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    • 专利摘要:

    公开号:WO1988008561A1
    申请号:PCT/JP1988/000418
    申请日:1988-04-27
    公开日:1988-11-03
    发明作者:Hiroshi Sugimura
    申请人:Fanuc Ltd；
    IPC主号:G05B19-00
    专利说明:
    [0001] 明 細 書
    [0002] ロ ボ ツ 卜 制御装置
    [0003] 技 術 分 野
    [0004] 本発明 は、 加減速制御を円滑 に行な う ための フ ィ ルタ 機能が改善さ れた ロ ボ ッ ト 制御装置に関す る 。
    [0005] 背 景 技 術
    [0006] 通常の加減速制御で は、 指令速度が入力 さ れる と 、 そ れを ソ フ 卜 ウ ェ ア処理 し て所定の加速時間で指令速度 に達 し、 同 じ時定数で設定さ れ る減速時間の後 に停止す る よ う 制御さ れる。 こ れ に よ り 指令速度 と 指令時間の積 に比例す る移動距離が設定さ れる。 従来か ら 、 第 3 図に 示す よ う な リ ニ ア フ ィ ルタ や、 ダ ブル リ ニ ア フ ィ ル タ 、 あ る い は指数関数的 に速度変.化させ る E X P フ ィ ルタ と リ ニ ア フ ィ ルタ と の組合せ よ り な る フ ィ ルタ に よ り 、 口 ボ ッ 卜 の各軸の駆動部 に対 し て独立 し た速度指令を出力 し て い る 。 同図 （ a ) , ( b ) の フ ィ ル タ は、 ソ フ ト 的 な処理が容易 に行な え、 位置決め精度が高 く 、 他方、 同 図 （ c ) の フ ィ ルタ で は滑 ら か な加減速が容易であ る こ と かち、 目標経路を設定 し てハ ン ド を移動さ せ る場合 に 軌跡精度を容易 に保持で き る と い う 利点があ る。
    [0007] こ の よ う な加減速制御 に よ り 速度指令 を形成 し て 口 ボ ッ ト の各駆動軸を速度制御 し該ロ ボ ッ ト のハ ン ド 位置 制御を行な う ロ ボ ッ ト 制御装置で は、 設定さ れ る 目標位 置に対 し て位置の時間変化量 （速度） を加減速回路への 入力 と し て い る 。 そ の た め、 加減速 フ ィ ル タ で軌跡精度 を保持し ょ う と して も一定の限界があ り 、 しか も軌跡精 度を向上さ せ る と ロ ボ ッ ト ノヽ ン ド に対する衝鼙が大き く な り 、 速度変化を 円滑 に し て衝鼙を除去 し ょ う と すれ ば、 目 標経路か ら の誤差が大 き く な る と い う 問題点が あ っ た.。
    [0008] 発 明 の 開 示
    [0009] 本発明 ほ、 こ う し た問題点を解決すべ く な さ れた も'の で、 軌跡の偏差量を最小 に し、 且つ ロ ボ ッ ト ハ ン ド の動 作の滑 ら か さ を保障する ロボ ッ 卜 制御装置を提供する こ と を 目 的 と してい る。
    [0010] 本究明 に よ れば、 加減速制御に よ り 速度指令を形成し て ロ ボ ッ ト の各駆動軸を速度制御 し、 該ロ ボ ッ ト のハ ン ド位置制御を行な う ロ ボ ッ ト 制御装置に おい て 、 速度指 令に対する荷重係数を記憶す る記憶手段、 一定時間内で の速度指令に対する荷重平'均を演算す る演算手段、 こ の 演算手段の演算結果に基づいて前記ロ ボ ツ ト の各軸毎に 所定の加速度パタ ー ン の入出力特性を有す る複数段の荷 重フ ィ ルタ か ら な る フ ィ ルタ手段を具備する こ と を特徴 と す る ロボ 、 y 卜 制御装置が提供で き る。
    [0011] 従っ て本発明の ロボ ッ ト 制御装置は、 最大加速度を大 き く 設定 し か つ加速度の変化率を最小 に す る こ と がで き 、 そ れ に よ り 軌跡精度を高め る と と も に 、 加速度パ ター ン を滑 ら か にす る こ と でロ ボ ッ ト ハ ン ド への衝鼙を な く すよ う に してレヽ る。
    [0012] 図面の簡単な説明 第 1 図は、 本発明の一実施例を示す ブロ ッ ク 図、 第 2 図は、 5 つ の荷重 フ ィ ルタ に つ い て の加速度特性を示す 図、 第 3 図は、 従来の加減速フ ィ ル タ の特性を示す図で あ る 。
    [0013] 発明を実施す る ための最良の形態
    [0014] 以下、 図面を用いて本発明の一実施例 に ついて詳細に 説明す る。
    [0015] 第 1 図は、 ロ ボ ッ ト 駆動機構の 1 軸分の制御機構を示 す ブ ロ ッ ク 図で あ る。
    [0016] 速度指令が入力さ れる フ ィ ル タ 回路 1 は、 各軸毎 に動 作す る も ので、 それぞれが予め記憶 し てい る荷重係数 に よ り 加速度パ タ ー ン を規定す る荷重 フ ィ ル タ を な し、 該 荷重 フ ィ ルタ は次式の入出力特性に よ り 特徴ず け ら れて い る 。
    [0017] V g (i) = ∑ { (i) *I (i) } / ∑ W (i)
    [0018] こ こ で、 V g (i)は フ ィ ル タ 出力、 W (i) は i 番 目 の荷重 係数、 I (i) は i 番 目 の フ ィ ル タ 入力 で あ り 、 i は上記 フ ィ ルタ 回路 1 の フ ィ ル タ 長 N に よ り 、
    [0019] 1 ≤ i ≤ N
    [0020] に て規定さ れて い る 。
    [0021] 第 2 図は、 フ ィ ル タ 回路に イ ン パ ルス を入力 し た場合 の出力特性を示 し て い る。 こ こ で、 例え ば第 2 図 （ a ) に示す リ ニ ア フ ィ ルタ を構成す る荷重係数は、 全フ ィ ル タ 長 に つ い て同一加速度を形成 し て い る か ら 、 上記入出 力特性は実際 に は単純平均を示す も の で あ る 。 又、 同図 ( ) の様な荷重係数で構成さ れた フ ィ ルタ は、 ダブル リ ニア フ ィ ルタ と な る 。
    [0022] こ う して一定時間内の速度指令か ら、 所定の加速度パ ター ン を有する速度指令を加減速回路 2 に出力す る ため の複数段の フ ィ ルタ 回路 1 ほ、 従来の加減速フ ィ ルタ で 構成された場合の機能を含んで実現され、 そ の最大加速. 度に よ り 軌跡精度を向上させ る こ と がで き る 。
    [0023] つ ま り 、 実速度信号が帰還さ れる速度制御回路 3 を含 む サーボ回路 に 供給 さ れる サー ボ モータ 4 の速度指令 は、 上記力 q減速回路 2 の前段で荷重フ ィ ルタ に よ り 整形 されてお り 、 ソ フ ト 的 に形成される上記フ ィ ルタ 回路 1 は、 通常のパルス分配速度に対して複数個分の長さ を有 す る も ので、 例えば 1 6 m s e cの周期で出力さ れる。 こ の 荷重フ ィ ルタ に よ り 設定可能な最大加速度は、 荷重係数 の う ち の最大の値に よ り 規定さ れる も ので、 リ ニア フ ィ ルタ では 1 Z N と い う 形で固定さ れる が、 フ ィ ルタ の荷 重係数に応 じて最大加速度成分を 自 由 に設定する こ と が で き 、 軌跡精度は こ の最大値が大きい程良く な る。
    [0024] ま た、 更に、 加速度の変化率の最大値に比例し て、 動 作の滑 ら かさ が損なわれる か ら、 従っ て ご の値を大き ぐ し ない範囲で上記荷重係数の最大値を決定す る こ と が好 ま し レヽ 。 つ ま り 、 本発明 に お い て は、 第 2 図 （ c ) , ( d ) , ( e ) に示す ト リ ブル リ ニ ア、 オ フ セ ッ ト 付 き ダブル リ ニ ア、 E X P 型等の フ ィ ルタ を容易 に構成する こ と がで き る か ら 、 ロ ボ ッ ト の位置、 姿勢、 作業内容に よ っ て規定さ れる 最適な加減速制御を行なわせ る こ と が で き 、 位置決め速度を低下さ せ る こ と な く 、 軌跡精度の 向上が可能に な る 。
    [0025] 以上、 本発明の一実施例を説明 し た が、 本発明 は こ れ に 限定さ れる も の で な く 、 本発明の要旨の範囲内で種々 の変形が可能であ っ て、 こ れ ら を本発明の範囲か ら排除 す る も ので は ない。
    [0026] 産業上の利用可能性
    [0027] 本発明の ロ ボ ツ ト 制御装置は、 空間的 に独立 し て駆動 制御さ れる複数動作軸で駆動さ れる'ロ ボ ツ 卜 ハ ン ド の位 置決め制御を滑 ら か に行なえ る。
    权利要求:
    Claims請 求 の 範 囲
    ( 1 ) 加減速制御に よ り 速度指令を形成 し て ロ ボ ッ ト の各駆動軸を速度制御 し、 該ロ ボ ッ ト のハ ン ド位置制御 を行な う ロ ボ ッ ト制御装置ほ、 次を含む ：
    速度指令に対す る荷重係数を記憶す る記憶手段 ；
    ―定時間内での速度指令に対す る荷重平均を演算する 演算手段 ；
    こ の演算手段の演算結果に基づいて前記ロ ボ ッ 卜 の各 軸毎に所定の加速度パター ン の入出力特性を有する複数 段の荷重フ ィ ルタか ら な る フ ィ ルタ手段。
    ( 2 ) 前記荷重フ ィ ルタ の各段の荷重係数に よ り 、 加 速度パター ン を決定する こ と を特徴 と する請求の範囲第 ( 1 ) 項記載の ロ ボ ッ ト 制御装置。
    类似技术:
    公开号 | 公开日 | 专利标题
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
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    引用文献:
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    法律状态:
    1988-11-03| AK| Designated states|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): US |
    1988-11-03| AL| Designated countries for regional patents|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): DE FR GB |
    1988-11-17| WWE| Wipo information: entry into national phase|Ref document number: 1988903933 Country of ref document: EP |
    1989-05-03| WWP| Wipo information: published in national office|Ref document number: 1988903933 Country of ref document: EP |
    1992-03-17| WWW| Wipo information: withdrawn in national office|Ref document number: 1988903933 Country of ref document: EP |
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    JP62/107260||1987-04-30||
    JP10726087A|JPS63273107A|1987-04-30|1987-04-30|Robot controller|KR8972399A| KR920006339B1|1988-04-20|1989-04-19|Ic카드|
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