JPH08229864A - 産業用ロボットの衝突検知方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 産業用ロボットの動作速度に拘らずほぼ一定
の衝突検知感度を達成することができる産業用ロボット
の衝突検知方法およびその装置を提供する。 【構成】 乗算器１により関節角指令値の増分値ＤＥＬ
ＰＯＳにフィードバックゲインＫＦを乗算し、一次遅れ
フィルタ３に通して理論上の位置偏差ＰｏｓｅｒｒＴを
得、この位置偏差ＰｏｓｅｒｒＴに基づいて閾値設定部
４により上限値Ｕｌｉｍｉｔおよび下限値Ｌｌｉｍｉｔ
を設定し、衝突検知部５により位置偏差ＰＯＳＥＲＲが
上限値と下限値との範囲外であるか否かを判定し、外で
ある場合に衝突検知を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は産業用ロボットの衝突
検知方法およびその装置に関し、さらに詳細にいえば、
産業用ロボットの位置偏差に基づいて障害物との衝突を
検知する方法およびその装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から産業用ロボットを制御するため
の制御系として、図２２に示す構成の制御系（ＰＩＤ制
御系）が一般的に採用されている。この制御系では、位
置指令値ＳＲＶＲＥＦと位置現在値ＡＣＴＰＯＳとの差
を算出することにより位置偏差ＰＯＳＥＲＲを得る。ま
た、位置現在値ＡＣＴＰＯＳに対して微分処理を施すこ
とにより速度現在値ＡＣＴＶＥＬを得、フィードバック
ゲインを乗算することによりフィードバック速度値ＫＦ
ＶＥＬを得る。そして、位置偏差ＰＯＳＥＲＲを速度指
令値ＲＥＱＶＥＬとし、フィードバック速度値ＫＦＶＥ
Ｌとの差を算出することにより速度偏差ＶＥＬＥＲＲを
得る。この速度偏差ＶＥＬＥＲＲに対して微分・積分ゲ
インを乗算して得た値と比例ゲインを乗算して得た値と
を加算して動作指令を得る。なお、図２２中、ｓは微分
演算子である。

【０００３】ここで、制御系のゲインは、位置比例ゲイ
ンＫｐ（位置ループの遅れ時間を設定するゲイン）、速
度比例ゲインＫｖ、速度積分時定数Ｔｉｖ（ｍｓｅ
ｃ）、速度フィードバックゲインＫｖｆにより設定され
るのであり、具体的には、図２２に示す各パラメータ
は、次のように設定される。 ＫＰ＝−（Ｋｐ・Ｋｖ）／２５６ ＫＩ＝−４・Ｋｖ・ＫＰ・（Ｔｓｖ／Ｔｉｖ） ＫＦ＝（２５６・Ｋｖｆ）／Ｋｐ ただし、Ｔｓｖは制御系のサンプリングタイム（ｍｓｅ
ｃ）である。

【０００４】そして、このような制御系を採用し、位置
偏差、または速度偏差が所定の閾値の範囲外であること
（位置偏差異常、または速度偏差異常）を検出したこと
に応答して産業用ロボットが障害物と衝突したことを検
知するようにしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】位置偏差に基づくこの
ような衝突検知を行う場合には、産業用ロボットの各軸
のモータが最高速度で回転しているときに、位置ループ
の遅れの影響を受けて、例えば図２３に示すように約９
０００パルス（モータを駆動するためのパルス）の位置
偏差が生じる。したがって、位置偏差異常を検出するた
めの閾値は最低でも約１００００パルスに設定する必要
がある。そして、閾値をこのように設定すると、位置偏
差が速度に比例する関係上、産業用ロボットの各軸のモ
ータが低速で動作しているときの位置偏差異常の検出が
困難になってしまう。

【０００６】速度偏差に基づくこのような衝突検知を行
う場合には、産業用ロボットの各軸のモータが最高速最
高加速で正常に回転しているときに、慣性などの影響を
受けて、例えば図２４に示すように約２０００パルス／
ｍｓｅｃの速度偏差が生じる。したがって、速度偏差異
常を検出するための閾値は約３０００〜４０００パルス
／ｍｓｅｃに設定する必要がある。ここで、図２２のブ
ロック図から明らかなように、モータが停止していると
きは、速度偏差と位置偏差とが等しくなるので、低速時
において速度偏差異常を検出する場合の検出感度は、位
置偏差異常を検出する場合の検出感度と比較して、理論
上２倍以上向上する。

【０００７】しかし、速度偏差異常を検出する方法は、
最高速最高加速で運動している時の速度偏差に対する閾
値を設定しているので、低速低加速で運動しているとき
の速度偏差が全く考慮されておらず、検出感度を十分に
は高めることができない。即ち、何れの方法を採用した
場合にも、産業用ロボットが高速動作を行っている場合
には高感度の衝突検知を達成することができるが、低速
動作を行っている場合には衝突検知感度が著しく低下し
てしまう。換言すれば、低速動作時には、実際に衝突が
生じてから衝突検知が行われるまでの所要時間が著しく
長くなってしまう。

【０００８】

【発明の目的】この発明は上記の問題点に鑑みてなされ
たものであり、産業用ロボットの動作速度に拘らずほぼ
一定の衝突検知感度を達成することができる産業用ロボ
ットの衝突検知方法およびその装置を提供することを目
的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１の産業用ロボッ
トの衝突検知方法は、産業用ロボットの制御系の遅れ時
間に基づいて理論上の位置偏差を実時間で算出し、実際
の位置偏差との差、または比が所定の許容範囲内である
か否かを判定し、差または比が所定の許容範囲外である
と判定されたことに応答して産業用ロボットが障害物と
衝突したことを検知する方法である。

【００１０】請求項２の産業用ロボットの衝突検知方法
は、産業用ロボットの制御系の遅れ時間に基づいて算出
した位置偏差の振幅を微調整するとともに、位相をも微
調整して理論上の位置偏差を実時間で算出する方法であ
る。請求項３の産業用ロボットの衝突検知装置は、産業
用ロボットの制御系の遅れ時間に基づいて理論上の位置
偏差を実時間で算出する位置偏差算出手段と、実際の位
置偏差との差、または比が所定の許容範囲内であるか否
かを判定し、差または比が所定の許容範囲外であると判
定されたことに応答して産業用ロボットが障害物と衝突
したことを検知する衝突検知手段とを有している。

【００１１】請求項４の産業用ロボットの衝突検知装置
は、位置偏差算出手段として、産業用ロボットの制御系
の遅れ時間に基づいて算出した位置偏差の振幅を微調整
するとともに、位相をも微調整して理論上の位置偏差を
実時間で算出するものを採用している。

【００１２】

【作用】請求項１の産業用ロボットの衝突検知方法であ
れば、産業用ロボットの制御系の遅れ時間に基づいて理
論上の位置偏差を実時間で算出し、実際の位置偏差との
差、または比が所定の許容範囲内であるか否かを判定
し、差または比が所定の許容範囲外であると判定された
ことに応答して産業用ロボットが障害物と衝突したこと
を検知するのであるから、産業用ロボットの動作速度に
対応して閾値が変化させられた状態になり、この閾値を
基準として衝突検知（位置偏差異常検知）を行うことが
でき、産業用ロボットの動作速度による衝突検知感度の
変動を抑制することができる。

【００１３】請求項２の産業用ロボットの衝突検知方法
であれば、産業用ロボットの制御系の遅れ時間に基づい
て算出した位置偏差の振幅を微調整するとともに、位相
をも微調整して理論上の位置偏差を実時間で算出するの
であるから、理論上の位置偏差を正確に算出することが
でき、ひいては衝突検知感度を高めることができるとと
もに、産業用ロボットの動作速度による衝突検知感度の
ばらつきを抑制することができる。

【００１４】請求項３の産業用ロボットの衝突検知装置
であれば、産業用ロボットの制御系の遅れ時間に基づい
て位置偏差算出手段により理論上の位置偏差を実時間で
算出し、衝突検知手段により、実際の位置偏差との差、
または比が所定の許容範囲内であるか否かを判定し、差
または比が所定の許容範囲外であると判定されたことに
応答して産業用ロボットが障害物と衝突したことを検知
する。したがって、産業用ロボットの動作速度に対応し
て閾値が変化させられた状態になり、この閾値を基準と
して衝突検知（位置偏差異常検知）を行うことができ、
産業用ロボットの動作速度に拘らずほぼ一定の衝突検知
感度を達成することができる。

【００１５】請求項４の産業用ロボットの衝突検知装置
であれば、位置偏差算出手段として、産業用ロボットの
制御系の遅れ時間に基づいて算出した位置偏差の振幅を
微調整するとともに、位相をも微調整して理論上の位置
偏差を実時間で算出するものを採用しているので、理論
上の位置偏差を正確に算出することができ、ひいては衝
突検知感度を高めることができるとともに、産業用ロボ
ットの動作速度に拘らずほぼ一定の衝突検知感度を達成
することができる。

【００１６】

【実施例】以下、実施例を示す添付図面によってこの発
明を詳細に説明する。図１はこの発明の産業用ロボット
の衝突検知装置の一実施例を示すブロック図である。な
お、この衝突検知装置は、図２２に示す構成の制御系に
適用されているが、図２２以外の構成の制御系に適用で
きることはもちろんである。

【００１７】図１において、関節角指令値の増分値ＤＥ
ＬＰＯＳに対して乗算器１によりフィードバックゲイン
ＫＦを乗算して一次遅れフィルタ３に供給している。そ
して、位相微調整信号に対して加算器２によりフィード
バックゲインＫＦを加算して一次遅れフィルタ３に供給
することにより一次遅れフィルタ３の時定数を設定して
いる。そして、このように時定数が設定された一次遅れ
フィルタ３からの出力が理論上の位置偏差Ｐｏｓｅｒｒ
Ｔである。この理論上の位置偏差ＰｏｓｅｒｒＴを閾値
設定部４に供給することにより、位置偏差の上限Ｕｌｉ
ｍｉｔおよび下限Ｌｌｉｍｉｔを得る。そして、衝突検
知部５に実際の位置偏差ＰＯＳＥＲＲと、上限Ｕｌｉｍ
ｉｔ、下限Ｌｌｉｍｉｔを供給することにより、実際の
位置偏差ＰＯＳＥＲＲが上限と下限との範囲の外である
か否かを判定し、実際の位置偏差ＰＯＳＥＲＲが上記範
囲外であると判定されたことに応答して、産業用ロボッ
トが障害物に衝突していることを検知する。

【００１８】したがって、上記範囲が産業用ロボットの
動作速度に応じて変動し、産業用ロボットの速度に拘ら
ずほぼ一定の衝突検知感度を達成することができる。さ
らに詳細に説明する。図２２の制御系において次式が成
立する。 ＰＯＳＥＲＲ−ＫＦ・ＡＣＴＶＥＬ＝ＶＥＬＥＲＲ ここで、制御系のゲインが十分に高く、かつ外乱の影響
を無視すると、ＶＥＬＥＲＲ＝０になり、数１が成り立
つ。

【００１９】

【数１】

【００２０】また、図２２の制御系より、 ＰＯＳＥＲＲ＝ＳＲＶＲＥＦ−ＡＣＴＰＯＳ であるから次式が成り立つ。 ＳＲＶＲＥＦ＝ＡＣＴＰＯＳ＋ＫＦ・ＡＣＴＶＥＬ ここで、ＳＲＶＲＥＦ（関節角指令値）をｑｄとし、Ａ
ＣＴＰＯＳ（関節角現在値）をｑとし、ＡＣＴＶＥＬ
（関節角速度）を数２とすると、上式は数３となる。

【００２１】

【数２】

【００２２】

【数３】

【００２３】制御系ループのサンプリングタイムをＴｓ
ｖ（ｍｓｅｃ）とし、数３の両辺をラプラス変換すると
次式のようになる。ただし、Ｓは微分演算子である。 Ｑｄ＝Ｑ＋ＫＦ・Ｑ・Ｔｓｖ・ｓ この式を整理すると、次式のようになる。 Ｑ＝｛１／（１＋ＫＦ・Ｔｓｖ・ｓ）｝・Ｑｄ この式は、外乱の影響がない場合、関節角現在値は関節
角指令値に時定数ＫＦ・Ｔｓｖの一次遅れフィルタを通
した値と一致することを示している。すなわち、位置指
令値を、時定数ＫＦ・Ｔｓｖの一次遅れフィルタに通す
と、理論上の関節角現在値を求めることができる。ま
た、数１より位置偏差は関節角速度にフィードバックゲ
インＫＦを乗算した値に等しいので、理論上の位置偏差
ＰｏｓｅｒｒＴは次式に示すように、関節角指令値の増
分値ＤＥＬＰＯＳにフィードバックゲインＫＦを乗算し
たものを、一次遅れフィルタＬｐｆ（）に通すことによ
り求めることができる。 ＰｏｓｅｒｒＴ＝Ｌｐｆ（ＫＦ・ＤＥＬＰＯＳ） しかし、実際には、慣性や摩擦の影響を無視することが
できないので、図１に示すように一次遅れフィルタ３の
時定数を微調整することによって理論上の位置偏差を正
常に動作しているときの実際の位置偏差に近づけるよう
にしている。

【００２４】このようにして得られた理論上の位置偏差
ＰｏｓｅｒｒＴは、例えば、図２に破線で示すとおりに
なる。なお、図２は一方向への加速、定速動作、減速、
および逆方向への加速、定速動作、減速を示している。
また、この位置偏差ＰｏｓｅｒｒＴは閾値設定部４に供
給される。閾値設定部４においては、静止状態での位置
偏差許容パルスＯｆｆｓｅｔおよび理論上と実際との位
置偏差の比の許容範囲Ｚｏｎｅ（％）が予め設定されて
おり、次の２式の演算を行うことにより位置偏差の上限
Ｕｌｉｍｉｔおよび下限Ｌｌｉｍｉｔを算出する。 Ｕｌｉｍｉｔ＝｛（１００＋Ｚｏｎｅ）／１００｝・Ｐ
ｏｓｅｒｒＴ＋Ｏｆｆｓｅｔ Ｌｌｉｍｉｔ＝｛（１００−Ｚｏｎｅ）／１００｝・Ｐ
ｏｓｅｒｒＴ−Ｏｆｆｓｅｔ このようにして算出された上限、下限はそれぞれ図２に
実線で示すとおりであり、衝突検知部５において、実際
の位置偏差ＰＯＳＥＲＲが上限および下限により規定さ
れる範囲外である場合に産業用ロボットが障害物に衝突
したことを検知する。

【００２５】以上から明らかなように、上限、下限によ
り規定される範囲が速度の変動に応じて変動しているの
であるから、産業用ロボットの速度に拘らずほぼ一定の
衝突検知感度を達成することができる。具体的には、Ｏ
ｆｆｓｅｔを１０００パルス、Ｚｏｎｅを２０％にそれ
ぞれ設定することにより良好な衝突検知を達成すること
ができた。この設定値によれば、速度がほぼ０の場合に
衝突を検知できる位置偏差が１０００パルスであり、従
来方法と比較して著しく高い衝突検知感度を達成でき
る。

【００２６】

【具体例】ブレーキ付のモータにイナーシャを取り付け
た装置を動作させ、モータの回転中にブレーキを動作さ
せることにより疑似的な衝突を起こし、その時の関節駆
動トルクと位置偏差、ブレーキ差動から位置偏差異常検
出までの時間を観察した。なお、ブレーキの停止トルク
はモータの定格出力トルクとほぼ同じである。また、関
節駆動トルクのソフトウェアリミッタをモータの定格出
力トルクと同じ値に設定した。さらに、制御系のパラメ
ータをＫｐ：２７０、Ｋｖ：１１０、Ｔｉｖ：９０、Ｋ
ｖｆ：３９に設定した。

【００２７】そして、閾値を１５０００パルスに設定
し、モータの回転速度を５００、１０００、２０００、
４０００（ｒ．ｐ．ｍ．）に設定して位置偏差異常を検
出した場合の観察結果を図３、図４、図５、図６にそれ
ぞれ示している。なお、各図において上側がトルクを、
下側が位置偏差を、Ａがブレーキ作動時刻を、Ｂが位置
偏差異常検出時刻をそれぞれ示している。また、横軸は
時間軸である。

【００２８】これらの図から明らかなように、位置偏差
異常検出のための所要時間は、回転速度の増加に伴なっ
て約４５０ｍｓｅｃ、約２３０ｍｓｅｃ、約１２０ｍｓ
ｅｃ、約７０ｍｓｅｃと減少し、回転速度とほぼ逆比例
の関係にあることが分かる。したがって、低速回転時に
位置偏差異常の検出感度が低くなることが分かる。閾値
を４０００パルス／ｍｓｅｃに設定し、モータの回転速
度を５００、１０００、２０００、４０００（ｒ．ｐ．
ｍ．）に設定して位置偏差異常を検出した場合の観察結
果を図７、図８、図９、図１０にそれぞれ示している。
なお、各図において上側がトルクを、下側が位置偏差
を、Ａがブレーキ作動時刻を、Ｂが位置偏差異常検出時
刻をそれぞれ示している。また、横軸は時間軸である。

【００２９】これらの図から明らかなように、速度偏差
異常検出時の位置偏差は回転速度の減少に伴なって小さ
くなっている。特に回転速度が１０００ｒ．ｐ．ｍ．以
下になると、速度偏差異常検出時の位置偏差は、速度偏
差異常の閾値と同じになる。また、速度偏差異常検出の
ための所要時間は、回転速度の増加に伴なって約１２０
ｍｓｅｃ、約５０ｍｓｅｃ、約５０ｍｓｅｃ、約５０ｍ
ｓｅｃになっている。図３、図４、図５、図６の場合と
対比すれば、回転速度が５００ｒ．ｐ．ｍ．の場合に
は、位置偏差による異常検出と比較して速度偏差による
異常検出を行う場合の方が約１／４の所要時間ですんで
いる。また、速度偏差による異常検出を行う場合には、
回転速度が１０００ｒ．ｐ．ｍ．未満になると異常検出
所要時間が２倍以上長くなる。換言すれば、異常検出感
度が１／２以下になる。

【００３０】Ｏｆｆｓｅｔを１０００パルス、Ｚｏｎｅ
を２０％、制御系のサンプリングタイムを１ｍｓｅｃに
設定し、図１の装置により位置偏差異常を検出する場合
には、一次遅れフィルタ３の時定数Ｔｅｒｒ（ｍｓｅ
ｃ）が約３７ｍｓｅｃになる。そして、モータの回転速
度を５００、１０００、２０００、４０００（ｒ．ｐ．
ｍ．）に設定して位置偏差異常を検出した場合の観察結
果を図１１、図１２、図１３、図１４にそれぞれ示して
いる。なお、各図において上側がトルクを、下側が位置
偏差を、Ａがブレーキ作動時刻を、Ｂが位置偏差異常検
出時刻をそれぞれ示している。また、横軸は時間軸であ
る。

【００３１】これらの図から明らかなように、回転速度
の増加に伴なって異常検出時の位置偏差は約２４００パ
ルス、約３６００パルス、約６４００パルス、約１２０
００パルスになっており、所要時間は約９０ｍｓｅｃ、
約６０ｍｓｅｃ、約６０ｍｓｅｃ、約６０ｍｓｅｃにな
っている。したがって、回転速度が５００ｒ．ｐ．ｍ．
の場合の異常検出所要時間は約９０ｍｓｅｃであり、図
３の場合と比較して約１／５、図７の場合と比較して約
３／４になっている。したがって、低速時の異常検出感
度を高めることができる。

【００３２】

【実施例２】実施例１の場合にも、低速（１０００ｒ．
ｐ．ｍ．未満）時の異常検出感度が約２／３になってい
るので、このような異常検出感度の低下を防止すること
が一層好ましい。図１５は、このような異常検出感度の
低下を防止するための装置の要部のみを示すブロック図
である。なお、図１と同じ構成部分には同一の符号を付
して説明を省略する。

【００３３】図１５において、関節角指令値の増分値Ｄ
ＥＬＰＯＳを乗算器６に供給して所定の係数を乗算する
ことにより振幅を微調整し、振幅が微調整された値を乗
算器１に供給している。また、一次遅れフィルタ３から
の出力を位相微調整用のフィルタ７に供給して理論上の
位置偏差ＰｏｓｅｒｒＴを得、閾値設定部４に供給して
いる。

【００３４】さらに詳細に説明する。理論上の位置偏差
と実際の位置偏差とは、図１６に示すように、振幅が相
違しているとともに、位相が相違している。そして、振
幅の相違および位相の相違が存在しているので、Ｏｆｆ
ｓｅｔを余り小さくすることができないと思われる。そ
こで、増分値ＤＥＬＰＯＳを乗算器６に供給することに
より振幅の相違を解消させる。

【００３５】また、位相の相違は、制御系の位置指令値
ＳＲＶＲＥＦを次式のようなフィルタに通して平滑化を
行っていることが原因であると思われる。 ｙ［ｋ］＝｛（２⁴−１）ｙ［ｋ−１］＋ｘ［ｋ］｝／２⁴ ただし、ｘ［ｋ］は入力信号、ｙ［ｋ］は出力信号、ｙ
［ｋ−１］は１サンプリング前の出力信号である。

【００３６】また、実際の位置ループの遅れは高次の遅
れを伴なっているので、一次遅れフィルタの時定数を微
調整するだけでは位相の相違を解消させるのには不十分
であると考えられる。そこで、位相微調整用のフィルタ
７として、上式のフィルタを元にした次式で示すフィル
タを設けている。 ｙ［ｋ］＝｛（２⁹−φ）ｙ［ｋ−１］＋φ・ｘ［ｋ］｝／２⁹ ただし、φは時定数微調整用のパラメータである。

【００３７】したがって、図１５の構成を採用すること
により、理論上の位置偏差の振幅を実際の位置偏差の振
幅と揃えることができるとともに、理論上の位置偏差の
位相を実際の位置偏差の位相と揃えることができ、ひい
てはＯｆｆｓｅｔを小さくして位置偏差異常検出感度を
高めることかできるとともに、回転速度に拘らずほぼ一
定の位置偏差異常検出感度を達成することができる。

【００３８】制御系のパラメータを上記具体例と同様に
設定し、しかもＯｆｆｓｅｔを４００パルスに、Ｚｏｎ
ｅを２０％にそれぞれ設定し、回転速度を上記具体例と
同様に変化させて位置偏差異常を検出した場合の観察結
果を図１７、図１８、図１９、図２０にそれぞれ示して
いる。なお、各図において上側がトルクを、下側が位置
偏差を、Ａがブレーキ作動時刻を、Ｂが位置偏差異常検
出時刻をそれぞれ示している。また、横軸は時間軸であ
る。

【００３９】これらの図から明らかなように、回転速度
の増加に伴なって異常検出時の位置偏差は約２０００パ
ルス、約３２００パルス、約６４００パルス、約１１０
００パルスになっており、所要時間は約６０ｍｓｅｃ、
約５０ｍｓｅｃ、約５０ｍｓｅｃ、約５０ｍｓｅｃにな
っている。したがって、回転速度が５００ｒ．ｐ．ｍ．
の場合の異常検出所要時間は約６０ｍｓｅｃであり、図
３の場合と比較して約１／８、図７の場合と比較して約
１／２になっている。また、位置偏差異常検出のための
所要時間は回転速度によらずほぼ一定になっている。

【００４０】

【実施例３】図２１はこの発明の衝突検知方法の一実施
例を説明するフローチャートである。ステップＳＰ１に
おいて理論上の位置偏差の計算を行い、ステップＳＰ２
において理論上の位置偏差の位相の微調整を行い、ステ
ップＳＰ３において理論上の位置偏差の振幅の微調整を
行い、ステップＳＰ４において位置偏差の上限値の計算
を行い、ステップＳＰ５において位置偏差の下限値の計
算を行う。そして、ステップＳＰ６において位置偏差が
上限値を越えたか否かを判定し、越えていなければステ
ップＳＰ７において位置偏差が下限値を下回ったか否か
を判定する。そして、ステップＳＰ７において位置偏差
が下限値を下回っていないと判定された場合にはステッ
プＳＰ８において衝突が発生していないことを検出し
て、そのまま一連の処理を終了する。逆に、ステップＳ
Ｐ６において位置偏差が上限値を越えたと判定された場
合、またはステップＳＰ７において位置偏差が下限値を
下回ったと判定された場合には、ステップＳＰ９におい
て衝突が発生したことを検知し、必要な処理（例えば、
緊急停止など）を行ってそのまま一連の処理を終了す
る。

【００４１】なお、図２１のフローチャートの処理は、
サンプリングタイム毎に行われる。したがって、この実
施例の場合にも、衝突検知感度（位置偏差異常検出感
度）を高めることができるとともに、回転速度に拘らず
ほぼ一定の衝突検知感度を達成することができる。

【００４２】

【発明の効果】請求項１の発明は、産業用ロボットの動
作速度に対応して閾値を変化させ、この閾値を基準とし
て衝突検知（位置偏差異常検知）を行うことができ、産
業用ロボットの動作速度による衝突検知感度の変動を抑
制することができるという特有の効果を奏する。

【００４３】請求項２の発明は、理論上の位置偏差を正
確に算出することができ、ひいては衝突検知感度を高め
ることができるとともに、産業用ロボットの動作速度に
よる衝突検知感度のばらつきを抑制することができると
いう特有の効果を奏する。請求項３の発明は、産業用ロ
ボットの動作速度に対応して閾値を変化させ、この閾値
を基準として衝突検知（位置偏差異常検知）を行うこと
ができ、産業用ロボットの動作速度による衝突検知感度
の変動を抑制することができるという特有の効果を奏す
る。

【００４４】請求項４の発明は、理論上の位置偏差を正
確に算出することができ、ひいては衝突検知感度を高め
ることができるとともに、産業用ロボットの動作速度に
よる衝突検知感度のばらつきを抑制することができると
いう特有の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の産業用ロボットの衝突検知装置の一
実施例を示すブロック図である。

【図２】理論上の位置偏差、上限値、下限値、実際の位
置偏差を示す図である。

【図３】回転速度が５００ｒ．ｐ．ｍ．の場合における
位置偏差による異常検出結果を示す図である。

【図４】回転速度が１０００ｒ．ｐ．ｍ．の場合におけ
る位置偏差による異常検出結果を示す図である。

【図５】回転速度が２０００ｒ．ｐ．ｍ．の場合におけ
る位置偏差による異常検出結果を示す図である。

【図６】回転速度が４０００ｒ．ｐ．ｍ．の場合におけ
る位置偏差による異常検出結果を示す図である。

【図７】回転速度が５００ｒ．ｐ．ｍ．の場合における
速度偏差による異常検出結果を示す図である。

【図８】回転速度が１０００ｒ．ｐ．ｍ．の場合におけ
る速度偏差による異常検出結果を示す図である。

【図９】回転速度が２０００ｒ．ｐ．ｍ．の場合におけ
る速度偏差による異常検出結果を示す図である。

【図１０】回転速度が４０００ｒ．ｐ．ｍ．の場合にお
ける速度偏差による異常検出結果を示す図である。

【図１１】回転速度が５００ｒ．ｐ．ｍ．の場合におけ
る図１の装置による異常検出結果を示す図である。

【図１２】回転速度が１０００ｒ．ｐ．ｍ．の場合にお
ける図１の装置による異常検出結果を示す図である。

【図１３】回転速度が２０００ｒ．ｐ．ｍ．の場合にお
ける図１の装置による異常検出結果を示す図である。

【図１４】回転速度が４０００ｒ．ｐ．ｍ．の場合にお
ける図１の装置による異常検出結果を示す図である。

【図１５】この発明の産業用ロボットの衝突検知装置の
他の実施例を示すブロック図である。

【図１６】理論上の位置偏差と実際の位置偏差との振幅
の相違、位相の相違を説明する図である。

【図１７】回転速度が５００ｒ．ｐ．ｍ．の場合におけ
る図１５の装置による異常検出結果を示す図である。

【図１８】回転速度が１０００ｒ．ｐ．ｍ．の場合にお
ける図１５の装置による異常検出結果を示す図である。

【図１９】回転速度が２０００ｒ．ｐ．ｍ．の場合にお
ける図１５の装置による異常検出結果を示す図である。

【図２０】回転速度が４０００ｒ．ｐ．ｍ．の場合にお
ける図１５の装置による異常検出結果を示す図である。

【図２１】この発明の産業用ロボットの衝突検知方法の
一実施例を示すフローチャートである。

【図２２】産業用ロボットを制御するための制御系の構
成の一例を示すブロック図である。

【図２３】産業用ロボット動作時における位置偏差を説
明する図である。

【図２４】産業用ロボット動作時における速度偏差を説
明する図である。

【符号の説明】 １，６ 乗算器 ２ 加算器 ３ 一次遅れフィルタ ４ 閾値設定部 ５ 衝突検知部 ７ 位相微調整用のフィルタ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 産業用ロボットの制御系の遅れ時間に基
   づいて理論上の位置偏差を実時間で算出し、実際の位置
   偏差との差、または比が所定の許容範囲内であるか否か
   を判定し、差または比が所定の許容範囲外であると判定
   されたことに応答して産業用ロボットが障害物と衝突し
   たことを検知することを特徴とする産業用ロボットの衝
   突検知方法。
2. 【請求項２】 産業用ロボットの制御系の遅れ時間に基
   づいて算出した位置偏差の振幅を微調整するとともに、
   位相をも微調整して理論上の位置偏差を実時間で算出す
   る請求項１に記載の産業用ロボットの衝突検知方法。
3. 【請求項３】 産業用ロボットの制御系の遅れ時間に基
   づいて理論上の位置偏差を実時間で算出する位置偏差算
   出手段（１）（２）（３）（６）（７）と、実際の位置
   偏差との差、または比が所定の許容範囲内であるか否か
   を判定し、差または比が所定の許容範囲外であると判定
   されたことに応答して産業用ロボットが障害物と衝突し
   たことを検知する衝突検知手段（４）（５）とを有する
   ことを特徴とする産業用ロボットの衝突検知装置。
4. 【請求項４】 位置偏差算出手段（６）（７）が、産業
   用ロボットの制御系の遅れ時間に基づいて算出した位置
   偏差の振幅を微調整するとともに、位相をも微調整して
   理論上の位置偏差を実時間で算出するものである請求項
   ３に記載の産業用ロボットの衝突検知装置。