JP2001051721A - 衝突検出装置 - Google Patents
衝突検出装置Info
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- 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
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- 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
- G05B19/00—Programme-control systems
- G05B19/02—Programme-control systems electric
- G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
- G05B19/406—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by monitoring or safety
- G05B19/4061—Avoiding collision or forbidden zones
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- 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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- Control Of Electric Motors In General (AREA)
- Machine Tool Sensing Apparatuses (AREA)
- Manipulator (AREA)
- Control Of Position Or Direction (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 計算誤差の影響がなく、溶接ケーブルの張
力等の影響などがあっても、システム毎の同定実験を要
することなく、高い検出感度の衝突検出装置を提供す
る。 【解決手段】サーボモータ２の回転を制御する制御部１
のトルク指令とサーボモータ２の位置帰還信号とを受け
て、サーボモータ２が駆動する制御対象３の可動部が環
境に衝突して受ける外乱を推定し、外乱推定値を出力す
るオブザーバ計算部４と、その外乱推定値を受けて予め
設定された制限値を越えれば衝突したと判断する外乱推
定値監視部６とを備えた衝突検出装置において、オブザ
ーバ計算部４と外乱推定値監視部６の間にフィルタ処理
部５を設け、外乱推定値を受けてフィルタリングし、そ
の結果を外乱推定値監視部６の入力とする。
力等の影響などがあっても、システム毎の同定実験を要
することなく、高い検出感度の衝突検出装置を提供す
る。 【解決手段】サーボモータ２の回転を制御する制御部１
のトルク指令とサーボモータ２の位置帰還信号とを受け
て、サーボモータ２が駆動する制御対象３の可動部が環
境に衝突して受ける外乱を推定し、外乱推定値を出力す
るオブザーバ計算部４と、その外乱推定値を受けて予め
設定された制限値を越えれば衝突したと判断する外乱推
定値監視部６とを備えた衝突検出装置において、オブザ
ーバ計算部４と外乱推定値監視部６の間にフィルタ処理
部５を設け、外乱推定値を受けてフィルタリングし、そ
の結果を外乱推定値監視部６の入力とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、サーボモータを用
いたロボットや工作機械等が稼動する時、可動部に取付
けられたツールやハンド、カッタ等の治具がワークや他
の物体に衝突したことを検出する衝突検出装置に関す
る。
いたロボットや工作機械等が稼動する時、可動部に取付
けられたツールやハンド、カッタ等の治具がワークや他
の物体に衝突したことを検出する衝突検出装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】サーボモータを用いたロボットや工作機
械等が稼動する時、周辺にあるワークや他の装置に衝突
して事故が起こることに備えて、衝突を検出し、衝突時
の被害を低減する様々な手段が用いられている。可動部
にかかる外乱を検出することによって衝突を検出すると
いう従来の衝突検出手段のひとつにオブザーバを用いて
外乱を推定するものがあるが、衝突時の被害を最小にす
るには、検出感度を可能な限り高めることが必要であ
る。ところがオブザーバで推定した外乱推定値には、衝
突によって生じる力以外にも、機構部の摩擦力や、重
力、他軸からの干渉力、溶接ケーブルの張力等を含んで
おり、これらによる誤検出を避けるためには検出感度を
高くは設定できなかった。そして、このような検出感度
では衝突時の被害を低減するには不充分であった。そこ
で、衝突に起因しない外乱を補正する方法も考えられて
いる。その一つは、摩擦力や重力、他軸からの干渉力な
ど、予め計算できるものを外乱推定値から減算するとい
うものであり、特開平４−２４２４０６号に開示されて
いる。他の一つは、オブザーバ推定計算に用いる入力ト
ルクから、摩擦力や重力、他軸からの干渉力等、予め計
算できる力を減じることにより、衝突力のみを推定する
ようにし、検出感度を高めるというものであり、特開平
８−６６８９３号に開示されている。
械等が稼動する時、周辺にあるワークや他の装置に衝突
して事故が起こることに備えて、衝突を検出し、衝突時
の被害を低減する様々な手段が用いられている。可動部
にかかる外乱を検出することによって衝突を検出すると
いう従来の衝突検出手段のひとつにオブザーバを用いて
外乱を推定するものがあるが、衝突時の被害を最小にす
るには、検出感度を可能な限り高めることが必要であ
る。ところがオブザーバで推定した外乱推定値には、衝
突によって生じる力以外にも、機構部の摩擦力や、重
力、他軸からの干渉力、溶接ケーブルの張力等を含んで
おり、これらによる誤検出を避けるためには検出感度を
高くは設定できなかった。そして、このような検出感度
では衝突時の被害を低減するには不充分であった。そこ
で、衝突に起因しない外乱を補正する方法も考えられて
いる。その一つは、摩擦力や重力、他軸からの干渉力な
ど、予め計算できるものを外乱推定値から減算するとい
うものであり、特開平４−２４２４０６号に開示されて
いる。他の一つは、オブザーバ推定計算に用いる入力ト
ルクから、摩擦力や重力、他軸からの干渉力等、予め計
算できる力を減じることにより、衝突力のみを推定する
ようにし、検出感度を高めるというものであり、特開平
８−６６８９３号に開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、これら従来
技術では、予め計算した摩擦力や重力、他軸からの干渉
力等の計算値Tcalcが図５(a)に示すように真値Trealに
対して誤差Terrを含んでいる場合には、その計算誤差に
よる誤検出をするので、これを避けるため、図５（ｂ）
に示すように、検出感度limitを計算誤差Terrより大き
く設定しなければならず、結果として検出感度を高める
ことができなかった。また、前記のような摩擦力や重
力、他軸からの干渉力以外にも、溶接ケーブルの張力等
のようにシステム毎に異なる特性を持つ外乱力も無視で
きない場合が多く、これらを計算で補償する場合も、シ
ステム毎に毎回同定実験をして特性を把握し、測定値を
パラメータとして入力しなければならず、そのための労
力と時間が必要になるという問題があった。さらに、同
じシステムが使われる場合であっても、ケーブルのとり
つけ具合によって張力の絶対値が異なるため、従来の演
算による補償方法では誤差が大きくなるという問題があ
った。そこで本発明は、計算誤差の影響がなく、溶接ケ
ーブルの張力等の影響などがあっても、システム毎の同
定実験を要することなく、高い検出感度の衝突検出装置
を提供することを目的とする。
技術では、予め計算した摩擦力や重力、他軸からの干渉
力等の計算値Tcalcが図５(a)に示すように真値Trealに
対して誤差Terrを含んでいる場合には、その計算誤差に
よる誤検出をするので、これを避けるため、図５（ｂ）
に示すように、検出感度limitを計算誤差Terrより大き
く設定しなければならず、結果として検出感度を高める
ことができなかった。また、前記のような摩擦力や重
力、他軸からの干渉力以外にも、溶接ケーブルの張力等
のようにシステム毎に異なる特性を持つ外乱力も無視で
きない場合が多く、これらを計算で補償する場合も、シ
ステム毎に毎回同定実験をして特性を把握し、測定値を
パラメータとして入力しなければならず、そのための労
力と時間が必要になるという問題があった。さらに、同
じシステムが使われる場合であっても、ケーブルのとり
つけ具合によって張力の絶対値が異なるため、従来の演
算による補償方法では誤差が大きくなるという問題があ
った。そこで本発明は、計算誤差の影響がなく、溶接ケ
ーブルの張力等の影響などがあっても、システム毎の同
定実験を要することなく、高い検出感度の衝突検出装置
を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明の衝突検出装置
は、サーボモータの回転を制御する制御部と、前記サー
ボモータが駆動する制御対象の可動部に作用する外乱を
推定し、外乱推定値を出力するオブザーバ計算部と、そ
の外乱推定値を受けて予め設定された制限値を越えれば
衝突したと判断する外乱推定値監視部とを備えた衝突検
出装置において、前記オブザーバ計算部と前記外乱推定
値監視部の間にフィルタ処理部を設け、前記外乱推定値
を受けてフィルタリングし、その結果を前記外乱推定値
監視部の入力とすることを特徴としており、前記フィル
タ処理部がハイパスフィルタまたはバンドパスフィルタ
を備えていることを特徴としている。また本発明の衝突
検出装置は、前記オブザーバ計算部と前記フィルタ処理
部との間に衝突力抽出部を備え、その衝突力抽出部が前
記オブザーバ計算部で計算された外乱推定値を入力する
と、予め計算した摩擦トルクと重力トルク、他の軸から
の干渉トルク等を差引くことにより、衝突力のみを抽出
して前記フィルタ処理部に出力することを特徴としてお
り、前記フィルタ処理部に入力される前の外乱推定値
を、前記制限値とは別の第２の制限値と比較する第２の
外乱推定値監視部を有することを特徴としている。これ
によって、外乱推定値から衝突に起因しない外乱を排除
して衝突を検出することができるのである。
は、サーボモータの回転を制御する制御部と、前記サー
ボモータが駆動する制御対象の可動部に作用する外乱を
推定し、外乱推定値を出力するオブザーバ計算部と、そ
の外乱推定値を受けて予め設定された制限値を越えれば
衝突したと判断する外乱推定値監視部とを備えた衝突検
出装置において、前記オブザーバ計算部と前記外乱推定
値監視部の間にフィルタ処理部を設け、前記外乱推定値
を受けてフィルタリングし、その結果を前記外乱推定値
監視部の入力とすることを特徴としており、前記フィル
タ処理部がハイパスフィルタまたはバンドパスフィルタ
を備えていることを特徴としている。また本発明の衝突
検出装置は、前記オブザーバ計算部と前記フィルタ処理
部との間に衝突力抽出部を備え、その衝突力抽出部が前
記オブザーバ計算部で計算された外乱推定値を入力する
と、予め計算した摩擦トルクと重力トルク、他の軸から
の干渉トルク等を差引くことにより、衝突力のみを抽出
して前記フィルタ処理部に出力することを特徴としてお
り、前記フィルタ処理部に入力される前の外乱推定値
を、前記制限値とは別の第２の制限値と比較する第２の
外乱推定値監視部を有することを特徴としている。これ
によって、外乱推定値から衝突に起因しない外乱を排除
して衝突を検出することができるのである。
【０００５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図に
基づいて説明する。図１は本発明の衝突検出装置を用い
たサーボモータの駆動システムを示すブロック図であ
る。図２は本発明の変形例を示す同様のブロック図であ
る。これらの図において、１は位置に対して比例制御を
し、速度に対して比例積分制御をする機能を持つ制御
部、２は制御部１が供給する電流により回転するサーボ
モータ、３はサーボモータ２によって駆動される制御対
象のロボットアーム、４は制御部１のトルク指令とサー
ボモータ２に設けられたセンサの回転信号を受けて制御
対象３が受ける外乱を推定するオブザーバ計算部、５は
オブザーバ計算部４の外乱推定値を受けて所定の周波数
特性でフィルタリング処理をするフィルタ処理部、６は
外乱推定値監視部である。オブザーバ計算部４は、モー
タトルク指令値とモータ位置からロボットアームに作用
する２次側外乱力ｄ２を推定する。
基づいて説明する。図１は本発明の衝突検出装置を用い
たサーボモータの駆動システムを示すブロック図であ
る。図２は本発明の変形例を示す同様のブロック図であ
る。これらの図において、１は位置に対して比例制御を
し、速度に対して比例積分制御をする機能を持つ制御
部、２は制御部１が供給する電流により回転するサーボ
モータ、３はサーボモータ２によって駆動される制御対
象のロボットアーム、４は制御部１のトルク指令とサー
ボモータ２に設けられたセンサの回転信号を受けて制御
対象３が受ける外乱を推定するオブザーバ計算部、５は
オブザーバ計算部４の外乱推定値を受けて所定の周波数
特性でフィルタリング処理をするフィルタ処理部、６は
外乱推定値監視部である。オブザーバ計算部４は、モー
タトルク指令値とモータ位置からロボットアームに作用
する２次側外乱力ｄ２を推定する。
【０００６】以下に請求項１から請求項３に示す実施例
１の説明を行う。２次側外乱推定値ｄ２には摩擦トルク
Tfricと重力トルクTmg、他軸からの干渉トルクTin等が
含まれており、それらは計算によって求めることができ
るので、予め外乱推定値から減算する。その計算手順は
次のとおりである。まず、摩擦トルクとして動作方向の
みに依存するクーロン摩擦Tqと、速度に比例する粘性摩
擦Tnを考慮する。これらは減速機と、中に充填するグリ
ースの特性、実測値によっておおまかな値を知ることが
できるが、必ず誤差を含んでいる。 Tq＝α （αは定数） Tn＝β・Vm （βは粘性係数、Vmはモータ速度を表
す。） 摩擦トルクTfricは式（１）で求められる。 Tfric＝Tq＋Tn （１ ） 重力トルクTmgに関しては、あらかじめ、ロボットのモ
デルをコントローラ内部に持っておく。そのモデルの情
報として、ロボットをｎ個の質点でモデル化する。ここ
で、ある質点に対して回転軸からの水平方向の重心位置
Lm(s)と重量Mg(s)から式（２）に示すように、重力トル
クTmgを計算することが可能である。また、干渉トルクT
inについても、重力トルクTmgの計算と同様に、ロボッ
トの質点モデルから計算することが可能である。
１の説明を行う。２次側外乱推定値ｄ２には摩擦トルク
Tfricと重力トルクTmg、他軸からの干渉トルクTin等が
含まれており、それらは計算によって求めることができ
るので、予め外乱推定値から減算する。その計算手順は
次のとおりである。まず、摩擦トルクとして動作方向の
みに依存するクーロン摩擦Tqと、速度に比例する粘性摩
擦Tnを考慮する。これらは減速機と、中に充填するグリ
ースの特性、実測値によっておおまかな値を知ることが
できるが、必ず誤差を含んでいる。 Tq＝α （αは定数） Tn＝β・Vm （βは粘性係数、Vmはモータ速度を表
す。） 摩擦トルクTfricは式（１）で求められる。 Tfric＝Tq＋Tn （１ ） 重力トルクTmgに関しては、あらかじめ、ロボットのモ
デルをコントローラ内部に持っておく。そのモデルの情
報として、ロボットをｎ個の質点でモデル化する。ここ
で、ある質点に対して回転軸からの水平方向の重心位置
Lm(s)と重量Mg(s)から式（２）に示すように、重力トル
クTmgを計算することが可能である。また、干渉トルクT
inについても、重力トルクTmgの計算と同様に、ロボッ
トの質点モデルから計算することが可能である。
【０００７】これらは予め計算で求められ、外乱推定値
d2から減じてその影響を除去することができる。除去後
の推定値をd2real'とすると、d2real'は次式で求められ
る。 d2real'＝d2−Tfric−Tmg−Tin （３ ） しかし計算した摩擦トルクTfricと重力トルクTmg、他軸
からの干渉トルクTin等には必ず計算誤差Terrを含むた
め、また、予め大きさの分からない溶接ケーブルの張力
Tten等が除去できないため、実際の衝突力d2realは次式
で求められる。 d2real'＝d2real＋Terr＋Tten （４ ） そこで、フィルタ処理部５ではd2real'を一次遅れのハ
イパスフィルタに通してd2realのみを抽出する。
d2から減じてその影響を除去することができる。除去後
の推定値をd2real'とすると、d2real'は次式で求められ
る。 d2real'＝d2−Tfric−Tmg−Tin （３ ） しかし計算した摩擦トルクTfricと重力トルクTmg、他軸
からの干渉トルクTin等には必ず計算誤差Terrを含むた
め、また、予め大きさの分からない溶接ケーブルの張力
Tten等が除去できないため、実際の衝突力d2realは次式
で求められる。 d2real'＝d2real＋Terr＋Tten （４ ） そこで、フィルタ処理部５ではd2real'を一次遅れのハ
イパスフィルタに通してd2realのみを抽出する。
【０００８】次にその原理について説明する。重力や摩
擦の計算誤差、および、溶接ケーブルの張力などは、そ
の値が変化する周期が衝突の際に起こる外乱力の変化す
る周期に比べて十分に遅い。その理由は、計算誤差の主
なものは実際の値より大きい方向かもしくは小さい方向
のどちらかに偏って現れるものであり、その誤差もほぼ
一定量の誤差になる場合が多いからである。すなわち計
算誤差の周波数は限りなく０Hzに近い値になる。また、
ケーブルの張力は、ロボットの手首の動作によって変化
する場合が多く、手首軸の動作は最高速度でも一回転す
るのに一秒以上かかる、すなわち１Ｈｚ未満という大変
遅い周期であるためである。例えば、溶接ケーブルの張
力の変化は通常、１Ｈｚ未満であるのに対して、衝突の
際の外乱力の変化は１０Ｈｚ以上である。
擦の計算誤差、および、溶接ケーブルの張力などは、そ
の値が変化する周期が衝突の際に起こる外乱力の変化す
る周期に比べて十分に遅い。その理由は、計算誤差の主
なものは実際の値より大きい方向かもしくは小さい方向
のどちらかに偏って現れるものであり、その誤差もほぼ
一定量の誤差になる場合が多いからである。すなわち計
算誤差の周波数は限りなく０Hzに近い値になる。また、
ケーブルの張力は、ロボットの手首の動作によって変化
する場合が多く、手首軸の動作は最高速度でも一回転す
るのに一秒以上かかる、すなわち１Ｈｚ未満という大変
遅い周期であるためである。例えば、溶接ケーブルの張
力の変化は通常、１Ｈｚ未満であるのに対して、衝突の
際の外乱力の変化は１０Ｈｚ以上である。
【０００９】この場合、ハイパスフィルタのカットオフ
周波数を８Ｈｚ程度にとることで、１Ｈｚ未満の溶接ケ
ーブルの張力の変化はカットされ、衝突力のみが抽出で
きることになる。式（５）はハイパスフィルタを使用し
てd2realを計算する式を示している。 d2real＝（１−１／（１＋Ｔ・Ｓ））・d2real' （５） ここで、Ｓはラプラス演算子であり微分を表す。Ｔはハ
イパスフィルタのカットオフ時定数である。実際には制
御系は離散値系（デジタル）で構成されるため、この式
は式（６）のようになり、式（７）に示す差分により近
似して計算される。 d2real (k)＝Ｔ／（ts＋T）・｛d2real'(k)−d2real'(k-1)＋d2real(k-1)｝ （ ６） Ｘ・Ｓ＝｛Ｘ(k)−Ｘ(k-1)｝／ts （ ７） ここに、tsは制御ループサンプリング時間である。ここ
で、外乱推定値に高周波のノイズなどがあり、誤検出の
可能性がある場合は、ハイパスフィルタの替わりに、衝
突時に発生する外乱の周波数のみを通過させるバンドパ
スフィルタを使用してもよい。上記実施例１では請求項
１から請求項３の内容を全て含めて説明したが、摩擦力
や重力、他の軸からの干渉トルクの計算を行わずに請求
項１に示すように単純に図１に示すような直接ｄ２をフ
ィルタリングする方法を採用しても、上記実施例とほぼ
同様の結果が得られる。このように外乱推定値d2もしく
はd2real'をフィルタ処理することにより、図５（c）に
示すように、計算誤差Terrが理論上０になり、検出感度
設定値limitを十分に小さく設置でき、結果として検出
感度を十分に高くすることができる。
周波数を８Ｈｚ程度にとることで、１Ｈｚ未満の溶接ケ
ーブルの張力の変化はカットされ、衝突力のみが抽出で
きることになる。式（５）はハイパスフィルタを使用し
てd2realを計算する式を示している。 d2real＝（１−１／（１＋Ｔ・Ｓ））・d2real' （５） ここで、Ｓはラプラス演算子であり微分を表す。Ｔはハ
イパスフィルタのカットオフ時定数である。実際には制
御系は離散値系（デジタル）で構成されるため、この式
は式（６）のようになり、式（７）に示す差分により近
似して計算される。 d2real (k)＝Ｔ／（ts＋T）・｛d2real'(k)−d2real'(k-1)＋d2real(k-1)｝ （ ６） Ｘ・Ｓ＝｛Ｘ(k)−Ｘ(k-1)｝／ts （ ７） ここに、tsは制御ループサンプリング時間である。ここ
で、外乱推定値に高周波のノイズなどがあり、誤検出の
可能性がある場合は、ハイパスフィルタの替わりに、衝
突時に発生する外乱の周波数のみを通過させるバンドパ
スフィルタを使用してもよい。上記実施例１では請求項
１から請求項３の内容を全て含めて説明したが、摩擦力
や重力、他の軸からの干渉トルクの計算を行わずに請求
項１に示すように単純に図１に示すような直接ｄ２をフ
ィルタリングする方法を採用しても、上記実施例とほぼ
同様の結果が得られる。このように外乱推定値d2もしく
はd2real'をフィルタ処理することにより、図５（c）に
示すように、計算誤差Terrが理論上０になり、検出感度
設定値limitを十分に小さく設置でき、結果として検出
感度を十分に高くすることができる。
【００１０】このように外乱推定値にフィルタ処理を施
すことで、衝突力以外の低周波の外乱と、衝突力を完全
に分離することが可能になり、衝突感度設定値を十分に
小さくできる。結果として、衝突検出感度を十分に高め
ることができる。ここで、ゆっくりした（１Ｈｚ未満
の）衝突（接触）にも対応したい場合は、次に示す実施
例２の装置を採用すればよい。この装置は請求項４に記
載されている装置である。図３に実施例２の構成を、図
４に実施例２の変形例を示す。図から明らかなように、
実施例１の構成に第２の外乱推定値監視部８を追加した
構成になる。第２の外乱推定値監視部８では、オブザー
バ計算部４または衝突力抽出部７から出力された外乱推
定値d2またはd2real'を直接第２の感度設定値limit2と
比較する。そして、d2またはd2real'がlimit2を越えた
ら、ゆっくりした衝突（接触）と判断するものである。
このような構成を採ることにより、通常の衝突力のよう
な、速い周波数の衝突にはフィルタ処理部５の出力にも
とづいて外乱推定値監視部６で衝突を検出でき、ゆっく
りした衝突（接触）に対しては、第２の外乱推定値監視
部８で検出することができ、どちらの衝突にも対応でき
るようになる。
すことで、衝突力以外の低周波の外乱と、衝突力を完全
に分離することが可能になり、衝突感度設定値を十分に
小さくできる。結果として、衝突検出感度を十分に高め
ることができる。ここで、ゆっくりした（１Ｈｚ未満
の）衝突（接触）にも対応したい場合は、次に示す実施
例２の装置を採用すればよい。この装置は請求項４に記
載されている装置である。図３に実施例２の構成を、図
４に実施例２の変形例を示す。図から明らかなように、
実施例１の構成に第２の外乱推定値監視部８を追加した
構成になる。第２の外乱推定値監視部８では、オブザー
バ計算部４または衝突力抽出部７から出力された外乱推
定値d2またはd2real'を直接第２の感度設定値limit2と
比較する。そして、d2またはd2real'がlimit2を越えた
ら、ゆっくりした衝突（接触）と判断するものである。
このような構成を採ることにより、通常の衝突力のよう
な、速い周波数の衝突にはフィルタ処理部５の出力にも
とづいて外乱推定値監視部６で衝突を検出でき、ゆっく
りした衝突（接触）に対しては、第２の外乱推定値監視
部８で検出することができ、どちらの衝突にも対応でき
るようになる。
【００１１】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、
（１）計算誤差がある場合も、フィルタ処理により計算
誤差の影響が除去されるため検出感度を上げることが出
来る。また、（２）溶接ケーブル等の張力のようにシス
テム毎に異なる特性を持つものに対しては、毎回、シス
テム毎に同定実験を行って、特性を把握し、測定値を入
力するなどの労力や時間をかけずに、高感度で衝突検出
をすることが可能になる、という効果がある。結果とし
て、衝突をすばやく検出できるため、衝突時の被害を最
小限にすることができるという効果がある。
（１）計算誤差がある場合も、フィルタ処理により計算
誤差の影響が除去されるため検出感度を上げることが出
来る。また、（２）溶接ケーブル等の張力のようにシス
テム毎に異なる特性を持つものに対しては、毎回、シス
テム毎に同定実験を行って、特性を把握し、測定値を入
力するなどの労力や時間をかけずに、高感度で衝突検出
をすることが可能になる、という効果がある。結果とし
て、衝突をすばやく検出できるため、衝突時の被害を最
小限にすることができるという効果がある。
【図１】 本発明の衝突検出装置の構成を示すブロック
図
図
【図２】 本発明の実施例の変形例の構成を示すブロッ
ク図
ク図
【図３】 本発明の第２の実施例の構成を示すブロック
図
図
【図４】 本発明の第２の実施例の変形例の構成を示す
ブロック図
ブロック図
【図５】 計算誤差による感度の設定値の違いを説明す
る図
る図
１ 制御部 ２ サーボモータ ３ 制御対象 ４ オブザーバ計算部 ５ フィルタ処理部 ６ 外乱推定値監視部 ７ 衝突力抽出部 ８ 第２の外乱推定値監視部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3C029 EE01 3F059 AA06 CA05 CA07 DC01 FB00 FB29 5H303 AA01 AA04 AA10 BB01 BB06 CC10 DD01 EE03 EE07 FF06 HH07 KK11 5H550 AA18 BB08 DD01 EE01 GG01 JJ04 JJ26 LL06 LL32 LL51 5H570 AA23 BB09 DD01 EE01 JJ04 JJ26 KK05 LL12 LL31
Claims (4)
- 【請求項１】サーボモータの回転を制御する制御部と、 前記サーボモータが駆動する制御対象の可動部に作用す
る外乱を推定し、外乱推定値を出力するオブザーバ計算
部と、 その外乱推定値を受けて予め設定された制限値を越えれ
ば衝突したと判断する外乱推定値監視部とを備えた衝突
検出装置において、 前記オブザーバ計算部と前記外乱推定値監視部の間にフ
ィルタ処理部を設け、前記外乱推定値を受けてフィルタ
リングし、その結果を前記外乱推定値監視部の入力とす
ることを特徴とする衝突検出装置。 - 【請求項２】前記フィルタ処理部がハイパスフィルタま
たはバンドパスフィルタを備えていることを特徴とする
請求項１記載の衝突検出装置。 - 【請求項３】前記オブザーバ計算部と前記フィルタ処理
部との間に衝突力抽出部を備え、その衝突力抽出部が前
記オブザーバ計算部で計算された外乱推定値を入力する
と、予め計算した摩擦トルクと重力トルク、他の軸から
の干渉トルク等を差引くことにより、衝突力のみを抽出
して前記フィルタ処理部に出力することを特徴とする請
求項１または２記載の衝突検出装置。 - 【請求項４】前記フィルタ処理部に入力される前の外乱
推定値を、前記制限値とは別の第２の制限値と比較する
第２の外乱推定値監視部を有することを特徴とする請求
項１から３記載の衝突検出装置。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP11230300A JP2001051721A (ja) | 1999-08-17 | 1999-08-17 | 衝突検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11230300A JP2001051721A (ja) | 1999-08-17 | 1999-08-17 | 衝突検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001051721A true JP2001051721A (ja) | 2001-02-23 |
Family
ID=16905677
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11230300A Pending JP2001051721A (ja) | 1999-08-17 | 1999-08-17 | 衝突検出装置 |
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