JPH1142576A - Control method and device for robot - Google Patents
Control method and device for robotInfo
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- JPH1142576A JPH1142576A JP9201259A JP20125997A JPH1142576A JP H1142576 A JPH1142576 A JP H1142576A JP 9201259 A JP9201259 A JP 9201259A JP 20125997 A JP20125997 A JP 20125997A JP H1142576 A JPH1142576 A JP H1142576A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、ロボットマニピュ
レータをサーボモータで駆動し、ロボットのエンドエフ
ェクタにかかった外力に対し柔軟に逃げる動作、すなわ
ちコンプライアンス動作を行うためのロボットの制御方
法および装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a robot control method and apparatus for driving a robot manipulator by a servomotor to flexibly escape an external force applied to an end effector of the robot, that is, a compliance operation.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、力センサを用いないで、ロボット
マニピュレータに外力が加わったときに、外力に追従し
てマニピュレータを動作させコンプライアンス動作を行
うロボットの制御装置（特開平６−３９７６０号）が知
られている。2. Description of the Related Art Conventionally, a robot controller (Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 6-39760) has been proposed which does not use a force sensor, and when an external force is applied to a robot manipulator, operates the manipulator in accordance with the external force to perform a compliance operation. Are known.
【０００３】この従来例は、ロボットマニピュレータに
外力が加わったときに、停止時に比べて増加したモータ
電流指令値に応じて位置変化分として位置指令値に加算
し、ロボットマニピュレータを動作させることで、ロボ
ット先端に力センサ等を設置せず、外力に追従してコン
プライアンス動作ができるものである。In this conventional example, when an external force is applied to a robot manipulator, the position is added to a position command value as a position change in accordance with a motor current command value increased compared to when the robot manipulator is stopped, and the robot manipulator is operated. A compliance operation can be performed by following an external force without installing a force sensor or the like at the tip of the robot.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来例
は、ロボットの停止時のモータ電流を基に外力を算出し
ているために、ロボットがプレイバック動作することで
モータ電流が変化するために、動作しているときはコン
プライアンス動作ができないという問題点があった。However, in the above conventional example, since the external force is calculated based on the motor current when the robot is stopped, the motor current changes due to the playback operation of the robot. However, there is a problem that the compliance operation cannot be performed when the operation is performed.
【０００５】本発明は、上記従来の問題点を解決するも
ので、力センサを用いずロボットマニピュレータに外力
が加わったときに柔軟に逃げる動作、すなわちコンプラ
イアンス動作を行うロボットの制御装置において、ロボ
ットがプレイバック動作で動いているときでも精度よく
コンプライアンス動作ができるロボットの制御方法およ
び装置を提供することを目的とする。An object of the present invention is to solve the above-mentioned conventional problems. In a control device for a robot that performs a flexible operation when an external force is applied to a robot manipulator without using a force sensor, that is, a compliance operation, It is an object of the present invention to provide a robot control method and apparatus capable of performing a compliance operation with high accuracy even when the robot is moving by a playback operation.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の第１手段は、ロボットマニピュレータを駆動
するサーボモータモータの電流値を検出し、前記サーボ
モータのモータ回転速度を検出し、前記モータ電流値と
前記モータ回転速度からロボットマニピュレータにかか
った外乱負荷トルクを検出し、検出した外乱負荷トルク
のうちロボットマニピュレータが動作することで変化す
るトルクを取り除く動作補償演算を行い、動作補償演算
結果からロボットマニピュレータの位置指令値を算出
し、コンプライアンス動作を行うことを特徴とするロボ
ットの制御方法である。In order to achieve the above object, a first means of the present invention detects a current value of a servo motor driving a robot manipulator, detects a motor rotation speed of the servo motor, An operation compensation operation is performed by detecting a disturbance load torque applied to the robot manipulator from the motor current value and the motor rotation speed, and removing an amount of torque detected by operating the robot manipulator from the detected disturbance load torque. A robot control method characterized by calculating a position command value of a robot manipulator from a result and performing a compliance operation.
【０００７】また、本発明の第２手段は、第１手段の動
作補償演算方法が、外乱負荷トルクの信号のうち周波数
の低い信号のみ透過するローパスフィルタ演算すること
によって動作補償演算する方法としたものである。Further, the second means of the present invention is the operation compensation operation method of the first means, wherein the operation compensation operation is performed by performing a low-pass filter operation that transmits only a low frequency signal among the disturbance load torque signals. Things.
【０００８】つぎに、本発明の第３手段は、第１手段の
動作補償演算方法が、外乱負荷トルクの信号を過去に検
出した信号と時間移動平均演算することによって動作補
償演算する方法としたものである。The third means of the present invention is a method wherein the operation compensation operation method of the first means performs the operation compensation operation by performing a time moving average operation on a signal of a disturbance load torque and a signal detected in the past in time. Things.
【０００９】つぎに、本発明の第４手段は、第１手段の
動作補償演算方法が、外乱負荷トルクの信号に微小な信
号を遮断する不感帯演算することによって動作補償演算
する方法としたものである。Next, a fourth means of the present invention is a method wherein the operation compensation operation method of the first means performs the operation compensation operation by performing a dead zone operation for interrupting a minute signal to a disturbance load torque signal. is there.
【００１０】つぎに、本発明の第５手段は、第１手段の
動作補償演算方法が、コンプライアンス動作開始時の外
乱負荷トルクの信号を記憶しておき検出した外乱負荷ト
ルクとの差を演算することによって動作補償演算する方
法としたものである。The fifth means of the present invention is characterized in that the operation compensation calculation method of the first means stores a signal of a disturbance load torque at the start of a compliance operation and calculates a difference from the detected disturbance load torque. Thus, the operation compensation operation is performed.
【００１１】つぎに、本発明の第６手段は、第１手段の
動作補償演算方法が、ロボットマニピュレータの重力を
補償演算することによって動作補償演算する方法とした
ものである。Next, a sixth means of the present invention is a method wherein the motion compensation calculation method of the first means performs a motion compensation calculation by compensating for the gravity of the robot manipulator.
【００１２】つぎに、本発明の第７手段は、ロボットマ
ニピュレータを駆動するサーボモータと、前記サーボモ
ータを駆動する電流を検出するモータ電流検出器と、前
記サーボモータの回転速度を検出するモータ回転速度検
出器と、前記モータ回転速度とモータ電流からロボット
マニピュレータにかかった外乱負荷トルクを検出する外
乱検出器と、ロボットマニピュレータが動作することで
変化するトルクを取り除く動作補償演算を行い、動作補
償演算結果からロボットマニピュレータの位置指令値を
演算する動作補償演算装置を備えたものである。Next, a seventh means of the present invention comprises a servo motor for driving a robot manipulator, a motor current detector for detecting a current for driving the servo motor, and a motor rotation for detecting a rotation speed of the servo motor. A speed detector, a disturbance detector that detects a disturbance load torque applied to the robot manipulator from the motor rotation speed and the motor current, and an operation compensation operation for removing a torque that changes when the robot manipulator operates, and an operation compensation operation. It is provided with a motion compensation calculation device for calculating a position command value of the robot manipulator from the result.
【００１３】つぎに、本発明の第８手段は、第７手段の
動作補償演算器が外乱負荷トルクの信号のうち周波数の
低い信号のみ透過するローパスフィルタ演算する構成と
したものである。Next, an eighth means of the present invention is arranged such that the operation compensator of the seventh means performs a low-pass filter operation which transmits only a low frequency signal among the disturbance load torque signals.
【００１４】つぎに、本発明の第９手段は、第７手段の
動作補償演算器が外乱負荷トルクの信号を過去に検出し
た信号と時間移動平均演算する構成としたものである。Next, the ninth means of the present invention is configured such that the operation compensation calculator of the seventh means performs a time moving average calculation of a signal of a disturbance load torque and a previously detected signal.
【００１５】つぎに、本発明の第１０手段は、第７手段
の動作補償演算器が外乱負荷トルクの信号に微小な信号
を遮断する不感帯演算する構成としたものである。Next, a tenth means of the present invention is configured such that the operation compensation calculator of the seventh means performs a dead zone calculation for interrupting a minute signal to a disturbance load torque signal.
【００１６】つぎに、本発明の第１１手段は、第７手段
の動作補償演算器がコンプライアンス動作開始時の外乱
負荷トルクの信号を記憶しておき検出した外乱負荷トル
クとの差を演算する構成としたものである。Next, an eleventh means of the present invention is characterized in that the operation compensation arithmetic unit of the seventh means stores a disturbance load torque signal at the start of the compliance operation and calculates a difference from the detected disturbance load torque. It is what it was.
【００１７】つぎに、本発明の第１２手段は、第７手段
の動作補償演算器がロボットマニピュレータの重力を補
償演算する構成としたものである。Next, a twelfth means of the present invention is configured such that the motion compensation calculator of the seventh means performs a compensation calculation of the gravity of the robot manipulator.
【００１８】[0018]
【発明の実施の形態】上記手段により、本発明の第１手
段による方法とその方法を用いるための第７手段の装置
によれば、ロボットがプレイバック動作で動いていると
きでも、力センサを用いずロボットマニピュレータに外
力が加わったときに正確にコンプライアンス動作を行う
作用を有する。According to the above-mentioned means, according to the method of the first means of the present invention and the apparatus of the seventh means for using the method, the force sensor can be used even when the robot is moving in a playback operation. It has the function of accurately performing a compliance operation when an external force is applied to the robot manipulator without using it.
【００１９】さらに、本発明の第２手段による方法とそ
の方法を用いるための第８手段の装置によれば、外乱負
荷トルクの信号のなかに周波数の高い雑音信号がはいっ
ても誤動作しない作用を有する。Further, according to the method according to the second means of the present invention and the apparatus according to the eighth means for using the method, even if a noise signal having a high frequency is included in the signal of the disturbance load torque, an operation that does not malfunction is provided. Have.
【００２０】さらに、本発明の第３手段による方法とそ
の方法を用いるための第９手段の装置によれば、外乱負
荷トルクの信号のなかに周波数の高い雑音記号がはいっ
ても誤動作しない作用を有する。Further, according to the method according to the third means of the present invention and the apparatus according to the ninth means for using the method, even if a noise symbol having a high frequency is included in the signal of the disturbance load torque, an operation that does not malfunction is provided. Have.
【００２１】さらに、本発明の第４手段による方法とそ
の方法を用いるための第１０手段の装置によれば、外乱
負荷トルクの信号のなかに微小な雑音信号がはいっても
誤動作しない作用を有する。Further, according to the method of the fourth means of the present invention and the apparatus of the tenth means for using the method, there is an effect that malfunction does not occur even if a small noise signal is included in the disturbance load torque signal. .
【００２２】さらに、本発明の第５手段による方法とそ
の方法を用いるための第１１手段の装置によれば、コン
プライアンス動作開始時に外乱負荷トルクに誤差を生じ
ないため誤動作しない作用を有する。Further, according to the method of the fifth means of the present invention and the apparatus of the eleventh means for using the method, there is provided an operation in which no error occurs in the disturbance load torque at the start of the compliance operation, thereby preventing malfunction.
【００２３】さらに、本発明の第６手段による方法とそ
の方法を用いるための第１２手段の装置によれば、ロボ
ットマニピュレータが動作し重力が変化しても誤動作し
ない作用を有する。Further, according to the method of the sixth aspect of the present invention and the apparatus of the twelfth means for using the method, the robot manipulator operates and does not malfunction even if gravity changes.
【００２４】以下、本発明の一実施の形態について図１
ないし図５を参照しながら説明する。FIG. 1 shows an embodiment of the present invention.
This will be described with reference to FIG.
【００２５】図１に示すように本実施の形態は、ロボッ
トマニピュレータを駆動するサーボモータ１ないし１Ｎ
と、サーボモータ１ないし１Ｎを駆動する電流を検出す
るモータ電流検出器２ないし２Ｎとを備えており、サー
ボ装置３ないし３Ｎ内に、ロータリエンコーダ４ないし
４Ｎの信号からサーボモータ１ないし１Ｎの回転速度を
検出するモータ回転速度検出器５ないし５Ｎと、モータ
回転速度とモータ電流からロボットマニピュレータにか
かった外乱負荷トルクを検出する外乱検出器６ないし６
Ｎとを備えており、演算装置７内に、外乱負荷トルクか
ら周波数の高い雑音信号を取り除くフィルタ演算器８
と、さらに微小な雑音信号を取り除く不感帯演算器１０
と、ロボットマニピュレータが動作しその重力が変化す
ることで発生するトルクを算出する重力補償演算器９
と、ロボットプログラム等からの指令でコンプライアン
ス動作開始の指令を発生する力制御開始指令発生器１１
と、力制御開始指令発生器１１が開始指令を発生したと
き不感帯演算器１０の出力を記憶する初期指令記憶演算
器１２と、コンプライアンス動作時に不感帯演算器１０
の出力から重力補償演算器９の出力と初期指令記憶演算
器１２の記憶内容を差し引きコンプライアンス動作の位
置指令値を算出する力制御演算器１３とを備えており、
ロボットマニピュレータに外乱負荷トルクＴ１ないしＴ
Ｎがかかったときに、演算装置７は検出された外乱負荷
トルクＴ１ないしＴＮから位置指令値Ｓ１ないしＳＮを
算出し、ロボットマニピュレータを外乱負荷トルクＴ１
ないしＴＮから逃げる方向に動作させるように構成され
ている。ロボットは通常複数のＮ軸のマニピュレータか
ら構成されているので、サーボモータ１ないし１Ｎとロ
ータリエンコーダ４ないし４Ｎとサーボ装置３ないし３
ＮはＮ軸分必要となる。As shown in FIG. 1, this embodiment employs servo motors 1 to 1N for driving a robot manipulator.
And motor current detectors 2 to 2N for detecting currents for driving the servo motors 1 to 1N. The rotation of the servo motors 1 to 1N is detected in the servo devices 3 to 3N based on signals from the rotary encoders 4 to 4N. Motor rotation speed detectors 5 to 5N for detecting the speed, and disturbance detectors 6 to 6 for detecting a disturbance load torque applied to the robot manipulator from the motor rotation speed and the motor current.
N, and a filter calculator 8 for removing a high-frequency noise signal from the disturbance load torque in the calculation device 7.
And dead zone arithmetic unit 10 for removing further minute noise signals
And a gravity compensation calculator 9 for calculating a torque generated when the robot manipulator operates and its gravity changes.
And a force control start command generator 11 for generating a command for starting a compliance operation by a command from a robot program or the like.
An initial command storage calculator 12 for storing the output of the dead zone calculator 10 when the force control start command generator 11 generates a start command, and a dead zone calculator 10 for compliance operation.
And a force control calculator 13 that subtracts the output of the gravity compensation calculator 9 and the storage content of the initial command storage calculator 12 from the output to calculate the position command value of the compliance operation.
Disturbance load torque T1 to T is applied to the robot manipulator.
When N is applied, the arithmetic unit 7 calculates the position command values S1 to SN from the detected disturbance load torques T1 to TN, and sets the robot manipulator to the disturbance load torque T1.
TN. Since the robot is usually composed of a plurality of N-axis manipulators, the servomotors 1 to 1N, the rotary encoders 4 to 4N, and the servo devices 3 to 3
N is required for N axes.
【００２６】通常外乱検出器はモータ電流からモータ回
転速度の時間微分値に負荷イナーシャを掛けたものをひ
いて外乱負荷トルクＴ１ないしはＴＮを算出している。Normally, the disturbance detector calculates the disturbance load torque T1 or TN by subtracting the time difference of the motor rotational speed multiplied by the load inertia from the motor current.
【００２７】そして、フィルタ演算器８に信号周波数の
低い信号のみ透過するローパスフィルタを用いた場合を
図２に示す。FIG. 2 shows a case where a low-pass filter that transmits only a signal having a low signal frequency is used as the filter operation unit 8.
【００２８】図２はカットオフ周波数（遮断周波数とも
いう）が約１．０ＫＨｚのローパスフィルタの特性であ
る。横軸に信号周波数を縦軸に透過倍率を示す。図から
明らかのようにローパスフィルタの入力である外乱負荷
トルクに周波数の高い雑音信号たとえば１００ＫＨｚの
信号が入っていても出力側に透過させないで、約１ＫＨ
ｚ以下の信号はそのまま透過させる。すなわち周波数の
高い雑音信号がはいっても誤ってコンプライアンス動作
しない。FIG. 2 shows the characteristics of a low-pass filter having a cut-off frequency (also called a cut-off frequency) of about 1.0 KHz. The horizontal axis shows the signal frequency and the vertical axis shows the transmission magnification. As is apparent from the figure, even if a high-frequency noise signal, for example, a signal of 100 KHz is included in the disturbance load torque, which is the input of the low-pass filter, the noise is not transmitted to the output side, but about 1 KH
Signals below z are transmitted as they are. That is, the compliance operation is not erroneously performed even if a high-frequency noise signal is present.
【００２９】しかしこのローパスフィルタをデジタル演
算処理するには処理時間がかかるので、簡便な方法とし
てはこのフィルタ演算器に時間移動平均演算器を用いる
ことができる。これは測定した外乱負荷トルクをそのま
ま用いるのではなく、過去に測定した外乱負荷トルクを
記憶しておき平均処理するもので、たとえば２ｍｓごと
に信号をサンプリングしていて５回時間移動平均する場
合は、８ｍｓ前と６ｍｓ前と４ｍｓ前と２ｍｓ前と今回
測定した５回の外乱負荷トルクを合計し５で割ったもの
を出力とする。これによっても瞬時的に大きな誤差信号
がはいっても平準化される。However, digital arithmetic processing of this low-pass filter takes a long processing time. Therefore, as a simple method, a time moving average arithmetic unit can be used as the filter arithmetic unit. This is not to use the measured disturbance load torque as it is, but to store the disturbance load torque measured in the past and to perform an averaging process. For example, when the signal is sampled every 2 ms and the moving average is performed five times, , 8 ms before, 6 ms before, 4 ms before, 2 ms before, and the five disturbance load torques measured this time are summed and divided by 5 to obtain an output. Even with this, even if a large error signal is instantaneously input, leveling is performed.
【００３０】つぎに、不感帯幅が４％である不感帯演算
を説明する図を図３に示す。図３は入力トルクが±２％
以内の小さな値の時は出力が０になり、その前後は比例
的に出力している。これによって外乱負荷トルクに微小
な雑音信号がはいっても誤ってコンプライアンス動作し
ない。ただし、ロボットマニピュレータに微小な外乱が
かかってもコンプライアンス動作はできない。Next, FIG. 3 is a diagram for explaining dead zone calculation in which the dead zone width is 4%. Fig. 3 shows that the input torque is ± 2%
When the value is small, the output becomes 0, and before and after the output is proportional. As a result, even if a small noise signal is included in the disturbance load torque, the compliance operation is not erroneously performed. However, even if a small disturbance is applied to the robot manipulator, the compliance operation cannot be performed.
【００３１】つぎに、コンプライアンス動作開始時の外
乱負荷トルクを記憶しておく方法について述べる。ロボ
ットプログラム等でコンプライアンス開始命令が発せら
れると、図１の力制御開始指令発生器１１から開始指令
が初期指令記憶演算器１２伝わる。そのときの外乱負荷
トルク（フィルタ処理や不感帯処理されたもの）の信号
を記憶しておき検出した外乱負荷トルクとの差を演算す
ることにより、コンプライアンス動作開始時に外乱負荷
トルクに誤差を生じないため、演算誤差等により誤って
コンプライアンス動作することはない。Next, a method of storing the disturbance load torque at the start of the compliance operation will be described. When a compliance start command is issued by a robot program or the like, a start command is transmitted from the force control start command generator 11 in FIG. By storing the signal of the disturbance load torque (filtered or dead band processed) at that time and calculating the difference from the detected disturbance load torque, no error occurs in the disturbance load torque at the start of the compliance operation. In addition, the compliance operation is not erroneously performed due to a calculation error or the like.
【００３２】つぎに、ロボットマニピュレータの重力補
償演算について図４、図５で説明する。図４はロボット
マニピュレータの図で、第１軸が旋回軸、第２軸がロア
アーム軸、第３軸がアッパーアーム軸である。第３軸は
図４の０度から９０度、１８０度と回転できる。このと
きこの第３軸にかかる外乱トルクの重力項を図示すると
図５となる。約０度の位置で重力項が最小になり、約９
０度の位置では第３軸が重力に対して真上方向になるた
め第３軸には重力項が０になり、約１８０度の位置で重
力項が最大となる。このとき重力に負けず第３軸を維持
するために最大トルクの役４．５％のトルクが必要であ
るということである。ロボットマニピュレータの位置に
よって必要な重力トルクがあらかじめわかっているの
で、その重力トルクを差し引くと外乱負荷トルクがより
正確に演算でき、ロボットマニピュレータが動作して重
力が変化しても誤動作によりコンプライアンス動作しな
くなる。Next, the gravity compensation calculation of the robot manipulator will be described with reference to FIGS. FIG. 4 is a diagram of a robot manipulator, in which a first axis is a turning axis, a second axis is a lower arm axis, and a third axis is an upper arm axis. The third axis can be rotated from 0 degree to 90 degrees and 180 degrees in FIG. FIG. 5 shows the gravity term of the disturbance torque applied to the third axis at this time. At about 0 degree, the gravitational term is minimized,
At the position of 0 degree, the third axis is directly above the gravity, so that the gravity term is 0 on the third axis, and the gravity term becomes maximum at the position of about 180 degrees. At this time, a torque of 4.5% of the maximum torque is required to maintain the third axis without losing gravity. The required gravity torque is known in advance depending on the position of the robot manipulator, so if the gravity torque is subtracted, the disturbance load torque can be calculated more accurately. .
【００３３】[0033]
【発明の効果】以上のように本発明の第１手段による方
法とその方法を用いるための第７手段の装置によれば、
ロボットマニピュレータを駆動するサーボモータと、サ
ーボモータを駆動する電流を検出するモータ電流検出器
と、サーボモータの回転速度を検出するモータ回転速度
検出器と、モータ回転速度とモータ電流からロボットマ
ニピュレータにかかった外乱負荷トルクを検出する外乱
検出器と、ロボットマニピュレータが動作することで変
化するトルクを取り除く動作補償演算を行い、動作補償
演算結果からロボットマニピュレータの位置指令値を演
算する動作補償演算装置を備えたことにより、ロボット
がプレイバック動作で動いているときでも、力センサを
用いずロボットマニピュレータに外力が加わったときに
正確にコンプライアンス動作することができるという優
れた効果を奏するものである。As described above, according to the method of the first means of the present invention and the apparatus of the seventh means for using the method,
A servo motor that drives the robot manipulator, a motor current detector that detects the current that drives the servo motor, a motor rotation speed detector that detects the rotation speed of the servo motor, and a motor rotation speed and motor current that apply to the robot manipulator. A disturbance detector that detects a disturbance load torque, and a motion compensation calculation device that performs a motion compensation calculation that removes torque that changes when the robot manipulator operates, and calculates a position command value of the robot manipulator from the motion compensation calculation result. As a result, even when the robot is moving by the playback operation, an excellent effect that the compliance operation can be accurately performed when an external force is applied to the robot manipulator without using the force sensor is exerted.
【００３４】また、本発明の第２手段による方法とその
方法を用いるための第８手段の装置によれば、前記第１
手段の動作補償演算装置を外乱負荷トルクの信号のうち
周波数の低い信号のみ透過するローパスフィルタ演算す
る構成としたことにより、外乱負荷トルクの信号のなか
に周波数の高い雑音信号がはいっても誤動作でコンプラ
イアンス動作しないという優れた効果を奏するものであ
る。According to the method of the second means of the present invention and the apparatus of the eighth means for using the method, the first means
The operation compensation operation device of the means is configured to perform a low-pass filter operation that transmits only a low-frequency signal among the disturbance load torque signals, thereby causing a malfunction even if a high-frequency noise signal is included in the disturbance load torque signal. This provides an excellent effect that the compliance operation is not performed.
【００３５】また、本発明の第３手段による方法とその
方法を用いるための第９手段の装置によれば、前記第１
手段の動作補償演算器を外乱負荷トルクの信号を過去に
検出した信号と時間移動平均演算する構成としたことに
より、外乱負荷トルクの信号のなかに周波数の高い雑音
信号がはいっても誤動作でコンプライアンス動作しない
という優れた効果を奏するものである。Further, according to the method of the third means of the present invention and the apparatus of the ninth means for using the method, the first method
The operation compensator of the means is configured to calculate the time-moving average of the signal of the disturbance load torque and the signal detected in the past. It has an excellent effect of not operating.
【００３６】また、本発明の第４手段による方法とその
方法を用いるための第１０手段の装置によれば、前記第
１手段の動作補償演算器を外乱負荷トルクの信号に微小
な信号を遮断する不感帯演算する構成としたことによ
り、外乱負荷トルクの信号のなかに微小な雑音信号がは
いっても誤動作によりコンプライアンス動作しないとい
う優れた効果を奏するものである。Further, according to the method of the fourth means of the present invention and the apparatus of the tenth means for using the method, the operation compensation arithmetic unit of the first means cuts off a minute signal to a disturbance load torque signal. With this configuration, an excellent effect is obtained that even if a small noise signal is included in the disturbance load torque signal, the compliance operation is not performed due to a malfunction.
【００３７】また、本発明の第５手段による方法とその
方法を用いるための第１１手段の装置によれば、前記第
１手段の動作補償演算器をコンプライアンス動作開始時
の外乱負荷トルクの信号を記憶しておき検出した外乱負
荷トルクとの差を演算する構成としたことにより、コン
プライアンス動作開始時に外乱負荷トルクに誤差を生じ
ないため誤動作によりコンプライアンス動作しないとい
う優れた効果を奏するものである。Further, according to the method of the fifth aspect of the present invention and the apparatus of the eleventh means for using the method, the operation compensation arithmetic unit of the first means is capable of transmitting a disturbance load torque signal at the start of a compliance operation. Since the configuration is such that the difference between the stored disturbance torque and the detected disturbance load torque is calculated, no error occurs in the disturbance load torque at the start of the compliance operation.
【００３８】また、本発明の第６手段による方法とその
方法を用いるための第１２手段の装置によれば、前記第
１手段の動作補償演算器をロボットマニピュレータの重
力を補償演算する構成としたことにより、ロボットマニ
ピュレータが動作し重力が変化しても誤動作によりコン
プライアンス動作しないという優れた効果を奏するもの
である。Further, according to the method of the sixth aspect of the present invention and the apparatus of the twelfth aspect for using the method, the motion compensating arithmetic unit of the first means is configured to compensate for the gravity of the robot manipulator. Thereby, even when the robot manipulator operates and the gravity changes, there is an excellent effect that the compliance operation is not performed due to a malfunction.
【図１】本発明の一実施の形態におけるロボットの制御
装置のブロック図FIG. 1 is a block diagram of a robot control device according to an embodiment of the present invention.
【図２】同実施の形態において、信号周波数の低い信号
のみ透過するローパスフィルタの特性図FIG. 2 is a characteristic diagram of a low-pass filter that transmits only a signal having a low signal frequency in the embodiment.
【図３】同実施の形態において、不感帯幅が４％である
不感帯演算の説明図FIG. 3 is an explanatory diagram of a dead zone calculation with a dead zone width of 4% in the embodiment.
【図４】同実施の形態において、重力補償演算を説明す
るロボットマニピュレータの斜視図FIG. 4 is a perspective view of a robot manipulator illustrating a gravity compensation calculation in the embodiment.
【図５】同実施の形態において、第３軸にかかる外乱ト
ルク重力項の特性図FIG. 5 is a characteristic diagram of a disturbance torque gravity term applied to a third axis in the embodiment.
１ないし１Ｎ サーボモータ ２ないし２Ｎ モータ電流検出器 ５ないし５Ｎ モータ回転速度検出器 ６ないし６Ｎ 外乱検出器 ７ 動作補償演算装置 ８ フィルタ演算器 ９ 重力補償演算器 １３ 力制御演算器 Ｓ１ないしＳＮ 位置指令値 Ｔ１ないしＴＮ 外乱負荷トルク 1 to 1N Servo motor 2 to 2N Motor current detector 5 to 5N Motor rotation speed detector 6 to 6N Disturbance detector 7 Operation compensation arithmetic unit 8 Filter arithmetic unit 9 Gravity compensation arithmetic unit 13 Force control arithmetic unit S1 to SN Position command Value T1 to TN Disturbance load torque
Claims (12)
ボモータのモータ電流値を検出し、前記サーボモータの
モータ回転速度を検出し、前記モータ電流値と前記モー
タ回転速度からロボットマニピュレータにかかった外乱
負荷トルクを検出し、検出した外乱負荷トルクからロボ
ットマニピュレータが動作することで変化するトルクを
取り除く動作補償演算を行い、動作補償演算結果からロ
ボットマニピュレータの位置指令値を演算し、コンプラ
イアンス動作を行うことを特徴とするロボットの制御方
法。1. A motor current value of a servomotor for driving a robot manipulator is detected, a motor rotation speed of the servomotor is detected, and a disturbance load torque applied to the robot manipulator is determined from the motor current value and the motor rotation speed. Detects and performs a motion compensation operation to remove the torque that changes due to the operation of the robot manipulator from the detected disturbance load torque, calculates a position command value of the robot manipulator from the operation compensation calculation result, and performs a compliance operation. Robot control method.
い信号のみ透過するローパスフィルタ演算することによ
ってロボットマニピュレータが動作することで変化する
トルクを取り除く動作補償演算を行い、動作補償演算結
果からロボットマニピュレータの位置指令値を演算する
ことを特徴とする請求項１記載のロボットの制御方法。2. A robot manipulator that performs an operation compensation operation that removes a torque that changes when the robot manipulator operates by performing a low-pass filter operation that transmits only a low-frequency signal among disturbance load torque signals, and obtains a robot manipulator from the operation compensation operation result. 2. The method according to claim 1, wherein the position command value is calculated.
信号と時間移動平均演算することによってロボットマニ
ピュレータが動作することで変化するトルクを取り除く
動作補償演算を行い、動作補償演算結果からロボットマ
ニピュレータの位置指令値を演算することを特徴とする
請求項１記載のロボットの制御方法。3. A motion compensation operation for removing a torque that changes due to the operation of the robot manipulator by performing a time moving average operation on a signal of a disturbance load torque and a signal detected in the past, and performing a motion compensation operation of the robot manipulator from the operation compensation operation result. 2. The control method for a robot according to claim 1, wherein a position command value is calculated.
断する不感帯演算することによってロボットマニピュレ
ータが動作することで変化するトルクを取り除く動作補
償演算を行い、動作補償演算結果からロボットマニピュ
レータの位置指令値を演算することを特徴とする請求項
１記載のロボットの制御方法。4. An operation compensation operation for removing a torque that changes when the robot manipulator operates by performing a dead zone operation for interrupting a minute signal to a disturbance load torque signal, and a position command of the robot manipulator is obtained from the operation compensation operation result. 2. The method according to claim 1, wherein a value is calculated.
トルクの信号を記憶しておき、検出した外乱負荷トルク
との差を演算することによって、ロボットマニピュレー
タが動作することで変化するトルクを取り除く動作補償
演算を行い、動作補償演算結果からロボットマニピュレ
ータの位置指令値を演算することを特徴とする請求項１
記載のロボットの制御方法。5. An operation compensation operation for storing a signal of a disturbance load torque at the start of a compliance operation and calculating a difference from the detected disturbance load torque to remove a torque that changes when the robot manipulator operates. And calculating a position command value of the robot manipulator from the operation compensation calculation result.
The described robot control method.
算することによって、ロボットマニピュレータが動作す
ることで変化するトルクを取り除く動作補償演算を行
い、動作補償演算結果からロボットマニピュレータの位
置指令値を演算することを特徴とする請求項１記載のロ
ボットの制御方法。6. A method of compensating for the gravity of a robot manipulator, performing an operation compensation operation for removing torque that changes when the robot manipulator operates, and calculating a position command value of the robot manipulator from the operation compensation calculation result. The method for controlling a robot according to claim 1, wherein:
ボモータと、前記サーボモータを駆動する電流を検出す
るモータ電流検出器と、前記サーボモータの回転速度を
検出するモータ回転速度検出器と、前記モータ回転速度
とモータ電流からロボットマニピュレータにかかった外
乱負荷トルクを検出する外乱検出器と、ロボットマニピ
ュレータが動作することで変化するトルクを取り除く動
作補償演算を行い、動作補償演算結果からロボットマニ
ピュレータの位置指令値を演算する動作補償演算装置を
備え、その位置指令値によってコンプライアンス動作を
行うロボットの制御装置。7. A servo motor for driving a robot manipulator, a motor current detector for detecting a current for driving the servo motor, a motor rotation speed detector for detecting a rotation speed of the servo motor, and the motor rotation speed. And a disturbance detector that detects the disturbance load torque applied to the robot manipulator from the motor current and an operation compensation operation that removes the torque that changes as the robot manipulator operates, and calculates the position command value of the robot manipulator from the operation compensation operation result. A control device for a robot that includes an operation compensation operation device that performs an operation and performs a compliance operation based on the position command value.
信号のうち周波数の低い信号のみ透過するローパスフィ
ルタ演算することによってロボットマニピュレータが動
作することで変化するトルクを取り除く動作補償演算を
行い、動作補償演算結果からロボットマニピュレータの
位置指令値を演算する構成とした請求項７記載のロボッ
トの制御装置。8. The operation compensation operation device performs an operation compensation operation for removing a torque that changes when the robot manipulator operates by performing a low-pass filter operation that transmits only a low-frequency signal among the disturbance load torque signals. 8. The robot control device according to claim 7, wherein a position command value of the robot manipulator is calculated from a compensation calculation result.
信号を過去に検出した信号と時間移動平均演算すること
によってロボットマニピュレータが動作することで変化
するトルクを取り除く動作補償演算を行い、動作補償演
算結果からロボットマニピュレータの位置指令値を演算
する構成とした請求項７記載のロボットの制御装置。9. The motion compensation operation device performs a motion compensation operation to remove a torque that changes by the operation of the robot manipulator by performing a time-moving average operation of a signal of a disturbance load torque and a signal detected in the past to perform a motion compensation operation. The robot control device according to claim 7, wherein a position command value of the robot manipulator is calculated from the calculation result.
の信号に微小な信号を遮断する不感帯演算することによ
ってロボットマニピュレータが動作することで変化する
トルクを取り除く動作補償演算を行い、動作補償演算結
果からロボットマニピュレータの位置指令値を演算する
構成とした請求項７記載のロボットの制御装置。10. An operation compensation operation device performs an operation compensation operation for removing a torque that changes due to the operation of a robot manipulator by performing a dead zone operation for interrupting a minute signal to a disturbance load torque signal, and the operation compensation operation result. 8. The robot control device according to claim 7, wherein a position command value of the robot manipulator is calculated from the command.
ス動作開始時の外乱負荷トルクの信号を記憶しておき検
出した外乱負荷トルクとの差を演算することによって、
ロボットマニピュレータが動作することで変化するトル
クを取り除く動作補償演算を行い、動作補償演算結果か
らロボットマニピュレータの位置指令値を演算する構成
とした請求項７記載のロボットの制御装置。11. An operation compensation arithmetic unit stores a signal of a disturbance load torque at the start of a compliance operation and calculates a difference between the signal and a detected disturbance load torque.
8. The robot control device according to claim 7, wherein the robot manipulator is configured to perform an operation compensation operation for removing a torque that changes when the robot manipulator operates, and to calculate a position command value of the robot manipulator from the operation compensation operation result.
ュレータの重力を補償演算することによって、ロボット
マニピュレータが動作することで変化するトルクを取り
除く動作補償演算を行い、動作補償演算結果からロボッ
トマニピュレータの位置指令値を演算する構成とした請
求項７記載のロボットの制御装置。12. The motion compensation operation device performs a motion compensation operation for removing a torque that changes when the robot manipulator operates by compensating the gravity of the robot manipulator, and performs a position command of the robot manipulator based on the operation compensation operation result. The control device for a robot according to claim 7, wherein the value is calculated.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9201259A JPH1142576A (en) | 1997-07-28 | 1997-07-28 | Control method and device for robot |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9201259A JPH1142576A (en) | 1997-07-28 | 1997-07-28 | Control method and device for robot |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1142576A true JPH1142576A (en) | 1999-02-16 |
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ID=16437986
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|---|---|---|---|
| JP9201259A Pending JPH1142576A (en) | 1997-07-28 | 1997-07-28 | Control method and device for robot |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1142576A (en) |
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