JPH10315173A - Abnormality detector for robot - Google Patents
Abnormality detector for robotInfo
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- JPH10315173A JPH10315173A JP12240297A JP12240297A JPH10315173A JP H10315173 A JPH10315173 A JP H10315173A JP 12240297 A JP12240297 A JP 12240297A JP 12240297 A JP12240297 A JP 12240297A JP H10315173 A JPH10315173 A JP H10315173A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明はロボットの異常検出
装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a robot abnormality detecting device.
【0002】[0002]
【従来の技術】一般に、ロボットは、アームを旋回させ
るための電動機と、この電動機の回転角度データを検出
するセンサを有するフィードバック制御系(サーボ系)
により構成され位置指令と上記センサからの回転角度デ
ータとを基に位置制御量を決定する比例及び比例積分型
の位置制御部とを具備し、この位置制御量からの制御量
によって上記電動機の位置制御を行うようにしている。2. Description of the Related Art Generally, a robot has a motor for turning an arm and a feedback control system (servo system) having a sensor for detecting rotation angle data of the motor.
And a proportional and proportional integral type position controller for determining a position control amount based on the position command and the rotation angle data from the sensor. The position of the electric motor is controlled by the control amount from the position control amount. Control is performed.
【0003】また、ロボットにおいて、軌道逸脱等の異
常動作を監視して異常動作発生時に非常停止手段により
動作を停止させる機能は、すべての産業用ロボットに設
けられている。この機能は、例えば電動機の速度異常、
電動機の実際の位置と位置指令との位置偏差の異常(位
置指令の軌道に対する逸脱)、位置制御部の電流指令値
異常、電動機の過負荷を検出して非常停止手段により動
作を停止させるようなものである。これらの異常動作の
中で位置指令の軌道に対する逸脱を検出する場合には、
従来は、固定的な位置偏差の上限値によって、実測した
位置偏差が異常であるか否かを判定している。[0003] All industrial robots have a function of monitoring an abnormal operation such as a trajectory deviation or the like and stopping the operation by an emergency stop means when an abnormal operation occurs. This function is, for example, abnormal speed of the motor,
Abnormality of the position deviation between the actual position of the motor and the position command (deviation of the position command with respect to the trajectory), abnormal current command value of the position control unit, overload of the motor, and the operation is stopped by the emergency stop means. Things. When detecting deviation from the position command trajectory during these abnormal operations,
Conventionally, it is determined whether or not the actually measured position deviation is abnormal based on the fixed upper limit value of the position deviation.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】上記ロボットにおいて
は、通常、位置偏差は、フィードバック制御系の特性に
より、正常な動作であっても、電動機の速度が大きくな
るとその値も大きくなり、電動機の速度が小さくなれば
その値が小さくなるというように、刻々と変化する。こ
のように刻々と変化する位置偏差の実測値に対して、従
来のように、固定的な位置偏差の上限値によって異常で
あるか否かを判定すると、位置指令の軌道に対する逸脱
の検出が遅れてしまうという不具合が生ずる。In the above-mentioned robot, the position deviation usually increases as the speed of the motor increases, even in a normal operation, due to the characteristics of the feedback control system. The value changes every moment, such that the value decreases as the value decreases. As described above, if it is determined whether the actual value of the position deviation that changes every moment is abnormal based on the upper limit of the fixed position deviation, the detection of the deviation of the position command from the trajectory is delayed. This causes the problem that
【0005】そこで、速度指令の大きさに応じて位置偏
差の上限値(異常判定値)を変化させる方法をとると、
上記不具合がだいぶ改善されるが、それでも、異常検出
の精度を上げるためには、サーボ系のゲインを調整する
ことによって、その調整の手間が大きくなるし、従来の
比例及び比例積分型の位置制御部ではサーボ系のゲイン
を調整しても大きなマージンをとらないと異常を誤検出
してしまうために異常検出精度をなかなか上げられない
のが現状である。異常検出精度が低い場合には、ロボッ
トが異常動作した時にそれから動作を停止させるまでの
時間が長くなり、ロボットの異常動作で移動する距離も
その分長くなる。Therefore, a method of changing the upper limit value (abnormality judgment value) of the position deviation according to the magnitude of the speed command is taken.
Although the above problems can be greatly improved, adjusting the gain of the servo system increases the trouble of adjusting the servo system in order to increase the accuracy of abnormality detection, and the conventional proportional and proportional integral type position control At present, even if the gain of the servo system is adjusted, a large margin is not taken, and an abnormality is erroneously detected unless a large margin is taken. When the abnormality detection accuracy is low, the time from when the robot abnormally operates to when the operation is stopped becomes longer, and the distance traveled by the abnormal operation of the robot becomes longer accordingly.
【0006】本発明は、位置指令の軌道に対する逸脱を
瞬時に検出することができ、正常動作時の誤検出も少な
くて現実的で高性能なロボットの異常検出装置を提供す
ることを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a realistic and high-performance robot abnormality detecting device capable of instantaneously detecting a deviation of a position command from a trajectory and having less erroneous detection during normal operation. .
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項1に係る発明は、ロボットを動作させるため
の電動機と、この電動機の回転角度データを検出するセ
ンサを有し位置指令と上記センサからの回転角度データ
とを基に位置制御量を決定する位置制御部とを具備し、
この位置制御部からの制御量によって上記電動機の位置
制御を行うようにしたロボットの異常検出装置におい
て、上記電動機及びその負荷と上記位置制御部との全体
をモデル化してなり上記位置指令が入力される位置制御
モデル部と、この位置制御モデル部からの出力信号と上
記電動機の実際の位置を示す位置信号とを比較し、その
差が所定値以上の時にロボットの異常として検出する異
常検出手段とを備えたものであり、位置指令の軌道に対
する逸脱を瞬時に検出することができ、正常動作時の誤
検出も少なくて現実的で高性能である。According to one aspect of the present invention, there is provided an electric motor for operating a robot and a sensor for detecting rotation angle data of the electric motor. A position control unit that determines the position control amount based on the rotation angle data from the sensor,
In the robot abnormality detection device configured to perform the position control of the electric motor by the control amount from the position control unit, the position command is input by modeling the entire motor and its load and the position control unit. Abnormality control means for comparing an output signal from the position control model unit with a position signal indicating an actual position of the electric motor, and detecting a robot abnormality when the difference is equal to or greater than a predetermined value. , The deviation of the position command from the trajectory can be instantaneously detected, the number of erroneous detections during normal operation is small, and it is realistic and high performance.
【0008】請求項2に係る発明は、請求項1記載のロ
ボットの異常検出装置において、上記位置制御部は閉ル
ープを有する位置サーボ系であって外乱補償機能を含ん
だ極配置系により構成し、上記位置制御モデル部を上記
電動機及びその負荷と上記位置制御部との全体を2次モ
デルとして構成したものであり、モデルがシンプルであ
るため、付加するフィルタ装置も簡単なもので済み、ゲ
イン調整による手間もかからない。また、外乱補償機能
を含んだ極配置系のため、モデル化精度が高い。位置指
令の軌道に対する逸脱を瞬時に検出することができ、正
常動作時の誤検出も少なくて現実的で高性能である。According to a second aspect of the present invention, in the robot abnormality detecting apparatus according to the first aspect, the position control unit is a position servo system having a closed loop and configured by a pole arrangement system including a disturbance compensation function, The position control model unit is a structure in which the motor, its load, and the position control unit as a whole are configured as a secondary model. Since the model is simple, a filter device to be added can be simple, and gain adjustment can be performed. It does not take much effort. In addition, modeling accuracy is high because the pole arrangement system includes a disturbance compensation function. The deviation of the position command from the trajectory can be detected instantaneously, and there is little erroneous detection during normal operation, and the system is realistic and has high performance.
【0009】[0009]
【発明の実施の形態】図1は本発明の一実施形態を示
す。この実施形態は請求項1、2に係る発明の一実施形
態である。電動機(モータ)及びその負荷系11は、ロ
ボットのアームを旋回させるための電動機と、この電動
機により旋回されるアーム等の負荷とからなり、電動機
が制御装置12により制御される。この制御装置12
は、電動機の回転角度データを検出するセンサを有する
フィードバック制御系(サーボ系)により構成され、位
置指令と上記センサからの回転角度データとを基に位置
制御量を決定する外乱補償機能を持った極配置型の比例
及び比例積分型の位置制御部を具備し、この位置制御部
からの制御量によって上記電動機の位置制御を行う。FIG. 1 shows an embodiment of the present invention. This embodiment is an embodiment of the first and second aspects of the present invention. The electric motor (motor) and its load system 11 include an electric motor for turning the robot arm and a load such as an arm turned by the electric motor. The electric motor is controlled by the control device 12. This control device 12
Is constituted by a feedback control system (servo system) having a sensor for detecting rotation angle data of the electric motor, and has a disturbance compensation function of determining a position control amount based on a position command and rotation angle data from the sensor. It is equipped with a pole-positioned proportional and proportional-integral type position controller, and controls the position of the electric motor by a control amount from the position controller.
【0010】この制御装置12は位置制御部の閉ループ
部分が外乱補償機能を持つ極配置系により構成され、制
御装置12と電動機及びその負荷系11の全体が配置し
た極に基づく2次モデルの特性を持つようになる。ここ
に、この極配置系は特開平6ー270079号公報や、
精密工学会 超精密位置決めに関する専門委員会 前刷
集「多関節ロボットのロバスト非干渉化制御」1996
年2月などにより知られている。制御装置12にその時
点時点での軌道を表す位置指令を入力すると、ロボット
が実位置に移動し、その応答特性は2次モデルの特性に
なる。2次フィルタ13は、伝達関数が制御装置12と
電動機及びその負荷系11の全体からなる位置制御系1
4の伝達関数m1・m2/{(s+m1)(s+m
2)}と同じ伝達関数m1・m2/{(s+m1)(s
+m2)}であり、上記2次モデルの特性を持つように
位置制御系14をモデル化した2次フィルタからなる位
置制御モデル部である。この2次フィルタ13には制御
装置12と同じ位置指令が入力される。In the control device 12, the closed loop portion of the position control section is constituted by a pole arrangement system having a disturbance compensation function, and the characteristics of the secondary model based on the poles in which the control device 12, the motor and its load system 11 are arranged as a whole are arranged. To have Here, this pole arrangement system is disclosed in JP-A-6-270079,
The Japan Society of Precision Engineering, Technical Committee on Ultra-Precision Positioning, Preprints, "Robust Decoupling Control of Articulated Robots" 1996
It has been known since February. When a position command indicating the trajectory at that time is input to the control device 12, the robot moves to the actual position, and the response characteristic becomes the characteristic of the secondary model. The secondary filter 13 includes a position control system 1 whose transfer function is composed of the control device 12, the motor, and the load system 11.
4 transfer function m1 · m2 / {(s + m1) (s + m
2) Same transfer function m1 · m2 / {(s + m1) (s) as}
+ M2)}, and is a position control model unit including a secondary filter that models the position control system 14 so as to have the characteristics of the secondary model. The same position command as that of the control device 12 is input to the secondary filter 13.
【0011】従って、正常動作時は、電動機及びその負
荷系11の実位置を示す位置信号、例えば上記センサか
らの回転角度データより得た位置信号と、2次フィルタ
13から出力される位置信号とはほぼ同じになる。これ
らの位置信号は比較器15により比較されてその差が求
められ、この差の絶対値が絶対値変換部16により求め
られる。Therefore, during normal operation, a position signal indicating the actual position of the motor and its load system 11, for example, a position signal obtained from the rotation angle data from the sensor and a position signal output from the secondary filter 13 Are almost the same. These position signals are compared by the comparator 15 to determine the difference between them, and the absolute value of the difference is calculated by the absolute value converter 16.
【0012】この絶対値変換部16により求められた絶
対値は減算器17にてメモリなどに設定された固定閾値
より減算され、この減算器17の出力信号は電動機及び
その負荷系11の位置が位置指令の軌道に対して逸脱し
た場合には負極性となって異常信号として非常停止装置
18へ出力される。非常停止装置18は減算器17から
の異常信号(負極性の出力信号)によりロポットの動作
を停止させる。The absolute value obtained by the absolute value conversion section 16 is subtracted from a fixed threshold value set in a memory or the like by a subtractor 17, and the output signal of the subtracter 17 indicates the position of the electric motor and its load system 11 If it deviates from the trajectory of the position command, it becomes negative polarity and is output to the emergency stop device 18 as an abnormal signal. The emergency stop device 18 stops the operation of the robot in response to an abnormal signal (a negative output signal) from the subtractor 17.
【0013】ここに、位置制御系14が極配置系で構成
されて位置制御系14全体が2次モデルで表されるの
で、その正常動作時の特性は2次フィルタ13の特性に
非常に精度良く一致する。このため、固定閾値を小さく
しても、位置指令の軌道に対する逸脱の誤検出は起こら
ず、本当の位置指令軌道に対する逸脱による異常動作の
みを瞬時に検出することができる。Here, since the position control system 14 is constituted by a pole arrangement system and the entire position control system 14 is represented by a secondary model, the characteristics during normal operation are very accurate to the characteristics of the secondary filter 13. Good agreement. Therefore, even if the fixed threshold value is reduced, erroneous detection of deviation of the position command from the trajectory does not occur, and only abnormal operation due to deviation from the true position command trajectory can be instantaneously detected.
【0014】図2及び図3は制御装置12の構成を示
す。ロボットのアーム19はサーボモータからなる電動
機20により駆動される。制御装置12は、電流指令を
デジタル値からアナログ値に変換するD/A変換器(D
/AC)21と、このD/AC21からの電流指令によ
り電動機20を駆動するドライバ22と、電動機20の
回転角度データを検出してパルス信号を電動機20の所
定角度回転毎に発生するセンサとしてのエンコーダ23
と、ロボットの各種検知を行うセンサ24と、マイクロ
プロセッサシステムからなる位置制御部25と、エンコ
ーダ23からのパルス信号を電動機20の1回転毎にカ
ウントするカウンタ26と、ロボットの断線、過電流、
電動機20の過負荷、温度異常などのエラーを検出する
エラー検出部27と、上述した比較器15と、絶対値変
換部16と、減算器17と、非常停止装置18とを有す
る。FIG. 2 and FIG. 3 show the configuration of the control device 12. The arm 19 of the robot is driven by an electric motor 20 composed of a servomotor. The control device 12 converts a current command from a digital value to an analog value by a D / A converter (D / A converter).
/ AC) 21, a driver 22 for driving the electric motor 20 according to a current command from the D / AC 21, and a sensor for detecting rotation angle data of the electric motor 20 and generating a pulse signal every predetermined rotation of the electric motor 20. Encoder 23
A sensor 24 for performing various types of detection of the robot, a position control unit 25 including a microprocessor system, a counter 26 for counting a pulse signal from the encoder 23 for each rotation of the electric motor 20, a disconnection of the robot, overcurrent,
An error detection unit 27 that detects an error such as an overload of the electric motor 20 or an abnormal temperature, the comparator 15, the absolute value conversion unit 16, the subtractor 17, and the emergency stop device 18 are provided.
【0015】マイクロプロセッサシステム25は、マイ
クロプロセッサ(MPU)28と、ROM29,RAM
30,フラッシュメモリ31,シェアードメモリ32か
らなるメモリと、DI/DOポート33と、SCIポー
ト34とを有る。このマイクロプロセッサシステム25
は、機能的には、位置制御を行う外乱補償機能を持つ極
配置制御機35と、フィードフォワード制御器36と、
リミッタ38と、位置検出器41とを有する。また、極
配置制御機35は、比例器37と、第1の制御フィルタ
39と、第2の制御フィルタ40と、加算機42とを有
する。The microprocessor system 25 includes a microprocessor (MPU) 28, a ROM 29, and a RAM.
30, a flash memory 31, a shared memory 32, a DI / DO port 33, and an SCI port 34. This microprocessor system 25
Functionally, a pole arrangement controller 35 having a disturbance compensation function for performing position control, a feedforward controller 36,
It has a limiter 38 and a position detector 41. The pole arrangement controller 35 has a proportional unit 37, a first control filter 39, a second control filter 40, and an adder 42.
【0016】MPU28は、ROM29に格納されてい
るプログラムやデータに基づいて動作し、メモリ30〜
32を使いながら位置指令及びカウンタ26のカウント
値に基づいて電流指令を決定してD/AC21へ出力す
ることにより電動機20を制御してアーム19を制御し
たり、センサ24からの情報をDI/DOポート33よ
り取り込んでロボットの動作状態の監視を行ったり、エ
ラ検出部27からのエラー検出信号をDI/DOポート
33より取り込んでロボットの断線、過電流、電動機2
0の過負荷、温度異常などのエラー発生時に非常停止装
置18によりロボットの動作を停止させたり、SCIポ
ート34を介して外部機器としてのパーソナルコンピュ
ータ(PC)からなるホストコンピュータ43と情報を
授受したりする。シェアードメモリ32はPC43によ
っても情報の読み書きが行われる。The MPU 28 operates based on programs and data stored in a ROM 29, and
32, the current command is determined based on the position command and the count value of the counter 26 and output to the D / AC 21 to control the electric motor 20 to control the arm 19, and to transmit information from the sensor 24 to DI / The operation status of the robot is monitored by taking it in from the DO port 33, and the error detection signal from the error detection unit 27 is taken in by the DI / DO port 33 to disconnect the robot, overcurrent, and the motor 2
When an error such as an overload of 0 or abnormal temperature occurs, the operation of the robot is stopped by the emergency stop device 18, and information is exchanged with a host computer 43 including a personal computer (PC) as an external device via the SCI port 34. Or Information is read from and written to the shared memory 32 by the PC 43.
【0017】アーム19は電動機20により駆動されて
旋回し、エンコーダ23が電動機20の回転角度データ
を検出して電動機20の所定角度回転毎にパルス信号を
発生する。カウンタ26は電動機20の1回転毎にエン
コーダ23からのパルス信号をカウントし、位置検出器
41がカウンタ26のカウント値から電動機20の回転
位置を検出する。極配置制御器35は、位置指令に比例
器37をかけた信号と、フィードフォワード制御器36
からのフィードフォワード信号と、極配置制御器35か
らの信号を入力とする第1の制御フィルタ39の出力信
号と、位置検出器41の出力信号を入力とする第2の制
御フィルタ40の出力信号とを加算器42によって加算
して、電流指令を求める。The arm 19 is rotated by being driven by the electric motor 20, and the encoder 23 detects the rotation angle data of the electric motor 20, and generates a pulse signal every time the electric motor 20 rotates by a predetermined angle. The counter 26 counts a pulse signal from the encoder 23 for each rotation of the motor 20, and the position detector 41 detects the rotation position of the motor 20 from the count value of the counter 26. The pole arrangement controller 35 includes a signal obtained by multiplying the position command by the proportional unit 37 and a feedforward controller 36.
, The output signal of the first control filter 39 to which the signal from the pole arrangement controller 35 is input, and the output signal of the second control filter 40 to which the output signal of the position detector 41 is input Are added by the adder 42 to obtain a current command.
【0018】この極配置制御器35からの電流指令はリ
ミッタ38により制限されてD/AC21によりアナロ
グ値に変換され、ドライバ22はD/AC21からの電
流指令により電動機20を駆動する。この位置制御部2
5は、上述のように閉ループ部分が極配置系により構成
され、制御装置12と電動機及びその負荷系11の全体
が配置した極に基づく2次モデルの特性を持つようにな
る。なお、比較器15に位置制御系14と2次フィルタ
13とから入力される位置信号(角度信号を含む)は、
位置制御系14と2次フィルタ13との対応する箇所の
位置信号であればよく、位置制御系14における位置検
出器41からの位置信号とこれとほぼ同じになる2次フ
ィルタ13からの位置信号などでもよい。The current command from the pole arrangement controller 35 is limited by the limiter 38 and converted into an analog value by the D / AC 21, and the driver 22 drives the electric motor 20 according to the current command from the D / AC 21. This position control unit 2
5 has a characteristic of a secondary model based on the poles in which the closed loop portion is constituted by the pole arrangement system as described above, and the control device 12, the electric motor, and the load system 11 as a whole are arranged. The position signal (including the angle signal) input from the position control system 14 and the secondary filter 13 to the comparator 15 is
The position signal from the position detector 41 in the position control system 14 may be the same as the position signal from the position detector 41 in the position control system 14 and the position signal from the secondary filter 13. And so on.
【0019】この実施形態では、位置制御部の閉ループ
部分を極配置系により構成したので、正常動作時の誤検
出を少なくしつつ異常検出用の閾値を小さくする(検出
精度を上げる)ことができる。また、その時点時点での
ダイナミックな動作に応じた位置指令の軌道に対する逸
脱を瞬時に検出することができ、ロボットの異常動作
(暴走)を早期に発見して止めることができ、異常動作
による被害を最小限にくい止めることができる。さら
に、比較器15、絶対値変換部16、減算器17及び2
次フィルタ13はマイクロプロセッサシステム25のソ
フトウェア追加で実現され、しかも、2次フィルタ13
の次数も“2”と小さいため、非常に簡単かつ低コスト
で実現できる等、実用性が高い。In this embodiment, since the closed loop portion of the position control section is constituted by a pole arrangement system, the threshold value for abnormality detection can be reduced (detection accuracy can be increased) while erroneous detection during normal operation is reduced. . In addition, the deviation of the position command from the trajectory according to the dynamic operation at that time can be detected instantaneously, and the abnormal operation (runaway) of the robot can be detected and stopped early, and the damage due to the abnormal operation can be detected. Can be kept to a minimum. Further, a comparator 15, an absolute value converter 16, subtractors 17 and 2
The secondary filter 13 is realized by adding software to the microprocessor system 25, and the secondary filter 13
Is also as small as "2", so that it can be realized very easily and at low cost, and has high practicality.
【0020】このように、この実施形態は、請求項1に
係る発明の一実施形態であって、ロボットを動作させる
ための電動機20と、この電動機20の回転角度データ
を検出するセンサとしてのエンコーダ23を有し位置指
令と上記センサ23からの回転角度データとを基に位置
制御量を決定する位置制御部25とを具備し、この位置
制御部25からの制御量によって上記電動機20の位置
制御を行うようにしたロボットの異常検出装置におい
て、上記位置制御部25をモデル化してなり上記位置指
令が入力される位置制御モデル部としての2次フィルタ
13と、この位置制御モデル部13からの出力信号と上
記電動機20の実際の位置を示す位置信号とを比較し、
その差が所定値以上の時にロボットの異常として検出す
る2次ファルタ13、比較器15、絶対値変換部16及
び減算器17からなる異常検出手段とを備えたので、ロ
ボットのその時点時点でのタイナミックな動作に応じた
位置指令の軌道に対する逸脱を瞬時に検出することがで
き、正常動作時の誤検出も少なくて現実的で高性能であ
る。As described above, this embodiment is an embodiment of the first aspect of the present invention, in which an electric motor 20 for operating a robot and an encoder as a sensor for detecting rotation angle data of the electric motor 20 are provided. And a position control unit 25 for determining a position control amount based on the position command and the rotation angle data from the sensor 23. The position control of the electric motor 20 is controlled by the control amount from the position control unit 25. In the robot abnormality detection device, the position control unit 25 is modeled and a secondary filter 13 as a position control model unit to which the position command is input, and an output from the position control model unit 13 Comparing the signal with a position signal indicating the actual position of the motor 20,
When the difference is equal to or greater than a predetermined value, the secondary filter 13 detects the abnormality of the robot, the comparator 15, the absolute value converter 16, and the subtractor 17 are provided. The deviation of the position command from the trajectory according to the dynamic operation can be instantaneously detected, and the erroneous detection during the normal operation is small, and it is realistic and has high performance.
【0021】また、この実施形態は、請求項2に係る発
明の一実施形態であって、請求項1記載のロボットの異
常検出装置において、上記位置制御部25は閉ループを
有する位置サーボ系であって外乱補償機能を含んだ極配
置系により構成し、上記位置制御モデル部13を上記位
置制御部の2次モデルとして構成したので、位置指令の
軌道に対する逸脱を瞬時に検出することができ、正常動
作時の誤検出も少なくて現実的で高性能である。This embodiment is an embodiment of the second aspect of the present invention. In the abnormality detecting device for a robot according to the first aspect, the position control section 25 is a position servo system having a closed loop. And the position control model unit 13 is configured as a secondary model of the position control unit, so that the deviation of the position command from the trajectory can be detected instantaneously, It is practical and high performance with few false detections during operation.
【0022】なお、位置制御部25は、例えば特開平6
ー270079号公報記載のものと同様に多関節ロボッ
トにおいて外乱補償、非干渉化と各軸毎の希望モデル
(伝達関数)への極配置という3つの機能を持たせた構
成とし、位置指令から、エンコーダ23より得られる回
転角度データに至る伝達関数行列が干渉要素のない希望
伝達関数行列となるように予め定めたパラメータを用い
て位置指令よりD/Ac21への出力信号(制御量)を
算出するようにしてもよい。The position control unit 25 is, for example, disclosed in
In the articulated robot, three functions of disturbance compensation, decoupling, and pole assignment to a desired model (transfer function) for each axis are provided in the same manner as that described in JP-A-270079. An output signal (control amount) to the D / Ac 21 is calculated from a position command using a predetermined parameter so that a transfer function matrix leading to rotation angle data obtained from the encoder 23 becomes a desired transfer function matrix having no interference element. You may do so.
【0023】この場合も、位置制御系14は2次モデル
になるので、2次ファルタ13を使用することになる。
また、2次ファルタ13、比較器15、絶対値変換部1
6及び減算器17は、位置指令の軌道に対する逸脱だけ
でなく、意図的な衝突を起こさせるような場合の早期衝
突検出にも利用することができる。Also in this case, since the position control system 14 is a secondary model, the secondary filter 13 is used.
Also, the secondary filter 13, the comparator 15, the absolute value converter 1
The 6 and the subtracter 17 can be used not only for deviation from the trajectory of the position command, but also for early collision detection in a case where intentional collision occurs.
【0024】[0024]
【発明の効果】以上のように請求項1に係る発明によれ
ば、ロボットを動作させるための電動機と、この電動機
の回転角度データを検出するセンサを有し位置指令と上
記センサからの回転角度データとを基に位置制御量を決
定する位置制御部とを具備し、この位置制御部からの制
御量によって上記電動機の位置制御を行うようにしたロ
ボットの異常検出装置において、上記電動機及びその負
荷と上記位置制御部との全体をモデル化してなり上記位
置指令が入力される位置制御モデル部と、この位置制御
モデル部からの出力信号と上記電動機の実際の位置を示
す位置信号とを比較し、その差が所定値以上の時にロボ
ットの異常として検出する異常検出手段とを備えたの
で、位置指令の軌道に対する逸脱を瞬時に検出すること
ができ、正常動作時の誤検出も少なくて現実的で高性能
である。As described above, according to the first aspect of the present invention, there is provided a motor for operating a robot, a sensor for detecting rotation angle data of the motor, a position command and a rotation angle from the sensor. A position control unit for determining a position control amount based on the data and a position control unit for controlling the position of the motor based on the control amount from the position control unit. And a position control model unit in which the entire position control unit is modeled and the position command is input, and an output signal from the position control model unit is compared with a position signal indicating an actual position of the electric motor. And an abnormality detecting means for detecting an abnormality of the robot when the difference is equal to or more than a predetermined value. At least false positives is a realistic and high-performance.
【0025】請求項2に係る発明によれば、請求項1記
載のロボットの異常検出装置において、上記位置制御部
は閉ループを有する位置サーボ系であって外乱補償機能
を含んだ極配置系により構成し、上記位置制御モデル部
を上記電動機及びその負荷と上記位置制御部との全体を
2次モデルとして構成したので、位置指令の軌道に対す
る逸脱を瞬時に検出することができ、正常動作時の誤検
出も少なくて現実的で高性能である。According to a second aspect of the present invention, in the abnormality detecting device for a robot according to the first aspect, the position control unit is a position servo system having a closed loop and configured by a pole arrangement system having a disturbance compensation function. Since the position control model unit is configured as a secondary model of the motor and its load and the position control unit as a whole, a deviation of the position command from the trajectory can be detected instantaneously, and an error during normal operation can be detected. Realistic and high performance with little detection.
【図1】本発明の一実施形態を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention.
【図2】同実施形態における制御装置の構成を示すブロ
ック図である。FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of a control device according to the embodiment.
【図3】同実施形態における制御装置の機能的構成を示
すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram showing a functional configuration of a control device according to the embodiment.
11 電動機・負荷系 12 制御装置 13 2次フィルタ 14 位置制御系 15 比較器 16 絶対値変換部 17 減算器 18 非常停止装置 20 電動機 23 エンコーダ 25 位置制御部 REFERENCE SIGNS LIST 11 motor / load system 12 control device 13 secondary filter 14 position control system 15 comparator 16 absolute value conversion unit 17 subtractor 18 emergency stop device 20 motor 23 encoder 25 position control unit
Claims (2)
の電動機の回転角度データを検出するセンサを有し位置
指令と上記センサからの回転角度データとを基に位置制
御量を決定する位置制御部とを具備し、この位置制御部
からの制御量によって上記電動機の位置制御を行うよう
にしたロボットの異常検出装置において、上記電動機及
びその負荷と上記位置制御部との全体をモデル化してな
り上記位置指令が入力される位置制御モデル部と、この
位置制御モデル部からの出力信号と上記電動機の実際の
位置を示す位置信号とを比較し、その差が所定値以上の
時にロボットの異常として検出する異常検出手段とを備
えたことを特徴とするロボットの異常検出装置。An electric motor for operating a robot, and a position control unit having a sensor for detecting rotation angle data of the electric motor and determining a position control amount based on a position command and the rotation angle data from the sensor. In the robot abnormality detection device, wherein the position of the electric motor is controlled by the control amount from the position control unit, the motor and its load and the position control unit are modeled as a whole. A position control model unit to which a position command is input is compared with an output signal from the position control model unit and a position signal indicating the actual position of the electric motor. An abnormality detection device for a robot, comprising:
おいて、上記位置制御部は閉ループを有する位置サーボ
系であって外乱補償機能を含んだ極配置系により構成
し、上記位置制御モデル部を上記電動機及びその負荷と
上記位置制御部との全体を2次モデルとして構成したこ
とを特徴とするロボットの異常検出装置。2. The robot abnormality detecting device according to claim 1, wherein the position control unit is a position servo system having a closed loop and configured by a pole arrangement system including a disturbance compensation function, and the position control model unit is provided. An abnormality detection device for a robot, wherein the entirety of the motor, its load, and the position control unit are configured as a secondary model.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12240297A JPH10315173A (en) | 1997-05-13 | 1997-05-13 | Abnormality detector for robot |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12240297A JPH10315173A (en) | 1997-05-13 | 1997-05-13 | Abnormality detector for robot |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10315173A true JPH10315173A (en) | 1998-12-02 |
Family
ID=14834914
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP12240297A Pending JPH10315173A (en) | 1997-05-13 | 1997-05-13 | Abnormality detector for robot |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH10315173A (en) |
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- 1997-05-13 JP JP12240297A patent/JPH10315173A/en active Pending
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