控制系统、控制方法以及控制程序与流程

本公开涉及一种用于基于由视觉传感器所测量的工件(work)的位置来进行工件的定位的技术。

背景技术：

在工厂自动化(factoryautomation，fa)中，已将各种使工件等对象物的位置与目标位置一致的技术(定位技术)加以实际应用。此时，作为测量对象物的位置与目标位置的偏差(距离)的方法，有使用通过视觉传感器所拍摄的图像的方法。

日本专利特开2017-24134号公报(专利文献1)中公开了一种工件定位装置，包括：可动台；移动机构，使可动台移动；以及视觉传感器，反复拍摄载置于可动台的工件，反复检测所述工件的位置。工件定位装置每当利用视觉传感器来检测位置时，算出所检测到的位置与目标位置的差，当判定为所述差为容许范围内时，停止可动台的移动。工件定位装置算出在可动台的移动停止后由视觉传感器所检测到的位置与目标位置的差，判定所算出的差是否为容许范围内。若判定为差为容许范围外，则决定减小所述差的可动台的移动方向，以使可动台向所决定的移动方向移动的方式控制移动机构。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2017-24134号公报

技术实现要素：

发明所要解决的问题

在反复进行由视觉传感器所进行的工件的实际位置的测量处理、及使所测量的实际位置与目标位置一致的对位处理的情况下，有效的是反馈控制，此反馈控制根据从实际位置到目标位置的必要移动距离来改变对移动机构的移动指令。

作为反馈控制的一例，已知有比例控制(即，p控制)。比例控制中，对必要移动量乘以比例增益所得的值成为移动指令。若比例增益过小，则工件到达目标位置为止的时间(以下也称为“对准时间”)变长。另一方面，若比例增益过大，则产生工件超过目标位置的过冲(overshoot)，或产生过冲与下冲(undershoot)反复的振动。其结果为，对准时间变长。

因此，为了缩短对准时间，需要使反馈控制的控制参数最优化。但是，设定最优的控制参数需要经验，特别是对于经验少的用户来说，参数设定耗费工时。

本公开是为了解决所述那样的问题点而成，某方面的目的在于提供一种控制系统，可削减与反馈控制有关的控制参数的调整工时。本公开的另一方面的目的在于提供一种控制方法，可削减与反馈控制有关的控制参数的调整工时。本公开的另一方面的目的在于提供一种控制程序，可削减与反馈控制有关的控制参数的调整工时。

解决问题的技术手段

本公开的一例中，控制系统包括：移动机构，用于使对象物移动；视觉传感器，用于基于受理了拍摄指示而拍摄所述对象物，并根据通过拍摄所得的图像来测量所述对象物的实际位置；检测部，用于在每个预定的控制周期检测与所述移动机构的位置有关的位置相关信息，所述控制周期较将所述拍摄指示输出至所述视觉传感器的间隔更短；位置决定部，用于基于所述实际位置及所述位置相关信息，在每个所述控制周期决定当前时间点的所述对象物的推定位置；反馈控制部，按照所设定的控制参数，在每个所述控制周期生成用于使所述推定位置与所述对象物的目标位置一致的移动指令，并在每个所述控制周期将所述移动指令输出至所述移动机构；以及调整部，用于基于将预定的移动指令依次输出至所述移动机构而从所述检测部获得的、作为反馈值的位置相关信息的推移，来调整所述控制参数。

根据所述公开，自动地调整与反馈控制有关的控制参数。由此，控制系统可削减与反馈控制有关的控制参数的调整工时。

本公开的一例中，控制系统包括：移动机构，用于使对象物移动；视觉传感器，用于基于受理了拍摄指示而拍摄所述对象物，并根据通过拍摄所得的图像来测量所述对象物的实际位置；反馈控制部，在每个预定的控制周期，按照规定的控制参数生成用于使所述实际位置与所述对象物的目标位置一致的移动指令，并将所述移动指令输出至所述移动机构，所述控制周期较将所述拍摄指示输出至所述视觉传感器的间隔更短；以及调整部，用于基于将预定的移动指令依次输出至所述移动机构而从所述视觉传感器获得的、作为反馈值的实际位置的推移，来调整所述控制参数。

根据所述公开，自动地调整与反馈控制有关的控制参数。由此，控制系统可削减与反馈控制有关的控制参数的调整工时。

本公开的一例中，所述调整部以基于所述推移而决定的所述控制参数的值为基准，生成可设定于所述反馈控制部的多个控制参数候补，将所述多个控制参数候补分别依次设定于所述反馈控制部，并且针对各控制参数候补，测量使所述对象物从规定位置移动至所述目标位置所需要的对准时间，选择所述多个控制参数候补中所述对准时间达到最短的控制参数候补作为成为最优化结果的所述控制参数。

根据所述公开，控制系统可使与反馈控制有关的控制参数进一步最优化。

本公开的一例中，所述调整部对所述基准的控制参数分别乘上预定的多个倍率，由此生成所述多个控制参数候补。

根据所述公开，控制系统可由基准的控制参数容易地生成控制参数候补。

本公开的一例中，所述调整部算出所述推移的每单位时间的最大变化率，基于所述推移中所述最大变化率出现的时间点、及所述最大变化率，来算出所述反馈控制部的控制对象的延迟时间，并基于所述延迟时间来决定所述控制参数。

根据所述公开，所述控制参数是基于延迟时间而决定，由此控制系统可进一步将与反馈控制有关的控制参数调整为最优。

本公开的一例中，所述控制参数包含所述反馈控制部的比例控制中使用的比例增益。

根据所述公开，自动地调整比例增益。由此，控制系统可削减比例增益的调整工时。

本公开的另一示例中，用于使对象物移动的移动机构的控制方法包括下述步骤：通过向视觉传感器输出拍摄指示而拍摄所述对象物，使所述视觉传感器根据通过拍摄所得的图像来测量所述对象物的实际位置；在每个预定的控制周期检测与所述移动机构的位置有关的位置相关信息，所述控制周期较将所述拍摄指示输出至所述视觉传感器的间隔更短；基于所述实际位置及所述位置相关信息，在每个所述控制周期决定当前时间点的所述对象物的推定位置；按照所设定的控制参数，在每个所述控制周期生成用于使所述推定位置与所述对象物的目标位置一致的移动指令，并在每个所述控制周期将所述移动指令输出至所述移动机构；以及基于将预定的移动指令依次输出至所述移动机构而在所述检测步骤中获得的、作为反馈值的位置相关信息的推移，来调整所述控制参数。

根据所述公开，自动地调整与反馈控制有关的控制参数。由此，控制系统可削减与反馈控制有关的控制参数的调整工时。

本公开的一例中，用于使对象物移动的移动机构的控制程序使用于控制所述移动机构的控制器执行下述步骤：通过向视觉传感器输出拍摄指示而拍摄所述对象物，使所述视觉传感器根据通过拍摄所得的图像来测量所述对象物的实际位置；在每个预定的控制周期检测与所述移动机构的位置有关的位置相关信息，所述控制周期较将所述拍摄指示输出至所述视觉传感器的间隔更短；基于所述实际位置及所述位置相关信息，在每个所述控制周期决定当前时间点的所述对象物的推定位置；按照所设定的控制参数，在每个所述控制周期生成用于使所述推定位置与所述对象物的目标位置一致的移动指令，并在每个所述控制周期将所述移动指令输出至所述移动机构；以及基于将预定的移动指令依次输出至所述移动机构而在所述检测步骤中获得的、作为反馈值的位置相关信息的推移，来调整所述控制参数。

根据所述公开，自动地调整与反馈控制有关的控制参数。由此，控制系统可削减与反馈控制有关的控制参数的调整工时。

发明的效果

在某个方面，可削减与反馈控制有关的控制参数的调整工时。

附图说明

图1为表示实施方式的控制系统的概要的示意图。

图2为表示变形例的控制系统的概要的示意图。

图3为表示实施方式的控制系统的装置结构的一例的图。

图4为表示构成实施方式的视觉传感器的、图像处理装置的硬件结构的一例的示意图。

图5为表示实施方式的控制器的硬件结构的示意图。

图6为表示控制参数的调整处理的流程的流程图。

图7为在时间轴上表示输入至移动机构的移动指令、与作为其响应而从移动机构输出的反馈值的关系的图。

图8为控制参数的最优化处理的流程表示的流程图。

图9为表示图1所示的位置决定部所进行的推定位置的决定处理的流程图。

具体实施方式

以下，一方面参照附图，一方面对本发明的各实施方式加以说明。以下的说明中，对相同零件及结构元件附注相同的符号。这些的名称及功能也相同。因此，不重复进行与这些有关的详细说明。

<a.适用例>

首先，参照图1对适用本发明的场景的一例进行说明。图1为表示本实施方式的控制系统1的概要的示意图。

控制系统1使用图像处理进行对准(alignment)。典型而言，对准是指在工业制品的制造过程等中，将对象物(以下也称为“工件w”)配置于生产线的原本的位置的处理等。作为此种对准的一例，控制系统1在液晶屏的生产线中，在对玻璃基板进行电路图案的烧结处理(曝光处理)前，进行玻璃基板相对于曝光掩模的定位。

控制系统1例如包含视觉传感器50、控制器200、移动机构400及编码器450。视觉传感器50例如包含摄像部52及图像处理部54。移动机构400例如包含伺服驱动器402、伺服马达410及平台420。

摄像部52进行对存在于拍摄视场的被摄体进行拍摄而生成图像数据的拍摄处理，拍摄载置于平台420的工件w。摄像部52响应来自控制器200的拍摄触发tr而进行拍摄。由摄像部52生成的图像数据依次输出至图像处理部54。图像处理部54对从摄像部52获得的图像数据进行图像分析，测量工件w的实际位置pvv。实际位置pvv是在每当测量时输出至控制器200。

控制器200例如为可编程逻辑控制器(programmablelogiccontroller，plc)，进行各种fa控制。作为功能结构的一例，控制器200包含位置决定部252、反馈控制部254及调整部264。

位置决定部252基于由视觉传感器50所测量的实际位置pvv、及在较视觉传感器50的拍摄间隔tb更短的控制周期ts获得的编码器值pvm(位置相关信息)，在每个控制周期ts推定工件w的位置(以下也称为“推定位置pv”)。作为一例，拍摄周期tb根据拍摄状况等而变动，例如为约60ms。控制周期ts固定，例如为1ms。推定位置pv在每个控制周期ts输出至反馈控制部254。

反馈控制部254按照控制参数262，在每个控制周期ts生成用于使推定位置pv与目标位置sv一致的移动指令mv，在每个控制周期ts将移动指令mv输出至伺服驱动器402。移动指令mv例如为对伺服驱动器402的指令位置、指令速度或指令力矩的任一个。

在某个方面，目标位置sp是针对每个生产步骤预先决定，并根据当前的生产步骤依次切换。在另一方面，目标位置sp是通过视觉传感器50进行规定的图像处理而从图像内检测。此时，视觉传感器50从图像中检测预定的标记，并将所述标记识别为目标位置sp。

由反馈控制部254进行的反馈控制例如是通过比例-积分-微分(proportionalintegraldifferential，pid)控制、pi控制、pd控制或p控制而实现。图1的示例中，示出进行p控制的反馈控制部254。反馈控制部254包含减法部256及乘法部258。

减法部256从目标位置sp减去由位置决定部252所决定的推定位置pv，将其相减结果输出至乘法部258。乘法部258将由减法部256所得的相减结果放大/衰减至被规定为控制参数262的比例增益kp倍。由乘法部258所得的相乘结果在经积分处理后，作为位置指令而输出至伺服驱动器402。或者，由乘法部258所得的相乘结果直接作为速度指令而输出至伺服驱动器402。

伺服驱动器402按照在每个控制周期ts接收的移动指令mv来驱动伺服马达410。更具体而言，伺服驱动器402在每个控制周期ts从编码器450(检测部)获取编码器值pvm。伺服驱动器402以使由编码器值pvm所表示的速度/位置与由移动指令mv所表示的速度/位置一致的方式，对伺服马达410进行反馈控制。作为一例，伺服驱动器402所进行的反馈控制是通过pid控制、pi控制、pd控制或p控制来实现。

调整部264调整与反馈控制部254有关的控制参数262。更具体而言，控制器200具有通常的控制模式及控制参数262的调整模式作为运行模式。在运行模式经设定为通常的控制模式的情况下，以反馈控制部254与伺服驱动器402连接的方式切换开关sw。另一方面，在运行模式经设定为调整模式的情况下，以调整部264与伺服驱动器402连接的方式切换开关sw。

调整模式下，调整部264将预定的移动指令mvn依次输出至移动机构400，从编码器450(检测部)依次获取编码器值pvm作为反馈值。然后，调整部264基于所获取的编码器值pvm的推移来调整控制参数262。关于控制参数262的调整方法的详情将于后述。这样，通过自动调整控制参数262，从而削减控制参数262的调整工时。

此外，图1中仅示出一个位置决定部252、反馈控制部254、调整部264、伺服驱动器402、伺服马达410及编码器450的组件群，但这些组件群是依驱动平台420的轴数而设置。各组件群负责平台420的一个轴方向的控制。此时，由视觉传感器50所测量的实际位置pvv被分解为各轴方向的实际位置，分解后的各实际位置输出至对应的组件群。

<b.适用例2>

接下来，参照图2对适用本发明的场景的另一例进行说明。图2为表示变形例的控制系统1的概要的示意图。

图1的示例中，调整部264基于将预定的移动指令mvn输入至移动机构400而从编码器450获得的编码器值pvm的推移，来调整控制参数262。相对于此，图2的示例中，调整部264基于将预定的移动指令mvn输入至移动机构400而从视觉传感器50获得的实际位置pvv的推移，来调整控制参数262。关于控制参数262的调整方法的详情将于后述。

而且，图2所示的控制系统1在不具有位置决定部252的方面、及不将编码器值pvm反馈给控制器200的方面，与图1所示的控制系统1不同。关于图2所示的控制系统1的其他方面，与图1所示的控制系统1相同，因而不重复进行这些的说明。

<c.控制系统1的装置结构>

图3为表示控制系统1的装置结构的一例的图。如图3所示，控制系统1包含视觉传感器50、控制器200及移动机构400。视觉传感器50包含图像处理装置100及一个以上的相机(图3的示例中，为相机102及相机104)。移动机构400包含底板4、底板7、滚珠螺杆6、滚珠螺杆9、伺服驱动器402(图3的示例中，为伺服驱动器402x、伺服驱动器402y)、平台420及一个以上的伺服马达410(图3的示例中，为伺服马达410x、伺服马达410y)。

图像处理装置100基于相机102、相机104拍摄工件w所得的图像数据，检测工件w的特征部分12(例如螺孔等)。图像处理装置100将所检测出的特征部分12的位置检测为工件w的实际位置pvv。

在控制器200，连接有一个以上的伺服驱动器402(图3的示例中，为伺服驱动器402x、伺服驱动器402y)。伺服驱动器402x按照从控制器200接收的x方向的移动指令，对控制对象的伺服马达410x进行驱动。伺服驱动器402y按照从控制器200接收的y方向的移动指令，对控制对象的伺服马达410y进行驱动。

控制器200按照针对x方向生成的目标轨道tgx，对伺服驱动器402x给予x方向的目标位置作为指令值。而且，控制器200按照针对y方向生成的目标轨道tgy，对伺服驱动器402y给予y方向的目标位置作为指令值。通过依次更新x方向、y方向各自的目标位置，从而使工件w移动至目标位置sp。

控制器200及伺服驱动器402经由现场网络(fieldnetwork)以菊花链(daisychain)进行连接。关于现场网络，例如采用以太网控制自动化技术(ethernetforcontrolautomationtechnology，ethercat)(注册商标)。但是，现场网络不限定于ethercat，可采用任意的通信部件。作为一例，控制器200及伺服驱动器402也可通过信号线直接连接。而且，控制器200及伺服驱动器402也可一体地构成。

在底板4配置有使平台420沿着x方向移动的滚珠螺杆6。滚珠螺杆6与平台420所含的螺母卡合。通过连结于滚珠螺杆6的一端的伺服马达410x旋转驱动，从而平台420所含的螺母与滚珠螺杆6相对旋转，其结果为，平台420沿着x方向移动。

底板7配置有使平台420及底板4沿着y方向移动的滚珠螺杆9。滚珠螺杆9与底板4所含的螺母卡合。通过连结于滚珠螺杆9的一端的伺服马达410y旋转驱动，从而底板4所含的螺母与滚珠螺杆9相对旋转，其结果为，平台420及底板4沿着y方向移动。

此外，图3中示出利用伺服马达410x、伺服马达410y的双轴驱动的移动机构400，但移动机构400也可进一步组入有沿xy平面上的旋转方向(θ方向)驱动平台420的伺服马达。

<d.硬件结构>

参照图4及图5，对构成视觉传感器50的图像处理装置100及控制器200的硬件结构依次进行说明。

(d1.图像处理装置100的硬件结构)

图4为表示构成视觉传感器50的图像处理装置100的硬件结构的一例的示意图。参照图4，图像处理装置100典型而言具有依据通用的计算机架构(computerarchitecture)的结构，通过处理器执行预先安装的程序，从而实现后述那样的各种图像处理。

更具体而言，图像处理装置100包含中央处理器(centralprocessingunit，cpu)或微处理器(micro-processingunit，mpu)等处理器110、随机存取存储器(randomaccessmemory，ram)112、显示控制器114、系统控制器116、输入/输出(inputoutput，i/o)控制器118、硬盘120、相机接口122、输入接口124、控制器接口126、通信接口128及存储卡接口130。这些各部以系统控制器116为中心而相互可进行数据通信地连接。

处理器110在与系统控制器116之间交换程序(码)等，并按规定顺序执行这些程序(码)等，由此实现目标运算处理。

系统控制器116分别经由总线而与处理器110、ram112、显示控制器114及i/o控制器118连接，在与各部之间进行数据交换等，并且掌管图像处理装置100总体的处理。

ram112典型而言为动态随机存取存储器(dynamicrandomaccessmemory，dram)等易失性存储装置，保持从硬盘120读出的程序、由相机102及相机104所获取的相机图像(图像数据)、对相机图像的处理结果、及工件数据等。

显示控制器114与显示部132连接，按照来自系统控制器116的内部命令，向显示部132输出用于显示各种信息的信号。

i/o控制器118控制与连接于图像处理装置100的记录介质或外部机器之间的数据交换。更具体而言，i/o控制器118与硬盘120、相机接口122、输入接口124、控制器接口126、通信接口128及存储卡接口130连接。

硬盘120典型而言为非易失性的磁存储装置，不仅保存处理器110所执行的控制程序150，还保存各种设定值等。安装于所述硬盘120的控制程序150是以保存于存储卡136等的状态流通。此外，也可代替硬盘120，而采用闪速存储器(flashmemory)等半导体存储装置或随机存储数字多功能光盘(digitalversatilediskrandomaccessmemory，dvd-ram)等光学存储装置。

相机接口122相当于受理通过拍摄工件而生成的图像数据的输入部，中继处理器110与相机102、相机104之间的数据传输。相机接口122包含用于分别暂时存储来自相机102及相机104的图像数据的图像缓冲器122a及图像缓冲器122b。也可针对多个相机而设置在相机之间可共享的单一的图像缓冲器，但为了处理高速化，优选与各个相机建立对应而独立地配置多个。

输入接口124中继处理器110与键盘134、鼠标、触摸屏、专用控制台等输入装置之间的数据传输。

控制器接口126中继处理器110与控制器200之间的数据传输。

通信接口128中继处理器110与未图示的其他个人计算机或服务器装置等之间的数据传输。通信接口128典型而言包含以太网(ethernet，注册商标)或通用串行总线(universalserialbus，usb)等。

存储卡接口130中继处理器110与作为记录介质的存储卡136之间的数据传输。关于存储卡136，以保存有图像处理装置100所执行的控制程序150等的状态而流通，存储卡接口130从所述存储卡136读出控制程序。存储卡136包含安全数字卡(securedigital，sd)等通用的半导体存储设备、软盘(flexibledisk)等磁记录介质、或只读光盘(compactdiskreadonlymemory，cd-rom)等光学记录介质等。或者，也可经由通信接口128将从分发服务器等下载的程序安装于图像处理装置100。

在利用具有所述那样的依据通用的计算机架构的结构的计算机的情况下，也可不仅安装有用于提供本实施方式的功能的应用(application)，还安装有用于提供计算机的基本功能的操作系统(operatingsystem，os)。此时，本实施方式的控制程序也能以规定的顺序和/或时机调出作为os的一部分而提供的程序模块中的必要模块来执行处理。

进而，本实施方式的控制程序也可组入至其他程序的一部分而提供。此时，程序自身也不含所述那样组合的其他程序所含的模块，而是与所述其他程序协作执行处理。即，本实施方式的控制程序也可为此种组入至其他程序的形态。

此外，也可代替性地以专用的硬件电路的形式来安装通过执行控制程序而提供的功能的一部分或全部。

(d2.控制器200的硬件结构)

图5为表示控制器200的硬件结构的示意图。参照图5，控制器200包含主控制单元210。在图5中示出三轴的伺服马达410x、伺服马达410y、伺服马达410θ，设有与所述轴数相应个数的伺服驱动器402x、伺服驱动器402y、伺服驱动器402。

主控制单元210包含芯片组(chipset)212、处理器214、非易失性存储器216、主存储器218、系统时钟220、存储卡接口222、通信接口228、内部总线控制器230及现场总线控制器238。芯片组212与其他组件之间经由各种总线而分别结合。

处理器214及芯片组212典型而言具有依据通用的计算机架构的结构。即，处理器214解释并执行从芯片组212按照内部时钟依次供给的命令码。芯片组212在与所连接的各种组件之间交接内部的数据，并且生成处理器214所需要的命令码。系统时钟220产生预定周期的系统时钟并提供给处理器214。芯片组212具有下述功能，即，缓存由处理器214执行运算处理结果所得的数据等。

主控制单元210具有非易失性存储器216及主存储器218作为存储部件。非易失性存储器216非易失性地保持os、系统程序、用户程序、数据定义信息、日志信息等。主存储器218为易失性的存储区域，保持应由处理器214执行的各种程序，并且也用作执行各种程序时的作业用存储器。

主控制单元210具有通信接口228、内部总线控制器230及现场总线控制器238作为通信部件。这些通信电路进行数据的发送及接收。

通信接口228在与图像处理装置100之间交接数据。

内部总线控制器230控制经由内部总线226的数据交接。更具体而言，内部总线控制器230包含缓冲存储器236、动态存储器访问(dynamicmemoryaccess，dma)控制电路232及内部总线控制电路234。

存储卡接口222将相对于主控制单元210可装卸的存储卡224与处理器214连接。

现场总线控制器238为用于连接于现场网络的通信接口。控制器200经由现场总线控制器238而与伺服驱动器402(例如伺服驱动器402x、伺服驱动器402y、伺服驱动器402θ)连接。关于所述现场网络，例如采用ethercat(注册商标)、以太网/工业协议(ethernet/industrialprotocol，ethernet/ip)(注册商标)、康宝网(componet)(注册商标)等。

<e.控制参数262的调整处理>

参照图6及图7，对调整部264所进行的控制参数262的调整流程进行说明。

图6为表示控制参数262的调整处理的流程的流程图。图6所示的处理是通过控制器200的处理器214作为调整部264发挥功能而实现。在另一方面，图6所示的处理的一部分或全部也可由电路元件或其他硬件执行。

图6所示的处理表示针对某个轴方向的控制流程。实际上，图6所示的各处理是与轴方向相应地并列执行。

步骤s110中，调整部264执行初始化处理。作为一例，处理器214将测量时间t初始化为0，将用于存储反馈值的变量pvn-1初始化为0。所谓此处提及的“反馈值”，在图1的示例中相当于由编码器450所检测的编码器值pvm，在图2的示例中相当于由视觉传感器50所测量的实际位置pvv。

步骤s112中，调整部264按照下述(式1)，生成用于输出至伺服驱动器402的移动指令mvn，并将移动指令mvn输出至伺服驱动器402。

mvn＝rmv*t…(式1)

步骤s114中，调整部264获取反馈值pvn来作为移动指令mvn的响应。如上文所述，所谓“反馈值”，在图1的示例中相当于由编码器450所检测的编码器值pvm，在图2的示例中相当于由视觉传感器50所测量的实际位置pvv。

步骤s120中，调整部264按照下述(式2)，判断反馈值pvn的单位时间的变化率是否超过当前时间点的最大变化率rmax。更具体而言，调整部264算出本次的反馈值pvn与前一次的反馈值pvn-1的差值，并将所述差值结果除以控制周期ts，判断所述除法结果是否超过当前时间点的最大变化率rmax。

(pvn-pn-1)/ts＞rmax…(式2)

调整部264在判断为反馈值pvn的单位时间的变化率超过当前时间点的最大变化率rmax的情况下(步骤s120中为是(yes))，将控制切换至步骤s122。在并非如此的情况下(步骤s120中为否(no))，调整部264将控制切换至步骤s130。

步骤s122中，调整部264按照下述(式3)，将在当前时间点记录的最大变化率rmax改写为新更新的最大变化率。

rmax＝(pvn-pvn-1)/ts…(式3)

而且，调整部264将最大变化率rmax所出现的时间点的反馈值pvn作为反馈值pvr而存储。而且，调整部264将最大变化率rmax所出现的时间作为时间tr而存储。步骤s122中存储的各种信息例如保存于控制器200的存储部(例如非易失性存储器216或主存储器218(参照图5))。

步骤s124中，调整部264以本次的反馈值pvn来更新前一次的反馈值pvn-1。而且，调整部264对测量时间t加上控制周期ts，更新测量时间t。

步骤s130中，调整部264判断是否结束反馈值的测量。作为一例，调整部264在满足预定的测量结束条件的情况下，判断为结束反馈值的测量。在某个方面，测量结束条件是在步骤s130的处理的执行次数达到预定次数的情况下满足。在另一方面，测量结束条件是在最大变化率rmax限制于一定值的情况下满足。调整部264在判断为结束反馈值的测量的情况下(步骤s130中为是)，将控制切换至步骤s140。在并非如此的情况下(步骤s130中为否)，调整部264使控制回到步骤s112。

图7为在时间轴上表示输入至移动机构400的移动指令mvn、与作为其响应而从移动机构400输出的反馈值pvn的关系的图。

通过反复进行步骤s112的处理，从而图7所示的斜坡(ramp)状的移动指令mvn输入至伺服驱动器402。此外，在移动指令mvn为位置指令的情况下，输入至伺服驱动器402的移动指令mvn成为图7所示那样的斜坡状，但在移动指令mvn为速度指令的情况下，输入至伺服驱动器402的移动指令mvn成为一定值。

调整部264基于将预定的移动指令mvn依次输出至移动机构400而获得的反馈值pvn的推移，来调整反馈控制部254的控制参数262(例如比例增益kp)。

更具体而言，步骤s140中，调整部264按照下述(式4)来算出固定增益k。

k＝rmax/rmv…(式4)

(式4)所示的“rmax”相当于步骤s122中存储的最大变化率。“rmv”表示移动指令mvn的推移的斜率(即变化率)。

步骤s142中，调整部264算出反馈控制部254的控制对象的延迟时间。所谓“延迟时间”，表示对反馈控制部254的控制对象给予移动指令后，直到与所述移动指令相应的输出出现为止的时间。在图1所示的控制系统1的示例中，反馈控制部254的控制对象是指包含移动机构400及编码器450的控制体系。另一方面，在图2所示的控制系统1的示例中，反馈控制部254的控制对象是指包含视觉传感器50、移动机构400及编码器450的控制体系。

调整部264基于反馈值pvn的推移中最大变化率rmax出现的时间tr、及最大变化率rmax，算出反馈控制部254的控制对象的延迟时间l。作为一例，延迟时间是基于下述(式5)而算出。

l＝tr-pvr/rmax…(式5)

步骤s144中，调整部264基于步骤s140中算出的固定增益k、及步骤s142中算出的延迟时间l，来算出比例增益kp。比例增益kp例如是基于下述(式6)而算出。

kp＝α/(k·l)…(式6)

(式6)所示的“α”为预定的系数。如(式6)所示，延迟时间l越长，则调整部264越减小比例增益kp。换言之，延迟时间l越短，则调整部264越增大比例增益kp。而且，固定增益越大，则调整部264越减小比例增益kp。换言之，固定增益越小，则调整部264越增大比例增益kp。

步骤s146中，调整部264将步骤s144中算出的比例增益kp设定为反馈控制部254的控制参数262。

此外，上文中对在步骤s140中算出固定增益k的示例进行了说明，但如图1所示的控制系统1那样，在作为输入值的移动指令mv、与作为输出值的反馈值pvn恒常地一致的情况下，固定增益k成为1，因而步骤s140的处理也可省略。在成为“k＝1”的情况下，比例增益kp如所述(式6)所示，是基于延迟时间l而决定。而且，在成为“k＝1”的情况下，延迟时间l是基于下述(式7)而算出。

l＝tr-pvr/rmv…(式7)

而且，图6的示例中，在步骤s110中，对反馈值pvn-1的初始值设定为0的示例进行了说明，但反馈值pvn-1的初始值未必一定要设定为0。作为一例，在反馈值的初始值稳定为一定值pv0的情况下，延迟时间l是基于下述(式8)而算出。

l＝tr-(pvr-pv0)/rmax…(式8)

而且，图6的示例中，对在步骤s122中依次更新反馈值pvn的最大变化率rmax的示例进行了说明，但调整部264也可预先存储步骤s114中测量的所有反馈值pvn，并根据所存储的所有反馈值pvn来算出最大变化率rmax。

<f.控制参数262的最优化处理>

参照图8，对通过所述“e.控制参数262的调整处理”所决定的控制参数262的最优化处理进行说明。

图8为控制参数262的最优化处理的流程表示的流程图。图8所示的处理是通过控制器200的处理器214作为调整部264发挥功能而实现。在另一方面，图8所示的处理的一部分或全部也可由电路元件或其他硬件执行。

以下，将通过所述“e.控制参数262的调整处理”所决定的控制参数262也称为“基准的比例增益kp”。

步骤s150中，调整部264获取与基准的比例增益kp相乘的倍率β(i)。倍率β(i)可预先决定，也可由用户任意设定。倍率β(i)例如为管理变量“β(1)～β(n)”的序列数据。

步骤s152中，调整部264将变量i初始化为1。

步骤s154中，调整部264对基准的比例增益kp乘以倍率β(i)，生成设定候补的比例增益kp(i)。

步骤s156中，调整部264将步骤s154中生成的设定候补的比例增益kp(i)设定于反馈控制部254，并且使反馈控制部254执行规定的对准处理。作为一例，所述规定的对准处理为使工件w从预定的开始位置移动至预定的目标位置sp的处理。此时，调整部264预先测量使工件w从预定的开始位置移动至预定的目标位置sp所需要的对准时间ta(i)。

步骤s158中，调整部264将步骤s156中测量的对准时间ta(i)保存于控制器200的存储部(例如非易失性存储器216或主存储器218(参照图5))。

步骤s160中，调整部264将变量i递增(increment)。即，调整部264对变量i加上1。

步骤s170中，调整部264判断变量i是否小于规定值n。规定值n表示步骤s154、步骤s156、步骤s158、步骤s160的执行次数，并预先经规定。调整部264在判断为变量i小于规定值n的情况下(步骤s170中为是)，使控制回到步骤s154。在并非如此的情况下(步骤s170中为否)，调整部264将控制切换至步骤s172。

步骤s172中，调整部264选择控制参数候补kp(i)中对准时间ta(i)达到最短的控制参数候补作为成为最优结果的控制参数262。

如以上那样，调整部264通过对基准的比例增益kp分别乘以预定的倍率β(i)，从而生成控制参数候补kp(i)。接着，调整部264将各个控制参数候补kp(i)依次设定于反馈控制部254的控制参数262，并且针对各控制参数候补，测量使工件w从规定位置移动至目标位置sp所需要的对准时间ta(i)。然后，调整部264选择控制参数候补kp(i)中对准时间ta(i)达到最短的控制参数候补作为成为最优化结果的控制参数262。由此，调整部264可将通过所述“e.控制参数262的调整处理”所决定的控制参数262进一步最优化。

此外，图8的示例中，对选择对准时间ta(i)达到最短的控制参数候补作为最优化结果的示例进行了说明，但也可基于其他评价标准来将控制参数262最优化。作为一例，调整部264也可针对各控制参数候补算出最大过冲距离，选择最大过冲距离达到最小的控制参数候补作为最优化结果。或者，调整部264也可针对各控制参数候补算出移动距离，选择移动距离达到最小的控制参数候补作为最优化结果。

<g.推定位置pv的决定处理>

图9为表示图1所示的位置决定部252所进行的推定位置pv的决定处理的流程图。以下，参照图9，对位置决定部252所进行的推定位置pv的决定处理进行说明。

步骤s421中，位置决定部252检测是否从视觉传感器50获得实际位置pvv。若为获得实际位置pvv的时刻(步骤s421中为是)，则位置决定部252将控制切换至步骤s422。在并非如此的情况下(步骤s421中为否)，位置决定部252将控制切换至步骤s427。

步骤s422中，位置决定部252判断实际位置pvv是否为正常值。例如，若实际位置pvv为规定范围内的值，则位置决定部252判断为正常值。位置决定部252在判断为实际位置pvv为正常值的情况下(步骤s422中为是)，将控制切换至步骤s423。在并非如此的情况下(步骤s427中为否)，位置决定部252将控制切换至步骤s427。

步骤s423中，位置决定部252受理实际位置pvv的输入。步骤s424中，位置决定部252若受理实际位置pvv的输入，则进行成为所述实际位置pvv的算出基础的、拍摄时刻的编码器值pvms的推定。此外，在摄像部52的曝光时间长的情况下，拍摄时刻例如是由曝光开始时刻(摄像部52的快门打开的时刻)与曝光结束时刻(摄像部52的快门关闭的时刻)的中间时刻来设定。

步骤s425中，位置决定部252使用同时刻的实际位置pvv及编码器值pvm、以及成为所述实际位置pvv的算出基础的拍摄时刻的编码器值pvms，来算出推定位置pv。更具体而言，步骤s425中，位置决定部252使用以下的(式9)来算出推定位置pv。

pv＝pvv+(pvm-pvms)…(式9)

步骤s426中，位置决定部252将所算出的推定位置pv输出至反馈控制部254。而且，位置决定部252将所述推定位置pv作为参照推定位置pvp而存储，将所述时刻的编码器值pvm作为参照编码器值pvmp而存储。

步骤s427中，位置决定部252判断实际位置pvv的输出是否为一次以上。位置决定部252在判断为实际位置pvv的输出为一次以上的情况下(步骤s427中为是)，将控制切换至步骤s428。在并非如此的情况下(步骤s427中为否)，处理器214将控制切换至步骤s426。

步骤s428中，位置决定部252使用编码器值pvm、参照推定位置pvp及参照编码器值pvmp，来算出推定位置pv。更具体而言，步骤s428中，位置决定部252使用以下的(式10)来算出推定位置pv。

pv＝pvp+pvm-pvmp…(式10)

<h.附记>

如以上那样，本实施方式包含以下那样的公开。

[结构1]

一种控制系统(1)，包括：

移动机构(400)，用于使对象物移动；

视觉传感器(50)，用于基于受理了拍摄指示而拍摄所述对象物，并根据通过拍摄所得的图像来测量所述对象物的实际位置；

检测部(450)，用于在每个预定的控制周期检测与所述移动机构(400)的位置有关的位置相关信息，所述控制周期较将所述拍摄指示输出至所述视觉传感器(50)的间隔更短；

位置决定部(252)，用于基于所述实际位置及所述位置相关信息，在每个所述控制周期决定当前时间点的所述对象物的推定位置；

反馈控制部(254)，按照所设定的控制参数，在每个所述控制周期生成用于使所述推定位置与所述对象物的目标位置一致的移动指令，并在每个所述控制周期将所述移动指令输出至所述移动机构(400)；以及

调整部(264)，用于基于将预定的移动指令依次输出至所述移动机构(400)而从所述检测部(450)获得的、作为反馈值的位置相关信息的推移，来调整所述控制参数。

[结构2]

一种控制系统(1)，包括：

移动机构(400)，用于使对象物移动；

视觉传感器(50)，用于基于受理了拍摄指示而拍摄所述对象物，并根据通过拍摄所得的图像来测量所述对象物的实际位置；

反馈控制部(254)，在每个预定的控制周期，按照规定的控制参数生成用于使所述实际位置与所述对象物的目标位置一致的移动指令，并将所述移动指令输出至所述移动机构(400)，所述控制周期较将所述拍摄指示输出至所述视觉传感器(50)的间隔更短；以及

调整部(264)，用于基于将预定的移动指令依次输出至所述移动机构(400)而从所述视觉传感器(50)获得的、作为反馈值的实际位置的推移，来调整所述控制参数。

[结构3]

根据结构1或2所记载的控制系统(1)，其中，

所述调整部(264)以基于所述推移而决定的所述控制参数的值为基准，生成可设定于所述反馈控制部(254)的多个控制参数候补，

将所述多个控制参数候补分别依次设定于所述反馈控制部(254)，并且针对各控制参数候补，测量使所述对象物从规定位置移动至所述目标位置所需要的对准时间，

选择所述多个控制参数候补中所述对准时间达到最短的控制参数候补作为成为最优化结果的所述控制参数。

[结构4]

根据结构3所记载的控制系统(1)，其中所述调整部(264)对所述基准的控制参数分别乘上预定的多个倍率，由此生成所述多个控制参数候补。

[结构5]

根据结构1至4中任一项所记载的控制系统(1)，其中，

所述调整部(264)算出所述推移的每单位时间的最大变化率，

基于所述推移中所述最大变化率出现的时间点、及所述最大变化率，来算出所述反馈控制部(254)的控制对象的延迟时间，

基于所述延迟时间来决定所述控制参数。

[结构6]

根据结构1至5中任一项所记载的控制系统(1)，其中所述控制参数包含所述反馈控制部(254)的比例控制中使用的比例增益。

[结构7]

一种控制方法，控制用于使对象物移动的移动机构(400)，且所述控制方法包括下述步骤：

通过向视觉传感器(50)输出拍摄指示而拍摄所述对象物，使所述视觉传感器(50)根据通过拍摄所得的图像来测量所述对象物的实际位置；

在每个预定的控制周期检测与所述移动机构(400)的位置有关的位置相关信息，所述控制周期较将所述拍摄指示输出至所述视觉传感器(50)的间隔更短；

基于所述实际位置及所述位置相关信息，在每个所述控制周期决定当前时间点的所述对象物的推定位置；

按照所设定的控制参数，在每个所述控制周期生成用于使所述推定位置与所述对象物的目标位置一致的移动指令，并在每个所述控制周期将所述移动指令输出至所述移动机构(400)；以及

基于将预定的移动指令依次输出至所述移动机构(400)而在所述检测步骤中获得的、作为反馈值的位置相关信息的推移，来调整所述控制参数。

[结构8]

一种控制程序，控制用于使对象物移动的移动机构(400)，且

所述控制程序使用于控制所述移动机构(400)的控制器执行下述步骤：

通过向视觉传感器(50)输出拍摄指示而拍摄所述对象物，使所述视觉传感器(50)根据通过拍摄所得的图像来测量所述对象物的实际位置；

在每个预定的控制周期检测与所述移动机构(400)的位置有关的位置相关信息，所述控制周期较将所述拍摄指示输出至所述视觉传感器(50)的间隔更短；

基于所述实际位置及所述位置相关信息，在每个所述控制周期决定当前时间点的所述对象物的推定位置；

按照所设定的控制参数，在每个所述控制周期生成用于使所述推定位置与所述对象物的目标位置一致的移动指令，并在每个所述控制周期将所述移动指令输出至所述移动机构(400)；以及

基于将预定的移动指令依次输出至所述移动机构(400)而在所述检测步骤中获得的、作为反馈值的位置相关信息的推移，来调整所述控制参数。

应认为本次公开的实施方式在所有方面为例示而非限制性。本发明的范围是由权利要求而非所述说明来表示，并旨在包含与权利要求均等的含意及范围内的所有变更。

符号的说明

1：控制系统

4、7：底板

6、9：滚珠螺杆

12：特征部分

50：视觉传感器

52：摄像部

54：图像处理部

100：图像处理装置

102、104：相机

110、214：处理器

112：ram

114：显示控制器

116：系统控制器

118：i/o控制器

120：硬盘

122：相机接口

122a：图像缓冲器

124：输入接口

126：控制器接口

128、228：通信接口

130、222：存储卡接口

132：显示部

134：键盘

136、224：存储卡

150：控制程序

210：主控制单元

212：芯片组

216：非易失性存储器

218：主存储器

220：系统时钟

226：内部总线

230：内部总线控制器

232：控制电路

234：内部总线控制电路

236：缓冲存储器

238：现场总线控制器

252：位置决定部

254：反馈控制部

256：减法部

258：乘法部

262：控制参数

264：调整部

400：移动机构

402、402x、402y：伺服驱动器

410、410x、410y：伺服马达

420：平台

450：编码器