JPH096420A - ロボットの異常検出方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ロボットの衝突などによる動作異常を速やか
に検出できるようにする。 【構成】 移動開始位置や移動終了位置、移動長さに拘
らず移動部材を（ａ）に示す一定の加速パターンで加速
したのち、（ｂ）に示すように一定速度で移動させ、且
つ（ｃ）に示す一定の減速パターンで減速させることに
より、予め設定された移動プログラムに従ってその移動
部材を直線移動させるロボットにおいて、移動プログラ
ムが表す移動長さに基づいて正常移動時の基準動作パタ
ーンを上記加速パターンや減速パターンから作成する。
そして、移動部材の実際の位置および経過時間を所定の
サイクルタイムで検出するとともに、基準動作パターン
と比較して異常判定を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はロボットの異常検出方法
に係り、特に、動作異常を速やかに検出する技術に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】組立てや溶接、搬送など各種の分野でロ
ボットが多用されているが、ロボットによって移動させ
られる移動部材の他部材との衝突などによる動作異常を
検出して、緊急停止させたり後退させたりすることが考
えられている。特開平２−１４６６０２号公報に記載の
装置はその一例であり、ロボットの実際の移動速度と速
度指令値との差である速度偏差値の変化、或いはトルク
指令値の変化によって動作異常、この場合は移動速度の
低下や停止を検出するようになっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記速
度指令値やトルク指令値はモータに対して所定の制御周
期で出力されるため、動作異常の判定もそのモータ制御
周期によって制約される一方、速度指令値やトルク指令
値は移動部材の現在位置を用いて演算式などにより求め
られるため、処理が複雑で処理時間が長くなり、動作異
常の判定周期を十分に短縮することはできなかった。

【０００４】本発明は以上の事情を背景として為された
もので、その目的とするところは、ロボットの衝突など
による動作異常を一層速やかに検出できるようにするこ
とにある。

【０００５】

【課題を解決するための第１の手段】第１発明は、移動
部材を予め設定された移動プログラムに従って移動させ
るロボットの異常検出方法であって、（ａ）前記移動プ
ログラムに従って前記移動部材が正常に移動させられる
際のその移動部材の位置と経過時間との関係を基準動作
パターンとして求める基準パターン作成工程と、（ｂ）
前記移動プログラムに従って前記移動部材が移動させら
れる際に、その移動部材の実際の位置および経過時間を
所定のサイクルタイムで検出する検出工程と、（ｃ）そ
の検出工程で検出された前記実際の位置および経過時間
と前記基準動作パターンとを比較して異常判定を行う判
定工程とを有することを特徴とする。

【０００６】

【作用および第１発明の効果】このようなロボットの異
常検出方法においては、正常動作時の移動部材の位置と
経過時間との関係が基準動作パターンとして求められ、
移動部材の移動時にその実際の位置および経過時間が所
定のサイクルタイムで検出されるとともに、その実際の
位置および経過時間と上記基準動作パターンとを比較し
て異常判定が行われる。すなわち、本発明ではロボット
の制御周期とは無関係に異常判定を行うことができると
ともに、位置および経過時間に基づいて異常判定が行わ
れるため複雑な演算などが不要となるのであり、異常判
定のサイクルタイムを短縮することが可能で、衝突など
の動作異常を一層速やかに検出できるようになる。

【０００７】なお、上記異常判定は、実際の位置および
経過時間と基準動作パターンとの偏差が所定の許容範囲
内か否かによって行われれば良く、例えば実際の位置お
よび経過時間が、基準動作パターンに基づいて設定され
る許容範囲を逸脱している場合に異常判定が行われるよ
うにすれば良い。許容範囲に上限および下限を設定して
おけば、衝突などによる速度の異常低下や停止だけでな
く、負荷の軽減等による速度の異常上昇についても検出
できるが、上限値或いは下限値のみを設定して速度の異
常低下および異常上昇の何れか一方のみを検出するよう
にしても良い。

【０００８】また、このような異常検出方法は、例えば
（ａ）前記基準動作パターンを求める基準パターン作成
手段と、（ｂ）前記移動プログラムに従って前記移動部
材が移動させられる際に、その移動部材の実際の位置お
よび経過時間を所定のサイクルタイムで検出する検出手
段と、（ｃ）その検出手段によって検出された前記実際
の位置および経過時間と前記基準動作パターンとを比較
して異常判定を行う判定手段とを有する異常検出装置に
よって好適に実施される。

【０００９】

【課題を解決するための第２の手段】第２発明は、移動
部材を一定の加速パターンで加速したのち一定速度で移
動させ且つ一定の減速パターンで減速させることによ
り、予め設定された移動プログラムが表す移動長さだけ
その移動部材を移動させるロボットの異常検出方法であ
って、（ａ）前記加速パターンおよび減速パターンを前
記移動部材の位置と経過時間との関係で予め記憶手段に
記憶する記憶工程と、（ｂ）前記移動プログラムに従っ
て前記移動部材が正常に移動させられる際のその移動部
材の位置と経過時間との関係を表す基準動作パターン
を、その移動プログラムが表す移動長さと前記記憶手段
に記憶された前記加速パターンおよび減速パターンとに
基づいて作成する基準パターン作成工程と、（ｃ）前記
移動プログラムに従って前記移動部材が移動させられる
際に、その移動部材の実際の位置および経過時間を所定
のサイクルタイムで検出する検出工程と、（ｄ）その検
出工程で検出された前記実際の位置および経過時間と前
記基準動作パターンとを比較して異常判定を行う判定工
程とを有することを特徴とする。

【００１０】

【作用および第２発明の効果】すなわち、ロボットによ
る移動部材の移動制御は、その移動開始位置や移動終了
位置、移動長さなどに拘らず、一般に負荷などの動作条
件が同じであれば一定の加速パターンで加速したのち一
定速度で移動させ且つ一定の減速パターンで減速させる
ようになっているため、その加速パターンおよび減速パ
ターンを移動部材の位置と経過時間との関係で予め記憶
手段に記憶しておけば、移動プログラムに従って移動部
材が正常に移動させられる際の基準動作パターンを、そ
の移動プログラムが表す移動長さと記憶手段に記憶され
た前記加速パターンおよび減速パターンとに基づいて作
成することができるのである。以後は、第１発明と同様
に、移動部材の実際の位置および経過時間を検出しなが
ら、その実際の位置および経過時間と上記基準動作パタ
ーンとを比較して異常判定を行えば良い。

【００１１】したがって、この第２発明においても、ロ
ボットの制御周期とは無関係に異常判定を行うことがで
きるとともに、位置および経過時間に基づいて異常判定
が行われるため複雑な演算などが不要となり、異常判定
のサイクルタイムを短縮することが可能で、衝突などの
動作異常を一層速やかに検出できるようになる。また、
予め記憶された加速パターンおよび減速パターンに基づ
いて、移動開始から停止までの一動作の基準動作パター
ンが作成されるため、複数の移動停止を含む一連の作動
に関する複数の基準動作パターンを予め試運転時などに
求めて記憶させておく場合に比較して、基準動作パター
ンの作成に関する作業者の負担が大幅に軽減されるとと
もに大容量の記憶装置が不要である。

【００１２】なお、この第２発明の異常検出方法は前記
第１発明の異常検出方法の一実施態様と見做すことが可
能で、上記記憶工程および基準パターン作成工程は第１
発明の基準パターン作成工程に相当する。第２発明で
は、予め記憶された加速パターンおよび減速パターンに
基づいて基準動作パターンが作成されるが、第１発明の
実施に際しては、例えば試運転時などに移動開始から停
止までの一動作毎に位置および経過時間に関するデータ
を取り込んで基準動作パターンを求めるようにしても良
い。

【００１３】また、定速移動時の速度は、加速パターン
の最後の部分または減速パターンの最初の部分のデータ
から判るため、加速パターンおよび減速パターンがあれ
ば基準動作パターンを作成できるのであるが、定速移動
時の速度に関する情報も記憶手段に記憶させておいて、
基準動作パターンの作成に利用することも可能である。
加速パターンや減速パターンは、試運転時等に位置およ
び経過時間に関するデータを異常検出時のサイクルタイ
ムと同じかそれより短いサイクルタイムで取り込み、デ
ータマップや演算式の形で記憶しておけば良い。そし
て、移動プログラムが表す移動長さと上記加速パターン
および減速パターンとに基づいて基準動作パターンが作
成されるが、移動プログラムに移動開始位置および移動
終了位置（目標位置）が設定されていてその間を直線移
動させる場合は、それ等の位置から移動長さを算出する
ようにすれば良い。移動プログラムに移動開始位置と移
動長さが設定されている場合は、その移動長さをそのま
ま用いることができるし、円弧移動など移動方向が変化
する動作時には移動プログラムの移動経路データから移
動長さを求めることができるなど、移動プログラムに応
じて移動長さは適宜求められる。

【００１４】また、このような異常検出方法は、例えば
（ａ）上記加速パターンおよび減速パターンを移動部材
の位置と経過時間との関係で記憶する記憶手段と、
（ｂ）その記憶手段に記憶された加速パターンおよび減
速パターンと移動プログラムが表す移動長さとに基づい
て前記基準動作パターンを作成する基準パターン作成手
段と、（ｃ）前記移動プログラムに従って前記移動部材
が移動させられる際に、その移動部材の実際の位置およ
び経過時間を所定のサイクルタイムで検出する検出手段
と、（ｄ）その検出手段によって検出された前記実際の
位置および経過時間と前記基準動作パターンとを比較し
て異常判定を行う判定手段とを有する異常検出装置によ
って好適に実施される。

【００１５】

【課題を解決するための第３の手段】第３発明は、移動
部材を一定の加速パターンで加速したのち一定速度で移
動させ且つ一定の減速パターンで減速させることによ
り、予め設定された移動プログラムが表す移動長さだけ
その移動部材を移動させるロボットの異常検出方法であ
って、（ａ）前記加速パターン、一定速度で移動させる
際の定速パターン、および減速パターンを前記移動部材
の位置と経過時間との関係で予め記憶手段に記憶する記
憶工程と、（ｂ）前記移動プログラムに従って前記移動
部材が正常に移動させられる際の加速域、定速域、およ
び減速域を、前記記憶手段に記憶された加速パターン、
定速パターン、減速パターンからその移動部材の位置ま
たは経過時間として求める変速演算工程と、（ｃ）前記
移動プログラムに従って前記移動部材が移動させられる
際に、その移動部材の実際の位置および経過時間を所定
のサイクルタイムで検出する検出工程と、（ｄ）その検
出工程で検出された前記実際の位置または経過時間から
前記加速域か否かを判断し、加速域では前記記憶手段に
記憶された加速パターンに基づいてその実際の位置およ
び経過時間から異常判定を行う加速時判定工程と、
（ｅ）前記検出工程で検出された前記実際の位置または
経過時間から前記定速域か否かを判断し、定速域では前
記記憶手段に記憶された定速パターンに基づいてその実
際の位置および経過時間から異常判定を行う定速時判定
工程と、（ｆ）前記検出工程で検出された前記実際の位
置または経過時間から前記減速域か否かを判断し、減速
域では前記記憶手段に記憶された減速パターンに基づい
てその実際の位置および経過時間から異常判定を行う減
速時判定工程とを有することを特徴とする。

【００１６】

【作用および第３発明の効果】この第３発明の異常検出
方法も、第２発明と同様に一定の加速パターンで加速し
たのち一定速度で移動させ且つ一定の減速パターンで減
速させる場合のもので、その加速パターン、定速パター
ン、および減速パターンを移動部材の位置と経過時間と
の関係で予め記憶手段に記憶しておくとともに、移動プ
ログラムに従って移動部材が正常に移動させられる際の
加速域、定速域、および減速域を、上記記憶手段に記憶
された加速パターン、定速パターン、減速パターンから
その移動部材の位置または経過時間として求め、移動部
材の実際の位置または経過時間から加速域か定速域か減
速域かを判断して、加速域では加速パターンに基づいて
異常判定を行い、定速域では定速パターンに基づいて異
常判定を行い、減速域では減速パターンに基づいて異常
判定を行うようにしたのである。

【００１７】この場合も、ロボットの制御周期とは無関
係に異常判定を行うことができるとともに、位置および
経過時間に基づいて異常判定が行われるため複雑な演算
などが不要となり、異常判定のサイクルタイムを短縮す
ることが可能で、衝突などの動作異常を一層速やかに検
出できるようになる。また、予め記憶された加速パター
ン、定速パターン、および減速パターンに基づいて加速
域、定速域、減速域毎に異常判定が為されるため、複数
の移動停止を含む一連の作動に関する複数の基準動作パ
ターンを予め試運転時などに求めて記憶させておく場合
に比較して、作業者の負担が大幅に軽減されるとともに
大容量の記憶装置が不要である。

【００１８】なお、この第３発明の異常検出方法は前記
第１発明の異常検出方法の一実施態様と見做すことが可
能で、上記記憶工程は第１発明の基準パターン作成工程
に相当し、記憶手段に記憶される加速パターン、定速パ
ターン、および減速パターンは基準動作パターンに相当
する。また、変速演算工程、加速時判定工程、定速時判
定工程、および減速時判定工程は第１発明の判定工程に
相当する。

【００１９】また、前記記憶手段に記憶される加速パタ
ーンおよび減速パターンは、加速域および減速域におけ
る所要時間および移動距離を特定するものであるが、定
速パターンは経過時間と位置（移動距離）との関係すな
わち移動速度を特定するだけで、定速域における所要時
間および移動長さを特定するものではない。この定速域
の所要時間および移動距離は、移動プログラムが表す移
動長さによって特定される。

【００２０】前記変速演算工程で求められる加速域に関
する移動部材の位置または経過時間は、加速パターンの
最後の部分のデータをそのまま用いることができる。定
速域と減速域との境界や減速域の終点は、移動プログラ
ムが表す移動長さと加速パターンおよび減速パターン、
或いは加速パターン、定速パターン、および減速パター
ンとから求めることができる。この場合も、加速パター
ンの最後の部分のデータまたは減速パターンの最初の部
分のデータから定速域の速度が判るため、定速パターン
は必ずしも必要でない。

【００２１】加速時判定工程では、加速開始時と移動部
材の移動開始時とが同じであるため、記憶手段に記憶さ
れている加速パターンをそのまま用いて異常判定を行う
ことができるが、定速時判定工程では、検出工程で検出
される移動部材の実際の位置や経過時間が加速域におけ
る移動距離や経過時間を含んでいるため、記憶手段に記
憶されている定速パターンにそれ等の移動距離や経過時
間を加算するか、或いは検出工程で検出される移動部材
の実際の位置や経過時間から加速域における移動距離や
経過時間を減算して補正する必要がある。記憶手段に記
憶されている定速パターンに加速域における移動距離や
経過時間を加算した場合、加算後のパターンは実質的に
前記第２発明において基準パターン作成工程で作成され
る基準動作パターンと同じになる。定速時判定工程の後
の減速時判定工程についても同様である。

【００２２】また、このような異常検出方法は、例えば
（ａ）上記加速パターン、定速パターン、および減速パ
ターンを移動部材の位置と経過時間との関係で記憶する
記憶手段と、（ｂ）前記加速域、定速域、および減速域
を、前記記憶手段に記憶された加速パターン、定速パタ
ーン、減速パターンから移動部材の位置または経過時間
として求める変速演算手段と、（ｃ）前記移動プログラ
ムに従って前記移動部材が移動させられる際に、その移
動部材の実際の位置および経過時間を所定のサイクルタ
イムで検出する検出手段と、（ｄ）その検出手段によっ
て検出された前記実際の位置または経過時間から前記加
速域か否かを判断し、加速域では前記加速パターンに基
づいてその実際の位置および経過時間から異常判定を行
う加速時判定手段と、（ｅ）前記検出手段によって検出
された前記実際の位置または経過時間から前記定速域か
否かを判断し、定速域では前記定速パターンに基づいて
その実際の位置および経過時間から異常判定を行う定速
時判定手段と、（ｆ）前記検出手段によって検出された
前記実際の位置または経過時間から前記減速域か否かを
判断し、減速域では前記減速パターンに基づいてその実
際の位置および経過時間から異常判定を行う減速時判定
手段とを有する異常検出装置によって好適に実施され
る。

【００２３】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。図１は、本発明方法を好適に実施できる異
常検出装置１０を備えたロボット１２の構成を説明する
ブロック線図で、コントローラ１４は、ＤＰＲＡＭ１６
に記憶された移動プログラムに従って移動部材としての
ロボットアーム１８を移動させるようにドライバ２０に
駆動信号を出力し、その駆動信号に従ってモータ２２が
駆動されるようになっている。モータ２２はエンコーダ
２４を備えており、その回転位置すなわちロボットアー
ム１８の位置Ｌを検出して位置信号ＳＬをドライバ２０
に供給する。このロボット１２は例えば直交型ないし水
平関節型で上記モータ２２を複数備えているとともに、
コントローラ１４によるロボットアーム１８の移動開始
から停止までの一動作における移動制御は、その移動開
始位置や移動終了位置、移動長さなどに拘らず、負荷な
どの動作条件が同じであれば一定の加速パターンで加速
したのち一定速度で移動させ且つ一定の減速パターンで
減速させることにより、上記移動プログラムに設定され
た移動経路データに従って所定の移動開始位置から移動
終了位置（目標位置）までロボットアーム１８を移動さ
せるようになっている。なお、本実施例では移動プログ
ラムに設定された移動開始位置から移動終了位置（目標
位置）までロボットアーム１８が直線移動させられる場
合について説明する。

【００２４】異常検出装置１０は、ＣＰＵ２６、ＲＯＭ
２８、ＲＡＭ３０を有するマイクロコンピュータで、Ｒ
ＡＭ３０の一時記憶機能を利用しつつＲＯＭ２８に予め
記憶されたプログラムに従って信号処理を行うものであ
り、前記コントローラ１４からＩ／Ｏポート３２を経て
スタート信号ＳＳが供給されるとともに、Ｉ／Ｏポート
３２からコントローラ１４に緊急停止信号ＳＡを出力す
る。スタート信号ＳＳは、移動プログラムに従ってロボ
ットアーム１８に複数の移動停止を含む一連の動作を行
わせる際に、移動開始から停止までの一動作毎にその移
動開始時に供給される。緊急停止信号ＳＡは、ロボット
アーム１８を急停止させるか一定距離だけ逆方向へ移動
させて停止させるための信号で、この緊急停止信号ＳＡ
が供給されると、コントローラ１４はモータ２２に逆方
向トルクを発生させるための駆動信号をドライバ２０に
出力する。上記ＣＰＵ２６にはまた、経過時間検出手段
として機能するタイマ３４および位置検出手段として機
能する位置検出回路３６が接続されており、位置検出回
路３６は前記エンコーダ２４から供給される位置信号Ｓ
Ｌからロボットアーム１８の位置Ｌを検出する。

【００２５】次に、図２および図３に示すフローチャー
トに従って異常判定を行う場合について説明する。この
実施例は、加速時と定速時と減速時とに分けて異常判定
を行う場合で、基本的には請求項３に記載の発明の一実
施例を成すものであり、記憶手段としての前記ＲＡＭ３
０には予めロボット１２の加速パターン、定速パター
ン、および減速パターンが記憶されている。これらのパ
ターンは、ＤＰＲＡＭ１６に記憶されている移動プログ
ラムに従ってロボットアーム１８を移動させる場合の、
ロボットアーム１８の位置と経過時間との関係を表すも
ので、例えば試運転調整時における最終段階での運転時
に前記タイマ３４から経過時間を読み込むとともに位置
検出回路３６からロボットアーム１８の位置（移動距
離）Ｌを読み込み、データマップや演算式の形で記憶し
ている。図４の（ａ）〜（ｃ）は、この加速パターン、
定速パターン、減速パターンの一例で、何れも加速移動
開始時、定速移動開始時、減速移動開始時を原点として
設定されており、位置Ｌは原点からの移動距離を表して
いる。また、（ａ）の加速パターンでは、加速終了まで
の所要時間ｔa および移動距離Ｌa が特定されており、
（ｃ）の減速パターンでは、減速終了までの所要時間ｔ
b および移動距離Ｌb が特定されているが、（ｂ）の定
速パターンは、経過時間ｔと位置（移動距離）Ｌとの関
係（比例関係）を特定するだけで、定速域における所要
時間および移動距離を特定するものではない。このよう
に、予め加速パターン、定速パターン、および減速パタ
ーンをＲＡＭ３０に記憶する工程が記憶工程である。

【００２６】図２のステップＳ１では、コントローラ１
４からスタート信号ＳＳが供給されたか否かを判断し、
スタート信号ＳＳが供給されると、ステップＳ２におい
てＤＰＲＡＭ１６に記憶されている移動プログラムの中
から今回の動作に関する情報、すなわち移動開始位置お
よび移動終了位置を表す情報を読み込む。ステップＳ３
では、それ等の移動開始位置および移動終了位置に基づ
いて移動長さ（直線距離）Ｌx を算出し、今回の移動が
微小移動量か否か、言い換えれば加速、定速、減速のパ
ターンでロボットアーム１８を移動させる最低距離より
短いか否かであって、前記ＲＡＭ３０に記憶されている
加速パターンの移動距離Ｌa および減速パターンの移動
距離Ｌb とを加算した距離（Ｌa ＋Ｌb ）より短いか否
かによって判断する。Ｌx ≦Ｌa ＋Ｌb の場合はそのま
ま異常判定を中止するが、Ｌx ＞Ｌa ＋Ｌb の場合には
ステップＳ４以下を実行して異常判定を行う。

【００２７】ステップＳ４では前記タイマ３４をスター
トさせ、ステップＳ５では、移動プログラムに従ってロ
ボットアーム１８が正常に移動させられる際の加速域、
定速域、および減速域の各終了時間ｔ_1,ｔ_2,ｔ₃ を、前
記移動長さＬx および前記加速パターン、減速パターン
に基づいて求める。加速終了時間ｔ₁ は前記加速パター
ンの所要時間ｔa であり、定速終了時間ｔ₂ は、Ｌx −
（Ｌa ＋Ｌb ）を加速終了時の速度（加速パターンにお
ける時間ｔa 部分の傾き）或いは減速開始時の速度（減
速パターンにおける原点部分の傾き）で割算することに
より定速域の時間を求め、これを加速終了時間ｔ₁ に加
算すれば良い。定速パターンを用いて、その速度すなわ
ち傾きから定速域の時間を求めるようにしても良い。ま
た、減速終了時間すなわち移動終了位置（目標位置）へ
の到達時間ｔ₃ は、上記定速終了時間ｔ₂ に減速パター
ンの所要時間ｔb を加算すれば良い。このステップＳ５
は、加速域、定速域、減速域を経過時間として求める変
速演算工程である。

【００２８】ステップＳ６では、位置検出回路３６から
現在の位置Ｌg を読み込むとともに、タイマ３４から現
在の経過時間である現在時間ｔg を読み込む。このステ
ップＳ６は検出工程で、ステップＳ１０の判断がＮＯで
ない限り、すなわち動作異常でない限り所定のサイクル
タイムで繰り返し実行されるようになっている。前記Ｒ
ＡＭ３０に記憶される加速パターンおよび減速パターン
を求める際のサイクルタイムは、このステップＳ６以下
を実行するサイクルタイムと同じである。ステップＳ７
では現在時間ｔg が加速終了時間ｔ₁ より小さいか否
か、すなわち加速域か否かを判断し、加速域であればス
テップＳ８以下を実行するが、加速域でなければステッ
プＳ８、Ｓ９の代わりに図３のステップＳ１２以下を実
行する。ステップＳ８ではＲＡＭ３０から加速パターン
を読み込み、ステップＳ９では現在時間ｔg における正
常移動時の位置である基準位置Ｌu を加速パターンから
割り出す。そして、ステップＳ１０では、現在位置Ｌg
が基準位置Ｌu に基づいて定められる所定の許容範囲Δ
Ｌ内か否かを例えば次式（１）に従って判断し、（１）
式を満足する場合にはステップＳ６以下を繰り返すが、
ＮＯの場合、すなわち許容範囲ΔＬを超えて逸脱してい
る場合にはステップＳ１１で緊急停止信号ＳＡをコント
ローラ１４に出力してロボット１２を緊急停止させる。
このステップＳ７，Ｓ８，Ｓ９，およびＳ１０は加速時
判定工程である。 Ｌu −ΔＬ≦Ｌg ≦Ｌu ＋ΔＬ ・・・（１）

【００２９】上記のような動作異常は、例えばロボット
アーム１８が異物と接触または衝突した場合、ロボット
アーム１８の負荷が急に変化した場合、モータ２２を含
む駆動機構の不具合（摩耗による性能変化、故障な
ど）、外力が急にかかった場合（押されたり、引かれた
りしたとき）等に生じ、上記（１）式における許容範囲
ΔＬは設備で許容される移動経路の位置ずれ、組立，溶
接等の要求加工精度，要求作業精度などを考慮して定め
られる。また、下限側の許容範囲ΔＬおよび上限側の許
容範囲ΔＬを異なる値とすることもできる。

【００３０】前記ステップＳ７の判断がＮＯの場合、す
なわち加速域でない場合に実行する図３のステップＳ１
２では、現在時間ｔg が加速終了時間ｔ₁ 以上で且つ定
速終了時間ｔ₂ より小さいか否か、すなわち定速域か否
かを判断し、定速域であればステップＳ１３およびＳ１
４を実行するが、定速域でなければステップＳ１５以下
を実行する。ステップＳ１３ではＲＡＭ３０から定速パ
ターンを読み込み、ステップＳ１４では現在時間ｔg に
おける基準位置Ｌu を定速パターンから割り出す。その
場合に、この定速域で読み込まれる現在位置Ｌg や現在
時間ｔg は、加速域における移動距離Ｌa や所要時間ｔ
a を含んでいるため、上記定速パターンにそれ等の移動
距離Ｌa や所要時間ｔa を加算するか、或いは現在位置
Ｌg や現在時間ｔg から移動距離Ｌa や所要時間ｔa を
減算する補正を行って基準位置Ｌu を求めることにな
る。その後、その基準位置Ｌu を用いて前記ステップＳ
１０以下を実行し、異常判定を行う。これ等のステップ
Ｓ１２，Ｓ１３，Ｓ１４、およびステップＳ１０は定速
時判定工程である。

【００３１】また、ステップＳ１５では、現在時間ｔg
が定速終了時間ｔ₂ 以上で且つ到達時間ｔ₃ より小さい
か否か、すなわち減速域か否かを判断し、減速域であれ
ばステップＳ１６でＲＡＭ３０から減速パターンを読み
出すとともに、ステップＳ１７で現在時間ｔg における
基準位置Ｌu を減速パターンから割り出し、その基準位
置Ｌu を用いて前記ステップＳ１０以下を実行する。こ
の場合も、現在位置Ｌg や現在時間ｔg は、加速域およ
び定速域における移動距離や経過時間を含んでいるた
め、定速域を終了するまでの移動距離や経過時間（定速
終了時間ｔ₂ ）で現在位置Ｌg や現在時間ｔg 或いは減
速パターンを補正して基準位置Ｌu を求めることにな
る。ステップＳ１５の判断がＮＯの場合、すなわち現在
時間ｔg が到達時間ｔ₃ に達した場合には、そのまま異
常判定を終了する。上記ステップＳ１５，Ｓ１６，Ｓ１
７、および前記ステップＳ１０は減速時判定工程であ
る。なお、加速域か定速域か減速域かによって前記
（１）式の許容範囲ΔＬを変更するようにしても良い。

【００３２】このように、本実施例の異常検出装置１０
は、予め加速パターン、定速パターン、および減速パタ
ーンをＲＡＭ３０に記憶しておくとともに、移動プログ
ラムに従ってロボットアーム１８が正常に移動させられ
る際の加速終了時間ｔ₁ ，定速終了時間ｔ₂ ，到達時間
（減速終了時間）ｔ₃ を上記加速パターンおよび減速パ
ターンから求め、加速域すなわち加速終了時間ｔ₁ に達
するまでは加速パターンに基づいて異常判定を行い、定
速域すなわち定速終了時間ｔ₂ に達するまでは定速パタ
ーンに基づいて異常判定を行い、減速域すなわち到達時
間ｔ₃ に達するまでは減速パターンに基づいて異常判定
を行うようになっている。このため、ロボット１２の制
御周期すなわちトルク指令値の出力周期などとは無関係
に異常判定を行うことができるとともに、現在の位置Ｌ
g および現在の経過時間ｔg に基づいて異常判定が行わ
れるため複雑な演算などが不要となり、異常判定のサイ
クルタイムを短縮することが可能で、衝突などの動作異
常を一層速やかに検出できるようになる。また、予め記
憶された加速パターン、定速パターン、および減速パタ
ーンに基づいて加速域、定速域、減速域毎に異常判定が
為されるため、複数の移動停止を含む一連の作動に関す
る複数の基準動作パターンを予め試運転時などに求めて
記憶させておく場合に比較して、作業者の負担が大幅に
軽減されるとともに大容量の記憶装置が不要である。

【００３３】次に、本発明の他の実施例を説明する。な
お、以下の実施例において前記第１実施例と共通する部
分には同一の符号を付して詳しい説明を省略する。

【００３４】図５および図６のフローチャートは、前記
図１のロボット１２における異常検出装置１０の別の作
動態様を示すもので、ステップＳＳ５，ＳＳ７，ＳＳ
９，ＳＳ１０，ＳＳ１２，ＳＳ１４，ＳＳ１５，および
ＳＳ１７の内容が前記実施例と相違する。すなわち、前
記実施例では加速終了時間ｔ₁ ，定速終了時間ｔ₂ ，到
達時間（減速終了時間）ｔ₃ によって加速域か定速域か
減速域かを判断し、現在位置Ｌg と基準位置Ｌu とを比
較して異常判定を行うようになっていたが、この実施例
では加速終了距離Ｌ₁ ，定速終了距離Ｌ₂ ，移動終了距
離（減速終了距離）Ｌ₃ によって加速域か定速域か減速
域かを判断し、現在の経過時間ｔg と基準時間ｔu とを
比較して異常判定を行うようにしたのであり、実質的に
前記実施例と同様の効果が得られる。上記加速終了距離
Ｌ₁ は加速パターンの移動距離Ｌaで、定速終了距離Ｌ
₂ は移動長さＬx から減速パターンの移動距離Ｌb を引
き算した値（Ｌx −Ｌb ）で、移動終了距離Ｌ₃ は移動
長さＬx である。この場合には、ステップＳＳ５が変速
演算工程で、ステップＳＳ６が検出工程で、ステップＳ
Ｓ７〜ＳＳ１０が加速時判定工程で、ステップＳＳ１２
〜ＳＳ１４、およびＳＳ１０が定速時判定工程で、ステ
ップＳＳ１５〜ＳＳ１７、およびＳＳ１０が減速時判定
工程である。なお、ステップＳＳ１０では例えば次式
（２）に従って許容範囲Δｔ内か否かを判断するように
すれば良い。また、ステップＳＳ９，ＳＳ１０，ＳＳ１
４，ＳＳ１７を前記図２および図３のステップＳ９，Ｓ
１０，Ｓ１４，Ｓ１７に置き換えることもできるし、そ
の図２および図３のステップＳ９，Ｓ１０，Ｓ１４，Ｓ
１７をステップＳＳ９，ＳＳ１０，ＳＳ１４，ＳＳ１７
に置き換えることもできる。 ｔu −Δｔ≦ｔg ≦ｔu ＋Δｔ ・・・（２）

【００３５】図７は、請求項２に記載の発明の一実施例
を成すもので、前記ＲＡＭ３０には少なくとも図４の
（ａ）の加速パターンおよび（ｃ）の減速パターンが予
め記憶される。これが記憶工程であるが、これ等の加速
パターンおよび減速パターンは、前記第１実施例と同様
に試運転調整時の最終段階のデータを用いて作成するこ
とが望ましい。図７のステップＲ１〜Ｒ４は図２のステ
ップＳ１〜Ｓ４と同じで、Ｒ５では、移動プログラムに
従ってロボットアーム１８が正常に移動させられる際の
ロボットアーム１８の位置と経過時間との関係を表す基
準動作パターンを、その移動プログラムが表す移動長さ
Ｌx と上記加速パターンおよび減速パターンとに基づい
て作成する。図８は、この基準動作パターンの一例で、
ｔ₁ 〜ｔ₃は前記加速終了時間、定速終了時間、到達時
間であり、Ｌ₁ 〜Ｌ₃ は前記加速終了距離、定速終了距
離、移動終了距離（移動長さＬx) である。このステッ
プＲ５は基準パターン作成工程である。

【００３６】ステップＲ６は前記ステップＳ６と同じ
で、ステップＲ７ではタイマ３４の計時内容である現在
時間（現在の経過時間）ｔg が到達時間ｔ₃ より小さい
か否か、すなわちロボットアーム１８が移動中か否かを
判断し、ｔg ＜ｔ₃ であればステップＲ８以下を実行す
る。ステップＲ８では、現在時間ｔg における正常移動
時の位置である基準位置Ｌu を前記基準動作パターンか
ら割り出し、ステップＲ９では前記ステップＳ１０と同
様にして許容範囲ΔＬ内か否かを判断する。そして、許
容範囲ΔＬ内であればステップＲ６以下を繰り返し実行
し、許容範囲ΔＬを逸脱している場合はステップＲ１０
を実行してロボット１２を緊急停止させる。上記ステッ
プＲ６は検出工程で、ステップＲ８およびＲ９は判定工
程である。

【００３７】本実施例では、移動開始から停止までの一
動作におけるロボットアーム１８の位置と経過時間との
関係を表す基準動作パターンを、予め記憶された加速パ
ターンおよび減速パターンに基づいて作成し、移動開始
からの経過時間である現在時間ｔg における基準位置Ｌ
u を基準動作パターンから割り出すとともに、現在位置
Ｌg が基準位置Ｌu から許容範囲ΔＬ内か否かによって
異常判定を行うようになっている。このため、異常判定
のサイクルタイムを短縮することが可能で、衝突などの
動作異常を速やかに検出できるし、基準動作パターンの
作成に関する作業者の負担が大幅に軽減されるとともに
大容量の記憶装置が不要であるなど、前記実施例と同様
の効果が得られる。しかも、本実施例では単一の基準動
作パターンを用いて異常判定を行うことができるため、
前記実施例のように加速域か定速域か減速域かを判断し
て異なる動作パターンを用いる場合に比較して、処理が
簡単であるとともにサイクルタイムを一層短縮できる利
点がある。

【００３８】図９のフローチャートは、上記図７の実施
例に比較してステップＲＲ７，ＲＲ８，およびＲＲ９の
内容が相違する。すなわち、ステップＲＲ７では現在位
置Ｌg が移動終了距離Ｌ₃ （＝移動長さＬx ）より小さ
いか否かを判断し、Ｌg ＜Ｌ ₃ であれば、ステップＲＲ
８において前記基準動作パターンから現在位置Ｌg にお
ける基準時間ｔu を割り出すとともに、ステップＲＲ９
で前記図５のステップＳＳ１０と同様にして現在時間ｔ
g が許容範囲Δｔ内か否かを判断するのであり、実質的
に図７の実施例と同様の効果が得られる。この場合に
は、ステップＲＲ５が基準パターン作成工程で、ステッ
プＲＲ６が検出工程で、ステップＲＲ８およびＲＲ９が
判定工程である。なお、ステップＲＲ７では、前記ステ
ップＲ７と同様に現在時間ｔg と到達時間ｔ₃ とを比較
するようにしても良い。図７の実施例におけるステップ
Ｒ７で、現在位置Ｌg と移動終了距離Ｌ₃ とを比較する
ようにしても良い。

【００３９】以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳
細に説明したが、これ等はあくまでも一具体例であり、
例えば予めＲＡＭ３０に記憶される加速パターンや減速
パターン、定速パターンを、正常移動時のデータに基づ
いて更新（学習）するようにしても良いなど、本発明は
当業者の知識に基づいて種々の変更，改良を加えた態様
で実施することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明方法を実施できる異常検出装置を備えた
ロボットの構成を説明するブロック線図である。

【図２】図１の異常検出装置の作動を説明するフローチ
ャートで、請求項３に記載の発明方法に従って異常検出
を行う場合である。

【図３】図２のフローチャートのＡ１〜Ａ３に繋がる部
分のフローチャートである。

【図４】図１のＲＡＭ３０に予め記憶される加速パター
ン，定速パターン，および減速パターンの一例を示す図
である。

【図５】請求項３に記載の発明方法に従って異常検出を
行う場合の別の実施例を説明するフローチャートであ
る。

【図６】図５のフローチャートのＢ１〜Ｂ３に繋がる部
分のフローチャートである。

【図７】請求項２に記載の発明方法に従って異常検出を
行う場合の実施例を説明するフローチャートである。

【図８】図７のステップＲ５で作成される基準動作パタ
ーンの一例を示す図である。

【図９】請求項２に記載の発明方法に従って異常検出を
行う場合の別の実施例を説明するフローチャートであ
る。

【符号の説明】

１０：異常検出装置 １２：ロボット １８：ロボットアーム（移動部材） ３０：ＲＡＭ（記憶手段） ステップＳ５、ＳＳ５：変速演算工程 ステップＳ６、ＳＳ６：検出工程 ステップＳ７〜Ｓ１０、ＳＳ７〜ＳＳ１０：加速時判定
工程 ステップＳ１０，Ｓ１２〜Ｓ１４、ＳＳ１０，ＳＳ１２
〜ＳＳ１４：定速時判定工程 ステップＳ１０，Ｓ１５〜Ｓ１７、ＳＳ１０，ＳＳ１５
〜ＳＳ１７：減速時判定工程 ステップＲ５、ＲＲ５：基準パターン作成工程 ステップＲ６、ＲＲ６：検出工程 ステップＲ８，Ｒ９、ＲＲ８，ＲＲ９：判定工程

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 移動部材を予め設定された移動プログラ
   ムに従って移動させるロボットの異常検出方法であっ
   て、 前記移動プログラムに従って前記移動部材が正常に移動
   させられる際の該移動部材の位置と経過時間との関係を
   基準動作パターンとして求める基準パターン作成工程
   と、 前記移動プログラムに従って前記移動部材が移動させら
   れる際に、該移動部材の実際の位置および経過時間を所
   定のサイクルタイムで検出する検出工程と、 該検出工程で検出された前記実際の位置および経過時間
   と前記基準動作パターンとを比較して異常判定を行う判
   定工程とを有することを特徴とするロボットの異常検出
   方法。
2. 【請求項２】 移動部材を一定の加速パターンで加速し
   たのち一定速度で移動させ且つ一定の減速パターンで減
   速させることにより、予め設定された移動プログラムが
   表す移動長さだけ該移動部材を移動させるロボットの異
   常検出方法であって、 前記加速パターンおよび減速パターンを前記移動部材の
   位置と経過時間との関係で予め記憶手段に記憶する記憶
   工程と、 前記移動プログラムに従って前記移動部材が正常に移動
   させられる際の該移動部材の位置と経過時間との関係を
   表す基準動作パターンを、該移動プログラムが表す移動
   長さと前記記憶手段に記憶された前記加速パターンおよ
   び減速パターンとに基づいて作成する基準パターン作成
   工程と、 前記移動プログラムに従って前記移動部材が移動させら
   れる際に、該移動部材の実際の位置および経過時間を所
   定のサイクルタイムで検出する検出工程と、 該検出工程で検出された前記実際の位置および経過時間
   と前記基準動作パターンとを比較して異常判定を行う判
   定工程とを有することを特徴とするロボットの異常検出
   方法。
3. 【請求項３】 移動部材を一定の加速パターンで加速し
   たのち一定速度で移動させ且つ一定の減速パターンで減
   速させることにより、予め設定された移動プログラムが
   表す移動長さだけ該移動部材を移動させるロボットの異
   常検出方法であって、 前記加速パターン、一定速度で移動させる際の定速パタ
   ーン、および減速パターンを前記移動部材の位置と経過
   時間との関係で予め記憶手段に記憶する記憶工程と、 前記移動プログラムに従って前記移動部材が正常に移動
   させられる際の加速域、定速域、および減速域を、前記
   記憶手段に記憶された加速パターン、定速パターン、減
   速パターンから該移動部材の位置または経過時間として
   求める変速演算工程と、 前記移動プログラムに従って前記移動部材が移動させら
   れる際に、該移動部材の実際の位置および経過時間を所
   定のサイクルタイムで検出する検出工程と、 該検出工程で検出された前記実際の位置または経過時間
   から前記加速域か否かを判断し、該加速域では前記記憶
   手段に記憶された加速パターンに基づいて該実際の位置
   および経過時間から異常判定を行う加速時判定工程と、 前記検出工程で検出された前記実際の位置または経過時
   間から前記定速域か否かを判断し、該定速域では前記記
   憶手段に記憶された定速パターンに基づいて該実際の位
   置および経過時間から異常判定を行う定速時判定工程
   と、 前記検出工程で検出された前記実際の位置または経過時
   間から前記減速域か否かを判断し、該減速域では前記記
   憶手段に記憶された減速パターンに基づいて該実際の位
   置および経過時間から異常判定を行う減速時判定工程と
   を有することを特徴とするロボットの異常検出方法。