JPH03218503A - ロボット駆動方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ＃雫上の利用分野 本発明はロボットの長尺アームを高速に移動可能とした
ロボット駆動方法に関するものである。

従来の技術 従来のアームを移動させるロボット駆動方法を図面に基
づいて説明する。

第３図にｌ軸駆動のロボットアー五部の構成を示す。

第３図に示すように、長尺のアームの一端には、ボール
ねじ４にはめ合わされ、ボー／Ｉ／ねじ４が結合され九
サーポモータ３Ｋよって駆動されるポー〃ナット２が取
り付けられ、アームｌの他端はアームｌの重量を支持し
、Ｉ１ｌ［＃！性をａｌ保するための、リニアガイド１
４によって支えらｎる自出端という構成となっている。

上記構成においては、ＮＣ装置（図示せず）によりサー
ボ七一夕３を躯動しポー〜ねじ４を介してボールナット
２を駆動することで、アームｌｉ矢印２の方向に往復移
動させている。

１ｇ２図Ｋ２１１１１１１Ａ動のロボットアーム部の構
成を示す． 第２図のアーム部では、アームｌの両端に、第３図で説
明したサーポモータ３およびポールねじ４によって駆動
されるボールナット２が取９付けられている．従来のロ
ボットｇ動方法においては、ＮＣ装置（図示せず）によ
り２台のサーポモータ３を独立して同時に駆動し、サー
ボモータ３を同一距離、同一速度パターンにより回転す
４ｉことによって、アームｌをＸ方向と平行を保ったま
まＹ方同に往復移動させている。

発明が解決しようとする課題 ところが、上記第３図のｌｌｌ成のアーム駆動方法では
、長尺アームｌの一方のみに駆ＩＥＩｌｔ−与えるのみ
であって、他方に対しての駆動力は、アームｌによって
伝運されることになり、高卯逸度で移励さぜようとした
場合、アーム１の慣性により、アーム１の自由端備が遅
れ、曲がりが発生する。この曲がりは、アームｌの振動
となり、位置決め終了時の振動発生、および収束時間の
増加につながり、移動時間が増大し、振動により精度が
悪化するという問題があった。

また、上記第２図の構成のアーム駆動方法では、サーポ
モータ３の特性、つまり最終目標位置は保証されるが、
その間の経絡については、周囲の負２軸間の移動中の相
対位置にずれが発生し、アーふＩＫ異常な応力がかがっ
たり、サーポモータ３に過大な負荷がかがるという問題
があった。

本発明は上記問題を解決するものであり、高速、高加速
度でアームを移動させても、振動の発生しない、収束Ｒ
間の増加κよる移動時間の増加のないロボット駆動方法
を提供することを目的とするものである。

課題を解決するための手段 上記問題を解決するため本発明のロボット駆動方法は、
アーム部の両端をそれぞれモータにより同時に駆動する
ロボット駆動方法であって、移動中のアーム部の両端の
位置偏差値を各々検出し、各位置偏差値が略同一となる
よう各位置偏差威に対するゲインを補正することを特徴
とするものである。

作用 上記ロボット駆動方Ｓにより、アーム部の両端を同時に
駆動するので、アーム部の曲がり発生による、振動が発
生しない。また、移動中においてもアーム部の両軸の位
置偏差値を監視し、外部要因により、鉤位置偏差値間に
差が発生すれば、各位置ゲインをリアルタイムで、その
差がなくなり各位置偏差値が略同一となるよう補正し、
移動中の２軸間の相対位置を保証する．よって、２軸間
のずれがなくな抄、アーム部の応力の発生、モータに対
する過大負荷の発生が防止され、高速、高加速度で移動
させることが可能となる。

冥施例 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

本発明のロボット駆動方法は、第２図で説明した両端に
サーボモータ３およびボー〃ねじ４Ｋよって駆動される
ボールナット２を取り付けたアームｌの駆動方法に関す
るものである。第１図に本発明のロボット駆動方法を使
用し九アームｌのサーボ系のブロック図を示す。

第１図に示すように、アームｌの両軸（以下、Ｙｌ軸、
Ｙ２軸と称す）のサーポモータ３毎に標準的なサーボ糸
が構成されている。すなわち、制御部（　ＣＰＵ　）　
５から出力された指令パルス列と、各サーポモータ３に
取り付けられた工冫コータ１３からフィードバックされ
たバ〜スとの偏差をそれぞれの偏差カウンタ６．７で検
出し、その偏差パルスを各位置ゲインｆｌｔｌ８．９（
ゲインＫ１．Ｋ２）で増幅し、デジタルーアナログコン
パータ１０でアナログ信号に変換し、このアナログ信号
を指令値として、周波数一電圧変換器ｌ２でエンコーダ
ｌ３のフイードバックパルスから変換された電圧信号と
の偏差を域算＃２０で検出し、その偏差値１速度ゲイン
部１１で増幅してサーポモータ３を駆動してｂる。

ま念、各偏差カウンタ８．９で検出した偏差パルスはＣ
ＰＵ　５へフィードバックさｎ，各位置ゲイン部８．９
のグインＫｌ　，Ｋ２　ＦｉＣＰＵ　５から設定可能と
している。

上記サーボ系のＳｔ成により、アーム１の移動中、ｃｐ
ｕ　ｓより順次指令パルス列が与えられ、七ｎに見合っ
た速度指令がサーポモータ３Ｋ出力されるが、第４図に
示すように、サーボ系の遅れ要素により、速度指令値ｌ
７とＹｌ軸およびＹ２軸の寮速度１８．１９に時間遅れ
が生じ、それぞれ偏差バ〜ス１５，ｌ６が溜まった状態
で最高速度に遍し、定速饋域では山差バルスはほほ一定
で蝋速領域において、偏差パルスは減少して、位置決め
を終了することになる。この第４図からわかるように、
サーボ系の遅れ要素が両軸共同一であれば、Ｙｌ　ｌｌ
ｌｌｋ　．　Ｙ２軸の偏差パルス１５．１６の値も同一
となり移動中の相対位置も一定に保たれるが、負荷変動
、パワー変動により連れ要素は常に同一とは限らず、Ｙ
ｌ軸．　Ｙ２糊の偏差パルス１５．１６の値に差が発生
することがある。このことは、移動中の両軸の相対位置
に差が発生することにつながる。ＣＰＵ　５は、入力し
た偏差パルス１５．１６の値を常時監視し、Ｙｌ軸の偏
差バルス１５の方が大きければ、Ｙｌｌｍｌの位置ゲイ
ン部８０ダインＫ１の値を大きく設定して、速度指令値
１７′ｆ一時的に、本来の速度指令ｖ１１７より大きく
して遅れを取り戻し、かつＹ２ｍの位置ゲイン部９のゲ
イン心の値を小さく設定して進みを減らし、結果的に偏
差パ／ｌ／７１５．１６の値をほぼ一定になるようにし
、両−の相対位Ｉａを一定に保ちながら、アーム１を移
動させる。

このようにＣＰＵ　５において偏差パルス１５．１６の
値を監視し、偏差パルス１５．１６の差に応じて位置ゲ
イン部８．９のゲインＫ１．Ｋ２を変史設定することに
ｌより、両軸の相対位置を一定に保ちながら、アームｌ
を移動させることができ、したがってアーム１の振動や
アーム１の応力、サーボモータ３の過大負荷を防止する
ことができ、アーム１ｆ高速、高加速度で低振動にて移
動させることができる。

発明の効果 以上のように本発明のロボット駆動方法によれば、移動
中のアーム両端の位置偏差値が略同一となるよう和する
ことによって、アーム両端の相対位置を一定に保ちなが
ら、アーム部を移勤でき、したがって、従来のように長
尺アームの一方のみを駆動した場合における、アーム先
端の振動や、単純に１−五両端を駆動した場合のアーム
応力や、モータ過大負荷を防止することができ長尺アー
ムを高速、高加速度で五振動にて移動させうるという、
大きな効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のロポツ？［動方法を使用したロボット
のアームサーボ系のブロック図、第２図は２軸駆動のロ
ボットアー五部の平面図、第３図Ｆｉｉ軸駆動のロボッ
トアーム部の平面図、第４図は第１図のアームサーポ系
の速度特性図である。 ｌ・・アーム、２・・・ボールナット、３・・・サーボ
モータ、５・・・制御部（　ＣＰＵ　）、６．７・・・
偏差カウンタ、８．９・・・位置ゲイン部．

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、アーム部の両端をそれぞれモータにより同時に駆動
   するロボット駆動方法であつて、移動中のアーム部の両
   端の位置偏差値を各々検出し、各位置偏差値が略同一と
   なるよう各位置偏差値に対するゲインを補正することを
   特徴とするロボット駆動方法。