JPS59706A - 工業用ロボツト制御装置 - Google Patents
工業用ロボツト制御装置Info
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- JPS59706A JPS59706A JP11428283A JP11428283A JPS59706A JP S59706 A JPS59706 A JP S59706A JP 11428283 A JP11428283 A JP 11428283A JP 11428283 A JP11428283 A JP 11428283A JP S59706 A JPS59706 A JP S59706A
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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
- G05B19/19—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 positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path
-
- 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
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/39—Robotics, robotics to robotics hand
- G05B2219/39177—Compensation position working point as function of inclination tool, hand
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Manufacturing & Machinery (AREA)
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- General Physics & Mathematics (AREA)
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- Numerical Control (AREA)
- Control Of Position Or Direction (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】
〔発明の利用分野〕
本発明は、工業用ロボットの制御装置に係り、特にロボ
ット先端点を精度よく位置決めする工業用ロボット制御
装置に関するものである。
ット先端点を精度よく位置決めする工業用ロボット制御
装置に関するものである。
従来技術を第１図及び第２図によって説明する。
第１図はロボットをｘｚ面に投影した側面図と同じロボ
ットをｘｙ水平面に投影して上方から見た上面図を示し
、第２図は制御回路図を示す。Ｐ。
ットをｘｙ水平面に投影して上方から見た上面図を示し
、第２図は制御回路図を示す。Ｐ。
Ｑ、Ｒはそれぞれ作業空間内を任意に動作し得るように
順次直列状に接続した動作軸の接続点であり、Ｆはロボ
ットの先端点である。ｅＩ＝ｐＱ。
順次直列状に接続した動作軸の接続点であり、Ｆはロボ
ットの先端点である。ｅＩ＝ｐＱ。
／２＝ＱＲであり、またθ１はｌ＋と１２を含む面がＸ
ｙ水平面のＸ軸となす角、θ２は点Ｐを通る鉛直軸とｌ
＋との間の角、θ３はｌ＋の延長線ＱＱ’と１２との間
の角である。いま、１１及び１２はそれぞれ一定長とし
て、動作量θ１．θ２．θ３を制御することによりロボ
ット先端点Ｆの位置決めを行なう場合、従来は、第２図
に示すように、動作量θ、（θ５．θ２゜θ３のいずれ
か一つを意味する）の指令値を増幅器１を通してアクチ
ュエータ２、例えば電動機あるいは油圧モータ等、に与
えると共に、動作軸に直結して取付けた検出器３での検
出動作量が増幅器入力側に帰還されて、ロボット４（第
１図の先端点Ｆ）の位置決、めを行なっていた。このよ
うに、従来は、各動作軸がそれぞれ他の動作軸とは独立
に制御されていた。なお、」二記従来例の説明では、ｅ
ｌ及び１２は一定長であるとしたが、さらに−膜化して
ｌ＋、１２が６丁変長である場合にも、従来は、各可変
量をそれぞれ独立に制御する方式が採用されていた。
ｙ水平面のＸ軸となす角、θ２は点Ｐを通る鉛直軸とｌ
＋との間の角、θ３はｌ＋の延長線ＱＱ’と１２との間
の角である。いま、１１及び１２はそれぞれ一定長とし
て、動作量θ１．θ２．θ３を制御することによりロボ
ット先端点Ｆの位置決めを行なう場合、従来は、第２図
に示すように、動作量θ、（θ５．θ２゜θ３のいずれ
か一つを意味する）の指令値を増幅器１を通してアクチ
ュエータ２、例えば電動機あるいは油圧モータ等、に与
えると共に、動作軸に直結して取付けた検出器３での検
出動作量が増幅器入力側に帰還されて、ロボット４（第
１図の先端点Ｆ）の位置決、めを行なっていた。このよ
うに、従来は、各動作軸がそれぞれ他の動作軸とは独立
に制御されていた。なお、」二記従来例の説明では、ｅ
ｌ及び１２は一定長であるとしたが、さらに−膜化して
ｌ＋、１２が６丁変長である場合にも、従来は、各可変
量をそれぞれ独立に制御する方式が採用されていた。
しかし、複数個の動作軸を有するロボットの場合、空間
内で指定される位置、姿勢に対応して各動作軸のアクチ
ュエータにかかる負荷は大きく変化する。例えば第１図
の場合、点Ｒでの負荷質量Ｍの点Ｐへの影響は、θ３の
大小によって大きく変化する。即ち、ロボット先端点Ｆ
の位置決め精度には、θ２とθ３の両者が関連しながら
影響をＪＶえる。これに対処して、点Ｒの負荷質量Ｍの
点Ｐにχ；１する回転モーメントｌを演算してこの演算
結果を用いて制御することも行なわれていた。即ち、第
１図において、／−ＰＲとし、このｌの傾斜角をθ２Ｉ
とすると回転モーメントＩは １＝Ｍ−／ｃｏｓθ２Ｉ ・・・・・
・・・・（１）１ ：ｌＩ２＋１２２−２１＋ １２ｃ
Ｏ５０３・・−−−−−−−（２）θ２１−−−θ２−
ｃｏｓ’（ｕ”）・・・・・・・・・（３）２
２１１＋で示される。
内で指定される位置、姿勢に対応して各動作軸のアクチ
ュエータにかかる負荷は大きく変化する。例えば第１図
の場合、点Ｒでの負荷質量Ｍの点Ｐへの影響は、θ３の
大小によって大きく変化する。即ち、ロボット先端点Ｆ
の位置決め精度には、θ２とθ３の両者が関連しながら
影響をＪＶえる。これに対処して、点Ｒの負荷質量Ｍの
点Ｐにχ；１する回転モーメントｌを演算してこの演算
結果を用いて制御することも行なわれていた。即ち、第
１図において、／−ＰＲとし、このｌの傾斜角をθ２Ｉ
とすると回転モーメントＩは １＝Ｍ−／ｃｏｓθ２Ｉ ・・・・・
・・・・（１）１ ：ｌＩ２＋１２２−２１＋ １２ｃ
Ｏ５０３・・−−−−−−−（２）θ２１−−−θ２−
ｃｏｓ’（ｕ”）・・・・・・・・・（３）２
２１１＋で示される。
しかし、各動作量θ２．θ１を検出するごとに（１）。
（２＋、（３１式を用いて回転モーメントＩを演算して
制御することは、複雑な演算回路を設ける必要があった
。また第２図の従来回路で各動作量θ、ごとにそれぞれ
独立に制御する場合でも、動作空間内の任意の点で位置
決め精度を確保するために、負荷最大の位置、姿勢に合
わせて増幅器ゲインを設定すると、負荷が小さいときの
発振の原因となり、発振を抑えるようにゲインを設定す
ると位置決めの精度が保証されないという不都合があっ
た。
制御することは、複雑な演算回路を設ける必要があった
。また第２図の従来回路で各動作量θ、ごとにそれぞれ
独立に制御する場合でも、動作空間内の任意の点で位置
決め精度を確保するために、負荷最大の位置、姿勢に合
わせて増幅器ゲインを設定すると、負荷が小さいときの
発振の原因となり、発振を抑えるようにゲインを設定す
ると位置決めの精度が保証されないという不都合があっ
た。
本発明の目的は、従来技術での上記した問題点を解決し
、簡単な回路構成を備え、しかも位置決め精度を良好に
保つことのできる工業用ロボット制御装置を提供するに
ある。
、簡単な回路構成を備え、しかも位置決め精度を良好に
保つことのできる工業用ロボット制御装置を提供するに
ある。
本発明の特徴は、ある動作軸のアクチュエータに信号を
送っている増幅器のゲインを、その動作軸の動作量だけ
でなく、その他の動作軸の動作量にも対応させて制御す
る構成とするにある。
送っている増幅器のゲインを、その動作軸の動作量だけ
でなく、その他の動作軸の動作量にも対応させて制御す
る構成とするにある。
以下本発明の一実施例を第３図により説明する。
第３図において、１０は制御指令部で複数個の動作量θ
１．θ２．θ３．・・・・・・、θＮのそれぞれの指令
値を一′ｊえる。１２，１３ぼそれぞれ第１図の点Ｐの
アクチュエータ２２、点Ｑのアクチュエータ２３に出力
信号を送っている増幅器、３２．、３３はそれぞれ動作
軸に直結された検出器、２０は各アクチュエータ２２．
２３によって駆動されるロボット機構を示す。５１ 、
５２゜５３はそれぞれ演算回路、ｓｌ、 ｓ２． ｓ３
は各演算回路５１ 、５２．５３の出力量、６１は動作
量θ２の絶対値１θ２１を′とる演算回路、６３は動作
量θ２とθ３との和θ２＋θｉの絶対値１θ２＋θ３１
をとる演算回路、ｋ、、 ｋ２． ｋ３はそれぞれ出力
量ｓｌ、 ｓ２． ｓ３に乗する定数を示す。
１．θ２．θ３．・・・・・・、θＮのそれぞれの指令
値を一′ｊえる。１２，１３ぼそれぞれ第１図の点Ｐの
アクチュエータ２２、点Ｑのアクチュエータ２３に出力
信号を送っている増幅器、３２．、３３はそれぞれ動作
軸に直結された検出器、２０は各アクチュエータ２２．
２３によって駆動されるロボット機構を示す。５１ 、
５２゜５３はそれぞれ演算回路、ｓｌ、 ｓ２． ｓ３
は各演算回路５１ 、５２．５３の出力量、６１は動作
量θ２の絶対値１θ２１を′とる演算回路、６３は動作
量θ２とθ３との和θ２＋θｉの絶対値１θ２＋θ３１
をとる演算回路、ｋ、、 ｋ２． ｋ３はそれぞれ出力
量ｓｌ、 ｓ２． ｓ３に乗する定数を示す。
第１図の点ＱがＰに与える回転モーメントは動作量θ２
により、点Ｒが点Ｐに与える回転モーメントは動作量θ
２と０３の合成量によって変化するから、増幅器１２の
ゲインは、演算回路６１で求めた動作量の絶対値１θ２
１を演算回路５１で第１象限の値（０≦θ、≦πＡ）に
変換した出力量Ｓ、に比例定数ｋｌを乗じたに１・Ｓｌ
とし、増幅器１３のゲインは、演算回路６３で求めた絶
対値１θ２＋θ３１を演算回路５３で第１象限の値に変
換した出力量Ｓ、に比例定数に３を乗じたに３・Ｓ３と
する。さらに、本発明においては、演算回路６３で求め
た１θ２＋θ３１を演算回路５２で変換した出力量ｓ２
に比例定数に２を乗じたに２・ｓ２を増幅器１２のゲイ
ンとして加える。このようにすることで、従来例の場合
のように複雑な演算式（１）。
により、点Ｒが点Ｐに与える回転モーメントは動作量θ
２と０３の合成量によって変化するから、増幅器１２の
ゲインは、演算回路６１で求めた動作量の絶対値１θ２
１を演算回路５１で第１象限の値（０≦θ、≦πＡ）に
変換した出力量Ｓ、に比例定数ｋｌを乗じたに１・Ｓｌ
とし、増幅器１３のゲインは、演算回路６３で求めた絶
対値１θ２＋θ３１を演算回路５３で第１象限の値に変
換した出力量Ｓ、に比例定数に３を乗じたに３・Ｓ３と
する。さらに、本発明においては、演算回路６３で求め
た１θ２＋θ３１を演算回路５２で変換した出力量ｓ２
に比例定数に２を乗じたに２・ｓ２を増幅器１２のゲイ
ンとして加える。このようにすることで、従来例の場合
のように複雑な演算式（１）。
（２１，＋３＋を解く代わりに、動作量θ１．θ２．θ
３（いまの場合、第１図に示す動作軸の構成から、θ１
は他のθ２．θ３とは別に、制御される）の制御だけで
精度のよい位置決め制御とすることが可能となる。
３（いまの場合、第１図に示す動作軸の構成から、θ１
は他のθ２．θ３とは別に、制御される）の制御だけで
精度のよい位置決め制御とすることが可能となる。
演算回路５１，５２．５３は、前述のように、任意の象
限に対応する動作量角度θ１を、第１象限の値（０≦θ
、≦π／／２）に変換する部分てあり、例えば演算回路
５１では、θ−１θ２１とするとθ〈πＡのとき
θｌ＝θ θ〉π／２のとき θ′−π−θ のθ′を変数とした関数値が出力される。同様に演算回
路５３ては、θ−１θ２＋θ３１とすると、まずθ〉π
のとき θ′−θ−π としたあと、演算回路５１と同じような出力が得られる
。演算回路５２では、θ−１θ２＋θ３１とすると０く
θ〈πのときは θくπ乙のとき θｌ＝θ θ〉π／２のとき θ′＝π−θ として同様の出力が得られる。ただし、演算回路５２て
θ＝０．θ−πのときはθ′−〇とする。これは、第１
図で点Ｒが点Ｑを通る鉛直線Ｑ／／Ｑ／＃上にあること
を意味し、この場合は増幅器Ｊ２のゲインは動作量θ２
のみによって制御される。また、演算回路５２てθ〈０
．θ〉πのときは点Ｒが点Ｑを通る鉛直線ＱＪＦ Ｑ／
ＩＩを通り越して、さらに点Ｐ側に近づいた場合であり
、このときもθ′−〇として用いても、位置決め精度が
特に低下することはない。
限に対応する動作量角度θ１を、第１象限の値（０≦θ
、≦π／／２）に変換する部分てあり、例えば演算回路
５１では、θ−１θ２１とするとθ〈πＡのとき
θｌ＝θ θ〉π／２のとき θ′−π−θ のθ′を変数とした関数値が出力される。同様に演算回
路５３ては、θ−１θ２＋θ３１とすると、まずθ〉π
のとき θ′−θ−π としたあと、演算回路５１と同じような出力が得られる
。演算回路５２では、θ−１θ２＋θ３１とすると０く
θ〈πのときは θくπ乙のとき θｌ＝θ θ〉π／２のとき θ′＝π−θ として同様の出力が得られる。ただし、演算回路５２て
θ＝０．θ−πのときはθ′−〇とする。これは、第１
図で点Ｒが点Ｑを通る鉛直線Ｑ／／Ｑ／＃上にあること
を意味し、この場合は増幅器Ｊ２のゲインは動作量θ２
のみによって制御される。また、演算回路５２てθ〈０
．θ〉πのときは点Ｒが点Ｑを通る鉛直線ＱＪＦ Ｑ／
ＩＩを通り越して、さらに点Ｐ側に近づいた場合であり
、このときもθ′−〇として用いても、位置決め精度が
特に低下することはない。
制御指令部ＩＯに例えばマイクロコンピュータのような
演算用プロセッサが組み込まれた場合には、動作量θ２
．θ、をディジタル量として簡単に処理できるので、第
３図の絶対値演算回路６１．６３及び象限変換用の演算
回路５］、 、 ５２ 、５３を設ける必要がなく、こ
のときの実施例を第４図に示す。
演算用プロセッサが組み込まれた場合には、動作量θ２
．θ、をディジタル量として簡単に処理できるので、第
３図の絶対値演算回路６１．６３及び象限変換用の演算
回路５］、 、 ５２ 、５３を設ける必要がなく、こ
のときの実施例を第４図に示す。
第３図あるいは第４図の実施例によると、動作量は必ず
しも回転角に限定する必要がなく、動作軸の伸縮長さ１
１．１２に対応する直動量によって制御できる。
しも回転角に限定する必要がなく、動作軸の伸縮長さ１
１．１２に対応する直動量によって制御できる。
ロボットの構成によっては、あるいは厳密な位置精度を
必要としない場合は、動作量に応じて連続的な制御を行
なう必要がなく、この場合は、第５図にその一実施例を
示すように、出力量Ｓ１を比較器３０を通して、予め設
定された数段階の操作量に工１．に１□、・・・・・・
＋ ”ｉｎのうちの一つを、比較器３０と連動して開閉
するスイッチ４０により選択させて出力する構成とする
こともできる。
必要としない場合は、動作量に応じて連続的な制御を行
なう必要がなく、この場合は、第５図にその一実施例を
示すように、出力量Ｓ１を比較器３０を通して、予め設
定された数段階の操作量に工１．に１□、・・・・・・
＋ ”ｉｎのうちの一つを、比較器３０と連動して開閉
するスイッチ４０により選択させて出力する構成とする
こともできる。
以」二説明したように、本発明によれば、複数個の動作
量を制御する構成であることから、従来装置の場合のよ
うな複雑な演算回路を必要としないで、精密な位置決め
制御を行なうことができる。
量を制御する構成であることから、従来装置の場合のよ
うな複雑な演算回路を必要としないで、精密な位置決め
制御を行なうことができる。
第１図は口、ポットの構成例を示す側面図と」−面図、
第２図は従来の位置決め回路図、第３図、第４図及び第
５図はそれぞれ本発明実施例を示す回路構成図である。 杓冒の説明 １０・・・制御指令部 １２．１３・・増幅器 ２０・・・ロボット機構 ２２．２３・・・アクチュエータ ３０・・・比較器 ３２．３３・・・検出器 ４０・・・スイッチ ５１ 、５２．５３．６］ 、 ６３・・・演算回路代
理人弁理士 中 村 純 之 助 〒 １ （￥］ ′７Ｖ２１１Ｄ 左３、閏
第２図は従来の位置決め回路図、第３図、第４図及び第
５図はそれぞれ本発明実施例を示す回路構成図である。 杓冒の説明 １０・・・制御指令部 １２．１３・・増幅器 ２０・・・ロボット機構 ２２．２３・・・アクチュエータ ３０・・・比較器 ３２．３３・・・検出器 ４０・・・スイッチ ５１ 、５２．５３．６］ 、 ６３・・・演算回路代
理人弁理士 中 村 純 之 助 〒 １ （￥］ ′７Ｖ２１１Ｄ 左３、閏
Claims (1)
- 作業空間内を任意に動作し得るように順次直列状に接続
した複数個の動作軸を有する工業用ロボットにおいて、
動作軸の動作量を検出する検出器と、検出動作量と指令
動作量との偏差信号を増幅する増幅器と、この増幅器出
力に応じて動作軸を駆動する駆動手段とを各動作軸ごと
に設け、前記各動作軸ごとに設けた増幅器の増幅ゲイン
をそれぞれ他の動作軸の動作量に応じて制御することを
特徴とする工業用ロボット制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11428283A JPS59706A (ja) | 1983-06-27 | 1983-06-27 | 工業用ロボツト制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11428283A JPS59706A (ja) | 1983-06-27 | 1983-06-27 | 工業用ロボツト制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59706A true JPS59706A (ja) | 1984-01-05 |
Family
ID=14633928
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11428283A Pending JPS59706A (ja) | 1983-06-27 | 1983-06-27 | 工業用ロボツト制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59706A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS616711A (ja) * | 1984-06-20 | 1986-01-13 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | ロボツトの位置サ−ボ制御装置 |
| JPS6365508A (ja) * | 1986-09-06 | 1988-03-24 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | 多関節作業機の軌跡制御装置 |
| JPS63182706A (ja) * | 1987-01-24 | 1988-07-28 | Daikin Ind Ltd | ２関節ロボツトの制御装置 |
| 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 |
| JPS63244105A (ja) * | 1987-03-30 | 1988-10-11 | Toshiba Mach Co Ltd | 位置制御方法 |
| JPS6451508A (en) * | 1987-08-21 | 1989-02-27 | S G Kk | Servo motor control system |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5375664A (en) * | 1976-12-14 | 1978-07-05 | Arufureeto Rawachieku | Method of and apparatus for regulating manipulator and industrial robot |
-
1983
- 1983-06-27 JP JP11428283A patent/JPS59706A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5375664A (en) * | 1976-12-14 | 1978-07-05 | Arufureeto Rawachieku | Method of and apparatus for regulating manipulator and industrial robot |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| 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 |
| JPS63182706A (ja) * | 1987-01-24 | 1988-07-28 | Daikin Ind Ltd | ２関節ロボツトの制御装置 |
| JPS63244105A (ja) * | 1987-03-30 | 1988-10-11 | Toshiba Mach Co Ltd | 位置制御方法 |
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