[发明专利]控制方法以及控制装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种适于由电动机、减速器等构成的工业用机器人等的位置控制的控制方法以及控制装置。

背景技术

例如，焊接机器人等是垂直多关节型的6轴工业用机器人，在其手臂的前端设置有由焊炬等构成的焊接工具。作为这样的焊接机器人的驱动部的关节部等由作为驱动源的电动机和将该电动机的驱动力传递到手臂的减速器构成。在关节部的电动机，设置有对电动机的旋转位置进行检测的编码器等的位置检测器。

针对具有这样的关节部的焊接机器人，从外部给予指示电动机的旋转位置的位置指令信号。此时，控制电动机的旋转使得位置检测器所检测出的电动机的位置信息与位置指令信号所指示的指令位置相一致。这样的控制所进行的电动机的旋转经由减速器而传到手臂，设置于手臂前端的焊炬等向所希望的位置移动。

另外，众所周知在组合有多个齿轮的减速器中存在间隙(back lash)，该间隙成为手臂的位置偏移的一个原因。因此，正在进行一种通过预先把握减速器的间隙量，将补偿该间隙量的校正信号与位置指令信号相加来生成位置指令校正信号，然后，将该位置指令校正信号提供给焊接机器人，来消除手臂的位置偏移这样的尝试。

作为消除手臂的位置偏移的手段，存在以下的专利文献1以及专利文献2所公开的技术。

在专利文献1中，公开了一种机器人的控制装置，其特征在于具有：作为伺服机构的位置控制部，其将指令位置信号与所述位置检测单元的输出信号即位置信号进行比较，并进行控制使得所述手臂的前端占据所述指令位置信号所指定的规定位置；和间隙校正部，其在电动机向与使每只手臂向规定位置进行动作、并将此时的位置检测单元的位置信号和手臂的位置的关系建立对应的位置对准时相同的方向，旋转了预先设定的减速器的间隙量以上之后，检测到电动机的旋转方向发生了反转时，进行将与所述间隙量相对应的校正量和指令位置信号相加的间隙校正以消除间隙的影响。

被认为根据该控制装置，能够始终实施准确的间隙校正，并能够使机器人的手尖位置正确地追随指令位置。

在专利文献2中，公开了一种数值控制装置，其具备：控制方向检测单元，其监视控制对象的位置指令值从而检测该控制对象的控制方向；校正指令值更新单元，其若由上述控制方向检测单元检测出的控制方向发生反转，则根据从发生该反转起的经过时间来更新间隙的校正指令值；和控制单元，其将由上述校正指令值更新单元更新的间隙的校正指令值与上述位置指令值相加，并基于该相加结果对驱动上述控制对象的电动机的旋转进行控制。

被认为根据该数值控制装置，能够在补偿间隙的同时高精度地补偿在控制对象的移动方向发生反转时所产生的弹性变形。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：实用新型登记第2564722号公报

专利文献2：JP特开2004-234205号公报

发明内容

发明要解决的课题

但是，存在即使利用专利文献1中公开的机器人的控制装置，也难以始终实施准确的间隙校正的情况。

例如，在摆动焊接等中使机器人的手臂相对于焊接线左右摇摆那样的情况下，即使通过图2A所示的现有的步骤进行间隙校正(间隙补偿)，也难以消除作用于手臂运动的间隙的影响。

以下，基于图2A对现有的间隙校正进行说明。

在摆动焊接中使手臂左右摇摆的情况下，换言之，在指示电动机的旋转位置的位置指令信号θ_r(t)是正弦波那样的周期信号的情况下，手臂的往复运动(特别是来回反转时)由于减速器的间隙的影响相位与位置指令信号θ_r(t)相比会延迟。因此，在手臂的运动方向实际反转前位置指令信号θ_r(t)所示的控制方向会反转。此外，用于补偿间隙量的阶梯状的间隙量信号θ_B(t)所示的方向与位置指令信号θ_r(t)的控制方向的反转在相同时刻(位置指令信号θ_r(t)的峰值位置)反转。因此，将在手臂的往复运动本来应该反转的位置的近前控制方向反转的位置指令信号θ_r(t)与同样在近前反转的间隙量信号θ_B(t)相加计算来生成最终位置指令信号θ_Fr(t)。在图2A所示的最终位置指令信号θ_Fr(t)的波形中，在位置指令信号θ_r(t)的峰值位置形成有间隙量信号θ_B(t)所引起的阶梯状的阶差。