JPS6043707A - 産業用ロボツトの制御装置 - Google Patents
産業用ロボツトの制御装置Info
- Publication number
- JPS6043707A JPS6043707A JP15037983A JP15037983A JPS6043707A JP S6043707 A JPS6043707 A JP S6043707A JP 15037983 A JP15037983 A JP 15037983A JP 15037983 A JP15037983 A JP 15037983A JP S6043707 A JPS6043707 A JP S6043707A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- speed
- industrial robot
- command value
- control
- value
- 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.)
- Pending
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Classifications
-
- 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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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Numerical Control (AREA)
- Manipulator (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、軌道制御やセンサンイードバック制御等の複
数制御モードを連続的忙切換えながらロ?ットヲ駆動す
るのに好適な産業用ロア]?ットの制御装置に関するも
のである。
数制御モードを連続的忙切換えながらロ?ットヲ駆動す
るのに好適な産業用ロア]?ットの制御装置に関するも
のである。
従来の産業用ロボットの制御装置では、制御モードを切
換える場合一度ロボットヲ停止させる必要があった。例
えば、ロボットを軌道制御で目標位tに近すけ、次に力
センサからのフィードバック制御によりはめ合い動作を
行なう場合には、軌道制御からフィードバック制御に切
換える際に、ロボットを一度停止させていたのである。
換える場合一度ロボットヲ停止させる必要があった。例
えば、ロボットを軌道制御で目標位tに近すけ、次に力
センサからのフィードバック制御によりはめ合い動作を
行なう場合には、軌道制御からフィードバック制御に切
換える際に、ロボットを一度停止させていたのである。
この様な制御モード切換時のロボット停止は、ロボット
の動作時間を長びかせる大きな要因となっていた。
の動作時間を長びかせる大きな要因となっていた。
本発明の目的は、上記した従来技術の欠点をなくし、連
続的に制御モードの切換え全行1.1:5ことにより、
円滑な動作を得るとともに、動作時間の短縮を可能にす
る産業用口y4eットの制御装置を提供することにある
。
続的に制御モードの切換え全行1.1:5ことにより、
円滑な動作を得るとともに、動作時間の短縮を可能にす
る産業用口y4eットの制御装置を提供することにある
。
本発明の産業用ロボットの制御装置は、複数の制御モー
ドを有し、これらを適宜切換えて産業用ロゲットを駆動
するものであり、前回の産業用ロボットへの速度指令値
を記憶する第1の手段と、所定の制御アルゴリズムに従
って産業用ロゼツトて対する速度指令値全計算し、第1
の手段に記憶された前回の速度指令値と計算でめた速度
指令値とを比較し、両者の差が定められた値をこえた場
合には両者間を補間して新たな速度指令値をめろ第2の
手段と、第2の手段から出力される速度指令値を産業用
ロボットのアクチュエータへの指令に変換する第3の手
段金偏えていること全特徴としている。
ドを有し、これらを適宜切換えて産業用ロゲットを駆動
するものであり、前回の産業用ロボットへの速度指令値
を記憶する第1の手段と、所定の制御アルゴリズムに従
って産業用ロゼツトて対する速度指令値全計算し、第1
の手段に記憶された前回の速度指令値と計算でめた速度
指令値とを比較し、両者の差が定められた値をこえた場
合には両者間を補間して新たな速度指令値をめろ第2の
手段と、第2の手段から出力される速度指令値を産業用
ロボットのアクチュエータへの指令に変換する第3の手
段金偏えていること全特徴としている。
以下添付の図面に示す実施例により、更に詳細に本発明
について説明する。
について説明する。
第1図は本発明の産業用ロボットの全体構成の一例を示
す図である。第1図において、産業用ロピット1の手先
にはハンド3が設けられ、又ハンド3に加わる加重およ
び外力を検出する力センサ2が図示する様に設けられて
いる。制御装置4はマイクロプロセッサで構成され、各
種データの記憶・演算・運送を行なう機能を有している
。サーボアンプ装置5は、産業用ロボット1の有する自
由度数に相当する数の独立したザーHピアンズ群で構成
され、本実施例では産業用ロボット1が6自由度を有し
、6個のサーボアング群で構成されているものとして説
明する。
す図である。第1図において、産業用ロピット1の手先
にはハンド3が設けられ、又ハンド3に加わる加重およ
び外力を検出する力センサ2が図示する様に設けられて
いる。制御装置4はマイクロプロセッサで構成され、各
種データの記憶・演算・運送を行なう機能を有している
。サーボアンプ装置5は、産業用ロボット1の有する自
由度数に相当する数の独立したザーHピアンズ群で構成
され、本実施例では産業用ロボット1が6自由度を有し
、6個のサーボアング群で構成されているものとして説
明する。
産業用ロゲットを駆動するには、その目的に応じて位置
決め制御・軌道制御・カフィードバック制御等の各種の
制御モードの中から適宜一つの制御モードが選択される
。第2図は軌道制御モード時の制御状態を示すブロック
図である。この軌道制御モードでは、制御装置4からサ
ーボアンプ装置5への指令値は、次の様に決定される。
決め制御・軌道制御・カフィードバック制御等の各種の
制御モードの中から適宜一つの制御モードが選択される
。第2図は軌道制御モード時の制御状態を示すブロック
図である。この軌道制御モードでは、制御装置4からサ
ーボアンプ装置5への指令値は、次の様に決定される。
即ち、ハンド3の位置と姿勢は、第3図に示す様にハン
ド3上に定められた基準点の位置ペアクトルpと、同じ
くハンド3上に定められた互いに直交する2本の軸に平
行な単位ベクトルf、gで表わされる。
ド3上に定められた基準点の位置ペアクトルpと、同じ
くハンド3上に定められた互いに直交する2本の軸に平
行な単位ベクトルf、gで表わされる。
いま、ハンド3の到達すべき目標位置および姿勢pt
+ ri 、 gtが与えられているとする。ハンド3
の現在位置p、f+gは第2図に示す6個のモータ6の
回転角j−(θ1.θ2.・・・、θ6)から計算する
ことができ、 1)−p(θ) ・・・・・・(1) f=f(θ) ・・・・・・ (2) g=g(θ) ・・・・・・(3) と表わすことができる。尚、各モータ6の回転角θ1.
θ2.・・・、θ6は、各・ぐルスエンコータ7 (7
) ノ”ルスをカウンタ8で計数することによりめられ
10る〇 ハンド3の現在位置及び目標位置が与えられると、ハン
ド3が目標位置へ向うために必要、な並進速度6と回転
速鹿嶋は、 と表わすことができる0 ただし、 であり、又V id速度指令値金表わしている。
+ ri 、 gtが与えられているとする。ハンド3
の現在位置p、f+gは第2図に示す6個のモータ6の
回転角j−(θ1.θ2.・・・、θ6)から計算する
ことができ、 1)−p(θ) ・・・・・・(1) f=f(θ) ・・・・・・ (2) g=g(θ) ・・・・・・(3) と表わすことができる。尚、各モータ6の回転角θ1.
θ2.・・・、θ6は、各・ぐルスエンコータ7 (7
) ノ”ルスをカウンタ8で計数することによりめられ
10る〇 ハンド3の現在位置及び目標位置が与えられると、ハン
ド3が目標位置へ向うために必要、な並進速度6と回転
速鹿嶋は、 と表わすことができる0 ただし、 であり、又V id速度指令値金表わしている。
第2図に示す様に、目標位置と座標変換部10からの現
在位置とから、速度計算部11で(4) 、 (5)式
に従って並進速度マアと回転速度;、が計算され、座標
変換部12で座標変換され、サーボアンプ装置5に入力
される。そして、各サー?アンプのモータ6の回転速度
全タコジェネレータ9で検出し、定数kを乗算してフィ
ードバック制御することにより、目標位置までの軌道制
御がなされる。
在位置とから、速度計算部11で(4) 、 (5)式
に従って並進速度マアと回転速度;、が計算され、座標
変換部12で座標変換され、サーボアンプ装置5に入力
される。そして、各サー?アンプのモータ6の回転速度
全タコジェネレータ9で検出し、定数kを乗算してフィ
ードバック制御することにより、目標位置までの軌道制
御がなされる。
第4図は、はめ合い作業等を行なう場合のカフィードバ
ック制御モード時の制御状態を示すブロック図である。
ック制御モード時の制御状態を示すブロック図である。
カフィードバック制御では、ノ為ンド3の現在位置が、
X ” (p + f * g )・・・・・・・・・
(8)と表わされ、力センサ2からの力・モーメントの
速度りが次の様に表わせる。
(8)と表わされ、力センサ2からの力・モーメントの
速度りが次の様に表わせる。
第4図に示す様に、(91、DO)式だ基づいて並進速
度vFと回転速度ω、が速度計算部11で計算され、サ
ーボアンプ装置5に入力され、カフィードバック制御が
実行される。
度vFと回転速度ω、が速度計算部11で計算され、サ
ーボアンプ装置5に入力され、カフィードバック制御が
実行される。
ところで、産業用ロボットヲ用いて第5図に示す様なは
め合い作業を行なう場合、図中のAB間では軌道制御を
行ない、80間ではカフィードバック制御を行なう必要
がある。このとき、動作の高速化を図るためには、点B
で産業用口?ット1を停止させることなく、軌道制御モ
ードからカフィードバック制御モードに切換える必要が
ある。
め合い作業を行なう場合、図中のAB間では軌道制御を
行ない、80間ではカフィードバック制御を行なう必要
がある。このとき、動作の高速化を図るためには、点B
で産業用口?ット1を停止させることなく、軌道制御モ
ードからカフィードバック制御モードに切換える必要が
ある。
しかし、一般に制御モードを切換えた瞬間には産業用口
がット1への速度指令値が不連続になり、産業用ロボッ
ト1を円滑に駆動できない。即ち、第5図に示す例にお
いて、点Bでの制御モード切換時の軌道制御モードにお
ける最終の並進速度(指令) V7.回転速度(指令)
ωアと、カフィードバック制御モードにおける最初の並
進速度(指令92回転速度(指令)ω、とは、1サンプ
リング時間が異なるだけで産業用ロボット1に指令され
、両者の値の差が産業用ロボット1を円滑に駆動するに
ぽ大きすぎる場合がある・そこで、この差が太きいとき
でも、産業用ロボット1を円滑に駆動するため、本発明
では以下の様に速度の連続性を保証する・ 即ち、時刻nT(nはサンプリング回数、Tはサンプリ
ング時間)に、産業用ロボット1に並進速度Vn g回
転速度ω。の速度指令を与えたとす6・′″:″とき・
時刻(n+1)Ticゝける産業用 佳、、口がット1
への並進速度Vと回転速度ωがある制御アルゴリズムに
従って得られたとする。このとき・ ε二1v−vl ・・・・・・・・・(11)v n ε =1ω−ω1 ・・・・・・・・・(12+により
、時刻nTにおける値との差を計算する。
がット1への速度指令値が不連続になり、産業用ロボッ
ト1を円滑に駆動できない。即ち、第5図に示す例にお
いて、点Bでの制御モード切換時の軌道制御モードにお
ける最終の並進速度(指令) V7.回転速度(指令)
ωアと、カフィードバック制御モードにおける最初の並
進速度(指令92回転速度(指令)ω、とは、1サンプ
リング時間が異なるだけで産業用ロボット1に指令され
、両者の値の差が産業用ロボット1を円滑に駆動するに
ぽ大きすぎる場合がある・そこで、この差が太きいとき
でも、産業用ロボット1を円滑に駆動するため、本発明
では以下の様に速度の連続性を保証する・ 即ち、時刻nT(nはサンプリング回数、Tはサンプリ
ング時間)に、産業用ロボット1に並進速度Vn g回
転速度ω。の速度指令を与えたとす6・′″:″とき・
時刻(n+1)Ticゝける産業用 佳、、口がット1
への並進速度Vと回転速度ωがある制御アルゴリズムに
従って得られたとする。このとき・ ε二1v−vl ・・・・・・・・・(11)v n ε =1ω−ω1 ・・・・・・・・・(12+により
、時刻nTにおける値との差を計算する。
(イ)求められたε7.ε、が共にあらかじめ定められ
た許容値ε よりも小さい場合には、時刻(nax +1)Tにおける並進速度と回転速度を、vn+、=7
・・・・・・・・・(ISω =ω ・・・°°・・
・04) n+1 とする。
た許容値ε よりも小さい場合には、時刻(nax +1)Tにおける並進速度と回転速度を、vn+、=7
・・・・・・・・・(ISω =ω ・・・°°・・
・04) n+1 とする。
(o)6v>18.ε、≦εmaxの場合には、”n+
1=” ・・・・・・Q(イ) とする。
1=” ・・・・・・Q(イ) とする。
し→ av≦惰ax ’ ε0〉εmaxのときは1、
+1=v ・・・・・・(IS 6ω とする。
+1=v ・・・・・・(IS 6ω とする。
に) % > ”max ’ εdl > ’maXの
とWfl、とする。
とWfl、とする。
以後この操作を全てのサンプリング時について行なう。
サーボアンプ装置5への指令値は、各々のアクチュエー
タの速度指令として、で与えられる。ここで[J、]−
1Uヤコビアン行列の逆行列であり、モータ6の回転変
位の値から計算することができる。
タの速度指令として、で与えられる。ここで[J、]−
1Uヤコビアン行列の逆行列であり、モータ6の回転変
位の値から計算することができる。
この様な動作を実行するには、前回の速度指令値を格納
するレジスタ等の記憶手段と、所定のアルゴリズムに従
って産業用ロボットに対する速度指令値を計算し、上記
記憶手段に格納された前回の速度指令値と計算でめられ
た速度指令値と全比較し、両者の差が定められた値をこ
える場合には両者間を補間して新たな速度指令値をめる
演算手段と、この速度指令値に対応するロボットのアク
チュエータへの指令を発生する手段と全般けれは良い。
するレジスタ等の記憶手段と、所定のアルゴリズムに従
って産業用ロボットに対する速度指令値を計算し、上記
記憶手段に格納された前回の速度指令値と計算でめられ
た速度指令値と全比較し、両者の差が定められた値をこ
える場合には両者間を補間して新たな速度指令値をめる
演算手段と、この速度指令値に対応するロボットのアク
チュエータへの指令を発生する手段と全般けれは良い。
以上の説明から明らかな様に、本発明によれば、制御モ
ードの切換により産業用ロボットへの速度指令値が不連
続に変化した場合でも、実際の産業用のロボットへの速
度指令値の変化金小さく押えることが可能になる。又、
何回かサンプリングを重ねるうちて、最終的には制御ア
ルゴリズムで決定される値と速度指令値が等しくなり、
完全に所定の制御アルゴリズムでロボツ)k駆動するこ
とが可能になる。
ードの切換により産業用ロボットへの速度指令値が不連
続に変化した場合でも、実際の産業用のロボットへの速
度指令値の変化金小さく押えることが可能になる。又、
何回かサンプリングを重ねるうちて、最終的には制御ア
ルゴリズムで決定される値と速度指令値が等しくなり、
完全に所定の制御アルゴリズムでロボツ)k駆動するこ
とが可能になる。
従って、産業用ロボットの動作中に一時停止することな
く制御モードを切換えることが可能になり、ロボット動
作の高速化を達成することができる。
く制御モードを切換えることが可能になり、ロボット動
作の高速化を達成することができる。
又、本発明は制御モードの切換時だけでなく常に用いる
ことにより、外乱等により産業用ロボットへの速度指令
値が急激に変化した場合でも、ロボット本体に衝撃全群
えることなく円滑に駆動することができる効果を有する
。
ことにより、外乱等により産業用ロボットへの速度指令
値が急激に変化した場合でも、ロボット本体に衝撃全群
えることなく円滑に駆動することができる効果を有する
。
第1図は産業用ロボットの全体構成金子す図、第2図は
軌道制御モード時の制御状態を示すブロック図、第3図
はハンドの位置と姿勢の表示方法の説明図、第4図はカ
フィードバック制御モード時の制御状態を示すブロック
図、第5図ははめ合い作業の一例を示す図である。 1・・・産業用ロボット、2・・・力センサ、3・・・
ハンド、4・・・制御装置、5・・・サーボアング装置
、6・・・モータ、7・・・パルスエンコーダ、8・・
・カウンタ、9・・・タコジェネレータ、10 、12
・・・座標交換部、11・・・速度計算部。 代理人弁理士 秋 本 正 実
軌道制御モード時の制御状態を示すブロック図、第3図
はハンドの位置と姿勢の表示方法の説明図、第4図はカ
フィードバック制御モード時の制御状態を示すブロック
図、第5図ははめ合い作業の一例を示す図である。 1・・・産業用ロボット、2・・・力センサ、3・・・
ハンド、4・・・制御装置、5・・・サーボアング装置
、6・・・モータ、7・・・パルスエンコーダ、8・・
・カウンタ、9・・・タコジェネレータ、10 、12
・・・座標交換部、11・・・速度計算部。 代理人弁理士 秋 本 正 実
Claims (1)
- 複数の制御モードを有し、これらを適宜切換え″ てロ
デツ)Th駆動する産業用ロボットの制御装置において
、前回の産業用ロボットへの速度指令値を記憶する第1
の手段と、所定の制御アルコゝリズムに従って産業用ロ
ボットに対する速度指令値を計算し、第1の手段に記憶
された前回の速度指令値と計算でめられた速度指令値と
を比較し、両者の差が定められた値をこえた場合には両
者間を補間して新たな速度指令値をめる第2の手段と、
第2の手段から出力される速度指令値を産業用口?ット
のアクチュエータへの指令に変換する第3の手段とを備
えていることを特徴とする産業用ロボットの制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15037983A JPS6043707A (ja) | 1983-08-19 | 1983-08-19 | 産業用ロボツトの制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15037983A JPS6043707A (ja) | 1983-08-19 | 1983-08-19 | 産業用ロボツトの制御装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6043707A true JPS6043707A (ja) | 1985-03-08 |
Family
ID=15495705
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP15037983A Pending JPS6043707A (ja) | 1983-08-19 | 1983-08-19 | 産業用ロボツトの制御装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6043707A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6235243A (ja) * | 1985-08-09 | 1987-02-16 | Toyota Motor Corp | 強度試験装置の作動体変位制御装置 |
JPS62221704A (ja) * | 1986-03-24 | 1987-09-29 | San Esu Shoko Co Ltd | 数値制御方法 |
JPS62294382A (ja) * | 1986-06-13 | 1987-12-21 | Pioneer Electronic Corp | ビデオシンクロナイザ |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS54137783A (en) * | 1978-04-18 | 1979-10-25 | Fanuc Ltd | Profiling control system |
JPS57211605A (en) * | 1981-06-22 | 1982-12-25 | Fujitsu Ltd | Controlling system for track of robot |
-
1983
- 1983-08-19 JP JP15037983A patent/JPS6043707A/ja active Pending
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS54137783A (en) * | 1978-04-18 | 1979-10-25 | Fanuc Ltd | Profiling control system |
JPS57211605A (en) * | 1981-06-22 | 1982-12-25 | Fujitsu Ltd | Controlling system for track of robot |
Cited By (3)
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---|---|---|---|---|
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JPS62294382A (ja) * | 1986-06-13 | 1987-12-21 | Pioneer Electronic Corp | ビデオシンクロナイザ |
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