JPH0976184A - ロボットの制御装置 - Google Patents

ロボットの制御装置

Info

Publication number
JPH0976184A
JPH0976184A JP25923195A JP25923195A JPH0976184A JP H0976184 A JPH0976184 A JP H0976184A JP 25923195 A JP25923195 A JP 25923195A JP 25923195 A JP25923195 A JP 25923195A JP H0976184 A JPH0976184 A JP H0976184A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
control
robot
value
gravity
flexible
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.)
Granted
Application number
JP25923195A
Other languages
English (en)
Other versions
JP3460761B2 (ja
Inventor
Yasuyuki Inoue
康之 井上
Hideo Nagata
英夫 永田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yaskawa Electric Corp
Original Assignee
Yaskawa Electric Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Priority to JP25923195A priority Critical patent/JP3460761B2/ja
Application filed by Yaskawa Electric Corp filed Critical Yaskawa Electric Corp
Priority to KR10-1998-0701823A priority patent/KR100439466B1/ko
Priority to US09/029,735 priority patent/US5994864A/en
Priority to DE69636230T priority patent/DE69636230T2/de
Priority to EP96929577A priority patent/EP0881044B1/en
Priority to CN96197955A priority patent/CN1067001C/zh
Priority to EP20030029866 priority patent/EP1418026A1/en
Priority to PCT/JP1996/002574 priority patent/WO1997010081A1/ja
Publication of JPH0976184A publication Critical patent/JPH0976184A/ja
Priority to CN00102622A priority patent/CN1131766C/zh
Application granted granted Critical
Publication of JP3460761B2 publication Critical patent/JP3460761B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Manipulator (AREA)
  • Control Of Position Or Direction (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】ロボット動作中に位置制御と柔軟制御を切り換
える手段を有するロボットの制御装置において、重力の
影響を大きく受けることなく、両制御間のスムーズな移
行を実現する 【構成】位置制御から柔軟制御に移行するときは、速度
制御系の積分動作を中止するとともに、その積分動作の
出力値を実際のロボットアームの関節角度、ロボットの
リンク質量及び重心位置(重力パラメータ)に基づいて
算出された重力補償値に置き換える。柔軟制御から位置
制御に復帰するときは、現在位置を指令位置とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、位置制御と柔軟制御を
切り替えながら作業を遂行するロボットの制御装置に関
する。
【0002】
【従来の技術】図4はロボットの関節の制御で従来から
良く用いられているモータの位置制御系を表す。位置制
御系では摩擦や外力に対抗して位置決めを行うため速度
制御ループゲインKv、位置ループゲインKpをできる
だけ高く設定する。また、積分器1を比例ゲイン2と並
列に置くことによりさらにその特性が高まるよう制御が
行われている。このような制御方式により外力が作用す
る条件下でもロボットの手先を目標とする位置に正確に
位置決めを行うことができる。ところが上記のロボット
では、外部から大きな作用力が働きその力を吸収しなが
ら作業を行うような用途に対応することができない。た
とえば、ロボットに外部の機械から力が作用し柔軟に受
けとめるような作業や、ロボットにより部品を把持し押
しつけるような用途などにおいて、従来の位置制御ロボ
ットで作業を遂行しようとした場合、RCCやフロート
装置など機械的に柔軟な装置をロボット先端に取付ける
ことを必要としていた。これに対し、ロボットに特別な
装置を付加することなく柔軟な制御を行う方式として、
柔軟制御の指令が出れば、速度制御ループゲイン及び位
置ループゲインを低下させて柔軟制御に移行させる方式
が提案されている(特開平6-332538号公報参照)。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところが、位置制御か
ら柔軟制御に変更すると、静的に作用する力、特に重力
の影響を大きく受ける。すなわち、柔軟な機能を生かし
始めると重力の作用によりロボットアームが重力方向に
落下して大きく姿勢が変化し、作業の遂行が困難になっ
ていた。また、柔軟制御から位置制御に移行する場合に
は、速度制御系の積分に値が蓄積するまでの間、重力方
向に落下したり、応答が安定しない等の問題を有してい
た。また柔軟制御中には位置指令の値とロボットの現在
位置が一致していない場合が多く、突然柔軟制御から位
置制御に移行するとロボットが急に位置指令値に収束す
るため、ロボットが周囲の物体に衝突したり、積分器の
リミットによるハンチングにより不安定な応答になるな
ど、非常に危険である等の問題を有していた。さらに、
ロボットの各軸を駆動する各軸毎の複数のサーボゲイン
をある関係を保ちながら調整する必要がある。さらに、
サーボ偏差が増大するとサーボモータの発生トルクが比
例的に増大するため、外界から作用する機械等のストロ
ークが大きな場合に対応できない。そこで、本発明は、
重力の影響を大きく受けることなく、両制御間のスムー
ズな移行を実現する装置を提供することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は上記問題点を解
決するため、 ロボット動作中に位置制御と柔軟制御を切り換える手段
を有するロボットの制御装置において、 位置制御から柔軟制御に移行するときは、速度制御系の
積分動作を中止するとともに、その積分動作の出力値を
実際のロボットアームの関節角度、ロボットのリンク質
量及び重心位置に基づいて算出された重力補償値に置き
換えることを特徴とするものである。また、柔軟制御か
ら位置制御に復帰するときは、現在位置を指令位置とす
ることを特徴とするものである。さらにまた、柔軟制御
から位置制御に復帰するときは、実際のロボットアーム
の関節角度に基づいて算出された重力補償値を、前記速
度制御系の積分値としてセットすることを特徴とするも
のである。前記位置制御と柔軟制御の切り替えは、速度
制御系の出力値、すなわちトルク指令値を制限すること
により行うことも特徴とする。
【0005】
【作用】上記手段により、重力の影響を大きく受けるこ
となく、両制御間のスムーズな移行を実現できる。
【0006】
【実施例】本発明の実施例を示すブロック図を図示して
説明する。図1は本発明の第1の実施例である。図にお
いて、1は位置指令作成部、2は位置ループゲイン、3
は速度ループゲイン、4は比例器、5は積分器、6はメ
モリ、7はリミッタ、8はトルク指令、9はアンプ、1
0は各関節を駆動するモータ、11はモータ位置、12
は微分器、13はモータ速度、14〜16はスイッチで
ある。この制御系において、位置制御時はスイッチ14
が閉、スイッチ15が開の状態で行われる。位置制御の
速度制御系において加速トルクが0に近い場合、積分器
5に蓄積されている値は定常的にアームに作用している
力である。したがって、急激な運動を行っていないロボ
ットアームの制御系では、積分器5の値は摩擦と重力の
加え合わされた値である。従って、位置制御から柔軟制
御に移行する場合、この値をメモリ6に保存し、柔軟制
御の補償トルクとして別に補償することで、重力バラン
スを保ちながら連続性に柔軟な特性に移行することがで
きる。柔軟制御時にはスイッチ14が開、スイッチ15
が閉の状態で行われる。柔軟制御時にはトルクリミット
を低減(もしくは公知のゲインを低減することを用いて
もよい)により外力に対して柔軟な特性をとることがで
きる。重力はメモリに保存された値により補償される。
柔軟制御から位置制御へ移行する場合は、柔軟制御移行
時に保存されたメモリ6の値が再び積分器5の初期値と
してセットされる。位置制御から柔軟制御に移行した後
のロボットの変形量が大きくない場合には積分値の変化
は少なく、スムーズに位置制御へ移行する。このとき、
同時に位置指令も現在値で作りなおす(スイッチ16が
閉じる)ことにより、急激なロボットのアームの運動な
どを伴わず安定的に両制御間を移行させる点が本発明の
特徴である。
【0007】第1の実施例でも重力は一応補償される
が、さらに積極的に演算により補償する第2の実施例を
図2に示す。図において、17は重力演算部、18は重
力パラメータ部である。重力はあらかじめ測定により求
められ、重力パラメータ部18に記憶されている重力パ
ラメータと、ロボットアームの現在の関節角の計測値か
ら重力演算部17で演算する。位置制御から柔軟制御に
移行する場合はスイッチ14は開、スイッチ15は閉の
状態になり積分補償から重力演算値の補償に切り替わ
る。第1の実施例ではその補償値は固定であったが、本
例では、ロボットアームの現在の関節角度に応じて変化
するので精度が向上する。逆に柔軟制御から位置制御に
移行する場合、その時の重力演算値は積分器5の初期値
としてセットされる。また位置指令値は第1の実施例と
同様にスイッチ16が閉じることにより現在値により再
作成され、スムーズに位置制御に変化する。柔軟制御時
に大きな質量の物体を把持するときには、重力補償値と
して受け取る物体の重力分を加味して積分値の設定を行
う。
【0008】2自由度ロボットでの具体的実施例を図3
に示して本発明の動作を説明する。制御系は前述の第1
の実施例であるものとする。図3は、ロボットおよびロ
ボットに力を作用させる物体の位置関係および制御方法
の変化を示す。は位置制御での動作状態、は位置制
御から力制御に移行する状態、は柔軟制御時に物体が
あたった状態、は柔軟制御時に物体から押される状
態、は柔軟制御から位置制御に移行する状態、で位
置制御で動く状態を示している。位置制御では、速度制
御系は通常の比例積分制御を実行する(状態)。柔軟
制御に移行する前に積分値をメモリに保存し、積分器を
無効にし、リミッタを低レベルに切り替える(状態
)。物体から押される間は積分制御は行わず、アーム
の重力分はメモリの値で補償が行われる。またトルクの
リミッタは通常より小さく抑えられ、モータにより発生
するトルクに比較し外部より押される力が大きい場合に
は、アームは外部の力により動かされる(状態)。
位置制御に戻る場合はメモリに保存された値を積分の初
期値として設定すると共に、現在のエンコーダの値を指
令値に置き換える。
【0009】柔軟制御から位置制御に復帰する場合には
次の2種類の状態が考えられる。 1)外力の作用がなくなりロボットが初期姿勢に近づいて
いる場合(状態で位置制御に移行する場合) 2)外力が作用し続けロボットが変形状態にある場合(状
態で位置制御に移行する場合)
【0010】1)の状態での位置指令は力が作用する以前
の値であるため、現在値との偏差により、ロボットは外
力が作用する前の位置に近づいて停止している場合であ
る。しかし、通常は制御の状態では摩擦力によりかなり
の偏差を伴って静止している。従って、エンコーダの現
在値を指令値として再生成することにより、急激なアー
ムの動きを伴うことなくスムーズな位置制御への移行を
行うことが可能になる。
【0011】2)の状態でも位置指令の再作成を行った後
位置制御に移ることにより、物体がアームにふれている
状態でも連続的に位置制御に移行することができる。以
上、図5ではロボットが外部から作用する力により動か
される場合の例を述べたが、ロボットが柔軟制御の状態
で自ら動き外部に力を作用しながら、柔軟に変形する場
合も上記の内容と同様なことがいえる。
【0012】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、柔
軟制御と位置制御間のスムーズな移行が可能となる。こ
の結果、柔軟に物体を取り出しながら次行程で正確な位
置決めを必要とする作業や、物体の把持を行った後、は
め合いを行うような物体の組み付け作業を専用の力吸収
のための治具を用いることなく遂行することができる。
このように位置制御、柔軟制御それぞれの制御特性を利
用した巧みな作業が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例を示す図
【図2】本発明の第2の実施例を示す図
【図3】本発明の動作を説明する図
【図4】従来例を示す図
【符号の説明】 1…位置指令作成部、2…位置ループゲイン、3…速度
ループゲイン、4…比例器、5…積分器、6…メモリ、
7…リミッタ、8…トルク指令、9…アンプ、10…各
関節を駆動するモータ、11…モータ位置、12…微分
器、13…モータ速度、14〜16…スイッチ、17…
重力演算部、18…重力パラメータ部。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ロボット動作中に位置制御と柔軟制御を
    切り換える手段を有するロボットの制御装置において、 位置制御から柔軟制御に移行するときは、速度制御系の
    積分動作を中止するとともに、その積分動作の出力値を
    実際のロボットアームの関節角度、ロボットのリンク質
    量及び重心位置に基づいて算出された重力補償値に置き
    換えることを特徴とするロボットの制御装置。
  2. 【請求項2】 ロボットがワークを把持する作業の場合
    は、前記重力補償値に、そのワークの質量を加味するこ
    とを特徴とする請求項1記載のロボットの制御装置。
  3. 【請求項3】 ロボット動作中に位置制御と柔軟制御を
    切り換える手段を有するロボットの制御装置において、 柔軟制御から位置制御に復帰するときは、現在位置を指
    令位置とすることを特徴とするロボットの制御装置。
  4. 【請求項4】 実際のロボットアームの関節角度に基づ
    いて算出された重力補償値を、前記速度制御系の積分値
    としてセットすることを特徴とする請求項2記載のロボ
    ットの制御装置。
  5. 【請求項5】 前記位置制御と柔軟制御の切り替えは、
    速度制御系の出力値、すなわちトルク指令値を制限する
    ことにより行うものである請求項1,2,または3記載
    のロボットの制御装置。
JP25923195A 1995-09-11 1995-09-11 ロボットの制御装置 Expired - Fee Related JP3460761B2 (ja)

Priority Applications (9)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP25923195A JP3460761B2 (ja) 1995-09-11 1995-09-11 ロボットの制御装置
US09/029,735 US5994864A (en) 1995-09-11 1996-09-10 Robot controller
DE69636230T DE69636230T2 (de) 1995-09-11 1996-09-10 Robotersteuerung
EP96929577A EP0881044B1 (en) 1995-09-11 1996-09-10 Robot controller
KR10-1998-0701823A KR100439466B1 (ko) 1995-09-11 1996-09-10 로봇제어장치
CN96197955A CN1067001C (zh) 1995-09-11 1996-09-10 机器人控制方法
EP20030029866 EP1418026A1 (en) 1995-09-11 1996-09-10 Control apparatus for robot
PCT/JP1996/002574 WO1997010081A1 (fr) 1995-09-11 1996-09-10 Circuit de commande de robots
CN00102622A CN1131766C (zh) 1995-09-11 2000-02-16 机器人控制设备

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP25923195A JP3460761B2 (ja) 1995-09-11 1995-09-11 ロボットの制御装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0976184A true JPH0976184A (ja) 1997-03-25
JP3460761B2 JP3460761B2 (ja) 2003-10-27

Family

ID=17331236

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP25923195A Expired - Fee Related JP3460761B2 (ja) 1995-09-11 1995-09-11 ロボットの制御装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3460761B2 (ja)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007105823A (ja) * 2005-10-13 2007-04-26 Yaskawa Electric Corp マニピュレータの柔軟制御装置および柔軟制御方法
JP2009090462A (ja) * 2003-07-29 2009-04-30 Panasonic Corp ロボットの制御方法および制御装置
JP2010137312A (ja) * 2008-12-10 2010-06-24 Yaskawa Electric Corp ロボットシステムおよび制御方法
JP2011051048A (ja) * 2009-08-31 2011-03-17 Yaskawa Electric Corp 搬送システム,ロボット装置及び搬送方法
CN104416582A (zh) * 2013-08-20 2015-03-18 库卡实验仪器有限公司 控制机器人的方法
JP2020032471A (ja) * 2018-08-27 2020-03-05 キヤノン株式会社 制御方法、ロボット制御装置、ロボットシステム、および物品の製造方法
CN111203885A (zh) * 2020-01-21 2020-05-29 珠海格力智能装备有限公司 机器人的关节力矩的确定方法及装置、电子设备
CN111923085A (zh) * 2020-06-22 2020-11-13 国网江苏省电力有限公司检修分公司 一种用于变电站运检机器人的动态平衡方法及装置

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109375585A (zh) * 2018-09-28 2019-02-22 湖南希法工程机械有限公司 臂架末端位置控制方法及***及包含该***的工程机械

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009090462A (ja) * 2003-07-29 2009-04-30 Panasonic Corp ロボットの制御方法および制御装置
JP2007105823A (ja) * 2005-10-13 2007-04-26 Yaskawa Electric Corp マニピュレータの柔軟制御装置および柔軟制御方法
JP2010137312A (ja) * 2008-12-10 2010-06-24 Yaskawa Electric Corp ロボットシステムおよび制御方法
JP2011051048A (ja) * 2009-08-31 2011-03-17 Yaskawa Electric Corp 搬送システム,ロボット装置及び搬送方法
CN104416582A (zh) * 2013-08-20 2015-03-18 库卡实验仪器有限公司 控制机器人的方法
JP2020032471A (ja) * 2018-08-27 2020-03-05 キヤノン株式会社 制御方法、ロボット制御装置、ロボットシステム、および物品の製造方法
CN111203885A (zh) * 2020-01-21 2020-05-29 珠海格力智能装备有限公司 机器人的关节力矩的确定方法及装置、电子设备
CN111203885B (zh) * 2020-01-21 2021-08-17 珠海格力智能装备有限公司 机器人的关节力矩的确定方法及装置、电子设备
CN111923085A (zh) * 2020-06-22 2020-11-13 国网江苏省电力有限公司检修分公司 一种用于变电站运检机器人的动态平衡方法及装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP3460761B2 (ja) 2003-10-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4727303A (en) Positional control method and system utilizing same
EP0881044B1 (en) Robot controller
JP3460761B2 (ja) ロボットの制御装置
KR19980018829A (ko) 서보모터 제어방법(servomotor control method)
JPH01164280A (ja) 加減速制御方式
EP2752718B1 (en) Actuator control method and actuator control device
JP2003216243A (ja) ロボットの制御装置
JP4038805B2 (ja) 電動機の摩擦補償方法
JP4240517B2 (ja) サーボモータおよび多関節ロボットの異常負荷検出制御方法
JPH08155868A (ja) ロボットの制御方法および装置
JPH0916229A (ja) 産業用ロボット
JPH0792702B2 (ja) 制御装置
JP3308656B2 (ja) サーボモータの制御方法
JPS6010648B2 (ja) ロボットの外力補償用制御方法
JPS61163406A (ja) ロボツト制御装置
JPH11184512A (ja) ロボットの制御ゲイン決定方法
JP2008253132A (ja) サーボモータおよび多関節ロボットの異常負荷検出制御方法
JP7182952B2 (ja) 制御方法、制御プログラム、記録媒体、制御装置、ロボットシステム、および物品の製造方法
JPH0343171A (ja) 多関節ロボット制御装置
JP2798518B2 (ja) マニピュレータの制御装置
JP2505394B2 (ja) 産業用ロボットの加速度変化を利用した制御方法
JPH0719180B2 (ja) 送り軸の位置制御方式
JP2000084878A (ja) ロボットの制御装置
JPH04286003A (ja) ロボットの制御方法
JPH05297916A (ja) ロボットの軌跡制御方法

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080815

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090815

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090815

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100815

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110815

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120815

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130815

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140815

Year of fee payment: 11

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees