JPH01210643A - 遊星差動型減速機の制御装置 - Google Patents
遊星差動型減速機の制御装置Info
- Publication number
- JPH01210643A JPH01210643A JP3301388A JP3301388A JPH01210643A JP H01210643 A JPH01210643 A JP H01210643A JP 3301388 A JP3301388 A JP 3301388A JP 3301388 A JP3301388 A JP 3301388A JP H01210643 A JPH01210643 A JP H01210643A
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- JP
- Japan
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- reducer
- differential type
- planetary differential
- motor
- control
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- Pending
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- Retarders (AREA)
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、遊星差動型減速機の制御装置に係り、例えば
産業用ロボットの関節部に設けられ、ロボットのアーム
部材を駆動する高減速比の減速機の制御装置に関する。
産業用ロボットの関節部に設けられ、ロボットのアーム
部材を駆動する高減速比の減速機の制御装置に関する。
（従来の技術）
近時、各種産業における産業用ロボットの進出に伴い、
モータと協働してロボットのアーム部材を所定のプログ
ラムに基づいて駆動し、その動作を微妙にコントロール
するために、高減速比を備えた種々の減速装置が考案さ
れている。
モータと協働してロボットのアーム部材を所定のプログ
ラムに基づいて駆動し、その動作を微妙にコントロール
するために、高減速比を備えた種々の減速装置が考案さ
れている。
このような減速装置としては、例えば遊星差動型の減速
機が代表例であり、この中には、サイクロ商標減速機、
ハーモニックドライブ商標減速段等が含まれる。
機が代表例であり、この中には、サイクロ商標減速機、
ハーモニックドライブ商標減速段等が含まれる。
かかるタイプの減速機を用いたロボットの制御では、通
常、減速機の入力側に位置検出器（例えば、エンコーダ
）を設けて、これにより入力回転角度を検出しコントロ
ーラによりワークの加工等の作業をフィードバック制御
している。
常、減速機の入力側に位置検出器（例えば、エンコーダ
）を設けて、これにより入力回転角度を検出しコントロ
ーラによりワークの加工等の作業をフィードバック制御
している。
（発明が解決しようとする課題）
しかしながら、このような従来の制御装置にあっては、
減速機の入力側の回転位置を検出してワークの加工等の
作業をフィードバック制御する構成となっていたため、
検出精度が必ずしも良くないという問題点があった。す
なわち、入力側の回転位置を検出し、この検出結果から
減速機構を介した出力側の回転位置を予測しこれをフィ
ードバック制御の入力情報としているため、減速に伴う
誤差や遅れが介在し、制御精度向上に限界がある。
減速機の入力側の回転位置を検出してワークの加工等の
作業をフィードバック制御する構成となっていたため、
検出精度が必ずしも良くないという問題点があった。す
なわち、入力側の回転位置を検出し、この検出結果から
減速機構を介した出力側の回転位置を予測しこれをフィ
ードバック制御の入力情報としているため、減速に伴う
誤差や遅れが介在し、制御精度向上に限界がある。
（発明の目的）
そこで本発明は、減速機の減速に関する動力伝達誤差特
性を制御の入力情報の１つに加えることにより、減速機
の入力端駆動力を適切に制御して、簡単な構成でフィー
ドバック制御の精度を向上させることを目的としている
。
性を制御の入力情報の１つに加えることにより、減速機
の入力端駆動力を適切に制御して、簡単な構成でフィー
ドバック制御の精度を向上させることを目的としている
。
（課題を解決するための手段）
本発明による遊星差動型減速機の制御装置は上記目的達
成のため、モータの駆動力を制御手段により制御し、遊
星差動型減速機により減速して出力側に伝達し、この出
力側駆動力により所定の作業を行う遊星差動型減速機の
制御装置において、前記遊星差動型減速機の減速に関す
る動力伝達誤差特性を記憶する記憶手段を設け、前記制
御手段がモータの駆動力制御の入力情報の中に、少なく
とも該記憶手段の出力を取り入れてモータの駆動力を制
御し所定の作業を行うようにしている。
成のため、モータの駆動力を制御手段により制御し、遊
星差動型減速機により減速して出力側に伝達し、この出
力側駆動力により所定の作業を行う遊星差動型減速機の
制御装置において、前記遊星差動型減速機の減速に関す
る動力伝達誤差特性を記憶する記憶手段を設け、前記制
御手段がモータの駆動力制御の入力情報の中に、少なく
とも該記憶手段の出力を取り入れてモータの駆動力を制
御し所定の作業を行うようにしている。
（作用）
本発明では、遊星差動型減速機の減速に関する動力伝達
誤差特性が記憶手段により記憶され、モータの駆動力制
御の入力情報の中に少なくとも記憶手段の出力が取り入
れられてモータの駆動力が制御され、所定の作業が行わ
れる。
誤差特性が記憶手段により記憶され、モータの駆動力制
御の入力情報の中に少なくとも記憶手段の出力が取り入
れられてモータの駆動力が制御され、所定の作業が行わ
れる。
したがって、減速機の入力側駆動力が適切に制御され、
簡単な構成で制御精度が向上する。
簡単な構成で制御精度が向上する。
（実施例）
以下、本発明を図面に基づいて説明する。
第１〜３図は本発明に係る遊星差動型減速機の制御装置
の一実施例を示す図である。
の一実施例を示す図である。
まず、構成を説明する。第１図において、１はサイクロ
減速機と同じく内歯歯車に噛合する外歯歯車が偏心揺動
運動を行うようにした遊星差動型の減速機であり１、こ
の他にハーモニックドライブ減速機等でもよい。減速機
１の入力側にはモータ２が連結されており、減速機１は
モータ２の駆動力を受けて回転し、内部の遊星差動型の
歯車減速機構により入力回転数を減速して出力側に伝達
する。減速機１の出力側にはロボットアーム３が連結さ
れ、ロボットアーム３はモータ２からの減速された駆動
力により作動して所定の作業（例えば、部材の加工や把
持）を行う。
減速機と同じく内歯歯車に噛合する外歯歯車が偏心揺動
運動を行うようにした遊星差動型の減速機であり１、こ
の他にハーモニックドライブ減速機等でもよい。減速機
１の入力側にはモータ２が連結されており、減速機１は
モータ２の駆動力を受けて回転し、内部の遊星差動型の
歯車減速機構により入力回転数を減速して出力側に伝達
する。減速機１の出力側にはロボットアーム３が連結さ
れ、ロボットアーム３はモータ２からの減速された駆動
力により作動して所定の作業（例えば、部材の加工や把
持）を行う。
モータ２はモータドライブ回路４からの供給電力を受け
て回転しており、モータドライブ回路４にはコントロー
ラ５、メモリ６およびエンコーダ７からの信号が入力さ
れる。エンコーダ７はモータ２の回転速度を検出してお
り、これから減速機１の入力側回転速度が判断される。
て回転しており、モータドライブ回路４にはコントロー
ラ５、メモリ６およびエンコーダ７からの信号が入力さ
れる。エンコーダ７はモータ２の回転速度を検出してお
り、これから減速機１の入力側回転速度が判断される。
エンコーダ７は、例えばモータ２の出力軸近傍に配置さ
れ、インクリメントパルスとともにＺ相信号（Ｉｐ／ｒ
ｅｖ）を出力する。メモリ６は記憶手段としての機能を
有し、減速機１の減速に関する動力伝達誤差特性をデー
タとして記憶している。具体的には、減速機１における
減速機構の構成部品の加工精度によって生ずる各種誤差
、例えば歯車の歯形誤差、歯車歯形と歯車支持軸受の同
心度誤差等の特性をマツプ等の形で内部に記憶しており
、これは実験等を通して機種毎に予め求められる。コン
トローラ５はロボットアーム３を動かすための初期設定
や制御条件等（例えば、フィードバック制御の目標値）
の入力が行われるもので、制御条件に応じてモータドラ
イブ回路４に位置指令制御パルス等の信号を出力する。
れ、インクリメントパルスとともにＺ相信号（Ｉｐ／ｒ
ｅｖ）を出力する。メモリ６は記憶手段としての機能を
有し、減速機１の減速に関する動力伝達誤差特性をデー
タとして記憶している。具体的には、減速機１における
減速機構の構成部品の加工精度によって生ずる各種誤差
、例えば歯車の歯形誤差、歯車歯形と歯車支持軸受の同
心度誤差等の特性をマツプ等の形で内部に記憶しており
、これは実験等を通して機種毎に予め求められる。コン
トローラ５はロボットアーム３を動かすための初期設定
や制御条件等（例えば、フィードバック制御の目標値）
の入力が行われるもので、制御条件に応じてモータドラ
イブ回路４に位置指令制御パルス等の信号を出力する。
モータドライブ回路４はコントローラ５の出力およびエ
ンコーダ７からの信号に同期して取り込まれるメモリ６
のデータおよびエンコーダ７からの信号に基づいてロボ
ットアーム３を目標値にフィードバック制御するための
制御値を演算し、モータ２を駆動する駆動信号を発生し
モータ２に出力する。上記モータドライブ回路４および
コントローラ５は制御手段８を構成する。
ンコーダ７からの信号に同期して取り込まれるメモリ６
のデータおよびエンコーダ７からの信号に基づいてロボ
ットアーム３を目標値にフィードバック制御するための
制御値を演算し、モータ２を駆動する駆動信号を発生し
モータ２に出力する。上記モータドライブ回路４および
コントローラ５は制御手段８を構成する。
次に作用を説明するが、最初に本発明の基本原理から述
べる。
べる。
一般に、遊星差動型の減速機における角度伝達誤差（理
論上回転する出力軸の回転角度と実際に回転した出力軸
の回転角度との差）は歯車減速機構の偏心運動に同期し
て発生し、この様子は第２図のように示される。いま、
例えば減速機１の角度伝達誤差（θｅｒ）の特性を周波
数で分析すると、次式■で表される。
論上回転する出力軸の回転角度と実際に回転した出力軸
の回転角度との差）は歯車減速機構の偏心運動に同期し
て発生し、この様子は第２図のように示される。いま、
例えば減速機１の角度伝達誤差（θｅｒ）の特性を周波
数で分析すると、次式■で表される。
θｅｒ＝ ａ ｓｉｎ θ＋ｂｓｉｎ ２θ＋ｃｓｉｎ
３θ十ｄｓｉｎ４θ十・・・・・・ ■ 但し、θ：外歯歯車（遊星歯車）の公転回転角度 ａ、ｂＳｃ ：Ｎ速機の加工品質レベルより決まる定数 ここで、０式で表されθｅｒは５次以上の高調波数も含
んで示されるものであるが、第３図にθｅｒにおける各
高調波のレベルを示すように、実際の機器では４次以上
の高調波は無視しても差し支えないと考えられる。した
がって、３次までの高調波成分を何からの形でフィード
バック制御情報の１つに加えて適切に補正すれば、従来
のセンサと同様に減速機の入力側データを検出するもの
を使用する場合であっても、減速機の出力側では角度伝
達誤差をｒｒ Ｏ＋＋に近づけることができる。
３θ十ｄｓｉｎ４θ十・・・・・・ ■ 但し、θ：外歯歯車（遊星歯車）の公転回転角度 ａ、ｂＳｃ ：Ｎ速機の加工品質レベルより決まる定数 ここで、０式で表されθｅｒは５次以上の高調波数も含
んで示されるものであるが、第３図にθｅｒにおける各
高調波のレベルを示すように、実際の機器では４次以上
の高調波は無視しても差し支えないと考えられる。した
がって、３次までの高調波成分を何からの形でフィード
バック制御情報の１つに加えて適切に補正すれば、従来
のセンサと同様に減速機の入力側データを検出するもの
を使用する場合であっても、減速機の出力側では角度伝
達誤差をｒｒ Ｏ＋＋に近づけることができる。
以上の基本原理に基づき、本実施例ではまずコントロー
ラ５によりロボットアーム３の制御目標値が設定される
と、この目標値に対して実際の制御値が一致するように
フィードバック制御の処理 。
ラ５によりロボットアーム３の制御目標値が設定される
と、この目標値に対して実際の制御値が一致するように
フィードバック制御の処理 。
値が演算され、モータドライブ回路４により駆動信号が
発生してモータ２が回転し、減速機１が駆動される。フ
ィードバック制御のための減速機ｌの検出データはモー
タ２の入力回転角度を検出することで行われ、これは例
えば単位角度毎のパルス信号としてモータドライブ回路
４に取り込まれる。従来はこのパルス信号から減速機１
の出力回転角度を推定しているのであるが、同一機種で
あっても加工精度の違い等から一律の推定では制御精度
の向上は望めない。
発生してモータ２が回転し、減速機１が駆動される。フ
ィードバック制御のための減速機ｌの検出データはモー
タ２の入力回転角度を検出することで行われ、これは例
えば単位角度毎のパルス信号としてモータドライブ回路
４に取り込まれる。従来はこのパルス信号から減速機１
の出力回転角度を推定しているのであるが、同一機種で
あっても加工精度の違い等から一律の推定では制御精度
の向上は望めない。
これに対して、本実施例ではエンコーダ７からのインク
リメントパルス（ｉｐ／ｒｅｖ）に同期し、すなわちこ
のパルスエツジをトリガーとしてメモリ６から減速機１
に関する誤差θｅｒのデータがモータドライブ回路４に
加−えられる。この場合、メモリ６内のデータは同一機
種であっても一台毎に減速機１の特性を予め測定して作
成したものであり、上述のような推定情報と異なるため
、フィードバック制御の精度を格段と向上させることが
できる。
リメントパルス（ｉｐ／ｒｅｖ）に同期し、すなわちこ
のパルスエツジをトリガーとしてメモリ６から減速機１
に関する誤差θｅｒのデータがモータドライブ回路４に
加−えられる。この場合、メモリ６内のデータは同一機
種であっても一台毎に減速機１の特性を予め測定して作
成したものであり、上述のような推定情報と異なるため
、フィードバック制御の精度を格段と向上させることが
できる。
また、上記実施例では特別の部品を用いることなく、通
常のパーツでよいため、簡単な構成ですむという効果も
ある。
常のパーツでよいため、簡単な構成ですむという効果も
ある。
なお、上記メモリデータは、例えば補正“０°。
状態で減速［１の角度伝達誤差を測定し、０式のａ、ｂ
、ｃの値と角度伝達誤差が生じ始める点とを検知した上
で作成すればよい。そのようにすれば、ａ、ｂ、ｃある
いは偏心運動１回転（又は出力軸の１回転）、すなわち
偏心運動×減速比のデータがメモリに作成され、実際に
動作させるときにこれらのデータを用いて精度の高い補
正動作が行われることになる。
、ｃの値と角度伝達誤差が生じ始める点とを検知した上
で作成すればよい。そのようにすれば、ａ、ｂ、ｃある
いは偏心運動１回転（又は出力軸の１回転）、すなわち
偏心運動×減速比のデータがメモリに作成され、実際に
動作させるときにこれらのデータを用いて精度の高い補
正動作が行われることになる。
上記実施例は本発明をロボットアームに適用した例であ
るが、本発明の適用はこれに限るものではなく、各種工
作機械、産業機械等に広（適用が可能である。また、減
速機も各種タイプのものに適用できる。
るが、本発明の適用はこれに限るものではなく、各種工
作機械、産業機械等に広（適用が可能である。また、減
速機も各種タイプのものに適用できる。
さらに、メモリのデータは当初１回だけ書き込んでもよ
いが、この他に例えば経時変化に伴い再測定してデータ
を更新するようにしてもよく、あるいはデータの学習制
御を行い、より一層の精度向上を図るようにしてもよい
。
いが、この他に例えば経時変化に伴い再測定してデータ
を更新するようにしてもよく、あるいはデータの学習制
御を行い、より一層の精度向上を図るようにしてもよい
。
（効果）
本発明によれば、減速機の動力伝達誤差特性を制御精度
の１つに加えているので、簡単な構成でフィードバック
制御の精度を向上させることができる。
の１つに加えているので、簡単な構成でフィードバック
制御の精度を向上させることができる。
第１〜３図は本発明に係る遊星差動型減速機の制御装置
の一実施例を示す図であり、第１図はその全体構成図、
第２図はその誤差θｅｒの様子を示すグラフ、第３図は
その誤差θｅｒの周波数分析を示すグラフである。 １・・・・・・減速機、 ２・・・・・・モータ、 ３・・・・・・ロボットアーム、 ４・・・・・・モータドライブ回路、 ５・・・・・・コントローラ、 ６・・・・・・メモリ（記憶手段）、 ７・・・・・・エンコーダ、 ８・・・・・・制御手段。
の一実施例を示す図であり、第１図はその全体構成図、
第２図はその誤差θｅｒの様子を示すグラフ、第３図は
その誤差θｅｒの周波数分析を示すグラフである。 １・・・・・・減速機、 ２・・・・・・モータ、 ３・・・・・・ロボットアーム、 ４・・・・・・モータドライブ回路、 ５・・・・・・コントローラ、 ６・・・・・・メモリ（記憶手段）、 ７・・・・・・エンコーダ、 ８・・・・・・制御手段。
Claims (1)
- モータの駆動力を制御手段により制御し、遊星差動型減
速機により減速して出力側に伝達し、この出力側駆動力
により所定の作業を行う遊星差動型減速機の制御装置に
おいて、前記遊星差動型減速機の減速に関する動力伝達
誤差特性を記憶する記憶手段を設け、前記制御手段がモ
ータの駆動力制御の入力情報の中に、少なくとも該記憶
手段の出力を取り入れてモータの駆動力を制御し所定の
作業を行うようにしたことを特徴とする遊星差動型減速
機の制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3301388A JPH01210643A (ja) | 1988-02-15 | 1988-02-15 | 遊星差動型減速機の制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3301388A JPH01210643A (ja) | 1988-02-15 | 1988-02-15 | 遊星差動型減速機の制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01210643A true JPH01210643A (ja) | 1989-08-24 |
Family
ID=12374931
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3301388A Pending JPH01210643A (ja) | 1988-02-15 | 1988-02-15 | 遊星差動型減速機の制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01210643A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002176790A (ja) * | 2000-12-08 | 2002-06-21 | Harmonic Drive Syst Ind Co Ltd | 減速機付サーボモータ |
| JP2016053914A (ja) * | 2014-09-04 | 2016-04-14 | 国立大学法人長岡技術科学大学 | 制御装置及び減速機システム |
| WO2018180473A1 (ja) * | 2017-03-29 | 2018-10-04 | 住友重機械工業株式会社 | 親機械支援システム |
| CN111136652A (zh) * | 2018-11-05 | 2020-05-12 | 纳博特斯克有限公司 | 减速机系统及其制造、校正数据生成及校正方法、机器人 |
-
1988
- 1988-02-15 JP JP3301388A patent/JPH01210643A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002176790A (ja) * | 2000-12-08 | 2002-06-21 | Harmonic Drive Syst Ind Co Ltd | 減速機付サーボモータ |
| JP2016053914A (ja) * | 2014-09-04 | 2016-04-14 | 国立大学法人長岡技術科学大学 | 制御装置及び減速機システム |
| WO2018180473A1 (ja) * | 2017-03-29 | 2018-10-04 | 住友重機械工業株式会社 | 親機械支援システム |
| JPWO2018180473A1 (ja) * | 2017-03-29 | 2020-02-06 | 住友重機械工業株式会社 | 親機械支援システム |
| US11733679B2 (en) | 2017-03-29 | 2023-08-22 | Sumitomo Heavy Industries, Ltd. | Master machine supporting system |
| CN111136652A (zh) * | 2018-11-05 | 2020-05-12 | 纳博特斯克有限公司 | 减速机系统及其制造、校正数据生成及校正方法、机器人 |
| JP2020075304A (ja) * | 2018-11-05 | 2020-05-21 | ナブテスコ株式会社 | 減速機システム、駆動ユニットへの指令値の補正方法、補正データの生成方法、及び減速機システムの製造方法 |
| CN111136652B (zh) * | 2018-11-05 | 2024-10-22 | 纳博特斯克有限公司 | 减速机系统及其制造、校正数据生成及校正方法、机器人 |
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