CN112140127A

CN112140127A - 超调量检测方法、检测系统和调整方法以及机器人系统

Info

Publication number: CN112140127A
Application number: CN202010589448.7A
Authority: CN
Inventors: 关竜太郎; 沟部公威
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2019-06-27
Filing date: 2020-06-24
Publication date: 2020-12-29
Anticipated expiration: 2040-06-24
Also published as: CN112140127B; US11440186B2; US20200406458A1; JP7310358B2; JP2021003781A

Abstract

本发明提供能够高精度地检测超调量的超调量检测方法、检测系统和调整方法以及机器人系统。对从惯性传感器输出的第一检测信号进行两次积分和包含于第一检测信号中的低频分量的去除而生成第一信号，该惯性传感器检测进行位移的臂的作业部中的惯性；根据从编码器输出的第二检测信号生成补偿第一信号的低频分量的第二信号，该编码器检测臂的位移量；基于第一信号和第二信号来检测臂的超调量。

Description

超调量检测方法、检测系统和调整方法以及机器人系统

技术领域

本发明涉及超调量检测方法、超调量检测系统、机器人系统及超调量调整方法。

背景技术

专利文献1所记载的机器人控制系统具有设置于末端执行器的加速度传感器，基于从该加速度传感器输出的检测信号来检测与臂的设定停止位置的超调量。具体而言，机器人控制系统通过对作为从加速度传感器输出的检测信号的加速度信号进行两次积分来检测臂的位置，并将检测到的位置与设定停止位置的偏差的最大值作为超调量进行检测。

专利文献1：日本专利特开2018-118353号公报

若对从加速度传感器输出的加速度信号进行两次积分，则会发生由噪声导致的漂移，因此在进行积分时需要通过滤波处理等从加速度信号中去除该信号所包含的低频分量的信号。然而，低频分量是示出臂的移动的重要分量，若去除这样的低频分量，则会存在无法高精度地检测臂的超调量的问题。

发明内容

本发明的超调量检测方法其特征在于，对从惯性传感器输出的第一检测信号进行两次积分和包含于所述第一检测信号中的低频分量的去除而生成第一信号，所述惯性传感器检测进行位移的臂的作业部中的惯性；根据从编码器输出的第二检测信号生成补偿所述第一信号的所述低频分量的第二信号，所述编码器检测所述臂的位移量；基于所述第一信号和所述第二信号来检测所述臂的超调量。

本发明的超调量检测方法其特征在于，包括：第一步骤，根据从惯性传感器输出的第一检测信号生成第一信号，所述惯性传感器检测进行位移的臂的作业部中的惯性；第二步骤，使用从编码器输出的第二检测信号生成第二信号，所述编码器检测所述臂的位移量；以及第三步骤，基于将所述第一信号和所述第二信号合成而得到的第三信号来检测所述臂的超调量，所述第一步骤包括：对所述第一检测信号进行两次积分的步骤；以及去除包含于所述第一检测信号中的低频分量的步骤。

本发明的超调量检测系统其特征在于，具有：惯性传感器，检测进行位移的臂的作业部中的惯性；编码器，检测所述臂的位移量；以及超调量检测部，对从所述惯性传感器输出的第一检测信号进行两次积分和包含于所述第一检测信号中的低频分量的去除而生成第一信号，根据从所述编码器输出的第二检测信号生成补偿所述第一信号的低频分量的第二信号，并基于所述第一信号和所述第二信号来检测所述臂的超调量。

本发明的机器人系统其特征在于，具有：臂，进行位移；惯性传感器，检测所述臂的作业部中的惯性；编码器，检测所述臂的位移量；以及超调量检测部，对从所述惯性传感器输出的第一检测信号进行两次积分和包含于所述第一检测信号中的低频分量的去除而生成第一信号，根据从所述编码器输出的第二检测信号生成补偿所述第一信号的低频分量的第二信号，并基于所述第一信号和所述第二信号来检测所述臂从目标停止位置的超调量。

本发明的超调量调整方法其特征在于，对从惯性传感器输出的第一检测信号进行两次积分和包含于所述第一检测信号中的低频分量的去除而生成第一信号，所述惯性传感器检测进行位移的臂的作业部中的惯性；根据从编码器输出的第二检测信号生成补偿所述第一信号的所述低频分量的第二信号，所述编码器检测所述臂的位移量；基于所述第一信号和所述第二信号来检测所述臂的超调量，并基于检测出的所述超调量来调整所述臂的驱动条件，以使所述超调量变小。

附图说明

图1是示出本发明的优选实施方式涉及的机器人系统的整体结构的图。

图2是示出控制装置的结构的框图。

图3是示出超调量的检测方法的流程图。

附图标记说明

1…机器人系统，10…超调量检测系统，100…机器人主体，110…基台，120…臂，121…第一臂，122…第二臂，130…作业头，131…花键螺母，132…滚珠丝杠螺母，133…花键轴，141、142、143、144…驱动装置，150…有效载荷，160…末端执行器，161…基部，162、163…爪部，170…加速度传感器，200…控制装置，210…超调量检测部，211…第一信号生成部，212…第二信号生成部，213…计算部，220…驱动条件调整部，A…第一检测信号，AA…第一信号，B…第二检测信号，BB…第二信号，C1、C2、C3、C4…控制器，D1…固定坐标系，D2…可动坐标系，E1、E2、E3、E4…编码器，F…命令信号，J1…第一轴，J2…第二轴，J3…第三轴，M1、M2、M3、M4…电机，S11～S17、S21～S24、S31～S34…步骤。

具体实施方式

下面，基于附图所示的实施方式，对本发明的超调(overshoot)量检测方法、超调量检测系统、机器人系统及超调量调整方法进行详细说明。

图1是示出本发明的优选实施方式涉及的机器人系统的整体结构的图。图2是示出控制装置的结构的框图。图3是示出超调量的检测方法的流程图。

图1所示的机器人系统1具有机器人主体100以及对机器人主体100的驱动进行控制的控制装置200。

首先，针对机器人主体100进行简单的说明。如图1所示，机器人主体100是水平多关节机器人即SCARA机器人，例如在电子部件等工件的保持、输送、组装及检査等各种作业中使用。需要指出，对机器人主体100的用途不作特别限定。

机器人主体100具有基台110、以及与基台110连接的臂120。另外，臂120具有：第一臂121，基端部与基台110连接，能够相对于基台110绕第一轴J1转动；以及第二臂122，基端部与第一臂121的前端部连接，能够相对于第一臂121绕与第一轴J1平行的第二轴J2转动。另外，在第二臂122的前端部设置有作业头130。

基台110例如通过螺栓等而固定于未图示的地板面。另外，在基台110内设置有驱动装置141，所述驱动装置141使第一臂121相对于基台110绕沿着铅直方向的第一轴J1转动，在第二臂122内设置有驱动装置142，所述驱动装置142使第二臂122相对于第一臂121绕第二轴J2转动。

驱动装置141包括：使第一臂121相对于基台110绕第一轴J1转动的作为驱动源的电机M1、对电机M1的驱动进行控制的控制器C1、检测第一臂121绕第一轴J1的位移量(转动角)的编码器E1等。同样地，驱动装置142包括：使第二臂122相对于第一臂121绕第二轴J2转动的作为驱动源的电机M2、对电机M2的驱动进行控制的控制器C2、检测第二臂122绕第二轴J2的位移量(转动角)的编码器E2等。

作业头130具有：花键螺母131和滚珠丝杠螺母132，同轴地配置于第二臂122的前端部；以及花键轴133，插通于花键螺母131和滚珠丝杠螺母132。花键轴133相对于第二臂122能够绕作为其中心轴的与第一轴J1、第二轴J2平行的第三轴J3旋转，且能够在沿着第三轴J3的方向上升降。

第二臂122内设置有：驱动装置143，使花键螺母131旋转而使花键轴133绕第三轴J3旋转；以及驱动装置144，使滚珠丝杠螺母132旋转而使花键轴133在沿着第三轴J3的方向上升降。

驱动装置143包括：使花键轴133相对于第二臂122绕第三轴J3转动的作为驱动源的电机M3、对电机M3的驱动进行控制的控制器C3、检测花键轴133绕第三轴J3的位移量(转动角)的编码器E3等。同样地，驱动装置144包括：使花键轴133相对于第二臂122在第三轴J3方向上升降的作为驱动源的电机M4、对电机M4的驱动进行控制的控制器C4、检测花键轴133在第三轴J3方向上的位移量(升降量)的编码器E4等。

在此，各编码器E1～E4具有共同的固定坐标系D1。固定坐标系D1具有互相正交的X轴、Y轴及Z轴，X轴及Y轴在水平方向上延伸，Z轴在铅直方向上延伸。这样的固定坐标系D1相对于基台110是固定的，因此，与臂120的位移无关，其位置固定。

在花键轴133的下端部设置有用于安装末端执行器160的有效载荷150。作为安装于有效载荷150的末端执行器160，能够进行目标动作即可，不作特别限定，在本实施方式中，使用用于把持对象物X的手爪。需要指出，作为把持方法，不作特别限定，既可以用多个爪部夹入，也可以通过气动卡盘、静电卡盘等进行吸附。

本实施方式的末端执行器160具有安装于有效载荷150的基部161以及相对于基部161开闭自如的一对爪部162、163。于是，通过使爪部162、163接近而能够把持对象物，通过使爪部162、163分离而能够松开所把持的对象物。不过，作为末端执行器160的结构，不作特别限定。

另外，机器人主体100具有设置于末端执行器160的基部161的作为惯性传感器的加速度传感器170。该加速度传感器170是能够分别独立地检测互相正交的3轴方向的加速度的3轴加速度传感器。加速度传感器170具有可动坐标系D2。可动坐标系D2具有互相正交的X’轴、Y’轴及Z’轴，X’轴及Y’轴在水平方向上延伸，Z’轴在铅直方向上延伸。这样的可动坐标系D2相对于基部161是固定的，若基部161在X轴方向、Y轴方向或者Z轴方向上移动/转动，则随其移动/转动，若基部161绕第三轴J3旋转，则随其旋转。

这样，通过使用加速度传感器170作为惯性传感器，从而即使在不伴随旋转的平移方向(直线方向)上也能够检测臂120的移动、振动。不过，作为惯性传感器，不限定于加速度传感器170，例如也能够使用角速度传感器。在该情况下，优选与不产生臂120的平移方向的移动、振动的机器人主体组合。

上面，对机器人主体100的整体结构进行了简单说明。不过，对于机器人主体100的结构，不作特别限定，例如，臂120也可以是省略第一臂121而使第二臂122与基台110连接的结构，还可以在第一臂121与第二臂122之间进一步存在能够绕与第一轴J1、第二轴J2平行的轴旋转的至少一个臂。另外，也可以不是水平多关节机器人，而是多个臂的旋转轴存在扭转的关系的6轴机器人、双臂机器人等多关节机器人。

另外，在基台110内，例如设置有控制装置200，所述控制装置200基于来自未图示的主计算机的指令对驱动装置141、142、143、144的驱动进行控制。不过，控制装置200的设置位置不作特别限定，例如也可以在基台110的外部。

控制装置200例如由计算机构成，具有：处理器(CPU)，对信息进行处理；存储器，以能够通信的方式与处理器连接；以及外部接口。另外，存储器中保存有能够由处理器执行的各种程序，处理器能够读入并执行存储于存储器的各种程序等。

如图2所示，控制装置200具有：超调量检测部210，对臂120的超调量进行检测；以及驱动条件调整部220，基于超调量检测部210中的检测结果来调整臂120的驱动条件。需要指出，臂120的超调量是指使臂120移动至了目标停止位置时的、臂120相对于所述目标停止位置的过调量的最大值。

如前所述，超调量检测部210具有检测臂120的超调量的功能。本实施方式的臂120的超调量具体意指作为作业部的末端执行器160的基部161的超调量。基部161设置得离把持对象物的爪部162、163即机器人主体100的作业部足够近。因此，通过对该部分的超调量进行检测，从而能够更高精度地检测作业部中的超调量。然后，通过使用该检测结果，能够更高精度地控制末端执行器160的轨道，其结果，分别提高机器人主体100的作业精度及作业效率。

超调量检测部210具有：第一信号生成部211，获取从加速度传感器170输出的第一检测信号A，并根据获取到的第一检测信号A生成第一信号AA；第二信号生成部212，获取从各编码器E1～E4输出的第二检测信号B，并根据获取到的第二检测信号B生成第二信号BB；以及计算部213，将第一信号AA和第二信号BB相加而生成第三信号CC，并基于该第三信号CC计算臂120的超调量。下面，基于图3所示的流程图，对各部的功能及超调量的检测方法进行详细说明。

首先，对第一信号生成部211中的处理进行说明。作为步骤S11，第一信号生成部211首先获取作为从加速度传感器170输出的加速度信号的第一检测信号A。接着，作为步骤S12，第一信号生成部211将从加速度传感器170获取到的第一检测信号A的坐标系即可动坐标系D2转换为编码器E1～E4的坐标系即固定坐标系D1。该转换例如能够使用齐次变换矩阵来进行。这样，通过将第一检测信号A的坐标系即可动坐标系D2转换为编码器E1～E4的坐标系即固定坐标系D1，并将第一检测信号A和第二检测信号B的坐标系匹配，从而能够根据后面的第三信号CC高精度地计算臂120的超调量。

接着，作为步骤S13，第一信号生成部211使第一检测信号A与第二检测信号B、具体而言是后述的位置信号B1同步。由此，能够更高精度地生成后面的第三信号CC。作为同步的方法，不作特别限定，例如在驱动了臂120时，检测第一检测信号A的上升沿，将该上升沿时刻设为臂120的动作开始时刻T1，检测第二检测信号B的上升沿，将该上升沿时刻设为臂120的动作开始时刻T2，通过使这两个动作开始时刻T1、T2为同时刻，从而能够使第一检测信号A和第二检测信号B同步。

接着，第一信号生成部211对第一检测信号A进行两次积分(二次积分)，从第一检测信号A中去除低频分量。具体而言，作为步骤S14，第一信号生成部211首先对第一检测信号A进行积分，得到速度信号A1。接着，作为步骤S15，第一信号生成部211使用高通滤波器等从速度信号A1中去除低频分量。接着，作为步骤S16，第一信号生成部211对速度信号A1进行积分，得到位置信号A2。接着，作为步骤S17，第一信号生成部211使用高通滤波器等从位置信号A2中去除低频分量。由此，得到第一信号AA。

作为在步骤S15、S17中去除的低频分量，是指在其信号的频段中相对低的频段的分量，而不是具有绝对的频段的意思。例如，在通常的机器人主体100的动作中，第一检测信号A的频段为1Hz～100Hz左右，因此例如优选设为10Hz以下的分量。

从第一检测信号A中去除低频分量是因为下面的原因。众所周知，若如上所述对作为加速度信号的第一检测信号A进行一次积分，则得到速度信号A1，若进行两次积分，则得到位置信号A2。因此，也可以从位置信号A2检测末端执行器160的基部161的位置。然而，在对第一检测信号A进行了两次积分后的位置信号中，低频率的噪声被增强。因此，根据仅对第一检测信号A进行了两次积分后的位置信号的话，难以检测基部161的准确的位置。

由于以上的原因，为了去除上述噪声，需要从第一检测信号A中去除低频分量。需要指出，从第一检测信号A中去除低频分量的时机、次数不作特别限定。例如，也可以省略步骤S15、S17中的任一方。另外，也可以省略步骤S15、S17，取而代之，在步骤S14之前从第一检测信号A中去除低频分量。

如上所述，通过从第一检测信号A中去除低频分量，从而从位置信号A2中去除噪声，但去除的低频分量是示出臂120的移动的重要信号。也就是说，若从第一检测信号A中去除低频分量，则在去除噪声的同时甚至去除示出臂120的移动的重要信号。因此，即便基于去除了低频分量的位置信号A2，也还是难以检测末端执行器160的基部161的准确的位置。因而，通过第二信号生成部212生成补偿从第一检测信号A中去除的低频分量的第二信号BB。

接着，对第二信号生成部212中的处理进行说明。首先，作为步骤S21，第二信号生成部212获取从各编码器E1～E4输出的第二检测信号B，根据这些各第二检测信号B得到末端执行器160的基部161的位置信号B1。接着，作为步骤S22，第二信号生成部212使位置信号B1与第一检测信号A同步。该工序与前述的步骤S13为同工序。接着，作为步骤S23，第二信号生成部212使用低通滤波器等从位置信号B1中去除高频分量。由此，得到用于补偿从第一信号AA中去除的低频分量的第二信号BB。

作为在步骤S23中去除的高频分量，优选第二信号BB的频段包含从第一信号AA中去除的频段。由此，能够通过第二信号BB补偿从第一信号AA中去除的低频分量。如前所述，在本实施方式中，从第一信号AA中去除10Hz以下的低频分量，因此，优选在第二信号BB中包含0Hz～10Hz为止的低频分量。换言之，在步骤S23中，优选将低通滤波器设定成去除超过10Hz的频率分量。

另外，除了步骤S23之外，作为步骤S24，第二信号生成部212基于来自所述主计算机的位置指令(关于臂120的目标停止位置的信息)和位置信号B1，计算到达臂120的目标停止位置时的速度矢量V1。

上面，对于第一信号生成部211及第二信号生成部212的处理，说明到生成第一信号AA和第二信号BB。接着，对计算部213的处理进行说明。首先，作为步骤S31，计算部213将由第一信号生成部211得到的第一信号AA和由第二信号生成部212得到的第二信号BB相加，得到第三信号CC。第三信号CC是用第二信号BB补偿了第一信号AA的低频分量的信号，是表示末端执行器160的基部161的三维移动轨迹的合成信号。

接着，作为步骤S32，计算部213取速度矢量V1和第三信号CC的内积，计算速度方向即基部161的移动方向的信号位移。接着，作为步骤S33，计算部213基于在步骤S32中算出的信号位移，计算基部161的超调量。具体而言，计算部213计算信号位移的峰值(最大值)作为基部161的超调量。接着，作为步骤S34，基于在步骤S33中算出的超调量，调整臂120的驱动条件。不过，也可以省略步骤S34。

上面，对机器人系统1、由机器人系统1实现的超调量检测方法以及适用于机器人系统1的超调量的检测系统及调整系统进行了说明。

根据超调量检测部210，基于将第一信号AA与第二信号BB相加而生成的第三信号CC算出超调量，该第一信号AA根据从加速度传感器170输出的第一检测信号A而生成，且被去除噪声大的低频分量，该第二信号BB根据从各编码器E1～E4输出的第二检测信号B而生成，用于补偿从第一信号AA中去除的低频分量。由于第二信号BB的低频分量的噪声比从第一检测信号A中去除的低频分量的噪声小，所以通过基于第三信号CC计算臂120的超调量，从而例如相比于像以往那样基于仅对第一检测信号A进行两次积分而未去除低频分量的信号来检测臂120的超调量的情况相比，能够更高精度地检测臂120的超调量。需要指出，之所以第二信号BB的低频分量的噪声比从第一检测信号A中去除的低频分量的噪声小，是因为第二信号BB未接受第一信号AA那样的积分处理。

另外，根据超调量检测部210，能够考虑由电机M1～M4的驱动所带来的臂120的位置变化和伴随此在基部161产生的振动(加速度)两者来计算基部161的位置，因此能够更高精度地计算基部161的三维轨迹。另外，能够只提取基部161的行进方向的轨迹，能够与加速度传感器170相对于基部161的配置朝向无关地在任何行进方向上都高精度地计算基部161的超调量。特别是，通过基于从编码器E1～E4输出的第二检测信号B，从而能够高精度地检测基部161的行进方向，而不管基部161的静止时的剩余振动如何。

上面，对超调量检测部210进行了说明。接着，对驱动条件调整部220进行说明。驱动条件调整部220对臂120的驱动条件进行调整，以使由超调量检测部210检测到的超调量变小，优选归零。作为能够调整的驱动条件，不作特别限定，例如可列举：(1)臂120的驱动刚开始后的加速度；(2)加速结束并以等速移动时的速度即最高速度；(3)开始用于停止于目标位置的减速的位置；(4)减速时的减速度等。通过适当调整这些条件(1)至条件(4)中的至少一个条件而将超调量抑制得较小，从而进一步提高臂120的移动精度，且还提高作业效率。

具体而言，以使超调量尽量变小的方式来调整电机M1～M4中至少一个电机的驱动量并执行。即，如图2所示，驱动条件调整部220向要调整的电机M1～M4所对应的控制器C1～C4输出加入了与超调量相当的校正值的命令信号F，来调整对应的电机M1～M4的驱动量、驱动时机。不过，用户也可以手动进行该调整。

上面，对机器人系统1进行了说明。在这样的机器人系统1所使用的超调量检测方法中，如前所述，对从作为惯性传感器的加速度传感器170输出的第一检测信号A进行两次积分和包含于第一检测信号A中的低频分量的去除而生成第一信号AA，惯性传感器检测作为进行位移的臂120的作业部的末端执行器160中的惯性，在本实施方式中为加速度；根据从编码器E1～E4输出的第二检测信号B生成补偿第一信号AA的低频分量的第二信号BB，编码器E1～E4检测臂120的位移量；基于第一信号AA和第二信号BB来检测臂120的超调量。

另外，换言之，超调量检测方法包括：作为第一步骤的步骤S11～S17，根据从作为惯性传感器的加速度传感器170输出的第一检测信号A生成第一信号AA，惯性传感器检测作为进行位移的臂120的作业部的末端执行器160中的惯性，在本实施方式中为加速度；作为第二步骤的步骤S21～S24，使用从检测臂120的位移量的编码器E1～E4输出的第二检测信号B生成第二信号BB；以及作为第三步骤的步骤S31～S33，基于将第一信号AA和第二信号BB合成而得到的第三信号CC来检测臂120的超调量。而且，第一步骤包括对第一检测信号A进行两次积分的步骤以及去除包含于第一检测信号A中的低频分量的步骤。

根据这样的超调量检测方法，基于去除了噪声大的低频分量的第一信号AA与噪声比自第一信号AA去除的低频分量小的第二信号BB相加而生成的第三信号CC算出了超调量。因此，通过基于第三信号CC来计算超调量，从而例如相比于像以往那样基于仅对第一检测信号A进行两次积分而未去除低频分量的信号来检测超调量的情况相比，能够更高精度地检测超调量。

而且，根据超调量检测方法，能够考虑由电机M1～M4所带来的臂120的位置变化和伴随此在基部161产生的振动(加速度)两者来计算末端执行器160的位置，因此能够更高精度地计算末端执行器160的三维轨迹。另外，能够只提取末端执行器160的行进方向的轨迹，能够与加速度传感器170的配置朝向无关地在任何行进方向上都高精度地计算超调量。特别是，通过基于从编码器E1～E4输出的第二检测信号B，从而能够高精度地检测末端执行器160的行进方向，而不管末端执行器160的静止时的剩余振动如何。

另外，如前所述，在步骤S12中，将第一检测信号A的坐标系即可动坐标系D2坐标转换为第二检测信号B的坐标系即固定坐标系D1。这样，通过将第一检测信号A的坐标系转换为第二检测信号B的坐标系即固定坐标系D1，并将第一检测信号A与第二检测信号B的坐标系匹配，从而能够根据将它们相加后的第三信号CC高精度地计算超调量。

另外，如前所述，在步骤S13及步骤S22中，使第一检测信号A和第二检测信号B同步。由此，能够更高精度地生成第三信号CC。

另外，如前所述，末端执行器160设置于臂120的前端部。另外，加速度传感器170设置于臂120的前端部。由此，能够将加速度传感器170配置在作为作业部的末端执行器160附近。因此，加速度传感器170能够更高精度地检测施加于末端执行器160的加速度。

另外，如前所述，加速度传感器170设置于末端执行器160。因此，加速度传感器170能够更高精度地检测施加于末端执行器160的加速度。

另外，如前所述，惯性传感器是加速度传感器170。由此，即使对于向不伴随旋转的平移方向的臂120的移动、振动也能够进行检测。

另外，如前所述，臂120至少具有：第一臂121，绕第一轴J1转动；以及第二臂122，相对于第一臂121绕第二轴J2转动，并具有末端执行器160。另外，编码器至少具有：作为第一编码器的编码器E1，检测第一臂121绕第一轴J1的位移量；以及作为第二编码器的编码器E2，检测第二臂122绕第二轴J2的位移量。此外，在步骤S21～S24中，至少根据从编码器E1输出的第二检测信号B以及从编码器E2输出的第二检测信号B生成第二信号BB。由此，更高精度地生成第二信号BB。

另外，如前所述，机器人系统1具有：臂120，进行位移；作为惯性传感器的加速度传感器170，检测作为臂120的作业部的末端执行器160中的惯性，在本实施方式中为加速度；编码器E1～E4，检测臂120的位移量；以及超调量检测部210，对从加速度传感器170输出的第一检测信号A进行两次积分和包含于第一检测信号A中的低频分量的去除而生成第一信号AA，根据从编码器E1输出的第二检测信号B生成补偿第一信号AA的低频分量的第二信号BB，并基于第一信号AA和第二信号BB来检测臂120从目标停止位置的超调量。

另外，如前所述，嵌入于这样的机器人系统1中的超调量检测系统具有：作为惯性传感器的加速度传感器170，检测作为进行位移的臂120的作业部的末端执行器160中的惯性，在本实施方式中为加速度；编码器E1～E4，检测臂120的位移量；以及超调量检测部210，对从加速度传感器170输出的第一检测信号A进行两次积分和包含于第一检测信号A中的低频分量的去除而生成第一信号AA，根据从编码器E1输出的第二检测信号B生成补偿第一信号AA的低频分量的第二信号BB，并基于第一信号AA和第二信号BB来检测臂120的超调量。

根据这样的机器人系统1及超调量检测系统，基于去除了噪声大的低频分量的第一信号AA与噪声比自第一信号AA去除的低频分量小的第二信号BB相加而生成的第三信号CC算出了超调量。因此，通过基于第三信号CC来计算超调量，从而例如相比于像以往那样基于仅对第一检测信号A进行两次积分而未去除低频分量的信号来检测超调量的情况相比，能够更高精度地检测超调量。

而且，根据机器人系统1及超调量检测系统，能够考虑由电机M1～M4所带来的臂120的位置变化和伴随此在基部161产生的振动(加速度)两者来计算末端执行器160的位置，因此能够更高精度地计算末端执行器160的三维轨迹。另外，能够只提取末端执行器160的行进方向的轨迹，能够与加速度传感器170的配置朝向无关地在任何行进方向上都高精度地计算超调量。特别是，通过基于从编码器E1～E4输出的第二检测信号B，从而能够高精度地检测末端执行器160的行进方向，而不管末端执行器160的静止时的剩余振动如何。

另外，如前所述，机器人系统1具有驱动条件调整部220，该驱动条件调整部220基于由超调量检测部210检测出的超调量来调整臂120的驱动条件。由此，臂120的移动精度进一步提高，且作业效率也得到提高。

另外，在由机器人系统1进行的超调量调整方法中，如前所述，对从作为惯性传感器的加速度传感器170输出的第一检测信号A进行两次积分和包含于第一检测信号A中的低频分量的去除而生成第一信号AA，所述惯性传感器检测作为进行位移的臂120的作业部的末端执行器160中的惯性，在本实施方式中为加速度；根据从编码器E1～E4输出的第二检测信号B生成补偿第一信号AA的低频分量的第二信号BB，编码器E1～E4检测臂120的位移量；基于第一信号AA和第二信号BB检测臂120的超调量，并基于检测出的超调量调整臂120的驱动条件，以使超调量变小。由此，臂120的移动精度进一步提高，且作业效率也得到提高。

上面，基于图示的实施方式，对本发明的超调量检测方法、超调量检测系统、机器人系统及超调量调整方法进行了说明，但本发明并不限定于此，各部的结构能够置换成具有同样功能的任意的结构。另外，也可以附加其它任意的结构物。

Claims

1.一种超调量检测方法，其特征在于，

对从惯性传感器输出的第一检测信号进行两次积分和包含于所述第一检测信号中的低频分量的去除而生成第一信号，所述惯性传感器检测进行位移的臂的作业部中的惯性；

根据从编码器输出的第二检测信号生成补偿所述第一信号的所述低频分量的第二信号，所述编码器检测所述臂的位移量；

基于所述第一信号和所述第二信号来检测所述臂的超调量。

2.一种超调量检测方法，其特征在于，包括：

第一步骤，根据从惯性传感器输出的第一检测信号生成第一信号，所述惯性传感器检测进行位移的臂的作业部中的惯性；

第二步骤，使用从编码器输出的第二检测信号生成第二信号，所述编码器检测所述臂的位移量；以及

第三步骤，基于将所述第一信号和所述第二信号合成而得到的第三信号来检测所述臂的超调量，

所述第一步骤包括：

对所述第一检测信号进行两次积分的步骤；以及

去除包含于所述第一检测信号中的低频分量的步骤。

3.根据权利要求2所述的超调量检测方法，其特征在于，

在所述第一步骤中，将所述第一检测信号的坐标系坐标转换为所述第二检测信号的坐标系。

4.根据权利要求2或3所述的超调量检测方法，其特征在于，

在所述第一步骤及所述第二步骤中，使所述第一检测信号和所述第二检测信号同步。

5.根据权利要求2或3所述的超调量检测方法，其特征在于，

所述作业部设置于所述臂的前端部，

所述惯性传感器设置于所述臂的前端部。

6.根据权利要求2或3所述的超调量检测方法，其特征在于，

所述臂具有：

第一臂，绕第一轴转动；以及

第二臂，相对于所述第一臂绕第二轴转动，并具有所述作业部，

所述编码器具有：

第一编码器，检测所述第一臂绕所述第一轴的位移量；以及

第二编码器，检测所述第二臂绕所述第二轴的位移量，

在所述第二步骤中，根据从所述第一编码器输出的所述第二检测信号以及从所述第二编码器输出的所述第二检测信号生成所述第二信号。

7.一种超调量检测系统，其特征在于，具有：

惯性传感器，检测进行位移的臂的作业部中的惯性；

编码器，检测所述臂的位移量；以及

超调量检测部，对从所述惯性传感器输出的第一检测信号进行两次积分和包含于所述第一检测信号中的低频分量的去除而生成第一信号，根据从所述编码器输出的第二检测信号生成补偿所述第一信号的低频分量的第二信号，并基于所述第一信号和所述第二信号来检测所述臂的超调量。

8.一种机器人系统，其特征在于，具有：

臂，进行位移；

惯性传感器，检测所述臂的作业部中的惯性；

编码器，检测所述臂的位移量；以及

超调量检测部，对从所述惯性传感器输出的第一检测信号进行两次积分和包含于所述第一检测信号中的低频分量的去除而生成第一信号，根据从所述编码器输出的第二检测信号生成补偿所述第一信号的低频分量的第二信号，并基于所述第一信号和所述第二信号来检测所述臂从目标停止位置的超调量。

9.根据权利要求8所述的机器人系统，其特征在于，

所述机器人系统还具有驱动条件调整部，所述驱动条件调整部基于由所述超调量检测部检测出的超调量来调整所述臂的驱动条件。

10.一种超调量调整方法，其特征在于，

基于所述第一信号和所述第二信号来检测所述臂的超调量，并基于检测出的所述超调量来调整所述臂的驱动条件，以使所述超调量变小。