JPH069003B2 - ロボツト制御装置における保安装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、ロボットの各作動軸に設けられたサーボモー
タの回転を制御するサーボモータ制御部とこのサーボモ
ータ制御部に移動指令を与えて総括的な移動制御を行う
中央制御コンピュータとを備えたロボット制御装置にお
ける保安装置に関するものである。

〈従来の技術〉 ロボットを用いて組付作業等を行う場合、組付作業中に
ロボットの作業ヘッドに許容以上の操作力が作用する
と、作業ヘッドが変形したり、工作物が損傷したりする
恐れがある。このため、従来においては、ロボットの作
業ヘッドに許容以上の操作反力が作用したことを検出
し、この検出信号を、複数のサーボ制御部を総括制御す
る中央制御コンピュータに与え、作業ヘッドに許容以上
の反力が作用した場合には中央制御コンピュータでの移
動制御を中断して作業ヘッドの移動を停止させるように
していた。

〈発明が解決しようとする問題点〉 しかしながら、このような従来のものでは、ロボットの
作業ヘッドに許容以上の反力が作用したことを表わす信
号が中央制御コンピュータに入力され、これに応答して
移動制御を停止するようにしているため、作業ヘッドに
許容以上の反力が作用してから、サーボモータの移動が
停止されるまでの間に若干の時間遅れが生じ、送り速度
が速い場合には、作業ヘッドの変形や工作物の損傷を確
実に防止することが困難な問題があった。

すなわち、従来のものにおいては、作業ヘッドに許容以
上の力が作用したとに応答してサーボモータを停止させ
る一連の制御の途中に中央制御コンピュータが介在して
いるため、中央制御コンピュータにおける情報の伝達遅
れに相当するだけサーボモータの停止時期が遅れる問題
があった。

〈問題点を解決するための手段〉 第１図は本発明を明示するための全体構成図である。サ
ーボモータに供給される電流の大きさを検出する電流検
出手段を設け、前記サーボモータに供給される電流の許
容値を設定する許容値設定手段を設け、前記電流検出手
段にて検出された電流と許容値設定手段に設定された電
流の許容値とを比較して検出された電流が電流の許容値
を越えたことを検出する過負荷検出手段を設け、この過
負荷検出手段から出力される信号を前記サーボモータ制
御部に割込信号として直接供給し、前記サーボモータ制
御部には、前記中央制御コンピュータから移動指令によ
って与えられた目標位置を記憶する目標位置記憶手段
と、前記過負荷検出手段から割込信号が与えられたこと
に応答して、前記目標位置記憶手段に記憶された現在の
目標位置より以前の目標位置に前記サーボモータを回転
制御して前記中央制御コンピュータの指令に基づく移動
を停止する送り停止制御手段を設けたことを特徴とする
ものである。

〈作用〉 ロボットのサーボモータに供給される電流を電流検出手
段にて検出し、この検出された電流と許容値設定手段に
設定された電流の許容値と比較して検出した電流が許容
値を越えたことを過負荷検出手段にて検出してサーボモ
ータ制御部に信号を割込入力することで、送り停止制御
手段が中央制御コンピュータからの指令に基づく送りを
中断し、目標位置記憶手段に記憶された現在の目標位置
より以前の目標位置にサーボモータを回転制御する。

〈実施例〉 以下本発明の実施例を図面に基づいて説明する。第２図
はロボットの制御回路を示すものであり、１０はサーボ
モータ、１１はこのサーボモータ１０を駆動するサーボ
モータ駆動回路である。これらのサーボモータ１０とサ
ーボモータ駆動回路１１は各作動軸毎に設けられている
が、説明を分かりやすくするため、１軸分についてのみ
図示してある。一方、１３は、このサーボモータ駆動回
路１１に目標位置ＰＴのデータを出力してサーボモータ
１０を回転させる中央制御コンピュータである。この中
央制御コンピュータ１３には、中央処理ユニット１５、
システムプログラムを記憶するＲＯＭ１６ｂ及び動作プ
ログラム等を記憶するＲＡＭ１６ａが設けられているこ
ととともに、インターフェイス１７ａを介して操作盤１
８が接続され、この操作盤１８を用いて動作プログラム
の入力と位置教示が行われるようになっている。

前記サーボモータ駆動回路１１には、中央制御コンピュ
ータ１３から出力される目標位置ＰＴに向ってサーボモ
ータ１０を回転させるべく制御を行うサーボコンピュー
タ２０と、サーボモータ１０に連結されたエンコーダ１
２から送出される正負の帰還パルスＦＢＰ＋ＦＢＰ−を
可逆的に計数し、作業ヘッドＨの所定軸における現在位
置ＰＣを検出する現在位置カウンタ２１とＤＡ変換器２
２と、このＤＡ変換器２２の出力に応じた速度でサーボ
モータ１０を回転させる駆動アンプ２３とが設けられて
いる。

また、前記サーボコンピュータ２０はマイクロプロセッ
サユニット２５、ＲＯＭ２６、ＲＡＭ２７およびインタ
ーフェース２８，２９によって構成されており、中央制
御コンピュータ１３から出力される目標位置ＰＴのデー
タをインターフェース２８を介して入力し、現在位置カ
ウンタ２１の内容をインターフェース２９を介して入力
するようになっている。また、ＤＡ変換器２２に出力す
る速度信号はインターフェース２９を介して出力するよ
うになっている。

一方、３０はロボットの作業ヘッドＨに設定以上の反力
が作用したことを検出する過負荷検出回路である。この
過負荷検出回路３０は、サーボモータ１０に供給される
電流の大きさを検出する電流検出器３１、中央制御コン
ピュータ１３から出力される設定値ＶＲを記憶するレジ
スタ３２、このレジスタ３２に記憶された設定値をアナ
ログ値に変換するＤＡ変換器３３、このＤＡ変換器３３
の出力と電流検出器３１の出力を比較し、電流検出器３
１によって検出したサーボモータ１０の駆動電流がＤＡ
変換器３３の出力を上回った場合に信号を出力する比較
器３５とによって構成されており、この比較器３５から
出力される信号はサーボコンピュータ２０のマイクロプ
ロセッサユニット２５と中央制御コンピュータ１３の中
央処理ユニット１５とに対して割込信号として供給され
るようになっている。

次に上記構成のロボット制御装置の動作について説明す
る。

中央制御コンピュータ１３に動作開始指令が与えられる
と、中央制御コンピュータ１３は第３図に示す処理を開
始し、動作プログラムの読出を行う（４０）。そして、
読出したプログラムが移動指令である場合には、移動処
理を行って各制御軸のサーボコンピュータ２０に対して
目標位置データーを一定時間毎に出力する（４４）。一
方、読出たプログラムが過負荷を判定するための設定値
ＶＲを変更することを指令するものであれば、プログラ
ムされた設定値のデータを読出し（４５）、これをイン
ターフェース１７Ｃを介してレジスタ３２にセットする
処理を行う。

一方、サーボコンピュータ２０に目標位置のデータが供
給されると、サーボコンピュータ２０は第４図の処理を
実行し、供給された目標位置ＰＴのデータをＲＡＭ２７
に記憶させるとともに（５１）、ＲＡＭ２７に記憶され
ている一回前の目標位置データＯＰを２回前の目標位置
データＯＯＰとして更新記憶させ、また今回の目標位置
ＰＴのデータを１回前の目標位置データＯＰとして記憶
させる。そして、この後、第５図に示す処理を一定時間
毎に行う。すなわち、サーボコンピュータ２３は一定時
間毎にＲＡＭ２７に記憶された目標位置ＰＴのデータと
現在位置カウンタ２１から出力されている現在位置ＰＣ
のデータとを読込み（６０），（６１）、この両者の値
の偏差ΔＰを演算して（６２）、これをＤＡ変換器２２
に出力する（６３）。

このような処理が行われることにより駆動アンプ２３に
は目標位置ＰＴと現在位置ＰＣとの間の偏差の大きさに
応じた信号が供給され、これによってサーボモータ１０
が回転して作業ヘッドＨが目標位置に向かって移動され
る。

また、作業ヘッドＨが目標位置に移動する過程で設定値
ＶＲに応じた大きさ以上の反力が作業ヘッドＨに作業
し、この結果サーボモータ１０の駆動電流が設定値ＶＲ
よりも大きくなった場合には、この時点で比較器３５か
ら信号が出力され、サーボコンピュータ２０のマイクロ
プロセッサユニット２５に対して割込信号が与えられ
る。

このようにして、マイクロプロセッサユニット２５に割
込信号が与えられるとマイクロプロセッサユニット２５
が、第６図に示す異常制御処理を行う。すなわち、マイ
クロプロセッサユニット２５は、ＲＡＭ２７に記憶され
ている２回前の目標位置ＯＯＰのデータを読出し、これ
を目標位置ＰＴとして設定するとともに、異常フラッグ
ＥＦをセットした後、第５図の処理を実行する。これに
より、サーボモータ１０は２回前の目標位置ＯＯＰを目
標位置として今までの回転方向とは反対方向に回転し、
作業ヘッドＨを障害物等から遠ざかる方向へ移動させ
る。

また、比較器３５から信号が出力されると、中央制御コ
ンピュータ１３も移動制御処理を中断するようになって
おり、マイクロプロセッサ２５も第４図に示されるよう
に、異常フラッグＥＦがセットされた状態では、中央制
御コンピュータ１３から出力される目標位置ＰＴのデー
タを受け入れないようになっているため、作業ヘッドＨ
は２回前の目標位置ＯＯＰまで移動した状態で停止する
ことになる。

なお、上記実施例においては、作業ヘッドＨに設定値以
上の反力が作用した場合、２回前の目標位置まで戻すよ
うにしていたが、何回前の目標位置に戻るかを設定する
ようにしてもよい。

さらに、上記実施例ではサーボ制御の主要部をサーボコ
ンピュータで行うようにしていたが、本発明は、サーボ
制御回路をハードウエアのみで構成したものにも適用で
きるものである。

〈発明の効果〉 以上述べたように本発明においては、ロボットに設定値
以上の反力が作用したことを表わす信号を、サーボ制御
部に割込供給し、サーボ制御部に現在の目標位置より以
前の目標位置に回転制御を行わせ中央制御コンピュータ
から指令された方向の移動を停止するように構成したの
で、ロボットに設定値以上の反力が作用してから、指令
された方向の移動を停止するまでの応答時間を短縮する
ことができ、ロボットが比較的速い速度で障害物等に干
渉した場合でも、現在の目標位置より以前の目標位置に
サーボモータを回転制御するので、干渉したときの力が
作業ヘッドに作用し続けず、作業ヘッドの変形や破壊を
防止できる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を明示するための全体構成図、第２図〜
第６図は本発明の実施例を示すもので、第２図はロボッ
ト制御装置のブロック図、第３図は第２図における中央
処理ユニット１５の動作を示すフローチャート、第４図
〜第６図は第２図におけるマイクロプロセッサユニット
２５の動作を示すフローチャートである。 １０……サーボモータ、１１……サーボモータ駆動回
路、１２……エンコーダ、１３……中央制御コンピュー
タ、１５………中央処理ユニット、２０……サーボコン
ピュータ、２１……現在位置カウンタ、２２……ＤＡ交
換器、２３……駆動アンプ、２５……マイクロプロセッ
サユニット、３０……過負荷検出回路、３１……電流検
出回路、３５……比較器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ロボットの各動作軸に設けられたサーボモ
   ータの回転を制御するサーボモータ制御部とこのサーボ
   モータ制御部に移動指令を与えて総括的な移動制御を行
   う中央制御コンピュータとを備えたロボット制御装置に
   おいて、前記サーボモータに供給される電流の大きさを
   検出する電流検出手段を設け、前記サーボモータに供給
   される電流の許容値を設定する許容値設定手段を設け、
   前記電流検出手段にて検出された電流と許容値設定手段
   に設定された電流の許容値とを比較して検出された電流
   が電流の許容値を越えたことを検出する過負荷検出手段
   を設け、この過負荷検出手段から出力される信号を前記
   サーボモータ制御部に割込信号として直接供給し、前記
   サーボモータ制御部には、前記中央制御コンピュータか
   ら移動指令によって与えられた目標位置を記憶する目標
   位置記憶手段と、前記過負荷検出手段から割込信号が与
   えられたことに応答して、前記目標位置記憶手段に記憶
   された現在の目標位置より以前の目標位置に前記サーボ
   モータを回転制御して前記中央制御コンピュータの指令
   に基づく移動を停止する送り停止制御手段を設けたこと
   を特徴とするロボット制御装置における保安装置。