CN103085068A - 机器人以及机器人的控制方法 - Google Patents
机器人以及机器人的控制方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103085068A CN103085068A CN2012103571000A CN201210357100A CN103085068A CN 103085068 A CN103085068 A CN 103085068A CN 2012103571000 A CN2012103571000 A CN 2012103571000A CN 201210357100 A CN201210357100 A CN 201210357100A CN 103085068 A CN103085068 A CN 103085068A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- arm
- information
- robot
- main scanning
- inertia force
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J9/00—Programme-controlled manipulators
- B25J9/16—Programme controls
- B25J9/1694—Programme controls characterised by use of sensors other than normal servo-feedback from position, speed or acceleration sensors, perception control, multi-sensor controlled systems, sensor fusion
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J9/00—Programme-controlled manipulators
- B25J9/16—Programme controls
- B25J9/1628—Programme controls characterised by the control loop
- B25J9/1635—Programme controls characterised by the control loop flexible-arm control
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B15/00—Systems controlled by a computer
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/37—Measurements
- G05B2219/37388—Acceleration or deceleration, inertial measurement
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/41—Servomotor, servo controller till figures
- G05B2219/41025—Detect oscillation, unstability of servo and change gain to stabilize again
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S901/00—Robots
- Y10S901/02—Arm motion controller
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S901/00—Robots
- Y10S901/46—Sensing device
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Robotics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Manipulator (AREA)
Abstract
本发明提供机器人以及机器人的控制方法。机器人具备:使臂转动的臂驱动机构;检测臂驱动机构的转动角度并输出角度信息的角度传感器;角速度传感器,其安装于臂,检测作用于臂的角速度并输出角速度信息;控制指令产生部,其输出规定臂的转动动作的控制指令值;增益调整部,其使角速度信息的增益逐渐变化而进行调整;以及臂动作控制部,其基于控制指令值、角度信息以及调整增益后的角速度信息对臂的动作进行控制。
Description
技术领域
本发明涉及机器人以及机器人的控制方法。
背景技术
以往,已知有如下机器人等:通过使臂转动等而使安装于臂的末端的终端装置移动到期望的位置,并在该位置使终端装置运转。例如,已知有具备把持终端而对加工装置供给被加工部件或从加工装置除去被加工部件的部件供给除去装置、具备涂装终端的涂装机器人、具备焊接终端的焊接机器人等。
当驱动机器人时,使用如下控制方法:测定驱动机器人的臂的马达等驱动源的转动角度,并基于所测定到的角度信息来控制臂的末端侧的位置等。然而,由于从驱动源向臂传递驱动力的传递机构、臂并非为刚体,因此有时传递机构、臂会产生变形。存在因该传递机构、臂的变形而导致在臂产生振动这样的问题。针对该问题,考虑并提出有如下方法:在臂末端安装惯性传感器来测定末端的运动,并将所得的由惯性传感器测得的角速度信息用于控制。专利文献1中公开有如下多关节机器人的控制方法以及多关节机器人:利用惯性传感器的输出信号来控制臂的动作,由此能够防止因摆动而导致的精度降低。
[专利文献1]日本特开平7-9374号公报
然而,在专利文献1的情况下,存在如下课题:在惯性传感器的输出中含有基准电位的漂移、噪声等误差,若利用这样的信息进行控制,则具有无法正确进行控制的可能性、或者使稳定性受损。
发明内容
本发明是为了解决上述课题中的至少一部分而完成的,能够作为以下的方式或应用例来实现。
[应用例1]一种机器人,该机器人具备:臂、驱动源、角度传感器、惯性传感器、以及控制指令产生部,上述臂的一端被支承而能够转动,
上述驱动源使上述臂转动,上述角度传感器检测上述驱动源的转动角度并输出角度信息,上述惯性传感器安装于上述臂,检测作用于上述臂的惯性力并输出惯性力信息,上述控制指令产生部输出规定上述臂的转动动作的控制指令值,加权调整部使上述惯性力信息的加权值逐渐变化而进行调整,臂动作控制部基于上述控制指令值、上述角度信息、以及利用上述加权值加权后的上述惯性力信息对上述臂的动作进行控制。
根据上述机器人,加权调整部使惯性力信息的加权值逐渐变化。进而,臂动作控制部基于控制指令值、角度信息、以及利用逐渐变化的加权值加权后的惯性力信息对臂的动作进行控制。由此,能够抑制由伴随于惯性力信息的急剧的变化的臂的振动、由对驱动源、减速器的机械负载对机械寿命造成的不良影响。
[应用例2]优选地,在上述机器人中,上述加权调整部进行如下调整中的至少一种调整:当上述臂从停止状态向转动状态过渡时使上述惯性力信息的加权值逐渐增加的调整;以及当上述臂从转动状态向停止状态过渡时使上述惯性力信息的加权值逐渐减小的调整。
根据上述机器人,当臂从停止状态向转动状态过渡时,能够进行使惯性力信息的加权值逐渐增加的调整。由此,当从未使用惯性力信息的状态向使用惯性力信息而进行定位的状态过渡时,能够抑制惯性力信息的急剧变化。并且,当臂从转动状态向停止状态过渡时,能够进行使惯性力信息的加权值逐渐减小的调整。由此,当从使用惯性力信息的状态向未使用惯性力信息而进行定位的状态过渡时,能够抑制惯性力信息的急剧变化。
[应用例3]优选地,在上述机器人中,上述加权调整部使上述加权值的变化幅度随着时间的推移而增大。
根据上述机器人,通过使加权的变化幅度随着时间的推移而增大,能够在开始时使惯性力信息的变化幅度较小,并且越往后越增大惯性力信息的变化幅度。由此,当臂的振动的变化幅度从较小的状态向较大的状态过渡时,能够在开始时减少对惯性力信息的利用,并且越往后越增多对惯性力信息的利用。另一方面,当臂的振动的变化幅度从较大的状态向较小的状态过渡时,能够在开始时增多对惯性力信息的利用,并且越往后越急剧地减少对惯性力信息的利用。即,能够伴随着时间的推移而根据臂的振动的变化幅度适当地使用加权后的惯性力信息。
[应用例4]优选地,在上述机器人中,上述加权调整部在因上述臂的转动而产生的上述臂的振动周期的一半以上的时间内使上述加权值变化。
根据上述机器人,在因转动而产生的臂的振动周期的一半以上的时间内使加权值变化。由此,即便在臂的振动的变化幅度较大的情况下,也能够在为了与该变化幅度对应而需要的时间以上的时间内使加权值变化,从而能够抑制惯性力信息的急剧的变化。
[应用例5]优选地,在上述机器人中,上述加权调整部通过对上述惯性力信息、与针对该惯性力信息预先设定的阈值进行比较而使上述加权值变化。
根据上述机器人,通过对惯性力信息、与预先设定的阈值进行比较而使加权值变化。由此,能够基于由噪声等引起的惯性力信息的误差的影响来设定惯性力信息的阈值,并通过对惯性力信息与该阈值进行比较而使加权值变化,从而能够利用抑制了误差后的惯性力信息。
[应用例6]优选地,在上述机器人中,上述加权调整部通过对上述角度信息、与针对该角度信息预先设定的阈值进行比较而使上述加权值变化。
根据上述机器人,通过对角度信息、与预先设定的阈值进行比较而使加权值变化。由此,能够基于由噪声等引起的角度信息的误差的影响来设定角度信息的阈值,并通过对角度信息与该阈值进行比较而使加权值变化,从而能够利用抑制了误差后的角度信息。
[应用例7]优选地,在上述机器人中,上述加权调整部通过对从上述控制指令值所规定的上述臂的转动动作的停止时刻起的经过时间、与针对上述经过时间预先设定的阈值进行比较而使上述加权值变化。
根据上述机器人,通过对从控制指令值所规定的臂的转动动作的停止时刻起的经过时间、与预先设定的阈值进行比较而使加权值变化。由此,能够基于由噪声等引起的惯性力信息的误差的影响来设定经过时间的阈值,并通过对实际的经过时间与该阈值进行比较而使加权值变化,从而能够利用抑制了误差后的惯性力信息。
[应用例8]一种机器人,该机器人具备:主扫描方向移动机构、副扫描方向移动机构、升降移动机构、保持机构、多个距离传感器、以及多个加速度传感器,上述主扫描方向移动机构具备:多个主扫描导轨、主扫描线性马达、扫描板、以及主扫描滑动件,上述主扫描线性马达形成于上述多个主扫描导轨,上述扫描板架设于上述多个主扫描导轨之间、且沿与主扫描方向大致正交的副扫描方向延伸,上述扫描板能够借助上述主扫描线性马达与上述主扫描滑动件沿主扫描方向移动,上述副扫描方向移动机构具备:形成于上述扫描板的副扫描线性马达、以及形成于副扫描框的副扫描滑动件,上述副扫描框能够借助上述副扫描线性马达与上述副扫描滑动件沿副扫描方向移动,上述升降移动机构具备:配设于上述副扫描框的球轴承、球轴承驱动马达以及固定于升降轴的滚珠丝杠,上述升降轴能够借助上述球轴承、上述球轴承驱动马达以及上述滚珠丝杠升降,上述保持机构能够借助上述主扫描方向移动机构、上述副扫描方向移动机构以及上述升降移动机构移动,上述距离传感器检测借助上述主扫描线性马达、上述副扫描线性马达、以及上述球轴承驱动马达的各马达移动的移动距离信息,上述加速度传感器检测主扫描方向、副扫描方向、或者升降方向的各方向的加速度信息,利用上述移动距离信息与上述加速度信息对上述保持机构的移动进行控制。
根据上述机器人,保持机构能够借助主扫描方向移动机构、副扫描方向移动机构以及升降移动机构移动,距离传感器检测借助主扫描线性马达、副扫描线性马达、以及球轴承驱动马达的各马达移动的移动距离信息,加速度传感器检测主扫描方向、副扫描方向、或者升降方向的各方向的加速度信息,利用上述移动距离信息与上述加速度信息对上述保持机构的移动进行控制,因此,能够抑制由伴随于加速度信息的急剧的变化的臂的振动、由对驱动源、减速器的机械负载对机械寿命造成的不良影响。
[应用例9]优选地,在上述机器人中,预先针对上述移动距离信息或者上述加速度信息设定阈值,将上述移动距离信息或者上述加速度信息与该阈值进行比较,调整上述加速度信息的加权值,使上述保持机构进行移动并对上述保持机构进行定位。
根据上述机器人,通过将移动距离信息或者加速度信息与预先设定的阈值进行比较而使加权值变化。由此,能够基于由噪声等引起的加速度信息的误差的影响来设定经过时间的阈值,并通过对实际的经过时间与该阈值进行比较而使加权值变化,从而能够利用抑制了误差后的加速度信息。
[应用例10]一种机器人的控制方法,该机器人具备:臂、驱动源、角度传感器、惯性传感器、以及控制指令产生部,上述臂在一端被支承而能够转动,上述驱动源使上述臂转动,上述角度传感器检测上述驱动源的转动角度并输出角度信息,上述惯性传感器安装于上述臂,检测作用于上述臂的惯性力并输出惯性力信息,上述机器人的控制方法包括:控制指令产生工序,输出规定上述臂的转动动作的控制指令值;加权调整工序,使上述惯性力信息的加权值逐渐变化而进行调整;以及臂动作控制工序,基于上述控制指令值、上述角度信息以及利用上述加权值加权后的上述惯性力信息对上述臂的动作进行控制。
根据上述机器人的控制方法,在加权调整工序中,使惯性力信息的加权值逐渐变化而进行调整。进而,在臂动作控制工序中,基于控制指令值、角度信息以及利用逐渐变化的加权值加权后的惯性力信息对臂的动作进行控制。由此,能够抑制由伴随于加速度信息的急剧的变化的臂的振动、由对驱动源、减速器的机械负载对机械寿命造成的不良影响。
附图说明
图1是示出第一实施方式所涉及的机器人的概要结构的外观立体图。
图2是示出驱动机器人机构的功能性结构的框图。
图3是示出通过控制臂驱动马达的驱动而使臂转动的工序的流程图。
图4是用于说明使臂转动的期间内的角速度的增益调整的例子的图,其中,(a)图是示出经过时间与角速度之间的关系的图,(b)图、(c)图是示出经过时间与增益之间的关系的图。
图5是用于说明臂将要停止时的增益调整的例子的图,其中,(a)图是示出经过时间与角速度之间的关系的图,(b)图、(c)图是示出经过时间与增益之间的关系的图。
图6是用于说明臂将要停止时使增益从目标值的状态减少到0的状态的经过时间的图,其中,(a)图是示出经过时间与角速度之间的关系的图,(b)图是示出经过时间与增益之间的关系的图。
图7是示出臂将要停止时的增益调整的实测值的例子的图。
图8是用于说明使用角速度的阈值来进行增益调整的例子的图,其中,(a)图是示出经过时间与角速度之间的关系的图,(b)图是臂将要停止时的(a)图的放大图。
图9是用于说明使用角度的阈值来进行增益调整的例子的图,其中,(a)图是示出经过时间与角度之间的关系的图,(b)图是臂将要停止时的(a)图的放大图。
图10是用于说明以控制指令值的特征点为基础并使用时间轴上的阈值来进行增益调整的例子的图,其中,(a)图是示出经过时间与角速度之间的关系的图,(b)图是臂将要停止时的(a)图的放大图。
图11是用于说明以控制指令值的特征点为基础并使用角速度的阈值来进行增益调整的例子的图,其中,(a)图是示出经过时间与角速度之间的关系的图,(b)图是臂将要停止时的(a)图的放大图。
图12是示出第三实施方式所涉及的机器人的概要结构的外观立体图。
图13是示出输送装置的概要结构的外观立体图。
图14是示出激光打印机的主要部分的概要结构的说明图。
附图标记说明:
10…机器人;12…保持手;20…机器人机构;21…臂;22…臂驱动马达;23…臂驱动机构;24…手保持机构;24a…保持轴承;24b…保持机构轴;26…臂轴部;28…机台;30…机器人控制部;32…角速度传感器;34…角度传感器;301…控制指令产生部;302…增益调整部;303…臂动作控制部;304…马达驱动器;305…角速度计算部;310…机器人;320…机器人机构;321…臂;321a、321b…臂部;323…臂关节部;326…臂轴部;328…机台;330…机器人控制部;332a…角速度传感器;332b…角速度传感器;402…主扫描方向移动机构;403…副扫描方向移动机构;404…升降移动机构;410…吊挂式输送装置;412…保持机构;421…主扫描导轨;422…扫描板;423…副扫描框;424…升降轴;432…加速度传感器;432a…加速度传感器;432b…加速度传感器;432c…加速度传感器;460…头输送装置;462…排出头;471…驱动马达;472…驱动带轮;473…驱动带;474…滑架轴;476…头滑架;482…加速度传感器;484…编码器;510…激光打印机;522…鼓驱动马达;523…驱动传递机构;524…感光鼓;532…角速度传感器;534…编码器;541…带电装置;542…激光振荡装置;543…调色剂供给装置;544…转印辊;546…定影辊;547…定影辊;548…调色剂回收装置;549…用纸。
具体实施方式
(第一实施方式)
以下,参照附图对第一实施方式所涉及的机器人进行说明。另外,在以下附图中,为了易于观察附图,使各结构单元的尺寸、比率等适当地不同。
<机器人的概要结构>
对机器人10的概要结构进行说明。
图1是示出第一实施方式所涉及的机器人10的概要结构的外观立体图。如该图所示,机器人10构成为包括机器人机构20与机器人控制部30。机器人机构20具备保持手12、手保持机构24、臂21、臂轴部26、机台28、角速度传感器32、角度传感器34(参照图2)等。机器人10是具备能够水平转动的一个臂21的、所谓的SCARA机器人。
机台28经由内置的轴承机构(省略图示)对臂轴部26进行支承而使该臂轴部26绕臂轴部26的转动轴转动自如。臂轴部26经由内置于机台28的臂驱动马达22(参照图2)和臂驱动机构23(参照图2)而与机台28连接,利用臂驱动马达22使该臂轴部26转动。在臂驱动马达22连接有角度传感器34,利用角度传感器34来测定(检测)臂驱动马达22的转动角度。
在臂轴部26中,在与由机台28支承的一侧的相反侧的端部固定有臂21的一端。利用臂驱动马达22使臂21以臂轴部26的转动轴为中心转动。利用角度传感器34测定臂驱动马达22的转动角度,由此近似地测定臂21的转动角度。
在臂21中,在被固定于臂轴部26的一侧的相反侧的端部固定有手保持机构24。手保持机构24具备固定于臂21的保持轴承24a、以及由保持轴承24a支承而滑动自如的保持机构轴24b。保持机构轴24b能够借助未图示的上下驱动源而相对于保持轴承24a沿保持机构轴24b的轴向滑动。并且,保持机构轴24b的轴向与臂轴部26的轴向大致平行。
在保持机构轴24b的自由端安装有保持手12。进而,通过使臂21转动而使保持手12位于面对输送对象物的位置。通过使保持机构轴24b相对于保持轴承24a滑动,使保持手12从输送对象物离开或接近输送对象物,并且将由保持手12保持的输送对象物从载置场所拿起、或者使该输送对象物靠近载置场所。
在供保持手12安装的手保持机构24、且在与保持手12相反侧固定有角速度传感器32。角速度传感器32固定于臂21的末端,能够测定(检测)使臂21转动的角速度。
机器人控制部30经由信息输入输出装置(省略图示)并基于预先输入的控制程序而对机器人10的各部的动作进行总括控制。
<机器人机构驱动的功能性结构>
接下来,对驱动机器人机构20的功能性结构进行说明。
图2是示出驱动机器人机构20的功能性结构的框图。如该图所示,为了使臂21转动,机器人10具备作为驱动源的臂驱动马达22、臂驱动机构23、角速度传感器32、角度传感器34、以及机器人控制部30。此处,作为角速度传感器32,例如能够使用陀螺仪旋转传感器。并且,作为角度传感器34,例如能够使用编码器。
机器人控制部30具备控制指令产生部301、增益调整部302、臂动作控制部303、马达驱动器304、扭转角速度计算部305等。
控制指令产生部301输出规定臂21的转动动作的控制指令值,以便执行基于供给部件或除去部件的运转指令对机器人机构20发出的动作指令。此处,供给部件或者除去部件的运转指令从未图示的输入装置输入至机器人10。进而,基于运转指令对机器人机构20发出的动作指令从机器人控制部30所具备的总括控制部(省略图示)输出至控制指令产生部301。进而,对于控制指令产生部301所输出的臂21的控制指令值,例如以各时间的臂21的角度来示出臂21的末端的轨道。
臂动作控制部303输出用于执行控制指令产生部301所输出的臂21的控制指令值的臂驱动马达22的控制信号。此时,臂动作控制部303基于来自角度传感器34的角度信息、以及来自角速度传感器32的角速度信息,生成并输出用于执行臂21的控制指令值的最佳的臂驱动马达22的控制信号。另外,角速度传感器32相当于惯性传感器,角速度信息相当于惯性力信息。
扭转角速度计算表部305基于来自角度传感器34的角度信息、与来自角速度传感器32的角速度信息的差,计算成为扭转成分的扭转角速度。增益调整部302基于计算出的扭转角速度来决定成为对角速度信息进行修正的目标值的增益。进而,在后述的规定的时刻进行调整针对角速度信息的修正量的增益调整。另外,增益调整部302相当于加权调整部,增益相当于加权值。
马达驱动器304通过对臂驱动马达22供给电力来控制臂驱动马达22。
<臂21的转动工序>
接下来,对通过控制臂驱动马达22的驱动来使臂21转动从而使安装于臂21的末端的保持手12位于规定位置的工序进行说明。
图3是示出通过控制臂驱动马达22的驱动而使臂21转动的工序的流程图。
机器人10首先判断有无马达停止命令(步骤S10)。马达停止命令是使臂驱动马达22停止、且使对臂驱动马达22的控制结束的指令。
当存在马达停止命令时(步骤S10:是),停止臂驱动马达22的驱动,结束使保持手12位于规定位置的工序。
另一方面,当不存在马达停止命令时(步骤S10:否),向接下来的步骤S20前进。
在步骤S20中,机器人10通过臂动作控制部303取得控制指令值、角度信息以及角速度信息。详细而言,从控制指令产生部301输出的控制指令值被输入至臂动作控制部303。并且,利用与臂驱动马达22连接的角度传感器34来测定臂驱动马达22的转动角度,并将角度信息输入至臂动作控制部303。并且,利用固定于臂21的末端附近的角速度传感器32来测定臂21的角速度,并将角速度信息输入至臂动作控制部303。
接下来,机器人10利用增益调整部302进行增益调整,通过调整在步骤S20中取得的角速度信息的增益来修正角速度信息(步骤S30)。增益调整是指增加或减少角速度信息的增益的调整,当增益为0时,不使用角速度信息。此外,在后文中叙述增益调整的详细情况。
接下来,机器人10利用臂动作控制部303,基于在步骤S20中取得的控制指令值以及角度信息、和在步骤S30中进行增益调整后的角速度信息,运算臂驱动马达22的扭矩指令值(步骤S40)。
接下来,机器人10将在步骤S40中运算出的扭矩指令值输入至马达驱动器304(步骤S50)。
接下来,机器人10利用马达驱动器304向臂驱动马达22供给与扭矩指令值对应的电力。进而,臂驱动马达22产生与所供给的电力对应的扭矩(步骤S60)。
接下来,机器人10利用在臂驱动马达22中产生的扭矩使与臂驱动马达22连接的臂驱动机构23工作(步骤S70)。进而,使经由臂驱动机构23连接的臂21的角速度加速或减速。
接下来,机器人10返回到步骤S10,直至发出了马达停止命令为止,反复进行使臂21转动从而使保持手12位于规定位置的工序。
<增益调整>
接下来,对修正角速度信息的增益调整的详细情况进行说明。
图4是用于说明使臂21转动的期间内的角速度的增益调整的例子的图,图4的(a)是示出经过时间与角速度之间的关系的图,图4的(b)、(c)是示出经过时间与增益之间的关系的图。在图4的(a)中,以双点划线示出的曲线表示作为控制指令值而指定的臂21在各经过时间的角速度。以实线示出的曲线表示利用角速度传感器32计测而得的臂21在各经过时间的角速度。并且,图4的(b)、(c)的曲线表示在各经过时间对利用角速度传感器32计测而得的臂21的角速度进行修正的增益。
如图4的(a)所示,使处于停止状态的臂21开始转动,从角速度增加而达到阈值S的时刻p1起,如图4的(b)、(c)所示,使截至目前为0的增益逐渐增加,直至达到目标值K为止。此时,在图4的(b)中,增益以1次直线的斜率增加,在图4的(c)中,增益以变化幅度随着时间的推移而增大的2次曲线的斜率增加。
另一方面,如图4的(a)所示,从处于转动状态的臂21接近目标位置、角速度减小而达到阈值S的时刻p2起,如图4的(b)、(c)所示,使截止目前保持为目标值K的增益逐渐减小。直至达到0为止。此时,在图4的(b)中,增益以1次直线的斜率减小,在图4的(c)中,增益以变化幅度随着时间的推移而增大的2次曲线的斜率减小。
在本实施方式中,对增益以2次曲线的斜率增加或减小的例子进行说明,但是并不局限于2次曲线,例如也可以利用3次以上的高次函数、正弦波等。另外,在为2次曲线的情况下,具有运算量较少、且变化幅度随着时间的推移而增大的优点。
图5是用于说明臂21将要停止时的增益调整的例子的图,图5的(a)是示出经过时间与角速度之间的关系的图,图5的(b)、(c)是示出经过时间与增益之间的关系的图。在图5的(a)中,以实线示出的曲线表示利用角速度传感器32计测而得的臂21在各经过时间的角速度。在图5的(a)中,示出了通过以使经过目标位置后的保持手12返回的方式使臂21转动而引起的臂21的机械振动的情况。这样,从臂21几乎到达目标位置开始到臂21停止为止,需要直至机械振动收敛为止的时间。
并且,从图5的(a)所示的角速度减小而到达阈值S的时刻起,如图5的(b)、(c)所示,使截至目前保持为目标值K的增益逐渐减小。从角速度进一步减小而达到阈值-S的时刻起,此次则是相反地使增益逐渐增加,直至达到原来的目标值K为止。进而,直至增益最终处于0的状态为止,反复进行增益的减小及增加。另外,在图5的(b)中,示出了1次曲线的斜率下的增益的增减,在图5的(c)中,示出了2次曲线的斜率下的增益的增减。
详细而言,若将求出的增益设定为G,将增益的目标值设定为K,将常量设定为a,将各区间的经过时间设定为ti,则在图5中的区间t1的情况下,在图5的(b)、(c)中均通过G=K进行计算,增益G保持着目标值K的状态。
在区间t2的情况下,在图5的(b)中,通过G=K(1-(a×ti))进行计算,在图5的(c)中通过G=K(1-(a×ti)2)进行计算,增益G自目标值K的状态起减小。
在区间t3的情况下,若将区间t2的最终的G设定为G2,则在图5的(b)中通过G=G2+K(a×ti)进行计算,在图5的(c)通过G=G2+K(a×ti)2进行计算(另外,G以K为上限),增益G增加,直至增益G成为目标值K的状态为止。
在区间t4的情况下,在图5的(b)中通过G=K(1-(a×ti))进行计算,在图5的(c)通过G=K(1-(a×ti)2)进行计算,增益G自目标值K的状态起再次减小。
在区间t5的情况下,若将区间t4的最终的G设定为G4,则在图5的(b)中通过G=G4+K(a×ti)进行计算,在图5的(c)中通过G=G4+K(a×ti)2进行计算(另外,G以K为上限),增益G再次增加,直至增益G成为目标值K的状态为止。
在区间t6的情况下,在图5的(b)中通过G=K(1-(a×ti))进行计算,在图5的(c)中通过G=K(1-(a×ti)2)进行计算,增益G自目标值K的状态起再次减小,最终持续G=0的状态。
此处,作为得到增益的时刻,可以在臂21的动作中逐次进行上述运算来求出。并且,也可以预先针对各经过时间的增益将上述运算结果作为数据保存于各种表等,并在臂21的动作中参照保存后的数据。
图6是用于说明臂21将要停止时使增益从目标值K的状态减小到0的状态的经过时间的图,图6的(a)是示出经过时间与角速度之间的关系的图,图6的(b)是示出经过时间与增益之间的关系的图。在图6的(a)中,将臂21的机械振动的周期的一半的区间设定为f/2而示出。在图6的(b)中,示出自目标值K的状态起以2次曲线的斜率减小到0的状态的增益调整所需时间大于区间f/2的情况。另外,虽未图示,但自目标值K的状态起以1次曲线的斜率减小到0的状态的增益调整所需时间也大于区间f/2。
此处,根据臂21的姿势、保持手12所保持的输送对象物的负载等因素,上述机械振动的周期改变,因此,也可以根据上述因素来改变在增益调整的运算中所使用的常量。并且,为了减少运算量,也可以使常量固定。在该情况下,通过以振动周期最长的条件(以马达轴换算的惯性增大的姿势下负载最大的情况)规定该常量,能够在任何条件下应用。
图7是示出臂21将要停止时的增益调整的实测值的例子的图。在该图中,以实线示出的曲线表示利用角速度传感器32计测而得的臂21在各经过时间的角速度的实测值。以点划线示出的曲线是在各经过时间对利用角速度传感器32计测而得的臂21的角速度的实际值进行修正的增益。此处,将阈值S设定为角速度13dps。根据图7可知,当臂21产生机械振动时增益保持为较高,然后,随着机械振动的收敛,增益大幅度地减小,当臂21静止时增益稳定为0。这样,增益并非从较高的状态突然减小到较低的状态,而是逐渐减小。
<增益调整的时刻>
接下来,对修正角速度信息的增益调整的时刻进行说明。
图8是用于说明使用角速度的阈值来进行增益调整的例子的图,图8的(a)是示出经过时间与角速度之间的关系的图,图8的(b)是臂21将要停止时的图8的(a)的放大图。在这两个图中,以双点划线示出的曲线表示作为控制指令值而在各经过时间指定的臂21的角速度。以实线示出的曲线表示使用控制指令值、角度信息以及角速度信息来实施反馈扭转角速度的控制等的情况下的各经过时间的角速度。此处,当实施反馈扭转角速度的控制等时,如图8的(b)所示,处于转动状态的臂21接近目标位置,从角速度减小至达到阈值S的时刻起进行增益调整,使得角速度信息的增益逐渐减小。因此,当实施反馈扭转角速度的控制等时,从角速度达到阈值S的时刻起使用逐渐减少的角速度信息,最终不使用角速度信息而仅使用控制指令值以及角度信息。
如上所述,在本实施方式中,从处于停止状态的臂21开始转动从而角速度达到阈值S的时刻p1起,增益逐渐增加,直至达到目标值K为止。并且,从处于转动状态的臂21接近目标位置且角速度达到阈值S的时刻p2起,增益逐渐减小至0。由此,增益不会急剧地变化,能够抑制在对是否使用角速度信息进行切换时所产生的振动,或者能够通过降低对驱动源、减速器的机械负载的降低而延长机械寿命。
并且,使增益以变化幅度随着时间的推移而增大的2次曲线的斜率减小,此外,使增益调整所需时间比臂21的机械振动的周期的一半长。由此,开始增益调整时变化缓慢,因此增益不会大幅减小。进而,在经过了存在再次超过阈值的可能性的机械振动的周期一半的时刻,增益尚未降低至0,因此能够有效地进行减振控制。并且,增益的变化随着时间的推移而变得急剧,因此即便在相同的控制切换时间内也能够有效地进行减振控制。进而,能够尽量不使减振性受损地使增益在振动收敛后迅速地变为0。另外,即便在以变化幅度随着时间的推移而增大的2次曲线的斜率使增益增加的情况下也同样能够应用。
(第二实施方式)
接下来,参照附图对第二实施方式所涉及的机器人进行说明。
第二实施方式所涉及的机器人采用与第一实施方式所涉及的机器人同样的结构,但是修正角速度信息的增益调整的时刻不同。
图9是用于说明使用角度的阈值来进行增益调整的例子的图,图9的(a)是示出经过时间与角度之间的关系的图,图9的(b)是臂21将要停止时的图9的(a)的放大图。在这两个图中,以双点划线示出的曲线表示作为控制指令值而在各经过时间指定的臂21的角度。以实线示出的曲线表示使用控制指令值、角度信息以及角速度信息来实施反馈扭转角速度的控制等的情况下的各经过时间的角度。此处,当实施反馈扭转角速度的控制等时,如图9的(b)所示,从处于转动状态的臂21接近最终目标角度、角度达到阈值S2的时刻起进行增益调整,使角速度信息的增益逐渐减小。因此,当实施反馈扭转角速度的控制等时,从角度达到阈值S2的时刻起使用逐渐减小的角速度信息,最终不使用角速度信息而仅使用控制指令值以及角度信息。
当角速度信息中存在噪声时,会因该噪声而产生振动,因此精度会变差。通过将切换控制的角度的阈值S2设定为相对于目标停止位置远离比由角速度信息的噪声所引起的振动的角度大的角度的值,能够排除噪声的影响。并且,即便切换成使用控制指令值与角度信息的控制,与使用含有噪声的角速度信息的情况相比,也能够抑制产生较大的振动的情况。
图10是用于说明以控制指令值的特征点为基础并使用时间轴上的阈值来进行增益调整的例子的图,图10的(a)是示出经过时间与角速度之间的关系的图,图10的(b)是臂将要停止时的(a)图的放大图。在这两个图中,以双点划线示出的曲线表示作为控制指令值而在各经过时间指定的臂21的角速度。以实线示出的曲线表示使用控制指令值、角度信息以及角速度信息来实施反馈扭转角速度的控制等的情况下的各经过时间的角速度。此处,当实施反馈扭转角速度的控制等时,如图10的(b)所示,从处于转动状态的臂21靠近目标位置而角速度达到0的时刻p10起经过时间t10后的时刻设定为阈值S3。进而,从该阈值S3的时刻起进行增益调整,使得角速度信息的增益逐渐减小。因此,当实施反馈扭转角速度的控制等时,从角速度的经过时间达到阈值S3的时刻起,使用逐渐减小的角速度信息,最终不使用角速度信息而仅使用控制指令值以及角度信息。
从控制指令值的角速度达到0的时刻起经过了一定的时间t10后,通常供给除去部件臂21的角速度变为0。供给除去部件臂21的角速度未变为0、且输出有进一步驱动臂驱动马达22的扭矩指令值的状态,是在控制系统产生异常的可能性较高的状态。在这样的情况下,通过实施使用控制指令值、角度信息以及进行增益调整后的角速度信息的控制,能够排除这些异常因素。
图11是用于说明以控制指令值的特征点为基础并使用角速度的阈值来进行增益调整的例子的图,图11的(a)是示出经过时间与角速度之间的关系的图,图11的(b)是臂21将要停止时的图11的(a)的放大图。在这两个图中,以双点划线示出的曲线表示作为控制指令值而在各经过时间指定的臂21的角速度。以实线示出的曲线表示使用控制指令值、角度信息以及角速度信息来实施反馈扭转角速度的控制等的情况下的各经过时间的角速度。此处,当实施反馈扭转角速度的控制等时,如图11的(b)所示,在处于转动状态的臂21接近目标位置、且控制指令值的角速度达到0的时刻p10以后,从角速度减小而达到阈值S的时刻起进行增益调整,使得角速度信息的增益逐渐减小。因此,当实施反馈扭转角速度的控制等时,从控制指令值的角速度为0、且角速度达到阈值S的时刻起,使用逐渐减小的角速度信息,最终不使用角速度信息而仅使用控制指令值以及角度信息。
有时,虽然控制指令值的角速度并未达到0,但却因某种因素而计测出暂时超过阈值的角速度。在这样的情况下,通过对控制指令值的角速度是否为0进行判定,能够进一步提高针对臂21的角速度使用阈值进行判定的判定精度。
另外,在上述实施方式中,主要对臂21将要停止时的角速度信息的增益调整的例子进行了叙述,但是并不局限于臂21将要停止时,也能够适用于处于停止状态的臂21开始转动时。
(第三实施方式)
接下来,参照附图对应用了前述实施方式所涉及的机器人的各种装置进行说明。另外,对于本实施方式所涉及的各种装置与图1所示的第一实施方式所涉及的机器人10中的共用的结构标注相同的标号,以下仅对不同的结构进行说明。
<机器人>
首先,对应用了前述实施方式所涉及的机器人、且具有与前述实施方式不同的结构的机器人进行说明。
图12是示出第三实施方式所涉及的机器人310的概要结构的外观立体图。如该图所示,机器人310构成为包括机器人机构320与机器人控制部330。机器人机构320具备保持手12、手保持机构24、臂321、臂轴部326、机台328、角速度传感器332a、332b、两个角度传感器(省略图示)等。
机台328经由内置的轴承机构(省略图示)对臂轴部326进行支承而使臂轴部326绕臂轴部326的转动轴转动自如。臂轴部326经由内置于机台328的臂驱动马达(省略图示)和臂驱动机构(省略图示)而与机台328连接,利用臂驱动马达使该臂轴部326转动。角度传感器与臂驱动马达连接,利用角度传感器测定臂驱动马达的转动角度。
在臂轴部326的与由机台328支承的一侧相反侧的端部固定有臂321的一端。臂321具备臂部321a、321b以及臂关节部323。利用臂关节部323将臂部321a的一端与臂部321b的一端连接。臂部321b的与臂关节部323连接的一端的相反侧的一端固定于臂轴部326。臂轴部326相对于机台328绕臂轴部326的转动轴转动自如,因此,一端固定于臂轴部326的臂部321b相对于机台328绕臂轴部326的转动轴转动自如。
臂部321b经由臂关节部323对臂部321a进行支承而使臂部321a能够以臂关节部323的转动轴为中心转动。臂关节部323的臂部321a所被固定的部分经由臂部驱动机构(省略图示)而与内置于臂部321b的臂部驱动马达(省略图示)连接,利用臂部驱动马达使该部分转动。臂部321a与臂部321b能够在臂关节部323调整彼此之间所形成的角度。即,臂321能够在臂关节部323屈伸。臂角度传感器与臂部驱动马达连接,利用臂角度传感器测定臂部驱动马达的转动角度。通过测定臂部驱动马达的转动角度,能够测定臂部321a相对于臂部321b的转动角度。并且,臂轴部326的转动轴的轴向与臂关节部323的转动轴的轴向彼此大致平行。
在臂部321a的与固定于臂关节部323的一侧相反侧的端部固定有手保持机构24。手保持机构24具备固定于臂部321a的保持轴承24a、以及对保持轴承24a进行支承而使保持轴承24a滑动自如的保持机构轴24b。保持机构轴24b能够借助未图示的上下驱动源相对于保持轴承24a沿保持机构轴24b的轴向滑动。并且,保持机构轴24b的轴向与臂轴部326的转动轴的轴向以及臂关节部323的转动轴的轴向大致平行。
在保持机构轴24b的自由端安装有保持手12。通过使臂321转动及屈伸,使得保持手12位于面对输送对象物的位置。通过使保持机构轴24b相对于保持轴承24a滑动而使保持手12从输送对象物离开或接近输送对象物,并且,将由保持手12保持的输送对象物从载置场所拿起、或使其接近载置场所。
在供保持手12安装的手保持机构24、且在保持手12的相反侧固定有角速度传感器332a。角速度传感器332a固定于臂部321a的末端,能够测定使臂部321a转动的角速度。
在臂部321b的与臂关节部323连接的一端的侧面固定有角速度传感器332b。因此,角速度传感器332b固定于臂部321b的末端,能够测定使臂部321b转动的角速度。
机器人控制部330基于经由信息输入输出装置(省略图示)预先输入的控制程序对机器人310的各部的动作进行总括控制。机器人控制部330能够利用由角速度传感器332b测得的角速度信息、以及由内置于机台328的角度传感器测得的角度信息控制臂部321b的动作。同时,能够利用由角速度传感器332b测得的角速度信息、以及由内置于臂部321b的臂角度传感器测得的角度信息控制臂部321a相对于臂部321b的相对动作。即,与上述实施方式同样地,能够利用进行增益调整后的角速度信息、以及角度信息来控制包括臂部321a的动作和臂部321b的动作的臂321的动作。
<输送装置>
接下来,对应用了前述实施方式所涉及的机器人的输送装置进行说明。
图13是示出输送装置的概要结构的外观立体图。图13的(a)是示出吊挂式输送装置的概要结构的外观立体图,图13的(b)是示出印刷装置的头输送装置的概要结构的外观立体图。
<吊挂式输送装置>
如图13的(a)所示,吊挂式输送装置410具备主扫描方向移动机构402、副扫描方向移动机构403、升降移动机构404、保持机构412、距离传感器、加速度传感器432、输送装置控制部(省略图示)等。
主扫描方向移动机构402具备:沿主扫描方向延伸的一对主扫描导轨421、421;形成于主扫描导轨421的主扫描线性马达;以及形成于扫描板422的主扫描滑动件。扫描板422架设于一对主扫描导轨421、421之间,沿与主扫描方向大致正交的副扫描方向延伸。利用主扫描线性马达与主扫描滑动件使扫描板422沿主扫描方向自如地移动。一对主扫描导轨421、421例如悬挂固定于天花板等。
副扫描方向移动机构403具备形成于扫描板422的副扫描线性马达、以及形成于副扫描框423的副扫描滑动件。利用副扫描线性马达与副扫描滑动件使副扫描框423沿副扫描方向自如地移动。
升降移动机构404具备配设于副扫描框423的球轴承、球轴承驱动马达、固定于升降轴424的滚珠丝杠。利用球轴承、球轴承驱动马达以及滚珠丝杠使升降轴424升降。
能够利用主扫描方向移动机构402、副扫描方向移动机构403使固定于升降轴424的滚珠丝杠的相反侧的保持机构412移动到主扫描方向以及副扫描方向上的任意位置,并利用升降移动机构404使其从输送对象物离开或接近输送对象物。
输送装置控制部基于经由信息输入输出装置(省略图示)预先输入的控制程序对吊挂式输送装置410的各部的动作进行总括控制。
在主扫描线性马达、副扫描线性马达、以及球轴承驱动马达分别连接有测定由各马达驱动的驱动距离的距离传感器。
在副扫描框423或保持机构412固定有加速度传感器432a、加速度传感器432b、或者加速度传感器432c。加速度传感器432a、加速度传感器432b、以及加速度传感器432c能够测定主扫描方向、副扫描方向、或者升降方向的加速度。
能够利用由与主扫描线性马达、副扫描线性马达、或球轴承驱动马达连接的距离传感器测定的各方向上的移动距离信息、以及利用加速度传感器432a、加速度传感器432b、或者加速度传感器432c测定的各方向上的加速度信息,对保持机构412的移动进行控制。作为距离传感器,例如能够使用线性编码器。
当使用移动距离信息以及加速度信息执行对保持机构412的移动的控制时,针对移动距离信息或加速度信息等预先设定阈值,并将移动距离信息或加速度信息等与该阈值进行比较,由此进行加速度信息的增益调整。输送装置控制部的动作控制部实施使用了控制指令值、移动距离信息、以及进行增益调整后的加速度信息的控制。通过实施该控制来控制主扫描方向移动机构402、副扫描方向移动机构403、以及升降移动机构404的动作,使得保持机构412移动到任意位置并进行定位。
<头输送装置>
如图13的(b)所示,头输送装置460使印刷装置的排出头462移动,具备头滑架476、滑架轴474、驱动带473、驱动带轮472、驱动马达471、加速度传感器482、编码器484等。印刷装置具备对印刷装置的各部的动作进行总括控制的印刷装置控制部(省略图示)。
驱动马达471固定于未图示的装置框,在驱动轴的一端固定有驱动带轮472。在驱动带轮472与未图示的从动带轮上张紧架设有驱动带473,驱动带473被驱动马达471驱动。滑架轴474以与驱动带473的延伸方向平行的方式配设。头滑架476以沿滑架轴474的轴向滑动自如的方式与滑架轴474嵌合而被支承。头滑架476与驱动带473固定,通过驱动驱动带473而使该头滑架476沿滑架轴474移动。使保持于头滑架476的排出头462沿滑架轴474的轴向移动,并将其保持于任意位置。
印刷装置控制部基于经由信息输入输出装置(省略图示)预先输入的控制程序对印刷装置的各部的动作进行总括控制。
编码器484与驱动马达471的驱动轴连接,能够通过测定驱动马达471的转动角度而测定排出头462的移动距离。将与对应于该移动距离的排出头462的位置对应的驱动马达471的角度信息标明为驱动马达471的位置信息。加速度传感器482固定于头滑架476,能够测定通过驱动头滑架476而作用于头滑架476的加速度。能够利用由编码器484测定的位置信息与由加速度传感器482测定的加速度信息对被保持于头滑架476的排出头462的移动进行控制。
当使用位置信息以及加速度信息执行对排出头462的移动的控制时,针对位置信息或者加速度信息等设定阈值,并将位置信息或者加速度信息等与该阈值进行比较,由此进行加速度信息的增益调整。印刷装置控制部的动作控制部实施使用了控制指令值、位置信息、以及进行增益调整后的加速度信息的控制。通过实施该控制来控制驱动马达471的动作,使保持于头滑架476的排出头462移动到任意位置并进行定位。
<激光打印机>
接下来,作为应用前述实施方式所涉及的机器人来控制鼓状的部件的转动的例子,对激光打印机510进行说明。
图14是示出激光打印机的主要部分的概要结构的说明图。如该图所示,激光打印机510具备感光鼓524、鼓驱动马达522、编码器534、驱动传递机构523、带电装置541、激光振荡装置542、调色剂供给装置543、转印辊544、定影辊546以及定影辊547、调色剂回收装置548、角速度传感器532、打印机控制部(省略图示)等。
感光鼓524经由驱动传递机构523与鼓驱动马达522连接,利用鼓驱动马达522使该感光鼓524绕转动轴转动。利用带电装置541使感光鼓524的表面带负电,通过利用激光振荡装置542使带电部分残留成印刷物的形状而描绘出印刷物的形状,由调色剂供给装置543供给的调色剂附着于带电后的印刷物的形状。利用转印辊544将用纸549压接于感光鼓524,由此将调色剂转印于用纸549。利用定影辊546以及定影辊547对转印到用纸549后的调色剂施加压力与热而进行定影。对于转印了调色剂后的感光鼓524的表面,利用调色剂回收装置548回收不需要的调色剂,并再次重复上述工序。
打印机控制部基于经由信息输入输出装置(省略图示)预先输入的控制程序对激光打印机510的各部的动作进行总括控制。
编码器534与鼓驱动马达522的驱动轴连接,通过利用编码器534测定鼓驱动马达522的转动角度,能够获得感光鼓524的角度信息。角速度传感器532固定于感光鼓524,能够利用角速度传感器532取得感光鼓524转动的角速度的信息。能够利用由编码器534测定的鼓驱动马达522的角度信息、以及由角速度传感器532测定的角速度信息对感光鼓524的转动进行控制。
当使用角度信息以及角速度信息来执行对感光鼓524的转动的控制时,针对位置信息或者加速度信息等设定阈值,并将角度信息或者角速度信息等与该阈值进行比较,由此进行加速度信息的增益调整。印刷装置控制部的动作控制部实施使用了控制指令值、角度信息、以及进行增益调整后的角速度信息的控制。通过实施该控制来控制鼓驱动马达522的动作,由此使得感光鼓524以任意的角度转动。
以上参照附图对优选实施方式进行了说明,但是优选实施方式并不局限于上述实施方式。能够在不脱离主旨的范围内对实施方式施加各种变更,还能够以下述方式实施。
(变形例1)
在上述实施方式中,说明了针对角速度信息、角度信息、移动距离信息、加速度信息、位置信息等规定阈值的例子、针对控制指令值的特征点在时间轴上规定阈值的例子,但是规定阈值的对象并不局限于此。也可以针对给角速度信息、加速度度信息的值造成影响的噪声设定阈值,由此根据该噪声的等级来进行角速度信息、加速度信息的增益调整。作为对角速度信息、加速度信息的值造成影响的噪声,能够举出装置自身的机械振动、周围存在的装置等的振动、对装置供给的电力的摆动、周围的电磁噪声等。
(变形例2)
在上述实施方式中,说明了针对由角速度传感器32测定的角速度信息、由加速度传感器432测定的加速度信息规定阈值的例子,但是规定阈值的对象并不局限于此。也可以针对角速度信息、加速度信息的一次以上的积分值规定阈值。加速度信息的积分值为速度信息,能够与角速度信息同样地处理速度信息。加速度信息的二次积分值以及角速度信息的积分值为移动距离的信息,能够与角度信息、位置信息同样地处理移动距离的信息。
(变形例3)
在上述实施方式中,说明了针对由角度传感器34测定的角度信息、由距离传感器测定的移动距离信息规定阈值的例子,但是规定阈值的对象并不局限于此。也可以针对角度信息、移动距离信息的一次以上的微分值规定阈值。角度信息或者移动距离信息的微分值为角速度或移动速度,能够与上述角速度信息同样地进行处理。角度信息或者移动距离信息的二次微分值为角加速度或者加速度,能够与上述加速度信息同样地进行处理。
(变形例4)
在上述实施方式中,说明了针对角度信息、角速度信息、移动距离信息、加速度信息、位置信息等规定阈值的例子、针对控制指令值的特征点在时间轴上规定阈值的例子。当执行控制时,能够分别单独地使用这些规定了阈值后的对象,也可以使用多个规定了阈值后的对象来执行控制。例如,也可以仅在角度信息以及角速度信息均超过阈值的情况下,执行进行角速度信息的增益调整的控制,而在角度信息或角速度信息中的至少一方未超过阈值的情况下,执行不进行增益调整的控制。并且,可以将角度信息、角速度信息、移动距离信息、加速度信息、位置信息等、相对于控制指令值的特征点的时间轴等、与在变形例1中说明的对角速度信息、加速度信息的值造成影响的噪声等级组合。在该情况下,例如,仅在角度信息、角速度信息、移动距离信息、加速度信息、位置信息等、相对于控制指令值的特征点的时间轴等、与噪声等级双方均超过阈值的情况下,执行进行增益调整的控制,在至少一方未超过阈值的情况下,执行不进行增益调整的控制。由此,能够避免尽管角速度信息等的噪声等级保持为低等级,但仍为了避免由噪声造成的不良影响而实施进行增益调整的控制这样的状态。
(变形例5)
在上述实施方式中,以具备机器人机构20的机器人10、具备机器人机构320的机器人310、吊挂式输送装置410、印刷装置所具备的头输送装置460、激光打印机510所具备的鼓驱动装置等作为机器人以及输送装置的例子进行了说明。然而,能够利用使用上述的惯性传感器的控制方法适当地控制的机器人以及输送装置并不局限于这些例示的装置。通过采用使用了上述惯性传感器的控制方法,能够适当地控制在使移动体迅速地移动到规定的目标位置、且使其在该位置精度良好且迅速地停止这些方面令人满意的装置。
Claims (10)
1.一种机器人,其特征在于,
所述机器人具备:臂、驱动源、角度传感器、惯性传感器、以及控制指令产生部,
所述臂的一端被支承而能够转动,
所述驱动源使所述臂转动,
所述角度传感器检测所述驱动源的转动角度并输出角度信息,
所述惯性传感器安装于所述臂,检测作用于所述臂的惯性力并输出惯性力信息,
所述控制指令产生部输出规定所述臂的转动动作的控制指令值,
加权调整部使所述惯性力信息的加权值逐渐变化而进行调整,
臂动作控制部基于所述控制指令值、所述角度信息、以及利用所述加权值加权后的所述惯性力信息对所述臂的动作进行控制。
2.根据权利要求1所述的机器人,其特征在于,
所述加权调整部进行如下调整中的至少一种调整:当所述臂从停止状态向转动状态过渡时使所述惯性力信息的加权值逐渐增加的调整;以及当所述臂从转动状态向停止状态转移时使所述惯性力信息的加权值逐渐减小的调整。
3.根据权利要求1或2所述的机器人,其特征在于,
所述加权调整部使所述加权值的变化幅度随着时间的推移而增大。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的机器人,其特征在于,
所述加权调整部在因所述臂的转动而产生的所述臂的振动周期的一半以上的时间内使所述加权值变化。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的机器人,其特征在于,
所述加权调整部通过对所述惯性力信息、与针对该惯性力信息预先设定的阈值进行比较而使所述加权值变化。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的机器人,其特征在于,
所述加权调整部通过对所述角度信息、与针对该角度信息预先设定的阈值进行比较而使所述加权值变化。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的机器人,其特征在于,
所述加权调整部通过对从所述控制指令值所规定的所述臂的转动动作的停止时刻起的经过时间、与针对所述经过时间预先设定的阈值进行比较而使所述加权值变化。
8.一种机器人,其特征在于,
所述机器人具备:主扫描方向移动机构、副扫描方向移动机构、升降移动机构、保持机构、多个距离传感器、以及多个加速度传感器,
所述主扫描方向移动机构具备:多个主扫描导轨、主扫描线性马达、扫描板、以及主扫描滑动件,
所述主扫描线性马达形成于所述多个主扫描导轨,
所述扫描板架设于所述多个主扫描导轨之间、且沿与主扫描方向大致正交的副扫描方向延伸,所述扫描板能够借助所述主扫描线性马达与所述主扫描滑动件沿主扫描方向移动,
所述副扫描方向移动机构具备:形成于所述扫描板的副扫描线性马达;以及形成于副扫描框的副扫描滑动件,
所述副扫描框能够借助所述副扫描线性马达与所述副扫描滑动件沿副扫描方向移动,
所述升降移动机构具备:配设于所述副扫描框的球轴承;球轴承驱动马达;以及固定于升降轴的滚珠丝杠,
所述升降轴能够借助所述球轴承、所述球轴承驱动马达以及所述滚珠丝杠升降,
所述保持机构能够借助所述主扫描方向移动机构、所述副扫描方向移动机构以及所述升降移动机构移动,
所述距离传感器检测借助所述主扫描线性马达、所述副扫描线性马达、以及所述球轴承驱动马达的各马达移动的移动距离信息,
所述加速度传感器检测主扫描方向、副扫描方向、或者升降方向的各方向的加速度信息,
利用所述移动距离信息与所述加速度信息对所述保持机构的移动进行控制。
9.根据权利要求8所述的机器人,其特征在于,
预先针对所述移动距离信息或者所述加速度信息设定阈值,将所述移动距离信息或者所述加速度信息与该阈值进行比较,调整所述加速度信息的加权值,使所述保持机构进行移动并对所述保持机构进行定位。
10.一种机器人的控制方法,其特征在于,
所述机器人具备:臂、驱动源、角度传感器、惯性传感器、以及控制指令产生部,
所述臂在一端被支承而能够转动,
所述驱动源使所述臂转动,
所述角度传感器检测所述驱动源的转动角度并输出角度信息,
所述惯性传感器安装于所述臂,检测作用于所述臂的惯性力并输出惯性力信息,
所述机器人的控制方法包括:
控制指令产生工序,输出规定所述臂的转动动作的控制指令值;
加权调整工序,使所述惯性力信息的加权值逐渐变化而进行调整;以及
臂动作控制工序,基于所述控制指令值、所述角度信息以及利用所述加权值加权后的所述惯性力信息对所述臂的动作进行控制。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011-205676 | 2011-09-21 | ||
JP2011205676A JP2013066954A (ja) | 2011-09-21 | 2011-09-21 | ロボット及びロボットの制御方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN103085068A true CN103085068A (zh) | 2013-05-08 |
Family
ID=47881401
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN2012103571000A Pending CN103085068A (zh) | 2011-09-21 | 2012-09-21 | 机器人以及机器人的控制方法 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (2) | US8838275B2 (zh) |
JP (1) | JP2013066954A (zh) |
CN (1) | CN103085068A (zh) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104589353A (zh) * | 2013-10-30 | 2015-05-06 | 精工爱普生株式会社 | 机器人控制装置、机器人以及机器人系统 |
CN104608153A (zh) * | 2013-11-05 | 2015-05-13 | 精工爱普生株式会社 | 机器人、机器人系统、以及机器人控制装置 |
CN104924290A (zh) * | 2014-03-20 | 2015-09-23 | 精工爱普生株式会社 | 机器人以及机器人系统 |
CN106092053A (zh) * | 2015-12-25 | 2016-11-09 | 宁夏巨能机器人系统有限公司 | 一种机器人重复定位系统及其定位方法 |
CN107635709A (zh) * | 2015-01-05 | 2018-01-26 | 肯塔基大学研究基金会 | 用于手工电弧焊过程的三维焊炬取向的测量 |
CN108663951A (zh) * | 2017-03-28 | 2018-10-16 | 株式会社安川电机 | 致动器控制系统、机器人及冲压加工装置 |
CN110324103A (zh) * | 2018-03-30 | 2019-10-11 | 欧姆龙株式会社 | 传感器、其控制方法、信息处理装置、方法以及记录介质 |
Families Citing this family (29)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5652042B2 (ja) | 2010-08-06 | 2015-01-14 | セイコーエプソン株式会社 | ロボット装置、ロボット装置の制御方法およびプログラム |
JP6111562B2 (ja) * | 2012-08-31 | 2017-04-12 | セイコーエプソン株式会社 | ロボット |
JP6332900B2 (ja) | 2012-08-31 | 2018-05-30 | セイコーエプソン株式会社 | ロボットシステム及びロボット制御装置 |
JP2014205198A (ja) | 2013-04-10 | 2014-10-30 | セイコーエプソン株式会社 | ロボット、ロボット制御装置およびロボットシステム |
JP2014205199A (ja) | 2013-04-10 | 2014-10-30 | セイコーエプソン株式会社 | ロボット、ロボット制御装置およびロボットシステム |
JP2014205197A (ja) | 2013-04-10 | 2014-10-30 | セイコーエプソン株式会社 | ロボット、ロボット制御装置およびロボットシステム |
JP6155780B2 (ja) * | 2013-04-10 | 2017-07-05 | セイコーエプソン株式会社 | ロボット、ロボット制御装置およびロボットシステム |
JP6354122B2 (ja) | 2013-06-05 | 2018-07-11 | セイコーエプソン株式会社 | ロボット |
JP6314426B2 (ja) * | 2013-10-31 | 2018-04-25 | セイコーエプソン株式会社 | ロボット制御装置およびロボット制御方法 |
CN104669244A (zh) * | 2013-12-02 | 2015-06-03 | 精工爱普生株式会社 | 机器人 |
CN104803190A (zh) * | 2015-04-17 | 2015-07-29 | 河北羿珩科技股份有限公司 | 太阳能电池片焊接机用工业搬运机器人 |
JP6575200B2 (ja) * | 2015-07-27 | 2019-09-18 | セイコーエプソン株式会社 | ロボット、制御装置およびロボットシステム |
JP6485333B2 (ja) * | 2015-11-18 | 2019-03-20 | 株式会社ダイフク | 物品移載装置及び物品搬送設備 |
ITUB20159345A1 (it) * | 2015-12-23 | 2017-06-23 | Comau Spa | Robot industriale multi-asse, in particolare di tipo SCARA |
JP6695061B2 (ja) * | 2016-07-27 | 2020-05-20 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | ロボット |
CN106625666B (zh) * | 2016-12-16 | 2019-03-01 | 广州视源电子科技股份有限公司 | 冗余机械臂的控制方法及装置 |
JP6859757B2 (ja) * | 2017-03-03 | 2021-04-14 | オムロン株式会社 | 制御システム、設定装置、設定方法、および設定プログラム |
CN109974953A (zh) * | 2017-12-28 | 2019-07-05 | 沈阳新松机器人自动化股份有限公司 | 一种振动模拟平台 |
JP7183601B2 (ja) * | 2018-07-20 | 2022-12-06 | セイコーエプソン株式会社 | ロボットシステムおよびロボットシステムの制御方法 |
JP2020049642A (ja) * | 2018-09-28 | 2020-04-02 | セイコーエプソン株式会社 | 制御装置、ロボットシステム、及びロボット |
CN109278048B (zh) * | 2018-11-28 | 2021-04-30 | 山东省科学院自动化研究所 | 五轴焊接机器人的焊接路径规划方法及五轴焊接机器人 |
CN109760030A (zh) * | 2019-01-26 | 2019-05-17 | 温州大学 | 一种基于深度学习的机器人控制系统 |
JP7207094B2 (ja) * | 2019-03-29 | 2023-01-18 | セイコーエプソン株式会社 | 水平多関節ロボット |
JP2020163548A (ja) * | 2019-03-29 | 2020-10-08 | セイコーエプソン株式会社 | 水平多関節ロボットおよびロボットシステム |
CN111745646B (zh) * | 2020-06-10 | 2021-12-24 | 杭州凯尔达机器人科技股份有限公司 | 机器人伺服电机增益参数控制方法及系统 |
CN113733104B (zh) * | 2021-10-12 | 2023-07-21 | 武汉联影智融医疗科技有限公司 | 机械臂的控制方法、计算机设备和存储介质 |
CN114800495B (zh) * | 2022-04-14 | 2023-07-04 | 深圳职业技术学院 | 一种基于机器视觉的柔性机械臂振动控制系统 |
CN117140537B (zh) * | 2023-10-30 | 2024-01-16 | 中国标准化研究院 | 一种扫地机器人用机械臂控制系统及方法 |
CN117885103B (zh) * | 2024-03-14 | 2024-05-17 | 山东大学 | 基于降阶扩张状态观测器的柔性机械臂控制方法及系统 |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0760666A (ja) * | 1993-08-30 | 1995-03-07 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 加工経路追従装置 |
US5430643A (en) * | 1992-03-11 | 1995-07-04 | The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration | Configuration control of seven degree of freedom arms |
EP1498792A2 (en) * | 2003-07-03 | 2005-01-19 | Fanuc Ltd | Robot off-line simulation apparatus |
CN1771114A (zh) * | 2003-07-29 | 2006-05-10 | 松下电器产业株式会社 | 控制机械手的方法和设备 |
CN1833830A (zh) * | 2005-03-14 | 2006-09-20 | 精工爱普生株式会社 | 加减速控制方法及装置及加减速控制方法的程序 |
CN101189082A (zh) * | 2005-06-06 | 2008-05-28 | 株式会社Ihi | 工件输送装置、工件输送装置的控制方法以及冲压生产线 |
CN101641485A (zh) * | 2007-03-13 | 2010-02-03 | 普茨迈斯特混凝土泵有限公司 | 大型机械手 |
US20100318223A1 (en) * | 2009-06-15 | 2010-12-16 | Seiko Epson Corporation | Robot, carriage device, and control method using inertia sensor |
Family Cites Families (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6399904U (zh) * | 1986-12-17 | 1988-06-29 | ||
JP2521315B2 (ja) | 1987-12-28 | 1996-08-07 | 三菱重工業株式会社 | 柔軟構造物の振動制御装置 |
JPH0242502A (ja) | 1988-08-03 | 1990-02-13 | Fanuc Ltd | ロボットのディジタル制御方式 |
US5144211A (en) * | 1989-01-31 | 1992-09-01 | Staubli International Ag | Multiaxis robot controller having workpoint torque control |
JPH079374A (ja) | 1993-06-30 | 1995-01-13 | Tamagawa Seiki Co Ltd | 多関節ロボットの制御方法及び多関節ロボット |
JPH07337055A (ja) | 1994-06-03 | 1995-12-22 | Yaskawa Electric Corp | ロボットの制御装置 |
JP3834117B2 (ja) * | 1996-12-24 | 2006-10-18 | 松下電工株式会社 | パラレルリンクロボットおよびその制御方法 |
JP3301388B2 (ja) * | 1998-07-23 | 2002-07-15 | 日産自動車株式会社 | 無段変速機の変速制御装置 |
JP4432200B2 (ja) * | 2000-04-11 | 2010-03-17 | 株式会社Ihi | サーボ制御方法及び装置 |
WO2010024795A1 (en) * | 2008-08-29 | 2010-03-04 | Abb Research Ltd. | Robotic picking of parts from a bin using force feedback |
WO2010024796A1 (en) * | 2008-08-29 | 2010-03-04 | Abb Research Ltd. | Bin-picking robot with means for stirring the parts in the bin |
JP2010284725A (ja) * | 2009-06-09 | 2010-12-24 | Seiko Epson Corp | ロボット装置、搬送装置および慣性センサーを用いた制御方法 |
DE102009032278B4 (de) * | 2009-07-08 | 2021-03-04 | Kuka Roboter Gmbh | Verfahren und eine Vorrichtung zum Betreiben eines Manipulators |
JP2011058820A (ja) * | 2009-09-07 | 2011-03-24 | Seiko Epson Corp | 角速度センサーの補正方法 |
-
2011
- 2011-09-21 JP JP2011205676A patent/JP2013066954A/ja not_active Withdrawn
-
2012
- 2012-09-20 US US13/623,432 patent/US8838275B2/en active Active
- 2012-09-21 CN CN2012103571000A patent/CN103085068A/zh active Pending
-
2014
- 2014-08-15 US US14/460,508 patent/US20140358283A1/en not_active Abandoned
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5430643A (en) * | 1992-03-11 | 1995-07-04 | The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration | Configuration control of seven degree of freedom arms |
JPH0760666A (ja) * | 1993-08-30 | 1995-03-07 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 加工経路追従装置 |
EP1498792A2 (en) * | 2003-07-03 | 2005-01-19 | Fanuc Ltd | Robot off-line simulation apparatus |
CN1771114A (zh) * | 2003-07-29 | 2006-05-10 | 松下电器产业株式会社 | 控制机械手的方法和设备 |
CN1833830A (zh) * | 2005-03-14 | 2006-09-20 | 精工爱普生株式会社 | 加减速控制方法及装置及加减速控制方法的程序 |
CN101189082A (zh) * | 2005-06-06 | 2008-05-28 | 株式会社Ihi | 工件输送装置、工件输送装置的控制方法以及冲压生产线 |
CN101641485A (zh) * | 2007-03-13 | 2010-02-03 | 普茨迈斯特混凝土泵有限公司 | 大型机械手 |
US20100318223A1 (en) * | 2009-06-15 | 2010-12-16 | Seiko Epson Corporation | Robot, carriage device, and control method using inertia sensor |
Cited By (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104589353B (zh) * | 2013-10-30 | 2018-09-28 | 精工爱普生株式会社 | 机器人控制装置、机器人以及机器人系统 |
CN104589353A (zh) * | 2013-10-30 | 2015-05-06 | 精工爱普生株式会社 | 机器人控制装置、机器人以及机器人系统 |
CN104608153A (zh) * | 2013-11-05 | 2015-05-13 | 精工爱普生株式会社 | 机器人、机器人系统、以及机器人控制装置 |
CN104608153B (zh) * | 2013-11-05 | 2019-01-01 | 精工爱普生株式会社 | 机器人、机器人系统、以及机器人控制装置 |
CN104924290A (zh) * | 2014-03-20 | 2015-09-23 | 精工爱普生株式会社 | 机器人以及机器人系统 |
US10773330B2 (en) | 2015-01-05 | 2020-09-15 | University Of Kentucky Research Foundation | Measurement of three-dimensional welding torch orientation for manual arc welding process |
CN107635709A (zh) * | 2015-01-05 | 2018-01-26 | 肯塔基大学研究基金会 | 用于手工电弧焊过程的三维焊炬取向的测量 |
CN106092053A (zh) * | 2015-12-25 | 2016-11-09 | 宁夏巨能机器人系统有限公司 | 一种机器人重复定位系统及其定位方法 |
CN106092053B (zh) * | 2015-12-25 | 2018-11-09 | 宁夏巨能机器人系统有限公司 | 一种机器人重复定位系统及其定位方法 |
CN108663951A (zh) * | 2017-03-28 | 2018-10-16 | 株式会社安川电机 | 致动器控制系统、机器人及冲压加工装置 |
CN108663951B (zh) * | 2017-03-28 | 2021-08-27 | 株式会社安川电机 | 致动器控制系统、机器人及冲压加工装置 |
CN110324103A (zh) * | 2018-03-30 | 2019-10-11 | 欧姆龙株式会社 | 传感器、其控制方法、信息处理装置、方法以及记录介质 |
US10880027B2 (en) | 2018-03-30 | 2020-12-29 | Omron Corporation | Sensor, information processing device, sensor control method, information processing method and non-transitory computer-readable storage medium |
CN110324103B (zh) * | 2018-03-30 | 2021-01-22 | 欧姆龙株式会社 | 传感器、其控制方法、信息处理装置、方法以及记录介质 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20140358283A1 (en) | 2014-12-04 |
US8838275B2 (en) | 2014-09-16 |
JP2013066954A (ja) | 2013-04-18 |
US20130073086A1 (en) | 2013-03-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN103085068A (zh) | 机器人以及机器人的控制方法 | |
CN102642208B (zh) | 控制装置 | |
JP2008142810A (ja) | ロボット制御装置 | |
CN104589304A (zh) | 机器人控制装置以及机器人 | |
CN102647896A (zh) | 贴装装置的加压控制头 | |
TW201115291A (en) | Servo controller | |
JPWO2011080856A1 (ja) | ロボット、ロボットの制御装置、制御方法、及び制御プログラム | |
JP2010507489A (ja) | 工作機械 | |
KR101799544B1 (ko) | 모터 제어 장치 | |
US9889488B2 (en) | Peening device and peening method | |
US20210146527A1 (en) | Exoskeleton joint drive with non-linear transmission | |
CN105050762B (zh) | 焊缝方法及系统 | |
JP5203010B2 (ja) | 部品把持装置とその方法 | |
CN106573379A (zh) | 机器人控制器、机器人单元和用于控制机器人单元的操作的方法 | |
JP2000069781A (ja) | 直線方向駆動機構の制御装置 | |
JP2016005296A (ja) | モータ駆動装置の制御方法、モータ駆動装置及びロボット装置 | |
JP4870647B2 (ja) | 回転構造物の位置制御方法 | |
JP5850087B2 (ja) | ロボット、制御装置及びロボットシステム | |
JP5541258B2 (ja) | ロボット、搬送装置、及び制御装置 | |
CN205220085U (zh) | 打印平台位置调整装置 | |
JP3174352B2 (ja) | ロボットの加減速制御方法および装置 | |
JP2009077591A (ja) | Xy位置決め装置の駆動制御装置 | |
CN112405510A (zh) | 机器人系统 | |
JP2010221322A (ja) | 位置決め装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20130508 |
|
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |