[发明专利]自动装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种使安装在手臂前端的终端装置移动至所希望的位置的自动装置(robot)、使安装在移动部件的终端装置移动至所希望的位置的搬运装置、以及控制这些装置的使用了惯性传感器的控制方法。

背景技术

以往周知如下的自动装置等的装置，该自动装置通过使手臂进行转动等从而使安装在手臂前端的终端装置移动至所希望的位置，在该位置使终端装置运转。例如，周知具有握持终端，对加工装置提供/除去被加工部件的提供/除去装置、具有涂布终端的涂布自动装置、具有焊接终端的焊接自动装置等。

在驱动自动装置时，使用如下的控制方法，该控制方法中测定驱动自动装置的手臂的电动机等的驱动源的转动角度，并基于所测定的角度信息控制手臂的前端位置等。但是，由于从驱动源对手臂传送驱动力的传送机构或手臂不是刚体而引起传送机构或手臂变形，因此有时基于角度信息进行位置控制的手臂的前端侧的位置未必与实际位置一致。另外，存在由于动作时传送机构或手臂变形而产生振动的问题。针对这些问题，设计了如下的方法，即：在手臂前端安装惯性传感器测定前端的变动，将得到的根据惯性传感器的角速度信息用于控制。专利文献1中公开一种多关节自动装置的控制方法以及多关节自动装置，通过由惯性传感器的输出信号控制手臂的动作，即使在刚性差的情况下也能够高精度的定位，并且能够防止由振动而引起的精度下降。

但是，存在如下的问题，即：为了从惯性传感器的输出求得手臂的转动角度，需要对惯性传感器的输出进行积分，若反复进行积分则容易受到惯性传感器的基准电位漂移的影响，从而控制装置错误识别信息的可能性提高。专利文献2中公开了一种自动装置控制装置以及自动装置的控制方法，通过使用角度传感器的输出的低频分量，作为角速度传感器的输出，在控制中仅使用输出的积分值的高频分量，从而排除了在基准电位漂移等的低频率变动的误差原因。

[专利文献1]特开平7-9374号公报

[专利文献2]特开2005-242794号公报

但是，在惯性传感器的输出中存在含有由噪声的影响或信号传输的延迟的影响等引起的误差的可能性，从而出现由于这些误差控制装置错误识别信息的可能性提高的问题。惯性传感器的噪声的影响或信号传输的延迟的影响等，是即使在高频率中也发生的现象，是专利文献2所公开的控制装置或控制方法中不能应对的问题。

发明内容

本发明是为了解决上述问题的至少一部分而进行的，可以作为以下的方式或者适用例而实现。

[适用例1]

本适用例中的自动装置具有：手臂，将一端自由转动地支持；驱动源，用于转动所述手臂；角度传感器，其检测所述驱动源的转动角度并输出所述驱动源的转动角度信息；惯性传感器，其安装于所述手臂，输出作用于所述手臂的惯性力的惯性力信息；以及控制指令发生部，其输出规定所述手臂的转动动作的控制指令，所述自动装置特征在于，具有：控制切换决定部；以及手臂动作控制部，所述控制切换决定部，在通过控制所述驱动源来控制所述手臂的动作时，决定是否使用所述惯性力信息，所述手臂动作控制部，在所述控制切换决定部决定使用所述惯性力信息的情况下，通过根据所述控制指令、所述转动角度信息、以及所述惯性力信息实施第一控制，从而控制所述驱动源来控制所述手臂的动作，所述控制切换决定部决定不使用所述惯性力信息的情况下，通过根据所述控制指令、以及所述转动角度信息实施与所述第一控制不同的第二控制，从而控制所述驱动源来控制所述手臂的动作。

根据本适用例中的自动装置，控制切换决定部在控制手臂的动作时决定是否使用角速度信息，手臂动作控制部按照控制切换决定部的决定根据控制指令、转动角度信息、以及角速度信息实施第一控制，或者根据控制指令以及转度角度信息实施第二控制。由此，为了实施合适的控制，在由使用角速度信息而产生的效果较大的情况与效果较小的情况下，或者角速度信息的误差较大的情况与较小的情况下，能够选择并实施恰当地使用了角速度因袭或者不使用的控制。另外，能够选择并实施使用角速度信息有效的控制方法。

第一控制是通过使用控制指令、转动角度信息、以及角速度信息能够抑制振动等的控制方法，例如是被称为状态反馈控制的控制方法。第二控制是使用控制指令以及转动角度信息能够稳定地到达目的位置的控制方法，例如是基于角度传感器的角度或其微分值的角速度的PID(Proportional Integral Differential：比例积分微分)控制等。

[适用例2]