JP2545829B2 - ロボツトの制御装置 - Google Patents
ロボツトの制御装置Info
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- JP2545829B2 JP2545829B2 JP62040172A JP4017287A JP2545829B2 JP 2545829 B2 JP2545829 B2 JP 2545829B2 JP 62040172 A JP62040172 A JP 62040172A JP 4017287 A JP4017287 A JP 4017287A JP 2545829 B2 JP2545829 B2 JP 2545829B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、機構上の現在値の認識に絶対値エンコーダ
を使用した産業用ロボットの制御装置に関するものであ
る。
を使用した産業用ロボットの制御装置に関するものであ
る。
従来、産業用ロボットの機構上の現在値の認識方法に
は、ロボットの動作軸を機構上のある位置まで動作させ
て、その位置を原位置として認識し、その後は動作軸に
設けたエンコーダより移動距離に応じて発生した増分パ
ルスの積算を原位置パルスに加えて現在値とする増分方
式と、エンコーダとして発光源と光感知センサ列を対面
して配置し、その間隙に各光センサに対応した符号化ス
リットを入れ、読み取り位置での光感知センサ列の出力
を符号化して読み取る絶対値エンコーダ方式と呼ばれる
方式とがある。
は、ロボットの動作軸を機構上のある位置まで動作させ
て、その位置を原位置として認識し、その後は動作軸に
設けたエンコーダより移動距離に応じて発生した増分パ
ルスの積算を原位置パルスに加えて現在値とする増分方
式と、エンコーダとして発光源と光感知センサ列を対面
して配置し、その間隙に各光センサに対応した符号化ス
リットを入れ、読み取り位置での光感知センサ列の出力
を符号化して読み取る絶対値エンコーダ方式と呼ばれる
方式とがある。
上記した増分方式は、制御電源が断たれると、それか
ら電源の供給を受けているエンコーダの電源も断たれ、
増分パルスが発生しなくなり、制御電源が断たれている
間のロボットの移動を認識できない。このため、制御電
源を再投入した後は必ず、再びロボットの各軸を機構上
のある位置に移動して、その位置を原位置として再認識
する動作を行わなければならない。この動作は原点復帰
動作と呼ばれ、生産には関係しない無駄な動作にもかか
わらず、それ自身で、動作領域を必要とし、さらに動作
完了まで若干の時間を要する。
ら電源の供給を受けているエンコーダの電源も断たれ、
増分パルスが発生しなくなり、制御電源が断たれている
間のロボットの移動を認識できない。このため、制御電
源を再投入した後は必ず、再びロボットの各軸を機構上
のある位置に移動して、その位置を原位置として再認識
する動作を行わなければならない。この動作は原点復帰
動作と呼ばれ、生産には関係しない無駄な動作にもかか
わらず、それ自身で、動作領域を必要とし、さらに動作
完了まで若干の時間を要する。
一方、上記した絶対値エンコーダ方式は、ロボットの
動作範囲の全域にわたって検出の精度を上げるために、
光センサの数を増やさなければならないが、増やしたこ
とにより各光センサからの信号線の数も増加し、それに
伴ってロボットの機内配線が複雑化し、各信号線の断線
率も増すため、信号線の断線によるロボットの暴走の可
能性が生じる。まあ、減速機を用いて精と粗の２つのア
ブソリュートエンコーダを使用する場合もあるが、構造
が複雑になる。
動作範囲の全域にわたって検出の精度を上げるために、
光センサの数を増やさなければならないが、増やしたこ
とにより各光センサからの信号線の数も増加し、それに
伴ってロボットの機内配線が複雑化し、各信号線の断線
率も増すため、信号線の断線によるロボットの暴走の可
能性が生じる。まあ、減速機を用いて精と粗の２つのア
ブソリュートエンコーダを使用する場合もあるが、構造
が複雑になる。
このため、ロボットの制御装置には、絶対的な回転数
を検出する絶対値エンコーダと１回転増分値方式を併用
することが提案されており、例えば（特開昭61−209313
号公報）がある。
を検出する絶対値エンコーダと１回転増分値方式を併用
することが提案されており、例えば（特開昭61−209313
号公報）がある。
ところが、産業用ロボットの使用現場では、往々にし
て人為的あるいは停電などによって長時間制御電源が断
たれている時に、ロボットが外力によって動かされてし
まうことがあり、パソコン等で常識となっているバック
アップ電源を付加しただけでは、電源再投入時の現在値
が、電源が断たれた時の値と異なることがあって不十分
であり信頼性に乏しい。
て人為的あるいは停電などによって長時間制御電源が断
たれている時に、ロボットが外力によって動かされてし
まうことがあり、パソコン等で常識となっているバック
アップ電源を付加しただけでは、電源再投入時の現在値
が、電源が断たれた時の値と異なることがあって不十分
であり信頼性に乏しい。
即ち、従来の方式では、人為的あるいは停電などによ
って制御電源が長時間断たれている時に、ロボットを外
力によって移動された場合でも電源が再投入された位置
を現在値として認識するため、この位置よりプレイバッ
ク動作を開始すると、プレイバック動作の開始位置が教
示軌跡上に存在しないため、教示者が教示した軌跡とは
異なる軌跡を描いてロボットは動作するためワーク等と
干渉しワークまたはロボットを損傷する恐れがある。ま
た、現在値を認識するエンコーダが故障した場合、エン
コーダから送られてくる現在値は誤っている可能性があ
るが、認識した現在値が誤っている場合は、プレイバッ
ク時にロボットは予想しない位置に動作するためワーク
またはロボットを損傷する恐れがある。
って制御電源が長時間断たれている時に、ロボットを外
力によって移動された場合でも電源が再投入された位置
を現在値として認識するため、この位置よりプレイバッ
ク動作を開始すると、プレイバック動作の開始位置が教
示軌跡上に存在しないため、教示者が教示した軌跡とは
異なる軌跡を描いてロボットは動作するためワーク等と
干渉しワークまたはロボットを損傷する恐れがある。ま
た、現在値を認識するエンコーダが故障した場合、エン
コーダから送られてくる現在値は誤っている可能性があ
るが、認識した現在値が誤っている場合は、プレイバッ
ク時にロボットは予想しない位置に動作するためワーク
またはロボットを損傷する恐れがある。
本発明は上記の問題点を解決するためになされたもの
で、ロボットの機構上の現在位置（現在値）を検出する
絶対値エンコーダとその絶対値エンコーダの制御用プロ
セッサのバックアップ電源を備えたロボットの制御装置
において、ロボットの現在値を常に記憶するメモリと、
制御電源が断たれる直前にメモリに書き込まれたロボッ
ト現在値（断時現在値）と再投入時現在値の比較手段
と、この比較手段における両者の差が設定値以上の場合
にそれを警告する手段と、その警告時にロボットの動作
を禁止する手段と、その禁止時にロボットの動作のうち
前記断時現在値に移動させるための手動操作のみを可能
とする手段と、その禁止を解除する手段と、を設けたも
のである。
で、ロボットの機構上の現在位置（現在値）を検出する
絶対値エンコーダとその絶対値エンコーダの制御用プロ
セッサのバックアップ電源を備えたロボットの制御装置
において、ロボットの現在値を常に記憶するメモリと、
制御電源が断たれる直前にメモリに書き込まれたロボッ
ト現在値（断時現在値）と再投入時現在値の比較手段
と、この比較手段における両者の差が設定値以上の場合
にそれを警告する手段と、その警告時にロボットの動作
を禁止する手段と、その禁止時にロボットの動作のうち
前記断時現在値に移動させるための手動操作のみを可能
とする手段と、その禁止を解除する手段と、を設けたも
のである。
以下、図面に基づいて本発明の実施例を説明する。
第１図は、本発明実施例のブロック図で、１はアブソ
リュートエンコーダであるが、同軸上にモータ４の１回
転に１対の回転方向の判別が可能な２相パルスが発生す
るエンコーダ２と、モータ軸の一回転内の絶対位置を２
進化信号で出力するエンコーダ３が取り付けられてい
る。
リュートエンコーダであるが、同軸上にモータ４の１回
転に１対の回転方向の判別が可能な２相パルスが発生す
るエンコーダ２と、モータ軸の一回転内の絶対位置を２
進化信号で出力するエンコーダ３が取り付けられてい
る。
エンコーダ３は、回転にともなって回転方向の判別が
可能な２相の増分パルスも出力する。
可能な２相の増分パルスも出力する。
４は動作軸を駆動するモータ、５はアブソリュートエ
ンコーダを制御する制御用プロセッサである。
ンコーダを制御する制御用プロセッサである。
エンコーダ２からの回転方向の判別が可能な２相パル
スは、信号線30,30′を介して制御用プロセッサ５に送
られ、回転方向によって加算あるいは減算して制御用プ
ロセッサ５の内部カウンタに回転数データとして記憶さ
れる。
スは、信号線30,30′を介して制御用プロセッサ５に送
られ、回転方向によって加算あるいは減算して制御用プ
ロセッサ５の内部カウンタに回転数データとして記憶さ
れる。
エンコーダ２と制御用プロセッサ５は、常時エンコー
ダに内蔵または外部に取り付けられた電池６によって給
電線26,27を経てバックアップされている。従って、制
御電源が断たれているときでも、軸の回転数はカウント
されている。
ダに内蔵または外部に取り付けられた電池６によって給
電線26,27を経てバックアップされている。従って、制
御電源が断たれているときでも、軸の回転数はカウント
されている。
11はロボットの制御装置、7,8は信号線、10はシリア
ルデータをパラレルデータに変換するためのシリアル／
パラレル変換を行う制御用プロセッサである。
ルデータをパラレルデータに変換するためのシリアル／
パラレル変換を行う制御用プロセッサである。
12は不揮発性メモリ、13はエンコーダ３からのパルス
列をカウントするアップダウンカウンタ、14はロボット
制御装置11のCPU、15はドライバ、16はレシーバ、17は
マルチプレクサ、18は１回転内の位置データをパルス列
に変換するパルス変換装置である。
列をカウントするアップダウンカウンタ、14はロボット
制御装置11のCPU、15はドライバ、16はレシーバ、17は
マルチプレクサ、18は１回転内の位置データをパルス列
に変換するパルス変換装置である。
32はディスプレイ装置、33はキーボード、34はモータ
制御装置である。
制御装置である。
以下に、その動作を説明する。ロボット制御装置11に
制御電源が投入されると、ロボット制御装置11のCPU14
が信号線28を介してシリアル／パラレル変換プロセッサ
10に現在値読み取り要求をだす。この読み取り要求によ
って、シリアル／パラレル変換プロセッサ10はアブソリ
ュートエンコーダ１の制御用プロセッサ５に現在値読み
取り要求を信号線８を通じてだし、信号線７からのシリ
アルデータの受信待ちとなる。
制御電源が投入されると、ロボット制御装置11のCPU14
が信号線28を介してシリアル／パラレル変換プロセッサ
10に現在値読み取り要求をだす。この読み取り要求によ
って、シリアル／パラレル変換プロセッサ10はアブソリ
ュートエンコーダ１の制御用プロセッサ５に現在値読み
取り要求を信号線８を通じてだし、信号線７からのシリ
アルデータの受信待ちとなる。
アブソリュートエンコーダ１の制御用プロセッサ５
は、ロボット制御装置11から読み取り要求を受けると、
信号線21を通してマルチプレクサ17で信号線19を選択
し、制御用プロセッサ５の内部カウンタの内容であるロ
ボット軸の回転数データをアスキーコードに変換して、
信号線19にシリアルデータとして乗せる。
は、ロボット制御装置11から読み取り要求を受けると、
信号線21を通してマルチプレクサ17で信号線19を選択
し、制御用プロセッサ５の内部カウンタの内容であるロ
ボット軸の回転数データをアスキーコードに変換して、
信号線19にシリアルデータとして乗せる。
シリアルデータは、信号線31、ドライバ15、信号線
７、レシーバ16を経てシリアルデータ／パラレル変換プ
ロセッサ10に送られ、シリアル／パラレル変換プロセッ
サ10では、このシリアルデータを受信すると、パリティ
チェックとプロトコルチェックを行った後に、シリアル
データのアスキーコードを２進数に変換し、バス22を経
てCPU14に送り、CPU14はバス23を経てロボットの制御装
置11の不揮発性メモリ12にモータ回転数データＮとして
記憶する。
７、レシーバ16を経てシリアルデータ／パラレル変換プ
ロセッサ10に送られ、シリアル／パラレル変換プロセッ
サ10では、このシリアルデータを受信すると、パリティ
チェックとプロトコルチェックを行った後に、シリアル
データのアスキーコードを２進数に変換し、バス22を経
てCPU14に送り、CPU14はバス23を経てロボットの制御装
置11の不揮発性メモリ12にモータ回転数データＮとして
記憶する。
一方、アブソリュートエンコーダ１のマルチプレクサ
17はシリアルデータを送信した後、信号線20を選択し、
一定時間を経てモータ１回転内の位置データをエンコー
ダ３より信号線29を経て変換器18にいれ、変換器18で、
回転方向の判別が可能な２相パルス列に変換し、信号線
20,20′、マルチプレクサ17、信号線31、ドライバ15を
経て信号線７に出力する。
17はシリアルデータを送信した後、信号線20を選択し、
一定時間を経てモータ１回転内の位置データをエンコー
ダ３より信号線29を経て変換器18にいれ、変換器18で、
回転方向の判別が可能な２相パルス列に変換し、信号線
20,20′、マルチプレクサ17、信号線31、ドライバ15を
経て信号線７に出力する。
この２相パルス列は、ロボットの制御装置11のアップ
ダウンカウンタ13にレシーバ16及び信号線25を介しては
いると、バス24を経てCPU14がこれを読み取り、バス23
を経て不揮発性メモリ12にモータ１回転内の位置データ
Ｐとして記憶する。
ダウンカウンタ13にレシーバ16及び信号線25を介しては
いると、バス24を経てCPU14がこれを読み取り、バス23
を経て不揮発性メモリ12にモータ１回転内の位置データ
Ｐとして記憶する。
また、パルス変換装置18は、モータ１回転内の位置を
パルス列で出力後、エンコーダ３の発生した移動分の増
分パルスを信号線20、マルチプレクサ17、信号線31、ド
ライバ15、信号線７、レシーバ16及び信号線25を経てア
ップダウンカウンタ13に送る。
パルス列で出力後、エンコーダ３の発生した移動分の増
分パルスを信号線20、マルチプレクサ17、信号線31、ド
ライバ15、信号線７、レシーバ16及び信号線25を経てア
ップダウンカウンタ13に送る。
以上の読み取り処理が終了すると、CPU14は、メモリ1
2に記憶されたＮとＰからモータ現在値MPを、 MP＝Ｎ・PPR＋Ｐ として求める。
2に記憶されたＮとＰからモータ現在値MPを、 MP＝Ｎ・PPR＋Ｐ として求める。
さらに、此れからロボットの各軸現在値RPは、 RP＝MP−OFFSET としてもとめられる。
ここで、PPRはモータが１回転した時に発生する増分
パルス数、OFFSETはロボットの機構上の現在値とモータ
現在値の校正値である。OFFSETについては後述する。
パルス数、OFFSETはロボットの機構上の現在値とモータ
現在値の校正値である。OFFSETについては後述する。
これで、制御電源を再投入したときのロボットの現在
位置がRPとしてもとまった。
位置がRPとしてもとまった。
この後は、フィードバックカウンタ13に入った増分パ
ルスをRPに逐次積算してロボットの機構上の現在値とす
る。
ルスをRPに逐次積算してロボットの機構上の現在値とす
る。
つぎに、ロボット現在値とモータ現在値の校正値OFFS
ETについて述べる。ロボットの動作軸を駆動するモータ
に連結したアブソリュートエンコーダ１の検出位置とロ
ボットの機構上の位置の間の関係は、モータとロボット
動作軸の連結の仕方によって異なる。しかしロボットの
作業はモータの位置よりもロボットの機構上の位置によ
る。従ってモータに連結したアブソリュートエンコーダ
から読み取った現在値はロボットの機構上の位置へ変換
しなければならない。このため、モータとロボット動作
軸とアブソリュートエンコーダの何れかの位置関係を変
更した場合は、ロボットの機構上の原点でのモータ現在
値をOFFSETとして不揮発性メモリ12に記憶する。
ETについて述べる。ロボットの動作軸を駆動するモータ
に連結したアブソリュートエンコーダ１の検出位置とロ
ボットの機構上の位置の間の関係は、モータとロボット
動作軸の連結の仕方によって異なる。しかしロボットの
作業はモータの位置よりもロボットの機構上の位置によ
る。従ってモータに連結したアブソリュートエンコーダ
から読み取った現在値はロボットの機構上の位置へ変換
しなければならない。このため、モータとロボット動作
軸とアブソリュートエンコーダの何れかの位置関係を変
更した場合は、ロボットの機構上の原点でのモータ現在
値をOFFSETとして不揮発性メモリ12に記憶する。
以上述べたように、実施例装置によれば （１）停電などによって電源の供給が断たれたのちに、
ロボットの制御電源を再投入した場合に、ロボットの機
構上の現在値が読み取れるため、無駄な原点復帰動作を
無くすことが出来る。
ロボットの制御電源を再投入した場合に、ロボットの機
構上の現在値が読み取れるため、無駄な原点復帰動作を
無くすことが出来る。
（２）アブソリュートエンコーダが回転数データを記憶
しているので減速機などの余分な機構なしにロボットの
動作範囲を高分解能でカバーできる。
しているので減速機などの余分な機構なしにロボットの
動作範囲を高分解能でカバーできる。
（３）ロボットの位置データをシリアルデータとして送
信し、以後の位置制御は回転方向の判別が可能な２相パ
ルスで行うためにアブソリュートエンコーダからの信号
線数が少なくてすみ、このためロボットの機内配線の複
雑化や信号線の切断による位置データの誤認識が激減す
る。
信し、以後の位置制御は回転方向の判別が可能な２相パ
ルスで行うためにアブソリュートエンコーダからの信号
線数が少なくてすみ、このためロボットの機内配線の複
雑化や信号線の切断による位置データの誤認識が激減す
る。
という特長がある。
さて、人為的あるいは停電などによって制御電源が断
たれている時に、ロボットが外力によって動かされた場
合には次のようになる。
たれている時に、ロボットが外力によって動かされた場
合には次のようになる。
動作中は、常に現在値をバッテリーバックアップされ
た不揮発性メモリ12に記憶する。従って、制御電源を断
たれても、制御電源を断つ直前のロボット現在値（断時
現在値）は保存される。
た不揮発性メモリ12に記憶する。従って、制御電源を断
たれても、制御電源を断つ直前のロボット現在値（断時
現在値）は保存される。
そして、制御電源を再投入すると絶対位置認識のエン
コーダからロボットの各軸の現在値（再投入時現在値）
を受け取り、バッテリーバックアップされた不揮発性メ
モリ12に記憶されている各軸の断時現在値をよびだし、
断時現在値と再投入時現在値を各軸比較する。そうして
両者の間の差が設定値以上になっている軸があれば、そ
の軸の現在値が異常であることを警告をもってディスプ
レイ装置32のCRT上に表示すると共にモータ制御装置34
に移動指令を出さないようにして一切の動作を禁止す
る。この状態は制御電源を切入しても継続する。
コーダからロボットの各軸の現在値（再投入時現在値）
を受け取り、バッテリーバックアップされた不揮発性メ
モリ12に記憶されている各軸の断時現在値をよびだし、
断時現在値と再投入時現在値を各軸比較する。そうして
両者の間の差が設定値以上になっている軸があれば、そ
の軸の現在値が異常であることを警告をもってディスプ
レイ装置32のCRT上に表示すると共にモータ制御装置34
に移動指令を出さないようにして一切の動作を禁止す
る。この状態は制御電源を切入しても継続する。
再運転は、オペレータがキーボード33を使って定めら
れた順序で操作パネルのキー操作を行うと警告はリセッ
トされ手動操作のみ可能となる。手動操作によりロボッ
トをCRT画面に表示されている断時現在値の位置に動作
させ、その動作した位置と断時現在値の差が、各軸とも
設定値内であればプレイバック可能となる。
れた順序で操作パネルのキー操作を行うと警告はリセッ
トされ手動操作のみ可能となる。手動操作によりロボッ
トをCRT画面に表示されている断時現在値の位置に動作
させ、その動作した位置と断時現在値の差が、各軸とも
設定値内であればプレイバック可能となる。
述べてきたように、本発明によれば、きわめて簡単な
処理で絶対位置認識のエンコーダから読み取ったロボッ
ト各軸の現在値の妥当性を検証でき、それによって、ロ
ボットやワークの損傷等の危険を未然に予防できる。
処理で絶対位置認識のエンコーダから読み取ったロボッ
ト各軸の現在値の妥当性を検証でき、それによって、ロ
ボットやワークの損傷等の危険を未然に予防できる。
第１図は、本発明の一実施例のブロック図である。 １……アブソリュートエンコーダ、 2,3……エンコーダ、 ４……モータ、 ５……制御用プロセッサ、 ６……電池、 7,8,9……信号線、 10……シリアル／パラレル変換プロセッサ、 11……ロボットの制御装置、 12……不揮発性メモリ、 13……アップダウンカウンタ、 14……ロボット制御装置のCPU、 15……ドライバ、 16……レシーバ、 17……マルチプレクサ、 18……パルス変換装置、 19,20,21……信号線、 22,23,24……バス、 25……信号線、 26,27……給電線、 28,29,30,31……信号線、 32……ディスプレイ装置、 33……キーボード、 34……モータ制御装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き 審査官 島田 信一 (56)参考文献 特開 昭49−112088（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−168306（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−201792（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】ロボットの機構上の現在位置（現在値）を
検出する絶対値エンコーダとその絶対値エンコーダの制
御用プロセッサのバックアップ電源を備えたロボットの
制御装置において、 ロボットの現在値を常に記憶するメモリと、 制御電源が断たれる直前にメモリに書き込まれたロボッ
ト現在値（断時現在値）と再投入時現在値の比較手段
と、 この比較手段における両者の差が設定値以上の場合にそ
れを警告する手段と、 その警告時にロボットの動作を禁止する手段と、 その禁止時にロボットの動作のうち前記断時現在値に移
動させるための手動操作のみを可能とする手段と、 その禁止を解除する手段と、 を設けたことを特徴とするロボットの制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62040172A JP2545829B2 (ja) | 1987-02-25 | 1987-02-25 | ロボツトの制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62040172A JP2545829B2 (ja) | 1987-02-25 | 1987-02-25 | ロボツトの制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63212482A JPS63212482A (ja) | 1988-09-05 |
| JP2545829B2 true JP2545829B2 (ja) | 1996-10-23 |
Family
ID=12573351
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62040172A Expired - Fee Related JP2545829B2 (ja) | 1987-02-25 | 1987-02-25 | ロボツトの制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2545829B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1239354B1 (de) * | 1997-12-06 | 2005-03-30 | Elan Schaltelemente GmbH & Co. KG | Verfahren zur Überwachung einer Bremseinrichtung, insbesondere eines Handhabungsgerätes, sowie Überwachungs- und Steuergerät |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5417399B2 (ja) * | 1973-02-28 | 1979-06-29 | ||
| JPS57168306A (en) * | 1981-04-08 | 1982-10-16 | Daihen Corp | Controlling method of industrial robot |
| JPS59201792A (ja) * | 1983-04-28 | 1984-11-15 | フアナツク株式会社 | 工業用ロボツトの制御装置 |
-
1987
- 1987-02-25 JP JP62040172A patent/JP2545829B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63212482A (ja) | 1988-09-05 |
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