JPS6123212A - 多関節構造機械の制御装置 - Google Patents
多関節構造機械の制御装置Info
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- JPS6123212A JPS6123212A JP14240584A JP14240584A JPS6123212A JP S6123212 A JPS6123212 A JP S6123212A JP 14240584 A JP14240584 A JP 14240584A JP 14240584 A JP14240584 A JP 14240584A JP S6123212 A JPS6123212 A JP S6123212A
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- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
- E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
- E02F9/20—Drives; Control devices
- E02F9/2025—Particular purposes of control systems not otherwise provided for
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J9/00—Programme-controlled manipulators
- B25J9/16—Programme controls
- B25J9/1628—Programme controls characterised by the control loop
- B25J9/1651—Programme controls characterised by the control loop acceleration, rate control
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
- B66C—CRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
- B66C13/00—Other constructional features or details
- B66C13/04—Auxiliary devices for controlling movements of suspended loads, or preventing cable slack
- B66C13/06—Auxiliary devices for controlling movements of suspended loads, or preventing cable slack for minimising or preventing longitudinal or transverse swinging of loads
- B66C13/066—Auxiliary devices for controlling movements of suspended loads, or preventing cable slack for minimising or preventing longitudinal or transverse swinging of loads for minimising vibration of a boom
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- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/37—Measurements
- G05B2219/37388—Acceleration or deceleration, inertial measurement
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- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
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- G05B2219/45083—Manipulators, robot
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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】
〔発明の利用分野３
本発゛明は多関節アームを備える多関接構造機械の制御
装置、さらに詳しくは多関接構造機械の多関節アームの
振動を抑制するに好適な制御装置に関する。
装置、さらに詳しくは多関接構造機械の多関節アームの
振動を抑制するに好適な制御装置に関する。
多関接構造機械の一例として、多関節形ロボットがある
。この種のロボットの多関節アームは比較的剛性が大き
いものであるが、それでもアームが振動するため、その
振動を抑制する手段が種々提案されている。（特開昭５
４−３１８７７号公報、特開昭５８−３００１号公報） 一方、多関接構造機械の他の例として、多関節アームを
２個以上備えるものが、種々提案されている。この種の
多関接構造機械においてはアーム数の増加に伴ない、そ
の駆動系の容量も増加するので、駆動用アクチュエータ
の小形化や省エネルギの面からブームの軽量化が進めら
れつつある。
。この種のロボットの多関節アームは比較的剛性が大き
いものであるが、それでもアームが振動するため、その
振動を抑制する手段が種々提案されている。（特開昭５
４−３１８７７号公報、特開昭５８−３００１号公報） 一方、多関接構造機械の他の例として、多関節アームを
２個以上備えるものが、種々提案されている。この種の
多関接構造機械においてはアーム数の増加に伴ない、そ
の駆動系の容量も増加するので、駆動用アクチュエータ
の小形化や省エネルギの面からブームの軽量化が進めら
れつつある。
ところが、ブーム形状を細くして軽量化を行なうと、ブ
ームの剛性が低くなり、固有振動数が低くなる。また、
ブーム自体には減衰作用がないので。
ームの剛性が低くなり、固有振動数が低くなる。また、
ブーム自体には減衰作用がないので。
シリンダの起動時や停止時に生じる低振動数の脈動が短
時間で減衰せず、操作性が悪かった。
時間で減衰せず、操作性が悪かった。
本発明は、」二連した事柄にもとづいてなされたもので
、減衰特性が良く、操作性の良い多関接構造機械の制御
装置を提供することを目的とする。
、減衰特性が良く、操作性の良い多関接構造機械の制御
装置を提供することを目的とする。
本発明は上記の目的を達成するために、多関接構造機械
の各アーム体の先端もしくはその近傍に加速度検出器を
設け、その出力と各アーム体の相対角度とから、各アー
ム体の枢着点回りの角加速度を演算し、その演算値を各
アーム体の制御系へフィードバックし、アーム体の振動
抑制するようにしたものである。
の各アーム体の先端もしくはその近傍に加速度検出器を
設け、その出力と各アーム体の相対角度とから、各アー
ム体の枢着点回りの角加速度を演算し、その演算値を各
アーム体の制御系へフィードバックし、アーム体の振動
抑制するようにしたものである。
以下本発明の実施例を図面を参照して説明する。
第１図は本発明の制御装置の一例を備えた多関接構造機
械の構成を示すもので、図において１は旋回体、２は旋
回体１上に設けたブラケット、３はブラケツ１〜２に設
けた第１のアーム体、５は第１のアーム体３の先端に取
付けた第２のアーム体、７は第２のアーム体５の先端に
取付けた第３のアーム体である。これらの第１のアーム
体３．第２のアーム体５゛及び第３のアーム体７はそれ
ぞれ第１のシリンダ４．第２のシリンダ６及び第３のシ
リンダ８によって操作される。これらの第１のアーム体
３．第２のアーム体５及び第３のアーム体７の相対角度
は各枢着点またはその近傍に設けた検出器１０〜１２に
よって検出される。検出器１０〜１２の検出値は検出回
路１３によって加速補償制御装置１９へ伝えられる。ま
た、第１のアーム体３．第２のアーム体５及び第３のア
ーム体７の角加速度は各アーム体３，５．７の先端また
は近傍に設けた検出器１４〜１６によって検出される。
械の構成を示すもので、図において１は旋回体、２は旋
回体１上に設けたブラケット、３はブラケツ１〜２に設
けた第１のアーム体、５は第１のアーム体３の先端に取
付けた第２のアーム体、７は第２のアーム体５の先端に
取付けた第３のアーム体である。これらの第１のアーム
体３．第２のアーム体５゛及び第３のアーム体７はそれ
ぞれ第１のシリンダ４．第２のシリンダ６及び第３のシ
リンダ８によって操作される。これらの第１のアーム体
３．第２のアーム体５及び第３のアーム体７の相対角度
は各枢着点またはその近傍に設けた検出器１０〜１２に
よって検出される。検出器１０〜１２の検出値は検出回
路１３によって加速補償制御装置１９へ伝えられる。ま
た、第１のアーム体３．第２のアーム体５及び第３のア
ーム体７の角加速度は各アーム体３，５．７の先端また
は近傍に設けた検出器１４〜１６によって検出される。
検出器１４〜１６の検出値は検出回路１７とフィルタ回
路１８を介して加速度補償制御装置１９へ伝えられる。
路１８を介して加速度補償制御装置１９へ伝えられる。
加速度補償制御装置１９は第１のアーム体３の相対角度
θ１．第２のアーム体５の相対角度θ２及び第３のアー
ム体７の相対角度θ３とフィルタ回路１８を通った後の
第１のアーム体３の先端加速度α１．第２のアーム体５
の先端加速α２及び第３のアーム体７の先端加速度α３
に基づいて、第１のアーム体３の枢着点Ｏ□回りの角加
速度θ１゜第２のアーム体５の枢着点０２回りの角加速
度θ２及び第３のアーム体７の枢着点０３回りの角加速
度°０°・を演算し、これを比較演算制御装置２１へ出
力する。
θ１．第２のアーム体５の相対角度θ２及び第３のアー
ム体７の相対角度θ３とフィルタ回路１８を通った後の
第１のアーム体３の先端加速度α１．第２のアーム体５
の先端加速α２及び第３のアーム体７の先端加速度α３
に基づいて、第１のアーム体３の枢着点Ｏ□回りの角加
速度θ１゜第２のアーム体５の枢着点０２回りの角加速
度θ２及び第３のアーム体７の枢着点０３回りの角加速
度°０°・を演算し、これを比較演算制御装置２１へ出
力する。
多関接構造機械の運転席（図示せず）には入力装置２０
が設置されている。この入力装置２０は各アーム体３，
５，７の角速度θ１１．θｚ、ｙ θ２゜を与える操作
レバーを備えている。この入力装置２０は比較演算制御
装置２１に第１のアーム体３令Ｏ２，及び第３のアーム
体７の角速度指令θ３、を出力する。
が設置されている。この入力装置２０は各アーム体３，
５，７の角速度θ１１．θｚ、ｙ θ２゜を与える操作
レバーを備えている。この入力装置２０は比較演算制御
装置２１に第１のアーム体３令Ｏ２，及び第３のアーム
体７の角速度指令θ３、を出力する。
比較演算制御装置２１は各アーム体３，５．７の角速度
指令Ｏｘ、〜０３、と各アーム体３，５．７の角加速度
゛０°１〜°０°３に基づいて、各アーム体３゜５．７
の振動を抑制するのに必要な各シリンダ４゜６．８への
流量を電圧の形でサーボ増幅器２２へ出力する。サーボ
増幅器２２はこの電圧入力を電流に変換し゛、入力電流
に対して出力流量が比例する電気油圧サーボ弁、いわゆ
るサーボ弁２３〜２５を駆動する。これにより各シリン
ダ４，６゜８は作動する。
指令Ｏｘ、〜０３、と各アーム体３，５．７の角加速度
゛０°１〜°０°３に基づいて、各アーム体３゜５．７
の振動を抑制するのに必要な各シリンダ４゜６．８への
流量を電圧の形でサーボ増幅器２２へ出力する。サーボ
増幅器２２はこの電圧入力を電流に変換し゛、入力電流
に対して出力流量が比例する電気油圧サーボ弁、いわゆ
るサーボ弁２３〜２５を駆動する。これにより各シリン
ダ４，６゜８は作動する。
次に、前述したフィルタ回路１８と容袋ｆｆｆ １９〜
２１について更に詳しく説、明する。
２１について更に詳しく説、明する。
第２図は前述したフィルタ回路１８の周波数特性を示す
もので、この図において、横軸は周波数Ｆ、縦軸は入力
と出力の振幅比Ｂをデシベルで表わしている。ω１は重
力加速度の影響を除去するための低域遮断周波数であり
、（１）’２ は高域遮断周波数である。フィルタ回路
１８はバンドパスフィルタになっており、同特性（折点
周波数は異ってもよい）のフィルタを第１のアーム体３
、第２のアーム体５及び第３のアーム体７に対応して３
回路有している。
もので、この図において、横軸は周波数Ｆ、縦軸は入力
と出力の振幅比Ｂをデシベルで表わしている。ω１は重
力加速度の影響を除去するための低域遮断周波数であり
、（１）’２ は高域遮断周波数である。フィルタ回路
１８はバンドパスフィルタになっており、同特性（折点
周波数は異ってもよい）のフィルタを第１のアーム体３
、第２のアーム体５及び第３のアーム体７に対応して３
回路有している。
多関接構造機械はアームが複雑な構造をしており、また
油圧を管路や油圧シリンダとアーム体との相互作用によ
り、種々の振動モードを有している。ところが、機械を
操作してアームの先端に装設した作業装置をある場所へ
位置決めしようとするとき、アームの先端が振動して操
作しづらいと感じる振動成分は、１次モードもしくは２
次モードである。その理由は次に説明する。高次のモー
ドは大きな加速度変動が生じていても周波数が高いため
、アーム先端の位置変動は小さいが、１次モードや２次
モードは周波数が低いため、アーム先端の位置変動が大
きいからである。したがって。
油圧を管路や油圧シリンダとアーム体との相互作用によ
り、種々の振動モードを有している。ところが、機械を
操作してアームの先端に装設した作業装置をある場所へ
位置決めしようとするとき、アームの先端が振動して操
作しづらいと感じる振動成分は、１次モードもしくは２
次モードである。その理由は次に説明する。高次のモー
ドは大きな加速度変動が生じていても周波数が高いため
、アーム先端の位置変動は小さいが、１次モードや２次
モードは周波数が低いため、アーム先端の位置変動が大
きいからである。したがって。
振動抑制の対象とする振動モードは１次モードもしくは
２次モードまででよい。
２次モードまででよい。
また、振動抑制の制御装置をマイクロコンピュータ等を
用いディジタル式に処理しようとすると。
用いディジタル式に処理しようとすると。
ノイズ変装の問題を生じることがある。すなわち、マイ
クロコンピュータ等はある時間間隔で演算処理している
が、この時間間隔の１７２以下の高い周波数が入力され
ると、入力周波数成分を完全に把握することができない
ので、実際の信号とは全く違った信号として処理してし
まい、誤った演算結果を出力してしまうことになる。
クロコンピュータ等はある時間間隔で演算処理している
が、この時間間隔の１７２以下の高い周波数が入力され
ると、入力周波数成分を完全に把握することができない
ので、実際の信号とは全く違った信号として処理してし
まい、誤った演算結果を出力してしまうことになる。
上述した２つの理由より、第２図に示す周波数特性中の
周波数ω２は２込モードもしくは３次モード以上の周波
数成分を除去するための高域遮断周波数である。
周波数ω２は２込モードもしくは３次モード以上の周波
数成分を除去するための高域遮断周波数である。
次に加速度補償制御装置１９について詳しく説明する。
前述したように、加速度補償制御装置１９は各アーム体
３，５．７の相対角度０１〜θ３と各７〜４体３，５．
７の先端の加速度検出器１．４・〜１６の検出値α１〜
α３ （但し、フィルタ回路１８の出力値である）に基
づいて、各アーム体３，５．７の枢着点回りの角加速度
０．〜０３を？寅算する。
３，５．７の相対角度０１〜θ３と各７〜４体３，５．
７の先端の加速度検出器１．４・〜１６の検出値α１〜
α３ （但し、フィルタ回路１８の出力値である）に基
づいて、各アーム体３，５．７の枢着点回りの角加速度
０．〜０３を？寅算する。
その演算内容を第３図を用いて説明する。多関接構造機
械における各部の角度及び長さを第３図に基づいて次の
ように定める。第１のアーム体３の枢着点の位置０１を
原点座標とし、水平、垂直方向にＸ、Ｙ座標を構成する
。第１のアーム体３に対する第２のアーム体５の回動支
点を０２．第２のアーム体５に対する第３のアーム体７
の回動支点を０３．第３のアーム体７の先端をＰとする
と、ＬＯｚＯｌ、Ｘ＝（１１，ＬＯ３０ｚＯｔ＝ ｆｉ
ｚ。
械における各部の角度及び長さを第３図に基づいて次の
ように定める。第１のアーム体３の枢着点の位置０１を
原点座標とし、水平、垂直方向にＸ、Ｙ座標を構成する
。第１のアーム体３に対する第２のアーム体５の回動支
点を０２．第２のアーム体５に対する第３のアーム体７
の回動支点を０３．第３のアーム体７の先端をＰとする
と、ＬＯｚＯｌ、Ｘ＝（１１，ＬＯ３０ｚＯｔ＝ ｆｉ
ｚ。
ＬＰ０３０２＝０３，０１Ｏｚ＝Ｑ３．．０２０３＝Ｑ
ｚ。
ｚ。
Ｏｓ Ｐ ＝ ｎ ３． ０＋ ０３ ＝ Ｌ ｚ
、 ○ＩＰ ＝ Ｌ３． ０２ Ｐ ＝１．１３とな
る。また、加速度検出器１４〜１６は各アーム体３，５
．７の枢着点と先端を結ぶ線分と直角方向の加速度成分
を検出するように取付けられており、検出（ｔｌ￥をそ
れぞれα□〜α３ とする。
、 ○ＩＰ ＝ Ｌ３． ０２ Ｐ ＝１．１３とな
る。また、加速度検出器１４〜１６は各アーム体３，５
．７の枢着点と先端を結ぶ線分と直角方向の加速度成分
を検出するように取付けられており、検出（ｔｌ￥をそ
れぞれα□〜α３ とする。
まず、第１のアーム体３の枢着点０１回りの角加速度０
１の算出について説明する。第１のアーム体３の先端の
加速度α、に関しては、第２のアーム体５．第：３のア
ーム体７の運動の影響を受けないので、 θ１−αｌ／Ｑ□ ・・（１）として直
接求めることができる。
１の算出について説明する。第１のアーム体３の先端の
加速度α、に関しては、第２のアーム体５．第：３のア
ーム体７の運動の影響を受けないので、 θ１−αｌ／Ｑ□ ・・（１）として直
接求めることができる。
次に、第２のアーム体５の枢着点０３ 回りの角加速度
０２ の算出について説明する。第２のアー仏体５の先
端の加速度α２は、第３のアーム体７の運動の影響は受
けないが第１のアーム体３の運動による影響は受ける。
０２ の算出について説明する。第２のアー仏体５の先
端の加速度α２は、第３のアーム体７の運動の影響は受
けないが第１のアーム体３の運動による影響は受ける。
例えば、第１のアーム体３と第２のアーム体５の両アー
ム体を共に加速した場合、第２のアーム体５に取付けら
れた加速度検出器１５は、第３図に示すように第１のア
ーム体３の運動によって生じる加速度成分αｚ１と第２
のアーム体５の運動によって生じる加速度成分のα２ｍ
の両方の値を加えたものを検出値α２として出力する。
ム体を共に加速した場合、第２のアーム体５に取付けら
れた加速度検出器１５は、第３図に示すように第１のア
ーム体３の運動によって生じる加速度成分αｚ１と第２
のアーム体５の運動によって生じる加速度成分のα２ｍ
の両方の値を加えたものを検出値α２として出力する。
したがって、第２のアーム体５の框着点０２回りの角加
速度θ２を算出するためには、第１のアーム体３の運動
により生じた加速度α２□を求め、加速度検出器１５の
検出値α２からＱｚ１を減算し、第２のアーム体５の運
動により生じた加速度αｚ２だけを求める必要がある。
速度θ２を算出するためには、第１のアーム体３の運動
により生じた加速度α２□を求め、加速度検出器１５の
検出値α２からＱｚ１を減算し、第２のアーム体５の運
動により生じた加速度αｚ２だけを求める必要がある。
加速度α２１は次のようにして求めることができる。
第１のアーム体３の運動により第２のアーム体５の先端
に生じる加速度は、第３図に示すα２１′であり、 ｇ α２１＝□α１ ・・・（２）ここで、
Ｌｘ ＝ Ｑｌ”＋ Ｑｚ” ２ Ｑ１１Ａｘｃｏ
ｓθ２となる。また、加速度α＝１′ と加速度α２１
とのなす角０□２はＬ Ｏｔ Ｏ，Ｏ，と同じなので、
となる。したがって、 Ｌｘ （Ｌ２ｘ＝ＣＯ８θｔｚ ａｚｘ’ ＝−ｃｏｓ Ｏｌ
ｚ αｔ・＝（４）となる。
に生じる加速度は、第３図に示すα２１′であり、 ｇ α２１＝□α１ ・・・（２）ここで、
Ｌｘ ＝ Ｑｌ”＋ Ｑｚ” ２ Ｑ１１Ａｘｃｏ
ｓθ２となる。また、加速度α＝１′ と加速度α２１
とのなす角０□２はＬ Ｏｔ Ｏ，Ｏ，と同じなので、
となる。したがって、 Ｌｘ （Ｌ２ｘ＝ＣＯ８θｔｚ ａｚｘ’ ＝−ｃｏｓ Ｏｌ
ｚ αｔ・＝（４）となる。
よって、第２のアーム体５の枢着点０＝＝回りの角加速
度θ２は Ω１ となり、θ２を加速検出値α１．α２と角度検出値θ２
から求めることができる。
度θ２は Ω１ となり、θ２を加速検出値α１．α２と角度検出値θ２
から求めることができる。
同様に、第３のアーム体７の枢着点０３回りの角加速度
θ３は ・・・（６） ただし、 となる。
θ３は ・・・（６） ただし、 となる。
上述した加速度補償制御装置における第２のアーム体５
の枢着点０２回りの角加速度θ２の算出構成の一例は第
４図に示すブロック線図で実現することができるもので
ある。この第４図においてΣは加算ブロックを、×は乗
算ブロックを、÷は除算ブロックを、 は平方根ブロ
ックを、ｃｏｓは余弦関数ブロックを、ｃｏｓ −’は
逆余弦関数ブロックを、Ｑは係数及び定做ブロックを示
し、このブロック線図は加速度α１．α２及び角度θ２
を入演算のためのＬ２１０１２等を出力するものである
。
の枢着点０２回りの角加速度θ２の算出構成の一例は第
４図に示すブロック線図で実現することができるもので
ある。この第４図においてΣは加算ブロックを、×は乗
算ブロックを、÷は除算ブロックを、 は平方根ブロ
ックを、ｃｏｓは余弦関数ブロックを、ｃｏｓ −’は
逆余弦関数ブロックを、Ｑは係数及び定做ブロックを示
し、このブロック線図は加速度α１．α２及び角度θ２
を入演算のためのＬ２１０１２等を出力するものである
。
次に第３のアーム体７の枢着点０３回りの角加速度−１
９ａ の算出構成の一例を第５図のブロック線図で説明
する。この図において第４図と同様なブロックは同様な
ものを示す。この構成は加速度α１．α２．αａ及び角
度θ３ならびに第４図の出力値を入力として、角加速度
θ３を出力するものである。
９ａ の算出構成の一例を第５図のブロック線図で説明
する。この図において第４図と同様なブロックは同様な
ものを示す。この構成は加速度α１．α２．αａ及び角
度θ３ならびに第４図の出力値を入力として、角加速度
θ３を出力するものである。
次に上述した角速度θ２．θ３の算出演算をマイクロコ
ンピュータを用いて実現する場合を、それぞれ第６図お
よび第７図の制御フローチャートを用いて説明する。
ンピュータを用いて実現する場合を、それぞれ第６図お
よび第７図の制御フローチャートを用いて説明する。
まず、角速度Ｏ２の演算を第６図を用いて説明するに、
最初に手順３０で角度θ２及び加速度α１．α２を読み
込んで、記憶番地へ記憶する。
最初に手順３０で角度θ２及び加速度α１．α２を読み
込んで、記憶番地へ記憶する。
次に手順３１でｃｏｓＯ＊の演算を行い、その値と定数
値Ｑｘ 、 Ｑ２ からＬｚの演算を手順３２で行う。
値Ｑｘ 、 Ｑ２ からＬｚの演算を手順３２で行う。
手順３３ではＬｚ とＱｘ −Ｉ２ｚ からｃｏｓ θ
、２を演算する。Ｌｚ とｃｏｓθ１ｚの演算値は角速
度°θ°３の算出演算にも使用するので記憶しておく。
、２を演算する。Ｌｚ とｃｏｓθ１ｚの演算値は角速
度°θ°３の算出演算にも使用するので記憶しておく。
そして、手順３４で加速度α１．α２及びＬ２１ｃｏｓ
θ１２ならびにＱｌ、Ｑｌから角加速度θ２を演算す
る。
θ１２ならびにＱｌ、Ｑｌから角加速度θ２を演算す
る。
次に角速度°θ−の演算を第７図を用いて説明するに、
まず、最初に手順３５で補間３で求めたＬ２． ｃｏｓ
θ１□を記憶番地から取込み、しかるべき記憶番地へ
記憶する。次に、角度θ２．θ３と角速度α１〜α３を
読み込む。そして、第６図の場合と同様に手順３７ん４
４を順次行うことによ角加速度θ−３を得る。
まず、最初に手順３５で補間３で求めたＬ２． ｃｏｓ
θ１□を記憶番地から取込み、しかるべき記憶番地へ
記憶する。次に、角度θ２．θ３と角速度α１〜α３を
読み込む。そして、第６図の場合と同様に手順３７ん４
４を順次行うことによ角加速度θ−３を得る。
なお、第６図および第７図において、それぞれ角度θ２
．角度速α□、α２を読み込んでいるが、第６図に示す
ブロック線図と第７図に示すブロック線図とを直列に連
結したプログラムを作成する場合は第６図に示すブロッ
ク線図だけで読み込んでもよい。
．角度速α□、α２を読み込んでいるが、第６図に示す
ブロック線図と第７図に示すブロック線図とを直列に連
結したプログラムを作成する場合は第６図に示すブロッ
ク線図だけで読み込んでもよい。
以上説明した加速度補償制御装置１９によって制御装置
２１に出力される。
２１に出力される。
次にこの比較演算制御装置２１の構成を第８図を用いて
説明する。まず、第１のアーム体３の系統について説明
すると、入力装置２０の角速度入力レバー２０１からの
信号θ１．と加速度補償制御装置１９からの信号Ｏｘ
に係数器２１１において係数Ｋ □を掛けた値との差モ
１を、比較器２１２により求め、その差ε１に係数ｍ２
１３によって係数に１、を掛け、その値■１をサーボ増
幅器２２に出力する。このように、第２のアーム体５の
系統および第３のアーム体７の系統についても同様の処
理を施して、Ｖ２．Ｖ３を出力する。
説明する。まず、第１のアーム体３の系統について説明
すると、入力装置２０の角速度入力レバー２０１からの
信号θ１．と加速度補償制御装置１９からの信号Ｏｘ
に係数器２１１において係数Ｋ □を掛けた値との差モ
１を、比較器２１２により求め、その差ε１に係数ｍ２
１３によって係数に１、を掛け、その値■１をサーボ増
幅器２２に出力する。このように、第２のアーム体５の
系統および第３のアーム体７の系統についても同様の処
理を施して、Ｖ２．Ｖ３を出力する。
以上説明したように多関接構造機械の制御装置を構成す
ると、各アーム体に取付けた加速度検出器の検出値から
他のアーム体の運動により生じた加速度を除去すること
ができ、各アーム体の枢着点回りの角加速度を検出する
ことができるので。
ると、各アーム体に取付けた加速度検出器の検出値から
他のアーム体の運動により生じた加速度を除去すること
ができ、各アーム体の枢着点回りの角加速度を検出する
ことができるので。
他のアーム体の運動に影響されないので、各アーム体の
振動を抑制することができる。
振動を抑制することができる。
更に、バンドパスフィルタを用いているので、ノイズ変
装の問題は無くなる。
装の問題は無くなる。
なお、上述の実施例においては、各アーム体のアクチュ
エータとして油圧シリンダを用いた例を示したが、油圧
モータや電気モータ等にしても同様の効果が得られるこ
とは明らかである。
エータとして油圧シリンダを用いた例を示したが、油圧
モータや電気モータ等にしても同様の効果が得られるこ
とは明らかである。
また、上述の実施例はフィードバック信号として角加速
度のみであるが、これに速度フィードバック系を加えれ
ば、アーム体の振動をさらに良好に抑制することができ
る。この場合、速度フィードバック系は、第８図に示す
比較演算制御装置２１における比較器の前にさらに比較
器を設け、この比較器に、第１図に示す角度検出器１０
゜１．１，１２からの角度信号をそれぞれ微分回路によ
って微分した角速度信号、または加速度検出器からの信
号をバイパス、積分器を通して得た速度信号を負帰還さ
せることによって可能である。
度のみであるが、これに速度フィードバック系を加えれ
ば、アーム体の振動をさらに良好に抑制することができ
る。この場合、速度フィードバック系は、第８図に示す
比較演算制御装置２１における比較器の前にさらに比較
器を設け、この比較器に、第１図に示す角度検出器１０
゜１．１，１２からの角度信号をそれぞれ微分回路によ
って微分した角速度信号、または加速度検出器からの信
号をバイパス、積分器を通して得た速度信号を負帰還さ
せることによって可能である。
更に、各制御装置等はア′ナログ回路またはディジタル
回路のどちらの手段によって構成してもよい。また、加
速度検出器を各アーム体の先端に取り付け、各アーム体
の角加速度を演算したが、取付は場所は各チーム体の枢
着点以外にすればどこでもよいことは明らかである。さ
らに上述の実施例では、ローパスフィルタの高域連数周
波数を２次モードまたは３次モードの周波数としたが、
ノイズ変装の生じない範囲でより高くしてもよいことは
明らかである。また前述の実施例では、各アーム体の枢
着点に角度検出器を取り付けたが、油圧シリンダの長さ
を検出してアーム体の相対角度を検出してもよい。
回路のどちらの手段によって構成してもよい。また、加
速度検出器を各アーム体の先端に取り付け、各アーム体
の角加速度を演算したが、取付は場所は各チーム体の枢
着点以外にすればどこでもよいことは明らかである。さ
らに上述の実施例では、ローパスフィルタの高域連数周
波数を２次モードまたは３次モードの周波数としたが、
ノイズ変装の生じない範囲でより高くしてもよいことは
明らかである。また前述の実施例では、各アーム体の枢
着点に角度検出器を取り付けたが、油圧シリンダの長さ
を検出してアーム体の相対角度を検出してもよい。
以上述べたように、本発明によれば、多関接構造機械に
おける各アーム体の振動減衰特性がよくなるので、その
操作性を良好にすることができる。
おける各アーム体の振動減衰特性がよくなるので、その
操作性を良好にすることができる。
第１図は本発明の制御装置の一実施例を備えた多関接構
造機械の１７成を示す図、第２図は本発明の装置に用い
られるバンドパスフィルタの周波数特性を示す図、第３
図は本発明の装置を構成する加速度補償制御回路の処理
の内容を示す動作説明図、第４図および第５図はそれぞ
れ本発明の装置を構成する加速度補償°制御回路の構成
を示す図、第６図および第７図はそれぞれ本発明の装置
を構成する加速度補償制御回路の加速度演算処理を示す
フローチャート図、第８図は本発明の装置を構成する比
較演算制御装置の構成を示す図である。 ３・・第１のアーム体、５・・・第２のアーム体、７・
・・第３のアーム体、１０〜１２・・・角度検出器、１
４〜１６・・・加速度検出器、１８・・・フィルタ回路
、１９・・・加速度補償制御装置、２０・・・入力装置
、２１・・・比較演算制御装置。 第 Ｚ 図 １゛ ／、 ”ｚ
／−（、ａ６／！：）■３図 ＯＯ〜− Ｉｑら ％ｔ 図 Ｚ ７ 図 ｙ、ｓ 図
造機械の１７成を示す図、第２図は本発明の装置に用い
られるバンドパスフィルタの周波数特性を示す図、第３
図は本発明の装置を構成する加速度補償制御回路の処理
の内容を示す動作説明図、第４図および第５図はそれぞ
れ本発明の装置を構成する加速度補償°制御回路の構成
を示す図、第６図および第７図はそれぞれ本発明の装置
を構成する加速度補償制御回路の加速度演算処理を示す
フローチャート図、第８図は本発明の装置を構成する比
較演算制御装置の構成を示す図である。 ３・・第１のアーム体、５・・・第２のアーム体、７・
・・第３のアーム体、１０〜１２・・・角度検出器、１
４〜１６・・・加速度検出器、１８・・・フィルタ回路
、１９・・・加速度補償制御装置、２０・・・入力装置
、２１・・・比較演算制御装置。 第 Ｚ 図 １゛ ／、 ”ｚ
／−（、ａ６／！：）■３図 ＯＯ〜− Ｉｑら ％ｔ 図 Ｚ ７ 図 ｙ、ｓ 図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、少なくとも２個以上のアーム体と、これらのアーム
体を駆動するアクチュエータとを備えた多関節構造機械
において、前記各アーム体の先端もしくはその近傍に加
速度検出器を設け、各アーム体の枢着点もしくは各アク
チュエータに各アーム体の相対角度を検出する角度検出
器を設け、両検出器の検出値から各アーム体の枢着点回
りの角加速度を演算する加速度補償制御装置と、前記操
作レバーの操作量と加速度補償制御装置の出力値との差
を演算する比較演算制御装置を有し、この装置の出力信
号を用いて前記アクチュエータを駆動することを特徴と
する多関節構造機械の制御装置。 ２、特許請求の範囲第１項記載の多関節構造機械の制御
装置において、前記加速度検出器の後段に、バイパスフ
ィルタを加えたことを特徴とする多関節構造機械の制御
装置。 ３、特許請求の範囲第１項または第２項記載の多関節構
造機械の制御装置において、前記比較演算制御装置は操
作レバーの操作量と加速度信号との比較部との前段に比
較部を備え、この比較部に各アーム体の速度信号を負帰
還する速度フィードバック系を接続したことを特徴とす
る多関節構造機械の制御装置。 ４、特許請求の範囲第３項記載の多関節構造機械の制御
装置において、速度フィードバック系は角度検出器から
の信号を微分する微分回路を備えたことを特徴とする多
関節構造機械の制御装置。 ５、特許請求の範囲第３項記載の多関節構造機械の制御
装置において、速度フィードバック系は加速度検出器か
らの信号をろ波するバイパスフィルタと、このフィルタ
からの信号を積分する積分回路とを備えたことを特徴と
する多関接構造機械の制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14240584A JPS6123212A (ja) | 1984-07-11 | 1984-07-11 | 多関節構造機械の制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14240584A JPS6123212A (ja) | 1984-07-11 | 1984-07-11 | 多関節構造機械の制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6123212A true JPS6123212A (ja) | 1986-01-31 |
Family
ID=15314573
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14240584A Pending JPS6123212A (ja) | 1984-07-11 | 1984-07-11 | 多関節構造機械の制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6123212A (ja) |
Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62233811A (ja) * | 1986-04-04 | 1987-10-14 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | 多関節構造機械の制御装置 |
| JPS62235602A (ja) * | 1986-04-05 | 1987-10-15 | Yaskawa Electric Mfg Co Ltd | ロボットアームの防振制御方法 |
| JPS62241009A (ja) * | 1986-04-11 | 1987-10-21 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | 多関節作業機の軌跡制御装置 |
| JPS62241010A (ja) * | 1986-04-11 | 1987-10-21 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | 多関節作業機の軌跡制御装置 |
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Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5969280A (ja) * | 1982-10-09 | 1984-04-19 | 株式会社安川電機 | 産業用ロボツト |
-
1984
- 1984-07-11 JP JP14240584A patent/JPS6123212A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| CN107406237B (zh) * | 2015-02-19 | 2020-08-25 | 德国施维英有限公司 | 臂架末端的位置控制 |
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