機(jī)器人的控制裝置、控制方法以及機(jī)器人的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及機(jī)器人的控制裝置、控制方法以及機(jī)器人。機(jī)器人的控制方法是抑制具有包含被連結(jié)的多個連桿的臂、和對構(gòu)成臂的連桿進(jìn)行驅(qū)動的驅(qū)動部的機(jī)器人的控制方法，其特征在于，根據(jù)在抑制振動的減振位置處檢測出的加速度以及角速度中的至少一方計(jì)算出的第一臂速度、和基于驅(qū)動部的驅(qū)動量而計(jì)算出的減振位置處的第二臂速度，來計(jì)算第三臂速度，并基于計(jì)算出的第三臂速度對驅(qū)動部進(jìn)行修正控制。
【專利說明】機(jī)器人的控制裝置、控制方法以及機(jī)器人
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及機(jī)器人的控制裝置、控制方法以及機(jī)器人。
【背景技術(shù)】
[0002]針對工業(yè)用機(jī)器人，不斷地提出實(shí)現(xiàn)其快速化、多功能化、高精度化、省電化的更高的要求。對于體現(xiàn)上述要求的多關(guān)節(jié)機(jī)器人而言，用于實(shí)現(xiàn)快速化、省電化的輕型化與實(shí)現(xiàn)高精度化的高剛性化為相反的要素，因此，作為控制技術(shù)而兼顧實(shí)現(xiàn)了上述兩個要素。例如，在專利文獻(xiàn)I中提出了抑制機(jī)器人的動作停止時產(chǎn)生的機(jī)器人前端的振動的方法。具體而言是如下方法，即:在機(jī)器人的前端具備加速度傳感器，基于檢測出的扭轉(zhuǎn)角速度和扭轉(zhuǎn)角度，將消除扭轉(zhuǎn)的補(bǔ)償量相加于驅(qū)動各連桿的電機(jī)的控制輸入，從而進(jìn)行減振。由此實(shí)現(xiàn)了提高停止時的位置精度、縮短振動消除之前的待機(jī)時間。
[0003]專利文獻(xiàn)1:日本特開2011-136395號公報(bào)
[0004]然而，在專利文獻(xiàn)I所記載的控制方法(減振方法)中，存在無法抑制在機(jī)器人的動作中產(chǎn)生的振動的課題。具體而言，加速度檢測的時機(jī)是以機(jī)器人的動作停止時為前提的，因此，例如存在如下課題，即:無法消除在機(jī)器人臂移動中產(chǎn)生的振動、動作變形，在使機(jī)器人一邊移動一邊進(jìn)行涂裝、焊接等作業(yè)的情況下，無法抑制由于振動引起的那些作業(yè)精度降低的情況。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明是為了解決上述課題的至少一部分而完成的，能夠以如下的應(yīng)用例或者方式來實(shí)現(xiàn)。
[0006]應(yīng)用例I
[0007]本應(yīng)用例所涉及的機(jī)器人的控制裝置是具備機(jī)器人主體、與上述機(jī)器人主體連結(jié)且包含多個連桿的臂、驅(qū)動多個上述連桿的驅(qū)動部、以及檢測上述驅(qū)動部的驅(qū)動量的角度傳感器的機(jī)器人的控制裝置，其特征在于，上述機(jī)器人的控制裝置具備:慣性傳感器，其設(shè)置于能夠?qū)ι鲜霰鄣恼駝舆M(jìn)行抑制的減振位置，并且檢測在上述減振位置的加速度以及角速度中的至少一方；第一運(yùn)算部，其根據(jù)上述慣性傳感器檢測出的上述減振位置處的加速度以及角速度中的至少一方，來計(jì)算上述減振位置處的第一臂速度；第二運(yùn)算部，其根據(jù)上述角度傳感器檢測出的上述驅(qū)動部的驅(qū)動量來計(jì)算驅(qū)動速度，并基于上述驅(qū)動量以及上述驅(qū)動速度來計(jì)算上述減振位置處的第二臂速度；第三運(yùn)算部，其基于上述第一臂速度和上述第二臂速度來計(jì)算第三臂速度；第四運(yùn)算部，其基于上述第三臂速度，計(jì)算對位于上述機(jī)器人主體與上述減振位置之間的上述連桿進(jìn)行驅(qū)動的各驅(qū)動部的修正速度；以及控制部，其基于上述驅(qū)動量、上述驅(qū)動速度以及上述修正速度，對驅(qū)動位于上述機(jī)器人主體與上述減振位置之間的上述連桿的上述驅(qū)動部進(jìn)行控制。
[0008]根據(jù)本應(yīng)用例所涉及的機(jī)器人的控制裝置，基于從慣性傳感器獲取的第一臂速度的信息和從角度傳感器獲取的第二臂速度的信息來計(jì)算減振位置的第三臂速度。另外，基于計(jì)算出的第三臂速度，來計(jì)算對位于機(jī)器人主體與減振位置之間的連桿進(jìn)行驅(qū)動的各驅(qū)動部的修正速度。通過基于該各驅(qū)動部的修正速度控制各驅(qū)動部，能夠抑制在減振位置產(chǎn)生的振動。
[0009]更詳細(xì)地進(jìn)行說明，例如，在輕型且剛性高并且沒有彎曲、沒有由彎曲引起的振動等理想的機(jī)器人的情況下，實(shí)際的臂的速度表示該理想臂速度。相對于此，從慣性傳感器獲取的第一臂速度是通過安裝有慣性傳感器的減振位置的實(shí)際動作而檢測出的速度。即，是包含由于不具有理想剛性的臂的彎曲等而伴隨著實(shí)際動作產(chǎn)生的振動等速度成分的速度。因此，通過分析第一臂速度與第二臂速度的差異，能夠提取基于彎曲、振動的速度成分。將提取出的該速度成分作為修正速度而分配至驅(qū)動各連桿的驅(qū)動部，產(chǎn)生抑制彎曲、振動的扭矩，從而能夠?qū)崿F(xiàn)振動的抑制。
[0010]通過隨時進(jìn)行基于第一臂速度與第二臂速度的差異分析的振動的抑制，不僅能夠抑制停止時的振動，還能夠抑制驅(qū)動時(動作中)的臂的振動。其結(jié)果是，能夠更準(zhǔn)確地控制驅(qū)動時的臂位置精度。另外，不用等待臂的停止動作就能夠抑制停止時的振動，因此能夠縮短從停止后到消除振動的待機(jī)時間。
[0011]如上所述，根據(jù)本應(yīng)用例所涉及的機(jī)器人的控制裝置，能夠在多關(guān)節(jié)機(jī)器人等中進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)高精度化、快速化等。
[0012]應(yīng)用例2
[0013]在上述應(yīng)用例所涉及的機(jī)器人的控制裝置中，優(yōu)選上述第三運(yùn)算部還具備濾波器，該濾波器除去上述第三臂速度的波形中所包含的規(guī)定頻率以下的低頻成分。
[0014]如本應(yīng)用例所述，通過還具備除去第三臂速度的低頻成分的濾波器，能更準(zhǔn)確地進(jìn)行基于第一臂速度與第二臂速度的差異分析的振動成分的提取。具體而言，通過除去第三臂速度的低頻成分，能夠減少誤進(jìn)行抑制機(jī)器人臂的本來的動作的修正、慣性傳感器的偏置誤差等的影響。
[0015]應(yīng)用例3
[0016]本應(yīng)用例所涉及的機(jī)器人的控制方法是具備包含被連結(jié)的多個連桿的臂、和驅(qū)動多個上述連桿的驅(qū)動部的機(jī)器人的控制方法，其特征在于，包括:檢測在抑制上述臂的振動的減振位置處的第一臂速度的步驟；基于計(jì)算出的上述第一臂速度、與根據(jù)上述驅(qū)動部的驅(qū)動量計(jì)算出的驅(qū)動上述減振位置的速度亦即第二臂速度之差，來計(jì)算第三臂速度的步驟；以及基于計(jì)算出的上述第三臂速度對上述驅(qū)動部進(jìn)行修正控制的步驟。
[0017]根據(jù)本應(yīng)用例的機(jī)器人的控制方法，具備:基于第一臂速度和第二臂速度來計(jì)算第三臂速度、和基于計(jì)算出的第三臂速度對驅(qū)動部進(jìn)行修正控制，由此能夠抑制機(jī)器人的動作中的振動。其結(jié)果是，能夠更精確地控制驅(qū)動時(動作中)的臂位置精度。另外，不用等待臂的停止動作就能夠抑制停止時的振動，因此能夠縮短從停止后到消除振動的待機(jī)時間。即，根據(jù)本應(yīng)用例所涉及的機(jī)器人的控制方法，能夠在多關(guān)節(jié)機(jī)器人等中進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)高精度化、快速化等。
[0018]應(yīng)用例4
[0019]本應(yīng)用例所涉及的機(jī)器人的控制方法是具備機(jī)器人主體、與上述機(jī)器人主體連結(jié)并包含多個連桿的臂、驅(qū)動多個上述連桿的驅(qū)動部、以及檢測上述驅(qū)動部的驅(qū)動量的角度傳感器的機(jī)器人的控制方法，其特征在于，所述機(jī)器人的控制方法包括:利用安裝于抑制上述臂的振動的減振位置的慣性傳感器，來檢測上述減振位置的加速度以及角速度中的至少一方的步驟；利用角度傳感器檢測上述驅(qū)動部的驅(qū)動量，上述驅(qū)動部對位于上述減振位置與上述機(jī)器人主體之間的上述連桿進(jìn)行驅(qū)動的步驟；根據(jù)上述慣性傳感器檢測出的上述減振位置的加速度以及角速度中的至少一方，來計(jì)算上述減振位置的第一臂速度的步驟；根據(jù)上述角度傳感器檢測出的上述驅(qū)動部的驅(qū)動量計(jì)算驅(qū)動速度，并基于上述驅(qū)動量以及上述驅(qū)動速度來計(jì)算上述減振位置的第二臂速度的步驟；基于上述第一臂速度和上述第二臂速度計(jì)算上述減振位置的第三臂速度的步驟；基于上述第三臂速度，來計(jì)算對位于上述機(jī)器人主體與上述減振位置之間的上述連桿進(jìn)行驅(qū)動的各上述驅(qū)動部的修正速度的步驟；以及基于上述驅(qū)動量、上述驅(qū)動速度以及上述修正速度，對驅(qū)動位于上述機(jī)器人主體與上述減振位置之間的上述連桿的上述驅(qū)動部進(jìn)行控制的步驟。
[0020]根據(jù)本應(yīng)用例所涉及的機(jī)器人的控制方法，基于從慣性傳感器獲取的第一臂速度的信息和從角度傳感器獲取的第二臂速度的信息來計(jì)算減振位置的第三臂速度。而且，基于計(jì)算出的第三臂速度來計(jì)算對位于機(jī)器人主體與減振位置之間的連桿進(jìn)行驅(qū)動的各驅(qū)動部的修正速度?；谠摳黩?qū)動部的修正速度控制各驅(qū)動部，從而能夠抑制在減振位置產(chǎn)生的振動。
[0021]更詳細(xì)地進(jìn)行說明，例如，在輕型且剛性高并且沒有彎曲、沒有由彎曲引起的振動等理想機(jī)器人的情況下，實(shí)際的臂的速度表示理想臂驅(qū)動速度。相對于此，從慣性傳感器獲取的第一臂速度是通過安裝有慣性傳感器的減振位置的實(shí)際動作而檢測出的速度。即，是包含由于不具有理想剛性的臂的彎曲等而伴隨著實(shí)際的動作產(chǎn)生的振動等速度成分的速度。因此，通過分析第一臂速度與第二臂速度的差異，能夠提取基于振動的速度成分。將提取出的該振動的速度成分作為修正速度而分配至驅(qū)動各連桿的驅(qū)動部，產(chǎn)生抑制振動的扭矩，從而能夠?qū)崿F(xiàn)振動的抑制。
[0022]通過隨時進(jìn)行基于第一臂速度與第二臂度的差異分析的振動的抑制，不僅能夠抑制停止時的振動，還能夠抑制驅(qū)動時(動作中)的臂的振動。其結(jié)果是，能夠更準(zhǔn)確地控制驅(qū)動時的臂位置精度。另外，不用等待臂的停止動作就能夠抑制停止時的振動，因此能夠縮短從停止后到振動消除的待機(jī)時間。
[0023]如上所述，根據(jù)本應(yīng)用例所涉及的機(jī)器人的控制方法，能夠在多關(guān)節(jié)機(jī)器人等中進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)高精度化、快速化等。
[0024]應(yīng)用例5
[0025]在上述應(yīng)用例所涉及的機(jī)器人的控制方法中，優(yōu)選計(jì)算上述第三臂速度還包括將計(jì)算出的上述第三臂速度的波形中所包含的規(guī)定頻率以下的低頻成分除去。
[0026]如本應(yīng)用例所述，通過還包括除去第三臂速度的低頻成分，能更準(zhǔn)確地進(jìn)行基于第一臂速度與第二臂速度的差異分析的振動成分的提取。具體而言，通過除去第三臂速度的低頻成分，能夠降低誤進(jìn)行抑制機(jī)器人臂的本來的動作的修正、慣性傳感器的偏置誤差等的影響。
[0027]應(yīng)用例6
[0028]在上述應(yīng)用例所涉及的機(jī)器人的控制方法中，優(yōu)選在基于上述第三臂速度來計(jì)算對位于上述機(jī)器人主體與上述減振位置之間的上述連桿進(jìn)行驅(qū)動的各上述驅(qū)動部的修正速度的步驟中，以上述驅(qū)動部中的預(yù)先選擇出的驅(qū)動部為對象而進(jìn)行。[0029]根據(jù)本應(yīng)用例所涉及的機(jī)器人的控制方法，例如在預(yù)先已知有無需抑制振動的控制的驅(qū)動部的情況下、存在不打算進(jìn)行控制的驅(qū)動部的情況下等，將該驅(qū)動部排除在控制的對象以外，從而能夠進(jìn)一步簡化處理、提高處理速度等而更有效地進(jìn)行處理。
[0030]應(yīng)用例7
[0031]優(yōu)選在上述應(yīng)用例所涉及的機(jī)器人的控制方法中的基于上述第三臂速度來計(jì)算對位于上述機(jī)器人主體與上述減振位置之間的上述連桿進(jìn)行驅(qū)動的各上述驅(qū)動部的修正速度的步驟中，根據(jù)預(yù)先設(shè)定的各上述驅(qū)動部的權(quán)重進(jìn)行對位于上述機(jī)器人主體與上述減振位置之間的上述連桿進(jìn)行驅(qū)動的各上述驅(qū)動部的修正速度的計(jì)算。
[0032]根據(jù)本應(yīng)用例所涉及的機(jī)器人的控制方法，以預(yù)先設(shè)定的各驅(qū)動部的權(quán)重分配各驅(qū)動部的修正速度的大小，由此能夠與機(jī)器人的規(guī)格、特性或者機(jī)器人所進(jìn)行的作業(yè)負(fù)荷(例如，機(jī)器人手保持的物體的重量等)對應(yīng)地進(jìn)行更有效的振動的抑制控制。具體而言，例如，通過將靠近機(jī)器人主體部分的驅(qū)動部的減振扭矩設(shè)定得更大，能夠更有效地進(jìn)行振動的抑制，在機(jī)器人的一系列動作中，在機(jī)器人手保持的物體發(fā)生改變而重量發(fā)生變化的情況下等，能夠更有效地進(jìn)行振動的抑制。
[0033]應(yīng)用例8
[0034]本應(yīng)用例所涉及的機(jī)器人具備機(jī)器人主體、與上述機(jī)器人主體連結(jié)且包含多個連桿的臂、驅(qū)動多個上述連桿的驅(qū)動部、以及檢測上述驅(qū)動部的驅(qū)動量的角度傳感器，其特征在于，上述機(jī)器人具備控制裝置，該控制裝置包括:慣性傳感器，其設(shè)置于能夠抑制上述臂的振動的減振位置，并且檢測上述減振位置處的加速度以及角速度中的至少一方；第一運(yùn)算部，其根據(jù)上述慣性傳感器檢測出的上述減振位置處的加速度以及角速度中的至少一方，計(jì)算上述減振位置處的第一臂速度；第二運(yùn)算部，其根據(jù)上述角度傳感器檢測出的上述驅(qū)動部的驅(qū)動量來計(jì)算驅(qū)動速度，并基于上述驅(qū)動量以及上述驅(qū)動速度計(jì)算上述減振位置處的第二臂速度；第三運(yùn)算部，其基于上述第一臂速度和上述第二臂速度來計(jì)算第三臂速度；第四運(yùn)算部，其基于上述第三臂速度，來計(jì)算對位于上述機(jī)器人主體與上述減振位置之間的上述連桿進(jìn)行驅(qū)動的各驅(qū)動部的修正速度；以及控制部，其基于上述驅(qū)動量、上述驅(qū)動速度以及上述修正速度，對驅(qū)動位于上述機(jī)器人主體與上述減振位置之間的上述連桿的上述驅(qū)動部進(jìn)行控制。
[0035]根據(jù)本應(yīng)用例，作為機(jī)器人而使用上述的機(jī)器人的控制裝置，從而能夠更有效地抑制在機(jī)器人的動作中產(chǎn)生的振動。其結(jié)果是，能夠提供實(shí)現(xiàn)了更加高精度化、快速化等的機(jī)器人。例如，能夠抑制在使臂一邊移動一邊進(jìn)行高精度的作業(yè)的情況下等中，由于振動所弓丨起的那些作業(yè)精度降低的情況。
[0036]應(yīng)用例9
[0037]在上述應(yīng)用例所涉及的機(jī)器人中，技術(shù)方案I所記載的機(jī)器人的特征在于，上述第三運(yùn)算部還具備濾波器，該濾波器除去上述第三臂速度的波形中所包含的規(guī)定頻率以下的低頻成分。
[0038]如本應(yīng)用例所述，由于還具備除去第三臂速度的低頻成分的濾波器，由此能更準(zhǔn)確地進(jìn)行基于第一臂速度與第二臂速度的差異分析的振動成分的提取。具體而言，通過除去第三臂速度的低頻成分，能夠減少誤進(jìn)行抑制機(jī)器人臂的本來的動作的修正、慣性傳感器的偏置誤差等的影響。【專利附圖】

【附圖說明】
[0039]圖1是表示實(shí)施方式I所涉及的機(jī)器人的連桿模型的示意圖。
[0040]圖2是實(shí)施方式I所涉及的機(jī)器人的控制裝置的功能框圖。
[0041]圖3是表示作為機(jī)器人的控制方法的減振方法的流程圖。
[0042]圖4是表示實(shí)施方式2所涉及的機(jī)器人的連桿模型的示意圖。
[0043]圖5是表示實(shí)施方式3所涉及的機(jī)器人的連桿模型的示意圖。
[0044]圖6是實(shí)施方式4所涉及的機(jī)器人的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0045]以下，參照附圖對將本發(fā)明具體化的實(shí)施方式進(jìn)行說明。以下是本發(fā)明的一個實(shí)施方式，該實(shí)施方式不限定于本發(fā)明。應(yīng)予說明，在以下各圖中，為了易于理解說明，有時以與實(shí)際不同的尺寸記載。
[0046]實(shí)施方式I
[0047]首先，對實(shí)施方式I所涉及的機(jī)器人的控制裝置以及控制方法進(jìn)行說明。
[0048]圖1是表示搭載實(shí)施方式I所涉及的機(jī)器人的控制裝置的機(jī)器人200的連桿模型的示意圖。應(yīng)予說明，在圖1中，機(jī)器人的控制裝置省略了圖示。
[0049]機(jī)器人200是六軸的多關(guān)節(jié)機(jī)器人，由包括連結(jié)起來的六個連桿10 (IOa?IOf)而構(gòu)成的臂20、具備臂20的機(jī)器人主體30、以及六個分別驅(qū)動連桿10的驅(qū)動部40(40a?40f )等構(gòu)成。
[0050]以下，將“臂”作為“多個連桿連結(jié)而成的結(jié)構(gòu)體”來進(jìn)行說明。而且，將作為連結(jié)各連桿的關(guān)節(jié)的連結(jié)部，作為具有驅(qū)動各連桿的功能的驅(qū)動部來進(jìn)行說明。
[0051]臂20由六個連桿IOa?IOf按順序經(jīng)由驅(qū)動部40a?40f連結(jié)而成，構(gòu)成臂20的一方端部的連桿IOf的前端部作為手部而具備手工具、焊槍、噴槍等(省略圖示)。
[0052]臂20的另一方端部經(jīng)由驅(qū)動部40a連結(jié)于機(jī)器人主體30。
[0053]驅(qū)動部40a、40d、40f具備電機(jī)，該電機(jī)對所連結(jié)的連桿10a、IOcUlOf的軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。
[0054]驅(qū)動部40b、40c、40e具備電機(jī)，該電機(jī)使連桿轉(zhuǎn)動以改變連結(jié)的連桿10b、10c、IOe的連結(jié)角度。
[0055]上述結(jié)構(gòu)的機(jī)器人200由于是臂20的一方端部支承于機(jī)器人主體30的懸臂結(jié)構(gòu)，所以在臂20產(chǎn)生與作為結(jié)構(gòu)體的臂20的剛性、動作速度、手部的重量負(fù)荷等對應(yīng)的彎曲、由彎曲所引起的振動。在要實(shí)現(xiàn)臂20的動作位置精度的提高、動作的速度提高等情況下，能夠利用預(yù)先考慮到該彎曲量、振動的編程來提高位置精度并且還能夠進(jìn)行快速動作的位置控制，但在該情況下伴有編程的負(fù)荷大、或者需要動作解析等較大的困難。因此，一邊檢測動作中產(chǎn)生的彎曲、振動，一邊進(jìn)行對它們抑制的控制，從而更為簡單而優(yōu)選。
[0056]本實(shí)施方式所涉及的機(jī)器人的控制裝置具有該控制功能。以下，對該功能進(jìn)行說明。
[0057]圖2是作為實(shí)施方式I所涉及的機(jī)器人的控制裝置的減振裝置100的功能框圖。
[0058]減振裝置100是抑制在動作中或者在停止時的機(jī)器人200的臂20產(chǎn)生的彎曲、振動(以下將“彎曲、振動”，包括彎曲在內(nèi)地稱為“振動”)的機(jī)器人的控制裝置，由作為角度傳感器的編碼器50 (50a~50f)、慣性傳感器60、運(yùn)算控制部80等構(gòu)成。
[0059]首先，返回圖1對編碼器50、慣性傳感器60進(jìn)行說明。編碼器50 (50a~50f)檢測驅(qū)動部40a~40f所具備的電機(jī)的各自的旋轉(zhuǎn)角度0i~06、即驅(qū)動部40的驅(qū)動量。慣性傳感器60為六軸傳感器，檢測安裝位置的加速度以及角速度。即，慣性傳感器60檢測圖1中的X、Y、Z軸方向的加速度(x”、y”、z”)、以及繞X、Y、Z軸的角速度(Rx’、Ry’、Rz’)。
[0060]在減振裝置100中，將慣性傳感器60安裝于減振位置，該減振位置作為抑制臂20 的振動的對象的位置。機(jī)器人200表示將慣性傳感器60安裝于連桿IOf?(即，臂20的前端部的連桿)的例子。
[0061]接下來，返回圖2對運(yùn)算控制部80進(jìn)行說明。
[0062]運(yùn)算控制部80由第一運(yùn)算部81~第四運(yùn)算部84、控制部85、以及雅可比矩陣運(yùn)算部87等構(gòu)成。
[0063]第一運(yùn)算部81根據(jù)慣性傳感器60檢測的減振位置的加速度以及角速度計(jì)算減振
位置的第一臂速度。
[0064]第二運(yùn)算部82根據(jù)編碼器50檢測的驅(qū)動部40的驅(qū)動量計(jì)算驅(qū)動速度，并基于驅(qū)動速度以及減振位置所對應(yīng)的雅可比矩陣J計(jì)算減振位置的臂驅(qū)動速度(即、第二臂速度)。 在雅可比矩陣運(yùn)算部87中，基于編碼器50檢測的驅(qū)動量信息等計(jì)算雅可比矩陣J。
[0065]第三運(yùn)算部83基于第一運(yùn)算部81計(jì)算出的第一臂速度和第二運(yùn)算部82計(jì)算出的第二臂速度計(jì)算減振位置的第三臂速度亦即臂變形速度。另外，第三運(yùn)算部83具備濾波器86，該濾波器86除去計(jì)算出的第三臂速度的波形中所包含的規(guī)定頻率以下的低頻成分。 在本實(shí)施方式中，將規(guī)定頻率設(shè)定為1Hz，其除去IHz以下的低頻成分。濾波器86由HPF (High Pass Filter,高通濾波器)構(gòu)成。
[0066]第四運(yùn)算部84基于第三運(yùn)算部83計(jì)算出的第三臂速度，通過逆雅可比矩陣J—1計(jì)算對位于機(jī)器人主體30與減振位置之間的連桿10進(jìn)行驅(qū)動的各驅(qū)動部40的修正速度。在雅可比矩陣運(yùn)算部87中，基于編碼器50檢測出的驅(qū)動量信息等計(jì)算逆雅可比矩陣J'`
[0067]控制部85基于第四運(yùn)算部84計(jì)算出的修正速度控制對位于機(jī)器人主體30與減振位置之間的連桿10進(jìn)行驅(qū)動的驅(qū)動部40。
[0068]圖3是表示作為本實(shí)施方式的機(jī)器人的控制方法的、減振裝置100的減振方法的流程圖。
[0069]參照圖3的流程圖并以圖1所示的機(jī)器人200的連桿模型為對象對運(yùn)算控制部80 以及運(yùn)算控制部80的減振方法具體地進(jìn)行說明。
[0070]首先，伴隨著機(jī)器人200的工作，基于機(jī)器人200的構(gòu)成規(guī)格(各連桿的連結(jié)間距離等)、安裝有慣性傳感器60的機(jī)器人200的減振位置的信息、編碼器50 (50a~50f )檢測出的旋轉(zhuǎn)角度9工~96等，求出與減振位置對應(yīng)的雅可比矩陣J (步驟SI)。
[0071]接下來，運(yùn)算雅可比矩陣J的逆矩陣而求出逆雅可比矩陣r1 (步驟S2)。
[0072]雅可比矩陣J以及逆雅可比矩陣廣滿足以下所示的關(guān)系式。
[0073][式I]
【權(quán)利要求】
1.一種機(jī)器人的控制裝置，其特征在于，所述機(jī)器人的控制裝置具備機(jī)器人主體、連結(jié)于所述機(jī)器人主體且包含多個連桿的臂、驅(qū)動多個所述連桿的驅(qū)動部、以及檢測所述驅(qū)動部的驅(qū)動量的角度傳感器，所述機(jī)器人的控制裝置具備:慣性傳感器，其設(shè)置于能夠?qū)λ霰鄣恼駝舆M(jìn)行抑制的減振位置，并且檢測所述減振位置處的加速度以及角速度中的至少一方；第一運(yùn)算部，其根據(jù)所述慣性傳感器檢測出的在所述減振位置處的加速度以及角速度中的至少一方，來計(jì)算所述減振位置處的第一臂速度；第二運(yùn)算部，其根據(jù)所述角度傳感器檢測出的所述驅(qū)動部的驅(qū)動量來計(jì)算驅(qū)動速度， 并基于所述驅(qū)動量以及所述驅(qū)動速度來計(jì)算所述減振位置處的第二臂速度；第三運(yùn)算部，其基于所述第一臂速度和所述第二臂速度來計(jì)算第三臂速度；第四運(yùn)算部，其基于所述第三臂速度來計(jì)算對位于所述機(jī)器人主體與所述減振位置之間的所述連桿進(jìn)行驅(qū)動的每個驅(qū)動部的修正速度；以及控制部，其基于所述驅(qū)動量、所述驅(qū)動速度以及所述修正速度，對驅(qū)動位于所述機(jī)器人主體與所述減振位置之間的所述連桿的所述驅(qū)動部進(jìn)行控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)器人的控制裝置，其特征在于，所述第三運(yùn)算部還具備濾波器，所述濾波器除去所述第三臂速度的波形中所包含的規(guī)定頻率以下的低頻成分。
3.—種機(jī)器人的控制方法,其特征在于， 所述機(jī)器人的控制方法是具備包含被連結(jié)的多個連桿的臂、和驅(qū)動多個所述連桿的驅(qū)動部的機(jī)器人的控制方法，所述機(jī)器人的控制方法包括下述步驟:檢測對所述臂的振動進(jìn)行抑制的減振位置處的第一臂速度的步驟；基于計(jì)算出的所述第一臂速度與根據(jù)所述驅(qū)動部的驅(qū)動量計(jì)算出的所述減振位置被驅(qū)動的速度亦即第二臂速度之差，來計(jì)算第三臂速度的步驟；以及基于計(jì)算出的所述第三臂速度來對所述驅(qū)動部進(jìn)行修正控制的步驟。
4.一種機(jī)器人的控制方法,其特征在于，是具備機(jī)器人主體、連結(jié)于所述機(jī)器人主體且包含多個連桿的臂、驅(qū)動多個所述連桿的驅(qū)動部、以及檢測所述驅(qū)動部的驅(qū)動量的角度傳感器的機(jī)器人的控制方法，所述機(jī)器人的控制方法包括下述步驟:利用安裝于對所述臂的振動進(jìn)行抑制的減振位置的慣性傳感器，來檢測所述減振位置的加速度以及角速度中的至少一方的步驟；利用角度傳感器檢測所述驅(qū)動部的驅(qū)動量，所述驅(qū)動部對位于所述減振位置與所述機(jī)器人主體之間的所述連桿進(jìn)行驅(qū)動的步驟；根據(jù)所述慣性傳感器檢測出的所述減振位置的加速度以及角速度中的至少一方，來計(jì)算所述減振位置的第一臂速度的步驟；根據(jù)所述角度傳感器檢測出的所述驅(qū)動部的驅(qū)動量來計(jì)算驅(qū)動速度，并基于所述驅(qū)動量以及所述驅(qū)動速度來計(jì)算所述減振位置的第二臂速度的步驟；基于所述第一臂速度和所述第二臂速度來計(jì)算所述減振位置的第三臂速度的步驟；基于所述第三臂速度來計(jì)算對位于所述機(jī)器人主體與所述減振位置之間的所述連桿進(jìn)行驅(qū)動的每個所述驅(qū)動部的修正速度的步驟；以及基于所述驅(qū)動量、所述驅(qū)動速度以及所述修正速度，對驅(qū)動位于所述機(jī)器人主體與所述減振位置之間的所述連桿的所述驅(qū)動部進(jìn)行控制的步驟。
5.根據(jù)利要求4所述的機(jī)器人的控制方法，其特征在于，在計(jì)算所述第三臂速度的步驟中還包括除去計(jì)算出的所述第三臂速度的波形中所包含的規(guī)定頻率以下的低頻成分的步驟。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或權(quán)利要求5所述的機(jī)器人的控制方法，其特征在于，在基于所述第三臂速度來計(jì)算對位于所述機(jī)器人主體與所述減振位置之間的所述連桿進(jìn)行驅(qū)動的每個所述驅(qū)動部的修正速度的步驟中，以所述驅(qū)動部中預(yù)先選擇出的驅(qū)動部為對象而進(jìn)行。
7.根據(jù)權(quán)利要求4~權(quán)利要求6中任一項(xiàng)所述的機(jī)器人的控制方法，其特征在于， 在基于所述第三臂速度來計(jì)算對位于所述機(jī)器人主體與所述減振位置之間的所述連桿進(jìn)行驅(qū)動的每個所述驅(qū)動部的修正速度的步驟中，根據(jù)預(yù)先設(shè)定的每個所述驅(qū)動部的權(quán)重進(jìn)行對位于所述機(jī)器人主體與所述減振位置之間的所述連桿進(jìn)行驅(qū)動的各所述驅(qū)動部的修正速度的計(jì)算。
8.—種機(jī)器人,其特征在于，所述機(jī)器人具備機(jī)器人主體、連結(jié)于所述機(jī)器人主體且包含多個連桿的臂、驅(qū)動多個所述連桿的驅(qū)動部、以及檢測所述驅(qū)動部的驅(qū)動量的角度傳感器，所述機(jī)器人具備控制裝置，所述控制裝置包括:慣性傳感器，其設(shè)置于能夠?qū)λ霰鄣恼駝舆M(jìn)行抑制的減振位置，并且檢測所述減振位置處的加速度以及角速度中的至少一方；第一運(yùn)算部，其根據(jù)所述慣性傳感器檢測出的所述減振位置處的加速度以及角速度中的至少一方，來計(jì)算所述減振位置處的第一臂速度；第二運(yùn)算部，其根據(jù)所述角度傳感器檢測出的所述驅(qū)動部的驅(qū)動量來計(jì)算驅(qū)動速度， 并基于所述驅(qū)動量以及所述驅(qū)動速度來計(jì)算所述減振位置處的第二臂速度；第三運(yùn)算部，其基于所述第一臂速度和所述第二臂速度來計(jì)算第三臂速度；第四運(yùn)算部，其基于所述第三臂速度來計(jì)算對位于所述機(jī)器人主體與所述減振位置之間的所述連桿進(jìn)行驅(qū)動的每個驅(qū)動部的修正速度；以及控制部，其基于所述驅(qū)動量、所述驅(qū)動速度以及所述修正速度，對驅(qū)動位于所述機(jī)器人主體與所述減振位置之間的所述連桿驅(qū)動的所述部進(jìn)行控制。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的機(jī)器人，其特征在于，所述第三運(yùn)算部還具備濾波器，所述濾波器除去所述第三臂速度的波形中所包含的規(guī)定頻率以下的低頻成分。
【文檔編號】B25J9/18GK103568013SQ201310322411
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年7月29日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月31日
【發(fā)明者】元吉正樹 申請人:精工愛普生株式會社