CN115139296A - 机器人的控制方法、机器人系统以及存储介质 - Google Patents

机器人的控制方法、机器人系统以及存储介质 Download PDF

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Abstract

一种机器人的控制方法、机器人系统以及存储介质,能够用简单的方法来抑制振动。机器人的控制方法是具有基座、连接到所述基座的机械臂、以及包括用于驱动所述机械臂的电机的驱动部的机器人的控制方法,其特征在于,具有:第一步骤,获取重量信息,所述重量信息包括与设置于所述机械臂的末端执行器的重量和作为所述末端执行器的作业对象的对象物的重量相关的信息;第二步骤,基于在所述第一步骤中获取的所述重量信息,决定从驱动所述电机的驱动信号去除的频率成分;以及第三步骤,将在所述第二步骤中决定的所述频率成分从所述驱动信号去除,从而生成校正驱动信号。

Description

机器人的控制方法、机器人系统以及存储介质
技术领域
本发明涉及机器人的控制方法、机器人系统以及机器人控制程序。
背景技术
近年来,由于在工厂中人工费的高涨、人材不足,通过各种机器人或该机器人周边设备加速了由人工进行的作业的自动化。作为各种机器人,已知例如专利文献1所示的机器人。
专利文献1的机器人为了减少臂的振动而进行以下这样的动作。首先,敲击设置于臂的末端执行器使其振动来测定该振动。接下来,基于测定结果算出臂的固有振动频率。然后,基于算出的固有振动频率,从用于使臂动作的转矩控制信号去除特定的频率成分后对转矩控制信号进行校正。
通过用该校正后的转矩信号来驱动臂,从而能够减少产生于臂的振动。
专利文献1:特开2001-293638号公报
但是,专利文献1的机器人为了确定固有振动频率,需要用锤子敲击的作业或准备测量振动的测量装置,耗费功夫。
发明内容
本发明的机器人的控制方法的特征在于,所述机器人具有基座、连接到所述基座的机械臂、以及包括用于驱动所述机械臂的电机的驱动部,所述控制方法具有:第一步骤,获取重量信息,所述重量信息包括与设置于所述机械臂的末端执行器的重量和作为所述末端执行器的作业对象的对象物的重量相关的信息;第二步骤,基于在所述第一步骤中获取的所述重量信息,决定从驱动所述电机的驱动信号去除的频率成分;以及第三步骤,将在所述第二步骤中决定的所述频率成分从所述驱动信号去除,从而生成校正驱动信号。
本发明的机器人系统的特征在于,具备:基座;机械臂,连接到所述基座;驱动部,包括用于驱动所述机械臂的电机;以及控制部,控制所述机械臂的工作,所述控制部具有:获取部,获取重量信息,所述重量信息为与设置于所述机械臂的末端执行器的重量和作为所述末端执行器的作业对象的对象物的重量相关的信息;以及校正信号生成部,基于所述获取部获取的所述重量信息,决定从所述驱动信号去除的频率成分,将决定的所述频率成分从所述驱动信号去除,从而生成校正驱动信号。
本发明的存储介质的特征在于,用于存储机器人控制程序,所述机器人控制程序用于控制具有基座、连接到所述基座的机械臂、以及包括驱动所述机械臂的电机的驱动部的机器人,所述机器人控制程序用于执行:第一步骤,获取重量信息,所述重量信息包括与设置于所述机械臂的末端执行器的重量和作为所述末端执行器的作业对象的对象物的重量相关的信息;第二步骤,基于在所述第一步骤中获取的所述重量信息,决定从驱动所述电机的驱动信号去除的频率成分;以及第三步骤,将在所述第二步骤中决定的所述频率成分从所述驱动信号去除,从而生成校正驱动信号。
附图说明
图1是本发明的机器人系统的概要构成图。
图2是图1所示的机器人系统的框图。
图3是图1所示的控制装置的框图。
图4是示出调整部所参照的表格的一个例子的图。
图5是示出调整部所参照的表格的一个例子的图。
图6是示出调整部所参照的表格的一个例子的图。
图7是示出调整部所参照的表格的一个例子的图。
图8是示出图1所示的机器人的、机械臂的重心与末端执行器的重心的位置关系的侧视图。
图9是示出图1所示的机器人的、机械臂的重心与末端执行器的重心的位置关系的侧视图。
图10是示出图1所示的机械臂的整体形状的图。
图11是示出图1所示的机械臂的整体形状的图。
图12是用于说明本发明的机器人的控制方法的流程图。
图13是用于说明图1所示的机械臂的动作路径的图。
附图标记说明
2…机器人;3…示教装置;4…受理部;5…力检测部;7…末端执行器;8…控制装置;8A…动作处理部;8B…伺服处理部;8C…存储部;8D…通信部;20…机械臂;21…基座;22…第一臂;23…第二臂;24…第三臂;25…驱动部;26…驱动部;27…u驱动部;28…z驱动部;31…CPU;32…存储部;33…通信部;34…显示部;81…位置指令生成部;82…调整部;83…位置控制部;84…速度控制部;85…滤波处理部;86…电流控制部;100…机器人系统;220…壳体;230…壳体;241…轴;251…电机;252…制动器;253…编码器;261…电机;262…制动器;263…编码器;271…电机;272…制动器;273…编码器;281…电机;282…制动器;283…编码器;A1…位置关系;A2…位置关系;B1…形状;B2…形状;C1…高度;C2…高度;G1…重心;G2…重心;O1…第一轴线;O2…第二轴线;O3…第三轴线;T1…表格;TCP…控制点;P1…位置;P2…位置;P3…位置;P4…位置。
具体实施方式
以下,基于附图所示的优选的实施方式对本发明的机器人的控制方法、机器人系统以及机器人控制程序进行详细地说明。
实施方式
图1是本发明的机器人系统的概要构成图。图2是图1所示的机器人系统的框图。图3是图1所示的控制装置的框图。图4~图7分别是示出调整部所参照的表格的一个例子的图。图8和图9分别是示出图1所示的机器人的、机械臂的重心与末端执行器的重心的位置关系的侧视图。图10和图11是示出图1所示的机械臂的整体形状的图。图12是用于说明本发明的机器人的控制方法的流程图。
另外,在图1中,为了便于说明,作为相互正交的3轴图示出x轴、y轴以及z轴。另外,以下将与x轴平行的方向也称为“x轴方向”,将与y轴平行的方向也称为“y轴方向”,将与z轴平行的方向也称为“z轴方向”。另外,将图1中的z轴方向、即上下方向设为“铅垂方向”,将x轴方向和y轴方向、即左右方向设为“水平方向”。另外,在各轴中,将末端侧称为“+侧”,将基端侧称为“-侧”。
图1和图2所示的机器人系统100例如是在作为电子部件和电子设备等作业对象的对象物(以下,称为“工件”)的保持、搬运、组装以及检查等作业中使用的装置。机器人系统100具备机器人2、对机器人2示教动作程序的示教装置3、控制机器人2的工作的控制装置8、力检测部5以及末端执行器7。另外,机器人2与示教装置3能够通过有线或者无线进行通信,其通信可以经由互联网这样的网络来进行。
首先,对机器人2进行说明。
机器人2在图示的构成中是水平多关节机器人、即SCARA机器人。但是,不限于该构成,机器人2也可以是垂直6轴机器人这样的多关节机器人。如图1所示,机器人2具有基座21、连接到基座21的机械臂20、以及受理来自操作人员的规定操作的受理部4。
基座21是支承机械臂20的部分。基座21内置有后述的控制装置8。另外,在基座21的任意的部分设定有机器人坐标系的原点。需要说明的是,图1所示的x轴、y轴以及z轴是机器人坐标系的轴。
机械臂20具备连接到基座21的第一臂22、第二臂23、以及作为作业头的第三臂24。另外,将基座21与第一臂22的连结部分、第一臂22与第二臂23的连结部分、以及第二臂23与第三臂24的连结部分也称为关节。
需要说明的是,机器人2不限于图示的构成,臂的数量也可以是1个或2个,也可以是4个以上。
另外,机器人2具备:驱动部25,使第一臂22相对于基座21旋转;驱动部26,使第二臂23相对于第一臂22旋转;u驱动部27,使第三臂24的轴241相对于第二臂23旋转;以及z驱动部28,使轴241相对于第二臂23在z轴方向上移动。
如图1和图2所示,驱动部25内置于第一臂22的壳体220内,并具有:电机251,产生驱动力;制动器252;未图示的减速器,使电机251的驱动力减速;以及编码器253,检测电机251或减速器的旋转轴的旋转角度。
驱动部26内置于第二臂23的壳体230,并具有:电机261,产生驱动力;制动器262;未图示的减速器,将电机261的驱动力减速;以及编码器263,检测电机261或减速器的旋转轴的旋转角度。
u驱动部27内置于第二臂23的壳体230,并具有:电机271,产生驱动力;制动器272;未图示的减速器,将电机271的驱动力减速;以及编码器273,检测电机271或减速器的旋转轴的旋转角度。
z驱动部28内置于第二臂23的壳体230,并具有:电机281,产生驱动力;制动器282;未图示的减速器,将电机281的驱动力减速;以及编码器283,检测电机281或减速器的旋转轴的旋转角度。
作为电机251、电机261、电机271以及电机281,例如能够使用AC伺服电机、DC伺服电机等伺服电机。另外,作为减速器,例如能够使用行星齿轮型减速器、波动齿轮装置等。
制动器252、制动器262、制动器272以及制动器282具有使机械臂20减速的功能。具体地说,制动器252使第一臂22的动作速度减速,制动器262使第二臂23的动作速度减速,制动器272使第三臂24的u轴方向的动作速度减速,制动器282使第三臂24的z轴方向的动作速度减速。
控制装置8通过变更通电条件来使制动器252、制动器262、制动器272以及制动器282工作并使机械臂20的各部位分别减速。制动器252、制动器262、制动器272以及制动器282被控制装置8独立于电机251、电机261、电机271以及电机281地控制。
作为制动器252、制动器262、制动器272以及制动器282,可列举电磁制动器、机械式制动器、液压式制动器、空压式制动器等。
另外,如图2所示,编码器253、编码器263、编码器273以及编码器283是检测机械臂20位置的位置检测部。编码器253、编码器263、编码器273以及编码器283与控制装置8分别电连接。编码器253、编码器263、编码器273以及编码器283将与检测出的旋转角度相关的信息作为电信号发送到控制装置8。由此,控制装置8能够基于与接收到的旋转角度相关的信息来控制机械臂20的工作。
这种驱动部25、驱动部26、u驱动部27以及z驱动部28分别连接到对应的未图示的电机驱动器,经由电机驱动器被控制装置8控制。
基座21例如通过螺栓等固定于未图示的地面。基座21的上端部连结着第一臂22。第一臂22能够相对于基座21绕沿着铅垂方向的第一轴线O1旋转。当使第一臂22旋转的驱动部25驱动时,第一臂22相对于基座21绕第一轴线O1在水平面内旋转。另外,能够通过编码器253来检测第一臂22相对于基座21的旋转量。
另外,第一臂22的末端部连结着第二臂23。第二臂23能够相对于第一臂22绕沿着铅垂方向的第二轴线O2旋转。第一轴线O1的轴方向与第二轴线O2的轴方向相同。即,第二轴线O2与第一轴线O1平行。当使第二臂23旋转的驱动部26驱动时,第二臂23相对于第一臂22绕第二轴线O2在水平面内旋转。另外,能够通过编码器263检测第二臂23相对于第一臂22的驱动量、具体地是旋转量。
另外,第三臂24设置并支承于第二臂23的末端部。第三臂24具有轴241。轴241能够相对于第二臂23绕沿着铅垂方向的第三轴线O3旋转,并且能够在上下方向上移动。该轴241是机械臂20的最末端的臂。
当使轴241旋转的u驱动部27驱动时,轴241绕z轴旋转。另外,能够通过编码器273来检测轴241相对于第二臂23的旋转量。
另外,当使轴241在z轴方向上移动的z驱动部28驱动时,轴241在上下方向、即z轴方向上移动。另外,能够通过编码器283来检测轴241相对于第二臂23的z轴方向的移动量。
另外,在机器人2中设定有以轴241的末端为控制点TCP并以该控制点TCP为原点的末端坐标系。该末端坐标系与前述的机器人坐标系完成校准,能够将末端坐标系中的位置转换为机器人坐标系。由此,能够用机器人坐标系来确定控制点TCP的位置。
另外,各种末端执行器7能够装拆地与轴241的下端部连结。末端执行器7在图示的构成中是把持工件的把手。不过,不限于该构成,例如也可以是通过吸引、吸附来把持工件的把手,也可以是螺丝刀、扳手等工具,也可以是喷雾器等涂敷器具。
需要说明的是,末端执行器7在本实施方式中没有成为机器人2的构成要素,但也可以是末端执行器7的一部分或全部成为机器人2的构成要素。
如图1所示,力检测部5检测施加于机器人2的力、即施加于机械臂20和基座21的力。力检测部5在本实施方式中设置于基座21的下方、即-z轴侧,从下方支承着基座21。
需要说明的是,力检测部5的设置位置不限于上述内容,例如,也可以是轴241的下端部或各关节部分。
力检测部5例如能够设为具有由水晶等压电体构成的、当受到外力时输出电荷的多个元件的构成。另外,控制装置8能够根据该电荷量将其转换为与机械臂20受到的外力相关的值。另外,如果是这种压电体,则能够根据设置方向来调整当受到外力时能够产生电荷的方向。
另外,受理部4是受理操作人员的规定操作的部位。受理部4虽然未图示但是具有示教按钮。该示教按钮能够在进行直接示教的情况下使用。示教按钮既可以是机械按钮,也可以是触摸式电按钮。另外,也可以在示教按钮的周围设置有功能不同的其它按钮。
接着,对示教装置3进行说明。
如图2所示,示教装置3具有对机器人2指定动作程序的功能。具体地说,示教装置3将机械臂20的位置、姿态输入到控制装置8。
如图2所示,示教装置3具有CPU(Central Processing Unit:中央处理单元)31、存储部32、通信部33以及显示部34。作为示教装置3,虽然没有特别限定,但是可列举例如平板电脑、个人计算机、智能手机等。
CPU31读出并执行存储部32中存储的各种程序等。由CPU31生成的信号经由通信部33发送到机器人2的控制装置8。由此,机械臂20能够以规定条件来执行规定作业。
存储部32保存CPU31能够执行的各种程序等。作为存储部32,例如可列举RAM(Random Access Memory:随机存取存储器)等易失性存储器、ROM(Read Only Memory:只读存储器)等非易失性存储器、装拆式外部存储装置等。
通信部33例如使用有线LAN(Local Area Network:局域网)、无线LAN等外部接口在与控制装置8之间进行信号的发送接收。
显示部34由各种显示器构成。在本实施方式中,作为一个例子设为触摸面板式、即显示部34具备显示功能和输入操作功能的构成进行说明。
但是,不限于这种构成,也可以是另外具备输入操作部的构成。在这种情况下,输入操作部可列举例如鼠标、键盘等。另外,也可以是与触摸面板同时采用鼠标、键盘等的构成。
接着,对控制装置8进行说明。
如图1所示,控制装置8在本实施方式中内置于基座21。另外,如图2所示,控制装置8具有控制机器人2的驱动的功能,与前述的机器人2的各部电连接。需要说明的是,并不限于此,控制装置8也可以与机器人2分体构成。
在此,当机械臂20在作业中暂时停止或者将作业结束后停止时,在机械臂20产生振动。该振动影响作业的精度、作业时间,因此优选尽量减少。更具体地说,优选直至振动结束为止的时间尽量短。需要说明的是,以下将缩短直至振动结束为止的时间称为“抑制振动”。
为了抑制振动,在机器人系统100中,从对电机251、电机261、电机271以及电机281进行驱动的驱动信号去除特定的频率成分,生成校正驱动信号。
振动的强弱由末端执行器7的重量、处于停止时的机械臂20的姿态、控制点TCP的位置、到目前为止已经通过的路径、在该路径上的速度、加速度等各条件来决定。
为了决定从驱动信号去除哪种频率成分并生成校正驱动信号,优选考虑这些条件后决定。这些条件之中的末端执行器7的重量特别易于对振动抑制带来影响,因此,在本发明中,基于末端执行器7的重量来生成校正驱动信号。以下,进行详细地说明。
如图3所示,控制装置8是执行本发明的机器人的控制方法的装置,具有动作处理部8A、伺服处理部8B、存储部8C以及通信部8D。动作处理部8A和伺服处理部8B分别由至少1个处理器构成。
存储部8C存储有动作处理部8A和伺服处理部8B能够执行的各种程序、本发明的机器人控制程序等各种程序、后述的表格等。作为存储部8C,例如可列举RAM(Random AccessMemory)等易失性存储器、ROM(Read Only Memory)等非易失性存储器、装拆式外部存储装置等。通信部8D例如使用有线LAN(Local Area Network)、无线LAN等外部接口在与机器人2的各部及示教装置3之间分别进行信号的发送接收。
动作处理部8A具有位置指令生成部81和调整部82。
位置指令生成部81基于用户所输入的动作程序,生成表示末端执行器7应位于的目标位置、到目标位置为止的速度、加速度的位置指令信号。需要说明的是,用户能够使用示教装置3等输入装置来输入动作程序。
调整部82基于被从用户输入的信息来决定用滤波处理部85去除的频率成分。关于该内容将后述。
伺服处理部8B具有位置控制部83、速度控制部84、滤波处理部85以及电流控制部86。
位置控制部83接收位置指令生成部81所生成的目标位置、到目标位置为止的速度、加速度的信息,并基于这些信息和力检测部5的检测结果,生成各电机251、电机261、电机271以及电机281的速度控制信号并将其输出。
速度控制部84从位置控制部83接收速度控制信号。另外,速度控制部84基于从位置控制部83接收到的速度控制信号和编码器253、编码器263、编码器273及编码器283的检测结果,生成转矩控制信号(以下,也称为“驱动信号”),将其输出到滤波处理部85。
滤波处理部85使用带阻滤波器将从速度控制部84接收到的转矩控制信号去除特定的频率成分,从而生成新的转矩控制信号(以下,也称为“校正驱动信号”),将其输出到电流控制部86。本说明书中的“去除”当然是指将特定的频率成分设为0,也包括减少特定的频率成分。滤波处理部85基于调整部82输出的信号,决定在带阻滤波器中使用的系数、即使用带阻滤波器去除的频率成分。
电流控制部86从滤波处理部85接收转矩控制信号,并且从未图示的伺服放大器接收表示对电机251、电机261、电机271以及电机281供给电流的电流量的反馈信号。电流控制部86基于从滤波处理部85接收到的转矩控制信号和从未图示的伺服放大器接收到的反馈信号,来决定对电机251、电机261、电机271以及电机281供给电流的电流量,对电机251、电机261、电机271以及电机281进行驱动。
在此,在机器人系统100中,用户能够将与末端执行器7的重量和工件的重量相关的信息经由示教装置3输入。例如,既可以构成为用户直接输入末端执行器7的重量和工件的重量,也可以构成为通过输入末端执行器7的种类,从而调整部82基于示出输入结果与末端执行器7的重量的关系的表格来确定末端执行器7的重量。另外,也可以设为关于工件的重量也同样地使用表格来确定的构成。并且,调整部82基于与末端执行器7的重量和工件的重量相关的信息(以下,称为“重量信息”),来决定从对电机251、电机261、电机271以及电机281进行驱动的驱动信号去除的频率成分。具体地说,调整部82参照图4所示的表格T1来决定去除的频率成分。表格T1示出重量信息与频率成分的关系,是预先通过实验求出的。需要说明的是,也可以是代替基于表格T1而基于示出重量信息与频率成分的关系的校正曲线来决定所去除的频率成分的构成。
如图4所示,例如在末端执行器7的重量为W1的情况下,去除的频率成分是F1。并且,将与F1对应的信号输出到滤波处理部85。并且,能够经由上述这样的处理得到校正驱动信号。通过用这种校正驱动信号来驱动电机251、电机261、电机271以及电机281,从而能够用去除后的频率成分来抑制机械臂20或末端执行器7等的共振,能够缩短直至振动结束为止的时间。特别是,由于是基于重量信息来生成校正信号的构成,因此能够进行更直接的校正,能够通过简单的处理来生成振动抑制的精度高的校正驱动信号。
需要说明的是,在末端执行器7是不把持工件的构成的情况下,将工件的重量设为0,重量信息仅为末端执行器7的重量。
在此,当将去除的频率成分设为F0时,F0能够用以下的式(1)来表示。
F0=K1×W×Ew×J2+K2×Ez×Z×J+K0×W×Z…(1)
式(1)中的K1、K2、K0分别是机器人固有的系数,能够从实测值算出。另外,式(1)中的J示出第二臂23相对于第一臂22的旋转角度。另外,式(1)中的W示出重量信息。另外,式(1)中的Z示出控制点TCP的z轴方向的位置。另外,式(1)中的Ew示出末端执行器7与工件的合计重量。另外,式(1)中的Ez示出将末端执行器7与工件合并后的重心位置。
据此,优选除重量信息之外还考虑这些信息中的至少1个信息来生成校正驱动信号。
另外,优选考虑机械臂20的规定姿态中的重心G1与末端执行器7的重心G2的位置关系来生成校正驱动信号。本实施方式中的规定姿态是指控制点TCP在目标位置处停止或者暂时停止的姿态。当停止时的重心G1与重心G2的位置关系为图8所示这样的位置关系A1(高度C1)时、以及为图9所示这样的位置关系A2(高度C2)时,直至振动结束为止的时间是不同的。其原因是,根据重心G1与重心G2的距离、重心G1和重心G2向哪一方向偏移,机器人2整体的固有振动特性发生变化。
据此,如图5所示,预先按重心G1与重心G2的每一位置关系准备上述这样的表格T1,根据位置关系参照其中的任意一个来生成校正驱动信号,从而能够进一步生成振动抑制的精度高的校正驱动信号。
另外,优选考虑了机械臂20的规定姿态中的机械臂20的整体形状后生成校正驱动信号。机械臂20的整体形状基于电机251、电机261、电机271以及电机281的旋转位置来决定。特别是,在SCARA机器人中,电机261的旋转角度、即第一臂22与第二臂23所成的角度对振动特性的影响大。需要说明的是,与机械臂20的整体形状相关的信息包含于用户输入的动作路径的信息。因此,当用户输入与动作路径相关的信息时,控制装置8能够掌握在目标位置处停止或者暂时停止的姿态。
当停止时的机械臂20的整体形状为图10所示这样的形状B1时、以及为图11所示这样的形状B2时,直至振动结束为止的时间是不同的。其主要原因是,根据控制点TCP的位置与机械臂20的根部的距离,机器人2整体的固有振动特性发生变化。
据此,如图6所示,预先将上述这样的表格T1按照机械臂20的整体形状、特别是按照第一臂22与第二臂23所成的每一角度来准备,参照其中的任意一个来生成校正驱动信号,从而能够进一步得到振动抑制的精度高的校正驱动信号。特别是,这种控制在适用于例如6轴机器人这样的垂直多关节机器人的情况下是有效的。
另外,优选考虑机械臂20的规定姿态中的控制点TCP的高度、即z轴方向的位置来生成校正驱动信号。特别是,在图示这样的SCARA机器人中,控制点TCP的高度比较易于对振动特性带来影响。需要说明的是,与机械臂20的规定姿态中的控制点TCP的高度相关的信息包含于用户输入的动作路径的信息。因此,当用户输入与动作路径相关的信息时,控制装置8能够掌握在目标位置处停止或者暂时停止时的控制点TCP的高度。
当停止时的控制点TCP的高度例如为图8所示这样的位置时、以及为图9所示这样的位置时,直至振动结束为止的时间是不同的。一般来说,示出控制点TCP的高度越低,直至振动结束为止的时间越长的趋势。在图示的构成中,示出为高度C2时比为高度C1时直至振动结束为止的时间更长的趋势。
据此,如图7所示,预先将上述这样的表格T1按控制点TCP的每一高度进行准备,参照其中的任意一个来生成校正驱动信号,从而能够进一步生成振动抑制的精度高的校正驱动信号。特别是,这种控制在应用于SCARA机器人的情况下是有效的。
需要说明的是,也可以将这些要素组合后生成校正驱动信号。例如,可以预先准备多维表格。
接着,边参照图12所示的流程图,边说明本发明的机器人的控制方法的一个例子。
首先,在步骤S101中,获取重量信息。本步骤如前所述通过用户使用示教装置3输入与末端执行器7的重量和工件的重量相关的信息且控制装置8获取该信息来进行。需要说明的是,在工件的重量为0的情况下,也可以省略工件的重量的输入。该步骤S101是第一步骤。
接下来,在步骤S102中,基于在步骤S101中获取的重量信息,来决定从对电机251、电机261、电机271以及电机281进行驱动的驱动信号去除的频率成分。本步骤由调整部82来执行。另外,如前所述,本步骤通过根据在步骤S101中被输入的信息适当地选择表格并参照选择好的表格来执行。该步骤S102是第二步骤。
接下来,在步骤S103中,将在步骤S102中决定的频率成分从驱动信号去除来生成校正驱动信号。如前所述,本步骤由滤波处理部85来执行。该步骤S103是第三步骤。
接下来,在步骤S104中,基于校正驱动信号对电机251、电机261、电机271以及电机281进行驱动。由此,能够抑制停止或者暂时停止时的振动,能够准确并且迅速地进行作业。该步骤S10是第四步骤。
如以上说明的,本发明的机器人的控制方法是机器人2的控制方法,所述机器人2具有:基座21;机械臂20,连接到基座21;以及驱动部25、驱动部26、u驱动部27及z驱动部28,包括用于驱动机械臂20的电机251、电机261、电机271及电机281。另外,本发明的机器人的控制方法具有:第一步骤,获取包括与设置于机械臂20的末端执行器7的重量和作为末端执行器7的作业对象的对象物的重量相关的信息的重量信息;第二步骤,基于在第一步骤中获取的重量信息,决定从对电机251、电机261、电机271以及电机281进行驱动的驱动信号去除的频率成分;以及第三步骤,将在第二步骤中决定的频率成分从驱动信号去除,生成校正驱动信号。通过用这种校正驱动信号来驱动机器人2,从而能够抑制停止或者暂时停止时的振动,能够准确并且迅速地进行作业。特别是,能够省略如以往这样用锤子敲击机械臂20来获取与振动特性相关的信息这一工序,能够用简单的方法来抑制振动。
另外,在第二步骤中,基于示出频率成分与重量信息的关系的校正曲线或者表格来决定频率成分。由此,能够用简单的处理来决定去除的频率成分。
另外,第二步骤的频率成分的决定还基于机械臂20的规定姿态中的重心G1与末端执行器7的重心G2的位置关系来进行。由此,能够进一步生成振动抑制的精度高的校正驱动信号。
另外,第二步骤的频率成分的决定还基于机械臂20的规定姿态中的机械臂20的整体形状来进行。由此,能够进一步生成振动抑制的精度高的校正驱动信号。
另外,第二步骤的频率成分的决定还基于设定于第三臂24的控制点TCP的高度来进行。由此,能够进一步生成振动抑制的精度高的校正驱动信号。
另外,在第三步骤中,使用带阻滤波器将在第二步骤中决定的频率成分从驱动信号去除,生成校正驱动信号。由此,能够用简单的处理来生成校正驱动信号。
另外,本发明的机器人的控制方法具有基于校正驱动信号对驱动部25、驱动部26、u驱动部27以及z驱动部28进行驱动的第四步骤。由此,能够抑制停止或者暂时停止时的振动,能够准确并且迅速地进行作业。
需要说明的是,在本实施方式中,也可以是使用示教装置3以外的输入装置来输入各种信息的构成。另外,机器人系统100也可以是具备检测所穿戴的末端执行器7的种类的检测部并获取检测部的检测结果的构成。在这种情况下,示出检测部的检测结果与末端执行器7的重量的关系的未图示的表格存储于存储部8C。
另外,本发明的机器人控制程序是用于控制机器人2的控制程序,所述机器人2具有:基座21;机械臂20,连接到基座21;以及驱动部25、驱动部26、u驱动部27及z驱动部28,包括驱动机械臂20的电机251、电机261、电机271及电机281。另外,本发明的机器人控制程序用于执行:第一步骤,获取包括与设置于机械臂20的末端执行器7的重量和作为末端执行器7的作业对象的对象物的重量有关的信息的重量信息;第二步骤,基于在第一步骤中获取的重量信息,决定从对电机251、电机261、电机271以及电机281进行驱动的驱动信号去除的频率成分;以及第三步骤,将在第二步骤中决定的频率成分从驱动信号去除,从而生成校正驱动信号。通过用执行这种机器人控制程序而得到的校正驱动信号来驱动机器人2,从而能够抑制停止或者暂时停止时的振动,能够准确并且迅速地进行作业。特别是,能够省略如以往这样用锤子敲击机械臂20来获取与振动特性相关的信息这一工序,能够用简单的方法来抑制振动。
需要说明的是,本发明的机器人控制程序也可以存储于存储部32,也可以存储于存储部8C,例如也可以保存于CD-ROM等记录介质,也可以存储于能够经由网络等连接的存储装置。
另外,本发明的机器人系统具备:基座21;机械臂20,连接到基座21;驱动部25、驱动部26、u驱动部27及z驱动部28,包括驱动机械臂20的电机251、电机261、电机271及电机281;以及控制装置8,是控制机械臂20的工作的控制部。另外,控制装置8具有:通信部8D,是获取与设置于机械臂20的末端执行器7的重量和作为末端执行器7的作业对象的对象物的重量相关的信息亦即重量信息的获取部;以及调整部82和滤波处理部85,是基于通信部8D获取的重量信息决定从驱动信号去除的频率成分并将决定的频率成分从驱动信号去除并生成校正驱动信号的校正信号生成部。通过用这种校正驱动信号来驱动机器人2,从而能够抑制停止或者暂时停止时的振动,能够准确并且迅速地进行作业。特别是,能够省略如以往这样用锤子敲击机械臂20来获取与振动特性相关的信息这一工序,能够用简单的方法来抑制振动。
以上,基于图示的实施方式说明了本发明的机器人的控制方法、机器人系统以及机器人控制程序,但本发明不限于此,各部的构成能够置换为具有同样的功能的任意的构成。另外,在机器人的控制方法、机器人系统以及机器人控制程序中也可以分别附加有其它任意的构成物、工序。
另外,在所述实施方式中,对控制装置8生成校正驱动信号的构成进行了说明,但本发明不限于此,也可以是示教装置3生成校正驱动信号的构成。即,“控制部”也可以被视为控制装置8,也可以被视为内置于示教装置3的控制部。
另外,在所述实施方式中,针对停止中的机械臂的姿态、停止中的机械臂中的控制点TCP的高度以目标位置处的姿态、控制点的高度为基准的情况进行了说明,但本发明不限于此,例如也可以进行以下这样的控制。
首先,针对机械臂20进行图13所示这样的动作的情况进行说明。需要说明的是,在图13中,图示出控制点TCP的轨道。图13所示的动作是进行上升动作、进行水平动作、进行下降动作的动作。上升动作从上升动作开始位置P1进行到上升动作结束位置P2。水平动作从上升动作结束位置P2进行到下降动作开始位置P3。下降动作从下降动作开始位置P3进行到下降动作结束位置P4。
在所述实施方式中,针对以目标位置、即下降动作结束位置P4为基准来决定去除的频率成分的构成进行了说明,但根据各条件的不同,为了抑制水平方向的振动,也可以基于上升动作开始位置P1或者下降动作开始位置P3中的控制点TCP的高度来决定去除的频率成分。具体地说,在下述条件1、下述条件2以及下述条件3中的任意一者都不满足的情况下,可以基于上升动作开始位置P1处的控制点TCP的高度来决定去除的频率成分。
在满足下述条件1、下述条件2以及下述条件3中的至少一者的情况下,基于下降动作开始位置P3中的控制点TCP的高度来决定去除的频率成分,在下述条件1、下述条件2以及下述条件3中的任意一者都不满足的情况下,可以基于动作开始位置P1处的控制点TCP的高度来决定去除的频率成分。
条件1:开始下降动作的下降动作开始位置P3与结束下降动作的下降动作结束位置P4的距离分开规定距离以上。
条件2:开始下降动作的下降动作开始位置P3的高度是规定高度以上。
条件3:结束下降动作的下降动作结束位置P4的高度是规定高度以上。
条件1是与进行下降动作的距离相关的规定。在进行下降动作的距离比较长的情况下,优选基于下降动作开始位置P3中的控制点TCP的高度来决定去除的频率成分。由此,能够生成能抑制水平成分的振动的驱动信号。
条件2是与下降动作开始位置P3的高度相关的规定。在下降动作开始位置P3的高度比较高的情况下,优选基于下降动作开始位置P3中的控制点TCP的高度来决定去除的频率成分。由此,能够生成能抑制水平成分的振动的驱动信号。
条件3是与下降动作结束位置P4的高度相关的规定。在下降动作结束位置P4的高度比较高的情况下,优选基于下降动作开始位置P3中的控制点TCP的高度来决定去除的频率成分。由此,能够生成能抑制水平成分的振动的驱动信号。
通过这样根据动作的条件来选择成为决定去除的频率成分的基准的位置,从而能够更有效地抑制振动。需要说明的是,“选择”是指包括控制装置8本身基于判断基准选择的情况以及输入用户选择的指示的情况这两者。

Claims (9)

1.一种机器人的控制方法,其特征在于,所述机器人具有基座、连接到所述基座的机械臂、以及包括用于驱动所述机械臂的电机的驱动部,
所述控制方法具有:
第一步骤,获取重量信息,所述重量信息包括与设置于所述机械臂的末端执行器的重量和作为所述末端执行器的作业对象的对象物的重量相关的信息;
第二步骤,基于在所述第一步骤中获取的所述重量信息,决定从驱动所述电机的驱动信号去除的频率成分;以及
第三步骤,将在所述第二步骤中决定的所述频率成分从所述驱动信号去除,从而生成校正驱动信号。
2.根据权利要求1所述的机器人的控制方法,其特征在于,
在所述第二步骤中,基于示出所述频率成分与所述重量信息的关系的校正曲线或表格来决定所述频率成分。
3.根据权利要求1或2所述的机器人的控制方法,其特征在于,
在所述第二步骤中,基于所述机械臂的规定姿态中的重心与所述末端执行器的重心的位置关系来决定所述频率成分。
4.根据权利要求1或2中的任意一项所述的机器人的控制方法,其特征在于,
所述机器人是水平多关节机器人,
所述机械臂是具有连接到所述基座的第一臂、连接到所述第一臂的第二臂、以及连接到所述第二臂的第三臂的水平多关节机器人,
所述第二步骤的所述频率成分的决定还基于所述机械臂的规定姿态中的所述第一臂和所述第二臂所成的角度来进行。
5.根据权利要求4所述的机器人的控制方法,其特征在于,
所述第二步骤的所述频率成分的决定还基于设置于所述第三臂的控制点的高度来进行。
6.根据权利要求1或2所述的机器人的控制方法,其特征在于,
在所述第三步骤中,使用带阻滤波器,将在所述第二步骤中决定的所述频率成分从所述驱动信号去除,从而生成所述校正驱动信号。
7.根据权利要求1或2所述的机器人的控制方法,其特征在于,
所述控制方法还具有基于所述校正驱动信号来驱动所述驱动部的第四步骤。
8.一种机器人系统,其特征在于,具备:
基座;
机械臂,连接到所述基座;
驱动部,包括用于驱动所述机械臂的电机;以及
控制部,控制所述机械臂的工作,
所述控制部具有:
获取部,获取重量信息,所述重量信息为与设置于所述机械臂的末端执行器的重量和作为所述末端执行器的作业对象的对象物的重量相关的信息;以及
校正信号生成部,基于所述获取部获取的所述重量信息,决定从驱动信号去除的频率成分,将决定的所述频率成分从所述驱动信号去除,从而生成校正驱动信号。
9.一种存储介质,其特征在于,用于存储机器人控制程序,所述机器人控制程序用于控制具有基座、连接到所述基座的机械臂、以及包括驱动所述机械臂的电机的驱动部的机器人,
所述机器人控制程序用于执行:
第一步骤,获取重量信息,所述重量信息包括与设置于所述机械臂的末端执行器的重量和作为所述末端执行器的作业对象的对象物的重量相关的信息;
第二步骤,基于在所述第一步骤中获取的所述重量信息,决定从驱动所述电机的驱动信号去除的频率成分;以及
第三步骤,将在所述第二步骤中决定的所述频率成分从所述驱动信号去除,从而生成校正驱动信号。
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