JPS646909B2 - - Google Patents

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Publication number
JPS646909B2
JPS646909B2 JP14825482A JP14825482A JPS646909B2 JP S646909 B2 JPS646909 B2 JP S646909B2 JP 14825482 A JP14825482 A JP 14825482A JP 14825482 A JP14825482 A JP 14825482A JP S646909 B2 JPS646909 B2 JP S646909B2
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JP
Japan
Prior art keywords
sub
shaft
stop
movement
control valve
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.)
Expired
Application number
JP14825482A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS5937081A (en
Inventor
Masanori Yamashita
Hirotoshi Myake
Masaaki Suhara
Nobuyuki Kanezuka
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.)
Daikin Industries Ltd
Original Assignee
Daikin Kogyo Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Daikin Kogyo Co Ltd filed Critical Daikin Kogyo Co Ltd
Priority to JP14825482A priority Critical patent/JPS5937081A/en
Publication of JPS5937081A publication Critical patent/JPS5937081A/en
Publication of JPS646909B2 publication Critical patent/JPS646909B2/ja
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  • Fluid-Pressure Circuits (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は軸移動量の検出のみが可能であつて、
負荷変動に関しては検出機能も教示機能も有しな
くて、しかも可動領域内での任意位置において発
進、停止が要求される軸を有する簡易構造の産業
用ロボツトに係り、特に、負荷変動、油温変動、
重力モーメントの変化等変動要因に影響されるこ
となく、円滑な動きならび確実な位置決めをオ
ン・オフ方式で可能ならしめる制御方法に関す
る。
[Detailed Description of the Invention] The present invention is capable of only detecting the amount of axis movement;
Regarding load fluctuations, it does not have a detection function or a teaching function, and moreover, it is related to a simple structure industrial robot that has an axis that is required to start and stop at any position within the movable range. Fluctuation,
The present invention relates to a control method that enables smooth movement and reliable positioning using an on/off method without being affected by fluctuation factors such as changes in the moment of gravity.

ワークをワークテーブルと加工機との間に移送
し授受させるハンドリング装置などの産業用ロボ
ツトにおいて、ワーク移送過程でハンド先端の位
置を検出することはもとより、ハンドの軸に及ぼ
す負荷の軽重、重力モーメントの加わり方などを
知ることは円滑な動きおよび正確な位置決めを行
う上で重要である。
In industrial robots such as handling devices that transfer workpieces between work tables and processing machines, it is necessary to not only detect the position of the tip of the hand during the workpiece transfer process, but also to detect the weight and gravity of the load on the hand axis and the gravitational moment. It is important to know how to apply this to ensure smooth movement and accurate positioning.

殊に軸が垂直面内で俯仰動する形態のもので
は、垂直方向からの移動と、水平方向からの移動
とでは重力モーメントが違つていて明らかに後者
の移動の場合の方が大きく、軸が長いとこの差は
非常に大きくなる。
In particular, in the case of a shaft whose axis moves up and down in a vertical plane, the gravitational moment is different when moving from the vertical direction and when moving from the horizontal direction, and the latter movement is clearly larger. This difference becomes very large when the distance is long.

また、ワークの大きさ、材質が変ることで軸に
与える負荷も当然異つてくるものであつて、これ
等の変動要因を無視したのでは、精密な制御を行
つても、行き過ぎあるいは目標手前での未到達が
生じて動作が不確実となるきらいを生じるもので
ある。
In addition, the load on the shaft will naturally vary depending on the size and material of the workpiece, and if these variables are ignored, even if precise control is performed, the load on the shaft will change overshoot or short of the target. There is a tendency for the operation to become uncertain due to unreachable values.

その点、それ等の諸変動要素を検出する機能を
持つと共に、訂正動作を行わせるフイードバツク
制御によるものでは、上記の問題点は解決可能と
なるが、これは制御系が非常に複雑となつて操作
が面倒であるし、またコスト高となる不利は免れ
得なく、さらに目標点に到達した時点でもサーボ
機構を依然として作動させたままにしておかなけ
ればならなくて、油圧駆動方式ではより複雑な構
造となり、従つて汎用品として不適当とされてい
る。
In this respect, the above problems can be solved by using feedback control that has the function of detecting these various variable factors and performs corrective actions, but this requires a very complex control system. The operation is cumbersome, and there is an inevitable disadvantage of high cost.Furthermore, even when the target point is reached, the servomechanism must remain in operation, making the hydraulic drive system more complicated. structure, and therefore is considered unsuitable as a general-purpose product.

このような高価な装置とは別にオン・オフ操作
による簡易構造のロボツトでは、オン・オフ切り
換えの間を時定数(例えばCRによる)によつて
連続的に変化させるなどの手段を採りながら、負
荷の程度によつて油圧ラインの流量、圧力を制御
するようにすることで円滑な動きを行わせるよう
にしたものがあるが、これでも円滑な加減速がで
きなくて、目標点に対してオーバランしたり、未
達になつたりすることは避け得なく、従つて頑丈
なストツパー機構を設けて、これで位置決めさせ
るなどの手段に依存せざるを得なく、ワークに強
い衝撃が加わつたり、また、不体裁な反跳作用が
あつたりして根本的な解決には程遠いものがあつ
た。
Apart from such expensive devices, robots with a simple structure that operate on and off are able to control the load by continuously changing the on and off switching using a time constant (for example, by CR). Some systems have been designed to achieve smooth movement by controlling the flow rate and pressure of the hydraulic line depending on the extent of It is unavoidable that the workpiece will not reach the target, and therefore it is necessary to rely on means such as installing a sturdy stopper mechanism and using this to position the workpiece. , there was an unsightly rebound effect, and the problem was far from being a fundamental solution.

本発明はかかる従来の諸問題点に対処して案出
されたものであつて、油圧駆動方式で、かつ、オ
ン・オフ方式を採用した簡易構造の産業用ロボツ
トを基本としながら、負荷、重力モーメントの変
化による条件は予め設定し記憶させておくこと
で、実際の操作に当つては発進位置と停止位置の
教示をするだけでよくて、フイードバツク制御方
式に比肩し得る程の円滑な動きならびに確実な位
置決めを保証せしめることを本発明は目的として
いる。
The present invention was devised in response to these conventional problems, and is based on an industrial robot with a simple structure that uses a hydraulic drive system and an on/off system. By setting and memorizing the conditions for changes in moment in advance, during actual operation, it is only necessary to teach the start and stop positions, and smooth movement comparable to feedback control methods can be achieved. It is an object of the invention to ensure reliable positioning.

しかして本発明は特に電流比例流量制御弁によ
る速度制御ならびに電磁切換弁による方向制御に
よる速度制御ならびに電磁切換弁による方向制御
が成される油圧アクチユエータに連結し、かつ、
移動量のみを検出可能となした軸に対して、可動
領域内の任意位置での発進、停止が要求される簡
易構造の産業用ロボツトにおいて、所定速度で移
動中の前記軸を停止指令によつて減速しつつ停止
せしめるまでの間の移動量に相当する最小移動変
位を基準変位情報としてメモリーに格納するとと
もに、前記軸の可動領域を予め適宜数nに区分し
て得たサブ領域の各両端位置の値を当該各サブ領
域に対応する領域情報としてメモリーに格納し、
さらに前記サブ領域を行単位および列単位とし作
成してなるマトリツクスのn2個の各区画に対応し
たメモリー番地を設けて、任意の発進位置および
停止位置が夫々属する前記サブ領域の組合わせに
より予め決定されてなる各運動パターン情報を、
前記マトリツクス上から求めた各区画に対応する
前記各メモリー番地に夫々格納し、たゞし、前記
運動パターン情報としては、電流比例流量制御弁
の開度、電磁切換弁の開閉タイミング、油圧ライ
ンの圧力指令、停止位置に対して前記最小移動変
位に近似の量の減速幅だけ手前となるトリガー設
定位置を要素となして、それ等を順序的に読み出
し可能となしており、所望の発進位置および停止
位置を指令した後に発進指令を発すると、まず、
発進位置と停止位置の差の絶対値と、前記最小移
動変位との比較算を行わせて、前記絶対値の方が
小さいときは、前記運動パターン情報には関係な
く、別に設定した最低速運動パターン情報により
一定流量、一定圧力の下での最低速で前記軸を動
作せしめて、所定の停止位置で停止せしめる一
方、前記絶対値の方が大きいときは前記発進位置
および前記停止位置が夫々属する各サブ領域を判
定して、それらサブ領域の組みに対応するメモリ
ー番地の運動パターン情報を読み出し、前記トリ
ガー設定位置に至るまでは、電流比例流量制御弁
の初期開度、電磁切換弁の開放タイミングならび
に油圧ラインの初期圧力を指定することにより、
前記軸に対し所定高速度下の位置制御を行わせ、
前記トリガー設定位置に達した時点から電流比例
流量制御弁を極小時間幅のステツプ状に順次絞ら
せることにより、前記軸に対しステツプ状の減速
作動による時間制御を行わしめ、前記停止位置に
達したところで電磁切換弁を閉弁し、前記軸を停
止せしめる制御方法を特徴とするものであつて、
目標点近くのトリガー設定位置までは高速下の位
置制御を、トリガー設定位置から目標点までは減
速度をステツプ状にかけながら時間制御を夫々行
わせて、オーバーラン、反跳を未然に防止可能と
なし、かくして所期の目的を達成し得るに至つた
のである。
In particular, the present invention is connected to a hydraulic actuator in which speed control is performed by a current proportional flow rate control valve, speed control is performed by directional control by an electromagnetic switching valve, and directional control is performed by an electromagnetic switching valve, and
In industrial robots with a simple structure that are required to start and stop at any position within the movable range for an axis whose only amount of movement can be detected, the axis moving at a predetermined speed can be stopped by a stop command. The minimum movement displacement corresponding to the amount of movement during which the shaft is moved while decelerating until it comes to a stop is stored in the memory as reference displacement information, and the movable area of the axis is divided into an appropriate number n in advance at each end of the sub-area. Store the position value in memory as area information corresponding to each sub-area,
Furthermore, a memory address is provided corresponding to each of the n 2 divisions of the matrix created by forming the sub-areas in rows and columns, and any start position and stop position are preset by combining the sub-areas to which they belong. Each movement pattern information that has been determined,
The movement pattern information is stored in each of the memory addresses corresponding to each section obtained from the matrix, and the movement pattern information includes the opening degree of the current proportional flow control valve, the opening/closing timing of the electromagnetic switching valve, and the hydraulic line The trigger setting position, which is a pressure command and a trigger setting position that is a deceleration width approximate to the minimum movement displacement with respect to the stop position, can be read out sequentially, and the desired starting position and When issuing a start command after commanding a stop position, first,
The absolute value of the difference between the start position and the stop position is compared with the minimum movement displacement, and if the absolute value is smaller, a separately set minimum speed movement is performed regardless of the movement pattern information. According to the pattern information, the shaft is operated at the lowest speed under a constant flow rate and constant pressure, and stopped at a predetermined stop position, while when the absolute value is larger, the start position and the stop position belong to each other. Each sub-area is determined and the movement pattern information of the memory address corresponding to the set of sub-areas is read out. Until the trigger setting position is reached, the initial opening degree of the current proportional flow control valve and the opening timing of the electromagnetic switching valve are determined. as well as by specifying the initial pressure in the hydraulic line.
performing position control on the shaft at a predetermined high speed;
From the time when the trigger setting position is reached, the current proportional flow rate control valve is sequentially throttled in steps with a minimal time width, thereby controlling the time by step-like deceleration operation on the shaft, and reaching the stop position. By the way, the control method is characterized by closing the electromagnetic switching valve and stopping the shaft,
Overrun and recoil can be prevented by performing high-speed position control up to the trigger setting position near the target point, and time control while applying deceleration in steps from the trigger setting position to the target point. In this way, we were able to achieve our intended purpose.

以下、本発明の1実施例について添付図面を参
照しつつ詳細に説明する。
Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

本発明方法の実施に係る産業用ロボツトは図示
しないが多軸を有する多次元運動が可能な従来周
知の構造であつて、油圧駆動方式であり、しかも
本発明方法の実施に係る軸1(第1図参照)は他
軸とは同時に作動しなく、単独に作動が成される
ものであり、そして前記軸1は、電流比例流量制
御弁6および圧力補償弁7を備えたリザーバライ
ン5とポンプ(図示せず)に連絡したポンプライ
ン4とからなる油圧回路に対し、パイロツト付減
圧弁9、電磁切換弁8および逆止弁12を介し接
続してなる油圧アクチユエータ3に連結させて垂
直面での仰・俯動が可能となつており、先端にワ
ークを把持するためのハンド2が取りつけられて
いる。
Although not shown, the industrial robot according to the method of the present invention has a conventionally well-known structure capable of multidimensional movement having multiple axes, and is hydraulically driven. 1) does not operate simultaneously with other shafts, but operates independently, and the shaft 1 has a reservoir line 5 equipped with a current proportional flow control valve 6 and a pressure compensation valve 7, and a pump. A hydraulic actuator 3 is connected to a hydraulic circuit consisting of a pump line 4 connected to a pump (not shown) through a piloted pressure reducing valve 9, an electromagnetic switching valve 8, and a check valve 12. It is possible to move upward and downward, and a hand 2 for grasping a workpiece is attached to the tip.

油圧アクチユエータ3は片ロツドシリンダ3
a,3bを有していて、各シリンダのロツドを軸
1の基部に設けた回動用チエーンスプロケツト1
3に係架されてあるチエーンの両端に夫々連絡す
ると共に、ロツド側シリンダ室を4ポート3位置
形の前記電磁切換弁8に夫々接続し、かつ、反ロ
ツド側シリンダ室相互を連絡せしめて、押し引き
方式のアクチユエータを形成し、圧油の流れを電
磁切換弁8で切り換えた場合、油圧作用面積が流
れ方向に関係なく一定に保たれて、定圧下におい
て同じストロークの動きが成されるようになつて
いる。
The hydraulic actuator 3 is a single rod cylinder 3
a, 3b, and a rotating chain sprocket 1 in which the rods of each cylinder are provided at the base of the shaft 1.
The cylinder chambers on the rod side are respectively connected to the four-port three-position electromagnetic switching valve 8, and the cylinder chambers on the anti-rod side are connected to each other. When a push-pull type actuator is formed and the flow of pressure oil is switched by the electromagnetic switching valve 8, the hydraulic action area is kept constant regardless of the flow direction, and the same stroke movement is achieved under constant pressure. It's getting old.

一方、パイロツト付減圧弁9はポンプライン4
と電磁切換弁8とを結ぶ配管中に設けた圧力調節
用制御弁であつて、そのリザーバラインには電流
比例圧賄制御弁10を有しており、該圧力制御弁
10の電流調節によつて油圧アクチユエータ3に
加える油圧を制御し得るよう形成している。
On the other hand, the pressure reducing valve 9 with a pilot is connected to the pump line 4.
This is a pressure adjustment control valve installed in a pipe connecting the electromagnetic switching valve 8 and the pressure control valve 8, and has a current proportional pressure control valve 10 in its reservoir line. Thus, the hydraulic pressure applied to the hydraulic actuator 3 can be controlled.

しかして前記軸1は電流比例流量制御弁6によ
る速度制御ならびに電磁切換弁8による方向制御
が成されると共に、移動量(この場合は回転角)
がエンコーダのカウント数などにより正確に検出
可能であつて、しかも可動領域内の任意位置での
発進、停止が要求されると共に、負荷変動に関し
てこれを検出する系ならびにパラメータとして教
示する機能をともに有しない構造であり、電磁切
換弁8をソレノイド8s1の励磁によつて中立位置
から作動させると、パイロツト付減圧弁9の設定
している圧力ならびに電流比例流量制御弁6が設
定した流量(速度)によつて、前記軸1は俯動方
向(第1図上で時計方向)に回動させられ、逆に
ソレノイド8s2の励磁によつて仰動方向(同じく
反時計方向)に逆回動させられる。
Thus, the shaft 1 is controlled in speed by the current proportional flow rate control valve 6 and in direction by the electromagnetic switching valve 8, as well as by the amount of movement (in this case, the rotation angle).
can be detected accurately using encoder counts, etc., and is required to start and stop at any position within the movable range. It also has a system to detect load fluctuations and a function to teach them as parameters. When the electromagnetic switching valve 8 is operated from the neutral position by excitation of the solenoid 8s1 , the pressure set by the pilot pressure reducing valve 9 and the flow rate (speed) set by the current proportional flow control valve 6 are , the shaft 1 is rotated in the downward direction (clockwise in FIG. 1), and conversely, the shaft 1 is rotated in the upward direction (also counterclockwise) by the excitation of the solenoid 8s2 . It will be done.

なお、油圧アクチユエータ3と電磁切換弁8と
を接続する油圧回路は周知の補強芯入りホースに
よつて形成されるのが普通であつて、流通する油
の圧力変動によつて、当然ホースの径が僅かに大
小変化することは避けられないものであり、これ
が軸1の制御に些少ではあるが影響を及ぼすこと
となるのである。
Note that the hydraulic circuit connecting the hydraulic actuator 3 and the electromagnetic switching valve 8 is usually formed of a hose with a well-known reinforced core, and naturally the diameter of the hose changes due to pressure fluctuations of the circulating oil. It is unavoidable that there will be a slight change in magnitude, and this will have a slight influence on the control of axis 1.

叙上の構造になるロボツトを制御するための方
法について次に設明すると、この制御方法は後述
する発進位置と停止位置との教示ならびに発進指
令を与えると、後はマイクロコンピユータの演算
および指令によつて自動的に行われるものであ
り、このマイクロコンピユータの記憶部は基準変
位情報と、領域情報miと、運動パターン情報Pn
とが書き込まれて、それら各情報を必要に応じ随
時読み出し可能となしている。
Next, we will develop a method for controlling a robot having the structure described above.This control method is based on the instruction of the start position and stop position and the start command, which will be described later, and then the calculations and commands of the microcomputer. Therefore, this is done automatically, and the memory section of this microcomputer stores reference displacement information, area information m , and movement pattern information Pn.
are written, and each of these pieces of information can be read out at any time as needed.

上記各情報について以下分説する。 Each of the above information will be explained below.

(イ) 基準変位情報、 前記軸1を最高速度に近い所定速度で移動せ
しめている際、停止指令によつて減速しながら
完全停止に至らせるまでの間の停止に要する移
動量に相当する最小移動変位Hであつて、軸1
の回動位置および負荷の荷重によつて変化する
値であるが、例えば実験的に求めた各数値の安
全側の値をとればよく、このようにして得た変
位情報を専用のメモリーに格納するものであ
る。
(b) Reference displacement information, when the axis 1 is moving at a predetermined speed close to the maximum speed, the minimum displacement corresponding to the amount of movement required to stop the shaft 1 while decelerating in response to a stop command until it comes to a complete stop. Movement displacement H, axis 1
The value changes depending on the rotational position and load, but for example, it is sufficient to take the value on the safe side of each numerical value obtained experimentally, and the displacement information obtained in this way is stored in a dedicated memory. It is something to do.

(ロ) 領域情報mi、 軸1(この例ではアームである)の変位X
は、 e0≦X≦e1 の値をとり、e、Xは例えばエンコーダのカウ
ント数で表現が可能である。e0、e1は機械的な
エンドに対応するものであつて、軸1の可動領
域MはM=〔e0、e1〕と表示するとして、これ
を適宜数(n個)のサブ領域m1〜mi〜moに区
分し、m1=〔e0、X1)、m2=〔X1、X2)、…mi
=〔Xi-1、Xi)、…mo=〔Xo-1、e1〕で示した各
サブ領域は、各両端位置の値(e0)、(X1)、
(X2)、…(Xo-1)、(e1)をデータとしてメモ
リーに格納せしめる。
(b) Area information m i , displacement X of axis 1 (in this example, the arm)
takes a value of e 0 ≦X≦e 1 , and e and X can be expressed, for example, by encoder counts. e 0 and e 1 correspond to the mechanical ends, and the movable area M of axis 1 is expressed as M = [e 0 , e 1 ], and this is divided into an appropriate number (n) of sub-areas. Divided into m 1 ~ m i ~ m o , m 1 = [e 0 , X 1 ), m 2 = [X 1 , X 2 ),...m i
= [X i-1 , X i ), ...m o = [X o-1 , e 1 ] Each sub-region has the values (e 0 ), (X 1 ),
(X 2 ), ... (X o-1 ), (e 1 ) are stored in memory as data.

第2図に示した例は軸1が原点A即ちハンド
部がワークテーブルのワーク位置に合心した状
態から、旋盤のチヤツクCに合心した状態まで
の間の回動範囲が可動領域Mであつて、回転角
では約120゜、エンコーダのカウント数では785
となる。この可動領域Mを、原点Aから時計方
向に20゜(カウント数130)のサブ領域「0」、次
の20゜〜30゜(230)のサブ領域「」、37゜〜57゜
(370)のサブ領域「」(この領域内に垂直状
態が含まれる)、57゜〜80゜(530)のサブ領域
「」、81゜〜87゜(570)のサブ領域「」ならび
に87゜〜120゜(785)のサブ領域「」の5つの
サブ領域に区分して、サブ領域「0」は「0、
129」、サブ領域「」は「130、229」、サブ領
域「」は「230、369」、サブ領域「」は
「370、529」、サブ領域「」は「530、569」、
サブ領域「」は「570、785」のデイジタル情
報としてメモリーに格納すればよい。
In the example shown in Fig. 2, the rotation range from axis 1's origin A, that is, the state in which the hand unit is aligned with the work position on the work table, to the state in which it is aligned with the chuck C of the lathe, is the movable range M. The rotation angle is approximately 120°, and the encoder count is 785.
becomes. This movable region M is divided into a sub-region "0" of 20° (count number 130) clockwise from the origin A, a sub-region "" of the next 20° to 30° (230), a sub-region "" of 37° to 57° (370) sub-region "" (within this region the vertical state is included), sub-region "" from 57° to 80° (530), sub-region "" from 81° to 87° (570), and sub-region "" from 87° to 120°. (785) is divided into 5 sub-areas of ``'', and sub-area ``0'' is ``0'',
129'', subarea ``'' is ``130, 229'', subarea ``'' is ``230, 369'', subarea ``'' is ``370, 529'', subarea ``'' is ``530, 569'',
The sub-area "" may be stored in the memory as digital information of "570, 785".

(ハ) 運動パターン情報Pn、 発進位置S1と停止位置S2の変位の値は、軸
(アーム)1に付したエンコーダのカウント値
あるいは操作者がキーボードによつて入力する
デイジタル値で表現されるが、この両位置S1
S2が夫々前記サブ領域「0」〜「」のいずれ
に属するかを判定して、該当する2つのサブ領
域の組合わせにより予め決定した各運動パター
ン情報Pnを所定のメモリー番地に夫々格納す
るものである。
(c) Movement pattern information Pn, the displacement values of the start position S1 and the stop position S2 are expressed by the count value of the encoder attached to the axis (arm) 1 or the digital value input by the operator using the keyboard. However, both positions S 1 ,
Determine which of the sub-regions "0" to "" each S2 belongs to, and store each movement pattern information Pn predetermined by the combination of the two corresponding sub-regions in a predetermined memory address. It is something.

この情報格納の手段としては次のように行う
ことが特徴とするところである。
This information storage means is characterized by being carried out as follows.

前記サブ領域「0」〜「」を行単位および
列単位として第3図に示す如くマトリツクスX
を作成し、このマトリツクスX上の62=36個の
各区画に対応するメモリー番地を設けて、例え
ば発進位置S1がサブ領域「」、停止位置S2
サブ領域「」に夫々属しているときには、対
応する区画(第3図において四角枠で示した区
画)によつて決まるメモリー番地に運動パター
ン情報P1を格納する如く、各メモリー番地に
対して予め決定されてなる運動パターン情報
Pnを夫々格納するのである。
The sub-regions "0" to "" are arranged in a matrix X as shown in FIG.
Create a memory address corresponding to each of the 6 2 = 36 sections on this matrix When the movement pattern information P1 is stored in the memory address determined by the corresponding section (the section indicated by the rectangular frame in Fig. 3), the movement pattern information is predetermined for each memory address.
It stores each Pn.

この場合の運動パターン情報Pnとしては、
電流比例流量制御弁6の開度、電磁切換弁8の
開閉タイミング、油圧ラインの圧力指令すなわ
ち電流比例圧力制御弁10の開度、停止位置S2
に対して前記最小移動変位Hに近似した量の減
速幅hこれは運動パターン情報Pnの種別によ
つて異るものである)だけ手前の位置となるト
リガー設定位置Tを要素となしていて、読み出
しの指令によつてそれ等各要素を予め定められ
た順序にしたがつて順次読み出されるようにな
つている。
In this case, the movement pattern information Pn is
The opening degree of the current proportional flow rate control valve 6, the opening/closing timing of the electromagnetic switching valve 8, the pressure command of the hydraulic line, that is, the opening degree of the current proportional pressure control valve 10, and the stop position S 2
, the trigger setting position T is an element, which is a position in front of the user by a deceleration width h which is approximate to the minimum movement displacement H (this differs depending on the type of movement pattern information Pn), In response to a read command, each element is sequentially read out in a predetermined order.

この運動パターン情報の一例の第3図、第2
図によつて示すと、発進位置S1がサブ領域
「」に属しており、停止位置S2がチヤツクC
にハンドを合心させる最終位置となつてサブ領
域「」に属するとした教示を行つたときは第
3図のマトリツクスXから明らかなように丸枠
で示した区画に各納された運動パターン情報
Poが読み出されて、これが油圧アクチユエー
タ3に対する指令情報となる。
Examples of this movement pattern information are shown in Figures 3 and 2.
As shown in the figure, the starting position S1 belongs to the sub-region "," and the stopping position S2 belongs to the chuck C.
When teaching that the final position for centering the hand belongs to the sub-area ``'', as is clear from the matrix
Po is read out and becomes command information for the hydraulic actuator 3.

このときの運動パターン情報Poは、はじめ
に停止位置(カウント数785)から減速幅hと
して予め決定した値(カウント数85)を減算し
て785−85=700を記憶しておき、次いで前記電
流量制御弁6のソレノイドに例えば3.2V相当
の開度指令を与えた後、圧力制御弁10のソレ
ノイドに最高圧相当の開度指令を与える。
The motion pattern information Po at this time is obtained by first subtracting a predetermined value as the deceleration width h (count number 85) from the stop position (count number 785) and storing 785-85=700. After giving an opening command equivalent to, for example, 3.2V to the solenoid of the control valve 6, an opening command equivalent to the maximum pressure is given to the solenoid of the pressure control valve 10.

そして軸1がトリガー設定点Tすなわち700
のカウント数に達すると、前記流量制御弁6の
ソレノイドに対して2.8V50mm秒、2.45V100mm
秒、2.15V100mm秒、1.85V150mm秒の開度指令
を順次与えて最終に1.45Vの開度指令を与え、
これを目標位置785カウントに達するまで保持
せしめる指令を与えるようにするものである。
and axis 1 is the trigger set point T i.e. 700
When the count number reaches 2.8V50mm seconds, 2.45V100mm
Sequentially give opening commands of 2.15V 100mm seconds, 1.85V 150mm seconds, and finally give a 1.45V opening command.
A command is given to hold this position until the target position reaches 785 counts.

以上によりマイクロコンピユータに格納させる
情報の内容を説明したが、次にそれ等情報にもと
づいて前記軸1を作動させる制御方法について以
下説明する。
The contents of the information stored in the microcomputer have been explained above. Next, a control method for operating the shaft 1 based on such information will be explained below.

発進位置S1と停止位置S2とが指定されて後、発
進指令を発すると、前記マイクロコンピユータに
発進位置S1と停止位置S2の差の絶対値Sと、前記
最小移動変位Hとの比較算を行わせる。
When a start command is issued after the start position S 1 and stop position S 2 are specified, the microcomputer is programmed to calculate the absolute value S of the difference between the start position S 1 and stop position S 2 and the minimum displacement H. Have students perform comparative calculations.

この演算結果がS≦Hであると、第3図のマト
リツクスX上に示した各運動パターン情報Pmに
は関係なく、別に設定した最低速運動パターン情
報PLで軸1を作動させる。
If the result of this calculation is S≦H, the shaft 1 is operated with separately set minimum speed movement pattern information PL , regardless of each movement pattern information Pm shown on the matrix X in FIG.

この場合の運動パターン情報PLは各制御弁6,
8,10の作動タイミング、流量制御弁6および
圧力制御弁10の各ソレノイドに対する指令のみ
がデータとして含まれており、かくして一定流
量、一定圧力の下で最低速の軸1を作動させるこ
とが可能であり、この場合は発進位置S1が停止位
置S2に接近した状態であるので、衝撃が殆どなく
緩やかに作動してオーバランが生じない動きがな
される。一方、演算結果がS>Hであると、発進
位置S1が属するサブ領域miおよび停止位置S2
属するサブ領域mjを判定して、それら両サブ領
域mi,mjの組によつて前記マトリツクスX上の
区画を選んで、該区画に相当するメモリー番地の
運動パターン情報Piを選択する。
In this case, the movement pattern information P L is for each control valve 6,
Only the operation timings 8 and 10 and commands for the solenoids of the flow control valve 6 and pressure control valve 10 are included as data, and thus it is possible to operate the lowest speed shaft 1 under a constant flow rate and constant pressure. In this case, the starting position S 1 is close to the stopping position S 2 , so the movement is performed slowly with almost no impact and no overrun occurs. On the other hand, if the calculation result is S>H, the sub-region m i to which the start position S 1 belongs and the sub-region m j to which the stop position S 2 belongs are determined, and the set of both sub-regions m i and m j is determined. Therefore, a section on the matrix X is selected, and movement pattern information P i of a memory address corresponding to the section is selected.

この運動パターン情報Piによつて決められた減
速幅hと前記絶対値Sとを比較して、S<hの場
合には、前記最低速運動パターン情報PLに選択
しなおして、該情報PLの指令で軸1を作動せし
める。
The deceleration width h determined by this motion pattern information P i is compared with the absolute value S, and if S<h, the lowest speed motion pattern information P L is selected again and the information is Axis 1 is activated by the P L command.

反応にS>hの場合は、発進位置S1から停止位
置S2の手前の前記トリガー設定位置Tに達するま
では前記運動パターン情報Pi中に記入されている
初期弁開度、初期圧力のデータυo、Po対応する
流量、圧力指令にもとづいて流量制御6および圧
力制御弁10のコントローラに出力する。この間
は位置監視による制御が成されるものである。
If S > h in the reaction, the initial valve opening degree and initial pressure entered in the movement pattern information P i are maintained from the starting position S 1 until the trigger setting position T is reached before the stopping position S 2 . Data υo and Po are output to the controllers of the flow rate control 6 and pressure control valve 10 based on the corresponding flow rate and pressure commands. During this time, control is performed by position monitoring.

そして、トリガー設定位置Tに達したところ
で、前記情報Piから次いで出されるデータにより
時間にしたがつた流力、圧力の制御にはいる。
When the trigger setting position T is reached, the flow force and pressure are controlled according to time based on the data subsequently outputted from the information P i .

この場合の情報Piは前述した如く、開度、圧力
に関する指令値をmm秒単位の時間によつてて保持
するが、普通は50mm秒〜100mm秒の間隔でステツ
プ状に減速度をかけて行くようにし、漸減速させ
るのである。
In this case, the information P i holds the command values regarding the opening degree and pressure for a time in mm seconds, as described above, but normally the information is decelerated in steps at intervals of 50 mm seconds to 100 mm seconds. Let it go and gradually slow down.

そしてステツプ状に減速し終つた状態では開度
および圧力を最低に保持し、軸1が停止位置S2
至つたことを確認すると、次のトリガー信号が出
されて各制御弁6,8の開閉ならびに圧力制御弁
10の圧力設定を行う。これ等の指令信号は前記
運動パターンに含まれている。
After the stepwise deceleration is completed, the opening degree and pressure are maintained at the minimum, and when it is confirmed that the shaft 1 has reached the stop position S2 , the next trigger signal is issued to control the control valves 6 and 8. It opens and closes and sets the pressure of the pressure control valve 10. These command signals are included in the movement pattern.

なお、情報Piの要素中、圧力に関しては、弁開
度の変化と共に変化しない場合があるが、この場
合には、データとして書き込みが成されていない
限り、前に設定したデータがそのままラツツチさ
れるようにしておくこともできる。
Note that among the elements of information P i , pressure may not change with changes in valve opening, but in this case, the previously set data will be latched as is unless it is written as data. You can also leave it as

上述のトリガー設定位置T到達以後の制御は位
置監視でなく時間制御であつて、停止位置S2に達
したことをエンコーダで位置検出して目標位置に
正しく停止させる。
The control after reaching the trigger setting position T described above is not a position monitoring but a time control, and the arrival at the stop position S2 is detected by the encoder and the stop position is correctly stopped at the target position.

ところで制御弁の開閉タイミングデータは主に
流量、圧力を上昇させる前、つまり運動の開始時
点で流路切換えの時間稼ぎとアクチユエータに加
わる圧力の均衡化を目的とするものである。この
データは制御弁のソレノイドの番号、オン・オフ
の動作の選択、その間の時間を組みとして構成さ
れる。一方、トリガー設定位置Tは、停止位置S1
の値と最小移動変位HとからS1±Hの演算を行つ
て求める。このときの記号±は運動の向きに応じ
て決まるものであり、最小移動変位Hは当然運動
パターン情報Pi中に含まれている。
By the way, the opening/closing timing data of the control valve is mainly used for the purpose of buying time for switching the flow path and balancing the pressure applied to the actuator before increasing the flow rate and pressure, that is, at the start of the movement. This data consists of the control valve's solenoid number, on/off operation selection, and the time between them. On the other hand, the trigger setting position T is the stop position S 1
It is determined by calculating S 1 ±H from the value of and the minimum displacement H. The symbol ± at this time is determined depending on the direction of movement, and the minimum movement displacement H is naturally included in the movement pattern information P i .

第4図イ,ロは制御態様のうち、S>H、か
つ、S>Hのときの電流比例流量制御弁6に対す
る指令電圧の加え方(第4図イ参照)と、軸1の
変位とを示したものであつて、流量制御弁6に対
しては、目標値、減速幅で決定されるトリガー設
定位置Tに軸1が達するとソレノイドに与える指
令電流をステツプ状に低減してゆき、一方、エン
コーダカウントが目標の停止位置S2のカウントと
一致すると、電磁切換弁8を閉じそ停止させる。
但し、途中の位置でなく、エント位置のときは低
圧力の下で押えつけるようにする。
Figures 4A and 4B show how to apply the command voltage to the current proportional flow rate control valve 6 when S>H and S>H among the control modes (see Figure 4A), and the displacement of the shaft 1. For the flow control valve 6, when the shaft 1 reaches the trigger setting position T determined by the target value and deceleration width, the command current given to the solenoid is reduced in steps, On the other hand, when the encoder count matches the count of the target stop position S2 , the electromagnetic switching valve 8 is closed and stopped.
However, when it is in the entry position, rather than in the middle position, it should be pressed under low pressure.

以上述べた制御を行うことによつて、シヨツク
が殆どなく、かつオーバランや反跳のない動きを
軸1に与えることができる。
By carrying out the above-described control, it is possible to give the shaft 1 movement with almost no shock, overrun, or recoil.

本発明方法の態様は叙上の通りであるが、次に
効果について述べる。
The aspects of the method of the present invention are as described above, and the effects will be described next.

(イ) 負荷変動、油温変動、重力モーメントの変化
等変動要因に影響される軸1であつても、移動
量さえ検出し得る構造であれば、本発明の実施
によつて予め設定しておいた運動パターン情報
通りに軸1を動かすことで円滑な動きと確実な
位置決めを行わせることが可能である。
(b) Even if the axis 1 is affected by fluctuation factors such as load fluctuations, oil temperature fluctuations, and changes in gravity moment, if the structure is such that even the amount of movement can be detected, it can be set in advance by implementing the present invention. By moving the axis 1 according to the set movement pattern information, smooth movement and reliable positioning can be achieved.

(ロ) 切換弁8、流量制御弁6などの制御弁をオ
ン・オフ制御することで目標位置への確実な動
きが可能となり、簡易構造の産業用ロボツトの
信頼性向上に寄与するところ大である。
(b) By controlling on/off control valves such as the switching valve 8 and the flow rate control valve 6, reliable movement to the target position is possible, which greatly contributes to improving the reliability of industrial robots with a simple structure. be.

(ハ) 最初に運動パターン情報Pnを書き込ませて
置けば、実際の操作は発進位置S1、と停止位置
S2の指令と発進操作を行うだけでよいので、取
扱いは至つて簡便である。
(c) If you write the movement pattern information Pn first, the actual operation will be from the start position S 1 to the stop position.
It is extremely easy to handle, as all you need to do is command the S2 and perform the start operation.

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

第1図は本発明方法の実施に係るロボツトの油
圧回路要部展開図、第2図は第1図々示ロボツト
の軸の運動領域区分図、第3図は本発明に係る運
動パターン情報の格納態様を説明するためのマト
リツクスの1例を示す図表、第4図イは本発明方
法の実施に係る第1図々示ロボツトの電流比例流
量制御弁の指令電圧推移線図、第4図ロは同じく
軸の変位推移線図である。 1……軸、3……油圧アクチユエータ、6……
電流比例流量制御弁、8……電磁切換弁、h……
減速幅、H……最小移動変位、m1〜mi〜mo……
サブ領域、M……可動領域、Pn……運動パター
ン情報、S……絶対値、S1……発進位置、S2……
停止位置、T……トリガー設定位置、X……マト
リツクス。
FIG. 1 is an exploded view of the main parts of the hydraulic circuit of a robot according to the method of the present invention, FIG. 2 is a diagram showing the motion area divisions of the axis of the robot shown in FIG. 1, and FIG. 3 is a diagram showing motion pattern information according to the present invention. A chart showing an example of a matrix for explaining the storage mode, FIG. 4A is a command voltage transition diagram of the current proportional flow control valve of the robot shown in FIG. is also a displacement transition diagram of the shaft. 1... Axis, 3... Hydraulic actuator, 6...
Current proportional flow control valve, 8... Solenoid switching valve, h...
Deceleration width, H...Minimum movement displacement, m 1 ~m i ~m o ...
Sub-area, M...Movable area, Pn...Movement pattern information, S...Absolute value, S1 ...Start position, S2 ...
Stop position, T...Trigger setting position, X...Matrix.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 電流比例流量制御弁6による速度制御ならび
に電磁切換弁8による方向制御が成される油圧ア
クチユエータ3に連結し、かつ、移動量を検出可
能となした軸1に対して、可動領域M内の任意位
置での発進、停止が要求されるとともに、負荷変
動に関しこれを検出する系ならびにパラメータと
して教示する機能をともに有しない簡易構造と成
した産業用ロボツトにおいて、所定速度で移動中
の前記軸1を停止指令によつて減速しつつ停止せ
しめるまでの間の移動量に相当する最小移動変位
Hを基準変位情報としてメモリーに格納するとと
もに、前記軸1の可動領域Mを予め適宜数nに区
分して得たサブ領域m1〜mi〜moの各両端位置の
値を当該各サブ領域に対応する領域情報としてメ
モリーに格納し、さらに前記サブ領域m1〜mi
moを行単位および列単位とし作成してなるマト
リツクスXのn2個の各区画に対応したメモリー番
地を設けて、任意の発進位置S1および停止位置S2
が夫々属する前記サブ領域の組合わせにより予め
決定されてなる各運動パターン情報Pnを、前記
マトリツクスX上から求めた各区画に対応する前
記各メモリー番地に夫々格納し、たゞし、前記運
動パターン情報Pnとしては、電流比例流量制御
弁6の開度、電磁切換弁8の開閉タイミング、油
圧ラインの圧力指令停止位置S2に対して前記最小
移動変位Hに近似の量の減速幅hだけ手前となる
トリガー設定位置Tを要素となして、それ等を順
序的に読み出し可能となしており、所望の発進位
置S1および停止位置S2を指定した後に発進指令を
発すると、まず、発進位置S1と停止位置S2の差の
絶対値Sと、前記最小移動変位Hとの比較算を行
わせて、前記絶対値Sの方が小さいときは、前記
運動パターン情報Pnには関係なく、別に設定し
た最低速運動パターン情報PLにより、一定流量、
一定圧力の下での最低速で前記軸1を動作せしめ
て、所定の停止位置S2で停止せしめる一方、前記
絶対値Sの方が大きいときは前記発進位置S1およ
び前記停止位置S2が夫々属する各サブ領域を判定
して、それらサブ領域の組みに対応するメモリー
番地の運動パターン情報Piを読み出し、前記トリ
ガー設定位置Tに至るまでは、電流比例流量制御
弁6の初期開度、電磁切換弁8の開放タイミング
ならびに油圧ラインの初期圧力を指定することに
より、前記軸1に対し所定高速度下の位置制御を
行わせ、前記トリガー設定位置Tに達した時点か
ら電流比例流量制御弁6を極小時間幅のステツプ
状に順次絞らせることにより、前記軸1に対しス
テツプ状の減速作動による時間制御を行わしめ、
前記停止位置S1に達したところで電磁切換弁8を
閉弁し、前記軸1を停止せしめることを特徴とす
る産業用ロボツトの制御方法。
1. With respect to the shaft 1, which is connected to the hydraulic actuator 3 whose speed is controlled by the current proportional flow rate control valve 6 and direction controlled by the electromagnetic switching valve 8, and whose movement amount can be detected, In an industrial robot that is required to start and stop at an arbitrary position and has a simple structure that does not have a system for detecting load fluctuations or a function for teaching them as parameters, the shaft 1 is moving at a predetermined speed. The minimum movement displacement H corresponding to the amount of movement required to decelerate and stop the shaft 1 in response to a stop command is stored in the memory as reference displacement information, and the movable region M of the shaft 1 is divided into an appropriate number n in advance. The obtained values at both end positions of the sub-regions m 1 -m i -m o are stored in memory as area information corresponding to each sub-region, and further, the values of the sub-regions m 1 -m i -m o are stored in the memory as area information corresponding to each sub-region.
A memory address corresponding to each of the n 2 divisions of the matrix X created by m o in row units and column units is provided, and an arbitrary starting position S 1 and arbitrary stopping position S 2 can be set.
Each piece of movement pattern information Pn, which is predetermined by a combination of the sub-areas to which each sub-area belongs, is stored in each of the memory addresses corresponding to each section obtained from the matrix X. The information Pn includes the opening degree of the current proportional flow rate control valve 6, the opening/closing timing of the electromagnetic switching valve 8, and the deceleration width h that is approximate to the minimum movement displacement H with respect to the pressure command stop position S2 of the hydraulic line. It is possible to sequentially read out the trigger setting position T as an element, and when a start command is issued after specifying the desired start position S 1 and stop position S 2 , the start position The absolute value S of the difference between S1 and the stop position S2 is compared with the minimum movement displacement H, and if the absolute value S is smaller, regardless of the movement pattern information Pn, A constant flow rate,
The shaft 1 is operated at the lowest speed under a constant pressure and stopped at a predetermined stop position S2 , while when the absolute value S is larger, the start position S1 and the stop position S2 are The motion pattern information Pi of the memory address corresponding to the set of sub-regions is determined by determining each sub-region to which each sub-region belongs, and the initial opening degree of the current proportional flow control valve 6, the electromagnetic By specifying the opening timing of the switching valve 8 and the initial pressure of the hydraulic line, the shaft 1 is controlled in position at a predetermined high speed, and from the time when the trigger setting position T is reached, the current proportional flow rate control valve 6 is controlled. is sequentially narrowed down in steps with a minimal time width, thereby controlling the time of the shaft 1 through a step-like deceleration operation,
A method for controlling an industrial robot, characterized in that when the stop position S1 is reached, the electromagnetic switching valve 8 is closed to stop the shaft 1.
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