JPH08328663A - Drive controller for robot - Google Patents

Drive controller for robot

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JPH08328663A
JPH08328663A JP7134598A JP13459895A JPH08328663A JP H08328663 A JPH08328663 A JP H08328663A JP 7134598 A JP7134598 A JP 7134598A JP 13459895 A JP13459895 A JP 13459895A JP H08328663 A JPH08328663 A JP H08328663A
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JP
Japan
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control circuit
drive control
torque command
master
slave
Prior art date
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JP7134598A
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Japanese (ja)
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Toshiaki Morii
俊明 森井
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Hitachi Zosen Corp
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Hitachi Zosen Corp
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Publication date
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Abstract

PURPOSE: To suppress fluctuation in a torque exerted to a slip ring by filtering a small fluctuation component of a torque command signal outputted to a slave servo motor with a filter so as to smooth the signal. CONSTITUTION: A filter 34 to eliminate a small fluctuation component of a torque command signal is provided to a torque command extract circuit 33 to provide a torque command outputted from a speed control circuit section 22 of a master side drive control system 12 to a current control circuit section 23 to current control circuit sections 31,,32 provided to slave side drive control systems 13, 14 in the case that a slip ring 1 is driven by a master servo motor 2 and two slave servo motors 3, 4.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、ロボット装置の駆動制
御装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a drive control device for a robot device.

【0002】[0002]

【従来の技術】重量物をハンドリングするロボット装
置、例えばシールド工法に使用されるセグメントの自動
組立装置は、重量物であるセグメントを保持して所定位
置に移動案内させるもので、高精度な位置決めが要求さ
れており、このような位置決め用駆動部として、サーボ
モータが使用されている。
2. Description of the Related Art A robot device for handling a heavy object, for example, an automatic segment assembly device used in a shield construction method, holds a heavy object segment and guides it to a predetermined position. There is a demand for this, and a servomotor is used as such a positioning drive unit.

【0003】ところで、上述したセグメントの自動組立
装置には、通常、複数台のサーボモータが使用されてお
り、複数台のサーボモータで1個の旋回リングが旋回さ
せられるが、従来、マスター・スレーブ方式と言われる
駆動制御方式が採用されている。
By the way, a plurality of servomotors are usually used in the above-described segment automatic assembly apparatus, and a single turning ring can be turned by the plurality of servomotors. A drive control method called a method is adopted.

【0004】この駆動制御方式は、1台のサーボモータ
をマスター(主)とし、コントローラからの位置指令ま
たは速度指令を、このマスター・サーボモータのドライ
バに与え、スレーブ(従)となる残りのサーボモータ
を、トルク指令型のドライバで駆動するようになし、さ
らにその駆動指令は、マスター・サーボモータのトルク
値をそのまま使用することにより、マスター・サーボモ
ータが発生するトルクと同様のトルクを、スレーブ・サ
ーボモータに発生させて、高トルクを得るようにされて
いる。
In this drive control system, one servo motor is used as a master (main), a position command or a speed command from the controller is given to the driver of this master servo motor, and the remaining servos that become slaves (slave) are provided. The motor is not driven by the torque command type driver, and the drive command uses the torque value of the master servo motor as it is, so that the same torque as the torque generated by the master servo motor is generated.・ It is designed to generate a high torque by using a servo motor.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】上述したマスター・ス
レーブ駆動制御方式によると、高速回転時、すなわち荷
重が一方向にだけ作用している場合には問題とならない
が、低速回転時にかつ自己位置を保持しながら移動して
いる場合には、荷重方向が低いサイクルで逆転する。
According to the master / slave drive control system described above, there is no problem at high speed rotation, that is, when the load is acting in only one direction, but at low speed rotation and self-position When moving while holding, it reverses in a cycle in which the load direction is low.

【0006】このため、各サーボモータの回転力を歯車
機構を介して旋回リングに伝えている場合で、かつ駆動
方向が低いサイクルで変化する場合には、歯車機構にお
けるバックラッシュにより、スレーブ・サーボモータの
トルクが旋回リングに作用するのに時間遅れが発生し、
マスター・サーボモータ側に発生するトルクに変動を与
えてしまう。
Therefore, when the rotational force of each servo motor is transmitted to the swivel ring through the gear mechanism, and when the driving direction changes in a low cycle, backlash in the gear mechanism causes slave servo servo. There is a time delay before the motor torque acts on the swing ring,
The torque generated on the master / servo motor side is changed.

【0007】したがって、マスター・サーボモータのト
ルク値によって駆動されるスレーブ・サーボモータに、
トルク変動が発生し、さらにこのトルク変動より発生し
た振動数が、旋回リングの固有振動数に一致または接近
した場合、共振現象によりその振動が助長され、コント
ロールが不能になるという問題がある。
Therefore, in the slave servo motor driven by the torque value of the master servo motor,
When the torque fluctuation occurs and the frequency generated by the torque fluctuation matches or approaches the natural frequency of the slewing ring, there is a problem that the vibration is promoted by the resonance phenomenon and the control becomes impossible.

【0008】そこで、本発明は上記問題を解消し得るロ
ボット装置の駆動制御装置を提供することを目的とす
る。
Therefore, an object of the present invention is to provide a drive control device for a robot apparatus which can solve the above problems.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明のロボット装置の駆動制御装置は、被駆動体
を複数個のサーボモータで駆動させるとともに、この
内、1個のサーボモータをマスターとなし、かつ残りの
サーボモータをスレーブとなしたロボット装置におい
て、マスター・サーボモータの駆動制御系統における速
度制御回路部から電流制御回路部に出力されるトルク指
令を、残りのスレーブ・サーボモータの駆動制御系統に
設けられた電流制御回路部に入力する信号取出回路に、
トルク指令信号の小さい変動分を除去するフィルタを設
けたものである。
In order to solve the above problems, a drive control device for a robot apparatus according to the present invention drives a driven body with a plurality of servomotors, and one of the servomotors is driven by the servomotor. In a robot device that does not serve as a master and uses the remaining servo motors as slaves, the torque command output from the speed control circuit unit to the current control circuit unit in the master servo motor drive control system is used as the remaining slave servo motors. In the signal extraction circuit that inputs to the current control circuit section provided in the drive control system of
A filter for removing small fluctuations in the torque command signal is provided.

【0010】[0010]

【作用】上記の構成によると、マスター・サーボモータ
の駆動制御系統における速度制御回路部から電流制御回
路部に出力されるトルク指令を、残りのスレーブ・サー
ボモータの駆動制御系統に設けられた電流制御回路部に
入力する信号取出回路に、トルク指令信号の小さい変動
分を除去するフィルタを設けたので、被駆動体に作用す
るトルクの変動を抑制することができる。
According to the above configuration, the torque command output from the speed control circuit unit in the master servo motor drive control system to the current control circuit unit is converted into the current supplied to the remaining slave servo motor drive control system. Since the signal extraction circuit that is input to the control circuit unit is provided with the filter that removes small fluctuations in the torque command signal, fluctuations in the torque acting on the driven body can be suppressed.

【0011】[0011]

【実施例】以下、本発明のロボット装置の駆動制御装置
の一実施例を、図1および図2に基づき説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a drive control device for a robot apparatus according to the present invention will be described below with reference to FIGS.

【0012】本実施例においては、ロボット装置とし
て、セグメントの組立装置のエレクタ装置に適用し、こ
のエレクタ装置における旋回リングを旋回させるための
駆動制御装置について説明する。
In the present embodiment, a drive control device that is applied to an erector device of a segment assembling device as a robot device and rotates a revolving ring in this erector device will be described.

【0013】すなわち、図1において、1は重量物であ
るセグメントを保持して所定位置に回転させて位置決め
を行うための旋回リング(被駆動体)で、複数個例えば
3個のサーボモータ2〜4により駆動されるように構成
され、この内、1個のサーボモータ2がマスター(主)
として使用され、残りの2個のサーボモータ3,4がス
レーブ(従)として使用される。
That is, in FIG. 1, reference numeral 1 is a turning ring (driven body) for holding a segment which is a heavy object and rotating it to a predetermined position for positioning, and a plurality of, for example, three servo motors 2 to 3. 4 is driven by one of them, and one servo motor 2 is a master (main)
And the remaining two servomotors 3 and 4 are used as slaves (slave).

【0014】次に、上記各サーボモータ2〜4の駆動制
御部11について説明する。この駆動制御部11は、マ
スター・サーボモータ2の駆動制御を行うマスター側駆
動制御系統12と、スレーブ・サーボモータ3,4の駆
動制御をそれぞれ行うスレーブ側駆動制御系統13,1
4とから構成されている。
Next, the drive control unit 11 of each of the servomotors 2 to 4 will be described. The drive control unit 11 includes a master-side drive control system 12 that controls the drive of the master / servo motor 2 and a slave-side drive control system 13 and 1 that controls the drive of the slave servo motors 3 and 4, respectively.
And 4.

【0015】上記マスター側駆動制御系統12は、旋回
リング1の旋回位置を指定する位置設定部(図示せず)
からの位置指令を入力して速度指令を出力する位置制御
回路部21と、この位置制御回路部21からの速度指令
を入力してトルク指令を出力する速度制御回路部22
と、この速度制御回路部22からのトルク指令を入力し
て駆動のための電流をマスター・サーボモータ2に出力
する電流制御回路部23と、マスター・サーボモータ2
に設けられたエンコーダ2aにより検出された位置信号
を位置指令および速度指令にフィードバックするフィー
ドバック回路24とから構成されている。なお、速度指
令にフィードバックする際には、位置信号が信号変換回
路25にて速度信号に変換される。
The master side drive control system 12 is a position setting section (not shown) for designating the turning position of the turning ring 1.
A position control circuit unit 21 that inputs a position command from the position control circuit unit 21 and outputs a speed command, and a speed control circuit unit 22 that inputs a speed command from the position control circuit unit 21 and outputs a torque command.
And a current control circuit section 23 for inputting a torque command from the speed control circuit section 22 and outputting a current for driving to the master servomotor 2, and the master servomotor 2
The feedback circuit 24 feeds back the position signal detected by the encoder 2a provided in the position command and the speed command. In addition, when feeding back to the speed command, the position signal is converted into a speed signal by the signal conversion circuit 25.

【0016】また、上記各スレーブ側駆動制御系統1
3,14は、各スレーブ・サーボモータ3,4に駆動の
ための電流を出力する電流制御回路部31,32と、こ
の電流制御回路部31,32に上記マスター側駆動制御
系統12のトルク指令をモニター値として取り出すとと
もにこのトルク指令を上記電流制御回路部31,32に
出力するトルク指令取出回路(信号取出回路)33と、
このトルク指令取出回路33の途中に介装されたフィル
タ34とから構成されている。
Further, each slave side drive control system 1
Reference numerals 3 and 14 denote current control circuit units 31 and 32 that output currents for driving to the slave servo motors 3 and 4, and torque commands for the master side drive control system 12 to the current control circuit units 31 and 32. And a torque command extraction circuit (signal extraction circuit) 33 that outputs the torque command to the current control circuit units 31 and 32 as a monitor value,
The torque command extracting circuit 33 is composed of a filter 34 interposed in the middle thereof.

【0017】そして、このフィルタ34としては、例え
ばコンデンサーにより構成された時定数フィルタが使用
されており、このフィルタ34により、図1中に示すよ
うに、小さい変動分を有するトルク指令信号(電圧信
号)aの変動分が除去されて滑らかなトルク指令信号b
が得られる。
As the filter 34, a time constant filter composed of, for example, a capacitor is used, and as shown in FIG. 1, the torque command signal (voltage signal) having a small variation is used by the filter 34. ) The smoothed torque command signal b is obtained by eliminating the variation of a
Is obtained.

【0018】なお、上記マスターおよびスレーブ側駆動
制御系統12,13,14における電流値についてもフ
ィードバック制御が行われている。したがって、サーボ
モータ2〜4により、旋回リング1を旋回させる場合、
旋回位置すなわち位置指令に基づき、位置制御回路部2
1で速度指令が出力され、そして速度制御回路部22か
らトルク指令が電流制御回路部23に出力されて、マス
ター・サーボモータ2の回転駆動が制御される。
Feedback control is also performed on the current values in the master-side and slave-side drive control systems 12, 13, and 14. Therefore, when the turning ring 1 is turned by the servo motors 2 to 4,
Based on the turning position, that is, the position command, the position control circuit unit 2
The speed command is output at 1, and the torque command is output from the speed control circuit unit 22 to the current control circuit unit 23 to control the rotation drive of the master servomotor 2.

【0019】また、スレーブ側駆動制御系統13,14
のトルク指令取出回路33にも、マスター側駆動制御系
統12におけるトルク指令がモニタ信号として取り出さ
れ、このトルク指令がそれぞれの電流制御回路部31,
32に入力されて、スレーブ・サーボモータ3,4がの
回転駆動が制御される。すなわち、所定のトルクがでる
ように制御される。
Further, the slave side drive control system 13, 14
The torque command extraction circuit 33 also extracts the torque command in the master side drive control system 12 as a monitor signal, and the torque command is supplied to each current control circuit unit
The data is input to 32, and the rotational drive of the slave servomotors 3 and 4 is controlled. That is, it is controlled so that a predetermined torque is produced.

【0020】そして、上記マスター側駆動制御系統12
からのトルク指令信号に小さい変動分が含まれている場
合、トルク指令取出回路33に介装されたフィルタ34
により、その変動分が除去されて、信号は全体として滑
らかになるため、旋回リング1に作用するトルク変動が
抑制され、したがって旋回リング1の共振を防ぐことが
できる。
Then, the master side drive control system 12
When a small fluctuation is included in the torque command signal from the filter 34, the filter 34 is inserted in the torque command extraction circuit 33.
As a result, the fluctuation is removed and the signal becomes smooth as a whole, so the fluctuation of the torque acting on the swivel ring 1 is suppressed, and therefore the resonance of the swivel ring 1 can be prevented.

【0021】なお、図2に、上記トルク指令信号取出回
路33における信号の波形を示す。(a)はフィルタ3
4を介装しない場合であり、また(b)はフィルタ34
を介装した場合を示し、フィルタ34を介装した場合、
トルク指令信号の変動が小さくなり、すなわち滑らかに
なっているのがよく判る。
FIG. 2 shows the waveform of the signal in the torque command signal extraction circuit 33. (A) is filter 3
4 is not provided, and (b) shows the filter 34.
In the case where the filter 34 is interposed,
It can be clearly seen that the fluctuation of the torque command signal is small, that is, smooth.

【0022】上記実施例において、スレーブ・サーボモ
ータを2個として説明したが、勿論、2個に限定される
ものではなく、例えば1個または3個以上の場合にも、
適用し得るものである。
In the above embodiment, the number of slave servo motors is two, but the number of slave servo motors is not limited to two.
It is applicable.

【0023】また、上記実施例においては、ロボット装
置として、旋回リングを説明したが、例えばロボット装
置のハンドリング用のアームにおける1個の関節軸を、
複数個のサーボモータにより回転駆動させる場合にも、
上述した駆動制御装置を適用することができる。
Further, in the above embodiment, the turning ring has been described as the robot device. However, for example, one joint axis in the handling arm of the robot device is
Even when driven by multiple servo motors,
The drive control device described above can be applied.

【0024】[0024]

【発明の効果】以上のように本発明の構成によると、マ
スター・サーボモータの駆動制御系統における速度制御
回路部から電流制御回路部に出力されるトルク指令を取
り出し、残りのスレーブ・サーボモータの駆動制御系統
に設けられた電流制御回路部に入力させる信号取出回路
に、トルク指令信号の小さい変動分を除去するフィルタ
を設けたので、被駆動体に作用するトルクの変動を抑制
することができ、したがって被駆動体が共振するのを防
止することができる。
As described above, according to the configuration of the present invention, the torque command output to the current control circuit unit from the speed control circuit unit in the drive control system of the master servo motor is taken out and the remaining slave servo motors are controlled. Since the signal extraction circuit to be input to the current control circuit unit provided in the drive control system is provided with a filter for removing small fluctuations in the torque command signal, fluctuations in torque acting on the driven body can be suppressed. Therefore, it is possible to prevent the driven body from resonating.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例における駆動制御装置の概略
構成を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a drive control device in an embodiment of the present invention.

【図2】同実施例における旋回リングの振動状態を示す
波形図で、(a)はフィルタを介装しない場合を示し、
(b)はフィルタを介装した場合を示す。
FIG. 2 is a waveform diagram showing a vibrating state of the swivel ring in the embodiment, FIG. 2A shows a case where no filter is provided,
(B) shows the case where a filter is interposed.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 旋回リング 2 マスター・サーボモータ 3,4 スレーブ・サーボモータ 11 駆動制御装置 12 マスター側駆動制御系統 13,14 スレーブ側駆動制御系統 21 位置制御回路部 22 速度制御回路部 23 電流制御回路部 31,32 電流制御回路部 33 トルク指令取出回路 34 フィルタ 1 Slewing Ring 2 Master Servo Motor 3,4 Slave Servo Motor 11 Drive Control Device 12 Master Side Drive Control System 13, 14 Slave Side Drive Control System 21 Position Control Circuit Section 22 Speed Control Circuit Section 23 Current Control Circuit Section 31, 32 current control circuit section 33 torque command extraction circuit 34 filter

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G05B 19/18 G05D 3/00 Q G05D 3/00 13/62 N 13/62 H02P 5/00 K H02P 5/00 5/50 A 5/50 G05B 19/18 C ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Internal reference number FI Technical display location G05B 19/18 G05D 3/00 Q G05D 3/00 13/62 N 13/62 H02P 5/00 K H02P 5/00 5/50 A 5/50 G05B 19/18 C

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】被駆動体を複数個のサーボモータで駆動さ
せるとともに、この内、1個のサーボモータをマスター
となし、かつ残りのサーボモータをスレーブとなしたロ
ボット装置において、マスター・サーボモータの駆動制
御系統における速度制御回路部から電流制御回路部に出
力されるトルク指令を、残りのスレーブ・サーボモータ
の駆動制御系統に設けられた電流制御回路部に入力する
信号取出回路に、トルク指令信号の小さい変動分を除去
するフィルタを設けたことを特徴とするロボット装置の
駆動制御装置。
1. A master / servomotor in a robot apparatus in which a driven body is driven by a plurality of servomotors, one of which serves as a master and the remaining servomotors serve as slaves. The torque command output from the speed control circuit in the drive control system to the current control circuit is input to the current control circuit provided in the drive control system of the remaining slave servo motors. A drive control device for a robot device, comprising a filter for removing small fluctuations of a signal.
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Cited By (5)

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