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JP2023090071A - Servo system and servo system control method - Google Patents

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JP2023090071A JP2021204819A JP2021204819A JP2023090071A JP 2023090071 A JP2023090071 A JP 2023090071A JP 2021204819 A JP2021204819 A JP 2021204819A JP 2021204819 A JP2021204819 A JP 2021204819A JP 2023090071 A JP2023090071 A JP 2023090071A
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Abstract

To enable continuous operation of a servomotor using an estimated measurement value obtained from a visual sensor even when an encoder is abnormal.SOLUTION: A servo system comprising a servomotor equipped with an encoder and a servo amplifier that controls the servomotor using a measured value of the encoder, is provided with a visual sensor for capturing an image of a controlled object driven by a servomotor and an ambient environment detector for detecting the ambient environment. The servo amplifier calculates a first estimated measurement value corresponding to the measurement value of the encoder based on an input image, determines soundness of data of the first estimated measurement value if the encoder is normal and stores the ambient environment data as guarantee-able environment data if the soundness is present. Then, if the encoder is abnormal, the servo amplifier compares the input ambient environment data with already stored guarantee-able environment data, and if applicable data is present, the servo amplifier controls the servo motor using the first estimated measurement value.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、サーボシステムおよびサーボシステムの制御方法に関する。 The present invention relates to a servo system and a control method for the servo system.

サーボシステムは、種々の産業分野で広く使用されている。一般的に、サーボシステムは、モータの回転速度・位置を出力(計測)するエンコーダを備えたサーボモータと、エンコーダの出力をフィードバックし、このエンコーダの出力と運転指令との差をなくすような電力をサーボモータに供給してサーボモータを制御するサーボアンプとを有する。 Servo systems are widely used in various industrial fields. In general, a servo system consists of a servomotor equipped with an encoder that outputs (measures) the rotational speed and position of the motor, and feedback of the encoder output, and a power output that eliminates the difference between the encoder output and the operation command. to the servomotor to control the servomotor.

このようなサーボシステムにおいて、従来から、エンコーダの出力が正常であるか否かを検出(判断)し、エンコーダの出力が異常である場合には、サーボモータを停止させる技術が知られている。例えば、特開2010-284781号公報(特許文献1)には、ロボットを駆動するサーボシステムにおいて、ターゲットを視野内に入れた画像を撮影する視覚センサをアームに取付け、視覚センサが撮影した画像を画像処理して得られた第1計測値と、エンコーダから得られた第2計測値とを比較し、比較した差分が設定された閾値を超えた場合にエンコーダが異常であると判断し、サーボモータを停止する技術を開示している。 In such a servo system, conventionally known is a technique of detecting (determining) whether or not the output of the encoder is normal, and stopping the servomotor when the output of the encoder is abnormal. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-284781 (Patent Document 1) discloses that in a servo system that drives a robot, a visual sensor that captures an image of a target within the field of view is attached to an arm, and the image captured by the visual sensor is captured. The first measured value obtained by image processing is compared with the second measured value obtained from the encoder, and if the compared difference exceeds a set threshold value, it is determined that the encoder is abnormal, and the servo A technique for stopping a motor is disclosed.

特開2010-284781号公報JP 2010-284781 A

上述した従来のサーボシステム(例えば、上記特許文献1)では、エンコーダの異常を検出し、エンコーダの異常を検出した場合にサーボモータを停止させるので、エンコーダの異常に伴うサーボモータの暴走を防ぐことができ、安全性の高いサーボシステムを実現することができる。 In the above-described conventional servo system (for example, Patent Document 1), an encoder abnormality is detected and the servomotor is stopped when the encoder abnormality is detected. It is possible to realize a highly safe servo system.

しかし、従来のサーボシステムでは、エンコーダが異常である場合、一律に(例外なく)サーボモータを停止させているので、エンコーダの異常時にはサーボシステムを継続して運転することはできない。このため、生産ラインなどに使用されるサーボシステムでは、稼働率が低下し生産性が低下するという課題が残されている。 However, in the conventional servo system, when the encoder is abnormal, the servo motor is uniformly (without exception) stopped, so the servo system cannot be operated continuously when the encoder is abnormal. For this reason, servo systems used in production lines and the like still have the problem of a decrease in operating rate and a decrease in productivity.

そこで、本発明の目的は、サーボシステムにおいて、エンコーダが異常である場合でも、安全性を担保可能な条件を満たすと判断した場合には、視覚センサから得られる推定計測値を用いてサーボモータを制御し、サーボシステムの継続運転を行えるようにしたサーボシステム及びサーボシステムの制御方法を提供することである。 SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to operate a servo motor using an estimated measurement value obtained from a visual sensor when it is determined that a condition for ensuring safety is satisfied even when an encoder is abnormal in a servo system. To provide a servo system and a method for controlling the servo system that can control and continue the servo system.

上記課題を解決するために、本発明は、その一例を挙げるならば、エンコーダを備えたサーボモータと、前記エンコーダの計測値を用いて前記サーボモータを制御するサーボアンプとを備えたサーボシステムであって、前記サーボモータにより駆動される制御対象の画像を撮影する視覚センサと、前記サーボシステムの周囲環境を検出する周囲環境検出部とを設け、前記サーボアンプは、前記画像および前記周囲環境を入力し、前記画像に基づき前記計測値に対応した第1推定計測値を演算し、前記エンコーダが正常である期間において、前記計測値と前記第1推定計測値との差分が予め定めた閾値以内であるか否かによりデータの健全性を判断し、該健全性有の場合には前記周囲環境データを保証可能環境データとして記憶し、前記エンコーダが異常であると判定された場合には、入力した前記周囲環境データと記憶した前記保証可能環境データとを照合し、該当する前記保証可能環境データが存在する場合には前記第1推定計測値を用いて前記サーボモータを制御するサーボシステムである。 In order to solve the above problems, the present invention provides, for example, a servo system comprising a servo motor having an encoder and a servo amplifier for controlling the servo motor using the measured value of the encoder. a visual sensor for capturing an image of an object to be controlled driven by the servomotor; and an ambient environment detector for detecting an ambient environment of the servo system, wherein the servo amplifier detects the image and the ambient environment. and calculating a first estimated measured value corresponding to the measured value based on the image, and the difference between the measured value and the first estimated measured value is within a predetermined threshold during a period in which the encoder is normal. If the data is sound, the ambient environment data is stored as guarantable environment data, and if the encoder is determined to be abnormal, the input The servo system compares the stored ambient environment data with the stored guarantable environment data, and controls the servo motor using the first estimated measured value when the corresponding guarantable environment data exists. .

また、上記課題を解決するために、本発明の他の一例を挙げるならば、エンコーダを備えたサーボモータと、前記エンコーダの計測値を用いて前記サーボモータを制御するサーボアンプとを備えたサーボシステムの制御方法であって、視覚センサを用いて前記サーボモータにより駆動される制御対象の画像と、周囲環境検出部を用いて前記サーボシステムの周囲環境データとを取り込み、前記画像に基づき前記計測値に対応した第1推定計測値を演算し、
前記エンコーダが正常である期間において、前記計測値と前記第1推定計測値との差分が予め定めた閾値以内であるか否かによりデータの健全性を判断し、該健全性有の場合に前記周囲環境データを保証可能環境データとして記憶しておき、前記エンコーダが異常であると判定された場合には、入力された前記周囲環境データと前記保証可能環境データとを照合し、該当する前記保証可能環境データが存在する場合には前記第1推定計測値を用いて前記サーボモータを制御するサーボシステムの制御方法である。
In order to solve the above problems, another example of the present invention is a servo motor having a servomotor equipped with an encoder and a servo amplifier for controlling the servomotor using the measured value of the encoder. A method for controlling a system, in which an image of a controlled object driven by the servomotor is captured using a visual sensor, and ambient environment data of the servo system is captured using an ambient environment detection unit, and the measurement is performed based on the image. Calculate the first estimated measured value corresponding to the value,
During a period in which the encoder is normal, the soundness of the data is determined by whether or not the difference between the measured value and the first estimated measured value is within a predetermined threshold value, and if the soundness is present, the Surrounding environment data is stored as guarantable environment data, and when it is determined that the encoder is abnormal, the input surrounding environment data and the guarantable environment data are collated, and the corresponding guarantee is performed. In the servo system control method, the servo motor is controlled using the first estimated measurement value when possible environment data exists.

本発明によれば、サーボシステムにおいて、エンコーダが正常である期間中に視覚センサから得られる推定計測値の健全性を判断し、健全性有の場合の周囲環境データを保証可能環境データとして記憶しておき、エンコーダの異常が発生した場合には、入力された周囲環境データが記憶していた保証可能環境データに該当する場合に視覚センサの画像から推定演算される推定計測値によりサーボモータを制御するので、サーボシステムを継続して運転することができる。 According to the present invention, in the servo system, the soundness of the estimated measurement value obtained from the visual sensor is determined while the encoder is normal, and the ambient environment data in the case of soundness is stored as the guarantable environment data. If the encoder malfunctions, the servo motor is controlled by the estimated measurement value estimated from the image of the visual sensor if the input ambient environment data corresponds to the stored guaranteeable environment data. Therefore, the servo system can be operated continuously.

本発明の実施例1におけるサーボシステムの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the servo system in Example 1 of this invention. 記憶される周囲環境データの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the ambient environment data which is stored. エンコーダが正常時の演算処理部の動作フローを示す図である。FIG. 7 is a diagram showing an operation flow of the arithmetic processing unit when the encoder is normal; エンコーダが異常時の演算処理部の動作フローを示す図である。FIG. 7 is a diagram showing an operation flow of the arithmetic processing unit when the encoder is abnormal; 実施例2におけるサーボシステムの構成を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing the configuration of a servo system in Example 2;

以下、本発明の実施形態(実施例)について、図面を用いて詳細に説明する。ここで、本発明は、以下に説明する実施例の記載内容に限定して解釈されるものではない。本発明の技術思想ないし趣旨から逸脱しない範囲で、その構成を変更しうることは当業者であれば容易に理解される。 Hereinafter, embodiments (examples) of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Here, the present invention should not be construed as being limited to the contents of the examples described below. Those skilled in the art will easily understand that the configuration can be changed without departing from the technical idea or gist of the present invention.

また、以下に説明する実施例の構成において、同一機器又は同様の機能を有する部分には同一の符号を異なる図面間で共通して用い、重複する説明を省略することがある。また、図面に示す各構成の位置、大きさ、形状、範囲などは、発明の理解を容易にするため、実際の位置、大きさ、形状、範囲などを表していない。それ故、本発明は、図面に開示された構成機器の位置、大きさ、形状、範囲などに限定されるものではない。 In addition, in the configurations of the embodiments described below, the same reference numerals may be used in common for the same devices or parts having similar functions in different drawings, and redundant description may be omitted. In addition, the position, size, shape, range, etc. of each component shown in the drawings do not represent the actual position, size, shape, range, etc., in order to facilitate understanding of the invention. Accordingly, the present invention is not limited to the location, size, shape, extent, etc. of components disclosed in the drawings.

≪実施例1≫
次に、本発明の実施例1について、図1~図4を用いて説明する。図1は、実施例1におけるサーボシステムの構成を示す図である。図2は、記憶部が記憶する周囲環境データの例を示す図である。図3及び図4は、実施例1におけるサーボシステムの動作フローを示す図である。
<<Example 1>>
Next, Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 4. FIG. FIG. 1 is a diagram showing the configuration of a servo system according to the first embodiment. FIG. 2 is a diagram illustrating an example of ambient environment data stored in a storage unit; 3 and 4 are diagrams showing the operation flow of the servo system in the first embodiment.

まず、図1により実施例のサーボシステムの全体構成を説明する。図1において、サーボシステム1は、エンコーダ21を備えたサーボモータ20と、このサーボモータ20を制御するサーボアンプ10とを有する。また、この実施例1のシステムでは、サーボアンプ10と上位コントローラ50とが通信可能に接続されている。 First, the overall configuration of the servo system of the embodiment will be described with reference to FIG. In FIG. 1, the servo system 1 has a servomotor 20 having an encoder 21 and a servo amplifier 10 that controls the servomotor 20 . Further, in the system of the first embodiment, the servo amplifier 10 and the host controller 50 are communicably connected.

また、この実施例1では、サーボモータで駆動制御される制御対象の時間的変動(移動状態)を画像として撮影出来るように設置された視覚センサ30と、サーボシステムの周囲環境を検出する周囲環境検出部40を備えている。視覚センサ30は、エンコーダによる計測値を推定するための画像を撮影できるように設置される。例えば、視覚センサをサーボモータで駆動される制御対象の動きが画像に捉えられる場所(位置、姿勢)に設置する。周囲環境検出部40は、視覚センサの画像に影響を与えるような物理量データを検出する。 In addition, in the first embodiment, the visual sensor 30 is installed so as to capture an image of temporal fluctuations (moving state) of the controlled object driven and controlled by the servomotor, and the ambient environment for detecting the ambient environment of the servo system. A detection unit 40 is provided. A visual sensor 30 is installed so as to capture an image for estimating the measurements made by the encoder. For example, a visual sensor is installed at a place (position, posture) where the movement of a controlled object driven by a servomotor can be captured in an image. The ambient environment detection unit 40 detects physical quantity data that affects the image of the visual sensor.

ここで、「周囲環境」とは、サーボシステムの周辺における状態、特に視覚センサが撮影する画像に影響を与える環境である。「周囲環境データ」は、周囲環境における物理量を示すデータである。周囲環境データの具体例には、視覚センサにより撮影する画像内容に影響を及ぼす光の強さ(照度)、視覚センサ設置場所における粉塵量(ホコリ量)、視覚センサのレンズの汚れ度合い、などがある。また、視覚センサの「撮影条件」とは、具体的にはカメラレンズの姿勢、焦点距離、ズーム量ななどを指す。なお、実施例では、視覚センサによりサーボシステムの画像を撮影する際に周囲環境データを測定(検出)するが、必ずしも光の強さ、粉塵量、レンズの汚れ度合いの全ての物理データを測定せずとも良く、これらの内のいずれかの物理量を選んで測定することでも良い。また、同様に、撮影条件は、カメラレンズの姿勢、焦点距離、ズーム量の全てを求めることでも良いが、基本的には、それらの内のいずれかを選ぶことでも良い。 Here, the "surrounding environment" refers to the conditions around the servo system, particularly the environment that affects the image captured by the visual sensor. "Ambient environment data" is data indicating physical quantities in the surrounding environment. Specific examples of ambient environment data include the intensity of light (illuminance) that affects the content of images captured by the visual sensor, the amount of dust (dust amount) at the location where the visual sensor is installed, and the degree of dirt on the lens of the visual sensor. be. Further, the "shooting conditions" of the visual sensor specifically refer to the orientation of the camera lens, the focal length, the zoom amount, and the like. In the embodiment, the visual sensor measures (detects) the surrounding environment data when the image of the servo system is taken, but it is not necessary to measure all the physical data such as the intensity of light, the amount of dust, and the degree of dirt on the lens. No matter what, one of these physical quantities may be selected and measured. Similarly, the photographing condition may be obtained by obtaining all of the camera lens orientation, focal length, and zoom amount, but basically, it is also possible to select any one of them.

この実施例におけるサーボアンプ10は、エンコーダ21の出力(モータの速度・位置の計測値)をフィードバックし、サーボモータ20に供給する電力を制御するモータ制御部11と、演算処理部12と、記憶部14とを有する。なお、電流センサ13は、モータに供給される電流を検出するセンサである。なお、電流センサは、通常、モータ制御部11内に設置されて電流制御のフィードバック制御に用いられる場合が多いが、ここではモータ制御部11の外部に記載した。 The servo amplifier 10 in this embodiment includes a motor control unit 11 that feeds back the output of an encoder 21 (measured values of motor speed and position) and controls power supplied to the servo motor 20, an arithmetic processing unit 12, and a storage unit. and a portion 14 . Note that the current sensor 13 is a sensor that detects the current supplied to the motor. Although the current sensor is usually installed in the motor control unit 11 and used for feedback control of current control in many cases, it is described outside the motor control unit 11 here.

モータ制御部11は、エンコーダ21が正常である場合にはエンコーダ21が計測する速度・位置データ(以下、計測値)A0を、切替部110を経由してフィードバック入力し、このエンコーダ21の計測値A0とモータの運転指令Sとの偏差を求め、制御部111により、この偏差がなくなるような電力をサーボモータ20に供給し、サーボモータ20の速度や位置を制御する。そのため、エンコーダ21が正常時(正常であると判断されている期間中)は、切替部110はエンコーダの計測値A0を入力する側に切替えられている。エンコーダ21が異常であると判断された場合には、演算処理部12からの切替信号Cにより、切替部110は、視覚センサの画像から得られる推定計測値(以下、第1推定計測値)A1をモータ制御部11に供給可能に切替える。 When the encoder 21 is normal, the motor control unit 11 feeds back speed/position data (hereinafter referred to as measurement value) A0 measured by the encoder 21 via the switching unit 110, and outputs the measurement value of the encoder 21. The deviation between A0 and the motor operation command S is obtained, and the controller 111 supplies electric power to the servomotor 20 so as to eliminate this deviation, thereby controlling the speed and position of the servomotor 20. FIG. Therefore, when the encoder 21 is normal (while it is determined to be normal), the switching unit 110 is switched to the input side of the measured value A0 of the encoder. When it is determined that the encoder 21 is abnormal, the switch signal C from the arithmetic processing unit 12 causes the switching unit 110 to change the estimated measured value (hereinafter referred to as first estimated measured value) A1 obtained from the image of the visual sensor. can be supplied to the motor control unit 11 .

演算処理部12は、モータ制御部11に運転指令Sを与えるとともに、エンコーダの計測値A0、視覚センサの撮影した画像G、周囲環境KD、およびサーボモータ20に供給する電流Iを入力する。 The arithmetic processing unit 12 gives an operation command S to the motor control unit 11, and inputs the measured value A0 of the encoder, the image G captured by the visual sensor, the surrounding environment KD, and the current I to be supplied to the servomotor 20.

まず、このサーボシステムでは、サーボモータ20を運転している期間中において、エンコーダ21が正常であるか否かを所定タイミング毎に判断する。また、入力した画像Gに基づき前記計測値A0に対応した第1推定計測値A1を演算する。エンコーダの異常判断(異常検出)により、エンコーダ21が正常であると判断されている期間中(エンコーダが正常である期間中)において、計測値A0と前記第1推定計測値A1との差分が予め定めた閾値以内であるか否かを判断し、データの健全性を判断する。 First, in this servo system, while the servomotor 20 is operating, it is determined at predetermined timings whether or not the encoder 21 is normal. Also, based on the input image G, a first estimated measured value A1 corresponding to the measured value A0 is calculated. During the period in which the encoder 21 is determined to be normal (during the period in which the encoder is normal) based on the abnormality determination (abnormality detection) of the encoder, the difference between the measured value A0 and the first estimated measured value A1 is determined in advance. It judges whether or not it is within a set threshold, and judges the soundness of the data.

そして、第1推定計測値A1が健全性有と判断された場合には、周囲環境データKDを「保証可能環境データ」として記憶部14に記憶する。この演算、判断、記憶動作は、エンコーダ21が正常である期間中に一定時間毎に実施される。 Then, when the first estimated measurement value A1 is determined to be sound, the ambient environment data KD is stored in the storage unit 14 as "assurable environment data". This calculation, determination, and storage operation are performed at fixed time intervals during the period when the encoder 21 is normal.

演算処理部12は、エンコーダ21が異常であると判断された場合、入力された周囲環境データKDと、エンコーダ正常期間中において記憶部14に記憶された保証可能環境データとを比較(照合)する。その結果、その入力された周囲環境データKDが、第1推定計測値A1の中に一致する第1推定計測値A1が存在する場合には、現在の第1推定計測値はモータ制御に使用可能であると判断する。そして、その場合には、エンコーダ21の計測値A0に替えて、第1推定計測値A1をモータ制御部11に供給するようにする。具体的には、切替信号Cと第1推定計測値A1をモータ制御部11に出力する。これにより、モータ制御部11は、切替部110を切替え、第1推定計測値A1を使用してサーボモータ20の運転を制御することができる。つまり、エンコーダが異常時でも、正常時において健全性判断がなされた周囲環境と同じか、それと同等の周囲環境である場合には、サーボモータの運転を継続する。 When the encoder 21 is determined to be abnormal, the arithmetic processing unit 12 compares (collates) the input ambient environment data KD with the guarantable environment data stored in the storage unit 14 during the encoder normal period. . As a result, if there is a first estimated measured value A1 that matches the input ambient environment data KD among the first estimated measured values A1, the current first estimated measured value can be used for motor control. We judge that it is. In that case, instead of the measured value A0 of the encoder 21, the first estimated measured value A1 is supplied to the motor control section 11. FIG. Specifically, the switching signal C and the first estimated measured value A1 are output to the motor control section 11 . Thereby, the motor control section 11 can switch the switching section 110 and control the operation of the servo motor 20 using the first estimated measurement value A1. That is, even when the encoder is abnormal, if the ambient environment is the same as or equivalent to the ambient environment in which the soundness was determined in the normal state, the servomotor continues to operate.

また、演算処理部12は、エンコーダ21が異常であると判断された場合において、入力された周囲環境データKDが記憶している保証可能環境データに対応しないと判断した場合には、第1推定計測値の精度が低くモータ制御に使用することはできないと判断し、モータの停止信号STをモータ制御部11に出力する。モータ制御部11は、この停止信号STにより、モータへの電力供給を遮断してサーボモータ20を停止する。 Further, when it is determined that the encoder 21 is abnormal, if the arithmetic processing unit 12 determines that the input ambient environment data KD does not correspond to the stored guarantable environment data, the first estimation It judges that the accuracy of the measured value is low and cannot be used for motor control, and outputs a motor stop signal ST to the motor control unit 11 . The motor control unit 11 stops the servomotor 20 by cutting off the power supply to the motor in response to the stop signal ST.

このように、サーボシステム1は、エンコーダ21が異常である場合にも、安全性を担保可能な一定の条件を満たしていると判断した場合には運転を継続することができる。このような演算処理部12の具体的な構成や、一連の演算処理動作の詳細説明については、後述する。 In this way, even when the encoder 21 is abnormal, the servo system 1 can continue operation if it determines that certain conditions for ensuring safety are satisfied. A detailed description of a specific configuration of such an arithmetic processing unit 12 and a series of arithmetic processing operations will be given later.

次に、演算処理部12のより詳細な構成について説明する。演算処理部12は、具体的には計算機能を有するコンピュータやプロセッサ等で実現することができる。ここでは、演算処理部12は、プログラムを記憶するROM121と、演算処理のために各種情報(データ)を一時記録するRAMと、入力された画像について計測値を推定するための画像処理を行う画像処理部123と、プログラムに基づき一連の演算処理を実行するCPU124と、情報を設定するための設定部125と、上位コントローラ50との間で情報の相互通信を行うための入出力制御を行うI/O126とで実現する。演算処理部12内の各機器間は、相互に通信可能なバス127により連結される。なお、記憶部14と演算処理部12との間も相互通信可能にバスで接続される。 Next, a more detailed configuration of the arithmetic processing unit 12 will be described. The arithmetic processing unit 12 can be specifically realized by a computer, a processor, or the like having a calculation function. Here, the arithmetic processing unit 12 includes a ROM 121 that stores programs, a RAM that temporarily stores various information (data) for arithmetic processing, and an image that performs image processing for estimating measurement values for an input image. A processing unit 123, a CPU 124 that executes a series of arithmetic processing based on a program, a setting unit 125 for setting information, and an input/output control for mutual communication of information with the host controller 50. Realize with /O126. Devices in the arithmetic processing unit 12 are connected by a bus 127 capable of mutual communication. The storage unit 14 and the arithmetic processing unit 12 are also connected by a bus so as to be mutually communicable.

なお、画像処理部123には、画像データの処理を高速に行うことができる動的再構成プロセッサ(DRP:Dynamically Reconfigurable Processor)を用いるのが良い。DRP(動的再構成プロセッサ)は、演算器間の接続を動的に切り替えながらアプリケーションを実行するハードウェアである。なお、DRP自体は公知であり、ここでは詳細な説明を省略する。 For the image processing unit 123, it is preferable to use a dynamically reconfigurable processor (DRP) capable of processing image data at high speed. A DRP (dynamically reconfigurable processor) is hardware that executes an application while dynamically switching connections between computing units. Note that the DRP itself is known, and a detailed description thereof will be omitted here.

演算処理部12は、以上説明したような構成により、各種情報(データ)を記憶部14に記憶する動作、および内部メモリに記憶した情報(データ)および記憶部14内に記憶された各種情報を取込んで一連の演算処理を実行する。 With the configuration as described above, the arithmetic processing unit 12 stores various information (data) in the storage unit 14, and stores information (data) stored in the internal memory and various information stored in the storage unit 14. It takes in and executes a series of arithmetic processing.

次に、図1に示す実施例1の動作について、図1~図4を用いて説明する。 Next, the operation of the first embodiment shown in FIG. 1 will be explained using FIGS. 1 to 4. FIG.

まず、図1において、サーボアンプ10は、エンコーダ21の計測値(モータの速度・位置)を入力する。入力された計測値は、通常は、モータ制御部11に入力され、同時に演算処理部12にも入力される。 First, in FIG. 1, the servo amplifier 10 inputs the measured values (velocity/position of the motor) of the encoder 21 . The input measured value is normally input to the motor control unit 11 and also input to the arithmetic processing unit 12 at the same time.

一方、演算処理部12は、エンコーダ21の計測値の入力に同期して、視覚センサ30が撮影した画像と、周囲環境検出部40が検出した周囲環境と、電流センサ13の検出した電流とを入力する。また、視覚センサ30の撮影条件も演算処理部12に取り込む。撮影条件は、周囲環境検出部40の一部として構成しても良い。あるいは、設定部125から設定しても良い。これらの情報(データ)は、内部のRAM122に一時記憶された後、CPU124の処理動作により記憶部14に記憶される。 On the other hand, in synchronism with the input of the measured value from the encoder 21, the arithmetic processing unit 12 detects the image captured by the visual sensor 30, the surrounding environment detected by the surrounding environment detection unit 40, and the current detected by the current sensor 13. input. In addition, the photographing conditions of the visual sensor 30 are also taken into the arithmetic processing section 12 . The imaging conditions may be configured as part of the ambient environment detection unit 40 . Alternatively, it may be set from the setting unit 125 . These pieces of information (data) are temporarily stored in the internal RAM 122 and then stored in the storage unit 14 by the processing operation of the CPU 124 .

まず、演算処理部12(CPU124)は、エンコーダ21が正常であるか否かを判断する異常判断(異常検出)処理を実行する。この異常判断の方法自体は周知である(特開2005-198467号、特開平5-344775号、特開2001-333590号、特開2002-350184号、WO2019/031219、等参照)。また、上記した特許文献1に記載された方法でも良い。この異常判断についての詳細な説明は省略する。 First, the arithmetic processing unit 12 (CPU 124) executes abnormality determination (abnormality detection) processing for determining whether the encoder 21 is normal. This abnormality determination method itself is well known (see JP-A-2005-198467, JP-A-5-344775, JP-A-2001-333590, JP-A-2002-350184, WO2019/031219, etc.). Moreover, the method described in the above-mentioned patent document 1 may be used. A detailed description of this abnormality determination is omitted.

次に、エンコーダが正常である場合において、演算処理部12(CPU124)は、画像処理部123で画像処理されRAM122に記憶された画像データを用いてエンコーダの計測値(モータの速度・位置)に対応する物理量を推定演算する。この画像による推定演算方法もよく知られているので、ここでは説明を省略する。例えば、特許文献1のような方法でも良い。以下、この画像に基づき演算されるモータの速度・位置の値は、エンコーダによる計測値に対応する推定値であることから、「第1推定計測値A1」と称する。ここで、画像による推定値を「第1推定計測値」としたのは、電流から推定される推定値とを区別するためである。 Next, when the encoder is normal, the arithmetic processing unit 12 (CPU 124) uses the image data processed by the image processing unit 123 and stored in the RAM 122 to obtain the encoder measurement values (motor speed/position). Estimate the corresponding physical quantity. Since this estimation calculation method using images is also well known, the description thereof is omitted here. For example, a method such as that disclosed in Patent Document 1 may be used. Hereinafter, the motor speed/position value calculated based on this image is referred to as "first estimated measured value A1" because it is an estimated value corresponding to the measured value by the encoder. Here, the reason why the estimated value from the image is referred to as the "first estimated measured value" is to distinguish it from the estimated value estimated from the current.

次に、演算処理部12(CPU124)は、第1推定計測値A1とエンコーダの計測値A0との差分を求め、この差分が予め記憶していた閾値を超えているか否かを判断する。差分が閾値を超えていない場合には、視覚センサ30が撮影した画像Gに基づいて得られた第1推定計測値A0は健全であると判断する。 Next, the arithmetic processing unit 12 (CPU 124) obtains the difference between the first estimated measurement value A1 and the encoder measurement value A0, and determines whether or not this difference exceeds a pre-stored threshold value. If the difference does not exceed the threshold, it is determined that the first estimated measurement value A0 obtained based on the image G captured by the visual sensor 30 is healthy.

この実施例では、モータ電流Iに基づいてエンコーダ21の計測値(モータ速度・位置)に対応する推定値である「第2推定計測値A2」も演算している。そして、上記した第1推定計測値A1とエンコーダの計測値A0とを比較して健全性を判断することに加えて、第1推定計測値A1とこの第2推定計測値A2との差分を閾値と比較する判断を併用する。つまり、第1推定計測値A1の健全性の判断を、エンコーダの計測値A0だけでなく、第2推定計測値A2をも用いて判断する。これにより健全性の判断はより正確なものになる。 In this embodiment, based on the motor current I, a "second estimated measured value A2", which is an estimated value corresponding to the measured value (motor speed/position) of the encoder 21, is also calculated. In addition to judging soundness by comparing the first estimated measured value A1 and the measured value A0 of the encoder, the difference between the first estimated measured value A1 and the second estimated measured value A2 is used as a threshold value. Use judgment to compare with. That is, the soundness of the first estimated measured value A1 is determined using not only the encoder measured value A0 but also the second estimated measured value A2. This makes the health determination more accurate.

そして、このような健全性判断により、「健全性有」と判断された場合には、RAM122に記憶していた周囲環境データKD、エンコーダ計測値、画像に基づき演算された推定計測値、などを「保証可能環境データ」として記憶部14に記憶する。健全性判断の結果、第1推定計測値A1が「健全性無」と判断された場合には、その周囲環境データは保証できない環境データ(保障不可能環境データ)として記憶部14に記憶する。具体的には、例えば、保証可能である場合に“1”、保証不可能である場合には“0”の情報を判断情報とし、その判断情報を周囲環境データKDと共に記憶しておく。それにより、その周囲環境データKDが「保障可能環境データ」であるか、「保証不可能環境データ」であるかを区別することができる。また、この実施例では、この環境データを記憶する際に、第1推定計測値や視覚センサを調整(補正)する場合に使用する「キャリブレーションデータ」もセットとして記憶する。この詳細内容については後述する。 Then, when it is determined that "soundness exists" by such a soundness determination, the ambient environment data KD stored in the RAM 122, the encoder measurement values, the estimated measurement values calculated based on the image, etc. It is stored in the storage unit 14 as "assurable environment data". If the first estimated measured value A1 is determined to be "no soundness" as a result of the soundness judgment, the ambient environment data is stored in the storage unit 14 as unguaranteed environment data (non-guaranteable environment data). Specifically, for example, information of "1" if it can be guaranteed and "0" if it cannot be guaranteed is used as judgment information, and the judgment information is stored together with the ambient environment data KD. Thereby, it is possible to distinguish whether the ambient environment data KD is "assurable environment data" or "unassurable environment data". In addition, in this embodiment, when storing the environment data, "calibration data" used when adjusting (correcting) the first estimated measurement value and the visual sensor are also stored as a set. Details of this will be described later.

次に、記憶部14に記憶される情報(環境データ、およびキャリブレーションデータ)の一例について、図2を用いて説明する。図2は、記憶部14が記録する情報(データ)例を示しており、モード毎にデータセットとして記憶される。すなわち、エンコーダの計測値A0、視覚センサの画像に基づいて推定演算される第1推定計測値A1、電流に基づいて推定演算される第2推定計測値A2が、周囲環境データKDとともに、記憶される。 Next, an example of information (environmental data and calibration data) stored in the storage unit 14 will be described with reference to FIG. FIG. 2 shows an example of information (data) recorded by the storage unit 14, which is stored as a data set for each mode. That is, the measured value A0 of the encoder, the first estimated measured value A1 estimated based on the image of the visual sensor, and the second estimated measured value A2 estimated based on the electric current are stored together with the surrounding environment data KD. be.

この環境データKDには、精度保証可能、あるいは精度保証不可能の情報も記憶する。この情報は、第1推定計測値の健全性が有ると判断された場合に「保障可能環境データ」として記憶するためである。すなわち、この精度保証可能の情報により、記憶した周囲環境が「保証可能環境データ」であることを判断できる。この例では、記憶する環境データとして、光強度、塵埃量、レンズ汚れとした。実際に計測した物理データそのものを記憶しても良いが、ここでは、それぞれの物理量を複数段階にレベル分けして記憶する。例えば、光強度の場合に、強度が強い場合から弱い場合を5段階のレベルに区分し、実際の強度の代りに該当するレベルを記憶する。このようなレベル区分を行って記憶することにより、エンコーダ異常時における照合動作を効率的に行うことが可能となる。 The environment data KD also stores information as to whether accuracy can be guaranteed or not. This information is stored as "environmental data that can be secured" when it is determined that the first estimated measured value is sound. In other words, it can be determined that the stored ambient environment is "environmental data that can be guaranteed" based on this accuracy-assurable information. In this example, the environmental data to be stored are light intensity, dust amount, and lens contamination. Physical data actually measured may be stored, but here, each physical quantity is divided into a plurality of levels and stored. For example, in the case of light intensity, the intensity is classified into five levels from strong to weak, and the corresponding level is stored instead of the actual intensity. By performing and storing such level divisions, it is possible to efficiently carry out a matching operation when the encoder is abnormal.

また、図2では、これらのデータに加えて、キャリブレーションデータを記憶する。図2の例では、2種類のデータを記憶している。一つ目は「推定値補正用のデータ」であり、二つ目は「視覚センサ調整用のデータ」である。推定値補正用のデータは、具体的にはエンコーダの計測値A0と画像に基づいて推定された第1推定計測値A1との差分と、それらの比としている。また、視覚センサ調整用のデータは、視覚カメラの向き、ズーム、焦点距離とした。 Also, in FIG. 2, calibration data is stored in addition to these data. In the example of FIG. 2, two types of data are stored. The first is "estimated value correction data" and the second is "visual sensor adjustment data". Specifically, the data for estimated value correction is the difference between the measured value A0 of the encoder and the first estimated measured value A1 estimated based on the image, and the ratio thereof. The data for adjusting the visual sensor are the direction, zoom, and focal length of the visual camera.

これらのキャリブレーションデータは、エンコーダ21が異常であると判断された場合における調整(キャリブレーション)を実行する場合に使用する。具体的には、演算処理部12が、モータ制御部11に第1推定計測値A1を出力する際に、推定値補正用のデータにより第1推定計測値A1を調整して出力する。例えば、両計測値の差分を使用する場合には、画像に基づいて演算された生の第1推定計測値A1からこの差分を差し引いた値を調整後の第1推定計測値A1として、モータ制御部11に出力するような調整である。また、比を使用する場合には、演算された生の第1推定計測値A1にこの比を乗じて調整後の第1推定計測値A1として、モータ制御部11に出力するような調整である。また、撮影補正用のデータは、視覚センサの姿勢や焦点等を調整するために使用される。図1において、演算処理部12から視覚センサ30に破線で接続しているのは、視覚センサ30を調整することを示している。 These calibration data are used when performing adjustment (calibration) when it is determined that the encoder 21 is abnormal. Specifically, when the arithmetic processing unit 12 outputs the first estimated measured value A1 to the motor control unit 11, it adjusts the first estimated measured value A1 using data for correcting the estimated value and outputs the adjusted first estimated measured value A1. For example, when using the difference between both measured values, the value obtained by subtracting this difference from the raw first estimated measured value A1 calculated based on the image is used as the first estimated measured value A1 after adjustment, and the motor control This adjustment is such that the data is output to the unit 11 . When the ratio is used, the calculated raw first estimated measured value A1 is multiplied by this ratio, and the adjusted first estimated measured value A1 is output to the motor control unit 11. . Also, the data for photographing correction is used to adjust the orientation, focus, etc. of the visual sensor. In FIG. 1, the dashed line connecting the arithmetic processing unit 12 to the visual sensor 30 indicates that the visual sensor 30 is adjusted.

なお、このキャリブレーションデータは、図2のように、保証可能環境データと一緒にまとめて記憶部14に記憶しても良いし、記憶部14の他の記憶エリアや、記憶部14とは別の記憶部に保証可能環境データとは別に記憶しても良い。但し、その場合には、各保証可能環境データと各キャリブレーションデータとの対応付が可能なように紐付けする必要がある。また、図2では、キャリブレーションデータを2種類記憶した例を示したが、いずれか1種類のデータを記憶することでも良い。 Note that this calibration data may be stored in the storage unit 14 together with the certifiable environment data as shown in FIG. may be stored separately from the certifiable environment data in the storage unit. However, in that case, it is necessary to associate each piece of guarantable environment data with each piece of calibration data so that they can be associated with each other. Moreover, although FIG. 2 shows an example in which two types of calibration data are stored, it is also possible to store any one type of data.

次に、図1のサーボアンプ10の動作(基本的に、演算処理部12の動作)について、図3及び図4を用いて説明する。図3はエンコーダ21が正常である場合の動作フローであり、図4はエンコーダ21が異常である場合の動作フローである。 Next, the operation of the servo amplifier 10 in FIG. 1 (basically, the operation of the arithmetic processing section 12) will be described with reference to FIGS. 3 and 4. FIG. FIG. 3 is an operational flow when the encoder 21 is normal, and FIG. 4 is an operational flow when the encoder 21 is abnormal.

まず、図3により、エンコーダ21が正常である場合の演算処理部12動作を説明する。
図3のステップS101においては、エンコーダが正常であるか否かの診断を行う。S102では、この診断の結果を用いて正常であるか異常であるかを判断し、エンコーダ21が正常である場合にはステップS103に進む。また、エンコーダ21が異常であると判断された場合には、ステップS200に進み、エンコーダ異常時における処理動作を実行する。エンコーダが異常と判断された場合の動作内容については、後で図4により説明する。
First, referring to FIG. 3, the operation of the arithmetic processing unit 12 when the encoder 21 is normal will be described.
In step S101 of FIG. 3, it is diagnosed whether the encoder is normal. In S102, the result of this diagnosis is used to determine whether the encoder 21 is normal or abnormal, and when the encoder 21 is normal, the process proceeds to step S103. If it is determined that the encoder 21 is abnormal, the process advances to step S200 to execute the processing operation when the encoder is abnormal. Details of the operation when the encoder is determined to be abnormal will be described later with reference to FIG.

図3のステップS103では、所定タイミング毎に、データ計測値、画像、電流、周囲環境データを入力して記憶する。また、ステップS104では、視覚センサ30が撮影した画像から第1推定計測値A1、電流から第2推定計測値を演算する。 In step S103 of FIG. 3, data measurement values, images, currents, and ambient environment data are input and stored at predetermined timings. In step S104, the first estimated measured value A1 is calculated from the image captured by the visual sensor 30, and the second estimated measured value is calculated from the current.

次に、ステップS105において、第1推定計測値A1のデータの健全性を判断する。判断は、第1推定計測値とエンコーダの計測値とを比較し、その差が閾値以内である場合に健全性有と判断する。また、第1推定計測値と第2推定計測値との比較も行い、第1推定計測値A1の健全性を判断する。いずれかが、閾値を超えている場合には、第1推定計測値A1の健全性は無いと判断する。 Next, in step S105, the soundness of the data of the first estimated measured value A1 is determined. Judgment compares the first estimated measurement value and the measurement value of the encoder, and judges that soundness exists when the difference is within the threshold. Also, the first estimated measured value and the second estimated measured value are compared to determine the soundness of the first estimated measured value A1. If any of them exceeds the threshold, it is determined that the first estimated measured value A1 is not sound.

次のステップS106において、第1推定計測値A1のデータの健全性が有ると判断された場合、ステップS107に進む。健全性が無いと判断された場合には、ステップS109に進む。 If it is determined in the next step S106 that the data of the first estimated measured value A1 is sound, the process proceeds to step S107. When it is judged that there is no soundness, it progresses to step S109.

ステップS107では、健全性有と判断されたときの周囲環境を、そのときの計測値A0、第1推定計測値A1、第2推定計測値A2とともに、保証可能環境データとして記憶部14に記憶する。また、その際、ステップS108で示すように、キャリブレーションデータを記憶する。この内容は、図2に示したとおりである。また、ステップS109では、健全性が無いと判断されたときの周囲環境を、そのときの計測値A0、第1推定計測値A1、第2推定計測値A2とともに、保証不可能環境データとして記憶する。なお、健全性が無いと判断された場合には、キャリブレーションデータは記憶しても記憶しなくても良い。 In step S107, the ambient environment when it is determined to be sound is stored in the storage unit 14 as guarantable environment data together with the measured value A0, the first estimated measured value A1, and the second estimated measured value A2 at that time. . Also, at that time, the calibration data is stored as shown in step S108. The contents are as shown in FIG. Further, in step S109, the ambient environment when it is determined that there is no soundness is stored as unguaranteable environment data together with the measured value A0, the first estimated measured value A1, and the second estimated measured value A2 at that time. . Incidentally, when it is determined that there is no soundness, the calibration data may or may not be stored.

次に、ステップS110では、その時点でサーボモータ20が駆動中か否かを判断する。サーボモータ20が駆動中であれば、ステップS101に戻り、ステップS101~ステップS110までの動作を継続して実行する。 Next, in step S110, it is determined whether or not the servomotor 20 is being driven at that time. If the servomotor 20 is being driven, the process returns to step S101 and continues the operations from step S101 to step S110.

このようにして、演算処理部12は、エンコーダ21が正常である場合には、所定タイミング毎に、記憶部14に図2で示したような情報を記憶する。なお、次々と記憶する内容が、すでに記憶した内容と同じである場合には、新たな情報は記憶しないようにすると都合が良い。このようにすれば、記憶部14に記憶される保障可能環境データのセット数が必要以上に増えることはなくなり、エンコーダ21が異常である場合における、環境データと記憶された保障可能環境データとの比較照合を効率よく行うことができる。 In this manner, when the encoder 21 is normal, the arithmetic processing unit 12 stores the information shown in FIG. 2 in the storage unit 14 at predetermined timings. If the contents to be stored one after another are the same as the contents already stored, it is convenient not to store new information. In this way, the number of sets of assurable environment data stored in the storage unit 14 does not increase more than necessary, and even if the encoder 21 is abnormal, the environment data and the stored assureable environment data will not increase. Comparison and collation can be efficiently performed.

次に、図4により、エンコーダ21が異常である場合(図3のステップS102でNOの場合)の動作を説明する。 Next, referring to FIG. 4, the operation when the encoder 21 is abnormal (NO in step S102 of FIG. 3) will be described.

図4において、ステップS201では、エンコーダが正常時の場合と同様に、データの入力を継続する。少なくとも、画像Gおよび周囲環境データKDの入力は継続する。 In FIG. 4, in step S201, data input is continued in the same manner as when the encoder is normal. At least the input of the image G and the ambient environment data KD continues.

ステップS202では、画像Gに基づき第1推定計測値を演算する。また、ステップS203では、エンコーダの異常判定後に入力した周囲環境データと、エンコーダ正常時に記憶していた「保証可能環境データ」とを比較照合する。その時点における周囲環境が保障可能環境データに対応する(該当する)場合、その時点の第1推定計測値は、精度保証可能な環境における推定値であるとの条件を満たす。 In step S202, a first estimated measurement value is calculated based on the image G. In step S203, the ambient environment data input after the encoder abnormality determination is compared with the "environment data that can be guaranteed" stored when the encoder is normal. If the surrounding environment at that point in time corresponds to (applies to) the assurable environment data, the first estimated measurement value at that point satisfies the condition that it is an estimated value in an environment in which accuracy can be guaranteed.

ステップS205では、比較参照の結果を見て、入力した周囲環境が保証可能環境データに該当するか否か(含まれるか否か)を判断し、該当するものが存在する場合にはステップS205に進む。また、比較参照の結果、入力した周囲環境が記憶済みの保証可能環境データに該当しない(対応するものがない)場合には、ステップS208に進む。 In step S205, the results of the comparison and reference are checked to determine whether or not the input ambient environment corresponds to (is included in) the guarantable environment data. move on. As a result of the comparison and reference, if the input surrounding environment does not correspond to the stored guaranteeable environment data (there is no corresponding data), the process proceeds to step S208.

ステップS205では、キャリブレーションデータ(図2に示す推定値補正用データ)を用いて、ステップS202で演算された第1推定計測値についてキャリブレーションを実施する。すなわち、演算された第1推定計測値A1を補正(調整)する。 In step S205, calibration data (estimated value correction data shown in FIG. 2) is used to calibrate the first estimated measured value calculated in step S202. That is, the calculated first estimated measured value A1 is corrected (adjusted).

そして、ステップS206では、この補正後の第1推定計測値A1を、切替信号Cとともに、モータ制御部11に出力する。これにより、モータ制御部11は、今までフィードバック入力していたエンコーダ21の計測値A0(異常状態)を止めて、演算処理部12が出力した第1推定計測値A1を入力するように切替える。つまり、図1における切替部110を切替信号Cにより切替え、第1推定計測値A1がモータ制御部11に入力される。この切替により、モータ制御部11は、演算処理部12から供給される第1推定計測値A1を用いて、サーボモータ20の制御を実施することができる。つまり、サーボシステム1の運転を継続することができる。 Then, in step S206, the corrected first estimated measurement value A1 is output to the motor control section 11 together with the switching signal C. FIG. As a result, the motor control unit 11 stops the feedback input of the measured value A0 (abnormal state) of the encoder 21 and switches to input the first estimated measured value A1 output by the arithmetic processing unit 12 . 1 is switched by the switching signal C, and the first estimated measured value A1 is input to the motor control section 11. By this switching, the motor control section 11 can control the servo motor 20 using the first estimated measured value A1 supplied from the arithmetic processing section 12 . That is, the operation of the servo system 1 can be continued.

次のステップS207では、サーボモータ20が運転中か否かの判断を実施し、運転中の場合にはステップS201に戻り、上述した動作を繰り返す。 In the next step S207, it is determined whether or not the servomotor 20 is in operation. If the servo motor 20 is in operation, the process returns to step S201 to repeat the above-described operations.

一方、ステップS204において、入力した周囲環境データが、保証可能環境データに該当しない場合には、ステップS208の動作を実行する。すなわち、演算された第1推定計測値の精度(信頼性)は低いと判断し、サーボモータ20の停止指令STをモータ制御部11に出力する。この停止指令により、モータ制御部11は、サーボモータ20を駆動するために供給していた電源を遮断し、サーボモータ20を停止させる。 On the other hand, in step S204, if the input ambient environment data does not correspond to the certifiable environment data, the operation of step S208 is executed. That is, it determines that the accuracy (reliability) of the calculated first estimated measurement value is low, and outputs a stop command ST for the servomotor 20 to the motor control section 11 . In response to this stop command, the motor control unit 11 cuts off the power supplied to drive the servomotor 20 to stop the servomotor 20 .

このように、実施例1におけるサーボシステムによれば、サーボアンプ10は、視覚センサからの画像および周囲環境を入力し、画像に基づきエンコーダ計測値(速度・位置)に対応した第1推定計測値を演算し、エンコーダが正常である場合において、エンコーダの計測値と第1推定計測値との差分が予め定めた閾値以内であるか否かによりデータの健全性を判断し、健全性有の場合にはその際に入力した周囲環境データを保証可能環境データとして記憶し、エンコーダが異常であると判定された場合において、入力した周囲環境データがエンコーダが正常時に記憶した前記保証可能環境データに該当する場合には、エンコーダ計測値から第1推定計測値に切り替えてサーボモータを継続して制御することができる。そして、入力した周囲環境データがエンコーダが正常時に記憶した保証可能環境データと対応しない場合には、サーボモータを停止させる。 As described above, according to the servo system of the first embodiment, the servo amplifier 10 receives an image from the visual sensor and the surrounding environment, and based on the image, the first estimated measured value corresponding to the encoder measured value (velocity/position). is calculated, and when the encoder is normal, the soundness of the data is determined by whether the difference between the measured value of the encoder and the first estimated measured value is within a predetermined threshold value. The ambient environment data input at that time is stored as guarantable environment data, and when the encoder is determined to be abnormal, the input ambient environment data corresponds to the guarantable environment data stored when the encoder is normal. In this case, the servo motor can be continuously controlled by switching from the encoder measured value to the first estimated measured value. If the input ambient environment data does not correspond to the guarantable environment data stored when the encoder is normal, the servomotor is stopped.

また、この実施例では、保証可能環境データを記憶するに際し、第1推定計測値の値を調整するためのキャリブレーションデータを記憶し、このキャリブレーションデータデータにより第1推定計測値を補正し、補正後の第1推定計測値によりサーボモータの制御を継続するようにしたので、より安全性の高い運転継続を行うことができる。また、視覚センサの姿勢等のキャリブレーションを実施するためのデータも記憶しているので、視覚センサ自体の撮影条件を安定させることもできる。 Further, in this embodiment, when storing the guarantable environment data, store calibration data for adjusting the value of the first estimated measured value, correct the first estimated measured value with this calibration data, Since the control of the servomotor is continued based on the corrected first estimated measurement value, it is possible to continue operation with higher safety. In addition, since data for performing calibration of the orientation of the visual sensor, etc., is also stored, the imaging conditions of the visual sensor itself can be stabilized.

≪実施例2≫
次に、本発明の実施例2におけるサーボシステムについて図面を参照して説明する。図5は、実施例2のサーボシステムの構成を示す図である。
<<Example 2>>
Next, a servo system in Example 2 of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 5 is a diagram showing the configuration of the servo system of the second embodiment.

実施例1(図1)のサーボシステムでは、サーボアンプ10内に演算処理部12および記憶部14を設けていた。これに対し、実施例2のサーボシステム1は、この演算処理部12および記憶部14を上位コントローラ50内に設けている点の違いがある。その他については、実施例1と実施例2とは同様の制御を実施する。 In the servo system of Example 1 (FIG. 1), the arithmetic processing section 12 and the storage section 14 are provided in the servo amplifier 10 . On the other hand, the servo system 1 of the second embodiment is different in that the arithmetic processing section 12 and the storage section 14 are provided in the host controller 50 . Other than that, the same control as in the first and second embodiments is performed.

すなわち、この実施例2の場合も、実施例1において説明した内容と殆ど同様である。そのため、ここでは、すでに説明した内容についての重複した説明は省略する。具体的には、上位コントローラ50に設けた演算処理部12は、実施例1のサーボアンプ10内の演算処理部12と機能的に同等である。また、記憶部14内に記憶する内容も、図2に示す内容と同様である。さらに、演算処理部12における動作フローも図3、図4に示す内容と同様である。したがって、それらの事項についての重複した説明は省略する。実施例2においても、サーボアンプ10と上位コントローラとの間は、相互に通信可能に接続されている。以下、実施例2と実施例1との違いを中心に説明する。 That is, the contents of the second embodiment are almost the same as those described in the first embodiment. Therefore, redundant description of the content already described is omitted here. Specifically, the arithmetic processing unit 12 provided in the host controller 50 is functionally equivalent to the arithmetic processing unit 12 in the servo amplifier 10 of the first embodiment. Also, the contents stored in the storage unit 14 are the same as those shown in FIG. Furthermore, the operation flow in the arithmetic processing unit 12 is also the same as the contents shown in FIGS. Therefore, redundant descriptions of these matters will be omitted. Also in the second embodiment, the servo amplifier 10 and the host controller are connected so as to be able to communicate with each other. Hereinafter, the difference between the second embodiment and the first embodiment will be mainly described.

図5において、周囲環境データKD、視覚センサ30が撮影した画像G、電流I、およびエンコーダ21の計測値(モータの速度・位置)は、上位コントローラ50内に設けた演算処理部12に取り込まれる(入力される)。演算処理部12は、これらのデータを用いて、画像Gに基づきエンコーダ21の計測値(速度・位置)に対応した第1推定計測値を演算し、エンコーダ21が正常である場合において、エンコーダの計測値と第1推定計測値との差分が予め定めた閾値以内であるか否かによりデータの健全性を判断する。 In FIG. 5, the ambient environment data KD, the image G captured by the visual sensor 30, the current I, and the measured values (motor speed and position) of the encoder 21 are taken into the arithmetic processing unit 12 provided in the host controller 50. (entered). Using these data, the arithmetic processing unit 12 calculates a first estimated measured value corresponding to the measured value (velocity/position) of the encoder 21 based on the image G, and when the encoder 21 is normal, The soundness of the data is determined based on whether or not the difference between the measured value and the first estimated measured value is within a predetermined threshold.

データの健全性有の場合には、周囲環境データKDを保証可能環境データとして記憶し、エンコーダ21が異常であると判定された場合に、入力した周囲環境データがエンコーダ正常時に記憶した保証可能環境データと対応する場合には、サーボアンプ10内のモータ制御部11に対し、エンコーダ計測値から第1推定計測値A1に切替える制御を実施する。つまり、演算処理部12は、切替信号Cと第1推定計測値A1をモータ制御部11に出力する。これにより、モータ制御部11は、第1推定計測値A1を用いてサーボモータを継続して運転することができる。 If the data is sound, the ambient environment data KD is stored as the guarantable environment data, and if it is determined that the encoder 21 is abnormal, the input ambient environment data is stored as the guarantable environment when the encoder is normal. If it corresponds to the data, the motor controller 11 in the servo amplifier 10 is controlled to switch from the encoder measured value to the first estimated measured value A1. That is, the arithmetic processing unit 12 outputs the switching signal C and the first estimated measurement value A1 to the motor control unit 11. FIG. Thereby, the motor control unit 11 can continue to operate the servomotor using the first estimated measurement value A1.

そして、入力した周囲環境データKDがエンコーダ正常時に記憶した前記保証可能環境データと対応しない場合には、演算処理部12は、モータ制御部11に対し、停止指令STを出力する。モータ制御部11は、この停止指令STを入力した場合、サーボモータを停止する制御を実施する。なお、キャリブレーションデータによる第1推定計測値の調整や視覚センサの姿勢制御については、すでに説明したので省略する。 If the input ambient environment data KD does not correspond to the guaranteeable environment data stored when the encoder is normal, the arithmetic processing unit 12 outputs a stop command ST to the motor control unit 11 . When receiving the stop command ST, the motor control unit 11 performs control to stop the servomotor. Note that the adjustment of the first estimated measurement value and the posture control of the visual sensor based on the calibration data have already been explained, so a description thereof will be omitted.

本発明の実施例2によれば、上述した実施例1と同様の効果を有する。また、実施例2では、サーボモータとサーボアンプからなるサーボシステムが複数台あるような場合、各サーボシステムにそれぞれ演算処理部を設ける必要がなくなるので、全体として構成が簡単になる。 According to the second embodiment of the present invention, it has the same effects as the first embodiment described above. In addition, in the second embodiment, when there are a plurality of servo systems composed of servo motors and servo amplifiers, it is not necessary to provide an arithmetic processing unit for each servo system, so the overall configuration is simplified.

1…サーボシステム、10…サーボアンプ、11…モータ制御部、12…演算処理部、13…電流センサ、14…記憶部、20…サーボモータ、21…エンコーダ、50…上位コントローラ、
110…切替部、111…制御部、121…ROM、122…RAM、123…画像処理部、124…CPU、125…設定部、126…I/O
Reference Signs List 1 Servo system 10 Servo amplifier 11 Motor control unit 12 Arithmetic processing unit 13 Current sensor 14 Storage unit 20 Servo motor 21 Encoder 50 Host controller
110...Switching unit 111...Control unit 121...ROM 122...RAM 123...Image processing unit 124...CPU 125...Setting unit 126...I/O

Claims (13)

エンコーダを備えたサーボモータと、前記エンコーダの計測値をフィードバックし前記サーボモータを制御するサーボアンプとを備えたサーボシステムであって、
前記サーボモータにより駆動される制御対象の画像を撮影する視覚センサと、前記サーボシステムの周囲環境データを検出する周囲環境検出部とを設け、
前記サーボアンプは、前記画像および前記周囲環境データを入力し、前記画像に基づき前記計測値に対応した第1推定計測値を演算し、前記エンコーダが正常である期間において、前記計測値と前記第1推定計測値との差分が予め定めた閾値以内であるか否かによりデータの健全性を判断し、健全性有の場合には前記周囲環境データを保証可能環境データとして記憶し、前記エンコーダが異常であると判定された場合には、入力した前記周囲環境データと記憶した前記保証可能環境データとを照合し、該当する前記保証可能環境データが存在する場合には前記第1推定計測値を用いて前記サーボモータを制御するサーボシステム。
A servo system comprising a servomotor having an encoder and a servo amplifier that feeds back a measurement value of the encoder to control the servomotor,
a visual sensor for capturing an image of a controlled object driven by the servomotor; and an ambient environment detection unit for detecting ambient environment data of the servo system,
The servo amplifier receives the image and the ambient environment data, calculates a first estimated measured value corresponding to the measured value based on the image, and calculates the measured value and the first estimated measured value during a period when the encoder is normal. The soundness of the data is determined based on whether or not the difference from one estimated measurement value is within a predetermined threshold. If it is determined to be abnormal, the input ambient environment data and the stored guarantable environment data are collated, and if the corresponding guarantable environment data exists, the first estimated measured value is calculated. A servo system using to control the servo motor.
請求項1に記載されたサーボシステムにおいて、
前記サーボアンプは、前記保証可能環境データを記録する際に前記第1推定計測値と前記計測値との差分または比を前記保証可能環境データとともに記録し、前記第1推定計測値により前記サーボモータを駆動制御する場合には、前記差分または比を利用して前記第1推定計測値を調整することを特徴とするサーシステム。
A servo system as claimed in claim 1, wherein
When recording the guarantable environment data, the servo amplifier records a difference or ratio between the first estimated measured value and the measured value together with the guarantable environment data, and drives the servo motor according to the first estimated measured value. and adjusting the first estimated measurement value using the difference or the ratio.
請求項1に記載されたサーボシステムにおいて、
前記サーボアンプは、前記保証可能環境データを記録する際に、前記視覚センサの撮影条件を前記保証可能環境データとともに記録し、前記第1推定計測値で前記サーボモータを制御する場合に、前記撮影条件に基づき前記視覚センサを調整することを特徴とするサーシステム。
A servo system as claimed in claim 1, wherein
When recording the guarantable environment data, the servo amplifier records the imaging conditions of the visual sensor together with the guarantable environment data, and controls the servo motor with the first estimated measurement value. A system for adjusting the visual sensor based on a condition.
請求項1に記載されたサーボシステムにおいて、
前記サーボモータに供給される電流を検出する電流センサを設け、
前記サーボアンプは、前記電流に基づき前記計測値に対応した第2推定計測値を演算し、前記健全性の判断に際して、前記計測値と、前記第1推定計測値と、前記第2推定計測値との相互の比較を行い、それらが前記閾値以内であることにより前記健全性有と判断することを特徴とするサーボシステム。
A servo system as claimed in claim 1, wherein
a current sensor for detecting a current supplied to the servomotor;
The servo amplifier calculates a second estimated measured value corresponding to the measured value based on the current, and when judging the soundness, the measured value, the first estimated measured value, and the second estimated measured value. are compared with each other, and if they are within the threshold value, it is determined that the soundness is present.
請求項1に記載されたサーボシステムにおいて、
前記サーボアンプは、前記エンコーダが異常であると判定され、かつ入力した前記周囲環境データと記憶した前記保証可能環境データとを照合し、該当する前記保証可能環境データが存在しない場合には、前記サーボモータを停止させることを特徴とするサーボシステム。
A servo system as claimed in claim 1, wherein
The servo amplifier determines that the encoder is abnormal and compares the input ambient environment data with the stored assurable environment data. A servo system that stops a servo motor.
請求項1に記載されたサーボシステムにおいて、
前記サーボアンプは、エンコーダが正常時にエンコーダの計測値を用いてモータを制御するモータ制御部と、前記モータ制御部の駆動を制御する演算処理部と、記憶部とを含んで構成され、
前記演算処理部は、前記画像および前記周囲環境データを取り込み、前記画像に基づき前記計測値に対応した第1推定計測値を演算し、前記エンコーダが正常である場合において、前記計測値と前記第1推定計測値との差分が予め定めた閾値以内であるか否かによりデータの健全性を判断し、健全性有の場合に前記周囲環境データを保証可能環境データとして前記記憶部に記憶し、前記エンコーダが異常であると判定された場合に、入力した前記周囲環境データが前記記憶部に記憶した前記保証可能環境データに該当する場合には、前記第1推定計測値を前記モータ制御部に供給し、前記モータ制御部は供給された前記第1推定計測値を用いて前記モータを制御することを特徴とするサーボシステム。
A servo system as claimed in claim 1, wherein
The servo amplifier includes a motor control unit that controls the motor using the measured value of the encoder when the encoder is normal, an arithmetic processing unit that controls the driving of the motor control unit, and a storage unit.
The arithmetic processing unit acquires the image and the ambient environment data, calculates a first estimated measured value corresponding to the measured value based on the image, and calculates the measured value and the first estimated measured value when the encoder is normal. 1 judging whether the difference from the estimated measurement value is within a predetermined threshold value, and if the data is sound, storing the ambient environment data as guarantable environment data in the storage unit; When the encoder is determined to be abnormal and the input ambient environment data corresponds to the guarantable environment data stored in the storage unit, the first estimated measurement value is sent to the motor control unit. and the motor control unit controls the motor using the supplied first estimated measurement value.
請求項6に記載されたサーボシステムにおいて、
前記サーボアンプと相互通信可能に接続された上位コントローラを備え、前記演算処理部及び前記記憶部を前記上位コントローラに内蔵させたことを特徴とするサーボシステム。
A servo system as claimed in claim 6, wherein
A servo system comprising a host controller connected to the servo amplifier so as to be able to communicate with each other, wherein the arithmetic processing section and the storage section are incorporated in the host controller.
請求項1に記載されたサーボシステムにおいて、
前記サーボアンプは、動的再構成プロセッサを搭載し、前記画像に基づき前記第1推定計測値を演算するに際し、前記動的再構成プロセッサにより画像処理を行うことを特徴とするサーボシステム。
A servo system as claimed in claim 1, wherein
The servo system according to claim 1, wherein the servo amplifier is equipped with a dynamic reconstruction processor, and image processing is performed by the dynamic reconstruction processor when calculating the first estimated measurement value based on the image.
エンコーダを備えたサーボモータと、前記エンコーダの計測値をフィードバックし前記サーボモータを制御するサーボアンプとを備えたサーボシステムの制御方法であって、
視覚センサを用いて前記サーボモータにより駆動される制御対象の画像と、周囲環境検出部を用いて前記サーボシステムの周囲環境データとを取り込み、前記画像に基づき前記計測値に対応した第1推定計測値を演算し、
前記エンコーダが正常である期間において、前記計測値と前記第1推定計測値との差分が予め定めた閾値以内であるか否かによりデータの健全性を判断し、健全性有の場合に前記周囲環境データを保証可能環境データとして記憶しておき、
前記エンコーダが異常であると判定された場合には、入力された前記周囲環境データと前記保証可能環境データとを照合し、対応する前記保証可能環境データが存在する場合には前記第1推定計測値を用いて前記サーボモータを制御する、サーボシステムの制御方法。
A control method for a servo system comprising a servomotor equipped with an encoder and a servo amplifier that feeds back a measurement value of the encoder to control the servomotor,
An image of the controlled object driven by the servomotor is captured using a visual sensor, and ambient environment data of the servo system is captured using an ambient environment detection unit, and a first estimated measurement corresponding to the measured value is performed based on the image. Calculate the value of
During a period in which the encoder is normal, whether or not the difference between the measured value and the first estimated measured value is within a predetermined threshold determines the soundness of the data, and if soundness is present, the surrounding storing environmental data as certifiable environmental data;
When it is determined that the encoder is abnormal, the input ambient environment data and the guarantable environment data are collated, and if the corresponding guarantable environment data exists, the first estimated measurement A method of controlling a servo system, wherein a value is used to control the servo motor.
請求項9に記載されたサーボシステムの制御方法において、
前記サーボアンプは、前記保証可能環境データを記録する際に前記第1推定計測値と前記計測値との差分または比を前記保証可能環境データとともに記録し、前記第1推定計測値により前記サーボモータを駆動制御する場合には、前記差分または比を利用して前記第1推定計測値を調整することを特徴とするサーシステムの制御方法。
In the servo system control method according to claim 9,
When recording the guarantable environment data, the servo amplifier records a difference or ratio between the first estimated measured value and the measured value together with the guarantable environment data, and drives the servo motor according to the first estimated measured value. and adjusting the first estimated measurement value using the difference or the ratio when controlling the driving of the system.
請求項9に記載されたサーボシステムの制御方法において、
前記保証可能環境データを記録する際に、前記視覚センサの撮影条件を前記保証可能環境データとともに記録し、前記第1推定計測値で前記サーボモータを制御する場合に、前記撮影条件に基づき前記視覚センサを調整することを特徴とするサーボシステムの制御方法。
In the servo system control method according to claim 9,
When recording the certifiable environment data, the imaging conditions of the visual sensor are recorded together with the certifiable environment data, and when the servo motor is controlled by the first estimated measurement value, the visual sensor is controlled based on the imaging conditions. A method of controlling a servo system, comprising adjusting a sensor.
請求項9に記載されたサーボシステムの制御方法において、
前記サーボモータに供給される電流に基づき第2推定計測値を演算し、
前記健全性の判断に際して、前記電流に基づく前記第2推定計測値と、前記視覚センサに基づく前記第1推定計測値と、前記エンコーダによる前記計測値との相互の偏差が前記閾値以内であることにより前記健全性有と判断することを特徴とするサーボシステムの制御方法。
In the servo system control method according to claim 9,
calculating a second estimated measured value based on the current supplied to the servo motor;
When judging the soundness, the mutual deviation between the second estimated measured value based on the current, the first estimated measured value based on the visual sensor, and the measured value by the encoder is within the threshold. A control method for a servo system, characterized in that the presence of soundness is determined by:
請求項9に記載されたサーボシステムの制御方法において、
前記エンコーダが異常であると判定され、かつ入力した前記周囲環境データと記憶した前記保証可能環境データとを照合し、該当する前記保証可能環境データが存在しない場合には、前記サーボモータを停止させることを特徴とするサーボシステムの制御方法。
In the servo system control method according to claim 9,
When it is determined that the encoder is abnormal, and the input ambient environment data and the stored guarantable environment data are collated, and if the corresponding guarantable environment data does not exist, the servomotor is stopped. A servo system control method characterized by:
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