控制系统、控制器以及控制方法技术方案

技术编号:19109911 阅读:25 留言:0更新日期:2018-10-09 23:52
本发明专利技术涉及控制系统、控制器以及控制方法。控制系统(1)包括:第一控制器(100)、第二控制器(200)以及第三控制器(300)。第三控制器(300)具有第一通信部(320)、第二通信部(330)以及控制处理部(340),该控制处理部(340)被构成为执行:通过第一通信部(320)向第一控制器(100)输出使第一控制对象动作的第一动作指令;通过第二通信部(330)向第二控制器(200)输出使第二控制对象动作的第二动作指令;对通常控制模式和同步控制模式进行切换;以及通过第二通信部(330)向第二控制器(200)输出在同步控制模式的至少一部分期间内与通常控制模式相比使第二增益降低的指令。

Control system, controller and control method

The invention relates to a control system, a controller and a control method. The control system (1) includes: the first controller (100), the second controller (200) and the third controller (300). The third controller (300) has a first communication unit (320), a second communication unit (330) and a control processing unit (340) which are configured to execute: outputting a first action instruction to the first controller (100) by the first communication unit (320), and to the second controller (200) by the second communication unit (330). The second action instruction that causes the second control object to act is output; the normal control mode and the synchronization control mode are switched; and the instruction that reduces the second gain during at least a part of the synchronization control mode is output to the second controller (200) through the second communication unit (330) as compared with the normal control mode.

【技术实现步骤摘要】
控制系统、控制器以及控制方法
本专利技术涉及控制系统、控制器以及控制方法。
技术介绍
在日本专利申请特开平07-72911号公报中公开了一种控制方法,该控制方法判断第一轴的运行模式是通常运行模式还是建立第一轴与其他轴之间的位置同步的位置同步运行模式,并在判断为位置同步运行模式时,将第一轴和其他轴的传递函数模型插入到向其他轴输出的位置指令中。
技术实现思路
本专利技术的目的在于,提供一种对于减小响应性能彼此不同的多个控制对象彼此间的动作定时的偏差的方面上是有效的控制系统、控制器以及控制方法。本专利技术一个方式中的控制系统包括:第一控制器,以第一增益控制第一控制对象;第二控制器,以第二增益控制响应性能比第一控制对象高的第二控制对象;以及第三控制器,经由第一控制器使第一控制对象动作,并经由第二控制器使第二控制对象动作;其中,所述第三控制器具有:第一通信部,与第一控制器间进行信息的输入输出;第二通信部,与第二控制器间进行信息的输入输出;以及控制处理部,其被构成为执行:通过所述第一通信部向第一控制器输出使第一控制对象动作的第一动作指令;通过第二通信部向第二控制器输出使第二控制对象动作的第二动作指令;对通常控制模式和同步控制模式进行切换;以及通过第二通信部将在同步控制模式的至少一部分期间内与通常控制模式相比使第二增益降低的指令输出给第二控制器。本专利技术的另一方式中的控制器包括:第一通信部,与第一控制器间进行信息的输入输出,第一控制器以第一增益控制第一控制对象;第二通信部,与第二控制器间进行信息的输入输出,第二控制器以第二增益对响应性能比第一控制对象高的第二控制对象进行控制;以及控制处理部,其被构成为执行:通过第一通信部向第一控制器输出使第一控制对象动作的第一动作指令;通过第二通信部向第二控制器输出使第二控制对象动作的第二动作指令;对通常控制模式和同步控制模式进行切换;以及通过第二通信部将在同步控制模式的至少一部分期间内与通常控制模式相比使第二增益降低的指令输出给第二控制器。本专利技术的另一方式提供一种控制方法,由第三控制器执行,其中,第三控制器经由第一控制器使第一控制对象动作,并经由第二控制器使第二控制对象动作,第一控制器以第一增益控制第一控制对象,第二控制器以第二增益控制第二控制对象,第二控制对象的响应性能高于第一控制对象的响应性能,控制方法包括:向第一控制器输出使第一控制对象动作的第一动作指令;向第二控制器输出使第二控制对象动作的第二动作指令;对通常控制模式和同步控制模式进行切换;以及将在同步控制模式的至少一部分期间内与通常控制模式相比使第二增益降低的指令输出给第二控制器。根据本专利技术,能够提供对于减小响应性能彼此不同的多个控制对象间的动作定时偏差来说是有效的控制系统、控制器以及控制方法。附图说明图1是表示控制系统的功能结构的框图;图2是表示控制系统的硬件结构的框图;图3是表示通常控制模式中的第三控制器的控制进程的流程图;图4是表示第一跳转处理进程的流程图;图5是表示同步控制模式中的第三控制器的控制进程的流程图;图6是表示第二跳转处理进程的流程图。具体实施方式在下文中,将参照附图详细描述实施方式。在说明中,相同构件或具有相同功能的构件由相同的符号表示,并且省略重复说明。(控制系统)本实施方式中的控制系统1根据需要,在使具有不同响应性能的多种类型的控制对象同步的同时进行控制。如图1所示,多个控制对象包括第一控制对象和响应性能比第一控制对象高的第二控制对象。第一控制对象和第二控制对象可以是任何类型,只要满足第二控制对象的响应性能高于第一控制对象的响应性能的条件即可。响应性能是指追随目标值的速度。例如,第一控制对象是多轴机器人10,第二控制对象是外围设备20,外围设备20保持并移动作为多轴机器人10的作业对象的工件W。多轴机器人10例如是串联链接型的垂直多关节机器人,具有多个(例如6个)关节轴J1~J6和用于分别驱动关节轴J1~J6的多个致动器11~16。外围设备20具有例如伺服电机21,并将它作为动力源而动作。在图1中仅示出了一个伺服电机21,但外围设备20也可以具有多个伺服电机21。例如,外围设备20可以具有用于保持工件W的转台和用于移动转台的直动轴,并具有分别用于驱动转台和直动轴的两个伺服电机21。例如,控制系统1控制外围设备20,以在远离多轴机器人10的规定的输送位置将工件W保持到转台上。接下来,第一控制器100控制外围设备20,以驱动直动轴从而将转台移动到多轴机器人10的作业范围内,并控制多轴机器人10使其对工件W进行作业。通过多轴机器人10对工件W进行的作业的例子例如包括电弧焊接、组装等。此时,控制系统1控制外围设备20,使其协同多轴机器人10的作业,而驱动转台和直动轴中的至少一个,以便调整工件的位置和姿态。当多轴机器人10的作业完成时,控制系统1控制外围设备20,使其再次驱动直动轴以将转台返回到输送位置,并替代完成作业的工件W而将新的工件W保持到转台上。之后,控制系统1重复上述一系列控制。这里,通常,惯性小且刚性高的控制对象的响应性能可以更高。在本实施方式的例子中,外围设备20的动作比多轴机器人10简单,能够采用惯性小且刚性高的结构,因此与多轴机器人10相比能够提高响应性能。因此,如果忽略响应延迟而控制多轴机器人10和外围设备20,那么多轴机器人10和外围设备20的动作定时就会产生偏差。因此,控制系统1在通常控制模式和同步控制模式之间进行切换。同步控制模式是与通常控制模式相比减小多轴机器人10和外围设备20的动作定时的偏差的控制模式。例如,控制系统1在控制外围设备20以协同多轴机器人10的作业来调整工件的位置和姿态时,将控制模式设为同步控制模式,在控制外围设备20以向多轴机器人10的作业范围运入工件W或从该作业范围运出工件W时,将控制模式设为通常控制模式。以下,对控制系统1的具体结构进行说明。控制系统1包括:第一控制器100,以第一增益来控制第一控制对象;第二控制器200,以第二增益来控制响应性能比第一控制对象高的第二控制对象;以及第三控制器300,其经由第一控制器100使第一控制对象动作,并经由第二控制器200使第二控制对象动作。所谓第一增益是指用于调节第一控制对象对第一动作指令的响应性能的数值,随着第一增益增高,第一控制对象的响应性能变高。所谓第二增益是指调节第二控制对象对第二动作指令的响应性能的数值,随着第二增益增高,第二控制对象的响应性能变高。所谓响应性能是指追随目标值的速度。作为第一增益和第二增益的具体例子,可以例举出比例控制中的比例增益。第三控制器300例如是机器控制器,以规定的控制周期向第一控制器100以及第二控制器200输出动作指令(例如位置控制的目标值)。第三控制器300作为功能结构(以下称为“功能模块”)包括运动存储部310、第一通信部320、第二通信部330、控制处理部340。运动存储部310存储对多轴机器人10以及外围设备20的动作内容进行规定的信息(以下称为“运动信息”)。运动信息例如包括:将应输出给多轴机器人10以及外围设备20的动作指令按时序排列的列表;附加在与从通常控制模式向同步控制模式切换的开始位置相当的动作指令上的标志(以下称为“第一标志”);附加在与从通常控制模式向同步控制本文档来自技高网...
控制系统、控制器以及控制方法

【技术保护点】
1.一种控制系统,包括:第一控制器,以第一增益控制第一控制对象;第二控制器,以第二增益控制第二控制对象,所述第二控制对象的响应性能高于所述第一控制对象的响应性能;以及第三控制器,经由所述第一控制器使所述第一控制对象动作,并经由所述第二控制器使所述第二控制对象动作;其中,所述第三控制器具有:第一通信部,在与所述第一控制器之间进行信息的输入输出;第二通信部,在与所述第二控制器之间进行信息的输入输出;以及控制处理部,被构成为执行:通过所述第一通信部向所述第一控制器输出使所述第一控制对象动作的第一动作指令;通过所述第二通信部向所述第二控制器输出使所述第二控制对象动作的第二动作指令;对通常控制模式和同步控制模式进行切换;以及通过所述第二通信部将在所述同步控制模式的至少一部分期间内与所述通常控制模式相比使所述第二增益降低的指令输出给所述第二控制器。

【技术特征摘要】
2017.03.16 JP 2017-0512851.一种控制系统,包括:第一控制器,以第一增益控制第一控制对象;第二控制器,以第二增益控制第二控制对象,所述第二控制对象的响应性能高于所述第一控制对象的响应性能;以及第三控制器,经由所述第一控制器使所述第一控制对象动作,并经由所述第二控制器使所述第二控制对象动作;其中,所述第三控制器具有:第一通信部,在与所述第一控制器之间进行信息的输入输出;第二通信部,在与所述第二控制器之间进行信息的输入输出;以及控制处理部,被构成为执行:通过所述第一通信部向所述第一控制器输出使所述第一控制对象动作的第一动作指令;通过所述第二通信部向所述第二控制器输出使所述第二控制对象动作的第二动作指令;对通常控制模式和同步控制模式进行切换;以及通过所述第二通信部将在所述同步控制模式的至少一部分期间内与所述通常控制模式相比使所述第二增益降低的指令输出给所述第二控制器。2.如权利要求1所述的控制系统,其中,所述控制处理部被构成为还执行:通过所述第一通信部从所述第一控制器获取与所述第一控制对象的当前位置有关的信息;以及通过所述第二通信部从所述第二控制器获取与所述第二控制对象的当前位置有关的信息,对所述通常控制模式和同步控制模式进行切换包括:在所述第一控制对象的当前位置以及所述第二控制对象的当前位置都满足切换条件的状态下,将所述通常控制模式切换为所述同步控制模式,将在所述同步控制模式的至少一部分期间内与所述通常控制模式相比使所述第二增益降低的指令输出给所述第二控制器包括:将与所述通常控制模式向所述同步控制模式切换同步地使所述第二增益降低的指令输出给所述第二控制器。3.如权利要求2所述的控制系统,其中,将与所述通常控制模式向所述同步控制模式切换同步地使所述第二增益降低的指令输出给所述第二控制器包括:将随着所述第二控制对象的当前位置靠近满足所述切换条件的位置而使所述第二增益逐渐降低的指令输出给所述第二控制器,并在所述第二控制对象的当前位置抵达满足切换条件的位置或者抵达满足切换条件的位置前,结束使所述第二增益降低的指令的输出。4.如权利要求1至3中任一项所述的控制系统,其中,所述控制处理部被构成为还执行:通过所述第一通信部从所述第一控制器获取表示所述第一增益的信息;以及基于所述第一增益的值来确定所述第二增益的降低程度,将使所述第二增益降低的指令输出给所述第二控制器包括:向所述第二控制器输出使所述第二增益降低所述降低程度的指令。5.如权利要求1至3中任一项所述的控制系统,其中,所述第一控制对象是具有多个关节轴的多轴机器人,所述第二控制对象是能够与所述多轴机器人协同动作的外围设备。6.如权利要求4所述的控制系统,其中,所述第一控制对象是具有多个关节轴的多轴机器人,所述第二控制对象是能够与所述多轴机器人协同动作的外围设备。7.一种控制器,包括:第一通信部,在与第一控制器之间进行信息的输入输出,所述第一控制器以第一增益控制第一控制对象;第二通信部,在与第二控制器之间进行信息的输入输出,所述第二控制器以第二增益对第二控制对象进行控制,所述第二控制对象的响应性能高于所述第一控制对象的响应性能;以及控制处理部,被构成为执行:通过所述第一通信部向所述第一控制器输出使所述第一控制对象动作的第一动作指令;通过所述第二通信部向所述第二控制器输出使所述第二控制对象动作的第二动作指令;对通常控制模式和同步控制模式进行切换;以及通过所述第二通信部将在所述同步控制模式的至少一部分期间内与所述通常控制模式相比使所述第二增益降低的指令输出给所述第二控制器。8.如权利要求7所述的控制器,其中,所述控制处理部被构成为还执行:通过所述第一通信部从所述第一控制器获取与所述第一控制对象的当前位置有关的信息;以及通过所述第二通信部从所述第二控制器获取与所述第二控制对象的当前位置有关的信息,对所述通常控制模式和同步控制模式进行切换包括:在所述第一控制对象的当前位...

【专利技术属性】
技术研发人员:尾岛正夫高西完治
申请(专利权)人:株式会社安川电机
类型:发明
国别省市:日本,JP

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