(57)【要約】【課題】トルク限定値を超えないトルクで回転軸を速度制御するモーター制御装置を提供する。【解決手段】モーター５を制御するモーター制御装置にかかわり、回転軸５ａの目標回転速度と回転速度との差に比例する第１トルク指令信号３５を出力する比例制御部３２と、目標回転速度と回転速度との差に対応するトルク信号を積分した第２トルク指令信号３６を出力する積分制御部３３と、第１トルク指令信号３５と第２トルク指令信号３６とを加算した第３トルク指令信号３７を出力する第３加算器３４と、回転軸５ａを駆動するトルクをトルク限定値以下に制限したトルク指令信号４４を出力する限定制御部３８と、を備え、積分制御部３３は目標回転速度と回転速度との差に対応するトルク信号からトルク限定値を超える分のトルクを示す帰還トルク信号３９に対応する信号を減算した信号を積分する。【選択図】図２
2013163237.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モーターの回転を制御するモーター制御装置であって、
前記モーターの回転軸の回転速度を検出する検出部と、
前記回転軸の目標回転速度と前記回転速度との差に比例する第１トルク指令信号を出力する比例制御部と、
前記目標回転速度と前記回転速度との差に比例するトルク信号を積分した第２トルク指令信号を出力する積分制御部と、
前記第１トルク指令信号と前記第２トルク指令信号とを加算した第３トルク指令信号を出力する加算器と、
前記モーターを駆動するトルクの最大値を示すトルク限定値を設定する限定値設定部と、
前記第３トルク指令信号が示すトルクを前記トルク限定値以下に制限したトルク指令信号を出力し、前記トルク限定値を超える分のトルクを示す超過トルク信号を前記積分制御部に出力するトルク限定制御部と、を備え、
前記積分制御部は前記目標回転速度と前記回転速度との差に比例する前記トルク信号を積分した値から前記超過トルク信号に比例する信号を減算し積分した信号を前記第２トルク指令信号とすることを特徴とするモーター制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載のモーター制御装置であって、
前記積分制御部は、前記超過トルク信号を減算したとき前記第２トルク指令信号の符号が反転するときには前記第２トルク指令信号をリセットし、
前記超過トルク信号を入力する間の前記第２トルク指令信号はリセットした前記第２トルク指令信号を維持することを特徴とするモーター制御装置。
【請求項３】
モーターの回転を制御するモーター制御装置であって、
前記モーターの回転軸の回転速度を検出する検出部と、
前記回転軸の目標回転速度と前記回転速度との差に比例する第１トルク指令信号を出力する比例制御部と、
前記目標回転速度と前記回転速度との差に比例するトルク信号を積分した第２トルク指令信号を出力する積分制御部と、
前記第１トルク指令信号と前記第２トルク指令信号とを加算した第３トルク指令信号を出力する加算器と、
前記モーターを駆動するトルクの最大値を示すトルク限定値を設定する限定値設定部と、
前記第３トルク指令信号が示すトルクを前記トルク限定値以下に制限したトルク指令信号を出力するトルク限定制御部と、
前記モーターの回転を反転するとき前記第２トルク指令信号をリセットするリセット指示部と、を備えることを特徴とするモーター制御装置。
【請求項４】
可動部と、前記可動部を駆動するモーターと、
前記モーターを制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は請求項１〜３のいずれか一項に記載のモーター制御装置であることを特徴とするロボットハンド。
【請求項５】
請求項４に記載のロボットハンドであって、
前記可動部は把持対象物を挟む第１可動部と第２可動部とを有し、
前記第１可動部と前記第２可動部との間隔が前記把持対象物の幅より狭い間隔となるように前記制御装置が前記第１可動部と前記第２可動部とを移動させる制御を行うことを特徴とするロボットハンド。
【請求項６】
ロボットハンドを備えたロボットであって、
前記ロボットハンドに請求項４または５に記載のロボットハンドが用いられていることを特徴とするロボット。
【請求項７】
モーターの回転軸の回転を制御するモーター制御方法であって、
前記回転軸を回転させる回転速度の目標値である目標回転速度と前記回転軸に加えるトルクの最大値を示すトルク限定値とを設定し、
前記回転速度を検出して前記回転速度と前記目標回転速度との差に比例する第１トルク指令信号を出力し、
前記目標回転速度と前記回転速度との差に比例するトルク信号を積分した第２トルク指令信号を出力し、
前記第１トルク指令信号と前記第２トルク指令信号とを加算した第３トルク指令信号を出力し、
前記第３トルク指令信号が示すトルクを前記トルク限定値以下に制限したトルク指令信号を出力し、
前記トルク指令信号が示すトルクにて前記回転軸を駆動し、
前記第３トルク指令信号が示すトルクが前記トルク限定値を超えるトルクを示す信号を超過トルク信号とし、
前記第３トルク指令信号が示すトルクが前記トルク限定値を超えるとき、前記第２トルク指令信号は前記目標回転速度と前記回転速度との差に比例するトルク信号から前記超過トルク信号に比例する信号を減算した信号を積分し、前記回転軸の回転方向を反転するときには前記トルク限定値を下げた後に前記目標回転速度を設定することを特徴とするモーター制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モーター制御装置、ロボットハンド、ロボット及びモーター制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ロボットや工作機械にサーボモーターを用いて可動部の停止位置を制御する方法が広く活用されている。そして、ロボットハンドが把持対象物を把持するときや、穴に棒を挿入するときには可動部が予定の位置に到達するまえに可動部が移動できなくなることがある。このとき、モーターにトルクリミットを設定して、可動部を制御する方式が特許文献１に開示されている。それによると、この制御方式は複数のトルクリミット値を記憶する記憶手段を備え、駆動するモーターや可動部が行う作業内容毎にトルクリミット値を切り換えていた。
【０００３】
また、モーターの回転中にトルクを急変させずに回転速度の制御性能を向上させる方法が特許文献２に開示されている。それによると、モーターの速度制御は、速度指令値と速度検出値との偏差を比例・積分調節器からなる速度調節器により増幅してトルク指令値を演算する。そして、実際のトルクがトルク指令値に一致するようにモーターの電流を制御する方法をとっていた。ここで、速度調節器の最適調整は、慣性モーメントの値に基づいて実施されている。さらに、トルクフィードフォワード補償器が慣性モーメントの値と速度指令値とを用いてトルクフィードフォワード補償値を演算する。そして、加算器が速度調節器の出力とトルクフィードフォワード補償値とを加算してトルク指令値を演算していた。
【０００４】
ロボットハンドが把持対象物を把持するとき、まず、制御装置はロボットハンドの可動部を把持対象物に接近させた後、接触させる。続いて、可動部を把持対象物に押圧する状態を維持する。可動部を把持対象物に接近させるとき制御装置はモーターを速度制御する。そして、可動部が把持対象物に接触した後、制御装置はモーターの制御をトルク制御に切り換える。そして、把持対象物を把持可能な力で可動部が把持対象物を押圧できるようにモーターのトルクを制御する。このとき、制御装置はモーターを制御しながら、状況に応じてモーターのトルクを自在に制御することにより把持することが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平５−６２１０号公報
【特許文献２】特開２０１１−１４７２６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
モーターの制御を位置制御からトルク制御に切り換えるとき、これまでは位置制御を行う制御回路からトルク制御を行う制御回路に切り換える方法をとっていた。このとき、制御系統を切り換えるために、可動部の制御を一旦停止させる必要があった。そこで、可動部の制御を一旦停止せずに、ロボットハンドが把持対象物を把持する方法が望まれていた。つまり、回転軸が回転しているときにも停止しているときにも速度制御しながら設定されたトルク限定値を超えないトルクで回転軸が動作するモーターの制御装置が望まれていた。
【０００７】
さらに、位置制御時に速度制御部ではＰＩ（Ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ  Ｉｎｔｅｇｒａｌ）制御を行うとき速度の積分成分が大きくなる場合があるので、回転を反転するときの応答性が悪くなる。そこで、モーターを反転するときにも応答性良くトルク指令信号を制御することができるモーターの制御装置が望まれていた。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、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、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
【０００９】
［適用例１］
本適用例にかかるモーター制御装置は、モーターの回転を制御するモーター制御装置であって、前記モーターの回転軸の回転速度を検出する検出部と、前記回転軸の目標回転速度と前記回転速度との差に比例する第１トルク指令信号を出力する比例制御部と、前記目標回転速度と前記回転速度との差に比例するトルク信号を積分した第２トルク指令信号を出力する積分制御部と、前記第１トルク指令信号と前記第２トルク指令信号とを加算した第３トルク指令信号を出力する加算器と、前記モーターを駆動するトルクの最大値を示すトルク限定値を設定する限定値設定部と、前記第３トルク指令信号が示すトルクを前記トルク限定値以下に制限したトルク指令信号を出力し、前記トルク限定値を超える分のトルクを示す超過トルク信号を前記積分制御部に出力するトルク限定制御部と、を備え、前記積分制御部は前記目標回転速度と前記回転速度との差に比例する前記トルク信号を積分した値から前記超過トルク信号に比例する信号を減算し積分した信号を前記第２トルク指令信号とすることを特徴とする。
【００１０】
本適用例によれば、検出器がモーターの回転軸の回転速度を検出する。比例制御部は回転軸の目標回転速度と回転速度との差を演算し第１トルク指令信号を出力する。積分制御部は目標回転速度と回転速度との差に比例するトルク信号を演算し、演算結果を時間に対して積分する。そして、積分した積分値である第２トルク指令信号を出力する。加算器は第１トルク指令信号と第２トルク指令信号とを加算した第３トルク指令信号を算出し出力する。第３トルク指令信号は、目標回転速度と回転速度との差が大きい程大きなトルクでモーターを駆動するトルク指令信号となる。
【００１１】
限定値設定部は回転軸に加えるトルクの最大値であるトルク限定値を設定し、トルク限定制御部に出力する。トルク限定制御部は第３トルク指令信号により駆動される回転軸のトルクとトルク限定値とを比較する。そして、第３トルク指令信号により駆動される回転軸のトルクがトルク限定値を超えるとき、トルク限定制御部は第３トルク指令信号を変えてトルク指令信号を出力する。トルク指令信号により駆動される回転軸のトルクがトルク限定値を超えないようにトルク限定制御部は第３トルク指令信号を変える。従って、回転軸が回転しているときにも停止しているときにも速度制御を行いつつ限定値設定部が設定したトルク限定値を超えないトルクで回転軸が動作する。
【００１２】
第３トルク指令信号がトルク限定値を超えているときには超過トルク信号が出力される。このとき、トルク限定制御部が超過トルク信号を積分制御部に出力する。積分制御部は目標回転速度と回転速度との差に比例するトルク信号から超過トルク信号に比例する信号を減算し積分した信号を第２トルク指令信号とする。これにより、第２トルク指令信号は小さいトルクに変更される。従って、モーターを反転するときには応答性良くトルク指令信号を出力することができる。
【００１３】
［適用例２］
上記適用例にかかるモーター制御装置において、前記積分制御部は、前記超過トルク信号を減算したとき前記第２トルク指令信号の符号が反転するときには前記第２トルク指令信号をリセットし、前記超過トルク信号を入力する間の前記第２トルク指令信号はリセットした前記第２トルク指令信号を維持することを特徴とする。
【００１４】
本適用例によれば、積分制御部は、目標回転速度と回転速度との差に比例するトルク信号から超過トルク信号を減算して積分する。超過トルク信号を減算することにより、第２トルク指令信号の符号が反転することがある。尚、符号が反転するとはトルクが回転軸を回転させる方向が反転することを示す。このとき、超過トルク信号が入力するとき回転軸は一方向に回転中である。そして、第２トルク指令信号の符号が反転するときには回転軸の回転が不安定となる。そこで、超過トルク信号が入力するときに第２トルク指令信号をリセットする。さらに、超過トルク信号が入力する間は第２トルク指令信号をリセットした第２トルク指令信号に維持している。従って、第２トルク指令信号の符号が反転することを防止できる為、回転軸の回転を安定して維持することができる。
【００１５】
［適用例３］
本適用例にかかるモーター制御装置は、モーターの回転を制御するモーター制御装置であって、前記モーターの回転軸の回転速度を検出する検出部と、前記回転軸の目標回転速度と前記回転速度との差に比例する第１トルク指令信号を出力する比例制御部と、前記目標回転速度と前記回転速度との差に比例するトルク信号を積分した第２トルク指令信号を出力する積分制御部と、前記第１トルク指令信号と前記第２トルク指令信号とを加算した第３トルク指令信号を出力する加算器と、前記モーターを駆動するトルクの最大値を示すトルク限定値を設定する限定値設定部と、前記第３トルク指令信号が示すトルクを前記トルク限定値以下に制限したトルク指令信号を出力するトルク限定制御部と、前記モーターの回転を反転するとき前記第２トルク指令信号をリセットするリセット指示部と、を備えることを特徴とする。
【００１６】
本適用例によれば、検出器がモーターの回転軸の回転速度を検出する。比例制御部は回転軸の目標回転速度と回転速度との差を演算し第１トルク指令信号を出力する。積分制御部は目標回転速度と回転速度との差を演算し、さらに、演算結果を時間に対して積分する。そして、積分した積分値に比例する第２トルク指令信号を出力する。加算器は第１トルク指令信号と第２トルク指令信号とを加算し第３トルク指令信号を算出し出力する。
【００１７】
限定値設定部は回転軸に加えるトルクの最大値であるトルク限定値を設定し、トルク限定制御部に出力する。トルク限定制御部は第３トルク指令信号により駆動される回転軸のトルクとトルク限定値とを比較する。そして、第３トルク指令信号により駆動される回転軸のトルクがトルク限定値を超えるとき、トルク限定制御部は第３トルク指令信号を変えてトルク指令信号を出力する。そして、トルク指令信号により駆動される回転軸のトルクがトルク限定値を超えないようにトルク限定制御部は第３トルク指令信号を変える。従って、回転軸が回転しているときにも停止しているときにも速度制御を行いつつ限定値設定部が設定したトルク限定値を超えないトルクで回転軸が動作する。
【００１８】
モーターを反転するとき、第２トルク指令信号が大きいときには第１トルク指令信号が第２トルク指令信号をこえるまで反転するトルク指令信号が出力できない。本適用例では、リセット指示部が第２トルク指令信号の出力をリセットする。従って、モーターを反転するときにも応答性良くトルク指令信号を制御することができる。その結果、モーターに要求されるトルクに応じたトルクでモーターの回転速度を制御することができる。
【００１９】
［適用例４］
本適用例にかかるロボットハンドは、可動部と、前記可動部を駆動するモーターと、前記モーターを制御する制御装置と、を備え、前記制御装置は上記のいずれか一項に記載のモーター制御装置であることを特徴とする。
【００２０】
本適用例によれば、ロボットハンドは可動部及びモーターを備えている。そして、モーターの回転軸を回転させることにより可動部を移動させている。さらに、ロボットハンドは制御部を備えている。制御部はモーター制御部を有し、モーター制御部はモーターの回転角度や回転速度を制御する。そして、制御部がモーターを制御することにより可動部の動作を制御している。
【００２１】
モーター制御部は上記に記載のモーター制御装置を有している。従って、回転軸が回転しているときにも停止しているときにもモーターに要求されるトルクに応じたトルクで回転軸を駆動することができる。その結果、可動部を移動して停止するときにも、可動部が押圧する力と速度を制御することができる。
【００２２】
［適用例５］
上記適用例にかかるロボットハンドにおいて、前記可動部は把持対象物を挟む第１可動部と第２可動部とを有し、前記第１可動部と前記第２可動部との間隔が前記把持対象物の幅より狭い間隔となるように前記制御装置が前記第１可動部と前記第２可動部とを移動させる制御を行うことを特徴とする。
【００２３】
本適用例によれば、ロボットハンドは第１可動部と第２可動部との可動部を有しており、可動部は把持対象物を挟むことができる。そして、制御装置は第１可動部と第２可動部との幅が把持対象物の幅より狭くなるように動作する。従って、第１可動部と第２可動部との間に把持対象物があるときには第１可動部と第２可動部とが把持対象物を挟む。可動部が把持対象物を挟んだ後、回転軸のトルクを下げることなく上昇させることができる。従って、可動部を移動させる動作から把持対象物を挟む動作に続けて移行することができる。
【００２４】
可動部が移動対象に接近するためにモーター制御部は回転軸のトルクをトルク限定値まで上昇させる。このとき、回転軸のトルクは徐々に上昇させることができるので、把持対象物に急激に力を加えて損傷を与えるのを防止することができる。さらに、把持対象物が第１可動部と第２可動部との間から外れるとき、第１可動部と第２可動部との間隔が把持対象物の幅より狭い間隔となる場所で停止する。従って、第１可動部と第２可動部とが衝突することを防止することができる。
【００２５】
［適用例６］
本適用例にかかるロボットは、ロボットハンドを備えたロボットであって、前記ロボットハンドに上記に記載のロボットハンドが用いられていることを特徴とする。
【００２６】
本適用例によれば、ロボットは上記に記載のロボットハンドを備えている。従って、ロボットが備えるロボットハンドは可動部を移動して停止するときにも、可動部が押圧する力と速度を制御することができる。
【００２７】
［適用例７］
本適用例にかかるモーター制御方法は、モーターの回転軸の回転を制御するモーター制御方法であって、前記回転軸を回転させる回転速度の目標値である目標回転速度と前記回転軸に加えるトルクの最大値を示すトルク限定値とを設定し、前記回転速度を検出して前記回転速度と前記目標回転速度との差に比例する第１トルク指令信号を出力し、前記目標回転速度と前記回転速度との差に比例するトルク信号を積分した第２トルク指令信号を出力し、前記第１トルク指令信号と前記第２トルク指令信号とを加算した第３トルク指令信号を出力し、前記第３トルク指令信号が示すトルクを前記トルク限定値以下に制限したトルク指令信号を出力し、前記トルク指令信号が示すトルクにて前記回転軸を駆動し、前記第３トルク指令信号が示すトルクが前記トルク限定値を超えるトルクを示す信号を超過トルク信号とし、前記第３トルク指令信号が示すトルクが前記トルク限定値を超えるとき、前記第２トルク指令信号は前記目標回転速度と前記回転速度との差に比例するトルク信号から前記超過トルク信号に比例する信号を減算した信号を積分し、前記回転軸の回転方向を反転するときには前記トルク限定値を下げた後に前記目標回転速度を設定することを特徴とする。
【００２８】
本適用例によれば、目標回転速度とトルク限定値とが設定されている。そして、回転速度を検出して回転速度と目標回転速度との差に比例する第１トルク指令信号を出力する。つまり、回転速度と目標回転速度との差が大きい程高いトルクを出力するトルク指令信号を出力している。これにより、回転速度が目標回転速度に到達するように制御される。
【００２９】
そして、第２トルク指令信号を出力するときには目標回転速度と回転速度との差に比例するトルク信号から超過トルク信号に比例する信号を減算した信号を積分している。第２トルク指令信号により回転速度を目標回転速度に接近させることができる。第３トルク指令信号は第１トルク指令信号と第２トルク指令信号とが加算されている。これにより、ＰＩ制御が実現されている。
【００３０】
第３トルク指令信号が示すトルクをトルク限定値以下に制限したトルク指令信号が出力される。そして、トルク指令信号が示すトルクにて回転軸を駆動している。従って、回転軸はトルク限定値以下のトルクにて駆動される。その結果、速度制御しながら設定されたトルク限定値を超えないトルクで回転軸を動作させることができる。
【００３１】
第３トルク指令信号が示すトルクがトルク限定値を大きく超える程、超過トルク信号が大きくなる。第２トルク指令信号は目標回転速度と回転速度との差に比例するトルク信号から超過トルク信号に比例する信号を減算した信号を積分している。超過トルク信号が大きいと第２トルク指令信号は小さくなり過去の回転速度の影響が小さくなる。回転軸の回転方向を反転するときにはトルク限定値を下げた後に目標回転速度を設定している。従って、超過トルク信号を大きくして過去の影響を小さくした後で反転する為応答性良くモーターを駆動することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】第１の実施形態にかかわり、（ａ）は、ロボットハンドの構成を示す模式平面図、（ｂ）は、ロボットハンドの構成を示す模式側面図、（ｃ）は、ロボットハンドの指部を示す要部模式拡大図。
【図２】制御装置の構成を示すブロック図。
【図３】積分器の構造を示すブロック図。
【図４】（ａ）は、ロボットハンドの把持作業を示すフローチャート、（ｂ）は、モーターを制御する手順を示すフローチャート。
【図５】把持作業における把持方法を説明するためのタイムチャート。
【図６】把持作業における把持方法を説明するためのタイムチャート。
【図７】第２の実施形態にかかわり、把持作業における把持方法を説明するためのタイムチャート。
【図８】第３の実施形態にかかわり、制御装置の構成を示すブロック図。
【図９】把持作業における把持方法を説明するためのタイムチャート。
【図１０】第４の実施形態にかかわり、（ａ）は、ロボットハンドの構成を示す模式平面図、（ｂ）はロボットハンドの指部を示す要部模式拡大図。
【図１１】ロボットハンドを備えたロボットの構成を示す模式平面図。
【図１２】比較例にかかわり、把持作業における把持方法を説明するためのタイムチャート。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、実施形態について図面に従って説明する。尚、各図面における各部材は、各図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各部材毎に縮尺を異ならせて図示している。
（第１の実施形態）
本実施形態では、モーター制御装置と、このモーター制御装置を用いたロボットハンドの特徴的な例について、図１〜図６に従って説明する。
（ロボットハンド）
図１（ａ）は、ロボットハンドの構成を示す模式平面図であり、図１（ｂ）は、ロボットハンドの構成を示す模式側面図である。図１（ｃ）はロボットハンドの指部を示す要部模式拡大図である。図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように、ロボットハンド１は直方体状のハンド本体２を備えている。ハンド本体２の長手方向をＹ方向とし、Ｙ方向と直交する方向をＸ方向とする。そして、Ｘ方向及びＹ方向と直交するハンド本体２の厚み方向をＺ方向とする。
【００３４】
ハンド本体２の−Ｘ側の面においてハンド本体２は腕部３と接続し、腕部３は図示しないロボット本体と接続されている。ハンド本体２のＸ方向且つＹ方向の角にはＸ方向に延在する固定指部４が設置されている。固定指部４は角柱状であり、中央にて折れ曲がった形状となっている。固定指部４の先端部４ａはＸＹ平面視で円弧状となっている。
【００３５】
ハンド本体２のＸ方向且つ−Ｙ方向の角にはモーター５が設置されている。モーター５の回転軸５ａはモーター５のＺ方向及び−Ｚ方向に突出している。モーター５の−Ｚ方向には検出部としてのエンコーダー６が設置され、エンコーダー６は回転軸５ａの回転角度に応じた信号を出力する。
【００３６】
モーター５のＺ方向には減速装置７が設置されている。回転軸５ａの一端は減速装置７に挿入されている。そして、減速装置７のＺ方向には出力軸７ａが設置され、減速装置７は回転軸５ａの回転速度を減速した回転速度にて出力軸７ａを回転させる。この出力軸７ａは可動部及び第１可動部としての可動指８と接続されている。
【００３７】
可動指８は凹部８ａを備え、凹部８ａにモーター５、エンコーダー６及び減速装置７が位置している。凹部８ａには出力軸７ａの中心軸を同じく中心軸とする回転軸８ｂが設置されている。そして、エンコーダー６の−Ｚ方向には回転軸８ｂを受ける軸受け９が設置されている。これにより、可動指８はハンド本体２と回転可能に設置されている。そして、モーター５が回転するとき可動指８は出力軸７ａ及び回転軸８ｂを中心として回転する。
【００３８】
可動指８は固定指部４と同様に角柱状であり、中央にて折れ曲がった形状となっている。可動指８の先端部８ｃは先端部４ａと同様にＸＹ平面視で円弧状となっている。そして、モーター５が可動指８を回転させるとき、先端部８ｃは先端部４ａと接触するようになっている。先端部４ａと先端部８ｃとの間に把持対象物１０をおいて先端部８ｃが先端部４ａに接近するように回転軸５ａを回転させる。このとき、先端部４ａと先端部８ｃとを把持対象物１０に押圧することによりロボットハンド１は把持対象物１０を把持することができる。
【００３９】
ロボットハンド１は制御装置１１を備え、制御装置１１にはモーター５の回転と停止を制御するモーター制御装置１２が配線１３により接続されている。そして、制御装置１１はモーター制御装置１２にモーター５を駆動させて可動指８を開閉するようになっている。
【００４０】
図１（ｃ）に示すように、ロボットハンド１は把持対象物１０を固定指部４と可動指８とで挟んで把持する。固定指部４と可動指８とが把持対象物１０と接触する場所を通る方向の把持対象物１０の幅を把持対象物幅１０ａとする。そして、可動指８の移動目標場所１４を図中２点鎖線にて示す。制御装置１１は可動指８が移動目標場所１４に移動するようにモーター制御装置１２にモーター５を駆動させる。
【００４１】
固定指部４と移動目標場所１４との間隔を目標間隔１５とする。このとき、目標間隔１５は把持対象物幅１０ａより狭い間隔となっている。これにより、可動指８は移動目標場所１４に到達するまえに把持対象物１０と接触する。従って、制御装置１１がモーター制御装置１２にモーター５を駆動する指示を変更するまで固定指部４と可動指８とで把持対象物１０を押圧して把持することができる。
【００４２】
（モーター制御装置）
図２は制御装置の構成を示すブロック図である。図２に示すように、制御装置１１はモーター制御装置１２の他にリセット指示部としての統合制御部１６、検出部としての速度検出部１７、角度検出部１８を有している。統合制御部１６はロボットハンド１のモーター５に加えて他のモーターも制御する機能を備えている。そして、各モーターが駆動する可動部を統合して管理する。速度検出部１７はエンコーダー６が出力する信号を入力して回転軸５ａの回転速度を検出する機能を備えている。エンコーダー６からは回転軸５ａの回転角度に応じたパルス信号が出力される。エンコーダー６の分解能は特に限定されないが、例えば本実施形態では、回転軸５ａが０．１度回転する毎の１つのパルス信号が出力される。速度検出部１７はパルス信号の間隔の時間を計測することにより回転軸５ａの回転速度を検出する。
【００４３】
角度検出部１８はエンコーダー６が出力する信号を入力して回転軸５ａの回転角度を検出する機能を備えている。角度検出部１８はパルス信号の入力数を積算することにより回転軸５ａの回転角度を検出する。尚、エンコーダー６、速度検出部１７及び角度検出部１８等により回転検出器１９が構成されている。
【００４４】
モーター制御装置１２は第１加算器２２を備えている。統合制御部１６は第１加算器２２に目標とするモーター５の回転角度を示す角度指令２３を出力する。この角度指令２３は可動指８が移動目標場所１４に到着したときの回転軸５ａの回転角度を示している。さらに、角度検出部１８は回転軸５ａの角度を示す角度データ信号２４を第１加算器２２に出力する。第１加算器２２は角度指令２３から角度データ信号２４を減算した動作角度信号２５を演算する。そして、可動指８が移動目標場所１４に到着するまでに回転軸５ａを回転させる角度である動作角度信号２５を出力する。
【００４５】
第１加算器２２と接続して位置制御部２６が配置され、位置制御部２６には動作角度信号２５が入力される。位置制御部２６は動作角度信号２５を用いて速度指令２７を演算して出力する。速度指令２７は動作角度信号２５が示す回転軸５ａの回転角度を判定角度と比較する。そして、回転角度が判定角度より大きいとき速度指令２７を最大速度に設定して出力する。回転角度が判定角度より小さいときには速度指令２７を回転角度に応じた速度に設定して出力する。つまり、回転角度が大きいときには高速回転させる速度指令２７を出力し、回転角度が小さいときには低速回転させる速度指令２７を出力する。この速度指令２７は回転軸５ａの目標回転速度を示している。
【００４６】
位置制御部２６と接続して第２加算器２８が配置され、第２加算器２８には速度指令２７が入力される。さらに、第２加算器２８には速度検出部１７が接続され、速度検出部１７が出力する回転速度信号２９が第２加算器２８に入力される。回転速度信号２９は、エンコーダー６と速度検出部１７とが検出した回転軸５ａの回転速度を示す信号である。
【００４７】
第２加算器２８は速度指令２７から回転速度信号２９が示す回転速度を減算して速度差信号３０を出力する。速度差信号３０は速度指令２７に対する回転軸５ａの回転速度の差である。速度指令２７が示す回転方向に回転軸５ａが回転しているとき、回転軸５ａの回転速度より速度指令２７が大きいときには速度差信号３０は正の値を示す。回転軸５ａの回転速度より速度指令２７が小さいときには速度差信号３０は負の値を示す。
【００４８】
第２加算器２８と接続して、速度制御部３１が配置されている。速度制御部３１は比例制御部３２、積分制御部３３及び加算器としての第３加算器３４を備えている。比例制御部３２及び積分制御部３３は第２加算器２８と接続され、さらに、第３加算器３４と接続されている。比例制御部３２には第２加算器２８から速度差信号３０が入力される。比例制御部３２は速度差信号３０に所定の定数を乗算した第１トルク指令信号３５を演算して第３加算器３４に出力する。
【００４９】
積分制御部３３にも第２加算器２８から速度差信号３０が入力される。積分制御部３３は増幅器３３ａ及び積分器３３ｂを備えている。そして、積分制御部３３に入力された速度差信号３０は増幅器３３ａに入力される。増幅器３３ａは速度差信号３０に所定の定数を乗算した増幅速度差信号３０ａを算出して積分器３３ｂに出力する。積分器３３ｂは乗算された速度差信号３０を時間軸にて積分した第２トルク指令信号３６を演算して第３加算器３４に出力する。
【００５０】
第３加算器３４は第１トルク指令信号３５と第２トルク指令信号３６とを加算して第３トルク指令信号３７を出力する。第２加算器２８及び速度制御部３１は回転速度信号２９が速度指令２７に近づくようにＰＩ制御を行う構成となっている。つまり、比例制御部３２は速度差信号３０に比例した第１トルク指令信号３５を出力することにより回転速度信号２９を速度指令２７に近づけている。そして、積分制御部３３は第１トルク指令信号３５によって回転軸５ａが駆動されるときに生じるオフセットを解消するようにモーター５を制御する。
【００５１】
第３加算器３４と接続してトルク限定制御部としての限定制御部３８が配置され、限定制御部３８には第３トルク指令信号３７が入力される。限定制御部３８はトルク限定値を記憶しており、限定制御部３８はトルク限定値と第３トルク指令信号３７とを比較する。トルク限定値は、限定制御部３８が出力するトルク指令信号４４の示すトルクを所定のトルク以下に限定するために比較する値である。そして、第３トルク指令信号３７がトルク限定値を超えるとき、限定制御部３８は第３トルク指令信号３７からトルク限定値を減算した値に相当する超過トルク信号としての帰還トルク信号３９を算出して飽和増幅器４２に出力する。
【００５２】
飽和増幅器４２は帰還トルク信号３９に所定の定数を乗算した増幅帰還信号３９ａを算出し、増幅帰還信号３９ａを積分器３３ｂに出力する。積分器３３ｂは増幅速度差信号３０ａから増幅帰還信号３９ａを減算した信号を積分した積分値を算出して第２トルク指令信号３６とする。
【００５３】
積分値の符号が反転するときには積分器３３ｂは、第２トルク指令信号３６を切り換えてトルクを印加しない信号にする。つまり、第２トルク指令信号３６のレベルを”０”にリセットする。そして、帰還トルク信号３９が入力する間はリセットした第２トルク指令信号３６を維持する。これにより、モーター５の回転軸５ａを反転駆動するときに制御装置１１は応答性良く回転軸５ａを反転させることができる。
【００５４】
限定制御部３８にはモーター駆動部４３が接続されている。第３トルク指令信号３７がトルク限定値を超えないとき、限定制御部３８は第３トルク指令信号３７をトルク指令信号４４としてモーター駆動部４３に出力する。一方、第３トルク指令信号３７がトルク限定値を超えるとき、限定制御部３８はトルク限定値のトルク出力を指令する信号をトルク指令信号４４としてモーター駆動部４３に出力する。従って、トルク指令信号４４はトルク限定値を超えない信号が出力される。
【００５５】
そして、モーター駆動部４３は限定制御部３８からトルク指令信号４４を入力しモーター５に駆動信号４５を出力する。モーター駆動部４３はトルク制御及び駆動回路等を備えトルク指令通りのトルクを発生するようにモーターを駆動する。
【００５６】
統合制御部１６、速度検出部１７及び限定制御部３８と接続して限定値設定部４６が配置されている。統合制御部１６は限定値設定部４６に回転軸５ａの状態に応じたトルク限定値等を含むトルク限定信号４７を出力する。限定値設定部４６はメモリー等の記憶部を有し、回転軸５ａの状態に応じたトルク限定値のデータを記憶する。回転軸５ａの状態は、例えば、加速回転時、高速での一定速度回転時、減速回転時、停止時の状態が含まれている。
【００５７】
限定値設定部４６は速度検出部１７から回転速度信号２９を入力する。そして、回転軸５ａの回転状態を判断して回転軸５ａの各回転状態に応じた限定トルク設定信号４８を限定制御部３８に出力する。限定制御部３８は限定トルク設定信号４８を入力してトルク限定値を設定する。
【００５８】
位置制御部２６は速度指令２７を演算するとき、加速回転、減速回転のどのモードに該当するかを認識する。そして、モードが切り替わるとき位置制御部２６は加速回転、減速回転のどのモードに切り替わるかを伝達するモード信号４９を限定値設定部４６に出力する。そして、限定値設定部４６は位置制御部２６が切り換えるモードに対応してトルク限定値を設定することが可能になっている。
【００５９】
統合制御部１６は角度データ信号２４、回転速度信号２９を入力している。これにより、統合制御部１６は回転軸５ａが回転中か停止しているかを認識する。さらに、回転軸５ａが回転しているときには回転軸５ａの回転角度や回転速度を認識することができる。統合制御部１６は飽和増幅器４２から増幅帰還信号３９ａを入力する。統合制御部１６は増幅帰還信号３９ａを用いて第３トルク指令信号３７がトルク限定値に達しているかを認識することができる。そして、統合制御部１６はモーター５の状況を認識した上でトルク限定信号４７を出力し、トルク限定値を設定する。また、統合制御部１６はトルク指令信号４４やモーター５の実際の電流値を駆動状態の判断に利用してもよい。
【００６０】
次に、積分器３３ｂの構造及び機能について詳細に説明する。積分器３３ｂはＣＰＵ（中央演算装置）によって駆動され機能が実現されている。従って、図示しないメモリーに記憶されたプログラムの記述に従ってＣＰＵが駆動されることにより機能が実現されている。
【００６１】
図３は、積分器の構造を示すブロック図である。図３に示すように積分器３３ｂは増幅器３３ａ及び第３加算器３４と接続する積分第１加算器５０を備え、積分第１加算器５０は積分第２加算器５１と接続されている。積分第２加算器５１は飽和増幅器４２と接続されている。さらに、積分第２加算器５１は積分第１記憶部５２と接続され、積分第１記憶部５２は符号比較部５３と接続されている。符号比較部５３は積分第２記憶部５４と接続され、積分第２記憶部５４は積分第１加算器５０と接続されている。
【００６２】
積分第２記憶部５４には演算に用いる積算データ５５が記憶されている。積算データ５５はこれまでの増幅速度差信号３０ａが積算されたデータである。そして、積分第２記憶部５４は積算データ５５を積分第１加算器５０に出力する。積分第１加算器５０は増幅速度差信号３０ａ及び積算データ５５を入力し、増幅速度差信号３０ａと積算データ５５とを加算する。そして、積分第１加算器５０は演算結果を第２トルク指令信号３６として第３加算器３４に出力する。
【００６３】
さらに、積分第１加算器５０は第２トルク指令信号３６を積分第２加算器５１に出力する。積分第２加算器５１は第２トルク指令信号３６及び増幅帰還信号３９ａを入力し、第２トルク指令信号３６から増幅帰還信号３９ａを減算する。そして、積分第２加算器５１は演算結果を帰還演算データ５６として積分第１記憶部５２に出力する。
【００６４】
第３トルク指令信号３７がトルク限定値を超えていないときには増幅帰還信号３９ａの信号は”０”の信号となっている。尚、”０”の信号とは回転軸５ａを駆動するトルクに影響を及ぼさない信号を示す。従って、このときには帰還演算データ５６は第２トルク指令信号３６と同じ値となる。
【００６５】
符号比較部５３は積分第１記憶部５２から帰還演算データ５６を入力し、積分第２記憶部５４から積算データ５５を入力する。さらに、符号比較部５３は飽和増幅器４２から増幅帰還信号３９ａを入力する。そして、符号比較部５３は積算データ５５と帰還演算データ５６とを比較する。積算データ５５と帰還演算データ５６との符号が異なるとき、符号比較部５３は増幅帰還信号３９ａが”０”の信号でないか否かを確認する。そして、積算データ５５と帰還演算データ５６との符号が異なり、且つ、増幅帰還信号３９ａが”０”の信号でないときには符号比較部５３は積分第２記憶部５４に記憶された積算データ５５を”０”の信号に変更してリセットする。
【００６６】
これにより、第３トルク指令信号３７がトルク限定値を超えたときにも、帰還トルク信号３９により積算データ５５の符号が変わることがない。従って、帰還トルク信号３９により第３トルク指令信号３７の符号が変わるのを防止している。その結果、帰還トルク信号３９により回転軸５ａの回転方向が反転することを防止することができる。
【００６７】
積分第２記憶部５４にはリセットフラグ５７と称するデータが記憶されている。リセットフラグ５７の初期値は”０”である。そして、積算データ５５と帰還演算データ５６との符号が異なり、且つ、増幅帰還信号３９ａが”０”の信号でないときには符号比較部５３は積分第２記憶部５４に記憶されたリセットフラグ５７を”１”に変更する。つまり、リセットフラグ５７は積算データ５５が”０”の信号のとき、増幅帰還信号３９ａの影響を受けて積算データ５５が”０”の信号に設定されたのか、増幅帰還信号３９ａに関係せずに”０”の信号となっているかを見分けるデータとなっている。
【００６８】
そして、符号比較部５３はリセットフラグ５７及び増幅帰還信号３９ａを入力する。リセットフラグ５７が”１”であり、且つ、増幅帰還信号３９ａが”０”の信号でないときには符号比較部５３は積分第２記憶部５４に記憶された積算データ５５をリセットされた”０”の信号のまま維持する。増幅帰還信号３９ａが”０”の信号のときには符号比較部５３は積分第２記憶部５４に記憶された積算データ５５を帰還演算データ５６に変更する。さらに、符号比較部５３はリセットフラグ５７を”０”の信号に変更する。
【００６９】
積算データ５５と帰還演算データ５６との符号が同じとき、符号比較部５３は積分第２記憶部５４に記憶された積算データ５５を帰還演算データ５６に変更する。以上の動作により、増幅帰還信号３９ａの値が”０”のときには、積分器３３ｂは増幅速度差信号３０ａを積分した信号を第２トルク指令信号３６として出力する。そして、増幅帰還信号３９ａの値が”０”でないときに、第２トルク指令信号３６の符号が反転するときには積分器３３ｂは増幅速度差信号３０ａを第２トルク指令信号３６として出力する。
【００７０】
次に、上述したロボットハンド１を用いて、把持対象物１０を把持する方法について図４〜図７にて説明する。図４（ａ）は、ロボットハンドの把持作業を示すフローチャートである。図４（ｂ）は、モーターを制御する手順を示すフローチャートであり、把持作業の各工程においてモーターを制御する手順を示している。図５及び図６は、把持作業における把持方法を説明するためのタイムチャートである。
【００７１】
（モーターの駆動方法）
図４（ａ）に示すフローチャートにおいて、ステップＳ１は、初期設定工程に相当する。この工程は、モーターの設定を初期値に設定する工程である。次にステップＳ２に移行する。ステップＳ２は、接近移動工程に相当する。この工程は、可動指８を移動させて把持対象物１０に接近させる工程である。次にステップＳ３に移行する。ステップＳ３は把持工程に相当する。この工程は、可動指８が把持対象物１０を把持する工程である。次にステップＳ４に移行する。ステップＳ４は離反準備工程に相当する。この工程は、可動指８を把持対象物１０から離反させる準備をする工程である。次にステップＳ５に移行する。ステップＳ５は、離反移動工程に相当する。この工程は、可動指８が把持対象物１０から離れる方向に移動する工程である。以上の工程によりロボットハンド１の把持作業が終了する。
【００７２】
図４（ｂ）に示すフローチャートにおいて、ステップＳ１１は、パラメーター設定工程に相当する。この工程は、目標速度やトルク限定値を設定する工程である。次にステップＳ１２及びステップＳ１３に移行する。ステップＳ１２及びステップＳ１３は並行して行われる。ステップＳ１２は、第１トルク演算工程に相当する。この工程は、比例制御部３２が速度差信号３０を入力し、速度差信号３０に所定の定数を乗算した第１トルク指令信号３５を演算して第３加算器３４に出力する工程である。次にステップＳ１４に移行する。
【００７３】
ステップＳ１３は、第２トルク演算工程に相当する。この工程では、増幅器３３ａが速度差信号３０に所定の定数を乗算した増幅速度差信号３０ａを算出して積分器３３ｂに出力する。そして、積分器３３ｂが乗算された速度差信号３０を時間軸にて積分した第２トルク指令信号３６を演算して第３加算器３４に出力する工程である。次にステップＳ１４に移行する。
【００７４】
ステップＳ１４は、加算工程に相当する。この工程では、第３加算器３４が第１トルク指令信号３５と第２トルク指令信号３６とを加算して第３トルク指令信号３７を出力する工程である。次にステップＳ１５に移行する。ステップＳ１５は、トルク限定工程に相当する。この工程では、限定制御部３８がトルク限定値と第３トルク指令信号３７とを比較する。そして、第３トルク指令信号３７がトルク限定値を超えないときには限定制御部３８がトルク指令信号４４を第３トルク指令信号３７と同じ信号にする。そして、第３トルク指令信号３７がトルク限定値を超えるとき、限定制御部３８はトルク指令信号４４をトルク限定値にする。次にステップＳ１６に移行する。
【００７５】
ステップＳ１６は、トルク指令出力工程に相当する。この工程は、限定制御部３８がモーター駆動部４３にトルク指令信号４４を出力し、モーター駆動部４３がモーター５を駆動する工程である。以上の工程によりモーターの制御が行われる。
【００７６】
次に、図５及び図６を用いて、図３及び図４（ａ），（ｂ）に示したステップと対応させて、ロボットハンドの把持作業におけるモーターの制御を詳細に説明する。図５及び図６に示すタイムチャートは図５（ａ）〜図６（ｄ）の９つのタイムチャートにより構成されている。各段のタイムチャートにおいて横軸は時間の推移を示しており、ステップＳ１〜ステップＳ５の順に推移する。
【００７７】
図５（ａ）におけるタイムチャートの縦軸は指部の位置を示し、図中上側は把持対象物に接近する方向を示している。そして、指部推移線６０は可動指８の先端部８ｃの位置を示している。可動指８と接続する出力軸７ａは減速装置７を介してモーター５の回転軸５ａと接続されているので、指部推移線６０は回転軸５ａの回転角度と略同じ推移となっている。指部目標推移線６１は統合制御部１６が指示する先端部８ｃの移動目標位置である。従って、指部推移線６０は指部目標推移線６１の示す位置に向かって移動するように制御される。
【００７８】
図５（ｂ）におけるタイムチャートの縦軸はモーターの回転軸５ａを駆動する速度指令２７を示している。図中速度が”０”となる線の上側は可動指８が把持対象物１０に接近するように移動させるために回転軸５ａが回転するときの速度を示し、上側は下側より高い速度を示す。そして、図中速度が”０”となる線の下側は可動指８が把持対象物１０から離れるように回転軸５ａが回転するときの速度を示し、下側は上側より高い速度を示す。そして、速度指令推移線６２は位置制御部２６が出力する速度指令２７の推移を示している。尚、速度指令２７は回転軸５ａの目標回転速度を示す信号となっている。
【００７９】
図５（ｃ）におけるタイムチャートの縦軸は回転軸５ａの回転速度を示している。図中の縦軸と横軸とは図５（ｂ）と同じであり説明を省略する。そして、回転速度推移線６３は回転軸５ａが回転する速度の推移を示している。接触判定速度６４は、可動指８が把持対象物１０に接触したか否かを判定するときに用いる速度を示している。
【００８０】
図５（ｄ）におけるタイムチャートの縦軸は第１トルク指令信号３５を示している。図中トルクが”０”となる線の上側は可動指８が把持対象物１０に接近するように移動させるために回転軸５ａを回転させるときのトルクを示し、上側は下側より高いトルクを示す。そして、図中トルクが”０”となる線の下側は可動指８が把持対象物１０から離れるように回転軸５ａを回転させるときのトルクを示し、下側は上側より高いトルクを示す。そして、第１トルク指令推移線６５は比例制御部３２が第３加算器３４に出力する第１トルク指令信号３５の推移を示している。
【００８１】
図５（ｅ）におけるタイムチャートの縦軸と横軸とは図５（ｄ）と同様であり説明を省略する。尚、縦軸は第２トルク指令信号３６を示している。そして、第２トルク指令推移線６６は積分制御部３３が第３加算器３４に出力する第２トルク指令信号３６の推移を示している。
【００８２】
図６（ａ）におけるタイムチャートの縦軸と横軸とは図５（ｄ）と同様であり説明を省略する。尚、縦軸は第３トルク指令信号３７を示している。そして、第３トルク指令推移線６７は第３加算器３４が限定制御部３８に出力する第３トルク指令信号３７の推移を示している。
【００８３】
図６（ｂ）におけるタイムチャートの縦軸は回転軸５ａを駆動するトルクのトルク限定値の絶対値を示している。図中上側は下側より高いトルクを示す。そして、トルク限定値推移線６８は限定値設定部４６が限定制御部３８に出力する限定トルク設定信号４８の推移を示している。
【００８４】
図６（ｃ）におけるタイムチャートの縦軸は帰還トルク信号３９を示している。図中上側は下側より高いトルクを示す。そして、トルク超過推移線６９は限定制御部３８が飽和増幅器４２に出力する帰還トルク信号３９の推移を示している。
【００８５】
図６（ｄ）におけるタイムチャートの縦軸と横軸とは図５（ｄ）と同様であり説明を省略する。尚、縦軸はトルク指令信号４４を示している。そして、トルク指令推移線７０は限定制御部３８がモーター駆動部４３に出力するトルク指令信号４４の推移を示している。
【００８６】
図５及び図６においてステップＳ１の初期設定工程では統合制御部１６が制御に用いるパラメーターを初期値に設定する。つまり、可動指８を動作させるための準備を行う。例えば、統合制御部１６が角度指令２３やトルク限定値を出力するための準備をする。
【００８７】
ステップＳ２の接近移動工程では、統合制御部１６が可動指８を移動目標場所１４に移動するようにモーター制御装置１２に指示を出力する。これにより、指部目標推移線６１は把持対象物１０の方に移動する。具体的にはステップＳ１１のパラメーター設定工程において統合制御部１６が第１加算器２２に角度指令２３を出力する。これにより、角度検出部１８が出力する角度データ信号２４と角度指令２３とに差が生じるので第１加算器２２は指部目標推移線６１の変化に対応する動作角度信号２５を位置制御部２６に出力する。
【００８８】
位置制御部２６は動作角度信号２５に対応する速度指令２７を演算して第２加算器２８に出力する。これにより速度指令推移線６２が示すように速度指令２７は加速して高い速度に到達するように設定される。次に、所定の速度で等速移動する。次に、減速して接近することにより、可動指８が把持対象物１０に接触するときの衝撃を小さくする。第２加算器２８は速度指令２７と回転速度信号２９との差に相当する速度差信号３０を速度制御部３１に出力する。
【００８９】
次に、ステップＳ１２の第１トルク演算工程において、比例制御部３２が速度差信号３０に比例する第１トルク指令信号３５を出力する。第１トルク指令推移線６５は速度指令推移線６２と回転速度推移線６３との差に比例して推移する。速度指令推移線６２が上昇するときには第１トルク指令信号３５は接近方向に加速させる信号となる。そして、速度指令推移線６２が下降するときには第１トルク指令信号３５は離反方向に加速することにより回転軸５ａの回転速度を減速させる信号となる。
【００９０】
ステップＳ１３の第２トルク演算工程では積分制御部３３が第１トルク指令推移線６５を積分した第２トルク指令信号３６を出力する。従って、ステップＳ２では第２トルク指令推移線６６は台形の形状となる。
【００９１】
ステップＳ１４の加算工程では第１トルク指令信号３５と第２トルク指令信号３６とが加算される。従って、第３トルク指令推移線６７に示すように、加速、等速、減速の順に推移する第３トルク指令信号３７が限定制御部３８に出力される。
【００９２】
ステップＳ１５のトルク限定工程では第３トルク指令信号３７とトルク限定値とを比較する。ステップＳ２ではトルク限定値推移線６８が示すトルク限定値は第３トルク指令信号３７より高いトルク限定値としての第１トルク限定値６８ａに設定されている。従って、第３トルク指令信号３７はトルク限定値未満であり、トルク超過推移線６９が示すように帰還トルク信号３９は”０”の信号となっている。
【００９３】
ステップＳ１６のトルク指令出力工程では第３トルク指令信号３７がそのままトルク指令信号４４としてモーター駆動部４３に出力される。従って、トルク指令推移線７０は第３トルク指令推移線６７と同様に推移する。
【００９４】
先端部８ｃが把持対象物１０に接触するときステップＳ２の接近移動工程からステップＳ３の把持工程に移行する。統合制御部１６は回転速度信号２９を監視する。そして、回転速度信号２９が接触判定速度６４より低い速度となったときに統合制御部１６は可動指８が把持対象物１０に接触したと判断する。
【００９５】
ステップＳ３においてステップＳ１１のパラメーター設定工程では、指部目標推移線６１に示すように、可動指８がさらに把持対象物１０の方向に移動するように目標が維持される。従って、速度指令推移線６２に示すように位置制御部２６は可動指８をさらに把持対象物１０に接近させる回転速度信号２９を出力する。
【００９６】
可動指８が把持対象物１０に接触しているので、回転速度推移線６３が示すように回転軸５ａの回転速度は”０”となっている。これにより、ステップＳ１２の第１トルク演算工程では第１トルク指令推移線６５が示すように一定のトルクを出力する第１トルク指令信号３５が出力される。
【００９７】
ステップＳ１３の第２トルク演算工程では速度差信号３０が積分されるので第２トルク指令推移線６６が示すように第２トルク指令信号３６が上昇する。その結果、ステップＳ１４の加算工程では第３トルク指令推移線６７が示すように第３トルク指令信号３７も上昇する。
【００９８】
ステップＳ１５のトルク限定工程では、第３トルク指令信号３７が第１トルク限定値６８ａを超えるとき、トルク指令信号４４を第１トルク限定値６８ａにする。これにより、トルク指令信号４４は第１トルク限定値６８ａ以下のトルクを指令する信号となる。
【００９９】
そして、限定制御部３８はトルク超過推移線６９が示すように第１トルク限定値６８ａを超える分を抽出した帰還トルク信号３９を飽和増幅器４２に出力する。そして、飽和増幅器４２は増幅帰還信号３９ａを積分器３３ｂに出力する。その結果、第２トルク指令信号３６が減算されるので、第２トルク指令推移線６６に示すように第２トルク指令信号３６は上昇せずに信号を維持する。これにより、第３トルク指令信号３７は第１トルク限定値６８ａに近い値を維持する。
【０１００】
ステップＳ１６のトルク指令出力工程ではトルク指令推移線７０に示すように第１トルク限定値６８ａを超えないトルク指令信号４４がモーター駆動部４３に出力される。
【０１０１】
統合制御部１６は可動指８を把持対象物１０から離反させる前にステップＳ４の離反準備工程を行う。統合制御部１６は限定値設定部４６にトルク限定信号４７を出力し、限定値設定部４６は限定トルク設定信号４８を限定制御部３８に出力する。これにより、トルク限定値推移線６８が示すようにトルク限定値に第２トルク限定値６８ｂが設定される。第２トルク限定値６８ｂは第１トルク限定値６８ａより小さい値となっている。
【０１０２】
これにより、トルク超過推移線６９に示すように第３トルク指令信号３７が第２トルク限定値６８ｂを超える値が大きくなる。そして、限定制御部３８から帰還トルク信号３９が飽和増幅器４２に出力され、飽和増幅器４２から増幅帰還信号３９ａが積分器３３ｂに出力される。その結果、第２トルク指令信号３６が減算され、第２トルク指令推移線６６に示すように第２トルク指令信号３６は下降する。そして、第３トルク指令推移線６７が示すように第３トルク指令信号３７も下降して第２トルク限定値６８ｂに近い値を維持する。続いてステップＳ５に移行する。
【０１０３】
ステップＳ５の離反移動工程では可動指８を把持対象物１０から離す動作を行う。まず、ステップＳ１１のパラメーター設定工程においてトルク限定値推移線６８に示すように限定値設定部４６はトルク限定値に第１トルク限定値６８ａを設定する。これにより、トルク超過推移線６９に示すように帰還トルク信号３９は”０”の信号となる。次に、指部目標推移線６１に示すように統合制御部１６は角度指令２３を変更する。位置制御部２６は角度指令２３を入力して速度指令推移線６２に示すように速度指令２７を変更する。速度指令２７は加速、等速、減速の順に推移する。
【０１０４】
速度指令推移線６２と回転速度推移線６３との差に相当する速度差信号３０を第２加算器２８が比例制御部３２及び積分制御部３３に出力する。そして、ステップＳ１２の第１トルク演算工程において第１トルク指令推移線６５に示すように比例制御部３２が可動指８を把持対象物１０から離す方向に回転軸５ａを回転させる第１トルク指令信号３５を第３加算器３４に出力する。
【０１０５】
ステップＳ１３の第２トルク演算工程において第２トルク指令推移線６６に示すように積分制御部３３は速度差信号３０を積分して第２トルク指令信号３６を第３加算器３４に出力する。ステップＳ１４の加算工程において第３加算器３４は第１トルク指令信号３５と第２トルク指令信号３６とを加算し、第３トルク指令推移線６７に示すように第３トルク指令信号３７を限定制御部３８に出力する。
【０１０６】
ステップＳ１５のトルク限定工程ではトルク限定値推移線６８に示すようにトルク限定値には第１トルク限定値６８ａが設定されている。そして、第３トルク指令信号３７は第１トルク限定値６８ａを超えないので、第３トルク指令信号３７がそのままトルク指令信号４４としてモーター駆動部４３に出力される。そして、トルク超過推移線６９に示すように帰還トルク信号３９は”０”の信号が維持される。
【０１０７】
指部推移線６０に示すように可動指８が目標位置に到達したとき、ロボットハンド１の把持作業が終了する。
【０１０８】
上述したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
（１）本実施形態によれば、限定制御部３８は第３トルク指令信号３７により駆動される回転軸５ａのトルクとトルク限定値とを比較する。そして、第３トルク指令信号３７により駆動される回転軸５ａのトルクがトルク限定値を超えるとき、限定制御部３８は第３トルク指令信号３７を変えてトルク指令信号４４を出力する。従って、回転軸５ａが回転しているときにも停止しているときにも速度制御を行いつつトルク限定値を超えないトルクで回転軸５ａを動作させることができる。
【０１０９】
（２）本実施形態によれば、帰還トルク信号３９が出力されるときは第３トルク指令信号３７がトルク限定値を超えているときである。このとき、飽和増幅器４２が増幅帰還信号３９ａを積分器３３ｂに出力する。そして、積分器３３ｂは積分値から増幅帰還信号３９ａを減算する。これにより、積分器３３ｂが積分することにより蓄積された第２トルク指令信号３６は小さいトルクに変更される。従って、モーター５を反転するときにも応答性良くトルク指令信号４４を制御することができる。その結果、モーター５の回転速度を品質良く制御することができる。
【０１１０】
（３）本実施形態によれば、ロボットハンド１は可動指８を駆動するモーター５を備えている。そして、ロボットハンド１は制御装置１１を備えている。制御装置１１はモーター制御装置１２を有し、モーター制御装置１２はモーター５の回転角度や回転速度を制御する。そして、回転軸５ａが回転しているときにも停止しているときにもモーター５に要求されるトルクに応じたトルクで回転軸５ａを駆動することができる。その結果、可動指８を移動して停止するときにも、応答性良く可動指８を駆動することができる。
【０１１１】
（４）本実施形態によれば、モーター制御装置１２は固定指部４と可動指８との幅が把持対象物１０の幅より狭くなるように動作する。そして、固定指部４と可動指８とが把持対象物１０を挟む。固定指部４及び可動指８が把持対象物１０を挟んだ後、回転軸５ａのトルクは下がることなく上昇する。従って、固定指部４及び可動指８を移動させる動作から把持対象物１０を挟む動作に続けて移行することができる。
【０１１２】
（５）本実施形態によれば、第３トルク指令信号３７がトルク限定値になるとき、限定制御部３８は積分器３３ｂに積分演算を停止させている。従って、第２トルク指令信号３６が大きくなるのを防止することができる。その結果、トルク指令信号がトルク限定値より小さくなるとき、回転速度に追従した応答性の良い制御を行うことができる。
【０１１３】
（第２の実施形態）
次に、モーター制御装置と、このモーター制御装置を用いたロボットハンドの特徴的な例の一実施形態について図７の把持作業における把持方法を説明するためのタイムチャートを用いて説明する。
本実施形態が第１の実施形態と異なるところは、増幅速度差信号３０ａから増幅帰還信号３９ａを減算したときに符号が反転するときに第２トルク指令信号３６は”０”の信号を出力する点にある。尚、第１の実施形態と同じ点については説明を省略する。
【０１１４】
図７（ａ）におけるタイムチャートの縦軸と横軸とは図５（ｄ）と同じであり説明を省略する。そして、第２トルク指令推移線７１は積分制御部３３が第３加算器３４に出力する第２トルク指令信号３６の推移を示している。第２トルク指令推移線７１は第１の実施形態の第２トルク指令推移線６６に対応する推移線である。
【０１１５】
図７（ｂ）におけるタイムチャートの縦軸と横軸とは図６（ａ）と同じであり説明を省略する。そして、第３トルク指令推移線７２は第３加算器３４が限定制御部３８に出力する第３トルク指令信号３７の推移を示している。第３トルク指令推移線７２は第１の実施形態の第３トルク指令推移線６７に対応する推移線である。
【０１１６】
図７（ｃ）におけるタイムチャートの縦軸は回転軸５ａを駆動するトルクのトルク限定値の絶対値を示している。図中上側は下側より高いトルクを示す。そして、トルク限定値推移線６８は限定値設定部４６が限定制御部３８に出力する限定トルク設定信号４８の推移を示している。尚、図７（ｃ）のトルク限定値推移線６８は第１の実施形態と同じ推移を示している。
【０１１７】
図７（ｄ）におけるタイムチャートの縦軸はトルクのトルク限定値を越えたトルク信号を示している。図中上側は下側より高いトルクを示す。そして、トルク超過推移線７３は限定制御部３８が飽和増幅器４２に出力する帰還トルク信号３９の推移を示している。トルク超過推移線７３は第１の実施形態のトルク超過推移線６９に対応する推移線である。
【０１１８】
図７（ｅ）におけるタイムチャートの縦軸と横軸とは図６（ｄ）と同じであり説明を省略する。そして、トルク指令推移線７４は限定制御部３８がモーター駆動部４３に出力するトルク指令信号４４の推移を示している。トルク指令推移線７４は第１の実施形態のトルク指令推移線７０に対応する推移線である。第２トルク指令推移線７１、第３トルク指令推移線７２、トルク超過推移線７３、トルク指令推移線７４のステップＳ４の離反準備工程以外の推移は第１の実施形態と同じ推移を示し説明を省略する。
【０１１９】
すなわち、本実施形態では、図７（ｃ）に示すようにステップＳ４の離反準備工程においてトルク限定値が第１トルク限定値６８ａから第２トルク限定値６８ｂに変更される。これにより、トルク超過推移線７３に示すように帰還トルク信号３９が急上昇する。そして、積分器３３ｂにおいて積分第２加算器５１は第２トルク指令信号３６から増幅帰還信号３９ａを減算して帰還演算データ５６を出力する。符号比較部５３は帰還演算データ５６の符号を判定する。そして、帰還演算データ５６の符号が変わるときには積算データ５５を”０”にして、リセットフラグ５７を”１”に変更する。
【０１２０】
これにより、第２トルク指令信号３６には増幅速度差信号３０ａが出力される。つまり、第２トルク指令推移線７１に示すように第２トルク指令信号３６は小さい値となる。そして、第２トルク指令信号３６が第２トルク限定値６８ｂより小さくなるので、トルク超過推移線７３が示すように帰還トルク信号３９は”０”となる。
【０１２１】
これにより、増幅帰還信号３９ａが”０”となり、第２トルク指令信号３６の符号が変わっていないので、符号比較部５３はリセットフラグ５７を”０”に変更する。そして、積分器３３ｂは積分する演算を開始する。この後においては、第１の実施形態のときと同様に積分器３３ｂは増幅速度差信号３０ａから増幅帰還信号３９ａを減算して積分する。その結果、第３トルク指令推移線７２に示すように、第３トルク指令信号３７は小さくなる。そして、トルク指令推移線７４に示すようにトルク指令信号４４には第２トルク限定値６８ｂの信号が出力される。
【０１２２】
上述したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
（１）本実施形態によれば、積分制御部３３は、積分値から増幅帰還信号３９ａを減算する。減算することにより、第２トルク指令信号３６の符号が反転することがある。尚、符号が反転するとは回転軸５ａを回転させる方向が反転することを示す。増幅帰還信号３９ａが積分値を減算しすぎるときには回転軸５ａの回転が不安定となる。そこで、増幅帰還信号３９ａが入力するときに積分値をリセットする。さらに、増幅帰還信号３９ａが入力する間は増幅帰還信号３９ａを減算しない信号に維持している。これにより、第２トルク指令信号３６を減少させて増幅帰還信号３９ａを減少させることができる。その結果、回転軸５ａの回転を安定して維持することができる。
【０１２３】
（第３の実施形態）
次に、モーター制御装置と、このモーター制御装置を用いたロボットハンドの特徴的な例の一実施形態について図８及び図９を用いて説明する。図８は制御装置の構成を示すブロック図である。本実施形態が第１の実施形態と異なるところは、統合制御部１６が積分器３３ｂに積分値のリセット指示を行う点にある。尚、第１の実施形態と同じ点については説明を省略する。
【０１２４】
図８に示すように、ロボットハンド７７はロボットハンド７７を制御する制御装置７８を備えている。そして、制御装置７８はモーター制御装置７９を備え、モーター制御装置７９はロボットハンド７７に設置されたモーター５を制御する。
【０１２５】
モーター制御装置７９には第１加算器２２、位置制御部２６、第２加算器２８、速度制御部８０、限定制御部３８、モーター駆動部４３がこの順に接続されている。速度制御部８０には比例制御部３２、第３加算器３４、積分制御部８１が設置されている。第２加算器２８が出力する速度差信号３０は比例制御部３２及び積分制御部８１に入力される。
【０１２６】
比例制御部３２は速度差信号３０を入力して第１トルク指令信号３５を第３加算器３４に出力する。積分制御部８１は速度差信号３０を入力して第２トルク指令信号３６を第３加算器３４に出力する。第３加算器３４は第１トルク指令信号３５及び第２トルク指令信号３６を入力して第３トルク指令信号３７を限定制御部３８に出力する。
【０１２７】
限定制御部３８は第３トルク指令信号３７を入力してトルク指令信号４４をモーター駆動部４３に出力する。第３トルク指令信号３７がトルク限定値を超えるとき、限定制御部３８は第３トルク指令信号３７をトルク限定値に変形する演算を行ってトルク指令信号４４を出力する。第１の実施形態と異なり限定制御部３８は積分制御部８１に帰還トルク信号３９を出力しない。
【０１２８】
積分制御部８１は増幅器８１ａ及び積分器８１ｂを備えている。増幅器８１ａは速度差信号３０を入力して増幅速度差信号３０ａを積分器８１ｂに出力する。積分器８１ｂは増幅速度差信号３０ａを積分して算出した第２トルク指令信号３６を第３加算器３４に出力する。増幅器８１ａは第１の実施形態における増幅器３３ａと同様の機能を備えている。積分器８１ｂは増幅帰還信号３９ａを減算する機能は無く、統合制御部１６が出力するリセット信号８２を入力して第２トルク指令信号３６を”０”の信号にリセットする機能を備えている。
【０１２９】
次に、図９を用いてモーターを制御する手順を説明する。図９は、把持作業における把持方法を説明するためのタイムチャートである。図９（ａ）におけるタイムチャートの縦軸と横軸とは図５（ｅ）と同じであり説明を省略する。そして、第２トルク指令推移線８３は積分制御部８１が第３加算器３４に出力する第２トルク指令信号３６の推移を示している。第２トルク指令推移線８３は第１の実施形態の第２トルク指令推移線６６に対応する推移線である。
【０１３０】
図９（ｂ）におけるタイムチャートの縦軸と横軸とは図６（ａ）と同じであり説明を省略する。そして、第３トルク指令推移線８４は第３加算器３４が限定制御部３８に出力する第３トルク指令信号３７の推移を示している。第３トルク指令推移線８４は第１の実施形態の第３トルク指令推移線６７に対応する推移線である。
【０１３１】
図９（ｃ）におけるタイムチャートの縦軸は回転軸５ａを駆動するトルクのトルク限定値の絶対値を示している。図中上側は下側より高いトルクを示す。そして、トルク限定値推移線６８は限定値設定部４６が限定制御部３８に出力する限定トルク設定信号４８の推移を示している。尚、図９（ｃ）のトルク限定値推移線６８は第１の実施形態と同じ推移を示している。
【０１３２】
図９（ｄ）におけるタイムチャートの縦軸と横軸とは図６（ｄ）と同じであり説明を省略する。そして、トルク指令推移線８５は限定制御部３８がモーター駆動部４３に出力するトルク指令信号４４の推移を示している。トルク指令推移線８５は第１の実施形態のトルク指令推移線７０に対応する推移線である。第２トルク指令推移線８３、第３トルク指令推移線８４、トルク指令推移線８５のステップＳ４の離反準備工程以外の推移は第１の実施形態と同じ推移を示し説明を省略する。
【０１３３】
ステップＳ４の離反準備工程において、トルク限定値推移線６８に示すように統合制御部１６は限定制御部３８のトルク限定値を第１トルク限定値６８ａから第２トルク限定値６８ｂに変更する。そして、第２トルク指令推移線８３に示すように統合制御部１６は積分器８１ｂにリセット信号８２を出力して第２トルク指令信号３６を”０”の信号にする。第３トルク指令推移線８４が示すように第２トルク指令信号３６が小さくなることにより、第３トルク指令信号３７が小さくなる。これにより、モーター５が第２トルク指令信号３６の影響を受けることを防止することができる。
【０１３４】
第３トルク指令信号３７が第２トルク限定値６８ｂを超えるときにはトルク指令信号４４を第２トルク限定値６８ｂとする。これにより、トルク指令推移線８５が示すようにトルク指令信号４４は第２トルク限定値６８ｂ以下に維持される。
【０１３５】
ステップＳ５の離反移動工程において、統合制御部１６がトルク限定値を第１トルク限定値６８ａまで上昇させて、角度指令２３を変更する。そして、統合制御部１６は積分器８１ｂにリセット信号８２を出力するのを停止して第２トルク指令推移線８３に示すように第２トルク指令信号３６を積分器８１ｂが積分した信号にする。このとき、第２トルク指令推移線８３が示すように第２トルク指令信号３６が小さくなっているので、第３トルク指令推移線８４に示すように第３トルク指令信号３７を応答性良く変化させることが可能となる。
【０１３６】
そして、トルク限定値が第１トルク限定値６８ａとなっているので、トルク指令推移線８５に示すように第３トルク指令信号３７をトルク指令信号４４としてモーター駆動部４３に出力することができる。
【０１３７】
上述したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
（１）本実施形態によれば、統合制御部１６がリセット信号８２を積分器８１ｂに出力して第２トルク指令信号３６をリセットしている。回転軸５ａを反転するとき、第２トルク指令信号３６が大きいときには第１トルク指令信号３５が第２トルク指令信号３６をこえるまで反転するトルク指令信号４４が出力できない。本適用例では、統合制御部１６が第２トルク指令信号３６の出力をリセットする。従って、回転軸５ａを反転するときにも応答性良くトルク指令信号４４を制御することができる。その結果、モーター５に要求されるトルクに応じたトルクでモーターの回転速度を制御することができる。
【０１３８】
（第４の実施形態）
次に、ロボットハンドとロボットハンドを備えたロボットの特徴的な例の一実施形態について図１０及び図１１を用いて説明する。図１０（ａ）は、ロボットハンドの構成を示す模式平面図であり、図１０（ｂ）はロボットハンドの指部を示す要部模式拡大図である。図１１は、ロボットハンドを備えたロボットの構成を示す模式平面図である。本実施形態が第１の実施形態と異なるところは、複数の可動指が把持対象物を挟んで把持する点にある。尚、第１の実施形態と同じ点については説明を省略する。
【０１３９】
すなわち、本実施形態では、図１０（ａ）に示すようにロボットハンド８８は直方体状のハンド本体８９を備えている。ハンド本体８９の長手方向をＹ方向とし、Ｙ方向と直交する方向をＸ方向とする。そして、Ｘ方向及びＹ方向と直交するハンド本体８９の厚み方向をＺ方向とする。
【０１４０】
ハンド本体８９の−Ｘ側の面においてハンド本体８９は腕部３と接続し、腕部３は図示しないロボット本体と接続されている。ハンド本体８９のＸ方向且つ−Ｙ方向の角には第１の実施形態と同様にモーター５、エンコーダー６、減速装置７、可動指８、軸受け９が設置され、可動指８はモーター５により回転させられるようになっている。ハンド本体８９のＸ方向且つＹ方向の角には可動指８と同様にモーター５、エンコーダー６、減速装置７、可動部及び第２可動部としての可動指９０、軸受け９が設置され、可動指９０はモーター５により回転させられるようになっている。
【０１４１】
可動指８と可動指９０とはＸＹ平面視で対称形になっており、可動指８と可動指９０とで把持対象物１０を挟んで保持することが可能になっている。そして、ロボットハンド８８は制御装置９１を備え、制御装置９１には可動指８を駆動するモーター５を制御するモーター制御装置１２と可動指９０を駆動するモーター５を制御するモーター制御装置９２とが設置されている。モーター制御装置１２及びモーター制御装置９２は第１の実施形態におけるモーター制御装置１２と同様の装置となっている。
【０１４２】
図１０（ｂ）に示すように、ロボットハンド８８は把持対象物１０を可動指８と可動指９０とで挟んで把持する。可動指８と可動指９０とが把持対象物１０と接触する場所を通る方向の把持対象物１０の幅を把持対象物幅１０ａとする。そして、ロボットハンド８８が把持対象物１０を把持するとき、可動指８を図中２点鎖線で示す移動目標場所１４に移動させる。さらに、可動指９０を図中２点鎖線で示す移動目標場所９３に移動させる。制御装置９１は可動指８が移動目標場所１４に移動し、可動指９０が移動目標場所９３に移動するようにモーター制御装置１２，９２に各モーター５を駆動させる。
【０１４３】
可動指８の移動目標場所１４と可動指９０の移動目標場所９３との間隔を目標間隔９４とする。このとき、目標間隔９４は把持対象物幅１０ａより狭い間隔となっている。これにより、可動指８が移動目標場所１４に到達し可動指９０が移動目標場所９３に到達するまえに可動指８及び可動指９０は把持対象物１０と接触する。従って、制御装置９１がモーター制御装置１２及びモーター制御装置９２にモーター５を駆動する指示を変更するまで可動指８と可動指９０とで把持対象物１０を押圧して把持することができる。
【０１４４】
そして、可動指８と可動指９０とが把持対象物１０を抑えているときに把持対象物１０に外力が作用して把持対象物１０が可動指８と可動指９０との間から抜けることがある。このときにも、可動指８と可動指９０とはそれぞれ移動目標場所１４と移動目標場所９３とに移動して停止するので可動指８と可動指９０とが衝突して損傷することが防止できる。
【０１４５】
図１１に示すように、ロボット９５は本体９６を備え、本体９６には２つの腕部９７が接続されている。そして、各腕部９７にはロボットハンド８８が設置されている。尚、腕部９７には第１の実施形態に記載したロボットハンド１が設置されていても良い。そして、ロボット９５にはロボットハンド８８及び腕部９７を制御する制御装置９１を備えている。従って、制御装置９１は可動指８及び可動指９０を駆動するモーター５の速度制御を行いつつトルクを制御することが可能になっている。
【０１４６】
上述したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
（１）本実施形態によれば、可動指８を制御するモーター制御装置１２と可動指９０を制御するモーター制御装置９２とは第１の実施形態と同様のモーター制御装置が設置されている。従って、回転軸５ａが回転しているときにも停止しているときにもモーター５に要求されるトルクに応じたトルクで回転軸５ａを駆動することができる。その結果、可動指８または可動指９０が移動して停止するときにも所定の力を維持して可動指８及び可動指９０を駆動することができる。
【０１４７】
（２）本実施形態によれば、可動指８と可動指９０とはそれぞれ移動目標場所１４と移動目標場所９３とに移動して停止するので可動指８と可動指９０とが衝突して損傷することが防止できる。
【０１４８】
（３）本実施形態によれば、ロボット９５はロボットハンド８８を備えている。従って、ロボット９５が備えるロボットハンド８８は可動指８及び可動指９０が移動して停止するときにも所定の力を維持して可動指８及び可動指９０を駆動することができる。
【０１４９】
（比較例）
次に、ロボットハンドを制御する比較例の一実施形態について図１２の把持作業における把持方法を説明するためのタイムチャートを用いて説明する。
本実施形態が第２の実施形態と異なるところは、増幅速度差信号３０ａから増幅帰還信号３９ａを減算したときに符号が反転するときにも第２トルク指令信号３６を”０”の信号にせずに出力する点にある。尚、第１及び第２の実施形態と同じ点については説明を省略する。
【０１５０】
図１２（ａ）におけるタイムチャートの縦軸と横軸とは図７（ａ）と同じであり説明を省略する。そして、第２トルク指令推移線９８は積分制御部３３が第３加算器３４に出力する第２トルク指令信号３６の推移を示している。第２トルク指令推移線９８は第２の実施形態の第２トルク指令推移線７１に対応する。
【０１５１】
図１２（ｂ）におけるタイムチャートの縦軸と横軸とは図７（ｂ）と同じであり説明を省略する。そして、第３トルク指令推移線９９は第３加算器３４が限定制御部３８に出力する第３トルク指令信号３７の推移を示している。第３トルク指令推移線９９は第２の実施形態の第３トルク指令推移線７２に対応する。
【０１５２】
図１２（ｃ）におけるタイムチャートの縦軸は回転軸５ａを駆動するトルクのトルク限定値の絶対値を示している。図中上側は下側より高いトルクを示す。そして、トルク限定値推移線６８は限定値設定部４６が限定制御部３８に出力する限定トルク設定信号４８の推移を示している。尚、図１２（ｃ）のトルク限定値推移線６８は第２の実施形態と同じ推移を示している。
【０１５３】
図１２（ｄ）におけるタイムチャートの縦軸はトルクのトルク限定値を越えたトルク信号を示している。図中上側は下側より高いトルクを示す。そして、トルク超過推移線１００は限定制御部３８が飽和増幅器４２に出力する帰還トルク信号３９の推移を示している。トルク超過推移線１００は第２の実施形態のトルク超過推移線７３に対応する。
【０１５４】
図１２（ｅ）におけるタイムチャートの縦軸と横軸とは図７（ｅ）と同じであり説明を省略する。そして、トルク指令推移線１０１は限定制御部３８がモーター駆動部４３に出力するトルク指令信号４４の推移を示している。トルク指令推移線１０１は第２の実施形態のトルク指令推移線７４に対応する。第２トルク指令推移線９８、第３トルク指令推移線９９、トルク超過推移線１００、トルク指令推移線１０１のステップＳ４の離反準備工程以外の推移は第２の実施形態と同じ推移を示し説明を省略する。
【０１５５】
すなわち、本実施形態では、図１２に示すようにステップＳ４の離反準備工程においてトルク限定値推移線６８に示すようにトルク限定値が第１トルク限定値６８ａから第２トルク限定値６８ｂに変更される。これにより、トルク超過推移線１００に示すように帰還トルク信号３９が急上昇する。そして、積分器３３ｂにおいて積分第２加算器５１は第２トルク指令信号３６から増幅帰還信号３９ａを減算して帰還演算データ５６を出力する。
【０１５６】
第２の実施形態では符号比較部５３が帰還演算データ５６の符号を判定して、帰還演算データ５６の符号が変わるときには積算データ５５を”０”にした。積算データ５５を”０”にしないときには、第２トルク指令推移線９８に示すように第２トルク指令信号３６が可動指８を離反方向に駆動する信号となる。
【０１５７】
これにより、第３トルク指令推移線９９に示すように第３トルク指令信号３７が可動指８を離反方向に駆動する信号となる。そして、トルク指令推移線１０１が示すようにトルク指令信号４４が可動指８を離反方向に駆動する信号となる。従って、可動指８が把持対象物１０を押圧する力が減少するので、把持対象物１０が固定指部４と可動指８との間から離脱する可能性が高くなる。
【０１５８】
第２の実施形態では、帰還演算データ５６の符号が変わるときには積算データ５５を”０”にした。これにより、把持対象物１０が固定指部４と可動指８との間から離脱しないように制御することができる。
【０１５９】
尚、本実施形態は上述した実施形態に限定されるものではなく、種々の変更や改良を加えることも可能である。変形例を以下に述べる。
（変形例１）
前記第４の実施形態では、制御装置９１は第１の実施形態におけるモーター制御装置１２を備えたが、第３の実施形態におけるモーター制御装置７９を備えても良い。この場合にも速度制御を行いながらトルク制御を行うことができる。
【０１６０】
（変形例２）
前記第４の実施形態では、ロボットハンド８８には可動指８と可動指９０との２つの可動指が設置されている。可動指の数は２つに限らず３つ以上でも良い。その場合にも、各可動指を駆動するモーターの制御に第１の実施形態または第２の実施形態の方法を用いることにより、品質良く把持対象物１０を把持することができる。
【符号の説明】
【０１６１】
５…モーター、５ａ…回転軸、６…検出部としてのエンコーダー、８…可動部及び第１可動部としての可動指、１２，７９，９２…モーター制御装置、１６…リセット指示部としての統合制御部、１７…検出部としての速度検出部、３２…比例制御部、３３…積分制御部、３４…加算器としての第３加算器、３５…第１トルク指令信号、３６…第２トルク指令信号、３７…第３トルク指令信号、３８…トルク限定制御部としての限定制御部、３９…超過トルク信号としての帰還トルク信号、４４…トルク指令信号、４６…限定値設定部、６８ａ…トルク限定値としての第１トルク限定値、６８ｂ…トルク限定値としての第２トルク限定値、７７，８８…ロボットハンド、７８…制御装置、９０…可動部及び第２可動部としての可動指、９５…ロボット。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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