具有手臂的机器人的控制装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种具有手臂的机器人的控制装置，在引导通过时，对操作者产生适度大小的负荷，由此比以往更简单地使手臂停止。本发明专利技术是一种具有手臂(21)的机器人(2)的控制装置(1)，具备：电动机(27)，其使所述机器人(2)的各轴产生转矩；转矩产生控制部(11)，其在通过外力跟随来控制所述机器人(2)时，控制所述电动机(27)以产生用于消除所述机器人(2)的各轴的摩擦的消除转矩；以及转矩变更部(12)，其将所述消除转矩变更为基准值以下。述消除转矩变更为基准值以下。述消除转矩变更为基准值以下。

【技术实现步骤摘要】
具有手臂的机器人的控制装置


[0001]本专利技术涉及一种具有手臂的机器人的控制装置。

技术介绍

[0002]在对具有手臂的机器人(下面有时称为“手臂机器人”)进行直接示教(direct teach)时、或者在机器人与操作者的协同作业中对机器人进行手动操作等时，一般使用用于进行引导通过(lead-through)动作的技术。
[0003]在此，“引导通过”具体是指通过操作者握住机器人所具备的手臂或者手并使机器人移动来进行示教的方式。
[0004]作为实现引导通过的现有技术之一，存在对构成机器人的构成要素施加如下转矩的控制方式：将操作者对手臂施加的力放大的转矩；以及用于消除在机器人的各轴产生的摩擦的转矩(消除转矩)。
[0005]关于这一点，已知如下技术(例如，参照专利文献1)：在用于灵活控制具有至少一个关节的机器人的控制装置中，根据摩擦模型来计算与速度相应的摩擦补偿转矩。
[0006]现有技术文献
[0007]专利文献
[0008]专利文献1：日本特开2011-206886号公报

技术实现思路

[0009]专利技术要解决的问题
[0010]上述的基于现有技术的引导通过在转矩的要素中包含用于完全消除摩擦的转矩，因此手臂机器人进行就像没有摩擦那样的动作。
[0011]因此，在手臂机器人的领域中，存在以下问题：在引导通过时，手臂通过因操作者所施加的力的估计误差而产生的电动机转矩导致手臂移动，并难以使手臂停止。另外，还存在以下问题：在以固定速度进行的引导通过中，不对操作者产生适度大小的负荷。
[0012]因而，期望在手臂机器人的引导通过时，对操作者产生适度大小的负荷，由此比以往更简单地使手臂停止。
[0013]用于解决问题的方案
[0014]本公开的一个方式是具有手臂的机器人的控制装置，具备：电动机，其使所述机器人的各轴产生转矩；转矩产生控制部，其在通过外力跟随来控制所述机器人时，控制所述电动机以产生用于消除所述机器人的各轴的摩擦的消除转矩；以及转矩变更部，其将所述消除转矩变更为基准值以下。
[0015]专利技术的效果
[0016]根据一个方式，能够在引导通过时，对操作者产生适度大小的负荷，由此比以往更简单地使手臂停止。
附图说明
[0017]图1是示出第一实施方式中的引导通过的方法的图。
[0018]图2是第一实施方式中的控制装置的功能框图。
[0019]图3是示出第一实施方式中的手臂机器人的可动作区域的图。
[0020]图4是第二实施方式中的控制装置的功能框图。
[0021]附图标记说明
[0022]1、1A：控制装置；2：手臂机器人；3：操作者；11：转矩产生控制部；12、12A：转矩变更部；21：手臂；25：手；27：伺服电动机；28：速度探测部；29：施力估计部。
具体实施方式
[0023][1第一实施方式][0024]下面，参照图1～图3来说明作为本专利技术的第一实施方式的控制装置1。
[0025][1.1专利技术的结构][0026]图1是示出本实施方式假定的利用引导通过进行示教的方式的图。在图1所示的例子中，手臂机器人2具备手臂21和机器人主体22。手臂21还具备连杆23A～23C、接头24A～24C以及手25。更详细地说，接头24A将连杆23A与连杆23B转动自如地进行连结，接头24B将连杆23B与连杆23C转动自如地进行连结，接头24C将连杆23C与机器人主体22转动自如地进行连结。并且，在连杆23A的与接头24B相反侧的端部设置手25。该手25为手臂21的前端部。
[0027]另外，在接头24A～24C处分别具备用于产生转动的驱动力(转矩)的伺服电动机27。
[0028]操作者3通过以把持手臂21或者手25的状态移动手臂21，由此针对手臂机器人2执行示教。
[0029]图2是本实施方式所涉及的控制装置1的功能框图。控制装置1具备转矩产生控制部11和转矩变更部12。
[0030]如图1所示，转矩产生控制部11在利用引导通过(外力跟随)来控制手臂机器人2时，控制伺服电动机27并产生消除转矩以消除手臂机器人2的接头24A～24C的摩擦。
[0031]转矩变更部12将消除转矩变更为基准值以下。由此，伺服电动机27产生的转矩被变更为基准值以下。
[0032]尤其是在本实施方式中，在手臂机器人2内具备用于探测伺服电动机27的速度的速度探测部28，向转矩变更部12反馈由速度探测部28探测出的伺服电动机27的速度值。转矩变更部12基于该速度的反馈值，将消除转矩变更为基准值以下。
[0033]此外，速度探测部28例如能够使用旋转编码器来实现。
[0034]另外，也可以为，在速度反馈值为第一阈值以下的情况下，转矩变更部12将消除转矩变更为0以上且第二阈值以下，在速度反馈值为比第一阈值大的第三阈值以上的情况下，将消除转矩变更为0以上且比第二阈值大的第四阈值以下。
[0035]例如，也可以为，在速度反馈值为第一阈值以下的比较小的情况下，转矩变更部12将与消除转矩相乘的增益设定为0到1的范围内的接近0的值，在速度反馈值为第三阈值以上的比较大的情况下，在0到1的范围内调整与消除转矩相乘的增益。
[0036]图3示出图1所示的手臂机器人2的手臂21的可动作区域。手臂机器人2如图1所示
手臂那样存在可动作区域。而且，在利用引导通过进行示教时，手25到达可动作区域的边界则手臂机器人2停止。由于操作者3没有明确地意识到可动作区域的边界，因此当手臂机器人2突然停止时，操作者3无法应对手臂机器人2的突然动作而可能受伤。另外，对手臂机器人2施加大的负荷，从而故障的风险变高。
[0037]因此，可以为，如图3所示，在手臂的可动作区域的边界与手臂的前端部的中心点(TCP：Tool Center Point：工具中心点)之间的距离x为第五阈值α以下的情况下，转矩变更部12变更转矩以使距离x与用于变更消除转矩的增益具有正相关，在距离x为0的情况下，将该增益设为0。
[0038][1.2第一实施方式起到的效果][0039]本实施方式所涉及的控制装置1具备：转矩产生控制部11，其在通过外力跟随来控制手臂机器人2时，控制伺服电动机27以产生用于消除手臂机器人2的各轴的摩擦的消除转矩；以及转矩变更部12，其将该消除转矩变更为基准值以下。
[0040]因此，能够在引导通过时，对于操作者产生适度大小的负荷，由此比以往更简单地使手臂停止。
[0041]另外，在本实施方式所涉及的控制装置1中，转矩变更部12基于来自伺服电动机27的速度反馈值来变更消除转矩。
[0042]因此，能够与引导通过操作的情况相应地适度地调整停止的容易度、或给予操作者3的负荷。
[0043]另外，在本实施方式所涉及的控制装置1中，在速度反馈值为第一阈值以下的情况下，转矩变更部12将消除转矩变更为0以上且第二阈值以下，在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有手臂的机器人的控制装置，具备：电动机，其使所述机器人的各轴产生转矩；转矩产生控制部，其在通过外力跟随来控制所述机器人时，控制所述电动机以产生用于消除所述机器人的各轴的摩擦的消除转矩；以及转矩变更部，其将所述消除转矩变更为基准值以下。2.根据权利要求1所述的控制装置，其中，所述转矩变更部基于来自所述电动机的速度反馈值或者用户对所述手臂施加的力的估计值，来变更所述消除转矩。3.根据权利要求2所述的控制装置，其中，在所述速度反馈值或者所述估计值为第一阈值以下的情况下，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：岩瀬悠哉，
申请(专利权)人：发那科株式会社，
类型：发明
国别省市：