JPH04167002A - 圧入ロボットのｎｃ制御方法 - 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 本発明はロボットの制御方法に係り、詳しくは可動部の
現在位置を目標位置に追従させて移動させるＮＣ制御方
法の改良に関するものである。

従来の技術 サーボモータによって駆動される可動部の現在位置を検
出するとともに、目標位置を逐次更新しつつその目標位
置と前記現在位置との偏差に応じた速度で前記サーボモ
ータを作動させて、前記可動部を前記逐次更新される目
標位置に追従させるＮＣ制御が、種々の産業用ロボット
に多用されている。このようなＮＣ制御においては、障
害物との干渉やメカ的不良などに起因して可動部が停止
したり著しい追従遅れが生じたりすると、上記偏差が大
きくなるとともに、その偏差に対応して指令速度が過大
となり、干渉やメカ的不良等の原因が解消した場合には
その過大な速度で可動部が突然動き出すため、これを防
止するために偏差が一定以上となった時には異常判定を
行い、ロボットの作動を緊急停止させたり元の位置へ戻
したりするようになっているのが普通である。

発明が解決しようとする課題 しかしながら、このように偏差の大きさに応して異常判
定が行われるＮＣ制御は、例えば圧入口ボンドなど追従
遅れが生し易く、偏差が過大となり易いロボットには適
用できないという問題があった。なお、異常判定が行わ
れないようにすれば適用可能であるが、プログラムの変
更等が面倒であるとともに、前述したように可動部が過
大な速度で突然動き出す恐れがある。

本発明は以上の事情を背景として為されたもので、その
目的とするところは、偏差の大きさに応じて異常判定が
為されるＮＣ制御を、追従遅れが生じ易いロボットにも
適用できるようにすることにある。

課題を解決するための手段 かかる目的を達成するために、本発明は、サーボモータ
によって駆動される可動部の現在位置を検出するととも
に、目標位置を逐次更新しつつその目標位置と前記現在
位置との偏差に応じた速度で前記サーボモータを作動さ
せて、前記可動部を前記逐次更新される目標位置に追従
させるロボットのＮＣ制御方法において、前記目標位置
と前記現在位置との偏差が一定値以上の時にはその目標
位置の更新を中止し、前回の目標位置のままで現在位置
との偏差を求めて前記サーボモータを作動させるように
したことを特徴とする。

作用および発明の効果 このようなＮＣ制御方法においては、目標位置と現在位
置との偏差が一定値以上になると、その目標位置の更新
が中止され、前回の目標位置のままで現在位置との偏差
を求めてサーボモータが作動させられるため、可動部の
追従遅れが過大になっても目標位置と現在位置との偏差
が過大になることはなく、したがって、追従遅れの原因
が解消した場合に可動部が過大な速度で突然動き出す恐
れもない。

また、追従遅れが生じても偏差が過大になることがない
ため、その偏差の大きさに基づいて異常判定を行うよう
になっている通常のＮＣ制御プログラムをそのまま用い
て、追従遅れが生じ易い圧入ロボットやモータイナーシ
ャに対してメカイナーシャが大きいロボット等をＮＣ制
御しても、異常判定によって作動停止することがなく、
偏差に基づく異常判定を行わない制御プログラムを新た
に開発する必要がない。

実施例 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。

第１図は、本発明方法に従って制御されるロボットの一
例を説明する構成図で、Ｚ軸サーボモータ１０によって
ボールねじ１２が正逆両方向へ回転駆動されることによ
り、そのボールねじ１２に螺合されたスライドユニット
１４は図示しないガイドに案内されつつ上下方向へ往復
移動させられる。スライドユニット１４は可動部に相当
し、例えば圧入ヘッド等が取り付けられて下方へ直線移
動させられる際に、嵌合部品の組付作業などを行うよう
に構成される。

Ｚ軸サーボモータ１０は、制御用コンピュータ１６から
サーボアンプ１８に供給される駆動パルス信号ＤＭに従
って作動させられるとともに、Ｚ軸サーボモータ１０に
はエンコーダ２ｏが設けられ、スライドユニット１４の
位置を表す位置信号ＳＸがサーボアンプ１８を介して制
御用コンピュータ１６に供給される。制御用コンピュー
タ１６にはまた、設定器２２からスライドユニット１４
の移動速度■および移動量りに関するデータが予め設定
されるようになっている。上記移動速度■および移動量
りは、嵌合部品の組付作業などロボットが行う作業内容
に応して、ユーザーによって定められる。

制御用コンピュータ１６は、ＣＰＵ２４．、ＲＯＭ２６
．およびＲＡＭ２Ｂを備えて構成されており、ＣＰＵ２
４はＲＡＭ２８の一時記憶機能を利７１つつＲＯＭ２６
に予め記憶されたプログラムに従って信号処理を行い、
例えば第２図のフローチャートに示されているようにＺ
軸サーボモータ１０の作動をＮＣ制御する。かがる第２
図のＮＣ制御は、予め定められた一定の制御サイクルタ
イムＴ、例えば０．４ｍ秒毎に実行されるようになって
おり、制御用コンピュータ１６には図示しない計時用の
クロック信号源が備えられている。

以下、第２図のフローチャートを参照しつつ、本実施例
の作動を説明する。

先ず、ステップＳ１では、位置信号ＳＸのパルスを積算
したスライドユニット１４の現在位置が入力され、ステ
ップＳ２では、前回の制御サイクルにおける指令速度■
１が一定値１．５■、すなわち設定器２２によって設定
された移動速度Ｖの１゜５倍より大きいか否かが判断さ
れる。前回の指令速度ｖ１が一定値１．５Ｖ以下である
場合には、ステップＳ３において目標位置にΔ値が加算
された後にステップＳ４が実行されるが、前回の指令速
度■１が一定値１．５■より大きい場合にはステップＳ
３を実行することなく直ちにステップＳ４が実行される
。

上記ステップＳ３のΔ値は、設定器２２によって設定さ
れた移動速度■でスライドユニット１４を移動させる場
合の制御サイクルタイムＴ毎の移動量をパルス数で表し
たもので、次式（１）によって予め求められる。すなわ
ち、かかるステップＳ３は制御サイクルタイムＴ毎に目
標位置を更新するステップで、前回の指令速度■ゝか一
定値１．５■より大きい時には目標位置の更新が行われ
ることなくステップＳ４が実行されることになる。

Δ値−■・Ｔ　　　　　　　　　・・・（１）ステップ
Ｓ４では、目標位置から現在位置を引算することによっ
て偏差が求められ、続くステ・７プＳ５では、その偏差
にゲインＫを掛算することによって指令速度Ｖ１が算出
される。そして、その指令速度■８にてスライドユニッ
ト１４が移動させられるようにＺ軸サーボモータ１０を
作動させる駆動パルス信号ＤＭが、次のステップＳ６に
おいて出力される。

したがって、かかるＮＣ制御においては、スライドユニ
ット１４の移動が遅くなると偏差が増加して指令速度■
１が高められ、スライドユニット１４の移動を速くする
ようにＺ軸サーボモータ１０が作動させられる一方、ス
ライドユニット１４の移動が速くなると偏差が減少して
指令速度■１が低められ、スライドユニット１４の移動
を遅くするようにＺ軸サーボモータ１０が作動させられ
る。そして、偏差の変化すなわち設定移動速度■とスラ
イドユニット１４の移動速度とが釣り合った所で、スラ
イドユニット１４は目標位置に対して一定の偏差を有す
る状態でその目標位置に追従させられる。この一定の偏
差は、ステップＳ５のゲインにのイ直によって定まる。

また、嵌合部品の組付作業などでは、スライドユニット
１４の移動が正大抵抗等によって阻害され、目標位置と
現在位置との偏差が増加して指令速度■８が高められて
も、スライドユニット１４をその指令速度■８で移動さ
せることができないと、偏差が更に拡大して指令速度■
８が増大するが、本実施例では、その指令速度Ｖ８が一
定値１６５ｖを超えるとステップＳ２の判断がＹＥＳと
なり、ステップＳ３の目標位置の更新を行うことなくス
テップＳ４が実行され、前回の制御サイクル時における
目標位置のままで現在位置との偏差が算出される。この
ため、目標位置と現在位置との偏差や指令速度Ｖ１がそ
れ以上増大しなくなり、例えば圧入時の嵌合不良等が解
消した場合にスライドユニット１４が過大な速度で突然
動き出したすする恐れがない。

なお、上記指令速度Ｖ＊は、ステップＳ５から明らかな
ように偏差にゲインＫを掛算したもので偏差に比例して
おり、ステップＳ２の判断は、目標位置と現在位置との
偏差が一定値以上か否かを判断することと実質的に同じ
である。また、指令速度■１が一定値１．５Ｖ以下にな
れば、ステップＳ３における目標位置の更新が再開され
、通常のＮＣ制御が行われるようになる。

一方、上記のようにスライドユニット１４の追従遅れが
生じても偏差が過大になることがないところから、その
偏差の大きさに基づいて異常判定を行うようになってい
る通常のＮＣ制御プログラムをそのまま用いて、追従遅
れが生じ易い圧入ロボットやモータイナーシャに対して
メカイナーシャが大きいロボット等をＮＣ制御しても、
異常判定によって作動停止することがなく、偏差に基づ
く異常判定を行わない制御プログラムを新たに開発する
必要がない。前記ステップＳ２の一定値１゜５■は、少
なくとも偏差に基づく異常判定が為されることのないよ
うに定められる。

因に、本実施例では偏差に基づく異常判定に関するプロ
グラムを備えた通常のＮＣ制御プログラムを採用してお
り、Ｚ軸サーボモータ１０の作動をＮＣ制御する前記第
２図のフローチャートにおいて、ステップＳ２を追加し
て設けただけである。

但し、スライドユニット１４の移動開始後予め定められ
た一定時間が経過してもスライドユニット１４が設定移
動量りだけ移動した目標点に到達しない場合には、異常
判定が為されてロボットの緊急停止や異常表示等が行わ
れるようになっている。

このように本実施例のＮＣ制御ロボットは、指令速度■
８が一定値１．５■を超えると目標位置の更新が中止さ
れ、前回の制御サイクル時における目標位置のままで現
在位置との偏差が算出されるため、その偏差や指令速度
■８がそれ以上増大しなくなり、スライドユニット１４
が過大な速度で突然動き出したりする恐れがないととも
に、偏差に基づく異常判定を行うようになっている通常
のＮＣ制御プログラムをそのまま用いて、追従遅れが生
じ易いロボットをＮＣ制御することが可能となるのであ
る。

以上、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明し
たが、本発明は他の態様で実施することもできる。

例えば、前記実施例ではスライドユニット１４の移動速
度■および移動量りが予め設定され、指令速度■１もス
ライドユニット１４の移動速度であるが、Ｚ軸サーボモ
ータ１０の回転速度や回転量で設定したり、指令速度■
８をＺ軸サーボモータ１０の回転速度として求めるよう
にしたりしても差支えない。

また、前記実施例では１軸のロボットについて説明した
が、２軸或いは３軸のロボットにも本発明が同様に適用
され得ることは勿論であり、可動部がサーボモータによ
って旋回させられたり揺動させられたりするロボットに
も本発明は適用され得る。

また、前記実施例では偏差に基づいて異常判定が為され
る通常のＮＣＩＩＪ？［Ｉプログラムを採用しているが
、偏差に基づく異常判定を行わない新たな制御プログラ
ム等を用いることも可能である。

また、前記実施例では指令速度■１が一定値１゜５Ｖよ
り大きい場合に目標位置の更新を中止するようになって
いるが、一定値１．５Ｖの１．５は適宜変更され得ると
ともに設定移動速度■とは無関係に一定値が予め定めら
れても良く、更に、ステップＳ４で求められた偏差に基
づいてステップＳ２の判断が行われるようにしても良い
。

また、前記実施例ではスライドユニット１４の移動開始
後予め定められた一定時間が経過してもスライドユニッ
ト１４が設定移動量りだけ移動した目標点に到達しない
場合に異常判定が為されるようになっているが、スライ
ドユニット１４の停止状態が一定時間以上継続したりス
テップＳ２のＹＥＳ′！ｐＪ断が継続して一定の回数だ
け繰り返されたりした場合に異常判定を行うなど、他の
異常判定手法を採用することもできる。

また、前記実施例では制御用コンピュータ１６において
指令速度■１が求められ、その指令速度■１に対応する
駆動パルス信号ＤＭがサーボアンプ１８に出力されるよ
うになっているが、その−部をハードロジック回路にて
構成されたサーボ機構で行わせることもできる。例えば
、前記Δ値に対応するパルス数の駆動パルス信号が制御
サイクルタイムＴ毎に制御用コンピュータ１６からサー
ボ機構に出力され、サーボ機構において、そのパルス信
号のパルス数と位置信号ＳＸのパルス数との差に対応す
る速度でＺ軸サーボモータｌＯを作動させるようにして
も良いのである。その場合には、例えば第３図に示され
ているように、ステップＳ４で求められた偏差が一定値
１．５Ｖ／により大きい時には、上記Δ値に対応するパ
ルス数の駆動パルス信号の出力が中止されるようにすれ
ば良い。

その他−々例示はしないが、本発明は当業者の知識に基
づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法が好適に実施されるロボットの一例
を説明する構成図である。第２図は第１図のロボットの
作動を説明するフローチャートである。第３図は本発明
の他の実施例を説明するフローチャートである。 １０：Ｚ軸サーボモータ １４ニスライドユニツト（可動部） １６二制御用コンピユータ 出願人　　株式会社　協豊製作所 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 サーボモータによって駆動される可動部の現在位置を検
   出するとともに、目標位置を逐次更新しつつ該目標位置
   と前記現在位置との偏差に応じた速度で前記サーボモー
   タを作動させて、前記可動部を前記逐次更新される目標
   位置に追従させるロボットのＮＣ制御方法において、 前記目標位置と前記現在位置との偏差が一定値以上の時
   には該目標位置の更新を中止し、前回の目標位置のまま
   で現在位置との偏差を求めて前記サーボモータを作動さ
   せるようにしたことを特徴とするロボットのＮＣ制御方
   法。