JPS5969280A - 産業用ロボツト - Google Patents
産業用ロボツトInfo
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- JPS5969280A JPS5969280A JP17815382A JP17815382A JPS5969280A JP S5969280 A JPS5969280 A JP S5969280A JP 17815382 A JP17815382 A JP 17815382A JP 17815382 A JP17815382 A JP 17815382A JP S5969280 A JPS5969280 A JP S5969280A
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- robot
- acceleration
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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】
防止する制御装置を備えた産業用ロボットに関する。
産業用ロボットの構造は、軽量化と可動範囲音大きくす
るために、“開放型″、っ〜まりアーム等の可動部の端
部が自由端己なっている。このため、産業用ロボノ）の
機構は固有振動数が低く、かつ減衰係数が小さい。
るために、“開放型″、っ〜まりアーム等の可動部の端
部が自由端己なっている。このため、産業用ロボノ）の
機構は固有振動数が低く、かつ減衰係数が小さい。
したがって、産業用ロボットにより高速の軌道側＃を行
おうとする場合、軌道の曲率が大きい部分において駆動
モータに大きな加速度の変化が生ず名ために、機構部に
好ましくない過渡撮動が発生し、その結果、軌道誤差を
生じる。
おうとする場合、軌道の曲率が大きい部分において駆動
モータに大きな加速度の変化が生ず名ために、機構部に
好ましくない過渡撮動が発生し、その結果、軌道誤差を
生じる。
この機構部の過渡振動を防Ｉ卜する基本的な対策ｔよ機
構部の 剛性と減衰率全高くするこ七であるが、このよ
うな機構部の改善Ｑ；Ｌ機構部の大きさ、重量の増大、
したがってコストのアンプを招くため容易でｅ，よない
。
構部の 剛性と減衰率全高くするこ七であるが、このよ
うな機構部の改善Ｑ；Ｌ機構部の大きさ、重量の増大、
したがってコストのアンプを招くため容易でｅ，よない
。
上記の軌道誤差は、軌道の曲率を小さくすれば、減少す
るが、同一軌道に対して駆動モータが発生する加速度の
大きさは軌道の接線速度に比例するので、高速の軌道制
御を行なうためには、機構部の過渡振動を防ｄ＝するこ
とが本質的に必要である。
るが、同一軌道に対して駆動モータが発生する加速度の
大きさは軌道の接線速度に比例するので、高速の軌道制
御を行なうためには、機構部の過渡振動を防ｄ＝するこ
とが本質的に必要である。
本出願人は振動的な特性を有する機械系を等測的にその
剛性を高めたり、あるいは非振動的に制御する方法おし
て特開昭、５グー３／と７７［−機械剛性補償サーボ制
御装置Ｊと特願昭５乙−９，２７ｊｊ「電動機械の制御
方式Ｊで提案した。前者は過渡振動を、後者は持続振動
（強制振動）を主、！：して小さくする効果かある。し
かしながら、これらの方法はいずれも基本的Ｉ′ｃは一
軸のり−−ボ系に対するものであり、多軸のサーボ系で
構成される産業用ロボットに対して具体的にどのように
適用するかけ未解決の゛ままであった。
剛性を高めたり、あるいは非振動的に制御する方法おし
て特開昭、５グー３／と７７［−機械剛性補償サーボ制
御装置Ｊと特願昭５乙−９，２７ｊｊ「電動機械の制御
方式Ｊで提案した。前者は過渡振動を、後者は持続振動
（強制振動）を主、！：して小さくする効果かある。し
かしながら、これらの方法はいずれも基本的Ｉ′ｃは一
軸のり−−ボ系に対するものであり、多軸のサーボ系で
構成される産業用ロボットに対して具体的にどのように
適用するかけ未解決の゛ままであった。
一般に産業用ロボットの運動は■ティーチング等により
予め指示されたデータに基づく正規の運動１ｃ ■前
述の好ましくない過渡振動が重ね合わさったものである
。この２つの運動は、運動の周波数成分の違いで田別す
ることができ、■の運動は通常、数秒から数１０秒の周
１υ［であり、■の連動は機械系の共振周波数であるｓ
〜、！； ＯＨ２以十の周波数である。したがって、通
常のサーボ系の応答性からすると■の運動は直流成分、
■の連動は交流成分と考えることができる。この過渡振
動を減衰さゼるには、ロボツＩ・の先端Ｐの運動の交流
成分であるＶ （ｔ） （時間の関数で五次元ベクトル
）を零に始末させればよい。−軸のサーボ系については
前記特許公報の方法に従ってサーボ軸の回転モータに回
転位置、回転速度とともに過渡振動の加速度をフィード
バックすると加速度の変動に対して減衰作用が生し、定
常状態において加速度はゼロに収束する１、加速度がゼ
ロのとき速度は−・定となり、速度の交流成分はゼロ七
なる。
予め指示されたデータに基づく正規の運動１ｃ ■前
述の好ましくない過渡振動が重ね合わさったものである
。この２つの運動は、運動の周波数成分の違いで田別す
ることができ、■の運動は通常、数秒から数１０秒の周
１υ［であり、■の連動は機械系の共振周波数であるｓ
〜、！； ＯＨ２以十の周波数である。したがって、通
常のサーボ系の応答性からすると■の運動は直流成分、
■の連動は交流成分と考えることができる。この過渡振
動を減衰さゼるには、ロボツＩ・の先端Ｐの運動の交流
成分であるＶ （ｔ） （時間の関数で五次元ベクトル
）を零に始末させればよい。−軸のサーボ系については
前記特許公報の方法に従ってサーボ軸の回転モータに回
転位置、回転速度とともに過渡振動の加速度をフィード
バックすると加速度の変動に対して減衰作用が生し、定
常状態において加速度はゼロに収束する１、加速度がゼ
ロのとき速度は−・定となり、速度の交流成分はゼロ七
なる。
しかしながら、産業用ロボツ）・は一般に多ｉｌ＃ｌ＋
１４＆成で、各軸は〃いに強く機械的に１・渉してい
ることが多い。したがって、産業用ロボッ）・では、あ
る−軸に生起した振動は他のｉｌ！ｌＩ＋にも振動を引
き起し、ビートを生したり、多軸の４ｈｅ動か合成され
た複雑な振動となる１、このため、戸ｆｒ業用ロボット
の特定の、例えは特に振動の大きい軸にのみ、＊？Ｊ記
特許公報の方法を適用しても、過渡振動や持続振動（Ｉ
ｉ！Ｉｔ制振動）全振動させる大きな効果を得ることが
できない。第５図（ａ）は軸間干渉のない場合の／ １
６ｂの減衰を表わしているが、２つのがいに強く干渉す
るｈｉｔの間では、第５図（ｂ）に示すように、ビート
を生ずることがある。このような場合に一方の軸にのみ
前記特許公報の方法を適用するよ、適用した軸の振動の
振巾が大きくなる期間だけ振動減衰の効果があり、他方
の軸の振動の振ｒｌＪが大きくなる期１７４１は減衰作
用がないため、結局、前記特許公報の方法を適用した軸
の振動も急速には減衰させることかできない。第ｊ ｌ
ｆｆ１ （Ｃ）は軸１に前記特＋Ｔ’ｌ−公報の方法を
適用した場合の振動実験の例を示している。破線りが振
動抑制の制御の／ｌ！（いときのビート（第５図の））
に五１当している。
１４＆成で、各軸は〃いに強く機械的に１・渉してい
ることが多い。したがって、産業用ロボッ）・では、あ
る−軸に生起した振動は他のｉｌ！ｌＩ＋にも振動を引
き起し、ビートを生したり、多軸の４ｈｅ動か合成され
た複雑な振動となる１、このため、戸ｆｒ業用ロボット
の特定の、例えは特に振動の大きい軸にのみ、＊？Ｊ記
特許公報の方法を適用しても、過渡振動や持続振動（Ｉ
ｉ！Ｉｔ制振動）全振動させる大きな効果を得ることが
できない。第５図（ａ）は軸間干渉のない場合の／ １
６ｂの減衰を表わしているが、２つのがいに強く干渉す
るｈｉｔの間では、第５図（ｂ）に示すように、ビート
を生ずることがある。このような場合に一方の軸にのみ
前記特許公報の方法を適用するよ、適用した軸の振動の
振巾が大きくなる期間だけ振動減衰の効果があり、他方
の軸の振動の振ｒｌＪが大きくなる期１７４１は減衰作
用がないため、結局、前記特許公報の方法を適用した軸
の振動も急速には減衰させることかできない。第ｊ ｌ
ｆｆ１ （Ｃ）は軸１に前記特＋Ｔ’ｌ−公報の方法を
適用した場合の振動実験の例を示している。破線りが振
動抑制の制御の／ｌ！（いときのビート（第５図の））
に五１当している。
各軸の静１ノー座標系に対する運動が、該当する回転モ
ータの位置だけでなく、該当する以外の軸の回転モータ
の位置にも依存する場合には、該当するｉｉ（動機構要
素上の点の加速度は該当する軸の静１１−座標系に対す
る加速度情報のみでなく運動が依存している軸の運動加
速度をも含むことになる。
ータの位置だけでなく、該当する以外の軸の回転モータ
の位置にも依存する場合には、該当するｉｉ（動機構要
素上の点の加速度は該当する軸の静１１−座標系に対す
る加速度情報のみでなく運動が依存している軸の運動加
速度をも含むことになる。
（以ド余白）
したがって前記の加速度信号を検出して該当する軸の静
止座標系に対する加速度のみを取り出すプ辷めには、こ
れ頃外の信号成分を除去することが必要古なる。この信
号の除去は産業用ロボットのような複雑な構成の機構で
は一般に多次元のマトリックス演貌（本質的にロボット
の座標系から静止座標系への座標変換演算に等しい）が
必要となるため、その構成は複雑でありかつ加速度のよ
うに高速な処理全必要とする信号に対しては実用になら
なかった。
止座標系に対する加速度のみを取り出すプ辷めには、こ
れ頃外の信号成分を除去することが必要古なる。この信
号の除去は産業用ロボットのような複雑な構成の機構で
は一般に多次元のマトリックス演貌（本質的にロボット
の座標系から静止座標系への座標変換演算に等しい）が
必要となるため、その構成は複雑でありかつ加速度のよ
うに高速な処理全必要とする信号に対しては実用になら
なかった。
そこで、本願発明者は特定の形態のロボットに限定すれ
ば前述のごとき多次元マトリックス演算をするとと々く
簡単でかつ高速の演算が可能となる加速度の補正がある
ことに着目した。
ば前述のごとき多次元マトリックス演算をするとと々く
簡単でかつ高速の演算が可能となる加速度の補正がある
ことに着目した。
ここで、上述した産業用ロボットの特定の形態である（
１）直交座標型、（ＩＩ）円筒座標型、（ｉｉｉ）平行
四辺形リンク全構成した関節型の３種類について、その
各々の機構構成全第１図〜第グ図に基づいて説明する。
１）直交座標型、（ＩＩ）円筒座標型、（ｉｉｉ）平行
四辺形リンク全構成した関節型の３種類について、その
各々の機構構成全第１図〜第グ図に基づいて説明する。
第１図Ｃよ産業用ロボットの基本となる機構を表わす記
号で、同図（１）は駆動部ＢによりアームＣがＸ軸方向
にスライドするスライド機構、同図（２）は駆動部Ｂに
よりアームＣがθ方向に回転する回転機構、同図（３）
はアームＣが静止座標系（（固定されていることを示す
。
号で、同図（１）は駆動部ＢによりアームＣがＸ軸方向
にスライドするスライド機構、同図（２）は駆動部Ｂに
よりアームＣがθ方向に回転する回転機構、同図（３）
はアームＣが静止座標系（（固定されていることを示す
。
（１）直交座標型ロボット（第２図）
静ＩＦ座標系０−ＸＹＺに対し直線運動をし、互いに直
交する三軸、ｙ軸、ｙ軸、ｙ軸で構成される。各軸（ｄ
回転モータとボールスクリュー等の回転運動／直線運動
変換器の組合わせをとり、回転モータの回転位置によ９
名軸の位＠Ｘ。
交する三軸、ｙ軸、ｙ軸、ｙ軸で構成される。各軸（ｄ
回転モータとボールスクリュー等の回転運動／直線運動
変換器の組合わせをとり、回転モータの回転位置によ９
名軸の位＠Ｘ。
ｙ＋ｚを制御する。ロボットの先端Ｐの位置は各軸の座
標値Ｘ ＋ ３’ ＋ Ｚの関数である。
標値Ｘ ＋ ３’ ＋ Ｚの関数である。
（１１）円筒座標型ロボット（第３図）静止座標系ｏ−
ｘｙｚに対して回転運動をするＡ軸およびθ軸上で直線
運動をする２軸、ｙ軸と直交し直線運動をするθ軸とで
構成される。
ｘｙｚに対して回転運動をするＡ軸およびθ軸上で直線
運動をする２軸、ｙ軸と直交し直線運動をするθ軸とで
構成される。
ロボットの先端Ｐの位置は各軸の座標値「、θ。
Ｚの関数である。
（ｉｉｉ）平行四辺形リンクを構成した関節型ロボット
（第７図） 静止座標系ｏ −ｘ ｙ ｚに対して回転運動をするθ
軸およびθ軸のまわりに回転運動をするψ軸とψ軸で構
成される。θ軸δψ軸、ψ軸は同一平面内にある。ψ軸
とψ軸は節点Ａ、 Ｂ、 Ｃ。
（第７図） 静止座標系ｏ −ｘ ｙ ｚに対して回転運動をするθ
軸およびθ軸のまわりに回転運動をするψ軸とψ軸で構
成される。θ軸δψ軸、ψ軸は同一平面内にある。ψ軸
とψ軸は節点Ａ、 Ｂ、 Ｃ。
Ｄで表わされる平行リンクを構成しており、常にＡＢ／
ＣＤ／ＤＰおよびＡＤ／ＢＣ（／は平行であること金示
す記号）である。この平行四辺形リンクにより、ψ軸、
ψ軸の動作は静止座標系ｏ −ｘ ’ｙ ｚに対して独
立、っ゛まりψ軸を固定してψ軸を動かしても静止座標
系ｏ−ｘｙｚに対するψ軸の姿勢角度は不変、ψ軸固定
でψ軸を動かしてもψ軸の姿勢角度は静止座標系ｏ−Ｘ
ＹＺに対して不変となる。ロボットの先端Ｐの位置は各
軸θ、ψ、ψの関数である。
ＣＤ／ＤＰおよびＡＤ／ＢＣ（／は平行であること金示
す記号）である。この平行四辺形リンクにより、ψ軸、
ψ軸の動作は静止座標系ｏ −ｘ ’ｙ ｚに対して独
立、っ゛まりψ軸を固定してψ軸を動かしても静止座標
系ｏ−ｘｙｚに対するψ軸の姿勢角度は不変、ψ軸固定
でψ軸を動かしてもψ軸の姿勢角度は静止座標系ｏ−Ｘ
ＹＺに対して不変となる。ロボットの先端Ｐの位置は各
軸θ、ψ、ψの関数である。
＼
以上の直交座標型１円筒座標型、および平行四辺形リン
クで構成した関節型の各ロボットに共通する性質を、［
ロボットを構成する各軸の動作が静止座標系ｏ−ｘｙｚ
に対して独立、つまり軸間の干渉がない」♂いうことが
ある。
クで構成した関節型の各ロボットに共通する性質を、［
ロボットを構成する各軸の動作が静止座標系ｏ−ｘｙｚ
に対して独立、つまり軸間の干渉がない」♂いうことが
ある。
本発明は、上述のような特定の形態の産業用ロボット、
つまり各サーボ軸の回転モータが、直接に、３るいはＩ
Ｎ’包゛的ｆ＾道機構を介して該軸の可動機構要素に結
合されて、該可動機構要素を直接あるいは回転運動をさ
せ、かつ運動中の該可動機構要素の静止座標系に対する
位置が、回転モータの回転位置のみで規定される多軸の
産業用ロボットに対し各サーボ軸毎に旙回転モータの回
転位置併動の接線方向古並行な方向に直線加速度検出器
を脚装置に帰還さぜることにょ９産業ロボツトの高速の
軌道制御時における堝渡振動を防上して産業用ロボット
の高速、かつ精度の高い軌道制御を実現しようとするも
のである。
つまり各サーボ軸の回転モータが、直接に、３るいはＩ
Ｎ’包゛的ｆ＾道機構を介して該軸の可動機構要素に結
合されて、該可動機構要素を直接あるいは回転運動をさ
せ、かつ運動中の該可動機構要素の静止座標系に対する
位置が、回転モータの回転位置のみで規定される多軸の
産業用ロボットに対し各サーボ軸毎に旙回転モータの回
転位置併動の接線方向古並行な方向に直線加速度検出器
を脚装置に帰還さぜることにょ９産業ロボツトの高速の
軌道制御時における堝渡振動を防上して産業用ロボット
の高速、かつ精度の高い軌道制御を実現しようとするも
のである。
以下、本発明の原理全組３図〜第グ図により説明する。
（１）直交座標型ロボットの場合
明細書の浄書（内容に変更なし）
直交座標型ロボットの座標系ｏ ＸｙＺと静止座標系
ｏ−ｘｙｚ’ｅそれぞれＸ軸とＸ軸、Ｘ軸とＹ軸、２軸
セ２軸の方＋７１１が一致すんように考えＺ）と（第２
図）、 ロボットの先端Ｐの座標は ただし、（Ｘ、 Ｙ、 Ｚ ）” ：静１Ｆ、座標系０
−ＸＹＺでのＰの座標 （Ｘｏ＋Ｙｏ、Ｚｏ ）Ｔ ：静止座標系０−ＸＹＺで
のロボットの原点の座標 （１Ｆｌ ｚ ）Ｔ ：ロボットの移動量Ｔ ：転置全
表わす記号 と表わされる。
ｏ−ｘｙｚ’ｅそれぞれＸ軸とＸ軸、Ｘ軸とＹ軸、２軸
セ２軸の方＋７１１が一致すんように考えＺ）と（第２
図）、 ロボットの先端Ｐの座標は ただし、（Ｘ、 Ｙ、 Ｚ ）” ：静１Ｆ、座標系０
−ＸＹＺでのＰの座標 （Ｘｏ＋Ｙｏ、Ｚｏ ）Ｔ ：静止座標系０−ＸＹＺで
のロボットの原点の座標 （１Ｆｌ ｚ ）Ｔ ：ロボットの移動量Ｔ ：転置全
表わす記号 と表わされる。
Ｘ Ｈ７＋ １．をそれぞれロボットの！＋３’＋Ｚ軸
の移動速度の交流成分とすると、上式からロボットの先
端Ｐの速度の交流成分は と表わされる。したがって、（Ｘ＋ ；＋ Ｚ ）ｒ＋
（θ、θ、のとなれば＜ｘ、 ｙ、’ｔ ）１→（０，
と２．０）となる。つまり、直交座標型ロボットの各軸
の振動が減衰すれば、先端Ｐの静止座標系に対する振動
が減衰することに表る。
の移動速度の交流成分とすると、上式からロボットの先
端Ｐの速度の交流成分は と表わされる。したがって、（Ｘ＋ ；＋ Ｚ ）ｒ＋
（θ、θ、のとなれば＜ｘ、 ｙ、’ｔ ）１→（０，
と２．０）となる。つまり、直交座標型ロボットの各軸
の振動が減衰すれば、先端Ｐの静止座標系に対する振動
が減衰することに表る。
したがつ−Ｃ，直交座標型ロボットで、！＋３’＋！の
各軸の静止座標系ｏ−ｘｙｚに対する振動を針側し、各
軸について前記特許公報の方法全適用すればよい。
各軸の静止座標系ｏ−ｘｙｚに対する振動を針側し、各
軸について前記特許公報の方法全適用すればよい。
（ｔｉ）円筒座標型ロボット
円筒座標型ロボットの座標系ｏ−ｒθ２♂静止座標茅０
−Ｘ ）’ Ｚとの四系（第３図）からロボットの先端
Ｐの位置は で表わされる。
−Ｘ ）’ Ｚとの四系（第３図）からロボットの先端
Ｐの位置は で表わされる。
ｉ、ｊＺを１＋ ’＋ ’ｌ軸の速度の交流成分さする
と上式から、ロボットの先端Ｐの速度の交流成分は と表わされる。
と上式から、ロボットの先端Ｐの速度の交流成分は と表わされる。
直交座標型ロボットと異なり、＜Ｍ、 ｙ、 ｚ ＞
とくン、ｊｚ）”は非干渉形、つまり座標変換マ）
ＩＪフックス非対角成分が全てθとはならない力；、こ
の場合にも、（ｒ＋ ”＋ ＺＮ→（θ、θ、θ）とな
れば、（交、♀、 ｚ ＞”−＞ ＜ ｏ、乙２．０）
となる。
とくン、ｊｚ）”は非干渉形、つまり座標変換マ）
ＩＪフックス非対角成分が全てθとはならない力；、こ
の場合にも、（ｒ＋ ”＋ ＺＮ→（θ、θ、θ）とな
れば、（交、♀、 ｚ ＞”−＞ ＜ ｏ、乙２．０）
となる。
（ｉｉｉ）関節型［ｌボット
関節型ロボットの座標系θ−０ψφと静止座標系０−Ｘ
ＹＺの関係（第９図）から ロボットの先端Ｐの位置は で表わされる。
ＹＺの関係（第９図）から ロボットの先端Ｐの位置は で表わされる。
ｊ ｐ、Ｊ ’ｆｒ ’＋ψ、φ軸 の速度の交流成分
とすると上式から、ロボットの先端Ｐの速度の交流成分
は と表わされる。
とすると上式から、ロボットの先端Ｐの速度の交流成分
は と表わされる。
１、たがって、（ｊ ｆ＋ ｒ’ｌ→（０，θ、０）の
とき（Ｘ、 Ｙ、 Ｚ ）→（θ、θ、θ）となるから
、θ、ψ、φ軸のそれぞれに対し靜止静標系θ−ＸＹｚ
に対する振動を１１測し１、各軸独立に振動が減衰する
ようにすればよい。
とき（Ｘ、 Ｙ、 Ｚ ）→（θ、θ、θ）となるから
、θ、ψ、φ軸のそれぞれに対し靜止静標系θ−ＸＹｚ
に対する振動を１１測し１、各軸独立に振動が減衰する
ようにすればよい。
以上述べた原理に基づく本発明の実施例を第に〜■／θ
図に示（７、以下その説明葡する・（ｉ）＊交座樟型ロ
ボットへの実施例／（帛乙図）本実施例は直交座標型ロ
ボットの先端Ｐ（Ｘ軸可動機構要素上）Ｋ直交軸Ｘ＋
’Ｉｔ Ｚ各軸の静止座標系に対する直線加速度’Ｘ＋
”Ｆｌ ａｚ ｆ検出する加速度検出器Ａｔ配置しく
第６図（ａ） ） 、検出したＷ線加速度”Ｘ＋ ”：
Ｆｌ ’７ をそれぞれ対応する軸のサーボ系の回転
モータ（Ｍ ｘ ＋ Ｍ Ｙ ＋ Ｍ ｚ）の制御装置
（Ｇｘ、 Ｇｙ＋ Ｇｚ ）に、回転速度検出器（ＴＧ
ｘ。
図に示（７、以下その説明葡する・（ｉ）＊交座樟型ロ
ボットへの実施例／（帛乙図）本実施例は直交座標型ロ
ボットの先端Ｐ（Ｘ軸可動機構要素上）Ｋ直交軸Ｘ＋
’Ｉｔ Ｚ各軸の静止座標系に対する直線加速度’Ｘ＋
”Ｆｌ ａｚ ｆ検出する加速度検出器Ａｔ配置しく
第６図（ａ） ） 、検出したＷ線加速度”Ｘ＋ ”：
Ｆｌ ’７ をそれぞれ対応する軸のサーボ系の回転
モータ（Ｍ ｘ ＋ Ｍ Ｙ ＋ Ｍ ｚ）の制御装置
（Ｇｘ、 Ｇｙ＋ Ｇｚ ）に、回転速度検出器（ＴＧ
ｘ。
ＴＧｙ、ＴＧｚ）からの回転速度（Ｖ ｘ ＋ Ｖ ｙ
＋ Ｖ ｚ ）と回転位置検出器（Ｐ Ｇ ｘ ＋
Ｐ Ｇ ’ｌ ＋ Ｐ Ｇ ｚ ）からの回転位置（Ｘ
Ｔ ｙｌ Ｚ ） と共にフィードバックするように
したものであ、乙（第６図（ｂ）） （１１）直交座標型ロボットへの実施例（第７図）本実
施例は、前述の実施例／（第に図）における加速度検出
器Ａの代りに、Ｘ ＋ Ｖ 、Ｚ各軸の可動機構要素上
に、それぞれ独立に、ｘ、 ｙ、 ｚ軸の主運動方向の
静止座標系に対する直線加速度αＸ。
＋ Ｖ ｚ ）と回転位置検出器（Ｐ Ｇ ｘ ＋
Ｐ Ｇ ’ｌ ＋ Ｐ Ｇ ｚ ）からの回転位置（Ｘ
Ｔ ｙｌ Ｚ ） と共にフィードバックするように
したものであ、乙（第６図（ｂ）） （１１）直交座標型ロボットへの実施例（第７図）本実
施例は、前述の実施例／（第に図）における加速度検出
器Ａの代りに、Ｘ ＋ Ｖ 、Ｚ各軸の可動機構要素上
に、それぞれ独立に、ｘ、 ｙ、 ｚ軸の主運動方向の
静止座標系に対する直線加速度αＸ。
αｙ、α２を検出する加速度検出器Ａ Ｘ ＋ Ａ ’
ｌ ＋ Ａ ｚを配置したもので（第７図（ａ）、検出
した直線加速度αＸ、αｙ、αＺは対応する軸のサーボ
系の回転モータ（Ｍ ｘ ＋ Ｍ Ｙ ＋ Ｍ ｚ ）
の制御装置（Ｇ Ｘ ｔ Ｇ ’Ｉ ＋ Ｇ ｚ ）に
（１）と同様にフィードバックする（第７図（ｂ））。
ｌ ＋ Ａ ｚを配置したもので（第７図（ａ）、検出
した直線加速度αＸ、αｙ、αＺは対応する軸のサーボ
系の回転モータ（Ｍ ｘ ＋ Ｍ Ｙ ＋ Ｍ ｚ ）
の制御装置（Ｇ Ｘ ｔ Ｇ ’Ｉ ＋ Ｇ ｚ ）に
（１）と同様にフィードバックする（第７図（ｂ））。
（ｉｉｉ）円筒座標型ロボットへの実施例／（第と図）
本実施例は、θ軸についてはθ軸の回転中心から距離ｔ
の位置に回転の接線方向の静止座標系に対する直線加速
度αθを検出する加速度検出器Ａθを、Ｚ軸、ｒ軸につ
いてはそれぞれその可動機構要素上に主動方向の静止座
標系に対する直線加速度αＺ、αｒを検出する加速度検
出器Ａ ｚ ｌ Ａ ｒを配置しく第と図＋ａ） ）
、検出した加速度αθ、αｒ。
本実施例は、θ軸についてはθ軸の回転中心から距離ｔ
の位置に回転の接線方向の静止座標系に対する直線加速
度αθを検出する加速度検出器Ａθを、Ｚ軸、ｒ軸につ
いてはそれぞれその可動機構要素上に主動方向の静止座
標系に対する直線加速度αＺ、αｒを検出する加速度検
出器Ａ ｚ ｌ Ａ ｒを配置しく第と図＋ａ） ）
、検出した加速度αθ、αｒ。
αｚ’に対応する軸のサーボ系のモータ（Ｍθ＋ Ｍｒ
＋Ｍｚ）の制御装置（Ｇθ＋ Ｇｒ＋ Ｇｚ ）に、
回転速度検出器（ＴＧθ＋ ’１” Ｇ ｒ 、Ｔ Ｇ
ｚ ）からの回転速度（Ｖθ。
＋Ｍｚ）の制御装置（Ｇθ＋ Ｇｒ＋ Ｇｚ ）に、
回転速度検出器（ＴＧθ＋ ’１” Ｇ ｒ 、Ｔ Ｇ
ｚ ）からの回転速度（Ｖθ。
Ｖｒ、Ｖｚ）と回転位置検出器（ＰＧｚ、Ｐ Ｇｒ、Ｐ
Ｇｚ ）からの回転位置（θ、γ＋ｚ） と共にフィ
ードバックする（第と図（ｂ））。
Ｇｚ ）からの回転位置（θ、γ＋ｚ） と共にフィ
ードバックする（第と図（ｂ））。
（ｉｖ）円筒座標型ロボットへの実施例、２（第２図）
本実施例は、ロボットの先端Ｐ（ｒ軸可動機構要素上）
に、それぞれθ軸の接線力向、ｒ軸、Ｚ軸の主運動方向
に一致する直交三軸方向の直線加速度αθ、αｒ、α２
を検出する加速度検出器へを配置し２、検出（７た直線
加速度αθ、αｒ、（ＩＺを（ｉｉｉ）の場合と同様に
、対応する軸のモータ（Ｍθ＋’Ｍｒ＋ Ｍｚ ）の制
御装置（Ｇθ＋ Ｇｒ、Ｇ ｚ ）にフィードバックす
る。ただ１１、この場合、直接加速度αθはアームの長
さｒに比例するので、θ軸の回転角速度に対するフィー
ドバックゲインを一定にする（応答が好ましくなる適切
なゲインが存在する）ためには、アームの長さγの逆数
に比例したゲイン補正を直線加速度αθに行なうと♂が
必要である。
本実施例は、ロボットの先端Ｐ（ｒ軸可動機構要素上）
に、それぞれθ軸の接線力向、ｒ軸、Ｚ軸の主運動方向
に一致する直交三軸方向の直線加速度αθ、αｒ、α２
を検出する加速度検出器へを配置し２、検出（７た直線
加速度αθ、αｒ、（ＩＺを（ｉｉｉ）の場合と同様に
、対応する軸のモータ（Ｍθ＋’Ｍｒ＋ Ｍｚ ）の制
御装置（Ｇθ＋ Ｇｒ、Ｇ ｚ ）にフィードバックす
る。ただ１１、この場合、直接加速度αθはアームの長
さｒに比例するので、θ軸の回転角速度に対するフィー
ドバックゲインを一定にする（応答が好ましくなる適切
なゲインが存在する）ためには、アームの長さγの逆数
に比例したゲイン補正を直線加速度αθに行なうと♂が
必要である。
（ｖ）平行四辺形リンクを構成した関節形ロボットへの
実施例（第７０図） 本実施例は、θ軸については回転中心より距離ｔのとこ
ろに回転の直線方向に一致するように、ψ軸については
可動機構要素ＡＤ上に（Ａ点とは一致しないように）回
転の接線方向に一致する、つまり面と垂直方向に、ψ軸
については可動機構要素ＣＤ上に（Ｄ点とは一致しない
ように）回転の接線方向に一致する、つまりＣＤと垂直
方向に、静止座標系に対する各軸の主運動方向の直線加
速度αθ、αψ、σψを検出する加速度検出器全配置し
く第１０図（ａ） ） 、検出した直線加速度αθ。
実施例（第７０図） 本実施例は、θ軸については回転中心より距離ｔのとこ
ろに回転の直線方向に一致するように、ψ軸については
可動機構要素ＡＤ上に（Ａ点とは一致しないように）回
転の接線方向に一致する、つまり面と垂直方向に、ψ軸
については可動機構要素ＣＤ上に（Ｄ点とは一致しない
ように）回転の接線方向に一致する、つまりＣＤと垂直
方向に、静止座標系に対する各軸の主運動方向の直線加
速度αθ、αψ、σψを検出する加速度検出器全配置し
く第１０図（ａ） ） 、検出した直線加速度αθ。
αψ、αψを対応する軸のサーボ系のモータ（Ｍｚ。
Ｍψ９Ｍψ）の制御装置（Ｇθ、Ｇｒ、Ｇｒ）に、回転
速度検出器（ＴＧθ、ＴＧψ、ＴＧψ）からの回転速度
（Ｖ（Ｊ、 Ｖ９’＋ ｖψ） ト回転位置検出器（Ｐ
Ｇ ｌ） 、 ＰＧψ。
速度検出器（ＴＧθ、ＴＧψ、ＴＧψ）からの回転速度
（Ｖ（Ｊ、 Ｖ９’＋ ｖψ） ト回転位置検出器（Ｐ
Ｇ ｌ） 、 ＰＧψ。
ＰＧψ）と共にフィードバンクする（第７０図（ｂ））
。
。
以上の実施例ｔておける回転モータの制御装置は前述の
特許公報に開示された技術を実現するもので、第１／図
にその実施例を示ず。／は回転モータの回転位置を指令
する指令パルスを出力する位置指令発生器である。汐は
位置指令発生器／から出力された指令パルスと回転モー
タの回転位置検出器からの回転位置信号を比較し、その
偏差を増幅する演算増幅器である１、３は演算増幅器ρ
の出力である速度指令信号お回転モータの回転速度検出
器からの回転速度信号を比較し、その偏差を増幅する演
算増幅器である。ｌｌに１回転モータの位相特性を補償
するためのもので、前述の直線加速度検出器で検出シ１
．た加速度信号を入力してこれお逆位相の補ＩＦ信号を
得る位相調整回路である。Ｓは振動は減衰させるための
補正信号の大きさを決定するゲイン調整回路である。以
−Ｌの位相調整回路グおよびゲイン調整回路Ｓについて
は前述の特願昭ｊ乙−２，２／ｊｊに詳述されている。
特許公報に開示された技術を実現するもので、第１／図
にその実施例を示ず。／は回転モータの回転位置を指令
する指令パルスを出力する位置指令発生器である。汐は
位置指令発生器／から出力された指令パルスと回転モー
タの回転位置検出器からの回転位置信号を比較し、その
偏差を増幅する演算増幅器である１、３は演算増幅器ρ
の出力である速度指令信号お回転モータの回転速度検出
器からの回転速度信号を比較し、その偏差を増幅する演
算増幅器である。ｌｌに１回転モータの位相特性を補償
するためのもので、前述の直線加速度検出器で検出シ１
．た加速度信号を入力してこれお逆位相の補ＩＦ信号を
得る位相調整回路である。Ｓは振動は減衰させるための
補正信号の大きさを決定するゲイン調整回路である。以
−Ｌの位相調整回路グおよびゲイン調整回路Ｓについて
は前述の特願昭ｊ乙−２，２／ｊｊに詳述されている。
乙は演算増幅器を含む電力増幅器である。
また、直線加速度検出器は圧電形、サーボ形等、汎用性
のある多くの種類が市販されており、安価で、しかも容
易に入手することかできる。
のある多くの種類が市販されており、安価で、しかも容
易に入手することかできる。
以上のように、各軸筒に、その可動機構要素の運動の速
度の交流分と逆位相になるように位相調整された加速度
の補正信号をモータの制御装置に入力することにより、
互いに干渉する軸間の過渡振動を防ｔＬ、するこ々がで
きる。
度の交流分と逆位相になるように位相調整された加速度
の補正信号をモータの制御装置に入力することにより、
互いに干渉する軸間の過渡振動を防ｔＬ、するこ々がで
きる。
Ｊｊ向と並行な方向に直線力１日車度検出器をもうける
に帰ａするようにしたので、産業用ロボノ）ｋ高速に軌
道制御する際に発生ｒる回転モータの駆動トルクの変化
あるいは回転モータのトルクリップルあるいは機械系の
共振現象に基づ〈産業用ロボットの過渡振動を防上１〜
で、高速、かつ精度の高い軌動制御かり能となる。すな
わち、産業用ロボットの機１１４）■の剛性全数倍高く
するこ古と同じ効果をイ！Ｉる・本発明Ｑ−［既存１７
．１産業用ロボツトに加速度検出器を適甲）に配置ノー
るだけで、産業用ロボットの機構部−や制御装置には何
らの変更も要しないために、容易にしかも安価に実現で
きる。
に帰ａするようにしたので、産業用ロボノ）ｋ高速に軌
道制御する際に発生ｒる回転モータの駆動トルクの変化
あるいは回転モータのトルクリップルあるいは機械系の
共振現象に基づ〈産業用ロボットの過渡振動を防上１〜
で、高速、かつ精度の高い軌動制御かり能となる。すな
わち、産業用ロボットの機１１４）■の剛性全数倍高く
するこ古と同じ効果をイ！Ｉる・本発明Ｑ−［既存１７
．１産業用ロボツトに加速度検出器を適甲）に配置ノー
るだけで、産業用ロボットの機構部−や制御装置には何
らの変更も要しないために、容易にしかも安価に実現で
きる。
第１図は産業用ロボットの基本となる機構を記号化した
図、第３図、第３図、第７図はそれぞれ直交座標型、円
筒座標型、平行四辺形リンクを構成した関節型ロボット
の機構構成を示す図 第Ｓ図は干渉する。２軸間の振動
を示ず図、第乙図〜第１θ図は本発明の実施例を示す（
ン１、第１／ν１はｆｌｉｌ制御装置のブロック図であ
る。 Ｍｘ＋ Ｍｙ＋ Ｍｚ、 Ｍｌ）、 Ｍｒ、 Ｍｌ、
Ｍｌ ・・回転モータ’１７Ｇｘ＋ＴＧｙ、ＴＧｚ＋Ｔ
Ｇθ、ＴＧγ、ＴＧψ、ＴＧψ・・・回転速度検出器。 ＰＧｘ、ＰＧｙ＋ ＰＧｚ、ＰＧθ、ＰＧγ、ＰＧψ、
ＰＧψ・・回転位置検出器。 Ａ、 ＡＸＩ Ａｙ＋ Ａｚ＋ Ａθ、Ａγ、Ａψ、Ａ
ψ・・・加速度検出器。 Ｇ ｘ ＋ Ｇ ’ｌ ＋ Ｇ ｚ 、Ｇθ、ＧＬＧｒ
、Ｇψ・・制御装置。 グ・・・位相調整回路 Ｓ・・・ゲイン調整回路 （ａ） （ｂ） （第 １ 図 第２図 第 ３ 図 （、ＩＬ） 第 （ａ） ５図 第 ６ 図 （ｂ） 菓 ７ ［（ｂ） （ａ） 第 ８ 図 （ｂ） （ａ） （ｂ） 第 ９ 図 デ （ｂ） ｔＩＳｌｏ 。 第 １１ 図 ｆ 続 補 正 書 （方式）ｌＪ？Ｊ和５８
年 ３月８日 特許庁長官 殿 １、゛バ件の表示 昭和５７年 特許願 第１７８１５
３号２、発明の名称 産業用ロボット ３、補正をする者 π件との関係 特許出願人 （８８２）株式会社 安用電機製作所 ４、代 理 人 住所 東京都港区赤坂１丁目９番２０号５、補正命令
の日付 発送日：昭和５８年２月２２日 ６、補正の対象 発明の詳細な説明の欄。 ７、補正の内容 明細占、第９頁〜第１２頁を差し替える。
図、第３図、第３図、第７図はそれぞれ直交座標型、円
筒座標型、平行四辺形リンクを構成した関節型ロボット
の機構構成を示す図 第Ｓ図は干渉する。２軸間の振動
を示ず図、第乙図〜第１θ図は本発明の実施例を示す（
ン１、第１／ν１はｆｌｉｌ制御装置のブロック図であ
る。 Ｍｘ＋ Ｍｙ＋ Ｍｚ、 Ｍｌ）、 Ｍｒ、 Ｍｌ、
Ｍｌ ・・回転モータ’１７Ｇｘ＋ＴＧｙ、ＴＧｚ＋Ｔ
Ｇθ、ＴＧγ、ＴＧψ、ＴＧψ・・・回転速度検出器。 ＰＧｘ、ＰＧｙ＋ ＰＧｚ、ＰＧθ、ＰＧγ、ＰＧψ、
ＰＧψ・・回転位置検出器。 Ａ、 ＡＸＩ Ａｙ＋ Ａｚ＋ Ａθ、Ａγ、Ａψ、Ａ
ψ・・・加速度検出器。 Ｇ ｘ ＋ Ｇ ’ｌ ＋ Ｇ ｚ 、Ｇθ、ＧＬＧｒ
、Ｇψ・・制御装置。 グ・・・位相調整回路 Ｓ・・・ゲイン調整回路 （ａ） （ｂ） （第 １ 図 第２図 第 ３ 図 （、ＩＬ） 第 （ａ） ５図 第 ６ 図 （ｂ） 菓 ７ ［（ｂ） （ａ） 第 ８ 図 （ｂ） （ａ） （ｂ） 第 ９ 図 デ （ｂ） ｔＩＳｌｏ 。 第 １１ 図 ｆ 続 補 正 書 （方式）ｌＪ？Ｊ和５８
年 ３月８日 特許庁長官 殿 １、゛バ件の表示 昭和５７年 特許願 第１７８１５
３号２、発明の名称 産業用ロボット ３、補正をする者 π件との関係 特許出願人 （８８２）株式会社 安用電機製作所 ４、代 理 人 住所 東京都港区赤坂１丁目９番２０号５、補正命令
の日付 発送日：昭和５８年２月２２日 ６、補正の対象 発明の詳細な説明の欄。 ７、補正の内容 明細占、第９頁〜第１２頁を差し替える。
Claims (1)
- 複数のサーボ軸により構成され、各サーボ軸の回転モー
タが、直接に、あるいは機械的伝達は≠≠芥乎７７７機
構を介して該サーボ軸ゐ可動機構要素に結合され、該可
動機構要素を直線あるいは回転運動させ、かつ該運動中
の前記可動機構要素の静止座標系に対する位置が、該サ
ーボ軸の回転モータの回転位置のみで規定される多軸の
産業用ロボットにおいて、各サーボ軸毎に※回転モータ
より生ずる運動の接線方向と並行な方向に直線加各サー
ボ軸の制御装置に帰還するようにしたこおを特徴上する
産業用ロボット。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17815382A JPS5969280A (ja) | 1982-10-09 | 1982-10-09 | 産業用ロボツト |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17815382A JPS5969280A (ja) | 1982-10-09 | 1982-10-09 | 産業用ロボツト |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5969280A true JPS5969280A (ja) | 1984-04-19 |
| JPH0233169B2 JPH0233169B2 (ja) | 1990-07-25 |
Family
ID=16043556
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17815382A Granted JPS5969280A (ja) | 1982-10-09 | 1982-10-09 | 産業用ロボツト |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5969280A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6123212A (ja) * | 1984-07-11 | 1986-01-31 | Hitachi Ltd | 多関節構造機械の制御装置 |
| JPS62233811A (ja) * | 1986-04-04 | 1987-10-14 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | 多関節構造機械の制御装置 |
| JPS6465608A (en) * | 1987-09-07 | 1989-03-10 | Japan Res Dev Corp | Acceleration control type servo system |
| JPH01234183A (ja) * | 1988-03-15 | 1989-09-19 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | コンプライアンス制御方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5922104A (ja) * | 1982-07-29 | 1984-02-04 | Akashi Seisakusho Co Ltd | ロボツト可動腕の制御方法およびその装置 |
-
1982
- 1982-10-09 JP JP17815382A patent/JPS5969280A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5922104A (ja) * | 1982-07-29 | 1984-02-04 | Akashi Seisakusho Co Ltd | ロボツト可動腕の制御方法およびその装置 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6123212A (ja) * | 1984-07-11 | 1986-01-31 | Hitachi Ltd | 多関節構造機械の制御装置 |
| JPS62233811A (ja) * | 1986-04-04 | 1987-10-14 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | 多関節構造機械の制御装置 |
| JPS6465608A (en) * | 1987-09-07 | 1989-03-10 | Japan Res Dev Corp | Acceleration control type servo system |
| JPH01234183A (ja) * | 1988-03-15 | 1989-09-19 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | コンプライアンス制御方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0233169B2 (ja) | 1990-07-25 |
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