JP4102997B2 - ロボット制御装置 - Google Patents
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本発明は、ロボット制御装置に関し、特に停電発生時に安全にロボットを停止するための制御装置に関する。
従来のロボット制御装置では、ロボットの減速停止に必要なエネルギーを蓄えておくのに十分な容量を持ったコンデンサを制御装置内に搭載し、停電発生時にはそのコンデンサ内に蓄積されている電気エネルギーやサーボモータ減速動作時の回生エネルギーを利用し、ロボットを通常動作と同様に減速停止している（例えば、特許文献１参照）。
従来のロボット制御装置では、電圧の低下や遮断が発生してからそれを検知してロボットの停止を行なうので、ロボットの形状、動作や負荷によっては、停電発生後、停止するまでに必要なエネルギーが非常に大きくなる場合があった。
図４はロボットの動作例を示す、上面から見た模式図である。図４において５は水平面上に複数本の腕を組み合わせ、水平面上の任意の位置に腕の先端を移動させる事が出来る水平多関節ロボットである。
腕の先端を一定速度で動作軌跡１１に沿う様に直線状に動作させる場合を考える。図から分かるとおり、腕の先端の軌跡が単純な直線であっても、腕自体は複雑な動作をすることが有り得る。腕の先端の軌跡や加減速によっては腕の動作速度、加速度が非常に大きくなる場合がある。
そのような動作中に停電が発生すると、安全に減速停止するまでに非常に大きなエネルギーを必要とし、これを補うために搭載された制御装置内のコンデンサの容量が不足し、安全に停止する事が出来ない場合があるという問題があった。また、この問題を防止するためには大容量のコンデンサを搭載する必要があり、制御装置の容積が大きくなったりコスト高を引き起こしたりする問題があった。
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、停電発生時に、より少ないコンデンサ容量で安全にロボットの減速停止が可能になるロボット制御装置を提供することを目的とする。
図４はロボットの動作例を示す、上面から見た模式図である。図４において５は水平面上に複数本の腕を組み合わせ、水平面上の任意の位置に腕の先端を移動させる事が出来る水平多関節ロボットである。
腕の先端を一定速度で動作軌跡１１に沿う様に直線状に動作させる場合を考える。図から分かるとおり、腕の先端の軌跡が単純な直線であっても、腕自体は複雑な動作をすることが有り得る。腕の先端の軌跡や加減速によっては腕の動作速度、加速度が非常に大きくなる場合がある。
そのような動作中に停電が発生すると、安全に減速停止するまでに非常に大きなエネルギーを必要とし、これを補うために搭載された制御装置内のコンデンサの容量が不足し、安全に停止する事が出来ない場合があるという問題があった。また、この問題を防止するためには大容量のコンデンサを搭載する必要があり、制御装置の容積が大きくなったりコスト高を引き起こしたりする問題があった。
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、停電発生時に、より少ないコンデンサ容量で安全にロボットの減速停止が可能になるロボット制御装置を提供することを目的とする。
上記問題を解決するため、請求項１に記載の発明は、電源からの供給電力で複数のサーボモータを同期して制御し、前記電源からの供給電圧の低下あるいは遮断を検出して電源異常信号を出力する電源異常検出手段を備えたロボット制御装置において、
前記ロボット制御装置に蓄積できるエネルギー量と、電源異常検出時にロボットを減速停止するのに必要なエネルギー量とを比較して、減速停止する際に前記蓄積できるエネルギー量以上のエネルギーを必要とする前記ロボットの動作に関する情報を格納する情報格納部と、
前記ロボットに動作指令を伝達する前に、その指令に含まれる動作が前記情報に抵触するか否かを判定する判定部と、
前記判定部により抵触すると判断された場合に前記ロボットへの指令速度を制限する速度制限部とを備えることを特徴とする。
また、請求項２に記載の発明は、前記情報とは動作範囲および動作速度であることを特徴とする。
前記ロボット制御装置に蓄積できるエネルギー量と、電源異常検出時にロボットを減速停止するのに必要なエネルギー量とを比較して、減速停止する際に前記蓄積できるエネルギー量以上のエネルギーを必要とする前記ロボットの動作に関する情報を格納する情報格納部と、
前記ロボットに動作指令を伝達する前に、その指令に含まれる動作が前記情報に抵触するか否かを判定する判定部と、
前記判定部により抵触すると判断された場合に前記ロボットへの指令速度を制限する速度制限部とを備えることを特徴とする。
また、請求項２に記載の発明は、前記情報とは動作範囲および動作速度であることを特徴とする。
本発明のロボット制御装置によれば、前もってロボット動作中に停電が発生した場合を想定し、安全に停止出来る動作速度を予め計算し、その結果に沿った速度でロボットを動作させることにより、より少ないコンデンサ容量で安全に減速停止が可能になるという効果がある。
以下、本発明のロボット制御装置の具体的実施例について、図に基づいて説明する。
図１は、本発明のロボット制御装置のブロック図である。図１において１はロボット５を制御する制御装置である。制御装置１内の動作指令部２からの動作指令が、速度制限部３を介して、実際にロボットを動作させるパワーアンプ４に入力される構成となっている。
また、動作指令部２からの動作指令は判定部７にも出力され、判定部７にて情報格納部６に格納されているロボットの動作制限情報に該当するか判定され、該当する場合は速度制限部３によって動作速度が制限される。
また、動作指令部２からの動作指令は判定部７にも出力され、判定部７にて情報格納部６に格納されているロボットの動作制限情報に該当するか判定され、該当する場合は速度制限部３によって動作速度が制限される。
図３は、ロボットの動作速度を制限する場合の判定の説明図である。図３において５は、水平面上に複数本の腕を組み合わせ、水平面上の任意の位置に腕の先端を移動させる事が出来る水平多関節ロボットである。
速度制限範囲８は、パワーアンプ４に使用されている図示しないコンデンサの容量および制御装置１に供給される電源電圧によって決まるが、この範囲はロボット５の動作速度によって異なる。速度制限範囲８はロボット５の速度制限半径９とその半径に対応した動作速度の上限を記載したテーブルとして情報格納部６に格納されている。
動作制限の厳しさに応じ、レベルの異なる速度制限範囲を同心円状に複数設定してもよい。
速度制限範囲８は、パワーアンプ４に使用されている図示しないコンデンサの容量および制御装置１に供給される電源電圧によって決まるが、この範囲はロボット５の動作速度によって異なる。速度制限範囲８はロボット５の速度制限半径９とその半径に対応した動作速度の上限を記載したテーブルとして情報格納部６に格納されている。
動作制限の厳しさに応じ、レベルの異なる速度制限範囲を同心円状に複数設定してもよい。
ここで動作指令によりロボット５の腕の先端が動作軌跡１０に沿って移動する場合を考える。動作指令部２からの指令により実際にロボット５が動作する前に、判定部7は指令された動作速度の場合の速度制限半径９を情報格納部６から読み出し、その速度制限半径９によって決まる速度制限範囲８と動作軌跡１０とが干渉するかどうかを判定する。干渉しないと判定した場合は動作指令はパワーアンプ４を介してそのままロボット５のサーボモータへと送られる。干渉すると判定した場合は、速度制限部３に対し動作軌跡１０の場合の制限された動作速度を送り、速度制限部３はその値に従って制限された動作速度をパワーアンプ４に指令し、停電時にロボット５が安全に減速停止するために必要なエネルギー量を、制御装置１搭載のコンデンサに蓄積できるエネルギー量以下に抑える。
一連の処理を図２のフローチャートに示す。
一連の処理を図２のフローチャートに示す。
このように、予め速度制限の必要性を判定してからロボット５が動作を開始するので、動作中に停電が発生した場合においても安全に減速停止する事ができる。
なお、本実施例では水平多関節ロボットを例として説明したが、垂直多関節など他の形状のロボットでも本発明の制御装置が応用できることは言うまでもない。
なお、本実施例では水平多関節ロボットを例として説明したが、垂直多関節など他の形状のロボットでも本発明の制御装置が応用できることは言うまでもない。
ロボット動作中に停電が発生した場合でも安全に停止する事が出来、ラインを安全に再稼動させたり、ロボットや搬送中の部品の損傷等を回避したりすることができる。
１ 制御装置
２ 動作指令部
３ 速度制限部
４ パワーアンプ
５ ロボット
６ 情報格納部
７ 判定部
８ 速度制限範囲
９ 速度制限半径
１０ 動作軌跡
１１ 動作軌跡
２ 動作指令部
３ 速度制限部
４ パワーアンプ
５ ロボット
６ 情報格納部
７ 判定部
８ 速度制限範囲
９ 速度制限半径
１０ 動作軌跡
１１ 動作軌跡
Claims (2)
- 電源からの供給電力で複数のサーボモータを同期して制御し、前記電源からの供給電圧の低下あるいは遮断を検出して電源異常信号を出力する電源異常検出手段を備えたロボット制御装置において、
前記ロボット制御装置に蓄積できるエネルギー量と、電源異常検出時にロボットを減速停止するのに必要なエネルギー量とを比較して、減速停止する際に前記蓄積できるエネルギー量以上のエネルギーを必要とする前記ロボットの動作に関する情報を格納する情報格納部と、
前記ロボットに動作指令を伝達する前に、その指令に含まれる動作が前記情報に抵触するか否かを判定する判定部と、
前記判定部により抵触すると判断された場合に前記ロボットへの指令速度を制限する速度制限部とを備えることを特徴とするロボット制御装置。 - 前記情報とは動作範囲および動作速度であることを特徴とする請求項１記載のロボット制御装置。
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| CN106527222B (zh) * | 2016-10-25 | 2019-08-02 | 北京光年无限科技有限公司 | 一种用于机器人的输出控制方法及机器人 |
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