JPS63308603A - Oscillation reducing system for robot - Google Patents
Oscillation reducing system for robotInfo
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- JPS63308603A JPS63308603A JP14400587A JP14400587A JPS63308603A JP S63308603 A JPS63308603 A JP S63308603A JP 14400587 A JP14400587 A JP 14400587A JP 14400587 A JP14400587 A JP 14400587A JP S63308603 A JPS63308603 A JP S63308603A
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- 230000001133 acceleration Effects 0.000 claims abstract description 22
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- Feedback Control In General (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、アームの一端に負荷を把持し、アームの他端
を電動機で駆動して負荷の位置制御を行う若干の非剛性
要素を含むサーボ系の加減速制御に際し、負荷の振動を
低減するためのロボットの振動低減方式に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention includes some non-rigid elements that grip a load at one end of an arm and control the position of the load by driving the other end of the arm with an electric motor. This invention relates to a robot vibration reduction method for reducing load vibration during acceleration/deceleration control of a servo system.
物体(負荷)を把持して指定された位置へ移動させるロ
ボットは、負荷を把持するアームとこれを駆動する電動
機とサーボ制御系で構成される。A robot that grips an object (load) and moves it to a specified position is composed of an arm that grips the load, an electric motor that drives the arm, and a servo control system.
該アームは剛性が強ければ問題はないが、実際には種々
の制限から比較的剛性の弱いものが用いられ、その固有
の振動の周波数が数ヘルツという値を示している。負荷
を加減速すると、その衝撃で振動し、その振動が残留す
る場合がある。これの対策として加速度信号を低域通過
ろ波器でろ波することも行われるが、応答速度が遅くな
る。There is no problem as long as the arm has high rigidity, but in reality, due to various restrictions, one with relatively low rigidity is used, and its natural vibration frequency is several hertz. When a load is accelerated or decelerated, the impact causes vibrations, and the vibrations may remain. As a countermeasure to this problem, the acceleration signal is filtered using a low-pass filter, but the response speed becomes slow.
本発明の目的は、非剛性要素を含むロボットアームのデ
ィジタルサーボ系において、応答速度は維持しつつ、負
荷の加減速時にアームおよび負荷の振動を低減するよう
な方式を得ることにある。An object of the present invention is to obtain a method for reducing vibrations of the arm and load during acceleration and deceleration of the load while maintaining response speed in a digital servo system for a robot arm including non-rigid elements.
本発明においては、アームの一端に負荷を把持し、該ア
ームの他端を電動機で駆動して該負荷の位置制御を行う
非剛性要素を含む系の加減速制御に際し、該負荷の振動
を低減するためのロボ−/ )の振動低減方式において
、該負荷、アーム、電動機を含めた系の加減速時間が該
系の固有の振動周期のAの整数倍となるように、加減速
を行う期間のみ、サーボ系のゲインを変えて該系の固有
の振動周期を変化させることを特徴とする。In the present invention, the vibration of the load is reduced when controlling the acceleration/deceleration of a system including a non-rigid element that holds the load at one end of an arm and controls the position of the load by driving the other end of the arm with an electric motor. In the vibration reduction method for a robot/ ), the period during which acceleration/deceleration is performed so that the acceleration/deceleration time of the system including the load, arm, and electric motor is an integral multiple of A, the unique vibration period of the system. The only feature is that the unique vibration period of the servo system is changed by changing the gain of the servo system.
上述の方式を用いれば、ロボットの加減速の時間の間、
そのサーボ系のゲインを調整して、ロボットのアームを
含む系の固有の振動周期を変更して、該振動周期の〃の
整数倍が前記加減速の時間に等しいようにすることがで
き、その結果、ロボットのアームの振動を低減できる。Using the above method, during the acceleration and deceleration time of the robot,
By adjusting the gain of the servo system, the inherent vibration period of the system including the robot arm can be changed so that an integral multiple of the vibration period is equal to the acceleration/deceleration time, and the As a result, vibration of the robot arm can be reduced.
本発明の一実施例としてのロボットの振動低減方式を行
う制御系のブロック図が第1図に示される。第2図には
前記ロボットの構成図が、第3図には第1図の制御系の
タイムチャートの例が示される。FIG. 1 shows a block diagram of a control system for implementing a vibration reduction method for a robot as an embodiment of the present invention. FIG. 2 shows a configuration diagram of the robot, and FIG. 3 shows an example of a time chart of the control system shown in FIG. 1.
第1図のロボットの制御系について説明する。The control system of the robot shown in FIG. 1 will be explained.
第1図の左側から加算器21に位置を旨令が加えられ位
置信号θ1との差が求められゲインKPを有する増幅器
22に供給される。増@器22の出力は加算器23に加
えられ、速度補正値(増幅器Kvf29の出力)と差が
求められて、ゲインKvを有する増幅器24に供給され
る。このゲインKvを制御するとロボットの負荷、アー
ム、電動機を含む系の固有の振動周期を変えることがで
きる。A position command is added to the adder 21 from the left side of FIG. 1, and the difference from the position signal θ1 is determined and supplied to an amplifier 22 having a gain KP. The output of the amplifier 22 is added to the adder 23, and the difference between the output and the speed correction value (output of the amplifier Kvf29) is determined and the difference is supplied to the amplifier 24 having a gain Kv. By controlling this gain Kv, it is possible to change the inherent vibration period of the system including the robot's load, arm, and electric motor.
増幅器24の出力は加算器25に加えられる。The output of amplifier 24 is applied to adder 25.
加算器25では、増幅器Kif27の出力が電流フィー
ドバックされ、増幅器24の出力との差が求められ、ゲ
インKiを有する増幅器26に供給される。加算器28
では、増@器26の出力と増幅器Ke30を介してフィ
ードバックされた信号の差が求められ積分演算器31に
供給される。積分演算器31では電動機の電機子のコイ
ル抵抗(ra)およびコイルインダクタンス(1! a
)を用いて演算がなされ、その出力の一方は前述した増
幅器27を介して加算器25ヘフイードバツクされる。In the adder 25, the output of the amplifier Kif27 is fed back as a current, and the difference between the output and the output of the amplifier 24 is determined and supplied to the amplifier 26 having a gain Ki. Adder 28
Then, the difference between the output of the amplifier 26 and the signal fed back via the amplifier Ke30 is determined and supplied to the integral calculator 31. The integral calculator 31 calculates the coil resistance (ra) and coil inductance (1!a) of the armature of the electric motor.
), and one of its outputs is fed back to the adder 25 via the amplifier 27 mentioned above.
出力の他方はKtのゲインを有する増幅器32へ加えら
れる。The other output is applied to an amplifier 32 with a gain of Kt.
加算器33は増幅器32の出力とフィードバックされる
反力を示す信号との差を求め、演算器34へ出力を供給
する。積分演算器34は駆動系の慣性能率J1を係数と
して積分し、速度信号a1を得る。信号d1は前述の増
幅器29および30ヘフイードバツクされるほか、積分
演算器35へ供給される。積分演算器35の出力は位置
信号θ1として前述の加算器21へフィードバックされ
るほか、加算器36へ印加される。加算器36には負荷
の位置信号θ2がフィードバックされる。加算器36の
出力はゲインKを有する増幅器37へ加えられる。増@
器37の出力は前述の反力を示す信号として加算器33
ヘフイードバツクされる。The adder 33 calculates the difference between the output of the amplifier 32 and the feedback signal indicating the reaction force, and supplies the output to the arithmetic unit 34 . The integral calculator 34 integrates the inertia factor J1 of the drive system as a coefficient to obtain a speed signal a1. The signal d1 is fed back to the aforementioned amplifiers 29 and 30, and is also supplied to an integral calculator 35. The output of the integral calculator 35 is fed back to the adder 21 described above as a position signal θ1, and is also applied to the adder 36. The load position signal θ2 is fed back to the adder 36. The output of adder 36 is applied to amplifier 37 with gain K. Increase @
The output of the device 37 is sent to the adder 33 as a signal indicating the above-mentioned reaction force.
Hefeed back.
増幅器37の出力はさらに積分演算器38に供給され、
負荷の慣性能率J2を係数として積分され負荷の速度信
号i2を得る。信号a2はさらに積分演算器39で積分
され負荷の位置信号θ2を得る。信号θ2は前述の加算
器36ヘフイードバソクされる。The output of the amplifier 37 is further supplied to an integral calculator 38,
It is integrated using the load inertia factor J2 as a coefficient to obtain a load speed signal i2. The signal a2 is further integrated by an integral calculator 39 to obtain a load position signal θ2. The signal θ2 is fed back to the adder 36 mentioned above.
第2図に示されるように、ロボットは電動機1およびア
ーム2を具備し、アーム2は負荷3を把持して移動する
。この動作時、負荷またはアームは第3図上段のグラフ
のような時間対速度特性線11をもって駆動される。こ
れに対応して負荷等の加速度は対応して示す下段のグラ
フのように線12のような変化をする。この加速度の変
化により、アーム等の系に剛性が弱い場合振動が生ずる
。As shown in FIG. 2, the robot includes an electric motor 1 and an arm 2, and the arm 2 moves while holding a load 3. During this operation, the load or arm is driven with a time vs. speed characteristic line 11 as shown in the upper graph of FIG. Correspondingly, the acceleration of the load, etc. changes as shown by line 12 in the lower graph. This change in acceleration causes vibrations if the system, such as the arm, has low rigidity.
加速度が加えられる期間をTとし、アーム等を含めた系
の固有の振動13の周期を2tとした時、Tがtの整数
倍となるようにすると振動の振幅が小さくなる。When the period during which acceleration is applied is T, and the period of the natural vibration 13 of the system including the arm and the like is 2t, the amplitude of the vibration is reduced by making T an integral multiple of t.
前述のように振動を低減するためには、加減速時間Tが
アーム等の系の固有の振動の周期のAの値tの整数倍で
あることが必要となるが、加速度は増幅器の容量で決ま
るので制限があり、また応答速度の要求から結局加減速
時間を変えることは難しい。従って固有の振動の周期を
変えることにより対応しなければならない。このサーボ
系における固有の振動の周期は、第1図の増幅器24の
ゲインKvを変えることによって行うことができる。As mentioned above, in order to reduce vibration, the acceleration/deceleration time T needs to be an integral multiple of the value t of A, which is the period of inherent vibration of the system such as the arm, but the acceleration is determined by the capacity of the amplifier. There is a limit because the acceleration/deceleration time is fixed, and it is difficult to change the acceleration/deceleration time due to response speed requirements. Therefore, it is necessary to respond by changing the period of natural vibration. The period of the natural vibration in this servo system can be controlled by changing the gain Kv of the amplifier 24 shown in FIG.
上述のサーボ系はディジタルサーボによって制御され、
サーボ系の加減速を行う期間のみ増幅器24のゲインK
vを変更することができる。The above servo system is controlled by digital servo,
The gain K of the amplifier 24 is set only during the period when the servo system is accelerated or decelerated.
v can be changed.
本発明によれば、非剛性要素を含むロボットアームのデ
ィジタルサーボ系において、応答速度は維持しつつ、負
荷の加減速時にアームおよび負荷の振動を低減すること
ができる。According to the present invention, in a digital servo system for a robot arm that includes non-rigid elements, it is possible to reduce vibrations of the arm and load during acceleration and deceleration of the load while maintaining response speed.
第1図は本発明を行うロボットの制御系の一例を示すブ
ロック図、
第2図は第1図のロボットの構成例を示す図、および
第3図は第1図のロボットの制御系のタイムチャートを
示す図である。
図において、
■・・・電動機、 2・・・アーム、 3・・・負
荷、21 、23 、25 、28 、33 、36・
・・・・・・・・・・・・・・加算器、22 、24
、26 、27 、29 、30 、32 、37・・
・増幅器、31 、34 、35 、38 、39・・
・・・・・・・・・・・・・積分演算器。Fig. 1 is a block diagram showing an example of a control system of a robot that carries out the present invention, Fig. 2 is a diagram showing an example of the configuration of the robot shown in Fig. 1, and Fig. 3 is a time diagram of the control system of the robot shown in Fig. 1. It is a figure which shows a chart. In the figure, ■...Electric motor, 2...Arm, 3...Load, 21, 23, 25, 28, 33, 36.
・・・・・・・・・・・・Adder, 22, 24
, 26 , 27 , 29 , 30 , 32 , 37...
・Amplifier, 31, 34, 35, 38, 39...
・・・・・・・・・・・・ Integral calculator.
Claims (1)
で駆動して該負荷の位置制御を行う非剛性要素を含む系
の加減速制御に際し、該負荷の振動を低減するためのロ
ボットの振動低減方式において、 該負荷、アーム、電動機を含めた系の加減速時間が該系
の固有の振動周期の1/2の整数倍となるように、加減
速を行う期間のみ、サーボ系のゲインを変えて該系の固
有の振動周期を変化させることを特徴とするロボットの
振動低減方式。[Claims] When controlling the acceleration/deceleration of a system including a non-rigid element that holds a load at one end of an arm and controls the position of the load by driving the other end of the arm with an electric motor, vibration of the load can be suppressed. In the robot vibration reduction method for reducing vibration, the period during which acceleration and deceleration is performed so that the acceleration and deceleration time of the system including the load, arm, and electric motor is an integral multiple of 1/2 of the inherent vibration period of the system. A robot vibration reduction method characterized by changing the gain of a servo system to change the unique vibration period of the system.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14400587A JPS63308603A (en) | 1987-06-11 | 1987-06-11 | Oscillation reducing system for robot |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14400587A JPS63308603A (en) | 1987-06-11 | 1987-06-11 | Oscillation reducing system for robot |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63308603A true JPS63308603A (en) | 1988-12-16 |
Family
ID=15352099
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14400587A Pending JPS63308603A (en) | 1987-06-11 | 1987-06-11 | Oscillation reducing system for robot |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63308603A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5627440A (en) * | 1994-06-03 | 1997-05-06 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Method of computing drive pattern for suppressing vibration of industrial robot |
| JP2018030364A (en) * | 2016-08-18 | 2018-03-01 | 株式会社ユーシン精機 | Mold take-out machine |
-
1987
- 1987-06-11 JP JP14400587A patent/JPS63308603A/en active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5627440A (en) * | 1994-06-03 | 1997-05-06 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Method of computing drive pattern for suppressing vibration of industrial robot |
| JP2018030364A (en) * | 2016-08-18 | 2018-03-01 | 株式会社ユーシン精機 | Mold take-out machine |
| JP2018030365A (en) * | 2016-08-18 | 2018-03-01 | 株式会社ユーシン精機 | Mold take-out machine |
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