(57)【要約】      （修正有）【課題】自動制御方法及び自動制御装置を提供する。【解決手段】自動制御装置１００は、自動ジョイント機構とプロセッサ１１０とを備える。自動ジョイント機構は、第１のモータ１２０及び第２のモータを１３０備える。プロセッサは、第１のモータ及び第２のモータに力の調整を行うように適用される。第１のモータ状態パラメータが第２のモータ状態パラメータと異なる場合、プロセッサは、第１のモータ及び第２のモータの少なくとも１つの力の大きさが自動的に対応して調整されるように、第１のモータの第１の目標位置パラメータ及び第２のモータの第２の目標位置パラメータの少なくとも１つを調整する。【選択図】図１
2020030793.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動ジョイント機構に適応される自動制御方法であって、前記自動ジョイント機構は、第１のモータと第２のモータとを備え、前記自動制御方法は、前記第１のモータ及び前記第２のモータに力の調整を行うように適用され、前記自動制御方法は、
前記第１のモータの第１の回転シャフトと前記第２のモータの第２の回転シャフトとが、同時にそれぞれ第１の目標位置パラメータ及び第２の目標位置パラメータに向かって回転するように、前記第１のモータの前記第１の回転シャフトの前記第１の目標位置パラメータを設定するとともに、前記第２のモータの前記第２の回転シャフトの前記第２の目標位置パラメータを設定し、
前記第１のモータの第１のモータ状態パラメータを読み取り、前記第２のモータの第２のモータ状態パラメータを読み取り、
前記第１のモータ状態パラメータ及び前記第２のモータ状態パラメータに基づいて、前記第１のモータ及び前記第２のモータの少なくとも１つの力の大きさを調整するか否か決定し、
前記第１のモータ状態パラメータが前記第２のモータ状態パラメータと異なる場合、前記第１のモータ及び前記第２のモータの少なくとも１つの力の大きさが自動的に対応して調整されるように、前記第１の目標位置パラメータ及び前記第２の目標位置パラメータの少なくとも１つを調整するように前記第１のモータ及び前記第２のモータの少なくとも１つを選択する、ことを含む、
ことを特徴とする自動制御方法。
【請求項２】
前記第１のモータ状態パラメータ及び前記第２のモータ状態パラメータに基づいて、前記第１のモータ及び前記第２のモータの少なくとも１つの力の大きさを調整するか否か決定するステップは、
前記第１のモータの第１の現在位置パラメータを取得するため前記第１のモータを読み取り、前記第２のモータの第２の現在位置パラメータを取得するため前記第２のモータを読み取り、
前記第１の目標位置パラメータから前記第１の現在位置パラメータを引いた値に等しい第１の位置偏差パラメータを取得し、前記第２の目標位置パラメータから前記第２の現在位置パラメータを引いた値に等しい第２の位置偏差パラメータを取得し、
前記第１のモータ状態パラメータは、前記第１のモータの前記第１の位置偏差パラメータの絶対値であり、前記第２のモータ状態パラメータは、前記第２のモータの前記第２の位置偏差パラメータの絶対値である、
ことを特徴とする請求項１に記載の自動制御方法。
【請求項３】
前記第１のモータ状態パラメータ及び前記第２のモータ状態パラメータに基づいて、前記第１のモータ及び前記第２のモータの少なくとも１つの力の大きさを調整するか否か決定するステップは、
前記第１の位置偏差パラメータの絶対値が、前記第２の位置偏差パラメータの絶対値と等しいか否か判別することで、前記第１のモータ及び前記第２のモータの少なくとも１つの力の大きさを調整すると決定する、ことをさらに含む、
ことを特徴とする請求項２に記載の自動制御方法。
【請求項４】
前記第１のモータ状態パラメータが前記第２のモータ状態パラメータより小さい場合、前記第１の目標位置パラメータ及び前記第２の目標位置パラメータの少なくとも１つを調整するように前記第１のモータ及び前記第２のモータの少なくとも１つを選択するステップは、
前記第１の位置偏差パラメータの絶対値と等しい第１のパラメータを取得し、
前記第２の位置偏差パラメータの絶対値と等しい第２のパラメータを取得し、
前記第２のパラメータから前記第１のパラメータを引いて１／２を掛けることで第３のパラメータを取得し、
前記第１の位置偏差パラメータが０より大きいか０より小さいか０に等しいか判別し、
前記第１の位置偏差パラメータが０より小さい場合、前記第１の目標位置パラメータから前記第３のパラメータを引いた値に等しい第４のパラメータを取得し、前記第１の目標位置パラメータを前記第４のパラメータに更新し、
前記第１の位置偏差パラメータが０より大きい場合、前記第１の目標位置パラメータに前記第３のパラメータを加えた値に等しい第５のパラメータを取得し、前記第１の目標位置パラメータを前記第５のパラメータに更新し、
前記第１の位置偏差パラメータが０と等しい場合、前記第１のモータ及び前記第２のモータを再度読み取る、ことを含む、
ことを特徴とする請求項３に記載の自動制御方法。
【請求項５】
前記第１の目標位置パラメータ及び前記第２の目標位置パラメータの少なくとも１つを調整するように前記第１のモータ及び前記第２のモータの少なくとも１つを選択するステップは、
前記第１のモータ及び前記第２のモータのそれぞれの力の大きさが対応して調整されるように、前記第１の目標位置パラメータが前記第４のパラメータに更新された後、前記第１の回転シャフトの調整された前記第１の現在位置パラメータを再度読み取り、前記第２の回転シャフトの調整された前記第２の現在位置パラメータを再度読み取り、
更新された前記第１の目標位置パラメータから調整された前記第１の現在位置パラメータを引いた値に等しい新たな前記第１の位置偏差パラメータを取得し、
新たな前記第１の位置偏差パラメータの絶対値と等しい第６のパラメータを取得し、
前記第２の目標位置パラメータから調整された前記第２の現在位置パラメータを引いた値に等しい新たな前記第２の位置偏差パラメータを取得し、
新たな前記第２の位置偏差パラメータの絶対値と等しい第７のパラメータを取得し、
前記第７のパラメータから前記第６のパラメータを引いて１／２を掛けることで第８のパラメータを取得し、
新たな前記第１の位置偏差パラメータが０より大きいか０より小さいか０に等しいか判別し、
新たな前記第１の位置偏差パラメータが０より小さい場合、新たな前記第１の目標位置パラメータから前記第８のパラメータを引いた値に等しい第９のパラメータを取得し、前記第１の目標位置パラメータを前記第９のパラメータに更新し、
新たな前記第１の位置偏差パラメータが０より大きい場合、新たな前記第１の目標位置パラメータに前記第８のパラメータを加えた値に等しい第１０のパラメータを取得し、前記第１の目標位置パラメータを前記第１０のパラメータに更新し、
新たな前記第１の位置偏差パラメータが０と等しい場合、前記第１のモータ及び前記第２のモータを再度読み取る、ことをさらに含む、
ことを特徴とする請求項４に記載の自動制御方法。
【請求項６】
前記第１のモータ状態パラメータが前記第２のモータ状態パラメータより小さい場合、前記第１の目標位置パラメータ及び前記第２の目標位置パラメータの少なくとも１つを調整するように前記第１のモータ及び前記第２のモータの少なくとも１つを選択するステップは、
前記第１の位置偏差パラメータの絶対値と等しい第１のパラメータを取得し、
前記第２の位置偏差パラメータの絶対値と等しい第２のパラメータを取得し、
前記第２のパラメータから前記第１のパラメータを引いて１／２を掛けることで第３のパラメータを取得し、
前記第２の位置偏差パラメータが０より大きいか０より小さいか０に等しいか判別し、
前記第２の位置偏差パラメータが０より小さい場合、前記第２の目標位置パラメータに前記第３のパラメータを加えた値に等しい第４のパラメータを取得し、前記第２の目標位置パラメータを前記第４のパラメータに更新し、
前記第２の位置偏差パラメータが０より大きい場合、前記第２の目標位置パラメータから前記第３のパラメータを引いた値に等しい第５のパラメータを取得し、前記第２の目標位置パラメータを前記第５のパラメータに更新し、
前記第２の位置偏差パラメータが０と等しい場合、前記第１のモータ及び前記第２のモータを再度読み取る、ことを含む、
ことを特徴とする請求項３に記載の自動制御方法。
【請求項７】
前記第１の目標位置パラメータ及び前記第２の目標位置パラメータの少なくとも１つを調整するように前記第１のモータ及び前記第２のモータの少なくとも１つを選択するステップは、
前記第１のモータ及び前記第２のモータのそれぞれの力の大きさが対応して調整されるように、前記第２の目標位置パラメータが前記第４のパラメータに更新された後、前記第１の回転シャフトの調整された前記第１の現在位置パラメータを再度読み取り、前記第２の回転シャフトの調整された前記第２の現在位置パラメータを再度読み取り、
前記第１の目標位置パラメータから調整された前記第１の現在位置パラメータを引いた値に等しい新たな前記第１の位置偏差パラメータを取得し、
新たな前記第１の位置偏差パラメータと等しい第６のパラメータを取得し、
更新された前記第２の目標位置パラメータから調整された前記第２の現在位置パラメータを引いた値に等しい新たな前記第２の位置偏差パラメータを取得し、
新たな前記第２の位置偏差パラメータの絶対値と等しい第７のパラメータを取得し、
前記第７のパラメータから前記第６のパラメータを引いて１／２を掛けることで第８のパラメータを取得し、
新たな前記第２の位置偏差パラメータが０より大きいか０より小さいか０に等しいか判別し、
新たな前記第２の位置偏差パラメータが０より小さい場合、新たな前記第２の目標位置パラメータに前記第８のパラメータを加えた値に等しい第９のパラメータを取得し、前記第２の目標位置パラメータを前記第９のパラメータに更新し、
新たな前記第２の位置偏差パラメータが０より大きい場合、新たな前記第２の目標位置パラメータから前記第８のパラメータを引いた値に等しい第１０のパラメータを取得し、前記第２の目標位置パラメータを前記第１０のパラメータに更新し、
新たな前記第２の位置偏差パラメータが０と等しい場合、前記第１のモータ及び前記第２のモータを再度読み取る、ことをさらに含む、
ことを特徴とする請求項６に記載の自動制御方法。
【請求項８】
前記第１のモータ状態パラメータは、前記第１のモータの第１のモータ温度パラメータであり、前記第２のモータ状態パラメータは、前記第２のモータの第２のモータ温度パラメータである、ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の自動制御方法。
【請求項９】
前記第１のモータ状態パラメータ及び前記第２のモータ状態パラメータに基づいて、前記第１のモータ及び前記第２のモータの少なくとも１つの力の大きさを調整するか否か決定するステップは、
前記第１のモータ温度パラメータが前記第２のモータ温度パラメータと等しいか否か判別することで、前記第１のモータ及び前記第２のモータの少なくとも１つの力の大きさを調整すると決定する、ことを含む、
ことを特徴とする請求項８に記載の自動制御方法。
【請求項１０】
前記第１のモータ温度パラメータが前記第２のモータ温度パラメータよりも小さい場合、前記第１の目標位置パラメータ及び前記第２の目標位置パラメータの少なくとも１つを調整するように前記第１のモータ及び前記第２のモータの少なくとも１つを選択するステップは、
前記第１のモータの力の大きさが増加するように、第１の事前に設定されたパラメータに応じて前記第１の目標位置パラメータを調整するように前記第１のモータを選択し、
前記第２のモータの力の大きさが減少するように、第２の事前に設定されたパラメータに応じて前記第２の目標位置パラメータを調整するように前記第２のモータを選択する、ことを含む、
ことを特徴とする請求項９に記載の自動制御方法。
【請求項１１】
前記第１のモータ及び前記第２のモータは連動して前記自動ジョイント機構のロボットアームに共に力を加えるように構成され、
前記第１のモータ及び前記第２のモータの一方の力の大きさが変更されると、前記第１のモータ及び前記第２のモータの他方も対応して変更される、
ことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の自動制御方法。
【請求項１２】
第１のモータ及び第２のモータを備える自動ジョイント機構と、
前記第１のモータ及び前記第２のモータに接続され、前記第１のモータ及び前記第２のモータに力の調整を行うように適用されるプロセッサと、
を備え、
前記プロセッサは、前記第１のモータの第１の回転シャフトと前記第２のモータの第２の回転シャフトとが、同時にそれぞれ第１の目標位置パラメータ及び第２の目標位置パラメータに向かって回転するように、前記第１のモータの前記第１の回転シャフトの前記第１の目標位置パラメータを設定するとともに、前記第２のモータの前記第２の回転シャフトの前記第２の目標位置パラメータを設定し、
前記プロセッサは、前記第１のモータの第１のモータ状態パラメータを読み取り、前記第２のモータの第２のモータ状態パラメータを読み取り、
前記プロセッサは、前記第１のモータ状態パラメータ及び前記第２のモータ状態パラメータに基づいて、前記第１のモータ及び前記第２のモータの少なくとも１つの力の大きさを調整するか否か決定し、
前記第１のモータ状態パラメータが前記第２のモータ状態パラメータと異なる場合、前記プロセッサは、前記第１のモータ及び前記第２のモータの少なくとも１つの力の大きさが自動的に対応して調整されるように、前記第１の目標位置パラメータ及び前記第２の目標位置パラメータの少なくとも１つを調整するように前記第１のモータ及び前記第２のモータの少なくとも１つを選択する、
ことを特徴とする自動制御装置。
【請求項１３】
前記プロセッサは、前記第１のモータの第１の現在位置パラメータを取得するため前記第１のモータを読み取り、前記第２のモータの第２の現在位置パラメータを取得するため前記第２のモータを読み取り、
前記プロセッサは、前記第１の目標位置パラメータから前記第１の現在位置パラメータを引いた値に等しい第１の位置偏差パラメータの絶対値を取得し、前記第２の目標位置パラメータから前記第２の現在位置パラメータを引いた値に等しい第２の位置偏差パラメータの絶対値を取得し、
前記第１のモータ状態パラメータは、前記第１のモータの前記第１の位置偏差パラメータの絶対値であり、前記第２のモータ状態パラメータは、前記第２のモータの前記第２の位置偏差パラメータの絶対値であり、
前記プロセッサは前記第１の位置偏差パラメータが前記第２の位置偏差パラメータより小さいと判別した場合、前記プロセッサは、前記第１のモータの前記第１の目標位置パラメータを調整する、
ことを特徴とする請求項１２に記載の自動制御装置。
【請求項１４】
前記プロセッサは、前記第１のモータの第１の現在位置パラメータを取得するため前記第１のモータを読み取り、前記第２のモータの第２の現在位置パラメータを取得するため前記第２のモータを読み取り、
前記プロセッサは、前記第１の目標位置パラメータから前記第１の現在位置パラメータを引いた値に等しい第１の位置偏差パラメータの絶対値を取得し、前記第２の目標位置パラメータから前記第２の現在位置パラメータを引いた値に等しい第２の位置偏差パラメータの絶対値を取得し、
前記第１のモータ状態パラメータは、前記第１のモータの前記第１の位置偏差パラメータの絶対値であり、前記第２のモータ状態パラメータは、前記第２のモータの前記第２の位置偏差パラメータの絶対値であり、
前記プロセッサは前記第１の位置偏差パラメータが前記第２の位置偏差パラメータより小さいと判別した場合、前記プロセッサは、前記第２のモータの前記第２の目標位置パラメータを調整する、
ことを特徴とする請求項１２に記載の自動制御装置。
【請求項１５】
前記第１のモータ状態パラメータは、前記第１のモータの第１のモータ温度パラメータであり、前記第２のモータ状態パラメータは、前記第２のモータの第２のモータ温度パラメータであり、
前記プロセッサは、前記第１のモータ温度パラメータが前記第２のモータ温度パラメータと等しいか否か判別することで、前記第１のモータ及び前記第２のモータの少なくとも１つの力の大きさを調整すると決定する、
ことを特徴とする請求項１２乃至１４のいずれか１項に記載の自動制御装置。
【請求項１６】
前記第１のモータ状態パラメータは、前記第２のモータ状態パラメータより小さく、
前記プロセッサは、前記第１のモータの力の大きさが増加するように、第１の事前に設定されたパラメータに応じて前記第１のモータの前記第１の目標位置パラメータを調整し、
前記第２のモータの力の大きさが増加するように、第２の事前に設定されたパラメータに応じて前記第２のモータの前記第２の目標位置パラメータを調整する、
ことを特徴とする請求項１５に記載の自動制御装置。
【請求項１７】
前記第１のモータ及び前記第２のモータは連動して前記自動ジョイント機構のロボットアームに共に力を加えるように構成され、
前記第１のモータ及び前記第２のモータの一方の力の大きさが変更されると、前記第１のモータ及び前記第２のモータの他方も対応して変更される、
ことを特徴とする請求項１２乃至１６のいずれか１項に記載の自動制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、制御技術に関し、より詳細には、自動制御方法及び自動制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動制御装置の発展は、より多様化し、様々な自動制御装置が設計され、様々な分野で用いられている。自動制御装置は、例えばロボット、ロボットア−ムあるいは他の機械的な有機体である。そのため、自動制御装置は、通常複数のモータによって自動ジョイント機構を形成する必要があり、自動ジョイント機構内に配置されたモータを同時に駆動することでロボットア−ムを移動させる。しかしながら、モータは、異なる大きさの力を有し得るので、自動ジョイント機構が１の特定の動作に固定される場合、大きな力を有するモータは徐々に温度上昇し、モータのオーバーヒートのためにパワーロスが生じる。以上に鑑み、いくつかの実施の形態を以下に提供し、モータが均一な力を出力できるようにし、それによってモータのオーバーヒートによるパワーロスが発生することを効果的に低減するため、モータの力の大きさを効果的に調整する手段について詳細に説明する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、第１のモータ及び第２のモータが、均一な力を出力して第１のモータ及び第２のモータに対する不均一な力の出力の問題を効果的に解決する、自動ジョイント機構における第１のモータ及び第２のモータの少なくとも１つの力の大きさを自動的に調整することに適用可能な自動制御方法及び自動制御装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
自動制御方法は、自動ジョイント機構に適用される。前記自動ジョイント機構は、第１のモータと第２のモータとを備える。前記自動制御方法は、前記第１のモータ及び前記第２のモータに力の調整を行うように適用される。前記自動制御方法は、以下のステップを含む。
前記第１のモータの第１の回転シャフトと前記第２のモータの第２の回転シャフトとが、同時にそれぞれ第１の目標位置パラメータ及び第２の目標位置パラメータに向かって回転するように、前記第１のモータの前記第１の回転シャフトの前記第１の目標位置パラメータを設定するとともに、前記第２のモータの前記第２の回転シャフトの前記第２の目標位置パラメータを設定し、
前記第１のモータの第１のモータ状態パラメータを読み取り、前記第２のモータの第２のモータ状態パラメータを読み取り、
前記第１のモータ状態パラメータ及び前記第２のモータ状態パラメータに基づいて、前記第１のモータ及び前記第２のモータの少なくとも１つの力の大きさを調整するか否か決定し、
前記第１のモータ状態パラメータが前記第２のモータ状態パラメータと異なる場合、前記第１のモータ及び前記第２のモータの少なくとも１つの力の大きさが自動的に対応して調整されるように、前記第１の目標位置パラメータ及び前記第２の目標位置パラメータの少なくとも１つを調整するように前記第１のモータ及び前記第２のモータの少なくとも１つを選択する。
【０００５】
本発明の自動制御装置は、自動ジョイント機構とプロセッサとを備える。前記自動ジョイント機構は、第１のモータ及び第２のモータを備える。前記プロセッサは、前記第１のモータ及び前記第２のモータに接続される。前記プロセッサは、前記第１のモータ及び前記第２のモータに力の調整を行うように適用される。
前記プロセッサは、前記第１のモータの第１の回転シャフトと前記第２のモータの第２の回転シャフトとが、同時にそれぞれ第１の目標位置パラメータ及び第２の目標位置パラメータに向かって回転するように、前記第１のモータの前記第１の回転シャフトの前記第１の目標位置パラメータを設定するとともに、前記第２のモータの前記第２の回転シャフトの前記第２の目標位置パラメータを設定する。
前記プロセッサは、前記第１のモータの第１のモータ状態パラメータを読み取り、前記第２のモータの第２のモータ状態パラメータを読み取る。
前記プロセッサは、前記第１のモータ状態パラメータ及び前記第２のモータ状態パラメータに基づいて、前記第１のモータ及び前記第２のモータの少なくとも１つの力の大きさを調整するか否か決定する。
前記第１のモータ状態パラメータが前記第２のモータ状態パラメータと異なる場合、前記プロセッサは、前記第１のモータ及び前記第２のモータの少なくとも１つの力の大きさが自動的に対応して調整されるように、前記第１の目標位置パラメータ及び前記第２の目標位置パラメータの少なくとも１つを調整するように前記第１のモータ及び前記第２のモータの少なくとも１つを選択する。
【発明の効果】
【０００６】
以上に基づき、本発明の自動制御方法及び自動制御装置は、モータの力の大きさを自動的に対応して調整できるように、モータ状態パラメータを効果的に分析し、モータの回転シャフトの目標位置を更新可能である。従って、本発明の自動制御方法及び自動制御装置は、モータのオーバーヒートによるパワーロスの発生を効果的に低減できる。
【０００７】
本発明の上記の特徴及び利点についての理解をより容易にするため、添付の図面とともに、いくつかの実施の形態について以下に詳細に説明する。
【０００８】
添付の図面は本発明についてのさらなる理解のために供され、本明細書に取り込まれ、本明細書の一部を構成する。図面は本発明の実施の形態を示し、詳細な説明とともに、本発明の原理を説明する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態に係る自動制御装置のブロック図である。
【００１０】
【図２】図１の実施の形態に係る自動制御装置の一例を示す概略図である。
【００１１】
【図３】本発明の実施の形態に係る自動制御方法のフローチャートである。
【００１２】
【図４】図４Ａ及び４Ｂは、本発明の第１の実施の形態に係る自動制御方法のフローチャートである。
【００１３】
【図５Ａ】図４Ａ及び４Ｂの実施の形態に係る第１のモータ状態の概略図である。
【００１４】
【図５Ｂ】図４Ａ及び４Ｂの実施の形態に係る第２のモータ状態の概略図である。
【００１５】
【図６】図６Ａ及び６Ｂは、本発明の第２の実施の形態に係る自動制御方法のフローチャートである。
【００１６】
【図７Ａ】図６Ａ及び６Ｂの実施の形態に係る第１のモータ状態の概略図である。
【００１７】
【図７Ｂ】図６Ａ及び６Ｂの実施の形態に係る第２のモータ状態の概略図である。
【００１８】
【図８】本発明の別の実施の形態に係る自動制御方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明する。それらの例を添付の図面に示す。可能な限り、同一あるいは同様の部分には図面及び詳細な説明において同一の参照番号を付す。
【００２０】
本発明の内容についての理解をより容易にするため、本発明が実際に実施可能であることを証明するため、例としての実施の形態を以下に説明する。また、同一の参照数字が付された要素／部品／ステップは、図面及び実施の形態において同一または類似の部分を表わす。
【００２１】
図１は、本発明の実施の形態に係る自動制御装置のブロック図である。図１を参照すると、自動制御装置１００は、プロセッサ１１０と、第１のモータ１２０と、第２のモータ１３０とを備える。プロセッサ１１０は、第１のモータ１２０及び第２のモータ１３０に接続される。本実施の形態においては、自動制御装置１００は、自動ジョイント機構を備えてよく、第１のモータ１２０及び第２のモータ１３０は、自動ジョイント機構内に配置される。例えば、第１のモータ１２０及び第２のモータ１３０は、ロボットアームに組み合わされてよく、同時に動作してロボットア−ムの動作を共に完了する。しかしながら、本発明の自動制御装置１００は、２つのモータによって限定されるものではない。一の実施の形態においては、自動制御装置１００は、１つの自動ジョイント機構を形成するため、２つ以上のモータを備えてよい。
【００２２】
本実施の形態においては、プロセッサ１１０は、第１のモータ及び第２のモータに力の調整を実行するように適用される。本実施の形態においては、プロセッサ１１０は、例えば、中央演算処理装置(ＣＰＵ)、あるいは、マイクロプロセッサ及びデジタル信号プロセッサ(ＤＳＰ)、プログラマブルコントロ−ラ、特定用途向け集積回路(ＡＳＩＣ)、プログラマブルロジックデバイス(ＰＬＤ)あるいは他の同様の回路等の汎用あるいは専用の他のプログラマブルデバイス、もしくはこれらの組み合わせであってよい。また、自動制御装置１００は、さらに、メモリを備えてよい。メモリは、本発明の各実施の形態で説明される自動制御方法を実現するためにプロセッサ１１０によって読み取られて実行される、関連するアルゴリズム、ソフトウェアあるいはモジュ−ルを記憶することに用いられる。
【００２３】
本実施の形態においては、第１のモータ１２０及び第２のモータ１３０は、例えば、スマートサーボモータである。しかしながら、本発明はこれに限定されない。本実施の形態においては、第１のモータ１２０及び第２のモータ１３０は、それぞれ、対応する動作を実行するように、プロセッサ１１０からの制御コマンドを受信可能である。プロセッサ１１０によって出力される制御コマンドは、例えば、リ−ドＩＤコマンド、セットＩＤコマンド、固定コマンド、リリースコマンド、所定の時間内で目標角度へ回転するためのコマンド、目標角度を読み取るためのコマンド、現在の回転角度を読み取るためのコマンド、目標角度をセットするためのコマンドであるが、特に本発明によって限定されない。さらに、第１のモータ１２０及び第２のモータ１３０は、それぞれ、さらに位置センサ及び温度センサを備えてよい。位置センサは、プロセッサ１１０が位置センサの読み取りから各実施の形態で説明される位置パラメータを取得できるように、回転シャフトの回転位置を感知するために用いられる。温度センサは、プロセッサ１１０が温度センサの読み取りから各実施の形態で説明される温度パラメータを取得できるように、モータの本体温度を感知するために用いられる。
【００２４】
図２は、図１の実施の形態に係る自動制御装置の一例を示す概略図である。図１及び図２を参照し、図２の自動ジョイント機構１００Ｂは、図１の自動制御装置１００の例示的な実施の形態であるが、本発明の自動制御装置はこれに限定されない。一の実施の形態においては、図１の自動制御装置１００は、他の機構であってよい。本実施の形態においては、自動ジョイント機構１００Ｂは、ロボットア−ム機構である。自動ジョイント機構１００Ｂは、第１のモータ１２０と、第２のモータ１３０と、ジョイント回転シャフト１４１と、ジョイントギヤ１４２と、ロボットア−ム１４３とを備える。第１のモータ１２０は、第１のシャフト１２１と第１のギヤ１２２とを備える。第２のモータ１３０は、第２のシャフト１３１と第２のギヤ１３２とを備える。第１の回転シャフト１２１は、第１の回転シャフト１２１が第１のギヤ１２２と同期して回転するように、第１のギヤ１２２と組み合わされる。第２の回転シャフト１３１は、第２の回転シャフト１３１が第２のギヤ１３２と同期して回転するように、第２のギヤ１３２と組み合わされる。ジョイント回転シャフト１４１は、ジョイント回転シャフト１４１がジョイントギヤ１４２と同期して回転するように、ジョイントギヤ１４２と組み合わされる。ロボットア−ム１４３は、ロボットア−ム１４３及びジョイントギヤ１４２が連結されるように、ジョイントア−ム１４２上に固定される。本実施の形態においては、第１のギヤ１２２は、ジョイントギヤ１４２と係合し、第２のギヤ１３２は、ジョイントギヤ１４２と係合し、従って第１のギヤ１２２、第２のギヤ１３２及びジョイントギヤ１４２が、同期して回転する。
【００２５】
図３は、本発明の実施の形態に係る自動制御方法のフローチャートである。図１及び図３を参照し、図３の自動制御方法は、少なくとも図１及び図２の自動制御装置１００に適用される。自動制御装置１００のプロセッサ１１０は、第１のモータ１２０及び第２のモータ１３０に力の調整を行なうステップＳ３１０からＳ３４０を実行可能である。ステップＳ３１０において、プロセッサ１１０は、第１のモータ１２０の第１の回転シャフト１２１の第１の目標位置パラメータ(ＴＰ１)を設定し、第２のモータ１３０の第２の回転シャフト１３１の第２の目標位置パラメータ(ＴＰ２)を設定することができ、それにより、第１の回転シャフト１２１及び第２の回転シャフト１３１は、同時にそれぞれ第１の目標位置パラメータ(ＴＰ１)及び第２の目標位置パラメータ(ＴＰ２)に回転する。しかしながら、プロセッサ１１０は、第１の目標位置パラメータ(ＴＰ１)及び第２の目標位置パラメータ(ＴＰ２)に応じて第１のモータ１２０及び第２のモータ１３０を駆動するが、実際の回転結果として、ロボットア−ム１４３に対する重力の影響あるいは自動ジョイント機構１００Ｂの機械的な構造デザインのため第１の目標位置パラメータ(ＴＰ１)及び第２の目標位置パラメータ(ＴＰ２)へと確実に第１の回転シャフト１２１及び第２の回転シャフト１３１が回転できない場合があり得る。そのような場合には、第１のモータ１２０及び第２のモータ１３０は、不均一な力の出力に見舞われるが、これによって第１のモータ１２０及び第２のモータ１３０のうちの少なくとも１つのモータがオーバーヒートし得る。
【００２６】
従って、ステップＳ３２０において、第１の回転シャフト１２１及び第２の回転シャフト１３１が第１の目標位置パラメータ(ＴＰ１)及び第２の目標位置パラメータ(ＴＰ２)に応じて第１の現在位置及び第２の現在位置へ回転した後、プロセッサ１１０は、第１のモータ１２０の第１のモータ状態パラメータ及び第２のモータ１３０の第２のモータ状態パラメータを読み取ることができる。ステップＳ３３０において、プロセッサ１１０は、第１のモータ状態パラメータ及び第２のモータ状態パラメータに基づいて、第１のモータ１２０及び第２のモータ１３０のうちの少なくとも１つの力の大きさを調整するか否か決定することができる。ステップＳ３４０において、第１のモータ状態パラメータが第２のモータ状態パラメータとは異なる場合、プロセッサ１１０は、第１の目標位置パラメータ(ＴＰ１)及び第２の目標位置パラメータ(ＴＰ２)のうちの少なくとも１つの調整のため、第１のモータ１２０及び第２のモータ１３０の少なくとも１つを選択可能であり、第１のモータ１２０及び第２のモータ１３０のうちの少なくとも１つの力の大きさが、自動的に対応して調整される。
【００２７】
具体的には、まず、プロセッサ１１０は、第１のモータ１２０の第１の現在位置パラメータ(ＣＰ１)を得るため、第１のモータ１２０を読み取り、第２のモータ１３０の第２の現在位置パラメータ(ＣＰ２)を得るため、第２のモータ１３０を読み取ることができる。第１の位置偏差パラメータ(ＤＰ１＝ＴＰ１−ＣＰ１)を取得するため、プロセッサ１１０は、第１の目標位置パラメータ(ＴＰ１)から第１の現在位置パラメータ(ＣＰ１)を引き算し、第２の位置偏差パラメータ(ＤＰ２＝ＴＰ２−ＣＰ２)を取得するため、第２の目標位置パラメータ(ＴＰ２)から第２の現在位置パラメータ(ＣＰ２)を引き算することができる。次に、プロセッサ１１０は、第１のモータ状態パラメータとして、第１のモータ１２０の第１の位置偏差パラメータの絶対値(｜ＤＰ１｜)を用い、第２のモータ状態パラメータとして、第２のモータ１３０の第２の位置偏差パラメータの絶対値(｜ＤＰ２｜)を用いる。最後に、プロセッサ１１０は、第１の位置偏差パラメータの絶対値(｜ＤＰ１｜)が第２の位置偏差パラメータの絶対値(｜ＤＰ２｜)と等しいか否か判別することで、第１のモータ１２０及び第２のモータ１３０のうちの少なくとも１つの力の大きさを調整するか否か決定することができる。このように、本実施の形態の自動制御方法は、自動ジョイント機構１００Ｂにおける第１のモータ１２０及び第２のモータ１３０のうちの少なくとも１つの力の大きさを効果的に調整することができ、それにより、第１のモータ１２０及び第２のモータ１３０は、第１のモータ１２０及び第２のモータ１３０に関して不均一な力の出力の問題を効果的に解決するように、均一な力を出力できるようになる。
【００２８】
図４Ａから図５Ｂの実施の形態は、力の大きさが比較的小さいモータの調整のために提案された例示的な実施の形態である。
【００２９】
図４Ａ及び図４Ｂは、本発明の第１の実施の形態に係る自動制御方法のフローチャートである。図１、図２、図４Ａ及び図４Ｂを参照し、図４Ａ及び図４Ｂの自動制御方法は、少なくとも図１及び図２の自動制御装置１００に適用される。自動制御装置１００のプロセッサ１１０は、第１のモータ１２０及び第２のモータ１３０に力の調整を行なうステップＳ４０１からＳ４１０を実行可能である。本実施の形態において想定するように、第１のモータ１２０の力の大きさは、第２のモータ１３０の力の大きさより小さく、プロセッサ１１０は、力の大きさが比較的小さい第１のモータ１２０の第１の目標位置パラメータ(ＴＰ１)を調整する。従って、ステップＳ４０１において、プロセッサ１１０は、第１の回転シャフト１２１の第１の現在位置パラメータ(ＣＰ１)を読み取り、第２の回転シャフト１３１の第２の現在位置パラメータ(ＣＰ２)を読み取ることができる。ステップＳ４０２において、プロセッサ１１０は、第１の位置偏差パラメータ(ＤＰ１)及び第２の位置偏差パラメータ(ＤＰ２)を算出し、第１の位置偏差パラメータの絶対値(｜ＤＰ１｜)が第２の位置偏差パラメータの絶対値(｜ＤＰ２｜)と等しいか否か判別することができる。例えば、プロセッサ１１０は、第１の目標位置パラメータから第１の現在位置パラメータを引き算する(ＤＰ１＝ＴＰ１−ＣＰ１)ことで第１の位置偏差パラメータ(ＤＰ１)を取得し、第２の目標位置パラメータから第２の現在位置パラメータを引き算する(ＤＰ２＝ＴＰ２−ＣＰ２)ことで、第２の位置偏差パラメータ(ＤＰ２)を取得する。プロセッサ１１０は、第１のモータ状態パラメータとして第１の位置偏差パラメータの絶対値(｜ＤＰ１｜)を用い、第２のモータ状態パラメータとして第２の位置偏差パラメータの絶対値(｜ＤＰ２｜)を用いる。
【００３０】
ステップＳ４０３において、第１の位置偏差パラメータの絶対値が第２の位置偏差パラメータの絶対値より小さい(｜ＤＰ１｜＜｜ＤＰ２｜)場合、これは、第１のモータ１２０の力の大きさが第２のモータ１３０の力の大きさより小さいことを意味し、従って、プロセッサ１１０は、力の大きさが比較的小さい第１のモータ１２０を調整することを決定する。さらに、プロセッサ１１０は、複数のパラメータを事前に取得するための演算を実行し得る。本実施の形態においては、プロセッサ１１０は第１の位置偏差パラメータの絶対値(｜ＤＰ１｜)と等しい第１のパラメータを取得する。プロセッサ１１０は、第２の位置偏差パラメータの絶対値(｜ＤＰ２｜)と等しい第２のパラメータを取得する。プロセッサ１１０は、第２のパラメータから第１のパラメータを引いて２分の１を掛ける（(｜ＤＰ２｜−｜ＤＰ１｜)／２)ことで、第３のパラメータを取得する。次に、ステップＳ４０４において、プロセッサ１１０は、第１の位置偏差パラメータ(ＤＰ１)が、０より大きいか０より小さいか０に等しいか判別する。
【００３１】
図５Ａは、図４Ａ及び図４Ｂの実施の形態に係る第１のモータ状態の概略図である。図５Ｂは、図４Ａ及び図４Ｂの実施の形態に係る第２のモータ状態の概略図である。以下、第１のモータ１２０の力の大きさをどのように調整するかについて、図１、図２、図４Ａ、図４Ｂ、図５Ａ及び図５Ｂを共に参照して説明する。本実施の形態においては、第１のモータ１２０のステップナンバは、０から１０２３であってよい。第１のモータ１２０の第１の回転シャフト１２１は、ステップナンバ「０」分回転を開始し、位置パラメータは、ステップナンバの値である。従って、ステップＳ４０４に続いて、プロセッサ１１０は第１の位置偏差パラメータ(ＤＰ１)が０より小さいと判別した場合、これは、第１のモータ１２０は、図５Ａの第１のモータ状態にあり得ることを意味する。ステップＳ４０５において、プロセッサ１１０は、第１の目標位置パラメータから第３のパラメータを引いた値に等しい第４のパラメータを取得し、第１の目標位置パラメータを第４のパラメータに更新する(ＴＰ１’＝ＴＰ１−(｜ＤＰ２｜−｜ＤＰ１｜)／２)。換言すると、第１のモータ１２０について、プロセッサ１１０によって第１の回転シャフト１２１の第１の目標位置パラメータ(ＴＰ１)を更新された第１の目標位置パラメータ（ＴＰ１’）に更新した状態で、第１のモータ１２０の力の大きさは、第１の現在位置パラメータ（ＣＰ１）が更新した第１の目標位置パラメータ（ＴＰ１’）から離れるので、自動的に増加される。さらに、付随的に、第２のモータ１３０及び第１のモータ１２０は連動して共に回転力をロボットア−ム１４３に加えるので、第１のモータ１２０の力の大きさが変更される場合、第２のモータ１３０の力の大きさも対応して変更される。
【００３２】
それに対し、プロセッサ１１０は、第１の位置偏差パラメータ(ＤＰ１)が０より大きいと判別した場合には、これは、第１のモータ１２０は、図５Ｂの第２のモータ状態にあり得ることを意味する。ステップＳ４０６において、プロセッサ１１０は、第１の目標位置パラメータに第３のパラメータを加えた値に等しい第５のパラメータを取得し、第１の目標位置パラメータを、第５のパラメータに更新する(ＴＰ１’＝ＴＰ１＋(｜ＤＰ２｜−｜ＤＰ１｜)／２)。換言すると、第１のモータ１２０について、プロセッサ１１０によって第１の回転シャフト１２１の第１の目標位置パラメータ（ＴＰ１）を更新された第１の目標位置パラメータ(ＴＰ１’)に更新した状態で、第１の現在位置パラメータ(ＣＰ１)は更新された第１の目標位置パラメータ(ＴＰ１’)から離れるので、第１のモータ１２０の力の大きさが自動的に増加される。さらに、同様に、第２のモータ１３０及び第１のモータ１２０は連動して共に回転力をロボットア−ム１４３に加えるので、第１のモータ１２０の力の大きさが変更される場合、第２のモータ１３０の力の大きさも対応して変更される。
【００３３】
しかしながら、プロセッサ１１０は、第１の位置偏差パラメータ(ＤＰ１)が０と等しいと判別した場合、プロセッサ１１０は、第１のモータ１２０及び第２のモータ１３０を再度読み取るためステップＳ４０１を繰り返し得る。換言すると、第１のモータ１２０及び第２のモータ１３０の力の大きさが、時間とともに変更される（非一定の力の出力）ので、第１のモータ１２０の第１の回転シャフト１２１及び第２のモータ１３０の第２の回転シャフト１３１の位置は、時間とともに揺れ動く（非一定の位置）効果を示す。この点に関し、連続的にステップＳ４０１を繰り返すことで、プロセッサ１１０は、第１のモータ１２０が図５Ａまたは図５Ｂのモータ状態にあるか否か判別することができ、それに対応して第１の目標位置パラメータ(ＴＰ１)を更新する。
【００３４】
上記のステップＳ４０１からＳ４０６は、第１のモータ１２０の力の大きさを大まかに調整するために用いられ、下記のステップＳ４０７からＳ４１０は、第１のモータ１２０の力の大きさを細かく調整するために用いられる。ステップＳ４０７において、第１のモータ１２０及び第２のモータ１３０のそれぞれの力の大きさが対応して調整された後、プロセッサ１１０は、第１の回転シャフト１２１の調整された第１の現在位置パラメータ(ＣＰ１’)を再度読み取り、第２の回転シャフト１３１の調整された第２の現在位置パラメータ(ＣＰ２’)を再度読み取る。さらに、プロセッサ１１０は、複数のパラメータを事前に取得するために演算を実行し得る。本実施の形態においては、プロセッサ１１０は、更新された第１の目標位置パラメータから調整された第１の現在位置パラメータを引いた値に等しい新たな第１の位置偏差パラメータ(ＤＰ１’＝ＴＰ１’−ＣＰ１’)を取得する。プロセッサ１１０は、新たな第１の位置偏差パラメータの絶対値(｜ＴＰ１’−ＣＰ１’｜)と等しい第６のパラメータを取得する。プロセッサ１１０は、第２の目標位置パラメータから調整された第２の現在位置パラメータを引いた値に等しい新たな第２の位置偏差パラメータ(ＤＰ２’＝ＴＰ２−ＣＰ２’)を取得する。プロセッサ１１０は、新たな第２の位置偏差パラメータの絶対値(｜ＴＰ２−ＣＰ２’｜)と等しい第７のパラメータを取得する。プロセッサ１１０は、第７のパラメータから第６のパラメータを引いて２分の１を掛ける（(｜ＴＰ２−ＣＰ２’｜−｜ＴＰ１’−ＣＰ１’｜)／２)ことで、第８のパラメータを取得する。次に、ステップＳ４０８において、プロセッサ１１０は、新たな第１の位置偏差パラメータ(ＤＰ１’)が、０より大きいか０より小さいか０に等しいか判別する。
【００３５】
本実施の形態において、プロセッサ１１０は新たな第１の位置偏差パラメータ(ＤＰ１’)が０より小さいと判別した場合、これは、第１のモータ１２０が図５Ａの第１のモータ状態にあり得ることを意味する。ステップＳ４０９において、プロセッサ１１０は、新たな第１の目標位置パラメータから第８のパラメータを引いた値に等しい第９のパラメータを取得し、第１の目標位置パラメータを第９のパラメータに更新する(ＴＰ１”＝ＴＰ１’−(｜ＴＰ２−ＣＰ２’｜−｜ＴＰ１’−ＣＰ１’｜)／２)。換言すると、第１のモータ１２０について、プロセッサ１１０によって第１の回転シャフト１２１の第１の目標位置パラメータ（ＴＰ１’）を更新された第１の目標位置パラメータ（ＴＰ１”）に更新した状態で、第１のモータ１２０の力の大きさは、調整された第１の現在位置パラメータ(ＣＰ１’)が更新された第１の目標位置パラメータ(ＴＰ１”)から離れるので、自動的に増加される。さらに、付随的に、第２のモータ１３０及び第１のモータ１２０は、連動して共にロボットア−ム１４３に回転力を加えるので、第１のモータ１２０の力の大きさが変更される場合、第２のモータ１３０の力の大きさも対応して変更される。
【００３６】
それに対し、プロセッサ１１０は新たな第１の位置偏差パラメータ(ＤＰ１’)が０より大きいと判別した場合、これは、第１のモータ１２０が図５Ｂの第２のモータ状態にあり得ることを意味する。ステップＳ４１０において、プロセッサ１１０は、新たな第１の目標位置パラメータに第８のパラメータを加えた値に等しい第１０のパラメータを取得し、第１の目標位置パラメータを第１０のパラメータに更新する(ＴＰ１”＝ＴＰ１’＋(｜ＴＰ２−ＣＰ２’｜−｜ＴＰ１’−ＣＰ１’｜)／２)。換言すると、第１のモータ１２０について、プロセッサ１１０によって第１の回転シャフト１２１の第１の目標位置パラメータ（ＴＰ１’）を更新された第１の目標位置パラメータ(ＴＰ１”)に更新した状態で、第１のモータ１２０の力の大きさは、調整された第１の現在位置パラメータ(ＣＰ１’)が更新された第１の目標位置パラメータ(ＴＰ１”)から離れるので、自動的に増加される。さらに、同様に、第２のモータ１３０及び第１のモータ１２０は連動して共にロボットア−ム１４３に回転力を加えるので、第１のモータ１２０の力の大きさが変更される場合、第２のモータ１３０の力の大きさも対応して変更される。
【００３７】
しかしながら、プロセッサ１１０は、調整された第１の位置偏差パラメータ(ＤＰ１’)が０と等しいと判別した場合、プロセッサ１１０は、第１のモータ１２０及び第２のモータ１３０を再度読み取るため、ステップＳ４０７を繰り返す。換言すると、第１のモータ１２０及び第２のモータ１３０の力の大きさが、時間とともに変更される（非一定の力の出力）ので、第１のモータ１２０の第１の回転シャフト１２１及び第２のモータ１３０の第２の回転シャフト１３１の位置は、時間とともに揺れ動く（非一定の位置）効果を示す。この点について、連続的にステップＳ４０７を繰り返すことで、プロセッサ１１０は、第１のモータ１２０が図５Ａまたは図５Ｂのモータ状態にあるか否か判別することができ、更新された第１の目標位置パラメータ(ＴＰ１’)に対してより細かなパラメータ調整を再度実行する。
【００３８】
このように、本実施の形態の自動制御方法は、２段階の判別処理によって第１のモータ１２０の力の大きさを連続して増加させることができ、それにより、第１のモータ１２０及び第２のモータ１３０は、第１のモータ１２０及び第２のモータ１３０についての不均一な力の出力の問題を効果的に解決するように、均一な力を出力できるようになる。
【００３９】
図６Ａから図７Ｂの実施の形態は、大きな力の大きさを有するモータの調整のために提案された例示的な実施の形態である。
【００４０】
図６Ａ及び６Ｂは、本発明の第２の実施の形態に係る自動制御方法のフローチャートである。図１、図２、図６Ａ及び図６Ｂを参照し、図６Ａ及び図６Ｂの自動制御方法は、少なくとも図１及び図２の自動制御装置１００に適用される。自動制御装置１００のプロセッサ１１０は、第１のモータ１２０及び第２のモータ１３０に力の調整を行なうため、ステップＳ６０１からＳ６１０を実行可能である。本実施の形態において想定されるように、第１のモータ１２０の力の大きさは、第２のモータ１３０より小さく、プロセッサ１１０は、力の大きさが比較的大きい第２のモータ１３０の第２の目標位置パラメータ(ＴＰ２)を調整する。従って、ステップＳ６０１において、プロセッサ１１０は、第１の回転シャフト１２１の第１の現在位置パラメータ(ＣＰ１)を読み取り、第２の回転シャフト１３１の第２の現在位置パラメータ(ＣＰ２)を読み取ることができる。ステップＳ６０２において、プロセッサ１１０は、第１の位置偏差パラメータ(ＤＰ１)及び第２の位置偏差パラメータ(ＤＰ２)を算出し、第１の位置偏差パラメータの絶対値(｜ＤＰ１｜)が第２の位置偏差パラメータの絶対値(｜ＤＰ２｜)と等しいか否か判別可能である。例えば、プロセッサ１１０は、第１の目標位置パラメータから第１の現在位置パラメータを引き算する(ＤＰ１＝ＴＰ１−ＣＰ１)ことで、第１の位置偏差パラメータ(ＤＰ１)を取得し、第２の目標位置パラメータから第２の現在位置パラメータを引き算する(ＤＰ２＝ＴＰ２−ＣＰ２)ことで、第２の位置偏差パラメータ(ＤＰ２)を取得する。プロセッサ１１０は、第１のモータ状態パラメータとして第１の位置偏差パラメータの絶対値(｜ＤＰ１｜)を用い、第２のモータ状態パラメータとして第２の位置偏差パラメータの絶対値(｜ＤＰ２｜)を用いる。
【００４１】
ステップＳ６０３において、第１の位置偏差パラメータの絶対値が第２の位置偏差パラメータより小さい(｜ＤＰ１｜＜｜ＤＰ２｜)場合、これは、第１のモータ１２０の力の大きさが第２のモータ１３０より小さいことを意味し、従って、プロセッサ１１０は、力の大きさが比較的大きい第２のモータ１３０を調整することに決定する。さらに、プロセッサ１１０は、複数のパラメータを事前に取得するため、演算を実行し得る。本実施の形態においては、プロセッサ１１０は、第１の位置偏差パラメータの絶対値(｜ＤＰ１｜)と等しい第１のパラメータを取得する。プロセッサ１１０は、第２の位置偏差パラメータの絶対値(｜ＤＰ２｜)と等しい第２のパラメータを取得する。プロセッサ１１０は、第２のパラメータから第１のパラメータを引いて２分の１を掛ける（(｜ＤＰ２｜−｜ＤＰ１｜)／２)ことで、第３のパラメータを取得する。次に、ステップＳ６０４において、プロセッサ１１０は、第２の位置偏差パラメータ(ＤＰ２)が０より大きいか０より小さいか０に等しいか判別する。
【００４２】
図７Ａは、図６Ａ及び図６Ｂの実施の形態に係る第１のモータ状態の概略図である。図７Ｂは、図６Ａ及び図６Ｂの実施の形態に係る第２のモータ状態の概略図である。以下の第２のモータ１３０の力の大きさをどのように調整するかについて、図１、図２、図６Ａ、図６Ｂ、図７Ａ及び図７Ｂを共に参照して説明する。本実施の形態においては、第２のモータ１３０のステップナンバは、０から１０２３であってよい。第２のモータ１３０の第２の回転シャフト１３１は、ステップナンバ「０」分回転を開始し、位置パラメータは、ステップナンバの値である。従って、ステップＳ６０４の続きにおいて、プロセッサ１１０は第２の位置偏差パラメータ(ＤＰ２)が０より小さいと判別した場合、これは、第２のモータ１３０は、図７Ａの第１のモータ状態にあり得ることを意味する。ステップＳ６０５において、プロセッサ１１０は、第２の目標位置パラメータに第３のパラメータを加えた値に等しい第４のパラメータを取得し、第２の目標位置パラメータを第４のパラメータに更新(ＴＰ２’＝ＴＰ２＋(｜ＤＰ２｜−｜ＤＰ１｜)／２)する。換言すると、第２のモータ１３０について、プロセッサ１１０によって第２の回転シャフト１３１の第２の目標位置パラメータ（ＴＰ２）を更新された第２の目標位置パラメータ(ＴＰ２’)に更新した状態で、第２のモータ１３０の力の大きさは、第２の現在位置パラメータ(ＣＰ２)が更新された第２の目標位置パラメータ(ＴＰ２’)に近いので、自動的に減少される。さらに、付随的に、第１のモータ１２０及び第２のモータ１３０は連動して共にロボットア−ム１４３に回転力を加えるので、第２のモータ１３０の力の大きさが変更される場合、第１のモータ１２０の力の大きさも対応して変更される。
【００４３】
それに対し、プロセッサ１１０は第２の位置偏差パラメータ(ＤＰ２)が０より大きいと判別した場合、これは、第２のモータ１３０が図７Ｂの第２のモータ状態にあり得ることを意味する。ステップＳ６０６において、プロセッサ１１０は、第２の目標位置パラメータから第３のパラメータを引いた値に等しい第５のパラメータを取得し、第２の目標位置パラメータを第５のパラメータに更新(ＴＰ２’＝ＴＰ２−(｜ＤＰ２｜−｜ＤＰ１｜)／２)する。換言すると、第２のモータ１３０について、プロセッサ１１０によって第２の回転シャフト１３１の第２の目標位置パラメータを更新された第２の目標位置パラメータ(ＴＰ２’)に更新した状態で、第２のモータ１３０の力の大きさは、第２の現在位置パラメータ(ＣＰ２)が更新された第２の目標位置パラメータ(ＴＰ２’)に近いので、自動的に減少される。さらに、同様に、第１のモータ１２０及び第２のモータ１３０が連動して共にロボットア−ム１４３に回転力を加えるので、第２のモータ１３０の力の大きさが変更される場合、第１のモータ１２０の力の大きさも対応して変更される。
【００４４】
しかしながら、プロセッサ１１０は第１の位置偏差パラメータ(ＤＰ１)が０と等しいと判別した場合、プロセッサ１１０は、第１のモータ１２０及び第２のモータ１３０を再度読み取るためにステップＳ６０１を繰り返す。換言すると、第１のモータ１２０及び第２のモータ１３０の力の大きさは時間とともに変更（非一定の力の出力）されるので、第１のモータ１２０の第１の回転シャフト１２１及び第２のモータ１３０の第２の回転シャフト１３１の位置は、時間とともに揺れ動く（非一定の位置）効果を示す。この点について、連続的にステップＳ６０１を繰り返すことで、プロセッサ１１０は、第２のモータ１３０が図７Ａまたは図７Ｂのモータ状態か否か判別することができ、対応して第２の目標位置パラメータ(ＴＰ２)を更新する。
【００４５】
上記のステップＳ６０１からＳ６０６は第２のモータ１３０の力の大きさを大まかに調整するために用いられ、下記のステップＳ６０７からＳ６１０は第２のモータ１３０の力の大きさを細かく調整するために用いられる。ステップＳ６０７において、第１のモータ１２０及び第２のモータ１３０のそれぞれの力の大きさが対応して調整された後、プロセッサ１１０は、第１の回転シャフト１２１の調整された第１の現在位置パラメータ(ＣＰ１’)を再度読み出し、第２の回転シャフト１３１の調整された第２の現在位置パラメータ(ＣＰ２’)を再度読み取る。さらに、プロセッサ１１０は、複数のパラメータを事前に取得するため、演算を実行し得る。本実施の形態においては、プロセッサ１１０は、第１の目標位置パラメータから調整された第１の現在位置パラメータを引いた値に等しい新たな第１の位置偏差パラメータ(ＤＰ１’＝ＴＰ１−ＣＰ１’)を取得する。プロセッサ１１０は、新たな第１の位置偏差パラメータの絶対値(｜ＴＰ１−ＣＰ１’｜)と等しい第６のパラメータを取得する。プロセッサ１１０は、更新された第２の目標位置パラメータから調整された第２の現在位置パラメータを引いた値に等しい新たな第２の位置偏差パラメータ(ＤＰ２’＝ＴＰ２’−ＣＰ２’)を取得する。プロセッサ１１０は、新たな第２の位置偏差パラメータの絶対値(｜ＴＰ２’−ＣＰ２’｜)と等しい第７のパラメータを取得する。プロセッサ１１０は、第７のパラメータから第６のパラメータを引いて２分の１を掛ける（(｜ＴＰ２’−ＣＰ２’｜−｜ＴＰ１−ＣＰ１’｜)／２)ことにより、第８のパラメータを取得する。次に、ステップＳ６０８において、プロセッサ１１０は、新たな第２の位置偏差パラメータ(ＤＰ２’)が０より大きいか０より小さいか０に等しいか判別する。
【００４６】
本実施の形態において、プロセッサ１１０は第２の位置偏差パラメータ(ＤＰ２’)が０より小さいと判別した場合、これは、第２のモータ１３０は、図７Ａの第１のモータ状態であり得ることを意味する。ステップＳ６０９において、プロセッサ１１０は、新たな第２の目標位置パラメータに第８のパラメータを加えた値に等しい第９のパラメータを取得し、第２の目標位置パラメータを第９のパラメータ(ＴＰ２”＝ＴＰ２’＋(｜ＴＰ２’−ＣＰ２’｜−｜ＴＰ１−ＣＰ１’｜)／２)に更新する。換言すると、第２のモータ１３０について、プロセッサ１１０によって第２の回転シャフト１３１の第２の目標位置パラメータ（ＴＰ２’）を更新された第２の目標位置パラメータ(ＴＰ２”)に更新した状態で、第２のモータ１３０の力の大きさは、調整された第２の現在位置パラメータ(ＣＰ２’)が更新された第２の目標位置パラメータ(ＴＰ２”)に近いので、自動的に減少される。さらに、付随的に、第１のモータ１２０及び第２のモータ１３０が連動して共にロボットア−ム１４３に回転力を加えるので、第２のモータ１３０の力の大きさが変更される場合、第１のモータ１２０の力の大きさも対応して変更される。
【００４７】
それに対し、プロセッサ１１０は新たな第２の位置偏差パラメータ(ＤＰ２’)が０より大きいと判別した場合、これは、第２のモータ１３０が、図７Ｂの第２のモータ状態であり得ることを意味する。ステップＳ６１０において、プロセッサ１１０は、新たな第２の目標位置パラメータから第８のパラメータを引いた値に等しい第１０のパラメータを取得し、第２の目標位置パラメータを第１０のパラメータに更新(ＴＰ２”＝ＴＰ２’−(｜ＴＰ２’−ＣＰ２’｜−｜ＴＰ１−ＣＰ１’｜)／２)する。換言すると、第２のモータ１３０について、プロセッサ１１０によって第２の回転シャフト１３１の第２の目標位置パラメータ(ＴＰ２’)を更新された第２の目標位置パラメータ(ＴＰ２”)に更新した状態で、第２のモータ１３０の力の大きさは、調整された第２の現在位置パラメータ(ＣＰ２’)が更新された第２の目標位置パラメータ(ＴＰ２”)に近くなるので、自動的に減少される。さらに、同様に、第１のモータ１２０及び第２のモータ１３０が連動して共にロボットア−ム１４３に回転力を加えるので、第２のモータ１３０の力の大きさが変更される場合、第１のモータ１２０の力の大きさも対応して変更される。
【００４８】
しかしながら、プロセッサ１１０は調整された第２の位置偏差パラメータ(ＤＰ２’)が０と等しいと判別した場合、プロセッサ１１０は、第１のモータ１２０及び第２のモータ１３０を再度読み取るためにステップＳ６０７を繰り返す。換言すると、第１のモータ１２０及び第２のモータ１３０の力の大きさが時間とともに変更（非一定の力の出力）されるので、第１のモータ１２０の第１の回転シャフト１２１及び第２のモータ１３０の第２の回転シャフト１３１の位置は、時間とともに揺れ動く（非一定の位置）効果を示す。この点について、連続的にステップＳ６０７を繰り返すことで、プロセッサ１１０は、第１のモータ１２０が図７Ａあるいは図７Ｂのモータ状態か否か判別することができ、更新された第２の目標位置パラメータ(ＴＰ２’)により細かなパラメータ調整を再度実行可能である。
【００４９】
このように、本実施の形態に係る自動制御方法は、２段階の判別処理によって第２のモータ１３０の力の大きさを連続的に減少させることができる、それにより、第１のモータ１２０及び第２のモータ１３０は、第１のモータ１２０及び第２のモータ１３０についての不均一な力の出力の問題を効果的に解決するため、均一の力の出力できるようになる。また、本発明の自動制御装置は、図４Ａ、図４Ｂ、図６Ａ及び図６Ｂの自動制御方法のうちの１つのみを実行することに限定されていない。一の実施の形態においては、本発明の自動制御装置は、また、同期して図４Ａ、図４Ｂ、図６Ａ及び図６Ｂの自動制御方法を実行し、力の大きさが比較的小さなモータ及び力の大きさが比較的大きなモータの両方に調整処理を実行し、第１のモータ１２０及び第２のモータ１３０について不均一な力の出力の問題をより迅速にかつ効果的に解決する。
【００５０】
図８は、本発明の別の実施の形態に係る自動制御方法のフローチャートである。図１、図２及び図８を参照し、図８の自動制御方法は、少なくとも図１及び図２の自動制御装置１００に適用される。自動制御装置１００のプロセッサ１１０は、第１のモータ１２０及び第２のモータ１３０に力の調整を行なうため、ステップＳ８１０からＳ８５０を実行することができる。ステップＳ８１０において、プロセッサ１１０は、第１のモータ１２０の第１の回転シャフト１２１の第１の目標位置パラメータ(ＴＰ１)を設定し、第２のモータ１３０の第２の回転シャフト１３１の第２の目標位置パラメータ(ＴＰ２)を設定することができ、それにより、第１の回転シャフト１２１及び第２の回転シャフト１３１は、同時にそれぞれ第１の目標位置パラメータ(ＴＰ１)及び第２の目標位置パラメータ(ＴＰ２)に回転する。しかしながら、プロセッサ１１０は、第１の目標位置パラメータ(ＴＰ１)及び第２の目標位置パラメータ(ＴＰ２)に応じて第１のモータ１２０及び第２のモータ１３０を駆動するが、実際の回転の結果として、ロボットア−ム１４３に対する重力の影響、あるいは自動ジョイント機構１００Ｂの機械的な構造デザインのため、第１の回転シャフト１２１及び第２の回転シャフト１３１が第１の目標位置パラメータ(ＴＰ１)及び第２の目標位置パラメータ(ＴＰ２)へと確実に回転できない場合があり得る。それが生じた場合、第１のモータ１２０及び第２のモータ１３０は、不均一な力に見舞われ、これは、さらに、第１のモータ１２０及び第２のモータ１３０の少なくとも１つのモータのオーバーヒートにつながる。
【００５１】
従って、ステップＳ８２０において、第１の回転シャフト１２１及び第２の回転シャフト１３１が、第１の目標位置パラメータ(ＴＰ１)及び第２の目標位置パラメータ(ＴＰ２)に応じて第１の現在位置及び第２の現在位置へ回転した後、プロセッサ１１０は、第１のモータ１２０の第１のモータ温度パラメータ(Ｔ１)及び第２のモータ１３０の第２のモータ温度パラメータ(Ｔ２)を読み取ることができる。ステップＳ８３０において、プロセッサ１１０は、第１のモータ温度パラメータ(Ｔ１)が第２のモータ温度パラメータ(Ｔ２)と等しいか否か判別することで、第１のモータ１２０及び第２のモータ１３０の少なくとも１つの力の大きさを調整することを決定可能である。ステップＳ８４０において、第１のモータ温度パラメータが第２のモータ温度パラメータ未満(Ｔ１＜Ｔ２)である場合、温度が比較的低い第１のモータ１２０が、第１のモータの力の大きさを増加させるように、第１の事前に設定された調整パラメータ(ＡＰ１)に応じて第１の目標位置パラメータ(ＴＰ１’＝ＴＰ１−ＡＰ１)を調整するように選択される。ステップＳ８５０において、第１のモータ温度パラメータが第２のモータ温度パラメータ未満(Ｔ１＜Ｔ２)である場合、温度が比較的高い第２のモータ１３０が、第１のモータの力の大きさを増加させるように、第２の事前に設定された調整パラメータ(ＡＰ２)に応じて第２の目標位置パラメータ(ＴＰ２’＝ＴＰ２−ＡＰ２)を調整するように選択される。
【００５２】
さらに、付随的に、本実施の形態において、第１の事前に設定された調整パラメータ(ＡＰ１)及び第２の事前に設定された調整パラメータ(ＡＰ２)は、例えば、第１の目標位置パラメータ(ＴＰ１’)及び第２の目標位置パラメータ(ＴＰ２’)の１％から１０％のパラメータ値のサイズによって決定され得る。また、本実施の形態においては、プロセッサ１１０が第１のモータ１２０及び第２のモータ１３０の少なくとも１つに力の調整を行なうためステップＳ８１０からＳ８５０を実行した後、プロセッサ１１０は、次の力の調整を実行する前に、事前に設定された期間(例えば、５分)待機する。換言すると、第１のモータ１２０及び第２のモータ１３０の力の大きさが対応して調整された後、あるいは、第１のモータ１２０及び第２のモータ１３０の温度が対応して変更された後、プロセッサ１１０は次の力の調整を実行する。このように、第１のモータ１２０及び第２のモータ１３０の力の大きさは、パラメータを頻繁に設定しすぎることによる無効な調整結果を得ることなく、効果的に調整され得る。
【００５３】
従って、本実施の形態の自動制御方法は、第１のモータ１２０及び第２のモータ１３０がオーバーヒートするのを効果的に防止することができる。本実施の形態の自動制御方法は、温度が比較的高いモータの力の大きさを減少させるため、現在位置に近づくように、温度が比較的高いモータの目標位置を調整することができ、温度が比較的低いモータの力の大きさを増加させるため、現在位置から離れるように、温度が比較的低いモータの目標位置を調整可能である。にもかかわらず、一の実施の形態においては、自動制御装置１００は、また、温度が比較的高いモータあるいは温度が比較的低いモータを調整するのみで、第１のモータ１２０及び第２のモータ１３０がオーバーヒートすることを効果的に防止し得る。また、具体的には、図４Ａ、図４Ｂ、図６Ａ及び図６Ｂの実施の形態において説明した、モータの回転シャフトの現在位置及び目標位置を算出することでモータの力の大きさを調整する方法を用いる以外に、本発明の自動制御装置は、また、図８の実施の形態で説明した、モータの温度を判別する方法を用いて、モータの力の大きさを調整し得る。
【００５４】
要約すると、本発明の自動制御方法及び自動制御装置は、１の自動ジョイント機構に共に配置された第１のモータ及び第２のモータを同時に動作させて同一のロボットアームを移動させることができ、第１のモータ及び第２のモータの少なくとも１つの位置偏差パラメータ及びモータ温度パラメータを分析することで、第１のモータ及び第２のモータの少なくとも１つの力の大きさを調整することを決定可能である。また、本発明の自動制御方法及び自動制御装置は、第１のモータ及び第２のモータの少なくとも１つの力の大きさが自動的にかつ対応して調整されるように、第１のモータの第１の回転シャフト及び第２のモータの第２の回転シャフトの少なくとも１つの目標位置を調整可能である。結果として、本発明の自動制御方法及び自動制御装置は、連結されたモータが均一な力を出力させるようにでき、オーバーヒートしたモータによるパワーロスの発生を効果的に低減できる。
【００５５】
本発明の技術的範囲から逸脱しない範囲において、本発明の構造に様々な変更及び応用を行うことが可能な点、当業者にとって明らかである。以上を鑑み、本発明は、添付の特許請求の範囲及びその均等の範囲内における変更及び応用も包含する。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明の自動制御方法及び現在の自動制御装置は、ロボットア−ムに適用し得る。
【符号の説明】
【００５７】
１００    自動制御装置
１００Ｂ  自動ジョイント機構
１１０    プロセッサ
１２０    第１のモータ
１２１    第１の回転シャフト
１２２    第１のギヤ
１３０    第２のモータ
１３１    第２の回転シャフト
１３２    第２のギヤ
１４１    ジョイント回転シャフト
１４２    ジョイントギヤ
１４３    ロボットア−ム
Ｓ３１０〜Ｓ３４０、Ｓ４０１〜Ｓ４１０、Ｓ６０１〜Ｓ６１０、Ｓ８１０〜Ｓ８５０ステップ
ＴＰ１、ＴＰ１’  第１の目標位置パラメータ
ＴＰ２、ＴＰ２’  第２の目標位置パラメータ
ＣＰ１    第１の現在位置パラメータ
ＣＰ２    第２の現在位置パラメータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
2020030793.tif 000011
【図７Ａ】
2020030793.tif 000012
【図７Ｂ】
2020030793.tif 000013
【図８】
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【外国語明細書】
2020030793000001.pdf