机械手装置、机械手装置的控制方法以及程序的制作方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及机械手装置、机械手装置的控制方法以及程序。
【背景技术】
[0002] 机械手装置在各种工业现场中被大量使用，其具有多关节结构，多数情况下被作 为IC分选机或组装装置的一部分使用。因此，对于机械手装置而言，迄今为止如何能够快 速并且准确地将手臂移动到所要求的位置为重要的性能指标、品质。
[0003] -般来说，为使手臂高速并且准确地移动关键在于：减小施加在手臂上的惯性力， 不使驱动用的致动器的负荷增大。为减小施加在手臂上的惯性力，作为最有效的方法采用 手臂的轻型化的。但是，由于使手臂轻型化会导致手臂的刚性降低，难以抑制手臂停止时产 生的手臂的振动，即使使手臂前端部停止在目标的位置，也会产生手臂自身的振动的振幅 大小的位置错移，因而存在着直到振动衰减的时刻之前无法开始下次的动作的问题。
[0004] 针对该问题，提出过如下的方法等，即，在手臂前端设置加速度传感器，根据加速 度信号使手臂作动，从而抑制振动（例如专利文献1);在手臂前端及手臂上设置角速度传 感器，根据角速度信号，控制手臂动作（例如专利文献2)。
[0005] 专利文献1 :日本特开平1-173116号公报
[0006] 专利文献2 :日本特开2005-242794号公报
[0007] 但是，在以往的机械手装置的控制方法中，由于使用角速度传感器或者加速度传 感器的某一种，生成抑制振动的控制信号，因此在传感器信号中包含零偏漂移等误差的情 况下就会在控制信号中产生误差，有时无法进行准确的控制。
[0008] 例如，在专利文献2中，为了降低传感器的误差的影响而使用了除去角度传感器 的高频成分的低通滤波器和除去角速度传感器的低频成分的高通滤波器这2种滤波器，因 此存在增加了控制装置的运算量，在处理中花费时间、或为了提高处理速度而增加运算机 的成本的问题。
【发明内容】
[0009] 本发明可以以下的方式或应用例来实现，以解决上述问题的至少一部分。
[0010][应用例1]本应用例的机械手装置的特征在于，具备：手臂连结装置，其包括致动 器、以预定的减速比传递所述致动器的转矩的转矩传递机构以及检测所述致动器的旋转角 度的角度传感器；手臂体，其通过所述手臂连结装置串联地并且可以旋转地连结多个手臂 而构成；基体，其利用基体连结装置可以旋转地与所述手臂体连结，该基体连结装置包括被 设于所述手臂体的一端部的所述致动器、以预定的减速比传递所述致动器的转矩的转矩传 递机构以及检测所述致动器的旋转角度的角度传感器；惯性传感器，其被安装于所述手臂 中，且至少包括角速度传感器；第一运算部，其根据所述角度传感器的旋转角度检测数据， 算出由具备所述角度传感器的所述致动器驱动的所述手臂的角速度；第二运算部，其根据 借助所述连结装置连结的所述手臂中所具备的所述惯性传感器的角速度检测数据，算出以 所述连结装置为轴的由所述致动器驱动的所述手臂的角速度，该连结装置包括所述第一运 算部的运算对象的所述致动器；第三运算部，其算出所述致动器与所述手臂之间的扭转角 速度，该所述致动器与所述手臂之间的扭转角速度被除去了由所述致动器驱动的所述手臂 的所述角速度与根据所述惯性传感器的所述角速度检测数据所算出的所述手臂的所述角 速度之差中所含的低频成分。
[0011] 根据上述的应用例，通过将扭转角速度作为机械手装置的振动抑制控制的基础的 数据使用，可以进行准确的控制。
[0012] [应用例2]在上述的应用例中还具有如下的特征，上述低频成分是相对于上述机 械手装置的机械系统固有频率当中的反共振频率及共振频率中的最低的频率更低的频率。
[0013] 根据上述的应用例，不去除反共振频率及共振频率而去除低频成分，由此即使在 使用了包含误差的惯性传感器的情况下，也可以在振幅大的区域中获得接近利用不包含误 差的惯性传感器所得到的真值的扭转角速度，从而可以获得利用扭转角速度准确地控制振 动的机械手装置。
[0014] [应用例3]在上述的应用例中还具有如下的特征，还具备第四运算部，其将利用 上述第一运算部算出的上述手臂的上述角速度与利用上述第三运算部算出的上述扭转角 速度相加。
[0015] 根据上述的应用例，在扭转角速度的低频成分中不含有实际动作。所以，扭转角速 度的低频成分的除去即为惯性传感器的误差（噪声）的除去，通过将除去了低频成分的扭 转角速度、或者对除去了低频成分的扭转角速度加上致动器的角速度而得的手臂角速度作 为控制数据来使用，就可以进行准确的机械手装置的振动抑制控制。
[0016] [应用例4]本应用例的机械手装置的控制方法其特征在于，该机械手装置具备： 手臂连结装置，其包括致动器、以预定的减速比传递所述致动器的转矩的转矩传递机构以 及检测所述致动器的旋转角度的角度传感器；手臂体，其通过所述手臂连结装置串联地并 且可以旋转地连结多个手臂而构成；基体，其利用基体连结装置可以旋转地与所述手臂体 连结，该基体连结装置包括被设于所述手臂体的一端部的所述致动器、以预定的减速比传 递所述致动器的转矩的转矩传递机构以及检测所述致动器的旋转角度的角度传感器；惯 性传感器，其被安装于所述手臂中，且至少包括角速度传感器，该机械手装置的控制方法包 括：第一运算步骤，其根据所述角度传感器的旋转角度检测数据，算出由具备所述角度传感 器的所述致动器驱动的所述手臂的角速度；第二运算步骤，其根据借助所述连结装置连结 的所述手臂中所具备的所述惯性传感器的角速度检测数据，算出以所述连结装置为轴的由 所述致动器驱动的所述手臂的角速度，该连结装置包括所述第一运算步骤的运算对象的所 述致动器；第三运算步骤，其算出所述致动器与所述手臂之间的扭转角速度，该所述致动器 与所述手臂之间的扭转角速度被除去了由所述致动器驱动的所述手臂的所述角速度与根 据所述惯性传感器的所述角速度检测数据所算出的所述手臂的所述角速度之差中所含的 低频成分。
[0017] 根据上述的应用例，通过将扭转角速度作为机械手装置的振动抑制控制的基础的 数据使用，可以进行准确的控制。
[0018] [应用例5]在上述的应用例中还具有如下的特征，上述低频成分是相对于上述机 械手装置的机械系统固有频率当中的反共振频率及共振频率的最低的频率更低的频率。
[0019] 根据上述的应用例，不去除反共振频率及共振频率而去除低频成分，由此即使在 使用了包含误差的惯性传感器的情况下，也可以在振幅大的区域中获得接近利用不包含误 差的惯性传感器得到的真值的扭转角速度，从而可以获得利用扭转角速度准确地控制振动 的机械手装置。
[0020] [应用例6]在上述的应用例中还具有如下的特征，还具备第四运算步骤，其将利 用上述第一运算步骤算出的上述手臂的上述角速度与利用上述第三运算步骤算出的上述 扭转角速度相加，算出上述手臂的角速度。
[0021] 根据上述的应用例，在扭转角速度的低频成分中不含有实际动作。所以，扭转角速 度的低频成分的除去即为惯性传感器的误差（噪声）的除去，通过将除去了低频成分的扭 转角速度、或者对除去了低频成分的扭转角速度加上致动器的角速度而得的手臂角速度作 为控制数据来使用，就可以进行准确的机械手装置的振动抑制控制。
[0022] [应用例7]本应用例的程序是对机械手装置进行控制的程序，该机械手装置具 备：手臂连结装置，其包括致动器、以预定的减速比传递所述致动器的转矩的转矩传递机构 以及检测所述致动器的旋转角度的角度传感器；手臂体，其通过所述手臂连结装置串