JPH0546234A - ロボツトの加減速時定数決定方法 - Google Patents
ロボツトの加減速時定数決定方法Info
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- JPH0546234A JPH0546234A JP20826691A JP20826691A JPH0546234A JP H0546234 A JPH0546234 A JP H0546234A JP 20826691 A JP20826691 A JP 20826691A JP 20826691 A JP20826691 A JP 20826691A JP H0546234 A JPH0546234 A JP H0546234A
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Abstract
イナーシャの影響を受ける駆動軸について、ロボットの
各軸の質量、重心位置をパラメータとして予め格納して
おき、加減速時定数決定に際して、各教示点で教示され
た各駆動軸の位置を与え、この位置に基づいて負荷イナ
ーシャの計算を行い、この負荷イナーシャに基づいて低
負荷イナーシャでの動作時間と高負荷イナーシャでの寿
命との関係を最適とする加減速時定数を決定する方法。 【効果】 各部位の質量、重心位置をパラメータとして
与え、各教示点で教示された各駆動軸の位置を与え、負
荷イナーシャの計算を行い、負荷イナーシャに基づいた
最適な加減速時定数を決定することにより、低負荷イナ
ーシャでの動作時間の短縮、高負荷イナーシャでの寿命
向上を得ることができる。
Description
教示姿勢により負荷イナーシャの影響を受ける駆動軸の
加減速時定数決定方法に関する。
で動作する場合、加減速制御を行い、滑らかな動きを得
ている。この加減速制御を行うときの加減速時定数は、
以下のようなものがある。 1)最小負荷イナーシャあるいは最大負荷イナーシャに
おける加減速時定数を固定パラメータとして持つ。 2)負荷イナーシャの影響を受ける駆動軸から制御点ま
での距離を計算し、この距離から概略の加減速時定数を
式より決定する。 T=AL2 +D ・・・・・・・・ ここで、T:加減速時定数 A:補正定数 L:負荷イナーシャの影響を受ける軸から制御点までを
大地に投影した距離 D:最小負荷イナーシャにおける加減速時定数
ては、加減速時定数の決定方法が難しい。たとえば、最
小イナーシャにおける加減速時定数をパラメータとする
と加減速時間が短くなるため、寿命の問題がある。逆
に、最大イナーシャにおける加減速時定数をパラメータ
とすると加減速時間が長くなるため、動作時間が長くな
る問題がある。2)については、負荷イナーシャの影響
を受ける駆動軸についての加減速時定数を考慮すること
により、1)を改善したものである。しかしながら、図
5のa),b)を比較しても分かるように、式による
と位置,姿勢による負荷イナーシャの影響を受ける軸か
ら制御点までを大地に投影した距離がある場合である
a)よりその距離がないb)の方が負荷イナーシャが小
さい加減速時定数を得ることになる。しかし、実際は、
図5の軸の長さを比較するとわかるように、a)より
b)が負荷イナーシャは大きいのである。このように、
2)の方法では、ロボットの形態によっては、不適当な
加減速時定数が決定されることになる。そこで本発明
は、低負荷イナーシャでの動作時間の短縮と高負荷イナ
ーシャでの寿命向上を同時に満たすことを目的とする。
決するために、本発明のロボットの加減速時定数決定方
法は、ロボットの教示点の位置、姿勢によって負荷イナ
ーシャの影響を受ける駆動軸について、ロボットの各軸
の質量、重心位置をパラメータとして予め格納してお
き、加減速時定数決定に際して、各教示点で教示された
各駆動軸の位置を与え、この位置に基づいて負荷イナー
シャの計算を行い、この負荷イナーシャに基づいて低負
荷イナーシャでの動作時間と高負荷イナーシャでの寿命
との関係を最適とする加減速時定数を決定することを特
徴としている。
方法によれば、教示された点を経路補間する際に、ロボ
ットの位置、姿勢により負荷イナーシャの影響を受ける
軸について、パラメータの各部位の質量と重心位置と動
作開始点における各軸の位置から負荷イナーシャを求
め、加速の際の時定数を求める。また、減速の際の時定
数はパラメータの各部位の質量と重心位置と、動作終了
点の各軸の位置から負荷イナーシャを計算し求める。そ
して、求められた加減速時定数が作用して経路補間の
際、滑らかで最適な加減速制御を実現する。
式で表すと、 τ=F (d2θ/dt2) LH =(τc /τ) X (C/N) と表すことができる。ここでτはトルク、Fは負荷イナ
ーシャ、d2θ/dt2は加速度、LH は寿命、xは寿命の対
象 (たとえばベアリング) で異なる定数、Nは駆動軸の
定格回転数、Cは補正定数である。この式から、Fとd2
θ/dt2が大きくなると寿命が短くなることがわかる。ま
た、Fとd2θ/dt2が小さくなると寿命は長くなることが
わかる。したがって、ある一定の寿命を保つためにはF
が大きくなるとd2θ/dt2を小さくする必要があり、Fが
小さいとd2θ/dt2は大きくてもよいことになる。
ロボットの加減速時定数決定方法について説明する。図
1は、本方法を実施するためのシステムの例を示すブロ
ック図であり、図中11は位置教示部、12は位置格納
エリア、13はパラメータ格納エリア、14は加減速時
定数演算部、15は補間演算部、16は駆動部である。
図2は教示点とロボットの形態を示したスケルトン図
で、教示点(S)を動作開始点とし、教示点(E)を動
作の終了点とする。θ2Sは第2軸目の開始点の位置、θ
3Sは第3軸目の開始点の位置、θ2Eは第2軸目の終了点
の位置、θ3Eは第3軸目の終了点の位置である。
図で、3軸で構成される。 (1)大地に対して垂直(z0 軸)回りに自由度を有す
る第1軸1。 (2)第1軸1の先端部に設けられ、z0 軸に垂直なz
1 軸回りに自由度を有する第2軸2。 (3)第2軸2の先端部に設けられ、z1 軸と平行なz
2 軸回りに自由度を有する第3軸3。 以上のように図3に示すロボットの各軸は1自由度ずつ
有し、合計3自由度を有するロボットである。そして、
負荷イナーシャの影響を受ける軸は、第1軸1である。
第2軸2の回転中心P2 から第2軸2のアームの重心位
置P2Gの距離をR1 、第3軸3の回転中心P3 から第3
軸3のアームの重心位置P3Gの距離をR2 とする。ワー
クは、第2軸2の先端に取り付け、第3軸3の回転中心
P3 からワークの重心位置PWGの距離をR3 とし、第2
軸2のアームの質量をW2 、第3軸3のアームの質量を
W3 、ワークの質量をWとする。これらR1 、R2 、R
3 、W2 、W3 、Wはパラメータとして図1のパラメー
タ格納エリア13に予め設定されている。そして、動作
を開始する前の準備として加減速時定数演算部14にお
いて加減速時定数の決定を行う。
教示位置は位置格納エリア12に格納されており、この
位置格納エリア12から、動作開始点におけるθ2Sとθ
3S(図2参照)を加減速時定数演算部14に与える。加
減速時定数演算部14では、このデータを式のθ2 、
θ3 に代入し計算を行い負荷イナーシャFS を求める。
なお、のパラメータはパラメータ格納エリア13に予
め格納されているものを用いる。
第3軸の角度である。
の時定数TS を計算し決定する。 T=aF+b ・・・・・・・ ここでTは時定数、aは時定数の補正値、bは時定数の
オフセット値であり、最小負荷イナーシャのときの加減
速時定数を設定する。以上に述べたことから、Fによっ
てd2θ/dt2を操作する式が式であり、Tとd2θ/dt2の
関係はd2θ/dt2=V/Tである。ここでVは速度であ
る。よって、Tが大きければd2θ/dt2は小さくなること
がわかる。したがって、Fに見合ったTを求めるのが
式である。
え、式のθ2 、θ3 に代入し計算を行い負荷イナーシ
ャFE を求め式のFにFE を代入し減速時の時定数T
E を求める。こうして求まった加減速時定数TS 、TE
を用いて動作開始ではTS に従って加速し、終了時はT
E に従って減速して動作を終了する。第1軸の動作の状
態をグラフにしたのが図4で、縦軸は速度、横軸は時間
である。加速終了時から減速開始時までの間は、図1の
補間演算部15により演算された補間速度でロボットは
駆動される。このように、本実施例によれば、負荷イナ
ーシャに見合った加減速時定数が求められ、負荷イナー
シャが大きければ加減速時定数は大きい値を、負荷イナ
ーシャが小さければ加減速時定数は小さい値を求め、こ
の加減速時定数でロボットの加減速制御を行うので、高
負荷における寿命の確保と低負荷におけるスピーディー
な動作が得られる。
しているが、一般に最大可搬質量を設定している。とこ
ろが、ロボットでは常に最大可搬質量で動作していると
は限らないので、ロボット言語で可搬質量を設定するこ
とにより、正確な負荷イナーシャが求まり、それに基づ
いた加減速時定数が求まるので、さらに動作性能の向上
が図られる。
の加減速時定数決定方法によれば、各部位の質量、重心
位置をパラメータとして与え、各教示点で教示された各
駆動軸の位置を与え、負荷イナーシャの計算を行い、負
荷イナーシャに基づいた最適な加減速時定数を決定する
ことにより、低負荷イナーシャでの動作時間の短縮、高
負荷イナーシャでの寿命向上を得ることができる。
トの形態を示すスケルトン図である。
る。
ある。
は位置,姿勢による負荷イナーシャの影響を受ける軸か
ら制御点までを大地に投影した距離がある場合のロボッ
トの図、b)はその距離がない場合の図である。
部、12 位置格納エリア、13 パラメータ格納エリ
ア、14 加減速時定数演算部、15 補間演算部、1
6 駆動部
Claims (1)
- 【請求項1】 ロボットの教示点の位置、姿勢によって
負荷イナーシャの影響を受ける駆動軸について、ロボッ
トの各軸の質量、重心位置をパラメータとして予め格納
しておき、加減速時定数決定に際して、各教示点で教示
された各駆動軸の位置を与え、この位置に基づいて負荷
イナーシャの計算を行い、この負荷イナーシャに基づい
て低負荷イナーシャでの動作時間と高負荷イナーシャで
の寿命との関係を最適とする加減速時定数を決定するこ
とを特徴とするロボットの加減速時定数決定方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20826691A JP3339642B2 (ja) | 1991-08-20 | 1991-08-20 | ロボットの加減速時定数決定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20826691A JP3339642B2 (ja) | 1991-08-20 | 1991-08-20 | ロボットの加減速時定数決定方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0546234A true JPH0546234A (ja) | 1993-02-26 |
JP3339642B2 JP3339642B2 (ja) | 2002-10-28 |
Family
ID=16553397
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP20826691A Expired - Lifetime JP3339642B2 (ja) | 1991-08-20 | 1991-08-20 | ロボットの加減速時定数決定方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3339642B2 (ja) |
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-
1991
- 1991-08-20 JP JP20826691A patent/JP3339642B2/ja not_active Expired - Lifetime
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