[發(fā)明專利]自動裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110345133.9
• 申請日: 2010-06-13
• 公開（公告）號: CN102513994A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 元吉正樹;飯?zhí)锶?/a>
• 申請（專利權(quán)）人: 精工愛普生株式會社
• 主分類號: B25J9/08
• 分類號: B25J9/08;B25J13/00
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 劉建

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種使安裝在手臂前端的終端裝置移動至所希望的位置的自動裝置(robot)、使安裝在移動部件的終端裝置移動至所希望的位置的搬運裝置、以及控制這些裝置的使用了慣性傳感器的控制方法。

背景技術(shù)

以往周知如下的自動裝置等的裝置，該自動裝置通過使手臂進行轉(zhuǎn)動等從而使安裝在手臂前端的終端裝置移動至所希望的位置，在該位置使終端裝置運轉(zhuǎn)。例如，周知具有握持終端，對加工裝置提供/除去被加工部件的提供/除去裝置、具有涂布終端的涂布自動裝置、具有焊接終端的焊接自動裝置等。

在驅(qū)動自動裝置時，使用如下的控制方法，該控制方法中測定驅(qū)動自動裝置的手臂的電動機等的驅(qū)動源的轉(zhuǎn)動角度，并基于所測定的角度信息控制手臂的前端位置等。但是，由于從驅(qū)動源對手臂傳送驅(qū)動力的傳送機構(gòu)或手臂不是剛體而引起傳送機構(gòu)或手臂變形，因此有時基于角度信息進行位置控制的手臂的前端側(cè)的位置未必與實際位置一致。另外，存在由于動作時傳送機構(gòu)或手臂變形而產(chǎn)生振動的問題。針對這些問題，設(shè)計了如下的方法，即：在手臂前端安裝慣性傳感器測定前端的變動，將得到的根據(jù)慣性傳感器的角速度信息用于控制。專利文獻1中公開一種多關(guān)節(jié)自動裝置的控制方法以及多關(guān)節(jié)自動裝置，通過由慣性傳感器的輸出信號控制手臂的動作，即使在剛性差的情況下也能夠高精度的定位，并且能夠防止由振動而引起的精度下降。

但是，存在如下的問題，即：為了從慣性傳感器的輸出求得手臂的轉(zhuǎn)動角度，需要對慣性傳感器的輸出進行積分，若反復(fù)進行積分則容易受到慣性傳感器的基準(zhǔn)電位漂移的影響，從而控制裝置錯誤識別信息的可能性提高。專利文獻2中公開了一種自動裝置控制裝置以及自動裝置的控制方法，通過使用角度傳感器的輸出的低頻分量，作為角速度傳感器的輸出，在控制中僅使用輸出的積分值的高頻分量，從而排除了在基準(zhǔn)電位漂移等的低頻率變動的誤差原因。

[專利文獻1]特開平7-9374號公報

[專利文獻2]特開2005-242794號公報

但是，在慣性傳感器的輸出中存在含有由噪聲的影響或信號傳輸?shù)难舆t的影響等引起的誤差的可能性，從而出現(xiàn)由于這些誤差控制裝置錯誤識別信息的可能性提高的問題。慣性傳感器的噪聲的影響或信號傳輸?shù)难舆t的影響等，是即使在高頻率中也發(fā)生的現(xiàn)象，是專利文獻2所公開的控制裝置或控制方法中不能應(yīng)對的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是為了解決上述問題的至少一部分而進行的，可以作為以下的方式或者適用例而實現(xiàn)。

[適用例1]

本適用例中的自動裝置具有：手臂，將一端自由轉(zhuǎn)動地支持；驅(qū)動源，用于轉(zhuǎn)動所述手臂；角度傳感器，其檢測所述驅(qū)動源的轉(zhuǎn)動角度并輸出所述驅(qū)動源的轉(zhuǎn)動角度信息；慣性傳感器，其安裝于所述手臂，輸出作用于所述手臂的慣性力的慣性力信息；以及控制指令發(fā)生部，其輸出規(guī)定所述手臂的轉(zhuǎn)動動作的控制指令，所述自動裝置特征在于，具有：控制切換決定部；以及手臂動作控制部，所述控制切換決定部，在通過控制所述驅(qū)動源來控制所述手臂的動作時，決定是否使用所述慣性力信息，所述手臂動作控制部，在所述控制切換決定部決定使用所述慣性力信息的情況下，通過根據(jù)所述控制指令、所述轉(zhuǎn)動角度信息、以及所述慣性力信息實施第一控制，從而控制所述驅(qū)動源來控制所述手臂的動作，所述控制切換決定部決定不使用所述慣性力信息的情況下，通過根據(jù)所述控制指令、以及所述轉(zhuǎn)動角度信息實施與所述第一控制不同的第二控制，從而控制所述驅(qū)動源來控制所述手臂的動作。

根據(jù)本適用例中的自動裝置，控制切換決定部在控制手臂的動作時決定是否使用角速度信息，手臂動作控制部按照控制切換決定部的決定根據(jù)控制指令、轉(zhuǎn)動角度信息、以及角速度信息實施第一控制，或者根據(jù)控制指令以及轉(zhuǎn)度角度信息實施第二控制。由此，為了實施合適的控制，在由使用角速度信息而產(chǎn)生的效果較大的情況與效果較小的情況下，或者角速度信息的誤差較大的情況與較小的情況下，能夠選擇并實施恰當(dāng)?shù)厥褂昧私撬俣纫蛞u或者不使用的控制。另外，能夠選擇并實施使用角速度信息有效的控制方法。

第一控制是通過使用控制指令、轉(zhuǎn)動角度信息、以及角速度信息能夠抑制振動等的控制方法，例如是被稱為狀態(tài)反饋控制的控制方法。第二控制是使用控制指令以及轉(zhuǎn)動角度信息能夠穩(wěn)定地到達目的位置的控制方法，例如是基于角度傳感器的角度或其微分值的角速度的PID(ProportionalIntegral?Differential：比例積分微分)控制等。

[適用例2]