KR20130102476A - 모터 구동 구조를 구비한 시스템, 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체, 및 용접물 제조 방법 - Google Patents

모터 구동 구조를 구비한 시스템, 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체, 및 용접물 제조 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20130102476A
KR20130102476A KR1020130019814A KR20130019814A KR20130102476A KR 20130102476 A KR20130102476 A KR 20130102476A KR 1020130019814 A KR1020130019814 A KR 1020130019814A KR 20130019814 A KR20130019814 A KR 20130019814A KR 20130102476 A KR20130102476 A KR 20130102476A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
setting
value
threshold value
threshold
disturbance torque
Prior art date
Application number
KR1020130019814A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101443502B1 (ko
Inventor
슈이치 이나다
요시히데 이노우에
요시하루 니시다
다카시 와다
Original Assignee
가부시키 가이샤 고베세이코쇼
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 가부시키 가이샤 고베세이코쇼 filed Critical 가부시키 가이샤 고베세이코쇼
Publication of KR20130102476A publication Critical patent/KR20130102476A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101443502B1 publication Critical patent/KR101443502B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J13/00—Controls for manipulators
    • B25J13/08—Controls for manipulators by means of sensing devices, e.g. viewing or touching devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J15/00—Gripping heads and other end effectors
    • B25J15/0019—End effectors other than grippers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J19/00—Accessories fitted to manipulators, e.g. for monitoring, for viewing; Safety devices combined with or specially adapted for use in connection with manipulators
    • B25J19/06—Safety devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16—Programme controls
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B9/00—Safety arrangements
    • G05B9/02—Safety arrangements electric
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S901/00—Robots
    • Y10S901/30—End effector
    • Y10S901/41—Tool
    • Y10S901/42—Welding

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Manipulator (AREA)
  • Numerical Control (AREA)

Abstract

임계치를 설정할 때의 사용자의 부담을 경감하는 것이 가능해진다.
용접 로봇 시스템(1)은, 관절(축)에 가해지는 외란치를 산출하고, 외란치와 비교하여 관절(축)이 외계와 충돌한 것으로 하는 임계치를 설정하는 임계치 설정 수단(로봇 콘트롤러(30))과, 임계치 설정 수단에 의한 임계치의 설정에 앞서, 용접 로봇(10)의 사용자가 충돌의 검지를 위한 감도 레벨을 단계적으로 설정할 수 있는 유저 인터페이스(표시 화면(41))를 제공하는 제공 수단과, 제공 수단에 의해 제공된 유저 인터페이스에 의해 행해진 사용자의 단계적인 감도 레벨의 설정을 인식하는 인식 수단을 갖고 있다. 그리고, 임계치 설정 수단은, 인식 수단에 의해 인식되는 단계적인 감도 레벨의 설정에 근거하여 임계치를 결정해서, 외란치와 비교하는 임계치로서 설정한다.

Description

모터 구동 구조를 구비한 시스템, 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체, 및 용접물 제조 방법{SYSTEM FOR COMPRISING MOTOR DRIVING STRUCTURE, COMPUTER READABLE RECORDING MEDIUM FOR RECORDING PROGRAM, AND METHOD FOR FABRICATING WELDMENTS}
본 발명은, 모터 구동 구조를 구비한 시스템, 모터 구동 구조의 시스템에 이용되는 프로그램, 및 용접물 제조 방법에 관한 것이다.
종래, 용접 로봇을 포함하는 산업 로봇과 같은 모터가 피구동체를 구동하는 모터 구동 구조체에 있어서, 피구동체와 외계의 충돌을 검지하는 장치가 제안되어 있다.
예를 들면, 특허 문헌 1에 기재되어 있는 장치는 이하와 같이 구성되어 있다. 콘트롤러는 궤도 계획을 실현하기 위한 지령치로서 토크를 매니퓰레이터(manipulator)에 출력하고, 그에 따라서 매니퓰레이터의 모터가 구동되고, 인코더에 의해 검출된 각 축의 관절 각도는 콘트롤러에 피드백된다. 또한, 모터 제어 장치는, 외란 산출기, 평가량 산출기, 및 비교기를 구비하고 있다. 외란 산출기는 콘트롤러로부터 입력되는 토크, 인코더로부터 입력되는 관절 각도를 이용하여 각 축의 외란을 시시각각으로 산출한다. 평가량 산출기는 외란을 사용하여 충돌 검지를 위한 평가량을 산출하고, 이 산출치는 비교기에 의해 임계치와 비교된다. 비교기의 비교 결과로부터, 충돌 평가량이 임계치 이상이면, 콘트롤러는 충돌이라고 판정한다.
(선행 기술 문헌)
(특허 문헌)
특허 문헌 1 : 일본 특허 제2005-100143호 공보
외란 산출기에서 사용하는 로봇 모델과 실제 기기와의 사이에는, 로봇의 기계적인 오차나 온도 변화 등의 환경에 의한 오차, 혹은 사용자가 설정하는 로봇이나 워크의 설정 오차 등이 존재한다. 그 때문에, 항상 정확한 외란이 추정되는 것은 아니며, 어느 정도의 오차를 포함하게 되어, 충돌이 발생하고 있지 않은 경우에도, 외란은 완전한 0으로는 되지 않는다.
그러므로, 피구동체와 외계의 충돌을 검지하는데 이용하는 임계치를 작게 할수록 보다 신속하게 충돌 발생을 검지할 수 있지만, 임계치를 너무 작게 하면, 실제로 충돌이 발생하고 있지 않은 경우에도 충돌이 발생하고 있다고 하는 잘못된 판단이 되어 버릴 우려가 있다. 따라서, 신속하고 신뢰성이 높은 충돌 검지를 행하게 하기 위해서는, 임계치의 결정이 중요해진다. 그리고, 임계치를 설정할 때의 사용자의 부담은 작은 쪽이 바람직하다.
본 발명은, 임계치를 설정할 때의 사용자의 부담을 경감하는 것을 목적으로 한다.
이러한 목적 하에, 본 발명은, 모터에 의해 구동되는 피구동체의 외계와의 충돌을 검지하는 모터 구동 구조를 구비한 시스템으로서, 피구동체에 가해지는 외란치를 산출하고, 외란치와 비교하여 피구동체가 외계와 충돌한 것으로 하는 임계치를 설정하는 임계치 설정 수단과, 임계치 설정 수단에 의한 임계치의 설정에 앞서, 모터 구동 구조의 사용자가 충돌의 검지를 위한 감도 레벨을 단계적으로 설정할 수 있는 유저 인터페이스를 제공하는 제공 수단과, 제공 수단에 의해 제공된 유저 인터페이스에 의해 행해진 사용자의 단계적인 감도 레벨의 설정을 인식하는 인식 수단을 구비하고, 임계치 설정 수단은, 인식 수단에 의해 인식되는 단계적인 감도 레벨의 설정에 근거하여 임계치를 결정해서, 외란치와 비교하는 임계치로서 설정하는 것을 특징으로 하는 모터 구동 구조를 구비한 시스템이다.
여기서, 임계치 설정 수단은, 미리 정해진 프로그램을 가동시키고, 피구동체의 구동 토크와 구동체의 실제 토크로부터 얻어지는 외란치에, 미리 정해진 오차 값을 가미한 값을 기준 임계치로서 설정하고, 제공 수단은, 기준 임계치를 기준으로 하여 감도 레벨을 단계적으로 설정할 수 있는 유저 인터페이스를 제공하는 것을 특징으로 할 수 있다. 이러한 구성에 의하면, 미리 정해진 프로그램의 가동에 의해 얻어진 외란치의 오차를 감안하여, 보다 적절한 기준 임계치에 근거하는 설정이 가능해진다.
또한, 모터 구동 구조는 복수의 관절로 이루어지는 피구동체를 갖고, 임계치 설정 수단은, 복수의 관절의 각각에 대한 임계치를 설정하며, 제공 수단은, 복수의 관절의 각각의 임계치를 개별적으로, 및/또는 각각의 관절의 임계치를 일괄하여, 단계적으로 설정할 수 있는 유저 인터페이스를 제공할 수 있다. 이러한 구성에 의하면, 복수의 관절의 각각에 대한 단계적인 설정을 가능하게 하거나, 또는 복수의 관절을 포함하는 경우에 일반적으로 복잡화하는 설정을 보다 간단하고 용이하게 행할 수 있다.
또한, 모터 구동 구조는 산업용 로봇이며, 산업용 로봇은 복수의 종류의 엔드 이펙터를 이용하여 작업을 행하는 것이 가능하고, 복수 종류의 엔드 이펙터의 각각을 이용한 경우의 엔드 이펙터마다 정해지는 운동 방정식의 부하 파라미터를 기억하는 기억 수단을 더 구비하며, 제공 수단은, 복수 종류의 엔드 이펙터의 각각을 식별하는 식별 정보에 의해 엔드 이펙터를 선택시키는 유저 인터페이스를 제공하고, 임계치 설정 수단은, 제공 수단에 의해 제공된 유저 인터페이스에 의해 행해진 엔드 이펙터의 선택에 근거하여 기억 수단으로부터 엔드 이펙터의 부하 파라미터를 판독하며, 판독된 값을 외란치의 산출에 이용하는 것을 특징으로 할 수 있다. 이러한 구성에 의하면, 복수 종류의 엔드 이펙터를 이용한 경우에도, 그 엔드 이펙터마다, 보다 바람직한 운동 방정식을 간단하고 용이하게 설정하는 것이 가능하게 되어, 임계치의 설정을 보다 양호하게 행하는 것이 가능해진다.
그리고, 산업용 로봇은 용접 로봇이며, 용접 로봇은 복수 종류의 엔드 이펙터로서 복수 종류의 토치를 이용하여 용접 작업을 행하는 것이 가능한 것을 특징으로 할 수 있다. 이러한 구성에 의하면, 예를 들면, 비산물의 영향에 의해 카메라 등의 영상에 의해 장해물을 검지하는 것이 어려운 용접 작업에 있어서도, 외계와의 충돌을 보다 양호하게 검지하는 것이 가능해진다.
또한, 다른 관점으로부터 파악하면, 본 발명은, 모터에 의해 구동되는 피구동체의 외계와의 충돌을 검지하는 모터 구동 구조의 시스템에 이용되는 프로그램으로서, 피구동체에 가해지는 외란치(A)를 산출하고, 외란치(A)와 비교하여 피구동체가 외계와 충돌한 것으로 하는 임계치(As)를 설정하는 임계치 설정 기능과, 임계치 설정 기능에 의한 임계치(As)의 설정에 앞서, 모터 구동 구조의 사용자가 충돌의 검지를 위한 감도 레벨을 단계적으로 설정할 수 있는 유저 인터페이스를 제공하는 제공 기능과, 제공 기능에 의해 제공된 유저 인터페이스에 의해 행해진 사용자의 단계적인 감도 레벨의 설정을 인식하는 인식 기능을 모터 구동 구조의 시스템으로 실현시키고, 임계치 설정 기능은, 인식 기능에 의해 인식되는 단계적인 감도 레벨의 설정에 근거하여 임계치(As)를 결정하고, 외란치(A)와 비교하는 임계치로서 설정하는 것을 특징으로 하는 프로그램이다.
여기서, 임계치 설정 기능은, 모터 구동 구조가 갖는 복수의 관절의 각각에 대한 임계치를 설정하고, 제공 기능은, 복수의 관절의 각각의 임계치를 개별적으로, 및/또는 각각의 관절의 임계치를 일괄하여, 단계적으로 설정할 수 있는 유저 인터페이스를 제공하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 또 다른 관점으로부터 파악하면, 본 발명은, 모터에 의해 구동되는 피구동체의 외계와의 충돌을 검지하는 기능을 구비한 용접 로봇을 이용한 용접물 제조 방법으로서, 피구동체에 가해지는 외란치를 산출하고, 외란치와 비교하여 피구동체가 외계와 충돌한 것으로 하는 임계치의 설정에 앞서, 용접 로봇의 사용자가 충돌의 검지를 위한 감도 레벨을 단계적으로 설정할 수 있는 유저 인터페이스를 제공하고, 제공된 유저 인터페이스에 의해 행해진 사용자의 단계적인 감도 레벨 설정을 인식하며, 인식되는 단계적인 감도 레벨의 설정에 근거하여 임계치를 결정해서, 외란치와 비교하는 임계치로서 기억하며, 임계치가 기억된 용접 로봇을 이용하여 용접을 행하는 것을 특징으로 하는 용접물 제조 방법이다.
여기서, 미리 정해진 프로그램을 가동시키고, 피구동체의 구동 토크와 구동체의 실제 토크로부터 얻어지는 외란치에, 미리 정해진 오차 값을 가미한 값을 기준 임계치로서 설정하는 공정을 더 구비하고, 기준 임계치를 기준으로 하여 감도 레벨을 단계적으로 설정할 수 있는 유저 인터페이스를 제공하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 의하면, 임계치를 설정할 때의 사용자의 부담을 경감하는 것이 가능해진다.
도 1은 실시 형태에 따른 용접 로봇 시스템의 개략 구성도이다.
도 2는 로봇 콘트롤러의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 3은 식별 정보 입력 화면을 예시하는 도면이다.
도 4는 충돌이 발생하고 있지 않은 경우의 외란 토크의 시간 변화를 예시하는 도면이다.
도 5는 사용자에게 감도의 설정을 촉진하는 화면인 감도 설정 화면을 예시하는 도면이다.
도 6은 감도와 수정치의 상관 관계를 예시하는 도면이다.
도 7은 임계치 설정부가 행하는 충돌 검지 임계치 설정 처리의 순서를 나타내는 플로우차트이다.
도 8은 외란 토크의 시간 변화와 충돌 검지 임계치(외란 토크 기준치)의 관계를 나타내는 도면이다.
도 9는 임의의 동작 프로그램을 실행한 경우의 용접 로봇에 장착된 용접 토치의 선단의 이동 형태를 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 10은 도 9에 나타내는 동작 형태에 있어서의 충돌이 발생하고 있지 않은 경우의 외란 토크의 시간 변화를 나타내는 도면이다.
도 11은 도 9를 이용하여 나타낸 동작 형태에 있어서의 충돌 발생 전후의 외란 토크의 시간 변화를 나타내는 도면이다.
도 12a는 제 2 실시 형태에 따른 임계치 설정부가 행하는 충돌 검지 임계치 설정 처리의 순서를 나타내는 플로우차트이다.
도 12b는 제 2 실시 형태에 따른 임계치 설정부가 행하는 충돌 검지 임계치 설정 처리의 순서를 나타내는 플로우차트이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여, 본 발명의 실시 형태에 대해 상세하게 설명한다.
도 1은, 본 실시 형태에 따른 용접 로봇 시스템(1)의 개략 구성도이다.
본 실시 형태에 따른 용접 로봇 시스템(1)은, 아크 용접을 행하는 용접 로봇(10)과, 용접 로봇(10)에 장착된 용접 와이어에 고전압을 인가하여, 아크를 발생시키는 용접 전원(20)과, 이들 용접 로봇(10) 및 용접 전원(20)을 제어하는 로봇 콘트롤러(30)와, 표시 데이터를 입력하는 표시 장치(40)를 구비하고 있다.
용접 로봇(10)은, 6 관절(축) 구성의 수직 다관절 로봇인 아크 용접 로봇이다. 즉, 용접 로봇(10)은, 모터에 의해 구동되는 피구동체의 일례로서의 관절을 복수(본 실시 형태에서는 6개) 갖는 모터 구동 구조의 일례로서의 산업용 로봇이다. 용접 로봇(10)은, 로봇 콘트롤러(30)로부터 후술하는 필요 구동 토크 τ'가 인가되면, 내장하는 서보 모터가 구동하여, 소망하는 자세를 취할 수 있다. 본 실시 형태에 따른 용접 로봇(10)의 암 선단에는, 용접을 행하기 위한 용접 전류나 실드 가스 등의 공급을 행하는 엔드 이펙터나 툴의 일례로서의 용접 토치(11)가 장착되어 있다. 또한, 용접 로봇(10)에는, 용접 와이어를 용접 토치(11)의 쪽으로 전송하여 공급하는 송급 장치(12)가 장착되어 있다.
로봇 콘트롤러(30)는, 용접의 제어를 행할 때의 연산 처리 등을 행하는 CPU (Centra1 Processing Unit)(30a)와, 각종 데이터나 CPU(30a)로 실행되는 프로그램 등이 기억된 ROM(Read Only Memory)(3Ob)과, CPU(30a)의 작업용 메모리 등으로서 이용되는 RAM(Random Access Memory)(30c)과, 내용을 리라이트할 수 있는 EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory)(30d)과, HDD(Hard Disk Drive)(30e)를 구비하고 있다.
ROM(30b)에 기억된 프로그램 중에는, 예를 들면, 용접 로봇(10)에 장착된 용접 토치(11)가 이동하는 목표 위치, 지정 속도가 기술된 표시 프로그램 등이 포함된다. 또한, 프로그램을 EEPROM(30d) 혹은 HDD(30e)에 기억해도 좋다. 또한, 표시 프로그램은, 표시 장치(40)로부터의 입력 조작 또는 퍼스널 컴퓨터 등의 미도시의 접속 기기로부터의 입력 조작에 의해 작성·편집 가능하다.
로봇 콘트롤러(30)에 대해서는, 이후에 상술한다.
표시 장치(40)는, 용접 로봇(10)의 표시 작업 시에, 용접 경로나 용접 작업 조건 등을 입력하기 위해 사용되는 장치이다. 표시 장치(40)는, 액정 등에 의해 구성된 표시 화면(41)과, 입력 버튼(42)을 구비하고 있다. 혹은, 표시 장치(40)는, 예를 들면, 저압의 전계를 형성한 패널의 표면 전하의 변화를 검지함으로써 손가락이 접촉하는 위치를 전기적으로 검출하는 정전 용량 방식이나, 서로 이간되는 전극의 손가락이 접촉하는 위치가 비통전 상태로부터 통전 상태로 변화함으로써 그 위치를 전기적으로 검출하는 저항막 방식 등의 주지의 터치 패널이어도 좋다.
다음에, 로봇 콘트롤러(30)에 대해 상술한다.
도 2는, 로봇 콘트롤러(30)의 구성을 나타내는 도면이다.
로봇 콘트롤러(30)는, 용접 로봇(10), 용접 토치(11) 및 송급 장치(12)의 종류마다의 파라미터를 기억하는 파라미터 기억부(31)와, 용접 로봇(10)의 모델(동(動)특성)을 도출하는 모델 도출부(32)와, 모델 도출부(32)가 도출한 모델을 기억하는 모델 기억부(33)를 구비하고 있다. 또한, 로봇 콘트롤러(30)는, 용접 로봇(10)의 궤도를 산출하는 궤도 계산부(34)와, 용접 로봇(10)에 대해서 필요 구동 토크 τ'를 인가하는 콘트롤러(35)를 구비하고 있다.
또한, 본 실시 형태에 있어서, 로봇 콘트롤러(30)에 있어서의 각 부의 기능은, CPU(30a)가 프로그램을 ROM(30b)으로부터 RAM(30c)으로 판독하여 실행함으로써 실현된다. 또한, 본 실시 형태의 로봇 콘트롤러(30)에 있어서의 기능을 실현하는 프로그램은, 통신 수단에 의해 제공하는 것은 물론, DVD-ROM이나 플래쉬 메모리 등의 기록 매체에 저장하여 제공하도록 해도 좋다.
파라미터 기억부(31)는, 용접 로봇(10), 용접 토치(11) 및 송급 장치(12)의 종류마다의 파라미터를 기억한다. 예를 들면, 용접 토치(11)의 파라미터로서는, 질량, 중심 위치, 중심 주위의 관성 등이 포함된다. 파라미터 기억부(31)는, 용접 로봇(10), 용접 토치(11) 혹은 송급 장치(12)의 상품 번호, 상품명 등의 식별 정보와, 파라미터를 대응지어 기억하고 있다. 또한, 파라미터 기억부(31)는, ROM(30b)에 의해 구성되는 것을 예시할 수 있다.
모델 도출부(32)는, 먼저, 표시 장치(40)의 표시 화면(41)에, 용접 토치(11) 혹은 송급 장치(12)의 식별 정보의 입력을 사용자에게 촉진하는 화면인 식별 정보 입력 화면을 표시시키고, 이 식별 정보 입력 화면을 거쳐서 입력된 식별 정보를 취득한다.
도 3은, 식별 정보 입력 화면을 예시하는 도면이다. 도 3a는, 표시 장치(40)의 표시 화면(41)에 표시된 식별 정보 입력 화면을 예시하는 도면이다. 도 3b는, 표시 장치(40)가 터치 패널인 경우에, 이 터치 패널에 표시된 식별 정보 입력 화면을 예시하는 도면이다. 도 3에서는, 용접 토치(11)의 식별 정보의 입력 화면을 예시하고 있다.
모델 도출부(32)는, 식별 정보 입력 화면을 거쳐서 입력된 식별 정보를 기본으로, 파라미터 기억부(31)로부터 그 식별 정보에 대응하는 파라미터를 판독하고, 로봇 콘트롤러(30)로 제어해야 할 용접 로봇(10)의 모델(동특성)을 도출한다. 그리고, 모델 도출부(32)는, 도출한 용접 로봇(10)의 모델을, 모델 기억부(33)에 기억한다. 모델 기억부(33)는, EEPROM(30d) 혹은 HDD(30e)에 의해 구성된다.
궤도 계산부(34)는, 모델 기억부(33)에 기억된 용접 로봇(10)의 모델(동특성)을 판독하고, 판독한 모델에 근거하여 용접 로봇(10)이 소망하는 동작을 행하도록 하는 각 관절(축)의 각도를 산출한다.
콘트롤러(35)는, 모델 기억부(33)에 기억된 용접 로봇(10)의 모델을 판독하고, 판독한 모델에 대해서, 소망하는 동작을 행하기 위한 각 관절(축)의 필요 구동 토크 τ'를 산출하고, 이 필요 구동 토크 τ'를 용접 로봇(10)에 인가한다. 이에 의해, 용접 로봇(10)은, 콘트롤러(35)로부터의 필요 구동 토크 τ'에 근거하여 이동한다. 그리고, 용접 로봇(10)의 모터의 인코더에 의해 검출된 각 관절의 각도 Θ가 로봇 콘트롤러(30)에 피드백된다.
또한, 로봇 콘트롤러(30)는, 용접 로봇(10)이 장해물과 충돌한 것을 검지하는 기능을 갖고 있다. 즉, 로봇 콘트롤러(30)는, 용접 로봇(10)에 생긴 외란 토크 d를 산출하는 외란 산출부(36)와, 외란 토크 d를, 충돌 검지의 판정에 사용하는 충돌 평가량 A로 변환하는 평가량 산출부(37)와, 충돌 검지의 판정에 사용하는 충돌 검지 임계치 As를 설정하는 임계치 설정부(38)와, 충돌 평가량 A와 충돌 검지 임계치 As를 비교하는 비교부(39)를 구비하고 있다.
외란 산출부(36)는, 콘트롤러(35)로부터 입력되는 필요 구동 토크 τ', 용접 로봇(10)의 인코더로부터 입력되는 관절 각도 Θ 등에 근거하여 각 관절의 외란 토크 d를 정기적으로 산출한다. 외란 산출부(36)로 산출된 외란 토크 d는 평가량 산출부(37)에 출력된다. 외란 토크 d를 산출하는 방법은 이하와 같다.
로봇의 운동 방정식 모델은 일반적으로 이하의 식으로 나타내어진다.
[수 1]
Figure pat00001
여기서, Θ는 용접 로봇(10)의 관절 각도 벡터(모터 회전 각도 벡터와 1 대 1로 비례), J(Θ)는 로봇의 관성 행렬, C(dΘ/dt, Θ)는 중력, 원심 코리올리(Coriolis)력, 마찰 등을 포함하는 벡터, T는 토크 벡터, D는 외란 토크 벡터이다.
식(1)으로부터 외란 토크 벡터 D는 이하의 식(2)으로 산출할 수 있다.
[수 2]
Figure pat00002
모터 제어의 분야에서는, 일반적으로, 관절(축)마다 외란이 도출되는 것이 많기 때문에, 용접 로봇(10)의 임의의 관절(축)에 주목하여 식(1), 식(2)을 대입하면, 이하의 식(3), 식(4)이 얻어진다.
[수 3]
Figure pat00003
[수 4]
Figure pat00004
여기서, Θ와 τ와 d는, 각각, 임의의 관절(축)의 관절 각도와 토크와 외란 토크, j(Θ)는 임의의 관절(축)의 관성, c(d2 Θother/dt2, dΘ/dt, Θ)는 임의의 관절(축)에 대응하는 벡터 C의 요소와 다른 관절(축)로부터 받는 관성력(단 Θother는 Θ를 제외한 다른 관절(축)의 관절 각도를 요소로 하는 벡터)이다.
또한, 모터를 구동시키기 위해서 필요한 필요 구동 토크 τ'는, 식(1) 혹은 식(3)의 운동 방정식 모델로부터 추정 가능하고, 식(1) 좌변 혹은 식(3) 좌변의 합으로서 계산할 수 있다. 즉, 필요 구동 토크 벡터 T'와, 임의의 관절(축)에 관한 필요 구동 토크 τ'는 각각 이하의 식(5), 식(6)으로 계산할 수 있다.
[수 5]
Figure pat00005
[수 6]
Figure pat00006
식(2) 및 식(5), 식(4) 및 식(6)으로부터 명백한 바와 같이, 일반적으로, 외란 토크 d는 필요 구동 토크 τ'와 실제 토크 τ의 차로서 기술되고, 이하의 식(7), 식(8)으로 주어진다.
[수 7]
Figure pat00007
[수 8]
Figure pat00008
이상으로부터, 외란 산출부(36)는, 콘트롤러(35)로부터 입력되는 필요 구동 토크 τ'와, 용접 로봇(10)의 인코더로부터 입력되는 관절 각도 Θ와, 모델 기억부(33)로부터 판독한 용접 로봇(10)의 모델에 근거하여 미리 도출된 j(Θ)와, 미리 도출된 c(d2 Θo th er/dt2, dΘ/dt, Θ)에 의해, 식(8)으로부터 각 관절(축)의 외란 토크 d를 산출한다.
평가량 산출부(37)는, 외란 산출부(36)가 산출한 외란 토크 d를, 충돌 검지의 판정에 사용하는 충돌 평가량 A로 변환하고, 변환한 충돌 평가량 A를 비교부(39)에 출력한다. 충돌 평가량 A는, 예를 들면, 외란 토크 d 자체, 또는 외란 토크 d의 절대치 ｜d｜ 인 것을 예시할 수 있다.
임계치 설정부(38)는, 충돌 검지의 판정에 사용하는 충돌 검지 임계치 As를 설정한다. 설정하는 방법에 대해서는 후술한다.
비교부(39)는, 평가량 산출부(37)가 변환한 충돌 평가량 A와, 임계치 설정부(38)가 설정한 충돌 검지 임계치 As에 근거하여, 용접 로봇(10)이 충돌하고 있는지 여부를 판별한다. 구체적으로는, 비교부(39)는, 충돌 평가량 A가 충돌 검지 임계치 As보다 크면 용접 로봇(10)이 충돌하고 있는 것으로 판정하고, 충돌 평가량 A가 충돌 검지 임계치 As 이하이면 충돌하고 있지 않는 것으로 판정한다.
그리고, 비교부(39)는, 용접 로봇(10)이 충돌하고 있는 것으로 판정한 경우에는 콘트롤러(35)에 그 취지를 출력한다. 콘트롤러(35)는, 용접 로봇(10)이 충돌하고 있는 취지의 통지를 받은 경우에는, 용접 로봇(10)의 동작을 정지하도록, 필요 구동 토크 τ'를 0으로 하는 등의 처리를 행한다.
이상과 같이 구성된 충돌 검지 기능에 있어서는, 외란 산출부(36)가 산출한 외란 토크 d를 변환한 충돌 평가량 A가 미리 정해진 충돌 검지 임계치 As보다 크면 용접 로봇(10)이 장해물과 충돌하고 있는 것으로 판정한다.
여기서, 예를 들면, 각 관절(축)에 카메라를 장착하여, 카메라의 영상에 근거하여 충돌 회피를 행하는 구성도 생각할 수 있다. 단, 본 실시 형태와 같이 용접 작업을 행하는 용접 로봇(10)에 있어서는, 실제의 작업 시에 흄이나 스퍼터 등의 비산물이 그 카메라에 부착할 가능성이 특히 높다. 이 경우, 비산물에 의해서 카메라가 영향을 받음으로써 충돌을 오검지할 우려가 있다. 이에 대해서, 본 실시 형태의 용접 로봇 시스템(1)에서는, 필요 구동 토크 τ'와 실제 토크 τ로부터 얻어지는 외란 토크 d를 충돌 검지 임계치 As와 비교하여 충돌 검지를 행하는 구성을 채용함으로써, 예를 들면, 카메라 등을 필요로 하지 않는 충돌 검지를 행하고 있다.
그런데, 상술한 충돌 검지 임계치 As가 작을수록 보다 빠르게 충돌의 발생을 검지하는 것이 가능해지지만, 너무 작으면, 실제로 충돌이 발생하고 있지 않은 경우에도 충돌이 발생하고 있다고 하는 잘못된 판단을 해 버린다.
도 4는, 충돌이 발생하고 있지 않은 경우의 외란 토크 d의 시간 변화를 예시하는 도면이다.
콘트롤러(35) 등에서 사용하는 용접 로봇(10)의 모델(동특성)과 실제 기기의 사이에는, 용접 로봇(10)의 기계적인 차이, 용접 로봇(10)이 고정된 장소에서의 온도 변화 등의 환경의 차이, 용접 토치(11)용의 케이블의 이송 방식 등에 의해, 어느 정도의 오차가 생긴다. 그 결과, 외란 토크 d는, 충돌이 발생하고 있지 않은 경우에도, 0으로는 되지 않고 도 4에 나타낸 바와 같이 0과 떨어져서 변화한다.
그 때문에, 충돌 검지 임계치 As를 극도로 인하하면, 실제로 충돌이 발생하기 전에도 외란 토크 d에 따른 충돌 평가량 A가 충돌 검지 임계치 As를 넘는 상태가 발생하여, 오검지해 버린다. 한편, 충돌 검지 임계치 As의 값이 너무 크면, 실제로 충돌이 발생해도 외란 토크 d에 따른 충돌 평가량 A가 충돌 검지 임계치 As를 넘지 않는 상태로 되어 버려, 충돌이 검지되지 않게 되어 버린다. 따라서, 신속하고 신뢰성이 높은 충돌 검지를 실현하기 위해서는, 적정한 충돌 검지 임계치 As를 설정하는 것이 필요하게 된다. 또한, 충돌 검지 임계치 As를 설정함에 있어서, 사용자가 관계하는 사항은 적은 쪽이 좋다. 사용자의 부담을 경감할 수 있음과 아울러, 사용자의 설정 미스에 의한 오검출 등을 억제할 수 있기 때문이다.
(제 1 실시 형태)
이러한 사항을 감안하여, 제 1 실시 형태에 따른 임계치 설정부(38)는, 이하에 서술하는 방법으로 충돌 검지 임계치 As를 설정한다. 또한, 임계치 설정부(38)는, 용접 로봇(10)의 각 관절(축)분의 충돌 검지 임계치 As를 설정하지만, 그 방법은 동일하다. 이하에서는, 임의의 관절의 충돌 검지 임계치 As를 설정하는 방법에 대해 설명한다.
임계치 설정부(38)는, 먼저, 임의의 동작 프로그램에 근거하여 용접 로봇(10)을 움직였을 때의 외란 토크 d의 최대치인 최대 외란 토크 dmax를 산출한다. 그리고, 산출한 최대 외란 토크 dmax에 근거하여, 충돌 검지 임계치 As를 설정하는데 기준이 되는 외란 토크 기준치 ds의 가상 값인 외란 토크 가상 기준치 dt를 설정한다. 예를 들면, 외란 토크 가상 기준치 dt로서, 산출한 최대 외란 토크 dmax에 미리 정해진 값의 계수 α를 가산함으로써 얻어진 값을 설정한다.
여기서, 계수 α는, 용접 로봇(10)의 궤도, 용접 로봇(10)의 종류, 용접 토치(10)의 종류 등에 따라 경험칙에 근거하여 설정되는 값이다.
임계치 설정부(38)는, 외란 토크 가상 기준치 dt를 설정한 후, 설정한 외란 토크 가상 기준치 dt와, 충돌 검지 임계치 As를 설정하는 사용자가 설정한 감도 K에 따른 수정치 β에 근거하여, 외란 토크 기준치 ds를 산출한다. 외란 토크 기준치 ds는, 예를 들면, 외란 토크 가상 기준치 dt에 수정치 β를 가산함으로써 얻어지는 값인 것을 예시할 수 있다. 수정치 β에 대해서는 이후에 상술한다. 그리고, 이 외란 토크 기준치 ds에 근거하여 충돌 검지 임계치 As를 산출한다. 충돌 검지 임계치 As는, 예를 들면, 외란 토크 기준치 ds 자체, 또한 외란 토크 기준치 ds의 절대치 ｜ds｜인 것을 예시할 수 있다.
도 5는, 사용자에게 감도 K의 설정을 촉진하는 화면인 감도 설정 화면을 예시하는 도면이다. 도 5a는, 표시 장치(40)의 표시 화면(41)에 표시된 감도 설정 화면을 예시하는 도면이다. 도 5b는, 표시 장치(40)가 터치 패널인 경우에, 이 터치 패널에 표시된 감도 설정 화면을 예시하는 도면이다.
상술한 바와 같이, 수정치 β는, 외란 토크 가상 기준치 dt에 가산되는 값이며, 충돌 검지 임계치 As의 기준으로 되는 외란 토크 기준치 ds를 증감하는 값이다. 도 5a에 나타낸 바와 같이, 표시 장치(40)의 표시 화면(41)에 표시된 화면에는, 사용자에 대해서, 수정치 β와 상관 관계가 있는 감도 K의 입력을 촉진하는 문자가 표시되어 있다. 사용자는, 도 5a에 나타낸 감도 설정 화면에, 입력 버튼(42)을 거쳐서 감도 K의 값을 입력함으로써 감도 K를 설정한다. 혹은, 도 5b에 나타낸 바와 같이, 표시 장치(40)의 터치 패널에 표시된 화면에는, 사용자에 대해서, 감도 K의 설정을 촉진하는 문자가 표시되어 있다. 사용자는, 도 5b에 나타낸 감도 설정 화면의 「↑」,「↓」로, 감도 K의 값을 상승/하강함으로써 감도 K를 설정한다.
도 6은, 감도 K와 수정치 β의 상관 관계를 예시하는 도면이다.
도 6에 예시한 상관 관계에서는, 감도 K가 0인 때 수정치 β는 0이며, 감도 K가 -1인 때 수정치 β는 소정치 γ(γ는 양의 값)의 1배(β=1×γ), 감도 K가 ―2인 때 수정치 β는 소정치 γ의 2배(β=2×γ)와 같이 감도 K가 1 감소될(마이너스될) 때마다 수정치 β가 소정치 γ증가한다. 또한, 감도 K가 +1인 때 수정치 β는 소정치 γ의 -1배(β=-1×γ), 감도 K가 +2인 때 수정치 β는 소정치 γ의 ―2배(β=-2×γ)와 같이 감도 K가 1 증가될(플러스될) 때마다 수정치 β가 소정치 γ감소한다.
도 5에 예시한 감도 설정 화면상에서 사용자가 감도 K의 값을 설정하면, 도 6에 나타낸 바와 같이 미리 정해진 상관 관계에 근거하여, 수정치 β를 설정한다.
이에 의해, 임의의 동작 프로그램에 근거하여 용접 로봇(10)을 움직였을 때의 최대 외란 토크 dmax에, 경험칙에 근거하여 미리 설정된 계수 α를 가산함으로써 얻어진 값이 외란 토크 가상 기준치 dt로서 설정된다. 그리고, 이 외란 토크 가상 기준치 dt에, 사용자가 설정한 감도 K에 근거하여 결정한 수정치 β를 가산함으로써 얻어지는 값이 외란 토크 기준치 ds로서 설정된다.
예를 들면, 사용자가 감도 K의 값으로서 +2를 입력한 경우, 수정치 β가 -2γ로 설정되고, 외란 토크 기준치 ds가 외란 토크 가상 기준치 dt에 대해서 소정치 γ의 ―2배의 값이 가산된 값으로 설정된다. 그 결과, 감도 K가 0으로 설정되는 경우(외란 토크 기준치 ds=외란 토크 가상 기준치 dt)보다, 충돌 검지 임계치 As가 작게 되므로, 외란 토크 d가 작아도 충돌로서 검지되기 쉬워진다.
한편, 예를 들면, 사용자가 감도 K의 값으로서 -2를 입력한 경우, 수정치 β가 2γ로 설정되고, 외란 토크 기준치 ds가 외란 토크 가상 기준치 dt에 대해서 소정치 γ의 2배의 값이 가산된 값으로 설정된다. 이에 의해, 감도 K가 0으로 설정되는 경우(외란 토크 기준치 ds=외란 토크 가상 기준치 dt)보다, 충돌 검지 임계치 As가 커지므로, 외란 토크 d가 커져도 충돌로서 검지되기 어렵다.
이와 같이 제 1 실시 형태에 따른 임계치 설정부(38)에 의하면, 사용자는, 용접 로봇(10)의 궤도 등에 따라, 감도 K를 설정할 수 있고, 예를 들면, 감도 K를 플러스로 하여 신속성이 우수한 충돌 검지로 하는 것, 혹은, 감도 K를 마이너스로 하여 신뢰성이 우수한 충돌 검지로 하는 것을 선택하는 것이 가능해진다. 또한, 사용자는, 감도 K를 설정하는 것뿐이기 때문에, 제 1 실시 형태에 따른 임계치 설정부(38)에 의하면, 사용자의 충돌 검지 임계치 As를 설정하는 부담을 경감시킬 수 있음과 아울러, 사용자의 설정 미스에 의한 오검출 등을 억제할 수 있다.
또한, 용접 로봇(10)은, 설치된 장소의 환경이나 용접 토치(11)용의 케이블의 이송 방식 등에 따라 상이한 특징을 나타낸다. 그 때문에, 임계치 설정부(38)는, 사용자에게 용접 로봇 시스템(1)을 납입하여, 설치 상태(실제로 시스템을 사용하는 상태)에서, 충돌 검지 임계치 As를 설정하면 좋다.
다음에, 플로우차트를 이용하여, 임계치 설정부(38)가 행하는 충돌 검지 임계치 설정 처리의 순서에 대해 설명한다.
도 7은, 임계치 설정부(38)가 행하는 충돌 검지 임계치 설정 처리의 순서를 나타내는 플로우차트이다.
임계치 설정부(38)는, 용접 로봇(10)을 실제의 동작 프로그램에 따라 동작을 개시시킨 후에 충돌 검지 임계치 설정 처리를 실행한다. 혹은, 임계치 설정부(38)는, 충돌 검지 임계치 설정 처리의 일환으로서, 용접 로봇(10)을 실제의 동작 프로그램에 따라 동작시켜도 좋다. 이하에서는, 임계치 설정부(38)가, 용접 로봇(10)을 실제의 동작 프로그램에 따라 동작을 개시시킨 취지의 정보(신호)를 취득한 후에 충돌 검지 임계치 설정 처리를 실행하는 형태에 대해 설명한다.
먼저, 외란 토크 d의 최대치인 최대 외란 토크 dmax를 초기화한다(스텝(이하, 단지,「S」라고 기재함)(701). 그 후, 외란 산출부(36)로 산출한 최신의 외란 토크 d를 취득하고(S702), 취득한 외란 토크 d가 이 시점에서의 최대 외란 토크 dmax보다 큰지 여부를 판별한다(S703).
그리고, 취득한 외란 토크 d가 최대 외란 토크 dmax보다 큰 경우(S703에서 YES), 이 외란 토크 d를 새로운 최대 외란 토크 dmax로 치환하고(S704), 동작이 종료하고 있는지 여부를 판별한다(S705). 한편, 취득한 외란 토크 d가 최대 외란 토크 dmax 이하인 경우(S703에서 NO), 이 외란 토크 d를 최대 외란 토크 dmax로서 치환하지 않고, 동작이 종료했는지 여부를 판별한다(S705).
그리고, 동작이 종료한 경우(S705에서 YES), 최대 외란 토크 dmax에 미리 정해진 값의 계수 α를 가산함으로써 외란 토크 가상 기준치 dt를 산출한다(S706). 한편, 동작이 종료하지 않은 경우(S705에서 NO), S702 이후의 처리를 행한다.
외란 토크 가상 기준치 dt를 산출한 후 감도 K를 변경하는지 여부를 판별한다(S707). 이것은, 예를 들면, 표시 장치(40)의 입력 버튼(42) 중에 미리 설치된 감도 K를 설정하기 위한 버튼(이하,「감도 설정 버튼」이라고 칭하는 경우가 있음)이 눌러졌는지 여부를 판별하는 처리이다. 감도 설정 버튼이 눌러졌다는 정보를 취득한 경우에는 긍정 판정되고, 소정 기간 내에, 혹은 소정의 타이밍에서 감도 설정 버튼이 눌러졌다는 정보를 취득하지 않는 경우에는 부정 판정된다. 그리고, 감도 K를 변경하는 경우(S707에서 YES), 사용자에게 감도 K의 입력을 촉진하는 도 5에 나타낸 감도 설정 화면을 표시 장치(40)의 표시 화면(41)에 표시시킨다(S708). 그리고, 표시 장치(40)의 표시 화면(41)을 거쳐서 감도 K가 입력되었는지 여부를 판별한다(S709). 이것은, 표시 장치(40)의 표시 화면(41)에 감도 K가 입력되었다는 정보를 취득하였는지 여부를 판별하는 처리이다.
그리고, 감도 K가 입력된 경우(S709에서 YES), 그 감도 K에 따른 수정치 β를 산술하고, 산출한 수정치 β에 근거하여, 외란 토크 기준치 ds를 산출한다(S710). 한편, 감도 K가 입력되어 있지 않은 경우(S709에서 NO), 감도 K를 취득할 때까지 대기한다. 외란 토크 기준치 ds를 산출한 후, 산출한 외란 토크 기준치 ds를 충돌 검지 임계치 As로 변환하여, 기억한다(S711).
한편, 감도 K를 변경하지 않는 경우(S707에서 NO), 감도 K를 0으로 하여 외란 토크 기준치 ds를 산술하고(S710), 산출한 외란 토크 기준치 ds를 충돌 검지 임계치 As로 변환하여, 기억한다(S711).
임계치 설정부(38)가 이 충돌 검지 임계치 설정 처리를 행함으로써, 충돌 검지 임계치 As가 설정된다.
도 8은, 외란 토크 d의 시간 변화와 충돌 검지 임계치 As(외란 토크 기준치 ds)의 관계를 나타내는 도면이다. 또한, 도 8에서는, 충돌이 발생하고 있지 않은 경우의 외란 토크 d의 시간 변화를 예시하고 있다.
사용자는, 표시 장치(40)의 표시 화면(41)에 표시된 감도 설정 화면에서 감도 K를 결정함으로써, 용접 로봇(10)의 동작 프로그램에 따라 충돌 검지 임계치 As를 조정하는 것이 가능해진다. 사용자가, 예를 들면, 감도 K를 플러스로 하면, 도 8에 나타낸 바와 같이, 외란 토크 d의 시간 변화에 가까운 값으로 충돌 검지 임계치 As(외란 토크 기준치 ds)가 설정된다. 한편, 감도 K를 마이너스로 하면, 도 8에 나타낸 바와 같이, 외란 토크 d의 시간 변화에 먼 값으로 충돌 검지 임계치 As(외란 토크 기준치 ds)가 설정된다.
즉, 사용자는, 예를 들면, 감도 K를 플러스로 하여, 감도 K를 0으로 하는 경우보다 신속성이 우수한 충돌 검지로 하는 것, 혹은, 감도 K를 마이너스로 하여, 감도 K를 0으로 하는 경우보다 신뢰성이 우수한 충돌 검지로 하는 것을 선택하는 것이 가능해진다.
이 충돌 검지 임계치 설정 처리에 의하면, 충돌 검지 임계치 As를 설정함에 있어서, 사용자는 감도 K를 설정할 뿐이므로, 사용자의 부담은 작은, 즉, 예를 들면, 임의의 동작 프로그램에 있어서의 최대 외란 토크 dmax에 근거하여, 사용자가 외란 토크 가상 기준치 dt를 입력해야 하는 형태와 비교하면 사용자의 부담은 작아진다. 또한, 사용자의 입력이 적기 때문에, 사용자의 입력 미스를 줄일 수 있다. 그 결과, 신뢰성이 높은 충돌 검지를 실현할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에 따른 로봇 콘트롤러(30)에 있어서는, 용접 토치(11) 등의 종류마다의 파라미터를 기억하는 파라미터 기억부(31)와, 용접 로봇(10)의 모델을 도출하는 모델 도출부(32)와, 모델 도출부(32)가 도출한 모델을 기억하는 모델 기억부(33)를 구비하고 있다. 그리고, 로봇 콘트롤러(30)에 있어서는, 콘트롤러(35)가 이 모델 기억부(33)로부터 판독한 용접 로봇(10)의 모델에 근거하여 필요 구동 토크 τ'를 산출하고, 외란 산출부(36)가 외란 토크 d를 산출한다. 그 때문에, 이 로봇 콘트롤러(30)에 의하면, 사용자가, 용접 로봇(10), 용접 토치(11) 및 송급 장치(12) 등의 용접 로봇(10)의 모델 구축에 필요한 부하 파라미터를 설정해야 하는 구성과 비교하면 사용자의 부담이 작아진다. 또한, 사용자 자신으로 행하는 설정이 적기 때문에, 사용자의 설정 미스를 줄일 수 있다. 그 결과, 신뢰성이 높은 충돌 검지를 실현할 수 있다.
또한, 상술한 충돌 검지 임계치 설정 처리는, 임의의 관절의 충돌 검지 임계치 As를 설정하는 경우에도, 모든 관절의 충돌 검지 임계치 As를 설정하는 경우에도 이용할 수 있다.
모든 관절의 충돌 검지 임계치 As를 설정하는 경우에는, 도 7의 플로우차트를 이용하여 설명한 충돌 검지 임계치 설정 처리에 있어서, 임계치 설정부(38)는, S701에서, 최대 외란 토크 dmax(n)을 초기화한다(n은 자연수이며, 전체 관절 중의 n번째의 관절을 나타낸다. 6개의 관절을 갖는 경우에는, n은, 1-6 중 어느 하나의 자연수이다. 이하, 마찬가지임). 그 후, 임계치 설정부(38)는, 외란 산출부(36)로 산술한 최신의 외란 토크 d(n)를 취득하고(S702), 취득한 외란 토크 d(n)가 이 시점에서의 최대 외란 토크 dmax(n)보다 큰지 여부를 판별한다(S703). 그리고, 취득한 외란 토크 d(a)가 최대 외란 토크 dmax(n)보다 큰 경우(S703에서 YES), 이 외란 토크 d(n)을 새로운 최대 외란 토크 dmax(n)으로 치환한다(S704).
그리고, 동작이 종료한 경우(S705에서 YES), 최대 외란 토크 dmax(n)에 미리 정해진 값의 계수 α(n)를 가산함으로써 외란 토크 가상 기준치 dt(n)를 산출한다(S706). 외란 토크 가상 기준치 dt(n)를 산출한 후, 감도 K를 변경하는 경우(S707에서 YES), 사용자에게 감도 K(n))의 입력을 촉진하는 도 5에 나타낸 감도 설정 화면을 표시 장치(40)의 표시 화면(41)에 표시시킨다(S708). 그리고, 감도 K(n)가 입력된 경우(S709에서 YES), 그 감도 K(n)에 따른 수정치 β(n)를 산출하고, 산출한 수정치 β(n)에 근거하여, 외란 토크 기준치 ds(n)를 산출한다(S710). 한편, 감도 K를 변경하지 않는 경우(S707에서 NO), 감도 K(n)를 0으로 하여 외란 토크 기준치 ds(n)를 산출한다(S710). 외란 토크 기준치 ds(n)를 산출한 후, 산출한 외란 토크 기준치 ds(n)를 충돌 검지 임계치 As(n)로 변환하여, 기억한다(S711).
이에 의해, n번째의 관절의 외란 토크 가상 기준치 dt(n)가, dt(n)=dmax(n)+α(n)으로 산출되고, 외란 토크 기준치 ds(n)가 ds(n)=dt(n)+β(n)으로 산출된다. 그리고, 외란 토크 기준치 ds(n)가 변환됨으로써, n번째의 관절의 충돌 검지 임계치 As(n)가 정해져서, 기억된다.
또한, 계수 α는, 모든 관절에 대해서 공통의 값이어도 좋다. 즉, S704에서 최대 외란 토크 dmax(n)가 정해진 후에, 각 최대 외란 토크 dmax(n)에 하나의 계수 α를 가산함으로써, 외란 토크 가상 기준치 dt(n)를 일괄하여 산출해도 좋다(dt(n)=dmax(n)+α).
또한, 수정치 β는, 모든 관절에 대해서 공통된 값이어도 좋다. 즉, 감도 K의 입력을 촉진하는 감도 설정 화면을 표시 장치(40)의 표시 화면(41)에 표시시키는(S708) 것에 기인하여, 사용자가 감도 K를 입력한 경우에는(S709에서 YES), 그 감도 K에 따른 수정치 β를 산출하고, 각 외란 토크 가상 기준치 dt(n)에 하나의 수정치 β를 가산하는 것에 의해, 외란 토크 기준치 ds(n)를 일괄하여 산출해도 좋다(ds(n)=dt(n)+β). 이에 의해, 사용자의 부담은 보다 작아진다. 또한, 사용자의 입력이 적기 때문에, 사용자의 입력 미스를 보다 줄일 수 있다.
계속해서, 이상과 같이 구성되는 용접 로봇 시스템(1)을 이용한 워크 용접물의 제조 방법에 대해 설명한다.
본 실시 형태의 용접 로봇 시스템(1)에서는, 먼저, 표시 장치(40)의 표시 화면에 있어서, 용접 로봇(10)의 사용자가 충돌의 검지를 위한 감도 K를 단계적으로 설정 가능한 표시 화면(도 5 참조)을 표시시킨다. 그리고, 표시 장치(40)에서 행해진 사용자의 단계적인 감도 K의 설정을 인식한다. 표시 장치(40)에서 인식한 감도 K는, 로봇 콘트롤러(30)의 임계치 설정부(38)에 입력된다. 로봇 콘트롤러(30)의 임계치 설정부(38)에서는, 설정된 단계적인 감도 K의 설정에 근거하여 충돌 검지 임계치 As를 결정한다. 그리고, 용접 로봇 시스템(1)에서는, 로봇 콘트롤러(30)에 충돌 검지 임계치 As를 기억함과 아울러, 용접 로봇(10)을 이용하여 워크의 용접을 행한다.
용접 로봇 시스템(1)에서는, 워크의 용접을 실행하면서, 로봇 콘트롤러(30)의 외란 산출부(36)로, 콘트롤러(35)로부터 입력되는 토크와, 용접 로봇(10)의 인코더로부터 입력되는 관절 각도 Θ 등에 근거하여 외란 토크 d를 산출한다. 그리고, 비교부(39)에서는, 충돌 평가량 A로 변환한 외란 토크 d와, 충돌 검지 임계치 As에 근거하여, 용접 로봇(10)이 충돌하고 있는지 여부를 판별한다. 콘트롤러(35)는, 용접 로봇(10)이 충돌하고 있는 취지의 통지를 받은 경우에는, 용접 로봇(10)의 동작을 정지하도록, 필요 구동 토크 τ'를 0으로 하는 등의 처리가 실행된다.
이상과 같이, 본 실시 형태의 용접 로봇 시스템(1)에서는, 충돌 검지 임계치 As를 설정함에 있어서, 사용자는 감도 K를 설정할 뿐이므로, 사용자의 부담은 작다. 또한, 사용자의 입력이 적으므로, 사용자의 입력 미스를 줄일 수 있다. 그 결과, 신뢰성이 높은 충돌 검지를 실현할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에 따른 로봇 콘트롤러(30)의 임계치 설정부(38)는, 충돌 검지 임계치 As를 설정하는 임계치 설정 수단으로서의 기능과, 충돌 검지 임계치 As의 설정에 앞서, 사용자가 충돌의 검지를 위한 감도 K의 레벨을 단계적으로 설정할 수 있는 유저 인터페이스의 일례로서의 감도 설정 화면을 제공하는 제공 수단으로서의 기능과, 감도 설정 화면에 의해 행해진 사용자의 단계적인 감도 K의 레벨 설정을 인식하는 인식 수단으로서의 기능을 갖는다. 그러나, 이러한 형태로 한정되지 않는다.
예를 들면, 감도 설정 화면을 제공하는 기능을 갖는 제공부를 임계치 설정부(38)와는 별도로 구비하며, 임계치 설정부(38)는, 이 제공부에, 표시 장치(40)에 감도 설정 화면을 표시하는 취지의 지시를 출력하도록 해도 좋다. 또한, 예를 들면, 감도 설정 화면에 의해 행해진 사용자의 단계적인 감도 K의 레벨 설정을 인식하는 기능을 갖는 인식부를 임계치 설정부(38)와는 별도로 구비하고, 임계치 설정부(38)는, 인식부로부터의 정보를 기초로, 감도 설정 화면을 거쳐서 설정된 감도 K를 인식하도록 해도 좋다.
또한, 본 실시 형태에서는, 외란 토크 가상 기준치 dt를 설정할 때, 최대 외란 토크 dmax에 미리 정해진 계수 α를 가산하지만, 이것으로 한정되는 것은 아니다. 얻어진 최대 외란 토크 dmax에 미리 정해진 오차 값을 가미할 수 있으면 좋고, 예를 들면, 최대 외란 토크 dmax에 미리 정해진 계수를 승산하도록 해도 좋다.
마찬가지로, 본 실시 형태에서는, 외란 토크 가상 기준치 dt를 산출할 때에, 예를 들면, 외란 토크 가상 기준치 dt에 수정치 β를 가산하고 있지만, 이것으로 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 감도 K에 따라 설정되는 미리 정해진 수정치를 외란 토크 가상 기준치 dt에 승산하도록 구성해도 좋다.
또한, 본 실시 형태에서는, 외란 토크 가상 기준치 dt를 설정할 때에, 임의의 동작 프로그램에 근거하여 용접 로봇(10)을 움직였을 때의 외란 토크 d의 최대치에 근거하고 있지만, 이것으로 한정되지 않는다. 예를 들면, 임의의 프로그램에 근거하여 용접 로봇(10)의 작동을 복수회 실시하여, 복수의 실시에 의해 얻어진 외란 토크 d의 최대치의 평균치를 외란 토크 가상 기준치 dt의 산출에 이용하도록 해도 좋다.
또한, 본 실시 형태에서는, 도 7의 플로우차트를 이용하여 설명한 바와 같이, 외란 토크 가상 기준치 dt의 산출, 감도 K의 설정, 설정된 감도 K에 따른 외란 토크 기준치 ds의 산출, 산출한 외란 토크 기준치 ds의 충돌 검지 임계치 As로의 변환·기억을, 연속해서 행하고 있지만 특히 이러한 형태로 한정되지 않는다.
외란 토크 가상 기준치 dt의 산출, 잠정적으로 감도 K를 0으로 한 외란 토크 기준치 ds의 산출, 산출한 외란 토크 기준치 ds의 충돌 검지 임계치 As로의 변환·기억을 행한 후에, 사용자가 선호하는 임의의 타이밍에서 감도 K를 변경할 수 있도록 해도 좋다. 이러한 경우, 잠정적으로 감도 K를 0으로 하여 산출된 외란 토크 기준치 ds에 따른 충돌 검지 임계치 As를, 사용자에 의해 변경된 감도 K에 따른 외란 토크 기준치 ds에 따른 충돌 검지 임계치 As로 변경하여, 이것을 기억하면 좋다.
이와 같이 하면, 사용자에게 용접 로봇 시스템(1)을 납입하여, 설치한 상태에서, 잠정적으로 감도 K를 0으로 하여 외란 토크 기준치 ds를 산출하여 충돌 검지 임계치 As를 설정해 두고, 이후에, 표시 프로그램으로 용접 로봇(10)에 동작을 표시하고 있을 때에, 감도 K를 변경할 수 있도록 하면 좋다. 예를 들면, 사용자가 선호하는 임의의 타이밍에서 감도 설정 버튼을 누를 수 있도록 해 두고, 감도 설정 버튼이 눌러지면, 도 7의 플로우차트에 있어서의 S708 이후의 처리를 실행하면 좋다.
(제 2 실시 형태)
제 2 실시 형태에 따른 임계치 설정부(38)는, 예를 들면, 1개의 동작 프로그램 중에, 복수의 동작이 포함되어 있는 경우에는 동작마다 충돌 검지 임계치 As를 설정하는 점이, 제 1 실시 형태에 따른 임계치 설정부(38)와 상이하다. 그 외에는, 제 1 실시 형태와 동일하므로, 이하에서는, 상이한 점에 대해 설명한다.
도 9는, 임의의 동작 프로그램을 실행한 경우의 용접 로봇(10)에 장착된 용접 토치(11)의 선단의 이동 형태를 모식적으로 나타내는 도면이다.
이 동작 프로그램 실행에 의한 용접 로봇(10)의 동작은 이하와 같다. 먼저, 용접 토치(11)의 선단 위치가 초기 위치 PO에 존재하도록 용접 로봇(10)이 위치 결정되고, 그 다음에, 용접 위치 Pl, P2, P3의 순서로 위치 결정되어 각 용접 위치에 있어서 아크 용접을 행하고, 용접 위치 P3에서의 용접 종료 후에 종료 위치 P4로 퇴피한다.
도 10은, 도 9에 나타내는 동작 형태에 있어서의 충돌이 발생하고 있지 않은 경우의 외란 토크의 시간 변화를 나타내는 도면이다.
도 10에 나타낸 바와 같이, 용접 로봇(10)이 각 용접 위치 Pl, P2, P3 사이를 이동할 때의 외란 토크 d는, 그 구간 이외(초기 위치 PD∼용접 위치 Pl, 용접 위치 P3∼종료 위치 P4)를 이동할 때의 외란 토크 d보다 일반적으로 작아진다. 이것은 용접 로봇(10)이 각 용접 위치 Pl, P2, P3 사이를 이동할 때의 속도는, 그 구간 이외(초기 위치 PO∼용접 위치 Pl, 용접 위치 P3∼종료 위치 P4)를 이동할 때의 속도보다 작게 설정되어 있는 것에 기인하고 있다.
제 1 실시 형태와 같이, 용접 로봇(10)의 동작 프로그램마다 충돌 검지 임계치 As를 설정하는 경우, 도 9를 이용하여 나타낸 동작 형태에서는, 최대 외란 토크 dmax는, 각 용접 위치 P1, P2, P3 사이 이외의 초기 위치 P0∼용접 위치 P1, 용접 위치 P3∼종료 위치 P4를 이동할 때에 생기고, 이 최대 외란 토크 dmax에 근거하여 충돌 검지 임계치 As가 설정된다.
도 11은, 도 9를 이용하여 나타낸 동작 형태에 있어서의 충돌 발생 전후의 외란 토크 d의 시간 변화를 나타내는 도면이다. 도 11에서는, 용접 위치 P2∼P3 사이에 충돌이 발생한 경우를 예시하고 있다.
도 11에 나타낸 바와 같이, 충돌 검지 임계치 As(외란 토크 기준치 ds)가 충돌 발생 직전의 외란 토크 d에 비해 매우 높게 되어 버리기 때문에, 충돌의 발생으로부터 그 검지까지 시간이 걸려 버릴 우려가 있다.
그래서, 용접 로봇(10)을 동작시키기 위한 하나의 동작 프로그램 중에, 복수의 동작이 포함되어 있는 경우에는 동작마다 충돌 검지 임계치 As를 설정해도 좋다. 예를 들면, 도 9를 이용하여 나타낸 동작 상태에 있어서는, 초기 위치 P0∼용접 위치 Pl 사이를 이동하는 동작, 용접 위치 P1∼P2 사이를 이동하는 동작, 용접 위치 P2∼P3 사이를 이동하는 동작, 용접 위치 P3∼종료 위치 P4 사이를 이동하는 동작마다 충돌 검지 임계치 As를 설정해도 좋다.
다음에, 플로우차트를 이용하여, 제 2 실시 형태에 따른 임계치 설정부(38)가 행하는 충돌 검지 임계치 설정 처리의 순서에 대해 설명한다.
도 12a 및 도 12b는, 제 2 실시 형태에 따른 임계치 설정부(38)가 행하는 충돌 검지 임계치 설정 처리의 순서를 나타내는 플로우차트이다. 도 12a 및 도 12b에 나타내는 플로우차트는, 도 9를 이용하여 나타낸 동작 형태에 있어서의 충돌 검지 임계치 As를 설정하는 것이다. 이하에서는, 도 9를 이용하여 나타낸 동작 형태에 있어서의 초기 위치 P0-용접 위치 Pl 사이를 이동하는 동작을 제 1 구간 동작, 용접 위치 P1∼P2 사이를 이동하는 동작을 제 2 구간 동작, 용접 위치 P2∼P3 사이를 이동하는 동작을 제 3 구간 동작, 용접 위치 P3∼종료 위치 P4 사이를 이동하는 동작을 제 4 구간 동작으로 한다.
임계치 설정부(8)는, 용접 로봇(10)을 실제의 동작 프로그램에 따라 동작을 개시시킨 후에 충돌 검지 임계치 설정 처리를 실행한다.
먼저, 제 1 구간 동작에 있어서의 최대 외란 토크 dlmax를 초기화한다(S1201). 그 후, 외란 산출부(36)로 산출한 제 1 구간 동작에 있어서의 최신의 외란 토크 dl을 취득하고(S1202), 취득한 외란 토크 dl이 이 시점에서의 최대 외란 토크 d1max보다 큰지 여부를 판별한다(S1203). 그리고, 취득한 외란 토크 dl이 최대 외란 토크 dlmax보다 큰 경우(S1203에서 YES), 이 외란 토크 dl을 새로운 최대 외란 토크 dlmax로 치환하고(S1204), 제 1 구간 동작이 종료하고 있는지 여부를 판별한다(S1205). 한편, 취득한 외란 토크 d1이 최대 외란 토크 dlmax 이하인 경우(S1203에서 NO), Sl205 이후의 처리를 행한다.
제 1 구간 동작이 종료한 경우(S1205에서 YES), 최대 외란 토크 dlmax에 제 1 구간 동작의 계수 α로서 미리 정해진 값의 계수 αl을 가산함으로써 외란 토크 가상 기준치 dtl을 산출한다(S1206). 한편, 제 1 구간 동작이 종료하지 않은 경우(S1205에서 NO), S1202 이후의 처리를 행한다.
외란 토크 가상 기준치 dtl을 산출한 후, 감도 Kl을 변경하는지 여부를 판별한다(S1207). 그리고, 감도 Kl을 변경하는 경우(S1207에서 YES), 사용자에게 제 1 구간 동작에 있어서의 감도 Kl의 입력을 촉진하는 감도 설정 화면을 표시 장치(40)의 표시 화면(41)에 표시시킨다(S1208). 그리고, 표시 장치(40)의 표시 화면(41)을 거쳐서 감도 Kl이 입력되었는지 여부를 판별한다(S1209). 이것은, 표시 장치(40)의 표시 화면(41)에 감도 Kl이 입력되었다는 정보를 취득했는지 여부를 판별하는 처리이다.
그리고, 감도 Kl이 입력된 경우(S1209에서 YES), 그 감도 Kl에 따라 설정된 수정치 β1에 근거하여, 외란 토크 가상 기준치 dtl을 수정하여 제 1 구간 동작의 외란 토크 기준치 ds1을 산출한다(S1210). 한편, 감도 Kl이 입력되어 있지 않은 경우(S1209에서 NO), 감도 Kl을 취득할 때까지 대기한다. 외란 토크 기준치 dsl을 산출한 후, 산출한 외란 토크 기준치 ds1을 제 1 구간 동작의 충돌 검지 임계치 Asl로 변환하여, 기억한다(S1211).
한편, 감도 Kl을 변경하지 않는 경우(Si207에서 NO), 감도 Kl을 0으로 하여 외란 토크 기준치 ds1을 산출하고(S1210), 산출한 외란 토크 기준치 dsl을 충돌 검지 임계치 Asl로 변환하여, 기억한다(S1211).
충돌 검지 임계치 Asl을 기억한 후, 제 2 구간 동작에 있어서의 최대 외란 토크 d2max를 초기화한다(S1221). 그 후, 외란 산출부(36)에서 산출한 제 2 구간 동작에 있어서의 외란 토크 d2를 취득하고(S1222), 취득한 외란 토크 d2가 이 시점에서의 최대 외란 토크 d2max보다 큰지 여부를 판별한다(S1223). 그리고, 취득한 외란 토크 d2가 최대 외란 토크 d2max보다 큰 경우(Sl223에서 YES), 이 외란 토크 d2를 새로운 최대 외란 토크 d2max로 치환하고(S1224), 제 2 구간 동작이 종료했는지 여부를 판별한다(S1225). 한편, 취득한 외란 토크 d2가 최대 외란 토크 d2max 이하인 경우(S1223에서 NO), S1225 이후의 처리를 행한다.
제 2 구간 동작이 종료하고 있는 경우(S1225에서 YES), 최대 외란 토크 d2max에 제 2 구간 동작의 계수 α로서 미리 정해진 값의 계수 α2를 가산함으로써 제 2 구간 동작의 외란 토크 가상 기준치 dt2를 산출한다(S1226). 한편, 제 2 구간 동작이 종료하고 있지 않은 경우(S1225에서 NO), S1222 이후의 처리를 행한다.
외란 토크 가상 기준치 dt2를 산출한 후, 감도 K2를 변경하는지 여부를 판별한다(S1227). 그리고, 감도 K2를 변경하는 경우(S1227에서 YES), 사용자에게 제 2 구간 동작에 있어서의 감도 K2의 입력을 촉진하는 감도 설정 화면을 표시 장치(40)의 표시 화면(41)에 표시시킨다(S1228). 그리고, 표시 장치(40)의 표시 화면(41)을 거쳐서 감도 K2가 입력되었는지 여부를 판별한다(S1229). 이것은, 표시 장치(40)의 표시 화면(41)에 감도 K2가 입력되었다는 정보를 취득하였는지 여부를 판별하는 처리이다.
그리고, 감도 K2가 입력된 경우(S1229에서 YES), 그 감도 K2에 따라 설정된 수정치 β2에 근거하여, 외란 토크 가상 기준치 dt2를 수정하여 제 2 구간 동작의 외란 토크 기준치 ds2를 산출한다(S1230). 한편, 감도 K2가 입력되어 있지 않은 경우(S1229에서 NO), 감도 K2를 취득할 때까지 대기한다. 외란 토크 기준치 ds2를 산출한 후, 산출한 외란 토크 기준치 ds2를 제 2 구간 동작의 충돌 검지 임계치 As2로 변환하여, 기억한다(S1231).
한편, 감도 K2를 변경하지 않는 경우(S1227에서 NO), 감도 K2를 0으로 하여 외란 토크 기준치 ds2를 산출하고(S1230), 산출한 외란 토크 기준치 ds2를 충돌 검지 임계치 As2로 변환하여, 기억한다(S1231).
충돌 검지 임계치 As2를 기억한 후, 제 3 구간 동작에 있어서의 최대 외란 토크 d3max를 초기화한다(S1241). 그 후, 외란 산출부(36)에서 산출한 제 3 구간 동작에 있어서의 최신의 외란 토크 d3을 취득하고(S1242), 취득한 외란 토크 d3이 이 시점에서의 최대 외란 토크 d3max보다 큰지 여부를 판별한다(S1243). 그리고, 취득한 외란 토크 d3이 최대 외란 토크 d3max보다 큰 경우(S1243에서 YES), 이 외란 토크 d3을 새로운 최대 외란 토크 d3max로 치환하고(Sl244), 제 3 구간 동작이 종료하였는지 여부를 판별한다(S1245). 한편, 취득한 외란 토크 d3이 최대 외란 토크 d3max 이하인 경우(S1243에서 NO), S1245 이후의 처리를 행한다.
제 3 구간 동작이 종료한 경우(S1245에서 YES), 최대 외란 토크 d3max에 제 3 구간 동작의 계수 α로서 미리 정해진 값의 계수 α3을 가산함으로써 제 3 구간 동작의 외란 토크 가상 기준치 dt3을 산출한다(S1246). 한편, 제 3 구간 동작이 종료하지 않은 경우(S1245에서 NO), S1242 이후의 처리를 행한다.
외란 토크 가상 기준치 dt3을 산출한 후, 감도 K3을 변경하는지 여부를 판별한다(S1247). 그리고, 감도 K3을 변경하는 경우(S1247에서 YES), 사용자에게 제 3 구간 동작에 있어서의 감도 K3의 입력을 촉진하는 감도 설정 화면을 표시 장치(40)의 표시 화면(41)에 표시시킨다(S1248). 그리고, 표시 장치(40)의 표시 화면(41)을 거쳐서 감도 K3가 입력되었는지 여부를 판별한다(S1249). 이것은, 표시 장치(40)의 표시 화면(41)에 감도 K3가 입력되었다는 정보를 취득하였는지 여부를 판별하는 처리이다.
그리고, 감도 K3가 입력된 경우(S1249에서 YES), 그 감도 K3에 따라 설정된 수정치 β3에 근거하여, 외란 토크 가상 기준치 dt3을 수정하여 제 3 구간 동작의 외란 토크 기준치 ds3을 산출한다(S1250). 한편, 감도 K3가 입력되어 있지 않은 경우(S1249에서 NO), 감도 K3을 취득할 때까지 대기한다. 외란 토크 기준치 ds3을 산출한 후, 산출한 외란 토크 기준치 ds3을 제 3 구간 동작의 충돌 검지 임계치 As3으로 변환하여, 기억한다(S1251).
한편, 감도 K3을 변경하지 않는 경우(S1247에서 NO), 감도 K3을 0으로 하여 외란 토크 기준치 ds3을 산출하고(S1250), 산출한 외란 토크 기준치 ds3을 충돌 검지 임계치 As3으로 변환하여, 기억한다(S1251).
충돌 검지 임계치 As3을 기억한 후, 제 4 구간 동작에 있어서의 최대 외란 토크 d4max를 초기화한다(S1261). 그 후, 외란 산출부(36)에서 산출한 제 4 구간 동작에 있어서의 최신의 외란 토크 d4를 취득하고(S1262), 취득한 외란 토크 d4가 이 시점에서의 최대 외란 토크 d4max보다 큰지 여부를 판별한다(S1263). 그리고, 취득한 외란 토크 d4가 최대 외란 토크 d4max보다 큰 경우(S1263에서 YES), 이 외란 토크 d4를 새로운 최대 외란 토크 d4max로 치환하고(S1264), 제 4 구간 동작이 종료하였는지 여부를 판별한다(S1265). 한편, 취득한 외란 토크 d4가 최대 외란 토크 d4max 이하인 경우(S1263에서 NO), S1265 이후의 처리를 행한다.
제 4 구간 동작이 종료하고 있는 경우(31265에서 YES), 최대 외란 토크 d4max에 제 4 구간 동작의 계수 α로서 미리 정해진 값의 계수 α4를 가산함으로써 제 4 구간 동작의 외란 토크 가상 기준치 dt4를 산출한다(S1266). 한편, 제 4 구간 동작이 종료하고 있지 않은 경우(S1265에서 NO), S1262 이후의 처리를 행한다.
외란 토크 가상 기준치 dt4를 산출한 후, 감도 K4를 변경하는지 여부를 판별한다(S1267). 그리고, 감도 K4를 변경하는 경우(S1267에서 YES), 사용자에게 제 4 구간 동작에 있어서의 감도 K4의 입력을 촉진하는 감도 설정 화면을 표시 장치(40)의 표시 화면(41)에 표시시킨다(S1268). 그리고, 표시 장치(40)의 표시 화면(41)을 거쳐서 감도 K4가 입력되었는지 여부를 판별한다(S1289). 이것은, 표시 장치(40)의 표시 화면(41)에 감도 K4가 입력되었다는 정보를 취득하였는지 여부를 판별하는 처리이다.
그리고, 감도 K4가 입력된 경우(S1269에서 YES), 그 감도 K4에 따라 설정된 수정치 β4에 근거하여, 외란 토크 가상 기준치 dt4를 수정하여 제 4 구간 동작의 외란 토크 기준치 ds4를 산출한다(S1270). 한편, 감도 K4가 입력되어 있지 않은 경우(S1269에서 NO), 감도 K4를 취득할 때까지 대기한다. 외란 토크 기준치 ds4를 산출한 후, 산출한 외란 토크 기준치 ds4를 제 4 구간 동작의 충돌 검지 임계치 As4로 변환하여, 기억한다(S1271).
한편, 감도 K4를 변경하지 않는 경우(S1267에서 NO), 감도 K4를 0으로 하여 외란 토크 기준치 ds4를 산출하고(S1270), 산출한 외란 토크 기준치 ds4를 충돌 검지 임계치 As4로 변환하여, 기억한다(S1271).
또한, 이 제 2 실시 형태에서는, 각 구간에서, 최대 외란 토크 dmax, 외란 토크 가상 기준치 dt를 산출하고 있지만 특히 이러한 형태로 한정되지 않는다. 예를 들면, 전체 구간에서 공통의 최대 외란 토크 dmax 혹은 외란 토크 가상 기준치 dt로 하여, 감도 K만을 동작마다 변경하도록 해도 좋다.
또한, 상술한 실시 형태에 대해서는, 용접 로봇(10)으로서 아크 용접을 행하는 로봇을 예시했지만, 아크 용접을 행하는 로봇으로 한정되지 않는다. 예를 들면, 스폿 용접을 행하는 로봇에 대해서, 본 실시 형태에 따른 로봇 콘트롤러(30) 및 표시 장치(40)를 적용해도 좋다. 또한, 용접 이외의 용도에 이용하는 로봇에 대해서, 본 실시 형태에 따른 로봇 콘트롤러(30) 및 표시 장치(40)를 적용해도 좋다.
1 : 용접 로봇 시스템 10 : 용접 로봇
20 : 용접 전원 30 : 로봇 콘트롤러
31 : 파라미터 기억부 32 : 모델 도출부
33 : 모델 기억부 34 : 궤도 계산부
35 : 콘트롤러 36 : 외란 산출부
37 : 평가량 산출부 38 : 임계치 설정부
39 : 비교부 40 : 표시 장치
41 : 표시 화면 42 : 입력 버튼

Claims (9)

  1. 모터에 위해 구동되는 피구동체의 외계와의 충돌을 검지하는 모터 구동 구조를 구비한 시스템으로서,
    상기 피구동체에 가해지는 외란치를 산출하고, 상기 외란치와 비교하여 상기 피구동체가 외계와 충돌한 것으로 하는 임계치를 설정하는 임계치 설정 수단과,
    상기 임계치 설정 수단에 의한 임계치의 설정에 앞서, 상기 모터 구동 구조의 사용자가 충돌의 검지를 위한 감도 레벨을 단계적으로 설정할 수 있는 유저 인터페이스를 제공하는 제공 수단과,
    상기 제공 수단에 의해 제공된 상기 유저 인터페이스에 의해 행해진 사용자의 단계적인 감도 레벨의 설정을 인식하는 인식 수단
    을 구비하며,
    상기 임계치 설정 수단은, 상기 인식 수단에 의해 인식되는 단계적인 감도 레벨의 설정에 근거하여 임계치를 결정해서, 상기 외란치와 비교하는 임계치로서 설정하는 것을 특징으로 하는
    모터 구동 구조를 구비한 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 임계치 설정 수단은, 미리 정해진 프로그램을 가동시키고, 상기 피구동체의 구동 토크와 상기 구동체의 실제 토크로부터 얻어지는 외란치에, 미리 정해진 오차 값을 가미한 값을 기준 임계치로서 설정하고,
    상기 제공 수단은, 상기 기준 임계치를 기준으로 하여 감도 레벨을 단계적으로 설정할 수 있는 유저 인터페이스를 제공하는 것을 특징으로 하는 모터 구동 구조를 구비한 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 모터 구동 구조는 복수의 관절로 이루어지는 피구동체를 갖고,
    상기 임계치 설정 수단은, 상기 복수의 관절의 각각에 대한 임계치를 설정하며,
    상기 제공 수단은, 상기 복수의 관절의 각각의 임계치를 개별적으로, 및/또는 상기 각각의 관절의 임계치를 일괄하여, 단계적으로 설정할 수 있는 유저 인터페이스를 제공하는 것을 특징으로 하는 모터 구동 구조를 구비한 시스템.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 모터 구동 구조는 산업용 로봇이며, 상기 산업용 로봇은 복수 종류의 엔드 이펙터(end effector)를 이용하여 작업을 행하는 것이 가능하고,
    상기 복수 종류의 엔드 이펙터의 각각을 이용한 경우의 엔드 이펙터마다 정해지는 운동 방정식의 부하 파라미터를 기억하는 기억 수단을 더 구비하며,
    상기 제공 수단은, 상기 복수 종류의 엔드 이펙터의 각각을 식별하는 식별 정보에 의해 엔드 이펙터를 선택시키는 유저 인터페이스를 제공하고,
    상기 임계치 설정 수단은, 상기 제공 수단에 의해 제공된 상기 유저 인터페이스에 의해 행해진 엔드 이펙터의 선택에 근거하여 상기 기억 수단으로부터 상기 엔드 이펙터의 부하 파라미터를 판독하고, 판독된 값을 상기 외란치의 산출에 이용하는 것을 특징으로 하는 모터 구동 구조를 구비한 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 산업용 로봇은 용접 로봇이며, 상기 용접 로봇은 상기 복수 종류의 엔드 이펙터로서 복수 종류의 토치를 이용하여 용접 작업을 행하는 것이 가능한 것을 특징으로 하는 모터 구동 구조를 구비한 시스템.
  6. 모터에 의해 구동되는 피구동체의 외계와의 충돌을 검지하는 모터 구동 구조의 시스템에 이용되는 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체로서,
    상기 피구동체에 가해지는 외란치(A)를 산출하고, 상기 외란치(A)와 비교하여 상기 피구동체가 외계와 충돌한 것으로 하는 임계치(As)를 설정하는 임계치 설정 기능과,
    상기 임계치 설정 기능에 의한 임계치(As)의 설정에 앞서, 상기 모터 구동 구조의 사용자가 충돌의 검지를 위한 감도 레벨을 단계적으로 설정할 수 있는 유저 인터페이스를 제공하는 제공 기능과,
    상기 제공 기능에 의해 제공된 상기 유저 인터페이스에 의해 행해진 사용자의 단계적인 감도 레벨의 설정을 인식하는 인식 기능
    을 상기 모터 구동 구조의 시스템으로 실현시키고,
    상기 임계치 설정 기능은, 상기 인식 기능에 의해 인식되는 단계적인 감도 레벨의 설정에 근거하여 임계치(As)를 결정해서, 상기 외란치(A)와 비교하는 임계치로서 설정하는 것을 특징으로 하는
    프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 임계치 설정 기능은, 상기 모터 구동 구조가 갖는 복수의 관절의 각각에 대한 임계치를 설정하고,
    상기 제공 기능은, 상기 복수의 관절의 각각의 임계치를 개별적으로, 및/또는 상기 각각의 관절의 임계치를 일괄하여, 단계적으로 설정할 수 있는 유저 인터페이스를 제공하는 것을 특징으로 하는 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체.
  8. 모터에 위해 구동되는 피구동체의 외계와의 충돌을 검지하는 기능을 구비한 용접 로봇을 이용한 용접물 제조 방법으로서,
    상기 피구동체에 가해지는 외란치를 산출하고, 상기 외란치와 비교하여 상기 피구동체가 외계와 충돌한 것으로 하는 임계치의 설정에 앞서, 상기 용접 로봇의 사용자가 충돌의 검지를 위한 감도 레벨을 단계적으로 설정할 수 있는 유저 인터페이스를 제공하고,
    제공된 상기 유저 인터페이스에 의해 행해진 사용자의 단계적인 감도 레벨의 설정을 인식하고,
    인식되는 단계적인 감도 레벨의 설정에 근거하여 임계치를 결정해서, 상기 외란치와 비교하는 임계치로서 기억하고,
    임계치가 기억된 상기 용접 로봇을 이용하여 용접을 행하는 것을 특징으로 하는
    용접물 제조 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    미리 정해진 프로그램을 가동시키고, 상기 피구동체의 구동 토크와 상기 구동체의 실제 토크로부터 얻어지는 외란치에, 미리 정해진 오차 값을 가미한 값을 기준 임계치로서 설정하는 공정을 더 구비하며,
    상기 기준 임계치를 기준으로 하여 감도 레벨을 단계적으로 설정할 수 있는 유저 인터페이스를 제공하는 것을 특징으로 하는 용접물 제조 방법.
KR1020130019814A 2012-03-07 2013-02-25 모터 구동 구조를 구비한 시스템, 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체, 및 용접물 제조 방법 KR101443502B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2012-050844 2012-03-07
JP2012050844A JP5912683B2 (ja) 2012-03-07 2012-03-07 モータ駆動構造を備えたシステム、モータ駆動構造のシステムに用いられるプログラム、および溶接物製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20130102476A true KR20130102476A (ko) 2013-09-17
KR101443502B1 KR101443502B1 (ko) 2014-09-22

Family

ID=49128611

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130019814A KR101443502B1 (ko) 2012-03-07 2013-02-25 모터 구동 구조를 구비한 시스템, 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체, 및 용접물 제조 방법

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP5912683B2 (ko)
KR (1) KR101443502B1 (ko)
CN (1) CN103302679B (ko)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101717380B1 (ko) * 2015-09-08 2017-03-17 현대중공업 주식회사 영상 모니터링 기능이 부가된 반송로봇
KR102105626B1 (ko) * 2019-10-30 2020-04-28 주식회사 뉴로메카 협동 로봇의 충돌 민감도 자동 설정 방법
KR102226122B1 (ko) * 2020-04-22 2021-03-11 주식회사 뉴로메카 협동 로봇의 충돌 민감도 자동 설정 방법
WO2021086103A1 (ko) * 2019-10-30 2021-05-06 주식회사 뉴로메카 협동 로봇의 충돌 민감도 자동 설정 방법
KR20210051292A (ko) * 2019-10-30 2021-05-10 경희대학교 산학협력단 로봇용 가변형 충돌판별 민감도 및 임계값 선정 모듈, 운동량 관측기를 이용한 로봇용 잔차 연산 시스템 및 이를 이용한 센서리스 충돌 판별 방법

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10345788B2 (en) * 2014-12-26 2019-07-09 Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha Robot system
EP3299131B1 (en) * 2015-05-20 2021-06-23 Nissan Motor Co., Ltd. Failure diagnostic device and failure diagnostic method
CN107614214B (zh) * 2015-05-21 2019-07-09 日产自动车株式会社 故障诊断装置及故障诊断方法
JP6706741B2 (ja) 2015-09-16 2020-06-10 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 ロボットの衝突検出方法
CN107303670A (zh) * 2016-04-19 2017-10-31 上海技美科技股份有限公司 通用协作机器人、机器人系统及通用协作机器人执行操作任务的控制方法
KR102532963B1 (ko) * 2016-12-19 2023-05-16 가부시끼 가이샤 구보다 작업차 자동 주행 시스템
JP6842907B2 (ja) * 2016-12-19 2021-03-17 株式会社クボタ 作業車自動走行システム
JP6846717B2 (ja) * 2018-02-14 2021-03-24 ファナック株式会社 ロボットのジョイントの異常検出装置及び異常検出方法
JP7105646B2 (ja) * 2018-08-02 2022-07-25 株式会社神戸製鋼所 ロボット制御装置、ロボット制御方法及びプログラム
JP2021191594A (ja) * 2018-08-30 2021-12-16 株式会社不二越 ロボット制御装置
JPWO2022269850A1 (ko) * 2021-06-24 2022-12-29

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11320477A (ja) * 1998-05-21 1999-11-24 Nachi Fujikoshi Corp 産業用ロボットの動作異常検出方法
JP2000071191A (ja) * 1998-08-28 2000-03-07 Toshiba Corp 産業用ロボット装置
CA2389596C (en) * 1999-10-01 2009-06-09 Sd3, Llc Safety systems for power equipment
JP3878054B2 (ja) * 2001-05-08 2007-02-07 三菱電機株式会社 ロボット制御装置
DE10304019A1 (de) * 2003-02-01 2004-11-04 Kuka Roboter Gmbh Verfahren zum Überwachen einer Maschine und derartige Maschine, insbesondere Roboter
JP2004364396A (ja) * 2003-06-04 2004-12-24 Yaskawa Electric Corp モータの制御装置および制御方法
JP4223911B2 (ja) * 2003-09-25 2009-02-12 株式会社神戸製鋼所 衝突検知方法及び衝突検知装置
JP2005100143A (ja) * 2003-09-25 2005-04-14 Kobe Steel Ltd モータ駆動装置の制御方法及び制御装置
JP4228965B2 (ja) * 2004-03-30 2009-02-25 パナソニック株式会社 ロボットの制御方法
DE102004026185A1 (de) * 2004-05-28 2005-12-22 Kuka Roboter Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer Maschine, wie eines Mehrachs- Industrieroboters
JP3933158B2 (ja) * 2004-10-21 2007-06-20 松下電器産業株式会社 ロボットの衝突検出方法
JP4873253B2 (ja) * 2007-09-18 2012-02-08 株式会社安川電機 ロボットの直接教示装置
JP4335286B2 (ja) * 2008-02-08 2009-09-30 ファナック株式会社 部品保護機能を備えたロボット制御装置及びロボット制御方法
CN201559195U (zh) * 2009-12-11 2010-08-25 Abb技术有限公司 机器人

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101717380B1 (ko) * 2015-09-08 2017-03-17 현대중공업 주식회사 영상 모니터링 기능이 부가된 반송로봇
KR102105626B1 (ko) * 2019-10-30 2020-04-28 주식회사 뉴로메카 협동 로봇의 충돌 민감도 자동 설정 방법
WO2021086103A1 (ko) * 2019-10-30 2021-05-06 주식회사 뉴로메카 협동 로봇의 충돌 민감도 자동 설정 방법
KR20210051292A (ko) * 2019-10-30 2021-05-10 경희대학교 산학협력단 로봇용 가변형 충돌판별 민감도 및 임계값 선정 모듈, 운동량 관측기를 이용한 로봇용 잔차 연산 시스템 및 이를 이용한 센서리스 충돌 판별 방법
KR102226122B1 (ko) * 2020-04-22 2021-03-11 주식회사 뉴로메카 협동 로봇의 충돌 민감도 자동 설정 방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR101443502B1 (ko) 2014-09-22
JP2013184249A (ja) 2013-09-19
JP5912683B2 (ja) 2016-04-27
CN103302679A (zh) 2013-09-18
CN103302679B (zh) 2015-08-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101443502B1 (ko) 모터 구동 구조를 구비한 시스템, 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체, 및 용접물 제조 방법
JP6238021B2 (ja) ロボット、ロボットの制御装置及び制御方法、並びに、ロボット用制御プログラム
US11065767B2 (en) Object manipulation apparatus and object manipulation method for automatic machine that picks up and manipulates an object
JP6003942B2 (ja) 動作制限装置及び動作制限方法
US8600552B2 (en) Information processing method, apparatus, and computer readable medium
CN108214485B (zh) 机器人控制装置、以及机器人控制方法
EP2917001B1 (en) Hybrid gesture control haptic system
JP6240133B2 (ja) 溶接を行う打点の位置を測定するスポット溶接システム
CN112437714B (zh) 机器人控制装置、机器人控制方法以及机器人控制程序
JP5939202B2 (ja) ロボット教示補助装置、ロボットシステムおよびロボット教示方法
JP2013169609A (ja) ロボットの衝突検出方法
WO2022018953A1 (ja) 制御システム、ジェスチャ認識システム、車両、及び、ジェスチャ認識システムを制御する方法
JP5358464B2 (ja) ロボットの制御装置
US11890759B2 (en) Robot control method
JP2009045678A (ja) ロボットの作業成否判定方法およびロボットシステム
EP3981536B1 (en) Arc-tracking welding method and welding device
JP2011062763A (ja) ロボット制御装置
CN112643682B (zh) 示教方法
JP2012250271A (ja) 溶接ロボットシステム
JP2021041506A (ja) 制御方法およびロボットシステム
US11654576B2 (en) Robot system including robot having handle and method of controlling robot
JP2020163551A (ja) 制御方法およびロボットシステム
KR20140002226A (ko) 공간 점유 정보를 이용한 로봇 동작 생성 장치 및 방법
JP2020001137A (ja) ロボット制御装置およびロボットシステム

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170818

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180816

Year of fee payment: 5