JPS63219010A - モ−タの制御装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は例えば産業用ロボットのアームを駆動するモー
タにおいて、そのアーム等の被駆動体の位置制御を行う
べくモータの回転数を制御するモータの制御装置に関す
るものである。

（従来の技術） 例えば産業用ロボットにおいて、そのアームの位置制御
は、アームを駆動するモータの回転数を制御することに
よって行われている。即ち、第４図に示すように、カウ
ンタ１に対し、図示しないコントローラからアーム２を
目標位置まで動作させるに必要なモータ３の回転数（以
下目標回転数と言う）に相当する値が回転数指令値とし
て入力されると共に、モータ３の回転数を検出するパル
スジェネレータ４からパルス信号が入力される。

カウンタ１は、パルスジェネレータ４からのパルス信号
の累積値を位置フィードバック信号として、この位置フ
ィードバック信号と前記回転数指令値とを比較し、その
差分をＤ／Ａ変換器５を介して加算器６に入力する。加
算器６は、モータ３の回転速度を検出するタコジェネレ
ータ７からの信号を速度フィードバック信号として、こ
の速度フィードバック信号とＤ／Ａ変換器５からの入力
信号とを加算し、サーボアンプ８に入力する。斯くして
モータ３は、回転速度を制御された状態のもとで、その
回転数が目標回転数となるまで回転するように制御され
、これによりアーム２が目標位置に移動される。

ところで、近時産業用ロボットをより高度な作業に適用
する傾向にあり、これにつれて周辺装置との間で複雑な
連繋動作を要求される場合が多くなってきている。この
ようなものでは、少しのタイミングのずれにより、運転
中にアームが周辺装置と干渉する場合の生ずることが考
えられ、仮に周辺装置と干渉した場合には、外力により
例えば減速機の出力軸とアームの旋回軸との連結部分に
ずれを生ずる。このようになると、モータが目標回転数
だけ回転しても、アームが正しく目標位置にまで移動さ
れなくなるため、ロボットに位置を教示し直さねばなら
なくなり、そのための作業労力や稼働の中断などを考え
ると、その損失は大きなものがある。

尚、ロボットに安全装置を設け、外力が作用した場合に
運転を停止させたり、外力を吸収したりするようにした
ものがあるが、このようにしてもアームの慣性力により
多少のずれが生ずることは避けられない。

（発明が解決しようとする問題点） 上述のように従来のモータの制御装置では、モータから
このモータにより駆動される被駆動体までの動力伝達系
において生ずるずれなどは制御対象外であるため、一旦
ずれが生ずると被駆動体を目標位置に移動させることが
できなくなるという問題があった。

本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、その目的
は、モータからこのモータにより駆動される被駆動体ま
での動力伝達系においてずれが生じても、被駆動体を当
初の目標位置に移動させることができるモータの制御装
置を提供するにある。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） 本発明のモータの制御装置は、被駆動体及びこの被駆動
体を支持する支持体のうちの一方に位置指標部を設ける
と共に他方にこの位置指標部の通過を検出するセンサー
を設け、このセンサーから検出信号が出力された時点ま
でのモータの回転数が予め設定された回転数と異なった
場合にその差分に応じてモータの目標回転数を修正する
ようにしたことを特徴とするものである。

（作用） 上記手段の本発明によれば、モータから被駆動体までの
動力伝達系においてずれが生じた場合には、センサーか
ら検出信号が出力された時点までのモータの回転数が予
め設定された回転数と異なるようになる。すると、モー
タの目標回転数が、このセンサーから検出信号が出力さ
れた時点までのモータの回転数と予め設定された回転数
との差分に応じて修正される。このため、被駆動体とし
ては、当初の目標位置に正しく移動される。

（実施例） 以下本発明を産業用ロボットに適用した一実施例につき
第１図乃至第３図を参照しながら説明する。産業用ロボ
ットは一般に複数本のアームから構成されているが、第
３図はそのうちの１本のアームに対して他の１本のアー
ムを旋回動作させるための構造を示している。この第３
図において、１１は第１のアームであり、この第１のア
ーム１１の先端部に旋回軸１２が軸受１３及び１４を介
して回転自在に支持されていて、この旋回軸１２に第２
のアーム１５が固定されている。」−２の旋回軸１２は
第１のアーム１１に設けられたモータ１６に減速機１７
を介して連結されており、モータ１６が起動すると、そ
の回転が減速機１７により減速されて旋回軸１２に伝達
され、第２のアーム１５が旋回動作するように構成され
ている。この場合、旋回軸１２と減速機１７の出力軸（
図示せず）との連結は、例えば旋回軸１２及び出力軸の
先端部に夫々形成されたフランジどうしをねじにより締
付けるというものである。

前記モータ１６により駆動される被駆動体としての第２
のアーム１５及びこの第２のアーム１５を支持する支持
体としての第１のアーム１１のうちの一方、例えば第２
のアーム１５の基端部の所定箇所には位置指標部として
の例えばミラー１８が取付けられていると共に、他方即
ち第１のアーム１１の先端部の所定箇所には第２のアー
ム１５の旋回動作によりミラー１８が通過したことを検
出するセンサーとして反射形の光電スイッチ１９が設け
られている。

次に、前記モータ１６の制御構成を示す第１図において
、２０はロボットのコントローラで、これには作業内容
の教示により、第２のアーム１５を目標位置まで旋回さ
せるに必要なモータ１６の回転数Ｒ，（目標回転数）が
記憶されると共に、その第２のアーム１５の旋回動作の
途中において旋回動作開始からミラー１８が光電スイッ
チ１９を通過するまでに要するモータ１６の回転数Ｒｓ
（以下位置ずれ検出用設定回転数と言う）が記憶される
。このコントローラ２０からは、前記目標回転数Ｒｏが
指令値としてカウンタ２１に入力され、このカウンタ２
１は、モータ１６の回転数を検出するパルスジェネレー
タ２２からのパルス信号の累積値を位置フィードバック
信号として、この位置フィードバック信号と回転数指令
値とを比較し、その差分をＤ／Ａ変換器２３を介して加
算器２４に人力する。そして、この加算器２４は、モー
タ１６の回転速度を検出するタコジェネレータ２５から
の信号を速度フィードバック信号として、その速度フィ
ードバック信号とＤ／Ａ変換器２３からの入力信号とを
加算し、サーボアンプ２６に入力する。これにてモータ
１６がサーボアンプ２６により速度制御された状態で回
転する。

さて、モータ１６の起動により、第２のアーム１５が旋
回すると、目標位置に到達する途中の所定の旋回位置で
、ミラー１８が光電スイッチ１９を通過する。このミラ
ー１８の通過により、光電スイッチ１９は第２図に示す
ようなパルス信号を出力し、このパルス信号はコントロ
ーラ２ｏに入力される。一方、前記パルスジェネレータ
２２がらのパルス信号はカウンタ２７にも人力され、こ
のカウンタ２７はそのパルス信号の累積値を逐次コント
ローラ２０に入力する。そして、コントローラ２０は、
光電スイッチ１９からのパルス信号が入力された時点で
、その時のカウンタ２７がらの累積パルス数即ちモータ
１６の実回転数と記憶している位置ずれ検出用設定回転
数Ｒｓとを比較する。そして、そのモータ１６の実回転
数と記憶している位置ずれ検出用設定回転数Ｒｓとが同
値であった場合には、そのまま当初の目標回転数ＲＯを
回転数指令値としてカウンタ２１に入力し続ける。斯く
してモータ１６は、回転速度を制御された状態のもとで
、その回転数が目標回転数となるまで回転するように制
御され、これにより第２のアーム１５が目標位置まで旋
回し停止する。

ところで、例えば運転中に第２のアーム１５が周辺装置
に干渉するなどして、例えば旋回軸１２のフランジが減
速機１７の出力軸のフランジに対しずれを生じていたと
すると、光電スイッチ１９がパルス信号を出力した時点
におけるカウンタ２７からの累積パルス数即ちモータ１
６の実回転数と記憶している位置ずれ検出用設定回転数
Ｒｓとの間に差異を生ずる。この場合には、コントロー
ラ２０はその差分に応じて目標回転数を修正し、その修
正後の回転数を指令値としてカウンタ２１に入力する。

例えば、今、ずれが生じた場合に、第２図に示すように
光電スイッチ１９がらのパルス信号が入力された時点で
のモータ１６の実回転数がＲｔであてあったとすると、
モータ１６を当初の目標回転数よりもＲｔ−Ｒｓだけ余
分に回転させないと、第２のアーム１５を目標位置まで
旋回させ得ないこととなる。そこで、コントローラ２θ
は、そのＲｔ−Ｒｓに相当する回転数を当初の目標回転
数Ｒｏに加算し、これを修正後の回転数指令値としてカ
ウンタ２１に入力する。斯＜シてモータ１６は、回転速
度を制御された状態のもとで、その回転数が修正後の目
標回転数となるまで回転するように制御され、これによ
りずれのない場合と同様に第２のアーム１５が目標位置
まで旋回し停止する。

このように本実施例によれば、モータ１６と第２のアー
ム１５との間の動力伝達系にずれが生じても、そのずれ
量に相当する分だけモータ１６の目標回転数が増減され
るので、教示作業をし直さなくとも、第２のアーム１５
を当初の目標位置まで正確に旋回させることができる。

従って、教示作業のし直しに要する労力及びその教示作
業のし直しによる稼働の中断がなく、その効果は大なる
ものである。

尚、上記実施例では、位置指標部としてのミラー１８を
第２のアーム１５に設け、センサーとしての光電スイッ
チ１９を第１のアーム１１に設けるようにしたが、逆に
ミラー１８を第１のアーム１１に設け、光電スイッチ１
９を第２のアーム１５に設けるようにしても良い。また
、上記実施例では、゛位置指標部及びセンサーとしてミ
ラー及び光電スイッチ１９を使用したが、光電スイッチ
の投光素子及び受光素子を位置指標部及びセンサーとし
て使用するようにしても良く、更に、は位置指標部とし
て永久磁石を用いセンサーとして近接スイッチを用いる
ようにしても良い。また、センサーとしてはロボットの
原点検出用センサー又は動作限検出用センサーと兼用す
るようにしてもよい。

その池水発明は上記し且つ図面に示す実施例に限定され
るものではなく、例えば上記実施例では産業ロボットの
アームを駆動するモータの制御装置に適用して説明した
が、ＮＣ工作機械における駆動モータの制御装置に適用
しても良い。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、モータと被駆動体
との間の動力伝達系においてずれが生じても、そのずれ
量に相当する分だけモータの目標回転数が増減されるの
で、教示作業をし直さずとも、被駆動体を当初の目標位
置に動作させることができるという実用上優れた効果を
奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図は本発明の一実施例を示すもので、第
１図は制御装置のブロック図、第２図はずれのを無によ
る光電スイッチの信号の発生時をモータの回転数との関
係で示す図、第３図は産業用ロボットの部分断面図であ
り、第４図は従来のモータの制御装置を示すブロック図
である。 図中、１１は第１のアーム（支持体）、１２は旋回軸二
　１５は第２のアーム（被駆動体）、１６はモータ、１
７は減速機、１８はミラー（位置指標部）、１９は光電
スイッチ（センサー）、２０はコントローラ、２１はカ
ウンタ、２２はパルスジェネレータ、２５はタコジェネ
レータ、２７はカウンタである。 代理人　弁理士　　則　近　　憲　信 置　　　　　　　　三　　俣　　　弘　　文イ■ ｈ Ｊ！／。 ｎβ 第１図 第２図 第３図 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、モータの目標回転数と現在の回転数とを比較し、そ
   の差分だけモータを回転させて被駆動体を目標量だけ動
   作させるようにしたものにおいて、前記被駆動体及びこ
   の被駆動体を支持する支持体のうちの一方に位置指標部
   を設けると共に他方にこの位置指標部の通過を検出する
   センサーを設け、このセンサーから検出信号が出力され
   た時点までの前記モータの回転数が予め設定された回転
   数と異なった場合にその差分に応じて前記目標回転数を
   修正するようにしたことを特徴とするモータの制御装置
   。