JPH09300260A - 産業用ロボットのモータ負荷軽減方法 - Google Patents
産業用ロボットのモータ負荷軽減方法Info
- Publication number
- JPH09300260A JPH09300260A JP12070596A JP12070596A JPH09300260A JP H09300260 A JPH09300260 A JP H09300260A JP 12070596 A JP12070596 A JP 12070596A JP 12070596 A JP12070596 A JP 12070596A JP H09300260 A JPH09300260 A JP H09300260A
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- Japan
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- motor
- load
- stopped
- brake
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 比較的停止状態が多く、負荷トルクの大きい
ような動作パターンの場合に決定されるモータの容量を
小さくする。 【解決手段】 減速機付きモータで駆動される軸を有す
る産業用ロボットのモータ負荷軽減方法において、ある
軸が重力負荷の掛かった状態で規定時間以上停止してい
るかどうかを監視し、規定時間以上停止している場合、
サーボ状態を維持したままその軸を駆動するモータのブ
レーキを作動させ、その後、前記モータを負荷方向とは
逆方向に、前記ブレーキの制動力よりも大きなトルクで
微小回転させ、次の動作までブレーキを作動させた状態
を維持して、モータにかかる負荷を軽減させる産業用ロ
ボットのモータ負荷軽減方法。
ような動作パターンの場合に決定されるモータの容量を
小さくする。 【解決手段】 減速機付きモータで駆動される軸を有す
る産業用ロボットのモータ負荷軽減方法において、ある
軸が重力負荷の掛かった状態で規定時間以上停止してい
るかどうかを監視し、規定時間以上停止している場合、
サーボ状態を維持したままその軸を駆動するモータのブ
レーキを作動させ、その後、前記モータを負荷方向とは
逆方向に、前記ブレーキの制動力よりも大きなトルクで
微小回転させ、次の動作までブレーキを作動させた状態
を維持して、モータにかかる負荷を軽減させる産業用ロ
ボットのモータ負荷軽減方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、産業用ロボットの
モータ負荷軽減方法に関する。
モータ負荷軽減方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来においては、ロボットが教示された
複数点間を動作する場合、その各軸に付加された負荷の
方向とは無関係に停止していた。したがって、ロボット
のある軸にとって、教示点間の移動が負荷を持ち上げる
方向に動作してそのままの状態で停止することになるケ
ースは多い。図２はその例を示すものであり、１は第１
軸、２は第２軸、３は第３軸、Ｗは負荷を表している。
図２において、各軸が実線の状態から次の教示点である
一点鎖線の状態に動作する場合、第２軸２は負荷Ｗを持
ち上げる方向に動作し、そのままの状態で停止する。本
軸の駆動系が図３のようにサーボモータ４、減速機５お
よびある軸のアーム６より構成される場合には、サーボ
モータ４からアーム６へのトルク伝達は次のようにな
る。 ＴL＝η・ｉ・ＴM ∴ＴM＝ＴL／（η・ｉ） ・・・・式１ ここで、ＴM：モータ必要トルク η：減速機正効率（＜１） １／ｉ：減速比 ＴL：アーム等の負荷トルク 一方、負荷Ｗからサーボモータ４へのトルク伝達は次の
ようになる。 ＴM＝ＴL×η′×（１／ｉ） ・・・・・式２ ここで、η′：減速機逆効率（＜１）
複数点間を動作する場合、その各軸に付加された負荷の
方向とは無関係に停止していた。したがって、ロボット
のある軸にとって、教示点間の移動が負荷を持ち上げる
方向に動作してそのままの状態で停止することになるケ
ースは多い。図２はその例を示すものであり、１は第１
軸、２は第２軸、３は第３軸、Ｗは負荷を表している。
図２において、各軸が実線の状態から次の教示点である
一点鎖線の状態に動作する場合、第２軸２は負荷Ｗを持
ち上げる方向に動作し、そのままの状態で停止する。本
軸の駆動系が図３のようにサーボモータ４、減速機５お
よびある軸のアーム６より構成される場合には、サーボ
モータ４からアーム６へのトルク伝達は次のようにな
る。 ＴL＝η・ｉ・ＴM ∴ＴM＝ＴL／（η・ｉ） ・・・・式１ ここで、ＴM：モータ必要トルク η：減速機正効率（＜１） １／ｉ：減速比 ＴL：アーム等の負荷トルク 一方、負荷Ｗからサーボモータ４へのトルク伝達は次の
ようになる。 ＴM＝ＴL×η′×（１／ｉ） ・・・・・式２ ここで、η′：減速機逆効率（＜１）
【０００３】前述のように、減速機５の正効率η（＜
１）と逆効率η′（＜１）が逆数となる関係のため、
（ａ）負荷を持ち上げる方向に動作して停止する場合
と、（ｂ）負荷を保持しながら動作して停止する場合と
では、軸駆動用サーボモータ４に印加される負荷は、式
１、式２に示すように大きく変化してしまう。したがっ
て、（ａ）の場合は、サーボモータの電力消費が大きい
うえ、当然発熱量も多くなり、精度等にも悪影響を与え
ることとなる。一方、産業用ロボットの各軸を駆動する
モータの容量を決定する場合、 （１）加速時間を満足するように、モータを決定する。 （２）モータの負荷率（実効トルク）を満足するように
モータを決定する。 等の方法があり、通常は、（２）が満足できていれば
（１）も満足されている。
１）と逆効率η′（＜１）が逆数となる関係のため、
（ａ）負荷を持ち上げる方向に動作して停止する場合
と、（ｂ）負荷を保持しながら動作して停止する場合と
では、軸駆動用サーボモータ４に印加される負荷は、式
１、式２に示すように大きく変化してしまう。したがっ
て、（ａ）の場合は、サーボモータの電力消費が大きい
うえ、当然発熱量も多くなり、精度等にも悪影響を与え
ることとなる。一方、産業用ロボットの各軸を駆動する
モータの容量を決定する場合、 （１）加速時間を満足するように、モータを決定する。 （２）モータの負荷率（実効トルク）を満足するように
モータを決定する。 等の方法があり、通常は、（２）が満足できていれば
（１）も満足されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ここで、特に（２）の
ような場合、ロボットが停止状態でも負荷を受けるよう
な動作パターンでは、いくらロボットは停止していても
モータの負荷率は上がるため、必然的にモータ容量も大
きくならざるを得ないという設定方法となっていた。本
発明が解決すべき課題は、比較的停止状態が多く、ま
た、負荷トルクの大きいような動作パターンの場合に決
定されるモータの容量を、前記（ｂ）の、負荷を保持し
ながら動作して停止する場合が適用出来るようにして、
小さくすることにある。
ような場合、ロボットが停止状態でも負荷を受けるよう
な動作パターンでは、いくらロボットは停止していても
モータの負荷率は上がるため、必然的にモータ容量も大
きくならざるを得ないという設定方法となっていた。本
発明が解決すべき課題は、比較的停止状態が多く、ま
た、負荷トルクの大きいような動作パターンの場合に決
定されるモータの容量を、前記（ｂ）の、負荷を保持し
ながら動作して停止する場合が適用出来るようにして、
小さくすることにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明は、減速機付きモータで駆動される軸を有す
る産業用ロボットのモータ負荷軽減方法において、ある
軸が重力負荷の掛かった状態で規定時間以上停止してい
るかどうかを監視し、規定時間以上停止している場合、
サーボ状態を維持したままその軸を駆動するモータのブ
レーキを作動させ、その後、前記モータを負荷方向とは
逆方向に、前記ブレーキの制動力よりも大きなトルクで
微小回転させ、次の動作までブレーキを作動させた状態
を維持して、モータにかかる負荷を軽減させるものであ
る。
め、本発明は、減速機付きモータで駆動される軸を有す
る産業用ロボットのモータ負荷軽減方法において、ある
軸が重力負荷の掛かった状態で規定時間以上停止してい
るかどうかを監視し、規定時間以上停止している場合、
サーボ状態を維持したままその軸を駆動するモータのブ
レーキを作動させ、その後、前記モータを負荷方向とは
逆方向に、前記ブレーキの制動力よりも大きなトルクで
微小回転させ、次の動作までブレーキを作動させた状態
を維持して、モータにかかる負荷を軽減させるものであ
る。
【０００６】
【発明の実施の形態】以下、本発明を、実施例を図１を
用いて説明する。まず、ステップ１００において、動作
プログラムの動作ステップ間で、ある規定時間以上停止
している軸があるかどうかをソフトウエア側で監視す
る。規定時間停止しているような軸があれば、サーボＯ
Ｎの状態のまま、ブレーキを作動させる（ステップ１１
０、１２０）。これによりモータは、停止状態でのトル
クが発生したままの状態で、ブレーキがかかっているこ
とになる。ここで、モータにかかっている負荷方向をモ
ータ電流の流れている方向を検知することにより判別し
（ステップ１３０）、それとは逆方向にモータを微小回
転させる（ステップ１４０）。軸に対して次の移動指令
があるまではその状態を保持し、移動指令があればブレ
ーキを解放して（ステップ１５０）、移動を行う（ステ
ップ１６０）。
用いて説明する。まず、ステップ１００において、動作
プログラムの動作ステップ間で、ある規定時間以上停止
している軸があるかどうかをソフトウエア側で監視す
る。規定時間停止しているような軸があれば、サーボＯ
Ｎの状態のまま、ブレーキを作動させる（ステップ１１
０、１２０）。これによりモータは、停止状態でのトル
クが発生したままの状態で、ブレーキがかかっているこ
とになる。ここで、モータにかかっている負荷方向をモ
ータ電流の流れている方向を検知することにより判別し
（ステップ１３０）、それとは逆方向にモータを微小回
転させる（ステップ１４０）。軸に対して次の移動指令
があるまではその状態を保持し、移動指令があればブレ
ーキを解放して（ステップ１５０）、移動を行う（ステ
ップ１６０）。
【０００７】前記のステップ１４０において、モータに
かかる負荷は、微小回転により、減速機の効率が逆効率
になるようにすることができ、これにより負荷を軽減で
きる。すなわち、停止状態でのモータに発生するトルク
は前記式１のようにＴM＝ＴL／（η・ｉ）であり、図３
に示すブレーキ７をかけてもこの状態であるが、逆方向
に微小回転させることにより、前記式２のようにＴM＝
ＴL×η’／ｉとなり、逆効率η’で作用することによ
り、モータに発生するトルクは軽減される。
かかる負荷は、微小回転により、減速機の効率が逆効率
になるようにすることができ、これにより負荷を軽減で
きる。すなわち、停止状態でのモータに発生するトルク
は前記式１のようにＴM＝ＴL／（η・ｉ）であり、図３
に示すブレーキ７をかけてもこの状態であるが、逆方向
に微小回転させることにより、前記式２のようにＴM＝
ＴL×η’／ｉとなり、逆効率η’で作用することによ
り、モータに発生するトルクは軽減される。
【０００８】
【発明の効果】上述したように、本発明によれば、ある
時間以上停止している軸がある場合、その軸を駆動する
モータのブレーキを作動させ、その状態で軸を負荷方向
とは逆方向に微小回転させることにより、モータ負荷が
軽減され、これにより、従来では負荷率で選定していた
モータ容量を小さくすることが可能となる。
時間以上停止している軸がある場合、その軸を駆動する
モータのブレーキを作動させ、その状態で軸を負荷方向
とは逆方向に微小回転させることにより、モータ負荷が
軽減され、これにより、従来では負荷率で選定していた
モータ容量を小さくすることが可能となる。
【図１】 本発明の方法の例を示すフローチャートであ
る。
る。
【図２】 ３軸のロボットにおける負荷の持ち上げ動作
の概略図である。
の概略図である。
【図３】 サーボモータからアームへのトルク伝達の説
明図である。
明図である。
１ 第１軸、２ 第２軸、３ 第３軸、４ サーボモー
タ、５ 減速機、６ アーム、７ ブレーキ、Ｗ 負荷
タ、５ 減速機、６ アーム、７ ブレーキ、Ｗ 負荷
Claims (1)
- 【請求項１】 減速機付きモータで駆動される軸を有す
る産業用ロボットのモータ負荷軽減方法において、ある
軸が重力負荷の掛かった状態で規定時間以上停止してい
るかどうかを監視し、規定時間以上停止している場合、
サーボ状態を維持したままその軸を駆動するモータのブ
レーキを作動させ、その後、前記モータを負荷方向とは
逆方向に、前記ブレーキの制動力よりも大きなトルクで
微小回転させ、次の動作までブレーキを作動させた状態
を維持して、モータにかかる負荷を軽減させることを特
徴とする産業用ロボットのモータ負荷軽減方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12070596A JPH09300260A (ja) | 1996-05-15 | 1996-05-15 | 産業用ロボットのモータ負荷軽減方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12070596A JPH09300260A (ja) | 1996-05-15 | 1996-05-15 | 産業用ロボットのモータ負荷軽減方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09300260A true JPH09300260A (ja) | 1997-11-25 |
Family
ID=14792955
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12070596A Pending JPH09300260A (ja) | 1996-05-15 | 1996-05-15 | 産業用ロボットのモータ負荷軽減方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09300260A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004042232A (ja) * | 2002-07-15 | 2004-02-12 | Tokai Univ | ロボットの関節制動装置 |
| JP2012020367A (ja) * | 2010-07-14 | 2012-02-02 | Toyota Motor Corp | ロボット装置 |
| WO2013099104A1 (ja) * | 2011-12-28 | 2013-07-04 | パナソニック株式会社 | ロボットアーム |
| CN108638063A (zh) * | 2018-05-11 | 2018-10-12 | 清华大学 | 一种基于电机电流测量的3p3r机械臂末端力估计方法 |
-
1996
- 1996-05-15 JP JP12070596A patent/JPH09300260A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004042232A (ja) * | 2002-07-15 | 2004-02-12 | Tokai Univ | ロボットの関節制動装置 |
| JP2012020367A (ja) * | 2010-07-14 | 2012-02-02 | Toyota Motor Corp | ロボット装置 |
| WO2013099104A1 (ja) * | 2011-12-28 | 2013-07-04 | パナソニック株式会社 | ロボットアーム |
| JP5286457B1 (ja) * | 2011-12-28 | 2013-09-11 | パナソニック株式会社 | ロボットアーム |
| US8964351B2 (en) | 2011-12-28 | 2015-02-24 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Robotic arm |
| CN108638063A (zh) * | 2018-05-11 | 2018-10-12 | 清华大学 | 一种基于电机电流测量的3p3r机械臂末端力估计方法 |
| CN108638063B (zh) * | 2018-05-11 | 2020-04-24 | 清华大学 | 一种基于电机电流测量的3p3r机械臂末端力估计方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20041119 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20041203 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20050408 |