JPH04314108A - Controller for robot - Google Patents

Controller for robot

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JPH04314108A
JPH04314108A JP3079721A JP7972191A JPH04314108A JP H04314108 A JPH04314108 A JP H04314108A JP 3079721 A JP3079721 A JP 3079721A JP 7972191 A JP7972191 A JP 7972191A JP H04314108 A JPH04314108 A JP H04314108A
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JP
Japan
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speed
control device
robot
command value
proportional
Prior art date
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JP3079721A
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JP2814764B2 (en
Inventor
Keiji Yasui
啓二 安井
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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  • Control Of Velocity Or Acceleration (AREA)
  • Control Of Electric Motors In General (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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】本発明は、ティーチングプレイバ
ック方式のロボットの制御装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a teaching playback type robot control device.

【0002】0002

【従来の技術】近年、ロボットの制御装置は一定速度で
動作したり急激に加減速するサーボモータの速度を、位
置制御装置から与えられる速度指令値通りに安定制御す
るために比例積分制御法を用いている。
[Prior Art] In recent years, robot control devices have been using the proportional-integral control method to stably control the speed of servo motors that operate at a constant speed or accelerate or decelerate rapidly in accordance with the speed command value given from a position control device. I am using it.

【0003】従来この種のロボットの制御装置は図3に
示すような構成が一般的であった。図に示すように、位
置制御装置1で作成した速度指令値2が速度制御装置3
へ入力し、速度制御装置3では速度指令値2と速度生成
部4から出力する動作速度5の差をとり速度偏差6とす
る。速度偏差6に速度比例ゲイン7を掛けたものと速度
偏差6に速度積分ゲイン8を掛け時間累積9したものの
和をとり、電流指令値10としている。この電流指令値
10が電流制御部11,電力回路12を通り、サーボモ
ータ13を駆動し、減速機14を経てロボットアーム1
5を動作させる。16はサーボモータ13から信号を入
力して動作位置を検出する位置検出器である。
Conventionally, a control device for this type of robot generally had a configuration as shown in FIG. As shown in the figure, the speed command value 2 created by the position control device 1 is
In the speed control device 3, the difference between the speed command value 2 and the operating speed 5 output from the speed generating section 4 is taken as a speed deviation 6. The current command value 10 is obtained by taking the sum of the speed deviation 6 multiplied by the speed proportional gain 7 and the speed deviation 6 multiplied by the speed integral gain 8 and the time accumulation 9. This current command value 10 passes through a current control unit 11 and a power circuit 12, drives a servo motor 13, and passes through a reducer 14 to a robot arm 1.
Operate 5. A position detector 16 receives a signal from the servo motor 13 and detects the operating position.

【0004】0004

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の構成では、速度比例ゲイン7および速度積分ゲイン8
を固定値としていたので、速度比例ゲイン7を大きく設
定すると、急激な指令変化に対応し易いが、一定速度動
作時に小さな動作速度検出誤差などで速度変動が発生し
、また速度積分ゲイン8を大きく設定すると、時間累積
されるために小さな動作速度検出誤差などに影響されな
いが、急激な速度指令値2に対して時間遅れを生じるた
め、比較的剛性の低い減速機14を用いている多関節ロ
ボットにおいては残留振動を発生しやすいという問題が
あった。
However, in the above conventional configuration, the speed proportional gain 7 and the speed integral gain 8
was set to a fixed value, so setting speed proportional gain 7 to a large value makes it easier to respond to sudden command changes, but speed fluctuations may occur due to small operating speed detection errors during constant speed operation. When set, it is not affected by small motion speed detection errors because it is accumulated over time, but since a time delay occurs in response to a sudden speed command value 2, an articulated robot using a reducer 14 with relatively low rigidity However, there was a problem in that residual vibrations were likely to occur.

【0005】本発明は上記従来の問題を解決するもので
、一定速度時の安定性の向上と、急加減速時に残留振動
の発生が低減できるロボットの制御装置を提供すること
を目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention solves the above-mentioned conventional problems, and aims to provide a robot control device that can improve stability at constant speed and reduce residual vibrations during sudden acceleration and deceleration.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、ロボットアームに結合されたサーボモータ
と、このサーボモータの速度を比例積分制御法により制
御を行う速度制御装置と、この速度制御装置へ速度指令
値を与え前記サーボモータの位置を制御する位置制御装
置とを備え、前記ロボットがプレイバック動作中に前記
位置制御装置が速度指令値の時間微分値に応じて前記速
度制御装置の比例積分制御部における速度比例ゲインと
速度積分ゲインを変更する適応制御を行う構成としたも
のである。
[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, the present invention includes a servo motor coupled to a robot arm, a speed control device for controlling the speed of the servo motor by a proportional integral control method, and a speed control device for controlling the speed of the servo motor using a proportional integral control method. a position control device that controls the position of the servo motor by giving a speed command value to a speed control device, and the position control device controls the speed according to a time differential value of the speed command value while the robot is in a playback operation. The configuration is such that adaptive control is performed to change the speed proportional gain and speed integral gain in the proportional integral control section of the device.

【0007】[0007]

【作用】上記した構成において、ロボットアームの動作
加速度に応じて速度比例ゲインと速度積分ゲインをデー
タマップに基づいて変更し制御する。
[Operation] In the above configuration, the speed proportional gain and the speed integral gain are changed and controlled based on the data map in accordance with the motion acceleration of the robot arm.

【0008】[0008]

【実施例】以下、本発明の一実施例について図1および
図2を参照しながら説明する。なお、本実施例において
、前述の従来例に示したものと同一構成部品には同じ符
号を付し、その説明は省略する。
Embodiment An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 and 2. In this embodiment, the same components as those shown in the above-mentioned conventional example are given the same reference numerals, and the explanation thereof will be omitted.

【0009】図に示すように、位置制御装置20にはマ
イクロプロセッサを使用し、1個で多関節ロボットの6
軸を制御している。また多関節ロボットの2軸の速度制
御装置21と電流制御部22にデジタルシグナルプロセ
ッサ1個を用いている。多関節ロボットを6軸制御する
ために3個用いている。このデジタルシグナルプロセッ
サと位置制御装置20のマイクロプロセッサとの間に共
有メモリを設けて、速度指令値2やその他パラメータな
どを通信している。
As shown in the figure, a microprocessor is used for the position control device 20, and one device can control six points of an articulated robot.
It controls the axis. Furthermore, one digital signal processor is used for the two-axis speed control device 21 and current control section 22 of the articulated robot. Three are used to control the 6-axis articulated robot. A shared memory is provided between this digital signal processor and the microprocessor of the position control device 20 to communicate speed command values 2 and other parameters.

【0010】多関節ロボットが動作中に、位置制御装置
20において速度指令値2を位置制御時間間隔(約3m
s)ごとに作成し、速度指令値2を作成するたびに前回
(約3ms前)の速度指令値2との差を演算し加速度と
する。また、位置制御装置20のメモリ内に図2に示す
ような加速度・速度比例ゲインと加速度・速度積分ゲイ
ンの関係を示すデータマップを作成しておく。これは一
定速度時や急激速度変化時の動作から実験的に求めた。 位置制御装置20は演算した加速度と上記のデータマッ
プから上記位置制御時間間隔ごとに速度比例ゲイン23
と速度積分ゲイン24を算出し、速度指令値と共に上記
共有メモリに書き込む。速度制御装置21は速度制御時
間間隔(約0.8ms)ごとに位置制御装置20により
共有メモリに書かれた速度指令値2と速度比例ゲイン2
3と速度積分ゲイン24を読み込み、また位置検出器1
6で検出した動作位置17から動作速度5を速度生成部
4で作成し、比例積分制御法を用いて電流指令値10を
演算する。そして、電流指令値10以降は従来例と同じ
制御法でロボットアーム15を駆動する。
While the articulated robot is operating, the position control device 20 controls the speed command value 2 at position control time intervals (approximately 3 m).
s), and each time the speed command value 2 is created, the difference from the previous speed command value 2 (approximately 3 ms ago) is calculated and used as the acceleration. Further, a data map showing the relationship between the acceleration/velocity proportional gain and the acceleration/velocity integral gain as shown in FIG. 2 is created in the memory of the position control device 20. This was experimentally determined from the behavior at constant speed and rapid speed changes. The position control device 20 calculates a velocity proportional gain 23 at each position control time interval based on the calculated acceleration and the data map.
and speed integral gain 24 are calculated and written into the shared memory together with the speed command value. The speed control device 21 receives the speed command value 2 and speed proportional gain 2 written in the shared memory by the position control device 20 at every speed control time interval (approximately 0.8 ms).
3 and velocity integral gain 24, and position detector 1.
The speed generator 4 generates an operating speed 5 from the operating position 17 detected in step 6, and calculates a current command value 10 using the proportional-integral control method. After the current command value 10, the robot arm 15 is driven using the same control method as in the conventional example.

【0011】このように、ロボットアーム15の動作加
速度に応じて速度比例ゲイン23と速度積分ゲイン24
を変更する適応制御を行うことにより、速度制御装置2
1をデジタル化することができ、データの授受が容易と
なる。
In this way, the speed proportional gain 23 and the speed integral gain 24 are adjusted according to the motion acceleration of the robot arm 15.
By performing adaptive control to change the speed control device 2
1 can be digitized, making it easier to exchange data.

【0012】0012

【発明の効果】上記実施例の説明から明らかなように本
発明のロボットの制御装置は、ロボットアームに結合さ
れたサーボモータと、このサーボモータの速度を比例積
分制御法により制御を行う速度制御装置と、この速度制
御装置へ速度指令値を与え前記サーボモータの位置を制
御する位置制御装置とを備え、前記ロボットがプレイバ
ック動作中に前記位置制御装置が速度指令値の時間微分
値に応じて前記速度制御装置の比例積分制御部における
速度比例ゲインと速度積分ゲインを変更する適応制御を
行うものであり、この構成とすることにより、速度指令
値が急激に変化したときは指令通りにサーボモータを回
転させ、一定指令値のときは速度変動なく一定速度で動
作させることができ、一定速度時の速度安定性が向上し
、かつ急加減速時に残留振動の発生を低減できる。
Effects of the Invention As is clear from the description of the embodiments above, the robot control device of the present invention has a servo motor coupled to a robot arm, and a speed control system that controls the speed of the servo motor using a proportional-integral control method. and a position control device that controls the position of the servo motor by giving a speed command value to the speed control device, and the position control device responds to the time differential value of the speed command value while the robot is in a playback operation. This system performs adaptive control that changes the speed proportional gain and speed integral gain in the proportional-integral control section of the speed control device.With this configuration, when the speed command value changes suddenly, the servo control is adjusted according to the command. The motor can be rotated and operated at a constant speed without speed fluctuation when the command value is constant, improving speed stability at constant speed and reducing residual vibrations during sudden acceleration/deceleration.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

【図1】本発明のロボットの制御装置のブロック図[Fig. 1] Block diagram of a robot control device of the present invention

【図
2】(a)    同制御装置の加速度・速度比例ゲイ
ンのデータマップ (b)    同制御装置の加速度・速度積分ゲインの
データマップ
[Figure 2] (a) Data map of acceleration/velocity proportional gain of the same control device (b) Data map of acceleration/velocity integral gain of the same control device

【図3】従来のロボットの制御装置のブロック図[Figure 3] Block diagram of a conventional robot control device

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2    速度指令値 13    サーボモータ 15    ロボットアーム 20    位置制御装置 21    速度制御装置 23    速度比例ゲイン 24    速度積分ゲイン 2 Speed command value 13 Servo motor 15 Robot arm 20 Position control device 21 Speed control device 23 Speed proportional gain 24 Speed integral gain

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  ロボットアームに結合されたサーボモ
ータと、このサーボモータの速度を比例積分制御法によ
り制御を行う速度制御装置と、この速度制御装置へ速度
指令値を与え前記サーボモータの位置を制御する位置制
御装置とを備え、前記ロボットがプレイバック動作中に
前記位置制御装置が速度指令値の時間微分値に応じて前
記速度制御装置の比例積分制御部における速度比例ゲイ
ンと速度積分ゲインを変更する適応制御を行うことを特
徴とするロボットの制御装置。
1. A servo motor coupled to a robot arm, a speed control device that controls the speed of the servo motor using a proportional-integral control method, and a speed command value given to the speed control device to control the position of the servo motor. and a position control device for controlling a speed proportional gain and a speed integral gain in a proportional-integral control section of the speed control device according to a time differential value of a speed command value while the robot is in a playback operation. A robot control device characterized by performing adaptive control to change.
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