JP2018067284A - Drive control device, drive control system, torque control device, assist control device - Google Patents
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Abstract
【課題】粘性変化を持つ機構部に適用しても、外乱推定内の粘性変化を考慮して駆動部の駆動状態に拘らず外乱推定の精度を極力向上できる駆動制御装置を提供する。【解決手段】装置の各部について、駆動・検出部230内では、モータドライバ235が制御対象物と結合される潤滑剤を含んだ粘性変化を持つ機構部の電動機を駆動部231のアクチュエータ232を介して駆動し、駆動情報検出部236が駆動部231の駆動情報を検出し、電流検出部234が駆動部231の電流を検出する。CPU210内では、外乱推定部238が機構部に加わる負荷外乱を電流、駆動情報に基づいて推定し、駆動制御部213が駆動部231への駆動指令を負荷外乱に含まれる機構部と駆動部231とに関する粘性係数、及び駆動情報に基づいて制御する他、負荷外乱の推定時に粘性係数の値を駆動部231による機構部の停止中に停止時間に応じて補正する。【選択図】図2Provided is a drive control device capable of improving the accuracy of disturbance estimation as much as possible regardless of the drive state of a drive unit in consideration of the viscosity change in the disturbance estimation even when applied to a mechanism unit having a viscosity change. For each part of the apparatus, in a drive / detection unit 230, a motor driver 235 drives a motor of a mechanism unit having a viscosity change including a lubricant coupled with an object to be controlled via an actuator 232 of the drive unit 231. The drive information detection unit 236 detects the drive information of the drive unit 231, and the current detection unit 234 detects the current of the drive unit 231. In the CPU 210, the disturbance estimation unit 238 estimates a load disturbance applied to the mechanism unit based on current and drive information, and the drive control unit 213 includes a drive unit 231 including a drive command included in the load disturbance and the mechanism unit and the drive unit 231. In addition to the control based on the viscosity coefficient relating to the driving force and the drive information, the value of the viscosity coefficient is corrected according to the stop time while the mechanism is stopped by the drive unit 231 when the load disturbance is estimated. [Selection] Figure 2
Description
本発明は、駆動制御装置、駆動制御システム、トルク制御装置、アシスト制御装置に関する。 The present invention relates to a drive control device, a drive control system, a torque control device, and an assist control device.
従来、この種の駆動制御装置による制御対象の一例となる産業ロボットの腕や手に相当する部分のマニピュレータにおける外乱や外乱トルクを推定する方法として、外乱オブザーバを使用する技術が知られている。このような技術では、マニピュレータに結合される機構部に接続された電動機であるモータの電流・角速度・角加速度等から外乱を推定する。具体的には、モータの電流及びトルク定数を乗算した入力トルク、並びにモータの回転系慣性モーメントを示すイナーシャ及び角加速度を乗算した出力トルクとクーロン摩擦や粘性摩擦に係る摩擦力との関係から外乱トルクを推定する場合を例示できる。 2. Description of the Related Art Conventionally, a technique using a disturbance observer is known as a method for estimating a disturbance or disturbance torque in a manipulator corresponding to an arm or hand of an industrial robot that is an example of an object to be controlled by this type of drive control device. In such a technique, a disturbance is estimated from the current, angular velocity, angular acceleration, and the like of a motor that is an electric motor connected to a mechanism unit coupled to a manipulator. Specifically, the disturbance is determined from the relationship between the input torque multiplied by the motor current and the torque constant, the output torque multiplied by the inertia and angular acceleration indicating the motor inertia moment, and the frictional force related to Coulomb friction and viscous friction. A case where torque is estimated can be exemplified.
このような制御対象における外乱や外乱トルクの推定に関連する周知技術の一例は下記に挙げられる。時間や温度ともに変化する摩擦力をより正確に求め、時間や温度の変化に依存することなく常に位置制御や柔軟制御の制御性能を高く維持することができる「サーボ制御装置および方法」(特許文献1参照)である。 An example of a well-known technique related to estimation of disturbance and disturbance torque in such a controlled object is given below. "Servo control device and method" that can obtain the frictional force that changes with time and temperature more accurately, and can always maintain high control performance of position control and flexible control without depending on the change of time and temperature (Patent Document) 1).
上述した特許文献1に係る技術は、摩擦補償により位置制御や柔軟制御の性能を向上するため、一定時間でトルク指令値とシミュレーション値とを常に比較し、粘性値及びクーロン摩擦値を補正する手段を開示している。ところが、係る手法では、グリース等の潤滑剤による粘性変化を持つ機構部に適用した場合、粘性のパラメータが変化してしまい、外乱推定の精度が悪化してしまうという問題がある。その他、外乱推定時の粘性値が考慮されておらず、駆動部により駆動指令を受けるモータの停止中には粘性値を補正することができないという問題もある。 The technology according to Patent Document 1 described above is means for constantly correcting the torque command value and the simulation value in a certain time to correct the viscosity value and the Coulomb friction value in order to improve the position control and flexible control performance by friction compensation. Is disclosed. However, such a method has a problem that, when applied to a mechanism having a viscosity change caused by a lubricant such as grease, the viscosity parameter changes, and the accuracy of disturbance estimation deteriorates. In addition, the viscosity value at the time of disturbance estimation is not considered, and there is a problem that the viscosity value cannot be corrected while the motor receiving the drive command from the drive unit is stopped.
また、特許文献1に係る技術は、駆動部のトルク推定の精度を改善するため、時間や温度の変化に依存することなく、時間変化や温度変化に対して動的に粘性摩擦係数を切り替えている。或いは、時間変化に応じた摩擦モデルを生成することによって、粘性摩擦係数を時間変化に対して補償する手法を開示している。ところが、係る手法では、時間及び速度や温度に代表される状況変動に対する粘性摩擦係数の変化を考慮していないため、外乱トルク推定の精度が悪化してしまうという問題がある。 In addition, the technique according to Patent Document 1 dynamically switches the viscous friction coefficient with respect to time change or temperature change without depending on time or temperature change in order to improve the accuracy of torque estimation of the drive unit. Yes. Alternatively, a technique is disclosed in which a viscous friction coefficient is compensated for a time change by generating a friction model according to the time change. However, this method has a problem that the accuracy of disturbance torque estimation deteriorates because changes in the viscous friction coefficient with respect to changes in conditions represented by time, speed, and temperature are not taken into consideration.
本発明は、このような問題点を解決すべくなされたもので、その主たる技術的課題は、以下のように表現できる。粘性変化を持つ機構部に適用しても、外乱推定内の粘性変化を考慮して駆動部の駆動状態に拘らず外乱推定の精度を向上できる駆動制御装置、駆動制御システム、トルク制御装置、アシスト制御装置を提供するものである。 The present invention has been made to solve such problems, and the main technical problem can be expressed as follows. A drive control device, drive control system, torque control device, and assist that can improve the accuracy of disturbance estimation regardless of the drive state of the drive unit, taking into account the viscosity change in the disturbance estimation, even when applied to a mechanism portion with viscosity change A control device is provided.
また、本発明のその他の技術的課題は、以下のように表現できる。粘性変化を持つ機構部に適用しても、状況変動に対する粘性摩擦係数の変化を考慮して外乱トルク推定の精度を向上できる駆動制御装置、駆動制御システム、トルク制御装置、アシスト制御装置を提供するものである。 Further, other technical problems of the present invention can be expressed as follows. Provided is a drive control device, a drive control system, a torque control device, and an assist control device that can improve the accuracy of disturbance torque estimation in consideration of a change in viscous friction coefficient with respect to a situation change even when applied to a mechanism portion having a viscosity change. Is.
上記技術的課題を解決するため、本発明の一形態は、制御対象物を駆動する駆動部と、制御対象物及び駆動部に接続され、潤滑剤を含んだ粘性変化を持つ機構部と、駆動部による機構部の駆動情報を検出する駆動情報検出部と、駆動部に流れる電流を検出する電流検出部と、機構部に加わる負荷外乱を電流検出部で検出された電流と駆動情報検出部で検出された駆動情報とに基づいて推定する外乱推定部と、駆動部への駆動指令を外乱推定部により推定された負荷外乱に含まれる当該駆動部と機構部とに関する粘性係数、及び駆動情報検出部により検出された駆動情報に基づいて制御する制御部と、を備えた駆動制御装置であって、制御部は、外乱推定部による負荷外乱の推定時に粘性係数の値を駆動部による機構部の駆動開始後から予め決められた値に漸近し、且つ駆動情報の変化に応じて異なる値に漸近するように設定することを特徴とする。 In order to solve the above technical problem, an embodiment of the present invention includes a drive unit that drives a control target, a mechanism unit that is connected to the control target and the drive unit and has a viscosity change including a lubricant, and a drive A drive information detection unit that detects drive information of the mechanism unit by the unit, a current detection unit that detects a current flowing through the drive unit, and a current detected by the current detection unit and a drive information detection unit that detects a load disturbance applied to the mechanism unit A disturbance estimation unit that estimates based on the detected drive information, a viscosity coefficient related to the drive unit and the mechanism unit included in the load disturbance estimated by the disturbance estimation unit, and drive information detection A control unit that controls based on the drive information detected by the unit, the control unit, the value of the viscosity coefficient when estimating the load disturbance by the disturbance estimation unit, of the mechanism unit by the drive unit Predetermined after the start of driving Asymptotic to a value that is, and and setting to asymptotically to different values in response to changes in the driving information.
本発明では、上記一形態に係る構成により、粘性変化を持つ機構部に適用しても、外乱推定内の粘性変化を考慮して駆動部による駆動状態に拘らず負荷外乱推定の精度を向上できるようになる。上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施の形態の説明により明らかにされる。 In the present invention, the configuration according to the above aspect can improve the accuracy of load disturbance estimation regardless of the driving state by the driving unit in consideration of the viscosity change in the disturbance estimation even when applied to a mechanism unit having a viscosity change. It becomes like this. Problems, configurations, and effects other than those described above will be clarified by the following description of embodiments.
以下に、本発明の駆動制御装置、駆動制御システム、トルク制御装置、アシスト制御装置について、実施例を挙げ、図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, examples of the drive control device, the drive control system, the torque control device, and the assist control device of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、本発明の実施例に係る駆動制御装置が適用されたマニピュレータ装置200の概略構成を示したものである。同図(a)は駆動制御装置を備えたマニピュレータ本体201と制御対象のマニピュレータ並びに周辺装置との接続構成に係るブロック図、同図(b)はマニピュレータの外観を側面方向から示した図である。 FIG. 1 shows a schematic configuration of a manipulator device 200 to which a drive control device according to an embodiment of the present invention is applied. FIG. 4A is a block diagram relating to a connection configuration of a manipulator body 201 having a drive control device, a manipulator to be controlled, and peripheral devices, and FIG. 4B is a diagram showing an external view of the manipulator from the side. .
図1(a)、図1(b)を参照すれば、このマニピュレータ装置200は、一端側が手の役割を持つアーム101の他端部の根元部分がベース板108に取付け固定された土台102との間で軸支されて関節となる。また、軸心を駆動中心103としてアーム101が回転可能な1自由度を持つ制御対象のマニピュレータとして機構部に結合される。この上でマニピュレータ本体201に備えられる駆動制御装置で機構部の電動機を駆動するように構成される。ここでのマニピュレータの駆動中心103は、減速機106に接続され、電動機としてのモータ105からの動力によって回転駆動される。これにより、減速機106に接続されたモータ105の動力が伝達されてアーム101が駆動中心103に対して回転駆動する。アーム101の動作を制動させるためにアーム101の根元部分と減速機106との間に動力伝達機構部としてのクラッチを介在させても良い。モータ105にはその回転量を計測可能なモータ用エンコーダ(ENC)104が取付けられている。ここでの機構部は、モータ105及びこれを駆動する駆動部に接続される減速機106及びモータ用エンコーダ104を含む構成(或いはアーム101を含めても良い)を示す。土台102は、機構部及びモータ105とマニピュレータのアーム101とに対する支持部として働く。マニピュレータ自体は、減速機106とモータ用エンコーダ104が取付けられたモータ105とがアーム101に固定され、駆動中心103が土台102に固定される構造となる。その他、マニピュレータ本体201には、後文で説明する外部接続装置107が接続される。 Referring to FIGS. 1 (a) and 1 (b), the manipulator device 200 includes a base 102 in which the base portion of the other end portion of the arm 101 having one end side serving as a hand is attached and fixed to the base plate 108. It is pivotally supported and becomes a joint. In addition, the arm 101 is coupled to the mechanism unit as a control target manipulator having one degree of freedom in which the arm 101 can rotate with the drive shaft 103 as an axis. On this, the drive controller provided in the manipulator body 201 is configured to drive the electric motor of the mechanism unit. The driving center 103 of the manipulator here is connected to a speed reducer 106 and is rotationally driven by power from a motor 105 as an electric motor. Thereby, the power of the motor 105 connected to the speed reducer 106 is transmitted, and the arm 101 is rotationally driven with respect to the drive center 103. In order to brake the operation of the arm 101, a clutch as a power transmission mechanism may be interposed between the base portion of the arm 101 and the speed reducer 106. A motor encoder (ENC) 104 capable of measuring the amount of rotation is attached to the motor 105. Here, the mechanism unit shows a configuration including a motor 105 and a speed reducer 106 and a motor encoder 104 connected to a drive unit that drives the motor 105 (or the arm 101 may be included). The base 102 serves as a support part for the mechanism part and the motor 105 and the arm 101 of the manipulator. The manipulator itself has a structure in which the speed reducer 106 and the motor 105 to which the motor encoder 104 is attached are fixed to the arm 101 and the drive center 103 is fixed to the base 102. In addition, an external connection device 107, which will be described later, is connected to the manipulator body 201.
上述したマニピュレータ装置200におけるマニピュレータの機構部は、潤滑剤を含む粘性変化を持つ場合を想定している。因みに、ここでは制御対象物をマニピュレータのアーム101としたが、その他にグリース等の潤滑剤を含む波動歯車装置や工作機器等に適用することも可能である。こうした場合、機構部のモータ105は、それ以外の流体機械や熱機関を含む広義な意味での原動機を用いることが可能である。 It is assumed that the manipulator mechanism in the above-described manipulator device 200 has a viscosity change including a lubricant. Incidentally, although the controlled object is the arm 101 of the manipulator here, it can also be applied to a wave gear device, a machine tool or the like including a lubricant such as grease. In such a case, the motor 105 of the mechanism unit can use a prime mover in a broad sense including other fluid machines and heat engines.
図2は、図1に示すマニピュレータ装置200の細部構成を周辺装置を含めて示したブロック図である。 FIG. 2 is a block diagram showing a detailed configuration of the manipulator device 200 shown in FIG. 1 including peripheral devices.
図2を参照すれば、ここでのマニピュレータ装置200は、マニピュレータ本体201に対して周辺装置として上述した外部接続装置107に該当する電源部291とホストコントローラ281とが接続されて構成される。マニピュレータ動作に画像情報が必要な場合には更にホストコントローラ281に対して画像入力装置271が接続される。因みに、マニピュレータ装置200の構成自体は、変更可能である。マニピュレータ本体201、ホストコントローラ281、電源部291を別体として構成する以外、これらの全てをマニピュレータ本体201内に実装したスタンドアロン式の構成を例示できる。 Referring to FIG. 2, the manipulator device 200 is configured by connecting a power supply unit 291 corresponding to the external connection device 107 described above as a peripheral device to the manipulator body 201 and a host controller 281. When image information is required for manipulator operation, an image input device 271 is further connected to the host controller 281. Incidentally, the configuration itself of the manipulator device 200 can be changed. Except for configuring the manipulator body 201, the host controller 281 and the power supply unit 291 as separate bodies, a stand-alone configuration in which all of them are mounted in the manipulator body 201 can be exemplified.
マニピュレータ本体201の細部構成は、駆動部231のアクチュエータ232に対する駆動指令を駆動・検出部230のモータドライバ235を介して行うCPU210を備える。このCPU210内の通信制御部211がホストコントローラ281と通信網282で接続され、ホストコントローラ281から通信網282及び通信制御部211を経由してCPU210内の駆動制御部213に各種情報が伝送される。この各種情報は、動作モード情報、駆動制御に必要な各種パラメータ、マニピュレータの目標移動位置情報等である。 The detailed configuration of the manipulator body 201 includes a CPU 210 that issues a drive command to the actuator 232 of the drive unit 231 via the motor driver 235 of the drive / detection unit 230. The communication control unit 211 in the CPU 210 is connected to the host controller 281 through the communication network 282, and various information is transmitted from the host controller 281 to the drive control unit 213 in the CPU 210 via the communication network 282 and the communication control unit 211. . The various information includes operation mode information, various parameters necessary for drive control, target movement position information of the manipulator, and the like.
CPU210には、各種センサ220や各種スイッチ221の信号が入力される。また、例えばCPU210に接続可能な入力部239から動作モードを入力して設定することもできる。この際、これらの信号情報に基づいてマニピュレータに対する緊急停止等の軌道停止動作が駆動制御部213の動作指令によって行われる。更に、CPU210にはクロック223が入力端子及び出力端子で接続され、クロック信号が取り込まれるようになっている。 The CPU 210 receives signals from various sensors 220 and various switches 221. For example, an operation mode can be input and set from an input unit 239 that can be connected to the CPU 210. At this time, an orbit stop operation such as an emergency stop for the manipulator is performed by an operation command of the drive control unit 213 based on the signal information. Further, a clock 223 is connected to the CPU 210 via an input terminal and an output terminal, and a clock signal is taken in.
加えて、CPU210内には、動作プログラムやマニピュレータの動作制御に必要な情報を書き換え可能に格納するための各種メモリ機能を持つ記憶部214やカウント計数用のタイマ212が搭載されている。これらに接続された駆動制御部213は、マニピュレータの動作制御として、駆動・検出部230のモータドライバ235による駆動部231のアクチュエータ232への駆動指令を出力する。このとき、駆動制御部213は、外乱推定部238により推定された負荷外乱に含まれるモータ105と機構部と関する粘性係数に基づいて駆動指令の出力を制御する。即ち、マニピュレータの各関節は、駆動制御部213から駆動指令を受けた駆動・検出部230のモータドライバ235がドライブする駆動部231のアクチュエータ232によって機構部のモータ105を駆動することで行われる。図2では駆動部231がアクチュエータ232にエンコーダ233が付設されて構成され、駆動・検出部230内に含まれる形態として示している。 In addition, the CPU 210 is equipped with a storage unit 214 having various memory functions for rewritably storing operation programs and information necessary for operation control of the manipulator, and a timer 212 for counting. The drive control unit 213 connected thereto outputs a drive command to the actuator 232 of the drive unit 231 by the motor driver 235 of the drive / detection unit 230 as operation control of the manipulator. At this time, the drive control unit 213 controls the output of the drive command based on the viscosity coefficient related to the motor 105 and the mechanism unit included in the load disturbance estimated by the disturbance estimation unit 238. That is, each joint of the manipulator is performed by driving the motor 105 of the mechanism unit by the actuator 232 of the drive unit 231 driven by the motor driver 235 of the drive / detection unit 230 that receives the drive command from the drive control unit 213. In FIG. 2, the drive unit 231 is configured by adding an encoder 233 to the actuator 232 and is shown as being included in the drive / detection unit 230.
アクチュエータ232の駆動情報は、駆動部231のアクチュエータ232に付設されたエンコーダ233からの信号として駆動・検出部230の駆動情報検出部236に入力される。駆動情報検出部236は、エンコーダ233からの信号を移動量、移動速度、移動加速度といった駆動情報に変換する。 The drive information of the actuator 232 is input to the drive information detection unit 236 of the drive / detection unit 230 as a signal from the encoder 233 attached to the actuator 232 of the drive unit 231. The drive information detection unit 236 converts the signal from the encoder 233 into drive information such as a movement amount, a movement speed, and a movement acceleration.
また、機構部321のアクチュエータ232に流れる電流は駆動・検出部230の電流検出部234によって駆動・検出部230内で検出される。更に、駆動・検出部230には駆動部231の温度を検出する温度検出部としての温度センサ240を備えるようにし、温度検出情報を外乱推定部238へ送出するようにしても良い。これらの駆動情報検出部236で検出された駆動情報、電流検出部234で検出された電流、及び温度センサ240で検出された温度は、CPU210内の外乱推定部238に入力される。外乱推定部238は、入力された駆動情報、電流、及び温度に基づいて駆動部231に加わる負荷外乱を推定して駆動制御部213に送出する。尚、温度センサ240を用いる場合には、潤滑剤を保持する駆動部231のケースに温度センサ240を直接設置することが好ましい。例えば潤滑剤のグリス近傍のハーモニックドライブ(登録商標)のケースに直接取り付ければ、グリスの温度を直接検出することができる。 The current flowing through the actuator 232 of the mechanism unit 321 is detected in the drive / detection unit 230 by the current detection unit 234 of the drive / detection unit 230. Furthermore, the drive / detection unit 230 may include a temperature sensor 240 as a temperature detection unit that detects the temperature of the drive unit 231, and temperature detection information may be sent to the disturbance estimation unit 238. The drive information detected by the drive information detection unit 236, the current detected by the current detection unit 234, and the temperature detected by the temperature sensor 240 are input to the disturbance estimation unit 238 in the CPU 210. The disturbance estimation unit 238 estimates a load disturbance applied to the drive unit 231 based on the input drive information, current, and temperature, and sends the estimated load disturbance to the drive control unit 213. In addition, when using the temperature sensor 240, it is preferable to install the temperature sensor 240 directly in the case of the drive part 231 holding a lubricant. For example, if it is directly attached to a harmonic drive (registered trademark) case near the grease of the lubricant, the temperature of the grease can be directly detected.
駆動制御部213では、駆動情報検出部236で検出された駆動情報、外乱推定部238で推定された負荷外乱値、並びに入力部239等で設定された動作モードに基づいて目標指令値を生成する。このとき、駆動制御部213は、目標指令値に沿った駆動となるように、駆動・検出部230のモータドライバ235に駆動指令を送出し、駆動部231のアクチュエータ232をフィードバック制御で駆動する。この結果、図1に示したモータ105が目標指令値に沿うように回転制御される。外乱推定部238により推定される負荷外乱には、モータ105を含む機構部と駆動部231とに関する粘性係数が含まれる。 The drive control unit 213 generates a target command value based on the drive information detected by the drive information detection unit 236, the load disturbance value estimated by the disturbance estimation unit 238, and the operation mode set by the input unit 239 and the like. . At this time, the drive control unit 213 sends a drive command to the motor driver 235 of the drive / detection unit 230 so as to drive according to the target command value, and drives the actuator 232 of the drive unit 231 by feedback control. As a result, the motor 105 shown in FIG. 1 is controlled to rotate along the target command value. The load disturbance estimated by the disturbance estimation unit 238 includes a viscosity coefficient related to the mechanism unit including the motor 105 and the drive unit 231.
駆動部231は、駆動・検出部230の駆動情報検出部236、電流検出部234、及びモータドライバ235に接続される。駆動情報検出部236は、駆動・検出部230内のモータドライバ235による駆動部231のアクチュエータ232の駆動情報を検出する。電流検出部234は、駆動・検出部230内でモータドライバ235に流れる電流を検出する。 The drive unit 231 is connected to the drive information detection unit 236, the current detection unit 234, and the motor driver 235 of the drive / detection unit 230. The drive information detection unit 236 detects drive information of the actuator 232 of the drive unit 231 by the motor driver 235 in the drive / detection unit 230. The current detection unit 234 detects a current flowing through the motor driver 235 in the drive / detection unit 230.
外乱推定部238は、駆動部231に加わる負荷外乱を電流検出部234で検出された電流、駆動情報検出部236で検出された駆動情報、及び温度センサ240で検出された温度に基づいて推定する。駆動制御部213は、駆動・検出部230への駆動指令を外乱推定部238により推定された負荷外乱に含まれる機構部と駆動部231とに関する粘性係数と駆動情報検出部236により検出された駆動情報とに基づいて制御する。上述した各部構成のうち、駆動情報検出部236、電流検出部234、及びモータドライバ235と、外乱推定部238、及び駆動制御部213と、を備えた構成は、モータ105を含む機構部を駆動するための駆動制御装置と呼ばれても良い。 The disturbance estimation unit 238 estimates the load disturbance applied to the drive unit 231 based on the current detected by the current detection unit 234, the drive information detected by the drive information detection unit 236, and the temperature detected by the temperature sensor 240. . The drive control unit 213 drives the drive / detection unit 230 detected by the drive information detection unit 236 and the viscosity coefficient related to the mechanism unit and the drive unit 231 included in the load disturbance estimated by the disturbance estimation unit 238. Control based on information. Among the components described above, the configuration including the drive information detection unit 236, the current detection unit 234, and the motor driver 235, the disturbance estimation unit 238, and the drive control unit 213 drives the mechanism unit including the motor 105. May be referred to as a drive control device.
また、ここでの駆動制御部213は、特徴的機能として、外乱推定部238による負荷外乱の推定時に粘性係数の値を駆動・検出部230の駆動部231による機構部の駆動開始後から予め決められた値に漸近し、且つ駆動情報の変化に応じて異なる値に漸近するように設定する機能を持つ。また、この負荷外乱の推定時に粘性係数の値を駆動部231による機構部の停止中に停止時間に応じて補正するようにしても良い。粘性係数の値の補正には、予め計算して決められた関数データの特性パラメータが用いられる。こうした機能を持つ場合、後文で詳述するように粘性変化を持つ機構部に適用しても、負荷外乱推定内の粘性変化を考慮して駆動・検出部230の駆動状態に拘らず負荷外乱推定の精度を極力向上することができる。因みに、負荷外乱には負荷外乱トルク以外にも装置の自重等が含まれる。 In addition, as a characteristic function, the drive control unit 213 here determines a value of the viscosity coefficient in advance when the disturbance estimation unit 238 estimates the load disturbance after the drive of the mechanism unit by the drive unit 231 of the drive / detection unit 230 starts. It has a function of setting asymptotically to a given value and asymptotically approaching a different value according to a change in drive information. In addition, when estimating the load disturbance, the value of the viscosity coefficient may be corrected according to the stop time while the drive unit 231 stops the mechanism unit. For correction of the value of the viscosity coefficient, a characteristic parameter of function data determined in advance is used. In the case of having such a function, even if it is applied to a mechanism unit having a viscosity change as described in detail later, the load disturbance is taken into consideration regardless of the driving state of the driving / detecting unit 230 in consideration of the viscosity change in the load disturbance estimation. The accuracy of estimation can be improved as much as possible. Incidentally, the load disturbance includes the weight of the apparatus in addition to the load disturbance torque.
ところで、上述した外乱推定部238は、例えば機構部に加わる負荷外乱トルクを推定する外乱トルク推定部としても良い。こうした場合、駆動制御部213は、外乱トルク推定部による負荷外乱トルクの推定時に粘性係数の値を駆動・検出部230の駆動部231による機構部の停止中に停止時間に応じて補正すると共に、駆動部231による機構部の駆動開始後から予め決められた値に漸近し、且つ駆動情報の変化に応じて異なる値に漸近するように設定する機能を持つことになる。ここでは粘性係数として、粘性摩擦係数を扱う場合を例示できる。こうした機能を持つ場合、後文で詳述するように粘性変化を持つ機構部に適用しても、時間及び速度に対する粘性摩擦係数の変化を考慮して負荷外乱トルク推定の精度を極力向上することができる。 By the way, the disturbance estimation unit 238 described above may be a disturbance torque estimation unit that estimates a load disturbance torque applied to the mechanism unit, for example. In such a case, the drive control unit 213 corrects the value of the viscosity coefficient during the estimation of the load disturbance torque by the disturbance torque estimation unit according to the stop time while the mechanism unit is stopped by the drive unit 231 of the drive / detection unit 230, and It has a function of setting asymptotically to a predetermined value after the driving of the mechanism unit by the driving unit 231 and gradually approaching a different value according to a change in driving information. Here, a case where a viscous friction coefficient is handled as the viscosity coefficient can be exemplified. If it has such a function, the accuracy of load disturbance torque estimation should be improved as much as possible in consideration of changes in the viscous friction coefficient with respect to time and speed, even when applied to a mechanism with a viscosity change as detailed later. Can do.
因みに、上述した負荷外乱トルクを推定して粘性摩擦係数の値を補正する機能の駆動制御装置は、駆動部231のアクチュエータ232により機構部のモータ105を駆動するため、トルク制御装置と呼ばれても良い。また、こうした観点でのトルク制御装置は、入力部239からの操作力指令値の外力に対してモータ105の出力により制御対象物のアーム101の関節をアシスト制御するため、アシスト制御装置と呼ばれても良い。尚、駆動情報検出部236は、実施態様上で駆動情報を回転情報とし、回転角速度を検出する回転角速度検出部としても良い。 Incidentally, the drive control device having the function of estimating the load disturbance torque and correcting the value of the viscous friction coefficient described above is called a torque control device because the actuator 105 of the drive unit 231 drives the motor 105 of the mechanism unit. Also good. Further, the torque control device from this point of view is called an assist control device because it assists the joint of the arm 101 of the object to be controlled by the output of the motor 105 with respect to the external force of the operation force command value from the input unit 239. May be. The drive information detection unit 236 may be a rotation angular velocity detection unit that detects rotation angular velocity by using the drive information as rotation information in the embodiment.
何れにしても、駆動制御部213は、その他の機能として、補正する粘性係数の値や粘性摩擦係数の値に上限を設定することができる。或いは補正する粘性係数の値や粘性摩擦係数の値の初期値について、停止した瞬間の粘性係数又は粘性摩擦係数と同じ値を用いることができる。また、駆動制御部213は、補正する粘性係数の値や粘性摩擦係数の値を時間関数で変化する値とすること、或いは補正する粘性係数の値や粘性摩擦係数の値について、時間に比例する値を用いることができる。更に、駆動制御部213は、補正する粘性係数の値や粘性摩擦係数の値について、補正するモードと補正しないモードとを切り替え可能とすることができる。 In any case, the drive control unit 213 can set an upper limit to the value of the viscosity coefficient to be corrected or the value of the viscous friction coefficient as another function. Alternatively, the initial value of the viscosity coefficient value or the viscous friction coefficient value to be corrected can be the same value as the viscosity coefficient or the viscous friction coefficient at the moment of stopping. Further, the drive control unit 213 sets the value of the viscosity coefficient or the viscosity friction coefficient to be corrected to a value that changes with a time function, or the value of the viscosity coefficient or the value of the viscous friction coefficient to be corrected is proportional to time. A value can be used. Further, the drive control unit 213 can switch between a correction mode and a non-correction mode for the viscosity coefficient value and the viscous friction coefficient value to be corrected.
実施例に係るマニピュレータ装置200のマニピュレータ本体201に備えられる駆動制御装置では、機構部及びそれに含まれるモータ105における負荷外乱の推定に際して、時間関数で変化する粘性係数を用いることができる。負荷外乱の推定を行う際、粘性係数が一定値又は回転情報に応じてその値を変える手法は確立されており、機構部に含まれるグリース等の潤滑剤には粘性が時間に応じて変化する特性があることも知られている。従って、負荷外乱の推定で用いる粘性係数を時間の関数で変化させれば粘性係数が実機モデルに近くなるため、負荷外乱の推定の精度が向上するようになる。ここで、具体的に負荷外乱推定を負荷外乱トルク推定とし、粘性係数を粘性摩擦係数とする場合を例示できるのは上述した通りである。 In the drive control device provided in the manipulator main body 201 of the manipulator device 200 according to the embodiment, when estimating the load disturbance in the mechanism unit and the motor 105 included therein, a viscosity coefficient that changes with a time function can be used. When estimating the load disturbance, a method for changing the viscosity coefficient according to a constant value or rotation information has been established, and the viscosity of a lubricant such as grease contained in the mechanism section changes with time. It is also known to have characteristics. Therefore, if the viscosity coefficient used in the estimation of the load disturbance is changed as a function of time, the viscosity coefficient becomes close to an actual machine model, so that the accuracy of the estimation of the load disturbance is improved. Here, specifically, the case where the load disturbance estimation is the load disturbance torque estimation and the viscosity coefficient is the viscous friction coefficient can be exemplified as described above.
図3は、上述したマニピュレータ装置200のマニピュレータ本体201に備えられる入力部239の外観構成を示した概略図である。 FIG. 3 is a schematic diagram illustrating an external configuration of the input unit 239 provided in the manipulator body 201 of the manipulator device 200 described above.
図3を参照すれば、入力部239は、ユーザによるマニピュレータの操作用又は動作プロファイルの作成用とされるタッチパネルaと、動作プロファイルの作成用のテンキーbと、を備える。また、その他にマニピュレータの動作開始用の実行ボタンcと、電源オン用の電源ボタンdと、マニピュレータの動作を緊急に停止するための緊急停止ボタンeと、を備えている。 Referring to FIG. 3, the input unit 239 includes a touch panel a that is used for manipulator operation by the user or for creating an action profile, and a numeric keypad b for creating an action profile. In addition, an execution button c for starting the operation of the manipulator, a power button d for turning on the power, and an emergency stop button e for urgently stopping the operation of the manipulator are provided.
入力部239をユーザが使用する場合、電源ボタンdをオンにすると、タッチパネルaが表示され、その表示内容に従ってマニピュレータの操作が可能となる。そこで、ユーザはタッチパネルaやテンキーbにより動作プロファイルを作成した後、実行ボタンcによりマニピュレータの動作を開始する。このとき、上述した粘性係数や粘性摩擦係数を補正するモードと補正しないモードとを切り替え設定することが可能となっている。 When the user uses the input unit 239, when the power button d is turned on, the touch panel a is displayed, and the manipulator can be operated according to the display content. Therefore, the user creates an operation profile with the touch panel a or the numeric keypad b, and then starts the operation of the manipulator with the execution button c. At this time, it is possible to switch between a mode for correcting the viscosity coefficient and the viscous friction coefficient described above and a mode for not correcting.
例えば、タッチパネルaに表示されるメニューから「動作モード選択」を選定すると、タッチパネルa上に粘性係数或いは粘性摩擦係数を補正するか否かのオン・オフスイッチが表示される。そこで、ユーザはテンキーbやタッチパネルaを利用して補正モードオン・オフを切り替えることができる。また、補正モードをオフとした場合、粘性係数或いは粘性摩擦係数のデフォルト値を決めることができる。補正モードのオン・オフに係る情報とデフォルト値とはCPU210に入力され、外乱推定部238或いは外乱トルク推定部で使用される。 For example, when “select operation mode” is selected from a menu displayed on the touch panel a, an on / off switch for whether to correct the viscosity coefficient or the viscous friction coefficient is displayed on the touch panel a. Therefore, the user can switch the correction mode on / off using the numeric keypad b or the touch panel a. Further, when the correction mode is turned off, the default value of the viscosity coefficient or the viscous friction coefficient can be determined. Information regarding the on / off of the correction mode and the default value are input to the CPU 210 and used by the disturbance estimation unit 238 or the disturbance torque estimation unit.
図4は、上述したマニピュレータ本体201に備えられる外乱推定部238を外乱トルク推定部とした場合の回路構成を例示したもので、同図(a)はローパスフィルタを持たない回路構成図、同図(b)ローパスフィルタを持つ回路構成図である。 FIG. 4 illustrates a circuit configuration when the disturbance estimation unit 238 provided in the manipulator main body 201 described above is a disturbance torque estimation unit. FIG. 4A is a circuit configuration diagram without a low-pass filter. (B) It is a circuit block diagram with a low-pass filter.
図4(a)に示される外乱トルク推定部は、実機部404に対するトルク推定部403Aがローパスフィルタを持たない場合に該当する。これに対し、図4(b)に示される外乱トルク推定部は、実機部404に対するトルク推定部403Bが擬似微分用のローパスフィルタ405を持つ場合に該当する。何れの外乱トルク推定部についても、実機部404は通常、減速機106を含めると2慣性系のブロック図になるが、ここでは1慣性系と捉えて簡略化して示している。また、ここでは電流検出部234から入力される電流の検出結果及び駆動情報検出部236から得られる駆動情報に含まれる外乱トルク及びクーロン摩擦に基づいて実機部404の出力をモータ105の回転角速度ωを積分1/sした値でモータ軸の角度θとする。この他、慣性モーメントJとして駆動部231や減速機106に係る慣性モーメントをモータ軸に換算した値を使用する。尚、1/sはラプラス変換の表記上で積分を示すものである。 The disturbance torque estimation unit shown in FIG. 4A corresponds to the case where the torque estimation unit 403A for the actual machine unit 404 does not have a low-pass filter. On the other hand, the disturbance torque estimation unit shown in FIG. 4B corresponds to a case where the torque estimation unit 403B for the actual unit 404 has a low-pass filter 405 for pseudo differentiation. For any disturbance torque estimation unit, the actual unit 404 is usually a block diagram of a two-inertia system when the speed reducer 106 is included, but here, it is simplified and shown as a one-inertia system. Further, here, the output of the actual unit 404 is determined based on the detection result of the current input from the current detection unit 234 and the disturbance torque and Coulomb friction included in the drive information obtained from the drive information detection unit 236. Is a value obtained by integrating 1 / s to obtain an angle θ of the motor shaft. In addition, as the moment of inertia J, a value obtained by converting the moment of inertia related to the drive unit 231 and the speed reducer 106 into a motor shaft is used. Note that 1 / s indicates integration in terms of Laplace transform.
図4(a)及び図4(b)に共通する実機部404では、電流の検出結果にトルク定数Ktを乗じた値と後述する演算パラメータとの差分を慣性モーメントJの逆数1/Jで乗算した値を積分1/sした値によりモータ105の回転角速度ωを算出する。また、この回転角速度ωを積分1/sした値によりモータ軸の角度θを出力する。重力項付加部401は、モータ105に接続されている機構部により力が異なるため、その機構部で出力される角度θに対する関数で重力項g(θ)を決定して外乱トルク及びクーロン摩擦の加算値にパラメータとして加算する。粘性摩擦係数付加部402は、回転角速度ωにモータ105と減速機106及び駆動部231とに関する粘性摩擦係数Cを乗じた値を外乱トルク及びクーロン摩擦の加算値と重力項g(θ)との加算値に加算して演算パラメータとする。 4A and 4B, the actual machine unit 404 multiplies the difference between a value obtained by multiplying the current detection result by a torque constant Kt and a calculation parameter described later by the reciprocal 1 / J of the moment of inertia J. The rotational angular velocity ω of the motor 105 is calculated from a value obtained by integrating 1 / s of the obtained values. Further, the motor shaft angle θ is output by a value obtained by integrating 1 / s of the rotational angular velocity ω. Since the force of the gravity term adding unit 401 differs depending on the mechanism unit connected to the motor 105, the gravity term g (θ) is determined by a function with respect to the angle θ output from the mechanism unit, and the disturbance torque and the Coulomb friction are determined. Add to the added value as a parameter. The viscous friction coefficient adding unit 402 multiplies the value obtained by multiplying the rotational angular velocity ω by the viscous friction coefficient C related to the motor 105, the speed reducer 106, and the drive unit 231 between the disturbance torque and the coulomb friction and the gravity term g (θ). Add to the added value to make it a calculation parameter.
また、図4(a)のトルク推定部403Aでは、電流の検出結果にトルク定数Ktの推定値Kt*を乗じた値からクーロン摩擦及び後述する演算パラメータを減算した値を外乱トルク推定値とする。尚、ここでの*は、以下も同様であるように推定値記号のハットマークを代用するものとする。この演算パラメータは、外乱オブザーバを用いる。具体的には、重力項g(θ)と回転角速度ωに粘性摩擦係数Cの推定値C*を乗じた値とを加算した値に対して上述した慣性モーメントJの逆数1/Jで乗算した値に慣性モーメントJの推定値J*を乗じた値を加算した値で得られる。 In addition, in the torque estimation unit 403A in FIG. 4A, a disturbance torque estimated value is obtained by subtracting Coulomb friction and a calculation parameter described later from a value obtained by multiplying the current detection result by an estimated value Kt * of the torque constant Kt. . Note that * here substitutes a hat mark of an estimated value symbol in the same manner as described below. This calculation parameter uses a disturbance observer. Specifically, the value obtained by adding the gravity term g (θ) and the rotational angular velocity ω multiplied by the estimated value C * of the viscous friction coefficient C is multiplied by the reciprocal 1 / J of the inertia moment J described above. The value is obtained by adding a value obtained by multiplying the value by the estimated value J * of the moment of inertia J.
更に、図4(b)のトルク推定部403Bでは、電流の検出結果にトルク定数Ktの推定値Kt*を乗じた値とローパスフィルタ405の時定数τを考慮して回転角速度ωに慣性モーメントJの推定値J*/τを乗じた値との加算値を算出する。また、この加算値に対して回転角速度ωに粘性摩擦係数Cの推定値C*を乗じた値を減算した値から重力項g(θ)及びクーロン摩擦を減算した値をローパスフィルタ405で疑似微分1/(sτ+1)する。更に、疑似微分1/(sτ+1)の値から上述した時定数τを考慮して回転角速度ωに慣性モーメントJの推定値J*/τを乗じた値を減算して外乱トルク推定値を得る。 Further, the torque estimation unit 403B in FIG. 4B takes into account the value obtained by multiplying the current detection result by the estimated value Kt * of the torque constant Kt and the time constant τ of the low-pass filter 405 to the rotational angular velocity ω and the moment of inertia J. An added value with a value obtained by multiplying the estimated value J * / τ of Further, a value obtained by subtracting the gravity term g (θ) and the Coulomb friction from the value obtained by subtracting the value obtained by multiplying the rotational angular velocity ω by the estimated value C * of the viscous friction coefficient C from this added value is obtained by pseudo-differentiation with the low-pass filter 405. 1 / (sτ + 1). Further, a disturbance torque estimated value is obtained by subtracting a value obtained by multiplying the rotational angular velocity ω by the estimated value J * / τ of the inertia moment J from the value of the pseudo differential 1 / (sτ + 1) in consideration of the time constant τ described above.
何れにしても、実機部404及びトルク推定部403A、403Bで使われる各種パラメータであるトルク定数Kt、慣性モーメントJ、粘性摩擦係数C、或いはそれらの推定値等には誤差が含まれているため、パラメータを同定して値を合わせる必要がある。実用上では、例えば実験データを用いて統計処理上での重回帰分析を行ったり、或いは周波数応答解析からパラメータの同定を行う場合を例示できる。 In any case, the torque constant Kt, the moment of inertia J, the viscous friction coefficient C, or the estimated values thereof, which are various parameters used in the actual machine unit 404 and the torque estimation units 403A and 403B, include errors. It is necessary to identify the parameters and match the values. Practically, for example, multiple regression analysis on statistical processing is performed using experimental data, or parameters are identified from frequency response analysis.
図5は、図4(b)に示す外乱トルク推定部で得られた外乱トルク推定値を用いてトルク制御を行う場合のトルク制御回路の構成例を示したブロック図である。 FIG. 5 is a block diagram illustrating a configuration example of a torque control circuit in the case where torque control is performed using the disturbance torque estimation value obtained by the disturbance torque estimation unit illustrated in FIG.
図5を参照すれば、このトルク制御回路は、図4(b)の外乱トルク推定部で得られる外乱トルク推定値をフィードバックし、操作力目標となるトルク指令と比較して外乱トルク推定値をトルク指令の値から減算した結果を得る。この結果に対して比例、積分、微分を含むPID演算を行うPID制御器501でPID演算する。また、そのPID演算の結果を受けた電流ドライバ502がモータ105へ電流値を供給する。このときの電流値が外乱トルク推定部に入力されるが、こうしたフィードバック制御を行うことでトルク指令値に追従したトルク制御を精度良く行うことができる。このトルク制御回路では、演算パラメータに重力項g(θ)を用いているものの、重力補償等の動力学的補償を行っていない。そこで、更に摩擦補償や重力補償、慣性力等の補償を実施すれば、より追従性の優れたフィードバック制御並びに負荷外乱を打ち消すためのフィードフォワード制御を精度良く行わせることができる。 Referring to FIG. 5, the torque control circuit feeds back the estimated disturbance torque value obtained by the disturbance torque estimation unit shown in FIG. 4B, and compares the estimated torque value with the torque command as the operation force target. The result obtained by subtracting from the torque command value is obtained. The PID calculation is performed by the PID controller 501 that performs PID calculation including proportionality, integration, and differentiation on the result. The current driver 502 that has received the result of the PID calculation supplies a current value to the motor 105. The current value at this time is input to the disturbance torque estimation unit. By performing such feedback control, torque control that follows the torque command value can be accurately performed. This torque control circuit uses the gravity term g (θ) as a calculation parameter, but does not perform dynamic compensation such as gravity compensation. Therefore, if further compensation such as friction compensation, gravity compensation, inertial force, and the like is performed, feedback control with better followability and feedforward control for canceling load disturbance can be performed with high accuracy.
図6は、図5に示すトルク制御回路を用いてアシスト制御を行うイメージの模式図を示したものである。同図(a)はマニピュレータ503の操作状態推移に対比される位置変化に対する力の変化の関係で示される動作に必要な力の特性図、同図(b)は外力の操作力に対する操作力指令値の関係を示した図である。 FIG. 6 shows a schematic diagram of an image for performing assist control using the torque control circuit shown in FIG. FIG. 4A is a characteristic diagram of the force required for the operation indicated by the relationship of the force change with respect to the position change compared with the operation state transition of the manipulator 503, and FIG. 4B is an operation force command for the operation force of the external force. It is the figure which showed the relationship of the value.
図6(a)を参照すれば、図5に示すトルク制御回路でアシスト制御を行う際、マニピュレータ503を或る位置Pから他の位置P′へ操作して移動させるときには、トルク指令の値による操作力の目標値を設定する。これにより、動作に必要な力の一部がモータ出力のアシスト力で補われて外力の操作力への合力となるため、一定の外力の操作力で目標値に追従した操作が可能となる。また、図6(b)を参照すれば、操作力指令値の目標値Fとしては、外力の操作力の変化−F1〜F1の区間のように外力の操作力の目標値Fに対して不感帯を持つようなプロファイルを持たせれば良い。これにより、突然動作することや発振を抑制でき、安定した動作が可能となる。 Referring to FIG. 6A, when assist control is performed by the torque control circuit shown in FIG. 5, when the manipulator 503 is moved from one position P to another position P ′, it depends on the value of the torque command. Set the target value of operating force. As a result, a part of the force required for the operation is supplemented by the assist force of the motor output and becomes a resultant force to the operation force of the external force, so that the operation following the target value can be performed with the operation force of the constant external force. Referring to FIG. 6B, the target value F of the operating force command value is a dead zone with respect to the target value F of the operating force of the external force as in the section of the operating force change -F1 to F1 of the external force. A profile that has As a result, sudden operation and oscillation can be suppressed, and stable operation is possible.
図7は、図5に示すトルク制御回路を用いてアシスト制御を行う場合のマニピュレータ装置200Cのマニピュレータ本体201に備えられるCPU210内の駆動制御部213に係る動作処理を示すフローチャートである。 FIG. 7 is a flowchart showing an operation process related to the drive control unit 213 in the CPU 210 provided in the manipulator body 201 of the manipulator device 200C when assist control is performed using the torque control circuit shown in FIG.
図7を参照すれば、駆動制御部213のアシスト制御に係る動作処理では、まずトルク指令となる操作力目標値設定(ステップS1)を行ってからマニピュレータ503の位置を関節角により検出(ステップS2)する。この後、駆動制御部213はマニピュレータ503の外力の操作力を検出(ステップS3)する。次に、検出結果に基づいて操作有りか否かの判定(ステップS4)を行う。この判定の結果、操作が無ければマニピュレータ503の位置を関節角により検出(ステップS2)する処理の前に戻ってそれ以降の処理を繰り返す。これに対し、操作が有ればアシスト制御を開始する。ここまでの処理の流れでは、駆動制御部213においてマニピュレータ503の位置や回転角速度ωの変化や外力の操作力の変化から入力部239による操作の有無を判断してアシスト制御を開始できることを示している。 Referring to FIG. 7, in the operation process related to the assist control of the drive control unit 213, first, an operation force target value setting as a torque command is set (step S1), and then the position of the manipulator 503 is detected by the joint angle (step S2). ) Thereafter, the drive control unit 213 detects the operating force of the external force of the manipulator 503 (step S3). Next, it is determined whether or not there is an operation based on the detection result (step S4). As a result of this determination, if there is no operation, the process returns to before the process of detecting the position of the manipulator 503 based on the joint angle (step S2) and the subsequent processes are repeated. On the other hand, if there is an operation, the assist control is started. The processing flow so far shows that the drive control unit 213 can start assist control by determining the presence or absence of an operation by the input unit 239 from the change in the position of the manipulator 503, the rotation angular velocity ω, and the change in the external force operation force. Yes.
アシスト制御が開始されると、駆動制御部213は初期的に設定されたマニピュレータ503の操作力目標値を検出結果に基づいて操作目標値誤差検出(ステップS5)を行ってからモータ105のトルク出力値を算出(ステップS6)する。このトルク出力値は、モータの回転系慣性モーメントを示すイナーシャと回転角速度ωを微分した角加速度とを乗算して得られる。そこで、駆動制御部213は算出されたトルク出力値でモータ駆動(ステップS7)してから再度マニピュレータ503の位置を関節角により検出(ステップS8)した後、マニピュレータ503の外力の操作力を検出(ステップS9)する。 When the assist control is started, the drive control unit 213 performs the operation target value error detection (step S5) based on the detection result of the initially set operation force target value of the manipulator 503, and then outputs the torque output of the motor 105. A value is calculated (step S6). This torque output value is obtained by multiplying the inertia indicating the rotational system moment of inertia of the motor and the angular acceleration obtained by differentiating the rotational angular velocity ω. Accordingly, the drive control unit 213 drives the motor with the calculated torque output value (step S7), and again detects the position of the manipulator 503 based on the joint angle (step S8), and then detects the operating force of the external force of the manipulator 503 ( Step S9).
更に、検出結果に基づいて操作有りか否かの判定(ステップS10)を行う。この判定の結果、操作が有れば操作目標値誤差検出(ステップS5)する処理の前に戻ってそれ以降の処理を繰り返す。これに対し、操作が無ければアシスト制御を終了する。ここまでの処理の流れでは、駆動制御部213において検出した操作目標値誤差に基づいてモータ105を駆動制御しつつ、外力の操作力との比較を行ってその外力の操作力が操作目標値になるようモータ105をフィードバック制御することを示している。この結果、アシスト制御の動作を精度良く行わせることができる。 Further, it is determined whether or not there is an operation based on the detection result (step S10). As a result of the determination, if there is an operation, the process returns to the process before the operation target value error detection (step S5) and the subsequent processes are repeated. On the other hand, if there is no operation, the assist control is terminated. In the processing flow so far, the motor 105 is driven and controlled based on the operation target value error detected by the drive control unit 213, and compared with the operation force of the external force, the operation force of the external force becomes the operation target value. It shows that the motor 105 is feedback-controlled so that As a result, the assist control operation can be performed with high accuracy.
図8は、図4(b)に示す外乱トルク推定部を温度センサ240で検出される温度を用いて粘性摩擦係数の補正用とした場合の回路構成を例示した図である。 FIG. 8 is a diagram illustrating a circuit configuration when the disturbance torque estimation unit shown in FIG. 4B is used for correcting the viscous friction coefficient using the temperature detected by the temperature sensor 240.
図8を参照すれば、この外乱トルク推定部は、図4(b)の回路構成と比べ、実機部404における粘性摩擦係数付加部601がグリース等の潤滑剤による粘性変化を持つ駆動部231を対象とした場合に粘性摩擦係数Cが駆動時間t及び回転角速度ωと温度Tとによって変化することを考慮する。そこで、粘性摩擦係数C(ω,T,t)をパラメータとして用いる。因みに、温度Tを用いない場合には、粘性摩擦係数C(ω,t)をパラメータとして用いることになる。また、トルク推定部403Bでは、電流の検出結果にトルク定数Ktの推定値Kt*を乗じた値と回転角速度ωにローパスフィルタ405の時定数τを用いて慣性モーメントJの推定値J*/τを乗じた値との加算値に対する減算用パラメータが相違している。具体的には、回転角速度ωに乗じられる粘性摩擦係数Cの推定値C*(ω,T,t)をパラメータとして用いる点が相違している。ここでも温度Tを含ませない場合には、粘性摩擦係数Cの推定値C*(ω,t)をパラメータとして用いることになる。 Referring to FIG. 8, the disturbance torque estimation unit includes a drive unit 231 in which the viscous friction coefficient adding unit 601 in the actual machine unit 404 has a viscosity change caused by a lubricant such as grease, as compared with the circuit configuration of FIG. Considering that the viscous friction coefficient C varies depending on the driving time t, the rotational angular velocity ω, and the temperature T when the target is used. Therefore, the viscous friction coefficient C (ω, T, t) is used as a parameter. Incidentally, when the temperature T is not used, the viscous friction coefficient C (ω, t) is used as a parameter. In addition, the torque estimation unit 403B uses the value obtained by multiplying the current detection result by the estimated value Kt * of the torque constant Kt, and the rotational angular velocity ω and the time constant τ of the low-pass filter 405 to estimate the inertia moment J, J * / τ. The subtraction parameter for the added value with the value multiplied by is different. Specifically, the difference is that an estimated value C * (ω, T, t) of the viscous friction coefficient C multiplied by the rotational angular velocity ω is used as a parameter. Again, if the temperature T is not included, the estimated value C * (ω, t) of the viscous friction coefficient C is used as a parameter.
ところで、トルク推定部403Bで用いるパラメータは、予め取得しておいた駆動時間t及び回転角速度ωと温度Tとに応じたデータ値を用いることが好ましい。そのデータとしては、一定の回転角速度ωで駆動したとき及び回転角速度ωを途中で変化させたときの粘性摩擦係数Cxの値の駆動時間tの変化を複数の回転角速度ω、温度Tの組合せで取得しておく。そして、それらのデータに基づいて駆動時間t、回転角速度ω、温度Tに対する粘性摩擦係数Cxの値を関数化したものを用いる。因みに、粘性摩擦係数Cxのxは0〜∞とする場合を例示できる。これらのデータは、複数のテーブル形式として記憶部214に格納するようにすれば精度の高いトルク推定を行うことができる。 By the way, it is preferable to use data values corresponding to the driving time t, the rotational angular velocity ω, and the temperature T acquired in advance as parameters used in the torque estimation unit 403B. The data includes changes in the driving time t of the value of the viscous friction coefficient Cx when driving at a constant rotational angular velocity ω and when the rotational angular velocity ω is changed in the middle by a combination of a plurality of rotational angular velocities ω and temperatures T. Get it. Based on these data, a function of the value of the viscous friction coefficient Cx with respect to the driving time t, the rotational angular velocity ω, and the temperature T is used. Incidentally, the case where x of the viscous friction coefficient Cx is 0 to ∞ can be exemplified. If these data are stored in the storage unit 214 as a plurality of table formats, highly accurate torque estimation can be performed.
また、上述したデータは個体毎に異なることが多いため、個体毎に取得することが望ましい。粘性摩擦係数Cxの補正方法として、図8に示す回路構成を例示して説明したが、本実施例では駆動時間t及び回転角速度ωと温度Tとに対する粘性摩擦係数Cxの補正を行うことを技術的要旨とする。このため、図8に示す回路構成以外に、例えば電流値の多項式から推定する手法、電流及び電圧、磁束から推定する手法等を適用することができる。また、トルク推定をせずに摩擦補償をする場合であっても、粘性摩擦係数Cxの補正を行うことができる。 In addition, since the above-mentioned data is often different for each individual, it is desirable to acquire for each individual. As a method for correcting the viscous friction coefficient Cx, the circuit configuration shown in FIG. 8 has been described as an example. However, in this embodiment, the technique for correcting the viscous friction coefficient Cx with respect to the drive time t, the rotational angular velocity ω, and the temperature T is used. A summary. For this reason, in addition to the circuit configuration shown in FIG. 8, for example, a method of estimating from a current value polynomial, a method of estimating from a current, voltage, and magnetic flux can be applied. Even when the friction compensation is performed without estimating the torque, the viscous friction coefficient Cx can be corrected.
図9は、図8に示す外乱トルク推定部を適用した場合の異なる第1の温度Ta、第2の温度Tbでの回転角速度ωに対する粘性摩擦係数C及び摩擦力fとの関係を示した特性図である。同図(a)は回転角速度ωに対する粘性摩擦係数Cの特性図、同図(b)は回転角速度ωに対する摩擦力fの特性図である。但し、ここでの温度Tの関係は第1の温度Ta<第2の温度Tbであるとする。また、以下も同様であるように、こうした特性や関数は何れも実験による測定、シミュレーション、理論計算等の様々な方法で決定することができるので、予め取得した上で記憶部214の不揮発性メモリに記憶されているものとする。 FIG. 9 is a characteristic showing the relationship between the viscous friction coefficient C and the frictional force f with respect to the rotational angular velocity ω at different first temperature Ta and second temperature Tb when the disturbance torque estimation unit shown in FIG. 8 is applied. FIG. FIG. 4A is a characteristic diagram of the viscous friction coefficient C with respect to the rotational angular velocity ω, and FIG. 4B is a characteristic diagram of the frictional force f with respect to the rotational angular velocity ω. However, the relationship of the temperature T here assumes that the first temperature Ta <the second temperature Tb. In addition, as will be described below, since these characteristics and functions can be determined by various methods such as experimental measurement, simulation, and theoretical calculation, the nonvolatile memory of the storage unit 214 is obtained in advance. It is assumed that it is stored in
図9(a)を参照すれば、第1の温度Taでの回転角速度ωに対する粘性摩擦係数Cの特性では、粘性摩擦係数Cが回転角速度ω=0の初期値C0から駆動部231により機構部を駆動開始して回転角速度ωを増加させると、駆動時間tに応じてそれぞれ異なる曲線状に減衰して降下するように変化する特性であることを示している。 Referring to FIG. 9 (a), in the characteristic of the viscous friction coefficient C with respect to the rotational angular velocity ω at the first temperature Ta, the viscous friction coefficient C is determined by the drive unit 231 from the initial value C0 of the rotational angular velocity ω = 0. When the rotational angular velocity ω is increased by starting driving, the characteristics change so as to attenuate and fall in different curves according to the driving time t.
具体的に云えば、図9(a)の特性図では、駆動時間tの初期値t0では一定値を維持する特性になるが、所定時間t1経過後や長時間t∞経過後では回転角速度ωが速い程、粘性摩擦係数Cが低くなる特性となることを示している。長時間t∞経過後の粘性摩擦係数Cは、第1の回転角速度ω1のときの第1の粘性摩擦係数C1の値よりも速度アップした第2の回転角速度ω2のときの第2の粘性摩擦係数C2の値の方が小さくなっている。因みに、温度Tを用いない場合にも図9(a)に示す特性とほほ同様な形態となる。 More specifically, in the characteristic diagram of FIG. 9A, the constant value is maintained at the initial value t0 of the driving time t, but the rotational angular velocity ω after a predetermined time t1 or after a long time t∞ has elapsed. It shows that the faster the is, the lower the viscous friction coefficient C becomes. The viscous friction coefficient C after the elapse of a long time t∞ is the second viscous friction at the second rotational angular velocity ω2 that is higher than the value of the first viscous friction coefficient C1 at the first rotational angular velocity ω1. The value of the coefficient C2 is smaller. Incidentally, even when the temperature T is not used, the configuration is almost the same as the characteristic shown in FIG.
また、第2の温度Tbでの回転角速度ωに対する粘性摩擦係数Cの特性においても同様な傾向を示し、粘性摩擦係数Cが回転角速度ω=0の初期値C0′から駆動部231により機構部を駆動開始して回転角速度ωを増加させると、駆動時間tに応じてそれぞれ異なる曲線状に減衰して降下するように変化する特性であることを示している。ここでも長時間t∞経過後の粘性摩擦係数Cは、第1の回転角速度ω1のときの別の第1の粘性摩擦係数C1′の値よりも速度アップした第2の回転角速度ω2のときの別の第2の粘性摩擦係数C2′の値の方が小さくなっている。 Further, a similar tendency is shown in the characteristic of the viscous friction coefficient C with respect to the rotational angular velocity ω at the second temperature Tb, and the mechanism portion is moved by the drive unit 231 from the initial value C0 ′ where the viscous friction coefficient C is the rotational angular velocity ω = 0. It is shown that when the driving is started and the rotational angular velocity ω is increased, the characteristics change so as to be attenuated and lowered according to the driving time t. Here again, the viscous friction coefficient C after the elapse of a long time t∞ is the second rotational angular velocity ω2 that is faster than the value of the other first viscous friction coefficient C1 ′ at the first rotational angular velocity ω1. The value of another second viscous friction coefficient C2 'is smaller.
要するに、図9(a)からは、第1の温度Ta、第2の温度Tbの双方の対比で粘性摩擦係数Cの特性は駆動時間tに伴って下降する傾向にあることが判る。また、回転角速度ωが速い程、粘性摩擦係数Cの値や特性が低下すると共に、温度Tが低い程、粘性摩擦係数Cの値や特性が上昇することが判る。 In short, it can be seen from FIG. 9A that the characteristic of the viscous friction coefficient C tends to decrease with the driving time t in comparison with both the first temperature Ta and the second temperature Tb. It can also be seen that the higher the rotational angular velocity ω, the lower the value and characteristics of the viscous friction coefficient C, and the lower the temperature T, the higher the value and characteristics of the viscous friction coefficient C.
これに対し、図9(b)を参照すれば、第1の温度Taでの回転角速度ωに対する摩擦力fの特性では、摩擦力fが回転角速度ω=0の初期値F0から駆動部231により機構部を駆動開始して回転角速度ωを増加させると、駆動時間tに応じてそれぞれ異なる曲線状に増大して上昇するように変化する特性であることを示している。 On the other hand, referring to FIG. 9B, in the characteristic of the frictional force f with respect to the rotational angular velocity ω at the first temperature Ta, the frictional force f is determined by the drive unit 231 from the initial value F0 of the rotational angular velocity ω = 0. It is shown that when the mechanism portion is driven and the rotational angular velocity ω is increased, the characteristics change so as to increase and rise in different curves according to the driving time t.
具体的に云えば、図9(b)の特性図では、回転角速度ωの増加で粘性摩擦係数Cが低下するのに伴い、駆動時間tの初期値t0、所定時間t1経過後、長時間t∞経過後と次第に摩擦力fの特性が低下することを示している。但し、ここでの摩擦力fの特性の低下は回転角速度ωの増加に対して比例せず、駆動時間tに応じて粘性摩擦係数Cの大きさを示す特性上の第1の回転角速度ω1や第2の回転角速度ω2のときの傾きが徐々に小さくなるような特性となることを示している。即ち、駆動時間tの初期値t0での第1の回転角速度ω1や第2の回転角速度ω2のときの特性上の傾きよりも、所定時間t1経過後、
長時間t∞経過後での第1の回転角速度ω1や第2の回転角速度ω2のときの特性上の傾きが徐々に小さくなっている。因みに、温度Tを用いない場合にも図9(b)に示す特性とほほ同様な形態となる。
Specifically, in the characteristic diagram of FIG. 9B, the initial value t0 of the driving time t, the elapse of the predetermined time t1, and the long time t1 as the viscous friction coefficient C decreases as the rotational angular velocity ω increases. It shows that the characteristic of the frictional force f gradually decreases after elapse of ∞. However, the decrease in the characteristic of the frictional force f here is not proportional to the increase in the rotational angular velocity ω, and the first rotational angular velocity ω1 on the characteristic indicating the magnitude of the viscous friction coefficient C according to the driving time t, It shows that the characteristic is such that the slope at the second rotational angular velocity ω2 gradually decreases. That is, after the elapse of the predetermined time t1, the slope of the characteristic at the first rotational angular velocity ω1 and the second rotational angular velocity ω2 at the initial value t0 of the driving time t is
The characteristic gradient at the time of the first rotation angular velocity ω1 and the second rotation angular velocity ω2 after the elapse of a long time t∞ gradually decreases. Incidentally, even when the temperature T is not used, the configuration is almost the same as the characteristic shown in FIG.
また、第2の温度Tbでの回転角速度ωに対する摩擦力fの特性でも同様な傾向を示し、摩擦力fが回転角速度ω=0の初期値F0′から駆動部231により機構部を駆動開始して回転角速度ωを増加させると、駆動時間tに応じてそれぞれ異なる曲線状に増大して上昇するように変化する特性となることを示している。ここでも駆動時間tの初期値t0での回転角速度ω1や回転角速度ω2のときの特性上の傾きよりも、所定時間t1経過後、長時間t∞経過後での第1の回転角速度ω1や第2の回転角速度ω2のときの特性上の傾きが徐々に小さくなっている。 Further, the characteristics of the frictional force f with respect to the rotational angular velocity ω at the second temperature Tb also show the same tendency, and the frictional force f starts to drive the mechanism unit by the drive unit 231 from the initial value F0 ′ of the rotational angular velocity ω = 0. It is shown that when the rotational angular velocity ω is increased, the characteristics change so as to increase and rise in different curves according to the driving time t. Here again, the first rotational angular velocity ω1 and the first rotational angular velocity ω1 after the elapse of a predetermined time t1 and the elapse of a long time t∞ are determined, rather than the characteristic gradient when the rotational angular velocity ω1 and the rotational angular velocity ω2 at the initial value t0 of the driving time t. The characteristic inclination at the rotational angular velocity ω2 of 2 gradually decreases.
要するに、図9(b)からは、第1の温度Ta、第2の温度Tbの双方の対比で摩擦力fの特性は駆動時間tの経過に伴って上昇する傾向にあることが判る。また、回転角速度ωが速い程、摩擦力fが上昇すると共に、温度Tが低い程、摩擦力fの値や特性が上昇することが判る。 In short, it can be seen from FIG. 9B that the characteristic of the frictional force f tends to increase with the lapse of the driving time t in comparison with both the first temperature Ta and the second temperature Tb. It can also be seen that the faster the rotational angular velocity ω, the higher the frictional force f, and the lower the temperature T, the higher the value and characteristics of the frictional force f.
図10は、図8に示す外乱トルク推定部を適用した場合の駆動部231による機構部に対する駆動時間tに対応して回転角速度ω及び温度Tを異なるパターンで変化させて粘性摩擦係数Cを補正する場合の特性パラメータを移動回転距離と対比させて示した図である。同図(a)は特性パラメータのパターン1に関する図、同図(b)は特性パラメータのパターン2に関する図、同図(c)は特性パラメータのパターン3に関する図である。 10 corrects the viscous friction coefficient C by changing the rotational angular velocity ω and the temperature T in different patterns corresponding to the drive time t for the mechanism by the drive unit 231 when the disturbance torque estimation unit shown in FIG. 8 is applied. It is the figure which showed the characteristic parameter in the case of doing in contrast with the movement rotation distance. 4A is a diagram related to the characteristic parameter pattern 1, FIG. 4B is a diagram related to the characteristic parameter pattern 2, and FIG. 4C is a diagram related to the characteristic parameter pattern 3. FIG.
図10(a)を参照すれば、特性パラメータのパターン1では、機構部への駆動をオンに維持した状態で異なる第1の回転角速度ω1、第2の回転角速度ω2と第1の温度Ta、第2の温度Tbとの組み合わせで粘性摩擦係数Cが未動作時の初期値C0からそれぞれ異なる曲線状に減衰して降下した後に一定値となる特性を示している。即ち、図10(a)では特性パラメータとして、駆動部231による機構部の動作開始後から指数関数的に減衰して予め決められた値に漸近するように粘性摩擦係数Cの補正特性を設定するパターンを用いる場合に該当している。 Referring to FIG. 10A, in the characteristic parameter pattern 1, the first rotation angular velocity ω1, the second rotation angular velocity ω2, and the first temperature Ta, which are different in a state in which the drive to the mechanism unit is kept on, In combination with the second temperature Tb, the viscous friction coefficient C shows a characteristic that becomes constant after being attenuated and lowered from the initial value C0 when not operating to a different curve. That is, in FIG. 10A, as the characteristic parameter, the correction characteristic of the viscous friction coefficient C is set so that the characteristic is attenuated exponentially after the start of the operation of the mechanism by the drive unit 231 and asymptotically approaches a predetermined value. This is applicable when using patterns.
具体的に云えば、図10(a)の特性図では、第1の回転角速度ω1で第1の温度Taの場合の第1の粘性摩擦係数C1の減衰下限値、第2の回転角速度ω2で第1の温度Taの場合のそれより小さい第2の粘性摩擦係数C2の減衰下限値、第2の回転角速度ω2で第2の温度Tbの場合の更にそれより小さい第3の粘性摩擦係数C3の減衰下限値となっていることを示している。因みに、温度Tを用いない場合には、図10(a)中の第1の回転角速度ω1で第1の温度Taの場合の第1の粘性摩擦係数C1に係る特性、及び第2の回転角速度ω2で第1の温度Taの場合の第2の粘性摩擦係数C2に係る特性とほほ同様な形態となる。 More specifically, in the characteristic diagram of FIG. 10 (a), at the first rotational angular velocity ω1 and at the first temperature Ta, the lower limit of attenuation of the first viscous friction coefficient C1, and the second rotational angular velocity ω2. The lower limit of attenuation of the second viscous friction coefficient C2 smaller than that at the first temperature Ta, and the third viscous friction coefficient C3 smaller than that at the second temperature Tb at the second rotational angular velocity ω2. It indicates that the lower limit of attenuation is reached. Incidentally, when the temperature T is not used, the characteristics relating to the first viscous friction coefficient C1 in the case of the first temperature Ta and the first rotation angular velocity ω1 in FIG. 10A, and the second rotation angular velocity. The characteristic is almost the same as the characteristic relating to the second viscous friction coefficient C2 in the case of the first temperature Ta at ω2.
また、そのときの移動回転距離は、第1の回転角速度ω1又は第2の回転角速度ω2を示す回転角速度ωの絶対値をオン時間分で積分して得られる様子を示している。即ち、図10(a)では、図9(a)の場合と同様に、回転角速度ω及び駆動時間tと温度Tとの変化に対して急激に粘性摩擦係数Cの値が下がる特性を示している。尚、駆動時間tについては経過時間と同じとみなして良いもので、初期値t0となっている。但し、グリースの種類等によって粘性摩擦係数Cの特性が異なるため、図示した例に限らず実測値に基づいて粘性摩擦係数Cの特性を決定して補正を行えば良い。粘性摩擦係数Cの特性の変化の仕方は回転角速度ω及び駆動時間tと温度Tとの変化に対して指数関数、多項式関数、比例等で表わされる。また、それらの変化の仕方に応じて区間に分けて補正用の式を変更するようにしても良い。因みに、こうした点は温度Tを含まない場合にも同様である。 Further, the moving rotational distance at that time shows a state obtained by integrating the absolute value of the rotational angular velocity ω indicating the first rotational angular velocity ω1 or the second rotational angular velocity ω2 by the on-time. That is, FIG. 10A shows the characteristic that the value of the viscous friction coefficient C rapidly decreases with respect to changes in the rotational angular velocity ω, the driving time t, and the temperature T, as in the case of FIG. 9A. Yes. The drive time t may be regarded as the same as the elapsed time, and has an initial value t0. However, since the characteristic of the viscous friction coefficient C varies depending on the type of grease and the like, the characteristic is not limited to the illustrated example, and the correction may be performed by determining the characteristic of the viscous friction coefficient C based on actually measured values. The method of changing the characteristic of the viscous friction coefficient C is expressed by an exponential function, a polynomial function, a proportionality, or the like with respect to changes in the rotational angular velocity ω and the driving time t and the temperature T. Further, the correction formula may be changed by dividing into sections according to the way of change. Incidentally, these points are the same when the temperature T is not included.
これに対し、図10(b)を参照すれば、特性パラメータのパターン2では、機構部への駆動をオンに維持した状態で異なる第1の回転角速度ω1、第2の回転角速度ω2と第1の温度Ta、第2の温度Tbとの組み合わせで粘性摩擦係数Cが未動作時の初期値C0からそれぞれ直線状に異なる傾きにより減衰した後に一定値となる特性となっている。即ち、図10(b)では特性パラメータとして、駆動部231による機構部の動作開始後から一次関数的に減衰変化して予め決められた値に漸近するように設定するパターンを用いる場合の一例に該当する。 On the other hand, referring to FIG. 10B, in the characteristic parameter pattern 2, the first rotation angular velocity ω1, the second rotation angular velocity ω2 and the first rotation angular velocity ω2 which are different in a state in which the driving to the mechanism unit is kept on. In combination with the temperature Ta and the second temperature Tb, the viscous friction coefficient C becomes a constant value after being attenuated by a linearly different slope from the initial value C0 when not operating. That is, in FIG. 10B, as an example of a case where a pattern that is set so as to gradually decrease to a predetermined value by attenuating and changing in a linear function after the start of operation of the mechanism unit by the drive unit 231 is used as the characteristic parameter. Applicable.
具体的に云えば、図10(b)の特性図では、第1の回転角速度ω1で第1の温度Taの場合の第1の粘性摩擦係数C1の減衰下限値、第2の回転角速度ω2で第1の温度Taの場合のそれより小さい第2の粘性摩擦係数C2の減衰下限値、第2の回転角速度ω2で第2の温度Tbの場合の更にそれより小さい第3の粘性摩擦係数C3の減衰下限値となっていることを示している。因みに、ここでも温度Tを用いない場合には、図10(b)中の第1の回転角速度ω1で第1の温度Taの場合の第1の粘性摩擦係数C1に係る特性、及び第2の回転角速度ω2で第1の温度Taの場合の第2の粘性摩擦係数C2に係る特性とほほ同様な形態となる。 More specifically, in the characteristic diagram of FIG. 10 (b), at the first rotational angular velocity ω1 and at the first temperature Ta, the lower limit of attenuation of the first viscous friction coefficient C1, and the second rotational angular velocity ω2. The lower limit of attenuation of the second viscous friction coefficient C2 smaller than that at the first temperature Ta, and the third viscous friction coefficient C3 smaller than that at the second temperature Tb at the second rotational angular velocity ω2. It indicates that the lower limit of attenuation is reached. Incidentally, when the temperature T is not used here, the characteristic relating to the first viscous friction coefficient C1 in the case of the first temperature Ta and the first rotational angular velocity ω1 in FIG. The characteristic is almost the same as the characteristic related to the second viscous friction coefficient C2 in the case of the rotational temperature ω2 and the first temperature Ta.
また、そのときの移動回転距離は、第1の回転角速度ω1又は第2の回転角速度ω2を示す回転角速度ωの絶対値をオン時間分で積分して得られる様子を示している。図10(b)は、図10(a)のように回転角速度ω及び駆動時間tと温度Tとの変化に対して急激に減衰するように変化する粘性摩擦係数Cの補正特性の全体を一次関数で近似して補正する場合の特性に該当する。 Further, the moving rotational distance at that time shows a state obtained by integrating the absolute value of the rotational angular velocity ω indicating the first rotational angular velocity ω1 or the second rotational angular velocity ω2 by the on-time. FIG. 10B shows the entire correction characteristic of the viscous friction coefficient C that changes so as to rapidly attenuate with respect to changes in the rotational angular velocity ω, the drive time t, and the temperature T as shown in FIG. Corresponds to characteristics when correcting by approximation with a function.
更に、図10(c)を参照すれば、特性パラメータのパターン3では、駆動部231による機構部への駆動をオンに維持した状態で異なる第1の回転角速度ω1、第2の回転角速度ω2と第1の温度Ta、第2の温度Tbとの組み合わせで粘性摩擦係数Cが未動作時の初期値C0からそれぞれ直線状に異なる傾きにより段階別で減衰した後に一定値となる特性となっている。即ち、図10(c)では特性パラメータとして、駆動部231による機構部の動作開始後から一次関数的に減衰変化して予め決められた値に漸近するように設定するパターンを用いる場合の他例に該当している。 Further, referring to FIG. 10 (c), in the characteristic parameter pattern 3, the first rotational angular velocity ω1 and the second rotational angular velocity ω2 that are different in a state where the driving of the mechanism unit by the driving unit 231 is kept on. In combination with the first temperature Ta and the second temperature Tb, the viscous friction coefficient C has a characteristic that becomes a constant value after being attenuated step by step with a linearly different slope from the initial value C0 when not operating. . That is, in FIG. 10C, another example of using a pattern that is set so that the characteristic parameter attenuates linearly after the start of operation of the mechanism unit by the drive unit 231 and gradually approaches a predetermined value is used as the characteristic parameter. It corresponds to.
具体的に云えば、図10(c)の特性図についても、第1の回転角速度ω1で第1の温度Taの場合の第1の粘性摩擦係数C1の減衰下限値、第2の回転角速度ω2で第1の温度Taの場合のそれより小さい第2の粘性摩擦係数C2の減衰下限値、第2の回転角速度ω2で第2の温度Tbの場合の更にそれより小さい第3の粘性摩擦係数C3の減衰下限値となっていることを示している。因みに、ここでも温度Tを用いない場合には、図10(c)中の第1の回転角速度ω1で第1の温度Taの場合の第1の粘性摩擦係数C1に係る特性、及び第2の回転角速度ω2で第1の温度Taの場合の第2の粘性摩擦係数C2に係る特性とほほ同様な形態となる。 More specifically, also in the characteristic diagram of FIG. 10C, the lower limit of attenuation of the first viscous friction coefficient C1 and the second rotational angular velocity ω2 when the first rotational angular velocity ω1 is the first temperature Ta. And a lower damping lower limit value of the second viscous friction coefficient C2 smaller than that at the first temperature Ta, and a third viscous friction coefficient C3 smaller than that at the second rotational angular velocity ω2 and the second temperature Tb. This indicates that the lower limit of attenuation is reached. Incidentally, when the temperature T is not used here, the characteristics relating to the first viscous friction coefficient C1 in the case of the first rotational angular velocity ω1 and the first temperature Ta in FIG. The characteristic is almost the same as the characteristic related to the second viscous friction coefficient C2 in the case of the rotational temperature ω2 and the first temperature Ta.
また、そのときの移動回転距離は、第1の回転角速度ω1又は第2の回転角速度ω2を示す回転角速度ωの絶対値をオン時間分で積分して得られる様子を示している。図10(c)は、図10(a)のように回転角速度ω及び駆動時間と温度Tとの変化に対して急激に減衰するように変化する粘性摩擦係数Cの補正特性を区間分けして一次関数で段階別に近似して補正する場合の特性に該当する。図10(c)のように一次関数で近似する関数等のデータが多いときには予めそれらをテーブル形式で記憶部214に持たせるようにすれば、CPU210内部における演算処理を少なくしたり、或いは使用する記憶部214における記憶容量を減らすことができる。 Further, the moving rotational distance at that time shows a state obtained by integrating the absolute value of the rotational angular velocity ω indicating the first rotational angular velocity ω1 or the second rotational angular velocity ω2 by the on-time. FIG. 10C divides the correction characteristic of the viscous friction coefficient C, which changes so as to attenuate rapidly with respect to changes in the rotational angular velocity ω, the driving time, and the temperature T as shown in FIG. This corresponds to the characteristic when correction is performed by approximating each step with a linear function. As shown in FIG. 10 (c), when there is a lot of data such as a function approximated by a linear function, if the storage unit 214 has these data in a table format in advance, the arithmetic processing in the CPU 210 is reduced or used. The storage capacity in the storage unit 214 can be reduced.
上述した特性パラメータのパターン2、3において、CPU210内の駆動制御部213は、粘性摩擦係数Cの値について、温度Tの使用の有無に応じて以下のような補正を行うことになる。まず温度Tを用いない場合には、駆動情報検出部236として用いる回転角速度検出部での回転角速度ωが第1の回転角速度ω1のときの第1の粘性摩擦係数C1と第2の回転角速度ω2のときの第2の粘性摩擦係数C2との関係において、第1の回転角速度ω1<第2の回転角速度ω2のときには第2の粘性摩擦係数C2<第1の粘性摩擦係数C1として設定するものである。このような設定を行えば、回転角速度ωが上がると粘性摩擦係数Cが下がるものの、実際の粘性摩擦係数Cは回転角速度ωに比例しないため、回転角速度ωへの比例の値を使うよりもトルク推定の精度が向上する。 In the characteristic parameter patterns 2 and 3 described above, the drive control unit 213 in the CPU 210 performs the following correction on the value of the viscous friction coefficient C depending on whether or not the temperature T is used. First, when the temperature T is not used, the first viscous friction coefficient C1 and the second rotational angular velocity ω2 when the rotational angular velocity ω in the rotational angular velocity detector used as the drive information detector 236 is the first rotational angular velocity ω1. When the first rotational angular velocity ω1 <the second rotational angular velocity ω2, the second viscous friction coefficient C2 <the first viscous friction coefficient C1 is set. is there. With such a setting, although the viscous friction coefficient C decreases as the rotational angular velocity ω increases, the actual viscous friction coefficient C is not proportional to the rotational angular velocity ω, so that the torque is used rather than using a value proportional to the rotational angular velocity ω. The accuracy of estimation is improved.
次に、温度Tを用いる場合、駆動制御部213は、外乱トルク推定部による外乱トルク推定時に粘性摩擦係数Cの値について、駆動・検出部230による駆動部231の停止中に停止時間に応じて補正することを前提とする。この他、駆動・検出部230による駆動部231の動作開始後から予め決められた値に漸近し、且つ回転角速度検出部での回転角速度ω及び温度センサ240での温度Tの変化に応じて異なる値に漸近するように設定することを前提とする。 Next, when the temperature T is used, the drive control unit 213 determines the value of the viscous friction coefficient C when the disturbance torque is estimated by the disturbance torque estimation unit according to the stop time during the stop of the drive unit 231 by the drive / detection unit 230. It is assumed that it will be corrected. In addition, it gradually approaches a predetermined value from the start of the operation of the drive unit 231 by the drive / detection unit 230, and varies depending on the change in the rotation angular velocity ω in the rotation angular velocity detection unit and the temperature T in the temperature sensor 240. It is assumed that the value is set asymptotically.
こうした前提で駆動制御部213は、粘性摩擦係数Cの値について、以下のような補正を行う。具体的に云えば、回転角速度検出部での回転角速度ω及び温度センサ240での温度Tが第1の回転角速度ω1、且つ第1の温度Taのときの第1の粘性摩擦係数C1と、第1の回転角速度ω1、且つ第2の温度Tbのときの第3の粘性摩擦係数C3との関係において、第1の温度Ta<第2の温度Tbのときには第3の粘性摩擦係数C3<第1の粘性摩擦係数C1として設定するものである。このような設定を行えば、温度Tが上がると粘性摩擦係数Cが下がるものの、実際の粘性摩擦係数Cは温度Tに比例しないため、温度Tへの比例の値を使うよりもトルク推定の精度が向上する。 Under such a premise, the drive control unit 213 corrects the value of the viscous friction coefficient C as follows. Specifically, the first viscous friction coefficient C1 when the rotational angular velocity ω in the rotational angular velocity detector and the temperature T in the temperature sensor 240 are the first rotational angular velocity ω1 and the first temperature Ta, and the first In relation to the third viscous friction coefficient C3 when the rotational angular velocity ω1 is 1 and the second temperature Tb, the third viscous friction coefficient C3 <first when the first temperature Ta <the second temperature Tb. Is set as the viscous friction coefficient C1. With such a setting, although the viscous friction coefficient C decreases as the temperature T increases, the actual viscous friction coefficient C is not proportional to the temperature T, so that the accuracy of torque estimation is more accurate than using a value proportional to the temperature T. Will improve.
また、駆動制御部213は、回転角速度検出部での回転角速度ω及び温度センサ240での温度Tが第1の回転角速度ω1、且つ第1の温度Taのときの第1の粘性摩擦係数C1と、第2の回転角速度ω2、且つ第1の温度Taのときの第2の粘性摩擦係数C2との関係において、第1の回転角速度ω1<第2の回転角速度ω2のときには第2の粘性摩擦係数C2<第1の粘性摩擦係数C1として設定するものである。このような設定を行えば、回転角速度ωが上がると粘性摩擦係数Cが下がるものの、実際の粘性摩擦係数Cは回転角速度ωに比例しないため、回転角速度ωへの比例の値を使うよりもトルク推定の精度が向上する。 Further, the drive control unit 213 uses the first viscous friction coefficient C1 when the rotation angular velocity ω in the rotation angular velocity detection unit and the temperature T in the temperature sensor 240 are the first rotation angular velocity ω1 and the first temperature Ta. In the relationship between the second rotational angular velocity ω2 and the second viscous friction coefficient C2 at the first temperature Ta, when the first rotational angular velocity ω1 <the second rotational angular velocity ω2, the second viscous friction coefficient. C2 <the first viscous friction coefficient C1 is set. With such a setting, although the viscous friction coefficient C decreases as the rotational angular velocity ω increases, the actual viscous friction coefficient C is not proportional to the rotational angular velocity ω, so that the torque is used rather than using a value proportional to the rotational angular velocity ω. The accuracy of estimation is improved.
図11は、図8に示す外乱トルク推定部を適用した場合の駆動部231による機構部に対する駆動時間tに対応して回転角速度ωを途中で変化させて粘性摩擦係数Cを補正する場合の特性パラメータを移動回転距離と対比させて示した図である。同図(a)は特性パラメータのパターン4に関する図、同図(b)は特性パラメータのパターン5に関する図である。 FIG. 11 shows characteristics when the viscous friction coefficient C is corrected by changing the rotational angular velocity ω in the middle corresponding to the drive time t for the mechanism by the drive unit 231 when the disturbance torque estimation unit shown in FIG. 8 is applied. It is the figure which contrasted and showed the parameter with the movement rotation distance. FIG. 4A is a diagram related to the characteristic parameter pattern 4, and FIG. 4B is a diagram related to the characteristic parameter pattern 5.
図11(a)を参照すれば、特性パラメータのパターン4では、回転角速度ωを第1の回転角速度ω1から途中で第3の回転角速度ω3へと遅くした状態で粘性摩擦係数Cが未動作時の初期値C0から第1の粘性摩擦係数C1の減衰下限値、それを初期値としてより大きな第4の粘性摩擦係数C4の上昇値となる特性であることを示している。 Referring to FIG. 11A, in the characteristic parameter pattern 4, the viscous friction coefficient C is not operating in a state where the rotational angular velocity ω is delayed from the first rotational angular velocity ω1 to the third rotational angular velocity ω3. The initial value C0 of the first viscous friction coefficient C1 is the lower limit of attenuation, and the initial value is used as the initial value to increase the fourth viscous friction coefficient C4.
また、そのときの移動回転距離は、第1の回転角速度ω1での駆動時における時間分で第1の回転角速度ω1の絶対値を積分して得られる区間と第3の回転角速度ω3での駆動時における時間分で第3の回転角速度ω3の絶対値を積分して得られる区間とに分けられる様子を示している。即ち、図11(a)では、上述したように回転角速度ωが速い方が粘性摩擦係数Cは小さくなるので、第4の粘性摩擦係数C4は第1の粘性摩擦係数C1よりも高い値になる。漸近する第4の粘性摩擦係数C4の値は、最初から第3の回転角速度ω3で駆動した場合に漸近する値と同じである。駆動時間tを基準にする場合はそれぞれの第1の回転角速度ω1、第3の回転角速度ω3の時間、移動回転距離を基準にする場合はそれぞれの第1の回転角速度ω1、第3の回転角速度ω3での移動回転距離に対して粘性摩擦係数Cが変化するようにする。 In addition, the moving rotational distance at that time is a time period obtained by integrating the absolute value of the first rotational angular velocity ω1 by the time during driving at the first rotational angular velocity ω1, and driving at the third rotational angular velocity ω3. It shows a state of being divided into sections obtained by integrating the absolute value of the third rotational angular velocity ω3 by the time in the hour. That is, in FIG. 11A, as described above, the higher the rotational angular velocity ω, the smaller the viscous friction coefficient C. Therefore, the fourth viscous friction coefficient C4 is higher than the first viscous friction coefficient C1. . The asymptotic value of the fourth viscous friction coefficient C4 is the same as the asymptotic value when driving at the third rotational angular velocity ω3 from the beginning. When the drive time t is used as a reference, the time of the first rotation angular velocity ω1 and the third rotation angular velocity ω3, and when the drive rotation distance is used as a reference, the first rotation angular velocity ω1 and the third rotation angular velocity. The viscous friction coefficient C is changed with respect to the moving rotation distance at ω3.
これに対し、図11(b)を参照すれば、特性パラメータのパターン5では回転角速度ωを第1の回転角速度ω1から途中で第4の回転角速度ω4と速くした状態で粘性摩擦係数Cが未動作時の初期値C0から第1の粘性摩擦係数C1の減衰下限値、それを初期値としてより小さな第5の粘性摩擦係数C5の減衰下限値となる特性を示している。 On the other hand, referring to FIG. 11B, in the characteristic parameter pattern 5, the viscous friction coefficient C is not obtained in the state where the rotational angular velocity ω is increased from the first rotational angular velocity ω1 to the fourth rotational angular velocity ω4. The characteristic shows the initial value C0 during operation to the lower limit of attenuation of the first viscous friction coefficient C1, and the lower limit of attenuation of the fifth viscous friction coefficient C5 with the initial value as the initial value.
また、そのときの移動回転距離は、第1の回転角速度ω1での駆動時における時間分で第1の回転角速度ω1の絶対値を積分して得られる区間と第4の回転角速度ω4での駆動時における時間分で第4の回転角速度ω4の絶対値を積分して得られる区間とに分けられる様子を示している。即ち、図11(b)では、上述したように回転角速度ωが速い方が粘性摩擦係数Cは小さくなるので、第5の粘性摩擦係数C5は第1の粘性摩擦係数C1よりも小さな値となる。ここでも漸近する第5の粘性摩擦係数C5の値は、それぞれ最初から第4の回転角速度ω4で駆動した場合に漸近する値と同じである。更に、駆動時間tを基準にする場合はそれぞれの第1の回転角速度ω1、第4の回転角速度ω4の時間、移動回転距離を基準にする場合はそれぞれの第1の回転角速度ω1、第4の回転角速度ω4の移動回転距離に対して粘性摩擦係数Cが変化するようにする。 In addition, the moving rotational distance at that time is a section obtained by integrating the absolute value of the first rotational angular velocity ω1 by the time during driving at the first rotational angular velocity ω1, and driving at the fourth rotational angular velocity ω4. It shows a state in which it can be divided into sections obtained by integrating the absolute value of the fourth rotational angular velocity ω4 by the time in the hour. That is, in FIG. 11B, as described above, the higher the rotational angular velocity ω, the smaller the viscous friction coefficient C. Therefore, the fifth viscous friction coefficient C5 is smaller than the first viscous friction coefficient C1. . Here again, the value of the fifth viscous friction coefficient C5 that is asymptotic is the same as the value that is asymptotic when driven at the fourth rotational angular velocity ω4 from the beginning. Furthermore, when the drive time t is used as a reference, the time of the first rotation angular velocity ω1 and the fourth rotation angular velocity ω4, and when the movement rotation distance is used as a reference, the first rotation angular velocity ω1 and the fourth rotation angular velocity ω4 are used. The viscous friction coefficient C is changed with respect to the moving rotational distance of the rotational angular velocity ω4.
上述した特性パラメータのパターン4、5において、CPU210内の駆動制御部213は、粘性摩擦係数Cの値について、以下のような補正を行うことになる。具体的に云えば、駆動情報検出部236として用いる回転角速度検出部での回転角速度ωが第1の回転角速度ω1のときの第1の粘性摩擦係数C1と第3の回転角速度ω3のときの第4の粘性摩擦係数C4又は第4の回転角速度ω4のときの第5の粘性摩擦係数C5との関係に注視する。そこで、第1の回転角速度ω1から第3の回転角速度ω3又は第4の回転角速度ω4へと切り替わったときには第1の粘性摩擦係数C1から第4の粘性摩擦係数C4又は第5の粘性摩擦係数C5へと時間的に連続して変化する値を設定するものである。このような設定を行えば、回転角速度ωによって粘性摩擦係数Cが異なるものの、回転角速度ωを変えた瞬間に粘性摩擦係数Cが変化するのではなく、駆動時間tに伴ってその回転角速度ωにおける粘性摩擦係数Cに近付くため、そうした点を考慮してトルク推定の精度を向上させることができる。 In the characteristic parameter patterns 4 and 5 described above, the drive control unit 213 in the CPU 210 performs the following correction on the value of the viscous friction coefficient C. More specifically, the first viscous friction coefficient C1 when the rotation angular velocity ω in the rotation angular velocity detection unit used as the drive information detection unit 236 is the first rotation angular velocity ω1 and the first angular velocity ω3 when the rotation angular velocity ω3 is the third rotation angular velocity ω3. Attention is paid to the relationship with the viscous friction coefficient C4 of 4 or the fifth viscous friction coefficient C5 at the fourth rotational angular velocity ω4. Therefore, when switching from the first rotational angular velocity ω1 to the third rotational angular velocity ω3 or the fourth rotational angular velocity ω4, the first viscous friction coefficient C1 to the fourth viscous friction coefficient C4 or the fifth viscous friction coefficient C5. A value that changes continuously in time is set. With such a setting, although the viscous friction coefficient C differs depending on the rotational angular velocity ω, the viscous friction coefficient C does not change at the moment when the rotational angular velocity ω is changed, but at the rotational angular velocity ω with the driving time t. Since it approaches the viscous friction coefficient C, the accuracy of torque estimation can be improved in consideration of such points.
図12は、図11(a)に示す特性パラメータのパターン4で回転角速度ωを第1の回転角速度ω1で駆動開始してから十分時間が経過して粘性摩擦係数Cが第1の粘性摩擦係数C1に漸近する前に第3の回転角速度ω3に変化させた場合の時間に対する粘性摩擦係数C及び回転角速度ωの特性を対比して示した図である。 FIG. 12 shows a characteristic parameter pattern 4 shown in FIG. 11A, in which the viscous friction coefficient C becomes the first viscous friction coefficient after a sufficient time has elapsed since the rotation angular speed ω starts to be driven at the first rotational angular speed ω1. It is the figure which contrasted and showed the characteristic of the viscous friction coefficient C with respect to time at the time of changing to 3rd rotational angular velocity (omega) 3 before approaching C1, and rotational angular velocity (omega).
図12を参照すれば、ここでは回転角速度ωの切り替え時における粘性摩擦係数Cについて、回転角速度パターンAは第4の粘性摩擦係数C4よりも小さい場合、回転角速度パターンBは第4の粘性摩擦係数C4よりも大きい場合を示している。この他、何れの回転角速度パターンA、Bであっても粘性摩擦係数Cが第4の粘性摩擦係数C4に漸近するように変化することを示している。 Referring to FIG. 12, when the rotational angular velocity pattern A is smaller than the fourth viscous friction coefficient C4, the rotational angular velocity pattern B is the fourth viscous friction coefficient C. The case where it is larger than C4 is shown. In addition, in any of the rotational angular velocity patterns A and B, it is shown that the viscous friction coefficient C changes so as to approach the fourth viscous friction coefficient C4.
このような粘性摩擦係数Cの補正特性は、温度センサ240で得られる温度Tを用いる場合の温度Tの変化にも適用することができる。この場合、駆動制御部213は、補正する粘性摩擦係数Cの値について、温度センサ240での温度Tが第1の温度Taのときの第1の粘性摩擦係数C1と第3の温度Tcのときの第6の粘性摩擦係数C6との関係において、第1の温度Taから第3の温度Tcへ変化したときには第1の粘性摩擦係数C1から第6の粘性摩擦係数C6へと時間的に連続して変化する値を設定するものである。このような設定を行えば、特性パラメータのパターン4、5で説明した場合と同様にトルク推定の精度を向上させることができる。 Such a correction characteristic of the viscous friction coefficient C can be applied to a change in the temperature T when the temperature T obtained by the temperature sensor 240 is used. In this case, for the value of the viscous friction coefficient C to be corrected, the drive control unit 213 has the first viscous friction coefficient C1 and the third temperature Tc when the temperature T at the temperature sensor 240 is the first temperature Ta. In the relationship with the sixth viscous friction coefficient C6, when the first temperature Ta changes to the third temperature Tc, the first viscous friction coefficient C1 continues to the sixth viscous friction coefficient C6 in time. Set a value that changes. With such setting, the accuracy of torque estimation can be improved as in the case of the characteristic parameter patterns 4 and 5.
図13は、上述した駆動制御部213による駆動・検出部230及び駆動部231を介しての機構部への駆動後の駆動時間tに基づく粘性摩擦係数補正制御の動作処理に係るフローチャートである。但し、ここでは予め計算して取得した関数データの特性パラメータを持つテーブルが用意され、駆動開始から一定時間毎に駆動中の駆動時間t及び回転角速度ωに基づいて粘性摩擦係数Cを更新するものとする。 FIG. 13 is a flowchart relating to the operation process of the viscous friction coefficient correction control based on the drive time t after driving the mechanism unit via the drive / detection unit 230 and the drive unit 231 by the drive control unit 213 described above. However, here, a table having characteristic parameters of function data obtained by calculation in advance is prepared, and the viscous friction coefficient C is updated based on the driving time t and the rotational angular velocity ω that are being driven at regular intervals from the start of driving. And
図13を参照すれば、駆動制御部213では、まずテーブル形式で記憶部214に格納された粘性摩擦係数Cのデータを読み込んで取得する粘性摩擦係数データ取得(ステップS1)の処理を行う。次に、入力部239の操作等で駆動部231による機構部への駆動が指示されているかを確認して駆動開始か否かの判定(ステップS2)を行う。この判定の結果、駆動開始されていなければ、この判定(ステップS2)の前に戻って処理を繰り返すようにして待機する。これに対し、駆動開始されていれば、駆動部231による機構部の駆動時間tの計測を開始する駆動時間計測スタート(ステップS3)の処理を行う。更に、駆動制御部213は、駆動時間tを取得する駆動時間取得(ステップS4)の処理を行う。 Referring to FIG. 13, the drive control unit 213 first performs viscous friction coefficient data acquisition (step S1) processing for reading and acquiring the viscous friction coefficient C data stored in the storage unit 214 in a table format. Next, it is determined whether or not driving is started by confirming whether the driving unit 231 is instructed to drive the mechanism unit by operating the input unit 239 or the like (step S2). If the result of this determination is that driving has not started, the process returns to before this determination (step S2) and waits so as to repeat the processing. On the other hand, if the driving has been started, a driving time measurement start (step S3) for starting the measurement of the driving time t of the mechanism unit by the driving unit 231 is performed. Furthermore, the drive control unit 213 performs drive time acquisition (step S4) processing for acquiring the drive time t.
この後、駆動制御部213は、一定時間経過したか否かの判定(ステップS5)を行う。この判定の結果、一定時間経過していなければ、駆動時間取得(ステップS4)の処理の前に戻ってそれ以降の処理を繰り返す。これに対し、一定時間経過していれば、駆動部231のエンコーダ233から駆動情報検出部236で検出されたモータ105の回転角速度ωを検出する回転角速度検出(ステップS6)の処理を行う。更に、駆動制御部213は、取得した駆動時間t及び検出した回転角速度ω、温度センサ240で検出される温度Tから粘性摩擦係数Cを更新(ステップS7)する処理を行う。最後に、駆動制御部213は、入力部239の操作等で駆動部231による機構部への駆動終了が指示されているかを確認して駆動終了か否かの判定(ステップS8)を行う。この判定の結果、駆動終了でなければ、駆動時間取得(ステップS4)の処理の前に戻ってそれ以降の処理を繰り返す。これに対し、駆動終了であれば、動作処理を終了する。 Thereafter, the drive control unit 213 determines whether or not a predetermined time has elapsed (step S5). As a result of this determination, if the predetermined time has not elapsed, the process returns to the process before the drive time acquisition (step S4) and the subsequent processes are repeated. On the other hand, if the fixed time has elapsed, the rotation angular velocity detection (step S6) for detecting the rotation angular velocity ω of the motor 105 detected by the drive information detection unit 236 from the encoder 233 of the drive unit 231 is performed. Further, the drive control unit 213 performs a process of updating the viscous friction coefficient C from the acquired drive time t, the detected rotational angular velocity ω, and the temperature T detected by the temperature sensor 240 (step S7). Finally, the drive control unit 213 confirms whether the drive unit 231 is instructed to finish driving the mechanism unit by operating the input unit 239 or the like, and determines whether or not the drive is finished (step S8). If the result of this determination is that driving has not ended, processing returns to before driving time acquisition (step S4) and the subsequent processing is repeated. On the other hand, if the driving is finished, the operation process is finished.
図14は、上述した駆動制御部213による駆動・検出部230及び駆動部231を介しての機構部への駆動後の移動した移動回転距離に基づく粘性摩擦係数補正制御の動作処理に係るフローチャートである。但し、ここでは予め計算して取得した関数データの特性パラメータを持つテーブルが用意され、駆動開始から一定時間毎に駆動中の移動回転距離及び回転角速度ωに基づいて粘性摩擦係数Cを更新するものとする。 FIG. 14 is a flowchart relating to the operation process of the viscous friction coefficient correction control based on the moving rotational distance after the drive to the mechanism unit via the drive / detection unit 230 and the drive unit 231 by the drive control unit 213 described above. is there. However, here, a table having characteristic parameters of function data obtained by calculation in advance is prepared, and the viscous friction coefficient C is updated based on the moving rotational distance and rotational angular velocity ω being driven at regular intervals from the start of driving. And
図14を参照すれば、図13で説明した粘性摩擦係数データ取得(ステップS1)〜回転角速度検出(ステップS6)までの処理が共通しているため、これらの処理プロセス分の説明は省略する。ここでは、回転角速度検出(ステップS6)の処理の後、駆動制御部213は移動回転距離を算出する移動回転距離算出(ステップS7)の処理を行う。更に、駆動制御部213は算出された移動回転距離及び検出した回転角速度ω、温度センサ240で検出される温度Tから粘性摩擦係数Cを更新(ステップS8)する処理を行う。最後に、駆動制御部213は、入力部239の操作等で駆動部231への駆動終了が指示されているかを確認して駆動終了か否かの判定(ステップS9)を行う。この判定の結果、駆動終了でなければ、駆動時間取得(ステップS4)の処理の前に戻ってそれ以降の処理を繰り返す。これに対し、駆動終了であれば、動作処理を終了する。 Referring to FIG. 14, since the processes from the viscous friction coefficient data acquisition (step S1) to the rotational angular velocity detection (step S6) described in FIG. 13 are common, description of these processing processes is omitted. Here, after the rotation angular velocity detection (step S6), the drive control unit 213 performs a movement rotation distance calculation (step S7) that calculates a movement rotation distance. Further, the drive control unit 213 performs a process of updating the viscous friction coefficient C from the calculated moving rotational distance, the detected rotational angular velocity ω, and the temperature T detected by the temperature sensor 240 (step S8). Finally, the drive control unit 213 checks whether or not the drive unit 231 is instructed to finish driving by operating the input unit 239 or the like, and determines whether or not the drive is finished (step S9). If the result of this determination is that driving has not ended, processing returns to before driving time acquisition (step S4) and the subsequent processing is repeated. On the other hand, if the driving is finished, the operation process is finished.
図13及び図14の何れの動作処理についても、粘性摩擦係数Cの変化は数ミリ秒単位の変化ではなく、数秒〜数十秒単位での変化であることが多い。このため、演算処理を考えた場合、双方で共通して持たせたように一定時間経過したか否かの判定(ステップS5)を実施して間隔を空けるのが望ましいが、逐次値を更新するようにしても良い。 In any of the operation processes shown in FIGS. 13 and 14, the change in the viscous friction coefficient C is not a change in units of several milliseconds but is often a change in units of several seconds to several tens of seconds. For this reason, when considering the arithmetic processing, it is desirable to carry out a determination (step S5) as to whether or not a certain period of time has passed as if they were shared by both, but the values are updated sequentially. You may do it.
図15は、実施例に係る粘性摩擦係数Cの補正に使用される駆動・検出部230による駆動部231の停止時間toffに対する粘性摩擦係数Cの関係で示される補正関数特性図であり、同図(a)は非線形な補正関数W1に関する図、同図(b)は線形な補正関数W2に関する図である。 FIG. 15 is a correction function characteristic diagram showing the relationship of the viscous friction coefficient C to the stop time toff of the drive unit 231 by the drive / detection unit 230 used for correcting the viscous friction coefficient C according to the embodiment. (A) is a figure regarding the non-linear correction function W1, (b) is a figure regarding the linear correction function W2.
図15(a)を参照すれば、ここでの駆動部231による機構部の停止時間toffは具体的にはモータ105の駆動動作の間にある回転角速度ω=0のときの区間に該当するもので、粘性摩擦係数Cの補正に使用される補正関数W1上では、粘性摩擦係数Cの初期値C0がモータ105の停止直前の粘性摩擦係数Cを示すものとなる。補正関数W1については、例えば実験的に求めることができるもので、粘性摩擦係数Cの上限値Cmaxが決められている。この上限値Cmaxは機構部に含まれる潤滑剤の種類によって決定することができる。 Referring to FIG. 15A, the stop time toff of the mechanism section by the drive section 231 here specifically corresponds to a section when the rotational angular velocity ω = 0 during the drive operation of the motor 105. Thus, on the correction function W1 used for correcting the viscous friction coefficient C, the initial value C0 of the viscous friction coefficient C indicates the viscous friction coefficient C immediately before the motor 105 is stopped. The correction function W1 can be obtained experimentally, for example, and an upper limit value Cmax of the viscous friction coefficient C is determined. This upper limit Cmax can be determined by the type of lubricant contained in the mechanism portion.
補正関数W1を求める場合、十分な時間、モータ105を駆動させた後に粘性摩擦係数Cが下限値となるように停止時間毎に駆動させ、そのときの粘性摩擦係数Cの最大値をプロットすれば良いものである。また、十分な時間が経過しなくてもこの手法は有効であり、そのときには初期値が違う補正関数を導き出すことができる。通常こうした手法で粘性摩擦係数Cを求めると、通常図15(a)に示されるような非線形な補正関数W1が得られる。図15(b)に示されるような線形な補正関数W2は、計算量を減らすために線形な近似式の線形式を用いることが可能である場合を例示したものである。 When the correction function W1 is obtained, if the motor 105 is driven for a sufficient period of time and driven at every stop time so that the viscous friction coefficient C becomes the lower limit value, the maximum value of the viscous friction coefficient C at that time is plotted. It ’s good. Further, this method is effective even if sufficient time has not elapsed, and a correction function having a different initial value can be derived at that time. Usually, when the viscous friction coefficient C is obtained by such a method, a non-linear correction function W1 as shown in FIG. 15A is usually obtained. The linear correction function W2 as shown in FIG. 15B exemplifies a case where the linear form of the linear approximate expression can be used to reduce the amount of calculation.
図16は、実施例に係る粘性摩擦係数Cの補正動作のパターンを時間tに対する粘性摩擦係数Cの関係で示される補正関数と時間tに対するモータ105の回転角速度ωの関係で示される動作特性とを対比して示した図である。 FIG. 16 shows a correction function of the viscous friction coefficient C according to the embodiment, a correction function indicated by the relationship of the viscous friction coefficient C with respect to time t, and an operation characteristic indicated by the relationship of the rotational angular velocity ω of the motor 105 with respect to time t It is the figure shown by contrasting.
図16を参照すれば、動作特性で実線で示される動作パターン1は、モータ105が第1の回転角速度ω1で回転した後に停止し、toff1時間経過してから再び第1の回転角速度ω1で回転し始めた場合に該当する。ここでの動作中のモータ105の回転角速度ωが第1の回転角速度ω1の場合、停止したときの粘性摩擦係数Cは補正関数W3に係る初期値C01となる。このときの粘性摩擦係数Cは、toff1時間経過後の値である第1の粘性摩擦係数C1となる。 Referring to FIG. 16, the operation pattern 1 indicated by the solid line in the operation characteristics stops after the motor 105 rotates at the first rotation angular velocity ω <b> 1, and rotates again at the first rotation angular velocity ω <b> 1 after a toff1 time has elapsed. Applicable when starting to do. When the rotational angular velocity ω of the motor 105 in operation here is the first rotational angular velocity ω1, the viscous friction coefficient C when stopped is an initial value C01 related to the correction function W3. The viscous friction coefficient C at this time is the first viscous friction coefficient C1 which is a value after the lapse of toff1 hour.
また、動作特性で点線で示される動作パターン2は、図16を参照すれば、モータ105が第2の回転角速度ω2で回転した後に停止し、toff2時間経過してから再び第1の回転角速度ω1で回転し始めた場合に該当する。ここでの動作中のモータ105の回転角速度ωが第2の回転角速度ω2の場合、停止したときの粘性摩擦係数Cは補正関数W4に係る初期値C02となる。このときの粘性摩擦係数Cは、toff2時間経過後の値である第2の粘性摩擦係数C2となる。即ち、動作パターン1と動作パターン2とでは別な補正関数W3、W4を持つことになるが、これはモータ105の停止前の回転角速度ωが異なり、粘性摩擦係数Cの初期値が違うためである。これらの補正関数W3、W4は予め実験的に求めておく必要がある。 In addition, referring to FIG. 16, the operation pattern 2 indicated by the dotted line in the operation characteristic is stopped after the motor 105 rotates at the second rotation angular velocity ω2, and after the elapse of toff2 hours, the first rotation angular velocity ω1 is again generated. Applicable when starting to rotate at. When the rotational angular velocity ω of the motor 105 in operation here is the second rotational angular velocity ω2, the viscous friction coefficient C when stopped is an initial value C02 related to the correction function W4. The viscous friction coefficient C at this time is a second viscous friction coefficient C2 that is a value after elapse of toff2 hours. That is, the motion pattern 1 and the motion pattern 2 have different correction functions W3 and W4 because the rotational angular velocity ω before the motor 105 stops is different and the initial value of the viscous friction coefficient C is different. is there. These correction functions W3 and W4 need to be experimentally obtained in advance.
図17は、実施例に係る粘性摩擦係数Cの補正時に切り替え使用される補正関数W5、W6を時間tに対する粘性摩擦係数Cの関係で示した特性図である。 FIG. 17 is a characteristic diagram showing the correction functions W5 and W6 that are switched and used when correcting the viscous friction coefficient C according to the embodiment in relation to the viscous friction coefficient C with respect to time t.
図17を参照すれば、ここでは粘性摩擦係数Cの補正関数W5、W6の切り替えを示しており、モータ105の動作中は粘性摩擦係数Cが下がる特性の補正関数W5が使用され、モータ105が停止時間toffに至ってからの停止中は粘性摩擦係数Cが上がる特性の補正関数W6が使用されることを示している。ここでは、それぞれの動作モードに見合った補正関数W5、W6が別々に用意されており、切り替えるタイミングはモータ105の回転角速度ωをトリガとしている。即ち、回転角速度ω=0でモータ105が停止中になった場合には、停止中用の補正関数W6を使用し、回転角速度ω=0以外の動作中になった場合には、動作中用の補正関数W5を使用する。 Referring to FIG. 17, here, switching between the correction functions W5 and W6 for the viscous friction coefficient C is shown. During the operation of the motor 105, the correction function W5 having a characteristic of decreasing the viscous friction coefficient C is used. It shows that the correction function W6 having the characteristic that the viscous friction coefficient C increases during the stop after reaching the stop time toff is used. Here, correction functions W5 and W6 corresponding to each operation mode are prepared separately, and the switching timing is triggered by the rotational angular velocity ω of the motor 105. In other words, when the rotation angular velocity ω = 0 and the motor 105 is stopped, the correction function W6 for stopping is used, and when the rotation angular velocity ω = 0 is operating, The correction function W5 is used.
図18は、上述したマニピュレータ装置200のマニピュレータ本体201に備えられるCPU210内の駆動制御部213による粘性摩擦係数補正の動作処理を示すフローチャートである。 FIG. 18 is a flowchart showing the viscous friction coefficient correction operation processing by the drive control unit 213 in the CPU 210 provided in the manipulator body 201 of the manipulator device 200 described above.
図18を参照すれば、駆動制御部213による粘性摩擦係数補正の動作処理では、まず入力部239やホストコントローラ281からの粘性摩擦係数補正開始の設定を受けると、モータ105が停止中であるか否かを回転角速度ω=0であるか否かの判定(ステップS1)で確認する。この判定の結果、回転角速度ω=0でなければ、モータ105が停止していないとみなして判定前に戻って判定を継続する。これに対し、回転角速度ω=0であれば、モータ105が停止している停止中とみなして現在の粘性摩擦係数Cを取得して初期値とする(ステップS2)処理を行う。 Referring to FIG. 18, in the viscous friction coefficient correction operation processing by the drive control unit 213, first, upon receiving a setting of viscous friction coefficient correction start from the input unit 239 or the host controller 281, is the motor 105 stopped? Whether or not the rotational angular velocity ω = 0 is determined (step S1). As a result of this determination, if the rotational angular velocity ω is not 0, it is considered that the motor 105 has not stopped, and the determination is continued by returning to before determination. On the other hand, if the rotational angular velocity ω = 0, it is considered that the motor 105 is stopped and the current viscous friction coefficient C is acquired and set as an initial value (step S2).
次に、駆動制御部213は、タイマ212のカウントをスタート(ステップS3)してカウントアップ(ステップS4)を行う。更に、駆動制御部213は、カウントアップ結果と粘性摩擦係数Cの初期値C0とから設定された補正関数を用いて粘性摩擦係数Cを算出して更新(ステップS5)する処理を行う。最後に、駆動制御部213は、回転角速度ω=0でないか否かの判定(ステップS6)を行う。この判定の結果、回転角速度ω=0であれば、回転角速度ωが発生せずにモータ105が停止中とみなしてカウントアップ(ステップS4)の処理の前に戻ってそれ以降の処理を繰り返す。これに対し、回転角速度ω=0でなければ、回転角速度ωが発生してモータ105が動作しているとみなして動作処理を終了する。ここでは粘性摩擦係数Cを逐一更新しているが、逐一更新せずに回転角速度ωが発生したタイミングで更新しても良い。 Next, the drive control unit 213 starts the count of the timer 212 (step S3) and counts up (step S4). Further, the drive control unit 213 performs a process of calculating and updating the viscous friction coefficient C using a correction function set from the count-up result and the initial value C0 of the viscous friction coefficient C (step S5). Finally, the drive control unit 213 determines whether or not the rotational angular velocity ω = 0 (step S6). As a result of this determination, if the rotational angular velocity ω = 0, the rotational angular velocity ω is not generated and the motor 105 is regarded as being stopped, and the processing returns to before the count-up (step S4) processing and the subsequent processing is repeated. On the other hand, if the rotational angular velocity ω is not 0, it is considered that the rotational angular velocity ω is generated and the motor 105 is operating, and the operation process is terminated. Here, although the viscous friction coefficient C is updated one by one, it may be updated at the timing when the rotational angular velocity ω is generated without being updated one by one.
ところで、実施例に係る駆動制御装置が適用されたマニピュレータ装置200では、マニピュレータ本体201に対して電源部291から電力供給されていない状態でも粘性摩擦係数補正を行うことができる。このような機能を持つ構成では、電源部291から電力供給されていない電源を落とした時間を計測して電源オフ時間を決定する電源オフ時間計測部を備えることを前提とする。この上でCPU210が外乱推定部238や外乱トルク推定部で用いる粘性係数や粘性摩擦係数を電源オフ時間計測部で計測した電源オフ時間に応じて補正することになる。 By the way, in the manipulator device 200 to which the drive control device according to the embodiment is applied, the viscous friction coefficient correction can be performed even when the power is not supplied from the power supply unit 291 to the manipulator body 201. The configuration having such a function is premised on the provision of a power-off time measuring unit that measures a time when a power supply not supplied with power from the power supply unit 291 is turned off to determine a power-off time. Then, the CPU 210 corrects the viscosity coefficient and the viscous friction coefficient used by the disturbance estimation unit 238 and the disturbance torque estimation unit according to the power-off time measured by the power-off time measurement unit.
図19は、上述したマニピュレータ装置200を工場設備用とし、上位システム701とその他の装置702とにネットワークNWで接続した構成の駆動制御システムを示す概略図である。 FIG. 19 is a schematic diagram showing a drive control system having a configuration in which the above-described manipulator device 200 is used for factory equipment and is connected to a host system 701 and other devices 702 via a network NW.
図19を参照すれば、この駆動制御システムは、現在の時間を計時する機能を持つプログラマブルロジックコントローラPLCやパーソナルコンピュータPC等の上位システム701を用いて電源を落とした時間を計測して電源オフ時間を決定するものである。この駆動制御システムでは、マニピュレータ装置200がその他の装置702と一緒にネットワークNWを通して繋がっている。そこで、マニピュレータ装置200に入力部239等から電源停止命令が入力されると、例えばCPU210の通信制御部211がホストコントローラ281へ上位システム701から現在の時間の取得要求をネットワークNW経由で行う。現在の時間の取得要求を受けた上位システム701では、ネットワークNW経由でホストコントローラ281を介してCPU210の通信制御部211に現在の時間を送信する。通信制御部211では現在の時間を受信すると、タイマ212を通して駆動制御部213に引き渡す。駆動制御部213は、取得した現在の時間を記憶部214の不揮発性メモリに保存する。記憶部214の不揮発性メモリには、上位システム701から取得した現在の時間と現在の粘性係数や粘性摩擦係数Cとが保存されることになる。 Referring to FIG. 19, this drive control system measures the time when the power is turned off by using a host system 701 such as a programmable logic controller PLC or a personal computer PC having a function of measuring the current time, and turns off the power. Is to determine. In this drive control system, the manipulator device 200 is connected to the other device 702 through a network NW. Therefore, when a power supply stop command is input to the manipulator device 200 from the input unit 239 or the like, for example, the communication control unit 211 of the CPU 210 makes a request for acquiring the current time from the host system 701 to the host controller 281 via the network NW. Upon receiving the current time acquisition request, the host system 701 transmits the current time to the communication control unit 211 of the CPU 210 via the host controller 281 via the network NW. When the communication control unit 211 receives the current time, it passes it to the drive control unit 213 through the timer 212. The drive control unit 213 stores the acquired current time in the nonvolatile memory of the storage unit 214. The nonvolatile memory of the storage unit 214 stores the current time acquired from the host system 701, the current viscosity coefficient, and the viscous friction coefficient C.
記憶部214の不揮発性メモリに上位システム701から取得した現在の時間と現在の粘性係数や粘性摩擦係数Cとが保存されると、その後はマニピュレータ装置200の電源が落とされてマニピュレータ本体201に電源部291から電力供給されなくなる。再びマニピュレータ本体201に電源部291から電力供給されると、駆動制御部213はタイマ212を通して通信制御部211及びホストコントローラ281経由で上位システム701から現在の時間を取得する。そこで、取得した現在の時間を記憶部214の不揮発性メモリに保存された停止時間toffとみなせる前回取得した現在の時間と比べてその差分を電源オフ時間として決定する。また、駆動制御部213は、記憶部214の不揮発性メモリに保存された外乱推定部238や外乱トルク推定部で用いる粘性係数や粘性摩擦係数Cを電源オフ時間に応じて補正する。即ち、ここでのCPU210における駆動制御部213は、電源オフ時間計測部として機能する。因みに、マニピュレータ装置200に内蔵されて電源を落とした時間を計時する計時装置として、CPU210に内蔵されたタイマ212を利用することもできる。この場合、電源部291から電力供給されなくなる直前のCPU210に内蔵されるタイマ212のカウント計数値を停止時間toffとみなせる前回取得の現在の時間にし、タイマ212を駆動制御部213と協働して電源オフ時間計測部として機能させれば良い。 When the current time acquired from the host system 701 and the current viscosity coefficient and viscous friction coefficient C are stored in the nonvolatile memory of the storage unit 214, the power of the manipulator device 200 is turned off and the power to the manipulator body 201 is supplied. No power is supplied from the unit 291. When power is again supplied to the manipulator body 201 from the power supply unit 291, the drive control unit 213 acquires the current time from the host system 701 through the timer 212 and the communication control unit 211 and the host controller 281. Therefore, the acquired current time is determined as the power-off time in comparison with the current time acquired last time which can be regarded as the stop time toff stored in the nonvolatile memory of the storage unit 214. Further, the drive control unit 213 corrects the viscosity coefficient and the viscous friction coefficient C used in the disturbance estimation unit 238 and the disturbance torque estimation unit stored in the nonvolatile memory of the storage unit 214 according to the power-off time. That is, the drive control unit 213 in the CPU 210 here functions as a power-off time measuring unit. Incidentally, a timer 212 built in the CPU 210 can also be used as a timekeeping device built in the manipulator device 200 to measure the time when the power is turned off. In this case, the count value of the timer 212 built in the CPU 210 immediately before power is not supplied from the power supply unit 291 is set to the current time of the previous acquisition that can be regarded as the stop time toff, and the timer 212 cooperates with the drive control unit 213. What is necessary is just to make it function as a power-off time measurement part.
図20は、上述したマニピュレータ装置200に備えられる入力部239で現在の時間を入力したときの粘性摩擦係数Cの補正処理を示すフローチャートである。 FIG. 20 is a flowchart showing a correction process of the viscous friction coefficient C when the current time is input by the input unit 239 provided in the manipulator device 200 described above.
図20を参照すれば、例えば入力部239で現在の時間を入力した場合、CPU210の駆動制御部213では、まず現在の時間を入力したか否かの判定(ステップS1)を行う。この判定の結果、現在の時間を入力していなければ(入力をキャンセルしていれば)粘性摩擦係数Cに初期値C0を採用(ステップS2)するようにしてから補正処理を終了する。これに対し、現在の時間を入力していれば現在の時間を前回取得の現在の時間に相当する停止時間toffとみなせる電源を落とした時間と比較(ステップS3)し、電源を落とした時間が入力された現在の時間より前であるか否かの判定(ステップS4)を行う。この判定の結果、電源を落とした時間が入力された現在の時間より後であれば現在の時間を入力したか否かの判定(ステップS1)の前に戻ってそれ以降の処理を繰り返す。これに対し、電源を落とした時間が入力された現在の時間より前であれば入力された現在の時間と電源を落とした時間との差分を電源オフ時間として決定し、その電源オフ時間に対して粘性摩擦係数を補正(ステップS5)してから補正処理を終了する。 Referring to FIG. 20, for example, when the current time is input by the input unit 239, the drive control unit 213 of the CPU 210 first determines whether or not the current time has been input (step S1). If the current time is not input as a result of this determination (if the input is canceled), the initial value C0 is adopted as the viscous friction coefficient C (step S2), and the correction process is terminated. On the other hand, if the current time is input, the current time is compared with the time when the power is turned off, which can be regarded as the stop time toff corresponding to the current time of the previous acquisition (step S3), and the time when the power is turned off It is determined whether or not it is before the input current time (step S4). As a result of this determination, if the time when the power is turned off is later than the input current time, the process returns to the determination before whether or not the current time has been input (step S1) and the subsequent processing is repeated. On the other hand, if the time when the power was turned off is earlier than the current input time, the difference between the input current time and the time when the power was turned off is determined as the power off time. After correcting the viscous friction coefficient (step S5), the correction process is terminated.
図21は、上述したマニピュレータ装置200に備えられる入力部239で電源が落ちている時間を入力したときの粘性摩擦係数の補正処理を示すフローチャートである。 FIG. 21 is a flowchart showing a viscous friction coefficient correction process when a time during which the power is off is input by the input unit 239 provided in the manipulator device 200 described above.
図21を参照すれば、ここでは予め電源が落ちている時間をユーザが入力部239で入力している場合を想定しているため、CPU210の駆動制御部213では、まず電源が落ちている時間を入力したか否かの判定(ステップS1)を行う。この判定の結果、電源が落ちている時間を入力していなければ(入力をキャンセルしていれば)そのまま補正処理を終了する。これに対し、電源が落ちている時間を入力していればその入力された電源が落ちている時間を記憶部214の不揮発性メモリに保存(ステップS2)するようにしてから補正処理を終了する。この後、マニピュレータ装置200の電源が落とされてマニピュレータ本体201に電源部291から電力供給されなくなる。再びマニピュレータ本体201に電源部291から電力供給されると、駆動制御部213は記憶部214の不揮発性メモリから電源が落ちている時間と粘性摩擦係数Cとを読み出し、電源供給された時間と比べて電源を落とした時間を推定する。そこで、駆動制御部213は電源を落とした時間とユーザが入力部239により入力した電源が落ちている時間との差分を電源オフ時間として決定し、その電源オフ時間に対して粘性摩擦係数Cを補正する。ここでは、電源オフ時間がユーザにより入力した電源が落ちている時間に依存して決定されるため、電源オフ時間は入力部239の入力によって予めユーザが決定できると言える。 Referring to FIG. 21, since it is assumed here that the user has previously input the power-off time with the input unit 239, the drive control unit 213 of the CPU 210 first has the power-off time. Is determined (step S1). As a result of this determination, if the time during which the power is off is not input (if the input is canceled), the correction process is terminated as it is. On the other hand, if the time during which the power is turned off is input, the correction time is ended after the input power-off time is stored in the nonvolatile memory of the storage unit 214 (step S2). . Thereafter, the power of the manipulator device 200 is turned off, and power is not supplied from the power supply unit 291 to the manipulator body 201. When power is again supplied to the manipulator body 201 from the power supply unit 291, the drive control unit 213 reads the power-off time and the viscous friction coefficient C from the nonvolatile memory of the storage unit 214 and compares them with the time when the power is supplied. Estimate the time when the power was turned off. Therefore, the drive control unit 213 determines a difference between the time when the power is turned off and the time when the power input by the user is input through the input unit 239 as the power-off time, and sets the viscous friction coefficient C with respect to the power-off time. to correct. Here, since the power-off time is determined depending on the power-off time input by the user, it can be said that the user can determine the power-off time in advance by the input of the input unit 239.
更に、駆動制御部213の電源オフ時間計測部としての機能は、駆動・検出部230に備えられた温度センサ240で検出された温度に基づいて電源を落とした時間を推定して計測することもできる。 In addition, the function of the drive control unit 213 as a power off time measuring unit can estimate and measure the time when the power is turned off based on the temperature detected by the temperature sensor 240 provided in the driving / detecting unit 230. it can.
図22は、マニピュレータ装置200に備えられる温度センサ240で検出される温度に基づいて電源が落ちている時間を推定して計測するときに使用される推定補正関数W7、W8を停止時間toffに対する温度Tの関係で示した特性図である。同図(a)は非線形な推定補正関数W7の特性に関する図、同図(b)は線形な推定補正関数W8の特性に関する図である。 FIG. 22 shows the estimated correction functions W7 and W8 used when estimating and measuring the time during which the power is off based on the temperature detected by the temperature sensor 240 provided in the manipulator device 200, the temperature with respect to the stop time toff. FIG. FIG. 6A is a diagram relating to the characteristics of the nonlinear estimation correction function W7, and FIG. 5B is a diagram relating to the characteristics of the linear estimation correction function W8.
図22(a)を参照すれば、非線形な推定補正関数W7は、予め実験的に求めた推定関数を記憶部214の不揮発性メモリに記憶しておくもので、温度センサ240で検出される温度に応じて駆動制御部213の電源オフ時間計測部としての機能で参照される。例えば電源を落としたときの温度がTaであれば、モータの温度がTaになるまで上昇させてから動作を停止させ、温度の推移をグラフ化して推定関数にすれば良い。予め実験的に求めた推定関数は通常非線形となる。推定補正関数W7における温度Tは、停止時間toffとの関係を示され、電源を入れたときの温度T2、電源を落としたときの温度T1、温度の下限値である初期温度T0(電源を落とす停止直前の温度)を含んでいる。初期温度T0は機構部に含まれる潤滑油の種類によって決定することができる。推定補正関数W7は、初期温度T0未満にならないように設定できるもので、例えばその場合には初期温度T0を環境温度にする場合を例示できる。駆動制御部213では、温度センサ240で検出される温度が例えばT2であればそれに対応する推定補正関数W7上で停止時間toffを取得して電源を入れた時間を推定する。また、温度センサ240で検出される温度がT1であれば同様にそれに対応する停止時間toffを取得して電源を落とした時間を推定する。 Referring to FIG. 22A, the non-linear estimation correction function W7 is a function in which an estimation function obtained experimentally in advance is stored in the nonvolatile memory of the storage unit 214, and the temperature detected by the temperature sensor 240 is stored. Accordingly, the function is referred to by the function of the drive control unit 213 as the power-off time measuring unit. For example, if the temperature when the power is turned off is Ta, the operation is stopped after the motor temperature is increased to Ta, and the transition of temperature is graphed to be an estimation function. The estimation function obtained experimentally in advance is usually nonlinear. The temperature T in the estimated correction function W7 is related to the stop time toff. The temperature T2 when the power is turned on, the temperature T1 when the power is turned off, and the initial temperature T0 that is the lower limit value of the temperature (the power is turned off) Temperature immediately before stoppage). The initial temperature T0 can be determined by the type of lubricating oil contained in the mechanism unit. The estimated correction function W7 can be set so as not to be lower than the initial temperature T0. For example, in this case, the initial temperature T0 can be set to the environmental temperature. If the temperature detected by the temperature sensor 240 is T2, for example, the drive control unit 213 obtains the stop time toff on the corresponding estimated correction function W7 and estimates the time when the power is turned on. If the temperature detected by the temperature sensor 240 is T1, similarly, the corresponding stop time toff is acquired and the time when the power is turned off is estimated.
図22(b)を参照すれば、線形な推定補正関数W8は、図22(a)に示した非線形な推定補正関数W7を計算量を減らせるために線形の近似式としたもので、役割上は非線形な推定補正関数W7と同じであり、記憶部214の不揮発性メモリに記憶しておけば良い。推定補正関数W8の場合も、初期温度T0未満にならないように設定できる。駆動制御部213により温度センサ240で検出される温度がT2、T1であれば、推定補正関数W7上で停止時間toffを取得して電源を入れた時間、電源を落とした時間を推定する点も同じである。 Referring to FIG. 22B, the linear estimated correction function W8 is a linear approximate expression for reducing the calculation amount of the nonlinear estimated correction function W7 shown in FIG. The above is the same as the non-linear estimation correction function W7 and may be stored in the nonvolatile memory of the storage unit 214. The estimated correction function W8 can also be set so as not to be lower than the initial temperature T0. If the temperature detected by the temperature sensor 240 by the drive control unit 213 is T2 or T1, the stop time toff is acquired on the estimated correction function W7 and the time when the power is turned on and the time when the power is turned off are estimated. The same.
図23は、上述したマニピュレータ装置200のマニピュレータ本体201に備えられるCPU210内の駆動制御部213による動作モード切り替えの動作処理を示すフローチャートである。 FIG. 23 is a flowchart showing the operation process of the operation mode switching by the drive control unit 213 in the CPU 210 provided in the manipulator body 201 of the manipulator device 200 described above.
図23を参照すれば、駆動制御部213による動作モード切り替えの動作処理では、まず入力部239やホストコントローラ281からの動作モード切り替え開始の設定を受けると、入力された補正モードを読み取って補正モードオンであるか否かの判定(ステップS1)を行う。この判定の結果、補正モードオンであれば、図18を参照して説明した手順で粘性摩擦係数Cを補正(ステップS2)してから動作処理を終了する。これに対し、補正モードオンでなく、補正モードオフであれば、入力されたデフォルト値を粘性摩擦係数C(ステップS3)としてから動作処理を終了する。因みに、図23に示す動作モード切り替えの動作処理は、駆動制御部213の電源オフ時間計測部の機能にも適用される。即ち、電源オフ時間計測部の機能で決定した電源オフ時間に応じて粘性係数や粘性摩擦係数Cを補正するモードと補正しないモードとを切り替え可能である。 Referring to FIG. 23, in the operation mode switching operation process by the drive control unit 213, first, upon receiving the setting of the operation mode switching start from the input unit 239 or the host controller 281, the input correction mode is read and the correction mode is read. It is determined whether or not it is on (step S1). As a result of this determination, if the correction mode is on, the viscous friction coefficient C is corrected (step S2) by the procedure described with reference to FIG. On the other hand, if the correction mode is not on but the correction mode is off, the input default value is set as the viscous friction coefficient C (step S3), and the operation process is terminated. Incidentally, the operation process of the operation mode switching shown in FIG. 23 is also applied to the function of the power-off time measuring unit of the drive control unit 213. That is, it is possible to switch between a mode in which the viscosity coefficient and the viscous friction coefficient C are corrected and a mode in which it is not corrected according to the power-off time determined by the function of the power-off time measuring unit.
101 アーム
102 土台
103 駆動中心
104 モータ用エンコーダ
105 モータ
106 減速機
107 外部接続装置
108 ベース板
200 マニピュレータ装置
201 マニピュレータ本体
210 CPU
211 通信制御部
212 タイマ
213 駆動制御部
214 記憶部
220 各種センサ
221 各種スイッチ
223 クロック
230 駆動・検出部
231 駆動部
232 アクチュエータ
233 エンコーダ
234 電流検出部
235 モータドライバ
236 駆動情報検出部
238 外乱推定部
239 入力部
240 温度センサ
401 重力項付加部
402、601 粘性摩擦係数付加部
403A、403B トルク推定部
404 実機部
501 PID制御器
502 電流ドライバ
503 マニピュレータ
701 上位システム
702 その他の装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 Arm 102 Base 103 Driving center 104 Motor encoder 105 Motor 106 Reducer 107 External connection device 108 Base plate 200 Manipulator device 201 Manipulator body 210 CPU
211 communication control unit 212 timer 213 drive control unit 214 storage unit 220 various sensors 221 various switches 223 clock 230 drive / detection unit 231 drive unit 232 actuator 233 encoder 234 current detection unit 235 motor driver 236 drive information detection unit 238 disturbance estimation unit 239 Input unit 240 Temperature sensor 401 Gravity term addition unit 402, 601 Viscous friction coefficient addition unit 403A, 403B Torque estimation unit 404 Actual unit 501 PID controller 502 Current driver 503 Manipulator 701 Host system 702 Other devices
Claims (26)
前記制御部は、前記外乱推定部による前記負荷外乱の推定時に前記粘性係数の値を前記駆動部による前記機構部の駆動開始後から予め決められた値に漸近し、且つ前記駆動情報の変化に応じて異なる値に漸近するように設定することを特徴とする駆動制御装置。 A drive unit that drives a control object, a mechanism unit that is connected to the control object and the drive unit and has a viscosity change including a lubricant, and drive information that detects drive information of the mechanism unit by the drive unit A detection unit; a current detection unit that detects a current flowing through the drive unit; a load disturbance applied to the mechanism unit; the current detected by the current detection unit; and the drive information detected by the drive information detection unit; A disturbance estimation unit that estimates based on the viscosity, a viscosity coefficient related to the drive unit and the mechanism unit included in the load disturbance estimated by the disturbance estimation unit, and the drive information detection unit A control unit that performs control based on the drive information detected by:
The control unit gradually approaches the value of the viscosity coefficient to a predetermined value after the driving unit starts driving the mechanism unit when the disturbance estimating unit estimates the load disturbance, and changes the driving information. A drive control device, wherein the drive control device is set so as to gradually approach a different value.
前記制御部は、前記外乱トルク推定部による前記負荷外乱トルクの推定時に前記粘性係数の値を前記駆動部による前記機構部の停止中に停止時間に応じて補正すると共に、当該駆動部による当該機構部の駆動開始後から予め決められた値に漸近し、且つ前記駆動情報の変化に応じて異なる値に漸近するように設定することを特徴とする駆動制御装置。 A drive unit that drives a control object, a mechanism unit that is connected to the control object and the drive unit and has a viscosity change including a lubricant, and drive information that detects drive information of the mechanism unit by the drive unit A detection unit; a current detection unit that detects a current flowing through the drive unit; and a load disturbance torque applied to the mechanism unit, the current detected by the current detection unit, and the drive information detected by the drive information detection unit. A disturbance torque estimating unit that estimates based on the above, a viscosity coefficient relating to the drive unit and the mechanism unit included in the load disturbance torque estimated by the disturbance torque estimating unit, a drive command to the drive unit, and A drive control device comprising: a control unit that performs control based on the drive information detected by the drive information detection unit;
The control unit corrects the value of the viscosity coefficient according to a stop time while the mechanism unit is stopped by the drive unit when the load disturbance torque is estimated by the disturbance torque estimation unit, and the mechanism by the drive unit A drive control apparatus, characterized in that it is set so as to gradually approach a predetermined value from the start of driving of the unit and to approach a different value in accordance with a change in the drive information.
前記制御部は、補正する前記粘性係数の値に上限を設定することを特徴とする駆動制御装置。 The drive control apparatus according to claim 1 or 2,
The drive control device, wherein the control unit sets an upper limit to the value of the viscosity coefficient to be corrected.
前記制御部は、補正する前記粘性係数の値の初期値について、停止した瞬間の粘性係数と同じ値を用いることを特徴とする駆動制御装置。 The drive control apparatus according to any one of claims 1 to 3,
The control unit uses the same value as the viscosity coefficient at the moment of stop as the initial value of the viscosity coefficient value to be corrected.
前記制御部は、補正する前記粘性係数の値を時間関数で変化する値とすることを特徴とする駆動制御装置。 In the drive control device according to any one of claims 1 to 4,
The said control part makes the value of the said viscosity coefficient to correct | amend as the value which changes with a time function, The drive control apparatus characterized by the above-mentioned.
前記制御部は、補正する前記粘性係数の値について、時間に比例する値を用いることを特徴とする駆動制御装置。 The drive control apparatus according to claim 5, wherein
The said control part uses the value proportional to time about the value of the said viscosity coefficient to correct | amend, The drive control apparatus characterized by the above-mentioned.
前記制御部は、補正する前記粘性係数の値について、補正するモードと補正しないモードとを切り替え可能であることを特徴とする駆動制御装置。 The drive control apparatus according to any one of claims 1 to 6,
The control unit is capable of switching between a correction mode and a non-correction mode for the viscosity coefficient value to be corrected.
前記粘性係数は、粘性摩擦係数であり、
前記駆動情報検出部は、前記駆動情報として前記駆動部による前記機構部の回転角速度を検出する回転角速度検出部であり、
前記制御部は、補正する前記粘性摩擦係数の値について、前記回転角速度検出部での前記回転角速度が第1の回転角速度のときの第1の粘性摩擦係数と第2の回転角速度のときの第2の粘性摩擦係数との関係において、当該第1の回転角速度が当該第2の回転角速度未満のときには当該第2の粘性摩擦係数よりも当該第1の粘性摩擦係数の値を大として設定することを特徴とする駆動制御装置。 The drive control apparatus according to claim 1 or 2,
The viscosity coefficient is a viscous friction coefficient,
The drive information detection unit is a rotation angular velocity detection unit that detects a rotation angular velocity of the mechanism unit by the drive unit as the drive information,
The control unit corrects the value of the viscous friction coefficient to be corrected when the rotation angular velocity at the rotation angular velocity detection unit is a first rotation frictional velocity when the rotation angular velocity is a first rotation angular velocity and a second rotation angular velocity. When the first rotational angular velocity is less than the second rotational angular velocity, the value of the first viscous friction coefficient is set larger than the second viscous friction coefficient in relation to the viscous friction coefficient of 2. A drive control device characterized by the above.
前記粘性係数は、粘性摩擦係数であり、
前記駆動情報検出部は、前記駆動情報として前記駆動部による前記機構部の回転角速度を検出する回転角速度検出部であり、
前記制御部は、補正する前記粘性摩擦係数の値について、前記回転角速度検出部での前記回転角速度が第1の回転角速度のときの第1の粘性摩擦係数と第3の回転角速度のときの第4の粘性摩擦係数又は第4の回転角速度のときの第5の粘性摩擦係数との関係において、当該第1の回転角速度から当該第3の回転角速度又は当該第4の回転角速度へと切り替わったときには当該第1の粘性摩擦係数から当該第4の粘性摩擦係数又は当該第5の粘性摩擦係数へと時間的に連続して変化する値を設定することを特徴とする駆動制御装置。 The drive control apparatus according to claim 2, wherein
The viscosity coefficient is a viscous friction coefficient,
The drive information detection unit is a rotation angular velocity detection unit that detects a rotation angular velocity of the mechanism unit by the drive unit as the drive information,
The controller is configured to correct the value of the viscous friction coefficient to be corrected when the rotational angular velocity at the rotational angular velocity detection unit is the first rotational angular velocity and the first rotational frictional velocity when the rotational angular velocity is the third rotational angular velocity. In the relationship with the viscous friction coefficient of 4 or the fifth viscous friction coefficient at the time of the fourth rotational angular velocity, when the first rotational angular velocity is switched to the third rotational angular velocity or the fourth rotational angular velocity. A drive control device that sets a value that continuously changes in time from the first viscous friction coefficient to the fourth viscous friction coefficient or the fifth viscous friction coefficient.
前記粘性係数は、粘性摩擦係数であり、
前記機構部の温度を検出する温度検出部を備え、
前記外乱トルク推定部は、前記機構部に加わる負荷外乱トルクを前記電流検出部で検出された前記電流、前記駆動情報検出部で検出された前記駆動情報、及び前記温度検出部で検出された前記温度に基づいて推定し、
前記駆動情報検出部は、前記駆動情報として前記駆動部による前記機構部の回転角速度を検出する回転角速度検出部であり、
前記制御部は、前記外乱トルク推定部による外乱トルク推定時に前記粘性摩擦係数の値について、前記駆動部による前記機構部の停止中に停止時間に応じて補正すると共に、当該駆動部による当該機構部の動作開始後から予め決められた値に漸近し、且つ前記回転角速度検出部での前記回転角速度及び前記温度の変化に応じて異なる値に漸近するように設定することを特徴とする駆動制御装置。 The drive control apparatus according to claim 2, wherein
The viscosity coefficient is a viscous friction coefficient,
A temperature detection unit for detecting the temperature of the mechanism unit;
The disturbance torque estimation unit is configured to detect a load disturbance torque applied to the mechanism unit, the current detected by the current detection unit, the drive information detected by the drive information detection unit, and the temperature detection unit detected by the temperature detection unit. Estimated based on temperature,
The drive information detection unit is a rotation angular velocity detection unit that detects a rotation angular velocity of the mechanism unit by the drive unit as the drive information,
The control unit corrects the value of the viscous friction coefficient during disturbance torque estimation by the disturbance torque estimation unit according to a stop time while the mechanism unit is stopped by the drive unit, and the mechanism unit by the drive unit The drive control device is set so as to gradually approach a predetermined value from the start of the operation and to approach a different value in accordance with changes in the rotational angular velocity and the temperature in the rotational angular velocity detection unit. .
前記温度検出部は、前記潤滑剤を保持する前記機構部のケースに直接設置されたことを特徴とする駆動制御装置。 The drive control apparatus according to claim 10, wherein
The drive control device according to claim 1, wherein the temperature detection unit is directly installed in a case of the mechanism unit holding the lubricant.
前記制御部は、補正する前記粘性摩擦係数の値について、前記回転角速度検出部での前記回転角速度及び前記温度検出部での温度が第1の回転角速度、且つ第1の温度のときの第1の粘性摩擦係数と、当該第1の回転角速度、且つ第2の温度のときの第3の粘性摩擦係数との関係において、当該第1の温度が当該第2の温度未満のときには当該第3の粘性摩擦係数よりも当該第1の粘性摩擦係数の値を大として設定することを特徴とする駆動制御装置。 The drive control apparatus according to claim 10, wherein
The control unit performs first correction when the value of the viscous friction coefficient to be corrected is when the rotation angular velocity in the rotation angular velocity detection unit and the temperature in the temperature detection unit are the first rotation angular velocity and the first temperature. When the first temperature is less than the second temperature in the relationship between the viscous friction coefficient of the first rotational angular velocity and the third viscous friction coefficient at the second temperature, A drive control device characterized in that the first viscous friction coefficient is set to be larger than the viscous friction coefficient.
前記制御部は、補正する前記粘性摩擦係数の値について、前記回転角速度検出部での前記回転角速度及び前記温度検出部での温度が第1の回転角速度、且つ第1の温度のときの
第1の粘性摩擦係数と、第2の回転角速度、且つ当該第1の温度のときの第2の粘性摩擦係数との関係において、当該第1の回転角速度が当該第2の回転角速度未満のときには当該第2の粘性摩擦係数よりも当該第1の粘性摩擦係数の値を大として設定することを特徴とする駆動制御装置。 The drive control apparatus according to claim 10, wherein
The control unit performs first correction when the value of the viscous friction coefficient to be corrected is when the rotation angular velocity in the rotation angular velocity detection unit and the temperature in the temperature detection unit are the first rotation angular velocity and the first temperature. When the first rotational angular velocity is less than the second rotational angular velocity in the relationship between the viscous friction coefficient of the second rotational angular velocity and the second rotational frictional velocity at the first temperature, the first rotational angular velocity is less than the second rotational angular velocity. A drive control device characterized in that the value of the first viscous friction coefficient is set to be larger than the viscous friction coefficient of 2.
前記制御部は、補正する前記粘性摩擦係数の値について、前記温度検出部での前記温度が第1の温度のときの第1の粘性摩擦係数と第3の温度のときの第6の粘性摩擦係数との関係で当該第1の温度から当該第3の温度へ変化したときには当該第1の粘性摩擦係数から当該第6の粘性摩擦係数へと時間的に連続して変化する値を設定することを特徴とする駆動制御装置。 The drive control apparatus according to claim 10, wherein
The control unit, for the value of the viscous friction coefficient to be corrected, is a first viscous friction coefficient when the temperature at the temperature detection unit is the first temperature and a sixth viscous friction when the temperature is the third temperature. Setting a value that continuously changes in time from the first viscous friction coefficient to the sixth viscous friction coefficient when the first temperature changes to the third temperature in relation to the coefficient. A drive control device characterized by the above.
前記制御部は、補正する前記粘性摩擦係数の値について、前記駆動部による前記機構部の動作開始後から一次関数的に変化して予め決められた値に漸近するように設定することを特徴とする駆動制御装置。 The drive control apparatus according to any one of claims 8 to 14,
The control unit is configured to set the value of the viscous friction coefficient to be corrected so as to gradually approach a predetermined value by changing in a linear function after the drive unit starts operating the mechanism unit. Drive control device.
前記制御部は、補正する前記粘性摩擦係数の値について、前記駆動部による前記機構部の動作開始後から指数関数的に減衰して予め決められた値に漸近するように設定することを特徴とする駆動制御装置。 The drive control apparatus according to any one of claims 8 to 14,
The control unit is configured to set the value of the viscous friction coefficient to be corrected so as to gradually approach a predetermined value by exponentially decaying after the drive unit starts operating the mechanism unit. Drive control device.
装置本体へ電力供給する電源部と、前記電源部から前記電力供給されていない電源を落とした時間を計測して電源オフ時間を決定する電源オフ時間計測部と、を備え、
前記制御部は、前記外乱推定部又は前記外乱トルク推定部で用いる前記粘性係数を前記電源オフ時間計測部で計測した前記電源オフ時間に応じて補正することを特徴とする駆動制御装置。 The drive control apparatus according to claim 1 or 2,
A power supply unit that supplies power to the apparatus main body, and a power-off time measurement unit that determines a power-off time by measuring a time when the power that is not supplied with power is dropped from the power supply unit,
The said control part correct | amends the said viscosity coefficient used in the said disturbance estimation part or the said disturbance torque estimation part according to the said power-off time measured by the said power-off time measurement part, The drive control apparatus characterized by the above-mentioned.
装置本体と接続されて現在の時間を計時する機能を持つ上位システムを備え、
前記電源オフ時間計測部は、前記電源を落とした時間と前記上位システムから取得した現在の時間との差分を前記電源オフ時間とすることを特徴とする駆動制御装置。 The drive control apparatus according to claim 17, wherein
Equipped with a host system that is connected to the device body and has the function of measuring the current time,
The drive control device, wherein the power-off time measuring unit sets a difference between a time when the power is turned off and a current time acquired from the host system as the power-off time.
前記電源オフ時間計測部は、装置に内蔵されて前記電源を落とした時間を計時する計時装置を含むことを特徴とする駆動制御装置。 The drive control apparatus according to claim 17, wherein
The drive control device, wherein the power-off time measuring unit includes a time measuring device that is built in the device and measures the time when the power is turned off.
ユーザが装置外部から電源が落ちている時間を入力可能な入力部を備え、
前記電源オフ時間計測部は、前記電源を落とした時間とユーザが前記入力部により入力した当該電源が落ちている時間との差分を前記電源オフ時間とすることを特徴とする駆動制御装置。 The drive control apparatus according to claim 17, wherein
With an input unit that allows the user to input the time when the power is off from the outside of the device,
The drive control device, wherein the power-off time measuring unit sets a difference between a time when the power is turned off and a time when the power is turned off input by the user through the input unit as the power-off time.
前記電源オフ時間計測部で決定する前記電源オフ時間は、前記入力部の入力によって予めユーザが決定できることを特徴とする駆動制御装置。 The drive control device according to claim 20, wherein
The drive control apparatus according to claim 1, wherein the power-off time determined by the power-off time measuring unit can be determined in advance by a user by an input of the input unit.
前記機構部の温度を検出する温度検出部を備え、
前記電源オフ時間計測部は、前記温度検出部で検出された温度に基づいて前記電源を落とした時間を推定して計測することを特徴とする駆動制御装置。 The drive control apparatus according to claim 17, wherein
A temperature detection unit for detecting the temperature of the mechanism unit;
The power supply off time measuring unit estimates and measures the time when the power is turned off based on the temperature detected by the temperature detecting unit.
前記制御部は、前記電源オフ時間計測部で決定した前記電源オフ時間に応じて前記粘性係数を補正するモードと補正しないモードとを切り替え可能であることを特徴とする駆動制御装置。 The drive control apparatus according to any one of claims 17 to 22,
The control unit can switch between a mode for correcting the viscosity coefficient and a mode for not correcting the viscosity coefficient according to the power-off time determined by the power-off time measuring unit.
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