JPS6137645B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6137645B2 JPS6137645B2 JP5589679A JP5589679A JPS6137645B2 JP S6137645 B2 JPS6137645 B2 JP S6137645B2 JP 5589679 A JP5589679 A JP 5589679A JP 5589679 A JP5589679 A JP 5589679A JP S6137645 B2 JPS6137645 B2 JP S6137645B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- trajectory
- axes
- control system
- operating
- command value
- 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
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- Numerical Control (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、連続軌跡制御を行う差業用ロボツト
の軌跡精度の向上を図つた制御方式に関するもの
である。
の軌跡精度の向上を図つた制御方式に関するもの
である。
周知のように、産業用ロボツトの制御方式の一
つに、指令値を所定の時間々隔で次々に指示し、
作業員を作業すべき目標軌跡に沿つて連続的に制
御していく連続軌跡制御方式がある。この連続軌
跡制御方式をとる従来の産業用ロボツトにおいて
は、各動作軸毎に正確な位置決めを行い、その結
果としてロボツトの指先に取り付けられた作業具
の軌跡を制御している。しかし、一般にロボツト
の個々の動作軸の応答性能は異なるために、軌跡
の急変部などにおいては、応答の遅い動作軸の応
答遅れによつて大きな軌跡誤差を生じることがあ
るという欠点を有していた。
つに、指令値を所定の時間々隔で次々に指示し、
作業員を作業すべき目標軌跡に沿つて連続的に制
御していく連続軌跡制御方式がある。この連続軌
跡制御方式をとる従来の産業用ロボツトにおいて
は、各動作軸毎に正確な位置決めを行い、その結
果としてロボツトの指先に取り付けられた作業具
の軌跡を制御している。しかし、一般にロボツト
の個々の動作軸の応答性能は異なるために、軌跡
の急変部などにおいては、応答の遅い動作軸の応
答遅れによつて大きな軌跡誤差を生じることがあ
るという欠点を有していた。
本発明は上述のような従来方式の欠点を解決す
べくなされたもので、応答の遅い動作軸の影響に
よつて生じる軌跡誤差を応答の速い動作軸を用い
て補う軌跡修正系を新しく加え、以つて高精度の
連続軌跡制御を行うことを可能とした産業用ロボ
ツトの制御方式を提供することにある。
べくなされたもので、応答の遅い動作軸の影響に
よつて生じる軌跡誤差を応答の速い動作軸を用い
て補う軌跡修正系を新しく加え、以つて高精度の
連続軌跡制御を行うことを可能とした産業用ロボ
ツトの制御方式を提供することにある。
以下、動作軸が６軸の産業用ロボツトを例にし
て本発明の内容を詳細に説明する。
て本発明の内容を詳細に説明する。
第１図は産業用ロボツトの動作軸の構成例で、
１〜６の各動作軸がそれぞれ独立に矢印のような
動作をすることにより、軸６の先端に取り付けら
れた作業具７が指令軌跡８に沿つて制御されるこ
とを示している。こゝで、動作軸１，２，３はロ
ボツトの腕部で負荷重量が大きく、一般に応答性
能が悪い。これに対して動作軸４，５，６は手首
部にあたり、負荷重量が小さく応答性能は良好で
ある。従つて、１〜６の各動作軸毎に独立に制御
して、作業具７の連続軌跡制御を行う場合、応答
特性の悪い動作軸１，２，３によつて軌跡精度が
決定され、軌跡の急変部などにおいては、該動作
軸１，２，３の応答遅れによて指令軌跡８からの
軌跡誤差が大きくなつていたのである。本発明の
原理は、この応答特性の悪い動作軸１，２，３の
動作に起因する作業具７の軌跡誤差を検出し、こ
の誤差より算出される修正量を応答特性の良い動
作軸４，５，６に帰還して、動作軸１，２，３に
よる軌跡誤差を補うものである。
１〜６の各動作軸がそれぞれ独立に矢印のような
動作をすることにより、軸６の先端に取り付けら
れた作業具７が指令軌跡８に沿つて制御されるこ
とを示している。こゝで、動作軸１，２，３はロ
ボツトの腕部で負荷重量が大きく、一般に応答性
能が悪い。これに対して動作軸４，５，６は手首
部にあたり、負荷重量が小さく応答性能は良好で
ある。従つて、１〜６の各動作軸毎に独立に制御
して、作業具７の連続軌跡制御を行う場合、応答
特性の悪い動作軸１，２，３によつて軌跡精度が
決定され、軌跡の急変部などにおいては、該動作
軸１，２，３の応答遅れによて指令軌跡８からの
軌跡誤差が大きくなつていたのである。本発明の
原理は、この応答特性の悪い動作軸１，２，３の
動作に起因する作業具７の軌跡誤差を検出し、こ
の誤差より算出される修正量を応答特性の良い動
作軸４，５，６に帰還して、動作軸１，２，３に
よる軌跡誤差を補うものである。
第２図は本発明の一実施例のブロツク図であ
る。図において、制御系１０１〜１０６は第１図
の各動作軸１〜６に対応するものであり、各々、
所定の時間々隔で次々に指示される位置指令値θ
1r〜θ6rを入力して、動作軸１〜６の現在位置θ
１〜θ６を該指令値に追従させる連続位置決めサ
ーボ制御系を構成している。この種のサーボ制御
系は周知であるので、その詳細は省略する。１１
は本発明により付加された軌跡修正系で、応答性
能の良い動作軸４，５，６を用いて応答性能の悪
い動作軸１，２，３の影響によつて生ずる軌跡誤
差を補償するものである。この軌跡修正系１１は
座標変換部１２、軌跡誤差演算部１３、動作軸
４，５，６の修正量演算部１４およびフイードバ
ツクゲイン部１５より構成される。以下、これら
を順を追つて説明する。
る。図において、制御系１０１〜１０６は第１図
の各動作軸１〜６に対応するものであり、各々、
所定の時間々隔で次々に指示される位置指令値θ
1r〜θ6rを入力して、動作軸１〜６の現在位置θ
１〜θ６を該指令値に追従させる連続位置決めサ
ーボ制御系を構成している。この種のサーボ制御
系は周知であるので、その詳細は省略する。１１
は本発明により付加された軌跡修正系で、応答性
能の良い動作軸４，５，６を用いて応答性能の悪
い動作軸１，２，３の影響によつて生ずる軌跡誤
差を補償するものである。この軌跡修正系１１は
座標変換部１２、軌跡誤差演算部１３、動作軸
４，５，６の修正量演算部１４およびフイードバ
ツクゲイン部１５より構成される。以下、これら
を順を追つて説明する。
座標変換部１２では各動作軸１〜６の現在位置
θ１〜θ６から第１図の直交座標系Ｏ―XYZでの
産業用ロボツトの作業具７の座標ｘ，ｙ，ｚを演
算する。この場合の演算式は産業用ロボツトの動
作軸１〜６の幾何学的構成から一意的に定まり、
次のような形となる。
θ１〜θ６から第１図の直交座標系Ｏ―XYZでの
産業用ロボツトの作業具７の座標ｘ，ｙ，ｚを演
算する。この場合の演算式は産業用ロボツトの動
作軸１〜６の幾何学的構成から一意的に定まり、
次のような形となる。
ｘ＝f1（θ１，θ２，……θ６） (1)
ｙ＝f2（θ１，θ２，……θ６） (2)
ｚ＝f3（θ１，θ２，……θ６） (3)
これをベクトルの形で表現すると、次式のように
なる。
なる。
Ｘ＝ｆ（） (4)
ただし、Ｘ＝（ｘ，ｙ，ｚ）T，＝（θ１，
…θ６）T，ｆ＝（f1，f2，f3）Tであり、Ｔは転置を
表わす。
表わす。
軌跡誤差演算部１３では、座標変換部１２で得
られた作業具７の現在位置座標Ｘを入力とし、こ
れと信号線１６を通して与えられる作業具７の指
令位置座標Ｘr＝（ｘr，ｙr，ｚr）Tで形成される３
次元軌跡（第１図の指令軌跡８）との距離ΔＸ＝
（Δｘ，Δｙ，Δｚ）Tを演算する。こゝで、指令
位置座標Ｘrは位置指令値θ1r〜θ6rを入力として
別途演算したものを用いてもよいし、或いは、教
示データの一部として初めから記憶装置を用意し
ておいてもよい。
られた作業具７の現在位置座標Ｘを入力とし、こ
れと信号線１６を通して与えられる作業具７の指
令位置座標Ｘr＝（ｘr，ｙr，ｚr）Tで形成される３
次元軌跡（第１図の指令軌跡８）との距離ΔＸ＝
（Δｘ，Δｙ，Δｚ）Tを演算する。こゝで、指令
位置座標Ｘrは位置指令値θ1r〜θ6rを入力として
別途演算したものを用いてもよいし、或いは、教
示データの一部として初めから記憶装置を用意し
ておいてもよい。
修正量演算部１４は作業具７をΔＸだけ移動さ
せるために必要な動作軸４，５，６の修正量Δ
＝（Δθ４，Δθ５，Δθ６）Tを演算する部分
で、その場合の演算式は次のようにして求められ
る。
せるために必要な動作軸４，５，６の修正量Δ
＝（Δθ４，Δθ５，Δθ６）Tを演算する部分
で、その場合の演算式は次のようにして求められ
る。
即ち、(4)式をθ４，θ５，θ６で偏微分すると
次式が得られる。
次式が得られる。
従つて、Ｆの逆行列をＧとすれば、修正量Δ
の演算式は次式のようになる。
の演算式は次式のようになる。
(6)式より、動作軸４，５，６の各修正量Δθ
４，Δθ５，Δθ６は次式で表わされる。
４，Δθ５，Δθ６は次式で表わされる。
Δθ４＝g11Δｘ＋g12Δｙ＋g13Δｚ (7)
Δθ５＝g21Δｘ＋g22Δｙ＋g23Δｚ (8)
Δθ６＝g31Δｘ＋g32Δｙ＋g33Δｚ (9)
修正量演算部１４で求まつた各動作軸４，５，
６の修正量Δθ４，Δθ５，Δθ６はフイードバ
ツクゲイン部１５を通して、各々位置指令値θ4
ｒ，θ5r，θ6rに加えられ、動作軸４，５，６の
新たな位置指令値として該当制御系１０４，１０
５，１０６の入力となる。フイードバツクゲイン
部１５は修正量Δθ４，Δθ５，Δθ６に各々あ
る定数を乗ずるもので、軌跡修正系１１による修
正性能を調整するために用いられる。
６の修正量Δθ４，Δθ５，Δθ６はフイードバ
ツクゲイン部１５を通して、各々位置指令値θ4
ｒ，θ5r，θ6rに加えられ、動作軸４，５，６の
新たな位置指令値として該当制御系１０４，１０
５，１０６の入力となる。フイードバツクゲイン
部１５は修正量Δθ４，Δθ５，Δθ６に各々あ
る定数を乗ずるもので、軌跡修正系１１による修
正性能を調整するために用いられる。
以上説明した如く、本発明によれば、連続軌跡
制御を行う産業用ロボツトにおいて、応答の遅い
動作軸によつて左右される軌跡精度を応答の速い
動作軸を用いて補うようにしたので、高速な修正
動作が可能になり、従来の方式に比べて高精度の
連続軌跡制御が達成される。
制御を行う産業用ロボツトにおいて、応答の遅い
動作軸によつて左右される軌跡精度を応答の速い
動作軸を用いて補うようにしたので、高速な修正
動作が可能になり、従来の方式に比べて高精度の
連続軌跡制御が達成される。
第１図は本発明で対象とする産業用ロボツトの
動作軸の構成例を示す図、第２図は本発明による
産業用ロボツトの制御方式の一実施例を示すブロ
ツク図である。 １〜６…動作軸、７…作業具、８…指令軌跡、
１０１〜１０６…各軸制御系、１１…軌跡修正
系、１２…座標変換演算部、１３…軌跡誤差演算
部、１４…修正量演算部、１５…フイードバツク
ゲイン部。
動作軸の構成例を示す図、第２図は本発明による
産業用ロボツトの制御方式の一実施例を示すブロ
ツク図である。 １〜６…動作軸、７…作業具、８…指令軌跡、
１０１〜１０６…各軸制御系、１１…軌跡修正
系、１２…座標変換演算部、１３…軌跡誤差演算
部、１４…修正量演算部、１５…フイードバツク
ゲイン部。
Claims (1)
- １ 応答特性を異にする複数の動作軸の各々に対
応して位置制御系を具備し、前記複数の動作軸を
対応する位置制御系でもつて各々独立に、所定の
時間々隔で次々に指示される各位置指令値に追従
させることにより、ロボツトの指先に取り付けら
れた作業具を連続軌跡制御する産業用ロボツトの
制御方式において、前記作業具の軌跡誤差を検出
して軌跡修正量を算出し、該算出した修正量を応
答特性の優れた一つあるいはそれ以上の動作軸の
位置指令値に加え、それを新たな位置指令値とし
て対応する位置制御系に与えることを特徴とする
制御方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5589679A JPS55147708A (en) | 1979-05-08 | 1979-05-08 | Control system for industrial robot |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5589679A JPS55147708A (en) | 1979-05-08 | 1979-05-08 | Control system for industrial robot |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS55147708A JPS55147708A (en) | 1980-11-17 |
| JPS6137645B2 true JPS6137645B2 (ja) | 1986-08-25 |
Family
ID=13011872
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5589679A Granted JPS55147708A (en) | 1979-05-08 | 1979-05-08 | Control system for industrial robot |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS55147708A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63245028A (ja) * | 1987-03-31 | 1988-10-12 | Nec Corp | 自動利得制御回路 |
| JPH02155321A (ja) * | 1988-12-08 | 1990-06-14 | Fujitsu Ltd | 光受信装置 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108638074B (zh) * | 2018-06-13 | 2020-04-07 | 杭州电子科技大学 | 一种能够消除回程误差的多自由度机械臂回转方法 |
-
1979
- 1979-05-08 JP JP5589679A patent/JPS55147708A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63245028A (ja) * | 1987-03-31 | 1988-10-12 | Nec Corp | 自動利得制御回路 |
| JPH02155321A (ja) * | 1988-12-08 | 1990-06-14 | Fujitsu Ltd | 光受信装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS55147708A (en) | 1980-11-17 |
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