JPS58182706A - ロボツトの数値制御方法 - Google Patents

ロボツトの数値制御方法

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JPS58182706A
JPS58182706A JP6678982A JP6678982A JPS58182706A JP S58182706 A JPS58182706 A JP S58182706A JP 6678982 A JP6678982 A JP 6678982A JP 6678982 A JP6678982 A JP 6678982A JP S58182706 A JPS58182706 A JP S58182706A
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JP
Japan
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output
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motor
robot
time
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Pending
Application number
JP6678982A
Other languages
English (en)
Inventor
Terushi Inoue
昭史 井上
Yoshinobu Ueda
上田 芳伸
Koushirou Takeda
武田 光資郎
Takeshi Gunji
郡司 剛士
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Gakki Co Ltd
Original Assignee
Nippon Gakki Co Ltd
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Publication date
Application filed by Nippon Gakki Co Ltd filed Critical Nippon Gakki Co Ltd
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Publication of JPS58182706A publication Critical patent/JPS58182706A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00Programme-control systems
    • G05B19/02Programme-control systems electric
    • G05B19/18Numerical 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
    • G05B19/416Numerical 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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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Numerical Control (AREA)
  • Feedback Control In General (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はロボットの数値制御方法に関するものであり
、詳しくは外力あるいは慣性負荷の変動に応じてロボッ
ト駆動用のサーボモータの出力を最適値に自動的に調整
することのできるロボットの数値制御方法の改良に関す
るものである。
従来の代表的なロボットの数値制御方法としては、マス
ロボットのアーム系を駆動するサーボモータの回転位置
、回転速度をエンコータ、タコジェネレータなどで検知
してこれらを時刻11こおける位置X (tl速度X 
<t)として信号出力させておく。
コンピュータ、テープリーダ等の外部指令機器からの位
置指令(目標位置:X5(t))があった場合には、前
述の時刻tにおける位置X (t)を、サーボモータの
駆動速度を決定する速度制御回路Oこ読みこませ、速度
制御回路内においてモータの目標速度X s (t)を
算出する。そして速度制御回路の出力である目標速度X
 s (t)及びタコジェネレータの出力である時刻t
における速度X <t、)をサーボモータの出力を制御
する出力制御回路に入力させる。また出力制御回路内に
おいて目標速度X a (t)と速度大(tlとの差、
即ち文s (t) −X (tiをパラメータとして固
定の関数fによって時刻tにおける目標、速度X5(t
lと゛実際の速度x (t)、J−の差を補正する°た
めにサーボモータが発生すべき出力T(tl (T(t
)= f (又5(t)−X(L)))を算出する。そ
してサーボモータへの電力供給用の増幅器を介してサー
ボモータにサーボモータが前記出力を発生ずるのに必要
な電力を供給すべく前述の出力制御回路から増幅器に指
令と行なう。このようにしてサーボモータの駆動制御を
行ない、位置指令通りの動作をロボットに次々と行なわ
している。
ところで上記した従来の数値制御方法においては目標速
度X5(t)と時刻tにおける速度X(t)からサーボ
モータの目標出力を算出するに際して使用される関数f
が固定であるため、慣性負荷、外力の大きさに拘らずサ
ーボモータの発生すべき出力が一律に決定されてしまう
一般にサーボモータの出力Tと被駆動物の加速度Xとは T=MX+F  ;  Mは被駆動物の慣性負荷、Fは
モータの電気子抵抗、重力、 摩擦力、軸受の粘性抵抗、バ ネによる張引力、ロボットの 作業に対する反力等の外力 の関係があるが、例えばロボットのアーム部の長さ、あ
るいは位置が変わったり、移動すべき負荷の大きさが変
化した場合または加工などの外力がロボットのアームに
加わった場合には被駆動物の慣性負荷Mあるいは外力F
が変動する。
このため従来の数値制御方法では上記の関数fを被駆動
物の慣性負荷M1あるいは外力Fに対して所謂現物合わ
せて最適値に調整、決定する必要があり、またロボット
の正確な位置決め制御を行なうためには、慣性負荷Mあ
るいは外力Fの変動幅に応じてサーボモータあるいは増
幅器を大容量の余裕のあるものにしなければならないと
いう欠点がある。
この発明は従来の上記欠点に鑑み、慣性負荷あ   □
るいは外力の変動に応じて自動的にサーボモータの出力
値を最適値に補正でき、サーボモータある 3− いは増幅器を不必要に犬容量化することのないロボット
の数値制御方法を提供することを目的としたもので、過
去(t−2Δ1,1−Δt)のモータの発生した出力、
加速度から現時刻(tlにおいてロボットに働く慣性負
荷、外力を求め、また位置指令によるモータ目標位置と
現時刻における位置及び速度から現時刻から次回(t−
Δt)におけるモータの目標加速度を求め、これらをも
とにして現時刻から次回までのモータの発生出力を算出
することを要旨とする。
以下添付の図面に示す実施例によってこの発明の詳細な
説明する。
図面において増幅器16から電力供給されるロボット駆
動用のサーボモータlの速度及び位置はタコジェネレー
タ2、エンコーダ3によりそれぞれ検知され、かつ時刻
tにおいて速度はX(t)、位置はX (t)としてA
ND回路4.5の一万の端子にそれぞれ信号出力されて
いる。
AND回路4.5の他方の端子には一定周期ΔLで信号
を発生しているインク、−パルタイマ6−4 = の出力が入力されている。従ってAND回路4はAND
条件が成立する周期Δtで時刻tにおけるサーボモータ
1の速度x (tlを信号出力し、この出力は、第1演
算ブロツク7、第1記憶ブロツク8及び第2演算ブロツ
ク9のそれぞれに入力され、第1記憶ブロツク8におい
てX(t)は記憶される。
第1記憶ブロツク8には、時刻(t−Δt)においてA
 N、D回路4から入力された時刻(t−Δt)におけ
るサーボモータ1の速度文(t−Δt)が記憶されてお
り、AND回路4からの信号入力があると第1記憶ブロ
ツク8は速度X(t−Δt)を第1演算ブロツク7に信
号出力する。そして第1演算ブロツクは時刻(t−Δt
)から時刻を間のサーボモータlの平均加速度X(t−
Δt)である( X(tl−文(を−Δt))/Δtを
算出して信号出力する。
一方AND回路5から信号出力される時刻tにおけるサ
ーボモータlの位置X (tlは第3演算ブロツクlO
に入力される。第3演算ブロツク10にはまた外部機器
からの指令番こよる時刻t+Δtにおける目標位置X5
(t+Δt)が入力されている。
第3演算ブロツク】0はこれらの入力を受けて関数gに
よってロボットが時刻tにおける位置X (t)から目
標位置X5(t+Δt)までの時刻t〜(1+Δt)間
におけるサーボモータ1の目標速度Xsであるg(Xs
(t+Δt ’)−X(tl )を算出して第2演算ブ
ロツク9に信号出力する。第2演算ブロツク9はAND
回路4から信号出力される時刻tにおけるサーボモータ
1の速度X (tl及び目標速度X5(1)を入力して
サーボモータ1の速度が現在の速度から目標速度になる
のζこ必要な時刻t〜(t+Δt)間におけるサーボモ
ータ1の目標加速度である(欠s(t+Δt)−文(t
)) /Δtを算出して第4演算ブロツク11に信号出
力する。
一方第1演算フロック7から出力信号された時刻(を−
Δt)〜tiこおけるサーボモータ1の加速度X(t−
Δt)は第5演算ブロツク12及び第2記憶フロツク1
3iこ信号出力される。第2記憶ブロツク13iこは時
刻(を−Δt)において第1演算フロツク7から信号出
力された時刻(t−2Δt)〜(を−Δt)におけるサ
ーボモータ1の加速度:X(t−2Δt)が記憶されて
おり、第2記憶フロツク13は今回入力された時刻(t
−Δt)〜tζこおけるサーボモータ1の加速度1(t
−Δt)を記憶すると同時に記憶されていた時刻(1−
2Δt)〜(を−Δt)におけるサーボモータ1の加速
度X(t−2Δt)を第5演算ブロツク12に信号出力
する。
第5演算フロツク12にはまた時刻(t−Δt)〜t、
(t−2Δt)〜(t−Δt)間に第4演算フロツク1
1から信号出力されたサーボモータ1の出力T(を−Δ
t)、T(t−2Δt)がそれぞれ第3.4記憶フロッ
ク14.15から信号入力される。
第5演算ブロツク12ではこれら4つの入力によりT(
を−Δt)=MX(を−Δt )+F、 T(t−2Δ
t)=MX(t−2Δt )+F’の(M、慣性負荷、
F:外力ただし微少時間(t−2Δt)〜tlこおいて
M、Fは一定と考える)のM、Fを未知数とする2元連
立方程式を解き、その結果得られた時刻(t−2Δt)
〜を間の平均慣性負荷Mm、平均外力Fmを第4演算フ
ロツクIllこ信号出力する。
第4演算フロツク11は第2演算フロツク9よりの加速
度X s (t)及び第5演算ブロツクよりの平均慣性
負荷Mm、外力Fmによって時刻t〜(を十Δt)間の
→カーポモータ1の出力T (t)をT (t) =M
rnX 5(t)+ Fmの演算式より算出して信号出
力する。第4演算ブロツク11の信号出力する出力T(
1)は増幅器16に入力され、増幅器16よりサーボモ
ータ1iこ適切な電力が供給され、サーボモータ1は出
力T(t)iこよって定められた出力を発生する。第4
演算フロツク11から信号出力された時刻t〜(t+Δ
t)においてサーボモータ1が発生する出力T (tl
はまた第3記憶フロツク14に入力され時刻t〜(t+
Δ1)+こおける出力として記憶される。そして第3記
憶ブロツク14に記憶されていた出力T(を−Δt)は
前述のように第5演算フロック12に信号出力される一
万、第4記憶フロツク15に出力され時刻(t−Δt)
〜tにおける出力T(t−Δt)として記憶される。ま
た第4記憶フロツク15に記憶されていた時刻(1−2
Δt)〜(を−Δt)間のT(t−2Δt)は前述のよ
うに第5演算ブロツク12に信号出力される。
以上の構成であるこの発明の実施例において、時刻tに
おいて外部機器よりの位置指令により目標位置X5(t
+Δt)が第3演算フロツク10iこ入力すると、第3
演算フロツク10は第2演算ブロツク9に目標速度X 
s (t)を信号出力し、第2演算フロツク9は第4演
算ブロツク114こ時刻t〜(t+Δt)ζこおける目
標加速度X s (t)を信号出力する。そして第4演
算ブロツク】1は目標加速度X s (t) 、第5演
算ブロツク12′より信号出力された平均慣性質量Mm
及び外力Fmjこより加速度X5(t)を実現するの番
こ必要な出力T (t)を算出し、増幅器16に信号出
力する。そして増幅器16からサーボモータ1に出力さ
れる電圧または、パルス幅が制御され、サーボモータ1
は時刻t〜(t+Δt)において出力T (t)を発生
ずるので時刻t〜(t−1−Δt)lこサーボモータl
を目標位置X5(t+Δt)に移動させることができる
。そして、インターノ入ルタイマ6の信号発生周期Δt
を適宜短くすることにより、実質的に時刻tにおいてロ
ボットtこ働く慣性負荷、外力を求めることができ、従
ってサーボモータ1の発生出力を目標加速度X s (
t)を実現するための適正値にすることができる。
尚、本発明の詳細な説明において、現時刻(1)で働く
慣性負荷、外力を求める手段として現時刻以前(t−2
Δ1.1−Δt)でモータの発生した出力と加速度から
求めるようにしているが、これは実施例の説明の便宜上
2つのデータに限って説明したのであって、これを精度
向上のため2つ以上のデータに基づいて求めることは容
易にして可能であり、特許請求の範囲に影響を与えるも
のではない。
以上のようにこの発明によれば現時刻(1)においてロ
ボットに作用する慣性負荷、外力を求めることができ、
現在位置から目標位置までの目標加速度を達成するため
に必要な出力をロボット駆動用のモータに発生させるこ
とができる。よって従来のようにモータ、あるいは増幅
器などを大容量化することがなく、モータに位置指令に
応じてロボットが移動するために、必要な出力を常に発
生させることができる。従ってロボットに働く外力、慣
性負荷がいかに変動した場合でもロボットに所定の動作
を行なわせることができ、正確な位置決めを行なうこと
ができる。
【図面の簡単な説明】
図面はこの発明の一実施例を示したブロック線図である
。 1・・・モータ      2・・タコジェネレータ3
・・エンコーダ ?、 9.10.11.12・・・演算ブロック8、1
3.14.15・・・記憶ブロック特許出願人  日本
楽器製造株式会社

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 時刻tより以前のタイミング(t〜2Δ1,1−Δt)
    におけるロボット駆動用のモータの出力(T(t−2Δ
    t)、T(を−Δ1))及び加速度(父(t−2Δt)
    。 1(t−Δ1))とから時刻tにおいてロボットに働く
    慣性負荷(Mm)及び外力(Fm)を求め、外部機器よ
    りの位置指令にょるモータの目標位置(Xs(t)) 
     と時刻tにおけるモータの位置(X(t) )及び速
    度(X (t+ )とによって、時刻tから次のタイミ
    ング(t+Δt)までのモータの目標加速度(X s 
    (t) )を求め、 前記慣性負荷、外力及び目標加速度から時刻tから次の
    タイミングまでの前記モータの発生する出力CT (t
    ) )を求める ことを特徴とするロボットの数値制御方法。
JP6678982A 1982-04-20 1982-04-20 ロボツトの数値制御方法 Pending JPS58182706A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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