JP3459973B2 - 駆動制御方法および駆動制御装置 - Google Patents
駆動制御方法および駆動制御装置Info
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- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J9/00—Programme-controlled manipulators
- B25J9/16—Programme controls
- B25J9/1674—Programme controls characterised by safety, monitoring, diagnostic
- B25J9/1676—Avoiding collision or forbidden zones
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- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
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- B25J9/16—Programme controls
- B25J9/1656—Programme controls characterised by programming, planning systems for manipulators
- B25J9/1664—Programme controls characterised by programming, planning systems for manipulators characterised by motion, path, trajectory planning
- B25J9/1666—Avoiding collision or forbidden zones
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- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
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- G05B19/406—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by monitoring or safety
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は駆動制御方法および
駆動制御装置に関する。さらに詳しくは、駆動手段とし
てのロボットのアームに取付けられたハンドや各種ツー
ルなどの被駆動部材の障害物との衝突を検出して、この
衝突により発生する各部材の損傷を最小限に留めるよう
に制御する駆動制御方法および駆動制御装置に関する。
駆動制御装置に関する。さらに詳しくは、駆動手段とし
てのロボットのアームに取付けられたハンドや各種ツー
ルなどの被駆動部材の障害物との衝突を検出して、この
衝突により発生する各部材の損傷を最小限に留めるよう
に制御する駆動制御方法および駆動制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、産業用ロボットが作業を行う
際のロボットの可動部分と障害物との衝突を検出する技
術に関し、さまざまな提案がなされている。例えば、特
開平５−２０８３９４号公報では、ロボットのアームを
駆動するモータに取付けたトルクセンサの信号の乱れか
ら衝突を検出する方法が提案されており、特開平８−６
６８９３号公報および特開平１１−７０４９０号公報で
は、オブザーバによってロボットアームを駆動するサー
ボモータが受ける外乱トルクを推定し、この推定された
外乱トルクに基づいて障害物との衝突を検出する方法が
提案されている。また、特開平８−２２９８６４号公報
では、ロボットコントローラから指令される可動部分の
位置と実際の位置との偏差に基づいて衝突を検出する方
法に関し、ロボットの制御系の遅れ時間に基づいて理論
上の位置偏差を算出し、この理論上の位置偏差と実際の
位置偏差との比較結果から衝突を検出する方法が提案さ
れている。
際のロボットの可動部分と障害物との衝突を検出する技
術に関し、さまざまな提案がなされている。例えば、特
開平５−２０８３９４号公報では、ロボットのアームを
駆動するモータに取付けたトルクセンサの信号の乱れか
ら衝突を検出する方法が提案されており、特開平８−６
６８９３号公報および特開平１１−７０４９０号公報で
は、オブザーバによってロボットアームを駆動するサー
ボモータが受ける外乱トルクを推定し、この推定された
外乱トルクに基づいて障害物との衝突を検出する方法が
提案されている。また、特開平８−２２９８６４号公報
では、ロボットコントローラから指令される可動部分の
位置と実際の位置との偏差に基づいて衝突を検出する方
法に関し、ロボットの制御系の遅れ時間に基づいて理論
上の位置偏差を算出し、この理論上の位置偏差と実際の
位置偏差との比較結果から衝突を検出する方法が提案さ
れている。
【０００３】一方、衝突が検出された後の処置に関して
は、特開平７−１４３７８０号公報が、衝突が検出され
たときにモータに対して駆動方向と逆向きのトルクを加
えることによって、衝突検出からロボットの衝突部分が
停止するまでの時間を短縮する方法を提案している。
は、特開平７−１４３７８０号公報が、衝突が検出され
たときにモータに対して駆動方向と逆向きのトルクを加
えることによって、衝突検出からロボットの衝突部分が
停止するまでの時間を短縮する方法を提案している。
【０００４】このように、従来より、ロボットの可動部
分と障害物との衝突を検出する技術および衝突検出後に
ロボットの衝突部分を停止させる技術に関し、さまざま
な提案がなされているが、これら従来技術においてもな
お衝突により発生する各部材の損傷の程度を抑制する点
に関し充分に考慮されているとはいえない。というの
は、衝突を検出してロボットを停止させるだけでは、ロ
ボットの可動部分が障害物に押付けられた状態が一定時
間維持されるため、衝突の衝撃を緩和することができ
ず、衝突によって発生する各部材の損傷を最小限のもの
に抑制することは困難であるからである。
分と障害物との衝突を検出する技術および衝突検出後に
ロボットの衝突部分を停止させる技術に関し、さまざま
な提案がなされているが、これら従来技術においてもな
お衝突により発生する各部材の損傷の程度を抑制する点
に関し充分に考慮されているとはいえない。というの
は、衝突を検出してロボットを停止させるだけでは、ロ
ボットの可動部分が障害物に押付けられた状態が一定時
間維持されるため、衝突の衝撃を緩和することができ
ず、衝突によって発生する各部材の損傷を最小限のもの
に抑制することは困難であるからである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる従来技
術の課題に鑑みなされたものであって、ロボットなどの
駆動手段により駆動される被駆動部材の障害物との衝突
を精度良く検出するとともに、衝突によって発生する各
部材の損傷を最小限に留めることができる駆動制御方法
および駆動制御装置を提供することを目的としている。
術の課題に鑑みなされたものであって、ロボットなどの
駆動手段により駆動される被駆動部材の障害物との衝突
を精度良く検出するとともに、衝突によって発生する各
部材の損傷を最小限に留めることができる駆動制御方法
および駆動制御装置を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の駆動制御方法
は、駆動手段により駆動される被駆動部材の障害物との
衝突が検出されたとき、前記衝突までの経路に基づいて
前記被駆動部材を前記障害物から所定距離離すように前
記駆動手段を制御する駆動制御方法であって、前記駆動
手段が複数の軸からなるアームを有し、前記アームの各
軸を駆動している各サーボモータの実電流値と、その理
論電流値との差が、各軸毎に設定されている基準値を超
えた場合、衝突が検出されたものとされ、あるいは前記
アームの各軸を駆動している各サーボモータの実電流値
と、その理論電流値との差の変化率が基準値を超えた場
合、衝突が検出されたものとされ、 衝突が検出された場
合、サーボモータの理論電流値からその実電流値を差し
引いた値が当該理論電流値と異符号になっている軸につ
いては、従前の駆動方向と反対方向に駆動する後退処理
をなし、サーボモータの理論電流値からその実電流値を
差し引いた値が当該理論電流値と同符号になっている軸
については、従前の駆動方向と同方向に駆動する前進処
理をなすことを特徴とする。
は、駆動手段により駆動される被駆動部材の障害物との
衝突が検出されたとき、前記衝突までの経路に基づいて
前記被駆動部材を前記障害物から所定距離離すように前
記駆動手段を制御する駆動制御方法であって、前記駆動
手段が複数の軸からなるアームを有し、前記アームの各
軸を駆動している各サーボモータの実電流値と、その理
論電流値との差が、各軸毎に設定されている基準値を超
えた場合、衝突が検出されたものとされ、あるいは前記
アームの各軸を駆動している各サーボモータの実電流値
と、その理論電流値との差の変化率が基準値を超えた場
合、衝突が検出されたものとされ、 衝突が検出された場
合、サーボモータの理論電流値からその実電流値を差し
引いた値が当該理論電流値と異符号になっている軸につ
いては、従前の駆動方向と反対方向に駆動する後退処理
をなし、サーボモータの理論電流値からその実電流値を
差し引いた値が当該理論電流値と同符号になっている軸
については、従前の駆動方向と同方向に駆動する前進処
理をなすことを特徴とする。
【０００７】本発明の駆動制御方法においては、例え
ば、前記被駆動部材の障害物との衝突を検出する基準値
は、前記被駆動部材を実際に駆動させて得られた前記駆
動手段の各動作毎のデータに基づいて設定される。
ば、前記被駆動部材の障害物との衝突を検出する基準値
は、前記被駆動部材を実際に駆動させて得られた前記駆
動手段の各動作毎のデータに基づいて設定される。
【０００８】
【０００９】
【００１０】また、前記後退処理は、例えば、衝突発生
までの所定区間の経路を記憶する経路記憶処理と、前記
所定区間を逆に辿って障害物から所定距離離れる逃げ動
作処理とからなるものとされる。この場合、前記所定距
離が衝突前の被駆動部の速度に関係なく一定とされるの
が好ましい。
までの所定区間の経路を記憶する経路記憶処理と、前記
所定区間を逆に辿って障害物から所定距離離れる逃げ動
作処理とからなるものとされる。この場合、前記所定距
離が衝突前の被駆動部の速度に関係なく一定とされるの
が好ましい。
【００１１】 一方、本発明の駆動制御装置は、駆動手
段により駆動される被駆動部材の障害物との衝突を検出
する衝突検出手段と、前記駆動手段により駆動される被
駆動部材の経路を記憶する経路記憶手段と、前記衝突検
出手段により衝突が検出されたときに前記経路記憶手段
に記憶された前記衝突までの経路に基づいて、前記被駆
動部材が前記障害物から所定距離離れるように前記駆動
手段を制御する制御手段とを備えてなる駆動制御装置で
あって、前記駆動手段が複数の軸からなるアームを有
し、前記衝突検出手段は、前記アームの各軸を駆動して
いる各サーボモータの実電流値と、その理論電流値との
差が基準値を超えた場合、あるいは前記アームの各軸を
駆動している各サーボモータの実電流値と、その理論電
流値との差の変化率が基準値を超えた場合、衝突を検出
するものとされ、 前記衝突検出手段により衝突が検出さ
れた場合、サーボモータの理論電流値からその実電流値
を差し引いた値が当該理論電流値と異符号になっている
軸については、前記制御手段が従前の駆動方向と反対方
向に駆動する後退処理をなし、サーボモータの理論電流
値からその実電流値を差し引いた値が当該理論電流値と
同符号になっている軸については、前記制御手段が従前
の駆動方向と同方向に駆動する前進処理をなすようにさ
れてなることを特徴とする。
段により駆動される被駆動部材の障害物との衝突を検出
する衝突検出手段と、前記駆動手段により駆動される被
駆動部材の経路を記憶する経路記憶手段と、前記衝突検
出手段により衝突が検出されたときに前記経路記憶手段
に記憶された前記衝突までの経路に基づいて、前記被駆
動部材が前記障害物から所定距離離れるように前記駆動
手段を制御する制御手段とを備えてなる駆動制御装置で
あって、前記駆動手段が複数の軸からなるアームを有
し、前記衝突検出手段は、前記アームの各軸を駆動して
いる各サーボモータの実電流値と、その理論電流値との
差が基準値を超えた場合、あるいは前記アームの各軸を
駆動している各サーボモータの実電流値と、その理論電
流値との差の変化率が基準値を超えた場合、衝突を検出
するものとされ、 前記衝突検出手段により衝突が検出さ
れた場合、サーボモータの理論電流値からその実電流値
を差し引いた値が当該理論電流値と異符号になっている
軸については、前記制御手段が従前の駆動方向と反対方
向に駆動する後退処理をなし、サーボモータの理論電流
値からその実電流値を差し引いた値が当該理論電流値と
同符号になっている軸については、前記制御手段が従前
の駆動方向と同方向に駆動する前進処理をなすようにさ
れてなることを特徴とする。
【００１２】本発明の駆動制御装置においては、例え
ば、前記衝突検出手段における前記衝突を検出するため
に用いる基準値は、前記被駆動部材を実際に駆動させて
得られた前記駆動手段の各動作毎のデータに基づいて設
定される。
ば、前記衝突検出手段における前記衝突を検出するため
に用いる基準値は、前記被駆動部材を実際に駆動させて
得られた前記駆動手段の各動作毎のデータに基づいて設
定される。
【００１３】
【００１４】
【００１５】ここで、前記後退処理は、衝突発生までの
所定区間の経路を記憶する経路記憶処理と、前記所定区
間を逆に辿って障害物から所定距離離れる逃げ動作処理
とからなるものとされ、そして前記所定距離が衝突前の
被駆動部の速度に関係なく一定とされてなるのが好まし
い。
所定区間の経路を記憶する経路記憶処理と、前記所定区
間を逆に辿って障害物から所定距離離れる逃げ動作処理
とからなるものとされ、そして前記所定距離が衝突前の
被駆動部の速度に関係なく一定とされてなるのが好まし
い。
【００１６】しかして、前記駆動制御装置は、例えばロ
ボットに搭載される。
ボットに搭載される。
【００１７】
【作用】本発明は前記の如く構成されているので、被駆
動部材が障害物と衝突し、障害物に押付けられたままの
状態で放置されることがない。そのため、衝突によって
発生する各部材の損傷を最小限に留めることができる。
動部材が障害物と衝突し、障害物に押付けられたままの
状態で放置されることがない。そのため、衝突によって
発生する各部材の損傷を最小限に留めることができる。
【００１８】また、本発明の好ましい形態においては、
前記衝突検出手段により前記衝突を検出するための基準
値を、前記駆動手段に前記被駆動部材を実際に駆動させ
て得た前記駆動手段の各動作毎のデータに基づいて設定
するので、ロボットなどの駆動手段の実際の作動環境に
応じて精度良く衝突検出を行うことができる。
前記衝突検出手段により前記衝突を検出するための基準
値を、前記駆動手段に前記被駆動部材を実際に駆動させ
て得た前記駆動手段の各動作毎のデータに基づいて設定
するので、ロボットなどの駆動手段の実際の作動環境に
応じて精度良く衝突検出を行うことができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照しながら本
発明を実施形態に基づいて説明するが、本発明はかかる
実施形態のみに限定されるものではない。
発明を実施形態に基づいて説明するが、本発明はかかる
実施形態のみに限定されるものではない。
【００２０】図１に本発明の一実施形態に係る駆動制御
方法が適用されている駆動制御装置を有するロボットを
運動機能を表す図記号を用いて模式的に示す。
方法が適用されている駆動制御装置を有するロボットを
運動機能を表す図記号を用いて模式的に示す。
【００２１】この駆動手段としてのロボット１は、回転
軸である第１、第２および第３の軸２、３、４と、旋回
軸である第４、第５および第６の軸５、６、７の６自由
度のアーム８を有する構成とされており、またこのアー
ム８の先端部分にはハンドや溶接ツールなどの被駆動部
材としてのエンドエフェクタ９が装着されている。そし
て、アーム８を構成する各軸２、３、４、５、６、７
は、図示省略するサーボモータを含むサーボ機構により
駆動される構成とされている。
軸である第１、第２および第３の軸２、３、４と、旋回
軸である第４、第５および第６の軸５、６、７の６自由
度のアーム８を有する構成とされており、またこのアー
ム８の先端部分にはハンドや溶接ツールなどの被駆動部
材としてのエンドエフェクタ９が装着されている。そし
て、アーム８を構成する各軸２、３、４、５、６、７
は、図示省略するサーボモータを含むサーボ機構により
駆動される構成とされている。
【００２２】前記サーボ機構には第１〜第６の軸２、
３、４、５、６、７それぞれの時間ｔにおける位置を指
示するために、図示省略するロボットコントローラから
位置指令値θ（ｉ）（ｉ＝１、２、３、４、５、６）が
送出されており、前記サーボ機構は各軸２、３、４、
５、６、７の実際の位置が、前記位置指令値θ（ｉ）に
より示される位置と合致するように各軸２、３、４、
５、６、７を駆動する。
３、４、５、６、７それぞれの時間ｔにおける位置を指
示するために、図示省略するロボットコントローラから
位置指令値θ（ｉ）（ｉ＝１、２、３、４、５、６）が
送出されており、前記サーボ機構は各軸２、３、４、
５、６、７の実際の位置が、前記位置指令値θ（ｉ）に
より示される位置と合致するように各軸２、３、４、
５、６、７を駆動する。
【００２３】次に、図２を参照して、前記エンドエフェ
クタ９のワークや治具などの障害物との衝突を検出する
衝突検出処理を説明する。
クタ９のワークや治具などの障害物との衝突を検出する
衝突検出処理を説明する。
【００２４】一般に、ロボットの運動方程式はロボット
関節の柔軟性を無視すれば下記式（１）で表すことがで
きる。
関節の柔軟性を無視すれば下記式（１）で表すことがで
きる。
【００２５】
Ｊ（θ）・ｄ2θ／ｄｔ2＋Ｃ（ｄθ／ｄｔ，θ）＋Ｐ（θ）＋
Ｄ・ｄθ／ｄｔ＋Ｅ（ｄθ／ｄｔ，θ）＝τ （１）
【００２６】ここで、θはロボットを構成する各軸の時
間ｔにおける位置を表す変数である。またｄθ／ｄｔは
変数θの１階微分値（すなわち、各軸の時間ｔにおける
速度）であり、ｄ2θ／ｄｔ2は２階微分値（すなわち、
各軸の時刻ｔにおける加速度）である。また、τは各軸
で発生するトルク（以下、理論トルクという）を表して
おり、Ｊ（θ）は各軸の慣性力を、Ｃ（ｄθ／ｄｔ，
θ）は遠心力およびコリオリ力を、Ｐ（θ）は各軸にか
かる重力を、Ｄ・ｄθ／ｄｔは粘性摩擦力を、Ｅ（ｄθ
／ｄｔ，θ）は静止・クーロン座標力をそれぞれ表して
いる。
間ｔにおける位置を表す変数である。またｄθ／ｄｔは
変数θの１階微分値（すなわち、各軸の時間ｔにおける
速度）であり、ｄ2θ／ｄｔ2は２階微分値（すなわち、
各軸の時刻ｔにおける加速度）である。また、τは各軸
で発生するトルク（以下、理論トルクという）を表して
おり、Ｊ（θ）は各軸の慣性力を、Ｃ（ｄθ／ｄｔ，
θ）は遠心力およびコリオリ力を、Ｐ（θ）は各軸にか
かる重力を、Ｄ・ｄθ／ｄｔは粘性摩擦力を、Ｅ（ｄθ
／ｄｔ，θ）は静止・クーロン座標力をそれぞれ表して
いる。
【００２７】図２は、前記エンドエフェクタ９の障害物
との衝突を検出する衝突検出処理の手順を示す流れ図で
ある。この処理は前記ロボットコントローラが前記位置
指令値θ（ｉ）を送出する周期ｍｔと同期して、ロボッ
トコントローラの制御により一定時間（例えば、２０ｍ
ｓｅｃ）毎に繰り返し実行される。
との衝突を検出する衝突検出処理の手順を示す流れ図で
ある。この処理は前記ロボットコントローラが前記位置
指令値θ（ｉ）を送出する周期ｍｔと同期して、ロボッ
トコントローラの制御により一定時間（例えば、２０ｍ
ｓｅｃ）毎に繰り返し実行される。
【００２８】先ず、前記式（１）の変数θに前記位置指
令値θ（ｉ）（ここで、ｉは軸番号を示し、ｉ＝１、
２、３、４、５、６とされる。）を代入することによっ
て、時刻ｔにおける第１〜第６の各軸２、３、４、５、
６、７それぞれの理論トルクτ（ｉ）が算出される（ス
テップＳ１）とともに、この算出されたτ（ｉ）値に相
当するトルクを前記サーボモータが発生するのに要する
電流（以下、理論電流値という）Ａ（ｉ）が算出される
（ステップＳ２）。
令値θ（ｉ）（ここで、ｉは軸番号を示し、ｉ＝１、
２、３、４、５、６とされる。）を代入することによっ
て、時刻ｔにおける第１〜第６の各軸２、３、４、５、
６、７それぞれの理論トルクτ（ｉ）が算出される（ス
テップＳ１）とともに、この算出されたτ（ｉ）値に相
当するトルクを前記サーボモータが発生するのに要する
電流（以下、理論電流値という）Ａ（ｉ）が算出される
（ステップＳ２）。
【００２９】次に、各軸（ｉ）を駆動するサーボモータ
に実際に流れている電流（以下、実電流値という）Ａｒ
（ｉ）が検出され、前記Ａ（ｉ）値とＡｒ（ｉ）値との
差の絶対値を表す差分電流値Ａｄ（ｉ）が下記式（２）
により算出される（ステップＳ３）。
に実際に流れている電流（以下、実電流値という）Ａｒ
（ｉ）が検出され、前記Ａ（ｉ）値とＡｒ（ｉ）値との
差の絶対値を表す差分電流値Ａｄ（ｉ）が下記式（２）
により算出される（ステップＳ３）。
【００３０】
Ａｄ（ｉ）＝ａｂｓ（Ａ（ｉ）−Ａｒ（ｉ）） （２）
【００３１】次に、前記差分電流値Ａｄ（ｉ）が各軸
２、３、４、５、６、７毎に設定される第１の基準値Ａ
Ｓ（ｉ）を超えているか否かが判定され（ステップＳ
４）、Ａｄ（ｉ）値がＡＳ（ｉ）値を超えている場合は
衝突が発生したものとして、衝突が検出されたことを値
１で示す衝突検出フラグＦＳＲを値１に設定し（ステッ
プＳ５）た後、応力除去処理（ステップＳ６）を実行
し、本処理を終了する。この応力除去処理では衝突によ
り被駆動部材と障害物と間に生じている応力を取り除く
ための処理が行われるが、その内容は後でさらに詳しく
説明する。
２、３、４、５、６、７毎に設定される第１の基準値Ａ
Ｓ（ｉ）を超えているか否かが判定され（ステップＳ
４）、Ａｄ（ｉ）値がＡＳ（ｉ）値を超えている場合は
衝突が発生したものとして、衝突が検出されたことを値
１で示す衝突検出フラグＦＳＲを値１に設定し（ステッ
プＳ５）た後、応力除去処理（ステップＳ６）を実行
し、本処理を終了する。この応力除去処理では衝突によ
り被駆動部材と障害物と間に生じている応力を取り除く
ための処理が行われるが、その内容は後でさらに詳しく
説明する。
【００３２】一方、Ａｄ（ｉ）値がＡＳ（ｉ）値を超え
ていない場合は、さらに差分電流値Ａｄ（ｉ）の微分値
である微分差分電流値ｄＡｄ（ｉ）／ｄｔ（すなわち、
差分電流値Ａｄ（ｉ）の変化速度）が各軸２、３、４、
５、６、７毎に設定される第２の基準値ＡＤＳ（ｉ）を
超えているか否かが判定される（ステップＳ７）。ｄＡ
ｄ（ｉ）／ｄｔ値がＡＤＳ（ｉ）を超えている場合は衝
突が発生したものとして、前記ステップＳ５以降の処理
に移行する一方、超えていない場合は、衝突が発生して
いないものとしてスタートに戻る。
ていない場合は、さらに差分電流値Ａｄ（ｉ）の微分値
である微分差分電流値ｄＡｄ（ｉ）／ｄｔ（すなわち、
差分電流値Ａｄ（ｉ）の変化速度）が各軸２、３、４、
５、６、７毎に設定される第２の基準値ＡＤＳ（ｉ）を
超えているか否かが判定される（ステップＳ７）。ｄＡ
ｄ（ｉ）／ｄｔ値がＡＤＳ（ｉ）を超えている場合は衝
突が発生したものとして、前記ステップＳ５以降の処理
に移行する一方、超えていない場合は、衝突が発生して
いないものとしてスタートに戻る。
【００３３】このように、本実施形態の駆動制御方法
は、衝突を検出する衝突検出手段が、ロボット１のアー
ム８を構成する各軸２、３、４、５、６、７を駆動する
サーボモータに供給される電流値Ａｒ（ｉ）に基づい
て、エンドエフェクタ９の障害物との衝突を検出するよ
うに構成されているので、衝突検出のためにトルクセン
サやオブザーバを特段に設ける必要がなく、構成を簡素
化できる。
は、衝突を検出する衝突検出手段が、ロボット１のアー
ム８を構成する各軸２、３、４、５、６、７を駆動する
サーボモータに供給される電流値Ａｒ（ｉ）に基づい
て、エンドエフェクタ９の障害物との衝突を検出するよ
うに構成されているので、衝突検出のためにトルクセン
サやオブザーバを特段に設ける必要がなく、構成を簡素
化できる。
【００３４】また、前記差分電流値Ａｄ（ｉ）の変化量
およびその変化速度を表す微分差分電流値ｄＡｄ（ｉ）
／ｄｔのいずれかが、それぞれに対して設定される基準
値ＡＳ（ｉ）またはＡＤＳ（ｉ）を超えたときに衝突が
発生したものと判定されるので、被駆動部材の駆動速度
の大小に拘らず、より迅速かつ正確に衝突を検出するこ
とが可能となる。
およびその変化速度を表す微分差分電流値ｄＡｄ（ｉ）
／ｄｔのいずれかが、それぞれに対して設定される基準
値ＡＳ（ｉ）またはＡＤＳ（ｉ）を超えたときに衝突が
発生したものと判定されるので、被駆動部材の駆動速度
の大小に拘らず、より迅速かつ正確に衝突を検出するこ
とが可能となる。
【００３５】次に、前記第１および第２の基準値ＡＳ
（ｉ）、ＡＤＳ（ｉ）の設定方法を説明する。
（ｉ）、ＡＤＳ（ｉ）の設定方法を説明する。
【００３６】手動による設定
ロボット専用言語に第１および第２の基準値ＡＳ
（ｉ）、ＡＤＳ（ｉ）を設定する命令を付加する。この
場合、各基準値ＡＳ（ｉ）、ＡＤＳ（ｉ）の値を小さく
すれば衝突検出の感度を上げることができるが、各設定
値が小さすぎると電気的ノイズなどによる駆動電流のぶ
れが衝突発生と判断されるなどの誤検出が多くなり、衝
突検出の信頼性が損なわれる。一方、各基準値ＡＳ
（ｉ）、ＡＤＳ（ｉ）の設定値が大きすぎる場合は、衝
突検出の感度が低下して、衝突検出時期を遅らせる結果
となる。したがって、衝突検出を迅速かつ正確に行うた
めには前記各基準値ＡＳ（ｉ）、ＡＤＳ（ｉ）を適切に
設定する必要があるが、さまざまな稼動状態の下で作業
を行うロボットの全ての作業工程において前記各基準値
ＡＳ（ｉ）、ＡＤＳ（ｉ）を手動により適切に設定する
のは困難な場合がある。
（ｉ）、ＡＤＳ（ｉ）を設定する命令を付加する。この
場合、各基準値ＡＳ（ｉ）、ＡＤＳ（ｉ）の値を小さく
すれば衝突検出の感度を上げることができるが、各設定
値が小さすぎると電気的ノイズなどによる駆動電流のぶ
れが衝突発生と判断されるなどの誤検出が多くなり、衝
突検出の信頼性が損なわれる。一方、各基準値ＡＳ
（ｉ）、ＡＤＳ（ｉ）の設定値が大きすぎる場合は、衝
突検出の感度が低下して、衝突検出時期を遅らせる結果
となる。したがって、衝突検出を迅速かつ正確に行うた
めには前記各基準値ＡＳ（ｉ）、ＡＤＳ（ｉ）を適切に
設定する必要があるが、さまざまな稼動状態の下で作業
を行うロボットの全ての作業工程において前記各基準値
ＡＳ（ｉ）、ＡＤＳ（ｉ）を手動により適切に設定する
のは困難な場合がある。
【００３７】自動設定
そこで、本実施形態では、実際にロボットに特定の作業
を行わせ、ロボットの各動作毎に各軸２、３、４、５、
６、７で発生する最大トルクを学習させ、この学習され
た最大トルクに基づいて、各基準値ＡＳ（ｉ）、ＡＤＳ
（ｉ）を設定する命令がロボット専用言語に組込まれて
いる。これによって、ロボットの実際の作動状態に応じ
て適切に各基準値ＡＳ（ｉ）、ＡＤＳ（ｉ）を設定し
て、精度よく衝突検出を行うことが可能となる。
を行わせ、ロボットの各動作毎に各軸２、３、４、５、
６、７で発生する最大トルクを学習させ、この学習され
た最大トルクに基づいて、各基準値ＡＳ（ｉ）、ＡＤＳ
（ｉ）を設定する命令がロボット専用言語に組込まれて
いる。これによって、ロボットの実際の作動状態に応じ
て適切に各基準値ＡＳ（ｉ）、ＡＤＳ（ｉ）を設定し
て、精度よく衝突検出を行うことが可能となる。
【００３８】次に、前記図２のステップＳ６で実行され
る応力除去処理について図３を参照して説明する。
る応力除去処理について図３を参照して説明する。
【００３９】この応力除去処理では、原則として、被駆
動部材を衝突までの経路に沿って後退させる逃げ動作を
実行させるように各軸２、３、４、５、６、７が前記サ
ーボ機構により駆動される。より具体的には、先ず、理
論電流値Ａ（ｉ）から実電流値Ａｒ（ｉ）を減算した値
（Ａ（ｉ）−Ａｒ（ｉ））が正の値であるか負の値であ
るかを判定する（ステップＳ１１）。この減算値（Ａ
（ｉ）−Ａｒ（ｉ））が理論電流値と異符号であれば、
当該軸（ｉ）が衝突時に被駆動部材を障害物の方向に駆
動していたものとして、当該軸（ｉ）による被駆動部材
の駆動方向を反転させる後退処理を実行する（ステップ
Ｓ１２）。この後退処理については後でさらに詳しく説
明する。
動部材を衝突までの経路に沿って後退させる逃げ動作を
実行させるように各軸２、３、４、５、６、７が前記サ
ーボ機構により駆動される。より具体的には、先ず、理
論電流値Ａ（ｉ）から実電流値Ａｒ（ｉ）を減算した値
（Ａ（ｉ）−Ａｒ（ｉ））が正の値であるか負の値であ
るかを判定する（ステップＳ１１）。この減算値（Ａ
（ｉ）−Ａｒ（ｉ））が理論電流値と異符号であれば、
当該軸（ｉ）が衝突時に被駆動部材を障害物の方向に駆
動していたものとして、当該軸（ｉ）による被駆動部材
の駆動方向を反転させる後退処理を実行する（ステップ
Ｓ１２）。この後退処理については後でさらに詳しく説
明する。
【００４０】また、前記減算値（Ａ（ｉ）−Ａｒ
（ｉ））が理論電流値と同符号であれば、当該軸（ｉ）
が衝突発生時に被駆動部材を障害物と反対の方向に駆動
していたものとして、当該軸（ｉ）の駆動方向を反転さ
せることなく、そのままの向きにそのままの速度あるい
は加速された速度で当該軸（ｉ）を駆動する前進処理を
実行する（ステップＳ１３）。
（ｉ））が理論電流値と同符号であれば、当該軸（ｉ）
が衝突発生時に被駆動部材を障害物と反対の方向に駆動
していたものとして、当該軸（ｉ）の駆動方向を反転さ
せることなく、そのままの向きにそのままの速度あるい
は加速された速度で当該軸（ｉ）を駆動する前進処理を
実行する（ステップＳ１３）。
【００４１】すなわち、例えば図４に示すように、エン
ドエフェクタ９を図中矢印Ａの方向に直線的に移動させ
る場合、第５の軸６は図中矢印Ｂの方向に回転される一
方、第６の軸７は図中矢印Ｃの方向に回転される。この
状態でエンドエフェクタ９が障害物１０と衝突した場
合、衝突により第５の軸６には障害物１０から当該軸６
の方向と逆方向に力が加わることになる。これにより、
当該軸６を駆動するサーボモータの負荷が増大して、実
電流値Ａｒ（５）は理論電流値Ａ（５）に比して増大し
ていく（図５参照）。これに対して、第６の軸７では衝
突により当該軸７の運動方向と順方向に障害物１０から
力が加わる。これにより当該軸７を駆動するサーボモー
タの負荷が減少して、実電流値Ａｒ（６）は理論電流値
Ａ（６）に比して減少していく。
ドエフェクタ９を図中矢印Ａの方向に直線的に移動させ
る場合、第５の軸６は図中矢印Ｂの方向に回転される一
方、第６の軸７は図中矢印Ｃの方向に回転される。この
状態でエンドエフェクタ９が障害物１０と衝突した場
合、衝突により第５の軸６には障害物１０から当該軸６
の方向と逆方向に力が加わることになる。これにより、
当該軸６を駆動するサーボモータの負荷が増大して、実
電流値Ａｒ（５）は理論電流値Ａ（５）に比して増大し
ていく（図５参照）。これに対して、第６の軸７では衝
突により当該軸７の運動方向と順方向に障害物１０から
力が加わる。これにより当該軸７を駆動するサーボモー
タの負荷が減少して、実電流値Ａｒ（６）は理論電流値
Ａ（６）に比して減少していく。
【００４２】したがって、実電流値Ａｒ（ｉ）と理論電
流値Ａ（ｉ）との大小関係と理論電流値の符号に基づい
て、衝突発生時に各軸２、３、４、５、６、７が被駆動
部材を障害物の方向に駆動していたかあるいは障害物と
反対の方向に駆動していたかを検出することができる。
このようにして、衝突発生時に被駆動部材を障害物と反
対の方向に駆動していたものとされた軸については、そ
のままの向きにそのままの速度あるいは加速された速度
で被駆動部材を駆動させることによって、当該軸の駆動
方向を反転させた場合に再び被駆動部材を障害物に押付
けるなどして損傷の程度を悪化させる結果となるのを防
止することができる。
流値Ａ（ｉ）との大小関係と理論電流値の符号に基づい
て、衝突発生時に各軸２、３、４、５、６、７が被駆動
部材を障害物の方向に駆動していたかあるいは障害物と
反対の方向に駆動していたかを検出することができる。
このようにして、衝突発生時に被駆動部材を障害物と反
対の方向に駆動していたものとされた軸については、そ
のままの向きにそのままの速度あるいは加速された速度
で被駆動部材を駆動させることによって、当該軸の駆動
方向を反転させた場合に再び被駆動部材を障害物に押付
けるなどして損傷の程度を悪化させる結果となるのを防
止することができる。
【００４３】次に、前記図３のステップＳ１２で実行さ
れる後退処理について図６〜図８を参照して説明する。
なお、この後退処理は、衝突発生までの経路を記憶する
経路記憶処理と、逃げ動作処理とから構成されている。
れる後退処理について図６〜図８を参照して説明する。
なお、この後退処理は、衝突発生までの経路を記憶する
経路記憶処理と、逃げ動作処理とから構成されている。
【００４４】図６は前記経路記憶処理の手順を示す流れ
図である。この処理は、前記ロボットコントローラが前
記サーボ機構に位置指令値θ（ｉ）を送出するのと同期
してロボット１の運転中常時バックグランドで繰り返し
実行される。
図である。この処理は、前記ロボットコントローラが前
記サーボ機構に位置指令値θ（ｉ）を送出するのと同期
してロボット１の運転中常時バックグランドで繰り返し
実行される。
【００４５】先ず、下記式（２）にしたがって、前記ロ
ボットコントローラから送出される位置指令値θ（ｉ）
および被駆動部材の移動速度を記憶していくサンプリン
グ周期ＳＲが算出される（ステップＳ２１）。
ボットコントローラから送出される位置指令値θ（ｉ）
および被駆動部材の移動速度を記憶していくサンプリン
グ周期ＳＲが算出される（ステップＳ２１）。
【００４６】
ＳＲ＝Ｌ／Ｔｖ （３）
【００４７】ここで、Ｌは前記応力除去処理において被
駆動部材を駆動しようとする距離（例えば、５０ｍｍ）
に応じて設定される定数である。Ｔｖは被駆動部材の速
度に比例する変数（以下、ツール速度という）である
が、ここでは前記ロボットコントローラから位置指令値
θ（ｉ）が送出される１周期の間に被駆動部材が移動す
る距離とされている。
駆動部材を駆動しようとする距離（例えば、５０ｍｍ）
に応じて設定される定数である。Ｔｖは被駆動部材の速
度に比例する変数（以下、ツール速度という）である
が、ここでは前記ロボットコントローラから位置指令値
θ（ｉ）が送出される１周期の間に被駆動部材が移動す
る距離とされている。
【００４８】次に、カウント値Ｃｎｔを値１インクリメ
ントし（ステップＳ２２）、このインクリメントされた
カウント値Ｃｎｔが前記サンプリング周期ＳＲと等しく
なったか否かが判定される。等しくない場合はステップ
２２に戻る一方、等しくなった場合には、その時刻ｔに
おける前記位置指令値θ（ｉ）、ツール速度Ｔｖ値およ
びサンプリング周期ＳＲ値が前記ロボットコントローラ
に設けられたメモリ装置（以下、単にメモリということ
もある）に記憶される（図８参照）。ここで、位置指令
値θ（ｉ）およびＴｖ値の各データの記憶方式は、メモ
リ領域を逃げ動作に必要なステップ数ｔsに対応させて
分割するとともに、各分割された領域に各軸２、３、
４、５、６、７と対応する位置指令値θｔj（ｉ）、ツ
ール速度Ｔｖjおよびサンプリング周期ＳＲjを格納して
いくようにされている。ここで、ｊ＝１，２，３，…，
ｔsとされている。なお、ｊ＝ｎが最新データを示す場
合は、ｊ＝ｎ＋１が最古のデータを示す。これはこのメ
モリ領域に対してｊに基づいたリングバッファを適用す
るためである。このとき、次のサンプリングでＪ＋１番
目のバッファに前記θ（ｉ）値、Ｔｖ値およびＳＲ値を
記憶させるためにｊを値１インクリメントしておく。
ントし（ステップＳ２２）、このインクリメントされた
カウント値Ｃｎｔが前記サンプリング周期ＳＲと等しく
なったか否かが判定される。等しくない場合はステップ
２２に戻る一方、等しくなった場合には、その時刻ｔに
おける前記位置指令値θ（ｉ）、ツール速度Ｔｖ値およ
びサンプリング周期ＳＲ値が前記ロボットコントローラ
に設けられたメモリ装置（以下、単にメモリということ
もある）に記憶される（図８参照）。ここで、位置指令
値θ（ｉ）およびＴｖ値の各データの記憶方式は、メモ
リ領域を逃げ動作に必要なステップ数ｔsに対応させて
分割するとともに、各分割された領域に各軸２、３、
４、５、６、７と対応する位置指令値θｔj（ｉ）、ツ
ール速度Ｔｖjおよびサンプリング周期ＳＲjを格納して
いくようにされている。ここで、ｊ＝１，２，３，…，
ｔsとされている。なお、ｊ＝ｎが最新データを示す場
合は、ｊ＝ｎ＋１が最古のデータを示す。これはこのメ
モリ領域に対してｊに基づいたリングバッファを適用す
るためである。このとき、次のサンプリングでＪ＋１番
目のバッファに前記θ（ｉ）値、Ｔｖ値およびＳＲ値を
記憶させるためにｊを値１インクリメントしておく。
【００４９】図６に戻り、前記ステップＳ２４の処理が
終了すると、カウント値Ｃｎｔをリセット（ステップＳ
２５）した後に元に戻る。
終了すると、カウント値Ｃｎｔをリセット（ステップＳ
２５）した後に元に戻る。
【００５０】このように、前記ツール速度Ｔｖに反比例
するように設定されたサンプリング周期ＳＲにより各軸
２、３、４、５、６、７の位置指令値θ（ｉ）をサンプ
リングすることによって、被駆動部材の衝突時の駆動速
度に拘らず前記応力除去動作における被駆動部材の駆動
距離を略一定とすることが可能となる。
するように設定されたサンプリング周期ＳＲにより各軸
２、３、４、５、６、７の位置指令値θ（ｉ）をサンプ
リングすることによって、被駆動部材の衝突時の駆動速
度に拘らず前記応力除去動作における被駆動部材の駆動
距離を略一定とすることが可能となる。
【００５１】次に、図７を参照して逃げ動作処理を説明
する。この処理は、前記ロボットコントローラが前記サ
ーボ機構に位置指令値θ（ｉ）を送出するのと同一の周
期ｍｔで、衝突検知直後から実行される。
する。この処理は、前記ロボットコントローラが前記サ
ーボ機構に位置指令値θ（ｉ）を送出するのと同一の周
期ｍｔで、衝突検知直後から実行される。
【００５２】先ず、衝突検出直前に前記メモリに記憶さ
れた最新のデータ（図８のメモリ領域ｔnに格納されて
いるθｔn（ｉ）値、Ｔｖn値およびＳＲn値）から古い
方向（図中矢印Ｅの方向）に、本処理が実行される毎に
順次データが読み出され、前記サーボ機構に各軸２、
３、４、５、６、７の位置を指令する位置指令値θ
（ｉ）として送出されていく（ステップＳ３１）。一つ
のメモリ領域内のデータの送出が終了すると、前記応力
除去動作において被駆動部材が現時点までに駆動された
距離を示す変数（以下、逃げ動作距離という）Ｄｓに前
記メモリから読み出されたデータにあるＴｖ値とＳＲ値
を乗算した値が加算される（ステップＳ３２）。
れた最新のデータ（図８のメモリ領域ｔnに格納されて
いるθｔn（ｉ）値、Ｔｖn値およびＳＲn値）から古い
方向（図中矢印Ｅの方向）に、本処理が実行される毎に
順次データが読み出され、前記サーボ機構に各軸２、
３、４、５、６、７の位置を指令する位置指令値θ
（ｉ）として送出されていく（ステップＳ３１）。一つ
のメモリ領域内のデータの送出が終了すると、前記応力
除去動作において被駆動部材が現時点までに駆動された
距離を示す変数（以下、逃げ動作距離という）Ｄｓに前
記メモリから読み出されたデータにあるＴｖ値とＳＲ値
を乗算した値が加算される（ステップＳ３２）。
【００５３】このＴｖ値が加算された逃げ動作距離Ｄｓ
が所望の逃げ動作距離（例えば、５０ｍｍ）に応じて設
定される定数（以下、逃げ動作距離判定閾値という）Ａ
Ｄ以上になったか否かが判定される（ステップＳ３
３）。Ｄｓ値がＡＤ値以上になっていない場合は、被駆
動部材が前記所望の逃げ動作距離駆動されていないもの
としてステップＳ３２に戻る一方、Ｄｓ値がＡＤ値以上
である場合は前記応力除去処理が完了したものとして、
各軸２、３、４、５、６、７を駆動しているサーボモー
タを停止させる（ステップＳ３４）とともに、前記Ｄｓ
値をリセットし（ステップＳ３５）、前記フラグＦＳＲ
を値０に設定した後（ステップＳ３６）、本処理を終了
する。
が所望の逃げ動作距離（例えば、５０ｍｍ）に応じて設
定される定数（以下、逃げ動作距離判定閾値という）Ａ
Ｄ以上になったか否かが判定される（ステップＳ３
３）。Ｄｓ値がＡＤ値以上になっていない場合は、被駆
動部材が前記所望の逃げ動作距離駆動されていないもの
としてステップＳ３２に戻る一方、Ｄｓ値がＡＤ値以上
である場合は前記応力除去処理が完了したものとして、
各軸２、３、４、５、６、７を駆動しているサーボモー
タを停止させる（ステップＳ３４）とともに、前記Ｄｓ
値をリセットし（ステップＳ３５）、前記フラグＦＳＲ
を値０に設定した後（ステップＳ３６）、本処理を終了
する。
【００５４】このように、本実施形態では、衝突が検出
されたときに所定の応力除去動作を行ってからロボット
を停止させるので、ロボットの各部材が障害物に押付け
られたままの状態で一定時間放置されることがなく、こ
れによって各部材の損傷を最小限に留めることができ
る。
されたときに所定の応力除去動作を行ってからロボット
を停止させるので、ロボットの各部材が障害物に押付け
られたままの状態で一定時間放置されることがなく、こ
れによって各部材の損傷を最小限に留めることができ
る。
【００５５】また、衝突検出のための各基準値ＡＳ
（ｉ）、ＡＤＳ（ｉ）が実際にロボットに特定の作業を
行わせて、ロボットの各動作毎に得られるデータに基づ
いて設定されるので、ロボットの実際の作動環境に応じ
て正確な衝突検出を行うことが可能となる。
（ｉ）、ＡＤＳ（ｉ）が実際にロボットに特定の作業を
行わせて、ロボットの各動作毎に得られるデータに基づ
いて設定されるので、ロボットの実際の作動環境に応じ
て正確な衝突検出を行うことが可能となる。
【００５６】さらに、衝突発生時に被駆動部材を障害物
と反対の方向に駆動している軸については、そのままの
方向に駆動されるので、このような軸を逆方向に駆動す
ることによって再び被駆動部材を障害物に押付けるなど
して損傷の程度を悪化させることを防止することができ
る。
と反対の方向に駆動している軸については、そのままの
方向に駆動されるので、このような軸を逆方向に駆動す
ることによって再び被駆動部材を障害物に押付けるなど
して損傷の程度を悪化させることを防止することができ
る。
【００５７】以上、本発明を実施形態に基づいて説明し
てきたが、本発明かかる実施形態のみに限定されるもの
ではなく、種々改変が可能である。例えば、実施形態で
はロボットのアームを例に取り説明されているが、本発
明の適用はロボットのアームに限定されるものではな
く、各種の駆動装置に適用できる。
てきたが、本発明かかる実施形態のみに限定されるもの
ではなく、種々改変が可能である。例えば、実施形態で
はロボットのアームを例に取り説明されているが、本発
明の適用はロボットのアームに限定されるものではな
く、各種の駆動装置に適用できる。
【００５８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
駆動手段により駆動される被駆動部材の障害物との衝突
が検出されたときに、前記被駆動部材を衝突前の経路に
基づいて所定距離離すようにさせているので、衝突によ
り発生する駆動手段などの損傷の程度を最小限のものに
留めることができるという優れた効果が得られる。
駆動手段により駆動される被駆動部材の障害物との衝突
が検出されたときに、前記被駆動部材を衝突前の経路に
基づいて所定距離離すようにさせているので、衝突によ
り発生する駆動手段などの損傷の程度を最小限のものに
留めることができるという優れた効果が得られる。
【００５９】また、本発明の好ましい形態においては、
前記被駆動部材の障害物との衝突を検出するための基準
値を、前記駆動手段に前記被駆動部材を実際に駆動させ
て得た前記駆動手段の各動作毎のデータに基づいて設定
するように構成されているので、駆動手段の実際の作動
状況に応じた適切な前記基準値の設定を行うことができ
るという優れた効果が得られる。これにより、さまざま
な駆動手段の作動状態において正確に衝突を検出するこ
とができるという効果も得られる。
前記被駆動部材の障害物との衝突を検出するための基準
値を、前記駆動手段に前記被駆動部材を実際に駆動させ
て得た前記駆動手段の各動作毎のデータに基づいて設定
するように構成されているので、駆動手段の実際の作動
状況に応じた適切な前記基準値の設定を行うことができ
るという優れた効果が得られる。これにより、さまざま
な駆動手段の作動状態において正確に衝突を検出するこ
とができるという効果も得られる。
【図１】本発明の一実施形態に係るロボットアームの概
略図である。
略図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るロボットにおける衝
突検出処理の手順を示す流れ図である。
突検出処理の手順を示す流れ図である。
【図３】本発明の一実施形態に係るロボットアームの各
軸における衝突処理の手順を示す流れ図である。
軸における衝突処理の手順を示す流れ図である。
【図４】本発明の一実施形態に係るロボットアームの各
軸における衝突処理を補足説明するための説明図であ
る。
軸における衝突処理を補足説明するための説明図であ
る。
【図５】本発明の一実施形態に係るロボットアームの各
軸における衝突処理を補足説明するための説明図であ
る。
軸における衝突処理を補足説明するための説明図であ
る。
【図６】本発明の一実施形態に係るロボットにおける経
路記憶処理の手順を示す流れ図である。
路記憶処理の手順を示す流れ図である。
【図７】本発明の一実施形態に係るロボットにおける逃
げ動作処理の手順を示す流れ図である。
げ動作処理の手順を示す流れ図である。
【図８】前記経路記憶処理における記憶データのメモリ
内の格納状態を示すテーブル図である。
内の格納状態を示すテーブル図である。
１ ロボット
２ 第１の軸
３ 第２の軸
４ 第３の軸
５ 第４の軸
６ 第５の軸
７ 第６の軸
８ アーム
９ エンドエフェクタ
１０ 障害物
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 松本 直之
明石市川崎町１番１号 川崎重工業株式
会社 明石工場内
(72)発明者 加賀谷 博昭
千葉県野田市二ツ塚118番地 川崎重工
業株式会社 野田工場内
(56)参考文献 特開 昭60−196812（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−160605（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−282017（ＪＰ，Ａ)
特開 平11−42575（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G05B 19/18 - 19/46
B25J 3/00 - 3/04
B25J 9/10 - 9/22
B25J 13/00 - 13/08
B25J 19/02 - 19/06
G05D 3/00 - 3/20
Claims (11)
- 【請求項１】 駆動手段により駆動される被駆動部材の
障害物との衝突が検出されたとき、前記衝突までの経路
に基づいて前記被駆動部材を前記障害物から所定距離離
すように前記駆動手段を制御する駆動制御方法であっ
て、 前記駆動手段が複数の軸からなるアームを有し、 前記アームの各軸を駆動している各サーボモータの実電
流値と、その理論電流値との差が、各軸毎に設定されて
いる基準値を超えた場合、衝突が検出されたものとさ
れ、 衝突が検出された場合、サーボモータの理論電流値から
その実電流値を差し引いた値が当該理論電流値と異符号
になっている軸については、従前の駆動方向と反対方向
に駆動する後退処理をなし、サーボモータの理論電流値
からその実電流値を差し引いた値が当該理論電流値と同
符号になっている軸については、従前の駆動方向と同方
向に駆動する前進処理をなす ことを特徴とする駆動制御方法。 - 【請求項２】 駆動手段により駆動される被駆動部材の
障害物との衝突が検出されたとき、前記衝突までの経路
に基づいて前記被駆動部材を前記障害物から所定距離離
すように前記駆動手段を制御する駆動制御方法であっ
て、 前記駆動手段が複数の軸からなるアームを有し、 前記アームの各軸を駆動している各サーボモータの実電
流値と、その理論電流値との差の変化率が基準値を超え
た場合、衝突が検出されたものとされ、 衝突が検出された場合、サーボモータの理論電流値から
その実電流値を差し引いた値が当該理論電流値と異符号
になっている軸については、従前の駆動方向と反対方向
に駆動する後退処理をなし、サーボモータの理論電流値
からその実電流値を差し引いた値が当該理論電流値と同
符号になっている軸については、従前の駆動方向と同方
向に駆動する前進処理をなす ことを特徴とする駆動制御方法。 - 【請求項３】 前記基準値が、前記アームを実際に駆動
させて得られた同アームの各動作毎のデータに基づいて
設定されることを特徴とする請求項１または２記載の駆
動制御方法。 - 【請求項４】 前記後退処理が、衝突発生までの所定区
間の経路を記憶する経路記憶処理と、前記所定区間を逆
に辿って障害物から所定距離離れる逃げ動作処理とから
なることを特徴とする請求項１または２記載の駆動制御
方法。 - 【請求項５】 前記所定距離が衝突前の被駆動部の速度
に関係なく一定とされてなることを特徴とする請求項４
記載の駆動制御方法。 - 【請求項６】 駆動手段により駆動される被駆動部材の
障害物との衝突を検出する衝突検出手段と、前記駆動手
段により駆動される被駆動部材の経路を記憶する経路記
憶手段と、前記衝突検出手段により衝突が検出されたと
きに前記経路記憶手段に記憶された前記衝突までの経路
に基づいて、前記被駆動部材が前記障害物から所定距離
離れるように前記駆動手段を制御する制御手段とを備え
てなる駆動制御装置であって、前記駆動手段が複数の軸からなるアームを有し、 前記衝突検出手段は、前記アームの各軸を駆動している
各サーボモータの実電流値と、その理論電流値との差が
基準値を超えた場合、衝突を検出するものとされ、 前記衝突検出手段により衝突が検出された場合、サーボ
モータの理論電流値からその実電流値を差し引いた値が
当該理論電流値と異符号になっている軸については、前
記制御手段が従前の駆動方向と反対方向に駆動する後退
処理をなし、サーボモータの理論電流値からその実電流
値を差し引いた値が当該理論電流値と同符号になってい
る軸については、前記制御手段が従前の駆動方向と同方
向に駆動する前進処理をなすようにされてなる ことを特徴とする駆動制御装置。 - 【請求項７】 駆動手段により駆動される被駆動部材の
障害物との衝突を検出する衝突検出手段と、前記駆動手
段により駆動される被駆動部材の経路を記憶する経路記
憶手段と、前記衝突検出手段により衝突が検出されたと
きに前記経路記憶手段に記憶された前記衝突までの経路
に基づいて、前記被駆動部材が前記障害物から所定距離
離れるように前記駆動手段を制御する制御手段とを備え
てなる駆動制御装置であって、 前記駆動手段が複数の軸からなるアームを有し、 前記衝突検出手段は、前記アームの各軸を駆動している
各サーボモータの実電流値と、その理論電流値との差の
変化率が基準値を超えた場合、衝突を検出するものとさ
れ、 前記衝突検出手段により衝突が検出された場合、サーボ
モータの理論電流値からその実電流値を差し引いた値が
当該理論電流値と異符号になっている軸については、前
記制御手段が従前の駆動方向と反対方向に駆動する後退
処理をなし、サーボモータの理論電流値からその実電流
値を差し引いた値が当該理論電流値と同符号になってい
る軸については、前記制御手段が従前の駆動方向と同方
向に駆動する前進処理をなすようにされてなる ことを特徴とする駆動制御装置。 - 【請求項８】 前記衝突検出手段における前記衝突を検
出するために用いる基準値を、前記アームを実際に駆動
させて得られた同アームの各動作毎のデータに基づいて
設定することを特徴とする請求項６または７記載の駆動
制御装置。 - 【請求項９】 前記後退処理が、衝突発生までの所定区
間の経路を記憶する経路記憶処理と、前記所定区間を逆
に辿って障害物から所定距離離れる逃げ動作処理とから
なることを特徴とする請求項６または７記載の駆動制御
装置。 - 【請求項１０】 前記所定距離が衝突前の被駆動部の速
度に関係なく一定とされてなることを特徴とする請求項
９記載の駆動制御装置。 - 【請求項１１】 請求項６ないし請求項１０のいずれか
１項に記載の駆動制御装置を備えてなることを特徴とす
るロボット。
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