JPH02124288A - 教示位置制御方式 - Google Patents
教示位置制御方式Info
- Publication number
- JPH02124288A JPH02124288A JP27788888A JP27788888A JPH02124288A JP H02124288 A JPH02124288 A JP H02124288A JP 27788888 A JP27788888 A JP 27788888A JP 27788888 A JP27788888 A JP 27788888A JP H02124288 A JPH02124288 A JP H02124288A
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- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 10
- 238000001514 detection method Methods 0.000 abstract description 5
- 238000005070 sampling Methods 0.000 abstract description 3
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Manipulator (AREA)
- Control Of Position Or Direction (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（イ）産業上の利用分野
本発明はマイクロコンピュータシステムを利用したモー
タの教示位置制御方式に関する。
タの教示位置制御方式に関する。
（ロ）従来の技術
近年、例えば特開昭５９−１８９４１６号等に示される
ような垂直多関節型ロボット等で物体を把持移動させる
ことが考えられている。このような垂直多関節型ロボッ
トでは、各関節部の回転状態はモータによって調整され
る。こうしたモータの制御を行うためのソフトウェアサ
ーボ機構を第４図に示す。
ような垂直多関節型ロボット等で物体を把持移動させる
ことが考えられている。このような垂直多関節型ロボッ
トでは、各関節部の回転状態はモータによって調整され
る。こうしたモータの制御を行うためのソフトウェアサ
ーボ機構を第４図に示す。
同図において、モータ（９）の制御量としてはマイクロ
コンピュータシステム（１）よりディジタル値の速度デ
ータとがラッチ（５）に入力され、このラッチ（５）の
出力ｆがＤ／Ａ変換器（６）に出力される。Ｄ／Ａ変換
器（６）はその入力データをＤ／Ａ変換してアナログ値
として出力される。その出力はＶ／Ｉ変換器（７）に送
られ、電流アンプ（８）で増幅されてモータ（９）を駆
動させる。モータ（９）が回転するとパルスエンコーダ
（１０） （以下ＰＥと呼ぶ）からモータの回転数に比
例したパルスが出力される。Ｆ／Ｖ変換器（１１）はＰ
Ｅ （１０）のパルス信号を入力としモータの速度制
御ループを構成している。またＰ Ｅ （１０）のパル
スはカウンター（１２）でカウントされており、マイク
ロコンピュータシステム（１）がこの信号データｄを読
み込むことに−より、モータの回転位置θ−をタイマ周
期毎に検知することができる。
コンピュータシステム（１）よりディジタル値の速度デ
ータとがラッチ（５）に入力され、このラッチ（５）の
出力ｆがＤ／Ａ変換器（６）に出力される。Ｄ／Ａ変換
器（６）はその入力データをＤ／Ａ変換してアナログ値
として出力される。その出力はＶ／Ｉ変換器（７）に送
られ、電流アンプ（８）で増幅されてモータ（９）を駆
動させる。モータ（９）が回転するとパルスエンコーダ
（１０） （以下ＰＥと呼ぶ）からモータの回転数に比
例したパルスが出力される。Ｆ／Ｖ変換器（１１）はＰ
Ｅ （１０）のパルス信号を入力としモータの速度制
御ループを構成している。またＰ Ｅ （１０）のパル
スはカウンター（１２）でカウントされており、マイク
ロコンピュータシステム（１）がこの信号データｄを読
み込むことに−より、モータの回転位置θ−をタイマ周
期毎に検知することができる。
一方、マイクロコンピュータシステム（１）内の演算部
（２）ではモータの制御目標値として速度データθ、に
と位置データθ、ｋ（ｋ＝ｏ、１，２゜・・・）が時系
別にプログラムで計算されており、目標設定手段（２ａ
）に設定されている。この目標値と検出値（θ□ｋ）と
の比較により、２つの制御成分、フィードフォワード成
分とフィードバッグ成分を夫々フィードフォワード生成
手段（２ｂ）とフィードバッグ生成（２Ｃ）とで計算し
てその和をモータの速度データとしてラッチ回路（５）
に出力している。
（２）ではモータの制御目標値として速度データθ、に
と位置データθ、ｋ（ｋ＝ｏ、１，２゜・・・）が時系
別にプログラムで計算されており、目標設定手段（２ａ
）に設定されている。この目標値と検出値（θ□ｋ）と
の比較により、２つの制御成分、フィードフォワード成
分とフィードバッグ成分を夫々フィードフォワード生成
手段（２ｂ）とフィードバッグ生成（２Ｃ）とで計算し
てその和をモータの速度データとしてラッチ回路（５）
に出力している。
尚、ここで、フィードフォワード成分は速度データにゲ
インＫｒを掛けたものとして決定され、フィードバッグ
成分は現在の目標値と実際に移動した量との偏差にゲイ
ンＫｂを掛けたもので決定されている。このようなソフ
トウェアサーボはマイクロコンピュータシステム（１）
において位置制御ループを構成しており、制御量として
は速度データを出力するという制御方法であり、この方
法がソフトウェアサーボの主流になっている。
インＫｒを掛けたものとして決定され、フィードバッグ
成分は現在の目標値と実際に移動した量との偏差にゲイ
ンＫｂを掛けたもので決定されている。このようなソフ
トウェアサーボはマイクロコンピュータシステム（１）
において位置制御ループを構成しており、制御量として
は速度データを出力するという制御方法であり、この方
法がソフトウェアサーボの主流になっている。
この方法の停止状態における位置制御について示したの
が第５図、第６図であり、第５図は基本構成ブロックに
ついて示しており、第６図はそのタイムチャートについ
て示している。
が第５図、第６図であり、第５図は基本構成ブロックに
ついて示しており、第６図はそのタイムチャートについ
て示している。
（ハ）発明が解決しようとする課題
ところで、第７図に示すような垂直多関節型ロボットに
おいては各アーム（３Ｓ）〜（７Ｓ）に常に重力が掛っ
ていて各関節を制御するモータの駆動をＯＦＦした状態
でアーム先端部を人手等の外力で任意に動かせて動作軌
跡を教示する場合、アーム自体を重量に抗してアームを
動かさなければならないと云う不都合があった。
おいては各アーム（３Ｓ）〜（７Ｓ）に常に重力が掛っ
ていて各関節を制御するモータの駆動をＯＦＦした状態
でアーム先端部を人手等の外力で任意に動かせて動作軌
跡を教示する場合、アーム自体を重量に抗してアームを
動かさなければならないと云う不都合があった。
（ニ）課題を解決するための手段
本発明はこのような点に鑑みて為されたものであって、
モータの回転位置を所定時間間隔で検知して目標回転位
置として書き換えるとともに、モータの回転位置の変位
データを読み込んでる。
モータの回転位置を所定時間間隔で検知して目標回転位
置として書き換えるとともに、モータの回転位置の変位
データを読み込んでる。
（ホ） 作用
人手によって少しの力を加えるだけで多関節型ロボット
のアームを所望の個所に移動田来る。
のアームを所望の個所に移動田来る。
（へ）実施例
第１図は本発明教示位置制御方式を実現するためのサー
ボ機構のブロック図、第２図は演算部（２）内のティー
チング処理部（２ｄ）の動作を示す流れ図、第３図はこ
のサーボ機構のタイムチャートである。
ボ機構のブロック図、第２図は演算部（２）内のティー
チング処理部（２ｄ）の動作を示す流れ図、第３図はこ
のサーボ機構のタイムチャートである。
まず第１図について以下説明を行う。同図はアーム駆動
用のモータ（９）が停止状態で位置制御がフィードバッ
グによってのみかけられている状態うを示している。し
たがって目標設定手段（２ａ）の目標速度θ１ＥはＯ（
ＥはＥＮＤ終点の意）、目標移動量はθ、６の一定量と
して与えられており、を駆動制御する。
用のモータ（９）が停止状態で位置制御がフィードバッ
グによってのみかけられている状態うを示している。し
たがって目標設定手段（２ａ）の目標速度θ１ＥはＯ（
ＥはＥＮＤ終点の意）、目標移動量はθ、６の一定量と
して与えられており、を駆動制御する。
ここでモード切換手段（１５）で教示モード（あるいは
ティーチングモード）にモード切換を行うと、スイッチ
（１９）が切り換わり、フィードバッグ制御内容はティ
ーチング処理部（２ｄ）で行なわれるようになる。Ｐ
Ｅ （１０）のカウントの検出はタイマ周期に同期した
タイミング調停部（１３）より周期毎で２分周（−例と
して決定したもの）した制御信号ｍによりスイッチ（１
６）を切り換えて、タイマー（４）の１周期おきに夫々
保持部（＋７） （＋８）に目標値θ、２“−１と実測
値θ。２″を切り換え入力しする。
ティーチングモード）にモード切換を行うと、スイッチ
（１９）が切り換わり、フィードバッグ制御内容はティ
ーチング処理部（２ｄ）で行なわれるようになる。Ｐ
Ｅ （１０）のカウントの検出はタイマ周期に同期した
タイミング調停部（１３）より周期毎で２分周（−例と
して決定したもの）した制御信号ｍによりスイッチ（１
６）を切り換えて、タイマー（４）の１周期おきに夫々
保持部（＋７） （＋８）に目標値θ、２“−１と実測
値θ。２″を切り換え入力しする。
そしてティーチング処理部（２ｄ）は実測値θｎ″が目
標値θ、、２・−１に近ずくようモータ（９）に制御を
かける。即ち、これにより、外力が働く方向にモータを
ティーチング動作させうろことが可能となる。ただし、
このままでは重力をそのまま感知して動作してしまうた
め、一定量の閾値を定め目標値−実測値の値がこの閾値
を超える外力が働いた場合ににみティーチング動作であ
ることを認識できるようにすることにより回避している
。この閾値の設定においてはモータドライバーの過負荷
特性と位置制御の収束性およびフィードバッグゲインを
考慮すれば簡易に決定できる。また、このようして得ら
れる実測値θ。″は目標移動量としてティーチング処理
部（２ｄ）内に保持され、これから目標速度０戸も算出
される。そして、こうして求められた目標移動量θ−１
目標速度θ、には目標設定手段（２ａ）に与えられる。
標値θ、、２・−１に近ずくようモータ（９）に制御を
かける。即ち、これにより、外力が働く方向にモータを
ティーチング動作させうろことが可能となる。ただし、
このままでは重力をそのまま感知して動作してしまうた
め、一定量の閾値を定め目標値−実測値の値がこの閾値
を超える外力が働いた場合ににみティーチング動作であ
ることを認識できるようにすることにより回避している
。この閾値の設定においてはモータドライバーの過負荷
特性と位置制御の収束性およびフィードバッグゲインを
考慮すれば簡易に決定できる。また、このようして得ら
れる実測値θ。″は目標移動量としてティーチング処理
部（２ｄ）内に保持され、これから目標速度０戸も算出
される。そして、こうして求められた目標移動量θ−１
目標速度θ、には目標設定手段（２ａ）に与えられる。
第２図は、ティーチング処理部（２ｄ）ですべき内容に
ついて示している。即ち、ティーチング時における、外
力による移動量の変化量Δθｅ’（ｋ＝１．２・・・、
とすることにより１周期おきに検知しうる。）を計算し
、その値が一定ちεより大きい場合はティーチングされ
ていることを示しているためその変化量Δθ−にゲイン
Ｋｂを掛けたものとモータの制御量として出力すること
を示している。一方Δθ−がεより等しいか小さいとき
は外力によるティーチングがなされていないと判断し、
前の周期の制御量を出力することを示している。
ついて示している。即ち、ティーチング時における、外
力による移動量の変化量Δθｅ’（ｋ＝１．２・・・、
とすることにより１周期おきに検知しうる。）を計算し
、その値が一定ちεより大きい場合はティーチングされ
ていることを示しているためその変化量Δθ−にゲイン
Ｋｂを掛けたものとモータの制御量として出力すること
を示している。一方Δθ−がεより等しいか小さいとき
は外力によるティーチングがなされていないと判断し、
前の周期の制御量を出力することを示している。
第３図はこのサーボ機構におけるティーチング時のタイ
ムチャートであり、フィードバッグ量の目標値はサンプ
リング周期の奇数周期口であり、実測値は偶数周期口と
なっている点、Ｎ周期毎に目標値が変化している点が特
徴である。
ムチャートであり、フィードバッグ量の目標値はサンプ
リング周期の奇数周期口であり、実測値は偶数周期口と
なっている点、Ｎ周期毎に目標値が変化している点が特
徴である。
また、本実施例ではモータ軸が１つの多関節型ロボット
に利用する場合について示しているが、第８図に示すよ
うに多軸の多関節型ロボットの場合も同様に構成出来る
。
に利用する場合について示しているが、第８図に示すよ
うに多軸の多関節型ロボットの場合も同様に構成出来る
。
（ト） 発明の効果
以上述べた如く、本発明教示位置制御方式では教示動作
時、逐次目標位置をサンプリング時の検出位置に変更し
ながらフィールドバッグ制御をかけているので、多関節
ロボット等の移動軌跡を教示するとき、小さな外力でア
ームを移動させることが出来、教示の省力化、簡単過が
図れる。
時、逐次目標位置をサンプリング時の検出位置に変更し
ながらフィールドバッグ制御をかけているので、多関節
ロボット等の移動軌跡を教示するとき、小さな外力でア
ームを移動させることが出来、教示の省力化、簡単過が
図れる。
第１図は本発明教示位置制御方式を実現するためのサー
ボ機構のブロック図、第２図はティーチング処理部の動
作を示す流れ図、第３図は第１図のサーボ機構のタイム
チャート、第４図は従来のサーボ機構のブロック図、第
５図、第６図は停止状態における従来のサーボ機構の構
成図及びそのタイムチャート、第７図は垂直多関節型ロ
ボットの１例を示す斜視図、第８図は多軸の多関節型ロ
ボットの制御をするためのサーボ機構ブロック図である
。 （１）・・・マイクロコンピュータシステム、（２）・
・・演算部、（２ｄ）・・・ティーチング処理部、（３
）・・・サンプルホールド手段、（４）・・−タイマ、
（９）・・・モータ、（ｌＯ）・・・パルスエンコーダ
、（１２）・・・カウンタ、（１３）・・・タイミング
調停部、（１４）・・・分周手段。
ボ機構のブロック図、第２図はティーチング処理部の動
作を示す流れ図、第３図は第１図のサーボ機構のタイム
チャート、第４図は従来のサーボ機構のブロック図、第
５図、第６図は停止状態における従来のサーボ機構の構
成図及びそのタイムチャート、第７図は垂直多関節型ロ
ボットの１例を示す斜視図、第８図は多軸の多関節型ロ
ボットの制御をするためのサーボ機構ブロック図である
。 （１）・・・マイクロコンピュータシステム、（２）・
・・演算部、（２ｄ）・・・ティーチング処理部、（３
）・・・サンプルホールド手段、（４）・・−タイマ、
（９）・・・モータ、（ｌＯ）・・・パルスエンコーダ
、（１２）・・・カウンタ、（１３）・・・タイミング
調停部、（１４）・・・分周手段。
Claims (1)
- １）目標回転位置と実際の検出された回転位置を比較す
ることに依って、モータの回転位置が目標位置になるよ
う制御するモータの制御方式において、モータの回転位
置を所定時間間隔で検知して目標回転位置として書き換
えるとともに、モータの回転位置の移動データとして読
み込んで成る教示位置制御方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27788888A JPH02124288A (ja) | 1988-11-02 | 1988-11-02 | 教示位置制御方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27788888A JPH02124288A (ja) | 1988-11-02 | 1988-11-02 | 教示位置制御方式 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02124288A true JPH02124288A (ja) | 1990-05-11 |
Family
ID=17589685
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27788888A Pending JPH02124288A (ja) | 1988-11-02 | 1988-11-02 | 教示位置制御方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02124288A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107891422A (zh) * | 2017-11-06 | 2018-04-10 | 谜米机器人自动化（上海）有限公司 | 一种控制舵机的方法 |
-
1988
- 1988-11-02 JP JP27788888A patent/JPH02124288A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107891422A (zh) * | 2017-11-06 | 2018-04-10 | 谜米机器人自动化（上海）有限公司 | 一种控制舵机的方法 |
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