JPS61163406A - ロボツト制御装置 - Google Patents
ロボツト制御装置Info
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- JPS61163406A JPS61163406A JP476885A JP476885A JPS61163406A JP S61163406 A JPS61163406 A JP S61163406A JP 476885 A JP476885 A JP 476885A JP 476885 A JP476885 A JP 476885A JP S61163406 A JPS61163406 A JP S61163406A
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- gain
- speed
- speed gain
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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—Programme-control systems
- G05B19/02—Programme-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 programme data in numerical form
- G05B19/416—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 programme data in numerical form characterised by control of velocity, acceleration or deceleration
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
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- Numerical Control (AREA)
- Manipulator (AREA)
- Feedback Control In General (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】
〈発明の技術分野〉
この発明は、ロボット制御装置に関するもので、特に、
回転自由度を有するロボットにおいて、アクチュエータ
の動作量に応じて変（Ｉｔ、−ｒるイナーシャの変動の
効果を取り込んだ制御を行なうためのロボット制御装置
に関する。
回転自由度を有するロボットにおいて、アクチュエータ
の動作量に応じて変（Ｉｔ、−ｒるイナーシャの変動の
効果を取り込んだ制御を行なうためのロボット制御装置
に関する。
〈発明の概要〉
この発明のロボット制御装置は、ロボットのアクチュエ
ータの動作量と、位置サーボ系における速度ゲインの基
準値と、ワーク質量の変化に対する速度ゲインの変動巾
の値とを互いに対応させて記憶手段に記憶させておき、
検知手段がアクチュエータの動作量を検知したとき、そ
の動作量に応じて前記速度ゲインの基準値およびその変
動巾の値を読み出すと共に、これら値に基づきアクチュ
エータのイナーシャに応じた速度ゲインを演算し、然る
後この速度ゲインに基づきサーボ系の出力値を演算する
ようにしてあり、これにより、ロボットの位置や姿勢の
変化によるイナーシャの変動およびロボットの保持する
ワークの変化によるイナーシャの変動に応じて、サーボ
系の応答を緻適に設定できるようにしている。
ータの動作量と、位置サーボ系における速度ゲインの基
準値と、ワーク質量の変化に対する速度ゲインの変動巾
の値とを互いに対応させて記憶手段に記憶させておき、
検知手段がアクチュエータの動作量を検知したとき、そ
の動作量に応じて前記速度ゲインの基準値およびその変
動巾の値を読み出すと共に、これら値に基づきアクチュ
エータのイナーシャに応じた速度ゲインを演算し、然る
後この速度ゲインに基づきサーボ系の出力値を演算する
ようにしてあり、これにより、ロボットの位置や姿勢の
変化によるイナーシャの変動およびロボットの保持する
ワークの変化によるイナーシャの変動に応じて、サーボ
系の応答を緻適に設定できるようにしている。
〈発明の背景〉
回転自由度を有するロボット、たとえば多関節形ロボッ
トや極座標型ロボットにおいては。
トや極座標型ロボットにおいては。
アクチュエータの動作量に応じて当該回転自由度に関す
る負荷イナーシャが変動する。このようなイナーシャの
変動は、サーボ系に詔ける応答に影響を与えるため、何
らかの形で制御系に取り込むことが必要となる。
る負荷イナーシャが変動する。このようなイナーシャの
変動は、サーボ系に詔ける応答に影響を与えるため、何
らかの形で制御系に取り込むことが必要となる。
ところがアナログ回路で構成したサーボ系においては、
その性質上、このような変動を取り込むことは不可能で
ある。また多関節形ロボットなどにおいては、ベースに
近い関節はど負荷イナーシャの変動が大きく影響するた
め、このような影響を軽減する目的で減速比の大きな減
速機を用いなければならない。このため、この種減速既
に起因するコストの増大・効率の低下。
その性質上、このような変動を取り込むことは不可能で
ある。また多関節形ロボットなどにおいては、ベースに
近い関節はど負荷イナーシャの変動が大きく影響するた
め、このような影響を軽減する目的で減速比の大きな減
速機を用いなければならない。このため、この種減速既
に起因するコストの増大・効率の低下。
負荷変動の増大、ガタの増大を招き、それに微小送りが
困難である等、幾多の欠点を有していた。
困難である等、幾多の欠点を有していた。
またソフトウェアによって位置サーボ系を構成する場合
には、複数の関節の関節角度などから各関節の軸まわり
のイナーシャを計算し、そのイナーシャに対応する速度
ゲインを求め、それに基いて位置サーボ系における出力
値を演算する必要があり、これがため多大の演算時間を
要する。このため上記速度ゲインを求める演算を、ロボ
ットの動作中に実時間で求めることは困難であり、従来
は、あらかじめ動作する目標角度を用いてオフラインで
速度ゲインの計算を行なって、その計算結果をメモリに
記憶させておき、動作中は、記憶されていた速度ゲイン
の値を順次読み出して、サーボ系で用いるようにしてい
た。ところがこの方法は、ティーチングの際の動作には
上記オフライン処理が不可能であることや、カメラ等の
外界センナを利用したセンサフィードバック制御におい
て、動作中に目標点を変更して移動させることが不可能
であるなどの欠点を有している。
には、複数の関節の関節角度などから各関節の軸まわり
のイナーシャを計算し、そのイナーシャに対応する速度
ゲインを求め、それに基いて位置サーボ系における出力
値を演算する必要があり、これがため多大の演算時間を
要する。このため上記速度ゲインを求める演算を、ロボ
ットの動作中に実時間で求めることは困難であり、従来
は、あらかじめ動作する目標角度を用いてオフラインで
速度ゲインの計算を行なって、その計算結果をメモリに
記憶させておき、動作中は、記憶されていた速度ゲイン
の値を順次読み出して、サーボ系で用いるようにしてい
た。ところがこの方法は、ティーチングの際の動作には
上記オフライン処理が不可能であることや、カメラ等の
外界センナを利用したセンサフィードバック制御におい
て、動作中に目標点を変更して移動させることが不可能
であるなどの欠点を有している。
〈発明の目的〉
この発明は、ロボットの動作中において、各アクチュエ
ータの動作量に応じた速度ゲインの値をサーボ系に実時
間で与え、それによって。
ータの動作量に応じた速度ゲインの値をサーボ系に実時
間で与え、それによって。
種々の制御状況下における負荷イナーシャの変動を最適
に取り込んだロボット制御装置を提供することを主目的
とする。また、この発明の他の目的は、このような制御
を、経済性の低下や、他の性能の劣化を与えることなく
実現できる口ポット制御装置を提供することである。
に取り込んだロボット制御装置を提供することを主目的
とする。また、この発明の他の目的は、このような制御
を、経済性の低下や、他の性能の劣化を与えることなく
実現できる口ポット制御装置を提供することである。
〈発明の構成と効果〉
上述の目的を達成するため、この発明にかかるロボット
制御装置は、ロボットのアクチュエータの動作量と、位
置サーボ系における速度ゲインの基準値と、ワーク質量
の変化に対する速度ゲインの変動巾の値とを互いに対応
させて記憶する記憶手段と、検知手段によって検知され
たアクチュエータの動作量に応じて前記記憶手段から対
応する速度ゲインの基準値およびその変動巾の値を読み
出丁読出し手段とを設け、この読出し手段より読み出さ
れた速度ゲインの基準値と変動巾の値とを基礎としてア
クチュエータのイナーシャに応じた速度ゲインを演算し
、この速度ゲインに基づきサーボ系の出力値を演算する
ように構成した。
制御装置は、ロボットのアクチュエータの動作量と、位
置サーボ系における速度ゲインの基準値と、ワーク質量
の変化に対する速度ゲインの変動巾の値とを互いに対応
させて記憶する記憶手段と、検知手段によって検知され
たアクチュエータの動作量に応じて前記記憶手段から対
応する速度ゲインの基準値およびその変動巾の値を読み
出丁読出し手段とを設け、この読出し手段より読み出さ
れた速度ゲインの基準値と変動巾の値とを基礎としてア
クチュエータのイナーシャに応じた速度ゲインを演算し
、この速度ゲインに基づきサーボ系の出力値を演算する
ように構成した。
このロボット制御装置によれば、ロボットのアクチュエ
ータの動作量の変化、したがってロボットの位置や姿勢
の変１ヒによるイナーシャの変動およびロボットの保持
するワークの変化によるイナーシャの変動に応じて、サ
ーボ系の応答を最適に設定できる。特に外界センサーフ
ィードバックのように、動作中に目標経路や目標位置が
変更されるような場合にも上記効果を発揮できる。また
イナー゛シャの変動による発振や振動等の制御性の劣化
がなく、低減速比の機構を用いることが可能となり、コ
ストダウンや効率の向上、負荷変動の低下、ガタの減少
をもはかることができる。
ータの動作量の変化、したがってロボットの位置や姿勢
の変１ヒによるイナーシャの変動およびロボットの保持
するワークの変化によるイナーシャの変動に応じて、サ
ーボ系の応答を最適に設定できる。特に外界センサーフ
ィードバックのように、動作中に目標経路や目標位置が
変更されるような場合にも上記効果を発揮できる。また
イナー゛シャの変動による発振や振動等の制御性の劣化
がなく、低減速比の機構を用いることが可能となり、コ
ストダウンや効率の向上、負荷変動の低下、ガタの減少
をもはかることができる。
〈実施例の説明〉
以下、この発明の実施例を、第２図に示した多関節ロボ
ットの制御装置を例にとって説明する。第２図の多関節
ロボットＲＢは、６自由度を有しており、６個の関節１
〜６において、それぞれθ１・〜０６ の回転自由度（
この明細書では、本来の回転の他、旋回自由度もまた「
回転自由度」と呼ぶ。ンを有している。これらの関節１
〜６は、駆動機構としてのサーボモータＭ、〜鳩（第２
図には図示せず）によってそれぞれ駆動される。
ットの制御装置を例にとって説明する。第２図の多関節
ロボットＲＢは、６自由度を有しており、６個の関節１
〜６において、それぞれθ１・〜０６ の回転自由度（
この明細書では、本来の回転の他、旋回自由度もまた「
回転自由度」と呼ぶ。ンを有している。これらの関節１
〜６は、駆動機構としてのサーボモータＭ、〜鳩（第２
図には図示せず）によってそれぞれ駆動される。
第３図は、第２図に示した多関節ロボットＲＢの制御装
置７の概略構成を示す。キーボード８は、ＣＰ Ｕ （
Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）
９ ヘノ入出力のためのものであり、ＣＰＵｇは、命令
解析、指令値計算、位置制御のサーボ系における演算な
どを実行する。ＣＰＵ９の出力はサーボアンプＡ、〜へ
に与えられており、これらのサーボアンプゲイン八はＣ
ＰＵｇからのそれぞれの出力値を増幅して、上記の各サ
ーボモータ鴇〜鴫へ与える。エンコーダＥ１〜Ｅ６は、
サーボモー タＭ、〜Ｍ６にそれぞれ取り付けられたフ
ォトエンコーダであって、各モータの回転角度を検出し
てｃｐｕｇへ与える。
置７の概略構成を示す。キーボード８は、ＣＰ Ｕ （
Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）
９ ヘノ入出力のためのものであり、ＣＰＵｇは、命令
解析、指令値計算、位置制御のサーボ系における演算な
どを実行する。ＣＰＵ９の出力はサーボアンプＡ、〜へ
に与えられており、これらのサーボアンプゲイン八はＣ
ＰＵｇからのそれぞれの出力値を増幅して、上記の各サ
ーボモータ鴇〜鴫へ与える。エンコーダＥ１〜Ｅ６は、
サーボモー タＭ、〜Ｍ６にそれぞれ取り付けられたフ
ォトエンコーダであって、各モータの回転角度を検出し
てｃｐｕｇへ与える。
第４図は、ひとつの関節に関する位置サーボ系のブロッ
ク図であり、この実施例では、これと同様のサーボ系が
合計６つ存在する。このサーボ系は、位置サーボループ
１ｏの中に、速度のマイナーループ１１を含んでいる。
ク図であり、この実施例では、これと同様のサーボ系が
合計６つ存在する。このサーボ系は、位置サーボループ
１ｏの中に、速度のマイナーループ１１を含んでいる。
メモリ（図示せず）の中に記憶させであるティーチング
情報や、第３図のキーボード８から大刀された命令など
に基いて作成された指令角度データ１２は、位置サーボ
ループ１０を通してフィードバックされた位置フィード
バックデータ２７が差し引かれて偏差信号１３となる。
情報や、第３図のキーボード８から大刀された命令など
に基いて作成された指令角度データ１２は、位置サーボ
ループ１０を通してフィードバックされた位置フィード
バックデータ２７が差し引かれて偏差信号１３となる。
この偏差信号１３は、ブロック１４における位置ゲイン
Ｋｐを受けて位置出力１５となり、この位置出力１５は
、速度のマイナーループ１１を通ってフィードバックさ
れた速度フィードバックデータ２９が差し引かれて、偏
差信号１６となる。この偏差信号１６は、サーボアンプ
１７ （上記Ａｌ〜へ のうちのひとつ）においてサー
ボアンプゲインＫＡを受け、その増幅出力１８がモータ
Ｍ（上記Ｍ、〜鴇のうちのひとっ）に与えられる。
Ｋｐを受けて位置出力１５となり、この位置出力１５は
、速度のマイナーループ１１を通ってフィードバックさ
れた速度フィードバックデータ２９が差し引かれて、偏
差信号１６となる。この偏差信号１６は、サーボアンプ
１７ （上記Ａｌ〜へ のうちのひとつ）においてサー
ボアンプゲインＫＡを受け、その増幅出力１８がモータ
Ｍ（上記Ｍ、〜鴇のうちのひとっ）に与えられる。
このモータＭでは、ブロック１９におけるトルク定数Ｋ
【に応じて発生トルク２ｏとなり、この発生トルク２０
がブロック２１において時間積分され、かつイナーシャ
で除された回転速度２２へと変換される。なお図中、Ｓ
はラプラス演算子を、Ｊは関節軸まわりのイナーシャを
モータ軸まわりに換算したものを示Ｔ０回転速度２２は
ブロック２３においてさらに時間積分されて、モータの
回転角度２４として現われる。
【に応じて発生トルク２ｏとなり、この発生トルク２０
がブロック２１において時間積分され、かつイナーシャ
で除された回転速度２２へと変換される。なお図中、Ｓ
はラプラス演算子を、Ｊは関節軸まわりのイナーシャを
モータ軸まわりに換算したものを示Ｔ０回転速度２２は
ブロック２３においてさらに時間積分されて、モータの
回転角度２４として現われる。
モータの回転速度２２は、エンコーダＥ（上記Ｅ、 、
Ｅ、のうちのひとつ）において、エンコーダゲインＫ
Ｅを受けつつエンコードされて、エンコード出力２５と
なる。ただし、第３図においては、エンコーダＥ、〜Ｅ
６は回転角度検出を行なうものであるとしたが、第４図
では、概念を示す便宜上、回転速度２２を検出する形で
あるとした。エンコーダ出力２５は、ブロック２６にお
いて時間積分された後に、ブロック１４の前段へと戻る
位置フィードバックデータ２７になるとともに、ブロッ
ク２８における速度ゲインＫｖの影響を受けて、速度フ
ィードバックデータ２９となる。なお、これらにおいて
は、簡単のため、−粘性抵抗は無視している。
Ｅ、のうちのひとつ）において、エンコーダゲインＫ
Ｅを受けつつエンコードされて、エンコード出力２５と
なる。ただし、第３図においては、エンコーダＥ、〜Ｅ
６は回転角度検出を行なうものであるとしたが、第４図
では、概念を示す便宜上、回転速度２２を検出する形で
あるとした。エンコーダ出力２５は、ブロック２６にお
いて時間積分された後に、ブロック１４の前段へと戻る
位置フィードバックデータ２７になるとともに、ブロッ
ク２８における速度ゲインＫｖの影響を受けて、速度フ
ィードバックデータ２９となる。なお、これらにおいて
は、簡単のため、−粘性抵抗は無視している。
この第４図のサーボ系における伝達関数Ｃ，（ｓ）は１
次の（１）式のように表わされる。
次の（１）式のように表わされる。
ただしω。およびξは、それぞれ固有角周波数および減
衰係数であって、 で与えられる。また各関節についての機械的な共振角周
波数ωＳは、イナーシャＪと回転軸まわりのばね定数に
とを用いて、 と表わされる。ここで上記固有角周波数ω。および減衰
係数ξは、ロポツ１−ＲＢの動作が振動的になることを
避ける目的で、 ω。≦丁ωＳ ・・・（５）ξ ＝
１ ・・・（６）程度に設定
される。
衰係数であって、 で与えられる。また各関節についての機械的な共振角周
波数ωＳは、イナーシャＪと回転軸まわりのばね定数に
とを用いて、 と表わされる。ここで上記固有角周波数ω。および減衰
係数ξは、ロポツ１−ＲＢの動作が振動的になることを
避ける目的で、 ω。≦丁ωＳ ・・・（５）ξ ＝
１ ・・・（６）程度に設定
される。
以下、第２図の関節１を例にとって、速度ゲインの取扱
いを説明する。関節１に関するイナーシャＪの変動原因
は、関節２〜６の関節角度や、ロボッ１−ＲＢが把持す
るワーク（図示せず）の質量の大小などである。第２図
のロボットＲＢの具体例では、イナーシャＪの最小値Ｊ
ｍｉｎと最大値Ｊｒｍｘとの間には、はぼつぎの関係が
ある。
いを説明する。関節１に関するイナーシャＪの変動原因
は、関節２〜６の関節角度や、ロボッ１−ＲＢが把持す
るワーク（図示せず）の質量の大小などである。第２図
のロボットＲＢの具体例では、イナーシャＪの最小値Ｊ
ｍｉｎと最大値Ｊｒｍｘとの間には、はぼつぎの関係が
ある。
Ｊｍｉｎ ＝ ５ Ｊｍａｘ ・
・・（７）ところで（２）式と（４）式かられかるよう
に、固有角周波数ωｎは、共振角周波数ωＳと同形、す
なわち１ｉＪＴに比例し、イナーシャＪに依存している
。このため、上述した原因によってイナーシャＪが変動
した場合には、互いに同一の比率で、ωｎとωＳと４変
化が生ずる。このため、イナーシャＪが変動しても、（
５）式は常に満足されることになる。一方、減衰係数ξ
については、イナーシャＪの値が変動すると、（３）式
ニ従ってその値が変動し、もはや（６）式を満足しなく
なる。たとえ−ば、 １ ・・・（８）Ｊ ＝＝
Ｔ（Ｊｍｉｎ ＋Ｊｍａｘ ）の条件で（６）式が満
足されるように、速度ゲインＫｖの値を設定しておいた
場合には、 Ｊ ＝ Ｊｍｉｎにおいて、ξ＝１．８７ ・・・
（９）Ｊ ＝＝ Ｊｍａｘ ニおいて、ξ＝０．７６
・・・αａとなるため、 Ｊ ＜ ＣＪｍｉｎ 十Ｊｍａｘ ） ・
・・（社）では過減衰に、 １ ・・・（２）Ｊ ＞ Ｔ
（Ｊｍｉｎ ＋Ｊｍａｘ ）では減衰不足になってしま
う。そこで、速度ゲインＫｖを。
・・（７）ところで（２）式と（４）式かられかるよう
に、固有角周波数ωｎは、共振角周波数ωＳと同形、す
なわち１ｉＪＴに比例し、イナーシャＪに依存している
。このため、上述した原因によってイナーシャＪが変動
した場合には、互いに同一の比率で、ωｎとωＳと４変
化が生ずる。このため、イナーシャＪが変動しても、（
５）式は常に満足されることになる。一方、減衰係数ξ
については、イナーシャＪの値が変動すると、（３）式
ニ従ってその値が変動し、もはや（６）式を満足しなく
なる。たとえ−ば、 １ ・・・（８）Ｊ ＝＝
Ｔ（Ｊｍｉｎ ＋Ｊｍａｘ ）の条件で（６）式が満
足されるように、速度ゲインＫｖの値を設定しておいた
場合には、 Ｊ ＝ Ｊｍｉｎにおいて、ξ＝１．８７ ・・・
（９）Ｊ ＝＝ Ｊｍａｘ ニおいて、ξ＝０．７６
・・・αａとなるため、 Ｊ ＜ ＣＪｍｉｎ 十Ｊｍａｘ ） ・
・・（社）では過減衰に、 １ ・・・（２）Ｊ ＞ Ｔ
（Ｊｍｉｎ ＋Ｊｍａｘ ）では減衰不足になってしま
う。そこで、速度ゲインＫｖを。
ｖ
ｒ＝定数 °（１３となるように
、イナーシャＪに応じて変化させるような構成とＴれば
。
、イナーシャＪに応じて変化させるような構成とＴれば
。
となるため、イナーシャＪが変１ヒしても、減衰係数ξ
は一定値のままであって、安定な制御が実現できる。
は一定値のままであって、安定な制御が実現できる。
ところで、上述したイナーシャＪの変動原因のうち、関
節４〜６の関節角度の変動によるものは、他の原因に比
べて比較的小さいため、この実施例では、関節２，３の
関節角度とワークの質量とに応じて速度ゲインＫｖの値
を変化させるよう構成する。また、これらの対応関係も
、関節角度θ２．θ３の動作範囲を複数（以下の例では
１６〕に分割し、その領域のそれぞれに対応して、ワー
クの質量がゼロのときの最適な速度ゲインＫｖｏおよび
、ワークの質量が最大可搬重量ＭＭＡＸ時の最適な速度
ゲインＫＶＭＡＸと前記ゼロ質量にかかる速度ゲインＸ
ＶＯとの差ΔＫｖをあらかじめ計算して、記憶手段たと
えばＲＡＭなどのメモリに記憶させておく。
節４〜６の関節角度の変動によるものは、他の原因に比
べて比較的小さいため、この実施例では、関節２，３の
関節角度とワークの質量とに応じて速度ゲインＫｖの値
を変化させるよう構成する。また、これらの対応関係も
、関節角度θ２．θ３の動作範囲を複数（以下の例では
１６〕に分割し、その領域のそれぞれに対応して、ワー
クの質量がゼロのときの最適な速度ゲインＫｖｏおよび
、ワークの質量が最大可搬重量ＭＭＡＸ時の最適な速度
ゲインＫＶＭＡＸと前記ゼロ質量にかかる速度ゲインＸ
ＶＯとの差ΔＫｖをあらかじめ計算して、記憶手段たと
えばＲＡＭなどのメモリに記憶させておく。
関節１〜３に関するこのような対応関係を。
第１表ないし第３表にそれぞれ示す。第１表を例にとれ
ば、関節２の関節角度θ２が領域（区間＞ ｉ ＜、ｉ
＝１〜１６）に、関節３の関節角度θ。
ば、関節２の関節角度θ２が領域（区間＞ ｉ ＜、ｉ
＝１〜１６）に、関節３の関節角度θ。
が領域ｊ（ｊ＝１〜１６）にそれぞれ存在する場合には
、Ｋｖ ＯＪ の値が関節１に対する速度ゲインＫｖ
ｏの値であり、ΔＫｖ１ が変動巾ΔＸＶの値である
。そしてこの場合、ワークの質量がｍｃｋｇ〕であると
すると、サーボループで用いるべき速度ゲインＫｖ は
、つぎの謁式で算出することになる。
、Ｋｖ ＯＪ の値が関節１に対する速度ゲインＫｖ
ｏの値であり、ΔＫｖ１ が変動巾ΔＸＶの値である
。そしてこの場合、ワークの質量がｍｃｋｇ〕であると
すると、サーボループで用いるべき速度ゲインＫｖ は
、つぎの謁式で算出することになる。
第 １ 表
また第２表の関節２に対する速度ゲインＫｖ。
の値は、関節４〜６の関節角度変化に対する依存性を無
視しているため、関節３の関節角度θ。
視しているため、関節３の関節角度θ。
が属する領域ｉに対してＫｖｏｉ と書かれ、また変
動巾ΔＫｖはΔＫｖｉ と書かれている。
動巾ΔＫｖはΔＫｖｉ と書かれている。
そしてこの場合、ワーク質量がｍｃ ｋ ｇ ｌ）であ
るとすると、サーボループで用いるべき速度ゲインＫｖ
は前記の１５１式で求めることになる。
るとすると、サーボループで用いるべき速度ゲインＫｖ
は前記の１５１式で求めることになる。
更に関節３に対する速度ゲインＫｖｏは、関節４〜６の
回転の効果を無視しているため、ワークの質量のみに依
存し、従って第３表の速度ゲインＫｖｏ、変動巾ΔＫｖ
を用いて前記（１５１式により求める。
回転の効果を無視しているため、ワークの質量のみに依
存し、従って第３表の速度ゲインＫｖｏ、変動巾ΔＫｖ
を用いて前記（１５１式により求める。
第 ２ 表 第 ３ 表これ
らの速度ゲインＫｖｏおよび変動巾ΔＫｖの値は、関節
角度θ２．θ、の各領域内の所定の値、たとえば、その
領域の中央値に相当する回転角度に対してイナーシャＪ
を計算し、上記Ｕ式の関係によってこのイナーシャＪの
値から求めた値である。関節４〜６については、この実
施例では、関節３と同様な方式をとっている。
らの速度ゲインＫｖｏおよび変動巾ΔＫｖの値は、関節
角度θ２．θ、の各領域内の所定の値、たとえば、その
領域の中央値に相当する回転角度に対してイナーシャＪ
を計算し、上記Ｕ式の関係によってこのイナーシャＪの
値から求めた値である。関節４〜６については、この実
施例では、関節３と同様な方式をとっている。
第１図は速度ゲインＫｖ の算出および、その算出値を
用いたロボットの制御動作を示すもので、まず同図のス
テップ３１においてワークの質量がどの程度かが読み取
られる。このステップ３１では、ワークの種類が１種類
か、複数種類かによって、その手続が若干異なる。すな
わち、前者の場合には、まず、ロボットＲＨのバンドの
開閉を検知することによって、）１ンドがワークを保持
しているかどうかを判断し、あら ′かじめ指定さ
れたメモリ内のテーブルからワークの質量を読み８丁。
用いたロボットの制御動作を示すもので、まず同図のス
テップ３１においてワークの質量がどの程度かが読み取
られる。このステップ３１では、ワークの種類が１種類
か、複数種類かによって、その手続が若干異なる。すな
わち、前者の場合には、まず、ロボットＲＨのバンドの
開閉を検知することによって、）１ンドがワークを保持
しているかどうかを判断し、あら ′かじめ指定さ
れたメモリ内のテーブルからワークの質量を読み８丁。
ワークが複数種類のときには、動作プログラム上から、
ロボットＲＢが現在保持しているワークの種類を知り、
ワーク質量テーブルから、該当する質量を求める。
ロボットＲＢが現在保持しているワークの種類を知り、
ワーク質量テーブルから、該当する質量を求める。
次のステップ３２では、第３表の内容に相当するメモリ
内のテーブルから、関節３．４．５゜６に関するそれぞ
れの速度ゲインＫｖ□および変動巾ｊＫｖの値を読取る
。そして読取られた速度ゲインＫｖ□および変動巾ΔＫ
ｖの値とワークの質量とを用いて速度ゲインＫｖが算出
され、その算出値がメモリ内のゲインテーブルに書込ま
れる。次のステップ３３で、関節角度θ、を検知し、こ
れがいずれの領域に属するかを判断する。この検知は、
移動の目標角度をメモリから読出丁ことによって行なっ
てもよく、また、エンコーダＥ３ によって、現実の
関節角度を検知してもよい。いずれにしても、ロボツ１
−ＲＢの動作中における関節角度の値を求めるのであり
、この明細書では、これらの方法によって検知された関
節角度を「現在値」と呼ぶ。
内のテーブルから、関節３．４．５゜６に関するそれぞ
れの速度ゲインＫｖ□および変動巾ｊＫｖの値を読取る
。そして読取られた速度ゲインＫｖ□および変動巾ΔＫ
ｖの値とワークの質量とを用いて速度ゲインＫｖが算出
され、その算出値がメモリ内のゲインテーブルに書込ま
れる。次のステップ３３で、関節角度θ、を検知し、こ
れがいずれの領域に属するかを判断する。この検知は、
移動の目標角度をメモリから読出丁ことによって行なっ
てもよく、また、エンコーダＥ３ によって、現実の
関節角度を検知してもよい。いずれにしても、ロボツ１
−ＲＢの動作中における関節角度の値を求めるのであり
、この明細書では、これらの方法によって検知された関
節角度を「現在値」と呼ぶ。
ステップ３４においては、求められた関節角度θ、が属
する領域に応じて、第２表に相当するメモリ内のテーブ
ルから、関節２に関する速度ゲインＫｖ□と変動巾ΔＫ
ｖの値が読取られて、速度ゲインＫｖが計算され、その
算出値がゲインテーブルに書込まれる。同様に、ステッ
プ３５では関節角度θ２ が検知されて、いずれの領域
に属するかが判断され、次のステップ３６において、上
記θ２．θ、の属する領域に対応する関節１に関する速
度ゲインＫｖ □および変動巾ΔＫｖの値が、第１男に
相当するメモリ内のテーブルから読取られて、速度ゲイ
ンＫｖ が計算され、その算出値がゲインテーブルに書
込まれる。
する領域に応じて、第２表に相当するメモリ内のテーブ
ルから、関節２に関する速度ゲインＫｖ□と変動巾ΔＫ
ｖの値が読取られて、速度ゲインＫｖが計算され、その
算出値がゲインテーブルに書込まれる。同様に、ステッ
プ３５では関節角度θ２ が検知されて、いずれの領域
に属するかが判断され、次のステップ３６において、上
記θ２．θ、の属する領域に対応する関節１に関する速
度ゲインＫｖ □および変動巾ΔＫｖの値が、第１男に
相当するメモリ内のテーブルから読取られて、速度ゲイ
ンＫｖ が計算され、その算出値がゲインテーブルに書
込まれる。
このようにして、特定の時刻における速度ゲインＫｖ
の値が各関幹について特定されると、入力手段によって
入力されたロボットの動作指令値や他の定数データ、そ
れにフィードバックデータなどとともに、この速度ゲイ
ンＫｖ の値がｃｐｔｒｇ 内に取り込まれ、これら
に基いて、サーボ系における出力値が演算され、駆動機
構へ与えられる（ステップ３７）。ステップ３８では、
動作指令値が最終のものであるか否かが判断され、以上
のステップが最終の動作指令値まで繰返される。
の値が各関幹について特定されると、入力手段によって
入力されたロボットの動作指令値や他の定数データ、そ
れにフィードバックデータなどとともに、この速度ゲイ
ンＫｖ の値がｃｐｔｒｇ 内に取り込まれ、これら
に基いて、サーボ系における出力値が演算され、駆動機
構へ与えられる（ステップ３７）。ステップ３８では、
動作指令値が最終のものであるか否かが判断され、以上
のステップが最終の動作指令値まで繰返される。
以上が、関節２．３の関節角度θ２．θ、と、ワークの
質量とに応じて関節１〜３のサーボ系の速度ゲインＫｖ
を変えるように構成された実施例であるが、機構的に
関節４〜６の関節角度０４〜θ、の影響が無視できない
ときには、それらの関節角度０４−０６の影響を取り入
れたものとずればよい。また逆に、ワークの質量の影響
を無視できるような場合などにおいては、ワークの質量
をパラメータ中から取り除くこともできる。
質量とに応じて関節１〜３のサーボ系の速度ゲインＫｖ
を変えるように構成された実施例であるが、機構的に
関節４〜６の関節角度０４〜θ、の影響が無視できない
ときには、それらの関節角度０４−０６の影響を取り入
れたものとずればよい。また逆に、ワークの質量の影響
を無視できるような場合などにおいては、ワークの質量
をパラメータ中から取り除くこともできる。
なお上記実施例では、多関節形ロボットを考え、動作も
関節角度によって表現されるものとした。しかしながら
、この発明は多関節形ロボットのみに適用されるもので
はなく、第５図に示した極座標型ロボットなどにおいて
も適用可能であって、回転自由度を有するロボット全般
に利用できる。また、この第５図に示したようなロボッ
トでは、リニアアクチュエータ４０の伸び量か、回転軸
４１のまわりのイナーシャに影響を与えるのであるから
、関節角度のみでなく、各種アクチュエータの動作量一
般丁なわち関節角度や伸び量その他イナーシャＪに影響
を与える諸量をパラメータとすることが可能である。
関節角度によって表現されるものとした。しかしながら
、この発明は多関節形ロボットのみに適用されるもので
はなく、第５図に示した極座標型ロボットなどにおいて
も適用可能であって、回転自由度を有するロボット全般
に利用できる。また、この第５図に示したようなロボッ
トでは、リニアアクチュエータ４０の伸び量か、回転軸
４１のまわりのイナーシャに影響を与えるのであるから
、関節角度のみでなく、各種アクチュエータの動作量一
般丁なわち関節角度や伸び量その他イナーシャＪに影響
を与える諸量をパラメータとすることが可能である。
第１図はこの発明の実施例において行なわれる制御の概
要を示すフローチャート、第２図はこの発明の実施例に
よって制御されるロボットの機構を示す説明図、第３図
はこの発明の実施例の全体構成を示すブロック図、第４
図はこの発明の実施例に含まれるサーボ系のブロック図
、第５図はこの発明の実施例によって制御されるロボッ
トの他の例を示す機構説明図である。
要を示すフローチャート、第２図はこの発明の実施例に
よって制御されるロボットの機構を示す説明図、第３図
はこの発明の実施例の全体構成を示すブロック図、第４
図はこの発明の実施例に含まれるサーボ系のブロック図
、第５図はこの発明の実施例によって制御されるロボッ
トの他の例を示す機構説明図である。
Claims (3)
- （１）速度のマイナーループを含んだ位置サーボ系を有
し、入力された情報に基いて回転自由度を有するロボッ
トを制御するためのロボット制御装置であって、 前記ロボットのアクチュエータの動作量と、前記位置サ
ーボ系における速度ゲインの基準値と、ワーク質量の変
化に対する速度ゲインの変動巾の値とを互いに対応させ
て記憶する記憶手段と、 ロボット動作中における前記アクチュエー タの動作量の現在値を検知する検知手段と、前記アクチ
ュエータの動作量の現在値に対 応する前記速度ゲインの基準値およびその変動巾の値を
前記記憶手段から読出す読出し手段と、 ワークの質量と、読出しにかかる速度ゲイ ンの基準値およびその変動巾の値とに基づき前記アクチ
ュエータのイナーシャに応じた速度ゲインの値を演算す
る演算手段と、 入力手段によって入力されたロボットの動 作指令値および定数値と、前記演算手段によって算出さ
れた速度ゲインの値と、ロボットから得られるフィード
バック情報とを含む入力情報に基づき前記サーボ系にお
ける出力値を演算して、前記ロボットの駆動機構へ出力
する演算手段とを備えて成るロボット制御装置。 - （２）前記記憶手段には、前記アクチュエータの動作範
囲を複数に分割して形成される動作領域のそれぞれに対
応して、前記動作領域内の所定の動作量における前記ア
クチュエータのイナーシャに応じた前記速度ゲインの基
準値およびその変動巾の値が記憶されており、 前記読出し手段は、前記動作量の現在値が 前記領域のいずれに含まれるかを判断し、その領域に対
応する前記速度ゲインの基準値およびその変動巾の値を
読出す手段を含む特許請求の範囲第１項記載のロボット
制御装置。 - （３）前記記憶手段に記憶される速度ゲインの基準値は
、ワークの質量がゼロであるときの最適な速度ゲインの
値であり、また速度ゲインの変動巾は、最大可搬重量時
の最適な速度ゲインの値と前記ゼロ質量にかかる速度ゲ
インの値との差である特許請求の範囲第１項または第２
項記載のロボット制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP476885A JPS61163406A (ja) | 1985-01-14 | 1985-01-14 | ロボツト制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP476885A JPS61163406A (ja) | 1985-01-14 | 1985-01-14 | ロボツト制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61163406A true JPS61163406A (ja) | 1986-07-24 |
Family
ID=11593035
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP476885A Pending JPS61163406A (ja) | 1985-01-14 | 1985-01-14 | ロボツト制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61163406A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63238602A (ja) * | 1986-09-29 | 1988-10-04 | アセア アクチーボラグ | 産業用ロボットの制御パラメータを最適制御する方法および装置 |
| JPS6411773A (en) * | 1987-07-06 | 1989-01-17 | Kobe Steel Ltd | Method of controlling industrial robot |
| JPS6433602A (en) * | 1987-07-30 | 1989-02-03 | Kobe Steel Ltd | Robot controller |
| JPH01156804A (ja) * | 1987-12-14 | 1989-06-20 | Fanuc Ltd | 産業用関接型ロボットにおける教示・再生方法 |
| JP2017056558A (ja) * | 2017-01-06 | 2017-03-23 | セイコーエプソン株式会社 | ロボット |
| US10399222B2 (en) | 2012-08-31 | 2019-09-03 | Seiko Epson Corporation | Robot |
-
1985
- 1985-01-14 JP JP476885A patent/JPS61163406A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63238602A (ja) * | 1986-09-29 | 1988-10-04 | アセア アクチーボラグ | 産業用ロボットの制御パラメータを最適制御する方法および装置 |
| JPS6411773A (en) * | 1987-07-06 | 1989-01-17 | Kobe Steel Ltd | Method of controlling industrial robot |
| JPS6433602A (en) * | 1987-07-30 | 1989-02-03 | Kobe Steel Ltd | Robot controller |
| JPH01156804A (ja) * | 1987-12-14 | 1989-06-20 | Fanuc Ltd | 産業用関接型ロボットにおける教示・再生方法 |
| WO1989006007A1 (en) * | 1987-12-14 | 1989-06-29 | Fanuc Ltd | Method of teaching and reproducing operation program for an industrial articulated robot |
| US10399222B2 (en) | 2012-08-31 | 2019-09-03 | Seiko Epson Corporation | Robot |
| US11090805B2 (en) | 2012-08-31 | 2021-08-17 | Seiko Epson Corporation | Robot |
| JP2017056558A (ja) * | 2017-01-06 | 2017-03-23 | セイコーエプソン株式会社 | ロボット |
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