JP2010284725A - Robot device, conveyor, and control method using inertial sensor - Google Patents

Robot device, conveyor, and control method using inertial sensor Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a robot device for inhibiting vibration of a tip of an arm. <P>SOLUTION: The robot device includes an arm movable on a base, an actuator 11 for driving the arm and an inertial sensor for detecting inertial force of the arm, and operation of the arm is controlled by means of a detection signal of the inertial sensor. The inertial sensor includes a first inertial sensor 20 whose dynamic range covers a working range of the arm and n (an integer of 1 or larger) second inertial sensors 30 having a narrower dynamic range and higher resolution than the first inertial sensor 20. A detection signal selecting part 40A for selecting a detection signal to be used based on a detection signal from the first inertial sensor 20 and a detection signal from the second inertial sensor 30, and a vibration control part 60 for generating a control signal which controls the vibration of the arm based on the signal from the detection signal selecting part 40A are provided. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、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に関する。   The present invention relates to a robot apparatus, a transfer apparatus, and a control method using an inertial sensor.

ロボット装置や搬送装置などにおいて、アクチュエーターの駆動によって、物の把持、載置などを行う移動部に振動が生ずる。例えば、組み立てロボット装置の場合、アクチュエーターを停止してもアームの先端に取り付けられたチャック部に振動が残る。このため、ロボット装置は次の動作を開始する際に、振動が収まるまでロボット装置は停止していなくてはならず、ロボット装置の作業速度が低下している。また、チャック部の停止位置精度を必要とする場合には、この振動により精度の良い位置決めができない問題がある。ロボット装置に残留する振動は、ロボット装置の高速動作および安定動作を妨げる要因となっている。
このような振動を抑制するために、特許文献１では、慣性センサー（ジャイロセンサーおよび加速度計）を用いて多関節ロボット装置のチャック部の振動を検出し、この出力信号によりアームの動作を制御してチャック部に生ずる振動を抑制して精度の高い位置決めができるロボット装置が開示されている。 In a robot apparatus, a transfer apparatus, and the like, vibration is generated in a moving unit that grips or places an object by driving an actuator. For example, in the case of an assembly robot apparatus, vibration remains in the chuck portion attached to the tip of the arm even when the actuator is stopped. For this reason, when the robot apparatus starts the next operation, the robot apparatus must be stopped until the vibration is stopped, and the working speed of the robot apparatus is reduced. In addition, when the stop position accuracy of the chuck portion is required, there is a problem that accurate positioning cannot be performed by this vibration. Vibration remaining in the robot apparatus is a factor that hinders high-speed operation and stable operation of the robot apparatus.
In order to suppress such vibration, in Patent Document 1, an inertial sensor (gyro sensor and accelerometer) is used to detect the vibration of the chuck portion of the articulated robot apparatus, and the operation of the arm is controlled by this output signal. Thus, a robot apparatus that can perform highly accurate positioning by suppressing vibration generated in the chuck portion is disclosed.

特開平７−９３７４号公報Japanese Patent Laid-Open No. 7-9374

しかしながら、アーム部を高速に移動させながら、チャック部などの移動部の振動をさらに抑制するには慣性センサーのダイナミックレンジと分解能について検討する必要がある。
ロボット装置に用いられる慣性センサーは、アーム部先端の全動作範囲を測定できるようにダイナミックレンジの広いセンサーが利用される。一般に、ダイナミックレンジの広い慣性センサーは、ダイナミックレンジの狭い慣性センサーに比べて分解能が低くなる。このため、振動の抑制に用いられる検出信号の分解能は低くなり、アーム部先端の振動を充分に抑制することができない。また、分解能の高い慣性センサーを用いた場合、ダイナミックレンジは狭くなり、アーム動作の全域にわたって慣性力を検出できないという問題がある。 However, it is necessary to study the dynamic range and resolution of the inertial sensor in order to further suppress the vibration of the moving part such as the chuck part while moving the arm part at high speed.
As the inertial sensor used in the robot apparatus, a sensor having a wide dynamic range is used so that the entire movement range of the tip of the arm unit can be measured. In general, an inertial sensor with a wide dynamic range has a lower resolution than an inertial sensor with a narrow dynamic range. For this reason, the resolution of the detection signal used for suppressing the vibration is low, and the vibration of the arm portion tip cannot be sufficiently suppressed. Further, when an inertial sensor having a high resolution is used, the dynamic range becomes narrow, and there is a problem that the inertial force cannot be detected over the entire arm operation.

本発明は上記課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。   SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to solve at least a part of the problems described above, and the invention can be implemented as the following forms or application examples.

［適用例１］本適用例にかかるロボット装置は、基体に対して移動可能な移動部と、前記移動部を駆動するアクチュエーターと、前記移動部の慣性力を検出する慣性センサーと、を備え、前記慣性センサーの検出信号を用いて前記移動部の動作が制御されるロボット装置であって、前記慣性センサーは、ダイナミックレンジが前記移動部の動作範囲を包含する第１の慣性センサーと、前記第１の慣性センサーよりもダイナミックレンジが狭くかつ分解能が高いｎ（１以上の整数）個の第２の慣性センサーと、を有し、前記第１の慣性センサーの検出信号および前記第２の慣性センサーの検出信号に基づき、使用する前記検出信号を選択する検出信号選択部と、前記検出信号選択部からの信号に基づき前記移動部の振動を制御する制御信号を生成する振動制御部と、が備えられていることを特徴とする。   Application Example 1 A robot apparatus according to this application example includes a moving unit that is movable with respect to a base, an actuator that drives the moving unit, and an inertial sensor that detects an inertial force of the moving unit, A robot apparatus in which an operation of the moving unit is controlled using a detection signal of the inertial sensor, wherein the inertial sensor includes a first inertial sensor whose dynamic range includes an operating range of the moving unit; N (integer greater than or equal to 1) second inertial sensors having a narrower dynamic range and higher resolution than the first inertial sensor, and a detection signal of the first inertial sensor and the second inertial sensor Based on the detection signal, a detection signal selection unit that selects the detection signal to be used and a control signal that controls vibration of the moving unit based on the signal from the detection signal selection unit are generated. A vibration control section for, characterized in that is provided.

この構成によれば、第１の慣性センサーの検出信号と第２の慣性センサーとの検出信号に基づき、使用する検出信号を選択可能としている。ダイナミックレンジの広い第１の慣性センサーを利用して、ロボット装置の移動部の全動作範囲の慣性力を検出しつつ、小さな慣性力を検出する必要がある部分では分解能の高い第２の慣性センサーを利用することで小さな慣性力を検出できる。そして、この検出信号を用いることで、ロボット装置の移動部における小さな振動に対応した、振動の抑制が可能となる。   According to this configuration, the detection signal to be used can be selected based on the detection signal of the first inertia sensor and the detection signal of the second inertia sensor. Using the first inertial sensor with a wide dynamic range, the inertial force of the entire movement range of the moving unit of the robot apparatus is detected, and the second inertial sensor having a high resolution in a portion where a small inertial force needs to be detected. A small inertia force can be detected by using. By using this detection signal, it is possible to suppress vibration corresponding to small vibration in the moving unit of the robot apparatus.

［適用例２］上記適用例にかかるロボット装置において、前記検出信号選択部は、前記第１の慣性センサーおよび前記第２の慣性センサーの各検出信号と、それぞれに設定されたしきい値との比較により前記振動制御部に送る前記検出信号が切り替えられて選択されることが望ましい。   Application Example 2 In the robot apparatus according to the application example described above, the detection signal selection unit includes a detection signal of each of the first inertia sensor and the second inertia sensor, and a threshold value set for each of the detection signals. It is desirable that the detection signal to be sent to the vibration control unit is switched and selected by comparison.

この構成によれば、第１の慣性センサーおよび第２の慣性センサーの各検出信号と、それぞれに設定されたしきい値との比較により振動制御部に送る検出信号が切り替えられる。このようにすれば、しきい値を適宜決めることで、検出信号選択部から振動制御部へ送る検出信号の選択が容易にできる。   According to this configuration, the detection signals to be sent to the vibration control unit are switched by comparing the detection signals of the first inertial sensor and the second inertial sensor with the threshold values set respectively. If it does in this way, selection of a detection signal sent to a vibration control part from a detection signal selection part can be made easy by determining a threshold suitably.

［適用例３］上記適用例にかかるロボット装置において、前記検出信号選択部は、前記第１の慣性センサーおよび前記第２の慣性センサーの各検出信号と、それぞれに設定されたしきい値との比較により各検出信号に重み係数をかけて合成して、前記振動制御部に送る前記検出信号が選択されることが望ましい。   Application Example 3 In the robot apparatus according to the application example described above, the detection signal selection unit includes a detection signal of each of the first inertia sensor and the second inertia sensor, and a threshold value set for each of the detection signals. It is desirable to select the detection signal to be sent to the vibration control unit by combining each detection signal with a weighting factor by comparison.

慣性センサーの出力信号にはドリフト成分が含まれている場合があり、このドリフト成分は慣性センサーの製造ばらつき、経年変化、温度変化などによって変化する。このため、慣性センサーの出力信号に重み係数を掛けて合成することで、信号の切り替え時のドリフト成分の偏差を減らすことができ、円滑な切り替えができる。   The output signal of the inertial sensor may contain a drift component, and this drift component changes due to manufacturing variations of the inertial sensor, aging, temperature change, and the like. For this reason, by multiplying the output signal of the inertial sensor by a weighting factor and synthesizing it, the deviation of the drift component at the time of signal switching can be reduced, and smooth switching can be performed.

［適用例４］上記適用例にかかるロボット装置において、前記検出信号選択部は、前記移動部を駆動する前記アクチュエーターへの命令の内容に応じて、前記第１の慣性センサーと前記第２の慣性センサーとの各検出信号が選択されることが望ましい。   Application Example 4 In the robot apparatus according to the application example described above, the detection signal selection unit is configured to perform the first inertia sensor and the second inertia according to the content of a command to the actuator that drives the moving unit. Each detection signal with the sensor is preferably selected.

この構成によれば、アクチュエーターへの命令の内容に応じて、第１の慣性センサーと第２の慣性センサーとの各検出信号が選択される。このようにすることで、慣性センサーで変化を検知してから制御をするのではなく、アクチュエーターの動作に合わせて利用する慣性センサーを選択でき、制御の処理遅延を減少させることができる。   According to this configuration, the detection signals of the first inertial sensor and the second inertial sensor are selected according to the content of the command to the actuator. In this way, it is possible to select the inertial sensor to be used in accordance with the operation of the actuator, instead of performing control after detecting the change with the inertial sensor, and to reduce the processing delay of the control.

［適用例５］上記適用例にかかるロボット装置において、前記第１の慣性センサーおよび前記第２の慣性センサーが、加速度センサーまたは角速度センサーのどちらかから選択されることが望ましい。   Application Example 5 In the robot apparatus according to the application example, it is preferable that the first inertia sensor and the second inertia sensor are selected from either an acceleration sensor or an angular velocity sensor.

この構成によれば、第１の慣性センサーおよび第２の慣性センサーが加速度センサーまたは角速度センサー（ジャイロセンサー）が用いられる。ロボット装置の移動部が直線運動をするのであれば加速度センサーが選ばれ、回転運動であれば角速度センサーが選ばれる。そして、ロボット装置の移動部における直進運動の加速度または回転運動の角速度を検出し、この検出信号を用いてロボット装置の振動を抑制することができる。   According to this configuration, an acceleration sensor or an angular velocity sensor (gyro sensor) is used as the first inertia sensor and the second inertia sensor. An acceleration sensor is selected if the moving part of the robot apparatus performs a linear motion, and an angular velocity sensor is selected if it is a rotational motion. Then, the acceleration of the linear motion or the angular velocity of the rotational motion in the moving unit of the robot device can be detected, and the vibration of the robot device can be suppressed using this detection signal.

［適用例６］本適用例にかかる搬送装置は、基体に対して直線運動可能な移動部と、前記移動部を駆動するアクチュエーターと、前記移動部の慣性力を検出する慣性センサーと、を備え、前記慣性センサーの検出信号を用いて前記移動部の動作が制御される搬送装置であって、前記慣性センサーは、ダイナミックレンジが前記移動部の動作範囲を包含する第１の慣性センサーと、前記第１の慣性センサーよりもダイナミックレンジが狭くかつ分解能が高いｎ（１以上の整数）個の第２の慣性センサーと、を有し、前記第１の慣性センサーの検出信号および前記第２の慣性センサーの検出信号に基づいて前記検出信号を選択する検出信号選択部と、前記検出信号選択部からの信号に基づき前記移動部の振動を制御する制御信号を生成する振動制御部と、が備えられていることを特徴とする。   Application Example 6 A transfer apparatus according to this application example includes a moving unit that can move linearly with respect to a base, an actuator that drives the moving unit, and an inertial sensor that detects an inertial force of the moving unit. A transfer device in which the operation of the moving unit is controlled using a detection signal of the inertial sensor, wherein the inertial sensor includes a first inertial sensor whose dynamic range includes an operating range of the moving unit; N (integer greater than or equal to 1) second inertial sensors having a narrower dynamic range and higher resolution than the first inertial sensor, and a detection signal of the first inertial sensor and the second inertial A detection signal selection unit that selects the detection signal based on the detection signal of the sensor, and a vibration control that generates a control signal that controls the vibration of the moving unit based on the signal from the detection signal selection unit. And parts, characterized in that is provided.

この構成によれば、第１の慣性センサーの検出信号と第２の慣性センサーとの検出信号に基づき、使用する検出信号を選択可能としている。ダイナミックレンジの広い第１の慣性センサーを利用して、搬送装置の移動部の全動作範囲の慣性力を検出しつつ、小さな慣性力を検出する必要がある部分では分解能の高い第２の慣性センサーを利用することで小さな慣性力を検出できる。そして、この検出信号を用いることで、搬送装置の移動部における小さな振動に対応した、振動の抑制が可能となる。   According to this configuration, the detection signal to be used can be selected based on the detection signal of the first inertia sensor and the detection signal of the second inertia sensor. Using the first inertial sensor with a wide dynamic range, the inertial force of the entire operation range of the moving unit of the transport device is detected, and the second inertial sensor having a high resolution in a portion where it is necessary to detect a small inertial force. A small inertia force can be detected by using. And by using this detection signal, it becomes possible to suppress the vibration corresponding to the small vibration in the moving part of the transport device.

［適用例７］上記適用例にかかる搬送装置において、前記第１の慣性センサーおよび前記第２の慣性センサーが、加速度センサーまたは角速度センサーのどちらかから選択されることが望ましい。   Application Example 7 In the transport apparatus according to the application example, it is preferable that the first inertia sensor and the second inertia sensor are selected from either an acceleration sensor or an angular velocity sensor.

この構成によれば、第１の慣性センサーおよび第２の慣性センサーが加速度センサーまたは角速度センサー（ジャイロセンサー）が用いられる。搬送装置の移動部が直線運動をするのであれば加速度センサーが選ばれ、回転運動であれば角速度センサーが選ばれる。そして、搬送装置の移動部における直進運動の加速度または回転運動の角速度を検出し、この検出信号を用いて搬送装置の振動を抑制することができる。   According to this configuration, an acceleration sensor or an angular velocity sensor (gyro sensor) is used as the first inertia sensor and the second inertia sensor. An acceleration sensor is selected if the moving unit of the transport device performs a linear motion, and an angular velocity sensor is selected if the moving unit is a rotational motion. And the acceleration of the rectilinear motion in the moving part of a conveyance apparatus or the angular velocity of a rotational motion can be detected, and the vibration of a conveyance apparatus can be suppressed using this detection signal.

［適用例８］本適用例にかかる慣性センサーを用いた制御方法は、基体に対して移動可能な移動部と、前記移動部を駆動するアクチュエーターと、前記移動部の慣性力を検出するダイナミックレンジが前記移動部の動作範囲を包含する第１の慣性センサーと、前記第１の慣性センサーよりもダイナミックレンジが狭くかつ分解能が高いｎ（１以上の整数）個の第２の慣性センサーと、を有し、前記第１の慣性センサーの検出信号および前記第２の慣性センサーの検出信号とに基づいて前記検出信号を選択する検出信号選択部と、前記検出信号選択部からの信号に基づき前記移動部の振動を制御する振動制御部と、を備えた前記移動部の振動を制御する慣性センサーを用いた制御方法であって、前記移動部を駆動する工程と、前記第１の慣性センサーおよび前記第２の慣性センサーが前記移動部の慣性力を検出する工程と、前記第１の慣性センサーの検出信号および前記第２の慣性センサーの検出信号とに基づいて前記振動制御部に送信する前記検出信号を選択する工程と、前記振動制御部に送信された前記検出信号に基づき前記アクチュエーターに振動制御信号を生成する工程と、を有することを特徴とする。   Application Example 8 A control method using an inertial sensor according to this application example includes a moving unit that can move with respect to a base, an actuator that drives the moving unit, and a dynamic range that detects the inertial force of the moving unit. A first inertial sensor including an operating range of the moving unit, and n (an integer of 1 or more) second inertial sensors having a dynamic range narrower and higher resolution than the first inertial sensor. A detection signal selection unit that selects the detection signal based on a detection signal of the first inertial sensor and a detection signal of the second inertial sensor, and the movement based on a signal from the detection signal selection unit A control method using an inertial sensor for controlling the vibration of the moving unit, the step of driving the moving unit, and the first inertial sensor. And the second inertial sensor transmits to the vibration control unit based on the step of detecting the inertial force of the moving unit and the detection signal of the first inertial sensor and the detection signal of the second inertial sensor. Selecting the detection signal to be performed, and generating a vibration control signal for the actuator based on the detection signal transmitted to the vibration control unit.

この制御方法によれば、第１の慣性センサーの検出信号と第２の慣性センサーとの検出信号に基づき、使用する検出信号を選択可能としている。ダイナミックレンジの広い第１の慣性センサーを利用して、ロボット装置の移動部の全動作範囲の慣性力を検出しつつ、小さな慣性力を検出する必要がある部分では分解能の高い第２の慣性センサーの検出信号を利用することで小さな慣性力を検出できる。そして、この検出信号を用いることで、ロボット装置の移動部における小さな振動に対応した、振動の抑制が可能である。   According to this control method, the detection signal to be used can be selected based on the detection signal of the first inertia sensor and the detection signal of the second inertia sensor. Using the first inertial sensor with a wide dynamic range, the inertial force of the entire movement range of the moving unit of the robot apparatus is detected, and the second inertial sensor having a high resolution in a portion where a small inertial force needs to be detected. A small inertia force can be detected by using this detection signal. By using this detection signal, it is possible to suppress the vibration corresponding to the small vibration in the moving unit of the robot apparatus.

ロボット装置のアームが一連の動作（加速、定速、減速、停止）をしたときの角速度と時間との関係を示すグラフ。The graph which shows the relationship between angular velocity and time when the arm of a robot apparatus carries out a series of operation | movement (acceleration, constant speed, deceleration, and stop). アクチュエーターを停止した後の残留振動を量子化したグラフ。The graph which quantized the residual vibration after stopping the actuator. ダイナミックレンジの狭いジャイロセンサーを用いた場合の角速度の検出状況を示すグラフ。The graph which shows the detection condition of angular velocity at the time of using a gyro sensor with a narrow dynamic range. 第１の実施形態におけるロボット装置の構成を示す概略構成図。The schematic block diagram which shows the structure of the robot apparatus in 1st Embodiment. 第１の実施形態における検出信号の選択方法を説明するブロック図。The block diagram explaining the selection method of the detection signal in a 1st embodiment. 第１の実施形態におけるアクチュエーターを停止した後のアーム部の残留振動を量子化したグラフ。The graph which quantized the residual vibration of the arm part after stopping the actuator in 1st Embodiment. 第１の実施形態のロボット装置においてアーム部の振動が抑制された状態を示すグラフ。The graph which shows the state by which the vibration of the arm part was suppressed in the robot apparatus of 1st Embodiment. 第２の実施形態における検出信号の選択方法を説明するブロック図。The block diagram explaining the selection method of the detection signal in 2nd Embodiment. 慣性センサーの検出信号を切替スイッチで切り替えた状況を示す説明図。Explanatory drawing which shows the condition which switched the detection signal of the inertial sensor with the changeover switch. 第２の実施形態における慣性センサーの検出信号に重み付けをして切り替えた状況を示す説明図。Explanatory drawing which shows the condition which weighted and switched the detection signal of the inertial sensor in 2nd Embodiment. 第３の実施形態における検出信号の選択方法を説明するブロック図。The block diagram explaining the selection method of the detection signal in 3rd Embodiment. 第４の実施形態における検出信号の選択方法を説明するブロック図。The block diagram explaining the selection method of the detection signal in 4th Embodiment. 変形例における直動型のロボット装置を示す説明図。Explanatory drawing which shows the linear motion type robot apparatus in a modification. 第５の実施形態における搬送装置としてのレーザープリンターを示す説明図。Explanatory drawing which shows the laser printer as a conveying apparatus in 5th Embodiment. 第５の実施形態における他の搬送装置としてのインクジェットプリンターを示す説明図。Explanatory drawing which shows the inkjet printer as another conveyance apparatus in 5th Embodiment.

以下、本発明を具体化した実施形態について図面に従って説明する。
（第１の実施形態） DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the invention will be described with reference to the drawings.
(First embodiment)

まず、本発明の理解のためにロボット装置の動作と慣性センサーが検出する慣性力との関係を説明する。この説明ではロボット装置の回転運動するアーム部の先端に慣性センサーとしてジャイロセンサーを取り付けた例について説明する。
図１はロボット装置のアーム部が一連の動作（加速、定速、減速、停止）をしたときの角速度と時間との関係を示すグラフである。図２はアクチュエーターを停止した後の残留振動を量子化したグラフである。図３はダイナミックレンジの狭いジャイロセンサーを用いた場合の角速度の検出状況を示すグラフである。 First, in order to understand the present invention, the relationship between the operation of the robot apparatus and the inertial force detected by the inertial sensor will be described. In this description, an example will be described in which a gyro sensor is attached as an inertial sensor to the tip of an arm portion that rotates in the robot apparatus.
FIG. 1 is a graph showing the relationship between the angular velocity and time when the arm portion of the robot apparatus performs a series of operations (acceleration, constant speed, deceleration, stop). FIG. 2 is a graph obtained by quantizing the residual vibration after the actuator is stopped. FIG. 3 is a graph showing an angular velocity detection situation when a gyro sensor with a narrow dynamic range is used.

図１において、アーム部先端の角速度の目標値を示す曲線をＬａ、実際にアームの先端に配置したジャイロセンサーが検出した角速度を示す曲線をＬｓ1、で示している。
ロボット装置のアーム部が停止状態から動き出した加速状態では、角加速度は０から上昇していく。そして、定速状態では角速度はほぼ同じ値で推移し、減速状態では角速度は下降して０になる。このように、ジャイロセンサーのダイナミックレンジ（入力角速度の範囲）は、アーム部先端の動作を全範囲検知できる範囲となっている。 In FIG. 1, a curve indicating the target value of the angular velocity at the tip of the arm portion is indicated by La, and a curve indicating the angular velocity detected by the gyro sensor actually disposed at the tip of the arm is indicated by Ls 1 .
In the acceleration state in which the arm unit of the robot apparatus starts moving from the stopped state, the angular acceleration increases from zero. In the constant speed state, the angular velocity changes at substantially the same value, and in the deceleration state, the angular velocity decreases to zero. Thus, the dynamic range (range of input angular velocity) of the gyro sensor is a range in which the movement of the tip of the arm part can be detected over the entire range.

ここで、アーム部先端における角速度はアーム部の回転方向の角速度であり、また、アーム部の回転に対して正方向と負方向に繰り返される角速度の変動はアーム部先端の回転方向の振動であると解釈できる。
アーム部先端はアーム部の動きに応じて振動を生じることになるが、特に加速状態から定速状態に移った後、および減速状態が終了した後において、角加速度の変動が現れ、アーム部先端の振動が大きくなる。
前述したように、特に問題となるのが、減速状態が終了した後（アクチュエーターの停止後）の振動であり、完全に停止するまでにおよそ０．２秒程度の時間がかかっている。 Here, the angular velocity at the tip of the arm is the angular velocity in the direction of rotation of the arm, and the variation in angular velocity repeated in the positive and negative directions with respect to the rotation of the arm is vibration in the direction of rotation of the tip of the arm. Can be interpreted.
The tip of the arm part will vibrate according to the movement of the arm part, but especially after the transition from the acceleration state to the constant speed state and after the deceleration state ends, the fluctuation of angular acceleration appears and the tip of the arm part appears. The vibration of is increased.
As described above, a particular problem is the vibration after the deceleration state is completed (after the actuator is stopped), and it takes about 0.2 seconds to completely stop.

図２は、図１の減速状態から減速状態が終了した後の部分を拡大し、実際の角速度を示す曲線Ｌｓ1と、ダイナミックレンジをアーム部先端の動作を検知できる範囲とし、さらに量子化有効ビット長で換算して６ビット程度のＳＮ比（信号と雑音の比）を持つジャイロセンサーで検出した場合の角速度を示す曲線Ｌｇ、で示している。
この図から分かるように、大きな角速度の変動は検出可能であるが、小さい角速度の変動を検出することができない。
このように、アーム部先端の最大の角速度を検出できるように広くジャイロセンサーのダイナミックレンジをとった場合、充分な分解能を得ることができず、その結果、小さな振動を制御することもできなくなる。 2 expands the part after the deceleration state is completed from the deceleration state of FIG. 1, and makes the curve Ls 1 indicating the actual angular velocity and the dynamic range within which the motion of the arm end can be detected, and further quantization is effective. A curve Lg indicating an angular velocity when detected by a gyro sensor having an SN ratio (signal to noise ratio) of about 6 bits in terms of bit length is shown.
As can be seen from this figure, large angular velocity fluctuations can be detected, but small angular velocity fluctuations cannot be detected.
As described above, when the dynamic range of the gyro sensor is wide enough to detect the maximum angular velocity at the tip of the arm portion, sufficient resolution cannot be obtained, and as a result, small vibrations cannot be controlled.

一方、ダイナミックレンジを制限すれば同じ６ビット程度のＳＮ比を持つジャイロセンサーにおいて、分解能を上げられることが分かっているが、図３に示すように大きな角速度の入力に対して出力が飽和してしまい、ジャイロセンサーの出力に基づく制御を正しく行うことができない。
なお図３において、ダイナミックレンジが広いジャイロセンサーが検出した角速度を示す曲線Ｌｓ1、とダイナミックレンジが狭いジャイロセンサーが検出した角速度を示す曲線Ｌｓ2、で示している。 On the other hand, it is known that if the dynamic range is limited, the resolution can be improved in the gyro sensor having the same S / N ratio of about 6 bits. However, as shown in FIG. Therefore, control based on the output of the gyro sensor cannot be performed correctly.
In FIG. 3, a curve Ls 1 indicating the angular velocity detected by the gyro sensor having a wide dynamic range and a curve Ls 2 indicating the angular velocity detected by the gyro sensor having a narrow dynamic range are shown.

次に、第１の実施形態のロボット装置について説明する。
図４は本実施形態のロボット装置の構成を示す概略構成図である。
ロボット装置１はロボット本体１ａと、第１の慣性センサー２０と、第２の慣性センサー３０と、信号多重化器２５と、検出信号選択部４０Ａと、振動制御部６０とを備えている。
ロボット本体１ａの基体１０には、サーボモーターなどのアクチュエーター１１を介してアーム部１２が取り付けられ、移動部としてのアーム部１２が水平方向に回転動作可能である。アーム部１２はアーム１３と、アーム１３の先端に設けられ鉛直方向に移動可能なスライド軸１４と、スライド軸１４の端部に設けられたハンド１５とを有している。さらに、ロボット本体１ａにはアクチュエーター１１を制御するアクチュエーター制御部７０が備えられている。このように、ロボット本体１ａはスカラ型のロボットとして構成されている。 Next, the robot apparatus according to the first embodiment will be described.
FIG. 4 is a schematic configuration diagram showing the configuration of the robot apparatus of the present embodiment.
The robot apparatus 1 includes a robot body 1a, a first inertial sensor 20, a second inertial sensor 30, a signal multiplexer 25, a detection signal selection unit 40A, and a vibration control unit 60.
An arm portion 12 is attached to the base body 10 of the robot body 1a via an actuator 11 such as a servo motor, and the arm portion 12 as a moving portion can rotate in the horizontal direction. The arm unit 12 includes an arm 13, a slide shaft 14 provided at the tip of the arm 13 and movable in the vertical direction, and a hand 15 provided at the end of the slide shaft 14. Further, the robot body 1a is provided with an actuator control unit 70 for controlling the actuator 11. Thus, the robot body 1a is configured as a SCARA robot.

ロボット本体１ａのハンド１５に近いスライド軸１４には、第１の慣性センサー２０と第２の慣性センサー３０が取り付けられている。第１の慣性センサー２０および第２の慣性センサー３０にはジャイロセンサー（角速度センサー）が用いられ、アーム１３が水平方向に移動する際の角速度を検出可能である。なお、第１の慣性センサー２０のダイナミックレンジ（入力角速度の範囲）は、アーム部１２先端の動作を検知できる範囲となっている。また、第２の慣性センサー３０は、第１の慣性センサー２０よりもダイナミックレンジが狭くかつ分解能が高い慣性センサーで構成されている。そして、この第２の慣性センサー３０は、後述する理由から複数のセンサーにて構成しても良い。
第１の慣性センサー２０および第２の慣性センサー３０は、信号多重化器２５に接続され、信号多重化器２５は検出信号選択部４０Ａに接続されている。さらに、検出信号選択部４０Ａは振動制御部６０に接続され、振動制御部６０はロボット本体１ａのアクチュエーター制御部７０に接続されている。なお、信号多重化器２５は信号の伝送の簡略化のために設けたが、無くてもよい。 A first inertia sensor 20 and a second inertia sensor 30 are attached to the slide shaft 14 close to the hand 15 of the robot body 1a. A gyro sensor (angular velocity sensor) is used for the first inertia sensor 20 and the second inertia sensor 30, and the angular velocity when the arm 13 moves in the horizontal direction can be detected. Note that the dynamic range (the range of the input angular velocity) of the first inertial sensor 20 is a range in which the operation of the tip of the arm unit 12 can be detected. The second inertial sensor 30 is an inertial sensor that has a narrower dynamic range and higher resolution than the first inertial sensor 20. The second inertial sensor 30 may be composed of a plurality of sensors for reasons that will be described later.
The first inertial sensor 20 and the second inertial sensor 30 are connected to the signal multiplexer 25, and the signal multiplexer 25 is connected to the detection signal selection unit 40A. Furthermore, the detection signal selection unit 40A is connected to the vibration control unit 60, and the vibration control unit 60 is connected to the actuator control unit 70 of the robot body 1a. In addition, although the signal multiplexer 25 is provided for simplification of signal transmission, it may not be provided.

以上の構成のロボット装置１において、アーム部１２が動くことにより検出された第１の慣性センサー２０および第２の慣性センサー３０の検出信号は、信号多重化器２５に入力され、それぞれのセンサーの出力信号が多重化される。そして、多重化された信号が検出信号選択部４０Ａに入力され、利用する検出信号が選択される。選択された検出信号は振動制御部６０に入力され、これらの信号に基づきアーム部１２の振動を抑制する制御信号を生成して、アクチュエーター制御部７０に制御信号が入力される。アクチュエーター制御部７０からアクチュエーター１１に命令信号が入力され、アクチュエーター１１が振動を抑制する動きを行い、アーム部１２の振動が抑制される。   In the robot apparatus 1 having the above-described configuration, detection signals of the first inertia sensor 20 and the second inertia sensor 30 detected by the movement of the arm unit 12 are input to the signal multiplexer 25, and the detection signals of the respective sensors. The output signal is multiplexed. Then, the multiplexed signal is input to the detection signal selection unit 40A, and the detection signal to be used is selected. The selected detection signal is input to the vibration control unit 60, a control signal for suppressing the vibration of the arm unit 12 is generated based on these signals, and the control signal is input to the actuator control unit 70. A command signal is input from the actuator control unit 70 to the actuator 11, and the actuator 11 moves to suppress vibration, and vibration of the arm unit 12 is suppressed.

次に、第１の慣性センサー２０および第２の慣性センサー３０からの検出信号の選択方法について詳細に説明する。
図５は検出信号の選択方法を説明するブロック図である。ここでは、ｎ（ｎは１以上の整数）個の第２の慣性センサーを設けたときのブロック図を示す。第２の慣性センサー３０ａ〜３０ｎは、第１の慣性センサー２０よりもダイナミックレンジが狭い慣性センサーが採用され、例えば、ｎ個の慣性センサーを組み合わせることで第１の慣性センサー２０のダイナミックレンジの約１/３の範囲をカバーできるように構成されている。
図５に示すように、検出信号選択部４０Ａは、絶対値演算素子（ＡＢＳ）４１と、コンパレーター４２，４３ａ〜４３ｎと、切替制御部４４と、切替スイッチ４５と、が備えられている。 Next, a method for selecting detection signals from the first inertial sensor 20 and the second inertial sensor 30 will be described in detail.
FIG. 5 is a block diagram illustrating a detection signal selection method. Here, a block diagram when n (n is an integer of 1 or more) second inertial sensors is provided is shown. As the second inertial sensors 30a to 30n, an inertial sensor having a narrower dynamic range than that of the first inertial sensor 20 is adopted. For example, by combining n inertial sensors, about the dynamic range of the first inertial sensor 20 It is configured to cover a range of 1/3.
As shown in FIG. 5, the detection signal selection unit 40A includes an absolute value calculation element (ABS) 41, comparators 42 and 43a to 43n, a switching control unit 44, and a changeover switch 45.

第１の慣性センサー２０は絶対値演算素子４１に接続され、絶対値演算素子４１はコンパレーター４２に接続されている。そして、コンパレーター４２は切替制御部４４に接続されている。
同様に、第２の慣性センサー３０ａ〜３０ｎは絶対値演算素子４１に接続され、絶対値演算素子４１はそれぞれコンパレーター４３ａ〜４３ｎに接続されている。そして、コンパレーター４３ａ〜４３ｎは切替制御部４４に接続され、切替制御部４４は切替スイッチ４５に接続されている。
また、第１の慣性センサー２０および第２の慣性センサー３０ａ〜３０ｎはそれぞれ切替スイッチ４５に接続され、切替スイッチ４５は振動制御部６０に接続される。 The first inertial sensor 20 is connected to an absolute value calculation element 41, and the absolute value calculation element 41 is connected to a comparator 42. The comparator 42 is connected to the switching control unit 44.
Similarly, the second inertial sensors 30a to 30n are connected to the absolute value calculating element 41, and the absolute value calculating element 41 is connected to the comparators 43a to 43n, respectively. The comparators 43 a to 43 n are connected to the switching control unit 44, and the switching control unit 44 is connected to the changeover switch 45.
Further, the first inertia sensor 20 and the second inertia sensors 30 a to 30 n are each connected to the changeover switch 45, and the changeover switch 45 is connected to the vibration control unit 60.

このような構成のロボット装置において、第１の慣性センサー２０からの検出信号（角速度信号）は絶対値演算素子４１に入り、絶対値の角速度に変換され、この変換された信号がコンパレーター４２に入力される。そして、この変換された信号と予め設定された第１の慣性センサー２０における基準レベルとがコンパレーター４２にて比較され、その結果が切替制御部４４に入力される。
同様に、第２の慣性センサー３０ａ〜３０ｎからの検出信号（角速度信号）は絶対値演算素子４１に入り、それぞれ絶対値の角速度に変換され、この変換された信号がコンパレーター４３ａ〜４３ｎに入力される。そして、この変換された信号と予め設定されたそれぞれの第２の慣性センサー３０ａ〜３０ｎにおける基準レベルとがコンパレーター４３ａ〜４３ｎにて比較され、その結果が切替制御部４４に入力される。 In the robot apparatus having such a configuration, the detection signal (angular velocity signal) from the first inertial sensor 20 enters the absolute value calculation element 41 and is converted into an absolute angular velocity, and the converted signal is sent to the comparator 42. Entered. The converted signal and a preset reference level in the first inertial sensor 20 are compared by the comparator 42, and the result is input to the switching control unit 44.
Similarly, detection signals (angular velocity signals) from the second inertial sensors 30a to 30n enter the absolute value calculation element 41 and are converted into absolute angular velocities, respectively, and the converted signals are input to the comparators 43a to 43n. Is done. Then, the converted signal and a preset reference level in each of the second inertial sensors 30a to 30n are compared by the comparators 43a to 43n, and the result is input to the switching control unit 44.

なお、第１の慣性センサー２０における基準レベルは、ダイナミックレンジが狭いために第２の慣性センサー３０ａ〜３０ｎで検出できない大きな慣性力を検出できるように設定されている。また、第２の慣性センサー３０ａ〜３０ｎはそれぞれダイナミックレンジが異なり、それぞれの基準レベルはダイナミックレンジの大きいものから小さいものに応じてある範囲をもって設定されている。   Note that the reference level in the first inertial sensor 20 is set so as to detect a large inertial force that cannot be detected by the second inertial sensors 30a to 30n because the dynamic range is narrow. The second inertial sensors 30a to 30n have different dynamic ranges, and each reference level is set with a certain range according to the dynamic range from the largest to the smallest.

切替制御部４４では、入力された信号をもとに、切替スイッチ４５のどのスイッチを切り替えるかを制御する。例えば、慣性力が充分に大きいときには、切替スイッチ４５のスイッチＳＷ１が閉となり、第１の慣性センサー２０の信号が振動制御部６０に入力される。また、慣性力が充分に小さいときには、第２の慣性センサー３０ａ〜３０ｎのうちの、基準レベルに合致した第２の慣性センサーのスイッチが閉となり、その信号が、振動制御部６０に入力される。
このように、検出信号選択部４０Ａで、検出した慣性力に応じて慣性センサーの信号が選択される。そして振動制御部６０において選択された検出信号に基づいて制御信号が生成され、アクチュエーター制御部７０を経てアクチュエーター１１を作動させて、アーム部の振動を抑制する。具体的には、検出した慣性力（角速度）と逆相の慣性力がかかるようにアクチュエーター１１を作動させる。 The switch control unit 44 controls which switch of the switch 45 is switched based on the input signal. For example, when the inertial force is sufficiently large, the switch SW <b> 1 of the changeover switch 45 is closed and the signal of the first inertial sensor 20 is input to the vibration control unit 60. Further, when the inertial force is sufficiently small, the switch of the second inertial sensor that matches the reference level among the second inertial sensors 30 a to 30 n is closed, and the signal is input to the vibration control unit 60. .
In this manner, the detection signal selection unit 40A selects an inertial sensor signal according to the detected inertial force. Then, a control signal is generated based on the detection signal selected by the vibration control unit 60, and the actuator 11 is operated via the actuator control unit 70 to suppress the vibration of the arm unit. Specifically, the actuator 11 is operated so that an inertial force having a phase opposite to that of the detected inertial force (angular velocity) is applied.

図６は、アクチュエーターを停止した後のアーム部の残留振動を量子化したグラフである。このグラフは減速状態から減速状態が終了した後の部分拡大し、実際の角速度を示す曲線Ｌｓ1と、量子化有効ビット長で換算して６ビット程度のＳＮ比（信号と雑音の比）を持つ第２の慣性センサーで検出した場合の角速度を示す曲線Ｌｇ、で示している。
このように、第１の慣性センサーよりもダイナミックレンジは狭いが分解能の高い第２の慣性センサーを用いることで、小さな振動にも対応することができ、アーム部における残留振動の抑制を可能にする。 FIG. 6 is a graph obtained by quantizing the residual vibration of the arm portion after the actuator is stopped. This graph is a partial enlargement after the deceleration state ends from the deceleration state, and shows a curve Ls 1 indicating the actual angular velocity and an SN ratio (signal to noise ratio) of about 6 bits converted by the quantization effective bit length. A curve Lg indicating the angular velocity when detected by the second inertial sensor is shown.
As described above, by using the second inertial sensor having a narrower dynamic range than the first inertial sensor but having a high resolution, it is possible to cope with a small vibration and to suppress the residual vibration in the arm portion. .

図７は、本実施形態のロボット装置においてアーム部の振動が抑制された状態を示すグラフであり、アーム部が一連の動作（加速、定速、減速、停止）をしたときの角速度と時間との関係を示している。図７において、アーム先端の角速度の目標値を示す曲線をＬａ、実際にアームの先端に配置したジャイロセンサーが検出した角速度を示す曲線をＬｓ3、で示している。
このグラフから、前述した図１を比較して、アーム部の移動が終了した後の残留振動が短時間に抑制されていることが分かる。 FIG. 7 is a graph showing a state in which the vibration of the arm unit is suppressed in the robot apparatus of the present embodiment, and the angular velocity and time when the arm unit performs a series of operations (acceleration, constant speed, deceleration, stop). Shows the relationship. In FIG. 7, a curve indicating the target value of the angular velocity of the arm tip is indicated by La, and a curve indicating the angular velocity detected by the gyro sensor actually disposed at the tip of the arm is indicated by Ls 3 .
From this graph, it can be seen that the residual vibration after the movement of the arm portion is suppressed in a short time by comparing FIG. 1 described above.

このように、アーム部の停止の際に、ダイナミックレンジは狭いが分解能の高い第２の慣性センサーを用いることができるため、小さな振動に対しても制御することができる。このことは、数多くの第２の慣性センサーを用いることで、分解能を向上させることが可能である。もちろん、第１の慣性センサーと第２の慣性センサーの２つであっても、第１の慣性センサーを一つ用いる場合に比べて格段の効果がある。   As described above, when the arm unit is stopped, the second inertial sensor having a narrow dynamic range but a high resolution can be used, so that even a small vibration can be controlled. This can improve the resolution by using a number of second inertial sensors. Of course, even if there are two of the first inertial sensor and the second inertial sensor, there is a remarkable effect as compared with the case where one first inertial sensor is used.

なお、本実施形態では各慣性センサーの感度係数がすべて等しい場合において説明したが、異なる感度係数を持つ場合には、各慣性センサーの出力に利得を調整するための増幅器あるいは減速器を挿入することで対応できる。
また、各慣性センサーの出力信号のデジタル化については、切替スイッチの後段に設けることがコスト面において好ましいが、慣性センサー側または振動制御部側のどちらにあってもよい。
さらに、上記の実施形態では、アームなどの移動部が移動する方向の慣性力を検出したが、移動部の移動方向と直交する方向に慣性センサーを取り付け、その方向の慣性力を検出して振動をさらに制御することも可能である。
（第２の実施形態） In this embodiment, the case where the sensitivity coefficients of the inertial sensors are all equal is described. However, when the sensitivity coefficients are different, an amplifier or a speed reducer for adjusting the gain is inserted in the output of each inertial sensor. It can respond.
In addition, regarding the digitization of the output signal of each inertial sensor, it is preferable in terms of cost to be provided at the subsequent stage of the changeover switch, but it may be on either the inertial sensor side or the vibration control unit side.
Further, in the above embodiment, the inertial force in the direction in which the moving unit such as the arm moves is detected. However, an inertial sensor is attached in a direction orthogonal to the moving direction of the moving unit, and the inertial force in that direction is detected to vibrate. It is also possible to further control.
(Second Embodiment)

次に、第２の実施形態のロボット装置について説明する。本実施形態は、第１の実施形態と比べ、ロボット装置の構成は同様であるが、慣性センサーの検出信号の選択を行う検出信号選択部内の構成および信号処理方法が異なる。以下、第１の実施形態と同様な構成については、第１の実施形態と同符号を付し説明を簡略化する。   Next, a robot apparatus according to a second embodiment will be described. Compared with the first embodiment, the present embodiment is similar in configuration to the robot apparatus, but differs in the configuration and signal processing method in the detection signal selection unit that selects the detection signal of the inertial sensor. Hereinafter, configurations similar to those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals as those of the first embodiment, and description thereof is simplified.

図８は本実施形態における検出信号の選択方法を説明するブロック図である。ここでは、ｎ（ｎは１以上の整数）個の第２の慣性センサーを設けたときのブロック図を示す。第２の慣性センサー３０ａ〜３０ｎは、第１の慣性センサー２０よりもダイナミックレンジが狭い慣性センサーが採用され、例えば、ｎ個の慣性センサーを組み合わせることで第１の慣性センサー２０のダイナミックレンジの約１/３の範囲をカバーできるように構成されている。
図８に示すように、検出信号選択部４０Ｂは、絶対値演算素子（ＡＢＳ）４１と、コンパレーター４２，４３ａ〜４３ｎと、重み制御部４６と、重み付け部４７と、が備えられている。 FIG. 8 is a block diagram illustrating a detection signal selection method according to this embodiment. Here, a block diagram when n (n is an integer of 1 or more) second inertial sensors is provided is shown. As the second inertial sensors 30a to 30n, an inertial sensor having a narrower dynamic range than that of the first inertial sensor 20 is adopted. For example, by combining n inertial sensors, about the dynamic range of the first inertial sensor 20 It is configured to cover a range of 1/3.
As shown in FIG. 8, the detection signal selection unit 40B includes an absolute value calculation element (ABS) 41, comparators 42 and 43a to 43n, a weight control unit 46, and a weighting unit 47.

第１の慣性センサー２０は絶対値演算素子４１に接続され、絶対値演算素子４１はコンパレーター４２に接続されている。そして、コンパレーター４２は重み制御部４６に接続されている。
同様に、第２の慣性センサー３０ａ〜３０ｎは絶対値演算素子４１に接続され、絶対値演算素子４１はそれぞれコンパレーター４３ａ〜４３ｎに接続されている。そして、コンパレーター４３ａ〜４３ｎは重み制御部４６に接続され、重み制御部４６は重み付け部４７に接続されている。 The first inertial sensor 20 is connected to an absolute value calculation element 41, and the absolute value calculation element 41 is connected to a comparator 42. The comparator 42 is connected to the weight control unit 46.
Similarly, the second inertial sensors 30a to 30n are connected to the absolute value calculating element 41, and the absolute value calculating element 41 is connected to the comparators 43a to 43n, respectively. The comparators 43 a to 43 n are connected to the weight control unit 46, and the weight control unit 46 is connected to the weighting unit 47.

また、第１の慣性センサー２０および第２の慣性センサー３０ａ〜３０ｎはそれぞれ重み付け部４７に接続され、重み付け部４７は加算器４８を介して振動制御部６０に接続される。
そして、振動制御部６０はロボット本体１ａのアクチュエーター制御部７０に接続され、アクチュエーター制御部７０はアクチュエーター１１に接続されている。 The first inertial sensor 20 and the second inertial sensors 30 a to 30 n are each connected to a weighting unit 47, and the weighting unit 47 is connected to the vibration control unit 60 via an adder 48.
The vibration control unit 60 is connected to the actuator control unit 70 of the robot body 1 a, and the actuator control unit 70 is connected to the actuator 11.

このような構成のロボット装置において、第１の慣性センサー２０からの検出信号（角速度信号）は絶対値演算素子４１に入り、絶対値の角速度に変換され、この変換された信号がコンパレーター４２に入力される。そして、この変換された信号と予め設定された第１の慣性センサーにおける基準レベルとがコンパレーター４２にて比較され、その結果が重み制御部４６に入力される。
同様に、第２の慣性センサー３０ａ〜３０ｎからの検出信号（角速度信号）は絶対値演算素子４１に入り、それぞれ絶対値の角速度に変換され、この変換された信号がコンパレーター４３ａ〜４３ｎに入力される。そして、この変換された信号と予め設定されたそれぞれの第２の慣性センサー３０ａ〜３０ｎにおける基準レベルとがコンパレーター４３ａ〜４３ｎにて比較され、その結果が重み制御部４６に入力される。 In the robot apparatus having such a configuration, the detection signal (angular velocity signal) from the first inertial sensor 20 enters the absolute value calculation element 41 and is converted into an absolute angular velocity, and the converted signal is sent to the comparator 42. Entered. The converted signal and a preset reference level in the first inertial sensor are compared by the comparator 42, and the result is input to the weight control unit 46.
Similarly, detection signals (angular velocity signals) from the second inertial sensors 30a to 30n enter the absolute value calculation element 41 and are converted into absolute angular velocities, respectively, and the converted signals are input to the comparators 43a to 43n. Is done. Then, the converted signals and the preset reference levels of the second inertial sensors 30 a to 30 n are compared by the comparators 43 a to 43 n, and the result is input to the weight control unit 46.

なお、第１の慣性センサー２０における基準レベルは、ダイナミックレンジが狭いために第２の慣性センサー３０ａ〜３０ｎで検出できない大きな慣性力を検出できるように設定されている。また、第２の慣性センサー３０ａ〜３０ｎはそれぞれダイナミックレンジが異なり、それぞれの基準レベルはダイナミックレンジの大きいものから小さいものに応じて範囲をもって設定されている。   Note that the reference level in the first inertial sensor 20 is set so as to detect a large inertial force that cannot be detected by the second inertial sensors 30a to 30n because the dynamic range is narrow. In addition, the second inertial sensors 30a to 30n have different dynamic ranges, and each reference level is set with a range according to the range from the largest to the smallest dynamic range.

重み制御部４６では、入力された信号をもとに、重み付け部４７のどの検出信号にどのくらいの重み付けをするかを決める。そして、重み付け部４７にて各検出信号に重み付けがなされ、加算器４８にて合成される。
例えば、慣性力が充分に大きいときには、第１の慣性センサー２０の信号に重み付け係数１．０が掛けられ、第２の慣性センサーには重み係数０が掛けられることで、第１の慣性センサー２０の信号が支配的になる。また、慣性力が充分に小さいときには、第２の慣性センサー３０ａ〜３０ｎのうちの、基準レベルに合致した第２の慣性センサーの信号に重み付け係数１．０が掛けられ、第１の慣性センサーには重み係数０が掛けられることで、第２の慣性センサーの信号が支配的になる。さらに、各慣性センサーの切替部分では、それぞれの慣性センサーに重み付け係数が掛けられて、加算器４８にて信号が合成されて振動制御部６０に入力する。 The weight control unit 46 determines how much weight is applied to which detection signal of the weighting unit 47 based on the input signal. Then, each detection signal is weighted by the weighting unit 47 and synthesized by the adder 48.
For example, when the inertial force is sufficiently large, the signal of the first inertial sensor 20 is multiplied by a weighting factor of 1.0, and the second inertial sensor is multiplied by a weighting factor of 0, whereby the first inertial sensor 20. The signal becomes dominant. Further, when the inertial force is sufficiently small, the signal of the second inertial sensor that matches the reference level among the second inertial sensors 30a to 30n is multiplied by the weighting coefficient 1.0, and the first inertial sensor is applied to the first inertial sensor. Is multiplied by a weight coefficient of 0, so that the signal of the second inertial sensor becomes dominant. Further, in each inertial sensor switching portion, each inertial sensor is multiplied by a weighting coefficient, and a signal is synthesized by an adder 48 and input to the vibration control unit 60.

このように、検出信号選択部４０Ｂで、検出した慣性力に応じて慣性センサーの信号が選択される。そして振動制御部６０において選択された検出信号に基づいて制御信号が生成され、アクチュエーター制御部７０を経てアクチュエーター１１を作動させて、アーム部の振動を抑制する。   Thus, the detection signal selection unit 40B selects the inertial sensor signal according to the detected inertial force. Then, a control signal is generated based on the detection signal selected by the vibration control unit 60, and the actuator 11 is operated via the actuator control unit 70 to suppress the vibration of the arm unit.

このような構成のロボット装置は、慣性センサーを切り替えて使用する場合において有効な構成である。
図９、図１０はアーム部の動作停止時における検出信号を示すタイムチャートである。そして、図９は慣性センサーの検出信号を切替スイッチで切り替えた状況を示す説明図であり、図１０は本実施形態のように慣性センサーの検出信号に重み付けをして切り替えた状況を示す説明図である。 The robot apparatus having such a configuration is effective when the inertial sensor is used while being switched.
9 and 10 are time charts showing detection signals when the operation of the arm portion is stopped. FIG. 9 is an explanatory diagram showing a situation where the detection signal of the inertial sensor is switched by the changeover switch, and FIG. 10 is an explanatory diagram showing a situation where the detection signal of the inertial sensor is weighted and switched as in this embodiment. It is.

慣性センサーの出力信号には製造ばらつき、経年変化、温度変化などによって変動するドリフト成分が含まれている場合がある。このドリフト成分が検出信号に含まれている場合には、切替スイッチなどで慣性センサーの検出信号を切り替えたときに、慣性センサーのドリフト成分の偏差により階段状のノイズが生ずる。
例えば、図９に示すように、角速度の基準レベルＡにおいて、第１の慣性センサーの検出信号Ｌ１から第２の慣性センサーの検出信号Ｌ２に切替スイッチで切り替える場合において、それぞれの信号の偏差分の段差Ｌ４が生じてしまう。 The output signal of the inertial sensor may include a drift component that fluctuates due to manufacturing variation, aging, temperature change, and the like. When this drift component is included in the detection signal, step-like noise is generated due to the deviation of the drift component of the inertial sensor when the detection signal of the inertial sensor is switched by a changeover switch or the like.
For example, as shown in FIG. 9, when the changeover switch is used to switch the detection signal L1 of the first inertial sensor to the detection signal L2 of the second inertial sensor at the reference level A of the angular velocity, A step L4 occurs.

また、図１０に示すように、角速度の基準レベルＡから基準レベルＢの間において、第１の慣性センサーの検出信号Ｌ１から第２の慣性センサーの検出信号Ｌ２に重み付けを暫時変更して切り替えた場合、合成された角速度信号Ｌ５によりこの切り替えを滑らかに行うことができる。
このとき、角速度の基準レベルＡから基準レベルＢの間において、第１の慣性センサーの検出信号の重み付け係数を１．０から０になるように設定し、第２の慣性センサーの検出信号の重み付け係数を０から１．０になるように設定されている。 Further, as shown in FIG. 10, between the reference level A and the reference level B of the angular velocity, the weighting is changed for a while from the detection signal L1 of the first inertial sensor to the detection signal L2 of the second inertial sensor. In this case, the switching can be smoothly performed by the synthesized angular velocity signal L5.
At this time, between the reference level A and the reference level B of the angular velocity, the weighting coefficient of the detection signal of the first inertial sensor is set to be 1.0 to 0, and the weight of the detection signal of the second inertial sensor is set. The coefficient is set to be 0 to 1.0.

以上、本実施形態のロボット装置では、第１の実施形態と同様の効果に加え、慣性センサーの検出信号を切り替える際のドリフト成分の偏差の影響を減らすことができる。
なお、本実施形態ではコンパレーターによる結果に基づいて固定された重み係数を設定することで慣性センサーの切り替えを行っても良い。
（第３の実施形態） As described above, in the robot apparatus according to the present embodiment, in addition to the same effects as those in the first embodiment, the influence of the deviation of the drift component when switching the detection signal of the inertial sensor can be reduced.
In this embodiment, the inertial sensor may be switched by setting a fixed weighting factor based on the result of the comparator.
(Third embodiment)

次に、第３の実施形態のロボット装置について説明する。第１の実施形態では慣性センサーの変化に応じて使用する慣性センサーの切り替えを行ったが、本実施形態ではアクチュエーター制御部からアクチュエーターへの命令信号に基づいて慣性センサーの切り替えを行う点において異なる。以下、第１の実施形態と同様な構成については、第１の実施形態と同符号を付し説明を簡略化する。   Next, a robot apparatus according to a third embodiment will be described. In the first embodiment, the inertial sensor to be used is switched according to the change of the inertial sensor. However, the present embodiment is different in that the inertial sensor is switched based on a command signal from the actuator control unit to the actuator. Hereinafter, configurations similar to those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals as those of the first embodiment, and description thereof is simplified.

図１１は本実施形態の検出信号の選択方法を説明するブロック図である。ここでは、ｎ（ｎは１以上の整数）個の第２の慣性センサーを設けたときのブロック図を示す。
図１１に示すように、ロボット装置には、第１の慣性センサー２０、第２の慣性センサー３０ａ〜３０ｎ、検出信号選択部４０Ｃ、振動制御部６０、ロボット本体１ａが備えられている。検出信号選択部４０Ｃには切替制御部４４と切替スイッチ４５とを有している。さらに、ロボット本体１ａにはアクチュエーター制御部７０とアクチュエーター１１とを有している。 FIG. 11 is a block diagram illustrating a detection signal selection method according to this embodiment. Here, a block diagram when n (n is an integer of 1 or more) second inertial sensors is provided is shown.
As shown in FIG. 11, the robot apparatus includes a first inertia sensor 20, second inertia sensors 30a to 30n, a detection signal selection unit 40C, a vibration control unit 60, and a robot body 1a. The detection signal selection unit 40C includes a switching control unit 44 and a changeover switch 45. Further, the robot main body 1 a has an actuator control unit 70 and an actuator 11.

第２の慣性センサー３０ａ〜３０ｎは、第１の慣性センサー２０よりもダイナミックレンジが狭い慣性センサーが採用され、例えば、ｎ個の慣性センサーを組み合わせることで第１の慣性センサー２０のダイナミックレンジの約１/３の範囲をカバーできるように構成されている。   As the second inertial sensors 30a to 30n, an inertial sensor having a narrower dynamic range than that of the first inertial sensor 20 is adopted. For example, by combining n inertial sensors, the dynamic range of the first inertial sensor 20 is reduced. It is configured to cover a range of 1/3.

第１の慣性センサー２０および第２の慣性センサー３０ａ〜３０ｎは切替スイッチ４５に接続されている。また、切替制御部４４は切替スイッチ４５に接続されている。そして、切替スイッチ４５は振動制御部６０に接続され、ロボット本体１ａのアクチュエーター制御部７０に接続されている。アクチュエーター制御部７０はアクチュエーター１１に接続され、また、検出信号選択部４０Ｃの切替制御部４４に接続されている。   The first inertia sensor 20 and the second inertia sensors 30 a to 30 n are connected to the changeover switch 45. The change control unit 44 is connected to the changeover switch 45. The changeover switch 45 is connected to the vibration control unit 60 and is connected to the actuator control unit 70 of the robot body 1a. The actuator controller 70 is connected to the actuator 11 and is connected to the switching controller 44 of the detection signal selector 40C.

このような構成のロボット装置において、アクチュエーター制御部７０がアクチュエーター１１を作動または停止させる命令信号に応じた信号を切替制御部４４が受け取ると、その信号に応じた切替スイッチ４５のスイッチが選択される。
例えば、アクチュエーター制御部７０が、アクチュエーター１１を高速に作動させようとするときには、ダイナミックレンジの広い第１の慣性センサー２０に接続されたスイッチＳＷ１が選択されて閉となり、第１の慣性センサー２０の検出信号が振動制御部６０に入力される。また、アクチュエーター制御部７０が、アクチュエーター１１を停止させようとするときにはダイナミックレンジに応じ分解能の高い第２の慣性センサー３０に接続されたスイッチが選択されて閉となり、第２の慣性センサー３０の検出信号が振動制御部６０に入力される。 In the robot apparatus having such a configuration, when the switching control unit 44 receives a signal corresponding to a command signal that causes the actuator control unit 70 to activate or stop the actuator 11, the switch of the changeover switch 45 corresponding to the signal is selected. .
For example, when the actuator controller 70 tries to operate the actuator 11 at a high speed, the switch SW1 connected to the first inertial sensor 20 with a wide dynamic range is selected and closed, and the first inertial sensor 20 A detection signal is input to the vibration control unit 60. Further, when the actuator control unit 70 tries to stop the actuator 11, a switch connected to the second inertial sensor 30 having a high resolution is selected according to the dynamic range and is closed, so that the detection of the second inertial sensor 30 is performed. A signal is input to the vibration control unit 60.

このように、検出信号選択部４０Ｃで、アクチュエーター制御部７０からアクチュエーター１１への命令信号に基づいて慣性センサーの信号が選択される。そして振動制御部６０において選択された検出信号に基づいて制御信号が生成され、アクチュエーター制御部７０を経てアクチュエーター１１を作動させて、アーム部の振動を抑制する。具体的には、検出した慣性力（角速度）と逆相の慣性力がかかるようにアクチュエーター１１を作動させる。   In this manner, the detection signal selection unit 40C selects the inertial sensor signal based on the command signal from the actuator control unit 70 to the actuator 11. Then, a control signal is generated based on the detection signal selected by the vibration control unit 60, and the actuator 11 is operated via the actuator control unit 70 to suppress the vibration of the arm unit. Specifically, the actuator 11 is operated so that an inertial force having a phase opposite to that of the detected inertial force (angular velocity) is applied.

以上のように、本実施形態では第１の実施形態と同様に、アーム部の停止の際に、ダイナミックレンジは狭いが分解能の高い第２の慣性センサー３０を用いることができるため、小さな振動に対しても制御することができる。さらに、アクチュエーター制御部７０からアクチュエーター１１への命令信号に基づいて慣性センサーの信号が選択されるため、振動抑制の制御処理の遅延を減少させることが可能である。   As described above, in the present embodiment, similar to the first embodiment, when the arm unit is stopped, the second inertial sensor 30 with a narrow dynamic range but high resolution can be used. It can also be controlled. Furthermore, since the signal of the inertial sensor is selected based on the command signal from the actuator controller 70 to the actuator 11, it is possible to reduce the delay of the vibration suppression control process.

なお、アクチュエーター制御部はさらに上位の制御部によって予め決められたシーケンスに従って動作することが多く、この予め決められたシーケンスに基づき切り替えの更新制御を行うこともできる。
（第４の実施形態） In many cases, the actuator control unit operates in accordance with a sequence predetermined by a higher-level control unit, and switching update control can be performed based on the predetermined sequence.
(Fourth embodiment)

次に、第４の実施形態のロボット装置について説明する。第２の実施形態では慣性センサーの変化に応じて使用する慣性センサーの重み付けを行ったが、本実施形態ではアクチュエーター制御部からアクチュエーターへの命令信号に基づいて慣性センサーの重み付けを行う点において異なる。以下、第２の実施形態と同様な構成については、第２の実施形態と同符号を付し説明を簡略化する。   Next, a robot apparatus according to a fourth embodiment will be described. In the second embodiment, the inertial sensor used is weighted according to the change of the inertial sensor. However, in the present embodiment, the inertial sensor is weighted based on a command signal from the actuator control unit to the actuator. Hereinafter, configurations similar to those of the second embodiment are denoted by the same reference numerals as those of the second embodiment, and description thereof is simplified.

図１２は本実施形態の検出信号の処理方法を説明するブロック図である。ここでは、ｎ（ｎは１以上の整数）個の第２の慣性センサーを設けたときのブロック図を示す。
図１２に示すように、ロボット装置には、第１の慣性センサー２０、第２の慣性センサー３０ａ〜３０ｎ、検出信号選択部４０Ｄ、振動制御部６０、ロボット本体１ａが備えられている。検出信号選択部４０Ｄには重み制御部４６と重み付け部４７とを有している。さらに、ロボット本体１ａにはアクチュエーター制御部７０とアクチュエーター１１とを有している。 FIG. 12 is a block diagram illustrating a detection signal processing method according to this embodiment. Here, a block diagram when n (n is an integer of 1 or more) second inertial sensors is provided is shown.
As shown in FIG. 12, the robot apparatus includes a first inertia sensor 20, second inertia sensors 30a to 30n, a detection signal selection unit 40D, a vibration control unit 60, and a robot body 1a. The detection signal selection unit 40D has a weight control unit 46 and a weighting unit 47. Further, the robot main body 1 a has an actuator control unit 70 and an actuator 11.

第２の慣性センサー３０ａ〜３０ｎは、第１の慣性センサー２０よりもダイナミックレンジが狭い慣性センサーが採用され、例えば、ｎ個の慣性センサーを組み合わせることで第１の慣性センサー２０のダイナミックレンジの半分の範囲をカバーできるように構成されている。   For the second inertial sensors 30a to 30n, an inertial sensor having a narrower dynamic range than that of the first inertial sensor 20 is adopted. For example, by combining n inertial sensors, half of the dynamic range of the first inertial sensor 20 is adopted. It is configured to cover the range.

第１の慣性センサー２０および第２の慣性センサー３０ａ〜３０ｎは重み付け部４７に接続されている。また、重み制御部４６は重み付け部４７に接続されている。そして、重み付け部４７は振動制御部６０に接続され、ロボット本体１ａのアクチュエーター制御部７０に接続されている。アクチュエーター制御部７０はアクチュエーター１１に接続され、また、検出信号選択部４０Ｄの重み制御部４６に接続されている。   The first inertia sensor 20 and the second inertia sensors 30 a to 30 n are connected to the weighting unit 47. The weight control unit 46 is connected to the weighting unit 47. The weighting unit 47 is connected to the vibration control unit 60 and is connected to the actuator control unit 70 of the robot body 1a. The actuator controller 70 is connected to the actuator 11 and is connected to the weight controller 46 of the detection signal selector 40D.

このような構成のロボット装置において、アクチュエーター制御部７０がアクチュエーター１１を作動または停止させる命令信号に応じた信号を重み制御部４６が受け取ると、その信号に応じて、第１の慣性センサー２０および第２の慣性センサー３０ａ〜３０ｎの検出信号に重み付けがなされる。
例えば、アクチュエーター制御部７０が、アクチュエーター１１を高速に作動させようとするときには、ダイナミックレンジの広い第１の慣性センサー２０の信号に重み付け係数１．０が掛けられ、第２の慣性センサーには重み係数０が掛けられることで、第１の慣性センサー２０の信号が支配的になる。そしてこれらの信号が加算器４８を介して振動制御部６０に入力される。
また、アクチュエーター制御部７０が、アクチュエーター１１を停止させようとするときには、ダイナミックレンジに応じ分解能の高い第２の慣性センサー３０ａ〜３０ｎのうちの、基準レベルに合致した第２の慣性センサーの信号に重み付け係数１．０が掛けられ、第１の慣性センサーには重み係数０が掛けられることで、第２の慣性センサーの信号が支配的になる。そしてこれらの信号が加算器４８を介して振動制御部６０に入力される。 In the robot apparatus having such a configuration, when the weight control unit 46 receives a signal corresponding to a command signal that causes the actuator control unit 70 to activate or stop the actuator 11, the first inertial sensor 20 and the second inertial sensor 20 according to the signal. The detection signals of the second inertial sensors 30a to 30n are weighted.
For example, when the actuator control unit 70 tries to operate the actuator 11 at a high speed, the signal of the first inertial sensor 20 having a wide dynamic range is multiplied by a weighting factor of 1.0, and the second inertial sensor is weighted. By multiplying by the coefficient 0, the signal of the first inertial sensor 20 becomes dominant. These signals are input to the vibration control unit 60 via the adder 48.
In addition, when the actuator control unit 70 tries to stop the actuator 11, the signal of the second inertial sensor that matches the reference level among the second inertial sensors 30a to 30n having high resolution according to the dynamic range. A weighting factor of 1.0 is multiplied, and the first inertial sensor is multiplied by a weighting factor of 0, so that the signal of the second inertial sensor becomes dominant. These signals are input to the vibration control unit 60 via the adder 48.

このように、検出信号選択部４０Ｄで、アクチュエーター制御部７０からアクチュエーター１１への命令信号に基づいて慣性センサーの信号が選択される。そして振動制御部６０において選択された検出信号に基づいて制御信号が生成され、アクチュエーター制御部７０を経てアクチュエーター１１を作動させて、アーム部の振動を抑制する。具体的には、検出した慣性力（角速度）と逆相の慣性力がかかるようにアクチュエーター１１を作動させる。
また、重み付け係数を暫時変化させて、第１の慣性センサーと第２の慣性センサーの信号の切り替えを円滑にすることもできる。 Thus, the detection signal selection unit 40D selects the inertial sensor signal based on the command signal from the actuator control unit 70 to the actuator 11. Then, a control signal is generated based on the detection signal selected by the vibration control unit 60, and the actuator 11 is operated via the actuator control unit 70 to suppress the vibration of the arm unit. Specifically, the actuator 11 is operated so that an inertial force having a phase opposite to that of the detected inertial force (angular velocity) is applied.
In addition, the weighting coefficient can be changed for a while to smoothly switch the signals of the first inertial sensor and the second inertial sensor.

以上のように、本実施形態では第２の実施形態と同様に、アーム部の停止の際に、ダイナミックレンジは狭いが分解能の高い第２の慣性センサー３０を用いることができるため、小さな振動に対しても制御することができる。さらに、アクチュエーター制御部７０からアクチュエーター１１への命令信号に基づいて慣性センサーの信号が選択されるため、振動抑制の制御処理の遅延を減少させることが可能である。   As described above, in the present embodiment, similarly to the second embodiment, when the arm unit is stopped, the second inertial sensor 30 with a narrow dynamic range but high resolution can be used. It can also be controlled. Furthermore, since the signal of the inertial sensor is selected based on the command signal from the actuator controller 70 to the actuator 11, it is possible to reduce the delay of the vibration suppression control process.

なお、アクチュエーター制御部はさらに上位の制御部によって予め決められたシーケンスに従って動作することが多く、この予め決められたシーケンスに基づき切り替えの更新制御を行うこともできる。
（変形例） In many cases, the actuator control unit operates in accordance with a sequence predetermined by a higher-level control unit, and switching update control can be performed based on the predetermined sequence.
(Modification)

前述の第１の実施形態から第４の実施形態においては、スカラ型のロボット装置を例にとり説明したが、図１３に示すような直動型のロボット装置においても同様に本発明の実施が可能である。
直動型のロボット装置２は、基体としてのレール部１１０と、移動部としての第１アーム部１１１と、第２アーム部１１２と、チャック部１１３を備えている。
第１アーム部１１１はレール部１１０に取り付けられ矢印Ｘ方向に可動できるように構成されている。また、第１アーム部１１１の端部にＸ方向の第１アーム部１１１の移動による慣性力（加速度）を検出する第１の慣性センサー１１５ａと第２の慣性センサー１１５ｂが設けられている。 In the first to fourth embodiments described above, the description has been given by taking the SCARA type robot device as an example. However, the present invention can be similarly applied to the linear type robot device as shown in FIG. It is.
The direct acting robot apparatus 2 includes a rail part 110 as a base, a first arm part 111 as a moving part, a second arm part 112, and a chuck part 113.
The first arm portion 111 is attached to the rail portion 110 and configured to be movable in the arrow X direction. In addition, a first inertia sensor 115 a and a second inertia sensor 115 b that detect inertia force (acceleration) due to movement of the first arm portion 111 in the X direction are provided at the end of the first arm portion 111.

第１アーム部１１１には第２アーム部１１２が取り付けられ矢印Ｙ方向に可動できるように構成されている。また、第２アーム部１１２の端部にＹ方向の第２アーム部１１２の移動による慣性力（加速度）を検出する第１の慣性センサー１１６ａと第２の慣性センサー１１６ｂが設けられている。
さらに、第２アーム部１１２にはチャック部１１３が取り付けられ矢印Ｚ方向に可動できるように構成されている。また、チャック部１１３の端部にＺ方向のチャック部１１３の移動による慣性力（加速度）を検出する第１の慣性センサー１１７ａと第２の慣性センサー１１７ｂが設けられている。 A second arm portion 112 is attached to the first arm portion 111 so as to be movable in the arrow Y direction. A first inertia sensor 116 a and a second inertia sensor 116 b that detect inertia force (acceleration) due to movement of the second arm portion 112 in the Y direction are provided at the end of the second arm portion 112.
Further, a chuck portion 113 is attached to the second arm portion 112 so as to be movable in the arrow Z direction. In addition, a first inertia sensor 117 a and a second inertia sensor 117 b that detect inertia force (acceleration) due to movement of the chuck portion 113 in the Z direction are provided at the end of the chuck portion 113.

なお、第１の慣性センサー１１５ａ，１１６ａ，１１７ａは、それぞれの移動に対応できるダイナミックレンジを有し、第２の慣性センサー１１５ｂ，１１６ｂ，１１７ｂはそれぞれ第１の慣性センサー１１５ａ，１１６ａ，１１７ａのダイナミックレンジよりも狭いダイナミックレンジを有している。
また、第１の慣性センサー１１５ａ，１１６ａ，１１７ａおよび第２の慣性センサー１１５ｂ，１１６ｂ，１１７ｂは加速度センサーで構成されている。 The first inertial sensors 115a, 116a, and 117a have dynamic ranges that can correspond to the respective movements, and the second inertial sensors 115b, 116b, and 117b are dynamics of the first inertial sensors 115a, 116a, and 117a, respectively. The dynamic range is narrower than the range.
Further, the first inertial sensors 115a, 116a, 117a and the second inertial sensors 115b, 116b, 117b are constituted by acceleration sensors.

このような直動型のロボット装置２においても、第１の実施形態から第４の実施形態にて説明した方法を用いてアーム部に生ずる残留振動を抑制することが可能である。
（第５の実施形態） Even in such a linear motion type robot apparatus 2, it is possible to suppress residual vibration generated in the arm portion by using the method described in the first to fourth embodiments.
(Fifth embodiment)

次に、第５の実施形態として搬送装置における実施形態について説明する。ここでは、搬送装置として印刷装置を例にとり説明する。
図１４は印刷装置としてレーザープリンターの構成を示す説明図である。図１５は印刷装置としてインクジェットプリンターの構成を示す説明図である。 Next, an embodiment of the transfer apparatus will be described as a fifth embodiment. Here, a printing apparatus will be described as an example of the transport apparatus.
FIG. 14 is an explanatory diagram showing a configuration of a laser printer as a printing apparatus. FIG. 15 is an explanatory diagram illustrating a configuration of an inkjet printer as a printing apparatus.

図１４において、レーザープリンター５は、モーター１２０と、動力伝達機構１２１と、感光ドラム１２２と、第１の慣性センサー１２３ａと、第２の慣性センサー１２３ｂと、帯電装置１２５と、潜像形成手段１２６と、現像装置１２７と、転写装置１２９と、定着装置１３０とを備えている。
モーター１２０は動力伝達機構１２１を介して連結され、感光ドラム１２２に矢印Ｄ方向に回転を与える。感光ドラム１２２の側面には第１の慣性センサー１２３ａと第２の慣性センサー１２３ｂが設けられている。第１の慣性センサー１２３ａと第２の慣性センサー１２３ｂとは感光ドラム１２２の回転における角速度検出ができるようにジャイロセンサーが用いられている。
なお、第１の慣性センサー１２３ａは、それぞれの移動に対応できるダイナミックレンジを有し、第２の慣性センサー１２３ｂはそれぞれ第１の慣性センサー１２３ａのダイナミックレンジよりも狭いダイナミックレンジを有している。 In FIG. 14, the laser printer 5 includes a motor 120, a power transmission mechanism 121, a photosensitive drum 122, a first inertia sensor 123a, a second inertia sensor 123b, a charging device 125, and a latent image forming unit 126. A developing device 127, a transfer device 129, and a fixing device 130.
The motor 120 is connected via a power transmission mechanism 121 and rotates the photosensitive drum 122 in the direction of arrow D. A first inertia sensor 123 a and a second inertia sensor 123 b are provided on the side surface of the photosensitive drum 122. The first inertial sensor 123 a and the second inertial sensor 123 b are gyro sensors so that the angular velocity in rotation of the photosensitive drum 122 can be detected.
The first inertial sensor 123a has a dynamic range that can correspond to each movement, and the second inertial sensor 123b has a dynamic range that is narrower than the dynamic range of the first inertial sensor 123a.

感光ドラム１２２の周辺には帯電装置１２５が配置され、感光ドラム１２２の表面が所定の極性に均一に帯電される。この感光ドラム１２２の帯電面に潜像形成手段１２６からのレーザー光の走査による画像露光が行われ、感光ドラム１２２の表面に画像データの階調情報に基づく静電潜像が形成される。
このようにして形成された静電潜像は現像装置１２７にて搬送されたトナー１２８が感光ドラム１２２の表面に付着して画像として顕在化する。そして、転写装置１２９により感光ドラム１２２上の画像は記録紙Ｐに転写される。記録紙Ｐに転写された画像は定着装置１３０によって定着される。 A charging device 125 is disposed around the photosensitive drum 122 so that the surface of the photosensitive drum 122 is uniformly charged to a predetermined polarity. Image exposure is performed on the charged surface of the photosensitive drum 122 by scanning with laser light from the latent image forming unit 126, and an electrostatic latent image based on the gradation information of the image data is formed on the surface of the photosensitive drum 122.
The electrostatic latent image formed in this manner is manifested as an image as the toner 128 conveyed by the developing device 127 adheres to the surface of the photosensitive drum 122. Then, the image on the photosensitive drum 122 is transferred to the recording paper P by the transfer device 129. The image transferred to the recording paper P is fixed by the fixing device 130.

このようなレーザープリンター５では、感光ドラム１２２が高速回転から停止する際に、感光ドラム１２２が間欠に回転し、記録紙Ｐに転写される画像が伸びあるいは縮みとなり、正常な印刷ができないことがある。
このようなときに、第１の慣性センサー１２３ａおよび第２の慣性センサー１２３ｂを用いて、感光ドラム１２２の回転をスムースに制御することができる。感光ドラム１２２が高速で回転しているときには、第１の慣性センサー１２３ａにて角速度を検出する。そして、感光ドラム１２２が低速に回転して停止する状態では第２の慣性センサー１２３ｂにて角速度を検出して、前述した第１の実施形態から第４の実施形態にて説明した方法を用いて、感光ドラム１２２が間欠に回転するのを防止することが可能である。 In such a laser printer 5, when the photosensitive drum 122 stops from high speed rotation, the photosensitive drum 122 rotates intermittently, and the image transferred to the recording paper P expands or contracts, and normal printing cannot be performed. is there.
In such a case, the rotation of the photosensitive drum 122 can be smoothly controlled using the first inertia sensor 123a and the second inertia sensor 123b. When the photosensitive drum 122 is rotating at high speed, the angular velocity is detected by the first inertial sensor 123a. In the state where the photosensitive drum 122 rotates at a low speed and stops, the angular velocity is detected by the second inertial sensor 123b, and the method described in the first to fourth embodiments is used. It is possible to prevent the photosensitive drum 122 from rotating intermittently.

また、図１５に示すインクジェットプリンターにおいても、本発明を利用することができる。
インクジェットプリンター６は、筐体１４０と、ガイドレール１４１と、動力伝達機構１４２と、キャリッジ１４３と、第１の慣性センサー１４５ａと、第２の慣性センサー１４５ｂとを備えている。
このインクジェットプリンター６は、図示しないモーターに連結した動力伝達機構１４２により、ガイドレールに懸架されたキャリッジ１４３が矢印Ｅ方向に移動可能に構成されている。キャリッジ１４３にはインクジェットヘッドが備えられ、インクジェットヘッドを矢印Ｅに移動させながら液滴を吐出させ、記録紙Ｐを矢印方向に順次送ることで画像を記録紙Ｐに印刷することができる。
また、キャリッジ１４３には第１の慣性センサー１４５ａと第２の慣性センサー１４５ｂが設けられ、キャリッジ１４３の移動における矢印Ｅ方向の加速度を検出できるように構成されている。第１の慣性センサー１４５ａと第２の慣性センサー１４５ｂは加速度センサーが用いられている。
なお、第１の慣性センサー１４５ａは、それぞれの移動に対応できるダイナミックレンジを有し、第２の慣性センサー１４５ｂはそれぞれ第１の慣性センサー１４５ａのダイナミックレンジよりも狭いダイナミックレンジを有している。 Further, the present invention can also be used in the ink jet printer shown in FIG.
The inkjet printer 6 includes a housing 140, a guide rail 141, a power transmission mechanism 142, a carriage 143, a first inertia sensor 145a, and a second inertia sensor 145b.
The ink jet printer 6 is configured such that a carriage 143 suspended on a guide rail is movable in the direction of arrow E by a power transmission mechanism 142 connected to a motor (not shown). The carriage 143 is provided with an ink jet head, and an image can be printed on the recording paper P by ejecting droplets while moving the ink jet head in the direction of arrow E and sequentially feeding the recording paper P in the direction of the arrow.
The carriage 143 is provided with a first inertia sensor 145a and a second inertia sensor 145b, and is configured to detect the acceleration in the arrow E direction when the carriage 143 moves. An acceleration sensor is used for the first inertia sensor 145a and the second inertia sensor 145b.
The first inertial sensor 145a has a dynamic range that can correspond to each movement, and the second inertial sensor 145b has a dynamic range that is narrower than the dynamic range of the first inertial sensor 145a.

このようなインクジェットプリンター６では、キャリッジ１４３の移動において、各両端で停止する場合に残留振動が生じ、液滴の着弾位置がずれて描画が不安定になることがある。
このようなときに、第１の慣性センサー１４５ａおよび第２の慣性センサー１４５ｂを用いて、キャリッジ１４３の停止時の振動を抑制することができる。
キャリッジ１４３が移動しているときには、第１の慣性センサー１４５ａにて加速度を検出する。そして、キャリッジ１４３が停止する状態では第２の慣性センサー１４５ｂにて加速度を検出して、前述した第１の実施形態から第４の実施形態にて説明した方法を用いて、キャリッジ１４３に生ずる残留振動を抑制することができる。 In such an ink jet printer 6, when the carriage 143 moves, when it stops at both ends, residual vibration may occur, and the landing position of the liquid droplets may shift and drawing may become unstable.
In such a case, vibration when the carriage 143 is stopped can be suppressed by using the first inertia sensor 145a and the second inertia sensor 145b.
When the carriage 143 is moving, the first inertial sensor 145a detects acceleration. In the state where the carriage 143 is stopped, the second inertial sensor 145b detects the acceleration, and the residual generated in the carriage 143 using the method described in the first to fourth embodiments. Vibration can be suppressed.

１，２…ロボット装置、１ａ…ロボット本体、５…搬送装置としてのレーザープリンター、６…搬送装置としてのインクジェットプリンター、１０…基体、１１…アクチュエーター、１２…移動部としてのアーム部、１３…アーム、１４…スライド軸、１５…ハンド、２０…第１の慣性センサー、２５…信号多重化器、３０…第２の慣性センサー、４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃ，４０Ｄ…検出信号選択部、４１…絶対値演算素子、４２…コンパレーター、４４…切替制御部、４５…切替スイッチ、４６…重み制御部、４７…重み付け部、６０…振動制御部、７０…アクチュエーター制御部。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 2 ... Robot apparatus, 1a ... Robot main body, 5 ... Laser printer as conveyance apparatus, 6 ... Inkjet printer as conveyance apparatus, 10 ... Base | substrate, 11 ... Actuator, 12 ... Arm part as moving part, 13 ... Arm , 14 ... slide shaft, 15 ... hand, 20 ... first inertial sensor, 25 ... signal multiplexer, 30 ... second inertial sensor, 40A, 40B, 40C, 40D ... detection signal selection unit, 41 ... absolute value Arithmetic element 42... Comparator 44. Switching controller 45. Changeover switch 46 Weight controller 47 Weight unit 60 Vibration controller 70 Actuator controller

Claims (8)

基体に対して移動可能な移動部と、
前記移動部を駆動するアクチュエーターと、
前記移動部の慣性力を検出する慣性センサーと、を備え、
前記慣性センサーの検出信号を用いて前記移動部の動作が制御されるロボット装置であって、
前記慣性センサーは、ダイナミックレンジが前記移動部の動作範囲を包含する第１の慣性センサーと、前記第１の慣性センサーよりもダイナミックレンジが狭くかつ分解能が高いｎ（１以上の整数）個の第２の慣性センサーと、を有し、
前記第１の慣性センサーの検出信号および前記第２の慣性センサーの検出信号に基づき、使用する前記検出信号を選択する検出信号選択部と、
前記検出信号選択部からの信号に基づき前記移動部の振動を制御する制御信号を生成する振動制御部と、が備えられていることを特徴とするロボット装置。 A moving part movable with respect to the substrate;
An actuator for driving the moving unit;
An inertial sensor for detecting the inertial force of the moving part,
A robot apparatus in which an operation of the moving unit is controlled using a detection signal of the inertial sensor;
The inertial sensor includes a first inertial sensor whose dynamic range includes an operation range of the moving unit, and n (an integer of 1 or more) first dynamic sensors having a narrower dynamic range and higher resolution than the first inertial sensor. Two inertial sensors,
A detection signal selector for selecting the detection signal to be used based on the detection signal of the first inertial sensor and the detection signal of the second inertial sensor;
And a vibration control unit that generates a control signal for controlling the vibration of the moving unit based on a signal from the detection signal selection unit. 請求項１に記載のロボット装置において、
前記検出信号選択部は、
前記第１の慣性センサーおよび前記第２の慣性センサーの各検出信号と、それぞれに設定されたしきい値との比較により前記振動制御部に送る前記検出信号が切り替えられて選択されることを特徴とするロボット装置。 The robot apparatus according to claim 1,
The detection signal selector is
The detection signal to be sent to the vibration control unit is switched and selected by comparing each detection signal of the first inertial sensor and the second inertial sensor with a threshold value set respectively. A robot device. 請求項１に記載のロボット装置において、
前記検出信号選択部は、
前記第１の慣性センサーおよび前記第２の慣性センサーの各検出信号と、それぞれに設定されたしきい値との比較により各検出信号に重み係数をかけて合成して、前記振動制御部に送る前記検出信号が選択されることを特徴とするロボット装置。 The robot apparatus according to claim 1,
The detection signal selector is
Each detection signal of the first inertial sensor and the second inertial sensor is combined with each detection signal by comparison with a threshold value set, and the detected signal is combined and sent to the vibration control unit. A robot apparatus, wherein the detection signal is selected. 請求項１に記載のロボット装置において、
前記検出信号選択部は、
前記移動部を駆動する前記アクチュエーターへの命令の内容に応じて、
前記第１の慣性センサーと前記第２の慣性センサーとの各検出信号が選択されることを特徴とするロボット装置。 The robot apparatus according to claim 1,
The detection signal selector is
According to the content of the command to the actuator that drives the moving unit,
Each of the detection signals of the first inertia sensor and the second inertia sensor is selected. 請求項１乃至４のいずれか一項に記載のロボット装置において、
前記第１の慣性センサーおよび前記第２の慣性センサーが、加速度センサーまたは角速度センサーのどちらかから選択されることを特徴とするロボット装置。 The robot apparatus according to any one of claims 1 to 4,
The robot apparatus according to claim 1, wherein the first inertia sensor and the second inertia sensor are selected from either an acceleration sensor or an angular velocity sensor. 基体に対して直線運動可能な移動部と、
前記移動部を駆動するアクチュエーターと、
前記移動部の慣性力を検出する慣性センサーと、
を備え、前記慣性センサーの検出信号を用いて前記移動部の動作が制御される搬送装置であって、
前記慣性センサーは、ダイナミックレンジが前記移動部の動作範囲を包含する第１の慣性センサーと、前記第１の慣性センサーよりもダイナミックレンジが狭くかつ分解能が高いｎ（１以上の整数）個の第２の慣性センサーと、を有し、
前記第１の慣性センサーの検出信号および前記第２の慣性センサーの検出信号に基づいて前記検出信号を選択する検出信号選択部と、
前記検出信号選択部からの信号に基づき前記移動部の振動を制御する制御信号を生成する振動制御部と、が備えられていることを特徴とする搬送装置。 A moving part capable of linear motion with respect to the substrate;
An actuator for driving the moving unit;
An inertial sensor for detecting the inertial force of the moving part;
A transfer device in which operation of the moving unit is controlled using a detection signal of the inertia sensor,
The inertial sensor includes a first inertial sensor whose dynamic range includes an operation range of the moving unit, and n (an integer of 1 or more) first dynamic sensors having a narrower dynamic range and higher resolution than the first inertial sensor. Two inertial sensors,
A detection signal selector for selecting the detection signal based on a detection signal of the first inertial sensor and a detection signal of the second inertial sensor;
And a vibration control unit that generates a control signal for controlling the vibration of the moving unit based on a signal from the detection signal selection unit. 請求項６に記載の搬送装置において、
前記第１の慣性センサーおよび前記第２の慣性センサーが、加速度センサーまたは角速度センサーのどちらかから選択されることを特徴とする搬送装置。 In the conveyance apparatus of Claim 6,
The conveying apparatus, wherein the first inertia sensor and the second inertia sensor are selected from either an acceleration sensor or an angular velocity sensor. 基体に対して移動可能な移動部と、
前記移動部を駆動するアクチュエーターと、
前記移動部の慣性力を検出するダイナミックレンジが前記移動部の動作範囲を包含する第１の慣性センサーと、前記第１の慣性センサーよりもダイナミックレンジが狭くかつ分解能が高いｎ（１以上の整数）個の第２の慣性センサーと、を有し、
前記第１の慣性センサーの検出信号および前記第２の慣性センサーの検出信号に基づいて前記検出信号を選択する検出信号選択部と、
前記検出信号選択部からの信号に基づき前記移動部の振動を制御する振動制御部と、を備えた前記移動部の振動を制御する慣性センサーを用いた制御方法であって、
前記移動部を駆動する工程と、
前記第１の慣性センサーおよび前記第２の慣性センサーが前記移動部の慣性力を検出する工程と、
前記第１の慣性センサーの検出信号および前記第２の慣性センサーの検出信号に基づいて前記振動制御部に送信する前記検出信号を選択する工程と、
前記振動制御部に送信された前記検出信号に基づき前記アクチュエーターに振動制御信号を生成する工程と、
を有することを特徴とする慣性センサーを用いた制御方法。 A moving part movable with respect to the substrate;
An actuator for driving the moving unit;
A dynamic range for detecting an inertial force of the moving unit including an operating range of the moving unit; and n (an integer equal to or greater than 1) having a narrower dynamic range and higher resolution than the first inertial sensor. ) Second inertial sensors,
A detection signal selector for selecting the detection signal based on a detection signal of the first inertial sensor and a detection signal of the second inertial sensor;
A control method using an inertial sensor that controls the vibration of the moving unit, and a vibration control unit that controls the vibration of the moving unit based on a signal from the detection signal selection unit,
Driving the moving unit;
The first inertial sensor and the second inertial sensor detecting an inertial force of the moving unit;
Selecting the detection signal to be transmitted to the vibration controller based on the detection signal of the first inertial sensor and the detection signal of the second inertial sensor;
Generating a vibration control signal for the actuator based on the detection signal transmitted to the vibration control unit;
And a control method using an inertial sensor.
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