JPS62100808A - ロボツトア−ムの制御装置 - Google Patents
ロボツトア−ムの制御装置Info
- Publication number
- JPS62100808A JPS62100808A JP24041685A JP24041685A JPS62100808A JP S62100808 A JPS62100808 A JP S62100808A JP 24041685 A JP24041685 A JP 24041685A JP 24041685 A JP24041685 A JP 24041685A JP S62100808 A JPS62100808 A JP S62100808A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- arm
- servo system
- torque
- weight
- arms
- Prior art date
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- Pending
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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】
〔発明の技術分野〕
この発明はロボットアームの制御装置に関する。
ロボットアームの制御、特に力制御を行なう場合の制御
においては、ロボットアームの自重により各関節にかか
るトルクを補償する必要がある。
においては、ロボットアームの自重により各関節にかか
るトルクを補償する必要がある。
自重により各関節に発生するトルクは一般にロボットア
ームの姿勢からディジタル計算機により算出されるが、
その計算式は、特に多関節ロボットアームでは複雑で、
演算に要する時間も長い。
ームの姿勢からディジタル計算機により算出されるが、
その計算式は、特に多関節ロボットアームでは複雑で、
演算に要する時間も長い。
一方、ロボットアームの主サーボ系では、各駆動部の速
度２位置、トルク等のフィードバック制御が行われるが
、これをディジタル計算機で行う場合には、通常アーム
の固有振動数の１／１０程度の制御周期が必要で、高速
の演算が要求される。
度２位置、トルク等のフィードバック制御が行われるが
、これをディジタル計算機で行う場合には、通常アーム
の固有振動数の１／１０程度の制御周期が必要で、高速
の演算が要求される。
これはアームの固有振動数が低いために、制御周期が長
くなると機械系の振動を誘起しやすくなり精密な位置決
め、スムーズな動作ができなくなるからである。
くなると機械系の振動を誘起しやすくなり精密な位置決
め、スムーズな動作ができなくなるからである。
従来、自重補償の演算の為にディジタル計算機を用いる
場合、同様に主サーボ系の演算も同じディジタル計算機
で行われていた。しかし、上述の様に、自重補償の演算
が一般に複雑な上、主サーボ系には短い制御周期が要求
されるため、高速のディジタル計算機を用いるか、複数
のＣＰＵによる並列処理が必要であった。このため、制
御装置が高価で複雑ζζなるという問題があった。
場合、同様に主サーボ系の演算も同じディジタル計算機
で行われていた。しかし、上述の様に、自重補償の演算
が一般に複雑な上、主サーボ系には短い制御周期が要求
されるため、高速のディジタル計算機を用いるか、複数
のＣＰＵによる並列処理が必要であった。このため、制
御装置が高価で複雑ζζなるという問題があった。
この発明はこのような従来の問題点に鑑み創案されたも
ので、計算機の負担を少なくし、安価で構成が簡単なロ
ボットアームの制御装置の提供を目的とする。
ので、計算機の負担を少なくし、安価で構成が簡単なロ
ボットアームの制御装置の提供を目的とする。
上記目的を達成するためにこの発明は連続あるいは高速
の制御周期が要求される主サーボ系をアナログ回路で構
成し、演算は複雑であるが主サーボ系はどには高速の制
御周期が要求されないアーム自重補償の演算部をディジ
タル計算機で構成した。
の制御周期が要求される主サーボ系をアナログ回路で構
成し、演算は複雑であるが主サーボ系はどには高速の制
御周期が要求されないアーム自重補償の演算部をディジ
タル計算機で構成した。
この発明によれば、ディジタル計算機に要求される演算
速度が低減されるため、安価で構造の簡単なロボットア
ームの制御装置が構成できる。
速度が低減されるため、安価で構造の簡単なロボットア
ームの制御装置が構成できる。
また、主サーボ系がアナログ制御されるため、ロボット
アームの動きが、ディジタル制御でしばしば問題となる
制御周期あるいは信号の離散化誤差ｌこ起因する弊害を
受けｌこくいといった効果が一：：。
アームの動きが、ディジタル制御でしばしば問題となる
制御周期あるいは信号の離散化誤差ｌこ起因する弊害を
受けｌこくいといった効果が一：：。
る。
以下、この発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
第１図は本発明を実施した力帰還形マスタス１．・−ブ
マニピュレータのブロック線図である。このマニピュレ
ータは、マスタアームとスレーブアームが同構造でそれ
ぞれｎ個の関節をもち、各関節の回転角センサ（Ｐ＋〜
Ｐｎ）およびトルクセンサ（Ｔｌ−Ｔｎ） の信号に
基づいて各関節のモータ（Ｍ ｌ−Ｍｎ ） によっ
て駆動されるものとするう前記多関節のマスタアームと
スレーブアームはそれぞれの関節に対して、マスクアー
ムは、カサーボ系ＩＩこより、スレーブ側に取り付けら
れたトルクセンサ（Ｔ１〜Ｔｎ ）の信号とマスク側Ｉ
こ取り付けられたトルクセンサ（Ｔ＋〜Ｔｎ ）の信号
の偏差によりマスタアームに、スレーブアームとマスタ
アームの各関節に働くトルクが−・致するように力を帰
還し、スレーブアームは、位置サーボ系２により、マス
ク側に取り付けられた回転角センサ（Ｐ＋〜Ｐｎ ）の
信号とスレーブ側に取り付けられた回転角センサ（Ｐ１
〜Ｐｎ ）の信号の偏差によりスレーブアームをマスク
アームの姿勢に追従するような２つのアナログ回路で構
成された主サーボ系から成る。
マニピュレータのブロック線図である。このマニピュレ
ータは、マスタアームとスレーブアームが同構造でそれ
ぞれｎ個の関節をもち、各関節の回転角センサ（Ｐ＋〜
Ｐｎ）およびトルクセンサ（Ｔｌ−Ｔｎ） の信号に
基づいて各関節のモータ（Ｍ ｌ−Ｍｎ ） によっ
て駆動されるものとするう前記多関節のマスタアームと
スレーブアームはそれぞれの関節に対して、マスクアー
ムは、カサーボ系ＩＩこより、スレーブ側に取り付けら
れたトルクセンサ（Ｔ１〜Ｔｎ ）の信号とマスク側Ｉ
こ取り付けられたトルクセンサ（Ｔ＋〜Ｔｎ ）の信号
の偏差によりマスタアームに、スレーブアームとマスタ
アームの各関節に働くトルクが−・致するように力を帰
還し、スレーブアームは、位置サーボ系２により、マス
ク側に取り付けられた回転角センサ（Ｐ＋〜Ｐｎ ）の
信号とスレーブ側に取り付けられた回転角センサ（Ｐ１
〜Ｐｎ ）の信号の偏差によりスレーブアームをマスク
アームの姿勢に追従するような２つのアナログ回路で構
成された主サーボ系から成る。
自重補償演算部３はＡ／Ｄ変換器、ディジタル計算機、
Ｄ／Ａ変換器から成る。各関節の自重補償トルクはマス
タアームとスレーブアームがほぼ同じ姿勢であれば、マ
スクアーム側の自重トルクとスレーブアーム側の自重ト
ルクは同じと見直すことができ、マスタアームの回転角
センサ（Ｐｉ〜Ｐｎ）の信号４から計算できる。計算結
果はＤ／Ａ変換されマスタアーム側の自重トルクを２倍
してマスタアームのモータ（Ｍｚ−Ｍｎ）の駆動信号に
付加することにより、トルクセンサ（Ｔ１〜Ｔｎ ）の
信号のうち、アーム自重による分が差引かれ、アームの
自重補償ができる。
Ｄ／Ａ変換器から成る。各関節の自重補償トルクはマス
タアームとスレーブアームがほぼ同じ姿勢であれば、マ
スクアーム側の自重トルクとスレーブアーム側の自重ト
ルクは同じと見直すことができ、マスタアームの回転角
センサ（Ｐｉ〜Ｐｎ）の信号４から計算できる。計算結
果はＤ／Ａ変換されマスタアーム側の自重トルクを２倍
してマスタアームのモータ（Ｍｚ−Ｍｎ）の駆動信号に
付加することにより、トルクセンサ（Ｔ１〜Ｔｎ ）の
信号のうち、アーム自重による分が差引かれ、アームの
自重補償ができる。
第２図は他の実施例を示すものである。上記実施例では
、マスタアームとスレーブアームがほぼ同じ姿勢である
と考えたが、実際にはスレーブアームの動きには時間遅
れがあり、動作中に必ずしもマスタアームとスレーブア
ームの姿勢は一致していない。さらに、マスタアームと
スレーブアームとの構造が異なれば当然、マスタアーム
側の自重トルクとスレーブアーム側の自重トルクも異な
ってくる。第２図に示す実施例は、マスタアームとスレ
ーブアームの回転角センサの信号４，５をそれぞれ用い
てマスタアーム側の自重トルクとスレーブアーム側の自
重トルクを求め自重補償演算を行なったものでマスタア
ームとスレーブアームの姿勢がずれている場合などにも
正確に自重の補償が行える。
、マスタアームとスレーブアームがほぼ同じ姿勢である
と考えたが、実際にはスレーブアームの動きには時間遅
れがあり、動作中に必ずしもマスタアームとスレーブア
ームの姿勢は一致していない。さらに、マスタアームと
スレーブアームとの構造が異なれば当然、マスタアーム
側の自重トルクとスレーブアーム側の自重トルクも異な
ってくる。第２図に示す実施例は、マスタアームとスレ
ーブアームの回転角センサの信号４，５をそれぞれ用い
てマスタアーム側の自重トルクとスレーブアーム側の自
重トルクを求め自重補償演算を行なったものでマスタア
ームとスレーブアームの姿勢がずれている場合などにも
正確に自重の補償が行える。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明の実施例を示すブロック線図、第２図
は他の実施例を示すブロック線図である。 にカサーボ系（アナログ） ２：位置サーボ系（アナログ） ３：自重補償演算部 ４：マスク側口転角センザの信号 ５ニスレ一プ側回転角センサの信号 ＡＭＰ：パワーアンプ ＣＰＵ：ディジタル計算機 Ａ／Ｄ：Ａ／Ｄ変換器 Ｄ／Ａ：Ｄ／Ａ変換器 Ｐ１〜Ｐｎ：回転角センサ Ｍ１〜Ｍｎ：モータ Ｔ１〜Ｔｎ：ｌ−ルクセンサ １０：マスタマニピュレータ １１：スレーブマニピニレータ 代理人 弁理士 則 近 憲 佑 同 竹 花 喜久男 マスタ１川
又し−フ乍１」ｆυ 第１図
は他の実施例を示すブロック線図である。 にカサーボ系（アナログ） ２：位置サーボ系（アナログ） ３：自重補償演算部 ４：マスク側口転角センザの信号 ５ニスレ一プ側回転角センサの信号 ＡＭＰ：パワーアンプ ＣＰＵ：ディジタル計算機 Ａ／Ｄ：Ａ／Ｄ変換器 Ｄ／Ａ：Ｄ／Ａ変換器 Ｐ１〜Ｐｎ：回転角センサ Ｍ１〜Ｍｎ：モータ Ｔ１〜Ｔｎ：ｌ−ルクセンサ １０：マスタマニピュレータ １１：スレーブマニピニレータ 代理人 弁理士 則 近 憲 佑 同 竹 花 喜久男 マスタ１川
又し−フ乍１」ｆυ 第１図
Claims (2)
- （１）ロボットアームの制御装置において、主サーボ系
がアナログ回路で構成され、アームの自重補償を行なう
演算部がディジタル計算機で構成されることを特徴とし
たロボットアームの制御装置。 - （２）前記ロボットアームの制御装置をマスタスレーブ
マニピュレータの制御部に用いることによって、遠隔マ
ニピュレータ装置を構成することを特徴とする特許請求
の範囲第１項記載のロボットアームの制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24041685A JPS62100808A (ja) | 1985-10-29 | 1985-10-29 | ロボツトア−ムの制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24041685A JPS62100808A (ja) | 1985-10-29 | 1985-10-29 | ロボツトア−ムの制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62100808A true JPS62100808A (ja) | 1987-05-11 |
Family
ID=17059147
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24041685A Pending JPS62100808A (ja) | 1985-10-29 | 1985-10-29 | ロボツトア−ムの制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62100808A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01110076A (ja) * | 1987-10-21 | 1989-04-26 | Mitsubishi Electric Corp | サーボモータのトルク制御方式 |
| JP2009504418A (ja) * | 2005-08-08 | 2009-02-05 | スリーディー スキャナーズ エルティーディー | 強化された手動制御によるｃｍｍアーム |
| CN102848391A (zh) * | 2012-09-20 | 2013-01-02 | 北京邮电大学 | 基于真实力反馈的四通道双边遥操作控制系统 |
-
1985
- 1985-10-29 JP JP24041685A patent/JPS62100808A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01110076A (ja) * | 1987-10-21 | 1989-04-26 | Mitsubishi Electric Corp | サーボモータのトルク制御方式 |
| JP2009504418A (ja) * | 2005-08-08 | 2009-02-05 | スリーディー スキャナーズ エルティーディー | 強化された手動制御によるｃｍｍアーム |
| CN102848391A (zh) * | 2012-09-20 | 2013-01-02 | 北京邮电大学 | 基于真实力反馈的四通道双边遥操作控制系统 |
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