[发明专利]多关节机器人的弹性变形补偿控制装置以及控制方法

权利要求书

1.一种多关节机器人的弹性变形补偿控制装置，通过电动机来驱动多个关节轴，以使安装于将所述电动机和臂经由弹性变形的减速器而结合的所述多关节机器人的工具进行所期望的动作，

所述多关节机器人的弹性变形补偿控制装置的特征在于，构成为包括：

关节角度指令值计算部，其算出并输出用于实现所述工具的所期望的动作的各关节轴的关节角度指令值θlc；

轴力转矩计算部，其基于动力学模型，根据关节角度指令值θlc来算出并输出按照所述关节角度指令值θlc而动作时产生的作用于各关节轴的轴力转矩fc；

电动机角度指令值计算部，其基于包含所述关节轴的刚性参数的参数，根据关节角度指令值θlc和轴力转矩fc来算出并输出电动机角度指令值θmc；

第1动态特性运算部，其具备具有比所述多关节机器人的固有振动频率低的截止频率的高频阻隔特性，对所述电动机角度指令值θmc进行滤波处理，并输出处理后的电动机角度目标值θmd；

电动机角度控制部，其输入所述电动机角度目标值θmd，以作为针对所述电动机的目标值；

第2动态特性运算部，其具备具有低于或等于所述第1动态特性运算部的截止频率的高频阻隔特性，对向所述轴力转矩计算部的输入以及来自所述轴力转矩计算部的输出的至少任一者进行滤波处理，并输出处理后的轴力转矩补偿值fd；以及

电动机电流控制部，其输入在从所述电动机角度控制部输出的电动机转矩指令值中加上所述轴力转矩补偿值fd而得到的值，以作为目标值。

2.根据权利要求1所述的多关节机器人的弹性变形补偿控制装置，其特征在于，

所述多关节机器人的弹性变形补偿控制装置构成为：

将所述电动机角度控制部的响应较慢的轴的第1动态特性运算部的相位滞后赋予得比所述电动机角度控制部的响应较快的轴的第1动态特性运算部的相位滞后短。

3.根据权利要求1所述的多关节机器人的弹性变形补偿控制装置，其特征在于，

所述多关节机器人的弹性变形补偿控制装置构成为：基于包含位置反馈增益以及速度反馈增益的至少任一者的参数来算出从没有各轴间的轴力的状态下的电动机角度目标值θmd到实际的电动机角度θm为止的反馈控制动态特性，

所述多关节机器人的弹性变形补偿控制装置构成为：将所述第1动态特性运算部的特性赋予成使所述第2动态特性运算部中的截止频率低于所述第1动态特性运算部中的截止频率，并与将所述第2动态特性运算部中的特性除以所述反馈控制动态特性而得到的特性对应。

4.根据权利要求2所述的多关节机器人的弹性变形补偿控制装置，其特征在于，

所述多关节机器人的弹性变形补偿控制装置构成为：基于包含位置反馈增益以及速度反馈增益的至少任一者的参数来算出从没有各轴间的轴力的状态下的电动机角度目标值θmd到实际的电动机角度θm为止的反馈控制动态特性，

所述多关节机器人的弹性变形补偿控制装置构成为：将所述第1动态特性运算部的特性赋予成使所述第2动态特性运算部中的截止频率低于所述第1动态特性运算部中的截止频率，并与将所述第2动态特性运算部中的特性除以所述反馈控制动态特性而得到的特性对应。

5.根据权利要求3所述的多关节机器人的弹性变形补偿控制装置，其特征在于，

所述多关节机器人的弹性变形补偿控制装置构成为：在考虑所述电动机电流控制部的电流控制特性的情况下，将所述第1动态特性运算部的特性赋予成与将所述第2动态特性运算部中的特性除以所述反馈控制动态特性再乘以电流控制特性而得到的特性对应。

6.根据权利要求4所述的多关节机器人的弹性变形补偿控制装置，其特征在于，

所述多关节机器人的弹性变形补偿控制装置构成为：在考虑所述电动机电流控制部的电流控制特性的情况下，将所述第1动态特性运算部的特性赋予成与将所述第2动态特性运算部中的特性除以所述反馈控制动态特性再乘以电流控制特性而得到的特性对应。