JPH0584681A - ロボツトアームの異物との衝突検出方法 - Google Patents
ロボツトアームの異物との衝突検出方法Info
- Publication number
- JPH0584681A JPH0584681A JP24558991A JP24558991A JPH0584681A JP H0584681 A JPH0584681 A JP H0584681A JP 24558991 A JP24558991 A JP 24558991A JP 24558991 A JP24558991 A JP 24558991A JP H0584681 A JPH0584681 A JP H0584681A
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- Japan
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- robot arm
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- foreign matter
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ロボットアームが異物と衝突したとき、ロボ
ットアームを至急に異物から離脱させて停止させ、ロボ
ットアームまたは被衝突物の破損を防止する。 【構成】 制御装置内に過去の速度指令値１１と速度フ
ィードバック値１２を記憶する記憶装置とロボットアー
ム７の衝突を検出する演算回路を設け、ロボットアーム
７が運転中に、現在の速度指令値１１から前回サンプリ
ングした速度指令値１１を差し引いた値があらかじめ設
定された一定値より大きく、かつ現在の速度フィードバ
ック値１２から前回サンプリングした速度フィードバッ
ク値１２を差し引いた値があらかじめ設定された一定値
より小さいとき、ロボットアーム７が異物と衝突したと
判定し、ロボットアーム７が異物と接触しない位置に移
動してからロボットアーム７の運転を停止させる。
ットアームを至急に異物から離脱させて停止させ、ロボ
ットアームまたは被衝突物の破損を防止する。 【構成】 制御装置内に過去の速度指令値１１と速度フ
ィードバック値１２を記憶する記憶装置とロボットアー
ム７の衝突を検出する演算回路を設け、ロボットアーム
７が運転中に、現在の速度指令値１１から前回サンプリ
ングした速度指令値１１を差し引いた値があらかじめ設
定された一定値より大きく、かつ現在の速度フィードバ
ック値１２から前回サンプリングした速度フィードバッ
ク値１２を差し引いた値があらかじめ設定された一定値
より小さいとき、ロボットアーム７が異物と衝突したと
判定し、ロボットアーム７が異物と接触しない位置に移
動してからロボットアーム７の運転を停止させる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、産業用ロボットのロボ
ットアームの異物との衝突検出方法に関する。
ットアームの異物との衝突検出方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のロボットにおいては、ロボットア
ームの動作範囲内にはロボットアームの動作の障害にな
る異物は無いという前提で、ロボットアームの動作教示
を行ったり自動運転を行っており、異物との衝突を検出
する必要性が重視されなかったため、特に異物との衝突
を検出してロボットアームの運転を停止させる機能は備
えていなかった。
ームの動作範囲内にはロボットアームの動作の障害にな
る異物は無いという前提で、ロボットアームの動作教示
を行ったり自動運転を行っており、異物との衝突を検出
する必要性が重視されなかったため、特に異物との衝突
を検出してロボットアームの運転を停止させる機能は備
えていなかった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ロボッ
トアームの実際の使用においては、ロボットアーム運転
の作業スペースの問題もあり、また複雑な形状のワーク
に対応したロボットアームの運転も必要なことから、実
際にロボットアームがワーク等の異物に衝突することも
多く、ロボットアームの異物との衝突を素早く検出し、
ロボットアームを停止させロボットアームワークの破損
を防止することが必要であった。
トアームの実際の使用においては、ロボットアーム運転
の作業スペースの問題もあり、また複雑な形状のワーク
に対応したロボットアームの運転も必要なことから、実
際にロボットアームがワーク等の異物に衝突することも
多く、ロボットアームの異物との衝突を素早く検出し、
ロボットアームを停止させロボットアームワークの破損
を防止することが必要であった。
【０００４】実際にはロボットアームが異物と衝突する
と、速度指令値と速度フィードバック値との偏差量とト
ルク指令値が異常に大きくなり、サーボモータに過大な
電流が流れるので、従来のロボット制御装置において
も、異常発生と判断して非常停止などの処置がとられる
ようになっているため、一応ロボットアームは停止して
いた。しかし、本来ロボットアームと異物の衝突を想定
して、ロボットアームの制御が行われていなかったこと
から、ロボットアームと異物との衝突が発生すると、衝
突発生から停止までの時間がかかり、ロボットアームや
ワークの損傷が甚大なものとなるという問題を有してい
た。
と、速度指令値と速度フィードバック値との偏差量とト
ルク指令値が異常に大きくなり、サーボモータに過大な
電流が流れるので、従来のロボット制御装置において
も、異常発生と判断して非常停止などの処置がとられる
ようになっているため、一応ロボットアームは停止して
いた。しかし、本来ロボットアームと異物の衝突を想定
して、ロボットアームの制御が行われていなかったこと
から、ロボットアームと異物との衝突が発生すると、衝
突発生から停止までの時間がかかり、ロボットアームや
ワークの損傷が甚大なものとなるという問題を有してい
た。
【０００５】本発明は、この問題を解決しようとするも
ので、ロボットアームがワーク等の異物と衝突した場合
に、衝突を素早く検出し、ロボットアームまたはワーク
が損傷するまでに、ロボットアームを異物から離脱さ
せ、異物と接触しない位置でロボットアームを停止させ
るようにすることを目的とする。
ので、ロボットアームがワーク等の異物と衝突した場合
に、衝突を素早く検出し、ロボットアームまたはワーク
が損傷するまでに、ロボットアームを異物から離脱さ
せ、異物と接触しない位置でロボットアームを停止させ
るようにすることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明のロボットアームの異物との衝突検出方法は、
サーボモータと、そのサーボモータを駆動源とするロボ
ットアームと、位置指令値と速度指令値と位置フィード
バック値と速度フィードバック値をサンプリングしてロ
ボットアームの位置と速度の制御を行なう制御装置とか
らなるサーボ系において、その制御装置内に過去の速度
指令値と速度フィードバック値を記憶する記憶装置とロ
ボットアームの衝突を検出する演算回路を設け、ロボッ
トアームが運転中に、現在の速度指令値から前回サンプ
リングした速度指令値を差し引いた値があらかじめ設定
された一定値より大きく、かつ現在の速度フィードバッ
ク値から前回サンプリングした速度フィードバック値を
差し引いた値があらかじめ設定された一定値より小さい
とき、ロボットアームが異物と衝突したと判定し、ロボ
ットアームを異物と接触しない位置に移動してからロボ
ットアームの運転を停止させるようにしたものである。
に本発明のロボットアームの異物との衝突検出方法は、
サーボモータと、そのサーボモータを駆動源とするロボ
ットアームと、位置指令値と速度指令値と位置フィード
バック値と速度フィードバック値をサンプリングしてロ
ボットアームの位置と速度の制御を行なう制御装置とか
らなるサーボ系において、その制御装置内に過去の速度
指令値と速度フィードバック値を記憶する記憶装置とロ
ボットアームの衝突を検出する演算回路を設け、ロボッ
トアームが運転中に、現在の速度指令値から前回サンプ
リングした速度指令値を差し引いた値があらかじめ設定
された一定値より大きく、かつ現在の速度フィードバッ
ク値から前回サンプリングした速度フィードバック値を
差し引いた値があらかじめ設定された一定値より小さい
とき、ロボットアームが異物と衝突したと判定し、ロボ
ットアームを異物と接触しない位置に移動してからロボ
ットアームの運転を停止させるようにしたものである。
【０００７】
【作用】上記した手段によれば、ロボットアームを運転
中、ロボットアームと異物との衝突が発生すると、図３
に示すように、速度フィードバック値は急激に０に近付
き、位置偏差量が大きくなるため速度指令値も急激に増
大する。本発明の方法によれば、速度指令値と速度フィ
ードバック値を前回のサンプリング値と常に比較してい
るので、いったんロボットアームと異物との衝突が発生
した場合にはその衝突を急速かつ確実に検出する。図３
において小さな丸印および四角印はサンプリング点を示
している。ロボットアームの異物との衝突が発生してい
ない場合でも、動作教示の内容によっては速度指令値が
急速に増加することがあるが、この場合は速度フィード
バック値も遅れながらも増加するので、衝突の発生とは
明確に区別される。
中、ロボットアームと異物との衝突が発生すると、図３
に示すように、速度フィードバック値は急激に０に近付
き、位置偏差量が大きくなるため速度指令値も急激に増
大する。本発明の方法によれば、速度指令値と速度フィ
ードバック値を前回のサンプリング値と常に比較してい
るので、いったんロボットアームと異物との衝突が発生
した場合にはその衝突を急速かつ確実に検出する。図３
において小さな丸印および四角印はサンプリング点を示
している。ロボットアームの異物との衝突が発生してい
ない場合でも、動作教示の内容によっては速度指令値が
急速に増加することがあるが、この場合は速度フィード
バック値も遅れながらも増加するので、衝突の発生とは
明確に区別される。
【０００８】
【実施例】以下、本発明のロボットアームの異物との衝
突検出方法の一実施例について、図面を参照しながら説
明する。
突検出方法の一実施例について、図面を参照しながら説
明する。
【０００９】図１は、本発明のロボットアームの異物と
の衝突検出機能を備えたロボットアームの制御装置の要
部の構成を示すブロック図である。図１において、１は
位置制御回路、２は速度制御回路、３は電流制御回路、
４はサーボモータ、５はサーボモータの速度検出器、６
は電流検出器、７はロボットアーム、８は位置フィード
バック値を得るための積分回路、９は位置指令値、１０
は位置フィードバック値、１１は速度指令値、１２は速
度フィードバック値、１３はトルク指令値、１４は電流
フィードバック値である。
の衝突検出機能を備えたロボットアームの制御装置の要
部の構成を示すブロック図である。図１において、１は
位置制御回路、２は速度制御回路、３は電流制御回路、
４はサーボモータ、５はサーボモータの速度検出器、６
は電流検出器、７はロボットアーム、８は位置フィード
バック値を得るための積分回路、９は位置指令値、１０
は位置フィードバック値、１１は速度指令値、１２は速
度フィードバック値、１３はトルク指令値、１４は電流
フィードバック値である。
【００１０】以上のように構成された、ロボットアーム
の制御の方法について説明する。もし、ロボットアーム
７がワーク等の異物と衝突すると、速度検出器５から送
られてくる速度フィードバック値１２と積分回路によっ
て得られる位置フィードバック値１０が急激に０に近付
くと同時に、速度指令値１１は急激に増加する。速度制
御回路２は、過去の速度指令値１１と速度フィードバッ
ク値１２とを記憶する記憶装置と、衝突検出と速度制御
を行なう演算回路を備えており、現在の速度指令値１１
から前回サンプリングした値を差し引いた値があらかじ
め設定した正の定数より大きく、かつ現在の速度フィー
ドバック値１２から前回サンプリングした値があらかじ
め設定した負の定数より小さい時、ロボットアーム７が
異物と衝突したと判定し、ロボットアーム７を異物と接
触しない位置に移動させ、ロボットアーム７を停止させ
る。
の制御の方法について説明する。もし、ロボットアーム
７がワーク等の異物と衝突すると、速度検出器５から送
られてくる速度フィードバック値１２と積分回路によっ
て得られる位置フィードバック値１０が急激に０に近付
くと同時に、速度指令値１１は急激に増加する。速度制
御回路２は、過去の速度指令値１１と速度フィードバッ
ク値１２とを記憶する記憶装置と、衝突検出と速度制御
を行なう演算回路を備えており、現在の速度指令値１１
から前回サンプリングした値を差し引いた値があらかじ
め設定した正の定数より大きく、かつ現在の速度フィー
ドバック値１２から前回サンプリングした値があらかじ
め設定した負の定数より小さい時、ロボットアーム７が
異物と衝突したと判定し、ロボットアーム７を異物と接
触しない位置に移動させ、ロボットアーム７を停止させ
る。
【００１１】図２は以上の制御の流れを示したフロー図
で、まず、現在の速度指令値１１を読み込んで記憶し
（ステップａ）、続いて現在の速度フィードバック値１
２を読み込んで記憶する（ステップｂ）。次に、ステッ
プａで読み込んだ現在の速度指令値１１を前回サンプリ
ングした値と大小比較し、その差があらかじめ設定した
正の定数Ａより大きいかどうかを判定する（ステップ
ｃ）。もし、ステップｃにおける差が正の定数Ａより大
きければ、ステップｂで読み込んだ現在の速度フィード
バック値１２から前回サンプリングした値を差し引いた
差が負の定数Ｂより小さいかどうかを判定し（ステップ
ｄ）、その差が定数Ｂより小さければロボットアーム７
を異物に接触しない位置に移動させ（ステップｇ）、続
いてロボットアーム７を停止させる（ステップｈ）。も
しステップｃにおける差が正の定数Ａより大きくない場
合、およびステップｄにおける差が負の定数Ｂより小さ
くない場合には、ロボットアーム７と異物との衝突はな
いと判定し、速度制御演算（ステップｅ）およびトルク
指令出力（ステップｆ）を行い、ステップａからの制御
ループを繰り返す。
で、まず、現在の速度指令値１１を読み込んで記憶し
（ステップａ）、続いて現在の速度フィードバック値１
２を読み込んで記憶する（ステップｂ）。次に、ステッ
プａで読み込んだ現在の速度指令値１１を前回サンプリ
ングした値と大小比較し、その差があらかじめ設定した
正の定数Ａより大きいかどうかを判定する（ステップ
ｃ）。もし、ステップｃにおける差が正の定数Ａより大
きければ、ステップｂで読み込んだ現在の速度フィード
バック値１２から前回サンプリングした値を差し引いた
差が負の定数Ｂより小さいかどうかを判定し（ステップ
ｄ）、その差が定数Ｂより小さければロボットアーム７
を異物に接触しない位置に移動させ（ステップｇ）、続
いてロボットアーム７を停止させる（ステップｈ）。も
しステップｃにおける差が正の定数Ａより大きくない場
合、およびステップｄにおける差が負の定数Ｂより小さ
くない場合には、ロボットアーム７と異物との衝突はな
いと判定し、速度制御演算（ステップｅ）およびトルク
指令出力（ステップｆ）を行い、ステップａからの制御
ループを繰り返す。
【００１２】一方、ロボットアームが異物と衝突しなく
ても、負荷が急激に増加した場合にも、本発明のロボッ
トアームの異物との衝突検出方法によれば、ロボットア
ームと異物との衝突が発生したものと判定することがあ
り得るが、衝突以外で衝突と判定されるような負荷の急
激な増加は、通常発生することはないので、衝突以外の
異常がロボットアームに発生していると判定してよい。
ても、負荷が急激に増加した場合にも、本発明のロボッ
トアームの異物との衝突検出方法によれば、ロボットア
ームと異物との衝突が発生したものと判定することがあ
り得るが、衝突以外で衝突と判定されるような負荷の急
激な増加は、通常発生することはないので、衝突以外の
異常がロボットアームに発生していると判定してよい。
【００１３】
【発明の効果】以上の発明から明らかなように、本発明
のロボットアームの異物との衝突検出方法によれば、ロ
ボットアームがワーク等と衝突したとき、衝突を素早く
検出し、ロボットアームを異物に接触しない位置に移動
させ、ロボットアームを停止させるので、衝突によるロ
ボットアームやワークの破損を防止し、修理のため長期
間にわたりロボットアームが停止するような事態を回避
し、ロボットの稼動率を高めることができる。
のロボットアームの異物との衝突検出方法によれば、ロ
ボットアームがワーク等と衝突したとき、衝突を素早く
検出し、ロボットアームを異物に接触しない位置に移動
させ、ロボットアームを停止させるので、衝突によるロ
ボットアームやワークの破損を防止し、修理のため長期
間にわたりロボットアームが停止するような事態を回避
し、ロボットの稼動率を高めることができる。
【図１】本発明のロボットアームの異物との衝突検出方
法の一実施例を説明する制御回路の要部構成ブロック図
法の一実施例を説明する制御回路の要部構成ブロック図
【図２】同方法の制御の原理を説明するフロー図
【図３】ロボットアームの衝突が発生したときの速度指
令値と速度フィードバック値の変化を示す特性図
令値と速度フィードバック値の変化を示す特性図
４ サーボモータ ７ ロボットアーム ９ 位置指令値 １０ 位置フィードバック値 １１ 速度指令値 １２ 速度フィードバック値
Claims (1)
- 【請求項１】 サーボモータと、そのサーボモータを駆
動源とするロボットアームと、位置指令値と速度指令値
と位置フィードバック値と速度フィードバック値をサン
プリングしてロボットアームの位置と速度の制御を行な
う制御装置とからなるサーボ系において、その制御装置
内に過去の速度指令値と速度フィードバック値を記憶す
る記憶装置とロボットアームの衝突を検出する演算回路
を設け、ロボットアームが運転中に、現在の速度指令値
から前回サンプリングした速度指令値を差し引いた値が
あらかじめ設定された一定値より大きく、かつ現在の速
度フィードバック値から前回サンプリングした速度フィ
ードバック値を差し引いた値があらかじめ設定された一
定値より小さいとき、ロボットアームが異物と衝突した
と判定し、ロボットアームを異物と接触しない位置に移
動してからロボットアームの運転を停止させるロボット
アームの異物との衝突検出方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24558991A JPH0584681A (ja) | 1991-09-25 | 1991-09-25 | ロボツトアームの異物との衝突検出方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24558991A JPH0584681A (ja) | 1991-09-25 | 1991-09-25 | ロボツトアームの異物との衝突検出方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0584681A true JPH0584681A (ja) | 1993-04-06 |
Family
ID=17135981
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24558991A Pending JPH0584681A (ja) | 1991-09-25 | 1991-09-25 | ロボツトアームの異物との衝突検出方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0584681A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR19980084240A (ko) * | 1997-05-22 | 1998-12-05 | 윤종용 | 기구물의 충돌 감지장치 |
| WO2003068464A1 (fr) * | 2002-02-18 | 2003-08-21 | Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha | Procede de commande d'entrainement et controleur d'entrainement |
| JP2016064448A (ja) * | 2014-09-22 | 2016-04-28 | ファナック株式会社 | 非常停止時のロボットに関する不具合を防止するロボット制御装置 |
| JP2018202588A (ja) * | 2017-06-09 | 2018-12-27 | セイコーエプソン株式会社 | 制御装置、ロボットおよびロボットシステム |
| CN116330355A (zh) * | 2023-05-30 | 2023-06-27 | 山东致远通信网络有限公司 | 一种agv智能机器人制动性能测试装置 |
-
1991
- 1991-09-25 JP JP24558991A patent/JPH0584681A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR19980084240A (ko) * | 1997-05-22 | 1998-12-05 | 윤종용 | 기구물의 충돌 감지장치 |
| WO2003068464A1 (fr) * | 2002-02-18 | 2003-08-21 | Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha | Procede de commande d'entrainement et controleur d'entrainement |
| JP2016064448A (ja) * | 2014-09-22 | 2016-04-28 | ファナック株式会社 | 非常停止時のロボットに関する不具合を防止するロボット制御装置 |
| US9782898B2 (en) | 2014-09-22 | 2017-10-10 | Fanuc Corporation | Robot controller for avoiding problem regarding robot at the time of emergency stop |
| JP2018202588A (ja) * | 2017-06-09 | 2018-12-27 | セイコーエプソン株式会社 | 制御装置、ロボットおよびロボットシステム |
| US10960542B2 (en) | 2017-06-09 | 2021-03-30 | Seiko Epson Corporation | Control device and robot system |
| CN116330355A (zh) * | 2023-05-30 | 2023-06-27 | 山东致远通信网络有限公司 | 一种agv智能机器人制动性能测试装置 |
| CN116330355B (zh) * | 2023-05-30 | 2023-08-04 | 山东致远通信网络有限公司 | 一种agv智能机器人制动性能测试装置 |
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