JPS59158406A - ロボツトの制御方法 - Google Patents
ロボツトの制御方法Info
- Publication number
- JPS59158406A JPS59158406A JP3236083A JP3236083A JPS59158406A JP S59158406 A JPS59158406 A JP S59158406A JP 3236083 A JP3236083 A JP 3236083A JP 3236083 A JP3236083 A JP 3236083A JP S59158406 A JPS59158406 A JP S59158406A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- difference
- moving part
- software gain
- data
- robot
- 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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-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B19/00—Program-control systems
- G05B19/02—Program-control systems electric
- G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of program data in numerical form
- G05B19/19—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of program data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path
- G05B19/21—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of program data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path using an incremental digital measuring device
- G05B19/23—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of program data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path using an incremental digital measuring device for point-to-point control
- G05B19/231—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of program data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path using an incremental digital measuring device for point-to-point control the positional error is used to control continuously the servomotor according to its magnitude
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/41—Servomotor, servo controller till figures
- G05B2219/41029—Adjust gain as function of position error and position
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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】
この発明はディジタルサーボ方式によるロボットの制御
方法に関する。
方法に関する。
近年、マイクロコンピュータを用いたディジタルサーボ
方式によるロボットが種々開発され、実用化されている
。この種のロボットは、予めＣＰＵ（中央処理装置）に
よって割込周期Ｔ毎の位置指令データを算出しておき、
割込信号が出力される毎に上述した位置指令データと可
動部（例えば腕、手首等）の現在位置を示す現在位置デ
ータとの差りを算出し、この算出結果りにソフトウェア
ゲインＧを乗算し、この乗算結果ＧＬをサーボ系のＤ／
Ａ （ディジタル／アナログ）変換器へ出力し、とのＤ
／Ａ変換器の出力をサーボアンプによって増幅し、この
増幅出力によってサーボモータを駆動するようになって
いる。なお第１図に指定位置（目標位置）ｋｘ−ｓ 、
Ａｘ、、ＡＫ＋１・・・と可動部の現在位置Ａ’ｘ −
１との関係の一例を示す。
方式によるロボットが種々開発され、実用化されている
。この種のロボットは、予めＣＰＵ（中央処理装置）に
よって割込周期Ｔ毎の位置指令データを算出しておき、
割込信号が出力される毎に上述した位置指令データと可
動部（例えば腕、手首等）の現在位置を示す現在位置デ
ータとの差りを算出し、この算出結果りにソフトウェア
ゲインＧを乗算し、この乗算結果ＧＬをサーボ系のＤ／
Ａ （ディジタル／アナログ）変換器へ出力し、とのＤ
／Ａ変換器の出力をサーボアンプによって増幅し、この
増幅出力によってサーボモータを駆動するようになって
いる。なお第１図に指定位置（目標位置）ｋｘ−ｓ 、
Ａｘ、、ＡＫ＋１・・・と可動部の現在位置Ａ’ｘ −
１との関係の一例を示す。
このようなロボットにおいて、ソフトウェアゲインＧは
次の様にして決定される。まず、Ｄ／Ａ変換器への出力
をＶとすれば、 Ｖ＝ＬＧ ・・・・・・・・・ （１）なる式が
得られる。次にロボットの可動部の動作速度をｖａ、系
の関数をＦＣ肝とすれば、ｖ Ｖａ＝ｖＦ（−一→ ・・・・・・・・・ （２
）ｔ なる式が得られる。なお、関数Ｆは系の慣性遅れ要素が
主で０、したがって＋÷の関数となる。
次の様にして決定される。まず、Ｄ／Ａ変換器への出力
をＶとすれば、 Ｖ＝ＬＧ ・・・・・・・・・ （１）なる式が
得られる。次にロボットの可動部の動作速度をｖａ、系
の関数をＦＣ肝とすれば、ｖ Ｖａ＝ｖＦ（−一→ ・・・・・・・・・ （２
）ｔ なる式が得られる。なお、関数Ｆは系の慣性遅れ要素が
主で０、したがって＋÷の関数となる。
ここで、可動部の動作速度を一定とすると、ｖ
ｔ
であシ、したがって、
Ｖａ＝ｖＦ （０） −＝−＝ （３）なる式
が得られ、との（３）式に前記（１）式を代入すると、 Ｖａ＝ＬＧＦ （０）） −−−・−−−−・（
４Ｉなる式が得られる。次に、この（４）式の速度Ｖａ
に割込周期Ｔを乗算すれば前述した値りとなることから
、 Ｔ Ｖ ａ ＝ Ｌ ＝ Ｔ Ｌ Ｇ Ｆ （０１・−
−−−（５）なる式が得られる。この（５）式から、１ Ｇ＝ ＝Ｃ−Ｔ ・・・・・・ （６）
Ｆ （０） Ｔ 但し、Ｃ；一定値 なる式が得られ、この（６）式に基づいてソフトウェア
ゲインＧ（定数）が決定される。そして、このようにし
て得られたソフトウェアゲインＧを用いるととＫよシ、
速度一定において、可動部を位置指令データによって指
定された位置に充分近い位置へ移動させることができる
。
が得られ、との（３）式に前記（１）式を代入すると、 Ｖａ＝ＬＧＦ （０）） −−−・−−−−・（
４Ｉなる式が得られる。次に、この（４）式の速度Ｖａ
に割込周期Ｔを乗算すれば前述した値りとなることから
、 Ｔ Ｖ ａ ＝ Ｌ ＝ Ｔ Ｌ Ｇ Ｆ （０１・−
−−−（５）なる式が得られる。この（５）式から、１ Ｇ＝ ＝Ｃ−Ｔ ・・・・・・ （６）
Ｆ （０） Ｔ 但し、Ｃ；一定値 なる式が得られ、この（６）式に基づいてソフトウェア
ゲインＧ（定数）が決定される。そして、このようにし
て得られたソフトウェアゲインＧを用いるととＫよシ、
速度一定において、可動部を位置指令データによって指
定された位置に充分近い位置へ移動させることができる
。
ところで、上述した従来のロボットにおいては、速度一
定制御において常にソフトウェアゲインＧが一定であシ
、このため次の様な問題があった。
定制御において常にソフトウェアゲインＧが一定であシ
、このため次の様な問題があった。
■ 上記の理論に基づいて高速度でソフトウェアゲイン
Ｇを求めた時、可動部が低速で動作する場合圧、動作応
答性がよくなシ過ぎ、このため、第２図（イ）に示すよ
うに動作方向（矢印Ｄ）と垂直方向に振れが発生する。
Ｇを求めた時、可動部が低速で動作する場合圧、動作応
答性がよくなシ過ぎ、このため、第２図（イ）に示すよ
うに動作方向（矢印Ｄ）と垂直方向に振れが発生する。
■ 低速度でソフトウェアゲインＧを求めた時、可動部
が高速で動作する場合に、メカ系の慣性のため見かけ上
のソフトウェアゲインＧが小さくカリ、この結果、可動
部が指定位置に達しない状態が生じる。
が高速で動作する場合に、メカ系の慣性のため見かけ上
のソフトウェアゲインＧが小さくカリ、この結果、可動
部が指定位置に達しない状態が生じる。
この発明は上述した従来の問題点をいずれも解決するこ
とができるロボットの制御方法を提供するもので、ソフ
トウェアゲインＧを、現在位置データと位置指令データ
との差、言い換えれば可動部の動作速度に対応して変化
させるようにしたことを特徴とするものである。
とができるロボットの制御方法を提供するもので、ソフ
トウェアゲインＧを、現在位置データと位置指令データ
との差、言い換えれば可動部の動作速度に対応して変化
させるようにしたことを特徴とするものである。
以下、図面を参照しこの発明の一実施例について説明す
る。第３図はこの発明を適用したロボットの制御回路の
ブロック図であり、この図において一点鎖線の左側がマ
イクロコンピュータあるいはミニコンピユータのＣＰＵ
において行われる機能（ソフトウェアの機能）を示し、
また、右側がサーボ系のハードウェア構成を示す。なお
、実際のロボットの制御装置においてはサーボ系が複数
設けられるが、この図においては一系統のみを示してい
る。
る。第３図はこの発明を適用したロボットの制御回路の
ブロック図であり、この図において一点鎖線の左側がマ
イクロコンピュータあるいはミニコンピユータのＣＰＵ
において行われる機能（ソフトウェアの機能）を示し、
また、右側がサーボ系のハードウェア構成を示す。なお
、実際のロボットの制御装置においてはサーボ系が複数
設けられるが、この図においては一系統のみを示してい
る。
第３図において、符号１は減算点であシ、割込周期毎に
供給される位置指令データＤＢと現在位置データＤａと
の差りが算出され、ブロック２へ供給される。ブロック
２はソフトウェアゲインＧを示すブロックであシ、この
ブロック２において上述した差りにソフトウェアゲイン
Ｇが乗算され、この乗算結果ＬＧがＤ／Ａ変換器３へ供
給される。
供給される位置指令データＤＢと現在位置データＤａと
の差りが算出され、ブロック２へ供給される。ブロック
２はソフトウェアゲインＧを示すブロックであシ、この
ブロック２において上述した差りにソフトウェアゲイン
Ｇが乗算され、この乗算結果ＬＧがＤ／Ａ変換器３へ供
給される。
Ｄ／Ａ変換器３は供給されたデータＬＧをアナログ電圧
に変換し、サーボアンプ４へ出力する。サーボアンプ４
は上記アナログ電圧を増幅し、サーボモータ５へ供給す
る。これによシ、サーボモータ５が回転し、可動部（図
示路）が駆動される。
に変換し、サーボアンプ４へ出力する。サーボアンプ４
は上記アナログ電圧を増幅し、サーボモータ５へ供給す
る。これによシ、サーボモータ５が回転し、可動部（図
示路）が駆動される。
符号６はサーボモータ５の回転軸に取付けられたパルス
発生器であシ、その出力パルス信号ＰＩ。
発生器であシ、その出力パルス信号ＰＩ。
Ｐ２は各々可逆カウンタ７へ供給される。可逆カウンタ
７はパルス信号Ｐｉ 、Ｐ２を各々カウントするもので
、その出力は可動部の現在位置を゛示す現在位置データ
］）ａとして前述した減算点１へ供給される。
７はパルス信号Ｐｉ 、Ｐ２を各々カウントするもので
、その出力は可動部の現在位置を゛示す現在位置データ
］）ａとして前述した減算点１へ供給される。
以上の構成において、ＣＰＵはソフトウェアゲインＧを
、データＤｓとり、との差りが大の時は大となシ、差り
が小の時は小となるように変化させる。この結果、差り
が大の時、すなわち可動部が高速で駆動される時は、ブ
ロック２から出力されるデータＬＧＯ値が犬となシ、メ
カ系の慣性による見かけ上のソフトウェアゲインＧの減
小を補償することができる。一方、差りが小の時、すな
わち可動部が低速で駆動される時は、データＬＧの値が
小となシ、シたがって可動部の応答速度が下がシ、可動
部の動作方向と垂直方向の振れを防止することができる
。なお、第一図Ｃ口）にこの発明による方法を適用した
場合における可動部の動作軌跡を示す。
、データＤｓとり、との差りが大の時は大となシ、差り
が小の時は小となるように変化させる。この結果、差り
が大の時、すなわち可動部が高速で駆動される時は、ブ
ロック２から出力されるデータＬＧＯ値が犬となシ、メ
カ系の慣性による見かけ上のソフトウェアゲインＧの減
小を補償することができる。一方、差りが小の時、すな
わち可動部が低速で駆動される時は、データＬＧの値が
小となシ、シたがって可動部の応答速度が下がシ、可動
部の動作方向と垂直方向の振れを防止することができる
。なお、第一図Ｃ口）にこの発明による方法を適用した
場合における可動部の動作軌跡を示す。
ここで、差しに対応してどの程度ソフトウェアゲインＧ
を増減するかけ、実際の系の動作実験の結果に基づいて
決定される。すなわち、可動部の動作実験データに基づ
いて関数００を決定し、この関数（ｌｊに基づいてＣＰ
Ｕのプログラムラ作成する。
を増減するかけ、実際の系の動作実験の結果に基づいて
決定される。すなわち、可動部の動作実験データに基づ
いて関数００を決定し、この関数（ｌｊに基づいてＣＰ
Ｕのプログラムラ作成する。
以上説明したように、この発明によればソフトウェアゲ
インを現在位置データと位置指令データとの差に対応し
て変化させるようにしたので、可動部の低速動作時にお
いては可動部の動作方向と垂直方向の振れを防止するこ
とができ、一方、高速動作時においては可動部を正確に
指定位置まで移動させることができる。
インを現在位置データと位置指令データとの差に対応し
て変化させるようにしたので、可動部の低速動作時にお
いては可動部の動作方向と垂直方向の振れを防止するこ
とができ、一方、高速動作時においては可動部を正確に
指定位置まで移動させることができる。
第７図は指定位置ＡＫ−１，ＡＫ、・・・と可動部の現
在位置Ａ’に−１との関係の一例を示す図、第２図（イ
）は従来のロボットにおける可動部の動作軌跡の一例を
示す図、（ロ）はこの発明を適用したロボットの可動部
の動作軌跡を示す図、第３図はこの発明による方法を適
用したロボットの制御回路の構成を示すブロック図であ
る。 １・・・・・・減算点、２・・・・・・ブロック（ソフ
トウェアゲイン）、３・・・・・・Ｄ／Ａ変換器、４・
・・・・・サーボアンプ、５・・・・・・サーボモータ
、６・・・・・・パルス発生器、７・・・・・・可逆カ
ウンタ、Ｄａ・・−・・位置指令データ、Ｄａ・・・・
・・現在位置データ。
在位置Ａ’に−１との関係の一例を示す図、第２図（イ
）は従来のロボットにおける可動部の動作軌跡の一例を
示す図、（ロ）はこの発明を適用したロボットの可動部
の動作軌跡を示す図、第３図はこの発明による方法を適
用したロボットの制御回路の構成を示すブロック図であ
る。 １・・・・・・減算点、２・・・・・・ブロック（ソフ
トウェアゲイン）、３・・・・・・Ｄ／Ａ変換器、４・
・・・・・サーボアンプ、５・・・・・・サーボモータ
、６・・・・・・パルス発生器、７・・・・・・可逆カ
ウンタ、Ｄａ・・−・・位置指令データ、Ｄａ・・・・
・・現在位置データ。
Claims (1)
- 予め割込周期毎の位置指令データを算出しておき、前記
割込周期毎に可動部の現在位置を示す現在位置テークと
前記位置指令データとの差を算出し、この算出結果にソ
フトウェアゲインを乗算し、この乗算結果に基づいて前
記可動部を駆動するように構成されたロボットにおいて
、前記ソフトウェアゲインを前記現在位置データと位置
指令データとの差の値に対応して変化させることを特徴
とするロボットの制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3236083A JPS59158406A (ja) | 1983-02-28 | 1983-02-28 | ロボツトの制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3236083A JPS59158406A (ja) | 1983-02-28 | 1983-02-28 | ロボツトの制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59158406A true JPS59158406A (ja) | 1984-09-07 |
Family
ID=12356784
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3236083A Pending JPS59158406A (ja) | 1983-02-28 | 1983-02-28 | ロボツトの制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59158406A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6316981A (ja) * | 1986-07-04 | 1988-01-23 | 株式会社日立製作所 | マニピユレ−タの制御方式 |
| JPH01239609A (ja) * | 1988-03-22 | 1989-09-25 | Okuma Mach Works Ltd | 電動機による軸の位置制御方式 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5183980A (en) * | 1975-01-20 | 1976-07-22 | Hitachi Ltd | Saabokeino seigyohoshiki |
| JPS5284382A (en) * | 1975-12-29 | 1977-07-13 | Komatsu Ltd | Stable circuit for servomechanism |
| JPS5528160A (en) * | 1978-08-17 | 1980-02-28 | Mitsubishi Electric Corp | Servo mechanism |
| JPS5552109A (en) * | 1978-10-10 | 1980-04-16 | Yokogawa Hewlett Packard Ltd | Digital type servo circuit |
| JPS5569812A (en) * | 1978-11-21 | 1980-05-26 | Fujitsu Ltd | Positioning control system |
| JPS5535674B2 (ja) * | 1972-06-21 | 1980-09-16 | ||
| JPS57174703A (en) * | 1981-04-22 | 1982-10-27 | Honda Motor Co Ltd | Gain controller of servo amplifier |
-
1983
- 1983-02-28 JP JP3236083A patent/JPS59158406A/ja active Pending
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5535674B2 (ja) * | 1972-06-21 | 1980-09-16 | ||
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6316981A (ja) * | 1986-07-04 | 1988-01-23 | 株式会社日立製作所 | マニピユレ−タの制御方式 |
| JPH01239609A (ja) * | 1988-03-22 | 1989-09-25 | Okuma Mach Works Ltd | 電動機による軸の位置制御方式 |
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