JPS6180406A - 多軸駆動機械の位置決め制御方法 - Google Patents

多軸駆動機械の位置決め制御方法

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Publication number
JPS6180406A
JPS6180406A JP59201614A JP20161484A JPS6180406A JP S6180406 A JPS6180406 A JP S6180406A JP 59201614 A JP59201614 A JP 59201614A JP 20161484 A JP20161484 A JP 20161484A JP S6180406 A JPS6180406 A JP S6180406A
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JP
Japan
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axis
command
shaft
current position
control
Prior art date
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Pending
Application number
JP59201614A
Other languages
English (en)
Inventor
Kazumi Uchiyama
内山 和美
Takeshi Yano
健 矢野
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.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP59201614A priority Critical patent/JPS6180406A/ja
Publication of JPS6180406A publication Critical patent/JPS6180406A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • G05B19/4142Structure of the control system, e.g. common controller or multiprocessor systems, interface to servo, programmable interface controller characterised by the use of a microprocessor
    • 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
    • G05B2219/33Director till display
    • G05B2219/33337For each axis a processor, microprocessor

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】 〔発明の利用分野〕 本発明は、多軸駆動機械の位置を制御するための制御方
法に関する。
〔発明の背景〕
多軸を有する多軸駆動機械においては、1つの軸を移動
させることにより他の軸も移動してしまう。したがって
、多軸のうちの少なくとも1つの軸端に作業具(例えば
溶接装置)を取付けて、作業を行なわせようとする場合
、作業具の位置を指令された通りに制御させることはか
なり困難である。
このような機械においては、通常、作業員が手動操作す
ることによって機械を予定の移動経路に沿って移動させ
、この移動中における駆動部の位置状態を機械内のメモ
リに記憶させることによって、それを機械に覚え込ませ
、その後はその記憶した位置状態になるように各駆動部
を制御することがなされている。このように、機械がた
どるべき経路を機械に覚え込ませ(ティーチング)、こ
れに基づいて機械の位置決めを行うことは公知である。
これは、例えば特公昭52−191号公報にも開示され
ている。
さて、ティーチングによる機械の移動においては、一度
記憶させればその経路に沿った移動(位置制御)につい
ては何度も同様に行なわせることができる。しかし、位
置決めするべき移動の経路が異なった場合には、その都
度ティーチング動作を行なわさなければならず、作業能
率を低下させる原因になる。
なお、工作機械や作業機械等の多軸駆動機械の位置決め
制御を行なう技術としては、特公昭51−21105号
公報、特公昭51−45022号公報、特公昭52−1
071号公報、特公昭52−7111号公報、特公昭5
2−46355号公報などが公知である。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、作業能率を高めることのできる多軸駆
動機械の位置決め制御方法を提供することである。
〔発明の概要〕
本発明は、一度のティーチング動作によって作業内容が
変更された場合(とも再ティーチングの必要のない制御
方法とすることによって、上述の目的を達成するもので
ある。すなわち、本発明は、2以上の軸を有し、該軸の
1つ1ζ作業具を備え、該作業具の位置が前述の軸の駆
動によって変化する多軸駆動機械の位置決め制御方法に
おいて、前記各軸毎に、各軸の駆動部を独立して駆動し
た場合の該軸位置データを記憶しておき、作業に際して
は、前記作業具を作業させるための移動位置指令を入力
し、該移動位置指令と前記記憶しである各軸の軸位置デ
ータとを用いて前記各紬毎の各軸移動指令を演算し、該
各軸移動指令を各軸駆動部の制御部に出力することによ
って、前記作業具の位置決めを行なうことを特徴とする
〔発明の実施例〕
以下、本発明を具体的な実施例・に基づき詳細に説明す
る。
第1図は本発明の一実施例における制御装置構成図、第
2図は制御動作フロー図、第3図は本発明の一実施例に
適用される多軸駆動機械の一例を示す図である。
まず、第3図により、本実施例における多軸駆動機械の
構成を説明する。この機械は、A、Cの3軸からなるも
ので、C軸の先端に作業具(例えば、溶接装置)が取付
けられ、作業を行なうためのものである。なお、この図
においては、作業具は図示していない。各軸の駆動は、
アーム7に固定された各軸駆動部であるサーボモータ1
,3゜5によって駆動される。2,4.6は、各サーボ
モータに取付けられている速度位置検出用のパルス発生
器である。後述するモータの制御部は、この位置検出器
の検出値を取込み、サーボモータの現在位置を管理する
。第1軸であるA軸の伝達径路は、サーボモータ1を回
転させることによりケース17と押え板18を取付けた
シャフト8を回転させ、図のA回転となる。第2軸であ
るB軸の伝達経路は、サーボモータ3を回転させること
により、かさ歯車11.12を回転させ、図のBの回転
となる。第3軸であるC軸は、サーボモータ6を回転さ
せることに上り、かさ歯車13,14゜ンヤフト9.か
さfaJtL15,16.  シャフト10の順に回転
させ、図のCの回転となる。
実際の動作としては、サーボモータ1のみを回転させた
場合かさ歯車12.14が回転してしまうためB、Cの
回転も発生し、またサーボモータ3のみを回転させた場
合かさ歯車16が回転してしまうためCの回転も発生す
る。これを防止するためにサーボモータ1を回転させる
時にはサーボモータ3,5も同時に、またサーボモータ
3を回転させる時にはサーボモータ5も同時に回転させ
ることにより、ロボットアーム先端の機械的な動きとし
て1軸のみ駆動することができる。具体的な動きとして
は、人の「+」回転によりBは、かさ歯車11とかさ歯
車12との歯数比が1;1なので同じ角度はど「−」回
転し、C軸は、かさ歯車13.14の比が例えば1:1
.5、かさ歯車15゜16の比が1:2とすると、17
3回転に見合う角度はど「−」回転する。また、Bの「
+」回転によりC軸はかさ歯車15.16の比が1:2
とすると172回転に見合う角度はど「+」回転する。
したがって、A、B、Cそれぞれの回転をする時にには
、補正と現在位置の演算を行なって、作業具の位置決め
制御を行なう必要がある。
次に、第3図に示す多軸駆動機械を制御する制御装置の
構成を第1図により、またその制御動作を第2図により
説明する。第1図において、20はA軸制御部であり、
これによつて人軸のサーボモータ1の位置決め制御を行
なう。なお、この図では、B軸およびC軸に関する制御
部は省略している。A軸制御部20は、移動処理部21
と、この出力を受けて位置制御を行なう位置制御部22
と、位置制御部22の出力を受けてサーボモータlの速
度を制御する速度制御部23とで構成されている。この
制御部20自体は、通常のNC装置で構成できる。30
はマイクロコンビ二一夕であり、各駆動軸の駆動軸位置
データを入力して記憶し、作業のための移動位置指令と
記憶している駆動軸位置データとを用いて、各軸毎の各
軸移動指令を夫々の制御部に出力するためのものである
このコンピュータ30は、通常のもので良い。この例で
は、中央処理装置(CPU)31と、メモリ32と、デ
ータ設定入力部33と、入力制御部34と、出力制御部
35とで構成されている。第1図において、位置制御部
22内には、パルス発生器2の発生パルスをカウントす
るカウンタが内蔵されており、このカウンタ出力が駆動
軸位置データとして利用される。また、速度制御部23
内iζも、パルス発生器2の発生パルスの一定時間内の
パルス数をカウントするカウンタが内蔵されており、こ
の出力が速度データとして利用される。
コンピュータ30には、各軸の駆動軸位置データが入力
されている。なお、この例における駆動軸はモータ軸で
あり、以下モータ軸という。
各モータ軸における現在位置(モータ現在位置)をマイ
クロコンピュータ30に取り込み作業具の位置(現在位
置)演算後、移動位置数置指令、またはティーチングに
よって得た位置データとの補正演算を行ない移動指令デ
ータ(設定データ)を作成し、各軸へ指令する。この指
令データにより各軸制御部内部で、移動処理9位置制御
、速度制御を行い、サーボモータを回転させ作業具の位
置決めを行なうのが本発明の実施例である。この具体的
な制御動作を第2図により説明する。
第2図に示すフローチャートは、スタート以後、初期テ
ィーチング、移動位置数置入力、自動運転の3動作に分
類できる。
スタートのステップF1は、本制仰装置の電源を入力し
た時点でスタートする。
初期ティーチングは、ステップP2.F3によって行な
われる。すなわち、ティーチング開始スイッチをONさ
せ、各軸のインチング駆動にて位置合わせを行なう。こ
の時には、駆動させない軸を作業具先端において静止さ
せておくためにA軸又はB軸を駆動する場合には次のよ
うな駆動速度および駆動方向を設定している。
くA軸を駆動する場合〉 人:B :C=+1 :+1 :+1/3くB軸を駆動
する場合〉 B:C=    +1ニー1/2 位置決め後の記憶方法としては、次のような計算式で、
各軸のモータ現在位置を手首先端の現在位置に喚算し、
メモリに記憶F6する。
A軸現在位1=(A他モータ現在位置)B軸現在位電=
(33軸モ一タ現在位liり −(A軸現在位置) C軸現在位置=(C他モータ現在位置) −(B紬現在
位1/2)−(A軸現在位ffi!/3)この繰り返し
を行ない、1ブロツクのデータをメモリ(ζ記憶させ、
初期ティーチング終了となる。
ここまでがステップF2〜P7である。
移動位置数値入力は、ティーチングを行なった時のもれ
位置の追加や、記憶位置の修正がある場合(ステップF
8)にメモリに記憶した各軸の現在位置を変更(ステッ
プF9)する機能である(本実施例では、データ設定入
力部33としてキーボードを使用した)。
自動運転は、自動運転起動スイッチをONさせることに
より起動しくステ・ノブFIO)、次のような各軸の設
定データの演算を行ない(ステップFil)、各軸の制
御部に出力する。
くAの回転ン A軸設定データ=(A軸ティーチングデータ)B軸設定
データ= (B軸現在位置)+(人軸ティーチングデー
タ) C軸設窓データ;(C軸現在位δ)−(B軸現在位置/
2)+(A軸ティーチングデータ/3)くBの回転〉 B軸設定データミ(B軸ティーチングデータ)+(A軸
現在位1) C軸設定データ=(C軸現在位置)−(B軸ティーチン
グデータ/2)−(A軸現在位置/3)くCの回転〉 C軸設定データ=(C軸ティーチングチ゛−タ)−(B
軸現在位it/2)+(人軸現在位t/3)く各軸の現
在位置〉 人軸現在位置=CA釉モータ現在位!りB軸現在位置=
(B袖モータ現在位1t)−(A軸現在位1り C軸現在位a=<C軸モータ現在位1)CB軸現在位置
/2)−CA軸現在位!!/3)これらの各軸について
の演算と出力1行ない、各軸の駆動を行なうこと(ステ
ップF12.F13)により、一連の動作が終了する。
差動歯車機構を用いた複数の自由度な持つ多軸駆動機械
において、一つの駆動モータを回転させると他の軸にも
回転を生じ実際の機械的な姿勢な(ずしてしまうが、本
発明の実施例では作業具先端の1軸駆動を実現すること
ができる。
本発明の実施例によると、従来のような高度の演算処理
機能1もも同時に多軸制御ができる高価な制御装置を使
用しな(でも、一般的な1軸制御用NC装置と簡単な乗
除機能な持つ電子計算機からなる制御装Rにより位置決
め制御が実現できる。
特にFTP制御システムに好適な安価なロボット手首な
製作することができる。また、駆動モータの回転角と差
動歯車の減速比から算出した各軸の現在位置と、ティー
チングにより記憶した位置データ、または外部から入力
した移動データ、および差動歯車の減速比から各軸モー
タへの指令値を演算するので、簡単にティーチングプレ
イバックと数値制御が混用できる。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明によれば、作業能率な高めた
多軸駆動機械の位1決め制御を実現できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例における制御装置構成を示す
図、第2図は第1図における制御動作フローな示す図、
第3図は多軸駆動機械の一例1示。 す図である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、少なくとも2以上の軸を有し、その軸のうちの1つ
    の軸に作業具を備えると共に、該作業具の位置が前述の
    軸の駆動によって変化する多軸駆動機械の位置決め制御
    方法において、前記各軸毎に、各軸駆動部を独立して駆
    動した場合の該駆動軸位置データを記憶しておき、作業
    に際しては、前記作業具を作業させるための移動位置指
    令を入力し、該移動位置指令と前記軸位置データとを用
    いて前記各軸毎の各軸移動指令を演算し、該各軸移動指
    令を各軸駆動部の制御部に出力することによって、前記
    作業具の位置決めを行なうことを特徴とする多軸駆動機
    械の位置決み制御方法。
JP59201614A 1984-09-28 1984-09-28 多軸駆動機械の位置決め制御方法 Pending JPS6180406A (ja)

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JPS6180406A true JPS6180406A (ja) 1986-04-24

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0643472A1 (de) * 1993-09-11 1995-03-15 ProControl AG Servo-Regelantrieb

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5643411B1 (ja) * 2013-11-05 2014-12-17 京楽産業.株式会社 遊技機

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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