JP2001292586A - Motor controller - Google Patents

Motor controller

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JP2001292586A
JP2001292586A JP2000104795A JP2000104795A JP2001292586A JP 2001292586 A JP2001292586 A JP 2001292586A JP 2000104795 A JP2000104795 A JP 2000104795A JP 2000104795 A JP2000104795 A JP 2000104795A JP 2001292586 A JP2001292586 A JP 2001292586A
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JP
Japan
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motor
temperature rise
robot
value
output current
Prior art date
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Pending
Application number
JP2000104795A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Noritaka Yatani
徳孝 八谷
Masatoshi Kojima
正年 小島
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Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
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Publication date
Application filed by Denso Corp filed Critical Denso Corp
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Publication of JP2001292586A publication Critical patent/JP2001292586A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To properly protect an element or the like which is arranged around a motor from heat generation, by enhancing the accuracy of the prediction of the extent of temperature rise around the motor. SOLUTION: This controller is provided with a current sensor which detects an output current value i to a serve motor for driving each shaft (arm) of the body of a robot. The rotational speed r of each serve motor is detected by an encoder. A robot controller samples the output current i for each current sensor and the rotational speed r for each encoder, separately for each shafts (S1-S3) and obtains an average current 1 and an average rotational speed R from n pieces of sampling values (S4). Then, it computes a temperature rise ΔT, using both of those average current I and the average rotational speed R (S5), and compares the temperature rise ΔT with a set value Tmax (S6), and when the temperature rise ΔT is larger than a set value Tmax (S6: Y), it stops the drive of a servo motor (S7).

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、モータの回転を回
転伝達機構を介して出力する例えばロボット等のシステ
ムにおける、モータを制御するためのモータの制御装置
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a motor control device for controlling a motor in a system such as a robot that outputs the rotation of the motor via a rotation transmitting mechanism.

【0002】[0002]

【発明が解決しようとする課題】例えば産業用の多関節
型ロボットにおいては、多関節型アームからなるロボッ
ト本体に、各軸(アーム)を駆動するためのモータ(エ
ンコーダ付きのサーボモータ)を内蔵し、その駆動力を
例えば関節部に設けられた減速機等の回転伝達機構を介
してアームに伝達するようになっている。また、前記各
軸のサーボモータは、マイコン等から構成されるロボッ
トコントローラにより駆動制御されるようになってい
る。
For example, in an industrial articulated robot, a motor (servo motor with an encoder) for driving each axis (arm) is built in a robot body composed of articulated arms. Then, the driving force is transmitted to the arm via a rotation transmission mechanism such as a speed reducer provided at the joint, for example. Further, the servo motors of the respective axes are driven and controlled by a robot controller including a microcomputer or the like.

【0003】ところで、この種のロボットにあっては、
比較的熱に弱いエンコーダの素子等の保護を図るため
に、各軸のモータへの出力電流値から該モータの温度上
昇度合いを推定し、各軸のモータの周辺の温度が、その
素子等の使用許容温度を越えないように、ロボットの動
作を制限する制御が行なわれていた。
By the way, in this type of robot,
In order to protect the elements of the encoder which are relatively weak to heat, the degree of temperature rise of the motor is estimated from the output current value to the motor of each axis. Control has been performed to limit the operation of the robot so as not to exceed the allowable use temperature.

【0004】しかしながら、モータ周辺の温度上昇の要
因としては、モータ自体の発熱だけでなく、モータの高
速動作時の減速機のオイルシール部分などの摺動部にお
ける発熱があり、この減速機部分の発熱が大きい場合に
は、従来のようなモータへの出力電流値のみから温度上
昇度合いを推定するものでは、正確な温度上昇度合いが
推定できず、ひいてはモータの周辺の温度が素子の使用
許容温度を越えてしまう虞がある。尚、例えば温度セン
サを配設して実際のモータの周辺の温度を検出するとい
ったことも考えられるが、これでは、配線を含めた構成
の複雑化を招くと共に、信頼性が十分でなく、ロボット
に採用するには現実的ではない。
However, the cause of the temperature rise around the motor is not only the heat generated by the motor itself, but also the heat generated by a sliding portion such as an oil seal portion of the speed reducer during high-speed operation of the motor. If the heat generation is large, it is not possible to accurately estimate the degree of temperature rise by estimating the degree of temperature rise only from the output current value to the motor as in the past, and the temperature around the motor will be reduced to the allowable operating temperature of the element. May be exceeded. Incidentally, for example, it is conceivable to provide a temperature sensor to detect the temperature around the actual motor. However, this leads to complication of the configuration including the wiring, as well as insufficient reliability, and It is not realistic to adopt.

【0005】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的は、モータの周辺の温度上昇度合いの推定
の正確性を高めることができ、ひいてはモータの周辺に
配置される素子等の発熱からの保護を良好に行なうこと
ができるモータの制御装置を提供するにある。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object to improve the accuracy of estimating the degree of temperature rise around a motor, and to generate heat from elements and the like arranged around the motor. It is an object of the present invention to provide a motor control device capable of satisfactorily protecting the motor.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のモータの制御装置は、モータへの出力電流
値の検出と、モータの回転速度の検出との双方に基づい
て、モータ周辺の温度上昇度合いを推定するように構成
したものである(請求項1の発明)。ここで、モータの
周辺の温度上昇の要因は、大きく分けて、モータ自体の
発熱と、回転伝達機構部分における発熱とが考えられ
る。このとき、モータの発熱は、モータへの出力電流値
(トルク)に応じて大きくなり、また、回転伝達機構に
おける発熱は、モータの回転速度に応じて大きくなる。
In order to achieve the above-mentioned object, a motor control device according to the present invention provides a motor control device which detects a current value of an output current to a motor and a rotation speed of the motor. It is configured to estimate the degree of temperature rise in the surroundings (the invention of claim 1). Here, factors of the temperature rise around the motor are roughly classified into heat generation of the motor itself and heat generation in the rotation transmission mechanism. At this time, the heat generated by the motor increases according to the output current value (torque) to the motor, and the heat generated by the rotation transmission mechanism increases according to the rotation speed of the motor.

【0007】従って、請求項1の発明によれば、モータ
への出力電流値のみからモータの周辺の温度上昇度合い
を推定する場合と異なり、回転伝達機構部分における発
熱をも考慮した温度上昇度合いを推定することができ、
モータの周辺の温度上昇度合いの推定の正確性を高める
ことができ、ひいてはモータの周辺に配置される素子等
の発熱からの保護を良好に行なうことができるという優
れた効果を奏するものである。
Therefore, according to the first aspect of the present invention, unlike the case of estimating the degree of temperature rise around the motor only from the output current value to the motor, the degree of temperature rise taking into account heat generation in the rotation transmission mechanism is also considered. Can be estimated,
This provides an excellent effect that the accuracy of estimating the degree of temperature rise around the motor can be improved, and that the elements disposed around the motor can be well protected from heat generation.

【0008】より具体的には、モータ自体の発熱量は、
モータへの出力電流値(トルク)の二乗にほぼ比例し、
回転伝達機構における発熱量は、モータの回転速度の平
方根(二分の一乗)にほぼ比例する。そこで、平均出力
電流値と、平均回転速度とに基づき、次式により温度上
昇値を求めることができる(請求項2の発明)。
More specifically, the heat value of the motor itself is:
It is almost proportional to the square of the output current value (torque) to the motor,
The amount of heat generated by the rotation transmission mechanism is substantially proportional to the square root (half) of the rotation speed of the motor. Therefore, the temperature rise value can be obtained by the following equation based on the average output current value and the average rotation speed (the invention of claim 2).

【0009】[0009]

【数1】 これによれば、より正確な温度上昇値を推定することが
可能となる。尚、上記定数A,Bについては、実際の使
用条件等に応じて予め実験的に求めておくことができ
る。
(Equation 1) According to this, it is possible to estimate a more accurate temperature rise value. Note that the constants A and B can be experimentally obtained in advance according to actual use conditions and the like.

【0010】そして、推定された温度上昇度合いが設定
上限値を越えないように、モータの駆動を停止させる制
御を行なえば(請求項3の発明)、モータの周辺に配置
された素子等の、発熱からの保護を確実且つ効果的に行
なうことができる。尚、素子等を発熱から保護するため
の手段としては、他にも、モータの駆動速度を減速させ
たり、あるいは、例えば冷却ファン装置からの送風等に
より強制冷却するといったことも考えられる。
If the control of stopping the driving of the motor is performed so that the estimated temperature rise does not exceed the set upper limit value (invention of claim 3), elements such as elements disposed around the motor can be controlled. Protection from heat generation can be reliably and effectively performed. In addition, as a means for protecting the elements and the like from heat generation, it is also conceivable to reduce the driving speed of the motor or to forcibly cool by, for example, blowing air from a cooling fan device.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】以下、本発明を産業用の多関節型
ロボットの各軸の駆動用のモータの制御に適用した一実
施例について、図面を参照しながら説明する。まず、図
5は、本実施例に係る多関節(6軸)型ロボットの本体
1の外観を概略的に示しており、このロボット本体1
は、ベース2上に、6軸のロボットアームを有し、その
先端に図示しないハンド等のツールを取付けて構成され
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment in which the present invention is applied to control of a motor for driving each axis of an industrial articulated robot will be described below with reference to the drawings. First, FIG. 5 schematically shows the appearance of the main body 1 of the articulated (6-axis) robot according to the present embodiment.
Has a six-axis robot arm on a base 2 and a tool such as a hand (not shown) attached to the tip of the robot arm.

【0012】具体的には、前記ベース2上には、上方に
延びる第1アーム3が、垂直軸J1を中心に回動(旋
回)可能に連結され、この第1アーム3の上部には、上
方に延びる第2アーム4の下端部が水平軸J2を中心に
回動可能に連結されている。この第2アーム4の先端部
には、第3アーム5の基端部が水平軸J3を中心に回動
可能に連結され、この第3アーム5の先端部には、第4
アーム6の基端部が軸J4を中心に同軸回転可能に連結
されている。この第4アーム6の先端部には、第5アー
ム7が軸J5を中心に回転可能に連結され、第5アーム
7の先端面部には、前記ハンド等のツールが着脱可能に
取付けられるフランジ部8が、軸J6を中心に同軸回転
可能に設けられている。
Specifically, a first arm 3 extending upward is connected to the base 2 so as to be rotatable (turnable) around a vertical axis J1. The lower end of the second arm 4 extending upward is connected to be rotatable about a horizontal axis J2. A base end of a third arm 5 is connected to a tip end of the second arm 4 so as to be rotatable about a horizontal axis J3.
The base end of the arm 6 is connected so as to be coaxially rotatable about the axis J4. A fifth arm 7 is rotatably connected to the distal end of the fourth arm 6 about an axis J5, and a flange portion to which a tool such as the hand is detachably attached is provided on the distal end surface of the fifth arm 7. 8 is provided so as to be coaxially rotatable about the axis J6.

【0013】また、後に一部(第1アーム3)を代表さ
せて示すように、このロボット本体1内には、各軸を駆
動するためのサーボモータ9〜14(図2参照)や、各
軸の関節部に位置して、そのサーボモータ9〜14の回
転を各アーム3〜8に伝達するためのベルト伝達機構、
軸受、減速機、オイルシール等からなる回転伝達機構が
設けられている。
As will be shown later as a part (first arm 3), servomotors 9 to 14 (see FIG. 2) for driving the respective axes and robot A belt transmission mechanism for transmitting the rotation of the servo motors 9 to 14 to the respective arms 3 to 8 at a joint of the shaft;
A rotation transmission mechanism including a bearing, a speed reducer, an oil seal, and the like is provided.

【0014】さらに、図2に示すように、前記各サーボ
モータ9〜14には、回転速度検出手段としても機能す
るエンコーダ15〜20が設けられるようになってい
る。このロボット本体1には、マイコン等から構成され
るロボットコントローラ21が接続され、後述するよう
に、前記各軸のサーボモータ9〜14がこのロボットコ
ントローラ21により制御され、各種の動作(組立作
業)を行なうようになっている。
Further, as shown in FIG. 2, the servo motors 9 to 14 are provided with encoders 15 to 20 which also function as rotation speed detecting means. The robot body 1 is connected to a robot controller 21 composed of a microcomputer or the like. As will be described later, the servo motors 9 to 14 of the respective axes are controlled by the robot controller 21 to perform various operations (assembly work). Is to be performed.

【0015】ここで、それらロボットアームのうち第1
アーム3(第2アーム4との間の関節)部分を代表させ
て、その構成について説明する。図4に示すように、第
1アーム3は、金属(鋳物)製のフレーム3aの左側面
部をカバー3bで覆って構成され、その内部の下部に
は、第2アーム4を駆動するためのエンコーダ16付き
のサーボモータ10が右向きに配設されている。このサ
ーボモータ10の出力軸には駆動プーリ22が取付けら
れている。この第1アーム3のフレーム3aの右側壁上
部に、前記第2アーム4のフレーム4aの下部左側壁部
が回動可能に連結され且つ、前記サーボモータ10の駆
動力が伝達されるようになっている。
Here, the first of the robot arms is
The configuration of the arm 3 (joint with the second arm 4) will be described as a representative. As shown in FIG. 4, the first arm 3 is configured by covering a left side portion of a metal (casting) frame 3 a with a cover 3 b, and an encoder for driving the second arm 4 is provided at a lower portion inside the first arm 3. A servo motor 10 with 16 is disposed rightward. A drive pulley 22 is attached to an output shaft of the servo motor 10. The lower left wall of the frame 4a of the second arm 4 is rotatably connected to the upper part of the right wall of the frame 3a of the first arm 3, and the driving force of the servomotor 10 is transmitted. ing.

【0016】即ち、前記フレーム3aの右側壁上部に
は、円形の組付開口部3cが設けられ、その内部に後述
するように減速機23が設けられる。この減速機23
は、例えば中空状のハーモニックドライブからなり、周
知のように、楕円状のカムとその外周のボールベアリン
グとからなる中空状のウエーブジェネレータ24、その
外周に配置されるカップ状のフレクスプライン(弾性歯
車)25、その外周に噛合うサーキュラスプライン(内
歯車)26から構成される。一方、前記第2アーム4の
フレーム4aの下部左側壁部には、中空軸27が左方に
突出して設けられている。中空軸27の軸心は、軸J2
に一致している。
That is, a circular assembling opening 3c is provided in the upper part of the right side wall of the frame 3a, and a speed reducer 23 is provided therein as described later. This reduction gear 23
Is, for example, a hollow harmonic drive, and as is well known, a hollow wave generator 24 including an elliptical cam and a ball bearing on the outer periphery thereof, and a cup-shaped flex spline (elastic gear) disposed on the outer periphery thereof. ) 25, and a circular spline (internal gear) 26 meshing with the outer periphery thereof. On the other hand, a hollow shaft 27 is provided on the lower left wall of the frame 4a of the second arm 4 so as to protrude leftward. The axis of the hollow shaft 27 is the shaft J2.
Matches.

【0017】前記フレーム3aの組付開口部3cの内周
部には、例えばクロスローラベアリングからなる軸受2
8が設けられ、この軸受28により前記第2アーム4の
フレーム4aが軸J2を中心に回転可能に支持されてい
る。このとき、軸受28の外輪28aと、前記フレクス
プライン25と、支持部材29とがフレーム3aにいわ
ゆる共締め状態に固定されている。一方、軸受28の内
輪28bと、前記サーキュラスプライン26と、閉塞部
材30とがフレーム4aにいわゆる共締め状態に固定さ
れている。さらには、軸受28の右側面部には、外輪2
8aと内輪28bとの間に位置してオイルシール31が
設けられている。
A bearing 2 made of, for example, a cross roller bearing is provided on an inner peripheral portion of the mounting opening 3c of the frame 3a.
The frame 4a of the second arm 4 is supported by the bearing 28 so as to be rotatable about an axis J2. At this time, the outer ring 28a of the bearing 28, the flex spline 25, and the support member 29 are fixed to the frame 3a in a so-called co-tightened state. On the other hand, the inner race 28b of the bearing 28, the circular spline 26, and the closing member 30 are fixed to the frame 4a in a so-called co-tightened state. Further, the outer ring 2 is provided on the right side surface of the bearing 28.
An oil seal 31 is provided between the inner ring 8a and the inner ring 28b.

【0018】また、前記ウエーブジェネレータ24は、
前記中空軸27の外周部に僅かな隙間をもって配置さ
れ、その外周の軸方向左右両端部が、夫々前記支持部材
29の内周部との間に設けられた軸受32及び前記閉塞
部材30の内周部との間に設けられた軸受33により回
転可能に支持されている。また、このとき、軸受32の
左側にはオイルシール34が設けられ、軸受33の右側
にはオイルシール35が設けられている。
Further, the wave generator 24 includes:
The hollow shaft 27 is arranged with a small gap on the outer periphery thereof, and the left and right ends in the axial direction of the outer periphery are formed in the bearing 32 and the closing member 30 provided between the inner periphery of the support member 29 and the inner periphery thereof, respectively. It is rotatably supported by a bearing 33 provided between itself and the peripheral part. At this time, an oil seal 34 is provided on the left side of the bearing 32, and an oil seal 35 is provided on the right side of the bearing 33.

【0019】そして、前記中空軸27の先端(左端)側
外周部には、従動プーリ36が回転自在に設けられ、こ
の従動プーリ36が前記ウエーブジェネレータ24と連
結されている。さらには、前記駆動プーリ22と従動プ
ーリ36との間にタイミングベルト37が掛渡されてい
る。これにて、サーボモータ10の回転が、タイミング
ベルト37を介して従動プーリ36に伝達されてウエー
ブジェネレータ24が高速で回転し、その回転が減速機
23により減速されて第2アーム4に伝達されるように
なっているのである。
A driven pulley 36 is rotatably provided on the outer periphery of the tip (left end) of the hollow shaft 27, and the driven pulley 36 is connected to the wave generator 24. Further, a timing belt 37 is stretched between the driving pulley 22 and the driven pulley 36. As a result, the rotation of the servo motor 10 is transmitted to the driven pulley 36 via the timing belt 37 to rotate the wave generator 24 at high speed, and the rotation is reduced by the speed reducer 23 and transmitted to the second arm 4. It is becoming so.

【0020】尚、このとき、前記オイルシール31によ
り、減速機23内部への塵埃や水滴等の侵入が防止され
ると共に、該オイルシール31並びにオイルシール34
及び34により内部の潤滑油(図示せず)が外部に漏れ
出すことが防止されるのである。また、前記中空軸27
内には、配線38(想像線で一部示す)が通されるよう
になっている。さらには、詳しい図示及び説明は省略す
るが、他のアーム4〜8の関節部分についても同様の減
速機が設けられ、サーボモータ9〜14の回転が減速さ
れて伝達されるようになっている。
At this time, the oil seal 31 prevents dust and water droplets from entering the inside of the speed reducer 23, and also prevents the oil seal 31 and the oil seal 34 from entering.
And 34 prevent the internal lubricating oil (not shown) from leaking to the outside. In addition, the hollow shaft 27
Inside, a wiring 38 (partially shown by imaginary lines) is passed. Further, although detailed illustration and description are omitted, similar reduction gears are provided for the joints of the other arms 4 to 8 so that the rotation of the servo motors 9 to 14 is transmitted at a reduced speed. .

【0021】さて、図2は、前記ロボットコントローラ
21を中心とした電気的構成を概略的に示しており、こ
のロボットコントローラ21は、ロボット本体1の全体
を制御するメインCPUボード39と、各サーボモータ
9〜14を夫々制御するサーボドライバ40〜45を備
えて構成されている。このとき、前記メインCPUボー
ド39は、動作プログラムに基づいて、前記各サーボド
ライバ40〜45に対して位置指令信号を出力し、各サ
ーボドライバ40〜45はそれに基づいて各サーボモー
タ9〜14を駆動するようになっている。
FIG. 2 schematically shows an electrical configuration centered on the robot controller 21. The robot controller 21 includes a main CPU board 39 for controlling the entire robot main body 1, and each servo controller. It is provided with servo drivers 40 to 45 for controlling the motors 9 to 14, respectively. At this time, the main CPU board 39 outputs a position command signal to each of the servo drivers 40 to 45 based on the operation program, and the servo drivers 40 to 45 control the servo motors 9 to 14 based on the position command signal. It is designed to be driven.

【0022】また、前記各サーボドライバ40〜45に
は、前記各エンコーダ15〜20の位置(回転速度)検
出信号が入力されてフィードバック制御が行なわれるよ
うになっている。さらには、各サーボモータ9〜14へ
の通電線には、電流センサ46〜51が設けられ、その
電流検出信号が各サーボドライバ40〜45に入力され
るようになっている。従って、エンコーダ15〜20が
回転速度検出手段として機能し、各電流センサ46〜5
1がサーボモータ9〜14への出力電流値を検出する電
流検出手段として機能するようになっている。
The servo drivers 40 to 45 receive the position (rotational speed) detection signals of the encoders 15 to 20 and perform feedback control. Further, current sensors 46 to 51 are provided on the current supply lines to the servomotors 9 to 14, and their current detection signals are input to the servo drivers 40 to 45. Therefore, the encoders 15 to 20 function as rotation speed detecting means, and the current sensors 46 to 5
1 functions as current detecting means for detecting the output current value to the servo motors 9 to 14.

【0023】そして、後のフローチャート説明にて述べ
るように、ロボットコントローラ21(各サーボドライ
バ40〜45)は、そのソフトウエア的構成により、夫
々のサーボモータ9〜14への出力電流値と、回転速度
の双方に基づいて、サーボモータ9〜14の周辺の温度
上昇度合いを推定する温度推定手段として機能するよう
になっている。
As will be described later in the flow chart description, the robot controller 21 (each of the servo drivers 40 to 45) uses the software configuration to output an output current value to each of the servo motors 9 to 14, It functions as temperature estimating means for estimating the degree of temperature rise around the servo motors 9 to 14 based on both speeds.

【0024】ここで、サーボモータ9〜14の周辺の温
度上昇の要因は、大きく分けて、サーボモータ9〜14
自体の発熱と、回転伝達機構部分における発熱とが考え
られる。このとき、サーボモータ9〜14の発熱は、出
力電流値(トルク)に応じて大きくなり、また回転伝達
機構における発熱は、サーボモータ9〜14の回転速度
に応じて大きくなる。より詳細には、サーボモータ9〜
14自体の発熱量は、該サーボモータ9〜14の出力電
流値(トルク)の二乗にほぼ比例し、回転伝達機構にお
ける発熱量は、サーボモータ9〜14の回転速度の平方
根(二分の一乗)にほぼ比例する。サーボモータ9〜1
4の平均出力電流値と、平均回転速度と、温度上昇値と
の関係は、図3に示すようになる。
Here, the factors of the temperature rise around the servo motors 9 to 14 are roughly classified into the following.
It is considered that heat is generated by itself and heat generated by the rotation transmission mechanism. At this time, the heat generated by the servo motors 9 to 14 increases according to the output current value (torque), and the heat generated by the rotation transmission mechanism increases according to the rotation speed of the servo motors 9 to 14. More specifically, servo motors 9 to
The heating value of the servomotor 9-14 is substantially proportional to the square of the output current value (torque) of the servomotors 9-14, and the heating value of the rotation transmission mechanism is the square root (1/2) of the rotation speed of the servomotors 9-14. It is almost proportional to Servo motor 9-1
4 shows the relationship among the average output current value, the average rotation speed, and the temperature rise value.

【0025】そこで、より具体的には、本実施例では、
ロボットコントローラ21は、各軸(サーボモータ9〜
14)毎に、各電流センサ46〜51による出力電流値
i、及び、各エンコーダ15〜20による回転速度r
を、所定時間間隔でサンプリングし、所定個数(単位時
間)のサンプリング値から、平均電流値I及び平均回転
速度Rを求めるようになっている。そして、次式により
温度上昇値ΔTを算出するようになっている。
Therefore, more specifically, in this embodiment,
The robot controller 21 controls each axis (servo motors 9 to
14) For each, an output current value i from each of the current sensors 46 to 51 and a rotation speed r from each of the encoders 15 to 20
Are sampled at predetermined time intervals, and an average current value I and an average rotation speed R are obtained from a predetermined number (unit time) of sampling values. Then, the temperature rise value ΔT is calculated by the following equation.

【0026】[0026]

【数2】 尚、上記定数A,Bについては、実際の使用条件に応じ
て予め実験的に求められるようになっている。
(Equation 2) The constants A and B are experimentally determined in advance according to actual use conditions.

【0027】さらに、ロボットコントローラ21は、推
定された温度上昇値ΔTを、予め設定された設定値Tma
x (例えば70Kに設定される)と比較し、温度上昇値
ΔTが設定値Tmax よりも大きいときに、サーボドライ
バ40〜45によりサーボモータ9〜14の駆動を停止
させ、ひいてはロボット本体11の動作を停止させるよ
うになっている。従って、ロボットコントローラ21
が、停止手段としても機能するようになっている。
Further, the robot controller 21 converts the estimated temperature rise value ΔT into a predetermined set value Tma.
x (for example, set to 70K), and when the temperature rise value ΔT is larger than the set value Tmax, the servo drivers 40 to 45 stop driving the servo motors 9 to 14, and thus the operation of the robot body 11. Is to be stopped. Therefore, the robot controller 21
However, it also functions as stopping means.

【0028】次に、上記構成の作用について、図1も参
照して述べる。上記したロボット本体1の各軸のアーム
3〜8は、ロボットコントローラ21により各軸のサー
ボモータ9〜14が制御されることにより、所定の作業
プログラムに従って動作され、各種の作業を繰返し実行
する。図1のフローチャートは、そのロボット本体1の
動作時に、ロボットコントローラ21が実行する各軸に
おける温度上昇値推定の処理手順を示している。
Next, the operation of the above configuration will be described with reference to FIG. The arms 3 to 8 of each axis of the robot main body 1 are operated according to a predetermined work program by controlling the servo motors 9 to 14 of each axis by the robot controller 21 and repeatedly execute various works. The flowchart of FIG. 1 shows a processing procedure of estimating a temperature rise value in each axis executed by the robot controller 21 when the robot main body 1 operates.

【0029】即ち、ステップS1では、各電流センサ4
6〜51による出力電流値iが検出(サンプリング)さ
れ、次のステップS2では、各エンコーダ15〜20に
よる回転速度rが検出(サンプリング)される。これら
サンプリングは、所定個数nとなるまで所定時間間隔で
繰返し実行される(ステップS3)。所定個数のサンプ
リングが行なわれると(ステップS3にてYes)、次
のステップS4にて、平均電流値Iが、I=Σi/nの
式により算出されると共に、平均回転速度Rが、R=Σ
r/nの式により算出される。
That is, in step S1, each current sensor 4
The output current value i from 6 to 51 is detected (sampled), and in the next step S2, the rotational speed r by each of the encoders 15 to 20 is detected (sampled). These samplings are repeatedly executed at a predetermined time interval until the predetermined number n is reached (step S3). When a predetermined number of samplings have been performed (Yes in step S3), in the next step S4, the average current value I is calculated by the equation of I = Σi / n, and the average rotation speed R is calculated as R = Σ
It is calculated by the equation of r / n.

【0030】そして、次のステップS5では、温度上昇
値ΔTの推定(算出)が行なわれる。このΔTの算出
は、上述のように、次式により行なわれる。
Then, in the next step S5, the temperature rise value ΔT is estimated (calculated). The calculation of ΔT is performed by the following equation as described above.

【数2】 (Equation 2)

【0031】この場合、上述のように、サーボモータ9
〜14自体の発熱量は、該サーボモータ9〜14の出力
電流値(トルク)の二乗にほぼ比例し、回転伝達機構に
おける発熱量は、サーボモータ9〜14の回転速度の平
方根(二分の一乗)にほぼ比例するので、正確な温度上
昇値ΔTを推定することができる。
In this case, as described above, the servo motor 9
The heating value of the servomotors 9 to 14 is substantially proportional to the square of the output current value (torque) of the servomotors 9 to 14, and the heating value of the rotation transmission mechanism is determined by the square root (half-square) of the rotation speed of the servomotors 9 to 14. ), It is possible to estimate an accurate temperature rise value ΔT.

【0032】次のステップS6では、算出された温度上
昇値ΔTと、設定値Tmax (例えば70K)とが比較さ
れ、温度上昇値ΔTが設定値Tmax 以下であれば(N
o)、ステップS1からの処理が繰返される。一方、温
度上昇値ΔTが設定値Tmax を越えたときには(ステッ
プS6にてYes)、ステップS7にて、サーボモータ
9〜14の駆動が停止される。この場合、サーボモータ
9〜14のうち一つでも温度上昇値ΔTが設定値Tmax
を越えて停止されたならば、ロボット本体1全体の駆動
が停止される。
In the next step S6, the calculated temperature rise value ΔT is compared with a set value Tmax (for example, 70K), and if the temperature rise value ΔT is equal to or less than the set value Tmax (N
o), the processing from step S1 is repeated. On the other hand, when the temperature rise value ΔT exceeds the set value Tmax (Yes in step S6), the driving of the servomotors 9 to 14 is stopped in step S7. In this case, the temperature rise value ΔT of any one of the servomotors 9 to 14 is equal to the set value Tmax.
, The driving of the entire robot body 1 is stopped.

【0033】これにより、サーボモータ9〜14自身の
発熱と、回転伝達機構部分における発熱との双方を考慮
したより正確なサーボモータ9〜14の周辺(アーム3
〜8内の)の温度上昇度合いの推定を行なうことができ
る。そして、算出された温度上昇値ΔTが設定値Tmax
を越えたときに、サーボモータ9〜14の駆動を停止さ
せる制御を行なうようにしたので、エンコーダ15〜2
0の素子等の保護を確実かつ効果的に行なうことができ
る。ちなみに、設定値Tmax を70Kに設定することに
より、サーボモータ9〜14の周辺温度を90℃程度、
高くとも95℃以下に抑えることができる。
Thus, more accurate peripherals of the servo motors 9 to 14 (arms 3 and 14) taking into account both the heat generated by the servo motors 9 to 14 themselves and the heat generated by the rotation transmitting mechanism.
88) can be estimated. Then, the calculated temperature rise value ΔT is equal to the set value Tmax.
Control is performed to stop the driving of the servo motors 9 to 14 when it exceeds
The protection of the zero element and the like can be performed reliably and effectively. By the way, by setting the set value Tmax to 70K, the ambient temperature of the servo motors 9 to 14 can be set to about 90 ° C.
At most, it can be suppressed to 95 ° C. or less.

【0034】このように本実施例によれば、モータへの
出力電流値のみからモータの周辺の温度上昇度合いを推
定していた従来のものと異なり、回転伝達機構部分にお
ける発熱をも考慮した温度上昇度合いを推定することが
でき、サーボモータ9〜14の周辺の温度上昇度合いの
推定の正確性を高めることができる。この結果、サーボ
モータ9〜14の周辺に配置される素子等の発熱からの
保護を良好に行なうことができるという優れた効果を得
ることができるものである。
As described above, according to the present embodiment, unlike the prior art in which the degree of temperature rise around the motor is estimated only from the output current value to the motor, the temperature in consideration of heat generation in the rotation transmission mechanism is also considered. The degree of rise can be estimated, and the accuracy of estimation of the degree of temperature rise around the servomotors 9 to 14 can be improved. As a result, it is possible to obtain an excellent effect that the elements disposed around the servomotors 9 to 14 can be well protected from heat generation.

【0035】尚、上記実施例では、推定された温度上昇
値ΔTが設定値Tmax を越えたときに、サーボモータ9
〜14を停止させる制御を行なうようにしたが、モータ
周辺の素子等を発熱から保護するための手段としては、
他にも、モータの駆動速度を減速させたり、あるいは、
例えば冷却ファン装置からの送風等により強制冷却する
といったことも考えられる。その他、本発明はロボット
に限らず、モータを備えた機器全般に広く適用すること
ができる等、要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更して実
施し得るものである。
In the above embodiment, when the estimated temperature rise value ΔT exceeds the set value Tmax, the servo motor 9
-14 are controlled, but as a means for protecting elements and the like around the motor from heat generation,
In addition, reduce the driving speed of the motor, or
For example, forcible cooling by blowing air from a cooling fan device or the like may be considered. In addition, the present invention is not limited to robots, and can be applied to various devices including motors, for example, and can be appropriately modified and implemented without departing from the scope of the invention.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施例を示すもので、温度上昇値推
定の手順を示すフローチャート
FIG. 1 is a flowchart showing a procedure of estimating a temperature rise value according to an embodiment of the present invention.

【図2】ロボットの電気的構成を示すブロック図FIG. 2 is a block diagram showing an electrical configuration of the robot.

【図3】モータの平均出力電流値及び平均回転速度と温
度上昇値との関係を示す図
FIG. 3 is a diagram showing a relationship between an average output current value and an average rotation speed of a motor and a temperature rise value.

【図4】第1アーム部分の構成を示す縦断正面図FIG. 4 is a longitudinal sectional front view showing a configuration of a first arm portion.

【図5】多関節型ロボットの外観を示す側面図FIG. 5 is a side view showing the appearance of the articulated robot.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

図面中、1はロボット本体、3〜8はアーム、9〜14
はサーボモータ(モータ)、15〜20はエンコーダ
(回転速度検出手段)、21はロボットコントローラ
(温度推定手段、停止手段)、23は減速機、28,3
2,33は軸受、31,34,35はオイルシール、4
0〜45はサーボドライバ、46〜51は電流センサ
(電流検出手段)を示す。
In the drawing, 1 is a robot body, 3 to 8 are arms, 9 to 14
Is a servomotor (motor), 15 to 20 are encoders (rotation speed detecting means), 21 is a robot controller (temperature estimating means, stopping means), 23 is a speed reducer, 28 and 3
2, 33 are bearings, 31, 34, 35 are oil seals, 4
Numerals 0 to 45 denote servo drivers, and numerals 46 to 51 denote current sensors (current detecting means).

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 3F059 CA08 DA09 DD01 FA03 FA10 FB29 FC02 FC03 FC06 FC09 FC14 5G044 AA01 AA07 AC01 AD01 AE01 CA11 CC01 CE07 5H550 AA18 BB08 EE03 GG05 JJ04 KK06 LL07 LL22 LL39 LL53 MM06  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page F term (reference)

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 モータの回転を回転伝達機構を介して出
力するシステムにおける、前記モータを制御をする装置
であって、 前記モータへの出力電流値を検出する電流検出手段と、 前記モータの回転速度を検出する回転速度検出手段と、 前記電流検出手段により検出された電流値と、前記回転
速度検出手段により検出された回転速度との双方に基づ
いて、前記モータの周辺の温度上昇度合いを推定する温
度推定手段とを具備することを特徴とするモータの制御
装置。
1. A device for controlling the motor in a system for outputting rotation of the motor via a rotation transmission mechanism, wherein current detection means for detecting an output current value to the motor, and rotation of the motor. Rotation speed detection means for detecting a speed; estimating a temperature rise degree around the motor based on both the current value detected by the current detection means and the rotation speed detected by the rotation speed detection means. And a temperature estimating means.
【請求項2】 前記温度推定手段は、平均出力電流値
と、平均回転速度とに基づき、次式により温度上昇値を
求めることを特徴とする請求項1記載のモータの制御装
置。 【数1】
2. The motor control device according to claim 1, wherein said temperature estimating means obtains a temperature rise value by the following equation based on an average output current value and an average rotation speed. (Equation 1)
【請求項3】 前記温度推定手段により推定された温度
上昇度合いが、設定上限値を越えないように、前記モー
タの駆動を停止する停止手段を備えることを特徴とする
請求項1又は2記載のモータの制御装置。
3. The apparatus according to claim 1, further comprising a stop unit for stopping the driving of the motor such that a degree of temperature rise estimated by the temperature estimating unit does not exceed a set upper limit value. Motor control device.
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