JP3120028B2 - Control method for machine having link mechanism - Google Patents

Control method for machine having link mechanism

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JP3120028B2
JP3120028B2 JP07285746A JP28574695A JP3120028B2 JP 3120028 B2 JP3120028 B2 JP 3120028B2 JP 07285746 A JP07285746 A JP 07285746A JP 28574695 A JP28574695 A JP 28574695A JP 3120028 B2 JP3120028 B2 JP 3120028B2
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elastic deformation
model
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machine
axis
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▲吉▼晴 西田
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は,リンク機構を有す
る機械の制御方法に係り,詳しくは,リンク機構を有
し,各リンクが可動部によって結合されたシステムの動
的位置制御方法及びその装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a machine control how having a link mechanism, particularly, has a link mechanism, a dynamic position control method and a system in which each link is coupled by a movable portion It concerns the device.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より,リンク機構を有し,各リンク
が可動部によって結合されたシステムの動的位置制御に
係る技術は種々開発されているが,これらは回転関節を
有するロボットあるいはモータ駆動システムに関するも
のであり,いずれも動力伝達系に存在する減速機の剛性
不足を取り上げている。例えば,特開昭61−2013
04号公報,特開昭62−204307号公報,及び特
開昭62−157790号公報に開示された技術では,
減速機等の剛性不足から生じる撓み(弾性変形)を関節
角目標値等から算出し,その弾性変形を補償するように
モータへの角度指令値に弾性変形量を加算することによ
って,位置精度の改善を図っている。このうち,前の2
つの技術は,制御ループにおいて弾性変形量を加算する
制御方法であり,残りの1つの技術は教示データに対し
て弾性変形量を加算する教示方法である。また,特開昭
63−033389号公報及び特開平6−245570
号公報では,減速機等の動力伝達系の剛性不足から,そ
れらがバネ要素として作用し,そのために発生する振動
をオブザーバによって推定し,推定された弾性変形速度
等をフィードバックすることによって振動の抑制を図っ
ている。
2. Description of the Related Art Conventionally, various techniques relating to dynamic position control of a system having a link mechanism and each link connected by a movable part have been developed. All of these are related to systems, and all report the lack of rigidity of reduction gears in the power transmission system. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-2013
No. 04, JP-A-62-204307, and JP-A-62-157790,
Deflection (elastic deformation) caused by insufficient rigidity of the reduction gear is calculated from the joint angle target value and the like, and the amount of elastic deformation is added to the angle command value to the motor so as to compensate for the elastic deformation. We are improving. Of these, the previous two
One technique is a control method of adding an elastic deformation amount in a control loop, and the other technique is a teaching method of adding an elastic deformation amount to teaching data. Also, JP-A-63-033389 and JP-A-6-245570.
In Japanese Patent Application Laid-Open Publication No. H08-27139, due to insufficient rigidity of a power transmission system such as a speed reducer, they act as a spring element, and the vibration generated thereby is estimated by an observer, and the estimated elastic deformation speed and the like are fed back to suppress the vibration. Is being planned.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】上記したような従来の
リンク機構を有する機械の制御方法等では,いずれも動
力伝達系の弾性変形,特に減速機等の弾性変形のみを扱
っているため,弾性変形は回転方向の回転軸のねじれの
みを考慮した例えば図24に示すような従来モデル(M
0 )に基づき,弾性変形量を補正することによって位置
精度や振動抑制性能の改善を行おうとしている。しか
し,実際のロボット等のリンク機構を有する機械では,
動力伝達系の減速機等だけが弾性変形するのではなく,
動力伝達系等の可動部及びその可動部を支持する支持部
全体が弾性変形する。このため,関節の回転方向の弾性
変形(回転軸の軸ねじれ)だけでは実機を正確に表すこ
とができず,対象とする機械の位置精度や振動抑制性能
の改善を行うことができない。特に,垂直多関節ロボッ
トでは,旋回(第1関節の回転)に伴う弾性変形による
手先位置変位や固有振動周波数の姿勢による変化は従来
モデルでは説明がつかない。また,他の関節において
も,従来モデルで扱っている軸ねじれ(モータ回転角と
関節角との差)の影響を小さく,可動部及び支持部全体
の回転軸方向の弾性変形を等価的に軸ねじれで近似しな
ければ,正確に実機を記述することができない。即ち,
本発明は,上記事情に鑑みてなされたものであり,その
目的とするところは,関節等を含む可動部及びそれを支
持する支持部や機械的に強度が不足している箇所の弾性
変形を考慮したより正確なモデルを用いることにより,
位置精度や振動抑制性能の改善を行うことのできるリン
ク機構を有する機械の制御方法及びその装置を提供する
ものである。
In the above-described method of controlling a machine having a link mechanism, etc., only the elastic deformation of the power transmission system, particularly the elastic deformation of the speed reducer, is dealt with. The deformation is based on only a conventional model (M
Based on ( 0 ), attempts are being made to improve position accuracy and vibration suppression performance by correcting the amount of elastic deformation. However, in a machine with a link mechanism such as an actual robot,
Only the reduction gears of the power transmission system are not elastically deformed.
A movable portion such as a power transmission system and the entire supporting portion supporting the movable portion are elastically deformed. For this reason, the actual machine cannot be accurately represented only by the elastic deformation in the rotational direction of the joint (axial torsion of the rotating shaft), and the position accuracy and vibration suppression performance of the target machine cannot be improved. In particular, in the case of the vertical articulated robot, the displacement of the hand position due to the elastic deformation accompanying the turning (rotation of the first joint) and the change due to the posture of the natural vibration frequency cannot be explained by the conventional model. Also for other joints, the effect of the shaft torsion (difference between the motor rotation angle and the joint angle) handled in the conventional model is small, and the elastic deformation of the movable part and the support part in the rotation axis direction is equivalently reduced. Unless it is approximated by torsion, the actual machine cannot be described accurately. That is,
The present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object to reduce the elastic deformation of a movable portion including a joint and the like, a support portion for supporting the movable portion, and a portion where mechanical strength is insufficient. By using a more accurate model considered,
An object of the present invention is to provide a control method and a device for a machine having a link mechanism capable of improving positional accuracy and vibration suppression performance.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の3つの発明のうちの一つは,可動部とその支持部とか
らなるリンク機構を有する機械を該可動部の可動方向,
上記可動部の可動方向以外の所定方向,及び上記支持部
の所定方向への弾性変形を考慮してモデル化し,該モデ
ルを用いて上記機械を制御する制御方法であって,上記
リンク機構を有 する機械が,少なくともベースに対して
脚部を垂直軸心まわりに旋回自在に支持する第1関節
と,上記脚部上の第1水平軸心まわりに該軸心に対して
直角の第1アーム部を回転自在に支持する第2関節と,
上記第1アーム部上の第1水平軸心まわりに該軸心に対
して直角の第2アーム部を回転自在に支持する第3関節
とを具備した垂直多関節ロボットであり,上記第2又は
第3関節の回転軸方向の弾性変形成分を,該第2又は第
3関節近傍の上記回転軸方向と同方向の弾性変形成分に
含めると共に,上記第1関節の旋回軸の弾性変形成分
を,該第1又は第2関節近傍の上記旋回軸方向と同方向
の弾性変形成分に含めてなるリンク機構を有する機械の
制御方法として構成されている。 また,上記目的を達成
するための3つの発明のうちの他の一つは,可動部とそ
の支持部とからなるリンク機構を有する機械を該可動部
の可動方向,上記可動部の可動方向以外の所定方向,及
び上記支持部の所定方向への弾性変形を考慮してモデル
化し,該モデルを用いて上記機械を制御する制御方法で
あって,上記リンク機構を有する機械が,少なくともベ
ースに対して脚部を垂直軸心まわりに旋回自在に支持す
る第1関節と,上記脚部上の第1水平軸心まわりに該軸
心に対して直角の第1アーム部を回転自在に支持する第
2関節と,上記第1アーム部上の第1水平軸心まわりに
該軸心に対して直角の第2アーム部を回転自在に支持す
る第3関節とを具備した垂直多関節ロボットであり,上
記第2又は第3関節の回転軸方向と直交し,かつ,上記
第1関節の旋回軸方向とも直交する方向の弾性変形の成
分を,該第1又は第2関節近傍の上記方向と同方向の弾
性変形成分に含めてなるリンク機構を有する機械の制御
方法として構成されている。 また,上記目的を達成する
ための3つの発明のうちの残りの一つは,可動部とその
支持部とからなるリンク機構を有する機械を該可動部の
可動方向への弾性変形を考慮してモデル化し,該モデル
を用いて上記機械を制御する制御方法において,上記モ
デル化に当り,上記可動部の可動方向以外の所定方向
と,支持部の所定方向とへの弾性変形をも考慮すると共
に,上記所定方向への弾性変形を可動部の可動方向に応
じた成分に分離し,同一方向の成分について該所定方向
への弾性変形を可動部の可動方向への弾性変形に含める
ことを特徴とするリンク機構を有する機械の制御方法と
して構成されている。
[MEANS FOR SOLVING THE PROBLEMS] To achieve the above object
One of the three inventions is the moving part and its supporting part.
The movable direction of the movable part,
A predetermined direction other than the movable direction of the movable part, and the support part
Is modeled taking into account the elastic deformation of the
A control method for controlling the machine by using the
Machine to have a link mechanism, for at least the base
First joint that supports the leg so that it can rotate about the vertical axis
And around the first horizontal axis on the leg with respect to the axis
A second joint rotatably supporting the right-angled first arm,
Around the first horizontal axis on the first arm section,
Joint that rotatably supports the right-angled second arm part
A vertical articulated robot having:
The elastic deformation component in the rotation axis direction of the third joint is
Elastic deformation components in the same direction as the rotation axis near the three joints
Elastic deformation component of the pivot axis of the first joint
In the same direction as the turning axis direction near the first or second joint.
Of a machine with a link mechanism included in the elastic deformation component of
It is configured as a control method. Achieve the above objectives
Another one of the three inventions to achieve
A movable mechanism having a link mechanism comprising
Of the movable part, a predetermined direction other than the movable direction of the movable part, and
Model considering the elastic deformation of the support in the predetermined direction.
And a control method that controls the machine using the model
And the machine with the above link mechanism is at least
The legs are pivotally supported around the vertical axis with respect to the base.
A first joint and a first horizontal axis on the leg.
The first arm that rotatably supports the first arm perpendicular to the center
Around two joints and a first horizontal axis on the first arm.
A second arm portion perpendicular to the axis is rotatably supported.
Is a vertical articulated robot with a third joint
Perpendicular to the rotation axis direction of the second or third joint, and
Elastic deformation in the direction orthogonal to the pivot axis direction of the first joint
A bullet in the same direction as the above direction near the first or second joint.
Of a machine with a link mechanism included in the elastic deformation component
Is configured as a method. Also achieve the above objectives
The remaining one of the three inventions for
A machine having a link mechanism comprising
A model is created in consideration of elastic deformation in the movable direction.
In the control method for controlling the machine using
In the case of Delling, a predetermined direction other than the movable direction of the movable part
Considering the elastic deformation of the support in the predetermined direction,
In addition, the elastic deformation in the predetermined direction
Components in the same direction.
Elastic deformation in the movable direction of the movable part is included
Control method for a machine having a link mechanism, characterized by:
It is configured.

【0005】[0005]

【発明の実施の形態】及びDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION AND

【実施例】以下添付図面を参照して,本発明の実施の形
態及び実施例につき説明し,本発明の理解に供する。
尚,以下の実施の形態及び実施例は,本発明を具体化し
た一例であって,本発明の技術的範囲を限定する性格の
ものではない。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments and examples of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings to provide an understanding of the present invention.
The following embodiments and examples are mere examples embodying the present invention, and do not limit the technical scope of the present invention.

【0006】ここに,図1は弾性変形を厳密に考慮した
厳密モデルM1 の構造図,図2は垂直多関節ロボットの
模式的構造図,図3は図2の垂直多関節ロボットに対す
る厳密モデルM2 の構造図,図4は手先位置変位量の実
測値と理論値との比較図,図5はねじれによ変形量の
実測値と理論値との比較図,図6は厳密モデルを簡略化
した簡略化モデルM3 の構造図,図7は厳密モデルを簡
略化した他の簡略化モデルM4 の構造図,図8はバネ要
素の集約化を示す説明図,図9は厳密モデルを簡略化し
たさらに他の簡略化モデルM5 の構造図,図10は厳密
モデルを簡略化したさらに他の簡略化モデルM6 の構造
図,図11は厳密モデルを簡略化したさらに他の簡略化
モデルM7 の構造図,図12は厳密モデルを簡略化した
さらに他の簡略化モデルM8 の構造図,図13は本発明
の実施の形態に係るリンク機構を有する機械の制御方法
を適用した簡略化モデルM9 の構造図,図14は本発明
の実施の形態に係るリンク機構を有する機械の制御方法
を適用した他の簡略化モデルM10の構造図,図15は変
形量の実測値と理論値との比較図,図16は変形量の実
測値と理論値との他の比較図,図17は変形量の実測値
と理論値とのさらに他の比較図,図18は制御系を示す
ブロック図,図19は制御系を示す他のブロック図,図
20は手先位置振幅の振動応答の比較図,図21は周波
数と変形量の理論値との比較図,図22は制御系を示す
さらに他のブロック図,図23は制御系を示すさらに他
ブロック図である。
Here, FIG. 1 strictly considers elastic deformation .
Construction of rigorous model M 1, FIG. 2 is a schematic structural diagram of a vertical articulated robot, Figure 3 against the articulated robot of FIG. 2
Construction of that rigorous model M 2, FIG. 4 is comparison diagram between the measured value and the theoretical value of the hand position displacement, FIG. 5 is compared view between the measured value and the theoretical value of the deformation amount that by the twisting, Fig. 6 Simplify exact model
Construction of the simplified model M 3, easy to FIG strictly Model
Ryakuka the other simplified structure diagram of a model M 4, Fig. 8 is an explanatory diagram showing the integration of the spring elements, FIG. 9 is a simplified exact model
Further structural diagram of another simplified model M 5 was, 10 strictly
Structure view of a further simplified model obtained by simplifying the model M 6, 11 further structural diagram of another simplified <br/> model M 7 a simplified exact model, Figure 12 is a simplified strict model did
FIG. 13 is a structural diagram of still another simplified model M 8 according to the present invention.
Control method for a machine having a link mechanism according to an embodiment of the present invention
Construction of simplified model M 9 according to the FIG. 14 the present invention
Control method for a machine having a link mechanism according to an embodiment of the present invention
Structure view of another simplified model M 10 according to the FIG. 15 view comparing between the actual measurement value and the theoretical value of the deformation amount, 16 other comparison diagram between the actual measurement value and the theoretical value of the deformation amount, FIG. 17 yet another comparison diagram between the actual measurement value and the theoretical value of the amount of deformation, Figure 18 is the braking block diagram showing a control system, Figure 19 is another block diagram of the control system, Figure 20 the vibration response of the hand position amplitude Comparative Figure 21 shows comparison views of the theoretical value of the frequency and the amount of deformation of, FIG. 22 shows a control system
Still another block diagram, yet another 23 illustrating a control system
It is a block diagram of.

【0007】動部1とその支持部2とからなるリンク
機構を有する機械を該可動部1の可動方向への弾性変形
を考慮してモデル化を行うだけでは,該モデルを用いて
上記機械を制御しても,十分な位置精度や振動抑制性能
を確保できないことが確かめられた。 そこで,図1に示
す如く,上記モデル化に当り,上記可動部1の可動方向
以外の所定方向と,支持部2の所定方向への弾性変形を
も考慮することが必要である。 上記リンク機構を有する
機械の具体例として,少なくともベースに対して脚部を
垂直軸心廻りに旋回自在に支持する第1関節と,上記脚
部上の第1水平軸心まわりに該軸心に対して直角の第1
アーム部を回転自在に支持する第2関節と,上記第1ア
ーム部上の第1水平軸心まわりに該軸心に対して直角の
第2アーム部を回転自在に支持する第3関節とを具備し
た垂直関節ロボットを用いる。 例えば3軸の垂直多関節
ロボットの場合,図24に示す如く,従来技術では,
転関節部にのみバネ定数k1 θ〜k3 θが存在し,更に
そのバネ要素も回転関節の回転軸方向の弾性変形ε1 θ
〜ε3 θのみを許し,他の方向の曲げ変形や伸張方向の
弾性変形を全く許さないモデルに基づいていたこれに
対し,上記図1に示すように,それら回転関節部等の可
動部の弾性変形に加え,それら可動部を支持する支持部
の弾性変形をも考慮し,更にその弾性変形も任意方向の
弾性変形を許すモデル(厳密モデル)を採用,より高
精度のモデリングを行う。ただし,図1のモデルM1
おいては,kiR,iS は第i関節によって駆動される側及
びそれを支持する側のバネを表し,リンクに固定された
X,Y,Z方向の弾性変形をεiRX,Y,Z,iSX,Y,Z ,バネ
定数をkiRX,Y,Z,iSX,Y,Z ,曲げモーメントをM
iRX,Y,Z,iSX,Y,Z としている。また,通常,手首部(通
常の垂直多関節ロボットでは第4〜第6軸)の負荷慣性
は非常に小さいため,それらの弾性変形の影響は無視で
きる。ただし,負荷慣性が小さくても剛性がそれ以上に
低ければ,弾性変形量は大きくなるため,その場合は手
首部の負荷慣性を考慮しなければならない図2は一般
的な産業用ロボットを示すが,ここでは手首軸の回転部
が第3軸のすぐ後ろにあり,手首部を回転させるために
アーム全体を回転させている。このような構造でも第4
の軸の回転方向に関する慣性はさほど大きくならないた
め第4軸の関節角度方向の弾性変形は大きくない。従っ
て,従来モデルでは,第4軸の弾性変形を考慮しなくて
も良いことになる。しかし,関節角度方向以外の慣性は
非常に大きくなり,それら方向の弾性変形量は無視でき
ない。このような場合,第3図に示すように第4軸の可
動部及びそれを支持する箇所の弾性変形量を扱えるよう
にモデルM2 を記述することによって,よりよく実機を
モデル化することができる。
[0007] only performs moving parts 1 and model the machine with a link mechanism consisting of the support unit 2 which in view of the elastic deformation of the movable direction of the movable portion 1, using the model
Sufficient positional accuracy and vibration suppression performance even when the above machines are controlled
It was confirmed that it could not be secured. Therefore, as shown in FIG. 1, per above SL model, and the predetermined direction other than the moving direction of the movable portion 1, it is necessary to consider also the elastic deformation in a predetermined direction of the support 2. Has the above link mechanism
As a specific example of the machine, a first joint for supporting at least a leg pivotally about a vertical axis with respect to a base, and a first joint perpendicular to the axis about a first horizontal axis on the leg. 1
A second joint rotatably supporting the arm and a third joint rotatably supporting a second arm perpendicular to the first horizontal axis about the first horizontal axis on the first arm; The equipped vertical joint robot is used. For example, in the case of a three-axis vertical articulated robot , as shown in FIG. 24, in the prior art, spring constants k 1 θ to k 3 θ exist only in the rotating joint, and the spring element is also in the direction of the rotating axis of the rotating joint. Elastic deformation ε 1 θ of
3 θ allows only, was based on a model that does not allow other direction bending deformation and stretching direction of the elastic deformation at all. In contrast, as shown above Symbol Figure 1, in addition to the elastic deformation of the movable portion such as those rotating joint, also considering supporting elastic deformation of the supporting them movable portion, and optionally direction elastic deformation thereof adopted a model that allows the elastic deformation (exact model), and more accurate modeling. However, the model M 1 in FIG. 1, k iR, iS represents the side of the spring for supporting the side and it is driven by the i-th joint, X fixed to the link, Y, the elastic deformation of the Z-direction ε iRX, Y, Z, iSX, Y, Z , spring constant k iRX, Y, Z, iSX, Y, Z , bending moment M
iRX, Y, Z, iSX, Y, Z. Further, since the load inertia of the wrist (the fourth to sixth axes in the case of a normal vertical articulated robot) is usually very small, the effect of their elastic deformation can be ignored. However, even if the load inertia is small, if the rigidity is lower than that, the amount of elastic deformation increases, and in that case, the load inertia of the wrist must be considered . FIG. 2 shows a general industrial robot, in which the rotating part of the wrist axis is immediately behind the third axis, and the entire arm is rotated to rotate the wrist. Even with such a structure, the fourth
Since the inertia in the rotation direction of this axis does not become so large, the elastic deformation of the fourth axis in the joint angle direction is not large. Therefore, in the conventional model, it is not necessary to consider the elastic deformation of the fourth axis. However, inertia other than the joint angle direction becomes extremely large, and the amount of elastic deformation in those directions cannot be ignored. In this case, by describing the model M 2 to handle the amount of elastic deformation of the portion of the movable portion and supporting the fourth axis as shown in FIG. 3, to model better actual it can.

【0008】これらモデルに基づき,モデリングした結
果を図4,図5に示す。このうち図4は弾性変形によっ
て生じた手先位置の変位において,厳密モデル(M2
及び従来モデル(M0 )による理論値と実測値とを示し
たものである。従来モデルでは,関節回転方向のみの弾
性変形しか扱っていないため,弾性変形を記述する上で
無理があり,従って理論値と実測値とが大きくばらつい
ている。これに対し,厳密モデルでは,その他の弾性変
形をも記述することができ,理論値と実測値とが良く一
致していることがわかる。従って,実際の制御を行う際
に,厳密モデルによって算出される弾性変形量等を採用
することによって,制御性能の向上が図れる。一方,従
来モデルでは,実測値と理論値との間に大きな差異が存
在するため,制御性能の向上は期待できない。また図5
は関節回転方向の弾性変形(回転軸方向のねじれ)によ
る手先位置変位量において,厳密モデル及び従来モデル
による理論値と,実際にねじれ量を計測し,それによっ
て生じる手先位置変位量との関係を示している。上記図
4と同様に,厳密モデルと実測値とはよく一致している
が,従来モデルでは全ての弾性変形をこのねじれで表そ
うとするため,実測機に比べて大きな値をとりバラツキ
も大きい。更に,図4と図5とは全く同じ計測データに
基づくものであるが,図4に示される弾性変形による手
先位置変位は0.5mmにも及ぶのに対し,図5では軸
ねじれによる手先位置変位は0.05mm程度しかな
い。これより,軸ねじれによる手先位置の変位は,全て
の弾性変形による手先位置変位において1割にも満たな
いことがわかる。即ち,従来モデルでは,1割にも満た
ない影響の変位だけで全ての弾性変形を記述しようとし
ており,無理があることがわかる。このような現象は,
特に旋回軸や剛性が低い箇所に隣接する関節(図5の第
3,あるいは第4関節)に顕著に現れる。
The results of modeling based on these models are shown in FIGS. Figure 4 shows the exact model (M 2 ) for the displacement of the hand position caused by elastic deformation.
And a theoretical value and a measured value by the conventional model (M 0 ). In the conventional model, only the elastic deformation in the joint rotation direction is handled, and therefore it is impossible to describe the elastic deformation. Therefore, the theoretical value and the measured value greatly vary. On the other hand, in the strict model, other elastic deformations can be described, and it can be seen that the theoretical values and the measured values are in good agreement. Therefore, when the actual control is performed, the control performance can be improved by employing the elastic deformation amount or the like calculated by the strict model. On the other hand, in the conventional model, since there is a large difference between the measured value and the theoretical value, improvement in control performance cannot be expected. FIG.
Shows the relationship between the theoretical value of the strict model and the conventional model and the actual amount of torsion in the hand position displacement due to elastic deformation in the joint rotation direction (torsion in the direction of the rotation axis). Is shown. Similar to FIG. 4 above, the exact model and the measured values are in good agreement, but in the conventional model, all the elastic deformations are to be expressed by this torsion. . Furthermore, FIGS. 4 and 5 are based on exactly the same measurement data, but the hand position displacement due to elastic deformation shown in FIG. The displacement is only about 0.05 mm. This shows that the displacement of the hand position due to the shaft torsion is less than 10% of the displacement of the hand position due to all the elastic deformations. That is, in the conventional model, all the elastic deformations are to be described using only the displacement having an effect of less than 10%, which indicates that it is impossible. Such a phenomenon is
In particular, it appears remarkably in the joint (the third or fourth joint in FIG. 5) adjacent to the pivot axis or a place with low rigidity.

【0009】ところで,上記厳密モデルでは,考慮すべ
き弾性変形量が多く,計算量が膨大になる。このため,
以下では,厳密モデルに対する簡略化について述べる。
モデルの簡略化手法としては,周波数領域での低次元化
が多数提案されている。しかし,ロボット等のリンク機
構システムでは,姿勢によって伝達関数が変化し,従来
の低次元化による簡略化手法では,姿勢毎に伝達関数モ
デルを持つ必要があり,メモリ量が膨大になる。従っ
て,ここでは,モデル自身の簡略化を図ることによっ
て,姿勢の変化を考慮した低次元化を実施することとし
た。簡略化する手法を幾つか説明した後,本発明につい
て説明する。 簡略化手法の一つは,上記モデル化に当た
り,各弾性変形のうち,所定の剛性値をこえる可動部も
しくは支持部の弾性変形を無視するものである。例え
ば,ロボットの第1軸(旋回軸)の支持部のZ方向の剛
性が高いとすれば,その方向の弾性変形を省略すること
によってモデルの簡略化が図れる。これにより,制御計
算上の軽減を図ることができる。簡略化手法の他の一つ
は,上記モデル化に当たり,各弾性変形のうち,一体性
を有する複数の弾性変形をある一つのバネ要素で表すも
のである。例えば,上記図1あるいは図3に示すモデル
1 ,M2 では,弾性変形するバネ要素k1 θ,k1R
るいはk2 θ,k2Rあるいはk3 θ,k3Rあるいはk4
θ,k4Rについては,その間に質量は存在しないとみな
しうる(実際には,微小な質量が存在するが,それらの
影響は微小であるため,同図ではそれらの質量を無視で
きるものとしている)。このため,弾性変形する変形中
心の位置が若干ずれているだけであり,複数の弾性変形
をある一つのバネ要素で表すことができる。その場合の
モデルM3 を図6に示す。また,第3軸と第4軸との出
力による慣性は微小であり,それをを無視すれば図6の
モデルは図7のモデルM4 のように更に簡略化できる。
更に,上記ある1つのばね要素の弾性変形の中心を該バ
ネ要素で表した複数の弾性変形の各中心を含む各領域内
に設けたり,あるいは上記ある一つのバネ要素の弾性変
形の中心を,該バネ要素で表した複数の弾性変形の各中
心の重み付け処理により決定することもできる。
In the above strict model , the amount of elastic deformation to be considered is large, and the amount of calculation is enormous. For this reason,
The following describes a simplified against strictly model.
As a method of simplifying the model, many reductions in the frequency domain have been proposed. However, in a link mechanism system such as a robot, the transfer function changes depending on the posture, and in the conventional simplification method by reducing the dimension, it is necessary to have a transfer function model for each posture, and the amount of memory is enormous. Therefore, in this case, by simplifying the model itself, it was decided to reduce the dimensions in consideration of the change in posture. After describing some simplification techniques, the present invention is described.
Will be explained. One simplification approach, when the upper liver Del reduction, among the elastic deformation, is to ignore the elastic deformation of the movable portion or the support portion exceeds the predetermined rigidity value. For example, if the rigidity in the Z direction of the support portion of the first axis (turn axis) of the robot is high, the model can be simplified by omitting elastic deformation in that direction. Thereby, reduction in control calculation can be achieved. Another one of the simplification methods is to express a plurality of integral elastic deformations by one spring element among the elastic deformations in the modeling. For example, in the models M 1 and M 2 shown in FIG. 1 or FIG. 3, the elastically deformable spring elements k 1 θ, k 1 R or k 2 θ, k 2 R, k 3 θ, k 3 R or k 4
For θ and k 4R, it can be considered that there is no mass between them (actually, there is a very small mass, but since their influence is very small, the figure assumes that these masses can be ignored. ). Therefore, the position of the center of elastic deformation is only slightly shifted, and a plurality of elastic deformations can be represented by a single spring element. The model M 3 of the case shown in FIG. Further, the inertia by the output of the third axis and the fourth axis is very small, the model of Figure 6 Neglecting it can further simplified as model M 4 in FIG.
Further, the center of the elastic deformation of the one spring element is provided in each region including the centers of the plurality of elastic deformations represented by the spring element, or the center of the elastic deformation of the one spring element is It can also be determined by a weighting process for each center of the plurality of elastic deformations represented by the spring elements.

【0010】例えば複数のバネ要素を1つのバネ要素で
表し,図3のモデルM2 を図7のモデルM4 に簡略化す
る際に,図3中のバネ要素k3 θ,k3R,k4Sを図7で
はバネ要素k′3Rで表しているが,バネ要素k3 θ,k
3R,k4Sの弾性変形中心の位置p3 θ,p3R,p4Sが図
8のように示されている場合,バネ要素k′3Rの弾性変
形中心の位置p′3Rをp3 θ,p3R,p4Sで囲まれるエ
リア内に取る。これにより,モデルの精度を失わず,モ
デルの簡略化を行うことが可能となる。あるいは,より
数学的に弾性変形の中心の位置p′3Rを求める。即ち,
バネ要素k3 θ,k3R,k4S のリンクに固定された
X,Y,Z方向のバネ係数K3 θX,Y,Z , 3RX,Y,Z
4SX,Y,Z と,それらの弾性変形中心位置p3 θ,
3R,p4Sのリンクに固定されたX,Y,Z成分p3 θ
X,Y,Z ,p3RX,Y,Z ,p4SX,Y,Z が与えられている場
合,弾性変形中心位置p′3R=[p′3RX,p′3RY,p′
3RZ T を次式により求める。
For example, when a plurality of spring elements are represented by one spring element and the model M 2 in FIG. 3 is simplified to the model M 4 in FIG. 7, the spring elements k 3 θ, k 3R , k 3 in FIG. Although 4S is represented by a spring element k ′ 3R in FIG. 7, the spring elements k 3 θ, k
3R, the position p 3 theta elastic deformation center of k 4S, p 3R, if p 4S is shown as in FIG. 8, the 3R 'position p of the elastic deformation center of the 3R' spring element k p 3 theta, Take in the area enclosed by p 3R and p 4S . This makes it possible to simplify the model without losing the accuracy of the model. Alternatively, the position p ′ 3R of the center of the elastic deformation is obtained more mathematically. That is,
Spring element k 3 θ, k 3R, X fixed to the link k 4S, Y, and Z-direction spring coefficient K 3 θ X, Y, Z , k 3RX, Y, Z,
k 4SX, Y, Z and their elastic deformation center position p 3 θ,
X, Y, and Z components p 3 θ fixed to the links of p 3R and p 4S
X, Y, Z, p 3RX , Y, Z, p 4SX, Y, if Z is given, the elastic deformation center position p '= 3R [p' 3RX , p '3RY, p'
3RZ ] T is calculated by the following equation.

【数1】 上式によって求められた弾性変形中心位置p′3Rはやは
り図8に示される各中心位置p3 θ,p3R,p4Sで囲ま
れるエリア内に存在する。
(Equation 1) The elastic deformation center position p ′ 3R obtained by the above equation also exists in the area surrounded by the center positions p 3 θ, p 3R , and p 4S shown in FIG.

【0011】このように,モデルの精度を保ちながら,
モデルの簡略化を行うことができ,これに伴ない制御計
算量の軽減をも図ることができる。更に,上記モデル化
にあたり複数の弾性変形をある一つのバネ要素が複数存
在し,それらが近い値のときは上記所定の方向への弾性
変形のバネ係数を同一と仮定することにより,複数のバ
ネ要素を更に集約化しても良い。例えば,上記図7のモ
デルM4 において,可動部及びその支持部の可動方向以
外の弾性変形に対するバネ定数をk1SX とk1SX ,k
1SY とk1SY ,k′1RX とk′1RX ,k′1RY とk′
1RY ,k2SX とk2SX ,k2sz とk2sz ,k′2RX
k′2RX ,k′2RZ とk′2RZ ,k3SX とk3SX ,k
3sz とk3sz ,k′3RX とk′3RX ,k′3RZ と k′
3RZ がそれぞれ同一であると仮定するだけで,モデルに
必要なパラメータ(バネ係数等)の数が6つ削減され
る。更に,座標変化によるコリオリ力の微小な影響を無
視すれば,先の仮定によって,バネ要素k1Sとk′1R
2Sとk′2R,k3Sとk′3Rをそれぞれ一つのバネ要素
で表すことができ,図9のモデルM5 あるいは図10の
モデルM6 のように簡略化できる。更に,第4関節に対
しても同様に,ばね要素k4RX とk4RX ,k4RY とk
4RY がそれぞれ同一であると仮定すれば,図11のモデ
ルM7 のように更に簡略化できる。また,図9〜図11
のモデルを組み合わせても同様の簡略化が行える。例え
ば,図12のモデルM8 のようになる。これにより一層
のモデルの簡略化と制御計算量の軽減とが図れる。
Thus, while maintaining the accuracy of the model,
The model can be simplified, and the amount of control calculation can be reduced accordingly. Furthermore, in the above modeling, there are a plurality of spring elements having a plurality of elastic deformations, and when the values are close to each other, a plurality of spring elements are assumed to have the same elastic deformation spring coefficient in the predetermined direction. Elements may be further aggregated. For example, in the model M 4 of FIG. 7, the movable portion and the spring constant k 1SX and k 1SX for elastic deformation of the non-movable direction of the supporting portion, k
1SY and k 1SY, k '1RX and k' 1RX, k '1RY and k'
1RY, k 2SX and k 2SX, k 2sz and k 2sz, k '2RX and k' 2RX, k '2RZ and k' 2RZ, k 3SX and k 3SX, k
3sz and k 3sz, k '3RX and k' 3RX, k '3RZ and k'
Just assuming that the 3RZs are the same, the number of parameters (such as spring coefficients) required for the model is reduced by six. Furthermore, if the minute influence of the Coriolis force due to the coordinate change is ignored, the spring elements k 1S and k ′ 1R ,
k 2S and k '2R, k 3S and k' 3R can are expressed as spring elements one each, can be simplified as model M 6 model M 5 or 10 of FIG. Similarly, for the fourth joint, the spring elements k 4RX and k 4RX , k 4RY and k 4RX
Assuming 4RY are identical respectively, it can be further simplified as model M 7 in FIG. 9 to 11
The same simplification can be performed by combining the above models. For example, as model M 8 in FIG. This can further simplify the model and reduce the amount of control calculation.

【0012】簡略化手法の他の一つは,上記モデル化に
当り,各弾性変形を変形方向に応じて成分に分離し,同
一の変形方向の成分の内,所定の剛性値成分よりも高い
成分を低い成分に含めるものである。特に,3つの発明
のうちの2つは,上記リンク機構を有する機械が,少な
くともベースに対して脚部を垂直軸心廻りに旋回自在に
支持する第1関節と,上記脚部上の第1水平軸心まわり
に該軸心に対して直角の第1アーム部を回転自在に支持
する第2関節と,上記第1アーム部上の第1水平軸心ま
わりに該軸心に対して直角の第2アーム部を回転自在に
支持する第3関節とを具備した垂直関節ロボットである
場合に適用されるものである。 2つの発明のうちの一方
は,上記第2又は第3関節の回転軸方向の弾性変形成分
を,該第2又は第3関節近傍の上記回転軸方向と同方向
の弾性変形成分に含めると共に,上記第1関節の旋回軸
の弾性変形成分を,該第1又は第2関節近傍の上記旋回
軸方向と同方向の弾性変形成分に含めるものである。
た,2つの発明のうちの他方は,上記第2又は第3関節
の回転軸方向と直交し,且つ,上記第1関節の旋回軸方
向とも直交する方向の弾性変形の成分を,該第1又は第
2関節近傍の上記方向と同方向の弾性変形成分に含める
ものである。 えば,上記図12に示した3軸の垂直多
関節ロボットのモデルM8 を例にとれば,X,Y,Z軸
方向の弾性変形ε″1SX,Y,Z ,ε″2SX,Y,Z ,ε″
3RX,Y,Zに分離して考える。通常,Y軸方向の弾性変形
ε″1SY ,ε″2SY ,ε″3RY の内,ε″1SY は第1軸
を支持する支持部の弾性変形であり,その剛性は他の軸
よりも大きい。また,ε″2SY ,ε″3RY は減速機等を
含む関節部と支持部の弾性変形であり,ε″1SY の剛性
はε″2SY ,ε″3RY よりも大きい。このため,弾性変
形ε″1SY をε″2SY ,ε″3RY によって表すことによ
り,モデルの簡略化を図る。更に,Z方向の弾性変形
ε″1Sz をε″2Sz ,ε″3Rz では,実測した結果,弾
性変形ε″2Sz の剛性が他のものに比べて小さいことが
分ったため,剛性の高い弾性変形をε″2Sz によって表
すことによりモデルの簡略化を図る。X軸方向について
も同様に,実測の結果,弾性変形ε″2SX の剛性が他の
ものに比べて小さいことが分ったため,剛性の高い弾性
変形をε″2SX によって表すことによりモデルの簡略化
を図る。これによって得られるモデルM10は図14のよ
うになる。また,3軸の垂直多関節ロボットでは,通
常,X方向の変形を関節角で表すことができないため,
上記図14のモデルM10において,X軸方向の変形を省
略し,図13のモデルM9 のように表す。当然,図14
のモデルの方が精度の高いモデルである。特に,今回の
ように第2軸の支持部の剛性が低い場合では,図14の
モデルを採用する必要があるが,支持部の剛性が十分に
高い場合には,図13の簡略されたモデルでも良い。
15に,これらの簡略化を行ったモデルについての変形
量の理論値を示している(図中の△印)。簡略化しない
場合に比べ(図中の〇印),これら簡略化を行った場合
には,若干のばらつきがあるものの,従来モデル(図中
の■印)よりもよく変形量の実測値と一致している。
Another one of the [0012] simplification approach, hit on liver Dell reduction is separated into components according to the elastic deformation in the deformation direction, of the same deformation direction component, than a predetermined stiffness value component Also includes higher components in lower components. In particular, the three inventions
Two of the first and second joints are configured such that the machine having the link mechanism supports a leg at least with respect to the base so as to be pivotable about a vertical axis, and a first joint about the first horizontal axis on the leg. A second joint rotatably supporting a first arm perpendicular to the axis, and a second arm perpendicular to the axis about a first horizontal axis on the first arm; A vertical joint robot having a third joint rotatably supported.
The case applies. One of the two inventions relates to an elastic deformation component in the rotation axis direction of the second or third joint in the same direction as the rotation axis direction near the second or third joint. And the elastic deformation component of the pivot axis of the first joint is included in the elastic deformation component in the same direction as the direction of the pivot axis near the first or second joint . Ma
The other of the two inventions uses the first or the second joint to generate a component of elastic deformation in a direction orthogonal to the rotation axis direction of the second joint and the rotation axis direction of the first joint. Or included in the elastic deformation component in the same direction as the above direction near the second joint.
Things. For example, taking the model M 8 of articulated robot of three axes shown in FIG. 12 as an example, X, Y, Z-axis direction of the elastic deformation ε "1SX, Y, Z, ε" 2SX, Y, Z , ε ″
Think separately for 3RX, Y, Z. Normally, Y-axis direction of the elastic deformation ε "1SY, ε" 2SY, ε " of the 3RY, ε" 1SY is an elastic deformation of the support portion for supporting the first shaft, its rigidity is greater than the other axes. Further, ε "2SY, ε" 3RY is an elastic deformation of the support portion and the joint portion comprising a reduction gear, epsilon "stiffness 1SY is ε" 2SY, ε "greater than 3RY. Therefore, the elastic deformation epsilon" the 1SY ε "2SY, ε" by representing the 3RY, simplified models. Furthermore, the elastic deformation ε ″ 1Sz in the Z direction was measured with ε ″ 2Sz and ε ″ 3Rz , and as a result of actual measurement, it was found that the rigidity of the elastic deformation ε ″ 2Sz was smaller than that of the other elastic deformations. The model is simplified by expressing ε ″ 2Sz in the X-axis direction. Similarly, in the X-axis direction, as a result of actual measurement, it was found that the rigidity of the elastic deformation ε ″ 2SX was smaller than that of the others. simplified model by representing the high elastic deformation epsilon "2SX. This model M 10 obtained is as shown in FIG. 14. Further, 3 in the axes of the articulated robot, generally in the X-direction deformation Cannot be expressed by joint angles,
In the model M 10 of FIG. 14, omitted deformation in the X-axis direction, represented as model M 9 in Figure 13. Naturally, FIG.
Is the model with higher accuracy. In particular, when the rigidity of the support portion of the second shaft is low as in this case, the model of FIG. 14 needs to be adopted. However, when the rigidity of the support portion is sufficiently high, the simplified model of FIG. But it is good. FIG. 15 shows the theoretical values of the amounts of deformation for the models subjected to these simplifications (indicated by Δ in the figure). Compared with the case without simplification (marked with 〇 in the figure), when these simplifications are performed, there is a slight variation, but the difference between the measured value of the deformation amount is better than that of the conventional model (marked with ■ in the figure). I do.

【0013】 上述のように3つの発明のうちの2つは,
上記 厳密モデルを簡略化している。しかし,従来モデル
をベースとすることもできる。3つの発明のうちの残り
の一つはこの点に着目したものである3つの発明のう
ちの残りの一つは,上記モデル化に当り,上記可動部の
可動方向だけでなく,上記可動部の可動方向以外の所定
方向と,支持部の所定方向とへの弾性変形をも考慮する
と共に,上記所定方向への弾性変形を可動部の可動方向
に応じた成分に分離し,同一方向の成分について該所定
方向への弾性変形を可動部の可動方向への弾性変形に含
めるものである。ち,上記図4に示した従来モデル
では,従来の軸ねじれモデルを基本としているが,ここ
では無理矢理であるがその他の弾性変形も軸ねじれで近
似しようとしたものである。ここで,実際の軸ねじれだ
けを軸ねじれモデルで表した場合も含めて,弾性変形に
よって生じた手先位置の変位において,本モデル及び従
来モデルによる理論値と実測値とを図16に示すように
比較した。図からわかるように,当然本モデルに基づい
た場合(図中の〇印)には,実測値と理論値とが非常に
よく一致している。これに対して,従来手法そのままに
軸ねじれだけを軸ねじれモデルが表した場合(図中の×
印)では,全く手先位置の弾性変形による変位を表すこ
とができていない。しかし,従来モデルに基づきながら
も,他の弾性変形もを含めて無理矢理軸ねじれで近似し
た場合(図中の■印,これは図4における従来モデルと
同様である),先程よりもいくらかは手先位置の変位を
近似できている。しかしながら,前述したように,姿勢
等によって全く理論値と実測値とがかけ離れていること
もあり,ばらつきが大きい。そこで本モデルよりも簡便
な従来モデルに基づきながら姿勢によるばらつきを緩和
するためには,姿勢に応じて慣性あるいはバネ係数を変
化させる必要がある。本モデルと従来モデルとを比較す
れば,従来モデルでは縮んだ姿勢では弾性変形量が小さ
く,伸びた姿勢では大きくでてしまう。このため,縮ん
だ姿勢でバネ係数を小さくあるいは慣性を大きくし,又
は伸びた姿勢でバネ係数を大きくあるいは慣性を小さく
なるように変化させればよい。また,バネ係数あるいは
慣性を変化させるためには,姿勢に応じたバネ係数や慣
性のテーブルを持てばよく,そのテーブルの値は弾性変
形量が本モデルと一致するように導出すればよい。図1
7に,慣性とバネ定数を姿勢によって変化させた場合の
手先位置変形量の理論値を示した。同図は,3つの姿勢
に対して変形量を算出したものであるが,慣性やバネ定
数を無理矢理変更することによって理論値を実測値に一
致させることができる。
[0013] Two of the three inventions as described above,
The above rigorous model is simplified. However, it can also be based on conventional models. The rest of the three inventions
One of those focused on this point. Three inventions
One remaining Chino strikes on liver Dell reduction, not only the movable direction of the movable portion, considering the elastic deformation of the a predetermined direction other than the moving direction of the movable portion, the predetermined direction of the support portion At the same time, the elastic deformation in the predetermined direction is separated into components corresponding to the movable direction of the movable portion, and the elastic deformation in the predetermined direction for the component in the same direction is included in the elastic deformation in the movable direction of the movable portion. is there. Immediately Chi, in the conventional model shown in FIG. 2 4, although the conventional torsional model base, where are those is a forced you try approximated by also torsional other elastic deformation. Here, including the case where only the actual shaft torsion is represented by the shaft torsion model, the theoretical value and the measured value by the present model and the conventional model are shown in FIG. Compared. As can be seen from the figure, the measured value and the theoretical value agree with each other very well when the present model is used (the symbol in the figure). On the other hand, when the shaft torsion model represents only the shaft torsion without changing the conventional method (x in the figure)
Mark), no displacement due to the elastic deformation of the hand position can be expressed at all. However, based on the conventional model, when approximation is performed by forcible axis torsion including other elastic deformations (marked in the figure, this is the same as the conventional model in FIG. 4), some of the results are smaller than the previous model. The displacement of the position can be approximated. However, as described above, the theoretical value and the actually measured value may be quite different depending on the posture or the like, and the variation is large. Therefore, in order to reduce the variation due to the posture based on the conventional model which is simpler than the present model, it is necessary to change the inertia or the spring coefficient according to the posture. A comparison between the present model and the conventional model shows that the elastic deformation amount is small in the contracted posture and large in the extended posture in the conventional model. Therefore, the spring coefficient may be reduced or the inertia may be reduced in the contracted position, or the spring coefficient may be increased or the inertia may be changed in the extended position. Further, in order to change the spring coefficient or the inertia, a table of the spring coefficient or the inertia according to the posture may be provided, and the values of the table may be derived so that the elastic deformation amount matches the present model. FIG.
FIG. 7 shows theoretical values of the hand position deformation amount when the inertia and the spring constant are changed depending on the posture. In the figure, the deformation amounts are calculated for the three postures, but the theoretical values can be made to match the actually measured values by forcibly changing the inertia and the spring constant.

【0014】このように,本モデル(例えばM9
10)によるモデリング結果に基づき,回転軸ねじれし
か考慮しない簡便な従来モデル(M0 )等を修正し,モ
デリング結果を近似することによって,より詳細な本モ
デル(M9 やM10)とほぼ等価な近似モデルを得ること
が可能となり,高精度で計算量の少ないモデル化が可能
となる。更に,上記モデルM1 〜M10では,運動方程式
や状態方程式を導出し,制御を行う際に,厳密にそれら
方程式を導出するのであるが,これでは非常に複雑な計
算を行う必要がある。そこで,弾性変形量が微小である
とし,それら方程式を簡略化することを考える。特に,
弾性変形量を微小とすることによって,方程式中で多く
現れる弾性変形量のsinやcosを,0や1に置き換
えるだけでも計算量は大きく軽減できる。また,各弾性
変形量同士の干渉項は微小であるとし,それらを省略す
ることも可能である。更に導出されたそられ方程式にお
いて,慣性行列の非対角項あるいはその逆行列の非対角
項は各状態変数の干渉の影響を表しており,それらはモ
デルの特性に与える影響は一般的に対角項よりも小さい
ため,非対角項を省略することによってモデルを簡略化
することもできる。
As described above, based on the modeling results of the present model (for example, M 9 and M 10 ), a simple conventional model (M 0 ) that considers only the rotation axis torsion is modified, and the modeling results are approximated. it is possible to obtain substantially equivalent approximate model more detailed the model (M 9 and M 10), it is possible to less modeled amount of calculation with high accuracy. Further, in the models M 1 to M 10 , equations of motion and state equations are derived, and these equations are strictly derived when performing control. However, this requires extremely complicated calculations. Therefore, it is assumed that the amount of elastic deformation is very small and that the equations are simplified. In particular,
By minimizing the amount of elastic deformation, it is possible to greatly reduce the amount of calculation simply by replacing sin and cos of the amount of elastic deformation that often appear in the equations with 0 or 1. In addition, it is possible to omit the interference terms between the respective elastic deformation amounts and to omit them. Furthermore, in the derived equations, the off-diagonal term of the inertia matrix or the off-diagonal term of the inverse matrix represents the influence of the interference of each state variable, which generally has an effect on the model characteristics. Since it is smaller than the diagonal term, the model can be simplified by omitting the off-diagonal term.

【0015】引き続いて,上記モデルを用いて機械を制
御する場合について述べる。即ち,上記モデルに基づ
き,弾性変形量を算出し,その弾性変形量を補正するよ
うに各関節や手先位置指令値を修正する。そうすれば,
ロボット等が弾性変形したにもかかわらず,その弾性変
形量を見越して指令値が補正されているために,高い位
置精度を実現することが可能となる。具体的には,図1
8または図19に示す通りである。即ち,図18は指令
値から上記モデル(弾性変形モデル)に基づき弾性変形
量を推定し,推定された変形量を補正するように指令値
を補正している。ここではロボットが指令値通りに動作
した場合には,発生するであろう弾性変形量を補正して
いる。また,図19はロボットの出力値(ロボットの実
際の動き)から上記弾性変形モデルに基づき弾性変形量
を推定し,推定された変形量を補正するように指令値を
補正するものであり,現在のロボットの動作時に発生す
るであろう弾性変形量を補正している。また,弾性変形
モデルの入力としては,通常,関節角度あるはモータ回
転角度を与えるのが一般的に最も簡単なモデルの記述で
ある。図18の目標値あるいは図19のロボット出力値
が手先の位置であれば,図中の前処理において逆変換を
施し,手先位置を関節角度あるいはモータ回転角度に変
換した上で,弾性変形モデルに入力する必要がある。図
18の目標値あるいは図19のロボット出力値が関節角
度あるいはモータ回転角度であれば,図中の前処理では
何等処理することなく,そのまま弾性変形モデルに入力
すればよい。このように図中の前処理は与えられた入力
を弾性変形モデルに入力に合うように変換するものであ
る。次に,補正量の算出の方法について述べる。指令値
Dが手先の位置あるいは姿勢である場合,弾性変形量か
ら所望の手先位置あるいは姿勢へのヤコビ行列JXEを,
算出された弾性変形量を要素とする弾性変形ベクトルE
にかけ,手先の位置あるいは姿勢の変位量XE を算出す
る。これを指令値Dに加えることによって,弾性変形の
影響を補正することができる。これを式化すれば次のよ
うになる。
Subsequently, a case where a machine is controlled using the above model will be described. That is, based on liver Dell, it calculates the amount of elastic deformation, modifying each joint or the tip unit position command value so as to correct the amount of elastic deformation. that way,
Even though the robot or the like is elastically deformed, the command value is corrected in anticipation of the amount of elastic deformation, so that high positional accuracy can be realized. Specifically, FIG.
8 or FIG. That is, FIG. 18 is corrected command value to estimate the amount of elastic deformation on the basis of the model (elastic deformation model) from the command value, it corrects the estimated deformation amount. Here, the amount of elastic deformation that will occur when the robot operates according to the command value is corrected. Further, FIG. 19 is to correct the command value so as to estimate the amount of elastic deformation based on the elastic deformation model from the output value of the robot (actual movement of the robot), to correct the estimated deformation amount, the current The amount of elastic deformation that may occur when the robot operates is corrected. In general, as an input of an elastic deformation model, it is generally the simplest model description to give a joint angle or a motor rotation angle. If the target value in FIG. 18 or the robot output value in FIG. 19 is the position of the hand, an inverse transformation is performed in the preprocessing in the figure, and the hand position is converted into a joint angle or a motor rotation angle. Must be entered. If the target value in FIG. 18 or the output value of the robot in FIG. 19 is a joint angle or a motor rotation angle, the pre-processing in the figure may be directly input to the elastic deformation model without any processing. As described above, the preprocessing in the figure is for converting a given input to an elastic deformation model so as to match the input. Next, a method of calculating the correction amount will be described. When the command value D is the position or posture of the hand, the Jacobian matrix J XE from the amount of elastic deformation to the desired hand position or posture is calculated as
Elastic deformation vector E having the calculated elastic deformation amount as an element
Subjected to, calculates the displacement amount X E of the position or attitude of the end. By adding this to the command value D, the effect of elastic deformation can be corrected. This can be formulated as follows.

【0016】[0016]

【数2】 また,指令値が関節角度である場合,先程求められた手
先の位置あるいは姿勢の変位量を要素とする変位ベクト
ルXE に,関節角度から手先の位置あるいは姿勢へのヤ
コビ行列JX θの逆行列をかけて変位を補正するための
必要な角度θCを算出する。これを指令値Dに加えるこ
とによって,弾性変形の影響を補正することができる。
(Equation 2) Further, if the command value is joint angle, the displacement vector X E to displacement of the elements of the position or attitude of the end determined earlier, the inverse of the Jacobian matrix J X theta from the joint angle to the position or attitude of the end A required angle θ C for correcting the displacement is calculated by applying a matrix. By adding this to the command value D, the effect of elastic deformation can be corrected.

【0017】[0017]

【数3】 ただし,ヤコビ行列JX θは正則とは限らないため,一
般的には逆行列が存在しない場合がある。この場合は,
逆行列の代わりに擬似逆行列を用いればよい。最も一般
的な逆擬似行列は
(Equation 3) However, since the Jacobi matrix J X θ is not always regular, there is generally no inverse matrix. in this case,
A pseudo inverse matrix may be used instead of the inverse matrix. The most common inverse pseudo-matrix is

【0018】[0018]

【数4】 である。さらに,これら擬似逆行列の冗長性をいかし,
重み付けを行った擬似逆行列
(Equation 4) It is. Furthermore, taking advantage of the redundancy of these pseudoinverses,
Pseudo inverse matrix with weight

【0019】[0019]

【数5】 等を用いることによって,重視したい位置や姿勢あるい
は関節角度を重点的に補正することができる。ただし,
Wは重み行列である。以上のように補正された場合と,
何も補正しない場合とを図20に示す。ここに,図20
(a),(b)は,いずれも手先位置を5〜1Hzで
1.5mm振幅でsin運動させた場合のものである。
何の補正をしない場合(a)では,弾性変形の影響によ
って高い周波数ほど振幅が大きくなっている。これに対
して,補正した場合(b)では,弾性変形が補償され,
振幅は目標通り1.5mmに保たれている。また,上記
モデルに基づかず,従来モデルに基づいて弾性変形量を
補正しようとした場合には,前記図15に示したように
なる。即ち,従来モデルでは弾性変形量が正しく算出さ
れないため,姿勢によって弾性変形が正しく補正された
り,あるいは逆に悪影響を与えたりしている。
(Equation 5) By using the above, the position, posture, or joint angle to be emphasized can be corrected with emphasis. However,
W is a weight matrix. When corrected as described above,
FIG. 20 shows the case where no correction is made. Here, FIG.
(A) and (b) show the case where the hand position is sin-moved at 5-1 Hz and 1.5 mm amplitude.
In the case of no correction (a), the amplitude increases as the frequency increases due to the influence of elastic deformation. On the other hand, in the case of the correction (b), the elastic deformation is compensated, and
The amplitude is kept at 1.5 mm as intended. In addition, when the amount of elastic deformation is to be corrected based on a conventional model, not based on the above model, the result is as shown in FIG. That is, since the elastic deformation amount is not correctly calculated in the conventional model, the elastic deformation is correctly corrected or adversely affected depending on the posture.

【0020】このように,従来モデルよりも正確なモデ
ルに基づき弾性変形量を算出し,ロボット等への指令値
を補正することによって,制御精度を大幅に向上させる
ことができる。更に,オブザーバを構成したり,あるい
はロバスト制御を行うことによって,上記モデルによる
効果を最大限に生かすことができる すなわち,上記
デルを制御対象とし,該制御対象の弾性変形量,弾性変
形量の微分値又は外乱オブザーバを用いて推定するの
ある。こで,弾性変形を考慮したオブザーバを構成し
た大きな目標は,弾性変形によって生じる振動を抑制す
ることである。この意味では,オブザーバを構成する際
に必要なモデルは少なくとも1次モードを記述している
必要がある。図21に,ロボットの旋回軸のトルクから
弾性変形までのゲイン線図を示しているが,従来モデル
で記述できる振動モードは旋回軸方向の振動モードであ
り,これは図中の〇印で表されている。ロボットが伸び
た状態をとった場合では,この旋回軸方向の振動モード
が固有振動1次モードとして現れているが,縮んだ姿勢
では2次モードとなってしまう。逆に縮んだ姿勢では図
6のモデルにおけるX軸方向の振動モード(図中の□
印)が低くなり,これが1次モードとなる。即ち,ロボ
ットでは,姿勢によって1次モードの振動が変化するた
め,関節回転方向の振動しか考慮しない従来モデルで
は,1次モードを記述できない。即ちこのことは,従
来モデルに基づいたオブザーバでは1次モードを記述で
きず,振動を抑制できないことを意味する。これに対し
て,上記モデルに基づき,オブザーバを構成した場合に
は,先程の旋回方向の振動モードとX軸方向の振動モー
ドとの双方を記述できる。よって、1次モードだけでな
く,2次モードを正確に表すことが可能となり,より正
確に振動の情況をオブザーバによって推定でき,振動抑
制が可能となる。また,従来モデルに基づくオブザーバ
では,3方向の弾性変形を考慮していたが,前記図1に
示したような厳密モデルでは,かなり多くの弾性変形を
考慮しなければならず,オブザーバの次数が大きくな
る。しかし,上記厳密モデルを簡略化した簡略化モデル
を用いることによって,考慮すべき弾性変形を最低限度
で4つまで低減でき、オブザーバの次数もさほど大きく
ならない。
[0020] Thus, to calculate the amount of elastic deformation based on the exact model than slave come model, by correcting the command value for the robot or the like, it is possible to greatly improve the control accuracy. Further, by configuring an observer or performing robust control, the effect of the above model can be maximized . That is, the model <br/> Dell as a control object, the elastic deformation amount of the control target is the you estimated using the differential values or a disturbance observer of the elastic deformation. In here, large targets constitute observer considering the elastic deformation is to suppress the vibration caused by the elastic deformation. In this sense, the model required when configuring the observer needs to describe at least the primary mode. FIG. 21 shows a gain diagram from the torque of the turning axis of the robot to the elastic deformation. The vibration mode that can be described by the conventional model is the vibration mode in the direction of the turning axis, which is indicated by a symbol in the figure. Have been. When the robot is in an extended state, the vibration mode in the direction of the turning axis appears as a natural vibration primary mode, but in a contracted posture, it becomes a secondary mode. Conversely, in the contracted posture, the vibration mode in the X-axis direction in the model of FIG.
Mark) becomes low, and this is the primary mode. That is, in the robot, the primary mode vibration changes depending on the posture. Therefore, the primary mode cannot be described in the conventional model that only considers the vibration in the joint rotation direction. That is , this means that the observer based on the conventional model cannot describe the primary mode and cannot suppress the vibration. On the other hand, when the observer is configured based on the above model, both the vibration mode in the turning direction and the vibration mode in the X-axis direction can be described. Therefore, not only the primary mode but also the secondary mode can be accurately represented, the situation of vibration can be more accurately estimated by the observer, and the vibration can be suppressed. Also, in the observer based on the conventional model, elastic deformation in three directions was considered, but in the strict model as shown in FIG. 1, a considerable amount of elastic deformation had to be considered, and the order of the observer was growing. However, by using a simplified model obtained by simplifying the strict model, the elastic deformation to be considered can be reduced to a minimum of four, and the order of the observer does not increase so much.

【0021】尚,オブザーバの構成方法としては,モデ
ルと,推定すべき状態(弾性変形量,あるいは,その微
分値,あるいは,それらを含む状態,あるいは,外乱)
とが与えられるが,最小次元オブザーバや同一次元オブ
ザーバを容易に構成できる。但し,従来技術におけるオ
ブザーバを上記モデルに拡張することは,モデルを入れ
換えるだけでよく,その詳細については容易に理解され
るため,この説明は割愛している。このように,従来モ
デルよりも正確な上記モデルに基づき,弾性変形量等を
推定するオブザーバを構成することによって,より正確
な推定値を得ることが可能であり,その推定値をフィー
ドバックすることによって大幅な振動抑制性能の向上を
図ることができる。さらに,オブザーバによる振動抑制
を行う上で,実機とモデルとの固有振動の一致は重要で
ある。従って,上記モデルのバネ係数や慣性やそれらに
付加される係数等のパラメータを少なくとも固有振動の
1次モードあるいは2次モードが一致するように決定す
ることによって,より高い振動抑制性能を発揮できる。
The observer is constructed by a model and a state to be estimated (elastic deformation amount, its differential value, or a state including them, or disturbance).
However, the minimum-dimensional observer and the same-dimensional observer can be easily configured. However, extending the observer in the prior art to the above-described model only requires replacing the model, and the details thereof are easily understood, so that the description is omitted. Thus, than conventional models based on exact upper liver Dell, by configuring the observer for estimating the elastic deformation or the like, it is possible to obtain a more accurate estimate, and feeds back the estimated values This can significantly improve the vibration suppression performance. Furthermore, it is important to match the natural vibration between the actual machine and the model when suppressing vibration by the observer. Therefore, by determining such first mode or the second mode of at least the natural vibration parameters such as coefficients that are added to the above liver Dell spring constant and the inertia and they match, it exhibits a higher vibration control performance it can.

【0022】また,上記モデルを制御対象として,モデ
ル化誤差を考慮したロバスト制御を行うようにしてもよ
。例えば,H∞制御やμアナリシス等のロバスト制御
では,モデル化誤差の大きさによってその制御性能が左
右される。このため,モデル化誤差をなるべく小さく抑
えたほうがその制御性能は改善される。その意味で,
モデルにおいてロバスト制御の効果が期待できる。上
記図21で示したように,従来モデルでは,1次モード
を記述することができず,そのモデル化誤差は大きく,
なおかつモデル化誤差の大きな周波数領域が低くなる
(即ち,1次モード周波数近辺で大きくなる)。このた
め,従来モデルにロバスト制御をそのまま適用した場合
には,制御性能は低くなり,また特に低い周波数領域で
の制御性能が著しく悪化する。これに対し,上記モデル
に基づきロバスト制御を実施した場合には,モデルと実
機とがよく一致しているため,モデル化誤差は小さく,
従ってその制御性能は高くなる。更に,上記モデルで
は,少なくとも1次モードや2次モードを精度よく記述
できるため,モデル化誤差が大きな周波数領域は,高周
波領域のみである。従って,高い周波数領域まで高い制
御性能を維持することができる。
Further, robust control in consideration of modeling errors may be performed with the above model as a control object .
No. For example, in robust control such as H∞ control and μ analysis, the control performance is affected by the magnitude of the modeling error. Therefore, controlling the modeling error as small as possible improves the control performance. In that sense, above
In this model, the effect of robust control can be expected. As shown in FIG. 21 described above, the first-order mode cannot be described in the conventional model, and the modeling error is large.
In addition, the frequency region where the modeling error is large becomes low (that is, becomes large near the first-order mode frequency). For this reason, when robust control is directly applied to the conventional model, the control performance is reduced, and the control performance particularly in a low frequency region is significantly deteriorated. On the other hand, when robust control was performed based on the above model, the modeling error was small because the model and the actual machine matched well.
Therefore, the control performance is improved. Furthermore, in the above-described model, at least the first-order mode and the second-order mode can be described with high accuracy, and therefore, the frequency region where the modeling error is large is only the high-frequency region. Therefore, high control performance can be maintained up to a high frequency range.

【0023】記モデルに基づいたロバスト制御コント
ローラを設計するには,まず従来設計手法において,従
来モデルを上記モデルに置き換え,モデル化誤差を算出
あるいは計測する。そして,モデル化誤差を抑えるよう
に周波数重み伝達関数W(s)を決定し,少なくともこ
の伝達関数W(s)と,本モデルの伝達関数P(s)と
を制御系設計ツール(例えばMATLABやMATRI
XX)に与えるだけでコントローラを設計できる。尚,
上記制御系設計支援ツールはコントローラ設計者間では
現在最も一般的に用いられる支援ツールである。このよ
うに,モデル化誤差を小さく抑えることによって,ロバ
スト制御の効果を最大限に発揮して大幅に制御性能を向
上させることができる。ところで,上記モデルに基づ
き,必要トルクを算出し,あるいは付加することによっ
て,本当に必要なトルクだけを各モータに指令可能とな
り,高精度な制御が可能となる。従来モデルに基づいた
場合には,固有振動付近で必要トルクの値が算出された
ものと大きくずれてしまい,固有振動を励起してしま
う。この時の具体的な構成例を図22,図23に示し
た。従って,以上の制御方法は,高速でダイナミックな
動きが要求される場合に特に有効であり,図20に示し
たようにロボットの高速な動作によって弾性変形が発生
し,振動モードが励起される場合に非常に有効である。
[0023] To design a robust controller based on SL model, first, in the conventional design method, the conventional replacing the model to the model, to calculate or measure the modeling error. Then, the frequency weight transfer function W (s) is determined so as to suppress the modeling error, and at least the transfer function W (s) and the transfer function P (s) of the present model are determined by a control system design tool (for example, MATLAB or MATLAB). MATRI
XX), the controller can be designed. still,
The control system design support tool is the most commonly used support tool among controller designers at present. Thus, by suppressing the modeling error to a small extent, the effect of the robust control can be maximized and the control performance can be greatly improved. By calculating or adding the required torque based on the above model, it is possible to instruct only the really required torque to each motor, thereby enabling highly accurate control. When the conventional model is used, the value of the required torque near the natural vibration greatly deviates from the calculated value, and the natural vibration is excited. Specific examples of the configuration at this time are shown in FIGS. Therefore, the above control method is particularly effective when high-speed and dynamic movement is required. As shown in FIG. 20, when the high-speed operation of the robot causes elastic deformation and the vibration mode is excited, Very effective.

【0024】以上のように,3つの発明の実施の形態に
係るリンク機構を有する機械の制御方法によれば,関節
等を含む可動部及びそれを支持する支持部や機械的に強
度が不足している箇所の弾性変形を考慮したことにより
正確なモデル(厳密モデル)あるいはそれを簡略化した
モデルを用いることによって,位置精度や振動抑制性能
を大幅に向上させることができる。尚,3つの発明のう
ちの従来モデルをベースとした簡略化を行うものは,垂
直多関節ロボット以外のロボット,あるいはその他のリ
ンク機構を有する機械にも有効である
As described above, in the three embodiments of the invention,
According to the control method of a machine having such a link mechanism, an accurate model (strictly speaking) is taken into consideration by considering elastic deformation of a movable part including a joint and the like, a support part supporting the same, and a part having mechanically insufficient strength. By using a model) or a simplified model thereof, the position accuracy and vibration suppression performance can be greatly improved. The three inventions
The simplification based on the conventional model is also effective for a robot other than the vertical articulated robot or a machine having another link mechanism .

【0025】[0025]

【発明の効果】本発明に係るリンク機構を有する機械の
制御方法は,上記したように構成されているため,関節
等を含む可動部及びそれを支持する支持部や機械的に強
度が不足している箇所の弾性変形を考慮したより正確な
モデルを用いることにより,位置精度や振動抑制性能の
改善を行うことができる。
Control how the machine having a link mechanism according to the present invention, because they are configured as described above, insufficient supporting portion and mechanical strength for supporting the movable portion and it includes a joint or the like By using a more accurate model that takes into account the elastic deformation of the part where the vibration occurs, the position accuracy and the vibration suppression performance can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 弾性変形を厳密に考慮した厳密モデルM1
構造図。
FIG. 1 is a structural diagram of a strict model M1 in which elastic deformation is strictly considered .

【図2】 直多関節ロボットの模式的構造図。Figure 2 is a schematic structural diagram of a vertical articulated robot.

【図3】 図2の垂直多関節ロボットに対する厳密モデ
ルM2 の構造図。
FIG. 3 is a structural diagram of an exact model M2 for the vertical articulated robot of FIG. 2 ;

【図4】 手先位置変位量の実測値と理論値との比較
図。
FIG. 4 is a graph comparing a measured value and a theoretical value of a hand position displacement amount.

【図5】 ねじれによ変形量の実測値と理論値との比
較図。
[5] Comparison diagram between the measured value and the theoretical value of I that deformation of the torsion.

【図6】 厳密モデルを簡略化した簡略化モデルM3
構造図。
[6] Construction of a rigorous model simplified by simplifying the model M 3.

【図7】 厳密モデルを簡略化した他の簡略化モデルM
4 の構造図。
FIG. 7 shows another simplified model M obtained by simplifying an exact model .
4 is a structural view.

【図8】 バネ要素の集約化を示す説明図。FIG. 8 is an explanatory view showing integration of spring elements.

【図9】 厳密モデルを簡略化したさらに他の簡略化
デルM5 の構造図。
[9] structure view of a further simplification strict model simplified model <br/> del M 5.

【図10】 厳密モデルを簡略化したさらに他の簡略化
モデルM6 の構造図。
[10] Further structural diagram of another simplified <br/> model M 6 a rigorous model simplified.

【図11】 厳密モデルを簡略化したさらに他の簡略化
モデルM7 の構造図。
[11] Further structural diagram of another simplified <br/> model M 7 to the exact model was simplified.

【図12】 厳密モデルを簡略化したさらに他の簡略化
モデルM8 の構造図。
[12] Further structural diagram of another simplified <br/> model M 8 the exact model was simplified.

【図13】 本発明の実施の形態に係るリンク機構を有
する機械の制御方法を適用した簡略化モデルM9 の構造
図。
FIG. 13 has a link mechanism according to the embodiment of the present invention .
Construction of simplified model M 9 to which the control method of the machine to be.

【図14】 本発明の実施の形態に係るリンク機構を有
する機械の制御方法を適用した他の簡略化モデルM10
構造図。
FIG. 14 has a link mechanism according to an embodiment of the present invention .
Structure view of another simplified model M 10 to which the control method of the machine to be.

【図15】 変形量の実測値と理論値との比較図。FIG. 15 is a comparison diagram between a measured value and a theoretical value of the amount of deformation.

【図16】 変形量の実測値と理論値との他の比較図。FIG. 16 is another comparison diagram between the measured value and the theoretical value of the deformation amount.

【図17】 変形量の実測値と理論値とのさらに他の
較図。
FIG. 17 is a further comparison diagram of the measured value and the theoretical value of the amount of deformation.

【図18】 御系を示すブロック図。FIG. 18 is a system block diagram showing the control system.

【図19】 御系を示す他のブロック図。[19] system other block diagram showing the control system.

【図20】 手先位置振幅の振動応答の比較図。FIG. 20 is a comparison diagram of the vibration response of the hand position amplitude.

【図21】 周波数と変形量の理論値との比較図。FIG. 21 is a comparison diagram between a frequency and a theoretical value of a deformation amount.

【図22】 御系を示すさらに他のブロック図。[Figure 22] system is yet another block diagram showing the control system.

【図23】 御系を示すさらに他のブロック図。[23] system is yet another block diagram showing the control system.

【図24】 従来のリンク機構を有する機械の制御方法
を適用した場合を示すモデルM0 の構造図。
Construction of a model M 0 indicating a case of applying the control method of the machine [24] with the conventional link mechanism.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 〜M10…モデル 1…可動部 2…支持部M 1 to M 10 … Model 1… Movable part 2… Support part

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平1−191209(JP,A) 特開 平7−244513(JP,A) 特開 昭59−103106(JP,A) 特開 平6−270079(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B25J 9/10 B25J 9/16 G05B 17/00 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-1-191209 (JP, A) JP-A-7-244513 (JP, A) JP-A-59-103106 (JP, A) JP-A-6-106 270079 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) B25J 9/10 B25J 9/16 G05B 17/00

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 可動部とその支持部とからなるリンク機
構を有する機械を該可動部の可動方向,上記可動部の可
動方向以外の所定方向,及び上記支持部の所定方向への
弾性変形を考慮してモデル化し,該モデルを用いて上記
機械を制御する制御方法であって, 上記リンク機構を有する機械が,少なくともベースに対
して脚部を垂直軸心まわりに旋回自在に支持する第1関
節と,上記脚部上の第1水平軸心まわりに該軸心に対し
て直角の第1アーム部を回転自在に支持する第2関節
と,上記第1アーム部上の第1水平軸心まわりに該軸心
に対して直角の第2アーム部を回転自在に支持する第3
関節とを具備した垂直多関節ロボットであり, 上記第2又は第3関節の回転軸方向の弾性変形成分を,
該第2又は第3関節近傍の上記回転軸方向と同方向の弾
性変形成分に含めると共に,上記第1関節の旋回軸の弾
性変形成分を,該第1又は第2関節近傍の上記旋回軸方
向と同方向の弾性変形成分に含めてなるリンク機構を有
する機械の制御方法。
1. A link machine comprising a movable part and a supporting part thereof.
Moving the machine having the frame in the moving direction of the movable part,
In a predetermined direction other than the moving direction, and
A model is created in consideration of elastic deformation.
A control method for controlling a machine, wherein the machine having the above link mechanism is provided at least with a base.
The first function of supporting the leg portion so as to be pivotable about the vertical axis
Knots and around the first horizontal axis on the legs
Joint for rotatably supporting a right-angled first arm portion
And an axis about a first horizontal axis on the first arm portion.
A third arm rotatably supports a second arm portion perpendicular to the third arm portion.
A vertical articulated robot having a joint and an elastic deformation component of the second or third joint in the rotation axis direction.
A bullet in the same direction as the rotation axis direction near the second or third joint.
Of the pivot axis of the first joint
The sexual deformation component in the direction of the pivot axis near the first or second joint.
Link mechanism included in the elastic deformation component in the same direction as
How to control a machine.
【請求項2】 可動部とその支持部とからなるリンク機
構を有する機械を該可動部の可動方向,上記可動部の可
動方向以外の所定方向,及び上記支持部の所定方向への
弾性変形を考慮してモデル化し,該モデルを用いて上記
機械を制御する制御方法であって, 上記リンク機構を有する機械が,少なくともベースに対
して脚部を垂直軸心まわりに旋回自在に支持する第1関
節と,上記脚部上の第1水平軸心まわりに該軸心に対し
て直角の第1アーム部を回転自在に支持する第2関節
と,上記第1アーム部上の第1水平軸心まわりに該軸心
に対して直角の第2アーム部を回転自在に支持する第3
関節とを具備した垂直多関節ロボットであり, 上記第2又は第3関節の回転軸方向と直交し,かつ,上
記第1関節の旋回軸方向とも直交する方向の弾性変形の
成分を,該第1又は第2関節近傍の上記方向と同方向の
弾性変形成分に含めてなるリンク機構を有する機械の制
御方法。
2. A link machine comprising a movable part and a supporting part thereof.
Moving the machine having the frame in the moving direction of the movable part,
In a predetermined direction other than the moving direction, and
A model is created in consideration of elastic deformation.
A control method for controlling a machine, wherein the machine having the above link mechanism is provided at least with a base.
The first function of supporting the leg portion so as to be pivotable about the vertical axis
Knots and around the first horizontal axis on the legs
Joint for rotatably supporting a right-angled first arm portion
And an axis about a first horizontal axis on the first arm portion.
A third arm rotatably supports a second arm portion perpendicular to the third arm portion.
And a vertical articulated robot having a joint, which is orthogonal to the rotation axis direction of the second or third joint, and
The elastic deformation of the first joint in the direction orthogonal to the turning axis direction
Component in the same direction as the above direction near the first or second joint.
Control of machine with link mechanism included in elastic deformation component
Your way.
【請求項3】 可動部とその支持部とからなるリンク機
構を有する機械を該可動部の可動方向への弾性変形を考
慮してモデル化し,該モデルを用いて上記機械を制御す
る制御方法において, 上記モデル化に当り,上記可動部の可動方向以外の所定
方向と,支持部の所定方向とへの弾性変形をも考慮する
と共に, 上記所定方向への弾性変形を可動部の可動方向に応じた
成分に分離し,同一方向の成分について該所定方向への
弾性変形を可動部の可動方向への弾性変形に含めること
を特徴とするリンク機構を有する機械の制御方法。
3. A control method for modeling a machine having a link mechanism including a movable part and a support part thereof in consideration of elastic deformation of the movable part in a movable direction, and controlling the machine using the model. In the modeling, the elastic deformation in the predetermined direction other than the movable direction of the movable portion and the predetermined direction of the support portion is also taken into consideration, and the elastic deformation in the predetermined direction is determined according to the movable direction of the movable portion. A method of controlling a machine having a link mechanism, wherein the elastic deformation in the predetermined direction for the component in the same direction is included in the elastic deformation in the movable direction of the movable part for the component in the same direction.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3808321B2 (en) * 2001-04-16 2006-08-09 ファナック株式会社 Robot controller
AT507257B1 (en) * 2008-09-10 2011-08-15 Engel Austria Gmbh HANDLING PART FOR INJECTION MOLDING MACHINE WITH ACTIVE CUSHIONING
DE102011111758A1 (en) * 2011-08-24 2013-02-28 Dürr Systems GmbH Control method for a robot
JP2014155983A (en) * 2013-02-15 2014-08-28 Kobe Steel Ltd Control method of multi-joint robot
WO2016081459A1 (en) * 2014-11-18 2016-05-26 Persimmon Technologies, Corp. Robot adaptive placement system with end-effector position estimation
JP2017024142A (en) * 2015-07-27 2017-02-02 ファナック株式会社 Robot control device for compensating for elastic deformation of support medium
JP6926882B2 (en) * 2017-09-21 2021-08-25 株式会社デンソーウェーブ Robot control device
JP6915470B2 (en) * 2017-09-21 2021-08-04 株式会社デンソーウェーブ Robot control device
TWI712988B (en) * 2019-01-23 2020-12-11 愛柏威股份有限公司 Junction line data generation method and junction line data generation system
DE102019131400B4 (en) * 2019-11-21 2022-03-10 Franka Emika Gmbh Force measurement and force generation in redundant robotic manipulators
TW202224874A (en) * 2020-12-16 2022-07-01 日商發那科股份有限公司 Command value correction device and robot system
CN117885103B (en) * 2024-03-14 2024-05-17 山东大学 Flexible mechanical arm control method and system based on reduced-order expanded state observer

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