JPH0332384A - ロボツト制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、モード管理機能を備えたロボットに係り、特
にティーチングプレイバック方式の産業用ロボットに好
適なロボット制御装置に関する。

〔従来の技術〕

周知のとおり、ティーチングプレイバック方式の産業用
ロボットでは、ロボットに所定の作業をさせる場合、そ
れに必要なロボットの移動経路を予め教示（ティーチン
グ）しておくことにより、以後、自動的にロボットの動
作が制御され、所定の動作が再生（プレイバック）され
るようになっていところで、この教示に必要な操作は、
ロボットを実際に動かし、それが所定の位置に達したと
きに、その位置を教示点として入力するというものであ
り、このため、とにかくロボットを動作させる必要がり
、従って、このとき、ロボットの移動範囲についてはか
なりの自由度があり、この結果、成る程度の危険を伴う
。つまり、このときには、オペレータの操作いかんによ
っては、ロボットが思わぬ動作をしたり、或いは思わぬ
ところまで達してしまうからである。

そこで、従来の装置では、第６図に示すように、ティー
チング動作時などの低速モード時には、ロボットの動作
速度が所定値基」二にならないように制限していた。

この第６図において、１はロボット制御装置、２はロボ
ット本体、３は演算装置、４は乗算器、５は加算器、６
は電流増幅器、７は電流検出器、８は正弦波発生器、１
１は交流サーボモータ、１２は付置検出器、１３は微分
器、１４は速度異常検出器である。

演算装置３からはｌ・ルク指令が出力され、これが乗算
器４で、正弦波発生器８から発生される３相の正弦波信
号ｕ、ｖ、ｗと乗算され、それが電流４１ｊ令信号とし
て加算器５に人力される。この正弦波信号Ｕ、■、Ｗの
波形を第７図に示す。

上記加算器５には電流検出器７からの検出信号も人力さ
れており、これらの比較結果が電流指令として電流増幅
器６に人力され、交流サーボモータ１１に電流が供給さ
れ、ロボット本体２が駆動される。

一方、交流サーボモータ１１−の回転は位置検出器１２
によりパルス信号ｐとして検出され、これが正弦波発生
器８に入力されることにより、交流サーボモータ１１の
回転速度に比例した周波数の正弦波信号ｕ、　　ｖ、　
ｗが、この正弦波発生器８から出力され、ロボットの位
置制御にフィードバック制御が与えられるようになる。

また、この間、位置検出器１２からのパルス信号ｐは微
分器コ３にも供給され、ここで微分されることにより速
度信号に変換されている。そして、この速度信号が速度
異常検出器１４により常時監視されている。

そして、何等かの理由により、ロボットの移動速度が所
定の設定値を超えた場合、上記速度異常検出器１４から
演算装置３に異常信号が供給され、これにより、演算装
置３は直ちにロボット本体２の駆動機構にブレーキを働
かせ、トルク指令をゼロにしたり、電流増幅器６の電源
を切るなどにより、ロボットの動きを停止させるように
している。

また、他の従来技術としては、例えば特開昭５９−８１
０９４号公報に開示のように、ロボットの動作モードを
切換え、ティーチング動作時などの低速モード時にはロ
ボットの動作速度や駆動力が所定値以上にならないよう
に制限するようにしたものも知られていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術のうち、第６図に示した技術では、ロボッ
トの動作速度が異常になったことを検出してから、ロボ
ットが停止されるまでの時間遅れの＝４ 存在について配慮がされておらず、異常時にもロボット
の速度が所定値以上になってしまうという問題があり、
上記公報に開示の従来技術では、交流サーボモータをア
クチュエータとして用いたロボットへの具体的な適用に
ついて配慮がされておらず、このような交流ザーボモー
タを用いたロボットの実用化の点で問題があった。

本発明の目的は、交流ザーボモータを用いたロボットに
おいて、異常時でのロボットの動作速度制限機能が充分
に得られ、どのようなときでもロボットの動作速度が所
定値以上になることがなく、常に確実に危険防止が可能
な産業用ロボットの制御装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するため、本発明は、交流サーボモータ
を用いたロボットに使用されている正弦波発生器として
、それから発生される正弦波信号の周波数に上限を有す
る、いわゆる周波数制限付正弦波発生器を用い、ロボッ
トの動作モードに応じて、この周波数に上限を与えるか
否かを選択し得るようにしたものである。

実施例に即していえば、通常の正弦波発生器と周波数制
限付正弦波発生器の双方を設け、モード切換スイッチに
よりこれらを選択して交流サーボモータの駆動に使用す
るようにしたものである。

〔作用〕

交流サーボモータの回転速度は、それに供給される交流
の周波数により定まり、この周波数は正弦波発生器から
出力される正弦波信号の周波数によって決定される。

従って、ティーチング時などの低速モードで上記した周
波数制限付正弦波発生器による動作に切換えられている
ときには、たとえ、どのような異常が発生しても、交流
サーボモータに供給される交流の周波数は所定値以下に
留まるので、その回転速度が所定値以上になることはな
く、危険発生を未然に防止できる。

〔実施例〕

以下、本発明によるロボット制御装置について、図示の
実施例により詳細に説明する。

第１図は本発明の一実施例で、図において、９は周波数
制限付正弦波発生器、コーＯはモード切換スイッチであ
り、その他は第６図の従来技術と同じである。

また、この結果、モード切換スイッチ１０が正弦波発生
器８に位置検出信号ｐが入力される状態に切換えられて
いるときの動作も、第６図の従来技術と同じである。

正弦波発生器８は、第２図に示すように、演算処理器１
５、計数器１６、記憶装置↓７、それに３台のＤ／Ａ変
換器１８とで構成され、パルスとして位置検出器１２か
ら構成される装置検出信号ｐにより、第７図に示す３相
の正弦波信号Ｕ、　　Ｖ、Ｗを発生するもので、このた
め、信号ｐを計数器１６でカウントし、そのカウントデ
ータＣ（第７図）により記憶装置１７の正弦波変換用デ
ータが格納しであるＲＯＭ１０５を検索し、その検索結
果をＤ／Ａ変換器１８に入力して、それぞれの正弦波信
号ｕ、ｖ、ｗを得るように動作する。従って、このとき
の演算処理器］５による処理をフローチャートで示すと
、第３図のようになる。

次に、周波数制限付正弦波発生器９は、これも第４図に
示すように、演算処理器１５、計数器１６、記憶装置１
７、それに３台のＤ／Ａ変換器１８とで構成され、従っ
て、パルスとして位置検出器１２から構成される装置検
出信号ｐにより、第７図に示す３相の正弦波信号１】、
ｖ、　ｗを発生するため、信号ｐを計数器１６でカウン
トし、そのカウントデータＣ（第７図）により記憶装置
１７の正弦波変換用データが格納しであるＲＯＭＩＯ３
を検索し、その検索結果をＤ／Ａ変換器１８に入力して
、それぞれの正弦波信号ｕ、ｖ、ｗを得るように動作す
る点までは、第２図、第３図で説明した正弦波発生器８
と同じであるが、ここで、記憶装置１７に速度設定値デ
ータが格納されているＲＯＭを備え、これを用いて演算
処理器１５により第５図に示す処理が実行されるように
なっている点が異なっている。ここで、上記した速度設
定値としては、ロボット本体２の移動速潰が安全な範囲
に納まっていると考えられる上限値に定められている。

そこで、この第５図の処理が開始されると、まず、処理
５０で計数器１６のカウントデータＣの現在値の読み込
みを行ない、続いて処理５１として、この読み込んだデ
ータＣにより交流サーボモータ１１の速度を求める。な
お、このためには、データＣの現在値と前回値とを比較
してやれば良い。

次に、こうして求めた速度を、判断処理５２において、
ＲＯＭ１０６から読出した設定速度と比較し、これらの
大小判別を行なう。そして、この判断処理５２での結果
がＮＯｌつまり、現在の速度が設定速度に達してないと
判断されたときには、続いて処理５３．５４を実行する
ことにより正弦波信号Ｕ、Ｖ、Ｗを得る。つまり、この
ときには、上記したように、正弦波発生器８と同じ動作
状態となる。

しかして、いま、何等かの理由により、交流サーボモー
タ１１の回転速度が４−昇し、設定速度以上になってし
まったとすると、ここで、判断処理第６図の従来例と同
じく、この実施例でも微分器１３と速度異常検出器１４
が備えられ、これにより、異常発生時にはロボット停止
制御が与えられるように構成しであるのはいうまでもな
く、従って、この実施例によれば、上記した周波数制限
付正弦波発生器９による周波数抑制機能により、異常発
生時には、まずロボットの移動速度の安全範囲を超えた
上昇が抑えられ、その後、ロボットの停止制御により停
止されるため、ティーチング時などでの安全性を充分に
確保することが出来る。

なお、以上の実施例では、正弦波発生器８と周波数制限
付正弦波発生器９の双方を独立して設け、これらを動作
モードに応じて選択するようにしているが、周波数制限
付正弦波発生器だけを使用し、その周波数制限機能だけ
を動作モードに応じて能動化したり、無効化したりする
ようにして本発明の実施例としてもよい。

〔発明の効果〕

本発明によれば、動作モードを切換えておくことにより
、ティーチング時などに何等かの異常が１５ 発生したとしても、ロボットが制限速度を超えて動作す
る虞れは全く無く、常に確実に安全性が確保できるから
、信頼性の高いロボット制御装置を容易に提供すること
が出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるロボット制御装置の一実施例を示
すブロック図、第２図は正弦波発生器の一実施例を示す
ブロック図、第３図は動作説明用のフローチャー１・、
第４図は周波数制限付正弦波発生器の一実施例を示すブ
ロック図、第５図は動作説明用のフローチャート、第６
図は従来例のブロック図、第７図は動作説明用の波形図
である。 １・・・・・・ロボット制御装置、２・・・・・・ロボ
ット本体（マニプレータ部）、３・・・・・演算装置、
４・・・・・・乗算器、５・・・・・・加算器、６・・
・・・・電流増幅器、７・・・・・・電流検出器、８・
・・・・・正弦波発生器、９・・・・・・周波数制限付
正弦波発生器、］Ｏ・・・・・・モード切換スイッチ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ロボット可動部駆動用のアクチュエータとして交流
   サーボモータを備え、トルク指令と正弦波信号との乗算
   により生成される交流電力を上記交流サーボモータに供
   給してロボットを駆動すると共に、上記交流サーボモー
   タの回転位置検出信号から上記正弦波信号を生成する方
   式のロボット制御装置において、上記回転位置検出信号
   の周期に反比例した周波数の正弦波信号を発生する第１
   の正弦波発生手段と、上記回転位置検出信号の周期が所
   定値以上にあるときは該信号の周期に反比例した周波数
   の正弦波信号を発生し、上記回転位置検出信号の周期が
   所定値未満のときには所定の一定周波数の正弦波信号を
   発生する第２の正弦波発生手段を設け、ロボットの動作
   モードに応じて上記第１と第２の正弦波発生手段からの
   正弦波信号の一方を選択して上記交流電力を生成するよ
   うに構成したことを特徴とするロボット制御装置。 ２、請求項１の発明において、上記ロボットがティーチ
   ング・プレイバック方式のロボットであり、上記第２の
   正弦波発生手段からの正弦波信号を選択すべき動作モー
   ドが、ティーチング動作モードとなるように構成したこ
   とを特徴とするロボット制御装置。