JPH1153021A - 産業用ロボットの加減速パターン生成方法 - Google Patents
産業用ロボットの加減速パターン生成方法Info
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- JPH1153021A JPH1153021A JP21096797A JP21096797A JPH1153021A JP H1153021 A JPH1153021 A JP H1153021A JP 21096797 A JP21096797 A JP 21096797A JP 21096797 A JP21096797 A JP 21096797A JP H1153021 A JPH1153021 A JP H1153021A
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- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B19/00—Programme-control systems
- G05B19/02—Programme-control systems electric
- G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
- G05B19/416—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by control of velocity, acceleration or deceleration
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- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/43—Speed, acceleration, deceleration control ADC
- G05B2219/43057—Adjust acceleration, speed until maximum allowable moment for axis
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/43—Speed, acceleration, deceleration control ADC
- G05B2219/43059—Accelerate, decelerate all axis as function of max, min, average speed axis
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ロボットの動作によって発生する負荷トルク
および摩擦トルクなど制御不能なトルクとサーボ系の応
答を考慮した最適な加減速パターンを生成する。 【解決手段】 各々がサーボモータにより駆動される複
数の関節によって結合された複数のアームを有する産業
用ロボットの加減速パターン生成方法において、前記各
関節に対応する各軸のうち少なくとも１つの軸に関し、
前記軸の位置、速度指令、加速度上限値１１、摩擦トル
ク、前記軸の減速機の減速比および伝達効率等の要件か
ら導かれるサーボ系全体の持つ速度−トルク１４の有効
範囲内で、発生されるトルクのピーク値が最大になるよ
う指令加減速度を増大または減少させ、これに応じて加
減速時間を調整し、前記加減速度および加減速時間で表
される加減速パターンを生成する。これにより、得られ
る加減速パターンは、サーボ系の動的な速度−加速度制
限の範囲内で最短の加減速パターンとなる。
および摩擦トルクなど制御不能なトルクとサーボ系の応
答を考慮した最適な加減速パターンを生成する。 【解決手段】 各々がサーボモータにより駆動される複
数の関節によって結合された複数のアームを有する産業
用ロボットの加減速パターン生成方法において、前記各
関節に対応する各軸のうち少なくとも１つの軸に関し、
前記軸の位置、速度指令、加速度上限値１１、摩擦トル
ク、前記軸の減速機の減速比および伝達効率等の要件か
ら導かれるサーボ系全体の持つ速度−トルク１４の有効
範囲内で、発生されるトルクのピーク値が最大になるよ
う指令加減速度を増大または減少させ、これに応じて加
減速時間を調整し、前記加減速度および加減速時間で表
される加減速パターンを生成する。これにより、得られ
る加減速パターンは、サーボ系の動的な速度−加速度制
限の範囲内で最短の加減速パターンとなる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、産業用ロボットの
位置決め制御時における加減速時間を最短にする加減速
パターン生成方法に関する。
位置決め制御時における加減速時間を最短にする加減速
パターン生成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】各々がサーボモータにより駆動される複
数の関節によって結合されたいくつかのアームを有する
産業用ロボットの加減速パターン生成方法の一般的な方
法として、工場もしくは現地で調整され、コントローラ
内部に設定された各軸の加減速度パラメータにより、速
度に応じた加減速時間を求め、加減速パターンを生成す
る方法が用いられる。しかし、この手法では、動作距離
が短い場合、サーボ系の追従遅れのため、速度や加速度
が十分発生されず、指令速度を上げても、動作時間が短
縮できないといった問題があった。また、ある作業で、
最適な加減速度のパラメータを設定すると姿勢が大きく
変わった場合や指令速度が変わった場合に、速度やトル
クが制限値を超えてしまうといった問題があった。この
ような問題を解決するために、特開平４−３６２７１０
号公報には、サーボモータの応答の速度−加速度曲線
が、サーボモータのトルクカーブから動摩擦分を差し引
いて求めた速度−加速度曲線の範囲内で接近するように
加減速度を増大させるサーボモータの最適加減速制御方
法が提案されている。
数の関節によって結合されたいくつかのアームを有する
産業用ロボットの加減速パターン生成方法の一般的な方
法として、工場もしくは現地で調整され、コントローラ
内部に設定された各軸の加減速度パラメータにより、速
度に応じた加減速時間を求め、加減速パターンを生成す
る方法が用いられる。しかし、この手法では、動作距離
が短い場合、サーボ系の追従遅れのため、速度や加速度
が十分発生されず、指令速度を上げても、動作時間が短
縮できないといった問題があった。また、ある作業で、
最適な加減速度のパラメータを設定すると姿勢が大きく
変わった場合や指令速度が変わった場合に、速度やトル
クが制限値を超えてしまうといった問題があった。この
ような問題を解決するために、特開平４−３６２７１０
号公報には、サーボモータの応答の速度−加速度曲線
が、サーボモータのトルクカーブから動摩擦分を差し引
いて求めた速度−加速度曲線の範囲内で接近するように
加減速度を増大させるサーボモータの最適加減速制御方
法が提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
手法を用いても、各々がサーボモータにより駆動される
複数の関節によって結合されたいくつかのアームを有す
る産業用ロボットの場合、各アーム間の干渉力および負
荷側アームからサーボモータへの干渉力や重力による落
下を防いでいるサーボモータの保持トルクの影響によ
り、トルクの制限値オーバーやトルク不足が発生する可
能性がある。また、サーボアンプの容量が小さい場合や
負荷の重量が大きい場合には、サーボモータの速度−ト
ルクの特性を十分生かせない場合がある。そこで本発明
は、ロボットの動作によって発生する負荷トルクおよび
摩擦トルクなど制御不能なトルクとサーボ系の応答を考
慮した最適な加減速パターンを生成することを目的とす
る。
手法を用いても、各々がサーボモータにより駆動される
複数の関節によって結合されたいくつかのアームを有す
る産業用ロボットの場合、各アーム間の干渉力および負
荷側アームからサーボモータへの干渉力や重力による落
下を防いでいるサーボモータの保持トルクの影響によ
り、トルクの制限値オーバーやトルク不足が発生する可
能性がある。また、サーボアンプの容量が小さい場合や
負荷の重量が大きい場合には、サーボモータの速度−ト
ルクの特性を十分生かせない場合がある。そこで本発明
は、ロボットの動作によって発生する負荷トルクおよび
摩擦トルクなど制御不能なトルクとサーボ系の応答を考
慮した最適な加減速パターンを生成することを目的とす
る。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
め、本発明の第１の手段は、各々がサーボモータにより
駆動される複数の関節によって結合された複数のアーム
を有する産業用ロボットの加減速パターン生成方法にお
いて、前記各関節に対応する各軸のうち少なくとも１つ
の軸に関し、前記軸の位置、前記軸の速度指令、前記軸
の加速度上限値、前記軸の摩擦トルク、前記軸の減速機
の減速比および伝達効率等の要件から導かれるサーボ系
全体の持つ速度−トルクの有効範囲内で、発生されるト
ルクのピーク値が最大になるよう指令加減速度を増大ま
たは減少させ、これに応じて加減速時間を調整し、前記
加減速度および加減速時間で表される加減速パターンを
生成することを特徴とする。また、本発明の第２の手段
は、各々がサーボモータにより駆動される複数の関節に
よって結合されたいくつかのアームを有する産業用ロボ
ットの加減速パターン生成方法において、前記各関節に
対応する各軸に関し、サーボモータの速度−トルク特
性、サーボアンプの電流容量に基づくトルク上限値、可
動部の許容速度および許容トルクに内包されるサーボ系
の静的な速度−トルクの有効範囲から、軸間の干渉を含
むアーム側からサーボモータ側への干渉トルク、重力に
よる保持トルク、および摩擦トルク分の動作時に発生す
る加減速に使用不能なトルク分を差し引いたサーボ系の
動的な速度−トルクの有効範囲内で、発生されるトルク
のピーク値が最大となるよう指令加減速度を増大または
減少させ、これに応じて加減速時間を調整し、全軸につ
いて求められた加減速時間の最大値を全軸共通の加減速
時間と定め、各軸サーボモータの加減速パターンを生成
することを特徴とする。上記手段により、発生される加
速度がサーボ系の動的な速度−トルク曲線の範囲内で接
近するように加減速パターンが生成されるため、得られ
る加減速パターンは、サーボ系の動的な速度−トルク制
限の範囲内で最短の加減速パターンとなる。
め、本発明の第１の手段は、各々がサーボモータにより
駆動される複数の関節によって結合された複数のアーム
を有する産業用ロボットの加減速パターン生成方法にお
いて、前記各関節に対応する各軸のうち少なくとも１つ
の軸に関し、前記軸の位置、前記軸の速度指令、前記軸
の加速度上限値、前記軸の摩擦トルク、前記軸の減速機
の減速比および伝達効率等の要件から導かれるサーボ系
全体の持つ速度−トルクの有効範囲内で、発生されるト
ルクのピーク値が最大になるよう指令加減速度を増大ま
たは減少させ、これに応じて加減速時間を調整し、前記
加減速度および加減速時間で表される加減速パターンを
生成することを特徴とする。また、本発明の第２の手段
は、各々がサーボモータにより駆動される複数の関節に
よって結合されたいくつかのアームを有する産業用ロボ
ットの加減速パターン生成方法において、前記各関節に
対応する各軸に関し、サーボモータの速度−トルク特
性、サーボアンプの電流容量に基づくトルク上限値、可
動部の許容速度および許容トルクに内包されるサーボ系
の静的な速度−トルクの有効範囲から、軸間の干渉を含
むアーム側からサーボモータ側への干渉トルク、重力に
よる保持トルク、および摩擦トルク分の動作時に発生す
る加減速に使用不能なトルク分を差し引いたサーボ系の
動的な速度−トルクの有効範囲内で、発生されるトルク
のピーク値が最大となるよう指令加減速度を増大または
減少させ、これに応じて加減速時間を調整し、全軸につ
いて求められた加減速時間の最大値を全軸共通の加減速
時間と定め、各軸サーボモータの加減速パターンを生成
することを特徴とする。上記手段により、発生される加
速度がサーボ系の動的な速度−トルク曲線の範囲内で接
近するように加減速パターンが生成されるため、得られ
る加減速パターンは、サーボ系の動的な速度−トルク制
限の範囲内で最短の加減速パターンとなる。
【０００５】
【発明の実施の形態】本発明においては、サーボモータ
の速度−トルク特性、サーボアンプの電流容量に基づく
トルク上限値、可動部の許容速度および許容トルクに内
包されるサーボ系の静的な速度−トルクの有効領域か
ら、軸間の干渉を含むアーム側からサーボモータ側への
干渉トルク、重力による保持トルク、および摩擦トルク
分の動作時に発生する加減速に使用不能なトルク分を差
し引いたサーボ系の動的な速度−トルクの有効範囲内
で、発生されるトルクのピーク値が最大となるよう指令
加減速度を増大または減少させ、これに応じて加減速時
間を調整し、前記加減速度および加減速時間で表される
加減速パターンを生成する。また、サーボ系の伝達関数
により、サーボ系全体の速度−トルクの有効範囲内で、
発生されるトルクのピーク値が最大になるよう指令加減
速度を増大または減少させ、これに応じて加減速度およ
び加減速時間を調整する。加減速処理された移動指令に
対して、さらにフィルタ処理を施して各軸サーボ系に指
令される場合、フィルタを含めたサーボ系の伝達関数に
より、サーボ系全体の速度−トルクの有効範囲内で、発
生させるトルクのピーク値が最大となるように指令加速
度を増大または減少させ、これに応じて加減速度および
加減速時間を調整する。
の速度−トルク特性、サーボアンプの電流容量に基づく
トルク上限値、可動部の許容速度および許容トルクに内
包されるサーボ系の静的な速度−トルクの有効領域か
ら、軸間の干渉を含むアーム側からサーボモータ側への
干渉トルク、重力による保持トルク、および摩擦トルク
分の動作時に発生する加減速に使用不能なトルク分を差
し引いたサーボ系の動的な速度−トルクの有効範囲内
で、発生されるトルクのピーク値が最大となるよう指令
加減速度を増大または減少させ、これに応じて加減速時
間を調整し、前記加減速度および加減速時間で表される
加減速パターンを生成する。また、サーボ系の伝達関数
により、サーボ系全体の速度−トルクの有効範囲内で、
発生されるトルクのピーク値が最大になるよう指令加減
速度を増大または減少させ、これに応じて加減速度およ
び加減速時間を調整する。加減速処理された移動指令に
対して、さらにフィルタ処理を施して各軸サーボ系に指
令される場合、フィルタを含めたサーボ系の伝達関数に
より、サーボ系全体の速度−トルクの有効範囲内で、発
生させるトルクのピーク値が最大となるように指令加速
度を増大または減少させ、これに応じて加減速度および
加減速時間を調整する。
【０００６】
【実施例】以下、本発明の実施例を具体的に説明する。
本実施例で説明するロボットモデルの構成を図１に示
す。ロボットは、３つの駆動軸により構成され、１は大
地に平行な軸回りに自由度を持つ第１軸、２は第１軸１
回りに駆動する第１アーム、３は第１アーム２の先端部
に設けられ、第１軸１に平行な軸回りに自由度を持つ第
２軸、４は第２軸３回りに駆動する第２アーム、５は第
２アーム４の先端部に設けられ、第２軸に平行な軸回り
に自由度を持つ第３軸、６は第３軸５回りに駆動し、先
端部に質点を有する第３アームである。各軸は１自由度
ずつ有し、合計３自由度を有する、ＸＹ平面内を動作す
るロボットである。そして、各軸がそれぞれ、重カモー
メント、加速度による慣性、他軸の動作による干渉トル
ク等の影響を受ける。図２は、駆動軸の構成を示すもの
である。各軸を駆動するサーボモータ７と減速機８を介
して、各アームが結合された負荷軸９で構成されてい
る。
本実施例で説明するロボットモデルの構成を図１に示
す。ロボットは、３つの駆動軸により構成され、１は大
地に平行な軸回りに自由度を持つ第１軸、２は第１軸１
回りに駆動する第１アーム、３は第１アーム２の先端部
に設けられ、第１軸１に平行な軸回りに自由度を持つ第
２軸、４は第２軸３回りに駆動する第２アーム、５は第
２アーム４の先端部に設けられ、第２軸に平行な軸回り
に自由度を持つ第３軸、６は第３軸５回りに駆動し、先
端部に質点を有する第３アームである。各軸は１自由度
ずつ有し、合計３自由度を有する、ＸＹ平面内を動作す
るロボットである。そして、各軸がそれぞれ、重カモー
メント、加速度による慣性、他軸の動作による干渉トル
ク等の影響を受ける。図２は、駆動軸の構成を示すもの
である。各軸を駆動するサーボモータ７と減速機８を介
して、各アームが結合された負荷軸９で構成されてい
る。
【０００７】本実施例では、簡単のため、速度−トルク
の特性を速度−加速度に換算して説明する。図３は、サ
ーボ系の静的な速度−加速度有効範囲を示している。サ
ーボモータの速度−加速度特性曲線１０とサーボアンプ
の電流容量により制限される加速度制限１１、減速機保
護のために設けられた加速度制限および減速機保護のた
めに設けられた速度制限１２に内包される範囲がサーボ
系の静的な加速度−速度の有効範囲１３となり、太線部
をサーボ系の静的な速度−加速度曲線１４とする。本実
施例では、簡単のため、図４に示すように加速度上限値
Ａmax、速度Ｖmaxの範囲をサーボ系の静的な速度−加速
度の有効範囲１５として説明する。
の特性を速度−加速度に換算して説明する。図３は、サ
ーボ系の静的な速度−加速度有効範囲を示している。サ
ーボモータの速度−加速度特性曲線１０とサーボアンプ
の電流容量により制限される加速度制限１１、減速機保
護のために設けられた加速度制限および減速機保護のた
めに設けられた速度制限１２に内包される範囲がサーボ
系の静的な加速度−速度の有効範囲１３となり、太線部
をサーボ系の静的な速度−加速度曲線１４とする。本実
施例では、簡単のため、図４に示すように加速度上限値
Ａmax、速度Ｖmaxの範囲をサーボ系の静的な速度−加速
度の有効範囲１５として説明する。
【０００８】図５は、速度指令から駆動軸の速度応答ま
でのブロック図である。加減速処理された速度指令は、
速度フィルタ１６を介し、コントローラ１７、サーボモ
ータ１８により構成されるサーボ系１９へ指令され、各
駆動軸２０が駆動される。本実施例では、速度フィルタ
を含めたサーボ系の応答を１次遅れでモデル化した場合
について、各軸の応答の時定数をＴ1、Ｔ2、Ｔ3とし
て、説明する。各軸の位置、速度指令、加速度上限値Ａ
maxより、一般的なラグランジェの運動方程式を使っ
て、各負荷軸に発生されるトルクを計算し、τ1、τ2、
τ3とする。また、動作時に各軸に発生される摩擦トル
クをＤ1、Ｄ2、Ｄ3とする。各軸の減速機の減速比を
Ｎ1、Ｎ2、Ｎ3、負荷軸への伝達効率をη1、η2、η3と
すると、各軸サーボモータで発生させることが出来る加
速度の上限値は、下記の式で導出される。但し、Ｊmは
可動部の慣性モーメントである。
でのブロック図である。加減速処理された速度指令は、
速度フィルタ１６を介し、コントローラ１７、サーボモ
ータ１８により構成されるサーボ系１９へ指令され、各
駆動軸２０が駆動される。本実施例では、速度フィルタ
を含めたサーボ系の応答を１次遅れでモデル化した場合
について、各軸の応答の時定数をＴ1、Ｔ2、Ｔ3とし
て、説明する。各軸の位置、速度指令、加速度上限値Ａ
maxより、一般的なラグランジェの運動方程式を使っ
て、各負荷軸に発生されるトルクを計算し、τ1、τ2、
τ3とする。また、動作時に各軸に発生される摩擦トル
クをＤ1、Ｄ2、Ｄ3とする。各軸の減速機の減速比を
Ｎ1、Ｎ2、Ｎ3、負荷軸への伝達効率をη1、η2、η3と
すると、各軸サーボモータで発生させることが出来る加
速度の上限値は、下記の式で導出される。但し、Ｊmは
可動部の慣性モーメントである。
【０００９】
【数１】 簡単のため、各軸に対応した添え字をｉ＝｛１，２，
３｝とする。数１の右辺第２項を動作開始時の状態から
一定値として求めると、図６に示すように加減速パラメ
ータを一定値として求めることができる。図６におい
て、１５はサーボ系の静的な加速度−速度の有効範囲、
２１は動作時に発生する加減速に使用不能なトルク分、
２２は本実施例でのサーボ系の動的な加速度−速度の有
効範囲である。
３｝とする。数１の右辺第２項を動作開始時の状態から
一定値として求めると、図６に示すように加減速パラメ
ータを一定値として求めることができる。図６におい
て、１５はサーボ系の静的な加速度−速度の有効範囲、
２１は動作時に発生する加減速に使用不能なトルク分、
２２は本実施例でのサーボ系の動的な加速度−速度の有
効範囲である。
【００１０】ここで、速度の上限を無視し、図７に示す
ように指令速度波形を加速度一定の対称な三角波形２４
とすると、指令加速度ａi、加速時間ｔi、移動距離（回
転角度）Ｓiの関係式は、下記の式で表される。
ように指令速度波形を加速度一定の対称な三角波形２４
とすると、指令加速度ａi、加速時間ｔi、移動距離（回
転角度）Ｓiの関係式は、下記の式で表される。
【数２】 ここで、指令加速度ａiに加速度上限値Ａimax’を代入
し、仮の加速時間ｔi’を求め、
し、仮の加速時間ｔi’を求め、
【数３】 仮の加減速時間ｔ’を全軸で最大のものにそろえ、
【数４】 数２を変形した下記の式により、到達目標の加速度Ａi
を計算する。
を計算する。
【数５】 到達目標の加速度Ａiに対して、ｉ軸の指令加速度ａiは
次式により求められる。
次式により求められる。
【数６】 数６は、下記の一般的な１次遅れの方程式を変形したも
のである。
のである。
【数７】 数２に数６より求められた指令加速度ａiを代入するこ
とにより、各軸の最適な加減速時間ｔが求められる。数
４同様、全軸の加減速時間をそろえ、加速時間ｔが決定
される。
とにより、各軸の最適な加減速時間ｔが求められる。数
４同様、全軸の加減速時間をそろえ、加速時間ｔが決定
される。
【数８】 数５同様、加速時間ｔにより、指令される加速度を調整
する。
する。
【数９】 上記加速度指令ａiにより、加減速パターンを生成すれ
ば、サーボ系全体の速度−加速度制限の範囲内で最短の
加減速パターンとなる。
ば、サーボ系全体の速度−加速度制限の範囲内で最短の
加減速パターンとなる。
【００１１】ロングモーションの場合、動作終了点での
状態から負荷軸に発生されるトルクを求め、これに基づ
き加速時と同様の計算を行うことにより、最適な加減速
を行うことができる。上記で得られた加減速パターン
は、図５のブロック図において、速度指令として速度フ
ィルタ１６に入力され、平滑化された後、サーボ系１９
に入力される。サーボ系１９内では、コントローラ１７
により算出されたトルク指令がサーボモータ１８に指令
され、トルクとして駆動軸２０に伝達される。本発明で
は、コントローラ１７、サーボモータ１８、駆動軸２０
の速度−トルク特性の範囲内でサーボモータ１８へのト
ルク指令が最大となるよう加減速度および加減速時間を
あらかじめ調整して、速度フィルタ１６に入力するた
め、駆動軸２０が常に最短の時間で駆動されるものとな
る。
状態から負荷軸に発生されるトルクを求め、これに基づ
き加速時と同様の計算を行うことにより、最適な加減速
を行うことができる。上記で得られた加減速パターン
は、図５のブロック図において、速度指令として速度フ
ィルタ１６に入力され、平滑化された後、サーボ系１９
に入力される。サーボ系１９内では、コントローラ１７
により算出されたトルク指令がサーボモータ１８に指令
され、トルクとして駆動軸２０に伝達される。本発明で
は、コントローラ１７、サーボモータ１８、駆動軸２０
の速度−トルク特性の範囲内でサーボモータ１８へのト
ルク指令が最大となるよう加減速度および加減速時間を
あらかじめ調整して、速度フィルタ１６に入力するた
め、駆動軸２０が常に最短の時間で駆動されるものとな
る。
【００１２】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、産
業用ロボットの位置決め制御時において、サーボ系全体
の動的な速度−加速度の有効範囲内で発生されるトルク
のピーク値を最大となるように調整できるため、動作可
能な最短の加減速パターンを生成することができる。ま
た、可動部および電流アンプの許容値を考慮しているた
め、動作時間を短縮しながらも、機器の寿命の向上を実
現することができる。
業用ロボットの位置決め制御時において、サーボ系全体
の動的な速度−加速度の有効範囲内で発生されるトルク
のピーク値を最大となるように調整できるため、動作可
能な最短の加減速パターンを生成することができる。ま
た、可動部および電流アンプの許容値を考慮しているた
め、動作時間を短縮しながらも、機器の寿命の向上を実
現することができる。
【図１】 ロボットモデルの構成を示す説明図である。
【図２】 駆動軸の構成を示す概略斜視図である。
【図３】 サーボ系の静的な速度−加速度有効範囲を示
す説明図である。
す説明図である。
【図４】 本実施例でのサーボ系の静的な速度−加速度
有効範囲を示す説明図である。
有効範囲を示す説明図である。
【図５】 速度指令から駆動軸の速度応答までのブロッ
ク図である。
ク図である。
【図６】 本実施例でのサーボ系の動的な速度−加速度
有効範囲を示す説明図である。
有効範囲を示す説明図である。
【図７】 本実施例で加減速度導出時に仮定する加減速
パターンを示す説明図である。
パターンを示す説明図である。
１ 第１軸、２ 第１アーム、３ 第２軸、４ 第２ア
ーム、５ 第３軸、６第３アーム、７ サーボモータ、
８ 減速機、９ 負荷軸、１０ サーボモータの速度−
加速度特性曲線、１１ サーボアンプの電流容量により
制限される加速度制限値、１２ 減速機保護のために設
けられた加速度および速度の制限値、１３ サーボ系の
静的な加速度−速度の有効範囲、１４ サーボ系の静的
な加速度−速度曲線、１５ 本実施例でのサーボ系の静
的な加速度−速度の有効範囲、１６ 速度フィルタ、１
７ コントローラ、１８ サーボモータ、１９ サーボ
系、２０ 駆動軸、２１ 動作時に発生する加減速に使
用不能なトルク分、２２本実施例でのサーボ系の動的な
加速度−速度の有効範囲、２３ 加速時間ｔ、２４ 速
度の傾きａ（加速度）、２５ 移動距離Ｓ
ーム、５ 第３軸、６第３アーム、７ サーボモータ、
８ 減速機、９ 負荷軸、１０ サーボモータの速度−
加速度特性曲線、１１ サーボアンプの電流容量により
制限される加速度制限値、１２ 減速機保護のために設
けられた加速度および速度の制限値、１３ サーボ系の
静的な加速度−速度の有効範囲、１４ サーボ系の静的
な加速度−速度曲線、１５ 本実施例でのサーボ系の静
的な加速度−速度の有効範囲、１６ 速度フィルタ、１
７ コントローラ、１８ サーボモータ、１９ サーボ
系、２０ 駆動軸、２１ 動作時に発生する加減速に使
用不能なトルク分、２２本実施例でのサーボ系の動的な
加速度−速度の有効範囲、２３ 加速時間ｔ、２４ 速
度の傾きａ（加速度）、２５ 移動距離Ｓ
Claims (5)
- 【請求項１】 各々がサーボモータにより駆動される複
数の関節によって結合された複数のアームを有する産業
用ロボットの加減速パターン生成方法において、 前記各関節に対応する各軸のうち少なくとも１つの軸に
関し、 前記軸の位置、前記軸の速度指令、前記軸の加速度上限
値、前記軸の摩擦トルク、前記軸の減速機の減速比およ
び伝達効率等の要件から導かれるサーボ系全体の持つ速
度−トルクの有効範囲内で、発生されるトルクのピーク
値が最大になるよう指令加減速度を増大または減少さ
せ、これに応じて加減速時間を調整し、前記加減速度お
よび加減速時間で表される加減速パターンを生成するこ
とを特徴とする産業用ロボットの加減速パターン生成方
法。 - 【請求項２】 サーボモータの速度−トルク特性、サー
ボアンプの電流容量に基づくトルク上限値、可動部の許
容速度および許容トルクに内包されるサーボ系の静的な
速度−トルクの有効領域から、軸間の干渉を含むアーム
側からサーボモータ側への干渉トルク、重力による保持
トルク、および摩擦トルク分の動作時に発生する加減速
に使用不能なトルク分を差し引いたサーボ系の動的な速
度−トルクの有効範囲内で、発生されるトルクのピーク
値が最大となるよう指令加減速度を増大または減少さ
せ、これに応じて加減速時間を調整し、前記加減速度お
よび加減速時間で表される加減速パターンを生成するこ
とを特徴とする請求項１記載の産業用ロボットの加減速
パターン生成方法。 - 【請求項３】 各々がサーボモータにより駆動される複
数の関節によって結合されたいくつかのアームを有する
産業用ロボットの加減速パターン生成方法において、 前記各関節に対応する各軸に関し、 サーボモータの速度−トルク特性、サーボアンプの電流
容量に基づくトルク上限値、可動部の許容速度および許
容トルクに内包されるサーボ系の静的な速度−トルクの
有効範囲から、軸間の干渉を含むアーム側からサーボモ
ータ側への干渉トルク、重力による保持トルク、および
摩擦トルク分の動作時に発生する加減速に使用不能なト
ルク分を差し引いたサーボ系の動的な速度−トルクの有
効範囲内で、発生されるトルクのピーク値が最大となる
よう指令加減速度を増大または減少させ、これに応じて
加減速時間を調整し、 全軸について求められた加減速時間の最大値を全軸共通
の加減速時間と定め、各軸サーボモータの加減速パター
ンを生成することを特徴とする産業用ロボッ卜の加減速
パターン生成方法。 - 【請求項４】 サーボ系の伝達関数により、サーボ系全
体の速度−トルクの有効範囲内で、発生させるトルクの
ピーク値が最大となるように指令加速度を増大または減
少させ、これに応じて加減速度および加減速時間を調整
することを特徴とする請求項１、２または３記載の産業
用ロボットの加減速パターン生成方法。 - 【請求項５】 加減速処理された移動指令に対して、さ
らにフィルタ処理を施して各軸サーボ系に指令される場
合、 フィルタを含めたサーボ系の伝達関数により、サーボ系
全体の速度−トルクの有効範囲内で、発生させるトルク
のピーク値が最大となるように指令加速度を増大または
減少させ、これに応じて加減速度および加減速時間を調
整することを特徴とする請求項１から４のいずれかの項
に記載の産業用ロボットの加減速パターン生成方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21096797A JPH1153021A (ja) | 1997-08-05 | 1997-08-05 | 産業用ロボットの加減速パターン生成方法 |
| PCT/JP1998/003462 WO1999008167A1 (fr) | 1997-08-05 | 1998-08-03 | Procede permettant de generer une consigne d'acceleration/deceleration destinee a un robot industriel |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21096797A JPH1153021A (ja) | 1997-08-05 | 1997-08-05 | 産業用ロボットの加減速パターン生成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1153021A true JPH1153021A (ja) | 1999-02-26 |
Family
ID=16598095
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21096797A Pending JPH1153021A (ja) | 1997-08-05 | 1997-08-05 | 産業用ロボットの加減速パターン生成方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1153021A (ja) |
| WO (1) | WO1999008167A1 (ja) |
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- 1997-08-05 JP JP21096797A patent/JPH1153021A/ja active Pending
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- 1998-08-03 WO PCT/JP1998/003462 patent/WO1999008167A1/ja active Application Filing
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Also Published As
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