具有无线传感器的机械系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种具有无线传感器的机械系统。
【背景技术】
[0002]近年来，在机床或工业用机器人中，为了提高生产效率要求动作的高速化。但机床或机器人高速动作时，与此相应地，在机床或机器人的前端部发生振动。为了抑制这样的振动，已知有在机器人的机械臂前端部安装无线化了的加速度传感器，根据从加速度传感器通过无线传送的传感器信号，来抑制机械臂前端部的振动的装置。例如在日本特开2011-161562 (JP2011-161562A)号公报中记载了这样的装置。
[0003]但是，在无线通信中，有时在信号传送中产生延迟。然而，在JP2011-161562A记载的装置中，不考虑这样的无线传送的延迟，在来自加速度传感器的传感器信号的传送中产生延迟时，很难高精度地抑制机械臂前端部的振动。
【发明内容】
[0004]本发明的一个方式提供一种机械系统，其具备:具有通过电动机驱动的可动部件的机械装置；和控制机械装置的控制装置，该机械系统的特征在于，具备:传感器部，其被设置在可动部件的前端部上，周期地检测前端部的位置、速度或加速度；无线信号路径，其将表示由传感器部检测出的位置、速度或加速度的传感器信号，通过无线从机械装置发送给控制装置；数据取得部，其取得与经由无线信号路径接收到的传感器信号对应的可动部件的前端部的位置、速度或加速度的第一时序系列数据；数据运算部，其根据电动机的驱动指令，来运算与第一时序系列数据对应的可动部件的前端部的位置、速度或加速度的第二时序系列数据；延迟时间运算部，其根据由数据取得部取得的第一时序系列数据与由数据运算部运算出的第二时序系列数据的相关程度，来运算第一时序系列数据相对于第二时序系列数据的延迟时间；以及修正部，其根据由延迟时间运算部运算出的延迟时间，来修正第一时序系列数据。
[0005]此外，本发明的其他方式提供一种机械系统，其具备:具有通过电动机驱动的可动部件的机械装置；和控制机械装置的控制装置，该机械系统的特征在于，具备:旋转量检测部，其检测电动机的旋转量；传感器部，其被设置在可动部件的前端部上，周期地检测前端部的位置、速度或加速度；无线信号路径，其将表示由传感器部检测出的位置、速度或加速度的传感器信号，通过无线从机械装置发送给控制装置；数据取得部，其取得与经由无线信号路径接收到的传感器信号对应的可动部件的前端部的位置、速度或加速度的第一时序系列数据；数据运算部，其根据由旋转量检测部得到的检测值，来运算与第一时序系列数据对应的可动部件的前端部的位置、速度或加速度的第二时序系列数据；延迟时间运算部，其根据由数据取得部取得的第一时序系列数据与由数据运算部运算出的第二时序系列数据的相关程度，来运算针对第二时序系列数据的第一时序系列数据的延迟时间；以及修正部，其根据由延迟时间运算部运算出的延迟时间，来修正第一时序系列数据。
【附图说明】
[0006]通过与附图关联的以下的实施方式的说明，使本发明的目的、特征以及优点更加明确。在所述附图中，
[0007]图1是概要性地表示本发明的实施方式的机械系统的结构的图。
[0008]图2是表示应用了本发明的机械装置的一例的工业用机器人的结构的图。
[0009]图3是表示通过本发明的第一实施方式的机械系统的控制器执行的处理的一例的流程图。
[0010]图4A是表示在图3的步骤SI的处理中取得的第一时序系列数据的特性的图。
[0011]图4B是表示在图3的步骤SI的处理中取得的第一时序系列数据的特性与在步骤S2的处理中取得的第二时序系列数据的特性的关系的图。
[0012]图4C是表示将图4B的第一时序系列数据的特性进行了移位的状态的图。
[0013]图5是表示图3的变形例的流程图。
[0014]图6A是表示机器人的动作速度较快时的第一时序系列数据和第二时序系列数据的各特性的图。
[0015]图6B是表示机器人的动作速度较慢时的第一时序系列数据和第二时序系列数据的各特性的图。
[0016]图7是表示通过本发明的第二实施方式的机械系统的控制器执行的处理的一例的流程图。
[0017]图8是表示在图7的处理中求出的第一时序系列数据的动作开始时刻的图。
[0018]图9是表示在图7的处理中求出的第二时序系列数据的动作开始时刻的图。
【具体实施方式】
[0019](第一实施方式)
[0020]以下，参照图1?图6B，对本发明的第一实施方式进行说明。图1是概要地表示本发明的第一实施方式的机械系统I的结构的图。如图1所示，机械系统I具有:机械装置10和用于控制机械装置10的控制装置20。另外，机械装置10由机床或工业用机器人等构成，但以下以工业用机器人作为机械装置10来说明。
[0021]图2是表示本发明的实施方式的多关节型工业用机器人10的结构的图。如图2所示，工业用机器人10具有可旋转的机械臂11，在机械臂11的前端部安装有刀具12(在图中为点焊枪)。机械臂11通过设置在各关节部Ila(各轴)上的伺服电动机来旋转驱动。另夕卜，在图2中示出了刀具12从第一位置Pl (实线)向第二位置P2 (虚线)移动的状态。
[0022]如图1所示，机器人10具有用于驱动机械臂11的伺服电动机13和设置在机械臂11的前端部上的无线传感器14。伺服电动机(以下，也简称为电动机)13内置旋转编码器等位置检测器131，通过位置检测器131检测电动机13的旋转量。无线传感器14是周期地检测机械臂前端部的加速度al的加速度传感器，包括将检测出的加速度al的信号(传感器信号)通过无线发送给控制装置20的发送部141。
[0023]控制装置20具有无线数据存储部21和控制器22。无线数据存储部21包括用于接收从机器人10发送的传感器信号的接收部211。机器人10的发送部141与控制装置20的接收部211构成无线信号路径3。无线数据存储部21存储与由接收部211接收到的传感器信号对应的数据，即机械臂前端部的加速度al的时序系列数据(第一时序系列数据)。
[0024]控制器22包括具有CPU、ROM、RAM以及其他周边电路等的运算处理装置，作为功能性结构，具有:电动机控制部23、数据运算部24、延迟时间运算部25以及修正部26。
[0025]电动机控制部23按照预先决定的动作程序，向电动机13输出控制信号(驱动指令)。此时，电动机控制部23读入来自位置检测器131的信号，根据来自位置检测器131的信号对电动机13进行反馈控制，使电动机13的旋转与指令值一致。
[0026]数据运算部24根据电动机13的驱动指令，来运算在无线传感器14的安装位置即在机械臂前端部产生的加速度a2的时序系列数据(第二时序系列数据)。此时，首先，通过对各轴的电动机13的指令值进行正变换来运算机械臂前端部的坐标位置的时序系列数据，接着，将该坐标位置数据通过时间进行二阶微分，来运算加速度a2的时序系列数据。
[0027]延迟时间运算部25运算对存储在无线数据存储部21中的加速度al的第一时序系列数据与由数据运算部24运算出的加速度a2的第二时序系列数据的相关关系进行数值化后的相关值C，并根据该相关值C，来运算第一时序系列数据相对于第二时序系列数据的延迟时间ta。例如可以通过最小二乘法求出相关值C。即，对相互在同一时刻的第一时序系列