JP2001202134A - 制御装置、制御方法、および、制御装置の警報出力方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 産業用ロボット制御装置などにおける異常状
態を迅速にかつ的確に検知する装置、および、その結果
を制御装置の動作に反映させて、事故を未然に防止する
技術を提供する。 【解決手段】 連続的に変化する位置指令に基づく速度
指令を制御ループの利得で除して計算上の誤差を算出す
る位置指令変化率演算部１８１と、該算出した計算上の
誤差を制御装置の状況を反映した因子で修正して判定値
を算出する判定値演算部１８２と、前記位置指令に対す
る制御対象の実際の位置信号の誤差が前記判定値を越え
たか否かを判定する比較判定部１８３と、判定値を越え
たとき警報を出力する警報出力部１８４を有する異常判
定装置１８を用いて、異常状態を事前に予測する。異常
判定装置１８から出力される警報信号を制御装置の動作
に反映させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は産業用ロボット制御
装置におけるサーボ制御装置などの制御装置に関するも
のであり、特に、低速度指令においても迅速に異常状態
を検知可能な制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】各種の制御駆動装置、たとえば、産業用
ロボット制御装置においてロボットのアームなどの異常
運動、予定外の動作などを防止するなどの安全対策が種
々の講じられている。

【０００３】特開平８−３１５５５３号公報は、工作機
械の搬送装置における可動ユニットに衝突などによる異
常負荷が作用したときに緊急停止させる技術を開示して
いる。特開平８−３１５５５３号公報に開示された緊急
停止方法は、高低二種の過負荷検出レベルを設け、ＮＣ
装置から出される移動指令に応じて過負荷検出レベルを
切り換えて、過負荷発生時の状態に応じて適切な過負荷
検出を行う。しかしながら、特開平８−３１５５５３号
公報に開示された技術は、衝突後の事後対策を示してい
るにすぎず、未然に衝突などの異常事態を防止する技術
ではない。

【０００４】特開平５−２１６１４７号公報は、サーボ
モータに過大な駆動電流な印加されることを防止するた
め、指令速度が所定の警報値以上になったことを検出
し、その場合、目標位置の発生を停止させる技術を開示
している。しかしながら、特開平５−２１６１４７号公
報に開示された技術は、指令速度が所定の警報値に到達
してからの対策であり、そのような場合に、すでに異常
事態が発生する可能性もあり、やはり、何らかの誤動作
などの事後対策に近い技術である。

【０００５】特開平６−３３０２６号公報は、ロボット
の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用してロボットの異常を監視する技
術を開示している。すなわち、特開平６−３３０２６号
公報に開示されている方法は、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、センサデータが予測値の許
容範囲から逸脱した場合に軌道生成部に警報を通知す
る。特開平６−３３０２６号公報に開示されている技術
は、原理的には、ロボットの各部の動きの異常を事前に
予測できるという利点を有している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
８−３１５５５３号公報の技術は、ルーチン作業から外
れたロボットの各部の動きの異常状態を予測することが
できない。そのような場合には、センサデータ検査テー
ブルの内容を書き換える必要があり、その作業が非常に
煩雑になる。

【０００７】特開平６−３３０２６号公報の技術は、軌
道信号生成に応じてアームなどの制御対象が動作し、そ
の結果として、１または複数のアームの位置などが順次
変化していくことを予測することを考慮しているが、た
とえば、５軸アームの１つのアームを動かしたとき、５
軸アームの全ての連続的な動きを正確に予測することは
事実上無理であるし、通常、始点から終点まで連続的に
運動することを前提としているロボットなどにおいては
無意味である。しかしながら、異常事態はそのような、
本来、連続的に円滑に運動する過程においても起こりう
るので、そのような運動過程をも正確に予測して、セン
サデータ検査テーブルを作成するとなると、テーブルの
データ量が非常に膨大になるので、作成することが不可
能であるし、産業用ロボット制御装置のメモリには収容
することが困難になる。

【０００８】特開平６−３３０２６号公報の技術では、
特に、作業内容が変更になる都度、そのようなセンサデ
ータ検査テーブルの内容を書き換えることは事実上不可
能である。とりわけ、種々雑多の作業を行い、作業内容
が頻繁に変更になる多能機ロボットに特開平６−３３０
２６号公報の技術を適用することは困難となる。

【０００９】最近、産業用ロボット制御装置などにおい
て、そのような状態で持続して場合、またはそのような
状態が継続した場合、異常事態を生ずるであろうことを
事前に警告し、早急な対策を講ずることが望まれてい
る。特開平６−３３０２６号公報に開示された予測値
は、ある動作をしたとき、どのような動きになるかを事
前に計算して求めた予測した値（予定値）であり、現実
の制御動作において、その動きが継続した場合、近い将
来、ロボットの異常が起こるであろうとすることを予測
する値ではない。したがって、特開平６−３３０２６号
公報の技術では、現実に発生するそのような異常事態の
発生を予測することができない。

【００１０】異常事態はなるべく迅速に予測して大事に
至らないようにすることが重要である。そのためには、
たとえば、ロボットのアームが低速度で運動している場
合でもそのままの運動が継続すると、やがて、異常状
態、事故をおこす可能性がある場合は事前にその異常状
態を検知することが望ましい。その一方で、あまりに早
い異常検知をすると、ややもすると、過敏な異常検知に
なり、産業用ロボットの稼働率を低下させ、実用に供さ
なくなる可能性もある。したがって、異常事態を適切か
つ迅速に検知することが望まれている。

【００１１】以上、産業用ロボット制御装置について例
示したが、上述した異常事態の適切かつ迅速な検知は産
業用ロボット制御装置に限らず、種々の機械の制御にお
いて要望されている。

【００１２】本発明の目的は、制御対象の異常事態また
は警報状態あるいは不具合状態を適切かつ迅速に検知可
能な方法および装置を提供することにある。本発明の他
の目的は、制御対象の異常事態または警報状態あるいは
不具合状態を、適切かつ迅速に検知可能な方法および装
置を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の観点によ
れば、連続的に変化する位置指令に基づく速度指令を制
御ループの利得で除して計算上の誤差を算出する工程
と、該計算上の誤差を制御装置の状況を反映した因子で
修正して判定値を算出し、位置指令に対する制御対象の
実際の位置信号の誤差が前記判定値を越えたとき警報を
出力する工程とを有する制御装置の警報出力方法が提供
される。

【００１４】本発明の第２の観点によれば、上記制御装
置の警報出力方法を適用した制御方法、すなわち、段階
的に変化する位置指令と制御対象の実際の位置検出信号
との誤差を算出する工程と、前記連続的に変化する速度
指令を制御ループの利得で除して計算上の誤差を算出
し、該計算上の誤差を制御装置の状況を反映した因子で
修正して判定値を算出し、位置指令に対する制御対象の
実際の位置信号の誤差が前記判定値を越えたとき警報を
出力する工程と、前記警報出力がないとき、前記算出し
た誤差に応じた制御演算を行う工程とを有する制御方法
が提供される。

【００１５】本発明の第２の観点によれば、上記制御装
置の警報出力方法を適用した装置、すなわち、連続的に
変化する位置指令に基づく速度指令を制御ループの利得
で除して計算上の誤差を算出する計算誤差算出手段と、
該算出した計算上の誤差を制御装置の状況を反映した因
子で修正して判定値を算出する判定値算出手段と、前記
位置指令に対する制御対象の実際の位置信号の誤差が前
記判定値を越えたとき警報を出力する判定・警報出力手
段とを具備する制御装置の警報出力装置が提供される。

【００１６】本発明の第３の観点によれば、上記制御方
法を適用した制御装置、すなわち、連続的に変化する位
置指令と制御対象の実際の位置検出信号との誤差を算出
する位置誤差算出手段と、前記連続的に変化する速度指
令を制御ループの利得で除して計算上の誤差を算出し、
該計算上の誤差を制御装置の状況を反映した因子で修正
して判定値を算出し、位置指令に対する制御対象の実際
の位置信号の誤差が前記判定値を越えたとき警報を出力
する警報判定手段と、前記警報出力がないとき、前記算
出した誤差に応じた制御演算を行う制御演算手段とを具
備する制御装置が提供される。

【００１７】本発明の第４の観点によれば、段階的に変
化する基準指令を制御ループの利得で除して基準指令変
化率を算出し、更新された新たな基準指令に到達する時
間を推定する工程と、該計算上の変化率に対して上下に
許容範囲を設定する工程と、制御対象の実際の動作結果
を検出しその変化率を算出する工程と、前記制御対象の
実際の動作結果が、前記許容範囲に入るか否かを判断す
る異常事態判断工程と、異常状態が検出されたとき警報
を出力する工程とを有する制御装置の警報出力方法が提
供される。

【００１８】本発明の第５の観点によれば、段階的に変
化する基準指令を制御ループの利得で除して基準指令変
化率を算出し、更新された新たな基準指令に到達する時
間を推定する手段と、該計算上の変化率に対して上下に
許容範囲を設定する手段と、制御対象の実際の動作結果
を検出しその変化率を算出する手段と、前記制御対象の
実際の動作結果が、前記許容範囲に入るか否かを判断す
る異常事態判断手段と、異常状態が検出されたとき警報
を出力する手段とを有する制御装置の警報出力装置が提
供される。

【００１９】本発明の第６の観点によれば、段階的に変
化する基準指令を制御ループの利得で除して基準指令変
化率を算出しかつ更新された新たな基準指令に到達する
時間を推定し、該計算上の変化率に対して上下に許容範
囲を設定し、制御対象の実際の動作結果の変化率を算出
し、前記推定した時刻に到達するまで前記制御対象の実
際の動作結果が前記許容範囲に入るか否かを判断し、許
容範囲を逸脱した場合に警報を出力する工程と、前記段
階的に変化する基準指令と制御対象の実際の検出信号と
の誤差を算出する工程と、前記警報出力がないとき、前
記算出した誤差に応じた制御演算を行う工程とを有する
制御方法が提供される。

【００２０】本発明の第７の観点によれば、前記段階的
に変化する基準指令と制御対象の実際の検出信号との誤
差を算出する誤差算出手段と、前記算出した誤差に応じ
た制御演算を行いアクチュエータを駆動する制御演算手
段と、段階的に変化する基準指令を制御ループの利得で
除して基準指令変化率を算出しかつ更新された新たな基
準指令に到達する時間を推定し、該計算上の変化率に対
して上下に許容範囲を設定し、制御対象の実際の動作結
果の変化率を算出し、前記推定した時刻に到達するまで
前記制御対象の実際の動作結果が前記許容範囲に入るか
否かを判断し、許容範囲を逸脱した場合に警報を出力す
る異常判定手段とを具備し、前記制御演算手段は前記異
常判定手段から警報が出力されたとき、前記アクチュエ
ータの駆動を停止する制御装置が提供される。

【００２１】

【発明の実施の形態】図１〜図３を参照して本発明の制
御装置の第１の実施の形態としての産業用ロボット制御
装置について述べる。図１は産業用ロボット制御装置、
数値制御（ＮＣ）装置などを示す産業サーボ制御ブロッ
ク図である。図１に図解した産業用ロボットのサーボ制
御ブロック図は、産業用ロボット制御装置１０が、補間
器１１と、減算手段１２と、制御演算処理部１４と、速
度制御器１６とを有することを図解している。産業用ロ
ボット制御装置１０はさらに異常判定装置１８を有す
る。産業用ロボット制御装置による制御対象としては、
たとえば、産業用ロボットのアーム、または、数値制御
装置の駆動部などであり、サーボモータ２１によって駆
動する。アームなどの位置はサーボモータ２１の軸に接
続されたロータリーエンコーダ２２によって検出され
る。

【００２２】補間器１１はアームなどの駆動部の位置指
令を連続的に出力する。減算手段１２は位置指令からロ
ータリーエンコーダ２２の検出値を減じて、位置誤差を
算出する。異常判定装置１８は、位置誤差の変化が異常
状態に向かうか否かを判定する。異常判定装置１８の詳
細は図２を参照して後述する。制御演算処理部１４は、
減算手段１２で算出した位置誤差に基づいて制御演算を
行う。速度制御器１６は制御演算処理部１４の制御演算
結果に基づいて、サーボモータ２１を速度制御する。サ
ーボモータ２１はアームを駆動する。このアームの運動
に対応したサーボモータ２１の回転位置がロータリーエ
ンコーダ２２によって検出されて減算手段１２に負帰還
される。

【００２３】図１に図解した負帰還ループは、速度制御
器１５とサーボモータ２１によるマイナーループの制御
系が構成されており、その上に、速度制御器１５とサー
ボモータ２１によるマイナーループを含む、減算手段１
２、制御演算処理部１４、ロータリーエンコーダ２２か
らなる主制御系が構成されている。

【００２４】図２は異常判定装置１８の１実施の形態の
構成図である。異常判定装置１８は、位置指令変化率演
算部１８１と、判定値演算部１８２と、比較判定部１８
３と、警報出力部１８４とを有する。

【００２５】図３に図解したグラフを参照して異常判定
装置１８の動作を述べる。図３は異常判定装置１８の動
作を説明するグラフであり、横軸を位置指令の変化、す
なわち、速度指令を示し、縦軸は位置誤差を示す。

【００２６】位置指令変化率演算部１８１は、補間器１
１から出力された位置指令を入力し、その変化率Ｆを算
出する。位置指令の変化率Ｆを図３の曲線Ｃ１に示す。

【００２７】判定値演算部１８２は、下記式１に基づい
て、位置変化率Ｆに係数ａを乗じて、さらに、定数ｂを
加算して判定値ｆを算出する。判定値ｆは、図３の曲線
ＣＶ２で示される。

【００２８】 ｆ＝ａ×Ｆ＋ｂ ・・・（１）

【００２９】判定値演算部１８２において、変化率Ｆに
係数ａを乗じ、定数ｂを加算する理由は、加速、減速時
の位置誤差量の変位を考慮したためである。すなわち、
位置指令に応じて変化する速度の関数として、産業用ロ
ボット制御装置１０の動作状況に則した判定値ｆを決定
している。係数ａと、定数ｂは産業用ロボット制御装置
１０の実情に則して決定する。

【００３０】比較判定部１８３は、判定値演算部１８２
で算出した判定値ｆと、減算手段１２で算出した位置誤
差ΔＰとを比較して、位置誤差ΔＰが判定値ｆを越えて
いないかどうかを判定する。位置誤差ΔＰが判定値ｆを
越えているとき、比較判定部１８３は、警報状態（また
は異常状態）が発生したとして、警報出力部１８４を起
動する。

【００３１】警報出力部１８４は、警報を出力する。警
報出力部１８４からの警報出力は、産業用ロボット制御
装置に設けられた表示装置、印刷装置にメッセージの形
態で出力する他、産業用ロボット制御装置を停止させる
警報信号を出力する。

【００３２】警報出力部１８４の警報信号は速度制御器
１６に印加される。速度制御器１６は、警報出力部１８
４から警報が入力されたとき、サーボモータ２１への駆
動信号を停止してそれ以上の動作を停止する。また警報
出力部１８４の警報信号は産業用ロボット制御装置の緊
急停止手段に印加されて、産業用ロボットを緊急停止さ
せることもできる。

【００３３】図３に図解したグラフを参照して上述した
異常判定装置１８の動作の具体例を述べる。位置指令変
化率演算部１８１で算出した結果、位置指令の変化、す
なわち、速度指令が１００ｍｍ／秒の一定速度で動作し
ているとき、制御ループの利得（ゲイン）が２０である
とする。この時の計算上の位置誤差は、変化率Ｆ＝１０
０／２０＝５ｍｍとなる。この計算上の位置誤差は、曲
線ＣＶ１の傾きを示す。判定値演算部１８２は、たとえ
ば、係数ａ＝０．１２、定数ｂ＝３として、判定値ｆ＝
０．１２×１００＋３＝１５を求める。速度制御器１６
からは正常な制御信号が出力されていた場合に、なんら
かの理由でサーボモータ２１が停止したとすると、位置
指令は変化していくが、ロータリーエンコーダ２２の検
出値は変化しないから、減算手段１２で演算する実際の
位置誤差は大きくなる。実際の位置誤差が、計算上の位
置誤差＝５ｍｍを越えて、判定値ｆ＝１５以上になった
とき、比較判定部１８３が異常と判断する。そのとき、
警報出力部１８４は上述した警報処理を行う。

【００３４】図３において、位置誤差異常判定値として
５０ｍｍとした場合、従来の方法では、４５ｍｍ位置指
令が変化するまで、異常検知に時間を要した。位置指令
が１００ｍｍ／秒で変化しているとき、従来方法の異常
検知時間で０．４５秒かかる。本実施の形態を適用する
と異常検知時間は１０ｍｍ位置指令が変化するまでに短
縮される。位置指令が１００ｍｍ／秒で変化していると
き、本実施の形態では、異常検知時間で０．１秒にな
る。

【００３５】このように、本実施の形態の異常判定装置
１８を適用すると、異常検知時間が短縮できる。その結
果、警報出力部１８４から警報信号を受けた速度制御器
１６は、迅速にサーボモータ２１への制御指令を停止
し、あるいは、緊急停止回路が作動して産業用ロボット
制御装置１０の動作を停止させ、重大な異常事態を未然
に回避することが可能となる。

【００３６】上述した従来方法は、低速度における異常
検知には時間がかかったが、本実施の形態の上記異常状
態検出方法は特に、位置指令の変化が小さい、すなわ
ち、指令速度Ｆが遅いほど異常検知時間が短縮されると
いう効果を奏する。

【００３７】なお、上述した例示は、サーボモータ２１
が停止した場合を述べたが、サーボモータ２１が補間器
１１からの位置指令よりも過大に動作したときも、上述
した位置誤差が過大になるので、上記同様、異常判定装
置１８においてそのような異常を検知できる。

【００３８】上述したとおり、本発明の第１実施の形態
の異常判定装置１８を用いて位置指令の変化率にもとづ
く計算上の誤差を算出し、その計算上の誤差に産業用ロ
ボット制御装置の動作状況などを反映させた判定値を算
出し、その判定値と実際の位置誤差との比較から異常状
態を判別すると、迅速に異常状態が検知でき、特に、指
令速度が低いほど迅速に異常状態が検知できるという効
果を奏する。異常判定装置１８の構成は簡単であり、そ
の実現は容易である。たとえば、異常判定装置１８の各
部、すなわち、位置指令変化率演算部１８１、判定値演
算部１８２、比較判定部１８３および警報出力部１８４
を１台のマイクロコンピュータを用いて構成することが
できる。

【００３９】第２実施の形態 図４〜図６を参照して本発明の制御装置の第２の実施の
形態について述べる。図４は本発明の制御装置の第２実
施の形態の制御装置のブロック構成図である。図４に図
解した制御装置５０は、基準指令生成器５１と、減算手
段５２と、制御演算処理部５４と、異常判定装置５８と
を有する。

【００４０】基準指令生成器５１は、図１に図解した補
間器１１とは異なり、補間器１１の前段に位置する基準
指令を、図６（Ａ）に図解したように、段階的に生成す
る回路である。図１に図解した補間器１１は、基準指令
生成器５１に相当する回路から基準位置指令を受信し、
その変化率を算出して、連続的に微小に変化する位置指
令として減算手段１２に送出したが、本実施の形態にお
いては、基準指令を減算手段５２に直接送出する。減算
手段５２は図１に図解した減算手段１２と同等であり、
制御演算処理部５４は図１に図解した制御演算処理部１
４と同等である。異常判定装置５８の詳細は図５を参照
して述べる。

【００４１】制御演算処理部５４は、制御対象６３を駆
動するアクチュエータ６１を制御する。制御対象６３の
動作結果がセンサ６２で検出されて減算手段５２に負帰
還される（フィードバックされる）。本実施の形態にお
ける制御対象６３としては、上述した産業用ロボットの
アームでもよいし、通常の位置制御対象物、角度制御対
象物、温度制御対象物など任意のものが対象となる。以
下、例示として、制御対象６３を位置制御対象物とす
る。その場合、センサ６２は位置検出センサ、たとえ
ば、エンコーダ、ポジションセンサなどとなる。

【００４２】基準指令生成器５１、減算手段５２、制御
演算処理部５４、アクチュエータ６１、センサ６２によ
る制御ループの動作は通常の負帰還制御である。

【００４３】異常判定装置５８の回路構成を図５に示
す。異常判定装置５８は、基準位置指令変化率演算部５
８１と、基準位置指令変化率許容範囲設定部５８２と、
実際位置変化率演算部５８３と、比較判定部５８４と、
警報出力部５８５とを有する。

【００４４】基準位置指令変化率演算部５８１は、基準
指令生成器５１における基準位置指令ＲＥＦの変化があ
ったとき、前回の基準位置指令と今回の基準位置指令と
の差を算出し、その差を利得で割り算して、基準位置指
令の変化率を算出する。さらに基準位置指令変化率演算
部５８１は、その変化率から変更された今回の基準位置
指令に到達する時間を推定する。

【００４５】基準位置指令変化率演算部５８１の処理の
具体例を述べる。本実施の形態においては、図６（Ａ）
に曲線ＣＶ２として図解したように、時間ｔ１において
基準位置指令ＲＥＦが０からＲＥＦ１に変化し、時間ｔ
２において基準位置指令ＲＥＦがＲＥＦ１からＲＥＦ２
に変化した場合を示す。時刻ｔ１において基準位置指令
ＲＥＦが０からＲＥＦ１に変化したので、基準位置指令
変化率演算部５８１は、時刻ｔ１において、位置指令変
化率＝（ＲＥＦ１−０）／利得を計算する。さらに基準
位置指令変化率演算部５８１は、その変化率で制御が進
行した場合、計算上、基準位置指令ＲＥＦ１に到達する
時間ｔ１１を演算する。時刻ｔ２において基準位置指令
ＲＥＦがＲＥＦ１からＲＥＦ２に変化した場合も、基準
位置指令変化率演算部５８１は、時刻ｔ２において、位
置指令変化率＝（ＲＥＦ２−ＲＥＦ１）／利得を計算す
る。さらに、基準位置指令変化率演算部５８１は、その
変化率で制御が進行した場合、計算上、基準位置指令Ｒ
ＥＦ２に到達する時間ｔ２１を演算する。このように算
出された基準位置指令の変化率を図６（Ｂ）の曲線ＣＶ
２１に示す。

【００４６】基準位置指令変化率許容範囲設定部５８２
は、基準位置指令変化率演算部５８１で算出した基準位
置指令変化率の上下に許容範囲を設定する。基準位置指
令変化率許容範囲設定部５８２における許容範囲の設定
には種々の方法を適用できる。

【００４７】第１の許容範囲の設定方法としては、たと
えば、図６（Ｂ）に図解したように、曲線ＣＶ２１に示
した算出した位置指令変化率の上下に所定の値を加減算
した値を上限値ＵＬおよび下限値ＬＬとして設定する。
たとえば、算出した位置指令変化率が５０であったと
き、上限許容値を５を加算した５５、下限許容値を５を
減じた４５とする。算出した位置指令変化率が６０であ
ったとき、上限許容値を６５、下限許容値を５５とす
る。このように一定の許容値としたときは、位置指令変
化率の値に関係なくその許容範囲にあるべきとして制御
を監視する場合である。

【００４８】第２の許容範囲の設定方法としては、曲線
ＣＶ２１に示した算出した位置指令変化率の上下に、算
出した位置指令変化率にある比率を乗じた値を加減算し
た値とする。たとえば、比率を１０％として、算出した
位置指令変化率が５０であったとき、上限許容値を５
５、下限許容値を４５とする。算出した位置指令変化率
が６０であったとき、上限許容値を６６、下限許容値を
５４とする。このように比率を考慮した許容値としたと
きは、位置指令変化率の値に応じてその許容範囲も変化
させて制御を監視する場合である。

【００４９】実際位置変化率演算部５８３は、センサ６
２エンコーダ２２からの実際の位置検出信号を連続的に
入力し、一定の期間について過去から現在までの実際の
位置検出信号の変化率を算出する。この変化率の演算に
おいて、一定期間を長くすると変化率の推移が緩慢にな
り、一定期間を短くすると変化率が急激に変化する。し
たがって、この変化率を演算する期間としては、適切な
期間、たとえば、５〜１０サンプリング期間のセンサ６
２の検出信号を用いることが好ましい。

【００５０】比較判定部５８４は、実際位置変化率演算
部５８３で算出した位置変化データが、基準位置指令変
化率許容範囲設定部５８２で設定した許容範囲にあるか
否かを比較判定する。実際位置変化率演算部５８３で算
出した位置変化データが許容範囲外のとき、比較判定部
５８４は警報出力部５８５を起動する。

【００５１】警報出力部５８５は警報を出力する。警報
出力部５８５からの警報出力は、制御装置に設けられた
表示装置、印刷装置にメッセージの形態で出力する他、
制御装置を停止させる警報信号を出力することができ
る。

【００５２】警報出力部５８５の警報信号は制御演算処
理部５４に印加される。制御演算処理部５４は、警報出
力部５８５から警報信号が入力されたとき、アクチュエ
ータ６１への駆動信号の出力を停止して、それ以上の制
御対象６３の動作を停止する。また警報出力部５８５の
警報信号は制御装置の緊急停止手段に印加されて、制御
装置を緊急停止させることもできる。

【００５３】このように、本実施の異常判定装置５８を
適用すると、変化率で判断するため、第１実施の形態と
同様、異常検知時間が短縮できる。その結果、警報出力
部５８５から警報信号を受けた制御演算処理部５４は迅
速にアクチュエータ６１への制御指令を停止し、あるい
は、警報出力部５８５は緊急停止回路を作動させて制御
装置５０の動作を停止させ、重大な異常事態を未然に回
避することが可能となる。

【００５４】本実施の形態の上記異常状態検出方法は、
第１実施の形態と同様、基準位置指令の変化が小さいほ
ど異常検知時間が短縮されるという効果を奏する。

【００５５】上述したとおり、本発明の第２実施の形態
の異常判定装置５８を用いて位置指令の変化率にもとづ
く計算上の誤差を算出し、その計算上の誤差に産業用ロ
ボット制御装置の動作状況などを反映させた判定値を算
出し、その判定値と実際の位置誤差との比較から異常状
態を判別すると、迅速に異常状態が検知でき、特に、指
令速度が低いほど迅速に異常状態が検知できるという効
果を奏する。異常判定装置５８の構成は簡単であり、そ
の実現は容易である。たとえば、異常判定装置５８の各
部、すなわち、基準位置指令変化率演算部５８１、基準
位置指令変化率許容範囲設定部５８２、実際位置変化率
演算部５８３、比較判定部５８４、警報出力部５８５を
１台のマイクロコンピュータを用いて構成することがで
きる。

【００５６】第２実施の形態の実施に際しては、種々の
変形形態をとることができる。たとえば、図４に図解し
た制御対象６３としては位置制御の対象となる制御対象
に限らず、温度制御など他の制御対象でもよい。制御対
象６３が温度制御を行う制御対象の場合、センサ６２は
温度センサ、たとえば、熱電対になる。

【００５７】

【発明の効果】本発明の制御装置の警報出力方法によれ
ば、異常状態を迅速に検知できる。

【００５８】本発明の制御方法によれば異常状態を迅速
に検知できる。

【００５９】本発明の制御装置によれば異常状態を迅速
に検知できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の制御装置の１実施の形態として
の産業用ロボット制御装置のブロック図である。

【図２】図２は図１に図解した異常判定装置の実施の形
態の構成図である。

【図３】図３は図２に図解した異常判定装置の動作を説
明するグラフである。

【図４】図４は本発明の制御装置の２実施の形態として
の制御装置のブロック図である。

【図５】図２は図４に図解した異常判定装置の実施の形
態の構成図である。

【図６】図６（Ａ）、（Ｂ）は図５に図解した異常判定
装置動作の説明するグラフである。

【符号の説明】

１０・・産業用ロボット制御装置 １１・・補間器 １２・・減算手段 １４・・制御演算処理部 １６・・速度制御器 １８・・異常判定装置 １８１・・位置指令変化率演算部 １８２・・判定値演算部 １８３・・比較判定部 １８４・・警報出力部 ２１・・サーボモータ ２２・・ロータリーエンコーダ ５０・・産業用ロボット制御装置 ５１・・基準指令生成器 ５２・・減算手段 ５４・・制御演算処理部 ５８・・異常判定装置 ５８１・・位置指令変化率演算部 ５８２・・位置指令変化率許容範囲設定部 ５８３・・位置変化率演算部 ５８４・・比較判定部 ５８５・・警報出力部 ６１・・アクチュエータ ６２・・センサ ６３・・制御対象

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3F059 AA06 BC10 CA06 CA09 DA08 DD01 FA03 FA07 FA10 FC02 FC06 5H269 AB33 BB12 CC09 DD01 EE03 EE11 EE25 GG01 JJ01 MM04 NN02 PP03 5H303 AA01 AA10 BB01 BB06 CC10 DD01 FF03 HH04 KK02 9A001 HH19 HH34 LZ03

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】連続的に変化する位置指令に基づく速度指
   令を制御ループの利得で除して計算上の誤差を算出する
   工程と、 該計算上の誤差を制御装置の状況を反映した因子で修正
   して判定値を算出し、 位置指令に対する制御対象の実際の位置信号の誤差が前
   記判定値を越えたとき警報を出力する工程とを有する制
   御装置の警報出力方法。
2. 【請求項２】連続的に変化する位置指令と制御対象の実
   際の位置検出信号との誤差を算出する工程と、 前記連続的に変化する速度指令を制御ループの利得で除
   して計算上の誤差を算出し、該計算上の誤差を制御装置
   の状況を反映した因子で修正して判定値を算出し、位置
   指令に対する制御対象の実際の位置信号の誤差が前記判
   定値を越えたとき警報を出力する工程と、 前記警報出力がないとき、前記算出した誤差に応じた制
   御演算を行う工程とを有する制御方法。
3. 【請求項３】連続的に変化する位置指令に基づく速度指
   令を制御ループの利得で除して計算上の誤差を算出する
   計算誤差算出手段と、 該算出した計算上の誤差を制御装置の状況を反映した因
   子で修正して判定値を算出する判定値算出手段と、 前記位置指令に対する制御対象の実際の位置信号の誤差
   が前記判定値を越えたとき警報を出力する判定・警報出
   力手段とを具備する制御装置の警報出力装置。
4. 【請求項４】連続的に変化する位置指令と、制御対象の
   実際の位置検出信号との誤差を算出する位置誤差算出手
   段と、 前記連続的に変化する速度指令を制御ループの利得で除
   して計算上の誤差を算出し、該計算上の誤差を制御装置
   の状況を反映した因子で修正して判定値を算出し、位置
   指令に対する制御対象の実際の位置信号の誤差が前記判
   定値を越えたとき警報を出力する警報判定手段と、 前記警報出力がないとき、前記算出した誤差に応じた制
   御演算を行う制御演算手段とを具備する制御装置。
5. 【請求項５】段階的に変化する基準指令を制御ループの
   利得で除して基準指令変化率を算出し、更新された新た
   な基準指令に到達する時間を推定する工程と、 該計算上の変化率に対して上下に許容範囲を設定する工
   程と制御対象の実際の動作結果を検出し、その変化率を
   算出する工程と、 前記制御対象の実際の動作結果が、前記許容範囲に入る
   か否かを判断する異常事態判断工程と、 異常状態が検出されたとき警報を出力する工程とを有す
   る制御装置の警報出力方法。
6. 【請求項６】段階的に変化する基準指令を制御ループの
   利得で除して基準指令変化率を算出し、更新された新た
   な基準指令に到達する時間を推定する手段と、 該計算上の変化率に対して上下に許容範囲を設定する手
   段と、 制御対象の実際の動作結果を検出し、その変化率を算出
   する手段と、 前記制御対象の実際の動作結果が、前記許容範囲に入る
   か否かを判断する異常事態判断手段と、 異常状態が検出されたとき警報を出力する手段とを有す
   る制御装置の警報出力装置。
7. 【請求項７】段階的に変化する基準指令を制御ループの
   利得で除して基準指令変化率を算出しかつ更新された新
   たな基準指令に到達する時間を推定し、該計算上の変化
   率に対して上下に許容範囲を設定し、制御対象の実際の
   動作結果の変化率を算出し、前記推定した時刻に到達す
   るまで前記制御対象の実際の動作結果が前記許容範囲に
   入るか否かを判断し、許容範囲を逸脱した場合に警報を
   出力する工程と、 前記段階的に変化する基準指令と制御対象の実際の検出
   信号との誤差を算出する工程と、 前記警報出力がないとき、前記算出した誤差に応じた制
   御演算を行う工程とを有する制御方法。
8. 【請求項８】前記段階的に変化する基準指令と制御対象
   の実際の検出信号との誤差を算出する誤差算出手段と、 前記算出した誤差に応じた制御演算を行いアクチュエー
   タを駆動する制御演算手段と、 段階的に変化する基準指令を制御ループの利得で除して
   基準指令変化率を算出しかつ更新された新たな基準指令
   に到達する時間を推定し、該計算上の変化率に対して上
   下に許容範囲を設定し、制御対象の実際の動作結果の変
   化率を算出し、前記推定した時刻に到達するまで前記制
   御対象の実際の動作結果が前記許容範囲に入るか否かを
   判断し、許容範囲を逸脱した場合に警報を出力する異常
   判定手段とを具備し、 前記制御演算手段は、前記異常判定手段から警報が出力
   されたとき、前記アクチュエータの駆動を停止する制御
   装置。