JP2003211376A - Robot control device and control method - Google Patents

Robot control device and control method

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JP2003211376A
JP2003211376A JP2002007070A JP2002007070A JP2003211376A JP 2003211376 A JP2003211376 A JP 2003211376A JP 2002007070 A JP2002007070 A JP 2002007070A JP 2002007070 A JP2002007070 A JP 2002007070A JP 2003211376 A JP2003211376 A JP 2003211376A
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英夫 永田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide flexible control of a working coordinate system that can cope with displacement of large stroke without using a sensor or the like, flexibly operate in a specific direction of a working coordinate system with simple operation and operate with high locus accuracy in directions other than the specific direction. <P>SOLUTION: This robot control device has a first forward conversion means for converting a measured joint angle into the position data of a working coordinate system; a second forward conversion means for converting a joint command into the position command data of the working coordinate system; a deviation correcting means for limiting computed position deviation data on the basis of the position data and position command data; an adding means for computing the position data of a second working coordinate system from the position command data and the position deviation data computed by the deviation correcting means; and a reverse conversion means for computing a second joint angle from the position data of the second working coordinate system. The second joint angle is used for state feed-back. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、ロボットの制御装置に
関し、特に作業座標系での力、トルク設定値をもとに関
節を駆動するサーボモータの発生力を制御するロボット
の制御装置及び制御方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a robot controller, and more particularly to a robot controller and control for controlling the generated force of a servomotor for driving a joint based on a force and a torque set value in a work coordinate system. Regarding the method.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のロボットはロボットの関節軸毎に
図6に示すような位置と速度の状態フィードバック系に
て制御が行われていた。このような制御系でワークとの
接触を伴うようなスポット溶接やシーム溶接の作業を行
う際、ワークの位置ズレやワークの把持位置ズレなどが
あると、剛性を高くするために大きく設定されたゲイン
や積分器の作用により、大きなトルクを発生することに
なり、溶接不良の発生や溶着などで作業の遂行が困難に
なって、時にはツールやロボットの破損の危険性があっ
た。このような問題に対して、特開平9-314347号公報に
示すようにワークの位置ズレなどによる作用力を治具台
に設けられたコイルばねと脚部で許容する装置を用いる
方式がある。
2. Description of the Related Art A conventional robot is controlled by a position / speed state feedback system as shown in FIG. 6 for each joint axis of the robot. When performing spot welding or seam welding work that involves contact with the work with such a control system, if there is a work position deviation or work gripping position deviation, it is set to a large value to increase rigidity. Due to the action of the gain and the integrator, a large torque is generated, which makes it difficult to carry out the work due to the occurrence of welding defects, welding, etc., and sometimes there is a risk of damage to the tool or the robot. To solve such a problem, as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 9-314347, there is a method of using a device which allows an action force due to a positional deviation of a work or the like to be caused by a coil spring and a leg portion provided on a jig base.

【0003】また、力の情報を用いる方法として、特開
2000-061645号公報に示すようにシーム溶接時に上部及
び下部ローラ電極の加圧力をロードセルで測定して加圧
力の差に基づいてロボットをフィードバック制御する方
式や、特開2000-042752号公報に示すようにトルク検出
器による回転トルクや加圧力が制限を越えた場合に異常
を検出する方式がある。また、距離の情報を用いる方法
として、特開平9-314351号公報に示すようにシーム溶接
時に距離センサを用い、予めワークの形状と同一である
テンプレートにより位置を修正する方式がある。また、
近年ロボットに特別な装置を付加することなく作業座標
系での柔軟な制御を行う方式として、特開平8-227320号
公報や特開2000-005881号公報に示すように作業座標系
の各座標系方向に関して柔らかさ(バネ定数)を設定し
て空間内の方向別に外力に対する順応性の大小を指定で
きる方式がある。
As a method of using force information, Japanese Patent Laid-Open No.
As shown in 2000-061645 publication, a method of measuring the pressing force of the upper and lower roller electrodes at the time of seam welding with a load cell and performing feedback control of the robot based on the difference in the pressing force, and disclosed in JP 2000-042752 A As described above, there is a method of detecting an abnormality when the rotational torque or the pressure applied by the torque detector exceeds the limit. Further, as a method of using the distance information, there is a method of using a distance sensor at the time of seam welding and correcting the position with a template having the same shape as the work in advance, as shown in Japanese Patent Laid-Open No. 9-314351. Also,
In recent years, as a method of performing flexible control in a work coordinate system without adding a special device to a robot, each coordinate system of the work coordinate system is disclosed in JP-A-8-227320 and JP-A-2000-005881. There is a method that can set the flexibility (spring constant) with respect to the direction and specify the degree of adaptability to external force for each direction in the space.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところが、特開平9-31
4347号公報に示す方式では、ワークの変更があった場合
にはワークに合わせて装置自体を作り直す必要があるた
め汎用性に欠けており、作用力の方向が予め既知でバネ
の収縮方向を合わせる必要があった。また、特開2000-0
61645号公報や特開2000-042752号公報に示すように力セ
ンサやロードセルを付加してセンサ情報を取得する方式
では、コストが増大する という問題点があった。ま
た、特開平9-314351号公報に示すように距離センサを用
いる方式では、距離センサの方向以外には位置ズレに対
応できず、ワーク変更の場合にはテンプレートなどの周
辺機器の変更も必要であった。また、特開平8-227320号
公報や特開2000-005881号公報に示すように、作業座標
系で柔らかさ(バネ定数)を設定して空間内の方向別に
外力に対する順応性の大小を指定する方式では、位置偏
差が増大するとサーボモータの発生トルクが比例的に増
大するためストロークが大きな場合に対応できず、作業
座標系の力を関節座標系のトルクに対応させる演算関係
式は煩雑で演算負荷が大きく、実時間での制御が難しい
などの問題点を有している。そこで本発明は、センサな
どを用いることなくワーク変更時にも対応できる汎用性
があり、センサなどを用いていないので安価であり、ス
トロークの大きな変位にも対応でき、しかも単純な演算
で作業座標系の特定の方向に柔軟に動作でき、特定の方
向以外の方向には高い軌跡精度で動作可能な作業座標系
の柔軟制御を行うことを目的とする。
[Patent Document 1] Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-31
The method shown in Japanese Patent No. 4347 lacks versatility because it is necessary to remake the device itself according to the work when the work is changed, and the direction of the acting force is known in advance and the contraction direction of the spring is adjusted. There was a need. In addition, JP 2000-0
As described in Japanese Patent No. 61645 and Japanese Patent Laid-Open No. 2000-042752, a method in which a force sensor or a load cell is added to acquire sensor information has a problem of increased cost. Further, as shown in Japanese Patent Laid-Open No. 9-314351, the method using the distance sensor cannot cope with the positional deviation other than the direction of the distance sensor, and when changing the work, it is necessary to change the peripheral device such as the template. there were. Further, as shown in Japanese Patent Laid-Open No. 8-227320 and Japanese Patent Laid-Open No. 2000-005881, the flexibility (spring constant) is set in the working coordinate system to specify the degree of adaptability to external force for each direction in space. With this method, when the position deviation increases, the torque generated by the servomotor increases proportionally, so it cannot handle large strokes, and the calculation of the relational expression that makes the force in the work coordinate system correspond to the torque in the joint coordinate system is complicated. There is a problem that the load is heavy and it is difficult to control in real time. Therefore, the present invention has general versatility that can be used even when changing a workpiece without using a sensor or the like, and is inexpensive because it does not use a sensor or the like, can cope with a large stroke displacement, and has a work coordinate system with a simple calculation. It is an object of the present invention to perform flexible control of a work coordinate system that can be flexibly operated in a specific direction and that can be operated with high trajectory accuracy in a direction other than the specific direction.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の請求項1記載のロボット制御装置は、関節
指令に基づいて、位置・速度の状態フィードバックを施
し各関節を駆動するロボットの制御装置において、ロボ
ットの関節座標系に関する第1の関節角度を計測する角
度計測器と、前記第1の関節角度を作業座標系の位置デ
ータに変換する第1の順変換手段と、前記関節指令を作
業座標系の位置指令データに変換する第2の順変換手段
と、前記作業座標系の位置データから前記作業座標系の
位置指令データを減算し作業座標系の位置偏差データを
演算する第1の減算手段と、前記作業座標系の位置偏差
データを補正する偏差補正手段と、前記偏差補正手段で
演算された位置偏差データと前記作業座標系の位置指令
データを加算して第2の作業座標系の位置データを演算
する加算手段と、前記第2の作業座標系の位置データか
ら関節座標系の第2の関節角度を演算する逆変換手段と
を有し、前記第2の関節角度を前記状態フィードバック
に用いる。請求項1記載のロボットの制御装置によれ
ば、ハンドリング作業時にワークの位置ズレなどで外部
からロボットに力が作用する際に、角度計測器によって
求められた関節角度と関節指令をそれぞれ順変換手段に
より順変換し、減算手段により減算することで、外力に
よって発生する作業座標系における位置及び姿勢偏差を
求め、作業座標系で柔軟に設定する軸(以降は柔軟設定
軸)方向については、作業座標系における位置及び姿勢
偏差を偏差補正手段により小さい値に補正し、加算手段
により制限された偏差を作業座標系の位置指令と姿勢指
令に加算して第2の位置フィードバック値と姿勢フィー
ドバック値を作成し、逆変換手段により第2の位置フィ
ードバックと姿勢フィードバックを関節角度に逆変換し
て、求められた関節角度を位置の状態フィードバックに
用いることで、各関節角度が全く更新されない又は十分
に更新されずに、外力が作用しても位置ズレが小さいか
無い状態になるため、柔軟設定軸方向にのみ位置ズレを
許容して外部からの作用力を吸収することが可能とな
る。同様に、作業座標系で柔軟に設定しない軸(以降は
非柔軟設定軸)方向については、作業座標系における位
置及び姿勢偏差を偏差補正手段により制限しないで、加
算手段により前記位置及び姿勢偏差を作業座標系の位置
指令と姿勢指令に加算して第2の位置フィードバックと
姿勢フィードバックを作成し、逆変換手段により第2の
位置フィードバックと姿勢フィードバックを関節角度に
逆変換して、位置の状態フィードバックに用いること
で、各関節角度が通常の位置制御系と同様に更新される
ため、従来通りの高い軌跡精度で動作が可能になる。
In order to solve the above-mentioned problems, a robot controller according to a first aspect of the present invention provides a robot for driving each joint by providing position / speed state feedback based on a joint command. In the control device, an angle measuring device for measuring a first joint angle with respect to the joint coordinate system of the robot, a first forward conversion means for converting the first joint angle into position data of the working coordinate system, and the joint command. To a work coordinate system position command data, and a first forward conversion means for calculating the work coordinate system position deviation data by subtracting the work coordinate system position command data from the work coordinate system position data. The subtraction means, the deviation correction means for correcting the position deviation data of the working coordinate system, the position deviation data calculated by the deviation correcting means, and the position command data of the working coordinate system are added. The second joint angle has an adding means for calculating position data of the work coordinate system and an inverse transforming means for calculating a second joint angle of the joint coordinate system from the position data of the second work coordinate system. Is used for the state feedback. According to the robot control device of claim 1, when the force is applied from the outside to the robot due to the positional deviation of the work during the handling work, the joint angle and the joint command obtained by the angle measuring device are respectively forward-converted. The position and orientation deviation in the work coordinate system generated by the external force is obtained by performing the forward conversion with the subtracting means, and the work coordinate is flexibly set in the work coordinate system (hereinafter, the flexible setting axis). The position and orientation deviation in the system is corrected to a smaller value by the deviation correcting means, and the deviation limited by the adding means is added to the position command and the attitude command of the working coordinate system to create the second position feedback value and the attitude feedback value. Then, the inverse transformation means inversely transforms the second position feedback and the posture feedback into the joint angle, and the obtained joint angle is converted into the position. By using it for state feedback, each joint angle is not updated at all or not fully updated, and the position deviation is small or no even if external force acts, so position deviation is allowed only in the flexible setting axis direction. It becomes possible to absorb the external force. Similarly, for an axis that is not flexibly set in the work coordinate system (hereinafter referred to as a non-flexible setting axis), the position and posture deviation in the work coordinate system is not limited by the deviation correction means, and the position and posture deviation is added by the addition means. A second position feedback and a posture feedback are created by adding them to the position command and the posture command of the work coordinate system, and the second position feedback and the posture feedback are inversely converted into the joint angle by the inverse conversion means, and the position state feedback is performed. , The joint angles are updated in the same manner as in a normal position control system, so that it is possible to operate with high trajectory accuracy as before.

【0006】また、本発明の請求項2記載のロボット制
御装置は、前記第2の関節角度を位置または速度、ある
いはそれらの両方を前記状態フィードバックに用いる。
請求項2記載のロボットの制御装置によれば、柔軟設定
軸方向についてのみ前記第2の関節角度を微分したもの
を速度の状態フィードバックに用いることで、柔軟設定
方向に位置ズレが発生した場合でも速度積分項の柔軟設
定軸方向に関する成分が小さくなるため、柔軟軸方向に
位置ズレが発生した場合でも速度積分項により大きなト
ルクの発生を抑制することができる。
According to a second aspect of the robot controller of the present invention, the second joint angle is used for the position feedback or the velocity, or both of them for the status feedback.
According to the robot control device of the second aspect, by using the differential of the second joint angle only in the soft setting axis direction for speed state feedback, even when a position deviation occurs in the soft setting direction. Since the component of the velocity integral term in the flexible setting axis direction becomes small, it is possible to suppress the generation of a large torque by the velocity integral term even when the positional deviation occurs in the flexible axis direction.

【0007】また、請求項3記載のロボットの制御装置
は、前記偏差補正手段は、前記作業座標系の位置偏差デ
ータを敷居値に制限する手段、または、前記作業座標系
の位置偏差データにゲインを乗算する手段、あるいは、
それらを組み合わせた手段である。請求項3記載のロボ
ットの制御装置によれば、請求項1記載と同様に、ハン
ドリング作業時にワークの位置ズレなどで外部からロボ
ットに力が作用する際に、角度計測器によって求められ
た関節角度と関節指令をそれぞれ順変換手段により順変
換し、減算手段により減算することで、外力によって発
生する作業座標系における位置及び姿勢偏差を求め、作
業座標系で柔軟に設定する軸(以降は柔軟設定軸)方向
については、作業座標系における位置及び姿勢偏差を偏
差補正手段により予め設定された1よりも十分に小さい
ゲインを乗算し、加算手段によりゲイン乗算された偏差
を作業座標系の位置指令と姿勢指令に加算して第2の位
置フィードバックと姿勢フィードバックを作成し、逆変
換手段により第2の位置フィードバックと姿勢フィード
バックを関節角度に逆変換して、求められた関節角度を
位置の状態フィードバックに用いることで、各関節角度
が全く更新されない又は十分に更新されずに、外力が作
用しても位置ズレが小さいか無い状態になるため、柔軟
設定軸方向にのみ位置ズレを許容して外部からの作用力
を吸収することが可能となる。同様に、作業座標系で柔
軟に設定しない軸(以降は非柔軟設定軸)方向について
は、作業座標系における位置及び姿勢偏差を偏差補正手
段により乗算しないで、加算手段により前記位置及び姿
勢偏差を作業座標系の位置指令と姿勢指令に加算して第
2の位置フィードバックと姿勢フィードバックを作成
し、逆変換手段により第2の位置フィードバックと姿勢
フィードバックを関節角度に逆変換して、位置の状態フ
ィードバックに用いることで、各関節角度が通常の位置
制御系と同様に更新されるため、従来通りの高い軌跡精
度で動作が可能になる。
In the robot controller according to a third aspect of the present invention, the deviation correction means limits the positional deviation data of the working coordinate system to a threshold value, or gains the positional deviation data of the working coordinate system with a gain. Means to multiply by, or
It is a means of combining them. According to the robot control device of the third aspect, similarly to the first aspect, the joint angle obtained by the angle measuring device when the force is applied from the outside to the robot due to the positional deviation of the work during the handling work. And the joint command are respectively forward-converted by the forward-conversion means and subtracted by the subtraction means to obtain the position and posture deviation in the work coordinate system generated by the external force, and the axis is set flexibly in the work coordinate system (hereinafter, flexible setting). For the (axis) direction, the position and orientation deviations in the working coordinate system are multiplied by a gain that is sufficiently smaller than 1 preset by the deviation correcting means, and the deviation multiplied by the gains by the adding means is used as the position command of the working coordinate system. The second position feedback and the attitude feedback are created by adding to the attitude command, and the second position feedback and the attitude feedback are generated by the inverse conversion means. By inversely converting the back to a joint angle and using the obtained joint angle for position state feedback, each joint angle is not updated at all or is not sufficiently updated, and the positional deviation is small even if an external force acts. Since there is no such state, it is possible to allow the positional deviation only in the direction of the soft setting axis and absorb the acting force from the outside. Similarly, for the direction of the axis that is not flexibly set in the work coordinate system (hereinafter referred to as the non-flexible setting axis), the position and attitude deviation in the work coordinate system is not multiplied by the deviation correcting means, but the position and attitude deviation is calculated by the adding means. A second position feedback and a posture feedback are created by adding them to the position command and the posture command of the work coordinate system, and the second position feedback and the posture feedback are inversely converted into the joint angle by the inverse conversion means, and the position state feedback is performed. , The joint angles are updated in the same manner as in a normal position control system, so that it is possible to operate with high trajectory accuracy as before.

【0008】また、請求項4記載のロボット制御装置
は、前記角度計測器からの関節角度を元に、前記ロボッ
トの各関節に作用する重力トルクを算出する重力トルク
算出手段と、前記重力トルクをモータの制御系に補償す
る重力補償演算手段を有する。請求項4記載のロボット
の制御装置によれば、重力成分を別途補償することで、
各関節座標系の速度積分項に積分される値を小さく押さ
えることができるので、柔軟軸方向に位置ズレが発生し
た場合でも速度積分項により大きなトルクが発生するこ
とを抑制することができる。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a robot control device, wherein a gravity torque calculating means for calculating a gravity torque acting on each joint of the robot based on the joint angle from the angle measuring device, and the gravity torque. It has a gravity compensation calculation means for compensating the control system of the motor. According to the robot control device of claim 4, by separately compensating for the gravity component,
Since the value integrated in the velocity integral term of each joint coordinate system can be kept small, it is possible to suppress the generation of a large torque due to the velocity integral term even when a positional deviation occurs in the flexible axis direction.

【0009】また、請求項5記載のロボット制御装置
は、関節指令に基づいて、位置・速度の状態フィードバ
ックを施し各関節を駆動するロボットの制御装置におい
て、ロボットの関節座標系に関する第1の関節角度を計
測し、前記第1の関節角度をもとに作業座標系の位置デ
ータを算出し、関節指令をもとに作業座標系の位置指令
データを算出し、前記位置データと前記位置指令データ
から位置偏差データを算出し、前記位置偏差データを補
正した位置偏差補正データを算出し、前記位置偏差補正
データと前記位置指令データから第2の関節角度を算出
し、第2の関節角度を前記状態フィードバックに用い
る。請求項5記載のロボットの制御装置によれば、ハン
ドリング作業時にワークの位置ズレなどで外部からロボ
ットに力が作用する際に、角度計測器によって求められ
た関節角度と関節指令をそれぞれ順変換手段により順変
換し、減算手段により減算することで、外力によって発
生する作業座標系における位置及び姿勢偏差を求め、作
業座標系で柔軟に設定する軸(以降は柔軟設定軸)方向
については、作業座標系における位置及び姿勢偏差を偏
差補正手段により小さい値に補正し、加算手段により制
限された偏差を作業座標系の位置指令と姿勢指令に加算
して第2の位置フィードバック値と姿勢フィードバック
値を作成し、逆変換手段により第2の位置フィードバッ
クと姿勢フィードバックを関節角度に逆変換して、求め
られた関節角度を位置の状態フィードバックに用いるこ
とで、各関節角度が全く更新されない又は十分に更新さ
れずに、外力が作用しても位置ズレが小さいか無い状態
になるため、柔軟設定軸方向にのみ位置ズレを許容して
外部からの作用力を吸収することが可能となる。同様
に、作業座標系で柔軟に設定しない軸(以降は非柔軟設
定軸)方向については、作業座標系における位置及び姿
勢偏差を偏差補正手段により制限しないで、加算手段に
より前記位置及び姿勢偏差を作業座標系の位置指令と姿
勢指令に加算して第2の位置フィードバックと姿勢フィ
ードバックを作成し、逆変換手段により第2の位置フィ
ードバックと姿勢フィードバックを関節角度に逆変換し
て、位置の状態フィードバックに用いることで、各関節
角度が通常の位置制御系と同様に更新されるため、従来
通りの高い軌跡精度で動作が可能になる。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a robot control device for driving each joint by performing position feedback of a position / speed on the basis of a joint command, wherein the first joint relating to the joint coordinate system of the robot. The angle is measured, the position data of the working coordinate system is calculated based on the first joint angle, the position command data of the working coordinate system is calculated based on the joint command, and the position data and the position command data are calculated. Position deviation data is calculated, position deviation correction data obtained by correcting the position deviation data is calculated, and a second joint angle is calculated from the position deviation correction data and the position command data. Used for status feedback. According to the robot control device of the fifth aspect, when the force is applied from the outside to the robot due to the positional deviation of the work during the handling work, the joint angle and the joint command obtained by the angle measuring device are respectively forward-converted. The position and orientation deviation in the work coordinate system generated by the external force is obtained by performing the forward conversion with the subtracting means, and the work coordinate is flexibly set in the work coordinate system (hereinafter, the flexible setting axis). The position and orientation deviation in the system is corrected to a smaller value by the deviation correcting means, and the deviation limited by the adding means is added to the position command and the attitude command of the working coordinate system to create the second position feedback value and the attitude feedback value. Then, the inverse transformation means inversely transforms the second position feedback and the posture feedback into the joint angle, and the obtained joint angle is converted into the position. By using it for state feedback, each joint angle is not updated at all or not fully updated, and the position deviation is small or no even if external force acts, so position deviation is allowed only in the flexible setting axis direction. It becomes possible to absorb the external force. Similarly, for an axis that is not flexibly set in the work coordinate system (hereinafter referred to as a non-flexible setting axis), the position and posture deviation in the work coordinate system is not limited by the deviation correction means, and the position and posture deviation is added by the addition means. A second position feedback and a posture feedback are created by adding them to the position command and the posture command of the work coordinate system, and the second position feedback and the posture feedback are inversely converted into the joint angle by the inverse conversion means, and the position state feedback is performed. , The joint angles are updated in the same manner as in a normal position control system, so that it is possible to operate with high trajectory accuracy as before.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】図6の従来例に示すように、通常
の関節座標系での位置速度制御状態では位置制御ループ
および速度制御ループの作用により、外部より作用する
力に対して作業座標系上において特定の方向にのみ先端
の作業位置が柔軟に倣う動作を行い難い。これは関節軸
毎の減速比やゲインの大きさ、ロボットの姿勢によって
いる。そこで、作業座標系の特定方向(非柔軟設定軸方
向)の位置偏差成分のみを位置の状態フィードバックの
制御に用い、柔軟設定軸方向の位置偏差成分を十分に更
新しないことで、柔軟設定軸方向には位置ズレ可能で非
柔軟設定軸方向には高精度に軌跡を保った動作が可能に
なる。以下、本発明の第1の具体的実施例を図1に示し
て、n自由度のロボットに適用した例を説明する(n≧
3)。まず、通常の関節座標系での位置速度制御系に本
発明の柔軟制御を適用した制御ブロック線図を表してい
る。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION As shown in the conventional example of FIG. 6, in a position / speed control state in a normal joint coordinate system, work coordinates are applied to a force externally applied by the action of the position control loop and the speed control loop. It is difficult to flexibly follow the working position of the tip only in a specific direction on the system. This depends on the reduction ratio of each joint axis, the magnitude of gain, and the posture of the robot. Therefore, by using only the position deviation component in a specific direction (non-flexible setting axis direction) of the work coordinate system for controlling the position state feedback, and not updating the position deviation component in the flexible setting axis direction sufficiently, It is possible to shift the position, and it is possible to perform an operation that keeps the trajectory with high accuracy in the non-flexible set axis direction. A first specific example of the present invention will be described below with reference to FIG. 1, and an example applied to a robot having n degrees of freedom will be described (n ≧
3). First, a control block diagram in which the flexible control of the present invention is applied to a position / speed control system in a normal joint coordinate system is shown.

【0011】(1)順変換 請求項1に記載するように、関節座標系における位置と
速度の状態フィードバック系において、角度計測器1に
より求められた第1の関節角度を第1の順変換手段2によ
り作業座標系の位置データに変換する。作業座標系と
は、直交する3軸で構成された3次元の座標系であり、
位置データとは、位置と姿勢からなるデータである。こ
こで、変換手段は、一般的に順運動学と呼ばれているロ
ボットの各関節軸の角度からロボットの手先位置を求め
る演算式である。関節座標系の第1の関節角度を θfb=θFB1〜θFBn …(1) ここで、 θfb:関節座標系の関節角度ベクトル θFBn:n軸目の関節角度 と置く。作業座標系の位置フィードバックと姿勢フィー
ドバックを Xfb=XFB,YFB,ZFB,αFB,βFB,γFB …(2) ここで、 Xfb:作業座標系の位置姿勢フィードバックベクトル XFB:作業座標系のX軸位置フィードバック αFB:作業座標系のX軸周りの姿勢フィードバック と置くと、 Xfb=F(θfb) …(3) ここで、 F:順変換式 となる。
(1) Forward conversion As described in claim 1, in the position feedback system of position and velocity in the joint coordinate system, the first joint angle obtained by the angle measuring device 1 is converted into the first forward conversion means. Convert to position data in the work coordinate system by 2. The working coordinate system is a three-dimensional coordinate system composed of three orthogonal axes,
The position data is data including a position and a posture. Here, the conversion means is an arithmetic expression generally called forward kinematics for obtaining the hand position of the robot from the angle of each joint axis of the robot. The first joint angle of the joint coordinate system is θfb = θFB1 to θFBn (1) where θfb is the joint angle vector of the joint coordinate system θFBn is the joint angle of the nth axis. Xfb = XFB, YFB, ZFB, αFB, βFB, γFB (2) where Xfb is the position / orientation feedback vector of the work coordinate system XFB: X-axis position feedback of the work coordinate system αFB: Putting it as attitude feedback around the X axis of the work coordinate system, Xfb = F (θfb) (3) where F: forward conversion formula.

【0012】同様に、ロボットの関節指令を第2の順変
換手段3により、作業座標系の位置指令と姿勢指令を求
める。関節座標系の関節指令を θref=θREF1〜θREFn …(4) ここで、 θref:関節座標系の関節指令ベクトル θREFn:n軸目の関節指令 と置く。作業座標系の位置指令と姿勢指令を Xref=XREF,YREF,ZREF,αREF,βREF,γREF …( 5) ここで、 Xref:作業座標系の位置姿勢指令ベクトル XREF:作業座標系のX軸位置指令 αREF:作業座標系のX軸周りの姿勢指令 と置くと、 Xref=F(θref) …(6) ここで、 F:順変換式 となる。
Similarly, the joint command of the robot is obtained by the second forward conversion means 3 into a position command and a posture command of the work coordinate system. Θref = θREF1 to θREFn (4) where θref is a joint command vector in the joint coordinate system θREFn is a joint command for the nth axis. Xref = XREF, YREF, ZREF, αREF, βREF, γREF (5) where Xref: position / orientation command vector of work coordinate system XREF: X-axis position command of work coordinate system αREF: Putting it as a posture command around the X axis of the working coordinate system, Xref = F (θref) (6) where F: forward conversion formula.

【0013】(2)減算手段 次に、減算手段4により前記作業座標系の位置フィード
バックと姿勢フィードバックから位置指令と姿勢指令を
減算して、作業座標系の位置偏差及び姿勢偏差ΔXを演
算する。 ΔX=Xfb―Xref …(7)
(2) Subtracting means Next, the subtracting means 4 subtracts the position command and the attitude command from the position feedback and the attitude feedback of the working coordinate system to calculate the position deviation and the attitude deviation ΔX of the working coordinate system. ΔX = Xfb-Xref (7)

【0014】(3)偏差補正手段 柔軟設定軸方向については、偏差補正手段5により作業
座標系の位置偏差及び姿勢偏差ΔXを予め設定された敷
居値、例えば0又は通常よりも小さく設定された値で制
限する。非柔軟設定軸方向については、偏差補正手段に
より作業座標系の位置偏差及び姿勢偏差ΔXの制限を行
わない、又は通常の値で制限する。制限後の位置偏差及
び姿勢偏差はΔXLIMITで表す。
(3) Deviation correction means With respect to the flexible setting axis direction, the deviation correction means 5 sets the position deviation and the attitude deviation ΔX of the working coordinate system to a preset threshold value, for example, a value set to 0 or a value smaller than usual. Limit with. With respect to the non-flexible set axis direction, the deviation correction means does not limit the position deviation and the attitude deviation ΔX of the work coordinate system, or limits them with normal values. The position deviation and the attitude deviation after the limitation are represented by ΔXLLIMIT.

【0015】(4)加算手段 偏差補正手段後の位置偏差及び姿勢偏差ΔXLIMIT
は、加算手段6により作業座標系の位置指令と姿勢指令
Xrefに加算されて作業座標系の第2の位置フィードバ
ックと姿勢フィードバックである(8)式のXfb2とな
る。 Xfb2=ΔXLIMIT+Xref …(8)
(4) Position deviation and posture deviation ΔXLLIMIT after addition means deviation correction means
Is added to the position command and attitude command Xref of the work coordinate system by the adding means 6 to become Xfb2 in the expression (8) which is the second position feedback and attitude feedback of the work coordinate system. Xfb2 = ΔXLLIMIT + Xref (8)

【0016】(5)逆変換手段 逆変換手段7により第2の位置フィードバックと姿勢フ
ィードバックを関節角度に逆変換して、求められた関節
角度θfb2を位置の状態フィードバックに用いる。関節
座標系の第2の関節角度を θfb2=θFB21〜θFB2n …(9) ここで、 θfb2:関節座標系の第2の関節角度ベクトル θFB2n:n軸目の第2の関節角度 θfb2=B(Xfb2) …(10) ここで、 B:逆変換式 となる。求められた関節座標系の第2の関節角度を位置
の状態フィードバックに用いて位置制御を行うことで、
非柔軟設定軸方向の位置偏差成分のみを位置の状態フィ
ードバックの制御に用い、柔軟設定軸方向の位置偏差成
分を十分に更新しないことで、柔軟設定軸方向には位置
ズレ可能で、非柔軟設定軸方向には高精度に軌跡を保っ
た動作が可能になる。
(5) Inverse transforming means The inverse transforming means 7 inversely transforms the second position feedback and posture feedback into joint angles, and the joint angles θfb2 thus obtained are used for position state feedback. The second joint angle of the joint coordinate system is θfb2 = θFB21 to θFB2n (9) where θfb2: second joint angle vector θFB2n of the joint coordinate system θfb2 = B (Xfb2 ) ... (10) Here, it becomes B: Inverse conversion type. By performing the position control by using the obtained second joint angle of the joint coordinate system for the state feedback of the position,
Non-flexible setting Only the position deviation component in the axial direction is used for position feedback control, and the position deviation component in the flexible setting axis direction is not updated sufficiently. It is possible to perform an operation that keeps the locus with high accuracy in the axial direction.

【0017】実際のロボットに本制御を用いた例を図5
の作用を表す模式図を用いて説明する。本例では説明を
簡潔にするため2軸の水平多関節型ロボットを用いる
が、3軸以上の垂直多関節ロボットでも同様である。図
5(a)に示すように、ロボット先端に外力Fが作用す
る場合を考える。この時、作業座標系のY軸方向を柔軟
設定軸方向に、X軸方向を非柔軟設定軸方向に設定す
る。通常はロボットの位置指令と位置フィードバックは
同一の値である。しかし、ロボットは外力Fにより、図
5(b)の実線に示す位置に動き、微小ではあるが位置
指令と位置フィードバックにズレΔXとΔYが発生す
る。ここで、位置と速度の高ループゲインの作用により
通常は元の位置(点線に示す位置)に戻ろうとするが、
Y軸方向には偏差補正手段5の制限が働き、例えば制限
の敷居値が0の場合には、ΔYは0になり、Y軸方向に
は位置指令と位置フィードバックのズレはΔY=0とな
る。X軸方向には偏差補正手段5の制限が働かないの
で、ΔXは0にならず、X軸方向には位置指令と位置フ
ィードバックのズレはΔXのままとなる。よって、求め
られたΔXとΔYを加算手段6により位置指令に加算
し、逆変換手段7により関節座標系の第2の関節角度を
求め、位置の状態フィードバックに用いて位置制御を行
うことで、図5(c)の実線で示すように、X軸方向に
は位置制御が働くためロボットの先端は元の値に戻り、
Y軸方向には位置制御が働かないためロボットの先端は
元の値に戻らない。つまり、外力Fが働いても、Y軸方
向には位置ズレするが、X軸方向には位置ズレせずに軌
跡を保つことが可能である。
An example of using this control for an actual robot is shown in FIG.
The operation will be described with reference to a schematic diagram. In this example, a two-axis horizontal articulated robot is used for simplicity of description, but the same applies to a three-axis or more vertical articulated robot. Consider a case where an external force F acts on the tip of the robot as shown in FIG. At this time, the Y-axis direction of the work coordinate system is set to the flexible setting axis direction, and the X-axis direction is set to the non-flexible setting axis direction. Normally, the robot position command and the position feedback have the same value. However, the external force F causes the robot to move to the position shown by the solid line in FIG. 5 (b), which causes a slight deviation ΔX and ΔY in the position command and position feedback. At this point, the action of the high loop gain of the position and the velocity normally tries to return to the original position (the position shown by the dotted line),
The limit of the deviation correction means 5 works in the Y-axis direction. For example, when the threshold value of the limit is 0, ΔY becomes 0, and in the Y-axis direction, the deviation between the position command and the position feedback becomes ΔY = 0. . Since the limit of the deviation correcting means 5 does not work in the X-axis direction, ΔX does not become 0, and the deviation between the position command and the position feedback remains ΔX in the X-axis direction. Therefore, the obtained ΔX and ΔY are added to the position command by the addition unit 6, the second joint angle of the joint coordinate system is obtained by the inverse transformation unit 7, and the position control is performed by using the position feedback of the position. As shown by the solid line in FIG. 5 (c), since the position control works in the X-axis direction, the tip of the robot returns to the original value,
Since the position control does not work in the Y-axis direction, the tip of the robot does not return to the original value. That is, even if the external force F acts, the position is displaced in the Y-axis direction, but the locus can be maintained without being displaced in the X-axis direction.

【0018】次に、本発明の第2の具体的実施例を図2
に示して説明する。通常の関節座標系での位置速度制御
状態では速度制御ループの速度積分項の作用により、外
部より作用する力により位置ズレが発生すると、速度偏
差が大きくなり積分されて過大なトルクが発生してしま
う。そこで、本実施例は、請求項2に記載するように、
第1の具体的実施例について関節角度を微分することで
関節角速度を求めて、速度の状態フィードバックに用い
るものである。これによって、外部より作用する力によ
り位置ズレが発生しても、位置ズレを許容する方向には
位置ズレが0又は小さく制限されるので速度成分も相対
的に小さくなるため、速度積分項に貯まる値が小さくて
すみ、大きなトルクの発生を抑制することができる。こ
こで、非柔軟設定軸方向に関する速度積分項の成分は通
常の位置速度制御系と同じであるため、位置ズレせずに
軌跡精度を保つことが可能な制御系を構成できる。
Next, a second specific embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
Will be described. In the position / speed control state in a normal joint coordinate system, when the position deviation occurs due to the force acting from the outside due to the action of the velocity integration term of the velocity control loop, the velocity deviation increases and the torque is integrated and excessive torque is generated. I will end up. Therefore, in this embodiment, as described in claim 2,
In the first specific example, the joint angular velocity is obtained by differentiating the joint angle and is used for velocity state feedback. As a result, even if the position shift occurs due to the force applied from the outside, the position shift is limited to 0 or small in the direction in which the position shift is allowed, and the velocity component is relatively small, so that it is stored in the velocity integral term. The value can be small, and the generation of large torque can be suppressed. Here, since the component of the velocity integration term regarding the non-flexible set axis direction is the same as that of a normal position / velocity control system, it is possible to configure a control system capable of maintaining locus accuracy without displacement.

【0019】次に、本発明の第3の具体的実施例を図3
に示して説明する。本実施例は、請求項3に記載するよ
うに、第1の具体的実施例について偏差補正手段5(柔
軟設定軸方向については予め設定された敷居値で制限
し、非柔軟設定軸方向については制限を行わない手段)
の代わりに、ゲイン乗算を行う。これは作業座標系の柔
軟設定軸方向については位置偏差及び姿勢偏差ΔXに予
め設定された1よりも十分に小さいゲインを乗算し、非
柔軟設定軸方向については位置偏差及び姿勢偏差ΔXに
は1を乗算するか何も乗算しない手段を用いる。乗算後
の位置偏差及び姿勢偏差ΔXGAINに第1の具体的実
施例と同様に加算手段6を用い、作業座標系の第2の位
置フィードバックと姿勢フィードバックであるXfb2を
求める。 Xfb2=ΔXGAIN+Xref ・・・・(11)
Next, a third specific embodiment of the present invention is shown in FIG.
Will be described. In the present embodiment, as described in claim 3, the deviation correcting means 5 in the first specific embodiment (the flexible setting axial direction is limited by a preset threshold value, and the non-flexible setting axial direction is restricted). (Means without restrictions)
Instead of, perform gain multiplication. This is because the position deviation and the attitude deviation ΔX are multiplied by a gain which is sufficiently smaller than 1 which is set in advance for the flexible setting axis direction of the work coordinate system, and the position deviation and the attitude deviation ΔX are 1 for the non-flexible setting axis direction. A means for multiplying by or not multiplying by anything is used. The addition means 6 is used for the post-multiplication position deviation and attitude deviation ΔXGAIN as in the first specific example, and the second position feedback and attitude feedback Xfb2 of the working coordinate system are obtained. Xfb2 = ΔXGAIN + Xref ··· (11)

【0020】次に、逆変換手段7を用い、式(9)と
(10)により、関節座標系の第2の関節角度θfb2を
位置の状態フィードバックに用いる。これにより、求め
られた関節座標系の第2の関節角度を位置の状態フィー
ドバックに用いて位置制御を行うことで、非柔軟設定軸
方向の位置偏差成分のみを位置の状態フィードバックの
制御に用い、柔軟設定軸方向の位置偏差成分を十分に更
新しないことで、柔軟設定軸方向には位置ズレ可能で非
柔軟設定軸方向には高精度に軌跡を保った動作が可能に
なる。
Next, the inverse transformation means 7 is used, and the second joint angle θfb2 of the joint coordinate system is used for position state feedback according to the equations (9) and (10). As a result, by performing the position control by using the obtained second joint angle of the joint coordinate system for the position state feedback, only the position deviation component in the non-flexible set axis direction is used for the position state feedback control, By not sufficiently updating the position deviation component in the direction of the flexible setting axis, it is possible to perform a position shift in the direction of the flexible setting axis while maintaining a highly accurate trajectory in the direction of the non-flexible setting axis.

【0021】次に、本発明の第4の具体的実施例を図4
に示して説明する。本実施例は、請求項4に記載するよ
うに、第1の具体的実施例について、定常的に作用する
重力などの力を別途補償することで、重力の影響で鉛直
方向に位置ズレが発生することを抑えるものである。こ
の重力の演算の方法としては、例えば、ロボットの各リ
ンクの重量と重心位置と各関節角度から重力トルク算出
手段8により、重力補償用トルクを求めて、重力補償演
算手段9により速度積分値と速度比例値を加算して求め
たトルク指令に加算する方法がある。これにより、作業
座標系の柔軟設定軸方向と鉛直方向が同じ場合に、重力
成分のトルクが各関節座標系の速度積分項に積分される
のを抑えることができ、速度積分値自体を通常の位置速
度制御時よりも小さくし、位置ズレが発生した場合でも
速度積分項により大きなトルクが発生することを抑制す
ることができる。
Next, a fourth concrete embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
Will be described. In the present embodiment, as described in claim 4, by separately compensating for a force such as gravity that constantly acts on the first specific embodiment, a positional deviation occurs in the vertical direction due to the influence of gravity. It is something that suppresses doing. As a method for calculating this gravity, for example, the gravity torque calculating means 8 calculates the gravity compensation torque from the weight of each link of the robot, the position of the center of gravity, and each joint angle, and the gravity integral calculation means 9 calculates the velocity integral value and There is a method of adding to the torque command obtained by adding the speed proportional value. This makes it possible to prevent the torque of the gravity component from being integrated into the velocity integral term of each joint coordinate system when the flexible set axis direction of the work coordinate system is the same as the vertical direction, and the velocity integral value itself is It can be made smaller than that at the time of position / speed control, and it is possible to suppress generation of a large torque due to the speed integral term even when a position deviation occurs.

【0022】[0022]

【発明の効果】以上述べたように、請求項1記載のロボ
ットの制御装置によれば、ワークの位置ズレなどによる
外部からロボットに作用する力に対して、作業座標系で
柔軟に設定する軸(以降は柔軟設定軸)方向についての
み速度と角速度を制限した後で関節角度に変換して、そ
の積分値である関節角度を位置の状態フィードバックに
用いる。そのため、各関節角度の柔軟設定軸方向に関す
る成分についての位置が更新されないため、柔軟設定軸
方向にのみ位置ズレを許容して外部からの作用力を吸収
することが可能になる。また、各関節角度の柔軟設定軸
ではない方向に関する成分については位置が更新されな
いため、従来通りの高い軌跡精度で動作が可能となる。
請求項2記載のロボットの制御装置によれば、柔軟設定
軸方向についてのみ現在速度を変更した前記第2の関節
角速度を速度の状態フィードバックに用いることで、速
度積分項の柔軟設定軸方向に関する成分が小さくなるた
め、柔軟軸方向に位置ズレが発生した場合でも速度積分
項により大きなトルクの発生を抑制することができる。
請求項3記載のロボットの制御装置によれば、請求項1
記載と同様に、ワークの位置ズレなどによる外部からロ
ボットに作用する力に対して、作業座標系で柔軟に設定
する軸(以降は柔軟設定軸)方向についてのみ速度と角
速度を小さくゲイン乗算した後で関節角度に変換して、
その積分値である関節角度を位置の状態フィードバック
に用いる。そのため、各関節角度の柔軟設定軸方向に関
する成分についての位置が更新されないため、柔軟設定
軸方向にのみ位置ズレを許容して外部からの作用力を吸
収することが可能になる。また、各関節角度の柔軟設定
軸ではない方向に関する成分については位置が更新され
ないため、従来通りの高い軌跡精度で動作が可能とな
る。請求項4記載のロボットの制御装置によれば、重力
成分を別途補償することで、各関節座標系の速度積分項
に積分される値を小さく押さえることができるので、柔
軟軸方向に位置ズレが発生した場合でも速度積分項によ
り大きなトルクが発生することを抑制することができ
る。請求項5記載のロボットの制御装置によれば、ワー
クの位置ズレなどによる外部からロボットに作用する力
に対して、作業座標系で柔軟に設定する軸(以降は柔軟
設定軸)方向についてのみ速度と角速度を制限した後で
関節角度に変換して、その積分値である関節角度を位置
の状態フィードバックに用いる。そのため、各関節角度
の柔軟設定軸方向に関する成分についての位置が更新さ
れないため、柔軟設定軸方向にのみ位置ズレを許容して
外部からの作用力を吸収することが可能になる。また、
各関節角度の柔軟設定軸ではない方向に関する成分につ
いては位置が更新されないため、従来通りの高い軌跡精
度で動作が可能となる。
As described above, according to the robot control apparatus of the first aspect, the axis that is flexibly set in the working coordinate system with respect to the force exerted on the robot from the outside due to the positional deviation of the work or the like. The velocity and angular velocity are limited only in the (hereinafter, flexible setting axis) direction, and then converted into a joint angle, and the joint angle that is the integrated value is used for position state feedback. Therefore, since the positions of the components of the joint angles in the flexible setting axis direction are not updated, it is possible to allow the positional deviation only in the flexible setting axis direction and absorb the external force. Further, since the position of the component of each joint angle relating to the direction that is not the flexible setting axis is not updated, it is possible to operate with high trajectory accuracy as in the past.
According to the robot control device of claim 2, the component related to the flexible set axis direction of the velocity integral term is obtained by using the second joint angular velocity whose current speed is changed only in the flexible set axis direction for velocity state feedback. Is smaller, it is possible to suppress the generation of a large torque by the velocity integral term even when the positional deviation occurs in the flexible axis direction.
According to the robot control device of claim 3,
Similar to the description, after multiplying the velocity and angular velocity by a small gain only for the direction of the axis that is flexibly set in the work coordinate system (hereinafter, flexible setting axis) against the force that acts on the robot from the outside due to the work position deviation, etc. Convert to joint angle with
The joint angle, which is the integral value, is used for position state feedback. Therefore, since the positions of the components of the joint angles in the flexible setting axis direction are not updated, it is possible to allow the positional deviation only in the flexible setting axis direction and absorb the external force. Further, since the position of the component of each joint angle relating to the direction that is not the flexible setting axis is not updated, it is possible to operate with high trajectory accuracy as in the past. According to the robot control device of the fourth aspect, by separately compensating for the gravitational component, the value integrated in the velocity integral term of each joint coordinate system can be suppressed to a small value. Even if it occurs, it is possible to suppress the generation of a large torque due to the speed integral term. According to the robot control device of claim 5, the speed is only in the direction of the axis flexibly set in the work coordinate system (hereinafter, the soft setting axis) with respect to the force externally acting on the robot due to the position shift of the work. After the angular velocity is limited, it is converted into a joint angle, and the joint angle which is the integrated value is used for position state feedback. Therefore, since the positions of the components of the joint angles in the flexible setting axis direction are not updated, it is possible to allow the positional deviation only in the flexible setting axis direction and absorb the external force. Also,
Since the position of the component of each joint angle related to the direction that is not the flexible setting axis is not updated, it is possible to operate with high trajectory accuracy as in the past.

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

【図1】本発明の第1の具体的実施例FIG. 1 is a first specific example of the present invention.

【図2】本発明の第2の具体的実施例FIG. 2 is a second specific example of the present invention.

【図3】本発明の第3の具体的実施例FIG. 3 is a third specific example of the present invention.

【図4】本発明の第4の具体的実施例FIG. 4 is a fourth specific example of the present invention.

【図5】本発明の作用を表す模式図FIG. 5 is a schematic diagram showing the operation of the present invention.

【図6】従来の制御方式を示す図FIG. 6 is a diagram showing a conventional control method.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:角度計測器 2:第1の順変換手段 3:第2の順変換手段 4:減算手段 5:偏差補正手段 6:加算手段 7:逆変換手段 8:重力トルク算出手段 9:重力補償演算手段 1: Angle measuring device 2: First forward conversion means 3: Second forward conversion means 4: Subtraction means 5: Deviation correction means 6: Addition means 7: Inverse conversion means 8: Gravity torque calculation means 9: Gravity compensation calculation means

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】関節指令に基づいて、位置・速度の状態フ
ィードバックを施し各関節を駆動するロボットの制御装
置において、 ロボットの関節座標系に関する第1の関節角度を計測す
る角度計測器と、 前記第1の関節角度を作業座標系の位置データに変換す
る第1の順変換手段と、 前記関節指令を作業座標系の位置指令データに変換する
第2の順変換手段と、 前記作業座標系の位置データから前記作業座標系の位置
指令データを減算し作業座標系の位置偏差データを演算
する第1の減算手段と、 前記作業座標系の位置偏差データを補正する偏差補正手
段と、 前記偏差補正手段で演算された位置偏差データと前記作
業座標系の位置指令データを加算して第2の作業座標系
の位置データを演算する加算手段と、 前記第2の作業座標系の位置データから関節座標系の第
2の関節角度を演算する逆変換手段とを有し、 前記第2の関節角度を前記状態フィードバックに用いる
ことを特徴とするロボット制御装置。
1. A controller for a robot for driving each joint by performing position feedback of a position / velocity based on a joint command, and an angle measuring device for measuring a first joint angle with respect to a joint coordinate system of the robot, First forward conversion means for converting the first joint angle into position data of the working coordinate system; second forward conversion means for converting the joint command into position command data of the working coordinate system; First subtraction means for subtracting position command data of the working coordinate system from position data to calculate position deviation data of the working coordinate system; deviation correcting means for correcting position deviation data of the working coordinate system; Adding means for adding the position deviation data calculated by the means and the position command data of the working coordinate system to calculate the position data of the second working coordinate system; and the position data of the second working coordinate system. And a reverse conversion means for calculating a second joint angle Luo joint coordinate system, the robot control device characterized by using said second joint angle in the state feedback.
【請求項2】前記制御装置により前記第2の関節角度を
位置または速度、あるいはそれらの両方を前記状態フィ
ードバックに用いることを特徴とする請求項1記載のロ
ボット制御装置。
2. The robot controller according to claim 1, wherein the controller uses the second joint angle for position and / or velocity for the state feedback.
【請求項3】前記偏差補正手段は、前記作業座標系の位
置偏差データを敷居値に制限する手段、または、前記作
業座標系の位置偏差データにゲインを乗算する手段、あ
るいは、それらを組み合わせた手段であることを特徴と
する請求項1乃至2記載のロボット制御装置。
3. The deviation correcting means limits the positional deviation data of the working coordinate system to a threshold value, or means for multiplying the positional deviation data of the working coordinate system by a gain, or a combination thereof. The robot controller according to claim 1 or 2, which is means.
【請求項4】前記角度計測器からの関節角度を元に、前
記ロボットの各関節に作用する重力トルクを算出する重
力トルク算出手段と、 前記重力トルクをモータの制御系に補償する重力補償演
算手段を有することを特徴とする請求項1乃至3記載の
ロボット制御装置。
4. A gravity torque calculation means for calculating a gravity torque acting on each joint of the robot based on a joint angle from the angle measuring device, and a gravity compensation calculation for compensating the gravity torque to a control system of a motor. 4. The robot controller according to claim 1, further comprising means.
【請求項5】関節指令に基づいて、位置・速度の状態フ
ィードバックを施し各関節を駆動するロボットの制御装
置において、 ロボットの関節座標系に関する第1の関節角度を計測
し、 前記第1の関節角度をもとに作業座標系の位置データを
算出し、 関節指令をもとに作業座標系の位置指令データを算出
し、 前記位置データと前記位置指令データから位置偏差デー
タを算出し、 前記位置偏差データを補正した位置偏差補正データを算
出し、 前記位置偏差補正データと前記位置指令データから第2
の関節角度を算出し、 第2の関節角度を前記状態フィードバックに用いること
を特徴とするロボットの制御方法。
5. A robot controller for driving each joint by providing position / velocity state feedback on the basis of a joint command, measures a first joint angle with respect to the joint coordinate system of the robot, and determines the first joint. The position data of the working coordinate system is calculated based on the angle, the position command data of the working coordinate system is calculated based on the joint command, and the position deviation data is calculated from the position data and the position command data. The position deviation correction data is calculated by correcting the deviation data, and a second value is calculated from the position deviation correction data and the position command data.
A method for controlling a robot, characterized in that the joint angle is calculated, and the second joint angle is used for the state feedback.
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