Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JP2895352B2 - Force control mechanism - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JP2895352B2 - Force control mechanism - Google Patents

Force control mechanism

Info

Publication number
JP2895352B2
JP2895352B2 JP16174393A JP16174393A JP2895352B2 JP 2895352 B2 JP2895352 B2 JP 2895352B2 JP 16174393 A JP16174393 A JP 16174393A JP 16174393 A JP16174393 A JP 16174393A JP 2895352 B2 JP2895352 B2 JP 2895352B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
force
signal
motor
detector
pass filter
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 - Fee Related
Application number
JP16174393A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH0720943A (en
Inventor
幸起 浅里
昇 伊藤
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.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP16174393A priority Critical patent/JP2895352B2/en
Publication of JPH0720943A publication Critical patent/JPH0720943A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2895352B2 publication Critical patent/JP2895352B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Control Of Position Or Direction (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、力制御機構に関する
ものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a force control mechanism.

【0002】[0002]

【従来の技術】図3は従来の力制御機構のブロック図、
図4は力制御機構の外観図である。図において、1はモ
ータ、2はモータ1の出力軸の回転角度を検出する角度
検出器(位置検出器)、3はモータ1によって伸縮され
るコイルバネ(バネ)、4はコイルバネ3によって発生
する力を検出する力検出器、5は以上の要素を備えた力
発生機構、6は力検出器4の検出信号をフィードバック
する力制御用フィードバックループ、7は角度検出器2
の検出信号をフィードバックする位置制御用フィードバ
ックループ、8はモータ1に駆動電力を送る電力伝送
路、9はモータ1に力制御用の制御信号を送る力補償
器、10はモータ1に位置制御用の制御信号を送る位置
補償器、11は制御装置、cはフィードバック制御系に
入力される力指令値、nは力検出器4で検出値に混入す
る力検出雑音、pは位置検出値、fは力検出値である。
2. Description of the Related Art FIG. 3 is a block diagram of a conventional force control mechanism.
FIG. 4 is an external view of the force control mechanism. In the figure, 1 is a motor, 2 is an angle detector (position detector) for detecting the rotation angle of the output shaft of the motor 1, 3 is a coil spring (spring) expanded and contracted by the motor 1, 4 is a force generated by the coil spring 3 , A force generation mechanism including the above elements, 6 is a force control feedback loop that feeds back a detection signal of the force detector 4, and 7 is an angle detector 2.
, A position control feedback loop that feeds back the detection signal, 8 is a power transmission line that sends driving power to the motor 1, 9 is a force compensator that sends a control signal for force control to the motor 1, and 10 is a position control device that sends position control to the motor 1. , A control device, c is a force command value input to the feedback control system, n is a force detection noise mixed into the detection value by the force detector 4, p is a position detection value, f Is a force detection value.

【0003】次に動作について説明する。図に示された
力制御装置では、モータ1がコイルバネ3を伸縮させ
て、コイルバネ3の先端に力を発生させる。この力は力
検出器4により検出され、力補償器9にフィードバック
されて、力補償器9が力指令値cとの偏差を無くすよう
に制御信号をモータ1に送出する。モータ1の出力軸の
回転位置は角度検出器2により検出されている。この位
置検出値pは位置補償器10にフィードバックされて、
入力値との偏差を無くすように制御信号をモータ1に送
出する。
Next, the operation will be described. In the force control device shown in the figure, the motor 1 expands and contracts the coil spring 3 to generate a force at the tip of the coil spring 3. This force is detected by the force detector 4 and fed back to the force compensator 9, which sends a control signal to the motor 1 so that the force compensator 9 eliminates a deviation from the force command value c. The rotation position of the output shaft of the motor 1 is detected by the angle detector 2. This position detection value p is fed back to the position compensator 10 and
A control signal is sent to the motor 1 so as to eliminate the deviation from the input value.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】従来の力制御機構は以
上のように構成されていたので、力検出雑音nが力制御
精度を直接悪化させ,高精度を達成することができなか
った。また、力検出値fをフィードバックする力制御用
フィードバックループ6の途中に低域通過フィルタを挿
入すれば、力検出雑音nを除去し、高精度の力制御を実
現できるが、このとき高周波成分がカットされるので、
制御系のバンド幅を狭く設定せざるを得ず、速応性が悪
化する。いずれにしても、従来の構成では、精度と速応
性を両立させることができないという問題点があった。
Since the conventional force control mechanism is configured as described above, the force detection noise n directly deteriorates the force control accuracy, and high accuracy cannot be achieved. In addition, if a low-pass filter is inserted in the middle of the force control feedback loop 6 for feeding back the force detection value f, the force detection noise n can be removed and high-precision force control can be realized. Because it is cut,
The bandwidth of the control system must be set narrow, and the responsiveness deteriorates. In any case, the conventional configuration has a problem that it is impossible to achieve both accuracy and quick response.

【0005】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、精度と速応性を両立させること
のできる力制御機構を得ることを目的とする。
[0005] The present invention has been made to solve the above problems, and has as its object to obtain a force control mechanism capable of achieving both accuracy and quick response.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】請求項1の発明に係る力
制御機構は、力制御用フィードバックループの途中に高
周波成分をカットする低域通過フィルタを挿入すると共
に、位置検出器の検出信号を力信号に換算する位置‐力
換算器と、該位置‐力換算器からの力信号の高周波成分
のみを通過させる高域通過フィルタとを新たに設け、低
域通過フィルタを通過した信号と高域通過フィルタを通
過した信号を加算器で加算して力補償器に入力させるよ
うにしたものである。
According to a first aspect of the present invention, a force control mechanism includes a low-pass filter that cuts a high-frequency component in the middle of a force control feedback loop, and outputs a detection signal of a position detector. A position-force converter for converting into a force signal, and a high-pass filter for passing only the high-frequency component of the force signal from the position-force converter are newly provided, and the signal passing through the low-pass filter and the high-pass The signal passed through the pass filter is added by an adder and input to a force compensator.

【0007】請求項2の発明に係る力制御機構は、位置
制御用フィードバックループの代わりに速度制御用フィ
ードバックループを設けたものである。
A force control mechanism according to a second aspect of the present invention includes a speed control feedback loop instead of the position control feedback loop.

【0008】[0008]

【0009】[0009]

【作用】請求項1の発明における力制御機構は、低域通
過フィルタで力信号のうちの高周波成分をカットする。
したがって、低域通過フィルタを通過した信号は高周波
成分が不足した信号となる。一方、位置‐力換算器は、
フックの法則 (力)=(バネ定数)×(角度または位置) により、位置検出値を力に換算する。換算された力信号
は、高域通過フィルタに通されることで、前述の不足分
に相当する信号となる。この信号は加算器で低域通過フ
ィルタ通過後の信号と加算され、ほぼ全域をカバーした
信号となって、力補償器にフィードバックされる。よっ
て、高域成分が補われたことにより、速応性が確保され
る。また、力検出雑音は、低域通過フィルタによって除
去されるので、高精度の力制御が達成できる。なお、位
置制御に関しては、位置制御用フィードバックループに
より従来通り行われる。
The force control mechanism according to the first aspect of the present invention cuts high frequency components of the force signal by the low pass filter.
Therefore, the signal that has passed through the low-pass filter is a signal that lacks high-frequency components. On the other hand, the position-force converter
Hook's law Converts the position detection value to a force according to (force) = (spring constant) x (angle or position). The converted force signal is passed through a high-pass filter to become a signal corresponding to the above-described shortage. This signal is added to the signal after passing through the low-pass filter by the adder, becomes a signal covering almost the entire area, and is fed back to the force compensator. Therefore, quick response is ensured by supplementing the high frequency component. Further, since the force detection noise is removed by the low-pass filter, highly accurate force control can be achieved. The position control is performed by a position control feedback loop as usual.

【0010】請求項2の発明における力制御機構は、位
置制御用フィードバックループの代わりに速度制御用フ
ィードバックループを設けたので、速度制御が精度良く
行われる。
In the force control mechanism according to the second aspect of the present invention, a speed control feedback loop is provided instead of the position control feedback loop, so that speed control is performed with high accuracy.

【0011】[0011]

【0012】[0012]

【実施例】【Example】

実施例1.以下、この発明の一実施例を図について説明
する。図1は請求項1の発明の一実施例による力制御機
構のブロック図であり、図において、1〜11で示すも
のは、図3の従来例と同じ要素である。力制御用フィー
ドバックループ6の途中には、高周波成分(力検出雑音
n)を除去する低域通過フィルタ12が設けられてい
る。13は角度検出器(位置検出器)2からの位置検出
値Pをフックの法則に従って力信号に換算する位置‐力
換算器、14は位置‐力換算器13の信号のうち高周波
成分のみを通過させる高域通過フィルタである。
Embodiment 1 FIG. An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram of a force control mechanism according to an embodiment of the present invention. In the figure, reference numerals 1 to 11 denote the same elements as those in the conventional example of FIG. In the middle of the force control feedback loop 6, a low-pass filter 12 for removing high-frequency components (force detection noise n) is provided. Reference numeral 13 denotes a position-force converter for converting the position detection value P from the angle detector (position detector) 2 into a force signal according to Hooke's law, and 14 passes only high-frequency components of the signal of the position-force converter 13. This is a high-pass filter to be used.

【0013】次に動作について説明する。図1に示され
た力制御機構では、低域通過フィルタ12及び高域通過
フィルタ14を通って全帯域にわたって精度の良い力検
出値を取得できるため、高精度の力制御を達成すること
ができ、同時に速応性を確保することができる。
Next, the operation will be described. In the force control mechanism shown in FIG. 1, a high-precision force control value can be obtained over the entire band through the low-pass filter 12 and the high-pass filter 14, so that high-precision force control can be achieved. At the same time, quick response can be ensured.

【0014】実施例2. 図2は請求項2の発明の一実施例による力制御機構のブ
ロック図であり、図において、15は角度検出器2の信
号を微分してモータ1の出力軸の回転速度信号を得る微
分器(速度検出器)、17はモータ1に速度制御用の制
御信号を送る速度補償器である。この信号は速度制御用
フィードバックループ7aにより速度補償器17に入力
されている。この機構では、制御系を力指令値cに対し
てI型にする場合でも、力補償は比例動作だけでよく、
積分動作すなわち内部メモリを必要とされる動作が不要
という利点がある。
Embodiment 2 FIG. FIG. 2 is a block diagram of a force control mechanism according to an embodiment of the present invention. In FIG. 2, reference numeral 15 denotes a differentiator for differentiating a signal of the angle detector 2 to obtain a rotation speed signal of the output shaft of the motor 1 . (Speed detector), 17 is a speed compensator that sends a control signal for speed control to the motor 1. This signal is input to the speed compensator 17 by the speed control feedback loop 7a. In this mechanism, even when the control system is of the I type with respect to the force command value c, the force compensation only needs to be proportional operation.
There is an advantage that an integration operation, that is, an operation requiring an internal memory is unnecessary.

【0015】実施例3. この実施例3の力制御機構は、実施例1または実施例2
の機構における角度検出器2として、検出遅延が無視で
きるほど小さい(検出時間が1ms程度)ものを採用し
たものである。このような角度検出器として、例えばア
ブソリュートエンコーダやインクリメンタルエンコーダ
などがある。この機構では、ステップ応答などにおい
て、はじめの立上がり成分が遅延が無視できるほど小さ
い位置検出値Pによってフィードバック制御されるた
め、力検出値fに検出遅延があってもあまり寄与しな
い。このため、ステップ応答などの過渡応答特性でオー
バーシュートが無くなるなどの利点、力検出器4の検出
遅延特性が性能に悪影響を及ぼさないという利点、角度
検出器2の検出遅延性能によって力制御機構の過渡応答
特性が設計できるという利点がある。
Embodiment 3 FIG. The force control mechanism according to the third embodiment corresponds to the first or second embodiment.
As the angle detector 2 in this mechanism, the detection delay is ignored
This is one that is as small as possible (detection time is about 1 ms) . As such an angle detector, for example,
Absolute encoder and incremental encoder
and so on. In this mechanism, the smell
The first rising component is so small that the delay is negligible
Feedback control by the position detection value P
Therefore, even if the force detection value f has a detection delay, it does not contribute much.
No. For this reason, transient response characteristics such as step response
Advantages such as elimination of bar chute, detection of force detector 4
Advantage, angle that delay characteristics do not adversely affect performance
Transient response of force control mechanism by detection delay performance of detector 2
There is an advantage that characteristics can be designed.

【0016】[0016]

【発明の効果】以上のように、請求項1の発明によれ
ば、低周波数成分を力検出器で、高周波数成分を位置検
出器で得るように構成したので、高精度と速応性を両立
した力制御機構を得ることができるという効果がある。
As described above, according to the first aspect of the present invention, since the low frequency component is obtained by the force detector and the high frequency component is obtained by the position detector, both high precision and quick response are achieved. There is an effect that a controlled force control mechanism can be obtained.

【0017】請求項2の発明によれば、位置制御用フィ
ードバックループの代わりに速度制御用フィードバック
ループを設けるように構成したので、速度制御を精度良
く行うことができるという効果がある。
According to the second aspect of the present invention, since the speed control feedback loop is provided instead of the position control feedback loop, the speed control can be performed with high accuracy.

【0018】[0018]

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

【図1】この発明の実施例1による力制御機構のブロッ
ク図である。
FIG. 1 is a block diagram of a force control mechanism according to Embodiment 1 of the present invention.

【図2】この発明の実施例2による力制御機構のブロッ
ク図である。
FIG. 2 is a block diagram of a force control mechanism according to Embodiment 2 of the present invention.

【図3】従来の力制御機構のブロック図である。FIG. 3 is a block diagram of a conventional force control mechanism.

【図4】従来の力制御機構の外観図である。FIG. 4 is an external view of a conventional force control mechanism.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 モータ 2 角度検出器(位置検出器) 3 コイルバネ(バネ) 4 力検出器 5 力発生機構 6 力制御用フィードバックループ 7 位置制御用フィードバックループ 7a 速度制御用フィードバックループ 9 力補償器 10 位置補償器 12 低域通過フィルタ 13 位置‐力換算器 14 高域通過フィルタ 15 微分器(速度検出器) 16 加算器17 速度補償器 REFERENCE SIGNS LIST 1 motor 2 angle detector (position detector) 3 coil spring (spring) 4 force detector 5 force generation mechanism 6 force control feedback loop 7 position control feedback loop 7 a speed control feedback loop 9 force compensator 10 position compensator 12 Low-pass filter 13 Position-force converter 14 High-pass filter 15 Differentiator (speed detector) 16 Adder 17 Speed compensator

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 モータによりバネを伸縮させて力を発生
する力発生機構と、前記モータの出力軸の回転位置を検
出する位置検出器と、前記力発生機構の前記バネ先端に
発生した力を検出する力検出器と、該力検出器の検出信
号を前記モータに制御信号を送る力補償器にフィードバ
ックする力制御用フィードバックループと、前記位置検
出器の検出信号を前記モータに制御信号を送る位置補償
器にフィードバックする位置制御用フィードバックルー
プと、前記力制御用フィードバックループの途中に挿入
された高周波成分除去用の低域通過フィルタと、前記位
置検出器の検出信号を力信号に換算する位置−力換算器
と、該位置−力換算器からの力信号の高周波成分のみを
通過させる高域通過フィルタと、前記低域通過フィルタ
を通過した信号と前記高域通過フィルタを通過した信号
を加算して前記力補償器に送る加算器を備えた力制御機
構。
A force generating mechanism as claimed in claim 1] to stretch the spring by a motor to generate a force, a position detector for detecting a rotational position of the output shaft of the motor, the spring tip of the force generating mechanism
A force detector that detects the generated force, a force control feedback loop that feeds back a detection signal of the force detector to a force compensator that sends a control signal to the motor, and a detection signal of the position detector to the motor. A position control feedback loop for feeding back to a position compensator for sending a control signal, a low-pass filter for removing high frequency components inserted in the middle of the force control feedback loop, and a detection signal of the position detector as a force signal. Convert located - pass and high-pass filter which passes only the high frequency component of the force signal from the force conversion device, the signal passed through the low-pass filter and the high pass filter - a force conversion device, the position power control mechanism by adding the signal with the adder being sent to said force compensator.
【請求項2】 モータによりバネを伸縮させて力を発生
する力発生機構と、前記モータの出力軸の回転位置を検
出する位置検出器と、前記力発生機構の前記バネ先端に
発生した力を検出する力検出器と、前記モータの出力軸
の回転速度を検出する速度検出器と、前記力検出器の検
出信号を前記モータに制御信号を送る力補償器にフィー
ドバックする力制御用フィードバックループと、前記速
度検出器の検出信号を前記モータに制御信号を送る速度
補償器にフィードバックする速度制御用フィードバック
ループと、前記力制御用フィードバックループの途中に
挿入された高周波成分除去用の低域通過フィルタと、前
記位置検出器の検出信号を力信号に換算する位置−力換
算器と、該位置−力換算器からの力信号の高周波成分の
みを通過させる高域通過フィルタと、前記低域通過フィ
ルタを通過した信号と前記高域通過フィルタを通過した
信号を加算して前記力補償器に送る加算器を備えた力制
御機構。
A force generating mechanism wherein to stretch the spring by a motor to generate a force, a position detector for detecting a rotational position of the output shaft of the motor, the spring tip of the force generating mechanism
A force detector for detecting the force generated, the output shaft of the motor
A speed detector that detects the rotation speed of the motor, a force control feedback loop that feeds back a detection signal of the force detector to a force compensator that sends a control signal to the motor, and a detection signal of the speed detector to the motor. A speed control feedback loop that feeds back a control signal to a speed compensator, a low-pass filter for removing high frequency components inserted in the middle of the force control feedback loop, and a detection signal of the position detector as a force signal. Convert located - pass and high-pass filter which passes only the high frequency component of the force signal from the force conversion device, the signal passed through the low-pass filter and the high pass filter - a force conversion device, the position power control mechanism by adding the signal with the adder being sent to said force compensator.
JP16174393A 1993-06-30 1993-06-30 Force control mechanism Expired - Fee Related JP2895352B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP16174393A JP2895352B2 (en) 1993-06-30 1993-06-30 Force control mechanism

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP16174393A JP2895352B2 (en) 1993-06-30 1993-06-30 Force control mechanism

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0720943A JPH0720943A (en) 1995-01-24
JP2895352B2 true JP2895352B2 (en) 1999-05-24

Family

ID=15741046

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP16174393A Expired - Fee Related JP2895352B2 (en) 1993-06-30 1993-06-30 Force control mechanism

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2895352B2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4101605A4 (en) * 2020-02-21 2024-03-13 Canon Kabushiki Kaisha CONTROL SYSTEM FOR ROBOT CONTINUUM AND CONTROL METHOD THEREFOR AND ROBOT CONTINUUM

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4577107B2 (en) * 2005-06-17 2010-11-10 三菱電機株式会社 Machine position controller

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4101605A4 (en) * 2020-02-21 2024-03-13 Canon Kabushiki Kaisha CONTROL SYSTEM FOR ROBOT CONTINUUM AND CONTROL METHOD THEREFOR AND ROBOT CONTINUUM
US12233551B2 (en) 2020-02-21 2025-02-25 Canon Kabushiki Kaisha System and method for controlling continuum robot, and continuum robot

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0720943A (en) 1995-01-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3857054B2 (en) Servo control device
KR910007275B1 (en) Spindle positioning device
JPH0230522B2 (en)
US4446412A (en) Method and apparatus for controlling stepper motors
EP1505463A2 (en) Position control device and position control method for machine tools
US4126818A (en) Hybrid stepping motor unit
JP4838022B2 (en) Resolver signal processing device
EP0863382A4 (en)
JP2895352B2 (en) Force control mechanism
US6608573B2 (en) Automatic resolution changing method and circuit for use in digital conversion of two-phase sinusoidal wave signals
JP2580502B2 (en) Force / torque control method for motor with reduction gear
JP2859662B2 (en) Control device for servo motor with reduction gear
JPH07218289A (en) Encoder system
JP2002215244A (en) Servo system
JP2569658B2 (en) Synchronous operation of motor
JPH0736544A (en) Position control device
JPS6325917Y2 (en)
CN121567128A (en) Automatic bandwidth adjusting system and rotary digital converter
JP2550328B2 (en) Positioning mechanism
KR910001965B1 (en) Arangement for speed regulation of ac electric motor
SU1203480A1 (en) Servo system
JP3084972B2 (en) Digital motor controller
JP2738399B2 (en) Position control device
JPH06292380A (en) Speed controller
JPS6158484A (en) Controller for motor

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees