JP6237039B2 - ロボット制御装置およびロボット制御方法 - Google Patents
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YM=G・(YA+(TA/K))
このようして求められるモータ角度指令YMに基づいてモータを駆動すれば、適切にねじれが生じて、アームが指令どおりの動きをすることになる。
TM=(JMs2+DMs)・YM+(TA/G)
そして、モータ角度指令YMにモータの回転角度の検出値が追従するようにモータトルク指令が生成され(フィードバック制御ステップまたはフィードバック制御部)、その生成されたモータトルク指令に対して必要モータトルクTMを加えたトルク指令に基づいてモータが駆動される(モータ駆動ステップまたはモータ駆動部)。つまり、本手段では、必要モータトルクTMによるフィードフォワード制御が実施される。このようにすれば、複数の駆動要素が動いている状態で働く影響(干渉トルク、コリオリ力、遠心力など)を抑制することができる。
図1は、一般的な産業用ロボットのシステム構成を示している。図1に示すように、ロボットシステム1は、ロボット2、ロボット2の動作を制御するコントローラ3(ロボット制御装置に相当)およびコントローラ3に接続されたティーチングペンダント4により構成されている。
[TA1…TA6]=FNE(YA1…YA6,VA1…VA6,AA1…AA6) …(1)
YMn=Gn・(YAn+(TAn/Kn)) …(2)
TMn=(JMns2+DMns)・YMn+(TAn/Gn) …(3)
上記実施形態では、本発明を6軸の垂直多関節型のロボット2の制御に適用した例を説明したが、本発明は、例えば4軸の水平多関節型のロボットなど、複数の軸を有する多関節型のロボット全般の動作制御について適用可能である。
上記実施形態では、モータ12が減速機14を介してアームを駆動する構成を例に説明したが、これに限らずともよく、モータ12が直接アームを駆動する構成(ダイレクトドライブ)でもよい。ただし、その場合、(2)式および(3)式に存在するバネ定数Kに「∞」を代入するとともにギア比Gに「1」を代入すればよい。
Claims (2)
- 複数のアームが関節軸を介して連結されたロボットの動作を制御するロボット制御方法であって、
前記アームが指令どおりに動作するために必要となる必要関節トルクTAが前記関節軸に発生するように、前記アームを駆動するためのモータの駆動を制御する駆動制御処理を行い、
前記駆動制御処理には、
前記アームの回転角度の指令値であるアーム角度指令YA、前記アームの回転速度の指令値であるアーム速度指令VAおよび前記アームの回転加速度の指令値であるアーム加速度指令AAを用いてニュートン・オイラー法による運動方程式に基づく演算を行うことで前記必要関節トルクTAを求める必要関節トルク演算ステップと、
前記必要関節トルクTAおよび前記アーム角度指令YAを用い、次式により前記モータの回転角度の指令値であるモータ角度指令YMを求めるモータ角度指令演算ステップと、
YM=G・(YA+(TA/K))
前記必要関節トルクTAおよび前記モータ角度指令YMを用い、次式により前記モータが指令どおりに動作するために必要となる必要モータトルクTMを求める必要モータトルク演算ステップと、
TM=(JMs2+DMs)・YM+(TA/G)
前記モータ角度指令YMに前記モータの回転角度の検出値が追従するようにモータトルク指令を生成するフィードバック制御ステップと、
前記モータトルク指令に対して前記必要モータトルクTMを加えたトルク指令に基づいて前記モータを駆動するモータ駆動ステップと、
が含まれていることを特徴とするロボット制御方法。
ただし、Gは前記モータおよび前記アームの間に介在する減速機のギア比であり、Kは前記減速機のバネ定数であり、JMは前記モータの慣性モーメントであり、DMは前記モータの粘性制動係数であり、sはラプラス演算子である。 - 複数のアームが関節軸を介して連結されたロボットの動作を制御するロボット制御装置であって、
前記アームが指令どおりに動作するために必要となる必要関節トルクTAが前記関節軸に発生するように、前記アームを駆動するためのモータの駆動を制御する駆動制御部を備え、
前記駆動制御部は、
前記アームの回転角度の指令値であるアーム角度指令YA、前記アームの回転速度の指令値であるアーム速度指令VAおよび前記アームの回転加速度の指令値であるアーム加速度指令AAを用いてニュートン・オイラー法による運動方程式に基づく演算を行うことで前記必要関節トルクTAを求める必要関節トルク演算部と、
前記必要関節トルクTAおよび前記アーム角度指令YAを用い、次式により前記モータの回転角度の指令値であるモータ角度指令YMを求めるモータ角度指令演算部と、
YM=G・(YA+(TA/K))
前記必要関節トルクTAおよび前記モータ角度指令YMを用い、次式により前記モータが指令どおりに動作するために必要となる必要モータトルクTMを求める必要モータトルク演算部と、
TM=(JMs2+DMs)・YM+(TA/G)
前記モータ角度指令YMに前記モータの回転角度の検出値が追従するようにモータトルク指令を生成するフィードバック制御部と、
前記モータトルク指令に対して前記必要モータトルクTMを加えたトルク指令に基づいて前記モータを駆動するモータ駆動部と、
を備えていることを特徴とするロボット制御装置。
ただし、Gは前記モータおよび前記アームの間に介在する減速機のギア比であり、Kは前記減速機のバネ定数であり、JMは前記モータの慣性モーメントであり、DMは前記モータの粘性制動係数であり、sはラプラス演算子である。
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