JPS59136802A - Safety device of robot - Google Patents

Safety device of robot

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Publication number
JPS59136802A
JPS59136802A JP1083383A JP1083383A JPS59136802A JP S59136802 A JPS59136802 A JP S59136802A JP 1083383 A JP1083383 A JP 1083383A JP 1083383 A JP1083383 A JP 1083383A JP S59136802 A JPS59136802 A JP S59136802A
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JP
Japan
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value
robot
comparator
deviation
amount
Prior art date
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Pending
Application number
JP1083383A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tatsuo Naito
内藤 辰男
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.)
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Nissan Motor Co Ltd filed Critical Nissan Motor Co Ltd
Priority to JP1083383A priority Critical patent/JPS59136802A/en
Publication of JPS59136802A publication Critical patent/JPS59136802A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00Programme-control systems
    • G05B19/02Programme-control systems electric
    • G05B19/18Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • G05B19/406Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by monitoring or safety
    • G05B19/4063Monitoring general control system
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00Program-control systems
    • G05B2219/30Nc systems
    • G05B2219/42Servomotor, servo controller kind till VSS
    • G05B2219/42268Safety, excess in error
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00Program-control systems
    • G05B2219/30Nc systems
    • G05B2219/45Nc applications
    • G05B2219/45083Manipulators, robot

Abstract

PURPOSE:To stop immediately the working of a robot when a fault arises by checking the present value of the mobile parts of the robot, the deviation between the present value and the target value and the variation of the deviation per unit time. CONSTITUTION:The present value PX of a robot is compared with the upper limit mobile position PU set at a the 1st setter 24 through a comparator 24. The comparator 24 delivers a fault signal em1 in the case of PX>=PU. The 2nd comparator 25 compares the value PX with the lower limit mobile position PD set at the 2nd setter 26 and delivers a fault signal em2 in the case of PX<=PD. The 3rd comparator 27 compares the absolute value ¦e¦ of the deviation between the value PX and the target value P with the maximum limit value ex of the deviation set at the 3rd setter 29 and delivers a fault signal em3 in the case of ¦e¦>=ex. The 4th comparator 30 compares the absolute value ¦e'¦ of the variation of the deviation (e) with the maximum limit value ey of the variation set at the 4th setter 31 and delivers a fault signal em4 in the case of ¦e'¦>=ey. Each of these fault signals actuates a relay 38 via an OR circuit 37 and then stops a servomotor 10 via a servo amplifier 21.

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、ロボットの安全装置に関する。[Detailed description of the invention] The present invention relates to a safety device for a robot.

先ず、従来のロボット及びその駆動制御装置の一例を第
1図及び第2図を参照しながら説明する。
First, an example of a conventional robot and its drive control device will be described with reference to FIGS. 1 and 2.

第1図の多関節形のロボットは、基部1と、この基部1
の上面に該面と直交する軸1αによって矢示A方向に回
転可能に装着した肩部2と、この肩部2に軸2σによっ
て矢示B方向に旋回可能に連結した上腕3と、この上腕
3の先端部に軸3αtこよって矢示C方向に旋回可能に
連結した中腕4と、この中腕4の先端部に軸4αによっ
て矢示り方向に旋回可能に連′結した第1下腕5と、こ
の第1下腕5の先端部に軸4aと直交する方向に設けた
軸5a↓こよって矢示E方向に回転可能に連結した第2
下腕6と、この第2下腕6↓;軸6aによって矢示F方
向に旋回可能に連結され、メカニカルハンド8又は溶接
ガン等を取り付けた手首7等によって6軸構成されてい
る。
The articulated robot shown in Fig. 1 has a base 1 and a base 1.
A shoulder part 2 mounted on an upper surface so as to be rotatable in the direction of arrow A about an axis 1α perpendicular to the surface, an upper arm 3 connected to the shoulder part 2 so as to be rotatable in the direction of arrow B about an axis 2σ, and this upper arm. A middle arm 4 is connected to the tip of the middle arm 4 so as to be pivotable in the direction of the arrow C by a shaft 3αt, and a first lower arm 4 is coupled to the tip of the middle arm 4 so as to be pivotable in the direction of the arrow C by a shaft 4α. An arm 5 and a second shaft 5a provided at the distal end of the first lower arm 5 in a direction perpendicular to the shaft 4a↓ and thus connected rotatably in the direction of arrow E.
The lower arm 6 and this second lower arm 6↓; are connected to be rotatable in the direction of arrow F by a shaft 6a, and constitute six shafts including a mechanical hand 8 or a wrist 7 to which a welding gun or the like is attached.

そして、上記の肩部2から手首7の各可動部には、図示
しない駆動モータが取り付けられており、これ等の駆動
モータを第2図に示す駆動制御装置により駆動制御する
ことによって、前記各可動部が駆動される。
A drive motor (not shown) is attached to each movable part from the shoulder 2 to the wrist 7, and these drive motors are controlled by a drive control device shown in FIG. The movable part is driven.

次に、第1図のロボットの駆動制御装置の概略を第2図
を参照して説明する。
Next, the outline of the drive control device for the robot shown in FIG. 1 will be explained with reference to FIG. 2.

なお、同図では肩部2から手首7までの各可動部におい
て、JR部2に関するブロック回路のみを具体的に示し
であるが、上腕3から手首7までの各可動部に関する各
回路は肩部2と全く同様に構成されているので、それ等
の説明を省略する。
In addition, in the figure, only the block circuits related to the JR section 2 are specifically shown in each movable part from the shoulder part 2 to the wrist 7, but each circuit related to each movable part from the upper arm 3 to the wrist 7 is shown in detail. Since the configuration is exactly the same as 2, the explanation thereof will be omitted.

同図中、ロボットの制御部を構成するマイクロコンピュ
ータ9は、肩部2を駆動するモータ10の総回転量を示
す目標値データP及び予め定めた所定値である位置決め
範囲データΔe(絶対値)並びに上腕6から手首7まで
の各可動部用の目標値データ及び位置決め範囲データを
夫々出力する。
In the figure, a microcomputer 9 constituting a control section of the robot stores target value data P indicating the total amount of rotation of the motor 10 that drives the shoulder section 2 and positioning range data Δe (absolute value) which is a predetermined value. It also outputs target value data and positioning range data for each movable part from the upper arm 6 to the wrist 7, respectively.

目m(直レジスタ11には、マイクロコンピュータ日か
ら出力された目標値データPが書き込まれる。
The target value data P output from the microcomputer is written into the direct register 11.

現在値レジスタ12には、モータ10の出力軸10αに
図示しない減速機を介して取り付けた例えば光電式のア
ブソリュートエンコーダ1′5からの肩部2の現在値を
示す現在値データPXが書き込まれる。
In the current value register 12, current value data PX indicating the current value of the shoulder portion 2 is written from, for example, a photoelectric absolute encoder 1'5 attached to the output shaft 10α of the motor 10 via a reduction gear (not shown).

なお、アブソリュートエンコーダ13内の符号円板は、
モータ10の出力軸10(2に取り付けた図示しない減
速機によって肩部2の最大可動範囲で一回転するように
なっており、現在値レジスタ12に書き込まれた現在値
データPXはモータ10の回転に応じて逐次更新される
Note that the code disk in the absolute encoder 13 is
A speed reducer (not shown) attached to the output shaft 10 (2) of the motor 10 allows the shoulder portion 2 to rotate once within the maximum movable range, and the current value data PX written in the current value register 12 corresponds to the rotation of the motor 10. It will be updated accordingly.

また、アブソリュートエンコーダ16からの現在値デー
タpxは、マイクロコンピュータ9にも入力されて、例
えば肩部2の現在値表示用のデータとして供せられる。
The current value data px from the absolute encoder 16 is also input to the microcomputer 9 and is provided as data for displaying the current value of the shoulder 2, for example.

減算器14は、目標値レジスタ11の目標値データPか
ら現在値レジスタ12の現在値データPXを減算して両
者の偏差量eを求める。
The subtracter 14 subtracts the current value data PX of the current value register 12 from the target value data P of the target value register 11 to obtain the deviation amount e between the two.

第1.第2の関数発生器15.16は、夫々この駆動制
御装置の位置ループゲインKVの一部を定めンだめのも
のであり、各々第3図に示すように第1の関数発生器1
5は、減算器14からの偏差量eに応じて01xeなる
速度指令υを、第2の関数発生器16は偏差量eに応じ
てθ2×eなる速度指令υを夫々出力する。
1st. The second function generators 15, 16 are each used to define a part of the position loop gain KV of this drive control device, and each of the second function generators 15, 16 are connected to the first function generator 1, as shown in FIG.
5 outputs a speed command υ of 01xe in accordance with the deviation amount e from the subtractor 14, and a second function generator 16 outputs a speed command υ of θ2×e in accordance with the deviation amount e.

なお、位置ループゲインKVは、位置フィードバックサ
ーボループの増幅率(ゲイン)の総合値であり、肩部2
の動作速度V (IIn / s e c )を偏差量
e(+nm)で除した値で定義される。
The position loop gain KV is the total value of the amplification factor (gain) of the position feedback servo loop, and the position loop gain KV is the total value of the amplification factor (gain) of the position feedback servo loop.
It is defined as the value obtained by dividing the operating speed V (IIn / sec) by the deviation amount e (+nm).

したがって、この位置ループゲインKVには、後述する
サーボアンプ21のゲインも含まれている。
Therefore, this position loop gain KV also includes the gain of the servo amplifier 21, which will be described later.

比較器17は、減算器14から出力される偏差量eの絶
対値1el(図示しない絶対値回路によって得る)と、
マイクロコンピュータ9から書き込められた位置決め範
囲レジスタ18の位置決め範囲データΔeとを比較して
、e≦Δeとなった時にのみ、位置決め信号αをデータ
セレクタ1日及びマイクロコンピュータ9に夫々出力す
る。
The comparator 17 calculates the absolute value 1el of the deviation amount e output from the subtracter 14 (obtained by an absolute value circuit not shown),
The positioning range data Δe of the positioning range register 18 written from the microcomputer 9 is compared with the positioning range data Δe, and only when e≦Δe, the positioning signal α is output to the data selector 1 and the microcomputer 9, respectively.

すなわち、減算器14の出力である偏差量eは、肩部2
の駆動量(回転量)が目標値Pに近づくに連れて小さく
なるので、予め定めた所定値である位置決め範囲データ
Δeに偏差量eの絶対値1e1が達したか否かを判定す
れば、肩部2が位置決め範囲(領域)に入ったか否かを
知ることができる。
That is, the deviation amount e which is the output of the subtractor 14 is
Since the drive amount (rotation amount) becomes smaller as it approaches the target value P, it is determined whether the absolute value 1e1 of the deviation amount e has reached the positioning range data Δe, which is a predetermined value. It is possible to know whether the shoulder portion 2 has entered the positioning range (region).

なお、このような判定を行なうようにしたのは、以下の
制御を行なうためである。
Note that the reason why such a determination is made is to perform the following control.

すなわち、ロボットの先端(第1図の場合、メカニカル
ハンド8)が最終目標位置まで動く間の先端軌跡及びロ
ボットの姿勢を特定するために、肩部2から手首7まで
の各目標値レジスタに書き込む目標値データは、各々の
原点から最終目標位置までの間に夫々複数の通過中継点
を設定しているため、それ等の各目標値レジスタに書き
込むタイミングを作らなければならい そこで、図示の肩部2用の駆動制御装置に例を採るなら
、各通過中継点を示す目標値データをP1〜pn−1+
最終目標位置を示す目標値データをPnとすると、肩部
2が夫々P□〜Pn−1における位置決め範1/IJに
入ったが否かを比較器17によって判定して、位置決め
範囲に入った各時点でマイクロコンピュータ9はP2〜
Pnを順に目標値レジスタ11に書き込むようにしてい
る。
That is, in order to specify the tip trajectory and robot posture while the tip of the robot (mechanical hand 8 in the case of FIG. 1) moves to the final target position, write to each target value register from shoulder 2 to wrist 7. Since the target value data has a plurality of relay points set between each origin and the final target position, it is necessary to create a timing for writing to each target value register. Taking an example of a drive control device for 2, the target value data indicating each passing relay point is set as P1 to pn-1+.
Assuming that the target value data indicating the final target position is Pn, the comparator 17 determines whether the shoulder 2 has entered the positioning range 1/IJ at P□ to Pn-1, respectively, and has entered the positioning range. At each point, the microcomputer 9
Pn is written into the target value register 11 in order.

−なお、このようにすると肩部2はP、〜p、−。-In addition, when doing this, the shoulder part 2 becomes P, ~ p, -.

の各通過中継点には、正確に到達しないがΔeを例えば
4〜5■11に設定しであるので問題はない。
It does not reach each passing relay point exactly, but since Δe is set to, for example, 4 to 5 and 11, there is no problem.

また、もう一つは、図示のようなサーボ系では、位置ル
ープゲインKVをなるべく太きく(Kv’=1/TM:
TMはモータ1oの応答時定数)した方が追従精度が良
くなるが、そのようにすると位置決め時にハンチングが
発生し易すくなってしまう。
Another thing is to make the position loop gain KV as large as possible (Kv'=1/TM:
If TM is the response time constant of the motor 1o), the tracking accuracy will be better, but if this is done, hunting is likely to occur during positioning.

そこで、肩部2がら手首7までの各可動部が各々の最終
目標位置における位置決め範囲に入ったか否かを判定し
て、位置決め範囲に入った時点で、それまで大きくして
いた位置ループゲインKVを小さくする。
Therefore, it is determined whether each movable part from the shoulder part 2 to the wrist 7 has entered the positioning range at each final target position, and when the movable parts enter the positioning range, the position loop gain KV that had been increased until then is determined. Make smaller.

すなわち、肩部2に例を採ると、データセレクタ1Sは
比較器17がら肩部2が最終目標位置°の位置決め範囲
に入ったことを示す位置決め信号aが入力される前は、
第1の関数発生器15がら出力されるθ1eなる速度指
令υを選択し、上記の位置決め信号a入力されると第2
の関数発生器16から出力される92eなる速度指令υ
を選択′するようになっている。
That is, taking the shoulder 2 as an example, before the data selector 1S receives the positioning signal a from the comparator 17 indicating that the shoulder 2 has entered the positioning range of the final target position,
Select the speed command υ of θ1e output from the first function generator 15, and when the above positioning signal a is input, the second
The speed command υ 92e output from the function generator 16 of
You can select '.

なお、このデークセ1991日は、各通過中継点の位置
決め範囲に入ったことを示す位置決め信号aをマイクロ
コンピュータ9からの命令で無視するようにしているが
、それ等の位置決め信号aを無視せずに各通過中継点毎
に01eとθ2eとの切り換えを行なっても良い。
In addition, in this DEXE 1991, the positioning signal a indicating entering the positioning range of each passing relay point is ignored by the command from the microcomputer 9, but these positioning signals a are not ignored. Alternatively, switching between 01e and θ2e may be performed for each passing relay point.

このようにすれば、第3図に示すように偏差量eが18
1〉Δeの時は、速度指令Vは直線のに示すように変化
し、IeI≦Δeの時は直線■で示すように変化するた
め、斜線を施して示す位置決め領域での位置ループゲイ
ンKVより小さくなり、位置決め時のハンチングは発生
しない。
If this is done, the deviation amount e will be 18 as shown in FIG.
When 1>Δe, the speed command V changes as shown by the straight line, and when IeI≦Δe, it changes as shown by the straight line ■, so the position loop gain KV in the positioning area shown with diagonal lines is It is small and hunting does not occur during positioning.

第2図に戻って、D/A変換器20は、データセレクタ
19からの速度指令υをアナログ値である速度電圧信号
S■1に変換する。
Returning to FIG. 2, the D/A converter 20 converts the speed command υ from the data selector 19 into a speed voltage signal S1 which is an analog value.

サーボアンプ21は、D/A変換器20からの速度電圧
信号SV、と、モータ10の出力軸10aに直接取すイ
]けたタコジェネレータ22から出力される速度フィー
ドバック電圧信号Sv2どの偏差を増幅した電圧信号S
■3をモータ10に出力してモータ10を回転させ、そ
れによって肩部2を原点から最終目標位置まで動かす。
The servo amplifier 21 amplifies the deviation between the speed voltage signal SV from the D/A converter 20 and the speed feedback voltage signal Sv2 output from the tacho generator 22 directly connected to the output shaft 10a of the motor 10. voltage signal S
(2) Output signal 3 to the motor 10 to rotate the motor 10, thereby moving the shoulder portion 2 from the origin to the final target position.

ところで、上記のようなロボットの駆動制御装置にあっ
ては、位置フィードバックサーボループの断線、アブソ
リュート否ンコーダの故障、マイクロコンピュータの異
常等が発生すると、ロボットが暴走してしまうことがあ
るが、万一暴走すると作業員を傷付けたり、他の生産設
備と衝突してロボット自体及びその生産設備を破壊して
しまうなど思わぬ災害を引き起し兼ねないため、充分な
安全対策を施す必要があった。
By the way, in the above-mentioned robot drive control device, if a break in the position feedback servo loop, a failure in the absolute encoder, or an abnormality in the microcomputer occurs, the robot may run out of control. If the robot runs out of control, it could cause unexpected disasters such as injuring workers or colliding with other production equipment, destroying the robot itself and its production equipment, so it was necessary to take sufficient safety measures. .

そこで、この発明においては、位置フィードバック制御
系を常に監視して、上記のような異常が発生したら直ち
にロボットを停止させ得るフェイルセーフ機能を有する
ロボットの安全yiiを提供することを目的とする。
Therefore, an object of the present invention is to provide safety yii for a robot having a fail-safe function that can constantly monitor the position feedback control system and immediately stop the robot if an abnormality as described above occurs.

そのため、この発明によるロボットの安全装置は、前述
のようなロボットの駆動制御装置において、ロボットの
可動部の現在値のチェックと、現在値と目標値との偏差
量のチェック、及び偏差量の単位時間当りの変化量(速
度)のチェックを行なって、各位の何れか1つでも異常
値になれば、ロボットの可動部を駆動するモータを直ち
に停止するようにしている。
Therefore, the robot safety device according to the present invention is capable of checking the current value of the movable part of the robot, checking the amount of deviation between the current value and the target value, and the unit of the deviation amount in the robot drive control device as described above. The amount of change (velocity) per hour is checked, and if any one of them becomes an abnormal value, the motors that drive the movable parts of the robot are immediately stopped.

以下、この発明の実施例を図面の第4図以降を参照しな
がら説・明する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described and explained with reference to FIG. 4 and subsequent figures of the drawings.

第4図は、この発明の一実施例を示すブロック構成図で
ある。
FIG. 4 is a block diagram showing an embodiment of the present invention.

なお、同図において、第2図と対応する部分には、同一
符号を付してその部分の説明を1略する。
In this figure, parts corresponding to those in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, and explanations of those parts will be omitted.

同図中、・第1の比較器23は、現在値レジスタ12に
書き込まれている現在値データpxと、第1の設定器2
4に予め設定した肩部2の上限可動位置を示す第1の値
〜PUとを常時比較して、PX≧PUの時にのみ第1の
異常信号e M 1を出力し、第2の比較器25は現在
値データpxと、第2の設定器26に予め設定した肩部
2の下限可動位置を示す第2の埴PDとを常時比較して
In the figure, the first comparator 23 receives the current value data px written in the current value register 12 and the first setter 2.
4, the first value indicating the upper limit movable position of the shoulder portion 2 is constantly compared with PU, and only when PX≧PU, the first abnormal signal e M 1 is outputted, and the second comparator 25 constantly compares the current value data px with a second peg PD that indicates the lower limit movable position of the shoulder portion 2, which is preset in the second setter 26.

px≦PI)の時にのみ第2の異常信号ettt2を出
力する。
The second abnormal signal ettt2 is output only when px≦PI).

具体的には、111部2の最大可動範囲がアブフリュー
1−エンコーダ13のデータ範囲である0OOH〜FF
FHに周込しているとすると、肩部2の実際(1) i
’iJ動範囲を例えば150H−D8011 (150
11が肩部2の原点)に設定した場合、第1の値puを
F80II 、第2の値1) Dを080Hにして、現
在値データpxがI) X ≧F8011 、 P X
 ≦08011 (7)時ニ(71ミ、第1.第2の比
較器23.25から夫々第1.第2の異常信号cm、、
ent2が出力されるようにし℃いる。
Specifically, the maximum movable range of 111 part 2 is 0OOH to FF, which is the data range of Abflu 1 - encoder 13.
Assuming that it wraps around FH, the actual shoulder part 2 (1) i
'iJ motion range for example 150H-D8011 (150
11 is the origin of shoulder part 2), the first value pu is set to F80II, the second value 1)D is set to 080H, and the current value data px is set to I)X ≧F8011, P
≦08011 (7) Time d (71 mi, the first and second abnormal signals cm from the first and second comparators 23 and 25 respectively,
Make sure that ent2 is output.

第3の比較器27は、減算器14から出力される偏差量
Cを絶対値回路28で絶対値化した値ICIと、第3の
設定器2日に予め設定した偏差量の最大制限値を示す第
3の値ex(例えば500nIn程度)とを常時比較し
て、1e1≧ezの時にのみ第3の異常信号ett3を
出力する。
The third comparator 27 outputs a value ICI obtained by converting the deviation amount C output from the subtracter 14 into an absolute value in an absolute value circuit 28, and a maximum limit value of the deviation amount preset on the third setter 2. The third abnormality signal ett3 is output only when 1e1≧ez.

第4の比較器30は、後述する絶対値回路′56から出
力される偏差量eの単位時間当りの変化量の絶対値l二
1と、第4の設定器61に予め設定した上記変化量の最
大制限値を示す第4の値eg(例えば20ビット程度)
とを常時比較して、Iel≧eyの時にのみ第4の異常
信号etyt4を出力する。
The fourth comparator 30 outputs the absolute value l21 of the amount of change per unit time of the deviation amount e outputted from the absolute value circuit '56, which will be described later, and the amount of change preset in the fourth setter 61. A fourth value eg (for example, about 20 bits) indicating the maximum limit value of
The fourth abnormal signal etyt4 is output only when Iel≧ey.

偏差量eの単位時間当りの変化量;の絶対値telは、
次のようにして求めている。
The absolute value tel of the amount of change in the deviation amount e per unit time is:
I'm asking for it like this:

すなわち、発振器′52が第5図(イ)に示すようなり
ロックパルスGK、を出力すると、タイミング回路33
はクロックパルスCK1の立上り及び立下りの各タイミ
ングで夫々第5図(ロ)(ハ)に示すような第1.第2
のタイミングパルスGK2 。
That is, when the oscillator '52 outputs the lock pulse GK as shown in FIG. 5(a), the timing circuit 33
The first . Second
timing pulse GK2.

CR2を出力する。Output CR2.

そして、ラッチ回路34はタイミング回路33からの第
1のタイミングパルスCK2のタイミングで減算器14
からの偏差量eをラッチし、減算器35は第2のタイミ
ングパルスCK3のタイミングで減算器14からの偏差
量eからラッチ回路34にラッチされている偏差量eを
減算するため、減算器′55からはクロックパルスGK
、のパルス幅で決まる単位時間当りの偏差量eの変化量
−が出力され、この変化量;を絶対値回路36で絶対値
化することによって変化量コの絶対値1シ1を求めてい
る。
Then, the latch circuit 34 operates the subtracter 14 at the timing of the first timing pulse CK2 from the timing circuit 33.
The subtracter 35 latches the deviation amount e from the subtracter 14 at the timing of the second timing pulse CK3. Clock pulse GK from 55
The amount of change in the deviation amount e per unit time determined by the pulse width of is outputted, and the absolute value of the amount of change is determined by converting this amount of change into an absolute value in the absolute value circuit 36. .

次に、停止手段に就で説明すると、第1〜第4の比較器
2り、25,27,50からの第1〜第4の異常信号e
111〜e114を、OR回路37を介してリレーコイ
ル38をオン・オフするスイッチングトランジスタ6日
のベースに入力するようになっている。
Next, to explain the stopping means in detail, the first to fourth abnormal signals e from the first to fourth comparators 2, 25, 27, and 50 are
111 to e114 are inputted via an OR circuit 37 to the base of a switching transistor 6, which turns on and off a relay coil 38.

なお、40はフライホイールダイオードである。Note that 40 is a flywheel diode.

リレーコイル38によって作動する3個の常閉接点38
aは、サーボアンプ21の3φ、 200Vの給電線に
介挿してあり、OR回路67を介して第1〜第4の異常
信号し1〜eM4の何れか1つでもスイッチングトラン
ジスタ3日のベースに入力することにより、スイッチン
グトランジスタ3日がオンしてリレーコイル38が作動
すると、直ちに3個の常閉接点38aが開いてサーボア
ンプ21への給電が遮断され、それによって肩部2の駆
動するモータ10が停止する。
Three normally closed contacts 38 operated by a relay coil 38
A is inserted into the 3φ, 200V power supply line of the servo amplifier 21, and the first to fourth abnormal signals are sent via the OR circuit 67, and any one of 1 to eM4 is connected to the base of the switching transistor 3. By inputting the input, the switching transistor 3 is turned on and the relay coil 38 is activated, and the three normally closed contacts 38a are immediately opened and the power supply to the servo amplifier 21 is cut off. 10 stops.

なお、サーボアンプ21への給電が断たれると。Note that if the power supply to the servo amplifier 21 is cut off.

給電時に開いていた図示しない常閉接点が閉じてダイナ
ミックブレーキ用の抵抗がモータ10に接続されるため
、モータ10に制動がかがる。
A normally closed contact (not shown) that was open during power supply is closed and a dynamic brake resistor is connected to the motor 10, so that the motor 10 is braked.

次に、上記実施例の作用効果を説明する。Next, the effects of the above embodiment will be explained.

(イ) マイクロコンピュータS自体の異常、ティーチ
ングミス、又は外部雑音等によって、目標値データPが
正常値に比べて可成り異なった場合偏差量eの絶対値1
elがIel≧exとなるため、第3の比較器27から
の第3の異常信号el13によってスイッチングトラン
ジスタ3日がオンしてリレーコイル38が作動し、それ
によって常閉接点38aが開いてモータ10が停止する
(b) If the target value data P differs considerably from the normal value due to an abnormality in the microcomputer S itself, a teaching error, external noise, etc., the absolute value of the deviation amount e is 1.
Since el becomes Iel≧ex, the third abnormal signal el13 from the third comparator 27 turns on the switching transistor 3 and operates the relay coil 38, which opens the normally closed contact 38a and turns the motor 10 stops.

但し、前述した各目標値データPl−Pttにおける相
前後する目標値データの差は、第3の値exより小さく
しであるものとする。
However, it is assumed that the difference between successive target value data in each target value data Pl-Ptt mentioned above is smaller than the third value ex.

(ロ) 位置フィードバンクサーボループにおけるアブ
ソリュートエンコーダ13と現在値レジスタ12との間
の配線が断線して現在値データPXがPX≧1” 80
 II又はpx≦080Hになった場合第1又は第2の
比較器23.25から第1又は第2の異す:(信号e 
!II 1. e m 2が出力するため。
(b) The wiring between the absolute encoder 13 and the current value register 12 in the position feed bank servo loop is disconnected, and the current value data PX becomes PX≧1” 80
II or px≦080H, the first or second comparator 23.25 outputs the first or second difference: (signal e
! II 1. Because em 2 outputs.

やはリモータ10は停止する。Otherwise, the remoter 10 stops.

な才j、この第1又は第2の異常信号eJl!l 。This first or second abnormal signal eJl! l.

Cl1l 2が出力される他の例としてはアブソリュ=
1−エンコータN3の内部の断線故障、アブソリュート
エンコーダ16のモータ10の出力軸10aへの数句不
良(Ji部2の原点位置と予め定めた原点位置データと
が大幅にズしている場合)などが考えられる。
Another example where Cl1l 2 is output is absolute =
1- Disconnection failure inside the encoder N3, several faults in the absolute encoder 16 to the output shaft 10a of the motor 10 (when the origin position of the Ji part 2 and the predetermined origin position data are significantly different), etc. is possible.

(ハ) 速度フィードバックループが断線したり、アブ
フリュー1−エンコーダ13における読取ミスなどによ
って現在値データPXが不連続に変化したりした場合 偏差量eの単位時間当りの変化量eの絶対値1み1がI
′e1≧eyとなるため、第4の比較器30からの第4
の異常信号ex4によってモータ10が停止する。
(c) If the current value data PX changes discontinuously due to a break in the speed feedback loop or a reading error in the Abflue 1-encoder 13, the absolute value of the amount of change e per unit time of the deviation amount e is only 1. 1 is I
'e1≧ey, so the fourth
The motor 10 is stopped by the abnormality signal ex4.

(ニ)位置フィードバックサーボループにおける指令デ
ータ系の配線の断線等の何らかの原因によって、モータ
10が低速で回転し続けた場合肩部2が実際の可動範囲
を越えた時点で、現在値データpxがPX≧pu又はP
X≦PDとなるため、上記(イ)の場合と同様に第1又
は第2の異常信号eIIIよ、gg2によってモータ1
0が停止する。
(d) If the motor 10 continues to rotate at low speed due to some reason such as a break in the wiring of the command data system in the position feedback servo loop, the current value data px will change when the shoulder 2 exceeds the actual movable range. PX≧pu or P
Since X≦PD, similarly to the case (a) above, the first or second abnormal signal eIII, gg2 causes the motor 1
0 stops.

(ホ) 上記(イ)〜(ニ)の原因の他の要因によって
肩部2が暴走しようとしても、その要因による異常を現
在値の上下限チェック、偏差量のチェック。
(e) Even if the shoulder portion 2 attempts to run out of control due to other factors than those listed in (a) to (d) above, check the upper and lower limits of the current value and check the amount of deviation to detect abnormalities caused by those factors.

一 及び偏差量の単位時間当りの変化量のチェックを夫々行
なう第1〜第4の比較器23.・−25,27゜30に
よって略全て捕捉できるので、肩部2が暴走することを
防止できる。
The first to fourth comparators 23 respectively check the amount of change per unit time of the amount of deviation and the amount of deviation. - Since almost all of the angles of -25 and 27 degrees 30 can be captured, it is possible to prevent the shoulder portion 2 from running out of control.

なお、説明を省略したが、上腕3から手首7までのロボ
ットにおける他の可動部に就でも夫々肩部2と同様に構
成したあるので、それ等の他の可動部も暴走することが
ない。
Although the explanation is omitted, since the other movable parts of the robot from the upper arm 3 to the wrist 7 are constructed in the same manner as the shoulder part 2, these other movable parts will not run out of control.

但し、各iiJ動部用の第1〜第4の値は、夫々の可動
部の運動量に応じて設定する必要がある。
However, the first to fourth values for each iiJ moving part need to be set according to the amount of momentum of each moving part.

また1、L記実施例のような多関節形のロボットではロ
ボッ1−の先端部に近い可動部程運動量が小さいため、
必らずしも全ての可動部の駆動制御装置にこの発明によ
る安全装置を設けなくても良いが、例えば直交3軸形の
ロボット等には全ての可動部の駆動制御装置に夫々上記
安全装置を設ける必要がある。
In addition, 1. In a multi-jointed robot like the embodiment described in L, the movable part closer to the tip of the robot 1- has a smaller amount of momentum.
Although it is not necessarily necessary to provide the safety device according to the present invention in the drive control device for all movable parts, for example, for an orthogonal three-axis robot, etc., the safety device described above may be provided in the drive control device for all movable parts. It is necessary to provide

さらに、l記実施例において、第1〜第4の異常信号し
1〜Cr4が一発生した場合、どの異常信号が発生し、
たかを表示するようにして、故障原因究明のデータとし
て供するようにしても良い。
Furthermore, in the embodiment described above, when the first to fourth abnormal signals 1 to Cr4 are generated, which abnormal signal is generated?
It may also be possible to display the data and provide it as data for investigating the cause of the failure.

以−り説明したように、この発明によれば位置フィード
バックループ制御系の各種の異常を確実に検知してロボ
ットを直ちに停止できるので、安全性が向上する効果が
ある。
As described above, according to the present invention, various abnormalities in the position feedback loop control system can be reliably detected and the robot can be immediately stopped, thereby improving safety.

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

第1図は、ロボットの構成を一例を示す模式図、第2図
は、第1図のロボットの駆動制御装置の従来例を示すブ
ロック構成図、 第3図は、第2図における第1.第2の関数発生器の説
明に供する線図、 第4図は、この発明の一実施例を示すブロック構成図。 第5図(イ)〜(ハ)は、夫々第4図のラッチ回路34
及び減算器35の動作説明に供するタイミングチャート
である。 9・・・マイクロコンピュータ  10・・・モータ1
1・・・目標値レジスタ  12・・・現在値レジスタ
1゛3・・・アブソリュートエンコーダ14.35・・
・減算器 23.25,27.30・・・第1〜第4の比較器24
.26.29.31・・・第1〜第4の設定器32・・
・発振器    !13・・タイミング回路34・・・
ランチ回路  37・・・OR回路出願人日産自動車株
式会社 代理人  弁理士  大 澤   敬 第1図
1 is a schematic diagram showing an example of the configuration of a robot, FIG. 2 is a block diagram showing a conventional example of a drive control device for the robot shown in FIG. 1, and FIG. Diagram for explaining the second function generator. FIG. 4 is a block configuration diagram showing an embodiment of the present invention. 5(A) to 5(C) respectively show the latch circuit 34 of FIG.
3 is a timing chart for explaining the operation of the subtracter 35. FIG. 9...Microcomputer 10...Motor 1
1...Target value register 12...Current value register 1゛3...Absolute encoder 14.35...
・Subtractors 23.25, 27.30...first to fourth comparators 24
.. 26.29.31...First to fourth setting devices 32...
・Oscillator! 13...Timing circuit 34...
Launch circuit 37...OR circuit Applicant Nissan Motor Co., Ltd. Agent Patent attorney Takashi Osawa Figure 1

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 ロボットの可動部の現在値と目標値との偏差量に応
じて前記可動部を駆動するモータを駆動制御するように
したロボットの駆動制御装置において、前記現在値が予
め定めた上限可動位置を示す第1の値以上である時にの
み第1の異常信号を出力する第1の比較器と、前記現在
値が予め定めた下限可動位置を示す第2の値以下である
時↓このみ第2の異常信号を出する第2の比較器と、前
記偏差量が予め定めた最大制限値を示す第3の値以上で
ある時↓;のみ第3の異常信号を出する第3の比較器と
:“前記偏差量の単位時間当りの変化量が予め定めた最
大制限値を示す第1Lの値以上である時にのみ第4の異
常信号を出する第4の比較器と前記第1乃至第4の比較
器から第1乃至第4の異常信号の何れかが出力された時
にのみ前記モータを停止する停止手段とを設けたことを
特徴とするロボットの安全装置。
1. In a robot drive control device that controls the drive of a motor that drives a movable part according to the amount of deviation between a current value and a target value of a movable part of the robot, the current value indicates a predetermined upper limit movable position. a first comparator that outputs a first abnormal signal only when the current value is equal to or greater than a first value indicating a predetermined lower limit movable position; a second comparator that outputs an abnormal signal; and a third comparator that outputs a third abnormal signal only when the deviation amount is greater than or equal to a third value indicating a predetermined maximum limit value. “a fourth comparator that outputs a fourth abnormal signal only when the amount of change in the deviation amount per unit time is equal to or greater than a first L value indicating a predetermined maximum limit value; A safety device for a robot, comprising: a stop means for stopping the motor only when any one of the first to fourth abnormality signals is output from a comparator.
JP1083383A 1983-01-26 1983-01-26 Safety device of robot Pending JPS59136802A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0192157A2 (en) * 1985-02-18 1986-08-27 Toyoda Koki Kabushiki Kaisha Machine tool numerical controller with a trouble stop function
JPH07178690A (en) * 1993-12-24 1995-07-18 Mitsubishi Electric Corp Assembly abnormality detecting device for industrial robot

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EP0192157A2 (en) * 1985-02-18 1986-08-27 Toyoda Koki Kabushiki Kaisha Machine tool numerical controller with a trouble stop function
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