机器人控制装置、机器人以及机器人系统的制作方法_4

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ωΑΙπι,并将该角速度ωAlm输出至减法器901g。此外,角速度ωΑΙπι是用电机311与机体220之间即关节机构310处的减速比去除角速度ωηι?所得的值。
[0154]另外,利用角速度传感器710检测绕各检测轴的角速度,并将其检测值角输出至速度计算部901m。在角速度计算部901m中,基于上述检测值,来计算机体220的绕转动轴01的角速度ω Al,并将该角速度ωΑΙ输出至减法器901g。
[0155]向减法器901g输入角速度ωΑΙ以及角速度ω Aim,减法器901g将从该角速度ωΑΙ减去角速度ωAlm所得的值oAls(= ωΑΙ — ωΑΙπι)输出至转换部901h。该值oAls相当于机体220的绕转动轴01的角速度的振动成分(振动角速度)。以下,将《Als称为振动角速度。在本实施方式中,进行将该振动角速度《Als(详细而言,是基于振动角速度ω Als生成的值即电机311中的角速度umls)放大后述的增益Kc倍再返回到电机311的输入侧的反馈控制。具体而言,以使振动角速度《Als尽可能为O的方式,对电机311进行反馈控制。由此,能够抑制机体220的振动,由此能够抑制机器人系统100的振动。此外,在该反馈控制中,控制电机311的角速度。
[0156]转换部901h将振动角速度oAls转换为电机311中的角速度comls,将该角速度omls输出至修正值计算部901i。该转换能够通过振动角速度oAls乘以电机311与机体220之间即关节机构310处的减速比而得到。
[0157]修正值计算部901i对角速度omls乘以作为预先确定出的系数的增益(反馈增益)Kc,来求出修正值(第三修正成分)Kc.0mls,并将该修正值Kc.ω mis输出至加法器901 jo增益Kc通过反馈增益调整部901k来调整。此外,对于该增益Kc的调整,在后面详细叙述。
[0158]向加法器901 j输入角速度ωπι?,而且,输入修正值Kc.0mlso加法器901 j将角速度ωηι?与修正值Kc.0mls的相加值作为角速度反馈值ω fb输出至减法器901c。此夕卜,以下的动作如上所述。
[0159]如上述那样,第二?第八驱动源控制部902?908的结构相互相同,所以代表性地对第二驱动源控制部902进行说明。
[0160]如图6所示,第二驱动源控制部902具有减法器902a、位置控制部902b、减法器902c、角速度控制部902d、转动角度计算部902e、角速度计算部902f、减法器902g、转换部902h、修正值计算部9021、加法器902j、反馈增益调整部902k、以及角速度计算部902m。此夕卜,由角速度计算部902m以及角速度传感器720构成检测第一肩部231的绕转动轴02的角速度的角速度检测部。
[0161]向第二驱动源控制部902,除了电机411的位置指令Pc以外,还从位置传感器412、角速度传感器720分别输入检测信号。第二驱动源控制部902通过以根据位置传感器412的检测信号计算的电机411的旋转角度(位置反馈值Pfb)成为位置指令Pc、并且后述的角速度反馈值《fb成为后述的角速度指令的方式使用了各检测信号的反馈控制来驱动电机411。
[0162]S卩,向第二驱动源控制部902的减法器902a输入位置指令Pc,而且,从转动角度计算部902e输入后述的位置反馈值Pfb。
[0163]在转动角度计算部902e中,对从位置传感器412输入的脉冲数进行计数,并且将与该计数值对应的电机411的旋转角度作为位置反馈值Pfb输出至减法器902a。减法器902a将这些位置指令Pc与位置反馈值Pfb的偏差(从电机411的旋转角度的目标值减去位置反馈值Pfb所得的值)输出至位置控制部902b。
[0164]位置控制部902b进行使用了从减法器902a输入的偏差、和作为预先确定出的系数的比例增益等的规定的运算处理,从而运算与该偏差对应的电机411的角速度的目标值。位置控制部902b将表示该电机411的角速度的目标值(指令值)的信号作为角速度指令Oc输出至减法器902c。此外,这里,在本实施方式中,作为反馈控制,进行比例控制(P控制),但并不限于此。
[0165]向减法器902c输入角速度指令《c,而且,输入后述的角速度反馈值《fb。减法器902c将这些角速度指令与角速度反馈值《fb的偏差(从电机411的角速度的目标值减去角速度反馈值《fb所得的值)输出至角速度控制部902d。
[0166]角速度控制部902d使用从减法器902c输入的偏差、和作为预先确定出的系数的比例增益、积分增益等,来进行包括积分的规定的运算处理,生成与该偏差对应的电机411的驱动信号(与驱动电流成比例),经由电机驱动器供给至电机411。此外,在本实施方式中,作为反馈控制,进行PI控制,但并不限于此。
[0167]这样,以使位置反馈值Pfb与位置指令Pc尽可能地相等、并且角速度反馈值《fb与角速度指令OC尽可能地相等的方式,进行反馈控制,控制电机411的驱动电流。
[0168]接下来,对第二驱动源控制部902中的角速度反馈值《fb进行说明。
[0169]在角速度计算部902f中,基于从位置传感器412输入的脉冲信号的频率,来计算电机411的角速度ωπι2,并将该角速度ωπι2输出至加法器902j。
[0170]另外,在角速度计算部902f中,基于从位置传感器412输入的脉冲信号的频率,来计算第一肩部231的绕转动轴02的角速度ωΑ2πι,并将该角速度ωΑ2πι输出至减法器902g。此外,角速度ωΑ2πι是用电机411与第一肩部231之间即关节机构410处的减速比去除角速度ωη?所得的值。
[0171]另外,利用角速度传感器720检测绕各检测轴的角速度,并将该检测值输出至角速度计算部902m。在角速度计算部902m中,基于上述检测值,来计算第一肩部231的绕转动轴02的角速度ωΑ2,并将该角速度ωΑ2输出至减法器902g。
[0172]向减法器902g输入角速度ωΑ2以及角速度ω A2m,减法器902g将从该角速度ωΑ2减去角速度ωΑ2πι所得的值oA2s( = ωΑ2 — ωΑ2πι)输出至转换部902h。该值oA2s相当于第一肩部231的绕转动轴02的角速度的振动成分(振动角速度)。以下,将《A2s称为振动角速度。在本实施方式中,进行将该振动角速度《A2s (详细而言,作为基于振动角速度oA2s生成的值的电机411中的角速度om2s)放大后述的增益Ka倍再返回到电机411的输入侧的反馈控制。具体而言,以振动角速度oA2s尽可能地为O的方式,对电机411进行反馈控制。
[0173]由此,能够抑制第一肩部231的振动,由此能够抑制机器人系统100的振动。此外,在该反馈控制中,控制电机411的角速度。
[0174]转换部902h将振动角速度oA2s转换为电机411中的角速度com2s,并将该角速度om2s输出至修正值计算部902i。该转换能够通过振动角速度oA2s乘以电机411与第一肩部231之间即关节机构410处的减速比而得到。
[0175]修正值计算部902i对角速度om2s乘以作为预先确定出的系数的增益(反馈增益)Ka,来求出修正值(第一修正成分)Ka.0m2s,并将该修正值Ka.0m2s输出至加法器902jo增益Ka通过反馈增益调整部902k进行调整。此外,关于该增益Ka的调整,在后面详细叙述。
[0176]向加法器902j输入角速度ωπι2,而且,输入修正值Ka*om2s。加法器902j将角速度ωπι2与修正值Ka.com2s的相加值作为角速度反馈值ω fb输出至减法器902c。此夕卜,以下的动作如上所述。
[0177]此外,这里,基于上述角速度传感器710的检测值计算的机体220的绕转动轴01的角速度《Al是绕Z轴的角速度,将该绕Z轴的角速度设为ω¥Ζ。另外,若在第二驱动源控制部902的控制动作中,将基于角速度传感器720的检测值计算的第一肩部231的绕X轴的角速度设为《ax,将绕Y轴的角速度设为oay,将绕Z轴的角速度设为oaz,则绕上述Z轴的角速度度Coaz包含上述机体220的绕Z轴的角速度ω¥Ζ。因此,对于第一肩部231,将(oaz — ω¥Ζ)作为实际的绕Z轴的角速度来处理。此外,对于上述绕X轴的角速度Coax以及上述绕Y轴的角速度coay,使用其值。这样,对于针对第一肩部231的绕Z轴的角速度的第一修正成分,基于角速度传感器710以及720的检测结果来求出,对于绕X轴的角速度以及绕Y轴的角速度的第一修正成分,基于角速度传感器720的检测结果来求出。
[0178]如上所述第九?第十五驱动源控制部909?915的结构相互相同,所以代表性地对第九驱动源控制部909进行说明。
[0179]如图7所示,第九驱动源控制部909具有减法器909a、位置控制部909b、减法器909c、角速度控制部909d、转动角度计算部909e、角速度计算部909f、减法器909g、转换部909h、修正值计算部9091、加法器909j、反馈增益调整部909k、以及角速度计算部909m。此夕卜,由角速度计算部909m以及角速度传感器730构成检测第一肩部241的绕转动轴02’的角速度的角速度检测部。
[0180]向第九驱动源控制部909,除了电机511的位置指令Pc以外,还从位置传感器512、角速度传感器730分别输入检测信号。第九驱动源控制部909通过以根据位置传感器512的检测信号计算的电机511的旋转角度(位置反馈值Pfb)成为位置指令Pc、并且后述的角速度反馈值《fb成为后述的角速度指令的方式使用了各检测信号的反馈控制来驱动电机511。
[0181]S卩,向第九驱动源控制部909的减法器909a输入位置指令Pc,而且,从转动角度计算部909e输入后述的位置反馈值Pfb。
[0182]在转动角度计算部909e中,对从位置传感器512输入的脉冲数进行计数,并且将与该计数值对应的电机511的旋转角度作为位置反馈值Pfb输出至减法器909a。减法器909a将这些位置指令Pc与位置反馈值Pfb的偏差(从电机511的旋转角度的目标值减去位置反馈值Pfb所得的值)输出至位置控制部90%。
[0183]位置控制部90%进行使用了从减法器909a输入的偏差、和作为预先确定出的系数的比例增益等的规定的运算处理,从而运算与该偏差对应的电机511的角速度的目标值。位置控制部909b将表示该电机511的角速度的目标值(指令值)的信号作为角速度指令Oc输出至减法器909c。此外,这里,在本实施方式中,作为反馈控制,进行比例控制(P控制),但并不限于此。
[0184]向减法器909c输入角速度指令ω c,而且,输入后述的角速度反馈值ofb。减法器909c将这些角速度指令Oc与角速度反馈值ωΛ的偏差(从电机511的角速度的目标值减去角速度反馈值《fb所得的值)输出至角速度控制部909d。
[0185]角速度控制部909d使用从减法器909c输入的偏差、和作为预先确定出的系数的比例增益、积分增益等,来进行包括积分的规定的运算处理,从而生成与该偏差对应的电机511的驱动信号(与驱动电流成比例),经由电机驱动器供给至电机511。此外,在本实施方式中,作为反馈控制,进行PI控制,但并不限于此。
[0186]这样,以位置反馈值Pfb与位置指令Pc尽可能地相等,并且,角速度反馈值ω fb与角速度指令Oc尽可能地相等的方式,进行反馈控制,控制电机511的驱动电流。
[0187]接下来,对第九驱动源控制部909中的角速度反馈值《fb进行说明。
[0188]在角速度计算部909f中,基于从位置传感器512输入的脉冲信号的频率,来计算电机511的角速度ωπι9,并将该角速度ωπι9输出至加法器909j。
[0189]另外,在角速度计算部909f中,基于从位置传感器512输入的脉冲信号的频率,来计算第一肩部241的绕转动轴02’的角速度ωΑ9πι,并将该角速度ωΑ9πι输出至减法器909go此外,角速度ωΑ9πι是用电机511与第一肩部241之间即关节机构510处的减速比去除角速度《m9所得的值。
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