JPH06335882A - ロボットの制御装置 - Google Patents

ロボットの制御装置

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JPH06335882A
JPH06335882A JP5124555A JP12455593A JPH06335882A JP H06335882 A JPH06335882 A JP H06335882A JP 5124555 A JP5124555 A JP 5124555A JP 12455593 A JP12455593 A JP 12455593A JP H06335882 A JPH06335882 A JP H06335882A
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Masaaki Sano
雅明 佐野
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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  • Manipulator (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 作用対象、教示軌跡間のより大きな誤差に追
従するための、倣いセンサを有するロボットの制御装置
を提供する。 【構成】 軌跡演算装置7の出力に対応する第1の偏差
カウンタ10と、補正演算装置9の出力に対応する第2
の偏差カウンタ11と、位置検出装置3によって検出さ
れるロボット1の各動作軸の実際の移動量をそれぞれの
偏差カウンタ10,11から必要量減算する偏差演算装
置12とによって構成し、第1の偏差カウンタ10の値
に第1のゲインG1を乗じ第2の偏差カウンタ11の値
に第2のゲインG2を乗じた値の和をモータ制御装置1
3に出力し、ロボット1の各動作軸を駆動するサーボモ
ータ2を駆動する。このとき第2のゲインG2の値を第
1のゲインG1に対して大きくとることによって、補正
演算装置9の出力する各動作軸の移動量をより短時間に
ロボットの各動作軸に反映させるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、作用対象の形状にばら
つきや熱歪みや設置上の誤差などの要因により、ロボッ
トの動作軌跡の設計上の値と実際に所望される軌跡との
間に誤差が発生する作用対象において、作用対象が必要
とする軌跡上をロボットの最終作用部が移動しなくては
ならない倣い作業に用いられるロボットの制御装置に関
する。
【0002】
【従来の技術】従来のロボットの制御装置は、図3に示
すような構成を有している。図1において、ロボット1
は各動作軸を駆動するサーボモータ2とサーボモータ2
の回転量を検出する位置検出装置3とを備えている。4
はマイクロコンピュータなどを用いて構成されたロボッ
トの制御装置であり、機能ブロック化して示すと、サー
ボモータ2の回転量、回転速度などを制御する位置制御
装置5と、教示データ記憶装置6に記憶された教示デー
タに基づいてロボット1の最終作用点が教示された軌跡
上を移動するように各動作軸の移動量を計算し位置制御
装置5に出力する軌跡演算装置7と、倣いセンサ8の出
力に基づいて最終作用部と作用対象間の距離を施工上の
所望の距離に移動させるために必要なロボット1の各動
作軸の動作量を計算し第3のゲインG3を乗じた値を位
置制御装置5に出力する補正演算装置9とからなる。
【0003】また、位置制御装置5は、サーボモータ2
を駆動するためのモータ制御装置13と、軌跡演算装置
7の出力する各動作軸毎の移動量と補正演算装置9の出
力する各動作軸毎の移動量が加算され、さらに位置検出
装置3から出力されるロボット1の各動作軸の実際の移
動量が減算される偏差カウンタ14からなり、各動作軸
毎に軌跡演算装置7の出力と補正演算装置9の出力に第
3のゲインG3を乗じた値との双方を位置制御装置5の
偏差カウンタ14に加算し、偏差カウンタ14から位置
検出装置3から出力されるロボットの各動作軸の実際の
移動量を減算した値に、第4のゲインG4を乗じた値を
モータ制御装置13に出力し、これを基にロボット1の
各動作軸を制御するようにしている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながらこのよう
な従来のロボットの制御装置では、補正演算装置9が出
力する移動量と、所定の時間内に移動すれば良い軌跡演
算装置7の出力する移動量に同じ第4のゲインG4が乗
じられるため、本来直ちに移動しなくてはならない補正
演算装置9の出力する移動量分の移動が遅れてしまう。
また、センサは瞬時瞬時の最終作用点と作用対象間の距
離を出力するため、過去の補正演算部の出力した移動量
が移動し切れていない場合は今回の移動量と重複する移
動量が発生して、補正したい移動量以上の移動量を基に
ロボットの各動作軸が制御されることとなり、より大き
な作用対象の軌跡と教示された軌跡の差を埋めようとし
て第3のゲインG3を大きくした場合は軌跡が蛇行した
り所望の軌跡から大きく外れてしまうという問題があ
る。
【0005】本発明は、このような問題の解決するもの
で、より大きな作用対象の軌跡のずれに対しても追従す
ることができるロボットの制御装置を提供することを目
的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、複数の動作軸と動作軸の移動量を検出す
る位置検出装置とからなるロボットを、ロボットの最終
作用点と作用対象間の距離を出力する倣いセンサにより
制御するロボットの制御装置において、ロボットの最終
作用点の動作軌跡を教示データの内容に従った所望の軌
跡で描くようにロボットの各動作軸の動作量を計算する
軌跡演算装置と、倣いセンサの出力から最終作用部と作
用対象間の距離を施工上の所望の距離に移動させるため
のロボットの各動作軸の動作量を計算する補正演算装置
と、各動作軸毎に軌跡演算装置の出力を加算する第1の
偏差カウンタと、補正演算装置の出力の値に毎回更新さ
れる第2の偏差カウンタと、位置検出装置によって検出
されるロボットの各動作軸の実際の移動量と第1の偏差
カウンタおよび第2の偏差カウンタの値との関係からそ
れぞれの偏差カウンタから減ずる移動量を決定しそれぞ
れの偏差カウンタから減算する偏差演算装置を有し、第
1の偏差カウンタの値に第1のゲインG1を乗じ、第2
の偏差カウンタの値に第2のゲインG2乗じた値の和を
基にロボットの各動作軸を駆動するサーボモータを制御
するようにしたものである。
【0007】
【作用】本発明は上記構成により、第2のゲインG2の
値を第1のゲインG1に対して大きくとることによっ
て、倣いセンサの出力に応じて補正演算装置の出力する
各動作軸の移動量をより短時間にロボットの各動作軸の
動作に反映させることができると同時に、過去の倣いセ
ンサの出力による各動作軸の移動量で今回の倣いセンサ
の検出時までに移動できなかった移動量を無効にするこ
とができ、より大きな作用対象の軌跡のずれに対して追
従することができるようになる。
【0008】
【実施例】以下本発明の一実施例を図面に基づいて説明
する。図1は本発明の一実施例のロボットの制御装置の
ブロック図である。ロボット1は各動作軸を駆動するサ
ーボモータ2とサーボモータ2の回転量を検出する位置
検出装置3とからなり、ロボットの制御装置4はマイク
ロコンピュータなどを用いて構成され、機能ブロック化
して示すと、サーボモータ2の回転量、回転速度などを
制御する位置制御装置15と、教示データ記憶装置6に
記憶された教示データに基づいてロボットの最終作用点
が教示された軌跡上を移動するように各動作軸の移動量
を計算し位置制御装置15に出力する軌跡演算装置7
と、倣いセンサ8の出力に基づいて最終作用部と作用対
象間の距離を施工上の所望の距離に移動させるために必
要なロボット1の各動作軸の動作量を計算し第3のゲイ
ンG3を乗じた値を位置制御装置15に出力する補正演
算装置9とからなっている。
【0009】位置制御装置15は、サーボモータ2を駆
動するためのモータ制御装置13と、軌跡演算装置7の
出力する各動作軸毎の移動量を加算する第1の偏差カウ
ンタ10と、補正演算装置9の出力する各動作軸毎の移
動量を加算する第2の偏差カウンタ11と、位置検出装
置3によって検出されるロボット1の各動作軸の実際の
移動量と第1の偏差カウンタ10と第2の偏差カウンタ
11の値との関係からそれぞれの偏差カウンタ10,1
1から減ずる移動量を決定しそれぞれの偏差カウンタ1
0,11から減算する偏差演算装置12を有し、第1の
偏差カウンタ10の値に第1のゲインG1を乗じ、第2
の偏差カウンタ11の値に第2のゲインG2を乗じた値
の和をモータ制御装置13に出力し、ロボット1の各動
作軸を駆動するサーボモータ2を駆動する。図示しない
が、サーボモータ2と位置検出装置3と位置制御装置1
5は動作軸の数だけ存在する。
【0010】図2は偏差演算装置12の処理のフローチ
ャートを示し、第1の偏差カウンタ10と第2の偏差カ
ウンタ11から移動量を減算する手順の一例を示してい
る。このフローチャートは以下に述べる条件を実施する
ためのものである。 (1)第1の偏差カウンタ10と第2の偏差カウンタ1
1と移動量の符号が同じ場合は第2の偏差カウンタ11
から移動量を減算する。第2の偏差カウンタ11が0に
なると残りを第1の偏差カウンタ10より減算する。 (2)第1の偏差カウンタ10と第2の偏差カウンタ1
1の符号が同じで偏差カウンタと移動量の符号が異なる
場合は第1の偏差カウンタ10から移動量を減算する。 (3)第1の偏差カウンタ10と第2の偏差カウンタ1
1の符号が異なる場合、移動量の符号と同じ符号を有す
る偏差カウンタから移動量を減算する。第2の偏差カウ
ンタ11が0になると残りを第1の偏差カウンタ10よ
り減算する。
【0011】以下にフローチャートを説明する。ステッ
プAは、第1の偏差カウンタ10と第2の偏差カウンタ
11の符号を比較している。符号が同じ場合はステップ
Bへ、異なる場合はステップCへそれぞれ分岐する。ス
テップBは、偏差カウンタの符号と移動量の符号を比較
している。符号が同じ場合はステップEへ、異なる場合
はステップDへそれぞれ分岐する。ステップCは第1の
偏差カウンタ10と移動量の符号を比較している。符号
が同じ場合はステップDへ、異なる場合はステップEへ
それぞれ分岐する。ステップDは、第1の偏差カウンタ
10から移動量を減算する処理である。ステップEは、
第2の偏差カウンタ11から移動量を減算し、その値を
減算し、その値を一時記憶に保存する。ステップFは、
第2の偏差カウンタ11と一時記憶の符号を比較してい
る。符号が同じ場合はステップGへ、異なる場合はステ
ップHへそれぞれ分岐する。ステップGでは一時記憶の
内容を第2の偏差カウンタ11に代入する。ステップH
では、第2の偏差カウンタ11に0を代入する。ステッ
プKでは第1の偏差カウンタ10に一時記憶を加算す
る。
【0012】図4および図5は従来のロボットの制御装
置5における制御方法の倣いと、本発明による制御方法
を有するロボットの制御装置15による倣いを比較した
ものであり、(図4)は作用対象の軌跡を直線状にし、
(図5)は正弦波状にした場合をそれぞれ示す。このと
き、第3のゲインG3を同じにし、第4のゲインG4に
相応する第1のゲインG1より第2のゲインG2を1.
5倍大きくした場合の倣いのシュミレーションを行った
ところ、従来の方法では軌跡が蛇行してしまうことがわ
かる。ただし双方の無駄時間は同じ値としている。
【0013】
【発明の効果】以上のように、本発明に係るロボットの
制御装置では、補正演算装置が出力する移動量と、所定
の時間内に移動すれば良い軌跡演算装置の出力する移動
量にそれぞれ適切な値のゲインを乗じることが可能とな
り、また、過去の不要な移動量の影響を排除することが
可能となる。これにより、より大きな作用対象の軌跡の
ずれに対して追従することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例のロボットの制御装置のブロ
ック図
【図2】本発明の一実施例のロボットの制御装置におけ
る偏差演算装置の処理を説明するフローチャート
【図3】従来のロボットの制御装置のブロック図
【図4】本発明と従来例による倣いの効果(1)を説明
する特性図
【図5】本発明と従来例による倣いの効果(2)を説明
する特性図
【符号の説明】 1 ロボット 2 サーボモータ 3 位置検出装置 4 ロボットの制御装置 6 教示データ記憶装置 7 軌跡演算装置 8 倣いセンサ 9 補正演算装置 10 第1の偏差カウンタ 11 第2の偏差カウンタ 12 偏差演算装置 13 モータ制御装置 15 位置制御装置

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数の動作軸とこれらの動作軸の移動量
    を検出する位置検出装置とからなるロボットと、前記ロ
    ボットの最終作用点と作用対象間の距離を出力する倣い
    センサとが接続され、前記倣いセンサの出力により前記
    ロボットを制御することのできるロボットの制御装置で
    あって、ロボットの最終作用点の動作軌跡を教示データ
    の内容に従った所望の軌跡で描くようにロボットの各動
    作軸の動作量を計算する軌跡演算装置と、前記倣いセン
    サの出力から最終作用部と作用対象間の距離を施工上の
    所望の距離に移動させるためのロボットの各動作軸の動
    作量を計算する補正演算装置と、各動作軸毎に前記軌跡
    演算装置の出力を加算する第1の偏差カウンタと、前記
    補正演算装置の出力の値に毎回更新される第2の偏差カ
    ウンタと、前記位置検出装置によって検出されるロボッ
    トの各動作軸の実際の移動量と前記第1の偏差カウンタ
    および第2の偏差カウンタの値との関係からそれぞれの
    偏差カウンタから減ずる移動量を決定しそれぞれの偏差
    カウンタから減算する偏差演算装置を有し、前記第1の
    偏差カウンタの値に第1ゲインG1を乗じ、前記第2の
    偏差カウンタの値に第2のゲインG2を乗じた値の和を
    基にロボットの各動作軸を駆動するサーボモータを制御
    するように構成したことを特徴とする位置制御装置とか
    らなるロボットの制御装置。
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