[發明專利]機械手以及機械手的噪聲消除方法

有效

• 申請號: 201180063927.4
• 申請日: 2011-12-19
• 公開（公告）號: CN103313828A
• 公開（公告）日: 2013-09-18
• 發明（設計）人: 屜井重德
• 申請（專利權）人: 精工愛普生株式會社
• 主分類號: B25J9/10
• 分類號: B25J9/10
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 舒艷君;李洋

技術領域

本發明涉及機械手以及機械手的噪聲消除方法，尤其涉及機械手的控制方法。

背景技術

在使機械手的臂動作后停止時，臂振動。若臂振動，則不能夠位置精度高地作業，所以待機到停止振動。而且，若提高臂的速度，則臂停止時的振動增大，所以到振動停止為止的時間變長。因此，例如在專利文獻1中公開有在機械手上使用慣性傳感器來減少殘余振動的方法。該殘余振動是因在馬達和臂前端之間存在較大的彈性而產生。雖然僅利用編碼器為代表的位置傳感器也能夠獲取馬達的旋轉信息，但通過安裝慣性傳感器能夠更正確地獲取臂前端的信息。通過將該信息反饋給控制部來減少殘余振動。

專利文獻1：日本專利第3883544號公報

若要使用慣性傳感器則需要考慮噪聲。特別是，在振動式的陀螺儀傳感器中，若施加機械振動，則產生非常大的失諧頻率噪聲。在構建使用慣性傳感器的輸出來控制臂的反饋系統時，有時反饋系統振蕩而機械手不動作。因此，尋求防止包含慣性傳感器的反饋系統的振蕩的機械手。

發明內容

本發明是為了解決上述課題的至少一部分而完成的，能夠作為以下方式或者應用例來實現。

應用例1

本應用例的機械手的特征在于，具備：臂；臂連結部，其與上述臂連接并具有使上述臂轉動或者平移的驅動源；基體，其與上述臂連結部連接；角度傳感器，其檢測上述驅動源的轉動角度；慣性傳感器，其被安裝于上述臂并檢測作用于上述臂的慣性力；噪聲濾波器，其從上述慣性傳感器的輸出中消除噪聲；控制部，其控制上述臂的轉動動作；噪聲檢測部，其根據上述角度傳感器的輸出和上述慣性傳感器的輸出檢測上述慣性傳感器的噪聲頻率；濾波器常量決定部，其使用上述噪聲頻率決定上述噪聲濾波器消除噪聲的噪聲濾波器特性。

根據本應用例，在基體上經由臂連結部連接有臂。臂連結部具有驅動源，驅動源使臂轉動或者平移。控制部通過控制驅動源來控制臂的轉動動作。在驅動源上設置有角度傳感器，角度傳感器檢測驅動源的轉動角度。控制部基于驅動源的轉動角度的信息來識別臂的轉動狀態。

在臂上安裝有慣性傳感器。而且，控制部使用慣性傳感器的輸出來識別臂的轉動狀況。噪聲檢測部使用角度傳感器的輸出和慣性傳感器的輸出來檢測慣性傳感器所固有的噪聲中的噪聲頻率。濾波器常量決定部使用噪聲頻率來決定噪聲濾波器特性。與慣性傳感器所固有的特性對應地決定該噪聲濾波器特性。慣性傳感器連接有噪聲濾波器，噪聲濾波器根據噪聲濾波器特性從慣性傳感器的輸出中消除噪聲。因此，控制部能夠使用減少了噪聲的慣性傳感器的輸出來控制臂。其結果，控制部能夠防止包含了慣性傳感器的反饋系統的振蕩。

應用例2

在上述應用例所述的機械手中，優選上述噪聲檢測部使用上述角度傳感器輸出的信號的頻率分布、和上述慣性傳感器輸出的信號的頻率分布來檢測上述慣性傳感器輸出的信號的噪聲頻率。

根據本應用例，使用角度傳感器輸出的信號的頻率分布和慣性傳感器輸出的信號的頻率分布。因此，能夠從慣性傳感器檢測的信號的振動頻率分布中分離出噪聲成分的信號的頻率分布。其結果，能夠高精度地確定出噪聲頻率。

應用例3

在上述應用例所述的機械手中，優選上述噪聲濾波器是帶阻濾波器。

根據本應用例，在應消除頻率以外的頻帶中能夠減小相位的變化。而且，能夠從慣性傳感器輸出的信號中消除噪聲成分的頻率的頻帶信號。

應用例4

在上述應用例所述的機械手中，優選上述濾波器常量決定部參照上述噪聲頻率和表來決定濾波器常量。

根據本應用例，無需復雜的計算就能夠決定濾波器常量，所以能夠減少計算所帶來的負荷。

應用例5

在上述應用例所述的機械手中，優選上述噪聲濾波器是以軟件形式安裝到上述控制部中的。

根據本應用例，無需構成噪聲濾波器的電子部件等，也能夠減少焊接等的工時。因此，能夠生產性良好地制造機械手。

應用例6