專利名稱：電機(jī)控制裝置、機(jī)械手、機(jī)器人以及電機(jī)控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電機(jī)控制裝置、機(jī)械手、機(jī)器人以及電機(jī)控制方法。
背景技術(shù)：
在機(jī)器人、工作設(shè)備中使用伺服電機(jī)來控制可動部的停止位置的方法被廣泛實(shí)際應(yīng)用。而且，在機(jī)械手把持把持對象物時、將部件插入孔時，存在可動部在到達(dá)預(yù)定位置前可動部不能夠移動的情況。此時，專利文獻(xiàn)I公開對電機(jī)設(shè)定轉(zhuǎn)矩極限來控制可動部的方式。據(jù)此，該控制方式具備存儲多個轉(zhuǎn)矩極限值的存儲單元，按照驅(qū)動的電機(jī)、可動部進(jìn)行的每個作業(yè)內(nèi)容切換轉(zhuǎn)矩極限值。
另外，專利文獻(xiàn)2公開在電機(jī)的旋轉(zhuǎn)中不使轉(zhuǎn)矩急劇變化，而使旋轉(zhuǎn)速度的控制性能提高的方法。據(jù)此，電機(jī)的速度控制利用由比例 積分調(diào)節(jié)器構(gòu)成的速度調(diào)節(jié)器對速度指令值和速度檢測值的偏差進(jìn)行放大，運(yùn)算轉(zhuǎn)矩指令值。而且，采取控制電機(jī)的電流以使實(shí)際的轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)矩指令值一致的方法。這里，基于慣性力矩的值實(shí)施速度調(diào)節(jié)器的最佳調(diào)整。并且，轉(zhuǎn)矩前饋補(bǔ)償器使用慣性力矩的值和速度指令值對轉(zhuǎn)矩前饋補(bǔ)償值進(jìn)行運(yùn)算。而且，加法器將速度調(diào)節(jié)器的輸出和轉(zhuǎn)矩前饋補(bǔ)償值相加來運(yùn)算轉(zhuǎn)矩指令值。
專利文獻(xiàn)1:日本特開平5-6210號公報
專利文獻(xiàn)2:日本特開2011-147268號公報
在機(jī)械手把持把持對象物時，首先，控制裝置使機(jī)械手的可動部接近把持對象物后，使其接觸把持對象物。接著，維持將可動部按壓在把持對象物上的狀態(tài)。使可動部接近把持對象物時，控制裝置速度控制電機(jī)。而且，可動部與把持對象物接觸后，控制裝置將電機(jī)的控制切換成轉(zhuǎn)矩控制。而且，以可動部能夠以可以把持把持對象物的力按壓把持對象物的方式控制電機(jī)的轉(zhuǎn)矩。此時，控制裝置控制電機(jī)，且能夠通過根據(jù)狀況自由控制電機(jī)的轉(zhuǎn)矩來進(jìn)行把持。
在將電機(jī)的控制從速度控制切換成轉(zhuǎn)矩控制時，采取從一直進(jìn)行速度控制的控制電路切換成進(jìn)行轉(zhuǎn)矩控制的控制電路的方法。此時，為了切換控制系統(tǒng)，需要使可動部的動作暫時停止。因此，期望暫時不停止，機(jī)械手把持把持對象物的方法。換句話說，期望在旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)時停止時，都進(jìn)行速度控制且旋轉(zhuǎn)軸以不超過設(shè)定的轉(zhuǎn)矩限定值的轉(zhuǎn)矩進(jìn)行動作的電機(jī)的控制裝置。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決上述的課題的至少一部分而完成的，能夠作為以下的方式或者應(yīng)用例實(shí)現(xiàn)。
本應(yīng)用例所涉及的電機(jī)控制裝置是使用由檢測電機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)狀況的旋轉(zhuǎn)檢測器所輸出的電機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)檢測信號來控制上述電機(jī)的電機(jī)控制裝置，具備:速度控制部，其使用上述旋轉(zhuǎn)軸的目標(biāo)旋轉(zhuǎn)速度和旋轉(zhuǎn)檢測信號，輸出與上述旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)速度和上述目標(biāo)旋轉(zhuǎn)速度之差對應(yīng)的轉(zhuǎn)矩指令信號； 限定值設(shè)定部，其設(shè)定表示對上述旋轉(zhuǎn)軸施加的轉(zhuǎn)矩的最大值的轉(zhuǎn)矩限定值；轉(zhuǎn)矩限定控制部，其將通過上述轉(zhuǎn)矩指令信號驅(qū)動的上述旋轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)矩限制為上述轉(zhuǎn)矩限定值以下。
根據(jù)本應(yīng)用例，在電機(jī)上設(shè)置旋轉(zhuǎn)檢測器，旋轉(zhuǎn)檢測器檢測電機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)狀況，輸出旋轉(zhuǎn)檢測信號。速度控制部被輸入旋轉(zhuǎn)檢測信號，對旋轉(zhuǎn)軸的目標(biāo)旋轉(zhuǎn)速度和旋轉(zhuǎn)檢測信號所表示的旋轉(zhuǎn)速度進(jìn)行比較。而且，速度控制部對目標(biāo)旋轉(zhuǎn)速度和旋轉(zhuǎn)檢測信號所表示的旋轉(zhuǎn)速度進(jìn)行比較，進(jìn)行輸出轉(zhuǎn)矩指令信號的速度控制。速度控制部輸出轉(zhuǎn)矩指令信號，以便目標(biāo)旋轉(zhuǎn)速度和旋轉(zhuǎn)檢測信號所表示的旋轉(zhuǎn)速度之差越大，將越大的轉(zhuǎn)矩施加至旋轉(zhuǎn)軸。
限定值設(shè)定部設(shè)定作為對旋轉(zhuǎn)軸施加的轉(zhuǎn)矩的最大值的轉(zhuǎn)矩限定值，輸出至轉(zhuǎn)矩限定控制部。轉(zhuǎn)矩限定控制部對通過轉(zhuǎn)矩指令信號驅(qū)動的旋轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)矩限定值進(jìn)行比較。而且，在通過轉(zhuǎn)矩指令信號驅(qū)動的旋轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)矩超過轉(zhuǎn)矩限定值時，轉(zhuǎn)矩限定控制部變更轉(zhuǎn)矩指令信號以便通過轉(zhuǎn)矩指令信號驅(qū)動的旋轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)矩不超過轉(zhuǎn)矩限定值。
因此，在旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)時停止時都進(jìn)行速度控制，且旋轉(zhuǎn)軸以不超過限定值設(shè)定部設(shè)定的轉(zhuǎn)矩限定值的轉(zhuǎn)矩動作。其結(jié)果，能夠以與電機(jī)所要求的轉(zhuǎn)矩對應(yīng)的轉(zhuǎn)矩控制旋轉(zhuǎn)軸的速度。
在上述應(yīng)用例所涉及的電機(jī)控制裝置中，上述轉(zhuǎn)矩限定控制部從上述轉(zhuǎn)矩指令信號減去表示通過上述轉(zhuǎn)矩指令信號施加至上述旋轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)矩超過上述轉(zhuǎn)矩限定值的量的轉(zhuǎn)矩的信號亦即超過轉(zhuǎn)矩信號。
根據(jù)本應(yīng)用例，在通過轉(zhuǎn)矩指令信號施加至旋轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)矩超過轉(zhuǎn)矩限定值時，轉(zhuǎn)矩限定控制部從轉(zhuǎn)矩指令信號減去超過轉(zhuǎn)矩信號，變更轉(zhuǎn)矩指令信號。超過轉(zhuǎn)矩信號是表示通過轉(zhuǎn)矩指令信號施加至旋轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)矩超過轉(zhuǎn)矩限定值的量的轉(zhuǎn)矩的信號。因此，能夠以通過減去后的轉(zhuǎn)矩指令信號驅(qū)動的旋轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)矩不超過轉(zhuǎn)矩限定值的方式控制旋轉(zhuǎn)軸。
在上述應(yīng)用例所涉及的電機(jī)控制裝置中，在上述限定值設(shè)定部設(shè)定用于進(jìn)行變更上述轉(zhuǎn)矩限定值的判斷的速度判定值，上述限定值設(shè)定部使用上述旋轉(zhuǎn)檢測信號來檢測上述旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)速度，上述限定值設(shè)定部在上述旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)速度比上述速度判定值低時，變更上述轉(zhuǎn)矩限定值。
根據(jù)本應(yīng)用例，限定值設(shè)定部被輸入旋轉(zhuǎn)檢測信號。而且，在旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)速度與速度判定值相比降低時，變更轉(zhuǎn)矩限定值。因此，電機(jī)控制裝置能夠在旋轉(zhuǎn)軸低速或者停止的狀態(tài)下以與轉(zhuǎn)矩限定值相當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)矩驅(qū)動旋轉(zhuǎn)軸。
在上述應(yīng)用例所涉及的電機(jī)控制裝置中，在上述限定值設(shè)定部設(shè)定用于進(jìn)行變更上述轉(zhuǎn)矩限定值的判斷的速度判定值，上述限定值設(shè)定部被輸入上述轉(zhuǎn)矩指令信號，在上述目標(biāo)旋轉(zhuǎn)速度比上述速度判定值小且上述轉(zhuǎn)矩指令信號超過轉(zhuǎn)矩判定值時，上述限定值設(shè)定部變更上述轉(zhuǎn)矩限定值。
根據(jù)本應(yīng)用例，限定值設(shè)定部被輸入轉(zhuǎn)矩指令信號。旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)速度與目標(biāo)旋轉(zhuǎn)速度相比越慢、差越大，轉(zhuǎn)矩指令信號輸出越使旋轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)矩增大的信號。換句話說，限定值設(shè)定部能夠使用轉(zhuǎn)矩指令信號，檢測旋轉(zhuǎn)軸為低速或者停止的狀態(tài)。而且，限定值設(shè)定部在與速度判定值相比降低時變更轉(zhuǎn)矩限定值。因此，電機(jī)控制裝置在旋轉(zhuǎn)軸為低速或者停止的狀態(tài)下，能夠以與轉(zhuǎn)矩限定值相當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)矩驅(qū)動旋轉(zhuǎn)軸。
在上述應(yīng)用例所涉及的電機(jī)控制裝置中，上述限定值設(shè)定部在上述旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)速度達(dá)到上述目標(biāo)旋轉(zhuǎn)速度后，降低轉(zhuǎn)矩限定值。
根據(jù)本應(yīng)用例，旋轉(zhuǎn)軸被加速，旋轉(zhuǎn)速度上升。而且在旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)速度達(dá)到目標(biāo)旋轉(zhuǎn)速度后，限定值設(shè)定部降低轉(zhuǎn)矩限定值。在旋轉(zhuǎn)速度達(dá)到目標(biāo)旋轉(zhuǎn)速度后，施加維持旋轉(zhuǎn)速度所需要的轉(zhuǎn)矩，所以與加速時相比成低的轉(zhuǎn)矩。因此，即便使轉(zhuǎn)矩限定值降低，也能夠維持旋轉(zhuǎn)速度。其結(jié)果，在施加使旋轉(zhuǎn)軸停止的外力時，電機(jī)控制裝置與外力對抗，能夠不驅(qū)動旋轉(zhuǎn)軸地進(jìn)行與外力對應(yīng)的動作。
在上述應(yīng)用例所涉及的電機(jī)控制裝置中，上述速度控制部具有輸出與上述旋轉(zhuǎn)速度成正比的第I轉(zhuǎn)矩指令信號的速度比例控制部、輸出與上述旋轉(zhuǎn)速度的積分值成正比的第2轉(zhuǎn)矩指令信號的速度積分控制部、將上述第I轉(zhuǎn)矩指令信號的值和上述第2轉(zhuǎn)矩指令信號的值相加，而輸出上述轉(zhuǎn)矩指令信號的加法器，在上述轉(zhuǎn)矩指令信號的值達(dá)到上述轉(zhuǎn)矩限定值后，上述轉(zhuǎn)矩限定控制部使上述速度積分控制部停止積分運(yùn)算，并保持上述第2轉(zhuǎn)矩指令信號的值。
根據(jù)本應(yīng)用例，速度控制部具備速度比例控制部、速度積分控制部和加法器。速度比例控制部輸出與旋轉(zhuǎn)速度成正比的第I轉(zhuǎn)矩指令信號，速度積分控制部輸出與旋轉(zhuǎn)速度的積分值成正比的第2轉(zhuǎn)矩指令信號。加法器將第I轉(zhuǎn)矩指令信號和第2轉(zhuǎn)矩指令信號相力口，輸出轉(zhuǎn)矩指令信號。換句話說，速度控制部進(jìn)行PI (Proportional Integral)控制,所以能夠高精度地控制電機(jī)。而且，在轉(zhuǎn)矩指令信號成為轉(zhuǎn)矩限定值時，轉(zhuǎn)矩限定控制部使速度積分控制部停止積分運(yùn)算。因此，能夠防止第2轉(zhuǎn)矩指令信號變大。其結(jié)果，在轉(zhuǎn)矩指令信號與轉(zhuǎn)矩限定值相比變小時，能夠進(jìn)行遵循旋轉(zhuǎn)速度的控制。
在上述應(yīng)用例所涉及的電機(jī)控制裝置中，上述旋轉(zhuǎn)檢測器檢測出的上述旋轉(zhuǎn)軸的上述旋轉(zhuǎn)狀況是旋轉(zhuǎn)速度。
根據(jù)本應(yīng)用例，旋轉(zhuǎn)檢測器檢測旋轉(zhuǎn)速度。因此，能夠容易進(jìn)行與旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)速度對應(yīng)的轉(zhuǎn)矩控制。
本應(yīng)用例所涉及的機(jī)械手具備可動部、驅(qū)動上述可動部的電機(jī)、控制上述電機(jī)的控制部，
上述控制部具有控制上述電機(jī)的上述電機(jī)控制部。
根據(jù)本應(yīng)用例，機(jī)械手具備可動部以及電機(jī)。而且，通過使電機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，使可動部移動。并且，機(jī)械手具備控制部。控制部具有電機(jī)控制部，電機(jī)控制部控制電機(jī)的旋轉(zhuǎn)角度、旋轉(zhuǎn)速度。而且，通過控制部控制驅(qū)動部來控制可動部的動作。
電機(jī)控制部具有上述記載的電機(jī)控制裝置。因此，在旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)時停止時，都能夠以與電機(jī)所要求的轉(zhuǎn)矩對應(yīng)的轉(zhuǎn)矩驅(qū)動旋轉(zhuǎn)軸。其結(jié)果，能夠在可動部移動停止時都維持規(guī)定的力，驅(qū)動可動部。
在上述應(yīng)用例所涉及的機(jī)械手中，上述可動部具有夾住把持對象物的第I可動部和第2可動部，上述控制部執(zhí)行使上述第I可動部和上述第2可動部移動的控制動作，以使上述第I可動部和上述第2可動部的間隔成為比上述把持對象物的寬度窄的間隔。
根據(jù)本應(yīng)用例，機(jī)械手具有第I可動部和第2可動部的可動部，可動部能夠夾住把持對象物。而且，控制部以第I可動部和第2可動部的寬度窄于把持對象物的寬度的方式動作。因此，在第I可動部和第2可動部之間存在把持對象物時，第I可動部和第2可動部夾住把持對象物。在可動部夾住把持對象物后，能夠不使旋轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)矩下降而使之上升。因此，能夠從使可動部移動的動作繼續(xù)移至夾住把持對象物的動作。為了使可動部與移動對象接近，電機(jī)控制部使旋轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)矩上升至轉(zhuǎn)矩限定值。此時，由于能夠使旋轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)矩緩緩上升，所以能夠防止對把持對象物急劇施力而給予損傷。并且，在將把持對象物從第I可動部和第2可動部之間取下時，在第I可動部和第2可動部的間隔成為比把持對象物的寬度窄的間隔的地方停止。因此，能夠防止第I可動部和第2可動部碰撞。
本應(yīng)用例所涉及的機(jī)器人使用上述的任意一個所述的機(jī)械手。
根據(jù)本應(yīng)用例，機(jī)器人具備上述所述的機(jī)械手。因此，機(jī)器人所具備的機(jī)械手能夠在可動部移動停止時都維持規(guī)定的力來驅(qū)動可動部。
應(yīng)用例11
在本應(yīng)用例所涉及的電機(jī)控制方法中，設(shè)定作為使上述旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)速度的目標(biāo)值的目標(biāo)旋轉(zhuǎn)速度和表示對上述旋轉(zhuǎn)軸施加的轉(zhuǎn)矩的最大值的轉(zhuǎn)矩限定值，檢測上述旋轉(zhuǎn)速度，輸出與上述旋轉(zhuǎn)速度和上述目標(biāo)旋轉(zhuǎn)速度之差對應(yīng)的轉(zhuǎn)矩指令信號，從上述轉(zhuǎn)矩指令信號減去表示通過上述轉(zhuǎn)矩指令信號施加至上述旋轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)矩超過上述轉(zhuǎn)矩限定值的量的轉(zhuǎn)矩的信號亦即超過轉(zhuǎn)矩信號，以減去后的上述轉(zhuǎn)矩指令信號的轉(zhuǎn)矩來驅(qū)動上述電機(jī)。
根據(jù)本應(yīng)用例，設(shè)定目標(biāo)旋轉(zhuǎn)速度和轉(zhuǎn)矩限定值。而且，檢測旋轉(zhuǎn)速度，輸出與旋轉(zhuǎn)速度和目標(biāo)旋轉(zhuǎn)速度之差對應(yīng)的轉(zhuǎn)矩指令信號。換句話說，旋轉(zhuǎn)速度和目標(biāo)旋轉(zhuǎn)速度之差越大，輸出越對高的轉(zhuǎn)矩進(jìn)行輸出的轉(zhuǎn)矩指令信號。由此，以旋轉(zhuǎn)速度達(dá)到目標(biāo)旋轉(zhuǎn)速度的方式進(jìn)行控制。
而且，從轉(zhuǎn)矩指令信號減去超過轉(zhuǎn)矩信號。由此，以通過轉(zhuǎn)矩指令信號驅(qū)動的旋轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)矩不超過轉(zhuǎn)矩限定值的方式變更轉(zhuǎn)矩指令信號。因此，以在旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)時停止時都進(jìn)行速度控制，且旋轉(zhuǎn)軸以不超過轉(zhuǎn)矩限定值的轉(zhuǎn)矩動作的方式進(jìn)行控制。其結(jié)果，能夠以不超過轉(zhuǎn)矩限定值的轉(zhuǎn)矩控制旋轉(zhuǎn)軸的速度。


圖1涉及第I實(shí)施方式，圖1 (a)是表示機(jī)械手的構(gòu)成的示意俯視圖，圖1 (b)是表示機(jī)械手的構(gòu)成的示意側(cè)視圖，圖1 (C)是表示機(jī)械手的指部的主要部位示意放大圖。
圖2是表示控制裝置的構(gòu)成的框圖。
圖3是表示機(jī)械手的把持作業(yè)的流程圖。
圖4是用于說明把持作業(yè)中的把持方法的時序圖。
圖5是用于說明積分控制部的輸出的時序圖。
圖6是用于說明把持作業(yè)中的把持方法的時序圖。
圖7是表示第2實(shí)施方式所涉及的控制裝置的構(gòu)成的框圖。
圖8涉及第3實(shí)施方式，圖8 (a)是表示機(jī)械手的構(gòu)成的示意俯視圖，圖8 (b)是表示機(jī)械手的指部的主要部位示意放大圖。
圖9是表示具備機(jī)械手的機(jī)器人的構(gòu)成的示意俯視圖。
具體實(shí)施方式
以下，根據(jù)附圖對實(shí)施方式進(jìn)行說明。而且，各附圖中的各部件的大小為在各附圖上能夠識別的大小，所以按照各部件使比例尺不同地進(jìn)行圖示。
第I實(shí)施方式
在本實(shí)施方式中，根據(jù)圖1 圖6，對電機(jī)控制裝置和使用了該電機(jī)控制裝置的機(jī)械手的特征例進(jìn)行說明。
機(jī)械手
圖1 (a)是表示機(jī)械手的構(gòu)成的示意俯視圖，圖1 (b)是表示機(jī)械手的構(gòu)成的示意側(cè)視圖。圖1 (c)是表示機(jī)械手的指部的主要部位示意放大圖。如圖1 (a)以及圖1 (b)所示，機(jī)械手I具備長方體狀的手主體2。將手主體2的長邊方向設(shè)為Y方向，將與Y方向正交的方向設(shè)為X方向。而且，將與X方向以及Y方向正交的手主體2的厚度方向設(shè)為Z方向。
在手主體2的-X側(cè)的面，手主體2與臂部3連接，臂部3與未圖示的機(jī)器人主體連接。在手主體2的X方向且Y方向的角上設(shè)置有沿X方向延伸的固定指部4。固定指部4是棱柱狀，成為向中央折彎的形狀。固定指部4的前端部4a在XY平面看時為圓弧狀。
在手主體2的X方向且-Y方向的角上設(shè)置有電機(jī)5。電機(jī)5的旋轉(zhuǎn)軸5a向電機(jī)5的Z方向以及-Z方向突出。在電機(jī)5的-Z方向設(shè)置有編碼器6,編碼器6輸出與旋轉(zhuǎn)軸5a的旋轉(zhuǎn)角度對應(yīng)的信號。
在電機(jī)5的Z方向設(shè)置有減速裝置7。旋轉(zhuǎn)軸5a的一端被插入至減速裝置7。而且，在減速裝置7的Z方向設(shè)置輸出軸7a，減速裝置7利用將旋轉(zhuǎn)軸5a的旋轉(zhuǎn)速度減速后的旋轉(zhuǎn)速度使輸出軸7a旋轉(zhuǎn)。該輸出軸7a與作為可動部以及第I可動部的可動指8連接。
可動指8具備凹部8a，電機(jī)5、編碼器6以及減速裝置7位于凹部8a。在凹部8a設(shè)置有同樣以輸出軸7a的中心軸為中心軸的旋轉(zhuǎn)軸Sb。而且，在編碼器6的-Z方向設(shè)置有承接旋轉(zhuǎn)軸8b的軸承9。由此，可動指8被設(shè)置成能夠與手主體2—起旋轉(zhuǎn)。而且，電機(jī)5旋轉(zhuǎn)時，可動指8以輸出軸7a以及旋轉(zhuǎn)軸8b為中心旋轉(zhuǎn)。
可動指8與固定指部4同樣地，是棱柱狀，成為向中央折彎的形狀?？蓜又?的前端部8c與前端部4a同樣，在XY平面看時為圓弧狀。而且，在電機(jī)5使可動指8旋轉(zhuǎn)時，前端部8c與前端部4a接觸。在前端部4a和前端部Sc之間放置把持對象物10，以使前端部8c與前端部4a接觸的方式,使旋轉(zhuǎn)軸5a旋轉(zhuǎn)。此時,機(jī)械手I通過將前端部4a和前端部8c按壓至把持對象物10，能夠?qū)Π殉謱ο笪?0進(jìn)行把持。
機(jī)械手I具備控制裝置11，在控制裝置11通過布線13連接有控制電機(jī)5的旋轉(zhuǎn)和停止的電機(jī)控制裝置12。而且，控制裝置11使電機(jī)控制裝置12驅(qū)動電機(jī)5來開閉可動指8。
如圖1 (C)所示，機(jī)械手I利用固定指部4和可動指8夾住把持對象物10進(jìn)行把持。將通過固定指部4和可動指8與把持對象物10接觸的地方的方向的把持對象物10的寬度設(shè)為把持對象物寬度10a。而且，圖中雙點(diǎn)劃線表示可動指8的移動目標(biāo)位置14。控制裝置11使電機(jī)控制裝置12驅(qū)動電機(jī)5，使得可動指8向移動目標(biāo)位置14移動。
將固定指部4和移動目標(biāo)位置14的間隔設(shè)為目標(biāo)間隔15。此時，目標(biāo)間隔15為比把持對象物寬度IOa窄的間隔。由此，可動指8在到達(dá)移動目標(biāo)位置14前與把持對象物10接觸。因此，能夠利用固定指部4和可動指8按壓把持把持對象物10，直至控制裝置11變更讓電機(jī)控制裝置12驅(qū)動電機(jī)5的指示。
電機(jī)控制裝置
圖2是表示控制裝置的構(gòu)成的框圖。如圖2所示，控制裝置11除具有電機(jī)控制裝置12外，還具有統(tǒng)一控制部16、速度檢測部17、角度檢測部18。統(tǒng)一控制部16除了具備控制機(jī)械手I的電機(jī)5的功能外，還具備控制其他的電機(jī)的功能。而且，統(tǒng)一管理各電機(jī)驅(qū)動的可動部。速度檢測部17具備輸入編碼器6所輸出的信號來檢測旋轉(zhuǎn)軸5a的旋轉(zhuǎn)速度的功能。從編碼器6輸出與旋轉(zhuǎn)軸5a的旋轉(zhuǎn)角度對應(yīng)的脈沖信號。并不對編碼器6的分辨率進(jìn)行特別限定，但例如在本實(shí)施方式中，旋轉(zhuǎn)軸5a每旋轉(zhuǎn)0.1度輸出一個脈沖信號。速度檢測部17通過計測脈沖信號的間隔的時間來檢測旋轉(zhuǎn)軸5a的旋轉(zhuǎn)速度。
角度檢測部18具備輸入編碼器6所輸出的信號來檢測旋轉(zhuǎn)軸5a的旋轉(zhuǎn)角度的功能。角度檢測部18通過累計脈沖信號的輸入數(shù)來檢測旋轉(zhuǎn)軸5a的旋轉(zhuǎn)角度。另外，由編碼器6、速度檢測部17以及角度檢測部18等來構(gòu)成旋轉(zhuǎn)檢測器19。
電機(jī)控制裝置12具備第I加法器22。統(tǒng)一控制部16向第I加法器22輸出表示作為目標(biāo)的電機(jī)5的旋轉(zhuǎn)角度的角度指令23。該角度指令23表示可動指8到達(dá)移動目標(biāo)位置14時的旋轉(zhuǎn)軸5a的旋轉(zhuǎn)角度。并且，角度檢測部18向第I加法器22輸出表示旋轉(zhuǎn)軸5a的角度的角度數(shù)據(jù)信號24。第I加法器22運(yùn)算從角度指令23減去角度數(shù)據(jù)信號24的動作角度信號25。而且，輸出使旋轉(zhuǎn)軸5a旋轉(zhuǎn)的角度亦即動作角度信號25直到可動指8到達(dá)移動目標(biāo)位置14為止。
與第I加法器22連接而配置位置控制部26，向位置控制部26輸入動作角度信號25。位置控制部26使用動作角度信號25運(yùn)算速度指令27并輸出。位置控制部26將動作角度信號25所表示的旋轉(zhuǎn)軸5a的旋轉(zhuǎn)角度與判定角度比較。而且,在旋轉(zhuǎn)角度比判定角度大時，將速度指令27設(shè)定為最大速度并輸出。在旋轉(zhuǎn)角度比判定角度小時，將速度指令27設(shè)定成與旋轉(zhuǎn)角度對應(yīng)的速度并輸出。換句話說，在旋轉(zhuǎn)角度大時輸出高速旋轉(zhuǎn)的速度指令27，在旋轉(zhuǎn)角度小時輸出低速旋轉(zhuǎn)的速度指令27。該速度指令27表示旋轉(zhuǎn)軸5a的目標(biāo)旋轉(zhuǎn)速度。
與位置控制部26連接而配置第2加法器28，向第2加法器28輸入速度指令27。并且，在第2加法器28連接速度檢測部17，將速度檢測部17所輸出的作為旋轉(zhuǎn)檢測信號的旋轉(zhuǎn)速度信號29輸入至第2加法器28。旋轉(zhuǎn)速度信號29是編碼器6和速度檢測部17檢測出的旋轉(zhuǎn)軸5a的旋轉(zhuǎn)速度的數(shù)據(jù)。
第2加法器28從速度指令27減去旋轉(zhuǎn)速度信號29所表示的旋轉(zhuǎn)速度,而輸出速度差信號30。速度差信號30是旋轉(zhuǎn)軸5a的旋轉(zhuǎn)速度與速度指令27的差。旋轉(zhuǎn)軸5a在速度指令27所表示的旋轉(zhuǎn)方向上旋轉(zhuǎn)時，在與旋轉(zhuǎn)軸5a的旋轉(zhuǎn)速度相比，速度指令27大時，速度差信號30表示正值。在與旋轉(zhuǎn)軸5a的旋轉(zhuǎn)速度相比，速度指令27小時，速度差信號30表示負(fù)值。
與第2加法器28連接而配置有速度控制部31。速度控制部31具備比例控制部32、積分控制部33以及第3加法器34。比例控制部32以及積分控制部33與第2加法器28連接，并且與第3加法器34連接。從第2加法器28向比例控制部32輸入速度差信號30。比例控制部32運(yùn)算將速度差信號30乘以規(guī)定的常數(shù)的第I轉(zhuǎn)矩信號35并輸出至第3加法器34。從第2加法器28也向積分控制部33輸入速度差信號30。積分控制部33運(yùn)算將在時間軸上對速度差信號30進(jìn)行積分而得的值乘以規(guī)定的常數(shù)的作為第2轉(zhuǎn)矩指令信號的第2轉(zhuǎn)矩信號36并輸出至第3加法器34。
第3加法器34將第I轉(zhuǎn)矩信號35和第2轉(zhuǎn)矩信號36相加，輸出轉(zhuǎn)矩指令信號37。第2加法器28以及速度控制部31采用以旋轉(zhuǎn)速度信號29接近速度指令27的方式進(jìn)行PI (Proportional Integral:比例積分)控制的構(gòu)成。換句話說，比例控制部32通過輸出與速度差信號30成正比的第I轉(zhuǎn)矩信號35，使旋轉(zhuǎn)速度信號29與速度指令27接近。而且，積分控制部33以消除利用第I轉(zhuǎn)矩信號35驅(qū)動旋轉(zhuǎn)軸5a時產(chǎn)生的偏移的方式控制電機(jī)5。
與第3加法器34連接而配置轉(zhuǎn)矩限定控制部38，向轉(zhuǎn)矩限定控制部38輸入轉(zhuǎn)矩指令信號37。轉(zhuǎn)矩限定控制部38存儲有轉(zhuǎn)矩限定值，轉(zhuǎn)矩限定控制部38對轉(zhuǎn)矩限定值和轉(zhuǎn)矩指令信號37進(jìn)行比較。而且，在轉(zhuǎn)矩指令信號37超過轉(zhuǎn)矩限定值時，轉(zhuǎn)矩限定控制部38將與從轉(zhuǎn)矩指令信號37減去轉(zhuǎn)矩限定值后的量相當(dāng)?shù)淖鳛槌^轉(zhuǎn)矩信號的反饋轉(zhuǎn)矩信號39輸出至第3加法器34。第3加法器34將第I轉(zhuǎn)矩信號35和第2轉(zhuǎn)矩信號36相加，并減去反饋轉(zhuǎn)矩信號39而作為轉(zhuǎn)矩指令信號37。因此，轉(zhuǎn)矩指令信號37不超過轉(zhuǎn)矩限定值。
并且，轉(zhuǎn)矩限定控制部38向積分控制部33輸出積分停止信號43。積分控制部33若被輸入積分停止信號43，則停止對速度差信號30進(jìn)行積分的運(yùn)算。而且，不使第2轉(zhuǎn)矩信號36增加地進(jìn)行維持。在雖輸出速度差信號30但旋轉(zhuǎn)軸5a不能夠旋轉(zhuǎn)時，維持第2轉(zhuǎn)矩信號36。由此，旋轉(zhuǎn)軸5a再次旋轉(zhuǎn)時，統(tǒng)一控制部16能夠使電機(jī)控制裝置12正常進(jìn)行PI控制。
與轉(zhuǎn)矩限定控制部38連接地連接有電機(jī)驅(qū)動部44。而且，電機(jī)驅(qū)動部44被從轉(zhuǎn)矩限定控制部38輸入轉(zhuǎn)矩指令信號37,并向電機(jī)5輸出驅(qū)動信號45。電機(jī)驅(qū)動部44具備功率晶體管等，電機(jī)驅(qū)動部44輸出的驅(qū)動信號45成為驅(qū)動電機(jī)5的充分的電力。
與統(tǒng)一控制部16、速度檢測部17以及轉(zhuǎn)矩限定控制部38連接而配置有限定值設(shè)定部46。統(tǒng)一控制部16向限定值設(shè)定部46輸出包含與旋轉(zhuǎn)軸5a的狀態(tài)對應(yīng)的轉(zhuǎn)矩限定值等的轉(zhuǎn)矩限定信號47。限定值設(shè)定部46具有存儲器等存儲部，存儲與旋轉(zhuǎn)軸5a的狀態(tài)對應(yīng)的轉(zhuǎn)矩限定值的數(shù)據(jù)。旋轉(zhuǎn)軸5a的狀態(tài)例如包含加速旋轉(zhuǎn)時、以高速的恒等速度旋轉(zhuǎn)時、減速旋轉(zhuǎn)時、停止時的狀態(tài)。
限定值設(shè)定部46被從速度檢測部17輸入旋轉(zhuǎn)速度信號29。而且，判斷旋轉(zhuǎn)軸5a的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，向轉(zhuǎn)矩限定控制部38輸出與旋轉(zhuǎn)軸5a的各旋轉(zhuǎn)狀態(tài)對應(yīng)的限定轉(zhuǎn)矩設(shè)定信號48。轉(zhuǎn)矩限定控制部38被輸入限定轉(zhuǎn)矩設(shè)定信號48來設(shè)定轉(zhuǎn)矩限定值。
位置控制部26在運(yùn)算速度指令27時，識別符合加速旋轉(zhuǎn)、減速旋轉(zhuǎn)的哪個模式。而且，在切換模式時，位置控制部26將傳遞切換成加速旋轉(zhuǎn)、減速旋轉(zhuǎn)的哪個模式的模式信號49輸出至限定值設(shè)定部46。而且，限定值設(shè)定部46能夠與位置控制部26切換的模式對應(yīng)地設(shè)定轉(zhuǎn)矩限定值。
統(tǒng)一控制部16被輸入角度數(shù)據(jù)信號24、旋轉(zhuǎn)速度信號29以及積分停止信號43。由此，統(tǒng)一控制部16識別旋轉(zhuǎn)軸5a正在旋轉(zhuǎn)還是停止。并且,在旋轉(zhuǎn)軸5a旋轉(zhuǎn)時,能夠識別旋轉(zhuǎn)軸5a的旋轉(zhuǎn)角度、旋轉(zhuǎn)速度。統(tǒng)一控制部16被從轉(zhuǎn)矩限定控制部38輸入積分停止信號43。統(tǒng)一控制部16使用積分停止信號43能夠識別轉(zhuǎn)矩指令信號37是否達(dá)到了轉(zhuǎn)矩限定值。
接下來，利用圖3 圖6，對使用上述的機(jī)械手I來把持把持對象物10的方法進(jìn)行說明。圖3是表示機(jī)械手的把持作業(yè)的流程圖。圖4 圖6是用于說明把持作業(yè)的把持方法的時序圖。
電機(jī)的驅(qū)動方法
在圖3所示的流程圖中，步驟SI與初始設(shè)定工序相當(dāng)。該工序是將電機(jī)的設(shè)定設(shè)定成初始值的工序。接下來移至步驟S2。步驟S2與接近移動工序相當(dāng)。該工序是使可動指移動而使之與把持對象物接近的工序。接下來移至步驟S3。步驟S3與接觸判定工序相當(dāng)。該工序是判定可動指是否與把持對象物接觸了的工序。在判定為可動指未與把持對象物接觸時，移至步驟S2。在判斷為可動指與把持對象物接觸時，移至步驟S4。步驟S4與加壓工序相當(dāng)。該工序是使可動指按壓把持對象物的工序。接下來移至步驟S5。
步驟S5與轉(zhuǎn)矩判定工序相當(dāng)。該工序是判斷轉(zhuǎn)矩指令信號是否達(dá)到了轉(zhuǎn)矩限定值的工序。在轉(zhuǎn)矩指令信號未達(dá)到轉(zhuǎn)矩限定值時，移至步驟S4。在轉(zhuǎn)矩指令信號達(dá)到轉(zhuǎn)矩限定值時，移至步驟S6。步驟S6與積分停止指示工序相當(dāng)。該工序是轉(zhuǎn)矩限定控制部向積分控制部輸出積分停止信號，以使積分控制部停止積分的運(yùn)算的工序。接下來，移至步驟S7。步驟S7與把持工序相當(dāng)。該工序是維持可動指按壓把持對象物的狀態(tài)的工序。接下來移至步驟S8。步驟S8與遠(yuǎn)離移動工序相當(dāng)。該工序是可動指向遠(yuǎn)離把持對象物的方向移動的工序。通過以上的工序，機(jī)械手的把持作業(yè)結(jié)束。
接下來，使用圖4 圖6，與圖3所示的步驟對應(yīng)地詳細(xì)說明機(jī)械手的把持作業(yè)的電機(jī)的控制。圖4所示的時序圖由圖4 (a) 圖4 (e)的5個時序圖構(gòu)成。在各層的時序圖中，橫軸表示時間的推移，按照步驟SI 步驟S8的順序推移。
圖4 Ca)中的時序圖的縱軸表示指部的位置，圖中上側(cè)表示與把持對象物接近的方向。而且，指部推移線51表示可動指8的前端部Sc的位置。可動指8的旋轉(zhuǎn)軸Sb經(jīng)由減速裝置7與電機(jī)5的旋轉(zhuǎn)軸5a連接，所以指部推移線51成為與旋轉(zhuǎn)軸5a的旋轉(zhuǎn)角度大致相同的推移。指部目標(biāo)推移線52是統(tǒng)一控制部16所指示的前端部Sc的移動目標(biāo)位置。因此，以指部推移線51朝向指部目標(biāo)推移線52所示的位置移動的方式進(jìn)行控制。
圖4 (b)中的時序圖的縱軸表示驅(qū)動電機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸的速度指令。圖中速度成為O的線的上側(cè)表示為了使可動指8以接近把持對象物10的方式移動而使旋轉(zhuǎn)軸5a旋轉(zhuǎn)時的速度，上側(cè)表示比下側(cè)高的速度。而且，圖中速度成為O的線的下側(cè)表示以可動指8遠(yuǎn)離把持對象物10的方式使旋轉(zhuǎn)軸5a旋轉(zhuǎn)時的速度，下側(cè)表示比上側(cè)高的速度。而且，速度指令推移線53表示位置控制部26輸出的速度指令27的推移。另外，速度指令27成為表示旋轉(zhuǎn)軸5a的目標(biāo)旋轉(zhuǎn)速度的信號。
圖4 (C)中的時序圖的縱軸表示驅(qū)動旋轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)矩指令。圖中轉(zhuǎn)矩成為O的線的上側(cè)表示為了使可動指8以接近把持對象物10的方式移動而使旋轉(zhuǎn)軸5a旋轉(zhuǎn)時的轉(zhuǎn)矩，上側(cè)表示比下側(cè)高的轉(zhuǎn)矩。而且，圖中轉(zhuǎn)矩成為O的線的下側(cè)表示以可動指8遠(yuǎn)離把持對象物10的方式使旋轉(zhuǎn)軸5a旋轉(zhuǎn)時的轉(zhuǎn)矩，下側(cè)表示比上側(cè)高的轉(zhuǎn)矩。而且，轉(zhuǎn)矩指令推移線54表示轉(zhuǎn)矩限定控制部38向電機(jī)驅(qū)動部44輸出的轉(zhuǎn)矩指令信號37的推移。
圖4 (d)中的時序圖的縱軸表示驅(qū)動旋轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)矩的轉(zhuǎn)矩限定值。圖中上側(cè)表示比下側(cè)高的轉(zhuǎn)矩。而且，轉(zhuǎn)矩限定值推移線55表示限定值設(shè)定部46向轉(zhuǎn)矩限定控制部38輸出的限定轉(zhuǎn)矩設(shè)定信號48的推移。
圖4 (e)中的時序圖的縱軸表示旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)速度。圖中速度成為O的線的上側(cè)表示為了使可動指8以接近把持對象物10的方式移動而使旋轉(zhuǎn)軸5a旋轉(zhuǎn)時的速度，上側(cè)表示比下側(cè)高的速度。而且，圖中速度成為O的線的下側(cè)表示以可動指8遠(yuǎn)離把持對象物10的方式使旋轉(zhuǎn)軸5a旋轉(zhuǎn)時的速度，下側(cè)表示比上側(cè)高的速度。而且，旋轉(zhuǎn)速度推移線56表示旋轉(zhuǎn)軸5a旋轉(zhuǎn)的速度的推移。作為速度判定值的接觸判定速度57表示在判定可動指8是否接觸了把持對象物10時使用的速度。
在圖4中，在步驟SI的初始設(shè)定工序中，統(tǒng)一控制部16將用于控制的參數(shù)設(shè)定成初始值。換句話說，進(jìn)行用于使可動指8動作的準(zhǔn)備。例如，統(tǒng)一控制部16進(jìn)行用于輸出角度指令23、轉(zhuǎn)矩限定值的準(zhǔn)備。
在步驟S2的接近移動工序中，統(tǒng)一控制部16向電機(jī)控制裝置12輸出指示，以使可動指8向移動目標(biāo)位置14移動。由此，指部目標(biāo)推移線52向把持對象物10移動。具體而言，統(tǒng)一控制部16向第I加法器22輸出角度指令23。由此，在角度檢測部18輸出的角度數(shù)據(jù)信號24和角度指令23產(chǎn)生差，所以第I加法器22將與指部目標(biāo)推移線52的變化對應(yīng)的動作角度信號25輸出至位置控制部26。
位置控制部26對與動作角度信號25對應(yīng)的速度指令27進(jìn)行運(yùn)算，輸出至第2加法器28。由此，如速度指令推移線53所示，速度指令27被設(shè)定成較高的速度。第2加法器28將與速度指令27和旋轉(zhuǎn)速度信號29之差相當(dāng)?shù)乃俣炔钚盘?0輸出至速度控制部31。速度差信號30成為表示較大的速度差的信號，所以速度控制部31將轉(zhuǎn)矩指令推移線54所示那樣的高的轉(zhuǎn)矩指令信號37輸出至轉(zhuǎn)矩限定控制部38。
位置控制部26將表示加速旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)的模式信號49輸出至限定值設(shè)定部46。限定值設(shè)定部46被輸入模式信號49，向轉(zhuǎn)矩限定控制部38輸出限定轉(zhuǎn)矩設(shè)定信號48。而且，如轉(zhuǎn)矩限定值推移線55所示，轉(zhuǎn)矩限定控制部38將轉(zhuǎn)矩限定值上升至加速時限定值55a。由于加速時要求加速，所以將轉(zhuǎn)矩限定值設(shè)定為較高。由此，如轉(zhuǎn)矩指令推移線54所示，將高的轉(zhuǎn)矩的轉(zhuǎn)矩指令信號37輸出至電機(jī)驅(qū)動部44。電機(jī)驅(qū)動部44與轉(zhuǎn)矩指令信號37對應(yīng)地驅(qū)動電機(jī)5。其結(jié)果，如旋轉(zhuǎn)速度推移線56所示，旋轉(zhuǎn)軸5a的旋轉(zhuǎn)速度上升。
若旋轉(zhuǎn)軸5a的旋轉(zhuǎn)速度上升，則速度指令27和旋轉(zhuǎn)速度信號29之差變小，所以速度差信號30變小。由此，如轉(zhuǎn)矩指令推移線54所示，速度控制部31使轉(zhuǎn)矩指令信號37減少。而且，如旋轉(zhuǎn)速度推移線56所示，旋轉(zhuǎn)軸8b從加速旋轉(zhuǎn)移至等速旋轉(zhuǎn)。而且，統(tǒng)一控制部16判定移至了等速旋轉(zhuǎn)，將傳遞移至了等速旋轉(zhuǎn)模式的情況的轉(zhuǎn)矩限定信號47輸出至限定值設(shè)定部46。限定值設(shè)定部46被輸入轉(zhuǎn)矩限定信號47，識別等速旋轉(zhuǎn)。而且，如轉(zhuǎn)矩限定值推移線55所示，限定值設(shè)定部46使轉(zhuǎn)矩限定值下降至等速時限定值55b。在等速旋轉(zhuǎn)模式中，由于慣性，可動指8移動，所以即便轉(zhuǎn)矩小也旋轉(zhuǎn)。由此，旋轉(zhuǎn)軸5a在旋轉(zhuǎn)速度變動時也以低轉(zhuǎn)矩被驅(qū)動。而且，可動指8與預(yù)定外的物體接觸時，電機(jī)5也不加速，所以大的轉(zhuǎn)矩不作用于可動指8。因此，可動指8根據(jù)受到的外力移動，所以能夠抑制可動指8受到損傷。
在可動指8與移動目標(biāo)位置14接近時，如速度指令推移線53所示，位置控制部26將速度指令27切換成低速。由此，速度指令27成為比旋轉(zhuǎn)速度信號29低的旋轉(zhuǎn)速度，所以速度差信號30成為負(fù)值。速度控制部31進(jìn)行與速度差信號30對應(yīng)的運(yùn)算，如轉(zhuǎn)矩指令推移線54所示，速度控制部31輸出減速的轉(zhuǎn)矩指令信號37。換句話說，輸出使轉(zhuǎn)矩作用于與旋轉(zhuǎn)軸8b旋轉(zhuǎn)的方向相反的旋轉(zhuǎn)方向的轉(zhuǎn)矩指令信號37。
位置控制部26將傳遞移至了減速旋轉(zhuǎn)的情況的模式信號49輸出至限定值設(shè)定部46。限定值設(shè)定部46被輸入模式信號49識別成為減速旋轉(zhuǎn)的情況。而且，如轉(zhuǎn)矩限定值推移線55所示，限定值設(shè)定部46將轉(zhuǎn)矩限定值上升至減速時限定值55c。由此，轉(zhuǎn)矩限定控制部38切換成轉(zhuǎn)矩指令推移線54所示的轉(zhuǎn)矩指令信號37并輸出至電機(jī)驅(qū)動部44。其結(jié)果，如旋轉(zhuǎn)速度推移線56所示，旋轉(zhuǎn)軸5a減速。
旋轉(zhuǎn)軸5a減速旋轉(zhuǎn)時，進(jìn)行步驟S3的接觸判定工序。若可動指8與把持對象物10接觸，則旋轉(zhuǎn)軸5a不能夠旋轉(zhuǎn)，如旋轉(zhuǎn)速度推移線56所示，旋轉(zhuǎn)速度成為O。限定值設(shè)定部46比較旋轉(zhuǎn)速度信號29和接觸判定速度57。而且，在旋轉(zhuǎn)速度信號29與接觸判定速度57相比低時，限定值設(shè)定部46判定為可動指8與把持對象物10接觸。而且，限定值設(shè)定部46將限定轉(zhuǎn)矩設(shè)定信號48輸出至轉(zhuǎn)矩限定控制部38，使轉(zhuǎn)矩限定值上升至把持時限定值55d。
接著，進(jìn)行步驟S4的加壓工序。如指部推移線51以及指部目標(biāo)推移線52所示，可動指8未到達(dá)移動目標(biāo)位置14，所以如速度指令推移線53所示，位置控制部26輸出低速旋轉(zhuǎn)的速度指令27。速度控制部31為了使旋轉(zhuǎn)軸5a的旋轉(zhuǎn)速度從O上升至目標(biāo)旋轉(zhuǎn)速度，如轉(zhuǎn)矩指令推移線54所示，向轉(zhuǎn)矩限定控制部38輸出使轉(zhuǎn)矩上升的轉(zhuǎn)矩指令信號37。由此，轉(zhuǎn)矩指令信號37上升至把持時限定值55d。而且，把持對象物10被與把持時限定值55d對應(yīng)的壓力加壓。
與步驟S4并行進(jìn)行步驟S5的轉(zhuǎn)矩判定工序。轉(zhuǎn)矩限定控制部38比較轉(zhuǎn)矩指令信號37和把持時限定值55d。而且，轉(zhuǎn)矩指令信號37達(dá)到把持時限定值55d時進(jìn)行以下的步驟S6。
在步驟S6的積分停止指示工序，轉(zhuǎn)矩限定控制部38向積分控制部33輸出積分停止信號43。而且，積分控制部33被輸入積分停止信號43，停止對速度差信號30進(jìn)行積分的運(yùn)算。轉(zhuǎn)矩限定控制部38也向統(tǒng)一控制部16輸出積分停止信號43。統(tǒng)一控制部16被輸入積分停止信號43，識別機(jī)械手I對把持對象物10施加規(guī)定的壓力而把持。
在步驟S7的把持工序中，如轉(zhuǎn)矩指令推移線54所示，轉(zhuǎn)矩限定控制部38向電機(jī)驅(qū)動部44輸出與把持時限定值55d相當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)矩指令信號37。其結(jié)果，電機(jī)5輸出高的轉(zhuǎn)矩，使可動指8按壓把持對象物10。而且，機(jī)械手I維持把持了把持對象物10的狀態(tài)。接下來，統(tǒng)一控制部16驅(qū)動臂部3，與機(jī)械手I 一起移動把持對象物10。而且，把持對象物10到達(dá)移動預(yù)定的位置后，移至步驟S8。
在步驟S8的遠(yuǎn)離移動工序中，進(jìn)行與步驟S2的接近移動工序相同的程序，而成為使可動指8和固定指部4的距離遠(yuǎn)離，不對把持對象物10施加壓力的狀態(tài)。首先，統(tǒng)一控制部16對第I加法器22輸出表示與可動指8的新的移動位置對應(yīng)的旋轉(zhuǎn)軸5a的角度的角度指令23。例如，如指部目標(biāo)推移線52所示，使作為目標(biāo)的旋轉(zhuǎn)軸5a的角度為步驟SI中的角度亦即O度。
第I加法器22向位置控制部26輸出從角度指令23減去角度數(shù)據(jù)信號24后的動作角度信號25。位置控制部26運(yùn)算與動作角度信號25對應(yīng)的速度指令27并輸出至第2加法器28。如速度指令推移線53所示，速度指令27設(shè)定可動指8向遠(yuǎn)離把持對象物10的方向高速移動的速度。
并且，位置控制部26將傳遞是加速旋轉(zhuǎn)的模式的模式信號49輸出至限定值設(shè)定部46。限定值設(shè)定部46將加速旋轉(zhuǎn)的模式中的轉(zhuǎn)矩限定值亦即加速時限定值55a設(shè)定到積分控制部33。由此，如轉(zhuǎn)矩限定值推移線55所示，積分控制部33的轉(zhuǎn)矩限定值從把持時限定值55d被變更為加速時限定值55a。
第2加法器28將從速度指令27減去旋轉(zhuǎn)速度信號29所表示的速度后的速度差信號30輸出至速度控制部31。速度控制部31進(jìn)行PI控制，輸出與速度差信號30對應(yīng)的轉(zhuǎn)矩指令信號37。如轉(zhuǎn)矩指令推移線54所示，速度控制部31將轉(zhuǎn)矩指令信號37增加至加速時限定值55a。而且，轉(zhuǎn)矩指令信號37維持加速時限定值55a的狀態(tài)不變。
由此，如轉(zhuǎn)矩指令推移線54所示，將高轉(zhuǎn)矩的轉(zhuǎn)矩指令信號37輸出至電機(jī)驅(qū)動部44。電機(jī)驅(qū)動部44與轉(zhuǎn)矩指令信號37對應(yīng)地驅(qū)動電機(jī)5。其結(jié)果，如旋轉(zhuǎn)速度推移線56所示，旋轉(zhuǎn)軸5a沿可動指8遠(yuǎn)離把持對象物10的方向旋轉(zhuǎn),旋轉(zhuǎn)速度上升。
統(tǒng)一控制部16輸入旋轉(zhuǎn)速度信號29，進(jìn)行是加速旋轉(zhuǎn)還是等速旋轉(zhuǎn)的判定。而且，在為等速旋轉(zhuǎn)時，統(tǒng)一控制部16向限定值設(shè)定部46輸出轉(zhuǎn)矩限定信號47。限定值設(shè)定部46被輸入轉(zhuǎn)矩限定信號47，如轉(zhuǎn)矩限定值推移線55所示，將轉(zhuǎn)矩限定控制部38的轉(zhuǎn)矩限定值設(shè)定成等速時限定值55b。
在可動指8接近移動目標(biāo)地點(diǎn)時，位置控制部26如速度指令推移線53所示，減少速度指令27指示的速度。并且，位置控制部26將傳遞移至減速旋轉(zhuǎn)的模式的模式信號49輸出至限定值設(shè)定部46。限定值設(shè)定部46輸入模式信號49,如轉(zhuǎn)矩限定值推移線55所示，將轉(zhuǎn)矩限定控制部38的轉(zhuǎn)矩限定值設(shè)定為減速時限定值55c。
速度控制部31為了使旋轉(zhuǎn)速度信號29表示的旋轉(zhuǎn)軸5a的旋轉(zhuǎn)速度減速，與速度指令27接近，而如轉(zhuǎn)矩指令推移線54所示，增加轉(zhuǎn)矩指令信號37的轉(zhuǎn)矩。由此，如旋轉(zhuǎn)速度推移線56所示，旋轉(zhuǎn)軸5a的旋轉(zhuǎn)速度減速。而且，在可動指8到達(dá)目標(biāo)地點(diǎn)時，旋轉(zhuǎn)軸5a停止。
統(tǒng)一控制部16被輸入角度數(shù)據(jù)信號24，檢測旋轉(zhuǎn)軸5a停止。而且，統(tǒng)一控制部16向限定值設(shè)定部46輸出轉(zhuǎn)矩限定信號47。限定值設(shè)定部46向轉(zhuǎn)矩限定控制部38輸出限定轉(zhuǎn)矩設(shè)定信號48，如轉(zhuǎn)矩限定值推移線55所示，將轉(zhuǎn)矩限定值變更成停止時限定值55e。通過以上的工序，機(jī)械手的把持作業(yè)結(jié)束。
圖5是用于說明積分控制部的輸出的時序圖。圖5的縱軸和橫軸與表示轉(zhuǎn)矩指令推移線54的圖4 (c)的時序圖相同，省略說明。使轉(zhuǎn)矩指令推移線54中積分控制部33輸出的第2轉(zhuǎn)矩信號36的推移為轉(zhuǎn)矩指令積分推移線58。在步驟S2的接近移動工序中，轉(zhuǎn)矩指令積分推移線58在轉(zhuǎn)矩指令推移線54以高的狀態(tài)推移時上升。而且，在轉(zhuǎn)矩指令推移線54以低的狀態(tài)推移時下降。
在步驟S7的把持工序中，轉(zhuǎn)矩指令推移線54上升至到達(dá)把持時限定值55d。而且，在轉(zhuǎn)矩指令推移線54到達(dá)把持時限定值55d后,從轉(zhuǎn)矩限定控制部38向積分控制部33輸出積分停止信號43。由此，如轉(zhuǎn)矩指令積分推移線58所示，積分控制部33停止積分的運(yùn)算，維持輸出第2轉(zhuǎn)矩信號36的值。
接下來，在移至步驟S8的遠(yuǎn)離移動工序時，轉(zhuǎn)矩指令積分推移線58與速度差信號30對應(yīng)地動作。此時，在步驟S7中，通過維持第2轉(zhuǎn)矩信號36的值，速度控制部31能夠響應(yīng)性良好地輸出與速度差信號30對應(yīng)的第2轉(zhuǎn)矩信號36。因此，如轉(zhuǎn)矩指令積分推移線58所示，積分控制部33能夠高精度地輸出第2轉(zhuǎn)矩信號36。圖6是表示變更了轉(zhuǎn)矩限定值時的轉(zhuǎn)矩指令的變化的時序圖。圖6 (a)的縱軸和橫軸與圖4 (d)相同，圖6 (b)的縱軸和橫軸與圖4 (C)相同,省略說明。在圖6 (a)的轉(zhuǎn)矩限定值推移線61中，轉(zhuǎn)矩限定值從第I轉(zhuǎn)矩限定值61a上升至第2轉(zhuǎn)矩限定值61b。圖6 (b)所示的轉(zhuǎn)矩指令推移線62表示與轉(zhuǎn)矩限定值推移線61對應(yīng)的轉(zhuǎn)矩指令信號37的推移。在轉(zhuǎn)矩限定值推移線61為第I轉(zhuǎn)矩限定值61a時,轉(zhuǎn)矩指令推移線62成為第I轉(zhuǎn)矩限定值61a。而且,在轉(zhuǎn)矩限定值推移線61從第I轉(zhuǎn)矩限定值61a成為第2轉(zhuǎn)矩限定值61b時，轉(zhuǎn)矩指令推移線62從第I轉(zhuǎn)矩限定值61a經(jīng)由經(jīng)過時間62a上升至第2轉(zhuǎn)矩限定值61b。此時的經(jīng)過時間62a受反饋轉(zhuǎn)矩信號39的影響變大。轉(zhuǎn)矩指令信號37成為將第I轉(zhuǎn)矩信號35和第2轉(zhuǎn)矩信號36相加，并減去反饋轉(zhuǎn)矩信號39后的信號。而且，在將第I轉(zhuǎn)矩信號35和第2轉(zhuǎn)矩信號36相加后的轉(zhuǎn)矩超過第I轉(zhuǎn)矩限定值61a時，與超過的轉(zhuǎn)矩相當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)矩成為反饋轉(zhuǎn)矩信號39。因此，在反饋轉(zhuǎn)矩信號39大時，成為經(jīng)過時間62a短的時間。而且，在反饋轉(zhuǎn)矩信號39小時，成為經(jīng)過時間62a長的時間。換句話說，在反饋轉(zhuǎn)矩信號39小時，如轉(zhuǎn)矩指令推移線62所示，速度控制部31進(jìn)行PI控制，所以能夠使轉(zhuǎn)矩指令信號37緩緩上升。在步驟S3的接觸判定工序中，旋轉(zhuǎn)軸5a不旋轉(zhuǎn)時，在步驟S4的加壓工序中，限定值設(shè)定部46使轉(zhuǎn)矩限定值從減速時限定值55c上升至把持時限定值55d。此時，轉(zhuǎn)矩指令信號37緩緩上升，所以把持對象物10被緩緩加壓。由此，能夠防止把持對象物10被急劇加壓而受到損傷。如上所述，根據(jù)本實(shí)施方式，具有以下的效果。(I)根據(jù)本實(shí)施方式，限定值設(shè)定部46設(shè)定對旋轉(zhuǎn)軸5a施加的轉(zhuǎn)矩的最大值亦即轉(zhuǎn)矩限定值，輸出至轉(zhuǎn)矩限定控制部38。轉(zhuǎn)矩限定控制部38對通過轉(zhuǎn)矩指令信號37驅(qū)動的旋轉(zhuǎn)軸5a的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)矩限定值進(jìn)行比較。而且，在通過轉(zhuǎn)矩指令信號37驅(qū)動的旋轉(zhuǎn)軸5a的轉(zhuǎn)矩將要超過轉(zhuǎn)矩限定值時，轉(zhuǎn)矩限定控制部38變更轉(zhuǎn)矩指令信號37，以使通過轉(zhuǎn)矩指令信號37驅(qū)動的旋轉(zhuǎn)軸5a的轉(zhuǎn)矩不超過轉(zhuǎn)矩限定值。因此，無論旋轉(zhuǎn)軸5a旋轉(zhuǎn)時還是停止時，電機(jī)控制裝置12都進(jìn)行速度控制，且旋轉(zhuǎn)軸5a以不超過限定值設(shè)定部46設(shè)定的轉(zhuǎn)矩限定值的轉(zhuǎn)矩動作。其結(jié)果,能夠以與電機(jī)5所要求的轉(zhuǎn)矩對應(yīng)的轉(zhuǎn)矩控制旋轉(zhuǎn)軸5a的旋轉(zhuǎn)速度。(2)根據(jù)本實(shí)施方式，在通過轉(zhuǎn)矩指令信號37對旋轉(zhuǎn)軸5a施加的轉(zhuǎn)矩將要超過轉(zhuǎn)矩限定值時，轉(zhuǎn)矩限定控制部38從轉(zhuǎn)矩指令信號37減去反饋轉(zhuǎn)矩信號39，變更轉(zhuǎn)矩指令信號37。反饋轉(zhuǎn)矩信號39是與通過轉(zhuǎn)矩指令信號37施加至旋轉(zhuǎn)軸5a的轉(zhuǎn)矩超過轉(zhuǎn)矩限定值的量的轉(zhuǎn)矩對應(yīng)的轉(zhuǎn)矩信號。因此，能夠以通過進(jìn)行了減法的轉(zhuǎn)矩指令信號37驅(qū)動的旋轉(zhuǎn)軸5a的轉(zhuǎn)矩不超過轉(zhuǎn)矩限定值的方式來控制旋轉(zhuǎn)軸5a。(3)根據(jù)本實(shí)施方式，限定值設(shè)定部46被輸入旋轉(zhuǎn)速度信號29。而且，旋轉(zhuǎn)軸5a的旋轉(zhuǎn)速度與接觸判定速度57相比低時變更轉(zhuǎn)矩限定值。因此，電機(jī)控制裝置12在旋轉(zhuǎn)軸5a為低速或者停止的狀態(tài)下，能夠以與把持時限定值55d相當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)矩驅(qū)動旋轉(zhuǎn)軸5a。(4)根據(jù)本實(shí)施方式，旋轉(zhuǎn)軸5a加速，旋轉(zhuǎn)速度上升。而且，在旋轉(zhuǎn)軸5a的旋轉(zhuǎn)速度達(dá)到速度指令27所表示的目標(biāo)旋轉(zhuǎn)速度后，限定值設(shè)定部46使轉(zhuǎn)矩限定值下降至等速時限定值55b。在旋轉(zhuǎn)速度達(dá)到目標(biāo)旋轉(zhuǎn)速度后，僅施加維持旋轉(zhuǎn)速度所需的轉(zhuǎn)矩，所以與電機(jī)加速時相比，以低的轉(zhuǎn)矩驅(qū)動。而且，即便降低轉(zhuǎn)矩限定值，也能夠維持旋轉(zhuǎn)速度。在施加使旋轉(zhuǎn)軸5a停止的外力時，電機(jī)控制裝置12與外力對抗，能夠不驅(qū)動旋轉(zhuǎn)軸5a地進(jìn)行與外力對應(yīng)的動作。由此，在通過可動指8與物體接觸等現(xiàn)象向可動指8作用外力時，可動指8也能夠避開外力。其結(jié)果，能夠抑制可動指8因外力而受損傷。(5)根據(jù)本實(shí)施方式，在轉(zhuǎn)矩指令信號37成為轉(zhuǎn)矩限定值時，轉(zhuǎn)矩限定控制部38使積分控制部33停止積分運(yùn)算。因此，能夠防止第2轉(zhuǎn)矩信號36變大。其結(jié)果，在轉(zhuǎn)矩指令信號與轉(zhuǎn)矩限定值相比變小時，能夠進(jìn)行追隨旋轉(zhuǎn)速度的響應(yīng)性良好的控制。(6)根據(jù)本實(shí)施方式，電機(jī)控制裝置12進(jìn)行動作以使固定指部4和可動指8的寬度與把持對象物10的寬度相比窄。而且，固定指部4和可動指8夾住把持對象物10。在固定指部4以及可動指8夾住把持對象物10后，旋轉(zhuǎn)軸5a的轉(zhuǎn)矩不下降而上升。因此，能夠從使固定指部4以及可動指8移動的動作繼續(xù)移至夾住把持對象物10的動作。在可動指8接近把持對象物10時，電機(jī)控制裝置12使旋轉(zhuǎn)軸5a的轉(zhuǎn)矩上升至轉(zhuǎn)矩限定值。此時，旋轉(zhuǎn)軸5a的轉(zhuǎn)矩緩緩上升，所以能夠防止對把持對象物10急劇施力而給予損傷。并且，在將把持對象物10從固定指部4和可動指8之間取下時，固定指部4以及可動指8在比把持對象物10的寬度窄的地方停止。因此，能夠防止固定指部4和可動指8碰撞。第2實(shí)施方式接下來，使用圖7的表示控制裝置的構(gòu)成的框圖以及圖4的用于說明把持作業(yè)中的把持方法的時序圖，對電機(jī)控制裝置，和使用了該電機(jī)控制裝置的機(jī)械手的特征例的一實(shí)施方式進(jìn)行說明。本實(shí)施方式與第I實(shí)施方式不同點(diǎn)在于限定值設(shè)定部使用轉(zhuǎn)矩指令信號37判定可動指8是否與把持對象物10進(jìn)行了接觸。而且，省略與第I實(shí)施方式相同的點(diǎn)的說明。即，在本實(shí)施方式中，如圖7所示，機(jī)械手63具備作為控制部的控制裝置64，控制裝置64具有電機(jī)控制裝置65。電機(jī)控制裝置65具備與第I實(shí)施方式的限定值設(shè)定部46相當(dāng)?shù)南薅ㄖ翟O(shè)定部66。限定值設(shè)定部66與限定值設(shè)定部46同樣，被輸入模式信號49以及轉(zhuǎn)矩限定信號47，向轉(zhuǎn)矩限定控制部38輸出限定轉(zhuǎn)矩設(shè)定信號48。并且，限定值設(shè)定部66被輸入轉(zhuǎn)矩指令信號37。而且，限定值設(shè)定部66在減速旋轉(zhuǎn)時判定轉(zhuǎn)矩指令信號37是否達(dá)到了接觸判定轉(zhuǎn)矩。而且，在轉(zhuǎn)矩指令信號37達(dá)到了接觸判定轉(zhuǎn)矩時，限定值設(shè)定部66向轉(zhuǎn)矩限定控制部38輸出限定轉(zhuǎn)矩設(shè)定信號48,變更轉(zhuǎn)矩限定值。如圖4的指部推移線51所示，在步驟S2的接近移動工序中，可動指8的位置接近移動目標(biāo)位置14。而且，如速度指令推移線53所示，速度指令27移至低速。如旋轉(zhuǎn)速度推移線56所示，伴隨此，旋轉(zhuǎn)軸5a的旋轉(zhuǎn)速度減速。接下來，如旋轉(zhuǎn)速度推移線56所示，可動指8與把持對象物10接觸，旋轉(zhuǎn)軸5a的旋轉(zhuǎn)速度成為O。另一方面，如速度指令推移線53所示，速度指令27成為維持正的速度的指令。由此，如轉(zhuǎn)矩指令推移線54所示，速度控制部31為了使旋轉(zhuǎn)軸5a的旋轉(zhuǎn)速度接近速度指令27，而使轉(zhuǎn)矩指令信號37所表示的轉(zhuǎn)矩信號上升。在限定值設(shè)定部66預(yù)先設(shè)定有接觸指令速度67和接觸判定轉(zhuǎn)矩68。接觸指令速度67是用于判定是否為接觸時的模式的判定值。接觸判定轉(zhuǎn)矩68是用于判定是否接觸了的判定值。首先，檢測速度指令27是否比接觸指令速度67低。而且，在速度指令27比接觸指令速度67低時，識別是以低速使旋轉(zhuǎn)軸5a旋轉(zhuǎn)、使可動指8與把持對象物10接觸的模式。接著，對轉(zhuǎn)矩指令信號37所表示的轉(zhuǎn)矩和接觸判定轉(zhuǎn)矩68進(jìn)行比較。而且，轉(zhuǎn)矩指令信號37所表示的轉(zhuǎn)矩上升，在達(dá)到了接觸判定轉(zhuǎn)矩68時，限定值設(shè)定部66判定為可動指8與把持對象物10接觸。接下來，如轉(zhuǎn)矩限定值推移線55所示，限定值設(shè)定部66將轉(zhuǎn)矩限定值從減速時限定值55c切換成把持時限定值55d。如上所述，根據(jù)本實(shí)施方式，具有以下的效果。(I)根據(jù)本實(shí)施方式，限定值設(shè)定部66被輸入轉(zhuǎn)矩指令信號37。旋轉(zhuǎn)軸5a的旋轉(zhuǎn)速度與速度指令27相比變得越慢、差越大，轉(zhuǎn)矩指令信號37越輸出使旋轉(zhuǎn)軸5a的轉(zhuǎn)矩增大的信號。換句話說，限定值設(shè)定部66使用轉(zhuǎn)矩指令信號37能夠檢測旋轉(zhuǎn)軸5a為低速或者停止的狀態(tài)。而且，限定值設(shè)定部66在轉(zhuǎn)矩指令信號37達(dá)到接觸判定轉(zhuǎn)矩68時變更轉(zhuǎn)矩限定值。因此，電機(jī)控制裝置65判定旋轉(zhuǎn)軸5a停止了的狀態(tài)，能夠以與把持時限定值55d相當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)矩驅(qū)動旋轉(zhuǎn)軸5a。第3實(shí)施方式接下來，使用圖8以及圖9，對機(jī)械手和具備機(jī)械手的機(jī)器人的特征例的一實(shí)施方式進(jìn)行說明。圖8 (a)是表示機(jī)械手的構(gòu)成的示意俯視圖，圖8 (b)是表示機(jī)械手的指部的主要部位示意放大圖。圖9是表示具備了機(jī)械手的機(jī)器人的構(gòu)成的示意俯視圖。本實(shí)施方式與第I實(shí)施方式的不同點(diǎn)在于多個可動指夾住把持對象物進(jìn)行把持。而且，省略與第I實(shí)施方式相同的點(diǎn)的說明。S卩，在本實(shí)施方式中，如圖8 (a)所示，機(jī)械手70具備長方體狀的手主體71。將手主體71的長邊方向設(shè)為Y方向，將與Y方向正交的方向設(shè)為X方向。而且，將與X方向以及Y方向正交的手主體71的厚度方向設(shè)為Z方向。在手主體71的一 X側(cè)的面，手主體71與臂部3連接，臂部3與未圖示的機(jī)器人主體連接。在手主體71的X方向且一 Y方向的角上與第I實(shí)施方式同樣地，設(shè)置電機(jī)5、編碼器6、減速裝置7、可動指8、軸承9，可動指8通過電機(jī)5旋轉(zhuǎn)。在手主體71的X方向且Y方向的角上與可動指8同樣地，設(shè)置有電機(jī)5、編碼器6、減速裝置7、作為可動部以及第2可動部的可動指72、軸承9，可動指72通過電機(jī)5旋轉(zhuǎn)?？蓜又?和可動指72在XY平面看時呈對稱形，能夠利用可動指8和可動指72夾住把持對象物10并進(jìn)行保持。而且，機(jī)械手70具備控制裝置73，在控制裝置73設(shè)置有對驅(qū)動可動指8的電機(jī)5進(jìn)行控制的電機(jī)控制裝置12和對驅(qū)動可動指72的電機(jī)5進(jìn)行控制的電機(jī)控制裝置74。電機(jī)控制裝置12以及電機(jī)控制裝置74成為與第I實(shí)施方式中的電機(jī)控制裝置12相同的裝置。如圖8 (b)所示，機(jī)械手70利用可動指8和可動指72夾住把持對象物10并進(jìn)行把持。將可動指8和可動指72通過與把持對象物10接觸的地方的方向上的把持對象物10的寬度設(shè)為把持對象物寬度10a。而且，在機(jī)械手70對把持對象物10進(jìn)行把持時，使可動指8移動至以圖中雙點(diǎn)劃線所示的移動目標(biāo)位置14。并且，使可動指72移動至以圖中雙點(diǎn)劃線所示的移動目標(biāo)位置75?？刂蒲b置73使馬達(dá)控制裝置12、74驅(qū)動各電機(jī)5，以便可動指8向移動目標(biāo)位置14移動,可動指72向移動目標(biāo)位置75移動。
將可動指8的移動目標(biāo)位置14和可動指72的移動目標(biāo)位置75的間隔設(shè)為目標(biāo)間隔76。此時，目標(biāo)間隔76成為比把持對象物寬度IOa窄的間隔。由此，在可動指8到達(dá)移動目標(biāo)位置14、可動指72達(dá)到移動目標(biāo)位置75前，可動指8以及可動指72與把持對象物10接觸。因此，能夠利用可動指8和可動指72按壓把持把持對象物10，直至控制裝置73使電機(jī)控制裝置12以及電機(jī)控制裝置74變更驅(qū)動電機(jī)5的指示。而且，在可動指8和可動指72按壓把持對象物10時，存在外力作用于把持對象物10，而使把持對象物10從可動指8和可動指72之間脫離的情況。此時，可動指8和可動指72分別向移動目標(biāo)位置14和移動目標(biāo)位置75移動后停止，所以能夠防止可動指8和可動指72碰撞而損傷。如圖9所示，機(jī)器人77具備主體78，在主體78連接有2個臂部79。而且，在各臂部79設(shè)置有機(jī)械手70。另外，也可以在臂部79設(shè)置在第I實(shí)施方式中記載的機(jī)械手I。而且，機(jī)器人77具備控制機(jī)械手70以及臂部79的控制裝置73。因此，控制裝置73能夠進(jìn)行驅(qū)動可動指8以及可動指72的電機(jī)5的速度控制，且控制轉(zhuǎn)矩。如上所述，根據(jù)本實(shí)施方式，具有以下的效果。(I)根據(jù)本實(shí)施方式，控制可動指8的電機(jī)控制裝置12和控制可動指72的電機(jī)控制裝置74設(shè)置有與第I實(shí)施方式相同的電機(jī)控制裝置。因此，在旋轉(zhuǎn)軸5a旋轉(zhuǎn)時停止時都能夠以與電機(jī)5所要求的轉(zhuǎn)矩對應(yīng)的轉(zhuǎn)矩驅(qū)動旋轉(zhuǎn)軸5a。其結(jié)果，在可動指8或者可動指72移動后停止時，也能夠維持規(guī)定的力，驅(qū)動可動指8以及可動指72。(2)根據(jù)本實(shí)施方式，可動指8和可動指72分別移動至移動目標(biāo)位置14和移動目標(biāo)位置75后停止，所以能夠防止可動指8和可動指72碰撞而損傷。(3)根據(jù)本實(shí)施方式，機(jī)器人77具備機(jī)械手70。因此，在機(jī)器人77所具備的機(jī)械手70的可動指8以及可動指72移動后停止時，也能夠維持規(guī)定的力，驅(qū)動可動指8以及可動指72。而且，本實(shí)施方式并不局限于上述的實(shí)施方式，也能夠進(jìn)行各種的變更、改進(jìn)。以下敘述變形例。(變形例I)在上述第I實(shí)施方式中，速度檢測部17以及角度檢測部18包含于控制裝置11中。速度檢測部17以及角度檢測部18也可以不包含于控制裝置11中。還可以是其它的裝置的方式。能夠使機(jī)械手I為容易制造的方式。(變形例2)在上述第I實(shí)施方式中，使用編碼器6形成了角度數(shù)據(jù)信號24以及旋轉(zhuǎn)速度信號
29。也可以替換編碼器6使用旋轉(zhuǎn)變壓器、陀螺儀。檢測旋轉(zhuǎn)狀況的傳感器通過采用容易制造的方式，能夠使電機(jī)控制裝置12容易生產(chǎn)。(變形例3)在上述第I實(shí)施方式中，在步驟S2的接近移動工序中，統(tǒng)一控制部16判定移至等速旋轉(zhuǎn)，將傳遞移至等速旋轉(zhuǎn)模式的轉(zhuǎn)矩限定信號47輸出至限定值設(shè)定部46。限定值設(shè)定部46也可以進(jìn)行判定移至等速旋轉(zhuǎn)的功能。此時，能夠與第I實(shí)施方式同樣地，降低轉(zhuǎn)矩限定值。而且，能夠減少統(tǒng)一控制部16的負(fù)荷。(變形例4)
在上述第3實(shí)施方式中，控制裝置73具備第I實(shí)施方式中的電機(jī)控制裝置12，但也可以具備第2實(shí)施方式中的電機(jī)控制裝置65。在這種情況下，也能夠進(jìn)行速度控制，且進(jìn)行轉(zhuǎn)矩控制。(變形例5)在上述第3實(shí)施 方式中，在機(jī)械手70設(shè)置有可動指8和可動指72的2個可動指?？蓜又競€數(shù)并不局限于2個，也可以是3個以上。在該情況下，通過將第I實(shí)施方式或者第2實(shí)施方式的方法用于驅(qū)動各可動指的電機(jī)的控制，能夠高品質(zhì)地對把持對象物10進(jìn)行把持。符號說明5…電機(jī)，5a…旋轉(zhuǎn)軸，8…作為可動部以及第I可動部的可動指，10…把持對象物，12...電機(jī)控制裝置，19...旋轉(zhuǎn)檢測器，29...作為旋轉(zhuǎn)檢測信號的旋轉(zhuǎn)速度信號，31…速度控制部，36...作為第2轉(zhuǎn)矩指令信號的第2轉(zhuǎn)矩信號，37...轉(zhuǎn)矩指令信號，38...轉(zhuǎn)矩限定控制部，39...作為超過轉(zhuǎn)矩信號的反饋轉(zhuǎn)矩信號，46…限定值設(shè)定部，57...作為速度判定值的接觸判定速度，64...作為控制部的控制裝置，72...作為可動部以及第2可動部的可動指。
權(quán)利要求
1.一種電機(jī)控制裝置，其特征在于， 是使用由檢測電機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)狀況的旋轉(zhuǎn)檢測器所輸出的電機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)檢測信號來控制所述電機(jī)的電機(jī)控制裝置， 該電機(jī)控制裝置具備: 速度控制部，其使用所述旋轉(zhuǎn)軸的目標(biāo)旋轉(zhuǎn)速度和所述旋轉(zhuǎn)檢測信號，輸出與所述旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)速度和所述目標(biāo)旋轉(zhuǎn)速度之差對應(yīng)的轉(zhuǎn)矩指令信號； 限定值設(shè)定部，其設(shè)定表示施加至所述旋轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)矩的最大值的轉(zhuǎn)矩限定值； 轉(zhuǎn)矩限定控制部，其將通過所述轉(zhuǎn)矩指令信號驅(qū)動的所述旋轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)矩限制為所述轉(zhuǎn)矩限定值以下。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電機(jī)控制裝置，其特征在于， 所述轉(zhuǎn)矩限定控制部從所述轉(zhuǎn)矩指令信號減去表示通過所述轉(zhuǎn)矩指令信號施加至所述旋轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)矩超過所述轉(zhuǎn)矩限定值的量的轉(zhuǎn)矩的信號亦即超過轉(zhuǎn)矩信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或者2所述的電機(jī)控制裝置，其特征在于， 在所述限定值設(shè)定部設(shè)定用于進(jìn)行變更所述轉(zhuǎn)矩限定值的判斷的速度判定值， 所述限定值設(shè)定部使用所述旋轉(zhuǎn)檢測信號，檢測所述旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)速度， 所述限定值設(shè)定部在所述旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)速度比所述速度判定值低時，變更所述轉(zhuǎn)矩限定值。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或者2所述的電機(jī)控制裝置，其特征在于， 在所述限定值設(shè)定部設(shè)定用于進(jìn)行變更所述轉(zhuǎn)矩限定值的判斷的速度判定值， 所述限定值設(shè)定部被輸入所述轉(zhuǎn)矩指令信號， 在所述目標(biāo)旋轉(zhuǎn)速度比所述速度判定值小且所述轉(zhuǎn)矩指令信號超過轉(zhuǎn)矩判定值時，所述限定值設(shè)定部變更所述轉(zhuǎn)矩限定值。
5.根據(jù)權(quán)利要求1 4中任意一項(xiàng)所述的電機(jī)控制裝置，其特征在于， 所述限定值設(shè)定部在所述旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)速度達(dá)到所述目標(biāo)旋轉(zhuǎn)速度后，降低轉(zhuǎn)矩限定值。
6.根據(jù)權(quán)利要求1 5中任意一項(xiàng)所述的電機(jī)控制裝置，其特征在于， 所述速度控制部具有:速度比例控制部，其輸出與所述旋轉(zhuǎn)速度成正比的第I轉(zhuǎn)矩指令信號；速度積分控制部，其輸出與所述旋轉(zhuǎn)速度的積分值成正比的第2轉(zhuǎn)矩指令信號；力口法器，其將所述第I轉(zhuǎn)矩指令信號的值和所述第2轉(zhuǎn)矩指令信號的值相加，而輸出所述轉(zhuǎn)矩指令信號， 在所述轉(zhuǎn)矩指令信號的值達(dá)到所述轉(zhuǎn)矩限定值后，所述轉(zhuǎn)矩限定控制部使所述速度積分控制部停止積分運(yùn)算，并保持所述第2轉(zhuǎn)矩指令信號的值。
7.根據(jù)權(quán)利要求1 6中任意一項(xiàng)所述的電機(jī)控制裝置，其特征在于， 所述旋轉(zhuǎn)檢測器檢測出的所述旋轉(zhuǎn)軸的所述旋轉(zhuǎn)狀況是旋轉(zhuǎn)速度。
8.一種機(jī)械手，其特征在于， 是具有權(quán)利要求1 7中任意一項(xiàng)所述的電機(jī)控制裝置的機(jī)械手， 所述機(jī)械手具備可動部、驅(qū)動所述可動部的電機(jī)、控制所述電機(jī)的控制部， 所述控制部具有控制所述電機(jī)的電機(jī)控制部。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的機(jī)械手，其特征在于，所述可動部具有夾住把持對象物的第I可動部和第2可動部， 所述控制部執(zhí)行使所述第I可動部和所述第2可動部移動的控制動作，以使所述第I可動部和所述第2可動部的間隔成為比所述把持對象物的寬度窄的間隔。
10.一種機(jī)器人,其特征在于， 是具備機(jī)械手的機(jī)器人， 所述機(jī)械手使用權(quán)利要求8或者9所述的機(jī)械手。
11.一種電機(jī)控制方法，其特征在于， 是控制電機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)的電機(jī)控制方法， 設(shè)定使所述旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)速度的目標(biāo)值亦即目標(biāo)旋轉(zhuǎn)速度和表示施加至所述旋轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)矩的最大值的轉(zhuǎn)矩限定值， 檢測所述旋轉(zhuǎn)速度，輸出與所述旋轉(zhuǎn)速度和所述目標(biāo)旋轉(zhuǎn)速度之差對應(yīng)的轉(zhuǎn)矩指令信號， 從所述轉(zhuǎn)矩指令信號減去表示通過所述轉(zhuǎn)矩指令信號施加至所述旋轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)矩超過所述轉(zhuǎn)矩限定值的量的轉(zhuǎn)矩的信 號亦即超過轉(zhuǎn)矩信號，以減去后的所述轉(zhuǎn)矩指令信號的轉(zhuǎn)矩來驅(qū)動所述電機(jī)。
全文摘要
本發(fā)明涉及電機(jī)控制裝置、機(jī)械手、機(jī)器人以及電機(jī)控制方法，其中，使用由檢測電機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)狀況的旋轉(zhuǎn)檢測器所輸出的角度數(shù)據(jù)信號以及旋轉(zhuǎn)速度信號來控制電機(jī)。具備速度控制部，其使用旋轉(zhuǎn)軸的速度指令和旋轉(zhuǎn)速度信號來輸出與旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)速度和速度指令之差對應(yīng)的轉(zhuǎn)矩指令信號；限定值設(shè)定部，其設(shè)定表示施加至旋轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)矩的最大值的轉(zhuǎn)矩限定值；轉(zhuǎn)矩限定控制部，其將通過轉(zhuǎn)矩指令信號驅(qū)動的旋轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)矩限制為轉(zhuǎn)矩限定值以下。
文檔編號B25J15/08GK103107767SQ20121038437
公開日2013年5月15日 申請日期2012年10月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月11日
發(fā)明者瀨下勇, 佐藤大輔 申請人:精工愛普生株式會社