(57)【要約】【課題】シャフトに生じるエンドエフェクター側の制御点の振動をできる限り抑えることができる制御装置、ロボットおよびロボットシステムを提供すること。【解決手段】ロボットアームと、前記ロボットアームを回動軸周りに回動させる駆動部と、前記ロボットアームの前記回動軸と異なる位置に設けられ、前記回動軸と平行に移動するシャフトと、を備えるロボットを制御する制御装置であって、前記駆動部の作動を制御する制御部を備え、前記ロボットは、前記ロボットアームに設けられ、前記回動軸の軸方向と直交し、かつ、前記回動軸と前記シャフトの軸とを含む平面に平行な軸周りの角速度を検出する角速度センサーを有し、前記制御部は、前記角速度に基づいて前記駆動部に対しフィードバック制御を行うことを特徴とする制御装置。【選択図】図４
2019206047.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロボットアームと、
前記ロボットアームを回動軸周りに回動させる駆動部と、
前記ロボットアームの前記回動軸と異なる位置に設けられ、前記回動軸と平行に移動するシャフトと、を備えるロボットを制御する制御装置であって、
前記駆動部の作動を制御する制御部を備え、
前記ロボットは、前記ロボットアームに設けられ、前記回動軸の軸方向と直交し、かつ、前記回動軸と前記シャフトの軸とを含む平面に平行な軸周りの角速度を検出する角速度センサーを有し、
前記制御部は、前記角速度に基づいて前記駆動部に対しフィードバック制御を行うことを特徴とする制御装置。
【請求項２】
前記ロボットアームは、基台に連結された第１アームと、前記第１アームに連結された第２アームと、を有し、
前記駆動部は、前記第１アームを前記回動軸としての第１回動軸周りに回動させる第１モーターと、前記第２アームを前記回動軸としての第２回動軸周りに回動させる第２モーターと、を有するものであり、
前記制御部は、前記角速度に基づいて前記第２モーターに対し前記フィードバック制御を行う請求項１に記載の制御装置。
【請求項３】
前記シャフトには、前記回動軸と平行に移動する際の基準点が設定されており、
前記シャフトは、前記回動軸と平行に移動した際の移動量に応じて、前記基準点と前記制御点との距離が変化するものであり、
前記制御部は、前記距離に関する情報を前記フィードバック制御に用いる請求項１または２に記載の制御装置。
【請求項４】
前記距離に関する情報を入力する入力部を備える請求項３に記載の制御装置。
【請求項５】
前記角速度センサーは、前記回動軸に平行な軸周りの角速度を検出する請求項１ないし４のいずれか１項に記載の制御装置。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれか１項に記載の制御装置によって制御されることを特徴とするロボット。
【請求項７】
請求項１ないし５のいずれか１項に記載の制御装置と、
前記制御装置によって制御されるロボットと、を有することを特徴とするロボットシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、制御装置、ロボットおよびロボットシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、部品を搬送するロボットとして、水平多関節ロボット（スカラロボット）が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載されているロボットは、基台と、基台の上端部に連結され、鉛直方向に沿う軸心を中心にして、基台に対して回動する第１アームと、第１アームの先端部に連結され、鉛直方向に沿う軸心を中心にして、第１アームに対して回動する第２アームと、第２アームの先端部に設けられ、第２アームに対して変位するスプラインシャフトとを有している。また、第２アーム内には、基台に対する第２アームの角速度を測定する角速度センサーが配設されている。
【０００３】
そして、このような構成のロボットは、制御装置により作動が制御されている。制御装置は、第２アーム内に配設されている前記角速度センサー等から入力される各種信号に基づいて、第１アームの角速度を演算し、第２アームの振動（水平方向の振動）が抑制されるように、第１アームを回動させるモーターを制御することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−１７１０５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
第２アームに生じる振動には、水平方向の振動の他に、第２アームの長手方向に沿った軸周り（ロール方向）の振動もある。しかしながら、特許文献１に記載のロボットでは、前述したように第２アームの水平方向の振動は抑制されるが、第２アームの長手方向に沿った軸周りの振動の抑制については、考慮されていなかった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、以下のものとして実現することが可能である。
【０００７】
本発明の制御装置は、ロボットアームと、
前記ロボットアームを回動軸周りに回動させる駆動部と、
前記ロボットアームの前記回動軸と異なる位置に設けられ、前記回動軸と平行に移動するシャフトと、を備えるロボットを制御する制御装置であって、
前記駆動部の作動を制御する制御部を備え、
前記ロボットは、前記ロボットアームに設けられ、前記回動軸の軸方向と直交し、かつ、前記回動軸と前記シャフトの軸とを含む平面に平行な軸周りの角速度を検出する角速度センサーを有し、
前記制御部は、前記角速度に基づいて前記駆動部に対しフィードバック制御を行うことを特徴とする。
【０００８】
本発明のロボットは、本発明の制御装置によって制御されることを特徴とする。
本発明のロボットシステムは、本発明の制御装置と、
前記制御装置によって制御されるロボットと、を有することを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、本発明の実施形態に係るロボットシステムの全体構成を示す図である。
【図２】図２は、図１中のロボットの概略図である。
【図３】図３は、図１に示すロボットシステムの制御系を示すブロック図である。
【図４】図４は、図１に示すロボットシステムの回路系を示すブロック図である。
【図５】図５は、図１中の矢印Ａ方向から見た図である。
【図６】図６は、図１中の矢印Ａ方向から見た図である。
【図７】図７は、本実施形態についてハードウェア（プロセッサー）を中心として説明するためのブロック図である。
【図８】図８は、本発明のロボットシステムの他の例１（変形例１）を示すブロック図である。
【図９】図９は、本発明のロボットシステムの他の例２（変形例２）を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の制御装置、ロボットおよびロボットシステムを添付図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。
【００１１】
図１は、本発明の実施形態に係るロボットシステムの全体構成を示す図である。図２は、図１中のロボットの概略図である。図３は、図１に示すロボットシステムの制御系を示すブロック図である。図４は、図１に示すロボットシステムの回路系を示すブロック図である。図５および図６は、それぞれ、図１中の矢印Ａ方向から見た図である。
【００１２】
なお、図１ではエンドエフェクターの図示は省略されている。また、図２ではエンドエフェクターおよび対象物を模式的に示している。また、以下では、説明の都合上、図１、図２、図５および図６中の上側を「上」、下側を「下」と言う。また、図１、図２、図５および図６中の上下方向が鉛直方向である。また、本明細書において、「水平」とは、完全に水平な場合のみならず、水平に対して±５°以内で傾斜している場合も含む。同様に、本明細書において、「鉛直」とは、完全に鉛直な場合のみならず、鉛直に対して±５°以内で傾斜している場合も含む。また、本明細書において、「平行」とは、２つの線（軸を含む）または面が互いに完全な平行である場合のみならず、±１０°以内で傾斜している場合も含む。また、本明細書において、「直交」とは、２つの線（軸を含む）または面が互いに完全な直交である場合のみならず、±１０°以内で傾斜している場合も含む。
【００１３】
図１、図２に示すように、本発明の制御装置３は、アーム（ロボットアーム）２２と、アーム（ロボットアーム）２２を回動軸（第２軸Ｊ２）周りに回動させるアーム駆動部（駆動部）２６と、アーム（ロボットアーム）２２の回動軸（第２軸Ｊ２）と異なる位置に設けられ、回動軸（第２軸Ｊ２）と平行に移動し、一端側（下方）にエンドエフェクター４が設けられるスプラインシャフト（シャフト）２５３と、アーム（ロボットアーム）２２に設けられ、回動軸（第２軸Ｊ２）の軸方向と直交し、かつ、（第２軸Ｊ２）とスプラインシャフト（シャフト）２５３の軸（第３軸Ｊ３）とを含む平面（仮想平面ＶＰ）に平行な第３角速度検出軸Ａ３（軸）周りの角速度ωＡ３を検出する角速度センサー２０と、を備えるロボット２を制御する制御装置である。この制御装置３は、アーム駆動部（駆動部）２６の作動を制御する制御部３０を備えている。制御部３０は、アーム（ロボットアーム）２２が回動軸（第２軸Ｊ２）周りに回動した際に、角速度ωＡ３に基づいてアーム駆動部（駆動部）２６に対しフィードバック制御を行い、スプラインシャフト（シャフト）２５３に生じるエンドエフェクター４側の制御点Ｐ１の振動を、フィードバック制御により、エンドエフェクター４と反対側の振動よりも抑制することができる。
【００１４】
このような本発明によれば、後述するように、アーム２２が第２軸Ｊ２に周りに回動して停止した後の、制御点Ｐ１の位置をできる限り一定に維持することができる。これにより、エンドエフェクター４で対象物Ｗを把持する際、その把持を安定して行うことができる。
【００１５】
本発明のロボット２は、制御装置３によって制御される。これにより、前述した制御装置３の利点を発揮するロボット２が得られる。
【００１６】
本発明のロボットシステム１は、制御装置３と、制御装置３によって制御されるロボット２と、を有する。これにより、前述した制御装置３の利点を持つロボットシステム１が得られる。
【００１７】
図１に示すロボットシステム１は、ロボット２と、ロボット２を制御する制御装置３と、を有する。ロボットシステム１の用途は、特に限定されず、ロボットシステム１は、例えば、電子部品および電子機器等のワーク（対象物）の保持、搬送、組立および検査等の各作業で用いることができる。ロボット２は、水平多関節ロボット（スカラロボット）であり、基台２１と、基台２１に設けられ基台２１に対して移動可能なアーム２２と、アーム２２に設けられた作業ヘッド２５と、アーム２２に設けられた角速度センサー２０と、を有する。また、ロボット２は、アーム２２を駆動させるアーム駆動部２６と、作業ヘッド２５を駆動させる作業ヘッド駆動部２８と、を有する。
【００１８】
基台２１は、例えば、図示しない床面にボルト等によって固定されている。アーム２２は、基台２１に設けられ（連結され）、基台２１に対して第１軸Ｊ１周りに回動可能な第１アーム２３と、第１アーム２３の先端部に設けられ（連結され）、第１アーム２３に対して第１軸Ｊ１と平行な第２軸Ｊ２周りに回動可能な第２アーム２４と、を有する。
【００１９】
また、基台２１内には基台２１に対して第１アーム２３を、その回動軸としての第１軸（第１回動軸）Ｊ１周りに回動させるモーター（第１モーター）２６１が設けられている。また、モーター２６１にはモーター２６１の回転量を検出するエンコーダー２６２（位置検出部）が設けられており、エンコーダー２６２からの出力によって基台２１に対する第１アーム２３の回動角を検出することができる。また、第２アーム２４内には第１アーム２３に対して第２アーム２４を、その回動軸としての第２軸（第２回動軸）Ｊ２周りに回動させるモーター（第２モーター）２７１が設けられている。また、モーター２７１にはモーター２７１の回転量を検出するエンコーダー２７２（位置検出部）が設けられており、エンコーダー２７２からの出力によって第１アーム２３に対する第２アーム２４の回動角を検出することができる。図３に示すように、アーム駆動部２６は、モーター２６１と、エンコーダー２６２と、モーター２７１と、エンコーダー２７２とを有する構成となっている。
【００２０】
作業ヘッド２５は、第２アーム２４の先端部、すなわち、第２アーム２４（アーム２２）の第２軸Ｊ２と異なる位置に設けられている。作業ヘッド２５は、第２アーム２４の先端部に同軸的に配置されたスプラインナット２５１およびボールネジナット２５２と、スプラインナット２５１およびボールネジナット２５２に挿通されたスプラインシャフト２５３と、を有する。スプラインシャフト２５３は、第２アーム２４に対して、その中心軸である第３軸Ｊ３周りに回動可能であり、かつ、第３軸Ｊ３に沿った方向（第３軸Ｊ３と平行な方向）に移動（往復動）可能となっている。なお、第１軸Ｊ１、第２軸Ｊ２および第３軸Ｊ３は、互いに平行であり、それぞれ、鉛直方向に沿っている。
【００２１】
また、第２アーム２４内にはスプラインナット２５１を回転させてスプラインシャフト２５３を第３軸Ｊ３周りに回転させるモーター２８１が設けられている。また、モーター２８１にはモーター２８１の回転量を検出するエンコーダー２８２（位置検出部）が設けられており、エンコーダー２８２からの出力によって第２アーム２４に対するスプラインシャフト２５３の回転量を検出することができる。また、第２アーム２４内にはボールネジナット２５２を回転させてスプラインシャフト２５３を第３軸Ｊ３に沿った方向に移動させるモーター２９１が設けられている。また、モーター２９１にはモーター２９１の回転量を検出するエンコーダー２９２（位置検出部）が設けられており、エンコーダー２９２からの出力によって第２アーム２４に対するスプラインシャフト２５３の移動量を検出することができる。図３に示すように、作業ヘッド駆動部２８は、モーター２８１と、エンコーダー２８２と、モーター２９１と、エンコーダー２９２とを有する構成となっている。
【００２２】
図１および図２に示すように、スプラインシャフト２５３の先端部（下端部）には、エンドエフェクター４を装着するためのペイロード２５４が設けられている。ペイロード２５４に装着するエンドエフェクター４としては、特に限定されず、例えば、対象物Ｗを保持（把持、吸着）するハンドや対象物Ｗを加工する作業具等が挙げられる。
【００２３】
角速度センサー２０は、第２アーム２４内に設けられている。特に、本実施形態では、角速度センサー２０は、第２アーム２４の先端部（スプラインシャフト２５３の近傍）に設けられている。
【００２４】
図２に示すように、角速度センサー２０は、第２アーム２４が第２軸Ｊ２周りに回動、または、第２アーム２４の回動が停止した状態で、アーム２２（第１アーム２３）が第１軸Ｊ１周りに回動した際に、第２アーム２４における３つの軸周りの角速度を検出することができる。以下では、「第２アーム２４が第２軸Ｊ２周りに回動した際の角速度」を代表する。なお、３つの軸のうちの１つ目の軸は、図２中の第１角速度検出軸Ａ１であり、２つ目の軸は、第２角速度検出軸Ａ２であり、３つ目の軸は、第３角速度検出軸Ａ３である。また、このような角速度センサー２０としては、例えばジャイロセンサーで構成されているのが好ましい。
【００２５】
第１角速度検出軸Ａ１は、第２軸Ｊ２と第３軸Ｊ３とを含む（通る）平面（仮想平面ＶＰ）、すなわち、図２の紙面に直交する軸である。この第１角速度検出軸Ａ１周り（ピッチ方向）の角速度を「角速度（第１角速度）ωＡ１」と言うことがある。
【００２６】
第２角速度検出軸Ａ２は、第１角速度検出軸Ａ１と直交する、すなわち、第２軸Ｊ２の軸方向と平行な軸である。この第２角速度検出軸Ａ２周り（ヨー方向）の角速度を「角速度（第２角速度）ωＡ２」と言うことがある。
【００２７】
第３角速度検出軸Ａ３は、第１角速度検出軸Ａ１と第２角速度検出軸Ａ２とに直交する、すなわち、第２軸Ｊ２の軸方向と直交し、かつ、仮想平面ＶＰに平行な軸である。この第３角速度検出軸Ａ３周り（ロール方向）の角速度を「角速度（第３角速度）ωＡ３」と言うことがある。
【００２８】
このように角速度センサー２０は、仮想平面ＶＰに直交する第１角速度検出軸Ａ１周りの角速度ωＡ１を検出することができる。これにより、例えば角速度ωＡ１の情報を、スプラインシャフト２５３の上下方向（鉛直方向）の振動抑制制御に用いることができる。
【００２９】
また、角速度センサー２０は、第２軸Ｊ２（回動軸）に平行な第２角速度検出軸Ａ２（軸）周りの角速度ωＡ２も検出することができる。これにより、例えば角速度ωＡ２の情報を、スプラインシャフト２５３の水平方向の振動抑制制御に用いることができる。
【００３０】
また、角速度センサー２０は、第２アーム２４の長手方向と平行な第３角速度検出軸Ａ３周りの角速度ωＡ３を検出することができる。この角速度ωＡ３は、スプラインシャフト２５３の第３角速度検出軸Ａ３周りの振動抑制制御に用いられる。この制御については、後述する。
【００３１】
角速度センサー２０としては、角速度を検出することができれば、特に限定されず、例えば、圧電体の変形により生じる電荷から角速度を検出する角速度センサー、静電容量の変化から角速度を検出する角速度センサー等を用いることができる。なお、本実施形態では、角速度センサー２０として水晶振動子を用いている。この水晶振動子は、振動腕を有しており、振動腕を駆動振動モードで振動させている状態で、第１角速度検出軸Ａ１、第２角速度検出軸Ａ２および第３角速度検出軸Ａ３のいずれの検出軸周りの角速度が加わると、コリオリの力によって振動腕に検出振動モードが励振され、この検出振動モードに応じた検出信号を出力するようになっている。そのため、水晶振動子から出力される検出信号に基づいて、各検出軸周りの角速度を検出することができる。
【００３２】
図３に示すように、制御装置３は、ロボット２のアーム駆動部２６、作業ヘッド駆動部２８および角速度センサー２０と電気的に接続され、これらの各部の作動を制御する制御部３０を有する。ロボット２と制御装置３とは、ケーブルで電気的に接続されている。ただし、ロボット２と制御装置３とは、有線方式の接続に限らず、例えば、ケーブルを省略し、無線方式で接続してもよい。また、制御装置３は、ロボット２にその一部または全部が内蔵されていてもよい。
【００３３】
制御装置３（制御部３０）としては、例えば、プロセッサーの一例であるＣＰＵ（Central Processing Unit）が内蔵されたコンピューター（ＰＣ）等で構成することができる。これにより、制御装置３は、ロボット２の各部を制御することができる。
【００３４】
また、図３に示すように、制御装置３は、各種情報（諸条件）を記憶する記憶部３９と、各種情報（諸条件）を入力する入力部３８と、を備えている。
【００３５】
記憶部３９には、例えば、ロボット２を動作させるプログラムや、入力部３８を介して入力された情報等を記憶することができる。
【００３６】
入力部３８は、ロボット２の動作に必要な情報を入力することができる。この入力部３８としては、特に限定されず、例えば、キーボードやタッチパネル等で構成することができる。
【００３７】
次に、スプラインシャフト２５３の第３角速度検出軸Ａ３周りの振動抑制制御について説明する。
【００３８】
第２アーム２４は、第２軸Ｊ２周りに所定角度回動して停止した際に、第３角速度検出軸Ａ３周り、すなわち、ロール方向に振動する。そして、第２アーム２４の先端部に設けられたスプラインシャフト２５３も、この第２アーム２４とともに、第３角速度検出軸Ａ３周りに振動することとなる。角速度センサー２０では、この第３角速度検出軸Ａ３周りの振動と等価な角速度ωＡ３を検出することができる。
【００３９】
また、前述したように、スプラインシャフト２５３は、第３軸Ｊ３方向に沿って移動することができる。図２に示すように、スプラインシャフト２５３には、第３軸Ｊ３方向に移動する際の基準点Ｐ０が設定されている。この基準点Ｐ０としては、スプラインシャフト２５３上の任意の点とすることができるが、例えば、スプラインシャフト２５３が上方への限界位置に位置したときの、スプラインシャフト２５３の下端とするのが好ましい。
【００４０】
また、スプラインシャフト２５３には、エンドエフェクター４側の制御点Ｐ１が設定されている。制御点Ｐ１は、スプラインシャフト２５３が第３角速度検出軸Ａ３周りに振動したときに、その振動の影響をできる限り抑えたい（振動を最も抑制したい）制振対象点である。制御点Ｐ１としては、基準点Ｐ０と異なるスプラインシャフト２５３上の任意の点とすることができるが、例えば、スプラインシャフト２５３の第３軸Ｊ３方向の位置に関わらず、スプラインシャフト２５３の下端とするのが好ましい。
【００４１】
そして、スプラインシャフト２５３は、第３軸Ｊ３方向に移動した際の移動量に応じて、基準点Ｐ０と制御点Ｐ１との距離（以下この距離を「スプライン長」と言う）Ｄが変化するものとなっている。例えば、スプラインシャフト２５３が上方への限界位置に位置したときのスプライン長Ｄは、最小、すなわち、零となる。また、スプラインシャフト２５３が下方への限界位置に位置したときのスプライン長Ｄは、最大となる。
【００４２】
第２アーム２４が第３角速度検出軸Ａ３周りに振動した際、その振動が大きければ大きい程、制御点Ｐ１での振幅（変位量）も大きくなり、その結果、制御点Ｐ１の位置が定まらないおそれがある（図６参照）。そして、この状態で、例えば、エンドエフェクター４で対象物Ｗを把持しようとしても、その把持を行うことが困難となるおそれがある。
【００４３】
そこで、制御装置３では、スプラインシャフト２５３の第３角速度検出軸Ａ３周りの振動の抑制を行い、この抑制により、制御点Ｐ１の位置をできる限り一定に維持するよう制御可能に構成されている。
【００４４】
このような構成として、制御装置３の制御部３０は、図４に示すように、位置制御部３２と、速度制御部３３と、微分回路３５と、を有している。
【００４５】
位置制御部３２は、例えば予め記憶部３９に記憶されている位置指令に基づいて第２アーム２４の第２軸Ｊ２周りに回動させるモーター２７１への速度指令を生成する部分である。
【００４６】
速度制御部３３は、位置制御部３２で生成された速度指令に基づいてモーター２７１を駆動する電流指令を生成する部分である。
【００４７】
微分回路３５は、エンコーダー２７２からの出力によって得られた第２アーム２４のＪ２周りの回動角度を微分する部分である。この微分されることにより生成された指令（角速度指令）は、速度制御部３３に入力されて、モーター２７１を駆動する電流指令に重畳される。
【００４８】
なお、図４に示すように、ロボット２には、第１アーム２３の第１軸Ｊ１周りの回転（回動）による外乱振動が入ってきてもよい。
【００４９】
また、制御部３０は、感度補正部３６と、スプライン長反映部３７と、を有している。
感度補正部３６は、角速度センサー２０から出力された第３角速度検出軸Ａ３周りの角速度ωＡ３を補正する部分である。この補正として、本実施形態では、角速度ωＡ３に係数（第１係数）ｋ１を乗じる。なお、係数ｋ１は、０を超える任意の数値である。そして、角速度ωＡ３に係数ｋ１が乗じられた第１制御量（指令）ＳＧ１がスプライン長反映部３７に入力される。
【００５０】
例えば、０＜ｋ１＜１の場合、角速度ωＡ３は、感度補正部３６で減少される。これに対し、感度補正部３６での補正を省略した場合には、角速度ωＡ３がそのままの大きさで、すなわち、減少されずに速度制御部３３に入力されてしまい、その結果、第２アーム２４の第２軸Ｊ２周りの円滑な回動が困難となるおそれがある。
【００５１】
スプライン長反映部３７は、スプラインシャフト２５３の第３角速度検出軸Ａ３周りの振動抑制制御に、スプライン長Ｄの影響分を反映させる部分である。当該振動抑制制御は、スプライン長Ｄが大きければ大きい程、スプライン長Ｄから受ける影響が大きくなる。そのため、スプライン長Ｄの大きさを考慮するのが好ましく、制御部３０は、スプライン長反映部３７を有している。スプライン長反映部３７は、スプライン長Ｄの大きさに応じた係数ｋ２を第１制御量ＳＧ１に乗じる。そして、第１制御量ＳＧ１に係数ｋ２が乗じられた第２制御量（指令）ＳＧ２は、速度制御部３３に入力されて、モーター２７１を駆動する電流指令に重畳される。なお、係数ｋ２は、例えば、スプライン長Ｄと、スプラインシャフト２５３の第３角速度検出軸Ａ３周りの振動との関係を示す検量線から求められる。この検量線は、例えば、予めシミュレーションまたは実験により求められており、記憶部３９に記憶されている。
【００５２】
このようなフィードバック制御によって、モーター２７１は、位置指令および速度指令に合った駆動状態となる。そして、この駆動状態は、スプラインシャフト２５３の第３角速度検出軸Ａ３周りの振動の抑制を行うことができる状態となっている。これにより、制御点Ｐ１の振幅が相殺されて、制御点Ｐ１の位置が定まることとなる。
【００５３】
前述したように、アーム（ロボットアーム）２２は、基台２１に連結された第１アーム２３と、第１アーム２３に連結された第２アーム２４と、を有している。また、アーム駆動部（駆動部）２６は、第１アーム２３を、その回動軸としての第１軸（第１回動軸）Ｊ１周りに回動させるモーター（第１モーター）２６１と、第２アーム２４を、その回動軸としての第２軸（第２回動軸）Ｊ２周りに回動させるモーター（第２モーター）２７１と、を有するものである。
【００５４】
また、前述したように、制御部３０は、第２アーム２４が第２軸Ｊ２周りに回動した際に、角速度ωＡ３に基づいてアーム駆動部２６のモーター（第２モーター）２７１に対しフィードバック制御を行うことができる。そして、図５に示すように、このフィードバック制御により、制御部３０は、スプラインシャフト２５３に生じるエンドエフェクター４側の制御点Ｐ１の振動（振幅）を、エンドエフェクター４と反対側、すなわち、基準点Ｐ０の振動（振幅）よりも抑制することができる。
【００５５】
これにより、図５に示すように、制御点Ｐ１の位置が一定に維持され、よって、エンドエフェクター４で対象物Ｗを把持する際、その把持を安定して行うことができる。
【００５６】
なお、制御点Ｐ１の位置は、図５に示す状態では一定に維持されているが、例えば、角速度センサー２０の配置位置等の諸条件によっては、図５に示す状態よりも若干大きく（対象物Ｗの把持を阻害しない程度に）変位することがある。
【００５７】
また、このフィードバック制御が省略された場合には、図６に示す状態となる。図６に示す状態では、制御点Ｐ１の位置が著しく変位しており、この状態で、エンドエフェクター４で対象物Ｗを把持しようとしても、その把持を行うことが困難となるおそれがある。
【００５８】
また、このフィードバック制御は、ロボット２のような、ＣＰ（Compliance Pass）動作を行う水平多関節ロボット（スカラロボット）に適している。
【００５９】
前述したように、スプラインシャフト（シャフト）２５３には、第２軸Ｊ２（回動軸）と平行な第３軸Ｊ３方向に移動する際の基準点Ｐ０が設定されている。このスプラインシャフト（シャフト）２５３は、第２軸Ｊ２（回動軸）と平行な第３軸Ｊ３方向に移動した際の移動量に応じて、基準点Ｐ０と制御点Ｐ１とのスプライン長（距離）Ｄが変化するものである（図２参照）。そして、制御部３０は、スプライン長（距離）Ｄに関する情報をフィードバック制御に用いている。
【００６０】
スプライン長Ｄは、大きければ大きい程、スプラインシャフト２５３の第３角速度検出軸Ａ３周りの振動抑制制御に影響を与える。そのため、スプライン長Ｄに関する情報をフィードバック制御に用いていることにより、振動抑制制御は、スプライン長Ｄの大きさを考慮した制御となる。これにより、制御点Ｐ１の位置の一定化に寄与する。
【００６１】
また、入力部３８を介して、スプライン長（距離）Ｄに関する情報を入力することができる。すなわち、制御装置３は、スプライン長（距離）Ｄに関する情報を入力する入力部３８を備えている。これにより、スプライン長Ｄに関する情報を変更したい場合、その変更を迅速に行うことができる。また、この変更により、係数ｋ２も変更される。
【００６２】
図７は、本実施形態についてハードウェア（プロセッサー）を中心として説明するためのブロック図である。図７には、ロボット２とコントローラー６１とコンピューター６２が接続されたロボットシステム１Ａの全体構成が示されている。ロボット２の制御は、コントローラー６１にあるプロセッサーによりメモリーにある指令を読み出して実行されてもよいし、コンピューター６２に存在するプロセッサーによりメモリーにある指令を読み出してコントローラー６１を介して実行されてもよい。従って、コントローラー６１とコンピューター６２とのいずれか一方または両方を「制御装置」として捉えることができる。
【００６３】
図８は、本発明のロボットシステムの他の例１（変形例１）を示すブロック図である。図８には、ロボット２に直接コンピューター６３が接続されたロボットシステム１Ｂの全体構成が示されている。ロボット２の制御は、コンピューター６３に存在するプロセッサーによりメモリーにある指令を読み出して直接実行される。従って、コンピューター６３を「制御装置」として捉えることができる。
【００６４】
図９は、本発明のロボットシステムの他の例２（変形例２）を示すブロック図である。図９には、コントローラー６１が内蔵されたロボット２とコンピューター６６が接続され、コンピューター６６がＬＡＮ等のネットワーク６５を介してクラウド６４に接続されているロボットシステム１Ｃの全体構成が示されている。ロボット２の制御は、コンピューター６６に存在するプロセッサーによりメモリーにある指令を読み出して実行されてもよいし、クラウド６４上に存在するプロセッサーによりコンピューター６６を介してメモリーにある指令を読み出して実行されてもよい。従って、コントローラー６１とコンピューター６６とクラウド６４とのいずれか１つ、または、いずれか２つ、または、３つ（全体）を「制御装置」として捉えることができる。
【００６５】
以上、本発明の制御装置、ロボットおよびロボットシステムを図示の実施形態について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、制御装置、ロボットおよびロボットシステムを構成する各部は、同様の機能を発揮し得る任意の構成のものと置換することができる。また、任意の構成物が付加されていてもよい。
【００６６】
また、前記実施形態では、ロボットの基台の固定箇所は、例えば、設置スペースにおける床であるが、本発明では、これに限定されず、この他、例えば、天井、壁、作業台、地上等が挙げられる。また、基台自体が移動可能であってもよい。また、本発明では、ロボットは、セル内に設置されていてもよい。この場合、ロボットの基台の固定箇所としては、例えば、セルの床部、天井部、壁部、作業台等が挙げられる。
【００６７】
また、前記実施形態では、ロボット（基台）が固定される平面（面）である第１面は、水平面と平行な平面（面）であるが、本発明では、これに限定されず、例えば、水平面や鉛直面に対して傾斜した平面（面）でもよく、また、鉛直面と平行な平面（面）であってもよい。すなわち、第１〜第３軸は、鉛直方向に対して傾斜していてもよい。
【００６８】
また、前記実施形態では、ロボットアームの回動軸の数は、２つであるが、本発明では、これに限定されず、ロボットアームの回動軸の数は、１つであってもよいし、３つ以上であってもよい。すなわち、前記実施形態では、アームの数は、２つであるが、本発明では、これに限定されず、アームの数は、例えば、１つであってもよいし、３つ以上であってもよい。また、プロセッサーは、１つの装置で構成されていてもよく、また、複数の装置で構成されていてもよい、すなわち、複数の単位プロセッサーに分かれていてもよい。
【符号の説明】
【００６９】
１…ロボットシステム、１Ａ…ロボットシステム、１Ｂ…ロボットシステム、１Ｃ…ロボットシステム、２…ロボット、２０…角速度センサー、２１…基台、２２…アーム（ロボットアーム）、２３…第１アーム、２４…第２アーム、２５…作業ヘッド、２５１…スプラインナット、２５２…ボールネジナット、２５３…スプラインシャフト（シャフト）、２５４…ペイロード、２６…アーム駆動部（駆動部）、２６１…モーター（第１モーター）、２６２…エンコーダー、２７１…モーター（第２モーター）、２７２…エンコーダー、２８…作業ヘッド駆動部、２８１…モーター、２８２…エンコーダー、２９１…モーター、２９２…エンコーダー、３…制御装置、３０…制御部、３２…位置制御部、３３…速度制御部、３５…微分回路、３６…感度補正部、、３７…スプライン長反映部、３８…入力部、３９…記憶部、４…エンドエフェクター、６１…コントローラー、６２…コンピューター、６３…コンピューター、６６…コンピューター、６４…クラウド、６５…ネットワーク、Ｄ…スプライン長（距離）、Ｊ１…第１軸（第１回動軸）、Ｊ２…第２軸（第２回動軸）、Ｊ３…第３軸、Ａ１…第１角速度検出軸、Ａ２…第２角速度検出軸、Ａ３…第３角速度検出軸、ｋ１…係数（第１係数）、ｋ２…係数（第２係数）、Ｐ０…基準点、Ｐ１…制御点、ＳＧ１…第１制御量（指令）、ＳＧ２…第２制御量（指令）、ＶＰ…仮想平面、Ｗ…対象物、ωＡ１…角速度（第１角速度）、ωＡ２…角速度（第２角速度）、ωＡ３…角速度（第３角速度）
【図１】
2019206047.tif 000003
【図２】
2019206047.tif 000004
【図３】
2019206047.tif 000005
【図４】
2019206047.tif 000006
【図５】
2019206047.tif 000007
【図６】
2019206047.tif 000008
【図７】
2019206047.tif 000009
【図８】
2019206047.tif 000010
【図９】
2019206047.tif 000011