてな
ければ、ステップＡ１で求め、レジスタＲ１(Tc)に記憶
したトルク指令値Ｔｃを電流ループに引き渡し（ステッ
プＡ１２）、当該速度ループ処理周期の処理を終了す
る。
値Ｔｄの絶対値が設定閾値を超えていなければ、該手首
駆動用サーボモータには大きな負荷がかかっておらず、
衝突が発生していないものである。このときは、ステッ
プＡ４からステップＡ６に移行し、ロボットの他の関節
軸から衝突検出の連絡を受けているか判断し、受けてな
ければ、ステップＡ１で求め、レジスタＲ１(Tc)に記憶
したトルク指令値Ｔｃを電流ループに引き渡し（ステッ
プＡ１２）、当該速度ループ処理周期の処理を終了す
る。
【００１８】以下、衝突が検出されず、カウンタＣが
「０」である限り、各手首軸駆動用のサーボ制御器のプ
ロセッサはステップＡ１、Ａ２，Ａ３，Ａ４、Ａ６，Ａ
１２の処理を各処理周期毎実行し、サーボモータを駆動
制御することになる。
「０」である限り、各手首軸駆動用のサーボ制御器のプ
ロセッサはステップＡ１、Ａ２，Ａ３，Ａ４、Ａ６，Ａ
１２の処理を各処理周期毎実行し、サーボモータを駆動
制御することになる。
【００１９】一方、障害物にエンドエフェクタが衝突し
た場合、エンドエフェクタは移動できないにも係わら
ず、手首軸若しくは該手首を移動させるアーム軸等の他
の軸が駆動され、エンドエフェクタが障害物に押圧さ
れ、該エンドエフェクタは指令された位置を保持しよう
として、若しくは指令された位置へ移動しようとし、該
手首軸駆動用サーボモータに外乱負荷トルクが加わるこ
とになる。この外乱負荷トルクは、当該手首軸用サーボ
モータに加わる外乱負荷トルクを推定するステップＡ２
による外乱推定オブザーバの処理で推定される。この推
定値Ｔｄの絶対値が設定閾値ＴＬを超え、ステップＡ４
で、衝突が検出されると、他の軸、すなわち他の手首軸
や手首軸以外のロボット関節軸（以下この手首軸以外の
ロボット関節軸を基本軸という）に衝突発生を知らせる
（ステップＡ５）。こうして衝突が検出されたとき、又
は、他のロボット軸から衝突発生の連絡を受けると（ス
テップＡ６）、ステップＡ２で推定した外乱値Ｔｄの符
号を判断し（ステップＡ７）、負であれば、負の設定ト
ルクを（ステップＡ８）、正であれば正の設定トルクを
レジスタＲ2(T)に格納する（ステップＡ９）。なお、こ
の実施形態では、この設定トルクとして各手首軸駆動用
のサーボモータが出力できる最大トルクをそれぞれ設定
するようにしている。
た場合、エンドエフェクタは移動できないにも係わら
ず、手首軸若しくは該手首を移動させるアーム軸等の他
の軸が駆動され、エンドエフェクタが障害物に押圧さ
れ、該エンドエフェクタは指令された位置を保持しよう
として、若しくは指令された位置へ移動しようとし、該
手首軸駆動用サーボモータに外乱負荷トルクが加わるこ
とになる。この外乱負荷トルクは、当該手首軸用サーボ
モータに加わる外乱負荷トルクを推定するステップＡ２
による外乱推定オブザーバの処理で推定される。この推
定値Ｔｄの絶対値が設定閾値ＴＬを超え、ステップＡ４
で、衝突が検出されると、他の軸、すなわち他の手首軸
や手首軸以外のロボット関節軸（以下この手首軸以外の
ロボット関節軸を基本軸という）に衝突発生を知らせる
（ステップＡ５）。こうして衝突が検出されたとき、又
は、他のロボット軸から衝突発生の連絡を受けると（ス
テップＡ６）、ステップＡ２で推定した外乱値Ｔｄの符
号を判断し（ステップＡ７）、負であれば、負の設定ト
ルクを（ステップＡ８）、正であれば正の設定トルクを
レジスタＲ2(T)に格納する（ステップＡ９）。なお、こ
の実施形態では、この設定トルクとして各手首軸駆動用
のサーボモータが出力できる最大トルクをそれぞれ設定
するようにしている。
【００２０】次に、エンドエフェクタを障害物から離れ
る方向に手首軸サーボモータを駆動する時間を計時する
カウンタＣに設定値Ｃ０をセットし（ステップＡ１
０）、レジスタＲ2(T)に記憶する設定トルク値を電流ル
ープに出力し（ステップＡ１１）当該周期の処理を終了
する。
る方向に手首軸サーボモータを駆動する時間を計時する
カウンタＣに設定値Ｃ０をセットし（ステップＡ１
０）、レジスタＲ2(T)に記憶する設定トルク値を電流ル
ープに出力し（ステップＡ１１）当該周期の処理を終了
する。
【００２１】次の周期からは、カウンタＣの値が「０」
でなくなることから、ステップＡ１，Ａ２の処理をした
後、ステップＡ３からステップＡ１３に進み、カウンタ
Ｃから「１」ディクリメントして（ステップＡ１３）、
該カウンタＣの値が「０」か判断し（ステップＡ１
４）、「０」でなければ、レジスタＲ2(T)に記憶する設
定トルクを出力する。以下カウンタＣの値が０に達する
まで、ステップＡ１、Ａ２、Ａ３、Ａ１３，Ａ１４，Ａ
１１の処理を繰り返し、エンドエフェクタを障害物から
退避させるために設定された設定トルクを電流ループに
出力し続ける。
でなくなることから、ステップＡ１，Ａ２の処理をした
後、ステップＡ３からステップＡ１３に進み、カウンタ
Ｃから「１」ディクリメントして（ステップＡ１３）、
該カウンタＣの値が「０」か判断し（ステップＡ１
４）、「０」でなければ、レジスタＲ2(T)に記憶する設
定トルクを出力する。以下カウンタＣの値が０に達する
まで、ステップＡ１、Ａ２、Ａ３、Ａ１３，Ａ１４，Ａ
１１の処理を繰り返し、エンドエフェクタを障害物から
退避させるために設定された設定トルクを電流ループに
出力し続ける。
【００２２】そして、カウンタＣの値が「０」に達する
と、ステップＡ１４からステップＡ１５に移行して、ア
ラーム信号を出力すると共に、ロボットを非常停止させ
る。
と、ステップＡ１４からステップＡ１５に移行して、ア
ラーム信号を出力すると共に、ロボットを非常停止させ
る。
【００２３】図３は、ロボットの手首軸以外のロボット
関節軸である基本軸を駆動するサーボモータの速度ルー
プ処理周期毎の処理のフローチャートである。まず、衝
突発生時に設定値Ｃ0がセットされるカウンタに記憶す
る値が正か判断し（ステップＢ１）、衝突が発生せず、
該カウンタＣが「０」であれば、当該軸のサーボモータ
に対して組み込まれた外乱推定オブザーバによる前周期
の処理によって、求められ記憶されている外乱推定値Ｔ
ｄの絶対値が設定閾値ＴＬを超えているか判断し（ステ
ップＢ２）、超えてなければ、他のロボット軸のサーボ
制御処理から衝突発生の連絡を受けていないか判断し
（ステップＢ６）、衝突が発生せず他の軸からも衝突発
生の連絡がなければ、通常の速度ループ処理を行いトル
ク指令を求め電流ループに引き渡す（ステップＢ７）。
さらに、外乱推定オブザーバの処理を行い、外乱推定値
Ｔｄを求め記憶し（ステップＢ８）、当該処理周期の処
理を終了する。
関節軸である基本軸を駆動するサーボモータの速度ルー
プ処理周期毎の処理のフローチャートである。まず、衝
突発生時に設定値Ｃ0がセットされるカウンタに記憶す
る値が正か判断し（ステップＢ１）、衝突が発生せず、
該カウンタＣが「０」であれば、当該軸のサーボモータ
に対して組み込まれた外乱推定オブザーバによる前周期
の処理によって、求められ記憶されている外乱推定値Ｔ
ｄの絶対値が設定閾値ＴＬを超えているか判断し（ステ
ップＢ２）、超えてなければ、他のロボット軸のサーボ
制御処理から衝突発生の連絡を受けていないか判断し
（ステップＢ６）、衝突が発生せず他の軸からも衝突発
生の連絡がなければ、通常の速度ループ処理を行いトル
ク指令を求め電流ループに引き渡す（ステップＢ７）。
さらに、外乱推定オブザーバの処理を行い、外乱推定値
Ｔｄを求め記憶し（ステップＢ８）、当該処理周期の処
理を終了する。
【００２４】なお、速度ループ処理は、位置制御が行わ
れている場合には、位置ループ制御処理によって求めら
れる速度指令、又は位置制御が行われない場合にはメイ
ンプロセッサ１から出力される速度指令と当該サーボモ
ータの回転速度（若しくは該サーボモータで駆動される
可動部の移動速度）を検出する速度検出器からのフィー
ドバック信号に基づいて、比例・積分処理等を行って、
トルク指令を求める。
れている場合には、位置ループ制御処理によって求めら
れる速度指令、又は位置制御が行われない場合にはメイ
ンプロセッサ１から出力される速度指令と当該サーボモ
ータの回転速度（若しくは該サーボモータで駆動される
可動部の移動速度）を検出する速度検出器からのフィー
ドバック信号に基づいて、比例・積分処理等を行って、
トルク指令を求める。
【００２５】一方、ステップＢ２で、推定外乱値Ｔｄの
絶対値が閾値ＴＬを超えているおり衝突が検出された場
合には、他のロボット軸に衝突発生を知らせ（ステップ
Ｂ３）、カウンタＣに設定値Ｃ0をセットし（ステップ
Ｂ４）、速度指令を「０」として、速度ループ処理を行
いトルク指令を求めて電流ループに引き渡す（ステップ
Ｂ５）。又、当該軸の外乱推定値Ｔｄの絶対値が設定値
ＴＬ以下で、衝突を検出しない場合でも、ステップＢ６
で、他のロボット軸から衝突検出の連絡が入力されてい
ると、ステップＢ６からステップＢ４に移行して、カウ
ンタＣに設定値Ｃ0をセットし、速度指令を「０」にし
て速度ループ処理を行いトルク指令を求め電流ループに
引き渡してサーボモータを駆動制御する。次の周期から
はカウンタＣが「０」ではないから、ステップＢ１から
ステップＢ５に移行し速度指令を「０」にしてトルク指
令が求められ出力されることになる。
絶対値が閾値ＴＬを超えているおり衝突が検出された場
合には、他のロボット軸に衝突発生を知らせ（ステップ
Ｂ３）、カウンタＣに設定値Ｃ0をセットし（ステップ
Ｂ４）、速度指令を「０」として、速度ループ処理を行
いトルク指令を求めて電流ループに引き渡す（ステップ
Ｂ５）。又、当該軸の外乱推定値Ｔｄの絶対値が設定値
ＴＬ以下で、衝突を検出しない場合でも、ステップＢ６
で、他のロボット軸から衝突検出の連絡が入力されてい
ると、ステップＢ６からステップＢ４に移行して、カウ
ンタＣに設定値Ｃ0をセットし、速度指令を「０」にし
て速度ループ処理を行いトルク指令を求め電流ループに
引き渡してサーボモータを駆動制御する。次の周期から
はカウンタＣが「０」ではないから、ステップＢ１から
ステップＢ５に移行し速度指令を「０」にしてトルク指
令が求められ出力されることになる。
【００２６】以上の通り、手首軸駆動用サーボモータの
制御処理においては、自己の外乱推定オブザーバの処理
によって、当該サーボモータに加わる負荷トルクの推定
値Ｔｄの絶対値が設定値ＴＬを超えることによって衝突
を検出した場合も（ステップＡ４，Ａ５）、他の手首軸
又は基本軸駆動用のサーボモータの制御処理における外
乱推定オブザーバの処理によって衝突を検出した場合に
おいても（ステップＡ６）、すなわち、いずれかの軸の
サーボ制御処理において、外乱推定オブザーバによって
求められた外乱推定値が設定閾値を超えてた場合に、直
ちに衝突発生として検出される。
制御処理においては、自己の外乱推定オブザーバの処理
によって、当該サーボモータに加わる負荷トルクの推定
値Ｔｄの絶対値が設定値ＴＬを超えることによって衝突
を検出した場合も（ステップＡ４，Ａ５）、他の手首軸
又は基本軸駆動用のサーボモータの制御処理における外
乱推定オブザーバの処理によって衝突を検出した場合に
おいても（ステップＡ６）、すなわち、いずれかの軸の
サーボ制御処理において、外乱推定オブザーバによって
求められた外乱推定値が設定閾値を超えてた場合に、直
ちに衝突発生として検出される。
【００２７】そして、その衝突が検出された時点で推定
されている外乱トルクの推定値Ｔｄの符号に基づいて、
その符号と同一の符号（向き）の設定値のトルク（最大
トルク）をトルク指令として出力し、手首軸以外の軸の
基本軸は衝突が検出されると、速度指令を「０」にして
速度ループ処理がなされトルク指令を求めることとな
る。
されている外乱トルクの推定値Ｔｄの符号に基づいて、
その符号と同一の符号（向き）の設定値のトルク（最大
トルク）をトルク指令として出力し、手首軸以外の軸の
基本軸は衝突が検出されると、速度指令を「０」にして
速度ループ処理がなされトルク指令を求めることとな
る。
【００２８】なお、基本軸の処理において、ステップＢ
５で速度指令を「０」にして速度ループ処理を行いトル
ク指令を求めたが、この処理に変えて、速度ループ処理
を行わずに、単にトルク指令を「０」としてもよい。
５で速度指令を「０」にして速度ループ処理を行いトル
ク指令を求めたが、この処理に変えて、速度ループ処理
を行わずに、単にトルク指令を「０」としてもよい。
【００２９】又、上記処理において、カウンタＣは各軸
毎に設けた例を示しているが、カウンタＣをいずれかの
軸のみに設けるようにしてもよい。例えば、手首軸の１
つの軸のみにもうけ、他の軸は設けず、他の軸はステッ
プＡ３，Ｂ１の処理では、上記手首軸の１つの軸に設け
られたカウンタの値を参照するようにする。若しくは、
カウンタの変わりにフラグを設けて、衝突が検出された
とき、これらの軸は該フラグを立てて、このフラグによ
りステップＡ３，Ｂ１の処理を行うようにすればよい。
さらにこの場合、カウンタＣを設けない手首軸の図２に
示す処理はステップＡ３からステップＡ１１に移行する
ことになる。
毎に設けた例を示しているが、カウンタＣをいずれかの
軸のみに設けるようにしてもよい。例えば、手首軸の１
つの軸のみにもうけ、他の軸は設けず、他の軸はステッ
プＡ３，Ｂ１の処理では、上記手首軸の１つの軸に設け
られたカウンタの値を参照するようにする。若しくは、
カウンタの変わりにフラグを設けて、衝突が検出された
とき、これらの軸は該フラグを立てて、このフラグによ
りステップＡ３，Ｂ１の処理を行うようにすればよい。
さらにこの場合、カウンタＣを設けない手首軸の図２に
示す処理はステップＡ３からステップＡ１１に移行する
ことになる。
【００３０】さらに、上記実施形態では、外乱推定オブ
ザーバによってサーボモータに加わる外乱トルクを推定
し、この推定値によって衝突発生が否かを判断するよう
にしたが、この外乱推定オブザーバを用いず、衝突発生
時の力を測定できるセンサを設けてこのセンサからの出
力の大きさによって衝突を検出するようにしてもよい。
ザーバによってサーボモータに加わる外乱トルクを推定
し、この推定値によって衝突発生が否かを判断するよう
にしたが、この外乱推定オブザーバを用いず、衝突発生
時の力を測定できるセンサを設けてこのセンサからの出
力の大きさによって衝突を検出するようにしてもよい。
【００３１】上述した実施形態によるロボット動作を図
６（ａ）の従来の動作と対比させて、図５に説明する。
図５（ａ）に示すように基本軸のサーボモータであるア
ームモータＭａによりアーム２２が矢印ａ方向に駆動さ
れたとする。そして、図５（ｂ）に示すようにハンド２
１の先端が障害物２０に衝突したとするとすると、アー
ムモータＭａは、図５（ｂ）に示すように、それまでに
出力していた方向（図５（ｂ）において反時計方向）の
出力トルク、モータ速度を出力しており、又、ハンド２
１は障害物より逆方向（図５（ｂ）において時計方向）
の外乱負荷トルクを受ける。この外乱負荷トルクは、手
首軸駆動用サーボモータＭｂや基本軸駆動用サーボモー
タ（アームモータ）Ｍａの負荷となり、図２のステップ
Ａ２、図３のステップＢ８で推定される外乱推定値Ｔｄ
に影響を与え、これらの推定値Ｔｄは増大する。
６（ａ）の従来の動作と対比させて、図５に説明する。
図５（ａ）に示すように基本軸のサーボモータであるア
ームモータＭａによりアーム２２が矢印ａ方向に駆動さ
れたとする。そして、図５（ｂ）に示すようにハンド２
１の先端が障害物２０に衝突したとするとすると、アー
ムモータＭａは、図５（ｂ）に示すように、それまでに
出力していた方向（図５（ｂ）において反時計方向）の
出力トルク、モータ速度を出力しており、又、ハンド２
１は障害物より逆方向（図５（ｂ）において時計方向）
の外乱負荷トルクを受ける。この外乱負荷トルクは、手
首軸駆動用サーボモータＭｂや基本軸駆動用サーボモー
タ（アームモータ）Ｍａの負荷となり、図２のステップ
Ａ２、図３のステップＢ８で推定される外乱推定値Ｔｄ
に影響を与え、これらの推定値Ｔｄは増大する。
【００３２】そしていずれかの軸のサーボモータに対す
る外乱推定値Ｔｄの絶対値が設定値ＴＬを超えたことが
ステップＡ４、Ｂ２で判断され、衝突発生が検出される
と、他の全ての軸に対して衝突検出が通知され（ステッ
プＡ５、Ｂ３）、手首軸においては、その軸の外乱推定
値の符号と一致する設定トルクがトルク指令として出力
され（ステップＡ７〜Ａ１１）、基本軸に対しては、速
度指令を「０」として速度ループ処理がなされてトルク
指令が求められ出力されることになる（ステップＢ
５）。その結果、図５（ｃ）に示すように、ハンド２１
は障害物２０から遠ざかるように駆動され、障害物２０
への再衝突は避けられることになる。
る外乱推定値Ｔｄの絶対値が設定値ＴＬを超えたことが
ステップＡ４、Ｂ２で判断され、衝突発生が検出される
と、他の全ての軸に対して衝突検出が通知され（ステッ
プＡ５、Ｂ３）、手首軸においては、その軸の外乱推定
値の符号と一致する設定トルクがトルク指令として出力
され（ステップＡ７〜Ａ１１）、基本軸に対しては、速
度指令を「０」として速度ループ処理がなされてトルク
指令が求められ出力されることになる（ステップＢ
５）。その結果、図５（ｃ）に示すように、ハンド２１
は障害物２０から遠ざかるように駆動され、障害物２０
への再衝突は避けられることになる。
【００３３】上述した実施形態では、衝突が検出された
とき、各手首軸駆動用サーボモータに対しては、衝突検
出時の推定外乱値符号と同一符号で設定されたトルク値
（最大トルク値）をトルク指令として駆動するようにし
たが、この設定トルク値をトルク指令とする代わりに、
各手首軸の外乱推定オブザーバで推定された推定外乱値
Ｔｄをそれぞれの軸のサーボモータに対するトルク指令
とするようにしてもよい。
とき、各手首軸駆動用サーボモータに対しては、衝突検
出時の推定外乱値符号と同一符号で設定されたトルク値
（最大トルク値）をトルク指令として駆動するようにし
たが、この設定トルク値をトルク指令とする代わりに、
各手首軸の外乱推定オブザーバで推定された推定外乱値
Ｔｄをそれぞれの軸のサーボモータに対するトルク指令
とするようにしてもよい。
【００３４】図４は、この場合の手首軸のサーボ制御器
が速度ループ処理周期毎に実行する処理のフローチャー
トである。図２に示した処理と異なる点は、図２では衝
突が検出された際に、外乱推定オブザーバで推定された
推定外乱値Ｔｄの符号を判別しその符号と一致する設定
トルクをレジスタＲ2(T)にセットしていた点（ステップ
Ａ７，Ａ８，Ａ９）が、図４では、レジスタＲ2(T)に外
乱推定オブザーバで推定された推定外乱値Ｔｄをそのま
まセットする点（ステップＣ７）において相違するのみ
である。他の処理は同一である。又、手首軸以外の基本
軸のサーボモータの制御は図３に示す処理と同一であ
る。
が速度ループ処理周期毎に実行する処理のフローチャー
トである。図２に示した処理と異なる点は、図２では衝
突が検出された際に、外乱推定オブザーバで推定された
推定外乱値Ｔｄの符号を判別しその符号と一致する設定
トルクをレジスタＲ2(T)にセットしていた点（ステップ
Ａ７，Ａ８，Ａ９）が、図４では、レジスタＲ2(T)に外
乱推定オブザーバで推定された推定外乱値Ｔｄをそのま
まセットする点（ステップＣ７）において相違するのみ
である。他の処理は同一である。又、手首軸以外の基本
軸のサーボモータの制御は図３に示す処理と同一であ
る。
【００３５】すなわち、衝突が検出されると、手首軸で
は、それぞれの外乱推定オブザーバで推定された外乱推
定値がそのまま自己のサーボモータへのトルク指令とさ
れるものであるから、手首軸は図５（ｃ）に示すように
衝突後ハンド２１が障害物２０から遠ざかる方向に駆動
され、ハンドの再衝突を防止するものである。
は、それぞれの外乱推定オブザーバで推定された外乱推
定値がそのまま自己のサーボモータへのトルク指令とさ
れるものであるから、手首軸は図５（ｃ）に示すように
衝突後ハンド２１が障害物２０から遠ざかる方向に駆動
され、ハンドの再衝突を防止するものである。
【００３６】なお、上述した第２の実施形態において、
ステップＣ７で、レジスタＲ2(T)に外乱推定オブザーバ
で推定された推定外乱値Ｔｄをそのままセットするよう
にしたが、推定外乱値Ｔｄに所定定数Ｋ（Ｋ＞０）を乗
じた値をセットするようにしてもよい。
ステップＣ７で、レジスタＲ2(T)に外乱推定オブザーバ
で推定された推定外乱値Ｔｄをそのままセットするよう
にしたが、推定外乱値Ｔｄに所定定数Ｋ（Ｋ＞０）を乗
じた値をセットするようにしてもよい。
【００３７】又、外乱推定オブザーバで推定された外乱
推定値Ｔｄにより衝突を判別する閾値ＴＬの設定値は、
各軸とも共通の同じ値でも、又、軸に応じてそれぞれ異
なった値を設定してもよい。
推定値Ｔｄにより衝突を判別する閾値ＴＬの設定値は、
各軸とも共通の同じ値でも、又、軸に応じてそれぞれ異
なった値を設定してもよい。
【００３８】
【発明の効果】本発明においては、ロボットが障害物に
衝突した際、手首軸が衝突を解除する方向に駆動される
ことになるから、再衝突を防止することができ、ロボッ
トの各部機構、部品、衝突した障害物の破損を防止する
ことができる。
衝突した際、手首軸が衝突を解除する方向に駆動される
ことになるから、再衝突を防止することができ、ロボッ
トの各部機構、部品、衝突した障害物の破損を防止する
ことができる。
【図１】本発明の一実施形態におけるロボット制御装置
の要部ブロック図である。
の要部ブロック図である。
【図２】同実施形態における手首軸駆動用サーボモータ
を駆動制御するサーボ制御器のプロセッサが所定周期毎
に実行する処理のフローチャートである。
を駆動制御するサーボ制御器のプロセッサが所定周期毎
に実行する処理のフローチャートである。
【図３】同実施形態における手首軸以外の軸駆動用のサ
ーボモータを駆動制御するサーボ制御器のプロセッサが
所定周期毎に実行する処理のフローチャートである。
ーボモータを駆動制御するサーボ制御器のプロセッサが
所定周期毎に実行する処理のフローチャートである。
【図４】本発明の第２の実施形態における手首軸駆動用
サーボモータを駆動制御するサーボ制御器のプロセッサ
が所定周期毎に実行する処理のフローチャートである。
サーボモータを駆動制御するサーボ制御器のプロセッサ
が所定周期毎に実行する処理のフローチャートである。
【図５】本発明における衝突発生時のロボット動作の説
明図である。
明図である。
【図６】従来の衝突発生時の制御によるロボット動作説
明図である。
明図である。
【図７】サーボモータの速度ループ制御の説明図であ
る。
る。
４ 教示操作盤 ５ サーボ制御部 ５b1〜５bn サーボアンプ Ｍ１〜Ｍｎ サーボモータ ２０ 障害物 ２１ ハンド ２２ アーム Ｍａ アームモータ（アームを駆動するサーボモータ） Ｍｗ ハンドモータ（ハンドを駆動するサーボモータ）
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１１年１２月１５日（１９９９．１２．
１５）
１５）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【請求項５】 前記外乱負荷トルクは外乱推定オブザー
バにより推定する請求項３または請求項４記載の産業用
ロボット。
バにより推定する請求項３または請求項４記載の産業用
ロボット。
【請求項６】 前記外乱負荷トルクが予め定められた閾
値を越えたとき、前記手首軸駆動用サーボモータは、前
記外乱負荷トルクが緩和される回転方向に所定のトルク
を所定時間働かせるように駆動制御することを特徴とす
る請求項３，請求項４又は請求項５記載の産業用ロボッ
ト。
値を越えたとき、前記手首軸駆動用サーボモータは、前
記外乱負荷トルクが緩和される回転方向に所定のトルク
を所定時間働かせるように駆動制御することを特徴とす
る請求項３，請求項４又は請求項５記載の産業用ロボッ
ト。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００９】
【課題を解決するための手段】少なくとも速度ループを
備えるサーボ制御手段によって駆動されるサーボモータ
により、それぞれ駆動される軸を備える産業用ロボット
において、本発明は、ロボットと障害物との衝突が検出
されたとき、手首軸駆動用サーボモータをそのとき発生
中のトルク方向とは逆の方向に所定時間駆動制御するこ
とによって再衝突を防止するようにした。
備えるサーボ制御手段によって駆動されるサーボモータ
により、それぞれ駆動される軸を備える産業用ロボット
において、本発明は、ロボットと障害物との衝突が検出
されたとき、手首軸駆動用サーボモータをそのとき発生
中のトルク方向とは逆の方向に所定時間駆動制御するこ
とによって再衝突を防止するようにした。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１０】障害物とロボットの衝突検出は、各軸を駆
動するいずれかのサーボモータに対する外乱負荷トルク
が予め定められた閾値を越えたときとし、この衝突が検
出されたとき、手首軸駆動用サーボモータを外乱負荷ト
ルクが緩和される方向に所定時間駆動制御する。又、外
乱負荷トルクは外乱推定オブザーバにより推定する。こ
の外乱推定オブザーバによる推定値によって衝突発生を
検出する。さらに、衝突発生後の手首軸駆動用サーボモ
ータの、外乱負荷トルクを緩和される方向の駆動は、所
定トルクで行うようにする。更に、衝突が検出されたと
き、手首軸以外の軸を駆動するサーボモータをそのまま
停止させるようにする。 ─────────────────────────────────────────────────────
動するいずれかのサーボモータに対する外乱負荷トルク
が予め定められた閾値を越えたときとし、この衝突が検
出されたとき、手首軸駆動用サーボモータを外乱負荷ト
ルクが緩和される方向に所定時間駆動制御する。又、外
乱負荷トルクは外乱推定オブザーバにより推定する。こ
の外乱推定オブザーバによる推定値によって衝突発生を
検出する。さらに、衝突発生後の手首軸駆動用サーボモ
ータの、外乱負荷トルクを緩和される方向の駆動は、所
定トルクで行うようにする。更に、衝突が検出されたと
き、手首軸以外の軸を駆動するサーボモータをそのまま
停止させるようにする。 ─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１２年２月１８日（２０００．２．１
８）
８）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【請求項２】 前記外乱負荷トルクは外乱推定オブザー
バにより推定する請求項１記載の産業用ロボット。
バにより推定する請求項１記載の産業用ロボット。
【請求項３】 前記外乱負荷トルクが予め定められた閾
値を越えたとき、前記手首軸駆動用サーボモータは、前
記外乱負荷トルクが緩和される回転方向に所定のトルク
を所定時間働かせるように駆動制御することを特徴とす
る請求項１又は請求項２記載の産業用ロボット。
値を越えたとき、前記手首軸駆動用サーボモータは、前
記外乱負荷トルクが緩和される回転方向に所定のトルク
を所定時間働かせるように駆動制御することを特徴とす
る請求項１又は請求項２記載の産業用ロボット。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００９】
【課題を解決するための手段】少なくとも速度ループを
備えるサーボ制御手段によって駆動されるサーボモータ
により、それぞれ駆動される軸を備える産業用ロボット
において、本発明は、ロボットと障害物との衝突が検出
されたとき、手首軸以外の軸を駆動するサーボモータを
そのまま停止させると共に、手首軸駆動用サーボモータ
を前記外乱負荷トルクが緩和される方向に所定時間駆動
制御することによって再衝突を防止するようにした。
備えるサーボ制御手段によって駆動されるサーボモータ
により、それぞれ駆動される軸を備える産業用ロボット
において、本発明は、ロボットと障害物との衝突が検出
されたとき、手首軸以外の軸を駆動するサーボモータを
そのまま停止させると共に、手首軸駆動用サーボモータ
を前記外乱負荷トルクが緩和される方向に所定時間駆動
制御することによって再衝突を防止するようにした。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１０】障害物とロボットの衝突検出は、各軸を駆
動するいずれかのサーボモータに対する外乱負荷トルク
が予め定められた閾値を越えたときととし、この衝突が
検出されたとき、手首軸以外の軸を駆動するサーボモー
タをそのまま停止させ、手首軸駆動用サーボモータのみ
を外乱負荷トルクが緩和される方向に所定時間駆動制御
する。又、外乱負荷トルクは外乱推定オブザーバにより
推定する。この外乱推定オブザーバによる推定値によっ
て衝突発生を検出する。さらに、衝突発生後の手首軸駆
動用サーボモータの、外乱負荷トルクを緩和される方向
の駆動は、所定トルクで行うようにする。
動するいずれかのサーボモータに対する外乱負荷トルク
が予め定められた閾値を越えたときととし、この衝突が
検出されたとき、手首軸以外の軸を駆動するサーボモー
タをそのまま停止させ、手首軸駆動用サーボモータのみ
を外乱負荷トルクが緩和される方向に所定時間駆動制御
する。又、外乱負荷トルクは外乱推定オブザーバにより
推定する。この外乱推定オブザーバによる推定値によっ
て衝突発生を検出する。さらに、衝突発生後の手首軸駆
動用サーボモータの、外乱負荷トルクを緩和される方向
の駆動は、所定トルクで行うようにする。
Claims (4)
- 【請求項１】 ロボットの各軸をそれぞれ駆動するサー
ボモータを備え、各サーボモータは少なくとも速度ルー
プを備えるサーボ制御手段によって駆動制御される産業
用ロボットにおいて、 前記ロボット又は該ロボットに装着されたエンドエフェ
クタと他のものとの衝突が検出されたとき、手首軸駆動
用サーボモータをそのとき発生中のトルク方向とは逆の
回転方向に駆動制御することを特徴とする産業用ロボッ
ト。 - 【請求項２】 ロボットの手首軸を駆動する手首軸駆動
用サーボモータと、手首軸に連結された他の軸を駆動す
るサーボモータを備え、各サーボモータは少なくとも速
度ループを備えるサーボ制御手段によって駆動制御され
る産業用ロボットにおいて、 いずれかのサーボモータに対する外乱負荷トルクが予め
定められた閾値を越えたとき、前記手首軸駆動用サーボ
モータを前記外乱負荷トルクが緩和される回転方向に駆
動制御することを特徴とする産業用ロボット。 - 【請求項３】 前記外乱負荷トルクは外乱推定オブザー
バにより推定する請求項２記載の産業用ロボット。 - 【請求項４】 前記外乱負荷トルクが予め定められた閾
値を越えたとき、前記手首軸駆動用サーボモータは、前
記外乱負荷トルクが緩和される回転方向に所定のトルク
を所定時間働かせるように駆動制御することを特徴とす
る請求項２又は請求項３記載の産業用ロボット。
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