[發明專利]阻抗控制參數調節裝置和調節方法

有效

• 申請號: 201010515986.8
• 申請日: 2010-10-18
• 公開（公告）號: CN102039594A
• 公開（公告）日: 2011-05-04
• 發明（設計）人: 安藤慎悟;永井亮一;井上康之
• 申請（專利權）人: 株式會社安川電機
• 主分類號: B25J9/16
• 分類號: B25J9/16
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 李輝;黃綸偉

1.一種阻抗控制參數調節裝置，該裝置調節根據設在機器人機械手的末端執行器上的力傳感器的信息構成的阻抗控制的參數，其中，該阻抗控制參數調節裝置具有：

參數初始值計算部，其計算在參數調節時設定的慣性參數和粘性參數的初始值；

力指令施加部，其通過對阻抗控制接通/斷開階梯狀的力指令，將末端執行器所把持的工件反復按壓對象工件；

評價基準計測部，其在每次按壓時記錄來自力傳感器的力反饋的時間響應，并且自動計測力反饋的時間響應的整定時間、過沖量和振動次數；

容許值設定部，其設定作為可容許過沖量的最大值的過沖量容許值、和作為可容許整定時間的最大值的整定時間容許值；

粘性參數搜索部，其固定慣性參數，執行反復按壓，搜索整定時間最小的粘性參數；

結束判斷部，其對作為粘性參數搜索部的粘性參數搜索的結果而從評價基準計測部獲得的整定時間調節值和過沖量調節值分別與所述過沖量容許值和所述整定時間容許值進行比較，判斷是結束還是繼續反復處理；以及

慣性參數調節部，其在結束判斷部判斷為繼續處理的情況下，增減慣性參數、或者緩和過沖量容許值和整定時間容許值中的任一方，之后再執行粘性參數搜索部的處理。

2.根據權利要求1所述的阻抗控制參數調節裝置，其中，所述評價基準計測部按照以階梯狀的所述力指令值為中心指定了上限和下限的整定范圍來計測整定時間。

3.根據權利要求2所述的阻抗控制參數調節裝置，其中，所述評價基準計測部交替計測力反饋響應超過所述整定范圍的次數和不到所述整定范圍的次數，按照這些次數之和來計測振動次數。

4.根據權利要求3所述的阻抗控制參數調節裝置，其中，在所述振動次數大于預先設定的第1閾值的情況下，所述粘性參數搜索部使粘性參數增大，在所述振動次數小于預先設定的第2閾值的情況下，使粘性參數減小。

5.根據權利要求4所述的阻抗控制參數調節裝置，其中，當所述振動次數大于等于所述第2閾值且小于等于所述第1閾值時，在整定時間比上次增加的情況下，所述粘性參數搜索部使粘性參數的搜索方向反轉，并使搜索范圍以預先設定的比率減小，當整定時間相比于上次的變化量小于等于預先設定的閾值時，結束搜索處理。

6.根據權利要求1所述的阻抗控制參數調節裝置，其中，只在過沖量調節值小于等于過沖量容許值且整定時間調節值小于等于整定時間容許值的情況下，所述結束判斷部才判斷為結束搜索處理，除此以外的情況下，判斷為繼續搜索處理。

7.根據權利要求1所述的阻抗控制參數調節裝置，其中，

在過沖量調節值小于等于過沖量容許值且整定時間調節值大于整定時間容許值的情況下，所述慣性參數調節部使慣性參數減小而再執行粘性參數搜索部的處理，

在過沖量調節值大于過沖量容許值且整定時間調節值小于等于整定時間容許值的情況下，所述慣性參數調節部使慣性參數增大而再執行粘性參數搜索部的處理，

在過沖量調節值大于過沖量容許值且整定時間調節值大于整定時間容許值的情況下，所述慣性參數調節部將過沖量容許值或整定時間容許值中的任一方再設定為其調節值而再執行粘性參數搜索部的處理。

8.根據權利要求1所述的阻抗控制參數調節裝置，其中，所述參數初始值計算部通過設定所述末端執行器和把持工件的重量、所述機器人機械手的位置控制系統的頻帶，來計算在參數調節時設定的慣性參數和粘性參數的初始值。

9.一種阻抗控制參數調節方法，該方法通過反復測定力反饋的時間響應，來調節根據設在機器人機械手的末端執行器上的力傳感器的信息構成的阻抗控制的參數，該阻抗控制參數調節方法執行以下步驟：

計算在參數調節時設定的慣性參數和粘性參數的初始值；

(a)容許值設定步驟，設定與力反饋的時間響應相關的過沖量容許值和整定時間容許值；

(b)粘性參數搜索步驟，固定慣性參數來搜索整定時間最小的粘性參數；

(c)結束判斷步驟，對根據所述粘性參數搜索步驟的執行結果獲得的過沖量調節值和整定時間調節值分別與所述過沖量容許值和所述整定時間容許值進行比較，由此判斷是結束還是繼續反復處理；以及

(d)慣性參數調節步驟，在所述結束判斷步驟判斷為繼續處理的情況下，增減慣性參數、或者緩和過沖量容許值和整定時間容許值中的任一方，之后再執行粘性參數搜索步驟。