JPS616711A - ロボツトの位置サ−ボ制御装置 - Google Patents
ロボツトの位置サ−ボ制御装置Info
- Publication number
- JPS616711A JPS616711A JP12706684A JP12706684A JPS616711A JP S616711 A JPS616711 A JP S616711A JP 12706684 A JP12706684 A JP 12706684A JP 12706684 A JP12706684 A JP 12706684A JP S616711 A JPS616711 A JP S616711A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- robot
- loop gain
- servo
- controlled object
- counter
- Prior art date
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- Pending
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Classifications
-
- 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
- G05B19/00—Programme-control systems
- G05B19/02—Programme-control systems electric
- G05B19/18—Numerical 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
- G05B19/416—Numerical 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 control of velocity, acceleration or deceleration
-
- 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
- G05B2219/41—Servomotor, servo controller till figures
- G05B2219/41021—Variable gain
-
- 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
- G05B2219/43—Speed, acceleration, deceleration control ADC
- G05B2219/43115—Adaptive stopping
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】
産業上の利用分野
本発明は、ロボットの位置サーボ制御装置に関する。
従来例の構成とその問題点
産業用ロボットは、工場の生産性向上、省力化。
および製品品質の向上を目ざして、組立て産業や、多品
種少量生産の分野で急速な進展をとけている。
種少量生産の分野で急速な進展をとけている。
ロボットの性能としては、高機能化、および操作性の向
上をはかるとともに、高速かつ円滑で、高精度な動作を
する運動性能の高いものが要求されている。
上をはかるとともに、高速かつ円滑で、高精度な動作を
する運動性能の高いものが要求されている。
ロボットの運動性能に大きく関係しているのはサーボ機
構である。サーボ機構では、制御対象が目標値の変化に
追随するようにフィードバック制御を行う。すなわち、
制御対象の現在値を検出し、これをフィードバックする
ことにより目標値との比較を行い、その差を指令値とし
て制御対象を駆動するものである。ロボットのサーボ機
構には、速度サーボと位置サーボがあるが、運動性能に
対する影響が大きいのは位置サーボである。
構である。サーボ機構では、制御対象が目標値の変化に
追随するようにフィードバック制御を行う。すなわち、
制御対象の現在値を検出し、これをフィードバックする
ことにより目標値との比較を行い、その差を指令値とし
て制御対象を駆動するものである。ロボットのサーボ機
構には、速度サーボと位置サーボがあるが、運動性能に
対する影響が大きいのは位置サーボである。
サーボ機構として電気系を考えた場合の、ディジタル位
置サーボの一般的な構成を第１図に示す。
置サーボの一般的な構成を第１図に示す。
図において、１は偏差カウンタ、２はＤ／Ａ変換部、３
は増幅部、４は制御対象であるサーボモータ、６は位置
検出器である。入力指令として、目標位置指令Ｉが偏差
カウンタ１に加えられる。また、偏差カウンタ１からは
、位置検出器６からフィードバックされる現在位置指令
ｙが減じられる。
は増幅部、４は制御対象であるサーボモータ、６は位置
検出器である。入力指令として、目標位置指令Ｉが偏差
カウンタ１に加えられる。また、偏差カウンタ１からは
、位置検出器６からフィードバックされる現在位置指令
ｙが減じられる。
これらの差（以下これを偏差と呼ぶ）２が偏差カウンタ
１の値となシ、Ｄ／Ａ変換部２へ出力される。Ｄ／Ａ変
換部２からは偏差値２に対応するモータ指令出力Ｖが、
増幅部３を通ってサーボモータ４へ出力され、サーボモ
ータを速度Ｖで駆動する。
１の値となシ、Ｄ／Ａ変換部２へ出力される。Ｄ／Ａ変
換部２からは偏差値２に対応するモータ指令出力Ｖが、
増幅部３を通ってサーボモータ４へ出力され、サーボモ
ータを速度Ｖで駆動する。
このような位置サーボ系では、制御対象の目標位置と現
在位置との偏差によって、現在の制御対象の速度が決定
される。この関係は次の（１）式のようになる。
在位置との偏差によって、現在の制御対象の速度が決定
される。この関係は次の（１）式のようになる。
（ニー、ｙ）・Ｋ＝ｚ−、に＝ｖ ・・・・・
・（１）Ｊ：：制御対象の目標位置 ｙ：制御対象の現在位置 ２：制御対象の位置偏差 Ｖ二制御対象の速度 に１位置ループゲイン （１）式において、位置ループゲインにとは、制御対象
の位置偏差２と速度Ｖの比であυ、位置サーボにおける
制御対象の運動特性に大きく影響するパラメータである
。位置ループゲインＫを大きくすることにより、制御対
象の応答性が良くなる。
・（１）Ｊ：：制御対象の目標位置 ｙ：制御対象の現在位置 ２：制御対象の位置偏差 Ｖ二制御対象の速度 に１位置ループゲイン （１）式において、位置ループゲインにとは、制御対象
の位置偏差２と速度Ｖの比であυ、位置サーボにおける
制御対象の運動特性に大きく影響するパラメータである
。位置ループゲインＫを大きくすることにより、制御対
象の応答性が良くなる。
位置サーボ系において、目標位置指令を入力終了後、制
御対象が目標位置に到達するまでの速度変化は、第２図
のような指数曲線となる。これは次の（２）式で与えら
れる。
御対象が目標位置に到達するまでの速度変化は、第２図
のような指数曲線となる。これは次の（２）式で与えら
れる。
Ｋｔ
ｙ−ｙ ｄ−ｅ −−（２）
Ｖ：制御対象の速度 ｖｄ 目標位置指令入力終了時の速度ｔ：目標位置指
令入力終了時からの時間に：位置ループゲイン この（２）式よシ、位置ループゲインＫが小さい場合、
制御対象が停止するまでの時間が長く（理論上は無限大
）、また停止状態が不安定で、制御対象の位置精度にも
悪い影響を及ぼす。
Ｖ：制御対象の速度 ｖｄ 目標位置指令入力終了時の速度ｔ：目標位置指
令入力終了時からの時間に：位置ループゲイン この（２）式よシ、位置ループゲインＫが小さい場合、
制御対象が停止するまでの時間が長く（理論上は無限大
）、また停止状態が不安定で、制御対象の位置精度にも
悪い影響を及ぼす。
従来は、前記問題点の対策として、たとえば第３図に示
すように、低速時に制御対象の速度に応じて位置ループ
ゲインを段階的に切替えて、制御対象の応答性を高める
ことにより、停止時の安定性を良くする方法が試みられ
てきた。しかしこの場合、位置ループゲインが段階的に
変化するため、その境界付近では指令値の急激な変動が
生じ、制御対象の停止時の動きに悪影響を及ぼす可能性
があった。
すように、低速時に制御対象の速度に応じて位置ループ
ゲインを段階的に切替えて、制御対象の応答性を高める
ことにより、停止時の安定性を良くする方法が試みられ
てきた。しかしこの場合、位置ループゲインが段階的に
変化するため、その境界付近では指令値の急激な変動が
生じ、制御対象の停止時の動きに悪影響を及ぼす可能性
があった。
発明の目的
本発明は、低速時の位置ループゲインをなめらかな関数
で連続的に切替えることにより、制御対象の円滑な停止
を維持するとともに、停止時間を短縮し、停止状態の安
定化をはかることにより、制御対象の停止位置精度の向
上を目ざしたものである。
で連続的に切替えることにより、制御対象の円滑な停止
を維持するとともに、停止時間を短縮し、停止状態の安
定化をはかることにより、制御対象の停止位置精度の向
上を目ざしたものである。
発明の構成
そのだめの構成として本発明は、ロボット各軸のサーボ
モータと、前記サーボモータを駆動するサーボ増幅部と
、前記サーボモータの回転量を検出する位置検出器と、
前記位置検出器からのフィードバック量を計数すること
により前記ロボット各軸の現在位置を認識するカウンタ
と、前記ロボット各軸の目標位置を示すカウンタと、前
記二つのカウンタの差の値を記憶する偏差カウンタと、
前記偏差カウンタの値を前記サーボ増幅部への指令値に
変換するＤ／Ａ変換部とを備え、前記偏差カウンタの値
に前記ロボット各軸の速度の連続的な補正関数による変
換を施して前記Ｄ／Ａ変換部へ出力する位置ループゲイ
ン補正部を具備したものである。
モータと、前記サーボモータを駆動するサーボ増幅部と
、前記サーボモータの回転量を検出する位置検出器と、
前記位置検出器からのフィードバック量を計数すること
により前記ロボット各軸の現在位置を認識するカウンタ
と、前記ロボット各軸の目標位置を示すカウンタと、前
記二つのカウンタの差の値を記憶する偏差カウンタと、
前記偏差カウンタの値を前記サーボ増幅部への指令値に
変換するＤ／Ａ変換部とを備え、前記偏差カウンタの値
に前記ロボット各軸の速度の連続的な補正関数による変
換を施して前記Ｄ／Ａ変換部へ出力する位置ループゲイ
ン補正部を具備したものである。
実施例の説明
以下本発明におけるディジタル位置サーボの構成を第４
図に示す。図において、６は偏差カウンタ、７はループ
ゲイン補正部、８はＤ／Ａ変換部、９は増幅部、１ｏは
制御対象であるサーボモータ、１１は位置検出器である
。従来の構成である第１図に対して、ループゲイン補正
部７が追加されているだけで他は同じである。ループゲ
イン補正部子では、 ｚ’＝ ｚ Ｃｒ （ｚ）
・・・・・・（３）２：偏差値 ｚ′：ループゲイン補正部出力 Ｇ （ｚ） ：任意の補正関数 という変換を行う。すなわち、偏差値２に、２の任意の
補正関数（、（ｚ）をかけて、Ｄ／Ａ変換部へ出力する
。任意の補正関数Ｇ （ｚ）は、制御対象の運動特性に
応じて自由に設定すればよい。したがって、制御対象の
速度に応じて、なめらかで連続的な位置ループゲインを
設定でき、最適な制御が可能となり、制御対象の停止特
性を向上させることができる。
図に示す。図において、６は偏差カウンタ、７はループ
ゲイン補正部、８はＤ／Ａ変換部、９は増幅部、１ｏは
制御対象であるサーボモータ、１１は位置検出器である
。従来の構成である第１図に対して、ループゲイン補正
部７が追加されているだけで他は同じである。ループゲ
イン補正部子では、 ｚ’＝ ｚ Ｃｒ （ｚ）
・・・・・・（３）２：偏差値 ｚ′：ループゲイン補正部出力 Ｇ （ｚ） ：任意の補正関数 という変換を行う。すなわち、偏差値２に、２の任意の
補正関数（、（ｚ）をかけて、Ｄ／Ａ変換部へ出力する
。任意の補正関数Ｇ （ｚ）は、制御対象の運動特性に
応じて自由に設定すればよい。したがって、制御対象の
速度に応じて、なめらかで連続的な位置ループゲインを
設定でき、最適な制御が可能となり、制御対象の停止特
性を向上させることができる。
本発明の６軸間節形溶接ロボッ）ＡＷ＝６０００への応
用例を以下に示す。ＡＶ−６０００では第４図に示す位
置サーボ機構を各軸に配置し、各関節の位置、および速
度制御を行っている。ループゲイン補正部子の補正関数
（、（２）としては、第６図の関数を採用した。この補
正関数は、偏差値２が小さい場合、すなわち制御対象が
低速時に位置ループゲインを連続的かつなめらかに増加
させて停止の円滑さを維持するとともに制御対象の応答
性を良くするものである。この結果、停止時間を短縮す
ることが可能となり、また、停止の安定化をはかること
により、良好な停止位置精度が実現できた。
用例を以下に示す。ＡＶ−６０００では第４図に示す位
置サーボ機構を各軸に配置し、各関節の位置、および速
度制御を行っている。ループゲイン補正部子の補正関数
（、（２）としては、第６図の関数を採用した。この補
正関数は、偏差値２が小さい場合、すなわち制御対象が
低速時に位置ループゲインを連続的かつなめらかに増加
させて停止の円滑さを維持するとともに制御対象の応答
性を良くするものである。この結果、停止時間を短縮す
ることが可能となり、また、停止の安定化をはかること
により、良好な停止位置精度が実現できた。
発明の効果
以上のように本発明は、制御対象および目標とする運動
性能に応じて、任意の位置ループゲイン補正関数を設定
すればよく、非常に柔軟性の高い制御が実現できるもの
であり、実用性が高いものである。
性能に応じて、任意の位置ループゲイン補正関数を設定
すればよく、非常に柔軟性の高い制御が実現できるもの
であり、実用性が高いものである。
第１図は一般的なディジタル位置サーボ機構のブロック
図、第２図は位置サーボ系における目標位置到達時の速
度曲線図、第３図は従来例における低速時の位置ループ
ゲイン関数の特性図、第４図は本発明におけるディジタ
ル位置サーボ機構のブロック図、第６図は本発明におけ
る位置ループゲイン補正関数の特性図である。 ６・・・・・・偏差カウンタ、７・・・・・・ループゲ
イン補正部、８・・・・・・Ｄ／Ａ変換部、９・・・・
増幅部、１ｏ・・・・・・サーボモータ、１１・・・・
・位置検出器。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 はが１名第１
図 第２図 ｒ 第４図 第５図
図、第２図は位置サーボ系における目標位置到達時の速
度曲線図、第３図は従来例における低速時の位置ループ
ゲイン関数の特性図、第４図は本発明におけるディジタ
ル位置サーボ機構のブロック図、第６図は本発明におけ
る位置ループゲイン補正関数の特性図である。 ６・・・・・・偏差カウンタ、７・・・・・・ループゲ
イン補正部、８・・・・・・Ｄ／Ａ変換部、９・・・・
増幅部、１ｏ・・・・・・サーボモータ、１１・・・・
・位置検出器。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 はが１名第１
図 第２図 ｒ 第４図 第５図
Claims (1)
- ロボット各軸のサーボモータと、前記サーボモータを駆
動するサーボ増幅部と、前記サーボモータの回転量を検
出する位置検出器と、前記位置検出器からのフィードバ
ック量を計数することにより前記ロボット各軸の現在位
置を認識するカウンタと、前記ロボット各軸の目標位置
を示すカウンタと、前記二つのカウンタの差の値を記憶
する偏差カウンタと、前記偏差カウンタの値を前記サー
ボ増幅部への指令値に変換するＤ／Ａ変換部とを備え、
前記偏差カウンタの値に前記ロボット各軸の速度の連続
的な補正関数による変換を施して前記Ｄ／Ａ変換部へ出
力する位置ループゲイン補正部を具備したロボットの位
置サーボ制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12706684A JPS616711A (ja) | 1984-06-20 | 1984-06-20 | ロボツトの位置サ−ボ制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12706684A JPS616711A (ja) | 1984-06-20 | 1984-06-20 | ロボツトの位置サ−ボ制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS616711A true JPS616711A (ja) | 1986-01-13 |
Family
ID=14950737
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12706684A Pending JPS616711A (ja) | 1984-06-20 | 1984-06-20 | ロボツトの位置サ−ボ制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS616711A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62171016A (ja) * | 1986-01-23 | 1987-07-28 | Canon Inc | 位置決め制御装置 |
| JPS62171012A (ja) * | 1986-01-23 | 1987-07-28 | Canon Inc | 位置決め制御装置 |
| JPS62212802A (ja) * | 1986-03-14 | 1987-09-18 | Fanuc Ltd | ロボツトア−ムの制御装置 |
| JPS6316982A (ja) * | 1986-07-04 | 1988-01-23 | 株式会社日立製作所 | 多関節マニピユレ−タの制御装置 |
| JPS6399904U (ja) * | 1986-12-17 | 1988-06-29 | ||
| JPH01239609A (ja) * | 1988-03-22 | 1989-09-25 | Okuma Mach Works Ltd | 電動機による軸の位置制御方式 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPS54103979A (en) * | 1978-02-02 | 1979-08-15 | Mitsubishi Electric Corp | Acceleration/deceleration control circuit |
| JPS57182211A (en) * | 1981-05-06 | 1982-11-10 | Honda Motor Co Ltd | Controller |
| JPS59706A (ja) * | 1983-06-27 | 1984-01-05 | Hitachi Ltd | 工業用ロボツト制御装置 |
| JPS5919248A (ja) * | 1982-07-23 | 1984-01-31 | Sanyo Electric Co Ltd | サ−ボゲイン調整回路 |
| JPS5952314A (ja) * | 1982-09-17 | 1984-03-26 | Nippon Columbia Co Ltd | サ−ボ装置 |
| JPS59168515A (ja) * | 1983-03-15 | 1984-09-22 | Fanuc Ltd | モ−タの位置制御方式 |
-
1984
- 1984-06-20 JP JP12706684A patent/JPS616711A/ja active Pending
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