机器人控制装置制造方法及图纸

机器人控制装置包括：第一传感器，其能够在包括机器人的整个动作区域的第一区域中使用；第二传感器，其能够在包括机器人的部分动作区域的第二区域中使用；以及区域存储部，其存储机器人的动作区域和第二区域这两方所包括的第三区域。并且，机器人控制装置包括：比例设定部，其基于第三区域与机器人的位置及姿势的比较，来设定相对于向机器人的电动机的控制输入的、使用第一传感器的第一控制输入与使用第二传感器的第二控制输入的比例；以及相加部，其按照所设定的比例，将第一控制输入与第二控制输入相加。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种对由电动机驱动的机器人进行控制的机器人控制装置。
技术介绍
以往，仅反馈电动机、例如伺服电动机的角速度、旋转角度、转矩(电流值)来控制机器人。在这种控制方式中，仅准备安装于电动机的编码器、电流检测器就足够了。但是，近年来机器人被应用于各种领域，有时利用以往的控制方式是不够的。因此，除了编码器、电流检测器以外，还使用追加的传感器来控制机器人。例如，在日本特开2012-168926号公报中，为了减少因减速机的传递误差等引起的位置偏差，而进行使用追加的编码器的全闭环位置控制。另外，在日本特开2011-136416号公报中，为了对机器人所支承的航空器机身或航空器部件进行精密定位，而进行使用激光跟踪仪、室内GPS等位置测定器的位置控制。另外，机器人原本能够动作的区域与能够应用追加的传感器的区域未必一致。因此，变更使用追加的传感器的控制方式可能会导致发生机器人的动作区域受到限制的情形。作为例子，考虑以下情况：应用全闭环控制，以使机器人高精度地动作。在该情况下，设是将角度编码器或旋转编码器用作追加的传感器。然而，为了将这种追加的传感器安装于机器人，需要对机器人进行大幅的设计变更。因此，由于经济上的理由，有时在现有的机器人上粘贴带式线性标尺来进行全闭环控制。然而，在使用带式线性标尺的情况下，在带的端点处信号中断。因此，即使旋转轴能够旋转360度以上，在使用全闭环控制的情况下，也会发生无法使旋转轴旋转360度以上的情形。另外，作为其它例，考虑以下情况：使用激光跟踪仪对机器人的指尖的位置和姿势进行反馈来进行控制，以使机器人高精度地动作。为了通过激光跟踪仪来测量位置和姿势，要求能够从配置于机器人的周围的跟踪仪看到安装于机器人或机器人的工具的反射器。然而，根据机器人的姿势不同，有时会由于外围设备、机器人的臂或安装于机器人的工具成为障碍物而看不到反射器。因而，当进行使用激光跟踪仪的控制时，机器人的动作范围受到限定。因此，存在以下情况：以在需要追加的传感器的情况下进行使用追加的传感器的控制、在不需要追加的传感器的情况下进行不使用追加的传感器的控制的方式，对控制方式进行切换。在该情况下，能够保持机器人的原本的动作区域。在此，当急速地切换控制方式时，会产生机械冲击，因此期望平稳地进行控制方式的切换。另外，在通过动作程序来指示控制方式的切换的情况下，切换越频繁则程序越复杂。因此，期望自动进行控制方式的切换。日本特开2001-222324号公报中公开了以下内容：通过控制增益的切换来变更将不使用追加的传感器的半闭环控制和使用追加的传感器的全闭环控制应用于位置控制的比例，从而平稳地切换控制方式。日本特开平05-158542号公报中公开了以下内容：根据控制对象的特性来切换控制系统。如果假定机器人的位置和姿势是控制对象的特性，则能够根据机器人的位置和姿势来切换控制方式。
技术实现思路
然而，在日本特开2001-222324号公报中，利用半闭环控制中的位置偏差和全闭环控制中的位置偏差来切换增益。因此，在无法应用全闭环控制的区域无法使用半闭环控制，机器人的动作范围被限定。并且，在日本特开平05-158542号公报中存在无法平稳地切换控制方式等问题。本专利技术是鉴于这种情况而完成的，其目的在于提供一种能够不限定机器人的动作范围地、平稳地对使用追加的传感器的控制和不使用追加的传感器的控制进行切换的机器人控制装置。为了达到前述的目的，根据第一专利技术，提供一种对由电动机驱动的机器人进行控制的机器人控制装置，该机器人控制装置具备：第一传感器，其能够在包括所述机器人的整个动作区域的第一区域中使用；第一控制部，其使用来自所述第一传感器的反馈值来计算向所述电动机的第一控制输入；第二传感器，其能够在包括所述机器人的动作区域中的至少一部分动作区域的第二区域中使用；第二控制部，其使用所述第二传感器的反馈值或者所述第一传感器和所述第二传感器这两方的反馈值来计算向所述电动机的第二控制输入；区域存储部，其存储所述机器人的动作区域和所述第二区域这两方所包括的第三区域；比例设定部，其基于由该区域存储部存储的所述第三区域与所述机器人的位置及姿势的比较，来设定相对于向所述电动机的控制输入的、所述第一控制输入与所述第二控制输入的比例；相加部，其按照由所述比例设定部设定的比例，将所述第一控制输入与所述第二控制输入相加；以及控制执行部，其基于由该相加部相加得到的结果，来进行所述电动机的反馈控制。根据第二专利技术，在第一专利技术中，所述第三区域是所述机器人的动作区域与所述第二区域的重叠部分。根据第三专利技术，在第一专利技术或第二专利技术中，在所述比例设定部中，基于所述区域存储部中存储的所述第三区域的边界与当前的机器人的位置之间的距离以及所述第三区域的边界与所述机器人的各轴的角度之差中的至少一方，来设定相对于向所述电动机的控制输入的、所述第一控制输入与所述第二控制输入的比例。根据第四专利技术，在第一专利技术至第三专利技术中的任一个专利技术中，所述比例设定部多阶段地设定相对于向所述伺服电动机的控制输入的、所述第一控制输入与所述第二控制输入的比例。根据第五专利技术，在第一专利技术至第四专利技术中的任一个专利技术中，具备将所述比例设定部的输出通知给操作者的通知部。本专利技术的这些目的、特征及优点以及其它目的、特征及优点通过附图所示的本专利技术的典型的实施方式的详细说明会变得更明确。附图说明图1是基于本专利技术的机器人控制装置的框图。图2是表示机器人的动作区域等的图。图3A是表示机器人和第三区域的第一图。图3B是表示机器人和第三区域的第二图。图3C是表示机器人的前端与第三区域之间的距离同第一控制输入的比例的关系的第一图。图4A是表示机器人的两个轴的角度的关系的第一图。图4B是表示机器人的两个轴的角度的关系的第二图。图4C是表示机器人的前端与第三区域之间的距离同第一控制输入的比例的关系的第二图。具体实施方式下面，参照附图来说明本专利技术的实施方式。在下面的附图中，对同样的构件标注同样的参照标记。对于这些附图适当变更了比例尺以易于理解。图1是基于本专利技术的机器人控制装置的框图。图1所示的系统1主要包括机器人10和对该机器人10进行控制的机器人控制装置20。机器人10例如是六轴垂直多关节机器人。另外，机器人10在其臂的前端具有手18。图1中示出了对机器人10的轴进行驱动的电动机、例如电动机M以及检测该电动机M的旋转位置的位置检测器、例如编码器E。这些电动机M和编码器E是作为代表而显示的，实际上在机器人10中内置有与机器人10的轴的数量相应的多个电动机M和多个编码器E。下面，在本说明书中，将该多个编码器E总称为第一传感器11。此外，编码器E还使用于检测机器人10的位置和姿势。图2是表示机器人的动作区域等的图。如图2所示，第一传感器11能够在包括机器人10的整个动作范围Z0的第一区域Z1中使用。此外，第一传感器11也可以是能够在机器人10的整个动作范围Z0中使用且能够测定对机器人10进行控制所需的状态量的其它传感器。例如，第一传感器11也可以是配置于机器人10的机器人支承部19的单一的传感器。再次参照图1，在手18的前端配置有第二传感器12。第二传感器12是测定机器人10的前端位置的位置测定器、例如激光跟踪仪、室内GPS等。或者，第二传感器12也可以是全闭环控本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种机器人控制装置，对由电动机驱动的机器人进行控制，该机器人控制装置具备：第一传感器，其能够在包括所述机器人的整个动作区域的第一区域中使用；第一控制部，其使用来自所述第一传感器的反馈值来计算向所述电动机的第一控制输入；第二传感器，其能够在包括所述机器人的动作区域中的至少一部分动作区域的第二区域中使用；第二控制部，其使用所述第二传感器的反馈值或者所述第一传感器和所述第二传感器这两方的反馈值来计算向所述电动机的第二控制输入；区域存储部，其存储所述机器人的动作区域和所述第二区域这两方所包括的第三区域；比例设定部，其基于由该区域存储部存储的所述第三区域与所述机器人的位置及姿势的比较，来设定相对于向所述电动机的控制输入的、所述第一控制输入与所述第二控制输入的比例；相加部，其按照由所述比例设定部设定的比例，将所述第一控制输入与所述第二控制输入相加；以及控制执行部，其基于由该相加部相加得到的结果，来进行所述电动机的反馈控制。

【技术特征摘要】
2015.08.25 JP 2015-1654151.一种机器人控制装置，对由电动机驱动的机器人进行控制，该机器人控制装置具备：第一传感器，其能够在包括所述机器人的整个动作区域的第一区域中使用；第一控制部，其使用来自所述第一传感器的反馈值来计算向所述电动机的第一控制输入；第二传感器，其能够在包括所述机器人的动作区域中的至少一部分动作区域的第二区域中使用；第二控制部，其使用所述第二传感器的反馈值或者所述第一传感器和所述第二传感器这两方的反馈值来计算向所述电动机的第二控制输入；区域存储部，其存储所述机器人的动作区域和所述第二区域这两方所包括的第三区域；比例设定部，其基于由该区域存储部存储的所述第三区域与所述机器人的位置及姿势的比较，来设定相对于向所述电动机的控制输入的、所述第一控制输入与所述第二控制输入的比例；相加部，其按照由所述比例设定部设定的比例，...

【专利技术属性】
技术研发人员：小栗健一郎，有田创一，
申请(专利权)人：发那科株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP