JPH07223190A - ロボット制御装置 - Google Patents
ロボット制御装置Info
- Publication number
- JPH07223190A JPH07223190A JP3302694A JP3302694A JPH07223190A JP H07223190 A JPH07223190 A JP H07223190A JP 3302694 A JP3302694 A JP 3302694A JP 3302694 A JP3302694 A JP 3302694A JP H07223190 A JPH07223190 A JP H07223190A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sensor
- robot
- unit
- allowable range
- sensor data
- Prior art date
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- Pending
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- Numerical Control (AREA)
- Manipulator (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】ロボット動作中に動的に変化する力センサ情報
の予測値と許容範囲のデータを使ってロボットの異常を
監視できるようにする。 【構成】監視すべき各センサデータの予測値と許容範囲
を格納するセンサデータ検査テーブルを持ち、軌道生成
部によって作成される複数のセンサデータに対する予測
値と許容範囲を入力してセンサデータ検査テーブルに格
納し、センサ入力部より対応するセンサデータを入力し
て、予測値の許容範囲に入っているかを検査し、許容範
囲を逸脱した場合には、軌道生成部に通知して必要な処
置をとらせるようにする動作監視部を備える。
の予測値と許容範囲のデータを使ってロボットの異常を
監視できるようにする。 【構成】監視すべき各センサデータの予測値と許容範囲
を格納するセンサデータ検査テーブルを持ち、軌道生成
部によって作成される複数のセンサデータに対する予測
値と許容範囲を入力してセンサデータ検査テーブルに格
納し、センサ入力部より対応するセンサデータを入力し
て、予測値の許容範囲に入っているかを検査し、許容範
囲を逸脱した場合には、軌道生成部に通知して必要な処
置をとらせるようにする動作監視部を備える。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、センサ情報を監視する
ことによってロボット動作の異常を検出する機能を持っ
たロボット制御装置に関する。
ことによってロボット動作の異常を検出する機能を持っ
たロボット制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のロボット制御装置を図２に示す。
１はロボット制御装置であり、ロボット言語による動作
プログラム１１を解読するロボット言語インタプリタ１
０、その解読結果から基本動作に必要な各関節の軌道を
生成する軌道生成部３、その各関節の目標角度を受けて
関節を駆動するサーボ制御部４、センサ入力部５から構
成され、ロボット７の力センサ９および各関節に取り付
けられた図示しない位置検出器の情報をフィードバック
することによってロボットが制御される。そして、セン
サの出力からロボットの動作異常を検出する場合は、ロ
ボットの動作プログラムでセンサ情報を取り込んで、予
め設定した範囲内の数値か否かを判定していた。
１はロボット制御装置であり、ロボット言語による動作
プログラム１１を解読するロボット言語インタプリタ１
０、その解読結果から基本動作に必要な各関節の軌道を
生成する軌道生成部３、その各関節の目標角度を受けて
関節を駆動するサーボ制御部４、センサ入力部５から構
成され、ロボット７の力センサ９および各関節に取り付
けられた図示しない位置検出器の情報をフィードバック
することによってロボットが制御される。そして、セン
サの出力からロボットの動作異常を検出する場合は、ロ
ボットの動作プログラムでセンサ情報を取り込んで、予
め設定した範囲内の数値か否かを判定していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、ロボットの
手先姿勢の変化に応じて力センサの出力が大きく変化し
てしまうという問題がある。手先姿勢の変化に応じて力
センサの出力が大きく変化した場合は異常ではないた
め、その値も正常範囲となるように設定しておくと、通
常作業時の異常を見逃すことになる。一方、特開平３−
７９２９３号公報には、速度指令値に対応した許容最大
ドループ量のテーブルを持っておき、偏差量（ドループ
量）からロボットの異常を検出するものが開示されてい
るが、位置偏差量から異常を検知するので、位置偏差が
生じないケース（例えば、位置一定で力が制御されるよ
うな場合）には適用できない。そこで、本発明は、ロボ
ット動作中に動的に変化する力センサ情報の予測値と許
容範囲のデータを使ってロボットの異常を監視すること
ができるロボット制御装置を提供することを目的とす
る。
手先姿勢の変化に応じて力センサの出力が大きく変化し
てしまうという問題がある。手先姿勢の変化に応じて力
センサの出力が大きく変化した場合は異常ではないた
め、その値も正常範囲となるように設定しておくと、通
常作業時の異常を見逃すことになる。一方、特開平３−
７９２９３号公報には、速度指令値に対応した許容最大
ドループ量のテーブルを持っておき、偏差量（ドループ
量）からロボットの異常を検出するものが開示されてい
るが、位置偏差量から異常を検知するので、位置偏差が
生じないケース（例えば、位置一定で力が制御されるよ
うな場合）には適用できない。そこで、本発明は、ロボ
ット動作中に動的に変化する力センサ情報の予測値と許
容範囲のデータを使ってロボットの異常を監視すること
ができるロボット制御装置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】上記問題点を解決するた
め、監視すべき各センサデータの予測値と許容範囲を格
納するセンサデータ検査テーブルを持ち、軌道生成部に
よって作成される複数のセンサデータに対する予測値と
許容範囲を入力してセンサデータ検査テーブルに格納
し、センサ入力部より対応するセンサデータを入力し
て、予測値の許容範囲に入っているかを検査し、許容範
囲を逸脱した場合には、軌道生成部に通知して必要な処
置をとらせることを特徴とする動作監視部を備える。ま
た、センサデータ検査テーブルはセンサ入力の周期とセ
ンサ入力データを平均化する時定数の項目を持ち、設定
された前記周期でセンサデータを入力し、前記時定数で
センサデータを平均化した後に、予測値とその許容範囲
からの逸脱を検査することを特徴とする。
め、監視すべき各センサデータの予測値と許容範囲を格
納するセンサデータ検査テーブルを持ち、軌道生成部に
よって作成される複数のセンサデータに対する予測値と
許容範囲を入力してセンサデータ検査テーブルに格納
し、センサ入力部より対応するセンサデータを入力し
て、予測値の許容範囲に入っているかを検査し、許容範
囲を逸脱した場合には、軌道生成部に通知して必要な処
置をとらせることを特徴とする動作監視部を備える。ま
た、センサデータ検査テーブルはセンサ入力の周期とセ
ンサ入力データを平均化する時定数の項目を持ち、設定
された前記周期でセンサデータを入力し、前記時定数で
センサデータを平均化した後に、予測値とその許容範囲
からの逸脱を検査することを特徴とする。
【０００５】
【作用】軌道生成部によって時系列的に設定されるセン
サデータの予測値と許容範囲のデータを使って、入力し
たセンサデータを検査することにより、ロボット動作中
に予測値が変化するセンサデータを監視することが可能
となる。
サデータの予測値と許容範囲のデータを使って、入力し
たセンサデータを検査することにより、ロボット動作中
に予測値が変化するセンサデータを監視することが可能
となる。
【０００６】
【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説
明する。図１において１はロボット制御装置である。動
作計画部２によって作業に必要な移動、把持等の基本動
作のシーケンスが計画され、軌道生成部３に渡される。
軌道生成部３は基本動作に必要な各関節の軌道を生成
し、その目標関節角度がサーボ制御部４に渡される。サ
ーボ制御部４ではセンサ入力部５からのロボット７の力
センサ９および各関節に取り付けられた図示しない位置
検出器の情報をフィードバックすることによってロボッ
トが制御される。本発明はコンプライアンス制御（イン
ピーダンス制御）に特に効果を発揮するが、通常の位置
制御で力ループを加えた簡単な方式の力制御にも適用で
きる。
明する。図１において１はロボット制御装置である。動
作計画部２によって作業に必要な移動、把持等の基本動
作のシーケンスが計画され、軌道生成部３に渡される。
軌道生成部３は基本動作に必要な各関節の軌道を生成
し、その目標関節角度がサーボ制御部４に渡される。サ
ーボ制御部４ではセンサ入力部５からのロボット７の力
センサ９および各関節に取り付けられた図示しない位置
検出器の情報をフィードバックすることによってロボッ
トが制御される。本発明はコンプライアンス制御（イン
ピーダンス制御）に特に効果を発揮するが、通常の位置
制御で力ループを加えた簡単な方式の力制御にも適用で
きる。
【０００７】本発明の特徴である動作監視部６は図３に
示すセンサデータ検査テーブルを持っている。センサデ
ータ検査テーブルはセンサ情報毎に監視すべき力センサ
データの予測値、許容範囲、入力周期、平均化時定数の
項目を持ち、軌道生成部３によってそれらの項目が非同
期的に設定される。特に、センサデータの予測値はサー
ボ制御部に指令する目標値と共に計算され、ロボットの
動作中は繰返し更新される。動作監視部はこのテーブル
に従って、センサ情報をセンサ入力部より入力し、許容
範囲からの逸脱を検査する。許容範囲を越えた場合には
軌道生成部３にその異常が通知され、軌道生成部３はロ
ボットを静止させるとともに基本動作が失敗したことを
動作計画部２に通知する。よって、異常を検出して作業
動作の再計画が可能となる。
示すセンサデータ検査テーブルを持っている。センサデ
ータ検査テーブルはセンサ情報毎に監視すべき力センサ
データの予測値、許容範囲、入力周期、平均化時定数の
項目を持ち、軌道生成部３によってそれらの項目が非同
期的に設定される。特に、センサデータの予測値はサー
ボ制御部に指令する目標値と共に計算され、ロボットの
動作中は繰返し更新される。動作監視部はこのテーブル
に従って、センサ情報をセンサ入力部より入力し、許容
範囲からの逸脱を検査する。許容範囲を越えた場合には
軌道生成部３にその異常が通知され、軌道生成部３はロ
ボットを静止させるとともに基本動作が失敗したことを
動作計画部２に通知する。よって、異常を検出して作業
動作の再計画が可能となる。
【０００８】図４に本実施例におけるセンサデータ監視
の具体例を示す。ロボットのグリッパによって対象物を
把持しＡからＢへ移動する例である。この際、移動中に
他の障害物と接触したり、把持した対象物を落下させて
しまうことがある。このような異常を検出するには、ロ
ボットの手首に設けた力センサによって力の情報を監視
すれば良い。しかし、把持対象物の重力の影響によっ
て、ロボット手先姿勢の変化に応じて力センサ出力が大
きく変化するため、単純に入力レベルの閾値を設けるだ
けでは異常を検出することはできない。本実施例では図
４に示す「 move ＿obj 」という基本動作命令が動作計
画部２より軌道生成部３に与えられる。引数には移動目
標位置 Xd 、目標速度 Vd 、把持対象物重量 M、把持対
象物の手首座標系における重心位置 Xg が渡される。軌
道生成部は Xd と Vd から必要な関節位置の目標軌道を
生成しサーボ制御部４に払い出す。このときの目標関節
位置からロボット手首の姿勢を算出し、対象物の重量と
重心位置から予想される力センサのｘ、ｙ、ｚ軸方向の
力、及び各軸回りのモーメントを動作監視部の対応する
センサデータ検査テーブルに設定する。ここで、センサ
データ検査テーブルの他の項目は基本動作命令の初期化
の時点で適切な値に設定されているものとする。
の具体例を示す。ロボットのグリッパによって対象物を
把持しＡからＢへ移動する例である。この際、移動中に
他の障害物と接触したり、把持した対象物を落下させて
しまうことがある。このような異常を検出するには、ロ
ボットの手首に設けた力センサによって力の情報を監視
すれば良い。しかし、把持対象物の重力の影響によっ
て、ロボット手先姿勢の変化に応じて力センサ出力が大
きく変化するため、単純に入力レベルの閾値を設けるだ
けでは異常を検出することはできない。本実施例では図
４に示す「 move ＿obj 」という基本動作命令が動作計
画部２より軌道生成部３に与えられる。引数には移動目
標位置 Xd 、目標速度 Vd 、把持対象物重量 M、把持対
象物の手首座標系における重心位置 Xg が渡される。軌
道生成部は Xd と Vd から必要な関節位置の目標軌道を
生成しサーボ制御部４に払い出す。このときの目標関節
位置からロボット手首の姿勢を算出し、対象物の重量と
重心位置から予想される力センサのｘ、ｙ、ｚ軸方向の
力、及び各軸回りのモーメントを動作監視部の対応する
センサデータ検査テーブルに設定する。ここで、センサ
データ検査テーブルの他の項目は基本動作命令の初期化
の時点で適切な値に設定されているものとする。
【０００９】動作監視部６は指定された入力周期で力セ
ンサの実データを収集するとともに、指定された時定数
で計測データを平均化し、ロボットの姿勢に応じて更新
される予測値との比較を行なう。許容範囲から逸脱した
場合にはその内容を軌道生成部２に通知する。センサデ
ータの平均化には１次遅れフィルタ等を利用し、ノイズ
の影響が除去される。このようにして、ロボット動作の
異常を正確かつ迅速に検出し対処することが可能とな
る。
ンサの実データを収集するとともに、指定された時定数
で計測データを平均化し、ロボットの姿勢に応じて更新
される予測値との比較を行なう。許容範囲から逸脱した
場合にはその内容を軌道生成部２に通知する。センサデ
ータの平均化には１次遅れフィルタ等を利用し、ノイズ
の影響が除去される。このようにして、ロボット動作の
異常を正確かつ迅速に検出し対処することが可能とな
る。
【００１０】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、ロボ
ットの動作時における手先姿勢の変化に基づく力センサ
の出力の変化があっても、力センサ情報の予測値からの
逸脱を容易に監視でき、ロボットの異常を正確にかつ迅
速に検出できるという効果がある。
ットの動作時における手先姿勢の変化に基づく力センサ
の出力の変化があっても、力センサ情報の予測値からの
逸脱を容易に監視でき、ロボットの異常を正確にかつ迅
速に検出できるという効果がある。
【図１】本発明の具体的実施例を示すブロック図
【図２】従来のロボット制御装置のブロック図
【図３】実施例のセンサデータ検査テーブルの内容を示
す図
す図
【図４】把持対象物移動時の力センサ監視の具体例を説
明する図
明する図
１ ロボット制御装置 ２ 動作計画部 ３ 軌道生成部 ４ サーボ制御部 ５ センサ入力部 ６ 動作監視部 ７ ロボット ８ 対象物 ９ 力センサ １０ ロボット言語インタプリタ １１ 動作プログラム
Claims (2)
- 【請求項１】 作業に必要な移動、把持等の基本動作の
シーケンスが計画される動作計画部、前記動作計画部の
出力から基本動作に必要な各関節の軌道を生成し、その
目標関節角度を出力する軌道生成部、ロボットの手首ま
たは腕に取り付けられた力センサーの検出データを入力
するセンサ入力部、およびセンサ入力部からのロボット
の関節角センサと力センサの情報をフィードバックする
ことによってロボットを制御するサーボ制御部から構成
されるロボット制御装置において、 前記軌道生成部の出力に対応する前記力センサの検出デ
ータの予測値の許容範囲を生成し、前記センサ入力部よ
り得たセンサデータが、前記予測値の許容範囲に入って
いるかを検査し、その許容範囲を逸脱した場合に軌道生
成部に通知して必要な処置をとらせる動作監視部を設け
たことを特徴とするロボット制御装置。 - 【請求項２】 前記検査は、センサ入力の周期とセンサ
入力データを平均化する時定数を設定し、設定された前
記周期でセンサデータを入力し、前記時定数でセンサデ
ータを平均化した後に、予測値とその許容範囲からの逸
脱を検査することを特徴とする請求項１記載のロボット
制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3302694A JPH07223190A (ja) | 1994-02-03 | 1994-02-03 | ロボット制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3302694A JPH07223190A (ja) | 1994-02-03 | 1994-02-03 | ロボット制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07223190A true JPH07223190A (ja) | 1995-08-22 |
Family
ID=12375281
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3302694A Pending JPH07223190A (ja) | 1994-02-03 | 1994-02-03 | ロボット制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07223190A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011110630A (ja) * | 2009-11-24 | 2011-06-09 | Yaskawa Electric Corp | ロボット制御装置 |
| JP2013043232A (ja) * | 2011-08-23 | 2013-03-04 | Ihi Corp | ロボットとその制御方法 |
| US9073207B2 (en) | 2012-12-17 | 2015-07-07 | Hyundai Motor Company | Method for improving sensitivity of robot |
| US9326824B2 (en) | 2011-11-01 | 2016-05-03 | Olympus Corporation | Surgical support device |
| KR20180084841A (ko) | 2015-12-01 | 2018-07-25 | 카와사키 주코교 카부시키 카이샤 | 로봇 시스템의 감시장치 |
-
1994
- 1994-02-03 JP JP3302694A patent/JPH07223190A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011110630A (ja) * | 2009-11-24 | 2011-06-09 | Yaskawa Electric Corp | ロボット制御装置 |
| JP2013043232A (ja) * | 2011-08-23 | 2013-03-04 | Ihi Corp | ロボットとその制御方法 |
| US9326824B2 (en) | 2011-11-01 | 2016-05-03 | Olympus Corporation | Surgical support device |
| US9073207B2 (en) | 2012-12-17 | 2015-07-07 | Hyundai Motor Company | Method for improving sensitivity of robot |
| KR20180084841A (ko) | 2015-12-01 | 2018-07-25 | 카와사키 주코교 카부시키 카이샤 | 로봇 시스템의 감시장치 |
| US10442080B2 (en) | 2015-12-01 | 2019-10-15 | Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha | Monitoring device of robot system |
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