JPS5937081A - 産業用ロボツトの制御方法 - Google Patents
産業用ロボツトの制御方法Info
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- JPS5937081A JPS5937081A JP14825482A JP14825482A JPS5937081A JP S5937081 A JPS5937081 A JP S5937081A JP 14825482 A JP14825482 A JP 14825482A JP 14825482 A JP14825482 A JP 14825482A JP S5937081 A JPS5937081 A JP S5937081A
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- Japan
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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
負荷変動に関しては検出機能も教示機能も有しなくて、
しかも川勤領域内での任意位置において発進.停止が要
求される軸を有する簡易構造の産業用ロボットに係り、
特に、負荷変動,油濡変動。 重力モーメントの変化等変動要因に影響されることなく
、円滑な動きならびに確実な位置決めをオン・オフ方式
で可能ならしめる制御方法に関する。 ワークをワークテーブルと加工機との間に移送し授受さ
せるハンドリング装置などの産業用ロボットにおいて、
ワーク移送過程でハンド先端の位置を検出することはも
とより、ハンドの軸に及ぼす負荷の軽重、重力モーメン
トの加わり方などを知ることは円滑な動きおよび正確な
位置決めを行う上で重要である。 殊に軸が垂直面内で俯仰動する形態のものでは、垂直方
向からの移動と、水平方向からの移動とでは重力モーメ
ントが違っていて明らかに仮者の移動の場合の方が大き
く、軸が長いとこの差は非常に大きくなる。 また・ワークの大きさ.材質が変ることで軸に与える負
荷も当然異ってくるものであって、これ等の変動要因を
無視したのでは、精密な制御を行っても1行き過ぎある
いは目標手前での未到達が生じて動作が不確実となるき
らいを生じるものである。 その点、それ等の諸変動要素を検出する機能を持つと共
に、訂正動作を行わせるフィードバック制御によるもの
では、上記の問題点は解決可能となるが、これは制御系
が非常に複雑となって操作が面倒であるし、またコスト
高となる不利は免れ得なく、さらに目標点に到達した時
点でもサーボ機構を依然として作動させたま1にしてお
かなければならなくて、油圧駆動方式ではより複雑な構
造Lなり、従って汎用品として不適当とされている。 このような高価な装置とは別にオン・オフ操作による簡
易構造のロボットでは、オン・オフ切り換えの間を時定
数(例えばORによる)によって連続的に変化させるな
どの手段を採りながら、負荷の程度によって油圧ライン
の流量,圧力を制御するようにすることで円滑な動きを
行わせるようにしたものがあるが、これでも円滑な加減
速ができなくて、目標点に対してオーバランしたり、未
達になったvすることは避は得なく、従って頑丈なスト
ッパー機構を設けて、これで位置決めさせるなどの手段
に依存せざるを得なく、ワークに強い衝撃が加わったり
、また、不体裁な反跳作用があったりして根本的な解決
には程遠いものがあったO 本発明はかかる従来の諸問題点に対処して案出されたも
のであって、油圧駆動方式で、かつ、オン・オフ方式を
採用した簡易構造の産業用ロボットを基本としながら、
負荷,重力モーメントの変化による条件は予め設定し記
憶させておくことで、実際の操作に当っては発進位置と
停止位置の教示をするだはでよくて、フィードバック制
御方式に比肩し得る程の円滑な動きならびに確実な位置
決めを保証せしめることを本発明は目的としている。 しかして本発明は特に電流比例流量制御弁による速度制
御ならびに電磁切換弁による方向制御による速度制御な
らびに電磁切換弁による方向制御が成される油圧アクチ
ュエータに連結し・かつ・移動量のみを検出用能となし
た軸に対して、■1動領域内の任意位置での発進、停止
が要求される簡易構造の産業用ロボットにおいて、所定
速度で移動中の前記軸を停止指令によって減速しつつ停
止せしめるまでの間の移動量に相当する最小移動変位を
′基準変位情報としてメモリーに格納するとともに・前
記軸の可動領域を予め適宜数(nJに区分して得たサブ
領域の各両端位置の値を当該各サブ領域に対応する領域
情報としてメモリーに格納し、さらに前記サブ領域を行
単位および列単位とし作成してなるマトリックスのn2
個の各区画に対応したメモリ一番地を設けて、任意の発
進位置および停止位置が夫々用する前記サブ領域の組合
わせにより予め決定されてなる各運動パターン情報を、
前記マド1,1ツクス土から求めた各区画に対応する前
記各メモリ一番地に夫々格納し、たソし、前記連動パタ
ーン情報としては、電流比例流量制御弁の開度、電磁切
換弁の開閉タイミング、油圧ラインの圧力指令、停止位
置に対して前記最小移動変位に近似の量の減速幅だけ手
前となるトリガー設定位置を要素となして、それ等を順
序的に読み出し可能となしており、所望の発進位置およ
び停止位置を指令した後に発進指令を発すると、まず、
発進位置と停止位置の差の絶対値と、前記最小移動変位
との比較筒を行わせて、前記絶対値の方が小さいときは
、前記運動パターン情報には関係なく、別に設定した最
低速運動パターン情報にょリ一定流量、一定圧力の下で
の最低速で前記軸を動作せしめて、所定の停止位置で停
止せしめる一方、前記絶対値の方が太きいときは前記発
進位置および前記停止位置が夫々用する各サブ領域を判
定して、それらサブ領域の組みに対応するメモリ一番地
の運動パターン情報を読み出し、前記トリガー設定位置
に至るまでは、電流比例流量制御弁の初期開度、電磁切
換弁の開放タイミングならびに油圧ラインの初期圧力を
指定することにより、前記軸に対し所定高速度下の位置
制御を行わせ、前記トリガー設定位置に達した時点から
電流比例流量制御弁を極小時間幅のステップ状に順次絞
らせることにより、前記軸に対しステップ状の減速作動
による時間制御を行わしめ、前記停止位置に達したとこ
ろで電磁切換弁を閉弁し、前記軸を停止せしめる制御方
法を特徴とするものであって、目標点近くのトリガー設
定位置までは高速下の位置制御を、トリガー設定位置か
ら目標点までは減速度をステップ状にかけながら時間制
御を夫々行わせて、オーバーラン、反跳を未然に防止百
1能となし、カくシて所期の目的を達成し得るに至った
のである。 以下1本発明の1実施例について添付図面を参照しつつ
詳細1に説明する。 本発明方法の実施に係る産業用ロボットは図示しないが
多軸を有する多次元運動が可能な従来周知の構造であっ
て、油圧駆動方式であり、しかも本発明方法の実施に係
る軸(1)(第1図参照)は他軸とは同時に作動しなく
、単独に作動が成されるものであジ、そして前記軸(1
)は、電流比例流量制御弁(6)および圧力補償弁(7
)を備えたリザーバライン(5)とポンプ(図示せず)
に連絡したポンプライン(4)七からなる油圧回路に対
し、パイロット付減圧弁(9)、電磁切換弁(8)およ
び逆止弁(12)を介し接続してなる油圧アクチュエー
タ(3)に連結させて垂直面での仰・俯動が可能となっ
ており、先端にワークを把持するためのへンド(2)が
取9つけられている。 油圧アクチュエータ(3)は片ロット°シリンダ(3〜
。 (3b)を有していて、各シリンダのロットを軸f+)
の基部に設けた回動用チェーンスプロケット(13)に
係架されてなるチェーンの両端に夫々連結すると共に・
ロット側シリンダ室を4ホ一ド3位置形の前記電磁切換
弁(8)に夫々接続し、かつ、反ロッド側シリンダ室相
互を連絡せしめて、押し引き方式のアクチュエータを形
成し、圧油の流れを電磁切換弁(8)で!71り換えた
場合、油圧作用面積が流れ方向に関係なく一定に保たれ
て、定圧下において同じくトローラの動きが成されるよ
うになっている。 一方、ハイロット付減圧弁(9)はボンブライン(4)
と電磁切換弁(8)とを結ぶ配管中に設けた圧力1節用
制御弁であって、そのリザーバラインには電流比例圧力
制御弁(10)を有しており、該圧力制御弁(10)の
電流調節によって油圧アクチュエータ(3)K加える油
圧を制御し得るよう形成している。 しかして前記軸+1+は電流比例流量制御弁(6)によ
る速度制御ならびに電磁切換弁(8)による方向制御が
成されると共に、移動量(この場合は回転角)をエンコ
ーダのカウント数などにより正確に検出用能であって、
しかも可動領域内の任意位置での発進、停止が要求され
ると共に、負荷変動に関してこれを検出する系ならびに
パラメータとして教示する機能をともに有しない構造で
あり、電磁切換弁(8)をソレノイド(8s+)の励磁
によって中立位置から作動させると、パイロット付減圧
弁(9)が設定している圧力ならびに電流比例流量制御
弁(6)が設定したR量(速度)Kよって、前記軸fl
)!!′i俯動方向(第1図上で時計方向)に回動させ
られ、逆にソレノイド(8s2)の励磁によって伸動方
向(同じく反時計方向)に逆回動させられる。 なお、油圧アクチュエータ(3)と電磁切換弁(8)と
を接続する油圧回路は周知の補強容入クボースによって
形成されるのが普通であって、流通する油の圧力変動に
よって、当然ホースの径が僅かに大小変化することは避
けられないものであり、これが軸(1)の制御に些少で
はあるが影響を及ぼ丁こtとなるのである。 値上の構造になるロボットを制御するための方法につい
て次に説明すると、この制御方法は後述する発進位置と
停止位置との教示ならびに発進指令を与えると、後はマ
イクロコンピュータの演算および指令によって自動的に
行われるものであり、このマイクロコンピュータの記憶
部には基準変位情報と、領域情報tmz)と、運動ツク
ターン情報[P n)とが書き込まれて、それら各情報
を必要に応じ随′時読み出し可能となしている。 上記各情報について以下分娩する。 げ)基準変位情報、 前記軸(+)を最高速度に近い所定速度で移動せしめて
いる際、停止指令によって減速しながら完全停止に至ら
せるまでの間の停止に要する移動量に相当する最小移動
変位(社)であって、軸f+)の回動位置および負荷の
荷重によって変化する値であるが、例えば実験的に求め
た各数値の安全側の値をとればよく、このようにして得
た変位情報を専用のメモリーに格納するものである〇(
口〕 領域情報(m4)・ 軸(1)(この例ではアームである)の変位Xは、eO
≦X ≦ el の値をとジ、θ7Xに例えばエンコータのカウント数で
表現が司能である。eo、el は機械的なエンドに
対応するものであって、軸+1+の可動領域(M)はM
−Ce(1、el ’3と表示するとして・これを適宜
数(n個)のサブ領域−l)〜初イ゛)〜(777、)
K区分し、m+ =〔eo + X+ )、m2=C
X+ +X2)、・・・・・・・・・mイ=(X4−/
l X4 ) %・・・・・・・・n1□=CXn
ll e、 ] で示した各サブ領域は、各両端位置の
値(e。) 、 (X+) 、 (X2) 、 ・・・
・・”・(Xnt) 、 (e+)をデータとしてメモ
リーに格納せしめる。 第2図に示した例は軸fl)が原点(A)即ちノ・ンド
部がワークテーブルのワーク位置に会心した状態から、
旋盤のチャック(0)に会心した状態までの間の回動範
囲が可動領域に)であって、回転角では約1200、エ
ンコーダのカウント数では785となる。 この可動領域CM)を、原点(A)から時計方向に20
° (カウント数130〕のサブ領域10」、次の20
°〜37°(230)のサブ領域「I」、37°〜57
°(370)のサブ領域「■」 (この領域内に垂直状
態が含まれる)、57°〜81°(530)のサブ領域
rlJ、81°〜87°(570)のサブ領域1−■」
ならびに8′7°〜120°(785)のサブ領域IJ
の5つのサブ領域に区分して、サブ領域「0」は「0,
129」、サブ領域rlJはl’ 130 、229J
、サブ領域1■」は「230 、369 J 、サブ
領域l■はj 370 。 529コ、サブ領域「■コはf’ 530 、 569
J 、サブ領域IJは[570、785Jのディジタ
ル情報上してメモリーに格納丁ればよい。 (ハ) 運動゛パターン情報(PTI)、発進位置(S
、)と停止位置(S2)の変位の値は、軸(アーム)[
ILIC付したエンコータのカウント値あるいは操作者
がキーボードによって入力するディジタル値で表現され
るが、この両位置C3,)。 (S2)が夫々前記サブ領域「0」〜r4Jのいずれに
属するかを判定して、該当する2つのサブ領域の組合わ
せにより予め決定した各運動パターン情報(P→を所定
のメモリ一番地に夫々格納するものである。 この情報格納の手段としては次のように行うことが特徴
とするところである。 前記サブ領域「0」〜「V」を行単位および列単位とし
て第3図に示す如くマトリックス(X)を作成し、この
マトリックス(2)上(D62=36個の各区画に対応
するメモリ一番地を設けて、例えば発進位置(Sl)が
サブ領域1− II J 、停止位置(S2)がサブ領
域rlJに夫々用しているときには〜対応する区画(第
3図において四角枠で示した区画)によって決まるメモ
リ一番地に運動パターン情報(P+)を格納する如く、
各メモリ一番地に対して予め決定されてなる運動パター
ン情報(P→を夫々格納するのである。 この場合の連動パターン情報(PTl)としては、電流
比例流量制御弁(6)の開度、電磁切換弁(8)の開閉
タイミング、油圧ラインの圧カ指令丁なゎち電流比例圧
力制御弁(10)の開度、停止位置(s2)に対して前
記最小移動変位(H)に近似した量の減速幅(h) (
これは運動パターン情報(Pt+)の種別によって異る
ものである)だけ手前の位置となるトリガー設定位置C
T)を要素となしていて、読み出しの指令によってそれ
等各要素を予め定めらレタ順序にしたがって順次読み出
されるようになっている。 この運動パターン情報の一例を第3図、第2図によって
示すと、発進位置(S、)がサブ領域1層」に属してお
り、停止位置(s2)がチャック(c)にノ)ンドを会
心させる最終位置となってサブ領域flJに属するとし
た教示を行ったときけ第3図のマトリックス(埒から明
らかなように九枠で示した区画に格納された運動パター
ン情報(Pa)が読み出されて、これが油圧アクチュエ
ータ(3)に対する指令情報となる。 このときの運動パターン情報(Po)は、はじめに停止
位置(カウント数785)から減速幅Ch)として予め
決定した値(カウントi85)を減算して785−85
=700を記憶しておき、次いで前記流量制御弁(6)
のソレノイドに例えば3.2■相当の開度指令を与えた
後、圧力制御弁(10)のソレノイドに最高圧相当の開
度指令を与える。 そして軸+11がトリガー設定点(T)すなわち700
のカウント数に達すると、前記流量制御弁(6)のソレ
ノイドに対して2.8V50m+n秒、2.45V10
0mm秒、2.15V100m秒、1.85V150w
m秒の開度指令を順次与えて最終に1.45■の開度指
令を与え、これを目標位置785カウントに達するまで
保持せしめる指令を与えるようにするものである。 以上によりマイクロコンピュータに格納させる情報の内
容を説明したが、次にそれ等情報にもとづいて前記軸m
を作動させる制御方法について以下説明する。 発進位置(S、)と停止位置(S2)とが指定されて後
、発進指令を発すると、前記マイクロコンピュータに発
進位置(S、)と停止位置(S2)の差の絶対値(SJ
と、前記最小移動変位(6)との比較算を行わせる。 この演算結果がS≦Hであると、第3図のマトリックス
(X)上に示した各運動パターン情報(P→には関係な
く、別に設定した最低速連動パターン情報(Pb)で軸
f1+を作動させる。 この場合の連動パターン情報CPt)は各制御弁(6)
。 (81,Oatの作動タイミング、流量制御弁(6)お
よび圧力制御弁(10)の各ソレノイドに対する指令の
みがデータとして含まれており、かくして一定流量、一
定圧力の下での最低速で軸mを作動させることが司能で
あり、この場合は発進位置(S、)が停止位置(S2)
に接近した状態であるので衝撃が殆どなく緩やかに作動
してオーバランが生じない動きがなされる。 一方、演算結果がS>Hであると、発進位置(S+)が
属するサブ領域(ロ)、°)および停止位置(S、)が
属するサブ領域−1)を判定して、それら両サブ領域m
A)〜)の組によって前記マトリックス(X)上の区画
を選んで、該区画に相当するメモリ一番地の連動パター
ン情報(Pi)を選択する。 この連動パターン情報(氏〕 によって決められた減速
幅(h)と前記絶対値(S)とを比較して、s<hの場
合には、前記最低速運動パターン情報(Pc、)に選択
しなおして、該情報(PL、)の指令で軸[+)を作動
せしめる。 反対にs>hの場合は、発進位置(S、)から停止位置
(S2)の手前の前記トリガー設定位置(T)に達する
までは前記運動パターン情報(PJ 中に記入されてい
る初期弁開度、初期圧力のデータゾ0.POに対応する
流量、圧力指令にもとづいて流量制御(6)および圧力
制御弁(1o)のコントローラに出力する。 ・この間
は位置監視による制御が成されるものである。 そして、トリガー設定位置CT)に達したところで、前
記情報(Pi)から次いで出されるデータにより時間に
したがった流力、圧力の制御にはいる。 この場合の情報(pi)は前述した如く、開度、圧力に
関する指令値を咽秒単位の時間によって保持するが、普
通は50咽秒〜loom+n秒の間隔てステップ状に減
速度をかけて行くようにし、漸減速させるのである。 そしてステップ状に減速し終った状態では開度および圧
力を最低に保持し、軸(1)が停止位置(S2)に至っ
たことを確認すると、次のトリガー信号が出されて各制
御弁+61 +81の開閉ならびに圧力制御弁(10)
の圧力設定を行う。これ等の指令信号は前記運動パター
ンに含まれている。 なお、情報
しかも川勤領域内での任意位置において発進.停止が要
求される軸を有する簡易構造の産業用ロボットに係り、
特に、負荷変動,油濡変動。 重力モーメントの変化等変動要因に影響されることなく
、円滑な動きならびに確実な位置決めをオン・オフ方式
で可能ならしめる制御方法に関する。 ワークをワークテーブルと加工機との間に移送し授受さ
せるハンドリング装置などの産業用ロボットにおいて、
ワーク移送過程でハンド先端の位置を検出することはも
とより、ハンドの軸に及ぼす負荷の軽重、重力モーメン
トの加わり方などを知ることは円滑な動きおよび正確な
位置決めを行う上で重要である。 殊に軸が垂直面内で俯仰動する形態のものでは、垂直方
向からの移動と、水平方向からの移動とでは重力モーメ
ントが違っていて明らかに仮者の移動の場合の方が大き
く、軸が長いとこの差は非常に大きくなる。 また・ワークの大きさ.材質が変ることで軸に与える負
荷も当然異ってくるものであって、これ等の変動要因を
無視したのでは、精密な制御を行っても1行き過ぎある
いは目標手前での未到達が生じて動作が不確実となるき
らいを生じるものである。 その点、それ等の諸変動要素を検出する機能を持つと共
に、訂正動作を行わせるフィードバック制御によるもの
では、上記の問題点は解決可能となるが、これは制御系
が非常に複雑となって操作が面倒であるし、またコスト
高となる不利は免れ得なく、さらに目標点に到達した時
点でもサーボ機構を依然として作動させたま1にしてお
かなければならなくて、油圧駆動方式ではより複雑な構
造Lなり、従って汎用品として不適当とされている。 このような高価な装置とは別にオン・オフ操作による簡
易構造のロボットでは、オン・オフ切り換えの間を時定
数(例えばORによる)によって連続的に変化させるな
どの手段を採りながら、負荷の程度によって油圧ライン
の流量,圧力を制御するようにすることで円滑な動きを
行わせるようにしたものがあるが、これでも円滑な加減
速ができなくて、目標点に対してオーバランしたり、未
達になったvすることは避は得なく、従って頑丈なスト
ッパー機構を設けて、これで位置決めさせるなどの手段
に依存せざるを得なく、ワークに強い衝撃が加わったり
、また、不体裁な反跳作用があったりして根本的な解決
には程遠いものがあったO 本発明はかかる従来の諸問題点に対処して案出されたも
のであって、油圧駆動方式で、かつ、オン・オフ方式を
採用した簡易構造の産業用ロボットを基本としながら、
負荷,重力モーメントの変化による条件は予め設定し記
憶させておくことで、実際の操作に当っては発進位置と
停止位置の教示をするだはでよくて、フィードバック制
御方式に比肩し得る程の円滑な動きならびに確実な位置
決めを保証せしめることを本発明は目的としている。 しかして本発明は特に電流比例流量制御弁による速度制
御ならびに電磁切換弁による方向制御による速度制御な
らびに電磁切換弁による方向制御が成される油圧アクチ
ュエータに連結し・かつ・移動量のみを検出用能となし
た軸に対して、■1動領域内の任意位置での発進、停止
が要求される簡易構造の産業用ロボットにおいて、所定
速度で移動中の前記軸を停止指令によって減速しつつ停
止せしめるまでの間の移動量に相当する最小移動変位を
′基準変位情報としてメモリーに格納するとともに・前
記軸の可動領域を予め適宜数(nJに区分して得たサブ
領域の各両端位置の値を当該各サブ領域に対応する領域
情報としてメモリーに格納し、さらに前記サブ領域を行
単位および列単位とし作成してなるマトリックスのn2
個の各区画に対応したメモリ一番地を設けて、任意の発
進位置および停止位置が夫々用する前記サブ領域の組合
わせにより予め決定されてなる各運動パターン情報を、
前記マド1,1ツクス土から求めた各区画に対応する前
記各メモリ一番地に夫々格納し、たソし、前記連動パタ
ーン情報としては、電流比例流量制御弁の開度、電磁切
換弁の開閉タイミング、油圧ラインの圧力指令、停止位
置に対して前記最小移動変位に近似の量の減速幅だけ手
前となるトリガー設定位置を要素となして、それ等を順
序的に読み出し可能となしており、所望の発進位置およ
び停止位置を指令した後に発進指令を発すると、まず、
発進位置と停止位置の差の絶対値と、前記最小移動変位
との比較筒を行わせて、前記絶対値の方が小さいときは
、前記運動パターン情報には関係なく、別に設定した最
低速運動パターン情報にょリ一定流量、一定圧力の下で
の最低速で前記軸を動作せしめて、所定の停止位置で停
止せしめる一方、前記絶対値の方が太きいときは前記発
進位置および前記停止位置が夫々用する各サブ領域を判
定して、それらサブ領域の組みに対応するメモリ一番地
の運動パターン情報を読み出し、前記トリガー設定位置
に至るまでは、電流比例流量制御弁の初期開度、電磁切
換弁の開放タイミングならびに油圧ラインの初期圧力を
指定することにより、前記軸に対し所定高速度下の位置
制御を行わせ、前記トリガー設定位置に達した時点から
電流比例流量制御弁を極小時間幅のステップ状に順次絞
らせることにより、前記軸に対しステップ状の減速作動
による時間制御を行わしめ、前記停止位置に達したとこ
ろで電磁切換弁を閉弁し、前記軸を停止せしめる制御方
法を特徴とするものであって、目標点近くのトリガー設
定位置までは高速下の位置制御を、トリガー設定位置か
ら目標点までは減速度をステップ状にかけながら時間制
御を夫々行わせて、オーバーラン、反跳を未然に防止百
1能となし、カくシて所期の目的を達成し得るに至った
のである。 以下1本発明の1実施例について添付図面を参照しつつ
詳細1に説明する。 本発明方法の実施に係る産業用ロボットは図示しないが
多軸を有する多次元運動が可能な従来周知の構造であっ
て、油圧駆動方式であり、しかも本発明方法の実施に係
る軸(1)(第1図参照)は他軸とは同時に作動しなく
、単独に作動が成されるものであジ、そして前記軸(1
)は、電流比例流量制御弁(6)および圧力補償弁(7
)を備えたリザーバライン(5)とポンプ(図示せず)
に連絡したポンプライン(4)七からなる油圧回路に対
し、パイロット付減圧弁(9)、電磁切換弁(8)およ
び逆止弁(12)を介し接続してなる油圧アクチュエー
タ(3)に連結させて垂直面での仰・俯動が可能となっ
ており、先端にワークを把持するためのへンド(2)が
取9つけられている。 油圧アクチュエータ(3)は片ロット°シリンダ(3〜
。 (3b)を有していて、各シリンダのロットを軸f+)
の基部に設けた回動用チェーンスプロケット(13)に
係架されてなるチェーンの両端に夫々連結すると共に・
ロット側シリンダ室を4ホ一ド3位置形の前記電磁切換
弁(8)に夫々接続し、かつ、反ロッド側シリンダ室相
互を連絡せしめて、押し引き方式のアクチュエータを形
成し、圧油の流れを電磁切換弁(8)で!71り換えた
場合、油圧作用面積が流れ方向に関係なく一定に保たれ
て、定圧下において同じくトローラの動きが成されるよ
うになっている。 一方、ハイロット付減圧弁(9)はボンブライン(4)
と電磁切換弁(8)とを結ぶ配管中に設けた圧力1節用
制御弁であって、そのリザーバラインには電流比例圧力
制御弁(10)を有しており、該圧力制御弁(10)の
電流調節によって油圧アクチュエータ(3)K加える油
圧を制御し得るよう形成している。 しかして前記軸+1+は電流比例流量制御弁(6)によ
る速度制御ならびに電磁切換弁(8)による方向制御が
成されると共に、移動量(この場合は回転角)をエンコ
ーダのカウント数などにより正確に検出用能であって、
しかも可動領域内の任意位置での発進、停止が要求され
ると共に、負荷変動に関してこれを検出する系ならびに
パラメータとして教示する機能をともに有しない構造で
あり、電磁切換弁(8)をソレノイド(8s+)の励磁
によって中立位置から作動させると、パイロット付減圧
弁(9)が設定している圧力ならびに電流比例流量制御
弁(6)が設定したR量(速度)Kよって、前記軸fl
)!!′i俯動方向(第1図上で時計方向)に回動させ
られ、逆にソレノイド(8s2)の励磁によって伸動方
向(同じく反時計方向)に逆回動させられる。 なお、油圧アクチュエータ(3)と電磁切換弁(8)と
を接続する油圧回路は周知の補強容入クボースによって
形成されるのが普通であって、流通する油の圧力変動に
よって、当然ホースの径が僅かに大小変化することは避
けられないものであり、これが軸(1)の制御に些少で
はあるが影響を及ぼ丁こtとなるのである。 値上の構造になるロボットを制御するための方法につい
て次に説明すると、この制御方法は後述する発進位置と
停止位置との教示ならびに発進指令を与えると、後はマ
イクロコンピュータの演算および指令によって自動的に
行われるものであり、このマイクロコンピュータの記憶
部には基準変位情報と、領域情報tmz)と、運動ツク
ターン情報[P n)とが書き込まれて、それら各情報
を必要に応じ随′時読み出し可能となしている。 上記各情報について以下分娩する。 げ)基準変位情報、 前記軸(+)を最高速度に近い所定速度で移動せしめて
いる際、停止指令によって減速しながら完全停止に至ら
せるまでの間の停止に要する移動量に相当する最小移動
変位(社)であって、軸f+)の回動位置および負荷の
荷重によって変化する値であるが、例えば実験的に求め
た各数値の安全側の値をとればよく、このようにして得
た変位情報を専用のメモリーに格納するものである〇(
口〕 領域情報(m4)・ 軸(1)(この例ではアームである)の変位Xは、eO
≦X ≦ el の値をとジ、θ7Xに例えばエンコータのカウント数で
表現が司能である。eo、el は機械的なエンドに
対応するものであって、軸+1+の可動領域(M)はM
−Ce(1、el ’3と表示するとして・これを適宜
数(n個)のサブ領域−l)〜初イ゛)〜(777、)
K区分し、m+ =〔eo + X+ )、m2=C
X+ +X2)、・・・・・・・・・mイ=(X4−/
l X4 ) %・・・・・・・・n1□=CXn
ll e、 ] で示した各サブ領域は、各両端位置の
値(e。) 、 (X+) 、 (X2) 、 ・・・
・・”・(Xnt) 、 (e+)をデータとしてメモ
リーに格納せしめる。 第2図に示した例は軸fl)が原点(A)即ちノ・ンド
部がワークテーブルのワーク位置に会心した状態から、
旋盤のチャック(0)に会心した状態までの間の回動範
囲が可動領域に)であって、回転角では約1200、エ
ンコーダのカウント数では785となる。 この可動領域CM)を、原点(A)から時計方向に20
° (カウント数130〕のサブ領域10」、次の20
°〜37°(230)のサブ領域「I」、37°〜57
°(370)のサブ領域「■」 (この領域内に垂直状
態が含まれる)、57°〜81°(530)のサブ領域
rlJ、81°〜87°(570)のサブ領域1−■」
ならびに8′7°〜120°(785)のサブ領域IJ
の5つのサブ領域に区分して、サブ領域「0」は「0,
129」、サブ領域rlJはl’ 130 、229J
、サブ領域1■」は「230 、369 J 、サブ
領域l■はj 370 。 529コ、サブ領域「■コはf’ 530 、 569
J 、サブ領域IJは[570、785Jのディジタ
ル情報上してメモリーに格納丁ればよい。 (ハ) 運動゛パターン情報(PTI)、発進位置(S
、)と停止位置(S2)の変位の値は、軸(アーム)[
ILIC付したエンコータのカウント値あるいは操作者
がキーボードによって入力するディジタル値で表現され
るが、この両位置C3,)。 (S2)が夫々前記サブ領域「0」〜r4Jのいずれに
属するかを判定して、該当する2つのサブ領域の組合わ
せにより予め決定した各運動パターン情報(P→を所定
のメモリ一番地に夫々格納するものである。 この情報格納の手段としては次のように行うことが特徴
とするところである。 前記サブ領域「0」〜「V」を行単位および列単位とし
て第3図に示す如くマトリックス(X)を作成し、この
マトリックス(2)上(D62=36個の各区画に対応
するメモリ一番地を設けて、例えば発進位置(Sl)が
サブ領域1− II J 、停止位置(S2)がサブ領
域rlJに夫々用しているときには〜対応する区画(第
3図において四角枠で示した区画)によって決まるメモ
リ一番地に運動パターン情報(P+)を格納する如く、
各メモリ一番地に対して予め決定されてなる運動パター
ン情報(P→を夫々格納するのである。 この場合の連動パターン情報(PTl)としては、電流
比例流量制御弁(6)の開度、電磁切換弁(8)の開閉
タイミング、油圧ラインの圧カ指令丁なゎち電流比例圧
力制御弁(10)の開度、停止位置(s2)に対して前
記最小移動変位(H)に近似した量の減速幅(h) (
これは運動パターン情報(Pt+)の種別によって異る
ものである)だけ手前の位置となるトリガー設定位置C
T)を要素となしていて、読み出しの指令によってそれ
等各要素を予め定めらレタ順序にしたがって順次読み出
されるようになっている。 この運動パターン情報の一例を第3図、第2図によって
示すと、発進位置(S、)がサブ領域1層」に属してお
り、停止位置(s2)がチャック(c)にノ)ンドを会
心させる最終位置となってサブ領域flJに属するとし
た教示を行ったときけ第3図のマトリックス(埒から明
らかなように九枠で示した区画に格納された運動パター
ン情報(Pa)が読み出されて、これが油圧アクチュエ
ータ(3)に対する指令情報となる。 このときの運動パターン情報(Po)は、はじめに停止
位置(カウント数785)から減速幅Ch)として予め
決定した値(カウントi85)を減算して785−85
=700を記憶しておき、次いで前記流量制御弁(6)
のソレノイドに例えば3.2■相当の開度指令を与えた
後、圧力制御弁(10)のソレノイドに最高圧相当の開
度指令を与える。 そして軸+11がトリガー設定点(T)すなわち700
のカウント数に達すると、前記流量制御弁(6)のソレ
ノイドに対して2.8V50m+n秒、2.45V10
0mm秒、2.15V100m秒、1.85V150w
m秒の開度指令を順次与えて最終に1.45■の開度指
令を与え、これを目標位置785カウントに達するまで
保持せしめる指令を与えるようにするものである。 以上によりマイクロコンピュータに格納させる情報の内
容を説明したが、次にそれ等情報にもとづいて前記軸m
を作動させる制御方法について以下説明する。 発進位置(S、)と停止位置(S2)とが指定されて後
、発進指令を発すると、前記マイクロコンピュータに発
進位置(S、)と停止位置(S2)の差の絶対値(SJ
と、前記最小移動変位(6)との比較算を行わせる。 この演算結果がS≦Hであると、第3図のマトリックス
(X)上に示した各運動パターン情報(P→には関係な
く、別に設定した最低速連動パターン情報(Pb)で軸
f1+を作動させる。 この場合の連動パターン情報CPt)は各制御弁(6)
。 (81,Oatの作動タイミング、流量制御弁(6)お
よび圧力制御弁(10)の各ソレノイドに対する指令の
みがデータとして含まれており、かくして一定流量、一
定圧力の下での最低速で軸mを作動させることが司能で
あり、この場合は発進位置(S、)が停止位置(S2)
に接近した状態であるので衝撃が殆どなく緩やかに作動
してオーバランが生じない動きがなされる。 一方、演算結果がS>Hであると、発進位置(S+)が
属するサブ領域(ロ)、°)および停止位置(S、)が
属するサブ領域−1)を判定して、それら両サブ領域m
A)〜)の組によって前記マトリックス(X)上の区画
を選んで、該区画に相当するメモリ一番地の連動パター
ン情報(Pi)を選択する。 この連動パターン情報(氏〕 によって決められた減速
幅(h)と前記絶対値(S)とを比較して、s<hの場
合には、前記最低速運動パターン情報(Pc、)に選択
しなおして、該情報(PL、)の指令で軸[+)を作動
せしめる。 反対にs>hの場合は、発進位置(S、)から停止位置
(S2)の手前の前記トリガー設定位置(T)に達する
までは前記運動パターン情報(PJ 中に記入されてい
る初期弁開度、初期圧力のデータゾ0.POに対応する
流量、圧力指令にもとづいて流量制御(6)および圧力
制御弁(1o)のコントローラに出力する。 ・この間
は位置監視による制御が成されるものである。 そして、トリガー設定位置CT)に達したところで、前
記情報(Pi)から次いで出されるデータにより時間に
したがった流力、圧力の制御にはいる。 この場合の情報(pi)は前述した如く、開度、圧力に
関する指令値を咽秒単位の時間によって保持するが、普
通は50咽秒〜loom+n秒の間隔てステップ状に減
速度をかけて行くようにし、漸減速させるのである。 そしてステップ状に減速し終った状態では開度および圧
力を最低に保持し、軸(1)が停止位置(S2)に至っ
たことを確認すると、次のトリガー信号が出されて各制
御弁+61 +81の開閉ならびに圧力制御弁(10)
の圧力設定を行う。これ等の指令信号は前記運動パター
ンに含まれている。 なお、情報
【Pi】の要素中、圧力に関しては、弁開度
の変化と共に変化しない場合があるが、この場合には、
データとして書き込みが成されていない限り、前に設定
したデータがそのままラッチされるようにしておくこと
もできる。 上述のトリガー設定位置(T)到達以後の制御は位置監
視でなく時間制御であって、停止位置(S2)に達した
ことをエンコーダで位置検出して目標位置に正しく停止
させる。 ところで制御弁の開閉タイミングデータは主に流量、圧
力を上昇させる前、つまり連動の開始時点で流路切換え
の時間稼ぎとアクチュエータに加わる圧力の均衡化を目
的とするものである。このデータは制御弁のソレノイド
の番号、オン・オフの動作の選択、その間の時間を組み
として構成される。 一方、トリガー設定位置(T)rI′i、停止位置(S
l) の値と最小移動変位(H)とから81±Hの演
算を行って求める。このときの配号士は運動の向きに応
じて決まるものであり、最小移動変位(HJは当然運動
パターン情報(攻)中に含まれている。 第4図(イ)(ロ)は制御態様のうち、5)Hlかつ、
s>hのときの電流比例流量制御弁(6)に対する指令
電圧の加え方(第4図馨)参照)と、軸(+)の変位と
を示したものであって、流量制御弁(6)に対しては、
目標値、減速幅で決定されるトリガー設定位置(T)に
軸(1)が達するとソレノイドに与える指令電圧をステ
ップ状に低減してゆき、一方、エンコーダカウントが目
標の停止位置(S2)のカウントと一致すると、電磁切
換弁(8)を閉じそ停止させる。但し、途中の位置でな
く、エンド位置のときは低圧力の下で押えつけるように
する。 以上述べた制御を行うことによって、ショックが殆どな
く、かつオーバランや反跳のない動きを軸(1)に与え
ることができる。 本発明方法の態様は値上の通りであるが、次に効果につ
いて述べる。 (イ)負荷変動、油温変動1重力モーメントの変化等変
動要因に影響される軸(1)であっても、移動量さえ検
出し得る構造であれば、本発明の実施によって予め設定
しておいた運動パターン情報通りに軸(+)を動か丁ご
とで円滑な動きと確実な位置決めを行わせることが可能
である。 (口〕 切換弁(8)、流量制御弁(6)などの制御
弁をオン・オフ制御することで目標位置への確実な動き
が可能となり、簡易構造の産業用ロボットの信頼性向上
に寄与するところ大である。 (ハ) 最初に運動パターン情報(Pu)を書き込ませ
て置けば、実際の操作は発進位置(S、)と停止位置(
S2)の指定と発進操作を行うだけでよいので、取扱い
は至って簡便である。
の変化と共に変化しない場合があるが、この場合には、
データとして書き込みが成されていない限り、前に設定
したデータがそのままラッチされるようにしておくこと
もできる。 上述のトリガー設定位置(T)到達以後の制御は位置監
視でなく時間制御であって、停止位置(S2)に達した
ことをエンコーダで位置検出して目標位置に正しく停止
させる。 ところで制御弁の開閉タイミングデータは主に流量、圧
力を上昇させる前、つまり連動の開始時点で流路切換え
の時間稼ぎとアクチュエータに加わる圧力の均衡化を目
的とするものである。このデータは制御弁のソレノイド
の番号、オン・オフの動作の選択、その間の時間を組み
として構成される。 一方、トリガー設定位置(T)rI′i、停止位置(S
l) の値と最小移動変位(H)とから81±Hの演
算を行って求める。このときの配号士は運動の向きに応
じて決まるものであり、最小移動変位(HJは当然運動
パターン情報(攻)中に含まれている。 第4図(イ)(ロ)は制御態様のうち、5)Hlかつ、
s>hのときの電流比例流量制御弁(6)に対する指令
電圧の加え方(第4図馨)参照)と、軸(+)の変位と
を示したものであって、流量制御弁(6)に対しては、
目標値、減速幅で決定されるトリガー設定位置(T)に
軸(1)が達するとソレノイドに与える指令電圧をステ
ップ状に低減してゆき、一方、エンコーダカウントが目
標の停止位置(S2)のカウントと一致すると、電磁切
換弁(8)を閉じそ停止させる。但し、途中の位置でな
く、エンド位置のときは低圧力の下で押えつけるように
する。 以上述べた制御を行うことによって、ショックが殆どな
く、かつオーバランや反跳のない動きを軸(1)に与え
ることができる。 本発明方法の態様は値上の通りであるが、次に効果につ
いて述べる。 (イ)負荷変動、油温変動1重力モーメントの変化等変
動要因に影響される軸(1)であっても、移動量さえ検
出し得る構造であれば、本発明の実施によって予め設定
しておいた運動パターン情報通りに軸(+)を動か丁ご
とで円滑な動きと確実な位置決めを行わせることが可能
である。 (口〕 切換弁(8)、流量制御弁(6)などの制御
弁をオン・オフ制御することで目標位置への確実な動き
が可能となり、簡易構造の産業用ロボットの信頼性向上
に寄与するところ大である。 (ハ) 最初に運動パターン情報(Pu)を書き込ませ
て置けば、実際の操作は発進位置(S、)と停止位置(
S2)の指定と発進操作を行うだけでよいので、取扱い
は至って簡便である。
第1図は本発明方法の実施に係るロボットの油圧回路要
部展開図、第2図は第1図々示ロボットの軸の運動領域
区分図、第3図は本発明に係る連動パターン情報の格納
態様を説明するだめのマトリックスの1例を示す図表、
第4図(()は本発明方法の実施に係る第1図々示ロボ
ットの電流比例流量制御弁の指令電圧推移線図、第4図
(ロ)は同じく軸の変位推移線図である。 (1)・・・軸、 (3)・・・油圧アクチュエータ
。 (6)・・・電流比例流量制御弁。 (8)・・電磁切換弁、(h)・・・減速幅。 (H)・・・最小移動変位、 (2)f)〜初り〜い−
・・・サブ領域、 岡・・・可動領域、 (p旬・・
・運動パターン情報、(S)・・絶対値、 (S+
)・・発進位置。 (S2)・・・停止位置、(T)・・・トリガー設定位
置。 (XJ・・・マトリックス。 第1図 11¥2 図 第3図 第4L!!! (イ)
部展開図、第2図は第1図々示ロボットの軸の運動領域
区分図、第3図は本発明に係る連動パターン情報の格納
態様を説明するだめのマトリックスの1例を示す図表、
第4図(()は本発明方法の実施に係る第1図々示ロボ
ットの電流比例流量制御弁の指令電圧推移線図、第4図
(ロ)は同じく軸の変位推移線図である。 (1)・・・軸、 (3)・・・油圧アクチュエータ
。 (6)・・・電流比例流量制御弁。 (8)・・電磁切換弁、(h)・・・減速幅。 (H)・・・最小移動変位、 (2)f)〜初り〜い−
・・・サブ領域、 岡・・・可動領域、 (p旬・・
・運動パターン情報、(S)・・絶対値、 (S+
)・・発進位置。 (S2)・・・停止位置、(T)・・・トリガー設定位
置。 (XJ・・・マトリックス。 第1図 11¥2 図 第3図 第4L!!! (イ)
Claims (1)
- l 電流比例流量制御弁(6)による速度制御ならびに
電磁切換弁(8)による方向制御が成される油圧アクチ
ュエータ(3)に連結し、かつ、移動量を検出可能とな
した軸flに対して、可動領域(2)内の任意位置での
発進、停止が要求されるとともに、負荷変動に関しこれ
を検出する系ならびにパラメータとして教示する機能を
ともに有しない簡易構造と成した産業用ロボットにおい
て、所定速度で移動中の前記軸(1)を停止指令によっ
て減速しつつ停止せしめるまでの間の移動量に相当する
最小移動変位(H)を基準変位情報としてメモリーに格
納するとともに、前記軸f+)の可動領域(ロ)を予め
適宜数(旬に区分して得たサブ領域−ハ〜−イ・)〜C
m−x)の各両端位置の値を当該各サブ領域に対応する
領域情報としてメモリーに格納し、さらに前記サブ領域
−7)〜初よ)〜輪−を行単位および列単位とし作成し
てなるマトリックス(刈のn2 個の各区画に対応し
たメモリ一番地を設けて、任意の発進位置(S、)およ
び停止位置(S2)が夫々用する前記サブ領域の組合わ
せにより予め決定されてなる各運動パターン情報(pt
lを、前記マトリックス(′X)上から求めた各区画に
対応する前記各メモリ一番地に夫々格納し、たソし、前
記運動パターン情報(Pn)としては、電流比例流量制
御弁(6)の開度、電磁切換弁(8)の開Mタイミング
・油圧ラインの圧力指令停止位置(S−に対して前記最
小移動変位(HJに近似の量の減速幅(h)だけ手前き
なるトリガー設定位置(T)を要素となして、それ等を
順序的に読み出し可能となしており、所望の発進位置(
Sl)および停止位置(S2)を指定した後に発進指令
を発すると、まず、発進位置(S+)と停止位置(S2
)の差の絶対値(SJと、前記最小移動変位(H)との
比較質を行わせて、前記絶対値(SJの方が小さいとき
は、前記運動パターン情報(Pすには関係なく、別に設
定した最低速連動パターン情報(pL)により・一定流
量、一定圧力の下での最低速で前記軸t1)を動作せし
めて、所定の停止位置(S、)で停止せしめる一方、前
記絶対値(SJの方が大きいときは前記発進位置(S、
)および前記停止位置(S2)が夫々属する各サブ領域
を判定して、それらサブ領域の組みに対応するメモリ一
番地の連動パターン情報(Pl)を読み出し、前記トリ
ガー設定位置(T)に至るまでは、電流比例流量制御弁
(6)の初期開度、電磁切換弁(8)の開放タイミング
ならびに油圧ラインの初期圧力を指定することにより、
前記軸(1)に対し所定高速度下の位置制御を行わせ、
前記トリガー設定位置(Tll)に達した時点から電流
比例流量制御弁(6)を極小時間幅のステップ状に順次
絞らせることにより、前記軸(1)に対しステップ状の
減速作動による時間制御を行わしめ、前記停止位置(S
、)に達したところで電磁切換弁(8)を閉弁し・前記
軸(1)を停止せしめることを特徴とする産業用ロボッ
トの制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14825482A JPS5937081A (ja) | 1982-08-25 | 1982-08-25 | 産業用ロボツトの制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14825482A JPS5937081A (ja) | 1982-08-25 | 1982-08-25 | 産業用ロボツトの制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5937081A true JPS5937081A (ja) | 1984-02-29 |
| JPS646909B2 JPS646909B2 (ja) | 1989-02-06 |
Family
ID=15448668
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14825482A Granted JPS5937081A (ja) | 1982-08-25 | 1982-08-25 | 産業用ロボツトの制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5937081A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6240932U (ja) * | 1985-08-30 | 1987-03-11 | ||
| JPS6287532U (ja) * | 1985-11-22 | 1987-06-04 | ||
| JPS62188689A (ja) * | 1986-02-12 | 1987-08-18 | 日立建機株式会社 | 作業機の油圧制御装置 |
| JPH0212503U (ja) * | 1988-07-11 | 1990-01-25 | ||
| US5381576A (en) * | 1994-03-17 | 1995-01-17 | Hwang; Dong W. | Electrical toothbrush |
-
1982
- 1982-08-25 JP JP14825482A patent/JPS5937081A/ja active Granted
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6240932U (ja) * | 1985-08-30 | 1987-03-11 | ||
| JPS6287532U (ja) * | 1985-11-22 | 1987-06-04 | ||
| JPS62188689A (ja) * | 1986-02-12 | 1987-08-18 | 日立建機株式会社 | 作業機の油圧制御装置 |
| JPH0212503U (ja) * | 1988-07-11 | 1990-01-25 | ||
| US5381576A (en) * | 1994-03-17 | 1995-01-17 | Hwang; Dong W. | Electrical toothbrush |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS646909B2 (ja) | 1989-02-06 |
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