JPH081566A - Robot control device - Google Patents

Robot control device

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Publication number
JPH081566A
JPH081566A JP6139756A JP13975694A JPH081566A JP H081566 A JPH081566 A JP H081566A JP 6139756 A JP6139756 A JP 6139756A JP 13975694 A JP13975694 A JP 13975694A JP H081566 A JPH081566 A JP H081566A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
command signal
drive motor
current
speed
execution load
Prior art date
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Pending
Application number
JP6139756A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Makoto Hayakawa
誠 早川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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Publication of JPH081566A publication Critical patent/JPH081566A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To detect an execution load applied on a drive motor, and adjust an acceleration/deceleration rate at a proper value based on the execution load. CONSTITUTION:A position control part forms a speed command signal S based on a current rotation quantity and a desired rotation quantity of a drive motor 1, and a speed control part 3 forms a torque command signal T based on the speed command signal S and a current rotation speed of the drive motor 1. A power control means 4 then controls a power quantity to be supplied to the drive motor 1 based on the torque command signal T. In this constitution, a current detector 1c to detect a current through the drive motor 1 is provided, and a load operation part 8 operates an execution load rate (=execution load quantity/rated current capacity) of the drive motor 1 based on detection result of the current detector 1c to be displayed in a display means 9. thereby a worker only needs to adjust an acceleration/deceleration rate based on display on the display means 9.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、組立て作業,ワークの
移し変えや箱詰め作業(いわゆるパレタイズ作業)等を
行うためのロボット制御装置に係り、特にアームを駆動
するための駆動用モータを制御するロボット制御装置に
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a robot controller for performing assembly work, work transfer, box packing work (so-called palletizing work), and more particularly to controlling a drive motor for driving an arm. The present invention relates to a robot controller.

【0002】[0002]

【従来の技術】例えば産業用ロボットの制御装置には次
のように構成されたものがある。即ち、回転位置検出器
が駆動用モータの現在回転量を検出すると、位置制御部
が現在回転量と目標回転量とを比較し、その差に応じた
速度指令信号を作成する。次に、速度制御部が、回転速
度検出器により検出された駆動用モータの現在回転速度
と前記速度指令信号とを比較し、その差に応じたトルク
指令信号を作成する。すると、電力制御手段が、このト
ルク指令信号に応じた電流を駆動用モータに供給する。
これにより、前記速度指令信号に応じた速度で目標回転
量だけ駆動用モータが回転し、アームが目標位置へ移動
する。
2. Description of the Related Art For example, a control device for an industrial robot has the following structure. That is, when the rotation position detector detects the current rotation amount of the drive motor, the position control unit compares the current rotation amount with the target rotation amount and creates a speed command signal according to the difference. Next, the speed control unit compares the current rotation speed of the drive motor detected by the rotation speed detector with the speed command signal, and creates a torque command signal according to the difference. Then, the power control means supplies a current corresponding to the torque command signal to the drive motor.
As a result, the drive motor rotates by the target rotation amount at the speed corresponding to the speed command signal, and the arm moves to the target position.

【0003】従って、この構成の場合、負荷変動等の外
乱が発生して駆動用モータの回転量が低下すると、回転
速度検出器の検出信号が減少し、その結果、トルク指令
信号が増加し、駆動用モータが加速して元の速度に復帰
する。逆に、駆動用モータの回転速度が増加すると、回
転速度検出器の検出信号が増加し、その結果、トルク指
令信号が減少し、駆動用モータが減速して元の速度に復
帰する。
Therefore, in this structure, when a disturbance such as load fluctuation occurs and the rotation amount of the drive motor decreases, the detection signal of the rotation speed detector decreases, and as a result, the torque command signal increases, The drive motor accelerates and returns to the original speed. Conversely, when the rotation speed of the drive motor increases, the detection signal of the rotation speed detector increases, and as a result, the torque command signal decreases, and the drive motor decelerates and returns to the original speed.

【0004】ところで、上記構成のロボットを用いて実
際に組立作業やパレタイズ作業等を行う場合、下記
(1)〜(3)等の理由により、アームに過大な負荷が
作用する虞れがある。 (1)作業対象となるワークの重量がロボットの可搬重
量に近い場合 (2)ワークの形状により慣性モーメントが大きい場合 (3)アームに取付けられたハンドまたはツールの重心
位置がアームの作用点からずれている場合(オフセット
がある場合)
By the way, when actually performing an assembling work or a palletizing work using the robot having the above-described structure, there is a possibility that an excessive load may be applied to the arm due to the following reasons (1) to (3). (1) When the weight of the work to be worked is close to the payload of the robot (2) When the moment of inertia is large due to the shape of the work (3) The center of gravity of the hand or tool attached to the arm is the point of action of the arm If there is a deviation (if there is an offset)

【0005】これら駆動用モータに作用する負荷量が定
格容量を所定時間越え続けると、駆動用モータの過熱や
焼損等の事故が生じる虞れがあるため、制御装置には、
過負荷エラーやオーバーヒートエラー等のエラーを検出
すると、駆動用モータへの電力供給を停止し、サーボ制
御系を切って作業を中断させる機能が具備されている。
しかしながら、エラー検出に伴う作業の中断防止や装置
の安全性を一層向上させるには、駆動用モータに作用す
る負荷が定格容量以下となるように駆動用モータの加減
速レートを調整しておくことが好ましい。そこで、従来
のロボットの制御装置においては、ワークの重量や慣性
モーメントや重心位置のオフセット量等のパラメータに
基づいて、加減速レートを調整することが行われてい
る。
If the load acting on these drive motors exceeds the rated capacity for a predetermined time, there is a risk of accidents such as overheating or burning of the drive motors.
When an error such as an overload error or an overheat error is detected, the power supply to the drive motor is stopped, the servo control system is cut off, and the work is interrupted.
However, in order to prevent work interruption due to error detection and further improve the safety of the device, the acceleration / deceleration rate of the drive motor must be adjusted so that the load acting on the drive motor is below the rated capacity. Is preferred. Therefore, in the conventional robot control device, the acceleration / deceleration rate is adjusted based on parameters such as the weight of the work, the moment of inertia, and the offset amount of the center of gravity position.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、駆動用
モータに作用する負荷は、駆動用モータに与える回転速
度パターン,ワークの重量,ワークの形状,ロボットが
ワークを把持する位置,アームの姿勢等、ロボットが実
際に行う作業内容によって異なり、上述のパラメータだ
けでは予期し得ない部分がある。このため、上記従来で
は、あらゆるロボットの姿勢に対して、駆動用モータに
作用する負荷が駆動用モータの定格容量を越えないよ
う、必要以上に加減速レートが下げられる傾向にあり、
その結果、ロボットの作業時間が比較的長くなってい
た。
However, the load acting on the drive motor depends on the rotational speed pattern given to the drive motor, the weight of the work, the shape of the work, the position where the robot grips the work, the posture of the arm, and the like. It depends on the contents of the work actually performed by the robot, and there are some parts that cannot be predicted with the above parameters alone. Therefore, in the above-mentioned conventional, the acceleration / deceleration rate tends to be lowered more than necessary so that the load acting on the drive motor does not exceed the rated capacity of the drive motor for any posture of the robot.
As a result, the working time of the robot is relatively long.

【0007】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、その目的は、加減速レートを実際の負荷に応じた
適切な値に調整でき、作業時間を短縮することが可能な
ロボット制御装置を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to adjust the acceleration / deceleration rate to an appropriate value according to the actual load and to shorten the working time. To provide.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】請求項1記載のロボット
制御装置は、ロボットのアームを駆動する駆動用モータ
の現在回転量と目標回転量とに基いて速度指令信号を作
成する速度指令信号作成手段と、前記速度指令信号と前
記駆動用モータの現在回転速度とに基いてトルク指令信
号を作成するトルク指令信号作成手段と、前記トルク指
令信号に基いて前記駆動用モータに供給する電力量を制
御する電力制御手段と、前記駆動用モータに流れる電流
を検出する電流検出手段と、この電流検出手段の検出結
果に基いて、前記駆動用モータの実行負荷を演算する実
行負荷演算手段とを備えたをところに特徴を有する。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a robot control device for producing a speed command signal for producing a speed command signal based on a current rotation amount and a target rotation amount of a drive motor for driving a robot arm. Means, torque command signal creating means for creating a torque command signal based on the speed command signal and the current rotation speed of the drive motor, and an amount of electric power supplied to the drive motor based on the torque command signal. Power control means for controlling, current detection means for detecting current flowing in the drive motor, and execution load calculation means for calculating the execution load of the drive motor based on the detection result of the current detection means. It has a unique feature.

【0009】請求項2記載のロボット制御装置は、ロボ
ットのアームを駆動する駆動用モータの現在回転量と目
標回転量とに基いて速度指令信号を作成する速度指令信
号作成手段と、前記速度指令信号と前記駆動用モータの
現在回転速度とに基いてトルク指令信号を作成するトル
ク指令信号作成手段と、前記トルク指令信号に基いて前
記駆動用モータに供給する電力量を制御する電力制御手
段と、前記トルク指令信号に基いて前記駆動用モータの
実行負荷を演算する実行負荷演算手段とを備えたところ
に特徴を有する。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a robot control device, wherein a speed command signal generating means for generating a speed command signal based on a current rotation amount and a target rotation amount of a drive motor for driving a robot arm, and the speed command. Torque command signal creating means for creating a torque command signal based on a signal and the current rotation speed of the drive motor, and power control means for controlling the amount of power supplied to the drive motor based on the torque command signal. And an execution load calculating means for calculating an execution load of the drive motor based on the torque command signal.

【0010】この場合、実行負荷演算手段の演算結果を
表示する表示手段を設けたり(請求項3)、実行負荷演
算手段に演算を開始させるための演算開始命令および演
算を終了させるための演算終了命令を任意の作業順序デ
ータ領域の前後に設定する演算命令設定手段を設けても
良い(請求項4)。
In this case, a display means for displaying the calculation result of the execution load calculation means is provided (claim 3), a calculation start command for causing the execution load calculation means to start calculation, and a calculation end for ending the calculation. Arithmetic instruction setting means for setting an instruction before and after an arbitrary work sequence data area may be provided (claim 4).

【0011】[0011]

【作用】請求項1記載の手段によれば、駆動用モータに
流れる電流に基いて、駆動用モータの実行負荷が演算さ
れ、また、請求項2記載の手段によれば、駆動用モータ
に供給するトルク指令信号に基いて実行負荷が演算され
る。このため、請求項1および2のいずれの手段におい
ても、実行負荷に基づいて駆動用モータの加減速レート
を調整すれば良いので、加減速レートを実際の負荷に応
じた適切な値に設定することができ、ロボットの作業時
間が短縮されるようになる。
According to the means of claim 1, the execution load of the drive motor is calculated based on the current flowing in the drive motor, and according to the means of claim 2, the load is supplied to the drive motor. The execution load is calculated based on the torque command signal. Therefore, in any of the first and second means, it is sufficient to adjust the acceleration / deceleration rate of the drive motor based on the execution load. Therefore, the acceleration / deceleration rate is set to an appropriate value according to the actual load. Therefore, the work time of the robot can be shortened.

【0012】請求項3記載の手段によれば、実行負荷演
算手段の演算結果が表示手段に表示されるので、この表
示に基づいて加減速レートを調整することができる。請
求項4記載の手段によれば、任意の作業順序データ領域
の前後に演算開始命令および演算終了命令を設定する
と、実行負荷演算手段が、演算開始命令の検出に伴い演
算を開始し、演算終了命令の検出に伴い演算を終了させ
る。従って、作業者が望む任意の作業について、実行負
荷を演算することができる。
According to the means described in claim 3, since the calculation result of the execution load calculating means is displayed on the display means, the acceleration / deceleration rate can be adjusted based on this display. According to the means described in claim 4, when the operation start instruction and the operation end instruction are set before and after the arbitrary work sequence data area, the execution load operation means starts the operation upon detection of the operation start instruction and ends the operation. The operation is terminated when the instruction is detected. Therefore, the execution load can be calculated for any work desired by the worker.

【0013】[0013]

【実施例】以下、本発明の第1実施例を図1および図2
に基づいて説明する。まず、全体構成を概略的に示す図
1において、駆動用モータ1は、ロボットのアームを駆
動するためのものであり、この駆動用モータ1には、回
転位置検出器1aと回転速度検出器1bと電流検出器1
cとが接続されている。回転位置検出器1aは、駆動用
モータ1の回転量を検出するものであり、回転位置検出
器1aの検出結果は位置制御部2に出力される。回転速
度検出器1bは、駆動用モータ1の回転速度を検出する
ものであり、回転速度検出器1bの検出結果は速度制御
部3に出力される。電流検出器1cは請求項1記載の電
流検出手段に相当するものであり、駆動用モータ1に流
れる電流を検出し、その検出結果Iを電流制御部4aに
出力する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A first embodiment of the present invention will now be described with reference to FIGS.
It will be described based on. First, in FIG. 1 schematically showing the overall configuration, a drive motor 1 is for driving an arm of a robot. The drive motor 1 includes a rotational position detector 1a and a rotational speed detector 1b. And current detector 1
and c are connected. The rotational position detector 1 a detects the amount of rotation of the drive motor 1, and the detection result of the rotational position detector 1 a is output to the position controller 2. The rotation speed detector 1b detects the rotation speed of the drive motor 1, and the detection result of the rotation speed detector 1b is output to the speed control unit 3. The current detector 1c corresponds to the current detecting means according to claim 1, detects the current flowing through the drive motor 1, and outputs the detection result I to the current controller 4a.

【0014】記憶部5は、ティーチング位置データおよ
び作業順序データを記憶するものであり、演算部6は、
これらティーチング位置データおよび作業順序データを
読込み、両データに基づいてアーム毎の目標移動量を演
算する。そして、演算部6により演算された目標移動量
は位置制御部2に出力され、位置制御部2は、回転位置
検出器1aの検出結果と目標移動量とを比較し、両者の
差分である位置偏差に基づいて速度指令信号Sを作成す
る。即ち、位置制御部2は請求項1記載の速度指令信号
作成手段に相当する。また、位置制御部2により作成さ
れた速度指令信号Sは速度制御部3に出力される。そし
て、速度制御部3は、回転速度検出器1bの検出結果と
速度指令信号Sとを比較し、両者の差分に比例したトル
ク指令信号Tを作成する。即ち、速度制御部3は請求項
1記載のトルク指令信号作成手段に相当する。
The storage unit 5 stores teaching position data and work order data, and the arithmetic unit 6 is
The teaching position data and the work sequence data are read, and the target movement amount for each arm is calculated based on the both data. Then, the target movement amount calculated by the calculation unit 6 is output to the position control unit 2, and the position control unit 2 compares the detection result of the rotational position detector 1a with the target movement amount, and the position that is the difference between the two. The speed command signal S is created based on the deviation. That is, the position control unit 2 corresponds to the speed command signal generating means in claim 1. The speed command signal S created by the position control unit 2 is output to the speed control unit 3. Then, the speed control unit 3 compares the detection result of the rotation speed detector 1b with the speed command signal S, and creates the torque command signal T proportional to the difference between the two. That is, the speed control unit 3 corresponds to the torque command signal generating means in claim 1.

【0015】速度制御部3により作成されたトルク指令
信号Tは電力制御手段4に出力される。この電力制御手
段4は電流制御部4aと電力増幅部4bとから構成され
るものであり、電流制御部4aは、電流検出器1cの検
出結果とトルク指令信号Tとに基づいて、駆動用モータ
1に供給すべき電流値を示す電流指令信号を作成し、電
力増幅部4bに出力する。そして、電力増幅部4bは、
電流指令信号に比例した電流を駆動用モータ1に供給す
ることにより、駆動用モータ1を速度指令信号Sに応じ
た速度で目標回転量だけ回転させ、アームを目標移動位
置へ移動させる。尚、電流指令信号には、駆動用モータ
1の最大許容電流値を越えないようにリミットがかけら
れている。
The torque command signal T generated by the speed control section 3 is output to the electric power control means 4. The power control means 4 is composed of a current control section 4a and a power amplification section 4b, and the current control section 4a is based on the detection result of the current detector 1c and the torque command signal T. A current command signal indicating the current value to be supplied to 1 is created and output to the power amplification unit 4b. Then, the power amplifier 4b
By supplying a current proportional to the current command signal to the drive motor 1, the drive motor 1 is rotated by the target rotation amount at the speed corresponding to the speed command signal S, and the arm is moved to the target movement position. The current command signal is limited so as not to exceed the maximum allowable current value of the drive motor 1.

【0016】電流検出器1cの検出結果Iは、A/D変
換器7に出力され、A/D変換器7によりディジタル信
号に変換された後、負荷演算部8に出力される。この負
荷演算部8は、請求項1記載の実行負荷に相当する実行
負荷率(=駆動用モータ1の定格電流値/モータ1の実
行負荷量)を検出電流Iに基づいて演算するものであ
り、請求項1記載の実行負荷演算手段に相当する。しか
も、負荷演算部8により演算された実行負荷率は、ディ
スプレイ等からなる表示手段9に出力され、表示手段9
により表示される。また、記憶部6には演算命令設定手
段10が接続されている。この演算命令設定手段10
は、任意の作業順序データ領域の前後に演算開始命令お
よび演算終了命令を表す命令語(例えばロボット言語)
を設定するためのものであり、後述するように、負荷演
算部8は、演算命令設定手段10により設定された演算
開始命令を検出することに伴い実行負荷率の演算を開始
し、演算終了命令を検出することに伴い演算を終了させ
る。
The detection result I of the current detector 1c is output to the A / D converter 7, converted into a digital signal by the A / D converter 7, and then output to the load calculator 8. The load calculation unit 8 calculates an execution load ratio (= rated current value of the driving motor 1 / execution load amount of the motor 1) corresponding to the execution load according to claim 1 based on the detected current I. Corresponds to the execution load calculation means according to claim 1. Moreover, the execution load factor calculated by the load calculation unit 8 is output to the display unit 9 such as a display, and the display unit 9 is displayed.
Displayed by. Further, the arithmetic instruction setting means 10 is connected to the storage unit 6. This arithmetic command setting means 10
Is an instruction word (for example, robot language) that represents an operation start instruction and an operation end instruction before and after an arbitrary work sequence data area.
As will be described later, the load calculation unit 8 starts the calculation of the execution load factor upon detecting the calculation start command set by the calculation command setting means 10, and then ends the calculation. The calculation is ended upon detection of.

【0017】次に、負荷演算部8の処理内容について図
2を参照しながら説明する。ロボットの一連の作業は、
作業プログラムに教示位置データおよび作業順序データ
を設定することにより行われるが、このような一連の作
業が行われている際に、一定のサンプリング時間tでタ
イマ割込みが発生すると、負荷演算部8は、ステップS
1に移行し、演算を開始するか否かを判断する。このス
テップS1は、演算命令設定手段10により設定された
命令語を検出するためのものであり、負荷演算部8は、
「負荷演算開始」を表す命令語が検出されない場合、
「NO」と判断してステップS2に移行する。このステ
ップS2は、「負荷演算中」を検出するためのものであ
り、ここでは負荷演算が開始されておらず、「負荷演算
中」ではないため、「NO」と判断し、次のタイマ割込
みを待つことになる。
Next, the processing contents of the load calculator 8 will be described with reference to FIG. A series of work of the robot is
The teaching position data and the work sequence data are set in the work program. However, when a timer interrupt occurs at a constant sampling time t during such a series of work, the load calculation unit 8 , Step S
It shifts to 1 and determines whether or not to start the calculation. This step S1 is for detecting the command word set by the calculation command setting means 10, and the load calculation unit 8
If the command word "load calculation start" is not detected,
The determination is "NO" and the process proceeds to step S2. This step S2 is for detecting "load calculation in progress". Since the load calculation is not started here and is not "load calculation in progress", it is judged "NO" and the next timer interrupt Will be waiting for.

【0018】この後、負荷演算部8は、ステップS1に
おいて、「負荷演算開始」を表す命令語を検出すると、
「YES」と判断してステップS3に移行する。そし
て、Nを初期化(N=0)し、ステップS4において、
ISUMを初期化(ISUM=0)する。ここで、Nは
演算のサンプリング回数、ISUMは、電流検出器1c
による検出値Iの二乗I2 である。負荷演算部8は、I
SUMを初期化すると、ステップS5に移行し、電流検
出器1cの検出値Iを取込み、ステップS6において、
「ISUM←ISUM+I2 」を演算する。ここでは、
「ISUM←0+I2 」になる。そして、ステップS7
に移行し、「N←N+1」を演算する。ここでは、「N
←0+1」になる。負荷演算部8は、「N←N+1」を
演算すると、ステップS8に移行する。このステップS
8は、演算命令設定手段10により設定された「演算終
了」を表す命令語を検出するためのものであり、前記作
業順序データに基づいた作業が実行中である場合、前記
命令語が検出されず、負荷演算部8は「NO」と判断
し、負荷演算作業が1制御周期だけ終了する。
Thereafter, when the load computing unit 8 detects the command word "load computing start" in step S1,
It judges "YES" and moves to step S3. Then, N is initialized (N = 0), and in step S4,
Initialize ISUM (ISUM = 0). Here, N is the number of samplings of the calculation, and ISUM is the current detector 1c.
Is the square I 2 of the detected value I. The load calculation unit 8
When the SUM is initialized, the process proceeds to step S5, the detected value I of the current detector 1c is taken in, and in step S6,
Calculate “ISUM ← ISUM + I 2 ”. here,
It becomes "ISUM ← 0 + I 2 ". Then, step S7
, And calculate “N ← N + 1”. Here, "N
← 0 + 1 ”. After calculating “N ← N + 1”, the load calculation unit 8 proceeds to step S8. This step S
Reference numeral 8 is for detecting an instruction word representing "computation end" set by the operation instruction setting means 10, and when the work based on the work sequence data is being executed, the command word is detected. Instead, the load calculation unit 8 determines “NO”, and the load calculation work ends for one control cycle.

【0019】この後、タイマ割込みが発生すると、負荷
演算部8は再度ステップS1に復帰する。ここでは、前
記作業順序データに基づいた作業が実行中であるため、
「演算開始」を示す命令語が検出されず、「NO」と判
断してステップS2に移行する。この場合、負荷演算中
であるため、「YES」と判断してステップS5に移行
する。そして、電流検出器1cの検出値Iを取込み、ス
テップS6において、「ISUM←ISUM+I2 」と
し、ステップS7において、「N←N+1」とした後、
ステップS8において、「NO」と判断し、演算作業が
2制御周期だけ終了する。
After that, when a timer interrupt occurs, the load computing section 8 returns to step S1 again. Here, since the work based on the work order data is being executed,
The command word indicating "start of calculation" is not detected, and "NO" is determined and the process proceeds to step S2. In this case, since the load is being calculated, it is determined to be "YES" and the process proceeds to step S5. Then, the detected value I of the current detector 1c is taken in, and in step S6, "ISUM ← ISUM + I 2 " is set, and in step S7, "N ← N + 1" is set, and then
In step S8, it is determined to be "NO", and the calculation work ends for two control cycles.

【0020】以上の動作を繰返すうちに、所定の作業順
序データ領域が終了し、「演算終了」を示す命令語が検
出されると、負荷演算部8は、ステップS8において
「YES」と判断し、ステップS9に移行する。そし
て、まず、「ISUM(1/2) 」を演算し、サンプリング
時間(タイマ割込み時間)tにサンプル回数Nを乗じて
得られる演算実行時間(t×N)で除算することによ
り、作業中に駆動用モータ1に流れた電流値Iの二乗平
均値「ISUM(1/2)/(N×t)」(即ち、実行負荷
量)を求める。次に、ステップS10に移行し、該実行
負荷量を、駆動用モータ1の定格電流値Ioで除算する
ことにより、実行負荷率αを演算し、表示手段9に実行
負荷率αを表示する。一般に、モータに作用する負荷
は、モータの等価直流機抵抗にモータに流れる電流値の
二乗を乗じたもので表すことができるため、モータに流
れる電流値I2 の時間平均値を求め、該時間平均値の定
格容量Ioに対する割合、即ち実行負荷率を演算するこ
とにより求めることができる。
While the above operation is repeated, when the predetermined work sequence data area ends and the command word indicating "completion of operation" is detected, the load operation unit 8 determines "YES" in step S8. , And proceeds to step S9. Then, first, "ISUM (1/2) " is calculated and divided by the operation execution time (t × N) obtained by multiplying the sampling time (timer interrupt time) t by the sampling number N, The root mean square value “ISUM (1/2) / (N × t)” of the current value I flowing through the drive motor 1 (that is, the execution load amount) is obtained. Next, in step S10, the execution load factor α is calculated by dividing the execution load amount by the rated current value Io of the drive motor 1, and the execution load factor α is displayed on the display means 9. Generally, the load acting on the motor can be expressed by multiplying the equivalent DC machine resistance of the motor by the square of the current value flowing in the motor. Therefore, the time average value of the current value I 2 flowing in the motor is calculated, and the time It can be obtained by calculating the ratio of the average value to the rated capacity Io, that is, the execution load factor.

【0021】上記実施例によれば、電流検出器1cの検
出結果に基づいて、駆動用モータ1の実行負荷率α(実
行負荷量/定格容量)を演算し、その演算結果を表示手
段9に表示するようにしたので、この表示に基づいて加
減速レートを調整すれば、加減速レートが実際の負荷に
応じた適切な値に設定され、その結果、作業時間が短縮
される。しかも、演算開始命令および演算終了命令を任
意の作業順序データ領域の前後に設定する演算命令設定
手段10を設けたので、作業者が望む任意の作業につい
て、実行負荷率αを演算することができ、使い勝手が向
上する。
According to the above embodiment, the execution load factor α (execution load amount / rated capacity) of the drive motor 1 is calculated based on the detection result of the current detector 1c, and the calculation result is displayed on the display means 9. Since it is displayed, if the acceleration / deceleration rate is adjusted based on this display, the acceleration / deceleration rate is set to an appropriate value according to the actual load, and as a result, the working time is shortened. Moreover, since the arithmetic instruction setting means 10 for setting the arithmetic start instruction and the arithmetic end instruction before and after the arbitrary work sequence data area is provided, the execution load factor α can be calculated for an arbitrary work desired by the worker. , The usability is improved.

【0022】ここで、加減速レートの調整には各種のア
ルゴリズムが考えられるが、次にその一例を説明する。
まず、調整に先立つ前提条件として次の3つの事項があ
げられる。 a)加減速レートの最大値は100%とする。 b)実行負荷率αは加減速レートに略比例する。 c)ロボットの仕様に規定されている定格可搬重量以下
でオフセットがないワークは除外する(即ち、定格可搬
重量以下でオフセットがないワークの場合、加減速レー
トが100%であっても問題ない)。 尚、上記前提条件は下式に基づくものである。 T=J×β W=(T2(1/2) 但し、Tは駆動用モータ
1のトルク、Jは慣性モーメント、βは角加速度、Wは
実行負荷量である。
Various algorithms are conceivable for adjusting the acceleration / deceleration rate, and an example thereof will be described below.
First, the following three items are listed as prerequisites prior to adjustment. a) The maximum value of the acceleration / deceleration rate is 100%. b) The execution load factor α is approximately proportional to the acceleration / deceleration rate. c) Exclude workpieces that have less than the rated load capacity and no offset specified in the robot specifications (that is, if the load is less than the rated load capacity and have no offset, there is a problem even if the acceleration / deceleration rate is 100%). Absent). The above precondition is based on the following equation. T = J × β W = (T 2 ) (1/2) where T is the torque of the drive motor 1, J is the moment of inertia, β is the angular acceleration, and W is the actual load amount.

【0023】従って、定格可搬重量以上でオフセットが
あるワークについて、実行負荷率αを検出し、その演算
結果を表示手段9に表示する。例えば、加減速レートが
50%で、表示手段9の表示が80%である場合、実行
負荷率に余裕があるので、加減速レートを60%程度ま
で増加させ、再び実行負荷率を検出する。そして、実行
負荷率が90〜100%の範囲に収まるまで、加減速レ
ートの調整作業を繰返し、実際の負荷に応じた適切な値
に加減速レートを設定する。
Therefore, the execution load factor α is detected for the work having the offset larger than the rated load capacity, and the calculation result is displayed on the display means 9. For example, when the acceleration / deceleration rate is 50% and the display on the display unit 9 is 80%, there is a margin in the execution load rate, so the acceleration / deceleration rate is increased to about 60% and the execution load rate is detected again. Then, the adjustment work of the acceleration / deceleration rate is repeated until the execution load rate falls within the range of 90 to 100%, and the acceleration / deceleration rate is set to an appropriate value according to the actual load.

【0024】次に、本発明の第2実施例を図3および図
4に基いて説明する。尚、上記第1実施例と同一の部材
については、同一の符号を付して説明を省略し、以下、
異なる部材についてのみ説明を行う。この場合、図3に
示すように、負荷演算部8´は速度制御部3に設けられ
ており、速度制御部3が作成するトルク指令信号Tに基
づいて実行負荷率を演算するように構成されている。即
ち、負荷演算部8´は請求項2記載の実行負荷演算手段
に相当するものである。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 3 and 4. The same members as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.
Only different members will be described. In this case, as shown in FIG. 3, the load calculation unit 8 ′ is provided in the speed control unit 3 and is configured to calculate the execution load factor based on the torque command signal T generated by the speed control unit 3. ing. That is, the load calculation unit 8'corresponds to the execution load calculation unit according to the second aspect.

【0025】この構成によれば、図4に示すように、一
定のサンプリング時間tでタイマ割込みが発生すると、
負荷演算部8´は、「負荷演算開始」を示す命令語を検
出し(ステップQ1)、Nを初期化した後(ステップQ
3)、TSUMを初期化する(ステップQ4)。ここ
で、「TSUM=トルク指令信号T2 」である。次に、
負荷演算部8´は、トルク指令信号Tを読込み(ステッ
プQ5)、「TSUM←TSUM+T2 」(ステップQ
6)および「N←N+1」(ステップQ7)を演算す
る。この後、「負荷演算終了」を示す命令語を検出する
と、ステップQ8からQ9へ移行し、TSUMの平方根
を演算した後、該平方根を演算実行時間(N×t)で除
算することにより、実行負荷量を求め、ステップQ10
において、実行負荷量を定格電流値Ioで除算すること
により、実行負荷率αを演算し、表示手段9に表示す
る。
According to this configuration, as shown in FIG. 4, when a timer interrupt occurs at a constant sampling time t,
The load calculation unit 8 ′ detects an instruction word indicating “load calculation start” (step Q1) and initializes N (step Q1).
3), TSUM is initialized (step Q4). Here, “TSUM = torque command signal T 2 ”. next,
The load calculation unit 8 ′ reads the torque command signal T (step Q5), and “TSUM ← TSUM + T 2 ” (step Q5
6) and "N ← N + 1" (step Q7). After that, when an instruction word indicating “load calculation end” is detected, the process proceeds from step Q8 to Q9, the square root of TSUM is calculated, and then the square root is divided by the calculation execution time (N × t) to execute. Obtain the load amount, and step Q10
In, the execution load factor α is calculated by dividing the execution load amount by the rated current value Io and displayed on the display means 9.

【0026】駆動用モータ1の電流制御は、第1実施例
で説明したように、トルク指令信号Tに応じて行われ
る。従って、第1実施例のように、駆動用モータ1に流
れる電流値を実測しなくともトルク指令信号Tに基づい
て実行負荷率αを演算することも可能である。本実施例
は、このような発想に基づいてなされたものであり、上
記第1実施例と同様、実行負荷率αに基づいて作業者が
加減速レートを調整することができるので、加減速レー
トが実行負荷に応じた適切な値となり、その結果、作業
時間が短縮される。
The current control of the drive motor 1 is performed according to the torque command signal T, as described in the first embodiment. Therefore, as in the first embodiment, the actual load factor α can be calculated based on the torque command signal T without actually measuring the value of the current flowing through the drive motor 1. The present embodiment is based on such an idea, and since the worker can adjust the acceleration / deceleration rate based on the execution load factor α, as in the first embodiment, the acceleration / deceleration rate can be adjusted. Becomes an appropriate value according to the execution load, and as a result, the work time is shortened.

【0027】尚、上記第1および第2実施例において
は、実行負荷率αに基づいて作業者が加減速レートを調
整するようにしたが、実行負荷率αに基づいて加減速レ
ートを自動調整する構成としても良い。この場合、実行
負荷率αに基づいて加減速レートを自動調整する加減速
レート調整手段をソフトウエアにより構成し、第1およ
び第2実施例の中で作業者が行う作業を加減速レート調
整手段に代行させる。
In the first and second embodiments, the operator adjusts the acceleration / deceleration rate based on the execution load rate α, but the acceleration / deceleration rate is automatically adjusted based on the execution load rate α. It may be configured to. In this case, the acceleration / deceleration rate adjusting means for automatically adjusting the acceleration / deceleration rate based on the execution load factor α is configured by software, and the work performed by the worker in the first and second embodiments is performed by the acceleration / deceleration rate adjusting means. To act on your behalf.

【0028】また、実行負荷量に基づいて作業者が加減
速レートを調整する構成としても良い。この場合、作業
者が、実行負荷量と定格電流容量とに基づいて実行負荷
率αを計算し、以後、上記第1および第2実施例と同様
の手順により調整作業を行う。従って、負荷演算部8お
よび8´のソフトウエア構成としては、ステップS10
およびQ10(実行負荷率の演算ステップ)を廃止する
ことになり、ステップS9およびQ9で演算された実行
負荷量が請求項記載の実行負荷に相当する。また、作業
者が演算した実行負荷率に基づいて加減速レートを自動
調整する構成としても良い。この場合、作業者が、実行
負荷量と定格電流容量とに基づいて実行負荷率を計算
し、この実行負荷率を加減速レート調整手段に入力する
ことにより、加減速レート調整手段に調整作業を行わせ
る。
Further, the worker may adjust the acceleration / deceleration rate based on the execution load amount. In this case, the operator calculates the execution load factor α based on the execution load amount and the rated current capacity, and thereafter performs the adjustment work in the same procedure as in the first and second embodiments. Therefore, as the software configuration of the load calculation units 8 and 8 ', step S10
And Q10 (execution load factor calculation step) are abolished, and the execution load amount calculated in steps S9 and Q9 corresponds to the execution load in the claims. Further, the acceleration / deceleration rate may be automatically adjusted based on the execution load factor calculated by the worker. In this case, the operator calculates the execution load factor based on the execution load amount and the rated current capacity, and inputs the execution load factor into the acceleration / deceleration rate adjusting means, thereby performing the adjustment work in the acceleration / deceleration rate adjusting means. Let it be done.

【0029】[0029]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
のロボット制御装置によれば次のような優れた効果を奏
する。請求項1および2記載の手段によれば、駆動用モ
ータの実行負荷を検出することができるので、該実行負
荷に基づいて駆動用モータの加減速レートを調整するこ
とが可能になる。その結果、加減速レートを実際の負荷
に応じた適切な値に設定でき、作業時間が短縮されるよ
うになる。
As is apparent from the above description, the robot controller of the present invention has the following excellent effects. According to the means described in claims 1 and 2, since the execution load of the drive motor can be detected, the acceleration / deceleration rate of the drive motor can be adjusted based on the execution load. As a result, the acceleration / deceleration rate can be set to an appropriate value according to the actual load, and the work time can be shortened.

【0030】請求項3記載の手段によれば、実行負荷演
算手段の演算結果を表示手段に表示することができるの
で、この表示に基づいて加減速レートを調整することが
可能になる。請求項4記載の手段によれば、演算開始命
令および演算終了命令を任意の作業順序データ領域の前
後に設定することができるので、作業者が望む任意の作
業について実行負荷を演算することが可能となり、使い
勝手が向上する。
According to the third aspect, the calculation result of the execution load calculating means can be displayed on the display means, so that the acceleration / deceleration rate can be adjusted based on this display. According to the means described in claim 4, since the calculation start instruction and the calculation end instruction can be set before and after the arbitrary work sequence data area, the execution load can be calculated for the arbitrary work desired by the worker. And the usability is improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1実施例を示すブロック図FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of the present invention.

【図2】負荷演算部の制御内容を示すフローチャートFIG. 2 is a flowchart showing the control contents of the load calculation unit.

【図3】本発明の第2実施例を示す図1相当図FIG. 3 is a view corresponding to FIG. 1 showing a second embodiment of the present invention.

【図4】図2相当図FIG. 4 is a view corresponding to FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1は駆動用モータ、1cは電流検出器(電流検出手
段)、2は位置制御部(速度指令信号作成手段)、3は
速度制御部(トルク指令信号作成手段)、4は電力制御
手段、8は負荷演算部(実行負荷演算手段)、8´は負
荷演算部(実行負荷演算手段)、9は表示手段、10は
演算命令設定手段を示す。
1 is a drive motor, 1c is a current detector (current detecting means), 2 is a position control section (speed command signal creating means), 3 is a speed control section (torque command signal creating means), 4 is power control means, 8 Is a load calculation unit (execution load calculation unit), 8'is a load calculation unit (execution load calculation unit), 9 is a display unit, and 10 is a calculation instruction setting unit.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ロボットのアームを駆動する駆動用モー
タの現在回転量と目標回転量とに基いて速度指令信号を
作成する速度指令信号作成手段と、 前記速度指令信号と前記駆動用モータの現在回転速度と
に基いてトルク指令信号を作成するトルク指令信号作成
手段と、 前記トルク指令信号に基いて前記駆動用モータに供給す
る電力量を制御する電力制御手段と、 前記駆動用モータに流れる電流を検出する電流検出手段
と、 この電流検出手段の検出結果に基いて、前記駆動用モー
タの実行負荷を演算する実行負荷演算手段とを備えたこ
とを特徴とするロボット制御装置。
1. A speed command signal generating means for generating a speed command signal based on a current rotation speed and a target rotation speed of a drive motor for driving a robot arm, the speed command signal and a current speed of the drive motor. A torque command signal creating unit that creates a torque command signal based on the rotation speed, a power control unit that controls the amount of power supplied to the drive motor based on the torque command signal, and a current flowing through the drive motor. A robot control device comprising: a current detection unit that detects the current; and an execution load calculation unit that calculates the execution load of the drive motor based on the detection result of the current detection unit.
【請求項2】 ロボットのアームを駆動する駆動用モー
タの現在回転量と目標回転量とに基いて速度指令信号を
作成する速度指令信号作成手段と、 前記速度指令信号と前記駆動用モータの現在回転速度と
に基いてトルク指令信号を作成するトルク指令信号作成
手段と、 前記トルク指令信号に基いて前記駆動用モータに供給す
る電力量を制御する電力制御手段と、 前記トルク指令信号に基いて前記駆動用モータの実行負
荷を演算する実行負荷演算手段とを備えたことを特徴と
するロボット制御装置。
2. A speed command signal generating means for generating a speed command signal based on a current rotation speed and a target rotation speed of a drive motor for driving a robot arm, the speed command signal and a current speed of the drive motor. Torque command signal creating means for creating a torque command signal based on the rotation speed, power control means for controlling the amount of power supplied to the drive motor based on the torque command signal, and based on the torque command signal A robot controller, comprising: an execution load calculation means for calculating an execution load of the drive motor.
【請求項3】 実行負荷演算手段の演算結果を表示する
表示手段を備えたことを特徴とする請求項1または2記
載のロボット制御装置。
3. The robot controller according to claim 1, further comprising display means for displaying a calculation result of the execution load calculation means.
【請求項4】 実行負荷演算手段に演算を開始させるた
めの演算開始命令および演算を終了させるための演算終
了命令を任意の作業順序データ領域の前後に設定する演
算命令設定手段を備えたことを特徴とする請求項1また
は2記載のロボット制御装置。
4. An arithmetic instruction setting means for setting an arithmetic start instruction for causing the execution load arithmetic means to start an arithmetic operation and an arithmetic end instruction for ending the arithmetic operation before and after an arbitrary work sequence data area. The robot controller according to claim 1, wherein the robot controller is a robot controller.
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