本发明专利技术提供一种机器人控制装置，其用于进行机器人的柔性控制。该用于进行机器人的柔性控制被构成为：在机器人的每个控制轴设有位置以及速度控制环路，将柔软控制中的特定的控制轴的位置控制增益以及速度控制增益设定成低于特定的控制轴以外的控制轴的位置控制增益以及速度控制增益，求出机器人的臂前端在跟踪外力过程中应采取的姿势即开始跟踪之前的机器人臂前端的姿势，将根据由施加给机器人的臂前端的外力而移动的特定的控制轴的当前位置、应跟踪所述外力的方向以及开始跟踪之前的机器人的臂前端的姿势所求出的特定的控制轴以外的控制轴的位置指令或者速度指令给予该控制轴的控制环路。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及进行工业用机器人的柔性控制的机器人控制装置，更详细地说 的话，涉及用于控制机器人轴驱动用伺服电动机来变更正交坐标系上的柔度的 机器人控制技术。技术背景作为用于保持柔性控制中的机器人的姿势的现有技术，例如，在以下所述的专利文献l (特许第3473834号公报)中，公开了 "机器人控制装置，，技术。 在该机器人控制装置中，使安装在机器人的手指尖的刀具的姿势保持一定，同 时对可进行并进的柔性动作的机器人进行控制。但是，此时，不具有根据跟踪 外力的方向求出对不进行柔性控制的控制轴的指令的单元。此外，另一方面，在以下所述的专利文献2(特开平8-155868号公报)中， 公开了用于控制向对于作用于工业用机器人的刀具的外力而预先特定的一定 方向的后退跟踪动作的机器人控制方法。但是，此时，也不具有根据跟踪外力 的方向求出对不进行柔性控制的控制轴的指令的单元。专利文献1特许第3473834号公报专利文献2特开平8-155868号公报如以上所述，在用于保持柔性控制中的机器人的姿势的现有技术中，存在 这样的问题不能指定跟踪方向，或者即使可以指定跟踪方向，也会由于控制 不跟踪方向的转矩而妨碍向跟踪方向的动作。
技术实现思路
本专利技术是鉴于上述问题点而提出的，其目的是提供一种在保持柔性控制中 的机器人的姿势的同时，即使在向偏离了跟踪的方向的方向施加力时，也能防 止妨碍向跟踪方向的动作的机器人控制装置。为了达成上述目的，本专利技术的机器人控制装置，在机器人的每个控制轴设 有位置以及速度控制环^各，具有下述单元用于输入机器人的臂前端应跟踪外力的方向的信息的单元；将特定的控制轴的位置控制增益以及速度控制增益设 定成分别低于该特定控制轴以外的控制轴的位置控制增益以及速度控制增益 的单元；求出机器人的臂前端在跟踪外力过程中应釆取的姿势即开始跟踪之前 的机器人臂前端的姿势的单元；根据由施加给机器人的臂前端的外力而移动的 所述特定的控制轴的当前位置、应跟踪所述外力的方向以及开始所述跟踪之前 的机器人的臂前端的姿势，分别求出所述特定的控制轴以外的控制轴的位置指 令或者速度指令的单元；将所求出的所述特定的控制轴以外的控制轴的位置指 令或者速度指令分别给予各自的控制轴的控制环路的单元。概括地说，在本专利技术的机器人控制装置中，在柔性控制中的特定的控制轴 上降低增益的同时根据跟踪外力的方向求出对不进行柔性控制的控制轴的指 令后给出。理想的是，在本专利技术的机器人控制装置中，通过手动输入来进行所述特定 的控制轴的设定。而且，理想的是，在本专利技术的机器人控制装置中，根据机器人的臂前端应 跟踪外力的方向和施加外力时机器人的位置来自动地进行所述特定的控制轴 的设定。根据本专利技术的机器人控制装置，在柔性控制中的特定的控制轴上降低增益 的同时根据跟踪外力的方向而求出对不进行柔性控制的控制轴的指令后给出， 由此，在保持柔性控制中的机器人的姿势的同时，能够指定跟踪方向，而且不 会由于控制不跟踪方向的力矩而妨碍向跟踪方向的动作，即使在向偏离跟踪方 向的方向施加了力时，也能以较小的力来向跟踪方向移动。附图说明通过参照附图来说明以下所述的本专利技术的优选实施例而使前面所述的本 专利技术的目的以及特征变得更加明确。图1是表示本专利技术的机器人控制系统的整体结构的概略图； 图2是表示本专利技术的机器人控制装置的结构的框图； 图3是本专利技术的柔性控制中的控制系统的框图； 图4是表示本专利技术的正交柔软实行的主处理的流程图； 图5是表示本专利技术的正交柔软实行的伺服处理的流程图；图6是表示本专利技术的正交柔软实行的参数设定画面的图。具体实施方式以下参照附图(图1 图6)详细说明本专利技术的机器人控制装置的优选实施 方式。图1是表示本专利技术的实施例的机器人控制系统的整体结构的概略图。图1的机器人控制系统，具有用于进行包含工业用机器人的伺服控制(柔 性控制)的系统整体的控制的机器人控制装置RC以及用于根据来自该机器人 控制装置RC的控制信号等由伺服电动机等来驱动工业用机器人的机器人机构 部RM。而且，还设有包含用户通过手动输入来输入用于进行工业用机器人的 柔性控制的参数的参数设定画面的示教操作盘TP。接着，更详细地说明本发 明的特征的构成要素的机器人控制装置RC。图2是表示本专利技术的实施例的机器人控制装置的结构的框图。但是，在这 里简化表示在本专利技术的实施例中使用的机器人控制装置的结构。另外，以下， 对与前面所述的构成要素相同的要素标上同样的参照符号来表示。下面从与机器人的正交坐标上的柔性控制(以下称为"正交柔软实行 (softfloat)，，)有直接关系的部分开始说明。图2的机器人控制装置包括控 制系统整体的主CPU1;以及用于将从该主CPU1输出的移动指令或控制指令 传送到后述的数字伺服电路2的处理器、或者相反地将来自数字伺服电路2 的处理器的各种信号传送到主CPU1的共用RAM存储器3。执行前面所述的 伺服控制的数字伺服(软伺服)电路2,由在图2中省略的处理器、ROM以 及RAM等存储器等构成。下面来看其他部分。在主CPU1上连接有ROM4a、 RAM4b、非易失性存 储器5以及示教操作盘TP。在ROM4a中存储有各种系统程序。RAM4b是主 CPU1用于暂时存储数据的存储器。在非易失性存储器5中存储有关于机器人 的动作内容的各种程序、关联设定值等。示教操作盘TP具有液晶显示器(LCD) 6以及键盘7，可进行程序数据 的输入/变更、关联设定值的输入/变更等。而且，机器人机构部RM具有根据 来自主CPU1的移动指令或控制指令来驱动机器人的多个电动机(例如伺服电 动机)8。在本实施例中，在非易失性存储器5中存储有经由后述的正交柔软实行的 参数设定画面从示教操作盘TP输入的正交坐标系的各方向的柔度的数据以及 坐标系的设定等值。在进行机器人的柔性控制时，首先，用户在附设在示教操作盘TP的液晶 显示器6中调用如图6所示的正交柔软实行的参数设定画面60。由此，在该参数设定画面上能够进行正交柔软实行的作业坐标系的设定和 跟踪外力的方向的设定。而且，也可以在上述的参数设定画面上进行降低柔性控制中的增益的轴 (控制轴)的设定。用户选择对设定成跟踪上述外力的方向(在图6的例中是 Y方向)的动作产生较大的影响的关节轴，并输入降低了增益后的位置增益 Ksp与通常的位置增益Kp之间的比叩以及降低了增益后的速度增益Ksv与 通常的速度增益Kv之间的比av。此处，示出了选择J1轴，并在J1轴上设定 了 ap=5、 0^=5的例子。此外，上述轴的选择以及比例的设定可以做成不是用户来输入，而是在机 器人控制装置侧根据预先规定的规则来确定，并将这样确定的结果显示在参数 设定画面上。作为该规则可以使用以下方法例如，计算在柔性控制开始位置 上针对各轴移动量的跟踪方向的正交移动量的雅可比行列式，对其值较大的轴 的比ap、 av,自动地设定常数(例如10%、 100/0)。图3是本专利技术的柔性控制中的控制系统的框图，图4是表示本专利技术的正交 柔软实行的主处理的流程图，而且图5是表示本专利技术的正交柔软实行的伺服处 理的流程图。通过主CPU1 (参照图2 )从非易失性存储器5 (参照图2 )等读取的动作 程序中的正交柔软实行开始指令或者来自示教操作盘TP的手本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种机器人控制装置，其在机器人的每个控制轴设有位置以及速度控制环路，其特征在于，具有下述单元：用于输入机器人的臂前端应跟踪外力的方向的信息的单元；将特定的控制轴的位置控制增益以及速度控制增益设定成分别低于该特定控制轴以外的控制轴的位置控 制增益以及速度控制增益的单元；求出机器人的臂前端在跟踪外力的过程中应采取的姿势即开始跟踪之前的机器人臂前端的姿势的单元；根据由施加给机器人的臂前端的外力而移动的所述特定的控制轴的当前位置、应跟踪所述外力的方向以及开始所述跟踪之前的机器人 的臂前端的姿势，来分别求出所述特定的控制轴以外的控制轴的位置指令或者速度指令的单元；以及 将所求出的所述特定的控制轴以外的控制轴的位置指令或者速度指令给予各自的控制轴的控制环路的单元。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：加藤哲朗，黑下彰喜，
申请(专利权)人：发那科株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]
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