特許ウォッチ

公開番号2025047718
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-03
出願番号2023156379
出願日2023-09-21
発明の名称ロボットの制御方法およびロボットシステム
出願人セイコーエプソン株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類B25J 13/08 20060101AFI20250326BHJP(手工具;可搬型動力工具;手工具用の柄;作業場設備;マニプレータ)
要約【課題】優れた振動抑制効果を有するロボットの制御方法およびロボットシステムを提供すること。
【解決手段】ロボットの制御方法は、アームの動作を計測する慣性センサーからの出力信号を受信する慣性情報受信ステップと、前記アームの動作の変化に応じて、前記出力信号または前記出力信号から生成される信号に乗算するフィードバックゲインを高める調整を行う第1フィードバックゲイン調整ステップと、前記第1フィードバックゲイン調整ステップにおいて高められた前記フィードバックゲインを用いて前記アームの駆動を制御する駆動制御ステップと、前記第1フィードバックゲイン調整ステップから所定時間が経過した後に前記フィードバックゲインを下げる調整を行う第2フィードバックゲイン調整ステップと、を含む。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
アームの動作を計測する慣性センサーからの出力信号を受信する慣性情報受信ステップと、
前記アームの動作の変化に応じて、前記出力信号または前記出力信号から生成される信号に乗算するフィードバックゲインを高める調整を行う第１フィードバックゲイン調整ステップと、
前記第１フィードバックゲイン調整ステップにおいて高められた前記フィードバックゲインを用いて前記アームの駆動を制御する駆動制御ステップと、
前記第１フィードバックゲイン調整ステップから所定時間が経過した後に前記フィードバックゲインを下げる調整を行う第２フィードバックゲイン調整ステップと、を含むことを特徴とするロボットの制御方法。
続きを表示（約 1,700 文字）【請求項２】
前記第１フィードバックゲイン調整ステップでは、前記フィードバックゲインを基準値から、前記基準値よりも高い値に変更し、
前記第２フィードバックゲイン調整ステップでは、前記フィードバックゲインを前記基準値に戻す請求項１に記載のロボットの制御方法。
【請求項３】
前記出力信号には、前記動作により前記アームに生じる慣性に関する情報である慣性情報が含まれ、
前記第１フィードバックゲイン調整ステップは、
前記アームの加速開始時において前記慣性情報の増加が開始する第１タイミング、
前記アームの加速開始時において前記慣性情報の増加が終了する第２タイミング、
前記アームの加速終了時において前記慣性情報の減少が開始する第３タイミング、
前記アームの加速終了時において前記慣性情報の減少が終了する第４タイミング、
前記アームの減速開始時において前記慣性情報の増加が開始する第５タイミング、
前記アームの減速開始時において前記慣性情報の増加が終了する第６タイミング、
前記アームの減速終了時において前記慣性情報の減少が開始する第７タイミング、
前記アームの減速終了時において前記慣性情報の減少が終了する第８タイミング、
の少なくとも１つで行われる請求項１に記載のロボットの制御方法。
【請求項４】
前記フィードバックゲインは、前記フィードバックゲインの基準となるフィードバックベースゲインに、フィードバック係数を乗算することにより求められ、
前記第１フィードバックゲイン調整ステップおよび前記第２フィードバックゲイン調整ステップでは、それぞれ、前記フィードバック係数を変更することにより、前記フィードバックゲインを調整する請求項１に記載のロボットの制御方法。
【請求項５】
前記第１フィードバックゲイン調整ステップでは、前記第１タイミング、前記第２タイミング、前記第３タイミング、前記第４タイミング、前記第５タイミング、前記第６タイミング、前記第７タイミング、前記第８タイミングから選択される任意の２つのタイミングにおいて、互いに異なる前記フィードバックゲインに調整する請求項３に記載のロボットの制御方法。
【請求項６】
前記第１フィードバックゲイン調整ステップでは、前記第１タイミング、前記第２タイミング、前記第３タイミング、前記第４タイミング、前記第５タイミング、前記第６タイミング、前記第７タイミング、前記第８タイミングから選択される任意の２つのタイミングにおいて、前記所定時間が互いに異なっている請求項３に記載のロボットの制御方法。
【請求項７】
前記慣性情報の変化は、前記アームに対する位置指令に基づいて検出する請求項１に記載のロボットの制御方法。
【請求項８】
前記第１タイミング、前記第３タイミング、前記第５タイミング、前記第７タイミングは、前記慣性情報が閾値を超えるタイミングである請求項３に記載のロボットの制御方法。
【請求項９】
前記第１フィードバックゲイン調整ステップでは、前記アームがＣＰ動作する場合とＰＴＰ動作する場合とで、前記フィードバックゲインを調整する条件を異ならせる請求項１に記載のロボットの制御方法。
【請求項１０】
ベースと、
前記ベースに対して駆動するアームと、
前記アームの動作を検出する慣性センサーと、
前記アームの駆動を制御する制御部と、を有し、
前記制御部は、
前記慣性センサーからの出力信号を受信し、
前記アームの動作の変化に応じて、前記出力信号または前記出力信号から生成される信号に乗算するフィードバックゲインを高める調整を行い、
前記調整後の前記フィードバックゲインを用いて前記アームの駆動を制御し、
前記フィードバックゲインを高めてから所定時間が経過した後に前記フィードバックゲインを下げる調整を行うことを特徴とするロボットシステム。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロボットの制御方法およびロボットシステムに関する。
続きを表示（約 3,400 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１に記載されているロボットは、ベースと、ベースに対して回動可能に連結された第１アームと、第１アームを駆動する第１モーターと、第１モーターの回転角を検出する第１角度センサーと、ベースに対する第１アームの角速度を検出する第１角速度センサーと、第１アームに対して回動可能に連結された第２アームと、第２アームを駆動する第２モーターと、第２モーターの回転角を検出する第２角度センサーと、第１アームに対する第２アームの角速度を検出する第２角速度センサーと、を有する。そして、第１角度センサーの出力と第１角速度センサーの出力とを用いて第１アームの回動角を検出し、第２角度センサーの出力と第２角速度センサーの出力とを用いて第２アームの回動角を検出する。さらには、この検出結果をフィードバックしてロボットの制振制御を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２００５－２４２７９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述の方法では、第１、第２アームの動作方向における振動については低減することができるが、それ以外の方向の振動、例えば、回動軸に沿う方向の振動については低減することができない。また、動作方向とは異なる方向の振動が生じた場合、上述の方法では、この振動をフィードバックしてしまうため、第１、第２アームの動作が不安定となり、制振効果が低下するおそれもある。つまり、特許文献１の方法では、優れた制振制御をおこなうことができない。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明のロボットの制御方法は、アームの動作を計測する慣性センサーからの出力信号を受信する慣性情報受信ステップと、
前記アームの動作の変化に応じて、前記出力信号または前記出力信号から生成される信号に乗算するフィードバックゲインを高める調整を行う第１フィードバックゲイン調整ステップと、
前記第１フィードバックゲイン調整ステップにおいて高められた前記フィードバックゲインを用いて前記アームの駆動を制御する駆動制御ステップと、
前記第１フィードバックゲイン調整ステップから所定時間が経過した後に前記フィードバックゲインを下げる調整を行う第２フィードバックゲイン調整ステップと、を含む。
【０００６】
本発明のロボットシステムは、ベースと、
前記ベースに対して駆動するアームと、
前記アームの動作を検出する慣性センサーと、
前記アームの駆動を制御する制御部と、を有し、
前記制御部は、
前記慣性センサーからの出力信号を受信し、
前記アームの動作の変化に応じて、前記出力信号または前記出力信号から生成される信号に乗算するフィードバックゲインを高める調整を行い、
前記調整後の前記フィードバックゲインを用いて前記アームの駆動を制御し、
前記フィードバックゲインを高めてから所定時間が経過した後に前記フィードバックゲインを下げる調整を行う。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
第１実施形態に係るロボットシステムの構成を示すブロック図である。
図１のロボットシステムが有するロボットを示す図である。
図１のロボットシステムが有する制御部を示すブロック図である。
ロボットの回動部の２慣性系モデルを示す図である。
アームのＰＴＰ動作時における角加速度指令Ａｒｅｆ、駆動要素角速度ωｍ、被駆動要素角速度ωｌおよびたわみ角速度ωｄの変化を示すグラフである。
たわみ角速度フィードバックゲインＫｇｐを調整する処理の一例を示すタイミングチャートである。
アームの残留振動抑制効果を示すグラフである。
ロボットの制御方法を示すフローチャートである。
第２実施形態に係るロボットシステムおいて実施される、たわみ角速度フィードバックゲインＫｇｐを調整する処理の一例を示すタイミングチャートである。
第３実施形態に係るロボットシステムおいて実施される、たわみ角速度フィードバックゲインＫｇｐを調整する処理の一例を示すタイミングチャートである。
第４実施形態に係るロボットシステムおいて実施される、たわみ角速度フィードバックゲインＫｇｐを調整する処理の一例を示すタイミングチャートである。
第５実施形態に係るロボットシステムおいて実施される、たわみ角速度フィードバックゲインＫｇｐを調整する処理の一例を示すタイミングチャートである。
第６実施形態に係るロボットシステムおいて実施される、たわみ角速度フィードバックゲインＫｇｐを調整する処理の一例を示すタイミングチャートである。
第７実施形態に係るロボットシステムおいて実施される、たわみ角速度フィードバックゲインＫｇｐを調整する処理の一例を示すタイミングチャートである。
第８実施形態に係るロボットシステムおいて実施される、たわみ角速度フィードバックゲインＫｇｐを調整する処理の一例を示すタイミングチャートである。
第９実施形態に係るロボットシステムおいて実施される、たわみ角速度フィードバックゲインＫｇｐを調整する処理の一例を示すタイミングチャートである。
第１０実施形態に係るロボットシステムおいて実施される、たわみ角速度フィードバックゲインＫｇｐを調整する処理の一例を示すタイミングチャートである。
第１１実施形態に係るロボットシステムおいて実施される、たわみ角速度フィードバックゲインＫｇｐを調整する処理の一例を示すタイミングチャートである。
第１２実施形態に係るロボットシステムが有するロボットを示す図である。
図１９のロボットシステムが有する制御部を示すブロック図である。
ロボットの直動部の２慣性系モデルを示す図である。
スプラインシャフトの動作時における加速度指令Ａｒｅｆ’、速度Ｖ１、速度Ｖ２の変化を示すグラフである。
たわみ角速度フィードバックゲインＫｇｐを調整する処理の一例を示すタイミングチャートである。
スプラインシャフトの残留振動抑制効果を示すグラフである。
第１３実施形態に係るロボットシステムが有するロボットを示す図である。
第１４実施形態に係るロボットシステムが有するロボットを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明のロボットの制御方法およびロボットシステムを添付図面に示す実施形態に基づいて詳細に説明する。
【０００９】
図１は、第１実施形態に係るロボットシステムの構成を示すブロック図である。図２は、図１のロボットシステムが有するロボットを示す図である。図３は、図１のロボットシステムが有する制御部を示すブロック図である。図４は、ロボットの回動部の２慣性系モデルを示す図である。図５は、アームのＰＴＰ動作時における角加速度指令Ａｒｅｆ、駆動要素角速度ωｍ、被駆動要素角速度ωｌおよびたわみ角速度ωｄの変化を示すグラフである。図６は、たわみ角速度フィードバックゲインＫｇｐを調整する処理の一例を示すタイミングチャートである。図７は、アームの残留振動抑制効果を示すグラフである。図８は、ロボットの制御方法を示すフローチャートである。
【００１０】
図１に示すロボットシステム１は、ロボット２と、制御装置３と、ホストコンピューター４と、ティーチングペンダント５と、を有する。ホストコンピューター４では、ロボット２を動作させるためのプログラムが作成される。ティーチングペンダント５は、ロボット２に動作を教示する際に使用される。また、制御装置３は、ホストコンピューター４で作成されたプログラムに基づいてロボット２の駆動を制御する制御部３０を有する。
（【００１１】以降は省略されています）

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