JPH06170754A - マスタ・スレーブロボットの制御装置 - Google Patents
マスタ・スレーブロボットの制御装置Info
- Publication number
- JPH06170754A JPH06170754A JP31606292A JP31606292A JPH06170754A JP H06170754 A JPH06170754 A JP H06170754A JP 31606292 A JP31606292 A JP 31606292A JP 31606292 A JP31606292 A JP 31606292A JP H06170754 A JPH06170754 A JP H06170754A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- value
- robot
- command
- torque
- torque limiter
- 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.)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】過負荷によるサーボ電源ダウンによって動作が
中断しないようにする。 【構成】ロボットが硬体と接触したときにトルクリミタ
ーの制限値を定格以下に下げるとともに、速度指令を０
とする。位置フィードバックを監視してロボットが停止
したのを確認した後、位置指令を位置フィードバックと
一致させるとともに、前記トルクリミターの制限値を定
格値にもどす。 【効果】ロボットは過負荷の状態を脱する位置、つまり
自分の発生トルクと外力がつりあう位置まで動作して停
止する。その後、通常のサーボ制御に戻すため続けて作
業ができる。
中断しないようにする。 【構成】ロボットが硬体と接触したときにトルクリミタ
ーの制限値を定格以下に下げるとともに、速度指令を０
とする。位置フィードバックを監視してロボットが停止
したのを確認した後、位置指令を位置フィードバックと
一致させるとともに、前記トルクリミターの制限値を定
格値にもどす。 【効果】ロボットは過負荷の状態を脱する位置、つまり
自分の発生トルクと外力がつりあう位置まで動作して停
止する。その後、通常のサーボ制御に戻すため続けて作
業ができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、産業用ロボットの過負
荷発生時にサーボ電源をダウンさせる機能を有するマス
タ・スレーブロボット制御装置の改良に関し、過負荷発
生時も連続的に作業の継続ができるものに関するもので
ある。
荷発生時にサーボ電源をダウンさせる機能を有するマス
タ・スレーブロボット制御装置の改良に関し、過負荷発
生時も連続的に作業の継続ができるものに関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】従来、産業用ロボットの制御装置ではモ
ータのコントロールのサーボブロックは、図２のように
位置ループＡ、速度ループＢ、電流ループ（電流制御器
の内部）を備える構成になっている。またモータ及びパ
ワー回路の保護のため定格以上のトルク指令を積分し、
あるしきい値を越えた時点でサーボのパワー電源をダウ
ンさせる過負荷検出部を有している。このようなロボッ
ト制御装置では、ロボットが硬体と接触した際、通常の
制御では速度ループと電流ループはＰＩ制御のため、ロ
ボットが硬体と接触すると、指令した位置に確実に到達
しない場合、定格電流の２００〜３００％の電流をモー
タに流すため、すぐに過負荷検出されサーボ電源が落ち
作業が中断する。
ータのコントロールのサーボブロックは、図２のように
位置ループＡ、速度ループＢ、電流ループ（電流制御器
の内部）を備える構成になっている。またモータ及びパ
ワー回路の保護のため定格以上のトルク指令を積分し、
あるしきい値を越えた時点でサーボのパワー電源をダウ
ンさせる過負荷検出部を有している。このようなロボッ
ト制御装置では、ロボットが硬体と接触した際、通常の
制御では速度ループと電流ループはＰＩ制御のため、ロ
ボットが硬体と接触すると、指令した位置に確実に到達
しない場合、定格電流の２００〜３００％の電流をモー
タに流すため、すぐに過負荷検出されサーボ電源が落ち
作業が中断する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ティーチングプレイバ
ック式のロボットでは、危険防止のため上記中断はやむ
を得ない。しかし、ジョイステックやマスターアームを
手動で動かし、その動きにスレーブアームを追従させる
マスタ・スレーブ方式では、オペレータが操作している
以上、不必要に作業が中断しては作業効率が低下してし
まう。かといって、過負荷検出部を取り外してしまって
は危険が大きい。そこで、本発明は、過負荷検出による
サーボダウン機能は残したまま、この機能が働きにくく
して、若干の過負荷検出時にも連続的な作業の継続がで
きる装置を提供することを目的とする。
ック式のロボットでは、危険防止のため上記中断はやむ
を得ない。しかし、ジョイステックやマスターアームを
手動で動かし、その動きにスレーブアームを追従させる
マスタ・スレーブ方式では、オペレータが操作している
以上、不必要に作業が中断しては作業効率が低下してし
まう。かといって、過負荷検出部を取り外してしまって
は危険が大きい。そこで、本発明は、過負荷検出による
サーボダウン機能は残したまま、この機能が働きにくく
して、若干の過負荷検出時にも連続的な作業の継続がで
きる装置を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記問題を解決するた
め、本発明は、ロボット駆動モータが位置と速度の各帰
還ループを持つマスタ・スレーブロボットの制御装置に
おいて、電流制御器に入力されるトルク指令を監視し、
所定のしきい値を越えたことにより、ロボットが硬体と
接触したことを検出する手段と、前記トルク指令値を制
限するトルクリミッタと、前記検出時に、前記トルクリ
ミターの制限値を定格以下に下げる手段と、前記検出時
に、速度指令を０とする手段と、位置フィードバックを
監視してロボットが停止したのを確認した後、位置指令
を位置フィードバックと一致させるとともに、前記トル
クリミターの制限値を定格値にもどす手段とを備えたこ
とを特徴とするものである。
め、本発明は、ロボット駆動モータが位置と速度の各帰
還ループを持つマスタ・スレーブロボットの制御装置に
おいて、電流制御器に入力されるトルク指令を監視し、
所定のしきい値を越えたことにより、ロボットが硬体と
接触したことを検出する手段と、前記トルク指令値を制
限するトルクリミッタと、前記検出時に、前記トルクリ
ミターの制限値を定格以下に下げる手段と、前記検出時
に、速度指令を０とする手段と、位置フィードバックを
監視してロボットが停止したのを確認した後、位置指令
を位置フィードバックと一致させるとともに、前記トル
クリミターの制限値を定格値にもどす手段とを備えたこ
とを特徴とするものである。
【０００５】
【作用】上記手段により、ロボットが硬体と接触したこ
とを検出した時に、トルク指令に定格以下のリミターを
かけることによりロボットの自重を支えられる程度にモ
ータ電流をおとすとともに速度指令は０となるので、ロ
ボットは過負荷の状態を脱する方向に動作する（ロボッ
トは自然に自分の発生トルクと外力がつりあう位置まで
動作して停止する）。このとき過負荷検出部が作動しな
いため過負荷異常にならない。その後ロボットの動作が
停止したのを確認した後、位置指令を位置フィードバッ
クと一致させトルクリミターをはずし通常のサーボ制御
に戻すため続けて作業が出来る。
とを検出した時に、トルク指令に定格以下のリミターを
かけることによりロボットの自重を支えられる程度にモ
ータ電流をおとすとともに速度指令は０となるので、ロ
ボットは過負荷の状態を脱する方向に動作する（ロボッ
トは自然に自分の発生トルクと外力がつりあう位置まで
動作して停止する）。このとき過負荷検出部が作動しな
いため過負荷異常にならない。その後ロボットの動作が
停止したのを確認した後、位置指令を位置フィードバッ
クと一致させトルクリミターをはずし通常のサーボ制御
に戻すため続けて作業が出来る。
【０００６】
【実施例】以下、本発明の実施例を図１に基づいて説明
する。図１はこの発明のサーボブロック図である。位置
ループゲインＫｐを有する位置ループＡの内側に、速度
ループゲインＫｖと積分ゲイン１／Ｔを有するＰＩ制御
の速度ループＢがある。速度ループＢより内側にある電
流ループは省略している。本発明の特徴は以下のブロッ
ク１、３〜５とトルクリミッタ２を付加した点にある。
ブロック１は、電流制御器に入力されるトルク指令Ｔｒ
を監視し、所定のしきい値を越えたことにより、ロボッ
トが硬体と接触したことを検出する。トルクリミッタ２
は前記トルク指令値Ｔｒを制限する。ブロック３は、前
記検出時に、前記トルクリミターの制限値を定格以下に
下げる。ブロック４は、前記検出時に、速度指令Ｖｒを
０とする。ブロック５は、位置フィードバックＰｆを監
視してロボットが停止したのを確認した後、位置指令Ｐ
ｒを位置フィードバックＰｆと一致させるとともに、前
記トルクリミターの制限値を定格値にもどす。以上の構
成はロボットの各駆動軸毎または所定の軸に設けられ
る。なお、図１では、ブロック図で表現したが、サーボ
演算用のＣＰＵのソフトウェアで実現できることは勿論
である。以下、本発明の動作を説明する。
する。図１はこの発明のサーボブロック図である。位置
ループゲインＫｐを有する位置ループＡの内側に、速度
ループゲインＫｖと積分ゲイン１／Ｔを有するＰＩ制御
の速度ループＢがある。速度ループＢより内側にある電
流ループは省略している。本発明の特徴は以下のブロッ
ク１、３〜５とトルクリミッタ２を付加した点にある。
ブロック１は、電流制御器に入力されるトルク指令Ｔｒ
を監視し、所定のしきい値を越えたことにより、ロボッ
トが硬体と接触したことを検出する。トルクリミッタ２
は前記トルク指令値Ｔｒを制限する。ブロック３は、前
記検出時に、前記トルクリミターの制限値を定格以下に
下げる。ブロック４は、前記検出時に、速度指令Ｖｒを
０とする。ブロック５は、位置フィードバックＰｆを監
視してロボットが停止したのを確認した後、位置指令Ｐ
ｒを位置フィードバックＰｆと一致させるとともに、前
記トルクリミターの制限値を定格値にもどす。以上の構
成はロボットの各駆動軸毎または所定の軸に設けられ
る。なお、図１では、ブロック図で表現したが、サーボ
演算用のＣＰＵのソフトウェアで実現できることは勿論
である。以下、本発明の動作を説明する。
【０００７】１）位置制御の開始時は、速度指令Ｖｒを
０にした状態でサーボパワー電源を投入しロボットが停
止した状態でのフィードバック位置Ｐｆを現在の位置ル
ープの初期指令値Ｐｒとする。
０にした状態でサーボパワー電源を投入しロボットが停
止した状態でのフィードバック位置Ｐｆを現在の位置ル
ープの初期指令値Ｐｒとする。
【０００８】２）その後、ロボット動作時は、位置ルー
プへの初期指令値を増減させて現在位置指令値を作成し
位置制御を行う。
プへの初期指令値を増減させて現在位置指令値を作成し
位置制御を行う。
【０００９】３）２）の制御中同時にブロック１でトル
ク指令Ｔｒを監視して、あるしきい値である許容最大ト
ルクを発生した軸があれば次の処理を行う。
ク指令Ｔｒを監視して、あるしきい値である許容最大ト
ルクを発生した軸があれば次の処理を行う。
【００１０】ブロック２は、トルクリミッタ２の制限
値を下げる。すなわち、許容最大トルクが発生した軸の
トルク指令を定格値以下でマニプレータの自由落下しな
い程度の値まで落とす。
値を下げる。すなわち、許容最大トルクが発生した軸の
トルク指令を定格値以下でマニプレータの自由落下しな
い程度の値まで落とす。
【００１１】ブロック５は、その軸の位置フィードバ
ックＰｆを監視して動作が停止するのを待つ。この間、
ブロック４により位置指令Ｐｒはキャンセルして速度指
令Ｖｒを０にする（図ではスイッチ４’で表現してい
る）。
ックＰｆを監視して動作が停止するのを待つ。この間、
ブロック４により位置指令Ｐｒはキャンセルして速度指
令Ｖｒを０にする（図ではスイッチ４’で表現してい
る）。
【００１２】ブロック５は、ロボットが停止したのを
確認後（位置フィードバックＰｆが変化しなくなったの
を確認後）、その時の位置フィードバック値Ｐｆを位置
ループの初期指令値Ｐｒとする（図ではスイッチ５’で
表現している）。
確認後（位置フィードバックＰｆが変化しなくなったの
を確認後）、その時の位置フィードバック値Ｐｆを位置
ループの初期指令値Ｐｒとする（図ではスイッチ５’で
表現している）。
【００１３】ブロック５はのトルクリミッタ２の制
限値を定格値に戻す。
限値を定格値に戻す。
【００１４】通常の位置制御方式に戻す。
【００１５】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、許
容最大トルク発生時すぐにトルクリミッタをかけるため
モータの発熱が抑えられ過負荷検出部が作動ない。この
ため対剛体に対する作業で力の微妙なコントロールを必
要としないアプリケーションにおいて、特別な力センサ
やメカのコンプライアンス無しに、過負荷異常の発生を
抑えながら作業が継続できる。したがって、はめあいや
曲げ等の重作業に有効である。
容最大トルク発生時すぐにトルクリミッタをかけるため
モータの発熱が抑えられ過負荷検出部が作動ない。この
ため対剛体に対する作業で力の微妙なコントロールを必
要としないアプリケーションにおいて、特別な力センサ
やメカのコンプライアンス無しに、過負荷異常の発生を
抑えながら作業が継続できる。したがって、はめあいや
曲げ等の重作業に有効である。
【図１】本発明の実施例を示すブロック図である。
【図２】従来のブロック図である。
１ ロボットが硬体と接触したことを検出する手段 ２ トルクリミッタ ３ トルクリミッタの制限値を定格以下に下げる手段 ４ 速度指令Ｖｒを０とする手段 ５ 位置指令Ｐｒを位置フィードバックＰｆと一致させ
るとともに、前記トルクリミターの制限値を定格値にも
どす手段
るとともに、前記トルクリミターの制限値を定格値にも
どす手段
【手続補正書】
【提出日】平成５年１２月１３日
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１】
【図２】
Claims (1)
- 【請求項１】ロボット駆動モータが位置と速度の各帰還
ループを持つマスタ・スレーブロボットの制御装置にお
いて、 電流制御器に入力されるトルク指令を監視し、所定のし
きい値を越えたことにより、ロボットが硬体と接触した
ことを検出する手段と、 前記トルク指令値を制限するトルクリミッタと、 前記検出時に、前記トルクリミターの制限値を定格以下
に下げる手段と、 前記検出時に、速度指令を０とする手段と、 位置フィードバックを監視してロボットが停止したのを
確認した後、位置指令を位置フィードバックと一致させ
るとともに、前記トルクリミターの制限値を定格値にも
どす手段とを備えたことを特徴とするマスタ・スレーブ
ロボットの制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31606292A JPH06170754A (ja) | 1992-10-30 | 1992-10-30 | マスタ・スレーブロボットの制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31606292A JPH06170754A (ja) | 1992-10-30 | 1992-10-30 | マスタ・スレーブロボットの制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06170754A true JPH06170754A (ja) | 1994-06-21 |
Family
ID=18072841
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31606292A Pending JPH06170754A (ja) | 1992-10-30 | 1992-10-30 | マスタ・スレーブロボットの制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06170754A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002307336A (ja) * | 2001-04-17 | 2002-10-23 | Keio Gijuku | マスタスレーブ装置、制御方法及びコンピュータープログラム |
| JP2012051042A (ja) * | 2010-08-31 | 2012-03-15 | Yaskawa Electric Corp | ロボットシステム及びロボット制御装置 |
| JP2014018901A (ja) * | 2012-07-17 | 2014-02-03 | Daihen Corp | 制御装置、及び制御方法 |
| US8650965B2 (en) | 2010-08-31 | 2014-02-18 | Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki | Robot, robot system, robot control device, and state determining method |
-
1992
- 1992-10-30 JP JP31606292A patent/JPH06170754A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002307336A (ja) * | 2001-04-17 | 2002-10-23 | Keio Gijuku | マスタスレーブ装置、制御方法及びコンピュータープログラム |
| JP2012051042A (ja) * | 2010-08-31 | 2012-03-15 | Yaskawa Electric Corp | ロボットシステム及びロボット制御装置 |
| US8650965B2 (en) | 2010-08-31 | 2014-02-18 | Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki | Robot, robot system, robot control device, and state determining method |
| US9346162B2 (en) | 2010-08-31 | 2016-05-24 | Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki | Robot system, control device of robot, and robot control device |
| JP2014018901A (ja) * | 2012-07-17 | 2014-02-03 | Daihen Corp | 制御装置、及び制御方法 |
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