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JPH1133960A - ロボット制御方法 - Google Patents

ロボット制御方法

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Publication number
JPH1133960A
JPH1133960A JP9207428A JP20742897A JPH1133960A JP H1133960 A JPH1133960 A JP H1133960A JP 9207428 A JP9207428 A JP 9207428A JP 20742897 A JP20742897 A JP 20742897A JP H1133960 A JPH1133960 A JP H1133960A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
speed
sensor
robot
amount
speed feedback
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.)
Pending
Application number
JP9207428A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoshiki Hashimoto
良樹 橋本
Minoru Enomoto
穣 榎本
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.)
Fanuc Corp
Original Assignee
Fanuc Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Fanuc Corp filed Critical Fanuc Corp
Priority to JP9207428A priority Critical patent/JPH1133960A/ja
Priority to DE69838941T priority patent/DE69838941T2/de
Priority to EP98932579A priority patent/EP0945228B1/en
Priority to US09/254,289 priority patent/US6278902B1/en
Priority to PCT/JP1998/003234 priority patent/WO1999003651A1/ja
Publication of JPH1133960A publication Critical patent/JPH1133960A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • G05B19/414—Structure of the control system, e.g. common controller or multiprocessor systems, interface to servo, programmable interface controller
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/10—Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements
    • B25J9/14—Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements fluid
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16—Programme controls
    • B25J9/1628—Programme controls characterised by the control loop
    • B25J9/1633—Programme controls characterised by the control loop compliant, force, torque control, e.g. combined with position control
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
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    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/34—Director, elements to supervisory
    • G05B2219/34013—Servocontroller
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    • G05B2219/30—Nc systems
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  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Numerical Control (AREA)
  • Control Of Position Or Direction (AREA)
  • Manipulator (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 センサデータ処理用回路のプロセッサ等の手
段を必要とせず、センサからの出力信号に基づいて行う
位置の修正を速くする。 【解決手段】 センサ６の出力をサーボアンプ３に設け
た通信用ＬＳＩ３ａに接続する。通信用ＬＳＩ３ａとサ
ーボ制御用回路２とは高速シリアルバスＬ１で接続す
る。サーボ制御用回路２のＤＳＰは位置・速度フィード
バック処理周期毎にセンサ６で検出される圧力情報に基
づいて位置補正量を求める。また、メインプロセッサ１
から分配周期毎送られてくる各軸移動指令量より位置・
速度フィードバック処理周期毎の各軸サーボモータの移
動量を求めこの移動量に対して算出された位置補正量を
補正して移動指令量として位置、速度フィードバック処
理を行いサーボモータ４を駆動制御する。位置補正が位
置・速度フィードバック処理周期毎に行われるからロボ
ット動作を高速にすることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はロボット制御方法に
関する。特に、センサで検出した情報に基づいてロボッ
ト動作を補正するロボット制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば、部品の組み立てをロボットで行
う際、部品同士の嵌め合い作業が含まれる。部品同士の
嵌め合い作業を行う場合、部品同士の位置が正確に決め
られていないとこの嵌め合いが難しくなる。ロボットハ
ンドで把持されている部品を他の部品に嵌合させる場
合、ロボットに対する教示誤差により、または上記他の
部品の位置決め精度が悪いと部品同士を嵌め合わせるこ
とが難しくなる。
【０００３】そこで、従来は、ロボット手首先端に直交
するＸ，Ｙ，Ｚ軸方向の並進力とこれら軸回りのモーメ
ントを検出できる力センサを設け、一方の部品を他方の
部品に挿入嵌合する際に、上記力センサによって検出し
た圧力によって、ロボット各軸の位置姿勢を補正して部
品同士を嵌合させる動作を行う方法が採用されている。
図２は上述したようなセンサからの情報に基づいてロボ
ットの動作を補正するロボット制御装置の要部ブロック
図である。
【０００４】１はロボットを制御するロボット制御装置
のメインプロセッサ、２はロボットの各軸を駆動するサ
ーボモータを駆動制御するサーボ用制御回路で、ＤＳＰ
（デジタルシグナルプロセッサ）で構成されている。３
はインバータ等で構成されるサーボアンプ。４は軸を駆
動するサーボモータであり、４ａは該サーボモータの回
転位置、速度を検出するパルスコーダ等の位置・速度検
出器である。
【０００５】６はセンサであり、例えば、上述したよう
にロボット手首先端に取り付けられ、直交するＸ，Ｙ，
Ｚ軸方向の並進力とこれら軸回りのモーメントを検出で
きる力センサである。また、５は上記センサ６で検出し
た圧力より目標とする加速度を計算し、メインプロセッ
サ１に送出するセンサデータ処理用回路であり、ＤＳＰ
等で構成されている。上記メインプロセッサ１、サーボ
用制御回路２、センサデータ処理回路５はバス７で接続
されている。
【０００６】メインプロセッサ１は、図しないメモリ等
に記憶された教示プログラムを順次読みだし、該プログ
ラムで指令されている速度で移動指令位置にロボット手
首先端に取り付けられたハンド等を移動させるべく、ロ
ボット各軸のサーボ制御用回路２に所定周期毎移動指令
を分配する。各サーボ用制御回路２のＤＳＰは、メイン
プロセッサ１から所定周期毎送られてくる移動指令と、
位置・速度検出器４ａからフィードバックされてくる位
置フィードバック信号、速度フィードバック信号に基づ
いて位置のフィードバック制御、速度フィードバック制
御を行い各軸のサーボモータ４へのトルク指令（電流指
令）を求める。さらに、各サーボモータ４に流れる電流
を検出し電流のフィードバック制御をも行いサーボアン
プ３を介して、各軸のサーボモータ４を駆動し、ハンド
等のツールセンタポイントを指令位置に移動させる。
【０００７】一方、ロボットハンドで把持されている部
品を他の部品に嵌合させる場合、ロボットに対する教示
誤差や他の部品の位置決め精度が悪く、部品同士の嵌め
合い位置のずれがあると、上記センサ６より嵌め合い動
作に伴う位置ずれによる反力が検出され、この検出圧力
はセンサデータ処理用のＤＳＰ５に入力され、センサデ
ータ処理用回路５のＤＳＰによって目標加速度を算出
し、この目標加速度をメインプロセッサ１に出力する。
【０００８】メインプロセッサ１はこの検出加速度に基
づいて、位置、速度の補正量を算出し、教示プログラム
で指令された速度、位置を補正し、サーボ用制御回路２
に分配周期毎の移動指令を分配する。その結果、嵌め合
いの位置ずれが修正されて、部品同士の嵌め合い作業が
確実に実行されることになる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の方法で
は、メインプロセッサ１やサーボ制御用回路２のＤＳＰ
以外に、センサ６からの出力信号に基づいて目標加速度
を算出するセンサデータ処理用回路５を必要とする。さ
らに、センサデータ処理用回路５から、メインプロセッ
サ１に送信する加速度の送信周期を早くすることができ
ても、例えば５００Ｈｚ程度にすることができても、メ
インプロセッサ１が、この受信した加速度に基づいて速
度、位置を補正してサーボ用制御回路に移動指令を分配
する周期は、教示プログラムの移動指令の分配処理等の
ために予め決められたものであり、例えば５０Ｈｚ程度
である。その結果、嵌め合いの位置ずれの修正が遅くな
るという欠点がある。そこで、本発明の目的は、センサ
データ処理用回路等の手段を必要とせず、センサからの
出力信号に基づいて行う位置の修正を速くすることがで
きるロボット制御方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、上位プロセッ
サからの移動指令に基づいてプロセッサによりロボット
の位置、速度をフィードバック制御するサーボ制御用回
路にセンサからの情報をフィードバックしサーボ制御用
回路のプロセッサによってセンサからの情報に基づいて
位置、速度のフィードバック処理周期毎の位置補正量を
求めるようにする。そして、該補正量に基づいて位置、
速度のフィードバック処理周期毎の移動指令量を補正し
位置、速度のフィードバック制御を行いロボットの各軸
動作を補正するようにした。その結果、センサデータ処
理用回路等の手段を設ける必要がなく、かつ、サーボ用
制御回路に直接センサ情報が入力され、このサーボ用制
御回路で補正処理がなされるから、応答性がよくなり、
嵌め合いの位置ずれ等の位置、速度の修正が早くなりロ
ボット動作、作業を効率よく高速にすることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】図１は、本発明を実行するロボッ
ト制御装置の一実施形態の要部ブロック図である。図２
の構成と同一の構成は同一符号を付している。この図２
に示す従来例と相違する点は、センサデータ処理用の回
路を設けずに、直交するＸ，Ｙ，Ｚ軸方向の並進力とこ
れら軸回りのモーメントを検出できる６軸力センサ等の
センサ６からの出力信号をセンサインタフェース８を介
して６軸サーボアンプ３に設けた通信用ＬＳＩ３ａに入
力している。また、通信用ＬＳＩ３ａとサーボ制御用回
路２のＤＳＰは通信回線を介して接続されている。この
通信用ＬＳＩ３ａとサーボ制御用回路２間を結ぶ通信回
線、及びセンサインタフェース８と通信用ＬＳＩ３ａと
を結ぶ通信回線は、光ファイバ等で構成される高速シリ
アルバスＬ１、Ｌ２で構成され、サーボ制御用回路２と
６軸サーボアンプの各軸サーボアンプはデージチェーン
方式で接続されている。また、図１ではサーボモータ４
を１つしか記載されていないが、ロボットの６軸をそれ
ぞれ駆動するサーボモータが６つ設けられているもので
あるが１つだけ記載し他は省略している。
【００１２】メインプロセッサ１は図示しないメモリ等
に記憶された教示プログラを１ブロック毎読みだし、指
令された速度、指令位置に基づいてロボット各軸への移
動指令を分配周期毎（例えば５０Ｈｚの周期）サーボ制
御用回路２に出力する。
【００１３】サーボ制御用回路２のＤＳＰ（デジタルシ
グナルプロセッサ）はメインプロセッサ１から受信した
各軸毎の分配移動指令量から位置・速度のフイードバッ
ク処理周期（例えば４ＫＨｚの周期）毎の移動量に分割
し、位置・速度のフイードバック処理周期毎の移動指令
量を求める。さらに、上記センサ６で検出され、センサ
インタフェース８、高速シリアルバスＬ２、通信用ＬＳ
Ｉ３ａ、高速シリアルバスＬ1 を介してフイードバック
されてくるを圧力情報に基づいて目標加速度を求め、該
目標加速度より位置・速度のフイードバック処理周期毎
の位置補正量を算出し、この位置補正量で上記位置・速
度のフイードバック処理周期毎の移動指令量を補正し、
この補正した移動指令量と各サーボモータに取り付けら
れた位置・速度検出器４ａで検出され、通信用ＬＳＩ３
ａ、高速シリアルバスＬ1 を介してフイードバックされ
てくる位置・速度のフィードバック情報に基づいて位置
・速度のフィードバック制御を行い、各軸サーボモータ
４へのトルク指令（電流指令）を求める。さらには、こ
のトルク指令と図示しない電流検出器で検出され通信用
ＬＳＩ３ａ、高速シリアルバスＬ１を介して送られてく
るサーボモータ４に流れる各相フィードバック電流に基
づいて電流のフィードバック処理を行って各サーボモー
タの各相の電流指令を求め高速シリアルバスＬ１を介し
て通信用ＬＳＩ３ａに送信する。
【００１４】６軸サーボアンプ３側では、各軸サーボア
ンプが自己に対する各相電流指令を受けとりインバータ
等を駆動して各サーボモータ４を駆動制御する。以上の
とおり、センサ６で検出される圧力情報に基づいて、位
置・速度のフィードバック制御するサーボ制御用回路２
のＤＳＰが位置補正量を求めて補正処理を行うようにし
たから、従来のようにセンサデータ処理用のＤＳＰ等を
設ける必要がない。さらに、この位置補正はサーボ制御
用回路２のＤＳＰが実行する位置・速度フィードバック
処理周期毎に実行されることになるから、センサ６で圧
力を検出してから位置補正するまでの時間が非常に短く
なり、より速いロボット動作を実行することができる。
例えば、メインプロセッサ１からサーボ用ＤＳＰ２に移
動指令の分配周期が５０Ｈｚ、位置・速度フィードバッ
ク処理周期毎にサーボアンプ３に転送される電流指令が
４ＫＨｚであると、従来の方法では、位置補正が２０ｍ
ｓ毎しかなされないが、本発明においては、０．２５ｍ
ｓ毎になされ、位置補正が迅速になされることになる。
【００１５】
【発明の効果】本発明においては、センサデータを処理
するためのプロセッサ等を設ける必要がなく、かつ、サ
ーサ出力データに基づく位置補正も短い周期で実行され
るから、ロボット動作を高速にすることができ、ロボッ
トによる作業効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を実行するロボット制御装置の一実施形
態の要部ブロック図である。
【図２】従来の方法を実行するロボット制御装置の要部
ブロック図である。
【符号の説明】
１ メインプロセッサ ２ サーボ制御用ＤＳＰ ３ サーボアンプ ４ サーボモータ ４ａ 位置・速度検出器 ６ センサ Ｌ１、Ｌ２ 高速シリアルバス

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 センサからの情報に基づいてロボット動
    作を補正するロボット制御方法において、上位プロセッ
    サからの移動指令に基づいてプロセッサによりロボット
    の位置、速度をフィードバック制御するサーボ制御用回
    路に上記センサからの情報をフィードバックしサーボ制
    御用回路のプロセッサによってセンサからの情報に基づ
    いて位置、速度のフィードバック処理周期毎の位置補正
    量を求め、該補正量に基づいて位置、速度のフィードバ
    ック処理周期毎の移動指令量を補正し位置、速度のフィ
    ードバック制御を行いロボットの各軸動作を補正するこ
    とを特徴とするロボット制御方法。
JP9207428A 1997-07-17 1997-07-17 ロボット制御方法 Pending JPH1133960A (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9207428A JPH1133960A (ja) 1997-07-17 1997-07-17 ロボット制御方法
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EP (1) EP0945228B1 (ja)
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DE (1) DE69838941T2 (ja)
WO (1) WO1999003651A1 (ja)

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