JPS59115195A - Method and device for holding attitude of stoppage of robot - Google Patents

Method and device for holding attitude of stoppage of robot

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Publication number
JPS59115195A
JPS59115195A JP22338482A JP22338482A JPS59115195A JP S59115195 A JPS59115195 A JP S59115195A JP 22338482 A JP22338482 A JP 22338482A JP 22338482 A JP22338482 A JP 22338482A JP S59115195 A JPS59115195 A JP S59115195A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
motor
control computer
unit
brake
robot
Prior art date
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Pending
Application number
JP22338482A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
加藤 由人
秀一 砂原
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.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP22338482A priority Critical patent/JPS59115195A/en
Publication of JPS59115195A publication Critical patent/JPS59115195A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はロボットの停止姿勢を一定に保持する方法、特
に作業終了後のロボットの待機姿勢を一定に保持する開
側)方法および装置の改良に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method for maintaining a constant stopping posture of a robot, and more particularly to improvements in a method and device for maintaining a constant standby posture of a robot after work is completed.

従来、ロボットの停止姿勢を一定に保持するには、サー
ボモータを駆動して各駆動軸(関節)を固定する、いわ
ゆるサーボロック方式が採られていた。しかるに、一般
にロボットが高度な制御のもとに正確な動作を実行して
いる時間は実際のライン稼動時間の30〜50饅であシ
、残シの時間は作業を行わない待機時間となっている。
Conventionally, in order to maintain a constant stopping posture of a robot, a so-called servo lock method has been adopted in which each drive shaft (joint) is fixed by driving a servo motor. However, in general, the time during which robots perform accurate operations under advanced control is 30 to 50 hours of the actual line operating time, and the remaining time is spent waiting and not performing any work. There is.

そしてこの待機状態を前gピサーボロック方式で維持す
るには、当然のことながら実稼動に必要な能力以上のモ
ータを採用しなければならず、実際にはこの待機状態の
維持にモータの消費エネルギーの大半を占めるのが現状
である。
In order to maintain this standby state using the pre-g pi servo lock method, it is of course necessary to use a motor with a capacity higher than that required for actual operation, and in reality, the energy consumption of the motor is required to maintain this standby state. The current situation is that it accounts for the majority.

また、例えばロボットの手首等は待機中、多少動いても
危険が少ないものであり、が\る部分の姿勢維持にも通
常のサーボロック方式を採シ入れることは省エネルギー
の見地から問題のあるところとなっている。
In addition, for example, a robot's wrist is not dangerous even if it moves a little while it is on standby, so it is problematic from an energy saving perspective to use the normal servo lock method to maintain the posture of the robot's wrist. It becomes.

さらに、このように高能力のモータを必要とすることに
よシ、その分機械構造は大型かつ高価なものにならざる
を得す、かつサーボロック方式との関係で、安全性の面
でも問題の多いところとなっている。
Furthermore, by requiring such a high-capacity motor, the mechanical structure must be larger and more expensive, and there are also safety issues due to the servo lock system. It is a place where there are many.

本発明は上記従来技術の問題点に鑑み、モータの小型化
を通じて機械構造の軽量化、低価格化を可能にすると共
に、省エネルギー、安全性を向上することができるロボ
ットの停止姿勢保持方法およびその装置を提供すること
を目的とする。
In view of the above-mentioned problems of the prior art, the present invention provides a method for holding a stopped posture of a robot, which makes it possible to reduce the weight and cost of the mechanical structure through miniaturization of the motor, as well as improve energy saving and safety. The purpose is to provide equipment.

このため、ブレーキを有する駆動軸(関節)と有しない
関節を捨金して設け、ロボットが同一姿勢を長時間保持
する必要があるとき、待機命令を出してブレーキを有す
る関節はブレーキを作動させて固定し、後モータの動力
供給を停止し、ブレーキの鳴しない関節は低トルクのサ
ーボロックを作動させて固定するようにした停止姿勢保
持方法およびその装置を実現した。
For this reason, drive shafts (joints) that have brakes and joints that do not have to be installed, and when the robot needs to maintain the same posture for a long time, a standby command is issued and the joints that have brakes activate the brakes. The present invention has realized a method and device for maintaining a stopped posture in which the brake is fixed by stopping power supply to the rear motor and activating a low-torque servo lock for joints where the brake does not make noise.

以下、本発明の実施例を添付図面にもとづいて説明する
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

添付図面は本発明にか\るロボットの停止姿勢保持方法
を実行するシステム構成例を示すブロック図であ60同
図において、1はシステム制御用コンピュータ、2はブ
レーキを有する関節の1つに対応する第1の単軸制御ユ
ニット、3は前記第1の単軸制御ユニット2と同じ轡能
を有し、必賛関節数に応じて増減する単軸制濁ユニット
、4はブレーキを有しない関節の1つに対応する第2の
単軸制御ユニット、5は前記第2の単軸ユニット4と同
じ機能を有し、必賛関節数に応じて増減する単軸制御ユ
ニット、6はモータ駆動用電源である。
The attached drawing is a block diagram showing an example of a system configuration for carrying out the method for maintaining a stopped posture of a robot according to the present invention. In the figure, 1 corresponds to a system control computer, and 2 corresponds to one of the joints having a brake. 3 is a single axis control unit that has the same performance as the first single axis control unit 2 and increases or decreases depending on the number of joints to be supported; 4 is a joint that does not have a brake; 5 is a single-axis control unit that has the same function as the second single-axis unit 4 and increases or decreases depending on the number of required joints; 6 is a motor drive unit; It is a power source.

第1の単軸制御ユニッ)2には、第1の位置制御用コン
ピュータ7と、アナログサーボ8と、モータドライブユ
ニット9と、位置検出用センサと回転停止用ブレーキを
内蔵する第1のモータユニット10と、位置検出処理回
路11とが閉ループを形成するごとく設けられている他
、モータドライブユニット9に接続し、かつシステム制
御用コンピュータ1とモータ駆動用電源6に接続するモ
ータ駆動用電源開閉ユニッ)12が設けられ、またモー
タユニツ) 10 VC接続し、かつシステム制御用コ
ンピュータ1に接続するブレーキ制御ユニット13が設
けられている。
The first single-axis control unit 2 includes a first position control computer 7, an analog servo 8, a motor drive unit 9, and a first motor unit 10 that includes a position detection sensor and a rotation stop brake. and a position detection processing circuit 11 are provided so as to form a closed loop, and a motor drive power supply opening/closing unit (12) connected to the motor drive unit 9 and also connected to the system control computer 1 and the motor drive power supply 6. A brake control unit 13 is also provided which is connected to the motor unit 10 (VC) and to the system control computer 1.

一方、第2の単軸制御ユニット4には、第2の位置制御
用コンピュータ14と、アナログサーボ8と、モータド
ライブユニット9と、位置検出用センサを内蔵する第2
のモータユニット15と1位置検出処理回路11とが前
記同様に閉ループを形成するごとく設けられている他、
第2のモータユニット15とアナログサーボ8の出力側
との間にはモータ電流検出器16とモータ電流制限器1
7が介装されている。さらに、モータドライブユニット
9はモータ駆動用電源6と接続し、またモータ電流制限
器17は第2の位置制御用コンピュータ14と接続して
いる。
On the other hand, the second single-axis control unit 4 includes a second position control computer 14, an analog servo 8, a motor drive unit 9, and a second position detection sensor.
The motor unit 15 and the 1-position detection processing circuit 11 are provided to form a closed loop in the same manner as described above, and
A motor current detector 16 and a motor current limiter 1 are connected between the second motor unit 15 and the output side of the analog servo 8.
7 is interposed. Further, the motor drive unit 9 is connected to the motor drive power source 6, and the motor current limiter 17 is connected to the second position control computer 14.

なお、この第2の単軸制御ユニット4は主として手首等
、姿勢保持に比較的正確さを要求されない関節に用いら
れる。
Note that this second single-axis control unit 4 is mainly used for joints such as the wrist that do not require relatively high accuracy in posture maintenance.

か\る構成によシ、いま通常作業中、ロボットを一時的
に停止させるには、システム制御用コンピュータ1から
姿勢を保持するために必要な指令値を第1と第2の単軸
制御ユニット2と4に指示し、第1の単軸制御ユニット
2内では第1の位置制御用コンピュータ7がその指令を
保てるように、自らを含めアナログサーボ8と、モータ
ドライブユニット9と、第1のモータユニット10と、
位置検出処理回路11との閉ループをつくシ、また第2
の単軸制御ユニット4内では第2の位置制御用コンピュ
ータ14が、自らを含めアナログサーボ8と、モータド
ライブユニット9と、第2のモータユニット15と、位
置検出制御回路11との閉ループをつくる。
Depending on the configuration, in order to temporarily stop the robot during normal work, the system control computer 1 sends command values necessary to maintain the robot's posture to the first and second single-axis control units. 2 and 4, and in the first single-axis control unit 2, the first position control computer 7 controls the analog servo 8, the motor drive unit 9, and the first motor, including itself, so that the first position control computer 7 can maintain the commands. Unit 10 and
A closed loop with the position detection processing circuit 11 is established, and a second
In the single-axis control unit 4, the second position control computer 14 creates a closed loop including itself, the analog servo 8, the motor drive unit 9, the second motor unit 15, and the position detection control circuit 11.

これによシ、第1と第2のモータユニット13と15は
常時微稠整され、いわゆるサーボロックが働いて、それ
ぞれ対応する関節が一定姿勢に保持されることとなる。
As a result, the first and second motor units 13 and 15 are finely adjusted at all times, and a so-called servo lock is activated to maintain the corresponding joints in a constant posture.

そして他の単軸制御ユニット3,5についても前記同様
の動作制御を行うことにょシ、ロボット全体の停止姿勢
が保持される。
The other single-axis control units 3 and 5 are also controlled in the same manner as described above, so that the stopped posture of the entire robot is maintained.

次に、作業終了後、待機状態に入った場合には、′待機
開始”という命令をシステム制御用コンピュータ1がら
第1と第2の単軸制御ユニット2と4に指示する。この
指令にょシ第1の単軸制御ユニット2では、先ずブレー
キ制御ユニット13が動作!7て第1のモータユニット
l。
Next, when the work is completed and the system enters a standby state, the system control computer 1 instructs the first and second single-axis control units 2 and 4 to ``start standby''. In the first single-axis control unit 2, first the brake control unit 13 operates!7 and then the first motor unit l.

内のブレーキが作動し、関節が固定される。続いてモー
タ躯動用゛岨源開閉ユニット12が動作してモータドラ
イブユニット9への電流供給が断たれてサーボロックが
解除される。同様の動作制御は他の単軸制御ユニット3
についても行われ、か\る一連の動作制御にょシ、ブレ
ーキを有する関節は機械的に一定姿勢に保持される第1
の位置制御用コンピュータ7と、第2のモータユニット
10と、位置検出処理回路11との位置検出は通常の動
作状態と同じ機能を保持する。しかして、この状態での
各関節の位置はシステム制御用コンピュータ1の指令し
た値と若干異るので、第1のモータユニツ)10のブレ
ーキが作動したときの位置を第1の位置制御用コンピュ
ータ7を介してシステム制御用コンピュータ1にフィー
ドバックし、全体の位置情報を削正する。
The internal brake is activated and the joint is fixed. Subsequently, the motor rotation source opening/closing unit 12 operates to cut off the current supply to the motor drive unit 9 and release the servo lock. Similar motion control is possible with other single-axis control unit 3.
The joints with brakes are mechanically held in a constant position during a series of motion controls.
The position detection of the position control computer 7, the second motor unit 10, and the position detection processing circuit 11 maintains the same function as in the normal operating state. Since the position of each joint in this state is slightly different from the value commanded by the system control computer 1, the position when the brake of the first motor unit 10 is activated is determined by the first position control computer 7. The information is fed back to the system control computer 1 via the system control computer 1, and the overall position information is corrected.

一方、1i」じく“待機開始”命令を受けた第2の制御
ユニット4では、第2の位置制御用コンピュータ14が
モータ電流制限器17に制御命令を出し、これと同時に
サーボ偏差許容値を書きかえて大きくする。これは、第
2の位置制御用コンピュータ14には予め関節の移動を
規制するサーボ偏差許容値が設定されておシ、通常作業
であれば位置検出処理回路11の情報にもとづいて計算
し、位!誤差が@1」配設定値を越えたとき異常と判m
rするので、それを回避するため行うのである。モータ
電流制限器17は第2のモータユニット15に一定値以
上の電流がMすれないように低電流に規制すlので、こ
れには常時モータ14Lff、検出器16からの情報が
入力されている。しかしてMIJ記電流制限が作動した
場合は、位置ループケインを小さくして外力によシ姿勢
が変わってもゆつくシ応答するようにしている。
On the other hand, in the second control unit 4 which has received the "standby start" command, the second position control computer 14 issues a control command to the motor current limiter 17, and at the same time sets the servo deviation tolerance value. Rewrite it and make it bigger. This is because the second position control computer 14 is preset with a servo deviation tolerance value that regulates the movement of the joints, and during normal work, the position is calculated based on the information from the position detection processing circuit 11. ! When the error exceeds the @1” distribution setting value, it is judged as abnormal.
This is done in order to avoid this. The motor current limiter 17 regulates the current to a low level so that the current exceeding a certain value does not pass through the second motor unit 15, so information from the motor 14Lff and the detector 16 is constantly input to this. . However, when the MIJ current limit is activated, the position loop cane is made small so that it responds slowly even if the posture of the vehicle changes due to an external force.

、上記と同様の動作制御は、他の単軸制御回路5につい
ても行われ、か\る一連の1ilJIlによシ、ブレー
キをMしない関節は低トルクのサーボロックで一定姿勢
に保持されることとなる。
, the same operation control as above is performed for the other single axis control circuits 5, and through a series of 1ilJIl, the joints that are not braked are held in a constant posture by a low torque servo lock. becomes.

なお、モータ電流制限器17の機能としては、例えば停
止姿勢になったときの必快トルクをサンプリングし、こ
の値以上にならないようにするか、または停止時のトル
クを零にし、ある時間後バランスした姿勢が保たれるよ
うにトルクを一定の値にするようにしてもよい。
The function of the motor current limiter 17 is, for example, to sample the required torque when the motor is in a stopped position and to prevent it from exceeding this value, or to reduce the torque to zero when the motor is stopped, and then restore the balance after a certain period of time. The torque may be set to a constant value so that the posture is maintained.

次に、“待機解除”の命令を受け、通常の動作に戻る場
合には、第1.第2の単軸制御ユニット2,4共、前記
と逆の動作を笑行する。すなわち1、第1の単軸制御ユ
ニット2ではシステトライブユニット9に電流を供給で
きるように動作し、続いてシステム制御用コンピュータ
1からの指令にもとういてブレーキ制御ユニット13が
動作して第1のモータユニットloのブレーキを解除し
、一方、第2の単軸制御ユニット4では、第2の位置制
御用コンピュータ14からの指令にもとづいてモータ電
流制限器17がその動作を停止し、続いて“待機開始”
命令を受けたときの位置へ関節を戻す動作が行われる。
Next, when receiving a "wait cancellation" command and returning to normal operation, the first step is to return to normal operation. Both the second single-axis control units 2 and 4 perform operations in reverse to the above. In other words, 1. The first single-axis control unit 2 operates to supply current to the system drive unit 9, and then the brake control unit 13 operates in response to a command from the system control computer 1 to On the other hand, in the second single-axis control unit 4, the motor current limiter 17 stops its operation based on a command from the second position control computer 14, and then “Start waiting”
An action is performed to return the joint to the position it was in when the command was received.

か\る一連の動作制御によシ、各関節は通常状態に復帰
し、以降はシステム制御用コンビエータ1の指令にもと
づいて通常作業に関連した動作制御を行う。
Through this series of motion controls, each joint returns to its normal state, and thereafter motions related to normal work are controlled based on commands from the system control combiator 1.

以上、詳細に説明したように、本発明にかかるロボット
の停止姿勢保持方法はブレーキを有する関節と有しない
関節を複合して設け、これら2種類の関節が同時に異る
動作勿実行してθ[定の停止姿勢を保持できるようにし
たもので、ブレーキを有する関節は機械的に固定され、
かつブレーキを有しない関節は低トルク(低電流)のサ
ーボロックで固定されることとなり、これによシモータ
の負荷が軽減され、結果として小型モータの採用が可能
になった。しかして、かかる小型モータの採用は省エネ
ルギーに著しく寄与することはもちろん、機械構造を可
及的に小型かつ安価に構成できる効果を奏し、またブレ
ーキおよび低トルクのサーボロックによる停止状態は、
ロボットの異常動作を未然に防止し得て、安全性の面で
も茗しく貢献するところとなった。
As described above in detail, the method for maintaining a stopped posture of a robot according to the present invention combines joints with and without brakes, and allows these two types of joints to simultaneously perform different movements such as θ[ The joints with brakes are mechanically fixed, allowing the robot to maintain a fixed stopping position.
In addition, joints that do not have brakes are fixed with low torque (low current) servo locks, which reduces the load on the motor, making it possible to use smaller motors. Therefore, the adoption of such a small motor not only significantly contributes to energy saving, but also has the effect of making the mechanical structure as small and inexpensive as possible, and the stopped state due to the brake and low torque servo lock is
This has made it possible to prevent abnormal movements of the robot, making a significant contribution to safety.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

図面は本発明にかかるロボットの停止姿勢保持方法を実
行するシステム構成例を示すブロック図である。 1・・・・・・・・・ システムIII Ill 用コ
ンピュータ2・・・・・・・・・第1の単軸制御ユニッ
ト4・・・・・・・・・第2の単軸制御ユニット9・・
・・・・・・・モータドライブユニット10・・・・・
・第1のモータユニット12・・・・・・モータ駆動用
電源開閉ユニット13・・・・・・ ブレーキ制御ユニ
ット14・・・・・・位置制御用コンピュータ15・・
・・・・第2のモータユニット17・・・・・・モータ
電流制限器 (ほか1名)
The drawing is a block diagram showing an example of a system configuration for carrying out the method for maintaining a stopped posture of a robot according to the present invention. 1......System III Ill computer 2...First single-axis control unit 4...Second single-axis control unit 9・・・
...Motor drive unit 10...
- First motor unit 12...Motor drive power supply opening/closing unit 13...Brake control unit 14...Position control computer 15...
...Second motor unit 17...Motor current limiter (1 other person)

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)待機開始命令を送シ、ブレーキを作動させてブレ
ーキを禍する駆動軸を固定すると共に、低トルクのサー
ボロックを作動させてブレーキを有しない駆動軸を固定
し、後ブレーキを肩する駆動軸の駆動源への電流の供給
を断つことを特徴とするロボットの停止姿勢保持方法。
(1) Sends a standby start command, activates the brake and fixes the drive shaft that will damage the brake, activates a low torque servo lock to fix the drive shaft that does not have a brake, and applies the rear brake. A method for maintaining a stopped posture of a robot, characterized by cutting off the supply of current to a drive source of a drive shaft.
(2) システム制御用コンピュータと、該システム制
御用コンピュータからの指令にもとづいて動作し、第1
のモータユニット内のブレーキを作動させるブレーキf
blJ御ユニットと、前記システム制御用コンピュータ
の指令にもとづいて動作し、モータドライブユニットへ
の電流供給をオン・オフするモータ駆動用電源開閉ユニ
ットとを備えた第1の単軸制御ユニットを設け、かつ前
記システム制御用コンピュータの指令にもとづいて動作
する位置制御用コンピュータと、該位置制御用コンピュ
ータの指令にもとついて動作し、第2のモータユニット
に一定値以上のvL流が流れないように規fbIIする
モータ電流制限器とを備えfr第2の単軸制御ユニット
を設けたことを特徴とするロボットの停止姿勢保持装置
(2) A system control computer, which operates based on instructions from the system control computer, and
Brake f that operates the brake in the motor unit of
A first single-axis control unit comprising a BLJ control unit and a motor drive power supply opening/closing unit that operates based on instructions from the system control computer and turns on and off current supply to the motor drive unit, and a position control computer that operates based on instructions from the system control computer; and a position control computer that operates based on instructions from the position control computer and regulates the second motor unit so that a vL flow exceeding a certain value does not flow to the second motor unit. 1. A stop posture holding device for a robot, characterized in that a second single-axis control unit is provided with a motor current limiter for controlling fbII.
JP22338482A 1982-12-20 1982-12-20 Method and device for holding attitude of stoppage of robot Pending JPS59115195A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6080581A (en) * 1983-10-11 1985-05-08 川崎重工業株式会社 Controller for industrial robot

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6080581A (en) * 1983-10-11 1985-05-08 川崎重工業株式会社 Controller for industrial robot
JPH0425114B2 (en) * 1983-10-11 1992-04-28 Kawasaki Jukogyo Kk

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