JP6844434B2 - ロボットの負荷重心位置推定装置及びロボットの負荷重心位置推定方法 - Google Patents

ロボットの負荷重心位置推定装置及びロボットの負荷重心位置推定方法 Download PDF

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Description

本発明は、水平4軸構成のロボットアームの先端に負荷がある状態で、前記負荷の重心位置を推定する装置及び方法に関する。
従来より、垂直6軸型のロボットアームが負荷であるワークを把持した状態で、そのワークの重心位置を推定する技術については、例えば特許文献1等に開示されている。
特許第5327722号公報
垂直6軸型のロボットアームでは、第5軸の動作によってワークに対し重力を作用させる状態を変化させることができるので、ワークの重心位置を推定することは可能である。特許文献1等に開示されている技術はそのような構成を前提としているため、水平4軸構成のように、ワークに対して重力を作用させる状態を変化させることができないロボットアームに対しては前記技術を適用することができない。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、水平4軸構成のロボットアームが扱う負荷についても、重心位置を推定できるロボットの負荷重心位置推定装置及びロボットの負荷重心位置推定方法を提供することにある。
請求項1記載のロボットの負荷重心位置推定装置によれば、第1加速度取得部は、水平4軸構成のロボットアームの先端に質量mが既知の負荷がある状態で、ロボットアームを第4軸位置をθとする第1初期位置から、第2軸を動作させて第1推定用位置に至るまで,及び第1推定用位置から再度第1初期位置に至るまでの第1動作期間における加速領域及び減速領域について第2軸の加速度をそれぞれ取得する。
第1トルク取得部は、前記加速領域における第4軸の加速トルク,及び前記減速領域における第4軸の減速トルクを取得する。第1イナーシャ算出部は、前記加速領域及び減速領域の加速度と、前記加速トルクと、前記減速トルクとに基づいて第4軸周りのイナーシャτI4aを算出する。
第2加速度取得部は、前記第1初期位置について第4軸位置をθに変化させた第2初期位置から第2軸を動作させて、第1軸から第3軸は第1推定用位置に等しい第2推定用位置に至るまで,及び第2推定用位置から再度第2初期位置に至るまでの第2動作期間における加速領域及び減速領域について第2軸の加速度をそれぞれ取得する。第2トルク取得部は第2動作期間について、第1トルク取得部と同様に、第4軸の加速トルク,減速トルクを取得する。第2イナーシャ算出部も第2動作期間について、第1イナーシャ算出部と同様にして第4軸周りのイナーシャτI4bを算出する。
第3加速度取得部は、前記第1初期位置について第4軸位置をθに変化させた第3初期位置から第2軸を動作させて、第1軸から第3軸は第1推定用位置に等しい第3推定用位置に至るまで,及び第3推定用位置から再度第3初期位置に至るまでの第3動作期間における加速領域及び減速領域について第2軸の加速度をそれぞれ取得する。第3トルク取得部は第3動作期間について、同様に第4軸の加速トルク,減速トルクを取得する。第3イナーシャ算出部も、第3動作期間について同様に第4軸周りのイナーシャτI4cを算出する。そして、重心位置算出部は、イナーシャτI4a,τI4b及びτI4c,第4軸位置θ,θ及びθ 並びに質量mに基づいて、負荷の重心位置xcog,ycogを算出する。
すなわち、それぞれ異なる3つの第4軸位置について、負荷を水平方向に同じように移動させて第4軸に加える加速度に基づいて、各イナーシャτI4a,τI4b及びτI4cを得る。そして、上記各イナーシャと、第4軸位置θ,θ及びθ質量mとに基づいて、重心位置xcog,ycogを以下の式で求めることができる。
cog=lcosθ
cog=lsinθ
したがって、水平4軸構成のアームを備えるロボットについても、負荷の水平面内重心位置xcog,ycogを推定できる。
請求項2記載のロボットの負荷重心位置推定装置によれば、第1〜第3加速度取得部は、それぞれ第4軸位置θ,θ及びθの何れかを、0°,90°,−90°に設定する。これにより、重心位置xcog,ycogを直ちに求めることができ、演算処理が簡単になる。
請求項3記載のロボットの負荷重心位置推定装置によれば、第1〜第3加速度取得部は第3軸を上端位置に固定して動作させる。これにより、アームを第1〜第3推定用位置に動作させる際に、3軸の動きにより負荷に発生させる振動を抑制できるので、重心位置をより高い精度で推定できる。
一実施形態であり、重心位置推定処理の内容を示すフローチャート(その1) 重心位置推定処理の内容を示すフローチャート(その2) 第1動作期間の動作を、4軸アームモデルで示す図 第2軸の速度波形を示す図 第2軸の加速度波形を示す図 第4軸のトルク波形を示す図 第2動作期間の動作を、4軸アームモデルで示す図 第3動作期間の動作を、4軸アームモデルで示す図 産業用ロボットのシステム構成を示す図 4軸アームのモデルを示す図
以下、一実施形態について図面を参照して説明する。図9は、一般的な産業用ロボットのシステム構成を示している。ロボットシステム1は、ロボット2と、ロボット2を制御するコントローラ3と、コントローラ3に接続されたティーチングペンダント4とから構成されている。コントローラ3は制御装置,負荷重心位置推定装置に相当する。
ロボット2は、例えば4軸の水平多関節型ロボットとして構成されている。ロボット2は、設置面に固定されるベース5と、ベース5上に垂直軸であるZ軸方向の軸心を持つ第1軸J1を中心に回転可能に連結された第1アーム6と、第1アーム6の先端部上にZ軸方向の軸心を持つ第2軸J2を中心に回転可能に連結された第2アーム7と、第2アーム7の先端部に上下動可能で且つ回転可能に設けられたシャフト8とから構成されている。シャフト8を上下動させる際の軸が第3軸J3であり、回転させる際の軸が第4軸J4である。シャフト8の下端部には、フランジ9が位置決めされて着脱可能に取り付けられる。
ベース5、第1アーム6、第2アーム7、シャフト8およびフランジ9は、ロボット2のアームとして機能する。アーム先端であるフランジ9には、ツールとして例えばエアチャック10が取り付けられている。図7ではエアチャック10により、負荷に相当するワーク11を吸着した状態を示している。ロボット2に設けられる複数の軸J1〜J4は、それぞれに対応して設けられる図示しないモータにより駆動される。各モータの近傍には、それぞれの回転軸の回転角度,回転位置を検出するための図示しない位置検出器が設けられている。
一般に、産業用のロボットは、予めティーチングなどを実施することにより作成される所定の動作プログラムに従って動作する。コントローラ3は、その動作プログラムに基づいてモータの駆動をフィードバック制御し、ロボット2のアームの動作制御を行う。
ティーチングペンダント4は、例えば使用者が携帯あるいは手に所持して操作可能な程度の大きさで、例えば薄型の略矩形箱状に形成されている。ティーチングペンダント4には、各種のキースイッチが設けられており、使用者は、それらキースイッチにより種々の入力操作を行う。ティーチングペンダント4は、ケーブルを経由してコントローラ3に接続され、通信インターフェイスを経由してコントローラ3との間で高速のデータ転送を実行するようになっており、キースイッチの操作により入力された操作信号等の情報はティーチングペンダント4からコントローラ3へ送信される。
次に、ツールを含むワーク11の重心位置を推定する原理について説明する。図10は、ロボット2の4軸アームモデルを示す。本実施形態では、アームの第2軸を動作させた際に、第4軸に作用する加速度に基づいて重心位置を推定する。ツールを含むワーク11の質量mは既知であるとする。
ロボット2が動作した際に、モータに加わるトルクτは、(1)式となる。
Figure 0006844434
τ:イナーシャトルク M:モータのイナーシャ
τ:遠心トルク Mvis:モータの粘性 Gear:ギア比
τ:重力トルク MFrc:モータの摩擦 ω:モータの角速度
Frc:摩擦トルク ω(ドット)=dω/dt:モータの角加速度
尚、以降では、角加速度を単に「加速度」と称する場合がある。ここで、モータを図2示す角速度パターンで動作させた際に、加速区間でモータに作用するトルクをτMacc,原則区間でモータに作用するトルクをτMdccとし、それらの差を求める。すると、速度に依存する項τ,Frc,Mvis,MFrcが消えて、加速度に依存する項τ,Mが残る。
Figure 0006844434
第2軸を動作させ、第4軸を動作させなければ、第4軸の角加速度はゼロになる。すると、第4軸のイナーシャトルクτI4は、(3)式となる。
Figure 0006844434
第4軸の角度を、それぞれ異なる角度θ,θ,θに設定して、ロボットアームに同じ動作をさせた際に、それぞれの動作における第4軸イナーシャをI,I,Iとすると、
Figure 0006844434
となる。
求めようとするワーク11の重心位置xcog,ycogは、
cog=lcosθ
cog=lsinθ …(6)
である。これらは(4),(5)式より、(7),(8)式のように計算できる。
Figure 0006844434
特に、θ=0,θ=π/2,θ=−π/2に設定すると
Figure 0006844434
となり、簡単に導出できる。
次に、以上の原理に基づく本実施形態の作用について図1から図8を参照して説明する。図1及び図2は、コントローラ3により実行される重心位置推定処理の内容を示すフローチャートである。先ず、ロボット2のアームを第1初期位置に移動させる(S1)。第1初期位置は例えば、図3に示すように、
(J1,J2,J3,J4)=J(0,−40,220,0)
とする。尚、J3=220は、第3軸を上端にまで移動させた状態に対応する。また、この時の第4軸角度をθaとする。
次に、アームに第1推定用位置を取らせた後、再度第1初期位置まで戻す第1動作を開始する(S2)。第1推定用位置は、例えば
J(0,40,220,0)
とする。第4軸は、初期位置のままJ4=θ=0とする。そして、(1)アームが第1推定用位置に移動するまで,及び(2)その第1推定用位置から再度第1初期位置に至るまでの第1動作期間内に、第2軸の加速度波形及び第4軸のトルク波形をサンプリングする(S3)。これらはそれぞれ、例えば図4,図5に示すような波形となる。この時、第1動作期間の上記動作(1)と上記動作(2)との波形の平均をとることで、摩擦力を除去した波形を得る。
そして、取得した加速度波形について、加速領域,減速領域における第2軸加速度ω(ドット)2aa,ω(ドット)2adを取得する(S4)。ステップS2は第1加速度取得部に相当する。また、取得したトルク波形について、加速領域,減速領域における第4軸加速トルクτ4aa,τ4adを取得する(S5)。ステップS5は第1トルク取得部に相当する。それから、ステップS4,S5で取得した第2軸加速度及び第4軸トルクを(11)式に代入して、4軸イナーシャτI4aを算出する(S6)。
Figure 0006844434
次に、アームを、第2初期位置に移動させる(S7)。第2初期位置は、第1初期位置から第4軸位置のみをθからθ=90°に変化させた位置である。
J(0,−40,220,90)
それから、アームに、第2動作を実行させる(S8)。図7に示すように、第2推定用位置も、第1推定用位置から第4軸位置のみをθ=90°に変化させた位置となる。
J(0,40,220,90)
第1動作期間と同様に、第2推定用位置から再び第2初期位置に戻すまでが第2動作期間となる。
以降のステップS9〜S12は、第2動作期間について、ステップS3〜S6と同様の処理を行うものである。但し、ステップS10で得られる第2軸加速度はω(ドット)2ba,ω(ドット)2bdとなり、ステップS11で得られる第4軸トルクはτ4ba,τ4bdとなる。ステップS10は第2加速度取得部に相当し、ステップS11は第2トルク取得部に相当する。そして、ステップS10,S11で取得した第2軸加速度及び第4軸トルクを(12)式に代入して、4軸イナーシャτI4bを算出する(S12)。
Figure 0006844434
次に、アームを、第3初期位置に移動させる(S13)。第3初期位置も、第1初期位置から第4軸位置のみをθからθ=−90°に変化させた位置である。
J(0,−40,220,−90)
それから、アームに、第3動作を実行させる(S14)。図8に示すように、第3推定用位置も、第1推定用位置から第4軸位置のみをθ=−90°に変化させた位置となる。
J(0,40,220,−90)
第1動作期間と同様に、第3推定用位置から再び第3初期位置に戻すまでが第3動作期間となる。
以降のステップS15〜S18は、第3動作期間について、ステップS3〜S6と同様の処理を行うものである。但し、ステップS16で得られる第2軸加速度はω(ドット)2ca,ω(ドット)2cdとなり、ステップS17で得られる第4軸トルクはτ4ca,τ4cdとなる。ステップS16は第3加速度取得部に相当し、ステップS17は第3トルク取得部に相当する。そして、ステップS16,S17で取得した第2軸加速度及び第4軸トルクを(13)式に代入して、4軸イナーシャτI4bを算出する(S18)。
Figure 0006844434
ここで、本実施形態のように、第4軸角度θ,θ,θを、それぞれ0°,90°,−90°に選択していれば(S19;YES)、(9),(10)式を用いてlcosθ,lsinθを求め(S21)、(6)式よりワーク11の重心位置xcog,ycogが得られる(S22)。一方、第4軸角度θ,θ,θを、それぞれ0°,90°,−90°に選択していなければ(S19;NO)、(7),(8)式を用いてlcosθ,lsinθを求める。ステップS19〜S22は、重心位置算出部に相当する。
尚、ワーク11の実際の重心位置と、本実施形態で得られた重心位置xcog,ycogとの間に誤差が含まれる場合は、誤差値に応じた補正係数を用いて補正すれば良い。
以上のように本実施形態によれば、コントローラ3は、先端に質量mが既知のワーク11がある状態で、水平4軸ロボット2のアームが第4軸位置をθとする第1初期位置から、第2軸を動作させて第1推定用位置に至るまで,及び第1推定用位置から再度第1初期位置に至るまでの第1動作期間における加速領域及び減速領域について、第2軸の加速度をそれぞれ取得する。
また、コントローラ3は、前記加速領域における第4軸の加速トルク,及び前記減速領域における第4軸の減速トルクを取得すると、前記加速領域及び減速領域の加速度と、前記加速トルクと、前記減速トルクとに基づいて第4軸周りのイナーシャτI4aを算出する。
コントローラ3は、第1初期位置について第4軸位置をθに変化させた第2初期位置から第2軸を動作させて第2動作を行い、第2動作期間における加速領域及び減速領域について、第2軸の加速度をそれぞれ取得する。また、第2動作期間について、第1トルク取得部と同様に、第4軸の加速トルク,減速トルクを取得すると、第4軸周りのイナーシャτI4bを算出する。
また、コントローラ3は、第1初期位置について第4軸位置をθに変化させた第3初期位置から第2軸を動作させて第3動作を行い、第3動作期間における加速領域及び減速領域について、第2軸の加速度をそれぞれ取得する。また、第3動作期間について、第4軸の加速トルク,減速トルクを取得すると、第4軸周りのイナーシャτI4cを算出する。そして、第4軸から負荷までの重心距離l,前記負荷の重心方向θ,イナーシャτI4a,τI4b及びτI4c,第4軸位置θ,θ及びθに基づいて、ワーク11の重心位置xcog,ycogを算出する。
すなわち、それぞれ異なる3つの第4軸位置について、負荷を水平方向に同じように移動させて第4軸に加える加速度に基づいて、各イナーシャτI4a,τI4b及びτI4cを得る。そして、上記各イナーシャと、第4軸位置θ,θ及びθとに基づいて、ワーク11の重心位置xcog,ycogを求める。したがって、水平4軸構成のアームを備えるロボットについても、ワーク11の水平面内重心位置を推定できる。
また、第4軸角度θ,θ,θを、それぞれ0°,90°,−90°に設定することで、(9),(10)式により重心位置xcog,ycogを直ちに求めることができ、演算処理が簡単になる。更に、第3軸を上端位置に固定して動作させるので、アームを第1,第2推定用位置に動作させる際に、第3軸によりワーク11に発生する振動を抑制でき、重心位置をより高い精度で推定できる。
本発明は上記した、又は図面に記載した実施形態にのみ限定されるものではなく、以下のような変形又は拡張が可能である。
θ,θ,θと、角度0°,90°,−90°との対応関係を変更しても良い。また、θ,θ,θの各設定は、上記の角度に限る必要は無い。
初期位置及び推定用位置については、適宜変更して実施しても良い。
振動の影響が問題なければ、第3軸は必ずしも上端位置を取る必要は無い。
第2,第3ステップの実行順序を入れ替えても良いし、第5,第6ステップの実行順序を入れ替えても良い。また、第8,第9ステップの実行順序を入れ替えても良い。
図面中、2はロボット、3はコントローラ、11はワークを示す。

Claims (6)

  1. 水平4軸構成のロボットアームの先端に質量mが既知の負荷がある状態で、前記ロボットアームを第4軸位置をθとする第1初期位置から、第2軸を動作させて第1推定用位置に至るまで,及び前記第1推定用位置から再度前記第1初期位置に至るまでの第1動作期間における加速領域及び減速領域について第2軸の加速度をそれぞれ取得する第1加速度取得部と、
    前記加速領域における第4軸の加速トルク,及び前記減速領域における第4軸の減速トルクを取得する第1トルク取得部と、
    前記加速領域及び減速領域の加速度と、前記加速トルクと、前記減速トルクとに基づいて第4軸周りのイナーシャτI4aを算出する第1イナーシャ算出部と、
    前記ロボットアームを、前記第1初期位置について第4軸位置をθ(≠θ)に変化させた第2初期位置から第2軸を動作させて、第1軸から第3軸は第1推定用位置に等しい第2推定用位置に至るまで,及び前記第2推定用位置から再度前記第2初期位置に至るまでの第2動作期間における加速領域及び減速領域について第2軸の加速度をそれぞれ取得する第2加速度取得部と、
    前記加速領域における第4軸の加速トルク,及び前記減速領域における第4軸の減速トルクを取得する第2トルク取得部と、
    前記加速領域及び減速領域の加速度と、前記加速トルクと、前記減速トルクとに基づいて第4軸周りのイナーシャτI4bを算出する第2イナーシャ算出部と、
    前記ロボットアームを、前記第1初期位置について第4軸位置をθ(≠θ,θ)に変化させた第3初期位置から第2軸を動作させて、第1軸から第3軸は第1推定用位置に等しい第3推定用位置に至るまで,及び前記第3推定用位置から再度前記第3初期位置に至るまでの第3動作期間について加速領域及び減速領域における第2軸の加速度をそれぞれ取得する第3加速度取得部と、
    前記加速領域における第4軸の加速トルク,及び前記減速領域における第4軸の減速トルクを取得する第3トルク取得部と、
    前記加速領域及び減速領域の加速度と、前記加速トルクと、前記減速トルクとに基づいて第4軸周りのイナーシャτI4cを算出する第3イナーシャ算出部と、
    記イナーシャτI4a,τI4b及びτI4c,前記第4軸位置θ,θ及びθ 並びに前記質量mに基づいて、前記負荷の重心位置xcog,ycogを算出する重心位置算出部とを備えるロボットの負荷重心位置推定装置。
  2. 前記第1〜第3加速度取得部は、それぞれ前記第4軸位置θ,θ及びθの何れかを、0°,90°,−90°に設定する請求項1記載のロボットの負荷重心位置推定装置。
  3. 前記第1〜第3加速度取得部は、第3軸を上端位置に固定して動作させる請求項1又は2記載のロボットの負荷重心位置推定装置。
  4. 水平4軸構成のロボットアームの先端に質量mが既知の負荷がある状態で、前記ロボットアームを第4軸位置をθとする第1初期位置から、第2軸を動作させて第1推定用位置に至るまで,及び前記第1推定用位置から再度前記第1初期位置に至るまでの第1動作期間における加速領域及び減速領域について第2軸の加速度をそれぞれ取得する第1ステップと、
    前記加速領域における第4軸の加速トルク,及び前記減速領域における第4軸の減速トルクを取得する第2ステップと、
    前記加速領域及び減速領域の加速度と、前記加速トルクと、前記減速トルクとに基づいて第4軸周りのイナーシャτI4aを算出する第3ステップと、
    前記ロボットアームを、前記第1初期位置について第4軸位置をθ(≠θ)に変化させた第2初期位置から第2軸を動作させて、第1軸から第3軸は第1推定用位置に等しい第2推定用位置に至るまで,及び前記第2推定用位置から再度前記第2初期位置に至るまでの第2動作期間における加速領域及び減速領域について第2軸の加速度をそれぞれ取得する第4ステップと、
    前記加速領域における第4軸の加速トルク,及び前記減速領域における第4軸の減速トルクを取得する第5ステップと、
    前記加速領域及び減速領域の加速度と、前記加速トルクと、前記減速トルクとに基づいて第4軸周りのイナーシャτI4bを算出する第6ステップと、
    前記ロボットアームを、前記第1初期位置について第4軸位置をθ(≠θ,θ)に変化させた第3初期位置から第2軸を動作させて、第1軸から第3軸は第1推定用位置に等しい第3推定用位置に至るまで,及び前記第3推定用位置から再度前記第3初期位置に至るまでの第3動作期間における加速領域及び減速領域について第2軸の加速度をそれぞれ取得する第7ステップと、
    前記加速領域における第4軸の加速トルク,及び前記減速領域における第4軸の減速トルクを取得する第8ステップと、
    前記加速領域及び減速領域の加速度と、前記加速トルクと、前記減速トルクとに基づいて第4軸周りのイナーシャτI4cを算出する第9ステップと、
    記イナーシャτI4a,τI4b及びτI4c,前記第4軸位置θ,θ及びθ 並びに前記質量mに基づいて、前記負荷の重心位置xcog,ycogを算出する第10ステップとを有するロボットの負荷重心位置推定方法。
  5. 前記第1,第4,第7ステップにおいて、それぞれ前記第4軸位置θ,θ及びθの何れかを、0°,90°,−90°に設定する請求項4記載のロボットの負荷重心位置推定方法。
  6. 前記第1,第4,第7ステップにおいて、第3軸を上端位置に固定して動作させる請求項4又は5記載のロボットの負荷重心位置推定方法。
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI642523B (zh) * 2017-09-21 2018-12-01 上銀科技股份有限公司 用於機械臂之負載估測重力補償的方法及其負載估測重力補償系統
CN110027002B (zh) * 2019-04-24 2021-09-17 深圳市智能机器人研究院 一种基于多电机驱动的仿生关节控制***及方法
EP4118409A4 (en) 2020-04-15 2023-08-23 Shanghai Flexiv Robotics Technology Co., Ltd. METHOD OF ESTIMATION OF THE DIRECTION OF GRAVITY WITH REGARD TO A ROBOT, ROBOT SYSTEM AND NONTRANSITORY COMPUTER READABLE MEDIA
US11446825B2 (en) * 2020-04-15 2022-09-20 Shanghai Flexiv Robotics Technology Co., Ltd. Method for estimating a direction of gravity with respect to a robot

Family Cites Families (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS605783B2 (ja) 1976-08-26 1985-02-14 本田技研工業株式会社 エンジンの吸気加熱装置
JPS6077210A (ja) * 1983-10-05 1985-05-01 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 空間運動機構の制御方法
EP0262600B1 (en) * 1986-09-29 1992-11-25 Asea Ab Method and device for optimum parameter control of controllers for rotational and/or linear movements in one or more degrees of freedom in an industrial robot
JP2512327B2 (ja) * 1989-02-03 1996-07-03 三菱電機株式会社 多関節型ロボットの制御方法
JP3328414B2 (ja) * 1994-02-17 2002-09-24 三洋電機株式会社 ロボットハンドの姿勢制御装置
JP4611580B2 (ja) * 2001-06-27 2011-01-12 本田技研工業株式会社 トルク付与システム
JP3754340B2 (ja) * 2001-10-15 2006-03-08 株式会社デンソーウェーブ 位置検出装置
JP3927454B2 (ja) * 2002-06-27 2007-06-06 株式会社不二越 多関節ロボットの負荷重量及び負荷重心位置の自動算出方法
DE602004029256D1 (de) * 2003-06-27 2010-11-04 Honda Motor Co Ltd Gangerzeugungsvorrichtung für beweglichen roboter mit beinen
JP2010076074A (ja) * 2008-09-29 2010-04-08 Panasonic Corp ロボットの制御方法
JP4957753B2 (ja) * 2009-06-15 2012-06-20 セイコーエプソン株式会社 ロボット、搬送装置、及び慣性センサーを用いた制御方法
JP5327722B2 (ja) * 2010-05-07 2013-10-30 株式会社安川電機 ロボットの負荷推定装置及び負荷推定方法
KR101953113B1 (ko) * 2011-05-30 2019-03-05 삼성전자주식회사 로봇 및 그 제어방법
JP5383760B2 (ja) * 2011-09-09 2014-01-08 ファナック株式会社 ワーク質量測定機能を備えたロボット
JP5399593B2 (ja) * 2011-11-10 2014-01-29 パナソニック株式会社 ロボット、ロボットの制御装置、制御方法、及び制御プログラム
JP2013131543A (ja) * 2011-12-20 2013-07-04 Tokyo Electron Ltd 基板処理装置
JP6001282B2 (ja) * 2012-03-19 2016-10-05 株式会社イシダ 振り分け装置
GB2518576B (en) * 2012-08-02 2015-09-02 Toshiba Machine Co Ltd Robotic apparatus and control method therefor
US9242376B2 (en) * 2013-03-28 2016-01-26 Denso Wave Incorporated Method of generating path of multiaxial robot and control apparatus for the multiaxial robot
JP5616478B1 (ja) 2013-04-18 2014-10-29 ファナック株式会社 ワークを搬送するロボットを備えるロボットシステム
JP5698789B2 (ja) 2013-04-18 2015-04-08 ファナック株式会社 ワークを搬送するロボットの制御装置
JP5893665B2 (ja) * 2014-04-14 2016-03-23 ファナック株式会社 作用された力に応じて移動されるロボットを制御するロボット制御装置
KR101575487B1 (ko) * 2014-06-11 2015-12-08 현대자동차주식회사 로봇의 대상물 무게 및 무게중심 산출시스템 및 그 제어방법
JP6166305B2 (ja) 2015-05-08 2017-07-19 ファナック株式会社 負荷パラメータ設定装置および負荷パラメータ設定方法
JP6881886B2 (ja) * 2015-07-14 2021-06-02 キヤノン株式会社 制御方法、ロボット装置、および駆動装置
DE102016125317A1 (de) * 2015-12-24 2017-06-29 Jtekt Corporation Unterstützungsvorrichtung, schwenkgelenkvorrichtung, linear-bewegungseinheit mit variabler steifigkeit und werkzeugmaschine
JP6846607B2 (ja) * 2016-12-16 2021-03-24 パナソニックIpマネジメント株式会社 ロボットの制御方法
JP6568128B2 (ja) * 2017-03-14 2019-08-28 ファナック株式会社 モータ選定装置

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