JP2014014897A - 制振制御ロボットシステム - Google Patents

Abstract

【課題】複数のロボットを使用した制振制御ロボットシステムを構築する場合、それぞれのロボット制御装置にメモリ等を追加すると、コストアップの要因となっていた。
【解決手段】ロボットを駆動するサーボモータに動作指令値を送信し、サーボモータのパルスエンコーダの出力値を受信し、動作指令値及びパルスエンコーダの出力値をロボット制振制御装置に送信する制御装置側通信部を備えたロボット制御装置と、ロボットの加速度センサのデータを受信する加速度センサインタフェース、パルスエンコーダの出力値及び加速度センサのデータに基づいて、動作指令値を、ロボットの振動を抑制するように補正した補正動作指令値を算出する補正動作指令値算出部、及び補正動作指令値をロボット制御装置に送信する制振制御装置側通信部を備えたロボット制振制御装置と、を備え、ロボット制振制御装置は、ロボット制御装置とは独立して設けられている点を特徴する。
【選択図】図２

Description

本発明は制振制御ロボットシステムに関し、特にロボット制振制御装置がロボット制御装置とは独立して設けられている制振制御ロボットシステムに関する。

ロボットアームの振動抑制方法の一つとして加速度センサをアーム先端に取り付け、振動によって発生する加速度信号といくつかのロボットパラメータを用いて補償信号を生成して、各軸モータのトルク指令に得られる補償信号をフィードバックして振動を抑制する制振制御方法が知られている（例えば、特許文献１）。

従来の制振制御方法を利用した振動抑制制御装置のブロック図を図１に示す。ロボットは、関節部を介して互いに連結された複数のアームリンク部を有するアーム１１０を備え、アーム１１０の先端近傍には加速度センサ１０５が設けられている。またアーム１１０の運動を制御する制御装置１０８はアーム１１０の各関節部を速度指令値に基づいて駆動するサーボドライバ１１４を有している。加速度センサ１０５により検出された加速度量は演算部１１２に入力される。演算部１１２はこの加速度量に基づいてアーム１１０の先端に生じた振動を抑制するようにサーボドライバ１１４への各関節部ごとの速度指令値を補償する各関節部ごとの補償成分を算出し、算出された各関節部ごとの補償成分にゲインを乗じた値を対応する速度指令値から減算する。

この制振制御を行う場合は、アーム先端に取り付けた加速度センサと、この加速度センサからの信号を受信する加速度センサインタフェースと、加速度センサインタフェースにより受信した信号から各軸モータのトルク指令に得られる補償信号をフィードバックして振動を抑制する制御を行うための制振制御用ソフトウエアが必要であった。

特開平１０−１０００８５号公報

複数のロボットを使用した工場の製造ラインにおいて、制振制御ロボットシステムを構築したい場合、それぞれのロボット制御装置にメモリを追加したり、加速度センサインタフェース用のボードが必要になったり、制振制御用ソフトを購入したりする必要があり、既存のロボット制御装置に後付けすることが困難であり、コストアップの要因ともなっていた。

本発明の制振制御ロボットシステムは、ロボットを駆動するサーボモータに動作指令値を送信し、該動作指令値に基づいて動作するサーボモータのパルスエンコーダの出力値を受信し、動作指令値及びパルスエンコーダの出力値をロボット制振制御装置に送信する制御装置側通信部を備えたロボット制御装置と、ロボットの制御対象部位に備えられた加速度センサのデータを受信する加速度センサインタフェース、パルスエンコーダの出力値及び加速度センサのデータに基づいて、動作指令値を、ロボットの振動を抑制するように補正した補正動作指令値を算出する補正動作指令値算出部、及び補正動作指令値をロボット制御装置に送信する制振制御装置側通信部を備えたロボット制振制御装置と、を備え、ロボット制振制御装置は、ロボット制御装置とは独立して設けられている、ことを特徴とする。

ロボット制振制御装置をロボット制御装置とは独立して設けることにより、複数台のロボットを１台のロボット制振制御装置を利用して制振制御を行うことができるため、ロボット制御装置毎に加速度センサインタフェースを設けたり、制振制御用ソフトウエアをインストールしたりする必要がない。したがって、複数のロボットシステムをコストアップすることなく制振制御を行うことができるロボットシステムに構築することができる。

また、ロボット制御装置とロボット制振制御装置との間の通信、またはロボット制振制御装置とロボットの加速度センサと間の通信を無線により行うことにより、１台のロボット制振制御装置と、複数台のロボット及びロボットの加速度センサとの間のデータの送受信を容易に行うことができる。

従来のロボット制御装置の構成を示すブロック図である。 本発明の実施例１に係る制振制御ロボットシステムの構成を示すブロック図である。 本発明の実施例１に係る制振制御ロボットシステムの動作手順を示すフローチャートである。 本発明の実施例１に係る制振制御ロボットシステムにおけるロボットの動作プログラムである。 本発明の実施例１に係る制振制御ロボットシステムにおける補正動作指令値算出部の構成を示すブロック図である。 本発明の実施例１に係る制振制御ロボットシステムにおける補正動作指令値算出部の動作手順を示すフローチャートである。 本発明の実施例１に係る制振制御ロボットシステムを用いて複数台のロボットの制振制御を個別に行う場合の構成を示すブロック図である。 本発明の実施例１に係る制振制御ロボットシステムを用いて複数台のロボットの制振制御を同時に行う場合の構成を示すブロック図である。 本発明の実施例１に係る制振制御ロボットシステムを用いて複数台のロボットの補正動作指令値を算出する場合の手順を示すフローチャートである。 本発明の実施例２に係る制振制御ロボットシステムの構成を示すブロック図である。 本発明の実施例２に係る制振制御ロボットシステムを用いて複数台のロボットの制振制御を個別に行う場合の構成を示すブロック図である。 本発明の実施例２に係る制振制御ロボットシステムを用いて複数台のロボットの制振制御を同時に行う場合の構成を示すブロック図である。 本発明の実施例２に係る制振制御ロボットシステムを用いて複数台のロボットの補正動作指令値を算出する場合の手順を示すフローチャートである。 本発明の実施例３に係る制振制御ロボットシステムの構成を示すブロック図である。 本発明の実施例３に係る制振制御ロボットシステムを用いて複数台のロボットの制振制御を個別に行う場合の構成を示すブロック図である。 本発明の実施例３に係る制振制御ロボットシステムを用いて複数台のロボットの制振制御を同時に行う場合の構成を示すブロック図である。 本発明の実施例３に係る制振制御ロボットシステムを用いて複数台のロボットの補正動作指令値を算出する場合の手順を示すフローチャートである。 本発明の実施例４に係る制振制御ロボットシステムの構成を示すブロック図である。 本発明の実施例４に係る制振制御ロボットシステムを用いて複数台のロボットの制振制御を個別に行う場合の構成を示すブロック図である。 本発明の実施例４に係る制振制御ロボットシステムを用いて複数台のロボットの制振制御を同時に行う場合の構成を示すブロック図である。 本発明の実施例４に係る制振制御ロボットシステムを用いて複数台のロボットの補正動作指令値を算出する場合の手順を示すフローチャートである。

以下、図面を参照して、本発明に係る制振制御ロボットシステムについて説明する。ただし、本発明の技術的範囲はそれらの実施の形態には限定されず、特許請求の範囲に記載された発明とその均等物に及ぶ点に留意されたい。

まず、本発明の実施例１に係る制振制御ロボットシステムについて図面を用いて説明する。図２に本発明の実施例１に係る制振制御ロボットシステムのブロック図を示す。実施例１に係る制振制御ロボットシステム１００は、ロボット１０−ｉを制御するロボット制御装置１０１−ｉと、ロボット制振制御装置１１と、を備え、ロボット制振制御装置１１は、ロボット制御装置１０１−ｉとは独立して設けられている点を特徴とする。

本発明の実施例１に係るロボット制振制御装置１１は、後述するように１台で複数台（例えば、ｎ台）のロボット制御装置１０１−１〜１０１−ｎ及びロボット１０−１〜１０−ｎに対して制振制御を行うことができる。従って、上記の添え字「ｉ」は任意の１からｎまでの整数を表す。

ロボット１０−ｉは、ロボット制御装置１０１−ｉからの動作指令値に基づいてサーボモータ（図示せず）を駆動することによりアーム４０−ｉを動作させ、制御対象部位であるアーム先端部５０−ｉを所望の位置に移動させることによりスポット動作等の所定の作業を行う。また、ロボット１０−ｉには、アーム先端部５０−ｉの加速度を検出するための加速度センサ２０−ｉが備えられている。加速度センサ５０−ｉによって検出された加速度データを用いることによりアーム先端部の位置や振動を算出することができる。

ロボット制御装置１０１−ｉは、ロボット１０−ｉを駆動するためのサーボモータ（図示せず）に動作指令値を送信し、該動作指令値に基づいて動作するサーボモータ（図示せず）のパルスエンコーダ３０−ｉの出力値を受信し、動作指令値及びパルスエンコーダの出力値をロボット制振制御装置１１に送信する制御装置側通信部である制御装置側無線通信部５−ｉを備えている。

さらに、ロボット制御装置１０１−ｉは、ロボット１０−ｉを動作させるための動作プログラム４−ｉを格納したメモリ２−ｉと、動作プログラム４−ｉに従ってロボット１０−ｉを動作させる制御部３−ｉと、を備えている。制御部３−ｉは、ロボット１０−ｉを動作させるための動作指令値をロボット１０−ｉのサーボモータ（図示せず）に送信し、動作指令値に従って動作したロボット１０−ｉのサーボモータに設置されたパルスエンコーダ３０−ｉからパルスエンコーダの出力値を取得する。制御装置側無線通信部５−ｉは、メモリ２−ｉからロボット１０−ｉを動作せるための動作指令値を取得するとともに、制御部３−ｉからパルスエンコーダの出力値を取得し、取得した動作指令値及びパルスエンコーダの出力値をロボット制振制御装置１１に送信する。

ロボット制振制御装置１１は、ロボット１０−ｉの制御対象部位に備えられた加速度センサ２０−ｉのデータを受信する加速度センサインタフェース１５と、パルスエンコーダ３０−ｉの出力値及び加速度センサ２０−ｉのデータに基づいて、動作指令値を、ロボット１０−ｉの振動を抑制するように補正した補正動作指令値を算出する補正動作指令値算出部１３と、補正動作指令値をロボット制御装置１０１−ｉに送信する制振制御装置側通信部である制振制御装置側無線通信部１２と、を備えている。補正動作指令値算出部１３は、外部からインストールされた制振制御ソフトウエア１４を用いて、補正動作指令値を算出する。

ここで、実施例１に係るロボット制振制御装置１１は、ロボット制御装置１０１−ｉとは独立して設けられており、制御装置側無線通信部５−ｉと制振制御装置側無線通信部１２との間の通信は無線で行われる。ロボット制振制御装置１１は、ロボット制御装置１０１−ｉとは独立して設けられているため、ロボット制振制御装置１１は、ロボット制御装置１０１−ｉとは異なる他のロボット制御装置１０１−ｋ（ｉ≠ｋ）（図示せず）と無線で通信を行うことより、ロボット１０−ｋ（図示せず）の制振制御を行うことができる。

従って、図２にはロボット制御装置及びロボットを各１台ずつのみ示しているが、ロボット制御装置及びロボットは、それぞれ複数台設けてもよい。即ち、ｎ組（ｎ＞１）のロボット制御装置１０１−１〜１０１−ｎと、ロボット１０−１〜１０−ｎに対して、ロボットの制振制御を行うために設置するロボット制振制御装置１１を１台のみとすることができる。図２には、ｎ台のロボット１０−１〜１０−ｎとこれをそれぞれ制御するｎ台のロボット制御装置１０１−１〜１０１−ｎのうちのｉ番目のロボット１０−ｉ及びロボット制御装置１０１−ｉのみを代表して示している。

実施例１のような構成とすることにより、複数台のロボットの制振制御を行うために必要な補正動作指令値算出部１３、制振制御ソフトウエア１４、及び加速度センサインタフェース１５をそれぞれ１つずつのみとすることができ、複数台のロボットの制振制御を行うために、ロボット制御装置に複数の補正動作指令値算出部、制振制御ソフトウエア、及び加速度センサインタフェースを設けた従来の制振制御ロボットシステムに比べてコストを削減することができる。

次に、本発明の実施例１に係る制振制御ロボットシステムの動作方法について説明する。図３に、実施例１に係る制振制御ロボットシステムの動作手順を説明するためのフローチャートを示す。

まず、ステップＳ１０１において、ロボット１０−ｉを駆動するための動作プログラムをロボット制御装置１０１−ｉのメモリ３−ｉから読み出して、動作プログラム内でロボット１０−ｉに学習させたい動作部分に、学習開始点文及び終了点文を追加する。

具体的に説明するために動作プログラムの一例を図４に示す。図４に示した動作プログラムは、ロボット１０−ｉの制御対象部位であるアーム先端部５０−ｉを所望のＡ地点からＢ地点へ動作させるものである。この動作プログラム内で、学習させたい動作部分に、学習開始点を指定するための文「ＬＶＣ ＳＴＡＲＴ」と終了点を指定するための文「ＬＶＣ ＥＮＤ」を追加する。

次に、ステップＳ１０２において、ロボット制御装置１０１−ｉは、動作指令値を無線でロボット制振装置１１に送信する。具体的には、ロボット制御装置１０１−ｉのメモリ２−ｉから制御装置側無線通信部５−ｉに動作指令値が送信され、制御装置側無線通信部５−ｉからロボット制振制御装置１１の制振制御装置側無線通信部１２に動作指令値が無線で送信される。

次に、ステップＳ１０３において、ロボット制御装置１０１−ｉが動作プログラムを実行する。

このような動作プログラムを実行することにより、ロボット制御装置１０１−ｉの制御部３−ｉによってロボット１０−ｉの学習動作が行われ、学習動作中にロボット１０−ｉのアーム先端部位５０−ｉに設けられた加速度センサ２０−ｉによって検出された加速度データに基づいてアーム先端部位５０−ｉの振動が所定の値以下となるまで学習が繰り返される。なお、本実施例では、アーム先端部位５０−ｉの振動を所定の値以下に抑えるために動作指令値を補正する制振制御はロボット制振制御装置１１によって行われる。

次にステップＳ１０４において、ロボット制御装置１０１−ｉは、ロボット１０−ｉのサーボモータ（図示せず）のパルスエンコーダ３０−ｉの出力値を受信するとともに記憶し、ロボット制振制御装置１１へ無線で送信する。具体的には、ロボット制御装置１０１−ｉの制御部３−ｉがパルスエンコーダ３０−ｉの出力値を受信した後に制御装置側無線通信部５−ｉに送信し、制御装置側無線通信部５−ｉからロボット制振制御装置１１の制振制御装置側無線通信部１２にパルスエンコーダ３０−ｉの出力値が無線で送信される。

次にステップＳ１０５において、ロボット制振制御装置１１がパルスエンコーダ３０−ｉの出力値、加速度センサ２０−ｉの検出結果である加速度データ、及び動作指令値から、アーム先端部５０−ｉの振動を抑えるように動作指令値を補正する補正動作指令値を算出し、ロボット制御装置１０１−ｉへ無線で送信する。

補正動作指令値の算出はロボット制振制御装置１１内の補正動作指令値算出部１３において行われる。補正動作指令値算出部１３による補正動作指令値の算出について図面を用いて説明する。図５は実施例１に係るロボット制振制御装置１１内の補正動作指令値算出部１３の構成を示すブロック図である。補正動作指令値算出部１３は、位置偏差算出部１３１と、位置誤差メモリ１３２と、学習ゲイン乗算部１３３と、加算器１３４と、ゼロ位相ローパスフィルタ１３５と、学習補正量メモリ１３６と、を備えている。

次に、補正動作指令値の算出方法について図面を用いて説明する。図６は、補正動作指令値算出部１３における補正動作指令値の算出手順を示したフローチャートである。補正動作指令値算出部１３における補正動作指令値の算出は、ロボット制振制御装置１１の外部からインストールされた制振制御ソフトウエア１４を実行することにより行われる。

まず、ステップＳ２０１において、位置偏差算出部１３１がパルスエンコーダ３０−ｉの出力値及び加速度センサ２０−ｉの出力値である加速度データから位置偏差を計算し位置誤差メモリ１３２に格納する。具体的には、加速度データを位置変換器（図示せず）により位置データに変換し、この変換した位置データとパルスエンコーダの出力値から位置偏差Ｅｚｅｒｏ（１）〜Ｅｚｅｒｏ（Ｎ）を算出する。ここで、Ｎは学習動作をＮステップで実行した場合のステップ数である。

次に、ステップＳ２０２において、学習ゲイン乗算部１３３が位置偏差に学習ゲインを掛けて、修正した位置偏差を求める。具体的には、以下の式を用いてｋ番目の位置偏差Ｅｚｅｒｏ（ｋ）に対して修正した位置偏差Ｑｉｎを算出する。
Ｑｉｎ＝Ｌ１×Ｅｚｅｒｏ(ｋ＋ｍ−１)
＋Ｌ２×Ｅｚｅｒｏ(ｋ＋ｍ)
＋Ｌ３×Ｅｚｅｒｏ(ｋ＋ｍ＋１)
ここで、ｍは所定の整数、Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３は学習ゲインであって定数である。

次にステップＳ２０３において、１試行前の学習補正量であるＵｚｅｒｏ(ｋ)を学習補正量メモリ１３６から出力し、加算器１３４を用いて修正した位置偏差Ｑｉｎと加算する。

次にステップＳ２０４において、ゼロ位相ローパスフィルタ１３５を用いて補正動作指令値を算出する。

次にステップＳ２０５において、補正された動作指令値Ｕｚｅｒｏ（ｋ）を補正前の動作指令値Ｕｚｅｒｏ（ｋ）と置き換えて学習補正量メモリ１３６に格納する。

以上のステップＳ２０１〜Ｓ２０５をｋ＝１〜Ｎに対して行うことにより学習補正量が算出され、動作指令値と学習補正量から補正動作指令値が算出される。算出された補正動作指令値は補正動作指令値算出部１３から制振制御装置側無線通信部１２に送信され、制振制御装置側無線通信部１２から制御装置側無線通信部５−ｉに送信される。

次に、図３に示すように、ステップＳ１０６において、ロボット制御装置１０１−ｉは動作指令値をロボット制振制御装置１１から送られてきた補正動作指令値に置き替えて、再度動作プログラムを実行する。

次に、ステップＳ１０７において、ロボット制振制御装置１１は、加速度センサ２０−ｉから取得した加速度データに基づいて振動の大きさを算出し、所定の閾値との大小関係を調べる。

振動が所定の閾値以下となっている場合にはロボット制振制御装置１１は制振制御を終了し、ロボット制御装置１０１−ｉは最後に算出した補正動作指令値に基づいてロボット１０−ｉを駆動する。一方、振動が所定の閾値より大きい場合は、ステップＳ１０３に戻って、ロボット制御装置１０１−ｉがロボット１０−ｉを再度駆動させ、ステップＳ１０４〜Ｓ１０６を繰り返して補正動作指令値を算出し、振動が所定の閾値以下となるまで繰り返す。

以上のようにして、本発明の実施例１に係る制振制御ロボットシステムによれば、ロボット制振制御装置をロボット制御装置とは独立して設けているため、複数台のロボット制御装置の各々には制振制御ソフトウエアをインストールする必要がない。また、加速度センサを備えたロボットの補正動作指令値を算出する制振制御をロボット制振制御装置によって行い、補正動作指令値を無線装置を利用してロボット制御装置へ転送することにより、容易にロボット制振制御システムが構築できる。

特に複数台のロボットを使用する工場において、全てのロボットに制振制御をさせたい場合、従来は全てのロボット制御装置のそれぞれに制振制御装置の設置が必要であり、工場全体としてのコストが高くなっていたが、本発明によればロボット制振制御装置が１台あればその工場にある全てのロボットの制振制御が可能であるためコストを抑制することができる。

次に、本発明の実施例１に係るロボット制振制御装置を用いて複数台のロボットに対して制振制御を行う場合の態様について説明する。本発明のロボット制振制御装置はロボット制御装置とは独立して設置することが可能であるため、１台のロボット制振制御装置を用いて、複数台のロボットを個別に制振制御することもでき、あるいは複数台のロボットを同時に制振制御することもできる。以下、これら２通りの制御方法について説明する。

まず、１台のロボット制振制御装置を用いて、複数台（ｎ台）のロボット１０−１〜１０−ｎを個別に制振制御する場合について説明する。図７は本発明の実施例１に係る制振制御ロボットシステムを用いて個別にロボットの制振制御を行う場合の構成を示すブロック図である。まず、図７（ａ）に示すように、１台目のロボット制御装置１０１−１及びロボット１０−１に、ロボット制振制御装置１１を接続して、制振制御を行う。ここで、ロボット制振制御装置１１とロボット制御装置１０１−１とは無線で接続され、ロボット制振制御装置１１とロボット１０−１の加速度センサ２０−１とは有線で接続される。制振制御の方法は上述した通りである。

次に、図７（ｂ）に示すように、他のロボット１０−ｉ（ｉ＝２〜ｎ−１）の制振制御を行うために、ロボット制振制御装置１１をロボット制御装置１０１−ｉと無線で接続し、ロボット制振制御装置１１をロボット１０−ｉの加速度センサ２０−ｉと有線で接続した後、ロボット１０−ｉの制振制御を行う。

最後に、図７（ｃ）に示すように、最後のロボット１０−ｎの制振制御を行うために、ロボット制振制御装置１１をロボット制御装置１０１−ｎと無線で接続し、ロボット制振制御装置１１をロボット１０−ｎの加速度センサ２０−ｎと有線で接続した後、ロボット１０−ｎの制振制御を行う。

以上のような構成とすることにより、１台のロボット制振制御装置を用いて複数台のロボットの制振制御を個別に行うことができる。

次に、１台のロボット制振制御装置を用いて、複数台（ｎ台）のロボット１０−１〜１０−ｎを同時に制振制御する場合について説明する。図８は本発明の実施例１に係る制振制御ロボットシステムを用いて複数台のロボットの制振制御を同時に行う場合の構成を示すブロック図である。

図８に示すように、複数台のロボット制御装置１０１−１〜１０１−ｎがロボット制振制御装置１１と無線で接続されている。ロボット制振制御装置１１には、ロボット制御装置１０１−１〜１０１−ｎのうちの特定の１台と通信を行うために、制御装置切替スイッチ１７が設けられている。また、複数台のロボット１０−１〜１０−ｎの加速度センサ２０−１〜２０−ｎがロボット制振制御装置１１と有線で接続されている。ロボット制振制御装置１１には、加速度センサ２０−１〜２０−ｎのうちの特定の１台と通信を行うために、加速度センサ切替スイッチ１８が設けられている。

次に、本発明の実施例１に係るロボット制振制御装置を用いて複数台のロボットの制振制御を同時に行う場合の手順について説明する。図９は本発明の実施例１に係る制振制御ロボットシステムを用いて複数台のロボットの補正動作指令値を算出する場合の手順を示すフローチャートである。

まず、ステップＳ３０１において、ロボットを特定するための番号ｉの初期値を０とする。次に、ステップＳ３０２において、ｉを１つインクリメントする。

次に、ステップＳ３０３において、ロボット制振制御装置１１をｉ番目のロボット制御装置１０１−ｉと無線で接続されるように制御装置切替スイッチ１７を切り替える。例えばｉ＝１であれば、ロボット制振制御装置１１とロボット制御装置１０１−１との間で通信が行えるようにする。

次に、ステップＳ３０４において、ロボット制振制御装置１１をｉ番目のロボットの加速度センサと有線で接続されるように加速度センサ切替スイッチ１８を切り替える。例えばｉ＝１であれば、ロボット制振制御装置１１とロボット１０−１の加速度センサ２０−１との間で通信が行えるようにする。

次に、ステップＳ３０５において、ｉ番目のロボットの補正動作指令値を算出する。補正動作指令値を算出する手順は上述したとおりである。

補正動作指令値を算出し、制振制御が完了したら、ステップＳ３０６において、ｉ＝ｎか否かを判断することにより制振制御の対象としたｎ台のロボットの全ての制振制御が完了したか否かを判断する。ｉ＝ｎであれば、全てのロボットの制振制御が完了したと判断して、制振制御の動作を終了する。一方、１＜ｎであればステップＳ３０２に戻ってｉを１つインクリメントして、次の制振制御の対象であるロボットの制振制御を実行する。

以上のような構成とすることにより、１台のロボット制振制御装置を用いて複数台のロボットの制振制御を同時に行うことができる。

本発明の実施例１に係る制振制御ロボットシステムによれば、ロボット制御装置とロボット制振制御装置との間を無線で接続しているため、データの送受信を容易に行うことができる。また、ロボット制振制御装置とロボットの加速度センサとの間を有線で接続しているため、アーム先端部に無線通信のための送信機を設置することが困難な場合や、雑音等により無線でのデータの送信が困難な場合にも対処することができる。

次に、本発明の実施例２に係る制振制御ロボットシステムについて図面を用いて説明する。図１０に本発明の実施例２に係る制振制御ロボットシステムのブロック図を示す。実施例２に係る制振制御ロボットシステム２００は、ロボット１０−ｉを制御するロボット制御装置２０１−ｉと、ロボット制振制御装置２１と、を備え、ロボット制振制御装置２１は、ロボット制御装置２０１−ｉとは独立して設けられおり、ロボット制振制御装置２１の制御装置側通信部である制御装置側有線通信部６−ｉと制振制御装置側通信部である制振制御装置側有線通信部１９との間の通信が有線で行われる点を特徴とする。

実施例２に係る制振制御ロボットシステム２００が実施例１に係る制振制御ロボットシステム１００と異なる点は、ロボット制振制御装置２１の制御装置側通信部である制御装置側有線通信部６−ｉと制振制御装置側通信部である制振制御装置側有線通信部１９との間の通信が有線で行われる点である。補正動作指令値を算出することによりロボット１０−ｉの制振制御を行う手順は実施例１と同様であるので詳細な説明は省略する。

次に、本発明の実施例２に係るロボット制振制御装置を用いて複数台のロボットに対して制振制御を行う場合の態様について説明する。本発明のロボット制振制御装置はロボット制御装置とは独立して設置することが可能であるため、１台のロボット制振制御装置を用いて、複数台のロボットを個別に制振制御することもでき、あるいは複数台のロボットを同時に制振制御することもできる。以下、これら２通りの制御方法について説明する。

まず、１台のロボット制振制御装置を用いて、複数台（ｎ台）のロボット１０−１〜１０−ｎを個別に制振制御する場合について説明する。図１１は本発明の実施例２に係る制振制御ロボットシステムを用いて個別にロボットの制振制御を行う場合の構成を示すブロック図である。まず、図１１（ａ）に示すように、１台目のロボット制御装置２０１−１及びロボット１０−１に、ロボット制振制御装置２１を接続して、制振制御を行う。ここで、ロボット制振制御装置２１とロボット制御装置２０１−１とは有線で接続され、ロボット制振制御装置２１とロボット１０−１の加速度センサ２０−１とは有線で接続される。制振制御の方法は上述した通りである。

次に、図１１（ｂ）に示すように、他のロボット１０−ｉ（ｉ＝２〜ｎ−１）の制振制御を行うために、ロボット制振制御装置２１をロボット制御装置２０１−ｉと有線で接続し、ロボット制振制御装置２１をロボット１０−ｉの加速度センサ２０−ｉと有線で接続した後、ロボット１０−ｉの制振制御を行う。

最後に、図１１（ｃ）に示すように、最後のロボット１０−ｎの制振制御を行うために、ロボット制振制御装置２１をロボット制御装置２０１−ｎと有線で接続し、ロボット制振制御装置２１をロボット１０−ｎの加速度センサ２０−ｎと有線で接続した後、ロボット１０−ｎの制振制御を行う。

以上のような構成とすることにより、１台のロボット制振制御装置を用いて複数台のロボットの制振制御を個別に行うことができる。

次に、１台のロボット制振制御装置を用いて、複数台（ｎ台）のロボット１０−１〜１０−ｎを同時に制振制御する場合について説明する。図１２は本発明の実施例２に係る制振制御ロボットシステムを用いて複数台のロボットの制振制御を同時に行う場合の構成を示すブロック図である。

図１２に示すように、複数台のロボット制御装置２０１−１〜２０１−ｎがロボット制振制御装置２１と有線で接続されている。ロボット制振制御装置２１には、ロボット制御装置２０１−１〜２０１−ｎのうちの特定の１台と通信を行うために、制御装置切替スイッチ１７が設けられている。また、複数台のロボット１０−１〜１０−ｎの加速度センサ２０−１〜２０−ｎがロボット制振制御装置２１と有線で接続されている。ロボット制振制御装置２１には、加速度センサ２０−１〜２０−ｎのうちの特定の１台と通信を行うために、加速度センサ切替スイッチ１８が設けられている。

次に、本発明の実施例２に係るロボット制振制御装置を用いて複数台のロボットの制振制御を同時に行う場合の手順について説明する。図１３は本発明の実施例２に係る制振制御ロボットシステムを用いて複数台のロボットの補正動作指令値を算出する場合の手順を示すフローチャートである。

まず、ステップＳ４０１において、ロボットを特定するための番号ｉの初期値を０とする。次に、ステップＳ４０２において、ｉを１つインクリメントする。

次に、ステップＳ４０３において、ロボット制振制御装置２１をｉ番目のロボット制御装置２０１−ｉと有線で接続されるように制御装置切替スイッチ１７を切り替える。例えばｉ＝１であれば、ロボット制振制御装置２１とロボット制御装置２０１−１との間で通信が行えるようにする。

次に、ステップＳ４０４において、ロボット制振制御装置２１をｉ番目のロボットの加速度センサと有線で接続されるように加速度センサ切替スイッチ１８を切り替える。例えばｉ＝１であれば、ロボット制振制御装置２１とロボット１０−１の加速度センサ２０−１との間で通信が行えるようにする。

次に、ステップＳ４０５において、ｉ番目のロボットの補正動作指令値を算出する。補正動作指令値を算出する手順は上述したとおりである。

補正動作指令値を算出し、制振制御が完了したら、ステップＳ４０６において、ｉ＝ｎか否かを判断することにより制振制御の対象としたｎ台のロボットの全ての制振制御が完了したか否かを判断する。ｉ＝ｎであれば、全てのロボットの制振制御が完了したと判断して、制振制御の動作を終了する。一方、１＜ｎであればステップＳ４０２に戻ってｉを１つインクリメントして、次の制振制御の対象であるロボットの制振制御を実行する。

以上のような構成とすることにより、１台のロボット制振制御装置を用いて複数台のロボットの制振制御を同時に行うことができる。

本発明の実施例２に係る制振制御ロボットシステムによれば、ロボット制御装置とロボット制振制御装置との間を有線で接続しているため、雑音等により無線によるデータの送受信が困難な場合にも対応することができる。

次に、本発明の実施例３に係る制振制御ロボットシステムについて図面を用いて説明する。図１４に本発明の実施例３に係る制振制御ロボットシステムのブロック図を示す。実施例３に係る制振制御ロボットシステム３００は、ロボット１０−ｉを制御するロボット制御装置３０１−ｉと、ロボット制振制御装置３１と、を備え、ロボット制振制御装置３１は、ロボット制御装置３０１−ｉとは独立して設けられおり、ロボット１０−ｉの加速度センサ２０−ｉとロボット制振制御装置３１の加速度センサインタフェース１５との間の通信が加速度センサ用無線通信部２２を介して無線で行われる点を特徴とする。

実施例３に係る制振制御ロボットシステム３００が実施例１に係る制振制御ロボットシステム３００と異なる点は、ロボット１０−ｉの加速度センサ２０−ｉとロボット制振制御装置３１の加速度センサインタフェース１５との間の通信が加速度センサ用無線通信部２２を介して無線で行われる点である。ロボット１０−ｉの加速度センサ２０−ｉには、加速度センサ２０−ｉが検出した加速度データをロボット制振制御装置３１の加速度センサ用無線通信部２２にデータを発信するための加速度センサ送信部６０−ｉが設けられている。補正動作指令値を算出することによりロボット１０−ｉの制振制御を行う手順は実施例１と同様であるので詳細な説明は省略する。

次に、本発明の実施例３に係るロボット制振制御装置を用いて複数台のロボットに対して制振制御を行う場合の態様について説明する。本発明のロボット制振制御装置はロボット制御装置とは独立して設置することが可能であるため、１台のロボット制振制御装置を用いて、複数台のロボットを個別に制振制御することもでき、あるいは複数台のロボットを同時に制振制御することもできる。以下、これら２通りの制御方法について説明する。

まず、１台のロボット制振制御装置を用いて、複数台（ｎ台）のロボット１０−１〜１０−ｎを個別に制振制御する場合について説明する。図１５は本発明の実施例３に係る制振制御ロボットシステムを用いて個別にロボットの制振制御を行う場合の構成を示すブロック図である。まず、図１５（ａ）に示すように、１台目のロボット制御装置３０１−１及びロボット１０−１に、ロボット制振制御装置３１を接続して、制振制御を行う。ここで、ロボット制振制御装置３１とロボット制御装置３０１−１とは無線で接続され、ロボット制振制御装置３１とロボット１０−１の加速度センサ２０−１とは無線で接続される。制振制御の方法は上述した通りである。

次に、図１５（ｂ）に示すように、他のロボット１０−ｉ（ｉ＝２〜ｎ−１）の制振制御を行うために、ロボット制振制御装置３１をロボット制御装置３０１−ｉと無線で接続し、ロボット制振制御装置３１をロボット１０−ｉの加速度センサ２０−ｉと無線で接続した後、ロボット１０−ｉの制振制御を行う。

最後に、図１５（ｃ）に示すように、最後のロボット１０−ｎの制振制御を行うために、ロボット制振制御装置３１をロボット制御装置３０１−ｎと無線で接続し、ロボット制振制御装置３１をロボット１０−ｎの加速度センサ２０−ｎと無線で接続した後、ロボット１０−ｎの制振制御を行う。

以上のような構成とすることにより、１台のロボット制振制御装置を用いて複数台のロボットの制振制御を個別に行うことができる。

次に、１台のロボット制振制御装置を用いて、複数台（ｎ台）のロボット１０−１〜１０−ｎを同時に制振制御する場合について説明する。図１６は本発明の実施例３に係る制振制御ロボットシステムを用いて複数台のロボットの制振制御を同時に行う場合の構成を示すブロック図である。

図１６に示すように、複数台のロボット制御装置３０１−１〜３０１−ｎがロボット制振制御装置３１と無線で接続されている。ロボット制振制御装置３１には、ロボット制御装置３０１−１〜３０１−ｎのうちの特定の１台と通信を行うために、制御装置切替スイッチ１７が設けられている。また、複数台のロボット１０−１〜１０−ｎの加速度センサ２０−１〜２０−ｎがロボット制振制御装置３１と無線で接続されている。ロボット制振制御装置３１には、加速度センサ２０−１〜２０−ｎのうちの特定の１台と通信を行うために、加速度センサ切替スイッチ１８が設けられている。

次に、本発明の実施例３に係るロボット制振制御装置を用いて複数台のロボットの制振制御を同時に行う場合の手順について説明する。図１７は本発明の実施例３に係る制振制御ロボットシステムを用いて複数台のロボットの補正動作指令値を算出する場合の手順を示すフローチャートである。

まず、ステップＳ５０１において、ロボットを特定するための番号ｉの初期値を０とする。次に、ステップＳ５０２において、ｉを１つインクリメントする。

次に、ステップＳ５０３において、ロボット制振制御装置３１をｉ番目のロボット制御装置３０１−ｉと無線で接続されるように制御装置切替スイッチ１７を切り替える。例えばｉ＝１であれば、ロボット制振制御装置３１とロボット制御装置３０１−１との間で通信が行えるようにする。

次に、ステップＳ５０４において、ロボット制振制御装置３１をｉ番目のロボットの加速度センサと無線で接続されるように加速度センサ切替スイッチ１８を切り替える。例えばｉ＝１であれば、ロボット制振制御装置３１とロボット１０−１の加速度センサ２０−１との間で通信が行えるようにする。

次に、ステップＳ５０５において、ｉ番目のロボットの補正動作指令値を算出する。補正動作指令値を算出する手順は上述したとおりである。

補正動作指令値を算出し、制振制御が完了したら、ステップＳ５０６において、ｉ＝ｎか否かを判断することにより制振制御の対象としたｎ台のロボットの全ての制振制御が完了したか否かを判断する。ｉ＝ｎであれば、全てのロボットの制振制御が完了したと判断して、制振制御の動作を終了する。一方、１＜ｎであればステップＳ５０２に戻ってｉを１つインクリメントして、次の制振制御の対象であるロボットの制振制御を実行する。

以上のような構成とすることにより、１台のロボット制振制御装置を用いて複数台のロボットの制振制御を同時に行うことができる。

本発明の実施例３に係る制振制御ロボットシステムによれば、ロボットの加速度センサとロボット制振制御装置の加速度センサインタフェースとの間の通信が無線で行われるため、ロボット制振制御装置とロボットの加速度センサとの間のデータの送受信を容易に行うことができる。

次に、本発明の実施例４に係る制振制御ロボットシステムについて図面を用いて説明する。図１８に本発明の実施例４に係る制振制御ロボットシステムのブロック図を示す。実施例４に係る制振制御ロボットシステム４００は、ロボット１０−ｉを制御するロボット制御装置４０１−ｉと、ロボット制振制御装置４１と、を備え、ロボット制振制御装置４１は、ロボット制御装置４０１−ｉとは独立して設けられおり、ロボット制振制御装置４１の制御装置側通信部である制御装置側有線通信部６−ｉと制振制御装置側通信部である制振制御装置側有線通信部１９との間の通信が有線で行われ、かつ、ロボット１０−ｉの加速度センサ２０−ｉとロボット制振制御装置４１の加速度センサインタフェース１５との間の通信が加速度センサ用無線通信部２２を介して無線で行われる点を特徴とする。

実施例４に係る制振制御ロボットシステム４００が実施例２に係る制振制御ロボットシステム２００と異なる点は、ロボット１０−ｉの加速度センサ２０−ｉとロボット制振制御装置４１の加速度センサインタフェース１５との間の通信が加速度センサ用無線通信部２２を介して無線で行われる点である。ロボット１０−ｉの加速度センサ２０−ｉには、加速度センサ２０−ｉが検出した加速度データをロボット制振制御装置４１の加速度センサ用無線通信部２２にデータを発信するための加速度センサ送信部６０−ｉが設けられている。補正動作指令値を算出することによりロボット１０−ｉの制振制御を行う手順は実施例１と同様であるので詳細な説明は省略する。

次に、本発明の実施例４に係るロボット制振制御装置を用いて複数台のロボットに対して制振制御を行う場合の態様について説明する。本発明のロボット制振制御装置はロボット制御装置とは独立して設置することが可能であるため、１台のロボット制振制御装置を用いて、複数台のロボットを個別に制振制御することもでき、あるいは複数台のロボットを同時に制振制御することもできる。以下、これら２通りの制御方法について説明する。

まず、１台のロボット制振制御装置を用いて、複数台（ｎ台）のロボット１０−１〜１０−ｎを個別に制振制御する場合について説明する。図１９は本発明の実施例４に係る制振制御ロボットシステムを用いて個別にロボットの制振制御を行う場合の構成を示すブロック図である。まず、図１９（ａ）に示すように、１台目のロボット制御装置４０１−１及びロボット１０−１に、ロボット制振制御装置４１を接続して、制振制御を行う。ここで、ロボット制振制御装置４１とロボット制御装置４０１−１とは有線で接続され、ロボット制振制御装置４１とロボット１０−１の加速度センサ２０−１とは無線で接続される。制振制御の方法は上述した通りである。

次に、図１９（ｂ）に示すように、他のロボット１０−ｉ（ｉ＝２〜ｎ−１）の制振制御を行うために、ロボット制振制御装置４１をロボット制御装置４０１−ｉと有線で接続し、ロボット制振制御装置４１をロボット１０−ｉの加速度センサ２０−ｉと無線で接続した後、ロボット１０−ｉの制振制御を行う。

最後に、図１９（ｃ）に示すように、最後のロボット１０−ｎの制振制御を行うために、ロボット制振制御装置４１をロボット制御装置４０１−ｎと有線で接続し、ロボット制振制御装置４１をロボット１０−ｎの加速度センサ２０−ｎと無線で接続した後、ロボット１０−ｎの制振制御を行う。

以上のような構成とすることにより、１台のロボット制振制御装置を用いて複数台のロボットの制振制御を個別に行うことができる。

次に、１台のロボット制振制御装置を用いて、複数台（ｎ台）のロボット１０−１〜１０−ｎを同時に制振制御する場合について説明する。図２０は本発明の実施例４に係る制振制御ロボットシステムを用いて複数台のロボットの制振制御を同時に行う場合の構成を示すブロック図である。

図２０に示すように、複数台のロボット制御装置４０１−１〜４０１−ｎがロボット制振制御装置４１と有線で接続されている。ロボット制振制御装置４１には、ロボット制御装置４０１−１〜４０１−ｎのうちの特定の１台と通信を行うために、制御装置切替スイッチ１７が設けられている。また、複数台のロボット１０−１〜１０−ｎの加速度センサ２０−１〜２０−ｎがロボット制振制御装置４１と無線で接続されている。ロボット制振制御装置４１には、加速度センサ２０−１〜２０−ｎのうちの特定の１台と通信を行うために、加速度センサ切替スイッチ１８が設けられている。

次に、本発明の実施例４に係るロボット制振制御装置を用いて複数台のロボットの制振制御を同時に行う場合の手順について説明する。図２１は本発明の実施例４に係る制振制御ロボットシステムを用いて複数台のロボットの補正動作指令値を算出する場合の手順を示すフローチャートである。

まず、ステップＳ６０１において、ロボットを特定するための番号ｉの初期値を０とする。次に、ステップＳ６０２において、ｉを１つインクリメントする。

次に、ステップＳ６０３において、ロボット制振制御装置４１をｉ番目のロボット制御装置４０１−ｉと有線で接続されるように制御装置切替スイッチ１７を切り替える。例えばｉ＝１であれば、ロボット制振制御装置４１とロボット制御装置４０１−１との間で通信が行えるようにする。

次に、ステップＳ６０４において、ロボット制振制御装置４１をｉ番目のロボットの加速度センサと無線で接続されるように加速度センサ切替スイッチ１８を切り替える。例えばｉ＝１であれば、ロボット制振制御装置４１とロボット１０−１の加速度センサ２０−１との間で通信が行えるようにする。

次に、ステップＳ６０５において、ｉ番目のロボットの補正動作指令値を算出する。補正動作指令値を算出する手順は上述したとおりである。

補正動作指令値を算出し、制振制御が完了したら、ステップＳ６０６において、ｉ＝ｎか否かを判断することにより制振制御の対象としたｎ台のロボットの全ての制振制御が完了したか否かを判断する。ｉ＝ｎであれば、全てのロボットの制振制御が完了したと判断して、制振制御の動作を終了する。一方、１＜ｎであればステップＳ６０２に戻ってｉを１つインクリメントして、次の制振制御の対象であるロボットの制振制御を実行する。

以上のような構成とすることにより、１台のロボット制振制御装置を用いて複数台のロボットの制振制御を同時に行うことができる。

本発明の実施例４に係る制振制御ロボットシステムによれば、ロボットの加速度センサとロボット制振制御装置の加速度センサインタフェースとの間の通信が無線で行われるため、ロボット制振制御装置とロボットの加速度センサとの間のデータの送受信を容易に行うことができる。

以上説明した実施例の制振制御ロボットシステムを構成するロボット制振制御装置は可動式、または可搬式とすることができる。このようにすることで、離れた場所に存在する複数台のロボットに対しても機動的にロボットの制振制御を行うことができる。

上記の実施例においては、加速度センサが検出した加速度データをロボット制振制御装置が受信するような構成としたがこれには限られず、加速度センサが検出した加速度データをロボット制御装置が受信し、受信した加速度データをロボット制御装置からロボット制振制御装置に送信するようにしてもよい。

本実施例のロボット制御装置及びロボット制振制御装置は無線通信部または有線通信部を有する構成を示したが、無線通信部と有線通信部の両者を備えて、これらを接続態様に合わせて切り換えるようにしてもよい。例えば、あるロボット制御装置はロボット制振制御装置と無線でデータの送受信を行い、他のロボット制御装置はロボット制振制御装置と有線でデータを送受信するようにしてもよい。このようにロボット制振制御装置が無線または有線のデータの送受信に対応可能とすることで、ロボット制御装置の通信部が無線または有線のいずれの方式を採用していても、１台のロボット制振制御装置を用いてデータの送受信を行うことができる。

１００、２００、３００、４００ 制振制御ロボットシステム
１１、２１、３１、４１ ロボット制振制御装置
１２ 制振制御装置側無線通信部
１３ 補正動作指令値算出部
１４ 制振制御ソフトウエア
１５ 加速度センサインタフェース
１６ 加速度センサ用有線通信部
１７ 制御装置切替スイッチ
１８ 加速度センサ切替スイッチ
１９ 制振制御装置側有線通信部
２２ 加速度センサ用無線通信部
１０１−ｉ ロボット制御装置
２−ｉ メモリ
３−ｉ 制御部
４−ｉ 動作プログラム
５−ｉ 制御装置側無線通信部
６−ｉ 制御装置側有線通信部
１０−ｉ ロボット
２０−ｉ 加速度センサ
３０−ｉ パルスエンコーダ
４０−ｉ アーム
５０−ｉ アーム先端部
６０−ｉ 加速度センサ送信部

Claims (6)

1. ロボットを駆動するサーボモータに動作指令値を送信し、該動作指令値に基づいて動作するサーボモータのパルスエンコーダの出力値を受信し、前記動作指令値及び前記パルスエンコーダの出力値をロボット制振制御装置に送信する制御装置側通信部を備えたロボット制御装置と、
   ロボットの制御対象部位に備えられた加速度センサのデータを受信する加速度センサインタフェース、前記パルスエンコーダの出力値及び前記加速度センサのデータに基づいて、前記動作指令値を、ロボットの振動を抑制するように補正した補正動作指令値を算出する補正動作指令値算出部、及び前記補正動作指令値を前記ロボット制御装置に送信する制振制御装置側通信部を備えたロボット制振制御装置と、を備え、
   前記ロボット制振制御装置は、前記ロボット制御装置とは独立して設けられている、
   ことを特徴とする制振制御ロボットシステム。
2. 前記制御装置側通信部と前記制振制御装置側通信部との間の通信が無線で行われる、請求項１に記載の制振制御ロボットシステム。
3. 前記制御装置側通信部と前記制振制御装置側通信部との間の通信が有線で行われる、請求項１に記載の制振制御ロボットシステム。
4. ロボットの加速度センサと前記加速度センサインタフェースとの間の通信が無線で行われる、請求項１に記載の制振制御ロボットシステム。
5. ロボットの加速度センサと前記加速度センサインタフェースとの間の通信が有線で行われる、請求項１に記載の制振制御ロボットシステム。
6. 前記ロボット制振制御装置を１台使用して、複数のロボット制御装置によって制御される複数のロボットを同時に制振制御する、請求項１に記載の制振制御ロボットシステム。

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