JP2003025272A5 - - Google Patents

Claims (17)

1. 位置指令、速度指令、加速度指令のうちの少なくとも１つから必要駆動トルク指令の各要素を演算する必要駆動トルク指令要素演算手段と、位置、速度、加速度のうちの少なくとも１つ及び前記必要駆動トルク指令要素演算手段により演算された必要駆動トルク指令の各要素のうちの少なくとも１つを用いて必要駆動トルクを演算する必要駆動トルク演算手段と、上側しきい値及び下側しきい値を演算するしきい値演算手段と、前記必要駆動トルク、前記上側しきい値、前記下側しきい値及びロボットの各軸を駆動するモータの電流に基づいて衝突を判別する衝突判別手段とを備えたロボット制御装置。
2. 位置指令、速度指令、加速度指令のうちの少なくとも１つから必要駆動トルク指令の各要素を演算する必要駆動トルク指令要素演算手段と、各軸の制御系を模擬し位置、速度、加速度の推定値を位置指令、速度指令、加速度指令から演算する位置速度加速度推定手段と、前記位置速度加速度推定手段により推定された位置、速度、加速度のうちの少なくとも１つ及び前記必要駆動トルク指令要素演算手段により演算された必要駆動トルク指令の各要素のうちの少なくとも１つを用いて必要駆動トルクを演算する必要駆動トルク演算手段と、上側しきい値及び下側しきい値を演算するしきい値演算手段と、前記必要駆動トルク、前記上側しきい値、前記下側しきい値及びロボットの各軸を駆動するモータの電流に基づいて衝突を判別する衝突判別手段とを備えたロボット制御装置。
3. 必要駆動トルク指令要素演算手段及び必要駆動トルク演算手段により使用されるパラメータ値のうちの少なくとも１つをオンラインで推定するパラメータ推定手段を備えたことを特徴とする請求項１または請求項２記載のロボット制御装置。
4. 必要駆動トルク演算手段及び必要駆動トルク指令要素演算手段の演算を行う際、パラメータ推定手段のパラメータ推定値の現在値ではなく一定時間前の値を用いて演算を行うことを特徴とする請求項３記載のロボット制御装置。
5. 上側しきい値及び下側しきい値の双方に高レベルしきい値と低レベルしきい値を設け、必要駆動トルク演算手段により演算された必要駆動トルクと各軸モータを駆動するモータの電流より算出した実駆動トルクの差が上側高レベルしきい値以上もしくは下側高レベルしきい値以下となった場合、あるいは、必要駆動トルク演算手段により演算された必要駆動トルクと各軸モータを駆動するモータの電流より算出した実駆動トルクの差が所定時間以上連続して上側低レベルしきい値以上もしくは下側低レベルしきい値以下となった場合に衝突と判別する衝突判別手段を備えたことを特徴とする請求項１から請求項４のうちのいずれか１項記載のロボット制御装置。
6. しきい値演算手段により演算された上側しきい値及び下側しきい値に基づいて上側トルク余裕値及び下側トルク余裕値を演算するトルク余裕演算手段と、必要駆動トルク演算手段により演算された必要駆動トルク、前記上側トルク余裕値及び前記下側トルク余裕値に基づいて駆動トルク上側制限値及び駆動トルク下側制限値を演算するトルク制限値演算手段と、モータ駆動トルクが常に駆動トルク上側制限値以下でかつ、駆動トルク下側制限値以上となるようにモータ駆動トルクを制限するモータ駆動トルク制限手段とを備えたことを特徴とする請求項１から請求項５のうちのいずれか１項記載のロボット制御装置。
7. しきい値演算手段により演算された上側しきい値及び下側しきい値に基づいて上側トルク余裕値及び下側トルク余裕値を演算するトルク余裕演算手段と、必要駆動トルク指令要素演算手段により演算された必要駆動トルク指令要素、前記上側トルク余裕値及び下側トルク余裕値に基づいて駆動トルク上側制限値及び駆動トルク下側制限値を演算するトルク制限値演算手段と、モータ駆動トルクが常に駆動トルク上側制限値以下でかつ、駆動トルク下側制限値以上となるようにモータ駆動トルクを制限するモータ駆動トルク制限手段とを備えたことを特徴とする請求項１から請求項５のうちのいずれか１項記載のロボット制御装置。
8. モータ駆動電流測定値に応じてしきい値演算手段により演算される上側しきい値及び下側しきい値を変更することを特徴とする請求項１から請求項７のうちのいずれか１項記載のロボット制御装置。
9. 必要駆動トルク指令要素演算手段により演算された必要駆動トルク指令要素及び前記必要駆動トルク指令要素の差分に応じてしきい値演算手段により演算される上側しきい値及び下側しきい値を変更することを特徴とする請求項１から請求項７のうちのいずれか１項記載のロボット制御装置。
10. 加速度指令及び加加速度指令に応じてしきい値演算手段により演算される上側しきい値及び下側しきい値を変更することを特徴とする請求項１から請求項７のうちのいずれか１項記載のロボット制御装置。
11. 必要駆動トルク指令要素演算手段及び必要駆動トルク演算手段の内部での演算に用いる手先負荷関連のパラメータとして手先負荷の設定値もしくは推定値をそのまま用いるのではなく、手先負荷の設定値もしくは推定値を平滑化手段に入力し、平滑化手段の出力を手先負荷値として必要駆動トルク指令要素演算手段及び必要駆動トルク演算手段の内部での演算を行うことを特徴とする請求項１から請求項１０のうちのいずれか１項記載のロボット制御装置。
12. 衝突判別手段による衝突判別時の位置及び速度を記憶する位置速度記憶手段と、前記位置速度記憶手段に記憶された衝突判別時の位置及び速度と現在の位置とに応じて、少なくとも1つの軸が衝突判別時の動作方向とは逆向きに規定値以上動作した場合にロボットが反転し過ぎていると判別し、ロボットを緊急停止させる過度反転判別手段とを備えたことを特徴とする請求項１から請求項１１のうちのいずれか１項記載のロボット制御装置。
13. 衝突判別手段による衝突判別時の速度を記憶する速度記憶手段と、前記速度記憶手段に記憶された衝突判別時の速度と現在の速度とに応じて、少なくとも１つの軸の速度が衝突判別時の動作方向とは逆向き、かつ、その大きさが規定値以上である場合はロボットが反転し過ぎていると判別し、ロボットを緊急停止させる過度反転判別手段とを備えたことを特徴とする請求項１から請求項１１のうちのいずれか１項記載のロボット制御装置。
14. 感度を設定する感度設定手段を備え、衝突判別手段は、必要駆動トルク、上側しきい値、下側しきい値、前記感度設定手段により設定された感度、およびロボットの各軸を駆動するモータの電流に基づいて衝突を判別し、前記感度設定手段により設定される感度を、ロボットを動作させて得られたデータに基づいて決定することを特徴とする請求項１から請求項１３のうちのいずれか１項記載のロボット制御装置。
15. 衝突判別手段による衝突判別により停止した場合に、指令値生成手段は、押し込み方向に指令が出された場合に指令を無効とし、警告を発することを特徴とする請求項１から請求項１４のうちのいずれか１項記載のロボット制御装置。
16. 必要駆動トルク演算手段は、速度が０の領域におけるステップ状の変化モデルにフィルタを加えたモデルを用いてクーロン摩擦を算出し、そのクーロン摩擦に基づいてロボットの各軸を駆動するために必要なトルクを演算することを特徴とする請求項１から請求項１５のうちのいずれか１項記載のロボット制御装置。
17. 加減速方向に応じてしきい値に乗算する加減速方向重みを決定する加減速方向重み決定手段を備え、しきい値演算手段は、前記加減速方向重み決定手段により決定された加減速方向重みを乗算することによりしきい値を演算することを特徴とする請求項１から請求項１６のうちのいずれか１項記載のロボット制御装置。