JP5527127B2 - ロボットシステム - Google Patents
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Description
図3は、一般的な産業用ロボットのシステム構成を示している。図3に示すロボットシステム1は、ロボット2と、ロボット2を制御するコントローラ3と、コントローラ3に接続されたティーチングペンダント4とから構成されている。
ロボット2は、例えば6軸の垂直多関節型ロボットとして構成されている。ロボット2は、ベース5と、ベース5に水平方向に回転可能に支持されたショルダ部6と、ショルダ部6に上下方向に回転可能に支持された下アーム7と、下アーム7に上下方向に回転可能に支持された第1の上アーム8と、第1の上アーム8に捻り回転可能に支持された第2の上アーム9と、第2の上アーム9に上下方向に回転可能に支持された手首10と、手首10に捻り回転可能に支持されたフランジ11とから構成されている。
v*<vref …(2)
v*>vref …(3)
v*=vref …(4)
v*=vref=0 …(5)
vref(n-1)<vref(n) …(6)
vref(n-1)>vref(n) …(7)
vref(n-1)=vref(n) …(8)
vref(n-1)=vref(n)=0 …(9)
ここでは、前述した特定の動作パターン(加速動作から等速動作を経ることなく減速動作を実行する動作パターン)に該当する所定の動作パターンAに基づいて、モータMが駆動される際における制御部27の動作について説明する。制御部27は、初めて動作パターンAに基づいてモータMの駆動を行う場合、上記(1)式を用いた演算により、その動作パターンAに対応する切替タイミングtを求める。その後、制御部27は、動作パターンAに基づいてモータMの駆動を制御するとともに、モータMの動作状態に応じて昇降圧回路29の動作を制御する。この際、制御部27は、演算により求めた切替タイミングtの時点において、昇降圧回路29を昇圧動作から降圧動作に切り替える。
制御部27は、(1)式を用いて切替タイミングtを演算する際、実際最高速度時点が推定最高速度時点よりも早い時点になるように、変数αの初期値を設定してもよい。このようにすることで、(1)式による演算結果を意図的に安全サイドにシフトさせることができる。その理由は以下のとおりである。すなわち、演算により求めた切替タイミングが最適な値に対して所定の誤差を有する場合、切替タイミングが最適な値よりも早い時点となるか、あるいは、遅い時点となるかの2通りのパターンが考えられる。切替タイミングが最適な値より遅い時点となる場合(図8の(b))に生じる問題は、速度超過や加速度定格オーバーなどであり、問題の深刻度は比較的高い。一方、切替タイミングが最適な値より早い時点となる場合(図8の(a))に生じる問題は、速度不足やサイクルタイムの増加などであり、問題の深刻度は比較的低い。また、このような問題のある切替タイミングが最適な値より早い時点となる場合でも、昇圧動作を実行しない従来の構成と比較すれば、サイクルタイムを短くできる上、加速度定格オーバーなどの深刻な問題を招くことがない分だけ有効であると考えられる。そして、演算により求められる切替タイミングは、最適な値になるとは限らず、所定の誤差が生じる可能性がある。
昇降圧回路は、図1に示した構成に限らずともよく、一対の直流電源線間のバス電圧(直流電圧)を所定の昇圧値(目標電圧値)に昇圧する昇圧動作と、上記バス電圧を降圧する降圧動作とを実行可能な構成であればよい。
上記実施形態では、本発明を6軸の垂直多関節型のロボット2に適用した例を説明したが、本発明は、各軸をモータにより駆動する構成のロボット全般に適用可能である。
Claims (3)
- ロボットのアームを駆動するモータと、
一対の直流電源線を介して与えられる直流電圧の供給を受けて動作し、前記モータを駆動する駆動手段と、
前記モータの回転速度を回転速度指令に一致させるように前記駆動手段による前記モータの駆動を制御する駆動制御手段と、
前記直流電圧を検出する直流電圧検出手段と、
前記一対の直流電源線間に接続されたコンデンサと、
前記一対の直流電源線間に直列に設けられた回生スイッチ手段および回生抵抗とからなる回生消費回路と、
前記直流電圧検出手段の検出値が回生消費電圧値以下のときには前記回生スイッチ手段をオフし、当該検出値が回生消費電圧値を超えたときには前記回生スイッチ手段をオンする回生制御手段と、
前記直流電圧を目標電圧値に一致させるように昇圧する昇圧動作および前記直流電圧を降圧する降圧動作を実行する昇降圧回路と、
前記回転速度指令を用いて前記モータの動作状態を判断し、その判断結果に応じて前記昇降圧回路の動作を制御する電圧制御手段と、
を備え、
前記電圧制御手段は、
加速動作の後に等速動作を行うことなく減速動作を行うという動作パターンで前記モータが駆動される際、
前記加速動作が開始される時点である昇圧開始時点から、前記モータの回転速度が前記加速動作における前記回転速度指令の最高値である最高回転速度指令に一致する前記加速動作の終了時点よりも前の時点である昇圧終了時点までの昇圧期間には、前記昇圧動作を実行するように前記昇降圧回路の動作を制御し、
前記昇圧終了時点から次の前記昇圧開始時点までの降圧期間には、前記降圧動作を実行するように前記昇降圧回路の動作を制御するようになっており、
前記昇圧終了時点tを下記(1)式により求めることにより、前記昇圧期間の長さを決定することを特徴とするロボットシステム。
- 前記電圧制御手段は、
前記動作パターンに基づく一連の動作が終了する毎に、その一連の動作における前記最高回転速度指令と、その一連の動作における前記モータの回転速度の最高値である最高回転速度との差を求め、
その差が所定の許容誤差値を超える場合には、前記昇圧終了時点を補正する補正制御を実行し、
前記補正制御においては、
前記一連の動作において前記モータの回転速度が前記最高回転速度指令に一致する時点である推定最高速度時点を、前記回転速度指令を用いて推定し、
前記一連の動作において前記モータの回転速度が前記最高回転速度になった時点である実際最高速度時点を求め、
前記最高回転速度が前記最高回転速度指令より低い場合には、前記昇圧終了時点に、前記推定最高速度時点と前記実際最高速度時点との差の絶対値を加算する補正を行い、
前記最高回転速度が前記最高回転速度指令より高い場合には、前記昇圧終了時点から、前記推定最高速度時点と前記実際最高速度時点との差の絶対値を減算する補正を行うことを特徴とする請求項1に記載のロボットシステム。 - 前記電圧制御手段は、前記実際最高速度時点が前記推定最高速度時点より早い時点になるように、前記変数αの初期値を設定することを特徴とする請求項2に記載のロボットシステム。
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