JPS62284408A - Speed control method for industrial robot - Google Patents
Speed control method for industrial robotInfo
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- JPS62284408A JPS62284408A JP12564686A JP12564686A JPS62284408A JP S62284408 A JPS62284408 A JP S62284408A JP 12564686 A JP12564686 A JP 12564686A JP 12564686 A JP12564686 A JP 12564686A JP S62284408 A JPS62284408 A JP S62284408A
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- robot
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野 )
本発明は、産業用ロボットの速度制御法に関するもので
、より具体的には、産業用ロボットの各腕軸の駆動源の
駆動能力を考慮して、複数の腕輪に関して最も効率のよ
い許容最大速度(又は加速度)を用いてコンピュータ演
算を行い、その結果に基づいてサーボ制御を行い、駆動
源の駆動能力を最大限に活用し、産業用ロボットの姿勢
に対応した高速化を達成するものである。[Detailed Description of the Invention] (Field of Industrial Application) The present invention relates to a speed control method for an industrial robot. Then, computer calculations are performed using the most efficient allowable maximum speed (or acceleration) for multiple bracelets, and servo control is performed based on the results to maximize the drive capacity of the drive source and achieve industrial This is to achieve speedup that corresponds to the robot's posture.
(従来の技術)
産業用ロボットの中、溶接ロボットや塗装ロボットでは
絶対的な線速度が要求される。スポット溶接の場合を除
き、アーク溶接では連続した溶接線を正確にたどり、し
かも溶は込み量や熱による材料の歪の補正を均一にする
ためには、絶対的な線速度を指定する必要があり、また
塗装作業では均一な塗膜を作り、美しい仕上状態を得る
ためには、指定された線速度で走行することが不可欠だ
からである。 これに対し移載ロボットや組立口ポッ
トでは、絶対的な線速度よりも能カ一杯の高速度が要求
される場合が多い、 また溶接ロイ−2トや塗装ロボッ
トでも、溶接を中断する場所やエアカット区間中では移
載ロボットなどと同様な要求があるため、ロボットの姿
勢に依存した最高速度が要求される。(Prior art) Among industrial robots, welding robots and painting robots require absolute linear speed. With the exception of spot welding, in arc welding it is necessary to specify an absolute linear velocity in order to accurately trace a continuous weld line and evenly compensate for the amount of penetration and distortion of the material due to heat. Also, in painting work, it is essential to travel at a specified linear speed in order to create a uniform coating and obtain a beautiful finish. On the other hand, transfer robots and assembly port pots often require high speeds to the fullest capacity rather than absolute linear speeds, and welding robots and painting robots often require During the air cut section, there are similar requirements for transfer robots, so a maximum speed that depends on the robot's posture is required.
(発明が解決しようとする問題点)
従来のロボットでは、その速度は、たとえば、Im/s
ecといったように絶対的に決められ、また指定された
速度で再生されていた。 第1図にオイテ、点A Oo
、 YA 、 ZA ) カラ点B(XB 、YB
、 2B )まで動作する場合に、速度をVとすると
、を秒後の位置Pは、
で表はされ、極めて短時間(数aS)毎に位置Pを求め
ロボットの位置を決めていた。(Problem to be solved by the invention) In a conventional robot, its speed is, for example, Im/s.
ec, etc., and was played back at a specified speed. In Figure 1, point A Oo
, YA, ZA) Empty point B (XB, YB
, 2B), and if the speed is V, then the position P after seconds is expressed as follows.The position P of the robot was determined every extremely short time (several aS).
例えば第1図のロボットのように、S 1.S 2゜S
3の3個の関節で構成されているとすると、このロボッ
トが等速度で直線動作をする限り、Slは最も中心に近
いN点で最も早く、最も中心から遠いB点で最も遅く動
作する必要がある。For example, like the robot in FIG. 1, S1. S 2゜S
Assuming that the robot is made up of three joints in Figure 3, as long as this robot moves in a straight line at a constant speed, Sl should move fastest at point N, which is closest to the center, and slowest at point B, which is farthest from the center. There is.
この場合、特にN点の近傍では、Stの限界速度に制限
されロボットが指定速度で動作できるとは限らない、
S1以外の他の52.33の関節についても同様のこと
が言える。In this case, especially near the N point, the robot is not necessarily able to operate at the specified speed because it is limited by the limit speed of St.
The same can be said of the other 52.33 joints other than S1.
(問題点を解決するための手段)
ロボットが教示点から次の教示点までを動作する際゛に
、最も負荷の重い軸の負荷の重い点を基準にして、自動
的に速度を低減することができるようにし、異常負荷に
よって途中で停止することがなく、かつ指定された速度
に最も忠実に動作するようにする必要がある。 そのた
めの具体的手段として、ロボットの合成速度がVのとき
複数の腕軸の夫々に関して最大速度をωとし、駆動源の
能力によって定まる限界速度ωIaxとの比を求め、求
められた各腕軸ごとの比の中で最小のものを許容最大速
度kminとして、これを用いて制御の演算を行い、そ
の結果に基づいてサーボ制御部を制御して、各腕輪のた
めの駆効能、力を最大源に活用し姿勢に対応したロボッ
トの腕部の移動高速化を可能にした。 以下実施例につ
いて説明する。(Means for solving the problem) When the robot moves from one teaching point to the next teaching point, the speed should be automatically reduced based on the point with the heaviest load on the axis with the heaviest load. It is necessary to ensure that the system is able to operate at the specified speed without stopping midway due to abnormal loads, and that it operates most faithfully to the specified speed. As a specific means for this purpose, when the combined speed of the robot is V, let the maximum speed of each of the plurality of arm axes be ω, find the ratio to the limit speed ωIax determined by the ability of the drive source, and calculate the speed for each of the obtained arm axes. The minimum of the ratios is set as the maximum permissible speed kmin, and this is used to calculate the control, and the servo control unit is controlled based on the result to maximize the driving efficiency and force for each bracelet. This has enabled the robot's arm to move faster in response to different postures. Examples will be described below.
(実施例)
以下図面に示す本発明の実施例につき詳説する。第1図
において、3つの軸31.32、S3を有するロボット
腕の軸Slの移動角速度は1例えば腕の先端が教示点A
点(座標:XA、YA、ZA)から教示点B点(座標:
XB、YB。(Example) Examples of the present invention shown in the drawings will be explained in detail below. In FIG. 1, the moving angular velocity of the axis Sl of a robot arm having three axes 31, 32 and S3 is 1, for example, the tip of the arm is at the teaching point A.
From point (coordinates: XA, YA, ZA) to teaching point B (coordinates:
XB, YB.
ZB)へ移動するときN点において最大となる。When moving to ZB), it becomes maximum at point N.
この最大角速度をωiとする。 また、軸S1はモータ
等によって駆動されるのであるが、そのモータ等の駆動
々力源の駆動能力には当然限界があるので、軸S1の角
速度にも当然限界がある。Let this maximum angular velocity be ωi. Furthermore, although the shaft S1 is driven by a motor or the like, there is naturally a limit to the driving ability of the driving power source such as the motor, and therefore, there is also a limit to the angular velocity of the shaft S1.
この限界角速度をω、 sawする。いま、この最大角
速度ωl と限界角速度ωl la夏との比をに1とす
ると。This critical angular velocity is ω, saw. Now, let us assume that the ratio between this maximum angular velocity ωl and the limit angular velocity ωl la summer is 1.
k1=□
ω1
となり、このに1はω、がω1■axを超えることl+
31か か の −1上 番1 十 考 し)す1
1士 1Lこ 笛 1− し亀 ものとなる、 すなわ
ち1例えばに里=2とするとω1=イω、 laXとな
り、これは軸SLの最大角速度0重がその限界角速度ω
l laXの半分であることを意味し、換言すれば軸5
1の角速度ω□をもっと大きくすること、すなわち高速
化(高能率化)する余裕があることを意味する。 従っ
て駆動能力−ぽいまで、角速度ω1を(ωI Ila!
に等しくなるまですなわちkl=1とな、るまで)増大
させることが可能である。 そして、k1=1のとき軸
S1は能力−ぽいの角速度0重=ωI■a!で駆動され
ることになる。k1=□ ω1, and in this case, 1 is ω, which exceeds ω1■ax l+
31 or -1 top number 1 10 thoughts) 1
For example, if ni = 2, then ω1 = ω, laX, which means that the maximum angular velocity of axis SL, 0, is its limit angular velocity ω.
l means half of laX, in other words axis 5
This means that there is room to increase the angular velocity ω□ of 1, that is, to increase the speed (high efficiency). Therefore, the angular velocity ω1 is set to (ωI Ila!) until the driving capacity is equal to
(kl = 1). Then, when k1=1, the axis S1 is the ability - the angular velocity of 0 weight = ωI■a! It will be driven by
以上述べたのは軸Slに関するものであるが、同様に軸
S2及びS3に関しても次のようなに2.に、が得られ
る。The above description relates to the axis Sl, but the following 2. , is obtained.
ω2 maX (r)
5 maXk2== 、 ks=□ω2
ω5ここで、
k、、に2及びに3のうちの最小のものをkainとす
ると、kmin vがA点からB点へ移動するときの許
容最大速度である。 今、例えばに、、に、、及びに3
が夫々1.53.1.02.1.38であるとするとに
2が最も小さく、すなわち軸S2の最大角速度ω2が軸
S2の限界角速度ω211a!に最も近いことを意味し
、換言すれば軸S2が最も高い効率(角速度)で駆動さ
れており、他の軸St及びS3に関しては、まだまだ高
効率化(高速化)への余裕を残して駆動されていること
になる。 ここで、第1図のロボットを最小のに2でな
く仮りに最高値のktで駆動したとすると、軸S2、S
3については余裕を増大させることになり、換言すれば
よりのんびりと遊ばせた駆動をすることになってロボッ
ト作業の能率は低下する。ω2 maX (r)
5 maXk2==, ks=□ω2
ω5 Here,
If the minimum of k, , 2 and 3 is kain, then kminv is the maximum allowable speed when moving from point A to point B. Now, for example, , , , and 3
are respectively 1.53.1.02.1.38, then 2 is the smallest, that is, the maximum angular velocity ω2 of the axis S2 is the limit angular velocity ω211a of the axis S2! In other words, the axis S2 is driven with the highest efficiency (angular velocity), and the other axes St and S3 are driven with still room for higher efficiency (higher speed). This means that it has been done. Here, if we drive the robot in Figure 1 at the maximum value of kt instead of the minimum value of 2, then the axes S2, S
Regarding 3, the margin will be increased, in other words, the robot will be driven more leisurely and the efficiency of the robot work will be reduced.
また、仮りにkmin @ k2 = 1.02よりも
小さいk sin = 1.OLとしてロボットを駆動
したとすると軸S1.S2及びS3に過大負荷が掛かり
、特にkの値の最大な(k 、 = 1.53)軸si
については異常負荷が掛かることになる。Also, suppose k sin = 1. which is smaller than kmin @ k2 = 1.02. If the robot is driven as an office worker, the axis S1. S2 and S3 are overloaded, especially the axis si with the largest value of k (k, = 1.53).
This will result in an abnormal load.
このような理由から許容最大速度比Kminとしてに、
、に2.に、のうちの最小のものに2を選択するもので
ある。For this reason, as the maximum allowable speed ratio Kmin,
, to 2. 2 is selected as the smallest of the two.
第2図はロボットを制御する中央処理ユニットCPUの
動作を説明するためのもので、10はCPUの入力装置
として角速度を入力する操作盤がスイ・・チ14を示す
記号で示されている。 この操作盤の入カキ−には加速
度入力の他パーセント表示で入力できる“%”キーも含
まれている。FIG. 2 is for explaining the operation of the central processing unit CPU that controls the robot. Reference numeral 10 indicates a switch 14, which is an operation panel for inputting angular velocity as an input device of the CPU. In addition to inputting acceleration, the input keys on this operation panel also include a "%" key that allows input in percentage display.
CPUでは合成速度Vから前述の許容最大速度ksin
vが認識される。 許容最大速度kminvが認識され
ると、t 、、t2 −−−− tnの時間経過に伴っ
てロボット先端の位置Pは、
の演算式に従って、P+ +P 2.−−P nがC
PUによって算出され、その算出された出力信号がCP
Uから出力されて11.12のサーボ制御部1.2−−
一が制御される。13は入力ポートである。このように
ロボットは最大速度ksinvに基づいて制御される結
果、ロボット腕駆動点の能力−ぽいまで有効に利用され
、かついづれかの軸が異常負荷状態となって停止してし
まうという不都合は解消される。In the CPU, the above-mentioned maximum allowable speed k sin is calculated from the composite speed V.
v is recognized. When the maximum permissible speed kminv is recognized, the position P of the robot tip is calculated as P+ +P2. according to the calculation formula as time passes t,, t2 ---- tn. --P n is C
The calculated output signal is calculated by the PU and the calculated output signal is
Output from U and 11.12 servo control section 1.2--
one is controlled. 13 is an input port. As a result of the robot being controlled based on the maximum speed ksinv in this way, the capacity of the robot arm driving point is effectively utilized, and the inconvenience of one of the axes being stopped due to abnormal load is eliminated. Ru.
以上述べた実施例は角速度に関するものであったが、角
速度の他に速度および加速度に関しても全く同様に考察
することができる。 例えば加速度の場合は合成加速度
がαのとき、軸S1.52−−−Snに関して最大加速
度α1、α2−−一αnおよび限界加速度α、 l1a
X 、α7+1aX−−−αnff1a!とからその比
a1.a2−−anを求めて、al 、a2−−−an
の中の最小のものamin、αを許容最大速度としてC
PU演算に使用できる。 さらに、いままで述べた直
線運動に限らず円弧運動にも適用可能であることは云う
までもない。Although the embodiments described above relate to angular velocity, the same consideration can be given to velocity and acceleration in addition to angular velocity. For example, in the case of acceleration, when the resultant acceleration is α, the maximum acceleration α1, α2−−αn and the limit acceleration α, l1a with respect to the axis S1.52−−−Sn
X, α7+1aX---αnff1a! and the ratio a1. Find a2---an, al, a2---an
C
Can be used for PU calculations. Furthermore, it goes without saying that it is applicable not only to the linear motion described above but also to circular arc motion.
(発明の効果)
以上述べたとおり、本発明によれば工業用ロボットの腕
軸駆動源の駆動能力を考慮して、複数腕輪に関して最も
効率のよい許容最大速度(加速度)を用いてコンピュー
タ演算を行い、その演算結果に基づいてサーボ制御部を
制御することにより、腕軸駆動源の駆動能力を最大限に
活用することが可能となり、それによって過負荷等を超
すことなくロボットの姿勢に対応した高速化(高能率化
)が達成される。(Effects of the Invention) As described above, according to the present invention, computer calculations are performed using the most efficient allowable maximum speed (acceleration) for multiple bracelets, taking into account the drive capacity of the arm shaft drive source of an industrial robot. By controlling the servo control unit based on the calculation results, it is possible to make maximum use of the drive capacity of the arm axis drive source, which allows it to respond to the robot's posture without exceeding overload. High speed (high efficiency) is achieved.
第1図はロボットが教示点AからBに等速で直線動作を
するときの状態を示す説明図で、第2図はロボットの速
度を制御する中央処理ユニットCPUの動作を説明する
ブロック図である。
図面中の符号
1.2:サーボ制御部。
10:cPU、 11.12+サ一ボ制御部、13:
入力ポート、14:スイi、チ部、A、B、N:教示点
、Figure 1 is an explanatory diagram showing the state when the robot moves linearly at a constant speed from teaching point A to B. Figure 2 is a block diagram explaining the operation of the central processing unit CPU that controls the speed of the robot. be. Reference numeral 1.2 in the drawing: Servo control section. 10: cPU, 11. 12 + sabot control unit, 13:
Input port, 14: Switch i, part A, B, N: teaching point,
Claims (1)
々に関しての最大速度をωとし駆動源の能力によって定
まる限界速度をωmaxとしたときの比; k=(ωmax)/ω を 求め、求められられた各腕軸ごとの比、k_1、k_2
−−−knの中で最小のものをkminとするとき許容
最大速度をkmin vとし、これを用いてロボット制
御の演算を行い、その演算結果に基づいてサーボ制御部
を制御することにより、前記複数の腕軸のための前記駆
動源の駆動能力を最大源に活用し、それによって過負荷
を起すことなく前記ロボットの姿勢に対応したロボット
の腕部の移動高速化を可能とすることを特徴とする産業
用ロボットの速度制御法。[Claims] When the combined speed of the industrial robot is v, the ratio when ω is the maximum speed for each of the plurality of arm axes and ωmax is the limit speed determined by the capability of the drive source; k = (ωmax )/ω, and the obtained ratio for each arm axis, k_1, k_2
---When the minimum speed among kn is kmin, the allowable maximum speed is kminv, and this is used to perform calculations for robot control, and the servo control section is controlled based on the calculation results. The driving capacity of the drive source for a plurality of arm axes is utilized to the maximum, thereby making it possible to increase the speed of movement of the arm of the robot corresponding to the posture of the robot without causing overload. speed control method for industrial robots.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12564686A JPS62284408A (en) | 1986-06-02 | 1986-06-02 | Speed control method for industrial robot |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12564686A JPS62284408A (en) | 1986-06-02 | 1986-06-02 | Speed control method for industrial robot |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62284408A true JPS62284408A (en) | 1987-12-10 |
Family
ID=14915174
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP12564686A Pending JPS62284408A (en) | 1986-06-02 | 1986-06-02 | Speed control method for industrial robot |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS62284408A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0271989A (en) * | 1988-09-05 | 1990-03-12 | Kubota Ltd | Extension/contraction control device for articulated arms of harvesting machines |
JPH0384604A (en) * | 1989-08-29 | 1991-04-10 | Fanuc Ltd | Feed speed control method for numerical controller |
JP2012240142A (en) * | 2011-05-17 | 2012-12-10 | Fanuc Ltd | Spot welding robot provided with learning control function |
US8886359B2 (en) | 2011-05-17 | 2014-11-11 | Fanuc Corporation | Robot and spot welding robot with learning control function |
-
1986
- 1986-06-02 JP JP12564686A patent/JPS62284408A/en active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0271989A (en) * | 1988-09-05 | 1990-03-12 | Kubota Ltd | Extension/contraction control device for articulated arms of harvesting machines |
JPH0384604A (en) * | 1989-08-29 | 1991-04-10 | Fanuc Ltd | Feed speed control method for numerical controller |
JP2012240142A (en) * | 2011-05-17 | 2012-12-10 | Fanuc Ltd | Spot welding robot provided with learning control function |
US8886359B2 (en) | 2011-05-17 | 2014-11-11 | Fanuc Corporation | Robot and spot welding robot with learning control function |
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