CN1833830A - 加减速控制方法及装置及加减速控制方法的程序 - Google Patents

加减速控制方法及装置及加减速控制方法的程序 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种以简单的算法、对应于例如电机的驱动方向以及加减速等地决定电机的加减速度的加减速控制方法、装置等。重力扭矩运算部(1A)算出作用于使具有关节的机械即机械手(100)动作的关节驱动电机上的重力扭矩，加减速度修正系数运算部(1B)利用预先设定的多个重力补偿系数中根据由重力所影响的驱动条件而选择的重力补偿系数与重力扭矩来算出加减速度修正系数，从而加减速度运算部(1D)基于加减速度修正系数与设定的基本加减速度来算出关节驱动电机的加速度以及/或者减速度。

Description

加减速控制方法及装置及加减速控制方法的程序
技术领域
本发明涉及例如具有关节的机械的关节驱动电机的加减速控制方法、装置等。特别是涉及用于控制例如在垂直多关节机器人等中受到重力的影响的关节驱动电机的加减速控制方法、装置等。
背景技术
在例如多关节型的机器人(以下，称为机械手)中，存在如下所述问题：关节驱动电机(以下，称为电机)的扭矩因重力作用于关节部上的重力扭矩而消耗，从而产生扭矩饱和，或者在定位时残留有振动。为了解决该问题，必须考虑作用于多关节型机械手的各关节上的重力的影响，调整加速以及/或者减速(以下，称为加减速，称其速度为加减速度)。
一直以来，提出了如下方法：对应于机械手的姿势来实时地计算重力扭矩，从而前馈地消除重力的影响(参照专利文献1)。该方法具体如下述：从机械手的姿势信息来计算作用于关节上的重力扭矩，然后将其从电机的驱动扭矩指令中减去，以此来消除重力的影响。又，也提出了如下方法：利用机械手的指示点的位置、姿势或者各轴的驱动方向、驱动速度，基于由运动方程式导出的计算式，来调整加减速时的常数(参照专利文献2)。
【专利文献1】特开平10-244482号公报
【专利文献2】特开平7-261822号公报
但是，在上述前馈地消除重力的影响这一方法中，因为只将基于姿势而算出的重力扭矩减去从而消除重力的影响，所以并不进行对应于驱动方向、状况的消除。特别是，即使要一律地消除重力扭矩的影响，也不可能分别相对于例如受到重力扭矩的影响的扭矩饱和、残留振动而进行调整，以达到消除的目的。又，就调整加减速时常数的方法而言，用于求解运动方程式的计算量多，且为了进行实时的处理必须使用处理能力(CPU能力)高的运算机构。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种以简单的顺序、对应于驱动状态(特别是电机的驱动方向以及加减速等的状况)地决定电机的加减速度的加减速控制方法、装置等。
本发明的加减速控制方法，具有如下工序：算出作用于使具有关节的机械动作的关节驱动电机的驱动上的重力扭矩的工序、与基于预先设定的多个重力补偿系数中基于由重力所影响的驱动状态而选择的重力补偿系数与重力扭矩来算出加减速度修正系数的工序、与基于加减速度修正系数和设定的基本加减速度来算出关节驱动电机的加速度以及/或者减速度的工序。
根据本发明，因为基于算出的重力扭矩与从预先设定的多个重力补偿系数中选择的重力补偿系数来算出加减速度修正系数，基于加减速度修正系数与设定的基本加减速度来算出关节驱动电机的加速度以及/或者减速度，所以可以在运算重力扭矩之后，利用简单的顺序来算出与因驱动状态而不同的重力的影响(例如扭矩饱和、残留振动等)适当地对应的加减速度。以此，就不需要高速的运算处理，从而不使用高价的处理机构亦可。
又，本发明的加减速控制方法，为了关节驱动电机的扭矩饱和防止以及残留振动抑制，基于关节驱动电机的驱动方向不同以及加速/减速不同的驱动状态来设定重力补偿系数。
根据本发明，因为为了对动作影响较大的扭矩饱和防止以及残留振动抑制，基于关节驱动电机的驱动方向不同以及加速/减速不同的驱动状态来设定重力补偿系数，所以可以利用基于因在与重力作用方向相反方向上加速时的扭矩饱和、进行伴随着减速的定位时的残留振动而导致的影响分别容易产生这一状态的重力补偿系数来算出加速度、减速度，从而可以有效地实现扭矩饱和防止以及残留振动抑制。
又，本发明的加减速控制方法，具有如下工序：基于与具有关节的机械的动作开始以及动作结束有关的数据、和与机械的机构参数以及/或者有效负载有关的数据，来算出动作开始以及动作结束时的姿势的、作用于关节驱动电机的驱动上的重力扭矩的工序、与基于由关节驱动电机的驱动方向不同以及加速/减速不同所设定的重力补偿系数、重力扭矩以及关节驱动电机的输出扭矩，来算出动作中加速以及/或者减速时的加减速度修正系数的工序、与将加减速度修正系数与设定的基本加减速度相乘，从而算出关节驱动电机的加速度以及/或者减速度的工序。
根据本发明，因为基于动作开始以及结束时的姿势的重力扭矩、为了扭矩饱和防止以及残留振动抑制而由关节驱动电机的驱动方向不同以及加速/减速不同所设定的重力补偿系数以及输出扭矩，来算出加减速度修正系数，并将该加减速度修正系数与基本加减速度相乘从而算出加速度以及/或者减速度，所以可以利用简单的顺序来算出与较大地受到重力的影响的扭矩饱和、残留振动适当地对应的加减速度。以此，就不需要高速的运算处理，从而不使用高价的处理机构亦可。
又，本发明的加减速控制方法，还具有如下工序：设定加减速度修正系数的最大值以及/或者最小值，若判断为算出的加减速度修正系数在范围外，则将加减速度修正系数限制为最大值或者最小值。
根据本发明，因为限制加减速度修正系数，所以可以实现动作的安全。
又，在本发明的加减速控制方法中，机械是多关节型机械手。
上述的发明，可以相对于必须采取多样的姿势、进行更细致的加减速控制、定位的多关节型机械手而发挥最大的效果。
又，本发明的加减速控制装置，包括如下机构：算出作用于使多关节型机械手动作的多关节驱动电机的驱动上的重力扭矩的重力扭矩运算机构、与基于预先设定的多个重力补偿系数中基于由重力所影响的驱动状态而选择的重力补偿系数与重力扭矩来算出加减速度修正系数的加减速度修正系数运算机构、与基于加减速度修正系数和设定的基本加减速度来算出关节驱动电机的加速度以及/或者减速度的加减速度运算机构。
根据本发明，因为加减速度修正系数运算机构，基于重力扭矩运算机构算出的重力扭矩与从预先设定的多个重力补偿系数中例如基于驱动状态来选择的重力补偿系数，来算出加减速度修正系数，加减速度运算机构，基于加减速度修正系数与设定的基本加减速度，来算出关节驱动电机的加速度以及/或者减速度，所以各机构并不进行复杂的计算，可以以简单的顺序算出与因驱动状态而不同的重力的影响(扭矩饱和、残留振动等)适当地对应的加减速度。以此，装置的成本也可以降低。
又，本发明的加减速控制装置，具有如下机构：基于具有多关节型机械手的动作开始以及动作结束时的数据和与多关节型机械手的机构参数以及/或者有效负载有关的数据，来算出动作开始以及动作结束时的姿势的、作用于关节驱动电机的驱动上的重力扭矩的重力扭矩运算机构、与基于由关节驱动电机的驱动方向不同以及加速/减速不同所设定的重力补偿系数、重力扭矩以及关节驱动电机的输出扭矩，来算出动作中加速以及/或者减速时的加减速度修正系数的加减速度修正系数运算机构、与将加减速度修正系数与由关节所设定的基本加减速度相乘从而算出关节驱动电机的加速度以及/或者减速度的加减速度运算机构。
根据本发明，因为加减速度修正系数运算机构基于重力扭矩运算机构所算出的动作开始以及结束时的姿势的重力扭矩、为了扭矩饱和防止以及残留振动抑制而由关节驱动电机的驱动方向不同以及加速/减速不同所设定的重力补偿系数以及输出扭矩，来算出加减速度修正系数，加减速度运算机构将加减速度修正系数与基本加减速度相乘从而算出加速度以及/或者减速度，所以各机构并不进行复杂的计算，可以以简单的顺序算出与较大地受到重力的影响的扭矩饱和、残留振动等适当地对应的加减速度。以此，装置的成本也可以降低。
又，本发明的加减速控制装置还具有将加减速度修正系数运算机构基于由加减速度修正系数所设定的最大值以及/或者最小值而算出的加减速度修正系数限制为最大值或者最小值的系数校验机构。
根据本发明，因为系数校验机构校验加减速度修正系数，限制其最大值、最小值，所以可以实现动作的安全。
又，本发明的加减速控制装置还具有如下机构：基于各关节的移动时间来判断最大移动时间的关节的判断机构、与对最大移动时间的关节以外的关节，再计算对应于最大移动时间的加速度以及/或者减速度的加减速度调整机构。
根据本发明，因为判断机构基于各关节的移动时间来判断最大移动时间的关节，然后加减速度调整机构再计算最大移动时间的关节以外的关节，并对应于最大移动时间地调整加速度以及/或者减速度，所以对于最大移动时间的关节以外的关节，可以生成加减速度的余量，从而可以进一步实现重力的影响的降低。
又，本发明的加减速控制方法的程序，使在计算机中进行如下工序：算出作用于使具有关节的机械动作的关节驱动电机的驱动上的重力扭矩的工序、与基于从设定的多个重力补偿系数中基于驱动状态而选择的重力补偿系数与重力扭矩来算出加减速度修正系数的工序、与基于设定的基本加减速度与加减速度修正系数来算出关节驱动电机的加速度以及/或者减速度的工序。
根据本发明，因为基于算出的重力扭矩与从预先设定的多个重力补偿系数中选择的重力补偿系数来算出加减速度修正系数，基于加减速度修正系数与设定的基本加减速度来算出关节驱动电机的加速度以及/或者减速度，所以可以利用简单的顺序算出与因驱动状态而不同的重力的影响(例如扭矩饱和、残留振动)适当地对应的加减速度。以此，即使是不能进行高速的运算处理的计算机也可以应对所述运算。
又，本发明的加减速控制方法的程序，使在计算机中进行如下工序：基于与具有关节的机械的动作开始以及动作结束有关的数据、和与机械的机构参数以及/或者有效负载有关的数据，来算出动作开始以及动作结束时的姿势的、作用于关节驱动电机的驱动上的重力扭矩的工序、与基于由关节驱动电机的驱动方向不同以及加速/减速不同所设定的重力补偿系数、重力扭矩以及关节驱动电机的输出扭矩，来算出动作中加速以及/或者减速时的加减速度修正系数的工序、与将加减速度修正系数与由关节所设定的基本加减速度相乘，从而算出关节驱动电机的加速度以及/或者减速度的工序。
根据本发明，因为包含与机械的机构参数以及/或者有效负载有关的数据在内基于动作开始以及结束时的姿势的重力扭矩、为了扭矩饱和防止以及残留振动抑制而由关节驱动电机的驱动方向不同以及加速/减速不同所设定的重力补偿系数以及输出扭矩，来算出加减速度修正系数，并将该加减速度修正系数与基本加减速度相乘从而算出加速度以及/或者减速度，所以可以利用简单的顺序来算出与较大地受到重力的影响的扭矩饱和、残留振动适当地对应的加减速度。以此，即使是不能进行高速的运算处理的计算机也可以应对所述运算。
又，本发明的加减速控制方法的程序，还在计算机中进行如下工序：基于算出的加减速度修正系数来限制加减速度修正系数的最大值以及/或者最小值。
根据本发明，因为限制加减速度修正系数，所以可以在计算机中进行机械的安全控制。
附图说明
图1是以实施方式一的机械手控制装置10为中心的图；
图2是表示机械手100的一例的图；
图3是以流程图来表示设定了重力补偿系数Kg的处理的图。
符号说明
1-加减速控制机构，1A-重力扭矩运算部，1B-加减速度修正系数运算部，1C-修正系数校验部，1D-加减速度运算部，1E-主轴判断部，1F-加减速度调整部，2-插补运算机构，3-信号输出机构，4-数据存储机构，10-机械手控制装置，100-机械手，200-有效负载。
具体实施方式
实施方式一
图1是表示以本发明的实施方式一的机械手控制装置为中心的***的图。在图1中，本实施方式的机械手控制装置10以加减速控制机构1、插补运算机构2、信号输出机构3以及数据存储机构4构成。机械手控制装置10输出驱动信号来控制机械手100的动作。这里在本实施方式中，主要说明与将机械手100的各关节(轴)中的电机的轴旋转驱动的加减速包含的速度有关的控制(基本地，在1个动作中至少分别包含有1次加速、减速)。
加减速控制机构1进而以重力扭矩运算部1A、加减速度修正系数运算部1B、修正系数校验部1C、加减速度运算部1D、主轴判断部1E以及加减速度调整部1F构成。重力扭矩运算部1A对机械手100的各关节算出因重力的影响而在关节上产生的重力扭矩。又，加减速度修正系数运算部1B基于重力扭矩来算出各关节的加减速度修正系数。而且，修正系数校验部1C，例如为了限制加减速度修正系数的效果，相对于加减速度修正系数来判断是否在设定的最大值以及最小值的范围内。若判断为不在范围内，则限制使加减速度修正系数变为在范围内。加减速度运算部1D基于加减速度修正系数(也包含有修正系数校验部1C所限制的加减速度修正系数)与预先由各关节所设定的基本加减速度，来算出各关节的加减速度。
主轴判断部1E基于插补运算机构2利用插补运算而导出的各关节的移动时间(旋转驱动时间)来判断移动时间最大(最长)的关节(将其作为主轴)。又，加减速度调整部1F对主轴以外的关节再计算加减速度，调整各关节的驱动(机械手100整体的动作)。
插补运算机构2基于加减速度运算部1D所算出的加减速度等，对从动作开始至结束的机械手100的动作，进行各关节的驱动轨迹、速度等的插补运算。进而，信号输出机构3将包含有经由插补运算机构2而算出的各关节的加减速度的驱动信号输出到机械手100上。
在此，在本实施方式中，利用例如以CPU为中心的控制处理装置(计算机)来实现加减速控制机构1、插补运算机构2以及信号输出机构3，控制处理装置实施上述各机构以及构成各机构的各部所进行的处理，并对其运算结果进行数据处理。该情况下，例如，各部、各机构进行处理的顺序作为程序而存储于数据存储机构4中。
数据存储机构4存储为了加减速控制机构1、插补运算机构2以及信号输出机构3进行处理而成为必要的数据。例如，存储为了重力扭矩运算部1A算出重力扭矩而成为必要的有效负载200的状态(质量、重心位置)、机械手100的机构参数(例如各臂(连杆)的质量、臂长、重心位置)等的数据以及动作开始点、结束点等的指示点的数据。又，存储用于运算加速度修正系数的重力补偿系数的数据。进而，存储用于修正系数校验部1C校验加减速度修正系数的最大值以及最小值的数据、加减速度运算部1D运算加减速度时的基本加减速度的数据。
图2是表示机械手100的一例的图。在此，作为机械手100以6轴垂直多关节机器人等的多关节机械手为例进行说明，不过若是在必须考虑重力的影响的环境下动作的机械手，则对轴数等、其种类并不特别地限定。又，除机械手以外，也可以对动作时必须考虑重力的影响的具有关节(轴)的机械适用。有效负载200是例如机械手100所把持等的输送物等。
接着以加减速控制机构1为中心说明本实施方式的处理。在重力扭矩运算部1A，基于动作开始时以及动作结束时的机械手100的姿势来算出在各关节上产生的重力扭矩Tg。就重力扭矩Tg的算出方法而言，并不特别地限定。根据有效负载200的条件(质量、重心位置)、机械手100的机构参数等机械手的种类，以及臂等的倾斜情况(水平距离)而不同。在此，在机械手100的基部以与竖直方向垂直的方式设置的情况下，就在图2中进行J1的旋转的关节而言，重力扭矩Tg为0。
在此，可以利用到机械手100的加减速中的扭矩是电机的最大输出扭矩Tp以及重力扭矩Tg。因此通过下式(1)来算出可以利用到机械手100的关节的加减速(驱动)中的加减速扭矩Tac。而且，若以电机的最大输出扭矩Tp将加减速扭矩Tac标准化，则如下式(2)所示。在此，称Tg/Tp为标准化重力扭矩值(量纲为1)。另外，(1)、(2)式基于可以最大利用到机械手100的加减速中的最大输出扭矩Tp，不过即使不是最大也可以应用。
Tac＝Tp+Tg                                        (1)
Tac/Tp＝(Tp+Tg)/Tp
      ＝1+Tg/Tp                                   (2)
加减速度修正系数运算部1B在算出各关节的加减速度时算出与基本加减速度相乘的加减速度修正系数K。用于算出加减速度修正系数K的基本式以下式(3)表示。在式(3)中，使用Tg的绝对值是为了不利用Tg的符号变化而利用重力补偿系数Kg的符号设定来扩大加减速调整的自由度。在中括弧内减去1是为了使基准为0(重力扭矩Tg＝0时为0，从而重力补偿系数Kg并不对加减速度修正系数K产生影响)。中括弧内最终成为与所述标准化重力扭矩值相同的值。另一方面，在标准化重力扭矩值与重力补偿系数Kg的积加上1是为了在使加减速度修正系数K的基准为1(重力扭矩Tg＝0)时K＝1。
K＝[(Tp+|Tg|)/Tp-1]Kg+1
 ＝(|Tg|·Kg+Tp)/Tp
 ＝(|Tg|/Tp)Kg+1                      (3)
(3)式的重力补偿系数Kg是为了利用重力扭矩Tg的大小来调整加减速修正系数K的效果而设定的系数。若Kg＞0，则加减速度修正系数K比1大，加减速增加。若Kg＜0，则加减速度修正系数K比1小，抑制加减速。若Kg＝0，则重力扭矩并不对加减速的效果起作用。在此，就重力补偿系数Kg而言，在本实施方式中如表1所示，设定为按关节(旋转)驱动方向Θ’(与重力作用方向相同的方向/相反的方向)不同以及加速/减速不同区分的4种类型的Kg。一般地，扭矩饱和在与重力作用方向相反的方向上加速时成为问题，残留振动在进行定位时(伴随着减速)成为问题。因此，依据驱动方向不同以及加速/减速不同而区分为不同类型，设定各自的重力补偿系数Kg(Kgaf、Kgdf、Kgar、Kgdr)，以此可以设定分别考虑了因重力而导致的扭矩饱和、残留振动这些问题的加减速度。
【表1】
                    关节驱动方向Θ’
  与重力作用方向相同的方向Tg×Θ’≥0   与重力作用方向相反的方向Tg×Θ’＜0
  加速   Kgaf   Kgar
  减速   Kgdf   Kgdr
图3是以流程图来表示设定了重力补偿系数Kg的处理的图。首先，设定为Kg＝0(此时K＝1)(S1)。而且，在例如与重力作用方向相反的方向上加速的情况下，判断在关节上是否产生扭矩饱和(S2)。进而，判断残留振动是否在允许范围内(S3)。该扭矩饱和、残留振动的测定利用例如实测、计算模拟等进行。若没有产生扭矩饱和或者残留振动，则决定为Kg≥0那样的重力补偿系数Kg的设定(S4)。另一方面，若产生则决定为Kg＜0那样的Kg的设定(S5)。
在S4中，若进行Kg≥0的决定，则使|Kg|增加(正的方向)(S6)，判断残留振动是否增加(S7)。若判断为没有增加，则返回到S6进而使|Kg|增加。另一方面，若判断为增加，则设定不使扭矩饱和以及残留振动成为问题的重力补偿系数Kg(例如，在前一阶段的步骤中增加前的Kg的值)(S8)。在此在S7中若判断为残留振动增加，则在S8中立即设定重力补偿系数Kg，不过在增加|Kg|直至振动残留超过允许范围之后，设定重力补偿系数Kg亦可。另外，在S6中就|Kg|的增加幅度而言，并不特别地限定，不过通过使|Kg|的增加幅度较小，就可以进行更加细致的重力补偿系数Kg的设定(在后述S9中也同样)。
若在S5中进行Kg＜0的决定，则使|Kg|增加(负的方向)(S9)，判断扭矩饱和是否消失(S10)。若扭矩饱和没有消失，则返回到S9，进一步增加|Kg|。若扭矩饱和消失，则进而判断残留振动是否在允许范围内(S11)。若不在允许范围内，则返回到S10，进一步增加|Kg|。若在允许范围内，则设定此时的值为重力补偿系数Kg(S12)。
如上所述，将分别设定为4种类型的重力补偿系数Kg(Kgaf、Kgdf、Kgar、Kgdr)分别代入到(3)式而算出的加减速度修正系数K(Kaf、Kdf、Kar、Kdr)如下式(4)～(7)。
Kaf＝(|Tg|/Tp)Kgaf+1                              (4)
Kdf＝(|Tg|/Tp)Kgdf+1                              (5)
Kar＝(|Tg|/Tp)Kgar+1                              (6)
Kdr＝(|Tg|/Tp)Kgdr+1                              (7)
修正系数校验部1C相对于加减速度修正系数运算部1B所算出的各关节的加减速度修正系数K，如下式(8)所示，校验是否在最小值Kmin以上、最大值Kmax以下的范围内。例如，在根据倾斜较大等机械手100的姿势来限制加减速度的情况下，限制加减速度修正系数的效果。若判断为Kmax＞K，则设定K＝Kmax，若判断为Kmin＜K，则设定K＝Kmin。另外，在本实施方式中最小值Kmin以及最大值Kmax设定为因各关节而不同的值，不过并不限定于此，与关节无关地设定为一律的值亦可。
Kmin≤K≤Kmax                                     (8)
加减速度运算部1D基于由修正系数校验部1C校验、确定的加减速度修正系数K来算出各关节的加减速度。在此，在进行加速的情况下，在由各关节所设定的基本加速度Aab上乘以加减速度修正系数Kaf或者Kar。又，在进行减速的情况下，在基本减速度Adb上乘以加减速度修正系数Kdf或者Kdr。在此，基本加速度Aab、基本减速度Adb是例如从臂延伸状态的姿势、收缩状态的姿势(基本姿势)等加速或者减速为基本姿势等时的基本的加速度、减速度。关节(旋转)驱动方向与重力作用方向为相同方向(Tg×Θ’＞0)的加速度Aac、减速度Adc，分别以下式(9)、(10)表示。
Aac＝Kaf×Aab                                         (9)
Adc＝Kdf×Adb                                         (10)
又，关节(旋转)驱动方向与重力作用方向为相反方向的加速度Aac、减速度Adc，分别以下式(11)、(12)表示。
Aac＝Kar×Aab                                         (11)
Adc＝Kdr×Adb                                         (12)
插补运算机构2以加减速度运算部1D算出的加速度来加速驱动关节，从而机械手100的动作开始，以减速度来减速驱动，从而机械手100的动作结束的方式，对各关节进行插补从动作开始至结束的轨迹(位置)、速度等的运算。
主轴判断部1E基于各关节的加减速度等来算出各关节的移动时间(旋转驱动时间)，并判断出其中的移动时间最大的关节，将其作为主轴。该最大的移动时间成为机械手100整体的移动时间。因而，主轴以外的各关节以成为最大的移动时间的方式调整即可，所以可以比算出的移动时间有一定的余量(例如，主轴以外的关节并不以最大的输出扭矩进行加减速)。因此，加减速度调整部1F将最大移动时间的关节作为主轴，对主轴以外的关节进行加减速的再计算，从而决定各关节的最终加减速度。在此，就再计算的方法、顺序而言并不特别地限定。例如，因为残留振动容易因急剧的减速而产生，所以若以在最大移动时间的范围内抑制加减速度的方式调整，则可以抑制残留振动的产生。进而，插补运算机构2基于调整的加减速度来进行插补运算。
信号输出机构3基于插补运算机构2对应于各关节的加减速度等运算得到的轨迹、速度等，将用于驱动机械手100的驱动信号输出到机械手100上。在机械手100的各关节中供给有基于驱动信号的电流，关节驱动电机(旋转)驱动，从而机械手100动作。
如上述那样，根据实施方式一，相对于机械手100的各关节，重力扭矩运算部1A算出重力扭矩Tg，加减速度修正系数运算部1B利用基于驱动状态(电机的驱动方向不同以及加速/减速不同)而从设定的多个重力补偿系数中选择的重力补偿系数Kg来调整标准化重力扭矩值(重力扭矩)，然后决定加减速度修正系数K，加减速度运算部1D在基本加减速度上乘以加减速度修正系数K，从而算出各关节的加速度，所以可以对应于驱动的状态，利用简单的计算(算法)算出与重力的影响适当地对应的加减速度。特别是因为根据电机的驱动方向不同以及加速/减速不同而设定重力补偿系数Kg(Kgaf、Kgdf、Kgar、Kgdr)，所以可以在基于因在与重力作用方向相同的方向上加速时的扭矩饱和、进行伴随着减速的定位时的残留振动而导致的影响分别容易产生的状态而进行调整之后算出加减速度，从而可以有效地实现扭矩饱和防止以及残留振动抑制。
进而，因为设定加减速度修正系数K的最大值最小值，并利用修正系数校验部1C将加减速度修正系数限制为最大值或者最小值，所以可以限制倾斜较大的情况下的加减速度，从而可以实现机械手的动作的安全。又，因为主轴判断部1E基于各关节的移动时间来判断主轴，加减速度调整部1F对应于该最大移动时间(机械手100整体的动作时间)地再计算从而调整加减速度，所以就主轴以外的关节而言，可以生成加减速度的余量，从而可以实现扭矩饱和防止以及残留振动抑制。

Claims (13)

1.一种加减速控制方法，其特征在于，包括：
算出作用于使具有关节的机械动作的关节驱动电机上的重力扭矩的工序；
根据预先设定的多个重力补偿系数中基于受重力影响的驱动状态而选择的重力补偿系数、和所述重力扭矩，来算出加减速度修正系数的工序；
基于该加减速度修正系数和设定的基本加减速度来算出所述关节驱动电机的加速度以及/或者减速度的工序。
2.如权利要求1所述的加减速控制方法，其特征在于，
为了所述关节驱动电机的扭矩饱和防止以及残留振动抑制，基于因所述关节驱动电机的驱动方向不同以及加速/减速不同而构成的所述驱动状态来设定所述重力补偿系数。
3.一种加减速控制方法，其特征在于，包括
基于与具有关节的机械的动作开始以及动作结束有关的数据、以及与所述机械的机构参数以及/或者有效负载有关的数据，来算出动作开始以及动作结束时的姿势下作用于关节驱动电机的驱动上的重力扭矩的工序；
基于因所述关节驱动电机的驱动方向不同以及加速/减速不同而决定的重力补偿系数、所述重力扭矩以及关节驱动电机的输出扭矩，来算出所述动作中加速以及/或者减速时的加减速度修正系数的工序；
将所述加减速度修正系数与设定的基本加减速度相乘，从而算出所述关节驱动电机的加速度以及/或者减速度的工序。
4.如权利要求1～3中的任意一项所述的加减速控制方法，其特征在于，所述加减速度修正系数是如下得到的值：将所述重力扭矩的绝对值与所述关节驱动电机的输出扭矩的和除以所述输出扭矩后再减去1得到的值、与所述重力补偿系数相乘，然后在该值上加上1。
5.如权利要求3或者4所述的加减速控制方法，其特征在于，还具有：设定所述加减速度修正系数的最大值以及/或者最小值，若判断为算出的所述加减速度修正系数在范围外，则将所述加减速度修正系数限制为最大值或者最小值的工序。
6.如权利要求1～5中的任意一项所述的加减速控制方法，其特征在于，所述机械是多关节型机械手。
7.一种加减速控制装置，其特征在于，包括：
算出作用于使多关节型机械手动作的多关节驱动电机上的重力扭矩的重力扭矩运算机构；
根据预先设定的多个重力补偿系数中基于受重力影响的驱动状态而选择的重力补偿系数、与所述重力扭矩，来算出加减速度修正系数的加减速度修正系数运算机构；
基于该加减速度修正系数和设定的基本加减速度来算出所述关节驱动电机的加速度以及/或者减速度的加减速度运算机构。
8.一种加减速控制装置，其特征在于，包括
基于多关节型机械手的动作开始以及动作结束时的数据、和与所述多关节型机械手的机构参数以及/或者有效负载有关的数据，来算出动作开始以及动作结束时的姿势下的、作用于关节驱动电机的驱动上的重力扭矩的重力扭矩运算机构；
基于因所述关节驱动电机的驱动方向不同以及加速/减速不同而决定的重力补偿系数、所述重力扭矩以及关节驱动电机的输出扭矩，来算出所述动作中加速以及/或者减速时的加减速度修正系数的加减速度修正系数运算机构；
将所述加减速度修正系数、与在所述关节上设定的基本加减速度相乘，从而算出所述关节驱动电机的加速度以及/或者减速度的加减速度运算机构。
9.如权利要求7或者8所述的加减速控制装置，其特征在于，还包括系数校验机构，该系数校验机构，基于在所述加减速度修正系数上设定的最大值以及/或者最小值将所述加减速度修正系数运算机构算出的所述加减速度修正系数限制为最大值或者最小值。
10.如权利要求7～9中的任意一项所述的加减速控制装置，其特征在于，还包括：
基于各关节的移动时间来判断最大移动时间的关节的判断机构；
对所述最大移动时间的关节以外的关节，再计算与所述最大移动时间相匹配的加速度以及/或者减速度的加减速度调整机构。
11.一种加减速控制方法的程序，其特征在于，使在计算机中进行：
算出作用于使具有关节的机械动作的关节驱动电机上的重力扭矩的工序；
根据从基于驱动状态设定多个的重力补偿系数中选择的重力补偿系数、与该重力扭矩来算出加减速度修正系数的工序；
基于设定的基本加减速度与所述加减速度修正系数来算出所述关节驱动电机的加速度以及/或者减速度的工序。
12.一种加减速控制方法的程序，其特征在于，使在计算机中进行：
基于与具有关节的机械的动作开始以及动作结束有关的数据、和与所述机械的机构参数以及/或者有效负载有关的数据，来算出动作开始以及动作结束时的姿势下的、作用于关节驱动电机的驱动上的重力扭矩的工序；
基于因所述关节驱动电机的驱动方向不同以及加速/减速不同而决定的重力补偿系数、所述重力扭矩以及关节驱动电机的输出扭矩，来算出所述动作中加速以及/或者减速时的加减速度修正系数的工序；
将所述加减速度修正系数与在所述关节上设定的基本加减速度相乘，从而算出所述关节驱动电机的加速度以及/或者减速度的工序。
13.如权利要求12所述的加减速控制方法的程序，其特征在于，使在计算机中还进行：基于算出的加减速度修正系数来限制所述加减速度修正系数的最大值以及/或者最小值的工序。
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