JPH0428509B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0428509B2 JPH0428509B2 JP57064901A JP6490182A JPH0428509B2 JP H0428509 B2 JPH0428509 B2 JP H0428509B2 JP 57064901 A JP57064901 A JP 57064901A JP 6490182 A JP6490182 A JP 6490182A JP H0428509 B2 JPH0428509 B2 JP H0428509B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- arm
- tip
- robot arm
- deflection
- acceleration
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 claims description 29
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 3
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 2
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 230000004043 responsiveness Effects 0.000 description 1
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、ロボツトアームを制御する装置に関
し、とくに該アームの撓みに基づく変位を補正す
る手段に関する。
し、とくに該アームの撓みに基づく変位を補正す
る手段に関する。
産業用ロボツトのアームの先端位置は、従来つ
ぎのようにして検出している。すなわち、第１図
に示す如く上記アームａが角度変位する場合に
は、該アームａの回動軸に連結したパルスエンコ
ーダ等の角度検出器ｂによつて、また第２図に示
すようにアームａが軸方向運動する場合には、該
アームの基端に連結したリニアポテンシヨメータ
等の位置検出器Ｃにより各々検出するようにして
いる。
ぎのようにして検出している。すなわち、第１図
に示す如く上記アームａが角度変位する場合に
は、該アームａの回動軸に連結したパルスエンコ
ーダ等の角度検出器ｂによつて、また第２図に示
すようにアームａが軸方向運動する場合には、該
アームの基端に連結したリニアポテンシヨメータ
等の位置検出器Ｃにより各々検出するようにして
いる。
ところで上記アームａは、その先端部が鎖線に
示す態様で撓み、その撓み量はアームの自重、ア
ーム先端に負荷されるワークの重量、アームの作
動位置等により変化する。かかる撓みを生じた場
合、上記検出器ｂまたはｃで検出される位置と実
際のアーム先端位置との間にズレを生じ、そのた
め従来、上記検出器ｂまたはｅの出力信号に基づ
いて上記アーム先端の位置をフイードバツク制御
したさいに、該アーム先端を精度よく位置決めす
ることができなかつた。
示す態様で撓み、その撓み量はアームの自重、ア
ーム先端に負荷されるワークの重量、アームの作
動位置等により変化する。かかる撓みを生じた場
合、上記検出器ｂまたはｃで検出される位置と実
際のアーム先端位置との間にズレを生じ、そのた
め従来、上記検出器ｂまたはｅの出力信号に基づ
いて上記アーム先端の位置をフイードバツク制御
したさいに、該アーム先端を精度よく位置決めす
ることができなかつた。
上記撓みを防止するには、アームａの形状を大
きくしてその剛性を高めればよいが、かくすると
アームの重量が増大してその制御性が低下するの
で、アクチエエータの大型化を図つたり自重バラ
ンス機構を追加する等の手段を施す必要が生じ
る。
きくしてその剛性を高めればよいが、かくすると
アームの重量が増大してその制御性が低下するの
で、アクチエエータの大型化を図つたり自重バラ
ンス機構を追加する等の手段を施す必要が生じ
る。
本発明の目的は、軽量のアームを用いた場合に
おいても、該アームの先端の位置決めを精度良く
行うことができるロボツトアームの制御装置を提
供することにある。
おいても、該アームの先端の位置決めを精度良く
行うことができるロボツトアームの制御装置を提
供することにある。
そのため、本発明では、上下方向に揺動される
ロボツトアームに適用され、上記ロボツトアーム
の基部において該アームの実揺動角を検出すると
ともに、この揺動角と目標角との偏差を求め、こ
の偏差が零になるように上記ロボツトアームの駆
動アクチユエータを制御する制御装置において、
上記ロボツトアームの先端部に付設され、該先端
部の揺動方向の加速度を検出する加速度検出手段
と、上記加速度から重力加速度成分を抽出する手
段と、上記重力加速度成分と上記実揺動角とに基
づいて、上記ロボツトアームの先端部の撓み量を
演算する手段と、上記撓み量に基づき、該撓み量
相当だけ上記実揺動角を補正する手段とが備えら
れている。
ロボツトアームに適用され、上記ロボツトアーム
の基部において該アームの実揺動角を検出すると
ともに、この揺動角と目標角との偏差を求め、こ
の偏差が零になるように上記ロボツトアームの駆
動アクチユエータを制御する制御装置において、
上記ロボツトアームの先端部に付設され、該先端
部の揺動方向の加速度を検出する加速度検出手段
と、上記加速度から重力加速度成分を抽出する手
段と、上記重力加速度成分と上記実揺動角とに基
づいて、上記ロボツトアームの先端部の撓み量を
演算する手段と、上記撓み量に基づき、該撓み量
相当だけ上記実揺動角を補正する手段とが備えら
れている。
以下、図面を参照しながら本発明の実施例につ
いて説明する。
いて説明する。
第３図は、本発明に係るロボツトアームの制御
装置の一実施例を示している。
装置の一実施例を示している。
同図において、ロボツトアーム１の先端に付設
された加速度検出器２は、その検出方向を上記ア
ーム１の揺動方向に合わせてある。
された加速度検出器２は、その検出方向を上記ア
ーム１の揺動方向に合わせてある。
この加速度検出器２によつて検出される上記ア
ーム１の加速度成分のうち、低周波成分（たとえ
ば１Hz以下）は重力の加速度に基づくものと考え
られ、したがつてローパスフイルタ３（たとえば
１Hz以下の周波数を通過させるように構成され
る）の出力信号は、上記アーム１の揺動方向につ
いての重力の加速度を示す。しかしてこの加速度
は、上記アーム１の角度変化に対し第４図に示す
態様で、つまり正弦波状に変化する。
ーム１の加速度成分のうち、低周波成分（たとえ
ば１Hz以下）は重力の加速度に基づくものと考え
られ、したがつてローパスフイルタ３（たとえば
１Hz以下の周波数を通過させるように構成され
る）の出力信号は、上記アーム１の揺動方向につ
いての重力の加速度を示す。しかしてこの加速度
は、上記アーム１の角度変化に対し第４図に示す
態様で、つまり正弦波状に変化する。
いま、第５図に鎖線で示す如く上記アーム１が
重力の加速度によつて撓んだとすると、このアー
ムの撓み角ｉは撓んだアームの先端における接線
と撓まない状態で示したアームとのなす角度（θ
−θ′）である。同図に示す角度θは、第３図に示
した位置検出器４（第１図に示した角度検出器ｂ
に対応する）によつて検出され、また上記角度
θ′は上記ローパスフイルタ３の出力信号により検
出されるので、上記撓み角ｉは両者の出力信号よ
り得ることができる。
重力の加速度によつて撓んだとすると、このアー
ムの撓み角ｉは撓んだアームの先端における接線
と撓まない状態で示したアームとのなす角度（θ
−θ′）である。同図に示す角度θは、第３図に示
した位置検出器４（第１図に示した角度検出器ｂ
に対応する）によつて検出され、また上記角度
θ′は上記ローパスフイルタ３の出力信号により検
出されるので、上記撓み角ｉは両者の出力信号よ
り得ることができる。
ところで、上記アーム１の撓みによつて生ずる
撓み量δ、つまり撓みを伴つたアーム１の実際の
位置PAと上記検出器４によつて得られる先端位
置PBとのズレ量δは、アーム１自身の重量（等
分布荷重）に基づく成分δ1と、該アーム１の先端
の重量（集中荷重）に基づく成分δ2との和で近似
でき、また上記撓み角ｉも上記個々の重量に基づ
く各成分i1およびi2の和で近似することができる。
つまり δ≒δ1＋δ2、ｉ＝i1＋i2 そこで第６図に示したように、上記加速度検出
器を上記アーム１の先端より若干基部側に寄せて
配置し、該検出器２の設置点よりアーム基端およ
びアーム先端に至る距離を各々l1およびl2とする
と、上記設置点におけるアーム１の撓み量の各成
分δ1′、δ2′は、はりの撓みを求める周知の式に基
づいて各々 δ1′＝３／４・l1・i1 ……(1) δ2′≒i2・l3／2／l1・（l1＋２・l2）＝（ｉ−i1）・
l3／2／l1・（l1＋２・l2）……(2) の如く表わされ、したがつて上記撓み量δは δ＝δ1＋δ2＝δ1′＋δ2′＋l2＋ｉ ３／４・l1・ｉ（ｉ−i1）・l3／2／l1・（l1＋２・l
2）＋l2・ｉ……(3) と表わされる。しかして上式(3)に示す角i1は、上
記アーム１の自重が知られていることから、上記
位置検出器２によつて得られる該アーム１の基部
の回動角より算定することができる。
撓み量δ、つまり撓みを伴つたアーム１の実際の
位置PAと上記検出器４によつて得られる先端位
置PBとのズレ量δは、アーム１自身の重量（等
分布荷重）に基づく成分δ1と、該アーム１の先端
の重量（集中荷重）に基づく成分δ2との和で近似
でき、また上記撓み角ｉも上記個々の重量に基づ
く各成分i1およびi2の和で近似することができる。
つまり δ≒δ1＋δ2、ｉ＝i1＋i2 そこで第６図に示したように、上記加速度検出
器を上記アーム１の先端より若干基部側に寄せて
配置し、該検出器２の設置点よりアーム基端およ
びアーム先端に至る距離を各々l1およびl2とする
と、上記設置点におけるアーム１の撓み量の各成
分δ1′、δ2′は、はりの撓みを求める周知の式に基
づいて各々 δ1′＝３／４・l1・i1 ……(1) δ2′≒i2・l3／2／l1・（l1＋２・l2）＝（ｉ−i1）・
l3／2／l1・（l1＋２・l2）……(2) の如く表わされ、したがつて上記撓み量δは δ＝δ1＋δ2＝δ1′＋δ2′＋l2＋ｉ ３／４・l1・ｉ（ｉ−i1）・l3／2／l1・（l1＋２・l
2）＋l2・ｉ……(3) と表わされる。しかして上式(3)に示す角i1は、上
記アーム１の自重が知られていることから、上記
位置検出器２によつて得られる該アーム１の基部
の回動角より算定することができる。
第３図に示した演算回路５は、上記ローパスフ
イルタ３の出力信号と位置検出器４の出力信号
（角度信号）とに基づいて上記撓み角ｉを演算す
るとともに、上記位置検出器４の出力信号から上
記角i1を演算し、さらにそれらの演算結果に基づ
き上式(3)に示した演算を行なつて上記撓み量δに
対応した信号、具体的には、撓み量δをアーム１
の長さで除した角度信号を出力する。
イルタ３の出力信号と位置検出器４の出力信号
（角度信号）とに基づいて上記撓み角ｉを演算す
るとともに、上記位置検出器４の出力信号から上
記角i1を演算し、さらにそれらの演算結果に基づ
き上式(3)に示した演算を行なつて上記撓み量δに
対応した信号、具体的には、撓み量δをアーム１
の長さで除した角度信号を出力する。
しかして上記演算回路５の出力信号は、加算点
６において位置検出器４の出力信号と加算され、
これによつて上記検出器４の出力信号が補正され
る。すなわち、上記検出器４の出力信号は、第５
図に示した位置PBを示しているが、上記加算点
６に上記撓み量δに対応する信号が入力されるこ
とから、該加算点６より実際のアーム先端位置
PAを示す信号が出力される。
６において位置検出器４の出力信号と加算され、
これによつて上記検出器４の出力信号が補正され
る。すなわち、上記検出器４の出力信号は、第５
図に示した位置PBを示しているが、上記加算点
６に上記撓み量δに対応する信号が入力されるこ
とから、該加算点６より実際のアーム先端位置
PAを示す信号が出力される。
上記加算点６の出力信号は、アーム１の位置を
指令する目標値とともに加算点７に入力され、こ
れによつて該加算点７からは両者の偏差が出力さ
れる。そしてこの偏差は、加算点８においてモー
タ９の速度を検出する速度検出器１０の出力信号
と加算されたのち、周知のPID（Proportional
Integral Differencial）制御回路１１を介して上
記モータ９に入力される。その結果、上記偏差が
零となる方向に減速機１２を介して上記アーム１
が回動され、これによつて該アーム１の先端が目
標値に対応した位置に正確に位置決めされる。つ
まり上記偏差は、上記アーム１の撓み量δを加味
した値となるので、該撓み量δを補正した精度の
高い位置決めが行なわれる。
指令する目標値とともに加算点７に入力され、こ
れによつて該加算点７からは両者の偏差が出力さ
れる。そしてこの偏差は、加算点８においてモー
タ９の速度を検出する速度検出器１０の出力信号
と加算されたのち、周知のPID（Proportional
Integral Differencial）制御回路１１を介して上
記モータ９に入力される。その結果、上記偏差が
零となる方向に減速機１２を介して上記アーム１
が回動され、これによつて該アーム１の先端が目
標値に対応した位置に正確に位置決めされる。つ
まり上記偏差は、上記アーム１の撓み量δを加味
した値となるので、該撓み量δを補正した精度の
高い位置決めが行なわれる。
なお、上記加算点８に入力される速度検出器１
０の出力信号は、モータ９の速度が大きいときに
該モータの速度を低下させるように作用する。ま
たこの検出器１０の出力信号は、系の応答性を改
善する目的で上記PID制御回路１１内の微分回路
（図示せず）に入力されている。
０の出力信号は、モータ９の速度が大きいときに
該モータの速度を低下させるように作用する。ま
たこの検出器１０の出力信号は、系の応答性を改
善する目的で上記PID制御回路１１内の微分回路
（図示せず）に入力されている。
上記実施例においては、加速度検出器２の出力
信号の低周波成分をローパスフイルタ３によつて
検出し、アーム７の揺動方向についての重力加速
度を示す上記低周波成分から第５図に示した角度
θ′を得るようにしているが、上記加速度検出器２
に代えて傾斜検出器（傾斜計）を用いることによ
り、該傾斜検出器の出力信号から直接上記角度
θ′を得ることができ、かかる場合には当然上記フ
イルタ３を必要としない。
信号の低周波成分をローパスフイルタ３によつて
検出し、アーム７の揺動方向についての重力加速
度を示す上記低周波成分から第５図に示した角度
θ′を得るようにしているが、上記加速度検出器２
に代えて傾斜検出器（傾斜計）を用いることによ
り、該傾斜検出器の出力信号から直接上記角度
θ′を得ることができ、かかる場合には当然上記フ
イルタ３を必要としない。
また上記実施例ではPID制御回路１１を使用し
ているが、本発明は該回路１１を用いないフイー
ドバツク系に対しても適用しうることは言うまで
もない。本発明によれば、ロボツトアームの先端
部に設けた加速度検出手段によつて該先端部の揺
動方向の加速度を検出している。そして、この加
速度から該先端部の重力加速度成分を抽出し、こ
の重力加速度成分とロボツトアームの実揺動角と
に基づいて、該ロボツトアームの先端部の撓み量
を演算している。したがつて、ロボツトアーム先
端部複雑な挙動を示したとしても、時々刻々のア
ーム先端部の実際の撓み量が精度良く求められ
る。
ているが、本発明は該回路１１を用いないフイー
ドバツク系に対しても適用しうることは言うまで
もない。本発明によれば、ロボツトアームの先端
部に設けた加速度検出手段によつて該先端部の揺
動方向の加速度を検出している。そして、この加
速度から該先端部の重力加速度成分を抽出し、こ
の重力加速度成分とロボツトアームの実揺動角と
に基づいて、該ロボツトアームの先端部の撓み量
を演算している。したがつて、ロボツトアーム先
端部複雑な挙動を示したとしても、時々刻々のア
ーム先端部の実際の撓み量が精度良く求められ
る。
この結果、上記実揺動角がロボツトアーム先端
部の実際の位置に対応する角度にリアルタイムで
補正され、その結果、ロボツトアーム先端部を目
標位置に精度良く位置決めすることができる。
部の実際の位置に対応する角度にリアルタイムで
補正され、その結果、ロボツトアーム先端部を目
標位置に精度良く位置決めすることができる。
第１図および第２図は、各々ロボツトアームの
位置検出態様と撓みの態様を示した概念図、第３
図は本発明の一実施例を示したブロツク図、第４
図はアームの揺動方向についての重力加速度の変
化態様を示した概念図、第５図および第６図はア
ームの撓みによつて生じる撓み角と撓み量との関
係を示した概念図である。 １……ロボツトアーム、２……加速度検出器、
３……ローパスフイルタ、４……位置検出器、５
……演算回路、１１……PID制御回路。
位置検出態様と撓みの態様を示した概念図、第３
図は本発明の一実施例を示したブロツク図、第４
図はアームの揺動方向についての重力加速度の変
化態様を示した概念図、第５図および第６図はア
ームの撓みによつて生じる撓み角と撓み量との関
係を示した概念図である。 １……ロボツトアーム、２……加速度検出器、
３……ローパスフイルタ、４……位置検出器、５
……演算回路、１１……PID制御回路。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 上下方向に揺動されるロボツトアームに適用
され、上記ロボツトアームの基部において該アー
ムの実揺動角を検出するとともに、この揺動角と
目標角との偏差を求め、この偏差が零になるよう
に上記ロボツトアームの駆動アクチユエータを制
御する制御装置において、 上記ロボツトアームの先端部に付設され、該先
端部の揺動方向の加速度を検出する加速度検出手
段と、 上記加速度から重力加速度成分を抽出する手段
と、 上記重力加速度成分と上記実揺動角とに基づい
て、上記ロボツトアームの先端部の撓み量を演算
する手段と、 上記撓み量に基づき、該撓み量相当だけ上記実
揺動角を補正する手段と を備えることを特徴とするロボツトアームの制御
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6490182A JPS58181590A (ja) | 1982-04-19 | 1982-04-19 | ロボットアームの制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6490182A JPS58181590A (ja) | 1982-04-19 | 1982-04-19 | ロボットアームの制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58181590A JPS58181590A (ja) | 1983-10-24 |
| JPH0428509B2 true JPH0428509B2 (ja) | 1992-05-14 |
Family
ID=13271429
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6490182A Granted JPS58181590A (ja) | 1982-04-19 | 1982-04-19 | ロボットアームの制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58181590A (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60104680A (ja) * | 1983-11-09 | 1985-06-10 | 清水建設株式会社 | 産業用ロボツトの制御方法及び装置 |
| JPS62162486A (ja) * | 1986-01-09 | 1987-07-18 | 株式会社井上ジャパックス研究所 | ロボツトア−ム装置 |
| JPH0726722Y2 (ja) * | 1986-03-25 | 1995-06-14 | 横河電機株式会社 | ロボツトア−ムの位置誤差補償装置 |
| JP4711041B2 (ja) * | 2003-08-26 | 2011-06-29 | 株式会社不二越 | スポット溶接方法 |
| JP4837425B2 (ja) * | 2006-04-05 | 2011-12-14 | 川崎重工業株式会社 | スポット溶接部の検査方法及び装置 |
| JP2009233789A (ja) * | 2008-03-27 | 2009-10-15 | Daihen Corp | 搬送用ロボットの制御方法 |
| JP2009233788A (ja) * | 2008-03-27 | 2009-10-15 | Daihen Corp | 搬送用ロボットの制御方法 |
| US9527207B2 (en) | 2011-03-23 | 2016-12-27 | Sri International | Dexterous telemanipulator system |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS50152469A (ja) * | 1974-05-31 | 1975-12-08 | ||
| JPS52101569A (en) * | 1976-02-18 | 1977-08-25 | Hitachi Ltd | Device for controlling manipulator |
-
1982
- 1982-04-19 JP JP6490182A patent/JPS58181590A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS50152469A (ja) * | 1974-05-31 | 1975-12-08 | ||
| JPS52101569A (en) * | 1976-02-18 | 1977-08-25 | Hitachi Ltd | Device for controlling manipulator |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58181590A (ja) | 1983-10-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0280324B1 (en) | Nonlinear control unit for a multi-degree-of freedom manipulator | |
| JP4760162B2 (ja) | 移動台車の制御方法及び移動台車 | |
| US5049797A (en) | Device and method for control of flexible link robot manipulators | |
| US9533414B2 (en) | Torque detecting method and arm device | |
| US11618163B2 (en) | Industrial robot system | |
| EP1666890A1 (en) | Rotary shaft control apparatus | |
| JP6575200B2 (ja) | ロボット、制御装置およびロボットシステム | |
| JPS63314606A (ja) | 多関節ロボットの制御装置 | |
| JPH0428509B2 (ja) | ||
| JPH10128688A (ja) | ロボットの非干渉化制御方法 | |
| JP2014080107A (ja) | 移動体 | |
| JPS61201304A (ja) | ロボツトの位置制御法 | |
| JP4646640B2 (ja) | 移動台車及び移動台車の制御方法 | |
| US11926054B2 (en) | Robot control method | |
| JPS59189416A (ja) | 産業ロボツトの誘導教示方法 | |
| JPS63153610A (ja) | ロボツト用制御装置 | |
| JP2772883B2 (ja) | クレーンの振れ止め・位置決め制御装置及び制御方法 | |
| JPS5922104A (ja) | ロボツト可動腕の制御方法およびその装置 | |
| JPH01228783A (ja) | マニピュレータの制御装置 | |
| JP6915470B2 (ja) | ロボットの制御装置 | |
| US8364289B2 (en) | Method and apparatus for moving a free-swinging load from a starting point to a target point | |
| JPS61173305A (ja) | 移動体の最適制御方法 | |
| JPH04306712A (ja) | マニピュレータの制御装置 | |
| JPS61125786A (ja) | ロボツトア−ム | |
| KR940009927B1 (ko) | 직접구동형 로봇의 제어방법 및 회로 |