机器人控制装置、机器人以及机器人系统.pdf

本发明提供一种机器人控制装置、机器人以及机器人系统。机器人控制装置控制机器人的工作，该机器人具备：机体，其能够绕轴转动；第一、第二机械臂，它们设置于机体，且能够相对于机体转动；以及第一、第二、第三惯性传感器。该机器人控制装置在将第二机械臂设为静止状态，使第一机械臂从静止状态绕轴转动而移动到目标位置的动作中，在将第一机械臂到达目标位置之前的机体绕轴的角速度的振幅的最大值设为A，将第一机械臂最早到达目标位置后的机体绕轴的角速度的振幅的最大值设为B时，满足B/A＜0.27。

权利要求书
1.  一种机器人控制装置，其特征在于，
是控制机器人的工作的机器人控制装置，所述机器人具备：
机体，其能够绕轴转动；
第一机械臂以及第二机械臂，它们设置于所述机体，且能够相对于 所述机体转动；
第一惯性传感器，其设置于所述第一机械臂；
第二惯性传感器，其设置于所述第二机械臂；以及
第三惯性传感器，其设置于所述机体，
在将所述第二机械臂设为静止状态，使所述第一机械臂从静止状态 绕所述轴转动而移动到目标位置的动作中，在将所述第一机械臂到达所 述目标位置之前的所述机体绕所述轴的角速度的振幅的最大值设为A， 所述第一机械臂最早到达所述目标位置后的所述机体绕所述轴的角速 度的振幅的最大值设为B时，满足下述(1)式：
B/A＜0.27…(1)。

2.  根据权利要求1所述的机器人控制装置，其中，
所述第一机械臂具备：第一连杆，其设置于所述机体且能够绕第一 转动轴转动；
第二连杆，其设置于所述第一连杆且能够绕第二转动轴转动，使所 述第二转动轴成为与所述第一转动轴正交的转动轴或者和与所述第一 转动轴正交的轴平行的转动轴；
第三连杆，其设置于所述第二连杆且能够绕第三转动轴转动，使所 述第三转动轴成为与所述第二转动轴正交的转动轴或者和与所述第二 转动轴正交的轴平行的转动轴；以及
第四连杆，其设置于所述第三连杆且能够绕第四转动轴转动，使所 述第四转动轴成为与所述第三转动轴正交的转动轴或者和与所述第三 转动轴正交的轴平行的转动轴，
在使所述第一机械臂从静止状态移动到目标位置的动作中，使向所 述第一机械臂的所述第三连杆的长度方向延伸的中心轴与向所述第四 连杆的长度方向延伸的中心轴所成的角成为90°，使所述第一机械臂的 所述第三连杆转动90°。

3.  根据权利要求1或者2所述的机器人控制装置，其中，
在将所述第一机械臂设为静止状态，使所述第二机械臂从静止状态 绕所述轴转动而移动到目标位置的动作中，在将所述第二机械臂到达所 述目标位置之前的所述机体绕所述轴的角速度的振幅的最大值设为C， 所述第二机械臂最早到达所述目标位置后的所述机体绕所述轴的角速 度的振幅的最大值设为D时，满足下述(2)式：
D/C＜0.27…(2)。

4.  根据权利要求3所述的机器人控制装置，其中，
所述第二机械臂具备：第一连杆，其设置于所述机体且能够绕第一 转动轴转动；
第二连杆，其设置于所述第一连杆且能够绕第二转动轴转动，使所 述第二转动轴成为与所述第一转动轴正交的转动轴或者和与所述第一 转动轴正交的轴平行的转动轴；
第三连杆，其设置于所述第二连杆且能够绕第三转动轴转动，使所 述第三转动轴成为与所述第二转动轴正交的转动轴或者和与所述第二 转动轴正交的轴平行的转动轴；以及
第四连杆，其设置于所述第三连杆且能够绕第四转动轴转动，使所 述第四转动轴成为与所述第三转动轴正交的转动轴或者和与所述第三 转动轴正交的轴平行的转动轴，
在使所述第二机械臂从静止状态移动到目标位置的动作中，使向所 述第二机械臂的所述第三连杆的长度方向延伸的中心轴与向所述第四 连杆的长度方向延伸的中心轴所成的角成为90°，使所述第二机械臂的 所述第三连杆转动90°。

5.  根据权利要求1～4中的任意一项所述的机器人控制装置，其中，
具备控制部，该控制部基于所述第一惯性传感器、所述第二惯性传 感器以及所述第三惯性传感器的检测结果，一边抑制所述机体、所述第 一机械臂以及所述第二机械臂的振动，一边控制工作。

6.  根据权利要求5所述的机器人控制装置，其中，
所述控制部基于所述第一惯性传感器以及所述第三惯性传感器的 检测结果，求出第一修正成分，并反馈所述第一修正成分来抑制所述第 一机械臂的振动，
基于所述第二惯性传感器以及所述第三惯性传感器的检测结果，求 出第二修正成分，反馈所述第二修正成分来抑制所述第二机械臂的振 动，
基于所述第三惯性传感器的检测结果，求出第三修正成分，并反馈 所述第三修正成分来抑制所述机体的振动，
所述第三修正成分的反馈增益比所述第一修正成分的反馈增益大。

7.  根据权利要求6所述的机器人控制装置，其中，
所述第三修正成分的反馈增益比所述第二修正成分的反馈增益大。

8.  根据权利要求6或者7所述的机器人控制装置，其中，
所述控制部根据所述第一机械臂和所述第二机械臂的至少一方的 姿势，来调整所述第三修正成分的反馈增益。

9.  根据权利要求8所述的机器人控制装置，其中，
在所述机器人的姿势是第一姿势时、和与所述第一姿势相比所述机 器人绕所述轴的惯性力矩大的第二姿势时，所述控制部使所述第二姿势 时的所述第三修正成分的反馈增益比所述第一姿势时的所述第三修正 成分的反馈增益大。

10.  根据权利要求1～9中任意一项所述的机器人控制装置，其中，
所述机体绕所述轴的所述角速度基于所述第三惯性传感器的检测 结果而求出。

11.  一种机器人，其特征在于，具备：
机体，其能够绕轴转动；
第一机械臂以及第二机械臂，它们设置于所述机体，并能够相对于 所述机体转动；
第一惯性传感器，其设置于所述第一机械臂；
第二惯性传感器，其设置于所述第二机械臂；以及
第三惯性传感器，其设置于所述机体，
在将所述第二机械臂设为静止状态，使所述第一机械臂从静止状态 绕所述轴转动而移动到目标位置的动作中，将所述第一机械臂到达所述 目标位置之前的所述机体绕所述轴的角速度的振幅的最大值设为A，所 述第一机械臂最早到达所述目标位置后的所述机体绕所述轴的角速度 的振幅的最大值设为B时，满足下述(1)式：
B/A＜0.27…(1)。

12.  根据权利要求11所述的机器人，其中，
在将所述第一机械臂设为静止状态，使所述第二机械臂从静止状态 绕所述轴转动而移动到目标位置的动作中，在将所述第二机械臂到达所 述目标位置之前的所述机体绕所述轴的角速度的振幅的最大值设为C， 所述第二机械臂最早到达所述目标位置后的所述机体绕所述轴的角速 度的振幅的最大值设为D时，满足下述(2)式：
D/C＜0.27…(2)。

13.  一种机器人系统，其特征在于，具备机器人以及控制所述机器 人的工作的机器人控制装置，其中，
所述机器人具有：
机体，其能够绕轴转动；
第一机械臂以及第二机械臂，它们设置于所述机体，并能够相对于 所述机体转动；
第一惯性传感器，其设置于所述第一机械臂；
第二惯性传感器，其设置于所述第二机械臂；以及
第三惯性传感器，其设置于所述机体，
在将所述第二机械臂设为静止状态，使所述第一机械臂从静止状态 绕所述轴转动而移动到目标位置的动作中，在将所述第一机械臂到达所 述目标位置之前的所述机体绕所述轴的角速度的振幅的最大值设为A， 所述第一机械臂最早到达所述目标位置后的所述机体绕所述轴的角速 度的振幅的最大值设为B时，满足下述(1)式：
B/A＜0.27…(1)。

14.  根据权利要求13所述的机器人系统，其中，
在将所述第一机械臂设为静止状态，使所述第二机械臂从静止状态 绕所述轴转动而移动到目标位置的动作中，在将所述第二机械臂到达所 述目标位置前的所述机体绕所述轴的角速度的振幅的最大值设为C，所 述第二机械臂最早到达所述目标位置后的所述机体绕所述轴的角速度 的振幅的最大值设为D时，满足下述(2)式：
D/C＜0.27…(2)。

说明书机器人控制装置、机器人以及机器人系统
技术领域
本发明涉及机器人控制装置、机器人以及机器人系统。
背景技术
公知有具有由多关节的连杆构成的机械臂的机器人。在机械臂的前 端部，作为末端执行器，安装例如手部等。而且，机器人被广泛应用于 组装装置等较多的装置。
这样的机器人在使机械臂移动再停止时，机械臂振动。在机械臂振 动期间，安装在机械臂的前端部的手部也振动。而且，在手部振动期间， 进行手部把持工件的作业等很困难，所以需要等待手部的振动停止。
因此，在专利文献1中公开有为了提高机器人的生产率而缩短手部 振动的时间的方法。该专利文献1所记载的机器人是具有基台、以及与 基台连结的机械臂的SCARA机器人，由此，将检测机械臂的旋转角度 的角度传感器配置于机械臂的促动器。并且，将检测机械臂的振动的角 速度传感器配置于机械臂。而且，使用低通滤波器来提取角度传感器的 低频成分，使用高通滤波器来提取角速度传感器的输出的高频成分。接 着，对角度传感器的输出和角速度传感器的输出进行合成来检测机械臂 的动作。而且，通过与机械臂的动作对应地控制机械臂，来抑制机械臂 的振动。
专利文献1：日本特开2005－242794号公报
专利文献1所记载的方法作为使与静止的基台连结的机械臂的振动 衰减的方法是有效的方法。
然而，在具有基台、以能够转动的方式与基台连结的机体、以及以 能够转动的方式与机体连结的2个机械臂的双臂机器人中，不仅是机械 臂，机体也振动。因此，对于上述那样的双臂机器人，即使使用专利文 献1所记载的方法来使机械臂的振动衰减，机体的振动也会传导至机械 臂，所以存在机械臂的振动难以衰减的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供能够抑制第一机械臂、第二机械臂以及机体 的振动的机器人控制装置、机器人以及机器人系统。
这样的目的通过下述的本发明来实现。
应用例1
本发明的机器人控制装置的特征在于，是控制机器人的工作的机器 人控制装置，该机器人具备：
机体，其能够绕轴转动；
第一机械臂以及第二机械臂，它们设置于上述机体，且能够相对于 上述机体转动；
第一惯性传感器，其设置于上述第一机械臂；
第二惯性传感器，其设置于上述第二机械臂；以及
第三惯性传感器，其设置于上述机体，
在将上述第二机械臂设为静止状态，使上述第一机械臂从静止状态 绕上述轴转动而移动到目标位置的动作中，在将上述第一机械臂到达上 述目标位置之前的绕上述机体的上述轴的角速度的振幅的最大值设为 A，上述第一机械臂最早到达上述目标位置后的上述机体的绕上述轴的 角速度的振幅的最大值设为B时，满足下述(1)式:
B/A＜0.27…(1)。
由此，能够抑制第一机械臂、第二机械臂以及机体的振动。而且， 通过B/A＜0.27，机体的轴的刚性等效提高，能够提高抑制第一机械 臂、第二机械臂以及机体的振动的效果。
具体而言，例如，能够抑制机体因机械臂的动作的反作用而振动， 另外，能够提高抑制其振动的效果。由此，动作的机械臂、机体、与动 作的机械臂相反的一侧的机械臂三者都被抑制振动，能够迅速地定位。
应用例2
优选在本发明的机器人控制装置中，上述第一机械臂具备：第一连 杆，其设置于上述机体且能够绕第一转动轴转动；
第二连杆，其设置于上述第一连杆且能够绕第二转动轴转动，使上 述第二转动轴成为与上述第一转动轴正交的转动轴或者和与上述第一 转动轴正交的轴平行的转动轴；
第三连杆，其设置于上述第二连杆且能够绕第三转动轴转动，使上 述第三转动轴成为与上述第二转动轴正交的转动轴或者和与上述第二 转动轴正交的轴平行的转动轴；以及
第四连杆，其设置于上述第三连杆且能够绕第四转动轴转动，使上 述第四转动轴成为与上述第三转动轴正交的转动轴或者和与上述第三 转动轴正交的轴平行的转动轴，
在使上述第一机械臂从静止状态移动到目标位置的动作中，使向上 述第一机械臂的上述第三连杆的长度方向延伸的中心轴与向上述第四 连杆的长度方向延伸的中心轴所成的角成为90°，使上述第一机械臂的 上述第三连杆转动90°。
由此，能够更加可靠地抑制第一机械臂、第二机械臂以及机体的振 动。
应用例3
优选在本发明的机器人控制装置中，在将上述第一机械臂设为静止 状态，使上述第二机械臂从静止状态绕上述轴转动而移动到目标位置的 动作中，在将上述第二机械臂到达上述目标位置之前的上述机体的绕上 述轴的角速度的振幅的最大值设为C，上述第二机械臂最早到达上述目 标位置后的上述机体的绕上述轴的角速度的振幅的最大值设为D时，满 足下述(2)式：
D/C＜0.27…(2)。
由此，机体的轴的刚性等效提高，能够提高抑制第一机械臂、第二 机械臂以及机体的振动的效果。
应用例4
优选在本发明的机器人控制装置中，上述第二机械臂具备：第一连 杆，其设置于上述机体且能够绕第一转动轴转动；
第二连杆，其设置于上述第一连杆且能够绕第二转动轴转动，使上 述第二转动轴成为与上述第一转动轴正交的转动轴或者和与上述第一 转动轴正交的轴平行的转动轴；
第三连杆，其设置于上述第二连杆且能够绕第三转动轴转动，使上 述第三转动轴成为与上述第二转动轴正交的转动轴或者和与上述第二 转动轴正交的轴平行的转动轴；以及
第四连杆，其设置于上述第三连杆且能够绕第四转动轴转动，使上 述第四转动轴成为与上述第三转动轴正交的转动轴或者和与上述第三 转动轴正交的轴平行的转动轴，
在使上述第二机械臂从静止状态移动到目标位置的动作中，使向上 述第二机械臂的上述第三连杆的长度方向延伸的中心轴和向上述第四 连杆的长度方向延伸的中心轴所成的角成为90°，使上述第二机械臂的 上述第三连杆转动90°。
由此，能够更加可靠地抑制第一机械臂、第二机械臂以及机体的振 动。
应用例5
优选在本发明的机器人控制装置中，具备控制部，其基于上述第一 惯性传感器、上述第二惯性传感器以及上述第三惯性传感器的检测结 果，一边抑制上述机体、上述第一机械臂以及上述第二机械臂的振动， 一边控制工作。
由此，能够更加可靠地抑制第一机械臂、第二机械臂以及机体的振 动。
应用例6
优选在本发明的机器人控制装置中，上述控制部基于上述第一惯性 传感器以及上述第三惯性传感器的检测结果，求出第一修正成分，并反 馈上述第一修正成分来抑制上述第一机械臂的振动，
基于上述第二惯性传感器以及上述第三惯性传感器的检测结果，求 出第二修正成分，并反馈上述第二修正成分来抑制上述第二机械臂的振 动，
基于上述第三惯性传感器的检测结果，求出第三修正成分，并反馈 上述第三修正成分来抑制上述机体的振动，
上述第三修正成分的反馈增益比上述第一修正成分的反馈增益大。
由此，机体的轴的刚性等效提高，能够提高抑制第一机械臂、第二 机械臂以及机体的振动的效果。
应用例7
优选在本发明的机器人控制装置中，上述第三修正成分的反馈增益 比上述第二修正成分的反馈增益大。
由此，机体的轴的刚性等效提高，能够提高抑制第一机械臂、第二 机械臂以及机体的振动的效果。
应用例8
优选在本发明的机器人控制装置中，上述控制部根据上述第一机械 臂和上述第二机械臂的至少一方的姿势，来调整上述第三修正成分的反 馈增益。
由此，能够提高抑制第一机械臂、第二机械臂以及机体的振动的效 果。
应用例9
优选在本发明的机器人控制装置中，在上述机器人的姿势是第一姿 势时、和与上述第一姿势相比上述机器人绕上述轴的惯性力矩大的第二 姿势时，上述控制部使上述第二姿势时的第三修正成分的反馈增益比上 述第一姿势时的第三修正成分的反馈增益大。
由此，能够提高抑制第一机械臂、第二机械臂以及机体的振动的效 果。
应用例10
优选在本发明的机器人控制装置中，上述机体的绕上述轴的上述角 速度基于上述第三惯性传感器的检测结果来求出。
由此，不用准备另外的惯性传感器，就能够容易并且可靠地求出上 述角速度。
应用例11
本发明的机器人的特征在于，具备：机体，其能够绕轴转动；
第一机械臂以及第二机械臂，它们设置于上述机体，且能够相对于 上述机体转动；
第一惯性传感器，其设置于上述第一机械臂；
第二惯性传感器，其设置于上述第二机械臂；以及
第三惯性传感器，其设置于上述机体，
在将上述第二机械臂设为静止状态，使上述第一机械臂从静止状态 绕上述轴转动而移动到目标位置的动作中，在将上述第一机械臂到达上 述目标位置之前的上述机体的绕上述轴的角速度的振幅的最大值设为 A，将上述第一机械臂最早到达上述目标位置后的上述机体的绕上述轴 的角速度的振幅的最大值设为B时，满足下述(1)式：
B/A＜0.27…(1)。
由此，能够抑制第一机械臂、第二机械臂以及机体的振动。而且， 通过B/A＜0.27，机体的轴的刚性等效提高，能够提高抑制第一机械 臂、第二机械臂以及机体的振动的效果。
具体而言，例如，能够抑制机体因机械臂的动作的反作用而振动， 另外，能够提高抑制其振动的效果。由此，动作的机械臂、机体、与动 作的机械臂相反的一侧的机械臂三者都被抑制振动，能够迅速地定位。
应用例12
优选在本发明的机器人中，在将上述第一机械臂设为静止状态，使 上述第二机械臂从静止状态绕上述轴转动而移动到目标位置的动作中， 在将上述第二机械臂到达上述目标位置前的上述机体绕上述轴的角速 度的振幅的最大值设为C，上述第二机械臂最早到达上述目标位置后的 上述机体的绕上述轴的角速度的振幅的最大值设为D时，满足下述(2) 式：
D/C＜0.27…(2)。
由此，机体的轴的刚性等效提高，能够提高抑制第一机械臂、第二 机械臂以及机体的振动的效果。
应用例13
本发明的机器人系统的特征在于，具备：机器人；以及控制上述机 器人的工作的机器人控制装置，其中该机器人具有：机体，其能够绕轴 转动；
第一机械臂以及第二机械臂，它们设置于上述机体，且能够相对于 上述机体转动；
第一惯性传感器，其设置于上述第一机械臂；
第二惯性传感器，其设置于上述第二机械臂；以及
第三惯性传感器，其设置于上述机体；
在将上述第二机械臂设为静止状态，使上述第一机械臂从静止状态 绕上述轴转动而移动到目标位置的动作中，在将上述第一机械臂到达上 述目标位置之前的上述机体绕上述轴的角速度的振幅的最大值设为A， 上述第一机械臂最早到达上述目标位置后的上述机体的绕上述轴的角 速度的振幅的最大值设为B时，满足下述(1)式：
B/A＜0.27…(1)。
由此，能够抑制第一机械臂、第二机械臂以及机体的振动。而且， 通过B/A＜0.27，机体的轴的刚性等效提高，能够提高抑制第一机械 臂、第二机械臂以及机体的振动的效果。
具体而言，例如，能够抑制机体因机械臂的动作的反作用而振动， 另外，能够提高抑制其振动的效果。由此，动作的机械臂、机体、与动 作的机械臂相反的一侧的机械臂三者都被抑制振动，能够迅速地定位。
应用例14
优选在本发明的机器人系统中，在将上述第一机械臂设为静止状 态，使上述第二机械臂从静止状态绕上述轴转动而移动到目标位置的动 作中，在将上述第二机械臂到达上述目标位置之前的上述机体绕上述轴 的角速度的振幅的最大值设为C，在将上述第二机械臂最早到达上述目 标位置后的上述机体绕上述轴的角速度的振幅的最大值设为D时，满足 下述(2)式：
D/C＜0.27…(2)。
由此，机体的轴的刚性等效提高，能够提高抑制第一机械臂、第二 机械臂以及机体的振动的效果。
附图说明
图1是表示本发明的机器人系统的实施方式的立体图。
图2是表示图1所示的机器人系统的机器人的转动轴的示意图。
图3是表示图1所示的机器人系统的机器人所安装的末端执行器的 位置的图。
图4是表示图1所示的机器人系统的机器人的控制系统的框图。
图5是表示图1所示的机器人系统的机器人的驱动控制的框图。
图6是表示图1所示的机器人系统的机器人的驱动控制的框图。
图7是表示图1所示的机器人系统的机器人的驱动控制的框图。
图8是用于说明图1所示的机器人系统的机器人的角速度的测定条 件的图。
图9是用于说明图1所示的机器人系统的机器人的角速度的测定条 件的图。
图10是表示图1所示的机器人系统的机器人的机械臂的前端部以 及机体的角速度的图表。
图11是表示图1所示的机器人系统的机器人的机械臂的前端部以 及机体的角速度的图表。
图12是表示图1所示的机器人系统的机器人的机体的角速度的图 表。
图13是表示图1所示的机器人系统的机器人的机械臂的前端部以 及机体的角速度的图表。
图14是表示图1所示的机器人系统的机器人的机械臂的前端部以 及机体的角速度的图表。
图15是表示图1所示的机器人系统的机器人的机械臂的前端部以 及机体的角速度的图表。
图16是表示图1所示的机器人系统的机器人的机械臂的前端部以 及机体的角速度的图表。
具体实施方式
以下，基于附图所示的优选的实施方式对本发明的机器人控制装 置、机器人以及机器人系统进行详细说明。
图1是表示本发明的机器人系统的实施方式的立体图。图2是表示 图1所示的机器人系统的机器人的转动轴的示意图。图3是表示图1所 示的机器人系统的机器人所安装的末端执行器的位置的图。图4是表示 图1所示的机器人系统的机器人的控制系统的框图。图5～图7分别是 表示图1所示的机器人系统的机器人的驱动控制的框图。图8以及图9 分别是用于说明图1所示的机器人系统的机器人的角速度的测定条件的 图。图10、图11、图13～图16分别是表示图1所示的机器人的机器人 系统的机械臂的前端部以及机体的角速度的图表。图12是表示图1所 示的机器人系统的机器人的机体的角速度的图表。
此外，在以下，为了便于说明，将图1中的上侧称为“上”或者“上 方”，将下侧称为“下”或者“下方”。另外，将图1以及图2中的机械 臂的机体侧称为“基端”，将其相反的一侧称为“前端”。
另外，如图3所示，假定相互正交的X轴、Y轴、Z轴。在该情况 下，使Z轴与后述的转动轴O1平行。
图1所示的机器人系统100能够在例如制造手表这样的精密仪器等 的制造工序中使用，具有机器人200、以及控制机器人200的工作的机 器人控制装置(控制部)900。机器人200与机器人控制装置900电连 接。此外，机器人200与机器人控制装置900可以是一体，另外，也可 以独立。以下，依次对机器人200以及机器人控制装置900进行说明。
机器人
如图1所示，机器人200是双臂机器人，具有：底座(基台)210； 机体220，其连结(设置)于底座210；一对机械臂(第一机械臂)230 和机械臂(第二机械臂)240，其连结于机体220的左右；立体照相机 250，其设置于机体220；手部照相机(未图示)，其设置于各机械臂230、 240；信号灯260，其设置于机体220；以及监视器270，其设置于机体 220的背面侧。
根据这样的机器人系统100，能够使用立体照相机250、上述手部 照相机来确认作业台上的部件、工具等的位置并且进行作业。另外，利 用信号灯260，能够容易地确认机器人系统100的状态(驱动状态、正 常停止状态、异常停止状态等)。另外，在监视器270显示与机器人系 统100相关的信息，所以能够简单地确认机器人系统100的状态。监视 器270例如为触摸面板，能够通过操作触摸面板，来切换显示画面、或 对机器人系统100给予指令、或变更所给予的指令。
底座
在底座210设置有：使机器人系统100的移动变得容易的多个车轮 (旋转部件)、锁定各车轮的锁定机构(未图示)、以及在移动机器人系 统100时把持的手柄(把持部)211。通过解除锁定机构，把持并推或 拉手柄211，能够使机器人系统100自由地移动，通过锁定机构锁定车 轮，从而能够将机器人系统100固定在规定的位置。这样，使机器人系 统100容易移动，从而提高机器人系统100的便利性。此外，也可以分 别省略车轮、锁定机构以及手柄211。
另外，在底座210设置有用于与未图示的作业台抵接的缓冲器213。 通过使缓冲器213与作业台的侧面抵接，能够使机器人系统100隔着规 定的间隔与作业台相向。因此，能够防止机器人系统100与作业台的意 外接触等。此外，缓冲器213具有与作业台抵接的抵接部213a、以及固 定于底座210的固定部213b，在图1中，以抵接部213a位于比固定部 213b靠下侧的方式安装于底座210。这样的缓冲器213能够相对于底座 210自由拆装，使缓冲器213的方向上下反转。即，也可以与图1相反， 以抵接部213a位于比固定部213b靠上方的方式将缓冲器213安装于底 座210。在生产现场，一般地使用高度700mm左右和1000mm左右的 作业台，所以通过变更抵接部213a的高度，能够应对高度不同的任意 的作业台。
另外，在底座210设置紧急停止按钮214，在紧急情况下通过按下 该紧急停止按钮214，能够使机器人系统100紧急停止。
机体
如图2所示，机体220经由关节机构310，以能够绕转动轴(轴) O1转动的方式与底座210连结。另外，如上所述，在机体220设置有 立体照相机250和信号灯260。
作为关节机构310的结构，只要能够使机体220相对于底座210绕 转动轴O1转动就并无特别限定，如图4所示，是具有作为驱动源的电 机311、降低电机311的旋转速度的减速器(未图示)、以及检测电机 311的旋转角度的位置传感器312的结构。作为电机311，例如，能够 使用AC伺服电机、DC伺服电机等伺服电机；作为减速器，例如，能 够使用行星齿轮式的减速器、谐波传动(“谐波传动”是注册商标)等； 作为位置传感器312，例如，能够使用编码器、旋转编码器、解析器、 电位计等。
机械臂
如图1以及图2所示，机械臂230具有：第一肩部(第一连杆)231， 其经由关节机构410与机体220连结；第二肩部(第二连杆)232，其 经由关节机构420与第一肩部231连结；上臂部(第三连杆)233，其 经由扭转机构430与第二肩部232的前端连结；第一前臂部(第四连杆) 234，其经由关节机构440与上臂部233的前端连结；第二前臂部(第 五连杆)235，其经由扭转机构450与第一前臂部234的前端连结；腕 部(第六连杆)236，其经由关节机构460与第二前臂部235的前端连 结；以及连结部(第七连杆)237，其经由扭转机构470与腕部236的 前端连结。在本实施方式中，上臂部233、第一前臂部234、第二前臂 部235呈长条形状。另外，在连结部237设置有手部238，在手部238， 如图3所示，安装有与使机器人系统100执行的作业对应的末端执行器 610。此外，也可以在手部238与末端执行器610之间设置力觉传感器。 通过设置力觉传感器，例如，能够进行阻抗控制等力控制。
另外，如图2所示，关节机构410使第一肩部231相对于机体220 绕与转动轴O1正交的转动轴(第一转动轴)O2转动，关节机构420 使第二肩部232相对于第一肩部231绕与转动轴O2正交的转动轴(第 二转动轴)O3转动，扭转机构430使上臂部233相对于第二肩部232 绕与转动轴O3正交的转动轴(第三转动轴)O4转动(扭转)，关节机 构440使第一前臂部234相对于上臂部233绕与转动轴O4正交的转动 轴(第四转动轴)O5转动，扭转机构450使第二前臂部235相对于第 一前臂部234绕与转动轴O5正交的转动轴(第五转动轴)O6转动(扭 转)，关节机构460使腕部236相对于第二前臂部235绕与转动轴O6 正交的转动轴(第六转动轴)O7转动，扭转机构470使连结部237相 对于腕部236绕与转动轴O7正交的转动轴(第七转动轴)O8转动(扭 转)。根据这样的机械臂230，能够以相对简单的结构，与人的臂部相同 地，实现关节(肩、肘、腕)的弯曲和伸展、上臂以及前臂的扭转。
此外，转动轴O2也可以和与转动轴O1正交的轴平行，转动轴O3 也可以和与转动轴O2正交的轴平行，转动轴O4也可以和与转动轴O3 正交的轴平行，转动轴O5也可以和与转动轴O4正交的轴平行，转动 轴O6也可以和与转动轴O5正交的轴平行，转动轴O7也可以和与转 动轴O6正交的轴平行，转动轴O8也可以和与转动轴O7正交的轴平 行。
作为关节机构410、关节机构420、扭转机构430、关节机构440、 扭转机构450、关节机构460以及扭转机构470的结构，都不特别限定， 但在本实施方式中，是与上述的关节机构310相同的结构。即，如图4 所示，关节机构410具有作为驱动源的电机411、降低电机411的旋转 速度的减速器(未图示)、以及检测电机411的旋转角度的位置传感器 412。另外，关节机构420具有作为驱动源的电机421、降低电机421 的旋转速度的减速器(未图示)、以及检测电机421的旋转角度的位置 传感器422。另外，扭转机构430具有作为驱动源的电机431、降低电 机431的旋转速度的减速器(未图示)、以及检测电机431的旋转角度 的位置传感器432。另外，关节机构440具有作为驱动源的电机441、 降低电机441的旋转速度的减速器(未图示)、以及检测电机441的旋 转角度的位置传感器442。
另外，扭转机构450具有作为驱动源的电机451、降低电机451的 旋转速度的减速器(未图示)、以及检测电机451的旋转角度的位置传 感器452。另外，关节机构460具有作为驱动源的电机461、降低电机 461的旋转速度的减速器(未图示)、以及检测电机461的旋转角度的位 置传感器462。另外，扭转机构470具有作为驱动源的电机471、降低 电机471的旋转速度的减速器(未图示)、以及检测电机471的旋转角 度的位置传感器472。此外，也可以分别省略各减速器。
机械臂240是与上述的机械臂230相同的结构。即，如图1以及图 2所示，机械臂240具有：第一肩部(第一连杆)241，其经由关节机构 510与机体220连结；第二肩部(第二连杆)242，其经由关节机构520 与第一肩部241连结；上臂部(第三连杆)243，其经由扭转机构530 与第二肩部242的前端连结；第一前臂部(第四连杆)244，其经由关 节机构540与上臂部243的前端连结；第二前臂部(第五连杆)245， 其经由扭转机构550与第一前臂部244的前端连结；腕部(第六连杆) 246，其经由关节机构560与第二前臂部245的前端连结；以及连结部 247(第七连杆)，其经由扭转机构570与腕部246的前端连结。在本实 施方式中，上臂部243、第一前臂部244、第二前臂部245呈长条形状。 另外，在连结部247设置手部248，在手部248安装与使机器人系统100 执行的作业对应的末端执行器620。此外，也可以在手部248与末端执 行器620之间设置力觉传感器。通过设置力觉传感器，例如，能够进行 阻抗控制等力控制。
另外，如图2所示，关节机构510使第一肩部241相对于机体220 绕与转动轴O1正交的转动轴(第一转动轴)O2’转动，关节机构520 使第二肩部242相对于第一肩部241绕与转动轴O2’正交的转动轴(第 二转动轴)O3’转动，扭转机构530使上臂部243相对于第二肩部242 绕与转动轴O3’正交的转动轴(第三转动轴)O4’转动(扭转)，关 节机构540使第一前臂部244相对于上臂部243绕与转动轴O4’正交 的转动轴(第四转动轴)O5’转动，扭转机构550使第二前臂部245 相对于第一前臂部244绕与转动轴O5’正交的(第五转动轴)转动轴 O6’转动(扭转)，关节机构560使腕部246相对于第二前臂部245绕 与转动轴O6’正交的转动轴(第六转动轴)O7’转动，扭转机构570 使连结部247相对于腕部246绕与转动轴O7’正交的转动轴(第七转 动轴)O8’转动(扭转)。根据这样的机械臂240，能够通过相对简单 的结构，与人的臂部相同地，实现关节(肩、肘、腕)的弯曲和伸展、 上臂以及前臂的扭转。
此外，转动轴O2’也可以和与转动轴O1’正交的轴平行，转动轴 O3’也可以和与转动轴O2’正交的轴平行，转动轴O4’也可以和与 转动轴O3’正交的轴平行，转动轴O5’也可以和与转动轴O4’正交 的轴平行，转动轴O6’也可以和与转动轴O5’正交的轴平行，转动轴 O7’也可以和与转动轴O6’正交的轴平行，转动轴O8’也可以和与 转动轴O7’正交的轴平行。
作为关节机构510、关节机构520、扭转机构530、关节机构540、 扭转机构550、关节机构560以及扭转机构570的结构，都不特别限定， 但在本实施方式中，为与上述的关节机构310相同的结构。即，如图4 所示，关节机构510具有作为驱动源的电机511、降低电机511的旋转 速度的减速器(未图示)、以及检测电机511的旋转角度的位置传感器 512。另外，关节机构520具有作为驱动源的电机521、降低电机521 的旋转速度的减速器(未图示)、以及检测电机521的旋转角度的位置 传感器522。另外，扭转机构530具有作为驱动源的电机531、降低电 机531的旋转速度的减速器(未图示)、以及检测电机531的旋转角度 的位置传感器532。另外，关节机构540具有作为驱动源的电机541、 降低电机541的旋转速度的减速器(未图示)、以及检测电机541的旋 转角度的位置传感器542。
另外，扭转机构550具有作为驱动源的电机551、降低电机551的 旋转速度的减速器(未图示)、以及检测电机551的旋转角度的位置传 感器552。另外，关节机构560具有作为驱动源的电机561、降低电机 561的旋转速度的减速器(未图示)、以及检测电机561的旋转角度的位 置传感器562。另外，扭转机构570具有作为驱动源的电机571、降低 电机571的旋转速度的减速器(未图示)、以及检测电机571的旋转角 度的位置传感器572。此外，也可以分别省略各减速器。
末端执行器
安装在机械臂230、240的前端的末端执行器610、620，例如具有 把持对象物的功能。末端执行器610、620的结构根据所执行的作业而 不同，例如，如图3所示，能够为具有第一手指611、621和第二手指 612、622的结构。在这样的结构的末端执行器610、620中，通过调整 第一手指611、621与第二手指612、622的分离距离，能够把持对象物。
角速度传感器
如图1所示，在机器人200设置有角速度传感器(第三惯性传感器) 710、角速度传感器(第一惯性传感器)720、以及角速度传感器(第二 惯性传感器)730。角速度传感器710配置于机体220，角速度传感器 720配置于机械臂230，角速度传感器730配置于机械臂240。这3个角 速度传感器710、720、730分别是能够独立地检测绕相互正交的3个轴 (x轴、y轴以及z轴)的各轴的角速度ωx、ωy、ωz的3轴角速度传 感器。
这里，作为机械臂230、240中的角速度传感器720、730的配置， 并不特别限定，但在本实施方式中，角速度传感器720、730分别配置 于连结部237、247。
此外，角速度传感器710、720、730的姿势并不特别限定，但优选 将角速度传感器710以3个检测轴，即x轴、y轴以及z轴中的一个(例 如，z轴)与机体220的转动轴O1平行的方式设置于机体220。另外， 优选将角速度传感器720以x轴、y轴以及z轴中的一个与连结部237 的转动轴O8平行的方式设置于连结部237。另外，优选将角速度传感 器730以x轴、y轴以及z轴中的一个与连结部247的转动轴O8’平行 的方式设置于连结部247。
作为角速度传感器710、720、730只要能够分别检测绕相互正交的 3个轴(x轴、y轴以及z轴)的各轴的角速度ωx、ωy、ωz，就不特 别限定，能够使用公知的角速度传感器。另外，通过使角速度传感器710、 720、730成为相互相同的结构能够减少材料成本。此外，作为角速度传 感器710、720、730并不限于3轴角速度传感器，例如，也可以是2轴 角速度传感器、1轴角速度传感器。
通过角速度传感器710、720、730分别检测角速度传感器710、720、 730的设置部位的绕各轴的角速度ωx、ωy、ωz。将该角速度传感器 710、720、730的检测结果，即，从角速度传感器710、720、730输出 的信号，输出至机器人控制装置900。而且，机器人控制装置900基于 该检测结果，来进行抑制机体220、机械臂230、机械臂240的振动的 控制等规定的控制。
机器人控制装置
机器人控制装置900能够使机体220、机械臂230、240分别独立地 工作。换句话说，机器人控制装置900能够经由电机驱动器等，独立地 控制具备各关节机构310、410、420、440、460、510、520、540、560 以及各扭转机构430、450、470、530、550、570的各电机311、411～ 471、511～571。在该情况下，机器人控制装置900通过位置传感器312、 412～472、512～572，角速度传感器710～730进行检测，并基于该检 测结果，来控制各电机311、411～471、511～571的驱动(例如角速度、 转动角度等)，即，抑制机体220、机械臂230、240的振动，并且控制 其工作。该控制程序被预先存储在内置于机器人控制装置900的存储部 930。
具体而言，如图4所示，机器人控制装置900具有：控制电机311 的驱动的第一驱动源控制部(控制部)901、控制电机411的驱动的第 二驱动源控制部(控制部)902、控制电机421的驱动的第三驱动源控 制部(控制部)903、控制电机431的驱动的第四驱动源控制部(控制 部)904、控制电机441的驱动的第五驱动源控制部(控制部)905、控 制电机451的驱动的第六驱动源控制部(控制部)906、控制电机461 的驱动的第七驱动源控制部(控制部)907、控制电机471的驱动的第 八驱动源控制部(控制部)908、控制电机511的驱动的第九驱动源控 制部(控制部)909、控制电机521的驱动的第十驱动源控制部(控制 部)910、控制电机531的驱动的第十一驱动源控制部(控制部)911、 控制电机541的驱动的第十二驱动源控制部(控制部)912、控制电机 551的驱动的第十三驱动源控制部(控制部)913、控制电机561的驱动 的第十四驱动源控制部(控制部)914、以及控制电机571的驱动的第 十五驱动源控制部(控制部)915。
第一～第十五驱动源控制部901～915的结构相互相同，所以在以 下，以第一驱动源控制部901、第二驱动源控制部902、第九驱动源控 制部909为代表进行说明，对于其他的第三～第八、第十～第十五驱动 源控制部903～908、910～915省略其说明。
如图5所示，第一驱动源控制部901具有减法器901a、位置控制部 901b、减法器901c、角速度控制部901d、转动角度计算部901e、角速 度计算部901f、减法器901g、转换部901h、修正值计算部901i、加法 器901j、反馈增益调整部901k、以及角速度计算部901m。此外，通过 角速度计算部901m以及角速度传感器710，来构成检测机体220的绕 转动轴O1的角速度的角速度检测部。
这里，机器人控制部900基于机器人系统100所进行的处理的内容 来运算末端执行器610(或者620)的目标位置，生成用于使末端执行 器610(或者620)移动到该目标位置的轨道。而且，机器人控制部900 按照规定的控制周期测定各驱动源401～407的旋转角度，并将基于该 测定结果运算出的值分别作为各电机的位置指令Pc输出至各电机，来 使末端执行器610(或者620)沿着该生成的轨道移动。此外，在上述 以及以下，记载有“输入、输出值”等，这意味着“输入、输出与该值 对应的信号”。
如图5所示，向第一驱动源控制部901，除了电机311的位置指令 Pc以外，还从位置传感器312、角速度传感器710分别输入检测信号。 第一驱动源控制部901以根据位置传感器312的检测信号计算的电机 311的旋转角度(位置反馈值Pfb)为位置指令Pc、并且后述的角速度 反馈值ωfb为后述的角速度指令ωc的方式，通过使用了各检测信号的 反馈控制来驱动电机311。
即，向第一驱动源控制部901的减法器901a输入位置指令Pc，另 外，从转动角度计算部901e输入后述的位置反馈值Pfb。
在转动角度计算部901e中，对从位置传感器312输入的脉冲数进 行计数，并且将与该计数值对应的电机311的旋转角度作为位置反馈值 Pfb输出至减法器901a。减法器901a将这些位置指令Pc与位置反馈值 Pfb的偏差(从电机311的旋转角度的目标值中减去位置反馈值Pfb后 的值)输出至位置控制部901b。
位置控制部901b进行使用了从减法器901a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311的角速度的目标值。位置控制部901b将表示该电机311 的角速度的目标值(指令值)的信号作为角速度指令ωc输出至减法器 901c。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。
向减法器901c输入角速度指令ωc，而且，输入后述的角速度反馈 值ωfb。减法器901c将这些角速度指令ωc与角速度反馈值ωfb的偏差 (从电机311的角速度的目标值减去角速度反馈值ωfb后的值)输出至 角速度控制部901d。
角速度控制部901d使用从减法器901c输入的偏差、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311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311。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。
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ωfb与角速度指令ωc尽可能地相等的方式，进行反馈控制， 控制电机311的驱动电流。
接下来，对第一驱动源控制部901中的角速度反馈值ωfb进行说明。
在角速度计算部901f中，基于从位置传感器312输入的脉冲信号 的频率，来计算电机311的角速度ωm1，并将该角速度ωm1输出至加 法器901j。
另外，在角速度计算部901f中，基于从位置传感器312输入的脉冲 信号的频率，来计算机体220的绕转动轴O1的角速度ωA1m，并将该 角速度ωA1m输出至减法器901g。此外，角速度ωA1m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ωm1所得的值。
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O1的角速度ωA1，并将该角速度 ωA1输出至减法器901g。
向减法器901g输入角速度ωA1以及角速度ωA1m，减法器901g 将从该角速度ωA1减去角速度ωA1m所得的值ωA1s(＝ωA1－ω A1m)输出至转换部901h。该值ωA1s相当于机体220的绕转动轴O1 的角速度的振动成分(振动角速度)。以下，将ωA1s称为振动角速度。 在本实施方式中，进行将该振动角速度ωA1s(详细而言，是基于振动 角速度ωA1s生成的值即电机311中的角速度ωm1s)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ωA1s尽可能为0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。
转换部901h将振动角速度ωA1s转换为电机311中的角速度ωm1s， 将该角速度ωm1s输出至修正值计算部901i。该转换能够通过振动角速 度ωA1s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。
修正值计算部901i对角速度ωm1s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·ωm1s，并 将该修正值Kc·ωm1s输出至加法器901j。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。
向加法器901j输入角速度ωm1，而且，输入修正值Kc·ωm1s。 加法器901j将角速度ωm1与修正值Kc·ωm1s的相加值作为角速度 反馈值ωfb输出至减法器901c。此外，以下的动作如上所述。
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。
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902i、加法 器902j、反馈增益调整部902k、以及角速度计算部902m。此外，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O2的角速度的角速度检测部。
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ω fb成为后述的角速度指令ωc的方式使用了各检测信号的反馈控制来驱 动电机411。
即，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。
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。
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ωc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。
向减法器902c输入角速度指令ωc，而且，输入后述的角速度反馈 值ωfb。减法器902c将这些角速度指令ωc与角速度反馈值ωfb的偏差 (从电机411的角速度的目标值减去角速度反馈值ωfb所得的值)输出 至角速度控制部902d。
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。
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ωfb与角速度指令ωc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。
接下来，对第二驱动源控制部902中的角速度反馈值ωfb进行说明。
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ωm2，并将该角速度ωm2输出至加 法器902j。
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O2的角速度ωA2m，并 将该角速度ωA2m输出至减法器902g。此外，角速度ωA2m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ωm2 所得的值。
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O2的角速度ωA2，并将该角 速度ωA2输出至减法器902g。
向减法器902g输入角速度ωA2以及角速度ωA2m，减法器902g 将从该角速度ωA2减去角速度ωA2m所得的值ωA2s(＝ωA2－ω A2m)输出至转换部902h。该值ωA2s相当于第一肩部231的绕转动轴 O2的角速度的振动成分(振动角速度)。以下，将ωA2s称为振动角速 度。在本实施方式中，进行将该振动角速度ωA2s(详细而言，作为基 于振动角速度ωA2s生成的值的电机411中的角速度ωm2s)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ωA2s尽可能地为0的方式，对电机411进行反馈控制。
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。
转换部902h将振动角速度ωA2s转换为电机411中的角速度ωm2s， 并将该角速度ωm2s输出至修正值计算部902i。该转换能够通过振动角 速度ωA2s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。
修正值计算部902i对角速度ωm2s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·ωm2s，并 将该修正值Ka·ωm2s输出至加法器902j。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。
向加法器902j输入角速度ωm2，而且，输入修正值Ka·ωm2s。 加法器902j将角速度ωm2与修正值Ka·ωm2s的相加值作为角速度 反馈值ωfb输出至减法器902c。此外，以下的动作如上所述。
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O1的角速度ωA1是绕Z轴的角速度，将该绕Z轴的角速 度设为ωwz。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 ωax，将绕Y轴的角速度设为ωay，将绕Z轴的角速度设为ωaz，则 绕上述Z轴的角速度度ωaz包含上述机体220的绕Z轴的角速度ωwz。 因此，对于第一肩部231，将(ωaz－ωwz)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ωax以及上述绕Y轴的角 速度ωay，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。
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。
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909i、加法 器909j、反馈增益调整部909k、以及角速度计算部909m。此外，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O2’的角速度的角速度检测部。
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ω fb成为后述的角速度指令ωc的方式使用了各检测信号的反馈控制来驱 动电机511。
即，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。
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909b。
位置控制部909b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ωc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。
向减法器909c输入角速度指令ωc，而且，输入后述的角速度反馈 值ωfb。减法器909c将这些角速度指令ωc与角速度反馈值ωfb的偏差 (从电机511的角速度的目标值减去角速度反馈值ωfb所得的值)输出 至角速度控制部909d。
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。
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ωfb与角速度指令ωc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。
接下来，对第九驱动源控制部909中的角速度反馈值ωfb进行说明。
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ωm9，并将该角速度ωm9输出至加 法器909j。
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O2’的角速度ωA9m， 并将该角速度ωA9m输出至减法器909g。此外，角速度ωA9m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ωm9 所得的值。
另外，利用角速度传感器730检测绕各检测轴的角速度，并将其检 测值输出至角速度计算部909m。在角速度计算部909m中，基于上述 检测值，来计算第一肩部241的绕转动轴O2’的角速度ωA9，并将该 角速度ωA9输出至减法器909g。
向减法器909g输入角速度ωA9以及角速度ωA9m，减法器909g 将从该角速度ωA9减去角速度ωA9m所得的值ωA9s(＝ωA9－ω A9m)输出至转换部909h。该值ωA9s相当于第一肩部241的绕转动轴 O2’的角速度的振动成分(振动角速度)。以下，将ωA9s称为振动角 速度。
在本实施方式中，进行将该振动角速度ωA9s(详细而言，是作为 基于振动角速度ωA9s生成的值的电机511中的角速度ωm9s)放大后 述的增益Kb倍再返回到电机511的输入侧的反馈控制。具体而言，以 振动角速度ωA9s尽可能地为0的方式，对电机511进行反馈控制。由 此，能够抑制第一肩部241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511的角速度。
转换部909h将振动角速度ωA9s转换为电机511中的角速度ωm9s， 并将该角速度ωm9s输出至修正值计算部909i。该转换能够通过振动角 速度ωA9s乘以电机511与第一肩部241之间即关节机构510处的减速 比而得到。
修正值计算部909i对角速度ωm9s乘以作为预先确定出的系数的 增益(反馈增益)Kb，来求出修正值(第二修正成分)Kb·ωm9s， 并将该修正值Kb·ωm9s输出至加法器909j。增益Kb通过反馈增益 调整部909k进行调整。此外，关于该增益Kb的调整，在后面详细叙 述。
向加法器909j输入角速度ωm9，而且，输入修正值Kb·ωm9s。 加法器909j将角速度ωm9与修正值Kb·ωm9s的相加值作为角速度 反馈值ωfb输出至减法器909c。此外，以下的动作如上所示。
此外，这里，若在第九驱动源控制部909的控制动作中，将基于角 速度传感器730的检测值计算的第一肩部241的绕X轴的角速度设为ω ax’、将绕Y轴的角速度设为ωay’、将绕Z轴的角速度设为ωaz’，则 上述绕Z轴的角速度ωaz’包含上述机体220的绕Z轴的角速度ωwz。 因此，对于第一肩部241，将(ωaz’－ωwz)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ωax’以及上述绕Y轴 的角速度ωay’，使用其值。这样，对于针对第一肩部241的绕Z轴的 角速度的第二修正成分，基于角速度传感器710以及730的检测结果来 求出，对于绕X轴的角速度以及绕Y轴的角速度的第二修正成分，基 于角速度传感器730的检测结果来求出。
这里，在该机器人系统100中，优选第三修正成分的增益Kc比第 一修正成分的增益Ka以及第二修正成分的增益Kb大。即，优选Kc /Ka比1大，更为优选是1.5以上，进一步优选是1.5以上、5以下。 另外，优选Kc/Kb比1大，更为优选是1.5以上，进一步优选是1.5 以上、5以下。由此，机体220绕转动轴O1的刚性等效提高，能够提 高抑制机械臂230、240、机体220的振动的效果。此外，Kc/Ka与 Kc/Kb可以相同，另外，也可以不同。
另外，优选机器人控制装置900根据机械臂230、和机械臂240的 任意一方或者两方的姿势，来调整增益Kc。
具体而言，优选对于机器人200的姿势是第一姿势时、和与该第一 姿势相比机器人200的绕转动轴O1的惯性力矩大的第二姿势时而言， 第二姿势时比第一姿势时增大增益Kc。即，优选机器人200的绕转动 轴O1的惯性力矩越大，越增大增益Kc。
由此，能够提高抑制机械臂230、240、机体220的振动的效果。
另外，在该机器人系统100中，在将机械臂240设为静止状态、使 机械臂230从静止状态绕转动轴O1转动而移动到目标位置的动作中， 在将基于角速度传感器710的检测结果求出，在机械臂230到达目标位 置之前的机体220的绕转动轴O1的角速度的振幅的最大值设为A(参 照图12)、将机械臂230最早到达目标位置后的机体220的绕转动轴O1 的角速度的振幅的最大值设为B(参照图12)时，满足下述(1)式。 此外，在使上述机械臂230从静止状态移动到目标位置的动作中，如图 8所示，使向机械臂230的上臂部233的长度方向延伸的中心轴(长边 轴)2331(转动轴O4)与向第一前臂部234的长度方向延伸的中心轴 (长边轴)2341所成的角成为90°，另外，使转动轴O1与转动轴O4 平行的状态下，使机械臂的230的上臂部233绕转动轴O4旋转90°。 另外，在使上述机械臂230从静止状态移动到目标位置的动作中，也对 静止状态的机械臂240以及机体220进行上述的抑制振动的控制。
B/A＜0.27…(1)
由此，机体220绕转动轴O1的刚性等效提高，能够提高抑制使机 械臂230工作时的机械臂230、240以及机体220的振动的效果。
此外，更为优选B/A＜0.16。
这里，上述所谓的“静止状态”是指，未积极地使机械臂240移动 的状态，不仅仅是机械臂240完全静止的情况，例如，也包括机械臂240 产生振动的状态、为了抑制机械臂240振动而动作的状态等。
例如，在机器人系统100中，使用示教器，生成如以下所示的教学 JOB。在该JOB中，有即使POSITION/1、POSITION/3的速度是0 也振动的情况，但将该情况也称为静止(静止状态)。
POSITION/1：用户移动机器人维持POSITION/1并按下确定按 钮
VELOCITY/0：速度输入
LINEAR：从POSITION/1到POSITION/2以直线运动(运动 也输入)
POSITION/2：
VELOCITY/MIDDLE：
LINEAR：从POSITION/2到POSITION/3以直线活动
POSITION/3：
VELOCITY/0：
此外，POSITION/1是静止的动作开始点，POSITION/3是停止 的动作结束点。
另外，上述所谓的“机体220的绕转动轴O1的角速度的振幅”是 指，如图12所示，在以图表的横轴代表时间，以纵轴代表机体220的 绕转动轴O1的角速度时的该图表的波形的振幅(例如，图12中的A、 B)。
另外，上述角速度是作为各角速度传感器710、720、730，分别使 用精工爱普生公司制的6轴惯性传感器“AH－6120LR”，由角速度传 感器710测定出的值。
同样，在将第一机械臂设为静止状态、使第二机械臂从静止状态绕 轴转动而移动到目标位置的动作中，在将基于第三惯性传感器的检测结 果求出，在第二机械臂到达目标位置之前的机体的绕轴的角速度的振幅 的最大值设为C，将第二机械臂最早到达上述目标位置后的机体的绕轴 的角速度的振幅的最大值设为D时，满足下述(2)式。此外在使上述 机械臂240从静止状态移动到目标位置的动作中，如图9所示，在使向 机械臂240的上臂部243的长度方向延伸的中心轴(长边轴)2431(转 动轴O4’)和向第一前臂部244的长度方向延伸的中心轴(长边轴)2441 所成的角成为90°，另外，使转动轴O1与转动轴O4’平行的状态下， 使机械臂的240的上臂部243绕转动轴O4’旋转90°。另外，在使上 述机械臂240从静止状态移动到目标位置的动作中，也对静止状态的机 械臂230以及机体220进行上述的抑制振动的控制。
D/C＜0.27…(2)
由此，机体220绕转动轴O1的刚性等效提高，能够提高抑制使机 械臂240工作时的机械臂230、240以及机体220的振动的效果。
此外，更为D/C＜0.16。
另外，B/A与D/C可以相同，另外，也可以不同。
接下来，变更对于机械臂230的第一修正成分的增益Ka、对于机 械臂240的第二修正成分的增益Kb、对于机体220的第三修正成分的 增益Kc，进行下述的实验。此外，进行将增益Ka、Kb设为0、将增 益Kc设为0的情况(比较例)，将增益Ka、Kb设为0.25、将增益Kc 设为0的情况(比较例)，将增益Ka、Kb设为0.25、将增益Kc设为 0.25的情况(本发明)、以及将增益Ka、Kb设为0.25、将增益Kc设 为0.5的情况(本发明)这4个模式。
如图8所示，在将机械臂240设为静止状态，另外，使向机械臂230 的上臂部233的长度方向延伸的中心轴2331和向第一前臂部234的长 度方向延伸的中心轴2341所成的角成为90°，另外，使转动轴O1与 转动轴O4平行的状态下，使机械臂230从静止状态使其上臂部233绕 转动轴O4转动了90°。而且，利用角速度传感器730，求出绕转动轴 O1(Z轴)的机体220的角速度，另外，利用角速度传感器720，求出 绕转动轴O1(Z轴)的机械臂230的前端部的角速度。其结果，如图 10以及图11的图所示。此外，图11的图是将图10的图的纵轴放大后 的图。另外，图11中的静止开始时刻(稳定开始时刻)是机械臂230 最早到达目标位置时，即，上臂部233绕转动轴O4转动了90°时(图 12也相同)。
另外，图12示有绕Z轴(转动轴O1)的机体220的角速度。
另外，在图12中，图示有机械臂230到达目标位置之前的机体220 的绕转动轴O1的角速度的振幅的最大值A、和机械臂230最早到达目 标位置后的机体220绕转动轴O1的角速度的振幅的最大值B。
另外，在图13、图14中示有，将增益Ka、Kb设为0.25、将增益 Kc设为0.5的情况下(本发明)的绕转动轴O1的机体220的角速度， 绕转动轴O1的机械臂230的前端部的角速度。此外，图14的图表是对 图13的图表的纵轴进行了放大后的图。
另外，在图15、图16中示有，将增益Ka、Kb设为0、将增益Kc 设为0的情况下(比较例)的绕转动轴O1的机体220的角速度，绕转 动轴O1的机械臂230的前端部的角速度。此外，图16的图表是对图 15的图表的纵轴进行了放大后的图。
而且，分别测定了B/A。
其结果，在将增益Ka、Kb设为0、将增益Kc设为0的情况下(比 较例)是0.34，在将增益Ka、Kb设为0.25、将增益Kc设为0的情况 下(比较例)是0.34，分别振动非常大。
与此相对，在将增益Ka、Kb设为0.25、将增益Kc设为0.25的情 况下(本发明)是0.27，在将增益Ka、Kb设为0.25、将增益Kc设为 0.5的情况下(本发明)是0.15，分别振动非常小。
如以上说明的那样，根据该机器人系统100，能够抑制机械臂230、 240以及机体220的振动。而且，通过如上述那样设定B/A、D/C， 机体220的转动轴O1的刚性等效提高，能够提高抑制机械臂230、240 以及机体220的振动的效果。
具体而言，例如，能够抑制机体220因机械臂230、240的动作的 反作用而振动，另外，能够提高抑制其振动的效果。由此，动作的机械 臂、机体220、与动作的机械臂相反的一侧的机械臂三者都被抑制振动， 能够迅速定位。
以上，基于图示的实施方式对本发明的机器人控制装置、机器人以 及机器人系统进行了说明，但本发明并不限于此，各部的结构能够置换 为具有相同的功能的任意的结构。另外，也可以对本发明添加其他的任 意的构成物。
另外，在上述实施方式中，作为惯性传感器，使用了角速度传感器， 但在本发明中，并不限于此，作为惯性传感器，例如，也可以使用加速 度传感器等。
另外，各位置传感器的方式都不特别限定，例如，列举出光学式、 磁式、电磁式、电气式等。
另外，在上述实施方式中，对能够移动的机器人进行了说明，但机 器人也可以通过螺栓等固定于作业室的地板、天花板、墙壁等。
另外，在上述实施方式中，机器人的转动轴的数量是15，但在本发 明中，并不限于此，机器人的转动轴的数量也可以是1～14，也可以是 16以上。
另外，在上述实施方式中，机械臂的数量是2个，但在本发明中， 并不限于此，机械臂的数量也可以是3个以上。
符号说明
100…机器人系统；200…机器人；210…底座；211…手柄；213… 缓冲器；213a…抵接部；213b…固定部；214…紧急停止按钮；220…机 体；230…机械臂；231…第一肩部；232…第二肩部；233…上臂部；2331… 中心轴；234…第一前臂部；2341…中心轴；235…第二前臂部；236… 腕部；237…连结部；238…手部；240…机械臂；241…第一肩部；242… 第二肩部；243…上臂部；2431…中心轴；244…第一前臂部；2441…中 心轴；245…第二前臂部；246…腕部；247…连结部；248…手部；250… 立体照相机；260…信号灯；270…监视器；310…关节机构；311…电机； 312…位置传感器；410…关节机构；411…电机；412…位置传感器；420… 关节机构；421…电机；422…位置传感器；430…扭转机构；431…电机； 432…位置传感器；440…关节机构；441…电机；442…位置传感器；450… 扭转机构；451…电机；452…位置传感器；460…关节机构；461…电机； 462…位置传感器；470…扭转机构；471…电机；472…位置传感器；510… 关节机构；511…电机；512…位置传感器；520…关节机构；521…电机； 522…位置传感器；530…扭转机构；531…电机；532…位置传感器；540… 关节机构；541…电机；542…位置传感器；550…扭转机构；551…电机； 552…位置传感器；560…关节机构；561…电机；562…位置传感器；570… 扭转机构；571…电机；572…位置传感器；610…末端执行器；611…第 一手指；612…第二手指；620…末端执行器；621…第一手指；622…第 二手指；710…角速度传感器；720…角速度传感器；730…角速度传 感器；900…机器人控制装置；901…第一驱动源控制部；901a…减法器； 901b…位置控制部；901c…减法器；901d…角速度控制部；901e…转动 角度计算部；901f…角速度计算部；901g…减法器；901h…转换部；901i… 修正值计算部；901j…加法器；901k…反馈增益调整部；901m…角速度 计算部；902…第二驱动源控制部；902a…减法器；902b…位置控制部； 902c…减法器；902d…角速度控制部；902e…转动角度计算部；902f… 角速度计算部；902g…减法器；902h…转换部；902i…修正值计算部； 902j…加法器；902k…反馈增益调整部；902m…角速度计算部；903… 第三驱动源控制部；904…第四驱动源控制部；905…第五驱动源控制部； 906…第六驱动源控制部；907…第七驱动源控制部；908…第八驱动源 控制部；909…第九驱动源控制部；909a…减法器；909b…位置控制部； 909c…减法器；909d…角速度控制部；909e…转动角度计算部；909f… 角速度计算部；909g…减法器；909h…转换部；909i…修正值计算部； 909j…加法器；909k…反馈增益调整部；909m…角速度计算部；910… 第十驱动源控制部；911…第十一驱动源控制部；912…第十二驱动源控 制部；913…第十三驱动源控制部；914…第十四驱动源控制部；915… 第十五驱动源控制部；930…存储部；940…比较部；O1、O2、O2’、 O3、O3’、O4、O4’、O5、O5’、O6、O6’、O7、O7’、O8、O8’… 转动轴。