JPH0122641B2 - - Google Patents

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JPH0122641B2
JPH0122641B2 JP13553276A JP13553276A JPH0122641B2 JP H0122641 B2 JPH0122641 B2 JP H0122641B2 JP 13553276 A JP13553276 A JP 13553276A JP 13553276 A JP13553276 A JP 13553276A JP H0122641 B2 JPH0122641 B2 JP H0122641B2
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JP
Japan
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work
value
drive signal
driving force
axis
Prior art date
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Application number
JP13553276A
Other languages
Japanese (ja)
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JPS5360064A (en
Inventor
Kazunori Tsutsumi
Muneo Ishida
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Kawasaki Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Kawasaki Heavy Industries Ltd
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Publication date
Application filed by Kawasaki Heavy Industries Ltd filed Critical Kawasaki Heavy Industries Ltd
Priority to JP13553276A priority Critical patent/JPS5360064A/en
Publication of JPS5360064A publication Critical patent/JPS5360064A/en
Publication of JPH0122641B2 publication Critical patent/JPH0122641B2/ja
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16Programme controls

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Control Of Position Or Direction (AREA)
  • Numerical Control (AREA)
  • Feedback Control In General (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、工業用ロボツトの動作特性性能を向
上する制御装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a control device that improves the operational characteristics of an industrial robot.

一般に工業用ロボツトの制御装置では、作業軸
の指令値に現在値を負帰還して両者の位置偏差量
が零となるように作業軸が動く。
Generally, in a control device for an industrial robot, the current value is negatively fed back to the command value of the work axis so that the work axis moves so that the amount of positional deviation between the two becomes zero.

従来から、作業端としてサーボ弁により駆動さ
れる油圧シリンダを用い、そのシリンダの操作力
を検出する手段を設け、この検出手段から得られ
る信号を前記サーボ弁を駆動する信号から減じ
て、制御系を安定化する技術は、たとえば特公昭
44−18409などにおいて公知である。すなわち複
動油圧シリンダの一方の室の受圧面積をB1とし、
その油圧をQ1とし、他方の室の受圧面積をB2と
し、その油圧をQ2とするとき、そのシリンダの
操作力Fは、重力の作用がないとすれば、 F=B1・Q1−B2・Q2 …(1) である。この操作力Fを検出して、直後にフイー
ドバツクしている。
Conventionally, a hydraulic cylinder driven by a servo valve is used as a working end, a means for detecting the operating force of the cylinder is provided, and a signal obtained from this detecting means is subtracted from a signal for driving the servo valve to control the control system. For example, the technology to stabilize
44-18409 and the like. In other words, the pressure receiving area of one chamber of the double-acting hydraulic cylinder is B1,
When the oil pressure is Q1, the pressure-receiving area of the other chamber is B2, and the oil pressure is Q2, the operating force F of the cylinder is, assuming there is no effect of gravity, F = B1・Q1−B2・Q2 …(1). Immediately after this operating force F is detected, feedback is provided.

このような先行技術によれば、重力が作用する
作業軸では、定常時、操作力Fは零とはならず、
少なくとも重力に相当する定常値が検出手段から
出力される。このような定常値出力があると、シ
リンダによる一方向とその逆方向の駆動速度が不
均衡になり、また作業軸の位置決め精度および軌
跡精度が低下する。すなわちこのような先行技術
では、検出手段から得られる信号を上述のように
直接フイードバツクしているだけであるので、静
特性をもつと改善することが望まれる。
According to such prior art, on a work axis where gravity acts, the operating force F does not become zero in steady state;
A steady value corresponding to at least gravity is output from the detection means. If there is such a steady value output, the driving speed of the cylinder in one direction and the opposite direction will be unbalanced, and the positioning accuracy and trajectory accuracy of the work axis will decrease. That is, in such prior art, since the signal obtained from the detection means is simply fed back directly as described above, it is desired to improve the static characteristics.

本発明の目的は、作業軸の重力変動に起因した
静特性の低下を防いで振動が無くかつ高精度の動
作を達成することができるようにした工業用ロボ
ツトの制御装置を提供することである。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a control device for an industrial robot that can achieve vibration-free and highly accurate operation by preventing deterioration of static characteristics caused by gravity fluctuations of the work axis. .

本発明は、作業軸の軸条件指令値と現在値との
位置偏差駆動信号に従い、電気−油圧サーボ機構
によつて複動シリンダを駆動し、その複動シリン
ダによつて操作される作業軸を用いて作業を行な
う工業用ロボツトの制御装置において、 工業用ロボツトの作業軸の軸条件指令値を予め
ストアした記憶装置2と、 前記工業用ロボツトの作業リピート時に前記作
業軸の現在位置を検出して現在値を出力するエン
コーダ8と、 前記作業リピート時に前記記憶装置2と前記エ
ンコーダ8とからの出力に応答し、前記現在位置
と前記ストア指令値の指令位置との偏差が或る小
さい値未満であるとき偏差駆動信号を出力せず、
その値を越えるとき前記偏差に対応した偏差駆動
信号を出力する、そのような入出力特性を有する
変換手段10と、 前記作業リピート時と前記軸条件を前記記憶装
置2に予め記憶させるテイーチング時とに、前記
作業軸を低速度で駆動する低速度駆動信号を発生
する手段1と、 前記複動シリンダ6のピストンの両側の駆動力
を検出するとともに、重力の働く作業軸7におけ
るその重力をシリンダ6の駆動力に換算した値を
求め、これによつて作業軸6の振動の発生を抑止
してなおかつ作業軸6の動作速度および位置決め
精度を高精度に達成するためのフイードバツク補
償信号を導出するフイードバツク補償回路20
と、 低速度駆動信号およびフイードバツク補償信号
の差を求める減算手段3と、 偏差駆動信号と減算手段の出力とを加算する加
算手段4と、 加算手段の出力を前記サーボ機構に与えるとと
もに、低速度駆動信号は作業軸が指令位置に達し
たとき発生させず、サーボ機構による複動シリン
ダのピストンの両側の各駆動力を調整する制御手
段5とを含み、 フイードバツク補償回路20は、 複動シリンダ6のピストン両側の駆動力P1・
A1、P2・A2を検出する手段21,22,23,
24と、 重力の働く作業軸7におけるその重力をシリン
ダ6の駆動力に換算した値Wをあらわす信号を導
出するクランプレベル設定回路28と、 前記駆動力検出手段21,22,23,24の
うち重力の作用する一方の駆動力検出手段21,
23によつて検出された駆動力P1・A1から、ク
ランプレベル設定回路28によつて定められた値
Wを減算するクランプ回路25と、 クランプ回路25からの出力(=P1・A1−W)
から他方の駆動力検出手段22,24の出力
P2・A2を減算する減算器26と、 その減算器26からの出力を高域波してフイ
ードバツク補償信号を導出する高域波器27と
を含み、 その高域波器27の伝達関数Hは、次式で表
わされ、 H=sT/1+sT ここでsはラプラス変数、Tは時定数とし、 1/Tは、前記作業軸の固有振動数よりも約
1.5〜3オクターブ程度低い値に選ばれているこ
とを特徴とする工業用ロボツトの制御装置であ
る。
The present invention drives a double-acting cylinder by an electro-hydraulic servo mechanism according to a position deviation drive signal between an axis condition command value and a current value of the work axis, and the work axis operated by the double-acting cylinder A control device for an industrial robot that performs work using a storage device 2 that stores in advance axis condition command values for a work axis of the industrial robot, and a storage device 2 that detects the current position of the work axis when the industrial robot repeats work. an encoder 8 that outputs a current value at the time of repeating the work; and an encoder 8 that responds to the output from the storage device 2 and the encoder 8 during the work repeat, and detects that the deviation between the current position and the command position of the store command value is less than a certain small value. When , the deviation drive signal is not output,
a converting means 10 having such an input/output characteristic that outputs a deviation drive signal corresponding to the deviation when the value exceeds the deviation; and a teaching time in which the axis condition is stored in advance in the storage device 2 during the work repeat. means 1 for generating a low-speed drive signal for driving the work shaft at a low speed; detecting the driving force on both sides of the piston of the double-acting cylinder 6, and transmitting the gravitational force on the work shaft 7 where gravity is applied to the cylinder; 6 is converted into the driving force, and from this, a feedback compensation signal is derived for suppressing the occurrence of vibration of the work shaft 6 and achieving high operating speed and positioning accuracy of the work shaft 6. Feedback compensation circuit 20
subtracting means 3 for calculating the difference between the low speed drive signal and the feedback compensation signal; adding means 4 for adding the deviation drive signal and the output of the subtracting means; The feedback compensation circuit 20 includes a control means 5 that does not generate a drive signal when the work axis reaches the command position, and adjusts each driving force on both sides of the piston of the double-acting cylinder by a servo mechanism. The driving force P1 on both sides of the piston is
Means for detecting A1, P2 and A2 21, 22, 23,
24, a clamp level setting circuit 28 for deriving a signal representing a value W obtained by converting the gravity on the work shaft 7 to the driving force of the cylinder 6, and one of the driving force detecting means 21, 22, 23, 24. one driving force detection means 21 on which gravity acts;
A clamp circuit 25 that subtracts the value W determined by the clamp level setting circuit 28 from the driving force P1・A1 detected by the clamp circuit 23, and the output from the clamp circuit 25 (=P1・A1−W)
The output of the other driving force detection means 22, 24 from
It includes a subtracter 26 that subtracts P2 and A2, and a high frequency converter 27 that converts the output from the subtracter 26 into a high frequency band to derive a feedback compensation signal, and the transfer function H of the high frequency converter 27 is , is expressed by the following formula, H=sT/1+sT where s is a Laplace variable, T is a time constant, and 1/T is approximately lower than the natural frequency of the working axis.
This is an industrial robot control device characterized in that the value is selected to be about 1.5 to 3 octaves low.

第1図は、本発明の一実施例の系統図である。
工業用ロボツトの作業軸の動きを低速度(クリー
プ速度)にして所定位置に精度よく達せしめるた
めの低速度駆動信号s1は、回路1から発生され
る。
FIG. 1 is a system diagram of one embodiment of the present invention.
A circuit 1 generates a low-speed drive signal s1 for causing the work axis of an industrial robot to move at a low speed (creep speed) to accurately reach a predetermined position.

低速度駆動信号s1は、第4図に示すように、小
さい一定の値である。
The low speed drive signal s1 is a small constant value, as shown in FIG.

作業軸が所定の作業軌跡を辿るための軸条件指
令値を記憶装置2に予め記憶させるいわゆるテイ
ーチング時において、この低速度駆動信号s1が用
いられ、後述の比較器3および加算器4を介し
て、サーボ弁5に与えられる。サーボ弁5は、複
動油圧シリンダ6したがつて作業軸7を駆動す
る。
This low-speed drive signal s1 is used during so-called teaching, in which an axis condition command value for the work axis to follow a predetermined work trajectory is stored in the storage device 2 in advance, and is transmitted via a comparator 3 and an adder 4, which will be described later. , given to the servo valve 5. The servo valve 5 drives a double-acting hydraulic cylinder 6 and thus a working shaft 7.

低速度駆動信号s1はまた、いわゆる作業リピー
ト時においても用いられ、記憶装置2からのスト
ア指令値とエンコーダ8からの作業軸7の現在値
との偏差に対応した駆動信号に、常に加算され
る。以下により詳しく述べる。記憶装置2からの
ストア指令値は、比較器9によつて、エンコーダ
8からの現在値を減じられ、その偏差信号eは変
換回路10に与えられる。
The low-speed drive signal s1 is also used during so-called work repeats, and is always added to the drive signal corresponding to the deviation between the store command value from the storage device 2 and the current value of the work axis 7 from the encoder 8. . This will be explained in more detail below. The store command value from the storage device 2 is subtracted by the current value from the encoder 8 by the comparator 9, and its deviation signal e is given to the conversion circuit 10.

第2図は、変換回路10の入出力特性を示す。
入力される偏差信号eが小さい値e1未満であると
き、すなわち作業軸がストア指令値の指令位置に
近接しているとき、変換回路10の出力は零であ
る。偏差信号eが前記値e1を超えるとき、その偏
差に対応した偏差駆動信号iが出力される。
FIG. 2 shows the input/output characteristics of the conversion circuit 10.
When the input deviation signal e is less than the small value e1, that is, when the work axis is close to the command position of the store command value, the output of the conversion circuit 10 is zero. When the deviation signal e exceeds the value e1, a deviation drive signal i corresponding to the deviation is output.

偏差駆動信号iは緩起動となるよう回路11に
よつて立上り波形が整形され、こうして波形整形
された信号は加算器4に入力される。サーボ弁5
には、作業リピート時において作業軸7が目標値
に到達するまで、低速度駆動信号s1が加算器4に
よつて加えられている。
The rising waveform of the deviation drive signal i is shaped by the circuit 11 so that it starts slowly, and the waveform-shaped signal is input to the adder 4. Servo valve 5
, a low speed drive signal s1 is applied by the adder 4 until the work axis 7 reaches the target value during the work repeat.

作業リピート時における加算器4からの出力
は、次に述べるフイードバツク信号s2の無いとき
には、第5図に示すように、波形整形回路11か
らの出力と低速度駆動信号s1との和である。その
ため指定位置に作業軸7が近づいて変換回路10
の偏差駆動信号iが零になつたときには、低速度
駆動信号s1のみによつて作業軸7が指定位置に低
速度すなわちクリープ速度で精度よく到達するこ
とができる。作業軸が指令位置に位置決めされる
直前においては比較器9の出力は零近くなり、サ
ーボ弁5への入力、すなわち、駆動力は最小とな
る。この時、負荷側(サーボ弁、油圧シリンダ、
および作業軸)に僅かな外乱による反力があれ
ば、その力に負けて位置決め直前にて作業軸7は
停止してしまい、指令位置に到達しないことがあ
る。これを補うため、低速度駆動信号s1を加算し
て、外乱に打ち勝つ力を与え、作業軸7を指令位
置に到達させている。
The output from the adder 4 during work repeat is the sum of the output from the waveform shaping circuit 11 and the low speed drive signal s1, as shown in FIG. 5, when there is no feedback signal s2, which will be described next. Therefore, the work shaft 7 approaches the designated position and the conversion circuit 10
When the deviation drive signal i becomes zero, the work shaft 7 can accurately reach the designated position at a low speed, that is, at a creep speed, only by the low speed drive signal s1. Immediately before the work axis is positioned at the commanded position, the output of the comparator 9 is close to zero, and the input to the servo valve 5, that is, the driving force is at a minimum. At this time, the load side (servo valve, hydraulic cylinder,
If there is a reaction force due to a slight disturbance on the work shaft 7 and the work shaft, the work shaft 7 may be overcome by the force and stop just before positioning, and may not reach the commanded position. To compensate for this, a low-speed drive signal s1 is added to provide a force to overcome the disturbance and cause the work shaft 7 to reach the commanded position.

フイードバツク補償回路20は、複動シリンダ
のピストンの両側の駆動力を検出するとともに、
重力の働く作業軸におけるその重力をシリンダの
駆動力に換算した値を求め、これによつて作業軸
の振動の発生を抑止してなおかつ作業軸の動作速
度および位置決め精度を高精度に達成するための
フイードバツク補償信号を導出するので、このこ
とによつて停止時の位置精度の向上と作業能率の
向上を達成することができる。
The feedback compensation circuit 20 detects the driving force on both sides of the piston of the double-acting cylinder, and
In order to obtain the value of the gravity on the work axis where gravity is applied and convert it into the driving force of the cylinder, and thereby to suppress the occurrence of vibration of the work axis and still achieve high operating speed and positioning accuracy of the work axis. Since the feedback compensation signal of 1 is derived, it is possible to improve the positional accuracy at the time of stopping and improve the work efficiency.

低速度駆動信号s1は、作業軸が指令位置に達し
たときは発生されない。これによつて作業軸は正
確に指令位置に達することができる。サーボ機構
は、作業軸が指令位置に達するように複動シリン
ダのピストンの両側の各駆動力を調整し、これに
よつて作業軸は指令位置に円滑に到達する。
The low speed drive signal s1 is not generated when the work axis reaches the commanded position. This allows the working axis to reach the commanded position accurately. The servomechanism adjusts the respective driving forces on both sides of the piston of the double-acting cylinder so that the working shaft reaches the commanded position, so that the working shaft smoothly reaches the commanded position.

フイードバツク補償回路20は、油圧シリンダ
6による作業軸7の操作力を検出して、その作業
軸7が不所望な振動を生じないように作業軸7の
動作を補償するために設けられる。注目すべきこ
とは、フイードバツク補償回路20のフイードバ
ツク信号s2は、低速度駆動信号発生回路1と加算
器4との間に介挿された比較器3に与えられる
が、この低速度駆動信号s1は上述のようにテイー
チング時にもリピート時にも常に使用される。そ
のため作業軸7の動作はテイーチング時およびリ
ピート時において常に補償されることになる。比
較器3は、低速度駆動信号s1からフイードバツク
信号s2を減じる働きをする。サーボ弁5は、加算
器4からの信号のレベルに対応した速度で、油圧
シリンダ6を駆動する。この油圧シリンダ6によ
る作業軸7の移動方向を決定するために室6a,
6bに供給される圧油は、サーボ弁5に関連して
設けられるマイクロプロセツサなどによつて実現
される処理回路(図示せず)によつて制御され
る。
The feedback compensation circuit 20 is provided to detect the operating force of the working shaft 7 by the hydraulic cylinder 6 and to compensate the operation of the working shaft 7 so that the working shaft 7 does not generate undesirable vibrations. What should be noted is that the feedback signal s2 of the feedback compensation circuit 20 is given to the comparator 3 inserted between the low-speed drive signal generation circuit 1 and the adder 4, but this low-speed drive signal s1 is As mentioned above, it is always used during both teaching and repeating. Therefore, the operation of the work axis 7 is always compensated during teaching and repeating. Comparator 3 serves to subtract feedback signal s2 from low speed drive signal s1. Servo valve 5 drives hydraulic cylinder 6 at a speed corresponding to the level of the signal from adder 4. In order to determine the direction of movement of the work shaft 7 by this hydraulic cylinder 6, a chamber 6a,
The pressure oil supplied to the servo valve 6b is controlled by a processing circuit (not shown) provided in association with the servo valve 5 and implemented by a microprocessor or the like.

テイーチング時には、変換回路10および立上
り波形整形回路11の動作は休止され、立上り波
形整形回路11から加算器4に与えられる信号の
レベルは零である。このとき低速度駆動信号発生
回路1からの信号s1と、フイードバツク補償回路
20からの信号s2との比較器3によつて得られる
偏差は、加算器4からサーボ弁5に与えられる。
操作者はサーボ弁5を前述の処理装置を操作制御
することによつて、加算器4からの信号のレベル
に対応した速度で作業軸7を希望する位置にもた
らすことができる。作業軸7が希望する位置に到
達したときに、操作者は処理装置を操作して記憶
装置2にその作業軸の現在位置をストアする。こ
のようなテイーチング時の制御動作は、本件出願
前に公知である特公昭51−34180公報に開示され
ており、当業者によく知られている。このように
してテイーチング時においても、フイードバツク
補償回路20からの信号s2によつて動作性能が向
上されることになる。
During teaching, the operations of the conversion circuit 10 and the rising waveform shaping circuit 11 are stopped, and the level of the signal applied from the rising waveform shaping circuit 11 to the adder 4 is zero. At this time, the difference obtained by the comparator 3 between the signal s1 from the low speed drive signal generating circuit 1 and the signal s2 from the feedback compensation circuit 20 is given to the servo valve 5 from the adder 4.
The operator can bring the work shaft 7 to a desired position at a speed corresponding to the level of the signal from the adder 4 by controlling the servo valve 5 through the aforementioned processing device. When the working axis 7 reaches a desired position, the operator operates the processing device to store the current position of the working axis in the storage device 2. Such a control operation during teaching was disclosed in Japanese Patent Publication No. 51-34180, which was known before the filing of this application, and is well known to those skilled in the art. In this way, even during teaching, the operational performance is improved by the signal s2 from the feedback compensation circuit 20.

フイードバツク補償回路20において、油圧シ
リンダ6のピストンのヘツド側の室6aの油圧
P1およびロツド側の室6bの油圧P2は、圧力検
出器21,22によつてそれぞれ検出される。係
数器23は、油圧シリンダ6のピストンのヘツド
側の油圧P1とその受圧面積A1との積P1・A1を算
出する。この積P1・A1はヘツド側の駆動力をあ
らわす。係数器24は、油圧シリンダ6のロツド
側の受圧面積をA2とすれば、ロツド側駆動力
P2・A2を算出する。これらの係数器23,24
はまた、圧力検出器21,22の出力感度特性を
揃える働きをも果す。係数器23の出力は、クラ
ンプ回路25を介して、また係数器24の出力は
そのままで、減算器26に与えられる。
In the feedback compensation circuit 20, the hydraulic pressure in the chamber 6a on the head side of the piston of the hydraulic cylinder 6 is
P1 and the oil pressure P2 in the rod-side chamber 6b are detected by pressure detectors 21 and 22, respectively. The coefficient unit 23 calculates the product P1·A1 of the oil pressure P1 on the head side of the piston of the hydraulic cylinder 6 and its pressure receiving area A1. This product P1·A1 represents the driving force on the head side. If the pressure receiving area on the rod side of the hydraulic cylinder 6 is A2, the coefficient unit 24 calculates the rod side driving force.
Calculate P2 and A2. These coefficient units 23, 24
It also serves to equalize the output sensitivity characteristics of the pressure detectors 21 and 22. The output of the coefficient multiplier 23 is applied to a subtracter 26 via a clamp circuit 25, and the output of the coefficient multiplier 24 is applied as is.

作業軸7には、第1図の左方に向かう重力が作
用しているものとする。したがつて複動シリンダ
6の一方の室6aには、その重力に対応した力が
余分に加わつていることになり、クランプ回路2
5は、この重力を差し引く働きをする。すなわち
クランプ回路25は、クランプレベル設定回路2
8によつて定められるクランプレベルだけ係数器
23から出力をクランプすなわち減算する。クラ
ンプレベル設定回路28は、把持物の重量ならび
に極座標系の工業用ロボツトでは作業軸7の長さ
および鉛直面内での上下位置などを検出して、重
力の働く作業軸7におけるその重力をシリンダ6
の操作力に換算した値Wに対応するクランプレベ
ルを定める。
It is assumed that a gravitational force acting toward the left in FIG. 1 is acting on the work shaft 7. Therefore, an extra force corresponding to the gravity is applied to one chamber 6a of the double-acting cylinder 6, and the clamp circuit 2
5 acts to subtract this gravity. That is, the clamp circuit 25 is the clamp level setting circuit 2.
The output from the coefficient multiplier 23 is clamped or subtracted by a clamp level defined by 8. The clamp level setting circuit 28 detects the weight of the object being held, the length of the work shaft 7 in a polar coordinate system industrial robot, and the vertical position in the vertical plane, etc., and adjusts the gravity on the work shaft 7 where gravity is applied to the cylinder 6
The clamp level corresponding to the value W converted to the operating force is determined.

したがつてクランプ回路25の出力は、(P1・
A1−W)である。
Therefore, the output of the clamp circuit 25 is (P1・
A1-W).

減算器26は、作業軸7の操作力Fを次式のよ
うに算出して、その操作力Fに対応した電気信号
を高域波器27に与える。
The subtracter 26 calculates the operating force F of the work shaft 7 as shown in the following equation, and provides an electric signal corresponding to the operating force F to the high frequency unit 27.

F=P1・A1−P2・A2−W …(3) 高域波器27の伝達関数Hは次式で表わされ
る。
F=P1・A1−P2・A2−W (3) The transfer function H of the high frequency converter 27 is expressed by the following equation.

H=sT/1+sT …(4) ここで、sはラプラス変数、Tは時定数であ
る。しかして、一般に多自由度工業用ロボツトの
作業軸は、その長さ、自重および作業端の把持物
の重量などに依存した異なる固有振動数0を有す
るけれども、その固有振動数0は1Hz〜25Hzの周
波数範囲にある。ところで、作業軸7の振動を充
分に小さくまたは無くするためには、高域波器
27の前記時定数Tは、1/Tが0よりも約1.5
〜3オクターブ程度低い値となるように選ばなけ
ればならない。振動を吸収するという目的上から
は、時定数Tを無限大に選定すること、つまり、
操作力を高域波器27を介せず直接フイードバ
ツクする方法が最も有効であるが、この高域波
器27は、直接フイードバツクする場合には損な
われる定常特性の改善と実用上の信頼性確保のた
めに挿入される。
H=sT/1+sT...(4) Here, s is a Laplace variable and T is a time constant. Generally speaking, the working axis of a multi-degree-of-freedom industrial robot has different natural frequencies depending on its length, its own weight, and the weight of the object held at the working end. in the frequency range. By the way, in order to sufficiently reduce or eliminate the vibration of the work shaft 7, the time constant T of the high frequency generator 27 should be set such that 1/T is approximately 1.5 less than 0.
It must be selected so that the value is ~3 octaves lower. For the purpose of absorbing vibrations, the time constant T should be selected to be infinite, that is,
The most effective method is to directly feed back the operating force without going through the high frequency device 27, but this high frequency device 27 improves steady-state characteristics that would be lost when direct feedback is used, and ensures practical reliability. inserted for.

作業軸7では経年変化などに起因して摩擦力の
変動ならびに圧力検出器および増幅器などの電気
回路の温度変化に起因するドリフトによつて、ま
た作業軸7に働く重力の変動によつて、作業軸7
の左右、前後および上下方向などの動作速度が不
均衡になつたり、位置決め精度が低下することを
防ぐために、高域波器27の時定数Tをできる
だけ小さく選ぶことが望ましい。
The work axis 7 is affected by fluctuations in frictional force due to changes over time, drifts caused by temperature changes in electric circuits such as pressure detectors and amplifiers, and fluctuations in the gravity acting on the work axis 7. axis 7
It is desirable to select the time constant T of the high-frequency wave generator 27 as small as possible in order to prevent imbalance in operating speed in the left-right, front-back, and up-down directions, and to prevent positioning accuracy from decreasing.

しかしながら時定数Tを小さく選んだときに
は、別の問題が生じる。工業用ロボツトでは作業
軸7の固有振動数は、前述のように小さい値であ
り、したがつて時定数Tを小さくすると作業軸7
の固有振動を除去することができなくなる。した
がつて時定数Tをむやみに小さくすることはでき
ない。
However, when the time constant T is chosen to be small, another problem arises. In industrial robots, the natural frequency of the work shaft 7 is a small value as described above, so if the time constant T is made small, the work shaft 7
It becomes impossible to remove the natural vibration of Therefore, the time constant T cannot be reduced unnecessarily.

しかして、作業軸7の動作速度および位置決め
精度を低下する原因としては前述のように作業軸
7に働く摩擦力の変動、圧力検出器および増幅器
のドリフト、ならびに重力の変動があり、これら
の3つの原因のうち、摩擦力の変動およびドリフ
トは、比較的小さい値であつて、その時間変化率
が小さく、したがつて動作速度および位置決め精
度に大きな悪影響をおよぼすことはない。これに
対して、重力の変動は大きな値であり、かつ時間
変化率が大きい。したがつて高域波器27の時
定数Tを小さく選定できなくても、作業軸7の重
力の変動に起因した動作速度および位置決め精度
に対する悪影響を制御する必要がある。本発明は
この問題を解決する。
As mentioned above, the causes of deterioration in the operating speed and positioning accuracy of the work shaft 7 include fluctuations in the frictional force acting on the work shaft 7, drifts in the pressure detector and amplifier, and fluctuations in gravity. Among the two causes, fluctuations and drifts in the frictional force are relatively small in value and have a small rate of change over time, and therefore do not have a large adverse effect on operating speed and positioning accuracy. In contrast, the fluctuation of gravity has a large value and a large rate of change over time. Therefore, even if the time constant T of the high-frequency wave generator 27 cannot be selected to be small, it is necessary to control the adverse effects on the operating speed and positioning accuracy caused by fluctuations in the gravity of the work shaft 7. The present invention solves this problem.

第6図を参照して、作業軸7は複動シリンダ6
によつて駆動されて昇降し、この作業軸7にワー
ク31が着脱可能に取付けられている場合を想定
する。このとき、部屋6aの駆動力は前述のよう
にA1・P1であり、部屋6bの駆動力はA2・P2で
あつて、操作力F3としては前述の如く次式で表
わされる。
Referring to FIG. 6, the work shaft 7 is a double-acting cylinder 6.
Assume that the workpiece 31 is removably attached to the work shaft 7 and is driven up and down by the work shaft 7. At this time, the driving force of the chamber 6a is A1.P1 as described above, the driving force of the chamber 6b is A2.P2, and the operating force F3 is expressed by the following equation as described above.

F3=A1・P1−A2・P2−W
…(5) 作業軸7にワーク31が取付けられている状態
において、第7図1で示される時刻t1でワーク
31が除去されたときを想定する。このときには
ワーク31の重力Wによつて操作力F3がステツ
プ状に変化する。高域波器27への入力信号i
は、第7図2で示されるようにステツプ信号とな
る。このステツプ信号の値をaをすると、高域
波器27の出力信号は、第7図3のような時間経
過を辿る。時刻t1において高域波器27は出
力レベルaを有し、その時定数Tが小さいときに
は、ラインl2のように、また時定数Tが大きく
なるにつれてラインl3,l4の経過を辿る。こ
のことから高域波器27の時定数Tを小さくし
て、その出力を速く低減するか、あるいはまた入
力信号iのaをレベル小さくすることが必要であ
ることが判る。時定数Tを小さくすると前述のよ
うに固有振動が生じるので、時定数Tをむやみに
小さくすることはできず、したがつて本発明で
は、クランプレベル設定回路28において定めら
れた重力Wを、クランプ回路25において差し引
き、これによつて第3式の演算を行ない、入力信
号iのレベルaを低減しているのである。そのた
め高域波器27の時定数Tが大きくても、ステ
ツプ応答の出力レベルの低減を図ることができ
る。
F3=A1・P1−A2・P2−W
...(5) Assume that the work 31 is removed at time t1 shown in FIG. 7, while the work 31 is attached to the work shaft 7. At this time, the operating force F3 changes in steps due to the gravity W of the workpiece 31. Input signal i to high frequency amplifier 27
becomes a step signal as shown in FIG. 72. When the value of this step signal is set to a, the output signal of the high frequency converter 27 follows the time course as shown in FIG. 7. At time t1, the high frequency converter 27 has an output level a, and when the time constant T is small, it follows the course of line l2, and as the time constant T increases, it follows lines l3 and l4. From this, it can be seen that it is necessary to reduce the time constant T of the high frequency converter 27 to quickly reduce its output, or to reduce the level of a of the input signal i. Since reducing the time constant T causes natural vibration as described above, the time constant T cannot be reduced unnecessarily. Therefore, in the present invention, the gravity W determined in the clamp level setting circuit 28 is The circuit 25 subtracts the signal, thereby calculating the third equation, thereby reducing the level a of the input signal i. Therefore, even if the time constant T of the high frequency amplifier 27 is large, the output level of the step response can be reduced.

第8図に示されるように、作業軸7が複動シリ
ンダ6によつて駆動され、この作業軸7の端部は
ピン32によつてもう1つの複動シリンダ33に
連結され、この複動シリンダ33のピストン棒3
4にワーク35が取付けられており、シリンダ6
の端部は、ピン36によつて固定位置に枢支さ
れ、シリンダ33はピン37はピン37によつて
角変位可能となつている場合を想定する。部屋6
a,6bの駆動力A1・P1、A2・P2による操作力
は、第9図1で示されるように時間経過に伴つて
複動シリンダ33のピストン棒34が伸長すると
き、ワーク35の重力などに起因して大きくなる
ように変化する。したがつて高域波器27の入
力信号iは第9図2で示されるように、時間経過
に伴つて一次直線で変化し、いわゆるランプ入力
波形となる。このような第9図2で示される入力
信号が、高域波器27に入力されたとき、その
出力波形は第9図3で示されるとおりとなる。入
力信号iの傾きをbとすると、出力信号の定常値
はbTとなり、時定数Tが大きくなるにつれてそ
の定常値は大きくなる。この観点からは、高域
波器27の時定数Tを小さく選ぶことが望ましい
けれども、前述のように時定数Tを小さく選ぶ
と、固有振動が生じてしまう。したがつて時定数
Tを小さく選ぶことができなくても、出力信号の
レベルbTを小さくするには、高域波器27へ
の入力信号iのレベルを小さくする必要がある。
本発明では、この入力信号iを小さくするため
に、クランプレベル設定回路28およびクランプ
回路25が設けられているのである。
As shown in FIG. 8, a working shaft 7 is driven by a double-acting cylinder 6, the end of which is connected by a pin 32 to another double-acting cylinder 33; Piston rod 3 of cylinder 33
A workpiece 35 is attached to cylinder 4, and cylinder 6
It is assumed that the end of the cylinder 33 is pivoted at a fixed position by a pin 36, and the cylinder 33 is angularly displaceable by the pin 37. room 6
The operating force due to the driving forces A1, P1, A2, and P2 of a and 6b is caused by the gravity of the workpiece 35, etc. when the piston rod 34 of the double-acting cylinder 33 expands over time as shown in FIG. 91. changes to become larger due to Therefore, as shown in FIG. 9, the input signal i of the high frequency converter 27 changes linearly over time, forming a so-called ramp input waveform. When the input signal shown in FIG. 92 is inputted to the high frequency converter 27, its output waveform becomes as shown in FIG. 93. If the slope of the input signal i is b, the steady value of the output signal is bT, and the steady value increases as the time constant T increases. From this point of view, it is desirable to select a small time constant T of the high frequency amplifier 27, but if the time constant T is selected small as described above, natural vibration will occur. Therefore, even if it is not possible to select a small time constant T, it is necessary to reduce the level of the input signal i to the high frequency amplifier 27 in order to reduce the level bT of the output signal.
In the present invention, a clamp level setting circuit 28 and a clamp circuit 25 are provided in order to reduce this input signal i.

このようにして本発明によれば、振動の発生を
抑止することによつて、作業軸7の動作速度およ
び位置決め高精度に達成することが可能となる。
In this way, according to the present invention, by suppressing the occurrence of vibration, it is possible to achieve high operating speed and high positioning accuracy of the work shaft 7.

第3図は、作業軸7を左右方向に駆動した場合
におけるクリープ速度時の左右の操作力F1、F2
を示す。この第3図に示したように、一般に左右
方向で作業軸7の構成各部の摩擦は異なるので、
左右方向に等速度で作業軸7を駆動するに要する
操作力F1、F2の大きさは等しくならない。その
ため高域波器27の時定数Tが大きい場合に
は、左右方向の動作速度が不均衡となる。このよ
うな速度の不均衡は、特にクリープ速度において
は避けることが望まれる。この目的で、クランプ
回路25は、係数器23からの操作力に対応した
出力の直流レベルを上昇または下降し、すなわち
上下両操作力F1、F2のうち大きい方の操作力に
対応した係数器23または24からの出力を相対
的に下げるように直流レベルを重畳し、それによ
つて見かけ上の操作力F1、F2がほぼ等しくなる
ように操作力F1、F2のクランプレベルl(第3図
参照)が設定されうる。
Figure 3 shows the left and right operating forces F1 and F2 at creep speed when the work shaft 7 is driven in the left and right direction.
shows. As shown in FIG. 3, the friction of each component of the work shaft 7 generally differs in the left and right directions, so
The magnitudes of the operating forces F1 and F2 required to drive the work shaft 7 at a constant speed in the left-right direction are not equal. Therefore, if the time constant T of the high frequency converter 27 is large, the operating speeds in the left and right directions will be unbalanced. It is desirable to avoid such velocity imbalances, especially at creep rates. For this purpose, the clamp circuit 25 increases or decreases the DC level of the output corresponding to the operating force from the coefficient unit 23, that is, the clamp circuit 25 increases or decreases the DC level of the output corresponding to the operating force from the coefficient unit 23. Alternatively, the DC level is superimposed so as to relatively lower the output from 24, and the clamp level l of the operating forces F1 and F2 is thereby made so that the apparent operating forces F1 and F2 are approximately equal (see Figure 3). can be set.

本発明では、前述の第2式に示される高域波
器27の伝達関数Hにおいて、1/Tは、工業用
ロボツトの作業軸の固有振動数よりも約1.5〜3
オクターブ程度低い値に選ばれている。本件発明
者の実験によれば、作業軸7、それに連結される
油圧シリンダ6のピストンおよびピストン棒な
ど、ならびにその作業軸7に連結される溶接機な
どとの可動部分の総重量は、たとえば120Kgであ
り、その可動部分の全長は、たとえば300cmであ
り、作業軸7の固有振動数は6Hz程である。この
時、ハイパスフイルター時定数Tを、1/Tがそ
の固有振動数より2オクターブ低い、0.1秒に定
めたときに作業軸7の固有振動の発生を防ぐこと
ができるとともに重力の変動による悪影響を防
ぎ、動作速度および位置決め精度を高精度に達成
することができたことが確認された。一般にスポ
ツト溶接、塗装などの用途に広く用いられている
工業用ロボツトでは、1/Tは、作業軸7の固有
振動数よりも約1.5〜3オクターブ程度低い値に
あることによつて、本発明の効果を達成すること
が可能である。
In the present invention, in the transfer function H of the high frequency converter 27 shown in the above-mentioned second equation, 1/T is approximately 1.5 to 3 times lower than the natural frequency of the working axis of the industrial robot.
The value is selected to be about an octave lower. According to experiments by the inventor of the present invention, the total weight of the movable parts including the working shaft 7, the piston and piston rod of the hydraulic cylinder 6 connected thereto, and the welding machine connected to the working shaft 7 is, for example, 120 kg. The total length of the movable part is, for example, 300 cm, and the natural frequency of the working shaft 7 is about 6 Hz. At this time, when the high-pass filter time constant T is set to 0.1 seconds, where 1/T is 2 octaves lower than its natural frequency, it is possible to prevent the natural vibration of the work shaft 7 from occurring, and also to prevent the adverse effects caused by fluctuations in gravity. It was confirmed that it was possible to achieve high accuracy in operation speed and positioning accuracy. In industrial robots that are generally widely used for applications such as spot welding and painting, 1/T is approximately 1.5 to 3 octaves lower than the natural frequency of the work shaft 7, so the present invention It is possible to achieve the effect of

低速度駆動信号に関しては、作業軸が指定位置
に達すると、比較器9の出力は零となり、これに
よつて低速度駆動信号は発生されなくなるよう
に、たとえば比較器3の出力が遮断されるよう
に、制御手段(図示せず)が達成される。そのた
め油圧シリンダ6および作業軸は、希望する位置
決め位置にて停止する。また記憶装置2とエンコ
ーダ8との出力によつて、すなわち比較器9の出
力によつて、サーボ弁5に、部屋6aまたは6b
のいずれに油圧を与えるかを決定する信号が前記
制御手段から与えられる。そのため、油圧シリン
ダ6と作業軸の移動方向が決定される。
Regarding the low-speed drive signal, the output of the comparator 3 is cut off, for example, so that when the working axis reaches the specified position, the output of the comparator 9 becomes zero, so that no low-speed drive signal is generated. As such, control means (not shown) are achieved. Therefore, the hydraulic cylinder 6 and the work shaft stop at the desired positioning position. Also, by the output of the storage device 2 and the encoder 8, that is, by the output of the comparator 9, the servo valve 5 is sent to the room 6a or 6b.
A signal is given from the control means to determine which of them should be given hydraulic pressure. Therefore, the moving direction of the hydraulic cylinder 6 and the work shaft is determined.

上述の実施例では、比較器3は回路1と加算器
4との間に介在されたけれども、本発明の他の実
施例として、加算器4とサーボ弁5との間に、比
較器3を介在させてもよい。
In the above embodiment, the comparator 3 is interposed between the circuit 1 and the adder 4, but in another embodiment of the present invention, the comparator 3 is interposed between the adder 4 and the servo valve 5. It is also possible to intervene.

こうして、作業リピート時にもテイーチング時
にもフイードバツク回路が働いて工業用ロボツト
の動作性能を向上することができるようになる。
特に本発明によれば、変換手段では現在位置と記
憶装置のストア指令値の指令位置との偏差が或る
小さい値未満であるとき、偏差駆動信号を出力せ
ず、したがつて低速度駆動信号発生手段からの低
速度駆動信号がサーボ機構に与えられるので、作
業軸を低速度で駆動するとともに、この低速駆動
時にフイードバツク信号により低速度駆動信号を
補正するようにしたから、動作性能が良好とな
り、正確な位置決めが可能になる。このためリピ
ート動作時の動作速度を大きくすることができ、
作業能率を向上させることができる。さらに上記
の低速度駆動信号は、リピート動作時のみなら
ず、テイーチング時においても使用されるので、
テイーチング時の作業能率も併せて向上させるこ
とができる。
In this way, the feedback circuit works both during work repeats and during teaching, making it possible to improve the operational performance of the industrial robot.
In particular, according to the present invention, when the deviation between the current position and the command position of the store command value of the storage device is less than a certain small value, the conversion means does not output the deviation drive signal, and therefore does not output the low speed drive signal. Since the low-speed drive signal from the generating means is given to the servo mechanism, the work axis is driven at a low speed, and the low-speed drive signal is corrected by a feedback signal during this low-speed drive, resulting in good operating performance. , accurate positioning becomes possible. Therefore, the operating speed during repeat operation can be increased,
Work efficiency can be improved. Furthermore, the above-mentioned low-speed drive signal is used not only during repeat operation but also during teaching, so
Work efficiency during teaching can also be improved.

以上のように本発明によれば、作業リピート時
にもテイーチング時にもフイードバツク回路が働
いて工業用ロボツトの動作性能を向上することが
できるようになる。特に本発明によれば、変換手
段では現在位置と記憶装置のストア指令値の指令
位置との偏差が或る小さい値未満であるとき、偏
差駆動信号を出力せず、したがつて低速度駆動信
号発生手段からの低速度駆動信号がサーボ機構に
与えられるので、作業軸を低速度で駆動するとと
もに、この低速駆動時にフイードバツク信号によ
り低速度駆動信号を補正するようにしたから、動
作性能が良好となり、正確な位置決めが可能にな
る。このためリピート動作時の動作速度を大きく
することができ、作業能率を向上させることがで
きる。さらに上記の低速度駆動信号は、リピート
動作時のみならず、テイーチング時においても使
用されるので、テイーチング時の作業能率も併せ
て向上させることができる。
As described above, according to the present invention, the feedback circuit works both during repeat work and during teaching, thereby making it possible to improve the operational performance of the industrial robot. In particular, according to the present invention, when the deviation between the current position and the command position of the store command value of the storage device is less than a certain small value, the conversion means does not output the deviation drive signal, and therefore does not output the low speed drive signal. Since the low-speed drive signal from the generating means is given to the servo mechanism, the work axis is driven at a low speed, and the low-speed drive signal is corrected by a feedback signal during this low-speed drive, resulting in good operating performance. , accurate positioning becomes possible. Therefore, the operation speed during repeat operation can be increased, and work efficiency can be improved. Furthermore, since the above-mentioned low-speed drive signal is used not only during the repeat operation but also during teaching, the work efficiency during teaching can also be improved.

また本発明によれば、フイードバツク補償のた
めに高域波器を用い、その時定数をTとすると
き1/Tは作業軸の固有振動数よりも約1.5〜3
オクターブ程度低い値に選ぶことによつて、作業
軸の固有振動の発生を防ぐことができる。
Further, according to the present invention, a high frequency generator is used for feedback compensation, and when the time constant is T, 1/T is approximately 1.5 to 3 times higher than the natural frequency of the work shaft.
By selecting a value as low as an octave, it is possible to prevent the natural vibration of the work shaft from occurring.

しかも時定数Tがこのような固有振動を防ぐ比
較的大きな値に選ばれていても、クランプ回路の
働きによつて重力をシリンダ6の駆動力に換算し
た値Wを減算し、高域波器27への振動の発生
には関係しない入力信号のレベルを低くするよう
にしたので、重力の変動による高域波器27か
らの静特性を劣化させる出力信号のレベルを小さ
く抑えることが可能となる。こうして重力の変動
による悪影響を防ぎ、動作速度および位置決め精
度を高精度に達成することができる。作業軸7に
働らく摩擦力の変動ならびに圧力検出器および増
幅器のドリフトは、比較的小さな値であり、しか
も時間変化率が重力の変動に比べて格段に小さ
く、したがつてこれら2つの原因によつて動作速
度および位置決め精度が大きく低下することはな
く、実際上問題とならない。
Moreover, even if the time constant T is selected to be a relatively large value that prevents such natural vibrations, the value W obtained by converting gravity into the driving force of the cylinder 6 is subtracted by the action of the clamp circuit, and the high frequency Since the level of the input signal that is not related to the generation of vibration to the high frequency generator 27 is lowered, it is possible to suppress the level of the output signal that degrades the static characteristics from the high frequency generator 27 due to fluctuations in gravity to a small level. . In this way, it is possible to prevent the adverse effects of gravity fluctuations and achieve high operating speed and positioning accuracy. Fluctuations in the frictional force acting on the work shaft 7 and drifts in the pressure detector and amplifier are relatively small values, and the rate of change over time is much smaller than the fluctuations in gravity, so these two causes are Therefore, the operating speed and positioning accuracy do not decrease significantly, and there is no problem in practice.

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

第1図は本発明の一実施例の系統図、第2図は
第1図の変換回路10の入出力特性図、第3図は
第1図のクランプ回路25の動作を説明するため
の図、第4図は低速度駆動信号s1の波形を示す
図、第5図は加算器4の出力波形を示す図、第6
図は作業軸7が上下に延びて設けられる状態を示
す簡略化した図、第7図は第6図の構成における
波器27のステツプ応答特性を示す図、第8図
はピストン棒34を伸縮駆動する複動シリンダ3
3をピン37のまわりに角変位可能となつて取付
けられている構成を示す図、第9図は第8図の構
成における高域波器27のランプ応答特性を示
す図である。 1……低速度駆動信号発生回路、2……記憶装
置、3,9……比較器、4……加算器、5……サ
ーボ弁、6……複動油圧シリンダ、7……作業
軸、8……エンコーダ、10……変換回路、11
……立上り波形整形回路、20……フイードバツ
ク補償回路、21,22……圧力検出器、23,
24……係数器、25……クランプ回路、26…
…減算器、27……高域波器。
FIG. 1 is a system diagram of an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an input/output characteristic diagram of the conversion circuit 10 of FIG. 1, and FIG. 3 is a diagram for explaining the operation of the clamp circuit 25 of FIG. 1. , FIG. 4 is a diagram showing the waveform of the low-speed drive signal s1, FIG. 5 is a diagram showing the output waveform of the adder 4, and FIG.
The figure is a simplified diagram showing a state in which the work shaft 7 is provided extending vertically, FIG. 7 is a diagram showing the step response characteristics of the wave device 27 in the configuration of FIG. 6, and FIG. Driving double acting cylinder 3
FIG. 9 is a diagram showing the lamp response characteristics of the high frequency amplifier 27 in the configuration of FIG. 8. 1...Low speed drive signal generation circuit, 2...Storage device, 3, 9...Comparator, 4...Adder, 5...Servo valve, 6...Double acting hydraulic cylinder, 7...Work axis, 8... Encoder, 10... Conversion circuit, 11
... Rising waveform shaping circuit, 20 ... Feedback compensation circuit, 21, 22 ... Pressure detector, 23,
24...Coefficient unit, 25...Clamp circuit, 26...
...Subtractor, 27...High frequency device.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 作業軸の軸条件指令値と現在値との位置偏差
駆動信号に従い、電気−油圧サーボ機構によつて
複動シリンダを駆動し、その複動シリンダによつ
て操作される作業軸を用いて作業を行なう工業用
ロボツトの制御装置において、 工業用ロボツトの作業軸の軸条件指令値を予め
ストアした記憶装置2と、 前記工業用ロボツトの作業リピート時に前記作
業軸の現在位置を検出して現在値を出力するエン
コーダ8と、 前記作業リピート時に前記記憶装置2と前記エ
ンコーダ8とからの出力に応答し、前記現在位置
と前記ストア指令値の指令位置との偏差が或る小
さい値未満であるとき偏差駆動信号を出力せず、
その値を越えるとき前記偏差に対応した偏差駆動
信号を出力する、そのような入出力特性を有する
変換手段10と、 前記作業リピート時と前記軸条件を前記記憶装
置2に予め記憶させるテイーチング時とに、前記
作業軸を低速度で駆動する低速度駆動信号を発生
する手段1と、 前記複動シリンダ6のピストンの両側の駆動力
を検出するとともに、重力の働く作業軸7におけ
るその重力をシリンダ6の駆動力に換算した値を
求め、これによつて作業軸6の振動の発生を抑止
してなおかつ作業軸6の動作速度および位置決め
精度を高精度に達成するためのフイードバツク補
償信号を導出するフイードバツク補償回路20
と、 低速度駆動信号およびフイードバツク補償信号
の差を求める減算手段3と、 偏差駆動信号と減算手段の出力とを加算する加
算手段4と、 加算手段の出力を前記サーボ機構に与えるとと
もに、低速度駆動信号は作業軸が指令位置に達し
たとき発生させず、サーボ機構による複動シリン
ダのピストンの両側の各駆動力を調整する制御手
段5とを含み、 フイードバツク補償回路20は、 複動シリンダ6のピストン両側の駆動力P1・
A1、P2・A2を検出する手段21,22,23,
24と、 重力の働く作業軸7におけるその重力をシリン
ダ6の駆動力に換算した値Wをあらわす信号を導
出するクランプレベル設定回路28と、 前記駆動力検出手段21,22,23,24の
うち重力の作用する一方の駆動力検出手段21,
23によつて検出された駆動力P1・A1から、ク
ランプレベル設定回路28によつて定められた値
Wを減算するクランプ回路25と、 クランプ回路25からの出力(=P1・A1−W)
から他方の駆動力検出手段22,24の出力
P2・A2を減算する減算器26と、 その減算器26からの出力を高域波してフイ
ードバツク補償信号を導出する高域波器27と
を含み、 その高域波器27の伝達関数Hは、次式で表
わされ、 H=sT/1+sT ここでsはラプラス変数、Tは時定数とし、 1/Tは、前記作業軸の固有振動数よりも約
1.5〜3オクターブ程度低い値に選ばれているこ
とを特徴とする工業用ロボツトの制御装置。
[Claims] 1. A double-acting cylinder is driven by an electro-hydraulic servomechanism according to a position deviation drive signal between an axis condition command value and a current value of the work axis, and is operated by the double-acting cylinder. A control device for an industrial robot that performs work using a work axis includes a storage device 2 in which axis condition command values for the work axis of the industrial robot are stored in advance, and a current position of the work axis when the work of the industrial robot is repeated. an encoder 8 that detects and outputs a current value; and an encoder 8 that responds to outputs from the storage device 2 and the encoder 8 during the work repeat to detect a deviation between the current position and the command position of the store command value. When the value is less than a small value, the deviation drive signal is not output,
a converting means 10 having such an input/output characteristic that outputs a deviation drive signal corresponding to the deviation when the value exceeds the deviation; and a teaching time in which the axis condition is stored in advance in the storage device 2 during the work repeat. means 1 for generating a low-speed drive signal for driving the work shaft at a low speed; detecting the driving force on both sides of the piston of the double-acting cylinder 6, and transmitting the gravitational force on the work shaft 7 where gravity is applied to the cylinder; 6 is converted into the driving force, and from this, a feedback compensation signal is derived for suppressing the occurrence of vibration of the work shaft 6 and achieving high operating speed and positioning accuracy of the work shaft 6. Feedback compensation circuit 20
subtracting means 3 for calculating the difference between the low speed drive signal and the feedback compensation signal; adding means 4 for adding the deviation drive signal and the output of the subtracting means; The feedback compensation circuit 20 includes a control means 5 that does not generate a drive signal when the work axis reaches the command position, and adjusts each driving force on both sides of the piston of the double-acting cylinder by a servo mechanism. The driving force P1 on both sides of the piston is
Means for detecting A1, P2 and A2 21, 22, 23,
24, a clamp level setting circuit 28 for deriving a signal representing a value W obtained by converting the gravity on the work shaft 7 to the driving force of the cylinder 6, and one of the driving force detecting means 21, 22, 23, 24. one driving force detection means 21 on which gravity acts;
A clamp circuit 25 that subtracts the value W determined by the clamp level setting circuit 28 from the driving force P1・A1 detected by the clamp circuit 23, and the output from the clamp circuit 25 (=P1・A1−W)
The output of the other driving force detection means 22, 24 from
It includes a subtracter 26 that subtracts P2 and A2, and a high frequency converter 27 that converts the output from the subtracter 26 into a high frequency band to derive a feedback compensation signal, and the transfer function H of the high frequency converter 27 is , is expressed by the following formula, H=sT/1+sT where s is a Laplace variable, T is a time constant, and 1/T is approximately lower than the natural frequency of the working axis.
A control device for an industrial robot, characterized in that the value is selected to be about 1.5 to 3 octaves low.
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