JPS63237103A - Robot controller - Google Patents

Robot controller

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Publication number
JPS63237103A
JPS63237103A JP7062987A JP7062987A JPS63237103A JP S63237103 A JPS63237103 A JP S63237103A JP 7062987 A JP7062987 A JP 7062987A JP 7062987 A JP7062987 A JP 7062987A JP S63237103 A JPS63237103 A JP S63237103A
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JP
Japan
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force
robot
command
control
coordinate system
Prior art date
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Pending
Application number
JP7062987A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takabumi Tetsuya
鉄矢 高文
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPS63237103A publication Critical patent/JPS63237103A/en
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Abstract

PURPOSE:To improve the precision of control by lowering the gain of a closed loop control system so as to stably increase an area and at the same time combining an opened loop control system. CONSTITUTION:A hybrid control type robot controller of a position and a force is constituted of compliance selection matrixes 14 and 21 which decide a coordinate axis for executing a force control, matrixes 13 and 16 which decide the coordinate axis for executing the position control, a matrix 15 which converts the error command value of the position from the hand coordinate system to the joint coordinate system of a robot, a matrix 18 which converts the error command value of the force from the hand coordinate system to the joint coordinate system of the robot and a matrix 25 which converts the advanced speed of the robot from the hand coordinate system to the joint coordinate system. And by providing a control system which adds the command of the opened loop with the command of the closed loop at the time of controlling the force of the robot so as to convert the outputted value into the joint coordinate system and sets the signal as the speed command signal of a servo amplification part 2, the stable area of the loop can made wider.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、ロボットを組立作業等に応用する時にロボッ
トの先端に柔軟性を持たせることができるようにしたロ
ボット制御装置に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to a robot control device that can provide flexibility to the tip of a robot when the robot is applied to assembly work or the like.

従来の技術 ロボットを組立作業に応用していくには、色々な問題を
解決していく必要がある。その一つの方法としてロボッ
トの先端に力制御の機能を付加し、柔軟な動きができる
ようにすることでるる。しかしながら従来の力制御にお
いて、実用化のためには幾つかの解決すべき課題があっ
た。
In order to apply conventional technological robots to assembly work, it is necessary to solve various problems. One way to do this is to add a force control function to the tip of the robot, allowing it to move flexibly. However, in conventional force control, there are several problems that need to be solved before it can be put into practical use.

以下図面を参照しながら、上述した従来の力制御機能を
有するロボット制御装置の一例について説明する。
An example of the conventional robot control device having the above-described force control function will be described below with reference to the drawings.

第2図は従来の力制御機能を有するロボット制御装置の
構成図である。第2図において、1は制御演算部、2は
サーボアンプ部、3はモータ、4はロボットアーム、5
はロボットアームの先端に取り付けられた力センサ、6
は力センサ6の出力を処理する力の演算部、7はモータ
の位置や速度を検出するセンサ、8はロボットの先端の
位置や速度を演算する位置・速度演算部である。また、
Xd”は指令位置信号、Fd”は指令力信号、ではロボ
ットの先端の位置、トはロボットの先端の速度、F9”
はロボットの先端に発生した反力、lVaはサーボアン
プ部2への速度指令値である。第3図に、第2図におけ
る力制御機能部のブロックダイヤグラムに示す。第3図
において9は力の誤差指令値ΔFをロボットのハンド座
標系(C)から関節座標系(q)へ変換する演算部、1
oはゲインにξ11はロボットが接触する環境の剛性K
e 、 12はロボットの先端に取り付けた力センサで
ある。
FIG. 2 is a configuration diagram of a conventional robot control device having a force control function. In Fig. 2, 1 is a control calculation section, 2 is a servo amplifier section, 3 is a motor, 4 is a robot arm, and 5 is a servo amplifier section.
is a force sensor attached to the tip of the robot arm, 6
Reference numeral denotes a force calculation unit that processes the output of the force sensor 6, 7 a sensor that detects the position and speed of the motor, and 8 a position/speed calculation unit that calculates the position and speed of the tip of the robot. Also,
Xd" is the command position signal, Fd" is the command force signal, where is the position of the robot's tip, and g is the speed of the robot's tip, F9''
is the reaction force generated at the tip of the robot, and lVa is the speed command value to the servo amplifier unit 2. FIG. 3 shows a block diagram of the force control function section in FIG. In FIG. 3, reference numeral 9 denotes a calculation unit that converts the force error command value ΔF from the robot's hand coordinate system (C) to the joint coordinate system (q);
o is the gain and ξ11 is the stiffness K of the environment that the robot comes into contact with.
e, 12 is a force sensor attached to the tip of the robot.

Xs“はロボットの先端が接触する環境の位置、戸はロ
ボットの先端の位置−と環境の位置Xs”との接触とに
より発生する力、Tは制御系のサンプリング時間でおる
。第4図に力制御系における安定性と系のゲインKf、
環境の剛性Ke及びサンプリング時間Tとの関係を示す
Xs" is the position of the environment where the tip of the robot comes into contact, the door is the force generated by the contact between the position of the robot's tip and the environment position Xs, and T is the sampling time of the control system. Figure 4 shows the stability in the force control system and the system gain Kf,
The relationship between environmental stiffness Ke and sampling time T is shown.

以上のように構成されたロボット制御装置について、以
下その動作を説明する。
The operation of the robot control device configured as described above will be explained below.

まず、ロボット制御装置の制御演算部1は位置指令値X
d”、力指令値Fd”、ロボットの先端の位置X“、ロ
ボットの先端の速度か、ロボットの先端の力yg”より
速度指令値JVcを作り出し、サーボアンプ部2へ出力
し、前記サーボアンプ部2はロボットの各アームに@り
付けられたモータ3を位置の指令値Xd“ 及び力の指
令値Fd”が得られる環境まで駆動する。各モータ3は
ロボットアーム4を駆動し、ロボットアーム4の先端は
環境と接触することによυ反力Fゝを発生する。アーム
の先端に取り付けられ九カセンf5で発生する力F”を
検出し、力の演算部でロボットの・・ンド座椋、系CG
)での力Ftg”に変換し2て、制御演算部1に帰還さ
せる。また各モータ3には位置や速度を検出するために
センサ7を取り付け、前記センサの出力を位置・速度演
算部8に入力17、ロボットのハンド座標系CC)での
ロボットの先端位置で及び注を演算し、制御演算部1に
帰還させる。
First, the control calculation unit 1 of the robot control device calculates the position command value
d", force command value Fd", position of the robot's tip X", speed of the robot's tip, or force yg of the robot's tip" to generate a speed command value JVc, output it to the servo amplifier section 2, and output it to the servo amplifier section 2. The unit 2 drives the motor 3 attached to each arm of the robot to an environment where a position command value Xd" and a force command value Fd" can be obtained. Each motor 3 drives a robot arm 4, and the tip of the robot arm 4 generates a reaction force F when it comes into contact with the environment. It detects the force F" generated by the nine-piece f5 attached to the tip of the arm, and uses the force calculation section to calculate the robot's...
) is converted into a force Ftg''2 and fed back to the control calculation unit 1.A sensor 7 is attached to each motor 3 to detect the position and speed, and the output of the sensor is sent to the position/speed calculation unit 8. Input 17, and the position of the robot's tip in the robot's hand coordinate system CC) are calculated and fed back to the control calculation unit 1.

上記の構成の中で力制御系に注目すれば、第3図のブロ
ックダイヤグラムとなる。第4図に示すように制御系の
安定領域は系のサンプリング時間Tと系のゲインKf 
 と環境の剛性Ke によって決まる。制御系のサンプ
リング時間Tが短い程また系のゲインが低い程制御系の
安定領域は増える。また環境の剛性Keはロボットの先
端が接触する環境によって決まるものであり環境の剛性
Keが小さい程制御系の安定領域は増える。
If we pay attention to the force control system in the above configuration, we get the block diagram shown in FIG. As shown in Figure 4, the stable region of the control system is defined by the system sampling time T and the system gain Kf.
and the stiffness of the environment Ke. The shorter the sampling time T of the control system or the lower the gain of the system, the greater the stable region of the control system. Furthermore, the environmental rigidity Ke is determined by the environment with which the tip of the robot comes into contact, and the smaller the environmental rigidity Ke, the greater the stable region of the control system.

発明が解決しようとする間粗点 しかしながら上記のような構成では、制御系の安定性が
環境の剛性Keに依存するために、第4図のA点のよう
にある一定の環境の剛性のもとて制御系が安定になるよ
うにサンプリング時間T及び系のゲインKfを決定して
も環境の剛性が変わりKeが大きくなった場合B点に条
件が移動し制御系が不安定領域に入ってしまうという問
題点を有していた。
However, in the configuration as described above, the stability of the control system depends on the stiffness of the environment Ke, so if the stiffness of the environment is fixed as shown at point A in FIG. Even if the sampling time T and system gain Kf are determined so that the control system becomes stable, if the stiffness of the environment changes and Ke becomes larger, the conditions will move to point B and the control system will enter the unstable region. It had the problem of being stored away.

本発明は上記問題に鑑み、開ループ制御系と閉ループ制
御系を組み合わせ、力制御系における安中頌譜を拡す六
せみ実用性のあるロボット制御装置を提供するものであ
る。
In view of the above problems, the present invention provides a robot control device that combines an open-loop control system and a closed-loop control system, and is more practical than ever, expanding Annaka's ode to force control systems.

問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するために本発明のロボット制御装置
は、ロボットアームの先端に加えられた力を検出する第
1の検出手段と、予め定められた力の指令となる指令力
信号と前記第1の検出手段によって検出された力である
第1の力信号との差を計算する第1の計算手段と、前記
第1の計算手段の出力を増幅する第2の計算手段と、前
記予め定められた力の指令となる指令力信号と前記第2
の計算手段の出力との和を計算する第3の計算手段と、
前記第3の計算手段の出力である力の誤差指令信号を前
記ロボットアームの関節座標系へ変換する第4の計算手
段とを備え、前記第4の計算手段の出力を前記ロボット
アームの各関節に収り付けられたモータを駆動するサー
ボアンプ部への速度指令とする制御系を有する制御装置
で構成されている。
Means for Solving the Problems In order to solve the above problems, the robot control device of the present invention includes a first detection means for detecting the force applied to the tip of the robot arm, and a predetermined force command. a first calculation means for calculating the difference between the command force signal and the first force signal, which is the force detected by the first detection means; and a second calculation means for amplifying the output of the first calculation means. calculation means, a command force signal serving as the predetermined force command, and the second
a third calculation means for calculating the sum of the output of the calculation means;
and fourth calculation means for converting a force error command signal output from the third calculation means into a joint coordinate system of the robot arm, and converting the output of the fourth calculation means to each joint of the robot arm. It is composed of a control device that has a control system that issues speed commands to a servo amplifier section that drives a motor installed in the motor.

作   用 本発明は上記した構成によって、従来の力制御機能を有
するロボット制御装置が持っていた安定性の領域が狭い
という問題を、閉ループ制御系のゲインを低くし安定領
域を増やし、同時に、開ループ制御系を組み合わせるこ
とにより制御精度面での向上を図ることにより解決する
こととなる。
The present invention solves the problem of the narrow stability region of conventional robot control devices having a force control function by lowering the gain of the closed-loop control system and increasing the stability region, and at the same time solves the problem of the narrow stability region of the conventional robot control device having a force control function. This problem can be solved by combining loop control systems to improve control accuracy.

実施例 以下本発明の一実施例の力制御機能を有するロボット制
御装置について、図面を参照しながら説明する。
Embodiment Below, a robot control device having a force control function according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図は本発明の実施例における位置−力のハイブリッ
ド制御型のロボット制御装置の構成を示すものである。
FIG. 1 shows the configuration of a position-force hybrid control type robot control device according to an embodiment of the present invention.

第1図において、14.21のSは力制御を行なう座標
軸を決めるコンプライアンス選択行列、13.16のI
 −8は位置制御を行う座標軸を決める行列、16の1
1−1は位置の誤差指令値をロボットのハンド座標系(
C)から関節座標系(q)へ変換する行列、17は位置
ループゲイン、26.28は減算a27は加算器、22
は加減算器、18の1黄1は力の誤差指令値をロボット
のハンド座標系〔C〕から関節座標系(q)へ変換する
行列、190Kf は力のループゲイン、2゜のKqは
力の閉ループ系のゲイン、26の11−1は・ポットの
先端の速度トを・・ンド座標ICEから関節座標系〔q
〕に変換する行列、24のにマは速度ループゲイン、2
はサーボアンプ部、3はモータ、4はロボットアーム、
110Keは環境の剛性、12は力センサ、23の1釘
はカの反力F”をハンド座標系(C)から関節角座標系
(q)に変換するための行列である。パは位置の誤差指
令値、ΔFは閉ループでの力の誤差指令値、ΔF2は開
ループでの力の指令値と閉ループでの力の誤差指令値と
の和、1Vaxは位置の指令信号、 IV a fは力
の指令信号、iVlは速度のフィードバック値、lVa
はサーボアンプ部への速度指令値、 Xd“ は指令位
置信号、Fd”は指令力信号、x+、i”はロボットの
アームの先端の位置と速度 y+はロボットアームが環
境に接触することにより発生する力、yg” は力セン
サからの出力でめる。
In Figure 1, S in 14.21 is a compliance selection matrix that determines the coordinate axis for force control, and I in 13.16
-8 is a matrix that determines the coordinate axes for position control, 1 of 16
1-1 converts the position error command value into the robot hand coordinate system (
C) to the joint coordinate system (q), 17 is the position loop gain, 26.28 is the subtraction a27 is the adder, 22
is an adder/subtractor, 18-1 yellow 1 is a matrix that converts the force error command value from the robot's hand coordinate system [C] to the joint coordinate system (q), 190Kf is the force loop gain, and 2° Kq is the force error command value. The gain of the closed loop system, 11-1 of 26, is the velocity of the tip of the pot... from the joint coordinate system ICE to the joint coordinate system [q
], the matrix to be converted into 24 is the velocity loop gain, 2
is the servo amplifier section, 3 is the motor, 4 is the robot arm,
110Ke is the stiffness of the environment, 12 is a force sensor, and 1 nail 23 is a matrix for converting the force reaction force F'' from the hand coordinate system (C) to the joint angle coordinate system (q). Error command value, ΔF is the force error command value in the closed loop, ΔF2 is the sum of the force command value in the open loop and the force error command value in the closed loop, 1Vax is the position command signal, IV a f is the force command signal, iVl is the speed feedback value, lVa
is the speed command value to the servo amplifier section, Xd" is the command position signal, Fd" is the command force signal, x+, i" is the position and speed of the tip of the robot arm, and y+ is generated when the robot arm contacts the environment. The force, yg'', is determined by the output from the force sensor.

以上の−ように構成されたロボット制御装置について、
以下第1図を用いてその動作を説明する。
Regarding the robot control device configured as above,
The operation will be explained below using FIG.

ロボットアーム4の先端の位置かは環境の位置Xs”と
の接触により変位(X” −Xe” )が発生し、環境
の剛性Keの大きさに比例して反力F”を発生する。発
生した反力F”は各関節軸への分配行列T”23を通し
て各関節への反力となる。またアームの先で発生した反
力F”はアームの先端に取り付けられた力センサ−2を
通してFqとして検出され、力制御を行う座標軸を決め
るコンプライアンス選択Sを通してハンド座標系(C)
で力制御を行う軸のみについて力を帰還する。第1図に
おいて閉ループでの力の誤差指令値ΔF、は、(1)式
0式% 力の閉ループにおけるゲインはに9及びKfであるが、
第4図に示したように制御系の安定領域を広くし環境の
剛性Keの変化に対しても安定な状態を実用的に保つた
めには、ゲインKq及びに!を小さくする必要がある。
The position of the tip of the robot arm 4 is displaced (X'' - Xe'') due to contact with the position Xs'' of the environment, and a reaction force F'' is generated in proportion to the magnitude of the rigidity Ke of the environment. The generated reaction force F'' becomes a reaction force to each joint through a distribution matrix T''23 to each joint axis. In addition, the reaction force F'' generated at the tip of the arm is detected as Fq through the force sensor 2 attached to the tip of the arm, and is detected as the hand coordinate system (C) through the compliance selection S that determines the coordinate axis for force control.
Force is returned only to the axis where force control is performed. In Fig. 1, the force error command value ΔF in the closed loop is (1) Equation 0 % The gain in the force closed loop is 9 and Kf,
As shown in FIG. 4, in order to widen the stability region of the control system and practically maintain a stable state even against changes in the environmental stiffness Ke, it is necessary to increase the gain Kq and! needs to be made smaller.

しかしながら、ゲインに、及びKfを小さくした時には
指令力S、Fdゝに対して実際の発生した力5sF−と
の間には大きな誤差が生じるという問題がおる。
However, there is a problem in that when the gain and Kf are made small, a large error occurs between the command forces S and Fd and the actually generated force 5sF-.

さて、開ループとしては、指令力Fd”・Sが加算器2
7に直接入力されておフ、カルーブゲインKf19はサ
ーボアンプ部2への速度指令信号IVaの単位と指令力
Fd”・Sの単位とを同一にするためのものである。各
モータ3のトルクをTとすると、サーボアンプ部2への
指令信号IVaとの関係はモータのスピードが非常に遅
いと考えると以下のように表わされる。
Now, as an open loop, the command force Fd"・S is
Calube gain Kf19 is directly input to servo amplifier section 2 and is used to make the unit of speed command signal IVa to the servo amplifier unit 2 and the unit of command force Fd"・S the same.The torque of each motor 3 is When T is assumed, the relationship with the command signal IVa to the servo amplifier section 2 is expressed as follows, considering that the speed of the motor is very slow.

T=f−lVa             ・・・・・
・・・・(掲またアームの先端に発生する力F”とモー
タの発生トルクTとの間にはモータとアームとの間に減
速機がないと考えた場合には(′4式が成り立つ。
T=f-lVa...
...(Also, if we consider that there is no reduction gear between the motor and the arm between the force F'' generated at the tip of the arm and the torque T generated by the motor, then equation '4 holds true. .

戸=(1鑓)−1T     ・・・・・・・・・(場
よってサーボアンプ部2への指令信号を制御することに
よりアームの先端で指令力S −Fd”に近い値を得る
ことができる。しかし開ループであるために閉ループに
比較して正確な値は得ることができない。
Door = (1 arm) - 1T ...... (Therefore, by controlling the command signal to the servo amplifier section 2, it is possible to obtain a value close to the command force S - Fd" at the tip of the arm. However, since it is an open loop, it is not possible to obtain accurate values compared to a closed loop.

第1図の力制御ループの加算器27の出力の力の指令値
ΔF2は開ループと閉ループの指令算を加算することに
より(4式のようKなる。
The force command value ΔF2 output from the adder 27 of the force control loop in FIG. 1 is obtained by adding the open loop and closed loop command calculations (K as shown in equation 4).

ΔF −9@Fd”+Kg −(Fd” −F9”) 
S−・・←)一 さらにサーボアンプ部2への力の指令信号IVaiは(
549式のように記述できる。
ΔF −9@Fd”+Kg −(Fd” −F9”)
S-...←) Furthermore, the force command signal IVai to the servo amplifier section 2 is (
It can be written like the 549 formula.

JVa f = Kf ・1” ・ΔF2    ・・
・曲・偵またハンド座標系〔0で位置制御を行う軸への
位置指令信号IVaxは(@式のようになる。
JVa f = Kf ・1” ・ΔF2 ・・
・The position command signal IVax to the axis that performs position control in the music/reflection or hand coordinate system [0 is as shown in the @ expression.

1jVax=Kp*1←1 、 (I −8) 、 (
xdtx%)−(0よってサーボアンプ部2への指令信
号IVoは力の指令信号!1′Vafと位置の指令信号
IVaxと速度の帰還量Δvfとにより(7)式のよう
になる。
1jVax=Kp*1←1, (I-8), (
xdtx%)-(0 Therefore, the command signal IVo to the servo amplifier section 2 is expressed by equation (7) using the force command signal !1'Vaf, the position command signal IVax, and the velocity feedback amount Δvf.

lVo = 1Vcx + 1Vai −IVi   
 ””(7)さて、従来例と本発明の実施例との比較を
行っていく。従来例で示したように閉ループのみの力制
御では制御系の安定領域を広くとるためには力制御ルー
プのゲインを高くすることができなかった。
lVo = 1Vcx + 1Vai -IVi
``''(7) Now, a comparison will be made between the conventional example and the embodiment of the present invention. As shown in the conventional example, with only closed-loop force control, it was not possible to increase the gain of the force control loop in order to widen the stable region of the control system.

仮に従来例で安定領域を広く得るためのループゲインK
f を決定したとし、その時の指令力8−Fd1”と発
生した力9’* Fql“との誤差と指令力5−Fch
”との比をαとする。
In the conventional example, the loop gain K to obtain a wide stable region
Assuming that f has been determined, the error between the command force 8-Fd1'' and the generated force 9'*Fql'' and the command force 5-Fch
” is set as α.

次に開ループの力制御により、指令力S −Fd2”に
対して発生した力S −Fg2”との誤差と指令力S 
−Fd2苦との比をβとする。
Next, by open-loop force control, the error between the generated force S -Fg2'' and the command force S -Fd2'' and the command force S
-The ratio to Fd2 is defined as β.

以上を使うと本発明での実施列では指令力!3− Fd
3” と発生した力E3− Fgs”との誤差と指令力
S −Fd3”との比rは(1,(c4式を使い(10
)式のようになる。
Using the above, command force in the implementation sequence of the present invention! 3-Fd
The ratio r between the error between 3" and the generated force E3-Fgs" and the command force S-Fd3" is (1, (using the c4 formula, (10
) is as follows.

・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・(
1o)ここで4=0.5、β=0.9とするとTは、0
.95となり、指令力に対して誤差の少ないものとなり
、また安定性の面でも制御系の閉ループのゲインが低い
ために広い安定領域がとれ実用的な力制御の機能を有す
るロボット制御装置となる。
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・(
1o) Here, if 4=0.5 and β=0.9, T is 0
.. 95, which results in less error with respect to the command force, and in terms of stability, since the gain of the closed loop of the control system is low, the robot control device has a wide stable region and has a practical force control function.

以上のように本実施例によれば、ロボットの力制御を行
うために、開ループの指令と閉ループの指令とを加え、
その出力値を関節座標系に変換し、その信号をサーボア
ンプ部の速度指令信号とする制御系を設けることにより
、力制御のループの安定領域を広くとることができ、環
境の剛性の変化に左右されないしかも制御性能の面でも
優れたものである実用的なロボット制御装置を構成でき
る。
As described above, according to this embodiment, in order to control the force of the robot, open-loop commands and closed-loop commands are added,
By providing a control system that converts the output value into the joint coordinate system and uses that signal as the speed command signal for the servo amplifier section, the stable region of the force control loop can be widened, and it can be adjusted to changes in the stiffness of the environment. Therefore, it is possible to construct a practical robot control device that is not influenced by the robot's influence and also has excellent control performance.

なお、実施例においてアームとモータとの間に減速機を
使用しないダ・イレクド・ドライブ方式に・ついて説明
を行ったが、減速機を持ったロボットについても本発明
は適用できる。
In the embodiment, a directed drive system in which a reduction gear is not used between the arm and the motor has been described, but the present invention can also be applied to a robot having a reduction gear.

また、実施例に撃いては力の帰R贋として力信号につい
て説明を行ったが本発明は、モーメント信号または力と
モーメンメトの両信号についても適用することができる
Further, in the embodiments, the force signal has been described as a force return signal, but the present invention can also be applied to a moment signal or both force and moment signals.

発明の効果 以上のように本発明は、ロボットのアームの先端に加え
−られる力を検出する第1の検出手段と、予め定められ
た力の指令となる指令力信号と第1の検出手段によって
検出された力でらる第1の力信号との差を計算する第1
の計算手段と、前記第1の計算手段の出力を増幅する第
2の計算手段と、力 予め定められた力の指令となる指令1信号と第2の計算
手段の出力との和を計算する第3の計算手段と、前記第
3の計算手段の出力である力の誤差指令信号をロボット
アームの関節座標系へ変換する第4の計算手段を備え、
第4の計算手段の出力をロボットアームの各関節に取り
付けられたモータを駆動するサーボアンプ部への速度指
令とする制御系を設けることにより、従来の力制御機能
を有するロボット制御装置が持っていた安定領域が広く
とれないという欠点を解決することができしかも精度や
制御性の面でも優れた性能を出すことができる実用的な
力制御機能を有するロボット制御装置を提供するもので
ある。
Effects of the Invention As described above, the present invention includes a first detection means for detecting a force applied to the tip of a robot arm, a command force signal serving as a predetermined force command, and a first detection means. a first force signal that calculates the difference between the detected force and the first force signal;
a second calculation means for amplifying the output of the first calculation means; and a calculation means for calculating the sum of a command 1 signal serving as a command for a predetermined force and the output of the second calculation means. comprising a third calculation means and a fourth calculation means for converting a force error command signal output from the third calculation means into a joint coordinate system of the robot arm;
By providing a control system that uses the output of the fourth calculation means as a speed command to the servo amplifier section that drives the motors attached to each joint of the robot arm, the conventional robot control device with a force control function has the ability to The object of the present invention is to provide a robot control device having a practical force control function that can solve the drawback of not having a wide stable region, and can also provide excellent performance in terms of accuracy and controllability.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の一実施例における位置・力のハイブリ
ッド制御型のロボット制御装置の構成図、第2図は従来
の従来の力制御機能を有するロボット制御装置の構成図
、第3図は従来のロボット制御装置の力制御機能部のブ
ロックダイヤグラム図、第4図は力制御系における安定
性と諸定数との関係図である。 2・・・・・・サーボアンプ部、3・・・・・・モータ
、4・・・・・・ロボットアーム、12・・・・・・力
センサ、18・・―・・・力の誤差指令信号のノ・ンド
座標系から関節座標系への変換行列、20・・・・・・
ゲイン、27・・・・・・加算器、28・・・・・・減
速器。
FIG. 1 is a block diagram of a hybrid position/force control type robot control device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a block diagram of a conventional robot control device having a conventional force control function, and FIG. FIG. 4 is a block diagram of a force control function section of a conventional robot control device, and is a diagram showing the relationship between stability and various constants in a force control system. 2... Servo amplifier section, 3... Motor, 4... Robot arm, 12... Force sensor, 18... Force error Conversion matrix for command signal from node coordinate system to joint coordinate system, 20...
Gain, 27... Adder, 28... Decelerator.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] ロボットアームの先端に加えられた力を検出する第1の
検出手段と、予め定められた力の指令となる指令力信号
と前記第1の検出手段によって検出された力である第1
の力信号との差を計算する第1の計算手段と、前記第1
の計算手段の出力を増幅する第2の計算手段と、前記予
め定められた力の指令となる指令力信号と前記第2の計
算手段の出力との和を計算する第3の計算手段と、前記
第3の計算手段の出力である力の誤差指令信号を前記ロ
ボットアームの関節座標系へ変換する第4の計算手段と
を備え、前記第4の計算手段の出力を前記ロボットアー
ムの各関節に取り付けられたモータを駆動するサーボア
ンプ部への速度指令とする制御系を有することを特徴と
するロボット制御装置。
a first detection means that detects a force applied to the tip of the robot arm; a command force signal that is a predetermined force command; and a first detection means that is a force detected by the first detection means;
a first calculation means for calculating a difference between the force signal and the first calculation means;
a second calculation means for amplifying the output of the calculation means; and a third calculation means for calculating the sum of the command force signal serving as the predetermined force command and the output of the second calculation means; and fourth calculation means for converting a force error command signal output from the third calculation means into a joint coordinate system of the robot arm, and converting the output of the fourth calculation means to each joint of the robot arm. 1. A robot control device comprising: a control system that issues a speed command to a servo amplifier unit that drives a motor attached to the robot controller.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02212086A (en) * 1989-02-10 1990-08-23 Nippon I B M Kk Method and system for controlling compliance
CN105082136A (en) * 2015-10-07 2015-11-25 陈超 Plug-and-play tentacle robot control system

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