JPH07261844A

JPH07261844A - モータ制御装置

Info

Publication number: JPH07261844A
Application number: JP6050921A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiro Ino; 芳浩井野; Hisashi Kinoshita; 久木下; Masahiro Ooto; 雅裕大音
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1994-03-23
Filing date: 1994-03-23
Publication date: 1995-10-13

Abstract

(57)【要約】【目的】ロボット取付負荷の大きさに応じてゲインパラ
メータを調整する。【構成】取付負荷が不定でロボットアームを垂直方向に
動作する前腕軸を含む多関節形ロボットの位置と速度の
制御を行うフィードバック制御装置において、前腕軸を
前腕軸低速駆動指令生成手段２５により低速に動作さ
せ、動作中に前腕軸を駆動するモータのｑ軸電流と動作
開始時の前腕軸の角度位置をそれぞれ前腕軸ｑ軸電流検
出手段２８と前腕軸角度位置検出手段２６により検出
し、検出したｑ軸電流２９と角度位置２７からロボット
先端に取り付けられた負荷の大きさを先端取付負荷算出
手段３０で算出し、算出した取付負荷３１の大きさから
各関節軸のフィードバック制御ループのゲインパラメー
タを調整するゲイン調整手段３２を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、サーボモータを駆動源
とする多関節形ロボットにおいてサーボゲインパラメー
タを自動的に調整するモータ制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図２６は多関節形ロボットの各関節軸に
よる構成の一例を示す図である。図２６において、１は
旋回軸、２は上腕軸、３は前腕軸、４は手首回転軸、５
は手首曲げ軸、６は手首ひねり軸、７はロボットアーム
先端に取り付けられた負荷を示す。

【０００３】図２７は多関節形ロボットの各関節軸を駆
動するモータ制御装置の一例を示す構成図である。図２
７において、８は位置制御回路、９は速度指令値、１０
は速度制御回路、１１は電流指令値、１２は電流制御回
路、１３はサーボアンプ、１４はサーボモータ、１５は
減速器、１６は電流検出器、１７は電流フィードバック
値、１８は速度検出器、１９は速度フィードバック値、
２０は積分器、２１は位置フィードバック値、２２は多
関節形ロボット、２３は通常時動作指令生成手段、２４
は位置指令値を示す。

【０００４】多関節形ロボット２２は、図２６の例に示
すように、水平方向に旋回する旋回軸１、前後方向に動
作させる上腕軸２、垂直上下方向に動作させる前腕軸
３、および手首回転軸４、手首曲げ軸５、手首ひねり軸
６で構成され、ロボットアームの先端に作業目的に応じ
て制限値以下で任意の大きさの負荷７が取り付けられ
る。各関節軸は、図２７に示すように、作業者が希望す
るロボット動作が行われるように通常時動作指令生成手
段２３において各関節軸への位置指令２４を生成する。
各関節軸の位置制御回路８に位置指令値２４が与えられ
ると、それぞれの位置、速度、電流の各制御回路８，１
０，１２により、個別にモータの制御が行われる。

【０００５】モータのフィードバック制御においては、
広く比例積分制御が行われており、速応性、安定性の要
求を満たすようにゲインパラメータの適切な設定が求め
られる。このゲインパラメータを適切に設定することに
より、ロボットの先端の動作を滑らかに制御することが
できる。このゲインパラメータを最適にするためにはサ
ーボモータ１４、減速器１５、および多関節形ロボット
２２のアーム本体および取付負荷７を全て含む制御対象
によって修正する必要がある。

【０００６】ロボットでは各関節軸での取り得る姿勢範
囲は既知であり、アーム本体によるイナーシャ範囲も既
知である。またロボット先端に取り付けられる負荷の範
囲も既知である。よって従来、多関節形ロボットのゲイ
ンパラメータの調整は、既知範囲内での制御対象に対
し、速応性、安定性などの制御特性が所定の要求が満足
できる最も妥当なゲインを１つ決定し、固定していた。
また、各関節軸の設定最大加速度は所定の位置指令に対
し、各関節軸の指令分配方法を決定するのに必要な数値
であるが、タクトタイム短縮のためにこの値を最適化す
る必要があり、そのためには各関節軸の減速器などから
制限される最大許容トルクを超えない範囲で最大にする
必要がある。

【０００７】従来、設定最大加速度は、ロボット先端に
取り付けられた負荷が最大で、各関節軸を駆動するトル
クが最大となる時の姿勢を想定し、このときのイナーシ
ャを計算により求め、最大許容トルクから決定してい
た。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかるに上記の従来の
ゲイン調整方法では、ロボット先端に取り付けられる負
荷の大きさが変わっても固定ゲインで制御することにな
り、制御特性の高い要求を満足するためには、不十分に
ならざるを得ない。

【０００９】多関節形ロボットでは、ロボットアームの
姿勢の違いに対しては、固定ゲインであっても特性的に
大きな違いはない。しかしながら、取付負荷の大きさの
違いに対しては、最大速度での動作から停止時に発生す
る停止振動などの過渡特性に著しく影響を及ぼす。たと
えば上腕軸、前腕軸を前傾させたときの旋回軸の停止振
動は固定ゲインで行うと、取付負荷無しの場合はほぼ０
であるが、取付負荷を最大にすると停止振動は顕著に大
きくなる。これは取付負荷の大きさの違いにより、イナ
ーシャが変わるだけでなく、重心の先端への移動により
ロボットアーム部への衝撃力が大きくなり、共振残留振
動が大きく発生するためと考えられる。停止振動が著し
く大きいと、溶接などの作業工程に移るのに振動が抑ま
るまでしばらく待機する必要が出てくるので、作業効率
に悪影響を及ぼす。

【００１０】この対策としてゲインパラメータの１つで
ある速度積分ゲインを小さくし、速度比例ゲインをその
まま、または少し大きめにして固定すると、通常特性を
損なうことなく停止振動を小さくすることが可能であ
る。しかし、速度積分ゲインを小さくすると、停止時の
目標位置への収束が緩やかになり、取付負荷が小さいと
きに、不必要にタクトタイムが大きくなる。したがっ
て、停止振動とタクトタイムをともに最適化するために
取付負荷の大きさに応じてゲインパラメータを設定する
必要がある。

【００１１】また上記の従来の設定最大加速度決定方法
では、取付負荷の大きさが変わっても同じ加速度で制御
することになり、制御対象によって最適な加速度が適用
できない。設定最大加速度は作業者によって教示された
位置を最短時間で移動できるように軌跡生成するために
必要であり、取付負荷の大きさ知ることにより最適化を
図り、タクトタイムの短縮をする必要がある。

【００１２】本発明は上記従来の課題を解決するもの
で、作業者が取付負荷の大きさを知らなくても自動的に
取付負荷の大きさを算出し、算出した負荷の大きさに応
じてゲインパラメータの最適な調整や、設定最大加速度
を最適化することができるモータ制御装置を提供するこ
とを目的としている。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明のモータ制御装置は、サーボモータを駆動源
とし、取付負荷が不定での多関節形ロボットの位置と速
度の制御を行うフィードバック制御装置において、取付
負荷検出のために停止または所定の動作指令を生成する
指令生成手段と、所定の制御変数を検出する手段と、検
出した制御変数を使ってロボット先端に取り付けられた
負荷の大きさを算出する先端取付負荷算出手段と、算出
した取付負荷の大きさから各関節軸のフィードバック制
御ループのゲインパラメータを調整するゲイン調整手段
または各関節軸の設定最大加速度を最適化する手段とを
備えたものである。

【００１４】

【作用】上記した構成により、ロボット先端に取り付け
られた負荷の大きさを算出し、算出した負荷に応じて各
関節軸のゲインパラメータの調整や設定最大加速度の最
適化を自動的に行うことができ、高い制御特性が得られ
る。

【００１５】

【実施例】

（実施例１）以下本発明の第１の実施例について、図１
を参照しながら説明する。

【００１６】図１は本発明の第１の実施例におけるサー
ボモータの制御装置のブロック図を示す。図１におい
て、２４は位置指令値、２５は前腕軸低速駆動指令生成
手段、２６は前腕軸角度位置検出手段、２７は前腕軸角
度位置、２８は前腕軸ｑ軸電流検出手段、２９はｑ軸電
流値、３０は先端取付負荷算出手段、３１は算出した取
付負荷、３２はゲイン調整手段、３３は各関節軸ゲイン
パラメータ、３４は完了フラグを示す。各軸のサーボ系
および制御対象内の８〜２２は従来例を示した図２７と
同じである。

【００１７】作業者によりゲインパラメータのチューニ
ング実行命令が入力されると、前腕軸低速駆動指令生成
手段２５は前腕軸を一定の低速度で上昇方向に駆動する
前腕軸位置指令値２４を前腕軸用の位置制御回路８に送
る。位置指令値２４の動作指令により、多関節形ロボッ
ト２２は上昇方向に一定の低速度で動作する。前腕軸角
度位置検出手段２６は位置フィードバック値２１をサン
プリングして動作開始時の前腕軸角度位置２７を検出
し、前腕軸ｑ軸電流検出手段２８は動作中に前腕軸を駆
動するモータのｑ軸電流値２９を電流制御回路１２を通
して検出し、それぞれ先端取付負荷算出手段３０に送
る。

【００１８】先端取付負荷算出手段３０は、図１５で示
すように、動作開始後定常状態になってからｑ軸電流値
２９のサンプリングを開始し、データのばらつき度合い
を考慮して適切な時間で終了する。先端取付負荷算出手
段３０はサンプリングしたデータの平均値または最大最
小値の中間値を算出し、算出した値をモータトルクに換
算し、換算した値を前腕軸角度位置２７の値によって補
正演算して先端取付負荷３１を算出し、ゲイン調整手段
３２に送る。ゲイン調整手段３２では先端取付負荷３１
の大きさから所定の方法により速度制御ループ用の各関
節軸のゲインパラメータを決定し、完了フラグ３４を前
腕軸低速駆動指令生成手段２５に送り、前腕軸低速駆動
指令生成手段２５は低速駆動指令を中止する。さらに調
整した各関節軸ゲインパラメータ３３は各関節軸の速度
制御回路１０に送られ、速度制御用ゲインパラメータと
なって、ゲイン調整が完了する。

【００１９】ここで先端取付負荷算出手段３０で行う先
端取付負荷算出方法について説明する。先端取付負荷の
大きさは先端取付負荷算出手段３０で換算した検出トル
クと、無負荷時のトルクと、補正係数および前腕軸回転
中心から取付負荷位置までの距離により次の（１）式に
よって求める。

【００２０】取付負荷×（前腕軸回転中心から取付負荷位置まで距離）＝（（検出トルク）−（無負荷時のトルク））×補正係数…（１）無負荷時のトルクはあらかじめ測定により既知データと
する。また前腕軸回転中心から取付負荷位置までの距離
は既知である。

【００２１】前腕軸角度位置と補正係数の関係もあらか
じめ測定により既知とし、検出した前腕軸角度位置２７
から先端取付負荷算出手段３０で補正係数を求める。た
とえば前腕軸を図１６のように上下させて、角度位置と
モータトルクの関係が図１７のように角度位置が０°す
なわち前腕軸が水平状態なった場合のトルクが２、角度
位置が±６０°の場合のトルクが１とすると、角度位置
と補正係数の関係は角度位置が０°の場合は１、±６０
°の場合は２とする図１８のようになる。この補正係数
の乗算により任意の角度位置で検出した前腕軸モータト
ルクが前腕軸が水平状態なった場合のトルクに補正され
る。

【００２２】前腕軸を上昇方向に一定の低速度で動作さ
せたとき、検出したモータトルクは先端に負荷を取り付
けた前腕軸アームを重力に抗して持ち上げようとするト
ルクに相当する。したがって検出したトルクから負荷を
取り付けていない無負荷時のトルクを引くことにより取
り付けた負荷相当分のトルクが検出できる。

【００２３】なお、前腕軸は旋回軸、上腕軸の姿勢に関
係なく水平時には０°を保ち、手首３軸の姿勢による前
腕軸トルクへの影響はほとんどないので、前腕軸のみの
駆動と前腕軸角度位置情報のみで負荷算出が行える。

【００２４】また前記軸ｑ軸電流検出手段２８で行うｑ
軸電流検出はｑ軸電流の代わりにサーボ系内の電流指令
値１１を検出することによっても、先端取付負荷算出手
段３０でのトルク換算時の方法変更により同様の結果が
得られる。

【００２５】（実施例２）以下本発明の第２の実施例に
ついて、図２を参照しながら説明する。図２は本発明の
第２の実施例におけるサーボモータの制御装置のブロッ
ク図を示す。図２において、２４は位置指令値、２６は
前腕軸角度位置検出手段、２７は前腕軸角度位置、２８
は前腕軸ｑ軸電流検出手段、２９はｑ軸電流値、３０は
先端取付負荷算出手段、３１は算出した取付負荷、３２
はゲイン調整手段、３３は各関節軸ゲインパラメータ、
３４は完了フラグ、３５は前腕軸加速駆動指令生成手
段、３６は前腕軸加速度検出手段、３７は前腕軸加速度
を示す。各軸のサーボ系および制御対象内の８〜２２は
従来例を示した図２７と同じである。

【００２６】チューニング実行指令により、前腕軸加速
駆動指令生成手段３５は前腕軸を上昇方向と下降方向に
２回に分けて停止位置から加速する位置指令値２４を前
腕軸用の位置制御回路８に送る。位置指令値２４の動作
指令により、多関節形ロボット２２は上昇方向と下降方
向に２回に分けて加速動作をする。前腕軸角度位置検出
手段２６は位置フィードバック値２１をサンプリングし
て動作開始時の前腕軸角度位置２７を検出し、前腕軸ｑ
軸電流検出手段２８は加速動作中に前腕軸を駆動するモ
ータのｑ軸電流値２９を電流制御回路１２を通して検出
し、それぞれ先端取付負荷算出手段３０に送る。前腕軸
加速度検出手段３６は、図１９で示すように、上昇およ
び下降の２種類の加速中の所定時間内の前腕軸速度フィ
ードバック値１９をサンプリングして加速度３７を検出
して先端取付負荷算出手段３０に送る。先端取付負荷算
出手段３０は、図１９で示すように、上昇および下降の
２種類の加速中の所定時間内のｑ軸電流値２９をサンプ
リングしｑ軸電流値２９の平均値または最大最小値の中
間値を算出し、算出した値をモータトルクに換算し、換
算した値と加速度３７と前腕軸角度位置２７によって演
算して先端取付負荷３１を算出し、ゲイン調整手段３２
に送る。ゲイン調整手段３２では先端取付負荷３１の大
きさから所定の方法により速度制御ループ用の各関節軸
のゲインパラメータを決定し、完了フラグ３４を前腕軸
加速駆動指令生成手段３５に送り、前腕軸加速駆動指令
生成手段３５は加速駆動指令を中止する。さらに調整し
た各関節軸ゲインパラメータ３３は各関節軸の速度制御
回路１０に送られ、速度制御用ゲインパラメータとなっ
て、ゲイン調整が完了する。

【００２７】ここで先端取付負荷算出手段３０で行う先
端取付負荷算出方法について説明する。先端取付負荷の
大きさは次式によって求める。上昇加速時のトルクの関
係式は次の（２）式のようになる。

【００２８】（検出トルク１）＝（加速に必要なトルク１）＋（重力に抗するのに必要なトルク）…（２）また下降加速時のトルクの関係式は次の（３）式のよう
になる。

【００２９】（検出トルク２）＝（加速に必要なトルク２）−（重力に抗するのに必要なトルク）…（３）（２）式中の加速に必要なトルク１は次の（４）式で算
出でき、（前腕軸の実イナーシャ）×（上昇加速時の加速度）…（４）（３）式中の加速に必要なトルク２は次の（５）式で算
出できる。

【００３０】（前腕軸の実イナーシャ）×（下降加速時の加速度）…（５）

【００３１】検出トルク１，２および上昇、下降加速時
の加速度を検出でき、前腕軸のイナーシャと重力に抗す
るのに必要なトルクは同一位置では同じなので、（４）
式、（５）式より重力に抗するのに必要なトルクを求め
ることができる。求めたトルクと前腕軸角度位置２７よ
り実施例１で示した（１）式を使った方法により、先端
に取り付けられた負荷を算出する。

【００３２】なお前腕軸ｑ軸電流検出手段２８で行うｑ
軸電流検出はｑ軸電流の代わりにサーボ系内の電流指令
値１１を検出することによっても、先端取付負荷算出手
段３０でのトルク換算時の方法変更により同様の結果が
得られる。

【００３３】（実施例３）以下本発明の第３の実施例に
ついて、図３を参照しながら説明する。図３は本発明の
第３の実施例におけるサーボモータの制御装置のブロッ
ク図を示す。図３において、２４は位置指令値、２６は
前腕軸角度位置検出手段、２７は前腕軸角度位置、２８
は前腕軸ｑ軸電流検出手段、２９はｑ軸電流値、３０は
先端取付負荷算出手段、３１は算出した取付負荷、３２
はゲイン調整手段、３３は各関節軸ゲインパラメータ、
３４は完了フラグ、３８は前腕軸停止指令生成手段を示
す。各軸のサーボ系および制御対象内の８〜２２は従来
例を示した図２７と同じである。

【００３４】作業者によりゲインパラメータのチューニ
ング実行命令が入力されると、前腕軸停止指令生成手段
３８は前腕軸を停止状態にし、前腕軸角度位置検出手段
２６は位置フィードバック値をサンプリングして停止中
の前腕軸角度位置２７を検出し、前腕軸ｑ軸電流検出手
段２８は停止中の前腕軸を駆動するモータのｑ軸電流値
２９を電流制御回路１２を通して検出し、それぞれ先端
取付負荷算出手段３０に送る。先端取付負荷算出手段３
０はサンプリングしたデータの平均値または最大最小値
の中間値を算出し、算出した値をモータトルクに換算
し、換算した値を前腕軸角度位置２７の値によって補正
演算して先端取付負荷３１を算出し、ゲイン調整手段３
２に送る。ゲイン調整手段３２では先端取付負荷３１の
大きさから所定の方法により速度制御ループ用の各関節
軸のゲインパラメータを決定し、完了フラグ３４を前腕
軸停止指令生成手段３８に送る。さらに調整した各関節
軸ゲインパラメータ３３は各関節軸の速度制御回路１０
に送られ、速度制御用ゲインパラメータとなって、ゲイ
ン調整が完了する。

【００３５】先端取付負荷算出手段３０で行う先端取付
負荷算出方法については実施例１で示した（１）式を使
った方法によって求める。

【００３６】なお前腕軸ｑ軸電流検出手段２８で行うｑ
軸電流検出はｑ軸電流の代わりにサーボ系内の電流指令
値１１を検出することによっても、先端取付負荷算出手
段３０でのトルク換算時の方法変更により同様の結果が
得られる。

【００３７】（実施例４）以下本発明の第４の実施例に
ついて、図４を参照しながら説明する。図４は本発明の
第４の実施例におけるサーボモータの制御装置のブロッ
ク図を示す。図４において、２４は位置指令値、２５は
前腕軸低速駆動指令生成手段、２８は前腕軸ｑ軸電流検
出手段、２９はｑ軸電流値、３０は先端取付負荷算出手
段、３１は算出した取付負荷、３２はゲイン調整手段、
３３は各関節軸ゲインパラメータ、３４は完了フラグ、
３９は位置探索指令生成手段、４０は位置探索完了フラ
グを示す。各軸のサーボ系および制御対象内の８〜２２
は従来例を示した図２７と同じである。

【００３８】作業者によりゲインパラメータのチューニ
ング実行命令が入力されると、位置探索指令生成手段３
９は前腕軸が上昇方向または下降方向に一定の低速度で
動作するように位置指令値２４を位置制御回路８に送
る。位置指令値２４の動作指令により、多関節形ロボッ
ト２２は上昇または下降方向に一定の低速度で動作す
る。この指令中に前腕軸ｑ軸電流検出手段２８は前腕軸
を駆動するモータのｑ軸電流２９を電流制御回路１２を
通して検出し、位置探索指令生成手段３９へ送る。位置
探索指令生成手段３９は動作中の前腕軸ｑ軸電流２９が
増加方向か減少方向かを判断し、増加方向であれば現在
駆動させている上昇方向または下降方向の指令動作を続
け、減少方向であれば現在駆動させている上昇方向また
は下降方向の指令動作を逆方向へ指令動作を変更する。
この方法によりモータトルクが最大となる位置が得られ
る。得られた位置で位置探索指令生成手段３９の動作指
令を中止し、位置探索完了フラグ４０を前腕軸低速駆動
指令生成手段２５へ送る。

【００３９】位置探索完了フラグ４０が入力されると、
前腕軸低速駆動指令生成手段２５は前腕軸を一定の低速
度で上昇方向に駆動する前腕軸位置指令値２４を前腕軸
用の位置制御回路８に送る。位置指令値２４の動作指令
により、多関節ロボット２２は上昇方向に一定の低速度
で動作する。前腕軸ｑ軸電流検出手段２８は動作中に前
腕軸を駆動するモータのｑ軸電流値２９を電流制御回路
１２を通して検出し、先端取付負荷算出手段３０に送
る。先端取付負荷算出手段３０は、図１５で示すよう
に、動作開始後定常状態になってから前腕軸ｑ軸電流２
９のサンプリングを開始し、データのばらつき度合いを
考慮して適切な時間で終了する。先端取付負荷算出手段
３０はサンプリングしたデータの平均値または最大最小
値の中間値を算出し、算出した値をモータトルクに換算
して先端取付負荷３１を算出し、ゲイン調整手段３２に
送る。ゲイン調整手段３２では先端取付負荷３１の大き
さから所定の方法により速度制御ループ用の各関節軸の
ゲインパラメータを決定し、完了フラグ３４を前腕軸低
速駆動指令生成手段２５に送り、前腕軸低速駆動指令生
成手段２５は低速駆動指令を中止する。さらに調整した
各関節軸ゲインパラメータ３３は各関節軸の速度制御回
路１０に送られ、速度制御用ゲインパラメータとなっ
て、ゲイン調整が完了する。

【００４０】先端取付負荷算出手段３０で行う先端取付
負荷算出方法については実施例１で示した（１）式を使
った方法によって求める。

【００４１】なお前腕軸ｑ軸電流検出手段２８で行うｑ
軸電流検出はｑ軸電流の代わりにサーボ系内の電流指令
値１１を検出することによっても、位置探索指令生成手
段３９での動作は同様であり、先端取付負荷算出手段３
０においてもトルク換算時の方法変更により同様の結果
が得られる。

【００４２】また前腕軸低速駆動指令生成手段２５によ
り先端取付負荷を算出する方法の代わりに、実施例２、
３で示した指令生成手段および先端取付負荷算出手段を
用いても同様の結果が得られる。

【００４３】（実施例５）以下本発明の第５の実施例に
ついて、図５を参照しながら説明する。図５は本発明の
第５の実施例におけるサーボモータの制御装置のブロッ
ク図を示す。図５において、２４は位置指令値、２８は
旋回軸ｑ軸電流検出手段、２９はｑ軸電流値、３０は先
端取付負荷算出手段、３１は算出した取付負荷、３２は
ゲイン調整手段、３３は各関節軸ゲインパラメータ、３
４は完了フラグ、３５は旋回軸加速駆動指令生成手段、
３６は旋回軸加速度検出手段、３７は旋回軸加速度、４
１は全軸角度位置検出手段、４２は全軸角度位置、４３
は無負荷時の旋回軸イナーシャ算出手段、４４は無負荷
時の旋回軸イナーシャ、４５は旋回軸実イナーシャ算出
手段、４６は旋回軸実イナーシャを示す。各軸のサーボ
系および制御対象内の８〜２２は従来例を示した図２７
と同じである。

【００４４】チューニング実行指令により、旋回軸加速
駆動指令生成手段３５は旋回軸を停止位置から水平加速
する位置指令値２４を旋回軸用の位置制御回路８に送
る。位置指令値２４の動作指令により、多関節形ロボッ
ト２２は水平加速動作をする。旋回軸加速度３７は、図
２０で示すように、加速動作中に速度フィードバック値
１９をサンプリングして旋回軸を駆動するモータの加速
度３７を検出し、旋回軸実イナーシャ算出手段４５に送
る。旋回軸ｑ軸電流検出手段２８は、図２０で示すよう
に、加速動作中に旋回軸を駆動するモータのｑ軸電流値
２９を電流制御回路１２を通して検出し、旋回軸実イナ
ーシャ算出手段４５に送る。旋回軸実イナーシャ算出手
段４５では送られたｑ軸電流値２９をトルクに換算し、
換算した検出トルクと旋回軸加速度３７により次のよう
にして旋回軸実イナーシャ４６を算出する。

【００４５】水平加速時のトルクの関係式は次の（６）
式（検出トルク）＝（旋回軸実イナーシャ）×（加速度） …（６）で与えられるので、この（６）式にしたがって旋回軸実
イナーシャ４６を算出し、先端取付負荷算出手段３０に
送る。

【００４６】全軸角度位置検出手段４１は各関節軸の角
度位置４２を検出し、無負荷時の旋回軸イナーシャ導出
手段４３と先端取付負荷算出手段３０へ送る。無負荷時
の旋回軸イナーシャ算出手段４３では取付負荷が無いと
きの旋回軸回りのイナーシャ４４を角度位置４２より算
出し、先端取付負荷算出手段３０へ送る。多関節形ロボ
ットでは本体構造が既知であるので各関節軸の角度位置
４２よりイナーシャの計算が可能である。先端取付負荷
算出手段３０では全軸角度位置４２、無負荷時の旋回軸
イナーシャ４４、旋回軸実イナーシャ４６から次に示す
方法により先端取付負荷３１を算出し、ゲイン調整手段
３２へ送る。

【００４７】全軸角度位置４２より旋回軸中心からロボ
ット先端位置までの水平距離を求め、求めた水平距離と
無負荷時の旋回軸イナーシャ４４、旋回軸実イナーシャ
４６から（７）式、（８）式を使って先端に取り付けら
れた負荷の算出を行う。

【００４８】（取付負荷分のイナーシャ）＝（取付負荷の大きさ）×（ロボット先端位置までの水平距離）² …（７）（取付負荷分のイナーシャ）＝（検出したイナーシャ）−（無負荷時のイナーシャ） …（８）

【００４９】ゲイン調整手段３２では先端取付負荷３１
の大きさから所定の方法により速度制御ループ用の各関
節軸のゲインパラメータを決定し、完了フラグ３４を旋
回軸加速駆動指令生成手段３５に送り、旋回軸加速駆動
指令生成手段３５は旋回軸加速駆動指令を中止する。さ
らに調整した各関節軸ゲインパラメータ３３は各関節軸
の速度制御回路１０に送られ、速度制御用ゲインパラメ
ータとなって、ゲイン調整が完了する。以上による方法
で負荷算出が完了するとチューニング用動作を終了す
る。

【００５０】なお旋回軸ｑ軸電流検出手段２８で行うｑ
軸電流検出はｑ軸電流の代わりにサーボ系内の電流指令
値１１を検出することによっても、旋回軸実イナーシャ
算出手段４５でのトルク換算時の方法変更により同様の
結果が得られる。

【００５１】（実施例６）以下本発明の第６の実施例に
ついて、図６を参照しながら説明する。図６は本発明の
第６の実施例におけるサーボモータの制御装置のブロッ
ク図を示す。図６において、２４は位置指令値、２８は
前腕軸ｑ軸電流検出手段、２９はｑ軸電流値、３０は先
端取付負荷算出手段、３１は算出した取付負荷、３２は
ゲイン調整手段、３３は各関節軸ゲインパラメータ、３
４は完了フラグ、３５は前腕軸加速駆動指令生成手段、
３６は前腕軸加速度検出手段、３７は前腕軸加速度、４
５は前腕軸実イナーシャ算出手段、４６は前腕軸実イナ
ーシャを示す。各軸のサーボ系および制御対象内の８〜
２２は従来例を示した図２７と同じである。

【００５２】チューニング実行指令により、前腕軸加速
駆動指令生成手段３５は前腕軸を上昇方向と下降方向に
２回に分けて停止位置から加速する位置指令値２４を前
腕軸用の位置制御回路８に送る。位置指令値２４の動作
指令により、多関節形ロボット２２は上昇方向と下降方
向に２回に分けて加速動作をする。前腕軸ｑ軸電流検出
手段２８は加速動作中に前腕軸を駆動するモータのｑ軸
電流値２９を電流制御回路１２を通して検出し、前腕軸
実イナーシャ算出手段４５に送る。前腕軸加速度検出手
段３６は、図１９で示すように、上昇および下降の２種
類の加速中の所定時間内の前腕軸速度フィードバック値
１９をサンプリングして加速度３７を検出し、前腕軸実
イナーシャ算出手段４５に送る。前腕軸実イナーシャ算
出手段４５は、図１９で示すように、上昇および下降の
２種類の加速中の所定時間内のｑ軸電流値２９をサンプ
リングしｑ軸電流値２９の平均値または最大最小値の中
間値を算出し、算出した値をモータトルクに換算し、換
算した値と加速度３７によって演算して前腕軸実イナー
シャ４６を算出し、先端取付負荷算出手段３０へ送る。
先端取付負荷算出手段３０では前腕軸実イナーシャ４６
の大きさから先端取付負荷３１を算出し、ゲイン調整手
段３２へ送る。ゲイン調整手段３２では先端取付負荷３
１の大きさから所定の方法により速度制御ループ用の各
関節軸のゲインパラメータを決定し、完了フラグ３４を
前腕軸加速駆動指令生成手段３５に送り、前腕軸加速駆
動指令生成手段３５は加速駆動指令を中止する。さらに
調整した各関節軸ゲインパラメータ３３は各関節軸の速
度制御回路１０に送られ、速度制御用ゲインパラメータ
となって、ゲイン調整が完了する。

【００５３】前腕軸実イナーシャ算出手段４５での前腕
軸実イナーシャ４６の算出方法、および先端取付負荷算
出手段３０での先端取付負荷３１の算出方法は次のよう
にして行う。上昇加速時のトルクの関係式は前記（２）
式を用い、下降加速時のトルクの関係式は前記（３）式
を用い、（２）式中の加速に必要なトルク１は前記
（４）式で算出し、（３）式中の加速に必要なトルク２
は前記（５）式で算出する。前腕軸のイナーシャと重力
に抗するのに必要なトルクは同一位置では同じなので、
前腕軸実イナーシャ算出手段４５では換算した検出トル
ク１、２および上昇、下降加速時の加速度３７を（２）
式、（３）式に代入し、これらの式より前腕軸の実イナ
ーシャ４６を算出することができる。先端取付負荷算出
手段３０では送られた前腕軸実イナーシャ４６と既知で
ある無負荷時の前腕軸のイナーシャと前腕軸中心からロ
ボット先端位置までの距離の各値を前記（７）式、
（８）式に代入して、先端に取り付けられた負荷の算出
を行う。

【００５４】多関節形ロボットでは本体構造が既知であ
り前腕軸回りのイナーシャは他軸の姿勢位置によってほ
とんど変わらないので、ロボット前腕軸の無負荷時のイ
ナーシャは既知の固定値とすることができる。以上によ
る方法で負荷算出が完了するとチューニング用動作を終
了する

【００５５】なお、前腕軸ｑ軸電流検出手段２８で行う
ｑ軸電流検出はｑ軸電流の代わりにサーボ系内の電流指
令値１１を検出することによっても、前腕軸実イナーシ
ャ算出手段４５でのトルク換算時の方法変更により同様
の結果が得られる。

【００５６】（実施例７）以下本発明の第７の実施例に
ついて、図７を参照しながら説明する。図７は本発明の
第７の実施例におけるサーボモータの制御装置のブロッ
ク図を示す。図７において、２４は位置指令値、２５は
前腕軸低速駆動指令生成手段、２６は前腕軸角度位置検
出手段、２７は前腕軸角度位置、２８は前腕軸ｑ軸電流
検出手段、２９はｑ軸電流値、３０は先端取付負荷算出
手段、３１は算出した取付負荷、３３は各関節軸ゲイン
パラメータ、３４は完了フラグ、４７は負荷レベル検出
手段、４８は負荷レベル、４９はテーブルによるゲイン
決定手段を示す。各軸のサーボ系および制御対象内の８
〜２２は従来例を示した図２７と同じである。

【００５７】作業者によりゲインパラメータのチューニ
ング実行命令が入力されると、前腕軸低速駆動指令生成
手段２５は前腕軸を一定の低速度で上昇方向に駆動する
前腕軸位置指令値２４を前腕軸用の位置制御回路８に送
る。位置指令値２４の動作指令により、多関節形ロボッ
ト２２は上昇方向に一定の低速度で動作する。前腕軸角
度位置検出手段２６は位置フィードバック値２１をサン
プリングして動作開始時の前腕軸角度位置２７を検出
し、前腕軸ｑ軸電流検出手段２８は動作中に前腕軸を駆
動するモータのｑ軸電流値２９を電流制御回路１２を通
して検出し、それぞれ先端取付負荷算出手段３０に送
る。先端取付負荷算出手段３０は、図１５で示すよう
に、動作開始後定常状態になってからｑ軸電流値２９の
サンプリングを開始し、データのばらつき度合いを考慮
して適切な時間で終了する。先端取付負荷算出手段３０
はサンプリングしたデータの平均値または最大最小値の
中間値を算出し、算出した値をモータトルクに換算し、
換算した値を前腕軸角度位置２７の値によって補正演算
して先端取付負荷３１を算出し、負荷レベル検出手段４
７に送る。

【００５８】負荷レベル検出手段４７では先端取付負荷
３１の大きさからあらかじめ設定したレベル数のどのレ
ベルに属するかを決定し、決定した負荷レベル４８をテ
ーブルによるゲイン決定手段４９に送る。ゲイン決定手
段４９は図２１の例に示すテーブルに基づいて速度比例
ゲインと速度積分ゲインを決定する。テーブルは全軸分
準備し、負荷レベル４８を準備したテーブルに適用して
速度比例ゲインと速度積分ゲインを全軸分決定し、完了
フラグ３４を前腕軸低速駆動指令生成手段２５に送り、
前腕軸低速駆動指令生成手段２５は前腕軸低速駆動指令
を中止する。さらに調整した各関節軸ゲインパラメータ
３３は各関節軸の速度制御回路１０に送られ、速度制御
用ゲインパラメータとなって、ゲイン調整が完了する。

【００５９】ここで、先端取付負荷算出手段３０で行う
先端取付負荷算出方法については実施例１で示した
（１）式を使った方法によって求める。

【００６０】なお前腕軸ｑ軸電流検出手段２８で行うｑ
軸電流検出はｑ軸電流の代わりにサーボ系内の電流指令
軸１１を検出することによっても、先端取付負荷算出手
段３０においてトルク換算時の方法変更により同様の結
果が得られる。

【００６１】また前腕軸低速駆動生成指令作成手段２５
によって先端取付負荷を算出する方法の代わりに、実施
例２、３、４、５、６で示した指令生成手段および先端
取付負荷算出手段を用いても同様の結果が得られる。

【００６２】（実施例８）以下本発明の第８の実施例に
ついて、図８を参照しながら説明する。図８は本発明の
第８の実施例におけるサーボモータの制御装置のブロッ
ク図を示す。図８において、２４は位置指令値、２５は
前腕軸低速駆動指令生成手段、２６は前腕軸角度位置検
出手段、２７は前腕軸角度位置、２８は前腕軸ｑ軸電流
検出手段、２９はｑ軸電流値、３０は先端取付負荷算出
手段、３１は算出した取付負荷、３３は各関節軸ゲイン
パラメータ、３４は完了フラグ、４７は負荷レベル検出
手段、４８は負荷レベル、５０は負荷レベル対応ゲイン
算出手段を示す。各軸のサーボ系および制御対象内の８
〜２２は従来例を示した図２７と同じである。

【００６３】作業者によりゲインパラメータのチューニ
ング実行命令が入力されると、前腕軸低速駆動指令生成
手段２５は前腕軸を一定の低速度で上昇方向に駆動する
前腕軸位置指令値２４を前腕軸用の位置制御回路８に送
る。位置指令値２４の動作指令により、多関節形ロボッ
ト２２は上昇方向に一定の低速度で動作する。前腕軸角
度位置検出手段２６は位置フィードバック値２１をサン
プリングして動作開始時の前腕軸角度位置２７を検出
し、前腕軸ｑ軸電流検出手段２８は動作中に前腕軸を駆
動するモータのｑ軸電流値２９を電流制御回路１２を通
して検出し、それぞれ先端取付負荷算出手段３０に送
る。先端取付負荷算出手段３０は、図１５で示すよう
に、動作開始後定常状態になってからｑ軸電流値２９の
サンプリングを開始し、データのばらつき度合いを考慮
して適切な時間で終了する。先端取付負荷算出手段３０
はサンプリングしたデータの平均値または最大最小値の
中間値を算出し、算出した値をモータトルクに換算し、
換算した値を前腕軸角度位置２７の値によって補正演算
して先端取付負荷３１を算出し、負荷レベル検出手段４
７に送る。負荷レベル検出手段４７では先端取付負荷３
１の大きさからあらかじめ設定したレベル数のどのレベ
ルに属するかを決定し、決定した負荷レベル４８を負荷
レベル対応ゲイン算出手段５０に送る。負荷レベル対応
ゲイン算出手段５０は任意に設定できる負荷レベル設定
数と負荷レベル４８を使って、下記の（９）式により負
荷レベルに対応したチューニングゲイン、すなわち速度
比例ゲインと速度積分ゲインを決定する。

【００６４】ＴＧ＝（（ＭＡＧ−ＭＩＧ）／（Ｎ−１））×Ｋ＋ＭＩＧＴＧ：チューニングゲインＭＡＧ：負荷レベル最大のときのゲインＭＩＧ：負荷レベル最小のときのゲインＮ：負荷レベル設定数（Ｎ＞１の整数）Ｋ：検出した負荷レベル（０、１、…、Ｎ−１） …（９）

【００６５】（９）式により検出負荷レベルＫとチュー
ニングゲインＴＧとの関係は、図２２に示すように、離
散的な１次関数となる。

【００６６】この（９）式を使って速度比例ゲインと速
度積分ゲインを全軸分決定し、完了フラグ３４を前腕軸
低速駆動指令生成手段２５に送り、前腕軸低速駆動指令
生成手段２５は前腕軸低速駆動指令を中止する。さらに
調整した各関節軸ゲインパラメータ３３は各関節軸の速
度制御回路１０に送られ、速度制御用ゲインパラメータ
となって、ゲイン調整が完了する。以上による方法で各
関節軸のゲインパラメータの調整を完了する。

【００６７】ここで、先端取付負荷算出手段３０で行う
先端取付負荷算出方法については実施例１で示した
（１）式を使った方法によって求める。

【００６８】なお前腕軸ｑ軸電流検出手段２８で行うｑ
軸電流検出はｑ軸電流の代わりにサーボ系内の電流指令
値１１を検出することによっても、先端取付負荷算出手
段３０においてトルク換算時の方法変更により同様の結
果が得られる。

【００６９】また前腕軸低速駆動生成指令作成手段２５
によって先端取付負荷を算出する方法の代わりに、実施
例２、３、４、５、６で示した指令生成手段および先端
取付負荷算出手段を用いても同様の結果が得られる。

【００７０】（実施例９）以下本発明の第９の実施例に
ついて、図９を参照しながら説明する。図９は本発明の
第９の実施例におけるサーボモータの制御装置のブロッ
ク図を示す。図９において、２４は位置指令値、２５は
前腕軸低速駆動指令生成手段、２６は前腕軸角度位置検
出手段、２７は前腕軸角度位置、２８は前腕軸ｑ軸電流
検出手段、２９はｑ軸電流値、３０は先端取付負荷算出
手段、３１は算出した取付負荷、３３は各関節軸ゲイン
パラメータ、３４は完了フラグ、５１は取付負荷対応ゲ
イン算出手段を示す。各軸のサーボ系および制御対象内
の８〜２２は従来例を示した図２７と同じである。

【００７１】作業者によりゲインパラメータのチューニ
ング実行命令が入力されると、前腕軸低速駆動指令生成
手段２５は前腕軸を一定の低速度で上昇方向に駆動する
前腕軸位置指令値２４を前腕軸用の位置制御回路８に送
る。位置指令値２４の動作指令により、多関節形ロボッ
ト２２は上昇方向に一定の低速度で動作する。前腕軸角
度位置検出手段２６は位置フィードバック値２１とサン
プリングして動作開始時の前腕軸角度位置２７を検出
し、前腕軸ｑ軸電流検出手段２８は動作中に前腕軸を駆
動するモータのｑ軸電流値２９を電流制御回路１２を通
して検出し、それぞれ先端取付負荷算出手段３０に送
る。先端取付負荷算出手段３０は、図１５で示すよう
に、動作開始後定常状態になってからｑ軸電流値２９の
サンプリングを開始し、データのばらつき度合いを考慮
して適切な時間で終了する。先端取付負荷算出手段３０
はサンプリングしたデータの平均値または最大最小値の
中間値を算出し、算出した値をモータトルクに換算し、
換算した値を前腕軸角度位置２７の値によって補正演算
して先端取付負荷３１を算出し、取付負荷対応ゲイン算
出手段５１に送る。

【００７２】取付負荷対応ゲイン算出手段５１は下記の
（１０）式により算出した先端に取り付けられた負荷の
大きさに応じてチューニングゲイン、すなわち速度比例
ゲインと速度積分ゲインを決定する。

【００７３】ＴＧ＝（（ＭＡＧ−ＭＩＧ）／ＭＡＬ）×ＫＬ＋ＭＩＧＴＧ：チューニングゲインＭＡＧ：取付負荷最大のときのゲインＭＩＧ：取付負荷０のときのゲインＭＡＬ：先端に取り付けられる最大負荷ＫＬ：検出した取付負荷 …（１０）

【００７４】（１０）式により検出負荷とチューニング
ゲインＴＧとの関係は、図２３に示すように、１次関数
となり、検出した負荷の大きさからチューニングゲイン
を算出できる。取付負荷対応ゲイン算出手段５１で決定
したゲインをモータ制御パラメータとしてゲイン変更を
行う。

【００７５】この（１０）式を使って速度比例ゲインと
速度積分ゲインを全軸分決定し、完了フラグ３４を前腕
軸低速駆動指令生成手段２５に送り、前腕軸低速駆動指
令生成手段２５は前腕軸低速駆動指令を中止する。さら
に調整した各関節軸ゲインパラメータ３３は各関節軸の
速度制御回路１０に送られ、速度制御用ゲインパラメー
タとなって、ゲイン調整が完了する。以上による方法で
各関節軸のゲインパラメータの調整を完了する。

【００７６】ここで、先端取付負荷算出手段３０で行う
先端取付負荷算出方法については実施例１で示した
（１）式を使った方法によって求める。

【００７７】なお、前腕軸ｑ軸電流検出手段２８で行う
ｑ軸電流検出はｑ軸電流の代わりにサーボ系内の電流指
令値１１を検出することによっても、先端取付負荷算出
手段３０においてトルク換算時の方法変更により同様の
結果が得られる。

【００７８】また前腕軸低速駆動生成指令作成手段２５
によって先端取付負荷を算出する方法の代わりに、実施
例２、３、４、５、６で示した指令生成手段および先端
取付負荷算出手段を用いても同様の結果が得られる。

【００７９】（実施例１０）以下本発明の第１０の実施
例について、図１０を参照しながら説明する。図１０は
本発明の第１０の実施例におけるサーボモータの制御装
置のブロック図を示す。図１０において、２４は位置指
令値、２５は前腕軸低速駆動指令生成手段、２６は前腕
軸角度位置検出手段、２７は前腕軸角度位置、２８は前
腕軸ｑ軸電流検出手段、２９はｑ軸電流値、３０は先端
取付負荷算出手段、３１は算出した取付負荷、３３は各
関節軸ゲインパラメータ、３４は完了フラグ、５２は特
性最適化ゲイン調整手段を示す。各軸のサーボ系および
制御対象内の８〜２２は従来例を示した図２７と同じで
ある。

【００８０】作業者によりゲインパラメータのチューニ
ング実行命令が入力されると、前腕軸低速駆動指令生成
手段２５は前腕軸を一定の低速度で上昇方向に駆動する
前腕軸位置指令値２４を前腕軸用の位置制御回路８に送
る。位置指令値２４の動作指令により、多関節形ロボッ
ト２２は上昇方向に一定の低速度で動作する。前腕軸角
度位置検出手段２６は位置フィードバック値２１とサン
プリングして動作開始時の前腕軸角度位置２７を検出
し、前腕軸ｑ軸電流検出手段２８は動作中に前腕軸を駆
動するモータのｑ軸電流値２９を電流制御回路１２を通
して検出し、それぞれ先端取付負荷算出手段３０に送
る。先端取付負荷算出手段３０は、図１５で示すよう
に、動作開始後定常状態になってからｑ軸電流値２９の
サンプリングを開始し、データのばらつき度合いを考慮
して適切な時間で終了する。先端取付負荷算出手段３０
はサンプリングしたデータの平均値または最大最小値の
中間値を算出し、算出した値をモータトルクに換算し、
換算した値を前腕軸角度位置２７の値によって補正演算
して先端取付負荷３１を算出し、特性最適化ゲイン調整
手段５２に送る。

【００８１】特性最適化ゲイン調整手段５２は前記（１
０）式により算出した先端に取り付けられた負荷の大き
さに応じてチューニングゲイン、すなわち速度比例ゲイ
ンと速度積分ゲインを決定する。

【００８２】（１０）式により検出負荷とチューニング
ゲインＴＧとの関係は、図２３に示すように、１次関数
となり、検出した負荷の大きさからチューニングゲイン
を算出できる。特性最適化ゲイン調整手段５２で決定し
たゲインをモータ制御パラメータとしてゲイン変更を行
う。このとき負荷の大きさに対するゲイン決定方法は算
出した先端に取り付けられた負荷が大きいときは速度積
分ゲインを小さく、負荷が小さいときは速度積分ゲイン
を大きくなるように設定する。

【００８３】この（１０）式を使って速度積分ゲインを
全軸分決定し、完了フラグ３４を前腕軸低速駆動指令生
成手段２５に送り、前腕軸低速駆動指令生成手段２５は
前腕軸低速駆動指令を中止する。さらに調整した各関節
軸ゲインパラメータ３３は各関節軸の速度制御回路１０
に送られ、速度制御用ゲインパラメータとなって、ゲイ
ン調整が完了する。以上による方法で各関節軸のゲイン
パラメータの調整を完了する。

【００８４】ここで、先端取付負荷算出手段３０で行う
先端取付負荷算出方法については実施例１で示した
（１）式を使った方法によって求める。

【００８５】このゲインの適用方法により、ロボットの
最大負荷姿勢での停止振動が許容値以下でタクトタイム
が最小となるように、タクトタイムと停止振動の両特性
が最適化される。たとえば取付負荷大での停止時の振動
波形は、図２４に示すように、積分ゲイン大であると位
置のオーバーシュートが大きく、振動をともなう。本適
用方法により負荷大では積分ゲイン小となるので振動は
抑制され滑らかに目標位置に収束する。また取付負荷小
での停止時の振動波形は、図２５に示すように、積分ゲ
イン小であると目標位置までの収束性に余裕があり、タ
クトタイムの最適化が行われていない。本適用方法によ
り負荷小では積分ゲイン大となるので目標位置への収束
時間が速まり、タクトタイムが最適化される。

【００８６】なお前腕軸ｑ軸電流検出手段２８で行うｑ
軸電流検出はｑ軸電流の代わりにサーボ系内の電流指令
値１１を検出することによっても、先端取付負荷算出手
段３０においてトルク換算時の方法変更により同様の結
果が得られる。

【００８７】また前腕軸低速駆動生成指令作成手段２５
によって先端取付負荷を算出する方法の代わりに、実施
例２，３，４，５，６で示した指令生成手段および先端
取付負荷算出手段を用いても同様の結果が得られる。

【００８８】また特性最適化ゲイン調整手段５２で行っ
たゲイン算出方法の代わりに、実施例８，９で示したゲ
イン算出またはゲイン決定方法を用いても同様の結果が
得られる。

【００８９】（実施例１１）以下本発明の第１１の実施
例について、図１１を参照しながら説明する。図１１は
本発明の第１１の実施例におけるサーボモータの制御装
置のブロック図を示す。図１１において、２４は位置指
令値、２５は前腕軸低速駆動指令生成手段、２６は前腕
軸角度位置検出手段、２７は前腕軸角度位置、２８は前
腕軸ｑ軸電流検出手段、２９はｑ軸電流値、３０は先端
取付負荷算出手段、３１は算出した取付負荷、３２はゲ
イン調整手段、３３は各関節軸ゲインパラメータ、３４
は完了フラグ、５３は選択項目判定手段、５４は選択項
目を示す。各軸のサーボ系および制御対象内の８〜２２
は従来例を示した図２７と同じである。

【００９０】作業者によりゲインパラメータのチューニ
ング実行命令が入力されると、前腕軸低速駆動指令生成
手段２５は前腕軸を一定の低速度で上昇方向に駆動する
前腕軸位置指令値２４を前腕軸用の位置制御回路８に送
る。位置指令値２４の動作指令により、多関節形ロボッ
ト２２は上昇方向に一定の低速度で動作する。前腕軸角
度位置検出手段２６は位置フィードバック値２１をサン
プリングして動作開始時の前腕軸角度位置２７を検出
し、前腕軸ｑ軸電流検出手段２８は動作中に前腕軸を駆
動するモータのｑ軸電流値２９を電流制御回路１２を通
して検出し、それぞれ先端取付負荷算出手段３０に送
る。先端取付負荷算出手段３０は、図１５で示すよう
に、動作開始後定常状態になってからｑ軸電流値２９の
サンプリングを開始し、データのばらつき度合いを考慮
して適切な時間で終了する。先端取付負荷算出手段３０
はサンプリングしたデータの平均値または最大最小値の
中間値を算出し、算出した値をモータトルクに換算し、
換算した値を前腕軸角度位置２７の値によって補正演算
して先端取付負荷３１を算出し、ゲイン調整手段３２に
送る。選択項目判定手段５３は、タクトタイムと停止振
動の両特性の内、作業者によって選択された優先項目を
判定し、選択された優先項目５４をゲイン調整手段３２
に送る。

【００９１】ゲイン調整手段３２は優先項目５４によっ
てゲイン調整方法を変える。選択された優先項目５４が
停止振動のときは前記（１０）式により算出した先端に
取り付けられた負荷の大きさに応じてチューニングゲイ
ン、すなわち速度比例ゲインと速度積分ゲインを決定す
る。

【００９２】（１０）式により検出負荷とチューニング
ゲインＴＧとの関係は、図２３に示すように、１次関数
となり、検出した負荷の大きさからチューニングゲイン
を算出する。このとき負荷の大きさに対するゲイン決定
方法は算出した先端に取り付けられた負荷が大きいとき
は速度積分ゲインを小さく、負荷が小さいときは速度積
分ゲインを大きくなるように設定する。選択された優先
項目５４がタクトタイムのときは取付負荷に無関係に許
容範囲内で積分ゲインを大きくする。

【００９３】ゲイン調整手段３２において上記に示した
ように速度積分ゲインを全軸分決定し、完了フラグ３４
を前腕軸低速駆動指令生成手段２５に送り、前腕軸低速
駆動指令生成手段２５は前腕軸低速駆動指令を中止す
る。さらに調整した各関節軸ゲインパラメータ３３は各
関節軸の速度制御回路１０に送られ、速度制御用ゲイン
パラメータとなって、ゲイン調整が完了する。以上によ
る方法で各関節軸のゲインパラメータの調整を完了す
る。

【００９４】このゲインの適用方法により、作業者の目
的に応じてゲイン調整が行われ、タクトタイムを優先す
るときは停止振動が許容範囲内でタクトタイムが最小と
なり、停止振動を優先するときは停止振動は負荷の大き
さに応じて停止振動が極力小さくかつタクトタイムが最
小となるようにそれぞれゲイン調整が行われる。

【００９５】ここで、先端取付負荷算出手段３０で行う
先端取付負荷算出方法については実施例１で示した
（１）式を使った方法によって求める。

【００９６】なお、前腕軸ｑ軸電流検出手段２８で行う
ｑ軸電流検出はｑ軸電流の代わりにサーボ系内の電流指
令値１１を検出することによっても、先端取付負荷算出
手段３０においてトルク換算時の方法変更により同様の
結果が得られる。

【００９７】また前腕軸低速駆動生成指令作成手段２５
によって先端取付負荷を算出する方法の代わりに、実施
例２，３，４，５，６で示した指令生成手段および先端
取付負荷算出手段を用いても同様の結果が得られる。

【００９８】またゲイン調整手段３２で行ったゲイン算
出方法の代わりに、実施例８，９で示したゲイン算出ま
たはゲイン決定方法を用いても同様の結果が得られる。

【００９９】（実施例１２）以下本発明の第１２の実施
例について、図１２を参照しながら説明する。図１２は
本発明の第１２の実施例におけるサーボモータの制御装
置のブロック図を示す。図１２において、２４は位置指
令値、２５は前腕軸低速駆動指令生成手段、２６は前腕
軸角度位置検出手段、２７は前腕軸角度位置、２８は前
腕軸ｑ軸電流検出手段、２９はｑ軸電流値、３０は先端
取付負荷算出手段、３１は算出した取付負荷、３４は完
了フラグ、４１は全軸角度位置検出手段、４２は全軸角
度位置、５５はリアルタイムゲイン調整手段、５６はリ
アルタイムに調整した各関節軸ゲインパラメータを示
す。各軸のサーボ系および制御対象内の８〜２２は従来
例を示した図２７と同じである。

【０１００】作業者によりゲインパラメータのチューニ
ング実行命令が入力されると、前腕軸低速駆動指令生成
手段２５は前腕軸を一定の低速度で上昇方向に駆動する
前腕軸位置指令値２４を前腕軸用の位置制御回路８に送
る。位置指令値２４の動作指令により、多関節形ロボッ
ト２２は上昇方向に一定の低速度で動作する。前腕軸角
度位置検出手段２６は位置フィードバック値２１をサン
プリングして動作開始時の前腕軸角度位置２７を検出
し、前腕軸ｑ軸電流検出手段２８は動作中に前腕軸を駆
動するモータのｑ軸電流値２９を電流制御回路１２を通
して検出し、それぞれ先端取付負荷算出手段３０に送
る。先端取付負荷算出手段３０は、図１５で示すよう
に、動作開始後定常状態になってからｑ軸電流値２９の
サンプリングを開始し、データのばらつき度合いを考慮
して適切な時間で終了する。先端取付負荷算出手段３０
はサンプリングしたデータの平均値または最大最小値の
中間値を算出し、算出した値をモータトルクに換算し、
換算した値を前腕軸角度位置２７の値によって補正演算
して先端取付負荷３１を算出し、先端取付負荷３１をリ
アルタイムゲイン調整手段５５に送る。また先端取付負
荷算出手段３０は完了フラグ３４を前腕軸低速駆動指令
生成手段２５に送り、前腕軸低速駆動指令生成手段２５
は前腕軸低速駆動指令を中止する。次に通常の動作状態
になる。通常動作中、全軸角度位置検出手段４１は各関
節軸の角度位置４２をリアルタイムで検出し、リアルタ
イムゲイン調整手段５５へ送る。リアルタイムゲイン調
整手段５５ではこの各関節軸の角度位置４２と算出した
取付負荷３１より各関節軸ゲインパラメータ５６をリア
ルタイムで算出し、この各関節軸ゲインパラメータ５６
を各関節軸の速度制御回路１０へ送る。以上の方法によ
り、取付負荷の大きさとロボットの姿勢変化に対してゲ
インパラメータをリアルタイムに修正し、すべての姿勢
で停止振動とタクトタイムの最適化を行なう。

【０１０１】ここで、先端取付負荷算出手段３０で行う
先端取付負荷算出方法については実施例１で示した
（１）式を使った方法によって求める。

【０１０２】なお前腕軸ｑ軸電流検出手段２８で行うｑ
軸電流検出はｑ軸電流の代わりにサーボ系内の電流指令
値１１を検出することによっても、先端取付負荷算出手
段３０においてトルク換算時の方法変更により同様の結
果が得られる。

【０１０３】また前腕軸低速駆動生成指令作成手段２５
によって先端取付負荷を算出する方法の代わりに、実施
例２，３，４，５，６で示した指令生成手段および先端
取付負荷算出手段を用いても同様の結果が得られる。

【０１０４】またリアルタイムゲイン調整手段５５で行
ったゲイン算出方法の代わりに、実施例８，９で示した
ゲイン算出またはゲイン決定方法を用いても同様の結果
が得られる。

【０１０５】（実施例１３）以下本発明の第１３の実施
例について、図１３を参照しながら説明する。図１３は
本発明の第１３の実施例におけるサーボモータの制御装
置のブロック図を示す。図１３において、２４は位置指
令値、２３は通常時動作指令生成手段、２５は前腕軸低
速駆動指令生成手段、２６は前腕軸角度位置検出手段、
２７は前腕軸角度位置、２８は前腕軸ｑ軸電流検出手
段、２９はｑ軸電流値、３０は先端取付負荷算出手段、
３１は算出した取付負荷、３４は完了フラグ、５７は加
速度最適化手段、５８は各関節軸の設定最大加速度を示
す。各軸のサーボ系および制御対象内の８〜２２は従来
例を示した図２７と同じである。

【０１０６】作業者により加速度最適化実行命令が入力
されると、前腕軸低速駆動指令生成手段２５は前腕軸を
一定の低速度で上昇方向に駆動する前腕軸位置指令値２
４を前腕軸用の位置制御回路８に送る。位置指令値２４
の動作指令により、多関節形ロボット２２は上昇方向に
一定の低速度で動作する。前腕軸角度位置検出手段２６
は位置フィードバック値２１をサンプリングして動作開
始時の前腕軸角度位置２７を検出し、前腕軸ｑ軸電流検
出手段２８は動作中に前腕軸を駆動するモータのｑ軸電
流値２９を電流制御回路１２を通して検出し、それぞれ
先端取付負荷算出手段３０に送る。先端取付負荷検出手
段３０は、図１５で示すように、動作開始後定常状態に
なってからｑ軸電流値２９のサンプリングを開始し、デ
ータのばらつき度合いを考慮して適切な時間で終了す
る。先端取付負荷検出手段３０はサンプリングしたデー
タ平均値または最大最小値の中間値を算出し、算出した
値をモータトルクに換算し、換算した値を前腕軸角度位
置２７の値によって補正演算して先端取付負荷３１を算
出し、先端取付負荷３１を加速度最適化手段５７に送
る。また加速度最適化手段５７は完了フラグ３４を前腕
軸低速駆動指令生成手段２５に送り、前腕軸低速駆動指
令生成手段２５は前腕軸低速駆動指令を中止する。

【０１０７】加速度最適化手段５７は各関節軸について
取付負荷７を含めた最大負荷姿勢でのイナーシャを算出
し、減速器１５などから制限される、既知の各関節軸の
最大許容トルクより各関節軸の設定最大加速度５８を求
め、この設定最大加速度５８を通常時動作指令生成手段
２３へ送り、各関節軸の設定最大加速度を変更する。通
常時動作指令生成手段２３は以降、設定最大加速度５８
によって通常の動作指令生成を行う。以上により、取付
負荷に応じた設定加速度が設定でき、タクトタイムを最
短にするための最適化が行われる。

【０１０８】ここで、先端取付負荷算出手段３０で行う
先端取付負荷算出方法については実施例１で示した
（１）式を使った方法によって求める。

【０１０９】なお、前腕軸ｑ軸電流検出手段２８で行う
ｑ軸電流検出はｑ軸電流の代わりにサーボ系内の電流指
令値１１を検出することによっても、先端取付負荷算出
手段３０においてトルク換算時の方法変更により同様の
結果が得られる。

【０１１０】また前腕軸低速駆動生成指令作成手段２５
によって先端取付負荷を算出する方法の代わりに、実施
例２，３，４，５，６で示した指令生成手段および先端
取付負荷算出手段を用いても同様の結果が得られる。

【０１１１】（実施例１４）以下本発明の第１４の実施
例について、図１４を参照しながら説明する。図１４は
本発明の第１４の実施例におけるサーボモータの制御装
置のブロック図を示す。図１４において、２４は位置指
令値、２３は通常時動作指令生成手段、２５は前腕軸低
速駆動指令生成手段、２６は前腕軸角度位置検出手段、
２７は前腕軸角度位置、２８は前腕軸ｑ軸電流検出手
段、２９はｑ軸電流値、３０は先端取付負荷算出手段、
３１は算出した取付負荷、３２はゲイン調整手段、３３
は各関節軸ゲインパラメータ、３４は完了フラグ、５７
は加速度最適化手段、５８は各関節軸の設定最大加速度
を示す。各軸のサーボ系および制御対象内の８〜２２は
従来例を示した図２７と同じである。

【０１１２】作業者により加速度最適化と、ゲインパラ
メータのチューニング実行命令が入力されると、前腕軸
低速駆動指令生成手段２５は前腕軸を一定の低速度で上
昇方向に駆動する前腕軸位置指令値２４を前腕軸用の位
置制御回路８に送る。位置指令値２４の動作指令によ
り、多関節形ロボット２２は上昇方向に一定の低速度で
動作する。前腕軸角度位置検出手段２６は位置フィード
バック値をサンプリングして動作開始時の前腕軸角度位
置２７を検出し、前腕軸ｑ軸電流検出手段２８は動作中
に前腕軸を駆動するモータのｑ軸電流値２９を電流制御
回路１２を通して検出し、それぞれ先端取付負荷算出手
段３０に送る。先端取付負荷算出手段３０は、図１５で
示すように、動作開始後定常状態になってからｑ軸電流
値２９のサンプリングを開始し、データのばらつき度合
いを考慮して適切な時間で終了する。先端取付負荷算出
手段３０はサンプリングしたデータの平均値または最大
最小値の中間値を算出し、算出した値をモータトルクに
換算し、換算した値を前腕軸角度位置２７の値によって
補正演算して先端取付負荷３１を算出し、ゲイン調整手
段３２と加速度最適化手段５７に送る。

【０１１３】ゲイン調整手段３２では先端取付負荷３１
の大きさから所定の方法により速度制御ループ用の各関
節軸ゲインパラメータ３３を決定し、加速度最適化手段
５７では設定最大加速度５８を決定し、それぞれ完了フ
ラグ３４を前腕軸低速駆動指令生成手段２５に送り、前
腕軸低速駆動指令生成手段２５は前腕軸低速駆動指令を
中止する。ゲイン調整手段３２から、さらに調整した各
関節軸ゲインパラメータ３３が各関節軸の速度制御回路
１０に送られ、速度制御用ゲインパラメータとなって、
ゲイン調整が完了する。

【０１１４】また加速度最適化手段５７は各関節軸につ
いて取付負荷７を含めた最大負荷姿勢でのイナーシャを
算出し、減速器１５などから制御される、既知の各関節
軸の最大許容トルクより各関節軸の設定最大加速度５８
を求め、この設定最大加速度５８を通常時動作指令生成
手段２３へ送り、各関節軸の設定最大加速度を変更す
る。通常時動作指令生成手段２３は以降、設定最大加速
度５８によって通常の動作指令生成を行う。以上によ
り、取付負荷に応じた設定加速度が設定でき、タクトタ
イムを最短にするための最適化が行われる。以上によ
り、取付負荷に応じて各関節軸のゲイン調整と設定最大
加速度の最適化ができる。

【０１１５】ここで、先端取付負荷算出手段３０で行う
先端取付負荷算出方法については実施例１で示した
（１）式を使った方法によって求める。

【０１１６】なお、前腕軸ｑ軸電流検出手段２８で行う
ｑ軸電流検出はｑ軸電流の代わりにサーボ系内の電流指
令値１１を検出することによっても、先端取付負荷算出
手段３０においてトルク換算時の方法変更により同様の
結果が得られる。

【０１１７】また前腕軸低速駆動生成指令作成手段２５
によって先端取付負荷を算出する方法の代わりに、実施
例２，３，４，５，６で示した指令生成手段および先端
取付負荷算出手段を用いても同様の結果が得られる。

【０１１８】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の装置により、多関節形ロボット先端に取り付けられた
大きさ不定の負荷を自動的に算出し、算出した負荷に応
じてゲインパラメータの調整を自動的に行うので、作業
者の負担を軽減するとともに制御特性を最適にする。ま
た算出した負荷に応じて最大設定加速度最適化を行うの
で、作業の時間効率を最適にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示すモータの制御装置
のブロック図

【図２】本発明の第２の実施例を示すモータの制御装置
のブロック図

【図３】本発明の第３の実施例を示すモータの制御装置
のブロック図

【図４】本発明の第４の実施例を示すサーボモータの制
御装置のブロック図

【図５】本発明の第５の実施例を示すサーボモータの制
御装置のブロック図

【図６】本発明の第６の実施例を示すサーボモータの制
御装置のブロック図

【図７】本発明の第７の実施例を示すサーボモータの制
御装置のブロック図

【図８】本発明の第８の実施例を示すサーボモータの制
御装置のブロック図

【図９】本発明の第９の実施例を示すサーボモータの制
御装置のブロック図

【図10】本発明の第１０の実施例を示すサーボモータの
制御装置のブロック図

【図11】本発明の第１１の実施例を示すサーボモータの
制御装置のブロック図

【図12】本発明の第１２の実施例を示すサーボモータの
制御装置のブロック図

【図13】本発明の第１３の実施例を示すサーボモータの
制御装置のブロック図

【図14】本発明の第１４の実施例を示すサーボモータの
制御装置のブロック図

【図15】前腕軸低速駆動動作時のｑ軸電流データをサン
プリングするタイミングを示した図

【図16】前腕軸動作形態および角度位置関係を示した図

【図17】前腕軸角度と前腕軸モータトルクの関係の一例
を示した図

【図18】前腕軸角度と補正係数の関係の一例を示した図

【図19】前腕軸加速駆動動作時のｑ軸電流および速度フ
ィードバックデータをサンプリングするタイミングを示
した図

【図20】旋回軸加速駆動動作時のｑ軸電流および速度フ
ィードバックデータをサンプリングするタイミングを示
した図

【図21】負荷レベルからゲインを決定するためのテーブ
ル

【図22】負荷レベルと計算によって得られるチューニン
グゲインの関係を示した図

【図23】取付負荷と計算によって得られるチューニング
ゲインの関係を示した図

【図24】取付負荷大のとき、速度積分ゲインの違いによ
る停止時の位置波形を示した図

【図25】取付負荷小のとき、速度積分ゲインの違いによ
る停止時の位置波形を示した図

【図26】各関節軸の動作形態を示す多関節形ロボットの
構成図

【図27】多関節形ロボットの各関節軸を駆動するモータ
制御装置

【符号の説明】

１旋回軸２上腕軸３前腕軸４手首回転軸５手首曲げ軸６手首ひねり軸７多関節形ロボット先端に取り付けられた負荷８位置制御回路９速度指令値１０速度制御回路１１電流指令値１２電流制御回路１３サーボアンプ１４サーボモータ１５減速器１６電流検出器１７電流フィードバック値１８速度検出器１９速度フィードバック値２０積分器２１位置フィードバック値２２多関節形ロボット２３通常時動作指令生成手段２４位置指令値２５前腕軸低速駆動指令生成手段２６前腕軸角度位置検出手段２７前腕軸角度位置２８ｑ軸電流検出手段２９ｑ軸電流値３０取付負荷算出手段３１算出した取付負荷３２ゲイン調整手段３３チューニングした各関節軸のゲインパラメータ３４完了フラグ３５加速駆動指令生成手段３６加速度検出手段３７加速度３８前腕軸停止指令生成手段３９位置探索指令生成手段４０位置検索完了フラグ４１全軸角度位置検出手段４２各関節軸の角度位置４３無負荷時の旋回軸イナーシャ算出手段４４無負荷時の旋回軸イナーシャ４５旋回軸実イナーシャ算出手段４６旋回軸実イナーシャ４７負荷レベル検出手段４８負荷レベル４９テーブルによるゲイン決定手段５０負荷レベル対応ゲイン算出手段５１取付負荷対応ゲイン算出手段５２特性最適化ゲイン調整手段５３選択項目判定手段５４選択した優先項目５５リアルタイムゲイン調整手段５６リアルタイムに調整した各関節軸のゲインパラ
メータ５７加速度最適化手段５８各関節軸の設定最大加速度

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｇ０５Ｂ 13/02 Ｃ 7531−3ＨＨ０２Ｐ 5/00 Ｆ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】サーボモータを駆動源とし、取付負荷が
不定でロボットアームを垂直方向に動作する前腕軸を含
む多関節形ロボットの位置と速度の制御を行うフィード
バック制御装置において、前腕軸を低速に動作させる指
令を生成する前腕軸低速駆動指令生成手段と、指令によ
る動作中に前腕軸を駆動するモータのｑ軸電流を検出す
るｑ軸電流検出手段と、動作開始時の前腕軸の角度位置
を検出する位置検出手段と、検出したｑ軸電流と角度位
置からロボット先端に取り付けられた負荷の大きさを算
出する先端取付負荷算出手段と、算出した取付負荷の大
きさから各関節軸のフィードバック制御ループのゲイン
パラメータを調整するゲイン調整手段を備えたことを特
徴とするモータ制御装置。
【請求項２】サーボモータを駆動源とし、取付負荷が
不定でロボットアームを垂直方向に動作する前腕軸を含
む多関節形ロボットの位置と速度の制御を行うフィード
バック制御装置において、前腕軸を上昇方向と下降方向
に２回に分けて加速動作させる指令を生成する前腕軸加
速駆動指令生成手段と、指令による加速動作中の前腕軸
を駆動するモータの加速度を検出する加速度検出手段
と、加速動作中に前腕軸を駆動するモータのｑ軸電流を
検出するｑ軸電流検出手段と、動作開始時の前腕軸の角
度位置を検出する位置検出手段と、検出した加速度とｑ
軸電流と角度位置からロボット先端に取り付けられた負
荷の大きさを算出する先端取付負荷算出手段と、算出し
た取付負荷の大きさから各関節軸のフィードバック制御
ループのゲインパラメータを調整するゲイン調整手段を
備えたことを特徴とするモータ制御装置。
【請求項３】サーボモータを駆動源とし、取付負荷が
不定でロボットアームを垂直方向に動作する前腕軸を含
む多関節形ロボットの位置と速度の制御を行うフィード
バック制御装置において、前腕軸を停止状態にする指令
を生成する前腕軸停止指令生成手段と、指令により停止
中の前腕軸を駆動するモータのｑ軸電流を検出するｑ軸
電流検出手段と、停止中の前腕軸の角度位置を検出する
位置検出手段と、検出したｑ軸電流と角度位置からロボ
ット先端に取り付けられた負荷の大きさを算出する先端
取付負荷算出手段と、算出した取付負荷の大きさから各
関節軸のフィードバック制御ループのゲインパラメータ
を調整するゲイン調整手段を備えたことを特徴とするモ
ータ制御装置。
【請求項４】サーボモータを駆動源とし、取付負荷が
不定でロボットアームを垂直方向に動作する前腕軸を含
む多関節形ロボットの位置と速度の制御を行うフィード
バック制御装置において、前腕軸を駆動するモータのｑ
軸電流を検出するｑ軸電流検出手段と、検出したｑ軸電
流が増加する方向で前腕軸を上昇方向または下降方向に
低速駆動指令を生成しｑ軸電流が最大となる位置を探索
する位置探索手段と、探索した位置で前腕軸を低速に動
作させる指令を生成する前腕軸低速駆動指令生成手段
と、指令中に検出したｑ軸電流と角度位置からロボット
先端に取り付けられた負荷の大きさを算出する先端取付
負荷算出手段と、算出した取付負荷の大きさから各関節
軸のフィードバック制御ループのゲインパラメータを調
整するゲイン調整手段を備えたことを特徴とするモータ
制御装置。
【請求項５】サーボモータを駆動源とし、取付負荷が
不定でロボットアームを水平方向に動作する旋回軸を含
む多関節形ロボットの位置と速度の制御を行うフィード
バック制御装置において、旋回軸を加速動作させる指令
を生成する旋回軸加速駆動指令生成手段と、指令による
加速動作中の旋回軸を駆動するモータの加速度を検出す
る加速度検出手段と、加速動作中に旋回軸を駆動するモ
ータのｑ軸電流を検出するｑ軸電流検出手段と、検出し
た加速度とｑ軸電流から旋回軸の実イナーシャを算出す
る実イナーシャ算出手段と、動作開始時の各関節軸の角
度位置を検出する全軸位置検出手段と、検出した各関節
軸の角度位置から現姿勢での旋回軸の無負荷時イナーシ
ャを算出する無負荷時イナーシヤ算出手段と、検出した
各関節軸の角度位置と算出した実イナーシャと無負荷時
イナーシャからロボット先端に取り付けられた負荷の大
きさを算出する先端取付負荷算出手段と、算出した取付
負荷の大きさから各関節軸のフィードバック制御ループ
のゲインパラメータを調整するゲイン調整手段を備えた
ことを特徴とするモータ制御装置。
【請求項６】サーボモータを駆動源とし、取付負荷が
不定でロボットアームを垂直方向に動作する前腕軸を含
む多関節形ロボットの位置と速度の制御を行うフィード
バック制御装置において、前腕軸を加速動作させる指令
を生成する前腕軸加速駆動指令生成手段と、指令による
加速動作中の前腕軸を駆動するモータの加速度を検出す
る加速度検出手段と、加速動作中に前腕軸を駆動するモ
ータのｑ軸電流を検出するｑ軸電流検出手段と、検出し
た加速度とｑ軸電流から前腕軸の実イナーシャを算出す
る実イナーシャ算出手段と、算出した実イナーシャから
ロボット先端に取り付けられた負荷の大きさを算出する
先端取付負荷算出手段と、算出した取付負荷の大きさか
ら各関節軸のフィードバック制御ループのゲインパラメ
ータを調整するゲイン調整手段を備えたことを特徴とす
るモータ制御装置。
【請求項７】サーボモータを駆動源とし、取付負荷が
不定でロボットアームを垂直方向に動作する前腕軸を含
む多関節形ロボットの位置と速度の制御を行うフィード
バック制御装置において、前腕軸を低速に動作させる指
令を生成する前腕軸低速駆動指令生成手段と、指令によ
る動作中に前腕軸を駆動するモータのｑ軸電流を検出す
るｑ軸電流検出手段と、動作開始時の前腕軸の角度位置
を検出する位置検出手段と、検出したｑ軸電流と角度位
置からロボット先端に取り付けられた負荷の大きさを算
出する先端取付負荷算出手段と、算出した取付負荷の大
きさから負荷レベルを検出する負荷レベル決定手段と、
あらかじめ用意したテーブルにより負荷レベルから各関
節軸のフィードバック制御ループのゲインパラメータを
決定するテーブルによるゲイン決定手段を備えたことを
特徴とするモータ制御装置。
【請求項８】サーボモータを駆動源とし、取付負荷が
不定でロボットアームを垂直方向に動作する前腕軸を含
む多関節形ロボットの位置と速度の制御を行うフィード
バック制御装置において、前腕軸を低速に動作させる指
令を生成する前腕軸低速駆動指令生成手段と、指令によ
る動作中に前腕軸を駆動するモータのｑ軸電流を検出す
るｑ軸電流検出手段と、動作開始時の前腕軸の角度位置
を検出する位置検出手段と、検出したｑ軸電流と角度位
置からロボット先端に取り付けられた負荷の大きさを算
出する先端取付負荷算出手段と、算出した取付負荷の大
きさから負荷レベルを検出する負荷レベル検出手段と、
検出した負荷レベルから計算式により各関節軸のフィー
ドバック制御ループのゲインパラメータを算出する負荷
レベル対応ゲイン算出手段を備えたことを特徴とするモ
ータ制御装置。
【請求項９】サーボモータを駆動源とし、取付負荷が
不定でロボットアームを垂直方向に動作する前腕軸を含
む多関節形ロボットの位置と速度の制御を行うフィード
バック制御装置において、前腕軸を低速に動作させる指
令を生成する前腕軸低速駆動指令生成手段と、指令によ
る動作中に前腕軸を駆動するモータのｑ軸電流を検出す
るｑ軸電流検出手段と、動作開始時の前腕軸の角度位置
を検出する位置検出手段と、検出したｑ軸電流と角度位
置からロボット先端に取り付けられた負荷の大きさを算
出する先端取付負荷算出手段と、算出した取付負荷の大
きさから計算式により各関節軸のフィードバック制御ル
ープのゲインパラメータを決定する取付負荷対応ゲイン
算出手段を備えたことを特徴とするモータ制御装置。
【請求項10】サーボモータを駆動源とし、取付負荷が
不定でロボットアームを垂直方向に動作する前腕軸を含
む多関節形ロボットの位置と速度の制御を行うフィード
バック制御装置において、前腕軸を低速に動作させる指
令を生成する前腕軸低速駆動指令生成手段と、指令によ
る動作中に前腕軸を駆動するモータのｑ軸電流を検出す
るｑ軸電流検出手段と、動作開始時の前腕軸の角度位置
を検出する位置検出手段と、検出したｑ軸電流と角度位
置からロボット先端に取り付けられた負荷の大きさを算
出する先端取付負荷算出手段と、算出した取付負荷が大
きいときは速度積分ゲインを小さくし、取付負荷が小さ
いときは速度積分ゲインを大きくし、停止振動とタクト
タイムの両特性が最適化されるように各関節軸の速度制
御ループの積分ゲインパラメータを決定する特性最適化
ゲイン調整手段を備えたことを特徴とするモータ制御装
置。
【請求項11】サーボモータを駆動源とし、取付負荷が
不定でロボットアームを垂直方向に動作する前腕軸を含
む多関節形ロボットの位置と速度の制御を行うフィード
バック制御装置において、前腕軸を低速に動作させる指
令を生成する前腕軸低速駆動指令生成手段と、指令によ
る動作中に前腕軸を駆動するモータのｑ軸電流を検出す
るｑ軸電流検出手段と、動作開始時の前腕軸の角度位置
を検出する位置検出手段と、検出したｑ軸電流と角度位
置からロボット先端に取り付けられた負荷の大きさを算
出する先端取付負荷算出手段と、タクトタイムと停止振
動の両特性の選択された優先項目を判定する選択項目判
定手段と、選択された優先項目に応じた調整方法により
算出した取付負荷の大きさから各関節軸のフィードバッ
ク制御ループのゲインパラメータを調整するゲイン調整
手段を備えたことを特徴とするモータ制御装置。
【請求項12】サーボモータを駆動源とし、取付負荷が
不定でロボットアームを垂直方向に動作する前腕軸を含
む多関節形ロボットの位置と速度の制御を行うフィード
バック制御装置において、前腕軸を低速に動作させる指
令を生成する前腕軸低速駆動指令生成手段と、指令によ
る動作中に前腕軸を駆動するモータのｑ軸電流を検出す
るｑ軸電流検出手段と、動作開始時の前腕軸の角度位置
を検出する位置検出手段と、検出したｑ軸電流と角度位
置からロボット先端に取り付けられた負荷の大きさを算
出する先端取付負荷算出手段と、リアルタイムでロボッ
トの各関節軸角度位置を検出する全軸位置検出手段と、
リアルタイムで検出した全軸の角度位置と算出した負荷
の大きさからゲインパラメータをリアルタイムで調整す
るリアルタイムゲイン調整手段とを備えたことを特徴と
するモータ制御装置。
【請求項13】サーボモータを駆動源とし、取付負荷が
不定でロボットアームを垂直方向に動作する前腕軸を含
む多関節形ロボットの位置と速度の制御を行うフィード
バック制御装置において、前腕軸を低速に動作させる指
令を生成する前腕軸低速駆動指令生成手段と、指令によ
る動作中に前腕軸を駆動するモータのｑ軸電流を検出す
るｑ軸電流検出手段と、動作開始時の前腕軸の角度位置
を検出する位置検出手段と、検出したｑ軸電流と角度位
置からロボット先端に取り付けられた負荷の大きさを算
出する先端取付負荷算出手段と、算出した取付負荷の大
きさからロボット各関節軸の設定最大加速度を最適化す
る加速度最適化手段とを備えたことを特徴とするモータ
制御装置。
【請求項14】サーボモータを駆動源とし、取付負荷が
不定でロボットアームを垂直方向に動作する前腕軸を含
む多関節形ロボットの位置と速度の制御を行うフィード
バック制御装置において、前腕軸を低速に動作させる指
令を生成する前腕軸低速駆動指令生成手段と、指令によ
る動作中に前腕軸を駆動するモータのｑ軸電流を検出す
るｑ軸電流検出手段と、動作開始時の前腕軸の角度位置
を検出する位置検出手段と、検出したｑ軸電流と角度位
置からロボット先端に取り付けられた負荷の大きさを算
出する先端取付負荷算出手段と、算出した取付負荷の大
きさから各関節軸のフィードバック制御ループのゲイン
パラメータを調整するゲイン調整手段とロボット各関節
軸の設定最大加速度を最適化する加速度最適化手段とを
備えたことを特徴とするモータ制御装置。