JPH081560A - ロボットの振動抑制方法および装置 - Google Patents
ロボットの振動抑制方法および装置Info
- Publication number
- JPH081560A JPH081560A JP15941594A JP15941594A JPH081560A JP H081560 A JPH081560 A JP H081560A JP 15941594 A JP15941594 A JP 15941594A JP 15941594 A JP15941594 A JP 15941594A JP H081560 A JPH081560 A JP H081560A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- arm
- drive
- drive motor
- robot
- acceleration signals
- Prior art date
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- Pending
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- Manipulator (AREA)
- Control Of Position Or Direction (AREA)
- Control Of Velocity Or Acceleration (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】回動可能につながって同方向に可動する第1ア
ームと第2アームのそれぞれに発生する減速機に起因す
るトルクリップルを相殺させることにより、アームの振
動を抑制する。 【構成】前記第1アームと前記第2アームのそれぞれの
駆動モータの加速度信号を検出し、前記両駆動モータの
加速度信号が逆位相になるように一方の駆動モータを基
準として他方の駆動モータの時間差を算出し、他方の駆
動モータのをその時間差分だけ遅らせて動作するように
運転する。
ームと第2アームのそれぞれに発生する減速機に起因す
るトルクリップルを相殺させることにより、アームの振
動を抑制する。 【構成】前記第1アームと前記第2アームのそれぞれの
駆動モータの加速度信号を検出し、前記両駆動モータの
加速度信号が逆位相になるように一方の駆動モータを基
準として他方の駆動モータの時間差を算出し、他方の駆
動モータのをその時間差分だけ遅らせて動作するように
運転する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はロボットの振動抑制方法
に関し、特に、駆動モータとアーム間の動力伝達機構で
ある減速機の構造に起因して生ずるロボットアームの振
動を抑制する方法および装置に関する。
に関し、特に、駆動モータとアーム間の動力伝達機構で
ある減速機の構造に起因して生ずるロボットアームの振
動を抑制する方法および装置に関する。
【0002】
【従来の技術】駆動モータとアーム間の動力伝達機構と
して減速機を有するロボットは、その減速機の特性によ
り駆動モータの回転数の数倍の周波数成分のトルクリッ
プルが発生する。このトルクリップルによりロボットの
アームは振動を生じる。
して減速機を有するロボットは、その減速機の特性によ
り駆動モータの回転数の数倍の周波数成分のトルクリッ
プルが発生する。このトルクリップルによりロボットの
アームは振動を生じる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来、これによって生
じる振動は外乱オブザーバやセンサフィードバックの制
御手法によって振動を低減していた。しかしながら、駆
動モータのトルクの絶対値が向上するにつれ、トルクリ
ップルも増加しアームの振動を増加させるため、これら
の制御では対処しきれない。そこで本発明は、このトル
クリップルの値を低減させ、振動を抑制することを目的
とする。
じる振動は外乱オブザーバやセンサフィードバックの制
御手法によって振動を低減していた。しかしながら、駆
動モータのトルクの絶対値が向上するにつれ、トルクリ
ップルも増加しアームの振動を増加させるため、これら
の制御では対処しきれない。そこで本発明は、このトル
クリップルの値を低減させ、振動を抑制することを目的
とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は、回動可能に連結され同方向に可動する第
1アームと第2アームを有し、それぞれのアームをそれ
ぞれの駆動モータによりそれぞれの減速機を介して駆動
するロボットの振動抑制方法において、前記第1アーム
と前記第2アームのそれぞれの駆動モータの加速度信号
を検出し、前記両駆動モータの加速度信号が逆位相にな
るように一方の駆動モータを基準として他方の駆動モー
タの時間差を算出し、前記他方の駆動モータのをその時
間差分だけ遅らせて動作するように運転することを特徴
とするものである。
め、本発明は、回動可能に連結され同方向に可動する第
1アームと第2アームを有し、それぞれのアームをそれ
ぞれの駆動モータによりそれぞれの減速機を介して駆動
するロボットの振動抑制方法において、前記第1アーム
と前記第2アームのそれぞれの駆動モータの加速度信号
を検出し、前記両駆動モータの加速度信号が逆位相にな
るように一方の駆動モータを基準として他方の駆動モー
タの時間差を算出し、前記他方の駆動モータのをその時
間差分だけ遅らせて動作するように運転することを特徴
とするものである。
【0005】
【作用】上記手段により、減速機によって周波数を数倍
されたトルクリップルによりロボットの第1アームが振
動する。その時第2アームが第1アームと逆側に振動し
てお互いに動作力の反力が干渉し振動が低減する。すな
わち、本発明は、本発明の対象となるロボットアームは
回動可能に連結され同方向に可動する第1アームと第2
アームを有している点に着目し、それぞれ発生するトル
クリップルを相殺させるものである。
されたトルクリップルによりロボットの第1アームが振
動する。その時第2アームが第1アームと逆側に振動し
てお互いに動作力の反力が干渉し振動が低減する。すな
わち、本発明は、本発明の対象となるロボットアームは
回動可能に連結され同方向に可動する第1アームと第2
アームを有している点に着目し、それぞれ発生するトル
クリップルを相殺させるものである。
【0006】
【実施例】以下、本発明の実施例を図にもとづいて説明
する。図3は本発明が対象とするロボットの機構例であ
り、図示するように、上腕アーム1aと、下腕アーム1
bは回動可能につながって同一平面で同じ方向に可動す
るものである。なお、上腕アーム1aの先端1cに、複
数関節からなる手首軸が付加されたものでもよい。一般
に手首軸はアームに比較して小さなものであり、振動に
はほとんど寄与しない。このようなロボットを制御する
本発明方法を実施する装置例を図1に示す。上腕アーム
1aと、下腕アーム1bはそれぞれ減速機2a,2bを
介してモータ3a,3bから駆動される。モータ3a,
3bの出力である位置信号xa,xbは、モータ制御手
段4a,4bにそれぞれ負帰還され、アーム位置指令値
Pa,Pbとの偏差が無くなるように制御される。な
お、モータ制御手段4a,4bは、位置信号xa,xb
の1回微分値である速度についても、マイナーループと
して持ち、速度制御されるのが一般的である。前記位置
信号xa,xbを微分器5a,5bで2回時間微分して
加速度信号αa,αbが求められる。位相差算出手段
は、この加速度信号αa,αbから両信号の位相差(Δ
t)を算出する。遅延手段7はアーム位置指令値Paを
Δtだけ遅延させてモータ制御手段4aに伝えるように
なっている。
する。図3は本発明が対象とするロボットの機構例であ
り、図示するように、上腕アーム1aと、下腕アーム1
bは回動可能につながって同一平面で同じ方向に可動す
るものである。なお、上腕アーム1aの先端1cに、複
数関節からなる手首軸が付加されたものでもよい。一般
に手首軸はアームに比較して小さなものであり、振動に
はほとんど寄与しない。このようなロボットを制御する
本発明方法を実施する装置例を図1に示す。上腕アーム
1aと、下腕アーム1bはそれぞれ減速機2a,2bを
介してモータ3a,3bから駆動される。モータ3a,
3bの出力である位置信号xa,xbは、モータ制御手
段4a,4bにそれぞれ負帰還され、アーム位置指令値
Pa,Pbとの偏差が無くなるように制御される。な
お、モータ制御手段4a,4bは、位置信号xa,xb
の1回微分値である速度についても、マイナーループと
して持ち、速度制御されるのが一般的である。前記位置
信号xa,xbを微分器5a,5bで2回時間微分して
加速度信号αa,αbが求められる。位相差算出手段
は、この加速度信号αa,αbから両信号の位相差(Δ
t)を算出する。遅延手段7はアーム位置指令値Paを
Δtだけ遅延させてモータ制御手段4aに伝えるように
なっている。
【0007】次に、この装置の使用方法を説明する。ロ
ボットのゼロ点調整を行う場合、例として上腕アーム
(第2アーム)1aと下腕アーム(第2アーム)1bを
反時計回りに同速度で同時に動作させて加速度信号を得
る。図4(a)にこの加速度信号を示す。このように通
常、上腕アーム1と下腕アーム2の加速度信号は△t時
間だけ位相がずれている。この位相ずれは駆動モータと
減速機とロボットのアームの取付時の位置のばらつきに
よって生じる。よって時間差△tはロボットごとに異な
るが、動作中にΔtが変化することはない。したがって
この時間差△tの算出は、ロボットの実動作開始前に算
出しておくことができる。実稼働時、両アームを同時に
駆動させる必要がある場合は、この△t時間だけ一方の
アームを遅らせて動作を開始する。図4(b)に△t時
間だけ位相をずらした場合のモータの加速度信号を示
す。図5に本発明を用いた時のロボットのアーム先端の
振動加速度(b)と、従来(△t時間だけ位相をずらさ
なかった場合)のアーム先端の振動加速度(a)を示
す。本発明により従来と比べて振動が約1/2になって
いることがわかる。
ボットのゼロ点調整を行う場合、例として上腕アーム
(第2アーム)1aと下腕アーム(第2アーム)1bを
反時計回りに同速度で同時に動作させて加速度信号を得
る。図4(a)にこの加速度信号を示す。このように通
常、上腕アーム1と下腕アーム2の加速度信号は△t時
間だけ位相がずれている。この位相ずれは駆動モータと
減速機とロボットのアームの取付時の位置のばらつきに
よって生じる。よって時間差△tはロボットごとに異な
るが、動作中にΔtが変化することはない。したがって
この時間差△tの算出は、ロボットの実動作開始前に算
出しておくことができる。実稼働時、両アームを同時に
駆動させる必要がある場合は、この△t時間だけ一方の
アームを遅らせて動作を開始する。図4(b)に△t時
間だけ位相をずらした場合のモータの加速度信号を示
す。図5に本発明を用いた時のロボットのアーム先端の
振動加速度(b)と、従来(△t時間だけ位相をずらさ
なかった場合)のアーム先端の振動加速度(a)を示
す。本発明により従来と比べて振動が約1/2になって
いることがわかる。
【0008】以上述べた実施例では、両アームが同時に
駆動される場合に限られたが、片方のアームしか駆動さ
れない場合は、駆動側の位置信号を反転させたものを非
駆動側にフィードバックすればよい。すなわち、図2に
示すように、アーム位置指令の有無判定手段(図示せ
ず)により、例えば、上腕アームの駆動が無いと判定さ
れた場合は、下腕アームの位置信号を反転器8によって
反転させて上腕アームの制御手段にフィードバックす
る。これにより、駆動側の振動と逆位相の振動を非駆動
側に生じさせることができ、結果として全体の振動は抑
制できる。
駆動される場合に限られたが、片方のアームしか駆動さ
れない場合は、駆動側の位置信号を反転させたものを非
駆動側にフィードバックすればよい。すなわち、図2に
示すように、アーム位置指令の有無判定手段(図示せ
ず)により、例えば、上腕アームの駆動が無いと判定さ
れた場合は、下腕アームの位置信号を反転器8によって
反転させて上腕アームの制御手段にフィードバックす
る。これにより、駆動側の振動と逆位相の振動を非駆動
側に生じさせることができ、結果として全体の振動は抑
制できる。
【0009】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、特
別な制御を用いずに各アームの動作力を干渉させて反力
を減少させ、アームの振動を低減させることができる。
また、本発明は従来のロボット制御装置に遅延手段また
は反転手段等を付加するだけでよく、極めて簡単に実施
できるという効果がある。
別な制御を用いずに各アームの動作力を干渉させて反力
を減少させ、アームの振動を低減させることができる。
また、本発明は従来のロボット制御装置に遅延手段また
は反転手段等を付加するだけでよく、極めて簡単に実施
できるという効果がある。
【図1】本発明の実施例を示す制御ブロック図
【図2】本発明の他の実施例を示す制御ブロック図
【図3】ロボットの機構例を示す図
【図4】本発明を用いた場合と従来の駆動モータの加速
度信号を示す図
度信号を示す図
【図5】本発明を用いた場合と従来のアーム先端の振動
加速度を示す図
加速度を示す図
1a 上腕アーム 1b 下腕アーム 2a,2b 減速機 3a,3b モータ3a,3b 4a,4b モータ制御手段 5a,5b 微分器 6 位相差算出手段 7 遅延手段 8 反転手段 Pa,Pb アーム位置指令値 αa,αb 加速度信号 xa,xb 位置信号
Claims (3)
- 【請求項1】 回動可能に連結され同方向に可動する第
1アームと第2アームを有し、それぞれのアームをそれ
ぞれの駆動モータによりそれぞれの減速機を介して駆動
するロボットの振動抑制方法において、 前記第1アームと前記第2アームのそれぞれの駆動モー
タの加速度信号を検出し、 前記両駆動モータの加速度信号が逆位相になるように一
方の駆動モータを基準として他方の駆動モータの時間差
を算出し、 前記第1アームと前記第2アームを同時に動作させる場
合に、前記他方の駆動モータのをその時間差分だけ遅ら
せて動作するように運転することを特徴とするロボット
の振動抑制方法。 - 【請求項2】 回動可能に連結され同方向に可動する第
1アームと第2アームを有し、それぞれのアームをそれ
ぞれの駆動モータによりそれぞれの減速機を介して駆動
するロボットの振動抑制装置において、 前記第1アームと前記第2アームのそれぞれの駆動モー
タの加速度信号を検出する手段と、 前記両駆動モータの加速度信号が逆位相になるように一
方の駆動モータを基準として他方の駆動モータの時間差
を算出する手段と、 前記第1アームと前記第2アームを同時に動作させる場
合に、前記他方の駆動モータのを前記時間差分だけ遅ら
せて動作させて駆動制御する手段と、を備えたことを特
徴とするロボットの振動抑制装置。 - 【請求項3】 回動可能に連結され同方向に可動する第
1アームと第2アームを有し、それぞれのアームをそれ
ぞれの駆動モータによりそれぞれの減速機を介して駆動
するロボットの制御装置において、 前記第1アームと前記第2アームのそれぞれの駆動モー
タの加速度信号を検出する手段と、 前記第1アームと前記第2アームの駆動指令の有無を判
定する手段と、 前記駆動指令がどちらか一方の場合は、その駆動側の駆
動モータの加速度信号を反転させて、非駆動側に帰還さ
せて、非駆動側を駆動する手段と、 前記第1アームと前記第2アームを同時に動作させる場
合に、前記他方の駆動モータのを前記時間差分だけ遅ら
せて動作させて駆動制御する手段と、を備えたことを特
徴とするロボットの振動抑制装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15941594A JPH081560A (ja) | 1994-06-17 | 1994-06-17 | ロボットの振動抑制方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15941594A JPH081560A (ja) | 1994-06-17 | 1994-06-17 | ロボットの振動抑制方法および装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH081560A true JPH081560A (ja) | 1996-01-09 |
Family
ID=15693254
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP15941594A Pending JPH081560A (ja) | 1994-06-17 | 1994-06-17 | ロボットの振動抑制方法および装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH081560A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005177927A (ja) * | 2003-12-19 | 2005-07-07 | Yaskawa Electric Corp | 移動ロボット |
CN110465936A (zh) * | 2018-05-09 | 2019-11-19 | 发那科株式会社 | 控制系统和被驱动体的控制方法 |
CN111015661A (zh) * | 2019-12-24 | 2020-04-17 | 北京无线电测量研究所 | 一种机器人柔性负载主动振动控制方法和系统 |
-
1994
- 1994-06-17 JP JP15941594A patent/JPH081560A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005177927A (ja) * | 2003-12-19 | 2005-07-07 | Yaskawa Electric Corp | 移動ロボット |
CN110465936A (zh) * | 2018-05-09 | 2019-11-19 | 发那科株式会社 | 控制系统和被驱动体的控制方法 |
CN111015661A (zh) * | 2019-12-24 | 2020-04-17 | 北京无线电测量研究所 | 一种机器人柔性负载主动振动控制方法和系统 |
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