JPWO2005102599A1 - Robot control device - Google Patents
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Abstract
可動部(7)の一端部(7a)と他端部(7c)とをそれぞれ駆動する第1、第2モータ(11、111)と、第1、第2モータ(11、111)の回転位置をそれぞれ検出する第1、第2位置検出器(12、112)と、第1、第2モータ(11、111)の回転をそれぞれ拘東、開放する第1、第2ブレーキ(13、113)と、第1、第2モータ(11、111)をそれぞれ駆動する第1、第2制御部と、第1、第2位置検出器(12、112)の検出信号が一致するように第1、第2ブレーキ(13、113)の拘束時間、開放時間を変更するブレーキ調整手段とを備える。Rotation positions of the first and second motors (11, 111) and the first and second motors (11, 111) for driving the one end (7a) and the other end (7c) of the movable part (7), respectively. The first and second position detectors (12, 112) for detecting the first and second brakes (13, 113) and the first and second brakes (13, 113) for releasing the rotation of the first and second motors (11, 111), respectively. And the first and second control units for driving the first and second motors (11 and 111), respectively, and the first and second position detectors (12 and 112) so that the detection signals coincide with each other. Brake adjusting means for changing the restraint time and release time of the second brake (13, 113).
Description
従来のロボットの制御装置を日本国特開平11−179691号公報によって説明する。かかる公報によれば、サーボ制御部の動作によりロボットのアームの位置を制御するとともに、サーボ制御部の非動作時にアームを制動するブレーキを備えたロボットの制御装置において、ブレーキを所定時間ロックするロック時間設定部と、ブレーキを所定時間解除する解除時間設定部とを備え、操作部からのブレーキ解除指令があった場合、ロック時間設定部と解除時間設定部の設定時間に応じてブレーキのロックと解除とを交互に行うブレーキ制御部を備えたものが記載されている。
かかるロボットの制御装置によれば、作業者がブレーキ解除を指令したときに、ブレーキの解除時間設定部とロック時間設定部の設定値により、ブレーキの解除とロック動作を断続的に行うことができるので、ロボットのアームの自重による過大な移動を抑えるとともに、該アームの微調整やスムーズな移動ができるものである。
しかしながら、従来のロボットの制御装置は、複数のモータを有し、該モータにより一つの可動部を動作させるタンデム型の制御を想定していない。このため、ブレーキ信号のオン・オフのタイミングが同一でも、各ブレーキの発生トルク、オン時間、オフ時間のバラツキによってモータの移動量が異なる。これにより、可動部を移動させる量が異なるという問題点があった。A conventional robot controller will be described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-179691. According to this publication, the position of the robot arm is controlled by the operation of the servo control unit, and in the robot control device including the brake that brakes the arm when the servo control unit is not operating, the lock that locks the brake for a predetermined time. It has a time setting unit and a release time setting unit that releases the brake for a predetermined time, and when there is a brake release command from the operation unit, the brake is locked and The thing provided with the brake control part which performs cancellation | release alternately is described.
According to such a robot control device, when the operator gives a command to release the brake, the brake release and the lock operation can be intermittently performed by the set values of the brake release time setting unit and the lock time setting unit. Therefore, it is possible to suppress an excessive movement due to the weight of the robot arm and to finely adjust the arm and smoothly move the arm.
However, the conventional robot control device has a plurality of motors, and does not assume tandem control in which one movable part is operated by the motors. For this reason, even when the on / off timing of the brake signal is the same, the amount of movement of the motor varies depending on the variation in the torque generated, the on time, and the off time of each brake. As a result, there is a problem in that the amount by which the movable part is moved is different.
本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたもので、各モータの移動量が等しくなるようにブレーキを制御し得るロボットの制御装置を提供することを目的とする。
本発明に係るロボットの制御装置は、Z軸方向に移動する可動部と、該可動部の一端部と他端部とをそれぞれ第1、第2の移動機構を介して駆動する第1、第2のモータと、該第1、第2のモータの回転位置を、それぞれ検出して第1、第2の位置検出信号を発生する第1、第2の位置検出手段と、前記第1、第2のモータの回転をそれぞれ拘束及び開放する第1、第2のブレーキと、前記第1、第2のモータをそれぞれ駆動する第1、第2制御部と、該第1、第2制御部を無効にする共に、前記第1、第2のブレーキを所定時間開放・拘束する指令手段と、該指令手段の動作により、前記第1、第2の位置検出信号が一致するように前記第1、第2のブレーキの拘束時間又は開放時間の少なくともいずれか一方を変更するブレーキ調整手段と、を備えたことを特徴とするものである。
本発明によれば、ブレーキ調整手段は指令手段の動作により、第1、第2の位置検出信号が一致するように第1、第2のブレーキの拘束時間又は開放時間の少なくともいずれか一方を変更する。これにより、可動部の一端部と他端部とを駆動する第1及び第2のモータの回転位置が等しくなる。そのため、可動部の一端部と他端部とのZ軸方向成分の位置が等しくなる。したがって、保守時などにおいて可動部が円滑に移動できる。
さらに、第1の位置検出信号と第2の位置検出信号との差を求め、該差が予め定められた閾値よりも大きいか否かを判断する判断手段と、該判断手段が大きいと判断すると、ブレーキ調整手段を実行する制御手段と、備えることが好ましい。
本発明によれば、第1の位置検出信号と第2の位置検出信号との差が閾値よりも大きい場合のみ制御手段がブレーキ調整手段を実行する。このため、ブレーキ調整手段の制御が簡易になる。
また、第1の位置検出信号と第2の位置検出信号とを比較する比較手段を備え、ブレーキ調整手段は、該比較によりZ軸方向の上方に位置するモータに対応する第1又は第2のブレーキのみの拘束時間又は開放時間の少なくともいずれか一方を変更することが好ましい。
本発明によれば、ブレーキ調整手段は、該比較によりZ軸方向の上方に位置するモータに対応するブレーキのみの拘束時間等を変更する。つまり上方に位置するモータに対応するブレーキの拘束時間等を変更する。これにより、可動部の位置が急激に低くなることを防止できる。このため、安全性がより一層確保される。
さらに、第1、第2の位置検出信号により可動部の一端部の第1移動量と前記他端部の第2移動量を求めると共に、第1移動量と第2移動量とを比較する移動量比較手段と、ブレーキ調整手段は、該比較により移動量の少ないモータに対応するブレーキのみの拘束時間又は開放時間の少なくともいずれか一方を変更する、ことが好ましい。
本発明によれば、ブレーキ調整手段は、該比較により移動量の少ないモータに対応するブレーキのみの拘束時間等を変更する。つまり上方に位置するモータに対応するブレーキの拘束時間等を変更する。これにより、可動部の位置が急激に低くなることを防止できる。このため、安全性がより一層確保される。The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a robot control apparatus that can control the brake so that the movement amounts of the respective motors are equal.
The robot control device according to the present invention includes a movable unit that moves in the Z-axis direction, and first and second driving units that respectively drive one end and the other end of the movable unit via first and second moving mechanisms. Two motors, first and second position detection means for detecting the rotational positions of the first and second motors and generating first and second position detection signals, respectively, and the first and second First and second brakes for restraining and releasing the rotation of the two motors, first and second control units for driving the first and second motors, respectively, and the first and second control units. The first and second position detection signals coincide with each other by disabling the command means for releasing and restraining the first and second brakes for a predetermined time and the operation of the command means. Brake adjustment means for changing at least one of the restraint time and release time of the second brake , It is characterized in that it comprises a.
According to the present invention, the brake adjusting means changes at least one of the restraining time and the releasing time of the first and second brakes so that the first and second position detection signals coincide with each other by the operation of the command means. To do. Thereby, the rotation position of the 1st and 2nd motor which drives the one end part and other end part of a movable part becomes equal. Therefore, the positions of the Z-axis direction components at the one end and the other end of the movable portion are equal. Therefore, the movable part can move smoothly during maintenance.
Further, a difference between the first position detection signal and the second position detection signal is obtained, a determination means for determining whether the difference is larger than a predetermined threshold value, and a determination that the determination means is large. And a control means for executing the brake adjusting means.
According to the present invention, the control means executes the brake adjustment means only when the difference between the first position detection signal and the second position detection signal is larger than the threshold value. For this reason, the control of the brake adjusting means is simplified.
In addition, a comparison unit that compares the first position detection signal and the second position detection signal is provided, and the brake adjustment unit is configured to compare the first or second motor corresponding to the motor positioned above in the Z-axis direction. It is preferable to change at least one of the restraint time and the release time of only the brake.
According to the present invention, the brake adjusting means changes the restraint time or the like of only the brake corresponding to the motor positioned above in the Z-axis direction by the comparison. That is, the brake restraint time corresponding to the motor positioned above is changed. Thereby, it can prevent that the position of a movable part falls rapidly. For this reason, safety is further ensured.
Further, the first and second position detection signals are used to determine the first movement amount of the one end portion of the movable portion and the second movement amount of the other end portion, and to compare the first movement amount and the second movement amount. It is preferable that the amount comparison means and the brake adjustment means change at least one of the restraint time and the release time of only the brake corresponding to the motor having a small movement amount by the comparison.
According to the present invention, the brake adjusting means changes the restraint time or the like of only the brake corresponding to the motor with a small movement amount by the comparison. That is, the brake restraint time corresponding to the motor positioned above is changed. Thereby, it can prevent that the position of a movable part falls rapidly. For this reason, safety is further ensured.
図1は本発明の一実施例を示す液晶搬送ロボットの斜視図である。
図2は本発明の一実施例を示す液晶搬送ロボットの全体ブロック図である。
図3は図2に示すロボットの制御装置のブロック図である。
図4は図2に示すロボットの制御装置の動作を示すフローチャートである。
図5は図2に示すロボットの制御装置の動作を示すタイムチャートである。
図6は図2に示すロボットの制御装置の動作を示すタイムチャートである。FIG. 1 is a perspective view of a liquid crystal transfer robot showing an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an overall block diagram of a liquid crystal transfer robot showing an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a block diagram of the robot control apparatus shown in FIG.
FIG. 4 is a flowchart showing the operation of the robot control apparatus shown in FIG.
FIG. 5 is a time chart showing the operation of the robot control apparatus shown in FIG.
FIG. 6 is a time chart showing the operation of the robot control apparatus shown in FIG.
本発明を具現化したロボットの制御装置の一実施例を図1乃至図3によって説明する。図1は本発明の一実施例を示す液晶ガラス基板搬送ロボット(以下、「液晶搬送ロボット」という)の斜視図、図2は一実例を示す液晶搬送ロボットの全体構成図、図3は図2に示す液晶搬送ロボットの電気系統を示すブロック図である。
図1乃至図3において、液晶搬送ロボット1は、第1側面部2,第2側面部4と、第1側面部2,第2側面部4のそれぞれの上端に固定された天板9とを備え、第1側面部2の内部には、第1モータ11に直結されると共に、立設したボール螺子としての第1軸3を有し、第2側面部4の内部には第2モータ111に直結されると共に、立設したボール螺子としての第2軸5を有しており、一端部7aが第1軸3に螺合し(第1の移動機構)、他端部7cが第2軸5に螺合(第2の移動機構)すると共に、第1軸3及び第2軸5の回転によりZ軸方向、つまり図1に示す上下方向に移動する平板状の板材から成ると共に、液晶ガラス基板を載せる可動部7を備え、該可動部7は図1に示す矢印A方向と回転とが可能のように構成されている。
また、第1モータ11、第2モータ111には、それぞれ第1ブレーキ13、第2ブレーキ113が結合され、第1ブレーキ13、第2ブレーキ113にはそれぞれ第1位置検出器12、第2位置検出器112が結合されていて、第1ブレーキ13、第2ブレーキ113がそれぞれ第1モータ11、第2モータ111の回転を拘束・開放し、第1の位置検出手段としての第1位置検出器12、第2の位置検出手段としての第2位置検出器112がそれぞれ第1モータ11、第2モータ111の回転位置を検出して第1、第2の位置検出信号P1,P2を発生するように形成されている。
液晶搬送ロボット1は、上記第1、第2の位置検出信号P1,P2を取込んで第1及び第2モータ11,111と第1及び第2ブレーキ13、113を制御する制御装置30と、第1サーボ制御部33及び第2サーボ制御部133をオン・オフさせると共に、指令手段としての解除操作スイッチ42をオンさせることにより第1及び第2サーボ制御部33,133をオフにして第1及び第2ブレーキ13、113をオン・オフさせる手動操作装置40とを備えている。
制御装置30には、可動部7を動作させる動作プログラムを解析して処理すると共に、各ブレーキ13,113のオン(開放)・オフ(拘束)制御等を実行する中央処理部31と、動作プログラムなどを記憶する記憶部32とを有する共通部と、第1モータ11を制御する第1制御部,第2モータ111を制御する第2制御部とを備えている。
第1制御部は第1モータ11、第1ブレーキ13を制御する制御部としてのサーボ制御部33と、第1モータ11をサーボ制御部33からの駆動指令により駆動するサーボアンプ部35と、第1ブレーキ13をオン・オフ制御するためにオン・オフの第1ブレーキ信号を発生する第1のブレーキ制御手段としての第1ブレーキ制御部37と、該第1ブレーキ信号により第1ブレーキ13を駆動するブレーキ駆動部39とを備えている。
第2制御部は第2モータ111、第2ブレーキ113を制御するサーボ制御部133と、第2モータ111をサーボ制御部133からの駆動指令により駆動するサーボアンプ部135と、第2ブレーキ113をオン・オフ制御するためにオン・オフの第2ブレーキ信号を発生する第2のブレーキ制御手段としてのブレーキ制御部137と、該第2ブレーキ信号により第2ブレーキ111を駆動するブレーキ駆動部139とを備えている。ここで、各ブレーキ信号をオンすると、各ブレーキ13,113がオン(開放)し、各ブレーキ信号をオフすると、各ブレーキ13,113がオフ(拘束)するように構成されている。
上記のように構成されたロボットの制御装置の動作を図4乃至図6によって説明する。図4はロボットの制御装置の動作を示すフローチャート、図5及び図6はブレーキ関係の動作を示すタイムチャートである。
まず、保守時などにおいて作業者が手動にて手動操作装置40の解除操作スイッチ42をオンしたことを中央処理部31が判断する(ステップS101)。ここで、時間tsで解除操作スイッチ42がオンされると、中央処理部31は、第1サーボ制御部33,第2サーボ制御部133からの第1及び第2サーボアンプ35,135への信号をオフにして第1モータ11、第2モータ111を無給電にし(ステップS103)、第1ブレーキ制御部37は第1サーボ制御部33を介して第1位置検出器12から第1の位置検出信号P1を取り込み、第2ブレーキ制御部137は第2サーボ制御部133を介して第2位置検出器112から第2の位置検出信号P2を取り込み(ステップS105)、第1,第2ブレーキ制御部37,137はそれぞれ第1,第2ブレーキ信号をブレーキ13,113に与えてブレーキ13,113をオン・オフ制御する。これにより可動部7が除々にZ軸方向の下方に移動する(ステップS107)。つまり、第1及び第2ブレーキ信号は周期をTとし、オン時間taとオフ時間tbとを同一にしている。ここで、第1ブレーキ信号と第2ブレーキ信号が同一でも、各ブレーキ13,113が発生するブレーキトルク、ブレーキ信号をオンにしてから各ブレーキ13,113が開放するまでの開放時間、ブレーキ信号13,113をオフにしてから拘束するまでの拘束時間が各ブレーキ13,113によって異なる。このため、各ブレーキ13,113が開放時間・拘束時間が異なり各モータ11,111の移動量が異なる。これによりZ軸方向に下降する可動部7の一端部7aと他端部7cとの位置がずれることになる。
中央処理部31は、第1の位置検出信号P1と第2の位置検出信号P2との差を絶対値Peとして求め、予め定められた位置偏差Prとを比較して|Pe|>Prを判断する(ステップS109)。このステップS109が判断手段及び制御手段となる。中央処理部31がP1>P2であれば、時間t1で調整信号を第1及び第2ブレーキ制御部37,137に入力し、第2ブレーキ制御部137が第2ブレーキ信号のオン・オフ(時間ta=時間tb)のデュテイを一定に維持し、第1ブレーキ制御部37が第1ブレーキ信号のオン・オフのデュテイを上げる(ステップS113)。つまり、第1ブレーキ信号の周期Tを一定にしたまま、オン時間tcを長くする。これによりオフ時間tdが短くなる。ここで、位置検出信号値P1,P2は大きさが大きいと高い位置に可動部7が位置するように設定されている。これにより、第1ブレーキ13により制御される第1モータ11の速度が第2モータ111の速度よりも僅かに上昇して、それぞれのモータ11,111の回転位置が一致するように制御される。つまり可動部7の一端部7aと他端部7cとの位置が一致して水平になる。
一方、P2>P1であれば、中央処理部31が時間t1で調整信号を第1及び第2ブレーキ制御部37,137に入力し、第1ブレーキ制御部37が第1ブレーキ信号のオン・オフ(時間ta=時間tb)のデュテイを一定に維持し、第2ブレーキ制御部137が第2ブレーキ信号のオン・オフのデュテイを上げる(ステップS115)。ここで、ステップS113又はS115がブレーキ調整手段となる。
つまり、第2ブレーキ信号の周期Tを一定にしたまま、時間t1以前のオン時間taよりもオン時間tcを長くする。これにより時間t1以前のオン時間tbよりもオフ時間tdが短くなる。これにより、第2ブレーキ113により制御される第2モータ111の速度が第1モータ13の速度よりも僅かに上昇して、それぞれの各モータ11,113の回転位置が一致するように制御される。このため、可動部7の一端部7aと他端部7cとが傾くことなく平行な状態でZ軸方向に下降する。
このようにして手動操作装置40の解除操作スイッチ42がオフされるまで、ステップS103〜S115を実行する。やがて、手動操作装置40の解除操作スイッチ42がオフされることによりブレーキ13,113のオン・オフ制御が終了される。
なお、上記実施例のステップS109において、位置検出信号P1,P2を用いて可動部7の一端部7aと他端部7cとの位置を判断したが位置検出信号P1,P2を積算した第1の位置検出信号P1に基く第1移動量P1L、第2の位置検出信号P2を積算した第2移動量P2Lを求め、第1移動量P1Lと第2移動量P2Lとの差の絶対値PeLを以下のようにして求めて予め定められたPrLと比較しても良い。これが移動量比較手段を成す。
|P1L−P2L|=PeL>PrL
そして、ステップS111において、P1L>P2Lを比較して「Y」ならステップS113を実行し、「N」ならステップS115を実行しても良い。An embodiment of a robot control apparatus embodying the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a perspective view of a liquid crystal glass substrate transfer robot (hereinafter referred to as “liquid crystal transfer robot”) showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an overall configuration diagram of the liquid crystal transfer robot showing an example, and FIG. It is a block diagram which shows the electric system of the liquid-crystal conveyance robot shown in FIG.
1 to 3, the liquid
A
The liquid
The
The first control unit includes a
The second control unit includes a
The operation of the robot control apparatus configured as described above will be described with reference to FIGS. FIG. 4 is a flowchart showing the operation of the robot controller, and FIGS. 5 and 6 are time charts showing the brake-related operations.
First, the
The
On the other hand, if P2> P1, the
That is, the on-time tc is made longer than the on-time ta before the time t1, while the period T of the second brake signal is kept constant. As a result, the off time td becomes shorter than the on time tb before the time t1. As a result, the speed of the
In this way, steps S103 to S115 are executed until the
In step S109 of the above embodiment, the positions of the one end portion 7a and the
| P1L-P2L | = PeL> PrL
In step S111, P1L> P2L is compared. If “Y”, step S113 may be executed, and if “N”, step S115 may be executed.
以上のように本発明に係るロボットの制御装置は、ロボット制御に適用している。 As described above, the robot control apparatus according to the present invention is applied to robot control.
Claims (4)
該可動部の一端部と他端部とをそれぞれ第1、第2の移動機構を介して駆動する第1、第2のモータと、
該第1、第2のモータの回転位置を、それぞれ検出して第1、第2の位置検出信号を発生する第1、第2の位置検出手段と、
前記第1、第2のモータの回転をそれぞれ拘束及び開放する第1、第2のブレーキと、
前記第1、第2のモータをそれぞれ駆動する第1、第2制御部と、
該第1、第2制御部を無効にする共に、前記第1、第2のブレーキを所定時間開放・拘束する指令手段と、
該指令手段の動作により、前記第1、第2の位置検出信号が一致するように前記第1、第2のブレーキの拘束時間又は開放時間の少なくともいずれか一方を変更するブレーキ調整手段と、
を備えたことを特徴とするロボットの制御装置。A movable part that moves in the Z-axis direction;
A first motor and a second motor for driving one end and the other end of the movable part via first and second moving mechanisms, respectively;
First and second position detecting means for detecting the rotational positions of the first and second motors and generating first and second position detection signals, respectively;
First and second brakes for restraining and releasing rotation of the first and second motors, respectively;
First and second control units for driving the first and second motors, respectively;
Command means for disabling the first and second control units and releasing and restraining the first and second brakes for a predetermined time;
Brake adjusting means for changing at least one of the restraining time and the releasing time of the first and second brakes so that the first and second position detection signals coincide with each other by the operation of the command means;
A robot control device comprising:
該判断手段が大きいと判断すると、前記ブレーキ調整手段を実行する制御手段と、
を備えたことを特徴とする請求の範囲1に記載のロボットの制御装置。Determining means for determining a difference between the first position detection signal and the second position detection signal and determining whether the difference is greater than a predetermined threshold;
When the determination means is determined to be large, control means for executing the brake adjustment means;
The robot control device according to claim 1, further comprising:
前記ブレーキ調整手段は、該比較により前記Z軸方向の上方に位置する前記モータに対応する前記第1又は第2のブレーキのみの拘束時間又は開放時間の少なくともいずれか一方を変更する、
ことを特徴とする請求の範囲1に記載のロボットの制御装置。Comparing means for comparing the first position detection signal and the second position detection signal,
The brake adjusting means changes at least one of the restraint time or the release time of only the first or second brake corresponding to the motor positioned above in the Z-axis direction by the comparison.
The robot control device according to claim 1, wherein:
前記ブレーキ調整手段は、該比較により移動量の少ない前記モータに対応する前記ブレーキのみの拘束時間又は開放時間の少なくともいずれか一方を変更する、
ことを特徴とする請求の範囲1又は2に記載のロボットの制御装置。The first and second position detection signals are used to obtain a first movement amount at one end of the movable portion and a second movement amount at the other end, and to compare the first movement amount and the second movement amount. A quantity comparison means;
The brake adjusting means changes at least one of the restraint time or the release time of only the brake corresponding to the motor with a small movement amount by the comparison.
3. The robot control device according to claim 1, wherein the robot control device is a robot.
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