JPS62224802A - サ−ボ制御装置 - Google Patents
サ−ボ制御装置Info
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- JPS62224802A JPS62224802A JP6781886A JP6781886A JPS62224802A JP S62224802 A JPS62224802 A JP S62224802A JP 6781886 A JP6781886 A JP 6781886A JP 6781886 A JP6781886 A JP 6781886A JP S62224802 A JPS62224802 A JP S62224802A
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- speed
- gain
- servo control
- control device
- loop
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- Pending
Links
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 4
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Feedback Control In General (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】
［産業上の利用分野］
この発明はロボット等に用いられるサーボ制御装置に関
する。
する。
［従来技術とその問題点］
溶接ロボット等に用いられるセミクローズドループサー
ボ制御装置において、外乱に強くする目的で位置検出器
と速度検出器を並用して位置のフィードバックであるメ
インループの他に速度に関するマイナーループを組む場
合が多い。この手法は重力モーメントの影響や負荷変動
に対して効果があり、またモータの過渡応答を早める効
果もある。
ボ制御装置において、外乱に強くする目的で位置検出器
と速度検出器を並用して位置のフィードバックであるメ
インループの他に速度に関するマイナーループを組む場
合が多い。この手法は重力モーメントの影響や負荷変動
に対して効果があり、またモータの過渡応答を早める効
果もある。
しかし一方では減速機によくみられる振動についても一
般に逆の傾向が見られる。
般に逆の傾向が見られる。
第８図は一般に用いられているセミクローズドルーズの
サーボ制御装置である。
サーボ制御装置である。
まず位置のメインループはＣＰＵ（演算装置）■から出
力されるデジタル速度指令をＤ／Ａ変換器２によりアナ
ログ化しドライバアンプ３を経てサーボ制御用のモータ
４に電圧を印加する。モータ４は回りはじめ、その回転
はパルスエンコーダ６とカウンター９により位置情報と
なりＣＰＵＩに戻される。位置の情報はあくまでモータ
までで第９図に示す減速機７やアーム８の変形は反力の
影響を無視すれば全く考えられていない。
力されるデジタル速度指令をＤ／Ａ変換器２によりアナ
ログ化しドライバアンプ３を経てサーボ制御用のモータ
４に電圧を印加する。モータ４は回りはじめ、その回転
はパルスエンコーダ６とカウンター９により位置情報と
なりＣＰＵＩに戻される。位置の情報はあくまでモータ
までで第９図に示す減速機７やアーム８の変形は反力の
影響を無視すれば全く考えられていない。
一方、速度に関するマイナーループはモータ４に取りつ
けられたタコジェネレータ５によって検出され抵抗Ｒ，
とＲ１の適当な分圧比ｎ ｌ／ Ｒ＊によって分圧され
てドライバアンプ３にフィードバックされる。
けられたタコジェネレータ５によって検出され抵抗Ｒ，
とＲ１の適当な分圧比ｎ ｌ／ Ｒ＊によって分圧され
てドライバアンプ３にフィードバックされる。
第１１図は、ハーモニック減速機のもつ角度伝達誤差を
表わしたものである。この減速機の場合入力角度１８０
°毎に１周期の振動が表われる。
表わしたものである。この減速機の場合入力角度１８０
°毎に１周期の振動が表われる。
この現象はハーモニック減速機のみならず発生する振動
の周期は異なるがボールネジ（ピッチ誤差）や遊星歯車
減速機等でも同様である。これらの角度伝達誤差による
細かい振動を基本振動と呼ぶことにする。この基本振動
は機械の固有振動数に近づけば共振を起こさせる。溶接
ロボットの一例では基本振動の１０倍にも達する。
の周期は異なるがボールネジ（ピッチ誤差）や遊星歯車
減速機等でも同様である。これらの角度伝達誤差による
細かい振動を基本振動と呼ぶことにする。この基本振動
は機械の固有振動数に近づけば共振を起こさせる。溶接
ロボットの一例では基本振動の１０倍にも達する。
［発明が解決すべき課題］
したがって従来のこの種のサーボ制御装置を用いて、た
とえば溶接ロボットのアーム等の位置決めを行なう場合
に上述の振動が影響してアーム等が細かく振動するビビ
リが生じ適正な位置制御が行なえなかった。
とえば溶接ロボットのアーム等の位置決めを行なう場合
に上述の振動が影響してアーム等が細かく振動するビビ
リが生じ適正な位置制御が行なえなかった。
この点を考慮して、この発明の発明者はサーボ制御機構
の振動とサーボ系のゲインとの関係に着目して、研究を
行なった結果第１０図と第１２図に示すように機械系の
みの場合と比ベザーボ系と組み合わせた場合には固有振
動数は減少するとともにピーク値も現象がみられること
が判った。
の振動とサーボ系のゲインとの関係に着目して、研究を
行なった結果第１０図と第１２図に示すように機械系の
みの場合と比ベザーボ系と組み合わせた場合には固有振
動数は減少するとともにピーク値も現象がみられること
が判った。
また速度マイナーループのゲインを下げるとさらにこの
傾向が大きく現われる事もわかった。
傾向が大きく現われる事もわかった。
なお第１２図において、実線イは機械系のみの場合の共
振特性、点線口はサーボ系と機械系とを組み合わせた場
合の共振特性を示す。
振特性、点線口はサーボ系と機械系とを組み合わせた場
合の共振特性を示す。
以上の研究の結果、二重のフィードバックループを有す
るサーボ制御系において速度マイナールーズのゲインを
十分に上げると萌述のように外乱による影響は減少する
ものの、減速機より発生する振動については速度マイナ
ーループのゲインが高くなるほど振動が大きく、小さく
すれば振動を吸収しやすい事が判明した。
るサーボ制御系において速度マイナールーズのゲインを
十分に上げると萌述のように外乱による影響は減少する
ものの、減速機より発生する振動については速度マイナ
ーループのゲインが高くなるほど振動が大きく、小さく
すれば振動を吸収しやすい事が判明した。
この事は共振を起こしている機械の振動をおさえるには
速度マイナーループのゲインを下げる事が有効である事
を意味している。
速度マイナーループのゲインを下げる事が有効である事
を意味している。
しかし、第１２図からもあきらかなように、固有振動数
及びそれ以上の範囲については効果があるもののそれ以
下については逆効果である事がわかる。特に溶接ロボッ
トのように低速度において高精度でしかも高速も使用す
る場合、速度マイナーゲインを単純に下げるだけではト
ータル的に性能の向上がはかれない。
及びそれ以上の範囲については効果があるもののそれ以
下については逆効果である事がわかる。特に溶接ロボッ
トのように低速度において高精度でしかも高速も使用す
る場合、速度マイナーゲインを単純に下げるだけではト
ータル的に性能の向上がはかれない。
本発明は各回転速度毎に最適な速度マイナーループのゲ
インを与える事に上り外乱についても内部で発生する振
動についても良好な制御特性を有するサーボ制御装置を
提供する事を目的としている。
インを与える事に上り外乱についても内部で発生する振
動についても良好な制御特性を有するサーボ制御装置を
提供する事を目的としている。
［課題を解決する手段］
上述の目的を達成するために、この発明のサーボ制御装
置は位置情報及び速度情報をフィードバックする位置決
め制御装置において速度情報フィードバック系の中のゲ
インを指令速度あるいは検出された速度情報の大きさに
より可変する事を特徴とする。
置は位置情報及び速度情報をフィードバックする位置決
め制御装置において速度情報フィードバック系の中のゲ
インを指令速度あるいは検出された速度情報の大きさに
より可変する事を特徴とする。
［実施例コ
第１図において、第８図に示したものと同一の部分には
同じ符号を付して、その部分の説明は省略する。
同じ符号を付して、その部分の説明は省略する。
第１図において、ドライバアンプ３の入力と出力との間
には２個のフィードバック抵抗Ｒ３とＲ４とが直列に接
続され、一方の抵抗Ｒ３にはＭＯＳＦＥＴを用いたアナ
ログスイッチｌＯが接続される。ＭＯＳ ＦＥＴのゲ
ート＋；ｉ ＣＰ Ｕ １１．：：接続されており、モ
ータ４の速度が所定値より高くなり、カウンター９のカ
ウント値が設定値を越えるとＣＰＵＩが信号を出力して
、アナログスイッチ１０はオンとなり、抵抗Ｒ３が短絡
される。これによってドライバアンプ３、モータ４、タ
コジェネレータ５、抵抗Ｒ０，Ｒｔ 、 Ｒｓ 、 Ｒ
４により構成される速度制御マイナーループのループゲ
インは低くなりロボットのアーム８を含むサーボ制御系
のゲインは低くなり、この系の固有振動数も低くなる。
には２個のフィードバック抵抗Ｒ３とＲ４とが直列に接
続され、一方の抵抗Ｒ３にはＭＯＳＦＥＴを用いたアナ
ログスイッチｌＯが接続される。ＭＯＳ ＦＥＴのゲ
ート＋；ｉ ＣＰ Ｕ １１．：：接続されており、モ
ータ４の速度が所定値より高くなり、カウンター９のカ
ウント値が設定値を越えるとＣＰＵＩが信号を出力して
、アナログスイッチ１０はオンとなり、抵抗Ｒ３が短絡
される。これによってドライバアンプ３、モータ４、タ
コジェネレータ５、抵抗Ｒ０，Ｒｔ 、 Ｒｓ 、 Ｒ
４により構成される速度制御マイナーループのループゲ
インは低くなりロボットのアーム８を含むサーボ制御系
のゲインは低くなり、この系の固有振動数も低くなる。
したがって、ロボットのアーム８の不要な共振を最小に
なるように下げることができる。なおモータ４の速度が
所定値より低くなると、ＣＰＵＩからの出力がなくなっ
て、アナログスイッチ１０はオフとなり、速度マイナー
ルーズのゲインは高くなる。
なるように下げることができる。なおモータ４の速度が
所定値より低くなると、ＣＰＵＩからの出力がなくなっ
て、アナログスイッチ１０はオフとなり、速度マイナー
ルーズのゲインは高くなる。
第２図はアナログスイッチＩＯをタコジェネレータ５の
出力を増幅するアンプ１２の出力でオンオフするように
したものである。この第２図の構成ではモータ４の速度
が高（なると、タコジェネレータ５の出力も増加して、
アンプ１２の出力も増加する。そして、モータ４の速度
が所定値を越えてアンプＩ２の出力も所定値を越えると
アナログスイッチＩＯがオンとなり抵抗Ｒ３が短絡され
て速度マイナーループのゲインは低くなる。
出力を増幅するアンプ１２の出力でオンオフするように
したものである。この第２図の構成ではモータ４の速度
が高（なると、タコジェネレータ５の出力も増加して、
アンプ１２の出力も増加する。そして、モータ４の速度
が所定値を越えてアンプＩ２の出力も所定値を越えると
アナログスイッチＩＯがオンとなり抵抗Ｒ３が短絡され
て速度マイナーループのゲインは低くなる。
なお、モータ４の速度が所定値よりも低くなればアンプ
１２の出力も低くなって、アナログスイッチ１０はオフ
となり、速度マイナーループのゲインは高くなる。
１２の出力も低くなって、アナログスイッチ１０はオフ
となり、速度マイナーループのゲインは高くなる。
以上のようにゲインを調節することにより、第１３図の
ように速度が低くループゲインの高い範囲では共振特性
Ａが用いられ、第１４図のように速度が高くゲインの低
い範囲では共振特性Ｂが用いられる。その結果第１５図
のように共振ピークのない特性サーボ系にもたせること
ができ、その結果ロボットのサーボ制御系の振動を抑制
することができる。
ように速度が低くループゲインの高い範囲では共振特性
Ａが用いられ、第１４図のように速度が高くゲインの低
い範囲では共振特性Ｂが用いられる。その結果第１５図
のように共振ピークのない特性サーボ系にもたせること
ができ、その結果ロボットのサーボ制御系の振動を抑制
することができる。
第３図はこの発明の他の実施例を示しておりドライバア
ンプ３とモータ４との間に可変ゲインアンプ１３を設け
たものでアンプ１２の出力に応じてゲインを変化させ、
結果的に速度制御マイナールーズのゲインを第５図に示
すようにモータ速度とともに連続的に変化させるように
したものである。
ンプ３とモータ４との間に可変ゲインアンプ１３を設け
たものでアンプ１２の出力に応じてゲインを変化させ、
結果的に速度制御マイナールーズのゲインを第５図に示
すようにモータ速度とともに連続的に変化させるように
したものである。
なお速度制御マイナーループのループゲインの制御態様
としては、第６図に示すように速度範囲Ａ−Ｃではルー
プゲインは一定に制限し、速度範囲Ｂではループゲイン
は速度に対応して連続的に変化するようにしてもよい。
としては、第６図に示すように速度範囲Ａ−Ｃではルー
プゲインは一定に制限し、速度範囲Ｂではループゲイン
は速度に対応して連続的に変化するようにしてもよい。
また第７図に示すように範囲Ａでは高ゲインで一定に制
限しＢでゲインが速度に対応して変化、Ｃでは低いゲイ
ンで一定に制限、Ｄでは再び高いゲインで一定に制限す
るようにループゲインを制限してもよい。
限しＢでゲインが速度に対応して変化、Ｃでは低いゲイ
ンで一定に制限、Ｄでは再び高いゲインで一定に制限す
るようにループゲインを制限してもよい。
［発明の効果コ
以上詳述したように、この発明は位置情報および速度情
報をフィードバックする制御装置において、速度制御マ
イナーループのループゲインをモータ速度に対応して変
化させて共振特性をモータ速度に対応して変えるように
したから位置決め装置内部の振動による共振を最小限に
おさえる事ができ性能の向上が図れる。それ故たとえば
ロボットのビビリ振動を小さくすることができる。
報をフィードバックする制御装置において、速度制御マ
イナーループのループゲインをモータ速度に対応して変
化させて共振特性をモータ速度に対応して変えるように
したから位置決め装置内部の振動による共振を最小限に
おさえる事ができ性能の向上が図れる。それ故たとえば
ロボットのビビリ振動を小さくすることができる。
第１図はこの発明の一実施例を示す回路図、第２図と第
３図はこの発明の他の実施例を示す回路図、第４図ない
し第７図はこの発明の実施例の動作特性を示すグラフ、
第８図は従来例を示す回路図、第９図はこの発明がａ用
されるロボットの一部を示す正面図、第１０図ないし第
１２図はこの発明の原理を示す特性図、第Ｉ３図ないし
第１５図はこの発明の装置により得られる効果を示すグ
ラフである。 ｌ・・・ＣＰＵ、３・・・ドライバアンプ、４・・・モ
ータ、５・・・タコジェネレータ、６・・・エンコーダ
、ＩＯ・・・アナログスイッチ、１２・・・アンプ、Ｒ
ｓ 、 Ｒ４・・・フィードバック抵抗。 特許出願人 神鋼？ｉｌｉ！株式会社 外１名代 理
人 弁理士 青 山 葆 外２名第１図 第３図 第４図 第５図 第６図 速度 ｊｌ 運度速及
３図はこの発明の他の実施例を示す回路図、第４図ない
し第７図はこの発明の実施例の動作特性を示すグラフ、
第８図は従来例を示す回路図、第９図はこの発明がａ用
されるロボットの一部を示す正面図、第１０図ないし第
１２図はこの発明の原理を示す特性図、第Ｉ３図ないし
第１５図はこの発明の装置により得られる効果を示すグ
ラフである。 ｌ・・・ＣＰＵ、３・・・ドライバアンプ、４・・・モ
ータ、５・・・タコジェネレータ、６・・・エンコーダ
、ＩＯ・・・アナログスイッチ、１２・・・アンプ、Ｒ
ｓ 、 Ｒ４・・・フィードバック抵抗。 特許出願人 神鋼？ｉｌｉ！株式会社 外１名代 理
人 弁理士 青 山 葆 外２名第１図 第３図 第４図 第５図 第６図 速度 ｊｌ 運度速及
Claims (4)
- （１）位置情報及び速度情報をフィードバックする位置
決め制御装置において速度情報フィードバック系の中の
ゲインを指令速度あるいは検出された速度情報の大きさ
により可変する事を特徴とするサーボ制御装置。 - （２）速度フィードバック系のゲインが２種以上のゲイ
ンの切り換えを有する特許請求の範囲第１項に記載のサ
ーボ制御装置。 - （３）速度フィードバック系のゲインが速度と逆比例の
関係である特許請求の範囲第１項に記載のサーボ制御装
置。 - （４）ゲインは速度に逆比例するとともに、上限ないし
は下限を有する特許請求の範囲第１項に記載のサーボ制
御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6781886A JPS62224802A (ja) | 1986-03-25 | 1986-03-25 | サ−ボ制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6781886A JPS62224802A (ja) | 1986-03-25 | 1986-03-25 | サ−ボ制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62224802A true JPS62224802A (ja) | 1987-10-02 |
Family
ID=13355902
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6781886A Pending JPS62224802A (ja) | 1986-03-25 | 1986-03-25 | サ−ボ制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62224802A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010116607A1 (ja) * | 2009-04-07 | 2010-10-14 | 株式会社ハーモニック・ドライブ・システムズ | 波動歯車装置の角度伝達誤差補償方法 |
| CN104076738A (zh) * | 2013-03-28 | 2014-10-01 | 发那科株式会社 | 生成位置控制增益的上位控制装置 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6015718A (ja) * | 1983-07-07 | 1985-01-26 | Amada Metoretsukusu:Kk | 速度サ−ボ制御方法 |
| JPS60256816A (ja) * | 1984-06-04 | 1985-12-18 | Komatsu Ltd | サ−ボ制御方法 |
-
1986
- 1986-03-25 JP JP6781886A patent/JPS62224802A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6015718A (ja) * | 1983-07-07 | 1985-01-26 | Amada Metoretsukusu:Kk | 速度サ−ボ制御方法 |
| JPS60256816A (ja) * | 1984-06-04 | 1985-12-18 | Komatsu Ltd | サ−ボ制御方法 |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010116607A1 (ja) * | 2009-04-07 | 2010-10-14 | 株式会社ハーモニック・ドライブ・システムズ | 波動歯車装置の角度伝達誤差補償方法 |
| JP2010244343A (ja) * | 2009-04-07 | 2010-10-28 | Harmonic Drive Syst Ind Co Ltd | 波動歯車装置の角度伝達誤差補償方法 |
| US8296089B2 (en) | 2009-04-07 | 2012-10-23 | Harmonic Drive Systems Inc. | Method for compensating for angular transmission error of wave gear device |
| CN104076738A (zh) * | 2013-03-28 | 2014-10-01 | 发那科株式会社 | 生成位置控制增益的上位控制装置 |
| JP2014195347A (ja) * | 2013-03-28 | 2014-10-09 | Fanuc Ltd | 位置制御ゲインを生成する上位制御装置 |
| US9188966B2 (en) | 2013-03-28 | 2015-11-17 | Fanuc Corporation | Host controller generating position control gain |
| CN104076738B (zh) * | 2013-03-28 | 2016-08-03 | 发那科株式会社 | 生成位置控制增益的上位控制装置 |
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