JPWO2019031219A1 - コントローラの情報送信方法及びエンコーダの異常検出方法 - Google Patents
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Abstract
Description
<ロボット及びその制御系の構成>
図1は、本実施形態に係る作動装置としてのロボット制御システムの概略構成図である。また、図2はロボット制御部2の構成を示すブロック図であり、情報又は信号の送信方向がわかるように矢印を記載している。なお、本実施形態に係るロボットAは、ワークWを加工するために用いられる。
本実施形態では、ワークWの位置ずれを補正するために、サーボドライバ10が、コントローラ7からの速度指令と、エンコーダ5からの出力信号と、位置センサ13からの差分信号とに基づいてモータ4を制御する場合について考える。
図5は、ロボット制御部2がロボットAを起動させ、ロボットAが動作を開始した後、セーフティユニット9がエンコーダ5の異常をどのように監視しているかを示したフローチャートである。すなわち、図5は、コントローラ7がサーボドライバ10を介してモータ4を回転動作させたときに、セーフティユニット9がエンコーダ5の異常をどのように監視しているかを示している。
<ロボット及びその制御系の構成>
図6は、本実施形態に係る作動装置としてのロボット制御システムの概略構成図である。また、図7はロボット制御部2の構成を示すブロック図であり、情報又は信号の送信方向がわかるように矢印を記載している。
本実施形態では、前述したように、ロボットAの高応答制御を行うために、コントローラ7からサーボドライバ10に対して第1及び第2速度指令を送信し、サーボドライバ10がこれら第1及び第2速度指令と、エンコーダ5からの出力信号とに基づいてモータ4を制御する場合について考える。
本実施形態におけるエンコーダの異常検出方法は、図5に示す第1実施形態に係る異常検出方法と同様であるので、その詳細については説明を省略する。なお、コントローラ7からセーフティユニット9に送られる指令位置情報には図8A,8Bに示す新たな指令位置情報も含まれることは言うまでもない。
図9は変形例(1)に係るロボット制御部の構成を示すブロック図である。
図11は変形例(2)に係るロボット制御部の構成を示すブロック図である。
また、図5に係る異常判定方法において、図13に示すようなフローとしてもよい。図13において、ステップST1からST6に係る処理は、図5と同様であるため、ここではその詳細な説明を省略する。
本実施形態では、ロボットAの連続動作に係るエンコーダの異常検出方法について説明する。
W ワーク
4 モータ
5 エンコーダ
7 コントローラ
8,93 RAM(記憶部)
9 セーフティユニット(異常検出装置)
10 サーボドライバ
12 関節軸(出力軸)
13 位置センサ
21 制振フィルタ
22 一次遅れフィルタ(遅れ制御フィルタ)
92 CPU(判定部)
94 エンコーダ受信部(第1受信部)
95 DPRAM(第2受信部)
Claims (10)
- ロボットアームと、ロボットアームの出力軸に連結されたモータとを有し、ワークを加工する作動装置に設けられたコントローラの情報送信方法であって、
前記コントローラは、前記モータの回転位置を指示する速度指令及び前記速度指令に応じた前記モータの回転位置を示す指令位置情報を出力し、
前記作動装置は、
前記モータの回転位置を検出するためのエンコーダと、
所定の位置からの前記ワークの位置ずれ量を差分信号として出力する位置センサと、
前記コントローラから出力される前記速度指令と前記エンコーダから出力される出力信号と前記位置センサから出力される前記差分信号とを受け、少なくとも前記速度指令及び前記出力信号に基づいて前記モータの駆動を制御するドライバと、
前記エンコーダの異常を検出する異常検出装置と、をさらに有し、
前記ドライバが前記速度指令と前記出力信号と前記差分信号とに基づいて前記モータを制御する場合に、
前記ドライバが前記差分信号を前記コントローラに送信する一方、前記コントローラは、前記指令位置情報に前記差分信号を換算して得られる補正値を加算して新たな指令位置情報を生成し、前記異常検出装置に前記新たな指令位置情報を送信することを特徴とするコントローラの情報送信方法。 - ロボットアームと、前記ロボットアームの出力軸に連結されたモータとを有し、ワークを加工する作動装置に設けられたコントローラの情報送信方法であって、
前記コントローラは、前記モータの回転位置を指示する速度指令及び前記速度指令に応じた前記モータの回転位置を示す指令位置情報を出力し、
前記作動装置は、
前記モータの回転位置を検出するためのエンコーダと、
所定の位置からの前記ワークの位置ずれ量を差分信号として出力する位置センサと、
前記コントローラから出力される前記速度指令と前記エンコーダから出力される出力信号と前記位置センサから出力される前記差分信号とを受け、少なくとも前記速度指令及び前記出力信号に基づいて前記モータの駆動を制御するドライバと、
前記エンコーダの異常を検出する異常検出装置と、をさらに有し、
前記ドライバが前記速度指令と前記出力信号と前記差分信号とに基づいて前記モータを制御する場合に、
前記ドライバが前記差分信号と前記速度指令とに基づいて目標位置情報を生成して前記コントローラに送信する一方、前記コントローラは前記目標位置情報を新たな指令位置情報として前記異常検出装置に送信することを特徴とするコントローラの情報送信方法。 - ロボットアームと、前記ロボットアームの出力軸に連結されたモータとを有する作動装置に設けられたコントローラの情報送信方法であって、
前記コントローラは、前記モータの回転位置を指示する第1及び第2速度指令及び前記第1及び第2速度指令に応じた前記モータの回転位置を示す指令位置情報を出力し、
前記作動装置は、
前記モータの回転位置を検出するためのエンコーダと、
前記コントローラから出力される前記第1及び第2速度指令と前記エンコーダから出力される出力信号とを受け、前記第1及び第2速度指令の少なくとも一方と前記出力信号とに基づいて前記モータの駆動を制御するドライバと、
前記エンコーダの異常を検出する異常検出装置と、をさらに有し、
前記ドライバが前記第1及び第2速度指令と前記エンコーダからの出力信号とに基づいて前記モータを制御する場合に、
前記ドライバが前記第2速度指令に基づいた制御情報を前記コントローラに送信する一方、前記コントローラは、前記指令位置情報に前記第2速度指令に基づいた制御情報を換算して得られる補正値を加算して新たな指令位置情報を生成し、前記異常検出装置に前記新たな指令位置情報を送信することを特徴とするコントローラの情報送信方法。 - ロボットアームと、前記ロボットアームの出力軸に連結されたモータとを有する作動装置に設けられたコントローラの情報送信方法であって、
前記コントローラは、前記モータの回転位置を指示する第1及び第2速度指令及び前記第1及び第2速度指令に応じた前記モータの回転位置を示す指令位置情報を出力し、
前記作動装置は、
前記モータの回転位置を検出するためのエンコーダと、
前記コントローラから出力される前記第1及び第2速度指令と前記エンコーダから出力される出力信号とを受け、前記第1及び第2速度指令の少なくとも一方と前記出力信号とに基づいて前記モータの駆動を制御するドライバと、
前記エンコーダの異常を検出する異常検出装置と、をさらに有し、
前記ドライバが前記第1及び第2速度指令と前記エンコーダからの出力信号とに基づいて前記モータを制御する場合に、
前記ドライバが前記第1及び第2速度指令に基づいて目標位置情報を生成して前記コントローラに送信する一方、前記コントローラは前記目標位置情報に基づいて新たな指令位置情報を生成し、前記異常検出装置に前記新たな指令位置情報を送信することを特徴とするコントローラの情報送信方法。 - 作動装置の出力軸を駆動するモータの回転位置を検出するためのエンコーダの異常を検出する異常検出方法であって、
前記作動装置は、
前記エンコーダの異常を検出する異常検出装置と、
前記モータの回転位置を指示する速度指令を出力するとともに、前記速度指令に応じた前記モータの回転位置を示す指令位置情報を請求項1ないし4のいずれか1項に記載の情報送信方法により前記異常検出装置に送信するコントローラと、
前記コントローラから出力される前記速度指令及び前記エンコーダから出力される出力信号を受け、前記速度指令及び前記出力信号に基づいて前記モータの駆動を制御するドライバと、をさらに有し、
前記異常検出装置は、
前記コントローラから前記指令位置情報を、また前記エンコーダから前記出力信号をそれぞれ取得する情報取得ステップと、
前記指令位置情報と前記出力信号に基づいて算出された前記モータの検出位置情報とを比較し、前記指令位置情報と前記検出位置情報との間に所定値以上の差があった場合に前記エンコーダの異常と判定する異常判定ステップとを行うことを特徴とするエンコーダの異常検出方法。 - 前記異常検出装置は、前記モータの駆動制御の遅れに起因する時間遅れが補償された指令位置情報を前記コントローラから受け、前記異常判定ステップにおいて、前記時間遅れが補償された指令位置情報と前記検出位置情報との比較結果に基づいて、前記エンコーダの異常の有無を判定する、ことを特徴とする請求項5に記載のエンコーダの異常検出方法。
- 前記異常検出装置は、前記コントローラから共振成分が除去された指令位置情報を受け、前記異常判定ステップにおいて、前記共振成分が除去された指令位置情報と前記検出位置情報との比較結果に基づいて、前記エンコーダの異常の有無を判定する、ことを特徴とする請求項5または6に記載のエンコーダの異常検出方法。
- 前記異常検出装置は、前記異常判定ステップにおいて、前記コントローラから出力された前記指令位置情報の変化量の積算値を生成し、前記積算値及び前記指令位置情報の和と前記検出位置情報との比較結果に基づいて、前記エンコーダの異常の有無を判定する、ことを特徴とする請求項5ないし7のいずれか1項に記載のエンコーダの異常検出方法。
- 前記異常検出装置は、前記異常判定ステップにおいて、前記積算値及び前記指令位置情報の和に所定の閾値を加えたものと前記検出位置情報との比較結果に基づいて、前記エンコーダの異常の有無を判定する、ことを特徴とする請求項8記載のエンコーダの異常検出方法。
- 前記作動装置を非常停止するための安全回路がさらに設けられており、
前記コントローラは、非常時に前記安全回路に非常停止信号を送信するように構成され、
前記異常検出装置は、前記異常判定ステップにおいて、前記コントローラから前記非常停止信号が出力されたことを検知した場合、前記指令位置情報と前記検出位置情報との間に所定値以上の差があっても、前記エンコーダの異常と判定しない、ことを特徴とする請求項5ないし9のいずれか1項に記載のエンコーダの異常検出方法。
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