JPS59115181A - 工業用ロボツトのア−ムのゲイン調整方法 - Google Patents
工業用ロボツトのア−ムのゲイン調整方法Info
- Publication number
- JPS59115181A JPS59115181A JP22296182A JP22296182A JPS59115181A JP S59115181 A JPS59115181 A JP S59115181A JP 22296182 A JP22296182 A JP 22296182A JP 22296182 A JP22296182 A JP 22296182A JP S59115181 A JPS59115181 A JP S59115181A
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- acceleration
- arm
- axis
- signal
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- Pending
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- Feedback Control In General (AREA)
- Control Of Position Or Direction (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。
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、工業用ロボットのアームの制御方法に関する
。
。
一般に、装置等の自動組立には、腕の旋回、上丁移動、
伸縮及び手首の旋回の４自由度を持つ円筒座標型ロボッ
トが使用される。このようなロボットのアームは、目標
値とエンコーダ出力との差、つまり位置偏差信号に基づ
いて増幅器、積分器、サーボモータ等から構成された制
御系により目標位置にサーボ制御される。このような制
御系は、系のループゲインが大き過ぎるとアームがオー
八シュートやハンチングを起し、また低すぎると応答速
度が低く、位置決め誤差が生じるという問題があり、ル
ープゲインを常に最適な値に調整する必要がある。この
ため従来では、制御入力と測定信号から状態変数の時間
的応答を出力するオブザーバと呼ばれるシュミレータを
制御系に介在させ、これにより増幅器のゲインを調整す
るようにしていたが、ロポ・ントの制御軸数が多くなる
と、計算量が増大して系が複雑化するばかりでなく、サ
ーボ機構の摩耗等の経時変化によりシュミレータの出力
がアームの実際の動きと一致しなくなってオーバシュー
ト量が変化し、位置決め誤差の増大により、シュミレー
タのプログラムを再調整しなければならないという問題
があった。
伸縮及び手首の旋回の４自由度を持つ円筒座標型ロボッ
トが使用される。このようなロボットのアームは、目標
値とエンコーダ出力との差、つまり位置偏差信号に基づ
いて増幅器、積分器、サーボモータ等から構成された制
御系により目標位置にサーボ制御される。このような制
御系は、系のループゲインが大き過ぎるとアームがオー
八シュートやハンチングを起し、また低すぎると応答速
度が低く、位置決め誤差が生じるという問題があり、ル
ープゲインを常に最適な値に調整する必要がある。この
ため従来では、制御入力と測定信号から状態変数の時間
的応答を出力するオブザーバと呼ばれるシュミレータを
制御系に介在させ、これにより増幅器のゲインを調整す
るようにしていたが、ロポ・ントの制御軸数が多くなる
と、計算量が増大して系が複雑化するばかりでなく、サ
ーボ機構の摩耗等の経時変化によりシュミレータの出力
がアームの実際の動きと一致しなくなってオーバシュー
ト量が変化し、位置決め誤差の増大により、シュミレー
タのプログラムを再調整しなければならないという問題
があった。
本発明は、このような問題に鑑み、簡単な手法により高
い位置決め精度を得ることのできるゲイン調整方法を提
案することを目的とする。
い位置決め精度を得ることのできるゲイン調整方法を提
案することを目的とする。
すなわち、本発明の特徴とするところは、オーバシュー
１・量がアームの加速度に比例することに着目し、アー
ムの加速度に基づいてループゲインを調節するようにし
た点にあり、以下、本発明の詳細を実施例に基づいて説
明する。
１・量がアームの加速度に比例することに着目し、アー
ムの加速度に基づいてループゲインを調節するようにし
た点にあり、以下、本発明の詳細を実施例に基づいて説
明する。
図は、本発明に使用される装置の一例を示すブロック図
であって、図中符号１は、０．Ｒ，Ｚ軸方向の制御軸を
持つロボットアームＡの先端に数例けられた３！１１加
速度計で、アームのθ、Ｒ，Ｚ軸方向、つまり制御軸の
運動方向における加速度（以下、輔加速度と呼ぶ）を検
出するものである。
であって、図中符号１は、０．Ｒ，Ｚ軸方向の制御軸を
持つロボットアームＡの先端に数例けられた３！１１加
速度計で、アームのθ、Ｒ，Ｚ軸方向、つまり制御軸の
運動方向における加速度（以下、輔加速度と呼ぶ）を検
出するものである。
この加速度計１からの各軸加速度信号は、それぞれ増幅
器２０．２ｒ、２ｚにより増幅され、過大な信号が人力
した場合には、リミッタ−回路３ｏ、３ｒ、３Ｚにより
、これを一定レベルに抑制して後述する加速度調整信号
発生回路５の一方の入力端子にそれぞれ出力するように
している。また同時に、これら増幅器２（１，２ｒ、２
ｚがらの信号は、自乗平均回路により構成された合成加
速度演算回路４に人力し、アーム先端の合成加速度が演
算されて第一のコンパレータ５に出力している。
器２０．２ｒ、２ｚにより増幅され、過大な信号が人力
した場合には、リミッタ−回路３ｏ、３ｒ、３Ｚにより
、これを一定レベルに抑制して後述する加速度調整信号
発生回路５の一方の入力端子にそれぞれ出力するように
している。また同時に、これら増幅器２（１，２ｒ、２
ｚがらの信号は、自乗平均回路により構成された合成加
速度演算回路４に人力し、アーム先端の合成加速度が演
算されて第一のコンパレータ５に出力している。
このコンパレータ５は、アーム先端が最適なオーバシュ
ート量をもって位置決めするように後述する加速度調整
信号発生回路６を作動させるもので、最適な最大加速度
が設定入力Ｓれる合成加速度設定器７からの信号と、合
成加速度演算回路４がらの信号が入力しており、合成加
速度信号と設定値を比較して前者の信号が大きい場合に
は、加速度調整信号発生回路６にＨ信号を出力するよう
に構成されている。さらに、上記増幅器２ｅ、２ｒ、２
ｚからの信号は、それぞれ第二のコンパレータ８ｅ、８
ｒ、８ｚに入力している。このコンパレータ８（，１，
８ｒ、８Ｚは、各制御軸が単独に制御される場合に最適
なオーバシュート量をもって位置決めするように加速度
調整信号発生回路６を作動させるもので、各軸の最適な
最大加速度が設定入力される輔加速度設定器９からの信
号と、増幅器２Ｇ、２ｒ、２ｚからの信号が入力してお
り各軸加速度信号と設定値とを比較して前者の信号が大
きい場合には、加速度調整信号発生回路６にＨ信号を出
力するように構成されている。この加速度調整信号発生
回路６は、アノードがリミッタ−回路３ｅ、３ｒ、３ｚ
の出力側と第一と第二のコンパレータ５．８の出力側に
接続され、またカソードが後述する各軸の可変利得型増
幅器１０ｅ、１０ｒ、１０ｚｃ７）利得調整端子Ｇｏ、
Ｇｒ、Ｇｚに接続する３個の定電圧ダイオードＤＯ，Ｄ
ｒ、Ｄｚからなり、コンパレータ６からＨ信号が出力し
たときに最も大きな軸加速度信号をＵ丁亥利得型増幅器
１００．１Ｏｒ、１０ｚの利得調整端子Ｇｏ、Ｇｒ、Ｇ
ｚに出力するように構成されている。
ート量をもって位置決めするように後述する加速度調整
信号発生回路６を作動させるもので、最適な最大加速度
が設定入力Ｓれる合成加速度設定器７からの信号と、合
成加速度演算回路４がらの信号が入力しており、合成加
速度信号と設定値を比較して前者の信号が大きい場合に
は、加速度調整信号発生回路６にＨ信号を出力するよう
に構成されている。さらに、上記増幅器２ｅ、２ｒ、２
ｚからの信号は、それぞれ第二のコンパレータ８ｅ、８
ｒ、８ｚに入力している。このコンパレータ８（，１，
８ｒ、８Ｚは、各制御軸が単独に制御される場合に最適
なオーバシュート量をもって位置決めするように加速度
調整信号発生回路６を作動させるもので、各軸の最適な
最大加速度が設定入力される輔加速度設定器９からの信
号と、増幅器２Ｇ、２ｒ、２ｚからの信号が入力してお
り各軸加速度信号と設定値とを比較して前者の信号が大
きい場合には、加速度調整信号発生回路６にＨ信号を出
力するように構成されている。この加速度調整信号発生
回路６は、アノードがリミッタ−回路３ｅ、３ｒ、３ｚ
の出力側と第一と第二のコンパレータ５．８の出力側に
接続され、またカソードが後述する各軸の可変利得型増
幅器１０ｅ、１０ｒ、１０ｚｃ７）利得調整端子Ｇｏ、
Ｇｒ、Ｇｚに接続する３個の定電圧ダイオードＤＯ，Ｄ
ｒ、Ｄｚからなり、コンパレータ６からＨ信号が出力し
たときに最も大きな軸加速度信号をＵ丁亥利得型増幅器
１００．１Ｏｒ、１０ｚの利得調整端子Ｇｏ、Ｇｒ、Ｇ
ｚに出力するように構成されている。
１０θ、ｆｏｒ、１０ｚは、ロボットアームＡの各軸制
御ループに挿入されている前述の可変利得型増幅器で、
これらの利得調整端子Ｇｏ、Ｇｒ、Ｇｚには、加速度調
整信号発生回路６がら各軸加速度調整信号が入力してお
り、第一または第二のコンパレータ５．８からＨ信号が
出力している間、リミッタ−回路３θ、３ｒ、３Ｚから
の信号に比例してゲインを下げ、またコンパレータから
Ｈ信号が出力されなくなるとも元のゲインに上げるよう
に構成されている。
御ループに挿入されている前述の可変利得型増幅器で、
これらの利得調整端子Ｇｏ、Ｇｒ、Ｇｚには、加速度調
整信号発生回路６がら各軸加速度調整信号が入力してお
り、第一または第二のコンパレータ５．８からＨ信号が
出力している間、リミッタ−回路３θ、３ｒ、３Ｚから
の信号に比例してゲインを下げ、またコンパレータから
Ｈ信号が出力されなくなるとも元のゲインに上げるよう
に構成されている。
このように構成された装置において、図示しない制御コ
ンソールからの命令によりアームＡが他の箇所に移動を
開始すると、アーム先端に数例けられた３軸加速度計１
からの軸加速度信号がリミッタ−回路３ｏ、３ｒ、３ｚ
を介して加速度調整信号発生回路６に入力し、また各軸
加速度および合成加速度演算回路４．からの合成加速度
がそれぞれコンパレータ５．８に入力する。これらの軸
加速度および合成加速度が許容範囲内にある場合には、
コンパレータ５．８からＬ信号が出力するので、各定電
圧ダイオードＤｏ、Ｄｒ、Ｄｚがカットオフとなって各
リミッタ−回路３θ、３ｒ、３２からの出力信号を遮断
し、ループゲインを変更することなくアームを目標位置
に最適なオーバシュート量で停市させる。他方、制御コ
ンソールからの命令が一部変更され、例えばθ軸の位置
偏差信号が大きくなってアームＡの角層４度が高くなっ
た場合には、コンパレータ８ｏからＨ信号が定電圧ダイ
オードＤｅに出力してこれを導通させ、リミッタ−回路
３ｏにより一定レベルに抑制された０軸加速度信号を可
変利得型増幅器１０ｅの利得調整端子Ｇｏに出力し、０
軸サーボ系のループゲインを一定の範囲内で下げ、アー
ム先端の加速度を抑制してアームを目標位置に移動させ
、最適なオーバシュート量で位置決めする。この位置決
めが終了すると、コンパレータ８ｏからＬ信号が出力し
て定電圧ダイオードＤｅを力・ントオフにしてＵ（変利
得型増幅器１０ｅを元の高いゲインに上げて待機する。
ンソールからの命令によりアームＡが他の箇所に移動を
開始すると、アーム先端に数例けられた３軸加速度計１
からの軸加速度信号がリミッタ−回路３ｏ、３ｒ、３ｚ
を介して加速度調整信号発生回路６に入力し、また各軸
加速度および合成加速度演算回路４．からの合成加速度
がそれぞれコンパレータ５．８に入力する。これらの軸
加速度および合成加速度が許容範囲内にある場合には、
コンパレータ５．８からＬ信号が出力するので、各定電
圧ダイオードＤｏ、Ｄｒ、Ｄｚがカットオフとなって各
リミッタ−回路３θ、３ｒ、３２からの出力信号を遮断
し、ループゲインを変更することなくアームを目標位置
に最適なオーバシュート量で停市させる。他方、制御コ
ンソールからの命令が一部変更され、例えばθ軸の位置
偏差信号が大きくなってアームＡの角層４度が高くなっ
た場合には、コンパレータ８ｏからＨ信号が定電圧ダイ
オードＤｅに出力してこれを導通させ、リミッタ−回路
３ｏにより一定レベルに抑制された０軸加速度信号を可
変利得型増幅器１０ｅの利得調整端子Ｇｏに出力し、０
軸サーボ系のループゲインを一定の範囲内で下げ、アー
ム先端の加速度を抑制してアームを目標位置に移動させ
、最適なオーバシュート量で位置決めする。この位置決
めが終了すると、コンパレータ８ｏからＬ信号が出力し
て定電圧ダイオードＤｅを力・ントオフにしてＵ（変利
得型増幅器１０ｅを元の高いゲインに上げて待機する。
さらに、制御コンソールからの命令が大きく変更され、
例えば０軸及びＺ軸の位置偏差信号が大きくなってアー
ムＡの合成加速度が高くなった場合には、コンパレータ
５からＨ信号が定電圧タイオート’ Ｄ ｅに出力し、
最も大きい加速度信号が入力している定電圧ダイオード
Ｄｅを導通させ、リミッタ−回路３θにより一定レベル
に抑制された゛軸加速度信号を可変利得型増幅器１０ｏ
の利得調整端子Ｇｏに出力し、θ軸サーボ系のループゲ
インを一定の範囲内で下げ、アーム先端の合成加速度を
抑制してアームを目標位置に移動させ、最適なオーバシ
ュート量で位置決めする。
例えば０軸及びＺ軸の位置偏差信号が大きくなってアー
ムＡの合成加速度が高くなった場合には、コンパレータ
５からＨ信号が定電圧タイオート’ Ｄ ｅに出力し、
最も大きい加速度信号が入力している定電圧ダイオード
Ｄｅを導通させ、リミッタ−回路３θにより一定レベル
に抑制された゛軸加速度信号を可変利得型増幅器１０ｏ
の利得調整端子Ｇｏに出力し、θ軸サーボ系のループゲ
インを一定の範囲内で下げ、アーム先端の合成加速度を
抑制してアームを目標位置に移動させ、最適なオーバシ
ュート量で位置決めする。
この位置決めが終了すると、コンパレータ５からＬ信号
が出力して定電圧ダイオードＤｅをカットオフにして可
変利得型増幅器ｌＯθを元の高いゲインに戻して待機す
る。
が出力して定電圧ダイオードＤｅをカットオフにして可
変利得型増幅器ｌＯθを元の高いゲインに戻して待機す
る。
以上、説明したように本発明によれば、アーム先端に実
際に発生する加速度を測定して、これが設定値を越えて
いる場合には、最も大きな軸層速度を発生している制御
軸のループゲインを下げ、また設定値を下回った場合に
はそのゲインを上げてアームの加速度を設定レベル内に
納めるように構成したので、プログラムによるアームの
軌跡変更やアーム機構の経時変化にかかわりなく常に最
適なオーバシュート昂をもって迅速に位置決めすること
ができる。
際に発生する加速度を測定して、これが設定値を越えて
いる場合には、最も大きな軸層速度を発生している制御
軸のループゲインを下げ、また設定値を下回った場合に
はそのゲインを上げてアームの加速度を設定レベル内に
納めるように構成したので、プログラムによるアームの
軌跡変更やアーム機構の経時変化にかかわりなく常に最
適なオーバシュート昂をもって迅速に位置決めすること
ができる。
図は、本発明に使用される装置の一例を示すブロック図
である。 ■・・・・３輛加速度計 ３θ、３ｒ、３ｚ・・・・リミッタ−回路４・・・・合
成加速度演算回路 ５．８・・・・コンパレータ ６・・・・加速度調整信号発生回路 ７．９・・・・設定器 １０θ、ｆｏｒ、１０ｚ・・・・ｕ（変利得型増幅器出
願人 本Ｕ」技研工業株式会社 代理人 弁理士 西 川 慶 冶
である。 ■・・・・３輛加速度計 ３θ、３ｒ、３ｚ・・・・リミッタ−回路４・・・・合
成加速度演算回路 ５．８・・・・コンパレータ ６・・・・加速度調整信号発生回路 ７．９・・・・設定器 １０θ、ｆｏｒ、１０ｚ・・・・ｕ（変利得型増幅器出
願人 本Ｕ」技研工業株式会社 代理人 弁理士 西 川 慶 冶
Claims (1)
- 複数の制御軸を持つ工業用ロボットのアームの先端に各
制御軸の加速度を検出する軸加速度計を数句け、該軸加
速度計からの各制御軸の軸加速度信号およびこれらを合
成して得られた合成加速度信号と、予め設定された最適
オーバシュートを発生する加速度設定値とを比較し、少
なくとも前記軸加速度信号または合成加速度信号の一方
が大きいときには、最も大きい軸加速度を発生している
制御軸のループゲインを下げ、また加速度設定値を下回
るときにはこの制御軸のループゲインを上げるようにし
た工業用ロボットのアームのゲイン調整方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22296182A JPS59115181A (ja) | 1982-12-21 | 1982-12-21 | 工業用ロボツトのア−ムのゲイン調整方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22296182A JPS59115181A (ja) | 1982-12-21 | 1982-12-21 | 工業用ロボツトのア−ムのゲイン調整方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59115181A true JPS59115181A (ja) | 1984-07-03 |
Family
ID=16790589
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22296182A Pending JPS59115181A (ja) | 1982-12-21 | 1982-12-21 | 工業用ロボツトのア−ムのゲイン調整方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59115181A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61159392A (ja) * | 1984-12-28 | 1986-07-19 | 松下電器産業株式会社 | ロボツトア−ムのコンプライアンス制御回路 |
| JPS62245305A (ja) * | 1986-04-18 | 1987-10-26 | San Esu Shoko Co Ltd | 数値制御方法 |
| JPS62249208A (ja) * | 1986-04-23 | 1987-10-30 | San Esu Shoko Co Ltd | 数値制御における制御出力指令値の生成方法 |
| JPS6365508A (ja) * | 1986-09-06 | 1988-03-24 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | 多関節作業機の軌跡制御装置 |
| US4871134A (en) * | 1987-12-09 | 1989-10-03 | Yazaki Corporation | Clip for securing a wiring harness |
| JPH01271152A (ja) * | 1988-04-22 | 1989-10-30 | Fanuc Ltd | ならい制御方式 |
| JPH0287209A (ja) * | 1988-09-22 | 1990-03-28 | Matsushita Electric Works Ltd | 位置決め制御方法 |
| US4953801A (en) * | 1987-10-28 | 1990-09-04 | Yazaki Corporation | Clip |
| JPH0527845A (ja) * | 1991-07-22 | 1993-02-05 | Okuma Mach Works Ltd | 制御パラメータ変更機能を有する数値制御装置 |
| JP2015002603A (ja) * | 2013-06-14 | 2015-01-05 | キヤノンプレシジョン株式会社 | モータ制御装置 |
-
1982
- 1982-12-21 JP JP22296182A patent/JPS59115181A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61159392A (ja) * | 1984-12-28 | 1986-07-19 | 松下電器産業株式会社 | ロボツトア−ムのコンプライアンス制御回路 |
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| JP2015002603A (ja) * | 2013-06-14 | 2015-01-05 | キヤノンプレシジョン株式会社 | モータ制御装置 |
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