JPH0379293A - ロボットの制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野ン この発明はロボットの動作異常を移動位置より検出する
ロボットの制御装置に関するものである。

〔従来の技術〕

第４図は、従来のロボットシステムの概略を示す全体構
成図である。

同図において、（１）はロボット・システム全体を管理
するｃｐｕ　　（以下、ＣＰｔ１ｌと記す）、（２）は
ＣＰｕ１　（１）の制御プログラムが格納されているＲ
ＯＭ、（３）はＣＰＤＩ　（１）による制御計算のため
のデータを格納するＲＡＭ　、　（４）はプログラム・
メモリであり、該メモリにはロボットの使用者がロボッ
トに所望の作業をさせるためのプログラムと、ロボット
の動作位置を記述した位置データが格納されている。（
５）は共有メモリで、ＣＰｔ１ｌ　（１）が計算する各
軸毎の速度指令（単位時間当りの移動指令）、および以
下に記すサーボｃｐｕ　（ａ）が記すサーボ系の情報が
書込まれる。

また、（６）はサーボ系を制御するｃｐｕ　　（以下、
ＣＰＵ２と記す）、（７）および（８）はＣＰＤＩ２　
（６ンが使用するＲＯＭおよびＲＡＭであり、それぞれ
ＣＰＵＩ　（１）における上記ＲＯＭ（２）、　ＲＡＭ
　（３）に相当する。（９）はＣＰＵ２　（６）　　と
ロボット本体（１０）内に位置する各軸のサーボモータ
とを結合するサーボ・インタフェース（以下、インタフ
ェースをＩＮＦと略記する）である。

上記構成から成るロボット・システムの動作について説
明する。

先ず、ＣＰＵＩ　（１）は、プログラムメモリ（４）　
より移動目的位置を読出し、ＲＯＭ　（２）に書かれた
制御プログラムにしたがって、単位時間毎にＣＰＵ２　
（６）に対する速度指令を共有メモリ（５）　に書込む
０次いで、上記ＣＰＵ２　（６）は、ＣＰＵＩ　（１）
からの上記速度指令を共有メモリ（５）から読出すと共
に、ＲＯＭ（７）に書かれた制御プログラムとＲＡＭ　
（８）の制御データに基づいて、サーボ系の異常を監視
すると共に、異常が認められない場合には、サーボＩ／
Ｆ（９）を介して所定の信号をロボット本体（１０）に
入力し、該ロボット本体（１０）内のサーボモータを駆
動し、ロボットに対して所望の動作を指示する。

また、ＣＰＵ２　（６）がサーボ系の異常を検出した場
合には上記共有メモリ（５）にその情報を書込むと共に
、サーボＩ／Ｆ　（９）を介して、サーボ電源をしゃ断
する。

ＣＰＵＩ　（１）は、共有メモリ（５）中にサーボ系の
異常を示す情報を発見した場合にはロボット外部に対し
てアラームを発生する。

第５図は、上述した従来のロボット制御方式を具体的に
示す構成図である。同図において、（４）は第４図に相
当するプログラムメモリであり、（１１）はロボットの
移動目的位置を格納する目的位置用バッファ、（１２）
はロボットの現在位置を格納する現在位置用バッファで
、第４図のＲＡＭ　（３）中に存在する。

図中、（１３）は速度指令装置で、上記目的位置用バッ
ファ（１１）に格納されているロボットの移動目的位置
および上記現在位置用バッファ（１２）に格納されてい
る現在位置と現在の速度とから、次の時点における各軸
毎の速度指令を指令する装置である。また、（１５ａ）
　、　（１５ｂ）は、ロボット本体（１０）内の複数の
軸についての各軸毎の制御ブロックを示し、各軸毎に同
一構成になっている。

次に、上記各軸毎の制御ブロックについて、上記（１５
ａ）の制御ブロックを例として記述する。

図中（１６）は第４図に示すＣＰＵＩ　（１）が書込む
共有メモリ（５）中に存在する速度指令バッフ１、（１
７）は速度指令バッファ（１６）に書込まれた速度指令
に対して一次フィルタの処理をする装置、（１８）は−
次フィルタ（１７）が出力する指令と差分器（１９）が
出力するフィードバック・パルス（実速度）との差分を
累積する加算器で、この累積値は指令位置と実位置との
偏差を示し、ドループと呼ばれる。

（１４）は加算器（１８）が格納するドループ用バッフ
ァである。

さらに、（２５）は各軸毎のドループの許容値が格納さ
れているドループ過大量バッファ、（２６）は上記ドル
ープ用バッファ（１４）に書込まれた現時点のドループ
と、ドループ過大量バッファ（２５）中の許容最大ドル
ープ値より、Ｄ／＾コンバータ（２０）への指令を決定
するリミッタ、（２１）はサーボアンプ、（２２）はサ
ーボモータ、（２３）はエンコーダである。

そして、　（２４）はエンコーダ（２３）から出力され
るパルスの累積を計測するカウンタで、（１９）はカウ
ンタ（２４）の数値を単位時間当りの駆動量すなわち実
速度に変換する差分器である。

次に、上記ロボットの制御装置におけるロボットの異常
動作検出方式について説明する。

ＣＰＵＩ　（１）は、プログラムメモリ（４）からロボ
ットの動作プログラムを読出し、移動命令であることを
認識すると、駆動を開始する前に目的位置バッファ（１
１）にプログラムメモリ（４）から読み込んだ移動目的
位置の書込みを行う。速度指令装置（１３）は上記目的
位置と現在位置バッファ（１２）に書込まれた現在位置
と現在の速度とから次の時点での各軸毎の指令速度を決
定し速度指令バッファ（１８）にその速度指令を書込む
と同時に現在位置を更新し、現在位置バッファ（１２）
にその数値を書込む。ＣＰ［１１（１）は以上の操作を
単位時間毎に実行し、目的位置に到達するまで続ける。

また、速度指令装置（１３）は、目的位置と現在位置と
が等しい場合すなわち移動命令の実行が完了し、移動命
令以外の命令を実行している場合には、速度指令バッフ
ァ（１６）に零指令を書込む。

ＣＰＵ２　（６）は、上記したＣＰＵＩ　（１）によっ
て指令された速度指令に基づいて一次フィルタ（１７）
においてその指令に対する一次遅れ応答を行った後、次
フィルタ（１７）の出力と差分器（１９）が出力する単
位時間当りのフィードバックパルスとの差分を累積し、
ドループバッファ（１４）に書込む、上述したように、
ドループバッファ（１４）中のドループは現時点におけ
る指令位置と実動作位置との偏差を示す。

リミッタ（２６）は、現”時点のドループがドループ過
大量バッファ（２５）に書かれている許容最大ドループ
を越えていないかどうかを単位時間毎にチエツクする。

許容最大ドループ値を越えている場合には、リミッタ（
２６）は、指令器りにロボットが動作していないすなわ
ち動作が異常であると判断し、第４図中のサーボＩ／Ｆ
　（９）を介してサーボ電源をしゃ断すると共に、Ｄハ
コンバータに対して零指令を出力し、共有メモリ（５）
　にサーボ系の異常情報を書込む。

ＣＰＵＩ　（１）は、共有メモリ（５）にサーボ系の異
常情報が書込まれたことを検出すると外部に対してアラ
ームを発する。なお、ドループ過大量バッファ（２５）
中の許容最大ドループ値はロボットの動作速度・動作モ
ードにかかわらず一定値である。

以上のように、従来のロボットの制御装置では、予め決
められた一定量の許容最大ドループ値を指令位置と実動
作との偏差が越えた場合にロボットの異常動作を検出す
る構成となっていた。

（発明が解決しようとする課題） 従来のロボットの制御装置における許容最大ドループ値
は、ロボットの最高速度の動作時に異常検出に関する誤
検出を行わないようにロボットの最高速度に合わせて設
定されているため、サーボＯＮ直後（サーボ電源の有効
直後）および動作速度の小さい場合等の指令速度が非常
に小さい場合に異常動作した場合であってもロボットが
最高速度で動作している場合の異常発生から異常検出後
停止するまでの距離でしか、ロボットの動作異常を検出
できないため低速動作時の過走量が加算され異常検出時
に過走量が増大してしまうといった問題点があった。

この発明は上記問題点を解消するためになされたもので
、ロボットの動作モードおよび指令速度に依存した許容
最大ドループ量をリアルタイムで刻々と最適に設定する
ことを可能とするロボットの制御装置を得ることを目的
としている。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係るロボットの制御装置は、移動体の移動速
度指令値を設定する速度指令部と、該設定された速度指
令値に従って移動する移動体の駆動目的位置を設定する
目的位置設定部と、上記速度指令に従って移動体を駆動
する駆動部と、移動体の現在位置を検出する現在位置検
出部と、該現在位置と目的位置との偏゛差量を演算する
第１比較部と１．該偏差量の最大許容量を設定する最大
許容量設定部と、該最大許容量を上記速度指令値に従っ
て更新する最大許容量更新部と、上記演算された偏差量
と最大許容量設定値とを比較し、偏差量が最大許容量を
超した時、上記駆動部へ停止指令を発する第２比較部と
を設けたものである。

〔作用〕

この発明は、ロボットの目的位置と現在位置との偏差量
の最大許容量を、ロボットの速度指令値に応じて更新す
る最大許容量更新部を設けたことにより、各速度毎にロ
ボットの過走量が検出できるためロボットの異常状態を
可能な限り最小の過走量で検出することができる。

〔実施例〕

以下、本実施例の動作を第１図ないし第３図に基づいて
説明する。尚、図中、第５図と同一または相当部分には
同一符号を付してこの発明の特徴を中心に説明する。

第１図において、（２７）は１次フィルタ（１７）が出
力する速度指令に依存し、各時点における許容最大値を
決定するドループ過大指令器であり、その数値をドルー
プ過大量バッファ（２５）に書込む機能を有する。

次に上記構成からなる動作について第２図のフローチャ
ート、および第３図に示すテーブルに基づいて説明する
。

ＣＰｔ１ｌ　（１）が行うＣＰＵ２　（６）に対する指
令は従来通りである。また、ＣＰＵ２　（６）が行う制
御方式も本発明の中心である許容最大ドループを設定す
る手段を除けば従来通りである。すなわち、本発明はロ
ボットの異常動作方式については従来の制御装置と同様
であるが、その検出方式に本装置の本質がある。以下に
、この異常検出方式に係る許容最大ドループを設定する
手段を述べる。

第２図は、ドループ過大指令器（２７）が与える許容最
大ドループ量を決定するためのフローチャート、第３図
はその決定の際に用いる指令速度と許容最大ドループの
関係を示すテーブルである。

まず、ドループ過大指令器は、サーボアンプか（サーボ
電源が有効であるか）どうかを判断する（ステップ１０
０）。ロボットがサーボＯＦＦ状態の場合には、ロボッ
トが異常動作を発生する危険性がないため、ドループ過
大量バッファ（２５）の内容を変化させない。ロボット
がサーボＯＮ状態の時には、−次フィルタ（１７）が与
える速度指令にしたがい、第３図に示すテーブルにした
がって許容最大ドループ量を決定し、ドループ過大量バ
ッファ（２５）にその数値を書込む（ステップ１０１）
。この許容最大値は各時点毎の速度指令に対して行われ
、サーボＯＮ状態の間続けられる。すなわち、ロボット
に対して、移動指令を発生しない場合にも、許容最大ド
ループ量を決定する。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば、ロボットの動作モー
ドおよび指令速度に依存した許容最大ドループをリアル
タイムで設定できるようにロボットの制御装置を構成し
たので、ロボットのどの動作モードにおいてもロボット
の異常状態を可能な限り最小の過走量で検出し、ロボッ
トを停止させる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明のロボットの制御装置の一実施例を
示す制御ブロック図、第２図はこの発明のＣＰＵ０２が
与える許容最大ドループ量を決定する方式に関するフロ
ーチャート、第３図は上記許容最大ドループ量を決定す
るためのテーブル、第４図はロボットの制御装置の構成
図、第５図は従来のロボットの制御装置における゛第１
図相当図である。 （１０）はロボット本体、（１１）は目的位置バッファ
、（１２）は現在位置バッファ、（１３）は速度指令装
置、（１４）はドループバッファ、（１５）は各軸制御
ブロック、（１６）は速度指令バッファ、（１７）は１
次フィルタ装置、（１８）は加算器、（１９）は差分器
、（２０）はＤ／Ａコンバータ、（２１）はサーボアン
プ、（２２）はサーボモータ、（２３）はエンコーダ、
（２４）はカウンタ、（２５）はドループ過大量バッフ
ァ、（２６）はリミッタ、（２７）はドループ過大指令
器である。 なお、各図中同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 移動体の移動速度指令値を設定する速度指令部と、該設
   定された速度指令値に従って移動する移動体の移動目的
   位置を設定する目的位置設定部と、上記速度指令に従っ
   て移動体を駆動する駆動部と、移動体の現在位置を検出
   する現在位置検出部と、該現在位置と目的位置との偏差
   量を演算する第１比較部と、該偏差量の最大許容量を設
   定する最大許容量設定部と、該最大許容量を上記速度指
   令値に従って更新する最大許容量更新部と、上記演算さ
   れた偏差量と最大許容量設定値とを比較し、偏差量が最
   大許容量を超した時、上記駆動部へ停止指令を発する第
   ２比較部とを備えたことを特徴とするロボットの制御装
   置。