JPH0530908U - 移動装置用モータの制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本考案は移動装置用モータの制御装置に関
し、移動速度を効率良く高め移動装置の使用効率を向上
できるモータの制御装置に関する。 【構成】 動作毎に重量の異なる物体を保持して所定位
置に移動させる移動装置に使用されるモータ１の制御装
置であって、モータ１の回転を制御する制御信号を出力
するモータ制御手段２、及び制御信号に基づいて駆動信
号を生成する駆動手段３を備えるモータの制御装置にお
いて、モータ１にかかる負荷を検出する負荷検出手段
４、及び負荷に応じて物体毎にモータ１の回転の加減速
を変化させる加減速変化手段５を備える。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本発明は移動装置の動力源として使用されるモータの制御装置に関し、特にロ ボット装置のような重量の異なる物体を保持して所定位置に移動させる移動装置 用のモータに関する。

【０００２】

【従来の技術】

物体を保持して所定位置まで移動する移動装置が広く利用されている。このよ うな装置には例えばＸＹテーブルやロボット装置がある。図５はロボット装置の 例を示す図であり、腕や手を動かして指の部分で物体を捕捉して保持し、走行機 構で所定位置まで移動し、定められた位置に物体を載置したり取り付ける等の作 業を行う。走行機構や腕、手等の動作は組み込まれたモータで行われる。これは ＸＹテーブル等の他の移動装置でも同様である。

【０００３】 使用されるモータは直流モータやパルスモータ等であり、直流モータでは回転 軸に取り付けられたエンコーダにより回転量を検出して精確な位置制御を行って いる。またパルスモータ数ではパルス数を制御して回転量を制御している。 これらの移動装置はあらかじめ入力されたプログラムに従って所定の動作を行 うようにマイクロコンピュータにより制御される。動作は一種類の物体を保持し て移動させる単純な動作を繰り返す場合もあるが、所定の作業手順に従って異な る物体を移動させる一連の作業を繰り返すのが一般的である。そのため一連の作 業の中で重量の異なる物体を移動させる必要がある。

【０００４】 移動装置では移動させる物体の重量を想定して、その重量の物体を移動させる のに適したモータを選定している。上記のように移動させる物体の重量が異なる 場合には、移動可能な物体の最大重量を定めそれ以上の重量範囲で使用すること を規定している。 物体を移動させる場合、できるだけ短時間で移動できることが望ましく、その ためには急激な加減速や高い移動速度が必要である。しかし移動させる物体や移 動装置自体の慣性力が存在するため、あまり急激な加速は難しく、最大加速度は モータの駆動力と物体の重量で決定される。もしこれ以上の加速度で加速しよう とすると、物体が始動しない場合やパルスモータでの脱調が発生する。

【０００５】 また所定位置に停止させる場合には、所定位置の手前で減速を開始するが、減 速が急激過ぎると所定位置を通過してしまうこともあり、精確な位置制御が難し いという問題がある。 そこで従来の移動装置では、慣性が最大となる最大重量の物体を移動する場合 に精確な移動が行えるようにモータの回転の加減速を定めている。そしてこの最 大重量より軽い物体を移動する場合でも、加減速は一定の加速度で行うのが一般 的である。これはモータ制御を容易にするためである。

【０００６】 図６は移動装置での移動速度の変化を示した図であり、移動される物体の重量 にかかわらず一定の加減速及び移動速度で物体を移動させる。

【０００７】

【考案が解決しようとする課題】

ロボット装置等の移動装置は高価であり、できるだけ使用効率を高め有効に利 用することが求められている。本考案の移動装置用モータの制御装置は、移動装 置の使用効率を向上できるような制御を行う装置の実現を目的とする。 また前述のように加減速は最大重量に対して決められているが、この最大重量 よりはるかに軽い物体を移動させる場合には慣性力が小さいため逆に停止位置の 精度が悪くなるという問題もあり、これを解決することも本考案の目的である。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

本考案の移動装置用モータの制御装置は、上記目的を達成するため物体を移動 させる時に、物体の重量に対応するモータ負荷を検出し、この負荷に応じてモー タの回転の加減速を変化させ物体重量に適した移動制御を行う。図１は本考案の 移動装置用モータの制御装置の基本構成を示す図である。

【０００９】 すなわち本考案の移動装置用モータの制御装置は、動作毎に重量の異なる物体 を保持して所定の位置へ移動させる移動装置の動力源として使用されるモータ１ の制御装置であって、動作指示信号に応じてモータ１の回転を制御する制御信号 を出力するモータ制御手段２、及び制御信号に基づいてモータ１に印加する駆動 信号を生成する駆動手段３を備えるモータの制御装置において、物体を移動させ る時にモータ１にかかる負荷を検出する負荷検出手段４、及び検出した負荷に応 じて移動させる物体毎にモータ１の回転の加減速を変化させる加減速変化手段５ を備える。

【００１０】

【作用】

移動装置では、移動装置全体の制御を行う制御手段６よりモータ制御装置２に 対して回転量を含む動作指示信号が出力される。モータ制御装置２はこの動作指 示信号に応じて回転速度や回転方向を制御する制御信号を出力し、駆動手段３で この制御信号が実際にモータ１に印加される駆動信号に変換される。そしてモー タ１の回転は移動手段７に伝達され物体を移動する。

【００１１】 従来の移動装置では、モータ１の回転の加減速は移動させる物体が最大重量の 時に適当な値となるように定められている。そのため最大重量より軽い物体に対 してはより急激に加減速しても移動させることが可能てある。また物体の重量に 応じた加減速を行うことにより停止位置の精度も向上する。 そこでモータ１が物体を保持して移動させる時の負荷を負荷検出手段４で検出 すれば、この検出した負荷は物体の重量と対応関係にあるので、負荷に応じて加 減速変化手段５で最適な加減速の行なえるように変化させる。これにより物体が 軽い時にはより高速の移動が行われるので、物体の移動に要する時間が短縮され 、移動装置の使用効率が向上する。

【００１２】

【実施例】

本考案をロボット装置の駆動用モータに適用した実施例の構成を図２に示す。 １はモータであり、ここでは直流モータであるがパルスモータ等の他の加減速可 能なモータでも良い。２はモータ制御用のマイクロコンピュータ（以下マイコン と称す。）であり、ロボット装置全体の制御を行うマスタマイコン６からの移動 データに応じて制御信号を生成しドライバ３に出力する。モータの回転を制御す る制御信号はマイコン２が生成し、速度変化もすべてここで制御する。ドライバ ３は制御信号に応じてモータ１に印加する電圧を変化させる。８は直流電源であ る。

【００１３】 直流モータは印加される電圧に対応して回転数が変化するが、同一の電圧であ っても負荷に応じて電流が変化する。そこで電流計４でモータの電流を測定し、 Ａ／Ｄ変換器４１でディジタル変換した後マイコン２に入力する。 物体を移動する時にモータに印加する電圧は、あまり急激に変化させても負荷 の関係で起動できないため、徐々に増加させる。その時の物体の移動速度を示し たのが図３であり、（ａ）は速度変化を示し、（ｂ）は移動距離を示す。本実施 例では移動させる物体の重量に応じて加減速及び最高速度を変化させており、中 程度の重量の物体の場合を実線で、軽い物体を破線で、重い物体を一点鎖線で示 している。図３の（ｂ）から明らかなように、同一距離を移動させる時でも軽い 物体ほど移動に要する時間が短い。

【００１４】 ではどのように負荷を検出し、加減速の制御にフィードバックするかについて 説明する。負荷の検出は物体を保持した状態でモータを回転させなければ検出で きない。そこで物体を移動させる初期段階で負荷を検出して直ちにフィードバッ クを行うことで、移動動作の途中から加減速を変化させることができる。移動動 作が比較的長く、負荷の検出とフィードバックが短時間に行なえるならばこれで も良いが、フィードバックする効果が生かされる時間が限られる。

【００１５】 ロボット装置では一連の動作内容が図２に示す操作パネル６１を介してマスタ マイコン６に入力されて記憶される。そして入力された動作内容に従ってロボッ ト装置を動作させるようにモータ１が駆動される。そのため一連の動作で移動さ せる物体を一度移動させて負荷を検出して記憶すれば、二回目以降は動作内容か ら物体を判別すれば記憶した負荷がそのままフィードバックに使用できる。そこ でロボット装置の稼動前に、動作内容が入力された時点で負荷の検出を行う際の マイコンでの処理を示したのが図４のフローチャートである。

【００１６】 ステップ１０１では動作内容が入力され、その内容からステップ１０２では移 動させる物体の種類をｍに記憶する。ステップ１０３ではｎに１を入力する。ス テップ１０４ではｎ番目の物体を保持し、ステップ１０５では所定速度で移動さ せるように制御信号を出力する。そして物体を所定速度で移動させている時の負 荷、すなわち電流値をステップ１０６で検出して記憶する。そしてステップ１０ ７では移動を停止し、物体をもとの位置に戻す。ステップ１０８ではｎに１を加 え、ステップ１０９でｎとｍ＋１が等しいかを判定して物体すべてについて負荷 検出が終了したかを判定する。そしてすべての物体についての負荷検出が終了す るまで、ステップ１０４から１０９を繰り返す。ステップ１１０では、検出した 負荷に応じた加減速の係数を算出して、動作内容と関連づけて記憶し、終了する 。

【００１７】 実際の動作時は動作内容に応じて係数を読み出し、加減速を変化させる。

【００１８】

【考案の効果】

本考案により移動装置の使用効率を向上させるモータの制御装置が実現できる 。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の移動装置用モータの制御装置の基本構
成を示す図である。

【図２】本考案をロボット装置に適用した実施例の構成
を示す図である。

【図３】実施例における物体重量と移動速度の変化及び
移動距離の関係を示す図である。

【図４】ロボット装置で動作前に物体の負荷を検出する
処理を示すフローチャートである。

【図５】ロボット装置の構成例を示す図である。

【図６】従来の移動装置での移動速度と移動距離を示す
図である。

【符号の説明】

１…モータ ２…モータ制御手段 ３…駆動手段 ４…負荷検出手段 ５…加減速変化手段

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 動作毎に重量の異なる物体を保持して所
   定の位置へ移動させる移動装置の動力源として使用され
   るモータ（１）の制御装置であって、 動作指示信号に応じて該モータ（１）の回転を制御する
   制御信号を出力するモータ制御手段（２）、及び該制御
   信号に基づいて該モータ（１）に印加する駆動信号を生
   成する駆動手段（３）を備えるモータの制御装置におい
   て、 物体を移動させる時に該モータ（１）にかかる負荷を検
   出する負荷検出手段（４）、及び検出した負荷に応じて
   移動させる物体毎に該モータ（１）の回転の加減速を変
   化させる加減速変化手段（５）を備えることを特徴とす
   る移動装置用モータの制御装置。