JPH0540902U - ロボツト制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ロボットを駆動する複数のモータのいずれか
に過負荷状態が発生したときは、全てのモータの加速度
を一律に低減してロボットを動かし、ロボット先端がと
る軌跡の乱れを防止したロボット制御装置を実現するこ
とを目的とする。 【構成】 複数のモータを駆動してロボットの動きを制
御するロボット制御装置において、複数のモータの少な
くとも１つに過負荷状態が生じたときは、動作加速度の
値を小さくし、小さくした動作加速度の値をもとに各モ
ータの回転角度パターンを作成し、全てのモータを一律
に低減した加速度で駆動する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、複数のモータを駆動してロボットの動きを制御するロボット制御装 置に関するものであり、特に駆動用モータの過負荷時における動作特性を改善し たものである。

【０００２】

【従来の技術】

複数のモータを駆動してロボットの動きを制御するロボット制御装置には、い ずれかの駆動用モータが過負荷状態となった場合には、従来は、 モータへの供給電流を遮断し、ロボットを停止させてしまうものや、 過負荷状態にあるモータへの供給電流を連続定格電流以下に制限するもの があった。 しかし、においてはロボットの作業が中断するという問題点があり、にお いては過負荷状態にあるモータだけ出力トルクが低下するため、過負荷軸の追従 性や安定性が悪化し、ロボット先端がとる軌跡が乱れるという問題点があった。 における問題点を図を用いて説明する。 図３で、Ｊ１，Ｊ２，Ｊ３はロボットの関節である。図３に示すように、Ａ− Ｂ間をロボットの手先が実線矢印に示すように直線往復動作をしているときに、 関節Ｊ３を駆動するモータが過負荷状態になり、このモータへの供給電流が制限 されると、トルク不足から関節Ｊ３の動きに追従遅れが発生する。これによって 、図４に示すように関節Ｊ３が十分に曲がらなくなり、ロボットの手先がとる軌 跡はは破線矢印に示すように実線からはずれる。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

本考案は、このような問題点を解決するためになされたものであり、ロボット を駆動するモータのいずれかに過負荷状態が発生したときは、全てのモータの加 速度を一律に低減してロボツトを動かし、ロボット先端がとる軌跡の乱れを防止 したロボット制御装置を実現することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】

本考案は、 複数のモータを駆動してロボットの動きを制御するロボット制御装置において 、 ロボットの現在位置、目標位置、動作速度、動作加速度の少なくとも１つの情 報が与えられ、与えられた情報をもとにロボットの動作軌道を算出する動作軌道 算出手段と、 算出した動作軌道から各モータの回転角度パターンを算出するパターン算出手 段と、 算出した回転角度パターンに従って各モータを制御するモータ制御手段と、 各モータの過負荷状態を検出する過負荷検出手段と、 この過負荷検出手段により複数のモータのうち少なくとも１台が過負荷状態に あることが検出されると、前記動作加速度の値を低減させる変更手段と、 を具備し、前記過負荷検出手段により少なくとも１台のモータに過負荷状態が検 出されている間は、前記変更手段で低減した動作加速度から動作軌道を求め、全 てのモータを一律に低減した加速度で駆動することを特徴とするロボット制御装 置である。

【０００５】

【作用】

このような本考案では、複数のモータの少なくとも１つに過負荷状態が発生し たときは、動作加速度の値を小さくし、小さくした動作加速度の値をもとに各モ ータの回転角度パターンを作成し、全てのモータを一律に低減した加速度で駆動 する。これによって、ロボット先端がとる軌跡の乱れを防止する。

【０００６】

【実施例】

以下、図面を用いて本考案を説明する。 図１は本考案の一実施例を示した構成図である。 図１において、１₁〜１_nはロボットの駆動に用いるモータ、２，３，４，５は それぞれロボットの動作加速度、動作速度、現在位置、目標位置のデータが格納 されるレジスタである。６は動作加速度レジスタ２にセットされた動作加速度に 係数を掛ける係数乗算器、７及び８は係数乗算器６で掛ける係数１及びｋ （０＜ｋ＜１）がそれぞれセットされた係数レジスタ、９は係数乗算器６で掛け る係数を係数レジスタ７，８のいずれかから選択するスイッチである。

【０００７】 １０は動作速度レジスタ３、現在位置レジスタ４、目標位置レジスタ５及び係 数乗算器６からのデータをもとにロボットの動作軌跡を算出する動作軌道算出手 段、１１は動作軌道算出手段１０で算出した動作軌道をもとに各モータ１₁〜１_n の回転角度パターンを算出するパターン算出手段である。 １２₁〜１２_nは各モータごとに設けられたドライバである。ドライバ１２₁に おいて、１２１はパターン算出手段１１から与えられた回転角度パターンをもと にモータ１₁の回転位置、回転速度、出力トルクの制御信号を発生するモータ制 御手段、１２２はモータ制御手段１２１の制御信号を受けてモータへ電流を供給 する電力増幅手段である。１２３はモータ１₁の過負荷検出であり、図ではモー タの温度が一定値以上になると過負荷ありの過負荷検出信号を発生する温度監視 手段が例示されている。この過負荷検出信号によりスイッチ９が切り換えられる 。ドライバ１２₁を例にとって説明したが、他のドライバも同一の構成になって いる。また、各ドライバから発生する過負荷検出信号はスイッチ９へ送られる。

【０００８】 このように構成した制御装置の動作を説明する。 図２は図１の制御装置の動作説明用のタイムチャートである。 ロボットを駆動する複数のモータのいずれも過負荷状態にないときは、スイッ チ９は係数レジスタ７側に接続されて係数１が係数乗算器６に与えられ、動作加 速度レジスタ２にセットされた動作加速度をそのまま使ってモータを駆動する。 複数のモータの少なくとも１つの温度が上昇し、過負荷状態が検出されたとき は、過負荷検出信号がオンとなり、スイッチ９は係数レジスタ８側に切り換えら れる。これによって、係数ｋが係数乗算器６に与えられ、動作加速度レジスタ２ にセットされた動作加速度を係数ｋで小さくした動作加速度を用いて動作軌道を 作成する。作成した動作軌道をもとに各モータの回転角度パターンを作成するた め、過負荷状態になったモータを含む全てのモータは一律に低減された加速度で 駆動される。これによって、ロボットの動作に要する時間は長くなるが、駆動軸 に追従遅れが生じないため、ロボット先端がとる軌道は過負荷状態が発生しない ときと同じになる。 ここで、係数ｋは、例えば、 ｋ＝（連続定格電流値）／（瞬時最大電流値） により決定される。

【０００９】 なお、過負荷検出手段としては、実施例で示した温度監視手段に限らずモータ の駆動電流の時間平均値から過負荷状態を検出するものや、モータの駆動電流が 定格電流値を越えた時間の積算値から過負荷状態を検出するものでもよい。

【考案の効果】

本考案によれば、ロボットを駆動する複数のモータのいずれか１つに過負荷状 態が検出されたときには、全てのモータの加速度を一律に低減させているため、 ロボットの特定の駆動軸だけ追従遅れが生じることを防止できる。これによって 、ロボット先端がとる軌跡が乱れることはなく、周辺の機器との干渉がない安全 な動作を実現することが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例を示した構成図である。

【図２】図１の制御装置の動作説明用のタイムチャート
である。

【図３】従来におけるロボット制御装置の動作説明図で
ある。

【図４】従来におけるロボット制御装置の動作説明図で
ある。

【符号の説明】

１₁〜１_n モータ ２ 動作加速度レジスタ ３ 動作速度レジスタ ４ 現在位置レジスタ ５ 目標位置レジスタ ６ 係数乗算器 ７，８ 係数レジスタ ９ スイッチ １０ 動作軌道算出手段 １１ パターン算出手段 １２１ モータ制御手段 １２３ 温度監視手段

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のモータを駆動してロボットの動き
   を制御するロボット制御装置において、 ロボットの現在位置、目標位置、動作速度、動作加速度
   の少なくとも１つの情報が与えられ、与えられた情報を
   もとにロボットの動作軌道を算出する動作軌道算出手段
   と、 算出した動作軌道から各モータの回転角度パターンを算
   出するパターン算出手段と、 算出した回転角度パターンに従って各モータを制御する
   モータ制御手段と、 各モータの過負荷状態を検出する過負荷検出手段と、 この過負荷検出手段により複数のモータのうち少なくと
   も１台が過負荷状態にあることが検出されると、前記動
   作加速度の値を低減させる変更手段と、 を具備し、前記過負荷検出手段により少なくとも１台の
   モータに過負荷状態が検出されている間は、前記変更手
   段で低減した動作加速度から動作軌道を求め、全てのモ
   ータを一律に低減した加速度で駆動することを特徴とす
   るロボット制御装置。