JPS6149216A - 減速機の誤差補償方法 - Google Patents

減速機の誤差補償方法

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JPS6149216A
JPS6149216A JP17084184A JP17084184A JPS6149216A JP S6149216 A JPS6149216 A JP S6149216A JP 17084184 A JP17084184 A JP 17084184A JP 17084184 A JP17084184 A JP 17084184A JP S6149216 A JPS6149216 A JP S6149216A
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JP
Japan
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shaft
output
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angle
output shaft
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JP17084184A
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English (en)
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Fumio Tabata
文夫 田畑
Minoru Sekiguchi
実 関口
Mitsuru Shiraishi
白石 満
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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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
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    • 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
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    • G05B19/21Numerical 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 characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path using an incremental digital measuring device
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、減速機に存在するバックラッシュ、ロストモ
ーション等の回転角度誤差を補償する減速機の誤差?1
11償方法に関する。
一般に、ロボット等に用いられる歯車機構等による減速
機は、駆動源であるモータ等の出力不足を補うことや、
駆動側と負荷側との機械的インピーダンスを合わせるな
どの目的を有している。
しかしながら、減速機は必ずバフクラッシュやロストモ
ーションなどの現象が伴い、これによって入出力間の回
転角度誤差が生じて、位置決め精度を低下させていた。
〔従来の技術〕
従来、減速機が動作していない状態において、歯車のす
き間を測定してバックラッシュを算定し、駆動指令値に
その骨上のせして補償する方法が知られている。
また、バックラッシュが生じないように減速機内部に予
圧力をかける方法も知られている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
前述の従来の?Ili償方法によれば、ある程度のバツ
クラッシュを補償できるものの、静的な動作していない
時の検出値であるから、実際に動作している場合のハッ
クラッシュと異なり、特に複雑な 、歯車機構において
回転位置によりバンクラッシュが変化する場合には完全
に補償出来ないという問題があった。
また、予圧をかける方法では、予圧量を決定することが
難しいという問題がある他に、予圧によって減速機の効
率が低下し、回転に滑らかさが欠けるという問題もあっ
た。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は、使用状態においてバンクラッシュを検出し、
これを補償して正確にバンクラッシュを補償しうる減速
機の誤差補償方法を提供するにある。
このため本発明は、減速機の入力軸及び出力軸の各々に
角度検出器を接続し、該減速機の入力軸を駆動源に所望
の指令値を与えて駆動せしめるとともに該出力軸に接続
された角度検出器の出力を監視し、該出力軸が回転しな
い間に該入力軸が回・Mした角度を検出し、該検出した
角度に基いて該trr令値を補正することを特徴として
いる。
又、本発明の一実施態様では、前記入力軸の回転した角
度を検出するため、該出力軸の角度検出器の出力によっ
て該出力軸が回転しない間の前記入力軸の角度検出器の
出力変化を検出することを特徴としている。
〔作用〕
本発明では、減速機の入出力軸の各々に角度検出器を接
続し、出力軸の角度検出器の出力を人力軸の駆動開始か
ら監視し、出力軸が回転しない期間を検出し、この間の
入力軸の回転した角度を測定し、この角度によって入力
軸の駆動指令値を補正して見かけ上の出力軸のバックラ
ッシュを零にするようにしたものである。
〔実施例〕 、 以下、本発明を実施例によりδ−を細に説明する。
第1図は本発明方法の一実施例ブロック図であり、図中
、1は減速機であり、歯車機構で構成され、入力軸1a
と出力軸1bとを有し、入力軸1aの回転を1/nして
出力軸1bに伝えるもの、2は角度検出器であり、例え
ば光学的ロータリーエンコーダで構成され、入力軸1a
に接続され、入力軸1aの所定角回転毎に検出パルスR
Pを出力するもの、3は角度検出器であり、例えばロー
タリーエンコーダで構成され、出力軸1bに接続され、
出力軸1bの回転に応じて検出パルス整形前の2相の位
置信号ASを発するもの、4はモータであり、駆動源と
して動作し、入力軸1aを回転させるもの、5は制御部
であり、例えば、マイクロプロセッサで構成され、モー
タ4を駆動するための位置指令を発するとともにバック
ラッシュを検出し、位置指令を補正するものである。6
はカウンタであり、角度検出器2の検出パルスRPを計
数し、現在位置を検出しておくもの、7は差分回路であ
り、制御部5の位置指令とカウンタ6の現在位置との差
分をとり駆動指令を出力するもの、8はD/A (デジ
タル/アナログ)コンバータであり、差分回路7のデジ
タルの駆動指令をアナログの駆動指令に変換するもの、
9はパワーアンプであり、アナログの駆動指令を増幅し
てモータ4に駆動電流を供給するものである。10は反
転検出部であり、角度検出器2からの検出パルスRPに
よりモータ1 (入力軸1a)の反転を検出し、反転信
号及びラッチ信号を出力するもの、11はリニア回路で
あり、角度検出器3から出力される擬似正弦波の位置信
号ASのリニアな部分を取り出し、鋸歯状波の位置信号
ASLを出力するらの、12はホールド回路であり、反
転検出部10からの反転信号によってリニア回路11の
出力である位置信号ASLのレベルをホールドするもの
、13は差動増幅器(アンプ)であり、リニア回路11
からの位置信号ASLとホールド回路12のホールドレ
ベルR3との差をとるもの、14はコンパレータであり
、差動アンプ13の出力と設定レベルSLとを比較し、
ラッチ信号PSを発するもの、15はラッチ回路であり
、反転検出部10及びコンパレータ14のランチ信号に
応じてカウンタ6の計数値をラッチして、制御部5に読
込ませるもの、16はモータ4の応答特性を改善するた
めの補償回路である。また前記反転検出部10〜コンパ
レーク14によって出力軸回転監視部を構成する。
次に、第1図実施例構成の動作について第2図の第1図
構成の各部波形図を用いて説明する。
先づ制御部5から正方向の位置指令値が出力されると、
差分回路7から位置指令値とカウンタ6の現在位置との
差である駆動指令が発せられ、D/Aコンバータ8、補
償回路16、パワーアンプ9を介しモータ4に駆動電流
が供給され、モータ4が正方向に回転し、入力軸1aを
回転せしめ、減速機1を介し出力軸1bを減速回転せし
め、出力軸1bに接続された駆動部材(図示せず)を駆
動する。
これによって、角度検出器2から検出パルスRPが出力
され、カウンタ6で計数され、カウンタ6の計数値が増
加し、差分回路7の駆動指令が減少し、モータ4に供給
される駆動電流も減少し、カウンタ6の計数値が位置指
令値と同一になった時点■で駆動指令が零となり、モー
タ4は停止する。
一方、ハックラッシュは反転時に生じるから、制御部5
が反転方向の位置指令が出力された時点■から検出を始
める。即ち、制御部5が反転方向の位置指令を発すると
、差分回路7より反転方向の駆動指令を出力し、D/A
コンバータ8、補償回路16、パワーアンプ9を介しモ
ータ4に反転方向の駆動電流を流し、モータ4を反転方
向に駆1す」する。これによって、入力軸1aは反転方
向に回転し、角度検出器2から反転方向の検出パルスR
Pを発する。反転検出部10はこれにより、反転を検出
し、ホールド回路12に反転信号を与える。ホールド回
路12には、リニア回路11より鋸歯状波の位置信号A
SLが与えられており、位置信号ASLは反転時点■で
は出力軸1bが回転していないので正方向回転で停止し
た時のレヘルとなっているから、これをホールドする。
即ち、正方向回転で停止した時(反転開始時)の出力軸
1bの位置をホールドする。これとともに反転検出部1
0は、ラッチ回路15にランチ信号RPを発し、ラッチ
回路15にカウンタ6の計数値(即ち、反転時における
入力軸1aの現在位置)をランチせしめ、制御部5がこ
れを読込ませる。モータ4が更に駆動され、入力軸1a
が回転することにより検出パルスRPが発生し、カウン
タ6の計数値が減少する。一方、出力軸1bはバックラ
ッシュの為に回転しないため、角度検出器3の位置信号
ASのレベルは変化しない。
このため、ホールド回路12のホールドレベルR3と位
置信号ASLとの差は生ぜず差動アンプ13の出力は零
となり、コンパレータ14からランチ信号PSは発せら
れない。更に入力軸1aが回転し、減速機1のバックラ
ッシュがとれて、出力軸1bが回転し始めると(時点■
)、角度検出器3の位置信号ASのレベルが変化し、差
動アンプ13の出力C8である位置信号ASLとホール
ドレベルR3との差が生じ、その差が拡大する。
コンパレーク14では、その差C3がスレーシュホール
ドレベルSLを超えると、ラッチ信号PSが発さられ、
ランチ回路15にカウンタ6の計数値(即ち、出力軸1
bの回転開始時における入力軸1aの現在位置)をラッ
チせしめる。そして、制御部5はラッチ回路15からこ
れを読込む。
制御部5では、2つの読込んだ入力軸1aの現在位置(
カウンタ6の値)からハックラッシュを検出する。即ち
、反転開始市りにおける入力軸1aの現在位置と、出力
軸1bの回転開始’Oにおける入力軸1aの現在位置と
の差によりバックラッシュ値を求める。このバックラッ
シュ値は、入力軸のみが回転した回転角、即ち入力軸の
回転角に換算したバックラッシュ値である。制御部5は
前述の反転方向の位置指令をこのハックラッシュ値だけ
補正して差分回路7に出力することにより、モータ4、
即ら入力軸1aをバックラ7シュ値分余分に回転させて
、バックラッシュを補正する。
このようにして、反転開始時から出力軸1bの回転の開
始を出力軸1bの位置検出器3の出力より監視し、その
間の入力軸の回転量をカウンタ6の計数値によって得る
ことによって入力軸換算のバンクラッシュを検出して入
力軸をバソクラノシュ分補正するようにしている。
以上本発明を一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。
〔発明の効果〕
以上説明した様に、本発明によれば、減速機の入力軸及
び出力軸の各々に角度検出器を接続し、該減速機の入力
軸を駆動源に所望の指令値を与えて駆動せしめるととも
に該出力軸に接続された角度検出器の出力を監視し、該
出力軸が回転しない間に該入力軸が回転した角度を検出
し、該検出した角度に基いて該指令値を補正することを
特徴としているので、バックラッシュのある減速機にお
いても、バックラッシュを零にする制御が実現できると
いう効果を奏し、高精度の位置決めが可能となる。又、
実際の使用状態におけるバックラッシュ値が検出できる
から、回転角によってバックラッシュ値が異なっても、
また負荷によってバフクラッシュ値が異なっても、正確
にバンクラッシュの補償を行なうことができるという効
果も奏し、一層高精度の位置決めが可能となる。更に予
圧等が不要のため回転効率の低下もなく、円滑な回転が
可能となるとう効果も奏する他に、その実現も容易であ
るという効果を奏し、実用上も有用であり、特にロボッ
ト等において高精度な位置決めを実現できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明方法を実現するための一実施例ブロック
図、第2図は第1図実施例構成の各部出力波形図である
。 図中、1−・・減速機、2.3−角度検出器、4・・・
駆動源、5−制御部、6・−カウンタ、I5・−ラッチ
回路。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)減速機の入力軸及び出力軸の各々に角度検出器を
    接続し、該減速機の入力軸を駆動源に所望の指令値を与
    えて駆動せしめるとともに該出力軸に接続された角度検
    出器の出力を監視し、該出力軸が回転しない間に該入力
    軸が回転した角度を検出し、該検出した角度に基いて該
    指令値を補正することを特徴とする減速機の誤差補償方
    法。
  2. (2)前記入力軸の回転した角度を検出するため、該出
    力軸の角度検出器の出力によって該出力軸が回転しない
    間の前記入力軸の角度検出器の出力変化を検出すること
    を特徴とする特許請求の範囲第(1)項記載の減速機の
    誤差補償方法。
JP17084184A 1984-08-16 1984-08-16 減速機の誤差補償方法 Pending JPS6149216A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2019084596A (ja) * 2017-11-02 2019-06-06 昭和電工株式会社 多軸ロボットのアーム制御方法

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