JPH1039916A - Acceleration and deceleration control method for articulated robot - Google Patents

Acceleration and deceleration control method for articulated robot

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Publication number
JPH1039916A
JPH1039916A JP8214060A JP21406096A JPH1039916A JP H1039916 A JPH1039916 A JP H1039916A JP 8214060 A JP8214060 A JP 8214060A JP 21406096 A JP21406096 A JP 21406096A JP H1039916 A JPH1039916 A JP H1039916A
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JP
Japan
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maxi
torque
angular velocity
calculated
allowable
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP8214060A
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Japanese (ja)
Inventor
Hirobumi Hamada
博文 浜田
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Nachi Fujikoshi Corp
Original Assignee
Nachi Fujikoshi Corp
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH1039916A publication Critical patent/JPH1039916A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an acceleration/deceleration control method for articulated robot with which the allowable maximum angular velocity of every driving shaft can be easily derived without pressing the arithmetic part of a controller. SOLUTION: A minimum torque tolerance ξmin is calculated by an unbalance torque Pi and a maximum allowable torque Tsplyi of a motor and a decelerator and while considering inertia Ji for it, allowable maximum angular acceleration αmaxi is calculated. Besides, after estimated maximum angular velocity Vmaxi at an intermediate position θi <half> among plural teaching points set by teaching is calculated based on the recording information of teaching points, an estimated maximum value Cmaxi of centrifugal force and Coriolis force at the intermediate position θi <half> is calculated. In this case, when the estimated maximum value of centrifugal force and Coriolis force is higher than a critical value (Tsplyi -Pi ), the estimated maximum angular velocity Vmaxi is corrected and this value is defined as the allowable maximum angular velocity Vmaxi . Based on the calculated allowable maximum angular acceleration maxi and allowable maximum angular velocity Vmaxi of respective driving shafts, the acceleration/deceleration of articulated robot is controlled.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】複数の駆動軸を有する多関節
ロボットの加減速時における制御方法に関し、特に、動
作中の各駆動軸の角度、角速度、及び角加速度が、他の
駆動軸の動作から受ける力すなわち反力の影響を受ける
ように構成されている多関節ロボットの加減速制御方法
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a control method for accelerating and decelerating an articulated robot having a plurality of drive axes, and more particularly, to controlling the angle, angular velocity, and angular acceleration of each drive axis during operation from the operation of other drive axes. The present invention relates to an acceleration / deceleration control method for an articulated robot configured to be affected by a received force, that is, a reaction force.

【0002】[0002]

【従来の技術】複数の駆動軸を有する多関節ロボットに
おいては、駆動軸モータの特性やアームの形態等から各
駆動軸の許容最大角加速度αmaxiを算出し、動作中のロ
ボットの各駆動軸の角加速度αi がこの許容最大角加速
度αmaxiを超えないように制御するようにしている。そ
して、この許容最大角加速度αmaxiは、駆動軸の発生ト
ルクτi がこの駆動軸の最大許容トルクTsplyi を超え
ないように制限されている。ここで、各駆動軸の最大許
容トルクTsplyi は、各駆動軸を駆動する駆動軸モータ
の発生トルク限界Tmiと減速機の許容トルクTgiのうち
いづれか値の小さい方のトルク値によって与えられる。
2. Description of the Related Art In an articulated robot having a plurality of drive shafts, an allowable maximum angular acceleration α maxi of each drive shaft is calculated from the characteristics of the drive shaft motor, the form of an arm, and the like. the angular acceleration alpha i of so as to control so as not to exceed the allowable maximum angular acceleration alpha maxi. The allowable maximum angular acceleration α maxi is limited so that the generated torque τ i of the drive shaft does not exceed the maximum allowable torque T splyi of the drive shaft. Here, the maximum allowable torque T splyi of each drive shaft is given by the smaller one of the generated torque limit T mi of the drive shaft motor driving each drive shaft and the allowable torque T gi of the speed reducer. .

【0003】一般に、n軸の自由度を有する多関節ロボ
ットの第i駆動軸(iは駆動軸ナンバー)における発生
トルクτi は、この第i駆動軸のイナーシャをJi (θ
1,θ2,・・・,θn )、角加速度をαi 、遠心力及びコ
リオリ力によるトルクをCi(ω1,ω2,・・・,ωn
θ1,θ2,・・・,θn )、アンバランストルクをP
i(θ1,θ2,・・・,θn )とすると、式(1)により
与えられる。
Generally, the generated torque τ i on the i-th drive axis (i is the drive axis number) of an articulated robot having n degrees of freedom has an inertia J i
1, θ 2, ···, θ n), the angular acceleration alpha i, the torque due to the centrifugal force and the Coriolis force C i (ω 1, ω 2 , ···, ω n,
θ 1, θ 2, ..., θ n )
i (θ 1, θ 2, ···, θ n) When, given by equation (1).

【0004】[0004]

【数1】 (Equation 1)

【0005】式(1)において、(θ1,θ2,・・・,θ
n )は第1〜第n駆動軸の角度であり、(ω1,ω2,・・
・,ωn )は第1〜第n駆動軸の角速度である。式
(1)の左辺に第i駆動軸の最大許容トルクTsplyi
代入すると、この第i駆動軸における許容最大角加速度
αmaxiは式(2)に示すようになる。
In equation (1), (θ 1, θ 2, ..., Θ
n ) are the angles of the first to nth drive shafts, and (ω1 , ω2 , ...)
., Ω n ) are the angular velocities of the first to n-th drive shafts. Substituting the maximum allowable torque T splyi of the i-th drive shaft into the left side of Expression (1), the allowable maximum angular acceleration α maxi on the i-th drive shaft becomes as shown in Expression (2).

【0006】[0006]

【数2】 (Equation 2)

【0007】多関節ロボットの実際の加減速制御では、
全ての駆動軸において、各駆動軸の角加速度αi がこの
許容最大角加速度αmaxiを超えないように制御されるこ
とになる。式(2)には全ての駆動軸の姿勢や角速度が
考慮されているので、ロボットアームを比較的低速で動
作させる場合においては、式(2)により算出された各
駆動軸の許容最大角加速度αmaxiに基づいて各駆動軸を
制御することにより、減速機の破損及び寿命低下を防止
することが可能となる。
In the actual acceleration / deceleration control of the articulated robot,
In all the drive shafts, control is performed so that the angular acceleration α i of each drive shaft does not exceed the allowable maximum angular acceleration α maxi . Since the postures and angular velocities of all the drive shafts are taken into account in the equation (2), when the robot arm is operated at a relatively low speed, the allowable maximum angular acceleration of each drive shaft calculated by the equation (2) is used. By controlling each drive shaft based on α maxi , it is possible to prevent the reduction gear from being damaged and the life thereof being shortened.

【0008】しかし、式(2)は他の駆動軸の動作から
受ける力すなわち反力については考慮されていないの
で、複数の駆動軸が高速で同時に動作する場合や急激な
加減速を行う場合など、他の駆動軸から受ける反力の影
響を無視できないような動作態様においては、式(2)
により算出された各駆動軸の許容最大角加速度αmaxi
基づいて各駆動軸の角加速度αi を制御するようにする
と、他の駆動軸から受ける反力の影響により、各駆動軸
の最大許容トルクTsplyi を超すような場合が生じると
いう問題がある。極端な場合には、動作中の第i駆動軸
の角加速度αi が0の場合でも、この第i駆動軸以外の
駆動軸から受ける反力の影響により、第i駆動軸の発生
トルクτi がこの駆動軸の最大許容トルクTsplyi を超
すような場合が発生する。
However, since equation (2) does not take into account the force received from the operation of the other drive shafts, that is, the reaction force, the case where a plurality of drive shafts operate simultaneously at a high speed, or the case where rapid acceleration / deceleration is performed, etc. In an operation mode in which the effect of the reaction force received from another drive shaft cannot be ignored, the expression (2)
When the angular acceleration α i of each drive shaft is controlled based on the maximum allowable angular acceleration α maxi of each drive shaft calculated according to the above, the maximum allowable acceleration of each drive shaft is affected by the reaction force received from other drive shafts. There is a problem that the torque T splyi may be exceeded. In an extreme case, even when the angular acceleration α i of the i-th drive shaft during operation is 0, the torque τ i generated by the i-th drive shaft is affected by the reaction force received from the drive shafts other than the i-th drive shaft. May exceed the maximum allowable torque T splyi of the drive shaft.

【0009】そこで、出願人が先に出願した特願平8−
30120号では、複数の駆動軸が高速で同時に動作す
る場合や急激な加減速を行う場合など、他の駆動軸の動
作から受ける反力を無視できないような動作態様におい
ても、各駆動軸の発生トルクτi がこの駆動軸の最大許
容トルクTsplyi を超えることなく、減速機の破損及び
寿命低下を防止することができるような多関節ロボット
の加減速制御方法を提供した。
Therefore, the applicant has filed a Japanese Patent Application No. Hei 8-
In No. 30120, even when a plurality of drive shafts operate simultaneously at a high speed or sudden acceleration / deceleration is performed, even when the reaction force received from the operation of another drive shaft cannot be ignored, the generation of each drive shaft An acceleration / deceleration control method for an articulated robot has been provided that can prevent damage and reduction in life of a reducer without causing the torque τ i to exceed the maximum allowable torque T splyi of the drive shaft.

【0010】すなわち、特願平8−30120号では、
動作中の多関節ロボットの各駆動軸の角度θi 、角速度
ωi 、及び角加速度αi が他の駆動軸の動作から受ける
力すなわち反力の影響を受けるようにされている多関節
ロボットの加減速制御方法において、各駆動軸につい
て、遠心力及びコリオリ力によるトルクCi 、アンバラ
ンストルクPi 、及びモータの発生トルク限界Tmiと減
速機の許容トルクTgiのうちいづれか値の小さい方のト
ルク値すなわち最大許容トルクTsplyi とにより、各駆
動軸のトルク余裕率ξi を算出し、算出された全ての駆
動軸のトルク余裕率のうち最小の値をもつものを最小ト
ルク余裕率ξmin として抽出し、前記最大許容トルクT
splyi 、最小トルク余裕率ξmin 、及び駆動軸のイナー
シャJi とにより、各駆動軸の許容最大角加速度αmaxi
を算出し、動作中の多関節ロボットの全ての駆動軸につ
いて、角加速度αi が許容最大角加速度αmaxiを超えな
いように制御することにより、減速機の破損及び寿命低
下を防止することができるようにした。
That is, in Japanese Patent Application No. 8-30120,
The angle θ i , the angular velocity ω i , and the angular acceleration α i of each drive axis of the operating multi-joint robot are affected by the force received from the operation of the other drive axes, that is, the reaction force. in deceleration control method for the drive shaft, torque C i due to centrifugal force and the Coriolis force, unbalanced torque P i, and smaller Izure whether the value of the allowable torque T gi of a motor generator torque limit T mi a speed reducer Of the drive shaft, i.e., the maximum allowable torque T splyi , the torque margin ratio ト ル ク i of each drive shaft is calculated, and the calculated torque margin ratio of all the drive shafts having the minimum value is determined as the minimum torque margin ratio ξ i. min and the maximum allowable torque T
The maximum allowable angular acceleration α maxi of each drive shaft is obtained from splyi , the minimum torque margin ratio ξ min , and the inertia J i of the drive shaft.
By controlling the angular acceleration α i so that it does not exceed the allowable maximum angular acceleration α maxi for all the driving axes of the operating articulated robot, it is possible to prevent the reduction gear from being damaged and shortening its life. I made it possible.

【0011】上記加減速制御方法を図3に示すフローチ
ャートに基づいて具体的に説明する。まず、ロボットが
適正に動作するための各駆動軸のアーム角度としての指
令位置θi を出力する指令位置発生装置からこの指令位
置θi を得(ステップ31)、この指令位置θi と、メ
モリに記憶しておいたθi よりも1演算周期前(1スキ
ャンタイム前)の指令位置θi ′より、各駆動軸の角速
度ωi を算出する(ステップ32)。この各駆動軸の指
令位置θi 及び角速度ωi より、各駆動軸のトルク余裕
率ξi を式(3)により算出する(ステップ33)。
The above-mentioned acceleration / deceleration control method will be specifically described with reference to a flowchart shown in FIG. First, to obtain (step 31) from the command position generating apparatus this command position theta i for outputting a command position theta i as the arm angles of the drive shaft for the robot to operate properly, and the command position theta i, memory Then, the angular velocity ω i of each drive shaft is calculated from the command position θ i ′ one calculation cycle (one scan time earlier) before θ i stored in step 32 (step 32). From command position theta i and the angular velocity omega i of each drive shaft, the torque margin rate xi] i of each drive shaft is calculated by the equation (3) (Step 33).

【0012】[0012]

【数3】 (Equation 3)

【0013】式(3)において、Ci (ω1,ω2,・・
・,ωn 、θ1,θ2,・・・,θn )は第i駆動軸におけ
る遠心力及びコリオリ力によるトルクであり、Pi (θ
1,θ2,・・・,θn )はこの第i駆動軸におけるアンバ
ランストルクである。また、Tsplyi は第i駆動軸にお
ける最大許容トルクであり、この値はこの駆動軸のモー
タの発生トルク限界Tmiと減速機の許容トルクTgiのう
ちいづれか値の小さい方のトルク値によって与えられ
る。
In the equation (3), C i1, ω 2, ...
, Ω n , θ 1, θ 2, ..., Θ n ) are the torques due to the centrifugal force and Coriolis force on the i-th drive shaft, and P i
1, θ 2, ..., Θ n ) is the unbalanced torque on the i-th drive shaft. T splyi is the maximum allowable torque on the i-th drive shaft. This value is given by the smaller of the generated torque limit T mi of the motor of this drive shaft and the allowable torque T gi of the speed reducer. Can be

【0014】次に、式(4)に示すように、式(3)よ
り算出された各駆動軸のトルク余裕率ξi のうち最小の
値をもつものを最小トルク余裕率ξmin として抽出する
(ステップ34)。
Next, as shown in the equation (4), the one having the minimum value among the torque margins ξ i of each drive shaft calculated from the equation (3) is extracted as the minimum torque margin ξ min . (Step 34).

【0015】[0015]

【数4】 (Equation 4)

【0016】次に、式(4)より算出された最小トルク
余裕率ξmin 、各駆動軸の最大許容トルクTsplyi 及び
イナーシャJi (θ1,θ2,・・・,θn )とにより、各
駆動軸の許容最大角加速度αmaxiを式(5)により算出
する(ステップ35)。
Next, the minimum torque margin ratio ξ min calculated from the equation (4), the maximum allowable torque T splyi of each drive shaft and the inertia J i1, θ 2, ..., Θ n ). Then, the allowable maximum angular acceleration α maxi of each drive shaft is calculated by equation (5) (step 35).

【0017】[0017]

【数5】 (Equation 5)

【0018】最後に、式(5)により算出された各駆動
軸の許容最大角加速度αmaxiを、前述の各駆動軸の指令
位置θi を出力する指令位置発生装置に対して出力する
(ステップ36)。
Finally, the allowable maximum angular acceleration α maxi of each drive shaft calculated by the equation (5) is outputted to the above-mentioned command position generator for outputting the command position θ i of each drive shaft (step). 36).

【0019】[0019]

【発明が解決しようとする課題】しかし、各駆動軸の許
容最大角加速度αmaxiを導出するための上記の処理過程
においては、遠心力及びコリオリ力によるトルクCi
アンバランストルクPi、及びイナーシャJi の各値を
正確に求めなければならず、多関節ロボットの場合これ
らの計算には複雑な座標変換処理が必要であり、これに
よる制御装置の演算部の処理能力への圧迫に対処するた
めに、演算周期(スキャンタイム)を延ばす等の対応を
余儀なくされていた。したがって、特願平8−3012
0号の方法では、駆動軸モーターの出し得るトルク内で
の加減速制御が保証されることによりロボットの軌跡精
度の向上を実現できるという利点がある反面、制御装置
の演算周期が延びることによって、短ピッチ移動性能の
低下やリアルタイムトラッキング系の追従性能の低下等
の副作用を招いていた。
However, in the above-described process for deriving the allowable maximum angular acceleration α maxi of each drive shaft, the torque C i due to the centrifugal force and the Coriolis force,
The values of the unbalance torque P i and the inertia J i must be accurately obtained. In the case of an articulated robot, these calculations require a complicated coordinate conversion process. In order to cope with the pressure on the processing capacity, it has been necessary to take measures such as extending the operation cycle (scan time). Therefore, Japanese Patent Application No. 8-3012
The method of No. 0 has the advantage that the accuracy of the trajectory of the robot can be improved by guaranteeing the acceleration / deceleration control within the torque that can be produced by the drive shaft motor, but the calculation cycle of the control device is extended, This has caused side effects such as a decrease in short-pitch movement performance and a decrease in tracking performance of a real-time tracking system.

【0020】ここで、短ピッチ移動性能とは短ピッチす
なわち短い距離を移動する際の移動性能のことであり、
演算周期が延びると、移動指令の出力にかかる所要時間
が延びることになり、その結果短ピッチの移動性能が低
下することになる。また、リアルタイムトラッキング系
の追従性能とは、例えば物品の搬送にハンドリングロボ
ットとコンベア装置とを組み合わせた場合のロボットの
コンベア同期機能について、リアルタイムにコンベア装
置から入力されるコンベアの位置信号に従ってロボット
の再生位置をシフト移動させる際の追従性能のことであ
り、制御装置の演算周期が延びると、ロボットの再生位
置を算出するための計算のインターバルが延びることに
なり、その結果動作中のロボットに脈動現象が発生し、
追従性能が低下することになる。
Here, the short-pitch movement performance refers to the movement performance when moving on a short pitch, that is, a short distance.
When the calculation cycle is extended, the time required for outputting the movement command is extended, and as a result, the short-pitch movement performance is reduced. The tracking performance of the real-time tracking system refers to, for example, the conveyor synchronization function of a robot when a handling robot and a conveyor device are combined to convey articles, in accordance with a conveyor position signal input from the conveyor device in real time. The follow-up performance when shifting the position.If the operation cycle of the control device is extended, the calculation interval for calculating the reproduction position of the robot will be extended, and as a result, the pulsating phenomenon will occur to the operating robot. Occurs,
The tracking performance will be reduced.

【0021】本発明はこのような従来技術の問題点を解
決するためになされたものであり、制御装置の演算部の
処理能力を圧迫することなく、簡便に各駆動軸の許容最
大角加速度αmaxiを導出することができるような多関節
ロボットの加減速制御方法を提供することを目的として
いる。
The present invention has been made to solve such a problem of the prior art, and simply and easily allows the maximum allowable angular acceleration α of each drive shaft without squeezing the processing capability of the arithmetic unit of the control device. It is an object of the present invention to provide an acceleration / deceleration control method for an articulated robot that can derive maxi .

【0022】[0022]

【課題を解決するための手段】上述の遠心力及びコリオ
リ力によるトルクCi 、アンバランストルクPi 、及び
イナーシャJi のそれぞれの算出に要する時間の比は、
おおよそ4:1:1であることを出願人は知得した。そ
こで本発明では、これらの中で最も算出時間を要する遠
心力及びコリオリ力によるトルクCi の算出による、制
御装置の演算部の処理能力への圧迫に対処するための演
算処理方法を提供することにより、上記の課題を解決す
ることにした。すなわち本発明における演算処理方法で
は、図3に示した従来技術の許容最大角加速度αmaxi
算出過程から、遠心力及びコリオリ力によるトルクCi
の算出処理を排除し、その代わりに、ティーチングによ
って与えられた複数の教示点について、各教示点間の中
間位置における許容最大角速度Vmaxiの算出過程を新た
に設定することとし、これら2つの算出過程により算出
された各駆動軸の許容最大角加速度αmaxi及び許容最大
角速度Vmaxiを、各駆動軸の指令位置θi を出力する指
令位置発生装置へ出力し、これらの値を上限値として各
駆動軸の角加速度及び角速度を規制するようにした。
Means for Solving the Problems] torque C i due to centrifugal force and Coriolis force described above, unbalance torque P i, and each time the ratio required for the calculation of the inertia J i is
Applicant has learned that it is approximately 4: 1: 1. Therefore, in the present invention is to provide a processing method of dealing by calculating the torque C i due to centrifugal force and Coriolis force requires the longest calculation time among these, the pressure on the processing capacity of the arithmetic unit of the control device Thus, the above problem has been solved. That is, in the calculation processing method according to the present invention, the torque C i due to the centrifugal force and the Coriolis force is obtained from the calculation process of the allowable maximum angular acceleration α maxi of the related art shown in FIG.
The calculation process of the maximum allowable angular velocity V maxi at the intermediate position between the teaching points is newly set for a plurality of teaching points given by the teaching instead of the calculation process of the two teaching points. The maximum allowable angular acceleration α maxi and maximum allowable angular velocity V maxi of each drive shaft calculated in the process are output to a command position generator that outputs a command position θ i of each drive shaft, and these values are set as upper limit values. The angular acceleration and angular velocity of the drive shaft are regulated.

【0023】具体的な構成として、請求項1に記載され
ているように、許容最大角加速度αmaxiの算出過程で
は、各駆動軸について、駆動軸に対する指令位置θi
より規定されるアンバランストルクPi 、及びモータの
発生トルク限界Tmiと減速機の許容トルクTgiのうちい
づれか値の小さい方のトルク値すなわち最大許容トルク
splyi とによりトルク余裕率ξi を算出し(ステップ
12)、算出された全ての駆動軸のトルク余裕率のうち
最小の値をもつものを最小トルク余裕率ξmin として抽
出し(ステップ13)、各駆動軸について、最大許容ト
ルクTsplyi 、最小トルク余裕率ξmin 、及びイナーシ
ャJi とにより、許容最大角加速度αmaxiを算出する
(ステップ14)。ここで、駆動軸に対する指令位置θ
i とは、各駆動軸を動作させるサーボモータに対して制
御装置の指令位置発生装置から出力される駆動軸の角度
データをいう。
As a specific configuration, in the process of calculating the allowable maximum angular acceleration α maxi , the unbalance torque defined by the command position θ i with respect to the drive shaft is calculated for each drive shaft. P i, and calculates a torque margin rate xi] i by a torque value or maximum permissible torque T Splyi the smaller among Izure whether the value of the allowable torque T gi of a motor generator torque limit T mi speed reducer (step 12), Among the calculated torque margins of all the drive shafts, the one having the minimum value is extracted as the minimum torque margin ratio ξ min (step 13), and the maximum allowable torque T splyi and the minimum torque margin ratio ξ for each drive shaft are extracted. Based on min and inertia J i , an allowable maximum angular acceleration α maxi is calculated (step 14). Here, the command position θ with respect to the drive shaft
i indicates the angle data of the drive shaft output from the command position generating device of the control device to the servo motor that operates each drive shaft.

【0024】一方、許容最大角速度Vmaxiの算出過程で
は、ティーチングにより設定された複数の教示点につい
て、各教示点間の中間位置θi halfにおける角速度を教
示点の記録情報から算出し、これを予想最大角速度V
maxiとして設定し(ステップ15)、中間位置θi half
及び予想最大角速度Vmaxiの各データより、中間位置θ
i halfでの遠心力及びコリオリ力の予想最大値Cmaxi
算出し(ステップ16)、最大許容トルクTsplyi 及び
アンバランストルクPi より遠心力及びコリオリ力の限
界値(Tsplyi −Pi )を算出し、この限界値(T
splyi −Pi )と予想最大値Cmaxiとの比((Tsplyi
−Pi )/Cmaxi)を両者の比率ρi として設定し(ス
テップ17)、この比率ρi が1未満のときは予想最大
角速度Vmaxiに比率ρi の平方根(√ρi )を乗じて得
た値を許容最大角速度Vmaxiとして置き換え、一方、比
率ρi が1以上のときは予想最大角速度Vmaxiの値をそ
のまま許容最大角速度Vmaxiとする(ステップ18〜1
9)。
On the other hand, in the process of calculating the allowable maximum angular velocity V maxi , for a plurality of teaching points set by teaching, the angular velocity at the intermediate position θ i half between the teaching points is calculated from the recorded information of the teaching points, and this is calculated. Expected maximum angular velocity V
maxi (step 15), and the intermediate position θ i half
And the expected maximum angular velocity V maxi , the intermediate position θ
calculating a predicted maximum value C maxi centrifugal force and Coriolis force at i half (step 16), the maximum permissible torque T Splyi and centrifugal force from the unbalance torque P i and the Coriolis force limits (T splyi -P i) Is calculated, and this limit value (T
splyi− P i ) and the expected maximum value C maxi ((T splyi
−P i ) / C maxi ) is set as the ratio ρ i of the two (step 17). When the ratio ρ i is less than 1, the expected maximum angular velocity V maxi is multiplied by the square root of the ratio ρ i (√ρ i ). The obtained value is replaced with the allowable maximum angular velocity V maxi , while when the ratio ρ i is 1 or more, the value of the expected maximum angular velocity V maxi is directly used as the allowable maximum angular velocity V maxi (steps 18 to 1).
9).

【0025】ここで、教示点の記録情報とは、ティーチ
ングにより教示点を指定する際に設定する各種パラメー
タであり、具体的には、教示点の位置データ、教示点ま
での移動速度データ、教示点での位置決め精度データ、
教示点への移動における補間等の移動形態データなどで
ある。本発明では各教示点間の中間位置θi halfにおけ
る予想最大角速度Vmaxiはこれらの記録情報を基に算出
する。また、予想最大角速度Vmaxiを各教示点間の中間
位置θi halfにおける角速度とした点については、教示
点間の移動において最も角速度が大きくなるのは、一般
に教示点間の中間位置においてであることによる。
Here, the recorded information of the teaching point is various parameters that are set when the teaching point is designated by teaching, and specifically, the position data of the teaching point, the moving speed data to the teaching point, the teaching data, and the like. Positioning accuracy data at points,
The data includes movement form data such as interpolation for movement to the teaching point. In the present invention, the predicted maximum angular velocity V maxi at the intermediate position θ i half between the teaching points is calculated based on these pieces of recorded information. In addition, regarding the point where the expected maximum angular velocity V maxi is set as the angular velocity at the intermediate position θ i half between the teaching points, it is generally at the intermediate position between the teaching points that the angular velocity becomes largest in the movement between the teaching points. It depends.

【0026】最後に、これら2つの算出過程により算出
された各駆動軸の許容最大角加速度αmaxi及び許容最大
角速度Vmaxiに基づいて、各駆動軸の角加速度αi が許
容最大角加速度αmaxiを超えず、かつ各駆動軸の角速度
ωi が許容最大角速度Vmaxiを超えないように制御する
ことにより、減速機の破損及び寿命低下を防止するよう
にした。
Finally, based on the allowable maximum angular acceleration α maxi and the allowable maximum angular velocity V maxi of each drive shaft calculated by these two calculation processes, the angular acceleration α i of each drive shaft is changed to the allowable maximum angular acceleration α maxi And the angular velocity ω i of each drive shaft is controlled not to exceed the allowable maximum angular velocity V maxi , thereby preventing the reduction gear from being damaged and having a reduced life.

【0027】ここで、上記の請求項1に記載の構成にお
いて、比率ρi が1未満のときは予想最大角速度Vmaxi
に比率ρi の平方根(√ρi )を乗じて得た値を許容最
大角速度Vmaxiとして置き換え、一方、比率ρi が1以
上のときは予想最大角速度Vmaxiの値をそのまま許容最
大角速度Vmaxiとした点について説明する。予想最大角
速度Vmaxiは前述のように教示点の記録情報から算出さ
れており、この教示点の記録情報には駆動軸の許容トル
クについては加味されていない。よって、教示点の記録
情報のみから許容最大角速度を設定するようにすると、
動作形態によっては駆動軸が許容トルクオーバーとなる
場合が生ずる。具体的に言うと、比率ρi が1未満のと
き、すなわち遠心力及びコリオリ力によるトルクが占め
ることのできる限界値(Tsplyi −Pi )よりも予想最
大値Cmaxiが大きい場合は、中間位置θi halfにおける
遠心力及びコリオリ力によるトルクによって、第i駆動
軸が許容トルクオーバー状態となる可能性がある。
Here, in the configuration according to the first aspect, when the ratio ρ i is less than 1, the expected maximum angular velocity V maxi
Is multiplied by the square root of the ratio ρ i (√ρ i ) as the allowable maximum angular velocity V maxi , while, when the ratio ρ i is 1 or more, the value of the expected maximum angular velocity V maxi is used as it is. The point of maxi will be described. The expected maximum angular velocity V maxi is calculated from the recorded information of the teaching point as described above, and the recorded information of the teaching point does not take into account the allowable torque of the drive shaft. Therefore, if the maximum allowable angular velocity is set only from the recording information of the teaching point,
Depending on the operation mode, the drive shaft may exceed the allowable torque. Specifically, when the ratio ρ i is less than 1, that is, when the expected maximum value C maxi is larger than the limit value (T splyi −P i ) that the torque due to the centrifugal force and Coriolis force can occupy, the intermediate value Due to the torque due to the centrifugal force and Coriolis force at the position θ i half , the i-th drive shaft may be in an allowable torque over state.

【0028】そこで比率ρi が1未満の場合は、遠心力
及びコリオリ力によるトルクは概ね角速度の2乗に比例
することを考慮し、予想最大角速度Vmaxiに√(ρi
を乗じた値を許容最大角速度として置き換えることによ
り補正することにした。一方、比率ρi が1以上のとき
は、遠心力及びコリオリ力によるトルクの予想最大値C
maxiが、限界値(Tsplyi −Pi )以内に治まっている
わけであるから、この場合は修正の必要はなく、予想最
大角速度Vmaxiの値をそのまま許容最大角速度とするこ
とにした。
Therefore, when the ratio ρ i is less than 1, considering that the torque due to the centrifugal force and Coriolis force is approximately proportional to the square of the angular velocity, the expected maximum angular velocity V maxi is √ (ρ i ).
Is corrected by replacing the value multiplied by as the allowable maximum angular velocity. On the other hand, when the ratio ρ i is 1 or more, the expected maximum value C of the torque due to centrifugal force and Coriolis force
Since maxi has settled within the limit value (T splyi -P i ), no correction is necessary in this case, and the value of the predicted maximum angular velocity V maxi is used as the allowable maximum angular velocity as it is.

【0029】上記の構成によれば、遠心力及びコリオリ
力によるトルクCmaxiは、各教示点間の中間位置θi
halfと、この中間位置θi halfでの予想最大角速度V
maxiとにより算出されており、結局のところCmaxiは各
教示点間の移動の際に1回だけ算出すればよいことにな
る。一方、従来技術では、遠心力及びコリオリ力による
トルクCi は、指令位置θi と、メモリに記憶しておい
たθi よりも1演算周期前(1スキャンタイム前)の指
令位置θi ′とにより求められた角速度ωi により算出
されており、結局のところCi は演算周期毎(スキャン
タイム毎)に算出しなければならなかった。一般に、制
御装置の演算部における演算周期(スキャンタイム)は
数十m秒であるが、各教示点間の移動に要する時間は数
百m秒〜数秒であるので、演算量の大きい遠心力及びコ
リオリ力によるトルクの算出では、本発明の方が従来技
術よりも制御装置に対する演算負荷が格段に小さくな
る。
According to the above configuration, the torque C maxi due to the centrifugal force and the Coriolis force is the intermediate position θ i between the teaching points.
half and the expected maximum angular velocity V at this intermediate position θ i half
maxi. In the end, C maxi only needs to be calculated once when moving between the teaching points. Meanwhile, in the prior art, the torque C i by a centrifugal force and Coriolis force, and the command position theta i, has been stored in the memory theta i 1 calculation period before the (1 scan time ago) command position theta i ' And Ci is calculated based on the angular velocity ω i obtained as described above. In the end, C i has to be calculated every calculation cycle (each scan time). Generally, the operation cycle (scan time) in the operation unit of the control device is several tens of milliseconds, but the time required to move between the teaching points is several hundred milliseconds to several seconds. In the calculation of the torque by the Coriolis force, the calculation load on the control device of the present invention is much smaller than that of the related art.

【0030】[0030]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
図面を参照しながら具体的に説明する。図2は本発明の
制御方法が適用されるシステムの一例を示すブロック図
であり、図中1はロボット本体、2はサーボアンプ、3
は指令位置発生装置、4は目標位置発生装置、5は許容
最大角加速度αmaxi及び許容最大角速度Vmaxiの計算装
置である。目標位置発生装置4は、メモリーに記録され
た位置または計算により求められた位置を、ロボットが
到達すべき目標位置として指令位置発生装置3へ出力す
る。指令位置発生装置3は、目標位置、指定速度、現在
位置、及び加速度制限等の値から、ロボットが適正に動
作するための時々刻々の各駆動軸の指令角度としての指
令位置θi を算出し、サーボアンプ2へ出力する。
Embodiments of the present invention will be specifically described below with reference to the drawings. FIG. 2 is a block diagram showing an example of a system to which the control method of the present invention is applied. In FIG.
Is a command position generator, 4 is a target position generator, and 5 is a calculator for calculating the maximum allowable angular acceleration α maxi and the maximum allowable angular velocity V maxi . The target position generator 4 outputs the position recorded in the memory or the position obtained by calculation to the command position generator 3 as a target position to be reached by the robot. Command position generator 3, the target position, designated speed, current position, and from the values of such acceleration limitation, to calculate the command position theta i as directive angles of the drive shaft of every moment for the robot to operate properly , To the servo amplifier 2.

【0031】許容最大角加速度αmaxi及び許容最大角速
度Vmaxiの計算装置5は、本発明の制御方法において算
出される許容最大角加速度αmaxi及び許容最大角速度V
maxiの計算装置であり、指令位置発生装置3の出力であ
る各駆動軸のアーム角度としての指令位置θi を入力
し、各駆動軸の減速機の許容トルクTgi及び駆動軸モー
タの発生トルク限界Tmiより許容最大角加速度αmaxi
び許容最大角速度Vmaxiを算出し、指令位置発生装置3
へ出力するループを形成する。サーボアンプ2は、指令
位置発生装置3からの指令位置θi の入力を受け、ロボ
ット本体1を動作させるための動作指令を出力する。ロ
ボット本体1には図示しない駆動軸モータ、エンコー
ダ、減速機等が取り付けられており、これらはサーボル
−プを構成する。
The computing unit 5 of the allowable maximum angular acceleration alpha maxi and maximum allowable angular velocity V maxi is allowable maximum angular acceleration alpha maxi is calculated in the control method of the present invention and the allowable maximum angular velocity V
It is a calculation device for maxi , and inputs a command position θ i as an arm angle of each drive shaft, which is an output of the command position generation device 3, and outputs an allowable torque T gi of a speed reducer of each drive shaft and a generated torque of a drive shaft motor. The allowable maximum angular acceleration α maxi and the allowable maximum angular velocity V maxi are calculated from the limit T mi , and the command position generator 3
Form a loop to output to The servo amplifier 2 receives the command position theta i from command position generator 3, and outputs an operation command for operating the robot body 1. A drive shaft motor, an encoder, a speed reducer, and the like (not shown) are attached to the robot body 1, and these constitute a servo loop.

【0032】図1は、図2において示した許容最大角加
速度αmaxi及び許容最大角速度Vmaxiの計算装置5にて
行われる、各駆動軸の許容最大角加速度αmaxi及び許容
最大角速度Vmaxiの算出処理の流れを示すフローチャー
トである。まず、指令位置発生装置3からロボットが適
正に動作するための各駆動軸の指令位置θi を得る(ス
テップ11)。この各駆動軸の指令位置θi より、各駆
動軸のトルク余裕率ξi を式(6)により算出する(ス
テップ12)。
FIG. 1 shows the maximum allowable angular acceleration α maxi and the maximum allowable angular velocity V maxi of each drive shaft, which are performed by the calculation device 5 for calculating the maximum allowable angular acceleration α maxi and the maximum allowable angular velocity V maxi shown in FIG. It is a flowchart which shows the flow of a calculation process. First, obtain a command position theta i of the drive shaft for the robot from the command position generator 3 to operate properly (step 11). From the command position theta i of the respective drive shaft, the torque margin rate xi] i of each drive shaft is calculated by the equation (6) (step 12).

【0033】[0033]

【数6】 (Equation 6)

【0034】式(6)において、Pi (θ1,θ2,・・
・,θn )は第i駆動軸(iは駆動軸ナンバー)におけ
るアンバランストルクである。また、Tsplyi はこの第
i駆動軸における最大許容トルクであり、この値は第i
駆動軸のモータの発生トルク限界Tmiと減速機の許容ト
ルクTgiのうちいづれか値の小さい方のトルク値によっ
て与えられる。
In the equation (6), P i1, θ 2, ...
, Θ n ) is the unbalanced torque on the ith drive shaft (i is the drive shaft number). T splyi is the maximum allowable torque on the i-th drive shaft, and this value is
The torque is given by the smaller of the generated torque limit Tmi of the motor of the drive shaft and the allowable torque Tgi of the speed reducer.

【0035】このトルク余裕率ξi の算出において、本
実施形態におけるステップ12での処理と、先行技術で
ある特願平8−30120号におけるステップ33での
処理とを比較すると、特願平8−30120号では式
(3)で示したように、第i駆動軸における遠心力及び
コリオリ力によるトルクであるCi (ω1,ω2,・・・,
ωn 、θ1,θ2,・・・,θn )を考慮しているが、本実
施形態ではこれを考慮していない。本実施形態では、第
i駆動軸における遠心力及びコリオリ力によるトルクで
あるCi は、後述する許容最大角速度Vmaxiの算出過程
で考慮するようにしている。
[0035] In the calculation of the torque margin rate xi] i, and the processing in step 12 in this embodiment is compared with the processing in step 33 in Japanese Patent Application No. Hei 8-30120 are prior art, Japanese Patent Application 8 as shown in equation (3) is a No. -30120, C i1 is the torque due to centrifugal force and Coriolis force in the i drive shaft, ω 2, ···,
ω n , θ 1, θ 2, ..., θ n ) are taken into account, but this is not taken into account in the present embodiment. In this embodiment, C i is the torque due to centrifugal force and Coriolis force in the i drive shaft is taken into consideration in the process of calculating the allowable maximum angular velocity V maxi described later.

【0036】次に、式(7)に示すように、式(6)よ
り算出された各駆動軸のトルク余裕率ξi のうち最小の
値をもつものを最小トルク余裕率ξmin として抽出する
(ステップ13)。
Next, as shown in the equation (7), the one having the minimum value among the torque margins ξ i of each drive shaft calculated from the equation (6) is extracted as the minimum torque margin ξ min . (Step 13).

【0037】[0037]

【数7】 (Equation 7)

【0038】次に、式(7)より算出された最小トルク
余裕率ξmin 、第i駆動軸における最大許容トルクT
splyi 及びイナーシャをJi (θ1,θ2,・・・,θn
とにより、第i駆動軸における許容最大角加速度αmaxi
を式(8)により算出する(ステップ14)。
Next, the minimum torque margin ξ min calculated from the equation (7), the maximum allowable torque T on the i-th drive shaft
Let splyi and inertia be J i1, θ 2, ..., θ n )
, The allowable maximum angular acceleration α maxi in the ith drive axis
Is calculated by equation (8) (step 14).

【0039】[0039]

【数8】 (Equation 8)

【0040】一方、前述のステップ12において考慮に
いれなかった遠心力及びコリオリ力によるトルクC
i を、上記許容最大角加速度αmaxiの算出過程とは別過
程にて考慮しているのが図1に示すフローチャートのス
テップ15以降の処理ステップである。遠心力及びコリ
オリ力によるトルクCi は、位置と角速度に依存し、一
般に角速度が大きいほど大きくなる。そこで、各駆動軸
において、ティーチングにより設定された複数の教示点
について、隣接する教示点間の移動の際に角速度が最も
大きくなる位置すなわち各教示点間の丁度中間の位置θ
i halfを代表点として抽出し、教示点の記録情報からこ
の中間位置θi halfでのおおよその最大角速度すなわち
予想最大角速度Vmaxiを算出する(ステップ15)。こ
こで、教示点の記録情報とは、ティーチングにより教示
点を指定する際に設定する各種パラメータであり、具体
的には、教示点の位置データ、教示点までの移動速度デ
ータ、教示点での位置決め精度データ、教示点への移動
における補間等の移動形態データなどである。
On the other hand, the torque C due to the centrifugal force and Coriolis force
It is the processing steps after step 15 in the flowchart shown in FIG. 1 that consider i in a process different from the process of calculating the allowable maximum angular acceleration α maxi . Torque C i due to centrifugal force and the Coriolis force depends on the position and the angular velocity becomes higher generally angular velocity is large significantly. Therefore, in each drive axis, for a plurality of teaching points set by teaching, the position where the angular velocity becomes the largest when moving between adjacent teaching points, that is, the position θ which is just intermediate between the teaching points.
i half is extracted as a representative point, and an approximate maximum angular velocity at the intermediate position θ i half , that is, an estimated maximum angular velocity V maxi is calculated from the recorded information of the teaching point (step 15). Here, the recording information of the teaching point is various parameters set when specifying the teaching point by teaching, and specifically, the position data of the teaching point, the moving speed data to the teaching point, and the data at the teaching point. The data includes positioning accuracy data, movement form data such as interpolation for movement to a teaching point, and the like.

【0041】この中間位置θi half及び予想最大角速度
maxiから、式(9)により、第i駆動軸における遠心
力及びコリオリ力によるトルクCmaxiを算出する(ステ
ップ16)。ここで示されるCmaxiは中間位置θi half
での遠心力及びコリオリ力によるトルクの予想最大値と
なる。
From the intermediate position θ i half and the expected maximum angular velocity V maxi , the torque C maxi due to the centrifugal force and Coriolis force on the i-th drive shaft is calculated by the equation (9) (step 16). C maxi shown here is the intermediate position θ i half
Is the maximum expected torque due to centrifugal and Coriolis forces at

【0042】[0042]

【数9】 (Equation 9)

【0043】ここで、従来技術と本実施形態における遠
心力及びコリオリ力によるトルクの算出過程を比較す
る。従来技術における遠心力及びコリオリ力によるトル
クCiは、指令位置θi と、メモリに記憶しておいたθ
i よりも1演算周期前(1スキャンタイム前)の指令位
置θi ′とにより求められた角速度ωi により算出され
ており、結局のところCi は演算周期毎(スキャンタイ
ム毎)に算出しなければならなかった。一方、本実施形
態における遠心力及びコリオリ力によるトルクC
maxiは、各教示点間の中間位置θi halfと、この中間位
置θi halfでの予想最大角速度Vmaxiとにより算出され
ており、結局のところCmaxiは各教示点間の移動の際に
1回だけ算出すればよいことになる。一般に、制御装置
の演算部における演算周期(スキャンタイム)は数十m
秒であるが、各教示点間の移動に要する時間は数百m秒
〜数秒であるので、演算量の大きい遠心力及びコリオリ
力によるトルクの算出では、本実施形態の方が制御装置
に対する演算負荷が格段に小さくなる。
Here, the process of calculating the torque by the centrifugal force and the Coriolis force in the prior art and this embodiment will be compared. Torque C i due to centrifugal force and Coriolis force in the prior art, the command position theta i, theta has been stored in the memory
It is calculated from the angular velocity ω i obtained from the command position θ i ′ one calculation cycle before (i.e., one scan time before) i . After all, C i is calculated every calculation cycle (each scan time). I had to. On the other hand, the torque C due to the centrifugal force and the Coriolis force in the present embodiment
maxi is calculated from the intermediate position θ i half between the teaching points and the predicted maximum angular velocity V maxi at the intermediate position θ i half , and after all, C maxi is calculated when moving between the teaching points. It only needs to be calculated once. Generally, the operation cycle (scan time) in the operation unit of the control device is several tens of meters.
Although it is seconds, the time required for the movement between the teaching points is several hundred milliseconds to several seconds. Therefore, in the calculation of the torque by the centrifugal force and the Coriolis force, which requires a large amount of calculation, the present embodiment requires more calculation for the control device. The load becomes much smaller.

【0044】この中間位置θi halfにおける第i駆動軸
のアンバランストルクPi 及び最大許容トルクTsplyi
とから、同時刻において遠心力及びコリオリ力によるト
ルクが占めることのできる限界値(Tsplyi −Pi )を
求めることができるので、この限界値と式(9)より求
められた中間位置θi halfでの遠心力及びコリオリ力に
よるトルクの予想最大値Cmaxiとを比較する。具体的に
は、式(10)により、比率ρi を算出する(ステップ
17)。
[0044] The intermediate position theta i the i drive shaft unbalance torque P i and the maximum permissible torque T Splyi of the half
From this, the limit value (T splyi -P i ) at which the torque due to the centrifugal force and the Coriolis force can occupy at the same time can be obtained. Therefore, the intermediate value θ i obtained from this limit value and the expression (9) can be obtained. The expected maximum value C maxi of the torque due to the centrifugal force and Coriolis force in half is compared. Specifically, the ratio ρ i is calculated by the equation (10) (step 17).

【0045】[0045]

【数10】 (Equation 10)

【0046】式(10)により算出された比率ρi が1
未満のとき、すなわち遠心力及びコリオリ力によるトル
クが占めることのできる限界値(Tsplyi −Pi )より
も予想最大値Cmaxiが大きい場合は、中間位置θi half
における遠心力及びコリオリ力によるトルクによって、
第i駆動軸が許容トルクオーバー状態となる可能性があ
る。そこで比率ρi が1未満の場合は、遠心力及びコリ
オリ力によるトルクは概ね角速度の2乗に比例するもの
と考え、ρi ←√(ρi )と置き換えたうえで(ステッ
プ18)、先に算出した中間位置θi halfでのおおよそ
の予想最大角速度Vmaxiを、式(11)により修正し、
修正後の値を許容最大角速度とすることにする(ステッ
プ19)。一方、比率ρi が1以上のときは、遠心力及
びコリオリ力によるトルクの予想最大値Cmaxiが、限界
値(Tsplyi −Pi )以内に治まっているわけであるか
ら、この場合は修正の必要はなく、実際の演算処理では
式(11)においてρi =1とすることになる。
The ratio ρ i calculated by the equation (10) is 1
If the maximum value C maxi is larger than the limit value (T splyi -P i ) that the torque due to the centrifugal force and Coriolis force can occupy, the intermediate position θ i half
Due to the centrifugal and Coriolis forces at
There is a possibility that the i-th drive shaft will be in an allowable torque over state. Therefore, when the ratio ρ i is less than 1, it is considered that the torque due to the centrifugal force and Coriolis force is approximately proportional to the square of the angular velocity, and is replaced with ρ i ← √ (ρ i ) (step 18). The approximate expected maximum angular velocity V maxi at the intermediate position θ i half calculated by
The corrected value is set as the allowable maximum angular velocity (step 19). On the other hand, when the ratio ρ i is 1 or more, the expected maximum value C maxi of the torque due to the centrifugal force and the Coriolis force is within the limit value (T splyi −P i ). Is not necessary, and ρ i = 1 in Expression (11) in the actual arithmetic processing.

【0047】[0047]

【数11】 [Equation 11]

【0048】式(8)により算出された許容最大角加速
度αmaxi及び式(11)により修正された中間位置θi
halfでの許容最大角速度Vmaxiは、指令位置発生装置3
へ出力され(ステップ20)、指令位置発生装置3はこ
れらの値を角加速度及び角速度の上限値として、次回の
指令位置を導出する。
The maximum allowable angular acceleration α maxi calculated by the equation (8) and the intermediate position θ i corrected by the equation (11)
The maximum allowable angular velocity V maxi in half is determined by the command position generator 3
(Step 20), the command position generator 3 derives the next command position using these values as upper limits of the angular acceleration and angular velocity.

【0049】以上の処理のうち、ステップ11〜14
は、指令位置θi と、メモリに記憶しておいたθi より
も1演算周期前(1スキャンタイム前)の指令位置
θi ′のデータに基づいて処理しているので、演算周期
毎に行う必要があるが、ステップ15〜19は、各教示
点の中間位置における角速度に基づいているので、各教
示点間の移動の際に1回だけ行えばよい。これにより遠
心力及びコリオリ力によるトルクを算出する過程が、従
来技術の演算周期毎から、本実施形態の各教示点間の移
動毎に1回になったことにより、制御装置の演算負荷を
軽減することができる。
In the above processing, steps 11 to 14
Includes a command position theta i, since the processing on the basis of the data of the command position theta i 'of the stored in the memory theta i 1 calculation period before the (1 scan time ago), for each calculation cycle Steps 15 to 19 need to be performed only once when moving between the teaching points, because steps 15 to 19 are based on the angular velocity at the intermediate position between the teaching points. As a result, the process of calculating the torque due to the centrifugal force and the Coriolis force is reduced from once for each calculation cycle of the prior art to once for each movement between the teaching points of the present embodiment, thereby reducing the calculation load on the control device. can do.

【0050】[0050]

【発明の効果】本発明における多関節ロボットの加減速
制御方法によれば、遠心力及びコリオリ力によるトルク
は、各教示点間の中間位置と、この中間位置での予想最
大角速度とにより算出されるようにし、この算出過程は
各教示点間の移動の際に1回だけ行えばよいので、従来
技術のように演算周期毎に算出する必要はなくなり、簡
便に各駆動軸の許容最大角加速度αmaxi及び許容最大角
速度Vmaxiを算出できるようになった。そして、この許
容最大角加速度αmaxi及び許容最大角速度Vmaxiを用い
て多関節ロボットを加減速制御することにより、減速器
の破損及び寿命低下を防止できるようになった。
According to the articulated robot acceleration / deceleration control method of the present invention, the torque due to the centrifugal force and the Coriolis force is calculated from the intermediate position between the teaching points and the expected maximum angular velocity at the intermediate position. Since the calculation process only needs to be performed once at the time of movement between the teaching points, the calculation does not need to be performed for each calculation cycle as in the prior art, and the allowable maximum angular acceleration of each drive shaft can be simply obtained. α maxi and allowable maximum angular velocity V maxi can now be calculated. By controlling the acceleration and deceleration of the articulated robot using the allowable maximum angular acceleration α maxi and the allowable maximum angular velocity V maxi , breakage of the speed reducer and reduction in the life thereof can be prevented.

【0051】また、制御装置の演算負荷が軽減され、演
算周期が延びることがなくなったことにより、短ピッチ
移動性能の低下やリアルタイムトラッキング系の追従性
能の低下等の従来技術の不具合が解消されることとなっ
た。
Further, since the calculation load on the control device is reduced and the calculation cycle is not extended, problems of the prior art such as a decrease in short pitch movement performance and a decrease in follow-up performance of a real-time tracking system are solved. It became a thing.

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

【図1】本発明の一実施形態における、許容最大角加速
度αmaxi及び許容最大角速度Vmaxiの算出処理の流れを
示すフローチャートである。
FIG. 1 is a flowchart illustrating a flow of a calculation process of an allowable maximum angular acceleration α maxi and an allowable maximum angular velocity V maxi according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の一実施形態における、加減速制御方法
が適用されるシステムの一例を示すブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram illustrating an example of a system to which an acceleration / deceleration control method is applied according to an embodiment of the present invention.

【図3】従来技術における許容最大角加速度αmaxiの算
出処理の流れを示すフローチャートである。
FIG. 3 is a flowchart illustrating a flow of a calculation process of an allowable maximum angular acceleration α maxi according to the related art.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】動作中の多関節ロボットの各駆動軸の角
度、角速度、及び角加速度が他の駆動軸の動作から受け
る力すなわち反力の影響を受けるようにされている多関
節ロボットの加減速制御方法において、 各駆動軸について、駆動軸に対する指令位置θi により
規定されるアンバランストルクPi 、及びモータの発生
トルク限界Tmiと減速機の許容トルクTgiのうちいづれ
か値の小さい方のトルク値すなわち最大許容トルクT
splyi とによりトルク余裕率ξi を算出し、 算出された全ての駆動軸のトルク余裕率のうち最小の値
をもつものを最小トルク余裕率ξmin として抽出し、 各駆動軸について、前記最大許容トルクTsplyi 、前記
最小トルク余裕率ξmin 、及びイナーシャJi とによ
り、許容最大角加速度αmaxiを算出し、 一方、ティーチングにより設定された複数の教示点につ
いて、各教示点間の中間位置θi halfにおける角速度を
教示点の記録情報から算出し、これを予想最大角速度V
maxiとして設定し、 前記中間位置θi half及び予想最大角速度Vmaxiより、
中間位置θi halfでの遠心力及びコリオリ力の予想最大
値Cmaxiを算出し、 前記最大許容トルクTsplyi 及びアンバランストルクP
i より遠心力及びコリオリ力の限界値(Tsplyi
i )を算出し、該限界値(Tsplyi −Pi )と前記予
想最大値Cmaxiとの比((Tsplyi −Pi )/Cmaxi
を両者の比率ρi として設定し、 該比率ρi が1未満のときは前記予想最大角速度Vmaxi
に比率ρi の平方根(√ρi )を乗じて得た値を許容最
大角速度Vmaxiとして置き換え、一方、比率ρi が1以
上のときは前記予想最大角速度Vmaxiの値をそのまま許
容最大角速度Vmaxiとし、 動作中の多関節ロボットの全ての駆動軸について、各駆
動軸の角加速度αi が前記許容最大角加速度αmaxiを超
えず、かつ各駆動軸の角速度ωi が前記許容最大角速度
maxiを超えないように制御することにより、減速機の
破損及び寿命低下を防止するようにしたことを特徴とす
る多関節ロボットの加減速制御方法。
An articulated robot in which the angle, angular velocity, and angular acceleration of each drive shaft of the articulated robot during operation are influenced by a force received from the operation of another drive shaft, that is, a reaction force. In the deceleration control method, for each of the drive shafts, the unbalanced torque P i defined by the command position θ i with respect to the drive shaft, the generated torque limit T mi of the motor, or the allowable torque T gi of the speed reducer, whichever is smaller. Torque value, that is, the maximum allowable torque T
calculating a torque margin rate xi] i by the Splyi, extracting those with the smallest value of the torque margin rate of all the drive shafts which are calculated as the minimum torque margin rate xi] min, for each drive shaft, the maximum permissible The allowable maximum angular acceleration α maxi is calculated from the torque T splyi , the minimum torque margin ratio ξ min , and the inertia J i . On the other hand, for a plurality of teaching points set by teaching, an intermediate position θ between the teaching points is calculated. The angular velocity in i half is calculated from the recorded information of the teaching point, and this is calculated as the expected maximum angular velocity V
maxi , from the intermediate position θ i half and the expected maximum angular velocity V maxi ,
The expected maximum value C maxi of the centrifugal force and Coriolis force at the intermediate position θ i half is calculated, and the maximum allowable torque T splyi and the unbalance torque P are calculated.
limits of the centrifugal force and the Coriolis force than i (T splyi -
P i ), and the ratio of the limit value (T splyi -P i ) to the expected maximum value C maxi ((T splyi -P i ) / C maxi )
Is set as the ratio ρ i of the two, and when the ratio ρ i is less than 1, the expected maximum angular velocity V maxi
Replaces the value obtained by multiplying the square root (√ρ i) the ratio [rho i as permissible maximum velocity V maxi in, whereas the ratio [rho i is 1 or more as the maximum allowed angular velocity value of the expected maximum velocity V maxi when the V maxi , for all the drive axes of the articulated robot in operation, the angular acceleration α i of each drive axis does not exceed the allowable maximum angular acceleration α maxi , and the angular velocity ω i of each drive axis is the allowable maximum angular velocity An acceleration / deceleration control method for an articulated robot, wherein control is performed so as not to exceed V maxi to prevent damage to the reduction gear and shortening of its life.
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006528813A (en) * 2003-05-15 2006-12-21 シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト Movement guide method for movable machine element of numerically controlled machine tool or production machine
KR100836240B1 (en) * 2001-11-01 2008-06-09 현대중공업 주식회사 Method for controlling optimum speed acceleration/decrease of robot
JP2008132595A (en) * 2008-02-08 2008-06-12 Mitsubishi Electric Corp Robot control device
CN104339351A (en) * 2013-08-05 2015-02-11 株式会社东芝 Robot control device
CN107866738A (en) * 2016-09-27 2018-04-03 欧姆龙株式会社 Control device, control program and control method
WO2020255312A1 (en) * 2019-06-19 2020-12-24 三菱電機株式会社 Operation adjustment device for robot, operation control system, and robot system
WO2021159784A1 (en) * 2020-02-14 2021-08-19 珠海格力智能装备有限公司 Operation protection method and system for speed reducer for robot, and storage medium

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100836240B1 (en) * 2001-11-01 2008-06-09 현대중공업 주식회사 Method for controlling optimum speed acceleration/decrease of robot
JP2006528813A (en) * 2003-05-15 2006-12-21 シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト Movement guide method for movable machine element of numerically controlled machine tool or production machine
JP2008132595A (en) * 2008-02-08 2008-06-12 Mitsubishi Electric Corp Robot control device
CN104339351A (en) * 2013-08-05 2015-02-11 株式会社东芝 Robot control device
CN107866738A (en) * 2016-09-27 2018-04-03 欧姆龙株式会社 Control device, control program and control method
CN107866738B (en) * 2016-09-27 2020-03-27 欧姆龙株式会社 Control device, computer-readable storage medium, and control method
WO2020255312A1 (en) * 2019-06-19 2020-12-24 三菱電機株式会社 Operation adjustment device for robot, operation control system, and robot system
JPWO2020255312A1 (en) * 2019-06-19 2021-11-25 三菱電機株式会社 Robot motion adjustment device, motion control system and robot system
WO2021159784A1 (en) * 2020-02-14 2021-08-19 珠海格力智能装备有限公司 Operation protection method and system for speed reducer for robot, and storage medium

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