JP3092420B2 - Robot interference detection method - Google Patents

Robot interference detection method

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JP3092420B2
JP3092420B2 JP05298214A JP29821493A JP3092420B2 JP 3092420 B2 JP3092420 B2 JP 3092420B2 JP 05298214 A JP05298214 A JP 05298214A JP 29821493 A JP29821493 A JP 29821493A JP 3092420 B2 JP3092420 B2 JP 3092420B2
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    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、ロボットが動作する際
に、周囲の構造物や他のロボットとの干渉の状態を検出
するためのロボットの干渉検出方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a robot interference detecting method for detecting the state of interference with surrounding structures and other robots when the robot operates.

【0002】[0002]

【従来の技術】工場の生産設備として、ロボットが用い
られている光景は近年数多く見られるようになってき
た。
2. Description of the Related Art In recent years, many scenes in which robots are used as production equipment in factories have been seen.

【0003】このロボットの動作は、ロボットの種類に
より様々であるが、その代表的なものとして予めロボッ
トに行わせる作業をティーチング(教示)して、このテ
ィーチングした動作を実作業時にプレイバックして動作
させているティーチング・プレイバック方式によるもの
がある。
[0003] The operation of this robot varies depending on the type of robot. As a typical example, the operation to be performed by the robot is previously taught (teaching), and the teaching operation is played back during actual operation. There is a teaching and playback system that is operating.

【0004】図5は、従来のティーチング・プレイバッ
ク方式によるロボットの制御装置を説明するためのブロ
ック図である。この制御装置は大別するとロボットの動
作に必要なデータや動作指令を行うコントローラ10
と、コントローラ10からの動作指令によりロボット本
体の動作に必要な電流の制御を行うサーボアンプユニッ
ト20からなる。
FIG. 5 is a block diagram for explaining a conventional robot controller using a teaching / playback method. This control device is roughly divided into a controller 10 for issuing data and operation commands necessary for the operation of the robot.
And a servo amplifier unit 20 for controlling a current required for the operation of the robot body in accordance with an operation command from the controller 10.

【0005】コントローラ10は、ロボット本体30が
設置されているライン全体を制御している中央制御装置
(図示せず)などからライン上にあるワークの動きとの
連携をとるための信号を受信し、ロボットに動作指令を
出すなどの制御を行う制御部11と、ロボット本体30
の動作を予めティーチングしたティーチデータやパラメ
ータが格納されたティーチデータメモリ12、速度指令
を生成する位置制御CPU13、ロボットからの位置検
出信号から位置データと速度フィードバックのデータを
生成するセンサCPU14を有し、サーボアンプユニッ
ト20は、コントローラ10の位置制御CPU13から
の速度指令データとセンサCPU14からの速度フィー
ドバックからロボット各軸のモータを制御する電流指令
を生成する速度CPU21と、電流制御部22を有す
る。
The controller 10 receives a signal for coordinating with the movement of a workpiece on the line from a central control device (not shown) or the like which controls the entire line on which the robot body 30 is installed. , A control unit 11 for performing control such as issuing an operation command to the robot, and a robot body 30
It has a teach data memory 12 in which teach data and parameters are previously taught, a position control CPU 13 for generating a speed command, and a sensor CPU 14 for generating position data and speed feedback data from a position detection signal from a robot. The servo amplifier unit 20 has a speed CPU 21 for generating a current command for controlling the motor of each axis of the robot from speed command data from the position control CPU 13 of the controller 10 and speed feedback from the sensor CPU 14, and a current control unit 22.

【0006】各部の動作は、制御部11が、ティーチデ
ータとしてロボットの位置している空間座標のある点か
らある点までの位置データおよびパラメータとしてある
点からある点まで移動するときの速度などが格納されて
いるティーチデータメモリ12内の位置データやパラメ
ータから動作目標値を位置制御CPU13指令する。位
置制御CPU13では、受けとった目標値と、センサC
PU14からのロボットの現在位置データの単位時間ご
との差分を取り、速度指令データを作成して、速度制御
CPUに指令する。速度指令データを受けとった速度制
御CPU21では、速度指令データとセンサCPU14
からの速度フィードバックデータとの差分をとり、電流
指令データを作成し、この電流指令データに電流制限を
かけて電流制御部22に指令する。電流指令を受けとっ
た電流制御部22では、電流指令データとロボット本体
30からの電流検出信号(電流値)とを比較して、その
差分を電流値としてロボットのPWMドライブ回路33
に供給する。なお、センサCPU14では、ロボットか
らの位置検出信号から、動作中のロボットの現在位置デ
ータと、この現在位置データと微分して実際の動作中の
速度である速度フィードバックデータを生成している。
[0006] The operation of each unit includes the position data of the spatial coordinates where the robot is located from a certain point to a certain point as the teach data, and the speed at which the control unit 11 moves from a certain point to a certain point as a parameter. The operation target value is instructed by the position control CPU 13 from the stored position data and parameters in the teach data memory 12. In the position control CPU 13, the received target value and the sensor C
The difference between the current position data of the robot from the PU 14 per unit time is obtained, speed command data is created, and a command is sent to the speed control CPU. In the speed control CPU 21 receiving the speed command data, the speed control data and the sensor CPU 14
The current command data is created by taking the difference from the speed feedback data from the current command, and the current command data is subjected to a current limitation to command the current control unit 22. The current control unit 22 that has received the current command compares the current command data with a current detection signal (current value) from the robot body 30 and uses the difference as a current value as the PWM drive circuit 33 of the robot.
To supply. The sensor CPU 14 generates the current position data of the operating robot and the speed feedback data that is the actual operating speed by differentiating the current position data from the position detection signal from the robot.

【0007】ロボット本体30には、ロボットを動作さ
せるモータに流れている電流値を検出するために、モー
タの電源両端に直列に抵抗を接続し、この両端での電圧
を検出して電圧値をアイソレーションしてモータに流れ
ている電流値を検出する電流検出部31が設けられてお
り、また、ロボットの各軸には、動作中の位置を検出す
るためにレゾルバ(アブソセンサ)32などの位置検出
手段が設けられている。
In order to detect the value of the current flowing through the motor that operates the robot, a resistor is connected in series to both ends of the power supply of the motor, and the voltage at both ends is detected to detect the voltage value. A current detecting unit 31 for detecting a current value flowing to the motor through isolation is provided. Each axis of the robot is provided with a position such as a resolver (absolute sensor) 32 for detecting a position during operation. Detection means is provided.

【0008】このような従来のティーチング・プレイバ
ック方式によるロボットを制御するにおいて、作業を正
確に行うように動作させることはもちろんであるが、ロ
ボット周辺の構造物、たとえば作業スペースを仕切って
いるパーテーション、作業に必要なワークやパネル、隣
接する作業設備や他のロボットなどとの干渉がないよう
に動作させなければならない。このためには、ティーチ
ングの際に周辺構造物とロボットの動作経路が干渉しな
いようにティーチングを行うので、ロボットの動作その
ものが停止してしまうような大きな干渉はないものの、
何らかの事情で、周辺構造物と僅かに接触(ロボットの
動作経路が干渉している)しながら動作しているような
場合がある。
In controlling such a conventional teaching / playback robot, the robot is operated not only to perform the work accurately, but also to a structure around the robot, for example, a partition for partitioning a work space. It must be operated so that it does not interfere with the work and panels required for the work, adjacent work equipment and other robots. For this purpose, teaching is performed so that the robot does not interfere with the surrounding structure during the teaching, so there is no significant interference that would stop the operation of the robot itself.
For some reason, there is a case where the robot is operating while making slight contact with the peripheral structure (the operation path of the robot interferes).

【0009】このような僅かな接触によって、周辺構造
物にロボットの一部がこすれていたりすると、周辺構造
物やロボットの接触部位の塗料が剥げたりすることによ
り発見され、ある程度は、ロボットの動作経路の内のど
の動作に干渉部分があるかは判明する。従来は、その時
の動作経路中のティーチデータを調べて、干渉部分を推
測して、干渉が起きないようにティーチデータを変更
し、干渉のないようにしていた。
[0009] If a part of the robot rubs against the peripheral structure due to such slight contact, the paint on the peripheral structure or the contact portion of the robot is found to be peeled off. It is known which operation in the path has an interference part. Conventionally, the teach data in the operation path at that time is examined, an interference portion is estimated, and the teach data is changed so that no interference occurs, so that no interference occurs.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな、従来のロボットの干渉検出においては、ロボット
の動作経路の内、どの動作が周辺構造物と干渉していた
かはわかるものの、その動作経路内での正確な干渉位置
の特定を行うことまではできず、ティーチデータを変更
する際には、おおまかな変更により行われ、余計な動作
経路が設定されて、効率的なロボット動作を行うことが
できなくなり、このため、生産性が低下したり、動作経
路を変えたことにより、他の周辺構造物と干渉が起きた
りするといった問題があった。
However, in such conventional robot interference detection, it is possible to know which of the robot's operation paths interfered with the surrounding structures, It is not possible to specify the exact position of the interference at the same time, and when changing the teach data, it is performed by a rough change, an extra operation path is set, and efficient robot operation can be performed. As a result, there is a problem that productivity is reduced and interference with other peripheral structures occurs due to a change in the operation path.

【0011】そこで本発明は、ロボットと周辺構造物と
が干渉しているような場合に、干渉位置を正確に特定す
ることができるロボットの干渉検出方法を提供すること
である。
Accordingly, an object of the present invention is to provide a robot interference detection method capable of accurately specifying an interference position when the robot interferes with a peripheral structure.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】上記目的を解決するため
の本発明は、予め記憶されたティーチデータから動作目
標値が指令され、該動作目標値とロボット各軸の動作位
置を検出するロボットに設けられた位置検出手段からの
位置データとの差分を取り、速度指令データを作成する
位置制御手段と、前記位置データを微分しロボット各軸
の速度フィードバックデータを算出する動作速度算出手
段と、前記速度指令データと前記速度フィードバックデ
ータとの差分を取り、電流指令データを作成する速度制
御手段と、前記電流指令データとロボット各軸を駆動す
るモータに流れている電流を検出するロボットに設けら
れた電流検出手段が検出した負荷電流値との差分を取
り、ロボットの各軸駆動用モータへ供給する電流を出力
する電流制御手段とを有し、ロボットの動作をフィード
バック制御するロボット制御装置によって動作させてい
るロボットの干渉検出方法であって、前記ロボットを始
点から終点まで動作させて、該動作中における前記速度
指令データ、前記速度フィードバックデータ、前記負荷
電流値、および前記位置データを収集して、該動作の終
了後、前記収集した前記速度指令データと前記速度フィ
ードバックデータを比較し、前記速度指令データに存在
しない速度変化が前記速度フィードバックデータ中にな
いかを検査し、前記速度指令データに存在しない速度変
化が前記速度フィードバックデータ中に生じている場合
の該速度変化が発生した時刻、前記収集した前記負荷電
流値急激なピークを示す電流が流れていないかを検査
し、該ピークを示す電流が生じている場合の該ピークを
示す電流が発生した時刻、および前記収集した位置デー
タに急激な位置変化がないかを検査し、該位置変化が生
じている場合の該位置変化が発生した時刻の内少なくと
も一つの時刻を記憶する工程と、前記収集した位置デー
タから前記記憶した時刻でのロボットの位置を求める工
程と、からなることを特徴とするロボットの干渉検出方
法である。
According to the present invention, there is provided a robot for detecting an operation target value from pre-stored teach data and detecting the operation target value and the operation position of each axis of the robot. A position control unit that takes a difference from position data from the provided position detection unit and creates speed command data, an operation speed calculation unit that differentiates the position data and calculates speed feedback data of each axis of the robot, A speed control means for taking a difference between the speed command data and the speed feedback data to create current command data, and a robot for detecting a current flowing to a motor driving each axis of the robot with the current command data. takes the difference between the load current value current detecting means detects a current control means for outputting a current supplied to the respective axis drive motors of the robot A, a interference detection method for a robot which is operated by a robot controller for feedback controlling the operation of the robot, the robot start
Operating from the point to the end point, the speed during the operation
Command data, speed feedback data, load
The current value and the position data are collected to complete the operation.
After that, the collected speed command data and the speed feedback data are compared to check whether there is a speed change not present in the speed command data in the speed feedback data, and a speed change not present in the speed command data. It occurs but time the speed change when occurring in the speed feedback data is generated, and checks current indicating sharp peak in the load current value the collection does not flow, the current indicating the peak When the current indicating the peak occurs, and the collected position data.
Examines whether there is a sudden position change in data, the position change live
And storing a position of the robot at the stored time from the collected position data. This is an interference detection method for a robot.

【0013】[0013]

【作用】上述のように構成された本発明のロボットの干
渉検出方法は、ロボット制御のための速度指令データ、
速度フィードバックデータ、電流値および位置データを
比較検査し、異常の発生している時刻を記憶して、位置
データから異常発生時刻での位置を検出することによ
り、干渉が発生して各データの少なくも一部に異常を検
出した場合に、その時の位置を正確に取得することがで
きる。
According to the robot interference detecting method of the present invention having the above-described structure, speed command data for controlling the robot,
The speed feedback data, the current value and the position data are compared and inspected, the time at which the abnormality occurs is stored, and the position at the time of the abnormality occurrence is detected from the position data. Also, when an abnormality is partially detected, the position at that time can be accurately obtained.

【0014】[0014]

【実施例】以下、本発明を適用した一実施例を添付した
図面を参照して説明する。なお、同一機能を有する部分
については同一の記号を付しその説明を省略した。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment to which the present invention is applied will be described below with reference to the accompanying drawings. Parts having the same function are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.

【0015】図1は、本発明を実施するためのロボット
制御装置のブロック図である。このロボット制御装置
は、大別するとロボット本体30を制御するためのコン
トローラ10、ロボット本体30に供給する電流の制御
を行うサーボアンプユニット20および干渉を検出する
ための干渉検出用コンピュータ1によって構成されてお
り、ロボットの動作自体は従来同様にコントローラ10
およびサーボアンプユニット20によって行われてい
て、制御部11が、ティーチデータメモリ12内の位置
データやパラメータから動作目標値を位置制御手段であ
る位置制御CPU13に指令し、位置制御CPU13で
は、受けとった目標値と、動作速度算出手段であるセン
サCPU14からのロボットの現在位置データの単位時
間ごとの差分を取り、速度指令データを作成して、速度
制御手段である速度制御CPUに指令する。速度指令デ
ータを受けとった速度制御CPU21では、速度指令デ
ータとセンサCPU14からの速度フィードバックデー
タの差分をとり、電流指令データを作成し、この電流指
令データに電流制限をかけて電流制御部22に指令す
る。電流指令を受けとった電流制御手段である電流制御
部22では、電流指令データとロボット本体30からの
電流検出信号とを比較して、その差分を電流値としてロ
ボットのPWMドライブ回路33に供給する。なお、セ
ンサCPU14では、ロボットからの位置検出信号か
ら、動作中のロボットの現在位置データと、この現在位
置データと微分して実際の動作中の速度である速度フィ
ードバックデータを生成している。
FIG. 1 is a block diagram of a robot control device for carrying out the present invention. This robot control device is roughly composed of a controller 10 for controlling the robot body 30, a servo amplifier unit 20 for controlling the current supplied to the robot body 30, and an interference detection computer 1 for detecting interference. And the operation of the robot itself is
The control unit 11 instructs the position control CPU 13 as a position control unit from the position data and parameters in the teach data memory 12, and the position control CPU 13 receives the operation target value. The difference between the target value and the current position data of the robot from the sensor CPU 14 as the operation speed calculation means per unit time is calculated, speed command data is created, and the speed command data is sent to the speed control CPU. The speed control CPU 21 having received the speed command data calculates the difference between the speed command data and the speed feedback data from the sensor CPU 14, creates current command data, limits the current command data to a current, and issues a command to the current control unit 22. I do. The current control unit 22, which is a current control unit that receives the current command, compares the current command data with the current detection signal from the robot body 30, and supplies the difference as a current value to the PWM drive circuit 33 of the robot. The sensor CPU 14 generates the current position data of the operating robot and the speed feedback data that is the actual operating speed by differentiating the current position data from the position detection signal from the robot.

【0016】ロボット本体30も従来同様に、動作中の
モータに流れている電流値を検出するために、モータの
電源両端に直列に抵抗を接続し、この両端での電圧を検
出して電圧値をアイソレーションしてモータに流れてい
る電流値を電流検出手段である電流検出部31が検出し
ており、また、ロボットの各軸には、動作中の位置を検
出するために位置検出手段であるレゾルバ(アブソセン
サ)32が設けられている。
In order to detect the value of the current flowing through the motor during operation, a resistor is connected in series to both ends of the power source of the motor, and the voltage at both ends is detected to detect the voltage value. Is detected by a current detecting unit 31 which is a current detecting unit, and a current detecting unit 31 is provided with a position detecting unit for detecting a position during operation of each axis of the robot. A certain resolver (absolute sensor) 32 is provided.

【0017】そして、本発明を実施するためのこのロボ
ット制御装置では、コントローラ内の通信インターフェ
ース(I/F)15を介して、位置制御CPU11が出
力している速度指令データ、センサCPU14が出力し
ている速度フィードバックデータおよび現在位置デー
タ、ロボットからの電流検出信号(電流値)を干渉検出
用コンピュータ1に供給している。
In this robot controller for carrying out the present invention, the speed command data output by the position control CPU 11 and the sensor CPU 14 output via the communication interface (I / F) 15 in the controller. The speed feedback data, the current position data, and the current detection signal (current value) from the robot are supplied to the computer 1 for interference detection.

【0018】干渉検出用コンピュータ1は、前記の速度
指令データ、速度フィードバックデータ、現在位置デー
タおよび電流検出信号の各データを比較し、干渉位置の
検出や、各データの記憶格納処理などを行うCPU2、
各データや干渉検出のためのプログラムなどを一時記憶
するRAM3、干渉用コンピュータのコンピュータとし
ての基本動作を記憶したROM4、外部とのデータの送
受信を行う通信I/F5、およびこれらを相互に接続し
ている内部バス6よりなり、さらに必要なデータやプロ
グラムを記憶した、例えばハードディスクや磁気テープ
などの外部記憶装置7によって構成されている。なお、
干渉検出用コンピュータ1には、図示しないディスプレ
イやプリンタなどの出力装置が設けられ、作業者に対し
て処理状況や干渉の検出結果などを出力する。
The interference detection computer 1 compares the speed command data, the speed feedback data, the current position data, and the current detection signal with each other, and detects an interference position and performs processing for storing and storing each data. ,
A RAM 3 for temporarily storing data and a program for detecting interference, a ROM 4 for storing a basic operation of the computer for interference as a computer, a communication I / F 5 for transmitting and receiving data to and from the outside, and connecting these to each other And an external storage device 7, such as a hard disk or a magnetic tape, which stores necessary data and programs. In addition,
The interference detection computer 1 is provided with an output device (not shown) such as a display or a printer, and outputs a processing status, an interference detection result, and the like to an operator.

【0019】コントローラ10から速度指令データ、速
度フィードバックデータ、現在位置データおよび電流検
出信号を受けとった干渉検出用コンピュータ1は、内部
バス6を通して、受けとった各データをRAM3もしく
は外部記憶装置7に必要により記憶させ、これらの各デ
ータからロボットと周辺構造物と干渉の有無および干渉
がある場合の干渉位置を検出する。
The computer 1 for interference detection which has received speed command data, speed feedback data, current position data and current detection signal from the controller 10 transmits each data received via the internal bus 6 to the RAM 3 or the external storage device 7 as necessary. The presence or absence of interference between the robot and the surrounding structures and the interference position when there is interference are detected from these data.

【0020】以下各データと干渉位置検出のための処理
について説明する。
The data and the process for detecting the interference position will be described below.

【0021】図2a〜dは、各データを説明するための
図面で、横軸は図2a〜dともに時間経過を表す。
FIGS. 2A to 2D are drawings for explaining each data, and the abscissa represents the time lapse in each of FIGS. 2A to 2D.

【0022】まず、図2aは速度指令データを示し、縦
軸が速度である。速度指令データは、ある初めの位置
(始点)から動作終了位置(終点)までロボットを動作
させるために、初めに速度が次第に上昇し(加速してい
る)一定速度に達したら定速で動作させ、終点近くで動
作を止めるために減速が行われるように、時間経過とと
もに、速度が指示されている。
First, FIG. 2A shows speed command data, and the vertical axis indicates speed. In order to operate the robot from a certain initial position (start point) to an operation end position (end point), the speed command data is increased gradually (accelerated) first, and then operates at a constant speed when it reaches a certain speed. The speed is instructed over time so that deceleration is performed to stop the operation near the end point.

【0023】次に、図2bは、速度フィードバックデー
タを示し、縦軸が速度である。速度フィードバックデー
タは、実際に動作中のロボットの速度であり、センサC
PU14がロボットからの位置検出信号(現在位置)を
微分して生成しているもので、図示するように、初めに
加速し、一定速度に達したら定速で動作し、終点近くで
減速している。
Next, FIG. 2B shows speed feedback data, in which the vertical axis represents speed. The speed feedback data is the speed of the robot actually operating, and the sensor C
The PU 14 differentiates and generates a position detection signal (current position) from the robot. As shown in the drawing, the PU 14 accelerates at first, operates at a constant speed when a certain speed is reached, and decelerates near the end point. I have.

【0024】次に、図2cは、電流検出信号を示し、縦
軸が電流値である。電流検出信号は、実際に動作中のロ
ボットのモータに流れている電流値であり、前記の速度
が加速しているときには、おおくの電流が流されてお
り、定速状態ではその速度を保つのに必要な電流が流
れ、減速する部分では逆向きの電流が流れている。
Next, FIG. 2C shows the current detection signal, and the vertical axis indicates the current value. The current detection signal is a current value that is actually flowing to the motor of the operating robot, and when the speed is accelerating, most of the current is flowing, and when the speed is constant, the speed is maintained. Necessary current flows, and a reverse current flows in a portion where the motor decelerates.

【0025】次に、図2dは、現在位置データを示し、
縦軸が原点からの距離である。現在位置データは、実際
に動作中のロボット時間経過によって変化する位置であ
り、始点から終点まで、その距離が増加し、終点に達し
た後は同一地点に停止している。なお、ここで、原点と
はロボットが設置されている空間に、任意に設定された
座標上の原点であり、図示する場合には、始点と原点が
一致している。
Next, FIG. 2d shows the current position data,
The vertical axis is the distance from the origin. The current position data is a position that changes with the passage of time of the robot that is actually operating. The distance increases from the start point to the end point, and stops at the same point after reaching the end point. Here, the origin is an origin on coordinates arbitrarily set in the space where the robot is installed, and in the case shown in the figure, the starting point coincides with the origin.

【0026】以上説明した各データは、干渉検出用コン
ピュータ1のCPU2がRAM3に格納し、図示したよ
うな2次元座標(必要により3次元座標)としてプロッ
トし、時間軸を基準にして、各データを比較することに
よって、干渉位置を検出する。図2に示した各データ
は、ロボットが動作中に干渉を起こしてない場合にもの
である。
Each data described above is stored in the RAM 3 by the CPU 2 of the computer 1 for interference detection, plotted as two-dimensional coordinates (three-dimensional coordinates as necessary) as shown in FIG. To detect the interference position. Each data shown in FIG. 2 is obtained when no interference occurs during the operation of the robot.

【0027】そこで、ロボットが干渉を起こしている場
合のデータを図3に示し、この図3をもとに干渉検出方
法を説明する。なお、縦軸および横軸は前記図2の場合
と同じである。
FIG. 3 shows data obtained when the robot causes interference, and the interference detection method will be described with reference to FIG. The vertical and horizontal axes are the same as those in FIG.

【0028】まず、図3aは速度指令データで、これ
は、ロボットを動作させるための指示データであるか
ら、干渉の有無にかかわらず同じ動作をさせる場合には
前記図2aと同じで、始点から終点までロボットを動作
させるために、初めに加速し、一定速度に達したら定速
で動作させ、終点近くで減速が行われるように指示され
ている。
First, FIG. 3A shows velocity command data, which is instruction data for operating the robot. Therefore, when performing the same operation regardless of the presence or absence of interference, the same as FIG. In order to operate the robot to the end point, it is instructed to accelerate first, operate at a constant speed when the speed reaches a certain speed, and decelerate near the end point.

【0029】次に、図3bは、速度フィードバックデー
タで、実際に動作中のロボットの速度であり、初めに加
速し、一定速度に達したら定速で動作し、終点近くで減
速している。干渉などがなければ前記図2bに示したよ
うに速度指令データとほぼ同じ波形で推移するものであ
るが、図示するように、加速している部分の矢印Aの部
分で、その加速が変化して、フォードバックが遅れてい
る。すなわち、矢印Aの部分で、加速が妨げられ、速度
が落ちたことを示すのもであり、この部分で干渉のあっ
た可能性がある。
Next, FIG. 3B shows the speed feedback data, which is the speed of the robot actually operating. The speed is accelerated at first, operates at a constant speed when a certain speed is reached, and decelerates near the end point. If there is no interference or the like, the waveform changes with substantially the same waveform as the speed command data as shown in FIG. 2B. However, as shown in FIG. Fordback is late. That is, the portion indicated by arrow A indicates that the acceleration was hindered and the speed decreased, and there is a possibility that interference occurred at this portion.

【0030】次に、図3cは、電流検出信号で、速度が
加速しているときには、おおくの電流が流されており、
定速状態ではその速度を保つのに必要な電流が流れ、減
速する部分では逆向きの電流が流れている。そして、加
速させるために流している部分に、矢印Aで指す部分で
通常の電流変動より大きなピーク電流が流れている。電
流が多く流れているということは、干渉などがなければ
速度がこの部分で上昇する(加速する)はずであるが、
図3bではこの矢印A部分で加速していない。これは、
この部分で通常の加速を得るためよりも大きな負荷がか
かったために、多くの電流が流れたことを示すもので、
この部分に干渉がありその抵抗によって負荷が大きくな
り、過大な電流が流れた可能性がある。
FIG. 3C shows a current detection signal. When the speed is accelerating, a large amount of current is flowing.
In the constant speed state, a current necessary to maintain the speed flows, and in a portion where the speed is reduced, a reverse current flows. Then, a peak current larger than a normal current fluctuation flows at a portion indicated by arrow A in a portion flowing for acceleration. The fact that a lot of current is flowing means that the speed should increase (accelerate) in this part if there is no interference, etc.
In FIG. 3B, acceleration is not performed at the arrow A portion. this is,
This indicates that more current was flowing due to a larger load applied to this part than to obtain normal acceleration,
This portion has an interference Load due size kuna <br/> by the resistance, there is a possibility that excessive current flows.

【0031】次に、図3dは、現在位置データで、原点
からの距離の増加が矢印Aの部分で急に変化しその後ま
た増加していることから、この変化している位置で干渉
のあったことが分かる。
Next, FIG. 3D shows the current position data. Since the increase in the distance from the origin suddenly changes at the portion indicated by the arrow A and then increases again, the interference at the changing position is large. You can see that

【0032】以上説明した干渉位置検出に付いて、図4
に示すフローチャートにより干渉位置検出の流れを説明
する。
FIG. 4 shows the interference position detection described above.
The flow of the interference position detection will be described with reference to the flowchart shown in FIG.

【0033】まず、干渉検出用コンピュータ1が時間経
過に従いコントローラ10から速度指令データ、速度フ
ィードバックデータ、現在位置データおよび電流検出信
号を収集し、各データをRAM2もしくは外部記憶装置
7に記憶する(S1)。
First, the computer 1 for interference detection collects speed command data, speed feedback data, current position data and current detection signal from the controller 10 as time passes, and stores each data in the RAM 2 or the external storage device 7 (S1). ).

【0034】ロボットとの動作が始点から終点まで終了
した後、各データを横軸を同じ時間軸にした2次元座標
へプロットする(S2)。なお、縦軸は前述した図2お
よび図3の各データの縦軸である。
After the operation with the robot is completed from the start point to the end point, each data is plotted on two-dimensional coordinates with the horizontal axis being the same time axis (S2). Note that the vertical axis is the vertical axis of each data of FIGS. 2 and 3 described above.

【0035】次に、干渉位置をCPU2が検出する。そ
れにはまず、初期設定として、干渉フラグを0クリアす
る(S2)。この干渉フラグは、干渉の有る無しを示す
もので、0が干渉がないことを表し、その他の数字は干
渉していることを表す。
Next, the CPU 2 detects an interference position. First, the interference flag is cleared to 0 as an initial setting (S2). This interference flag indicates the presence or absence of interference. 0 indicates that there is no interference, and the other numbers indicate that there is interference.

【0036】次いで、速度指令データと速度フィードバ
ックデータを比較して、速度指令データに対して速度フ
ィードバックデータに大きな差がなかどうかを検査し
(S4)、大きな差があることが検知された場合には
(S5)、干渉フラグに1をセットし、大きな差の出て
いる時間軸上の時刻を記憶する(S6)。
Next, the speed command data is compared with the speed feedback data to check whether or not there is a large difference between the speed command data and the speed feedback data (S4). (S5), the interference flag is set to 1 and the time on the time axis at which there is a large difference is stored (S6).

【0037】次に、電流検出信号を検査し、急激に電流
値が変化しピーク電流があるかどうかを調べ(S7)、
急激な変化があることが検知された場合には(S8)、
干渉フラグに2をセットし、変化の出ている時間軸上の
時刻を記憶する(S9)。
Next, the current detection signal is inspected to determine whether the current value changes rapidly and there is a peak current (S7),
If a rapid change is detected (S8),
The interference flag is set to 2 and the time on the time axis at which the change occurs is stored (S9).

【0038】次に、現在位置データが検査され、現在位
置が移動している部分で、急激に現在位置が変化してい
るかどうかを調べ(S10)、急激な変化があることが
検知された場合には(S11)、干渉フラグに3をセッ
トし、変化の出ている時間軸上の時刻を記憶する(S1
2)。
Next, the current position data is inspected, and it is checked whether or not the current position is suddenly changed in a portion where the current position is moving (S10). (S11), the interference flag is set to 3, and the time on the time axis at which the change occurs is stored (S1).
2).

【0039】次に、干渉フラグが0かどうかを調べ(S
13)、干渉フラグが0の場合には干渉がないことを出
力(S16)して終了するが、干渉フラグが0以外の場
合には、各干渉フラグごとに記憶されている時刻での位
置を現在位置データの時間軸上にとり、その時の原点か
らの距離(縦軸)を干渉のあった位置として検出し(S
14)、干渉のあった位置を出力(S15)して終了す
る。
Next, it is checked whether or not the interference flag is 0 (S
13) If the interference flag is 0, output that there is no interference is output (S16), and the process ends. If the interference flag is not 0, the position at the time stored for each interference flag is determined. The current position data is set on the time axis, and the distance (vertical axis) from the origin at that time is detected as the position where the interference occurred (S
14) Output the position where the interference occurred (S15) and end.

【0040】以上の干渉位置の検出においては、各デー
タを順次に比較または検査して、干渉位置を検出してい
るが(S4〜S12)、この比較または検査は、並列処
理されてもよい。またS4〜S6、S7〜S9、S10
〜S12の各データの比較、検査ステップは図示するよ
うな順番以外であってもよい。
In the above-described detection of the interference position, each data is sequentially compared or inspected to detect the interference position (S4 to S12), but the comparison or inspection may be performed in parallel. Also, S4 to S6, S7 to S9, S10
The comparison and inspection steps of the data of steps S12 to S12 may be performed in an order other than that shown in the drawing.

【0041】以上のように、速度指令データ、速度フィ
ードバックデータ、電流検出信号および現在位置データ
のそれぞれに付いて比較、検査することによって干渉を
検出しているので、例えば干渉がそれ程大きなものでは
なく、全てのデータに変化としては現われないようなも
のであっても、各データのいずれかには干渉があったこ
とを示す変化かが現われるため、ごく小さな干渉であっ
ても見逃すことなくその位置を検出することが可能であ
る。
As described above, since interference is detected by comparing and checking each of the speed command data, speed feedback data, current detection signal and current position data, for example, the interference is not so large. However, even if it does not appear as a change in all data, any of the data will show a change indicating that there was interference, so even if it is a small interference, do not overlook its position Can be detected.

【0042】なお、本実施例において用いたロボット制
御装置は、大別してコントローラ10、サーボアンプユ
ニット20および干渉検出用コンピュータ1の3つに分
けてあるが、各部の動作が確保できるものであれば特に
このように大別した形でシステムを組む必要はなく、全
てが一体的に構成されたものであってよく、また、コン
トローラ10内に干渉検出用コンピュータを配置したよ
うなものであってもよい。また、干渉検出用コンピュー
タへの各データの供給は、一旦コントローラ10内の通
信I/Fを介して行っているが、各データを直接干渉検
出用コンピュータ1が収集してもよく、例えば、電流値
や現在位置データなどは、ロボット本体から直接受ける
ようにしてもよい。
The robot control device used in the present embodiment is roughly divided into three units, namely, a controller 10, a servo amplifier unit 20, and a computer 1 for detecting interference, provided that the operation of each unit can be ensured. In particular, it is not necessary to form the system in such a roughly divided form, and the system may be integrally configured as a whole, or even if a computer for interference detection is arranged in the controller 10. Good. Although the supply of each data to the computer for interference detection is once performed via the communication I / F in the controller 10, each data may be directly collected by the computer 1 for interference detection. The value and the current position data may be directly received from the robot body.

【0043】[0043]

【発明の効果】以上説明したように、本発明のロボット
の干渉検出方法は、ロボットを始点から終点まで動作さ
せたときのロボット制御データを収集して、動作終了後
これらのデータを比較検査することにより、ロボットと
その周辺構造物との干渉の有無および干渉位置を正確
取得することができるので、干渉防止対策を即時に実行
することが可能となる。また、干渉防止対策として、ロ
ボットの動作経路変更の際に、ロボットに不要な動作を
させることなく干渉を防止することができる。
As described above, the robot interference detection method of the present invention operates the robot from the start point to the end point.
Collect the robot control data at the time of
By comparison inspection of these data, the robot and because the presence and interference positions of interference and its peripheral structure can be accurately <br/> acquisition, it is possible to perform interference prevention immediately Become. Further, as a measure for preventing interference, interference can be prevented without causing the robot to perform unnecessary operations when changing the operation path of the robot.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明を適用した一実施例であるロボット制
御装置を説明するためのブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram illustrating a robot control device according to an embodiment of the present invention.

【図2】 ロボット制御データを説明するための図面で
ある。
FIG. 2 is a drawing for explaining robot control data.

【図3】 ロボットに干渉がある場合のロボット制御デ
ータを説明するための図面である。
FIG. 3 is a drawing for explaining robot control data when there is interference with the robot.

【図4】 前記一実施例のロボット制御を用いた干渉検
出の動作を説明するためのフローチャートである。
FIG. 4 is a flowchart for explaining an operation of interference detection using the robot control of the embodiment.

【図5】 従来のロボット制御装置を説明するためのブ
ロック図である。
FIG. 5 is a block diagram for explaining a conventional robot control device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…干渉検出用コンピュータ、 2…CP
U、3…RAM、 4…R
OM、10…コントローラ、 20
…サーボアンプユニット。
1. Computer for interference detection 2. CP
U, 3 ... RAM, 4 ... R
OM, 10 ... controller, 20
... Servo amplifier unit.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G05B 19/19 B25J 13/08 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) G05B 19/19 B25J 13/08

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 予め記憶されたティーチデータから動作
目標値が指令され、該動作目標値とロボット各軸の動作
位置を検出するロボットに設けられた位置検出手段から
の位置データとの差分を取り、速度指令データを作成す
る位置制御手段と、 前記位置データを微分しロボット各軸の速度フィードバ
ックデータを算出する動作速度算出手段と、 前記速度指令データと前記速度フィードバックデータと
の差分を取り、電流指令データを作成する速度制御手段
と、 前記電流指令データとロボット各軸を駆動するモータに
流れている電流を検出するロボットに設けられた電流検
出手段が検出した負荷電流値との差分を取り、ロボット
の各軸駆動用モータへ供給する電流を出力する電流制御
手段とを有し、ロボットの動作をフィードバック制御す
るロボット制御装置によって動作させているロボットの
干渉検出方法であって、前記ロボットを始点から終点まで動作させて、該動作中
における前記速度指令データ、前記速度フィードバック
データ、前記負荷電流値、および前記位置データを収集
して、該動作の終了後、 前記収集した 前記速度指令データと前記速度フィードバ
ックデータを比較し、前記速度指令データに存在しない
速度変化が前記速度フィードバックデータ中にないかを
検査し、前記速度指令データに存在しない速度変化が前
記速度フィードバックデータ中に生じている場合の該速
度変化が発生した時刻、前記収集した 前記負荷電流値急激なピークを示す電流
が流れていないかを検査し、該ピークを示す電流が生じ
ている場合の該ピークを示す電流が発生した時刻、 および前記収集した位置データに急激な位置変化がない
かを検査し、該位置変化が生じている場合の該位置変化
が発生した時刻の内少なくとも一つの時刻を記憶する工
程と、 前記収集した位置データから前記記憶した時刻でのロボ
ットの位置を求める工程と、からなることを特徴とする
ロボットの干渉検出方法。
An operation target value is instructed from teach data stored in advance, and a difference between the operation target value and position data from position detection means provided in a robot for detecting an operation position of each axis of the robot is obtained. Position control means for creating speed command data; operating speed calculating means for differentiating the position data to calculate speed feedback data for each axis of the robot; and taking a difference between the speed command data and the speed feedback data to obtain a current. Speed control means for creating command data, and taking the difference between the current command data and the load current value detected by the current detection means provided in the robot for detecting the current flowing in the motor driving each axis of the robot, Current control means for outputting a current to be supplied to the motors for driving the respective axes of the robot; An interference detection method for a robot operated by a bot controller, wherein the robot is operated from a start point to an end point, and
The speed command data at the speed feedback
Collect data, the load current value, and the position data
Then, after the operation is completed, the collected speed command data and the speed feedback data are compared, and it is checked whether there is a speed change not present in the speed command data in the speed feedback data. speed change that does not exist in the data to check whether no time the speed change when that occurs occurs, a current indicating sharp peak in the load current value the collected flows in the speed feedback data, the A peak current occurs
Time current indicating the peak when it has occurred, and checks whether there is a sudden change in position on the collected position data, the time when the position change when the position change has occurred is generated Storing at least one of the times, and obtaining the position of the robot at the stored time from the collected position data.
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