JP2014138978A - ロボット、制御装置、ロボットシステム及び制御方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】搬送装置は、移動部と、移動部の駆動源と、駆動源の位置情報を出力する位置センサーと、移動部が移動させられる際の慣性力情報を出力する慣性センサーと、移動部の移動を規定する制御指令を出力する制御指令発生部と、を備える搬送装置であって、移動部の移動動作を制御する際に、慣性力情報を用いるか否かを決定する制御切替決定部と、制御切替決定部が慣性力情報を用いることを決定した場合には、制御指令、位置情報、及び慣性力情報に拠って第一の制御を実施し、制御切替決定部が、慣性力情報を用いないことを決定した場合には、制御指令、及び位置情報に拠って第一の制御とは異なる第二の制御を実施する動作制御部と、を備える。
【選択図】図3
Description
ロボットを駆動させる際には、ロボットのアームを駆動するモーターなどの駆動源の回転角度を測定し、測定した角度情報に基づいてアームの先端位置などを制御する制御方法が用いられている。しかし、駆動源からアームに駆動力を伝達する伝達機構やアームは剛体ではないことに起因して、伝達機構やアームが変形するために、角度情報に基づいて位置制御されたアームの先端側の位置が必ずしも実際の位置と一致しない場合があった。また、動作時に伝達機構やアームが変形することによって、振動を生ずるという問題があった。これらの問題に対し、アーム先端に慣性センサーを取り付けて先端の動きを測定し、得られた慣性センサーによる角速度情報を制御に用いる方法が考案されている。特許文献1には、慣性センサーの出力信号によってアームの動作を制御することによって、剛性が低い場合でも高精度の位置決めができると共に、振れによる精度低下を防止することができる多関節ロボットの制御方法及び多関節ロボットが開示されている。
第一の制御は、制御指令、回動角度情報、及び角速度情報を用いることで、振動などを抑制できる制御方法であって、例えば状態フィードバック制御と呼ばれる制御方法である。第二の制御は、制御指令及び回動角度情報を用いて安定して目的の位置に到達させることができる制御方法であって、例えば角度センサーの角度やその微分値の角速度を基にしたPID(Proportional Integral Differential)制御などである。
例えば移動する目的の位置のような制御指令の特徴点から一定以上の時間が経過すると、角速度情報の値は、制御指令において規定された特徴点における角速度の値となる。制御指令の特徴点からの経過時間を閾値と比較することで、角速度情報を閾値と比較する場合と同様の判断基準とすることができる。経過時間を基準とすることで、角速度情報などを閾値と比較する場合にくらべて、制御を簡単にすることができる。
第一の制御は、制御指令、位置情報、及び加速度情報を用いることで、振動などを抑制できる制御方法であって、例えば状態フィードバック制御と呼ばれる制御方法である。第二の制御は、制御指令及び位置情報を用いて安定して目的の位置に到達させることができる制御方法であって、例えば角度センサーの角度やその微分値の角速度を基にしたPID制御などである。
例えば移動する目的の位置のような制御指令の特徴点から一定以上の時間が経過すると、加速度情報の値は、制御指令において規定された特徴点における加速度の値となる。制御指令の特徴点からの経過時間を閾値と比較することで、加速度情報を閾値と比較する場合と同様の判断基準とすることができる。経過時間を基準とすることで、加速度情報などを閾値と比較する場合にくらべて、制御を簡単にすることができる。
第一の制御は、制御指令、位置情報、及び慣性力情報を用いることで、振動などを抑制できる制御方法であって、例えば状態フィードバック制御と呼ばれる制御方法である。第二の制御は、制御指令及び位置情報を用いて安定して目的の位置に到達させることができる制御方法であって、例えば角度センサーの角度やその微分値の角速度を基にしたPID制御などである。
例えば移動する目的の位置のような制御指令の特徴点から一定以上の時間が経過すると、慣性力情報の値は、制御指令において規定された特徴点における慣性力の値となる。制御指令の特徴点からの経過時間を閾値と比較することで、慣性力情報を閾値と比較する場合と同様の判断基準とすることができる。経過時間を基準とすることで、慣性力情報などを閾値と比較する場合にくらべて、制御を簡単にすることができる。
ロボット、搬送装置、及び慣性センサーを用いた制御方法の一実施形態である第一の実施形態について、説明する。本実施形態は、搬送装置の一例である、給除材装置を例にして説明する。本実施形態の給除材装置は、例えば、半導体装置の製造工程において、半導体装置を構成する複数の半導体チップが区画形成されたウェハーを取扱う給除材装置である。
最初に、給除材装置10の機械的構成について、図1を参照して説明する。図1は、給除材装置の概略構成を示す外観斜視図である。
図1に示すように、給除材装置10は、保持ハンド12と、ロボット機構20と、給除材装置制御部30と、角速度センサー32と、角度センサー34(図2参照)と、を備えている。
アーム軸部26の機台28に支持された側と反対側の端には、給除材アーム21の一端が固定されている。給除材アーム21は、アーム駆動モーター22によって、アーム軸部26の回動軸を中心に回動させられる。給除材アーム21の回動角度は、角度センサー34によってアーム駆動モーター22の回動角度を測定することによって近似的に測定される。
保持機構軸24bの自由端には、保持ハンド12が取り付けられている。給除材アーム21を回動させることによって、保持ハンド12を搬送対象物に臨む位置に位置させる。保持軸受24aに対して保持機構軸24bを摺動させることによって、保持ハンド12を搬送対象物に離接させると共に、保持ハンド12によって保持した搬送対象物を、載置場所から持ち上げたり、載置場所に接近させたりする。
保持ハンド12が取り付けられているハンド保持機構24には、保持ハンド12と反対側に角速度センサー32が固定されている。すなわち、角速度センサー32は、給除材アーム21の先端に固定されており、給除材アーム21が回動させられる角速度を測定可能である。
給除材装置制御部30は、情報入出力装置(図示省略)を介して予め入力された制御プログラムに基づいて、給除材装置10の各部の動作を統括制御する。
次に、ロボット機構20を駆動させる機能的構成について、図2を参照して説明する。図2は、ロボット機構を駆動させる機能的構成を示す機能構成ブロック図である。
上述したように、給除材アーム21を回動させるために、給除材装置10は、アーム駆動モーター22と、アーム駆動機構23と、角速度センサー32と、角度センサー34と、給除材装置制御部30とを備えている。
角速度センサー32としては、例えばジャイロセンサーを用いることができる。角度センサー34としては、例えばエンコーダーを用いることができる。給除材アーム21がアームに相当し、ロボット機構20がロボットに相当し、アーム駆動モーター22が駆動源に相当し、角速度センサー32が慣性センサーに相当する。
制御指令発生部36は、給材又は除材の稼動指令に基づくロボット機構20の動作指令を実行するための給除材アーム21の動作指令を出力する。稼動指令は、図示省略した入力装置から給除材装置10に入力される。稼動指令に基づくロボット機構20の動作指令は、給除材装置制御部30が備える統括制御部(図示省略)から制御指令発生部36に出力される。制御指令発生部36が出力する給除材アーム21の動作指令は、例えば、給除材アーム21の先端の軌道が、時間ごとの給除材アーム21の角度として指令される。
次に、アーム駆動モーター22の駆動を制御することによって給除材アーム21を回動させて、給除材アーム21の先端に配設された保持ハンド12を所定の位置に位置させる工程について、図3及び図4を参照して説明する。図3は、アーム駆動モーターの駆動を制御することによって給除材アームを回動させる工程を示すフローチャートである。図4は、制御を切替える基準とする角速度の閾値の例を示す説明図である。図4(a)は、給除材アームを回動させる間の時間経過と角速度の関係及び角速度の閾値の例を示す説明図であり、図4(b)は、給除材アームが停止する間際の時間経過と角速度の関係及び角速度の閾値の例を示す説明図である。
モーター停止指令があった場合(ステップS21でYES)には、アーム駆動モーター22の駆動を制御することによって給除材アーム21を回動させて給除材アーム21の先端に配設された保持ハンド12を所定の位置に位置させる工程を終了する。
モーター停止指令がない場合(ステップS21でNO)には、ステップS22に進む。
ステップS24では、角度情報及び角速度情報使用制御部38bが、制御指令値、角度情報、及び角速度情報から、トルク指令値を演算する。
ステップS25では、角度情報使用制御部38aが、制御指令値、及び角度情報から、トルク指令値を演算する。
回動動作の中間において角速度が閾値Sより大きい段階では、角速度情報、制御指令値、及び角度情報を用いた制御を実施する。当該制御は、例えば、いわゆる状態フィードバック制御と呼ばれる制御方法を用いる。この場合の状態フィードバック制御などが、第一の制御に相当する。
図4に二点鎖線で示した角速度は、制御指令値として経過時間ごとに指定された角速度である。図4に破線で示した角速度は、制御指令値及び角度情報を用いた角度センサーの角度やその微分値の角速度を基にしたPID制御を実施した場合の経過時間ごとの角速度の例である。図4に実線で示した角速度は、制御指令値と角速度情報及び角度情報を用いて、状態フィードバック制御などを実施した場合の経過時間ごとの角速度の例である。
なお、図4では、PID制御を実施した場合の角速度を示す破線と、状態フィードバック制御などを実施した場合の角速度を示す実線と、を互いに分離して明示するために、状態フィードバック制御などを実施した場合の角速度を示す実線を時間的に遅いほうにずらして示している。
次に、ステップS28では、アーム駆動モーター22が発生したトルクによって、アーム駆動モーター22に接続されたアーム駆動機構23が作動して、アーム駆動モーター22にアーム駆動機構23を介して接続された給除材アーム21の角速度が、アーム駆動モーター22が発生したトルクによって加速又は減速される。
制御指令値と角速度情報及び角度情報を用いた制御を実施した場合には、振動をほとんど生じないため、給除材アーム21が目的の位置にほぼ到達してから停止するまでに、ほとんど時間を要しない。角速度情報にノイズが載った場合には、当該ノイズによって振動が生ずるため、精度が悪くなる。制御を切替える角速度の閾値をノイズによる振動の角速度より大きくすることで、ノイズによる影響を排除することができる。制御指令値と角度情報を用いた制御に切替えても、ノイズを含む角速度情報を用いる場合に比べて、大きな振動が生ずることを抑制することができる。
また、制御を切替える角速度の閾値を、制御指令値と角度情報を用いた制御を実施した場合の残留振動の最大角速度より小さくすることで、制御を切替える時点より前は、制御指令値と角速度情報及び角度情報を用いた制御を実施することで振動が生じることを抑制できる。このため、制御指令値と角速度情報及び角度情報を用いた制御を実施することなく制御指令値と角度情報を用いた制御を実施した場合にくらべて、残留振動の最大角速度を小さくして、該残留振動が納まるまでの時間を低減することができる。
次に、ロボット、搬送装置、及び慣性センサーを用いた制御方法の一実施形態である第二の実施形態について、説明する。本実施形態における搬送装置の一例である給除材装置210は、第一の実施形態で図1を参照して説明した給除材装置10と、実質的に同様の機械的構成を備えている。給除材装置10と一部が異なるロボット機構駆動の機能的構成、及び給除材アーム21を回動させる工程について説明する。
最初に、本実施形態の給除材装置210におけるロボット機構20を駆動させる機能的構成について、図5を参照して説明する。図5は、ロボット機構を駆動させる機能的構成を示す機能構成ブロック図である。
給除材装置10と同様に、給除材装置210は、給除材アーム21を回動させるために、アーム駆動モーター22と、アーム駆動機構23と、角速度センサー32と、角度センサー34と、給除材装置制御部230とを備えている。
制御指令発生部36は、給材又は除材の稼動指令に基づくロボット機構20の動作指令を実行するための給除材アーム21の動作指令を出力する。稼動指令は、図示省略した入力装置から給除材装置210に入力される。稼動指令に基づくロボット機構20の動作指令は、給除材装置制御部230が備える統括制御部(図示省略)から制御指令発生部36に出力される。制御指令発生部36が出力する給除材アーム21の動作指令は、例えば、給除材アーム21の先端の軌道が、時間ごとの給除材アーム21の角度として指令される。
角速度情報のゲインが、慣性力情報の重み付け定数に相当する。アーム動作制御部238又はアーム動作制御部238が有する角度情報及び角速度情報使用制御部238bが、アーム動作制御部に相当する。
次に、給除材装置210において、アーム駆動モーター22の駆動を制御することによって給除材アーム21を回動させて、給除材アーム21の先端に配設された保持ハンド12を所定の位置に位置させる工程について、図6を参照して説明する。図6は、アーム駆動モーターの駆動を制御することによって給除材アームを回動させる工程を示すフローチャートである。
モーター停止指令があった場合(ステップS41でYES)には、アーム駆動モーター22の駆動を制御することによって給除材アーム21を回動させて給除材アーム21の先端に配設された保持ハンド12を所定の位置に位置させる工程を終了する。
モーター停止指令がない場合(ステップS41でNO)には、ステップS42に進む。
ステップS44では、ゲイン調整部235が、角度情報及び角速度情報使用制御部238bが角度情報及び角速度情報に拠ってアーム駆動モーター22の制御信号を生成する際の、角速度情報のゲインを1より小さい値に決定して、角度情報及び角速度情報使用制御部238bに出力する。ステップS44の次に、ステップS45に進む。
次に、ステップS48では、アーム駆動モーター22が発生したトルクによって、アーム駆動モーター22に接続されたアーム駆動機構23が作動して、アーム駆動モーター22にアーム駆動機構23を介して接続された給除材アーム21の角速度が、アーム駆動モーター22が発生したトルクによって加速又は減速される。
次に、第一の実施形態及び第二の実施形態の変形例としての第三の実施形態について、説明する。本実施形態では、第一の実施形態又は第二の実施形態においてトルク指定値を演算する際に、角速度情報の使用又は不使用を決定する、又はゲインの値を決定する基準とする閾値について、上述した例の他の例について説明する。
最初に、角速度情報に対して閾値を規定する他の例について、図7を参照して説明する。図7は、制御を切替える基準とする角速度の閾値の例を示す説明図である。図7(a)は、給除材アームを回動させる間の時間経過と角速度の関係及び角速度の閾値の例を示す説明図であり、図7(b)は、角速度情報の例を示す説明図である。
図7(a)に二点鎖線で示した角速度は、制御指令値として経過時間ごとに指定された角速度であり、実線で示した角速度は、制御指令値と角速度情報及び角度情報を用いた状態フィードバック制御などを実施した場合の経過時間ごとの角速度の例である。図7(b)に実線で示した角速度は、ダイナミックレンジが大きい角速度センサーを用いて測定した角速度であり、破線で示した角速度は、ダイナミックレンジが比較的小さい角速度センサーを用いて測定した角速度である。
本閾値例では、図7(a)に示したように、角速度が閾値S2を超えた場合には、角速度情報を使用しない、又は角速度情報のゲインを1未満とする制御を実施する。
次に、角度情報に対して閾値を規定する例について、図8を参照して説明する。図8は、制御を切替える基準とする角度の閾値の例を示す説明図である。図8(a)は、給除材アームを回動させる間の時間経過と回動角度の関係及び角度の閾値の例を示す説明図であり、図8(b)は、給除材アームが停止する間際の時間経過と角度の関係及び角度の閾値の例を示す説明図である。
図8(a)に示すように、給除材アーム21が回動して、回動した角度が閾値S3を超えた段階では、角速度情報を用いることなく、制御指令値及び角度情報を用いた、例えば角度センサーの角度やその微分値の角速度を基にしたPID制御、又は制御指令値と角度情報とゲインを1未満に設定した角速度情報とを用いた例えば状態フィードバック制御を実施する。回動動作を開始して回動角度が閾値S3より小さい段階では、角速度情報、制御指令値、及び角度情報を用いた制御を実施する。当該制御は、例えば、状態フィードバック制御を用いる。
図8に二点鎖線で示した回動角度は、制御指令値として経過時間ごとに指定された角度であり、破線で示した角度は、制御指令値及び角度情報を用いた角度センサーの角度やその微分値の角速度を基にしたPID制御を実施した場合の経過時間ごとの角度の例であり、実線で示した角度は、制御指令値と角速度情報及び角度情報を用いた状態フィードバック制御などを実施した場合の経過時間ごとの角度の例である。
なお、図8では、PID制御を実施した場合の角度を示す破線と、状態フィードバック制御などを実施した場合の角度を示す実線と、を互いに分離して明示するために、状態フィードバック制御などを実施した場合の角度を示す実線を時間的に遅いほうにずらして示している。
制御指令値と角速度情報及び角度情報を用いた制御を実施した場合には、振動をほとんど生じないため、給除材アーム21が目的の位置にほぼ到達してから停止するまでに、ほとんど時間を要しない。
また、制御を切替える角度の閾値を、目的の停止位置に対して、制御指令値と角度情報を用いた制御を実施した場合の残留振動の最大振れ角度より近い位置の角度とすることで、制御を切替える時点より前は、制御指令値と角速度情報及び角度情報を用いた制御を実施することで振動が生じることを抑制できる。制御を切替える時点での給除材アーム21の回動位置(角度)は、目的の停止位置に対して制御指令値と角度情報を用いた制御を実施した場合の残留振動の最大振れ角度より近くにあることが推定できる。制御指令値及び角度情報を用いた制御であっても、制御指令値と角度情報を用いた制御を実施した場合の残留振動の最大振れ角度を超える振動を生ずることなく、給除材アーム21を目的の停止位置に位置させることができる可能性が高い。このため、制御指令値と角速度情報及び角度情報を用いた制御を実施することなく制御指令値と角度情報を用いた制御を実施した場合にくらべて、残留振動の最大振れ角度を小さくして、該残留振動が納まるまでの時間を低減することができる。
次に、制御指令値の特徴点に対して時間軸において閾値を規定する例について、図9を参照して説明する。図9は、制御を切替える基準とする、制御指令値の特徴点に対して時間軸において規定された閾値の例を示す説明図である。図9(a)は、給除材アームを回動させる間の時間経過と角速度の関係、及び制御指令値の特徴点である目的の停止位置に対して時間軸において規定された閾値の例を示す説明図である。図9(b)は、制御指令値の特徴点である目的の停止位置近傍の時間経過と角速度の関係、及び制御指令値の特徴点である目的の停止位置に対して時間軸において規定された閾値の例を示す説明図である。
図9(a)及び(b)に示すように、制御指令値において、角速度が0になって、目的の停止位置に到達した時点から閾値である時間T1だけ経過した後は、角速度情報を用いることなく、制御指令値及び角度情報を用いた、例えば角度センサーの角度やその微分値の角速度を基にしたPID制御、又は制御指令値と角度情報とゲインを1未満に設定した角速度情報とを用いた例えば状態フィードバック制御を実施する。回動動作を開始してから、制御指令値において、角速度が0になるまでの間、及び角速度が0になった時点から時間T1の間は、角速度情報、制御指令値、及び角度情報を用いた制御を実施する。当該制御は、例えば、状態フィードバック制御を用いる。
制御指令値の角速度が0になった時点から一定の時間T1が経過すると、給除材アーム21の回動位置(角度)は、目的の停止位置の近くにあることが推定できる。このため、制御指令値及び角度情報を用いた制御であっても、ほとんど振動を生ずることなく、給除材アーム21を目的の停止位置に位置させることができる可能性が高い。
次に、ロボット、搬送装置、及び慣性センサーを用いた制御方法の一実施形態である第四の実施形態について、説明する。本実施形態では、第一の実施形態又は第二の実施形態で説明した給除材装置とは異なるロボット又は搬送装置の例について説明する。
ロボット、搬送装置、及び慣性センサーを用いた制御方法の一実施形態である給除材装置であって、第一の実施形態又は第二の実施形態で説明した給除材装置10又は給除材装置210とは異なる、給除材装置310について、図10を参照して説明する。図10は、給除材装置の概略構成を示す外観斜視図である。
図10に示すように、給除材装置310は、保持ハンド12と、ロボット機構320と、給除材装置制御部330と、角速度センサー332aと、角速度センサー332bと、2個の角度センサー(図示省略)と、を備えている。
アーム部321bは、アーム部321aを、アーム関節部323を介して、アーム関節部323の回動軸を中心に回動可能に支持している。アーム関節部323のアーム部321aが固定された部分は、アーム部321bに内蔵されたアーム部駆動モーター(図示省略)と、アーム部駆動機構(図示省略)を介して接続されており、アーム部駆動モーターによって回動させられる。アーム部321aとアーム部321bとは、アーム関節部323において互いのなす角度を調整可能である。即ち、給除材アーム321は、アーム関節部323において屈伸可能である。アーム部駆動モーターにはアーム角度センサーが接続されており、アーム角度センサーによってアーム部駆動モーターの回動角度が測定される。アーム部駆動モーターの回動角度を測定することで、アーム部321bに対するアーム部321aの回動角度を測定することができる。
アーム軸部326の回動軸の軸方向と、アーム関節部323の回動軸の軸方向とは、互いに略平行である。
保持機構軸24bの自由端には、保持ハンド12が取り付けられている。給除材アーム321を回動及び屈伸させることによって、保持ハンド12を搬送対象物に臨む位置に位置させる。保持軸受24aに対して保持機構軸24bを摺動させることによって、保持ハンド12を搬送対象物に離接させると共に、保持ハンド12によって保持した搬送対象物を、載置場所から持ち上げたり、載置場所に接近させたりする。
アーム部321bのアーム関節部323に接続された一端の側面には、角速度センサー332bが固定されている。したがって、角速度センサー332bは、アーム部321bの先端に固定されており、アーム部321bが回動させられる角速度を測定可能である。
給除材装置制御部330は、情報入出力装置(図示省略)を介して予め入力された制御プログラムに基づいて、給除材装置310の各部の動作を統括制御する。給除材装置制御部330は、角速度センサー332bによる角速度情報と機台328に内蔵された角度センサーによる角度情報とによって、アーム部321bの動作を制御可能である。同時に、角速度センサー332aによる角速度情報とアーム部321bに内蔵されたアーム角度センサーによる角度情報とによって、アーム部321aのアーム部321bに対する相対動作を制御可能である。すなわち、アーム部321aの動作とアーム部321bを統括した給除材アーム321の動作を、上述した実施形態と同様に、角速度情報と角度情報とを用いて制御することができる。
次に、搬送対象物を保持する保持装置などが直交座標系に沿って平行移動する構成を備える搬送装置について、図11を参照して説明する。図11は、搬送装置の概略構成を示す外観斜視図である。図11(a)は、天吊搬送装置の概略構成を示す外観斜視図であり、図11(b)は、印刷装置におけるヘッド搬送装置の概略構成を示す外観斜視図である。
図11(a)に示すように、天吊搬送装置410は、主走査方向移動機構402と、副走査方向移動機構403と、昇降移動機構404と、保持機構412と、距離センサーと、加速度センサー432と、搬送装置制御部(図示省略)と、を備えている。
副走査方向移動機構403は、走査プレート422に形成された副走査リニアモーターと、副走査枠423に形成された副走査スライダーとを備えている。副走査枠423は、副走査リニアモーターと副走査スライダーとによって、副走査方向に自在に移動させられる。
昇降移動機構404は、副走査枠423に配設されたボール軸受と、ボール軸受駆動モーターと、昇降軸424に固定されたボールねじとを備えている。昇降軸424は、ボール軸受とボール軸受駆動モーターとボールねじとによって、昇降させられる。
昇降軸424のボールねじと反対側に固定された保持機構412を、主走査方向移動機構402と、副走査方向移動機構403と、によって主走査方向及び副走査方向の任意の位置に移動し、昇降移動機構404によって、搬送対象物に対して離接させることができる。
搬送装置制御部は、情報入出力装置(図示省略)を介して予め入力された制御プログラムに基づいて、天吊搬送装置410の各部の動作を統括制御する。
副走査枠423又は保持機構412には、加速度センサー432a、加速度センサー432b、又は加速度センサー432cが固定されている。加速度センサー432a、加速度センサー432b、及び加速度センサー432cは、主走査方向、副走査方向、又は昇降方向の加速度を測定可能である。
主走査リニアモーター、副走査リニアモーター、又はボール軸受駆動モーターに接続された距離センサーによる、それぞれの方向における移動距離情報と、加速度センサー432a、加速度センサー432b、又は加速度センサー432cによる、それぞれの方向における加速度情報と、によって、保持機構412の移動を制御することができる。距離センサーとしては、例えばリニアエンコーダーを用いることができる。距離センサーが、位置センサーに相当する。
図11(b)に示すように、ヘッド搬送装置460は、印刷装置の吐出ヘッド462を移動させるものであり、ヘッドキャリッジ476と、キャリッジ軸474と、駆動ベルト473と、駆動プーリー472と、駆動モーター471と、加速度センサー482と、エンコーダー484と、を備えている。印刷装置は、印刷装置の各部の動作を統括制御する印刷装置制御部(図示省略)を備えている。
印刷装置制御部は、情報入出力装置(図示省略)を介して予め入力された制御プログラムに基づいて、印刷装置の各部の動作を統括制御する。
次に、ドラム状の部材の回動を制御する例として、レーザープリンター510について図12を参照して説明する。図12は、レーザープリンターの要部の概略構成を示す説明図である。
図12に示すように、レーザープリンター510は、感光体ドラム524と、ドラム駆動モーター522と、エンコーダー534と、駆動伝達機構523と、チャージ装置541と、レーザー発振装置542と、トナー供給装置543と、転写ローラー544と、定着ローラー546及び定着ローラー547と、トナー回収装置548と、角速度センサー532と、プリンター制御部(図示省略)と、を備えている。
プリンター制御部は、情報入出力装置(図示省略)を介して予め入力された制御プログラムに基づいて、レーザープリンター510の各部の動作を統括制御する。
Claims (24)
- 一端を回動自在に支持されたアームと、前記アームを回動させるための駆動源と、前記駆動源の回動角度を検出し、前記駆動源の回動角度情報を出力する角度センサーと、前記アームに取り付けられており、前記アームに作用する慣性力の慣性力情報を出力する慣性センサーと、前記アームの回動動作を規定する制御指令を出力する制御指令発生部と、を備えるロボットであって、
制御切替決定部と、
アーム動作制御部と、を備え、
前記制御切替決定部は、前記駆動源を制御することによって前記アームの動作を制御する際に、前記慣性力情報を用いるか否かを決定し、
前記アーム動作制御部は、前記制御切替決定部が、前記慣性力情報を用いることを決定した場合には、前記制御指令、前記回動角度情報、及び前記慣性力情報に拠って第一の制御を実施することで前記駆動源を制御して前記アームの動作を制御し、
前記制御切替決定部が、前記慣性力情報を用いないことを決定した場合には、前記制御指令、及び前記回動角度情報に拠って前記第一の制御とは異なる第二の制御を実施することで、前記駆動源を制御して前記アームの動作を制御することを特徴とするロボット。 - 一端を回動自在に支持されたアームと、前記アームを回動させるための駆動源と、前記駆動源の回動角度を検出し、前記駆動源の回動角度情報を出力する角度センサーと、前記アームに取り付けられており、前記アームに作用する慣性力の慣性力情報を出力する慣性センサーと、前記アームの回動動作を規定する制御指令を出力する制御指令発生部と、を備えるロボットであって、
制御切替決定部と、
アーム動作制御部と、を備え、
前記制御切替決定部は、前記駆動源を制御することによって前記アームの動作を制御する際の、前記慣性力情報の重み付け定数を決定し、
前記アーム動作制御部は、前記制御指令、前記回動角度情報、及び前記制御切替決定部が決定した前記重み付け定数を乗じた前記慣性力情報に拠って、前記駆動源を制御することによって前記アームの動作を制御することを特徴とするロボット。 - 前記慣性力情報に閾値を予め設定し、前記制御切替決定部は、前記慣性力情報を当該閾値と比較して、前記慣性力情報を用いるか否かを、又は前記慣性力情報の重み付け定数を決定することを特徴とする、請求項1又は2に記載のロボット。
- 前記回動角度情報に閾値を予め設定し、前記制御切替決定部は、前記回動角度情報を当該閾値と比較して、前記慣性力情報を用いるか否かを、又は前記慣性力情報の重み付け定数を決定することを特徴とする、請求項1又は2に記載のロボット。
- 前記慣性力情報の一回以上の積分値に閾値を予め設定し、前記制御切替決定部は、前記慣性力情報の一回以上の積分値を当該閾値と比較して、前記慣性力情報を用いるか否かを、又は前記慣性力情報の重み付け定数を決定することを特徴とする、請求項1又は2に記載のロボット。
- 前記回動角度情報の一回以上の微分値に閾値を予め設定し、前記制御切替決定部は、前記回動角度情報の一回以上の微分値を当該閾値と比較して、前記慣性力情報を用いるか否かを、又は前記慣性力情報の重み付け定数を決定することを特徴とする、請求項1又は2に記載のロボット。
- 前記制御指令の特徴点をもとに時間軸における閾値を予め設定し、前記制御切替決定部は、前記特徴点からの経過時間を当該閾値と比較して、前記慣性力情報を用いるか否かを、又は前記慣性力情報の重み付け定数を決定することを特徴とする、請求項1又は2に記載のロボット。
- 前記慣性力情報に影響を与えるノイズに閾値を予め設定し、前記制御切替決定部は、前記慣性力情報に影響を与えるノイズを当該閾値と比較して、前記慣性力情報を用いるか否かを、又は前記慣性力情報の重み付け定数を決定することを特徴とする、請求項1又は2に記載のロボット。
- 摺動自在に支持された移動部と、前記移動部を移動させるための駆動源と、前記駆動源による駆動量を検出し、前記駆動源の位置情報を出力する位置センサーと、前記移動部に取り付けられており、前記移動部が移動させられる際に前記移動部に作用する慣性力の慣性力情報を出力する慣性センサーと、前記移動部の移動動作を規定する制御指令を出力する制御指令発生部と、を備える搬送装置であって、
制御切替決定部と、
動作制御部と、を備え、
前記制御切替決定部は、前記駆動源を制御することによって前記移動部の移動動作を制御する際に、前記慣性力情報を用いるか否かを決定し、
前記動作制御部は、前記制御切替決定部が、前記慣性力情報を用いることを決定した場合には、前記制御指令、前記位置情報、及び前記慣性力情報に拠って第一の制御を実施することで前記駆動源を制御して前記移動部の移動動作を制御し、
前記制御切替決定部が、前記慣性力情報を用いないことを決定した場合には、前記制御指令、及び前記位置情報に拠って前記第一の制御とは異なる第二の制御を実施することで、前記駆動源を制御して前記移動部の移動動作を制御することを特徴とする搬送装置。 - 摺動自在に支持された移動部と、前記移動部を移動させるための駆動源と、前記駆動源による駆動量を検出し、前記駆動源の位置情報を出力する位置センサーと、前記移動部に取り付けられており、前記移動部が移動させられる際に前記移動部に作用する慣性力の慣性力情報を出力する慣性センサーと、前記移動部の移動動作を規定する制御指令を出力する制御指令発生部と、を備える搬送装置であって、
制御切替決定部と、
動作制御部と、を備え、
前記制御切替決定部は、前記駆動源を制御することによって前記移動部の移動動作を制御する際の、前記慣性力情報の重み付け定数を決定し、
前記動作制御部は、前記制御指令、前記位置情報、及び前記制御切替決定部が決定した前記重み付け定数を乗じた前記慣性力情報に拠って、前記駆動源を制御することによって前記移動部の移動動作を制御することを特徴とする搬送装置。 - 前記慣性力情報に閾値を予め設定し、前記制御切替決定部は、前記慣性力情報を当該閾値と比較して、前記慣性力情報を用いるか否かを、又は前記慣性力情報の重み付け定数を決定することを特徴とする、請求項9又は10に記載の搬送装置。
- 前記位置情報に閾値を予め設定し、前記制御切替決定部は、前記位置情報を当該閾値と比較して、前記慣性力情報を用いるか否かを、又は前記慣性力情報の重み付け定数を決定することを特徴とする、請求項9又は10に記載の搬送装置。
- 前記慣性力情報の一回以上の積分値に閾値を予め設定し、前記制御切替決定部は、前記慣性力情報の一回以上の積分値を当該閾値と比較して、前記慣性力情報を用いるか否かを、又は前記慣性力情報の重み付け定数を決定することを特徴とする、請求項9又は10に記載の搬送装置。
- 前記位置情報の一回以上の微分値に閾値を予め設定し、前記制御切替決定部は、前記位置情報の一回以上の微分値を当該閾値と比較して、前記慣性力情報を用いるか否かを、又は前記慣性力情報の重み付け定数を決定することを特徴とする、請求項9又は10に記載の搬送装置。
- 前記制御指令の特徴点をもとに時間軸における閾値を予め設定し、前記制御切替決定部は、前記特徴点からの経過時間を当該閾値と比較して、前記慣性力情報を用いるか否かを、又は前記慣性力情報の重み付け定数を決定することを特徴とする、請求項9又は10に記載の搬送装置。
- 前記慣性力情報に影響を与えるノイズに閾値を予め設定し、前記制御切替決定部は、前記慣性力情報に影響を与えるノイズを当該閾値と比較して、前記慣性力情報を用いるか否かを、又は前記慣性力情報の重み付け定数を決定することを特徴とする、請求項9又は10に記載の搬送装置。
- 回動又は摺動自在に支持された移動部を、前記移動部を回動又は摺動させるための駆動源を、前記移動部に配設された慣性センサーの出力を用いて制御する慣性センサーを用いた制御方法であって、
前記移動部の移動動作を規定する制御指令を出力する制御指令発生工程と、
前記駆動源による駆動量を検出し、前記駆動源の位置情報を検出する位置情報検出工程と、
前記慣性センサーによって、前記移動部が移動させられる際に前記移動部に作用する慣性力情報を検出する慣性力情報検出工程と、
前記駆動源を制御することによって前記移動部の移動動作を制御する際に、前記慣性力情報を用いるか否かを決定する制御切替決定工程と、
前記制御切替決定工程において、前記慣性力情報を用いることが決定された場合には、前記位置情報及び前記慣性力情報に拠って第一の制御を実施することで、前記制御指令に従って前記駆動源を制御して前記移動部の移動動作を制御し、前記制御切替決定工程において、前記慣性力情報を用いないことが決定された場合には、前記位置情報に拠って前記第一の制御とは異なる第二の制御を実施することで、前記制御指令に従って前記駆動源を制御して前記移動部の移動動作を制御する駆動制御工程と、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。 - 回動又は摺動自在に支持された移動部を、前記移動部を回動又は摺動させるための駆動源を、前記移動部に配設された慣性センサーの出力を用いて制御する慣性センサーを用いた制御方法であって、
前記移動部の移動動作を規定する制御指令を出力する制御指令発生工程と、
前記駆動源による駆動量を検出することによって、前記駆動源の位置情報を検出する位置情報検出工程と、
前記慣性センサーによって、前記移動部が移動させられる際に前記移動部に作用する慣性力情報を検出する慣性力情報検出工程と、
前記慣性力情報を用いて前記駆動源を制御することによって前記移動部の移動動作を制御する際の、前記慣性力情報の重み付け定数を決定する定数決定工程と、
前記制御指令と、前記位置情報と、前記定数決定工程において決定された前記重み付け定数を乗じた前記慣性力情報と、を用いて前記駆動源を制御することによって前記移動部の移動動作を制御する駆動制御工程と、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。 - 前記制御切替決定工程、又は前記定数決定工程は、前記慣性力情報を、前記慣性力情報について予め設定された閾値と比較して、前記慣性力情報を用いるか否かを決定する工程、又は前記慣性力情報の重み付け定数を決定する工程であることを特徴とする、請求項17又は18に記載の慣性センサーを用いた制御方法。
- 前記制御切替決定工程、又は前記定数決定工程は、前記位置情報を、前記位置情報について予め設定された閾値と比較して、前記慣性力情報を用いるか否かを決定する工程、又は前記慣性力情報の重み付け定数を決定する工程であることを特徴とする、請求項17又は18に記載の慣性センサーを用いた制御方法。
- 前記制御切替決定工程、又は前記定数決定工程は、前記慣性力情報の一回以上の積分値を、前記慣性力情報の一回以上の積分値について予め設定された閾値と比較して、前記慣性力情報を用いるか否かを決定する工程、又は前記慣性力情報の重み付け定数を決定する工程であることを特徴とする、請求項17又は18に記載の慣性センサーを用いた制御方法。
- 前記制御切替決定工程、又は前記定数決定工程は、前記位置情報の一回以上の微分値を、前記位置情報の一回以上の微分値について予め設定された閾値と比較して、前記慣性力情報を用いるか否かを決定する工程、又は前記慣性力情報の重み付け定数を決定する工程であることを特徴とする、請求項17又は18に記載の慣性センサーを用いた制御方法。
- 前記制御切替決定工程、又は前記定数決定工程は、前記制御指令の特徴点からの経過時間を、予め設定された前記制御指令の特徴点を基点にした時間軸における閾値と比較して、前記慣性力情報を用いるか否かを決定する工程、又は前記慣性力情報の重み付け定数を決定する工程であることを特徴とする、請求項17又は18に記載の慣性センサーを用いた制御方法。
- 前記制御切替決定工程、又は前記定数決定工程は、前記慣性力情報に影響を与えるノイズを、予め設定された前記ノイズの閾値と比較して、前記慣性力情報を用いるか否かを決定する工程、又は前記慣性力情報の重み付け定数を決定する工程であることを特徴とする、請求項17又は18に記載の慣性センサーを用いた制御方法。
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