JPH0556527B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ワイヤを用いた動力伝達経路を有す
るサーボ装置を精度良く位置制御することのでき
る摩擦補償を付加した位置制御方式に関する。

〔従来の技術〕

作業ロボツトでは、ワイヤを用いた動力伝達経
路を介してモータの動力を駆動対象に伝えて駆動
対象を動作させている。この場合、ワイヤがプー
リー等に接触して動力伝達経路に摩擦力が発生す
るため、摩擦力の影響を補償するような位置制御
をして駆動対象の位置を正確にするようにしてい
た。

このような従来の位置制御方式を、第３図を参
照して説明する。同図に示すように、モータ１の
動力は、ワイヤを用いた動力伝達経路２を介して
駆動対象３に伝わり、駆動対象３が動作する。駆
動対象３の動作位置は位置センサ４で検出され
る。一方、コントローラ５では、位置センサ４で
検出した検出位置信号ａと駆動対象３の目標位置
を示す目標位置信号ｂとの偏差ｃを求める。位置
制御ゲイン調整器６は、偏差ｃが零となるように
モータ１を駆動制御する駆動指令ｄを算出して出
力する。また摩擦補償指令器７は、動力伝達経路
で発生する摩擦力Ａを補償するようにモータ１を
駆動制御する補償指令ｅを出力する。したがつて
モータ１は、駆動指令ｄ及び補償指令ｅが入力さ
れて回転駆動する。この結果、駆動対象３を正確
に目標位置まで移動させるのに必要な駆動力をＢ
とすると、モータ１からはＡ＋Ｂなるモータ動力
が出力され、摩擦力Ａが生じても駆動対象３には
必要な駆動力Ｂが入力される。かくて、摩擦力の
影響を補償して駆動対象３の位置制御ができる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで上記従来の制御方式では、動力伝達経
路２の摩擦力を一定とみなして一定値の補償指令
ｅを予め設定している。しかし駆動対象３が動作
すると、動力伝達経路２のワイヤの経路やワイヤ
とプーリとの接触状態が変わり、実際には動力伝
達経路２で生ずる摩擦力が変化する。これにもか
かわらず補償指令ｅの値が一定であるため、摩擦
力が増加すると駆動対象３に入力される駆動力が
減り、逆に摩擦力が減少すると駆動対象３に入力
される駆動力が増える。この結果、従来技術では
摩擦力の変動に対応できず、駆動対象３の位置制
御精度が低かつた。

本発明は、上記従来技術に鑑み、動力伝達経路
で生ずる摩擦力の変動に対応して摩擦補償を行な
うことができ、これにより高精度な位置決め制御
のできる摩擦補償を付加した位置制御方式を提供
することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的を達成する本発明の要旨は、ワイヤを
用いた動力伝達経路を介してモータの動力を駆動
対象に伝達して駆動対象を動作させるサーボ装置
を位置制御するために、駆動対象の位置と目標位
置との偏差が零となるようにモータを駆動制御す
る位置制御方式において、 動力伝達経路の入口側及び出口側の動力をそれ
ぞれ検出し両検出値から動力伝達経路での動力伝
達損失を求め、この動力伝達損失を補償するよう
モータを更に駆動制御することにある。

〔実施例〕

以下本発明の実施例を図面に基づき詳細に説明
する。なお従来技術と同一部分には同一番号を付
し説明を簡略にする。

第１図は本発明の第１の実施例を示す。駆動対
象３は、動力伝達経路２を介してモータ１の動力
を受けて動作する。コントローラ５１の位置制御
ゲイン調整器６は、駆動対象３の位置を示す位置
センサ４の検出位置信号ａと目標位置信号ｂとか
ら求めた偏差ｃを零とする駆動指令ｄを算出して
出力する。

更に本実施例では、動力伝達経路２の入力側及
び出力側にそれぞれ力センサ８，９を備えてい
る。力センサ８，９としては、動力伝達経路２の
ワイヤの張力を歪ゲージで測定するタイプのもの
や、ワイヤの張力をカンチレバーの変位で測定す
るタイプのセンサを用いればよい。そしで入力側
の動力を示すセンサ検出値ｆ及び出力側の動力を
示すセンサ検出値ｇはコントローラ５１に入力さ
れる。

コントローラ５１は、センサ検出値ｆ、ｇか
ら、動力伝達経路２での摩擦力を示す動力伝達損
失ｈを求める。また、摩擦補償制御器１０は、動
力伝達損失ｈを補償するようにモータ１を駆動制
御する補償指令ｉを算出して出力する。したがつ
てモータ１は、駆動指令ｄ及び補償指令ｉが入力
されて回転駆動する。この場合、動力伝達経路で
の摩擦力が変動するとこれに合わせて補償指令ｉ
の値が変わるため、摩擦力が変動してもこれを補
償するようにモータ１が駆動制御され、駆動対象
３にはこれを正確に目標位置まで移動させるのに
必要な最適な駆動力が常に伝えられる。かくて正
確な位置制御がなされる。

第２図は本発明の第２の実施例を示す。この実
施例では、コントローラ５２の摩擦補償制御器１
１は、動力伝達損失ｈの値に応じて位置制御ゲイ
ン調整器６のゲイン調整をするゲイン調整信号ｊ
を出力する。つまり位置制御ゲイン調整器６のゲ
インを Kp（１＋α×Loss） Kp：位置制御ゲインの初期値 α：摩擦補償係数 Loss：動力伝達損失量 とすると、ゲイン調整信号ｊにより上記Lossを
制御するのである。したがつて位置制御ゲイン調
整器６から出力される駆動指令ｋによれば、偏差
ｃを零にするとともに動力伝達損失を補償するよ
うにモータ１を駆動制御ができる。なお、他の部
分は第１の実施例と同一である。かくて本実施例
においても正確な位置制御ができる。

なお、本発明は作業ロボツトのみならず、ワイ
ヤを用いた動力伝達経路を有する他のサーボ装置
にも適用できることは勿論である。

〔発明の効果〕

以上実施例とともに具体的に説明したように本
発明によれば、動力伝達経路の摩擦力の変動に応
じて、これを補償するようにモータを駆動制御す
るようにしたので、正確な位置制御をすることが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例を示すブロツク
図、第２図は本発明の第２の実施例を示すブロツ
ク図、第３図は従来技術を示すブロツク図であ
る。 図面中、１はモータ、２は動力伝達経路、３は
駆動対象、４は位置センサ、５，５１，５２はコ
ントローラ、６は位置制御ゲイン調整器、７は摩
擦補償指令器、８，９は力センサ、１０，１１は
摩擦補償制御器、ａは検出位置信号、ｂは目標位
置信号、ｃは偏差、ｄは駆動指令、ｅは補償指
令、ｆ，ｇはセンサ検出値、ｈは動力伝達損失、
ｉは補償指令、ｊはゲイン調整信号、ｋは駆動指
令である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 動力源であるモータとワイヤを用いてモータ
   の動力を伝達する動力伝達経路と伝達された動力
   により動作する駆動対象とを有するサーボ装置を
   位置制御するために、駆動対象の動作位置を位置
   センサで検出するとともに、位置センサで検出し
   た検出位置信号と駆動対象の目標位置を示す目標
   位置信号との偏差を求め、この偏差が零となるよ
   うにモータを駆動制御する駆動指令を算出してこ
   の駆動指令をモータに入力する位置制御方式にお
   いて、 前記動力伝達経路の入力側及び出力側にそれぞ
   れ力センサを備え、両方の力センサの検出値から
   動力伝達経路での動力伝達損失を求め、この動力
   伝達損失を補償するようにモータを駆動制御する
   補償指令を算出し、この補償指令を前記駆動指令
   に加えてモータに入力することを特徴とする摩擦
   補償を付加した位置制御方式。 ２動力源であるモータとワイヤを用いてモータの
   動力を伝達する動力伝達経路と伝達された動力に
   より動作する駆動対象とを有するサーボ装置を位
   置制御するために、駆動対象の動作位置を位置セ
   ンサで検出するとともに、位置センサで検出した
   検出位置信号と駆動対象の目標位置を示す目標位
   置信号との偏差を求め、この偏差が零となるよう
   にモータを駆動制御する駆動指令を算出してこの
   駆動指令をモータに入力する位置制御方式におい
   て、 前記動力伝達経路の入力側及び出力側にそれぞ
   れ力センサを備え、両方の力センサの検出値から
   動力伝達経路での動力伝達損失を求め、更に検出
   位置信号と目標位置信号との偏差から駆動指令を
   算出する際のゲインの動力伝達損失が補償される
   分だけ調整し、ゲイン調整して得られた駆動指令
   をモータに入力することを特徴とする摩擦補償を
   付加した位置制御方式。