JPS6063620A - サ−ボ制御方法 - Google Patents

サ−ボ制御方法

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JPS6063620A
JPS6063620A JP17080183A JP17080183A JPS6063620A JP S6063620 A JPS6063620 A JP S6063620A JP 17080183 A JP17080183 A JP 17080183A JP 17080183 A JP17080183 A JP 17080183A JP S6063620 A JPS6063620 A JP S6063620A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
compensation
position data
axis
gain
robot
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP17080183A
Other languages
English (en)
Inventor
Yozo Nishi
西 洋三
Matsuo Nose
松男 野瀬
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.)
Komatsu Ltd
Original Assignee
Komatsu Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Komatsu Ltd filed Critical Komatsu Ltd
Priority to JP17080183A priority Critical patent/JPS6063620A/ja
Publication of JPS6063620A publication Critical patent/JPS6063620A/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
    • G05B19/414Structure of the control system, e.g. common controller or multiprocessor systems, interface to servo, programmable interface controller
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00Program-control systems
    • G05B2219/30Nc systems
    • G05B2219/41Servomotor, servo controller till figures
    • G05B2219/41021Variable gain
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00Program-control systems
    • G05B2219/30Nc systems
    • G05B2219/42Servomotor, servo controller kind till VSS
    • G05B2219/42162Model reference adaptive control MRAC, correction fictive-real error, position
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00Program-control systems
    • G05B2219/30Nc systems
    • G05B2219/45Nc applications
    • G05B2219/45083Manipulators, robot

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】 −ボ制御方法に関する。
従来のサーボ系は、いわゆるPID補償等のように各特
性補@(速度補償、積分補償等)を直列的に行っており
、このため次のような不都合を生じていた。すなわち、
後の補償がそれ以前の補償の影響を受けるので、特定の
補償についてのゲインのみを単独に調整してユーザーの
ニーズに適応しつるようにサーボ系の制御特性を変化さ
せることは不可能であった。
さらに各補償についてのゲインが固定されるた6、多関
接ロボットのような静的負荷や慣性負荷り変動が激しい
制御対象を、その動作領域全体に旺って適正に制御する
ことが困離であった。
不発明の目的は、上記に列挙したような従来のサーボ制
御の問題点を解消することができるサーボ制御方法を提
供することにある。
そのため本発明においては、各特性補償を並列勺に行な
うようにしている。また各特性補償を並ii目的に行な
うとともに、それらの補償についてのに応じて変化させ
るようにしている。
本発明によれば、各特性補償のゲインを個別に調整する
ことができるので、任意の補償特性を選択的に変化させ
て1作業のニーズに合致するような制御特性を得ること
が可能である。
また、制御対象の作動状態変化に対応して各補償ゲイン
を変化させることができるので、多関接ロボットなどの
慣性負荷や重量負荷の変動が激しい制御対象に対しても
良好な制御を行なうことができる。
以下、図面に示す実施例を参照しながら本発明の詳細な
説明する。
第1図は、多関接ロボットの各軸の制御に適用した不発
明に係るサーボ制御方法の一実施例を示し、この実施例
によれば以下の処理が行なわれる。
1)メモリ1より各軸についての旧目標位置データe。
′(t)および速度指令データ’o(t)を各々ン読出
す(処理11および12)。なお、上記メモリ1がらは
単位時間毎に目標位置データが出方される。しかして上
記旧目標位置データe。′(t)は、現時点よりも上記
単位時間だけさかのぼった時点の目標位置データを示し
ている。
2)上記旧目標位置データe。′(t)および各軸速度
指令データ?。(1)に基づいて各軸目標位置データe
o(t)を演算する(処理13)。
3)上記目標位置データe。(1)と各軸についての位
置検出器2より出力される現在位置データe (t)と
に基づいて各軸の位置偏差Δe (t)= e O(t
)−e (t)を計算する(処理14 )。なお位置検
出器2は、第2図に例示するロボットの旋回軸45.第
1アーム軸41および第2アーム軸42の作動位置つま
り回動角θを各々検出するものである。
4)上記現在位置データe (t)を微分して該データ
e (t)の一定時間における変化量、つまりロボット
の現時点での各軸速度y(t)を計算しく処理15)、
この速度”(t)と上記速度指令データ?。(1)との
偏差Δ牢)”yo(t)−〜(1)を計算する(処理1
6)二5)上記各軸速度指令データy。(1)の一定時
間における変化量つまり各軸についての指令加速にα。
(1)を計算するとともに(処理17)、上記速度y(
t)を微分して該速度の上記一定時間における変化量つ
まりロボットの各軸脚速度α(1)を計算する(処理1
8)。そして上記加速度α。(1)とα(1)との偏差
Δα(t)=α。(1)−α(1)を計算する(処理1
9)。
6)上記位置偏差Δe (t)に基づいて該偏差に対す
る積分補償量の計算I(t)= I (t−1)十Δe
 (t)を実行する(処理20)。
7)適宜な検出器(図示せず)によってロボットに負荷
されている物体の重量Wを検出する(処理21)。そし
て検出された重量Wと上記現在位置データe (t)と
に基づいてロボットの各軸に対する重量の補償量F(g
)十F(θ)を計算する(処理22)。
なお、θはロボットの各軸の作動角を示し、上記位置デ
ータe (t)に対応している。
8)各軸についての上記位置偏差Δe(t)、速度偏差
Δy (t)、加速度偏差Δα(1)、積分補償量I 
(t)および重量補償量F(g)十F(θ)に各々ゲイ
ン常数G、。
Gy 、G A I G IおよびGWを乗じる操作を
行ない。
各補償出力f1〜f5を計算する(処理23 、24 
、25 。
26および27)。
9)上記各補償出力f、〜fIlを加算する処理を実行
して、総合補償出力f′をめる(処理28)。
】0)上記出力f′に対する不感帯補償計算を行なう(
処理29)。すなわち、補正量Gy (〉O)を設定し
、上記出力f′にこの補正量GLを加算してfoyr 
= f’+GNX S ign (fつを算出する。
ただしSign(f/)はf’)0のとき1.f’=0
のときO,f’<0のとき−1となる。なお、上記補正
量G、lはD/Aコンバータ33およびサーボアンプ3
0を介して上記出力fou丁に対応する電流l0UTを
入カスるサーボパルプ31のオーバラップ量等に基づい
て設定される。そしてこの不感帯補償を行なった場合の
補償出力f′とfolTTの関係は第3図のように表わ
される。
以上の各処理は、図示していないマイクロコンピュータ
のプログラムに従って、つまりソフトウェアによって実
行される。そして上記不感帯補償計算29によって得ら
れる補償出力f。tlTはD/Aコンバータ33′J6
よびサーボアンプ30を介してサーボバルブ31を制御
し、これによって上記ロボ・7トの上記各軸45 、4
1 、42#よび手首軸47が作動される。
なお、第1図に示した速度補償に基づく出力f2は、系
の応答性やダンピングを改善する作用をなす。また加速
度補償に基づく出力f3は、速度変動を押さえて系の安
定性を増すように作用する。
さらに上記積分補償に基づく出力f4は、に容性を向上
させる作用と定常偏差を無くす作用をなす。しかして、
この位置偏差Δe (t)に対する積分補償は、各補償
を直列に行なう従来のサーボ系では行なうことができな
い。
本発明では、上記するように各補償を並列的に行なって
いるので、それらの補償についてのゲインを上記ゲイン
常数GpIGv#G、tG工および〜を変えることによ
り任意かつ個別に調整することができる。したがって、
制御対象(ロボット)の各種動作状態等に適応した補償
ゲインの設定が可能であり、それによって従来不可能で
あった特殊な作業を制御対象に行なわせることが可能に
なる。すなわち、たとえば速度精度が位置精度よりも重
要となる特殊な作業を制御対象に行なわせる場合には、
速度精度が優先されるように上記各補償ゲインを調整す
ることによって該作業が適正に行なわれる。
ところで、第2図に示した旋回軸45、第1アーム軸4
1.第2アーム軸42に作用する慣性負荷や重量負荷は
、前記第1、第2アーム43 、44の作動角θ2 、
θ3 (手首48の角度θ4も関係するがここでは無視
する。)の変化や手首48に負荷される物体490大き
さによって大きく変動する。そこで上記手首軸47を除
く各軸についてのゲイン常数Gp。
Gv IGA eGxおよびGwをこの変動に対応して
変化させれば、ロボットの作動態様に応じた制御特性を
得ることができる。そこで本発明では、各軸についての
下記するゲインテーブルを作成し。
このゲインテーブルに基づいて上記旋回軸45.第1ア
ーム軸41および第2アーム軸42についての各ゲイン
常数Gp、Gv、GA、G工およびGwを上記負荷変動
に適応した値となるように変化させている。
前記旋回軸45(第1軸)に作用する慣性モーメントG
DS (Kg−m2)は、Ml 、第2アーム43 、
44の回転角θ2 、θ、に応じて第4図の等高線図に
示す態様で変化するので、同図に基づき第5図のような
ゲインテーブルを作成する。
この第5図において領域■は第1軸45に作用する慣性
モーメントCDIが最も大きくなる振り角θ7.θ、の
範囲であり、この振り角θ3.θ、の範囲が領域■、■
、■、■に移行するに伴って上記慣性モーメン)GD:
は低下する。上記各領域■〜■には、各々それらの領域
を指定する振れ角θ2.θ8についての適正なゲイン常
数Gp’GvtG、、G工および〜、の値が予設定され
ており、したがって02.θ3の大きさ、つまり慣性モ
ーメントCDでの大きざに対応した上記各ゲイン常数を
こ1のゲインテーブルから得ることができる。
第1アームおよび第2アームについても上記と同様にし
てゲインテーブルを作成し、角θ2.θ8についての適
正なゲインをあらかじめ設定してお(− 前記物体49の重量Wは作業の態様に応じて変化するの
で、上記各軸についてのゲインテーブルは当然個々の重
量Wについて準備され、それらのゲインテーブルの関係
は図示していないマイクロコンピュータのメモリに記憶
される。第1図に示した“ゲイン設定”という処理32
は、上記重量Wと、各軸についての現在位置データe 
(t)のうちの第1アーム軸41と第2アーム軸42の
各振り角θt、θ3を示す位置データとに基づいて上記
メモリより上記旋回転45、第1アーム軸41および第
2アーム軸42についてのゲイン常数G、〜Gwを各々
読出す処理を示唆している。
なお、第5図に示したゲインテーブルは、第6図に示す
ごとくブロック状に書き改めることによりメモリに記憶
させる操作が容易となる。
前記するように旋回軸45、第1アーム軸41および第
2アーム軸42についてのゲイン常数G、〜へを上記ゲ
インテーブルに基づいて設定することにより、それらの
軸を上記角度θ7.θ、の大きさおy yc e+ 薪
+f+ + 4 + +frp 1− z 嘴= 1/
−、x+ xu 侭−wことができる。
なお、定常偏差をなくすためのいわゆるドループ補償を
行なうために、上記実施例ビは上記速度指令データ’o
(t)に係数に=1〜1゜2を乗じるようにしており、
したがって第1図に示した出力ftはf、=cv−(k
−−o(i;)−?(t))と表わされる。また上記実
施例では、ステップ応答時の時間遅れを減少させるため
、ステップ応答の立上がり時に大きなサーボ電流を流す
ようにしている。
第7図(a)に示す波形AおよびBは、各々実線に示す
速度指令に対する従来のサーボ系および上記実施例に係
るサーボ系の応答を示し、また同図(b)の波形Aおよ
びBは実線に示す位置指令に対する上記各サーボ系の応
答を各々示している。これらの図から明らかなとおり、
上記実施例のサーボ系は速度指令および位置指令に対し
きわめて良好に応答する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係るサーボ制御方法の一実施例を示し
たブロック線図、第2図は多関接ロボットの一例を示し
た概念図、第3図は不感帯補償を説明するためのグラフ
、第4図は第1,2アームの姿勢変化に伴なう旋回軸ま
わりの慣性モーメントを示す等高線図、第5図は第4図
に示す関係を直線近似でテーブル化した図、第6図は第
4因に示す関係をブロック分割して形成し1こゲインテ
ーブルの構成図、第7図(a)は不発明に係る方法にし
たかっ1こサーボ系と従来のサーボ系における速度指令
に対する応答波形を例示した図、第7図(b)は本発明
に係るサーボ系と従来のサーボ系における位置指令に対
する応答波形を例示した図である。 1・・・メモリ、2・・・位置検出器、30・・・サー
ボアンプ、31・・・サーボパルプ、41・・・第1ア
ームM、42・・・第2アーム軸、43・・・第1アー
ム、44・・・第2アーム、45・・・旋回軸、48・
・・手首、49・・・負荷物体、33・・・D/Aコン
バータ、47・・・手首軸。 出願人代理人 木 村 高 久 第°3図 第4図

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)各特性補償を並列的に行なうようにしたことを特
    徴とするサーボ制御方法。
  2. (2)各特性補償を並列的に行ない、かつそれらの補償
    についてのゲインを制御対象の作動態様および負荷の大
    きさに応じて変化させるようにしたことを特徴とするサ
    ーボ制御方法。
  3. (3)上記制御対象が複数のアームを備えた多関接ロボ
    ットであり、上記各特性補償についてのゲインを上記各
    アームの作動角および重量負荷に基づいて変化させるよ
    うにした特許請求の範囲第(2)項記載のサーボ制御方
    法。 瀝
JP17080183A 1983-09-16 1983-09-16 サ−ボ制御方法 Pending JPS6063620A (ja)

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JP17080183A JPS6063620A (ja) 1983-09-16 1983-09-16 サ−ボ制御方法

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JP17080183A JPS6063620A (ja) 1983-09-16 1983-09-16 サ−ボ制御方法

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JPS6063620A true JPS6063620A (ja) 1985-04-12

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ID=15911596

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Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61248104A (ja) * 1985-04-26 1986-11-05 Nissan Motor Co Ltd マニピユレ−タの制御装置
JPS61273192A (ja) * 1985-05-24 1986-12-03 Enshu Ltd 速度アンプによる多軸モ−タ駆動制御方式
JPS6280710A (ja) * 1985-10-04 1987-04-14 San Esu Shoko Co Ltd デジタルサ−ボ制御法
WO1988000368A1 (en) * 1986-06-30 1988-01-14 Fanuc Ltd Robot control apparatus
JPS63170707A (ja) * 1987-01-08 1988-07-14 Kumamoto Techno Porisu Zaidan 制御装置
JPH01110076A (ja) * 1987-10-21 1989-04-26 Mitsubishi Electric Corp サーボモータのトルク制御方式
JPH01175004A (ja) * 1987-12-29 1989-07-11 Honda Motor Co Ltd ロボット制御装置
JPH02127395A (ja) * 1988-11-02 1990-05-16 Mitsubishi Heavy Ind Ltd クレーン補償制御装置
JPH02179288A (ja) * 1988-12-28 1990-07-12 Matsushita Electric Ind Co Ltd サーボ制御装置
JPH0354076A (ja) * 1989-07-20 1991-03-08 Matsushita Electric Ind Co Ltd 四輪操舵車の後輪操舵角制御装置
JPH03253918A (ja) * 1990-03-05 1991-11-13 Hitachi Constr Mach Co Ltd 位置決めテーブルの駆動制御方法
KR100877983B1 (ko) * 2002-03-11 2009-01-12 주식회사 엘지이아이 로봇의 목표물 추종장치 및 방법

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61248104A (ja) * 1985-04-26 1986-11-05 Nissan Motor Co Ltd マニピユレ−タの制御装置
JPS61273192A (ja) * 1985-05-24 1986-12-03 Enshu Ltd 速度アンプによる多軸モ−タ駆動制御方式
JPS6280710A (ja) * 1985-10-04 1987-04-14 San Esu Shoko Co Ltd デジタルサ−ボ制御法
WO1988000368A1 (en) * 1986-06-30 1988-01-14 Fanuc Ltd Robot control apparatus
JPS63170707A (ja) * 1987-01-08 1988-07-14 Kumamoto Techno Porisu Zaidan 制御装置
JPH01110076A (ja) * 1987-10-21 1989-04-26 Mitsubishi Electric Corp サーボモータのトルク制御方式
JPH01175004A (ja) * 1987-12-29 1989-07-11 Honda Motor Co Ltd ロボット制御装置
JPH02127395A (ja) * 1988-11-02 1990-05-16 Mitsubishi Heavy Ind Ltd クレーン補償制御装置
JPH02179288A (ja) * 1988-12-28 1990-07-12 Matsushita Electric Ind Co Ltd サーボ制御装置
JPH0354076A (ja) * 1989-07-20 1991-03-08 Matsushita Electric Ind Co Ltd 四輪操舵車の後輪操舵角制御装置
JPH03253918A (ja) * 1990-03-05 1991-11-13 Hitachi Constr Mach Co Ltd 位置決めテーブルの駆動制御方法
KR100877983B1 (ko) * 2002-03-11 2009-01-12 주식회사 엘지이아이 로봇의 목표물 추종장치 및 방법

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