JPH09155776A - ロボットの制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 モータの能力を有効に使い、ロボットの高速
位置決めを可能にすること。 【解決手段】 記憶された固定の加速度に基づいて移動
速度を決定し、ロボット１を駆動するためのモータの負
荷電流を検出する負荷電流検出手段と、前記固定の加速
度にて前記ロボット１が動作した際の前記負荷電流検出
手段が検出した最大負荷電流を記憶する最大負荷電流記
憶手段と、前記モータの最大許容負荷電流に対する前記
最大負荷電流の比を演算する負荷余裕比演算手段と、前
記演算された負荷余裕比に基づいて前記移動加速度を決
定するための加速度を求め、この求めた加速度に基づく
移動速度に基づいて前記ロボット１の移動動作を制御す
る制御装置と、前記制御装置からの出力信号により前記
モータの駆動信号を出力するサーボドライバとから成る
ロボットの制御装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ロボットに最大負
荷が作用した際にモータが前記ロボットを駆動するため
に許容可能な固定の加速度値、固定の速度値に基づいて
加速、減速時の速度パターンが決定されるロボットにお
いて、高速位置決めを可能としたロボットの制御装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のロボットの制御装置は、ワークの
搬送の有無やワークの重量に関係なく、全軸モータの負
荷電流が最大許容負荷電流を越えない値（図１５参照）
になるような固定の加速度値および固定速度値を設定し
常にこの設定した固定の加速度値、速度値に基づき速度
パターン（図１４参照）を決定してロボットの移動動作
を制御するものであった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来のロボットの制御
装置は、上述のように常に固定の加速度値、速度値に基
づき速度パターンを決定するので、ワークを搬送してい
ない時や、軽いワークを搬送する時でも最大負荷の時と
同じ固定の加速度値および固定速度値に基づき前記モー
タの電流制御が行われ、前記ロボットの移動動作が制御
されるので、前記モータの能力を有効に使っていないた
め、サイクルタイムが長くなるという問題が有った。

【０００４】そこで本発明者らは、全軸モータの負荷電
流が最大負荷電流に達しない場合はロボットを早く動か
すことが可能ということに着目し、モータの最大許容負
荷電流と前記ロボットが動作した際の固定加速度に基づ
く最大負荷電流の比から負荷余裕値を演算して、前記演
算された負荷余裕値に基づいて加速度を求め、この求め
た加速度に応じた制御特性により前記モータを制御する
という本発明の技術的思想に着眼し、更に研究開発を重
ねた結果、前記モータの能力を有効に使い、サイクルタ
イムを短くするという目的を達成する本発明に到達し
た。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明（請求項１に記載
の第１発明）のロボットの制御装置は、動作軌跡に従っ
て与えられた教示点にロボットのハンドを位置決めする
ロボットで、最大負荷が作用した際に前記ロボットを駆
動するためにモータが許容可能な固定の加速度に基づい
て移動速度を決定してロボットの移動動作を制御する制
御手段を備えたロボットの制御装置において、前記ロボ
ットを駆動する前記モータの負荷電流を検出する負荷電
流検出手段と、前記モータの最大許容負荷電流を記憶す
る最大許容負荷電流記憶手段と、前記モータの最大許容
負荷電流と前記固定加速度にて前記ロボットが動作した
際の最大負荷電流から負荷の余裕値を演算する負荷余裕
値演算手段と、前記演算された負荷の余裕値と前記固定
の加速度に基づいて前記移動速度を決定するための加速
度を演算する加速度演算手段とを備えているものであ
る。

【０００６】本発明（請求項２に記載の第２発明）のロ
ボットの制御装置は、動作軌跡に従って与えられた教示
点にロボットのハンドを位置決めするロボットで、前記
ロボットに最大負荷が作用した際に各軸に設けた複数の
モータが前記ロボットを駆動するために許容可能な固定
の加速度を記憶する固定加速度記憶手段と、記憶された
固定の加速度に基づいて移動速度を決定してロボットの
移動動作を制御する制御手段とを有するロボットの制御
装置において、前記ロボットを駆動するための前記複数
のモータの負荷電流を検出する負荷電流検出手段と、前
記モータの最大許容負荷電流を記憶する最大許容負荷電
流記憶手段と、前記固定の加速度にて前記ロボットが動
作した際の前記負荷電流検出手段が検出した最大負荷電
流を記憶する最大負荷電流記憶手段と、前記モータの最
大許容負荷電流と前記最大負荷電流の比から負荷の余裕
比を演算する負荷余裕比演算手段と、前記演算された負
荷余裕比に基づいて前記複数のモータを駆動するための
移動速度を決定する加速度を演算する加速度演算手段と
を備えているものである。

【０００７】本発明（請求項３に記載の第３発明）のロ
ボットの制御装置は、第２発明において、前記最大負荷
電流記憶手段は、前記ロボットの加速状態、定速状態、
減速状態における最大負荷電流を記憶しているものであ
る。

【０００８】（作用）上記構成より成る第１発明のロボ
ットの制御装置は、前記負荷電流検出手段が前記ロボッ
トを駆動している前記モータの負荷電流を検出し、前記
負荷余裕値演算手段が最大許容負荷電流記憶手段に記憶
されている前記モータの最大許容負荷電流と前記固定の
加速度にて前記ロボットが動作した際の最大負荷電流か
ら負荷余裕値を演算し、前記加速度演算手段が前記負荷
の余裕値と前記固定の加速度に基づいて前記移動速度を
決定するための加速度を演算し、この演算された加速度
に基づいて移動速度を決定してロボットの移動動作を制
御するものである。

【０００９】上記構成より成る第２発明のロボットの制
御装置は、負荷電流検出手段が前記ロボットを駆動する
ための前記複数のモータの負荷電流を検出し、前記最大
負荷電流記憶手段が前記固定加速度にて前記ロボットが
動作した際の前記負荷電流検出手段が検出した最大負荷
電流を記憶し、前記負荷余裕比演算手段が最大許容負荷
電流記憶手段に記憶されている前記モータの最大許容負
荷電流と前記最大負荷電流の比を演算し、前記加速度演
算手段が前記演算された負荷余裕比に基づいて前記複数
のモータを駆動するための移動速度を決定する加速度を
演算し、この演算された加速度に基づいて移動速度を決
定し、この移動速度により求められる次の補間点に基づ
いてロボットの移動動作を制御するものである。

【００１０】上記構成より成る第３発明のロボットの制
御装置は、上記第２発明の作用に加え、前記最大負荷電
流記憶手段が、前記ロボットの加速状態、定速状態、減
速状態における最大負荷電流を記憶しており、かかる最
大負荷電流に基づき前記負荷余裕比演算手段が各状態に
おける負荷余裕比を演算するものである。

【００１１】

【発明の効果】上記作用を奏する第１発明のロボットの
制御装置は、最大許容負荷電流記憶手段に記憶されてい
るモータの最大許容負荷電流と、ロボットが動作した際
のモータの負荷電流から演算された負荷余裕値に基づい
て前記加速度を求め、この加速度に基づいて移動速度を
決定してロボットの移動動作を制御するので、前記モー
タの能力を有効に使い、サイクルタイムを短くするとい
う効果を奏する。

【００１２】上記作用を奏する第２発明のロボットの制
御装置は、最大許容負荷電流記憶手段に記憶されている
モータの最大許容負荷電流と、ロボットが動作した際の
複数のモータの中の最大負荷電流から演算された負荷余
裕比に基づいて複数のモータを駆動するための移動速度
を決定する加速度を求め、この求めた加速度に基づいて
移動速度を決定してロボットの移動動作を制御するの
で、前記モータの能力を一層有効に使い、サイクルタイ
ムを有効に短くするという効果を奏する。

【００１３】上記作用を奏する第３発明のロボットの制
御装置は、前記第２発明の効果に加え、前記最大負荷電
流記憶手段が、前記ロボットの加速状態、定速状態、減
速状態における最大負荷電流を記憶しており、かかる最
大負荷電流に基づき負荷余裕比を演算するので、前記ロ
ボットの加速状態、定速状態、減速状態のそれぞれの状
態に応じた制御を可能にするという効果を奏する。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施形態につき、図
面を用いて説明する。

【００１５】（第１実施形態）以下本発明の第１実施形
態について説明する。図１は６軸多関節ロボットの構成
を示す図である。１はロボットであり、ロボット１をフ
ロアに固定するベース１１と、前記ベース１１上に固設
されたコラム１２と、前記コラム１２上にａ軸回りに回
転自在に配設されたボディ１３と、前記ボディ１３上に
ｂ軸回りに回転自在に軸支されたアッパーアーム１４
と、前記アッパーアーム１４上にｃ軸回りに回転自在に
軸支されたフォアアーム１５と、前記フォアアーム１５
の先端部においてｄ軸周りに回転可能に軸支されたツイ
ストリスト１６と、前記ツイストリスト１６にはｅ軸周
りに回転自在に軸支されたベンドリスト１７と、前記ベ
ンドリスト１７の先端にはｆ軸の周りに回転可能に軸支
されたフランジ１８１を有するスイベルリスト１８と、
前記フランジ１８１に取付けられたハンド１９とから成
る。

【００１６】図２は、本第１実施形態のロボットの制御
装置の構成を示すブロック図である。この図２におい
て、サーボモータ２１ないし２６は図１中のａないしｆ
の６軸を駆動する。各サーボモータ２１ないし２６の夫
々の回転角はエンコーダＥ１ないしＥ６によって検出さ
れるとともに、各サーボモータ２１ないし２６には前記
負荷電流検出手段を構成する電流検出器６１ないし６６
が取り付けられて各サーボモータ２１ないし２６の電流
値Ｉｉ（ｉ＝１〜６）が検出され、ホストＣＰＵ４００
および前記サーボドライバ５に入力されホストＣＰＵ４
００による各軸の慣性モーメントおよび重力トルクの演
算および前記サーボドライバ５による位置フィードバッ
ク制御、速度フィードバック制御、電流フィードバック
制御に用いられる。

【００１７】前記制御装置４は、図２に示すようにホス
トＣＰＵ４００と、動作開始指令、ジョグ運転の指令、
教示点の指示等を行う操作盤４０１と、プログラム等が
予め格納されたメモリ４０２と、前記ハンド１９の開閉
動作を制御する工具駆動回路４０３とから成っている。

【００１８】前記サーボドライバ５は、各軸に対応する
サーボＣＰＵ５１ないし５６によって構成され、前記ホ
ストＣＰＵ４００から出力される各軸ｉ（ｉ＝１〜６）
の角度指令値θ１〜θ６、慣性モーメントＤｉ、重力ト
ルクＴｉに基づいて前記サーボモータ２１ないし２６へ
出力する出力トルクを制御する。

【００１９】前記制御装置４のメモリ４０２において
は、ハンド１９の位置と姿勢を表す教示点データを記憶
するＰＤＡ領域と、前記ロボット１を教示点データＰＤ
Ａに従って動作させるためのプログラムが記憶されたＰ
Ａ領域と、全軸モータの負荷電流が最大許容負荷電流を
越えないように設定した固定の速度Ｖ₀ と固定の加速度
ａ₀ 、最大許容負荷電流Ｉ₀ 、加速度Ａｍおよび減速度
Ａｎの指令値および目標速度を記憶するＳＤＡ領域と、
前記サーボモータ２１ないし２６の最大負荷電流値Ｉ_mi
（ｉ＝１〜６）を記憶するＩＴＡ領域と、補間演算によ
り求められた補間点における各軸の角度指令値θ１〜θ
６を記憶するＩＮＡ領域と、エンコーダＥ１〜Ｅ６から
出力された検出角度α１〜α６を記憶するＡＮＧ領域と
が形成されている。

【００２０】前記ＰＡ領域に記憶されている動作プログ
ラムは、図６に示す命令にしたがい、前記ロボット１の
ハンド１９の先端を図７に図示するように移動させるも
のである。図６において行番号１は、前記ハンド１９の
先端を機械原点ＯＲＧに位置決めする命令語であり、行
番号２は、教示点Ｐ２に直線補間により位置決めするＭ
ＯＶＥ命令語であり、行番号３は、教示点Ｐ１に直線補
間により位置決めするＭＯＶＥ命令語である。行番号４
は、ハンド１９を閉じて物品を把持するための命令語で
あり、行番号５は、教示点Ｐ２へ直線補間により位置決
めＭＯＶＥ命令語であり、行番号６は、教示点Ｐ３に直
線補間により位置決めするＭＯＶＥ命令語であり、行番
号７は、教示点Ｐ４に直線補間により位置決めするＭＯ
ＶＥ命令語である。行番号８は、ハンド１９を開いて物
品を放置するための命令語であり、行番号９は、教示点
Ｐ４に直線補間により位置決めするＭＯＶＥ命令語であ
り、行番号１０は、前記ハンド１９の先端を機械原点Ｏ
ＲＧに位置決めする命令語である。

【００２１】図６の動作プログラムにより、ロボットは
図７に示すように機械原点ＯＲＧから教示点Ｐ２を経由
して教示点Ｐ１で停止し、その後ハンド１９を閉じて物
体を把持し、教示点Ｐ２、Ｐ３を経由してＰ４に移動し
て、ハンド１９を開いて物体を放置し、教示点Ｐ３を経
由して機械原点ＯＲＧに移動することが可能である。

【００２２】前記ホストＣＰＵ４００による動作プログ
ラムを解読するための主プログラムは、図３に示すよう
なフローチャートである。ステップ１００において、Ｍ
ＯＶＥ命令語が解読されると、ステップ１０２におい
て、現在位置から指定された教示点までハンド１９を移
動させるための補間演算が実行される。そして、補間演
算によって求められた各軸の角度指令値θ１ないしθ６
はサーボＣＰＵ５１〜５６に出力される。

【００２３】ステップ１０４において、ＨＡＮＤ ＯＦ
Ｆ命令語が解読されると、ステップ１０６において、前
記工具駆動回路４０３にハンド１９を閉じる指令を与
え、ステップ１００に戻る。

【００２４】ステップ１１０において、ＨＡＮＤ ＯＮ
命令語が解読されると、ステップ１１２において、前記
工具駆動回路４０３にハンド１９を開く指令を与え、ス
テップ１００に戻る。

【００２５】次に、前記直線補間により位置決めするＭ
ＯＶＥ命令の詳細な処理手順について、図４、図５を用
いて説明する。図４のプログラムは、ＭＯＶＥ命令語が
与えられた時に、ステップ２００から処理を開始し、そ
の後はＭＯＶＥ命令語で指定された教示点まで移動が完
了するまで、補間周期ΔＴ毎にステップ２０８から繰り
返し実行される。ＭＯＶＥ命令語で指定された教示点ま
で移動が完了すると、図３のメインブロックに戻る。

【００２６】ステップ２００において、ワールド座標系
で表記された教示データとして与えられた開始点の位置
および姿勢と次の位置決め目標点の位置および姿勢から
回転軸の方向ベクトルが演算され、ステップ２０２にお
いて、その回転軸回りの回転角Θが演算される。

【００２７】次に、ステップ２０４において、その時の
移動速度Ｖ_m が０か否か、即ち停止状態か否かが判定さ
れる。停止状態であれば、ステップ２０６において、動
作軌跡上の移動速度Ｖ_m が数１に基づき固定の加速度ａ
₀ を用いて単位量だけ増加される。

【数１】

【００２８】ステップ２０８において、動作軌跡上の区
間開始教示点からの補間距離ΔＬが数２に基づき更新さ
れる。

【数２】 Ｖ_m ・ΔＴは、１補間周期における動作軌跡上の移動距
離を表す。

【００２９】次に、ステップ２１０において、そのＭＯ
ＶＥ命令語で与えられた目標位置に対する動作軌跡上の
残存距離Ｒが数３に基づき演算される。

【数３】 但し、Ｌは、移動命令後で移動すべき動作軌跡上の区間
距離である。

【００３０】ステップ２１２において、補間距離ΔＬが
区間距離Ｌより大きいか否かが判定され、大きい場合に
は、補間点が目標位置を越えることになるので、ステッ
プ２１４で補間距離ΔＬを区間距離Ｌに等しくする。

【００３１】次に、ステップ２１５において、回転軸の
回りの補間角ΔΘが数４に基づき演算される。

【数４】 即ち、補間点の動作軌跡上の長さの比と回転軸の回りの
角度の比とを等しくする。ステップ２１６において、こ
の補間角ΔΘおよび補間比ΔＬ／Ｌを用いて開始点の位
置および姿勢の補間点における位置および姿勢に変換す
るための姿勢変換行列Ｒ（４×４の同次座標行列）が演
算される。

【００３２】次にステップ２１７において、開始点の位
置および姿勢を表す同次座標行列に姿勢変換行列を作用
させて、補間点における位置および姿勢を表す同次座標
行列が演算される。ステップ２１８において、その補間
点におけるワールド座標系で表記された位置および姿勢
の同次座標行列からジョイント座標に変換し、ジョイン
ト座標系での値即ち、各軸の回転角θｉ（θ１〜θ６）
が演算され、この値はメモリ４０２のＩＮＡ領域に記憶
される。

【００３３】ステップ２１９において、各軸の回転角θ
ｉがサーボＣＰＵ５１〜５６に出力される。これによ
り、ロボットの各軸が補間周期ΔＴの間で、目標の回転
角まで回転することになり、ハンド１９の先端は動作軌
跡上を補間点まで移動速度Ｖ_m で移動することになる。

【００３４】次にステップ２２０において、各軸に設け
られたサーボモータ２１ないし２６の電流値Ｉ_i が検出
され、ステップ２２２において前回検出したサーボモー
タ２１ないし２６の電流値Ｉ_j-1iと等しいかどうかが判
定され、等しくない場合はステップ２２４においてＩ_ji
をＩ_i とする。

【００３５】等しい場合はステップ２２６において、前
記サーボモータの最大許容負荷電流Ｉ₀ 各軸のサーボモ
ータ２１ないし２６の電流値Ｉ_i との比である負荷余裕
比ａ_i （＝Ｉ₀ ／Ｉ_i ）を演算し、負荷余裕比ａ_i の最
小値ａ（すなわちＩ_i が最大）を求める。次に固定の加
速度ａ₀ に前記負荷余裕比ａ_i の最小値ａを掛け合わせ
る数５に基づき加速度Ａ_m の演算を行うとともに、最大
許容負荷電流Ｉ₀ に開始時のイナーシャＩ_s と終了時の
イナーシャＩ_e との比を掛け合わせる数５に基づき減速
度Ａ_n の演算を行う。

【数５】

【００３６】等しくなければステップ２３２において、
残存距離Ｒと停止必要距離（Ｖ_m ²／２Ａ_m ）の大きさ
が比較される。停止必要距離は、その時の速度Ｖ_m から
指令された減速度で減速して目標位置で停止させるに必
要な距離である。残存距離Ｒが停止距離以上の場合に
は、未だ減速する必要がないので、ステップ２３６に移
行する。

【００３７】またステップ２３２において、残存距離Ｒ
が停止必要距離より小さい場合には目標位置に対して位
置決めするための減速処理を行うために、ステップ２３
４において数６に基づき移動速度Ｖ_m の減算が実行され
る。

【数６】

【００３８】ステップ２３６において、数７に従い固定
の速度Ｖ₀ と移動速度Ｖ_m との大小関係が判定される。

【数７】

【００３９】次にステップ２３６において、上記数７に
基づき演算された移動速度Ｖ_m が固定の速度Ｖ₀ より小
さい時はステップ２３８において、移動速度Ｖ_m が数８
に基づき増速補正される。

【数８】

【００４０】次にステップ２４０において、補間距離Δ
Ｌが区間距離Ｌに等しいか否かが判定される。等しい場
合は、次のステップ２４２に移行し、補間点が目標教示
点に達したことを意味しており、補間周期ΔＴすなわち
次の制御時刻まで待機される。よってこの場合には補正
された移動速度Ｖ_m を保持したまま、本ＭＯＶＥ命令語
による速度制御を終了して、図３に示すメインプログラ
ムに戻る。次の命令語が、またＭＯＶＥであれば、移動
速度Ｖ_m による速度制御が実行される。

【００４１】上記ステップ２４０において、補間距離Δ
Ｌが区間距離に等しくない場合は、本ＭＯＶＥ命令語の
実行が完了する。

【００４２】本第１実施形態のロボットの制御装置は、
上述の処理により前記サーボモータの最大許容負荷電流
Ｉ₀ と各軸のサーボモータ２１ないし２６の電流値Ｉ_i
との比である負荷余裕比ａ_i を演算してａ_i の最小値ａ
を求めるとともに、固定の加速度ａ₀ に前記負荷余裕比
の最小値ａを掛け合わせて加速度Ａ_m および減速度Ａ_n
の演算を行い、この演算された加速度Ａ_m およびＡ_n に
基づいて移動速度Ｖ_mが演算され、この演算された移動
速度Ｖ_m によってリアルタイムで制御されるので、例え
ばある１つの軸のサーボモータに印加される電流値を見
てみると、図８および図９の実線で示すように印加され
る電流値を最大許容負荷電流Ｉ₀ に近づけることがで
き、前記サーボモータ２の能力を有効に使い、サイクル
タイムを短くするという効果を奏する。なお、図９中の
実線の０〜ｔ₁ の間は点線と重なっているのは、移動制
御立ち上がり時には固定の加速度ａ₀ で制御されるの
で、このようになる。

【００４３】また本第１実施形態のロボットの制御装置
は、ロボットの各軸のサーボモータの負荷電流に応じて
動作速度を可変とするもので、例えば同じ動作軌跡でも
ロボットのハンド１９が把持するワークの重量に応じて
移動速度を変化させることが出来るとともに、上述のよ
うに前記負荷余裕比に基づいて、各軸のサーボモータを
駆動するための加速度、速度を決定するので、動作軌跡
が変わることがない。また反復性のないようなロボット
の動作においてもサイクルタイムを短く出来るという効
果を奏する。

【００４４】さらに本第１実施形態のロボットの制御装
置は、ロボットが本来備えている電流フィードバックに
て検出している電流値を使用するものであるので、別置
の負荷検出手段を設ける必要が無く、簡単な構成で負荷
に応じた速度制御を可能にするという効果を奏する。

【００４５】（第２実施形態）第２実施形態のロボット
の制御装置は、リアルタイムで制御する上記第１実施形
態装置に対して、ロボットが把持するワークの種類の切
換を監視して、ワークが切り換えられた場合には、ロボ
ットが２点間を移動する際の例えば図１４に示すような
加速区間ａ₀ 、減速区間−ａ₀ 、等速区間ａ_c から成る
１サイクルにおける各サーボモータ２１ないし２６の電
流値の変化をモニタし、モニタした電流値に基づいて各
区間の最適な加速度および速度を演算するする機能を付
加したものであり、相違点のみ図１０ないし図１２に基
づいて説明する。

【００４６】前記ホストＣＰＵ４００による動作プログ
ラムを解読するための主プログラムは、前記第１実施形
態と同様の図３に示すフローチャートであるが、図３の
ステップ１００でＭＯＶＥ命令と判定された場合にはス
テップ１０２に移行する。このステップ１０２の詳細は
図１０に示されるフローチャートに従い行われる。

【００４７】ステップ３００においてプログラム中又は
操作盤４０１の指示を判定することによりワークが切り
換えられたと判定されると、ステップ３０２においてま
ず１サイクルのＭＯＶＥ命令による移動制御が行われる
と同時に、ステップ３０４の各サーボモータ２１ないし
２６の電流値Ｉ_i がモニターされる。

【００４８】前記ステップ３０２における移動制御は、
図４に示される前記第１実施形態のフローチャートのス
テップ２００〜２１９と同じであるので説明を省略す
る。

【００４９】前記ステップ３０４における電流モニター
は、一移動命令毎の加減速および定速時の電流を取り込
むものであり、図１１を用いて以下詳細に説明する。ス
テップ４０２において動作軌跡上における前の移動速度
Ｖ_{j m-1} と現在の移動速度Ｖ_jmとが等しいかどうか比較
する。

【００５０】前の移動速度Ｖ_{j-1 m} と現在の移動速度Ｖ
_jmとが等しくない場合は、加速状態または減速状態と判
定され、ステップ４０４において現在の移動速度Ｖ_jmが
前の移動速度Ｖ_{j-1 m} より大きいかどうか判定され、大
きい場合はステップ４１０において電流値Ｉ_i が検出さ
れ、小さい場合はステップ４１２において電流値Ｉ_iが
検出される。

【００５１】前の移動速度Ｖ_{j-1 m} と現在の移動速度Ｖ
_jmとが等しい場合すなわち定速時は、ステップ４０６に
移行し、電流値Ｉ_jiが検出され、ステップ４０８におい
て、検出された各軸のサーボモータ２１ないし２６にお
ける前の電流値Ｉ_{j-1 i} が現在の電流値Ｉ_jiより大きい
かまたは等しいかが判定される。この判定がＮＯの場合
には、ステップ４２２に移行し、現在の電流値ｉを現在
最大負荷電流値Ｍｉとして設定される。なお、電流モニ
タ開始時には、前記ステップ４０８の判定はＮＯとなる
ため、このステップ４２２の処理が実行される。

【００５２】前記ステップ４０８の判定がＹＥＳの場合
にはステップ４２０に移行し、前記ステップ４２２で設
定した現在最大負荷電流値Ｍ_i を定速状態における最大
負荷電流値Ｉ_Viとして記憶する。

【００５３】前記ステップ４１０およびステップ４１２
において電流値Ｉ_jiを検出すると、ステップ４１４およ
び４１６において、検出された各軸のサーボモータ２１
ないし２６における前の電流Ｉ_{j-1 i} が現在の電流Ｉ_ji
より大きいかまたは等しいかが判定される。この判定が
ＮＯの場合には、ステップ４２２に移行し、現在の電流
値ｉを現在最大負荷電流値Ｍ_i として設定される。な
お、電流モニタ開始時には前記ステップ４１４、４１６
の判定はＮＯとなるため、このステップ４２２の処理が
実行される。前記ステップ４２４およびステップ４２６
の判定がＹＥＳの場合には、、それぞれステップ４２
４、４２６に移行し、前記ステップ４２２で設定した現
在最大負荷電流値Ｍ_i を加速状態および減速状態におけ
る最大負荷電流値Ｉ_miおよびＩ_niとして記憶される。

【００５４】以上のステップ４０２〜４２６から成る電
流モニターの処理は、前記ステップ３０２における移動
制御と並行に実行される。

【００５５】ステップ３０６において、ワークが２本目
かどうか判定され、２本目の場合はステップ３０８にお
いて、最大許容負荷電流Ｉ₀ と前記ステップ３０４でモ
ニターされた各軸のサーボモータ２１ないし２６の定速
状態、加速状態、減速状態における最大負荷電流値
Ｉ_vi、Ｉ_ni、Ｉ_miとの比である負荷余裕比ａ_vi（＝Ｉ₀
／Ｉ_vi），ａ_mi（＝Ｉ₀ ／Ｉ_mi），ａ_ni（＝Ｉ₀ ／
Ｉ_ni）を演算し、負荷余裕比ａ_vi、ａ_mi、ａ_niの最小値
ａ_v ，ａ_m ，ａ_n を求める。次に固定の加速度ａ₀ ，固
定の速度Ｖ₀ より以下の数９に従い加速度Ａ_m 、減速度
Ａ_n および速度Ｖ_m を演算するとともに、メモリ４０２
のＳＤＡ領域に記憶される。

【数９】

【００５６】ステップ３１２において、演算された前記
加速度Ａ_m 、減速度Ａ_n および速度Ｖ_m により図１２、
１３に示す移動制御が実行される。この図１２、１３中
前述した第１実施形態の図４、５と同じ処理のものは同
じステップ番号が記してある。図１２においては、ステ
ップ２０５で前記ステップ３０８でメモリ４０２のＳＤ
Ａ領域に記憶された加速度Ａ_m 、減速度Ａ_n 、速度Ｖ_m
を読み出す点が異なる。このステップ２０５でメモリ４
０２から読みだした加速度Ａ_m 、減速度Ａ_n 、速度Ｖ_m
に基づき、ワークが切り替わるまで、同じ値で移動制御
が実行される。また図１３においては図５中のステップ
２２０〜２２６がない点が異なる以外は同じである。

【００５７】２本目の場合はステップ３１４内の図１２
に示すステップ２０５で、メモリ４０２に記憶されてい
る前記加速度Ａ_m 、減速度Ａ_n 、速度Ｖ_m を読み出し、
前記ステップ３１２と同様に移動制御が実行される。

【００５８】上記第２実施形態のロボットの制御装置
は、前記最大負荷電流記憶手段４２が、ワークが切り換
えられたら加速区間、減速区間、等速区間の１サイクル
における電流変化をモニタし、ワーク毎の前記ロボット
の加速状態、定速状態、減速状態の各状態における最大
負荷電流を記憶して、かかるワーク毎の各状態における
最大負荷電流に基づき負荷余裕比を演算するので、前記
ロボットの加速状態、定速状態、減速状態の各状態に応
じた速度パターンに基づき制御されるものである。ま
た、同じワークが２本目からは、移動制御の立ち上がり
時から負荷の余裕比に応じた加速度で制御できるのでサ
イクルタイムを短縮できる。

【００５９】上記作用を奏する第２実施形態のロボット
の制御装置は、ワークが切り換えられたら加速区間、減
速区間、等速区間の１サイクルにおける負荷電流に基づ
き負荷余裕比を演算して、この負荷余裕比に基づいて各
軸のサーボモータが前記ロボットの加速状態、定速状
態、減速状態の各状態に応じた速度パターンに基づき制
御されるので、動作軌跡が変わることがない。また、正
確で最適な適応制御を可能にするという効果を奏する。

【００６０】上述の実施形態は、説明のために例示した
もので、本発明としてはそれらに限定されるものでは無
く、特許請求の範囲、発明の詳細な説明および図面の記
載から当業者が認識することができる本発明の技術的思
想に反しない限り、変更および付加が可能である。

【００６１】例えば上述の実施形態においては、前記負
荷電流検出手段から出力される負荷電流値の大小比較に
より前記最大負荷電流を検出する例について述べたが、
本発明としてはそれらに限定するものでは無く、例えば
微分処理他により負荷電流の傾きを演算して最大負荷電
流を検出したり、その他の手法も採用可能である。

【００６２】また上述の実施形態においては、代表的に
直線補間の例について述べたが、本発明としてはそれら
に限定するものでは無く、例えば円弧補間についても同
様な手順により実施することが出来る。すなわち円弧に
おいて、中心角Γ、半径ｒとするとき、上記式におい
て、以下の数９に基づき置換すれば良い。

【数１０】 ただしΩｍは、円弧補間の中心角の角速度、Πは、中心
角の角加速度である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明における第１実施形態装置を示すブロッ
ク図である。

【図２】本第１実施形態装置の制御装置の構成を示すブ
ロック図である。

【図３】ホストＣＰＵによる命令語解読の主処理手順を
示すフローチャートである。

【図４】ホストＣＰＵによる補間角を決定するための処
理手順を示すフローチャートである。

【図５】ホストＣＰＵによる速度制御の処理手順を示す
フローチャートである。

【図６】動作プログラムを示した説明図である。

【図７】動作経路を示した説明図である。

【図８】本第１実施形態装置における負荷電流の変化を
示す線図である。

【図９】本第１実施形態装置における速度パターンを示
す線図である。

【図１０】本発明の第２実施形態装置のワーク切替制御
フローチャートである。

【図１１】本第２実施形態装置の電流モニターのフロー
チャートである。

【図１２】本第２実施形態装置の移動制御フローチャー
トである。

【図１３】本第２実施形態装置の速度制御フローチャー
トである。

【図１４】従来装置の速度パターンを示す線図である。

【図１５】従来装置の負荷電流の変化を示す線図であ
る。

【符号の説明】

１ ロボット ２ モータ ４ 制御装置 ５ サーボドライバ ２１〜２６ サーボモータ ６１〜６６ 電流検出器 ４００ ホストＣＰＵ ４０２ メモリ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 動作軌跡に従って与えられた教示点にロ
   ボットのハンドを位置決めするロボットで、最大負荷が
   作用した際に前記ロボットを駆動するためにモータが許
   容可能な固定の加速度に基づいて移動速度を決定してロ
   ボットの移動動作を制御する制御手段を備えたロボット
   の制御装置において、 前記ロボットを駆動する前記モータの負荷電流を検出す
   る負荷電流検出手段と、 前記モータの最大許容負荷電流を記憶する最大許容負荷
   電流記憶手段と、 前記モータの最大許容負荷電流と前記固定加速度にて前
   記ロボットが動作した際の最大負荷電流から負荷の余裕
   値を演算する負荷余裕値演算手段と、 前記演算された負荷の余裕値と前記固定の加速度に基づ
   いて前記移動速度を決定するための加速度を演算する加
   速度演算手段とを備えたことを特徴とするロボットの制
   御装置。
2. 【請求項２】 動作軌跡に従って与えられた教示点にロ
   ボットのハンドを位置決めするロボットで、 前記ロボットに最大負荷が作用した際に各軸に設けた複
   数のモータが前記ロボットを駆動するために許容可能な
   固定の加速度を記憶する固定加速度記憶手段と、 記憶された固定の加速度に基づいて移動速度を決定して
   ロボットの移動動作を制御する制御手段とを有するロボ
   ットの制御装置において、 前記ロボットを駆動するための前記複数のモータの負荷
   電流を検出する負荷電流検出手段と、 前記モータの最大許容負荷電流を記憶する最大許容負荷
   電流記憶手段と、 前記固定の加速度にて前記ロボットが動作した際の前記
   負荷電流検出手段が検出した最大負荷電流を記憶する最
   大負荷電流記憶手段と、 前記モータの最大許容負荷電流と前記最大負荷電流の比
   から負荷の余裕比を演算する負荷余裕比演算手段と、 前記演算された負荷余裕比に基づいて前記複数のモータ
   を駆動するための移動速度を決定する加速度を演算する
   加速度演算手段とを備えたことを特徴とするロボットの
   制御装置。
3. 【請求項３】 請求項２において、 前記最大負荷電流記憶手段は、前記ロボットの加速状
   態、定速状態、減速状態における最大負荷電流を記憶し
   ていることを特徴とするロボットの制御装置。