公开(公告)号：US5691615A

公开(公告)日：1997-11-25

申请号：US204313

申请日：1994-03-14

申请人： Tetsuaki Kato ,  Osamu Yoshida ,  Masaru Nakamura ,  Soichi Arita

发明人： Tetsuaki Kato ,  Osamu Yoshida ,  Masaru Nakamura ,  Soichi Arita

IPC分类号： G05B11/36 ,  B25J9/16 ,  G05B11/42 ,  G05B13/02 ,  G05B13/04 ,  G05D3/12 ,  H02M1/12

CPC分类号： B25J9/163 ,  G05B2219/34448 ,  G05B2219/39178 ,  G05B2219/39181 ,  G05B2219/39194 ,  G05B2219/41123 ,  G05B2219/41425 ,  G05B2219/42037

摘要： A method of obtaining a very robust adaptive PI control method irrespective of fluctuation of parameters of a control object, wherein (speed command r-actual speed y) is used as a state variable Suf. Estimated values J*, A*, Gr*, and C* of inertia, coefficient of dynamic friction, gravitational disturbance depending on a robot angle, and Coulomb's friction, respectively, are obtained and a torque command .tau. is obtained in accordance with the following equation so as to cancel an error between each of the estimated values and its actual value to zero. .tau.=K2.multidot.Suf+(K1/s).multidot.Suf+J*.multidot.r'+A*.multidot.y+Gr*.multidot.sin .theta.+Cf*+.tau.1. The first and second terms of the right side of the above equation are identical with a torque command obtained by the PI control. Furthermore, r' represents an acceleration of command; .theta. represents a rotational angle of a robot arm; and .tau.1 represents a switching input corresponding to miscellaneous disturbance. As an error between each of the estimated values and its actual value becomes zero, a relationship of speed command r=actual speed y is obtained and therefore an adaptive PI control of a transfer function "1" is obtained.

摘要翻译： PCT No.PCT / JP93 / 00995 Sec。 371日期：1994年3月14日 102（e）1994年3月14日PCT PCT 1993年7月16日PCT公布。 公开号WO94 / 02989 日期1994年2月3日无论控制对象的参数波动如何，都获得非常鲁棒的自适应PI控制方法，其中（速度指令r-实际速度y）被用作状态变量Suf。 获得惯性惯量的估计值J *，A *，Gr *和C *，动摩擦系数，取决于机器人角度的重力扰动和库仑摩擦，并且根据以下方式获得转矩指令τ 以便将每个估计值和其实际值之间的误差消除为零。 tau = K2xSuf +（K1 / s）xSuf + J * xr'+ A * xy + Gr *xsinθ+ Cf * + tau 1.上述方程右侧的第一项和第二项与获得的转矩指令相同 由PI控制。 此外，r'表示指令的加速度; theta表示机器人手臂的旋转角度; 并且τ1表示对应于杂项干扰的开关输入。 由于每个估计值与其实际值之间的误差为零，所以获得速度指令r =实际速度y的关系，因此获得传递函数“1”的自适应PI控制。

公开(公告)号：US5587638A

公开(公告)日：1996-12-24

申请号：US392790

申请日：1995-02-28

申请人： Tetsuaki Kato ,  Soichi Arita ,  Masaru Nakamura

发明人： Tetsuaki Kato ,  Soichi Arita ,  Masaru Nakamura

IPC分类号： B25J13/00 ,  G05B13/02 ,  G05B19/19 ,  G05D3/12 ,  G05B19/42

CPC分类号： G05B19/19 ,  G05B2219/35478 ,  G05B2219/39089 ,  G05B2219/41015 ,  Y02P90/265

摘要： A control method for a servomotor which is controlled by a control system with a position control loop and a speed control loop, such that a degree of flexibility specified on working coordinates, on which the servomotor is situated, is converted into servo gains Kp and Kv for individual axes of the servomotor, and the servomotor is driven according to the converted servo gains Kp and Kv, whereby the degree of flexibility can be set on the working coordinates, and a driven body can be moved manually.

摘要翻译： PCT No.PCT / JP94 / 01012 Sec。 371日期1995年2月28日 102（e）1995年2月28日PCT PCT 1994年6月23日PCT公布。 第WO95 / 02214号公报 日期1995年1月19日一种伺服电动机的控制方法，其由具有位置控制回路和速度控制回路的控制系统控制，使得在伺服电动机所在的工作坐标上规定的灵活度被转换为 对伺服电动机的各个轴的伺服增益Kp和Kv，并且根据转换的伺服增益Kp和Kv驱动伺服电动机，由此可以对工作坐标设置灵活度，并且可以手动地移动从动体。

公开(公告)号：US5581167A

公开(公告)日：1996-12-03

申请号：US373225

申请日：1995-01-18

申请人： Tetsuaki Kato ,  Soichi Arita ,  Masaru Nakamura

发明人： Tetsuaki Kato ,  Soichi Arita ,  Masaru Nakamura

IPC分类号： G05B7/02 ,  G05B13/02 ,  G05B19/19 ,  G05D3/00 ,  G05D3/12

CPC分类号： G05B19/19 ,  G05B2219/34337 ,  G05B2219/39089 ,  G05B2219/42035

摘要： A robotic arm is driven by a servomotor which is controlled through position and speed control loops. The position and speed control loops are adaptable in response to a flexible position control. Upon receipt of a flexible control command, a position gain and a proportional gain of the speed control loop are lowered in accordance with a set degree of flexibility. The output of an integrator of the speed control loop is also limited to a set clamp value. As a result, a torque command for controlling the servomotor never achieves an expressly large value even if a position deviation increases. In case an obstacle is placed in the transfer path of the robotic arm, the arm can be moved by human power to avoid the obstacle.

摘要翻译： PCT No.PCT / JP94 / 00765 Sec。 371日期1995年1月19日 102（e）1995年1月19日PCT PCT 1994年5月12日PCT公布。 WO94 / 27200PC公报 日期1994年11月24日机器臂由伺服电机驱动，伺服电机通过位置和速度控制回路控制。 位置和速度控制回路适应于灵活的位置控制。 在接收到柔性控制命令时，根据设定的灵活程度降低速度控制回路的位置增益和比例增益。 速度控制回路的积分器的输出也限于设定的钳位值。 结果，即使位置偏差增加，用于控制伺服电机的转矩指令也不会实现明显的大值。 如果障碍物放置在机器臂的传送路径中，则可以通过人力来移动臂以避免障碍物。

公开(公告)号：US5304906A

公开(公告)日：1994-04-19

申请号：US46896

申请日：1993-04-15

申请人： Soichi Arita ,  Tetsuaki Kato ,  Osamu Yoshida

发明人： Soichi Arita ,  Tetsuaki Kato ,  Osamu Yoshida

IPC分类号： G05B19/4061 ,  G05D3/00 ,  B25J19/06 ,  G05D1/02

CPC分类号： G05B19/4061

摘要： A collision detecting method for quickly securely detecting a collision between a driven body driven by a servomotor and an obstacle by using an observer, thereby preventing machine components from being damaged by the collision. An estimated distrubance torque (y) is obtained in accordance with a torque command (I) and an actual motor speed (.theta.) by means of the observer (50) formed of blocks (51 to 54) having transfer functions (Kt/J, K3, K4/S, 1/S), which depend individually on a torque constant, inertia, and parameters corresponding thereto, and a multiplier (61) having a transfer function (J.multidot.A) equivalent to the product of the inertia and a unit system conversion constant. The drive of the servomotor is stopped before any of the components of the machine is broken, in response to an alarm delivered from a comparator (62) when the estimated disturbance torque exceeds a threshold value (Ts) which is set at a value smaller than servomotor output torques corresponding to the breaking limits of the machine components.

摘要翻译： 一种用于通过使用观察者快速安全地检测由伺服电动机和障碍物驱动的被驱动体之间的碰撞的碰撞检测方法，从而防止机器部件被碰撞损坏。 根据具有传递函数（Kt / C）的块（51至54）形成的观察者（50），根据转矩指令（I）和实际电动机速度（（θ））获得估计的扰动扭矩（y） J，K3，K4 / S，1 / S），其分别取决于转矩常数，惯性和对应的参数，以及具有与惯性相乘的传递函数（J * A）的乘数（61） 和单位系统转换常数。 当估计的扰动转矩超过阈值（Ts）时，响应于从比较器（62）发出的警报，伺服电动机的驱动被停止，在机器的任何部件断开之前， 伺服电机输出扭矩对应于机器部件的断裂极限。

公开(公告)号：US5440213A

公开(公告)日：1995-08-08

申请号：US177342

申请日：1994-01-04

申请人： Soichi Arita ,  Tetsuaki Kato ,  Osamu Yoshida

发明人： Soichi Arita ,  Tetsuaki Kato ,  Osamu Yoshida

IPC分类号： G05B19/4061 ,  G05B5/00

CPC分类号： G05B19/4061

摘要： A collision detecting method for quickly securely detecting a collision between a driven body driven by a servomotor and an obstacle by using an observer, thereby preventing machine components from be damaged by the collision. An estimated disturbance torque (y) is obtained in accordance with a torque command (I) and an actual motor speed (.theta.) by means of the observer (50) formed of blocks (S1 to 54) having transfer functions (Kt/J, K3, K4/S, 1/S), which depend individually on a torque constant, inertia, and parameters corresponding thereto, and a multiplier (61) having a transfer function (J.multidot.A) equivalent to the product of the inertia and a unit system conversion constant. The drive of the servomotor is stopped before any of the components of the machine is broken, in response to an alarm delivered from a comparator (62) when the estimated disturbance torque exceeds a threshold value (Ts) which is set at a value smaller than servomotor output torques corresponding to the breaking limits of the machine components.

摘要翻译： 一种用于通过使用观察者快速安全地检测由伺服电动机和障碍物驱动的被驱动体之间的碰撞的碰撞检测方法，从而防止机器部件被碰撞损坏。 根据具有传递函数（Kt / J，S）的块（S1〜54）形成的观察者（50），根据转矩指令（I）和实际电动机速度（θ），求出估计的扰动转矩（y） K3，K4 / S，1 / S），其分别取决于转矩常数，惯性和对应的参数，以及具有与惯量和单位系统的乘积相当的传递函数（JxA）的乘法器 转换常数。 当估计的扰动转矩超过阈值（Ts）时，响应于从比较器（62）发出的警报，伺服电动机的驱动被停止，在机器的任何部件断开之前， 伺服电机输出扭矩对应于机器部件的断裂极限。

公开(公告)号：US07181294B2

公开(公告)日：2007-02-20

申请号：US11101497

申请日：2005-04-08

申请人： Ryo Nihei ,  Tetsuaki Kato ,  Soichi Arita

发明人： Ryo Nihei ,  Tetsuaki Kato ,  Soichi Arita

IPC分类号： G05B13/02

CPC分类号： G05D19/02 ,  B60G2202/25 ,  B60G2400/206 ,  B60G2600/09 ,  B60G2600/124 ,  B60G2600/1872 ,  B60G2600/1873 ,  B60G2800/162 ,  F16F7/1005 ,  F16F15/02

摘要： A control device for controlling the motion of a movable part in a machine while suppressing vibration generated in the movable part. The control device includes a state-variable estimating section for estimating a state variable of a controlled system in the machine and outputting an estimated state variable; a reference model for outputting an ideal controlled variable for the controlled system; a compensator for calculating a compensation value for correcting a control input for the controlled system, based on a difference between the estimated state variable and the ideal controlled variable; and a feedback control section for determining the control input, based on a deviation between a desired command value and one of the estimated state variable and the ideal controlled variable. A corrected control input obtained by correcting the control input determined through the feedback control section by using the compensation value calculated through the compensator is input to the controlled system as well as to the state-variable estimating section and the reference model.

摘要翻译： 一种用于在抑制可动部产生的振动的同时控制机器中的可动部的动作的控制装置。 控制装置包括：状态变量估计部，用于估计机器中受控系统的状态变量并输出估计状态变量; 用于输出受控系统的理想控制变量的参考模型; 基于所述估计状态变量与所述理想受控变量之间的差来计算用于校正所述受控系统的控制输入的补偿值的补偿器; 以及反馈控制部分，用于基于期望指令值与估计状态变量和理想受控变量之一之间的偏差来确定控制输入。 通过使用通过补偿器计算的补偿值来校正通过反馈控制部分确定的控制输入而获得的校正控制输入被输入到受控系统以及状态变量估计部分和参考模型。

公开(公告)号：US06236011B1

公开(公告)日：2001-05-22

申请号：US09284388

申请日：1999-04-13

申请人： Tetsuaki Kato ,  Soichi Arita

发明人： Tetsuaki Kato ,  Soichi Arita

IPC分类号： B23K1125

CPC分类号： B23K11/31 ,  B23K11/252 ,  B23K11/255 ,  B23K11/36

摘要： A method of and apparatus for detecting an abnormal load on a servo gun axis, capable of quickly detecting sticking of a welding tip to an object of welding before movement of a robot, without adversely affecting the object. A load applied to a servomotor for driving a welding tip of a welding gun is detected by an observer. An abnormal load signal is output when the estimated disturbance load deviates from a range defined by a reference &bgr; (&bgr;>0). A determination as to whether or not the estimated disturbance load is larger than the reference value +&bgr; is not made during a period of time from the start of a closing motion of the welding gun until the estimated disturbance load becomes smaller than a set value &agr;. When the welding tip is stuck to a workpiece, a negative estimated disturbance load smaller than −&bgr; is derived and an abnormal load Signal is outputted.

摘要翻译： 一种用于检测伺服枪轴上的异常负载的方法和装置，其能够在机器人移动之前快速检测焊接尖端对焊接物体的粘附，而不会不利地影响物体。 由观察者检测施加到用于驱动焊枪的焊接尖端的伺服电动机的负载。 当估计的扰动负载偏离由参考β（β> 0）定义的范围时，输出异常负载信号。 关于估计的扰动负荷是否大于参考值+β的确定不是在从焊枪的关闭运动开始到估计的扰动负载变得小于设定值α的时间段之前进行的 。 当焊嘴粘贴在工件上时，导出小于-beta的负估计干扰负荷，并输出异常负载信号。

公开(公告)号：US5637969A

公开(公告)日：1997-06-10

申请号：US314268

申请日：1994-09-30

申请人： Tetsuaki Kato ,  Soichi Arita

发明人： Tetsuaki Kato ,  Soichi Arita

IPC分类号： G05B11/36 ,  B25J9/16 ,  G05D3/12 ,  G05D19/02 ,  H02P7/00

CPC分类号： B25J9/1641 ,  G05B2219/41251 ,  G05B2219/41398

摘要： A control method capable of preventing vibration of a control object and making a band sufficiently high in controlling a robot or a machine tool in semi-closed loop. A torque command u" is obtained by executing a feedback-control of the servomotor using the position and speed of a servomotor in the same manner as in the conventional method. A displacement amount d1 between the motor position and the position of the control object and a displacement speed d2 are estimated by an observer. A corrected torque command u is determined by subtracting, from the torque command u", values obtained by multiplying the displacement amount d1 and the displacement speed d2 by the adjustable gains (.alpha.-KpK1) and (.beta.-K1), respectively. The servomotor is driven based on the corrected torque command u thus obtained. There can be obtained effects equivalent to those that would be obtained when a feedback-control is performed using the position and speed of the control object. The adjustment values .alpha. and .beta. are so adjusted as to stabilize a response from the corrected torque command to the control object.

摘要翻译： 一种控制方法，其能够防止控制对象的振动，并使得在半闭环中控制机器人或机床的带宽足够高。 以与传统方法相同的方式，使用伺服电动机的位置和速度执行伺服电动机的反馈控制来获得转矩指令u“。 通过观察者估计电动机位置与控制对象的位置之间的位移量d1和位移速度d2。 通过从转矩指令u“中减去通过将位移量d1和位移速度d2乘以可调增益（α-KpK1）和（β-K1）而获得的值来确定校正转矩指令u。 基于由此获得的修正转矩指令u来驱动伺服电动机。 可以获得与使用控制对象的位置和速度进行反馈控制时获得的效果相当的效果。 调整值α和β被调节以使从修正的转矩命令到控制对象的响应稳定。

公开(公告)号：US20070045383A1

公开(公告)日：2007-03-01

申请号：US11458957

申请日：2006-07-20

申请人： Tetsuaki Kato ,  Soichi Arita ,  Kouta Mogami

发明人： Tetsuaki Kato ,  Soichi Arita ,  Kouta Mogami

IPC分类号： A47J36/02

CPC分类号： B23K11/255 ,  B23K11/314

摘要： There is provided a servo controller for a spot welding gun for controlling a pressurizing force, applied by a pair of mutually-opposing gun chips, on an object to be welded, including at least one movable gun chip, which is held between the pair of gun chips, by causing a drive source of the movable gun chip to drive the movable gun chip in a direction in order to pressurize the object to be welded. The servo controller includes a feedback control section for calculating a difference value (Fc−F) between an obtained pressurizing-force value F and a required pressurizing-force value Fc, and a feedforward control section for adding a correcting command value, obtained from a position command value or a speed command value for the drive source, to the difference value (Fc−F).

摘要翻译： 提供了一种用于点焊枪的伺服控制器，用于控制由一对相互相对的枪芯施加在被焊接物体上的加压力，该加压力包括至少一个可动枪芯片，该至少一个可动枪芯片保持在一对 通过使可动枪芯片的驱动源沿一个方向驱动可动枪芯片，以加压待焊接的物体，从而使枪片切割。 伺服控制器包括反馈控制部分，用于计算所获得的加压力值F和所需的加压力值F C之间的差值（F < 以及前馈控制部分，用于将从驱动源的位置命令值或速度指令值获得的校正命令值添加到差值（F SUB C -F）。

公开(公告)号：US07002095B2

公开(公告)日：2006-02-21

申请号：US10679318

申请日：2003-10-07

申请人： Tetsuaki Kato ,  Koichi Okanda ,  Soichi Arita

发明人： Tetsuaki Kato ,  Koichi Okanda ,  Soichi Arita

IPC分类号： B23K11/24

CPC分类号： B23K11/25 ,  B23K11/252 ,  B23K11/255 ,  B23K11/31 ,  B23K11/311 ,  B23K11/314

摘要： A spot welding system using a spot welding gun having a servomotor for driving welding tips capable of suppressing variation of pressing force due to influence of heat generated by welding current to obtain an uniform pressing force. A difference between the temperature T detected by a temperature sensor and an initial temperature T0 is multiplied by a coefficient A to obtain a pressing force compensation amount α. A pressing force d estimated by an observer is subtracted from the compensated command pressing force p′ and an obtained difference is multiplied by a constant K2 to obtain a torque command (current command) τ for driving the servomotor to press the objects by the welding tips. Since the commanded pressing force is compensated in accordance with the temperature, a constant and stable pressing force is produced without influence of the temperature variation.

摘要翻译： 一种使用具有用于驱动焊接头的伺服电动机的点焊枪的点焊系统，其能够抑制由于焊接电流产生的热量的影响而产生的压力变化，以获得均匀的按压力。 由温度传感器检测到的温度T与初始温度T 0之间的差乘以系数A以获得按压力补偿量α。 从补偿指令按压力p'中减去由观察者估计的按压力d，并且将获得的差乘以常数K 2，以获得用于驱动伺服电动机通过焊接来按压物体的扭矩指令（电流指令）τ 提示。 由于根据温度补偿了指令的按压力，所以在不影响温度变化的情况下产生恒定且稳定的按压力。