JPH0773831B2 - Control device for multi-joint structure machine - Google Patents
Control device for multi-joint structure machineInfo
- Publication number
- JPH0773831B2 JPH0773831B2 JP21961786A JP21961786A JPH0773831B2 JP H0773831 B2 JPH0773831 B2 JP H0773831B2 JP 21961786 A JP21961786 A JP 21961786A JP 21961786 A JP21961786 A JP 21961786A JP H0773831 B2 JPH0773831 B2 JP H0773831B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cylinder
- arm
- circuit
- control device
- signal
- 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 - Lifetime
Links
Landscapes
- Operation Control Of Excavators (AREA)
- Numerical Control (AREA)
- Manipulator (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は多関節アームを備える多関節構造機械の制御装
置、さらに詳しくは多関節構造機械の多関節アームの振
動を抑制するに好適な制御装置に関する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a control device for a multi-joint structure machine including a multi-joint arm, and more specifically, a control suitable for suppressing vibration of a multi-joint arm of the multi-joint structure machine. Regarding the device.
多関節構造機械の一例として、多関節形ロボツトがあ
る。この種のロボツトのアームは比較的剛性が高いもの
であるが、それでもアームが振動するため、その振動を
抑制する手段が種々提案されている。(特開昭54−3187
7号公報,特開昭58−3001号公報) 一方、多関節構造機械の他の例として、アームを2個以
上備えるものが、種々提案されている。この種の多関節
構造機械においてはアーム数の増加に伴い、その駆動系
の容量も増加するので、駆動用アクチユエータ、例え
ば、油圧シリンダの小形化や省エネルギの面からアーム
の軽量化が進められつつある。ところが、アームの形状
を細くして軽量化を行うと、アームの剛性が低くなり、
固有振動数も低くなる。このため、アーム部質量と油の
圧縮性によるばね質量効果にアームの低剛性が加わるの
で、系の減衰特性が悪くなる。そのため、駆動用アクチ
ユエータの起動時や停止時に生じる低振動の脈動が短時
間で減衰せず、操作性が悪かつた。An example of an articulated structure machine is an articulated robot. Although this type of robot arm has relatively high rigidity, the arm still vibrates, and various means for suppressing the vibration have been proposed. (JP-A-54-3187
On the other hand, various other multi-joint structure machines having two or more arms have been proposed. In this type of multi-joint structure machine, as the number of arms increases, the capacity of the drive system also increases, so drive arms, such as hydraulic cylinders, can be made smaller and energy saving can be achieved. It's starting. However, if the shape of the arm is made thinner and the weight is reduced, the rigidity of the arm becomes lower,
The natural frequency is also low. Therefore, low rigidity of the arm is added to the effect of the spring mass due to the mass of the arm portion and the compressibility of oil, and the damping characteristic of the system deteriorates. Therefore, the pulsation of low vibration generated at the time of starting or stopping the drive actuator was not attenuated in a short time, resulting in poor operability.
この振動を抑制する方法の従来技術として、特開昭58−
135388号公報がある。この技術は油圧アクチユエータと
油圧アクチユエータの速度を制御する油圧ポンプを常時
結合している。ところが、多関節構造機械の油圧回路に
おいては、管路の破損等によるアームの落下を防ぐため
に、油圧アクチユエータと油圧アクチユエータの速度を
制御する制御弁との間に油圧管路を結合分離する切換弁
が通常装備されており、操作レバーが中立の場合は、こ
の切換弁により管路を分離するようになつている。Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-
There is a 135388 publication. This technology constantly connects a hydraulic actuator and a hydraulic pump that controls the speed of the hydraulic actuator. However, in a hydraulic circuit of an articulated structure machine, in order to prevent the arm from dropping due to damage to the pipeline, etc., a switching valve that connects and disconnects the hydraulic pipeline between the hydraulic actuator and a control valve that controls the speed of the hydraulic actuator. Is normally equipped, and when the operation lever is neutral, the switching valve separates the pipeline.
上記従来技術を切換弁を有する多関節構造機械に適用し
た場合、起動時の振動に対しては、その振動を抑制でき
るが、停止時の振動に対しては操作レバーを中立に戻し
た途端に切換弁により油圧アクチユエータと制御弁との
間の管路が分離されるので、その振動を抑制することが
できなかつた。また、操作レバーが中立の場合に、何等
かの原因により振動が発生した場合にも、その振動を抑
制することができないという問題点があつた。When the above-mentioned conventional technology is applied to a multi-joint structure machine having a switching valve, the vibration at the time of start can be suppressed, but the vibration at the time of stop can be immediately returned to the neutral position of the operating lever. In addition, since the switching valve separates the conduit between the hydraulic actuator and the control valve, the vibration cannot be suppressed. Further, when the operation lever is neutral, even if vibration is generated for some reason, the vibration cannot be suppressed.
本発明は前述の事柄に基づいてなされたもので、アーム
に振動が生じたならば、どの様な場合においてもその振
動を抑制することのできる多関節構造機械の制御装置を
提供することを目的とする。The present invention has been made based on the above-mentioned matters, and an object of the present invention is to provide a control device for a multi-joint structure machine capable of suppressing the vibration in any case when the arm vibrates. And
本発明の上記目的は、アームに生じる振動を抑制する振
動抑制手段と、アームの振動を検出するシリンダ推力チ
エツク回路と、レバー操作量の操作信号と前記シリンダ
推力チエツク回路のON−OFF信号から振動抑制手段をON
−OFFする切換弁制御回路を設けることにより達成され
る。The above object of the present invention is to suppress vibration generated in the arm, a cylinder thrust check circuit that detects arm vibration, a lever operation amount operation signal, and an ON-OFF signal of the cylinder thrust check circuit. Turns suppression means on
This is achieved by providing a switching valve control circuit that turns off.
シリンダ推力チエツク回路はシリンダの推力変動がある
規定値以上であつたならば一定時間常にON信号を出力す
る。これによつて、操作レバーが中立であつてもシリン
ダの推力変動が有る場合、すなわちアームに振動が生じ
ている場合には振動抑制手段が動作するので、アームの
振動を速やかに抑制することができる。The cylinder thrust check circuit always outputs an ON signal for a certain period of time if the cylinder thrust fluctuation exceeds a specified value. As a result, when the thrust of the cylinder fluctuates even when the operation lever is neutral, that is, when the arm is vibrating, the vibration suppressing unit operates, so that the arm vibration can be suppressed quickly. it can.
以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。 An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
第1図は本発明の制御装置の一例を備えた多関節構造機
械の構成を示すもので、図において1は旋回体、2は旋
回体1上に設けたブラケツト、3はブラケツト2に設け
た第1アーム、5は第1アーム3の先端に取付けた第2
アーム、7は第2アーム5の先端に取付けた第3アーム
である。これらの第1アーム3、第2アーム5及び第3
アーム7はそれぞれ第1シリンダ4、第2シリンダ6及
び第3シリンダ8によつて駆動される。これらの第1シ
リンダ4、第2シリンダ6及び第3シリンダ8のヘツド
側とロツド側の圧力は検出器9〜14によつて検出され
る。検出器9〜14の検出値は検出回路15によつてシリン
ダ推力演算回路16へ伝えられる。FIG. 1 shows the structure of a multi-joint structure machine provided with an example of the control device of the present invention. In the figure, 1 is a revolving structure, 2 is a bracket provided on the revolving structure 1, and 3 is a bracket 2. The first arm 5 is a second arm attached to the tip of the first arm 3.
The arm 7 is a third arm attached to the tip of the second arm 5. These first arm 3, second arm 5 and third arm
The arms 7 are driven by the first cylinder 4, the second cylinder 6 and the third cylinder 8, respectively. The pressures on the head side and the rod side of the first cylinder 4, the second cylinder 6, and the third cylinder 8 are detected by detectors 9 to 14. The detection values of the detectors 9 to 14 are transmitted to the cylinder thrust calculation circuit 16 by the detection circuit 15.
シリンダ推力演算回路16は、第1シリンダ4のヘツド側
圧力P1Hとロツド側圧力P1R及びヘツド側面積A1Hとロツ
ド側面積A1Rに基づいて、第1シリンダ4の推力f1を演
算し、第2シリンダ6のヘツド側圧力P2Hとロツド側圧
力P2R及びヘツド側面積A2Hとロツド側面積A2Rに基づい
て、第2シリンダ6の推力f2を演算し、第3シリンダ8
のヘツド側圧力P3Hとロツド側圧力P3R及びヘツド側面積
A3Hとロツド側面積A3Rに基づいて、第3シリンダ8の推
力f3を演算し、これをフイルタ1回路17を経由して比較
演算制御回路18へ出力する。The cylinder thrust calculation circuit 16 calculates the thrust f 1 of the first cylinder 4 based on the head side pressure P 1H and the rod side pressure P 1R of the first cylinder 4, and the head side area A 1H and the rod side area A 1R. , The thrust f 2 of the second cylinder 6 is calculated based on the head side pressure P 2H and the rod side pressure P 2R of the second cylinder 6 and the head side area A 2H and the rod side area A 2R , and the third cylinder 8
Head side pressure P 3H and rod side pressure P 3R and head side area
The thrust force f 3 of the third cylinder 8 is calculated based on A 3H and the rod side area A 3R , and this is output to the comparison calculation control circuit 18 via the filter 1 circuit 17.
多関節構造機械の運転席(図示せず)には入力装置19が
設置されている。この入力装置19は各シリンダ4,6,8の
速度v1,v2,v3を与える操作レバーを備えている。この
入力装置19は比較演算制御回路18に第1シリンダ4の速
度指令v1、第2シリンダ6の速度指令v2、第3シリンダ
8の速度指令v3を出力する。An input device 19 is installed in the driver's seat (not shown) of the articulated structure machine. This input device 19 is equipped with operating levers that give the velocities v 1 , v 2 , and v 3 of the cylinders 4, 6, and 8. The input device 19 outputs a comparison speed instruction v 1 of the first cylinder 4 to the arithmetic control circuit 18, the speed command v 2 of the second cylinder 6, the speed command v 3 of the third cylinder 8.
比較演算制御回路18は各シリンダの速度指令v1〜v3と各
シリンダ推力f1〜f3に基づいて、各アーム3,5,7の振動
を抑制するのに必要な各シリンダ4,6,8への流量を電圧
の形でサーボ増幅器20へ出力する。サーボ増幅器20はこ
の電圧入力を電流に変換し、入力電流に対して出力流量
が比例する電気油圧サーボ弁、いわゆるサーボ弁21〜23
を駆動する。これにより各シリンダ4,6,8は作動する。Based on the speed commands v 1 to v 3 of each cylinder and the thrust forces f 1 to f 3 of each cylinder, the comparison calculation control circuit 18 controls each cylinder 4, 6 required to suppress the vibration of each arm 3, 5, 7. And outputs the flow rate to 8 to the servo amplifier 20 in the form of voltage. The servo amplifier 20 converts this voltage input into a current, and an electrohydraulic servo valve whose output flow rate is proportional to the input current, so-called servo valves 21-23.
To drive. As a result, each cylinder 4, 6, 8 operates.
シリンダ推力演算回路16の出力f1〜f3はフイルタ1回路
17へ入力されると共に、フイルタ2回路24を経由してシ
リンダ推力チエツク回路25へ伝えられる。The outputs f 1 to f 3 of the cylinder thrust calculation circuit 16 are one filter circuit.
It is input to 17 and is transmitted to the cylinder thrust check circuit 25 via the filter 2 circuit 24.
シリンダ推力チエツク回路25は各シリンダ推力の変動値
とある規定値に基づいて、シリンダ推力が大きく変動し
ていれば(すなわち、アームが振動していれば)ON、変
動してないならばOFFの信号を切換弁制御回路26へ出力
する。The cylinder thrust check circuit 25 turns on when the cylinder thrust fluctuates greatly (that is, when the arm is vibrating) based on the fluctuation value of each cylinder thrust and a certain specified value, and turns it off when it does not fluctuate. The signal is output to the switching valve control circuit 26.
切換弁制御回路26は入力装置19からの各シリンダの速度
指令v1〜v3とシリンダ推力チエツク回路25からのON,OFF
信号に基づいて、サーボ弁21〜23とシリンダ4,6,8との
間に設けられた切換弁28〜30の切換信号を駆動回路27へ
出力する。The switching valve control circuit 26 controls the speed commands v 1 to v 3 of each cylinder from the input device 19 and turns on and off from the cylinder thrust check circuit 25.
Based on the signals, switching signals of switching valves 28-30 provided between servo valves 21-23 and cylinders 4, 6, 8 are output to drive circuit 27.
まず、アームの振動抑制手段を構成するための要素16,1
7,18について詳しく説明する。この説明においては、切
換弁28〜30の状態は第1図の右側の機能になつているも
のとする。First, the elements 16 and 1 for constituting the vibration suppression means of the arm
7,18 will be explained in detail. In this description, the state of the switching valves 28 to 30 is assumed to be the function on the right side of FIG.
第2図はシリンダ推力演算回路16の構成を説明するため
の図である。まず、第1図シリンダ4の系統について説
明すると、検出回路15からの第1シリンダ4のヘツド側
圧力信号P1Hの係数器160において、ヘツド側面積A1Hを
掛けた値と、ロツド側圧力信号P1Rに係数器161において
ロツド側面積A1Rを掛けた値との差を、比較器162により
求め、その値、すなわちシリンダ推力f1をフイルタ回路
17およびフイルタ2回路24にそれぞれ出力する。このよ
うに、第2シリンダ6の系統及び第3シリンダ8の系統
についても同様の処理をして、f2,f3を出力する。FIG. 2 is a diagram for explaining the configuration of the cylinder thrust calculation circuit 16. First, the system of the cylinder 4 shown in FIG. 1 will be described. In the coefficient unit 160 of the head side pressure signal P 1H of the first cylinder 4 from the detection circuit 15, a value obtained by multiplying the head side area A 1H and the rod side pressure signal. in the coefficient unit 161 to the P 1R the difference between the value obtained by multiplying the rod-side area a 1R, determined by the comparator 162, the value, i.e., the cylinder thrust f 1 filter circuit
17 and the filter 2 circuit 24, respectively. In this way, the same processing is performed for the system of the second cylinder 6 and the system of the third cylinder 8 to output f 2 and f 3 .
第3図は前述したフイルタ1回路17の周波数特性を示す
もので、この図において、横軸は周波数ω、縦軸は入力
と出力の振幅比Bをデシベルで表わしている。ω1は重
力加速度によるシリンダ推力の影響を除去するための低
域遮断周波数であり、ω2は高域遮断周波数である。フ
イルタ1回路17はバンドパスフイルタになつており、同
特性(折点周波数は異つてもよい)のフイルタを第1シ
リンダ4、第2シリンダ6及び第3シリンダ8に対応し
て3回路有している。FIG. 3 shows the frequency characteristic of the filter 1 circuit 17 described above. In this figure, the horizontal axis represents the frequency .omega. And the vertical axis represents the amplitude ratio B of the input and the output in decibels. ω 1 is a low cutoff frequency for removing the influence of the cylinder thrust due to gravitational acceleration, and ω 2 is a high cutoff frequency. The filter 1 circuit 17 is a bandpass filter, and has three filters having the same characteristics (the break frequencies may be different) corresponding to the first cylinder 4, the second cylinder 6 and the third cylinder 8. ing.
多関節構造機械はアームが複雑な構造をしており、また
油圧管路や油圧シリンダとアームとの相互作用により、
種々の振動モードを有している。ところが、機械を操作
してアームの先端に装設した作業装置をある場所へ位置
決めしようとするとき、アームの先端が振動して操作し
づらいと感じる振動成分は、1次モードもしくは2次モ
ードである。その理由を次に説明する。高次のモードは
大きな加速度変動が生じていても、周波数が高いため、
アーム先端の位置変動は小さいが、1次モードや2次モ
ードは周波数が低いため、アーム先端の位置変動が大き
いからである。したがつて、振動抑制の対象とする振動
モードは1次モードもしくは2次モードまででよい。In the articulated structure machine, the arm has a complicated structure, and due to the interaction between the hydraulic line and hydraulic cylinder and the arm,
It has various vibration modes. However, when trying to position the working device mounted on the tip of the arm at a certain place by operating the machine, the vibration component that the arm tip vibrates and feels difficult to operate is in the primary mode or the secondary mode. is there. The reason will be described below. Higher modes have high frequencies even if large acceleration fluctuations occur, so
This is because the position fluctuation of the arm tip is small, but the position fluctuation of the arm tip is large because the frequency is low in the primary mode and the secondary mode. Therefore, the vibration mode targeted for vibration suppression may be the primary mode or the secondary mode.
また、振動抑制の制御装置をマイクロコンピユータ等を
用いデイジタル式に処理しようとすると、アリアスノイ
ズの問題を生じることがある。すなわち、マイクロコン
ピユータ等はある時間間隔で演算処理しているが、この
時間間隔の1/2以下の高い周波数が入力されると、入力
周波数成分を完全に把握することができないので、実際
の信号とは全く違つた信号として処理してしまい、誤ま
つた演算結果を出力してしまうことになる。Further, when a vibration suppression control device is processed in a digital manner by using a microcomputer or the like, a problem of alias noise may occur. That is, although the microcomputer and the like perform arithmetic processing at a certain time interval, if a high frequency of 1/2 or less of this time interval is input, the input frequency component cannot be completely grasped, so the actual signal Will be processed as a completely different signal, and an incorrect calculation result will be output.
上述した2つの理由より、第3図に示す周波数特性中の
周波数ω2は2次モードもしくは3次モード以上の周波
数成分を除去するための高域遮断周波数である。For the above-mentioned two reasons, the frequency ω 2 in the frequency characteristic shown in FIG. 3 is a high cutoff frequency for removing frequency components in the second-order mode or the third-order mode or higher.
次に比較演算制御回路18の構成を第4図を用いて説明す
る。まず、第1シリンダ4の系統について説明すると、
入力装置19の速度入力レバー191からの信号v1とフイル
タ1回路17を通過後の第1シリンダ推力信号f1に係数器
181において係数K1を掛けた値との差ε1を、比較器182
により求め、その差ε1に係数器183によつて係数Kv1を
掛け、その値V1をサーボ増幅器20に出力する。このよう
に、第2シリンダ6の系統および第3シリンダ8の系統
についても同様の処理を施して、V2,V3を出力する。Next, the configuration of the comparison operation control circuit 18 will be described with reference to FIG. First, the system of the first cylinder 4 will be described.
The coefficient v1 from the signal v 1 from the speed input lever 191 of the input device 19 and the first cylinder thrust signal f 1 after passing through the filter 1 circuit 17
The difference ε 1 from the value multiplied by the coefficient K 1 in 181 is calculated by the comparator 182
Then, the difference ε 1 is multiplied by the coefficient K v1 by the coefficient unit 183, and the value V1 is output to the servo amplifier 20. In this way, the same processing is performed for the system of the second cylinder 6 and the system of the third cylinder 8 to output V2 and V3.
第5図,第6図は従来の制御装置による作動状況と、本
発明の制御装置による作動状況を示すためのタイムチヤ
ートである。FIG. 5 and FIG. 6 are time charts for showing the operating condition by the conventional control device and the operating condition by the control device of the present invention.
第5図は従来の制御装置による作動状況のうち、第1シ
リンダ4の系統の信号を示したものであり、(a)は速
度入力レバー191からの信号v1、(b)は比較演算制御
装置18からの信号V1、(c)は第1シリンダ4のヘツド
側圧力信号P1Hである。速度入力レバー191を(a)に示
したように操作すると、それに対応して信号V1は(b)
のようになる。圧力信号P1Hは時刻toにおいて、第1ア
ーム3、第2アーム5、第3アーム7の重量に対応した
圧力P1H0になつている。この状態から(b)のような信
号が入ると、(C)に示すように起動時の過渡振動が持
続する。FIG. 5 shows signals of the system of the first cylinder 4 among the operating states by the conventional control device. (A) is a signal v 1 from the speed input lever 191, (b) is a comparative calculation control signal V1 from the device 18, (c) is a head-side pressure signal P IH of the first cylinder 4. When the speed input lever 191 is operated as shown in (a), the signal V1 correspondingly changes to (b).
become that way. The pressure signal P 1H has a pressure P 1H0 corresponding to the weights of the first arm 3, the second arm 5, and the third arm 7 at time to. When a signal such as (b) is input from this state, the transient vibration at the time of startup continues as shown in (C).
第6図は本発明の制御装置による作動状況のうち、第1
シリンダ4の系統の信号を示したものであり、第5図と
同様の信号を示す。速度入力レバー191を(a)のよう
に操作すると、ヘツド側圧力P1Hが(c)のように上昇
するので、信号V1は第5図(b)のように(a)に対応
して上昇せずゆるやかに上昇する(図中A)ので、ヘツ
ド側圧力P1Hがゆるやかに上昇する。また、ヘツド側圧
力P1Hが下がると、信号V1は上昇する(図中B)ので、
ヘツド側圧力P1Hの落ち込みが小さくなる。この動作を
繰り返すことにより、(a)のように入力速度レバー19
1を操作しても、起動時の過渡振動が速やかに減衰す
る。FIG. 6 shows the first of the operating conditions by the control device of the present invention.
The signal of the system of the cylinder 4 is shown, and the same signal as FIG. 5 is shown. When the speed input lever 191 is operated as shown in (a), the head side pressure P 1H rises as shown in (c). Therefore, the signal V1 rises corresponding to (a) as shown in FIG. 5 (b). The head side pressure P 1H rises slowly because it rises gently (A in the figure) without doing so. When the head side pressure P 1H decreases, the signal V1 increases (B in the figure).
The head side pressure P 1H drops less. By repeating this operation, as shown in (a), the input speed lever 19
Even if 1 is operated, the transient vibration at start-up will be quickly attenuated.
次に、切換弁28〜30のON〜OFFに関する制御について説
明する。Next, control regarding ON-OFF of the switching valves 28-30 will be described.
シリンダ推力演算回路16の出力f1〜f3はフイルタ1回路
17へ入力されると共に、フイルタ2回路24へ伝えられ
る。The outputs f 1 to f 3 of the cylinder thrust calculation circuit 16 are one filter circuit.
It is input to 17 and transmitted to the filter 2 circuit 24.
フイルタ2回路24はアームの重量によつて生じる静的な
シリンダ推力を除去し、アームが振動することによつて
生じるシリンダ推力の変動分のみを通過させるもので、
ハイパスフイルタであり、同特性(折点周波数は異つて
もよい)のフイルタを各アームに対応して3回路有して
いる。そして、それらのフイルタを通つたシリンダ推力
f1′〜f3′はシリンダ推力チエツク回路25へ伝えられ
る。The filter 2 circuit 24 removes the static cylinder thrust generated by the weight of the arm and passes only the fluctuation of the cylinder thrust generated by the vibration of the arm.
It is a high-pass filter, and has three circuits having the same characteristics (the breakpoint frequencies may be different) corresponding to each arm. And the cylinder thrust through those filters
The f 1 ′ to f 3 ′ are transmitted to the cylinder thrust check circuit 25.
第7図はシリンダ推力チエツク回路25のうち第1アーム
3の系統における構成を説明するためのものであり、シ
リンダ推力チエツク回路25は第2アーム5及び第3アー
ム7の系統を含め第7図の構成のものを3回路有してい
る。FIG. 7 is for explaining the configuration of the system of the first arm 3 in the cylinder thrust check circuit 25. The cylinder thrust check circuit 25 includes the system of the second arm 5 and the third arm 7 in FIG. There are three circuits having the above structure.
絶対値回路250によりフイルタ2回路24からのシリンダ
推力f1′の絶対値|f1′|を取り、比較器251によりシ
リンダ推力規定値f10との比較を行い、f10<|f1′|の
場合にON信号を、その他の場合OFF信号をタイマー252と
OR回路253へ出力する。The absolute value circuit 250 takes the absolute value | f 1 ′ | of the cylinder thrust force f 1 ′ from the filter 2 circuit 24, and the comparator 251 compares it with the specified cylinder thrust force value f 10, and f 10 <| f 1 ′ If the signal is |, the ON signal is output.
Output to OR circuit 253.
タイマー252は比較器251の出力がONからOFFに切換つた
瞬間から設定された時間だけON信号を、その他の場合は
OFF信号をOR回路253へ出力する。The timer 252 outputs an ON signal for the set time from the moment when the output of the comparator 251 switches from ON to OFF, and in other cases
The OFF signal is output to the OR circuit 253.
OR回路253は比較器251とタイマー252の信号の論理和を
とつて、切換弁制御回路26へ出力する。The OR circuit 253 takes the logical sum of the signals of the comparator 251 and the timer 252 and outputs it to the switching valve control circuit 26.
第8図は第7図における各信号の状態を示したものであ
り、(a)はシリンダ推力信号f1′を、(b)は絶対値
回路250の出力信号|f1′|を、(c)は比較器251の出
力信号を、(d)はタイマー252の出力信号を示したも
のである。(d)のタイマー出力信号は、時刻T1でONと
なり、時刻t2でOFFとなるはずであるが、それ以前に時
刻T2でONとなるので、タイマーはON状態を継続する。同
様の状況を繰り返し、時間t7までタイマーの出力信号は
ONとなる。なお、タイマーの設定時間(t2−T1,t3−
T2,…)は第1次振動モードの固有振動周期1/2以上と
設定する。この理由は、1/2周期以上の間シリンダ推力
の変動値が規定値より小さいならば、アームの振動は小
さいとみなせるからである。(e)はOR回路253の出力
信号であり、(c)と(d)の論理和をとつたものであ
る。FIG. 8 shows the state of each signal in FIG. 7. (a) shows the cylinder thrust signal f 1 ′, (b) shows the output signal | f 1 ′ | of the absolute value circuit 250, ( 3C shows the output signal of the comparator 251, and FIG. 3D shows the output signal of the timer 252. The timer output signal of (d) is supposed to be turned on at time T 1 and turned off at time t 2 , but since it was turned on at time T 2 before that, the timer continues to be in the on state. Repeating the same situation, the output signal of the timer until time t 7 is
Turns on. It should be noted that the timer of the set time (t 2 -T 1, t 3 -
T 2 , ...) is set to 1/2 or more of the natural vibration period of the primary vibration mode. The reason for this is that if the fluctuation value of the cylinder thrust is smaller than the specified value for more than 1/2 cycle, the arm vibration can be regarded as small. (E) is an output signal of the OR circuit 253, which is the logical sum of (c) and (d).
第9図はシリンダ推力チエツク回路25をコンピユーター
で構成した場合のアルゴリズムを示したものである。ま
ず、手順255でフイルタ2回路24からのシリンダ推力信
号f1′を取り組む。次に手順256でそのシリンダ推力信
号f1′の絶対値をとる。そして、手順257で規定値f10と
比較し、絶対値|f1′|の方が大きかつたならば、手順
298へ進みカウンタCを0とすると共に手順259でON出力
を行い、再び手順255へ戻る。手順257で絶対値|f1′|
の方が小さいと判断されたならば、手順260へ移り、カ
ウンタCの値が規定値CMAXより小さいかどうか比較し、
Cの値の方が小さかつたならば、手順261へ移りカウン
タCへ1を加えると共に手順259でON出力を行い、再び
手順255へ戻る。手順260でカウンタCの方が大きいと判
断されたならば、すなわち、f10|f1′|の状態がC
MAX×ΔT(ΔTはプログラムのサンプリング時間)の
間継続していたならば、手順262に移りOFF出力を行い、
再たび手順255へ戻る。以上説明した手順を行うことに
より、第7図に示すシリンダ推力チエツク回路25と同様
の処理内容となる。FIG. 9 shows an algorithm when the cylinder thrust check circuit 25 is composed of a computer. First, in step 255, the cylinder thrust signal f 1 ′ from the filter 2 circuit 24 is addressed. Next, in step 256, the absolute value of the cylinder thrust signal f 1 ′ is obtained. Then, in step 257, it is compared with the specified value f 10, and if the absolute value | f 1 ′ | is larger, the procedure is
The process proceeds to step 298, the counter C is set to 0, the ON output is performed in step 259, and the process returns to step 255. Absolute value | f 1 ′ | in step 257
If it is determined that is smaller than, the procedure moves to step 260, and it is compared whether the value of the counter C is smaller than the specified value C MAX ,
If the value of C is smaller, the procedure moves to step 261 and 1 is added to the counter C, the ON output is performed in step 259, and the procedure returns to step 255 again. If it is determined in step 260 that the counter C is larger, that is, the state of f 10 | f 1 ′ | is C
If it continues for MAX × ΔT (ΔT is the sampling time of the program), go to step 262 and output OFF.
Return again to step 255. By performing the procedure described above, the same processing contents as the cylinder thrust check circuit 25 shown in FIG. 7 are obtained.
切換弁制御回路26は、操作レバーが引かれたことによる
信号とシリンダ推力チエツク回路25の出力信号の論理和
をとり、駆動回路27へ切換弁のON−OFF信号を出力す
る。The switching valve control circuit 26 takes the logical sum of the signal due to the operation lever being pulled and the output signal of the cylinder thrust check circuit 25, and outputs the ON / OFF signal of the switching valve to the drive circuit 27.
第10図および第11図はそれぞれ従来の制御装置と本発明
の制御装置を用いた場合の各部の動きを示したものであ
る。FIG. 10 and FIG. 11 show the movement of each part when the conventional control device and the control device of the present invention are used.
まず、第10図に示す従来の制御装置について説明する
と、(a)は操作レバーの操作量、(b)はシリンダ推
力の変動波形、(c)は切換弁のON−OFF信号である。
時刻toでレバーを操作すると、切換弁制御回路26から切
換弁ONの信号が出力されると共に、サーボ弁例えば第1
シリンダ用のサーボ弁21から第1シリンダ4へ油が供給
され、第1アーム3が駆動される。アームが駆動される
と、前述したようにアームが振動するが、シリンダ推力
演算回路16等によりその振動が減衰するように制御さ
れ、第10図の(b)に示すように第1アーム3のシリン
ダ推力脈動は速やかに減衰する。そして、t1で操作レバ
ーを戻し始めるとアームに減速力が作用するので、再び
アームが振動し、シリンダ推力演算回路16等により、そ
の振動が減衰するように制御されるが、t2で操作レバー
が中立になると同時に切換弁制御回路30から切換弁OFF
の信号が出力され、サーボ弁21と第1シリンダ4との間
の管路が分離されてしまうので、アームの振動を止める
ことができない。First, the conventional control device shown in FIG. 10 will be described. (A) is the operation amount of the operating lever, (b) is the fluctuation waveform of the cylinder thrust, and (c) is the ON-OFF signal of the switching valve.
When the lever is operated at time to, the switching valve control circuit 26 outputs a signal for switching the switching valve ON, and the servo valve, for example, the first
Oil is supplied from the cylinder servo valve 21 to the first cylinder 4, and the first arm 3 is driven. When the arm is driven, the arm vibrates as described above, but the vibration is controlled by the cylinder thrust calculation circuit 16 or the like so as to be damped, and as shown in FIG. Cylinder thrust pulsation quickly attenuates. Since the start returning the operating lever at t 1 decelerating force to the arm acts, the arm vibrates again, the cylinder thrust calculation circuit 16, etc., that the vibration is controlled to attenuate, operating at t 2 At the same time as the lever becomes neutral, the switching valve is turned off from the switching valve control circuit 30.
Signal is output and the conduit between the servo valve 21 and the first cylinder 4 is separated, so that the vibration of the arm cannot be stopped.
次に、第11図において、本発明の制御装置を用いた場合
について説明すると、(a)は操作レバーの操作量、
(b)はシリンダ推力の変動波形、(c)はレバー操作
に伴う切換弁のON−OFF指令、(d)はシリンダ推力チ
エツク回路25による切換弁のON−OFF指令(e)は切換
弁のON−OFF信号である。アームの起動時は(1)と同
様である。停止時はt2でレバーを中立にすると、信号
(c)は切換弁OFF指令となるが、シリンダ推力チエツ
ク回路25は切換弁ON指令となつているので、切換弁信号
はONを継続する。そして、アームの振動が小さくなつた
ところで(時刻t3)切換弁信号はOFFとなる。Next, referring to FIG. 11, the case of using the control device of the present invention will be described. (A) is the operation amount of the operation lever,
(B) is the fluctuation waveform of the cylinder thrust, (c) is the ON-OFF command of the switching valve due to lever operation, (d) is the ON-OFF command of the switching valve by the cylinder thrust check circuit 25 (e) is the switching valve This is an ON-OFF signal. When the arm is activated, it is the same as (1). When the lever is neutralized at t 2 when stopped, the signal (c) gives a switching valve OFF command, but the cylinder thrust check circuit 25 has a switching valve ON command, so the switching valve signal continues to be ON. The (time t 3) the switching valve signal at the vibration of the arm has decreased small turned OFF.
第12図は本発明の第2の実施例の制御装置を用いた場合
の各部の動きを示したものである。FIG. 12 shows the movement of each part when the control device of the second embodiment of the present invention is used.
(a)は操作レバーの操作量、(b)はシリンダ推力の
変動波形、(c)はレバー操作に伴う切換弁のON−OFF
指令、(d)レバーが中立になつた時点からある時間だ
けONするタイマーによる切換弁のON−OFF指令、(e)
はシリンダ推力チエツク回路25による切換弁のON−OFF
指令、(f)は切換弁のON−OFF信号である。(A) is the operation amount of the operating lever, (b) is the fluctuation waveform of the cylinder thrust, (c) is the ON-OFF of the switching valve accompanying the lever operation.
Command, (d) ON-OFF command of switching valve by timer that turns on for a certain time from the time when the lever becomes neutral, (e)
Is ON / OFF of the switching valve by the cylinder thrust check circuit 25.
The command, (f), is an ON-OFF signal for the switching valve.
アームの起動時は第10図と同様である。停止時はt1で急
激にレバーを中立にすると、信号(c)は切換弁OFF指
令となり、この時点ではシリンダ推力チエツク回路25は
切換弁OFF指令であるが、(d)のタイマー出力は切換
弁ON指令となつているので、切換弁信号はONを継続す
る。ここで、もしタイマー出力が無いとt1〜t2間で切換
弁信号はOFFとなる。When the arm is activated, it is the same as in FIG. When the lever is suddenly neutralized at t 1 when stopped, the signal (c) becomes a switching valve OFF command. At this time, the cylinder thrust check circuit 25 is a switching valve OFF command, but the timer output (d) switches Since it is a valve ON command, the switching valve signal continues to be ON. Here, if there is no timer output, the switching valve signal is turned off between t 1 and t 2 .
以上説明したように、本発明の制御装置を用いることに
より、アームを停止する時に生じる振動を確実に抑制で
きると共に、操作レバーが中立でアームに振動が生じて
ない時は振動抑制手段が動作せず、また切換弁がOFFし
ているので安全である。As described above, by using the control device of the present invention, it is possible to reliably suppress the vibration that occurs when the arm is stopped, and to operate the vibration suppressing means when the operation lever is neutral and the arm does not vibrate. It is safe because the switching valve is off.
なお、上述の実施例において、各シリンダ推力を用い
て、各アーム用の切換弁をON−OFFしたが、1ケ所のシ
リンダ推力を用いて、すべての切換弁をON−OFFしても
よい。In the above-described embodiment, the switching valves for each arm are turned on and off by using each cylinder thrust, but all the switching valves may be turned on and off by using one cylinder thrust.
シリンダ推力の代りに圧力を用いてもよい。Pressure may be used instead of cylinder thrust.
また、上述の実施例においては、シリンダ推力用フイル
タ回路として、フイルタ1回路17とフイルタ2回路24を
用いたが、どちらか一方のみを用いてもよい。Further, in the above-described embodiment, the filter 1 circuit 17 and the filter 2 circuit 24 are used as the cylinder thruster filter circuit, but only one of them may be used.
そして、上述の実施例においては、各制御装置等の一実
施例をハードウエアで示したが、全てをマイクロコンピ
ユータ等で構成してもよい。Further, in the above-described embodiment, one embodiment of each control device and the like is shown by hardware, but all may be configured by a microcomputer or the like.
更に、上述の実施例では、アームの振動を抑制するのに
シリンダ推力演算回路等から構成したが、他の振動抑制
方式、例えば加速度フイードバツク方式等を用いてもよ
い。Further, in the above-described embodiment, the cylinder thrust calculation circuit or the like is used to suppress the vibration of the arm, but other vibration suppression methods, such as the acceleration feedback method, may be used.
本発明によれば、アームに振動が生じたならば、どの様
な場合においても、その振動を抑制することができる。According to the present invention, if vibration occurs in the arm, the vibration can be suppressed in any case.
第1図は本発明の制御装置の一例を備えた多関節構造機
械の構成図、第2図はシリンダ推力演算回路の構成を説
明するための図、第3図はフイルタ1回路の周波数特性
をを示す図、第4図は比較演算装置の構成を示す図、第
5図は従来の制御装置による作動状況図、第6図は本発
明の制御装置による作動状況図、第7図はシリンダ推力
チエツク回路の構成を示す図、第8図は第7図における
各信号の状態を示す図、第9図はシリンダ推力チエツク
回路をコンピユーターで構成する場合のフローチヤー
ト、第10図および第11図はそれぞれ従来の制御装置を本
発明の制御装置を用いた場合の各部の挙動状況図、第12
図は本発明の制御装置の他の実施例における各部の動き
を示す図である。 3,5,7…アーム、4,6,8…シリンダ、9〜14…圧力検出
器、16…シリンダ推力演算回路、18…比較演算制御回
路、20…サーボ増幅器、21〜23…サーボ弁、25…シリン
ダ推力チエツク回路、26…切換弁制御回路。FIG. 1 is a block diagram of a multi-joint structure machine equipped with an example of the control device of the present invention, FIG. 2 is a diagram for explaining the configuration of a cylinder thrust calculation circuit, and FIG. 3 is a frequency characteristic of a filter 1 circuit. FIG. 4, FIG. 4 is a diagram showing a configuration of a comparison operation device, FIG. 5 is an operation status diagram by a conventional control device, FIG. 6 is an operation status diagram by the control device of the present invention, and FIG. 7 is a cylinder thrust. FIG. 8 is a diagram showing the structure of a check circuit, FIG. 8 is a diagram showing the states of the signals in FIG. 7, FIG. 9 is a flow chart when the cylinder thrust check circuit is composed of a computer, and FIGS. 10 and 11 are Behavioral diagram of each part when the control device of the present invention is used for the conventional control device, respectively.
The drawings are diagrams showing the movement of each part in another embodiment of the control device of the present invention. 3,5,7 ... Arm, 4,6,8 ... Cylinder, 9-14 ... Pressure detector, 16 ... Cylinder thrust calculation circuit, 18 ... Comparison calculation control circuit, 20 ... Servo amplifier, 21-23 ... Servo valve, 25 ... Cylinder thrust check circuit, 26 ... Switching valve control circuit.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G05B 19/18 (72)発明者 稲満 広志 茨城県土浦市神立町650番地 日立建機株 式会社土浦工場内 (56)参考文献 特開 昭60−78101(JP,A) 特開 昭60−241503(JP,A) 実開 昭57−169802(JP,U)─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification number Internal reference number FI Technical indication location G05B 19/18 (72) Inventor Hiroshi Inaman 650 Jinmachi-cho, Tsuchiura-shi, Ibaraki Hitachi Construction Machinery Co., Ltd. Tsuchiura Plant (56) References JP-A-60-78101 (JP, A) JP-A-60-241503 (JP, A) Practical application Sho-57-169802 (JP, U)
Claims (3)
ーの操作によりこれらのアームを駆動する制御弁および
油圧アクチユエータと、前記制御弁と前記油圧アクチユ
エータとの間に圧油の流れを断接する切換弁を有する多
関節構造機械の制御装置において、アームに生じる振動
を抑制する振動抑制手段と、前記油圧アクチユエータの
圧力信号からアームに生じる振動の有無を検出するチエ
ツク回路とを設け、前記操作レバーの操作信号と前記チ
エツク回路のON−OFF信号との論理和で前記振動抑制手
段を動作させると共に、前記切換弁をON−OFFすること
を特徴とする多関節構造機械の制御装置。1. A switch for connecting and disconnecting at least one arm, a control valve and a hydraulic actuator that drive these arms by operating an operating lever, and a flow of pressure oil between the control valve and the hydraulic actuator. In a control device for a multi-joint structure machine having a valve, a vibration suppressing means for suppressing vibration generated in an arm and a check circuit for detecting the presence or absence of vibration generated in the arm from a pressure signal of the hydraulic actuator are provided, and the control lever of the operating lever is provided. A control device for an articulated structure machine, wherein the vibration suppressing means is operated by a logical sum of an operation signal and an ON-OFF signal of the check circuit, and the switching valve is turned ON-OFF.
械の制御装置において、前記油圧アクチユエータとして
油圧シリンダを備え、前記振動抑制手段は、前記油圧シ
リンダの入出力ポートの圧力を検出する複数の圧力検出
器と、これらの圧力検出器によつて検出された圧力値か
ら油圧シリンダの推力を算出するシリンダ推力演算回路
と、前記操作レバーの操作量と前記シリンダ推力演算回
路の出力値との差を演算する比較演算回路とを備えたこ
とを特徴とする多関節構造機械の制御装置。2. A control device for an articulated structure machine according to claim 1, wherein a hydraulic cylinder is provided as the hydraulic actuator, and the vibration suppressing means detects the pressure of an input / output port of the hydraulic cylinder. A plurality of pressure detectors, a cylinder thrust calculation circuit that calculates thrust of a hydraulic cylinder from pressure values detected by these pressure detectors, an operation amount of the operation lever, and an output value of the cylinder thrust calculation circuit. A control device for a multi-joint structure machine, comprising:
械の制御装置において、前記シリンダ推力演算回路の後
段に、バンドパスフイルタを加えたことを特徴とする多
関節構造機械の制御装置。3. A control device for an articulated structure machine according to claim 2, further comprising a band pass filter after the cylinder thrust calculation circuit. .
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21961786A JPH0773831B2 (en) | 1986-09-19 | 1986-09-19 | Control device for multi-joint structure machine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21961786A JPH0773831B2 (en) | 1986-09-19 | 1986-09-19 | Control device for multi-joint structure machine |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6377680A JPS6377680A (en) | 1988-04-07 |
| JPH0773831B2 true JPH0773831B2 (en) | 1995-08-09 |
Family
ID=16738336
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21961786A Expired - Lifetime JPH0773831B2 (en) | 1986-09-19 | 1986-09-19 | Control device for multi-joint structure machine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0773831B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2554991Y2 (en) * | 1991-09-26 | 1997-11-19 | 新キャタピラー三菱株式会社 | Hydraulic excavator front vibration suppression system |
-
1986
- 1986-09-19 JP JP21961786A patent/JPH0773831B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6377680A (en) | 1988-04-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP1403438A1 (en) | Method for preventing bounce oscillations of inertial masses caused by accelerations in hydraulically powered equipment | |
| JP3147188B2 (en) | Work machine vibration suppression device | |
| JP2966642B2 (en) | Vibration suppression control device for working equipment in hydraulic working machine | |
| JPH0773831B2 (en) | Control device for multi-joint structure machine | |
| JP2966629B2 (en) | Vibration suppression control device for working equipment in hydraulic working machine | |
| JPH083758B2 (en) | Control device for multi-joint structure machine | |
| JP3402815B2 (en) | Damper and control system for semi-active control | |
| JP2862470B2 (en) | Boom damping device | |
| JPH0463185B2 (en) | ||
| CN116576176A (en) | Method and device for inhibiting vibration of arm support and operation platform | |
| JPH1113702A (en) | Method and device for suppressing vibration of hydraulic working machine | |
| JPH1113703A (en) | Method and device for suppressing vibration of hydraulic working machine | |
| JPS5821284B2 (en) | servo controller | |
| JPH06307404A (en) | Vibration suppression control device for work equipment in hydraulic work machine | |
| JP2585551B2 (en) | Control method of active vibration isolation support device | |
| JPH06185501A (en) | Vibration suppression device for hydraulic work machine | |
| JPH05231039A (en) | Vibration control device | |
| JP3051636B2 (en) | Hybrid vibration suppression device | |
| JPH0376974A (en) | Vibration damping device | |
| JPH11210816A (en) | Active engine mounting device | |
| JPH06248972A (en) | Vibration control device for reciprocating engine | |
| JPH0324340A (en) | Control method for active type dynamic vibration absorber | |
| JP2549175B2 (en) | Vibration control device for structures | |
| JPH03157504A (en) | Control device of hydraulic circuit | |
| JP3055814B2 (en) | Monitoring mechanism for vibration suppression device |