JPH09282020A

JPH09282020A - サーボモータ駆動装置

Info

Publication number: JPH09282020A
Application number: JP9430896A
Authority: JP
Inventors: Yoshiyuki Okano; 義之岡野
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1996-04-16
Filing date: 1996-04-16
Publication date: 1997-10-31

Abstract

(57)【要約】【課題】サーボモータの動作中にその負荷状況を正確
に検出して、サーボモータをそのときの負荷状況に応じ
て常に効率良く駆動できるようにする。【解決手段】ロボットの各軸を駆動するサーボモータ
を所定の制御パターンに従い駆動してロボットを動作さ
せる装置において、ロボット動作中、各モータの実電流
ｉを検出し、その二乗値を積分することにより、各モー
タの負荷判定値Ｓを求める。そして、モータ負荷が大き
くなる所定の動作点で、負荷判定値Ｓと定格負荷に対応
した過負荷判定値Ｓｏとから各モータの負荷率αを演算
し(S100)、その内の最大負荷率αmax が負荷率判定値α
ｏ以下であれば、各モータの制御パターンを規定する最
大速度を、定格の１００％を上限として所定割合だけ増
加させ、逆に最大負荷率αmax が負荷率判定値αｏであ
れば各モータの最大速度を所定割合だけ減少させる(S11
0〜S150)、制御パターン更新処理を実行する。この結
果、モータを使用限界付近で駆動し、ロボットの作業能
力を向上できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ロボット，ワーク
送り位置決め装置，ＮＣ装置等の制御対象を駆動するサ
ーボモータを駆動制御して、制御対象を目標位置に順次
変位させるサーボモータ駆動装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の装置では、ロボット等の
制御対象に所望の動作を実行させるために、サーボモー
タの回転速度，回転加速度，停止位置等の制御パターン
を予め設定する（所謂ティーチング）ようにされている
が、こうした回転速度や回転加速度は、制御対象の使用
状況によって大きく左右されることから、一律に決定す
ることは困難であった。

【０００３】そこで従来より、例えば、特開平４−３０
９８８号公報に開示されているように、サーボモータを
実際に運転した際に、トルク指令値や位置偏差量等を、
サーボモータの負荷状況を表すパラメータとしてモニタ
し、そのモニタ結果をレベルメータ形式で表示する負荷
状況表示装置をサーボモータ駆動装置に設け、使用者が
制御パターンをティーチングする際には、この負荷状況
表示装置に表示されたサーボモータの負荷状況を見るこ
とにより、ティーチング作業を容易に行なえるようにす
ることが提案されている。

【０００４】しかしこうした負荷状況表示装置を利用し
てティーチング作業を行なった場合、負荷状況表示装置
に表示された負荷状況は、ティーチングのためにサーボ
モータを駆動したときの負荷状況であり、ロボット等を
実際に動作させたときの負荷状況とは必ずしも一致しな
いことから、ロボット等の作業能力を高水準に保つため
の制御パターンを設定する際の目安にはなるが、制御パ
ターンを制御対象動作時の負荷状況に対応して正確に設
定することはできないといった問題があった。

【０００５】また、ロボット等の動作中の負荷状況は、
例えばワーク重量のばらつき等、動作中の外部状況によ
って変化するが、上記提案の装置では、ティーチング作
業によって設定された制御パターンを制御対象の動作中
に変更することはできないため、制御パターンを外部状
況の変化を考慮して設定しなければならず、制御パター
ンをサーボモータの負荷率（定格負荷に対する割合）が
１００％近くになるように設定してサーボモータ（延い
てはロボット等の制御対象）の能力を最大限発揮させ
る、といったことは困難であった。

【０００６】一方、特開平４−３０２０３号公報には、
ロボットの動作中にサーボモータの制御パターンを変更
し得る装置として、サーボモータを加減速してロボット
を目標位置まで移動させる度に、サーボモータの最大速
度を検出すると共に、その検出速度が予め設定されてい
る教示速度に到達したかどうかを判定し、検出速度が教
示速度に到達している場合には教示速度とトルクカーブ
を用い、逆に検出速度が教示速度に到達しなければ到達
速度とトルクカーブを用いて、サーボモータの最大トル
クを求め、更に、この最大トルクからサーボモータの加
速トルク，加速度を順に求め、この加速度と速度とに基
づき、制御パターンを決定する制御パラメータの一つで
ある加減速時定数を設定するようにした装置が提案され
ている。

【０００７】この提案の装置によれば、ロボットの動作
中、ロボットを目標位置に変位させる度に、そのときの
負荷状況に応じて制御パラメータの一つである加減速時
定数を更新することができ、ティーチング補助のために
負荷状況を表示するようにした装置に比べて、サーボモ
ータを効率良く駆動することができるようになる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記提案の装
置では、サーボモータを加減速してロボットを目標位置
まで変位させたときのサーボモータの回転状態から制御
パラメータを更新するので、ロボットの動作中にサーボ
モータが過負荷異常にならないように制御パラメータを
設定することは困難であり、ロボットの動作中にサーボ
モータが過負荷異常となって、ロボットが停止してしま
うといった問題があった。

【０００９】つまり、ロボットは、例えば、アームの先
端に固定したツールを順次変位させることにより、多数
のワークを順次所定位置まで移動させたり、多数のワー
クに対する加工作業を繰返し実行するものである。従っ
て、サーボモータは、ロボットが１動作する間に予め設
定された制御シーケンスに従い所定回繰返し加減速さ
れ、しかもこの加減速動作は、ロボットの動作に対応し
て連続的に実行される。そして、このようにサーボモー
タを繰返し加減速させた場合、サーボモータは加減速時
の通電電流とその繰返し回数（通電時間）とに応じて発
熱する。

【００１０】従って、上記提案の装置のように、サーボ
モータの１回の加減速動作毎の回転状態から制御パラメ
ータを更新するのでは、サーボモータの加減速動作の繰
返しによって生じるサーボモータの負荷状況（発熱状
態）に応じて制御パラメータを更新することができず、
上記提案の装置において、サーボモータの加減速時定数
は、サーボモータの実際の負荷状況に対して大きくなり
すぎ、過負荷異常（モータの過熱）が発生することにな
る。

【００１１】また、ロボットのようにサーボモータの加
減速を繰返し行なうシステムでは、サーボモータの過負
荷異常によってモータ巻線が焼損したりすることのない
よう、サーボモータの過負荷状態をその温度や通電電流
量等から検出し、過負荷異常検出時には、サーボモータ
の駆動を停止させる、安全装置としての機能が付与され
ているものも多く、上記提案の装置では、過負荷異常が
発生する度に、この機能が働き、ロボットの動作が停止
してしまう。

【００１２】本発明は、こうした問題に鑑みなされたも
ので、サーボモータにより駆動されるロボット等の制御
対象の作業能力を高水準に保つために、サーボモータの
動作中にその負荷状況を正確に検出して、サーボモータ
をそのときの負荷状況に応じて常に効率良く駆動できる
ようにすることを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めになされた請求項１に記載のサーボモータ駆動装置で
は、サーボモータを予め設定された制御パターンに従い
駆動して、制御対象を目標位置に順次変位させるが、サ
ーボモータの駆動時には、負荷率演算手段が、サーボモ
ータの温度又は温度に対応した動作パラメータに基づ
き、サーボモータの定格負荷に対する負荷率を演算し、
制御パターン更新手段が、その演算された負荷率と予め
設定された負荷率判定値とに基づき、サーボモータの負
荷率が負荷率判定値を越えない範囲内で最大となるよう
に、制御パターンを更新する。

【００１４】即ち、本発明では、前述の従来装置のよう
に、サーボモータの負荷状況を、サーボモータの加減速
動作時の回転状態から検出するのではなく、サーボモー
タの温度又はその温度に対応した動作パラメータから検
出し、その検出結果から負荷率を求め、この負荷率が負
荷率判定値を越えない範囲内で最大となるように制御パ
ターンを更新する。

【００１５】これは、サーボモータの使用限界は、モー
タの表面温度又は周囲からの上昇温度に規定されてお
り、負荷状況はモータの温度によって決定されるためで
ある。つまり、本実施例では、サーボモータの負荷状況
を、サーボモータの温度又はその温度に対応した動作パ
ラメータから検出することにより、サーボモータが繰返
し加減速された場合にも、その負荷状況（換言すれば使
用限界）を常に正確に検出できるようにしているのであ
る。

【００１６】従って、本発明によれば、サーボモータ
を、過負荷異常を発生させない範囲内で、最大速度或い
は最大加速度で駆動できるようになり、ロボット等の制
御対象の作業能力を常時高水準に保つことができる。こ
こで本発明では、サーボモータの負荷状況を、サーボモ
ータの温度又は温度に対応した動作パラメータから検出
することにより、サーボモータの定格負荷に対する負荷
率を正確に求め、その負荷率に応じて制御パターンを最
適値に更新できるようにしているのであるが、サーボモ
ータの負荷状況の検出には、例えば、サーボモータの表
面或いはその周辺に温度センサを設けて、サーボモータ
の温度を直接検出するようにしてもよい。しかしこの場
合、温度センサ及び温度センサからの検出信号を処理す
る信号処理回路を別途設けなければならず、装置構成が
複雑になってしまう。

【００１７】これに対して、請求項２に記載のように、
負荷率演算手段を、サーボモータに流れる実電流の二乗
値を積分して、負荷率を求めるようにすれば、温度セン
サやを信号処理回路を別途設ける必要がなく、本発明
（請求項１）をより簡単な構成にて実現することができ
る。

【００１８】つまり、サーボモータの温度上昇は、サー
ボモータ駆動時の損失によるものであり、この損失の内
訳は、銅損，鉄損，及び機械損である。そしてこのう
ち、温度上昇の最も大きな要因を占めるのが銅損である
ため、サーボモータの温度上昇は、概ね、モータ電流の
二乗に比例することになる。従って、サーボモータの負
荷率は、請求項２に記載のように、サーボモータの温度
に対応した動作パラメータとして、モータ電流を検出す
ることによっても略正確に検出することができるように
なるのである。

【００１９】また既述したように、ロボット等では、従
来より、サーボモータの過負荷異常を検出してその動作
を停止させるために、モータ電流検出用の回路が設けら
れているため、このようなシステムでは、負荷率演算の
ために電流検出回路を別途設ける必要がなく、本発明を
より簡単に実現することが可能になる。

【００２０】一方、制御パターン更新手段がサーボモー
タの負荷率に応じて制御パターンを更新する際には、請
求項３に記載のように、その制御パターンを規定する制
御パラメータである、回転速度，回転加速度，及び停止
時間の全てを更新するようにしてもよく、またその内の
一つを構成するようにしてもよい。

【００２１】そして、制御パターン更新手段を、回転速
度を更新するように構成した場合には、サーボモータ駆
動時の回転速度を最大速度にすることができ、回転加速
度を更新するようにした場合には、サーボモータ加減速
時の加速度を最大加速度にすることができ、停止時間を
更新するようにした場合には、サーボモータの負荷状況
に応じてサーボモータ加減速後の停止（保持）時間を制
御して、サーボモータを過負荷異常とならない範囲内で
最も効率良く駆動（回転・停止）することができる。

【００２２】また次に、負荷率演算手段にて求められた
負荷率に基づき制御パターン更新手段が更新する制御パ
ラメータや、制御パターン更新時の負荷率判定値として
は、予め固定値を設定しておくようにしてもよいが、請
求項４に記載のように、これら値を更新条件設定手段を
介して外部から指定できるようにしてもよい。

【００２３】そして、このようにすれば、使用者が、サ
ーボモータの使用環境に応じて、制御パターンの更新条
件を任意に設定でき、サーボモータ，延いては制御対象
を、より効率良く動作させることができる。また、更新
の必要のないときには、更新条件を設定しなければよ
く、この場合には、負荷率演算手段の動作を含めて、制
御パターン更新のための処理動作を禁止させ、サーボモ
ータ駆動装置の処理の負担を軽減することができる。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施例を図面と共
に説明する。図１は、ロボット２の各軸（６軸）の回転
位置を制御する６個のサーボモータＭ１〜Ｍ６を各々駆
動して、ロボット２のアームに固定されたツール（図示
せず）を予め設定された目標位置に順次変位させる制御
装置４の構成を表す概略構成図である。

【００２５】図１に示す如く、制御装置４は、各サーボ
モータＭ１〜Ｍ６の電流指令値を演算し、その電流指令
値としてＰＷＭ信号を出力する制御部６と、制御部６か
らのＰＷＭ信号を受けて、各サーボモータＭ１〜Ｍ６を
通電する駆動回路（以下単にアンプという）１１〜１６
とから構成されている。これら各アンプ１１〜１６は、
制御部６からのＰＷＭ信号により、図示しないパワート
ランジスタをＯＮ・ＯＦＦさせてモータ電流を制御する
周知の駆動回路であり、各サーボモータＭ１〜Ｍ６に流
れた実電流を検出して制御部６側に戻す電流検出回路も
内蔵している。

【００２６】また、制御部６は、電流指令値の演算等を
行なうＣＰＵ２０，制御プログラムや各種データが予め
格納されたＲＯＭ２２，ＣＰＵ２０が演算動作を行なう
際にデータを一時格納したり、ロボット制御のためのユ
ーザプログラムを格納するためのＲＡＭ２４，上記各サ
ーボモータＭ１〜Ｍ６に設けられた回転位置検出用のセ
ンサ（ロータリエンコーダ等）からの出力信号に基づき
各サーボモータＭ１〜Ｍ６の回転位置や回転速度を算出
する位置検出回路２６，ＣＰＵ２０で演算された電流指
令値に応じて各サーボモータＭ１〜Ｍ６を通電するため
のＰＷＭ信号を生成し、上記各アンプ１１〜１６に出力
する電流制御回路３０，外部のモニタ付操作パネル４０
と制御部６との間で信号を入出力するための入出力イン
タフェース（Ｉ／Ｏ）３２，他の外部装置との間で信号
を入出力するための各種の入出力インタフェース（Ｉ／
Ｏ）３４，これら各部を接続するバスライン３６等から
構成されている。

【００２７】なお、モニタ付操作パネル４０は、使用者
が制御装置４に対して、ロボット２を順次目標位置に変
位させるための各サーボモータＭ１〜Ｍ６の制御パター
ン（回転速度，回転加速度，停止位置等）をティーチン
グしたり、このティーチングされた制御パターンに従い
各サーボモータＭ１〜Ｍ６を駆動する際に実行すべき所
望の制御処理（ユーザプログラム）を入力したり、ロボ
ットの起動，停止等の各種指令を入力したりするための
ものであり、入力用のキーボードと、ロボットの動作状
態や使用者に対する各種メッセージを表示するためのモ
ニタとから構成されている。

【００２８】次に、制御装置４が上記各サーボモータＭ
１〜Ｍ６を駆動してロボット２を制御する際の動作を、
図２に示す制御系のブロック線図を用いて説明する。な
お、図２において、符号Ｐ１〜Ｐ８を付した各ブロック
は、制御装置４側の動作を表し、それ以外のブロック
は、各サーボモータＭ１〜Ｍ６側の動作を表す。

【００２９】図２に示す如く、制御装置４においては、
まずＣＰＵ２０が、ＲＡＭ２４に格納された制御パター
ンに基づき、現時点で制御すべき各サーボモータＭ１〜
Ｍ６の位置を表す位置指令値を演算し、この位置指令値
と、位置検出回路２６にて求めた各サーボモータＭ１〜
Ｍ６の実位置との偏差を算出する（Ｐ１）。そして、こ
の算出した位置偏差に所定の位置ゲインＫｐを乗じて、
各サーボモータＭ１〜Ｍ６に対する速度指令値を算出し
（Ｐ２）、更にこの速度指令と、位置検出回路２６にて
求めた（Ｐ３）各サーボモータＭ１〜Ｍ６の実速度との
偏差を算出する（Ｐ４）。そして、この算出した速度偏
差に所定の速度ゲインＫｖを乗じて、各モータＭ１〜Ｍ
６に対する電流指令値を算出し（Ｐ５）、この電流指令
値を電流制御回路３０に出力する。

【００３０】次に、電流制御回路３０は、上記各アンプ
１１〜１６内の電流検出回路にて検出された各サーボモ
ータＭ１〜Ｍ６の実電流ｉをＡ／Ｄ変換して取り込み
（Ｐ６）、この実電流ｉが電流指令値となるように、Ｐ
ＷＭ信号を生成する。具体的には、電流指令値と実電流
ｉとの偏差を求め（Ｐ７）、その電流偏差に所定の電流
ゲインＫｉを乗じる（Ｐ８）ことにより、ＰＷＭ信号を
生成する。そして、この生成したＰＷＭ信号を各アンプ
５２〜５８に出力し、各サーボモータ１３〜２１の通電
電流を制御する。なお、図３において、実電流をＡ／Ｄ
変換にて取り込む手順を表すブロックＰ６に記載のＫA/
D は、実電流をデジタル値に変換する際の変換定数を表
す。

【００３１】この結果、各サーボモータＭ１〜Ｍ６のモ
ータ巻線には、各アンプ１１〜１６から、ＰＷＭ信号に
応じて駆動電圧が印加され、各モータ巻線の端子電圧
は、この駆動電圧と、各サーボモータＭ１〜Ｍ６の回転
角速度に逆起電力定数Ｋｅを乗じて得られる逆起電圧と
を合成した電圧となる。そして、各モータ巻線には、こ
の端子電圧に、モータインダクタンスＬ及びモータ抵抗
Ｒをパラメータとする係数｛１／（Ｌｓ＋Ｒ）｝を乗じ
た電流（つまり実電流ｉ）が流れる。

【００３２】またこのようにモータ巻線に電流ｉが流れ
ると、各サーボモータＭ１〜Ｍ６においては、回転子
に、実電流ｉとトルク定数Ｋｔとにより決定されるモー
タトルクＴM が発生し、モータ軸のイナーシャＪによる
遅れ（１／Ｊｓ）を伴って回転角速度が発生し、各サー
ボモータＭ１〜Ｍ６は、その回転角速度を積分（１／
ｓ）した回転位置に制御される。そして、この回転位置
が、各サーボモータＭ１〜Ｍ６に設けられたロータリエ
ンコーダ等のセンサにて検出され、その検出信号が制御
装置４内の位置検出回路２６にフィードバックされる。

【００３３】従って、本実施例の制御装置４によれば、
各サーボモータＭ１〜Ｍ６を、使用者からのティーチン
グにより予め設定された制御パターンに従い順次加減速
させて、ロボット２に対して所定の動作を実行させるこ
とができる。一方、上記のようなロボット制御中、ＣＰ
Ｕ２０は、各サーボモータＭ１〜Ｍ６の実電流ｉから各
サーボモータＭ１〜Ｍ６の負荷状況（発熱状態）を検出
し、各サーボモータＭ１〜Ｍ６のうちの一つでもモータ
温度が所定温度以上となる過負荷異常となる場合には、
各サーボモータＭ１〜Ｍ６の回転を停止してそのときの
回転位置に保持させるモータ停止処理を実行する。

【００３４】また、ＣＰＵ２０は、使用者により、各サ
ーボモータＭ１〜Ｍ６の負荷状況に応じて制御パターン
を更新するユーザプログラムが予め設定されている場合
には、このユーザプログラムに従い制御パターンを更新
する制御パターン更新処理を実行する。

【００３５】以下、このようにＣＰＵ２０において実行
されるモータ停止処理及び制御パターン更新処理につい
て説明する。まず、これら各処理を実行するために、Ｃ
ＰＵ２０は、ロボット制御中、各サーボモータＭ１〜Ｍ
６の実電流ｉに基づき、次式(1) を用いて、所定時間毎
に繰返し、各サーボモータＭ１〜Ｍ６の負荷状況を表す
負荷判定値Ｓを演算する。

【００３６】Ｓ(n+1) ＝｛Ｓ(n) ＋ｉ(n+1)²｝・ａ／（ａ＋１） …(1) なお、(1) 式において、添え字(n) は前回求めた値，添
え字(n+1) は今回求めた値（最新値）を表し、ａ／（ａ
＋１）は積分時定数を表す。つまり、サーボモータＭ１
〜Ｍ６の使用限界は、モータ温度により決定され、サー
ボモータの温度上昇はモータ電流の二乗に比例すること
から、本実施例では、各サーボモータＭ１〜Ｍ６の負荷
状況を表す負荷判定値Ｓとして、各サーボモータＭ１〜
Ｍ６の実電流ｉの二乗値を、積分時定数ａ／（ａ＋１）
を用いて積分することにより求めるのである。

【００３７】そして、上記モータ停止処理では、(1) 式
を用いて逐次演算される各サーボモータＭ１〜Ｍ６の負
荷判定値（最新値）Ｓと、予め設定された過負荷異常判
定値（各サーボモータＭ１〜Ｍ６の定格負荷よりも大き
い所定値）とを比較し、いずれかのサーボモータの負荷
判定値Ｓが過負荷異常判定値を越えると、そのサーボモ
ータが過負荷異常になったと判断して、全サーボモータ
Ｍ１〜Ｍ６の回転を停止させ、その位置に保持させる。

【００３８】この結果、各サーボモータＭ１〜Ｍ６には
回転時よりも小さな保持電流が流れ、過負荷異常となっ
たモータ温度が低下し、上記(1) 式にて逐次演算される
負荷判定値Ｓも小さくなる。そして、モータ停止処理で
は、各サーボモータＭ１〜Ｍ６の回転停止によって、各
サーボモータＭ１〜Ｍ６の負荷判定値Ｓが過負荷異常判
定値よりも小さい復帰判定値まで低下すると、制御パタ
ーンに沿った各サーボモータＭ１〜Ｍ６の駆動制御を再
開する。

【００３９】従って、本実施例によれば、全サーボモー
タＭ１〜Ｍ６のいずれかが過負荷異常となって、サーボ
モータ或いはその駆動系が故障するのを確実に防止でき
る。一方、制御パターン更新処理では、ユーザプログラ
ムに従い、上記(1) 式を用いて逐次演算される各サーボ
モータＭ１〜Ｍ６の負荷判定値Ｓに基づき、各サーボモ
ータＭ１〜Ｍ６の定格負荷に対する負荷率αを求め、こ
の負荷率αが、使用者が設定した負荷率判定値αｏを越
えたときに、制御パターンを更新する。

【００４０】また、制御パターンの初期値には、使用者
からのティーチングにより、各サーボモータＭ１〜Ｍ６
の回転速度，回転加速度，停止位置等が、ロボット２の
１動作分、その動作手順に沿って設定されているが、こ
れら各制御パラメータの内のどの制御パラメータをどの
ように更新するかといった更新方法についても、ユーザ
プログラムにより規定される。

【００４１】そこで、ここでは、ユーザプログラムによ
って、ロボット２の１動作中にサーボモータ負荷が大き
くなる所定の動作点で、各サーボモータＭ１〜Ｍ６の最
大負荷率αが９０％となるように制御パラメータである
回転速度の最大値（最大速度）を更新することが規定さ
れている場合に実行される制御パターン更新処理を例に
とり説明する。

【００４２】この制御パターン更新処理は、ＣＰＵ２０
が一連のロボット制御を繰返し実行するためのプログラ
ムを実行しているときに、所定の動作点でサブルーチン
として実行される処理であり、図３に示す如く、まずＳ
１００（Ｓ：ステップを表す）にて、上記(1) 式を用い
て求められた負荷判定値（最新値）Ｓを読み込み、これ
と予め定格負荷に対応して設定された過負荷判定値Ｓｏ
とから、各サーボモータＭ１〜Ｍ６の負荷率α（α＝Ｓ
／Ｓｏ）を求める。なお、本実施例では、このＳ１００
の処理と、ＣＰＵ２０において負荷判定値Ｓを演算する
ために別途実行される演算処理とが、本発明の負荷率演
算手段に相当する。

【００４３】そして、続くＳ１１０では、各サーボモー
タＭ１〜Ｍ６の負荷率αの内の最大負荷率αmax と、使
用者により設定された負荷率判定値αｏ（この場合９０
％）とを大小比較し、最大負荷率αmax が負荷率判定値
αｏ以下であれば、Ｓ１２０に移行して、各サーボモー
タＭ１〜Ｍ６の最大速度を、使用者により設定された所
定割合（例えば１０％）だけ大きい値に増加させ、Ｓ１
３０に移行する。

【００４４】Ｓ１３０では、Ｓ１２０にて各サーボモー
タＭ１〜Ｍ６の最大速度を増加させた結果、各サーボモ
ータＭ１〜Ｍ６の最大速度のいずれかが定格の１００％
を越えたか否かを判断する。そして、最大速度が定格の
１００％を越えたサーボモータがあれば、Ｓ１４０に
て、そのサーボモータの最大速度を定格の１００％の値
に設定した後、当該処理を終了し、逆に各サーボモータ
Ｍ１〜Ｍ６の最大速度が定格の１００％を越えていなけ
れば、そのまま当該処理を終了する。

【００４５】一方、Ｓ１１０にて、最大負荷率αmax が
負荷率判定値αｏを越えていると判断された場合には、
Ｓ１５０に移行して、各サーボモータＭ１〜Ｍ６の最大
速度を使用者により設定された所定割合（例えば１０
％）だけ減少させ、当該処理を終了する。

【００４６】このように制御パターン更新処理では、使
用者が予め設定したユーザプログラムに従い、各サーボ
モータＭ１〜Ｍ６の負荷率αを求め、その内の最大負荷
率αmax が使用者が設定した負荷率判定値αｏ以下とな
るように、各サーボモータＭ１〜Ｍ６の制御パターンを
規定する制御パラメータ（上記例では最大速度）を更新
する。

【００４７】従って、本実施例によれば、ロボット制御
実行中に、各サーボモータＭ１〜Ｍ６の制御パターン
を、各サーボモータＭ１〜Ｍ６の負荷率に応じて、使用
者が指定した所望の制御パターンとなるように更新する
ことができ、ロボットを使用限界付近で安定的に動作さ
せることができる。また、上記制御パターン更新処理の
実行により、各サーボモータＭ１〜Ｍ６に過負荷異常が
発生するのを防止することができるため、上記モータ停
止処理によってサーボモータＭ１〜Ｍ６の過負荷異常が
判定されて、ロボット２の動作が停止されるようなこと
もなく、ロボット２を連続的に動作させることもでき
る。

【００４８】なお、本実施例では、上記制御パターン更
新処理において、各サーボモータＭ１〜Ｍ６の最大速度
を増・減させるＳ１１０〜Ｓ１５０の処理が、本発明の
制御パターン更新手段に相当し、この制御パターン更新
処理を実行するために使用者がユーザプログラムを入力
するのに使用するモニタ付操作パネル４０が、本発明の
更新条件設定手段に相当する。

【００４９】以上、本発明の一実施例について説明した
が、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、種
々の態様をとることができる。例えば、上記実施例で
は、制御パターン更新処理によって、ロボット各軸のサ
ーボモータＭ１〜Ｍ６の負荷率αの内、最も大きい負荷
率（最大負荷率）αmaxが９０％となるように、各サー
ボモータＭ１〜Ｍ６の最大速度を更新するものについて
説明したが、制御パターン更新処理によって更新すべき
制御パラメータや、更新条件である負荷率判定値は、ユ
ーザプログラム作成時に使用者により設定されるもので
あるため、使用者がユーザプログラムの作成時に、更新
すべき制御パラメータとして、例えば各サーボモータＭ
１〜Ｍ６の加速度を設定すれば、負荷率に応じて各サー
ボモータＭ１〜Ｍ６の最大加速度，最大減速度等を更新
させることができる。また、使用者が負荷率判定値とし
て１００％を設定すれば、全サーボモータＭ１〜Ｍ６の
内の負荷が最も大きいサーボモータを負荷率１００％で
駆動できるように、各サーボモータＭ１〜Ｍ６の速度や
加速度を更新できる。

【００５０】また、例えば、使用者が、サーボモータＭ
１〜Ｍ６の負荷率が負荷率判定値を越えた場合に、各サ
ーボモータＭ１〜Ｍ６の回転を一時的に停止させるタイ
マ命令からなるユーザプログラムを設定すれば、サーボ
モータＭ１〜Ｍ６の負荷率が負荷率判定値を越えたとき
に一時的に各サーボモータＭ１〜Ｍ６の回転を停止させ
て、負荷の大きいサーボモータが過負荷異常となって、
ロボット２の動作が上記モータ停止処理によって長時間
停止されるのを防止することができる。

【００５１】一方、上記実施例では、制御パターン更新
処理は、使用者が設定したユーザプログラムによって実
行されるものとして説明したが、ロボット制御実行時
（制御プログラム実行時）には、予め基本的な制御パタ
ーン（回転速度，回転加速度，停止位置）の更新処理を
必ず実行するようにしておき、使用者が必要に応じて、
制御パターン更新処理実行時の条件を変更できるように
しても、上記実施例と同様の効果を得ることができる。

【００５２】また、上記実施例では、各サーボモータＭ
１〜Ｍ６の負荷判定値Ｓを、各サーボモータＭ１〜Ｍ６
に流れた実電流ｉから求めるものとして説明したが、各
サーボモータＭ１〜Ｍ６に温度センサを設け、温度セン
サからの検出信号を各サーボモータＭ１〜Ｍ６の負荷判
定値Ｓに換算するようにしてもよい。

【００５３】また更に、上記実施例では、ロボットの各
軸を複数（６個）のサーボモータＭ１〜Ｍ６を用いて制
御するロボット制御装置について説明したが、本発明
は、サーボモータを用いて制御対象の位置制御を行なう
サーボモータ駆動装置であれば、適用できる。そして、
駆動すべきサーボモータが一つである場合や、複数のサ
ーボモータを独立して駆動できる装置であれば、上記実
施例のように、全サーボモータＭ１〜Ｍ６の負荷率αの
内の最大の負荷率αmax に基づき、全サーボモータＭ１
〜Ｍ６の制御パターンを更新する必要はなく、１個のサ
ーボモータに対して、その負荷率を演算して、制御パタ
ーンを更新すればよいため、制御パターンの更新をより
簡単に行なうことができる。

【００５４】つまり、多軸ロボットを複数のサーボモー
タを用いて制御する装置では、特定のサーボモータの制
御パターンだけを変更すると、ロボットが所望の動作を
しなくなるため、上記実施例では、全サーボモータＭ１
〜Ｍ６の最大負荷率αmax を求めて、各サーボモータＭ
１〜Ｍ６の制御パターンを同時に更新するようにしてい
るのであるが、一つのサーボモータを独立して駆動すれ
ばよいシステムであれば、システム全体の動きを考慮す
ることなく制御パターンを更新できるため、その更新動
作をより簡単に実行できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ロボットを制御する制御装置の構成を表すブ
ロック図である。

【図２】ロボットを駆動するサーボモータを含む制御
系全体の動作を説明するブロック線図である。

【図３】使用者により設定されたユーザプログラムに
従い実行される制御パターン更新処理の一例を表すフロ
ーチャートである。

【符号の説明】

２…ロボットＭ１〜Ｍ６…サーボモータ４…制
御装置６…制御部１１〜１６…アンプ（駆動回路）２
０…ＣＰＵ２２…ＲＯＭ２４…ＲＡＭ２６…位置検出回路３０…電流制御回路４０…モニタ付操作パネル

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】サーボモータを予め設定された制御パタ
ーンに従い駆動して、制御対象を目標位置に順次変位さ
せるサーボモータ駆動装置において、前記サーボモータの駆動時に、該サーボモータの温度又
は該温度に対応した動作パラメータに基づき、前記サー
ボモータの定格負荷に対する負荷率を演算する負荷率演
算手段と、該負荷率と予め設定された負荷率判定値とに基づき、前
記サーボモータの負荷率が該負荷率判定値を越えない範
囲内で最大となるように、前記制御パターンを更新する
制御パターン更新手段と、を備えたことを特徴とするサーボモータ駆動装置。
【請求項２】前記負荷率演算手段は、前記サーボモー
タに流れる実電流の二乗値を積分して、前記負荷率を求
めることを特徴とする請求項１に記載のサーボモータ駆
動装置。
【請求項３】前記制御パターン更新手段は、前記制御
パターンを規定する制御パラメータである、サーボモー
タの回転速度，回転加速度，及び停止時間の内の少なく
とも一つを、前記負荷率と負荷率判定値とに基づき更新
することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のサ
ーボモータ駆動装置。
【請求項４】前記制御パターン更新手段が前記負荷率
と負荷率判定値とに基づき更新する制御パラメータ、及
び該制御パラメータ更新時の負荷率判定値を夫々外部か
ら指定し、前記制御パラメータ補正手段を機能させる更
新条件設定手段を備えたことを特徴とする請求項１〜請
求項３いずれか記載のサーボモータ駆動装置。