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公開番号2025130283
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-08
出願番号2024027358
出願日2024-02-27
発明の名称ロボット、モーターユニット、およびロボットの制御方法
出願人セイコーエプソン株式会社
代理人弁理士法人明成国際特許事務所
主分類B25J 13/00 20060101AFI20250901BHJP(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】ロボットにおいて、低減すべき振動の周波数の変化に対応する。
【解決手段】ロボットは、アームとモーターと制御部を備える。制御部は、位置指令を生成する指令生成部と、位置指令をフィルター処理してフィルター済み指令を生成するフィルター処理部と、フィルター済み指令を用いてモーターの駆動信号を生成する駆動信号生成部と、を備える。フィルター処理部は、位置指令に基づく信号に対して第1対象周波数の成分を低減する処理を行って、第1指令を生成する第1フィルター部と、位置指令に基づく信号に対して第2対象周波数の成分を低減する処理を行って、第2指令を生成する第2フィルター部と、指令生成部が生成した位置指令を、第1フィルター部と第2フィルター部とに、選択的に入力する切換部と、第1指令に基づく信号と第2指令に基づく信号の和を用いてフィルター済み指令を生成する合成部と、を備える。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
ロボットであって、
アームと、
前記アームを駆動するモーターと、
前記モーターを制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、
位置指令を生成する指令生成部と、
前記位置指令をフィルター処理してフィルター済み指令を生成するフィルター処理部と、
前記フィルター済み指令を用いて前記モーターの駆動信号を生成する駆動信号生成部と、を備え、
前記フィルター処理部は、
前記位置指令に基づく信号に対して第１対象周波数の成分を低減する処理を行って、第１指令を生成する第１フィルター部と、
前記位置指令に基づく信号に対して第２対象周波数の成分を低減する処理を行って、第２指令を生成する第２フィルター部と、
前記指令生成部が生成した前記位置指令を、前記第１フィルター部と前記第２フィルター部とに、選択的に入力する切換部と、
前記第１指令に基づく信号と前記第２指令に基づく信号の和を用いて前記フィルター済み指令を生成する合成部と、を備える、ロボット。
続きを表示（約 1,500 文字）【請求項２】
請求項１記載のロボットであって、
前記第１フィルター部は、前記第１対象周波数の成分を低減する第１帯域阻止フィルターと、第１ローパスフィルターと、を備え、
前記第２フィルター部は、前記第２対象周波数の成分を低減する第２帯域阻止フィルターと、第２ローパスフィルターと、を備える、ロボット。
【請求項３】
請求項２記載のロボットであって、
前記第１ローパスフィルターと前記第２ローパスフィルターは、互いに異なるカットオフ周波数を有する、ロボット。
【請求項４】
請求項２記載のロボットであって、
前記第１帯域阻止フィルターと前記第２帯域阻止フィルターは、互いに異なるカットオフ周波数を有する、ロボット。
【請求項５】
請求項１記載のロボットであって、
前記第１対象周波数と前記第２対象周波数として、前記ロボットの動作における共振周波数が設定されている、ロボット。
【請求項６】
請求項１記載のロボットであって、
前記切換部は、前記フィルター処理を切り替える旨の指示の入力に応じて、
前記第２フィルター部に、前記位置指令として０を入力し、前記第１フィルター部に、前記指令生成部が生成した前記位置指令を入力する処理と、
前記第１フィルター部に、前記位置指令として０を入力し、前記第２フィルター部に、前記指令生成部が生成した前記位置指令を入力する処理と、
を選択的に実行することにより、前記指令生成部が生成した前記位置指令の前記選択的な入力を行う、ロボット。
【請求項７】
モーターユニットであって、
モーターと、
前記モーターを制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、
位置指令を生成する指令生成部と、
前記位置指令をフィルター処理してフィルター済み指令を生成するフィルター処理部と、
前記フィルター済み指令を用いて前記モーターの駆動信号を生成する駆動信号生成部と、を備え、
前記フィルター処理部は、
前記位置指令に基づく信号に対して第１対象周波数の成分を低減する処理を行って、第１指令を生成する第１フィルター部と、
前記位置指令に基づく信号に対して第２対象周波数の成分を低減する処理を行って、第２指令を生成する第２フィルター部と、
前記指令生成部が生成した前記位置指令を、前記第１フィルター部と前記第２フィルター部とに、選択的に入力する切換部と、
前記第１指令に基づく信号と前記第２指令に基づく信号の和を用いて前記フィルター済み指令を生成する合成部と、を備える、モーターユニット。
【請求項８】
請求項７記載のモーターユニットであって、
前記第１フィルター部は、前記第１対象周波数の成分を低減する第１帯域阻止フィルターと、第１ローパスフィルターと、を備え、
前記第２フィルター部は、前記第２対象周波数の成分を低減する第２帯域阻止フィルターと、第２ローパスフィルターと、を備える、モーターユニット。
【請求項９】
請求項８記載のモーターユニットであって、
前記第１ローパスフィルターと前記第２ローパスフィルターは、互いに異なるカットオフ周波数を有する、モーターユニット。
【請求項１０】
請求項８記載のモーターユニットであって、
前記第１帯域阻止フィルターと前記第２帯域阻止フィルターは、互いに異なるカットオフ周波数を有する、モーターユニット。
（【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】
本開示は、ロボット、モーターユニット、およびロボットの制御方法に関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、ロボットの振動を低減する技術が存在する。特許文献１の技術においては、電動モーターの目標モータートルク、被動回転部材に作用しているトータルの入力トルクの計測値、トーションバーのねじれの弾性変形によって発生する弾性力トルクの計測値などにローパス特性のフィルタリング処理が施される。その結果、被動回転部材に伝達される駆動トルクの振動を効果的に抑制しつつ、被動回転部材に付与される実際の駆動トルクを、目標駆動トルクに制御できる。
【０００３】
ここで、特許文献１の技術において、ロボットの振動特性が動作の途中で変わることが考えられる。たとえば、ロボットの姿勢が変化した場合や、ロボットが把持している対象物の重量が動作中に変化した場合には、ロボットの振動特性が動作の途中で変わる。そのような場合には、ロボットにおいて低減すべき振動の周波数が変化する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１１－１１５８７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本開示の技術の発明者は、ロボットの動作途中で低減すべき振動の周波数を切り替えることができるフィルター処理について検討した。しかし、ＩＩＲ（(Infinite Impulse Response)）フィルターにおいて、低減すべき振動の周波数の切り替えを動作中に行うと、周波数を切り替えるタイミングで不連続な位置ずれが発生し、ロボットの制御には適用できない。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現することが可能である。
【０００７】
本開示の一形態によれば、ロボットが提供される。このロボットは、アームと、前記アームを駆動するモーターと、前記モーターを制御する制御部と、を備える。前記制御部は、位置指令を生成する指令生成部と、前記位置指令をフィルター処理してフィルター済み指令を生成するフィルター処理部と、前記フィルター済み指令を用いて前記モーターの駆動信号を生成する駆動信号生成部と、を備える。前記フィルター処理部は、前記位置指令に基づく信号に対して第１対象周波数の成分を低減する処理を行って、第１指令を生成する第１フィルター部と、前記位置指令に基づく信号に対して第２対象周波数の成分を低減する処理を行って、第２指令を生成する第２フィルター部と、前記指令生成部が生成した前記位置指令を、前記第１フィルター部と前記第２フィルター部とに、選択的に入力する切換部と、前記第１指令に基づく信号と前記第２指令に基づく信号の和を用いて前記フィルター済み指令を生成する合成部と、を備える。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
一実施形態におけるロボットシステムを示す説明図である。
ロボット制御装置３００の構成要素と、ロボット１００の構成要素と、の関係を示すブロック図である。
ＶＲＴフィルター処理部９００の構成を示すブロック図である。
第１フィルター部９１０の構成を示すブロック図である。
第２フィルター部９２０の構成を示すブロック図である。
ロボット制御装置３００において実行される処理を説明するためのフローチャートである。
横軸を時間とし、縦軸をサーボモーター４１０の出力軸の角度位置とする、グラフである。
横軸を時間とし、縦軸をサーボモーター４１０の出力軸の角度位置とする、グラフである。
第２実施形態における拡張ＶＲＴフィルター処理部９００Ｅの一例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
Ａ．第１実施形態：
図１は、一実施形態におけるロボットシステムを示す説明図である。本実施形態のロボットシステムは、ロボット１００と、エンドエフェクター２００と、ロボット制御装置３００と、ロボット教示装置６００とを備える。
【００１０】
ロボット１００は、６個の回転関節Ｘ１１～Ｘ１６を備えたアーム１１０を有する６軸ロボットである。関節Ｘ１１，Ｘ１４，Ｘ１６は、ねじり関節である。関節Ｘ１２，Ｘ１３，Ｘ１５は、曲げ関節である。ロボット１００のアーム１１０は、６個の関節Ｘ１１～Ｘ１６をそれぞれサーボモーター４１０で回転させることにより、駆動される。その結果、アーム１１０の先端部に取りつけられたエンドエフェクター２００は、３次元空間中の指定された位置に指定された姿勢で配されることができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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