JP5799685B2 - ロボットを制御する制御装置 - Google Patents
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Description
前記三相に対応した3組のハイサイド側スイッチング素子とローサイド側スイッチング素子との組を有し、直流電力を三相交流電力に変換して前記三相交流モータに供給するインバータ回路と、
各前記ハイサイド側スイッチング素子のオン状態およびオフ状態の切り替え動作を行うハイサイド側スイッチング素子駆動回路と、
各前記ローサイド側スイッチング素子のオン状態およびオフ状態の切り替え動作を行うローサイド側スイッチング素子駆動回路と、
3つの前記ハイサイド側スイッチング素子に対応して設けられ、前記ハイサイド側スイッチング素子駆動回路に、対応する前記ハイサイド側スイッチング素子をオン状態にする切り替え動作のための電力を供給する3つのチャージポンプと、
外部電源から電力の供給を受け、前記ローサイド側スイッチング素子駆動回路に、各前記ローサイド側スイッチング素子をオン状態にする切り替え動作のための電力を供給すると共に、オフ状態の前記ハイサイド側スイッチング素子に対応する前記チャージポンプを充電する制御電源と、
各前記チャージポンプの充電量を特定し、前記充電量に基づき各前記ハイサイド側スイッチング素子および各前記ローサイド側スイッチング素子の状態の各組み合わせの選択可否を特定し、選択可能な前記組み合わせについて前記三相交流モータの現在の電流値に基づき所定の将来のタイミングにおける予測電流値を算出し、前記予測電流値と前記将来のタイミングにおける目標電流値とに基づき1つの前記組み合わせを選択し、選択された前記組み合わせを前記ハイサイド側スイッチング素子駆動回路および前記ローサイド側スイッチング素子駆動回路に指示する制御部と、を備える、制御装置。
A.実施例:
A−1.ロボットシステムの構成:
A−2.モータの予測制御:
A−3.本実施例におけるモータ駆動制御処理:
B.変形例:
A−1.ロボットシステムの構成:
図1は、本発明の実施例におけるロボットシステム10の概略構成を示す説明図である。ロボットシステム10は、ロボット本体100と、ロボット制御装置(ロボットコントローラ)200と、ロボット教示装置300と、を備えている。
上述したように、制御部252(図2)は、電流計202から得た現在の電流値に基づき、モータ駆動部210を介してサーボモータ110の駆動制御を行う。本実施例では、制御部252による電流値に基づくサーボモータ110の駆動制御は、予測制御を利用して実行される。本実施例の予測制御は、サーボモータ110の現在の電流値に基づき、複数の制御態様を採った場合の所定の将来のタイミングにおける電流値を予測し、算出された予測電流値が将来の目標電流値に最も近い1つの制御態様を選択してサーボモータ110を制御する制御方法である。
上述したように、本実施例では、各チャージポンプコンデンサ241,242,243の充電量が、対応するハイサイド側スイッチング素子をオン状態にする切り替え動作を行うのに十分でないレベルまで減少する場合がある。そのため、各チャージポンプコンデンサ241,242,243の充電量を考慮することなく上述の予測制御を実行すると、サーボモータ110等からの発熱は効果的に抑制することができるものの、ハイサイド側スイッチング素子駆動回路211への電力供給ができなくなってロボットシステム10全体が停止してしまう事態が発生する恐れがある。本実施例では、サーボモータ110等からの発熱は極力抑制しつつ、このような事態の発生を防止するために、以下に説明するモータ駆動制御処理を行っている。
なお、この発明は上記の実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
100…ロボット本体
101…ベース部
102…ショルダ部
103…下アーム
104…上アーム
105…手首
106…フランジ部
107…エンドエフェクタ
110…サーボモータ
120…エンコーダ
200…ロボット制御装置
202…電流計
210…モータ駆動部
211…ハイサイド側スイッチング素子駆動回路
212…ローサイド側スイッチング素子駆動回路
220…インバータ回路
221,222,2231…ハイサイド側スイッチング素子
231,232,233…ローサイド側スイッチング素子
240…ブートストラップ回路
241,242,243…チャージポンプコンデンサ
250…CPU
252…制御部
260…記憶部
270…整流器
300…ロボット教示装置
400…外部電源
410…制御ケーブル
420…接続ケーブル
430…電源ケーブル
Claims (2)
- 関節軸と前記関節軸を駆動する三相交流モータとを有するロボットを制御する制御装置であって、
前記三相に対応した3組のハイサイド側スイッチング素子とローサイド側スイッチング素子との組を有し、直流電力を三相交流電力に変換して前記三相交流モータに供給するインバータ回路と、
各前記ハイサイド側スイッチング素子のオン状態およびオフ状態の切り替え動作を行うハイサイド側スイッチング素子駆動回路と、
各前記ローサイド側スイッチング素子のオン状態およびオフ状態の切り替え動作を行うローサイド側スイッチング素子駆動回路と、
3つの前記ハイサイド側スイッチング素子に対応して設けられ、前記ハイサイド側スイッチング素子駆動回路に、対応する前記ハイサイド側スイッチング素子をオン状態にする切り替え動作のための電力を供給する3つのチャージポンプと、
外部電源から電力の供給を受け、前記ローサイド側スイッチング素子駆動回路に、各前記ローサイド側スイッチング素子をオン状態にする切り替え動作のための電力を供給すると共に、オフ状態の前記ハイサイド側スイッチング素子に対応する前記チャージポンプを充電する制御電源と、
各前記チャージポンプの充電量を特定し、前記充電量に基づき各前記ハイサイド側スイッチング素子および各前記ローサイド側スイッチング素子の状態の各組み合わせの選択可否を特定し、選択可能な前記組み合わせについて前記三相交流モータの現在の電流値に基づき所定の将来のタイミングにおける予測電流値を算出し、前記予測電流値と前記将来のタイミングにおける目標電流値とに基づき1つの前記組み合わせを選択し、選択された前記組み合わせを前記ハイサイド側スイッチング素子駆動回路および前記ローサイド側スイッチング素子駆動回路に指示する制御部と、を備える、制御装置。 - 関節軸と前記関節軸を駆動する三相交流モータとを有するロボットを、前記三相に対応した3組のハイサイド側スイッチング素子とローサイド側スイッチング素子との組を有し、直流電力を三相交流電力に変換して前記三相交流モータに供給するインバータ回路と、各前記ハイサイド側スイッチング素子のオン状態およびオフ状態の切り替え動作を行うハイサイド側スイッチング素子駆動回路と、各前記ローサイド側スイッチング素子のオン状態およびオフ状態の切り替え動作を行うローサイド側スイッチング素子駆動回路と、3つの前記ハイサイド側スイッチング素子に対応して設けられ、前記ハイサイド側スイッチング素子駆動回路に、対応する前記ハイサイド側スイッチング素子をオン状態にする切り替え動作のための電力を供給する3つのチャージポンプと、外部電源から電力の供給を受け、前記ローサイド側スイッチング素子駆動回路に、各前記ローサイド側スイッチング素子をオン状態にする切り替え動作のための電力を供給すると共に、オフ状態の前記ハイサイド側スイッチング素子に対応する前記チャージポンプを充電する制御電源と、を有する制御装置により制御する方法であって、
(a)各前記チャージポンプの充電量を特定する工程と、
(b)前記充電量に基づき各前記ハイサイド側スイッチング素子および各前記ローサイド側スイッチング素子の状態の各組み合わせの選択可否を特定する工程と、
(c)選択可能な前記組み合わせについて前記三相交流モータの現在の電流値に基づき所定の将来のタイミングにおける予測電流値を算出する工程と、
(d)前記予測電流値と前記将来のタイミングにおける目標電流値とに基づき1つの前記組み合わせを選択する工程と、
(e)選択された前記組み合わせを前記ハイサイド側スイッチング素子駆動回路および前記ローサイド側スイッチング素子駆動回路に指示する工程と、を備える、方法。
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