JPH04152091A - ロボット数値制御装置の非常停止装置 - Google Patents
ロボット数値制御装置の非常停止装置Info
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- JPH04152091A JPH04152091A JP27261290A JP27261290A JPH04152091A JP H04152091 A JPH04152091 A JP H04152091A JP 27261290 A JP27261290 A JP 27261290A JP 27261290 A JP27261290 A JP 27261290A JP H04152091 A JPH04152091 A JP H04152091A
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明ロボット数値制御装置の非常停止装置を以下の項
目に従って詳細に説明する。
目に従って詳細に説明する。
A、a業上の利用分野
B9発明の概要
C0従来技術
D1発明が解決しようとする課題[第4図]E9課題を
解決するための手段 F、実施例[第1図乃至第3図] a、構成[′s1図] b、非常停止手順例[第2図] b−11手順(A) b−2、手順(B) b−31手順(C) b−40手順CD) C3非常停止処理[第3図] G0発明の効果 (A、産業上の利用分野) 本発明は新規なロボット数値制御装置の非常停止装置に
関する。詳しくは、ロボットの各自由度や運動状態等に
対して適切な非常停止処理を精緻に行なうことができる
ようにした新規なロボット数値制御装置の非常停止装置
を提供しようとするものである。
解決するための手段 F、実施例[第1図乃至第3図] a、構成[′s1図] b、非常停止手順例[第2図] b−11手順(A) b−2、手順(B) b−31手順(C) b−40手順CD) C3非常停止処理[第3図] G0発明の効果 (A、産業上の利用分野) 本発明は新規なロボット数値制御装置の非常停止装置に
関する。詳しくは、ロボットの各自由度や運動状態等に
対して適切な非常停止処理を精緻に行なうことができる
ようにした新規なロボット数値制御装置の非常停止装置
を提供しようとするものである。
(B、発明の概要)
本発明ロボット数値制御装置の非常停止装置は、ロボッ
トの非常停止時においてロボットを構成する各軸の運動
を停止させるための停止手段に対して指令を与える指令
手段を備えたロボット数値制御装置の非常停止装置であ
って、ロボットの自由度についての負荷の特性に関する
情報を予め保持する特性記憶手段と、各軸の運動状態を
検出する運動状態検出手段と、複数の非常停止手順につ
いての制御指令を予め記憶する停止手順記憶手段とを設
け、非常停止時に指令手段が特性記憶手段からの各自由
度の特性に関する情報と運動状態検出手段からの各軸の
運動状態に関する情報とを受けて、これらの情報に対応
した非常停止手順を停止手順記憶手段から読み圧して、
該手順に関する制御指令の内容に従って停止手段に信号
を送りロボットの自由度毎に停止処理を行なうようにし
たものであり、これによって、ロボットの各自由度につ
いて慣性等の影響による負荷の性質、運動状態に応じた
非常停止処理が行なわれ、非常停止に伴なう負荷トルク
の増大や位置精度の低下、振動の発生を防ぎ、また、ロ
ボットの停止姿勢が予測できないといった不都合を解消
することができる。
トの非常停止時においてロボットを構成する各軸の運動
を停止させるための停止手段に対して指令を与える指令
手段を備えたロボット数値制御装置の非常停止装置であ
って、ロボットの自由度についての負荷の特性に関する
情報を予め保持する特性記憶手段と、各軸の運動状態を
検出する運動状態検出手段と、複数の非常停止手順につ
いての制御指令を予め記憶する停止手順記憶手段とを設
け、非常停止時に指令手段が特性記憶手段からの各自由
度の特性に関する情報と運動状態検出手段からの各軸の
運動状態に関する情報とを受けて、これらの情報に対応
した非常停止手順を停止手順記憶手段から読み圧して、
該手順に関する制御指令の内容に従って停止手段に信号
を送りロボットの自由度毎に停止処理を行なうようにし
たものであり、これによって、ロボットの各自由度につ
いて慣性等の影響による負荷の性質、運動状態に応じた
非常停止処理が行なわれ、非常停止に伴なう負荷トルク
の増大や位置精度の低下、振動の発生を防ぎ、また、ロ
ボットの停止姿勢が予測できないといった不都合を解消
することができる。
(C,従来技術)
ロボットの暴走等の危険を回避するために従来からロボ
ットコントローラには何らかの非常停止手段が講じられ
ている。
ットコントローラには何らかの非常停止手段が講じられ
ている。
つまり、非常停止を行なわなければならないようなエラ
ー信号が検出された場合や、外部からの非常停止命令が
ロボットコントローラに入力された場合には、ロボット
の駆動源(モータ等)への動力の供給を遮断したり、必
要に応じて回生抵抗短絡を行なったり、メカニカルブレ
ーキにより駆動力を制限した後駆動源を停止する等の非
常停止の手順が採られる。
ー信号が検出された場合や、外部からの非常停止命令が
ロボットコントローラに入力された場合には、ロボット
の駆動源(モータ等)への動力の供給を遮断したり、必
要に応じて回生抵抗短絡を行なったり、メカニカルブレ
ーキにより駆動力を制限した後駆動源を停止する等の非
常停止の手順が採られる。
ところで、このような非常停止手順に関して、そのml
目標とされる事項は、非常停止を速やかに行ない、ロボ
ットの運動をなるべく短い時間で停止させることである
。
目標とされる事項は、非常停止を速やかに行ない、ロボ
ットの運動をなるべく短い時間で停止させることである
。
そのため、上記した回生抵抗やメカニカルブレーキ等の
手段は、駆動系の全自由度について設けられる訳ではな
く、移動体の慣性が問題となる箇所に設けられる。
手段は、駆動系の全自由度について設けられる訳ではな
く、移動体の慣性が問題となる箇所に設けられる。
例えば、非常停止をかけても負荷の如何によってはロボ
ットアームの慣性によりその移動を直ぐには停止するこ
とができず、停止迄の間に滑走してしまう距離が長くな
るような場合に上記手段が付加されている。
ットアームの慣性によりその移動を直ぐには停止するこ
とができず、停止迄の間に滑走してしまう距離が長くな
るような場合に上記手段が付加されている。
(D、発明が解決しようとする課題°)[第4図]
ところで、従来のロボットコントローラによる非常停止
の手法では、ロボットの運動状態やロボットの自由度に
ついての性質が考慮されていない。
の手法では、ロボットの運動状態やロボットの自由度に
ついての性質が考慮されていない。
つまり、非常停止をかけようとした時にロボットアーム
が高速で移動しているにもかかわらず、いきなりサーボ
制御を解放して回生抵抗短絡を行なったりメカニカルブ
レーキをかけたのではアクチュエータに瞬間的な負荷ト
ルクが生じ、これが許容範囲を超えているとアクチュエ
ータがダメージを受けたり、減速機の歯飛びに起因した
位置ずれ等の不都合が生じてしまうという問題がある。
が高速で移動しているにもかかわらず、いきなりサーボ
制御を解放して回生抵抗短絡を行なったりメカニカルブ
レーキをかけたのではアクチュエータに瞬間的な負荷ト
ルクが生じ、これが許容範囲を超えているとアクチュエ
ータがダメージを受けたり、減速機の歯飛びに起因した
位置ずれ等の不都合が生じてしまうという問題がある。
このような不都合はアクチュエータに加えられる瞬間的
な負荷トルクに対して、これを軽減する停止制御の手法
が従来の装置では講じられていないためである。
な負荷トルクに対して、これを軽減する停止制御の手法
が従来の装置では講じられていないためである。
また、自由度に関して負荷の特性を考慮しないために生
じる不都合の一例としては第4図に示すような例を挙げ
ることができる。
じる不都合の一例としては第4図に示すような例を挙げ
ることができる。
図は直交型ロボットaによるパレットbのストック動作
を示している。
を示している。
Cはパレットbを収納するためのストッカであり、パレ
ットbを仕舞う領域が仕切り板d、d、・・・によって
幾つかに分割されており、直交型ロボットaが図示しな
い場所からパレットbを運んできて、ストッカC内の所
定の場所に納めるような動作を行なっている。
ットbを仕舞う領域が仕切り板d、d、・・・によって
幾つかに分割されており、直交型ロボットaが図示しな
い場所からパレットbを運んできて、ストッカC内の所
定の場所に納めるような動作を行なっている。
このロボットaはそのアームeが垂直方向(矢印Aで示
す。)に移動できるように基軸部fに支持されている。
す。)に移動できるように基軸部fに支持されている。
そして、該アームeの先端に設けられたハンド部gは水
平方向に移動可能な状態でアームeに取り付けられてお
り、このハンド部gの上にパレットbが載置されて運ば
れるようになっている。
平方向に移動可能な状態でアームeに取り付けられてお
り、このハンド部gの上にパレットbが載置されて運ば
れるようになっている。
ところで、ロボットaの自由度の中には移動方向が重力
方向に沿った自由度が含まれているので、非常停止手順
を他の自由度(つまり、移動方向が重力方向には一致し
ない自由度)に関する軸と同じように扱う訳にはいかな
い。
方向に沿った自由度が含まれているので、非常停止手順
を他の自由度(つまり、移動方向が重力方向には一致し
ない自由度)に関する軸と同じように扱う訳にはいかな
い。
何故なら、アームeを重力方向に沿って移動させる場合
には、アームeの自重に伴なう重力が外力として常に作
用しているため、アームeの移動を止めようとして車に
メカニカルブレーキをかけると、ブレーキのかかるタイ
ミングによってはアームeに振動が生じる場合があり、
このときの衝撃が大きいとパレットb上にせっかく整列
した部品が飛散したり、最悪の場合にはパレットbがス
トッカCの仕切り板dに接触してしまい既にストックさ
れたパレットにもこの時の衝撃が伝わフてしまうという
不都合が生じる。
には、アームeの自重に伴なう重力が外力として常に作
用しているため、アームeの移動を止めようとして車に
メカニカルブレーキをかけると、ブレーキのかかるタイ
ミングによってはアームeに振動が生じる場合があり、
このときの衝撃が大きいとパレットb上にせっかく整列
した部品が飛散したり、最悪の場合にはパレットbがス
トッカCの仕切り板dに接触してしまい既にストックさ
れたパレットにもこの時の衝撃が伝わフてしまうという
不都合が生じる。
さらに、従来の非常停止手順では各自由度についての慣
性等による負荷の性買、そして非常停止をかけたときの
軸の運動状態を考慮した停止処理を行なっていない結果
、自由度毎の停止時における挙動が異なり停止後の姿勢
が全く予期できないという問題があった。
性等による負荷の性買、そして非常停止をかけたときの
軸の運動状態を考慮した停止処理を行なっていない結果
、自由度毎の停止時における挙動が異なり停止後の姿勢
が全く予期できないという問題があった。
(E、課題を解決するための手段)
そこで、本発明ロボット数値制御装置の非常停止装置は
上記した課題を解決するために、ロボットの非常停止時
においてロボットを構成する各軸の運動を停止させるた
めの停止手段に対して指令を与える指令手段を備えたロ
ボット数値制御装置の非常停止装置であって、ロボット
の自由度についての負荷の特性に関する情報を予め保持
する特性記憶手段と、各軸の運動状態を検出する運動状
態検出手段と、複数の非常停止手順についての制御指令
を予め記憶する停止手順記憶手段とを設け、非常停止時
に指令手段が特性記憶手段からの各自由度の特性に関す
る情報と運動状態検出手段からの各軸の運動状態に関す
る情報とを受けて、これらの情報に対応した非常停止手
順を停止手順記憶手段から読み出して該手順に関する制
御指令の内容に従って停止手段に信号を送りロボットの
自由度毎に停止処理を行なうようにしたものである。
上記した課題を解決するために、ロボットの非常停止時
においてロボットを構成する各軸の運動を停止させるた
めの停止手段に対して指令を与える指令手段を備えたロ
ボット数値制御装置の非常停止装置であって、ロボット
の自由度についての負荷の特性に関する情報を予め保持
する特性記憶手段と、各軸の運動状態を検出する運動状
態検出手段と、複数の非常停止手順についての制御指令
を予め記憶する停止手順記憶手段とを設け、非常停止時
に指令手段が特性記憶手段からの各自由度の特性に関す
る情報と運動状態検出手段からの各軸の運動状態に関す
る情報とを受けて、これらの情報に対応した非常停止手
順を停止手順記憶手段から読み出して該手順に関する制
御指令の内容に従って停止手段に信号を送りロボットの
自由度毎に停止処理を行なうようにしたものである。
従フて、本発明によれば、指令手段が、ロボットの自由
度に関する特性や運動状態に応じた非常停止手順を停止
手順記憶手段から読み出して自由度毎に適切な停止処理
を行なうことができるので、各軸に対して−様な停止処
理を行なうことによる不都合、つまり軸に過大な負荷ト
ルクが生じたり、減速機の歯飛び等により位置精度が低
下するといった欠点や、停止時の振動等を防ぐことがで
き、また、停止後におけるロボットの姿勢が予期しない
ものとなるといった不都合が解消される。
度に関する特性や運動状態に応じた非常停止手順を停止
手順記憶手段から読み出して自由度毎に適切な停止処理
を行なうことができるので、各軸に対して−様な停止処
理を行なうことによる不都合、つまり軸に過大な負荷ト
ルクが生じたり、減速機の歯飛び等により位置精度が低
下するといった欠点や、停止時の振動等を防ぐことがで
き、また、停止後におけるロボットの姿勢が予期しない
ものとなるといった不都合が解消される。
(F、実施例)[第1図乃至第3図]
以下に、本発明ロボット数値制御装置の非常停止装置の
詳細を図示した実施例に従って説明する。
詳細を図示した実施例に従って説明する。
(a、構成)[*1図コ
1はロボットコントローラであり、ロボットの各自由度
に関する制御を行なうために設けられており、図示しな
い動力源(電源やエアー源等)からの動力をアクチュエ
ータ2に供給してその制御を行なうと共に、非常時には
動力を遮断するようになフている。
に関する制御を行なうために設けられており、図示しな
い動力源(電源やエアー源等)からの動力をアクチュエ
ータ2に供給してその制御を行なうと共に、非常時には
動力を遮断するようになフている。
図ではアクチュエータ2としてモータ3及びメカニカル
ブレーキ4からなる系が示されている。
ブレーキ4からなる系が示されている。
動力に関してはロボットコントローラ1を介してモータ
3への電力供給がなされると共に該モータ3の回転制御
がなされ、また、ロボットコントローラ1からの指令に
よりメカニカルブレーキ4の動作/不動作が制御される
ようになっている。
3への電力供給がなされると共に該モータ3の回転制御
がなされ、また、ロボットコントローラ1からの指令に
よりメカニカルブレーキ4の動作/不動作が制御される
ようになっている。
検出器としては位置センサ5とトルクセンサ6が設けら
れており、これらの検出信号がフィードバック信号とし
てロボットコントローラlに送出される。
れており、これらの検出信号がフィードバック信号とし
てロボットコントローラlに送出される。
ロボットコントローラ1はアクチュエータ2への動力の
供給/遮断を制御する動力制御系と、アクチュエータ2
の制御を行なう動作制御系から構成されているので、先
ず、動力制御系から説明する。
供給/遮断を制御する動力制御系と、アクチュエータ2
の制御を行なう動作制御系から構成されているので、先
ず、動力制御系から説明する。
7は動力遮断部であり、動力源からの動力をアクチュエ
ータ2に供給するか否かを決定するために設けられてい
る。
ータ2に供給するか否かを決定するために設けられてい
る。
この動力遮断部7においてモータ3への電源供給を許可
する場合にはパワー制御部8及びその後段の回生抵抗短
絡回路9を介してモータ3に電力の供給がなされる。
する場合にはパワー制御部8及びその後段の回生抵抗短
絡回路9を介してモータ3に電力の供給がなされる。
動作制御系は指令値発生部10及びその記憶部1085
制御手順記憶部11、サーボ制御部12からなっている
。
制御手順記憶部11、サーボ制御部12からなっている
。
指令値発生部10はロボットの動作が正常、かつ、安全
な状態で制御されている場合には、所定の指令信号をサ
ーボ制御部12に送出する。この指令を受けてサーボ制
a部12は位置センサ5やトルクセンサ6からの信号に
応じた制御信号をパワー制御部8に送出するようになフ
ているため、これによってモータ3のソフトウェアサー
ボ制御が実現される。
な状態で制御されている場合には、所定の指令信号をサ
ーボ制御部12に送出する。この指令を受けてサーボ制
a部12は位置センサ5やトルクセンサ6からの信号に
応じた制御信号をパワー制御部8に送出するようになフ
ているため、これによってモータ3のソフトウェアサー
ボ制御が実現される。
そして、指令値発生部lOは非常停止命令を受けたり、
ロボットの動作状態に何らかの異常が生じエラー信号が
検圧されたような場合等において非常停止処理を行なう
ようになっており、所定の非常停止手順を制御手順記憶
部11から読み出して、これに従った非常停止処理がロ
ボットの自由度毎になされる。
ロボットの動作状態に何らかの異常が生じエラー信号が
検圧されたような場合等において非常停止処理を行なう
ようになっており、所定の非常停止手順を制御手順記憶
部11から読み出して、これに従った非常停止処理がロ
ボットの自由度毎になされる。
即ち、指令値発生部10はその記憶部!Oa内に予め書
き込まれている自由度毎に割り当てられた自由度番号と
その特性を示す情報、そして、サーボ制御部12から得
た現在の制御状!14(つまり、停止状態であるか運動
状態であるか及びその速度等)、更に外部環境に関する
情報(以下、「外部環境情報」と呼び、その具体的な例
については後述する。)に応じた非常停止手順を制御手
順記憶部11から読み出す。そして、その手順に従って
、指令値発生部10は動力遮断部7に信号を送って動力
の供給を遮断したり、あるいは、サーボ制御部12に指
令信号を送りメカニカルブレーキ4の作動及び作動タイ
ミングを制御したり、回生抵抗短絡回路9の動作及びそ
のタイミングを制御し、ざらには停止迄の間の過渡期間
においては必要に応じてモータ3のサーボ制御(位置サ
ーボやトルクサーボ等)を行なうようになっている。
き込まれている自由度毎に割り当てられた自由度番号と
その特性を示す情報、そして、サーボ制御部12から得
た現在の制御状!14(つまり、停止状態であるか運動
状態であるか及びその速度等)、更に外部環境に関する
情報(以下、「外部環境情報」と呼び、その具体的な例
については後述する。)に応じた非常停止手順を制御手
順記憶部11から読み出す。そして、その手順に従って
、指令値発生部10は動力遮断部7に信号を送って動力
の供給を遮断したり、あるいは、サーボ制御部12に指
令信号を送りメカニカルブレーキ4の作動及び作動タイ
ミングを制御したり、回生抵抗短絡回路9の動作及びそ
のタイミングを制御し、ざらには停止迄の間の過渡期間
においては必要に応じてモータ3のサーボ制御(位置サ
ーボやトルクサーボ等)を行なうようになっている。
(b、非常停止手順例)[第2図コ
¥S2図は上記したロボットコントローラ1における非
常停止手順のうちの幾つかの例を示す概念的なタイムチ
ャート図であり、図中「S、」は非常停止命令の入力状
態を示し、指令がある場合には論理値「1」が与えられ
、指令がない場合には論理値「0」が与えられる。また
、「S、」は動力遮断部7による遮断状態を示し、動力
の遮断状態に対する論理値が「1」、動力の供給状態に
対する論理値が「0」とされている。また、「S、」は
回生抵抗短絡回路9による短絡状態を示し、短絡状態に
対する論理値が「1」とされ、短絡されていない状態に
対する論理値が「O」とされている。
常停止手順のうちの幾つかの例を示す概念的なタイムチ
ャート図であり、図中「S、」は非常停止命令の入力状
態を示し、指令がある場合には論理値「1」が与えられ
、指令がない場合には論理値「0」が与えられる。また
、「S、」は動力遮断部7による遮断状態を示し、動力
の遮断状態に対する論理値が「1」、動力の供給状態に
対する論理値が「0」とされている。また、「S、」は
回生抵抗短絡回路9による短絡状態を示し、短絡状態に
対する論理値が「1」とされ、短絡されていない状態に
対する論理値が「O」とされている。
「S4」はメカニカルブレーキ4の作動指令を示し、ブ
レーキへの作動指令がある場合には論理値「1」が与え
られ、作動指令がない場合には論理値「0」が与えられ
る。
レーキへの作動指令がある場合には論理値「1」が与え
られ、作動指令がない場合には論理値「0」が与えられ
る。
そして、論理値のレベルについてはタイムチャート図中
「1」のレベルが高く、「0」のレベルが低い状態で表
わすことにする。
「1」のレベルが高く、「0」のレベルが低い状態で表
わすことにする。
’ S C12Jはサーボ制御部12による制御内容を
示しており、所定のサーボ制御がなされているか否かを
チャートが上下方向に幅をもつかどうかによって表わし
ており、サーボ制御が行なわれている場合にはその種別
を併記している。
示しており、所定のサーボ制御がなされているか否かを
チャートが上下方向に幅をもつかどうかによって表わし
ており、サーボ制御が行なわれている場合にはその種別
を併記している。
(b−1,手順(A))
第2図(A)は非常停止をかけようとしたときに既に停
止している軸に対してなされる非常停止手順(A)を示
している。
止している軸に対してなされる非常停止手順(A)を示
している。
この場合には、瞬時にメカニカルブレーキ4を働かせて
もモータ3には過大なトルクはかからないので、なるべ
く短時間で位置制御を終了させ、ブレーキによる軸のロ
ックを行なうため、非常停止命令の入力(SE = ’
1」)があったときに、動力の遮断、回生抵抗短絡、ブ
レーキの作動を直ちに行ない、また、位置サーボ制御を
解除する。
もモータ3には過大なトルクはかからないので、なるべ
く短時間で位置制御を終了させ、ブレーキによる軸のロ
ックを行なうため、非常停止命令の入力(SE = ’
1」)があったときに、動力の遮断、回生抵抗短絡、ブ
レーキの作動を直ちに行ない、また、位置サーボ制御を
解除する。
(b−2,手順(B))
第2図(B)は非常停止をかけようとしたときに最高速
で移動している軸に対してなされる非常停止手順(B)
を示している。
で移動している軸に対してなされる非常停止手順(B)
を示している。
この場合に、手順(A)のような停止処理を行なったの
ではモータ3やこれによって駆動されている装置(減速
機等を含む)に過大な負荷トルクがかかってしまうとい
う慣れがあるので、図示するように非常停止命令の人力
があったときにそれ迄の位置サーボからトルクサーボ制
御に切換える。
ではモータ3やこれによって駆動されている装置(減速
機等を含む)に過大な負荷トルクがかかってしまうとい
う慣れがあるので、図示するように非常停止命令の人力
があったときにそれ迄の位置サーボからトルクサーボ制
御に切換える。
即ち、トルクセンサ6からのフィードバック信号に応じ
てサーボ制御部12がトルクサーボをかけ、トルク制御
系を形成する。
てサーボ制御部12がトルクサーボをかけ、トルク制御
系を形成する。
また、非常停止がかけられると、電力が遮断される。
遮断後にはモータ3のコンデンサのチャージ分をバック
アップ電源としてモータ3の駆動制御が行なわれる。
アップ電源としてモータ3の駆動制御が行なわれる。
トルクサーボをかけている間は負荷トルクが許容範囲を
超えないようにトルクの指令値を許容範囲内の値とした
制御がなされており、所定時間後に回生抵抗短絡やメカ
ニカルブレーキ4の作動を行なう。
超えないようにトルクの指令値を許容範囲内の値とした
制御がなされており、所定時間後に回生抵抗短絡やメカ
ニカルブレーキ4の作動を行なう。
(b=3.手順(C))
第2図(C)は自由度の特性を考慮した非常停止手順の
一例として、自由度に関する移動方向が重力方向に一致
している場合の手順(C)を示している。
一例として、自由度に関する移動方向が重力方向に一致
している場合の手順(C)を示している。
このような自由度をもつ軸が運動状態にあるときに前述
したような自由度の特性を考えに入れていない手順(B
)を行なうと、第4図で説明したように停止時に衝撃が
生じる慣れがあるので、これを回避するために次のよう
な手順をとる。
したような自由度の特性を考えに入れていない手順(B
)を行なうと、第4図で説明したように停止時に衝撃が
生じる慣れがあるので、これを回避するために次のよう
な手順をとる。
即ち、非常停止がかけられたときでも、その前からかけ
られている位置サーボを暫くの間継続させ、現在の位置
に保つような制御を暫くの間行なう。
られている位置サーボを暫くの間継続させ、現在の位置
に保つような制御を暫くの間行なう。
図示するように非常停止がかかったときには動力の遮断
やブレーキがかけられるが、メカニカルブレーキ4によ
り軸がロックされて停止する迄は位置サーボ制御が行な
われている(速度の目標値をゼロとする速度サーボをか
けるようにしても良い)。
やブレーキがかけられるが、メカニカルブレーキ4によ
り軸がロックされて停止する迄は位置サーボ制御が行な
われている(速度の目標値をゼロとする速度サーボをか
けるようにしても良い)。
その後、回生抵抗短絡がなされる。
(b−4,手順(D))
第2図(D)は指令値発生部10が外部環境情報を受け
たときに、高速で移動中の軸を最短時間で停止させると
きの状況を示している。
たときに、高速で移動中の軸を最短時間で停止させると
きの状況を示している。
ここで、外部環境情報とは、例えば、人間がロボットの
可動範囲内に侵入したといった危険状態を検出する検出
手段から指令値発生部10に送られる情報を意味する。
可動範囲内に侵入したといった危険状態を検出する検出
手段から指令値発生部10に送られる情報を意味する。
検出手段としては、例えば、ロボット及びその周囲を監
視するためのカメラや、ロボットの動作中に人がその作
業領域内に容易に入り込めないように設けられた安全柵
の屏に取り付けられた扉開閉検出用のスイッチ等を挙げ
ることができる。
視するためのカメラや、ロボットの動作中に人がその作
業領域内に容易に入り込めないように設けられた安全柵
の屏に取り付けられた扉開閉検出用のスイッチ等を挙げ
ることができる。
図中’ S EXJはこの外部環境情報及びこれに伴っ
て発生される非常停止命令を示しており、論理値「1」
が人等の侵入の慣れがあることを表わし、論理値「0」
はそのような危険がないことを表わしている。
て発生される非常停止命令を示しており、論理値「1」
が人等の侵入の慣れがあることを表わし、論理値「0」
はそのような危険がないことを表わしている。
ロボットの動作中に人がその可動範囲内に入り込んだ時
、あるいは、入り込む惧れがある場合には指令値発生部
10が検出手段からの外部環境情報を受けて、サーボ制
御を停止して直ちに動力遮断、回生抵抗短絡を行なうと
共にメカニカルブレーキ4を作動させることにより、最
短時間での非常停止処理を行ない、人への危害を最小限
に食い止める。
、あるいは、入り込む惧れがある場合には指令値発生部
10が検出手段からの外部環境情報を受けて、サーボ制
御を停止して直ちに動力遮断、回生抵抗短絡を行なうと
共にメカニカルブレーキ4を作動させることにより、最
短時間での非常停止処理を行ない、人への危害を最小限
に食い止める。
(c、非常停止処理)[第3図コ
次に、ロボットコントローラ1による非常停止処理の流
れを第3図に示すフローチャート図に従って説明する。
れを第3図に示すフローチャート図に従って説明する。
a)rスタート」
非常停止命令、外部環境情報の入力により危急を知らさ
れたときやエラーの検出がなされたときに指令値発生部
10による処理が開始される。
れたときやエラーの検出がなされたときに指令値発生部
10による処理が開始される。
b)r自由度番号や自由度の特性に関する情報を得る。
」
指令値発生部10は予めロボットの各軸毎に付与されて
いる自由度番号と、該自由度番号についての特性を示す
情報を記憶部10aから取り出す。
いる自由度番号と、該自由度番号についての特性を示す
情報を記憶部10aから取り出す。
例えば、下表1に示すように、自由度番号「1」につい
ては自由度の特性を示す付加情報はなく、自由度番号「
2」については軸の移動方向と重力の方向に一致すると
いった特性を有するものとする。
ては自由度の特性を示す付加情報はなく、自由度番号「
2」については軸の移動方向と重力の方向に一致すると
いった特性を有するものとする。
表1
c)r軸の制御状態に関する情報を得る。」指令値発生
部10はサーボ制御部12から現時点での軸の制御状態
に関する情報を得て、その運動状態、つまり、停止中で
あるか移動中であるか及びその時の速度を知る。
部10はサーボ制御部12から現時点での軸の制御状態
に関する情報を得て、その運動状態、つまり、停止中で
あるか移動中であるか及びその時の速度を知る。
そして、次のステップd)に進む。
d)r外部環境情報を得る。」
指令値発生部1oは前記した検出手段(監視用カメラや
検出スイッチ等)から外部環境情報を得て、ロボットの
作業領域内に人等の侵入の慣れがあるかどうかを知る。
検出スイッチ等)から外部環境情報を得て、ロボットの
作業領域内に人等の侵入の慣れがあるかどうかを知る。
そして、人等の侵入の慣れがある場合には手順(D)を
優先させる。
優先させる。
その後、次のステップe)に進む。
e)r制御手順記憶部から停止手順に関する情報を読み
出す。」 即ち、指令値発生部10は前記ステップb)乃至d)に
おいて得た情報に対応した停止手順に関する情報を制御
手順記憶部11からとり出す。
出す。」 即ち、指令値発生部10は前記ステップb)乃至d)に
おいて得た情報に対応した停止手順に関する情報を制御
手順記憶部11からとり出す。
例えば、表1に示すように、自由度番号1の軸が停止し
ている場合には、外部環境情報に応じて手順(A)又は
(D)が選択される。(尚、この場合、手順(A)と(
D)とでは実買的に同じ停止処理がなされるので、外部
環境情報を非常停止入力の一部と考えれば−の手順(A
)を常に採用しても良い。) また、自由度番号1の軸が移動中である場合には、ロボ
ットの可動範囲内に人等の侵入の惧れがあるか否かに応
じて手順(B)又は(D)が選択される。
ている場合には、外部環境情報に応じて手順(A)又は
(D)が選択される。(尚、この場合、手順(A)と(
D)とでは実買的に同じ停止処理がなされるので、外部
環境情報を非常停止入力の一部と考えれば−の手順(A
)を常に採用しても良い。) また、自由度番号1の軸が移動中である場合には、ロボ
ットの可動範囲内に人等の侵入の惧れがあるか否かに応
じて手順(B)又は(D)が選択される。
そして、自由度番号2の軸については自由度の特性に応
じた非常手段が選択される。
じた非常手段が選択される。
即ち、軸が停止している場合には手順(A)又は(D)
が選択され、軸が移動中である場合にはロボットの可動
範囲内に人等の侵入の惧れがないときには手順(C)が
選択され、侵入の慣れがあるときには手順(D)が選択
される。
が選択され、軸が移動中である場合にはロボットの可動
範囲内に人等の侵入の惧れがないときには手順(C)が
選択され、侵入の慣れがあるときには手順(D)が選択
される。
そして、選ばれた停止手順を構成する個々の制御指令の
内容を指令値発生部10が順番に解析して、ステップf
)に進む。
内容を指令値発生部10が順番に解析して、ステップf
)に進む。
f)「メカニカルブレーキの作動指令か?」制御指令が
メカニカルブレーキ4の作動指令であるか否かが問われ
、作動指令であるときには、ステップg)に進み、そう
でないときにはステップh)に進む。
メカニカルブレーキ4の作動指令であるか否かが問われ
、作動指令であるときには、ステップg)に進み、そう
でないときにはステップh)に進む。
g)「メカニカルブレーキを作動させる。」指令値発生
部10はメカニカルブレーキ4を働かせるための信号を
サーボ制御部12に送出する。
部10はメカニカルブレーキ4を働かせるための信号を
サーボ制御部12に送出する。
そして、ステップh)に進む。
h)「回生抵抗の短絡指令か?」
制御指令が回生抵抗短絡指令であるかどうかが問われ、
そうであればステップi)に進み、そうてなければステ
ップj)に進む。
そうであればステップi)に進み、そうてなければステ
ップj)に進む。
i)「回生抵抗短絡を行なう。」
指令値発生部10からの信号がサーボ制御部12を介し
て回生抵抗短絡回路9が送られ、モータ3の回生抵抗短
絡がなされる。
て回生抵抗短絡回路9が送られ、モータ3の回生抵抗短
絡がなされる。
そして、ステップj)に進む。
j)「動力の遮断指令か?」
制御指令が動力の遮断指令か否かが問われ、そうであれ
ばステップk)に進み、そうでなければステップl)に
進む。
ばステップk)に進み、そうでなければステップl)に
進む。
k)「動力を遮断する。」
指令値発生部10から動力遮断部7に送られる信号によ
ってモータ3への電力の供給が断たれる。
ってモータ3への電力の供給が断たれる。
そして、ステップJ2)に進む。
A)「指定の制御を行なう。」
非常停止時において前記ステップg)、i)、k)に関
する以外の制御指令がある場合にはこれを行なう。
する以外の制御指令がある場合にはこれを行なう。
例えば、前記した手順(B)では位置サーボからトルク
サーボへと制御が移行し、また、手順(C)では非常停
止をかけた後も位置サーボを暫く継続させてからサーボ
制御を解除するといった制御がなされる。
サーボへと制御が移行し、また、手順(C)では非常停
止をかけた後も位置サーボを暫く継続させてからサーボ
制御を解除するといった制御がなされる。
m)「制御手順が終了したか?」
一連の制御手順が終了したかどうか(つまり、制御指令
が終了命令であるかどうか)が問われ、未だ終了してい
なければステップe)に戻る。
が終了命令であるかどうか)が問われ、未だ終了してい
なければステップe)に戻る。
そして、ロボットの各軸に対する非常停止手順が全て完
了したときには非常停止動作が終了する。
了したときには非常停止動作が終了する。
(G、発明の効果)
以上に記載したところから明らかなように、本発明の第
1のものは、ロボットの非常停止時においてロボットを
構成する各軸の運動を停止させるための停止手段に対し
て指令を与える指令手段を備えたロボット数値制御装置
の非常停止装置であって、ロボットの自由度についての
負荷の特性に関する情報を予め保持する特性記憶手段と
、各軸の運動状態を検出する運動状°態検出手段と、複
数の非常停止手順についての制御指令を予め記憶する停
止手順記憶手段とを設け、非常停止時に指令手段が特性
記憶手段からの各自由度の特性に関する情報と運動状態
検出手段からの各軸の運動状態に関する情報とを受けて
、これらの情報に対応した非常停止手順を停止手順記憶
手段から読み出して、該手順に関する制御指令の内容に
従って停止手段に信号を送りロボットの自由度毎に停止
処理を行なうようにしたことを特徴とする。
1のものは、ロボットの非常停止時においてロボットを
構成する各軸の運動を停止させるための停止手段に対し
て指令を与える指令手段を備えたロボット数値制御装置
の非常停止装置であって、ロボットの自由度についての
負荷の特性に関する情報を予め保持する特性記憶手段と
、各軸の運動状態を検出する運動状°態検出手段と、複
数の非常停止手順についての制御指令を予め記憶する停
止手順記憶手段とを設け、非常停止時に指令手段が特性
記憶手段からの各自由度の特性に関する情報と運動状態
検出手段からの各軸の運動状態に関する情報とを受けて
、これらの情報に対応した非常停止手順を停止手順記憶
手段から読み出して、該手順に関する制御指令の内容に
従って停止手段に信号を送りロボットの自由度毎に停止
処理を行なうようにしたことを特徴とする。
従って、これによれば、指令手段が、ロボットの自由度
に関する特性や運動状態に応じた非常停止手順を停止手
順記憶手段から読み出して自由度毎に適切な停止処理を
行なうことができるので、各軸に対して−様な停止処理
を行なうことに起因する不都合、つまり、軸に過大な負
荷トルクが生じたり、減速機の歯飛び等により位置精度
が低下するといった不都合や、停止時の振動等を防ぐこ
とができ、また、停止後におけるロボットの姿勢が予期
しないものとなるといった不都合が解消される。
に関する特性や運動状態に応じた非常停止手順を停止手
順記憶手段から読み出して自由度毎に適切な停止処理を
行なうことができるので、各軸に対して−様な停止処理
を行なうことに起因する不都合、つまり、軸に過大な負
荷トルクが生じたり、減速機の歯飛び等により位置精度
が低下するといった不都合や、停止時の振動等を防ぐこ
とができ、また、停止後におけるロボットの姿勢が予期
しないものとなるといった不都合が解消される。
また、本発明の第2のものは、さらに、ロボットの運動
状態をその周囲の状況を含めて検出する状況検出手段を
設け、非常停止時に指令手段が、特性記憶手段からの情
報と、状況検出手段からのロボットの運動状態及び周囲
状況に関する情報に対応した非常停止手順を停止手順記
憶手段から読み出すようにしたことを特徴とする。
状態をその周囲の状況を含めて検出する状況検出手段を
設け、非常停止時に指令手段が、特性記憶手段からの情
報と、状況検出手段からのロボットの運動状態及び周囲
状況に関する情報に対応した非常停止手順を停止手順記
憶手段から読み出すようにしたことを特徴とする。
従って、これによれば、ロボットの周囲の状況に関する
情報をも含めた広汎な停止処理を行なうことができる。
情報をも含めた広汎な停止処理を行なうことができる。
例えば、ロボットの可動範囲に人が侵入する惧れがある
場合には、状況検出手段からの情報を指令手段が受けて
、この緊急事態に対処するための非常停止手順を停止手
順記憶手段から読み出して、非常停止時の過負荷による
ロボットへの悪影響より人身の保護を優先した停止処理
を行なうことができる。
場合には、状況検出手段からの情報を指令手段が受けて
、この緊急事態に対処するための非常停止手順を停止手
順記憶手段から読み出して、非常停止時の過負荷による
ロボットへの悪影響より人身の保護を優先した停止処理
を行なうことができる。
第1図乃至第3図は本発明ロボット数値制御装置の非常
停止装置の実施の一例を示すもので、第1図は構成を示
すブロック図、第2図は非常停止手順の幾つかを示す概
念的なタイムチャート図であり、(A)は停止中の釉に
対する手順、(B)は移動中の軸に対する手順、(C)
は移動方向が重力方向に一致する軸に対する手順、(D
)は外部環境情報に応じた手順を各々示しており、第3
図は非常停止処理の流れを示すフローチャート図、第4
図は従来の問題点を説明するための概略図である。 符号の説明 1・・・ロボット数値制御装置、 4、フ、9・・・停止手段、 10・・・指令手段、 10a・・・特性記憶手段、 ・停止手順記憶手段、 ・運動状態検出手段 闇題点を説明するための概略図 第 図 (つ r++ Φ 切 切 嘴t Cつ 回 嘴t Gつ (j G) 切 一つ
停止装置の実施の一例を示すもので、第1図は構成を示
すブロック図、第2図は非常停止手順の幾つかを示す概
念的なタイムチャート図であり、(A)は停止中の釉に
対する手順、(B)は移動中の軸に対する手順、(C)
は移動方向が重力方向に一致する軸に対する手順、(D
)は外部環境情報に応じた手順を各々示しており、第3
図は非常停止処理の流れを示すフローチャート図、第4
図は従来の問題点を説明するための概略図である。 符号の説明 1・・・ロボット数値制御装置、 4、フ、9・・・停止手段、 10・・・指令手段、 10a・・・特性記憶手段、 ・停止手順記憶手段、 ・運動状態検出手段 闇題点を説明するための概略図 第 図 (つ r++ Φ 切 切 嘴t Cつ 回 嘴t Gつ (j G) 切 一つ
Claims (2)
- (1)ロボットの非常停止時においてロボットを構成す
る各軸の運動を停止させるための停止手段に対して指令
を与える指令手段を備えたロボット数値制御装置の非常
停止装置であって、 ロボットの自由度についての負荷の特性に関する情報を
予め保持する特性記憶手段と、 各軸の運動状態を検出する運動状態検出手段と、 複数の非常停止手順についての制御指令を予め記憶する
停止手順記憶手段とを設け、 非常停止時に指令手段が特性記憶手段からの各自由度の
特性に関する情報と運動状態検出手段からの各軸の運動
状態に関する情報とを受けて、これらの情報に対応した
非常停止手順を停止手順記憶手段から読み出して、該手
順に関する制御指令の内容に従って停止手段に信号を送
りロボットの自由度毎に停止処理を行なうようにした ことを特徴とするロボット数値制御装置の非常停止装置 - (2)ロボットの運動状態をその周囲の状況を含めて検
出する状況検出手段を設け、 非常停止時に指令手段が、特性記憶手段からの情報と、
状況検出手段からのロボットの運動状態及び周囲状況に
関する情報に対応した非常停止手順を停止手順記憶手段
から読み出すようにしたことを特徴とする請求項1に記
載のロボット数値制御装置の非常停止装置
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02272612A JP3077183B2 (ja) | 1990-10-11 | 1990-10-11 | ロボット数値制御装置の非常停止装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02272612A JP3077183B2 (ja) | 1990-10-11 | 1990-10-11 | ロボット数値制御装置の非常停止装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04152091A true JPH04152091A (ja) | 1992-05-26 |
| JP3077183B2 JP3077183B2 (ja) | 2000-08-14 |
Family
ID=17516361
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP02272612A Expired - Fee Related JP3077183B2 (ja) | 1990-10-11 | 1990-10-11 | ロボット数値制御装置の非常停止装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3077183B2 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001525263A (ja) * | 1997-12-06 | 2001-12-11 | エラン・シャルトエレメンテ・ゲーエムベーハー・ウント・コンパニー・カーゲー | 高い安全性が要求される技術設備、特にマニピュレータの監視のための監視・制御装置及び方法 |
| JP2011081461A (ja) * | 2009-10-05 | 2011-04-21 | Matsuura Machinery Corp | Nc工作機械における全駆動モーターに対する電力の供給及び切断制御方法 |
| US7977908B2 (en) | 2007-03-08 | 2011-07-12 | Fanuc Ltd | Numerical controller with abnormal motor deceleration stop control means |
| WO2012070276A1 (ja) * | 2010-11-24 | 2012-05-31 | 株式会社日立産機システム | 制御システムコントローラ |
| JP2013132715A (ja) * | 2011-12-26 | 2013-07-08 | Daihen Corp | 産業用ロボットの安全装置 |
| JP2018532602A (ja) * | 2015-09-30 | 2018-11-08 | フランカ エミカ ゲーエムベーハーFRANKA EMIKA GmbH | 関節装置 |
| WO2023098270A1 (zh) * | 2021-12-02 | 2023-06-08 | 上海神泰医疗科技有限公司 | 控制方法、开发方法、可读存储介质、控制设备及机器人系统 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3990262B2 (ja) * | 2002-12-02 | 2007-10-10 | ファナック株式会社 | 産業用ロボット |
| KR101868849B1 (ko) * | 2011-11-21 | 2018-06-20 | 엘지디스플레이 주식회사 | 기판 이송장치 및 그 제어방법 |
-
1990
- 1990-10-11 JP JP02272612A patent/JP3077183B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001525263A (ja) * | 1997-12-06 | 2001-12-11 | エラン・シャルトエレメンテ・ゲーエムベーハー・ウント・コンパニー・カーゲー | 高い安全性が要求される技術設備、特にマニピュレータの監視のための監視・制御装置及び方法 |
| US7977908B2 (en) | 2007-03-08 | 2011-07-12 | Fanuc Ltd | Numerical controller with abnormal motor deceleration stop control means |
| JP2011081461A (ja) * | 2009-10-05 | 2011-04-21 | Matsuura Machinery Corp | Nc工作機械における全駆動モーターに対する電力の供給及び切断制御方法 |
| WO2012070276A1 (ja) * | 2010-11-24 | 2012-05-31 | 株式会社日立産機システム | 制御システムコントローラ |
| JP2012113473A (ja) * | 2010-11-24 | 2012-06-14 | Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd | 制御システムコントローラ |
| JP2013132715A (ja) * | 2011-12-26 | 2013-07-08 | Daihen Corp | 産業用ロボットの安全装置 |
| JP2018532602A (ja) * | 2015-09-30 | 2018-11-08 | フランカ エミカ ゲーエムベーハーFRANKA EMIKA GmbH | 関節装置 |
| WO2023098270A1 (zh) * | 2021-12-02 | 2023-06-08 | 上海神泰医疗科技有限公司 | 控制方法、开发方法、可读存储介质、控制设备及机器人系统 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3077183B2 (ja) | 2000-08-14 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |