JPH06337708A - ロボットの加減速時定数制御方式 - Google Patents
ロボットの加減速時定数制御方式Info
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- JPH06337708A JPH06337708A JP12613993A JP12613993A JPH06337708A JP H06337708 A JPH06337708 A JP H06337708A JP 12613993 A JP12613993 A JP 12613993A JP 12613993 A JP12613993 A JP 12613993A JP H06337708 A JPH06337708 A JP H06337708A
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- acceleration
- time constant
- deceleration
- speed
- robot
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- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B19/00—Programme-control systems
- G05B19/02—Programme-control systems electric
- G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
- G05B19/416—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by control of velocity, acceleration or deceleration
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/43—Speed, acceleration, deceleration control ADC
- G05B2219/43046—Determine time constant from command speed and needed max acceleration torque
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- Numerical Control (AREA)
- Manipulator (AREA)
- Control Of Position Or Direction (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ロボットの加減速時定数制御方式に関し、サ
ーボモータの加速と減速の各時定数を移動量、負荷等に
より最適値に決定し動作時間を短縮する。 【構成】 サーボモータの加減速時定数をブロック毎に
最適な値に決定しつつロボットの動作を制御する制御方
式において、移動目標位置までの距離から速度が教示速
度に到達するか判別し（Ｓ１）、到達するとき教示速度
を速度Ｖとし（Ｓ２）、到達しないとき到達速度を求め
（Ｓ３）、到達速度を速度Ｖとする（Ｓ４）段階、速度
・トルク曲線から速度Ｖに対応する出力トルクを求める
（Ｓ５）段階、出力トルクから静負荷トルクを減じて加
速トルクと減速トルクを求める（Ｓ６）段階、加速時と
減速時の加速度を各々求める（Ｓ７）段階、加速度と速
度Ｖから加速時定数、減速時定数を求め（Ｓ８）、各軸
で最大の絶対値となるかまたは最適となる加速時定数と
減速時定数を各々決定する（Ｓ９）段階からなる。
ーボモータの加速と減速の各時定数を移動量、負荷等に
より最適値に決定し動作時間を短縮する。 【構成】 サーボモータの加減速時定数をブロック毎に
最適な値に決定しつつロボットの動作を制御する制御方
式において、移動目標位置までの距離から速度が教示速
度に到達するか判別し（Ｓ１）、到達するとき教示速度
を速度Ｖとし（Ｓ２）、到達しないとき到達速度を求め
（Ｓ３）、到達速度を速度Ｖとする（Ｓ４）段階、速度
・トルク曲線から速度Ｖに対応する出力トルクを求める
（Ｓ５）段階、出力トルクから静負荷トルクを減じて加
速トルクと減速トルクを求める（Ｓ６）段階、加速時と
減速時の加速度を各々求める（Ｓ７）段階、加速度と速
度Ｖから加速時定数、減速時定数を求め（Ｓ８）、各軸
で最大の絶対値となるかまたは最適となる加速時定数と
減速時定数を各々決定する（Ｓ９）段階からなる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、サーボモータの加減速
時定数をブロック毎に最適値に決定しながら、ロボット
の動作を制御するロボットの加減速時定数制御方式に関
し、特にブロック毎に最適な加減速時定数を決定しなが
ら、ロボットの動作を制御するロボットの加減速時定数
制御方式に関する。
時定数をブロック毎に最適値に決定しながら、ロボット
の動作を制御するロボットの加減速時定数制御方式に関
し、特にブロック毎に最適な加減速時定数を決定しなが
ら、ロボットの動作を制御するロボットの加減速時定数
制御方式に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来技術におけるロボットの加速時定
数、減速時定数は、姿勢および移動距離に関係なく、同
一の値を設定する。あるいは、現在位置と目標位置の姿
勢から最適な加速時定数と減速時定数を算出し、大きい
方の値を加速時定数、減速時定数として設定する。
数、減速時定数は、姿勢および移動距離に関係なく、同
一の値を設定する。あるいは、現在位置と目標位置の姿
勢から最適な加速時定数と減速時定数を算出し、大きい
方の値を加速時定数、減速時定数として設定する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の時定数を余裕をもって設定するとサイクルタイムが長
くなり、逆に小さな値に設定するとサーボモータのトル
クが不足してしまうことがあった。それゆえ、サーボモ
ータのトルクに余裕があってもサイクルを短縮すること
ができないという問題がある。換言すれば、サイクルを
短縮するためにサーボモータのサイズを上げなければな
らず、コストアップとなるという問題がある。また、重
力の影響を受ける動作軸においては、動作開始位置と動
作終了位置における重力の大きさが異なるため、加速の
時定数と減速の時定数を同一に設定する従来技術による
制御方式は、加減速時定数を長い方の値に設定するの
で、動作時間を余分に必要とするという問題がある。
の時定数を余裕をもって設定するとサイクルタイムが長
くなり、逆に小さな値に設定するとサーボモータのトル
クが不足してしまうことがあった。それゆえ、サーボモ
ータのトルクに余裕があってもサイクルを短縮すること
ができないという問題がある。換言すれば、サイクルを
短縮するためにサーボモータのサイズを上げなければな
らず、コストアップとなるという問題がある。また、重
力の影響を受ける動作軸においては、動作開始位置と動
作終了位置における重力の大きさが異なるため、加速の
時定数と減速の時定数を同一に設定する従来技術による
制御方式は、加減速時定数を長い方の値に設定するの
で、動作時間を余分に必要とするという問題がある。
【０００４】本発明は上記問題点に鑑み、サーボモータ
により駆動されるロボットのアームの移動量、負荷等に
応じて最適となるサーボモータの加速時定数と減速時定
数を個別に決定することにより、ロボットの動作時間を
短縮するロボットの加減速時定数制御方式を提供するこ
とを目的とする。
により駆動されるロボットのアームの移動量、負荷等に
応じて最適となるサーボモータの加速時定数と減速時定
数を個別に決定することにより、ロボットの動作時間を
短縮するロボットの加減速時定数制御方式を提供するこ
とを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】図１は本発明のロボット
の加減速時定数制御方式における基本処理のフローチャ
ートである。前記目的を達成する本発明のロボットの加
減速時定数制御方式は、サーボモータの加減速時定数を
ブロック毎に最適な値に決定しながら、ロボットの動作
を制御するロボットの加減速時定数制御方式において、
下記のステップから構成する。 （ステップＳ１）：ブロックの移動量から到達速度を求
める。 （ステップＳ２）：前記到達速度からサーボモータの出
力トルクを求める。 （ステップＳ３）：前記出力トルクから静負荷トルクを
減じて、加速トルクと減速トルクを求める。 （ステップＳ４）：前記加速トルクと前記減速トルクお
よび前記サーボモータの現在位置と目標位置の負荷イナ
ーシャから加速時と減速時の加速度を求める。 （ステップＳ５）：前記加速時と減速時の加速度から加
速時定数と減速時定数を決定する。
の加減速時定数制御方式における基本処理のフローチャ
ートである。前記目的を達成する本発明のロボットの加
減速時定数制御方式は、サーボモータの加減速時定数を
ブロック毎に最適な値に決定しながら、ロボットの動作
を制御するロボットの加減速時定数制御方式において、
下記のステップから構成する。 （ステップＳ１）：ブロックの移動量から到達速度を求
める。 （ステップＳ２）：前記到達速度からサーボモータの出
力トルクを求める。 （ステップＳ３）：前記出力トルクから静負荷トルクを
減じて、加速トルクと減速トルクを求める。 （ステップＳ４）：前記加速トルクと前記減速トルクお
よび前記サーボモータの現在位置と目標位置の負荷イナ
ーシャから加速時と減速時の加速度を求める。 （ステップＳ５）：前記加速時と減速時の加速度から加
速時定数と減速時定数を決定する。
【０００６】
【作用】本発明のロボットの加減速時定数制御方式は、
次に実行すべきブロックの移動量から到達速度を求め
る。例えば、移動量が小さいときは移動速度を小さく、
移動量がある値以上になると、到達速度は教示速度とな
る。この到達速度から、サーボモータの速度・トルク曲
線からサーボモータの出力トルクが求められる。この速
度・トルク曲線は予め粘性損失が引かれている。この出
力トルクから、摩擦トルク、現在位置と目標位置の重力
によるトルク等からなる静負荷トルクを減じると負荷を
加速する加速トルクと減速する減速トルクが得られる。
この加速トルクと減速トルクから加速時定数と減速時定
数を決定し、ロボットの加減速を制御するので動作時間
を短縮する。
次に実行すべきブロックの移動量から到達速度を求め
る。例えば、移動量が小さいときは移動速度を小さく、
移動量がある値以上になると、到達速度は教示速度とな
る。この到達速度から、サーボモータの速度・トルク曲
線からサーボモータの出力トルクが求められる。この速
度・トルク曲線は予め粘性損失が引かれている。この出
力トルクから、摩擦トルク、現在位置と目標位置の重力
によるトルク等からなる静負荷トルクを減じると負荷を
加速する加速トルクと減速する減速トルクが得られる。
この加速トルクと減速トルクから加速時定数と減速時定
数を決定し、ロボットの加減速を制御するので動作時間
を短縮する。
【０００７】
【実施例】以下に本発明の実施例について図面を参照し
つつ説明する。図２はロボットの各軸の移動距離と移動
速度との関係を示す図である。本図において、横軸は時
間、縦軸は速度を表す。移動距離（あるいは回転角度）
が充分大きいときは、線２で示すように、各点ｏａｂｃ
を通る。すなわち、時定数τ0で点ａまで加速され、教
示速度Ｖt で移動し、減速して点ｃで停止する。ここ
で、点ｏａｂｃｏをそれぞれ結ぶ線で囲まれた面積が移
動距離となる。移動距離が小さくなると、ａｂ間の速度
一定の時間が小さくなる。ａｂ間の距離が０より大きい
ときをロングモーション、０以下のときをショートモー
ションと呼ぶ。ロングモーションとショートモーション
の境界では線３で示すｏａｃ１の軌跡を描く。
つつ説明する。図２はロボットの各軸の移動距離と移動
速度との関係を示す図である。本図において、横軸は時
間、縦軸は速度を表す。移動距離（あるいは回転角度）
が充分大きいときは、線２で示すように、各点ｏａｂｃ
を通る。すなわち、時定数τ0で点ａまで加速され、教
示速度Ｖt で移動し、減速して点ｃで停止する。ここ
で、点ｏａｂｃｏをそれぞれ結ぶ線で囲まれた面積が移
動距離となる。移動距離が小さくなると、ａｂ間の速度
一定の時間が小さくなる。ａｂ間の距離が０より大きい
ときをロングモーション、０以下のときをショートモー
ションと呼ぶ。ロングモーションとショートモーション
の境界では線３で示すｏａｃ１の軌跡を描く。
【０００８】さらに、移動距離が短くなると、時定数τ
0 と高速最高速度Ｖmax で定義される直線ｏｄまで加速
度が変化し、線４で示すｏａ１ｃ２となる。さらに、移
動距離が短くなると、線５で示すｏａ２ｃ３となる。こ
のときの速度の最大はＶｕとなり、この速度Ｖｕを到達
速度と称する。
0 と高速最高速度Ｖmax で定義される直線ｏｄまで加速
度が変化し、線４で示すｏａ１ｃ２となる。さらに、移
動距離が短くなると、線５で示すｏａ２ｃ３となる。こ
のときの速度の最大はＶｕとなり、この速度Ｖｕを到達
速度と称する。
【０００９】図３はサーボモータの速度・トルク特性を
示す図である。本図において、横軸は速度（Ｖ）、縦軸
はトルク（Ｔ）を表す。すなわち、ある速度Ｖが決定さ
れると、それに対応する最大トルクＴmax が決定され
る。これらの関係はロボットの各サーボモータ毎にデー
タとしてロボットの制御装置に格納されている。
示す図である。本図において、横軸は速度（Ｖ）、縦軸
はトルク（Ｔ）を表す。すなわち、ある速度Ｖが決定さ
れると、それに対応する最大トルクＴmax が決定され
る。これらの関係はロボットの各サーボモータ毎にデー
タとしてロボットの制御装置に格納されている。
【００１０】図４はロボットの模式図である。ここで
は、ロボットの設置角度をθ0 とし、第１軸から第６軸
目までの角度をそれぞれθ1 ，θ2 ，…，θ6 とし、負
荷重量をＷ、負荷重心位置の第５軸中心からのオフセッ
ト量をＬ1 、Ｌ2 とすると、各軸のイナーシャ、静負荷
トルクは以下の式で表すことができる。ここで、静負荷
トルクは摩擦トルク、重力分トルクを含むものである。
は、ロボットの設置角度をθ0 とし、第１軸から第６軸
目までの角度をそれぞれθ1 ，θ2 ，…，θ6 とし、負
荷重量をＷ、負荷重心位置の第５軸中心からのオフセッ
ト量をＬ1 、Ｌ2 とすると、各軸のイナーシャ、静負荷
トルクは以下の式で表すことができる。ここで、静負荷
トルクは摩擦トルク、重力分トルクを含むものである。
【００１１】ここで、第１軸から第６軸目までのイナー
シャをＩ1 ，Ｉ2 ，…，Ｉ6 とし、同様に第１軸から第
６軸目までの静負荷トルクをＴw1，Ｔw2，…，Ｔw6とす
ると、これらの値は以下の式から求められる。 Ｉ1 ＝Ｆ1(θ2,θ3,θ4,θ5,θ6,Ｌ1,Ｌ2,Ｗ) Ｉ2 ＝Ｆ2(θ3,θ4,θ5,θ6,Ｌ1,Ｌ2,Ｗ) Ｉ3 ＝Ｆ3(θ4,θ5,θ6,Ｌ1,Ｌ2,Ｗ) Ｉ4 ＝Ｆ4(θ5,θ6,Ｌ1,Ｌ2,Ｗ) Ｉ5 ＝Ｆ5(θ6,Ｌ1,Ｌ2,Ｗ) Ｉ6 ＝Ｆ6(Ｌ1,Ｌ2,Ｗ) Ｔw1＝Ｇ1(θ0,θ1,θ2,θ3,θ4,θ5,θ6,Ｌ1,Ｌ2,Ｗ) Ｔw2＝Ｇ2(θ0,θ1,θ2,θ3,θ4,θ5,θ6,Ｌ1,Ｌ2,Ｗ) Ｔw3＝Ｇ3(θ0,θ1,θ2,θ3,θ4,θ5,θ6,Ｌ1,Ｌ2,Ｗ) Ｔw4＝Ｇ4(θ0,θ1,θ2,θ3,θ4,θ5,θ6,Ｌ1,Ｌ2,Ｗ) Ｔw5＝Ｇ5(θ0,θ1,θ2,θ3,θ4,θ5,θ6,Ｌ1,Ｌ2,Ｗ) Ｔw6＝Ｇ6(θ0,θ1,θ2,θ3,θ4,θ5,θ6,Ｌ1,Ｌ2,Ｗ)
シャをＩ1 ，Ｉ2 ，…，Ｉ6 とし、同様に第１軸から第
６軸目までの静負荷トルクをＴw1，Ｔw2，…，Ｔw6とす
ると、これらの値は以下の式から求められる。 Ｉ1 ＝Ｆ1(θ2,θ3,θ4,θ5,θ6,Ｌ1,Ｌ2,Ｗ) Ｉ2 ＝Ｆ2(θ3,θ4,θ5,θ6,Ｌ1,Ｌ2,Ｗ) Ｉ3 ＝Ｆ3(θ4,θ5,θ6,Ｌ1,Ｌ2,Ｗ) Ｉ4 ＝Ｆ4(θ5,θ6,Ｌ1,Ｌ2,Ｗ) Ｉ5 ＝Ｆ5(θ6,Ｌ1,Ｌ2,Ｗ) Ｉ6 ＝Ｆ6(Ｌ1,Ｌ2,Ｗ) Ｔw1＝Ｇ1(θ0,θ1,θ2,θ3,θ4,θ5,θ6,Ｌ1,Ｌ2,Ｗ) Ｔw2＝Ｇ2(θ0,θ1,θ2,θ3,θ4,θ5,θ6,Ｌ1,Ｌ2,Ｗ) Ｔw3＝Ｇ3(θ0,θ1,θ2,θ3,θ4,θ5,θ6,Ｌ1,Ｌ2,Ｗ) Ｔw4＝Ｇ4(θ0,θ1,θ2,θ3,θ4,θ5,θ6,Ｌ1,Ｌ2,Ｗ) Ｔw5＝Ｇ5(θ0,θ1,θ2,θ3,θ4,θ5,θ6,Ｌ1,Ｌ2,Ｗ) Ｔw6＝Ｇ6(θ0,θ1,θ2,θ3,θ4,θ5,θ6,Ｌ1,Ｌ2,Ｗ)
【００１２】これらの関数Ｆ1 〜Ｆ6 、Ｇ1 〜Ｇ6 はロ
ボットの構造および姿勢から計算することができる。し
たがってある特定の状態にあるときは、これらのイナー
シャＩ1 〜Ｉ6 、および静負荷トルクＴw1〜Ｔw6はロボ
ット制御装置内で計算によって求めることができる。こ
こで、プログラム再生時に現在位置Ｐn と移動目標位置
Ｐ(n＋1)について、これらのイナーシャ、および静負荷
トルクを逐次計算する。但し、θ0 、Ｌ1 、Ｌ2 、Ｗに
ついては、ロボットの適用動作によって異なった値とな
るので、別途設定する。
ボットの構造および姿勢から計算することができる。し
たがってある特定の状態にあるときは、これらのイナー
シャＩ1 〜Ｉ6 、および静負荷トルクＴw1〜Ｔw6はロボ
ット制御装置内で計算によって求めることができる。こ
こで、プログラム再生時に現在位置Ｐn と移動目標位置
Ｐ(n＋1)について、これらのイナーシャ、および静負荷
トルクを逐次計算する。但し、θ0 、Ｌ1 、Ｌ2 、Ｗに
ついては、ロボットの適用動作によって異なった値とな
るので、別途設定する。
【００１３】図５は本発明を実施するためのロボット制
御装置の概略ブロック図である。ロボット制御装置３０
にはプロセッサボード３１があり、プロセッサボード３
１にはプロセッサ３１ａ、ＲＯＭ３１ｂ、ＲＡＭ３１ｃ
がある。プロセッサ３１ａはＲＯＭ３１ｂに格納された
システムプログラムに従って、ロボット制御装置３０全
体を制御する。ＲＡＭ３１ｃには先に述べたＬ1 、Ｌ2
、Ｗ等のデータ、動作プログラム等が格納される。Ｒ
ＡＭ３１ｃの一部は不揮発性メモリとして構成されてお
り、これらのデータ、動作プログラム等は不揮発性メモ
リ部に格納されている。プロセッサボード３１はバス３
９に結合されている。
御装置の概略ブロック図である。ロボット制御装置３０
にはプロセッサボード３１があり、プロセッサボード３
１にはプロセッサ３１ａ、ＲＯＭ３１ｂ、ＲＡＭ３１ｃ
がある。プロセッサ３１ａはＲＯＭ３１ｂに格納された
システムプログラムに従って、ロボット制御装置３０全
体を制御する。ＲＡＭ３１ｃには先に述べたＬ1 、Ｌ2
、Ｗ等のデータ、動作プログラム等が格納される。Ｒ
ＡＭ３１ｃの一部は不揮発性メモリとして構成されてお
り、これらのデータ、動作プログラム等は不揮発性メモ
リ部に格納されている。プロセッサボード３１はバス３
９に結合されている。
【００１４】デジタルサーボ制御回路３２はバス３９に
結合され、プロセッサボード３１からの指令によって、
サーボアンプ３３を経由して、サーボモータ５１、５
２、５３、５４、５５および５６を駆動する。これらの
サーボモータはロボット１に内蔵され、ロボット１の各
軸を動作させる。シリアルポート３４はバス３９に結合
され、表示器付き教示操作盤５７、その他のＲＳ２３２
Ｃ機器５８と接続されている。表示器付き教示操作盤は
動作プログラム等の入力に使用する。またシリアルポー
トにはＣＲＴ３６ａを接続することができる。
結合され、プロセッサボード３１からの指令によって、
サーボアンプ３３を経由して、サーボモータ５１、５
２、５３、５４、５５および５６を駆動する。これらの
サーボモータはロボット１に内蔵され、ロボット１の各
軸を動作させる。シリアルポート３４はバス３９に結合
され、表示器付き教示操作盤５７、その他のＲＳ２３２
Ｃ機器５８と接続されている。表示器付き教示操作盤は
動作プログラム等の入力に使用する。またシリアルポー
トにはＣＲＴ３６ａを接続することができる。
【００１５】デジタルＩ／Ｏ３５には操作パネル３６ｂ
が接続されている。またデジタルＩ／Ｏ３５およびアナ
ログＩ／Ｏ３７を経由して外部への出力信号が出力され
る。また、大容量メモリ３８にはティーチングデータ、
使用中以外の動作プログラム等が格納される。
が接続されている。またデジタルＩ／Ｏ３５およびアナ
ログＩ／Ｏ３７を経由して外部への出力信号が出力され
る。また、大容量メモリ３８にはティーチングデータ、
使用中以外の動作プログラム等が格納される。
【００１６】上述の説明ではサーボ制御回路３２はデジ
タルサーボ制御回路で説明したが、アナログサーボ制御
回路でも同様である。図１は本発明のロボットの加減速
時定数制御方式のフローチャートである。図中、Ｓに続
く数字はステップ番号を示す。 （Ｓ１）：移動目標位置までの距離から、速度が教示速
度Ｖt に到達するか否か判別し、到達するときはＳ２
へ、到達しないときはＳ３へ進む。 （Ｓ２）：教示速度Ｖt を速度Ｖとする。 （Ｓ３）：到達速度Ｖu を移動目標位置までの距離Ｘを
用い以下の式から求める。 Ｖu ＝√（Ｘ・Ｖmax ／τ0 ） （Ｓ４）：到達速度Ｖu を速度Ｖとする。 （Ｓ５）：図３に示す速度・トルク曲線から、速度Ｖに
対応する最大トルクＴmax を求める。 （Ｓ６）：この最大トルクＴmax から静負荷トルクＴw
を減じ、加速トルクＴaを求める。現在位置の静負荷ト
ルクＴwn、目標位置の静負荷トルクＴw(n ＋1)とし、そ
れぞれについて加速トルクＴan、減速トルクＴa(n ＋1)
を求める。 Ｔan＝Ｔmax −Ｔwn Ｔa(n ＋1)＝Ｔmax −Ｔw(n ＋1) （Ｓ７）：加速トルクＴan、Ｔa(n ＋1)と、現在位置の
イナーシャをＩn 、目標位置のイナーシャをＩ(n＋1)と
し、それぞれについて加速度ａn 、ａ(n＋1)を求める。 ａn ＝〔Ｔａn ／Ｉn 〕 ａ(n＋1)＝〔Ｔａ(n＋1)／Ｉ(n＋1)〕 （Ｓ８）：加速度ａｎ，ａ(n＋1)と速度Ｖから、加速時
定数ταまたは減速時定数τβを以下の式から計算す
る。 τα＝ａn ／Ｖ τβ＝ａ(n＋1)／Ｖ ただし、ここでプログラムの各教示点による微調整定数
Ａを掛けて加減速時定数を調整することができる。ま
た、Ｓ１〜Ｓ８のステップは各軸毎に求める。 （Ｓ９）：各軸において最も絶対値の大きい加速時定数
ταと減速時定数τβをそれぞれ決定するか、または６
軸中最も絶対値の大きい加速時定数ταと減速時定数τ
βを各軸の加速時定数と減速時定数に決定する。これは
加速時定数、減速時定数を６軸共に同じ値とすることに
より、すなわち各軸を同一加速度とすることにより、ロ
ボットのアームの先端の軌跡が教示した軌跡から外れな
いようにするためである。途中の軌跡を問題にしないと
きは、全軸の加減速時定数を一致させる必要はなく、各
軸において最適な加速時定数、減速時定数を決定するこ
とにより一層動作時間が短縮できる。
タルサーボ制御回路で説明したが、アナログサーボ制御
回路でも同様である。図１は本発明のロボットの加減速
時定数制御方式のフローチャートである。図中、Ｓに続
く数字はステップ番号を示す。 （Ｓ１）：移動目標位置までの距離から、速度が教示速
度Ｖt に到達するか否か判別し、到達するときはＳ２
へ、到達しないときはＳ３へ進む。 （Ｓ２）：教示速度Ｖt を速度Ｖとする。 （Ｓ３）：到達速度Ｖu を移動目標位置までの距離Ｘを
用い以下の式から求める。 Ｖu ＝√（Ｘ・Ｖmax ／τ0 ） （Ｓ４）：到達速度Ｖu を速度Ｖとする。 （Ｓ５）：図３に示す速度・トルク曲線から、速度Ｖに
対応する最大トルクＴmax を求める。 （Ｓ６）：この最大トルクＴmax から静負荷トルクＴw
を減じ、加速トルクＴaを求める。現在位置の静負荷ト
ルクＴwn、目標位置の静負荷トルクＴw(n ＋1)とし、そ
れぞれについて加速トルクＴan、減速トルクＴa(n ＋1)
を求める。 Ｔan＝Ｔmax −Ｔwn Ｔa(n ＋1)＝Ｔmax −Ｔw(n ＋1) （Ｓ７）：加速トルクＴan、Ｔa(n ＋1)と、現在位置の
イナーシャをＩn 、目標位置のイナーシャをＩ(n＋1)と
し、それぞれについて加速度ａn 、ａ(n＋1)を求める。 ａn ＝〔Ｔａn ／Ｉn 〕 ａ(n＋1)＝〔Ｔａ(n＋1)／Ｉ(n＋1)〕 （Ｓ８）：加速度ａｎ，ａ(n＋1)と速度Ｖから、加速時
定数ταまたは減速時定数τβを以下の式から計算す
る。 τα＝ａn ／Ｖ τβ＝ａ(n＋1)／Ｖ ただし、ここでプログラムの各教示点による微調整定数
Ａを掛けて加減速時定数を調整することができる。ま
た、Ｓ１〜Ｓ８のステップは各軸毎に求める。 （Ｓ９）：各軸において最も絶対値の大きい加速時定数
ταと減速時定数τβをそれぞれ決定するか、または６
軸中最も絶対値の大きい加速時定数ταと減速時定数τ
βを各軸の加速時定数と減速時定数に決定する。これは
加速時定数、減速時定数を６軸共に同じ値とすることに
より、すなわち各軸を同一加速度とすることにより、ロ
ボットのアームの先端の軌跡が教示した軌跡から外れな
いようにするためである。途中の軌跡を問題にしないと
きは、全軸の加減速時定数を一致させる必要はなく、各
軸において最適な加速時定数、減速時定数を決定するこ
とにより一層動作時間が短縮できる。
【００１７】上記の説明では、関節形の６軸ロボットを
例に説明したが、その他の形式のロボットでも同様に加
減速時定数を最適な値にして、動作時間を短縮すること
ができる。
例に説明したが、その他の形式のロボットでも同様に加
減速時定数を最適な値にして、動作時間を短縮すること
ができる。
【００１８】
【発明の効果】以上説明したように本発明のロボットの
加減速時定数制御方式によれば、各軸の加速時定数と減
速時定数を、到達速度、イナーシャ、静負荷、等からそ
れぞれ決定するようにしたので、最適な加速時定数およ
び減速時定数を決定でき、動作時間を短縮することがで
きる。
加減速時定数制御方式によれば、各軸の加速時定数と減
速時定数を、到達速度、イナーシャ、静負荷、等からそ
れぞれ決定するようにしたので、最適な加速時定数およ
び減速時定数を決定でき、動作時間を短縮することがで
きる。
【図１】本発明のロボットの加減速時定数制御方式のフ
ローチャートである。
ローチャートである。
【図２】ロボットの各軸の移動距離と移動速度との関係
を示す図である。
を示す図である。
【図３】サーボモータの速度・トルク特性を示す図であ
る。
る。
【図４】ロボットの模式図である。
【図５】本発明を実施するためのロボット制御装置の概
略ブロック図である。
略ブロック図である。
１…ロボット ３０…ロボット制御装置 ３１…プロセッサボード ３２…デジタルサーボ制御回路 ３３…サーボアンプ ３４…シリアルポート ５１〜５６…サーボモータ ５７…教示操作盤
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岡田 毅 山梨県南都留郡忍野村忍草字古馬場3580番 地 ファナック株式会社内 (72)発明者 酒井 保 山梨県南都留郡忍野村忍草字古馬場3580番 地 ファナック株式会社内
Claims (3)
- 【請求項１】 サーボモータの加減速時定数をブロック
毎に最適値に決定しながらロボットの動作を制御するロ
ボットの加減速時定数制御方式において、 ブロックの移動量から到達速度を求め、 前記到達速度からサーボモータの出力トルクを求め、 前記出力トルクから静負荷トルクを減じて加速トルクと
減速トルクを求め、 前記加速トルクと前記減速トルクおよび前記サーボモー
タの現在位置と目標位置の負荷イナーシャから、加速時
と減速時の加速度を求め、 前記加速時と前記減速時の前記加速度から加速時定数と
減速時定数を個別に決定することを特徴とするロボット
の加減速時定数制御方式。 - 【請求項２】 複数のサーボモータを制御するロボット
の加減速時定数制御方式において、 前記サーボモータの各前記加速時定数のうち絶対値が最
大である前記加速時定数を選択し、前記サーボモータの
各前記減速時定数のうち絶対値が最大である前記減速時
定数を選択し、全ての前記サーボモータを制御すること
を特徴とする請求項１に記載のロボットの加減速時定数
制御方式。 - 【請求項３】 複数のサーボモータを制御するロボット
の加減速時定数制御方式において、 前記サーボモータの各前記加速時定数と各前記減速時定
数を個別に決定し、前記サーボモータを制御することを
特徴とする請求項１に記載のロボットの加減速時定数制
御方式。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12613993A JPH06337708A (ja) | 1993-05-27 | 1993-05-27 | ロボットの加減速時定数制御方式 |
| PCT/JP1994/000794 WO1994028473A1 (fr) | 1993-05-27 | 1994-05-17 | Procede de regulation des constantes de temps d'acceleration et de deceleration d'un robot |
| US08/757,340 US5708342A (en) | 1993-05-27 | 1996-11-27 | Method of controlling acceleration/deceleration time constants for robot |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12613993A JPH06337708A (ja) | 1993-05-27 | 1993-05-27 | ロボットの加減速時定数制御方式 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06337708A true JPH06337708A (ja) | 1994-12-06 |
Family
ID=14927643
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12613993A Pending JPH06337708A (ja) | 1993-05-27 | 1993-05-27 | ロボットの加減速時定数制御方式 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06337708A (ja) |
| WO (1) | WO1994028473A1 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| WO1997008597A1 (fr) * | 1995-08-23 | 1997-03-06 | Fanuc Ltd | Unite de commande d'acceleration/deceleration a commande numerique par ordinateur et procede s'y rapportant |
| JPH11102215A (ja) * | 1997-09-26 | 1999-04-13 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 制御装置と制御方法およびフィルタ装置とフィルタ方法 |
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| WO2017221682A1 (ja) * | 2016-06-22 | 2017-12-28 | 株式会社神戸製鋼所 | 荷重検出装置及びそれを備えるクレーンの巻上装置 |
| JP2018002477A (ja) * | 2016-06-22 | 2018-01-11 | 株式会社神戸製鋼所 | 荷重検出装置及びそれを備えるクレーンの巻上装置 |
Family Cites Families (2)
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| JPS61156406A (ja) * | 1984-12-28 | 1986-07-16 | Toshiba Corp | 工業用ロボツトの制御方法 |
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-
1993
- 1993-05-27 JP JP12613993A patent/JPH06337708A/ja active Pending
-
1994
- 1994-05-17 WO PCT/JP1994/000794 patent/WO1994028473A1/ja unknown
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| CN103792951B (zh) * | 2014-01-22 | 2016-12-07 | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 | 一种光电跟瞄转台的快速定位方法 |
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| JP2018002477A (ja) * | 2016-06-22 | 2018-01-11 | 株式会社神戸製鋼所 | 荷重検出装置及びそれを備えるクレーンの巻上装置 |
| US11001481B2 (en) | 2016-06-22 | 2021-05-11 | Kobe Steel, Ltd. | Load detector, and winding apparatus for crane comprising said detector |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO1994028473A1 (fr) | 1994-12-08 |
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