JPH0546221A - ロボツトの数値制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ワーク等ロボットの機械系部分のばらつきを
気にせずに、ロボットの最大性能を引き出すプログラム
を容易に作成できるロボットの数値制御装置を提供す
る。 【構成】 ロボットを駆動するモータ２５に供給する電
源の積算値を求める積算部３０が、プログラム解析実行
部２において積算開始命令が実行されたときから積算部
３０に電流積算を開始させ、所定時に積算を終了させ、
プログラム解析実行部２において積算値読み出し命令が
実行されたときに積算部３０が保持する積算値をプログ
ラム解析実行部２に参照可能とする積算制御手段（トラ
ンジスタ２０、Ａ／Ｄ変換器２２等）を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、産業用ロボットの数値
制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のロボットの数値制御装置は、サー
ボアンプに係る技術を核として発展してきているという
沿革的理由から、 （ｉ）ロボットの言語の解析実行、ロボットプログラム
の退避等の処理を行ない、ロボットが次に移動すべき位
置を決定する論理制御層と、 （ii）論理制御層より指示された制御値（位置、速度、
加速度等の情報を含む制御値、以下同じ）に基づいて機
械系を実際に制御する物理制御層と、に機能上の明確な
分離がなされている。

【０００３】図７は、従来のロボットの数値制御装置の
構成を示している。図７において、プログラム記憶部１
００１およびプログラム解析実行部１００２が論理制御
層１００７に、サーボアンプ制御１００３およびサーボ
アンプ１００４が物理制御層１００８にそれぞれ相当す
る。各層にはそれぞれ独立にＣＰＵが設けられ、各ＣＰ
Ｕが各層の制御を担当する。これらの層は、ＲＳ−２３
２Ｃや２ポートＲＡＭによるバス結合等１００６により
その間の通信を実現している。

【０００４】プログラム記憶部１００１は、ロボットの
動作をＡＳＣＩＩコードによって、または予め決められ
た他のコード体系によって記述したプログラム（以下単
にプログラムという）を記憶する。プログラム解析実行
部１００２はプログラム記憶部１００１に記憶されたプ
ログラムを所定の順序で読み出し、その内容を解析し、
更に解析された内容に従って、所定の処理を行う。ここ
で、所定の処理とは、解析した内容がプログラムフロー
制御命令（ＦＯＲＴＲＡＮ言語でいう“ＤＯ”、“ＧＯ
ＴＯ”、“ＩＦ”等プログラムの流れを変速させる命
令）の場合には次に読み込むべきプログラムステップの
設定であり、実計算命令（ＦＯＲＴＲＡＮ言語でいう
“Ａ＝Ａ＋１０”の如き命令）の場合には、この命令に
対応する計算であり、また、ロボットの動作命令の場合
には、次に移動すべき位置情報、速度情報等をサーボア
ンプ制御部１００３に転送する等の具体的な処理をい
う。

【０００５】サーボアンプ制御部１００３は、プログラ
ム解析実行部１００２より得られた移動情報を解析し、
また、当該移動情報に基づいて、ロボット１００５の各
関節を駆動するモータ（図示せず）を動作させるための
アナログ指令値を生成する。なお、サーボアンプ制御部
１００３が、Ａ／Ｄ変換器を有する高速なＣＰＵを使用
する場合には、次に述べるサーボアンプ１００４中から
得られるアナログ値をフィードバック路１００９を介し
て取り込むこともある。このアナログ値としては、例え
ばモータを流れる電流の検出値である。サーボアンプ１
０４は一般的なサーボアンプであり、その内部にループ
を含むこともある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来は前述の様に独立
の階層化構造を採っていたため、論理制御層で生成した
情報は単に物理制御層に転送するのみであり、論理制御
層は物理制御層に於いて生じたエラーステータス情報を
受け取ることはあるものの、さらに詳細な情報を受け取
ってその結果に基づいて所定の動作を決定するといった
処理は行っていなかった。

【０００７】このため、重量物のＰＴＰ（Point To Poi
nt）搬送や、軽量物の搬送でも急俊な加速・減速をさせ
るものに代表される様なサーボアンプ駆動能力限界付近
の動作に係るロボットプログラムの作成においては、物
理制御層においてのみ判断し得る駆動限界を越える動作
についてはロボット自身が異常停止等によって明示する
場合を除くほか、他の判断手段はなく、プログラミング
には相当労力を要するといった問題点があった。

【０００８】上述の駆動限界を越える動作は、予めシミ
ュレーションをすれば予測し得るものではあるが、手続
が増える。また、ワークのばらつき等、予測不可能なも
のに対しては非力である。

【０００９】請求項１に記載の本発明の目的は、ロボッ
トの最大性能を引き出すプログラムを、ワーク等ロボッ
トの機械系部分にばらつきを気にせずに容易に作成する
ことができるロボットの数値制御装置を提供することに
ある。

【００１０】また、従来、ロボット動作中に慣性モーメ
ントを測定することにより、自動的にそのサーボ回路の
パラメータを調整するものもあったが、動作に従って被
制御対象たる慣性モーメントが変化し、発振を誘発する
ため満足できるものではなかった。

【００１１】請求項２に記載の本発明の目的は、発振を
誘発させることなく、サーボ回路のループ利得を調整す
ることができるロボット数値制御装置を提供することを
目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載のロボッ
トの数値制御装置は、ロボットを駆動するモータを制御
するロボットの数値制御装置であって、モータに供給す
る電力または電流に基づく値を検出し、その積算値を求
める積算部と、ロボットの動作を規定する命令、積算開
始命令および積算値読み出し命令を記憶するプログラム
記憶部と、プログラム記憶部に記憶された命令を読み出
し、読み出した命令を解析実行するプログラム解析実行
部とを備え、積算部は、プログラム解析実行部におい
て、積算開始命令が実行された時から積算部に積算を開
始させ、所定の積算終了時に積算を終了させ、プログラ
ム解析実行部において積算値読み出し命令が実行された
時に積算部が保持する積算値をプログラム解析実行部が
参照可能とする積算制御手段を有することを特徴とす
る。

【００１３】請求項２に記載のロボットの数値制御装置
は、ロボットを駆動するモータを制御するロボットの数
値制御装置であって、モータに供給する電力または電流
に基づく値を検出する検出部と、ロボットの動作を規定
する命令および評価関数定義命令を記憶するプログラム
記憶部と、プログラム記憶部に記憶された命令を読み出
し、読み出した命令を解析して電流指令値を算出するプ
ログラム解析実行部と、少なくとも１つ以上のループを
有し、電流指令値に従ってモータを駆動させるサーボ回
路と、検出部の検出値を入力とし、入力に対し少なくと
も１つ以上の出力が定義された数値計算手順に従って計
算を行って、サーボ回路中のループ利得を決定する出力
を発生する評価関数計算部とを備え、プログラム解析実
行部は、評価関数定義命令を解析し、評価関数計算部の
数値計算手順を評価関数に設定することを特徴とする。

【００１４】

【作用】請求項１に記載のロボットの数値制御装置にお
いては、積算制御手段が、プログラム解析実行部の動作
に応じてモータ供給電力または電流を積算し、その積算
値をプログラム解析実行部に参照可能とするので、ロボ
ットの機械系部分のばらつきを気にせずにプログラムを
作成でき、またロボットの最大性能を容易に引き出すこ
とができる。

【００１５】請求項２に記載のロボットの数値制御装置
においては、プログラム解析実行部が、プログラム記憶
部に記憶されたロボットの動作を規定する命令を読み出
し解析して電流指令値を算出し、この電流値に従ってサ
ーボ回路のモータを駆動し、検出部がモータに供給され
た電力または電流に基づく値例えば慣性モーメントを検
出し、評価関数計算部が検出部の出力に応じてサーボ回
路のループ利得を決定する。従って、ロボットの実際の
動作前に、例えばチャックしたワークを微小区間動作さ
せて予めループ利得を決定することができるので、ロボ
ット動作中にループ利得を変化させる必要がないから発
振誘発させることがない。

【００１６】

【実施例】図１は第１の発明に係るロボットの数値制御
装置の一実施例の構成を示す。本実施例は、ロボットの
モータ２５を、ＰＷＭによって動作させるものである。
プログラム記憶部１はロボットに動作をさせる手続、そ
の手続実行に寄与する情報等を記憶する部分であり、具
体的には以下のような種類の記述が記憶される。 （ａ）ロボット動作命令：ロボット動作命令は、ロボッ
トの移動命令、作用端に付設されるチャックなどの処理
命令等、具体的なロボットの物理的動作を誘起する命令
をいう。 （ｂ）計算命令：計算命令は、ロボットの動作を決定す
るため等に資する演算を行う命令である。 （ｃ）測定関連命令：測定関連命令は、後述する積算部
３０への指令を誘起する命令のほか、積算部３０に記録
された値を読み込む命令等を含むものである。 （ｄ）流れ制御命令：流れ制御命令はプログラムの流れ
をかえる（いわゆる分岐等の命令）ものである。

【００１７】なお、これらの命令の記述は図示しないパ
ーソナルコンピュータや、同じく図示しないプログラム
編集部等で作成し、そのまま又は一定の書式に変換した
後、プログラム記憶部１に記憶される。

【００１８】プログラム解析実行部２は、プログラム記
憶部１に記憶された命令をその記述順によみだし、これ
を解析し、その内容に従って、所定の処理をするもので
ある。

【００１９】サーボ計算等制御部３はプログラム解析実
行部２より得られた移動位置情報と、モータ２５に付設
されたロータリーエンコーダ（図示せず）のエンコーダ
出力に基づいて、毎サンプリング時刻毎にあるべき位置
情報を算出し、これを実現しうるべく、電流指令基準値
を決定する。電流指令基準値は電流指令値作成部４に出
力される。なお、電流指令基準値はデジタル値であり、
１２ビット程度のものであれば満足する性能が得られ
る。

【００２０】電流指令値作成部４は、サーボ計算等制御
部３よりえられた電流指令基準値に対し、モータ２５に
接続された大電力スイッチング回路５から出力され、電
流検出値によって補正を行ってモータ２５に指令すべき
電流のアナログ指令値を作成する。電流指令作成部４
は、一般に、Ｄ／Ａ変換器を核として構成されるもので
ある。

【００２１】比較器６および１０、鋸歯状波発生部７、
ならびに抵抗８Ａおよび８Ｂから成る分圧回路を構成要
素とするＰＷＭ信号発生部は、電流指令値作成部４の指
令値に基づいてこれをＰＷＭ信号に変換する。比較器６
は、一方の入力において電流指令値を受け、他方の入力
において鋸歯状波発生部７により生成された鋸歯状波を
受けて、ＰＷＭ信号が生成する。比較器１１は、一方の
入力において鋸歯状波発生部７に与えている鋸歯状波の
ピーク電圧９の１／２分圧値１０を受け、他方の入力に
おいて鋸歯状波を受けて、比較器６により得られるＰＷ
Ｍ信号に同期したハーフデューティー信号（以下、平衡
状態基準信号）を出力する。

【００２２】増幅器１５は、ＰＷＭ信号を大電力スイッ
チング回路５で使用可能となるまでに増幅する。大電力
スイッチ回路５はモータ２５のスイッチングを行うとと
もに、モータ２５に流れた電流値を検出し、これを電流
指令値作成部４に供給する。

【００２３】電流積算部３０は、モータ動作のためのＰ
ＷＭ信号と、平衡状態基準信号とにより平衡状態よりズ
レたモータ動作用ＰＷＭ信号の成分がある時間を積算す
る。具体的には、一方の入力において加減速期間信号を
受けるＡＮＤゲート１４を使用して加減速を行っている
間に限りその積算を行ない、積算された結果はコンデン
サ２８に電圧として記憶させる。積算結果をプログラム
解析実行部２が読み込める様な形式にするべく、Ａ／Ｄ
変換器２２が設けられており、これによって、コンデン
サ２８に記憶されたアナログ電圧値はデジタル値に変換
されることになる。

【００２４】トランジスタ２０はコンデンサ２８に蓄積
された電荷をプログラム解析実行部２の指示に従い、放
電させるためのスイッチングトランジスタである。トラ
ンジスタ１６は、そのすぐ後段のトランジスタ１９のオ
ン／オフを制御するものである。トランジスタ１９は、
コンデンサ２８に対して定電流で充電するための定電流
回路を構成するが、これによって、コンデンサ２８の両
端の電圧は、ＡＮＤゲート２７の出力がアクティブとな
る時間の積算値を示すことになることとなる。

【００２５】コンデンサ２８への電流値は、トランジス
タ１９のベース回路にあるツェナーダイオード１７のツ
ェナー電圧ならびに同じトランジスタ１９のエミッタ回
路に設けられた抵抗３の値によって決定される。従っ
て、コンデンサ２８の電流値と容量によって、その時定
数が決定される。ここで、時定数はロボットの動作に対
応して、コンデンサ２８が飽和しない程度に設定しなけ
ればならない。もちろん、後段のＡ／Ｄ変換器２２によ
って得られた数値をプログラム解析実行部２において適
当な値を乗算して補正する方法を併用しても構わない。

【００２６】トランジスタ１９のベース回路に順方向に
挿入されているダイオード２９はトランジスタ１９のエ
ミッタとベースの間のビルトインポテンシャルの温度補
正のためのものであり、サーマルカップリングの処理を
する。トランジスタ２はボルテージフォロワを構成し、
コンデンサ２８に蓄積された荷電によって生ずる電圧を
そのままＡ／Ｄ変換器２２に供給する。ここでボルテー
ジフォロワを使用したのは、ロボットが所定の動作を終
了するまでプログラム解析実行部２がコンデンサ１８の
電圧を読取らないものと考えられるので、動作開始時よ
り動作終了時迄の長時間に、コンデンサ２８の自己放電
等によって誤差が生ずるのを防止するためであり、その
入力インピーダンスは相当高くしておくのが望ましい。

【００２７】なお、図１の構成によらず、モータ電流値
をそのまま積算部３０に入力しても構わないが、モータ
電流値は多くのノイズを含んでいるため、精度の高い測
定値が得にくいと考えられる。

【００２８】次に、上述のように構成された図１の実施
例のハードウェア上の動作を図４のタイムチャートを使
用して説明する。図４中（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）および
（ｇ）は加速時のタイムチャートであり、（ｈ）、
（ｉ）、（ｊ）および（ｋ）は減速時のタイムチャート
である。

【００２９】サーボ計算等制御部３により生成された電
流指令基準値と大電力スイッチング回路５で検出された
モータ電流に基づいて電流指令値作成部４によって作成
された電流指令値と鋸歯状波発生部７において発生した
出力が図４の（ａ）および（ｂ）に示す様な信号である
場合、その比較器６により生成されるＰＷＭ信号は、図
４の（ｃ）に示すようなものとなる。

【００３０】比較器１１が発生する平衡状態基準信号
は、モータ２５が動作していない状態における電流指令
値に基づくＰＷＭ信号と同一の信号であって、回路によ
って擬似的に生成されるものである。本擬似信号は通常
５０％デューティの信号であるが、多少のズレがあって
も構わない。これは、後にソフトウエア処理をするとき
に補正しうるものだからである。

【００３１】比較器６によって生成されたＰＷＭ信号と
比較器１１によって生成された平衡状態基準信号は、Ｘ
ＯＲゲート２６および１２によって、加速時にはそのま
ま（図４の（ｄ）および（ｅ）参照）、減速時には判定
する（図４の（ｉ）および（ｈ）参照）。この後、両信
号をＡＮＤゲート１４に通すことにより、加速時には図
４の（ｆ）の如き信号が得られ、減速時には図４の
（ｊ）の如き信号が得られる。すなわち、加速時には加
速に要する電流指令に基づくデューティの信号が、また
減速時には減速に要する電流指令に基づくディーティの
信号が「正のパルス」（以下加減速電流指令パルスとい
う）として得ることができたことになる。

【００３２】なお、加減速期間をサーボ計算等制御部３
より指示することにより、等速動作を除く加減速期間に
係る指令のみの測定をすることが望ましい。

【００３３】積算部３０は加減速電流指令パルスがアク
ティブである時間をデジタル量として出力する。この
際、加減速電流パルスがアクティブである期間、定電流
回路のトランジスタ１９のベース回路に定電圧を供給す
るべく、トランジスタ１６がオフとなる。これによりト
ランジスタ１９のベースには所定の電圧が印加され、同
トランジスタ１９のエミッタ回路に挿入された抵抗３１
の両端にツェナー電圧がかかり、一定電流が流れ、その
ままコンデンサ２８に蓄積される。電流一定であること
からコンデンサ２８の両端電圧は時間にリニアの関係と
なることから、加減速電流パルスのアクティブ期間がそ
のままコンデンサ２８の両端電圧に反映されることにな
る。この電圧の加速時の様子は図４の（ｇ）に、減速時
の様子は図４の（ｋ）にそれぞれ図示されている。上述
の加速時および減速時の選択によって、モータ電流がい
ずれの方向に流れても、積算出力が正の方向に積算する
ことができるようになっている。

【００３４】この積算結果はＡ／Ｄ変換器２２でデジタ
ル信号に変換され、プログラム解析実行部２が読み取れ
る様に変換される。

【００３５】いま、プログラム記憶部１に以下のプログ
ラムリスト１に命令が含まれているとする。

【００３６】プログラムリスト１ ＰＯＩＮＴ：Ｐ１ Ｐ２ Ｐ３ 〜Ｌ０１ ＲＥＡＬ：ＶＥＬ 〜Ｌ０２ ＭＯＶＥ Ｐ１ 〜Ｌ０３ ＭＯＶＥ Ｐ２ 〜Ｌ０４ ＣＨＡＣＫ ＯＮ 〜Ｌ０５ ＭＥＡＳＵＲＥ ＳＴＡＲＴ 〜Ｌ０６ ＭＯＶＥ Ｐ３ 〜Ｌ０７ ＭＥＡＳＵＲＥ ＳＴＯＰ 〜Ｌ０８ ＩＦ ＭＥＡＳＵＲＥ＜１０ＴＨＥＮ ＶＥＬ＝５ＥＬ
ＳＥ ＶＥＬ＝２ 〜Ｌ０９ ＶＥＬＯＳＩＴＹ（ＶＥＬ） 〜Ｌ１０ ＭＯＶＥ Ｐ１ 〜Ｌ１１

【００３７】このプログラムは図３に示すように、ワー
ク３０１を作業スペース３０２に移送し、その上蓋及び
その付属物等を組み付ける工程３０３において、ワーク
３０１を作業スペース３０２に移送する部分を抽出した
ものである。ここで、Ｌ０１、Ｌ０２は変数の宣言であ
り、Ｌ０３において表わされているＰ１はワーク３０１
上方の適当な位置すなわち上死点を示し（図３参照）、
Ｌ０４において表わされているＰ２はワーク３０１面上
の位置を示し（図３参照）Ｌ０７において表わされてい
るＰ３とはワーク３０１の若干上方の位置、すなわち測
定点を示す（図３参照）。また、Ｌ０５ではロボットの
作用端であるチャックでワークを挟む操作である。

【００３８】Ｌ０６行目では、測定開始を指定する。こ
れをプログラム解析実行部２が読み込むと、コンデンサ
２８の電荷を消去するべく、電荷放電信号２４をＯＮし
（図４の（ｅ）参照）、トランジスタ２０をアクティベ
ートし、コンデンサ２８の電荷を放電させる。これによ
り、コンデンサ２８に含まれる情報はリセットされ、測
定の準備ができる。

【００３９】Ｌ０７行目ではロボットの微小量の移動が
指示される。これをプログラム解析実行部２が読み込む
と、サーボ計算等制御部３を通じて、ＰＷＭ信号がモー
タ駆動する様にデューティー変化し、モータ２５が駆動
される。

【００４０】Ｌ０８行目は測定終了を意味するが、具体
的にはＡ／Ｄ変換器２２の内容をプログラム解析実行部
２が読み込む処理をする。この値は「ＭＥＡＳＵＲＥ」
なる変数として取り扱われ、Ｌ０９行目で参照される。
この値は当該微小動作期間に要したモータでの電流積算
量であるので、ロボットが持ち上げた負荷に係る情報が
得られたことになる。

【００４１】以上の処理により得られた結果より、その
負荷が判別しうるので、これから加速度の指定等の処理
が行え、プログラム中でそのロボットの有する能力の最
大限まで引き上げることができるものとなる。

【００４２】図５は第２の発明に係るロボット数値制御
装置一実施例の原理図である。図５に示されたプログラ
ム記憶部５０１、プログラム解析実行部５０２、サーボ
計算等制御部５０３及びサーボアンプ５０５の主な機能
は従来例と略同一である。

【００４３】しかし、従来例においては、プログラム記
憶部５０１およびプログラム解析実行部５０２がロボッ
トの動作を規定する命令の記憶および実行のみ行ない、
サーボ計算等制御部５０３中のループ利得が固定で使用
され、またサーボアンプ５０５で計算された制御値に基
づいた増幅のみが行われていたのに対し、本実施例に於
いては、数値計算手順が再定義可能な評価関数計算部５
０４が設けられる点、プログラム記憶部５０１が評価関
数定義命令を記憶する点、プログラム解析実行部５０２
が評価関数定義命令を解析し、評価関数計算部５０４の
数値計算手順を評価関数に設定する点、ならびに、サー
ボアンプ中に当該評価関数に対する入力となる情報を検
出する部分がある点で従来例と相違する。

【００４４】図６は、図５に概略的に示された第２の発
明のロボット数値制御装置の具体的構成例を示す。プロ
グラム記憶部５０１は、上述のようにロボットの動作を
規定する命令のほか、評価関数定義命令を記憶してい
る。プログラム解析実行部５０２は、プログラム記憶部
５０１に記憶された命令を読み出し、読み出した命令を
解析して電流指令値を算出することに加えて、評価関数
定義命令を解析し、評価関数計算部の数値計算手順を評
価関数に設定する。

【００４５】評価関数計算部５０４は、プログラム解析
実行部５０２に付設される評価関数選択部６０２と、サ
ーボ計算等制御部５０３中のループ部分のループ利得
（Ｋｉ、Ｋｐ、Ｋｄ）を決定する設定部６０３とから成
る。

【００４６】サーボアンプ５０５は慣性モーメントの値
（これはモータに供給された電力または電流に基づく値
である）を検出する。評価関数選択部６０２は、検出さ
れた慣性モーメント値およびプログラム記憶部５０１に
記述された情報に基づいて、適当なサーボパラメータす
なわちループ利得（Ｋｉ、Ｋｐ、Ｋｄ）を決定し、この
内容を設定部６０３に引き渡すとともに、サーボ計算等
制御部５０３の各ループゲインノード６０８、６０９お
よび６１０に上記決定したループ利得を設定する。

【００４７】サーボアンプ５０５は、公知の構成であ
り、ループによる推定機構により慣性モーメントを算出
しうるものである。アンプ６０４は慣性モーメントの推
定値が設定されうるアンプである。アンプ６０６は、実
際のモータを模擬するアンプである。アンプは理想の数
学的モデルによるアンプである。アンプ６０５と６０６
の出力差ｅを積分器６０７によって累積することによっ
て慣性モーメントの推定値を得ることができる。なお、
サーボアンプ５０５中、モータ動作を示すアンプ６０５
の出力を値として取る部分６１５が検出部５０５Ｄに相
当する。

【００４８】以下、プログラム記憶部５０１が、次に記
載されたプログラムリスト２を記憶しているものとして
図６の実施例の動作を説明する。

【００４９】プログラムリスト２ ＰＯＩＮＴ：Ｐ１ Ｐ２ Ｐ３ 〜Ｌ０１ ＲＥＡＬ：ＶＥＬ 〜Ｌ０２ ＤＥＦＩＮＥ Ｆ（１）＝（0.１０，0.２０，0.３０）
〜Ｌ１００ ＤＥＦＩＮＥ Ｆ（２）＝（0.２２，0.２４，0.２５）
〜Ｌ１０１ ＤＥＦＩＮＥ Ｆ（３）＝（0.１０，0.２０，0.５０）
〜Ｌ１０２ ＤＥＦＩＮＥ Ｆ（４）＝（0.２２，0.２４，0.４５）
〜Ｌ１０３ ＭＯＶＥ Ｐ１ 〜Ｌ０３ ＭＯＶＥ Ｐ２ 〜Ｌ０４ ＣＨＡＣＫ ＯＮ 〜Ｌ０５ ＭＥＡＳＵＲＥ ＳＴＡＲＴ 〜Ｌ０６ ＭＯＶＥ Ｐ３ 〜Ｌ０７ ＭＥＡＳＵＲＥ ＳＴＯＰ 〜Ｌ０８ ＩＦ ＭＥＡＳＵＲＥ＜１０ＴＨＥＮ ＳＥＴ Ｆ
（１）ＥＬＳＥ ＳＥＴＦ（２） 〜Ｌ０９ ＭＯＶＥ Ｐ１ 〜Ｌ１０ ＳＥＴ Ｆ（ＩＮＴＥＧＥＲ（ＭＥＡＳＵＲＥ／５））
〜Ｌ１１ ＭＯＶＥ Ｐ４ 〜Ｌ１２

【００５０】ラインＬ０１およびＬ０２は、プログラム
に関する変数等の宣言である。

【００５１】ラインＬ１００乃至Ｌ１０３に記載された
ＤＥＦＩＮＥ文はサーボパラメータすなわちループ利得
（Ｋｉ、Ｋｐ、Ｋｄ）を記憶する部分すなわち評価関数
定義命令である。これらの行では、ループ利得をパラメ
ータの配列として記憶されているが、その表記上、評価
関数として見做すことができる。本明細書において配列
を評価関数と指称する所以である。プログラム解析実行
部５０２は、評価関数定義命令を解析し、評価関数計算
部５０２の数値計算手順を評価関数に設定する。

【００５２】ラインＬ０３乃至Ｌ０８の処理はプログラ
ムリスト１の同じ行と同様の処理である。但し、プログ
ラム解析実行部５０２がＬ０６の測定開始命令を認識
し、サーボアンプ中のループスイッチ６１１をオンと
し、Ｌ０７での微小区間動作によって生じるチャックし
た物品を含めた慣性モーメントの推定を開始する点がプ
ログラムリスト１の処理と異なる。プログラム解析実行
部５０２は、動作の終了時にループスイッチ６１１をオ
フし、推定した慣性モーメントを確定させる。

【００５３】次に、上記一連の処理により推定慣性モー
メントの値が得られるので、次に具体的にループ中にこ
れを設定する手続を行う。ラインＬ０９では、推定慣性
モーメントが１０より小さければ、Ｆ（１）を使用し、
推定慣性モーメントが１０以上ならばＦ（２）を使用す
ることを規定している。ラインＬ１０におけるロボット
動作はラインＬ０９で設定したサーボパラメータによっ
て動作することになる。

【００５４】ラインＬ１１には推定した慣性モーメント
から評価関数を決定する別の表記方法が示されている。
かかる表記によっても、ループゲインの設定が可能であ
る。ラインＬ１１に規定されたロボット動作はラインＬ
１１で設定したサーボパラメータによって動作すること
になる。

【００５５】なお、上記両実施例ではともに測定終了命
令を実行したことによりその測定の終了を明示的に数値
制御装置に指示しているが、プログラムリスト例からも
判るように、測定開始の直後の動作命令が終了した時点
で測定終了する場合が比較的多い。かかる場合、測定終
了命令を記述しなくとも、測定開始命令の後、単一のロ
ボット動作命令が終了した時点で当該測定値を確定する
こととしても構わない。

【００５６】また、測定終了を積算開始命令が実行され
た後、予め決められた時間経過時とすることとしても当
初の目的を達成することができる。

【００５７】さらに、ロボット動作に係る動作命令によ
り、「積算開始命令」にかえて積算開始をすることによ
り、簡易なプログラムを作ることができる。

【００５８】上述した図１の実施例と図５および図６の
実施例を同時に実施してもよいが、図１の実施例による
積算値参照による速度等の補正効果と、図５およひ図６
の実施例のループ利得制御の効果とが相殺し合って、満
足な効果が得られないおそれがある。従って、同時実施
の場合、図１の実施例と図５および図６の実施例を選択
できる命令をインプリメントしておくのが好ましい。

【００５９】

【発明の効果】以上のように、請求項１に記載のロボッ
ト制御装置によれば、プログラム解析実行部がモータ供
給電力または電流の積算値を参照できるようにしたの
で、ロボットの機械系部分のばらつきを気にせずにプロ
グラムを作成でき、またロボットの最大性能を容易に引
き出すことができる。

【００６０】請求項２に記載のロボット制御装置によれ
ば、ロボットの動作前にサーボ回路の利得を求めること
ができるようにしたので、ロボット動作中にループ利得
を変化させる必要がないから、発振を誘発させることが
ない。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の発明に係るロボットの数値制御装置の一
実施例の構成を示すブロック図である。

【図２】図１の実施例の制御対象であるロボットの一例
を示す斜視図である。

【図３】図２のロボットの動作例を示す説明図である。

【図４】図１の実施例の動作を示すタイミング図であ
る。

【図５】第２の発明に係るロボットの数値制御装置の一
実施例を示す原理図である。

【図６】図５のロボットの数値制御装置の具体例を示す
ブロック図である。

【図７】従来のロボットの数値制御装置の一例を示すブ
ロック図である。

【符号の説明】

１、５０１ プログラム記憶部 ２、５０２ プログラム解析実行部 ３、５０３ サーボ計算等制御部 ２５ モータ ３０ 電流積算部 ５０４ 評価関数計算部 ６０２ 評価関数選択部

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【手続補正書】

【提出日】平成３年１２月２７日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３１

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３１】 比較器６によって生成されたＰＷＭ信号
と比較器１１によって生成された平衡状態基準信号は、
ＸＯＲゲート２６および１２によって、加速時にはその
まま（図４の（ｄ）および（ｅ）参照）、減速時には反
転する（図４の（ｉ）および（ｈ）参照）。この後、両
信号をＡＮＤゲート１４に通すことにより、加速時には
図４の（ｆ）の如き信号が得られ、減速時には図４の
（ｊ）の如き信号が得られる。すなわち、加速時には加
速に要する電流指令に基づくデューティの信号が、また
減速時には減速に要する電流指令に基づくディーティの
信号が「正のパルス」（以下加減速電流指令パルスとい
う）として得ることができたことになる。

【手続補正２】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

【手続補正３】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図６

【補正方法】変更

【補正内容】

【図６】

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ロボットを駆動するモータを制御するロ
   ボットの数値制御装置であって、 前記モータに供給する電力または電流に基づく値を検出
   し、その積算値を求める積算部と、 前記ロボットの動作を規定する命令、積算開始命令およ
   び積算値読み出し命令を記憶するプログラム記憶部と、 前記プログラム記憶部に記憶された命令を読み出し、読
   み出した命令を解析実行するプログラム解析実行部とを
   備え、 前記積算部は、前記プログラム解析実行部において、前
   記積算開始命令が実行された時から前記積算部に積算を
   開始させ、所定の積算終了時に前記積算を終了させ、前
   記プログラム解析実行部において前記積算値読み出し命
   令が実行された時に前記積算部が保持する積算値を前記
   プログラム解析実行部が参照可能とする積算制御手段を
   有することを特徴とするロボットの数値制御装置。
2. 【請求項２】 ロボットを駆動するモータを制御するロ
   ボットの数値制御装置であって、 前記モータに供給する電力または電流に基づく値を検出
   する検出部と、 前記ロボットの動作を規定する命令および評価関数定義
   命令を記憶するプログラム記憶部と、 前記プログラム記憶部に記憶された命令を読み出し、読
   み出した命令を解析して電流指令値を算出するプログラ
   ム解析実行部と、 少なくとも１つ以上のループを有し、前記電流指令値に
   従って前記モータを駆動させるサーボ回路と、 前記検出部の検出値を入力とし、入力に対し少なくとも
   １つ以上の出力が定義された数値計算手順に従って計算
   を行って、前記サーボ回路中のループ利得を決定する出
   力を発生する評価関数計算部とを備え、 前記プログラム解析実行部は、前記評価関数定義命令を
   解析し、前記評価関数計算部の数値計算手順を評価関数
   に設定することを特徴とするロボットの数値制御装置。