JP2014144491A - ロボットおよびロボット制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】高速特化型と、動作停止時の制振特化型と、高速性と動作停止時の制振性との両立を図った両立型とを実現できるロボットおよびロボット制御装置を提供すること。
【解決手段】本発明のロボットは、回動可能なアームと、前記アームを回動させる駆動源と、前記アームに設置された角速度センサーと、前記駆動源の回転角度を検出する位置センサーと、前記角速度センサーの検出結果に基づき制振制御を行うサーボ回路と、動作モードを設定する動作モード設定部とを有する。前記動作モード設定部は、前記アームの最大加速度および最大減速度に乗算する補正係数と、前記サーボ回路のサーボゲインとを変更することによって、第１の動作モード、前記第１の動作モードよりも前記アームが高速に動作する第２の動作モードおよび前記第１の動作モードよりも前記アームの振動が少ない第３の動作モードの３つの動作モードを選択的に設定する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ロボットおよびロボット制御装置に関するものである。

複数の回動可能なアームを備え、３次元空間で自在に作業を行うロボットが知られている。このようなロボットは、例えば、産業用ロボットとして用いる場合、通常時は、ロボットを高速で作動させ、作業効率を向上させ、一方、緻密な作業（精密作業）を行う場合は、ロボットの振動を抑制し精密作業を行いたいという要望がある。
そこで、ロボットの動作モードとして、標準の速度で動作する標準モードと、高速で動作する高速モードとを選択し得るロボットが提案されている（例えば、特許文献１参照）。なお、標準モードと高速モードとの一方から他方へ変更する際は、ロボットの作動を制御するサーボ回路のサーボゲインを変更する。

特開平４−２８６００３号公報

しかしながら、従来のロボットでは、ロボットの姿勢に応じてサーボゲインを変更する必要あるので、一旦、ロボットを停止させ、サーボゲインを変更してから、再度、ロボットを作動させなければならない。このため、作業効率が悪いという問題がある。また、ロボットに取り付けるツールの形状や負荷によっては期待通りの制振性が得られない場合もある。
本発明の目的は、１つのロボットで、高速特化型と、動作停止時の制振特化型と、高速性と動作停止時の制振性との両立を図った両立型とを実現でき、角速度センサーを使用してサーボゲインのチューニングを行うことによりツールの形状や負荷の影響を受け難いロボットおよびロボット制御装置を提供することにある。

このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明のロボットは、回動可能なアームと、
前記アームを回動させる駆動源と、
前記アームに設置された角速度センサーと、
前記駆動源の回転角度を検出する位置センサーと、
前記角速度センサーの検出結果に基づき制振制御を行うサーボ回路と、
動作モードを設定する動作モード設定部と、を有し、
前記動作モード設定部は、前記アームの最大加速度および最大減速度に乗算する補正係数と、前記サーボ回路のサーボゲインと、を変更することによって、第１の動作モード、前記第１の動作モードよりも前記アームが高速に動作する第２の動作モード、および、前記第１の動作モードよりも前記アームの振動が少ない第３の動作モード、の３つの動作モードを選択的に設定することを特徴とする。
これにより、１つのロボットで、目標位置へ到達する時間を短くすることができる高速特化型と、動作を停止する際の振動を小さくすることができる動作停止時の制振特化型と、高速性と動作停止時の制振性との両立を図った両立型とを実現することができる。
また、ロボットの動作中の振動を抑制することができる。

本発明のロボットでは、前記サーボ回路は、前記角速度センサーおよび前記位置センサーの検出結果に基づいて前記駆動源の作動を制御するものであり、
前記第２の動作モードにおいては、前記アームの最大加速度が前記第１の動作モードのときの１倍以上、２倍以下、前記アームの最大減速度が前記第１の動作モードのときの１倍以上、２倍以下、前記補正係数が前記第１の動作モードのときの０．５倍以上、２．５倍以下、前記サーボゲインが前記第１の動作モードのときと等しく設定され、前記アームが予め決められたテスト用動作を行う際に要する時間であるサイクルタイムが前記第１の動作モードのときの９０％以下であり、
前記第３の動作モードにおいては、前記アームの最大加速度が前記第１の動作モードのときの０．５倍以上、１．５倍以下、前記アームの最大減速度が前記第１の動作モードのときの０．５倍以上、１．５倍以下、前記補正係数が前記第１の動作モードのときの０．５倍以上、１．５倍以下、前記サーボゲインが前記第１の動作モードのときの０．５倍以上、１．５倍以下に設定され、前記アームが予め決められたテスト用動作を行って目標位置に変位する際に、初めに前記目標位置を通過し、前記目標位置からずれるときのずれ量である位置行き過ぎ量が前記第１の動作モードのときの０．５倍以下または３０μｍ以下であることが好ましい。
これにより、第２の動作モードと第１の動作モードとのサーボゲインは等しいので、ロボットの動作中においても、第２の動作モードから第１の動作モードへの変更と、第１の動作モードから第２の動作モードへの変更を行なうことができる。これにより、作業効率を向上させることができる。

本発明のロボットでは、前記第２の動作モードにおける前記アームの最大加速度および前記最大減速度は、それぞれ、前記第１の動作モードのときよりも大きいことが好ましい。
これにより、目標位置へ到達する時間をより短くすることができる。
本発明のロボットでは、前記第２の動作モードにおける前記補正係数は、前記第１の動作モードのときよりも大きいことが好ましい。
これにより、目標位置へ到達する時間をより短くすることができる。

本発明のロボットでは、前記第２の動作モードと前記第１の動作モードとで前記アームの最大速度は等しいことが好ましい。
これにより、安定した動作を行うことができる。
本発明のロボットでは、前記アーム、前記駆動源、前記角速度センサーおよび前記位置センサーを有するロボット本体と、
前記ロボット本体と別体であり、前記サーボ回路および前記動作モード設定部を有し、前記ロボット本体の制御を行うロボット制御装置と、
前記ロボット本体と前記ロボット制御装置とを接続するケーブルと、を備えることが好ましい。
これにより、ロボット本体の小型化を図ることができる。

本発明のロボットでは、前記アーム、前記駆動源、前記角速度センサーおよび前記位置センサーを有するロボット本体と、
前記ロボット本体に内蔵され、前記サーボ回路および前記動作モード設定部を有し、前記ロボット本体の制御を行うロボット制御装置と、を備えることが好ましい。
これにより、ロボット全体の構造を簡素化することができる。

本発明のロボットでは、前記サーボ回路は、前記角速度センサーおよび前記位置センサーの検出結果から導かれる補正成分をフィードバックして前記駆動源を制御するものであり、前記アームの動作を停止する際、前記補正成分のサーボゲインを０にする機能を有し、
前記第３の動作モードにおいては、前記アームの動作を停止する際、前記補正成分の前記サーボゲインを０にする場合、前記第１の動作モードに比べて、前記補正成分の前記サーボゲインを０にするタイミングが早いことが好ましい。
これにより、動作を停止する際の振動をより小さくすることができる。

本発明のロボットでは、前記アームおよび前記駆動源をそれぞれ複数有し、前記複数のアームの隣り合う前記アーム同士を回動自在に連結してなるアーム連結体を備え、
前記サイクルタイムの測定の際の前記テスト用動作は、前記アーム連結体の先端部に２ｋｇの錘を保持した状態で、前記各アームの最大速度、最大加速度および最大減速度で、前記アーム連結体の先端部を往復移動させることであり、
前記往復移動における往路および復路では、それぞれ、前記アーム連結体の先端部を鉛直方向上方へ２５ｍｍ移動させる上昇動作と、水平方向へ３００ｍｍ移動させる水平方向移動動作と、鉛直方向下方へ２５ｍｍ移動させる下降動作とを行い、かつ、前記上昇動作と前記水平方向移動動作の初期とを同時に行い、前記下降動作と前記水平方向移動動作の終期とを同時に行うことが好ましい。
このようにサイクルタイムを規定することにより、目標位置へ到達する時間をより確実に短くすることができる。

本発明のロボットでは、前記アームおよび前記駆動源をそれぞれ複数有し、前記複数のアームの隣り合う前記アーム同士を回動自在に連結してなるアーム連結体を備え、
前記位置行き過ぎ量の測定の際の前記テスト用動作は、前記アーム連結体の先端部に２ｋｇの錘を保持した状態で、前記アームの最大速度、最大加速度および最大減速度で、前記アームを９０°回転させることであることが好ましい。
このように位置行き過ぎ量を規定することにより、動作を停止する際の振動を確実に小さくすることができる。

本発明のロボット制御装置は、回動可能なアームと、前記アームを回動させる駆動源と、前記アームに設置された角速度センサーと、前記駆動源の回転角度を検出する位置センサーと、を有するロボット本体の制御を行うロボット制御装置であって、
前記角速度センサーの検出結果に基づき制振制御を行うサーボ回路と、
動作モードを設定する動作モード設定部と、を有し、
前記動作モード設定部は、前記アームの最大加速度および最大減速度に乗算する補正係数と、前記サーボ回路のサーボゲインと、を変更することによって、第１の動作モード、前記第１の動作モードよりも前記アームが高速に動作する第２の動作モード、および、前記第１の動作モードよりも前記アームの振動が少ない第３の動作モード、の３つの動作モードを選択的に設定することを特徴とする。
これにより、１つのロボットで、目標位置へ到達する時間を短くすることができる高速特化型と、動作を停止する際の振動を小さくすることができる動作停止時の制振特化型と、高速性と動作停止時の制振性との両立を図った両立型とを実現することができる。
また、ロボットの動作中の振動を抑制することができる。

本発明のロボット制御装置では、前記サーボ回路は、前記角速度センサーおよび前記位置センサーの検出結果に基づいて前記駆動源の作動を制御するものであり、
前記第２の動作モードにおいては、前記アームの最大加速度が前記第１の動作モードのときの１倍以上、２倍以下、前記アームの最大減速度が前記第１の動作モードのときの１倍以上、２倍以下、前記補正係数が前記第１の動作モードのときの０．５倍以上、２．５倍以下、前記サーボゲインが前記第１の動作モードのときと等しく設定され、前記アームが予め決められたテスト用動作を行う際に要する時間であるサイクルタイムが前記第１の動作モードのときの９０％以下であり、
前記第３の動作モードにおいては、前記アームの最大加速度が前記第１の動作モードのときの０．５倍以上、１．５倍以下、前記アームの最大減速度が前記第１の動作モードのときの０．５倍以上、１．５倍以下、前記補正係数が前記第１の動作モードのときの０．５倍以上、１．５倍以下、前記サーボゲインが前記第１の動作モードのときの０．５倍以上、１．５倍以下に設定され、前記アームが予め決められたテスト用動作を行って目標位置に変位する際に、初めに前記目標位置を通過し、前記目標位置からずれるときのずれ量である位置行き過ぎ量が前記第１の動作モードのときの０．５倍以下または３０μｍ以下であることが好ましい。
これにより、第２の動作モードと第１の動作モードとのサーボゲインは等しいので、ロボットの動作中においても、第２の動作モードから第１の動作モードへの変更と、第１の動作モードから第２の動作モードへの変更を行なうことができる。これにより、作業効率を向上させることができる。

本発明のロボットの第１実施形態であって、そのロボットを正面側から見た斜視図である。 図１に示すロボットであって、そのロボットを背面側から見た斜視図である。 図１に示すロボットの概略図である。 図１に示すロボットの概略図である。 図１に示すロボットの主要部のブロック図である。 図１に示すロボットの主要部のブロック図である。 サイクルタイムを説明するための図である。 位置行き過ぎ量を説明するための図である。 図１に示すロボットの主要部のブロック図である。 図１に示すロボットの主要部のブロック図である。 図１に示すロボットの主要部のブロック図である。 図１に示すロボットの主要部のブロック図である。 図１に示すロボットの主要部のブロック図である。 図１に示すロボットの主要部のブロック図である。 本発明のロボットの第２実施形態を示す概略図である。 図１５に示すロボットの概略図である。

以下、本発明のロボットおよびロボット制御装置を添付図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。
＜第１実施形態＞
図１は、本発明のロボットの第１実施形態であって、そのロボットを正面側から見た斜視図である。図２は、図１に示すロボットであって、そのロボットを背面側から見た斜視図である。図３は、図１に示すロボットの概略図である。図４は、図１に示すロボットの概略図である。図５は、図１に示すロボットの主要部のブロック図である。図６は、図１に示すロボットの主要部を示すブロック図である。図７は、サイクルタイムを説明するための図である。図８は、位置行き過ぎ量を説明するための図である。図９〜図１４は、それぞれ、図１に示すロボットの主要部のブロック図である。

なお、以下では、説明の都合上、図１〜図４中の上側を「上」または「上方」、下側を「下」または「下方」と言う。また、図１〜図４中の基台側を「基端」、その反対側を「先端」と言う。また、図１および図２では、ロボット制御装置２０は、それぞれ、ブロック図で示されている。また、図４では、回転軸Ｏ２、Ｏ３は、それぞれ、誇張して図示されている。また、図４では、角速度センサー３１、３２は、それぞれ、その存在を明確にするため、アーム１２、１３の外部に図示されている。

図１〜図５に示すロボット（産業用ロボット）１は、例えば腕時計のような精密機器等を製造する製造工程で用いることができ、ロボット本体１０と、ロボット本体１０（ロボット１）の作動を制御するロボット制御装置２０とを有している。ロボット本体１０と、ロボット制御装置２０とは、ケーブル１８で電気的に接続されている。また、ロボット制御装置２０は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）が内蔵されたパーソナルコンピューター（ＰＣ）等で構成することができる。なお、ロボット制御装置２０については、後で詳述する。

ロボット本体１０は、基台１１と、４本のアーム（リンク）１２、１３、１４、１５と、リスト（リンク）１６と、６つの駆動源４０１、４０２、４０３、４０４、４０５、４０６とを備えている。アーム１２、１３、１４、１５、リスト１６により、アーム連結体の主要部が構成される。このロボット１は、基台１１と、アーム１２、１３、１４、１５と、リスト１６とが基端側から先端側に向ってこの順に連結された垂直多関節（６軸）ロボット（ロボット本体）である。垂直多関節ロボットでは、基台１１と、アーム１２〜１５と、リスト１６とを総称して「アーム」と言うこともでき、アーム１２を「第１アーム」、アーム１３を「第２アーム」、アーム１４を「第３アーム」、アーム１５を「第４アーム」、リスト１６を「第５アーム、第６アーム」と分けて言うことができる。なお、本実施形態では、リスト１６は、第５アームと、第６アームとを有している。リスト１６にはエンドエフェクタ等を取り付けることができる。
アーム１２〜１５、リスト１６は、それぞれ、基台１１に対し独立して変位可能に支持されている。このアーム１２〜１５、リスト１６の長さは、それぞれ、特に限定されないが、図示の構成では、第１アーム１２、第２アーム１３、第３アーム１４の長さが、第４アーム１５およびリスト１６よりも長く設定されている。

基台１１と第１アーム１２とは、関節（ジョイント）１７１を介して連結されている。そして、第１アーム１２は、基台１１に対し、鉛直方向と平行な第１回転軸Ｏ１を回転中心とし、その第１回転軸Ｏ１回りに回動自在となっている。第１回転軸Ｏ１は、基台１１の設置面である床１０１の上面の法線と一致している。この第１回転軸Ｏ１回りの回動は、モーター４０１Ｍを有する第１駆動源４０１の駆動によりなされる。また、第１駆動源４０１はモーター４０１Ｍとケーブル（図示せず）によって駆動され、このモーター４０１Ｍは電気的に接続されたモータードライバー３０１を介してロボット制御装置２０により制御される（図５参照）。なお、第１駆動源４０１はモーター４０１Ｍとともに設けた減速機（図示せず）によってモーター４０１Ｍからの駆動力を伝達するように構成してもよく、また、減速機が省略されていてもよいが、本実施形態では、第１駆動源４０１は、減速機を有している。

第１アーム１２と第２アーム１３とは、関節（ジョイント）１７２を介して連結されている。そして、第２アーム１３は、第１アーム１２に対し、水平方向と平行な第２回転軸Ｏ２を軸中心として回動自在となっている。第２回転軸Ｏ２は、第１回転軸Ｏ１と直交している。この第２回転軸Ｏ２回りの回動は、モーター４０２Ｍを有する第２駆動源４０２の駆動によりなされる。また、第２駆動源４０２はモーター４０２Ｍとケーブル（図示せず）によって駆動され、このモーター４０２Ｍは電気的に接続されたモータードライバー３０２を介してロボット制御装置２０により制御される（図５参照）。なお、第２駆動源４０２はモーター４０２Ｍとともに設けた減速機（図示せず）によってモーター４０２Ｍからの駆動力を伝達するように構成してもよく、また、減速機が省略されていてもよいが、本実施形態では、第２駆動源４０２は、減速機を有している。また、第２回転軸Ｏ２は、第１回転軸Ｏ１に直交する軸と平行であってもよい。

第２アーム１３と第３アーム１４とは、関節（ジョイント）１７３を介して連結されている。そして、第３アーム１４は、第２アーム１３に対して水平方向と平行な回転軸Ｏ３を回転中心とし、その第３回転軸Ｏ３回りに回動可能となっている。第３回転軸Ｏ３は、第２回転軸Ｏ２と平行である。この第３回転軸Ｏ３回りの回動は、第３駆動源４０３の駆動によりなされる。また、第３駆動源４０３は、モーター４０３Ｍとケーブル（図示せず）によって駆動され、このモーター４０３Ｍは電気的に接続されたモータードライバー３０３を介してロボット制御装置２０により制御される（図５参照）。なお、第３駆動源４０３はモーター４０３Ｍとともに設けた減速機（図示せず）によってモーター４０３Ｍからの駆動力を伝達するように構成してもよく、また、減速機が省略されていてもよいが、本実施形態では、第３駆動源４０３は、減速機を有している。

第３アーム１４と第４アーム１５とは、関節（ジョイント）１７４を介して連結されている。そして、第４アーム１５は、第３アーム１４（基台１１）に対し、第３アーム１４の中心軸方向と平行な第４回転軸Ｏ４を回転中心とし、その第４回転軸Ｏ４回りに回動自在となっている。第４回転軸Ｏ４は、第３回転軸Ｏ３と直交している。この第４回転軸Ｏ４回りの回動は、第４駆動源４０４の駆動によりなされる。また、第４駆動源４０４は、モーター４０４Ｍとケーブル（図示せず）によって駆動され、このモーター４０４Ｍは電気的に接続されたモータードライバー３０４を介してロボット制御装置２０により制御される（図５参照）。なお、第４駆動源４０４はモーター４０４Ｍとともに設けた減速機（図示せず）によってモーター４０４Ｍからの駆動力を伝達するように構成してもよく、また、減速機が省略されていてもよいが、本実施形態では、第４駆動源４０４は、減速機を有している。第４回転軸Ｏ４は、第３回転軸Ｏ３に直交する軸と平行であってもよい。

第４アーム１５とリスト１６とは、関節（ジョイント）１７５を介して連結されている。そして、リスト１６は、第４アーム１５に対して水平方向（ｙ軸方向）と平行な第５回転軸Ｏ５を回転中心とし、その第５回転軸Ｏ５回りに回動自在となっている。第５回転軸Ｏ５は、第４回転軸Ｏ４と直交している。この第５回転軸Ｏ５回りの回動は、第５駆動源４０５の駆動によりなされる。また、第５駆動源４０５は、モーター４０５Ｍとケーブル（図示せず）によって駆動され、このモーター４０５Ｍは電気的に接続されたモータードライバー３０５を介してロボット制御装置２０により制御される（図５参照）。なお、第５駆動源４０５はモーター４０５Ｍとともに設けた減速機（図示せず）によってモーター４０５Ｍからの駆動力を伝達するように構成してもよく、また、減速機が省略されていてもよいが、本実施形態では、第５駆動源４０５は、減速機を有している。また、リスト１６は、関節（ジョイント）１７６を介して、第５回転軸Ｏ５と垂直な第６回転軸Ｏ６を回転中心とし、その第６回転軸Ｏ６回りにも回動自在となっている。回転軸Ｏ６は、回転軸Ｏ５と直交している。この第６回転軸Ｏ６回りの回動は、第６駆動源４０６の駆動によりなされる。また、第６駆動源４０６の駆動は、モーターとケーブル（図示せず）によって駆動され、このモーター４０６Ｍは電気的に接続されたモータードライバー３０６を介してロボット制御装置２０により制御される（図５参照）。なお、第６駆動源４０６はモーター４０６Ｍとともに設けた減速機（図示せず）によってモーター４０６Ｍからの駆動力を伝達するように構成してもよく、また、減速機が省略されていてもよいが、本実施形態では、第６駆動源４０６は、減速機を有している。また、第５回転軸Ｏ５は、第４回転軸Ｏ４に直交する軸と平行であってもよく、また、第６回転軸Ｏ６は、第５回転軸Ｏ５に直交する軸と平行であってもよい。

また、第１アーム１２には、第１角速度センサー３１が設置されている。この第１角速度センサー３１により第１アーム１２の第１回転軸Ｏ１の回りの角速度を検出する。第１アーム１２における第１角速度センサー３１の設置位置は、特に限定されないが、第１アーム１２の先端部が好ましい。本実施形態では、第１角速度センサー３１は、第１アーム１２の内部の先端部に設置されている。第１アーム１２の振動は、その先端部において最大になるので、これにより、より確実にロボット１の振動を抑制することができる。なお、第１角速度センサー３１が、第１アーム１２の基端部に設置されていてもよいことは、言うまでもない。

また、第２アーム１３には、第２角速度センサー３２が設置されている。この第２角速度センサー３２により第２アーム１３の第２回転軸Ｏ２の回りの角速度を検出する。第２アーム１３における第２角速度センサー３２の設置位置は、特に限定されないが、第２アーム１３の先端部が好ましい。本実施形態では、第２角速度センサー３２は、第２アーム１３の内部の先端部に設置されている。第２アーム１３の振動は、その先端部において最大になるので、これにより、より確実にロボット１の振動を抑制することができる。なお、第２角速度センサー３２が、第２アーム１３の基端部に設置されていてもよいことは、言うまでもない。
なお、第１角速度センサー３１、第２角速度センサー３２としては、それぞれ、特に限定されず、例えば、ジャイロセンサー等を用いることができる。

ここで、このロボット１では、第１アーム１２および第２アーム１３の振動を抑制するために、第１アーム１２に第１角速度センサー３１を設置し、その第１角速度センサー３１の検出結果に基づいて第１駆動源４０１の作動を制御し、第２アーム１３に第２角速度センサー３２を設置し、その第２角速度センサー３２の検出結果に基づいて第２駆動源４０２の作動を制御する。これにより、確実に、第１アーム１２および第２アーム１３の振動を抑制することができ、これによって、ロボット１全体の振動を抑制することができる。
なお、ロボット１のアーム１２〜１５、リスト１６の振動の主な原因としては、例えば、減速機のねじれや撓み、アーム１２〜１５、リスト１６の撓み等が挙げられる。

駆動源４０１〜４０６には、それぞれのモーターまたは減速機に、第１位置センサー４１１、第２位置センサー４１２、第３位置センサー４１３、第４位置センサー４１４、第５位置センサー４１５、第６位置センサー４１６が設けられている。これらの位置センサーとしては、それぞれ、特に限定されず、例えば、エンコーダー、ロータリーエンコーダー、レゾルバー、ポテンショメーター等を用いることができる。これらの位置センサー４１１〜４１６により、それぞれ、駆動源４０１〜４０６のモーターまたは減速機の軸部の回転角度を検出する。この駆動源４０１〜４０６のモーターとしては、それぞれ、特に限定されず、例えば、ＡＣサーボモーター、ＤＣサーボモーター等のサーボモーターを用いるのが好ましい。
図５に示すように、ロボット本体１０は、ロボット制御装置２０と電気的に接続されている。すなわち、駆動源４０１〜４０６、位置センサー４１１〜４１６、角速度センサー３１、３２は、それぞれ、ロボット制御装置２０と電気的に接続されている。

そして、ロボット制御装置２０は、アーム１２〜１５、リスト１６をそれぞれ独立して作動させることができる、すなわち、モータードライバー３０１〜３０６を介して、駆動源４０１〜４０６をそれぞれ独立して制御することができる。この場合、ロボット制御装置２０は、位置センサー４１１〜４１６、第１角速度センサー３１、第２角速度センサー３２により検出を行い、その検出結果に基づいて、駆動源４０１〜４０６の駆動、例えば、角速度や回転角度等をそれぞれ制御する。この制御プログラムは、ロボット制御装置２０の記憶部２２（図６参照）に予め記憶されている。

図１、図２に示すように、基台１１は、ロボット１が垂直多関節ロボットの場合、当該垂直多関節ロボットの最も下方に位置し、設置スペースの床１０１に固定される部分である。この固定方法としては、特に限定されず、例えば、図１、図２に示す本実施形態では、複数本のボルト１１１による固定方法を用いている。なお、基台１１の設置スペースでの固定箇所としては、床の他に、設置スペースの壁や天井とすることもできる。
基台１１は、中空の基台本体（ハウジング）１１２を有している。基台本体１１２は、円筒状をなす円筒状部１１３と、当該円筒状部１１３の外周部に一体的に形成された、箱状をなす箱状部１１４とに分けることができる。そして、このような基台本体１１２には、例えば、モーター４０１Ｍやモータードライバー３０１〜３０６が収納されている。

アーム１２〜１５は、それぞれ、中空のアーム本体（筺体）２と、駆動機構３と、封止手段４とを有している。なお、以下では、説明の都合上、第１アーム１２が有するアーム本体２、駆動機構３、封止手段４をそれぞれ「アーム本体２ａ」、「駆動機構３ａ」、「封止手段４ａ」と言い、第２アーム１３が有するアーム本体２、駆動機構３、封止手段４をそれぞれ「アーム本体２ｂ」、「駆動機構３ｂ」、「封止手段４ｂ」と言い、第３アーム１４が有するアーム本体２、駆動機構３、封止手段４をそれぞれ「アーム本体２ｃ」、「駆動機構３ｃ」、「封止手段４ｃ」と言い、第４アーム１５が有するアーム本体２、駆動機構３、封止手段４をそれぞれ「アーム本体２ｄ」、「駆動機構３ｄ」、「封止手段４ｄ」と言うことがある。

また、関節１７１〜１７６は、それぞれ、回動支持機構（図示せず）を有している。この回動支持機構は、互いに連結された２本のアームのうちの一方を他方に対し回動可能に支持する機構、互いに連結された基台１１と第１アーム１２のうちの一方を他方に対し回動可能に支持する機構、互いに連結された第４アーム１５とリスト１６のうちの一方を他方に対し回動可能に支持する機構である。互いに連結された第４アーム１５とリスト１６とを一例とした場合、回動支持機構は、リスト１６を第４アーム１５に対し回動させることができる。また、各回動支持機構は、それぞれ、対応するモーターの回転速度を所定の減速比で減速して、その駆動力を対応するアーム、リスト１６のリスト本体１６１、支持リング１６２に伝達する減速機（図示せず）を有している。なお、前述したように、本実施形態では、この減速機とモーターとを含めて駆動源とする。

第１アーム１２は、基台１１の上端部（先端部）に水平方向に対し傾斜した姿勢で連結されている。この第１アーム１２では、駆動機構３ａがモーター４０２Ｍを有しており、アーム本体２ａ内に収納している。また、アーム本体２ａ内は、封止手段４ａにより気密封止されている。
第２アーム１３は、第１アーム１２の先端部に連結されている。この第２アーム１３では、駆動機構３ｂがモーター４０３Ｍを有しており、アーム本体２ｂ内に収納している。また、アーム本体２ａ内は、封止手段４ｂにより気密封止されている。

第３アーム１４は、第２アーム１３の先端部に連結されている。この第３アーム１４では、駆動機構３ｃがモーター４０４Ｍを有しており、アーム本体２ｃ内に収納している。また、アーム本体２ｃ内は、封止手段４ｃにより気密封止されている。
第４アーム１５は、第３アーム１４の先端部に、その中心軸方向と平行に連結されている。このアーム１５では、駆動機構３ｄがモーター４０５Ｍ、４０６Ｍを有しており、アーム本体２ｄ内に収納している。また、アーム本体２ｄ内は、封止手段４ｄにより気密封止されている。

第４アーム１５の先端部（基台１１と反対側の端部）には、リスト１６が連結されている。このリスト１６には、その先端部（第４アーム１５と反対側の端部）に、機能部（エンドエフェクタ）として、例えば、腕時計等のような精密機器を把持するマニピュレーター（図示せず）が着脱自在に装着される。なお、マニピュレーターとしては、特に限定されず、例えば、複数本の指部（フィンガー）を有する構成のものが挙げられる。そして、このロボット１は、マニピュレーターで精密機器を把持したまま、アーム１２〜１５やリスト１６等の動作を制御することにより、当該精密機器を搬送することができる。

リスト１６は、円筒状をなすリスト本体（第６アーム）１６１と、リスト本体１６１と別体で構成され、当該リスト本体１６１の基端部に設けられ、リング状をなす支持リング（第５アーム）１６２とを有している。
リスト本体１６１の先端面１６３は、平坦な面となっており、マニピュレーターが装着される装着面となる。また、リスト本体１６１は、関節１７６を介して、第４アーム１５の駆動機構３ｄに連結されており、当該駆動機構３ｄのモーター４０６Ｍの駆動により、回転軸Ｏ６回りに回動する。

支持リング１６２は、関節１７５を介して、第４アーム１５の駆動機構３ｄに連結されており、当該駆動機構３ｄのモーター４０５Ｍの駆動により、リスト本体１６１ごと回転軸Ｏ５回りに回動する。
アーム本体２の構成材料としては、特に限定されず、例えば、各種金属材料を用いることができ、これらの中でも、特にアルミニウムまたはアルミニウム合金が好ましい。アーム本体２が金型を用いて成形される鋳物である場合、当該アーム本体２の構成材料にアルミニウムまたはアルミニウム合金を用いることにより、金型成形を容易に行なうことができる。

また、基台１１の基台本体１１２、リスト１６のリスト本体１６１、支持リング１６２の構成材料としては、それぞれ、特に限定されず、例えば、前記アーム本体２の構成材料と同様のもの等が挙げられる。なお、リスト１６のリスト本体１６１の構成材料は、ステンレス鋼を用いるのが好ましい。
また、封止手段４の構成材料としては、特に限定されず、例えば、各種樹脂材料、各種金属材料を用いることができる。なお、封止手段４の構成材料として、樹脂材料を用いることにより、軽量化を図ることができる。

次に、図５、図６、図９〜図１４を参照し、ロボット制御装置２０の構成について説明する。
図５、図６、図９〜図１４に示すように、ロボット制御装置２０は、第１駆動源４０１の作動を制御する第１駆動源制御部２０１と、第２駆動源４０２の作動を制御する第２駆動源制御部２０２と、第３駆動源４０３の作動を制御する第３駆動源制御部２０３と、第４駆動源４０４の作動を制御する第４駆動源制御部２０４と、第５駆動源４０５の作動を制御する第５駆動源制御部２０５と、第６駆動源４０６の作動を制御する第６駆動源制御部２０６と、ロボット本体１０（ロボット１）の動作モードを設定する動作モード設定部２１と、各種の情報やプログラム等を記憶する記憶部２２とを有している。なお、記憶部２２としては、特に限定されず、例えば、各種の半導体メモリー等を用いることができる。

ロボット制御装置２０は、動作モード設定部２１により、３つの動作モード、すなわち、「標準モード（第１の動作モード）」と、「高速モード（第２の動作モード）」と、「低振動モード（第３の動作モード）」とのうちのいずれかを動作モードとて選択し、設定するよう構成されている。この動作モードの選択は、操作者が所定の入力手段により行うようになっている。また、動作モードの選択は、制御装置２０において、所定の情報に基づいて判断がなされ、自動的に行われるようになっていてもよい。なお、各動作モードの説明を行う前に、まずは、各駆動源制御部２０１〜２０６について説明する。

図９に示すように、第１駆動源制御部２０１は、第１角速度センサー３１および第１位置センサー４１１の検出結果に基づいて第１駆動源４０１の作動を制御するサーボ回路、すなわち、減算器５１１と、位置制御部５２１と、減算器５３１と、増幅器５４１と、積分器５５１と、増幅器５６１と、微分器５７１と、増幅器５８１と、加減算器５９１と、トルク制御部６０１と、バンドエリミネーションフィルター（帯域阻止フィルター）６１１と、変換部６２１と、回転角度算出部６３１と、角速度算出部６４１と、減算器６５１と、ハイパスフィルター６６１と、増幅器（補正値算出部）６７１と、加算器６８１とを有している。
なお、減算器５３１と、バンドエリミネーションフィルター６１１と、変換部６２１と、角速度算出部６４１と、減算器６５１と、ハイパスフィルター６６１と、増幅器６７１と、加算器６８１とにより、制振制御を行うジャイロサーボ回路６９１の主要部が構成されている。

図１０に示すように、第２駆動源制御部２０２は、第２角速度センサー３２および第２位置センサー４１２の検出結果に基づいて第２駆動源４０２の作動を制御するサーボ回路、すなわち、減算器５１２と、位置制御部５２２と、減算器５３２と、増幅器５４２と、積分器５５２と、増幅器５６２と、微分器５７２と、増幅器５８２と、加減算器５９２と、トルク制御部６０２と、バンドエリミネーションフィルター（帯域阻止フィルター）６１２と、変換部６２２と、回転角度算出部６３２と、角速度算出部６４２と、減算器６５２と、ハイパスフィルター６６２と、増幅器（補正値算出部）６７２と、加算器６８２とを有している。
なお、減算器５３２と、バンドエリミネーションフィルター６１２と、変換部６２２と、角速度算出部６４２と、減算器６５２と、ハイパスフィルター６６２と、増幅器６７２と、加算器６８２とにより、制振制御を行うジャイロサーボ回路６９２の主要部が構成されている。

図１１に示すように、第３駆動源制御部２０３は、第３位置センサー４１３の検出結果に基づいて第３駆動源４０３の作動を制御するサーボ回路、すなわち、減算器５１３と、位置制御部５２３と、減算器５３３と、増幅器５４３と、積分器５５３と、増幅器５６３と、微分器５７３と、増幅器５８３と、加減算器５９３と、トルク制御部６０３と、回転角度算出部６３３と、角速度算出部６４３とを有している。

図１２に示すように、第４駆動源制御部２０４は、第４位置センサー４１４の検出結果に基づいて第４駆動源４０４の作動を制御するサーボ回路、すなわち、減算器５１４と、位置制御部５２４と、減算器５３４と、増幅器５４４と、積分器５５４と、増幅器５６４と、微分器５７４と、増幅器５８４と、加減算器５９４と、トルク制御部６０４と、回転角度算出部６３４と、角速度算出部６４４とを有している。

図１３に示すように、第５駆動源制御部２０５は、第５位置センサー４１５の検出結果に基づいて第３駆動源４０５の作動を制御するサーボ回路、すなわち、減算器５１５と、位置制御部５２５と、減算器５３５と、増幅器５４５と、積分器５５５と、増幅器５６５と、微分器５７５と、増幅器５８５と、加減算器５９５と、トルク制御部６０５と、回転角度算出部６３５と、角速度算出部６４５とを有している。

図１４に示すように、第６駆動源制御部２０６は、第６位置センサー４１６の検出結果に基づいて第６駆動源４０６の作動を制御するサーボ回路、すなわち、減算器５１６と、位置制御部５２６と、減算器５３６と、増幅器５４６と、積分器５５６と、増幅器５６６と、微分器５７６と、増幅器５８６と、加減算器５９６と、トルク制御部６０６と、回転角度算出部６３６と、角速度算出部６４６とを有している。

ここで、ロボット制御装置２０は、ロボット１が行う処理の内容に基づいてリスト１６の目標位置を演算し、その目標位置にリスト１６を移動させるための軌道を生成する。そして、ロボット制御装置２０は、その生成した軌道に沿ってリスト１６が移動するように、各駆動源４０１〜４０６の回転角度を所定の制御周期ごとに測定し、この測定結果に基づいて演算した値をそれぞれ各駆動源４０１〜４０６の位置指令Ｐｃとして駆動源制御部２０１〜２０６に出力する（図９〜図１４参照）。なお、前記および以下では、「値が入力、出力」等と表記しているが、これは、「その値に対応する信号が入力、出力」の意味である。

図９に示すように、第１駆動源制御部２０１には、第１駆動源４０１の位置指令（角度指令）Ｐｃの他、第１位置センサー４１１、第１角速度センサー３１からそれぞれ検出信号が入力される。第１駆動源制御部２０１は、第１位置センサー４１１の検出信号から算出される第１駆動源４０１の回転角度（位置フィードバック値Ｐｆｂ）が位置指令Ｐｃになり、かつ、後述する角速度フィードバック値ωｆｂが後述する角速度指令ωｃになるように、各検出信号を用いたフィードバック制御によって第１駆動源４０１を駆動する。

すなわち、第１駆動源制御部２０１の減算器５１１には、位置指令Ｐｃが入力され、また、回転角度算出部６３１から後述する位置フィードバック値Ｐｆｂが入力される。回転角度算出部６３１では、第１位置センサー４１１から入力されるパルス数がカウントされるとともに、そのカウント値に応じた第１駆動源４０１の回転角度が位置フィードバック値Ｐｆｂとして減算器５１１に出力される。減算器５１１は、これら位置指令Ｐｃと位置フィードバック値Ｐｆｂとの偏差（第１駆動源４０１の回転角度の目標値から位置フィードバック値Ｐｆｂを減算した値）を位置制御部５２１に出力する。

位置制御部５２１は、減算器５１１から入力された偏差と、予め定められた係数であるゲイン（サーボゲイン）Ｋｐｐ等を用いた所定の演算処理を行うことで、その偏差に応じた第１駆動源４０１の角速度の目標値を演算する。位置制御部５２１は、その第１駆動源４０１の角速度の目標値（指令値）を示す信号を角速度指令ωｃとして減算器５３１に出力する。なお、ここでは、フィードバック制御として、例えば、比例制御（Ｐ制御）がなされるが、これに限定されるものではない。

減算器５３１には、角速度指令ωｃが入力され、また、後述する角速度フィードバック値ωｆｂが入力される。減算器５３１は、これら角速度指令ωｃと角速度フィードバック値ωｆｂとの偏差（第１駆動源４０１の角速度の目標値から角速度フィードバック値ωｆｂを減算した値）を増幅器５４１および積分器５５１にそれぞれ出力する。
増幅器５４１は、減算器５３１から入力された偏差と、予め定められた係数であるゲイン（比例ゲイン）（サーボゲイン）Ｋｖｐ等を用いた所定の演算処理を行ない、加減算器５９１に出力する。

また、積分器５５１は、減算器５３１から入力された偏差を積分し、次いで、増幅器５６１は、予め定められた係数であるゲイン（積分ゲイン）（サーボゲイン）Ｋｖｉ等を用いた所定の演算処理を行ない、加減算器５９１に出力する。
また、微分器５７１には、後述する角速度フィードバック値ωｆｂが入力される。微分器５７１は、その角速度フィードバック値ωｆｂを微分し、次いで、増幅器５８１は、予め定められた係数であるゲイン（微分ゲイン）（サーボゲイン）Ｋｗ等を用いた所定の演算処理を行ない、加減算器５９１に出力する。

加減算器５９１は、増幅器５４１からの入力値を加算し、増幅器５６１からの入力値を加算し、増幅器５８１からの入力値を減算して、減算器５３１から入力された偏差に応じた第１駆動源４０１のトルクの目標値を演算する。加減算器５９１は、その第１駆動源４０１のトルクの目標値（指令値）を示す信号をトルク指令Ｔｃとしてトルク制御部６０１に出力する。なお、ここでは、本実施形態では、フィードバック制御として、ＰＩＤ制御がなされるが、これに限定されるものではない。

トルク制御部６０１は、トルク指令Ｔｃに応じた駆動信号（駆動電流）を生成し、モータードライバー３０１を介して第１駆動源４０１のモーター４０１Ｍに供給する。
このようにして、位置フィードバック値Ｐｆｂが位置指令Ｐｃと可及的に等しくなり、かつ、角速度フィードバック値ωｆｂが角速度指令ωｃと可及的に等しくなるように、フィードバック制御がなされ、第１駆動源４０１の駆動電流が制御される。

次に、第１駆動源制御部２０１における角速度フィードバック値ωｆｂについて説明する。
角速度算出部６４１では、第１位置センサー４１１から入力されるパルス信号の周波数に基づいて、第１駆動源４０１の角速度ωｍ１が算出され、その角速度ωｍ１は、加算器６８１および減算器６５１にそれぞれに出力される。

また、第１角速度センサー３１により、第１アーム１２の第１回転軸Ｏ１の回りの角速度が検出される。そして、その第１角速度センサー３１の検出信号、すなわち、第１角速度センサー３１により検出された第１アーム１２の第１回転軸Ｏ１の回りの角速度ωＡ１は、バンドエリミネーションフィルター６１１において、特定周波数帯域の周波数成分が除去される。次いで、角速度ωＡ１は、変換部６２１において、第１駆動源４０１のモーター４０１Ｍと第１アーム１２との間、すなわち、関節１７１における減速比等を用いて、その角速度ωＡ１に相当する第１駆動源４０１の角速度ωＡｍ１に変換され、減算器６５１に出力される。

減算器６５１には、角速度ωＡｍ１および角速度ωｍ１が入力され、減算器６５１は、この角速度ωＡｍ１から角速度ωｍ１を減算した値ωｓ１（＝ωＡｍ１−ωｍ１）をハイパスフィルター６６１に出力する。この値ωｓ１は、第１アーム１２の第１回転軸Ｏ１の回りの角速度の振動成分（振動角速度）に相当する。以下、ωｓ１を振動角速度と言う。本実施形態では、この振動角速度ωｓ１が後述するゲインＫｇｐ倍されて第１駆動源４０１の入力側に戻るフィードバック制御を行う。具体的には、振動角速度ωｓ１が可及的に０になるように、第１駆動源４０１に対してフィードバック制御がなされる。これにより、ロボット１の振動を抑制することができる。なお、このフィードバック制御では、第１駆動源４０１の角速度が制御される。

ハイパスフィルター６６１は、振動角速度ωｓ１から所定周波数以下の周波数成分を除去し、増幅器６７１に出力する。
増幅器６７１は、振動角速度ωｓ１に予め定められた係数であるゲイン（サーボゲイン）Ｋｇｐを乗算し、補正値Ｋｇｐ・ωｓ１を求め、その補正値Ｋｇｐ・ωｓ１を加算器６８１に出力する。

加算器６８１には、角速度ωｍ１が入力され、また、補正値Ｋｇｐ・ωｓ１が入力される。加算器６８１は、角速度ωｍ１と補正値Ｋｇｐ・ωｓ１との加算値を角速度フィードバック値ωｆｂとして減算器５３１および微分器５７１にそれぞれ出力する。なお、以降の動作は、前述した通りである。
また、第１駆動源制御部２０１は、第１アーム１２の動作を停止する際、第１アーム１２が停止する前に、ゲインＫｇｐを０にする機能を有している。このゲインＫｇｐを０にするタイミングは、特に限定されず、諸条件に応じて適宜設定される。

図１０に示すように、第２駆動源制御部２０２には、第２駆動源４０２の位置指令Ｐｃの他、第２位置センサー４１２、第２角速度センサー３２からそれぞれ検出信号が入力される。第２駆動源制御部２０２は、第２位置センサー４１２の検出信号から算出される第２駆動源４０２の回転角度（位置フィードバック値Ｐｆｂ）が位置指令Ｐｃになり、かつ、後述する角速度フィードバック値ωｆｂが後述する角速度指令ωｃになるように、各検出信号を用いたフィードバック制御によって第２駆動源４０２を駆動する。

すなわち、第２駆動源制御部２０２の減算器５１２には、位置指令Ｐｃが入力され、また、回転角度算出部６３２から後述する位置フィードバック値Ｐｆｂが入力される。回転角度算出部６３２では、第２位置センサー４１２から入力されるパルス数がカウントされるとともに、そのカウント値に応じた第２駆動源４０２の回転角度が位置フィードバック値Ｐｆｂとして減算器５１２に出力される。減算器５１２は、これら位置指令Ｐｃと位置フィードバック値Ｐｆｂとの偏差（第２駆動源４０２の回転角度の目標値から位置フィードバック値Ｐｆｂを減算した値）を位置制御部５２２に出力する。

位置制御部５２２は、減算器５１２から入力された偏差と、予め定められた係数であるゲイン（サーボゲイン）Ｋｐｐ等を用いた所定の演算処理を行うことで、その偏差に応じた第２駆動源４０２の角速度の目標値を演算する。位置制御部５２２は、その第２駆動源４０２の角速度の目標値（指令値）を示す信号を角速度指令ωｃとして減算器５３２に出力する。なお、ここでは、フィードバック制御として、例えば、比例制御（Ｐ制御）がなされるが、これに限定されるものではない。また、この第２駆動源制御部２０２におけるゲインＫｐｐと、第１駆動源制御部２０１におけるゲインＫｐｐとは、同一でもよく、また、異なっていてもよい。

減算器５３２には、角速度指令ωｃが入力され、また、後述する角速度フィードバック値ωｆｂが入力される。減算器５３２は、これら角速度指令ωｃと角速度フィードバック値ωｆｂとの偏差（第２駆動源４０２の角速度の目標値から角速度フィードバック値ωｆｂを減算した値）を増幅器５４２および積分器５５２にそれぞれ出力する。
増幅器５４２は、減算器５３２から入力された偏差と、予め定められた係数であるゲイン（比例ゲイン）（サーボゲイン）Ｋｖｐ等を用いた所定の演算処理を行ない、加減算器５９１に出力する。なお、この第２駆動源制御部２０２におけるゲインＫｖｐと、第１駆動源制御部２０１におけるゲインＫｖｐとは、同一でもよく、また、異なっていてもよい。

また、積分器５５２は、減算器５３２から入力された偏差を積分し、次いで、増幅器５６２は、予め定められた係数であるゲイン（積分ゲイン）（サーボゲイン）Ｋｖｉ等を用いた所定の演算処理を行ない、加減算器５９２に出力する。なお、この第２駆動源制御部２０２におけるゲインＫｖｉと、第１駆動源制御部２０１におけるゲインＫｖｉとは、同一でもよく、また、異なっていてもよい。

また、微分器５７２には、後述する角速度フィードバック値ωｆｂが入力される。微分器５７２は、その角速度フィードバック値ωｆｂを微分し、次いで、増幅器５８２は、予め定められた係数であるゲイン（微分ゲイン）（サーボゲイン）Ｋｗ等を用いた所定の演算処理を行ない、加減算器５９２に出力する。なお、この第２駆動源制御部２０２におけるゲインＫｗと、第１駆動源制御部２０１におけるゲインＫｗとは、同一でもよく、また、異なっていてもよい。

加減算器５９２は、増幅器５４２からの入力値を加算し、増幅器５６２からの入力値を加算し、増幅器５８２からの入力値を減算して、減算器５３２から入力された偏差に応じた第２駆動源４０２のトルクの目標値を演算する。加減算器５９２は、その第２駆動源４０２のトルクの目標値（指令値）を示す信号をトルク指令Ｔｃとしてトルク制御部６０２に出力する。なお、ここでは、本実施形態では、フィードバック制御として、ＰＩＤ制御がなされるが、これに限定されるものではない。

トルク制御部６０２は、トルク指令Ｔｃに応じた駆動信号（駆動電流）を生成し、モータードライバー３０２を介して第２駆動源４０２のモーター４０２Ｍに供給する。
このようにして、位置フィードバック値Ｐｆｂが位置指令Ｐｃと可及的に等しくなり、かつ、角速度フィードバック値ωｆｂが角速度指令ωｃと可及的に等しくなるように、フィードバック制御がなされ、第２駆動源４０２の駆動電流が制御される。なお、第２回転軸Ｏ２は、第１回転軸Ｏ１に対して直交しているので、第１アーム１２の動作や振動の影響を受けず、第１駆動源４０１に対して独立して第２駆動源４０２の作動を制御することができる。

次に、第２駆動源制御部２０２における角速度フィードバック値ωｆｂについて説明する。
角速度算出部６４２では、第２位置センサー４１２から入力されるパルス信号の周波数に基づいて、第２駆動源４０２の角速度ωｍ２が算出され、その角速度ωｍ２は、加算器６８２および減算器６５２にそれぞれに出力される。

また、第２角速度センサー３２により、第２アーム１３の第２回転軸Ｏ２の回りの角速度が検出される。そして、その第２角速度センサー３２の検出信号、すなわち、第２角速度センサー３２により検出された第２アーム１３の第２回転軸Ｏ２の回りの角速度ωＡ２は、バンドエリミネーションフィルター６１２において、特定周波数帯域の周波数成分が除去される。次いで、角速度ωＡ２は、変換部６２２において、第２駆動源４０２のモーター４０２Ｍと第２アーム１３との間、すなわち、関節１７２における減速比等を用いて、その角速度ωＡ２に相当する第２駆動源４０２の角速度ωＡｍ２に変換され、減算器６５２に出力される。なお、第２回転軸Ｏ２は、第１回転軸Ｏ１に対して直交しているので、第１アーム１２の動作や振動の影響を受けずに、容易かつ確実に、第２アーム１３の第２回転軸Ｏ２の回りの角速度を求めることができる。

減算器６５２には、角速度ωＡｍ２および角速度ωｍ２が入力され、減算器６５２は、この角速度ωＡｍ２から角速度ωｍ２を減算した値ωｓ２（＝ωＡｍ２−ωｍ２）をハイパスフィルター６６２に出力する。この値ωｓ２は、第２アーム１３の第２回転軸Ｏ２の回りの角速度の振動成分（振動角速度）に相当する。以下、ωｓ２を振動角速度と言う。本実施形態では、この振動角速度ωｓ２が後述するゲインＫｇｐ倍されて第２駆動源４０２の入力側に戻るフィードバック制御を行う。具体的には、振動角速度ωｓ２が可及的に０になるように、第２駆動源４０２に対してフィードバック制御がなされる。これにより、ロボット１の振動を抑制することができる。なお、このフィードバック制御では、第２駆動源４０２の角速度が制御される。

ハイパスフィルター６６２は、振動角速度ωｓ２から所定周波数以下の周波数成分を除去し、増幅器６７２に出力する。
増幅器６７２は、振動角速度ωｓ２に予め定められた係数であるゲイン（サーボゲイン）Ｋｇｐを乗算し、補正値Ｋｇｐ・ωｓ２を求め、その補正値Ｋｇｐ・ωｓ２を加算器６８２に出力する。なお、この第２駆動源制御部２０２におけるゲインＫｇｐと、第１駆動源制御部２０１におけるゲインＫｇｐとは、同一でもよく、また、異なっていてもよい。

加算器６８２には、角速度ωｍ２が入力され、また、補正値Ｋｇｐ・ωｓ２が入力される。加算器６８２は、角速度ωｍ２と補正値Ｋｇｐ・ωｓ２との加算値を角速度フィードバック値ωｆｂとして減算器５３２および微分器５７２にそれぞれ出力する。なお、以降の動作は、前述した通りである。
また、第２駆動源制御部２０２は、第２アーム１３の動作を停止する際、第２アーム１３が停止する前に、ゲインＫｇｐを０にする機能を有している。このゲインＫｇｐを０にするタイミングは、特に限定されず、諸条件に応じて適宜設定される。

図１１に示すように、第３駆動源制御部２０３には、第３駆動源４０３の位置指令Ｐｃの他、第３位置センサー４１３から検出信号が入力される。第３駆動源制御部２０３は、第３位置センサー４１３の検出信号から算出される第３駆動源４０３の回転角度（位置フィードバック値Ｐｆｂ）が位置指令Ｐｃになり、かつ、後述する角速度フィードバック値ωｆｂが後述する角速度指令ωｃになるように、各検出信号を用いたフィードバック制御によって第３駆動源４０３を駆動する。

すなわち、第３駆動源制御部２０３の減算器５１３には、位置指令Ｐｃが入力され、また、回転角度算出部６３３から後述する位置フィードバック値Ｐｆｂが入力される。回転角度算出部６３３では、第３位置センサー４１３から入力されるパルス数がカウントされるとともに、そのカウント値に応じた第３駆動源４０３の回転角度が位置フィードバック値Ｐｆｂとして減算器５１３に出力される。減算器５１３は、これら位置指令Ｐｃと位置フィードバック値Ｐｆｂとの偏差（第３駆動源４０３の回転角度の目標値から位置フィードバック値Ｐｆｂを減算した値）を位置制御部５２３に出力する。

位置制御部５２３は、減算器５１３から入力された偏差と、予め定められた係数であるゲイン（サーボゲイン）Ｋｐｐ等を用いた所定の演算処理を行うことで、その偏差に応じた第３駆動源４０３の角速度の目標値を演算する。位置制御部５２３は、その第３駆動源４０３の角速度の目標値（指令値）を示す信号を角速度指令ωｃとして減算器５３３に出力する。なお、ここでは、フィードバック制御として、例えば、比例制御（Ｐ制御）がなされるが、これに限定されるものではない。また、この第２駆動源制御部２０３におけるゲインＫｐｐは、第１駆動源制御部２０１におけるゲインＫｐｐ、第２駆動源制御部２０２におけるゲインＫｐｐと、同一でもよく、また、異なっていてもよい。

減算器５３３には、角速度指令ωｃが入力され、また、後述する角速度フィードバック値ωｆｂが入力される。減算器５３３は、これら角速度指令ωｃと角速度フィードバック値ωｆｂとの偏差（第３駆動源４０３の角速度の目標値から角速度フィードバック値ωｆｂを減算した値）を増幅器５４３および積分器５５３にそれぞれ出力する。
増幅器５４３は、減算器５３３から入力された偏差と、予め定められた係数であるゲイン（比例ゲイン）（サーボゲイン）Ｋｖｐ等を用いた所定の演算処理を行ない、加減算器５９１に出力する。なお、この第３駆動源制御部２０３におけるゲインＫｖｐは、第１駆動源制御部２０１におけるゲインＫｖｐ、第２駆動源制御部２０２におけるゲインＫｖｐと、同一でもよく、また、異なっていてもよい。

また、積分器５５３は、減算器５３３から入力された偏差を積分し、次いで、増幅器５６３は、予め定められた係数であるゲイン（積分ゲイン）（サーボゲイン）Ｋｖｉ等を用いた所定の演算処理を行ない、加減算器５９３に出力する。なお、この第３駆動源制御部２０３におけるゲインＫｖｉは、第１駆動源制御部２０１におけるゲインＫｖｉ、第２駆動源制御部２０２におけるゲインＫｖｉと、同一でもよく、また、異なっていてもよい。

また、微分器５７３には、後述する角速度フィードバック値ωｆｂが入力される。微分器５７３は、その角速度フィードバック値ωｆｂを微分し、次いで、増幅器５８３は、予め定められた係数であるゲイン（微分ゲイン）（サーボゲイン）Ｋｗ等を用いた所定の演算処理を行ない、加減算器５９３に出力する。なお、この第３駆動源制御部２０３におけるゲインＫｗは、第１駆動源制御部２０１におけるゲインＫｗ、第２駆動源制御部２０２におけるゲインＫｗと、同一でもよく、また、異なっていてもよい。

加減算器５９３は、増幅器５４３からの入力値を加算し、増幅器５６３からの入力値を加算し、増幅器５８３からの入力値を減算して、減算器５３３から入力された偏差に応じた第３駆動源４０３のトルクの目標値を演算する。加減算器５９３は、その第３駆動源４０３のトルクの目標値（指令値）を示す信号をトルク指令Ｔｃとしてトルク制御部６０３に出力する。なお、ここでは、本実施形態では、フィードバック制御として、ＰＩＤ制御がなされるが、これに限定されるものではない。

トルク制御部６０３は、トルク指令Ｔｃに応じた駆動信号（駆動電流）を生成し、モータードライバー３０３を介して第３駆動源４０３のモーター４０３Ｍに供給する。
このようにして、位置フィードバック値Ｐｆｂが位置指令Ｐｃと可及的に等しくなり、かつ、角速度フィードバック値ωｆｂが角速度指令ωｃと可及的に等しくなるように、フィードバック制御がなされ、第３駆動源４０３の駆動電流が制御される。

なお、駆動源制御部２０４〜２０６については、それぞれ、前記第３駆動源制御部２０３と同様であるので、その説明は省略する。
前述したように、ロボット制御装置２０の動作モード設定部２１は、ロボット本体１０（ロボット１）の動作モードとして、「標準モード（第１の動作モード）」と、「高速モード（第２の動作モード）」と、「低振動モード（第２の動作モード）」とのうちのいずれかを選択し、設定する。なお、各動作モードにおいて設定される各パラメーターは、それぞれ、予め、記憶部２２に記憶されており、動作モード設定部２１は、必要時に、記憶部２２から必要なパラメーターを読み出して、動作モードの設定を行う。

高速モードは、目標位置へ到達する時間が短い高速特化型の動作モードである。また、低振動モードは、動作を停止する際の振動が小さい動作停止時の制振特化型の動作モードである。また、標準モードは、前記の高速性と前記の動作停止時の制振性との両立を図った両立型の動作モードである。なお、高速モードでは、標準モードよりもアーム１２〜１５、リスト１６が高速に動作する。また、低振動モードでは、標準モードよりもアーム１２〜１５、リスト１６の振動が少ない。以下では、標準モードにおける各パラメーターの値を基準にして説明を行う。また、各アーム１２〜１５、リスト１６の動作モードは、同様であるので、以下では、代表的に第１アーム１２の動作モードについて説明する。

まず、標準モードでは、第１アーム１２の最大加速度と、第１アーム１２の最大減速度と、第１アーム１２の最大速度と、第１アーム１２の姿勢に応じて第１アーム１２の最大加速度および最大減速度にそれぞれ乗算する補正係数であるオートアクセル補正係数と、第１駆動源制御部２０１の各ゲインＫｐｐ、Ｋｖｐ、Ｋｖｉ、Ｋｗ、Ｋｇｐとがそれぞれ標準値に設定される。

なお、前記第１アーム１２の姿勢に応じて第１アーム１２の最大加速度および最大減速度にそれぞれ乗算する補正係数は、厳密には、定数である前記オートアクセル補正係数と、第１アーム１２の姿勢に応じて変化する可変係数との積である。前記可変係数は、第１アーム１２が曲がっているほど、すなわち、慣性モーメントが大きいほど、大きい値となる。そして、前記補正係数は、オートアクセル補正係数に比例する。

次に、標準モードを基準にして高速モードについて説明する。
高速モードでは、第１アーム１２の最大加速度が標準モードのときの１倍以上、２倍以下に設定される。これにより、目標位置へ到達する時間を短くすることができる。
この場合、最大加速度は、標準モードのときよりも大きいことが好ましい。具体的には、第１アーム１２の最大加速度は、標準モードのときの１．１倍以上、２倍以下であることが好ましく、１．１倍以上、１．５倍以下であることがより好ましい。これにより、目標位置へ到達する時間をより短くすることができる。

この第１アーム１２の最大加速度の変更は、第１駆動源の駆動電流の大きさを変更することで行うことができる。
また、高速モードでは、第１アーム１２の最大減速度（最大減速度の絶対値）が標準モードのときの１倍以上、２倍以下に設定される。これにより、目標位置へ到達する時間を短くすることができる。

この場合、第１アーム１２の最大減速度（最大減速度の絶対値）は、標準モードのときよりも大きいことが好ましい。具体的には、第１アーム１２の最大加速度は、標準モードのときの１．１倍以上、２倍以下であることが好ましく、１．１倍以上、１．５倍以下であることがより好ましい。これにより、目標位置へ到達する時間をより短くすることができる。

この第１アーム１２の最大減速度の変更は、第１駆動源の駆動電流の大きさを変更することで行うことができる。
また、高速モードでは、第１アーム１２の最大速度は、標準モードのときと異なる値に設定してもよいが、標準モードのときと等しく設定されることが好ましい。これにより、安定した動作を行うことができる。

また、高速モードでは、第１アーム１２のオートアクセル補正係数が標準モードのときの０．５倍以上、２．５倍以下に設定される。これにより、目標位置へ到達する時間を短くすることができる。
この場合、オートアクセル補正係数は、標準モードのときよりも大きいことが好ましい。具体的には、第１アーム１２のオートアクセル補正係数は、標準モードのときの１．１倍以上、２倍以下であることが好ましく、１．１倍以上、１．８倍以下であることがより好ましい。これにより、目標位置へ到達する時間をより短くすることができる。

また、高速モードでは、第１駆動源制御部２０１の各ゲインＫｐｐ、Ｋｖｐ、Ｋｖｉ、Ｋｗ、Ｋｇｐがすべて標準モードのときと等しく設定される。これにより、ロボット１の動作中においても、高速モードから標準モードへの変更と、標準モードから高速モードへの変更を行なうことができる。これにより、作業効率を向上させることができる。
また、高速モードでは、ロボット１（第１アーム１２）が予め決められたテスト用動作を行う際に要する時間であるサイクルタイムが標準モードのときの９０％以下である。これにより、目標位置へ到達する時間を短くすることができる。
なお、サイクルタイムは、短いほど好ましいが、他の特性が低下してしまうことを考慮すると、標準モードのときの１％以上、９０％以下であることが好ましく、５％以上、８０％以下であることがより好ましい。

次に、サイクルタイムの測定の際のテスト用動作について説明する。
図７に示すように、サイクルタイムの測定の際のテスト用動作は、ロボット１のリスト１６の先端部（アーム連結体の先端部）に２ｋｇの錘を保持した状態で、各アーム１２〜１５、リスト１６の最大速度、最大加速度および最大減速度で、リスト１６の先端部を往復移動させることである。

この往復移動における往路および復路では、それぞれ、リスト１６の先端部を鉛直方向上方へ２５ｍｍ移動させる上昇動作と、水平方向へ３００ｍｍ移動させる水平方向移動動作と、鉛直方向下方へ２５ｍｍ移動させる下降動作とを行い、かつ、前記上昇動作と前記水平方向移動動作の初期とを同時に行い、前記下降動作と前記水平方向移動動作の終期とを同時に行う。

次に、標準モードを基準にして低振動モードについて説明する。
低振動モードでは、第１アーム１２の最大加速度が標準モードのときの０．５倍以上、１．５倍以下に設定される。これにより、動作を停止する際の振動を小さくすることができる。
この場合、最大加速度は、標準モードのときよりも小さいことが好ましい。具体的には、第１アーム１２の最大加速度は、標準モードのときの０．５倍以上、０．９倍以下であることが好ましく、０．６倍以上、０．８倍以下であることがより好ましい。これにより、動作を停止する際の振動をより小さくすることができる。

また、低振動モードでは、第１アーム１２の最大減速度（最大減速度の絶対値）が標準モードのときの０．５倍以上、１．５倍以下に設定される。これにより、動作を停止する際の振動を小さくすることができる。
この場合、第１アーム１２の最大減速度（最大減速度の絶対値）は、標準モードのときよりも小さいことが好ましい。具体的には、第１アーム１２の最大減速度は、標準モードのときの０．５倍以上、０．９倍以下であることが好ましく、０．６倍以上、０．８倍以下であることがより好ましい。これにより、動作を停止する際の振動をより小さくすることができる。

また、低振動モードでは、第１アーム１２の最大速度は、標準モードのときと異なる値に設定してもよいが、標準モードのときと等しく設定されることが好ましい。これにより、安定した動作を行うことができる。
また、低振動モードでは、第１アーム１２のオートアクセル補正係数が標準モードのときの０．５倍以上、１．５倍以下に設定される。これにより、動作を停止する際の振動をより小さくすることができる。

この場合、オートアクセル補正係数は、標準モードのときよりも大きいか、または、等しいことが好ましい。具体的には、第１アーム１２のオートアクセル補正係数は、標準モードのときの１倍以上、１．５倍以下であることが好ましく、１倍以上、１．３倍以下であることがより好ましい。これにより、動作を停止する際の振動をより小さくすることができる。

また、低振動モードでは、第１駆動源制御部２０１の各ゲインＫｐｐ、Ｋｖｐ、Ｋｖｉ、Ｋｗ、Ｋｇｐは、それぞれ、標準モードのときの０．５倍以上、１．５倍以下に設定される。これにより、動作を停止する際の振動を小さくすることができる。
この場合、各ゲインＫｐｐ、Ｋｖｐ、Ｋｖｉ、Ｋｗ、Ｋｇｐは、それぞれ、標準モードのときよりも小さいか、または、等しいことが好ましい。具体的には、各ゲインＫｐｐ、Ｋｖｐ、Ｋｖｉ、Ｋｗ、Ｋｇｐは、それぞれ、標準モードのときの０．５倍以上、１倍以下であることが好ましい。これにより、動作を停止する際の振動をより小さくすることができる。

また、低振動モードでは、第１アーム１２の動作を停止する際、サーボゲインＫｇｐを０にする場合、サーボゲインＫｇｐを０にするタイミングは、標準モードと同じでもよく、また、異なっていてもよいが、標準モードに比べて早く設定することが好ましい。この場合、サーボゲインＫｇｐを０にするタイミングは、標準モードよりも０．１秒以上、１秒以下、早いことが好ましい。これにより、動作を停止する際の振動をより小さくすることができる。

また、低振動モードでは、第１アーム１２が予め決められたテスト用動作を行って目標位置に変位する際に、初めに目標位置を通過し、目標位置からずれるときのずれ量である位置行き過ぎ量が標準モードのときの０．５倍以下または３０μｍ以下である。これにより、動作を停止する際の振動を小さくすることができる。
なお、位置行き過ぎ量は、小さいほど好ましいが、他の特性が低下してしまうことを考慮すると、標準モードのときの０．１倍以上、０．５倍以下または０．０１μｍ以上、３０μｍ以下であることがより好ましい。

次に、位置行き過ぎ量の測定の際のテスト用動作について説明する。
第１アーム１２の位置行き過ぎ量の測定の際の前記テスト用動作は、ロボット１のリスト１６の先端部（アーム連結体の先端部）に２ｋｇの錘を保持した状態で、第１アーム１２の最大速度、最大加速度および最大減速度で、第１アーム１２を９０°回転させることである。

第１アーム１２の位置行き過ぎ量の測定は、第１アーム１２を９０°曲げた状態から、９０°回転させて行う。そして、図８に示すように、初めに目標位置を通過し、その目標位置からずれるときのずれ量（最大ずれ量）を測定する。
また、位置行き過ぎ量の測定は、第２アーム１３、第３アーム１４、第４アーム１５、リスト１６でも行われ、それぞれ、第１アーム１２と同様に、９０°曲げた状態から、９０°回転させて行う。また、位置行き過ぎ量の測定は、第１アーム１２および第２アーム１３の複合動作に対しても行われ、第１アーム１２と第２アーム１３とを同時に、９０°曲げた状態から、９０°回転させて行う。

以上説明したように、このロボット１は、標準モード、高速モードおよび低振動モードの３つの動作モードを有しているので、その１つのロボット１で、目標位置へ到達する時間を短くすることができる高速特化型と、動作を停止する際の振動を小さくすることができる動作停止時の制振特化型と、高速性と動作停止時の制振性との両立を図った両立型とを実現することができる。

また、高速モードと標準モードとの各ゲインＫｐｐ、Ｋｖｐ、Ｋｖｉ、Ｋｗ、Ｋｇｐは等しいので、ロボット１の動作中においても、高速モードから標準モードへの変更と、標準モードから高速モードへの変更を行なうことができる。これにより、作業効率を向上させることができる。
また、ロボット１の動作中の振動を確実に抑制することができる。

なお、本発明では、ロボット（ロボット本体）の構造は、本実施形態で説明したものに限定されるものではない。
例えば、本実施形態では、ロボットの回転軸の数は、６つであるが、本発明では、これに限定されず、ロボットの回転軸の数は、１つ、２つ、３つ、４つ、５つまたは７つ以上でもよい。

すなわち、本実施形態では、リストが２本のアームを有しているので、ロボットのアームの本数は、６本であるが、本発明では、これに限定されず、ロボットのアームの本数は、１本、２本、３本、４本、５本または７本以上でもよい。
また、本実施形態では、ロボットは、複数のアームの隣り合う前記アーム同士を回動自在に連結してなるアーム連結体を１つ有する単腕ロボットであるが、本発明では、これに限定されず、例えば、複数のアームの隣り合う前記アーム同士を回動自在に連結してなるアーム連結体を２つ有する双腕ロボット等、前記アーム連結体を複数有するロボットであってもよい。

＜第２実施形態＞
図１５は、本発明のロボットの第２実施形態を示す概略図である。図１６は、図１５に示すロボットの概略図である。
以下、第２実施形態について、前述した第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。

なお、以下では、説明の都合上、図１５中の上側を「上」または「上方」、下側を「下」または「下方」と言う。また、図１５、図１６中の基台側を「基端」、その反対側を「先端」と言う。また、図１５および図１６では、ロボット制御装置２０は、それぞれ、ブロック図で示されている。また、図１５、図１６では、慣性センサー３３は、その存在を明確にするため、アーム１２の外部に図示されている。

以下、第２実施形態について、前述した第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
図１５および図１６に示す第２実施形態のロボット１Ａは、スカラーロボットと呼ばれているものである。
このロボット１Ａのロボット本体１０Ａは、基台１１と、２本のアーム（リンク）１２、１３と、シャフト（作業軸）１９と、４つの駆動源４０１、４０２、４０７、４０８とを備えている。基台１１と、第１アーム１２と、第２アーム１３と、シャフト１９とは、基端側から先端側に向ってこの順に連結されている。また、シャフト１９は、その下端部（先端部）に、機能部（エンドエフェクター）が着脱自在に装着される取付部１９１を有している。なお、シャフト１９は、アーム（第３、第４アーム）、すなわち、最も先端側のアームとみなすこともできる。

図１５および図１６に示すように、第１アーム１２、第２アーム１３、シャフト１９は、それぞれ、基台１１に対し独立して変位可能に支持されている。
基台１１と第１アーム１２とは、関節（ジョイント）１７１を介して連結されている。そして、第１アーム１２は、基台１１に対し、鉛直方向と平行な第１回転軸Ｏ１を回転中心とし、その第１回転軸Ｏ１回りに回動自在となっている。第１回転軸Ｏ１は、基台１１の設置面である床１０１の上面の法線と一致している。この第１回転軸Ｏ１回りの回動は、第１駆動源４０１の駆動によりなされる。また、第１駆動源４０１の駆動（作動）は、第１駆動源４０１とケーブル１８を介して電気的に接続されたモータードライバー３０１を介して制御装置２０により制御される。

第１アーム１２と第２アーム１３とは、関節（ジョイント）１７２を介して連結されている。そして、第２アーム１３は、第１アーム１２（基台１１）に対し、鉛直方向と平行な第２回転軸Ｏ２を回転中心とし、その第２回転軸Ｏ２回りに回動自在となっている。第２回転軸Ｏ２は、第２回転軸Ｏ１と平行である。この第２回転軸Ｏ２回りの回動は、第２駆動源４０２の駆動によりなされる。また、第２駆動源４０２の駆動は、第２駆動源４０２とケーブル１８を介して電気的に接続されたモータードライバー３０２を介して制御装置２０により制御される。

シャフト１９は、第２アーム１３の先端部（基台１１と反対側の端部）に連結されている。この場合、シャフト１９は、第２アーム１３に対して、鉛直方向と平行な第３回転軸Ｏ７を回転中心とし、その第３回転軸Ｏ７回りに回動自在で、かつ、第３回転軸O７の方向に沿って移動可能に設置されている。第３回転軸O７は、シャフト１９の中心軸と一致している。また、第３回転軸O７は、回転軸Ｏ１、Ｏ２と平行である。また、シャフト１９の第３回転軸O７の方向への移動は、第３モーター４０７Mを有する第３駆動源４０７の駆動によりなされる。また、第３駆動源４０７の駆動は、第３駆動源４０７とケーブル１８を介して電気的に接続されたモータードライバー（図示せず）を介して制御装置２０により制御される。また、シャフト１９の第３回転軸Ｏ７回りの回動は、第４モーター４０４Mを有する第４駆動源４０４の駆動によりなされる。また、第４駆動源４０４の駆動は、第４駆動源４０４とケーブル１８を介して電気的に接続されたモータードライバー（図示せず）を介して制御装置２０により制御される。なお、第３回転軸O７は、回転軸Ｏ１、Ｏ２と非平行であってもよい。

また、第１実施形態と同様に、第１アーム１２には、角速度センサー３３が設置されており、その角速度センサー３３により第１アーム１２の第１回転軸Ｏ１の回りの角速度を検出する。
なお、第１駆動源４０１、第２駆動源４０２と同様に、第３駆動源４０７には第３角度センサー（図示せず）が設けられ、第４駆動源４０８には第４角度センサー（図示せず）が設けられている。第３駆動源４０７、第４駆動源４０８、第３角度センサー、第４角度センサーは、それぞれ、第２アーム１３内に収納されており、制御装置２０と電気的に接続されている。

また、第２アーム１３内には、第２アーム１３に対してシャフト１９を移動可能でかつ回動可能に支持する移動支持機構（図示せず）が設けられている。この移動支持機構は、第３駆動源４０７の駆動力をシャフト１９に伝達し、第２アーム１３に対してシャフト１９を第３回転軸O７回りに回動させ、第４駆動源４０４の駆動力をシャフト１９に伝達し、第２アーム１３に対してシャフト１９を第３回転軸O７の方向へ移動させるものである。

ロボット制御装置２０Ａは、第１駆動源４０１の作動を制御する第１駆動源制御部と、第２駆動源４０２の作動を制御する第２駆動源制御部と、第３駆動源４０７の作動を制御する第３駆動源制御部と、第４駆動源４０８の作動を制御する第４駆動源制御部と、動作モード設定部と、記憶部とを有している（図５、図６参照）。
第１駆動源制御部は、第１実施形態の第１駆動源制御部２０１と同様であり、また、第２駆動源制御部、第３駆動源制御部、第４駆動源制御部は、それぞれ、第１実施形態の第３駆動源制御部２０３と同様であるので、その説明は、省略する。

なお、位置行き過ぎ量については、シャフト１９について、そのシャフト１９を第３回転軸O７回りに９０°回転させて測定する他に、シャフト１９を第３回転軸O７の方向に移動させて測定する。シャフト１９を第３回転軸O７の方向に移動させて位置行き過ぎ量測定する場合は、シャフト１９が最上部に位置している状態から、シャフト１９を最下部まで移動させて測定する。なお、第１アーム１２、第２アーム１３、第１アーム１２と第２アーム１３の複合動作については、それぞれ、第１実施形態と同様である。
このロボット１Ａによれば、前述した第１実施形態と同様の効果が得られる。

以上、本発明のロボットおよびロボット制御装置を、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、本発明に、他の任意の構成物が付加されていてもよい。
なお、本発明では、標準モード、高速モード、低振動モードの他に、さらに、別の動作モードを有していてもよい。

また、前記実施形態では、ロボット制御装置は、ロボット本体とは別体として設けられているが、本発明では、これに限定されず、ロボット制御装置は、ロボット本体に設けられていてもよい。この場合、ロボット制御装置は、ロボット本体内に内蔵されていてもよく、また、ロボット本体の外面、例えば、基台の外面等に設置されていてもよい。
また、各駆動源のモーターとしては、それぞれ、前記サーボモーターの他、例えば、ステッピングモーター等が挙げられる。また、モーターとしてステッピングモーターを用いる場合は、位置センサーとして、例えば、ステッピングモーターへ入力する駆動パルスの数を計測することで、モーターの回転角度を検出するものを用いてもよい。

また、各位置センサー、各角速度センサーの方式は、それぞれ、特に限定されず、例えば、光学式、磁気式、電磁式、電気式等が挙げられる。
また、本発明のロボットは、アーム型ロボット（ロボットアーム）、スカラーロボットに限定されず、他の形式のロボット、例えば、脚式歩行（走行）ロボット等であってもよい。

１、１Ａ……ロボット（産業用ロボット） １０、１０Ａ……ロボット本体 １０１……床 １１……基台 １１１……ボルト １１２……基台本体 １１３……円筒状部 １１４……箱状部 １２、１３、１４、１５……アーム（リンク） １６……リスト（リンク） １６１……リスト本体 １６２……支持リング １６３……先端面 １７１、１７２、１７３、１７４、１７５、１７６……関節（ジョイント） １８……ケーブル １９……シャフト １９１……取付部 ２、２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ……アーム本体 ３、３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ……駆動機構 ３１、３２、３３……角速度センサー ４、４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ……封止手段 ２０、２０Ａ……ロボット制御装置 ２１……動作モード設定部 ２２……記憶部 ２０１、２０２、２０３、２０４、２０５、２０６……駆動源制御部 ３０１、３０２、３０３、３０４、３０５、３０６……モータードライバー ４０１、４０２、４０３、４０４、４０５、４０６、４０７、４０８……駆動源 ４０１Ｍ、４０２Ｍ、４０３Ｍ、４０４Ｍ、４０５Ｍ、４０６Ｍ、４０７Ｍ、４０８Ｍ……モーター ４１１、４１２、４１３、４１４、４１５、４１６……位置センサー ５１１、５１２、５１３、５１４、５１５、５１６……減算器 ５２１、５２２、５２３、５２４、５２５、５２６……位置制御部 ５３１、５３２、５３３、５３４、５３５、５３６……減算器 ５４１、５４２、５４３、５４４、５４５、５４６……増幅器 ５５１、５５２、５５３、５５４、５５５、５５６……積分器 ５６１、５６２、５６３、５６４、５６５、５６６……増幅器 ５７１、５７２、５７３、５７４、５７５、５７６……微分器 ５８１、５８２、５８３、５８４、５８５、５８６……増幅器 ５９１、５９２、５９３、５９４、５９５、５９６……加減算器 ６０１、６０２、６０３、６０４、６０５、６０６……トルク制御部 ６１１、６１２……バンドエリミネーションフィルター ６２１、６２２……変換部 ６３１、６３２、６３３、６３４、６３５、６３６……回転角度算出部 ６４１、６４２、６４３、６４４、６４５、６４６……角速度算出部 ６５１、６５２……減算器 ６６１、６６２……ハイパスフィルター ６７１、６７２……増幅器 ６８１、６８２……加算器 ６９１、６９２……ジャイロサーボ回路 Ｏ１、Ｏ２、Ｏ３、Ｏ４、Ｏ５、Ｏ６、Ｏ７……回転軸

Claims (12)

1. 回動可能なアームと、
   前記アームを回動させる駆動源と、
   前記アームに設置された角速度センサーと、
   前記駆動源の回転角度を検出する位置センサーと、
   前記角速度センサーの検出結果に基づき制振制御を行うサーボ回路と、
   動作モードを設定する動作モード設定部と、を有し、
   前記動作モード設定部は、前記アームの最大加速度および最大減速度に乗算する補正係数と、前記サーボ回路のサーボゲインと、を変更することによって、第１の動作モード、前記第１の動作モードよりも前記アームが高速に動作する第２の動作モード、および、前記第１の動作モードよりも前記アームの振動が少ない第３の動作モード、の３つの動作モードを選択的に設定することを特徴とするロボット。
2. 前記サーボ回路は、前記角速度センサーおよび前記位置センサーの検出結果に基づいて前記駆動源の作動を制御するものであり、
   前記第２の動作モードにおいては、前記アームの最大加速度が前記第１の動作モードのときの１倍以上、２倍以下、前記アームの最大減速度が前記第１の動作モードのときの１倍以上、２倍以下、前記補正係数が前記第１の動作モードのときの０．５倍以上、２．５倍以下、前記サーボゲインが前記第１の動作モードのときと等しく設定され、前記アームが予め決められたテスト用動作を行う際に要する時間であるサイクルタイムが前記第１の動作モードのときの９０％以下であり、
   前記第３の動作モードにおいては、前記アームの最大加速度が前記第１の動作モードのときの０．５倍以上、１．５倍以下、前記アームの最大減速度が前記第１の動作モードのときの０．５倍以上、１．５倍以下、前記補正係数が前記第１の動作モードのときの０．５倍以上、１．５倍以下、前記サーボゲインが前記第１の動作モードのときの０．５倍以上、１．５倍以下に設定され、前記アームが予め決められたテスト用動作を行って目標位置に変位する際に、初めに前記目標位置を通過し、前記目標位置からずれるときのずれ量である位置行き過ぎ量が前記第１の動作モードのときの０．５倍以下または３０μｍ以下である請求項１に記載のロボット。
3. 前記第２の動作モードにおける前記アームの最大加速度および最大減速度は、それぞれ、前記第１の動作モードのときよりも大きい請求項１または２に記載のロボット。
4. 前記第２の動作モードにおける前記補正係数は、前記第１の動作モードのときよりも大きい請求項１ないし３のいずれか１項に記載のロボット。
5. 前記第２の動作モードと前記第１の動作モードとで前記アームの最大速度は等しい請求項１ないし４のいずれか１項に記載のロボット。
6. 前記アーム、前記駆動源、前記角速度センサーおよび前記位置センサーを有するロボット本体と、
   前記ロボット本体と別体であり、前記サーボ回路および前記動作モード設定部を有し、前記ロボット本体の制御を行うロボット制御装置と、
   前記ロボット本体と前記ロボット制御装置とを接続するケーブルと、を備える請求項１ないし５のいずれか１項に記載のロボット。
7. 前記アーム、前記駆動源、前記角速度センサーおよび前記位置センサーを有するロボット本体と、
   前記ロボット本体に内蔵され、前記サーボ回路および前記動作モード設定部を有し、前記ロボット本体の制御を行うロボット制御装置と、を備える請求項１ないし５のいずれか１項に記載のロボット。
8. 前記サーボ回路は、前記角速度センサーおよび前記位置センサーの検出結果から導かれる補正成分をフィードバックして前記駆動源を制御するものであり、前記アームの動作を停止する際、前記補正成分のサーボゲインを０にする機能を有し、
   前記第３の動作モードにおいては、前記アームの動作を停止する際、前記補正成分の前記サーボゲインを０にする場合、前記第１の動作モードに比べて、前記補正成分の前記サーボゲインを０にするタイミングが早い請求項１ないし７のいずれか１項に記載のロボット。
9. 前記アームおよび前記駆動源をそれぞれ複数有し、前記複数のアームの隣り合う前記アーム同士を回動自在に連結してなるアーム連結体を備え、
   前記サイクルタイムの測定の際の前記テスト用動作は、前記アーム連結体の先端部に２ｋｇの錘を保持した状態で、前記各アームの最大速度、最大加速度および最大減速度で、前記アーム連結体の先端部を往復移動させることであり、
   前記往復移動における往路および復路では、それぞれ、前記アーム連結体の先端部を鉛直方向上方へ２５ｍｍ移動させる上昇動作と、水平方向へ３００ｍｍ移動させる水平方向移動動作と、鉛直方向下方へ２５ｍｍ移動させる下降動作とを行い、かつ、前記上昇動作と前記水平方向移動動作の初期とを同時に行い、前記下降動作と前記水平方向移動動作の終期とを同時に行う請求項１ないし８のいずれか１項に記載のロボット。
10. 前記アームおよび前記駆動源をそれぞれ複数有し、前記複数のアームの隣り合う前記アーム同士を回動自在に連結してなるアーム連結体を備え、
    前記位置行き過ぎ量の測定の際の前記テスト用動作は、前記アーム連結体の先端部に２ｋｇの錘を保持した状態で、前記アームの最大速度、最大加速度および最大減速度で、前記アームを９０°回転させることである請求項１ないし９のいずれか１項に記載のロボット。
11. 回動可能なアームと、前記アームを回動させる駆動源と、前記アームに設置された角速度センサーと、前記駆動源の回転角度を検出する位置センサーと、を有するロボット本体の制御を行うロボット制御装置であって、
    前記角速度センサーの検出結果に基づき制振制御を行うサーボ回路と、
    動作モードを設定する動作モード設定部と、を有し、
    前記動作モード設定部は、前記アームの最大加速度および最大減速度に乗算する補正係数と、前記サーボ回路のサーボゲインと、を変更することによって、第１の動作モード、前記第１の動作モードよりも前記アームが高速に動作する第２の動作モード、および、前記第１の動作モードよりも前記アームの振動が少ない第３の動作モード、の３つの動作モードを選択的に設定することを特徴とするロボット制御装置。
12. 前記サーボ回路は、前記角速度センサーおよび前記位置センサーの検出結果に基づいて前記駆動源の作動を制御するものであり、
    前記第２の動作モードにおいては、前記アームの最大加速度が前記第１の動作モードのときの１倍以上、２倍以下、前記アームの最大減速度が前記第１の動作モードのときの１倍以上、２倍以下、前記補正係数が前記第１の動作モードのときの０．５倍以上、２．５倍以下、前記サーボゲインが前記第１の動作モードのときと等しく設定され、前記アームが予め決められたテスト用動作を行う際に要する時間であるサイクルタイムが前記第１の動作モードのときの９０％以下であり、
    前記第３の動作モードにおいては、前記アームの最大加速度が前記第１の動作モードのときの０．５倍以上、１．５倍以下、前記アームの最大減速度が前記第１の動作モードのときの０．５倍以上、１．５倍以下、前記補正係数が前記第１の動作モードのときの０．５倍以上、１．５倍以下、前記サーボゲインが前記第１の動作モードのときの０．５倍以上、１．５倍以下に設定され、前記アームが予め決められたテスト用動作を行って目標位置に変位する際に、初めに前記目標位置を通過し、前記目標位置からずれるときのずれ量である位置行き過ぎ量が前記第１の動作モードのときの０．５倍以下または３０μｍ以下である請求項１１に記載のロボット制御装置。

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