JP4289275B2 - 多関節型ロボットの制御方法 - Google Patents
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Description
本発明は、上記課題を解決するものであり、従来のオブザーバ制御演算装置法が有していた、負荷イナーシャ、状態オブザーバ、状態FBのパラメータ演算に要する時間を、十分な振動抑制効果が得られる状態で、削減することができるロボットの制御方法の提供を目的とする。
以下、本発明の実施の形態について、図1〜3及び図7〜8を用いて説明する。
図7(a)において、(101)は水平面で回転する第1軸、(102)は第1軸に取り付けられ垂直面で回転する第2軸、(103)は第2軸に取り付けられ垂直面で回転する第3軸である。(104)は第1軸の角速度ωL1、(105)は第2軸の角速度ωL2、(106)は第3軸の角速度ωL3である。
図7(b)は(数8)の式(10)が最大となる姿勢を示している。ただし、第3軸は回転中心軸とアーム先端までの距離は手首軸を無視すれば、姿勢によらず一定である。
本発明の説明では、2種類のアームに取り付けられる負荷に対応した場合を説明したが、3種類以上でも同様の手法を用いることが出来るのは言うまでもない。
2 モータ
3 減速機
4 ベアリング
5 モータ内ロータ
6 減速機1次側
7 減速機2次側
8 減速機バネ
9 負荷(アーム2)
10 モータ回転軸
11 モータ回転速度 ωM
12 負荷回転速度 ωL
13 モータ電流指令 icom
14 モータトルク定数 Kt
15 減速比逆数
16 減速比逆数
17 モータ伝達関数
18 負荷伝達関数
19 バネ定数 Ks
20 減速機ねじれ角 θs
21 積分要素
22 負荷(アーム2)に加わる外力 Td
23 モータ位置指令 θcom
24 モータ位置FB θM
25 積分要素
26 位置比例ゲイン KPP
27 位置制御ブロック
28 モータ速度指令 ωcom
29 速度比例ゲイン KP
30 速度積分ゲイン KI
31 速度ループブロック
32 電流指令(速度ループブロック出力) icom0
33 状態オブザーバブロック
34 モータ回転速度推定値 ωMO
35 減速機ねじれ角推定値 θso
36 状態FBゲイン1 Kf1
37 状態FBゲイン2 Kf2
38 状態FBゲイン3 Kf3
39 状態FBブロック
40 状態FB量 SFB
41 状態オブザーバブロック1
42 モータ回転速度推定値 ωMO1
43 減速機ねじれ角推定値 θso1
44 状態FBゲイン1 Kf11
45 状態FBゲイン2 Kf21
46 状態FBゲイン3 Kf31
47 状態FBブロック1
48 状態FB比率ゲイン1
49 状態FB量 SFB1
51 状態オブザーバブロック2
52 モータ回転速度推定値 ωMO2
53 減速機ねじれ角推定値 θso2
54 状態FBゲイン1 Kf12
55 状態FBゲイン2 Kf22
56 状態FBゲイン3 Kf32
57 状態FBブロック2
58 状態FB比率ゲイン2
59 状態FB量 SFB2
61〜70 状態オブザーバパラメータ
Claims (2)
- モータで駆動する回転軸を中心に回転し、負荷の装着と離脱が可能なアームを複数有し、アームへの負荷の装着と離脱の動作を含む予め記憶された動作プログラムによって動作し、前記モータの電流、および回転位置情報を元に前記モータのフィードバック制御ループをソフトウエアで構成し、モータ回転速度および状態オブザーバで推定した前記モータに接続する前記アームの速度およびねじれ量の推定量から得られる状態フィードバック量を前記フィードバック制御ループの電流指令から減じるために出力する状態フィードバックブロックをソフトウエア上に備えた前記モータの動作を制御する多関節型ロボットの制御方法であって、負荷イナーシャが最大となる姿勢でアームに装着または離脱される複数の負荷毎に予め演算した負荷イナーシャに応じて状態オブザーバのパラメータおよび状態フィードバックのパラメータを予め演算した状態フィードバックブロックをソフトウエア上に複数個備え、前記プログラムによる動作中に前記アームへの負荷の装着または離脱を記述したプログラム命令が実行された時に、前記フィードバック制御ループの電流指令から減じるための状態フィードバック量が、前記プログラム命令が実行された負荷に応じた状態フィードバックブロックからの出力となるように状態フィードバックブロックの出力を切り替えることを特徴とする多関節型ロボットの制御方法。
- 複数個の状態フィードバックブロックから各々出力される状態フィードバック量各々に0以上1以下の範囲で変更可能であり加算すれば1となる乗算係数を乗算して、フィードバック制御ループの電流指令から減じるための状態フィードバック量を決定することにより、状態フィードバックブロックの出力を切り替える時に前記状態フィードバック量が不連続となることを防止する請求項1記載の多関節型ロボットの制御方法。
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