JPH0847882A - 制振装置 - Google Patents
制振装置Info
- Publication number
- JPH0847882A JPH0847882A JP18247194A JP18247194A JPH0847882A JP H0847882 A JPH0847882 A JP H0847882A JP 18247194 A JP18247194 A JP 18247194A JP 18247194 A JP18247194 A JP 18247194A JP H0847882 A JPH0847882 A JP H0847882A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- arm
- vibration
- tip
- actuator
- root position
- Prior art date
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ロボットアーム等の先端部の振動を迅速に抑
制できる。 【構成】 アーム１の振動をアーム１の根元に取付けた
アーム根元位置センサ５とアーム１の先端部に取付けた
加速度計６とにより検出し、アーム根元位置センサ５で
得られたアーム根元位置検出信号７と加速度計６で得ら
れたアーム先端速度検出信号８とデータ設定値１６から
のアーム先端速度設定値及びアーム根元位置設定値とを
アーム振動制御装置３のコントローラ２０へ送り、ここ
で比較、演算して、その結果得られた出力値２２を出力
装置２４を経てアクチュエータ２へ送り、同アクチュエ
ータ２を作動して、アーム１の先端部の振動を抑制す
る。
制できる。 【構成】 アーム１の振動をアーム１の根元に取付けた
アーム根元位置センサ５とアーム１の先端部に取付けた
加速度計６とにより検出し、アーム根元位置センサ５で
得られたアーム根元位置検出信号７と加速度計６で得ら
れたアーム先端速度検出信号８とデータ設定値１６から
のアーム先端速度設定値及びアーム根元位置設定値とを
アーム振動制御装置３のコントローラ２０へ送り、ここ
で比較、演算して、その結果得られた出力値２２を出力
装置２４を経てアクチュエータ２へ送り、同アクチュエ
ータ２を作動して、アーム１の先端部の振動を抑制す
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ロボットアーム等の先
端部の振動を抑制する制振装置に関するものである。
端部の振動を抑制する制振装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、ロボットアーム等の先端部の位置
を目標位置に一致させる装置はあっても、ダンパ等によ
りアームをパッシブ的に抑制しており、アームの先端部
の振動をアクテイブに抑制する装置はない。
を目標位置に一致させる装置はあっても、ダンパ等によ
りアームをパッシブ的に抑制しており、アームの先端部
の振動をアクテイブに抑制する装置はない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】前記従来の装置では、
アームの先端部の振動が収まるまでに１０秒以上の時間
を必要とするという問題があった。本発明は前記の問題
点に鑑み提案するものであり、その目的とする処は、ロ
ボットアーム等の先端部の振動を迅速に抑制できる制振
装置を提供しようとする点にある。
アームの先端部の振動が収まるまでに１０秒以上の時間
を必要とするという問題があった。本発明は前記の問題
点に鑑み提案するものであり、その目的とする処は、ロ
ボットアーム等の先端部の振動を迅速に抑制できる制振
装置を提供しようとする点にある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の制振装置は、制御対象のロボットアーム
等の先端部に取付けた加速度計と、上記アームの根元に
取付けたアーム根元位置センサと、上記アームの根元に
取付けたアクチュエータと、上記加速度計及び上記根元
位置センサからの検出値とアーム先端速度設定値及びア
ーム先端位置設定値とを比較して得られた値に基づいて
上記アームを目標位置に移動させる指令を演算してその
結果を上記アクチュエータへ制御信号として送るアーム
振動制御装置とを具えている。
めに、本発明の制振装置は、制御対象のロボットアーム
等の先端部に取付けた加速度計と、上記アームの根元に
取付けたアーム根元位置センサと、上記アームの根元に
取付けたアクチュエータと、上記加速度計及び上記根元
位置センサからの検出値とアーム先端速度設定値及びア
ーム先端位置設定値とを比較して得られた値に基づいて
上記アームを目標位置に移動させる指令を演算してその
結果を上記アクチュエータへ制御信号として送るアーム
振動制御装置とを具えている。
【０００５】
【作用】本発明の制振装置は前記のように構成されてお
り、アーム振動制御装置が加速度計及びアーム根元位置
センサからの検出値とアーム先端速度設定値及びアーム
先端位置設定値とを比較して得られた値に基づき上記ア
ームを目標位置に移動させる指令を演算し、これをアク
チュエータへ送り、同アクチュエータを作動して、アー
ムの先端部の振動を抑制する。
り、アーム振動制御装置が加速度計及びアーム根元位置
センサからの検出値とアーム先端速度設定値及びアーム
先端位置設定値とを比較して得られた値に基づき上記ア
ームを目標位置に移動させる指令を演算し、これをアク
チュエータへ送り、同アクチュエータを作動して、アー
ムの先端部の振動を抑制する。
【０００６】
【実施例】次に本発明の制振装置を図１、図２に示す一
実施例により説明すると、１が制御対象のロボットアー
ム、５が同アーム１の根元に取付けたアーム根元位置セ
ンサ、６が同アーム１の先端部に取付けた加速度計、４
が上記アーム１の根元部（中空部）を貫通したアーム支
持用支柱、２が同支柱４に取付けたアクチュエータ、７
が上記アーム根元位置センサ５からのアーム根元位置検
出信号、８が上記加速度計６からのアーム先端速度検出
信号である。
実施例により説明すると、１が制御対象のロボットアー
ム、５が同アーム１の根元に取付けたアーム根元位置セ
ンサ、６が同アーム１の先端部に取付けた加速度計、４
が上記アーム１の根元部（中空部）を貫通したアーム支
持用支柱、２が同支柱４に取付けたアクチュエータ、７
が上記アーム根元位置センサ５からのアーム根元位置検
出信号、８が上記加速度計６からのアーム先端速度検出
信号である。
【０００７】３がアーム振動制御装置で、同アーム振動
制御装置３は、図１（ｂ）に示すようにコントローラ２
０と、演算用データ入力器２３と、出力値をアクチュエ
ータ２へ出力する装置２４と、Ｘｎｅｗをデータ保持装
置に出力する装置２５とデータ保持装置２６とを有して
いる。２１は状態量、２２は出力値である。次に前記図
１、図２に示す制振装置の作用を具体的に説明する。
制御装置３は、図１（ｂ）に示すようにコントローラ２
０と、演算用データ入力器２３と、出力値をアクチュエ
ータ２へ出力する装置２４と、Ｘｎｅｗをデータ保持装
置に出力する装置２５とデータ保持装置２６とを有して
いる。２１は状態量、２２は出力値である。次に前記図
１、図２に示す制振装置の作用を具体的に説明する。
【０００８】アーム１の振動をアーム１の根元に取付け
たアーム根元位置センサ５とアーム１の先端部に取付け
た加速度計６とにより検出し、アーム根元位置センサ５
で得られたアーム根元位置検出信号７と加速度計６で得
られたアーム先端速度検出信号８とデータ設定値１６か
らのアーム先端速度設定値及びアーム根元位置設定値と
をアーム振動制御装置３のコントローラ２０へ送り、こ
こで比較、演算して、その結果得られた出力値２２を出
力装置２４を経てアクチュエータ２へ送り、同アクチュ
エータ２を作動して、アーム１の先端部の振動を抑制す
る。
たアーム根元位置センサ５とアーム１の先端部に取付け
た加速度計６とにより検出し、アーム根元位置センサ５
で得られたアーム根元位置検出信号７と加速度計６で得
られたアーム先端速度検出信号８とデータ設定値１６か
らのアーム先端速度設定値及びアーム根元位置設定値と
をアーム振動制御装置３のコントローラ２０へ送り、こ
こで比較、演算して、その結果得られた出力値２２を出
力装置２４を経てアクチュエータ２へ送り、同アクチュ
エータ２を作動して、アーム１の先端部の振動を抑制す
る。
【０００９】上記コントローラ２０は、Ｈ∞制御（４ｂ
ｌｏｃｋ、出力フィードバック）を用いて次のように設
計されている。
ｌｏｃｋ、出力フィードバック）を用いて次のように設
計されている。
【００１０】
【数１】
【００１１】を示している。またＨ∞制御系設計の４ｂ
ｌｏｃｋ問題を適用するための一般化プラント９のブロ
ック線図を図３に示す。上記コントローラ２０は、次に
示す評価関数を満たすように求められる。
ｌｏｃｋ問題を適用するための一般化プラント９のブロ
ック線図を図３に示す。上記コントローラ２０は、次に
示す評価関数を満たすように求められる。
【００１２】
【数２】
【００１３】以下に設計に使用した周波数重みＷ1 、Ｗ
2 、Ｗ3 、入力重みＧ1 、Ｇ2 、Ｇ 3 を示す。また設計
したコントローラ２０の周波数特性を図４に示す。１０
がアーム先端の加速度計６からアーム振動制御装置３に
入力するまでの周波数特性、１１がアーム根元位置セン
サ５からアーム振動制御装置３に入力するまでの周波数
特性である。
2 、Ｗ3 、入力重みＧ1 、Ｇ2 、Ｇ 3 を示す。また設計
したコントローラ２０の周波数特性を図４に示す。１０
がアーム先端の加速度計６からアーム振動制御装置３に
入力するまでの周波数特性、１１がアーム根元位置セン
サ５からアーム振動制御装置３に入力するまでの周波数
特性である。
【００１４】
【数３】
【００１５】求めたコントローラ２０は、離散化して、
次のような式になる。
次のような式になる。
【００１６】
【数４】
【００１７】ここでＡK 、ＣK 、ＤK は、演算用データ
で、各ｎ×ｎ、ｎ×２、１×ｎ、１×２次の行列であ
る。Ｘt は、現在の状態量で、ｎ×１次のペクトル、ｙ
は、図１のアーム根元位置センサ５、加速度計６からの
入力値で、２×１のペクトル、ｕは、制御対象アームに
対する出力値で、スカラの値である。図５は、根元位置
のみを制御した場合（図中では点線１２）と、本発明の
アーム振動制御装置３を用いて制御した場合（図中では
実線１３）を比較している。図５に示すようにアーム１
の１次振動モードを２０ｄＢ、２次振動モードを１０ｄ
Ｂに抑えることができた。
で、各ｎ×ｎ、ｎ×２、１×ｎ、１×２次の行列であ
る。Ｘt は、現在の状態量で、ｎ×１次のペクトル、ｙ
は、図１のアーム根元位置センサ５、加速度計６からの
入力値で、２×１のペクトル、ｕは、制御対象アームに
対する出力値で、スカラの値である。図５は、根元位置
のみを制御した場合（図中では点線１２）と、本発明の
アーム振動制御装置３を用いて制御した場合（図中では
実線１３）を比較している。図５に示すようにアーム１
の１次振動モードを２０ｄＢ、２次振動モードを１０ｄ
Ｂに抑えることができた。
【００１８】このため、根元位置のみを制御した場合
と、アーム振動制御装置３を用いて制御した場合との時
間応答を比較して結果、図６に示すようにアーム先端位
置をステップ上に変化させたときに、アーム１の先端の
振動が早く抑えられた。点線１２が制御しない場合、実
線１５が制御した場合である。図７は、アーム振動制御
装置３のフローチャートである。
と、アーム振動制御装置３を用いて制御した場合との時
間応答を比較して結果、図６に示すようにアーム先端位
置をステップ上に変化させたときに、アーム１の先端の
振動が早く抑えられた。点線１２が制御しない場合、実
線１５が制御した場合である。図７は、アーム振動制御
装置３のフローチャートである。
【００１９】
【発明の効果】本発明の制振装置は前記のようにアーム
の振動をアームの根元に取付けたアーム根元位置センサ
とアームの先端部に取付けた加速度計とにより検出し、
アーム根元位置センサで得られたアーム根元位置検出信
号と加速度計で得られたアーム先端速度検出信号とデー
タ設定値からのアーム先端速度設定値及びアーム根元位
置設定値とをアーム振動制御装置へ送って、ここで比
較、演算し、その結果得られた出力値をアクチュエータ
へ送って、同アクチュエータを作動するので、ロボット
アーム等の先端部の振動を迅速に抑制できる。
の振動をアームの根元に取付けたアーム根元位置センサ
とアームの先端部に取付けた加速度計とにより検出し、
アーム根元位置センサで得られたアーム根元位置検出信
号と加速度計で得られたアーム先端速度検出信号とデー
タ設定値からのアーム先端速度設定値及びアーム根元位
置設定値とをアーム振動制御装置へ送って、ここで比
較、演算し、その結果得られた出力値をアクチュエータ
へ送って、同アクチュエータを作動するので、ロボット
アーム等の先端部の振動を迅速に抑制できる。
【図１】（ａ）は本発明の制振装置の一実施例を示す系
統図、（ｂ）はアーム振動制御装置を示す系統図であ
る。
統図、（ｂ）はアーム振動制御装置を示す系統図であ
る。
【図２】同制振装置の側面図である。
【図３】一般化プラント図である。
【図４】アーム振動制御装置のコントローラの周波数特
性図である。
性図である。
【図５】位置指令かラアーム先端速度までの周波数特性
図である。
図である。
【図６】アーム根元を０．１〔ｍ〕ステップ上に変化さ
せたときのアーム先端位置の時間応答図である。
せたときのアーム先端位置の時間応答図である。
【図７】アーム振動制御装置のフローチャートである。
１ 制御対象のロボットアーム ２ アクチュエータ ３ アーム振動制御装置 ４ アーム支持用支柱 ５ アーム根元位置センサ ６ 加速度計 ７ アーム根元位置センサ５からのアーム根元位置
検出信号 ８ 加速度計６からのアーム先端速度検出信号 ２０ コントローラ ２１ 状態量 ２２ 出力値 ２３ 演算用データ入力器 ２４ 出力値をアクチュエータ２へ出力する装置 ２５ Ｘｎｅｗをデータ保持装置に出力する装置 ２６ データ保持装置
検出信号 ８ 加速度計６からのアーム先端速度検出信号 ２０ コントローラ ２１ 状態量 ２２ 出力値 ２３ 演算用データ入力器 ２４ 出力値をアクチュエータ２へ出力する装置 ２５ Ｘｎｅｗをデータ保持装置に出力する装置 ２６ データ保持装置
Claims (1)
- 【請求項１】 制御対象のロボットアーム等の先端部に
取付けた加速度計と、上記アームの根元に取付けたアー
ム根元位置センサと、上記アームの根元に取付けたアク
チュエータと、上記加速度計及び上記根元位置センサか
らの検出値とアーム先端速度設定値及びアーム先端位置
設定値とを比較して得られた値に基づいて上記アームを
目標位置に移動させる指令を演算してその結果を上記ア
クチュエータへ制御信号として送るアーム振動制御装置
とを具えていることを特徴とした制振装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18247194A JPH0847882A (ja) | 1994-08-03 | 1994-08-03 | 制振装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18247194A JPH0847882A (ja) | 1994-08-03 | 1994-08-03 | 制振装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0847882A true JPH0847882A (ja) | 1996-02-20 |
Family
ID=16118850
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18247194A Pending JPH0847882A (ja) | 1994-08-03 | 1994-08-03 | 制振装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0847882A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6282459B1 (en) | 1998-09-01 | 2001-08-28 | International Business Machines Corporation | Structure and method for detection of physical interference during transport of an article |
| JP2009248229A (ja) * | 2008-04-04 | 2009-10-29 | Sii Nanotechnology Inc | 微小マニピュレータ、及びそれを備えた観察装置 |
| JP2013132697A (ja) * | 2011-12-26 | 2013-07-08 | Seiko Epson Corp | 直動ロボット |
-
1994
- 1994-08-03 JP JP18247194A patent/JPH0847882A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6282459B1 (en) | 1998-09-01 | 2001-08-28 | International Business Machines Corporation | Structure and method for detection of physical interference during transport of an article |
| JP2009248229A (ja) * | 2008-04-04 | 2009-10-29 | Sii Nanotechnology Inc | 微小マニピュレータ、及びそれを備えた観察装置 |
| JP2013132697A (ja) * | 2011-12-26 | 2013-07-08 | Seiko Epson Corp | 直動ロボット |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20010220 |