JPH0615590A - ロボット制御装置 - Google Patents
ロボット制御装置Info
- Publication number
- JPH0615590A JPH0615590A JP17523292A JP17523292A JPH0615590A JP H0615590 A JPH0615590 A JP H0615590A JP 17523292 A JP17523292 A JP 17523292A JP 17523292 A JP17523292 A JP 17523292A JP H0615590 A JPH0615590 A JP H0615590A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- motor
- robot
- robot controller
- energy absorbing
- power supply
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【目的】本発明は、モータの保有能力とモータドライバ
の能力を最大限に引き出し、また回生エネルギ吸収手段
の過剰動作による破壊を防ぐ安全で、高信頼性のロボッ
ト制御装置を提供する。 【構成】ロボット制御装置１の電源平滑用キャパシタ３
の電圧上昇を規定値以下に抑えるために、スイッチ手段
６がＯＮ状態となっていることからモータ回転エネルギ
が回生回路の抵抗５へ消費されている状態をモータ電源
電圧検出手段７で検知し、これをＣＰＵ９へ伝えること
で、一定間隔で電圧比較結果をモニタしているＣＰＵ９
は、モータ１３への異常負荷とならないように、目的位
置で停止している時間を設定する指令をモータドライバ
４へ送り、動作頻度を制御する。
の能力を最大限に引き出し、また回生エネルギ吸収手段
の過剰動作による破壊を防ぐ安全で、高信頼性のロボッ
ト制御装置を提供する。 【構成】ロボット制御装置１の電源平滑用キャパシタ３
の電圧上昇を規定値以下に抑えるために、スイッチ手段
６がＯＮ状態となっていることからモータ回転エネルギ
が回生回路の抵抗５へ消費されている状態をモータ電源
電圧検出手段７で検知し、これをＣＰＵ９へ伝えること
で、一定間隔で電圧比較結果をモニタしているＣＰＵ９
は、モータ１３への異常負荷とならないように、目的位
置で停止している時間を設定する指令をモータドライバ
４へ送り、動作頻度を制御する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、産業用ロボットの制御
装置に係り、特に大電力モータ等を使用するロボットの
制御装置の安全性及び信頼性を確保するのに好適なロボ
ットの制御装置に関する。
装置に係り、特に大電力モータ等を使用するロボットの
制御装置の安全性及び信頼性を確保するのに好適なロボ
ットの制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年ロボット、特に組立ロボットの高速
化が進んでいるがロボットの駆動力はワーク、ハンド等
の負荷や動作量によって大きく変化する。環境条件やそ
の負荷を最悪条件時にも、モータを安全速度で動作させ
るには、非常に大きなサイズのモータを選択せざるを得
ず、重量アップや価格アップを招く問題が生じていた。
そこで、そのモータの負荷に応じてモータの能力を最大
限に引き出す制御装置が考案されてきている。次に従来
装置の一例を示す。
化が進んでいるがロボットの駆動力はワーク、ハンド等
の負荷や動作量によって大きく変化する。環境条件やそ
の負荷を最悪条件時にも、モータを安全速度で動作させ
るには、非常に大きなサイズのモータを選択せざるを得
ず、重量アップや価格アップを招く問題が生じていた。
そこで、そのモータの負荷に応じてモータの能力を最大
限に引き出す制御装置が考案されてきている。次に従来
装置の一例を示す。
【０００３】従来の技術は、特開昭６４−２０９９０号
公報に記載のように、ロボット動作中のサーボモータの
温度を温度センサで検出し、検出した温度をＡ／Ｄコン
バータで、ディジタル信号に変換しＣＰＵに送ってい
た。そして一定サンプリング間隔で温度基準値との比較
をＣＰＵで行い、温度が基準値より低い時は動作速度指
令を一定の割で増し、逆に高ければその動作速度指令を
一定の割で減ずる構成となっていた。
公報に記載のように、ロボット動作中のサーボモータの
温度を温度センサで検出し、検出した温度をＡ／Ｄコン
バータで、ディジタル信号に変換しＣＰＵに送ってい
た。そして一定サンプリング間隔で温度基準値との比較
をＣＰＵで行い、温度が基準値より低い時は動作速度指
令を一定の割で増し、逆に高ければその動作速度指令を
一定の割で減ずる構成となっていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、温度
センサで検出した温度を一定サンプリング間隔で温度基
準値と比較し、その温度が基準値より低ければ動作速度
指令を一定の割で増し、逆に高ければその動作速度指令
を一定の割で減ずるものである。しかしこの技術では周
囲温度の上昇により、実際モータが軽負荷でモータの温
度が上昇している場合でも、モータが過負荷状態と検知
し動作速度を下げてしまったり、逆に周囲温度の下降に
より、実際モータが軽負荷でモータの温度が下降してい
る場合モータの温度が低いため動作速度を上げようとす
ると、潤滑油が低温のため硬化していてメカ的な負荷が
増大しているところから、思うように動作速度が上がら
ず、モータ電流がいたずらに増大してモータの焼損を招
くことも起こりえる。以上のようにモータの温度ではそ
の時のロボットの状態を適確には検知できない。
センサで検出した温度を一定サンプリング間隔で温度基
準値と比較し、その温度が基準値より低ければ動作速度
指令を一定の割で増し、逆に高ければその動作速度指令
を一定の割で減ずるものである。しかしこの技術では周
囲温度の上昇により、実際モータが軽負荷でモータの温
度が上昇している場合でも、モータが過負荷状態と検知
し動作速度を下げてしまったり、逆に周囲温度の下降に
より、実際モータが軽負荷でモータの温度が下降してい
る場合モータの温度が低いため動作速度を上げようとす
ると、潤滑油が低温のため硬化していてメカ的な負荷が
増大しているところから、思うように動作速度が上がら
ず、モータ電流がいたずらに増大してモータの焼損を招
くことも起こりえる。以上のようにモータの温度ではそ
の時のロボットの状態を適確には検知できない。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、回生エネルギ吸収手段の動作頻度を検出
する手段を備えることで現在のロボットの動作状態を検
出し、そのロボットの状態に見合った動作制御をする制
御手段を設けたものである。
に、本発明は、回生エネルギ吸収手段の動作頻度を検出
する手段を備えることで現在のロボットの動作状態を検
出し、そのロボットの状態に見合った動作制御をする制
御手段を設けたものである。
【０００６】
【作用】本発明は、ロボットの動作中モータの回転によ
り発生する回生エネルギを吸収する回生エネルギ吸収手
段の動作頻度を制御回路で検出することで、現在のロボ
ットの動作状態を検出し、回生吸収手段の動作頻度が多
く連続動作しているような場合は、制御回路はロボット
がある点で停止したときある一定時間は強制的に次の動
作には移らないようにし、一方回生エネルギ吸収手段の
動作頻度が少ない場合は制御装置内にメモリされている
動作シーケンス通り動作するものである。これにより、
ロボットのその時の状態に応じて動作が制御されるので
モータやそのドライブ回路の能力を充分に利用でき、更
に回生エネルギ吸収手段の過負荷による破壊等も防げ
る。
り発生する回生エネルギを吸収する回生エネルギ吸収手
段の動作頻度を制御回路で検出することで、現在のロボ
ットの動作状態を検出し、回生吸収手段の動作頻度が多
く連続動作しているような場合は、制御回路はロボット
がある点で停止したときある一定時間は強制的に次の動
作には移らないようにし、一方回生エネルギ吸収手段の
動作頻度が少ない場合は制御装置内にメモリされている
動作シーケンス通り動作するものである。これにより、
ロボットのその時の状態に応じて動作が制御されるので
モータやそのドライブ回路の能力を充分に利用でき、更
に回生エネルギ吸収手段の過負荷による破壊等も防げ
る。
【０００７】
【実施例】図１は本発明の一実施例を示すロボット制御
装置の回路構成図、図２は本発明の一実施例を示すロボ
ット１５とロボット制御装置１の外観図である。ではま
ず図１により本発明に係るロボットの全体構成について
説明する。ＣＰＵ９はロボット１５を動作せるため、モ
ータ駆動指令を発信しＰＷＭ発生回路１１に伝達する。
ＰＷＭ発生回路１１はＣＰＵ９からの指令に比例したＰ
ＷＭ信号を発信しモータドライバ４を駆動しサーボモー
タ１３を回転させる。またそのサーボモータ１３の位置
及び速度はパルスエンコーダ１４発信のパルスをパルス
カウンタ１０でカウントしその値をＣＰＵ９にフィード
バックして新たなモータ駆動指令が生成されるサーボ系
を構成するものである。では次にモータ駆動用電源回路
について説明する。電源平滑用キャパシタ３は、直流電
源２のリップル低減作用とモータの回転エネルギの回生
作用を行っている。ではここで回生作用について簡単に
述べる。ロボットが動作し減速を開始すると、モータの
回転エネルギが電気エネルギに変換され電源平滑用キャ
パシタ３へ吸収される。そのため電源平滑用キャパシタ
３の端子電圧は定常直流電圧値より上昇する。この電圧
値は電源平滑用キャパシタ３の耐圧によって制約を受け
る。そこでモータ電源電圧検出手段７は前記電源平滑用
キャパシタ３の電圧値を検出し、その電圧値が上昇して
規定値以上になると、ディジタルレベルでＨｉレベルの
信号を発信しスイッチ手段６をＯＮ状態として、モータ
の回転エネルギを回生エネルギ吸収手段８内の抵抗５で
消費するものである。そして電源平滑用キャパシタ３の
電圧値が規定値以下になると、ディジタルレベルでＬｏ
ｗレベルの信号を発信しスイッチ手段６をＯＦＦする。
さてこのモータ電源電圧検出手段７が発信している信号
をＣＰＵ９に伝える。ある一定時間以上その信号がＨｉ
レベルならば、回生エネルギ吸収手段８が連続動作であ
るからロボット動作がかなり過剰であると、ＣＰＵ９は
判断しロボットがある点で停止した時、ある一定時間は
強制的に次の動作には移らないようにする。一方、回生
エネルギ吸収手段８の動作頻度が少なくモータ電源電圧
検出手段７の発信する信号がＬｏｗレベルである時間が
多い場合にはメモリ１２に格納されている動作シーケン
スプログラム通り動作するものである。次に本発明によ
るロボット１５の動作パターンについて説明する。図３
に動作パターンを示す。図３中ロボット１５が０〜ｔ1
〜ｔ2の様に、休みなく連続で動作を繰返し、その結果
回生吸収手段８が連続動作し、モータ電源電圧検出手段
７がある一定時間以上Ｈｉレベルの信号を発信した場
合、ＣＰＵ９はｔ1〜ｔ2〜ｔ3〜ｔ4の動作パターンのよ
うに、時間ｔ2−ｔ3間に目的位置で停止している時間を
設定する指令をモータドライバ４へ送り動作頻度を制御
する。一方、モータ電源電圧検出手段７の発信する信号
がＬｏｗレベルである時間が長い時は０〜ｔ1〜ｔ2の様
な連続運転を再開するものである。また何らかの故障に
よって回生エネルギ吸収手段８がロボット動作中ずっと
動作し続けた場合、抵抗５が燒損したりして非常に危険
であるので、ＣＰＵ９はそれを監視してロボット１５を
非常停止状態として電源を遮断する動作も行う。図４は
本発明の一実施例を示す動作パターンのフローチャート
例である。ロボット１５が動作を開始し、モータ電源電
圧検出手段７の発信する信号がある一定時間Ｈｉレベル
であれば、動作パターン終了後、ある一定時間強制的に
停止し、次の動作命令を行い、モータ電源電圧検出手段
７の発信する信号がある一定時間Ｌｏｗレベルであれ
ば、次の動作命令を行う。
装置の回路構成図、図２は本発明の一実施例を示すロボ
ット１５とロボット制御装置１の外観図である。ではま
ず図１により本発明に係るロボットの全体構成について
説明する。ＣＰＵ９はロボット１５を動作せるため、モ
ータ駆動指令を発信しＰＷＭ発生回路１１に伝達する。
ＰＷＭ発生回路１１はＣＰＵ９からの指令に比例したＰ
ＷＭ信号を発信しモータドライバ４を駆動しサーボモー
タ１３を回転させる。またそのサーボモータ１３の位置
及び速度はパルスエンコーダ１４発信のパルスをパルス
カウンタ１０でカウントしその値をＣＰＵ９にフィード
バックして新たなモータ駆動指令が生成されるサーボ系
を構成するものである。では次にモータ駆動用電源回路
について説明する。電源平滑用キャパシタ３は、直流電
源２のリップル低減作用とモータの回転エネルギの回生
作用を行っている。ではここで回生作用について簡単に
述べる。ロボットが動作し減速を開始すると、モータの
回転エネルギが電気エネルギに変換され電源平滑用キャ
パシタ３へ吸収される。そのため電源平滑用キャパシタ
３の端子電圧は定常直流電圧値より上昇する。この電圧
値は電源平滑用キャパシタ３の耐圧によって制約を受け
る。そこでモータ電源電圧検出手段７は前記電源平滑用
キャパシタ３の電圧値を検出し、その電圧値が上昇して
規定値以上になると、ディジタルレベルでＨｉレベルの
信号を発信しスイッチ手段６をＯＮ状態として、モータ
の回転エネルギを回生エネルギ吸収手段８内の抵抗５で
消費するものである。そして電源平滑用キャパシタ３の
電圧値が規定値以下になると、ディジタルレベルでＬｏ
ｗレベルの信号を発信しスイッチ手段６をＯＦＦする。
さてこのモータ電源電圧検出手段７が発信している信号
をＣＰＵ９に伝える。ある一定時間以上その信号がＨｉ
レベルならば、回生エネルギ吸収手段８が連続動作であ
るからロボット動作がかなり過剰であると、ＣＰＵ９は
判断しロボットがある点で停止した時、ある一定時間は
強制的に次の動作には移らないようにする。一方、回生
エネルギ吸収手段８の動作頻度が少なくモータ電源電圧
検出手段７の発信する信号がＬｏｗレベルである時間が
多い場合にはメモリ１２に格納されている動作シーケン
スプログラム通り動作するものである。次に本発明によ
るロボット１５の動作パターンについて説明する。図３
に動作パターンを示す。図３中ロボット１５が０〜ｔ1
〜ｔ2の様に、休みなく連続で動作を繰返し、その結果
回生吸収手段８が連続動作し、モータ電源電圧検出手段
７がある一定時間以上Ｈｉレベルの信号を発信した場
合、ＣＰＵ９はｔ1〜ｔ2〜ｔ3〜ｔ4の動作パターンのよ
うに、時間ｔ2−ｔ3間に目的位置で停止している時間を
設定する指令をモータドライバ４へ送り動作頻度を制御
する。一方、モータ電源電圧検出手段７の発信する信号
がＬｏｗレベルである時間が長い時は０〜ｔ1〜ｔ2の様
な連続運転を再開するものである。また何らかの故障に
よって回生エネルギ吸収手段８がロボット動作中ずっと
動作し続けた場合、抵抗５が燒損したりして非常に危険
であるので、ＣＰＵ９はそれを監視してロボット１５を
非常停止状態として電源を遮断する動作も行う。図４は
本発明の一実施例を示す動作パターンのフローチャート
例である。ロボット１５が動作を開始し、モータ電源電
圧検出手段７の発信する信号がある一定時間Ｈｉレベル
であれば、動作パターン終了後、ある一定時間強制的に
停止し、次の動作命令を行い、モータ電源電圧検出手段
７の発信する信号がある一定時間Ｌｏｗレベルであれ
ば、次の動作命令を行う。
【０００８】以上の様に前記実施例においては、モータ
の負荷に応じてモータの能力とモータドライバ４の能力
を最大限に引き出し、また回生エネルギ吸収手段８の過
剰動作による破壊を防ぐ、安全で高信頼性の制御装置を
実現できる。
の負荷に応じてモータの能力とモータドライバ４の能力
を最大限に引き出し、また回生エネルギ吸収手段８の過
剰動作による破壊を防ぐ、安全で高信頼性の制御装置を
実現できる。
【０００９】
【発明の効果】本発明によれば、モータの負荷に応じて
モータの能力とモータドライバ４の能力をすみやかに最
大限に引き出し、また回生エネルギ吸収手段８の過剰動
作による破壊を防ぐ、安全で高信頼性の制御装置を実現
できる。従って、ロボットシステムの能率向上に大きな
効果がある。
モータの能力とモータドライバ４の能力をすみやかに最
大限に引き出し、また回生エネルギ吸収手段８の過剰動
作による破壊を防ぐ、安全で高信頼性の制御装置を実現
できる。従って、ロボットシステムの能率向上に大きな
効果がある。
【図１】本発明の一実施例を示すロボット制御装置の回
路構成図である。
路構成図である。
【図２】本発明の一実施例を示すロボット本体とロボッ
ト制御装置の外観図である。
ト制御装置の外観図である。
【図３】ロボット本体へ供給するモータ速度指令の予め
定められたパターン例を示す図である。
定められたパターン例を示す図である。
【図４】本発明の一実施例を示す動作パターンのフロー
チャート例を示す図である。
チャート例を示す図である。
１…ロボット制御装置 ２…直流電源 ３…電源平滑用キャパシタ ４…モータドライバ ５…抵抗 ６…スイッチ手段 ７…モータ電源電圧検出手段 ８…回生エネルギ吸収手段 ９…ＣＰＵ １０…パルスカウンタ １１…ＰＷＭ発生回路 １２…メモリ １３…サーボモータ １４…パルスエンコーダ １５…ロボット本体 １６…ロボット操作ボックス
Claims (1)
- 【請求項１】モータ駆動回路と制御回路を備えたロボッ
トの制御装置において、その制御装置内にモータの回生
エネルギ吸収手段と、この回生エネルギ吸収手段の動作
中信号を発信する手段を備え前記回生エネルギ吸収手段
の動作中信号を検知し、ロボット動作を制御する制御回
路を備えたことを特徴とするロボット制御装置
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17523292A JPH0615590A (ja) | 1992-07-02 | 1992-07-02 | ロボット制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17523292A JPH0615590A (ja) | 1992-07-02 | 1992-07-02 | ロボット制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0615590A true JPH0615590A (ja) | 1994-01-25 |
Family
ID=15992581
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17523292A Pending JPH0615590A (ja) | 1992-07-02 | 1992-07-02 | ロボット制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0615590A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010252493A (ja) * | 2009-04-14 | 2010-11-04 | Mitsubishi Electric Corp | 保護機能を備えた電動機制御装置 |
-
1992
- 1992-07-02 JP JP17523292A patent/JPH0615590A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010252493A (ja) * | 2009-04-14 | 2010-11-04 | Mitsubishi Electric Corp | 保護機能を備えた電動機制御装置 |
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