JPH0413588A - ロボットの制御装置 - Google Patents
ロボットの制御装置Info
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- JPH0413588A JPH0413588A JP11830390A JP11830390A JPH0413588A JP H0413588 A JPH0413588 A JP H0413588A JP 11830390 A JP11830390 A JP 11830390A JP 11830390 A JP11830390 A JP 11830390A JP H0413588 A JPH0413588 A JP H0413588A
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- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 abstract description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 4
- 230000006870 function Effects 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
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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】
産業上の利用分野
本発明は、力制御機能を有するロボットの制御装置に関
する。
する。
従来の技術
第3図、第4図を用いて従来の力制御機能を有するロボ
ットの制御装置の一例について説明する。
ットの制御装置の一例について説明する。
第3図において、1は力指令部で、力指令iFcを出力
する。6はロボット、11はロボットの先端に取り付け
られた力センサ、5はロボットを駆動するモータ、7は
ロボットの位置を検出するためにモータ5に取り付けら
れた位置検出器である。8は力センサ11から検出され
る力Fの信号を処理する力センサ処理部で、力センサ1
1て検出された微小信号を増幅し、力指令値Fcに対応
した力帰還値Ffを出力する。2は力指令値Fcと力帰
還値Ffを入力とする力制御演算部で、減算器10とゲ
イン演算部9とで構成されている。
する。6はロボット、11はロボットの先端に取り付け
られた力センサ、5はロボットを駆動するモータ、7は
ロボットの位置を検出するためにモータ5に取り付けら
れた位置検出器である。8は力センサ11から検出され
る力Fの信号を処理する力センサ処理部で、力センサ1
1て検出された微小信号を増幅し、力指令値Fcに対応
した力帰還値Ffを出力する。2は力指令値Fcと力帰
還値Ffを入力とする力制御演算部で、減算器10とゲ
イン演算部9とで構成されている。
減算器10は力指令値Fcと力帰還値Ffを入力として
両者の減算値である方路差値ΔFを出力する。この、方
路差値ΔFはゲイン演算部9に入力されて、ロボット6
の関節角座標系の位置指令値Xc (R)に変換される
。ここで(R)はロボット6の関節角座標系での値であ
ることを示し、以後も同様である。3は位置制御部で、
位置指令値Xc (R)と位置検出器7の出力である位
置帰還値XF (R)とを出力として演算を行い電流指
令値re(R)を出力する。4はモータ5を駆動するモ
ータ駆動部である。第4図に力制訂演算部2の構成を示
す。12は方路差値ΔFにゲインKfを掛けて位置誤差
指令値ΔXcを出力する乗算器、14は位置誤差指令値
ΔXcが積分器13で積分されて得られる値Xcを絶対
座標系Wからロボット6の関節座標系Rでの位置指令値
Xc (R)に変換する座標変換器である。
両者の減算値である方路差値ΔFを出力する。この、方
路差値ΔFはゲイン演算部9に入力されて、ロボット6
の関節角座標系の位置指令値Xc (R)に変換される
。ここで(R)はロボット6の関節角座標系での値であ
ることを示し、以後も同様である。3は位置制御部で、
位置指令値Xc (R)と位置検出器7の出力である位
置帰還値XF (R)とを出力として演算を行い電流指
令値re(R)を出力する。4はモータ5を駆動するモ
ータ駆動部である。第4図に力制訂演算部2の構成を示
す。12は方路差値ΔFにゲインKfを掛けて位置誤差
指令値ΔXcを出力する乗算器、14は位置誤差指令値
ΔXcが積分器13で積分されて得られる値Xcを絶対
座標系Wからロボット6の関節座標系Rでの位置指令値
Xc (R)に変換する座標変換器である。
上記のロボットの制御装置について、以下、その動作に
ついて説明する。
ついて説明する。
力指令部1はロボット6の先端に対して特定の座標系の
一方向での力指令値Fcを出力する。力センサ11はロ
ボット6の先端に作用する力を検出する。センサ11で
検出された力Fは力センサ処理部8に入力される。力セ
ンサ処理部8は、この人力Fを受けて力指令部1で指定
された座標系の特定の軸方向の力Ffを出力し、これを
減算器10に入力する。減算器10は、力指令値Fcと
力帰還値Ffとの差ΔFをとり、これをゲイン演算部9
に送る。ゲイン演算部9は、下記(1)式及び(2)式
の演算を行うとともに、(2)式で得られる積分値Xc
に対し座標系の変換を行う。
一方向での力指令値Fcを出力する。力センサ11はロ
ボット6の先端に作用する力を検出する。センサ11で
検出された力Fは力センサ処理部8に入力される。力セ
ンサ処理部8は、この人力Fを受けて力指令部1で指定
された座標系の特定の軸方向の力Ffを出力し、これを
減算器10に入力する。減算器10は、力指令値Fcと
力帰還値Ffとの差ΔFをとり、これをゲイン演算部9
に送る。ゲイン演算部9は、下記(1)式及び(2)式
の演算を行うとともに、(2)式で得られる積分値Xc
に対し座標系の変換を行う。
ΔXc=Kf・ΔF ・・・・・・・・・・・・・
・・(1)Xc−ΣΔXc ・・・・・・・
・・・・・・・・(2)ゲイン演算部9で得られた位置
指令値Xc (R)は位置制御部3に送られる。位置制
御部3は、位置指令値Xc (R)と位置検出器7から
の帰還値Xf (R)を用いて位置誤差値ΔX(R)を
計算し速度指令値Vc (R)をつくる。位置制御3は
、次に速度指令値Vc (R)と位置帰還値ΔXf (
R)から速度帰還値Vf (R)を演算し、これを用い
て電流指令値Ic(R)をつくリモータ駆動部4に送る
。モータ駆動部4は、モータ5に流れる電流値Ifが電
流指令値1c(R)に一致するようにモータ5の電流を
制御する。その結果、モータ5は方路差値ΔFがゼロに
なるようにロボット6を駆動することになり、ロボット
6の先端の特定の座標系の一方向の力指令値Fcに力の
帰還f&Ffが一致するように各関節角が動作制御され
るようになるのである。
・・(1)Xc−ΣΔXc ・・・・・・・
・・・・・・・・(2)ゲイン演算部9で得られた位置
指令値Xc (R)は位置制御部3に送られる。位置制
御部3は、位置指令値Xc (R)と位置検出器7から
の帰還値Xf (R)を用いて位置誤差値ΔX(R)を
計算し速度指令値Vc (R)をつくる。位置制御3は
、次に速度指令値Vc (R)と位置帰還値ΔXf (
R)から速度帰還値Vf (R)を演算し、これを用い
て電流指令値Ic(R)をつくリモータ駆動部4に送る
。モータ駆動部4は、モータ5に流れる電流値Ifが電
流指令値1c(R)に一致するようにモータ5の電流を
制御する。その結果、モータ5は方路差値ΔFがゼロに
なるようにロボット6を駆動することになり、ロボット
6の先端の特定の座標系の一方向の力指令値Fcに力の
帰還f&Ffが一致するように各関節角が動作制御され
るようになるのである。
発明が解決しようとする課題
ところが、上記の構成では、例えば、力が作用していな
い状態から物体に力を作用させて目標値まで到達させ釣
り合うようにさせるまでには時間がかかるという開題が
ある。目標値まで短時間で達するようにさせるためにゲ
インを太き(すると、力が作用したところでロボットが
振動を起こしやすくなる。
い状態から物体に力を作用させて目標値まで到達させ釣
り合うようにさせるまでには時間がかかるという開題が
ある。目標値まで短時間で達するようにさせるためにゲ
インを太き(すると、力が作用したところでロボットが
振動を起こしやすくなる。
課題を解決するための手段
本発明のうち、第1の発明にかかるロボットの制御装置
は、上記問題点を解決するために複数組の条件値とゲイ
ン値を設定する手段と、指示条件値に達したかどうかを
判別する手段と、指示ゲイン値で力制御する手段と、指
示条件値に達したときに指示条件値と指示ゲイン値を別
の条件値とゲイン値の組に切り替えるゲイン切り替え手
段を備えている。第2の発明は、第1の発明において、
条件値として、検出される力の大きさを用いる。
は、上記問題点を解決するために複数組の条件値とゲイ
ン値を設定する手段と、指示条件値に達したかどうかを
判別する手段と、指示ゲイン値で力制御する手段と、指
示条件値に達したときに指示条件値と指示ゲイン値を別
の条件値とゲイン値の組に切り替えるゲイン切り替え手
段を備えている。第2の発明は、第1の発明において、
条件値として、検出される力の大きさを用いる。
第3の発明は、第1の発明において、条件値として、検
出される力の変化量を用いるようにしている。
出される力の変化量を用いるようにしている。
作 用
この制御装置では、第7図に示すような複数組の条件値
とゲイン値に従い、力センサにより検出される力に応じ
てゲインを切り替える。はじめに、検出される力の大き
さまたは変化量が01を超えるまでは、ゲイン値G。の
ままで動作が制御される。指示条件値に達したかどうか
を判別する手段が、検出される力の大きさまたは変化量
がCを超えたことを検出すると、ゲイン切り替え手段よ
りゲイン値が61に更新される。そして、検出される力
の大きさまたは変化量が02を超えるまではこのゲイン
Gのままで動作が制御される。同様にして、ゲイン値G
。−1で動作制御しているききに、検出される力の大き
さまたは変化量がGnを超えると、ゲイン値はGに更新
されるのである。
とゲイン値に従い、力センサにより検出される力に応じ
てゲインを切り替える。はじめに、検出される力の大き
さまたは変化量が01を超えるまでは、ゲイン値G。の
ままで動作が制御される。指示条件値に達したかどうか
を判別する手段が、検出される力の大きさまたは変化量
がCを超えたことを検出すると、ゲイン切り替え手段よ
りゲイン値が61に更新される。そして、検出される力
の大きさまたは変化量が02を超えるまではこのゲイン
Gのままで動作が制御される。同様にして、ゲイン値G
。−1で動作制御しているききに、検出される力の大き
さまたは変化量がGnを超えると、ゲイン値はGに更新
されるのである。
制御装置内に保持される複数組の条件値とゲイン値は、
操作者が、複数組の条件値とゲイン値を設定する手段よ
り、ロボットの作業内容に合わせて適当に設定すること
ができる。
操作者が、複数組の条件値とゲイン値を設定する手段よ
り、ロボットの作業内容に合わせて適当に設定すること
ができる。
実施例
第1図に本発明の実施例における制御装置の構成を示す
。第3図に示した前記制御装置の構成と異なる点は、複
数組の条件値とゲイン値を設定する手段15が付加され
たこととゲイン演算部9の処理内容のみである。指示条
件値に達したかどうかを判別する手段と、指示条件値に
達したときに指示条件と指示ゲインを別の条件値とゲイ
ン値の組に切り替えるゲイン切り替え手段は、ゲイン演
算部9の処理の中で実現されている。したがって、その
他の部分の説明は、第3図に基づ(前述の説明を援用す
る。
。第3図に示した前記制御装置の構成と異なる点は、複
数組の条件値とゲイン値を設定する手段15が付加され
たこととゲイン演算部9の処理内容のみである。指示条
件値に達したかどうかを判別する手段と、指示条件値に
達したときに指示条件と指示ゲインを別の条件値とゲイ
ン値の組に切り替えるゲイン切り替え手段は、ゲイン演
算部9の処理の中で実現されている。したがって、その
他の部分の説明は、第3図に基づ(前述の説明を援用す
る。
本実施例では、力指令部1と複数組の条件値とゲイン値
を設定する手段15は、たとえば、マイクロプロセッサ
とメモリとIloを有する第5図のマイクロコンピュー
タとプログラムにより構成され、制御演算部又は、たと
えば、同じ(マイクロプロセッサとメモリとIloを有
する第6図のマイクロコンピュータとプログラムにより
構成されている。そして、複数組の条件値とゲイン値を
設定する手段15は、第7図に示すような複数組の条件
値とゲイン値をキーボード19から入力し、2ボートメ
モリ20の所定番地に格納する力制御演算部2ゲイン演
算部9は、2ポートメモリ20の所定番地に格納された
複数組の条件値とゲイン値を読みだし、これを用いて第
2図に示す処理フローで位置指令値を演出する。c、H
の初期値としてC8,goが設定され、力の目標値と帰
還値との差ΔFの絶対値がC以上である間はゲインgを
変えずにΔXの演算を行い、ΔFの絶対値がC以下とな
った時にCとgを次の条件値とゲインに更新してΔXの
演出を行う。
を設定する手段15は、たとえば、マイクロプロセッサ
とメモリとIloを有する第5図のマイクロコンピュー
タとプログラムにより構成され、制御演算部又は、たと
えば、同じ(マイクロプロセッサとメモリとIloを有
する第6図のマイクロコンピュータとプログラムにより
構成されている。そして、複数組の条件値とゲイン値を
設定する手段15は、第7図に示すような複数組の条件
値とゲイン値をキーボード19から入力し、2ボートメ
モリ20の所定番地に格納する力制御演算部2ゲイン演
算部9は、2ポートメモリ20の所定番地に格納された
複数組の条件値とゲイン値を読みだし、これを用いて第
2図に示す処理フローで位置指令値を演出する。c、H
の初期値としてC8,goが設定され、力の目標値と帰
還値との差ΔFの絶対値がC以上である間はゲインgを
変えずにΔXの演算を行い、ΔFの絶対値がC以下とな
った時にCとgを次の条件値とゲインに更新してΔXの
演出を行う。
次に、上記実施例の制御装置を用いて、第8図のような
位置変位Xと張力fの関係を有する物体を引っ張り、力
の目標値Fcで釣り合うまで動作させる例について説明
する。
位置変位Xと張力fの関係を有する物体を引っ張り、力
の目標値Fcで釣り合うまで動作させる例について説明
する。
複数組の条件値とゲイン値として以下のようなCI’
g、を設定する。
g、を設定する。
C2〈0くc。くc
gQ>g、>g2
はじめは、■の領域でFc−〇oC以下力が作用してい
る間はg。のゲインで動作する。
る間はg。のゲインで動作する。
x=a 1まで達し、Fc−08以上の力が検出される
と、ゲイン切り替え手段によりゲインはgに更新されF
c−c、以上の力が検出されるまでゲインg1で動作す
る(領域■)。さらにFc−c、以上の力が検出される
とゲインはG2に更新され、力の目標値に対する力の差
の絶対値が02に達するまでゲインg2で動作するが(
領域■)、C2<Oであるので目標の力に達するまでゲ
インは切り替わらない。以上の動作の中でg。
と、ゲイン切り替え手段によりゲインはgに更新されF
c−c、以上の力が検出されるまでゲインg1で動作す
る(領域■)。さらにFc−c、以上の力が検出される
とゲインはG2に更新され、力の目標値に対する力の差
の絶対値が02に達するまでゲインg2で動作するが(
領域■)、C2<Oであるので目標の力に達するまでゲ
インは切り替わらない。以上の動作の中でg。
からglへ、g、からg2へとゲインを小さ(してい(
ので、物体が柔らかいところではゲインが高(速い動作
をし、物体が硬くなるに従って振動しにくい低ゲインで
動作させている。これにより早く安定に力の目標値に達
することができる。
ので、物体が柔らかいところではゲインが高(速い動作
をし、物体が硬くなるに従って振動しにくい低ゲインで
動作させている。これにより早く安定に力の目標値に達
することができる。
また、上記実施例において、指示条件値に達したかどう
かを判別する処理を検出された力の変化量とCを比較す
るように構成することもできる。
かを判別する処理を検出された力の変化量とCを比較す
るように構成することもできる。
この場合のゲイン演算部の処理フローを第9図に示す。
ここで力の変化量は前回の動作位置指令変位ΔXに対す
る力の帰還値の変化量ΔFfとして演出されており、力
の作用する物体のそのときのコンプライアンスとみなす
ことができる。検出された力の変化量を用いて指示条件
値に達したかどうかを判別するように構成すると、位置
変位と力の関係にオフセットがある場合にも対応できる
という利点がある。
る力の帰還値の変化量ΔFfとして演出されており、力
の作用する物体のそのときのコンプライアンスとみなす
ことができる。検出された力の変化量を用いて指示条件
値に達したかどうかを判別するように構成すると、位置
変位と力の関係にオフセットがある場合にも対応できる
という利点がある。
発明の効果
本発明のロボットの制御装置では、指示条件値に従って
ゲイン値と条件値の組が小きざみに切り替わり、大きな
変更がないため異常振動が起きに(いほか、力の目標値
に早く安定に到達するように設定することもできる。
ゲイン値と条件値の組が小きざみに切り替わり、大きな
変更がないため異常振動が起きに(いほか、力の目標値
に早く安定に到達するように設定することもできる。
第1図は本発明の実施例におけるロボットの制御装置の
構成図、第2図は本発明の一実施例におけるゲイン演算
部の処理フロ〈第3図は従来のロボットの制御装置の構
成図、第4図は従来のゲイン演算部の構成図、第5図は
複数組の条件値とゲイン値を設定する手段15を実現す
るマイクロコンピュータの構成図、第6図は力制御演算
部2作例における物体の位置変位と張力の関係図、第1
・・・・・・力指令部、2・・・・・・力制御演算部、
3・・・・・・位置制御部、4・・・・・・モータ駆動
部、5・・・・・・モータ、6・・・・・・ロボット、
7・・・・・・位置検出器、8・・・・・・力センサ処
理部、9・・・−・・ゲイン演算部、1o・・・・・・
減算器、11・・・・・・力センサ、12・・・・・・
乗算器、13・・・・・・積分器、14・・・・・・座
標変換器、15−・・・・・複数の条件値とゲイン値を
設定する手段、16・・・・・・CPU、17・・・・
・・メモリ、18・・・・・・Ilo、19・・・・・
・CRTとキーボード、20・・・・・・ポートメモリ
、21・・・・・・CPU、22・・・・・・メモリ、
23・・・・・・I100第 図 第 図 ■−−−−−−−−−=■−■−
構成図、第2図は本発明の一実施例におけるゲイン演算
部の処理フロ〈第3図は従来のロボットの制御装置の構
成図、第4図は従来のゲイン演算部の構成図、第5図は
複数組の条件値とゲイン値を設定する手段15を実現す
るマイクロコンピュータの構成図、第6図は力制御演算
部2作例における物体の位置変位と張力の関係図、第1
・・・・・・力指令部、2・・・・・・力制御演算部、
3・・・・・・位置制御部、4・・・・・・モータ駆動
部、5・・・・・・モータ、6・・・・・・ロボット、
7・・・・・・位置検出器、8・・・・・・力センサ処
理部、9・・・−・・ゲイン演算部、1o・・・・・・
減算器、11・・・・・・力センサ、12・・・・・・
乗算器、13・・・・・・積分器、14・・・・・・座
標変換器、15−・・・・・複数の条件値とゲイン値を
設定する手段、16・・・・・・CPU、17・・・・
・・メモリ、18・・・・・・Ilo、19・・・・・
・CRTとキーボード、20・・・・・・ポートメモリ
、21・・・・・・CPU、22・・・・・・メモリ、
23・・・・・・I100第 図 第 図 ■−−−−−−−−−=■−■−
Claims (3)
- (1)複数組の条件値とゲイン値を設定する手段と、指
示条件値に達したかどうかを判別する手段と、指示ゲイ
ン値で力制御する手段と、指示条件値に達したときに指
示条件値と指示ゲイン値を別の条件値とゲイン値の組に
切り替えるゲイン切り替え手段を備えるロボットの制御
装置。 - (2)条件値が検出される力の大きさである請求項1記
載のロボットの制御装置。 - (3)条件値が検出される力の変化量である請求項1記
載のロボットの制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11830390A JPH0413588A (ja) | 1990-05-07 | 1990-05-07 | ロボットの制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11830390A JPH0413588A (ja) | 1990-05-07 | 1990-05-07 | ロボットの制御装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0413588A true JPH0413588A (ja) | 1992-01-17 |
Family
ID=14733344
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11830390A Pending JPH0413588A (ja) | 1990-05-07 | 1990-05-07 | ロボットの制御装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0413588A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06195127A (ja) * | 1992-12-22 | 1994-07-15 | Agency Of Ind Science & Technol | マニピュレータのハイブリッド遠隔制御装置 |
CN103252781A (zh) * | 2013-04-28 | 2013-08-21 | 海尚集团有限公司 | Gm代码在机器人程序中的应用 |
-
1990
- 1990-05-07 JP JP11830390A patent/JPH0413588A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06195127A (ja) * | 1992-12-22 | 1994-07-15 | Agency Of Ind Science & Technol | マニピュレータのハイブリッド遠隔制御装置 |
CN103252781A (zh) * | 2013-04-28 | 2013-08-21 | 海尚集团有限公司 | Gm代码在机器人程序中的应用 |
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