机器人控制装置、机器人系统以及机器人控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种机器人控制装置、机器人系统以及机器人控制方法。为了使驱动部的控制稳定化，本发明专利技术的机器人控制装置具备：控制部，其获取驱动机器人的驱动部的驱动位置和作用于上述机器人的力亦即作用力，并进行基于上述驱动位置的上述驱动部的第一控制和基于上述作用力的上述驱动部的第二控制；以及变更部，其对通过上述控制部的控制来实现的上述机器人的伺服刚性的大小进行变更。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及机器人控制装置、机器人系统以及机器人控制方法。
技术介绍
已知有进行位置控制以使工件沿着动作路径移动，并且进行力控制以使由力传感器检测的工具相对于工件的的按压力成为设定值的技术(参照专利文献1)。专利文献1：日本特开平6-170763号公报然而，在进行以位置控制或速度控制为基础的力控制的情况下，存在根据工具的状态敏感地控制马达等驱动部，而工具的状态变得不稳定的问题。例如，存在会进行工具的位置振荡这样的控制的问题。
技术实现思路
本专利技术是为了解决上述问题而创造的，其目的之一在于提供能够使驱动部的控制稳定化的技术。为了实现上述目的机器人控制装置具备：控制部，其获取由驱动部驱动的机器人的驱动位置和作用于机器人的力亦即作用力，并进行基于机器人的驱动位置的驱动部的第一控制和基于作用力的驱动部的第二控制；以及变更部，其对通过控制部的控制来实现的机器人的伺服刚性的大小进行变更。在以上的结构中，能够在进行基于机器人的驱动位置的驱动部的第一控制和基于作用力的驱动部的第二控制时，对通过控制部的控制来实现的机器人的伺服刚性的大小进行变更。在对第一控制和第二控制进行组合时，通过变更伺服刚性的大小，能够抑制敏感地控制驱动部，并使驱动部的控制稳定化。应予说明，技术方案所记载的各单元的功能通过由结构本身确定功
能的硬件资源、通过程序确定功能的硬件资源、或者它们的组合来实现。另外，这些各单元的功能并不限于通过各自在物理上相互独立的硬件资源来实现。附图说明图1是机器人系统的示意图。图2是机器人系统的框图。图3A～3D是伺服增益的图表。图4是表示GUI的图。具体实施方式以下，按照以下的顺序参照附图对本专利技术的实施方式进行说明。此外，在各图中对对应的构成部件标注相同的附图标记，省略重复的说明。(1)第一实施方式：(2)其它实施方式：(1)第一实施方式：作为本专利技术的第一实施例的机器人系统如图1所示，具备机器人1、末端执行器2、以及控制终端3(控制器)。控制终端3构成本专利技术的机器人控制装置。控制终端3可以是专用的计算机，也可以是安装有用于机器人1的程序的通用的计算机。机器人1是具备一个臂A的单臂机器人，臂A具备6个关节J1、J2、J3、J4、J5、J6。通过关节J1、J2、J3、J4、J5、J6连结6个臂部件A1～A6。关节J2、J3、J5是弯曲关节，关节J1、J4、J6是扭转关节。在前端的关节J6安装用于对工件进行把持、加工等的末端执行器2。将关节J6的旋转轴上的规定位置表示为工具中心点(TCP)。TCP的位置成为各种末端执行器2的位置的基准。另外，关节J6具备力传感器FS。力传感器FS检测相互正交的三个检测轴上的力的大小、以及围绕这三个检测轴的扭矩的大小。在图1中，把持工件W的末端执行器2安装于关节J6的前端。将规定设置有机器人1的空间的坐标系表示为机器人坐标系。机器人坐标系是由在水平面上相互正交的X轴和Y轴、以及将铅垂向上作为正方向的Z轴规定的三维的正交坐标系。而且用RX表示围绕X轴的旋转角，用RY表示围绕Y轴的旋转角，用RZ表示围绕Z轴的旋转角。能够通过X、Y、Z方向的位置来表示三维空间中的任意的位置，能够通过RX、RY、RZ方向的旋转角来表示三维空间中的任意的姿势(旋转方向)。以下，在记作位置的情况下，也可以指姿势。另外，在记作力的情况下，也可以指扭矩。控制终端3通过驱动臂A，在机器人坐标系中控制TCP的位置。图2是机器人系统的框图。在控制终端3安装有用于进行机器人1的控制的控制程序。控制终端3具备处理器、RAM、ROM，这些硬件资源与控制程序进行协作。由此，如图2所示，控制终端3作为功能结构具备控制部31、变更部32以及变更指示受理部33。虽然未图示，但控制终端3具备受理来自用户的指示的输入装置(鼠标、键盘、触摸面板等)、以及对用户输出各种信息的输出装置(显示器、扬声器等)。控制部31控制臂A以便例如根据TCP来实现通过用户的示教而设定的目标位置和目标力。所谓的目标力是力传感器FS应检测出的力。S的文字表示规定机器人坐标系的轴的方向(X、Y、Z、RX、RY、RZ)中的任意一个方向。例如，在S＝X的情况下，将通过机器人坐标系设定的目标位置的X方向分量记作St＝Xt，将目标力的X方向分量记作fSt＝fXt。另外，S也表示S方向的位置。机器人1除了图1中图示出的结构以外，还具备作为驱动部的马达M1～M6、以及编码器E1～E6。马达M1～M6和编码器E1～E6分别与关节J1～J6对应地设置，编码器E1～E6检测马达M1～M6的驱动位置。所谓的控制臂A意味着控制马达M1～M6。控制部31能够与机器人1通信。控制部31存储有马达M1～M6的驱动位置的组合与机器人坐标系中的TCP的位置的对应关系U。另外，控制部31按照每个机器人1所进行的作业的工序存储有目标位置St和目标力fSt。对于某个工序存储有目标位置St和目标力fSt双方，在其它的工序中仅存储有目标位置St。例如，在嵌合作业中的将工件W嵌合至嵌合
孔的工序中，设定工件W嵌合到嵌合孔的最深部时的TCP的位置亦即目标位置St、以及与能够使工件W可靠地嵌合在嵌合孔的最深部的力对应的目标力fSt双方。另一方面，在嵌合作业中的仅使工件W在空中移动到所希望的位置的工序中，设定工件处于所希望的位置时的TCP的位置亦即目标位置St，不设定目标力fSt。分别考虑各工序的迁移条件。迁移条件例如可以是TCP接近目标位置St规定基准以上，也可以是力传感器FS检测出接近目标力fSt规定基准以上的力，也可以是从工序的开始起经过规定期间。若控制部31获取马达M1～M6的驱动位置Da，则基于对应关系U，将该驱动位置Da转换为机器人坐标系中的TCP的位置S(X、Y、Z、RX、RY、RZ)。控制部31基于TCP的位置S和力传感器FS的检测值，在机器人坐标系中确定现实作用于力传感器FS的作用力f。此外，力传感器FS在自己的坐标系中检测检测值，但由于作为已知的数据存储有力传感器FS与TCP的相对位置/方向，所以控制部31能够在机器人坐标系中确定作用力f。控制部31对作用力f进行重力补偿。所谓的重力补偿是从作用力f中除去重力分量。另外，进行了重力补偿后的作用力f能够视为作用于工件的重力以外的力。在设定了目标位置St与目标力fSt双方的工序中，控制部31通过将目标力fSt和作用力f代入阻抗控制的运动方程式，来确定力产生修正量ΔS。(1)式是阻抗控制的运动方程式。[式1] m Δ S ·· ( t ) + d Δ S · ( t ) + k Δ S ( t ) = Δf S ( t ) ... ( 1 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种机器人控制装置，其特征在于，具备：控制部，其获取驱动机器人的驱动部的驱动位置和作用于上述机器人的力亦即作用力，并进行基于上述驱动位置的上述驱动部的第一控制和基于上述作用力的上述驱动部的第二控制；以及变更部，其对通过上述控制部的控制来实现的上述机器人的伺服刚性的大小进行变更。

【技术特征摘要】
2015.03.31 JP 2015-0711951.一种机器人控制装置，其特征在于，具备：控制部，其获取驱动机器人的驱动部的驱动位置和作用于上述机器人的力亦即作用力，并进行基于上述驱动位置的上述驱动部的第一控制和基于上述作用力的上述驱动部的第二控制；以及变更部，其对通过上述控制部的控制来实现的上述机器人的伺服刚性的大小进行变更。2.根据权利要求1所述的机器人控制装置，其特征在于，上述变更部逐渐变更上述伺服刚性的大小。3.根据权利要求1或2所述的机器人控制装置，其特征在于，上述变更部在上述控制部并行地进行上述第一控制和上述第二控制的并行控制中，与进行上述第一控制和上述第二控制中的一方而不进行另一方的单独控制相比，减小上述伺服刚性的大小。4.根据权利要求3所述的机器人控制装置，其特征在于，上述单独控制是进行上述第一控制，但不进行上述第二控制的控制。5.根据权利要求3所述的机器人控制装置，其特征在于，上述变更部在上述控制部进行上述并行控制的期间内，并且在从切换上述并行控制和上述单独控制的时刻开始规定期间以内，逐渐变更上述伺服刚性的大小。6.根据权利要求3所述的机器人控制装置，其特征在于，上述变更部在上述控制部进行...

【专利技术属性】
技术研发人员：元吉正树，
申请(专利权)人：精工爱普生株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP