CN110186553A - 振动分析装置以及振动分析方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供振动分析装置以及振动分析方法。该振动分析装置具备：传感器(40)，其测定由机器人(10)的前端部支撑的末端执行器(30)的振动；存储部，其存储有机器人(10)的振动计算模型；以及控制部(20)，其利用机器人(10)的振动计算模型，进行将由传感器(40)测定的处理对象的振动分离为机器人(10)的振动数据与末端执行器(30)的振动数据的分离处理。

Description

振动分析装置以及振动分析方法

技术领域

本发明涉及振动分析装置以及振动分析方法。

背景技术

机器人的高速动作有利于缩短生产节拍时间和提高生产效率。另一方面，根据机器人臂、减速器等的刚性，在机器人进行高速动作时，机器人的前端部有时会产生振动。

以往，已知一种方法，在机器人动作过程中，由加速度传感器测定机器人的预定位置的振动，并将测定结果用于学习控制，从而减少机器人的振动(例如，参照专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2011-167817号公报

发明内容

发明要解决的问题

在所述方法中，在安装于机器人的前端部的末端执行器的工具中心点(TCP)大多安装有加速度传感器。此时，由加速度传感器测定的振动是机器人的振动与末端执行器的振动的组合。专利文献1的方法，作为加速度传感器的测定结果获得频率响应数据。并且，在专利文献1中，提出了一种利用所获得的频率响应数据设计学习控制器的方法。

然而，频率响应的测定需要时间和劳力，在机器人的实际的设置位置上难以测定频率响应。如此，由于无法在实际的设置位置上测定频率响应，因而使用代表性的末端执行器进行频率响应的测定，并将如此测定的频率响应的数据用于学习控制器。即，在实际的设置位置上，即便在机器人上安装有其他的末端执行器的情况下，学习控制器也使用代表性的末端执行器的频率响应的数据。

并且，近年来，进行了伺服焊枪等末端执行器的轻量化，末端执行器的种类也变多。此外，随着轻量化，末端执行器的振动有变大的倾向。因此，基于代表性的末端执行器的频率响应的学习控制器无法发挥功能的情况增多。在这种情况下，例如，会发生消除振动所需的学习次数增多的状况、进行学习控制而导致振动反而增大的状况等。

本发明是鉴于上述情况作出的。本发明的目的之一是提供一种振动分析装置以及振动分析方法，其能够有效地减少设置于实际的设置位置的具有末端执行器的机器人的振动。

用于解决问题的方案

为了解决上述问题，本发明采用于下方案。

本发明的第一方案的振动分析装置，具备：传感器，其测定由机器人的前端部支撑的末端执行器的振动；存储部，其存储有所述机器人的振动计算模型；以及控制部，其利用所述机器人的振动计算模型，进行将由所述传感器测定的处理对象的振动分离为所述机器人的振动数据与所述末端执行器的振动数据的分离处理。

在第一方案中，在存储部存储有机器人的振动计算模型。并且，控制部利用机器人的振动计算模型，将由传感器测定的末端执行器的实际的振动分离为机器人的振动数据与末端执行器的振动数据。在此，末端执行器的振动计算模型大多比机器人的振动计算模型简单。

例如，作为末端执行器的振动计算模型，能够使用具有一个弹簧和一个质量体的弹簧-质量体模型。弹簧可以具有三轴方向的弹簧系数和围绕三轴的弹簧系数。弹簧也可以具有预定的阻尼系数。如此，由于末端执行器的振动计算模型大多比机器人的振动计算模型简单，因而通过使用所述分离，获得末端执行器单独的振动数据，从而可以有效地减少末端执行器的振动。

在上述方案中，优选地，所述控制部利用使所述处理对象发生振动的所述机器人的动作，以及所述机器人的所述振动计算模型，计算所述机器人的所述前端部所产生的振动，并利用计算得到的所述振动进行所述分离处理。

此时，能够利用机器人的前端部的振动状态，获得末端执行器单独的振动数据。如此获得的末端执行器的振动数据有利于有效地减少末端执行器的振动。

在上述方案中，优选地，所述控制部利用使所述处理对象发生振动的所述机器人的动作、所述机器人的所述振动计算模型、以及所述末端执行器的临时设定的振动计算模型，将由所述传感器测定的所述处理对象的振动分离为所述机器人的振动数据与所述末端执行器的振动数据。

此时，能够获得末端执行器单独的振动数据和机器人单独的振动数据。即，利用末端执行器单独的振动数据和/或机器人单独的振动数据，可以有效地减少末端执行器的振动。

本发明的第二方案的振动分析装置，具备：传感器，其测定机器人的振动；存储部，其存储有由所述机器人的前端部支撑的末端执行器的振动计算模型；以及控制部，其利用所述末端执行器的振动计算模型，进行通过计算从由所述传感器测定的处理对象的振动获得所述机器人的振动数据和所述末端执行器的振动数据的分离处理。

在第二方案中，在存储部存储有末端执行器的振动计算模型。并且，控制部利用末端执行器的振动计算模型，从由传感器测定的机器人的前端部的实际的振动，计算出机器人的振动数据和末端执行器的振动数据。

在此，末端执行器的振动计算模型是已知的。因此，能够利用将末端执行器配置于预定位置之前的机器人的前端部的移动方向、移动速度、移动加速度、姿态等、以及末端执行器的振动计算模型，比较准确地计算末端执行器单独的振动。因此，也能够通过所述分离，比较准确地计算机器人单独的振动数据。因此，可以有效地减少末端执行器的振动。

在第二方案中，优选地，所述控制部利用使所述处理对象发生振动的所述机器人的动作以及所述末端执行器的所述振动计算模型，计算所述末端执行器所产生的振动，并利用计算得到的所述振动进行所述分离处理。

末端执行器的振动计算模型大多比机器人的振动计算模型简单。因此，能够利用将末端执行器配置于预定位置之前的机器人的前端部的移动方向、移动速度、移动加速度、姿态等、以及末端执行器的振动计算模型，比较准确地计算末端执行器单独的振动。

例如，作为末端执行器的振动计算模型，可以使用具有一个弹簧和一个质量体的弹簧-质量体模型。弹簧可以具有三轴方向的弹簧系数和围绕三轴的弹簧系数。弹簧也可以具有预定的阻尼系数。如此，末端执行器的振动计算模型大多比机器人的振动计算模型单。因此，也能够通过使用所述分离，获得末端执行器单独的振动数据，从而比较准确地计算机器人单独的振动数据。因此，可以有效地减少末端执行器的振动。

在第二方案中，优选地，所述控制部利用使所述处理对象发生振动的所述机器人的动作、所述机器人的临时设定的所述振动计算模型、以及所述末端执行器的振动计算模型，通过计算从由所述传感器测定的所述处理对象的振动获得所述机器人的振动数据和所述末端执行器的振动数据。

在此，未安装配线、罩等配件的机器人的模型大多是已知的。例如，也可以使用未安装配线、配件等的机器人的模型作为临时设定的振动计算模型。也可以使用在预定位置添加与配线和配件对应的质量的机器人的模型作为振动计算模型。此时，也能够计算末端执行器单独的振动数据和机器人单独的振动数据。即，利用末端执行器单独的振动数据和/或机器人单独的振动数据，可以有效地减少末端执行器的振动。

在第一方案和第二方案中，优选地，所述机器人根据存储在所述存储部的动作程序进行预定动作，所述控制部利用所述机器人的振动数据与所述末端执行器的振动数据中的至少一个，进行所述动作程序的再次设定或新的动作程序的设定。

此时，有效地进行用于减少末端执行器的振动的动作程序的再次设定或末端执行器的振动小的新的动作程序的设定。

本发明的第三方案的振动分析装置，具备：存储部，其存储有机器人的振动计算模型、和由所述机器人支撑的末端执行器的振动计算模型；以及控制部，所述机器人和所述末端执行器，在进行所述末端执行器向预定位置的配置时，根据所述配置之前的所述机器人的动作而产生各种振动，所述控制部构成为进行振动计算处理和动作程序设定处理，所述振动计算处理是，利用所述机器人的振动计算模型和所述末端执行器的振动计算模型，针对所述各种振动的每一个，计算所述机器人的振动数据和所述末端执行器的振动数据，动作程序设定处理是，利用所述机器人的振动和所述末端执行器的振动中的至少一个，设定或再次设定用于进行所述配置的所述机器人的动作程序。

在第三方案中，在存储部存储有机器人的振动计算模型和末端执行器的振动计算模型。并且，控制部从进行向预定位置的配置时的机器人和末端执行器所产生的振动，计算出机器人的振动数据和末端执行器的振动数据。

在此，机器人的振动计算模型是已知的。并且，末端执行器的振动计算模型也是已知的。因此，能够利用所述配置之前的机器人的前端部的移动方向、移动速度、移动加速度、姿态等、以及机器人的振动计算模型和末端执行器的模型，比较准确地计算机器人单独的振动和末端执行器单独的振动。因此，可以有效地减少末端执行器的振动。

本发明的第四方案，是一种振动分析方法，由控制部分析由传感器实测的振动，所述传感器测定由机器人的前端部支撑的末端执行器的振动，所述控制部利用存储在存储部的机器人的振动计算模型，进行将由所述传感器测定的处理对象的振动分离为所述机器人的振动数据与所述末端执行器的振动数据的分离处理。

本发明的第五方案，是一种振动分析方法，由控制部分析由传感器实测的振动，所述传感器测定安装有末端执行器的机器人的振动，所述控制部利用存储在存储部的所述末端执行器的振动计算模型，进行通过计算从由所述传感器测定的处理对象的振动获得所述机器人的振动数据和所述末端执行器的振动数据的分离处理。

本发明的第六方案，是一种振动分析方法，由控制部分析机器人和由所述机器人支撑的末端执行器的振动，所述机器人和所述末端执行器，在进行所述末端执行器向预定位置的配置时，根据所述配置之前的所述机器人的动作而产生各种振动，所述振动分析方法进行如下处理：振动计算处理，由所述控制部利用所述机器人的振动计算模型和所述末端执行器的振动计算模型，针对所述各种振动的每一个，计算所述机器人的振动数据和所述末端执行器的振动数据；以及动作程序设定处理，由所述控制部利用所述机器人的振动数据与所述末端执行器的振动数据中的至少一个，设定或再次设定用于进行所述配置的所述机器人的动作程序。

发明效果

根据本发明，能有效地减少设置于实际的设置位置的带有末端执行器的机器人的振动。

附图说明

图1是本发明的第一实施方式的振动分析装置的概略结构图。

图2是第一实施方式的振动分析装置的控制装置的框图。

图3是第一实施方式的振动分析装置的功能框图。

图4是示出第一实施方式的振动分析装置的控制装置的处理的流程图。

图5是本发明的第二实施方式的振动分析装置的概略结构图。

图6是示出第二实施方式的振动分析装置的控制装置的处理的流程图。

图7是本发明的第三实施方式的振动分析装置的概略结构图。

图8是示出第三实施方式的振动分析装置的控制装置的处理的流程图。

附图标记说明：

10 机器人

10a 臂

11 伺服马达

11a 伺服控制器

20 控制装置

21 控制部

22 显示装置

23 存储部

23a 系统程序

23b 振动分析程序

23c 振动模拟模型

23d 动作程序

23e 动作设定程序

24 输入装置

25 收发部

30 末端执行器

31 作用部

40 加速度传感器

具体实施方式

下面利用附图对根据本发明的第一实施方式的振动分析装置进行说明。

如图1所示，本实施方式的振动分析装置，具备：加速度传感器40，其安装于末端执行器30的作用部31附近；以及控制装置20，其对由加速度传感器40实测的振动进行分析。末端执行器30安装于机器人10的前端部。即，末端执行器30由机器人10支撑。

加速度传感器40是用于检测末端执行器30的作用部31的振动的传感器。作为这种传感器，还可以使用安装于作用部31附近的陀螺仪传感器、惯性传感器等。此外，作为这种传感器，还可以使用检测施加于末端执行器30的惯性力的力传感器。此外，作为这种传感器，还可以使用在视觉上检测作用部31的振动的视觉系统，可以使用以非接触的方式检测作用部31的振动的激光跟踪仪、动作捕捉仪等。另外，作用部31是接触或接近未图示的工件，并对工件进行预定加工的部分。

机器人10具备作为可动部的臂10a。臂10a具备多个臂部件和多个关节。并且，臂10a具备分别驱动多个关节的多个伺服马达11(参照图2)。作为各个伺服马达11，可以使用旋转马达、直动马达等各种伺服马达。各个伺服马达11具有用于检测其工作位置以及工作速度的工作位置检测装置，作为一个示例，工作位置检测装置是编码器。工作位置检测装置的检测值被发送至控制装置20。

作为末端执行器30，可以使用公知的末端执行器。末端执行器30例如是用于焊接的伺服焊枪、手、各种类型的加工工具。末端执行器30也可以是对工件、机械等进行预定作业的其他工具。

在本实施方式中，加速度传感器40安装于末端执行器30的作用部31附近，但加速度传感器40也可以安装于末端执行器30的其他部分。

如图2所示，控制装置20具备：控制部21，其具有处理器等；显示装置22；存储部23，其具有非易失性存储器、ROM、RAM等；输入装置24，其为键盘、触摸面板、操作盘等；以及收发部25，其用于进行信号的收发。输入装置24和收发部25作为输入部发挥功能。

在本实施方式中，控制装置20是控制机器人10的动作的机器人控制装置。控制装置20还可以是设置于机器人控制装置内并具有上述结构的控制装置。并且，控制装置20既可以是用于生成机器人10的动作程序而设置于与机器人10不同的位置的示教装置，也可以是能够分析机器人10的振动的模拟装置。当控制装置20为示教装置或模拟装置时，下述步骤S1-2可以由机器人控制装置进行而非控制装置20。

存储部23存储有系统程序23a，系统程序23a承担振动分析装置的基本功能。并且，存储部23存储有振动分析程序23b。并且，存储装置23存储有振动模拟模型23c、用于机器人10的动作程序23d、以及进行动作程序23d的设定和再次设定的动作设定程序23e。动作程序23d是指，利用末端执行器30进行预定作业时，使机器人10进行动作的控制指令群。

在本实施方式中，控制部21根据动作程序23d，向各个伺服马达11的伺服控制器11a(参照图2)发送控制指令。由此，为了进行预定作业，机器人10按照动作程序23d改变末端执行器30的位置和姿态。

振动模拟模型23c具有：工件的模型；末端执行器30的临时设定的振动计算模型，末端执行器30用于对工件进行预定作业；以及机器人10的振动计算模型，机器人10的前端部安装有末端执行器30。机器人10的振动计算模型是用于计算机器人10的振动的模型，末端执行器30的临时设定的振动计算模型是用于计算末端执行器30的振动的模型。

机器人10的振动计算模型是具有机器人10的各个部位的刚性、质量、惯性质量等的模型。末端执行器30的临时设定的振动计算模型是具有末端执行器30的各个部位的临时设定的刚性、临时设定的质量、临时设定的惯性质量等的模型。机器人10和末端执行器30的振动计算模型也可以是简易的模型。

在本实施方式中，振动模拟模型23c内的机器人10的振动计算模型与实际的机器人10实质上一致。即，机器人10的模型是已知的。另一方面，振动模拟模型23c内的末端执行器30的临时设定的振动计算模型与实际的末端执行器30并不完全一致。

例如，机器人厂商出产机器人10，制造商在机器人10安装末端执行器30时，会出现上述状况。尤其是，末端执行器30的规格、安装于末端执行器30的配线等，根据所制造的产品发生变化。因此，振动模拟模型23c有时不具有与实际的末端执行器30完全一致的振动计算模型。

在上述状况下，为了减少末端执行器30的作用部31的振动，控制部21根据振动分析程序23b、动作程序23d和动作设定程序23e进行以下处理。以下处理由图4的流程图示出。并且，与以下处理对应的功能框图由图3示出。

首先，若控制部21接收到利用输入装置24、收发部25等输入的开始信号(步骤S1-1)，则控制部21将基于动作程序23d的控制指令发送给各个伺服控制器11a(步骤S1-2)。由此，机器人10根据动作程序23d进行动作。此时，与公知的机器人控制相同，进行使用各个伺服马达11的工作位置检测装置的检测值的反馈控制，还进行使用来自各个伺服控制器11a的电流值的反馈控制。下面的说明，针对机器人10的基于动作程序23d的动作中的预定动作进行说明，关于其他的动作，也进行相同的处理。

预定动作，例如，是将末端执行器30向预定的位置和姿态移动，使末端执行器30到达所述预定的位置和姿态的动作。如此配置末端执行器30时，机器人10和末端执行器30有时会振动。

控制部21根据振动分析程序23b，对在进行了所述配置时由加速度传感器40实测的振动进行分离(步骤S1-3)。具体而言，控制部21利用机器人10的振动计算模型，将由加速度传感器40实测的振动分离为机器人10的振动数据和末端执行器30的振动数据。该处理对应于图3中的预处理。

机器人10的振动数据，包括例如机器人10的前端部的主要的振动的方向、频率、振幅、加速度等信息。当主要的振动包括多个方向的振动时，机器人10的振动数据包括，多个方向的振动的每一个的频率、振幅、加速度等信息。机器人10的振动数据也可以是包括机器人10的其他部分的主要的振动的方向、频率、振幅、加速度等信息的数据。

末端执行器30的振动数据，包括例如末端执行器30的作用部31的主要的振动的方向、频率、振幅、加速度等信息。当主要的振动包括多个方向的振动时，末端执行器30的振动数据包括，多个方向的振动的每一个的频率、振幅、加速度等信息。末端执行器30的振动数据也可以是包括末端执行器30的其他部分的主要的振动的方向、频率、振幅、加速度等信息的数据。

在此，机器人10根据动作程序23d进行动作，因而机器人10的预定动作是已知的。即，所述配置之前的机器人10的前端部的移动方向、移动速度、移动加速度、姿态等是已知的。此处所说的配置是指，使末端执行器30处于所述预定的位置和姿态。并且，所述配置之前的机器人10的其他部分的移动方向、移动速度、移动加速度、姿态等也是已知的。这些移动方向、移动速度、移动加速度、姿态等，表示使由加速度传感器40实测的振动、即处理对象的振动发生的机器人10的动作。因此，在进行了所述配置时，控制部21能够计算未安装末端执行器30的机器人10的前端部的振动的方向、振幅、加速度、频率等。

并且，在多数情况下，机器人10的质量和惯性质量比末端执行器30的质量和惯性质量大很多。因此，作为一个示例，控制部21能够将由加速度传感器40实测的振动看作是未安装末端执行器30的机器人10的前端部的振动所引起的末端执行器30的振动。即，通过计算求出机器人10的前端部的振动数据，并通过计算求出安装于机器人的前端部的末端执行器30的振动数据。

作为另一个示例，在机器人10的振动计算模型的前端部设定与末端执行器30对应的质量、惯性质量等的状态下，在进行了所述配置时，能够计算机器人10的前端部的振动的方向、振幅、加速度、频率等。此时，控制部21也能够将由加速度传感器40实测的振动看作是机器人10的前端部的振动所引起的末端执行器30的振动。即，通过计算求出机器人10的前端部的振动数据，并通过计算求出安装于机器人10的前端部的末端执行器30的振动数据。

在又一示例中，能够设定在机器人10的振动计算模型的前端部安装有末端执行器30的临时设定的振动计算模型的模型。末端执行器30的临时设定的振动计算模型可以是频率响应已知的、代表性的末端执行器的振动计算模型。此时，控制部21能够将由加速度传感器40实测的振动看作是安装于机器人10的振动计算模型的前端部的末端执行器30的临时设定的振动计算模型的振动。即，通过计算求出机器人10的前端部的振动数据，并通过计算求出安装于机器人10的前端部的末端执行器30的振动数据。

使用用于进行所述分离的上述具体的计算方法的组合，能够求出机器人10的前端部的振动数据和末端执行器30的振动数据。

接着，控制部21根据振动分析程序23b，求出用于减少所述配置时的末端执行器30的作用部31的振动的机器人10的动作(步骤S1-4)。当进行步骤S1-4时，控制部21使用上述机器人10的振动数据和末端执行器30的振动数据。另外，当进行步骤S1-4时，控制部21既可以仅使用机器人10的振动数据，也可以仅使用末端执行器30的振动数据。

在一个简单的示例中，机器人10的前端部的振动的方向与末端执行器30的作用部31的振动的方向一致。此时，若进行使机器人10的前端部的振动消除的动作，则末端执行器30的作用部31的振动减少或消除的可能性很高。使机器人10的前端部的振动消除的动作的一个示例是，使机器人10的前端部在即将到达预定的配置位置时，瞬间停止或减速，利用通过该停止或减速来消除机器人10的前端部所产生的振动的时机、速度等，使机器人10的前端部移动至预定的配置位置的动作。

在一个复杂的示例中，机器人10的前端部的振动的方向与末端执行器30的作用部31的振动的方向不同。也存在机器人10的前端部的振动的频率等与末端执行器30的作用部31的振动的频率等不同的情况。在这些情况下，在即将到达预定的配置位置时，使机器人10的前端部瞬间停止或减速，利用通过该停止或减速来消除末端执行器30的作用部31所产生的振动的时机、速度等，使机器人10的前端部移动至预定的配置位置。为了减少末端执行器30的作用部31所产生的振动，也可以使用公知的PID控制。

接着，控制部21根据动作设定程序23e，制作使机器人10进行由步骤S1-4设定的动作的控制指令(步骤S1-5)，利用所制作的控制指令再次设定动作程序23d(步骤S1-6)。另外，在步骤S1-6中，控制部21也可以设定新的动作程序。

接着，控制部21重复进行步骤S1-2～S1-6，直至加速度传感器40的检测值小于基准值为止(步骤S1-7)。

在上述示例中，步骤S1-4～S1-6的处理对应于图3中的学习控制。

另外，在存储部23也可以存储有所述配置之前的机器人10的动作不同的多个动作程序。即，多个动作程序的机器人10的所述配置之前的动作互不相同。此时，控制部21省去步骤S1-4，并在重复进行步骤S1-2～S1-6时，在步骤S1-2中依次使用多个动作程序。

然后，控制部21在步骤S1-3中，分别分离由加速度传感器40实测的各种振动。并且，控制部21在步骤S1-5中，可以根据由步骤S1-3获得的各种机器人10的振动数据和各种末端执行器30的振动数据获得倾向，求出用于减少所述配置时的末端执行器30的作用部31的振动的机器人10的动作。此时，控制部21既可以仅使用各种机器人10的振动数据，也可以仅使用各种末端执行器30的振动数据。

如此，在本实施方式中，在存储部23存储有机器人10的振动计算模型。并且，控制部21利用机器人10的振动计算模型，将由加速度传感器40测定的末端执行器30的实际的振动分离为机器人10的振动数据与末端执行器30的振动数据。在此，末端执行器30的振动计算模型大多比机器人10的振动计算模型简单。

例如，作为末端执行器30的振动计算模型，能够使用具有一个弹簧和一个质量体的弹簧-质量体模型。弹簧可以具有三轴方向的弹簧系数和围绕三轴的弹簧系数。弹簧也可以具有预定的阻尼系数。如此，由于末端执行器30的振动计算模型大多比机器人10的振动计算模型简单，因而通过利用所述分离获得末端执行器30单独的振动数据，可以有效地减少末端执行器30的振动。

并且，在本实施方式中，控制部21利用使处理对象发生振动的机器人10的动作和机器人10的振动计算模型，计算机器人10的前端部所产生的振动，并利用计算得到的振动进行所述分离。此时，还能够在其前端设定与末端执行器30对应的质量、惯性质量等的状态下，使用机器人10的振动计算模型。此时，能够利用机器人10的前端部的振动状态，获得末端执行器30单独的振动数据。如此获得的末端执行器30的振动数据有利于有效地减少末端执行器30的振动。

在本实施方式的其他示例中，控制部21利用使处理对象发生振动的机器人10的动作、机器人10的振动计算模型和末端执行器30的临时设定的振动计算模型，将由加速度传感器40测定的处理对象的振动分离为机器人10的振动数据与末端执行器30的振动数据。在该情况下，也能够获得末端执行器30单独的振动数据和机器人10单独的振动数据。即，可以利用末端执行器30单独的振动数据和/或机器人10单独的振动数据，有效地减少末端执行器30的振动。

并且，在本实施方式中，控制部21使用机器人10的振动数据和末端执行器30的振动数据中的至少一个，进行动作程序23d的再次设定或新的动作程序的设定。因此，有效地进行用于减少末端执行器30的振动的动作程序的再次设定或末端执行器30的振动小的新的动作程序的设定。

下面利用附图对根据本发明的第二实施方式的振动分析装置进行说明。

在第二实施方式中，对于与第一实施方式相同的结构标注相同的附图标记，省略与第一实施方式相同的结构和处理的说明。并且，与第一实施方式相同，也能够对第二实施方式进行变形。例如，可以将加速度传感器40变更为视觉系统等其他的传感器，将控制装置20变更为模拟装置等。

在第一实施方式中，加速度传感器40安装于末端执行器30，但在第二实施方式中，如图5所示，加速度传感器40用于测定机器人10的前端部的振动。加速度传感器40安装于例如机器人10的前端部。并且，在第二实施方式中，振动模拟模型23c具有：工件的模型；用于对工件进行预定作业的末端执行器30的振动计算模型；以及前端部安装有末端执行器30的机器人10的临时设定的振动计算模型。

机器人10的临时设定的振动计算模型是，具有机器人10的各个部位的临时设定的刚性、临时设定的质量、临时设定的惯性质量等的模型。末端执行器30的振动计算模型是，具有末端执行器30的各个部位的刚性、质量、惯性质量等的模型。机器人10和末端执行器30的振动计算模型也可以是简易的模型。

在第二实施方式中，振动模拟模型23c内的末端执行器30的振动计算模型与实际的末端执行器30实质上一致。即，末端执行器30的模型是已知的。另一方面，振动模拟模型23c内的机器人10的临时设定的振动计算模型与实际设置的机器人10并不完全一致。

例如，机器人厂商出产机器人10，在制造商设置机器人10时，会出现上述状况。尤其是，在各种配线由机器人10的臂10a的外周面支撑的情况下、在各种配线支撑于机器人10的臂10a内的情况下、在为了防尘、防污、防爆等目旳而在机器人10安装罩的情况下等，会处于上述状态。机器人10的配件的规格、安装于机器人10的配线等，根据所制造的产品发生变化。因此，振动模拟模型23c有时不具有与实际设置的机器人10完全一致的振动计算模型。

在上述状况下，为了减少末端执行器30的作用部31的振动，控制部21根据振动分析程序23b、动作程序23d和动作设定程序23e，进行以下处理。以下处理由图6的流程图示出。

首先，若控制部21接收到利用输入装置24、收发部25等输入的开始信号(步骤S2-1)；则控制部21将基于动作程序23d的控制指令发送给各个伺服控制器11a(步骤S2-2)。由此，机器人10根据动作程序23d进行动作。下面的说明，针对机器人10的基于动作程序23d的动作中的预定动作进行说明，针对其他的动作也进行相同的处理。

预定动作，例如是，使末端执行器30向预定的位置和姿态移动，并使末端执行器30到达所述预定的位置和姿态的动作。如此配置末端执行器30时，机器人10和末端执行器30振动。

控制部21根据振动分析程序23b，在进行了所述配置时，对由加速度传感器40实测的振动进行分离处理(步骤S2-3)。具体而言，控制部21根据由加速度传感器40实测的振动，利用末端执行器30的振动计算模型，计算机器人10的振动数据和末端执行器30的振动数据。

在此，机器人10根据动作程序23d进行动作，因而机器人10的预定动作是已知的。即，所述配置之前的机器人10的前端部的移动方向、移动速度、移动加速度、姿态等是已知的。所述移动方向、移动速度、移动加速度、姿态等表示使由加速度传感器40实测的振动、即处理对象的振动发生的机器人10的动作。因此，控制部21在进行了所述配置时，能够计算出基于所述配置之前的机器人10的前端部的移动方向、移动速度、移动加速度、姿态等的末端执行器30的作用部31等的振动的方向、振幅、加速度、频率等。

在此，能够将由加速度传感器40实测的振动看作是由所述计算求出的末端执行器30的振动与机器人10的振动所影响的振动。即，由加速度传感器40实测的振动可以看作是机器人10的前端部的振动随末端执行器30的振动而变化的振动，而非未安装末端执行器30的机器人10的前端部的振动。因此，通过使用末端执行器30的振动数据，可知在产生该振动时，从末端执行器30向机器人10的前端部施加的振动输入。即，通过计算求出未安装末端执行器30的机器人10的前端部的振动数据等。该振动数据可以用作上述机器人10的振动数据。

作为另一个示例，能够设定在机器人10的临时设定的振动计算模型的前端部安装有末端执行器30的振动计算模型的模型。此时，控制部21能够将由加速度传感器40实测的振动看作是安装于机器人10的临时设定的振动计算模型的前端部的末端执行器30的振动计算模型的振动。即，通过计算求出未安装末端执行器30的机器人10的前端部的振动数据等。该振动数据可以用作上述机器人10的振动数据。并且，也可通过计算求出安装于机器人的前端部的末端执行器30的振动数据。

也能够使用用于所述分离的上述具体的计算方法的组合，求出机器人10的振动数据和末端执行器30的振动数据。

接着，控制部21根据振动分析程序23b，求出用于减少所述配置时的末端执行器30的作用部31的振动的机器人10的动作(步骤S2-4)。当进行步骤S2-4时，控制部21使用上述机器人10的振动数据和末端执行器30的振动数据。另外，当进行步骤S2-4时，控制部21既可以仅使用机器人10的振动数据，也可以仅使用末端执行器30的振动数据。

接着，控制部21根据动作设定程序23e，制作使机器人10进行由步骤S2-4设定的动作的控制指令(步骤S2-5)，利用所制作的控制指令再次设定动作程序23d(步骤S2-6)。另外，在步骤S2-6中，控制部21也可以设定新的动作程序。

接着，控制部21重复进行步骤S2-2～S2-6，直至加速度传感器40的检测值小于基准值为止(步骤S2-7)。

在上述示例中，步骤S2-4～S2-6的处理对应于图3中的学习控制。

另外，在存储部23也可以存储有所述配置之前的机器人10的动作不同的多个动作程序。即，多个动作程序的机器人10的所述配置之前的动作互不相同。此时，控制部21省去步骤S2-4，并在重复进行步骤S2-2～S2-6时，在步骤S2-2中依次使用多个动作程序。

然后，控制部21在步骤S2-3中，分别分离由加速度传感器40实测的各种振动。并且，控制部21在步骤S2-5中，也可以根据由步骤S2-3获得的各种机器人10的振动数据和各种末端执行器30的振动数据获得倾向，求出用于减少所述配置时的末端执行器30的作用部31的振动的机器人10的动作。此时，控制部21既可以仅使用各种机器人10的振动数据，也可以仅使用各种末端执行器30的振动数据。

如此，在第二实施方式中，在存储部23存储有末端执行器30的振动计算模型。并且，控制部21根据由加速度传感器40测定的机器人10的前端部的实际的振动，利用末端执行器30的振动计算模型，计算出机器人10的振动数据和末端执行器30的振动数据。

在此，末端执行器30的振动计算模型是已知的。因此，能够利用所述配置之前的机器人10的前端部的移动方向、移动速度、移动加速度、姿态等、以及末端执行器30的振动计算模型，比较准确地计算末端执行器30单独的振动。因此，通过所述分离，也能够比较准确地计算例如未安装末端执行器30的状态的机器人10的振动数据。因此，能够有效地减少末端执行器30的振动。

并且，在第二实施方式中，控制部21利用使处理对象发生振动的所述机器人10的动作和末端执行器30的振动计算模型，计算末端执行器30所产生的振动，并利用计算得到的振动进行所述分离。

末端执行器30的振动计算模型大多比机器人10的振动计算模型简单。因此，能够利用所述配置之前的机器人10的前端部的移动方向、移动速度、移动加速度、姿态等、以及末端执行器30的振动计算模型，比较准确地计算末端执行器30单独的振动。

例如，作为末端执行器30的振动计算模型，能够使用具有一个弹簧和一个质量体的弹簧-质量体模型。弹簧可以具有三轴方向的弹簧系数和围绕三轴的弹簧系数。弹簧也可以具有预定的阻尼系数。如此，末端执行器30的振动计算模型大多比机器人10的振动计算模型简单。因此，通过利用所述分离获得末端执行器30单独的振动数据，也能够比较准确地计算机器人10单独的振动数据。因此，可以有效地减少末端执行器30的振动。

在第二实施方式的其他示例中，控制部21利用使处理对象发生振动的机器人10的动作、机器人10的临时设定的振动计算模型、以及末端执行器30的振动计算模型，通过对由加速度传感器40测定的处理对象的振动进行计算，得到机器人10的振动数据和末端执行器30的振动数据。

在此，未安装配线、罩等配件的机器人10的模型大多是已知的。例如，可以使用未安装配线、配件等的机器人10的模型作为临时设定的振动计算模型。也可以使用向预定位置增加了与配线和配件对应的质量的机器人10的模型作为振动计算模型。此时，也能够计算末端执行器30单独的振动数据和机器人10单独的振动数据。即，可以利用末端执行器30单独的振动数据和/或机器人10单独的振动数据，有效地减少末端执行器30的振动。

并且，在第二实施方式中，控制部21利用机器人10的振动数据和末端执行器30的振动数据中的至少一个，进行动作程序23d的再次设定或新的动作程序的设定。因此，有效地进行用于减少末端执行器30的振动的动作程序的再次设定或末端执行器30的振动小的新的动作程序的设定。

下面利用附图，对根据本发明的第三实施方式的振动分析装置进行说明。

在第三实施方式中，对于与第一实施方式相同的结构标注相同的附图标记，省略与第一实施方式相同的结构和处理的说明。并且，与第一实施方式相同，第三实施方式也能够进行变形。例如，可以将控制装置20变更为模拟装置等。

在第一实施方式中，使用了加速度传感器40，而如图7所示，在第三实施方式中，不使用加速度传感器40。并且，在第三实施方式中，振动模拟模型23c具有：工件的模型；用于对工件进行预定作业的末端执行器30的振动计算模型；以及在前端部安装有末端执行器30的机器人10的振动计算模型。

机器人10的振动计算模型是具有机器人10的各个部位的刚性、质量、惯性质量等的模型。末端执行器30的振动计算模型是具有末端执行器30的各个部位的刚性、质量、惯性质量等的模型。机器人10和末端执行器30的振动计算模型可以是简易的模型。

在第三实施方式中，振动模拟模型23c内的机器人10的振动计算模型与实际的机器人10实质上一致。即，机器人10的模型是已知的。机器人10的振动计算模型包括根据机器人10的配件的规格、安装于机器人10的配线等发生变化的参数。并且，振动模拟模型23c内的末端执行器30的振动计算模型与实际的末端执行器30实质上一致。即，末端执行器30的模型也是已知的。

在上述状况下，为了减少末端执行器30的作用部31的振动，控制部21根据振动分析程序23b、动作程序23d和动作设定程序23e，进行以下处理。以下处理由图8的流程图示出。

首先，若控制部21接收到利用输入装置24、收发部25等输入的开始信号(步骤S3-1)，则控制部21根据动作程序23d，在振动模拟模型23c内使机器人10进行动作(步骤S3-2)。由此，在振动模拟模型23c内，机器人10根据动作程序23d进行动作。下面的说明，针对机器人10的基于动作程序23d的动作中的预定动作进行说明，针对其他的动作也进行相同的处理。

预定动作，例如是，使末端执行器30向预定的位置和姿态移动，并使末端执行器30到达所述预定的位置和姿态的动作。如此配置末端执行器30时，机器人10和末端执行器30振动。

控制部21根据振动分析程序23b，在进行了所述配置时，根据振动模拟模型23c内的机器人10和末端执行器30所产生的振动，计算机器人10的振动数据和末端执行器30的振动数据(步骤S3-3；振动计算处理)。具体而言，控制部21利用机器人10的振动计算模型和末端执行器30的振动计算模型，求出机器人10的振动数据和末端执行器30的振动数据。

在此，机器人10根据动作程序23d进行动作，因此机器人10的预定动作是已知的。即，所述配置之前的机器人10的前端部的移动方向、移动速度、移动加速度、姿态等是已知的。所述移动方向、移动速度、移动加速度、姿态等表示使机器人10和末端执行器30发生振动、换言之使处理对象发生振动的机器人10的动作。

因此，控制部21，能够计算进行了所述配置时的末端执行器30的作用部31的振动的方向、振幅、加速度、频率等。并且，控制部21能够计算进行了所述配置时的机器人10的前端部的振动的方向、振幅、加速度、频率等。即，通过计算求出机器人10的前端部的振动数据，并通过计算求出安装于机器人的前端部的末端执行器30的振动数据。

接着，控制部21根据振动分析程序23b，求出用于减少所述配置时的末端执行器30的作用部31的振动的机器人10的动作(步骤S3-4)。当进行步骤S3-4时，控制部21使用上述机器人10的振动数据和末端执行器30的振动数据。另外，当进行步骤S3-4时，控制部21既可以仅使用机器人10的振动数据，也可以仅使用末端执行器30的振动数据。

接着，控制部21根据动作设定程序23e，制作使机器人10进行由步骤S3-4设定的动作的控制指令(步骤S3-5)，利用所制作的控制指令再次设定动作程序23d(步骤S3-6)。另外，在步骤S3-6中，控制部21也可以设定新的动作程序。

接着，控制部21重复进行步骤S3-2～S3-6，直至末端执行器30的作用部31的振动小于基准值为止(步骤S3-7)。

在上述示例中，步骤S3-4～S3-6的处理对应于图3中的学习控制，也可以称为动作程序设定处理。

另外，在存储部23也可以存储有所述配置之前的机器人10的动作不同的多个动作程序。即，多个动作程序的机器人10的所述配置之前的动作互不相同。此时，控制部21省略步骤S3-4，并在重复进行步骤S3-2～S3-6时，在步骤S3-2中依次使用多个动作程序。

然后，控制部21在步骤S3-3中，计算机器人10的各种振动数据和末端执行器10的各种振动数据。并且，控制部21在步骤S3-5中，也可以根据由步骤S3-3获得的各种机器人10的振动数据和各种末端执行器30的振动数据获得倾向，求出用于减少所述配置时的末端执行器30的作用部31的振动的机器人10的动作。此时，控制部21既可以仅使用各种机器人10的振动数据，也可以仅使用各种末端执行器30的振动数据。

如此，在第三实施方式中，在存储部23存储有机器人10的振动计算模型和末端执行器30的振动计算模型。并且，控制部21根据振动模拟模型23c内的机器人10和末端执行器30所产生的振动，计算机器人10的振动数据和末端执行器10的振动数据。

在此，机器人10的振动计算模型是已知的。并且，末端执行器30的振动计算模型也是已知的。因此，能够利用所述配置之前的机器人10的前端部的移动方向、移动速度、移动加速度、姿态等、以及机器人10的振动计算模型和末端执行器30的模型，比较准确地计算机器人10单独的振动和末端执行器30单独的振动。因此，可以有效地减少末端执行器30的振动。

另外，在图1、图5和图7中，机器人10为垂直多关节机器人，但机器人10也可以是水平多关节机器人或其他类型的机器人。在该情况下也可以达到与前述相同的效果。

Claims (11)

1.一种振动分析装置，其特征在于，具备：

传感器，其测定由机器人的前端部支撑的末端执行器的振动；

存储部，其存储有所述机器人的振动计算模型；以及

控制部，其利用所述机器人的振动计算模型，进行将由所述传感器测定的处理对象的振动分离为所述机器人的振动数据与所述末端执行器的振动数据的分离处理。

2.根据权利要求1所述的振动分析装置，其特征在于，

所述控制部利用使所述处理对象发生振动的所述机器人的动作和所述机器人的所述振动计算模型，计算所述机器人的所述前端部所产生的振动，并利用计算得到的所述振动进行所述分离处理。

3.根据权利要求1所述的振动分析装置，其特征在于，

所述控制部利用使所述处理对象发生振动的所述机器人的动作、所述机器人的所述振动计算模型、以及所述末端执行器的临时设定的振动计算模型，将由所述传感器测定的所述处理对象的振动分离为所述机器人的振动数据与所述末端执行器的振动数据。

4.一种振动分析装置，其特征在于，具备：

传感器，其测定机器人的振动；

存储部，其存储有由所述机器人的前端部支撑的末端执行器的振动计算模型；以及

控制部，其利用所述末端执行器的振动计算模型，进行通过计算从由所述传感器测定的处理对象的振动获得所述机器人的振动数据和所述末端执行器的振动数据的分离处理。

5.根据权利要求4所述的振动分析装置，其特征在于，

所述控制部利用使所述处理对象发生振动的所述机器人的动作、以及所述末端执行器的所述振动计算模型，计算所述末端执行器所产生的振动，并利用计算得到的所述振动进行所述分离处理。

6.根据权利要求4所述的振动分析装置，其特征在于，

所述控制部利用使所述处理对象发生振动的所述机器人的动作、所述机器人的临时设定的所述振动计算模型、以及所述末端执行器的振动计算模型，通过计算从由所述传感器测定的所述处理对象的振动获得所述机器人的振动数据和所述末端执行器的振动数据。

7.根据权利要求1～6中任一项所述的振动分析装置，其特征在于，

所述机器人根据存储在所述存储部的动作程序进行预定动作，

所述控制部利用所述机器人的振动数据与所述末端执行器的振动数据中的至少一个，进行所述动作程序的再次设定或新的动作程序的设定。

8.一种振动分析装置，其特征在于，具备：

存储部，其存储有机器人的振动计算模型、和由所述机器人支撑的末端执行器的振动计算模型；以及

控制部，

所述机器人和所述末端执行器，在进行所述末端执行器向预定位置的配置时，根据所述配置之前的所述机器人的动作而产生各种振动，

所述控制部构成为，进行振动计算处理和动作程序设定处理，

所述振动计算处理是，利用所述机器人的振动计算模型和所述末端执行器的振动计算模型，针对所述各种振动的每一个，计算所述机器人的振动数据和所述末端执行器的振动数据，

所述动作程序设定处理是，利用所述机器人的振动和所述末端执行器的振动中的至少一个，设定或再次设定用于进行所述配置的所述机器人的动作程序。

9.一种振动分析方法，其特征在于，

由控制部分析由传感器实测的振动，所述传感器测定由机器人的前端部支撑的末端执行器的振动，

所述控制部利用存储在存储部的机器人的振动计算模型，进行将由所述传感器测定的处理对象的振动分离为所述机器人的振动数据与所述末端执行器的振动数据的分离处理。

10.一种振动分析方法，其特征在于，

由控制部分析由传感器实测的振动，所述传感器测定安装有末端执行器的机器人的振动，

所述控制部利用存储在存储部的所述末端执行器的振动计算模型，进行通过计算从由所述传感器测定的处理对象的振动获得所述机器人的振动数据和所述末端执行器的振动数据的分离处理。

11.一种振动分析方法，其特征在于，

由控制部分析所述机器人和由所述机器人支撑的末端执行器的振动，

所述机器人和所述末端执行器，在进行所述末端执行器向预定位置的配置时，根据所述配置之前的所述机器人的动作而产生各种振动，

所述振动分析方法进行如下处理：

振动计算处理，由所述控制部利用所述机器人的振动计算模型和所述末端执行器的振动计算模型，针对所述各种振动的每一个，计算所述机器人的振动数据和所述末端执行器的振动数据；以及

动作程序设定处理，由所述控制部利用所述机器人的振动数据与所述末端执行器的振动数据的至少一个，设定或再次设定用于进行所述配置的所述机器人的动作程序。