JPS603716A - ロボツトの制御装置 - Google Patents
ロボツトの制御装置Info
- Publication number
- JPS603716A JPS603716A JP11090083A JP11090083A JPS603716A JP S603716 A JPS603716 A JP S603716A JP 11090083 A JP11090083 A JP 11090083A JP 11090083 A JP11090083 A JP 11090083A JP S603716 A JPS603716 A JP S603716A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- robot
- gain
- results
- controller
- arm
- 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
Links
Classifications
-
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Human Computer Interaction (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Manipulator (AREA)
- Feedback Control In General (AREA)
- Control Of Position Or Direction (AREA)
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】
〔発明の利用分野〕
本発明はロボットの制御装置に係り、特にロボット機構
系の低剛性に起因する振動などにより生ずる性能低下を
改善するに好適なロボットの制御装置に関する。
系の低剛性に起因する振動などにより生ずる性能低下を
改善するに好適なロボットの制御装置に関する。
〔発明の背景］
従来の電気駆動式のロボットはモータと減速機とを組合
わせた駆動系を有している。その制御装置には駆動用モ
ータ部に設けられたエンコーダ。
わせた駆動系を有している。その制御装置には駆動用モ
ータ部に設けられたエンコーダ。
タコジエネＶ−夕およびモータ電流検出装置等からの信
号によるフィートノ（ツクループが形成され、ロボット
を駆動している。すなわち、この制御装置はモータ出力
軸から先の減速機およびロボットアームの実際の動きに
は関係しない、いわゆるセミクローズトループによる制
御回路を形成している。このため、アーム部分、特に作
業点である手首部からのフィードバックループがないた
め、正確な動作制御が保証されない欠点を有し工いる。
号によるフィートノ（ツクループが形成され、ロボット
を駆動している。すなわち、この制御装置はモータ出力
軸から先の減速機およびロボットアームの実際の動きに
は関係しない、いわゆるセミクローズトループによる制
御回路を形成している。このため、アーム部分、特に作
業点である手首部からのフィードバックループがないた
め、正確な動作制御が保証されない欠点を有し工いる。
また、駆動系の一部に剛性の低い部分を有する場合には
、動作速度によっては駆動系の共振点に一致し、アーム
先端に振動を生じることもあるが、従来の制御装置にお
いてはこの動きを検知するセンサ等を有しておらず、割
振制御もできなかった。
、動作速度によっては駆動系の共振点に一致し、アーム
先端に振動を生じることもあるが、従来の制御装置にお
いてはこの動きを検知するセンサ等を有しておらず、割
振制御もできなかった。
この場合には先に述べたフィートノ（ツクループのゲイ
ン、時定数を適正化して、極力小さくするようにしてい
たが、ロボットのごとく、可搬重量が種々に変化する場
合には常に適正なる状態を保持することができないため
、作業精度が良好でないという問題点があった。
ン、時定数を適正化して、極力小さくするようにしてい
たが、ロボットのごとく、可搬重量が種々に変化する場
合には常に適正なる状態を保持することができないため
、作業精度が良好でないという問題点があった。
本発明の目的は、ロボットの駆動系に剛性の低い部分を
有していることによるアーム先端ノ振動等の現象を極力
小さくすることができるロボットの制御装置を提供する
ことにある。
有していることによるアーム先端ノ振動等の現象を極力
小さくすることができるロボットの制御装置を提供する
ことにある。
本発明は上記の目的を達成するために、アーム先端の可
搬重量を検知し、アーム姿勢、慣性モーメント等から、
点Ａから点Ｂへのロボット動作中に発生する振動を、シ
ミュレータにより計算し、その結果を基に制御装置のゲ
イン・時定数を変化し、振動を極力小さくすること、お
よび仮想的なりローズトフィードパックループを形成す
るようにしたものである。
搬重量を検知し、アーム姿勢、慣性モーメント等から、
点Ａから点Ｂへのロボット動作中に発生する振動を、シ
ミュレータにより計算し、その結果を基に制御装置のゲ
イン・時定数を変化し、振動を極力小さくすること、お
よび仮想的なりローズトフィードパックループを形成す
るようにしたものである。
以下、本発明の詳細な説明する。
第１図は本発明の装置の一実施例を備えたロボットの構
成を示すもので、第１図において、ロボット本体１は、
旋回部２、第１アーム３、第２７−ム４および手首（図
示せず）より構成されている。手首にはワーク５に応じ
たハンド（図示せず）が取付けられる。またハンドには
ワーク５０重量を検知する検知器６を設ける。ここでは
ハンドに重量を検知する検知器６を設ける例を示したが
、重量が検知することが目的であって、これを満足でき
ればその設置位置はハンドに限定されるものではない。
成を示すもので、第１図において、ロボット本体１は、
旋回部２、第１アーム３、第２７−ム４および手首（図
示せず）より構成されている。手首にはワーク５に応じ
たハンド（図示せず）が取付けられる。またハンドには
ワーク５０重量を検知する検知器６を設ける。ここでは
ハンドに重量を検知する検知器６を設ける例を示したが
、重量が検知することが目的であって、これを満足でき
ればその設置位置はハンドに限定されるものではない。
ロボットを駆動するための制御装置７は、従来のロボッ
トの制御回路８と、この制御回路８とロボット本体１と
を含めた振動をシミュレーションする演算回路９とより
構成されている。
トの制御回路８と、この制御回路８とロボット本体１と
を含めた振動をシミュレーションする演算回路９とより
構成されている。
ロボットの如く三次元空間を運動するものは、（−。ア
ー４゜や□よ□ヵ。□ヵ８ア。−ｏｌまた各駆動系の振
動の状態が異なることは明白である。すなわち、第２図
に示すシミュレーションモデルの一実施例において、駆
動モータ側の慣性モーメン）をＪ、、ロボットアーム側
の慣性モーメントをＪ２、さらにねじり剛性をＫとすれ
ば、この系の固有振動数ｆｏは以下の（１）式で与えら
れる。
ー４゜や□よ□ヵ。□ヵ８ア。−ｏｌまた各駆動系の振
動の状態が異なることは明白である。すなわち、第２図
に示すシミュレーションモデルの一実施例において、駆
動モータ側の慣性モーメン）をＪ、、ロボットアーム側
の慣性モーメントをＪ２、さらにねじり剛性をＫとすれ
ば、この系の固有振動数ｆｏは以下の（１）式で与えら
れる。
ロボットの場合にはアームの姿勢、可搬重量が変化する
ことにより、慣性モーメントＪ２が変化し駆動系の固有
振動数ｆｏが変化する。
ことにより、慣性モーメントＪ２が変化し駆動系の固有
振動数ｆｏが変化する。
同様にねじれ角は、
よりめられる。この場合にも慣性モーメントＪ２の影響
を受ける。上記（２）式で１°はモータ等のトルクであ
シ、減衰環は無視したが、本発明の本質を左右するもの
ではない。
を受ける。上記（２）式で１°はモータ等のトルクであ
シ、減衰環は無視したが、本発明の本質を左右するもの
ではない。
以上述べたごとくロボットの振動を推定することができ
るが、慣性モーメン）Ｊ２を決定するにはロボットアー
ムの姿勢および手首部のハンドによりつかむワークの重
量を知る必要がある。
るが、慣性モーメン）Ｊ２を決定するにはロボットアー
ムの姿勢および手首部のハンドによりつかむワークの重
量を知る必要がある。
本発明はこれを可能にしたものである。まず、ロボット
アーム３，４の姿勢は各アーク駆動モータに設けられた
エンコーダの信号より入力できる。
アーム３，４の姿勢は各アーク駆動モータに設けられた
エンコーダの信号より入力できる。
さらにワーク５の重量は検知器６により検知し制御装置
８へのアーム角度、アーム重量などの情報とともに演算
回路９におくられる。演算回路９は地点Ａから地点Ｂへ
の移動中に生ずるアーム先端の手首の振動波形をめる。
８へのアーム角度、アーム重量などの情報とともに演算
回路９におくられる。演算回路９は地点Ａから地点Ｂへ
の移動中に生ずるアーム先端の手首の振動波形をめる。
そこで、この振動波形は許容振動値と比較され、許容値
を越える場合には制御装置８のケイン、時定数を変化さ
せて許容値内の振動となるように制御するものである。
を越える場合には制御装置８のケイン、時定数を変化さ
せて許容値内の振動となるように制御するものである。
第３図は本発明に用いられる搬送重量によって最適ゲイ
ンの変化の一例を示したものであるが、シミュレーショ
ンの結果によってゲインを選定することにより振動を極
力小さくできる。すなわち、搬送重量が小のときはゲイ
ンをａ１大のときはｂにすればよい。
ンの変化の一例を示したものであるが、シミュレーショ
ンの結果によってゲインを選定することにより振動を極
力小さくできる。すなわち、搬送重量が小のときはゲイ
ンをａ１大のときはｂにすればよい。
以上述べたごとく、本発明の装置においてはロボットに
より取扱われるワーク５の搬送重量を検知器６で検知し
、この検知器からの搬送重量と口ポットの各種定数とを
組合わせて演算回路９で振動を予測し、制御回路８のゲ
インあるいは時定数等を変化させる。これにより、低剛
性系を含むロボット駆動系の振動を極力小さくおさえる
ことができる。また、本発明においては手首の振動を予
測できるので、仮想的なりローズトフィードバックルー
ズが形成され、制御特性を向上できる。
より取扱われるワーク５の搬送重量を検知器６で検知し
、この検知器からの搬送重量と口ポットの各種定数とを
組合わせて演算回路９で振動を予測し、制御回路８のゲ
インあるいは時定数等を変化させる。これにより、低剛
性系を含むロボット駆動系の振動を極力小さくおさえる
ことができる。また、本発明においては手首の振動を予
測できるので、仮想的なりローズトフィードバックルー
ズが形成され、制御特性を向上できる。
第４図は本発明の制御装置７の一実施例の機能を示すブ
ロック線図である。ロボットの制御回路８は、ＣＰＵｌ
０．サーボコントローラ１１．パワーアンプ１２より構
成きれている。演算回路９はシミュレータ１３．評価基
準部１４．エバリュ工−夕１５より構成されている。
ロック線図である。ロボットの制御回路８は、ＣＰＵｌ
０．サーボコントローラ１１．パワーアンプ１２より構
成きれている。演算回路９はシミュレータ１３．評価基
準部１４．エバリュ工−夕１５より構成されている。
前述したごとく、演算回路９はロボット１の搬送重量信
号と、ＣＩ）ＵＩＯからの位置、姿勢等のデータを基に
シミュレータ１３により、ロボット１の手首の動きを予
測し、その結果と評価基準部１４からの評価基準とをエ
バリュエータ１５で比較検討し、その計算結果がＯＫな
らば、その時のゲイン等の情報をもとに、制御装置８の
サーボコントローラ１１のゲインを適正化する。これに
より、制御装置８のパワーアンプ１２によりロボット１
を駆動する。エバリュエータ１５でＮＧの場合は第３図
を基にゲインを変更し１、再度シミュレータ１３で計Ｉ
Ｆ−を行なう。ここで、ゲ・ｒンを変更してシミュレー
タ１３で計算した結果が前回の結果に対しその変化散が
少ない場合はＯＫとして作動させる機能を追加すること
も可能である。
号と、ＣＩ）ＵＩＯからの位置、姿勢等のデータを基に
シミュレータ１３により、ロボット１の手首の動きを予
測し、その結果と評価基準部１４からの評価基準とをエ
バリュエータ１５で比較検討し、その計算結果がＯＫな
らば、その時のゲイン等の情報をもとに、制御装置８の
サーボコントローラ１１のゲインを適正化する。これに
より、制御装置８のパワーアンプ１２によりロボット１
を駆動する。エバリュエータ１５でＮＧの場合は第３図
を基にゲインを変更し１、再度シミュレータ１３で計Ｉ
Ｆ−を行なう。ここで、ゲ・ｒンを変更してシミュレー
タ１３で計算した結果が前回の結果に対しその変化散が
少ない場合はＯＫとして作動させる機能を追加すること
も可能である。
〔発明の効果Ｊ
以上詳述したように、本発明によれば、制御対象の応答
波形を計算し、その計算結果を基に、制御回路のゲイン
あるいは時定数を適正化して、最適な応答波形を得るこ
とができるので、ロボットの機構系の弱点をカバーシ２
、良好な動特性を州ることができる。また手首の特性を
シミュレーション予測し、その結果を制御回路にフィー
ドバックできるので、仮想的なりローズトフイードバツ
クループを形成し、制御特性を改善できるものであ す
る。
波形を計算し、その計算結果を基に、制御回路のゲイン
あるいは時定数を適正化して、最適な応答波形を得るこ
とができるので、ロボットの機構系の弱点をカバーシ２
、良好な動特性を州ることができる。また手首の特性を
シミュレーション予測し、その結果を制御回路にフィー
ドバックできるので、仮想的なりローズトフイードバツ
クループを形成し、制御特性を改善できるものであ す
る。
第１図は本発明の装置の一実施例を備えたロボットシス
テムを示す図、第２図は本発明を適用すルロホットの機
構系−制御系のシミュレーションモデルの一実施例を示
す図、第３図は本発明の装置に用いられる制御回路の可
搬重量をパラメータとしたゲインと振動との関係の一例
を示す特性図、第４図は本発明の制御装置の一実施例の
詳細な構成を示すブロック線図である。 １・・・ロボット本体、２・・・旋回部、３・・・第１
アーム、４・・・第２アーム、５・・・ワーク、６・・
・重量を検知する検知器、７・・・制御装置、８・・・
制御回路、９・・・演算回路、１０・・・ＣＰＵ、１１
・・・サーボコントローラ、１２・・・パワーアンプ、
工３・・・シミュレータ、￥Ｊ １ 図 第２図 ２ ２ １θ 防３図 第 ４ 図
テムを示す図、第２図は本発明を適用すルロホットの機
構系−制御系のシミュレーションモデルの一実施例を示
す図、第３図は本発明の装置に用いられる制御回路の可
搬重量をパラメータとしたゲインと振動との関係の一例
を示す特性図、第４図は本発明の制御装置の一実施例の
詳細な構成を示すブロック線図である。 １・・・ロボット本体、２・・・旋回部、３・・・第１
アーム、４・・・第２アーム、５・・・ワーク、６・・
・重量を検知する検知器、７・・・制御装置、８・・・
制御回路、９・・・演算回路、１０・・・ＣＰＵ、１１
・・・サーボコントローラ、１２・・・パワーアンプ、
工３・・・シミュレータ、￥Ｊ １ 図 第２図 ２ ２ １θ 防３図 第 ４ 図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、 ワークを取扱うロボットにおいて、ロボットにそ
の搬送重量を検知する検知器と、ロボットアームにその
姿勢を検知する手段とを設け、ロボットの各定数を基に
、アーム先端の移動中の振動特性を計算する演算回路を
設け、制御系に仮想的なりローズドループのフィードバ
ック系を創成したことを特徴とするロボットの制御装置
。 ２ 演算回路は計算した振動特性によって、ロボットの
制御回路のゲイン、時定数を最適に制御することを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載のロボットの制御装置
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11090083A JPS603716A (ja) | 1983-06-22 | 1983-06-22 | ロボツトの制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11090083A JPS603716A (ja) | 1983-06-22 | 1983-06-22 | ロボツトの制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS603716A true JPS603716A (ja) | 1985-01-10 |
Family
ID=14547521
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11090083A Pending JPS603716A (ja) | 1983-06-22 | 1983-06-22 | ロボツトの制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS603716A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62241002A (ja) * | 1986-04-11 | 1987-10-21 | Mitsubishi Electric Corp | オ−ト・チユ−ニング・コントロ−ラ |
| JPS62241003A (ja) * | 1986-04-11 | 1987-10-21 | Mitsubishi Electric Corp | オ−ト・チユ−ニング・コントロ−ラ |
| JPS6365508A (ja) * | 1986-09-06 | 1988-03-24 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | 多関節作業機の軌跡制御装置 |
| JP2016153164A (ja) * | 2016-04-25 | 2016-08-25 | セイコーエプソン株式会社 | ロボット装置およびロボット装置の制御方法 |
| CN108681252A (zh) * | 2018-05-15 | 2018-10-19 | 浙江工业大学 | 一种基于均值耦合的多机械臂系统有限时间参数辨识与位置同步控制方法 |
-
1983
- 1983-06-22 JP JP11090083A patent/JPS603716A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62241002A (ja) * | 1986-04-11 | 1987-10-21 | Mitsubishi Electric Corp | オ−ト・チユ−ニング・コントロ−ラ |
| JPS62241003A (ja) * | 1986-04-11 | 1987-10-21 | Mitsubishi Electric Corp | オ−ト・チユ−ニング・コントロ−ラ |
| JPS6365508A (ja) * | 1986-09-06 | 1988-03-24 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | 多関節作業機の軌跡制御装置 |
| JP2016153164A (ja) * | 2016-04-25 | 2016-08-25 | セイコーエプソン株式会社 | ロボット装置およびロボット装置の制御方法 |
| CN108681252A (zh) * | 2018-05-15 | 2018-10-19 | 浙江工业大学 | 一种基于均值耦合的多机械臂系统有限时间参数辨识与位置同步控制方法 |
| CN108681252B (zh) * | 2018-05-15 | 2021-01-01 | 浙江工业大学 | 一种多机械臂系统有限时间参数辨识与位置同步控制方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2770982B2 (ja) | マニピユレータの位置と力の協調制御装置 | |
| US5049797A (en) | Device and method for control of flexible link robot manipulators | |
| EP0280324B1 (en) | Nonlinear control unit for a multi-degree-of freedom manipulator | |
| JPH03118618A (ja) | 制振効果を持つスライディングモード制御による制御方式 | |
| JPH10309684A (ja) | マニピュレータのコンプライアンス制御方式 | |
| JP2021037582A (ja) | アームを有するロボットの制御装置 | |
| KR20010012899A (ko) | 로봇 제어방법 및 제어장치 | |
| JP2604929B2 (ja) | ロボットの制御装置 | |
| JP4639417B2 (ja) | ロボットの制御装置 | |
| Lee et al. | Hybrid control scheme for robust tracking of two-link flexible manipulator | |
| JPS603716A (ja) | ロボツトの制御装置 | |
| JPH03289385A (ja) | モータ制御のゲイン調整方法 | |
| JP2003216243A (ja) | ロボットの制御装置 | |
| JP3300144B2 (ja) | 多軸ロボットのウィービング制御方法 | |
| JP2906256B2 (ja) | サーボ制御装置 | |
| JPH0392911A (ja) | スライディングモード制御によるロボット制御方法 | |
| Lee et al. | Hybrid control scheme for robust tracking of two-link flexible manipulator | |
| JPH08234801A (ja) | モータ駆動式関節アームのための制御装置及び制御方法 | |
| JPH04112690A (ja) | サーボモータの制御方式 | |
| JPH08278821A (ja) | サーボ制御系の制振方法 | |
| JPS6190207A (ja) | ロボツト制御装置 | |
| Ueda et al. | Mode-shape compensator for improving robustness of manipulator mounted on flexible base | |
| JP4289275B2 (ja) | 多関節型ロボットの制御方法 | |
| JPH04343690A (ja) | 多関節マニピュレータの関節摩擦補償方法 | |
| JPS61217802A (ja) | ロボツト制御装置 |