JPS5865301A - 自動作業装置の流体圧作動方法および装置 - Google Patents

自動作業装置の流体圧作動方法および装置

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JPS5865301A
JPS5865301A JP16199981A JP16199981A JPS5865301A JP S5865301 A JPS5865301 A JP S5865301A JP 16199981 A JP16199981 A JP 16199981A JP 16199981 A JP16199981 A JP 16199981A JP S5865301 A JPS5865301 A JP S5865301A
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JP
Japan
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actuator
fluid
operation command
fluid delivery
hydraulic pressure
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Application number
JP16199981A
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English (en)
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Takashi Furukawa
隆 古川
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B9/00Servomotors with follow-up action, e.g. obtained by feed-back control, i.e. in which the position of the actuated member conforms with that of the controlling member
    • F15B9/02Servomotors with follow-up action, e.g. obtained by feed-back control, i.e. in which the position of the actuated member conforms with that of the controlling member with servomotors of the reciprocatable or oscillatable type
    • F15B9/04Servomotors with follow-up action, e.g. obtained by feed-back control, i.e. in which the position of the actuated member conforms with that of the controlling member with servomotors of the reciprocatable or oscillatable type controlled by varying the output of a pump with variable capacity

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Servomotors (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】 本発明は、プレイパック制御機能を備えた自動作業装置
に実施して好適な流体圧作動方法および装置に関するも
のである。
第1図は本発明の対象の一例として述べた油圧駆動型の
自動作業装置(塗装ロゲット)の外観斜視図である0図
中1はペース、2は回転テーブルであって、この回転テ
ーブル20周縁には歯3が形成しである。ま九、ベース
1内にはロータリーアクチェータ(油圧モータ)4が収
容−してあって5回転軸にはピニオンギヤ−5が直結し
であるー。そして、ピニオンギヤ−5と歯3とは噛み合
い、回転テーブル2が垂直旋回軸を中心として矢印で示
すθ方向へ旋回できるようkしである。回転テーブル2
には第17−ム6がピン(図示せず)で枢着しである。
油圧によるアクチェータ7のヘッド8はピン9で回転テ
ーブル2のL型板に枢着され、ロッド10をピン11で
第17−ム6に枢着しである。
そしてアクチェータ7で第1アーム6を矢印で示すφ方
向へ旋回できるようにする。第1アーム6に第2アーム
12をピン(図示せず)で枢着する。
アクチェータ13のヘッド14はピ/15で第1アーム
6に枢着され、ロッド16をピン17で第2アーム12
に枢着しである。そしてアクチェータ13で第2アーム
12を矢印Vで示す方向へ旋回できるようにしである。
第2アーム12の先端には水平旋回軸を有し、それに直
結して矢印α方向に旋回可能な第1揺動モータ18が設
けである。その第1揺動モータ18には第2揺動モータ
19が取シつけである。第2揺動モータ19は第1揺動
モータ18の揺動軸に対して直角を成す揺動軸を有し矢
印β方向に揺動できるようにしである。第2揺動モータ
19の先端には一対のフィンが20a、20bが設けら
れ、このフィン、f20m、20bで塗装用の噴射がン
21を保持している。
なお、ベース1に対する回転テーブル2の姿勢。
回転テーブル2に対する第1アーム6の姿勢、第1アー
ム6に対する第2アーム12の姿勢、第2アーム12に
対する第1揺動モータ18の姿勢、第1揺動モータ18
に対する第2揺動モータ19の姿勢は、それぞれの回転
軸部に設けた姿−勢検出手段ρ、23゜冴、25及び加
に依って検出できるようにしである。
さて第1図に示した自動作業装置の機構部について説明
したが、機構部社第1図に示したものに限定されるもの
でなく、またこの自動作業装置は塗装を行うものに限定
されるものでもない。例えばこの自動作業装置を用いて
溶接を行うこともできる。この場合には噴射ガン21K
かえて例えばフィ/が加で溶接トーチを保持するよう圧
する◎なお、説明を簡単にするため、同図においては油
圧駆動源なる電動機、油圧//7pと、各アクチェータ
4,7.13並びに揺動モータ18 、19への油圧配
管は省略しであるが、第2図において油圧送給系につい
て簡単に説明する。
第2図において、Iは電動機、31はその電動機加によ
り回転駆動される油圧ポンプ、32は油タンク、33.
34はドレーンタンク、謁はリニア型のアクチェータ(
例えば第1−のアクチェータ7)、あけサーが弁、37
はリリーフ弁を示す。また、あ〜41は、アクチェータ
あ、サーが弁36′Mびにドレーンタンクあから成る同
様の構成としである。
同構成は、電動1fi30を駆動して油圧ポンプ31を
回転し、複数個のアクチェータに対して送油し、動作プ
ログラムに従ってサーが弁間を切換え制御することによ
って、任意のロゲット動作が得られるものである。その
場合、従来のもの社電動−(資)および油圧ポンプ31
は連続的に回転しているが、各アクチェータに対して送
油がなされない場合は、リリーフ弁37を介してトレー
/タンクあに戻される。すなわち、同構成によるとロゲ
ット動作がなされない場合でも、電動−は連続的に同一
回転し、油の流れは1717−フ弁胛を介してタンクに
戻すという制御であったため、その無駆動時において電
動機によ少消費される電力は無駄なものであった。
また、第2図に示すようなリリーフ弁を設けずに、油圧
17fを駆動する電動機として可変速形のものを用い、
油圧ポン!の吐出圧力が一定となるようにその可変遠制
(至)をする方式もあるが、この方式で駆動すると各ア
クチェータの動作に遅れが生じ、特にアクチェータの動
作数を多くなる方向へ変える場合の遅れは大きく、瞬時
動作を必要とするこの種の自動作業装置にはやはり不向
きであった。
本発明は前記した従来技術の欠点に鑑み、油圧負荷側の
状態に応じて油圧モータを回転制御する省エネタイグの
流体圧作動方法およびその装置を提供することkある。
本発明による流体圧作動方法は、アクチェータの動作指
令を記憶する工程と、その記憶内容を続出してアクチェ
ータを動作指令通りに動かすために、アクチェータに必
要な流体量を演算する工程と、流体送出ポンプの吐出量
が演算で求めた値になるようにそのポンプを駆動する工
程とからなり、必要流量に応じてボン!吐出量をコント
ロールするようにし喪ものである。なお上記演算は各ア
クチェータに動作指令を与える直前に行うことが望まし
い。
本発明による流体圧作動装置は、可変速デンゾから流体
を受けて作動するアクチェータの動作指令を記憶する記
憶手段と、その記憶手段から動作5指令を受け、アクチ
ェータを動作指令とおシに動かすために必要な流体量を
演算する演算手段と、その演算手段の出力に応じて4ン
グの吐出量を可変するIンゾ吐出量制御手段とから成る
ものである。
以下、第3図〜第5図に従って本発明の一実施例を詳述
する。
第3図は油圧駆動方式を用いた自動作業装厭以下ローッ
トと称す)をブロック図にて示した。もので、栃はロボ
ットの動き、すなわち、各アクチェータの動作指令を予
め記憶している記憶回路、40′はその記憶回路40か
ら読出した動作指令信号を、後述の位置検出回路42か
らの出力と加算しやすいように信号変換する演算回路、
41は加算器、42はサー?回路%43はロボット本体
、Iはロボット本体430回転軸部に設けられる姿勢位
置検出器(エンコーダあるいはレゾルバ等)で、その出
力は加算器41に入力しである。また、加算器41は、
記憶口1i840の出力信号から姿勢位置検出器44の
出力信号を減算し九結果がゼロになるようにサーが回路
42を制御するための信号が出力される。
45は、記憶回路40から演算回路40′へ順次の信号
が読出きれるに先立ち、次の目標点を同じ記憶回路40
よシ読出すための演算回路、46はその演算回路45の
出力によって回転制御される可変速モータ、47はそれ
に直結された油圧Iンゾで、その吐出油圧にてロボット
本体43のアクチェータを駆動するものである。
同回路構成の動作説明をすると、まず、第1図に示すロ
ボット本体の先端(作業手)がPl(Xt+yt+zs
)にあるものとする。このとき、演算回路45は演算回
−路40から演算回路40′を介して加算器41へ順次
の信号が読み出されるに先立ち、次のロボット本体の先
端が移動すべき次の目標点P意(xz。
yxe”冨)を記憶回路40から読み出す。そして、演
算回路45において現在位置P1  と次の目標点22
間の距離tを(1)式によって求める。
t= 〆(xt−zx)2+(yt−ym)2+(zt
−is)2 ・−・−(1)そして、サンプリング周波
数nを、n=t/  にzt よシ求める。さらに、各軸の角度変化分を次式によシ計
算する。
・・・・・・(2) そして、 を求める。
また、実際の口がットではアクチェータの取付は構造に
よって変わるが、一般的には次のように表現でき、それ
を求める。
を求める。εこでΔQθはθ軸の毎サンプリング周期毎
の所要流飯を表わす。同様にΔQφ、ΔQf、ΔQα。
ΔQβについても同じである。またmはアクチェータの
径を意味する。そして単位サンブリング周期毎に必要な
総流量は、 jQ =JQθ十ΔQφ+ΔQF+ΔQα+ΔQβ ・
・・・・・・・・ (5)Q = ΔQ−f(/   
   )                   ・・
・・・・・・・  (6ンeC ・から求められる。(ここでfはサンプリング周波数) そして、このときのポンプ流量(fi3/s1.c)の
計m である。
Q:/ング流量〔km3/、〕 Drn: /ンデの回転角1ラジアン当シの油の移動体
積(cynvr a d ) R:角速度(rad/s ) μ:油の粘性係数〔ゆ・m/′□2〕 S:油の供給側と戻シ側の差圧 Qc:キャピテーショ/損失 C―:すベシ係数 このときの流量計算手順は演算回路6により、第4図に
示す如く可変速モータの速度指令がなされると、2テイ
一チ点関の補間係数、す/グル数を計算し、各軸の角度
変化分を計算し、各軸、各アクチェータの単位流量を計
算し、それから流量制御信号を得、その出力によって可
変速モータ46の回転を制御、すなわち、油圧ポンダ4
7の速度がθになるように制御する。
なお、記憶回路ωが、次の目標位置PI を’l +φ
鵞eW2 *α鵞、β3の形で記憶しているときは、な
る演算を前記(1)式の前に実行する。
そして、第3図め演算回路40’では(1)式から(3
)式までの演算を演算回路45よシも若干遅れて行ない
、更に X =x 1+Δ”  *  Y”)’1+Δy  、
 z=z1+Δz  −(9)なる演算を行ない、更に を行い、これを加算器41に出力する。これによって演
算回路類′と位置検出回路必の出力の差がOになるよう
にサーが回路42は動作し、ロゲット本体43の各アク
チェータを切換制御し、油圧ポンダ47よシ必要分の油
量が供給される。このときの油圧Iングの吐出流量制御
は第5図に示す如き特性によシ行なわれる。なお、Tは
油圧Iンデのリーク分を考慮する丸めに必要とする油圧
4ング吐出量である。
まえ、演算回路伯′は(3)式までの演算結果は演算回
°路45からもらうこともできる。または逆に、演算回
路45は(3)式までの演算結果を演算回路類′からも
らうことができる。このとき演算回路40′は記憶回路
切からの信号を早(もらうことが望ましい。
上述したように、本実施例では記憶回路類の記憶内容か
らロゲット本体43を駆動するに必要な・油圧の吐出流
量を、演算回路柘によシ予測演算し、可変速モータ46
を可変速制御してそのとき必!!ヲする油量をアクチェ
ータに供給するようにしたものであるから、従来構成の
ようにモータを連続回転して常に最大油量を確保してお
き、アクチェータが不動作時に紘リリーフ弁を介して油
量/りに゛戻すという無駄なエネルギー消費は解決でき
る。
また各アクチェータの動きを予め予測して可変速モータ
46を駆動制御するのでアクチェータの動作遅れという
問題もなくなる。
以上の説明からも明らかなように本発明によれば、ロゲ
ット本体のアクチェータの動作指令を予め記憶している
記憶手段の内容およびアクチェータの状態から、アクチ
ェータが動作するに必要な液圧の吐出流量を演算し、そ
の演算出力に応じて゛液圧ポンダを回転制御し、必要最
少限の液圧によりアクチェータを駆動するようにしたも
のであるから、液圧源のエネルギー消費を大幅に低減で
きる。また、予めアクチェータの動きを予測した上で液
圧を送給するので、アクチェータの動作遅れという問題
もなくなる。
【図面の簡単な説明】
第1図は自動作業装置の外観斜視図、第2図はこの種の
自動作業装置に油圧送給する伸圧送給系統図、第3図は
本発明の一実施例を示す自動作業装置のブロック図、第
4図は油圧流量計算手順を第3図 第5図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、′アクチェータの動作指令を記憶する工程と。 該記憶内容を読出してアクチェータを動作指令どおりに
    動かすために、アクチェータに送り込むに必要な流体量
    を演算する工程と、流体送出ポンプの吐出量が演算で求
    めた値になるように該流体送出ポンプを駆動する工程と
    から成り、流体送出ポンプの吐出量をコントロールする
    ことを特徴とする自動作業装置の流体圧作動方法。 2、 前記アクチェータの動作指令は、アクチェータの
    位置と速度に関するデータを含んでいることを特徴とす
    る特許請求の範囲第1項に記載の自動作業装置の流体圧
    作動方法。 3、 可変速の流体送出//グと、該ポンプから流体を
    受けて作動する複数のアクチェータとを備えた自動作業
    装置において、前記複数のアクチェータの動作指令を記
    憶する記憶手段と、蚊記憶手段から動作指令を受けて各
    アクチェータを動作指令とおシに動かすために必要な流
    体量を計算する演算手段と、該演算手段の出力に基づき
    、前記流体送出/y7’の速度を可変する//f速度制
    御手段とか′ら成る自動作業装置の流体圧作動装置。
JP16199981A 1981-10-13 1981-10-13 自動作業装置の流体圧作動方法および装置 Pending JPS5865301A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02221702A (ja) * 1989-02-22 1990-09-04 Nireco Corp 電気油圧サーボ装置

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