JPH01219909A - ロボツトアームの制御方法 - Google Patents
ロボツトアームの制御方法Info
- Publication number
- JPH01219909A JPH01219909A JP4438088A JP4438088A JPH01219909A JP H01219909 A JPH01219909 A JP H01219909A JP 4438088 A JP4438088 A JP 4438088A JP 4438088 A JP4438088 A JP 4438088A JP H01219909 A JPH01219909 A JP H01219909A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- manipulated variable
- robot arm
- control
- drive device
- integral term
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Manipulator (AREA)
- Feedback Control In General (AREA)
- Control Of Position Or Direction (AREA)
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〕
本発明はロボット等動作時の負荷変動が大きく、かつ操
作量に制限があるような制御対象を制御するに好適な制
御方法に関する。
作量に制限があるような制御対象を制御するに好適な制
御方法に関する。
従来１例えば、比例＋積分形の制御系では操作量Ｕは制
御偏差ｅを用いて、 ｕ＝Ｋｐｅ＋に＋／ａｄ ｔ のように与えられる。ここでＫｐは比例ゲイン、Ｋｆ
は積分ゲインである。
御偏差ｅを用いて、 ｕ＝Ｋｐｅ＋に＋／ａｄ ｔ のように与えられる。ここでＫｐは比例ゲイン、Ｋｆ
は積分ゲインである。
操作量Ｕによって駆動されるアクチュエータ（駆動装置
）が十分大きな能力を持っている場合には、アクチュエ
ータがフル能力で動作することはなく、従って操作ｂｔ
ｕの値も余裕をもった範囲にある。
）が十分大きな能力を持っている場合には、アクチュエ
ータがフル能力で動作することはなく、従って操作ｂｔ
ｕの値も余裕をもった範囲にある。
しかしながら、制御系及びアクチュエータ系は限界設計
される方向にあり、特にロボットアームのように動作負
荷変動の大きいものの場合は、平均の駆動負荷は小さく
、十分余裕があるが、ある一部の動作条件下もしくは動
作サイクルのある待状態において過大な負荷が発生し、
前記操作量１１がアクチュエータの最大能力を越えてし
まう場合がある。このような場合、通常は、操作量Ｕに
制限を加えて、一定の範囲に制限し、この制限した値を
操作量とする方法がとられている。しかしこの場合でも
、積分の実行は継続されているから、操作量Ｕが制限を
越えている間に過積分となり、制御偏差が減少しても、
この過積分の作用により操作量の減少が遅れ、そのため
ロボットアームがオーバードライブして予定の経路から
大きく外れたり、それによって急激な操作量変動が起っ
てロボットアームが振動的に動作したりするという不測
の事態が発生する。
される方向にあり、特にロボットアームのように動作負
荷変動の大きいものの場合は、平均の駆動負荷は小さく
、十分余裕があるが、ある一部の動作条件下もしくは動
作サイクルのある待状態において過大な負荷が発生し、
前記操作量１１がアクチュエータの最大能力を越えてし
まう場合がある。このような場合、通常は、操作量Ｕに
制限を加えて、一定の範囲に制限し、この制限した値を
操作量とする方法がとられている。しかしこの場合でも
、積分の実行は継続されているから、操作量Ｕが制限を
越えている間に過積分となり、制御偏差が減少しても、
この過積分の作用により操作量の減少が遅れ、そのため
ロボットアームがオーバードライブして予定の経路から
大きく外れたり、それによって急激な操作量変動が起っ
てロボットアームが振動的に動作したりするという不測
の事態が発生する。
本発明の目的は、このような積分系を含む制御系を用い
て行なうロボットアーム等の制御において、制御対象の
オーバードライブや振動的な動作を起さない制御方法を
提供することにある。
て行なうロボットアーム等の制御において、制御対象の
オーバードライブや振動的な動作を起さない制御方法を
提供することにある。
上記目的は、制御偏差を用い、積分項を含む演算を行な
ってロボットアームの駆動装置を駆動する操作量を求め
るロボットアームの制御方法において、上記操作量が上
記駆動装置の能力範囲内にあるかどうか判断し、上記操
作量が上記駆動装置の能力範囲外の場合に、上記操作量
を上記駆動装置の能力範囲内に制限すると共に前記積分
項の積算を停止するようにしたロボットアームの制御方
法により達成される。
ってロボットアームの駆動装置を駆動する操作量を求め
るロボットアームの制御方法において、上記操作量が上
記駆動装置の能力範囲内にあるかどうか判断し、上記操
作量が上記駆動装置の能力範囲外の場合に、上記操作量
を上記駆動装置の能力範囲内に制限すると共に前記積分
項の積算を停止するようにしたロボットアームの制御方
法により達成される。
本発明の制御方法では、積分項を含む操作量の演算結果
が駆動装置の能力範囲内であるか範囲外であるかを判断
し、範囲内であるときは１通常の制御演算が実行され、
従って積分項の積算も行なわれるので通常の良好な制御
特性が得られる。−・方上記操作域の演算結果が駆動装
置の能力範囲外であるときは、操作量は駆動装置の能力
限界値にすると共に積分項の積算を停止するので、駆動
装置はその限界値に対応した制御量で駆動され、制御偏
差を低減するように動作する。これにより制御偏差が低
減すると、積分項の積算は行なわれていないため過積分
とはなっておらず、操作量も制御偏差の減少に即応して
低減し、操作遅れを生じることなく制御対象を制御する
ようになるのでロボットアームがオーバードライブした
り振動的な動作をすることがない。
が駆動装置の能力範囲内であるか範囲外であるかを判断
し、範囲内であるときは１通常の制御演算が実行され、
従って積分項の積算も行なわれるので通常の良好な制御
特性が得られる。−・方上記操作域の演算結果が駆動装
置の能力範囲外であるときは、操作量は駆動装置の能力
限界値にすると共に積分項の積算を停止するので、駆動
装置はその限界値に対応した制御量で駆動され、制御偏
差を低減するように動作する。これにより制御偏差が低
減すると、積分項の積算は行なわれていないため過積分
とはなっておらず、操作量も制御偏差の減少に即応して
低減し、操作遅れを生じることなく制御対象を制御する
ようになるのでロボットアームがオーバードライブした
り振動的な動作をすることがない。
以下本発明の一実施例を第１図及び第２図を用いて説明
する。
する。
第１図は本発明を実現するロボットシステムの一構成例
である。ロボットシステムは、ロボット本体２と制御装
置１により構成される。
である。ロボットシステムは、ロボット本体２と制御装
置１により構成される。
制御装置１は、ロボットを手動で動作させたり、動作し
た位置を位置記憶手段１８に記憶指令をしたり、ロボッ
トの動作手順を入力し、動作手順記憶手段１７に記憶指
令したり、動作手順記憶手段１７に記憶された動作手順
に従ってロボットに動作するよう指令したりするための
複数の操作スイッチ及び動作状況他を表示するための表
示装置類を含む教示手段１４と、演算手段１５の出力す
るＰＷＭ指令を受けてＰＷＭ信号を発生するＰＷＭ信号
発生回路１１と、そのＰＷＭ信号によって動作し、ロボ
ット本体２、特にサーボモータに運転電流を供給するパ
ワー回路１２と、サーボモータの回転位置を測定するた
めにサーボモータに取付けられたエンコーダのエンコー
ダパルスを計数するパルスカウンタ１３と、ロボットア
ーム先端部の経由する複数の位置を記憶する位置記憶手
段１８と、この位置記憶手段１８に記憶された複数の位
置の動作手順を記憶する動作手順記憶手段１７と、演算
手段１５の演算手順を記憶する演算手順記憶手段１６と
、教示手段１４よりの人力信号に応じて定められた演算
手順記憶手段１６内に格納されている適切な演算手順を
読み出し、必要に応じて動作手順記憶手段１７及び位置
記憶手段】８に格納されている情報を用いて演算を行な
い、ロボットを動作制御する演算手段１５より成ってい
る。
た位置を位置記憶手段１８に記憶指令をしたり、ロボッ
トの動作手順を入力し、動作手順記憶手段１７に記憶指
令したり、動作手順記憶手段１７に記憶された動作手順
に従ってロボットに動作するよう指令したりするための
複数の操作スイッチ及び動作状況他を表示するための表
示装置類を含む教示手段１４と、演算手段１５の出力す
るＰＷＭ指令を受けてＰＷＭ信号を発生するＰＷＭ信号
発生回路１１と、そのＰＷＭ信号によって動作し、ロボ
ット本体２、特にサーボモータに運転電流を供給するパ
ワー回路１２と、サーボモータの回転位置を測定するた
めにサーボモータに取付けられたエンコーダのエンコー
ダパルスを計数するパルスカウンタ１３と、ロボットア
ーム先端部の経由する複数の位置を記憶する位置記憶手
段１８と、この位置記憶手段１８に記憶された複数の位
置の動作手順を記憶する動作手順記憶手段１７と、演算
手段１５の演算手順を記憶する演算手順記憶手段１６と
、教示手段１４よりの人力信号に応じて定められた演算
手順記憶手段１６内に格納されている適切な演算手順を
読み出し、必要に応じて動作手順記憶手段１７及び位置
記憶手段】８に格納されている情報を用いて演算を行な
い、ロボットを動作制御する演算手段１５より成ってい
る。
なお、ＰＷＭ信号発生回路１１．パワー回路１２、サー
ボモータ２．パルスカウンタ１：３は、第１図に示すよ
うな接続関係で、ロボットアームの動作自由度の数だけ
設けられるが第１図では１組しか示していない。
ボモータ２．パルスカウンタ１：３は、第１図に示すよ
うな接続関係で、ロボットアームの動作自由度の数だけ
設けられるが第１図では１組しか示していない。
次に、前述した演算手順記憶手段１６に格納されている
演算手順を用いて作動する演算手段１５の構成及び動作
を第２図により説明する。演算手段１５は第２図に示す
ように、主制御部１００と割込制御部１０］−とより成
っている。割込制御部１０１は、制御演算部１０１１と
、ＰＷＭ指令判定処理部１０１２と、ＰＷＭ指令出力部
１０１３と、積分項記憶出段１０１４とより成っている
。
演算手順を用いて作動する演算手段１５の構成及び動作
を第２図により説明する。演算手段１５は第２図に示す
ように、主制御部１００と割込制御部１０］−とより成
っている。割込制御部１０１は、制御演算部１０１１と
、ＰＷＭ指令判定処理部１０１２と、ＰＷＭ指令出力部
１０１３と、積分項記憶出段１０１４とより成っている
。
主制御部１００は、図示しない教示手段、上位制御装置
からの指示に従って、第１図の動作手順記憶手段１７９
位置記憶手段１８の情報にもとづき、割込制御部１０１
にサーボモータを動作させるための位置、速度等の必要
なデータ及び動作指示を与える。割込制御部１０１は、
マイコンの内部タイマもしくは外部からの基準時間信号
によって一定時間毎に起動される割込プログラムであり
、主制御部１００の指示を忠実に実行するよう動作する
。すなわち、制御演算部１０１１において、主制御部１
００より指示された動作指示より、現時点の動作目標値
を設定し、これをパルスカウンタ１３より得られるフィ
ードバック信号と比較し。
からの指示に従って、第１図の動作手順記憶手段１７９
位置記憶手段１８の情報にもとづき、割込制御部１０１
にサーボモータを動作させるための位置、速度等の必要
なデータ及び動作指示を与える。割込制御部１０１は、
マイコンの内部タイマもしくは外部からの基準時間信号
によって一定時間毎に起動される割込プログラムであり
、主制御部１００の指示を忠実に実行するよう動作する
。すなわち、制御演算部１０１１において、主制御部１
００より指示された動作指示より、現時点の動作目標値
を設定し、これをパルスカウンタ１３より得られるフィ
ードバック信号と比較し。
定められた制御仕様に従って、サーボモータを動作させ
るための操作量であるＰＷＭ指令値を算出する。
るための操作量であるＰＷＭ指令値を算出する。
制御演算が比例＋積分である場合は、動作目標値とフィ
ードバック信号との差である制御偏差をｅとすると、 比例項Ｐ＝ＫＰ−ｅ 積分項５＝Ｋｒ−ｅ＋’（積分項記憶値）であるから、
操作量Ｕは ｕ＝Ｐ＋ｓ のように求められる。ここでＫＰは比例ゲイン、Ｋｌ
は積分ゲインである。
ードバック信号との差である制御偏差をｅとすると、 比例項Ｐ＝ＫＰ−ｅ 積分項５＝Ｋｒ−ｅ＋’（積分項記憶値）であるから、
操作量Ｕは ｕ＝Ｐ＋ｓ のように求められる。ここでＫＰは比例ゲイン、Ｋｌ
は積分ゲインである。
次に、ＰＷＭ指令判定処理部１０１２において、求めら
れたＵの上下限がチエツクされる。Ｕが所定の上下限値
内にある場合は、制御演算部１０１】で求められた積分
項Ｓを積分項記憶手段１０１４に記憶する。もし操作量
Ｕが所定の上下限値外にあるときは、操作量Ｕを上下限
値に修正する。この場合は、前記積分項Ｓを積分項記憶
手段１０１４に記憶しない。すなわちこの場合積分項記
憶値は更新されない。
れたＵの上下限がチエツクされる。Ｕが所定の上下限値
内にある場合は、制御演算部１０１】で求められた積分
項Ｓを積分項記憶手段１０１４に記憶する。もし操作量
Ｕが所定の上下限値外にあるときは、操作量Ｕを上下限
値に修正する。この場合は、前記積分項Ｓを積分項記憶
手段１０１４に記憶しない。すなわちこの場合積分項記
憶値は更新されない。
最後に、ＰＷＭ指令出力部１０１３において、操作ｍｕ
をＰＷＭ信号発生回路１１に出力し、ＰＷＭ信号発生回
路からの信号により第１のパワー回路１２が作動してサ
ーボモータ２が駆動される。
をＰＷＭ信号発生回路１１に出力し、ＰＷＭ信号発生回
路からの信号により第１のパワー回路１２が作動してサ
ーボモータ２が駆動される。
以上は比例十積分形の制御の例について説明したが５本
発明はこれに限定されるものではなく、積分要素を含む
制御系にすべて適用可能であることは明白である。
発明はこれに限定されるものではなく、積分要素を含む
制御系にすべて適用可能であることは明白である。
本発明によれば、積分項を含む操作量がアクチュエータ
の能力範囲を越えた場合に操作量をアクチュエータの能
力範囲内の駆動装置の能力限界値にすると共に、積分項
の積算を停止するので過積分の状態が発生することがな
く、過積分によるロボットアームのオーバードライブや
振動的な動作が発生しない優れたロボットアーム等の制
御性が得られる効果がある。
の能力範囲を越えた場合に操作量をアクチュエータの能
力範囲内の駆動装置の能力限界値にすると共に、積分項
の積算を停止するので過積分の状態が発生することがな
く、過積分によるロボットアームのオーバードライブや
振動的な動作が発生しない優れたロボットアーム等の制
御性が得られる効果がある。
第１図は本発明を適用する一実施例のロボットアーム駆
動系の全体構成図、第２図は本発明の制御演算方法の例
を示す図である。 １・・・制御装置、２・・・サーボモータ（ロボット本
体）。
動系の全体構成図、第２図は本発明の制御演算方法の例
を示す図である。 １・・・制御装置、２・・・サーボモータ（ロボット本
体）。
Claims (1)
- １、制御偏差を用い、積分項を含む演算を行なつてロボ
ットアームの駆動装置を駆動する操作量を求めるロボッ
トアームの制御方法において、上記操作量が上記駆動装
置の能力範囲内にあるかどうかを判断し、上記操作量が
上記駆動装置の能力範囲外の場合に、上記操作量を上記
駆動装置の能力範囲内に制限すると共に前記積分項の演
算を停止するようにしたロボットアームの制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4438088A JPH01219909A (ja) | 1988-02-29 | 1988-02-29 | ロボツトアームの制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4438088A JPH01219909A (ja) | 1988-02-29 | 1988-02-29 | ロボツトアームの制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01219909A true JPH01219909A (ja) | 1989-09-01 |
Family
ID=12689898
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4438088A Pending JPH01219909A (ja) | 1988-02-29 | 1988-02-29 | ロボツトアームの制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01219909A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10505390A (ja) * | 1995-06-20 | 1998-05-26 | ソンキョン インダストリ | スエード状織物の製造方法 |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7435A (en) * | 1850-06-18 | Attaching neck-yokes to poles of carriages | ||
| US4007435A (en) * | 1973-07-30 | 1977-02-08 | Tien Tseng Ying | Sensor device and method of manufacturing same |
| JPS5858605B2 (ja) * | 1979-06-18 | 1983-12-26 | 株式会社 千野製作所 | 偶発現象記録装置 |
| JPS60249759A (ja) * | 1984-05-23 | 1985-12-10 | Nissan Motor Co Ltd | 無段変速機の制御装置 |
| JPS6150207A (ja) * | 1984-08-18 | 1986-03-12 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 流体軸受シリンダ装置 |
| JPS61105001A (ja) * | 1984-10-26 | 1986-05-23 | 石川島播磨重工業株式会社 | 流動床ボイラ主蒸気圧力制御方式 |
| JPS6228651A (ja) * | 1985-07-31 | 1987-02-06 | Japan Electronic Control Syst Co Ltd | 酸素センサ |
| JPS6277605A (ja) * | 1985-10-01 | 1987-04-09 | Yaskawa Electric Mfg Co Ltd | Ｉ−ｐｄ制御回路 |
| JPS63314185A (ja) * | 1987-06-16 | 1988-12-22 | Fuji Electric Co Ltd | 直流電動機の速度制御装置 |
-
1988
- 1988-02-29 JP JP4438088A patent/JPH01219909A/ja active Pending
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| JPH10505390A (ja) * | 1995-06-20 | 1998-05-26 | ソンキョン インダストリ | スエード状織物の製造方法 |
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