[發明專利]用于機器人的控制裝置

有效

• 申請號: 201710827240.2
• 申請日: 2017-09-14
• 公開（公告）號: CN107866810B
• 公開（公告）日: 2021-03-30
• 發明（設計）人: 長松健司
• 申請（專利權）人: 電裝波動株式會社
• 主分類號: B25J9/16
• 分類號: B25J9/16;B25J9/04;B25J9/00
• 代理公司: 北京鴻元知識產權代理有限公司 11327
• 代理人: 李琳;許向彤

一種控制機器人(10)的控制裝置，所述機器人包括驅動單元(31，32)、沿著預定軌跡可滑動的移動單元(21，22，22a)以及由所述移動單元可滑動地支撐的預定軸(23)，所述控制機器人的控制裝置包括：指令值計算單元(51，S12)，計算驅動所述驅動單元使得所述移動單元移動到目標位置的指令值；加速度計算單元(52，S13)，計算當所述指令值變化時的角加速度；重心距離計算單元(52，S14)，計算重心距離；校正指令值計算單元(52，S15至S18)，通過校正所述指令值來計算校正指令值，使得投影在所述預定軌跡上的重心的位置接近所述目標位置；以及驅動控制單元(53)，基于所述校正指令值控制所述驅動單元。

技術領域

本發明涉及一種控制機器人(robot)的操作的控制裝置。

背景技術

根據JPH10-100085A，根據裝配在末端附近位置的加速度傳感器所感測的加速度量來補償控制每個關節的驅動單元以抑制在機器人的臂的末端產生的振動的指令值。

發明內容

然而，在加速度傳感器感測加速度量的配置中，需要將加速度傳感器裝配在實際產生振動的臂的末端附近的位置。當上述配置實際應用于機器人時，難以確保在臂的末端附近裝配加速度傳感器的空間并且難以鋪設加速度傳感器的布線。

本發明的目的是提供一種應用于機器人的控制裝置，該控制裝置可以抑制機器人的振動并且容易實際應用于機器人。

根據本發明的第一方面，控制裝置應用于機器人，該機器人包括：驅動單元；移動單元，由驅動單元驅動并且在水平面上沿預定軌跡可滑動；以及預定軸，在垂直方向上由移動單元可滑動地支撐，對象(subject)裝配在預定軸上。所述控制裝置包括：指令值計算單元，計算驅動所述驅動單元使得所述移動單元移動到目標位置的指令值，所述目標位置是所述移動單元的最新(latest)目標位置；加速度計算單元，計算當由所述指令值計算單元計算的指令值變化時的加速度；重心距離計算單元，基于等同于所述預定軸和所述對象的總負載的重心和所述預定軸在垂直方向上的位置計算重心距離，所述重心距離是從支撐所述預定軸的移動單元的支撐部到等同于所述預定軸和所述對象的總負載的重心的距離；校正指令值計算單元，基于所述指令值、所述支撐部相對于所述預定軸的扭轉的彈簧常數、所述總負載的質量(mass)、由所述加速度計算單元計算的加速度以及由所述重心距離計算單元計算的重心距離，通過校正由所述指令值計算單元計算的指令值來計算校正指令值，使得投影在所述預定軌跡上的重心的位置接近所述目標位置；以及驅動控制單元，基于由所述校正指令值計算單元計算的校正指令值來控制所述驅動單元。

根據上述方面，機器人包括驅動單元、移動單元和預定軸。移動單元由驅動單元驅動并且在水平面上沿預定軌跡可滑動。預定軸在垂直方向上由移動單元可滑動地支撐，并且對象裝配在預定軸上。

指令值計算單元計算驅動所述驅動單元使得移動單元移動到最新的目標位置的指令值。加速度計算單元計算當由指令值計算單元計算的指令值變化時的加速度。當指令值變化時的加速度與移動單元移動到最新目標位置的加速度相關。

當移動單元加速或減速時，與總負載的質量存在時的慣性力相同的慣性力被施加在重心距離的位置，該重心距離被定義為從支撐預定軸的移動單元的支撐部到預定軸和對象的總負載的重心。在這種情況下，由于在垂直方向上可滑動地支撐預定軸，所以重心距離根據預定軸的操作狀態而變化，并且所施加的慣性力的高度發生變化。重心距離計算單元基于總負載的重心和預定軸在垂直方向上的位置來計算重心距離。

投影到預定軌跡上的總負載的重心的位置根據支撐部相對于預定軸的扭轉的彈簧常數通過慣性力從目標位置發生位移。當投影到預定軌跡上的重心的位置與目標位置不同時，在消除位移的情況下，在預定軸處產生振動。可以根據總負載的質量和指令值變化時的加速度來計算慣性力。此外，可以基于慣性力、重心距離和彈簧常數來計算投影到預定軌跡上的重心的位置從目標位置位移的量。