JP3327205B2 - Robot control method and device - Google Patents

Robot control method and device

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JP3327205B2
JP3327205B2 JP08334798A JP8334798A JP3327205B2 JP 3327205 B2 JP3327205 B2 JP 3327205B2 JP 08334798 A JP08334798 A JP 08334798A JP 8334798 A JP8334798 A JP 8334798A JP 3327205 B2 JP3327205 B2 JP 3327205B2
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Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、複数の関節軸を備
えた産業用ロボットにおいて、外部の物体との衝突が発
生した際の、ロボットの制御方法および装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and an apparatus for controlling an industrial robot having a plurality of joint axes when a collision with an external object occurs.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、サーボモータで駆動される産業用
ロボットの、障害物やワーク等への衝突による機構部の
破損を防止するために、衝突検出処理が行われている。
そして、その衝突検出は、機構部が衝突した際にサーボ
モータに発生する外乱トルクを外乱推定オブザーバによ
り推定し、この推定外乱トルクが設定されたしきい値以
上になると、衝突が発生したと判断する。しかし、ロボ
ットが衝突する際に発生する外乱トルクには、機械の摩
擦力、バネ系の反力、機械にかかる重力が含まれている
為、特開平3−196313号にあるように、衝突判定
のしきい値を前記の摩擦力、反力、重力よりも大きく
し、かつ、機構部の耐強度より小さい値に設定する方法
が用いられている。
2. Description of the Related Art Conventionally, a collision detection process is performed to prevent a mechanical part of an industrial robot driven by a servo motor from being damaged by a collision with an obstacle or a work.
Then, in the collision detection, a disturbance torque generated in the servomotor when the mechanism unit collides is estimated by a disturbance estimation observer, and when the estimated disturbance torque exceeds a set threshold value, it is determined that a collision has occurred. I do. However, since the disturbance torque generated when the robot collides includes the frictional force of the machine, the reaction force of the spring system, and the gravitational force applied to the machine, as described in JP-A-3-196313, the collision determination is performed. Is set to a value larger than the above-described frictional force, reaction force, and gravity and smaller than the withstand strength of the mechanism.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の技
術例では、衝突判定後、ロボットをどのように停止させ
るかについては検討されていない。
However, in the above-mentioned prior art example, how to stop the robot after the collision determination is not considered.

【0004】そのため、衝突後に発生する接触力の発生
を防止することはできないという問題点があった。
[0004] Therefore, there is a problem that it is impossible to prevent the generation of the contact force generated after the collision.

【0005】また、溶接トーチを有するロボットの場
合、衝突が発生すると誤溶接を防止するための動作の実
現についてはなにも検討されていないという問題点もあ
った。
Further, in the case of a robot having a welding torch, there has been a problem that no operation has been studied for realizing an operation for preventing erroneous welding when a collision occurs.

【0006】本発明は、衝突判定後のロボットの停止処
理を行うロボットの制御方法と制御装置を提供すること
を目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a control method and a control device of a robot for performing a stop process of the robot after a collision is determined.

【0007】[0007]

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の第1の方法は、ロボット先端の位置を決定
する基本軸とロボット先端の姿勢を決定する手首軸から
なる複数の関節軸を有するロボットが、ある一つの関節
軸で衝突を検出すると、衝突を検出した関節軸には逃げ
動作を行わせ、その他の関節軸として基本軸を停止さ
せ、手首軸を外力に対して可動自在に維持し、第1の所
定時間後に全ての関節軸を機械的に拘束する。
Means for Solving the Problems To achieve the above object,
In a first method of the present invention, a robot having a plurality of joint axes consisting of a basic axis for determining the position of the robot tip and a wrist axis for determining the posture of the robot tip detects a collision at a certain joint axis. Then, a relief operation is performed on the joint axis that has detected the collision, the basic axis is stopped as the other joint axis, the wrist axis is maintained movably with respect to the external force, and after a first predetermined time, all the joint axes are Is mechanically restrained.

【0009】さらに、本発明の第の方法は、全ての関
節軸を機械的に拘束した後、第2の所定時間経過後に関
節軸を駆動する各モータの電源を遮断し、モータ駆動制
御用のサーボ部の動作を停止する。
Further, according to a second method of the present invention, after mechanically constraining all the joint axes, the power of each motor for driving the joint axes is cut off after a lapse of a second predetermined time. Stop the operation of the servo unit.

【0010】[0010]

【0011】さらに、本発明の第の方法は、衝突を検
出した関節軸の逃げ動作を行う時間か、逃げ動作によっ
て移動する距離か、それらの両方を規定する。
Further, the third method of the present invention defines the time for performing the relief operation of the joint axis that has detected the collision, the distance moved by the relief operation, or both.

【0012】[0012]

【0013】[0013]

【0014】さらに、本発明の第の構成は、ロボット
先端の位置を決定する基本軸とロボット先端の姿勢を決
定する手首軸からなる複数の関節軸を有するロボットの
ある関節軸が衝突を検出すると、衝突を検出した関節軸
には逃げ動作を行わせ、その他の関節軸のうち、基本軸
は停止させ、手首軸は外力に対して可動自在に維持し、
第1の所定時間後に全ての関節軸を機械的に拘束するよ
うに制御する制御部を有する。
Further, according to a first configuration of the present invention, a joint axis of a robot having a plurality of joint axes including a basic axis for determining the position of the robot tip and a wrist axis for determining the posture of the robot tip detects a collision. Then, a relief operation is performed on the joint axis that has detected the collision, the basic axis of the other joint axes is stopped, and the wrist axis is maintained movably against external force,
A control unit that controls to mechanically constrain all joint axes after a first predetermined time;

【0015】さらに、本発明の第の構成は、全ての関
節軸を機械的に拘束した後、第2の所定時間経過後に関
節軸を駆動する各モータの電源を遮断し、モータ駆動制
御用のサーボ部の動作を停止する制御部を有する。
Further, according to a second configuration of the present invention, after mechanically constraining all the joint axes, the power supply of each motor for driving the joint axes is cut off after a lapse of a second predetermined time. Has a control unit for stopping the operation of the servo unit.

【0016】[0016]

【0017】さらに、本発明の第の構成は、衝突を検
出した関節軸の逃げ動作を行う時間か、逃げ動作によっ
て移動する距離か、それらの両方を規定する制御部を有
する。
Further, the third configuration of the present invention has a control unit that defines the time for performing the relief operation of the joint axis that has detected the collision, the distance moved by the relief operation, or both.

【0018】[0018]

【0019】[0019]

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】上記本発明の第1の構成と第1の
方法によれば、ロボット先端の位置を決定する基本軸と
ロボット先端の姿勢を決定する手首軸からなる複数の関
節軸を有するロボットが、ある一つの関節軸で衝突を検
出すると、衝突を検出した関節軸には逃げ動作を行わせ
ることにより、衝突による衝撃力を減少させ、その他の
関節軸として基本軸を停止させ手首軸を外力に対して可
動自在に維持することで、さらなる衝突と過大な接触力
の発生を防止し、第1の所定時間後に全ての関節軸を機
械的に拘束することで、ロボットを完全に停止させるこ
とができる。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The first structure of the present invention and the first
According to the method, when a robot having a plurality of joint axes consisting of a basic axis for determining the position of the robot tip and a wrist axis for determining the posture of the robot tip detects a collision with a certain joint axis, the collision is detected. By making the joint axis perform a relief operation, the impact force due to the collision is reduced, the basic axis is stopped as the other joint axis, and the wrist axis is kept movable against external force, so that further collision and excessive By preventing the generation of contact force and mechanically constraining all joint axes after the first predetermined time, the robot can be completely stopped.

【0021】さらに、本発明の第の構成と第の方法
によれば、全ての関節軸を機械的に拘束した後、第2の
所定時間経過後に関節軸を駆動する各モータの電源を遮
断するため、ロボットを完全に停止させることができ
る。
Furthermore, according to the second configuration and the second method of the present invention, after mechanically constrained all joint axes, the power to each motor for driving the joint shaft after the second predetermined time Because of the interruption, the robot can be completely stopped.

【0022】[0022]

【0023】さらに、本発明の第の構成と第の方法
によれば、衝突を検出した関節軸の逃げ動作を行う時間
か、逃げ動作によって移動する距離か、それらの両方を
規定することで、逃げ動作が大きすぎることによる再度
の衝突発生を防止することができる。
Furthermore, according to the third configuration and the third method of the present invention, or time for the relief operation of the joint axis a collision is detected, or distance traveled by the relief operation, defining both of them Thus, it is possible to prevent the collision from occurring again due to the escape operation being too large.

【0024】[0024]

【0025】以下本発明の実施の形態について図面を参
照しながら説明する。図1は本発明のロボットの制御方
法と制御装置を適用する6つの関節を有する産業用ロボ
ットである。図においてA1からA6が関節軸を表して
おり、A1からA3がロボット先端の位置を決定する基
本軸、A4からA6がロボット先端の姿勢を決定する手
首軸である。手首軸より先に溶接トーチなどのツールを
取り付け、様々な作業を実行する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows an industrial robot having six joints to which the robot control method and control device of the present invention are applied. In the figure, A1 to A6 represent joint axes, A1 to A3 are basic axes that determine the position of the robot tip, and A4 to A6 are wrist axes that determine the posture of the robot tip. Attach a tool such as a welding torch before the wrist axis to perform various tasks.

【0026】(参考例1) まず、発明の参考例1について説明する。図2はA1
からANまでのN個の関節軸を有するロボットが衝突を
起こした際の処理の説明図である。ここでAkはk番目
の関節軸を表している。今、ロボットが外部の物体と衝
突し、その衝突をk番目の関節軸で検出したとする。こ
のとき、のロボットの制御方法においては、図2
(b)に示すように、まずステップS1において衝突を
検出した軸Akを停止させる。次にステップS2におい
て、k−1番目の関節軸Ak−1とk+1番目の関節軸
Ak+1を停止させる。以下同様にすべての軸が停止す
るまで処理を実行する。
[0026] (Reference Example 1) is first described in Reference Example 1 of the present invention. FIG. 2 shows A1
FIG. 10 is an explanatory diagram of a process when a robot having N joint axes from to to AN has caused a collision. Here, Ak represents the k-th joint axis. Now, assume that the robot collides with an external object and detects the collision at the k-th joint axis. At this time, in the control method of this robot, FIG. 2
As shown in (b), first, in step S1, the axis Ak that has detected a collision is stopped. Next, in step S2, the (k-1) th joint axis Ak-1 and the (k + 1) th joint axis Ak + 1 are stopped. In the same manner, the processing is executed until all the axes stop.

【0027】図3はの構成のロボットの制御装置の構
成例を示すブロック図である。図において、100は制
御部、1は軸制御部、11はサーボ部、12はモータ、
13は衝突検出部である。関節軸がN個存在する場合
は、各関節軸に対して各1個の軸制御部が存在する。k
はk番目の関節軸の軸制御部を表している。
[0027] FIG. 3 is a block diagram showing a configuration example of a control device of the robot this. In the figure, 100 is a control unit, 1 is an axis control unit, 11 is a servo unit, 12 is a motor,
13 is a collision detection unit. If there are N joint axes, there is one axis control unit for each joint axis. k
Represents an axis control unit for the k-th joint axis.

【0028】上記構成要素の相互関係と動作について説
明する。制御部100は軸制御部1からNに対して、動
作指令や停止指令を送信する。軸制御部1からN内の1
1からN1のサーボ部は制御部からの動作指令を受け、
モータ12からN2を制御する。13からN3の衝突検
出部は、11からN1のサーボ部からの信号を受けロボ
ットが衝突を起こしたかどうかを検出し、制御部100
へ衝突検出信号を送信する。衝突検出信号を受けた制御
部100は図2(b)で説明した処理内容に従って各関
節軸を軸制御部1からNに対して停止指令を送信する。
停止指令を受けた軸制御部は直ちに運転を停止する。
The interrelationship and operation of the above components will be described. The control unit 100 transmits an operation command and a stop command from the axis control unit 1 to N. Axis control unit 1 to N in N
The servo units 1 to N1 receive operation commands from the control unit,
N2 is controlled from the motor 12. The collision detectors 13 to N3 receive signals from the servo units 11 to N1 to detect whether or not the robot has collided.
Sends a collision detection signal to The control unit 100 that has received the collision detection signal transmits a stop command to each of the joint axes from the axis control unit 1 to N in accordance with the processing content described with reference to FIG.
The axis control unit that has received the stop command immediately stops the operation.

【0029】(実施の形態) 次に、第の方法にかかわるロボットの制御方法と、第
の構成のロボットの制御装置の一実施の形態について
説明する。
[0029] (Embodiment 1) Next, a control method for a robot according to the first method, the
An embodiment of the robot control device having the configuration 1 will be described.

【0030】図4はA1からA6までの6個の関節軸を
有するロボットが衝突の起こした際の処理の説明図であ
る。今、図4(a)において、ロボットが外部の物体と
衝突し、その衝突を関節軸A5が検出したとする。この
とき、第の方法に記載のロボットの制御方法において
は、図4(b)に示すように、まずステップS101に
おいて、衝突した外部物体からロボットの衝突箇所が離
れるように衝突を検出した軸A5に逃げ動作を行わせ
る。次にステップS102において、基本軸A1、A
2、A3を停止させる。次にステップS103におい
て、手首軸A4、A6を外力に対して可動自在に設定す
る。次にステップS104において、ステップS103
を実行後、第1の所定時間経過したら、すべての関節軸
を機械的に拘束する。
FIG. 4 is an explanatory diagram of processing when a robot having six joint axes A1 to A6 has a collision. Now, in FIG. 4A, it is assumed that the robot collides with an external object, and the collision is detected by the joint axis A5. At this time, in the robot control method described in the first method, as shown in FIG. 4B, first, in step S101, the axis where the collision is detected so that the collision point of the robot is separated from the colliding external object. A5 is caused to perform the escape operation. Next, in step S102, the basic axes A1, A
2. Stop A3. Next, in step S103, the wrist axes A4 and A6 are set movably with respect to external force. Next, in step S104, step S103
After a first predetermined time has elapsed after the execution of the above, all the joint axes are mechanically restrained.

【0031】図5は第の構成のロボットの制御装置の
構成例を示すブロック図である。図において、101は
制御部、1は軸制御部、11はサーボ部、12はモー
タ、13は衝突検出部、14は機械的拘束部である。関
節軸が6個存在する場合は、各関節軸に対して各1個の
軸制御部が存在する。kはk番目の関節軸の軸制御部を
表している。
FIG. 5 is a block diagram showing an example of the configuration of a control device for a robot having the first configuration. In the figure, 101 is a control unit, 1 is an axis control unit, 11 is a servo unit, 12 is a motor, 13 is a collision detection unit, and 14 is a mechanical restraining unit. If there are six joint axes, there is one axis control unit for each joint axis. k represents the axis control unit of the k-th joint axis.

【0032】上記構成要素の相互関係と動作について説
明する。制御部101は軸制御部1から6に対して、動
作指令や停止指令を送信する。軸制御部1から6内の1
1から61のサーボ部は制御部からの動作指令を受け、
モータ12から62を制御する。13から63の衝突検
出部は、11から1のサーボ部からの信号を受けロボッ
トが衝突を起こしたかどうかを検出し、制御部101へ
衝突検出信号を送信する。衝突検出信号を受けた制御部
101は図4(b)で説明した処理内容に従って、各関
節軸の軸制御部1から6に対して動作指令および停止指
令を、機械的拘束部14から64に対して機械的拘束の
実行指令を送信する。機械的拘束部14から64では、
制御部101から機械的拘束の実行指令を受信すると各
関節軸を機械的に拘束する。
The interrelationship and operation of the above components will be described. The control unit 101 transmits an operation command and a stop command to the axis control units 1 to 6. 1 of axis control units 1 to 6
The servo units 1 to 61 receive operation commands from the control unit,
The motors 12 to 62 are controlled. The collision detection units 13 to 63 receive signals from the servo units 11 to 1, detect whether the robot has collided, and transmit a collision detection signal to the control unit 101. In response to the collision detection signal, the control unit 101 sends an operation command and a stop command to the axis control units 1 to 6 of the respective joint axes according to the processing described in FIG. In response, a command to execute mechanical restraint is transmitted. In mechanical restraints 14 to 64,
When a command to execute mechanical restraint is received from the control unit 101, each joint axis is mechanically restrained.

【0033】(実施の形態) 次に、第の方法にかかわるロボットの制御方法と、第
の構成のロボットの制御装置の一実施の形態について
説明する。
[0033] (Embodiment 2) Next, a control method for a robot according to the second method, the
An embodiment of the robot control device having the two configurations will be described.

【0034】図6はA1からA6までの6個の関節軸を
有するロボットが衝突の起こした際の処理の説明図であ
る。図においてステップS101、S102、S10
3、S104は、図4(a)で説明したステップと同一
である。今、ロボットが外部の物体と衝突し、その衝突
を関節軸A5が検出したとする。このとき第の方法の
ロボットの制御方法においては、図4(a)で説明した
ように、ステップS101からステップS104までの
処理を実行する。
FIG. 6 is an explanatory diagram of processing when a robot having six joint axes A1 to A6 has a collision. In the figure, steps S101, S102, S10
3. Steps S104 are the same as the steps described with reference to FIG. Now, it is assumed that the robot collides with an external object, and the collision is detected by the joint axis A5. At this time, in the robot control method according to the second method, the processes from step S101 to step S104 are executed as described with reference to FIG.

【0035】次にステップS105において、ステップ
S104の実行後、第2の所定時間経過後に関節軸を駆
動する各モータの電源を遮断し、モータ制御を行うサー
ボ部の動作を停止する。
Next, in step S105, after the execution of step S104, the power of each motor for driving the joint shaft is cut off after a lapse of the second predetermined time, and the operation of the servo unit for controlling the motors is stopped.

【0036】第の構成のロボットの制御装置の構成例
は図5で説明したブロック図と同一であるが、制御部1
01内の処理が異なっている。制御部101は軸制御部
2からNに対して、動作指令や停止指令を送信する。軸
制御部1からN内の11からN1のサーボ部は制御部か
らの動作指令を受け、モータ12からN2を制御する。
13からN3の衝突検出部は、11からN1のサーボ部
からの信号を受けロボットが衝突を起こしたかどうかを
検出し、制御部101へ衝突検出信号を送信する。衝突
検出信号を受けた制御部101は図6で説明した処理内
容に従って、各関節軸の軸制御部1から6に対して動作
指令、停止指令および電源遮断指令を送信し、機械的拘
束部14から64に対して機械的拘束の実行指令を送信
する。機械的拘束部14から64では、制御部101か
ら機械的拘束の実行指令を受信すると各関節軸を機械的
に拘束する。電源遮断指令を受信した各関節軸の軸制御
部1から6は、関節軸を駆動する各モータの電源を遮断
し、モータ制御を行うサーボ部の動作を停止する。
An example of the configuration of the control device for the robot having the second configuration is the same as the block diagram described with reference to FIG.
01 is different. The control unit 101 transmits an operation command and a stop command from the axis control unit 2 to N. The servo units 11 to N1 in the axis control unit 1 to N receive operation commands from the control unit and control the motor 12 from N2.
The collision detection units 13 to N3 receive signals from the servo units 11 to N1 to detect whether the robot has collided, and transmit a collision detection signal to the control unit 101. Upon receiving the collision detection signal, the control unit 101 transmits an operation command, a stop command, and a power cutoff command to the axis control units 1 to 6 of the respective joint axes according to the processing described in FIG. To 64 are transmitted. When receiving the execution command of the mechanical constraint from the control unit 101, the mechanical constraint units 14 to 64 mechanically constraint each joint axis. The axis control units 1 to 6 of the joint axes that have received the power cutoff command cut off the power of the motors that drive the joint axes and stop the operation of the servo unit that controls the motors.

【0037】(参考例) 次に、ロボットの制御方法と、ロボットの制御装置の
2の参考例について説明する。
REFERENCE EXAMPLE 2 Next, a robot control method and a robot control device will be described .
Reference Example 2 will be described.

【0038】第7はA1からA6までの6個の関節軸と
手首軸の先端に取り付けられた溶接トーチ500を有す
るロボットが衝突の起こした際の処理の説明図である。
The seventh is an explanatory diagram of a process when a robot having a welding torch 500 attached to the ends of six joint axes A1 to A6 and a wrist axis causes a collision.

【0039】今、図7(a)において、ロボットが外部
の物体と衝突し、その衝突をある関節軸が検出したとす
る。このとき、第4の方法に記載のロボットの制御方法
においては、図7(b)に示すように、ステップS20
1において、トーチ先端が溶接ワークから速やかに離れ
るように、トーチベクトル方向501と逆方向に各関節
軸に逃げ動作を行わせる。
Now, in FIG. 7A, it is assumed that the robot collides with an external object and that the collision is detected by a certain joint axis. At this time, in the robot control method described in the fourth method, as shown in FIG.
In step 1, each joint shaft is caused to perform an escape operation in a direction opposite to the torch vector direction 501 so that the tip of the torch is quickly separated from the welding work.

【0040】図8は第4の構成のロボットの制御装置の
構成例を示すブロック図である。図において、201は
制御部、1は軸制御部、11はサーボ部、12はモー
タ、13は衝突検出部である。関節軸がN個存在する場
合は、各関節軸に対して各1個の軸制御部が存在する。
kはk番目の関節軸の軸制御部を表している。
FIG. 8 is a block diagram showing a configuration example of a control device for a robot having a fourth configuration. In the figure, 201 is a control unit, 1 is an axis control unit, 11 is a servo unit, 12 is a motor, and 13 is a collision detection unit. If there are N joint axes, there is one axis control unit for each joint axis.
k represents the axis control unit of the k-th joint axis.

【0041】上記構成要素の相互関係と動作について説
明する。制御部201は軸制御部2からNに対して、動
作指令や停止指令を送信する。軸制御部1からN内の1
1からN1のサーボ部は制御部からの動作指令を受け、
モータ12からN2を制御する。13からN3の衝突検
出部は、11からN1のサーボ部からの信号を受けロボ
ットが衝突を起こしたかどうかを検出し、制御部201
へ衝突検出信号を送信する。衝突検出信号を受けた制御
部201は図7(b)で説明した処理内容に従って各関
節軸の軸制御部1からNに対して動作指令を送信する。
The interrelationship and operation of the above components will be described. The control unit 201 transmits an operation command or a stop command from the axis control unit 2 to N. Axis control unit 1 to N in N
The servo units 1 to N1 receive operation commands from the control unit,
N2 is controlled from the motor 12. The collision detectors 13 to N3 receive signals from the servo units 11 to N1 to detect whether or not the robot has collided.
Sends a collision detection signal to The control unit 201 that has received the collision detection signal transmits an operation command to N from the axis control unit 1 of each joint axis according to the processing described in FIG. 7B.

【0042】(実施の形態) 次に、第の方法にかかわるロボットの制御方法と、第
の構成のロボットの制御装置の一実施の形態について
説明する。
[0042] (Third Embodiment) Next, a control method for a robot according to a third method, the
An embodiment of the robot control device having the three configurations will be described.

【0043】図4および図6、図7で説明したように、
ロボットが外部の物体と衝突すると、衝突した外部物体
からロボットが離れるように逃げ動作を行わせる。この
逃げ動作の実行時に、逃げ動作を行う時間か、逃げ動作
によって移動する距離か、それらの両方を規定する。
As described with reference to FIGS. 4, 6, and 7,
When the robot collides with an external object, the robot performs an escape operation so that the robot separates from the colliding external object. When the escape operation is performed, the time for performing the escape operation, the distance moved by the escape operation, or both of them are defined.

【0044】図9はその処理内容である。ロボットを動
作させる前に、ステップS301において、逃げ動作を
行う時間か、逃げ動作によって移動する距離を設定す
る。図4および図6のステップS101もしくは図7の
ステップS201を実行する際には、ここで設定した規
定値に従ってロボットの逃げ動作を行う。
FIG. 9 shows the processing contents. Before operating the robot, in step S301, a time for performing the escape operation or a distance to be moved by the escape operation is set. When executing step S101 in FIG. 4 and FIG. 6 or step S201 in FIG. 7, the robot performs an escape operation according to the specified value set here.

【0045】第5の構成のロボットの制御装置の構成例
は図5および図8で説明したブロック図と同一である
が、制御部101内において図8で説明した処理がロボ
ットの動作前にあらかじめ行われることのみ異なってい
る。
An example of the configuration of the robot controller having the fifth configuration is the same as the block diagram described with reference to FIGS. 5 and 8, but the processing described in FIG. The only difference is what is done.

【0046】(参考例3) 次に、第3の参考例について説明する。 Reference Example 3 Next, a third reference example will be described.

【0047】図10は溶接トーチWTを有するロボット
が衝突の起こした際の処理の説明図である。図におい
て、ある関節軸が衝突を検出すると、ステップS401
においてロボットの手首先端に設けた溶接トーチへ電力
を供給する溶接電源を遮断する。次にS402において
実施形態1ないし5で説明したロボットの停止処理を実
行する。
FIG. 10 is an explanatory diagram of a process when a collision occurs with the robot having the welding torch WT. In the figure, when a certain joint axis detects a collision, step S401 is performed.
In, the welding power supply for supplying power to the welding torch provided at the tip of the robot wrist is shut off. Next, in S402, the robot stop processing described in the first to fifth embodiments is executed.

【0048】図11は第参考例のロボットの制御装
置の構成例を示すブロック図である。図において、30
1は制御部、1は軸制御部、11はサーボ部、12はモ
ータ、13は衝突検出部、400は溶接電源である。関
節軸がN個存在する場合は、各関節軸に対して各1個の
軸制御部が存在する。kはk番目の関節軸の軸制御部を
表している。
FIG. 11 is a block diagram showing a configuration example of a control device for a robot according to a third reference example . In the figure, 30
Reference numeral 1 denotes a control unit, 1 denotes an axis control unit, 11 denotes a servo unit, 12 denotes a motor, 13 denotes a collision detection unit, and 400 denotes a welding power source. If there are N joint axes, there is one axis control unit for each joint axis. k represents the axis control unit of the k-th joint axis.

【0049】上記構成要素の相互関係と動作について説
明する。制御部301は軸制御部2からNに対して、動
作指令や停止指令を送信する。軸制御部1からN内の1
1からN1のサーボ部は制御部からの動作指令を受け、
モータ12からN2を制御する。13からN3の衝突検
出部は、11からN1のサーボ部からの信号を」受けロ
ボットが衝突を起こしたかどうかを検出し、制御部30
1へ衝突検出信号を送信する。衝突検出信号を受けた制
御部301は図8で説明した処理内容に従って、まず溶
接電源400に溶接電源の遮断指令を出力し、その後、
実施形態1ないし5で説明したロボットの停止処理を実
行する。
The interrelationship and operation of the above components will be described. The control unit 301 transmits an operation command and a stop command from the axis control unit 2 to N. Axis control unit 1 to N in N
The servo units 1 to N1 receive operation commands from the control unit,
N2 is controlled from the motor 12. The collision detection unit 13 to N3 receives a signal from the servo unit 11 to N1 to detect whether the robot has collided, and the control unit 30
1 transmits a collision detection signal. Upon receiving the collision detection signal, the control unit 301 first outputs a welding power supply shutoff command to the welding power supply 400 according to the processing described in FIG.
The robot stop processing described in the first to fifth embodiments is executed.

【0050】なお、これら6つのの各構成要素とその
動作はマイクロコンピュータのプログラム動作により実
現できることはいうまでもない。
It goes without saying that each of the components in these six examples and their operations can be realized by a program operation of a microcomputer.

【0051】[0051]

【0052】[0052]

【発明の効果】上記本発明の第1の構成と第1の方法に
よれば、ロボット先端の位置を決定する基本軸とロボッ
ト先端の姿勢を決定する手首軸からなる複数の関節軸を
有するロボットが、ある一つの関節軸で衝突を検出する
と、衝突を検出した関節軸には逃げ動作を行わせること
により、衝突による衝撃力を減少させ、その他の関節軸
として基本軸を停止させ手首軸を外力に対して可動自在
に維持することで、さらなる衝突と過大な接触力の発生
を防止し、第1の所定時間後に全ての関節軸を機械的に
拘束することで、ロボットを完全に停止させることがで
きる。
According to the first configuration and the first method of the present invention,
According to a robot having a plurality of joint axes consisting of a basic axis for determining the position of the robot tip and a wrist axis for determining the posture of the robot tip, when a collision is detected by a certain joint axis, the joint axis that detected the collision is detected. In order to reduce the impact force due to the collision by performing the escape operation, stop the basic axis as another joint axis and maintain the wrist axis freely movable against external force, further collision and excessive contact force Is prevented and the robot can be completely stopped by mechanically restraining all the joint axes after the first predetermined time.

【0053】さらに、本発明の第の構成と第の方法
によれば、全ての関節軸を機械的に拘束した後、第2の
所定時間経過後に関節軸を駆動する各モータの電源を遮
断するため、ロボットを完全に停止させることができ
る。
[0053] Furthermore, according to the second configuration and the second method of the present invention, after mechanically constrained all joint axes, the power to each motor for driving the joint shaft after the second predetermined time Because of the interruption, the robot can be completely stopped.

【0054】[0054]

【0055】さらに、本発明の第の構成と第の方法
によれば、衝突を検出した関節軸の逃げ動作を行う時間
か、逃げ動作によって移動する距離か、それらの両方を
規定することで、逃げ動作が大きすぎることによる再度
の衝突発生を防止することができる。
[0055] Further, according to the third configuration and the third method of the present invention, or time for the relief operation of the joint axis a collision is detected, or distance traveled by the relief operation, defining both of them Thus, it is possible to prevent the collision from occurring again due to the escape operation being too large.

【0056】[0056]

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

【図1】本発明を適用する6つの関節を有する産業用ロ
ボットの説明図
FIG. 1 is an explanatory diagram of an industrial robot having six joints to which the present invention is applied.

【図2】参考例1のロボットの制御方法によるN個の関
節軸を有するロボットが衝突の起こした際の処理の説明
FIG. 2 is an explanatory diagram of a process when a collision occurs with a robot having N joint axes according to the robot control method of Reference Example 1;

【図3】参考例1のロボットの制御装置の構成を示すブ
ロック図
FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of a control device of Reference Example 1 Robot

【図4】実施の形態のロボットの制御方法による6個
の関節軸を有するロボットが衝突の起こした際の処理の
説明図
FIG. 4 is an explanatory diagram of processing when a robot having six joint axes has collided by the robot control method according to the first embodiment;

【図5】実施の形態のロボットの制御装置の構成を示
すブロック図
FIG. 5 is a block diagram illustrating a configuration of a control device for the robot according to the first embodiment;

【図6】実施の形態のロボットの制御方法による6個
の関節軸を有するロボットが衝突の起こした際の処理の
説明図
FIG. 6 is an explanatory diagram of processing when a robot having six joint axes has collided by the robot control method according to the second embodiment;

【図7】参考例における溶接トーチを有するロボット
が衝突の起こした際の処理の説明図
FIG. 7 is an explanatory diagram of processing when a robot having a welding torch according to Reference Example 2 has caused a collision.

【図8】参考例のロボットの制御装置の構成を示すブ
ロック図
8 is a block diagram showing the configuration of a control device of Reference Example 2 Robot

【図9】実施の形態のロボットの制御方法の処理の説
明図
FIG. 9 is an explanatory diagram of a process of a robot control method according to the third embodiment.

【図10】参考例3における溶接トーチを有するロボッ
トが衝突の起こした際の処理の説明図
FIG. 10 is an explanatory diagram of processing when a robot having a welding torch in the reference example 3 causes a collision.

【図11】参考例3のロボットの制御装置の構成を示す
ブロック図
FIG. 11 is a block diagram illustrating a configuration of a robot control device according to a third embodiment;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

A1ないしAN 関節軸 100 制御部 101 制御部 201 制御部 301 制御部 400 溶接電源 1ないしN 軸制御部 11ないしN1 サーボ部 12ないしN2 モータ 13ないしN3 衝突検出部 14ないしN4 機械的拘束部 500 溶接トーチ 501 トーチベクトル方向 A1 to AN joint axis 100 control unit 101 control unit 201 control unit 301 control unit 400 welding power source 1 to N-axis control unit 11 to N1 servo unit 12 to N2 motor 13 to N3 collision detection unit 14 to N4 mechanical constraint unit 500 welding Torch 501 Torch vector direction

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中塚 隆 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 平3−281194(JP,A) 特開 昭62−140795(JP,A) 特開 平6−278082(JP,A) 特開 平4−152091(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B25J 19/06 B23K 11/24 340 G05D 3/00 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (72) Takashi Nakatsuka, Inventor 1006 Kazuma Kadoma, Kadoma City, Osaka Prefecture Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. (56) References JP-A-3-281194 (JP, A) JP-A-62- 140795 (JP, A) JP-A-6-278082 (JP, A) JP-A-4-152091 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) B25J 19/06 B23K 11 / 24 340 G05D 3/00

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 ロボット先端の位置を決定する基本軸と
ロボット先端の姿勢を決定する手首軸からなる複数の関
節軸を有するロボットにおいて、ある一つの関節軸で衝
突を検出すると、衝突を検出した関節軸には逃げ動作を
行わせ、その他の関節軸として基本軸を停止させ、手首
軸を外力に対して可動自在に維持し、第1の所定時間後
に全ての関節軸を機械的に拘束することを特徴とするロ
ボットの制御方法。
1. A robot having a plurality of joint axes consisting of a basic axis for determining the position of the robot tip and a wrist axis for determining the posture of the robot tip, the collision is detected when a collision is detected with a certain joint axis. Escape action on joint axis
And stop the basic axis as another joint axis,
The shaft is kept movable with respect to external force and after a first predetermined time
A robot control method , wherein all joint axes are mechanically constrained .
【請求項2】 全ての関節軸を機械的に拘束した後、第
2の所定時間経過後に関節軸を駆動する各モータの電源
を遮断し、モータ駆動制御用のサーボ部の動作を停止す
ることを特徴とする請求項1記載のロボットの制御方
法。
2. After mechanically constraining all joint axes,
2. Power supply for each motor that drives the joint axis after a predetermined time
And stop the operation of the servo unit for motor drive control
2. The method for controlling a robot according to claim 1, wherein:
【請求項3】 衝突を検出した関節軸の逃げ動作を行う
時間か、逃げ動作によって移動する距離か、それらの両
方を規定することを特徴とする請求項1または2記載の
ロボットの制御方法。
3. The relief operation of the joint shaft that has detected the collision is performed.
Time, the distance traveled by the escape action, or both
The method of controlling a robot according to claim 1 or 2, wherein the method is defined .
【請求項4】 ロボット先端の位置を決定する基本軸と
ロボット先端の姿勢を決定する手首軸からなる複数の関
節軸を有するロボットにおいて、各関節軸に対して衝突
を検出する衝突検出手段と、前記衝突を検出された関節
軸は逃げ動作を行わせ、その他の関節軸として基本軸を
停止させ、手首軸を外力に対して可動自在に維持し、第
1の所定時間後に全ての関節軸を機械的に拘束するよう
に制御する制御部を有するロボットの制御装置
4. A basic axis for determining a position of a robot tip,
Multiple functions consisting of wrist axes that determine the posture of the robot tip
Collision against each joint axis in a robot with a nodal axis
Collision detecting means for detecting a collision, and a joint detecting the collision
The axis performs the relief operation, and the basic axis is used as the other joint axis.
Stop and maintain the wrist axis movably against external force.
After one predetermined time, mechanically restrain all joint axes
A control device for a robot having a control unit for controlling the robot .
【請求項5】 全ての関節軸を機械的に拘束した後、第
2の所定時間経過後に関節軸を駆動する各モータの電源
を遮断し、モータ駆動制御用のサーボ部の動作を停止す
る請求項4記載のロボットの制御装置
5. After mechanically constraining all joint axes,
2. Power supply for each motor that drives the joint axis after a predetermined time
And stop the operation of the servo unit for motor drive control
The control device for a robot according to claim 4 .
【請求項6】 衝突を検出した関節軸の逃げ動作を行う
時間か、逃げ動作によって移動する距離か、それらの両
方を規定した請求項4または5記載のロボットの制御装
置。
6. A relief operation of a joint shaft that detects a collision is performed.
Time, the distance traveled by the escape action, or both
6. The control device for a robot according to claim 4, wherein the direction of the robot is defined .
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