JPS61265289A - Controller for moving body - Google Patents

Controller for moving body

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JPS61265289A
JPS61265289A JP10712085A JP10712085A JPS61265289A JP S61265289 A JPS61265289 A JP S61265289A JP 10712085 A JP10712085 A JP 10712085A JP 10712085 A JP10712085 A JP 10712085A JP S61265289 A JPS61265289 A JP S61265289A
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axis
hand
command
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信彦 恩田
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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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 〔目次〕 概要 産業上の利用分野 従来の技術 発明が解決しようとする問題点 問題点を解決するための手段 (第1図)作用 実施例 (al−実施例の全体説明 (第2図、第3図)(b)
制御部の構成の説明 (第4図、第5図、第6図) (C)制御部の動作の説明 (dl他の実施例の説明  (第7図、第8図)(e)
更に他の実施例の説明(第9図、第10図)発明の効果 〔概要〕 移動体を移動手段によって移動制御する移動体制御装置
において、移動体の動作環境監視用の非接触センサの出
力を状態量として移動指令と合成して移動手段を制御す
る制御手段を設けることによって、非接触センサの出力
をエネルギーとして制御系に組み込んで移動制御するよ
うにしたものである。
[Detailed Description of the Invention] [Table of Contents] Overview Industrial Field of Application Conventional Technology Problems to be Solved by the Invention Means for Solving the Problems (Fig. 1) Working Examples (Al-Overall Examples) Explanation (Figures 2 and 3) (b)
Explanation of the configuration of the control unit (Figs. 4, 5, and 6) (C) Explanation of the operation of the control unit (dl) Description of other embodiments (Figs. 7 and 8) (e)
Description of still other embodiments (FIGS. 9 and 10) Effects of the invention [Summary] In a mobile body control device that controls the movement of a mobile body by a moving means, the output of a non-contact sensor for monitoring the operating environment of the mobile body By providing a control means that controls the moving means by combining the state quantity with the movement command, the output of the non-contact sensor is incorporated into the control system as energy to control the movement.

〔産業上の利用分野〕[Industrial application field]

本発明は、移動体を移動制御する移動体制御装置に関し
、特に移動体の動作環境を検出する外的非接触センサの
出力を制御系に組み込んで移動制御しろる移動体制御装
置に関する。
The present invention relates to a moving body control device that controls the movement of a moving body, and more particularly to a moving body control device that controls the movement of a moving body by incorporating the output of an external non-contact sensor that detects the operating environment of the moving body into a control system.

移動体を移動制御する移動体制御装置は広く利用されて
いる。例えば、ロボットにおいては、エンドエフェクタ
であるハンドを移動制御して所望の作業を実行している
Mobile object control devices that control the movement of mobile objects are widely used. For example, in a robot, a desired task is executed by controlling the movement of a hand, which is an end effector.

このような移動制御においては、移動手段であるアクチ
ュエータ(例えば、モータ)の電流、速度、位置等を検
出するサーボ用内的センサが用いられ、サーボ用内的セ
ンサの状態量をフィードバックし、駆動系の安定化を図
って移動制御している。
In such movement control, an internal servo sensor is used to detect the current, speed, position, etc. of the actuator (e.g. motor) that is the movement means, and the state quantity of the internal servo sensor is fed back to control the drive. Movement is controlled to stabilize the system.

このような内的センサのみでは、移動空間における動作
環境が不明なため、移動体の動作環境(物体との位置、
移動体自体の位置、温度、湿度、気体、液体の流速等の
環境)を監視する外的センサを設けることによって外的
状態に応じた制御を行うようにしている。すなわち、サ
ーボ用内的センサとは、サーボ系に必須のセンサであり
、サーボ系の動作中は常時信号を出力しており、システ
ムを安定に動作させるために、その出力信号がサーボ系
にフィードバンクされているセンサである。
With only such internal sensors, the operating environment in the moving space is unknown, so the operating environment of the moving object (position with objects,
By providing an external sensor that monitors the position of the moving body itself, the environment (temperature, humidity, gas, liquid flow rate, etc.), control is performed in accordance with external conditions. In other words, the servo internal sensor is an essential sensor for the servo system, and it constantly outputs a signal while the servo system is operating, and the output signal is fed to the servo system to ensure stable system operation. This is a banked sensor.

一方、外的センサとは、その出力信号がサーボ系の安定
性には何等影響を与えず、その信号が切断されてもサー
ボ系が不安定にならないセンサである。
On the other hand, an external sensor is a sensor whose output signal does not affect the stability of the servo system in any way, and the servo system does not become unstable even if the signal is cut off.

この移動体の環境を外的に監視するセンサとしては、移
動体又は外部物体等と接触しないで検出を行う非接触セ
ンサが広く利用されている。
As a sensor for externally monitoring the environment of a moving body, a non-contact sensor that performs detection without contacting the moving body or an external object is widely used.

このような非接触センサとしては、物体との距離を計る
超音波センサ、レーザ距離センサや熱源への接近を検知
する温度センサ、金属のような導電体までの距離を検出
する渦流センサ等が用いられる。
Examples of such non-contact sensors include ultrasonic sensors that measure the distance to objects, laser distance sensors, temperature sensors that detect proximity to heat sources, and eddy current sensors that detect the distance to conductors such as metals. It will be done.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来、係る非接触センサの出力を移動制御に反映する方
法としては、非接触センサの出力を制御部が常時読取り
、その出力から環境状態を判定し、且つ状態量を求め、
制御モードを変更するかどうか判断し、しかる後に移動
指令を変更するようにしていた。
Conventionally, as a method for reflecting the output of such a non-contact sensor in movement control, a control unit constantly reads the output of the non-contact sensor, determines the environmental state from the output, and calculates the state quantity.
It was decided whether to change the control mode or not, and then the movement command was changed.

この従来の方法では、非接触センサからの状態を判断し
、移動指令自体を変更して制御モードの。
In this conventional method, the state from the non-contact sensor is determined and the movement command itself is changed to change the control mode.

変更を行い、状態適応制御するものであった。It was intended to perform state-adaptive control by making changes.

(発明が解決しようとする問題点〕 しかしながら、係る従来技術においては、制御部の判断
という処理が入るため実時間処理を行うには、極めて高
速に処理する必要があり、従って制御部の負担が大であ
り、高速移動中には状態量を実時間で反映できないとい
う問題があった。特に、センサの数が多い場合に、大き
な問題となる。
(Problems to be Solved by the Invention) However, in this prior art, since the process of judgment by the control unit is involved, it is necessary to perform extremely high-speed processing in order to perform real-time processing, and therefore the burden on the control unit is reduced. This poses a problem in that state quantities cannot be reflected in real time during high-speed movement.This becomes a particularly big problem when there are a large number of sensors.

従って、移動体が環境状態の変化によって停止する必要
があるのに、判断処理分の時間だけ遅れて制御が始まる
ため、移動体が障害物等に衝突してしまうという事態が
生じるおそれがあった。
Therefore, even though the moving object needs to stop due to a change in the environmental condition, control starts after a delay corresponding to the time required for the judgment process, which may cause a situation in which the moving object collides with an obstacle, etc. .

これを解決するため、センサを広帯域化するということ
も考えられるが、広帯域化することは必要な状態量と不
必要な状態量(雑音)との混入によって、制御部の判断
処理が一層複雑となり、一層制御部の負担が大となると
いう問題が生じていた。
In order to solve this problem, it is possible to make the sensor wider. However, making the sensor wider will make the judgment process of the control unit even more complicated due to the mixing of necessary state quantities and unnecessary state quantities (noise). , a problem has arisen in that the burden on the control section becomes even greater.

従って、本発明は、非接触センサの検出状態量を制御系
に組み込んで、制御部の負担を少なくして実時間処理し
うる移動体制御装置を提供することを目的とする。
Therefore, an object of the present invention is to provide a mobile object control device that can incorporate the detected state quantity of a non-contact sensor into a control system and perform real-time processing while reducing the burden on the control section.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

第1図は本発明の原理説明図である。 FIG. 1 is a diagram explaining the principle of the present invention.

第1図(A)は本発明の構成図であり、第1図(B)、
(C)はその説明図である。
FIG. 1(A) is a configuration diagram of the present invention, FIG. 1(B),
(C) is an explanatory diagram thereof.

図中、Mは移動体であり、例えばロボットのアーム、ハ
ンドであり、MTは移動手段であり、移動体Mを移動す
るものであり、例えばモータで構成されるもの、NSは
非接触センサであり、移動体Mの環境状態を監視するた
めのものであり、例えば超音波距離センサ等で構成され
るもの、CTは制御手段(制御部)であり、移動手段M
Tを移動制御するものであり、非接触センサNSの出力
を状態量psとして受け、移動指令PCとの合成によっ
て移動手段MTを移動制御するものである。
In the figure, M is a moving body, such as a robot arm or hand, MT is a moving means, which moves the moving body M, such as a motor, and NS is a non-contact sensor. CT is a control means (control unit) for monitoring the environmental condition of the moving body M, and is composed of, for example, an ultrasonic distance sensor.
It receives the output of the non-contact sensor NS as a state quantity ps, and controls the movement of the moving means MT by combining it with the movement command PC.

従って、本発明では、非接触センサの出力を状態量ps
としてとらえ、移動指令PCとの合成をとるようにして
制御系に組み込んだ系を構成している。
Therefore, in the present invention, the output of the non-contact sensor is converted into the state quantity ps
A system is constructed that is incorporated into the control system in such a way that it is taken as a composite with the movement command PC.

〔作用〕[Effect]

本発明では、移動体M及び移動手段MTを含む移動装置
(以下、ロボットと称す)を次のようにして移動制御す
る。
In the present invention, the movement of a moving device (hereinafter referred to as a robot) including a moving body M and a moving means MT is controlled in the following manner.

即ち、ロボットを高剛性、高速応答性を安定に実現する
位置制御系について、移動手段MTを直流モータで構成
したものを考えてみる。
That is, regarding a position control system that stably realizes high rigidity and high-speed response in a robot, let us consider one in which the moving means MT is composed of a DC motor.

直流モータで駆動されるロボットの一軸分の特性が以下
の電圧方程式及び運動方程式で表わされるものとする。
It is assumed that the characteristics of one axis of a robot driven by a DC motor are expressed by the following voltage equation and motion equation.

v=R−4+L−i+ B1・x      (11f
=Bj!−4(2) f −M −M+D −x 十Ff         
  (31但し、 ■=直流モータの端子間電圧 R:直流モータの直流抵抗 i:直流モータの電流 L:直流モータのインダクタンス Bl:直流モータの力定数 f:直流モータの発生力 M:可動部の質量 D:可動部の粘性制動係数 Ff:可動部の摩擦力 X;可動部の変位 Sニラプラス演算子 このような(1)、(2)、(3)式の特性をもつロボ
ットを位置制御した場合の制御ブロック図は第1図(B
)となる。
v=R-4+L-i+ B1・x (11f
=Bj! -4(2) f -M -M+D -x 10Ff
(31 However, ■ = Voltage between terminals of DC motor R: DC resistance i of DC motor: Current L of DC motor: Inductance Bl of DC motor: Force constant f of DC motor: Generated force M of DC motor: Mass D: Viscous braking coefficient of the moving part Ff: Frictional force of the moving part The control block diagram for this case is shown in Figure 1 (B
).

これを伝達関数として示すと、第1図(B)で表される
制御系の変位指令P (S)に対するロボットの変位X
 (S)の伝達関数は、次の様になる。
Expressing this as a transfer function, the robot's displacement X with respect to the control system's displacement command P (S) shown in Figure 1 (B)
The transfer function of (S) is as follows.

但し、 aO−Ap−Bl −に3 al−Ap−Bj! −に2+Ap−kiD + R−
D + BNa2=Ap−kl・M + (、−D +
 R−Ma3=L−M Ap:演算増幅器の開ループゲイン P:変位指令 に1;電流の帰還ゲイン に2:速度の帰還ゲイン に3:変位の帰還ゲイン ここで、Ap−■と仮定して式(4)を変形すると、と
なる。
However, aO-Ap-Bl - is 3 al-Ap-Bj! − to 2+Ap−kiD + R−
D + BNa2=Ap-kl・M + (,-D +
R-Ma3=L-M Ap: Open loop gain of operational amplifier P: 1 for displacement command; 2 for current feedback gain: 3 for speed feedback gain: 3: Displacement feedback gain Here, assuming Ap-■ When formula (4) is transformed, it becomes.

第(5)式から、ロボ・ノドは第1図(C)の如く外的
拘束に対しバネSPとダッシュボッ1−DPとが接続さ
れた移動物体と等価となる。
From equation (5), the robot throat is equivalent to a moving object in which the spring SP and dash board 1-DP are connected to external restraints as shown in FIG. 1(C).

即ち、剛性Kが(B 1・k3/に+)で、粘性制動係
数が(B 1・k2/に++D)の移動物体である。
In other words, it is a moving object whose stiffness K is (+ to B 1·k3/) and whose viscous damping coefficient is (++D to B 1·k2/).

従って、k3を大として、kl、klによって安定化を
図ることにより高剛性で応答性の良いロボットを安定に
位置制御できる。
Therefore, by increasing k3 and stabilizing by kl and kl, it is possible to stably control the position of a robot with high rigidity and good responsiveness.

一方、本発明では第1図(A)の如く非接触センサNS
の検出状態量PS (S)が指令P (S)に合成され
た制御系をとっているので、第1図(B)の制御ブロッ
ク図に矢印の如<PS(S)が付加されたものとなるか
ら、第(5)式の伝達関数は、 X (3) P (31−α・PS(Sl となるため、非接触センサNSの出力を状態量として組
み込んでも系の安定性は保たれる。
On the other hand, in the present invention, the non-contact sensor NS as shown in FIG.
Since the control system is such that the detected state quantity PS (S) is combined with the command P (S), the control block diagram of Fig. 1 (B) has <PS (S) added as indicated by the arrow. Therefore, the transfer function of equation (5) becomes It will be done.

但し、αはゲインである。However, α is a gain.

第(6)式からモータの発生している力F (11)は
、F t!り−CP l3)−αPSt3)−X (3
1)  ・B l −k3/kl (7)となるので、 非接触センサNSからの信号が入力されない時は、 X (sl −P (sl             
  (8)の状態で発生力F (S)は零となり停止す
る。
From equation (6), the force F (11) generated by the motor is F t! ri-CP l3)-αPSt3)-X (3
1) ・B l −k3/kl (7) Therefore, when the signal from the non-contact sensor NS is not input, X (sl −P (sl
In state (8), the generated force F (S) becomes zero and stops.

一方、非接触センサNSが移動体Mの環境状態により出
力PS (S)が発生すると、モータの発生している力
は第(7)式となり、従って、X (S) = P (
3)−α ・P S (31(91の位置で停止するか
、あるいは第(7)式の力F(S)を発生することにな
る。
On the other hand, when the non-contact sensor NS generates an output PS (S) due to the environmental condition of the moving body M, the force generated by the motor becomes Equation (7), and therefore, X (S) = P (
3)-α·P S (31 (it will stop at the position 91, or it will generate the force F(S) of equation (7)).

従って、非接触センサNSの出力(非線形、線形を問わ
ず)を状態量として組み込んでも、系の安定は保たれ、
且つ非接触センサNSの出力によって自律的に制御モー
ドが変更されることになる。
Therefore, even if the output of the non-contact sensor NS (regardless of whether it is nonlinear or linear) is incorporated as a state quantity, the stability of the system is maintained.
Moreover, the control mode is autonomously changed based on the output of the non-contact sensor NS.

このことは、非接触センサNSを複数設け、P S (
s) −P S + (s) +−−−+ P S n
 (s)     α〔としても同様に成立する。
This means that a plurality of non-contact sensors NS are provided, and P S (
s) −P S + (s) +−−−+ P S n
(s) α[ holds true in the same way.

又、非接触センサNSの非線形出力のリニア成分(線形
領域)を用いると、急激な制御モードの変更が行われず
、ゆるやかに減速等のモード変更が実現でき、一層系の
安定化が保たれる。
In addition, by using the linear component (linear region) of the non-linear output of the non-contact sensor NS, sudden changes in control mode are not performed, and mode changes such as deceleration can be realized gradually, thereby further stabilizing the system. .

〔実施例〕〔Example〕

+al  一実施例の全体説明。 +al Overall description of one embodiment.

第2図は本発明の一実施例全体構成図であり、4軸の直
交型ロボットを例にしたものである。
FIG. 2 is an overall configuration diagram of an embodiment of the present invention, taking a four-axis orthogonal robot as an example.

図において、1はロボット本体のベースであり、後述す
るアームを矢印A (X軸)方向に駆動するX軸駆動源
(モータ)11を有しているもの、2は第1のアームで
あり、第2のアーム(後述)を矢印B (Z軸)方向に
駆動するZ軸駆動源(モータ)12を有し、ベース1の
X軸駆動源11によってX軸方向に移動するもの、3は
第2のアームであり、第1のアーム2に対し、矢印C(
Y軸)方向に駆動するY軸駆動源(モータ)13を有し
、Y軸方向に移動するものである。
In the figure, 1 is the base of the robot body, which has an X-axis drive source (motor) 11 that drives an arm to be described later in the arrow A (X-axis) direction, and 2 is the first arm. It has a Z-axis drive source (motor) 12 that drives the second arm (described later) in the direction of arrow B (Z-axis), and is moved in the X-axis direction by the X-axis drive source 11 of the base 1. 2, and the arrow C (
It has a Y-axis drive source (motor) 13 that drives in the Y-axis direction, and moves in the Y-axis direction.

4はθ軸回転部であり、θ軸駆動源(モータ)14を有
し、第2のアーム3に支持され、θ軸を中心に後述する
ハンドを回転させるもの、5はハンドであり、物品を把
持するものであり、θ軸回転部4に取り付けられるもの
である。
Reference numeral 4 denotes a θ-axis rotation unit, which has a θ-axis drive source (motor) 14, is supported by the second arm 3, and rotates a hand to be described later about the θ-axis. , and is attached to the θ-axis rotation unit 4.

従って、ロボットのハンド5はXSY、Z軸の三次元に
位置決めされ、且つθ軸を中心に回転される。
Therefore, the robot hand 5 is positioned in three dimensions of the XSY and Z axes, and rotated about the θ axis.

尚、この実施例では、アーム2.3、回転部4、ハンド
5が第1図の移動体Mに対応し、そのモータ11.12
.13.14が移動手段MTに対応する。6は制御部で
あり、第3図以下にて後述する如く、変位指令と各軸の
内的センサ(エンコーダ等)からの実電流Ix〜■γ、
実速度(実角速度)Vx−Vγ、現在位置Xp〜γpに
より角軸のモータ11〜14をサーボ駆動するとともに
、後述する超音波センサからの状態量と変位指令との合
成を取るもの、7は超音波センサであり、アーム3の先
端に設けられ、超音波を三次元(X。
In this embodiment, the arm 2.3, the rotating part 4, and the hand 5 correspond to the moving body M shown in FIG.
.. 13 and 14 correspond to the moving means MT. Reference numeral 6 denotes a control unit, which, as will be described later in FIG.
Actual velocity (actual angular velocity) Vx-Vγ, current position Xp-γp servo-drives the motors 11 to 14 of the square axis, and also synthesizes the state quantity and displacement command from the ultrasonic sensor, which will be described later. This is an ultrasonic sensor, which is installed at the tip of the arm 3 and transmits ultrasonic waves in three dimensions (X.

Y、 Z)方向に発射して、その反射波を受信して三次
元方向の物体との距離を測定する周知の非接触センサで
ある。
This is a well-known non-contact sensor that measures the distance to an object in three-dimensional directions by emitting waves in the Y and Z directions and receiving the reflected waves.

従って、超音波センサ7は、ハンド5のX、、Y1Z方
向の外的物体との距離に応じた出力psx、PSY、P
SZを検出することになる。
Therefore, the ultrasonic sensor 7 outputs outputs psx, PSY, P according to the distance of the hand 5 from the external object in the X, Y1Z directions.
SZ will be detected.

第3図は第2図構成の一実施例の動作説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram of the operation of an embodiment of the configuration shown in FIG.

第3図(A)の実施例では、ハンド5がX−Y平面上の
(XPO,YPO)の位置から実線の如く目標物体8の
位置(XPI、YP 1)に移動する場合に、通過通路
(実線)中に障害物9があるものとした例を示している
In the embodiment shown in FIG. 3(A), when the hand 5 moves from the position (XPO, YPO) on the X-Y plane to the position (XPI, YP 1) of the target object 8 as shown by the solid line, (solid line) shows an example in which there is an obstacle 9 inside.

第3図CB)の如くY軸方向にYPOからYPlまでの
変位指令が与えられ、その予定の速度指令がvcyであ
るとする。
Assume that a displacement command from YPO to YPl is given in the Y-axis direction as shown in FIG. 3CB), and that the expected speed command is vcy.

尚、X軸方向にはxPOからXPIまでの変位指令が同
様に与えられているものとする。
It is assumed that displacement commands from xPO to XPI are similarly given in the X-axis direction.

ハンド5が、X軸、Y軸モータ11.13によってX、
Y方向に駆動され、位置(XP2、YP2)に到達する
と、超音波センサ7が障害物9を検出し、第3図(B)
の一点鎖線の如(の出力を発し、ゲインαを付与されて
α・PSYとして制御部6内で移動指令(変位指令)を
減少せしめる。
The hand 5 is moved by X-axis and Y-axis motors 11.13.
When it is driven in the Y direction and reaches the position (XP2, YP2), the ultrasonic sensor 7 detects the obstacle 9, and as shown in FIG. 3(B)
It emits an output as shown by the dashed-dotted line, and is given a gain α to reduce the movement command (displacement command) within the control unit 6 as α·PSY.

従って、第3図(C)の如く、Y軸方向の速度は位置Y
P2より減少する。一方X軸方向には障害物がないから
X軸方向の速度は減少しない・これによって、第3図(
A)の点線の如く、障害物9を迂回するようにハンド5
は移動制御され、超音波センサ7が障害物9をY軸方向
で検出しなくなると、再びY軸方向の速度vcyが上昇
し、ハンド5の迂回後、目標位置(XPI、YP ’)
に向って移動する。
Therefore, as shown in Figure 3 (C), the velocity in the Y-axis direction is
It decreases from P2. On the other hand, since there are no obstacles in the X-axis direction, the speed in the X-axis direction does not decrease.
As shown by the dotted line in A), move the hand 5 so as to go around the obstacle 9.
is controlled to move, and when the ultrasonic sensor 7 no longer detects the obstacle 9 in the Y-axis direction, the velocity vcy in the Y-axis direction increases again, and after the hand 5 detours, the target position (XPI, YP') is reached.
move towards.

ここで、ゲインαを大とすると、ハンド5は障害物9を
非接触で太き(迂回し、一方ゲインαを小とすると障害
物9に近接又は接触しながら迂回することになる。
Here, if the gain α is large, the hand 5 will bypass the obstacle 9 without contacting it, whereas if the gain α is small, the hand 5 will bypass the obstacle 9 while approaching or contacting it.

この時、指令速度に超音波センサ7の出力状態量をフィ
ードバックすれば指令位置(XPI、YPi)は変更さ
れずに迂回でき、一方、変位指令にフィードバックすれ
ば、変位指令が変更されて、目標位置がずれてしまうお
それがあり、この場合には、迂回後に再度目標位置を指
令し直すことにより、これを防止できる。又、X軸方向
に障害物9があれば、同様に迂回動作し、X1Y軸の両
方向に障害物9があれば、障害物9の前で停止させるこ
とができる。
At this time, if the output state quantity of the ultrasonic sensor 7 is fed back to the command speed, the command position (XPI, YPi) can be bypassed without being changed, while if it is fed back to the displacement command, the displacement command is changed and the target There is a risk that the position will shift, and in this case, this can be prevented by re-instructing the target position after the detour. Further, if there is an obstacle 9 in the X-axis direction, the robot can similarly perform a detour operation, and if there is an obstacle 9 in both the X1 and Y-axis directions, it can be stopped in front of the obstacle 9.

(bl制御部の構成の説明。(Explanation of the configuration of the bl control unit.

第4図は第2図構成における制御部6のブロック図であ
る。
FIG. 4 is a block diagram of the control section 6 in the configuration shown in FIG.

60はプロセッサ(以下CPUと称す)であり、教示デ
ータ(図示しないメモリ内に格納)に従って各軸の変位
指令X C% Y C% Z C1θCを発するもの、
61.62.63.64は各々XSZ、Y1θ軸サーボ
コントローラであり、第6図にて詳述する様に、変位指
令X C% V C% Z C% θCとセンサ信号処
理部(後述)からの状態量SX、5YSSZ、Sθとの
合成により各軸のモータ11〜14をサーボ制御するも
の、65はセンサ信号処理部であり、第5図にて詳述す
る様に超音波センサ7からの検出信号PSX、、PSY
、PSZに不感帯処理を施し且つゲインを乗じて各サー
ボコントローラ61〜64に出力するものである。
60 is a processor (hereinafter referred to as CPU) which issues displacement commands X C% Y C% Z C1θC for each axis according to teaching data (stored in a memory not shown);
61, 62, 63, and 64 are XSZ and Y1θ axis servo controllers, respectively, and as detailed in Fig. 6, displacement commands X C% V C% Z C% θC and sensor signal processing section (described later) The motors 11 to 14 of each axis are servo-controlled by combining the state quantities SX, 5YSSZ, and Sθ, and 65 is a sensor signal processing unit that processes the signals from the ultrasonic sensor 7 as detailed in FIG. Detection signals PSX, ,PSY
, PSZ is subjected to dead zone processing, multiplied by a gain, and outputted to each servo controller 61 to 64.

110〜140は各々電流検出器であり、対応する軸の
モータ11〜14に流れる実電流1x−10を検出して
サーボコントローラ61〜64に電流フィードバックす
るもの、111〜141はタコゼネレータ(速度検出器
)であり、対応する軸のモータ11〜14の実速度Vx
〜■θを検出してサーボコントローラ61〜64に速度
フィードバックするもの、112〜142はエンコーダ
であり、ロータリーエンコーダで構成され、対応する軸
のモータ11〜14の位置を検出するため所定角回転毎
に2相の検出パルスを発生し、サーボコントローラ61
〜64に入力して位置フィードバックせしめるものであ
る。尚、これらはサーボ系の内的センサである。66は
データバスであり、CPU60と各サーボコントローラ
61〜64及びセンサ信号処理部65との間でデータの
やりとりを行うためのもの、67はアドレスバスであり
、CPU60からサーボコントローラ61〜64及びセ
ンサ信号処理部65ヘアドレスを送出するものである。
Reference numerals 110 to 140 are current detectors, which detect the actual current 1x-10 flowing through the motors 11 to 14 of the corresponding axis and feed back the current to the servo controllers 61 to 64. Reference numerals 111 to 141 are tacho generators (speed detectors). ), and the actual speed Vx of the motors 11 to 14 of the corresponding axis is
~ ■ θ is detected and the speed is fed back to the servo controllers 61 to 64. Reference numerals 112 to 142 are encoders, which are composed of rotary encoders, and are rotated every predetermined angle to detect the position of the motors 11 to 14 of the corresponding axis. The servo controller 61 generates two-phase detection pulses.
~64 for position feedback. Note that these are internal sensors of the servo system. 66 is a data bus for exchanging data between the CPU 60 and each of the servo controllers 61 to 64 and the sensor signal processing section 65; 67 is an address bus for transferring data from the CPU 60 to the servo controllers 61 to 64 and the sensor signal processing unit 65; It sends an address to the signal processing section 65.

従って、CPU60はアドレスバス67を介しセンサ信
号処理部65を選択し、データバス66を介し不感帯幅
W1ゲインαをセットし、サーボコントローラ61〜6
4を選択し、データバス66を介し電流帰還ゲインに1
、速度帰還ゲインに2、位置帰還ゲインに3をセントシ
、教示データに応じてアドレスバス67を介し必要な軸
のサーボコントローラ61〜64を選択し、サーボコン
トローラ61〜64にデータバス66を介し変位指令X
 C% Y C% Z c、θCをセットする。又、各
サーボコントローラ61〜64から各軸の現在位置をデ
ータバス66を介し読みとる。
Therefore, the CPU 60 selects the sensor signal processing section 65 via the address bus 67, sets the dead band width W1 gain α via the data bus 66, and
4 and set the current feedback gain to 1 via data bus 66.
, set the speed feedback gain to 2 and the position feedback gain to 3, select the servo controllers 61 to 64 of the required axis via the address bus 67 according to the teaching data, and transfer the displacement to the servo controllers 61 to 64 via the data bus 66. Directive X
Set C% Y C% Z c, θC. Further, the current position of each axis is read from each servo controller 61 to 64 via the data bus 66.

各サーボコントローラ61〜64は変位指令Xc −、
Y c % Z c s θCとセンサ信号処理部65
からの各軸の状態量SX、SY、SZ、Sθとの合成に
よって対応する軸のモータ11〜14をサーボ制御する
Each servo controller 61 to 64 has a displacement command Xc −,
Y c % Z c s θC and sensor signal processing section 65
The motors 11 to 14 of the corresponding axes are servo-controlled by combining the state quantities SX, SY, SZ, and Sθ of each axis.

第5図は第4図構成のセンサ信号処理部65の詳細回路
図である。
FIG. 5 is a detailed circuit diagram of the sensor signal processing section 65 configured in FIG. 4.

尚、第5図ではセンサからのX軸成分のものしか示して
いないが、Y、Z、θ軸についても同一の構成のものを
有している。
Although FIG. 5 only shows the X-axis component from the sensor, the Y, Z, and θ axes also have the same configuration.

図中、65aは不感帯処理部であり、センサからの信号
に対し、不感帯という非接触処理を施して出力するもの
であり、入力の絶対値が不感帯幅設定値Wより小さい時
は出力をゼロとする、一方、入力の絶対値が不感帯幅設
定値Wより大きい時は、人力が正値の時は、(大カー不
感帯幅設定値)を出力とし、 入力が負値の時は、(入力+不感帯幅設定値)を出力と
するものである。
In the figure, 65a is a dead zone processing section, which performs non-contact processing called a dead zone on the signal from the sensor and outputs it.When the absolute value of the input is smaller than the dead zone width setting value W, the output is set to zero. On the other hand, when the absolute value of the input is larger than the dead band width setting value W, when the human power is a positive value, (large car dead band width setting value) is output, and when the input is a negative value, (input + The dead band width setting value) is output.

65bはゲイン乗算部であり、不感帯処理部65aの出
力にゲインαを乗じて状態量SXを出力するものである
65b is a gain multiplier which multiplies the output of the dead zone processor 65a by a gain α and outputs the state quantity SX.

650はアナログラッチ回路であり、第6図にて詳述す
る如く、アドレスバス67と接続するチップセレクト部
と、データバス66に接続するデータレジスタと、チッ
プセレクト部のチップセレクトによりデータレジスタの
内容をラッチするラッチ部と、ランチ部のデジタル出力
をアナログ量に変換するデジタル/アナログコンバータ
(以下D/Aコンバータと称す)とを有するものであり
、データバス66を介しCPU60よりの不感帯幅Wを
ラッチし、アナログの不感帯幅に変換しで出力するもの
である。651.652は各々反転アンプであり、反転
アンプ651はアナログランチ回路650の不感帯幅W
の極性を反転して加算アンプ653(後述)へ出力する
もの、反転アンプ652は反転アンプ651の出力を反
転して元に戻し、加算アンプ654 (後述)へ出力す
るもの、653.654は各々加算アンプであり、各々
超音波センサの出力、psxと入力される不感帯幅W、
−Wとの加算を行うもの、655は極性判定部であり、
非接触センサの出力LXの極性を判定し、極性に応じu
p指示/DOWN指示を出力するもの、656a、65
6bは各々アナログスイッチであり、各々加算アンプ6
53.654の出力を極性判定部655のUP/DOW
N指示に応じて出力するものである。
650 is an analog latch circuit, which, as detailed in FIG. 6, has a chip select section connected to the address bus 67, a data register connected to the data bus 66, and the contents of the data register by the chip select section of the chip select section. and a digital/analog converter (hereinafter referred to as a D/A converter) that converts the digital output of the launch section into an analog quantity. It is latched, converted to analog dead band width, and output. 651 and 652 are inverting amplifiers, and the inverting amplifier 651 has a dead band width W of the analog launch circuit 650.
The inverting amplifier 652 inverts the output of the inverting amplifier 651 and outputs it to the adding amplifier 654 (described later). It is a summing amplifier, and the output of the ultrasonic sensor, psx, and the input dead band width W,
655 is a polarity determination unit that performs addition with -W;
Determine the polarity of the output LX of the non-contact sensor, and set u according to the polarity.
Those that output p instruction/DOWN instruction, 656a, 65
6b are analog switches, and summing amplifiers 6
53. The output of 654 is UP/DOW of the polarity determination unit 655.
It is output in response to the N instruction.

657はアナログラッチ回路であり、不感帯処理部65
aのアナログラッチ回路650と同一の構成を有し、C
PU60からのゲインαをラッチし、アナログ量として
出力するもの・658はアナログ乗算器であり、各アナ
ログスイッチ656a、656bの出力にアナログラッ
チ回路657のゲインαを乗算して出力するもの、65
9は電圧/周波数変換器(V/Fコンバータと称す)で
あり、乗算器658の出力(電圧)の絶対値に応じた周
波数のパルスを状態量SXとして出力するものである。
657 is an analog latch circuit, and a dead band processing section 65
It has the same configuration as the analog latch circuit 650 of C.
A device that latches the gain α from the PU 60 and outputs it as an analog quantity. 658 is an analog multiplier that multiplies the output of each analog switch 656a, 656b by the gain α of the analog latch circuit 657 and outputs the result.
Reference numeral 9 denotes a voltage/frequency converter (referred to as a V/F converter), which outputs a pulse having a frequency corresponding to the absolute value of the output (voltage) of the multiplier 658 as a state quantity SX.

第6図はサーボコントローラの詳細回路図である。FIG. 6 is a detailed circuit diagram of the servo controller.

尚、第6図ではX軸サーボコントローラ61のみ示しで
あるが、他のY、  Z、θ軸サーボコントローラ62
〜64も同一の構成である。
Although only the X-axis servo controller 61 is shown in FIG. 6, other Y, Z, and θ-axis servo controllers 62 are shown.
-64 also have the same configuration.

図中、第4図で示したものと同一のものは同一の記号で
示してあり、611,61V、61Pは各々アナログラ
ッチ回路であり、各々アドレスバス67に接続されたチ
ップセレクト部610.611.612と、データバス
66に接続されたデータレジスタ614.615.61
6と、チップセレクト部610.611.612のセレ
クト指示によってデータレジスタ614.615.61
6の内容をラッチするランチ部617.618.619
と、ラッチ部617.618.619の内容(デジタル
値)をアナログ量に変換するD/Aコンバータ621.
622.623とを有するものであり、アナログラッチ
回路611には電流帰還ゲインに1がラッチされ、アナ
ログ量として出力され、アナログラッチ回路61Vには
速度帰還ゲインに2がラッチされ、アナログ量として出
力され、アナログランチ回路61Pには位置帰還ゲイン
に3がラッチされ、アナログ量として出力されるもので
ある。
In the figure, the same parts as those shown in FIG. .612 and a data register 614.615.61 connected to the data bus 66.
6, and the data register 614.615.61 according to the selection instruction of the chip select section 610.611.612.
Launch part 617.618.619 that latches the contents of 6
and a D/A converter 621. which converts the contents (digital values) of the latch sections 617, 618, and 619 into analog quantities.
622 and 623, the analog latch circuit 611 latches a current feedback gain of 1 and outputs it as an analog quantity, and the analog latch circuit 61V latches a speed feedback gain of 2 and outputs it as an analog quantity. The analog launch circuit 61P latches a position feedback gain of 3 and outputs it as an analog quantity.

61aはエンコーダ処理回路であり、エンコーダ112
からの2相の位置パルスから回転方向を判別し、4倍の
位置パルスを出力するもの、61bは現在位置カウンタ
であり、エンコーダ処理回路61aの判別回転方向に応
じて位置パルスをアツブ又はダウンカウントし、現在位
置Xpを示すモノ、61CはD/Aコンバータであり、
現在位置カウンタ61bの現在位置Xpをアナログ量の
現在位置Xpに変換するもの、61Mは変位指令発生回
路であり、アドレスバス67に接続されたチップセレク
ト部613と、データバス66に接続されたデータレジ
スタ625と、チップセレクト部613のセレクト指示
によってデータレジスタ625の内容をラッチするラン
チ部620と、ランチ部620の内容に対応した数で、
最大加速度に対応する周期の変位指令パルスXcを出力
するパルスジェネレータ624とを有し、CPU60か
ら指示された変位指令Xcをラッチし、最大加速度の周
期で変位指令の値に対応した数の変位指令パルスXcを
発生するものである。
61a is an encoder processing circuit, and the encoder 112
61b is a current position counter which determines the rotation direction from the two-phase position pulses from the encoder processing circuit 61a and outputs a four-fold position pulse, and 61b is a current position counter that counts up or down the position pulse according to the rotation direction determined by the encoder processing circuit 61a. The item indicating the current position Xp, 61C, is a D/A converter,
61M is a displacement command generation circuit that converts the current position Xp of the current position counter 61b into an analog current position Xp, and a chip select section 613 connected to the address bus 67 and a data A register 625, a launch section 620 that latches the contents of the data register 625 according to a select instruction from the chip select section 613, and a number corresponding to the contents of the launch section 620.
It has a pulse generator 624 that outputs displacement command pulses Xc with a cycle corresponding to the maximum acceleration, latches the displacement command Xc instructed by the CPU 60, and outputs displacement commands of a number corresponding to the value of the displacement command with a cycle of the maximum acceleration. It generates a pulse Xc.

61gはパルス加算回路であり、変位指令パルスXcを
ラッチ回路620にセントされた変位指令の捲性に応じ
てアップ側へ又はダウン側へ切換え出力し、且つセンサ
信号処理部65からの状態量(パルス)SXを掻性判定
部655(第5図)のUP/DOWN指示に応じてアッ
プ側へ又はダウン側へ切換え出力するもの、61hはt
旨令位雪カウンタであり、パルス加算回路61gの7ノ
ブ側パルスをアップカウントし、ダウン側パルスをダウ
ンカウントして合成指令位置Xcを作成しこれをD/A
コンバートするものである。61d、61e、61f、
61iはアナログ乗算器であり、乗算器61dは電流検
出器110からの実電流■Xとアナログラッチ回路61
1の電流帰還ゲインに1とを乗じるもの、乗算器61e
は速度検出器111からの実速度Vxとアナログランチ
回路61pの速度帰還ゲインに2とを乗じるもの、乗算
器61fはD/Aコンバータ61の現在位置Xpとアナ
ログラッチ回路61pの位置帰還ゲインに3とを乗じる
もの、乗算器61iは指令位置カウンタ61hの合成指
令位置X’cとアナログラッチ回路61pの位置帰還ゲ
インに3とを乗じるものであり、R1−R4は加算抵抗
であり、各乗算器61d、61e、61f、61tの出
力を加算するものである。従って、加算出力Uは(k3
・X’c −に3 ・Xp−に2 ・Vx−kl ・l
x)となり、第1図(B)の形式を示している。
61g is a pulse addition circuit which switches and outputs the displacement command pulse Xc to the up side or down side according to the windability of the displacement command sent to the latch circuit 620, and outputs the displacement command pulse Xc from the sensor signal processing unit 65 ( Pulse) SX is switched to the up side or down side in response to the UP/DOWN instruction from the scratchiness determining section 655 (FIG. 5), and 61h is t.
This is a command position snow counter, which counts up the pulses on the 7 knob side of the pulse addition circuit 61g and counts down the pulses on the down side to create a composite command position Xc, which is then applied to the D/A.
It is something to convert. 61d, 61e, 61f,
61i is an analog multiplier, and the multiplier 61d is the real current X from the current detector 110 and the analog latch circuit 61.
A multiplier 61e that multiplies a current feedback gain of 1 by 1.
is the one that multiplies the actual speed Vx from the speed detector 111 and the speed feedback gain of the analog launch circuit 61p by 2, and the multiplier 61f multiplies the current position Xp of the D/A converter 61 and the position feedback gain of the analog latch circuit 61p by 3. The multiplier 61i multiplies the composite command position X'c of the command position counter 61h and the position feedback gain of the analog latch circuit 61p by 3, R1-R4 are addition resistors, and each multiplier This is to add the outputs of 61d, 61e, 61f, and 61t. Therefore, the addition output U is (k3
・3 to X'c - 2 to Xp- ・Vx-kl ・l
x), and shows the format of FIG. 1(B).

61hはパワーアンプ部であり、加算人力Uを増幅する
アンプAMPと、一対のトランジスタTR1,TR2を
有し、加算人力Uが正ならトランジスタTR2をオンし
、駆動電流ibをモータ11に流し、加算人力Uが負な
らトランジスタTR1をオンし、極方向の駆動電流ia
をモータ11に流すものである。
61h is a power amplifier section, which includes an amplifier AMP that amplifies the addition power U and a pair of transistors TR1 and TR2; if the addition power U is positive, the transistor TR2 is turned on, the drive current ib is passed to the motor 11, and the addition If the human power U is negative, turn on the transistor TR1, and drive current ia in the polar direction
is supplied to the motor 11.

(C)制御部の動作の説明 ■ CPU60は、先ず、電流、速度ぐ位置帰還ゲイン
に1、k2、k3を各アナログランチ回路611,61
V、61Pをアドレスバス67によって選択し、データ
バス66より送出して、ランチせしめる。又、不感帯処
理部65a及びゲイン乗算部65bのアナログランチ回
路650.657に不感帯幅W及びゲインαを同様にセ
ットする。
(C) Description of the operation of the control unit■ The CPU 60 first sets the current, speed, and position feedback gains to 1, k2, and k3 to each analog launch circuit 611, 61.
V and 61P are selected by the address bus 67 and sent out from the data bus 66 for launch. Further, the dead band width W and gain α are similarly set in the analog launch circuits 650 and 657 of the dead band processing section 65a and the gain multiplication section 65b.

■ 次に、CPU60は変位指令Xcをデータバス66
を介し変位指令発生回路61Mにラッチせしめる。これ
によってパルスジェネレータ624から最大加速度の周
波数で且つ変位指令Xcに応じた変位指令パルスXcが
出力され、変位指令Xcの方向(■方向又は○方向)に
応じて、パルス加算回路61gのアンプ側(■の場合)
又はダウン側(○の場合)より指令位置カウンタ61h
に出力される。指令位置カウンタ61hはアンプ側から
のパルスをアップカウントし、ダウン側からのパルスを
ダウンカウントするから、変位指令Xcがe方向なら、
変位指令パルスXcはアンプカウントされる。
■ Next, the CPU 60 sends the displacement command Xc to the data bus 66.
It is latched by the displacement command generation circuit 61M via. As a result, the pulse generator 624 outputs a displacement command pulse Xc at the frequency of the maximum acceleration and in accordance with the displacement command Xc, and the amplifier side of the pulse addition circuit 61g ( ■)
Or command position counter 61h from the down side (in case of ○)
is output to. The command position counter 61h counts up the pulses from the amplifier side and down counts the pulses from the down side, so if the displacement command Xc is in the e direction,
The displacement command pulse Xc is amplified and counted.

従って、加算人力u (X)は、(k3 ・X’c −
k3 ・Xp−に2 ・Vx−kl ・Ix)であるか
ら、パワーアンプ61hを介し加算人力u (X)に相
当する駆動電流がモータ11に与えられ、モータ11が
回転してX軸を■方向に駆動する。
Therefore, the additional human power u (X) is (k3 ・X'c −
k3 · drive in the direction.

この間センサ信号処理部65からX軸状態量SXが発せ
られない間は、X軸モータ11は変位指令Xcに追従し
てサーボ制御される。
During this period, while the sensor signal processing section 65 does not issue the X-axis state quantity SX, the X-axis motor 11 is servo-controlled in accordance with the displacement command Xc.

■ 一方、センサ信号処理部65では、超音波センサ7
の出力psxに対し、不感帯処理部65aにおいて、極
性判定部655で極性判定し、UP/DOWN (負/
正)出力を発する。又、出力PSXは各加算アンプ65
3.654で不感帯幅−w、wと加算サレ、−(FSX
−W) 、−(FSX+W)が出力される。出力FSX
が正の時はアナログスイッチ656bが選択され、一方
出力PSXが負の時はアナログスイッチ656aが選択
されるから、psxが正なら、(−FSX+W)、PS
Xが負なら(PSX−W)が乗算器に出力される。この
不感帯処理は非接触センサの出力がW以下なら出力を発
しないようにして、非接触センサの特性誤差等による微
小な出力による状態量SXの発生を防止し、これによっ
て非接触センサの出力特性が変動しても安定な外的状態
フィードバック動作が行えるようにしている。
■ On the other hand, in the sensor signal processing section 65, the ultrasonic sensor 7
In the dead zone processing unit 65a, the polarity determination unit 655 determines the polarity of the output psx of UP/DOWN (negative/
Correct) Emit output. In addition, the output PSX is output from each adding amplifier 65.
3.654 dead band width -w, w and additional sale, -(FSX
-W) and -(FSX+W) are output. Output FSX
When psx is positive, the analog switch 656b is selected, and when the output PSX is negative, the analog switch 656a is selected. Therefore, if psx is positive, (-FSX+W), PS
If X is negative, (PSX-W) is output to the multiplier. This dead band processing prevents the non-contact sensor from emitting an output if the output is less than W, thereby preventing the generation of a state quantity SX due to a minute output due to a characteristic error of the non-contact sensor. This enables stable external state feedback operation even when the external state fluctuates.

一方、アナログスイッチ656 a、 656 bの出
力はゲイン乗算器65bに入力し、乗算器658でゲイ
ンαと乗算され、V/Fコンバータ659に入力する。
On the other hand, the outputs of the analog switches 656 a and 656 b are input to a gain multiplier 65 b, multiplied by a gain α in a multiplier 658, and input to a V/F converter 659.

従ってV/Fコンバータ659の入力はα・IPSX−
Wlとなり、V/Fコンバータ659はこの入力値に応
じた周波数のパルスを状態量SXとしてサーボコントロ
ーラ61のパルス加算回路61gに入力する。
Therefore, the input of the V/F converter 659 is α・IPSX−
Wl, and the V/F converter 659 inputs a pulse with a frequency corresponding to this input value to the pulse addition circuit 61g of the servo controller 61 as the state quantity SX.

■ 従って、センサ7から第3図の如く出力PSX(図
ではY軸方向のPSYであるがX軸方向も同様である)
が正として発生すると、V/Fコンバータ659からは
α・IPsX−Wlの値に応じた周波数の状態量SXが
発生し、パルス加算回路61gで極性判定部655(7
)UP/DOWN出力で、この場合はDOWN指示、状
態量パルスSXはダウン側に出力され、従って指令位置
カウンタ61hにダウンカウントせしめる。
■ Therefore, the output PSX from the sensor 7 as shown in Figure 3 (in the figure, it is PSY in the Y-axis direction, but the same goes for the X-axis direction)
is generated as positive, the V/F converter 659 generates a frequency state quantity SX corresponding to the value of α・IPs
) UP/DOWN output, in this case the DOWN instruction and state quantity pulse SX are output to the down side, thus causing the command position counter 61h to count down.

このため指令位置カウンタ61hの合成変位指令Xcは
減少するので、加算人力u (X)が減少又は負となり
モータ11は減速され、停止する。
As a result, the composite displacement command Xc of the command position counter 61h decreases, so that the additional human power u (X) decreases or becomes negative, and the motor 11 is decelerated and stopped.

従って、第3図(A)の移動方向が+X方向なら、超音
波センサ7の正の出力PsXによって、変位指令(P2
−Po)がa ・l PSX−W I T:減少し、こ
れによって減速(又は停止)する、逆に−X方向の移動
に対し、超音波センサ7は6X方向の負の検出出力ps
xが発生するので、同様に減速停止する。
Therefore, if the moving direction in FIG. 3(A) is the +X direction, the positive output PsX of the ultrasonic sensor 7 causes the displacement command (P
-Po) decreases and thereby decelerates (or stops).Conversely, for movement in the -X direction, the ultrasonic sensor 7 outputs a negative detection output ps in the 6X direction.
Since x occurs, the vehicle decelerates and stops in the same way.

同様に、Y、Z軸でも、各サーボコントローラ62.6
3がセンサ信号処理部のYSZ軸状態量sy、szに応
じて減速、停止が行われる。尚、θ軸方向の検出は行っ
ていないので、θ軸状態量Sθは発生しない。
Similarly, for the Y and Z axes, each servo controller 62.6
3, deceleration and stopping are performed according to the YSZ-axis state quantities sy and sz of the sensor signal processing section. Note that since the θ-axis direction is not detected, the θ-axis state quantity Sθ is not generated.

このようにして、非接触センサのエネルギーを制御系に
とり込み、センサの出力に応じたモータ制御、即ち移動
制御が行われる。この非接触センサとしては、熱源に対
する温度測定用センサを用いれば、熱源に接近すること
なく移動でき、又リニア領域を用いれば円清な減速が可
能となる。
In this way, the energy of the non-contact sensor is taken into the control system, and motor control, that is, movement control, is performed according to the output of the sensor. As this non-contact sensor, if a sensor for measuring temperature with respect to a heat source is used, the vehicle can be moved without approaching the heat source, and if a linear region is used, smooth deceleration is possible.

(d)  他の実施例の説明 第7図は本発明の他の実施例の説明図であり、図中、第
2図で示したものと同一のものは同一の記号で示してあ
り、8は対象物体であり、ハンド5によって把持される
ものである。
(d) Description of other embodiments FIG. 7 is an explanatory diagram of another embodiment of the present invention, in which the same parts as shown in FIG. 2 are indicated by the same symbols. is a target object, which is held by the hand 5.

第7図の実施例では第7図(B)の指示速度■Czで、
ハンド5がX軸方向に物体8に近接して行くにつれて超
音波センサ7から出力PsZを発生し、減速していき、
VCz=α・PsZのところでハンド5は停止する。従
ってハンド5は物体8の手前又は物体8に軽く接触して
停止し、手前で停止するか接触して停止するかはゲイン
αを変えることによって実行できる。
In the example of FIG. 7, at the indicated speed ■Cz of FIG. 7(B),
As the hand 5 approaches the object 8 in the X-axis direction, the ultrasonic sensor 7 generates an output PsZ and decelerates.
Hand 5 stops at VCz=α·PsZ. Therefore, the hand 5 stops in front of the object 8 or lightly contacts the object 8, and whether to stop in front of the object 8 or to stop in contact with the object 8 can be executed by changing the gain α.

第8図は本発明の別の実施例の説明図であり、一対のロ
ボットが協調動作によって作業を行っている例を示して
いる。
FIG. 8 is an explanatory diagram of another embodiment of the present invention, showing an example in which a pair of robots performs work by cooperative operation.

図において、一方のロボットのアーム3bによりハンド
5bによって把持した第2の物体8bを静置された第1
の物体8aにはめ込み、次に他方のロボットのアーJA
3bによりハンF5aによって把持した第3の物体8c
を第2の物体8bにはめ込む例を示している。
In the figure, the second object 8b gripped by the hand 5b is moved by the arm 3b of one robot to the first object, which is left still.
8a of the other robot, and then the other robot's AJA.
3b, the third object 8c grasped by hand F5a
An example of fitting the second object 8b into the second object 8b is shown.

このような動作においても、■の如く、一方のロボット
がハンド5bによって第2の物体8bを第1の物体8a
ははめ込んだ後、復帰動作中■に、他方のロボットがハ
ンド5aによって第3の物体8Cを■の如く移送してい
ても、超音波センサ7aにより、一方のロボットのハン
ド5bが指令通路にある時に障害物有りとして待期する
ようにでき、ハンド5bが指令通路から外れると、他方
のロボットのハンド5aは直ちに第3の物体8Cのはめ
込みを実行できる。即ち、一方のロボットの復帰動作を
完全に待つまでもなく、他方のロボットの作業が可能と
なる。
Even in such an operation, one robot uses the hand 5b to transfer the second object 8b to the first object 8a, as shown in (3).
After fitting, during the return operation ■, even if the other robot is transferring the third object 8C with its hand 5a as shown in ■, the ultrasonic sensor 7a detects that the hand 5b of one robot is in the command path. When the hand 5b comes off the command path, the hand 5a of the other robot can immediately insert the third object 8C. In other words, the other robot can work without having to wait for the return operation of one robot to complete.

このことは両口ボットの完全同期を必要とせずに、協調
動作が可焼となり、それが各々の制御系自体のループ処
理で実行できる。
This allows for cooperative behavior without requiring complete synchronization of the two-mouthed bots, which can be performed in loop processing within each control system itself.

上述の例では、4軸の直交型ロボットを例に説明したが
軸数が4軸に限られず、1軸であっても複数軸であって
もよく、多関節型の回転座標型のものであってもよい。
In the above example, we used a 4-axis Cartesian robot as an example, but the number of axes is not limited to 4, and may be one or multiple axes, and may be an articulated rotating coordinate robot. There may be.

また、ロボットに限らず、いかなる移動体にも通用でき
、例えばθ軸の如く回転体であってもよい。
Further, the present invention is applicable not only to robots but also to any moving body, and may be a rotating body such as a θ-axis, for example.

上述の例では、移動手段に直流モータを用いているが、
パルスモータ、交流モータ等の他のアクチュエータであ
ってもよい。又、非接触センサとして、超音波センサを
例に説明したが、レーザ渕距離計や温度センサ等の他の
周知のセンサ°を用いてもよく、必要な制御に応じて種
々のものを用いることができ、移動体自体に設けず、他
の観測点に設けるようにしてもよい。
In the above example, a DC motor is used as the transportation means, but
Other actuators such as a pulse motor or an AC motor may also be used. Furthermore, although an ultrasonic sensor has been described as an example of a non-contact sensor, other well-known sensors such as a laser distance meter or a temperature sensor may also be used, and various types may be used depending on the required control. However, it may not be provided on the moving body itself, but may be provided at another observation point.

(e)更に他の実施例の説明 第9図は本発明の更に他の実施例の説明図であり、図中
、第2図で示したものと同一のものは同一の記号で示し
てあり、8は対象物体であり、穴8aを有するもの、9
ははめ会わせ物体であり、ハンド5に把持され、穴8a
にはめ合わされるもの、70a、70bは光電センサで
あり、物体が光電センサ70a、70b間を横切ること
により、検出出力PSを発するものである。
(e) Description of still another embodiment FIG. 9 is an explanatory diagram of still another embodiment of the present invention, and in the figure, the same parts as shown in FIG. 2 are indicated by the same symbols. , 8 is the target object, which has a hole 8a, 9
It is an object that fits together, is held by the hand 5, and is inserted into the hole 8a.
Those fitted together, 70a and 70b, are photoelectric sensors that emit a detection output PS when an object crosses between the photoelectric sensors 70a and 70b.

この実施例では、物体8の近傍に光電センサ7Qa、7
0bを設け、物体9を把持したハンド5がZ軸方向へ速
度Vzで物体8の穴8a方向に移動している間に、ハン
ド5の把持物体9が光電センサ70a、70b間を横切
ると、第9図(B)の如く、α・PSなるZ軸状態量S
Zが発生し、これによってハンド5の速度Vzが減少し
、物体8.9間での衝撃をやわらげて穴8aへのはめ合
せが可能となる。
In this embodiment, photoelectric sensors 7Qa and 7 are located near the object 8.
0b, and while the hand 5 holding the object 9 is moving toward the hole 8a of the object 8 at a speed Vz in the Z-axis direction, when the object 9 held by the hand 5 crosses between the photoelectric sensors 70a and 70b, As shown in Figure 9 (B), the Z-axis state quantity S is α・PS.
Z is generated, thereby reducing the speed Vz of the hand 5, softening the impact between the objects 8 and 9, and making it possible to fit them into the hole 8a.

この場合はVz>α・PSとなるようにゲインαを設定
しておけばよい。
In this case, the gain α may be set so that Vz>α·PS.

第10図は本発明の更に別の実施例説明図であり、図中
、第9図で示したものと同一のものは同一の記号で示し
てあり、71は近接スイッチであり、ハンド5に設けら
れ、第10図(B)の如く物体9との近接状態によって
多次曲線の非線形出力PSを発するものである。
FIG. 10 is an explanatory diagram of still another embodiment of the present invention. In the figure, the same parts as those shown in FIG. 9 are indicated by the same symbols, and 71 is a proximity switch, As shown in FIG. 10(B), a nonlinear output PS of a multidimensional curve is generated depending on the proximity state to the object 9.

第10図の実施例では、ハンド5がZ軸方向に物体8に
近接していくにつれて近接スイッチ71から非線形出力
PSを発生し、Vz−α・PSのところでハンド5は停
止する。従ってハンド5は物体8の手前又は物体8に接
触して停止し、手前で停止するか接触して停止するかは
ゲインαを変えることによって実行できる。
In the embodiment shown in FIG. 10, as the hand 5 approaches the object 8 in the Z-axis direction, the proximity switch 71 generates a nonlinear output PS, and the hand 5 stops at Vz-α·PS. Therefore, the hand 5 stops in front of the object 8 or in contact with the object 8, and whether to stop in front of the object 8 or to stop in contact with the object 8 can be executed by changing the gain α.

上述の例では、4軸の直交型ロボットを例に説明したが
軸数が4軸に限られず、1軸であっても複数軸であって
もよく多関節型の回転座標型のものであってもよい。又
、ロボットに限らず、いかなる移動体にも通用でき、例
えばθ軸の如く回転体であってもよい。
In the above example, a 4-axis Cartesian robot was explained, but the number of axes is not limited to 4, and may be one axis or multiple axes, and may be an articulated rotating coordinate type robot. It's okay. Furthermore, the present invention is applicable not only to robots but also to any moving object, such as a rotating object such as a θ-axis.

上述の例では、移動手段に直流モータを用いているが、
パルスモータ、交流モータ等の他のアクチュエータであ
ってもよい。
In the above example, a DC motor is used as the transportation means, but
Other actuators such as a pulse motor or an AC motor may also be used.

又、非線形センサとして、非接触形の光電センサ、近接
センサにより説明したが、他の非線形非接触形のもので
あってもよく、移動体に対する用途に応じて種々の非接
触センサを用いることができる。
Furthermore, although non-contact photoelectric sensors and proximity sensors have been described as non-linear sensors, other non-linear non-contact types may be used, and various non-contact sensors can be used depending on the application to the moving object. can.

以上本発明を実施例により説明したが、本発明は本発明
の主旨に従い種々の変形が可能であり、本発明からこれ
らを排除するものではない。
Although the present invention has been described above using examples, the present invention can be modified in various ways according to the gist of the present invention, and these are not excluded from the present invention.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明した様に、本発明によれば、非接触センサの環
境状態検出信号を状態量とし、制御系に組み込んで移動
制御できるから、非接触センサの信号の判断をしなくて
も、自律的に移動制御が動作環境に応じて変化させるこ
とができるという効果を奏し、又、制御部の負担を小と
して動作環境適応制御ができるという効果も奏する。
As explained above, according to the present invention, the environmental state detection signal of the non-contact sensor can be used as a state quantity and incorporated into the control system to control movement. The present invention has the advantage that the movement control can be changed according to the operating environment, and it also has the effect that the load on the control section can be reduced and adaptive control of the operating environment can be performed.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の原理説明図、 第2図は本発明の一実施例全体構成図、第3図は第2図
構成の動作説明図、 第4図は第2図構成の制御部の構成図、第5図は第4図
構成のセンサ信号処理部の詳細回路図、 第6図は第4図構成のサーボコントローラの詳細回路図
、 第7図は本発明の他の実施例説明図、 第8図は本発明の別の実施例説明図、 第9図は本発明の更に他の実施例説明図、第10図は本
発明の更に別の実施例説明図である。 図中、M・〜移動体 MT−移動手段 NS −外的非接触センサ CT−・制御手段。
Fig. 1 is an explanatory diagram of the principle of the present invention, Fig. 2 is an overall configuration diagram of an embodiment of the invention, Fig. 3 is an explanatory diagram of the operation of the configuration in Fig. 2, and Fig. 4 is a diagram of the control section of the configuration in Fig. 2. 5 is a detailed circuit diagram of the sensor signal processing unit configured in FIG. 4, FIG. 6 is a detailed circuit diagram of the servo controller configured in FIG. 4, and FIG. 7 is an explanatory diagram of another embodiment of the present invention. , FIG. 8 is an explanatory diagram of another embodiment of the present invention, FIG. 9 is an explanatory diagram of still another embodiment of the present invention, and FIG. 10 is an explanatory diagram of still another embodiment of the present invention. In the figure, M--mobile body MT--moving means NS--external non-contact sensor CT--control means.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 移動体を移動する移動手段と、 該移動体の動作環境を監視する外的非接触センサと、 該外的非接触センサの出力による状態量と移動指令との
合成に基いて該移動手段を移動制御する制御手段とを含
み、 該状態量と該移動指令との合成によって該移動体を移動
制御することを特徴とする移動体制御装置。
[Claims] A moving means for moving a moving object, an external non-contact sensor for monitoring the operating environment of the moving object, and a method based on a synthesis of a state quantity and a movement command based on the output of the external non-contact sensor. A moving object control device, comprising: a control means for controlling the movement of the moving means, and controlling the movement of the moving object by combining the state quantity and the movement command.
JP10712085A 1985-05-20 1985-05-20 Controller for moving body Granted JPS61265289A (en)

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JPH0426994B2 JPH0426994B2 (en) 1992-05-08

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6140788A (en) * 1997-01-27 2000-10-31 Fanuc Ltd. Method and system for controlling robot

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS603010A (en) * 1983-06-20 1985-01-09 Hitachi Ltd Control system of robot

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