JPH07314361A - ロボット制御方式 - Google Patents

ロボット制御方式

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JPH07314361A
JPH07314361A JP10800994A JP10800994A JPH07314361A JP H07314361 A JPH07314361 A JP H07314361A JP 10800994 A JP10800994 A JP 10800994A JP 10800994 A JP10800994 A JP 10800994A JP H07314361 A JPH07314361 A JP H07314361A
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JP
Japan
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axis
control
robot
circuit
switching
Prior art date
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Application number
JP10800994A
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English (en)
Inventor
Yoshiki Hashimoto
良樹 橋本
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Fanuc Corp
Original Assignee
Fanuc Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 高速な動作・位置決めの必要がなく、かつ複
数軸の同時制御の必要性がない多軸ロボットを低コスト
で制御する。 【構成】 制御装置4に搭載する軸制御回路42及びサ
ーボアンプ43を一軸分のみとし、多軸ロボット1には
制御軸切換装置5を設置して、サーボアンプ43の出力
を、制御装置4からの指令に基づいて選択された1つの
サーボモータ11〜1nに接続するよう切換える。これ
で、制御装置4の軸制御回路42及びサーボアンプ43
を複数のサーボモータに共通して使用することができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はロボット制御方式に関
し、特に高速に動作させたり位置決めしたりする必要が
なく、しかも複数軸を同時に制御する必要がない多軸ロ
ボット用のロボット制御方式に関する。
【0002】
【従来の技術】従来のロボット制御方式において、多軸
ロボットの制御は一般に、軸数分の軸制御回路及びサー
ボアンプを制御装置内に搭載し、ロボットと制御装置と
の間をケーブルで接続する構成で行われる。この構成
は、ロボットの位置決めを高速に行うために、複数軸を
同時に制御する必要性からのものである。
【0003】図5は従来のロボット制御方式の概略構成
を示す図である。この図において、たとえば4軸とした
多軸ロボット1は、4つのサーボモータ11、12、1
3、14を搭載している。これらのサーボモータ11、
12、13、14を個々に制御するため、制御装置2に
は4軸分の制御回路、すなわち軸制御回路21、22、
23、24及びサーボアンプ25、26、27、28が
搭載されている。そして、多軸ロボットと制御装置との
間は、各サーボモータ11、12、13、14が専用の
制御回路で制御されるため個々に独立した軸数分の接続
ケーブル3で接続されている。この構成によれば、4つ
のサーボモータを同時に又は個々に独立して制御するこ
とができる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところが、多軸ロボッ
トの中には、高速に動作させたり位置決めしたりする必
要がなく、しかも複数軸を同時に制御する必要がないよ
うな、時間的制約を受けないものもある。たとえば、製
造ラインにおいて、流れてくるワークを固定しようとす
るとき、そのワークの形状・大きさに合わせて用意され
た複数の治具を切換えて使用するかわりに、教示操作だ
けで各種形状・大きさのワークに対応できるロボットを
使用することがある。このようなロボットにおいては、
一度、固定動作又は位置決めした後はワークの加工が終
了するまで停止しているので、位置決め時にワークの動
きに合った動作ができれば、動作が特別高速である必要
はなく、また複数の軸が同時に動作する必要もない。
【0005】しかし、このような治具目的で使用される
ロボットの制御においても、従来のロボットの制御方式
によれば、制御装置側に同時に制御することのない軸制
御回路を軸数分搭載している。このことは、過剰仕様で
あり、コスト的に高いものになっている。また、ロボッ
トへの接続ケーブルも制御軸数分必要とするため、コス
トアップになるという問題点があった。
【0006】本発明はこのような点に鑑みてなされたも
のであり、同時に制御することのない複数の制御軸を有
する多軸ロボットを制御するようなロボット制御方式を
提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明では上記課題を解
決するために、同時に制御することのない複数の制御軸
を有する多軸ロボットを制御するロボット制御方式にお
いて、一軸分の軸制御回路及びサーボアンプを有する制
御装置と、前記多軸ロボットに設置され、前記制御装置
とは一軸分の信号線から成る接続ケーブルによって接続
され、前記サーボアンプの出力を前記制御装置からの指
令に基づいて選ばれた複数のサーボモータの1つに接続
するよう切換える制御軸切換装置とを備えたことを特徴
とするロボット制御方式が提供される。
【0008】
【作用】上述の手段によれば、制御軸切換装置がサーボ
アンプからの出力を制御対象軸に応じて切換え、複数の
サーボモータを一軸ずつ切換えて制御する。これによ
り、制御装置は軸制御回路及びサーボアンプを一軸分し
か有していなくても、複数の軸を切換えて一軸ずつ制御
することが可能になる。
【0009】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図1は本発明のロボット制御方式の概略構成を
示す図である。この図において、1は複数の制御軸を有
する多軸ロボットであり、軸数分のサーボモータ11〜
1nを備えている。各サーボモータ11〜1nにはパル
スコーダが内蔵されており、必要時に位置データを出力
する。4は制御装置であり、ロボット制御回路41と、
一軸分の軸制御回路42及びサーボアンプ43と、軸切
換信号生成回路44とを備えている。5は多軸ロボット
1に内蔵される制御軸切換装置であり、モータパワー切
換回路51と、デコーダ回路52と、セレクタ回路53
とを備えている。
【0010】制御装置4のロボット制御回路41は、多
軸ロボット1を含めたロボット制御方式全体の制御を司
る部分で、たとえば、サーボモータ11〜1nのパルス
コーダからの位置データを基に位置計算をしたり、サー
ボ系指令を出したり、周辺機器や教示操作盤とのインタ
フェースを取ったり、あるいは制御していない軸が動い
てしまわないようにブレーキを掛けたりする機能を有し
ている。軸切換信号生成回路44は、ロボット制御回路
41がどの軸を制御するのかに応じて軸切換信号を生成
し、軸切換信号線31を介して制御軸切換装置5に送出
する。軸制御回路42及びサーボアンプ43は、ロボッ
ト制御回路41からのサーボ系指令に基づいてサーボモ
ータ11〜1nへの制御動作を行う。
【0011】制御軸切換装置5では、まず、デコーダ回
路52が軸切換信号生成回路44からの軸切換信号を受
けて制御しようとする軸を解読する。その情報に基づ
き、モータパワー切換回路51は、サーボアンプ43か
らモータパワー線32を介して供給されるモータパワー
を制御対象軸のサーボモータに供給するように切換を行
う。また、セレクタ回路53は、サーボモータ11〜1
nのパルスコーダからの位置データを受けて、制御対象
となっているサーボモータの位置データを選択し、位置
データ線33を介してロボット制御回路4に送出する。
【0012】図2は制御軸切換装置の一実施例を示す構
成図である。ここでは、多軸ロボットとして、4軸ロボ
ットの場合を例にとって示してある。したがって、図面
には、多軸ロボット1に内蔵されているものとして、4
つのサーボモータ11、12、13、14と、これらの
サーボモータ11、12、13、14にそれぞれ内蔵さ
れている位置検出用のパルスコーダ111、121、1
31、141とが示されている。
【0013】制御軸切換装置5には、制御装置4からの
軸切換信号線31が接続されている。この軸切換信号線
31は2本の線から構成され、それぞれレシーバ54に
よって終端されている。レシーバ54の出力はデコーダ
回路52に接続されるとともに、セレクタ回路53にも
接続されている。デコーダ回路52及びセレクタ回路5
3は、2本の軸切換信号線31の論理状態によって制御
装置4にて制御しようとしている制御軸を特定する機能
を有している。この2本の軸切換信号線31で多軸ロボ
ット1の制御軸の1つが選択される方法について説明す
る。
【0014】図3は軸切換信号線の論理状態と制御軸と
の対応関係を示す図である。この図によれば、軸切換信
号A,Bが(0,0)の論理状態のときは第1制御軸を
意味し、信号A,Bが(0,1)の論理状態のときは第
2制御軸を意味し、同様に、信号A,Bが(1,0)の
とき第3制御軸、そして信号A,Bが(1,1)のとき
第4制御軸を意味している。図2の例では、第1制御軸
としてサーボモータ11を対応させ、第2制御軸として
サーボモータ12を、第3制御軸としてサーボモータ1
3を、そして第4制御軸としてサーボモータ14をそれ
ぞれ対応させている。
【0015】制御軸切換装置5のモータパワー切換回路
51は、4つのリレー511、512、513、514
で構成されている。各リレー511、512、513、
514の励磁コイルはデコーダ回路52の出力に接続さ
れており、これらのリレー接点は常開接点であって、制
御装置4のサーボアンプ43からのモータパワー線32
と各サーボモータ11、12、13、14との間に接続
されている。したがって、軸切換信号がたとえば論理レ
ベル(0,0)であった場合には、デコーダ回路52は
第1制御軸に対応する出力端子を接地状態にする。これ
により、リレー511は励磁状態にされてそのリレー接
点を閉成し、サーボアンプ43からのモータパワーをサ
ーボモータ11のみに伝えるようにする。このように、
サーボアンプ43からのモータパワーは、軸切換信号に
よって指定された複数のサーボモータのいずれか1つの
みに供給されることになる。
【0016】一方、軸制御時の軸の位置データは、各サ
ーボモータ11、12、13、14に内蔵されたパルス
コーダ111、121、131、141から取得する。
各パルスコーダ111、121、131、141の信号
出力はセレクタ回路53に入力され、ここで軸切換信号
によって指定された1つの制御軸に対応するパルスコー
ダからの位置データを選択し、ドライバ55を通じて位
置データ線33の一方の線331に送り出す。他方の線
332はロボット制御回路41からパルスコーダに対し
て位置データの取得要求を指令するための要求信号を伝
送する線である。この要求信号線332はレシーバ56
にて終端されており、レシーバ56の出力は各パルスコ
ーダ111、121、131、141用のドライバ57
に入力されている。したがって、制御装置4から位置デ
ータ取得要求信号が発信されると、すべてのパルスコー
ダ111、121、131、141は要求に応答してそ
れらの位置データを出力するが、実際に制御装置4に返
される位置データは軸切換信号によって指定された制御
軸に関する位置データのみである。
【0017】図4は制御軸切換装置のブレーキ回路の一
実施例を示す図である。この図において、制御軸切換装
置5は、リレー581、582、583、584からな
るブレーキ回路を有している。これらのリレー581、
582、583、584の励磁コイルは、制御装置4
の、たとえば入出力制御回路を介して他の信号線とは独
立して送られるブレーキ制御信号用のブレーキ制御信号
線34が接続されている。各リレー581、582、5
83、584のリレー接点はブレーキ用電源と各サーボ
モータ11、12、13、14に設けられた図示しない
メカニカルブレーキとの間に接続されている。
【0018】たとえば、制御装置4から第1制御軸を制
御するような軸切換信号が出ている場合には、これに対
応するサーボモータ11が制御対象になっているので、
このサーボモータ11のブレーキを解除するようにする
必要がある。このとき、制御装置4からはブレーキ制御
信号線341を介してブレーキ制御信号が送られる。す
ると、リレー581は励磁され、そのリレー接点を閉成
して、ブレーキ用電源がサーボモータ11のメカニカル
ブレーキに供給され、ブレーキが解除されることにな
る。一方、他のサーボモータ12、13、14のメカニ
カルブレーキにはブレーキ用電源が供給されず、ブレー
キが掛かった状態に保持される。
【0019】このように、制御対象になっていない軸の
サーボモータはその動作位置を保持するために、ブレー
キが掛けられている。この実施例では、制御対象軸を判
断するために、軸切換信号を利用せずに、ブレーキ回路
を制御するブレーキ制御信号線34を独立に配線してい
る。これは、サーボモータ11、12、13、14の制
御に関しては、これらのいずれか1つの排他制御である
が、ブレーキに関してはそれがないためである。すなわ
ち、制御軸を切換えるとき、サーボモータ11、12、
13、14については、あるサーボモータが完全に制御
を終了してから別のサーボモータの制御に移るが、この
とき、制御が終了した時点又は終了直前に先に制御され
ていたサーボモータの動作位置を保持するためにブレー
キを作動させなければならず、一方、次に制御されるサ
ーボモータは先に制御されていたサーボモータが完全に
制動状態になったことを確認してからブレーキを解除す
るため、制御軸の切換え時に、2つのサーボモータのブ
レーキ制御がオーバーラップする時期がある。このた
め、ブレーキ制御信号線34は他の信号線と独立して設
置されることになる。
【0020】なお、上記の実施例では、モータパワー及
びブレーキ用電源の切換用にリレーを使用したが、これ
にかえて、電磁接触器、パワートランジスタ、サイリス
タ、トライアックなどを使用することができる。さら
に、4軸の1つを選択するのに軸切換信号を2本使用し
たが、この本数は制御軸の数に応じて選択される。ま
た、制御軸の数が多ければ、軸切換信号を多重化して制
御軸切換装置に送るようにすることもできる。
【0021】
【発明の効果】以上説明したように本発明では、制御装
置に一軸分だけの制御回路を有し、多軸ロボットには制
御軸切換装置を有して、多軸ロボットの複数の制御軸を
切換えながら一軸ずつ制御するようにしたことにより、
高速に動作又は位置決めする必要がなく、かつ複数軸を
同時に制御する必要のない多軸ロボットにおいては、制
御回路及び制御装置とロボットとの間の接続ケーブルが
一軸分で済み、低コスト、省配線化のロボット制御方式
を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のロボット制御方式の概略構成を示す図
である。
【図2】制御軸切換装置の一実施例を示す構成図であ
る。
【図3】軸切換信号線の論理状態と制御軸との対応関係
を示す図である。
【図4】制御軸切換装置のブレーキ回路の一実施例を示
す図である。
【図5】従来のロボット制御方式の概略構成を示す図で
ある。
【符号の説明】
1 多軸ロボット 4 制御装置 5 制御軸切換装置 11〜1n サーボモータ 31 軸切換信号線 32 モータパワー線 33 位置データ信号線 41 ロボット制御回路 42 軸制御回路 43 サーボアンプ 44 軸切換信号生成回路 51 モータパワー切換回路 52 デコーダ回路 53 セレクタ回路 54,56 レシーバ 55,57 ドライバ 511〜514,581〜584 リレー

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 同時に制御することのない複数の制御軸
    を有する多軸ロボットを制御するロボット制御方式にお
    いて、 一軸分の軸制御回路及びサーボアンプを有する制御装置
    と、 前記多軸ロボットに設置され、前記制御装置とは一軸分
    の信号線から成る接続ケーブルによって接続され、前記
    サーボアンプの出力を前記制御装置からの指令に基づい
    て選ばれた複数のサーボモータの1つに接続するよう切
    換える制御軸切換装置と、 を備えたことを特徴とするロボット制御方式。
  2. 【請求項2】 前記制御装置は、制御すべき制御軸を表
    す軸切換信号を生成して前記制御軸切換装置に指令する
    軸切換信号生成回路を含むロボット制御回路を有するこ
    とを特徴とする請求項1記載のロボット制御方式。
  3. 【請求項3】 前記制御軸切換装置は、前記多軸ロボッ
    トに内蔵されていることを特徴とする請求項1記載のロ
    ボット制御方式。
  4. 【請求項4】 前記制御軸切換装置は、前記制御装置の
    軸切換信号生成回路からの軸切換信号を受けて対応する
    制御軸を解読するデコーダ回路と、前記デコーダ回路か
    らの出力信号に応じて前記サーボアンプから供給される
    モータパワーを対応する制御軸のサーボモータに供給す
    るよう切換えるモータパワー切換回路とを有することを
    特徴とする請求項1記載のロボット制御方式。
  5. 【請求項5】 前記制御軸切換装置は、前記制御装置の
    軸切換信号生成回路からの軸切換信号を受け、対応する
    制御軸のパルスコーダからの位置データを選択して前記
    制御装置のロボット制御回路へ送出するセレクタ回路を
    有することを特徴とする請求項1記載のロボット制御方
    式。
  6. 【請求項6】 前記制御軸切換装置は、制御されていな
    い前記サーボモータに対してブレーキ電源を供給するブ
    レーキ回路を有することを特徴とする請求項1記載のロ
    ボット制御方式。
JP10800994A 1994-05-23 1994-05-23 ロボット制御方式 Pending JPH07314361A (ja)

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