【手続補正書】
【提出日】平成27年2月16日(2015.2.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の制約値が性能の上限として設定されるアクチュエータにより駆動されるロボットの制御装置において、
ロボットの目標値と、任意に設定された前記アクチュエータの性能の第２の制約値と、を用いて、前記ロボットの目標軌道を算出する目標軌道算出手段と、
前記目標軌道で前記ロボットを動作させる場合のロボットのたわみ補正量を算出するたわみ補正量算出手段と、
前記たわみ補正量から前記目標軌道を補正してたわみ補正軌道を算出するたわみ補正軌道算出手段と、
前記たわみ補正軌道で前記ロボットを動作させるために必要な前記アクチュエータの性能を算出するアクチュエータ性能算出手段と、
前記アクチュエータ性能算出手段により算出したアクチュエータの性能が前記第１の制約値の範囲内である第１の条件、及び、前記第１の制約値と前記アクチュエータの性能との差分が所定値の範囲内である第２の条件を満たすか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段が前記第１の条件又は前記第２の条件を満たさないと判定した場合は、前記目標軌道算出手段に戻り前記第２の制約値を変更し、前記ロボットの目標軌道を再計算する手段と、
前記判定手段が前記第１の条件及び前記第２の条件を満たすと判定した場合は、前記たわみ補正軌道算出手段により算出したたわみ補正軌道を、前記ロボットの軌道として決定する軌道決定手段と、を備えた、
ことを特徴とするロボットの制御装置。
【請求項２】
前記変更後の第２の制約値は、前記第１の制約値から前記アクチュエータの性能を減じた値に、０よりも大きい所定のゲインを乗じることで算出した値である、
ことを特徴とする、請求項１に記載のロボットの制御装置。
【請求項３】
前記たわみ補正量算出手段は、前記目標軌道と、前記ロボットの運動方程式と、前記ロボットの剛性とから、前記たわみ補正量を算出する、
ことを特徴とする、請求項１又は２に記載のロボットの制御装置。
【請求項４】
アクチュエータと、前記アクチュエータにより動作する機構部と、前記アクチュエータを制御するアクチュエータ制御部と、請求項１ないし３のうちの何れか１項に記載のロボットの制御装置と、を備え、
前記アクチュエータ制御部は、前記軌道決定手段により決定された軌道で、前記アクチュエータを制御する、
ことを特徴とするロボット。
【請求項５】
第１の制約値が性能の上限として設定されるアクチュエータにより駆動されるロボットの制御装置を、
ロボットの目標値と、任意に設定された前記アクチュエータの性能の第２の制約値と、を用いて、前記ロボットの目標軌道を算出する目標軌道算出手段、
前記目標軌道で前記ロボットを動作させる場合のロボットのたわみ補正量を算出するたわみ補正量算出手段、
前記たわみ補正量から前記目標軌道を補正してたわみ補正軌道を算出するたわみ補正軌道算出手段、
前記たわみ補正軌道で前記ロボットを動作させるために必要な前記アクチュエータの性能を算出するアクチュエータ性能算出手段、
前記アクチュエータ性能算出手段により算出したアクチュエータの性能が前記第１の制約値の範囲内である第１の条件、及び、前記第１の制約値と前記アクチュエータの性能との差分が所定値の範囲内である第２の条件を満たすか否かを判定する判定手段、
前記判定手段が前記第１の条件又は前記第２の条件を満たさないと判定した場合は、前記目標軌道算出手段に戻り前記第２の制約値を変更し、前記ロボットの目標軌道を再計算する手段、
前記判定手段が前記第１の条件及び前記第２の条件を満たすと判定した場合は、前記たわみ補正軌道算出手段により算出したたわみ補正軌道を、前記ロボットの軌道として決定する軌道決定手段、として機能させる
ことを特徴とするロボットのプログラム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
本発明は、第１の制約値が性能の上限として設定されるアクチュエータにより駆動されるロボットの制御装置において、ロボットの目標値と、任意に設定された前記アクチュエータの性能の第２の制約値と、を用いて、前記ロボットの目標軌道を算出する目標軌道算出手段と、前記目標軌道で前記ロボットを動作させる場合のロボットのたわみ補正量を算出するたわみ補正量算出手段と、前記たわみ補正量から前記目標軌道を補正してたわみ補正軌道を算出するたわみ補正軌道算出手段と、前記たわみ補正軌道で前記ロボットを動作させるために必要な前記アクチュエータの性能を算出するアクチュエータ性能算出手段と、前記アクチュエータ性能算出手段により算出したアクチュエータの性能が前記第１の制約値の範囲内である第１の条件、及び、前記第１の制約値と前記アクチュエータの性能との差分が所定値の範囲内である第２の条件を満たすか否かを判定する判定手段と、前記判定手段が前記第１の条件又は前記第２の条件を満たさないと判定した場合は、前記目標軌道算出手段に戻り前記第２の制約値を変更し、前記ロボットの目標軌道を再計算する手段と、前記判定手段が前記第１の条件及び前記第２の条件を満たすと判定した場合は、前記たわみ補正軌道算出手段により算出したたわみ補正軌道を、前記ロボットの軌道として決定する軌道決定手段と、を備えた、ことを特徴とするロボットの制御装置にある。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
本発明によれば、第２の制約値を変更することにより、たわみ補正駆動に必要なアクチュエータの性能が第１の制約値を超えずに、第１の制約値に対して所定値の範囲内に収められるようなたわみ補正軌道を求められる。このため、アクチュエータの性能を有効に活用でき、且つ、たわみ補正駆動に必要なアクチュエータの性能がそのアクチュエータの性能の上限を超えないように、たわみ補正駆動を行える。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
ここで、ロボットのアーム手先の目標経路（ロボットの目標値）をＸｒｅｆ、各軸の目標軌道をθｒｅｆとする。また、アクチュエータ性能（モータ性能）を表すベクトルとして各軸のモータ角速度、角加速度、角加加速度、トルクを並べたベクトルをＵとする。また、各モータ４ａ〜４ｆの性能の限界値や余裕を考慮して予め設定されたアクチュエータの性能の上限である第１の制約値をＵｍ、目標軌道計算時に用いる任意に設定されたアクチュエータの性能の第２の制約値をＵｏｐｔとする。なお、Ｕｍの各要素は正の値であるとする。また、第２の制約値Ｕｏｐｔは、後述するように変更可能である。また、以下の説明では、簡単のために、アクチュエータ性能Ｕ、第１の制約値Ｕｍ、第２の制約値Ｕｏｐｔは、それぞれトルクとするが、角速度、角加速度、角加加速度などについても、それぞれの値を有するようにしても良い。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３３】
制約値変更手段１０６は、判定手段１０５が第１の条件又は第２の条件を満たさないと判定した場合に、第２の制約値を変更する。即ち、最短時間制御問題で用いる第２の制約値Ｕｏｐｔを変更して出力する。具体的には、判定手段１０５が第１の条件又は第２の条件を満たさないと判定した場合、判定で使用したアクチュエータ性能Ｕを出力し、このアクチュエータ性能Ｕが制約値変更手段１０６に入力される。制約値変更手段１０６は、第１の制約値Ｕｍからこのアクチュエータ性能Ｕを減じた値に、０よりも大きい所定のゲインＧを乗じることで算出した値を第２の制約値Ｕｏｐｔに加えて、変更後の第２の制約値Ｕｏｐｔとする。言い換えれば、変更後の第２の制約値Ｕｏｐｔは、第１の制約値Ｕｍからこのアクチュエータ性能Ｕを減じた値に、０よりも大きい所定のゲインＧを乗じることで算出した値である。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３５】
変更後の第２の制約値Ｕｏｐｔは、目標軌道算出手段１０１に入力され、目標軌道算出手段１０１が上述のような計算を行って、新たに目標軌道を算出する。したがって、制約値変更手段１０６及び目標軌道算出手段１０１が、目標軌道算出手段１０１に戻り第２の制約値Ｕｏｐｔを変更し、ロボットの目標軌道を再計算する手段である。その後、上述のように、この新たな目標軌道を用いてたわみ補正軌道を算出し、このたわみ補正軌道でのアクチュエータ性能を算出して、判定手段１０５による判定を行う。