JPS59169777A - 産業用ロボツトのア−ム駆動装置 - Google Patents
産業用ロボツトのア−ム駆動装置Info
- Publication number
- JPS59169777A JPS59169777A JP4358783A JP4358783A JPS59169777A JP S59169777 A JPS59169777 A JP S59169777A JP 4358783 A JP4358783 A JP 4358783A JP 4358783 A JP4358783 A JP 4358783A JP S59169777 A JPS59169777 A JP S59169777A
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- Japan
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- arm
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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】
れるアームを有する産業用ロボノトのアーム駆動装置に
関する。
関する。
この種Ｍ業用ロポ７ｌ−のアームを駆動する方式１こお
いては、アームの姿勢，位置，速度等ｔこよる慣性の変
化を考慮に入れたサーボモータの制御を行い、アームの
位置決めを行う駆動方式が開発されている。この駆動方
式では第４図をこ示すよう１こアームの回転角１こ応じ
た位置検出値とあらかじめ設定された目標位置１こ対応
する回転角を与える位置指令値との差が零となるよう１
こその差をこ応じた速度指令値が電圧ｔこ変換され、サ
ーボモータｔこ加えられるよりに構成されている。メ、
サーボモータの速度も屑時検出されており、この速度検
１３ｌＩＦＩが速度指令値と比較され、→ｌｌ−上ータ
が慣性等の影＠ｒこより、与えられた電圧に対応した速
度以−に薯こ達すると、その差分だけ、帰還かかかり電
圧の供給が押えられるようＶこ構成されている。このア
ームの駆動力式では、位ＩＮ検出値と位置指令値か接近
するとその差に応した電圧も小さくなり、号−ボモーク
。
いては、アームの姿勢，位置，速度等ｔこよる慣性の変
化を考慮に入れたサーボモータの制御を行い、アームの
位置決めを行う駆動方式が開発されている。この駆動方
式では第４図をこ示すよう１こアームの回転角１こ応じ
た位置検出値とあらかじめ設定された目標位置１こ対応
する回転角を与える位置指令値との差が零となるよう１
こその差をこ応じた速度指令値が電圧ｔこ変換され、サ
ーボモータｔこ加えられるよりに構成されている。メ、
サーボモータの速度も屑時検出されており、この速度検
１３ｌＩＦＩが速度指令値と比較され、→ｌｌ−上ータ
が慣性等の影＠ｒこより、与えられた電圧に対応した速
度以−に薯こ達すると、その差分だけ、帰還かかかり電
圧の供給が押えられるようＶこ構成されている。このア
ームの駆動力式では、位ＩＮ検出値と位置指令値か接近
するとその差に応した電圧も小さくなり、号−ボモーク
。
アーム等の静止摩擦等１こより→）−ボモータか回転せ
ず、アームが所定回転角だけ回転しないこととなり、ア
ームが目標位置まで達Ｉず、アームの停止位置の位置誤
差を招く等の欠点が生じている。この欠点を除くため、
第５図【こ示すようをこ前記速度指令値と速度検出値と
の差に応じて補正された電圧が積分回路を通して→Ｊ−
ボモータに加えられるようにしたアームの駆動方式が採
用されている。この駆動方式では、」：記欠点は除去さ
れるものの、アーム始動時から積分回路が働いているた
め、アームの慣性がアームの姿勢１位置ｔこ応して変化
する場合には、アームの剖−バン一一ト、ハツチングを
招ｕ！＜、結局アームの位置決めｔこ時間を要し、アー
ムの動作の迅速性を欠くといり欠点が生じている。
ず、アームが所定回転角だけ回転しないこととなり、ア
ームが目標位置まで達Ｉず、アームの停止位置の位置誤
差を招く等の欠点が生じている。この欠点を除くため、
第５図【こ示すようをこ前記速度指令値と速度検出値と
の差に応じて補正された電圧が積分回路を通して→Ｊ−
ボモータに加えられるようにしたアームの駆動方式が採
用されている。この駆動方式では、」：記欠点は除去さ
れるものの、アーム始動時から積分回路が働いているた
め、アームの慣性がアームの姿勢１位置ｔこ応して変化
する場合には、アームの剖−バン一一ト、ハツチングを
招ｕ！＜、結局アームの位置決めｔこ時間を要し、アー
ムの動作の迅速性を欠くといり欠点が生じている。
本発明はＬ記欠への除去を目的とするもので、以下実施
例を図面１こついて説明する。第１図１こおいて、１１
）は多関節型の産業用ロボットであり、第１ア＝ム（２
）及υ第２アーム（３１を有している。
例を図面１こついて説明する。第１図１こおいて、１１
）は多関節型の産業用ロボットであり、第１ア＝ム（２
）及υ第２アーム（３１を有している。
第１アーム（２］は第１サーボモータ（４）により支柱
（５（の廻りを回転目在１こ保持されており、又第１→
Ｊ−ボモ−１（４１の上部１こはその回転角【こ応じて
第１アーム（２）の回転角を検出する第１パルスエノコ
＝ダ（６（が付設されている。Ａｉｌ記第１アーム＋２
１の先端ｔこは第１回転軸（７）を中−０として第２→
Ｉ−ボモータ（８）により回転自在の第２アーム（３）
が保持されている。又、第２→Ｊ−ボモーグ（８１の上
部１こはその回転角に応じて第２アーム（３（の回転角
を検出するように第２パルスエノコ−り（９）が付設さ
れている。さらに、前記第２７−ム１３１の先端をこは
作業ユニ７１Ｌｌ［）か収伺けられており、この作業ユ
ニ、１（１αは第１１ｊ−ボモーグ＋４１ 及０第２サ
ーボモーり１８］の駆動により第１アーム（２ｊ。
（５（の廻りを回転目在１こ保持されており、又第１→
Ｊ−ボモ−１（４１の上部１こはその回転角【こ応じて
第１アーム（２）の回転角を検出する第１パルスエノコ
＝ダ（６（が付設されている。Ａｉｌ記第１アーム＋２
１の先端ｔこは第１回転軸（７）を中−０として第２→
Ｉ−ボモータ（８）により回転自在の第２アーム（３）
が保持されている。又、第２→Ｊ−ボモーグ（８１の上
部１こはその回転角に応じて第２アーム（３（の回転角
を検出するように第２パルスエノコ−り（９）が付設さ
れている。さらに、前記第２７−ム１３１の先端をこは
作業ユニ７１Ｌｌ［）か収伺けられており、この作業ユ
ニ、１（１αは第１１ｊ−ボモーグ＋４１ 及０第２サ
ーボモーり１８］の駆動により第１アーム（２ｊ。
第２アーム（３］が夫々移動して所望位置まで移動する
よう１こ構成されている。
よう１こ構成されている。
前記産業用ロボ７ Ｌ Ｉｌ＋はアーム駆動装置ｔｌｌ
＋を有し、第１→す一ボモーり＋４１及び第２サーボモ
ータ（８］を制御して作業ユニ７１−〇への移動を制御
するよう１こ構成されている。このアーム駆動装置［１
１１はマイクロプロセ、すを有し、これ１こよる直接制
御方式を採用している。前記アーム駆動装置＋Ｉｌ＋は
第２図１こ示すよう（こ位置制御ループと速度制御ルー
プとの二重機能を有している。位置制御ループはアーム
＋２１ ＋３１の目標位置に応じた位置指令値を送出す
る位置指令部ａ２、この位置指令部α−の位置指令値と
す〜ポモータ＋４１ ＋８１の１？ｉ］１ｋｉＩ角１こ
応じた位置検出値との差をみる減算部０謙。
＋を有し、第１→す一ボモーり＋４１及び第２サーボモ
ータ（８］を制御して作業ユニ７１−〇への移動を制御
するよう１こ構成されている。このアーム駆動装置［１
１１はマイクロプロセ、すを有し、これ１こよる直接制
御方式を採用している。前記アーム駆動装置＋Ｉｌ＋は
第２図１こ示すよう（こ位置制御ループと速度制御ルー
プとの二重機能を有している。位置制御ループはアーム
＋２１ ＋３１の目標位置に応じた位置指令値を送出す
る位置指令部ａ２、この位置指令部α−の位置指令値と
す〜ポモータ＋４１ ＋８１の１？ｉ］１ｋｉＩ角１こ
応じた位置検出値との差をみる減算部０謙。
速度指令値を送出する速度変換部（１１１及び速度指令
値に応じた電圧に変換する電圧変換部１１５１を有して
いる。この電圧変換部１１５１は後記する加算部（４）
１を介してＤ／Ａ変換器ａ６１ ｉこ接続されており、
その出力電圧が駆動回路Ｑ？ｌを介して→Ｊ−ボモータ
＋４１ ＋８＋ ｔこ加えられるようＩこ構成されてい
る。＋！＋＋記バルスエンコ〜ダ＋６１１９１はその出
力が積弊カウンタ０８１？こ加わるように構成され、積
算カウンタ０８１の出力は位置検出値となって前記減算
部ｕＪｌこ帰還されるよう１こ構成されている。
値に応じた電圧に変換する電圧変換部１１５１を有して
いる。この電圧変換部１１５１は後記する加算部（４）
１を介してＤ／Ａ変換器ａ６１ ｉこ接続されており、
その出力電圧が駆動回路Ｑ？ｌを介して→Ｊ−ボモータ
＋４１ ＋８＋ ｔこ加えられるようＩこ構成されてい
る。＋！＋＋記バルスエンコ〜ダ＋６１１９１はその出
力が積弊カウンタ０８１？こ加わるように構成され、積
算カウンタ０８１の出力は位置検出値となって前記減算
部ｕＪｌこ帰還されるよう１こ構成されている。
０１１記速度制御ループは前記位置検出値を微分して検
出速度を得る速度検出部０創と前記速度指令価と速度検
出値との差をとり、この差ンこ応じて減算部０の電圧を
補正してこの補正電圧を供給する第２減算部〃からなり
、この補正電圧を積分回路ｆ２１＋加算部■を通して前
記Ｄ／Ａ変換部０６：に加えるようｔこ構成されている
。
出速度を得る速度検出部０創と前記速度指令価と速度検
出値との差をとり、この差ンこ応じて減算部０の電圧を
補正してこの補正電圧を供給する第２減算部〃からなり
、この補正電圧を積分回路ｆ２１＋加算部■を通して前
記Ｄ／Ａ変換部０６：に加えるようｔこ構成されている
。
又、ＩＩＩＪ記減算部ＯＪは比較部＠に接続され、位置
指令値と位置検出値との差が所定の設定顧ｌｅ、ｌ内に
なると比較部にはアントゲ−１因１の一方の入力を開１
こするように構成されている。又、速度検出部−は第２
比較部はに接続され、検出速度値が零ｔこ接近した設定
＠１△Ｗｏ＋ｔこ達すると第２比較部＠はアン１ゲ−１
因の他方の入力を開１こし、両入力が開のとぎＲＳフリ
、フ゛フロップ回路（以下、ＦＦ回路という）の１をセ
、１状態１こするようにＩ４成されている。ＦＦ［Ｉ！
］路に１の［頓出力は前記積分回路１２＋１１こ接続さ
れており、［ｊ出力から「１」信号が出力される時積分
回路２１ｉが働くよう昏こ構成されている。
指令値と位置検出値との差が所定の設定顧ｌｅ、ｌ内に
なると比較部にはアントゲ−１因１の一方の入力を開１
こするように構成されている。又、速度検出部−は第２
比較部はに接続され、検出速度値が零ｔこ接近した設定
＠１△Ｗｏ＋ｔこ達すると第２比較部＠はアン１ゲ−１
因の他方の入力を開１こし、両入力が開のとぎＲＳフリ
、フ゛フロップ回路（以下、ＦＦ回路という）の１をセ
、１状態１こするようにＩ４成されている。ＦＦ［Ｉ！
］路に１の［頓出力は前記積分回路１２＋１１こ接続さ
れており、［ｊ出力から「１」信号が出力される時積分
回路２１ｉが働くよう昏こ構成されている。
上記アーム駆動装置Ｏ１ｌにおいて、第１アーム（２）
が所望位置まで移動する場合、この所望位置１こ応した
位置指令部が減算部０３１１こ与えられ、減算部ａルの
出力１こ応じた速度指令値が電［Ｉ：に変換され、さら
ｔこアナログ餉１こ変換され、第１→Ｊ−ボモータ（４
）（こ加えられる。第１サーボモータ（４）の回転ｔこ
より位置検出値が減算部０３）１こ帰還され、−１−起
動作を繰返し、減算部０３の出力が零１こなるようをこ
作動する。これと同時に速度検出値は第２減算部〃１こ
帰還され、速度指令値と速度検出値との差１こ応じて減
算部０シから得られる電圧を補正し、この補正電圧が第
１号−ホモータ１４＋に加えられ、速度指令値により得
られる速度と実際の速度との補正を行う。
が所望位置まで移動する場合、この所望位置１こ応した
位置指令部が減算部０３１１こ与えられ、減算部ａルの
出力１こ応じた速度指令値が電［Ｉ：に変換され、さら
ｔこアナログ餉１こ変換され、第１→Ｊ−ボモータ（４
）（こ加えられる。第１サーボモータ（４）の回転ｔこ
より位置検出値が減算部０３）１こ帰還され、−１−起
動作を繰返し、減算部０３の出力が零１こなるようをこ
作動する。これと同時に速度検出値は第２減算部〃１こ
帰還され、速度指令値と速度検出値との差１こ応じて減
算部０シから得られる電圧を補正し、この補正電圧が第
１号−ホモータ１４＋に加えられ、速度指令値により得
られる速度と実際の速度との補正を行う。
上記のよう蚤こ第１サーボモータ１４１を回転させ、第
３図１ａｌ ｉこ示すよう１こ第１アーム＋２１が目標
位置（Ｐｉに接近し、所定値＋ｅ、ｌ内１こ達すると、
これを比較部（支）が検出し、アントゲ−トノの一方の
入力を開１こする。その後、第３図１ａｌに示すよう１
こ速度検出値が第２比較部はの設定値１△Ｗ、ｌに達す
ると、第２比較部＠の出力はアントゲ−１ｉ２３１の他
の入力を開１こし、アン１゛ゲ−１（２８１の出力がＦ
ＦＦｉｉｌ路に１をセ、１状態１こする。従ってＦＦ回
路の１の「Ｑ」出力が「１」となり、積分回路２１＋が
作動する。積分回路Ｔ２１）が作動すると、速度指令値
と速度検出値との差１こ応じて得られる補正電圧は加巽
部（ホ）をこ加えられるとともをこ積分回路ｃｌｌｊを
介しても同時をこ加□□□部（ホ）１こ加えられる。こ
の状態で、第１アーム（２）、第１サーボモーク（４１
等の静止摩擦等をこより、第１サ−７トモータ（４）が
回転しなくても、その時間経過とともｔこ積分器ｋＪシ
１．の出力電圧は徐４１こ上列する。従って、第］−１
１−ボモータ（４１は回転を継続し、第１アーム（２）
は確夾ｔこ目標位置（Ｐ）１こ達する。また、第１アー
ム＋２１の慣性が第１アーム（２）の姿勢１位置１こ応
じて変化した場合でも、上記のように積算回路０１ｉの
動作開始条件を決定することによって、積分動作がある
ため１こ生じていたオーバシュー１及びハンチングを減
少させ、より迅速に第１アーム（２）を目標位置１こ達
しめることができる。
３図１ａｌ ｉこ示すよう１こ第１アーム＋２１が目標
位置（Ｐｉに接近し、所定値＋ｅ、ｌ内１こ達すると、
これを比較部（支）が検出し、アントゲ−トノの一方の
入力を開１こする。その後、第３図１ａｌに示すよう１
こ速度検出値が第２比較部はの設定値１△Ｗ、ｌに達す
ると、第２比較部＠の出力はアントゲ−１ｉ２３１の他
の入力を開１こし、アン１゛ゲ−１（２８１の出力がＦ
ＦＦｉｉｌ路に１をセ、１状態１こする。従ってＦＦ回
路の１の「Ｑ」出力が「１」となり、積分回路２１＋が
作動する。積分回路Ｔ２１）が作動すると、速度指令値
と速度検出値との差１こ応じて得られる補正電圧は加巽
部（ホ）をこ加えられるとともをこ積分回路ｃｌｌｊを
介しても同時をこ加□□□部（ホ）１こ加えられる。こ
の状態で、第１アーム（２）、第１サーボモーク（４１
等の静止摩擦等をこより、第１サ−７トモータ（４）が
回転しなくても、その時間経過とともｔこ積分器ｋＪシ
１．の出力電圧は徐４１こ上列する。従って、第］−１
１−ボモータ（４１は回転を継続し、第１アーム（２）
は確夾ｔこ目標位置（Ｐ）１こ達する。また、第１アー
ム＋２１の慣性が第１アーム（２）の姿勢１位置１こ応
じて変化した場合でも、上記のように積算回路０１ｉの
動作開始条件を決定することによって、積分動作がある
ため１こ生じていたオーバシュー１及びハンチングを減
少させ、より迅速に第１アーム（２）を目標位置１こ達
しめることができる。
第２号−ホモ−Ｊ ＋４＋ １こついても同様ｔこアー
ム駆動装［０１（が作動し、作業ユニｙ ） ｕαは目
標位置に確実ｔこ達する。尚、本発明はアームの駆動の
みならず、作業ユニ、トの姿勢制御等その他の回転軸の
制御にも応用できる。
ム駆動装［０１（が作動し、作業ユニｙ ） ｕαは目
標位置に確実ｔこ達する。尚、本発明はアームの駆動の
みならず、作業ユニ、トの姿勢制御等その他の回転軸の
制御にも応用できる。
以に説明したように本発明はアームが目標位置に接近し
かつアームの速度が所定値をこ達すると指令速度と実際
の速度との差ｔこ応じた補正電圧を積分回路を介しても
→ｔ−ボモーグｔこ加わるよう（こ構成しているため、
アームの姿勢９位置。
かつアームの速度が所定値をこ達すると指令速度と実際
の速度との差ｔこ応じた補正電圧を積分回路を介しても
→ｔ−ボモーグｔこ加わるよう（こ構成しているため、
アームの姿勢９位置。
速度等をこよる慣性の変化に対しても高精度な位置決め
を行うことかできるはかりか、アーム。
を行うことかできるはかりか、アーム。
号−ボモータ等の静止摩擦が少４大ぎくてもサーボモー
タすなわちアームを確実１こかつ迅速１こ回転させるこ
とかでき、アームの位置決め１こ要する時間を大幅に短
縮することができる等）利点がある。
タすなわちアームを確実１こかつ迅速１こ回転させるこ
とかでき、アームの位置決め１こ要する時間を大幅に短
縮することができる等）利点がある。
第１図は本発明１こ係る産業用ロボットの正面図、第２
図は本発明のブロック図、第３図１ａｌ ｔｌ）１は本
発明の動作説明図、第４図及び第５図は従来例を示すブ
ロック図である。 ＩＩＩ Ｍ業用ロポノ１、 ＋２１ 第１アーム、
（３） 第２アーム、 （４］ 第１−１１−
ボモータ、（５１支 柱、 （６） 第１パル７エンコーメ、 （７１第１回転軸、 １８） 第２′Ｉ＋−ホモ
−り、（９） 第２パルスエンコーダ、 側作業ユニ７１． 山１ アーム駆動装置、ａり
位置指令部、 ＯＪ 減算部、（１４速度変換部
１１５１ 電圧変換部、ｔｌｌｌ Ｄ／Ａ
変換部、 ＋１７１ 駆動回路、ｕ８１ 積算
カウンタ、 ａ９ 速度検出部、２１ 第２減算
部、 ｆ２＋１ 積分回路、■ 比較部、
の アントゲ−［、は 第２比較部、 ６ Ｒ８７９７１７０２１回路、 ■ 加算部、 代理人 石田冨夫 第１図 １δ 特開昭５９−１６９７７７ （５）
図は本発明のブロック図、第３図１ａｌ ｔｌ）１は本
発明の動作説明図、第４図及び第５図は従来例を示すブ
ロック図である。 ＩＩＩ Ｍ業用ロポノ１、 ＋２１ 第１アーム、
（３） 第２アーム、 （４］ 第１−１１−
ボモータ、（５１支 柱、 （６） 第１パル７エンコーメ、 （７１第１回転軸、 １８） 第２′Ｉ＋−ホモ
−り、（９） 第２パルスエンコーダ、 側作業ユニ７１． 山１ アーム駆動装置、ａり
位置指令部、 ＯＪ 減算部、（１４速度変換部
１１５１ 電圧変換部、ｔｌｌｌ Ｄ／Ａ
変換部、 ＋１７１ 駆動回路、ｕ８１ 積算
カウンタ、 ａ９ 速度検出部、２１ 第２減算
部、 ｆ２＋１ 積分回路、■ 比較部、
の アントゲ−［、は 第２比較部、 ６ Ｒ８７９７１７０２１回路、 ■ 加算部、 代理人 石田冨夫 第１図 １δ 特開昭５９−１６９７７７ （５）
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 モータの回転？こより駆動されるアームを有する産業用
ロポ、トｔこおいて、 アームの回転に応じた回転角を検出するパルスエンコー
ダからの位置検出値とあらかじめ設定された目標位置に
対応する回転角を与える位置指令値との差が零となるよ
うにその差に応じた速度指令、１１１を電圧に変換する
とともに速度指令値と速度検出値との差ｅこ応じて前記
電圧を補正し、この補正された電圧をモータに加える一
方、 位置検出値と位置指令値との差が所定値内をこ達し、か
つ位置検出値から得られる速度検出値が所定値となって
初めて前記速度指令値と速度検出値との差？こ応じて得
られる補正電圧を積分回路を介してもモータ１こ加える
ことを特徴とするアーム駆動装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4358783A JPS59169777A (ja) | 1983-03-15 | 1983-03-15 | 産業用ロボツトのア−ム駆動装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4358783A JPS59169777A (ja) | 1983-03-15 | 1983-03-15 | 産業用ロボツトのア−ム駆動装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59169777A true JPS59169777A (ja) | 1984-09-25 |
Family
ID=12667910
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4358783A Pending JPS59169777A (ja) | 1983-03-15 | 1983-03-15 | 産業用ロボツトのア−ム駆動装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59169777A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61288213A (ja) * | 1985-06-17 | 1986-12-18 | Nippon Soken Inc | モ−タ回転制御装置 |
| JPS622873A (ja) * | 1985-06-26 | 1987-01-08 | Mitsubishi Electric Corp | 誘導電動機の定位置停止制御方式 |
| JPS63273115A (ja) * | 1987-04-30 | 1988-11-10 | Fanuc Ltd | サ−ボ制御回路 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55106096A (en) * | 1979-02-07 | 1980-08-14 | Yaskawa Electric Mfg Co Ltd | Sewing machine controller |
| JPS5616968A (en) * | 1979-07-23 | 1981-02-18 | Nec Corp | Speed control system of data converter in data memory unit |
-
1983
- 1983-03-15 JP JP4358783A patent/JPS59169777A/ja active Pending
Patent Citations (2)
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|---|---|---|---|---|
| JPS55106096A (en) * | 1979-02-07 | 1980-08-14 | Yaskawa Electric Mfg Co Ltd | Sewing machine controller |
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| JPS622873A (ja) * | 1985-06-26 | 1987-01-08 | Mitsubishi Electric Corp | 誘導電動機の定位置停止制御方式 |
| JPS63273115A (ja) * | 1987-04-30 | 1988-11-10 | Fanuc Ltd | サ−ボ制御回路 |
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