JPS629407A - マニピユレ−タ制御装置 - Google Patents
マニピユレ−タ制御装置Info
- Publication number
- JPS629407A JPS629407A JP14681285A JP14681285A JPS629407A JP S629407 A JPS629407 A JP S629407A JP 14681285 A JP14681285 A JP 14681285A JP 14681285 A JP14681285 A JP 14681285A JP S629407 A JPS629407 A JP S629407A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- deviation
- speed pattern
- manipulator
- speed
- cpu
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Manipulator (AREA)
- Numerical Control (AREA)
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、連続軌跡制御を行なう記憶再生型のマニピ
ュレータ制御装置に関する。
ュレータ制御装置に関する。
例えば「予測制御系とその性質」（市川邦彦、日本機械
学会論文集、昭和３６年１０月）に詳しく述べられてい
るように、従来の連続軌跡制御においては、目標軌跡と
実軌跡との偏差をいかに小さくするかに主眼がおかれて
おり、軌跡の追跡精度向上のために追跡時間はほとんど
考慮されていなかった。
学会論文集、昭和３６年１０月）に詳しく述べられてい
るように、従来の連続軌跡制御においては、目標軌跡と
実軌跡との偏差をいかに小さくするかに主眼がおかれて
おり、軌跡の追跡精度向上のために追跡時間はほとんど
考慮されていなかった。
ところが、実際に機械組立や加工に使用される産業ロボ
ットのマニピュレータの場合、軌跡の追跡精度は作業対
象となる機械の組立精度や加工精度で規定され、許容誤
差が比較的大きい場合が多い。必要以上の精度向上より
も、むしろ強く望まれるのは、できる限り速く作業を終
了する高速性である。
ットのマニピュレータの場合、軌跡の追跡精度は作業対
象となる機械の組立精度や加工精度で規定され、許容誤
差が比較的大きい場合が多い。必要以上の精度向上より
も、むしろ強く望まれるのは、できる限り速く作業を終
了する高速性である。
とくに多数のロボットを用いた組立ラインにおいては、
各ロボットの作業時間にバラツキがあると、一番遅いロ
ボットにラインの稼動を合せなければならず、非常に不
都合である。
各ロボットの作業時間にバラツキがあると、一番遅いロ
ボットにラインの稼動を合せなければならず、非常に不
都合である。
この発明は上述した従来の問題点に鑑みなされたもので
、その目的は、一定の追跡時間の範囲内で、軌跡の追跡
精度が最も良くなるように、自動的に動作特性が修正さ
れるようにしたマニビュレ−夕制御装置を提供すること
にある。
、その目的は、一定の追跡時間の範囲内で、軌跡の追跡
精度が最も良くなるように、自動的に動作特性が修正さ
れるようにしたマニビュレ−夕制御装置を提供すること
にある。
そこでこの発明は、マニピュレータの手先を所定速度パ
ターンで目標軌跡に沿って移動させる記憶再生型の制御
装置において、マニピュレータの制御動作時に上記目標
軌跡と実軌跡との偏差を時々刻々と測定する偏差測定手
段と、測定された偏差パターンに対応して上記速度パタ
ーンを修正する速度パターン修正手段とを設けた。第１
図はこれら構成要件を図式化したものである。
ターンで目標軌跡に沿って移動させる記憶再生型の制御
装置において、マニピュレータの制御動作時に上記目標
軌跡と実軌跡との偏差を時々刻々と測定する偏差測定手
段と、測定された偏差パターンに対応して上記速度パタ
ーンを修正する速度パターン修正手段とを設けた。第１
図はこれら構成要件を図式化したものである。
第２図はこの発明の一実施例に係るマニピュレータ制御
装置のハードウェア構成の概略を示し、第３図はそのソ
フトウェア構成の概略を示している。
装置のハードウェア構成の概略を示し、第３図はそのソ
フトウェア構成の概略を示している。
この制御装置の中枢はマイクロコンピュータ（以下ＣＰ
Ｕとする）１０であり、これから出力される操作量Ｓが
Ｄ／Ａ変換器１２を介してサーボアンプ１４に入力され
、このアンプ１４の出力でマニピュレータのアームを駆
動するサーボモータ１６が制御される。サーボモータ１
６に係わる関節の角度θおよび各速度θが検出器１８で
検出され、ＣＰＬＪ １０にフィードバックされる。な
お、マニピュレータの構成要素１２〜１８は各関節毎に
設けられているが、図では１つの関節のみを示した。
ＣＰＵ１０のメモリには、予め設定された目標軌跡と速
度パターンのデータが記憶されている。第４図（Ａ）は
マニピュレータの手先についての目標軌跡を例示したも
ので、第４図（Ｂ）はこの軌跡をトレースする際の速度
パターンを示している。この両図はＡ点から８点までを
図の軌跡をたどり、一定加速度→一定速度→一定減速度
の速度パターンでもって、時間Ｔで移動することを表わ
している。
Ｕとする）１０であり、これから出力される操作量Ｓが
Ｄ／Ａ変換器１２を介してサーボアンプ１４に入力され
、このアンプ１４の出力でマニピュレータのアームを駆
動するサーボモータ１６が制御される。サーボモータ１
６に係わる関節の角度θおよび各速度θが検出器１８で
検出され、ＣＰＬＪ １０にフィードバックされる。な
お、マニピュレータの構成要素１２〜１８は各関節毎に
設けられているが、図では１つの関節のみを示した。
ＣＰＵ１０のメモリには、予め設定された目標軌跡と速
度パターンのデータが記憶されている。第４図（Ａ）は
マニピュレータの手先についての目標軌跡を例示したも
ので、第４図（Ｂ）はこの軌跡をトレースする際の速度
パターンを示している。この両図はＡ点から８点までを
図の軌跡をたどり、一定加速度→一定速度→一定減速度
の速度パターンでもって、時間Ｔで移動することを表わ
している。
第３図（Ａ）はマニピュレータを上述のように動作させ
るためのＣＰＵ１０のメインルーチンを示している。ｃ
ｐｕ ｉ ｏは、メモリに格納されている目標軌跡と速
度パターンのデータを順次読み出し、各時点での各関節
の指令角度θｒと指令角速度θｒを生成する（ステップ
１０１）。次に、生成した指令角度θｒと指令角速度１
３ｒ、それに検出器１８からフィードバックされて来る
実際の関「角度θと角速度θに基づいて、各関節の操作
量Ｓを演算して出力する（ステップ１０２）。以上の処
理を目標点Ｂに到達するまで（ステップ１０３）、一定
の周期で繰返す。
るためのＣＰＵ１０のメインルーチンを示している。ｃ
ｐｕ ｉ ｏは、メモリに格納されている目標軌跡と速
度パターンのデータを順次読み出し、各時点での各関節
の指令角度θｒと指令角速度θｒを生成する（ステップ
１０１）。次に、生成した指令角度θｒと指令角速度１
３ｒ、それに検出器１８からフィードバックされて来る
実際の関「角度θと角速度θに基づいて、各関節の操作
量Ｓを演算して出力する（ステップ１０２）。以上の処
理を目標点Ｂに到達するまで（ステップ１０３）、一定
の周期で繰返す。
この実施例の制御装置では、必要に応じ、ＣＰＵ１０に
上記メインルーチンと平行して第３図（Ｂ）のサブルー
チンを実行させることができる。
上記メインルーチンと平行して第３図（Ｂ）のサブルー
チンを実行させることができる。
このサブルーチンが前述の偏差測定手段および速度パタ
ーン修正手段の機能を実現する。
ーン修正手段の機能を実現する。
マニピュレータを目標軌跡に沿って動作させる処理と同
時に、各関節の指令角度θ「と実際の角度θとの偏差を
時々刻々と検出して記憶する（ステップ２０１．２０２
）。この実施例では各時点の偏差ΔＥ （ｔ ）を、 八Ｅ（ｔ）−（θｒ−〇）２ と定義する。
時に、各関節の指令角度θ「と実際の角度θとの偏差を
時々刻々と検出して記憶する（ステップ２０１．２０２
）。この実施例では各時点の偏差ΔＥ （ｔ ）を、 八Ｅ（ｔ）−（θｒ−〇）２ と定義する。
マニピュレータが目標点Ｂに到達したならば、検出した
偏差ΔＥ（ｔ）の平均値Ｅを算出する（ステップ２０３
）。この実施例では、マニピュレータの起動直後の１１
までと、停止直前の１２以降については平均値算出の対
象範囲外としており、また速度パターンの修正対象から
も除外している。第４図（Ｃ）に測定された偏差ΔＥ（
［）のパターンとその平均値Ｅを例示している。
偏差ΔＥ（ｔ）の平均値Ｅを算出する（ステップ２０３
）。この実施例では、マニピュレータの起動直後の１１
までと、停止直前の１２以降については平均値算出の対
象範囲外としており、また速度パターンの修正対象から
も除外している。第４図（Ｃ）に測定された偏差ΔＥ（
［）のパターンとその平均値Ｅを例示している。
次にステップ２０４で、ΔＥ （ｔ ）とＥとから各時
点の速度補正量ΔＶ（ｔ）を演算し、メモリに記憶しで
ある速度パターンを修正する。補正量ΔＶ（ｔ）は次式
により計算する。
点の速度補正量ΔＶ（ｔ）を演算し、メモリに記憶しで
ある速度パターンを修正する。補正量ΔＶ（ｔ）は次式
により計算する。
ΔＶ（ｔ）＝α（Ｅ−ΔＥ（ｔ））
αは適宜に設定した定数である。この補正量ΔＶ（ｔ）
を速度パターンの該当時点の速度Ｖ（ｔ）に加えて新た
な速度Ｖ−（ｔ）として格納しておく。
を速度パターンの該当時点の速度Ｖ（ｔ）に加えて新た
な速度Ｖ−（ｔ）として格納しておく。
Ｖ” （ｔ ）＝Ｖ （ｔ ）＋ΔＶ（ｔ）つまり、偏
差ΔＥ（【）が平均値Ｅを下回った領域では八Ｖ（ｔ）
が正となり、その領域の速度パターンは適宜に増速修正
される。また、偏差ΔＥ（ｔ）が平均値Ｅを上回った領
域ではΔＶ（ｔ）が負となり、その領域の速度パターン
は適宜に減速修正される。なお、第４図（Ｄ＞における
ΔＶ（１）の正領域の面積Ｓ１と負領域の面積Ｓ２は等
しい。したがって修正された速度パターンで７ニビユレ
ータを動作させても、時間ＴでＡ点からＢ点まで移動す
ることになる。
差ΔＥ（【）が平均値Ｅを下回った領域では八Ｖ（ｔ）
が正となり、その領域の速度パターンは適宜に増速修正
される。また、偏差ΔＥ（ｔ）が平均値Ｅを上回った領
域ではΔＶ（ｔ）が負となり、その領域の速度パターン
は適宜に減速修正される。なお、第４図（Ｄ＞における
ΔＶ（１）の正領域の面積Ｓ１と負領域の面積Ｓ２は等
しい。したがって修正された速度パターンで７ニビユレ
ータを動作させても、時間ＴでＡ点からＢ点まで移動す
ることになる。
上記のように速度パターンが修正されたことにより、減
速修正された領域では修正前より移動速度が遅くなり、
その結束目標軌跡に対する偏差がより小さくなる。増速
修正された領域では修正前より移動速度が速くなり、そ
の結果、一定時間Ｔ内でＡ点からＢ点まで移動する。な
お、増速修正された領域では目標軌跡に対する偏差が大
きくなるが、もともとこの領域の偏差は小さいので、許
容範囲内に収まる。つまり上記修正により、目標軌跡に
対する偏差の幅が非常に小さくなる。
速修正された領域では修正前より移動速度が遅くなり、
その結束目標軌跡に対する偏差がより小さくなる。増速
修正された領域では修正前より移動速度が速くなり、そ
の結果、一定時間Ｔ内でＡ点からＢ点まで移動する。な
お、増速修正された領域では目標軌跡に対する偏差が大
きくなるが、もともとこの領域の偏差は小さいので、許
容範囲内に収まる。つまり上記修正により、目標軌跡に
対する偏差の幅が非常に小さくなる。
なお、修正後の速度パターンの変化が滑らかになるよう
に処理すれば、より高精度な制御が実現できる。
に処理すれば、より高精度な制御が実現できる。
以上詳細に説明したように、この発明に係るマニピュレ
ータ制御装置にあっては、追跡時間を一定に保つという
条件の下で、追跡動作時の速度パターンが自己学習的に
修正されて最適化され、非常に高精度の連続軌跡制御が
実現できる。そのため、多数のロボットを組立ラインに
おいて、各ロボットの作業時間を一定に揃え、なおかつ
各ロボットの作業精度を最良のものにすることが容易と
なる。
ータ制御装置にあっては、追跡時間を一定に保つという
条件の下で、追跡動作時の速度パターンが自己学習的に
修正されて最適化され、非常に高精度の連続軌跡制御が
実現できる。そのため、多数のロボットを組立ラインに
おいて、各ロボットの作業時間を一定に揃え、なおかつ
各ロボットの作業精度を最良のものにすることが容易と
なる。
第１図は特許請求の範囲に記載の構成を図式化したブロ
ック図、第２図は本発明の一実施例装置のハードウェア
構成を示すブロック図、第３図は同上装置のソフトウェ
ア構成を示すフローチャート、第４図は同上装置の動作
説明用のグラフである。 １０・・・マイクロコンピュータ １６・・・サーボモータ 第３図 （Ａ） （Ｂ）
ック図、第２図は本発明の一実施例装置のハードウェア
構成を示すブロック図、第３図は同上装置のソフトウェ
ア構成を示すフローチャート、第４図は同上装置の動作
説明用のグラフである。 １０・・・マイクロコンピュータ １６・・・サーボモータ 第３図 （Ａ） （Ｂ）
Claims (1)
- （１）マニピュレータの手先を所定速度パターンで目標
軌跡に沿って移動させる記憶再生型の制御装置において
、マニピュレータの制御動作時に上記目標軌跡と実軌跡
との偏差を時々刻々と測定する偏差測定手段と、測定さ
れた偏差パターンに対応して上記速度パターンを修正す
る速度パターン修正手段とを備えたことを特徴とするマ
ニピュレータ制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14681285A JPS629407A (ja) | 1985-07-05 | 1985-07-05 | マニピユレ−タ制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14681285A JPS629407A (ja) | 1985-07-05 | 1985-07-05 | マニピユレ−タ制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS629407A true JPS629407A (ja) | 1987-01-17 |
Family
ID=15416084
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14681285A Pending JPS629407A (ja) | 1985-07-05 | 1985-07-05 | マニピユレ−タ制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS629407A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016101608A (ja) * | 2014-11-27 | 2016-06-02 | 株式会社リコー | 駆動制御装置及びマニピュレータ装置 |
-
1985
- 1985-07-05 JP JP14681285A patent/JPS629407A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016101608A (ja) * | 2014-11-27 | 2016-06-02 | 株式会社リコー | 駆動制御装置及びマニピュレータ装置 |
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