特開 2024-29677 ロボットの制御方法、ロボットの制御プログラムおよびロボットシステム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024029677

(43)【公開日】2024-03-06

(54)【発明の名称】ロボットの制御方法、ロボットの制御プログラムおよびロボットシステム

(51)【国際特許分類】

   B25J 9/16 20060101AFI20240228BHJP

【ＦＩ】

B25J9/16

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022132059

(22)【出願日】2022-08-22

(71)【出願人】

【識別番号】000002369

【氏名又は名称】セイコーエプソン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100091292

【弁理士】

【氏名又は名称】増田 達哉

(74)【代理人】

【識別番号】100173428

【弁理士】

【氏名又は名称】藤谷 泰之

(74)【代理人】

【識別番号】100091627

【弁理士】

【氏名又は名称】朝比 一夫

(72)【発明者】

【氏名】武石 徹司

【テーマコード（参考）】

3C707

【Ｆターム（参考）】

3C707AS01

3C707AS06

3C707BS15

3C707CX01

3C707CX03

3C707HS27

3C707HT26

3C707KS24

3C707KV01

3C707LT14

3C707LV23

(57)【要約】

【課題】優れた位置制御を行うことのできるロボットの制御方法、ロボットの制御プログラムおよびロボットシステムを提供すること。
【解決手段】ロボットの制御方法は、アームと前記アームを回動させるモーターとを備え、位置指令に基づいて前記モーターを駆動するロボットの制御方法であって、前記アームに配置されている角速度センサーの出力から求められる前記モーターの第１位置と、前記モーターに接続されている位置検出器の出力から求められる前記モーターの第２位置と、の差分に基づいて前記モーターの駆動を制御する。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

アームと前記アームを回動させるモーターとを備え、位置指令に基づいて前記モーターを駆動するロボットの制御方法であって、
前記アームに配置されている角速度センサーの出力から求められる前記モーターの第１位置と、前記モーターに接続されている位置検出器の出力から求められる前記モーターの第２位置と、の差分に基づいて前記モーターの駆動を制御することを特徴とするロボットの制御方法。

【請求項2】

前記第１位置は、前記角速度センサーの出力を積分することにより求められる請求項１に記載のロボットの制御方法。

【請求項3】

前記角速度センサーの出力から求められる前記モーターの第１速度と、前記位置検出器の出力から求められる前記モーターの第２速度と、の差分に基づいて前記モーターの駆動を制御する請求項１に記載のロボットの制御方法。

【請求項4】

前記第２速度と、前記第１速度と前記第２速度との差分と、の差分に基づいて前記モーターの駆動を制御する請求項３に記載のロボットの制御方法。

【請求項5】

前記第２速度は、前記位置検出器の出力を微分することにより求められる請求項３に記載のロボットの制御方法。

【請求項6】

前記アームは、減速機を介してモーターと接続されている請求項１に記載のロボットの制御方法。

【請求項7】

アームと前記アームを回動させるモーターとを備え、位置指令に基づいて前記モーターを駆動するロボットの制御プログラムであって、
前記アームに配置されている角速度センサーの出力から求められる前記モーターの第１位置と、前記モーターに接続されている位置検出器の出力から求められる前記モーターの第２位置と、の差分に基づいて前記モーターの駆動を制御することを特徴とするロボットの制御プログラム。

【請求項8】

アームと、前記アームを回動させるモーターと、前記アームに配置されている角速度センサーと、前記モーターに接続され前記モーターの位置を検出する位置検出器と、を備えるロボットと、
前記モーターの駆動を制御する制御装置と、を有し、
前記制御装置は、前記角速度センサーの出力から求められる前記モーターの第１位置と、前記位置検出器の出力から求められる前記モーターの第２位置と、の差分に基づいて前記モーターの駆動を制御することを特徴とするロボットシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ロボットの制御方法、ロボットの制御プログラムおよびロボットシステムに関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１に記載されているロボットシステムは、ロボットと、センサーと、動作制御部および学習制御部を有するロボット制御装置と、を備えている。ロボットは、六つの関節軸と、関節軸により連結されているアーム部と、各関節軸を駆動するサーボモーターと、を有している。学習制御部は、動作制御部が動作指令によりロボットを動作させたときの当該ロボットに生じる振動を補正するための振動補正量を算出し、算出した振動補正量を次回の動作指令に対して適用する学習制御を行う。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１８－１３０８００号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、特許文献１のようなロボットシステムにおいては、関節軸の構造上のずれが原因となり、実際に移動したロボットの位置が指令された目標位置からずれる場合がある。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明のロボットの制御方法は、アームと前記アームを回動させるモーターとを備え、位置指令に基づいて前記モーターを駆動するロボットの制御方法であって、
前記アームに配置されている角速度センサーの出力から求められる前記モーターの第１位置と、前記モーターに接続されている位置検出器の出力から求められる前記モーターの第２位置と、の差分に基づいて前記モーターの駆動を制御する。

【0006】

本発明のロボットの制御プログラムは、アームと前記アームを回動させるモーターとを備え、位置指令に基づいて前記モーターを駆動するロボットの制御プログラムであって、
前記アームに配置されている角速度センサーの出力から求められる前記モーターの第１位置と、前記モーターに接続されている位置検出器の出力から求められる前記モーターの第２位置と、の差分に基づいて前記モーターの駆動を制御する。

【0007】

本発明のロボットシステムは、アームと、前記アームを回動させるモーターと、前記アームに配置されている角速度センサーと、前記モーターに接続され前記モーターの位置を検出する位置検出器と、を備えるロボットと、
前記モーターの駆動を制御する制御装置と、を有し、
前記制御装置は、前記角速度センサーの出力から求められる前記モーターの第１位置と、前記位置検出器の出力から求められる前記モーターの第２位置と、の差分に基づいて前記モーターの駆動を制御する。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】好適な実施形態に係るロボットシステムの全体図である。

【図2】第１関節アクチュエーターの縦断面図である。

【図3】従来のモーターの制御方法を示すブロック図である。

【図4】本実施形態のモーターの制御方法を示すブロック図である。

【図5】角速度センサーの信号を処理する工程を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本発明のロボットの制御方法、ロボットの制御プログラムおよびロボットシステムを添付図面に示す実施形態に基づいて詳細に説明する。

【0010】

図１は、好適な実施形態に係るロボットシステムの全体図である。図２は、第１関節アクチュエーターの縦断面図である。図３は、従来のモーターの制御方法を示すブロック図である。図４は、本実施形態のモーターの制御方法を示すブロック図である。図５は、角速度センサーの信号を処理する工程を示すフローチャートである。なお、図１および図２中の上下方向は、鉛直方向と一致しており、図１および図２中の上側を「上」、下側を「下」とも言う。

【0011】

図１に示すロボットシステム１は、ロボット２と、ロボット２の駆動を制御する制御装置９と、を有している。

【0012】

ロボット２は、スカラロボットであり、例えば、電子部品等のワークの保持、搬送、組立および検査等の各作業で用いられる。ただし、ロボット２の用途は、特に限定されない。また、ロボット２は、スカラロボット以外、例えば、６軸多関節ロボット、双腕ロボット等であってもよい。

【0013】

ロボット２は、ベース２１と、ベース２１に接続されているロボットアーム２２と、を有している。また、ロボットアーム２２は、基端部がベース２１に接続され、ベース２１に対して鉛直方向に沿う第１回動軸Ｊ１まわりに回動するアームとしての第１アーム２２１と、基端部が第１アーム２２１の先端部に接続され、第１アーム２２１に対して鉛直方向に沿う第２回動軸Ｊ２まわりに回動する第２アーム２２２と、を有している。

【0014】

また、第２アーム２２２の先端部には作業ヘッド２３が設けられている。作業ヘッド２３は、第２アーム２２２の先端部に同軸的に配置されているスプラインナット２３１およびボールネジナット２３２と、スプラインナット２３１およびボールネジナット２３２に挿通されているスプラインシャフト２３３と、を有している。スプラインシャフト２３３は、第２アーム２２２に対して、その中心軸であり鉛直方向に沿う第３回動軸Ｊ３まわりに回転可能で、かつ、第３回動軸Ｊ３に沿って昇降可能である。

【0015】

また、スプラインシャフト２３３の下端部には、エンドエフェクター２４が装着されている。エンドエフェクター２４は、着脱自在であり目的の作業に適したものが適宜選択される。

【0016】

また、ロボット２は、第１アーム２２１に配置されている角速度センサー６を有している。角速度センサー６は、第１アーム２２１の第１回動軸Ｊ１からずれた位置に配置されており、第１アーム２２１の第１回動軸Ｊ１まわりの角速度ωを検出する。角速度センサー６で検出された角速度ωを積分することにより第１アーム２２１の位置（第１回動軸Ｊ１まわりの回転角度）を算出することができる。

【0017】

また、ロボット２は、ベース２１と第１アーム２２１とを連結し、ベース２１に対して第１アーム２２１を第１回動軸Ｊ１まわりに回動させる第１関節アクチュエーター２５１と、第１アーム２２１と第２アーム２２２とを連結し、第１アーム２２１に対して第２アーム２２２を第２回動軸Ｊ２まわりに回動させる第２関節アクチュエーター２５２と、を有している。

【0018】

また、ロボット２は、スプラインナット２３１を回転させてスプラインシャフト２３３を第３回動軸Ｊ３まわりに回転させる第１駆動機構２５３と、ボールネジナット２３２を回転させてスプラインシャフト２３３を第３回動軸Ｊ３に沿った方向に昇降させる第２駆動機構２５４と、を有している。

【0019】

次に、第１関節アクチュエーター２５１について説明する。第１関節アクチュエーター２５１は、ベース２１内に収容されている。図２に示すように、第１関節アクチュエーター２５１は、ベース２１と第１アーム２２１とを連結している減速機３と、モーター４と、位置検出器としてのエンコーダー５と、を有している。

【0020】

モーター４は、ベース２１に固定されている。また、モーター４は、例えば、ＡＣサーボモーターである。ただし、モーター４としては、特に限定されず、例えば、ＤＣサーボモーター、ステッピングモーター等を用いてもよい。このようなモーター４は、出力軸であるシャフト４１と、シャフト４１を回転させる図示しないステーターと、これらを収容するハウジング４３と、を有している。

【0021】

エンコーダー５は、第１回動軸Ｊ１に沿ってモーター４と並んで配置され、モーター４の下側に位置している。エンコーダー５は、シャフト４１に固定された光学スケール５１と、光学スケール５１の回転状態を検出する光学センサー５２と、を有している。

【0022】

光学スケール５１は、シャフト４１と共に第１回動軸Ｊ１まわりに回転する。また、光学スケール５１の下面には、光学スケール５１の回転角度を検出し得る図示しない検出用パターンが形成されている。一方、光学センサー５２は、光学スケール５１上の検出用パターンに向けて光を出射する発光素子５２１と、検出用パターンで反射した光を受光する受光素子５２２と、を有している。このような構成のエンコーダー５では、光学スケール５１の第１回動軸Ｊ１まわりの回転に伴って受光素子５２２からの出力信号の波形が変化する。そのため、この出力信号に基づいてモーター４の位置（回転角度）を検出することができる。

【0023】

ただし、エンコーダー５の構成は、特に限定されない。例えば、本実施形態では、受光素子５２２が検出用パターンで反射した光を受光する反射型の光学式エンコーダーであるが、受光素子５２２が検出用パターンを透過した光を受光する透過型の光学式エンコーダーであってもよい。また、検出用パターンをカメラで撮像し、テンプレートパッチングを用いて撮像した画像からモーター４の位置を検出する画像認識型エンコーダーであってもよい。

【0024】

減速機３は、第１回動軸Ｊ１に沿ってモーター４と並んで配置され、モーター４の上側に位置している。減速機３は、シャフト４１の回転を高い減速比で減速して出力し、減速比に比例した高いトルクを発生させる。

【0025】

減速機３は、波動歯車装置である。このような減速機３は、ウェーブジェネレーター３１と、フレックスプライン３３と、サーキュラスプライン３６と、カバー部材３９と、を有している。減速機３では、ウェーブジェネレーター３１がモーター４の動力が入力される入力側となり、サーキュラスプライン３６がモーター４の動力を減速して出力する出力側となる。

【0026】

サーキュラスプライン３６は、実質的に撓まない剛体で構成された環状の内歯歯車である。また、サーキュラスプライン３６は、ベース２１に固定されている内側主軸受け３６１と、内側主軸受け３６１の外側に位置し、カバー部材３９を介して第１アーム２２１に固定されている外側主軸受け３６２と、を有している。また、内側主軸受け３６１と外側主軸受け３６２とは、ベアリング３６３により連結され、外側主軸受け３６２と内側主軸受け３６１とが回転可能となっている。また、内側主軸受け３６１の内周部にはフレックスプライン３３と噛合する内歯３６１ｂが形成されている。

【0027】

フレックスプライン３３は、サーキュラスプライン３６の内側に配置されている。フレックスプライン３３は、ウェーブジェネレーター３１の外周に沿って撓み変形可能な可撓性を有する筒状部３３１と、筒状部３３１の上端部に接続された環状のフランジ部３３２と、を有している。筒状部３３１の外周部には、サーキュラスプライン３６の内歯３６１ｂと噛合する外歯３３１ａが形成されている。外歯３３１ａの歯数は、内歯３６１ｂの歯数よりも少なく設定されている。フランジ部３３２は、外側主軸受け３６２と共にカバー部材３９に固定されている。

【0028】

また、ウェーブジェネレーター３１は、シャフト４１に固定され、シャフト４１の回転に連動して回転する波動発生部３１１と、波動発生部３１１とフレックスプライン３３との間に嵌め込まれたベアリング３１２と、を有している。波動発生部３１１は、第１回動軸Ｊ１に沿う方向からの平面視で外周が楕円形または長円形である。つまり、ウェーブジェネレーター３１は、長手方向と、それに直交する短手方向と、を有する形状である。

【0029】

ウェーブジェネレーター３１は、フレックスプライン３３の筒状部３３１の内周面に接し、筒状部３３１を楕円形または長円形に撓めて筒状部３３１の外歯３３１ａをサーキュラスプライン３６の内歯３６１ｂに部分的に噛合させる。これにより、長軸の部分でサーキュラスプライン３６と歯が噛み合い、短軸の部分では歯が完全に離れた状態となる。

【0030】

ウェーブジェネレーター３１にモーター４からの駆動力が入力されると、フレックスプライン３３およびサーキュラスプライン３６は、互いの噛み合い位置が周方向に順次移動しながら、歯数差に起因して第１回動軸Ｊ１まわりに相対的に回転する。本実施形態では、フレックスプライン３３と外側主軸受け３６２とがカバー部材３９を介して第１アーム２２１に固定され、内側主軸受け３６１がベース２１に固定されているため、第１アーム２２１がベース２１に対して第１回動軸Ｊ１まわりに回動する。

【0031】

このような減速機３によれば、モーター４からウェーブジェネレーター３１に入力された回転が減速されてサーキュラスプライン３６の外側主軸受け３６２から出力され、出力側において減速比に比例したトルクを得ることができる。

【0032】

以上、減速機３について説明したが、減速機３としては、特に限定されず、例えば、サイクロ減速機（登録商標）、遊星歯車減速機等であってもよい。

【0033】

制御装置９は、ロボット２の駆動を制御する。具体的には、制御装置９は、第１関節アクチュエーター２５１、第２関節アクチュエーター２５２、第１駆動機構２５３および第２駆動機構２５４の駆動をそれぞれ独立して制御する。このような制御装置９は、例えば、コンピューターから構成され、情報を処理するプロセッサー（ＣＰＵ）と、プロセッサーに通信可能に接続されたメモリーと、外部装置との接続を行う外部インターフェースと、を有している。メモリーにはプロセッサーにより実行可能な各種プログラムが保存され、プロセッサーは、メモリーに記憶されたプログラムを読み込んで実行することができる。

【0034】

特に、本実施形態では、メモリーにロボット２の制御プログラムＰＰが保存されており、この制御プログラムＰＰをプロセッサーが実行することにより、後述するロボット２の制御が実現される。

【0035】

次に、図３に基づいて、従来から用いられている第１関節アクチュエーター２５１の制御回路８と、その問題点について簡単に説明する。同図に示すように、制御回路８は、位置指令生成部８１と、位置制御部８２と、速度制御部８３と、電流制御部８４と、を有している。

【0036】

位置指令生成部８１は、モーター４の位置指令を制御周期間隔毎に生成する。位置制御部８２は、位置指令生成部８１が生成した位置指令とエンコーダー５が検出したモーター４の位置（回転角度）とを一致させるように速度指令を生成する。速度制御部８３は、エンコーダー５で検出したモーター４の位置から求めた速度を速度指令に一致させるように電流指令を生成する。電流制御部８４は、モーター４を駆動する電流を電流指令に一致させるように電流を制御する。

【0037】

このようなフィードバック制御によれば、モーター４を位置指令に沿って動かすことができ、第１アーム２２１が目標位置となると考えられる。しかしながら、モーター４と第１アーム２２１との間には減速機３が介在しており、減速機３が有するバックラッシ（ロストモーション）、減速機３の入力側と出力側との間に生じる捩じれ（ヒステリシス）等の影響により、モーター４の位置が位置指令と一致しても、第１アーム２２１の位置が目標位置からずれる場合がある。

【0038】

そこで、ロボットシステム１では、さらに、第１アーム２２１に配置された角速度センサー６の検出結果をフィードバックすることにより、第１アーム２２１の位置を目標位置に一致させる制御を行っている。以下、詳細に説明する。

【0039】

図４に示すように、制御装置９は、第１関節アクチュエーター２５１の駆動を制御する制御回路９１を有している。また、制御回路９１は、モーター４の位置指令Ｐ０を制御周期間隔毎に生成する位置指令生成部９１１と、位置指令生成部９１１で生成された位置指令Ｐ０に基づいてモーター４への速度指令Ｖ０を生成する位置制御部９１２と、位置制御部９１２からの速度指令Ｖ０に基づいてモーター４への加速度指令Ａ０を生成する速度制御部９１３と、速度制御部９１３からの加速度指令Ａ０に基づいてモーター４への電流指令Ｅ０を生成する電流制御部９１４と、を有している。

【0040】

ここまでは、従来の制御回路８と同様であるが、制御回路９１は、さらに、角速度センサー６の出力に基づいてモーター４の第１速度信号Ｖ１を生成する第１速度信号生成部９１５と、第１速度信号生成部９１５からの第１速度信号Ｖ１を積分してモーター４の第１位置信号Ｐ１を生成する第１位置信号生成部９１６と、エンコーダー５の出力に基づいてモーター４の第２位置信号Ｐ２を生成する第２位置信号生成部９１７と、第２位置信号生成部９１７からの第２位置信号Ｐ２を微分してモーター４の第２速度信号Ｖ２を生成する第２速度信号生成部９１８と、を有している。

【0041】

第１速度信号生成部９１５は、角速度センサー６の出力に基づいて第１速度信号Ｖ１を生成する。なお、第１関節アクチュエーター２５１は、モーター４と第１アーム２２１との間に介在する減速機３を有している。そのため、第１速度信号生成部９１５では、角速度センサー６の出力から検出される第１アーム２２１の速度を減速機３の減速比に基づいてモーター４の速度に変換したものを第１速度信号Ｖ１として生成する。これにより、第１速度信号Ｖ１を第２速度信号Ｖ２と比較することができる。

【0042】

第１位置信号生成部９１６は、積分器であり、第１速度信号生成部９１５からの第１速度信号Ｖ１を積分してモーター４の第１位置信号Ｐ１を生成する。このように、第１位置信号生成部９１６として積分器を用いることにより、第１速度信号Ｖ１から第１位置信号Ｐ１を容易に生成することができる。ただし、第１速度信号Ｖ１から第１位置信号Ｐ１を生成する方法としては、特に限定されず、例えば、第１速度信号Ｖ１に所定の係数を積算して第１位置信号Ｐ１を生成してもよい。

【0043】

なお、第１速度信号Ｖ１および第１位置信号Ｐ１は、例えば、図５に示す工程により行われる。まず、制御装置９は、ステップＳ１として、角速度センサー６から角速度ωを取得するリクエストタイミングであるかを判定する。リクエストタイミングであれば、制御装置９は、ステップＳ２として、角速度センサー６に角速度ωをリクエストし、ステップＳ３として、受け取った角速度ωを記憶部に格納する。一方、リクエストタイミングでない場合、制御装置９は、ステップＳ４に移行する。そして、制御装置９は、ステップＳ４として、記憶部に格納された角速度ωを演算処理することにより、第１速度信号Ｖ１および第１位置信号Ｐ１を生成する。ただし、第１速度信号Ｖ１および第１位置信号Ｐ１の生成方法は、特に限定されない。

【0044】

第２位置信号生成部９１７は、エンコーダー５の出力に基づいてモーター４の第２位置信号Ｐ２を生成する。第２速度信号生成部９１８は、微分器であり、第２位置信号生成部９１７からの第２位置信号Ｐ２を微分してモーター４の第２速度信号Ｖ２を生成する。このように、第２速度信号生成部９１８として微分器を用いることにより、第２位置信号Ｐ２から第２速度信号Ｖ２を容易に生成することができる。ただし、第２位置信号Ｐ２から第２速度信号Ｖ２を生成する方法としては、特に限定されず、例えば、第２位置信号Ｐ２に所定の係数を積算して第２速度信号Ｖ２を生成してもよい。

【0045】

そして、第１位置信号生成部９１６で生成した第１位置信号Ｐ１に第２位置信号生成部９１７で生成した第２位置信号Ｐ２が減算合成され、第１位置信号Ｐ１と第２位置信号Ｐ２との差分位置信号Ｐ’が生成される。

【0046】

また、第１速度信号生成部９１５で生成した第１速度信号Ｖ１に第２速度信号生成部９１８で生成した第２速度信号Ｖ２が減算合成され、第１速度信号Ｖ１と第２速度信号Ｖ２との差分速度信号Ｖ’が生成される。さらに、この差分速度信号Ｖ’は、所定のゲイン定数ｋによりｋ倍化されたのち、第２速度信号生成部９１８で生成した第２速度信号Ｖ２に減算合成され、モーター４の実速度信号Ｖ”が生成される。

【0047】

位置指令生成部９１１は、モーター４の位置指令Ｐ０を制御周期間隔毎に生成する。

【0048】

位置制御部９１２は、位置指令Ｐ０に、エンコーダー５からの第２位置信号Ｐ２つまりモーター４の実位置をフィードバック（減算合成）する。そして、位置制御部９１２は、位置指令Ｐ０と第２位置信号Ｐ２との差分に基づいて、つまり、第２位置信号Ｐ２が位置指令Ｐ０と一致するように速度指令を生成する。さらに、位置制御部９１２は、この速度指令に差分位置信号Ｐ’をフィードバック（減算合成）して補正することにより速度指令Ｖ０を生成する。

【0049】

速度制御部９１３は、速度指令Ｖ０に、実速度信号Ｖ”つまりモーター４の実速度をフィードバック（減算合成）する。そして、速度制御部９１３は、速度指令Ｖ０と実速度信号Ｖ”との差分に基づいて、つまり、実速度信号Ｖ”が速度指令Ｖ０と一致するように加速度指令Ａ０を生成する。

【0050】

電流制御部９１４は、加速度指令Ａ０に基づいて電流指令Ｅ０を生成する。そして、電流制御部９１４で生成された電流指令Ｅ０がモーター４に印加され、モーター４が駆動する。

【0051】

以上のように、第２位置信号Ｐ２を位置指令Ｐ０にフィードバックする位置制御を行うだけではなく、さらに、差分位置信号Ｐ’を位置指令Ｐ０にフィードバックする位置制御を行う。つまり、本実施形態のロボット２の制御方法では、第１アーム２２１に配置されている角速度センサー６の出力から求められるモーター４の第１位置である第１位置信号Ｐ１と、モーター４に接続されているエンコーダー５の出力から求められるモーター４の第２位置である第２位置信号Ｐ２と、の差分である差分位置信号Ｐ’に基づいてモーター４の駆動を制御する。そのため、減速機３が有するバックラッシ、減速機３の入力側と出力側との間に生じる捩じれ等の有無によらずに、第１アーム２２１の位置を目標位置に精度よく合わせることができる。

【0052】

さらに、本実施形態では、実速度信号Ｖ”を速度指令Ｖ０にフィードバックする速度制御を行う。つまり、本実施形態のロボット２の制御方法では、第１アーム２２１に配置されている角速度センサー６の出力から求められるモーター４の第１速度である第１速度信号Ｖ１と、モーター４に接続されているエンコーダー５の出力から求められるモーター４の第２速度である第２速度信号Ｖ２と、の差分である差分速度信号Ｖ’から得られた実速度信号Ｖ”に基づいてモーター４の駆動を制御する。そのため、減速機３が有するバックラッシ、減速機３の入力側と出力側との間に生じる捩じれ等によらずに、第１アーム２２１の位置を目標位置により精度よく合わせることができる。

【0053】

以上、本実施形態のロボットシステム１について説明した。このようなロボットシステム１に適用されているロボット２の制御方法は、アームとしての第１アーム２２１と第１アーム２２１を回動させるモーター４とを備え、位置指令Ｐ０に基づいてモーター４を駆動するロボット２の制御方法であって、第１アーム２２１に配置されている角速度センサー６の出力から求められるモーター４の第１位置である第１位置信号Ｐ１と、モーター４に接続されている位置検出器であるエンコーダー５の出力から求められるモーター４の第２位置である第２位置信号Ｐ２と、の差分である差分位置信号Ｐ’に基づいてモーター４の駆動を制御する。このような制御方法によれば、第１アーム２２１の位置を目標位置に精度よく合わせることができる。

【0054】

また、前述したように、ロボット２の制御方法では、第１位置つまり第１位置信号Ｐ１は、角速度センサー６の出力を積分することにより求められる。これにより、第１位置信号Ｐ１を容易に生成することができる。

【0055】

また、前述したように、ロボット２の制御方法では、角速度センサー６の出力から求められるモーター４の第１速度である第１速度信号Ｖ１と、エンコーダー５の出力から求められるモーター４の第２速度である第２速度信号Ｖ２と、の差分である差分速度信号Ｖ’に基づいてモーター４の駆動を制御する。このような制御方法によれば、第１アーム２２１の位置を目標位置に精度よく合わせることができる。このように、位置制御に加えて速度制御を行うことにより、上述の効果がより顕著となる。

【0056】

また、前述したように、ロボット２の制御方法では、第２速度信号Ｖ２と、第１速度信号Ｖ１と第２速度信号Ｖ２との差分である差分速度信号Ｖ’と、の差分である実速度信号Ｖ”に基づいてモーター４の駆動を制御する。このような制御方法によれば、第１アーム２２１の位置を目標位置に精度よく合わせることができる。

【0057】

また、前述したように、第２速度つまり第２速度信号Ｖ２は、エンコーダー５の出力を微分することにより求められる。これにより、第２速度信号Ｖ２を容易に生成することができる。

【0058】

また、前述したように、第１アーム２２１は、減速機３を介してモーター４と接続されている。これにより、減速機３が有するバックラッシ、減速機３の入力側と出力側との間に生じる捩じれ等によりモーター４の位置と第１アーム２２１の位置とにずれが生じ易くなる。そのため、本実施形態のロボット２の制御方法が特に有効となる。

【0059】

また、前述したように、ロボットシステム１に適用されるロボット２の制御プログラムＰＰは、アームとしての第１アーム２２１と第１アーム２２１を回動させるモーター４とを備え、位置指令Ｐ０に基づいてモーター４を駆動するロボットの制御プログラムであって、第１アーム２２１に配置されている角速度センサー６の出力から求められるモーター４の第１位置と、モーター４に接続されている位置検出器であるエンコーダー５の出力から求められるモーター４の第２位置と、の差分に基づいてモーター４の駆動を制御する。このような制御プログラムＰＰによれば、第１アーム２２１の位置を目標位置に精度よく合わせることができる。

【0060】

また、前述したように、ロボットシステム１は、アームである第１アーム２２１と、第１アーム２２１を回動させるモーター４と、第１アーム２２１に配置されている角速度センサー６と、モーター４に接続されモーター４の位置を検出する位置検出器であるエンコーダー５と、を備えるロボット２と、モーター４の駆動を制御する制御装置９と、を有している。また、制御装置９は、角速度センサー６の出力から求められるモーター４の第１位置と、エンコーダー５の出力から求められるモーター４の第２位置と、の差分に基づいてモーター４の駆動を制御する。このようなロボットシステム１によれば、第１アーム２２１の位置を目標位置に精度よく合わせることができる。

【0061】

以上、本発明のロボットの制御方法、ロボットの制御プログラムおよびロボットシステム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。

【0062】

また、前述した実施形態では、第１関節アクチュエーター２５１について本発明のロボットの制御方法を適用したが、これに限定されず、第２関節アクチュエーター２５２に本発明のロボットの制御方法を適用してもよい。この場合、角速度センサー６は、第２アーム２２２の第２回動軸Ｊ２からずれた位置に配置すればよい。

【0063】

また、前述した実施形態では、角速度センサー６が第１アーム２２１に配置されているが、角速度センサー６の配置は、これに限定されない。例えば、角速度センサー６を第２アーム２２２に配置してもよい。この場合、第１関節アクチュエーター２５１に起因する位置ずれと、第２関節アクチュエーター２５２に起因する位置ずれと、を区別なくまとめて第１関節アクチュエーター２５１の駆動制御により補正することができる。したがって、エンドエフェクター２４の目標位置からの位置ずれを効果的に抑制することができる。

【符号の説明】

【0064】

１…ロボットシステム、２…ロボット、２１…ベース、２２…ロボットアーム、２２１…第１アーム、２２２…第２アーム、２３…作業ヘッド、２３１…スプラインナット、２３２…ボールネジナット、２３３…スプラインシャフト、２４…エンドエフェクター、２５１…第１関節アクチュエーター、２５２…第２関節アクチュエーター、２５３…第１駆動機構、２５４…第２駆動機構、３…減速機、３１…ウェーブジェネレーター、３１１…波動発生部、３１２…ベアリング、３３…フレックスプライン、３３１…筒状部、３３１ａ…外歯、３３２…フランジ部、３６…サーキュラスプライン、３６１…内側主軸受け、３６１ｂ…内歯、３６２…外側主軸受け、３６３…ベアリング、３９…カバー部材、４…モーター、４１…シャフト、４３…ハウジング、５…エンコーダー、５１…光学スケール、５２…光学センサー、５２１…発光素子、５２２…受光素子、６…角速度センサー、８…制御回路、８１…位置指令生成部、８２…位置制御部、８３…速度制御部、８４…電流制御部、９…制御装置、９１…制御回路、９１１…位置指令生成部、９１２…位置制御部、９１３…速度制御部、９１４…電流制御部、９１５…第１速度信号生成部、９１６…第１位置信号生成部、９１７…第２位置信号生成部、９１８…第２速度信号生成部、Ａ０…加速度指令、Ｅ０…電流指令、Ｊ１…第１回動軸、Ｊ２…第２回動軸、Ｊ３…第３回動軸、Ｐ’…差分位置信号、Ｐ０…位置指令、Ｐ１…第１位置信号、Ｐ２…第２位置信号、ＰＰ…制御プログラム、Ｓ１…ステップ、Ｓ２…ステップ、Ｓ３…ステップ、Ｓ４…ステップ、Ｓ５…ステップ、Ｖ’…差分速度信号、Ｖ”…実速度信号、Ｖ０…速度指令、Ｖ１…第１速度信号、Ｖ２…第２速度信号、ω…角速度

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】