JP2505394B2 - 産業用ロボットの加速度変化を利用した制御方法 - Google Patents
産業用ロボットの加速度変化を利用した制御方法Info
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- JP2505394B2 JP2505394B2 JP4273673A JP27367392A JP2505394B2 JP 2505394 B2 JP2505394 B2 JP 2505394B2 JP 4273673 A JP4273673 A JP 4273673A JP 27367392 A JP27367392 A JP 27367392A JP 2505394 B2 JP2505394 B2 JP 2505394B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- robot
- position deviation
- control method
- latest
- speed
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- Numerical Control (AREA)
- Manipulator (AREA)
- Control Of Position Or Direction (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は産業用ロボットの制御方
法に関する。さらに詳しくは、ロボットの異常を迅速に
検出することができる産業用ロボットの制御方法に関す
る。
法に関する。さらに詳しくは、ロボットの異常を迅速に
検出することができる産業用ロボットの制御方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来より産業用ロボットにおいては、フ
ィードバック制御によりロボットの位置制御がなされて
いる。このフィードバック制御を用いた場合、その制御
特性上、指令値に対して０．１秒程度の動作遅れが生ず
ることになる。そのため、目標位置とロボットの現在位
置とには、前記動作遅れとロボットの移動速度との積か
ら定まる位置偏差が生ずる。この位置偏差はその性格
上、ロボットの速度に比例して大きくなる。位置偏差が
大きくなりすぎると、ロボットによる取付け精度の低下
を生じたり、ロボットが所定の軌道から外れて、軌道脇
に置かれている物品と接触してロボットや物品が損傷す
るという事故につながる危険性もある。かかる事態を回
避するため、位置偏差を監視して、その値が所定値（制
限値）を超えた場合、ロボットを停止させる等の処置が
採られている。現状では、この制限値は、ロボットの最
大速度と動作遅れとに基づいて算出される値とされた
り、ロボットの速度と動作遅れとに基づいて算出される
値とされたりしている（図５参照）。
ィードバック制御によりロボットの位置制御がなされて
いる。このフィードバック制御を用いた場合、その制御
特性上、指令値に対して０．１秒程度の動作遅れが生ず
ることになる。そのため、目標位置とロボットの現在位
置とには、前記動作遅れとロボットの移動速度との積か
ら定まる位置偏差が生ずる。この位置偏差はその性格
上、ロボットの速度に比例して大きくなる。位置偏差が
大きくなりすぎると、ロボットによる取付け精度の低下
を生じたり、ロボットが所定の軌道から外れて、軌道脇
に置かれている物品と接触してロボットや物品が損傷す
るという事故につながる危険性もある。かかる事態を回
避するため、位置偏差を監視して、その値が所定値（制
限値）を超えた場合、ロボットを停止させる等の処置が
採られている。現状では、この制限値は、ロボットの最
大速度と動作遅れとに基づいて算出される値とされた
り、ロボットの速度と動作遅れとに基づいて算出される
値とされたりしている（図５参照）。
【０００３】しかるに、最近のサーボ技術においては、
フィードフォワード、ダイナミックフィードフォワー
ド、現代制御理論等の活用により、非常に小さな動作遅
れ（４ミリ秒程度の遅れ）により、しかも高精度にロボ
ットを駆動できるようになってきている。そのため、従
来の制限値を用いてロボットの位置偏差を監視していた
のでは、その制限値が緩すぎてロボットに異常が生じた
場合に、その異常をすばやく検出することができないと
いう問題が生じてきている。また、速度が定常状態で低
速ならば位置偏差が小さいが、前進から後退に変化する
時など速度の方向が変わる時には、速度が小さいにもか
かわらず、位置偏差が大きくなる。そのため、低速で十
分小さな制限値を設定することが困難である。
フィードフォワード、ダイナミックフィードフォワー
ド、現代制御理論等の活用により、非常に小さな動作遅
れ（４ミリ秒程度の遅れ）により、しかも高精度にロボ
ットを駆動できるようになってきている。そのため、従
来の制限値を用いてロボットの位置偏差を監視していた
のでは、その制限値が緩すぎてロボットに異常が生じた
場合に、その異常をすばやく検出することができないと
いう問題が生じてきている。また、速度が定常状態で低
速ならば位置偏差が小さいが、前進から後退に変化する
時など速度の方向が変わる時には、速度が小さいにもか
かわらず、位置偏差が大きくなる。そのため、低速で十
分小さな制限値を設定することが困難である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる従来技
術の問題点に鑑みなされたものであって、非常に小さな
動作遅れにより、しかも高精度で駆動されているロボッ
トの異常をすばやく検出できる産業用ロボットの制御方
法を提供することを目的としている。
術の問題点に鑑みなされたものであって、非常に小さな
動作遅れにより、しかも高精度で駆動されているロボッ
トの異常をすばやく検出できる産業用ロボットの制御方
法を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、前記課題
に付き鋭意研究した結果、ロボットが加速あるいは減速
された際に、通常の場合より大きな動作遅れを生ずるこ
とを見出すとともに、この加速度の変化の際に生ずる動
作遅れに基づいてロボットの位置偏差を監視すれば前記
課題も解決できることを見出した。本発明はかかる知見
に基づいてなされたものである。
に付き鋭意研究した結果、ロボットが加速あるいは減速
された際に、通常の場合より大きな動作遅れを生ずるこ
とを見出すとともに、この加速度の変化の際に生ずる動
作遅れに基づいてロボットの位置偏差を監視すれば前記
課題も解決できることを見出した。本発明はかかる知見
に基づいてなされたものである。
【０００６】 すなわち、本発明の産業用ロボットの制
御方法は、４ミリ秒程度の動作遅れにより動作できる産
業用ロボットに用いられる制御方法であって、所定周期
によりロボットの位置を検出する手順と、前記により検
出されたロボットの最新位置とその直前の検出位置とに
よりロボットの速度を算出する手順と、前記により算出
されたロボットの最新の速度とその直前の算出速度とに
よりロボットの加速度を算出する手順と、前記算出され
た加速度に対応した許容位置偏差を求める手順と、ロボ
ットの最新の位置と目標位置とにより、ロボットの最新
の位置偏差を求める手順と、最新の位置偏差が前記許容
位置偏差であるか否かに応じて、ロボットへの指示を異
ならしめる手順とを含んでいることを特徴としている。
ここで、前記許容位置偏差は、例えば加速度がゼロにお
いて５ｍｍとされている。
御方法は、４ミリ秒程度の動作遅れにより動作できる産
業用ロボットに用いられる制御方法であって、所定周期
によりロボットの位置を検出する手順と、前記により検
出されたロボットの最新位置とその直前の検出位置とに
よりロボットの速度を算出する手順と、前記により算出
されたロボットの最新の速度とその直前の算出速度とに
よりロボットの加速度を算出する手順と、前記算出され
た加速度に対応した許容位置偏差を求める手順と、ロボ
ットの最新の位置と目標位置とにより、ロボットの最新
の位置偏差を求める手順と、最新の位置偏差が前記許容
位置偏差であるか否かに応じて、ロボットへの指示を異
ならしめる手順とを含んでいることを特徴としている。
ここで、前記許容位置偏差は、例えば加速度がゼロにお
いて５ｍｍとされている。
【０００７】本発明の産業用ロボットの制御方法におい
ては、前記最新の位置偏差が前記許容位置偏差内である
場合、実行中の作業の継続を指示し、そして前記最新の
位置偏差が前記許容位置偏差外である場合、ロボットの
停止を指示するのが好ましい。
ては、前記最新の位置偏差が前記許容位置偏差内である
場合、実行中の作業の継続を指示し、そして前記最新の
位置偏差が前記許容位置偏差外である場合、ロボットの
停止を指示するのが好ましい。
【０００８】
【作用】本発明においては前記手順により産業用ロボッ
トの制御を行っているので、加速度が変化しない定常状
態における制限値を非常に小さくすることができる。そ
のため、過負荷等による位置偏差をすばやく検出するこ
とができる。
トの制御を行っているので、加速度が変化しない定常状
態における制限値を非常に小さくすることができる。そ
のため、過負荷等による位置偏差をすばやく検出するこ
とができる。
【０００９】
【実施例】以下、添付図面を参照しながら本発明を実施
例に基づいて説明するが、本発明はかかる実施例のみに
限定されるものではない。
例に基づいて説明するが、本発明はかかる実施例のみに
限定されるものではない。
【００１０】図１は本発明の制御方法を用いたロボット
の概略図、図２〜３は本発明の制御方法のフローチャー
ト、図４は本発明における制限値と加速度との関係を示
すグラフである。図１において、１は入力装置、２はロ
ボットコントローラ、３はロボット本体、４はセンサを
示す。
の概略図、図２〜３は本発明の制御方法のフローチャー
ト、図４は本発明における制限値と加速度との関係を示
すグラフである。図１において、１は入力装置、２はロ
ボットコントローラ、３はロボット本体、４はセンサを
示す。
【００１１】図１にその概略が示されている本発明が適
用されるロボットは、入力装置１、ロボットコントロー
ラ２、ロボット本体３およびセンサ４を主要構成要素と
している。
用されるロボットは、入力装置１、ロボットコントロー
ラ２、ロボット本体３およびセンサ４を主要構成要素と
している。
【００１２】ロボットコントローラ２は、入出力インタ
ーフェース、ＲＡＭ、ＲＯＭ、クロック、サーボ制御部
を備えている。このＲＯＭには、図２〜３のフローチャ
ートに示す手順を実行するプログラムが格納されてい
る。ロボットコントローラ２に用いられる入出力インタ
ーフェース、ＲＡＭ、ＲＯＭ、クロック、サーボ制御部
の具体的構成についての説明は省略するが、従来よりこ
の種のロボットコントローラに用いられているものが好
適に用いられる。また、ＲＯＭには前記プログラムの他
に、ロボットの制御を行うのに必要なその他のプログラ
ムも格納されている。
ーフェース、ＲＡＭ、ＲＯＭ、クロック、サーボ制御部
を備えている。このＲＯＭには、図２〜３のフローチャ
ートに示す手順を実行するプログラムが格納されてい
る。ロボットコントローラ２に用いられる入出力インタ
ーフェース、ＲＡＭ、ＲＯＭ、クロック、サーボ制御部
の具体的構成についての説明は省略するが、従来よりこ
の種のロボットコントローラに用いられているものが好
適に用いられる。また、ＲＯＭには前記プログラムの他
に、ロボットの制御を行うのに必要なその他のプログラ
ムも格納されている。
【００１３】次に、図２〜３に示すフローチャートにし
たがって、本発明の制御方法の一実施例について説明す
る。
たがって、本発明の制御方法の一実施例について説明す
る。
【００１４】ステップ１：ロボット本体３を起動する。
【００１５】ステップ２：ロボットハンド３の初期位置
をＲＡＭに記憶させる。
をＲＡＭに記憶させる。
【００１６】ステップ３：ロボット本体３に所定作業を
実行させる。
実行させる。
【００１７】ステップ４：センサ４によりロボットハン
ドの位置を検出する。このハンドの位置は、ロボットコ
ントローラ２自身が有するデータに基づいて算出するよ
うにされてもよい。
ドの位置を検出する。このハンドの位置は、ロボットコ
ントローラ２自身が有するデータに基づいて算出するよ
うにされてもよい。
【００１８】ステップ５：ロボットコントローラ２のＲ
ＡＭにロボットハンドの位置を記憶させる。
ＡＭにロボットハンドの位置を記憶させる。
【００１９】ステップ６：前回入力されたロボットハン
ドの位置と今回入力されたロボットハンドの位置との差
からハンドの移動量を算出する。
ドの位置と今回入力されたロボットハンドの位置との差
からハンドの移動量を算出する。
【００２０】ステップ７：前記移動量を所要時間で除し
てロボットハンドの速度を算出し、その値をＲＡＭに記
憶させる。
てロボットハンドの速度を算出し、その値をＲＡＭに記
憶させる。
【００２１】ステップ８：前回算出されたロボットハン
ドの速度と今回算出されたロボットハンドの速度との速
度差を算出する。
ドの速度と今回算出されたロボットハンドの速度との速
度差を算出する。
【００２２】ステップ９：前記速度差を所要時間で除し
て、ロボットハンドの加速度を算出し、その値をＲＡＭ
に記憶させる。
て、ロボットハンドの加速度を算出し、その値をＲＡＭ
に記憶させる。
【００２３】 ステップ１０：前記加速度に応じた位置
偏差の制限値を算出する。この制限値と加速度との関係
は、例えば図４に示すように、あらかじめＲＯＭに一次
関数の形で与えられている。なお、図４より明らかなよ
うに、図４に示す例においては、位置偏差の制限値は、
加速度がゼロ、すなわち定速度で運転されているときは
５ｍｍとされ、加速度が３０００ｍｍ／ｓ ２ のときは５
０ｍｍとされる。また、定速度における位置偏差の制限
値５ｍｍは、図５に示される従来の位置偏差の制限値
（５０〜２５０ｍｍ）の１／１０以下である。
偏差の制限値を算出する。この制限値と加速度との関係
は、例えば図４に示すように、あらかじめＲＯＭに一次
関数の形で与えられている。なお、図４より明らかなよ
うに、図４に示す例においては、位置偏差の制限値は、
加速度がゼロ、すなわち定速度で運転されているときは
５ｍｍとされ、加速度が３０００ｍｍ／ｓ ２ のときは５
０ｍｍとされる。また、定速度における位置偏差の制限
値５ｍｍは、図５に示される従来の位置偏差の制限値
（５０〜２５０ｍｍ）の１／１０以下である。
【００２４】ステップ11：ステップ４により検出された
ロボットハンドの位置と目標位置との差を求めることに
より位置偏差を算出する。
ロボットハンドの位置と目標位置との差を求めることに
より位置偏差を算出する。
【００２５】ステップ12：前記位置偏差と制限値とを比
較する。
較する。
【００２６】ステップ13：位置偏差が制限値を超えてい
なければ、ロボット本体３に実行中の作業の継続を指示
した後、ステップ４に戻る。
なければ、ロボット本体３に実行中の作業の継続を指示
した後、ステップ４に戻る。
【００２７】ステップ14：位置偏差が制限値を超えてい
れば、ロボット本体３の停止を指示する。
れば、ロボット本体３の停止を指示する。
【００２８】以上、ロボットハンドの位置偏差監視方法
を実施例に基づいて説明してきたが、本発明はかかる実
施例のみに限定されるものではない。例えば、検出対象
をロボットハンド位置のかわりに、ロボット各軸の関節
角度位置としてもよい。すなわち、各軸の角加速度に対
して角度偏差の制限値を設けて、本発明の制御方法を同
様に適用することができる。
を実施例に基づいて説明してきたが、本発明はかかる実
施例のみに限定されるものではない。例えば、検出対象
をロボットハンド位置のかわりに、ロボット各軸の関節
角度位置としてもよい。すなわち、各軸の角加速度に対
して角度偏差の制限値を設けて、本発明の制御方法を同
様に適用することができる。
【００２９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の制御方法
によれば、４ミリ秒程度の非常に小さな動作遅れにより
制御されているロボットについても、その位置偏差の異
常をすばやく検出することができる。また、位置偏差の
制限値を従来に比して１０分の１程度にできるので、位
置決め精度の向上を図ることができる。
によれば、４ミリ秒程度の非常に小さな動作遅れにより
制御されているロボットについても、その位置偏差の異
常をすばやく検出することができる。また、位置偏差の
制限値を従来に比して１０分の１程度にできるので、位
置決め精度の向上を図ることができる。
【図１】本発明の制御方法を用いたロボットの概略図で
ある。
ある。
【図２】本発明の制御方法のフローチャートの一部であ
る。
る。
【図３】本発明の制御方法のフローチャートの一部であ
る。
る。
【図４】本発明における制限値と加速度との関係を示す
グラフである。
グラフである。
【図５】従来における制限値と速度との関係を示すグラ
フである。
フである。
１ 入力装置 ２ ロボットコントローラ ３ ロボット本体 ４ センサ
Claims (4)
- 【請求項１】 ４ミリ秒程度の動作遅れにより動作でき
る産業用ロボットに用いられる制御方法であって、 所定周期によりロボットの位置を検出する手順と、 前記により検出されたロボットの最新位置とその直前の
検出位置とによりロボットの速度を算出する手順と、 前記により算出されたロボットの最新の速度とその直前
の算出速度とによりロボットの加速度を算出する手順
と、 前記算出された加速度に対応した許容位置偏差を求める
手順と、 ロボットの最新の位置と目標位置とにより、ロボットの
最新の位置偏差を求める手順と、 最新の位置偏差が前記許容位置偏差内であるか否かに応
じて、ロボットへの指示を異ならしめる手順とを含んで
いることを特徴とする産業用ロボットの制御方法。 - 【請求項２】 前記許容位置偏差が、加速度がゼロにお
いて５ｍｍとされていることを特徴とする請求項１記載
の産業用ロボットの制御方法。 - 【請求項３】 前記最新の位置偏差が前記許容位置偏差
内である場合、実行中の作業の継続を指示することを特
徴とする請求項１または２記載の産業用ロボットの制御
方法。 - 【請求項４】 前記最新の位置偏差が前記許容位置偏差
外である場合、ロボットの停止を指示することを特徴と
する請求項１または２記載の産業用ロボットの制御方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4273673A JP2505394B2 (ja) | 1992-09-17 | 1992-09-17 | 産業用ロボットの加速度変化を利用した制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4273673A JP2505394B2 (ja) | 1992-09-17 | 1992-09-17 | 産業用ロボットの加速度変化を利用した制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0699371A JPH0699371A (ja) | 1994-04-12 |
| JP2505394B2 true JP2505394B2 (ja) | 1996-06-05 |
Family
ID=17530955
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4273673A Expired - Lifetime JP2505394B2 (ja) | 1992-09-17 | 1992-09-17 | 産業用ロボットの加速度変化を利用した制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2505394B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20150115136A (ko) * | 2014-04-02 | 2015-10-14 | 현대중공업 주식회사 | 기판 이송로봇 구동장치 및 이를 이용한 기판 이송방법 |
| JP6746990B2 (ja) | 2016-03-18 | 2020-08-26 | セイコーエプソン株式会社 | ロボット制御装置及びロボットシステム |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60205717A (ja) * | 1984-03-30 | 1985-10-17 | Toshiba Seiki Kk | ロボツトの位置決め制御方法 |
| JPH0276673A (ja) * | 1988-09-08 | 1990-03-16 | Hitachi Metals Ltd | はり取りロボット |
-
1992
- 1992-09-17 JP JP4273673A patent/JP2505394B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0699371A (ja) | 1994-04-12 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19960130 |