CN107379016A - 可动部的振动测定方法、机器人的振动测定方法以及控制装置 - Google Patents

可动部的振动测定方法、机器人的振动测定方法以及控制装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种能够在可动部共振的状态下定量地测定可动部的振动的大小的可动部的振动测定方法、机器人的振动测定方法以及控制装置。该振动测定方法是使用第一惯性传感器测定可动部的振动的振动测定方法，具有：利用驱动上述可动部的驱动部驱动上述可动部，在共振的状态下利用上述第一惯性传感器进行测定的步骤；以及基于上述第一惯性传感器的输出求出上述可动部的振动的大小的步骤。另外，作为上述可动部的一个例子，能够列举以能够绕转动轴转动的方式设置的多个臂等。

Description

可动部的振动测定方法、机器人的振动测定方法以及控制 装置
技术领域
本发明涉及可动部的振动测定方法、机器人的振动测定方法以及控制装置。
背景技术
已知有具备基台、具有多个臂(连杆)的机械臂的机器人。机械臂的相邻的2个臂中的一个臂经由关节部以能够转动的方式与另一个臂连结，最基端侧(最上游侧)的臂经由关节部以能够转动的方式与基台连结。关节部被马达驱动，通过该关节部的驱动，臂转动。另外，在最前端侧(最下游侧)的臂，作为末端执行装置例如以能够拆装的方式安装有机械手。并且，机器人例如用机械手把持对象物，并使该对象物向规定的场所移动，进行组装等规定的作业。
另外，在专利文献1中公开有使用来自设置于机器人的角速度传感器的输出与来自编码器的输出的差分信息来减少臂的振动的机器人控制装置。
另外，作为测定机器人等的可动部的振动的大小的方法，使用人通过视觉确认可动部的振动的样子，或者将手触碰可动部来确认的方法。
专利文献1：日本特开2014-205198号公报
然而，在专利文献1所记载的机器人控制装置中，未使用角速度传感器等惯性传感器定量地测定机器人等的可动部的振动的大小。另外，也未基于测定出的可动部的振动的大小来判断关于可动部的振动的优劣。
另外，在用于测定机器人等的可动部的振动的大小的以往的方法中，不能够定量地把握可动部的振动的大小，另外，根据人的不同，判断存在偏差。因此，难以以一定的基准进行关于可动部的振动的优劣的判断。另外，难以对多个可动部定量地把握振动的大小的差。
发明内容
本发明是为了解决上述的课题的至少一部分而成的，能够作为以下的方式或者应用例实现。
本发明的可动部的振动测定方法是使用第一惯性传感器测定可动部的振动的振动测定方法，具有：利用驱动上述可动部的驱动部驱动上述可动部，在共振的状态下，利用上述第一惯性传感器进行测定的步骤；以及基于上述第一惯性传感器的输出来求出上述可动部的振动的大小的步骤。
由此，能够在可动部共振的状态下定量地测定可动部的振动的大小。
在本发明的可动部的振动测定方法中，优选上述可动部具备以能够绕转动轴转动的方式设置的多个臂，在使上述可动部的前端从第一位置向第二位置移动时，利用上述驱动部使上述多个臂中的至少两个上述臂转动，在共振的状态下，利用上述第一惯性传感器进行测定。
由此，能够在臂共振的状态下定量地测定臂的振动的大小。
另外，由于在可动部的前端从第一位置向第二位置移动的期间，可动部的固有振动频率变化，因此，能够期待可动部的振动的振动频率与可动部的固有振动频率一致而使可动部共振。
另外，能够对于两个臂同时测定振动的大小。
优选在本发明的可动部的振动测定方法中，上述两个臂的上述转动轴相互平行。
由此，能够在使可动部的前端从第一位置向第二位置移动的期间，使可动部的前端的姿势维持同一姿势。
优选在本发明的可动部的振动测定方法中，在使上述可动部的前端从上述第一位置向上述第二位置移动的期间，使上述可动部的前端的姿势维持同一姿势。
由此，能够在可动部的前端的角速度的目标值为0的状态下进行测定，由此，能够在可动部共振的状态下，容易地定量测定可动部的振动的大小。
优选在本发明的可动部的振动测定方法中，以不同的多个速度驱动上述可动部，在各速度下利用上述第一惯性传感器进行测定。
由此，能够在多个速度中的任意一个速度下期待可动部共振。
另外，通过选择在各速度下求出的可动部的振动的大小中的、振动的大小最小时的速度，能够抑制可动部的振动。
优选在本发明的可动部的振动测定方法中，上述第一惯性传感器内置于上述可动部。
由此，能够将第一惯性传感器用于其它的用途，例如用于可动部的减振控制。
优选在本发明的可动部的振动测定方法中，在支承上述可动部的支承部设置与上述第一惯性传感器不同的第二惯性传感器，在利用上述驱动部驱动上述可动部的状态下，利用上述第二惯性传感器进行测定，并基于上述第二惯性传感器的输出求出上述支承部的振动的大小。
由此，能够使用不仅变更可动部的动作速度，例如还变更支承部等的固有振动频率的方法，来减少可动部的振动的影响。
优选在本发明的可动部的振动测定方法中，上述第一惯性传感器是六轴惯性传感器。
由此，能够利用六轴惯性传感器测定相互正交的3轴的各轴的轴向的加速度、和上述3轴的各轴的绕轴的角速度，并基于该六轴惯性传感器的输出求出可动部的振动的大小。使用该六轴惯性传感器的情况具有能够得到很多的信息，另外，在利用角速度传感器的测定中，不易受到重力、离心力的影响这样的优点。
优选在本发明的可动部的振动测定方法中，上述第一惯性传感器是角速度传感器。
由此，能够利用角速度传感器测定角速度，并基于该角速度传感器的输出来求出可动部的振动的大小。使用该角速度传感器的情况具有在测定中不易受到重力、离心力的影响这样的优点。
本发明的机器人的振动测定方法是使用惯性传感器测定机器人的振动的振动测定方法，具有：利用驱动上述机器人的驱动部驱动上述机器人，在共振的状态下，利用上述惯性传感器进行测定的步骤；以及基于上述惯性传感器的输出求出上述机器人的振动的大小的步骤。
由此，能够在机器人共振的状态下定量地测定机器人的振动的大小。
本发明的控制装置是控制具备臂的机器人的控制装置，具备基于在上述臂共振的状态下的、设置于上述臂的惯性传感器的输出，求出上述臂的振动的大小的运算部。
由此，能够在臂共振的状态下，定量地求出臂的振动的大小。
优选在本发明的控制装置中，具备选择部，该选择部对以不同的多个速度使上述臂移动并在各速度下由上述运算部求出的上述臂的振动的大小中的、振动的大小最小时的速度进行选择。
由此，能够抑制臂的振动。
附图说明
图1是本发明的由控制装置控制的机器人的第一实施方式，是从正面侧观察该机器人的立体图。
图2是图1所示的机器人的概要图。
图3是本发明的控制装置及由该控制装置控制的机器人的第一实施方式的主要部分的框图。
图4是用于说明本发明的可动部的振动测定方法的第二实施方式的图。
图5是表示用于说明本发明的可动部的振动测定方法的第三实施方式的机器人的图。
图6是表示用于说明本发明的可动部的振动测定方法的第三实施方式的机器人的图。
图7是用于说明本发明的可动部的振动测定方法的第三实施方式的图。
图8是用于说明本发明的可动部的振动测定方法的第四实施方式的控制装置及由该控制装置控制的机器人的主要部分的框图。
图9是表示用于说明本发明的可动部的振动测定方法的第五实施方式的机器人的图。
具体实施方式
以下，基于附图所示的实施方式对本发明的可动部的振动测定方法、机器人的振动测定方法以及控制装置详细地进行说明。
应予说明，作为是振动的测定对象物的可动部，若是能够动的部件，不对其种类、构成等进行特别限定，但在以下的实施方式中，以可动部为机器人的机械臂的情况为例。并且，对作为可动部的振动测定方法的下位概念的机械臂(机器人)的振动测定方法进行说明。
(第一实施方式)
图1是本发明的由控制装置控制的机器人的第一实施方式，是从正面侧观察该机器人的立体图。图2是图1所示的机器人的概要图。图3是本发明的控制装置及由该控制装置控制的机器人的第一实施方式的主要部分的框图。
应予说明，以下，为便于说明，将图1以及图2中的上侧称作“上”或者“上方”，将下侧称作“下”或者“下方”(图8也相同)。另外，将图1以及图2中的基台侧称作“基端”或者“上游”，将其相反的一侧称作“前端”或者“下游”(图8也相同)。另外，图1以及图2中的上下方向为铅垂方向(图8也相同)。
首先，对具备为作为振动的测定对象物的可动部的一个例子的机器人1的机器人***100进行说明。
图1～图3所示的机器人***100具备机器人1、以及控制机器人1的控制装置20。另外，机器人1具备基台11、以及机械臂10(机器人臂)。另外，机械臂10具备以能够绕转动轴转动的方式设置的多个臂，在本实施方式中具备六个臂。不对该机器人***100的用途进行特别限定，但机器人***100例如能够在制造腕表这样的精密机械等的制造步骤等中使用。
控制装置20，可以在机器人1内置其一部分或者全部，另外，也可以与机器人1独立。
另外，控制装置20例如能够由内置了CPU(Central Processing Unit)的个人计算机(PC)等构成。该控制装置20具备控制机器人1的下述的第一驱动源401的工作(驱动)的第一驱动源控制部201、控制第二驱动源402的工作的第二驱动源控制部202、控制第三驱动源403的工作的第三驱动源控制部203、控制第四驱动源404的工作的第四驱动源控制部204、控制第五驱动源405的工作的第五驱动源控制部205以及控制第六驱动源406的工作的第六驱动源控制部206、控制部207、存储各信息的存储部208、以及进行各运算的运算部209等。
另外，控制装置20具有振动测定装置的功能，即具有基于惯性传感器32的输出求出作为机器人1的规定部分、在本实施方式中是机械臂10的振动的大小的尺度之一的角速度(速度)的功能。另外，控制装置20的运算部209具有基于臂共振的状态下的、设置于臂的惯性传感器32的输出求出作为臂的振动的大小的尺度之一的角速度的功能。后面详细叙述该控制装置20的功能。另外，作为振动的大小的尺度，除此而外，例如有位移(振幅)、加速度等。应予说明，控制装置20也可以替换上述角速度而求出机械臂10的振动的位移或者加速度，另外，也可以求出位移、角速度以及加速度中的任意的两个，另外，还可以求出位移、角速度以及加速度的全部。应予说明，速度也包括角速度，另外，加速度也包括角加速度。
另外，机械臂10具备第一臂12、第二臂13、第三臂14、第四臂15、第五臂17以及第六臂18、作为驱动部的第一驱动源401、作为驱动部的第二驱动源402、作为驱动部的第三驱动源403、作为驱动部的第四驱动源404、作为驱动部的第五驱动源405以及作为驱动部的第六驱动源406。另外，由第五臂17以及第六臂18构成耳轴16，能够在第六臂18的前端部，即耳轴16的前端面163例如以能够拆装的方式安装机械手等末端执行装置(未图示)。并且，该机器人1例如能够通过在用手把持精密机械、部件等的状态下控制臂12～15、耳轴16等的动作，来进行搬运该精密机械、部件等的各作业。
机器人1是基台11、第一臂12、第二臂13、第三臂14、第四臂15、第五臂17、第六臂18从基端侧朝向前端侧按该顺序连结而成的垂直多关节(六轴)机器人。以下，也将第一臂12、第二臂13、第三臂14、第四臂15、第五臂17、第六臂18、耳轴16分别称作“臂”。另外，也将第一驱动源401、第二驱动源402、第三驱动源403、第四驱动源404、第五驱动源405以及第六驱动源406分别称作“驱动源”。应予说明，不对臂12～15、17以及18的长度进行特别限定，能够适当地设定。
基台11和第一臂12经由关节(接头)171连结。并且，第一臂12能够相对于基台11，以与铅垂方向平行的第一转动轴O1为转动中心，绕该第一转动轴O1转动。第一转动轴O1与作为基台11的设置面的地板101的上表面的法线一致。另外，第一转动轴O1是处于机器人1的最上游侧的转动轴。该第一臂12借助具有马达(第一马达)401M以及减速机(未图示)的第一驱动源401的驱动转动。另外，马达401M经由马达驱动器301被控制装置20控制。应予说明，也可以省略上述减速机。
第一臂12和第二臂13经由关节(接头)172连结。并且，第二臂13能够相对于第一臂12，以与水平方向平行的第二转动轴O2为转动中心转动。第二转动轴O2与第一转动轴O1正交。该第二臂13借助具有马达(第二马达)402M以及减速机(未图示)的第二驱动源402的驱动转动。另外，马达402M经由马达驱动器302被控制装置20控制。应予说明，也可以省略上述减速机。另外，第二转动轴O2也可以与和第一转动轴O1正交的轴平行。
第二臂13和第三臂14经由关节(接头)173连结。并且，第三臂14能够相对于第二臂13，以与水平方向平行的第三转动轴O3为转动中心，绕该第三转动轴O3转动。第三转动轴O3与第二转动轴O2平行。另外，上述平行不是仅表示第二转动轴O2和第三转动轴O3完全平行的情况，也包括相对于第二转动轴O2，第三转动轴O3在±5°以下的范围内倾斜的情况。该第三臂14借助具有马达(第三马达)403M以及减速机(未图示)的第三驱动源403的驱动转动。另外，马达403M经由马达驱动器303被控制装置20控制。应予说明，也可以省略上述减速机。
第三臂14和第四臂15经由关节(接头)174连结。并且，第四臂15能够相对于第三臂14，以与第三臂14的中心轴向平行的第四转动轴O4为转动中心，绕该第四转动轴O4转动。第四转动轴O4与第三转动轴O3正交。该第四臂15借助具有马达(第四马达)404M以及减速机(未图示)的第四驱动源404的驱动转动。另外，马达404M经由马达驱动器304被控制装置20控制。应予说明，也可以省略上述减速机。另外，第四转动轴O4也可以与和第三转动轴O3正交的轴平行。
第四臂15和耳轴16的第五臂17经由关节(接头)175连结。并且，第五臂17能够相对于第四臂15，以第五转动轴O5为转动中心，绕该第五转动轴O5转动。第五转动轴O5与第四转动轴O4正交。该第五臂17借助具有马达(第五马达)405M以及减速机(未图示)的第五驱动源405的驱动转动。另外，马达405M经由马达驱动器305被控制装置20控制。应予说明，也可以省略上述减速机。另外，第五转动轴O5也可以与和第四转动轴O4正交的轴平行。
耳轴16的第五臂17和第六臂18经由关节(接头)176连结。并且，第六臂18能够相对于第五臂17，以第六转动轴O6为转动中心，绕该第六转动轴O6转动。第六转动轴O6与第五转动轴O5正交。该第六臂18借助具有马达(第六马达)406M以及减速机(未图示)的第六驱动源406的驱动转动。另外，马达406M经由马达驱动器306被控制装置20控制。应予说明，也可以省略上述减速机。另外，第六转动轴O6也可以与和第五转动轴O5正交的轴平行。
应予说明，耳轴16作为第六臂18具有呈圆筒状的耳轴主体161，另外，作为第五臂17，具有与耳轴主体161独立地构成，设置于该耳轴主体161的基端部，并且呈环状的支承环162。
另外，在本实施方式中，在机械臂10的规定的臂内置(设置)有角速度传感器、加速度传感器等惯性传感器31。能够利用该惯性传感器31检测设置了惯性传感器31的臂的角速度、加速度。另外，也能够基于加速度传感器的输出、即检测结果来求角速度。应予说明，惯性传感器31的个数并不局限于一个，也可以是多个。
在驱动源401～406，在各马达或者减速机设置有第一角度传感器411、第二角度传感器412、第三角度传感器413、第四角度传感器414、第五角度传感器415、以及第六角度传感器416。作为这些角度传感器，不进行特别限定，例如，能够使用旋转编码器等编码器等。能够利用这些角度传感器411～416分别检测驱动源401～406的马达或者减速机的旋转轴(转动轴)的旋转(转动)角度。
另外，作为驱动源401～406的马达，不对它们进行特别限定，但例如，优选使用AC伺服马达、DC伺服马达等伺服马达。
机器人1与控制装置20电连接。即，驱动源401～406、角度传感器411～416、惯性传感器31分别与控制装置20电连接。
并且，控制装置20能够使臂12～15、耳轴16分别独立地工作，即，能够经由马达驱动器301～306分别独立地控制驱动源401～406。在该情况下，控制装置20利用角度传感器411～416、惯性传感器31进行检测，并基于该检测结果分别控制驱动源401～406的驱动，例如角速度、旋转角度等。该控制程序被预先存储于控制装置20的存储部208。
另外，控制装置20能够基于惯性传感器31的检测结果和角度传感器411～416中的规定的角度传感器的检测结果来进行机器人1的机械臂10的减振控制。由此，能够抑制机器人1(机械臂10)的振动。
在本实施方式中，基台11是位于机器人1的铅垂方向的最下方，并固定(设置)于设置空间的地板101等的部分。作为其固定方法，不进行特别限定，例如，在本实施方式中，使用利用多个螺栓111的固定方法。
在基台11例如收纳有马达401M、马达驱动器301～306等。
臂12～15分别具有中空的臂主体2、收纳在臂主体2内并具备马达的驱动机构3、密封臂主体2内的密封单元4。应予说明，在附图中，也分别将第一臂12具有的臂主体2、驱动机构3、密封单元4表记为“2a”、“3a”、“4a”，也分别将第二臂13具有的臂主体2、驱动机构3、密封单元4表记为“2b”、“3b”、“4b”，也分别将第三臂14具有的臂主体2、驱动机构3、密封单元4表记为“2c”、“3c”、“4c”，也分别将第四臂15具有的臂主体2、驱动机构3、密封单元4表记为“2d”、“3d”、“4d”。
接下来，对作为可动部的一个例子的机器人1的机械臂10的振动测定方法进行说明。
本实施方式的振动测定方法是使用作为安装于机械臂10的第一惯性传感器的惯性传感器32测定机器人1的振动，即，机械臂10的振动的振动测定方法。该振动测定方法具有：利用作为驱动机械臂10的驱动部的第一驱动源401～第六驱动源406的至少一个驱动机械臂10，在使机械臂10共振的状态下，利用惯性传感器32进行测定的步骤；基于惯性传感器32的输出求出作为机械臂10的振动的大小的尺度之一的角速度的步骤。由此，能够在机械臂10共振的状态下定量地测定机械臂10的振动的角速度。
另外，不对设置惯性传感器32的位置进行特别限定，例如，能够列举第一臂12、第二臂13、第三臂14、第四臂15、第五臂17、第六臂18等。在本实施方式中，将惯性传感器32设置于机械臂10的前端，即，第六臂18的前端。
另外，作为惯性传感器32，不进行特别限定，例如能够列举单一的角速度传感器(陀螺仪传感器)、单一的加速度传感器、具有多个角速度传感器的传感器、具有多个加速度传感器的传感器、具有至少一个角速度传感器和至少一个加速度传感器的传感器等。另外，作为具有上述角速度传感器以及加速度传感器的传感器，例如能够列举六轴惯性传感器等。该六轴惯性传感器具有三个角速度传感器和三个加速度传感器，能够利用上述三个加速度传感器检测相互正交的3轴的各轴的轴向的加速度，能够利用上述三个角速度传感器检测上述3轴的各轴的绕轴的角速度。作为惯性传感器32，在使用包括角速度传感器的传感器的情况下，具有在测定中不易受到重力、离心力的影响这样的优点。另外，作为惯性传感器32，在使用六轴惯性传感器的情况下，能够得到更多的信息，另外，具有在利用角速度传感器的测定中，不易受到重力、离心力的影响这样的优点。应予说明，惯性传感器32的个数可以是一个，另外，也可以是多个，但在本实施方式中，以一个的情况为例进行说明。
接下来，对测定机器人1的机械臂10的振动的顺序进行说明。
[1]
在机器人1的机械臂10的前端安装惯性传感器32(参照图5、图6)。
[2]
求机器人1的机械臂10的固有振动频率。为了求出该固有振动频率，首先对机械臂10赋予振动。例如，利用锤子等敲击机械臂10。由此，机械臂10振动。然后，利用惯性传感器32进行测定，基于惯性传感器32的输出，即检测结果求出机械臂10的固有振动频率。应予说明，在机械臂10的固有振动频率已知的情况下，省略本步骤。
[3]利用惯性传感器32进行测定的步骤
以机械臂10的振动的振动频率(频率)和机械臂10的固有振动频率一致的方式驱动机械臂10。
在该情况下，也可以使第一臂12～第六臂18中的任意一个臂转动。例如，使第一臂12～第六臂18中的规定的一个臂转动并利用惯性传感器32进行测定。或者，使第一臂12～第六臂18中的规定的多个臂依次转动，分别利用惯性传感器32进行测定。应予说明，以下，代表性地以使第二臂13转动并利用惯性传感器32进行测定的情况为例进行说明。
另外，在驱动机械臂10时，通过调整使第二臂13转动的马达402M的转速，使机械臂10的振动的振动频率与机械臂10的固有振动频率一致，使机械臂10共振。并且，在机械臂10共振的状态(共振状态)下利用惯性传感器32进行测定。应予说明，利用惯性传感器32测定的角速度在本实施方式以及下述的各实施方式中，分别是第六转动轴O6的绕轴的角速度。
另外，在作为第二驱动源402的减速机，使用波动齿轮装置，即，谐波驱动器(“”谐波驱动器”是注册商标)的情况下，在将马达402M的转速设为N，将减速机的马达402M侧的齿轮的齿数设为A，将减速机的减速机侧的齿轮的齿数设为B时，以下述(1)式表达机械臂10的振动的振动频率f。能够使用该(1)式求出机械臂10的振动的振动频率和机械臂10的固有振动频率一致时的马达402M的转速。
f＝N×(A/B)×2…(1)
[4]求作为振动的大小的尺度之一的角速度的步骤
基于惯性传感器32的输出，即检测结果，求作为机械臂10的振动的大小的尺度之一的角速度。该角速度的计算通过控制装置20的运算部209来进行。像这样，运算部209具有基于机械臂10(臂)共振的状态下的、设置于机械臂10的惯性传感器32的输出来求作为机械臂10的振动的大小的尺度之一的角速度的功能。
得到的共振状态下的角速度的信息被存储于存储部208，例如，能够在关于机器人1的振动的优劣的判断等各种的用途中使用。
在测定结束后，取下惯性传感器32。另外，也可以不取下惯性传感器32，而用于其它的用途。
如以上说明的那样，在本实施方式中，能够在机械臂10共振的状态下，定量地测定机械臂10的振动的角速度。
由此，能够使关于机器人的1的振动的优劣的判断的精度提高。另外，能够对于多个机器人1的振动，定量地进行比较。
另外，通过将机械臂10的振动的角速度的信息记载于成绩表等并保存，在机器人1的收货后从顾客有提出机器人1的振动较大等的不满的情况下，能够通过上述成绩表确认，进行应对。另外，在后续品的出厂阶段，对于提出上述不满的振动等级以上的制品，也能够采取不出厂等的应对。另外，能够对于机器人1振动判断出是出厂后变得异常、或者从制造时开始就异常。
在此，在本实施方式中，在振动测定中，利用振动测定专用的惯性传感器32进行测定，但也可以代替惯性传感器32，将内置于机械臂10的惯性传感器31作为第一惯性传感器，利用该惯性传感器31进行测定。
由此，能够将惯性传感器31用于振动测定和机器人1的减振控制，能够省去在振动测定时，针对机械臂10拆装振动测定专用的惯性传感器32的麻烦。
(第二实施方式)
图4是用于说明本发明的可动部的振动测定方法的第二实施方式的图。
以下，对第二实施方式进行说明，但以与上述的实施方式的不同点为中心进行说明，对于同样的事项省略其说明。应予说明，在第二实施方式中也与第一实施方式相同，代表性地以使第二臂13转动进行测定的情况为例进行说明。
在第二实施方式中，在振动测定中，以不同的多个速度驱动机械臂10，并在各速度下利用惯性传感器32进行测定。
具体地说，在振动测定中，以多个转速驱动马达402M使第二臂13转动。然后，在各转速下利用惯性传感器32进行测定。另外，上述多个转速被设定为机械臂10的振动的振动频率与机械臂10的固有振动频率一致的理论上的值及其前后的值。
由此，即使是因机器人1的个体差等导致机械臂10的固有振动频率不同的情况下也能够应对。即，能够期待在上述多个转速中的任意一个转速下机械臂10共振。
在图4示出表示振动的测定结果的一个例子的曲线图。该曲线图的纵轴是利用惯性传感器32测定出的角速度，横轴是时间。
另外，在该测定中，使第二臂13向正向和逆向转动，即往复进行。图4中的以各四边形围起的数据的一方是使第二臂13向正向转动的情况的数据，即波形，另一方是使第二臂13向逆向转动的情况的波形。另外，以各四边形围起的数据与马达402M的多个转速的每一个转速对应，对于该转速，越是图4中的右侧越高。并且，各波形的“ω”与机械臂10的振动的角速度相当。该ω最大时是机械臂10共振时。
通过以上那样的第二实施方式也能够发挥与上述的实施方式相同的效果。
(第三实施方式)
图5以及图6是表示用于说明本发明的可动部的振动测定方法的第三实施方式的机器人的图。图7是用于说明本发明的可动部的振动测定方法的第三实施方式的图。
以下，对第三实施方式进行说明，但以与上述的实施方式的不同点为中心进行说明，对于相同的事项省略其说明。
在第三实施方式中，在振动测定中，使机械臂10的前端从第一位置向第二位置移动。另外，也使机械臂10的前端从第二位置向第一位置移动。并且，此时，利用作为驱动部的第一驱动源401～第六驱动源406中的至少两个，使多个臂，即第一臂12～第六臂18中的至少两个臂转动，在共振的状态下利用惯性传感器32进行测定。另外，上述两个臂的转动轴相互平行。另外，在使机械臂10的前端从第一位置向第二位置移动的期间，使机械臂10的前端的姿势维持同一姿势。另外，在使机械臂10的前端从第二位置向第一位置移动的期间，也将机械臂10的前端的姿势维持同一姿势。另外，上述同一姿势不是仅表示完全同一的姿势，例如，若以第六转动轴O6的姿势进行说明，则也包括相对于机械臂10的前端的移动前的第六转动轴O6，机械臂10的前端的移动中以及移动后的第六转动轴O6在±5°以下的范围内倾斜的情况。
以下，代表性地以使第二臂13以及第三臂14转动，使机械臂10的前端移动的情况为例进行说明。
首先，在本实施方式中，在振动测定中，使第二臂13以及第三臂14向相互不同的方向转动，使机械臂10的姿势从图5所示的第一姿势向图6所示的第二姿势变更，使机械臂10的前端从图5所示的第一位置向图6所示的第二位置移动。另外，使第二臂13以及第三臂14向相互不同的方向，与上述相反的方向转动，使机械臂10的姿势从图6所示的第二姿势向图5所示的第一姿势变更，使机械臂10的前端从图6所示的第二位置向图5所示的第一位置移动。并且，在使上述机械臂10的前端移动时，调整使第二臂13转动的马达402M以及使第三臂14转动的马达403M的转速，将机械臂10的前端的姿势维持同一姿势。
在图7示出表示振动的测定结果的一个例子的曲线图。该曲线图的纵轴是利用惯性传感器32测定出的角速度，横轴是时间。
另外，图7中的以各四边形围起的数据的一方是使机械臂10的前端从图5所示的第一位置向图6所示的第二位置移动的情况的数据，即，波形，另一方是使机械臂10的前端从图6所示的第二位置向图5所示的第一位置移动的情况的波形。另外，以各四边形围起的数据与马达402M、403M的多个转速的各转速对应，对于该转速，越是图7中的右侧越高。
在此，在该振动测定中，由于使第二臂13以及第三臂14转动，因此，机械臂10的固有振动频率变化，由此，能够期待机械臂10共振，另外，对于第二臂13以及第三臂14的动作，能够同时测定振动的角速度。另外，由于第二转动轴O2和第三转动轴O3相互平行，因此，能够将机械臂10的前端的姿势维持同一姿势。由此，能够在机械臂10的前端的角速度的目标值为0的状态下进行测定，由此，能够在机械臂10共振的状态下，容易地定量地测定机械臂10的振动的角速度。
具体地说，首先，由于在振动测定中的机械臂10的动作中，机械臂10的姿势变化，因此，机械臂10的固有振动频率变化。由此，能够期待在机械臂10的动作的中途，机械臂10的振动的振动频率与机械臂10的固有振动频率一致而使机械臂10共振。
另外，由于在振动测定中，驱动两个马达402M以及403M，因此，机械臂10的振动的振动频率由基于马达402M的驱动的值、和基于马达403M的驱动的值决定。由此，能够期待机械臂10的振动的振动频率与机械臂10的固有振动频率一致而使机械臂10共振。
另外，在将机械臂10的姿势从图5所示的第一姿势向图6所示的第二姿势变更时，第二臂13逆时针转动，第三臂14顺时针转动。另外，在机械臂10的姿势从图6所示的第二姿势向图5所示的第一变更变化时，第二臂13顺时针转动，第三臂14逆时针转动。即，第二臂13和第三臂14向相互不同的方向转动。另外，机械臂10的前端的角速度的目标值被设定为0，机械臂10的前端的姿势维持恒定的姿势。
由此，如图7所示那样，利用惯性传感器32测定的角速度仅成为基于机械臂10的振动的角速度，由此，能够容易地求出机械臂10的振动的角速度。
另外，在振动测定中，由于求出由第二臂13的振动引起的机械臂10的振动、和由第三臂14的振动引起的机械臂10的振动的合成振动，因此，与分别求出各振动的情况相比，能够迅速地进行关于机器人的1的振动的优劣的判断。
另外，机器人1将姿势从第一姿势和第二姿势的一方向另一方变更的动作在机器人进行作业的情况的动作中出现的频度较高。因此，能够依据实际的作业进行关于机器人1的振动的优劣的判断。
根据以上那样的第三实施方式，也能够发挥与上述的实施方式相同的效果。
(第四实施方式)
图8是用于说明本发明的可动部的振动测定方法的第四实施方式的控制装置以及由该控制装置控制的机器人的主要部分的框图。
以下，对第四实施方式进行说明，但以与上述的实施方式的不同点为中心进行说明，对于相同的事项省略其说明。应予说明，第四实施方式也与第一实施方式相同，代表性地以使第二臂13转动进行测定的情况为例进行说明。
如图8所示那样，在第四实施方式中，控制装置20具备从多个选项进行选择的选择部210。
另外，在振动测定中，以不同的多个速度驱动机械臂10，即以不同的多个角速度(速度)使作为臂的一个例子的第二臂13转动(移动)，在各角速度(速度)下利用惯性传感器32进行测定。
另外，选择部210具有在振动测定中，选择使第二臂13以不同的多个角速度转动并在各角速度下由运算部209求出的臂的振动的角速度中的、振动的角速度最小时的臂的角速度的功能。应予说明，速度是包括角速度的概念，例如，在机器人的动作中，在机器人的可动部分平行移动的情况下，也可以不是角速度而是速度。
具体地说，在振动测定中，以多个转速驱动马达402M使第二臂13转动。并且，在各转速下利用惯性传感器32进行测定。另外，上述多个转速被设定为机械臂10的振动的振动频率与机械臂10的固有振动频率一致的理论上的值及其前后的值。
另外，选择部210选择各转速下由运算部209求出的机械臂10的振动的角速度中的、振动的角速度最小时的马达402M的转速。该选择出的转速被作为使机器人1动作时的马达402M的转速设定。由此，能够在使机器人1动作时抑制机械臂10的振动。
应予说明，选择部210也可以构成为不是单纯地选择振动的角速度最小时的马达402M的转速，而是还对转速设置阈值，在该阈值以上的转速中选择振动的角速度最小时的马达402M的转速。在该情况下，能够鉴于精度的要求、作业时间等，设定机器人的动作速度。
根据以上那样的第四实施方式，也能够发挥与上述的实施方式相同的效果。
应予说明，在振动测定中，也可以与第三实施方式同样地驱动机械臂10。
＜第五实施方式＞
图9是表示用于说明本发明的可动部的振动测定方法的第五实施方式的机器人的图。
以下，对第五实施方式进行说明，但以与上述的实施方式的不同点为中心进行说明，对于相同的事项省略其说明。应予说明，第五实施方式也与第一实施方式相同，代表性地以第二臂13使转动进行测定的情况为例进行说明。
如图9所示那样，在第五实施方式中，基台11位于机器人1的铅垂方向的最上方，固定于设置空间的顶棚102。若这样的机器人1动作，则不仅机械臂10，顶棚102也振动。
另外，在作为支承机械臂10的支承部的一个例子的基台11设置有作为与惯性传感器32不同的第二惯性传感器的惯性传感器33。该惯性传感器33在振动测定时安装于基台11。在测定结束后，也可以取下惯性传感器33。应予说明，惯性传感器33不限安装于基台11，例如也可以安装于顶棚102。
然后，在利用作为驱动部的一个例子的第二驱动源402驱动机械臂10的状态，优选在机械臂10共振的状态下，利用惯性传感器33进行测定，并基于惯性传感器33的输出求出基台11的振动的角速度。该基台11的振动的角速度与顶棚102的振动的角速度对应。另外，也利用惯性传感器32进行测定，并基于惯性传感器32的输出也求出机械臂10的振动。应予说明，对于顶棚102等的固有振动频率，能够与在第一实施方式中叙述的求出机械臂10的固有振动频率的方法相同地求出。
由此，使用不仅变更机器人1的动作速度，例如还变更顶棚102等的固有振动频率的方法等，能够减少机器人1的振动的影响。
通过以上那样的第五实施方式，也能够发挥与上述的实施方式相同的效果。
应予说明，在振动测定中，也可以与第三实施方式同样地驱动机械臂10。
以上，基于图示的实施方式对本发明的可动部的振动测定方法、机器人的振动测定方法以及控制装置进行了说明，但本发明并不局限于此，对于各部的构成，能够置换为具有同样的功能的任意的构成。另外，也可以附加其它的任意的构成物、步骤。
另外，本发明也可以组合上述各实施方式中的任意的2个以上的构成(特征)。
另外，在上述实施方式中，以作为振动的测定对象物的可动部为机器人的机械臂的情况为例进行了说明，但在本发明中，可动部不限于机器人的机械臂，是能够动作的部件即可。
另外，在上述实施方式中，机器人的基台的固定位置例如是设置空间中地板或者顶棚，但在本发明中，并不局限于此，除此而外，例如能够列举墙壁、作业台、地上等。
另外，在本发明中，机器人也可以设置于操作室内。在该情况下，作为机器人的基台的固定位置，例如能够列举操作室的地板部、顶棚部、墙壁部、作业台等。
另外，在上述实施方式中，作为固定机器人(基台)的平面(面)的第一面是与水平面平行的平面(面)，但在本发明中，并不局限于此，例如也可以是相对于水平面、铅垂面倾斜的平面(面)，另外，还可以是与铅垂面平行的平面(面)。即，第一转动轴可以相对于铅垂方向、水平方向倾斜，另外也可以与水平方向平行。
另外，在上述实施方式中，机械臂的转动轴的个数是六个，但在本发明中，并不局限于此，机械臂的转动轴的个数例如也可以是两个、三个、四个、五个或者七个以上。即，在上述实施方式中，臂(连杆)的个数是六个，但在本发明中，并不局限于此，臂的个数例如也可以是两个、三个、四个、五个、或者七个以上。在该情况下，例如能够通过在上述实施方式的机器人中，在第二臂与第三臂之间追加臂，实现臂的个数为七个的机器人。
另外，在上述实施方式中，机械臂的个数是一个，但在本发明中，并不局限于此，机械臂的个数例如也可以是两个以上。即，机器人(机器人主体)例如也可以是双臂机器人等多臂机器人。
另外，在本发明中，机器人也可以是其它的形式的机器人。作为具体例，例如能够列举具有脚部的脚式步行(走行)机器人、SCARA机器人等水平多关节机器人等。
另外，在上述实施方式中，控制装置具有测定振动的大小的功能，但在本发明中，并不局限于此，例如，也可以与控制装置独立地设置测定振动的大小的振动测定装置。振动测定装置例如能够由个人计算机等构成。
符号说明：1…机器人，2…臂主体，3…驱动机构，4…密封单元，10…机械臂，11…基台，12…第一臂，13…第二臂，14…第三臂，15…第四臂，16…耳轴，17…第五臂，18…第六臂，20…控制装置，31…惯性传感器，32…惯性传感器，33…惯性传感器，100…机器人***，101…地板，102…顶棚，111…螺栓，161…耳轴主体，162…支承环，163…前端面，171…关节，172…关节，173…关节，174…关节，175…关节，176…关节，201…第一驱动源控制部，202…第二驱动源控制部，203…第三驱动源控制部，204…第四驱动源控制部，205…第五驱动源控制部，206…第六驱动源控制部，207…控制部，208…存储部，209…运算部，210…选择部，301…马达驱动器，302…马达驱动器，303…马达驱动器，304…马达驱动器，305…马达驱动器，306…马达驱动器，401…第一驱动源，401M…马达，402…第二驱动源，402M…马达，403…第三驱动源，403M…马达，404…第四驱动源，404M…马达，405…第五驱动源，405M…马达，406…第六驱动源，406M…马达，411…第一角度传感器，412…第二角度传感器，413…第三角度传感器，414…第四角度传感器，415…第五角度传感器，416…第六角度传感器，O1…第一转动轴，O2…第二转动轴，O3…第三转动轴，O4…第四转动轴，O5…第五转动轴，O6…第六转动轴。

Claims (12)

1.一种可动部的振动测定方法，其特征在于，
是使用第一惯性传感器测定可动部的振动的振动测定方法，具备：
利用驱动上述可动部的驱动部驱动上述可动部，在共振的状态下利用上述第一惯性传感器进行测定的步骤；
基于上述第一惯性传感器的输出求出上述可动部的振动的大小的步骤。
2.根据权利要求1所述的可动部的振动测定方法，其特征在于，
上述可动部具备以能够绕转动轴转动的方式设置的多个臂，
在使上述可动部的前端从第一位置向第二位置移动时，利用上述驱动部使上述多个臂中的至少两个上述臂转动，在共振的状态下利用上述第一惯性传感器进行测定。
3.根据权利要求2所述的可动部的振动测定方法，其特征在于，
上述两个臂的上述转动轴相互平行。
4.根据权利要求2所述的可动部的振动测定方法，其特征在于，
在使上述可动部的前端从上述第一位置向上述第二位置移动的期间，使上述可动部的前端的姿势维持同一姿势。
5.根据权利要求1所述的可动部的振动测定方法，其特征在于，
以不同的多个速度驱动上述可动部，在各速度下利用上述第一惯性传感器进行测定。
6.根据权利要求1所述的可动部的振动测定方法，其特征在于，
上述第一惯性传感器内置于上述可动部。
7.根据权利要求1所述的可动部的振动测定方法，其特征在于，
在支承上述可动部的支承部设置与上述第一惯性传感器不同的第二惯性传感器，
在利用上述驱动部驱动了上述可动部的状态下，利用上述第二惯性传感器进行测定，并基于上述第二惯性传感器的输出求出上述支承部的振动的大小。
8.根据权利要求1所述的可动部的振动测定方法，其特征在于，
上述第一惯性传感器是六轴惯性传感器。
9.根据权利要求1至7中任意一项所述的可动部的振动测定方法，其特征在于，
上述第一惯性传感器是角速度传感器。
10.一种机器人的振动测定方法，其特征在于，
是使用惯性传感器测定机器人的振动的振动测定方法，具有：
利用驱动上述机器人的驱动部驱动上述机器人，在共振的状态下利用上述惯性传感器进行测定的步骤；以及
基于上述惯性传感器的输出求出上述机器人的振动的大小的步骤。
11.一种控制装置，其特征在于，
是控制具备臂的机器人的控制装置，
具备运算部，该运算部基于上述臂共振的状态下的、设置于上述臂的惯性传感器的输出，求出上述臂的振动的大小。
12.根据权利要求11所述的控制装置，其特征在于，
具备选择部，该选择部对以不同的多个速度使上述臂移动并在各速度下由上述运算部求出的上述臂的振动的大小中的、振动的大小最小时的速度进行选择。
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