JPH0343171A - 多関節ロボット制御装置 - Google Patents
多関節ロボット制御装置Info
- Publication number
- JPH0343171A JPH0343171A JP17956489A JP17956489A JPH0343171A JP H0343171 A JPH0343171 A JP H0343171A JP 17956489 A JP17956489 A JP 17956489A JP 17956489 A JP17956489 A JP 17956489A JP H0343171 A JPH0343171 A JP H0343171A
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- JP
- Japan
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- joint
- proportional gain
- motion
- target position
- speed command
- Prior art date
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- Pending
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- 239000013256 coordination polymer Substances 0.000 claims abstract description 42
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000001934 delay Effects 0.000 description 1
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- Numerical Control (AREA)
- Manipulator (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】
産業上の利用分野
本発明は、多関節を有する産業用ロボットの制御装置に
関するものである。
関するものである。
従来の技術
近年多関節ロボットは、工場自動化の担い手として組み
立て工程等に導入されている。
立て工程等に導入されている。
現在の多関節ロボットの制御装置では、多関節ロボット
のアーム先端の目標位置を記憶しておいて、それより各
関節の単位時間ごとの目標位置を算出して現在位置との
偏差に比例ゲインを掛けたものを、各関節のアクチュエ
ータ駆動装置へ出力することで位置決めを行っている。
のアーム先端の目標位置を記憶しておいて、それより各
関節の単位時間ごとの目標位置を算出して現在位置との
偏差に比例ゲインを掛けたものを、各関節のアクチュエ
ータ駆動装置へ出力することで位置決めを行っている。
従来多関節ロボットは、ピックアンドプレイス作業に用
いられることが多くその動きのほとんどがＰＴＰ動作で
あった。そのため前記比例ゲインは、収束時間が短くな
るよう各関節がオーバーシュートシナイ程度に大きく設
定され、その値は固定であった。
いられることが多くその動きのほとんどがＰＴＰ動作で
あった。そのため前記比例ゲインは、収束時間が短くな
るよう各関節がオーバーシュートシナイ程度に大きく設
定され、その値は固定であった。
発明が解決しようとする課題
しかしながら上記のような構成では、各関節ごとにアク
チエエータのトルクや慣性モーメントが異なるため動作
時の遅れ量が関節ごとに異なり、ＣＰ動作時にスピード
を上げると目標軌道からのズレが大きくなると言う問題
点を有していた。
チエエータのトルクや慣性モーメントが異なるため動作
時の遅れ量が関節ごとに異なり、ＣＰ動作時にスピード
を上げると目標軌道からのズレが大きくなると言う問題
点を有していた。
本発明は、上記問題点に鑑み、速度指令に対する遅れの
大きい関節の比例ゲインを相対的に大きく設定すること
により、ＣＰ動作時の精度が良い多関節ロボット制御装
置を提供するものである。
大きい関節の比例ゲインを相対的に大きく設定すること
により、ＣＰ動作時の精度が良い多関節ロボット制御装
置を提供するものである。
課題を解決するための手段
上記問題点を解決するために本発明の第１の多関節ロボ
ット制御装置は、ＣＰ動作目標位置算出手段と、現在位
置検出手段と、偏差算出手段と、ＣＰ動作比例ゲイン記
憶手段と、速度指令算出手段とを備え、速度指令に対す
る動作遅れの大きい関節のＣＰ動作比例ゲインを相対的
に大きく設定するものである。
ット制御装置は、ＣＰ動作目標位置算出手段と、現在位
置検出手段と、偏差算出手段と、ＣＰ動作比例ゲイン記
憶手段と、速度指令算出手段とを備え、速度指令に対す
る動作遅れの大きい関節のＣＰ動作比例ゲインを相対的
に大きく設定するものである。
また本発明の第２の多関節ロボット制御装置は、第１の
多関節ロボット制御装置の構成の上、ＰＴＰ動作目標位
置算出手段と、ＰＴＰ動作比例ゲイン記憶手段と、比例
ゲイン切り換え手段を備えたものである。
多関節ロボット制御装置の構成の上、ＰＴＰ動作目標位
置算出手段と、ＰＴＰ動作比例ゲイン記憶手段と、比例
ゲイン切り換え手段を備えたものである。
作 用
第１の発明は、上記した構成によって速度指令に対する
動作遅れの大きい関節に相対的に大きな指令が出力され
、各関節の遅れのバランスをとることができ、精度の良
いＣＰ制御が簡単に実現できることとなる。
動作遅れの大きい関節に相対的に大きな指令が出力され
、各関節の遅れのバランスをとることができ、精度の良
いＣＰ制御が簡単に実現できることとなる。
また第２の発明は、現在の動作がＣＰ動作かＰＴＰ動作
かを判定して自動的に比例ゲインが切り換えなくＣＰ動
作時の精度を上げることができる。
かを判定して自動的に比例ゲインが切り換えなくＣＰ動
作時の精度を上げることができる。
実施例
以下第１の発明の１実施例の多関節ロボット制御装置に
ついて図面を参照しながら説明する。
ついて図面を参照しながら説明する。
第１図は、本実施例における多関節ロボット制御装置の
全体構成図である。第１図において、１はＣＰ動作目標
位置算出手段、２は現在位置検出手段、３は偏差算出手
段、４はＣＰ動作ゲイン記憶手段、５は速度指令算出手
段、６はアクチエエータの駆動装置、７は各関節を駆動
するアチュエータ、８はアクチュエータの位置信号を出
力するエンコーダである。
全体構成図である。第１図において、１はＣＰ動作目標
位置算出手段、２は現在位置検出手段、３は偏差算出手
段、４はＣＰ動作ゲイン記憶手段、５は速度指令算出手
段、６はアクチエエータの駆動装置、７は各関節を駆動
するアチュエータ、８はアクチュエータの位置信号を出
力するエンコーダである。
ここでは、第３図に示すような２個のアクチュエータで
Ｊｌ、Ｊ２のアームを駆動する平行リンク型のロボット
を想定して説明をすすめる。この平行リンク型のロボッ
トの場合リンク長とリンク重量のバランスをとることに
より、リンク間の干渉がなくなることがしられており各
アチュエータにかかる慣性モーメントは、ロボットの姿
勢にかかわらず一定になる。第３図において第１関節の
位置を１、第２関節の位置を２、アーム長をＬｌ。
Ｊｌ、Ｊ２のアームを駆動する平行リンク型のロボット
を想定して説明をすすめる。この平行リンク型のロボッ
トの場合リンク長とリンク重量のバランスをとることに
より、リンク間の干渉がなくなることがしられており各
アチュエータにかかる慣性モーメントは、ロボットの姿
勢にかかわらず一定になる。第３図において第１関節の
位置を１、第２関節の位置を２、アーム長をＬｌ。
Ｌ２とすると、アーム先端位置（ｘ、ｙ）はｘ＝−Ｌ１
＊ＳＩＮ （θ１） ＋Ｌ２＊ＣＯ８（θ２）・・・・
・・・・・・・・・・・＋１）Ｙ＝Ｌ１．ｋｃＯ８（θ
１）＋Ｌ２ ＊５ＩＮ（θ２）・・・・・・・・・・・・・・・（２
）と、表わされる。
＊ＳＩＮ （θ１） ＋Ｌ２＊ＣＯ８（θ２）・・・・
・・・・・・・・・・・＋１）Ｙ＝Ｌ１．ｋｃＯ８（θ
１）＋Ｌ２ ＊５ＩＮ（θ２）・・・・・・・・・・・・・・・（２
）と、表わされる。
まずＣＰ動作目標位置算出手段１での処理内容について
説明する。第４図において動作開始点を（Ｘｉ、Ｙｌ）
、動作終了点を（Ｘｎ、Ｙｎ）とすると、その間をスム
ースに直線で動作するよう単位時間ごとの目標位置（Ｘ
ｉ、Ｙｉ）を算出し、（１）、 ＋２１式を逆変換して
各関節の単位時間ごとの目標位置（Ｔｌ ｔ、Ｔ２ ｉ
）を算出する。
説明する。第４図において動作開始点を（Ｘｉ、Ｙｌ）
、動作終了点を（Ｘｎ、Ｙｎ）とすると、その間をスム
ースに直線で動作するよう単位時間ごとの目標位置（Ｘ
ｉ、Ｙｉ）を算出し、（１）、 ＋２１式を逆変換して
各関節の単位時間ごとの目標位置（Ｔｌ ｔ、Ｔ２ ｉ
）を算出する。
現在位置検出手段２では、エンコーダ８からの位置信号
をもとに、各関節の単位時間ごとの現在位置（Ｃ１ｉ、
Ｃ２１）を算出する。
をもとに、各関節の単位時間ごとの現在位置（Ｃ１ｉ、
Ｃ２１）を算出する。
次に偏差算出手段３で、各関節ごとの目標位置と現在位
置の偏差Ｒ１ｉ、Ｒ２ｉを算出する。
置の偏差Ｒ１ｉ、Ｒ２ｉを算出する。
Ｒ１）＝ｃ１ １−Ｔｌ ｉ ・・・・・・・・・
・・・・・・ （３）Ｒ２ｉ ＝Ｃ２１−Ｔ２ ｉ
・・・・・・・・・・・・・・・ （４）速度指令
算出手段５では、上記偏差Ｒ１ｉ、Ｒ２ｉとＣＰ動作比
例ゲイン記憶手段４で記憶された各関節の比例ゲインＫ
ｃｌ、Ｋｃ２より各関節の速度指令ｖＣ１，ｖＣ２を算
出する。
・・・・・・ （３）Ｒ２ｉ ＝Ｃ２１−Ｔ２ ｉ
・・・・・・・・・・・・・・・ （４）速度指令
算出手段５では、上記偏差Ｒ１ｉ、Ｒ２ｉとＣＰ動作比
例ゲイン記憶手段４で記憶された各関節の比例ゲインＫ
ｃｌ、Ｋｃ２より各関節の速度指令ｖＣ１，ｖＣ２を算
出する。
Ｖｃｌ＝Ｋｃｌ＊Ｒ１ｉ ・・・・・・・・・・・・
・・・（５）Ｖｃ２＝Ｋｃ２＊Ｒ２ｉ ・・・・・・
・・・・・・・・・（６）速度指令算出手段５で算出さ
れたＶｃｌ、Ｖｃ２を各関節ごとの駆動装置６に出力し
アクチュエータを駆動して、動作制御を行う。
・・・（５）Ｖｃ２＝Ｋｃ２＊Ｒ２ｉ ・・・・・・
・・・・・・・・・（６）速度指令算出手段５で算出さ
れたＶｃｌ、Ｖｃ２を各関節ごとの駆動装置６に出力し
アクチュエータを駆動して、動作制御を行う。
ここでＣＰ動作比例ゲインＫｃｌ、Ｋｃ２の設定の仕方
について説明する。ＰＴＰ動作時の比例ゲインをもとに
ＫＣＩ、ＫＯ２の初期値を設定する。次に遅れ量の小さ
い方の関節の比例ゲインを下げてゆき、第５図に示す目
標軌道と実動作軌道との間の最大ズレ量Ｚｍａｘを観測
してＺｍａｘが最小になるＫｃｌとＫｃ２の比率をもと
める。
について説明する。ＰＴＰ動作時の比例ゲインをもとに
ＫＣＩ、ＫＯ２の初期値を設定する。次に遅れ量の小さ
い方の関節の比例ゲインを下げてゆき、第５図に示す目
標軌道と実動作軌道との間の最大ズレ量Ｚｍａｘを観測
してＺｍａｘが最小になるＫｃｌとＫｃ２の比率をもと
める。
そしてその比率を保ったままＫｃｌとＫｃ２の値を大き
くしてゆきＺ ｍ ａ ｘが最小になる値をＣＰ動作比
例ゲインとする。
くしてゆきＺ ｍ ａ ｘが最小になる値をＣＰ動作比
例ゲインとする。
以上のように本実施例によれば、速度指令に対する動作
遅れの大きい関節のＣＰ動作の比例ゲインが相対的に大
きく設定され、各関節間の遅れのバランスがとれるため
ＣＰ動作の精度を上げることができる。
遅れの大きい関節のＣＰ動作の比例ゲインが相対的に大
きく設定され、各関節間の遅れのバランスがとれるため
ＣＰ動作の精度を上げることができる。
次に第２の発明の１実施例の多関節ロボット制御装置に
ついて図面を参照しながら説明する。
ついて図面を参照しながら説明する。
第２図において９はＰＴＰ動作目標位置算出手段、１０
は−ＰＴＰ動作比例ゲイン記憶手段、１）は比例ゲイン
切り換え手段である。
は−ＰＴＰ動作比例ゲイン記憶手段、１）は比例ゲイン
切り換え手段である。
ＣＰ動作制御の部分は第１の発明の実施例と同様である
ので、ここではＰＴＰ動作時の説明を行う。
ので、ここではＰＴＰ動作時の説明を行う。
ＰＴＰ動作目標位置算出手段９では各関節のアクチエエ
ータの出しうる最大の加速度に近い加速度で動作するよ
う単位時間ごとの目標位置が算出される。この目標位置
をもとに偏差算出手段３で各関節の偏差が算出され速度
指令算出手段５で速度指令が算出される。この時使用さ
れる比例ゲインは、比例ゲイン切り換え手段１）でＰＴ
Ｐ動作であることを判定し自動的にＰＴＰ動作比例ゲイ
ン記憶手段１０に記憶されている比例ゲインに切り換え
られる。
ータの出しうる最大の加速度に近い加速度で動作するよ
う単位時間ごとの目標位置が算出される。この目標位置
をもとに偏差算出手段３で各関節の偏差が算出され速度
指令算出手段５で速度指令が算出される。この時使用さ
れる比例ゲインは、比例ゲイン切り換え手段１）でＰＴ
Ｐ動作であることを判定し自動的にＰＴＰ動作比例ゲイ
ン記憶手段１０に記憶されている比例ゲインに切り換え
られる。
ここでＰＴＰ動作比例ゲインＫｐｌ、Ｋｐ２は、収束時
間が短くなるよう各関節のアクチュエータがオーバーシ
ュートしない範囲で大きく設定される。
間が短くなるよう各関節のアクチュエータがオーバーシ
ュートしない範囲で大きく設定される。
以上のように、ＣＰ動作時とＰＴＰ動作時での比例ゲイ
ン切り換え手段を設けることにより、ＰＴＰ動作時の収
束時間が伸びることなくＣＰ動作時の精度を上げること
ができる。
ン切り換え手段を設けることにより、ＰＴＰ動作時の収
束時間が伸びることなくＣＰ動作時の精度を上げること
ができる。
発明の効果
以上のように第１の発明は、ＣＰ動作目標位置算出手段
と、現在位置検出手段と、ＣＰ動作比例ゲイン記憶手段
と、速度指令算出手段とを備え、速度指令に対する遅れ
の大きい関節のＣＰ動作比例ゲインを相対的に大きくす
ることにより、各関節の遅れのバランスをとることがで
き、容易に精度の良いＣＰ制御が実現できるものである
。
と、現在位置検出手段と、ＣＰ動作比例ゲイン記憶手段
と、速度指令算出手段とを備え、速度指令に対する遅れ
の大きい関節のＣＰ動作比例ゲインを相対的に大きくす
ることにより、各関節の遅れのバランスをとることがで
き、容易に精度の良いＣＰ制御が実現できるものである
。
また第２の発明は、第１の発明の構成要素にＰＴＰ動作
目標位置算出手段と、ＰＴＰ動作比例ゲイン記憶手段と
、比例ゲイン切り換え手段を設けることにより、ＣＰ動
作かＰＴＰ動作かを判定して自動的に比例ゲインが切り
換えられるため、ＰＴＰ動作時の収束時間が伸びること
なく、ＣＰ動作時の精度を上げることができ、その実用
的効果は大なるものがある。
目標位置算出手段と、ＰＴＰ動作比例ゲイン記憶手段と
、比例ゲイン切り換え手段を設けることにより、ＣＰ動
作かＰＴＰ動作かを判定して自動的に比例ゲインが切り
換えられるため、ＰＴＰ動作時の収束時間が伸びること
なく、ＣＰ動作時の精度を上げることができ、その実用
的効果は大なるものがある。
第１図は第１の発明の実施例における全体構成図、第２
図は第２の発明の実施例における全体構成図、第３図は
本実施例における多関節ロボットの構成図、第４図はＣ
Ｐ動作時の目標位置関係図、第５図はＣＰ動作時の目標
軌道と実動作軌道の関係図である。 １・・・・・・ＣＰ動作目標位置算出手段、２・・・・
・・現在位置検出手段、３・・・・・・偏差算出手段、
４・・・・・・ＣＰ動作比例ゲイン記憶手段、５・・・
・・・速度指令算出手段、６・・・・・・駆動装置、９
・・・・・・ＰＴＰ動作目標位置算出手段、１０・・・
・・・ＰＴＰ動作比例ゲイン記憶手段、 １ １・・・・・・比例ゲイ ン切り換え手段。
図は第２の発明の実施例における全体構成図、第３図は
本実施例における多関節ロボットの構成図、第４図はＣ
Ｐ動作時の目標位置関係図、第５図はＣＰ動作時の目標
軌道と実動作軌道の関係図である。 １・・・・・・ＣＰ動作目標位置算出手段、２・・・・
・・現在位置検出手段、３・・・・・・偏差算出手段、
４・・・・・・ＣＰ動作比例ゲイン記憶手段、５・・・
・・・速度指令算出手段、６・・・・・・駆動装置、９
・・・・・・ＰＴＰ動作目標位置算出手段、１０・・・
・・・ＰＴＰ動作比例ゲイン記憶手段、 １ １・・・・・・比例ゲイ ン切り換え手段。
Claims (2)
- （１）多関節ロボットの各関節の目標位置と現在位置の
偏差に比例した速度指令を、単位時間ごとに各関節を駆
動するアクチュエータの駆動装置へ出力することで、動
作制御を行う制御装置において、設定された２点間をア
ーム先端が直線あるいは円軌道動作（以下ＣＰ動作と称
す）を行うよう、前記単位時間ごとの各関節の目標位置
を算出するＣＰ動作目標位置算出手段と、前記各関節の
現在位置を検出する現在位置検出手段と、前記単位時間
ごとの目標位置と前記単位時間の偏差を算出する偏差算
出手段と、ＣＰ動作時の各関節ごとの比例ゲインを記憶
するＣＰ動作比例ゲイン記憶手段と、前記比例ゲインと
前記偏差より各関節の速度指令を算出する速度指令算出
手段を備え、前記速度指令に対する動作遅れの大きい関
節の前記ＣＰ動作比例ゲインを相対的に大きくしたこと
を特徴とする多関節ロボット制御装置。 - （２）設定された２点間を最短時間で動作（以下ＰＴＰ
動作と称す）を行うよう、前記単位時間ごとの各関節の
目標位置を算出するＰＴＰ動作目標位置算出手段と、Ｐ
ＴＰ動作時の各関節ごとの比例ゲインを記憶するＰＴＰ
動作比例ゲイン記憶手段と、現在の動作がＣＰ動作かＰ
ＴＰ動作かを判定して比例ゲインを切り換える比例ゲイ
ン切り換え手段を備え、ＣＰ動作時とＰＴＰ動作時で自
動的に比例ゲインが切り換わることを特徴とする請求項
１記載の多関節ロボット制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17956489A JPH0343171A (ja) | 1989-07-11 | 1989-07-11 | 多関節ロボット制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17956489A JPH0343171A (ja) | 1989-07-11 | 1989-07-11 | 多関節ロボット制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0343171A true JPH0343171A (ja) | 1991-02-25 |
Family
ID=16067940
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17956489A Pending JPH0343171A (ja) | 1989-07-11 | 1989-07-11 | 多関節ロボット制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0343171A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014034093A (ja) * | 2012-08-10 | 2014-02-24 | Denso Wave Inc | ロボットシステム |
| JP2014034094A (ja) * | 2012-08-10 | 2014-02-24 | Denso Wave Inc | ロボットのシミュレーション装置 |
| JP2014034095A (ja) * | 2012-08-10 | 2014-02-24 | Denso Wave Inc | ロボット制御装置 |
| JP2014034096A (ja) * | 2012-08-10 | 2014-02-24 | Denso Wave Inc | ロボットシステム |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02161505A (ja) * | 1988-12-14 | 1990-06-21 | Sanyo Electric Co Ltd | 駆動系の制御装置 |
-
1989
- 1989-07-11 JP JP17956489A patent/JPH0343171A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02161505A (ja) * | 1988-12-14 | 1990-06-21 | Sanyo Electric Co Ltd | 駆動系の制御装置 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014034093A (ja) * | 2012-08-10 | 2014-02-24 | Denso Wave Inc | ロボットシステム |
| JP2014034094A (ja) * | 2012-08-10 | 2014-02-24 | Denso Wave Inc | ロボットのシミュレーション装置 |
| JP2014034095A (ja) * | 2012-08-10 | 2014-02-24 | Denso Wave Inc | ロボット制御装置 |
| JP2014034096A (ja) * | 2012-08-10 | 2014-02-24 | Denso Wave Inc | ロボットシステム |
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