JPH06320463A - ロボットアームの負荷方向判別方法 - Google Patents
ロボットアームの負荷方向判別方法Info
- Publication number
- JPH06320463A JPH06320463A JP13546893A JP13546893A JPH06320463A JP H06320463 A JPH06320463 A JP H06320463A JP 13546893 A JP13546893 A JP 13546893A JP 13546893 A JP13546893 A JP 13546893A JP H06320463 A JPH06320463 A JP H06320463A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】ロボットアームの停止中でも負荷に打ち勝つよ
うにトルク指令（電流指令）がだされていることによ
り、ロボットアームの負荷方向を判別する方法を提供す
る。 【構成】サーボモータに与えるトルク指令方向と、前記
サーボモータの回転方向と、前記減速機の前記サーボモ
ータに連結される入力側の軸の回転方向に対する減速さ
れる出力側の軸の回転方向によって、ロボット制御座標
系における負荷方向を判別する。
うにトルク指令（電流指令）がだされていることによ
り、ロボットアームの負荷方向を判別する方法を提供す
る。 【構成】サーボモータに与えるトルク指令方向と、前記
サーボモータの回転方向と、前記減速機の前記サーボモ
ータに連結される入力側の軸の回転方向に対する減速さ
れる出力側の軸の回転方向によって、ロボット制御座標
系における負荷方向を判別する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はロボット制御方法に関
し、特にロボットアームの負荷方向判別方法に関する。
し、特にロボットアームの負荷方向判別方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ロボットが目標の位置へ動作するための
制御過程は、演算部により教示された位置とその位置ま
でに到達するまでの補間情報とにより、ロボットアーム
の各軸に対して移動指令が求められ、この移動指令をサ
ーボ部に受け渡し、位置ループ制御によって目標の位置
へと動作する、というのが一般的である。サーボ部にお
ける位置ループ制御は、近年はソフトウェア化されたも
のがほとんどで、更に速度ループ制御、電流ループ制御
までソフトウェア化が進んでいる。一方、ロボット停止
状態（電源ＯＮ時の動作中の停止）においては、その姿
勢を保持するためにサーボ部による前述の各種ループ制
御が行われている。すなわち、ロボットアーム及びその
アームの駆動部に設置された減速機等の負荷に対して、
これに打ち勝ち平衡を保つようにサーボモータにはトル
ク指令が出されている。その場合、負荷の反対方向（ロ
ボットアームを持ち上げる方向）の動作中に停止する場
合と、負荷方向（ロボットアームを持ち下げる方向）の
動作中に停止する場合とでは、後者の方がサーボモータ
の電力消費が少ない。そこで、ロボットアームを持ち上
げる方向で停止する場合は、いったん負荷方向と反対方
向に一旦微小動作（持ち上げ）を行った後、元の位置に
戻り（持ち下げ）停止させる必要がある（特願平３−３
０７６５１参照）。
制御過程は、演算部により教示された位置とその位置ま
でに到達するまでの補間情報とにより、ロボットアーム
の各軸に対して移動指令が求められ、この移動指令をサ
ーボ部に受け渡し、位置ループ制御によって目標の位置
へと動作する、というのが一般的である。サーボ部にお
ける位置ループ制御は、近年はソフトウェア化されたも
のがほとんどで、更に速度ループ制御、電流ループ制御
までソフトウェア化が進んでいる。一方、ロボット停止
状態（電源ＯＮ時の動作中の停止）においては、その姿
勢を保持するためにサーボ部による前述の各種ループ制
御が行われている。すなわち、ロボットアーム及びその
アームの駆動部に設置された減速機等の負荷に対して、
これに打ち勝ち平衡を保つようにサーボモータにはトル
ク指令が出されている。その場合、負荷の反対方向（ロ
ボットアームを持ち上げる方向）の動作中に停止する場
合と、負荷方向（ロボットアームを持ち下げる方向）の
動作中に停止する場合とでは、後者の方がサーボモータ
の電力消費が少ない。そこで、ロボットアームを持ち上
げる方向で停止する場合は、いったん負荷方向と反対方
向に一旦微小動作（持ち上げ）を行った後、元の位置に
戻り（持ち下げ）停止させる必要がある（特願平３−３
０７６５１参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、従来は、ロ
ボットアームの負荷方向が検知できなかったため、特願
平３−３０７６５１の方法を実施できなかった。そこで
本発明は、負荷方向を判別できる方法を提供することを
目的とする。
ボットアームの負荷方向が検知できなかったため、特願
平３−３０７６５１の方法を実施できなかった。そこで
本発明は、負荷方向を判別できる方法を提供することを
目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は、少なくとも１軸が減速機を介してサーボ
モータで駆動されるロボットアームの負荷方向判別方法
において、前記ロボットアームが停止している時の前記
サーボモータに与えるトルク指令方向と、前記減速機の
前記サーボモータに連結される入力側の軸の回転方向に
対する減速される出力側の軸の回転方向とによって、ロ
ボット制御座標系における負荷方向を判別することを特
徴とするものである。
め、本発明は、少なくとも１軸が減速機を介してサーボ
モータで駆動されるロボットアームの負荷方向判別方法
において、前記ロボットアームが停止している時の前記
サーボモータに与えるトルク指令方向と、前記減速機の
前記サーボモータに連結される入力側の軸の回転方向に
対する減速される出力側の軸の回転方向とによって、ロ
ボット制御座標系における負荷方向を判別することを特
徴とするものである。
【０００５】
【作用】本発明は、位置決め制御によりロボットアーム
が停止中でも、電流ループは働いていることに着目した
ものであり、ロボットアームが停止している時は、その
サーボモータにトルク指令（電流指令）が与えられてい
るとすれば、前記減速機の前記サーボモータに連結され
る入力側の軸の回転方向に対する減速される出力側の軸
の回転方向の関係から、負荷がかかっている方向がわか
る。
が停止中でも、電流ループは働いていることに着目した
ものであり、ロボットアームが停止している時は、その
サーボモータにトルク指令（電流指令）が与えられてい
るとすれば、前記減速機の前記サーボモータに連結され
る入力側の軸の回転方向に対する減速される出力側の軸
の回転方向の関係から、負荷がかかっている方向がわか
る。
【０００６】
【実施例】以下、本発明の実施例を図に基づいて説明す
る。図１は本発明に係るロボット制御装置の構成を示す
ブロック図である。モータ制御パラメータは演算ＣＰＵ
５に結合されたＲＯＭ６に格納されている。システムを
初期化した場合に、モータ制御パラメータは、ＲＯＭ６
→バス２４→演算ＣＰＵ５→バス２３→共有ＲＡＭ４→
バス２２→共有ＲＡＭ３という経路で共有ＲＡＭ３に転
送される。
る。図１は本発明に係るロボット制御装置の構成を示す
ブロック図である。モータ制御パラメータは演算ＣＰＵ
５に結合されたＲＯＭ６に格納されている。システムを
初期化した場合に、モータ制御パラメータは、ＲＯＭ６
→バス２４→演算ＣＰＵ５→バス２３→共有ＲＡＭ４→
バス２２→共有ＲＡＭ３という経路で共有ＲＡＭ３に転
送される。
【０００７】共有ＲＡＭ３に転送された制御パラメータ
は、バス２１を介し、ペリフェラルＣＰＵ１２に結合さ
れた入出力装置１３を操作してオペレータが変更でき
る。共有ＲＡＭ３に格納された制御パラメータは、共有
ＲＡＭ３→メインＣＰＵ１→バス２２→共有ＲＡＭ４と
いう経路で共有ＲＡＭ４に転送され、サーボＣＰＵ７が
アクセスできる状態になる。
は、バス２１を介し、ペリフェラルＣＰＵ１２に結合さ
れた入出力装置１３を操作してオペレータが変更でき
る。共有ＲＡＭ３に格納された制御パラメータは、共有
ＲＡＭ３→メインＣＰＵ１→バス２２→共有ＲＡＭ４と
いう経路で共有ＲＡＭ４に転送され、サーボＣＰＵ７が
アクセスできる状態になる。
【０００８】なお、通常のロボット制御時においては、
メインＣＰＵ１からのプログラム実行指令はバス２２、
共有ＲＡＭ４、バス２３を介してサーボＣＰＵ７に伝送
され、サーボＣＰＵ７はバス２５を介して制御信号をＤ
／Ａ変換器９に送る。Ｄ／Ａ変換器９ではデジタル信号
をアナログ信号に変換し、サーボアンプ１０にトルク指
令を出力する。サーボアンプ１０は例えばインバータを
含み、サーボモータ１１に電流指令を出力してロボット
のアームを駆動する。
メインＣＰＵ１からのプログラム実行指令はバス２２、
共有ＲＡＭ４、バス２３を介してサーボＣＰＵ７に伝送
され、サーボＣＰＵ７はバス２５を介して制御信号をＤ
／Ａ変換器９に送る。Ｄ／Ａ変換器９ではデジタル信号
をアナログ信号に変換し、サーボアンプ１０にトルク指
令を出力する。サーボアンプ１０は例えばインバータを
含み、サーボモータ１１に電流指令を出力してロボット
のアームを駆動する。
【０００９】図２は、サーボＣＰＵ７において実行され
る本発明のロボット停止時の実施例を示すフローチャー
トである。ステップ１００ではソフトウェアサーボ化さ
れたサーボループ処理で作成後サーボアンプ１０に出力
されるトルク指令の符号を取り出す。ステップ１１０で
その符号が正か負かの判別を行い、それぞれの符号で以
下処理が分岐する。ステップ１２０、１３０では、ロボ
ットアームに組み込まれた減速機の回転方向に対するサ
ーボモータ１１の回転方向のデータ（減速機のサーボモ
ータに連結される入力側の軸の回転方向に対する減速さ
れる出力側の軸の回転方向の関係）を、予めそのデータ
の内容が設定されている共有ＲＡＭ４から取り出す。ス
テップ１４０、１５０でその正負のチェックを行う。以
上により、機械的にどちらの方向に駆動されようとして
いるのかがわかる。ただし、実際はロボットアームの位
置ループが優先するので、駆動して位置を変えようとい
うのではなく、位置を保持するようにトルクがかかって
いるということである。したがって、機械的にどちらの
方向に駆動されようとしているのに、実際のロボットア
ームが停止（すなわちサーボモータが停止）していると
すると負荷が加わっていることがわかる。以上の結果、
ステップ１７０、１８０ではロボット制御座標系におけ
る正の負荷方向データが作成され、ステップ１６０、１
９０では負の負荷方向データが作成される。なお、ここ
でいうデータとは、正負がわかれば良いので１ビットで
よい。
る本発明のロボット停止時の実施例を示すフローチャー
トである。ステップ１００ではソフトウェアサーボ化さ
れたサーボループ処理で作成後サーボアンプ１０に出力
されるトルク指令の符号を取り出す。ステップ１１０で
その符号が正か負かの判別を行い、それぞれの符号で以
下処理が分岐する。ステップ１２０、１３０では、ロボ
ットアームに組み込まれた減速機の回転方向に対するサ
ーボモータ１１の回転方向のデータ（減速機のサーボモ
ータに連結される入力側の軸の回転方向に対する減速さ
れる出力側の軸の回転方向の関係）を、予めそのデータ
の内容が設定されている共有ＲＡＭ４から取り出す。ス
テップ１４０、１５０でその正負のチェックを行う。以
上により、機械的にどちらの方向に駆動されようとして
いるのかがわかる。ただし、実際はロボットアームの位
置ループが優先するので、駆動して位置を変えようとい
うのではなく、位置を保持するようにトルクがかかって
いるということである。したがって、機械的にどちらの
方向に駆動されようとしているのに、実際のロボットア
ームが停止（すなわちサーボモータが停止）していると
すると負荷が加わっていることがわかる。以上の結果、
ステップ１７０、１８０ではロボット制御座標系におけ
る正の負荷方向データが作成され、ステップ１６０、１
９０では負の負荷方向データが作成される。なお、ここ
でいうデータとは、正負がわかれば良いので１ビットで
よい。
【００１０】以上が本発明の基本的処理に係わる部分で
あるが、以下にロボット動作中に停止処理に応用した例
を説明する。図３は上述の応用例を示した３軸のロボッ
トにおける負荷の持ち上げ、下げ動作の概略図である。
図４はサーボＣＰＵにおいて処理されるフローチャート
である。図４において、ステップ２００ではロボット停
止中か否かを図１の演算ＣＰＵ５からの位置指令がある
か否かで判断し、停止中であればステップ２１０で予め
指定された時間が経過するまで待つ。タイムアップした
時点で（停止と判断して）ステップ２２０により、各軸
のモータの負荷の大きさを判定し（図示しないモータに
流れる電流値から求める）、負荷が大きい軸のみを対象
軸として選択する。更にステップ２３０により対象軸の
負荷の方向を停止時のトルク指令の符号から求め、ステ
ップ２４０で、予め設定されているサーボモータの回転
方向データを取り出す。ステップ２５０では、ステップ
２３０で求めた対象軸の負荷方向とステップ２４０で取
り出した回転方向データにより、予め指定した微小の移
動指令においてこの符号を判定し位置指令として作成す
る。これをステップ２６０でサーボ位置ループに入力す
ることによりロボットアームは負荷の方向とは反対に微
小動作して停止する。停止後、ステップ２７０により、
先に計算した位置指令の符号を反転し、新たな位置指令
として作成し、これをステップ２８０でサーボ位置ルー
プに入力することにより、ロボットアームは元の位置に
戻って停止する。なお、サーボＣＰＵがステップ２２０
からステップ２８０の実行中は、メインＣＰＵ１からの
作業プログラムの実行指令がサーボＣＰＵに対して出力
されないように、サーボＣＰＵ７からメインＣＰＵ１に
対して待機指令を出力し、ステップ２８０の処理が終了
した時点で、待機指令の解除信号を出力することによ
り、本発明の動作が別のプログラムにより干渉されない
ようにする。また、本発明の動作が一度終了した後、再
度条件を満たし動作するようにはならないようにサーボ
ＣＰＵ独自で実行終了のフラグを設け制御している。
あるが、以下にロボット動作中に停止処理に応用した例
を説明する。図３は上述の応用例を示した３軸のロボッ
トにおける負荷の持ち上げ、下げ動作の概略図である。
図４はサーボＣＰＵにおいて処理されるフローチャート
である。図４において、ステップ２００ではロボット停
止中か否かを図１の演算ＣＰＵ５からの位置指令がある
か否かで判断し、停止中であればステップ２１０で予め
指定された時間が経過するまで待つ。タイムアップした
時点で（停止と判断して）ステップ２２０により、各軸
のモータの負荷の大きさを判定し（図示しないモータに
流れる電流値から求める）、負荷が大きい軸のみを対象
軸として選択する。更にステップ２３０により対象軸の
負荷の方向を停止時のトルク指令の符号から求め、ステ
ップ２４０で、予め設定されているサーボモータの回転
方向データを取り出す。ステップ２５０では、ステップ
２３０で求めた対象軸の負荷方向とステップ２４０で取
り出した回転方向データにより、予め指定した微小の移
動指令においてこの符号を判定し位置指令として作成す
る。これをステップ２６０でサーボ位置ループに入力す
ることによりロボットアームは負荷の方向とは反対に微
小動作して停止する。停止後、ステップ２７０により、
先に計算した位置指令の符号を反転し、新たな位置指令
として作成し、これをステップ２８０でサーボ位置ルー
プに入力することにより、ロボットアームは元の位置に
戻って停止する。なお、サーボＣＰＵがステップ２２０
からステップ２８０の実行中は、メインＣＰＵ１からの
作業プログラムの実行指令がサーボＣＰＵに対して出力
されないように、サーボＣＰＵ７からメインＣＰＵ１に
対して待機指令を出力し、ステップ２８０の処理が終了
した時点で、待機指令の解除信号を出力することによ
り、本発明の動作が別のプログラムにより干渉されない
ようにする。また、本発明の動作が一度終了した後、再
度条件を満たし動作するようにはならないようにサーボ
ＣＰＵ独自で実行終了のフラグを設け制御している。
【００１２】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、ロ
ボットアームの負荷方向を検出できるので、電力消費の
少ないロボットの制御が行えるという効果がある。
ボットアームの負荷方向を検出できるので、電力消費の
少ないロボットの制御が行えるという効果がある。
【図１】本発明に係るロボット制御装置の構成を示すブ
ロック図である。
ロック図である。
【図２】本発明のロボット停止時の実施例を示すフロー
チャートである。
チャートである。
【図３】本発明の応用例を示した３軸のロボットにおけ
る負荷の持ち上げ、下げ動作の概略図である。
る負荷の持ち上げ、下げ動作の概略図である。
【図４】本発明の応用例サーボＣＰＵにおいて処理され
るフローチャートである。
るフローチャートである。
７ サーボＣＰＵ １０ サーボアンプ １１ サーボモータ Ｗ 負荷
Claims (2)
- 【請求項１】 少なくとも１軸が減速機を介してサーボ
モータで駆動されるロボットアームの負荷方向判別方法
において、前記ロボットアームが停止している時の前記
サーボモータに与えるトルク指令方向と、前記減速機の
前記サーボモータに連結される入力側の軸の回転方向に
対する減速される出力側の軸の回転方向とによって、ロ
ボット制御座標系における負荷方向を判別することを特
徴とするロボットアームの負荷方向判別方法。 - 【請求項２】 前記負荷方向判別は予め指定した軸につ
いてのみ行うことを特徴とする請求項１記載のロボット
アームの負荷方向判別方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13546893A JP3348423B2 (ja) | 1993-05-12 | 1993-05-12 | ロボットアームの負荷方向判別方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13546893A JP3348423B2 (ja) | 1993-05-12 | 1993-05-12 | ロボットアームの負荷方向判別方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06320463A true JPH06320463A (ja) | 1994-11-22 |
| JP3348423B2 JP3348423B2 (ja) | 2002-11-20 |
Family
ID=15152424
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13546893A Expired - Lifetime JP3348423B2 (ja) | 1993-05-12 | 1993-05-12 | ロボットアームの負荷方向判別方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3348423B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002326258A (ja) * | 2001-04-27 | 2002-11-12 | Star Seiki Co Ltd | 成型品取出機 |
| JP2012020367A (ja) * | 2010-07-14 | 2012-02-02 | Toyota Motor Corp | ロボット装置 |
-
1993
- 1993-05-12 JP JP13546893A patent/JP3348423B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002326258A (ja) * | 2001-04-27 | 2002-11-12 | Star Seiki Co Ltd | 成型品取出機 |
| JP2012020367A (ja) * | 2010-07-14 | 2012-02-02 | Toyota Motor Corp | ロボット装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3348423B2 (ja) | 2002-11-20 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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