JPH1142576A - ロボットの制御方法および装置 - Google Patents
ロボットの制御方法および装置Info
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- JPH1142576A JPH1142576A JP9201259A JP20125997A JPH1142576A JP H1142576 A JPH1142576 A JP H1142576A JP 9201259 A JP9201259 A JP 9201259A JP 20125997 A JP20125997 A JP 20125997A JP H1142576 A JPH1142576 A JP H1142576A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は力センサを用いずに、ロボットがプ
レイバック動作で動いているときでも、ロボットマニピ
ュレータに外力が加わったときに、コンプライアンス動
作を精度よくできるロボットの制御方法および装置を提
供することを目的とする。 【解決手段】 ロボットマニピュレータを駆動するサー
ボモータ１ないし１Ｎと、前記サーボモータ１ないし１
Ｎを駆動する電流を検出するモータ電流検出器２ないし
２Ｎと、前記サーボモータ１ないし１Ｎの回転速度を検
出するモータ回転速度検出器５ないし５Ｎと、前記モー
タ回転速度とモータ電流からロボットマニピュレータに
かかった外乱負荷トルクを検出する外乱検出器６ないし
６Ｎとを備え、ロボットマニピュレータが動作すること
で変化するトルクを取り除く動作補償演算を行い、動作
補償演算結果からロボットマニピュレータの位置指令値
を演算する動作補償演算器７を備えたロボットの制御方
法および装置。
レイバック動作で動いているときでも、ロボットマニピ
ュレータに外力が加わったときに、コンプライアンス動
作を精度よくできるロボットの制御方法および装置を提
供することを目的とする。 【解決手段】 ロボットマニピュレータを駆動するサー
ボモータ１ないし１Ｎと、前記サーボモータ１ないし１
Ｎを駆動する電流を検出するモータ電流検出器２ないし
２Ｎと、前記サーボモータ１ないし１Ｎの回転速度を検
出するモータ回転速度検出器５ないし５Ｎと、前記モー
タ回転速度とモータ電流からロボットマニピュレータに
かかった外乱負荷トルクを検出する外乱検出器６ないし
６Ｎとを備え、ロボットマニピュレータが動作すること
で変化するトルクを取り除く動作補償演算を行い、動作
補償演算結果からロボットマニピュレータの位置指令値
を演算する動作補償演算器７を備えたロボットの制御方
法および装置。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ロボットマニピュ
レータをサーボモータで駆動し、ロボットのエンドエフ
ェクタにかかった外力に対し柔軟に逃げる動作、すなわ
ちコンプライアンス動作を行うためのロボットの制御方
法および装置に関する。
レータをサーボモータで駆動し、ロボットのエンドエフ
ェクタにかかった外力に対し柔軟に逃げる動作、すなわ
ちコンプライアンス動作を行うためのロボットの制御方
法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、力センサを用いないで、ロボット
マニピュレータに外力が加わったときに、外力に追従し
てマニピュレータを動作させコンプライアンス動作を行
うロボットの制御装置（特開平６−３９７６０号）が知
られている。
マニピュレータに外力が加わったときに、外力に追従し
てマニピュレータを動作させコンプライアンス動作を行
うロボットの制御装置（特開平６−３９７６０号）が知
られている。
【０００３】この従来例は、ロボットマニピュレータに
外力が加わったときに、停止時に比べて増加したモータ
電流指令値に応じて位置変化分として位置指令値に加算
し、ロボットマニピュレータを動作させることで、ロボ
ット先端に力センサ等を設置せず、外力に追従してコン
プライアンス動作ができるものである。
外力が加わったときに、停止時に比べて増加したモータ
電流指令値に応じて位置変化分として位置指令値に加算
し、ロボットマニピュレータを動作させることで、ロボ
ット先端に力センサ等を設置せず、外力に追従してコン
プライアンス動作ができるものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来例
は、ロボットの停止時のモータ電流を基に外力を算出し
ているために、ロボットがプレイバック動作することで
モータ電流が変化するために、動作しているときはコン
プライアンス動作ができないという問題点があった。
は、ロボットの停止時のモータ電流を基に外力を算出し
ているために、ロボットがプレイバック動作することで
モータ電流が変化するために、動作しているときはコン
プライアンス動作ができないという問題点があった。
【０００５】本発明は、上記従来の問題点を解決するも
ので、力センサを用いずロボットマニピュレータに外力
が加わったときに柔軟に逃げる動作、すなわちコンプラ
イアンス動作を行うロボットの制御装置において、ロボ
ットがプレイバック動作で動いているときでも精度よく
コンプライアンス動作ができるロボットの制御方法およ
び装置を提供することを目的とする。
ので、力センサを用いずロボットマニピュレータに外力
が加わったときに柔軟に逃げる動作、すなわちコンプラ
イアンス動作を行うロボットの制御装置において、ロボ
ットがプレイバック動作で動いているときでも精度よく
コンプライアンス動作ができるロボットの制御方法およ
び装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の第１手段は、ロボットマニピュレータを駆動
するサーボモータモータの電流値を検出し、前記サーボ
モータのモータ回転速度を検出し、前記モータ電流値と
前記モータ回転速度からロボットマニピュレータにかか
った外乱負荷トルクを検出し、検出した外乱負荷トルク
のうちロボットマニピュレータが動作することで変化す
るトルクを取り除く動作補償演算を行い、動作補償演算
結果からロボットマニピュレータの位置指令値を算出
し、コンプライアンス動作を行うことを特徴とするロボ
ットの制御方法である。
に本発明の第１手段は、ロボットマニピュレータを駆動
するサーボモータモータの電流値を検出し、前記サーボ
モータのモータ回転速度を検出し、前記モータ電流値と
前記モータ回転速度からロボットマニピュレータにかか
った外乱負荷トルクを検出し、検出した外乱負荷トルク
のうちロボットマニピュレータが動作することで変化す
るトルクを取り除く動作補償演算を行い、動作補償演算
結果からロボットマニピュレータの位置指令値を算出
し、コンプライアンス動作を行うことを特徴とするロボ
ットの制御方法である。
【０００７】また、本発明の第２手段は、第１手段の動
作補償演算方法が、外乱負荷トルクの信号のうち周波数
の低い信号のみ透過するローパスフィルタ演算すること
によって動作補償演算する方法としたものである。
作補償演算方法が、外乱負荷トルクの信号のうち周波数
の低い信号のみ透過するローパスフィルタ演算すること
によって動作補償演算する方法としたものである。
【０００８】つぎに、本発明の第３手段は、第１手段の
動作補償演算方法が、外乱負荷トルクの信号を過去に検
出した信号と時間移動平均演算することによって動作補
償演算する方法としたものである。
動作補償演算方法が、外乱負荷トルクの信号を過去に検
出した信号と時間移動平均演算することによって動作補
償演算する方法としたものである。
【０００９】つぎに、本発明の第４手段は、第１手段の
動作補償演算方法が、外乱負荷トルクの信号に微小な信
号を遮断する不感帯演算することによって動作補償演算
する方法としたものである。
動作補償演算方法が、外乱負荷トルクの信号に微小な信
号を遮断する不感帯演算することによって動作補償演算
する方法としたものである。
【００１０】つぎに、本発明の第５手段は、第１手段の
動作補償演算方法が、コンプライアンス動作開始時の外
乱負荷トルクの信号を記憶しておき検出した外乱負荷ト
ルクとの差を演算することによって動作補償演算する方
法としたものである。
動作補償演算方法が、コンプライアンス動作開始時の外
乱負荷トルクの信号を記憶しておき検出した外乱負荷ト
ルクとの差を演算することによって動作補償演算する方
法としたものである。
【００１１】つぎに、本発明の第６手段は、第１手段の
動作補償演算方法が、ロボットマニピュレータの重力を
補償演算することによって動作補償演算する方法とした
ものである。
動作補償演算方法が、ロボットマニピュレータの重力を
補償演算することによって動作補償演算する方法とした
ものである。
【００１２】つぎに、本発明の第７手段は、ロボットマ
ニピュレータを駆動するサーボモータと、前記サーボモ
ータを駆動する電流を検出するモータ電流検出器と、前
記サーボモータの回転速度を検出するモータ回転速度検
出器と、前記モータ回転速度とモータ電流からロボット
マニピュレータにかかった外乱負荷トルクを検出する外
乱検出器と、ロボットマニピュレータが動作することで
変化するトルクを取り除く動作補償演算を行い、動作補
償演算結果からロボットマニピュレータの位置指令値を
演算する動作補償演算装置を備えたものである。
ニピュレータを駆動するサーボモータと、前記サーボモ
ータを駆動する電流を検出するモータ電流検出器と、前
記サーボモータの回転速度を検出するモータ回転速度検
出器と、前記モータ回転速度とモータ電流からロボット
マニピュレータにかかった外乱負荷トルクを検出する外
乱検出器と、ロボットマニピュレータが動作することで
変化するトルクを取り除く動作補償演算を行い、動作補
償演算結果からロボットマニピュレータの位置指令値を
演算する動作補償演算装置を備えたものである。
【００１３】つぎに、本発明の第８手段は、第７手段の
動作補償演算器が外乱負荷トルクの信号のうち周波数の
低い信号のみ透過するローパスフィルタ演算する構成と
したものである。
動作補償演算器が外乱負荷トルクの信号のうち周波数の
低い信号のみ透過するローパスフィルタ演算する構成と
したものである。
【００１４】つぎに、本発明の第９手段は、第７手段の
動作補償演算器が外乱負荷トルクの信号を過去に検出し
た信号と時間移動平均演算する構成としたものである。
動作補償演算器が外乱負荷トルクの信号を過去に検出し
た信号と時間移動平均演算する構成としたものである。
【００１５】つぎに、本発明の第１０手段は、第７手段
の動作補償演算器が外乱負荷トルクの信号に微小な信号
を遮断する不感帯演算する構成としたものである。
の動作補償演算器が外乱負荷トルクの信号に微小な信号
を遮断する不感帯演算する構成としたものである。
【００１６】つぎに、本発明の第１１手段は、第７手段
の動作補償演算器がコンプライアンス動作開始時の外乱
負荷トルクの信号を記憶しておき検出した外乱負荷トル
クとの差を演算する構成としたものである。
の動作補償演算器がコンプライアンス動作開始時の外乱
負荷トルクの信号を記憶しておき検出した外乱負荷トル
クとの差を演算する構成としたものである。
【００１７】つぎに、本発明の第１２手段は、第７手段
の動作補償演算器がロボットマニピュレータの重力を補
償演算する構成としたものである。
の動作補償演算器がロボットマニピュレータの重力を補
償演算する構成としたものである。
【００１８】
【発明の実施の形態】上記手段により、本発明の第１手
段による方法とその方法を用いるための第７手段の装置
によれば、ロボットがプレイバック動作で動いていると
きでも、力センサを用いずロボットマニピュレータに外
力が加わったときに正確にコンプライアンス動作を行う
作用を有する。
段による方法とその方法を用いるための第７手段の装置
によれば、ロボットがプレイバック動作で動いていると
きでも、力センサを用いずロボットマニピュレータに外
力が加わったときに正確にコンプライアンス動作を行う
作用を有する。
【００１９】さらに、本発明の第２手段による方法とそ
の方法を用いるための第８手段の装置によれば、外乱負
荷トルクの信号のなかに周波数の高い雑音信号がはいっ
ても誤動作しない作用を有する。
の方法を用いるための第８手段の装置によれば、外乱負
荷トルクの信号のなかに周波数の高い雑音信号がはいっ
ても誤動作しない作用を有する。
【００２０】さらに、本発明の第３手段による方法とそ
の方法を用いるための第９手段の装置によれば、外乱負
荷トルクの信号のなかに周波数の高い雑音記号がはいっ
ても誤動作しない作用を有する。
の方法を用いるための第９手段の装置によれば、外乱負
荷トルクの信号のなかに周波数の高い雑音記号がはいっ
ても誤動作しない作用を有する。
【００２１】さらに、本発明の第４手段による方法とそ
の方法を用いるための第１０手段の装置によれば、外乱
負荷トルクの信号のなかに微小な雑音信号がはいっても
誤動作しない作用を有する。
の方法を用いるための第１０手段の装置によれば、外乱
負荷トルクの信号のなかに微小な雑音信号がはいっても
誤動作しない作用を有する。
【００２２】さらに、本発明の第５手段による方法とそ
の方法を用いるための第１１手段の装置によれば、コン
プライアンス動作開始時に外乱負荷トルクに誤差を生じ
ないため誤動作しない作用を有する。
の方法を用いるための第１１手段の装置によれば、コン
プライアンス動作開始時に外乱負荷トルクに誤差を生じ
ないため誤動作しない作用を有する。
【００２３】さらに、本発明の第６手段による方法とそ
の方法を用いるための第１２手段の装置によれば、ロボ
ットマニピュレータが動作し重力が変化しても誤動作し
ない作用を有する。
の方法を用いるための第１２手段の装置によれば、ロボ
ットマニピュレータが動作し重力が変化しても誤動作し
ない作用を有する。
【００２４】以下、本発明の一実施の形態について図１
ないし図５を参照しながら説明する。
ないし図５を参照しながら説明する。
【００２５】図１に示すように本実施の形態は、ロボッ
トマニピュレータを駆動するサーボモータ１ないし１Ｎ
と、サーボモータ１ないし１Ｎを駆動する電流を検出す
るモータ電流検出器２ないし２Ｎとを備えており、サー
ボ装置３ないし３Ｎ内に、ロータリエンコーダ４ないし
４Ｎの信号からサーボモータ１ないし１Ｎの回転速度を
検出するモータ回転速度検出器５ないし５Ｎと、モータ
回転速度とモータ電流からロボットマニピュレータにか
かった外乱負荷トルクを検出する外乱検出器６ないし６
Ｎとを備えており、演算装置７内に、外乱負荷トルクか
ら周波数の高い雑音信号を取り除くフィルタ演算器８
と、さらに微小な雑音信号を取り除く不感帯演算器１０
と、ロボットマニピュレータが動作しその重力が変化す
ることで発生するトルクを算出する重力補償演算器９
と、ロボットプログラム等からの指令でコンプライアン
ス動作開始の指令を発生する力制御開始指令発生器１１
と、力制御開始指令発生器１１が開始指令を発生したと
き不感帯演算器１０の出力を記憶する初期指令記憶演算
器１２と、コンプライアンス動作時に不感帯演算器１０
の出力から重力補償演算器９の出力と初期指令記憶演算
器１２の記憶内容を差し引きコンプライアンス動作の位
置指令値を算出する力制御演算器１３とを備えており、
ロボットマニピュレータに外乱負荷トルクＴ１ないしＴ
Ｎがかかったときに、演算装置７は検出された外乱負荷
トルクＴ１ないしＴＮから位置指令値Ｓ１ないしＳＮを
算出し、ロボットマニピュレータを外乱負荷トルクＴ１
ないしＴＮから逃げる方向に動作させるように構成され
ている。ロボットは通常複数のＮ軸のマニピュレータか
ら構成されているので、サーボモータ１ないし１Ｎとロ
ータリエンコーダ４ないし４Ｎとサーボ装置３ないし３
ＮはＮ軸分必要となる。
トマニピュレータを駆動するサーボモータ１ないし１Ｎ
と、サーボモータ１ないし１Ｎを駆動する電流を検出す
るモータ電流検出器２ないし２Ｎとを備えており、サー
ボ装置３ないし３Ｎ内に、ロータリエンコーダ４ないし
４Ｎの信号からサーボモータ１ないし１Ｎの回転速度を
検出するモータ回転速度検出器５ないし５Ｎと、モータ
回転速度とモータ電流からロボットマニピュレータにか
かった外乱負荷トルクを検出する外乱検出器６ないし６
Ｎとを備えており、演算装置７内に、外乱負荷トルクか
ら周波数の高い雑音信号を取り除くフィルタ演算器８
と、さらに微小な雑音信号を取り除く不感帯演算器１０
と、ロボットマニピュレータが動作しその重力が変化す
ることで発生するトルクを算出する重力補償演算器９
と、ロボットプログラム等からの指令でコンプライアン
ス動作開始の指令を発生する力制御開始指令発生器１１
と、力制御開始指令発生器１１が開始指令を発生したと
き不感帯演算器１０の出力を記憶する初期指令記憶演算
器１２と、コンプライアンス動作時に不感帯演算器１０
の出力から重力補償演算器９の出力と初期指令記憶演算
器１２の記憶内容を差し引きコンプライアンス動作の位
置指令値を算出する力制御演算器１３とを備えており、
ロボットマニピュレータに外乱負荷トルクＴ１ないしＴ
Ｎがかかったときに、演算装置７は検出された外乱負荷
トルクＴ１ないしＴＮから位置指令値Ｓ１ないしＳＮを
算出し、ロボットマニピュレータを外乱負荷トルクＴ１
ないしＴＮから逃げる方向に動作させるように構成され
ている。ロボットは通常複数のＮ軸のマニピュレータか
ら構成されているので、サーボモータ１ないし１Ｎとロ
ータリエンコーダ４ないし４Ｎとサーボ装置３ないし３
ＮはＮ軸分必要となる。
【００２６】通常外乱検出器はモータ電流からモータ回
転速度の時間微分値に負荷イナーシャを掛けたものをひ
いて外乱負荷トルクＴ１ないしはＴＮを算出している。
転速度の時間微分値に負荷イナーシャを掛けたものをひ
いて外乱負荷トルクＴ１ないしはＴＮを算出している。
【００２７】そして、フィルタ演算器８に信号周波数の
低い信号のみ透過するローパスフィルタを用いた場合を
図２に示す。
低い信号のみ透過するローパスフィルタを用いた場合を
図２に示す。
【００２８】図２はカットオフ周波数（遮断周波数とも
いう）が約１．０ＫＨｚのローパスフィルタの特性であ
る。横軸に信号周波数を縦軸に透過倍率を示す。図から
明らかのようにローパスフィルタの入力である外乱負荷
トルクに周波数の高い雑音信号たとえば１００ＫＨｚの
信号が入っていても出力側に透過させないで、約１ＫＨ
ｚ以下の信号はそのまま透過させる。すなわち周波数の
高い雑音信号がはいっても誤ってコンプライアンス動作
しない。
いう）が約１．０ＫＨｚのローパスフィルタの特性であ
る。横軸に信号周波数を縦軸に透過倍率を示す。図から
明らかのようにローパスフィルタの入力である外乱負荷
トルクに周波数の高い雑音信号たとえば１００ＫＨｚの
信号が入っていても出力側に透過させないで、約１ＫＨ
ｚ以下の信号はそのまま透過させる。すなわち周波数の
高い雑音信号がはいっても誤ってコンプライアンス動作
しない。
【００２９】しかしこのローパスフィルタをデジタル演
算処理するには処理時間がかかるので、簡便な方法とし
てはこのフィルタ演算器に時間移動平均演算器を用いる
ことができる。これは測定した外乱負荷トルクをそのま
ま用いるのではなく、過去に測定した外乱負荷トルクを
記憶しておき平均処理するもので、たとえば２ｍｓごと
に信号をサンプリングしていて５回時間移動平均する場
合は、８ｍｓ前と６ｍｓ前と４ｍｓ前と２ｍｓ前と今回
測定した５回の外乱負荷トルクを合計し５で割ったもの
を出力とする。これによっても瞬時的に大きな誤差信号
がはいっても平準化される。
算処理するには処理時間がかかるので、簡便な方法とし
てはこのフィルタ演算器に時間移動平均演算器を用いる
ことができる。これは測定した外乱負荷トルクをそのま
ま用いるのではなく、過去に測定した外乱負荷トルクを
記憶しておき平均処理するもので、たとえば２ｍｓごと
に信号をサンプリングしていて５回時間移動平均する場
合は、８ｍｓ前と６ｍｓ前と４ｍｓ前と２ｍｓ前と今回
測定した５回の外乱負荷トルクを合計し５で割ったもの
を出力とする。これによっても瞬時的に大きな誤差信号
がはいっても平準化される。
【００３０】つぎに、不感帯幅が４％である不感帯演算
を説明する図を図３に示す。図３は入力トルクが±２％
以内の小さな値の時は出力が０になり、その前後は比例
的に出力している。これによって外乱負荷トルクに微小
な雑音信号がはいっても誤ってコンプライアンス動作し
ない。ただし、ロボットマニピュレータに微小な外乱が
かかってもコンプライアンス動作はできない。
を説明する図を図３に示す。図３は入力トルクが±２％
以内の小さな値の時は出力が０になり、その前後は比例
的に出力している。これによって外乱負荷トルクに微小
な雑音信号がはいっても誤ってコンプライアンス動作し
ない。ただし、ロボットマニピュレータに微小な外乱が
かかってもコンプライアンス動作はできない。
【００３１】つぎに、コンプライアンス動作開始時の外
乱負荷トルクを記憶しておく方法について述べる。ロボ
ットプログラム等でコンプライアンス開始命令が発せら
れると、図１の力制御開始指令発生器１１から開始指令
が初期指令記憶演算器１２伝わる。そのときの外乱負荷
トルク（フィルタ処理や不感帯処理されたもの）の信号
を記憶しておき検出した外乱負荷トルクとの差を演算す
ることにより、コンプライアンス動作開始時に外乱負荷
トルクに誤差を生じないため、演算誤差等により誤って
コンプライアンス動作することはない。
乱負荷トルクを記憶しておく方法について述べる。ロボ
ットプログラム等でコンプライアンス開始命令が発せら
れると、図１の力制御開始指令発生器１１から開始指令
が初期指令記憶演算器１２伝わる。そのときの外乱負荷
トルク（フィルタ処理や不感帯処理されたもの）の信号
を記憶しておき検出した外乱負荷トルクとの差を演算す
ることにより、コンプライアンス動作開始時に外乱負荷
トルクに誤差を生じないため、演算誤差等により誤って
コンプライアンス動作することはない。
【００３２】つぎに、ロボットマニピュレータの重力補
償演算について図４、図５で説明する。図４はロボット
マニピュレータの図で、第１軸が旋回軸、第２軸がロア
アーム軸、第３軸がアッパーアーム軸である。第３軸は
図４の０度から９０度、１８０度と回転できる。このと
きこの第３軸にかかる外乱トルクの重力項を図示すると
図５となる。約０度の位置で重力項が最小になり、約９
０度の位置では第３軸が重力に対して真上方向になるた
め第３軸には重力項が０になり、約１８０度の位置で重
力項が最大となる。このとき重力に負けず第３軸を維持
するために最大トルクの役４．５％のトルクが必要であ
るということである。ロボットマニピュレータの位置に
よって必要な重力トルクがあらかじめわかっているの
で、その重力トルクを差し引くと外乱負荷トルクがより
正確に演算でき、ロボットマニピュレータが動作して重
力が変化しても誤動作によりコンプライアンス動作しな
くなる。
償演算について図４、図５で説明する。図４はロボット
マニピュレータの図で、第１軸が旋回軸、第２軸がロア
アーム軸、第３軸がアッパーアーム軸である。第３軸は
図４の０度から９０度、１８０度と回転できる。このと
きこの第３軸にかかる外乱トルクの重力項を図示すると
図５となる。約０度の位置で重力項が最小になり、約９
０度の位置では第３軸が重力に対して真上方向になるた
め第３軸には重力項が０になり、約１８０度の位置で重
力項が最大となる。このとき重力に負けず第３軸を維持
するために最大トルクの役４．５％のトルクが必要であ
るということである。ロボットマニピュレータの位置に
よって必要な重力トルクがあらかじめわかっているの
で、その重力トルクを差し引くと外乱負荷トルクがより
正確に演算でき、ロボットマニピュレータが動作して重
力が変化しても誤動作によりコンプライアンス動作しな
くなる。
【００３３】
【発明の効果】以上のように本発明の第１手段による方
法とその方法を用いるための第７手段の装置によれば、
ロボットマニピュレータを駆動するサーボモータと、サ
ーボモータを駆動する電流を検出するモータ電流検出器
と、サーボモータの回転速度を検出するモータ回転速度
検出器と、モータ回転速度とモータ電流からロボットマ
ニピュレータにかかった外乱負荷トルクを検出する外乱
検出器と、ロボットマニピュレータが動作することで変
化するトルクを取り除く動作補償演算を行い、動作補償
演算結果からロボットマニピュレータの位置指令値を演
算する動作補償演算装置を備えたことにより、ロボット
がプレイバック動作で動いているときでも、力センサを
用いずロボットマニピュレータに外力が加わったときに
正確にコンプライアンス動作することができるという優
れた効果を奏するものである。
法とその方法を用いるための第７手段の装置によれば、
ロボットマニピュレータを駆動するサーボモータと、サ
ーボモータを駆動する電流を検出するモータ電流検出器
と、サーボモータの回転速度を検出するモータ回転速度
検出器と、モータ回転速度とモータ電流からロボットマ
ニピュレータにかかった外乱負荷トルクを検出する外乱
検出器と、ロボットマニピュレータが動作することで変
化するトルクを取り除く動作補償演算を行い、動作補償
演算結果からロボットマニピュレータの位置指令値を演
算する動作補償演算装置を備えたことにより、ロボット
がプレイバック動作で動いているときでも、力センサを
用いずロボットマニピュレータに外力が加わったときに
正確にコンプライアンス動作することができるという優
れた効果を奏するものである。
【００３４】また、本発明の第２手段による方法とその
方法を用いるための第８手段の装置によれば、前記第１
手段の動作補償演算装置を外乱負荷トルクの信号のうち
周波数の低い信号のみ透過するローパスフィルタ演算す
る構成としたことにより、外乱負荷トルクの信号のなか
に周波数の高い雑音信号がはいっても誤動作でコンプラ
イアンス動作しないという優れた効果を奏するものであ
る。
方法を用いるための第８手段の装置によれば、前記第１
手段の動作補償演算装置を外乱負荷トルクの信号のうち
周波数の低い信号のみ透過するローパスフィルタ演算す
る構成としたことにより、外乱負荷トルクの信号のなか
に周波数の高い雑音信号がはいっても誤動作でコンプラ
イアンス動作しないという優れた効果を奏するものであ
る。
【００３５】また、本発明の第３手段による方法とその
方法を用いるための第９手段の装置によれば、前記第１
手段の動作補償演算器を外乱負荷トルクの信号を過去に
検出した信号と時間移動平均演算する構成としたことに
より、外乱負荷トルクの信号のなかに周波数の高い雑音
信号がはいっても誤動作でコンプライアンス動作しない
という優れた効果を奏するものである。
方法を用いるための第９手段の装置によれば、前記第１
手段の動作補償演算器を外乱負荷トルクの信号を過去に
検出した信号と時間移動平均演算する構成としたことに
より、外乱負荷トルクの信号のなかに周波数の高い雑音
信号がはいっても誤動作でコンプライアンス動作しない
という優れた効果を奏するものである。
【００３６】また、本発明の第４手段による方法とその
方法を用いるための第１０手段の装置によれば、前記第
１手段の動作補償演算器を外乱負荷トルクの信号に微小
な信号を遮断する不感帯演算する構成としたことによ
り、外乱負荷トルクの信号のなかに微小な雑音信号がは
いっても誤動作によりコンプライアンス動作しないとい
う優れた効果を奏するものである。
方法を用いるための第１０手段の装置によれば、前記第
１手段の動作補償演算器を外乱負荷トルクの信号に微小
な信号を遮断する不感帯演算する構成としたことによ
り、外乱負荷トルクの信号のなかに微小な雑音信号がは
いっても誤動作によりコンプライアンス動作しないとい
う優れた効果を奏するものである。
【００３７】また、本発明の第５手段による方法とその
方法を用いるための第１１手段の装置によれば、前記第
１手段の動作補償演算器をコンプライアンス動作開始時
の外乱負荷トルクの信号を記憶しておき検出した外乱負
荷トルクとの差を演算する構成としたことにより、コン
プライアンス動作開始時に外乱負荷トルクに誤差を生じ
ないため誤動作によりコンプライアンス動作しないとい
う優れた効果を奏するものである。
方法を用いるための第１１手段の装置によれば、前記第
１手段の動作補償演算器をコンプライアンス動作開始時
の外乱負荷トルクの信号を記憶しておき検出した外乱負
荷トルクとの差を演算する構成としたことにより、コン
プライアンス動作開始時に外乱負荷トルクに誤差を生じ
ないため誤動作によりコンプライアンス動作しないとい
う優れた効果を奏するものである。
【００３８】また、本発明の第６手段による方法とその
方法を用いるための第１２手段の装置によれば、前記第
１手段の動作補償演算器をロボットマニピュレータの重
力を補償演算する構成としたことにより、ロボットマニ
ピュレータが動作し重力が変化しても誤動作によりコン
プライアンス動作しないという優れた効果を奏するもの
である。
方法を用いるための第１２手段の装置によれば、前記第
１手段の動作補償演算器をロボットマニピュレータの重
力を補償演算する構成としたことにより、ロボットマニ
ピュレータが動作し重力が変化しても誤動作によりコン
プライアンス動作しないという優れた効果を奏するもの
である。
【図１】本発明の一実施の形態におけるロボットの制御
装置のブロック図
装置のブロック図
【図２】同実施の形態において、信号周波数の低い信号
のみ透過するローパスフィルタの特性図
のみ透過するローパスフィルタの特性図
【図３】同実施の形態において、不感帯幅が４％である
不感帯演算の説明図
不感帯演算の説明図
【図４】同実施の形態において、重力補償演算を説明す
るロボットマニピュレータの斜視図
るロボットマニピュレータの斜視図
【図５】同実施の形態において、第３軸にかかる外乱ト
ルク重力項の特性図
ルク重力項の特性図
１ないし１Ｎ サーボモータ ２ないし２Ｎ モータ電流検出器 ５ないし５Ｎ モータ回転速度検出器 ６ないし６Ｎ 外乱検出器 ７ 動作補償演算装置 ８ フィルタ演算器 ９ 重力補償演算器 １３ 力制御演算器 Ｓ１ないしＳＮ 位置指令値 Ｔ１ないしＴＮ 外乱負荷トルク
Claims (12)
- 【請求項１】 ロボットマニピュレータを駆動するサー
ボモータのモータ電流値を検出し、前記サーボモータの
モータ回転速度を検出し、前記モータ電流値と前記モー
タ回転速度からロボットマニピュレータにかかった外乱
負荷トルクを検出し、検出した外乱負荷トルクからロボ
ットマニピュレータが動作することで変化するトルクを
取り除く動作補償演算を行い、動作補償演算結果からロ
ボットマニピュレータの位置指令値を演算し、コンプラ
イアンス動作を行うことを特徴とするロボットの制御方
法。 - 【請求項２】 外乱負荷トルクの信号のうち周波数の低
い信号のみ透過するローパスフィルタ演算することによ
ってロボットマニピュレータが動作することで変化する
トルクを取り除く動作補償演算を行い、動作補償演算結
果からロボットマニピュレータの位置指令値を演算する
ことを特徴とする請求項１記載のロボットの制御方法。 - 【請求項３】 外乱負荷トルクの信号を過去に検出した
信号と時間移動平均演算することによってロボットマニ
ピュレータが動作することで変化するトルクを取り除く
動作補償演算を行い、動作補償演算結果からロボットマ
ニピュレータの位置指令値を演算することを特徴とする
請求項１記載のロボットの制御方法。 - 【請求項４】 外乱負荷トルクの信号に微小な信号を遮
断する不感帯演算することによってロボットマニピュレ
ータが動作することで変化するトルクを取り除く動作補
償演算を行い、動作補償演算結果からロボットマニピュ
レータの位置指令値を演算することを特徴とする請求項
１記載のロボットの制御方法。 - 【請求項５】 コンプライアンス動作開始時の外乱負荷
トルクの信号を記憶しておき、検出した外乱負荷トルク
との差を演算することによって、ロボットマニピュレー
タが動作することで変化するトルクを取り除く動作補償
演算を行い、動作補償演算結果からロボットマニピュレ
ータの位置指令値を演算することを特徴とする請求項１
記載のロボットの制御方法。 - 【請求項６】 ロボットマニピュレータの重力を補償演
算することによって、ロボットマニピュレータが動作す
ることで変化するトルクを取り除く動作補償演算を行
い、動作補償演算結果からロボットマニピュレータの位
置指令値を演算することを特徴とする請求項１記載のロ
ボットの制御方法。 - 【請求項７】 ロボットマニピュレータを駆動するサー
ボモータと、前記サーボモータを駆動する電流を検出す
るモータ電流検出器と、前記サーボモータの回転速度を
検出するモータ回転速度検出器と、前記モータ回転速度
とモータ電流からロボットマニピュレータにかかった外
乱負荷トルクを検出する外乱検出器と、ロボットマニピ
ュレータが動作することで変化するトルクを取り除く動
作補償演算を行い、動作補償演算結果からロボットマニ
ピュレータの位置指令値を演算する動作補償演算装置を
備え、その位置指令値によってコンプライアンス動作を
行うロボットの制御装置。 - 【請求項８】 動作補償演算装置は、外乱負荷トルクの
信号のうち周波数の低い信号のみ透過するローパスフィ
ルタ演算することによってロボットマニピュレータが動
作することで変化するトルクを取り除く動作補償演算を
行い、動作補償演算結果からロボットマニピュレータの
位置指令値を演算する構成とした請求項７記載のロボッ
トの制御装置。 - 【請求項９】 動作補償演算装置は、外乱負荷トルクの
信号を過去に検出した信号と時間移動平均演算すること
によってロボットマニピュレータが動作することで変化
するトルクを取り除く動作補償演算を行い、動作補償演
算結果からロボットマニピュレータの位置指令値を演算
する構成とした請求項７記載のロボットの制御装置。 - 【請求項１０】 動作補償演算装置は、外乱負荷トルク
の信号に微小な信号を遮断する不感帯演算することによ
ってロボットマニピュレータが動作することで変化する
トルクを取り除く動作補償演算を行い、動作補償演算結
果からロボットマニピュレータの位置指令値を演算する
構成とした請求項７記載のロボットの制御装置。 - 【請求項１１】 動作補償演算装置は、コンプライアン
ス動作開始時の外乱負荷トルクの信号を記憶しておき検
出した外乱負荷トルクとの差を演算することによって、
ロボットマニピュレータが動作することで変化するトル
クを取り除く動作補償演算を行い、動作補償演算結果か
らロボットマニピュレータの位置指令値を演算する構成
とした請求項７記載のロボットの制御装置。 - 【請求項１２】 動作補償演算装置は、ロボットマニピ
ュレータの重力を補償演算することによって、ロボット
マニピュレータが動作することで変化するトルクを取り
除く動作補償演算を行い、動作補償演算結果からロボッ
トマニピュレータの位置指令値を演算する構成とした請
求項７記載のロボットの制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9201259A JPH1142576A (ja) | 1997-07-28 | 1997-07-28 | ロボットの制御方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9201259A JPH1142576A (ja) | 1997-07-28 | 1997-07-28 | ロボットの制御方法および装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1142576A true JPH1142576A (ja) | 1999-02-16 |
Family
ID=16437986
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9201259A Pending JPH1142576A (ja) | 1997-07-28 | 1997-07-28 | ロボットの制御方法および装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1142576A (ja) |
Cited By (6)
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-
1997
- 1997-07-28 JP JP9201259A patent/JPH1142576A/ja active Pending
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