機(jī)器人控制裝置、機(jī)器人系統(tǒng)以及機(jī)器人控制方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種機(jī)器人控制裝置、機(jī)器人系統(tǒng)以及機(jī)器人控制方法。為了使驅(qū)動(dòng)部的控制穩(wěn)定化，本發(fā)明的機(jī)器人控制裝置具備：控制部，其獲取驅(qū)動(dòng)機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)部的驅(qū)動(dòng)位置和作用于上述機(jī)器人的力亦即作用力，并進(jìn)行基于上述驅(qū)動(dòng)位置的上述驅(qū)動(dòng)部的第一控制和基于上述作用力的上述驅(qū)動(dòng)部的第二控制；以及變更部，其對通過上述控制部的控制來實(shí)現(xiàn)的上述機(jī)器人的伺服剛性的大小進(jìn)行變更。
【專利說明】
機(jī)器人控制裝置、機(jī)器人系統(tǒng)以及機(jī)器人控制方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及機(jī)器人控制裝置、機(jī)器人系統(tǒng)以及機(jī)器人控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 已知有進(jìn)行位置控制以使工件沿著動(dòng)作路徑移動(dòng)，并且進(jìn)行力控制以使由力傳感 器檢測的工具相對于工件的的按壓力成為設(shè)定值的技術(shù)(參照專利文獻(xiàn)1)。
[0003] 專利文獻(xiàn)1:日本特開平6-170763號(hào)公報(bào)
[0004] 然而，在進(jìn)行以位置控制或速度控制為基礎(chǔ)的力控制的情況下，存在根據(jù)工具的 狀態(tài)敏感地控制馬達(dá)等驅(qū)動(dòng)部，而工具的狀態(tài)變得不穩(wěn)定的問題。例如，存在會(huì)進(jìn)行工具的 位置振蕩這樣的控制的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明是為了解決上述問題而創(chuàng)造的，其目的之一在于提供能夠使驅(qū)動(dòng)部的控制 穩(wěn)定化的技術(shù)。
[0006] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的機(jī)器人控制裝置具備:控制部，其獲取由驅(qū)動(dòng)部驅(qū)動(dòng)的機(jī)器人 的驅(qū)動(dòng)位置和作用于機(jī)器人的力亦即作用力，并進(jìn)行基于機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)位置的驅(qū)動(dòng)部的第 一控制和基于作用力的驅(qū)動(dòng)部的第二控制；以及變更部，其對通過控制部的控制來實(shí)現(xiàn)的 機(jī)器人的伺服剛性的大小進(jìn)行變更。
[0007] 在以上的結(jié)構(gòu)中，能夠在進(jìn)行基于機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)位置的驅(qū)動(dòng)部的第一控制和基于 作用力的驅(qū)動(dòng)部的第二控制時(shí)，對通過控制部的控制來實(shí)現(xiàn)的機(jī)器人的伺服剛性的大小進(jìn) 行變更。在對第一控制和第二控制進(jìn)行組合時(shí)，通過變更伺服剛性的大小，能夠抑制敏感地 控制驅(qū)動(dòng)部，并使驅(qū)動(dòng)部的控制穩(wěn)定化。
[0008] 應(yīng)予說明，技術(shù)方案所記載的各單元的功能通過由結(jié)構(gòu)本身確定功能的硬件資 源、通過程序確定功能的硬件資源、或者它們的組合來實(shí)現(xiàn)。另外，這些各單元的功能并不 限于通過各自在物理上相互獨(dú)立的硬件資源來實(shí)現(xiàn)。
【附圖說明】
[0009] 圖1是機(jī)器人系統(tǒng)的示意圖。
[0010] 圖2是機(jī)器人系統(tǒng)的框圖。
[0011]圖3A~3D是伺服增益的圖表。
[0012] 圖4是表示⑶I的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013] 以下，按照以下的順序參照附圖對本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說明。此外，在各圖中對 對應(yīng)的構(gòu)成部件標(biāo)注相同的附圖標(biāo)記，省略重復(fù)的說明。
[0014] (D第一實(shí)施方式：
[0015] (2)其它實(shí)施方式：
[0016] (1)第一實(shí)施方式：
[0017] 作為本發(fā)明的第一實(shí)施例的機(jī)器人系統(tǒng)如圖1所示，具備機(jī)器人1、末端執(zhí)行器2、 以及控制終端3(控制器）。控制終端3構(gòu)成本發(fā)明的機(jī)器人控制裝置?？刂平K端3可以是專用 的計(jì)算機(jī)，也可以是安裝有用于機(jī)器人1的程序的通用的計(jì)算機(jī)。
[0018] 機(jī)器人1是具備一個(gè)臂A的單臂機(jī)器人，臂A具備6個(gè)關(guān)節(jié)11、12、13、14、邗、刊。通過 關(guān)節(jié)11、12、13、14、邗、仰連結(jié)6個(gè)臂部件41~46。關(guān)節(jié)12、13、邗是彎曲關(guān)節(jié)，關(guān)節(jié)11、14、了6 是扭轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)。在前端的關(guān)節(jié)J6安裝用于對工件進(jìn)行把持、加工等的末端執(zhí)行器2。將關(guān)節(jié)J6 的旋轉(zhuǎn)軸上的規(guī)定位置表示為工具中心點(diǎn)（TCP) JCP的位置成為各種末端執(zhí)行器2的位置 的基準(zhǔn)。另外，關(guān)節(jié)J6具備力傳感器FS。力傳感器FS檢測相互正交的三個(gè)檢測軸上的力的大 小、以及圍繞這三個(gè)檢測軸的扭矩的大小。
[0019] 在圖1中，把持工件W的末端執(zhí)行器2安裝于關(guān)節(jié)J6的前端。將規(guī)定設(shè)置有機(jī)器人1 的空間的坐標(biāo)系表示為機(jī)器人坐標(biāo)系。機(jī)器人坐標(biāo)系是由在水平面上相互正交的X軸和Y 軸、以及將鉛垂向上作為正方向的Z軸規(guī)定的三維的正交坐標(biāo)系。而且用RX表示圍繞X軸的 旋轉(zhuǎn)角，用RY表示圍繞Y軸的旋轉(zhuǎn)角，用RZ表示圍繞Z軸的旋轉(zhuǎn)角。能夠通過X、Y、Z方向的位 置來表示三維空間中的任意的位置，能夠通過RX、RY、RZ方向的旋轉(zhuǎn)角來表示三維空間中的 任意的姿勢(旋轉(zhuǎn)方向）。以下，在記作位置的情況下，也可以指姿勢。另外，在記作力的情況 下，也可以指扭矩?？刂平K端3通過驅(qū)動(dòng)臂A，在機(jī)器人坐標(biāo)系中控制TCP的位置。
[0020] 圖2是機(jī)器人系統(tǒng)的框圖。在控制終端3安裝有用于進(jìn)行機(jī)器人1的控制的控制程 序?？刂平K端3具備處理器、RAM、R0M，這些硬件資源與控制程序進(jìn)行協(xié)作。由此，如圖2所示， 控制終端3作為功能結(jié)構(gòu)具備控制部31、變更部32以及變更指示受理部33。雖然未圖示，但 控制終端3具備受理來自用戶的指示的輸入裝置（鼠標(biāo)、鍵盤、觸摸面板等）、以及對用戶輸 出各種信息的輸出裝置(顯示器、揚(yáng)聲器等）。
[0021] 控制部31控制臂A以便例如根據(jù)TCP來實(shí)現(xiàn)通過用戶的示教而設(shè)定的目標(biāo)位置和 目標(biāo)力。所謂的目標(biāo)力是力傳感器FS應(yīng)檢測出的力。S的文字表示規(guī)定機(jī)器人坐標(biāo)系的軸的 方向（乂丄2、1?、1^、1?)中的任意一個(gè)方向。例如，在3 =父的情況下，將通過機(jī)器人坐標(biāo)系設(shè) 定的目標(biāo)位置的X方向分量記作St = Xt，將目標(biāo)力的X方向分量記作fst = fxt。另外，S也表示S 方向的位置。
[0022]機(jī)器人1除了圖1中圖示出的結(jié)構(gòu)以外，還具備作為驅(qū)動(dòng)部的馬達(dá)Ml~M6、以及編 碼器E1~E6。馬達(dá)Ml~M6和編碼器E1~E6分別與關(guān)節(jié)J1~J6對應(yīng)地設(shè)置，編碼器E1~E6檢 測馬達(dá)Ml~M6的驅(qū)動(dòng)位置。所謂的控制臂A意味著控制馬達(dá)Ml~M6?？刂撇?1能夠與機(jī)器人 1通信。控制部31存儲(chǔ)有馬達(dá)Ml~M6的驅(qū)動(dòng)位置的組合與機(jī)器人坐標(biāo)系中的TCP的位置的對 應(yīng)關(guān)系U。另外，控制部31按照每個(gè)機(jī)器人1所進(jìn)行的作業(yè)的工序存儲(chǔ)有目標(biāo)位置S t和目標(biāo) 力 fst〇
[0023]對于某個(gè)工序存儲(chǔ)有目標(biāo)位置St和目標(biāo)力fSt雙方，在其它的工序中僅存儲(chǔ)有目標(biāo) 位置St。例如，在嵌合作業(yè)中的將工件W嵌合至嵌合孔的工序中，設(shè)定工件W嵌合到嵌合孔的 最深部時(shí)的TCP的位置亦即目標(biāo)位置S t、以及與能夠使工件W可靠地嵌合在嵌合孔的最深部 的力對應(yīng)的目標(biāo)力fst雙方。另一方面，在嵌合作業(yè)中的僅使工件W在空中移動(dòng)到所希望的位 置的工序中，設(shè)定工件處于所希望的位置時(shí)的TCP的位置亦即目標(biāo)位置S t，不設(shè)定目標(biāo)力 fst。分別考慮各工序的迀移條件。迀移條件例如可以是TCP接近目標(biāo)位置St規(guī)定基準(zhǔn)以上， 也可以是力傳感器FS檢測出接近目標(biāo)力fSt規(guī)定基準(zhǔn)以上的力，也可以是從工序的開始起經(jīng) 過規(guī)定期間。
[0024]若控制部31獲取馬達(dá)Ml~M6的驅(qū)動(dòng)位置Da，則基于對應(yīng)關(guān)系U，將該驅(qū)動(dòng)位置Da轉(zhuǎn) 換為機(jī)器人坐標(biāo)系中的TCP的位置30、￥、2、1?、1^、1?)。控制部31基于11^的位置3和力傳感 器FS的檢測值，在機(jī)器人坐標(biāo)系中確定現(xiàn)實(shí)作用于力傳感器FS的作用力f。此外，力傳感器 FS在自己的坐標(biāo)系中檢測檢測值，但由于作為已知的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)有力傳感器FS與TCP的相對 位置/方向，所以控制部31能夠在機(jī)器人坐標(biāo)系中確定作用力f。控制部31對作用力f進(jìn)行重 力補(bǔ)償。所謂的重力補(bǔ)償是從作用力f?中除去重力分量。另外，進(jìn)行了重力補(bǔ)償后的作用力f 能夠視為作用于工件的重力以外的力。
[0025]在設(shè)定了目標(biāo)位置St與目標(biāo)力fSt雙方的工序中，控制部31通過將目標(biāo)力fSt和作用 力f代入阻抗控制的運(yùn)動(dòng)方程式，來確定力產(chǎn)生修正量A SJ1)式是阻抗控制的運(yùn)動(dòng)方程 式。
[0026] [式1]
[0027] niLS(i) + dM(t) 4* kAS(t) ~ ^ * * i 1)
[0028] (1)式的左邊由TCP的位置S的2階微分值乘以慣性系數(shù)m而得第一項(xiàng)、TCP的位置S 的微分值乘以粘性系數(shù)d而得的第二項(xiàng)、以及TCP的位置S乘以彈性系數(shù)k而得的第三項(xiàng)構(gòu) 成。（1)式的右邊由從目標(biāo)力fst中減去了現(xiàn)實(shí)的力f?的力偏差A(yù) fs⑴構(gòu)成。所謂的（1)式中 的微分意味著時(shí)間的微分。在機(jī)器人1所進(jìn)行的工序中，也有作為目標(biāo)力fst設(shè)定恒定值的情 況，也有作為目標(biāo)力fst設(shè)定通過依賴于時(shí)間的函數(shù)而導(dǎo)出的值的情況。
[0029]所謂的阻抗控制是通過馬達(dá)Ml~M6來實(shí)現(xiàn)虛擬的機(jī)械阻抗的控制。慣性系數(shù)m意 味著TCP虛擬地具有的質(zhì)量，粘性系數(shù)d意味著TCP虛擬地受到的粘性阻力，彈性系數(shù)k意味 著TCP虛擬地受到的彈力的彈簧常數(shù)。各系數(shù)m、d、k可以按照每個(gè)方向設(shè)定為不同的值，也 可以不管方向如何都設(shè)定為共用的值。所謂的力產(chǎn)生修正量AS意味著在TCP受到了機(jī)械阻 抗的情況下，為了消除與目標(biāo)力fst的力偏差A(yù) fs(t)，TCP應(yīng)移動(dòng)的位置S的大小。控制部31 通過對目標(biāo)位置St加上力產(chǎn)生修正量A S，來確定考慮了由阻抗控制產(chǎn)生的分量的修正目 標(biāo)位置(St+A S)。
[0030]而且，控制部31基于對應(yīng)關(guān)系U，將規(guī)定機(jī)器人坐標(biāo)系的各軸的方向的修正目標(biāo)位 置(St+AS)轉(zhuǎn)換為各馬達(dá)Ml~M6的目標(biāo)的驅(qū)動(dòng)位置亦即目標(biāo)驅(qū)動(dòng)位置Dt。而且，控制部31通 過從目標(biāo)驅(qū)動(dòng)位置D t中減去馬達(dá)Ml~M6的現(xiàn)實(shí)的驅(qū)動(dòng)位置Da，來計(jì)算驅(qū)動(dòng)位置偏差De( = Dt-Da)。而且，控制終端3通過對驅(qū)動(dòng)位置偏差乘以位置控制增益心而得的值、和其與作為 現(xiàn)實(shí)的驅(qū)動(dòng)位置〇 3的時(shí)間微分值的驅(qū)動(dòng)速度之差亦即驅(qū)動(dòng)速度偏差乘以速度控制增益Kv而 得的值相加，來確定控制量D。。此外，位置控制增益心以及速度控制增益K v不只是比例分量 也可以包含對微分分量、積分分量設(shè)置的控制增益。雖然未圖不，但對馬達(dá)Ml~M6的每一個(gè) 確定控制量D。?？刂撇?1將基于如以上那樣確定出的控制量D c的驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出至馬達(dá)Ml~ M6。通過以上說明的結(jié)構(gòu)，在設(shè)定了目標(biāo)位置St和目標(biāo)力fst雙方的工序中，控制部31能夠?qū)?現(xiàn)并行地進(jìn)行基于現(xiàn)實(shí)的驅(qū)動(dòng)位置D a的第一控制和基于作用力f?的第二控制的并行控制。 此外，在沒有目標(biāo)位置St的時(shí)間上的變化的情況下，也由于設(shè)定維持相同的位置的目標(biāo)位 置，并且設(shè)定有目標(biāo)力fst，所以能夠視為并行控制。
[0031] 在設(shè)定有目標(biāo)位置St，且未設(shè)定目標(biāo)力fSt的工序中，控制部31不基于阻抗控制的 (1)式來計(jì)算力產(chǎn)生修正量AS。即、控制部31將力產(chǎn)生修正量AS視為0。其結(jié)果，控制部31 將目標(biāo)位置St本身確定為修正目標(biāo)位置(St+0)。在未設(shè)定有目標(biāo)力fSt的工序中，由于目標(biāo) 位置St本身為修正目標(biāo)位置(S t+AS)，所以能夠?qū)崿F(xiàn)進(jìn)行基于現(xiàn)實(shí)的驅(qū)動(dòng)位置03的第一控 制，但不進(jìn)行基于作用力f?的第二控制的單獨(dú)控制。
[0032] 變更部32對通過控制部31的控制來實(shí)現(xiàn)的機(jī)器人1的臂A的伺服剛性的大小進(jìn)行 變更。具體地說，變更部32在控制部31并行地進(jìn)行第一控制和第二控制的并行控制中，與進(jìn) 行第一控制但不進(jìn)行第二控制的單獨(dú)控制相比，減小伺服剛性的大小。為了變更該伺服剛 性的大小，變更部32對控制部31的控制中的位置控制增益心和速度控制增益K v中的至少一 方進(jìn)行變更。在本實(shí)施方式中，變更部32對位置控制增益心和速度控制增益Kv雙方進(jìn)行變 更。
[0033]圖3A~圖3D是表示位置控制增益KP的推移的圖表。該圖的橫軸表示時(shí)刻，縱軸表 示位置控制增益心。在圖3A~圖3D中，基本上，變更部32在進(jìn)行單獨(dú)控制的期間將位置控制 增益KP設(shè)定為通常值，在進(jìn)行并行控制的期間將位置控制增益K P設(shè)定為比通常值小的抑制 值。其中，變更部32在從切換并行控制和單獨(dú)控制的時(shí)刻T開始規(guī)定期間L以內(nèi)逐漸變更伺 服剛性的大小。規(guī)定期間L的長度也可以由用戶來指示。
[0034] 如圖3A所示，變更部32也可以在進(jìn)行單獨(dú)控制的期間內(nèi)，并且從切換并行控制和 單獨(dú)控制的時(shí)刻T開始規(guī)定期間L以內(nèi)逐漸變更伺服剛性的大小。另外，如圖3B所示，變更部 32也可以在進(jìn)行并行控制的期間內(nèi)，并且從切換并行控制和單獨(dú)控制的時(shí)刻T開始規(guī)定期 間L以內(nèi)逐漸變更伺服剛性的大小。即、變更部32在規(guī)定期間L，設(shè)定通常值與抑制值之間的 大小的位置控制增益K P。在規(guī)定期間L，位置控制增益KP優(yōu)選基于連續(xù)函數(shù)來設(shè)定，但也可以 基于不連續(xù)函數(shù)來設(shè)定。另外，在規(guī)定期間L，位置控制增益K P可以基于線性函數(shù)來設(shè)定，也 可以基于非線性函數(shù)來設(shè)定。在本實(shí)施方式中，速度控制增益Kv也以與位置控制增益K P相同 的方式推移。
[0035] 另外，如圖3C所示，也可以在開始并行控制的情況下在緊前的單獨(dú)控制的期間內(nèi) 逐漸變更伺服剛性的大小，并在結(jié)束并行控制的情況下在該并行控制的期間內(nèi)逐漸變更伺 服剛性的大小。并且，如圖3D所示，也可以在開始了并行控制的情況下在該并行控制的期間 內(nèi)逐漸變更伺服剛性的大小，在結(jié)束了并行控制的情況下在緊后的單獨(dú)控制的期間內(nèi)逐漸 變更伺服剛性的大小。
[0036] 如以上說明的那樣，通過在對第一控制和第二控制進(jìn)行組合時(shí)，變更伺服剛性的 大小，從而能夠抑制敏感地控制馬達(dá)Ml~M6，并使馬達(dá)Ml~M6的控制穩(wěn)定化。由于變更部32 在并行控制中，比單獨(dú)控制，減小伺服剛性的大小，所以在能夠?qū)τ傻谝豢刂飘a(chǎn)生的控制量 和由第二控制產(chǎn)生的控制量進(jìn)行組合來控制馬達(dá)Ml~M6的狀態(tài)下，通過減小伺服剛性的大 小，能夠使馬達(dá)Ml~M6的控制穩(wěn)定化。并且，由于變更部32逐漸變更伺服剛性的大小，所以 能夠抑制馬達(dá)Ml~M6的控制量D。急劇地變化，并能夠使馬達(dá)Ml~M6的控制穩(wěn)定化。
[0037] 并且，如圖3A所示，變更部32通過在進(jìn)行單獨(dú)控制的期間內(nèi)的規(guī)定期間L以內(nèi)變更 伺服剛性的大小，而能夠在進(jìn)行并行控制的期間將位置控制增益K P維持在較小的抑制值 (恒定值），能夠使并行控制中的馬達(dá)Ml~M6的控制穩(wěn)定化。另一方面，如圖3B所示，變更部 32通過在進(jìn)行并行控制的期間內(nèi)的規(guī)定期間L以內(nèi)變更伺服剛性的大小，能夠在進(jìn)行單獨(dú) 控制的期間將位置控制增益KP維持在較大的通常值(恒定值），能夠可靠地使TCP向目標(biāo)位 置St移動(dòng)。
[0038]在本實(shí)施方式中，變更部32根據(jù)用戶的指示，切換是否變更伺服剛性的大小。具體 而言，變更指示受理部33通過在顯示器顯示GUI(Graphic User Interface:圖形用戶界 面），來受理用戶的指示。
[0039] 圖4是表示GUI的圖。在⑶I中，對多個(gè)關(guān)節(jié)J1~J6(馬達(dá)Ml~M6)的每一個(gè)設(shè)置有在 并行控制時(shí)能夠指示是否減小伺服剛性的復(fù)選框CH和確定按鈕B。變更指示受理部33通過 輸入裝置受理針對GUI的用戶的操作。若操作確定按鈕B，則變更部32基于對復(fù)選框CH進(jìn)行 的操作，對多個(gè)馬達(dá)Ml~M6的每一個(gè)變更機(jī)器人1的臂A的伺服剛性的大小。對于在復(fù)選框 CH中打鉤的關(guān)節(jié)J1~J6的馬達(dá)Ml~M6,變更部32以圖3A~3D的任意一個(gè)所示的方式變更伺 服剛性。變更部32對于在復(fù)選框CH中未打鉤的關(guān)節(jié)J1~J6的馬達(dá)Ml~M6,變更部32將伺服 剛性維持在通常值。
[0040]如上所述，通過根據(jù)用戶的指示，切換是否變更伺服剛性的大小，能夠滿足與控制 的穩(wěn)定性相比想要重視控制的精度等要求。此外，也可以按照機(jī)器人1所進(jìn)行的作業(yè)的每個(gè) 工序來指示是否變更伺服剛性的大小，也可以按照單一的工序內(nèi)的每個(gè)期間來進(jìn)行指示。 另外，由于對于多個(gè)馬達(dá)Ml~M6的每一個(gè)來變更機(jī)器人1的臂A的伺服剛性的大小，所以能 夠?qū)Χ鄠€(gè)關(guān)節(jié)J1~J6的每一個(gè)靈活地指示重視控制的穩(wěn)定性和控制的精度的哪一個(gè)。此 外，也可以按照TCP的每個(gè)移動(dòng)方向來指示是否變更伺服剛性的大小。例如，也可以為允許 機(jī)器人坐標(biāo)系中的Z方向的伺服剛性的變更，不允許機(jī)器人坐標(biāo)系中的X、Y方向的伺服剛性 的變更。
[00411 (2)其它實(shí)施方式
[0042] 在這里，有根據(jù)機(jī)器人1所進(jìn)行的作業(yè)內(nèi)容，應(yīng)重視控制的穩(wěn)定性和控制的精度的 哪一個(gè)不同的情況。因此，變更部32也可以根據(jù)作業(yè)內(nèi)容，切換是否變更伺服剛性的大小。 例如，變更部32在機(jī)器人1進(jìn)行決定加工對象制品的完成品形狀的作業(yè)的情況下，也可以不 變更伺服剛性的大小。作為決定加工對象制品的完成品形狀的作業(yè)，舉出切削作業(yè)、沖壓作 業(yè)、研磨作業(yè)、刻印作業(yè)等。由于作業(yè)內(nèi)容依賴于末端執(zhí)行器2的種類的情況較多，所以變更 部32也可以根據(jù)安裝于機(jī)器人1的末端執(zhí)行器2的種類來切換是否變更伺服剛性的大小。
[0043] 變更部32可以變更位置控制增益心和速度控制增益Kv中的至少一方，也可以僅變 更位置控制增益心和速度控制增益K v的任意一方。當(dāng)然，控制部31也不是必須進(jìn)行使用了位 置控制增益心和速度控制增益Kv雙方的控制，也可以進(jìn)行僅使用了速度控制增益K v的控制。 在該情況下，變更部32變更速度控制增益Kv即可。另外，控制部31也可以進(jìn)行PID (Proportional-Integral-Derivative:比例-積分-微分)控制，變更部32也可以變更積分 增益。并且，變更部32也可以不對比例分量、微分分量以及積分分量的每一個(gè)變更增益，也 可以通過對合計(jì)比例分量、微分分量以及積分分量而得的控制量D。乘以與伺服剛性相應(yīng)的 比率，實(shí)質(zhì)上均勻地變更各分量的增益。
[0044] 變更部32不是必須以2個(gè)階段來變更伺服剛性，也可以以成為多個(gè)階段的抑制值 的方式來變更位置控制增益KP、速度控制增益K v。另外，基于作用力f?的第二控制也不一定是 全部使用了彈性系數(shù)k、慣性系數(shù)m以及粘性系數(shù)d的阻抗控制。另外，變更部32也不是必須 對多個(gè)馬達(dá)Ml~M6的每一個(gè)來變更機(jī)器人1的臂A的伺服剛性的大小，也可以對多個(gè)馬達(dá)Ml ~M6以一樣的方式變更伺服剛性的大小。另外，變更指示受理部33也可以對多個(gè)馬達(dá)Ml~ M6中的一部分不受理是否變更伺服剛性的大小的指示，而僅對其他部分受理是否變更伺服 剛性的大小的指示。
[0045] 附圖標(biāo)記說明
[0046] 1…機(jī)器人，2…拍攝單元，2…末端執(zhí)行器，3…控制終端，3卜?控制部，32…變更 部，33…變更指示受理部，A…臂，B…確定按鈕，CH…復(fù)選框，D a…驅(qū)動(dòng)位置，D。…控制量， De…驅(qū)動(dòng)位置偏差，Dt…目標(biāo)驅(qū)動(dòng)位置，E1~E6…編碼器，f…作用力，F(xiàn)S…力傳感器，fsr" 目標(biāo)力，J1~J6…關(guān)節(jié)，V??位置控制增益，K v…速度控制增益，m…慣性系數(shù)，d…粘性系數(shù)， k…彈性系數(shù)，Ml~M6…馬達(dá)，St…目標(biāo)位置，T…時(shí)刻，U…對應(yīng)關(guān)系，W…工件，A fs…力偏 差，A S…力產(chǎn)生修正量。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種機(jī)器人控制裝置，其特征在于，具備： 控制部，其獲取驅(qū)動(dòng)機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)部的驅(qū)動(dòng)位置和作用于上述機(jī)器人的力亦即作用 力，并進(jìn)行基于上述驅(qū)動(dòng)位置的上述驅(qū)動(dòng)部的第一控制和基于上述作用力的上述驅(qū)動(dòng)部的 第二控制；以及 變更部，其對通過上述控制部的控制來實(shí)現(xiàn)的上述機(jī)器人的伺服剛性的大小進(jìn)行變 更。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)器人控制裝置，其特征在于， 上述變更部逐漸變更上述伺服剛性的大小。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的機(jī)器人控制裝置，其特征在于， 上述變更部在上述控制部并行地進(jìn)行上述第一控制和上述第二控制的并行控制中，與 進(jìn)行上述第一控制和上述第二控制中的一方而不進(jìn)行另一方的單獨(dú)控制相比，減小上述伺 服剛性的大小。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的機(jī)器人控制裝置，其特征在于， 上述單獨(dú)控制是進(jìn)行上述第一控制，但不進(jìn)行上述第二控制的控制。5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的機(jī)器人控制裝置，其特征在于， 上述變更部在上述控制部進(jìn)行上述并行控制的期間內(nèi)，并且在從切換上述并行控制和 上述單獨(dú)控制的時(shí)刻開始規(guī)定期間以內(nèi)，逐漸變更上述伺服剛性的大小。6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的機(jī)器人控制裝置，其特征在于， 上述變更部在上述控制部進(jìn)行上述單獨(dú)控制的期間內(nèi)，并且在從切換上述并行控制和 上述單獨(dú)控制的時(shí)刻開始規(guī)定期間以內(nèi)，逐漸變更上述伺服剛性的大小。7. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的機(jī)器人控制裝置，其特征在于， 上述變更部變更上述控制部的控制中的位置控制增益和速度控制增益中的至少一方。8. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的機(jī)器人控制裝置，其中， 上述變更部根據(jù)作業(yè)內(nèi)容或者用戶的指示，來切換是否變更上述伺服剛性的大小。9. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的機(jī)器人控制裝置，其特征在于， 上述變更部對多個(gè)上述驅(qū)動(dòng)部的每一個(gè)變更上述機(jī)器人的上述伺服剛性的大小。10. -種機(jī)器人系統(tǒng)，其特征在于，具備： 驅(qū)動(dòng)部，其驅(qū)動(dòng)機(jī)器人； 力檢測器，其檢測作用于上述機(jī)器人的力亦即作用力； 控制部，其進(jìn)行基于上述驅(qū)動(dòng)部的驅(qū)動(dòng)位置的上述驅(qū)動(dòng)部的第一控制和基于上述作用 力的上述驅(qū)動(dòng)部的第二控制；以及 變更部，其對通過上述控制部的控制來實(shí)現(xiàn)的上述機(jī)器人的伺服剛性的大小進(jìn)行變 更。11. 一種機(jī)器人控制方法，其特征在于，包含： 控制工序，控制部獲取驅(qū)動(dòng)機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)部的驅(qū)動(dòng)位置和作用于上述機(jī)器人的力亦即 作用力，并進(jìn)行基于上述驅(qū)動(dòng)位置的上述驅(qū)動(dòng)部的第一控制和基于上述作用力的上述驅(qū)動(dòng) 部的第二控制；以及 變更工序，變更部對通過上述控制部的控制來實(shí)現(xiàn)的上述機(jī)器人的伺服剛性的大小進(jìn) 行變更。
【文檔編號(hào)】B25J9/16GK106003019SQ201610172949
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年3月24日
【發(fā)明人】元吉正樹
【申請人】精工愛普生株式會(huì)社