JP2016087700A - 負荷情報の設定を確認する機能を備えた制御装置 - Google Patents

負荷情報の設定を確認する機能を備えた制御装置 Download PDF

Info

Publication number
JP2016087700A
JP2016087700A JP2014220508A JP2014220508A JP2016087700A JP 2016087700 A JP2016087700 A JP 2016087700A JP 2014220508 A JP2014220508 A JP 2014220508A JP 2014220508 A JP2014220508 A JP 2014220508A JP 2016087700 A JP2016087700 A JP 2016087700A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
torque
control device
threshold
load information
posture
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2014220508A
Other languages
English (en)
Inventor
優 池田
Yu Ikeda
優 池田
広光 高橋
Hiromitsu Takahashi
広光 高橋
有田 創一
Souichi Arita
創一 有田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fanuc Corp
Original Assignee
Fanuc Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fanuc Corp filed Critical Fanuc Corp
Priority to JP2014220508A priority Critical patent/JP2016087700A/ja
Priority to US14/918,602 priority patent/US20160121484A1/en
Priority to DE102015013635.6A priority patent/DE102015013635A1/de
Priority to CN201510713108.XA priority patent/CN105573249A/zh
Publication of JP2016087700A publication Critical patent/JP2016087700A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16Programme controls
    • B25J9/1628Programme controls characterised by the control loop
    • B25J9/1633Programme controls characterised by the control loop compliant, force, torque control, e.g. combined with position control
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16Programme controls
    • B25J9/1628Programme controls characterised by the control loop
    • B25J9/1638Programme controls characterised by the control loop compensation for arm bending/inertia, pay load weight/inertia
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00Programme-control systems
    • G05B19/02Programme-control systems electric
    • G05B19/18Numerical 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
    • G05B19/406Numerical 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
    • G05B19/4062Monitoring servoloop, e.g. overload of servomotor, loss of feedback or reference
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16Programme controls
    • B25J9/1674Programme controls characterised by safety, monitoring, diagnostic
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00Program-control systems
    • G05B2219/30Nc systems
    • G05B2219/32Operator till task planning
    • G05B2219/32403Supervisory control, monitor and control system, by operator or automatic
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00Program-control systems
    • G05B2219/30Nc systems
    • G05B2219/39Robotics, robotics to robotics hand
    • G05B2219/39188Torque compensation
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S901/00Robots
    • Y10S901/02Arm motion controller
    • Y10S901/09Closed loop, sensor feedback controls arm movement

Abstract

【課題】負荷情報が適切に設定されていることを簡易な方法で確認できるようにした制御装置を提供する。
【解決手段】制御装置10は、サーボモータ34から付与されるトルクによって自動機械の姿勢が保持される静止状態にあるときに、予め設定された負荷情報に基づいて、姿勢を保持するのに必要な推定トルクを計算する推定トルク計算部12と、姿勢を保持するのに実際に付与されている実トルクを計算する実トルク計算部13と、推定トルクと実トルクとの誤差を予め定められる第1の閾値と比較するトルク比較部14と、誤差が第1の閾値を超えた場合に、自動機械の以降の動作を停止させる停止処理部15と、を備えている。
【選択図】図2

Description

本発明は、ロボット又は工作機械などの産業用機械を制御する制御装置に関する。
サーボモータにより駆動されるロボット、又は工作機械などの産業用機械において、追従遅れを低減するために、フィードフォワード制御が広く採用されている。フィードフォワード制御を適切に実行するためには、制御対象の動特性を正確に把握する必要がある。そのため、ロボット又は工作機械が付加的な物体を備えている場合、例えば加工ツールを備える場合、又はワークを把持したりする場合には、それら物体(以下、「負荷」という。)の質量、重心位置、慣性行列(以下、「負荷情報」という。)を取得する必要がある。一般的に、負荷情報は、ユーザによって手動で入力されるか、又は推定機能を利用して求められる。
特許文献1には、サーボモータで駆動される複数の軸を有するロボット又は工作機械を制御する制御方法において、フィードフォワード制御を実行する際に使用される、負荷重量のパラメータを推定することが開示されている。この公知技術によれば、既知の条件を含む複数の異なる条件下で対象の軸についてトルクを測定し、モーメントの釣合いを表す複数の連立方程式を解くことによって、負荷重量のパラメータが求められる。
特許文献2には、ロボットによって把持されるワークの重量及び重心位置を推定する負荷推定方法が開示されている。この公知技術によれば、ワークの重量を考慮せずにモータに対して送出されるトルク指令と、ワークの影響を受ける実際のトルクとの間の差異に基づいて、ワークの重量を推定する。
特開平9−091004号公報 特開2011−235374号公報 特開2005−088140号公報
特許文献1又は特許文献2に記載された公知技術は、未知の負荷情報を設定する際に有用である。しかしながら、ロボット又は工作機械などの自動機械の運転時には、ツールが交換されたり、ワークが把持され、若しくは解放されたり、又は複数の種類のワークが無作為に扱われたりするので、負荷が随時変化することがある。そのため、状況に応じて変化する負荷に合わせて、負荷情報を随時切替える必要がある。負荷情報が適切に設定されていない場合、意図した制御を実行できなくなったり、機構部が損傷を受けたり、又は自動機械が不必要に低速で動作してサイクルタイムが増大したりする。そこで、負荷情報が適切に設定されていることを確認する必要がある。
特許文献3には、物体に付与された無線ICタグを介して、情報サーバから物体処理用情報を取得し、その物体処理情報に基づいて、当該物体に対する処理を実行する物体処理方法が開示されている。この公知技術によれば、形状及び重量などの物体固有の情報を無線ICタグに記憶させることができるので、処理しようとする物体の負荷情報を随時取得できる。
しかしながら、特許文献3に記載された公知技術によれば、対象物に無線ICタグを付与する必要があるし、タグリーダ、サーバなどの付加的な要素が必要になるので、容易に導入することができないし、コスト増大につながる。そこで、負荷情報が適切に設定されていることを簡易な方法で確認できるようにした制御装置が求められている。
1番目の発明によれば、予め設定された負荷情報に基づいて、サーボモータによって駆動される複数の軸を有する自動機械を制御する制御装置であって、前記サーボモータから付与されるトルクによって前記自動機械の姿勢が保持される静止状態にあるときに、前記負荷情報に基づいて、前記姿勢を保持するのに必要な前記サーボモータの推定トルクを計算する推定トルク計算部と、前記姿勢を保持するのに前記サーボモータによって実際に付与されている実トルクを計算する実トルク計算部と、前記推定トルクと前記実トルクとの誤差を予め定められる第1の閾値と比較するトルク比較部と、前記誤差が前記第1の閾値を超えた場合に、前記自動機械の以降の動作を停止させる停止処理部と、を備える制御装置が提供される。
2番目の発明によれば、1番目の発明に係る制御装置において、前記トルク比較部が、前記誤差を予め定められる第2の閾値と比較するように構成されており、当該制御装置が、前記誤差と前記第2の閾値との比較結果を通知する通知処理部をさらに備える。
3番目の発明によれば、1番目又は2番目の発明に係る制御装置において、前記実トルク計算部が、前記サーボモータのフィードバック電流及び前記サーボモータのトルク定数に基づいて、前記実トルクを計算するように構成される。
4番目の発明によれば、1番目又は2番目の発明に係る制御装置において、前記実トルク計算部が、前記自動機械に取付けられたトルクセンサによる計測結果に基づいて、前記実トルクを計算するように構成される。
5番目の発明によれば、1番目から4番目のいずれかの発明に係る制御装置において、前記推定トルク計算部は、既知の負荷が付与される状態、又は無負荷状態において前記自動機械の姿勢を保持するのに必要なトルクを求めることによって計算される静摩擦トルクに基づいて、前記推定トルクを補正するように構成される。
6番目の発明によれば、1番目から5番目のいずれかの発明に係る制御装置において、前記第1の閾値が、前記推定トルクの大きさに応じて設定される。
7番目の発明によれば、2番目の発明に係る制御装置において、前記第2の閾値が、前記推定トルクの大きさに応じて設定される。
8番目の発明によれば、1番目から7番目のいずれかの発明に係る制御装置において、前記第1の閾値が、既知の負荷が作用する状態、又は無負荷状態において前記自動機械の姿勢を保持するのに必要なトルクのばらつきに基づいて設定される。
9番目の発明によれば、2番目の発明に係る制御装置において、前記第2の閾値が、既知の負荷が作用する状態、又は無負荷状態において前記自動機械の姿勢を保持するのに必要なトルクのばらつきに基づいて設定される。
10番目の発明によれば、予め設定された負荷情報に基づいて、サーボモータによって駆動される複数の軸を有する自動機械を制御する制御装置であって、前記サーボモータから付与されるトルクによって前記自動機械の姿勢が保持される静止状態にあるときに、前記負荷情報に基づいて、前記姿勢を保持するのに必要な前記サーボモータの推定トルクを計算する推定トルク計算部と、前記姿勢を保持するのに前記サーボモータによって実際に付与されている実トルクを計算する実トルク計算部と、前記推定トルクと前記実トルクとの誤差を予め定められる閾値と比較するトルク比較部と、前記誤差が前記閾値を超えた場合に、前記負荷情報が不適切であることをユーザに通知する通知処理部と、を備える制御装置が提供される。
これら及び他の本発明の目的、特徴及び利点は、添付図面に示される本発明の例示的な実施形態に係る詳細な説明を参照することによって、より明らかになるであろう。
本発明に係る制御装置によれば、予め設定された負荷情報に基づいて算出される、自動機械の姿勢を保持するのに必要な推定トルクと、実際に姿勢を保持するために出力されている実トルクとを比較し、その比較結果に基づいて、負荷情報が適切であるか否かを自動的に判定する。制御装置は、負荷情報が不適切であると判定されたときは、機械を停止させたり、又は異常をユーザに通知したりするように構成される。それにより、不適切な負荷情報に起因して機械が誤作動したり、機構部が損傷したりするのを防止できるようになる。
本発明を適用可能なロボットシステムの構成例を示す図である。 一実施形態に係る制御装置の機能を示すブロック図である。 一実施形態に係る制御装置によって実行される処理の流れを示すフローチャートである。 別の実施形態に係る制御装置の機能を示すブロック図である。 また別の実施形態に係る制御装置の機能を示すブロック図である。
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を説明する。同一又は対応する構成要素には、同一の参照符号が使用される。
図1は、本発明を適用可能なロボットシステムの構成例を示す図である。ロボットシステム1は、ロボット3と、ロボット3を制御する制御装置10と、を備えている。ロボット3は、アーム31の先端に設けられた手首32を備えている。手首32には、ツール、例えば図示されないワークを把持するのに使用されるハンド33が取付けられている。ツールは、要求される処理に応じて適宜交換可能であり、例えば溶接ガン、塗装ガン、工作機械の刃などの種々の加工ツールであってもよい。ロボット3は任意の公知の構成を有する。例えば、ロボット3は、図示されるような6軸の垂直多関節ロボットである。本発明は、サーボモータによって駆動される複数の軸を有する任意の自動機械に対して適用可能である。
制御装置10は、通信ケーブル4などの公知の通信手段でロボット3に接続される。制御装置10は、ロボット3の関節軸を駆動するサーボモータに制御指令を付与することによって、ロボット3の位置及び姿勢を制御する。制御装置10は、CPUと、RAMと、ROMと、入力デバイス及び表示デバイスなどの外部機器との間で信号及びデータを送受信するのに使用されるインタフェースと、を備えた公知のハードウェア構成を備えている。
図2は、一実施形態に係る制御装置10の機能を示すブロック図である。制御装置10は、負荷情報設定部11と、推定トルク計算部12と、実トルク計算部13と、トルク比較部14と、停止処理部15と、通知処理部16と、動作指令部17と、を備えている。
負荷情報設定部11は、ロボット3に付与されている負荷について負荷情報を設定する。負荷には、ロボット3の手首32に取付けられる種々の加工ツール、又はロボット3のハンド33、或いはハンド33及び該ハンド33によって把持されるワークなどが含まれる。負荷情報は、ロボット3に付与される負荷の質量、重心位置、慣性行列などの負荷パラメータを含んでいる。負荷情報は、ユーザによって入力される既知の情報であってもよいし、又は公知の推定機能(例えば特許文献1又は特許文献2参照)を利用して求められてもよい。信号又はプログラムによって切替えられる複数の種類の負荷情報が設定されてもよい。負荷情報が制御装置10に予め設定されている場合、初期設定がそのまま使用されてもよい。
推定トルク計算部12は、負荷情報設定部11によって設定された負荷情報と、現在のロボット3の姿勢と、ロボット3の機構部の力学的パラメータと、に基づいて、ロボット3が静止するよう姿勢を保持するのに必要なトルク(以下、「推定トルク」と称する。)を計算する。ここで、ロボット3が「静止」するとは、ブレーキなどの別個の制動手段が作用していない状態において、サーボモータ34の出力トルクによってロボット3の姿勢が一時的に保持される状態を意味する。ロボット3の姿勢は、例えばサーボモータ34に対して付与される位置検出器、例えばエンコーダの計測結果から求められる。機構部の力学的パラメータは既知であり、予め設定される。なお、推定トルクがフィードフォワード制御に用いられている場合、推定トルク計算部12は、推定トルクを別途計算する代わりに、フィードフォワード制御のために計算された推定トルクを代用してもよい。
実トルク計算部13は、ロボット3を実際に静止状態に維持するのに出力されているトルク(以下、「実トルク」と称する。)を計算する。実トルクは、例えばサーボモータ34のフィードバック電流及びサーボモータ34のトルク定数、並びに機構部の力学的パラメータに基づいて、公知の方法に従って計算される。なお、トルク定数は状況に応じて変化するので、別途取得される温度情報に基づいて適宜調整されてもよい。或いは、サーボモータ34に対するトルク指令から実トルクを計算してもよい。このように、サーボモータ34の動作情報又はサーボモータ34に対する指令を利用することによって、センサを別個に設ける必要がないので、コストを削減できる。しかしながら、別の実施形態において、実トルク計算部13は、サーボモータ34の出力部に取付けられるトルクセンサによる計測結果に基づいて、実トルクを計算するように構成されてもよい。この場合は、トルク定数の影響を受けることなく実トルクを正確に求められる利点がある。
動作指令部17は、ロボット3のサーボモータ34を動作させる制御指令を作成する。推定トルク計算部12及び実トルク計算部13が推定トルク及び実トルクを計算する際に、動作指令部17は、ロボット3が静止状態になるようサーボモータに対する指令を作成する。ロボット3を静止させるための指令は、推定トルク計算部12によって計算される推定トルクに対応する指令であってもよい。別の実施形態において、動作指令部17によって作成される、ロボット3を静止させる指令に応じて出力されるトルクが、推定トルクとしてトルク比較部14に入力されてもよい。この場合、動作指令部17は、推定トルク計算部12としても機能することになる。
トルク比較部14は、推定トルク計算部12によって計算される推定トルクと、実トルク計算部13によって計算される実トルクとの誤差を計算する。さらに、トルク比較部14は、それらトルクの誤差を予め定められる第1の閾値と比較する。誤差が第1の閾値を超える場合、トルク比較部14は、負荷情報設定部11によって設定されている負荷情報が不適切であると判定する。誤差が閾値以下である場合、トルク比較部14は、現在の負荷情報が適切であると判定する。トルクの誤差と閾値との比較は、互いの絶対値を比較することによって実行されてもよいし、又はトルクの誤差が正の値になるか、又は負の値になるかに応じて、大きさが異なる閾値を用いてトルクの誤差と閾値との比較が実行されてもよい。なお、推定トルク及び実トルクは、比較可能な対応関係が維持されるように、一方のトルクが減速機を介した後のトルクである場合は、他方のトルクも減速機の減速比及び伝達効率を考慮して適宜計算される。
停止処理部15は、トルク比較部14において、負荷情報が不適切であると判定されたときに、動作指令部17に信号を出力し、ロボット3を停止させる。その場合、予定されていたロボット3の以降の動作は中止される。ロボット3の停止状態は、例えばユーザが所定の操作を実行することによって解除される。
通知処理部16は、トルク比較部14による比較結果をユーザに通知する。比較結果は、例えば制御装置10に接続される表示デバイスに文字、記号などで表示される。或いは、比較結果は、ランプの点灯、アラーム音、外部機器に対する信号の送信などを介して、ユーザが知覚可能な任意の態様で通知される。
図3は、一実施形態に係る制御装置10によって実行される処理の流れを示すフローチャートである。図3を参照して後述する処理は、負荷情報設定部11によって設定される負荷情報が適切であるか否かの判定処理である。このような判定処理は、例えばロボット3を静止させるよう指令が送出される度に実行されてもよいし、或いは、プログラムに従って、外部信号に応答して、又はユーザの操作に応じて、実行されてもよい。
ステップS301において、動作指令部17がロボット3を静止させるよう停止指令を作成する。ステップS301において送出される指令は、例えばロボット3の移動量がゼロになるような位置指令、又は速度がゼロになるような速度指令である。静止指令が入力された後においても、重力などによってロボット3が動作してしまう場合、必要に応じて位置又は速度をフィードバックし、エラーが積分項として蓄積する結果として、ロボット3は静止するようになる。
ロボット3が静止状態になると、ステップS302に進み、推定トルク計算部12が負荷情報設定部11によって設定される負荷情報、ロボット3の現在の位置及び姿勢、ロボット3の機構部の力学的パラメータなどに基づいて、推定トルクを計算する。
ステップS303において、実トルク計算部13が、実トルク、すなわちロボット3の姿勢を保持するために実際に出力されているトルクを計算する。
ステップS304において、トルク比較部14が、推定トルクと実トルクとの間の誤差を、予め定められる第1の閾値と比較する。ステップS304においてトルクの誤差が第1の閾値以下である場合、負荷情報設定部11によって設定された負荷情報は適切であると判定され、省略可能なステップS306に進む。ステップS306において、通知処理部16によって、負荷情報が適切であることがユーザに通知される。負荷情報の判定処理が終了すると、ロボット3は、予定されていた以降の動作を実行する。
他方、ステップS304においてトルクの誤差が第1の閾値を超えている場合、負荷情報は不適切であると判定され、ステップS305に進む。ステップS305では、停止処理部15が停止信号を出力し、ロボット3を停止させる。それにより、ロボット3の以降の動作が中止される。さらに、省略可能なステップS306において、通知処理部16によって、負荷情報が不適切であることがユーザに通知される。
実際に付与されている負荷から乖離した負荷情報が使用される場合、安全に動作可能な加速度よりも大きい加速度でロボットが動作したりして、機構部を損傷させる虞がある。或いは、実際の負荷よりも大きい負荷に対応する負荷情報が設定された場合、ロボット3が不必要に低速で動作して、その結果としてサイクルタイムが増大して生産性が低下する。また、制御装置10が、負荷情報に基づいて外部の物体との接触の有無を検知する機能を有する場合、検知機能が正常に動作しない虞がある。しかしながら、本実施形態に係る制御装置によれば、ロボット3の制御に使用される負荷情報が適切に設定されているか否かを自動的に判定でき、必要に応じてロボット3を停止できるようになっている。それにより、不適切な負荷情報に起因する前述した種々の問題を防止できる。
前述した実施形態の変形例において、制御装置10のトルク比較部14は、推定トルクと実トルクとの誤差を、第1の閾値よりも小さい第2の閾値と比較するようにさらに構成される。トルクの誤差が第2の閾値よりも大きく、かつ第1の閾値よりも小さい場合、通知処理部16は、負荷情報が不適切である可能性があることをユーザに通知する。トルクの誤差が第1の閾値よりも大きい場合は、前述したように、停止処理部15によってロボット3が停止され、予定されていた以降の動作が中止される。また、第2の閾値は、ロボット3が損傷する虞はないものの、ロボット3が最適な動作を実現できない可能性があることをユーザに通知できるように設定されてもよい。
このように、本変形例によれば、負荷情報が不適切な場合に、実際の負荷との乖離の程度に応じて、ロボット3を停止するか、又はユーザに対する通知が実行される。トルクの誤差と第2の閾値との比較は、第1の閾値との比較と同様に、各々の絶対値を比較することによって実行されてもよいし、又はトルクの誤差が正の値になるか、又は負の値になるかに応じて、大きさが異なる第2の閾値を用いてトルクの誤差と第2の閾値との比較が実行されてもよい。
また別の変形例において、停止処理部15は、選択的に無効化され得るように構成される。或いは、制御装置10が停止処理部15を備えていなくてもよい。この場合、ユーザは、通知処理部16によって負荷情報が不適切であるときに通知を受けられる一方で、ロボット3が自動的に停止されなくなる。このような構成を有する制御装置10は、ロボット3の動作を停止させることが望ましくない用途において有用である。
図4は、別の実施形態に係る制御装置10の機能を示すブロック図である。本実施形態において、制御装置10は、静摩擦計算部18をさらに備えている。
静摩擦計算部18は、既知の条件下における推定トルクと、実トルクとの誤差を静摩擦トルクとして計算する。静摩擦トルクは、負荷情報設定部11によって設定される負荷情報の判定処理を実行する前に計算される。具体的には、既知の負荷が付与された状態、又は無負荷状態、すなわち負荷情報が正確である場合に、当該負荷情報から求められる推定トルクと、静止しているロボットの姿勢を保持するのに実際に必要な実トルクとの誤差を計算することによって、静摩擦トルクが計算される。静摩擦計算部18によって求められた静摩擦トルクは、推定トルク計算部12によって計算される推定トルクを補正するのに使用される。したがって、本実施形態によれば、推定トルク計算部12は、ロボット3の機構部に固有の静摩擦トルクを考慮して推定トルクを計算するので、より正確な推定トルクが得られるようになる。
静摩擦計算部18による静摩擦トルクの計算は、複数の異なる既知の負荷条件、又は複数の異なるロボット3の位置及び姿勢において実行されるのが好ましい。それにより、より信頼性の高い静摩擦トルクが得られる。
図5は、また別の実施形態に係る制御装置10の機能を示すブロック図である。本実施形態において、制御装置10は、閾値設定部19をさらに備えている。本実施形態によれば、負荷情報が正確である場合に推定トルクと実トルクとの間に生じる誤差を考慮して、トルク比較部14によって用いられる第1の閾値及び第2の閾値の少なくともいずれか一方が補正される。
既知の負荷が付与された状態又は無負荷状態、すなわち負荷情報が正確である場合に、当該負荷情報から求められる推定トルクと、静止しているロボットの姿勢を保持するのに実際に必要な実トルクとの誤差を計算する。それらトルクの誤差に応じて、閾値設定部19は、第1の閾値又は第2の閾値を設定する。例えば、負荷情報が正確であるときでもトルクの誤差が大きい場合には、閾値設定部19は、比較的大きい閾値を設定する。反対に、トルクの誤差が小さい場合には、比較的小さい閾値を設定する。このように、第1の閾値又は第2の閾値をロボット3に固有のトルクのばらつきを考慮して設定すれば、より精度の高い判定を実行できるようになる。
さらに別の実施形態において、閾値設定部19は、推定トルク計算部12によって計算される推定トルクの値に応じて、トルク比較部14による比較処理に用いられる第1の閾値又は第2の閾値を設定する。例えば、推定トルクの値が大きい場合、すなわち負荷が大きい場合には、閾値を大きくすることによって誤判定を防止できる。この場合、閾値設定部19は、予め定められる推定トルクの値と閾値との間の関係に応じて、第1の閾値又は第2の閾値を適宜設定できるように構成される。閾値設定部19によって設定される閾値は、推定トルクが増大するのに従って、段階的に増大するようになっていてもよい。或いは、閾値設定部19は、推定トルクが増大するのに従って一定の割合で増大するように閾値を設定してもよい。
以上、本発明の種々の実施形態について説明したが、当業者であれば、他の実施形態によっても本発明の意図する作用効果を実現できることを認識するであろう。特に、本発明の範囲を逸脱することなく、前述した実施形態の構成要素を削除又は置換することができるし、或いは公知の手段をさらに付加することができる。また、本明細書において明示的又は暗示的に開示される複数の実施形態の特徴を任意に組合せることによっても本発明を実施できることは当業者に自明である。
1 ロボットシステム
10 制御装置
11 負荷情報設定部
12 推定トルク計算部
13 実トルク計算部
14 トルク比較部
15 停止処理部
16 通知処理部
17 動作指令部
18 静摩擦計算部
19 閾値設定部
3 ロボット
31 アーム
32 手首
33 ハンド
34 サーボモータ
4 通信ケーブル

Claims (10)

  1. 予め設定された負荷情報に基づいて、サーボモータによって駆動される複数の軸を有する自動機械を制御する制御装置であって、
    前記サーボモータから付与されるトルクによって前記自動機械の姿勢が保持される静止状態にあるときに、前記負荷情報に基づいて、前記姿勢を保持するのに必要な前記サーボモータの推定トルクを計算する推定トルク計算部と、
    前記姿勢を保持するのに前記サーボモータによって実際に付与されている実トルクを計算する実トルク計算部と、
    前記推定トルクと前記実トルクとの誤差を予め定められる第1の閾値と比較するトルク比較部と、
    前記誤差が前記第1の閾値を超えた場合に、前記自動機械の以降の動作を停止させる停止処理部と、を備える制御装置。
  2. 前記トルク比較部が、前記誤差を予め定められる第2の閾値と比較するように構成されており、
    当該制御装置が、前記誤差と前記第2の閾値との比較結果を通知する通知処理部をさらに備える、請求項1に記載の制御装置。
  3. 前記実トルク計算部が、前記サーボモータのフィードバック電流及び前記サーボモータのトルク定数に基づいて、前記実トルクを計算するように構成される、請求項1又は2に記載の制御装置。
  4. 前記実トルク計算部が、前記自動機械に取付けられたトルクセンサによる計測結果に基づいて、前記実トルクを計算するように構成される、請求項1又は2に記載の制御装置。
  5. 前記推定トルク計算部は、既知の負荷が付与される状態、又は無負荷状態において前記自動機械の姿勢を保持するのに必要なトルクを求めることによって計算される静摩擦トルクに基づいて、前記推定トルクを補正するように構成される、請求項1から4のいずれか1項に記載の制御装置。
  6. 前記第1の閾値が、前記推定トルクの大きさに応じて設定される、請求項1から5のいずれか1項に記載の制御装置。
  7. 前記第2の閾値が、前記推定トルクの大きさに応じて設定される、請求項2に記載の制御装置。
  8. 前記第1の閾値が、既知の負荷が作用する状態、又は無負荷状態において前記自動機械の姿勢を保持するのに必要なトルクのばらつきに基づいて設定される、請求項1から7のいずれか1項に記載の制御装置。
  9. 前記第2の閾値が、既知の負荷が作用する状態、又は無負荷状態において前記自動機械の姿勢を保持するのに必要なトルクのばらつきに基づいて設定される、請求項2に記載の制御装置。
  10. 予め設定された負荷情報に基づいて、サーボモータによって駆動される複数の軸を有する自動機械を制御する制御装置であって、
    前記サーボモータから付与されるトルクによって前記自動機械の姿勢が保持される静止状態にあるときに、前記負荷情報に基づいて、前記姿勢を保持するのに必要な前記サーボモータの推定トルクを計算する推定トルク計算部と、
    前記姿勢を保持するのに前記サーボモータによって実際に付与されている実トルクを計算する実トルク計算部と、
    前記推定トルクと前記実トルクとの誤差を予め定められる閾値と比較するトルク比較部と、
    前記誤差が前記閾値を超えた場合に、前記負荷情報が不適切であることをユーザに通知する通知処理部と、を備える制御装置。
JP2014220508A 2014-10-29 2014-10-29 負荷情報の設定を確認する機能を備えた制御装置 Pending JP2016087700A (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014220508A JP2016087700A (ja) 2014-10-29 2014-10-29 負荷情報の設定を確認する機能を備えた制御装置
US14/918,602 US20160121484A1 (en) 2014-10-29 2015-10-21 Control device with function to check load information settings
DE102015013635.6A DE102015013635A1 (de) 2014-10-29 2015-10-22 Steuervorrichtung mit Funktion zum Überprüfen von Lastinformationseinstellungen
CN201510713108.XA CN105573249A (zh) 2014-10-29 2015-10-28 具备用于确认负荷信息的设定的功能的控制装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014220508A JP2016087700A (ja) 2014-10-29 2014-10-29 負荷情報の設定を確認する機能を備えた制御装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2016087700A true JP2016087700A (ja) 2016-05-23

Family

ID=55753843

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2014220508A Pending JP2016087700A (ja) 2014-10-29 2014-10-29 負荷情報の設定を確認する機能を備えた制御装置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20160121484A1 (ja)
JP (1) JP2016087700A (ja)
CN (1) CN105573249A (ja)
DE (1) DE102015013635A1 (ja)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019181654A (ja) * 2018-04-17 2019-10-24 ファナック株式会社 設置形態判定装置、設置形態判定用コンピュータプログラム及び記録媒体
JP2019188511A (ja) * 2018-04-24 2019-10-31 三菱電機株式会社 位置推定装置及び機械装置
US10583558B2 (en) 2017-01-17 2020-03-10 Fanuc Corporation Robot control device
WO2021187378A1 (ja) * 2020-03-18 2021-09-23 ファナック株式会社 制御装置及びプログラム
WO2021261426A1 (ja) * 2020-06-25 2021-12-30 ファナック株式会社 ロボット制御装置

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5926344B2 (ja) * 2014-09-22 2016-05-25 ファナック株式会社 非常停止時のロボットに関する不具合を防止するロボット制御装置
DE102015008144B4 (de) * 2015-06-24 2024-01-18 Kuka Roboter Gmbh Umschalten einer Steuerung eines Roboters in einen Handführ-Betriebsmodus
CN109219924B (zh) 2016-06-07 2022-03-25 三菱电机株式会社 异常诊断装置及异常诊断方法
JP6445079B2 (ja) * 2017-04-26 2018-12-26 ファナック株式会社 サーボモータ制御装置、及び、サーボモータ制御システム
EP3444076B1 (de) * 2017-08-17 2020-06-17 Siemens Healthcare GmbH Verfahren zur absolutpositionsbestimmung eines robotischen gerätes und robotisches gerät
TWI642523B (zh) * 2017-09-21 2018-12-01 上銀科技股份有限公司 用於機械臂之負載估測重力補償的方法及其負載估測重力補償系統
JP7050219B2 (ja) * 2017-09-25 2022-04-08 パナソニックIpマネジメント株式会社 部品搭載装置および部品搭載方法
JP7080649B2 (ja) * 2018-01-17 2022-06-06 キヤノン株式会社 制御方法、物品の製造方法、制御プログラム、記録媒体、ロボットシステム、制御装置
JP6927421B2 (ja) 2018-05-01 2021-08-25 日産自動車株式会社 異常判定装置、異常判定システム及び異常判定方法
WO2020002473A1 (en) * 2018-06-26 2020-01-02 Subblue Robotics Aps Robot arm, remotely operated vehicle and method of cleaning a sub-surface structure
CN110587665B (zh) * 2019-09-02 2022-04-08 埃夫特智能装备股份有限公司 一种工业机器人关节碰撞保护方法
JP7396848B2 (ja) * 2019-10-11 2023-12-12 ファナック株式会社 検出装置及びプログラム
WO2021078344A1 (en) * 2019-10-22 2021-04-29 Universal Robots A/S Safe activation of free-drive mode of robot arm
CN111805537A (zh) * 2020-06-12 2020-10-23 季华实验室 多机械手协同控制方法、系统、设备及存储介质
CN111872942B (zh) * 2020-08-07 2023-06-20 四川福莫斯工业技术有限公司 一种多轴机器人的扭矩前馈方法
CN112060098B (zh) * 2020-11-16 2021-03-02 杭州景业智能科技股份有限公司 主从随动力反馈控制方法、装置、计算机设备和存储介质
CN112077853B (zh) * 2020-11-16 2021-03-02 杭州景业智能科技股份有限公司 主从随动系统的力反馈方法、装置以及主从随动系统

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07132440A (ja) * 1993-11-02 1995-05-23 Fanuc Ltd 加工負荷監視方式
JP2009131118A (ja) * 2007-11-27 2009-06-11 Mitsubishi Electric Corp インバータ制御装置並びに空気調和装置
JP2009196030A (ja) * 2008-02-21 2009-09-03 Nachi Fujikoshi Corp 産業用ロボットの出力トルク制限回路
JP2010524714A (ja) * 2007-04-23 2010-07-22 本田技研工業株式会社 関節を制御する方法及びトルク速度変換装置
JP2011075391A (ja) * 2009-09-30 2011-04-14 Daihatsu Motor Co Ltd 可動軸の位置管理装置
JP2012125888A (ja) * 2010-12-16 2012-07-05 Kawasaki Heavy Ind Ltd ロボット制御装置およびロボット制御方法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2732159B2 (ja) * 1991-10-29 1998-03-25 ファナック株式会社 異常負荷検出方法
JP3483636B2 (ja) * 1994-12-21 2004-01-06 ファナック株式会社 工具破損・摩耗検出装置
JP3698770B2 (ja) 1995-09-20 2005-09-21 ファナック株式会社 負荷重量の推定方法
JP2005088140A (ja) 2003-09-18 2005-04-07 National Institute Of Advanced Industrial & Technology 物体処理システム、物体処理方法及びロボット
DE102007063099A1 (de) * 2007-12-28 2009-07-02 Kuka Roboter Gmbh Roboter und Verfahren zum Überwachen der Momente an einem solchen
JP5327722B2 (ja) 2010-05-07 2013-10-30 株式会社安川電機 ロボットの負荷推定装置及び負荷推定方法
JP5209810B1 (ja) * 2011-07-27 2013-06-12 ファナック株式会社 イナーシャと摩擦係数とばね定数を同時に推定する機能を備える電動機の制御装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07132440A (ja) * 1993-11-02 1995-05-23 Fanuc Ltd 加工負荷監視方式
JP2010524714A (ja) * 2007-04-23 2010-07-22 本田技研工業株式会社 関節を制御する方法及びトルク速度変換装置
JP2009131118A (ja) * 2007-11-27 2009-06-11 Mitsubishi Electric Corp インバータ制御装置並びに空気調和装置
JP2009196030A (ja) * 2008-02-21 2009-09-03 Nachi Fujikoshi Corp 産業用ロボットの出力トルク制限回路
JP2011075391A (ja) * 2009-09-30 2011-04-14 Daihatsu Motor Co Ltd 可動軸の位置管理装置
JP2012125888A (ja) * 2010-12-16 2012-07-05 Kawasaki Heavy Ind Ltd ロボット制御装置およびロボット制御方法

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10583558B2 (en) 2017-01-17 2020-03-10 Fanuc Corporation Robot control device
JP2019181654A (ja) * 2018-04-17 2019-10-24 ファナック株式会社 設置形態判定装置、設置形態判定用コンピュータプログラム及び記録媒体
US11072069B2 (en) 2018-04-17 2021-07-27 Fanuc Corporation Installation mode determination device, computer program and recording medium for determining installation mode
DE102019002649B4 (de) 2018-04-17 2022-06-09 Fanuc Corporation Installationsmodusbestimmungseinrichtung, Computerprogramm und Aufzeichnungsmedium zum Bestimmen eines Installationsmodus
JP2019188511A (ja) * 2018-04-24 2019-10-31 三菱電機株式会社 位置推定装置及び機械装置
JP7076274B2 (ja) 2018-04-24 2022-05-27 三菱電機株式会社 位置推定装置及び機械装置
WO2021187378A1 (ja) * 2020-03-18 2021-09-23 ファナック株式会社 制御装置及びプログラム
JPWO2021187378A1 (ja) * 2020-03-18 2021-09-23
WO2021261426A1 (ja) * 2020-06-25 2021-12-30 ファナック株式会社 ロボット制御装置
JPWO2021261426A1 (ja) * 2020-06-25 2021-12-30

Also Published As

Publication number Publication date
DE102015013635A1 (de) 2016-05-04
US20160121484A1 (en) 2016-05-05
CN105573249A (zh) 2016-05-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2016087700A (ja) 負荷情報の設定を確認する機能を備えた制御装置
US9505129B2 (en) Robot control device for stopping robot by detecting contact force with person
US10864632B2 (en) Direct teaching method of robot
US9682478B2 (en) Safety monitoring device for robot gripping and carrying workpiece
US9782898B2 (en) Robot controller for avoiding problem regarding robot at the time of emergency stop
US10618164B2 (en) Robot system having learning control function and learning control method
US10272568B2 (en) Robot apparatus, robot controlling method, program, recording medium, and assembly manufacturing method
KR101973709B1 (ko) 로봇 머니퓰레이터 제어 방법
KR101879469B1 (ko) 로봇 시스템의 퍼리퍼럴 구성요소를 제어하기 위한 방법 및 장치
EP2939797A2 (en) Motion limiting device and motion limiting method
US10252418B2 (en) Load parameter setting method and load parameter setting device
JP5890473B2 (ja) モータを制御するモータ制御装置
JP2017019039A (ja) 物体と物体とを合わせ状態にするロボットのロボット制御装置
WO2016110320A1 (en) Method for estimation of external forces and torques on a robot arm
US11173614B2 (en) Control apparatus and robot system
US20190193269A1 (en) Robot control system and method of controlling a robot
JP2016190292A (ja) ロボット制御装置、ロボットシステムおよびロボット制御方法
JP2019144809A (ja) サーボ制御装置
JP2013169609A (ja) ロボットの衝突検出方法
CN107438502B (zh) 通过触摸来控制工业机器人的方法
JP5371882B2 (ja) 力制御装置
US11597083B2 (en) Robot apparatus, robot system, control method of robot apparatus, product manufacturing method using robot apparatus, and storage medium
Ahola et al. Development of impedance control for human/robot interactive handling of heavy parts and loads
JP2009045678A (ja) ロボットの作業成否判定方法およびロボットシステム
CN109551517A (zh) 机器人系统

Legal Events

Date Code Title Description
A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20160223

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20160830