JPH05333931A - ロボット制御装置 - Google Patents

ロボット制御装置

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JPH05333931A
JPH05333931A JP13716592A JP13716592A JPH05333931A JP H05333931 A JPH05333931 A JP H05333931A JP 13716592 A JP13716592 A JP 13716592A JP 13716592 A JP13716592 A JP 13716592A JP H05333931 A JPH05333931 A JP H05333931A
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JP
Japan
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data
absolute value
current
cycle
servo
Prior art date
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Pending
Application number
JP13716592A
Other languages
English (en)
Inventor
Akimasa Fujimoto
晃正 藤本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yokogawa Electric Corp
Original Assignee
Yokogawa Electric Corp
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Publication date
Application filed by Yokogawa Electric Corp filed Critical Yokogawa Electric Corp
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Publication of JPH05333931A publication Critical patent/JPH05333931A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 絶対値エンコーダの測定周期とサーボサイク
ルが非同期であっても、サーボサイクルに合わせた正確
な現在位置データを得ることによりモータの制御性が良
好なロボット制御装置を提供すること。 【構成】 データラッチ検出部30は絶対値エンコーダ
の測定周期を求め、絶対値データ受信部40は今回の絶
対値データを受信し、サンプリング周期測定部50で今
回と今回の絶対値データの測定時間間隔を求め、データ
変化量検出部60でその間の変化量を求め、データ外挿
部70はこの測定時間間隔と変化量から測定データの変
化率を求め、これに今回の絶対値データの測定時刻と今
回のサーボサイクルの時刻との時間差を乗じて補正量を
外挿し、現在位置データ部80はこの補正量を今回の絶
対値データに加算して最尤推定値をサーホ制御器に送っ
ている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はロボットを制御する装置
に係り、特に絶対値エンコーダとサーボ制御器が非同期
でデータ送受を行う場合の改良に関する。
【0002】
【従来の技術】本出願人は特開昭62−232006号
公報等でロボット制御装置を提案している。このような
ロボット制御システムにおいて、ロボットの各関節はモ
ータとその回転角を測定するエンコーダを有している。
ロボット制御装置側では、モータに対して所定の角度回
転させる動作命令を行うと共に、エンコーダより送られ
る回転角測定値を入力して、目標値との偏差を認識して
サーボ制御等を行っている。
【0003】このエンコーダには、絶対値エンコーダと
呼ばれるものがあり、固有の周期で絶対値データをラッ
チして出力している。他方サーボ制御器でも一定のサー
ボサイクルで、最新の絶対値データを読み込みモータの
制御を行っている。図4は絶対値エンコーダの読み込み
周期とサーボサイクルの説明図である。ここでは、絶対
値エンコーダの読み込み周期Tはモータの停止時で44
0μsecであり、サーボサイクルτは1msecとしている。
すると、あるサーボサイクルτの間に前回と今回の絶対
値データの読み込み間隔が2Tになる場合と3Tになる
場合とがある。この現象をビートと呼んでいるが、ここ
では約3.7msec毎に発生している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなビートが発生すると、このビート周期で絶対値エン
コーダより得た現在位置データにリップルが生じ、モー
タの制御に悪影響を与えるという課題があった。本発明
はこのような課題を解決したもので、絶対値エンコーダ
の読み込み周期とサーボサイクルが非同期であっても、
サーボサイクルに合わせた正確な現在位置データを得る
ことによりモータの制御性が良好なロボット制御装置を
提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
る本発明は、モータと、このモータの回転角を固有の測
定周期(T)で測定する絶対値エンコーダとを有するロ
ボットを制御する装置であって、次の構成としたもので
ある。
【0006】即ち、外部から与えられた指令値と現在位
置データからモータを駆動する制御出力を所定のサーボ
サイクル(τ)で出力するサーボ制御器20と、前記絶
対値エンコーダが出力するラッチ信号を入力して、当該
絶対値エンコーダが測定値を更新するタイミングを検出
するデータラッチ検出部30と、前記絶対値エンコーダ
が出力する絶対値データ信号を入力して、当該データラ
ッチ検出部の出力するタイミング信号により今回の絶対
値データを受信する絶対値データ受信部40と、当該デ
ータラッチ検出部の出力するタイミング信号により前回
と今回の絶対値データの測定時間間隔を求めるサンプリ
ング周期測定部50と、当該絶対値データ受信部より送
られた前回の絶対値データと今回の絶対値データから差
分を演算するデータ変化量検出部60と、今回の絶対値
データのサンプリングタイミングと当該サーボ制御器の
今回のサーボサイクルとの時間差を求め、この時間差と
データ変化量検出部の演算した差分並びにサンプリング
周期測定部で求めた今回の測定時間間隔から、この時間
差に対応する前記絶対値エンコーダが測定する現在位置
データの今回の絶対値データからの変化量を外挿するデ
ータ外挿部70と、絶対値データ受信部より送られる今
回の絶対値データとデータ外挿部より送られる変化量を
加算して、前記絶対値エンコーダが今回のサーボサイク
ルで測定する現在位置データを推定する現在位置データ
部80とを具備している。
【0007】そして、この現在位置データ部の保持する
現在位置データにより当該サーボ制御器が今回のサーボ
サイクルを実行することを特徴としている。
【0008】
【作用】絶対値エンコーダの測定周期とサーボ制御器の
サーボサイクルとは非同期であるから、絶対値データ受
信部で受信した今回の絶対値データの測定時刻と今回の
サーボサイクルの時刻との間には時間的なズレがある。
そこでこの時間的なズレを補正して、今回のサーボサイ
クルと同期して絶対値エンコーダが測定をしたら得たで
あろう絶対値データを推定する。まず、サンプリング周
期測定部で前回と今回の絶対値データの測定時間間隔を
求め、データ変化量検出部でその間の変化量を求める。
データ外挿部はこの測定時間間隔と変化量から測定デー
タの変化率を求め、これに今回の絶対値データの測定時
刻と今回のサーボサイクルの時刻との時間差を乗じて補
正量を外挿する。そして現在位置データ部で、この補正
量を今回の絶対値データに加算して最尤推定値をサーボ
制御器に送っている。
【0009】
【実施例】以下、図面を用いて本発明を詳細に説明す
る。図1は本発明の一実施例を示す構成ブロック図であ
る。図において、サーボ制御器20は、モータ10を制
御するものである。ロボットには通常複数の関節が設け
られていることから、各関節毎にモータが設置されてい
るため、このモータ毎にサーボ制御器20が設けられお
り、所定のサーボサイクルτごとに制御信号がモータに
送られている。起動発生部22は当初の位置と目標位置
からロボットの手先が描くべき軌道を演算するもので、
ロボットの関節機構を考慮して各関節を担当するサーボ
制御器20に対して指令値を送る。絶対値エンコーダ1
2はモータ10の回転角を固有の測定周期Tで測定して
いるが、この測定周期は厳格に固定されたものではな
く、モータ10の回転が時計回りCWか反時計回りCC
Wかに応じて、短くなったり長くなったりする。絶対値
エンコーダ12は測定した絶対値データをパラレルデー
タとして転送するものやシリアルデータで転送するもの
等さまざまであるから、ラッチ信号としてはラッチパル
ス信号やシリアルデータの受信タイミング等のデータラ
ッチのタイミングが検出できるものであればよい。
【0010】データラッチ検出部30は、絶対値エンコ
ーダ12が出力するラッチ信号を入力して、絶対値エン
コーダ12が測定値を更新するタイミングを検出して、
絶対値エンコーダ12が今回の測定値を採取するタイミ
ング信号を生成する。絶対値データ受信部40は、絶対
値エンコーダ12が出力する絶対値データ信号を入力し
て、データラッチ検出部30の出力するタイミング信号
により今回の絶対値データを受信する回路である。サン
プリング周期測定部50は、データラッチ検出部30の
出力するタイミング信号により前回と今回の絶対値デー
タの測定時間間隔を求めるもので、上述したように絶対
値エンコーダ12の測定周期Tが変動することから最尤
推定量をより正確にするため設けられている。データ変
化量検出部60は、絶対値データ受信部40から送られ
た前回の絶対値データと今回の絶対値データから差分を
演算するもので、タイミング信号がデータラッチ検出部
30より送られている。データ外挿部70は、今回の絶
対値データのサンプリングタイミングとサーボ制御器2
0の今回のサーボサイクルとの時間差を求め、この時間
差とデータ変化量検出部60の演算した差分並びにサン
プリング周期測定部50で求めた今回の測定時間間隔か
ら、この時間差に対応する絶対値エンコーダ12が測定
する現在位置データの今回の絶対値データからの変化量
を演算している。この外挿した変化量は、絶対値エンコ
ーダ12が今回のサーボサイクルに同期して今回の測定
をした場合の最尤推定値になっている。現在位置データ
部80は、絶対値データ受信部40より送られる今回の
絶対値データとデータ外挿部70より送られる変化量を
加算して、絶対値エンコーダ12が今回のサーボサイク
ルで測定する現在位置データを推定する。そして、この
現在位置データ部80の保持する現在位置データにより
サーボ制御器20が今回のサーボサイクルを実行するこ
とでビート現象が生ずることを防止している。
【0011】このように構成された装置の動作を次に説
明する。図2はデータラッチ検出部30のタイミング信
号により動作する部分の流れ図である。データラッチ検
出部30が今回の測定周期に対応する絶対値エンコーダ
12からのラッチ信号を受信すると、タイミング信号を
出力する。すると、絶対値データ受信部40は今回の絶
対値データを読み込む(S1)。これと同時に、サンプ
リング周期測定部50は前回と今回の測定時間間隔を測
定する(S2)。そして、データ変化量検出部60が前
回と今回の絶対値データの差分を演算する(S3)。こ
れによりデータ外挿部70で、今回の測定周期における
絶対値データの変化率を演算する準備ができたので戻し
とする。
【0012】図3はサーボ制御器20の今回のサーボサ
イクルにより動作する部分の流れ図である。サーボ制御
器20による今回のサーボサイクルが開始すると、デー
タ外挿部70は、測定周期に同期して準備されているサ
ンプリング周期測定部50とデータ変化量検出部60の
値を読み込んで、絶対値データの変化率を演算する。更
に、タイミング信号とサーボサイクルとの時間差を測定
して、この時間差に絶対値データの変化率を乗じてデー
タ変化分を外挿する(S11)。そして、現在位置デー
タ部80で今回の絶対値データと外挿されたデータ変化
分を加算して、サーボサイクルに同期して絶対値エンコ
ーダ12が測定したら得たであろう最尤推定値を求め
(S12)、サーボ制御器20に測定値を送る。
【0013】尚、上記実施例として多関節ロボットを前
提としてロボット制御装置を述べているが、単関節のロ
ボットに用いても差し支えない。この場合にはサーボ制
御器20が一台でモータ10を制御できるから、ロボッ
ト制御装置全体の構成が単純に成る。
【0014】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば絶
対値エンコーダとサーボ制御器が非同期でデータ送受を
行う場合に、絶対値エンコーダがサーボサイクルと同期
して測定したら得たであろう最尤測定値を演算している
ので、両者の非同期に起因するビート現象が生ぜず安定
したロボット制御が行えるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す構成ブロック図であ
る。
【図2】データラッチ検出部30のタイミング信号によ
り動作する部分の流れ図である。
【図3】サーボ制御器20の今回のサーボサイクルによ
り動作する部分の流れ図である。
【図4】絶対値エンコーダの読み込み周期とサーボサイ
クルの説明図である。
【符号の説明】
10 モータ 12 絶対値エンコーダ 20 サーボ制御器 30 データラッチ検出部 40 絶対値データ受信部 50 サンプリング周期測定部 60 データ変化量検出部 70 データ外挿部 80 現在位置データ部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G05B 19/19 F 9064−3H

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】モータと、このモータの回転角を固有の測
    定周期(T)で測定する絶対値エンコーダとを有するロ
    ボットを制御する装置であって、 外部から与えられた指令値と現在位置データからモータ
    を駆動する制御出力を所定のサーボサイクル(τ)で出
    力するサーボ制御器20と、 前記絶対値エンコーダが出力するラッチ信号を入力し
    て、当該絶対値エンコーダが測定値を更新するタイミン
    グを検出するデータラッチ検出部30と、 前記絶対値エンコーダが出力する絶対値データ信号を入
    力して、当該データラッチ検出部の出力するタイミング
    信号により今回の絶対値データを受信する絶対値データ
    受信部40と、 当該データラッチ検出部の出力するタイミング信号によ
    り前回と今回の絶対値データの測定時間間隔を求めるサ
    ンプリング周期測定部50と、 当該絶対値データ受信部より送られた前回の絶対値デー
    タと今回の絶対値データから差分を演算するデータ変化
    量検出部60と、 今回の絶対値データのサンプリングタイミングと当該サ
    ーボ制御器の今回のサーボサイクルとの時間差を求め、
    この時間差とデータ変化量検出部の演算した差分並びに
    サンプリング周期測定部で求めた今回の測定時間間隔か
    ら、この時間差に対応する前記絶対値エンコーダが測定
    する現在位置データの今回の絶対値データからの変化量
    を外挿するデータ外挿部70と、 絶対値データ受信部より送られる今回の絶対値データと
    データ外挿部より送られる変化量を加算して、前記絶対
    値エンコーダが今回のサーボサイクルで測定する現在位
    置データを推定する現在位置データ部80と、 を具備し、この現在位置データ部の保持する現在位置デ
    ータにより当該サーボ制御器が今回のサーボサイクルを
    実行することを特徴とするロボット制御装置。
JP13716592A 1992-05-28 1992-05-28 ロボット制御装置 Pending JPH05333931A (ja)

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ID=15192342

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