JP3174352B2 - ロボットの加減速制御方法および装置 - Google Patents
ロボットの加減速制御方法および装置Info
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- JP3174352B2 JP3174352B2 JP10646091A JP10646091A JP3174352B2 JP 3174352 B2 JP3174352 B2 JP 3174352B2 JP 10646091 A JP10646091 A JP 10646091A JP 10646091 A JP10646091 A JP 10646091A JP 3174352 B2 JP3174352 B2 JP 3174352B2
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- robot
- deceleration
- arm
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-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Control Of Position Or Direction (AREA)
- Manipulator (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、自動組み立て、あるい
はパレタイジングを行なう産業用の関節型ロボットの制
御方法に関し、さらに詳しくは、アームの加減速度の制
御方法に関する。
はパレタイジングを行なう産業用の関節型ロボットの制
御方法に関し、さらに詳しくは、アームの加減速度の制
御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】産業用ロボットは、ワークあるいはツー
ルを、プログラムされたある位置から他の位置まで短時
間に移動させ、正確に位置決めすることを要求される。
そして、ロボットのアクチュエータの出し得る最大パワ
ーを十分に使うことが、短時間移動のために必要とな
る。関節型ロボットにおいては、一般にアクチュエータ
は関節モータであるが、関節モータにかかる負荷トルク
は、回転の加減速度を同一にしても、ロボットの姿勢や
ロボットにより搬送されるワーク等の物体の質量に左右
される。従って、回転の加減速度が、ロボットの姿勢や
搬送される物体の質量に応じて調節されなければ、常に
関節モータの出し得る最大のパワーを使い切ることがで
きない。
ルを、プログラムされたある位置から他の位置まで短時
間に移動させ、正確に位置決めすることを要求される。
そして、ロボットのアクチュエータの出し得る最大パワ
ーを十分に使うことが、短時間移動のために必要とな
る。関節型ロボットにおいては、一般にアクチュエータ
は関節モータであるが、関節モータにかかる負荷トルク
は、回転の加減速度を同一にしても、ロボットの姿勢や
ロボットにより搬送されるワーク等の物体の質量に左右
される。従って、回転の加減速度が、ロボットの姿勢や
搬送される物体の質量に応じて調節されなければ、常に
関節モータの出し得る最大のパワーを使い切ることがで
きない。
【０００３】そこで、特公平２−５５８０３号に示され
る方法は、ロボットハンドの全作業領域を複数の領域に
小分割し、ロボットハンドの始点が属する領域と、終点
が属する領域との組合せ毎に加減速度を設定しておき、
テーブルとして数値制御装置の記憶装置に記憶してお
く。そして、この所定の加減速度から指令曲線を数値制
御装置内で演算して、関節モータが所定の加減速度で動
くようにしている。
る方法は、ロボットハンドの全作業領域を複数の領域に
小分割し、ロボットハンドの始点が属する領域と、終点
が属する領域との組合せ毎に加減速度を設定しておき、
テーブルとして数値制御装置の記憶装置に記憶してお
く。そして、この所定の加減速度から指令曲線を数値制
御装置内で演算して、関節モータが所定の加減速度で動
くようにしている。
【０００４】あるいは、特開昭６３−２３８６０２号に
示される方法は、ロボットの動力学に基づく複雑な計算
式を使って、加速度を導出している。
示される方法は、ロボットの動力学に基づく複雑な計算
式を使って、加速度を導出している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来の技術における前
者の方法では、領域の分割数を大きくして、きめの細か
い加減速調節をするためには、記憶装置に膨大な容量が
必要となる。また、搬送質量が関節モータの負荷トルク
に与える影響が大きいロボットでは、搬送質量に応じた
テーブルを必要な数だけ用意し、選択して用いなければ
ならない。さらに、ロボットハンドの始点、終点が属す
る領域の判定が必要であり、領域の分け方によっては判
定処理が複雑となり、判定を簡単にしようとすれば領域
の分割法が制限される。つまり、きめの細かい加減速調
節が困難である。
者の方法では、領域の分割数を大きくして、きめの細か
い加減速調節をするためには、記憶装置に膨大な容量が
必要となる。また、搬送質量が関節モータの負荷トルク
に与える影響が大きいロボットでは、搬送質量に応じた
テーブルを必要な数だけ用意し、選択して用いなければ
ならない。さらに、ロボットハンドの始点、終点が属す
る領域の判定が必要であり、領域の分け方によっては判
定処理が複雑となり、判定を簡単にしようとすれば領域
の分割法が制限される。つまり、きめの細かい加減速調
節が困難である。
【０００６】一方、後者の方法では、動力学的な計算式
に基づいて関節モータの出し得る最大の加減速度を計算
するので、きめの細かい加減速調節ができるが、計算式
が複雑であり、計算に必要な時間だけロボットの動作が
遅くなる。あるいは、高性能な演算装置を必要とする。
に基づいて関節モータの出し得る最大の加減速度を計算
するので、きめの細かい加減速調節ができるが、計算式
が複雑であり、計算に必要な時間だけロボットの動作が
遅くなる。あるいは、高性能な演算装置を必要とする。
【０００７】このような課題を解決するために、本発明
の目的は、２本のアームを軸によって回動可能に連結
し、一方のアームが別の軸によって固定部に回動可能に
連結されて、２本のアームが水平面を移動するロボット
において、ロボットが搬送する質量とロボットの姿勢と
に関する簡単な計算式によって、加減速度を調節する方
法を提供することを目的とする。
の目的は、２本のアームを軸によって回動可能に連結
し、一方のアームが別の軸によって固定部に回動可能に
連結されて、２本のアームが水平面を移動するロボット
において、ロボットが搬送する質量とロボットの姿勢と
に関する簡単な計算式によって、加減速度を調節する方
法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成させるた
めに、本発明は、ロボットの搬送質量を検知するセン
サ、またはオペレータが搬送質量データを設定する手段
を設けるとともに、これらの手段から認識される搬送質
量とロボット自身の姿勢情報から、動作プログラム中に
設定されている加減速度を修正する比率を演算する手段
を設け、これにより修正された加減速度で動作させるよ
うにしたものである。
めに、本発明は、ロボットの搬送質量を検知するセン
サ、またはオペレータが搬送質量データを設定する手段
を設けるとともに、これらの手段から認識される搬送質
量とロボット自身の姿勢情報から、動作プログラム中に
設定されている加減速度を修正する比率を演算する手段
を設け、これにより修正された加減速度で動作させるよ
うにしたものである。
【００９】修正する比率を演算する手段は、搬送質量ｍ
と２本のアームのなす角θ2 （図４）を含む次式を計算
して、修正比率ｒを求める。 ｒ＝（ａ＋ｂ×ｍ）＋（ｃ＋ｄ×ｍ）×θ2 2 ここで、ａ、ｂ、ｃ、ｄは、ロボットの特性を反映した
パラメータである。
と２本のアームのなす角θ2 （図４）を含む次式を計算
して、修正比率ｒを求める。 ｒ＝（ａ＋ｂ×ｍ）＋（ｃ＋ｄ×ｍ）×θ2 2 ここで、ａ、ｂ、ｃ、ｄは、ロボットの特性を反映した
パラメータである。
【００１０】
【実施例】以下、本発明による一実施例を図面を基に説
明する。図１は、本発明を実施したロボットを横から見
た図である。ロボットはいわゆるスカラ型で、アーム６
の一端が固定部２に垂直な軸によって回動可能に連結さ
れ、固定部２には、アーム６を駆動するサーボモータ４
が内蔵してある。アーム６の他端にはアーム１０の一端
が垂直な軸によって回動可能に連結され、アーム６に
は、アーム１０を駆動するサーボモータ８が取り付けら
れている。アーム１０の他端には、図示しない駆動系に
よって垂直に上下させることができるようにボールネジ
１４が取り付けてある。ボールネジ１４の下端には力セ
ンサ１６が取り付けられ、その下にハンド１８が取り付
けてある。ハンド１８は、搬送するワーク２０を把持す
る。
明する。図１は、本発明を実施したロボットを横から見
た図である。ロボットはいわゆるスカラ型で、アーム６
の一端が固定部２に垂直な軸によって回動可能に連結さ
れ、固定部２には、アーム６を駆動するサーボモータ４
が内蔵してある。アーム６の他端にはアーム１０の一端
が垂直な軸によって回動可能に連結され、アーム６に
は、アーム１０を駆動するサーボモータ８が取り付けら
れている。アーム１０の他端には、図示しない駆動系に
よって垂直に上下させることができるようにボールネジ
１４が取り付けてある。ボールネジ１４の下端には力セ
ンサ１６が取り付けられ、その下にハンド１８が取り付
けてある。ハンド１８は、搬送するワーク２０を把持す
る。
【００１１】図２は、力センサ１６の詳細図である。板
６８の側面の中央に、前記のボールネジ１４に取り付け
るための取り付け板６２が固定されている。板６８に
は、ガイドブッシュ７２、７４が固定され、前記のハン
ド１８を取り付けるための取り付け板５２に垂直に立て
られたガイドピン５４、５６が、それぞれ挿入されてい
る。これにより、取り付け板５２と取り付け板６２は、
ガイドピンに沿った直線的な相対運動をするように拘束
される。さらに、取り付け板５２には、ピン７６、７８
が垂直に立てられ、これらのピンは板６８に設けられた
穴を通って、板６８から突き出ている。ピン７６、７８
には、それぞれ先端に止め板５８、６０が取り付けてあ
る。止め板５８と板６８の間にばね８４が、板６８と取
り付け板５２の間にばね８０が、それぞれ圧縮された状
態でピン７６にはめてある。同様に止め板６０と板６８
の間にばね８６が、板６８と取り付け板５２の間にばね
８２が、それぞれ圧縮された状態でピン７８にはめてあ
る。板６８の中央に非接触変位センサ６６が、板６８と
板５２の相対変位ｘを計測するように取り付けられてい
る。
６８の側面の中央に、前記のボールネジ１４に取り付け
るための取り付け板６２が固定されている。板６８に
は、ガイドブッシュ７２、７４が固定され、前記のハン
ド１８を取り付けるための取り付け板５２に垂直に立て
られたガイドピン５４、５６が、それぞれ挿入されてい
る。これにより、取り付け板５２と取り付け板６２は、
ガイドピンに沿った直線的な相対運動をするように拘束
される。さらに、取り付け板５２には、ピン７６、７８
が垂直に立てられ、これらのピンは板６８に設けられた
穴を通って、板６８から突き出ている。ピン７６、７８
には、それぞれ先端に止め板５８、６０が取り付けてあ
る。止め板５８と板６８の間にばね８４が、板６８と取
り付け板５２の間にばね８０が、それぞれ圧縮された状
態でピン７６にはめてある。同様に止め板６０と板６８
の間にばね８６が、板６８と取り付け板５２の間にばね
８２が、それぞれ圧縮された状態でピン７８にはめてあ
る。板６８の中央に非接触変位センサ６６が、板６８と
板５２の相対変位ｘを計測するように取り付けられてい
る。
【００１２】取り付け板６２と取り付け板５２の間に相
対運動が起こると、ばね７６、７８、８４、８６が伸び
縮みし、非接触変位センサ６６によって相対変位が計測
され、これにばね定数を掛けることにより取り付け板５
２にかかる力が計算できる。従って、図１において、ハ
ンド１８、ワーク２０にかかる重力が計測でき、ロボッ
トが搬送する質量ｍが分かる。
対運動が起こると、ばね７６、７８、８４、８６が伸び
縮みし、非接触変位センサ６６によって相対変位が計測
され、これにばね定数を掛けることにより取り付け板５
２にかかる力が計算できる。従って、図１において、ハ
ンド１８、ワーク２０にかかる重力が計測でき、ロボッ
トが搬送する質量ｍが分かる。
【００１３】図３は、制御系の構成図である。ロボット
に付属するコントローラ内の記憶部に格納された動作プ
ログラム３０に従って、移動指令が軌道発生部に送られ
る。移動指令には、目標位置Ｘｒと、最大加減速度αが
含まれる。Ｘｒ、αは、アーム６、アーム１０について
の値を要素とする２次元ベクトル量である。一方、力セ
ンサ１６によって測定された搬送質量ｍは、加減速度修
正比率決定部２６に送られる。加減速度修正比率決定部
２６は、搬送質量ｍと軌道発生部２４から与えられるア
ーム間角度θ2 とにより、後述する計算式によって修正
比率ｒを計算して軌道発生部２４に送る。軌道発生部２
４は、予め設定してある加減速曲線を修正比率ｒにより
修正して、例えば５ｍｓｅｃといった一定周期でサーボ
ドライバ２０、２２に位置指令を逐次送る。サーボドラ
イバ２０、２２は、それぞれサーボモータ４、８を回転
させ、アーム６及びアーム１０を位置指令に従って移動
させる。この時の最大加減速度αm は、本発明において
は、最大加減速度αと修正比率ｒによって次式で表わさ
れる。 αm ＝α×ｒ αm は、αと同様のベクトル量、ｒはスカラ量である。
加減速曲線として台形曲線（速度が台形状に時間変化す
る）を用いると、一定加速度で加減速するが、この加減
速度がαm となる。その他の加減速曲線の場合は、一定
加速度ではないが、最大加速度がαm となる。
に付属するコントローラ内の記憶部に格納された動作プ
ログラム３０に従って、移動指令が軌道発生部に送られ
る。移動指令には、目標位置Ｘｒと、最大加減速度αが
含まれる。Ｘｒ、αは、アーム６、アーム１０について
の値を要素とする２次元ベクトル量である。一方、力セ
ンサ１６によって測定された搬送質量ｍは、加減速度修
正比率決定部２６に送られる。加減速度修正比率決定部
２６は、搬送質量ｍと軌道発生部２４から与えられるア
ーム間角度θ2 とにより、後述する計算式によって修正
比率ｒを計算して軌道発生部２４に送る。軌道発生部２
４は、予め設定してある加減速曲線を修正比率ｒにより
修正して、例えば５ｍｓｅｃといった一定周期でサーボ
ドライバ２０、２２に位置指令を逐次送る。サーボドラ
イバ２０、２２は、それぞれサーボモータ４、８を回転
させ、アーム６及びアーム１０を位置指令に従って移動
させる。この時の最大加減速度αm は、本発明において
は、最大加減速度αと修正比率ｒによって次式で表わさ
れる。 αm ＝α×ｒ αm は、αと同様のベクトル量、ｒはスカラ量である。
加減速曲線として台形曲線（速度が台形状に時間変化す
る）を用いると、一定加速度で加減速するが、この加減
速度がαm となる。その他の加減速曲線の場合は、一定
加速度ではないが、最大加速度がαm となる。
【００１４】図３の制御系には切り替えスイッチ３２が
設けてあり、前記の力センサ１６が実装されていないロ
ボットにおいてはこのスイッチを切り替え、搬送質量設
定部２８にオペレータが搬送質量ｍのデータを入力し
て、加減速度修正比率決定部２６に送るようになってい
る。
設けてあり、前記の力センサ１６が実装されていないロ
ボットにおいてはこのスイッチを切り替え、搬送質量設
定部２８にオペレータが搬送質量ｍのデータを入力し
て、加減速度修正比率決定部２６に送るようになってい
る。
【００１５】次に、修正比率ｒを計算する計算式につい
て説明する。図４は、スカラ型ロボットを上から見た場
合の簡略化した図である。図１でのアーム６とサーボモ
ータ８を合わせて第１アーム７とし、ハンド１８、ワー
ク２０を合わせて搬送物ｍとし、アーム１０とボールネ
ジ１４、力センサ１６、搬送物ｍを合わせて、第２アー
ム１１として表現する。固定部２と第１アーム７の連結
軸４２と、第１アーム７の重心４６と、第１アーム７と
第２アーム１１の連結軸４４は、Ｌ1 線上にある。ま
た、軸４４と、第２アーム１１の重心４８と、搬送物ｍ
は、Ｌ2 線上にある。Ｌ1 線とＬ2 線のなす角度をθ2
とする。軸４２から重心４６までの水平距離をｓ1 、軸
４２から軸４４までの水平距離をｑ1 、軸４４から重心
４８までの水平距離をｓ2 、軸４４から搬送物ｍまでの
水平距離をｑ2 とする。
て説明する。図４は、スカラ型ロボットを上から見た場
合の簡略化した図である。図１でのアーム６とサーボモ
ータ８を合わせて第１アーム７とし、ハンド１８、ワー
ク２０を合わせて搬送物ｍとし、アーム１０とボールネ
ジ１４、力センサ１６、搬送物ｍを合わせて、第２アー
ム１１として表現する。固定部２と第１アーム７の連結
軸４２と、第１アーム７の重心４６と、第１アーム７と
第２アーム１１の連結軸４４は、Ｌ1 線上にある。ま
た、軸４４と、第２アーム１１の重心４８と、搬送物ｍ
は、Ｌ2 線上にある。Ｌ1 線とＬ2 線のなす角度をθ2
とする。軸４２から重心４６までの水平距離をｓ1 、軸
４２から軸４４までの水平距離をｑ1 、軸４４から重心
４８までの水平距離をｓ2 、軸４４から搬送物ｍまでの
水平距離をｑ2 とする。
【００１６】第１アーム７の重心回りの慣性モーメント
をＩ1 、第２アーム１１の重心回りの慣性モーメントを
Ｉ2 、第１アーム７の質量をＭ1 、第２アーム１１の質
量をＭ2 とする。
をＩ1 、第２アーム１１の重心回りの慣性モーメントを
Ｉ2 、第１アーム７の質量をＭ1 、第２アーム１１の質
量をＭ2 とする。
【００１７】第１アーム７の角加速度をα1 第２アーム
１１の角加速度をα2 とする。その時、第１アーム７を
駆動するために必要なトルクＴ1 は、次式で表わされ
る。 Ｔ1 ＝｛Ｉ1 ＋Ｉ2 ＋Ｍ1 ・ｓ1 2 ＋Ｍ2 ・（ｓ2 2＋ｑ1 2＋２・ｑ1 ・ｓ2 ・ｃｏｓ（θ2 ））｝・α1 ＋｛Ｉ2 ＋Ｍ2 ・ｓ2 2＋Ｍ2 ・ｑ1 ・ｓ2 ・ｃｏｓ（θ2 ）｝・α2 また、第２アーム１１を駆動するために必要なトルクＴ
２は、次式で表わされる。 Ｔ2 ＝｛Ｉ2 ＋Ｍ2 ・ｓ2 ・ｑ1 ・ｃｏｓ（θ2 ）＋Ｍ2 ・ｓ2 2｝・α1 ＋｛Ｉ2 ＋Ｍ2 ・ｓ2 2｝・α2 上記両式において、コリオリ力、求心力は慣性力に比べ
て小さいのが一般的なので、無視してある。
１１の角加速度をα2 とする。その時、第１アーム７を
駆動するために必要なトルクＴ1 は、次式で表わされ
る。 Ｔ1 ＝｛Ｉ1 ＋Ｉ2 ＋Ｍ1 ・ｓ1 2 ＋Ｍ2 ・（ｓ2 2＋ｑ1 2＋２・ｑ1 ・ｓ2 ・ｃｏｓ（θ2 ））｝・α1 ＋｛Ｉ2 ＋Ｍ2 ・ｓ2 2＋Ｍ2 ・ｑ1 ・ｓ2 ・ｃｏｓ（θ2 ）｝・α2 また、第２アーム１１を駆動するために必要なトルクＴ
２は、次式で表わされる。 Ｔ2 ＝｛Ｉ2 ＋Ｍ2 ・ｓ2 ・ｑ1 ・ｃｏｓ（θ2 ）＋Ｍ2 ・ｓ2 2｝・α1 ＋｛Ｉ2 ＋Ｍ2 ・ｓ2 2｝・α2 上記両式において、コリオリ力、求心力は慣性力に比べ
て小さいのが一般的なので、無視してある。
【００１８】さて、第１アーム７を駆動するサーボモー
タの最大トルクをＴｍ1 、第２アーム１１を駆動するサ
ーボモータの最大トルクをＴｍ2 とすれば、前記の計算
式によって算出されるＴ1 、Ｔ2が上記のＴｍ1 、Ｔｍ2
を越えない範囲で最も大きくなるように、アームの加
速度α1 、α2 を設定するのが能率的であり好ましい。
一方、動作プログラム３０（図３）において設定される
加減速度αは、標準的な搬送質量において、両サーボモ
ータが最大トルクを越えずに、ロボットの全姿勢で動作
可能な加減速度として設定した基準加減速度である。従
って、基準加減速度αを用いて前記の式により算出され
た必要トルクが、サーボモータの最大トルクよりも小さ
くなるロボットの姿勢と搬送質量においては、基準加減
速度αより大きな加減速度で動作させる方がより高速に
移動できる。また、基準加減速度では必要トルクが最大
トルクよりも大きくなる場合は、加減速度を小さくして
サーボモータにトルク飽和をさせないほうが停止時にオ
ーバシュートなどを起こさず都合が良い。負荷トルクを
変化させる要因は、ロボットの姿勢を表わすθ2 及び第
２アーム１１の質量Ｍ2 に影響を与える搬送質量ｍであ
るので、これらに応じて修正比率ｒを設定し、基準加減
速度αに修正比率ｒを掛けて、実働時の加減速度αm と
する考えである。
タの最大トルクをＴｍ1 、第２アーム１１を駆動するサ
ーボモータの最大トルクをＴｍ2 とすれば、前記の計算
式によって算出されるＴ1 、Ｔ2が上記のＴｍ1 、Ｔｍ2
を越えない範囲で最も大きくなるように、アームの加
速度α1 、α2 を設定するのが能率的であり好ましい。
一方、動作プログラム３０（図３）において設定される
加減速度αは、標準的な搬送質量において、両サーボモ
ータが最大トルクを越えずに、ロボットの全姿勢で動作
可能な加減速度として設定した基準加減速度である。従
って、基準加減速度αを用いて前記の式により算出され
た必要トルクが、サーボモータの最大トルクよりも小さ
くなるロボットの姿勢と搬送質量においては、基準加減
速度αより大きな加減速度で動作させる方がより高速に
移動できる。また、基準加減速度では必要トルクが最大
トルクよりも大きくなる場合は、加減速度を小さくして
サーボモータにトルク飽和をさせないほうが停止時にオ
ーバシュートなどを起こさず都合が良い。負荷トルクを
変化させる要因は、ロボットの姿勢を表わすθ2 及び第
２アーム１１の質量Ｍ2 に影響を与える搬送質量ｍであ
るので、これらに応じて修正比率ｒを設定し、基準加減
速度αに修正比率ｒを掛けて、実働時の加減速度αm と
する考えである。
【００１９】図５は、第１アーム長ｑ1 ＝３７５ｍｍ、
第２アーム長ｑ2 ＝２７５ｍｍのスカラ型ロボットにお
いて、横軸にアーム間角度θ2 をとり、縦軸に修正比率
ｒをとり、パラメータとして搬送質量ｍを０ｋｇから５
ｋｇまで１ｋｇ毎に変えた場合の修正比率ｒのグラフで
ある。修正比率ｒは、必要トルクが各アームのサーボモ
ータの最大トルクを越えない最大値として求めた。
第２アーム長ｑ2 ＝２７５ｍｍのスカラ型ロボットにお
いて、横軸にアーム間角度θ2 をとり、縦軸に修正比率
ｒをとり、パラメータとして搬送質量ｍを０ｋｇから５
ｋｇまで１ｋｇ毎に変えた場合の修正比率ｒのグラフで
ある。修正比率ｒは、必要トルクが各アームのサーボモ
ータの最大トルクを越えない最大値として求めた。
【００２０】このグラフから、下記の簡単な計算式によ
って修正比率ｒを計算すれば、良い近似となることが分
かる。 ｒ＝（ａ＋ｂ×ｍ）＋（ｃ＋ｄ×ｍ）×θ2 2 上式においてａ、ｂ、ｃ、ｄは、ロボットの動特性に関
係している数値であって、図５のグラフから求めること
ができる係数である。さらに詳しく図5を用いて説明す
る。図5を見てまず気がつくことは,ｍ＝０〜５ｋｇに対
する各修正比率ｒの曲線が放物線の片側（ｙ＝ｘ 2 のｘ
≧０の部分）に類似していることである。このことよ
り、上式のθ 2 2 に比例する第二項（ｃ＋ｄ×ｍ）×θ 2 2
が必要なことがわかる。次にθ 2 ＝０のところで各曲線
は、０でないことが分かる。この０でない値が、上式の
第一項（ａ＋ｂ×ｍ）である。したがって、各修正比率
ｒの曲線は、ｒ＝ｐ+ｑ×θ 2 2 の形をしていることが分
かる。第一項（a+ｂ×ｍ）について説明する。ｍ＝０〜
５ｋｇに対する各修正比率ｒの曲線は、θ 2 ＝０のとこ
ろの値が少しづつ変化していることが分かる。これをm
についての一次式で近似する。したがってθ 2 ＝０での
ｍ＝０ｋｇに対する修正比率ｒの曲線の値（本実施例で
は１．０５くらい）が第一項のａの値である。ｍ＝０〜
５ｋｇに対する各修正比率ｒの曲線の間隔が第一項のｂ
の値である。第二項（ｃ＋ｄ×ｍ）×θ 2 2 について説明
する。ｃはｍ＝０ｋｇに対する修正比率ｒの曲線の傾斜
から求まる。上式においてｍ＝０ｋｇに対する曲線は、
ｒ=a+ｃ×θ 2 2 と表されるが、これを変形して、ｃ＝
（ｒ−ａ）／θ 2 2 となる。本実施例では、θ 2 ＝１００
°で、ｒ＝１．４くらいであるので ｃ＝（１．４−
１．０５）／１００ 2 ＝０．３５×１０ -4 である。各ｍ
の値に対する修正比率ｒの曲線の傾斜がｍに値にしたが
って変化する場合、その一次係数がｄとなるが、本実施
例では、ｍが変化しても曲線は、ほぼ平行移動している
ので、ｄ＝０である。以上のように修正比率ｒを表す近
似式として上式が図５のグラフから求めることができ、
修正比率ｒを求める計算が簡略化できる。
って修正比率ｒを計算すれば、良い近似となることが分
かる。 ｒ＝（ａ＋ｂ×ｍ）＋（ｃ＋ｄ×ｍ）×θ2 2 上式においてａ、ｂ、ｃ、ｄは、ロボットの動特性に関
係している数値であって、図５のグラフから求めること
ができる係数である。さらに詳しく図5を用いて説明す
る。図5を見てまず気がつくことは,ｍ＝０〜５ｋｇに対
する各修正比率ｒの曲線が放物線の片側（ｙ＝ｘ 2 のｘ
≧０の部分）に類似していることである。このことよ
り、上式のθ 2 2 に比例する第二項（ｃ＋ｄ×ｍ）×θ 2 2
が必要なことがわかる。次にθ 2 ＝０のところで各曲線
は、０でないことが分かる。この０でない値が、上式の
第一項（ａ＋ｂ×ｍ）である。したがって、各修正比率
ｒの曲線は、ｒ＝ｐ+ｑ×θ 2 2 の形をしていることが分
かる。第一項（a+ｂ×ｍ）について説明する。ｍ＝０〜
５ｋｇに対する各修正比率ｒの曲線は、θ 2 ＝０のとこ
ろの値が少しづつ変化していることが分かる。これをm
についての一次式で近似する。したがってθ 2 ＝０での
ｍ＝０ｋｇに対する修正比率ｒの曲線の値（本実施例で
は１．０５くらい）が第一項のａの値である。ｍ＝０〜
５ｋｇに対する各修正比率ｒの曲線の間隔が第一項のｂ
の値である。第二項（ｃ＋ｄ×ｍ）×θ 2 2 について説明
する。ｃはｍ＝０ｋｇに対する修正比率ｒの曲線の傾斜
から求まる。上式においてｍ＝０ｋｇに対する曲線は、
ｒ=a+ｃ×θ 2 2 と表されるが、これを変形して、ｃ＝
（ｒ−ａ）／θ 2 2 となる。本実施例では、θ 2 ＝１００
°で、ｒ＝１．４くらいであるので ｃ＝（１．４−
１．０５）／１００ 2 ＝０．３５×１０ -4 である。各ｍ
の値に対する修正比率ｒの曲線の傾斜がｍに値にしたが
って変化する場合、その一次係数がｄとなるが、本実施
例では、ｍが変化しても曲線は、ほぼ平行移動している
ので、ｄ＝０である。以上のように修正比率ｒを表す近
似式として上式が図５のグラフから求めることができ、
修正比率ｒを求める計算が簡略化できる。
【００２１】
【発明の効果】本発明によれば、加減速度の調節のため
に参照テーブルを用いなくてよいので、きめの細かい調
節ができる。さらに、修正比率ｒを求める計算式は、非
常に簡単なので計算に要する時間が少なく、ロボット動
作に影響を与えることがない。さらに力センサ１６は、
ばねの変形量を計測して力の情報とするので、本出願人
による特願平１−１０７２２３号と同様の効果を持たせ
ることができる。
に参照テーブルを用いなくてよいので、きめの細かい調
節ができる。さらに、修正比率ｒを求める計算式は、非
常に簡単なので計算に要する時間が少なく、ロボット動
作に影響を与えることがない。さらに力センサ１６は、
ばねの変形量を計測して力の情報とするので、本出願人
による特願平１−１０７２２３号と同様の効果を持たせ
ることができる。
【図１】本発明を適用したスカラ型ロボットの概略図で
ある。
ある。
【図２】本発明に用いる力センサを示す図面である。
【図３】本発明をスカラ型ロボットに適用した場合の制
御系の構成図である。
御系の構成図である。
【図４】図１のスカラ型ロボットを上から見た概略図で
ある。
ある。
【図５】本発明の一実施例における修正比率ｒのグラフ
である。
である。
２ 固定部 ４ サーボモータ ６ アーム ８ サーボモータ １０ アーム １６ 力センサ ２０ ワーク ２４ 軌道発生部 ２６ 加減速度修正比率決定部 ６６ 変位センサ ８０ ばね ８２ ばね ８４ ばね ８６ ばね
Claims (3)
- 【請求項１】 ２本のアームが軸によって回動可能に連
結され、一方のアームが別の軸で固定部に回動可能に連
結されている構成によって２本のアームが水平面内で可
動であり、固定部から遠い方のアームの先端に鉛直方向
に移動軸が設けられ、この移動軸の先端にハンドを備
え、制御系が付属しているロボットにおいて、制御系に
加減速度修正比率決定部と軌道発生部を設け、アームの
動特性から決まる係数ａ、ｂ、ｃ、ｄを制御系に記憶
し、加減速度修正比率決定部がロボットの搬送する質量
ｍと前記２本のアームのなす角度θ2 に関する計算式 ｒ＝（ａ＋ｂ×ｍ）＋（ｃ＋ｄ×ｍ）×θ2 2 によって修正比率ｒを算出し、軌道発生部が、予め制御
系に設定されている加減速曲線を該修正比率ｒを用いて
修正することにより適正な加減速度に基づく位置指令を
出力することを特徴とするロボットの加減速制御方法。 - 【請求項２】 請求項１のロボットの加減速制御方法を
用いるロボットの加減速制御装置において、移動軸の先
端に、ロボットの搬送質量ｍを検知して加減速度修正比
率決定部に伝える力センサを設け、該力センサを介して
ハンドを移動軸に結合したことを特徴とするロボットの
加減速制御装置。 - 【請求項３】 請求項２に記載のロボットの加減速制御
装置において、力センサは、構成部材の相対運動により
変形するばねと、該ばねの変形量を計測する変位センサ
を有することを特徴とするロボットの加減速制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10646091A JP3174352B2 (ja) | 1991-04-12 | 1991-04-12 | ロボットの加減速制御方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10646091A JP3174352B2 (ja) | 1991-04-12 | 1991-04-12 | ロボットの加減速制御方法および装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04315205A JPH04315205A (ja) | 1992-11-06 |
| JP3174352B2 true JP3174352B2 (ja) | 2001-06-11 |
Family
ID=14434196
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10646091A Expired - Fee Related JP3174352B2 (ja) | 1991-04-12 | 1991-04-12 | ロボットの加減速制御方法および装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3174352B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6008121B2 (ja) * | 2013-01-28 | 2016-10-19 | セイコーエプソン株式会社 | ロボットおよびロボット制御装置 |
| WO2021048957A1 (ja) * | 2019-09-11 | 2021-03-18 | 株式会社Ｆｕｊｉ | 多関節ロボット、多関節ロボットの制御方法及び多関節ロボットの制御プログラム |
| DE102019128931B4 (de) * | 2019-10-25 | 2021-08-26 | Schunk Gmbh & Co. Kg Spann- Und Greiftechnik | Ausgleichseinheit für eine Automatisierungsanlage |
-
1991
- 1991-04-12 JP JP10646091A patent/JP3174352B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04315205A (ja) | 1992-11-06 |
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|---|---|---|---|
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