JPH0149962B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0149962B2 JPH0149962B2 JP21468982A JP21468982A JPH0149962B2 JP H0149962 B2 JPH0149962 B2 JP H0149962B2 JP 21468982 A JP21468982 A JP 21468982A JP 21468982 A JP21468982 A JP 21468982A JP H0149962 B2 JPH0149962 B2 JP H0149962B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- axis
- servo
- rotational
- acceleration
- coordinate system
- 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
Links
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 claims description 46
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 claims description 21
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims description 20
- 230000009347 mechanical transmission Effects 0.000 claims description 2
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 description 11
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 7
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 6
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 3
- 230000002459 sustained effect Effects 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 230000004043 responsiveness Effects 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Control Of Position Or Direction (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は産業用ロボツト、特にその過渡振動を
防止する制御装置を備えた産業用ロボツトに関す
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an industrial robot, and more particularly to an industrial robot equipped with a control device for preventing transient vibrations thereof.
産業用ロボツトの構造は、軽量化と可動範囲を
大きくするために、“開放型”、つまりアーム等の
可動部の端部が自由端となつている。このため、
産業用ロボツトの機構は固有振動数が低く、かつ
減衰系数が小さい。 In order to reduce weight and increase the range of motion, industrial robots have an "open" structure, that is, the ends of movable parts such as arms are free ends. For this reason,
The mechanism of industrial robots has a low natural frequency and a small damping coefficient.
したがつて、産業用ロボツトにより高速の軌道
制御を行おうとする場合、軌道の曲率が大きい部
分において回転モータに大きな加速度の変化が生
ずるために、機構部に好ましくない過渡振動が発
生し、その結果、軌道誤差を生じる。 Therefore, when attempting to perform high-speed trajectory control with an industrial robot, large changes in acceleration occur in the rotary motor at parts of the trajectory with large curvature, resulting in undesirable transient vibrations in the mechanism. , causing orbital errors.
この機構部の過渡振動を防止する基本的な対策
は機構部の剛性と減衰率を高くすることである
が、このような機構部の改善は機構部の大きさ、
重量の増大、したがつてコストのアツプを招くた
め容易ではない。 The basic measure to prevent this transient vibration of the mechanical part is to increase the rigidity and damping rate of the mechanical part, but improvements to the mechanical part can be made by changing the size of the mechanical part,
This is not easy because it increases weight and therefore costs.
上記の軌道誤差は、軌道の曲率を小さくすれ
ば、減少するが、同一軌道に対して回転モータが
発生する加速度の大きさは軌道の接線速度に比例
するので、高速の軌道制御を行なうためには、機
構部の過渡振動を防止することが本質的に必要で
ある。 The above orbit error can be reduced by reducing the curvature of the orbit, but since the magnitude of the acceleration generated by a rotating motor on the same orbit is proportional to the tangential velocity of the orbit, it is necessary to perform high-speed orbit control. It is essentially necessary to prevent transient vibrations of the mechanism.
本出願人は振動的な特性を有する機械系を等価
的にその剛性を高めたり、あるいは非振動的に制
御する方法として特開昭54−31877「機械剛性補償
サーボ制御装置」と特願昭56−92155「電動機械の
制御方式」で提案した。前者は過渡振動を、後者
は持続振動(強制振動)を主として小さくする効
果がある。これらの方法はいずれも基本的には一
軸のサーボ系に対するものである。 The present applicant filed a patent application in 1983 for a method for equivalently increasing the rigidity of a mechanical system having vibrational characteristics or controlling it in a non-vibratory manner. -Proposed in 92155 "Control method for electric machines". The former has the effect of mainly reducing transient vibrations, and the latter has the effect of mainly reducing sustained vibrations (forced vibrations). All of these methods basically apply to a uniaxial servo system.
一般に産業用ロボツトの運動はテイーチング
等により予め指示されたデータに基づく正規の運
動に前述の好ましくない過渡振動が重ね合わさ
つたものである。この2つの運動は、運動の周波
数成分の違いで区別することができ、の運動は
通常、数秒から数10秒の周期であり、の運動は
機械系の共振周波数である5〜50Hz以上の周波数
である。したがつて、通常のサーボ系の応答性か
らすると、の運動は直流成分、の運動は交流
成分と考えることができる。この過渡振動を減衰
させるには、ロボツトの先端の運動の交流成分で
あるv(t)(時間の関数で三次元ベクトル)を零
に収束させればよい。一軸のサーボ系について
は、前記特許公報の方法に従つてサーボ軸の回転
モータの制御装置に回転位置、回転速度とともに
過渡振動の加速度の信号を帰還すると加速度の変
動に対して減衰作用が生じ、定常状態において加
速度はゼロに収束する。加速度がゼロのとき速度
は一定となり、速度の交流成分はゼロとなる。 In general, the motion of an industrial robot is a combination of the above-mentioned undesirable transient vibrations on a normal motion based on data instructed in advance by teaching or the like. These two motions can be distinguished by the difference in the frequency components of the motion. The motion of is usually at a period of several seconds to several tens of seconds, and the motion of is at a frequency of 5 to 50 Hz or more, which is the resonant frequency of the mechanical system. It is. Therefore, in terms of the responsiveness of a normal servo system, the motion of can be considered to be a DC component, and the motion of can be considered to be an AC component. In order to dampen this transient vibration, v(t) (a three-dimensional vector as a function of time), which is an alternating current component of the motion of the robot's tip, should be converged to zero. For a single-axis servo system, when the signal of the acceleration of transient vibration is fed back to the control device of the rotary motor of the servo axis along with the rotational position and rotational speed according to the method disclosed in the above-mentioned patent publication, a damping effect is produced against fluctuations in acceleration. In steady state, acceleration converges to zero. When acceleration is zero, velocity is constant and the alternating current component of velocity is zero.
しかしながら、産業用ロボツトは一般に多軸構
成で、各軸は互いに強く機械的に干渉しているこ
とが多い。したがつて、産業用ロボツトでは、あ
る一軸に生起した振動は他の軸にも振動を引き起
し、ビートを生じたり、多軸の振動が合成された
複雑な振動となる。このため、産業用ロボツトの
特定の、例えば特に振動の大きい軸にのみ、前記
特許公報の方法を適用しても、過渡振動や持続振
動(強制振動)を減衰させる大きな効果を得るこ
とができない。第1図aは軸間干渉のない場合の
1軸の減衰を表わしているが、2つの互いに強く
干渉する軸の間では、第1図bに示すように、ビ
ートを生ずることがある。このような場合に一方
の軸にのみ前記特許公報の方法を適用すると、適
用した軸の振動の振巾が大きくなる期間だけ振動
減衰の効果があり、他方の軸の振動の振巾が大き
くなる期間は減衰作用がないため、結局、前記特
許公報の方法を適用した軸の振動も急速には減衰
させることができない。第1図cは軸に前記特
許公報の方法を適用した場合の振動実験の例を示
している。破線Pが振動抑制の制御の無いときの
ビート(第1図b)に相当している。 However, industrial robots generally have a multi-axis configuration, and each axis often mechanically interferes strongly with each other. Therefore, in industrial robots, vibrations that occur in one axis also cause vibrations in other axes, resulting in beats or complex vibrations that are a combination of vibrations from multiple axes. For this reason, even if the method of the patent publication is applied only to a specific axis of an industrial robot, for example, a shaft with particularly large vibrations, a large effect of damping transient vibrations and sustained vibrations (forced vibrations) cannot be obtained. Although FIG. 1a shows the attenuation of one axis when there is no interference between axes, a beat may occur between two axes that strongly interfere with each other, as shown in FIG. 1b. In such a case, if the method described in the patent publication is applied only to one axis, the vibration damping effect will be effective only during the period when the amplitude of vibration of the applied shaft increases, and the amplitude of vibration of the other axis will increase. Since there is no damping effect during this period, the vibration of the shaft to which the method of the above-mentioned patent publication is applied cannot be rapidly damped. FIG. 1c shows an example of a vibration experiment when the method of the above-mentioned patent publication is applied to a shaft. The broken line P corresponds to the beat (FIG. 1b) when there is no vibration suppression control.
そこで、本出願人は、多軸のサーボ系で構成さ
れる産業用ロボツトに関して、高速の軌道制御時
における過渡振動を防止する方法を特願昭57−
178153「産業用ロボツト」で提案した。 Therefore, the present applicant proposed a method for preventing transient vibrations during high-speed trajectory control for industrial robots composed of multi-axis servo systems in a patent application filed in 1983-
Proposed in 178153 "Industrial Robots".
しかしながら、この提案による方法は、直交座
標型、円筒座標型、平行四辺形リンクで構成した
関節型等、ロボツトを構成する各軸の静止座標系
(大地)に対する運動が他の軸と非干渉である場
合に限定されるもので、各軸の静止座標系に対す
る運動が、該当する回転モータの位置だけでな
く、該当する以外の軸の回転モータの位置にも依
存する場合には、該当する可動機構要素上の点の
加速度は該当する軸の静止座標系に対する加速度
情報のみでなく運動が依存している軸の運動加速
度をも含むことになる。したがつて前記の加速度
信号を検出して該当する軸の静止座標系に対する
加速度のみを取り出すためには、これ以外の信号
成分を除去することが必要となる。この信号の除
去は、産業用ロボツトのような複雑な構成の機構
では一般に多次元のマトリツクス演算(本質的に
ロボツトの座標系から静止座標系への座標変換演
算に等しい)が必要となるため、その構成は複雑
でありかつ加速度のように高速な処理を必要とす
る信号に対しては実用にならなかつた。 However, in the method proposed by this proposal, the motion of each axis of the robot with respect to the stationary coordinate system (earth) does not interfere with other axes, such as a Cartesian coordinate type, a cylindrical coordinate type, and a joint type composed of parallelogram links. Limited to certain cases, when the motion of each axis with respect to the stationary coordinate system depends not only on the position of the corresponding rotary motor but also on the position of the rotary motors of the other axes, the corresponding movable The acceleration of a point on a mechanical element includes not only the acceleration information of the corresponding axis relative to the stationary coordinate system, but also the motion acceleration of the axis on which the motion depends. Therefore, in order to detect the acceleration signal and extract only the acceleration of the corresponding axis relative to the stationary coordinate system, it is necessary to remove other signal components. Removal of this signal generally requires multidimensional matrix calculations (essentially equivalent to coordinate transformation calculations from the robot's coordinate system to the stationary coordinate system) in complexly configured mechanisms such as industrial robots. The structure was complicated and was not practical for signals that required high-speed processing, such as acceleration.
以下、上述の問題点を産業用ロボツトの一つの
形態について詳述する。第2図は、産業用ロボツ
トの基本となる機構を表わす記号で、同図aはア
ームCが静止座標系に固定されていることを示
し、同図bは駆動部BによりフアームCがθ方向
に回転する回転機構を、同図cはアームCがジヨ
イントJに取り付けられた駆動部によりジヨイン
トJを中心にθ方向に回転する回転機構をそれぞ
れ表わす。第3図は産業用ロボツトの一つの形態
を表わしており、アームAはθ方向に回転し、ア
ームBはジヨイントJ1を中心としてφ方向に回転
し、アームCはジヨイントJ2を中心としてψ方向
に回転する。以上のアームを以下、それぞれθ
軸、φ軸、ψ軸とする。さて、θ軸とφ軸につい
ては、静止座標系に対する運動は、それぞれθ
軸、φ軸の位置のみで規定されるから、前出願
(特開昭57−178153)が適用できる。しかし、ψ
軸については、静止座標系に対する運動はψ軸の
位置のみでなく、φ軸の位置にも関係する。第4
図はψ軸の加速度関係を示す図である。ジヨイン
トJ2の静止座標系に対する加速度をαJ2、ψ軸上
のジヨイントJ2から距離lの点Qにおけるこのψ
軸に垂直な方向の直線加速度lαψとすると、点Q
の静止座標系に対する直線加速度は加速度αJ2と
lαψの合成ベクトルαとなる。静止座標系に対す
る直線加速度検出器を点Qにこの軸に垂直に取り
付けると、この検出器の出力はαQ=f(αJ2、
lαψ)となり、加速度αJ2、lαψの両方の値の関数
となる。したがつて、この出力αQをψ軸の制御
装置に帰還しても、ψ軸に無関係な情報αJ2を含
んでいるため、ψ軸の振動の防止には役立たな
い。すなわち、ψ軸については前出願(特願昭57
−178153)は適用できず、さらにψ軸に取付けた
直線加速度検出器の出力とφ軸、ψ軸の位置から
ψ軸の静止座標系に対する回転加速度を演算によ
り求めることは非常に複雑であり、実現が困難で
ある。 Below, the above-mentioned problems will be explained in detail with respect to one form of industrial robot. Figure 2 shows the symbols representing the basic mechanism of an industrial robot. Figure a shows that the arm C is fixed to a stationary coordinate system, and Figure b shows that the arm C is moved in the θ direction by the drive unit B. Fig. 1c shows a rotating mechanism in which the arm C rotates in the θ direction about the joint J by a drive unit attached to the joint J. Figure 3 shows one form of an industrial robot, in which arm A rotates in the θ direction, arm B rotates in the φ direction around joint J 1 , and arm C rotates in φ direction around joint J 2 . Rotate in the direction. The above arms are expressed as θ
axis, φ axis, and ψ axis. Now, for the θ-axis and the φ-axis, the motion relative to the stationary coordinate system is θ
Since it is defined only by the position of the axis and the φ axis, the previous application (Japanese Patent Application Laid-Open No. 178153/1983) can be applied. However, ψ
Regarding the axes, motion with respect to the stationary coordinate system is not only related to the position of the ψ axis, but also to the position of the φ axis. Fourth
The figure is a diagram showing the acceleration relationship of the ψ axis. The acceleration of joint J 2 with respect to the stationary coordinate system is αJ 2 , and this ψ at point Q at distance l from joint J 2 on the ψ axis
If the linear acceleration in the direction perpendicular to the axis is lαψ, then the point Q
The linear acceleration with respect to the stationary coordinate system is the acceleration αJ 2 and
It becomes the composite vector α of lαψ. If a linear acceleration detector for the stationary coordinate system is mounted at point Q perpendicular to this axis, the output of this detector is αQ = f(αJ 2 ,
lαψ), which is a function of both the acceleration αJ 2 and lαψ. Therefore, even if this output αQ is fed back to the ψ-axis control device, it is not useful for preventing ψ-axis vibration since it includes information αJ 2 unrelated to the ψ-axis. In other words, regarding the ψ axis, the previous application (patent application 1983)
-178153) cannot be applied, and furthermore, it is very complicated to calculate the rotational acceleration of the ψ axis relative to the stationary coordinate system from the output of the linear acceleration detector attached to the ψ axis and the positions of the φ and ψ axes. It is difficult to realize.
本発明は、上述のような、可動機構要素の静止
座標系に対する位置が該サーボ軸の回転位置のみ
で規定されないサーボ軸に対しても該可動機構要
素上の相異なる位置に、該回転モータの回転によ
り生ずる運動の接線方向と並行な方向に2個の直
線加速度検出器を配置し、該直線加速度検出器の
両出力を減算することにより該サーボ軸の静止座
標系に対する回転加速度信号を検出して該サーボ
軸の回転モータの制御装置に該回転モータの回転
位置信号と回転速度信号と共に帰還することによ
り、産業用ロボツトの高速の軌道制御時における
過渡振動を防止して、産業用ロボツトの高速かつ
精度の高い軌道制御を実現することを目的とす
る。 The present invention also provides for the rotary motor to be placed at different positions on the movable mechanism element even for a servo axis where the position of the movable mechanism element with respect to the stationary coordinate system is not defined only by the rotational position of the servo axis. Two linear acceleration detectors are arranged in a direction parallel to the tangential direction of the motion caused by rotation, and the rotational acceleration signal with respect to the stationary coordinate system of the servo axis is detected by subtracting the outputs of both linear acceleration detectors. By feeding back the rotational position signal and rotational speed signal of the rotary motor to the control device of the rotary motor of the servo axis, transient vibrations during high-speed trajectory control of the industrial robot can be prevented, and the high-speed control of the industrial robot can be prevented. The purpose is to realize highly accurate orbit control.
以下、本発明の原理を第5図により詳述する。 The principle of the present invention will be explained in detail below with reference to FIG.
第3図に示す産業用ロボツトのアームC上のジ
ヨイントJ2から距離l1、l2(l1≠l2)の位置に2点
Q1、Q2をとると、これら2点Q1、Q2に関する加
速度は図示したようになる。すなわち、ジヨイン
トJ2の加速度αJ2は2点Q1、Q2でも同じ値で、点
Q1、Q2におけるψ軸の回転加速度はそれぞれ、
l1αψ、l2αψ(αψ;ψ軸の回転加速度)となる。し
たがつて、点Q1、Q2にα軸に垂直に直線加速度
検出器を設けると、その出力はそれぞれ回転加速
度l1αψとαJ2のベクトル合成値α1のψ軸に垂直な
方向成分αQ1、回転加速度l2αψとαJ1のベクトル
合成値α2のψ軸に垂直な方向成分αQ2となる。両
出力αQ1、αQ2において、ジヨイントJ2の加速度
のαJ2に関する成分は共通であるから、その差を
とると
αQ2−αQ1=(l2−l1)αψ
となり、αψ、つまりψ軸の回転加速度にのみ比
例した信号を得ることができる。したがつて、
(αQ2−αQ1)に適切なゲインを乗じてψ軸の制
御装置に帰還することによりψ軸の振動を減衰さ
せることが可能となる。 Two points at distances l 1 and l 2 (l 1 ≠ l 2 ) from joint J 2 on arm C of the industrial robot shown in Figure 3.
If Q 1 and Q 2 are taken, the accelerations regarding these two points Q 1 and Q 2 will be as shown in the figure. In other words, the acceleration αJ 2 of the joint J 2 is the same value at the two points Q 1 and Q 2 ;
The rotational acceleration of the ψ axis at Q 1 and Q 2 is, respectively,
l 1 αψ, l 2 αψ (αψ; rotational acceleration of the ψ axis). Therefore, if linear acceleration detectors are installed perpendicular to the α axis at points Q 1 and Q 2 , their outputs will be the direction components perpendicular to the ψ axis of the vector composite value α 1 of the rotational accelerations l 1 αψ and αJ 2 , respectively. αQ 1 becomes the direction component αQ 2 perpendicular to the ψ axis of the vector composite value α 2 of the rotational acceleration l 2 αψ and αJ 1 . In both outputs αQ 1 and αQ 2 , the component related to αJ 2 of the acceleration of joint J 2 is common, so if we take the difference, αQ 2 −αQ 1 = (l 2 − l 1 )αψ, and αψ, that is, ψ A signal proportional only to the rotational acceleration of the shaft can be obtained. Therefore,
By multiplying (αQ 2 −αQ 1 ) by an appropriate gain and feeding it back to the ψ-axis control device, it is possible to damp the ψ-axis vibration.
次に本発明の実施例を示す。第6図aは本発明
1実施例に係る産業用ロボツトの形態を示してお
り、第3図の形態の産業用ロボツトに適用したも
のである。第6図bはそのψ軸のブロツク図であ
る。アームA,Bについては前出願(特願昭57−
178153)が適用できる。アームCについては、こ
の軸の可動機構要素の静止座標系に対する運動は
この軸の回転モータMψの回転位置のみでは規定
できないため、アームC上の相異なる位置に、回
転モータMψの回転により生ずる運動の接線方向
と並行な方向に2個の直線加速度検出器AC1,
AC2を配置し、これら直線加速度検出器AC1,
AC2の両出力を減算し、増幅器Kで適切なゲイン
を乗じてψ軸の静止座標系に対する回転加速度
αψ得て、タコゼネレータTGψの出力である回転
速度の信号vψ、パルスゼネレータPGψの出力で
ある回転位置の信号ψと共にψ軸の制御装置Gψ
に帰還する。 Next, examples of the present invention will be shown. FIG. 6a shows the form of an industrial robot according to a first embodiment of the present invention, which is applied to the industrial robot of the form shown in FIG. FIG. 6b is a block diagram of the ψ axis. Arms A and B were previously filed (patent application 1982-
178153) is applicable. Regarding arm C, the motion of the movable mechanical element of this axis relative to the stationary coordinate system cannot be defined only by the rotational position of the rotary motor Mψ of this axis. two linear acceleration detectors AC 1 in the direction parallel to the tangential direction of
Place AC 2 and these linear acceleration detectors AC 1 ,
Subtract both outputs of AC 2 and multiply by an appropriate gain in amplifier K to obtain the rotational acceleration αψ of the ψ axis with respect to the stationary coordinate system.The rotational speed signal vψ is the output of the tacho generator TGψ, and the output of the pulse generator PGψ is the rotational acceleration αψ. The control device Gψ of the ψ axis with the signal ψ of the rotational position
to return to.
第7図に示すような、ジヨイントJ3,J4により
さらにアームD,Eがつながつた産業用ロボツト
の場合には、アームD,Eについて上述のアーム
Cと同じ方法を適用する。 In the case of an industrial robot in which arms D and E are further connected by joints J 3 and J 4 as shown in FIG. 7, the same method as for arm C described above is applied to arms D and E.
複数のサーボ軸により構成され、各サーボ軸の
回転モータが直接にあるいは機械的伝達機構を介
して該サーボ軸の可動機構要素に結合され、該可
動機構要素を直線あるいは回転運動させ、かつ該
運動中の前記可動機構要素の静止座標系に対する
位置が該サーボ軸の回転モータの回転位置のみで
規定されないサーボ軸を含む、多軸の産業用ロボ
ツトにおいて、前記可動機構要素の静止座標系に
対する位置が該サーボ軸の回転モータの回転位置
のみで規定されない軸について、各サーボ軸毎に
該回転モータの回転位置信号と回転速度信号とを
各サーボ軸の制御装置に帰還するとともに、各サ
ーボ軸毎に該回転モータに連結された可動機構要
素上の相異なる位置に、かつ該回転モータの回転
により生ずる運動の接線方向と並行な方向に2個
の直線加速度検出器を配置し、該直線加速度検出
器の両出力信号を減算することにより該サーボ軸
の静止座標系に対する回転加速度信号を検出し、
各サーボ軸毎に該回転加速度信号を前記各サーボ
軸の制御装置に帰還するようにしたことにより、
産業用ロボツトを高速に軌道制御する際に発生す
る回転モータの駆動トルクの変化あるいは回転モ
ータのトルクリツプルあるいは機械系の共振現象
に基づく産業用ロボツトの過渡振動を防止して、
高速、かつ精度の高い軌道制御が可能となる。す
なわち、産業用ロボツトの機構部のみ合成を数倍
高くすることと同じ効果を得る。本発明は既存の
産業用ロボツトに加速度検出器を適切に配置する
だけで、産業用ロボツトの機構部や制御装置には
何らの変更も要しないために、容易にしかも安価
に実現できる。 Consisting of a plurality of servo axes, the rotary motor of each servo axis is coupled directly or via a mechanical transmission mechanism to a movable mechanism element of the servo axis, and causes the movable mechanism element to move linearly or rotationally, and In a multi-axis industrial robot including a servo axis in which the position of the movable mechanism element with respect to the stationary coordinate system is not defined only by the rotational position of the rotary motor of the servo axis, the position of the movable mechanism element with respect to the stationary coordinate system is For axes that are not defined only by the rotational position of the rotary motor of the servo axis, the rotational position signal and rotational speed signal of the rotary motor are returned to the control device of each servo axis for each servo axis, and two linear acceleration detectors disposed at different positions on a movable mechanical element connected to the rotary motor and in a direction parallel to the tangential direction of the motion caused by the rotation of the rotary motor; detecting the rotational acceleration signal of the servo axis relative to the stationary coordinate system by subtracting both output signals;
By feeding back the rotational acceleration signal for each servo axis to the control device for each servo axis,
This prevents transient vibrations of industrial robots due to changes in the drive torque of the rotating motor, torque ripples of the rotating motor, or resonance phenomena of the mechanical system that occur when controlling the industrial robot's high-speed trajectory.
This enables high-speed and highly accurate orbit control. In other words, the same effect as that obtained by increasing the synthesis of only the mechanical parts of an industrial robot by several times can be obtained. The present invention can be realized easily and inexpensively by simply arranging an acceleration detector in an existing industrial robot and does not require any changes to the mechanism or control device of the industrial robot.
第1図は軸の振動の状態を示す図、第2図は産
業用ロボツトの基本となる機構を示す図、第3図
は産業用ロボツトの1つの形態を示す図、第4図
は第3図のψ軸の加速度の関係を示す図、第5図
は第3図の形態の産業用ロボツトに適用した本発
明の原理を示す図、第6図は本発明の1実施例に
係る産業用ロボツトの形態を示す図とブロツク
図、第7図は本発明の他の実施例に係る産業用ロ
ボツトの形態を示す図である。
ψ…サーボ軸、Mψ…回転モータ、AC1,AC2
…直線加速度検出器、Gψ…制御装置、ψ…回転
位置信号、vψ…回転速度信号、αψ…回転加速度
信号。
Figure 1 is a diagram showing the vibration state of the shaft, Figure 2 is a diagram showing the basic mechanism of an industrial robot, Figure 3 is a diagram showing one form of an industrial robot, and Figure 4 is a diagram showing the Figure 5 is a diagram showing the principle of the present invention applied to the industrial robot of the form shown in Figure 3. Figure 6 is an industrial robot according to an embodiment of the present invention. FIG. 7 is a diagram showing the form of an industrial robot according to another embodiment of the present invention. ψ...Servo axis, Mψ...Rotating motor, AC 1 , AC 2
...linear acceleration detector, Gψ...control device, ψ...rotational position signal, vψ...rotational speed signal, αψ...rotational acceleration signal.
Claims (1)
の回転モータが直接に、あるいは機械的伝達機構
を介して該サーボ軸の可動機構要素に結合され、
該可動機構要素を直線あるいは回転運動させ、か
つ該運動中の前記可動機構要素の静止座標系に対
する位置が該サーボ軸の回転モータの回転位置の
みで規定されないサーボ軸を含む、多軸の産業用
ロボツトにおいて、 前記可動機構要素の静止座標系に対する位置が
該サーボ軸の回転モータの回転位置のみで規定さ
れないサーボ軸について、各サーボ軸毎に該回転
モータの回転位置信号と回転速度信号とを各サー
ボ軸の制御装置に帰還するとともに、各サーボ軸
毎に該回転モータに連結された可動機構要素上の
相異なる位置に、かつ該回転モータの回転により
生ずる運動の接線方向と並行な方向に2個の直線
加速度検出器を配置し、該直線加速度検出器の両
出力信号を減算することにより該サーボ軸の静止
座標系に対する回転加速度信号を検出し、各サー
ボ軸毎に該回転加速度信号を前記各サーボ軸の制
御装置に帰還するようにしたことを特徴とする産
業用ロボツト。[Scope of Claims] 1. Consisting of a plurality of servo axes, the rotation motor of each servo axle is coupled to a movable mechanism element of the servo axle directly or via a mechanical transmission mechanism,
Multi-axis industrial use, including a servo axis, in which the movable mechanism element is moved linearly or rotationally, and the position of the movable mechanism element with respect to a stationary coordinate system during the movement is not defined only by the rotational position of the rotary motor of the servo axis. In the robot, for servo axes where the position of the movable mechanism element relative to the stationary coordinate system is not defined only by the rotational position of the rotational motor of the servoaxis, the rotational position signal and rotational speed signal of the rotational motor are determined for each servoaxis. 2 at different positions on the movable mechanical element connected to the rotary motor for each servo axis, and in a direction parallel to the tangential direction of the movement caused by the rotation of the rotary motor. A rotational acceleration signal with respect to the stationary coordinate system of the servo axis is detected by arranging two linear acceleration detectors and subtracting both output signals of the linear acceleration detector. An industrial robot characterized in that feedback is returned to a control device for each servo axis.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21468982A JPS59107881A (en) | 1982-12-09 | 1982-12-09 | industrial robot |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21468982A JPS59107881A (en) | 1982-12-09 | 1982-12-09 | industrial robot |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59107881A JPS59107881A (en) | 1984-06-22 |
| JPH0149962B2 true JPH0149962B2 (en) | 1989-10-26 |
Family
ID=16659958
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21468982A Granted JPS59107881A (en) | 1982-12-09 | 1982-12-09 | industrial robot |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59107881A (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07113849B2 (en) * | 1986-04-05 | 1995-12-06 | 株式会社安川電機 | Anti-vibration control method for robot arm |
| JPH0683976B2 (en) * | 1988-03-15 | 1994-10-26 | インターナシヨナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーシヨン | Compliance control method |
-
1982
- 1982-12-09 JP JP21468982A patent/JPS59107881A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59107881A (en) | 1984-06-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5049797A (en) | Device and method for control of flexible link robot manipulators | |
| JP3442941B2 (en) | Robot vibration suppression control device and control method thereof | |
| EP3067164B1 (en) | Joint driving apparatus and robot apparatus | |
| US6296093B1 (en) | Vibration-damped machine and control method therefor | |
| JP6332899B2 (en) | robot | |
| US5347204A (en) | Position dependent rate dampening in any active hand controller | |
| JP3822565B2 (en) | Servo control device | |
| Morel et al. | The precise control of manipulators with joint friction: A base force/torque sensor method | |
| Wu | Compliance control of a robot manipulator based on joint torque servo | |
| JPS6020214A (en) | Robot servo device | |
| JPH0416803B2 (en) | ||
| JPH0413108B2 (en) | ||
| Xu et al. | Joint acceleration feedback control for robots: analysis, sensing and experiments | |
| JPH0149962B2 (en) | ||
| Ahmad | Constrained motion (force/position) control of flexible joint robots | |
| JPH07129251A (en) | Anti-vibration control method | |
| Kazerooni | Dynamics and control of instrumented harmonic drives | |
| JPH06332535A (en) | Robot controller | |
| JPH0233169B2 (en) | ||
| JP2542915B2 (en) | Vibration suppression drive device | |
| JPH01251210A (en) | Positioning controller | |
| JPS603716A (en) | Controller for robot | |
| JPH04343690A (en) | Joint friction compensating method for multi-joint manipulator | |
| JP2528540B2 (en) | Command signal generation method | |
| JPS59100903A (en) | Servo control device for industrial robots |