JP3209344B2 - 産業用ロボットの制御方法 - Google Patents
産業用ロボットの制御方法Info
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- JP3209344B2 JP3209344B2 JP04693691A JP4693691A JP3209344B2 JP 3209344 B2 JP3209344 B2 JP 3209344B2 JP 04693691 A JP04693691 A JP 04693691A JP 4693691 A JP4693691 A JP 4693691A JP 3209344 B2 JP3209344 B2 JP 3209344B2
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、産業用ロボットの制御
方法に関し、特にロボット各軸を駆動するモータのブレ
ーキ装置制御方法に関する。
方法に関し、特にロボット各軸を駆動するモータのブレ
ーキ装置制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】産業用ロボットにおいては、静止中のロ
ボット各軸が不用意に動作するのを防止するために、ブ
レーキ装置が設けられている。従来においては、特開平
１−２２２８７７号公報に開示されているように、産業
用ロボットが停止する毎にタイマーをスタートさせ、次
の移動指令が発生する前に、タイマーの値が予め設定さ
れた時間を超えるとブレーキをかけ、サーボ電源を遮断
し、次の移動指令によりサーボ電源を接続してブレーキ
を解除する方式が採られている。また、特開昭６０−１
３１１９３号公報においては、ロボット駆動モータの電
流変化を一定時間間隔毎に検出すると共に、電流変化値
がモータ保持電流の変動許容値以下となる時間の継続性
を監視し、その継続時間がロボット正常動作時の最大待
機時間を越えたとき、ロボット暴走検知を行う方法が開
示されている。一方、多関節ロボットにおいては、 （１）軸駆動用のモータの負荷率が、各軸毎に異なる。 （２）停止位置により駆動モータにかかる負荷が異な
る。 （３）搭載負荷によりモータの負荷率が変わる。 （４）動作内容によりモータの巻線温度が変わるため、
停止時の負荷率も変わる。 ということが一般的である。
ボット各軸が不用意に動作するのを防止するために、ブ
レーキ装置が設けられている。従来においては、特開平
１−２２２８７７号公報に開示されているように、産業
用ロボットが停止する毎にタイマーをスタートさせ、次
の移動指令が発生する前に、タイマーの値が予め設定さ
れた時間を超えるとブレーキをかけ、サーボ電源を遮断
し、次の移動指令によりサーボ電源を接続してブレーキ
を解除する方式が採られている。また、特開昭６０−１
３１１９３号公報においては、ロボット駆動モータの電
流変化を一定時間間隔毎に検出すると共に、電流変化値
がモータ保持電流の変動許容値以下となる時間の継続性
を監視し、その継続時間がロボット正常動作時の最大待
機時間を越えたとき、ロボット暴走検知を行う方法が開
示されている。一方、多関節ロボットにおいては、 （１）軸駆動用のモータの負荷率が、各軸毎に異なる。 （２）停止位置により駆動モータにかかる負荷が異な
る。 （３）搭載負荷によりモータの負荷率が変わる。 （４）動作内容によりモータの巻線温度が変わるため、
停止時の負荷率も変わる。 ということが一般的である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】したがって、特開平１
−２２２８７７号公報に開示されているように、産業用
ロボットが停止する毎にタイマーをスタートさせ、次の
移動指令が発生する前に、タイマーの値が予め設定され
た時間を超えるとブレーキをかけ、サーボ電源を遮断
し、次の移動指令によりサーボ電源を接続してブレーキ
を解除する方式では、以下の問題が発生する。すなわ
ち、上記（１）〜（４）に記したように、各軸駆動モ
ータの負荷率は、軸・停止位置・搭載負荷・動作内容に
より変化するが、負荷率の如何に拘わらず、予め設定さ
れた時間でサーボ遮断をしてしまう。つまり、大きな電
力消費の状態も小さな電力消費の状態も、同一の時間で
サーボ電源の遮断をしてしまうため、節電という意味に
おいては中途半端なうえ、モータ保護という面からも、
役目を適正に果たしにくい。また負荷の小さいときで
も、タイムアップすれば常にサーボ電源を遮断するた
め、移動指令が入信した時に、サーボ投入時間、ブレー
キ解除時間の遅れが有るため、迅速に移動を開始できな
い事態が発生する可能性が多々有る。また、特開昭６０
−１３１１９３号公報に記載された方法においては、電
流変化値がモータ保持電流の変動許容値以下となる時間
の継続性を監視するものであるため、電流の絶対量の変
動に対しては直接的にはブレーキが作動せず、即応性に
欠けるという問題があった。そこで本発明の目的は、モ
ータの負荷の状態に応じた電源遮断を行うことにある。
−２２２８７７号公報に開示されているように、産業用
ロボットが停止する毎にタイマーをスタートさせ、次の
移動指令が発生する前に、タイマーの値が予め設定され
た時間を超えるとブレーキをかけ、サーボ電源を遮断
し、次の移動指令によりサーボ電源を接続してブレーキ
を解除する方式では、以下の問題が発生する。すなわ
ち、上記（１）〜（４）に記したように、各軸駆動モ
ータの負荷率は、軸・停止位置・搭載負荷・動作内容に
より変化するが、負荷率の如何に拘わらず、予め設定さ
れた時間でサーボ遮断をしてしまう。つまり、大きな電
力消費の状態も小さな電力消費の状態も、同一の時間で
サーボ電源の遮断をしてしまうため、節電という意味に
おいては中途半端なうえ、モータ保護という面からも、
役目を適正に果たしにくい。また負荷の小さいときで
も、タイムアップすれば常にサーボ電源を遮断するた
め、移動指令が入信した時に、サーボ投入時間、ブレー
キ解除時間の遅れが有るため、迅速に移動を開始できな
い事態が発生する可能性が多々有る。また、特開昭６０
−１３１１９３号公報に記載された方法においては、電
流変化値がモータ保持電流の変動許容値以下となる時間
の継続性を監視するものであるため、電流の絶対量の変
動に対しては直接的にはブレーキが作動せず、即応性に
欠けるという問題があった。そこで本発明の目的は、モ
ータの負荷の状態に応じた電源遮断を行うことにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明のサーボモータの制御方法は、停止状態にあ
るロボットの各軸駆動モータの負荷を監視して、前記負
荷が基準値を越えると、前記駆動モータへの通電を遮断
して前記駆動モータの過熱を防止する産業用ロボットの
制御方法において、ロボット各軸駆動モータの電流値を
サンプリング時間毎に計測し、前記電流値の２乗を積算
し、この積算値をサンプリング回数で除した値の平方根
である実効値をサンプリング時間毎に基準値と比較し、
ロボットが移動指令待ちの停止状態において、ロボット
各軸駆動モータの電流実効値が基準値を超えた場合は、
ロボットにブレーキをかけて保持すると共にサーボ電源
を切断し、次の移動指令によりサーボ電源を接続してブ
レーキを解除することを特徴とする。
め、本発明のサーボモータの制御方法は、停止状態にあ
るロボットの各軸駆動モータの負荷を監視して、前記負
荷が基準値を越えると、前記駆動モータへの通電を遮断
して前記駆動モータの過熱を防止する産業用ロボットの
制御方法において、ロボット各軸駆動モータの電流値を
サンプリング時間毎に計測し、前記電流値の２乗を積算
し、この積算値をサンプリング回数で除した値の平方根
である実効値をサンプリング時間毎に基準値と比較し、
ロボットが移動指令待ちの停止状態において、ロボット
各軸駆動モータの電流実効値が基準値を超えた場合は、
ロボットにブレーキをかけて保持すると共にサーボ電源
を切断し、次の移動指令によりサーボ電源を接続してブ
レーキを解除することを特徴とする。
【０００５】
【作用】本発明においては、ロボットが停止すると、各
駆動モータの電流の積算を始め、予め設定された時間後
から実効値を計算する。この実効値が各軸毎に設定され
た値を超えるとブレーキを掛け、サーボモータの電源を
遮断する。その後移動指令が入ると、サーボモータに電
源が接続され、ブレーキが解除されて移動を開始する。
これは自動運転状態の場合であるが、ジョグ動作時の場
合も同様である。つまり、ジョグ動作指令が解除される
と、各駆動モータの電流の積算を始め、予め設定された
時間後から実効値を計算する。この実効値が各軸毎に設
定された値を超えるとブレーキを掛け、サーボモータの
電源を遮断する。その後ジョグ動作指令が入ると、サー
ボモータに電源が接続され、ブレーキが解除されて移動
を開始する。
駆動モータの電流の積算を始め、予め設定された時間後
から実効値を計算する。この実効値が各軸毎に設定され
た値を超えるとブレーキを掛け、サーボモータの電源を
遮断する。その後移動指令が入ると、サーボモータに電
源が接続され、ブレーキが解除されて移動を開始する。
これは自動運転状態の場合であるが、ジョグ動作時の場
合も同様である。つまり、ジョグ動作指令が解除される
と、各駆動モータの電流の積算を始め、予め設定された
時間後から実効値を計算する。この実効値が各軸毎に設
定された値を超えるとブレーキを掛け、サーボモータの
電源を遮断する。その後ジョグ動作指令が入ると、サー
ボモータに電源が接続され、ブレーキが解除されて移動
を開始する。
【０００６】
【実施例】以下、本発明を実施例を参照しながら具体的
に説明する。図１は本発明のブレーキ制御方式を実施す
る産業用ロボットのブロック図である。図中５０はロボ
ットの制御装置、４０はロボットの機構部、４１はロボ
ットの作業用治工具である。制御装置５０は中央処理装
置（ＣＰＵ）３１を有し、ＣＰＵ３１にはＲＯＭからな
るメモリ３２、ＲＡＭからなるメモリ３３、操作パネル
３４、ティーチボックス３５、軸制御部３６、入出力イ
ンターフェース３８がデータバス３９で接続されてい
る。軸制御部３６にはロボットの各軸のサーボモータを
駆動するサーボアンプ３７が接続されている。メモリ３
２にはＣＰＵ３１が実行すべき各種の制御プログラムが
格納されている。メモリ３３には、操作パネル３４やテ
ィーチボックス３５等から入力された教示データや各種
パラメータ、ロボットの現在位置や動作状態を示すデー
タが格納されている。操作パネル３４にはロボットの操
作に必要な表示装置や操作ボタンがある。ティーチボッ
クス３５にはロボットのジョグ操作や位置の教示等に必
要な各種キーがある。入出力インターフェース３８に
は、作業治工具４１を制御するＩ／Ｏ信号回路と、本発
明と関連して、ロボット機構部に取り付けられた電磁ブ
レーキをオンオフする信号回路、サーボアンプをオンオ
フする信号回路を備えている。軸制御部３６は、各軸の
位置ループ等を含み各軸のサーボアンプ３７を介して各
軸のサーボモータ（図省略）に接続されている。なお、
上記のロボットの構成は従来のロボットと同様であり、
詳細な説明は省略する。
に説明する。図１は本発明のブレーキ制御方式を実施す
る産業用ロボットのブロック図である。図中５０はロボ
ットの制御装置、４０はロボットの機構部、４１はロボ
ットの作業用治工具である。制御装置５０は中央処理装
置（ＣＰＵ）３１を有し、ＣＰＵ３１にはＲＯＭからな
るメモリ３２、ＲＡＭからなるメモリ３３、操作パネル
３４、ティーチボックス３５、軸制御部３６、入出力イ
ンターフェース３８がデータバス３９で接続されてい
る。軸制御部３６にはロボットの各軸のサーボモータを
駆動するサーボアンプ３７が接続されている。メモリ３
２にはＣＰＵ３１が実行すべき各種の制御プログラムが
格納されている。メモリ３３には、操作パネル３４やテ
ィーチボックス３５等から入力された教示データや各種
パラメータ、ロボットの現在位置や動作状態を示すデー
タが格納されている。操作パネル３４にはロボットの操
作に必要な表示装置や操作ボタンがある。ティーチボッ
クス３５にはロボットのジョグ操作や位置の教示等に必
要な各種キーがある。入出力インターフェース３８に
は、作業治工具４１を制御するＩ／Ｏ信号回路と、本発
明と関連して、ロボット機構部に取り付けられた電磁ブ
レーキをオンオフする信号回路、サーボアンプをオンオ
フする信号回路を備えている。軸制御部３６は、各軸の
位置ループ等を含み各軸のサーボアンプ３７を介して各
軸のサーボモータ（図省略）に接続されている。なお、
上記のロボットの構成は従来のロボットと同様であり、
詳細な説明は省略する。
【０００７】次に、本実施例の動作を図２のフローチャ
ートを参照しながら説明する。ロボットの電源を投入
し、サーボ電源をオンするとブレーキがオフになり、移
動指令の有無をチェックするループ（ステップ２２０）
に入る。次に、ジョグ操作あるいは動作プログラムの実
行等による移動指令が無ければ各軸の駆動モータの実効
値を次式により計算を開始する。
ートを参照しながら説明する。ロボットの電源を投入
し、サーボ電源をオンするとブレーキがオフになり、移
動指令の有無をチェックするループ（ステップ２２０）
に入る。次に、ジョグ操作あるいは動作プログラムの実
行等による移動指令が無ければ各軸の駆動モータの実効
値を次式により計算を開始する。
【０００８】
【数１】
【０００９】実効値が計算されると、その各軸の値が予
めパラメータに保持している許容実効値の設定値と比較
する（ステップ２４０）。このとき、設定値以内であれ
ばサーボ電源をオフする必要はないので、再び移動指令
の有無をチェックするループ（ステップ２２０）に入
る。ステップ２４０にて、設定値を超えている場合、再
度移動指令の有無をチェックする（ステップ２５０）。
すなわち、実効値計算中に移動指令が行われている場合
もあり、その時にはサーボ電源をオフしてはならないか
らである。ステップ２５０にて、移動指令がなければ、
ブレーキをオン（ステップ２６０）、サーボ電源をオフ
（ステップ２７０）して、次の移動指令があるまでその
状態を保持して待つループ（ステップ２８０）に入る。
次に、ジョグ操作や動作プログラムの実行等による移動
指令が入ると、サーボ電源をオン（ステップ２９０）、
ブレーキオフ（ステップ３００）して、ロボットの移動
が開始され、再び移動指令の有無をチェックするループ
（ステップ２２０）に入る。以降は上述のフローを繰り
返すことになる。
めパラメータに保持している許容実効値の設定値と比較
する（ステップ２４０）。このとき、設定値以内であれ
ばサーボ電源をオフする必要はないので、再び移動指令
の有無をチェックするループ（ステップ２２０）に入
る。ステップ２４０にて、設定値を超えている場合、再
度移動指令の有無をチェックする（ステップ２５０）。
すなわち、実効値計算中に移動指令が行われている場合
もあり、その時にはサーボ電源をオフしてはならないか
らである。ステップ２５０にて、移動指令がなければ、
ブレーキをオン（ステップ２６０）、サーボ電源をオフ
（ステップ２７０）して、次の移動指令があるまでその
状態を保持して待つループ（ステップ２８０）に入る。
次に、ジョグ操作や動作プログラムの実行等による移動
指令が入ると、サーボ電源をオン（ステップ２９０）、
ブレーキオフ（ステップ３００）して、ロボットの移動
が開始され、再び移動指令の有無をチェックするループ
（ステップ２２０）に入る。以降は上述のフローを繰り
返すことになる。
【００１４】
【発明の効果】上述したように、本発明によれば、ロボ
ット各軸駆動モータの電流実効値が基準値を超えた場合
は、ロボットにブレーキをかけて保持すると共にサーボ
電源を切断し、次の移動指令によりサーボ電源を接続し
てブレーキを解除することにより、静止時のモータ負荷
率を下げ、モータの小型化、発熱の抑制を図ることがで
きる。
ット各軸駆動モータの電流実効値が基準値を超えた場合
は、ロボットにブレーキをかけて保持すると共にサーボ
電源を切断し、次の移動指令によりサーボ電源を接続し
てブレーキを解除することにより、静止時のモータ負荷
率を下げ、モータの小型化、発熱の抑制を図ることがで
きる。
【図１】 本発明を実施する産業用ロボットのブロック
図である。
図である。
【図２】 本発明実施例の動作を示すフローチャートで
ある。
ある。
３１ ＣＰＵ ３２ メモリ（ＲＯＭ） ３３ メモリ（ＲＡＭ） ３４ 操作パネル ３５ ティーチボックス ３６ 軸制御部 ３７ サーボアンプ ３８ 入出力インターフェース ３９ データバス ４０ ロボット機構部 ４１ 作業用治工具 ５０ ロボット制御装置
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−131193（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−110582（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−63619（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−222877（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−115195（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B25J 19/06 B25J 13/08 G05B 9/02
Claims (1)
- 【請求項１】 停止状態にあるロボットの各軸駆動モー
タの負荷を監視して、前記負荷が基準値を越えると、前
記駆動モータへの通電を遮断して前記駆動モータの過熱
を防止する産業用ロボットの制御方法において、 ロボット各軸駆動モータの電流値をサンプリング時間毎
に計測し、前記電流値の２乗を積算し、この積算値をサ
ンプリング回数で除した値の平方根である実効値をサン
プリング時間毎に基準値と比較し、ロボットが移動指令
待ちの停止状態において、ロボット各軸駆動モータの電
流実効値が基準値を超えた場合は、ロボットにブレーキ
をかけて保持すると共にサーボ電源を切断し、次の移動
指令によりサーボ電源を接続してブレーキを解除するこ
とを特徴とする産業用ロボットの制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04693691A JP3209344B2 (ja) | 1991-03-12 | 1991-03-12 | 産業用ロボットの制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04693691A JP3209344B2 (ja) | 1991-03-12 | 1991-03-12 | 産業用ロボットの制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04283087A JPH04283087A (ja) | 1992-10-08 |
| JP3209344B2 true JP3209344B2 (ja) | 2001-09-17 |
Family
ID=12761206
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04693691A Expired - Fee Related JP3209344B2 (ja) | 1991-03-12 | 1991-03-12 | 産業用ロボットの制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3209344B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107600837B (zh) * | 2017-09-04 | 2020-05-08 | 福建纳仕达电子股份有限公司 | 一种电子垃圾桶动作省电控制装置 |
-
1991
- 1991-03-12 JP JP04693691A patent/JP3209344B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04283087A (ja) | 1992-10-08 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |