JP2007066001A - Control unit for robot - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、アーム先端にツールを装着して使用する多関節ロボットの制御装置に関する。 The present invention relates to a control device for an articulated robot that is used with a tool attached to the tip of an arm.
産業用ロボットは、多関節アームの先端部にハンドリング用、溶接用、その他の切削用等のツールを装備し、各関節に設けられたサーボモータの駆動により所定の動作を行わせることで目的の作業を達成するものである。
そして、このようなアーム先端部にツールを装着するロボットにあっては、ツールのイナーシャ(ワークの保持を行うツールの場合にはワークを含んだ総合的なイナーシャ、以下、これらを「負荷イナーシャ」とする)の大きさによってアームの各部に負担を与えることになる。このため、従来のロボット制御装置にあっては、負荷イナーシャの大きさを考慮したフィードフォワード制御を行い、各関節のゲインをコントロールすることで各部の負担軽減を図っていた(例えば、特許文献1参照)。
And in such a robot that attaches a tool to the tip of the arm, the inertia of the tool (in the case of a tool that holds the workpiece, a comprehensive inertia including the workpiece, hereinafter referred to as `` load inertia '') The load on each part of the arm. For this reason, in the conventional robot control device, feedforward control is performed in consideration of the magnitude of the load inertia, and the burden on each part is reduced by controlling the gain of each joint (for example, Patent Document 1). reference).
しかしながら、上記フィードフォワード制御はロボットのアームの振動低減には有効だが、負荷イナーシャがより大きくなるとロボットの各部に生じる負担による耐久性の低下を回避するには不十分となる場合があった。また、負荷イナーシャがより大きくなると、非常停止や緊急停止時の従前の設定が対応しきれなくなるという問題があった。
このため、加速度やゲインで対応困難な程大きな負荷イナーシャを生じるツールを使用する場合には、関節の各軸の最高速度や荷搬重量がより低い値に規制された仕様の異なる別のロボットを用意する必要があった。
その結果、生産ラインにおいて同一工程内のロボットの種類が増加してしまい、適用検討の面、保守の面等で、余計な時間を取られる要因となっていた。つまり、このような制限が設けられているロボットについては汎用性が低く、通常範囲のイナーシャのツールを使用する場合でも、低速或いは低荷搬重量での作業しか行えず、作業効率の低下を招くという不都合もあった。
However, the feedforward control is effective in reducing the vibration of the robot arm, but if the load inertia becomes larger, it may be insufficient to avoid a decrease in durability due to a load generated in each part of the robot. In addition, when the load inertia becomes larger, there is a problem that the previous setting at the time of emergency stop or emergency stop cannot be handled.
For this reason, when using a tool that generates load inertia that is difficult to handle with acceleration or gain, use another robot with different specifications where the maximum speed and load weight of each axis of the joint are restricted to lower values. It was necessary to prepare.
As a result, the number of types of robots in the same process on the production line has increased, and this has been a factor in taking extra time in consideration of application and maintenance. In other words, robots with such restrictions are not very versatile, and even when using tools with inertia in the normal range, only low speed or low load weight work can be done, leading to a reduction in work efficiency. There was also an inconvenience.
本発明は、種々の負荷イナーシャに対応可能なロボットの制御装置を提供することをその目的とする。 It is an object of the present invention to provide a robot control apparatus that can cope with various load inertias.
請求項1記載の発明は、サーボモータによって駆動される複数の関節を備え、アーム先端に装着されるツールを交換可能な多関節ロボットの制御装置において、アーム先端に装着されるツールの負荷イナーシャの値に応じて、少なくとも最もアーム先端側となる関節における、少なくともモータ軸の角速度、トルク又はツールの荷搬重量のいずれかの制限値を設定する第一の制限設定手段と、多関節ロボットに対して前記制限値の範囲内で動作するように制御する動作制御手段とを備える、という構成を採っている。 According to the first aspect of the present invention, there is provided a control device for an articulated robot having a plurality of joints driven by a servo motor and capable of exchanging a tool attached to the arm tip. A first limit setting means for setting a limit value of at least one of the angular velocity of the motor shaft, the torque, or the load weight of the tool, at least for the joint at the most distal end side of the arm according to the value; And an operation control means for controlling to operate within the range of the limit value.
上記構成において、ツールの負荷イナーシャに応じて制限値を設定するのは、関節におけるモータ軸の角速度、トルク又はツールの荷搬重量のいずれか一種のみで良いし、これらの組み合わせであっても良い。
また、角速度又はトルクが制限される対象となる関節は、少なくとも最も先端の関節が含まれていれば良い。
なお、制限を受ける対象を荷搬重量とする場合において「荷搬重量」とは、ツールの重量のことを示し、ツールがワークなどの保持を行うハンドである場合にはワークを含むツール全体の重量を示すものとする。
In the above configuration, the limit value may be set in accordance with the load inertia of the tool by any one of the angular velocity of the motor shaft at the joint, the torque, or the load weight of the tool, or a combination thereof. .
Further, it is only necessary that at least the most distal joint is included in the joint whose angular velocity or torque is limited.
In addition, when the subject to be restricted is the loading weight, the “loading weight” indicates the weight of the tool, and when the tool is a hand that holds the workpiece, the entire tool including the workpiece is included. It shall indicate the weight.
請求項2記載の発明は、請求項1記載の発明と同様の構成を備えると共に、アーム先端に装着されるツールの負荷イナーシャの値に応じて、少なくとも最もアーム先端側となる関節のサーボモータの位置ループゲイン又は加速度の制限値を設定するフィードフォワード制御を行う第二の制限設定手段を備える、という構成を採っている。 The invention according to claim 2 has the same configuration as that of the invention according to claim 1, and at least the servomotor of the joint closest to the arm tip side according to the load inertia value of the tool attached to the arm tip. A configuration is adopted in which second limit setting means for performing feedforward control for setting a position loop gain or acceleration limit value is provided.
請求項1記載の発明では、ロボットのアームの先端部のイナーシャに応じてロボットの先端側の関節のサーボモータの軸速度、トルク又は荷搬重量の制限値を特定し、当該制限の範囲内でロボットに動作を行わせることができるので、使用するツールのイナーシャの値に応じて仕様の異なる別のロボットを用意する必要がなく、ロボットについてその汎用性の向上を図ることが可能となる。
さらに、サーボモータの軸速度、トルク又は荷搬重量について制限を設けるので、ロボットの各部に生じる負担による耐久性の向上を図り、或いは、非常停止や緊急停止時をより速やか且つ円滑に行うことが可能となる。
According to the first aspect of the present invention, the limit value of the axial speed, torque, or load weight of the servomotor of the joint on the distal end side of the robot is specified according to the inertia of the distal end portion of the robot arm, and within the range of the limitation Since the robot can be operated, it is not necessary to prepare another robot with different specifications according to the inertia value of the tool to be used, and the versatility of the robot can be improved.
In addition, because the servo motor shaft speed, torque or load weight is limited, durability can be improved due to the load on each part of the robot, or emergency stop and emergency stop can be performed more quickly and smoothly. It becomes possible.
請求項2記載の発明は、ツールの負荷イナーシャの値に応じてアーム先端側の関節のサーボモータの位置ループゲイン又は加速度の制限値を設定するので、アーム全体の振動、特に共振を抑制することができ、ロボットの動作の安定化を図ることが可能となる。 According to the second aspect of the present invention, the position loop gain or acceleration limit value of the servo motor of the joint on the arm tip side is set according to the load inertia value of the tool. It is possible to stabilize the operation of the robot.
(発明の実施形態の全体構成)
本発明の実施の形態を図1乃至図4に基づいて説明する。図1は、本発明の実施形態の概略構成図である。
上記実施形態では、溶接ガン等のツール15を先端部14で保持すると共に当該ツール15を任意の位置に移動させ或いは任意の向きに向ける動作を行うロボット10の動作制御を行うロボット制御装置20を示している。
(Overall configuration of the embodiment of the invention)
An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an embodiment of the present invention.
In the above embodiment, the
(ロボット)
制御対象となるロボット10は、土台となるベース11と、関節13で連結された複数のアーム12と、各関節13ごとに設けられた駆動源としてのサーボモータ16(図2参照)と、各サーボモータ16の軸角度をそれぞれ検出するエンコーダ17(図2参照)とを備えている。そして、連結されたアーム12の最先端部14にはロボット10の用途に応じたツール15(例えば溶接ガン等)が装備される。
上記各関節13は、アーム12の一端部を揺動可能として他端部を軸支する揺動関節と、アーム12自身をその長手方向を中心に回転可能に軸支する回転関節とのいずれかから構成される。つまり、本実施形態におけるロボット10はいわゆる多関節型ロボットに相当する。
また、ロボット10は、六つの関節13を具備しており、その先端部14のツール15を任意の位置に位置決めし任意の姿勢を取らせることが可能となっている。
なお、以下の説明において、六つの関節13については、必要に応じて、ベース11からアーム先端14に向かう順番で第1関節〜第6関節と区別して説明することとする。
(robot)
The
Each of the
Further, the
In the following description, the six
(ロボット制御装置)
ロボット制御装置20は、当該ロボット制御装置20全体を制御するシステムプログラムとロボット10の動作制御を行う制御プログラムと各種の初期設定データが格納されたROM22と、ROM22に格納された各種のプログラムを実行するCPU21と、CPU21の処理により各種データを格納するワークエリアとなるRAM23と、CPU21の実行する制御プログラムに従って決定されるロボット10の各関節13のサーボモータ16のトルク値に応じたサーボモータ駆動電流を通電するサーボ制御回路(サーボアンプ)24と、各関節13のエンコーダ出力をカウントするカウンタ25と、前述の制御プログラムの処理により求められるロボット10の制御に関する各種のデータが格納される記憶手段としてのメモリ26と、ロボット10の教示点、その他の各種の設定を入力するための例えばキーボード及びそのインターフェイスからなる入力手段27と、所定情報の表示出力を行う表示手段28と、上記各構成の信号の送受可能に接続するバス29とを備えている。
なお、上述のメモリ26は、格納されたデータを書き替え可能に記憶保持可能な手段であれば良く、例えば、不揮発性の半導体メモリ或いはいわゆるハードディスク装置等で構成されている。
また、上記カウンタ25及びサーボ制御回路24は、ロボット10の各関節13のサーボモータごとに個別に設けられているが図1では図示を省略している。
(Robot controller)
The
The above-described
The
(ロボット制御装置の制御系)
図2はロボット制御装置20の制御系を示すブロック線図である。この図2に示す制御系に示す各構成は、上記サーボ制御回路24とCPU21が処理プログラムを実行することでその機能を実現するものである。
図示の位置制御器31は、入力手段27からの教示点に基づく動作プログラムに従い生成された位置指令(各関節13ごとの角度位置)とエンコーダ17の位置帰還出力との偏差から、予め設定された位置ループゲインに基づいて速度指令信号を求めて位置制御を行う。
(Robot controller control system)
FIG. 2 is a block diagram showing a control system of the
The illustrated
速度制御器32は、速度指令と速度演算部36がエンコーダ17の位置帰還出力を時間微分して求めた速度帰還出力との偏差から、サーボモータ16に対する電流指令を求めて速度制御を行う。
電流制御器33は、電流指令とサーボモータ16への駆動電流を検出する電流検出器35からの電流帰還出力とから電流制御を行う。
増幅器34は、電流指令に基づいて駆動電流をサーボモータ16に通電を行う。
電流検出器35は増幅器34の通電電流に応じた電流帰還出力を行う。
The
The
The
The current detector 35 performs a current feedback output corresponding to the energization current of the
なお、上記構成位置制御器31,速度制御器32,電流制御器33,増幅器34,電流検出器35及び速度演算部36は、一般的な周知のサーボモータのフィードバック制御を行う構成である。
そして、上記構成位置制御器31,速度制御器32及び速度演算部36は、前述したCPU21が所定の処理プログラムを実行することによりソフトウェア的に実現する構成であり、電流制御器33,増幅器34及び電流検出器35は、それぞれの機能を実現可能に組まれた回路構成によりハードウェア的に実現する構成である。
The
The
さらに、第4〜第6関節13におけるロボット制御装置20の制御系にあっては、メモリ26に記憶されたツール15の負荷イナーシャに基づいて位置制御器31における位置ループゲインを更新する第二の制限設定手段としての位置ループゲイン演算部37を備えている。
この位置ループゲイン演算部37は、既知であるツール15の負荷イナーシャが入力手段27から入力されてメモリ26に記憶された場合、或いは後述するツール15の負荷イナーシャの算出処理により求められて記憶された場合のいずれを問わず、ツール15の負荷イナーシャが更新されると、当該負荷イナーシャの値に対応する位置ループゲインを求め、メモリ26に設定する。位置制御部31は、位置ループゲイン演算部37により設定された位置ループゲインに基づいて位置ループ制御を行う。
Further, in the control system of the
The position loop
メモリ26には負荷イナーシャと位置ループゲインとの対応関係を示すテーブルが予め記憶されており、上記位置ループゲイン演算部37はそのテーブルを参照して位置ループゲインの決定を行う。上記テーブルには、ツール15の負荷イナーシャの値に対して共振の発生を回避する位置ループゲインの値が記憶されている。
The
上記位置ループゲイン演算部37は、サーボモータのフィードフォワード制御を行う構成であり、前述したCPU21が所定の処理プログラムを実行することによりソフトウェア的に実現する構成である。
なお、位置ループゲイン演算部37の処理は、テーブルを参照して位置ループゲインを求めるのではなく、所定の関係式を用いて負荷イナーシャから算出する構成としても良い。
また、位置ループゲイン演算部37の処理において、予め負荷イナーシャの閾値を設定し、当該閾値を越える場合にのみ位置ループゲインを更新しても良い。
The position loop
The processing of the position loop
Further, in the process of the position loop
(制御装置が行う第一の制限設定手段としての処理)
ロボット制御装置20では、ツール15の負荷イナーシャについて一般的となる範囲が想定されており、それに基づいて各関節13のサーボモータ16の初期制限最高速度が設定されている。
そして、別のツール15への交換により、ロボット制御装置20のCPU21は、ロボット10の先端部14に装着されるツール15の負荷イナーシャが新たに特定されると、当該負荷イナーシャの値に応じて、アーム先端側の第5及び第6関節13におけるモータ軸の角速度の最高速度の制限値を設定する第一の制限設定手段としての処理を行う。図3はCPU21が所定の処理プログラムに従って上記処理を行う場合のフローチャートである。
(Processing as first limit setting means performed by the control device)
In the
When the load inertia of the
アーム先端部14に装着するツール15の負荷イナーシャが既知である場合には、ロボット10の非作動時、例えば教示の際に、入力手段27からの負荷イナーシャの数値入力を受け付け、オペレータから入力が行われると、CPU21は、メモリ26にその値を記憶する(ステップS1)。
なお、かかる負荷イナーシャの入力は、ツール15の重心位置におけるイナーシャであり、アーム先端位置において設定されるX−Y−Z方向の直交座標系における、各方向について入力を受け付けると共に、X,Y,Zの各方向の各イナーシャIxx,Iyy,Izzがメモリ26内に記憶される。
When the load inertia of the
The input of the load inertia is an inertia at the center of gravity position of the
次いで、CPU21は、メモリ26に登録されたX,Y,Zの各方向の負荷イナーシャの値と、予めメモリ26内に設定された各方向ごとのイナーシャの閾値との比較を行う(ステップS2)。
各方向の負荷イナーシャがいずれも閾値を超えない場合には、関節13におけるモータ軸の角速度の制限最高速度をイナーシャに応じた新たな値に更新することなく、或いは既に制限がかけられていた場合には、初期設定値である初期制限最高速度に戻して処理を終了する。
Next, the
When the load inertia in each direction does not exceed the threshold value, the maximum angular speed limit of the motor shaft at the joint 13 is not updated to a new value corresponding to the inertia or has already been limited. In this case, the initial limit value, which is the initial set value, is returned to the maximum speed limit, and the process ends.
また、各方向の負荷イナーシャのいずれか一つでも閾値を超える場合には、CPU21は、関節13におけるモータ軸の角速度の制限最高速度を各方向のイナーシャに応じて新たな値に更新する処理を行う。
まず、メモリ26内には予めロボット10について仕様上許容されるX,Y,Zの各方向の負荷イナーシャの最大値Icx,Icy,Iczが予め記録されており、これを読み出して、新たに登録された各方向の負荷イナーシャの値Ixx,Iyy,Izzとの比率Rx,Ry,Rzが求められる(ステップS3)。
そして、比率Rx,Ry,Rzの中で最大値Rが求められる(ステップS4)。
ついで、求められた最大比率Rの値と各関節13のサーボモータ16の初期制限最高速度Sj5,Sj6から次式(1),(2)により新たな制限最高速度Sj5’,Sj6’を算出し、その体をメモリ26内に登録する(ステップS5)。
Sj5’=Sj5×(1−0.3×R) …(1)
Sj6’=Sj6×(1−0.3×R) …(2)
If any one of the load inertias in each direction exceeds the threshold value, the
First, in the
Then, the maximum value R is obtained among the ratios Rx, Ry, Rz (step S4).
Next, new maximum maximum speeds Sj5 ′ and Sj6 ′ are calculated from the obtained maximum ratio R and the initial maximum maximum speeds Sj5 and Sj6 of the
Sj5 '= Sj5 x (1-0.3 x R) (1)
Sj6 '= Sj6 × (1−0.3 × R) (2)
第一の制限設定手段としての処理では、上述のようにして制限最高速度の更新が行われる。
なお、制限最高速度Sj5’,Sj6’の算出式は、各関節13のサーボモータやその軸受が目標寿命まで耐久させること或いはロボットの非常停止、緊急停止を効果的に行うことを目的として経験的に求められた関係式であり、耐久試験やシミュレーションにより求められた目標寿命まで耐久させるための他の関係式や非常停止や緊急停止を速やかに行うための試験により求められた他の関係式を採用しても良い。
In the process as the first limit setting means, the maximum limit speed is updated as described above.
The calculation formulas for the maximum speed limits Sj5 'and Sj6' are empirical for the purpose of making the servo motors and their bearings of each joint 13 endure to the target life, or effectively performing emergency stop and emergency stop of the robot. The other relational formulas obtained by the tests to quickly end emergency stop and emergency stop, as well as other relational formulas for endurance to the target life obtained by endurance tests and simulations. It may be adopted.
また、上記処理においては、ロボット10のアーム先端部14に最も近い第6関節と次に近い第5関節のサーボモータ16のみを最高速度制限の対象としているが、これは、ツール15の負荷イナーシャの影響が、アーム先端部14に近い関節13ほど影響を受けやすいことによる。ロボット10の設計仕様や構造によってはツール15のイナーシャの影響を受けることとなる他の関節13についても速度制限の対象としても良いことはいうまでもない。
また、登録された負荷イナーシャの大きさによって、第1〜第4関節13についてアーム先端14に近い位置から順番に速度制限を設ける対象に追加する処理を行っても良い。
Further, in the above processing, only the
Moreover, you may perform the process added to the object which provides speed limitation in order from the position near the arm front-end | tip 14 about the 1st-4th joint 13 by the magnitude | size of the registered load inertia.
(制御装置が行う動作制御手段としての処理)
図4はCPU21が所定の処理プログラムにより教示から動作の実行までの制御を行う場合のフローチャートである。
入力手段27から、ロボット10のツール15の移動軌跡の指標となる教示点の位置の入力が行われると(ステップS11)、CPU21は、アーム先端部14が入力された教示点に到達するまでに描くべき直線或いは曲線の軌跡と、その軌跡に沿って所定間隔で配置される複数の補間点(移動目的位置)の座標を周知の演算処理によって求める(ステップS12)。
(Processing as operation control means performed by the control device)
FIG. 4 is a flowchart in the case where the
When the input of the teaching point position serving as an index of the movement locus of the
さらに、CPU21は、各補間点の座標から、ロボット10の各関節13のサーボモータ16の位置指令の出力を当該指令の出力周期ごとに順番に算出する(ステップS13)。
さらに、算出された第5及び第6関節のサーボモータ16の位置指令から、二つの関節13のサーボモータ16の角速度が求められる(ステップS14)。そして、前述の第一の制限設定手段の処理に基づいて求められた制限最高速度を超えるか否かを判定する(ステップS15)。
Further, the
Further, the angular velocities of the
第5又は第6関節のいずれか一方でも算出角速度が各々の制限最高速度を超える場合には、制限最高速度を超えないように位置指令が修正される(ステップS16)。そして、その位置指令がメモリ26内に記憶される(ステップS17)。
また、ステップS15の判定により、制限最高速度を超えないときには、ステップS13で求められた位置指令がそのままメモリ26内に記憶される。
When the calculated angular velocity exceeds the respective maximum limit speeds in either the fifth or sixth joint, the position command is corrected so as not to exceed the maximum limit speeds (step S16). Then, the position command is stored in the memory 26 (step S17).
If the maximum speed limit is not exceeded as determined in step S15, the position command obtained in step S13 is stored in the
次いで、教示点入力による全ての位置指令がメモリ26内に記録されたかを判定し(ステップS18)、全ての位置指令が求まっていない場合には、ステップS13に戻って次の位置指令の算出を行い、全ての位置指令が完了した場合には処理を終了する。 Next, it is determined whether or not all position commands due to teaching point input have been recorded in the memory 26 (step S18). If all the position commands have not been obtained, the process returns to step S13 to calculate the next position command. If all position commands are completed, the process is terminated.
上記処理により、ロボット10に一連の動作を行わせるための第1〜第6関節の各サーボモータ16の位置指令からなる動作プログラムがメモリ26内に生成される。
そして、ロボット10の駆動時には、かかる動作プログラムがメモリ26内から読み出され、順番に各サーボモータ16の位置指令が出力され、図2に示す制御系のフィードバック制御及びフィードフォワード制御にかけられて、ロボットの動作制御が行われる。
As a result of the above processing, an operation program including position commands for the
When the
(実施形態の効果)
上記構成からなるロボット制御装置20では、ロボット10のアームの先端部14の負荷イナーシャが予め設定された閾値を超える場合に、第5及び第6関節13,13のサーボモータ16の軸速度についてイナーシャに応じた制限速度を設定し、当該制限の範囲内でロボット10に動作を行わせることができるので、使用するツール15によってその負荷イナーシャの値が変動した場合であっても、仕様の異なる別のロボットを用意する必要がなく作業を行うことが可能となり、ロボットの汎用性の向上を図ることが可能となる。
さらに、位置ループゲイン演算部37により、第5及び第6関節13,13のサーボモータの軸速度について制限を設けるので、ロボット10の各部に生じる負担による耐久性の向上を図り、或いは、非常停止や緊急停止時をより速やか且つ円滑に行うことが可能となる。
(Effect of embodiment)
In the
Further, since the position loop
第4〜第6関節13における制御系において、ツール15の負荷イナーシャの値に応じて各サーボモータ16の位置ループゲインの制限値を設定する位置ループゲイン演算部37を備えるので、アーム全体の振動、特に共振を抑制することができ、ロボット10の動作の安定化を図ることが可能となる。
Since the control system in the fourth to
(その他)
制限最高速度に従ってロボット10の動作制御を行う動作制御手段としての処理では、ロボット10の動作プログラムを生成する段階で予め制限最高速度を超えないように位置指令を算出しているが、特にこれに限定されず、例えば、ロボット10の動作の実行中に制限最高速度を超えないように動作制御を行っても良い(例えば、ロボット10の作動時においてエンコーダ17からの速度帰還出力から速度を見張り、制限最高速度を超えないように動作制御を行っても良い)。
(Other)
In the processing as the operation control means for controlling the operation of the
また、第二の制限設定手段としての位置ループゲイン演算部37では、負荷イナーシャに応じて位置ループゲインの制限を行っているが、位置ループゲインに限らず、速度制御部32に対するフィードフォワード制御によってアーム先端部側のサーボモータ16の加速度を、負荷イナーシャの値に対応する制限加速度に修正する処理を行っても良い。
Further, in the position loop
また、第一の制限設定手段としての処理では、負荷イナーシャに応じてアーム先端部側のサーボモータ16の軸速度の制限を行っているが、軸速度に限らず、各サーボモータ16のトルク値の制限を加えても良い。また、軸速度とトルク値の両方に制限を加えても良い。
また、第一の制限設定手段としての処理では、負荷イナーシャに応じてツールの荷搬重量について制限を加えても良い。また、ツール15が溶接ガンではなく、ワークの保持及び搬送を行うハンド等の場合には、ハンドとワークの合計重量を荷搬重量として制限を加えるようにすることが望ましい。この場合も、各サーボモータ16の軸速度とトルク値の制限と同時に制限を加えても良い。
In the processing as the first limit setting means, the shaft speed of the
In the process as the first limit setting means, a limit may be imposed on the load weight of the tool according to the load inertia. In addition, when the
また、上記ロボットの制御装置20では、ツール15の各軸回りの負荷イナーシャが予め分かっており、入力手段27からの数値入力により負荷イナーシャのデータが取得可能な場合を例示したが、ツール15の負荷イナーシャ(ワークを保持するツールの場合にはワーク保持状態での負荷イナーシャ)が未知の場合には、特開2004-25387号に記載されたロボットのアーム先端部の負荷重量及び重心位置自動算出方法を実行する算出手段を制御装置20に設けても良い。
かかる算出方法では、ツール15に替えて負荷重量及び重心位置が既知である負荷をロボット10のアーム先端14に装着し、重心位置と負荷重量とから理論的に求まる最先端関節(第6関節)のサーボモータの理論電流値と実際に装着して検出される実電流値との比から補正係数を算出する。
そして、未知のツール15を装着して少なくとも未知のツール15に対して四以上の姿勢からそれぞれ得られる最先端のサーボモータ16の検出駆動電流を検出する。その一方で、サーボモータ16の軸回りの力学的に生じるトルクと駆動電流に基づいて生じるトルクとから成立するツールの負荷重量及びX,Y,Z軸の重心位置とが未知数の方程式を前述した四以上の姿勢により連立し、前述の補正係数と各検出電流とに基づいて負荷重量と重心位置を算出する。
以上の処理をロボット制御装置20に実行させることで、負荷イナーシャが未知のツール15について当該負荷イナーシャの算出を行い、メモリ26に登録し、第一及び第二の制限設定手段による各種の制限を行っても良い。
Further, in the
In this calculation method, instead of the
Then, an
By causing the
10 ロボット
13 関節
14 アーム先端
15 ツール
16 サーボモータ
20 ロボット制御装置
21 CPU
22 ROM
26 メモリ
37 位置ループゲイン演算部(第二の制限設定部)
10
22 ROM
26
Claims (2)
前記アーム先端に装着されるツールの負荷イナーシャの値に応じて、少なくとも最もアーム先端側となる関節における、少なくともモータ軸の角速度、トルク又はツールの荷搬重量のいずれかの制限値を設定する第一の制限設定手段と、
前記多関節ロボットに対して前記制限値の範囲内で動作するように制御する動作制御手段とを備えることを特徴とするロボット制御装置。 In a control apparatus for an articulated robot having a plurality of joints driven by a servo motor and capable of exchanging a tool attached to the tip of the arm,
According to the load inertia value of the tool attached to the arm tip, at least a limit value of at least one of the angular velocity of the motor shaft, the torque, and the load weight of the tool in the joint closest to the arm tip side is set. A limit setting means;
An operation control means for controlling the articulated robot to operate within the range of the limit value.
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