0130]第八实施例
[0131]将参照图20和图21来描述关节的结构示例作为第八实施例。图20是关节的分解图。图21是关节的示意图。
[0132]减速器105的高速旋转轴通过结合件109结合至电机103的轴。减速器105的主单元结合至电机103的主单元。减速器105的驱动凸缘穿过推力计107结合到臂106。设备编码器108的轴经由结合件109，结合到减速器105的驱动凸缘或推力计107或臂106。设备编码器108的主体结合到减速器105的主单元或者被结合到电机的编码器附加结构120。该结构使得能够在相同位置测量推力和位置，而无需使用前述校正。
[0133]其他实施例
[0134]还可以通过读出并执行记录在存储介质(还可以被更完整地为“非临时性计算机可读存储介质”)上的用于执行一个或多个上述实施例的功能的计算机可执行指令(例如，一个或多个程序)以及/或包括用于进行上述实施例的一个或多个的功能的一个或多个电路(例如，专用集成电路(ASIC))的系统或装置的计算机来实现本发明的各实施例，以及通过系统或装置的计算机通过例如从存储介质读出并执行用于执行一个或多个上述实施例的功能的计算机可执行指令以及/或控制一个或多个电路来进行一个或多个上述实施例的功能的方法来实现本发明的各实施例。计算机可以包括一个或多个处理器(例如，中央处理单元(CPU)、微处理单元(MPU))，并且可以包括独立的计算机或独立的处理器的网络，以读出并执行计算机可执行指令。计算机可执行指令可以例如从网络或存储介质被提供给计算机。存储介质可以包括例如硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(R0M)、分布式计算系统的存储器、光盘(诸如压缩光盘(CD)、数字通用光盘(DVD)或蓝光光盘(BD) ?)、闪存设备、存储卡等中的一个或多个。
[0135]虽然参照示例性实施例对本发明进行了描述，但是应当理解，本发明并不限于所公开的示例性实施例。应当对所附权利要求的范围给予最宽的解释，以使其涵盖所有这些变型例以及等同的结构和功能。
【主权项】
1.一种用于电机驱动设备的控制设备，所述电机驱动设备被构造为经由连接到电机的传递机构进行移动构件的移动控制，所述控制设备包括: 推力控制单元，其被构造为基于输入的推力命令值，来生成用于所述电机的位置命令值；以及 电机控制单元，其被构造为基于用于所述电机的所述位置命令值，来生成控制所述电机的电流值， 其中，所述电机控制单元根据电机位置检测单元的检测结果，执行第一反馈控制，所述电机位置检测单元被构造为检测输出所述电机的旋转的输出构件的位置，并且 所述推力控制单元根据推力检测单元的检测结果，执行第二反馈控制，所述推力检测单元被构造为检测在所述移动构件上发生的推力。2.根据权利要求1所述的用于电机驱动设备的控制设备， 其中，所述电机控制单元包括: 电机位置控制单元，其被构造为基于由所述推力控制单元生成的用于所述电机的所述位置命令值，来生成用于所述电机的速度命令值， 电机速度控制单元，其被构造为基于由所述电机位置控制单元生成的用于所述电机的所述速度命令值，来生成用于所述电机的推力命令值，以及 电流控制单元，其被构造为基于由所述电机速度控制单元生成的用于所述电机的所述推力命令值，来生成所述电流值， 其中，来自所述电机位置检测单元的检测结果是以下项中的至少一者: 检测到的所述电机的所述输出构件的位置， 通过对检测到的所述输出构件的位置进行微分而获得的所述电机的所述输出构件的速度，以及 通过对检测到的所述输出构件的位置进行二阶微分而获得的所述电机的所述输出构件的加速度， 以及，其中，进行以下反馈控制中的至少一者，作为所述第一反馈控制: 所述电机位置控制单元根据所述电机的所述输出构件的位置，进行反馈控制， 所述电机速度控制单元根据所述电机的所述输出构件的速度，进行反馈控制，以及 所述电流控制单元根据所述电机的所述输出构件的加速度，进行反馈控制。3.根据权利要求1所述的用于电机驱动设备的控制设备，所述控制设备还包括: 电机前馈控制单元，其被构造为根据由所述推力控制单元生成的用于所述电机的所述位置命令值，生成进行所述电机控制单元的前馈控制的前馈值。4.根据权利要求3所述的用于电机驱动设备的控制设备，其中，所述电机前馈控制单元使用对所述电机控制单元建模而成的理想模型，生成所述前馈值。5.根据权利要求4所述的用于电机驱动设备的控制设备， 其中，所述理想模型包括: 对所述电机的惯性建模而成的惯性虚拟模型，以及 设置预定的控制增益并对所述电机的供电电路建模而成的电路虚拟模型。6.根据权利要求1所述的用于电机驱动设备的控制设备，所述控制设备还包括: 动力学模型控制单元，其被构造为通过根据动力学对所述电机驱动设备建模而成的动力学模型，依据从外部输入的用于所述移动构件的位置命令值，来生成动力学推力的预测值。7.根据权利要求6所述的用于电机驱动设备的控制设备，其中，所述推力控制单元根据所述动力学推力的预测值来执行前馈控制。8.根据权利要求6所述的用于电机驱动设备的控制设备，所述控制设备还包括:扭转量控制单元，其被构造为基于所述电机驱动设备的刚性，依据所述动力学推力的预测值，来生成所述电机驱动设备的扭转量的预测值。9.根据权利要求1所述的用于电机驱动设备的控制设备，所述控制设备还包括:驱动设备控制单元，其被构造为基于从外部输入的用于所述移动构件的位置命令值，来生成要输入到所述推力控制单元的所述推力命令值， 其中，所述驱动设备控制单元根据来自被构造为检测所述移动构件的位置的移动构件位置检测单元的检测结果，来执行第三反馈控制。10.根据权利要求9所述的用于电机驱动设备的控制设备， 其中，所述驱动设备控制单元包括: 移动构件位置控制单元，其被构造为基于从外部输入的用于所述移动构件的位置命令值，来生成用于所述移动构件的速度命令值，以及 移动构件速度控制单元，其被构造为基于由所述移动构件位置控制单元生成的用于所述移动构件的所述速度命令值，来生成用于所述移动构件的推力命令值，以及其中，来自所述移动构件位置检测单元的检测结果是以下项中的至少一者: 检测到的所述移动构件的位置，以及 通过对检测到的所述移动构件的位置微分而获得的所述移动构件的速度， 以及，其中，进行以下反馈控制中的至少一者，作为第三反馈控制: 所述移动构件位置控制单元根据所述移动构件的位置，进行反馈控制，以及 所述移动构件速度控制单元根据所述移动构件的速度，进行反馈控制。11.根据权利要求9所述的用于电机驱动设备的控制设备，所述控制设备还包括: 驱动设备前馈控制单元，其被构造为根据从外部输入的用于所述移动构件的位置命令值，来生成用于所述驱动设备控制单元的前馈控制的前馈值。12.根据权利要求11所述的用于电机驱动设备的控制设备，其中，所述驱动设备前馈控制单元通过对所述电机驱动设备建模而成的理想模型，来生成所述前馈值。13.根据权利要求9所述的用于电机驱动设备的控制设备，所述控制设备还包括: 监视控制单元，其被构造为基于来自所述推力检测单元的检测结果以及来自所述移动构件位置检测单元的检测结果，来生成由于干扰而在所述移动构件上发生的推力， 其中，所述推力控制单元根据由于干扰发生的所述推力来执行第四反馈控制。14.一种用于多轴电机驱动设备的控制设备，所述多轴电机驱动设备具有经由连接到电机的传递机构进行移动构件的移动控制的多个电机驱动设备，其中，以一个电机驱动设备的移动构件支撑另一电机驱动设备的电机的方式串联地连接，对应于各电机驱动设备，所述控制设备包括: 驱动设备控制单元，其被构造为基于从外部输入的用于移动构件的位置命令值，来生成推力命令值； 推力控制单元，其被构造为基于生成的所述推力命令值，来生成所述电机的位置命令值；以及 电机控制单元，其被构造为基于用于所述电机的所述位置命令值，来生成控制所述电机的电流值， 其中， 各电机控制单元根据电机位置检测单元的检测结果执行第一反馈控制，所述电机位置检测单元被构造为检测输出所述电机的旋转的输出构件的位置， 各推力控制单元根据推力检测单元的检测结果执行第二反馈控制，所述推力检测单元被构造为检测在移动构件上发生的推力，以及 各驱动设备控制单元根据来自被构造为检测所述移动构件的位置的移动构件位置检测单元的检测结果，来执行第三反馈控制。15.根据权利要求14所述的用于多轴电机驱动设备的控制设备，所述控制设备还包括: 多轴动力学模型控制单元，其被构造为通过根据动力学对所述多轴电机驱动设备建模而成的动力学模型，根据从外部输入的用于各移动构件的位置命令值，来生成用于各电机驱动设备的动力学推力的预测值， 其中，各推力控制单元根据动力学推力的各预测值，来执行前馈控制。16.一种机器人设备，所述机器人设备包括: 多关节型机器人，其具有根据权利要求14所述的多轴电机驱动设备中的所述电机驱动设备，作为其关节；以及 用于机器人的控制设备，其具有所述多轴电机驱动设备的控制设备。17.—种机器人设备，所述机器人设备具有经由连接到电机的传递机构驱动的臂，所述机器人设备包括: 推力检测单元，其被构造为获得从所述传递机构传递至所述臂的推力；以及 编码器，其被构造为获得所述臂相对于所述电机的位置。18.—种电机驱动设备的控制方法，所述电机驱动设备被构造为经由连接到电机的传递机构进行移动构件的移动控制，所述控制方法包括: 推力控制过程，基于输入推力命令值生成用于所述电机的位置命令值； 电机控制过程，基于用于所述电机的所述位置命令值生成控制所述电机的电流值；以及 反馈过程，其中 根据被构造为检测输出所述电机的旋转的输出构件的位置的电机位置检测单元的检测结果，在所述电机控制过程中进行第一反馈控制，以及 根据被构造为检测在所述移动构件上发生的推力的推力检测单元的检测结果，在所述推力控制过程中进行第二反馈控制。
【专利摘要】本发明提供一种电机驱动设备的控制设备及方法、多轴电机的控制设备。经由连接到电机的减速器进行机器人臂的移动控制。其控制器包括基于输入推力命令值生成电机位置命令值的推力控制单元，以及基于所述位置命令值生成电流值的电机控制单元。所述电机控制单元反馈由电机编码器检测到的电机位置，并且所述推力控制单元反馈由推力计检测到的推力。来自所述电机控制单元的反馈抑制在减速器上的振动现象，并且来自推力控制单元的反馈抑制传递误差，由此使得能够迅速精准地进行臂的动作控制。
【IPC分类】B25J9/16, B25J13/08
【公开号】CN105619424
【申请号】CN201510796074
【发明人】中岛洋二
【申请人】佳能株式会社
【公开日】2016年6月1日
【申请日】2015年11月18日
【公告号】EP3023208A1, US20160144508