JP7113200B2 - ロボット制御方法及びロボット制御装置 - Google Patents

Description

本開示は、ロボット制御方法及びロボット制御装置に関するものである。

従来より、モータの回転方向を反転させたときに、制御数値の目標移動量と、テーブルやワークの相対的な移動量とが一致しなくなる、いわゆるバックラッシュ誤差が生じることが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１には、位置指令信号の増減方向反転後の経過時間に応じたレベル割合において補正後のステップ信号の大きさを削減し、これを位置補正信号（バックラッシュ情報）として出力することで、バックラッシュ補正を行うようにした構成が開示されている。

特許第３７０３６６４号公報

ところで、例えば、ロボットアームの先端部を円軌道で移動させている間は、旋回軸のモータが停止することなく回転方向が反転する。ここで、モータの動作途中で回転方向を反転させる場合には、バックラッシュ補正のタイミングが遅れないように、補正量を急峻に変化させるようにしている。

一方、ロボットアームが停止している状態からモータの回転方向を反転させる場合に、モータの動作途中で反転させる場合と同様に補正量を急峻に変化させると、旋回軸に大きな変動が生じ、ロボットアームが振動して軌跡誤差が大きくなってしまうおそれがある。

本開示は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、ロボットアームの軌跡誤差を低減することにある。

本開示は、複数の関節部を有するロボットアームの動作を制御するためのロボット制御方法を対象とし、次のような解決手段を講じた。

すなわち、第１の発明は、前記複数の関節部のうち、補正対象の該関節部の回転方向が反転する前に、該関節部が停止状態であるかを判定するステップと、
前記関節部が停止状態と判定された場合に、該関節部でバックラッシュを補正するための補正量の周波数成分を、所定の閾値よりも低い低周波数に変更するステップとを備えたことを特徴とするものである。

第１の発明では、補正対象の関節部が反転する前に、関節部が停止状態であるかを判定する。停止状態であれば、補正量の周波数成分を所定の閾値よりも低い低周波数に変更する。

このように、補正対象の関節部を停止状態から反転させる場合に、補正量の周波数成分を低くすることで、補正量を緩やかに変化させることができる。これにより、関節部に大きな変動が生じてロボットアームが振動してしまうのを抑え、ロボットアームの軌跡誤差を低減することができる。

第２の発明は、第１の発明において、
前記複数の関節部のうち、補正対象の該関節部の回転方向が反転する前に、該関節部が動作途中であるかを判定するステップと、
前記関節部が動作途中と判定された場合に、前記補正量の周波数成分を、前記低周波数よりも高い高周波数に変更するステップとを備えたことを特徴とするものである。

第２の発明では、補正対象の関節部が反転する前に、関節部が動作途中であるかを判定する。動作途中であれば、補正量の周波数成分を低周波数よりも高い高周波数に変更する。

このように、補正対象の関節部を動作途中で反転させる場合に、補正量の周波数成分を高くすることで、補正量を急峻に変化させることができる。これにより、バックラッシュ補正のタイミングが遅れないようにして、応答性を高めることができる。

第３の発明は、複数の関節部を有するロボットアームの動作を制御するためのロボット制御装置を対象としている。そして、前記複数の関節部のうち、補正対象の該関節部の回転方向が反転する前に、該関節部が停止状態であるかを判定する判定部と、
前記関節部が停止状態と判定された場合に、該関節部でバックラッシュを補正するための補正量の周波数成分を、所定の閾値よりも低い低周波数に変更する周波数変更部とを備えたことを特徴とするものである。

第３の発明では、補正対象の関節部が反転する前に、関節部が停止状態であるかを判定する。停止状態であれば、補正量の周波数成分を所定の閾値よりも低い低周波数に変更する。

このように、補正対象の関節部を停止状態から反転させる場合に、補正量の周波数成分を低くすることで、補正量を緩やかに変化させることができる。これにより、関節部に大きな変動が生じてロボットアームが振動してしまうのを抑え、ロボットアームの軌跡誤差を低減することができる。

第４の発明は、第３の発明において、
前記判定部は、前記複数の関節部のうち、補正対象の該関節部の回転方向が反転する前に、該関節部が動作途中であるかを判定し、
前記周波数変更部は、前記関節部が動作途中と判定された場合に、前記補正量の周波数成分を、前記低周波数よりも高い高周波数に変更することを特徴とするものである。

第４の発明では、補正対象の関節部が反転する前に、関節部が動作途中であるかを判定する。動作途中であれば、補正量の周波数成分を低周波数よりも高い高周波数に変更する。

このように、補正対象の関節部を動作途中で反転させる場合に、補正量の周波数成分を高くすることで、補正量を急峻に変化させることができる。これにより、バックラッシュ補正のタイミングが遅れないようにして、応答性を高めることができる。

本開示によれば、ロボットアームの軌跡誤差を低減することができる。

本実施形態に係るロボットの構成を示す図である。 軌跡ずれを示す図である。 軌跡ずれをバックラッシュ補正量で補正するときの図である。 補正後の実軌跡を示す図である。 バックラッシュ補正量の変化を示すグラフ図である。 ロボットの位置制御に関する機能ブロック図である。 ロボットアームにおける減速機のねじれを説明する図である。 ロボット制御装置のブロック線図である。 バックラッシュ補正ブロックのブロック線図である。 関節部を停止状態から反転させる際に、バックラッシュ補正を行わない場合の実軌跡を示す図である。 旋回軸速度の変化を示すグラフ図である。 バックラッシュ補正量の変化を示すグラフ図である。 関節部を停止状態から反転させる際に、バックラッシュ補正量を急峻に変化させた場合の実軌跡を示す図である。 旋回軸速度の変化を示すグラフ図である。 バックラッシュ補正量の変化を示すグラフ図である。 関節部を停止状態から反転させる際に、バックラッシュ補正量を緩やかに変化させた場合の実軌跡を示す図である。 旋回軸速度の変化を示すグラフ図である。 バックラッシュ補正量の変化を示すグラフ図である。 反転タイミング、停止フラグ信号、スタートエッジ信号、フィルタ切替信号の切り替えを示すタイミングチャート図である。 速度指令成分の変化を示すグラフ図である。 バックラッシュ補正量の変化を示すグラフ図である。 反転タイミング、停止フラグ信号、スタートエッジ信号、フィルタ切替信号の切り替えを示すタイミングチャート図である。 速度指令成分の変化を示すグラフ図である。 バックラッシュ補正量の変化を示すグラフ図である。

以下、本開示の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本開示、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。

図１に示すように、垂直多関節型のロボット１は、ロボットアーム２と、複数の関節部Ｊ１～Ｊ６とを有している。ロボット１には、ロボット制御装置２０が接続されている。

ロボットアーム２は、複数の部分に分かれており、各部分の連結部に関節部Ｊ１～Ｊ６がそれぞれ設けられている。また、関節部Ｊ１～Ｊ６には、それぞれ減速機１３を介してサーボモータ１２が連結されている（図６参照）。

サーボモータ１２は、ロボット制御装置２０からの位置指令θｃに基づいて駆動して、関節部Ｊ１～Ｊ６をそれぞれ所望の量だけ回転させることで、ロボットアーム２の動作及び姿勢を制御する。

ここで、関節部Ｊ１～Ｊ３は、ロボットアーム２の全体の姿勢を決める主軸３軸であり、関節部Ｊ４～Ｊ６は、ロボットアーム２の先端の方向を決める手首３軸である。なお、関節部Ｊ１は、ロボットアーム２を旋回させる旋回軸である。

以下、ロボットアーム２の先端に図示しないレーザ出力装置を装着し、レーザ光を照射してワークを切断する作業を行う場合について、説明する。

図２に示す例では、０°の位置から反時計回り方向に円軌道でレーザ切断を行うものとする。ここで、関節部Ｊ１のモータ１２の回転方向は、ロボットアーム２の先端が、図２で９０°と２７０°の位置に到達するタイミングでそれぞれ反転する。そのため、９０°と２７０°の位置で、それぞれバックラッシュ誤差が発生する。

具体的に、実軌跡は、図２で反転位置よりも右側の部分、つまり、２７０°から９０°の位置までの半円部分が、直径自体は変化しないで下方向にシフトした軌跡となる。

また、図２で反転位置よりも左側の部分、つまり、９０°から２７０°の位置までの半円部分が、直径自体は変化しないで上方向にシフトした軌跡となる。

このように、実軌跡は、図２で反転位置よりも右側が下方向にシフトし、反転位置よりも左側が上方向にシフトした軌跡となっている。

そこで、図３に示すように、位置指令に対してバックラッシュ補正量を加算又は減算することで、実軌跡が目標軌跡に近付くように補正する。具体的には、０°から９０°位置、及び２７０°から３６０°（０°）位置にかけて、バックラッシュ補正量を位置指令に加算して、図３で上方向にシフトさせた位置指令に補正する。

一方、９０°から２７０°位置にかけて、補正量（θ１ＢＬ）を位置指令から減算して、図３で下方向にシフトさせた位置指令に補正する。

このように、図４に示すような補正加算指令を与えることで、ロボットアーム２の実軌跡が円軌道となるように補正することができる。

ここで、バックラッシュ補正量は、実験などによって予め決められた値である。例えば、図５に示す波形がバックラッシュ補正量として出力される。図５に示す例では、ロボットアーム２の先端を円軌道で移動させている間は、関節部Ｊ１のサーボモータ１２が停止することなく反転する。そのため、サーボモータ１２を無停止状態から反転させる場合には、バックラッシュ補正のタイミングが遅れないように、補正量を急峻に変化させるようにしている。

〈多関節ロボット及びその制御系の構成〉
図６は、ロボットの位置制御に関する機能ブロック図であり、ロボットメカ１１とロボット制御装置２０の内部構成の概略を示す。

図６に示すように、ロボットメカ１１は、ロボット１の機械的駆動部であり、サーボモータ１２（以下、単にモータという）と、減速機１３と、エンコーダ１４とを有している。また、図示しないがロボットアーム２を含んでいる。

モータ１２は、減速機１３を介してロボット１の関節部Ｊ１～Ｊ６にそれぞれ連結されており、ロボット制御装置２０のサーボ制御部２３から送られる制御信号により関節部Ｊ１～Ｊ６を駆動し、ロボットアーム２の動作及ぶ姿勢を制御する。ロボット１では、関節部Ｊ１～Ｊ６を動作させて、ロボットアーム２の先端で円や楕円等の所望の軌道を描くことができる。

エンコーダ１４は、モータ１２に接続され、その回転量や回転速度を検出して、検出信号がフィードバック信号としてサーボ制御部２３に送られる。

なお、以降の説明において、関節部Ｊ１に連結されたモータ１２と減速機１３とエンコーダ１４とを、それぞれ「第１のモータ」、「第１の減速機」、「第１のエンコーダ」と呼ぶことがあり、関節部Ｊ２～Ｊ６に連結されたモータ等を「第２～第６のモータ」等と呼ぶことがある。

また、第１のモータに接続されたサーボ制御部２３とバックラッシュ補正ブロック２５とを、それぞれ「第１のサーボ制御部」、「第１のバックラッシュ補正ブロック」と呼ぶことがあり、第２～第６のモータ１２に接続されたサーボ制御部２３と第２～第６のサーボ制御部２３に接続されたバックラッシュ補正ブロック２５とを、それぞれ「第２～第６のサーボ制御部」、「第２～第６のバックラッシュ補正ブロック」と呼ぶことがある。

また、各軸に送られる位置指令や位置指令補正値を、位置指令θ１ｃ～θ６ｃや位置指令補正値θ１ＢＬ～θ６ＢＬと呼ぶことがある。

ロボット制御装置２０は、操作・教示部２１と、メイン制御部２２と、サーボ制御部２３と、バックラッシュ補正ブロック２５とを有している。

操作・教示部２１は、例えば、ティーチング時に取得されたロボットアーム２の軌跡及び、この軌跡を描くための各モータ１２の回転動作等を記憶する。

メイン制御部２２は、操作・教示部２１からの指示を受け、操作・教示部２１に記憶されたロボットメカ１１のロボットアーム２等の移動の軌跡に従い、ロボット１の各軸Ｊ１～Ｊ６の位置指令θ１ｃ～θ６ｃをそれぞれ出力する。

サーボ制御部２３は、メイン制御部２２から送られた位置指令θ１ｃ～θ６ｃに追従するように、ロボットメカ１１内の第１～第６のモータ１２の回転動作をそれぞれ制御する。

バックラッシュ補正ブロック２５は、関節部Ｊ１～Ｊ６に対応して、メイン制御部２２と、各サーボ制御部２３との間にそれぞれ設けられている。バックラッシュ補正ブロック２５は、メイン制御部２２から受け取った位置指令θ１ｃ～θ６ｃに基づいて、位置指令補正値θ１ＢＬ～θ６ＢＬを生成する。生成された位置指令補正値θ１ＢＬ～θ６ＢＬは、対応する位置指令θ１ｃ～θ６ｃに加算されて第１～第６のサーボ制御部２３にそれぞれ送られる。また、バックラッシュ補正ブロック２５には、後述する停止フラグ信号（Ｓｔｏｐ＿Ｆｌｇ）が入力される。

なお、ロボット制御装置２０内の各機能ブロックは、それぞれ独立の回路で構成されていてもよいし、一つの集積回路で構成されていてもよい。一部の機能ブロックの組み合わせを一つの集積回路で構成してもよい。

また、メイン制御部２２、サーボ制御部２３、バックラッシュ補正ブロック２５の機能は、ソフトウェアで記述されたプログラムをＣＰＵ等の集積回路上で実行して概ね実現される。

図７は、ロボットメカ１１から、モータ１２と、減速機１３と、これらに連結されるロボットアーム２の一部を負荷３０として抽出した図である。

負荷３０は、モータ取り付けベースとなる第１アーム３１と、第１アーム３１に連結されたモータ１２と、モータ１２に連結された１次側３２とベアリング３４を有する２次側３３とを含む減速機１３と、減速機１３の２次側３３に回転可能に連結された第２アーム３５とを含んでいる。

減速機１次側３２は、モータ１２の回転軸を介してモータ１２のロータ３６に結合され、サーボ制御部２３から送られたモータ回転位置θＭの分だけ回転する。減速機１３は、モータ回転位置θＭを、減速比Ｒｇでアーム回転位置θＬに変換する。減速機１３は、減速機１次側３２と減速機２次側３３のと間にバネ成分３７が存在する。

なお、位置指令θｃは、各軸の回転角度量を指示する角度指令を示し、実位置θＬは、実際に各軸が回転した回転角度量を示す。

〈多関節ロボットの制御ブロックの詳細構成〉
図８は、第１のサーボ制御部のブロック線図を示す。図８に示すように、サーボ制御部２３の位置制御ブロック５０において、位置指令θｃとバックラッシュ補正ブロック２５から出力されるバックラッシュ補正値θ１ＢＬとを加算した値からモータ位置θＭを差分し、位置比例ゲインＫｐｐを乗じて速度指令ωｃｐを生成する。モータ位置θＭは、位置検出器である第１のエンコーダ１４での検出信号より得られる。

なお、以下の説明において、第１のサーボ制御部２３の構成等を例にとって説明するが、第２～第６のサーボ制御部２３についても同様である。

速度制御ブロック５１において、速度指令ωｃｐからモータ位置θＭを微分して得られるモータ速度ωＭを差分した値に速度比例ゲインＫｐｓを乗じた値と、当該差分値を積分して速度積分ゲインＫｉを乗じた値とを加算して、第１のモータ１２に流す電流ＩＭを演算する。電流ＩＭは、負荷３０に入力される。

負荷３０において、ＩＭはモータ１２を駆動するモータ電流指令、Ｋｔはモータ１２のトルク定数、１／Ｒｇは減速比の逆数、Ｋｓは減速機１３のバネ定数、θｓは減速機１次側３２と減速機２次側３３との間に発生するねじれ量、τｄｄｙｎはロボットアーム２に加わる外力トルクである。

モータ伝達関数４０及び負荷伝達関数４１は、それぞれの物理現象を数式化（モデル化）したものである。

モータ伝達関数４０において、ＪＭはモータ１２のロータ３６と減速機１次側３２とを合わせた回転軸回りの慣性モーメント、ＤＭは粘性摩擦係数である。

負荷伝達関数４１において、ＪＬは第２アーム３５と減速機２次側３３とを合わせた回転軸回りの慣性モーメント、ＤＬは粘性摩擦係数である。

なお、図８は、負荷及び減速機が連結されたモータの一般的な制御ブロック線図であるため、上記以外の機能の詳細説明は省略する。

図９は、バックラッシュ補正ブロックの詳細構成を示す。バックラッシュ補正ブロック２５は、角速度演算ブロック６０と、指令速度成分反転検出ブロック６１と、バックラッシュ補正量演算ブロック６２と、停止・起動検出ブロック６３と、フィルタ切替タイマブロック６４と、フィルタ処理ブロック６５とを有している。

角速度演算ブロック６０には、補正対象である関節部Ｊ１の位置指令θ１ｃが入力される。角速度演算ブロック６０では、位置指令θ１ｃの微分値である角速度成分ｄθｃが演算される。角速度成分ｄθｃは、指令速度成分反転検出ブロック６１に入力される。

指令速度成分反転検出ブロック６１では、角速度成分ｄθｃに基づいて、反転タイミングｄｉｒが演算される。反転タイミングｄｉｒは、バックラッシュ補正量演算ブロック６２に入力される。

バックラッシュ補正量演算ブロック６２では、反転タイミングｄｉｒに基づいて、関節部Ｊ１の補正量θ１ＢＬ０が演算される。補正量θ１ＢＬ０は、フィルタ処理ブロック６５に入力される。

停止・起動検出ブロック６３には、停止フラグ信号（Ｓｔｏｐ＿Ｆｌｇ）が入力される。停止フラグ信号（Ｓｔｏｐ＿Ｆｌｇ）は、ロボット１が停止状態であるか無停止状態（動作状態）であるかを示す信号である。具体的に、停止フラグ信号（Ｓｔｏｐ＿Ｆｌｇ）は、関節部Ｊ１が停止状態であれば「１」、無停止状態であれば「０」となる。

停止・起動検出ブロック６３では、停止フラグ信号（Ｓｔｏｐ＿Ｆｌｇ）に基づいて、スタートエッジ信号（Ｓｔａｒｔ＿Ｅｄｇ）を出力する。スタートエッジ信号（Ｓｔａｒｔ＿Ｅｄｇ）は、関節部Ｊ１が停止状態から反転するのか、無停止状態から反転するのかを示す信号である。

具体的に、スタートエッジ信号（Ｓｔａｒｔ＿Ｅｄｇ）は、停止フラグ信号（Ｓｔｏｐ＿Ｆｌｇ）が「１」から「０」に変化したときの１サンプル間で「１」、変化しない場合は「０」となる。スタートエッジ信号（Ｓｔａｒｔ＿Ｅｄｇ）は、フィルタ切替タイマブロック６４に入力される。

フィルタ切替タイマブロック６４では、スタートエッジ信号（Ｓｔａｒｔ＿Ｅｄｇ）に基づいて、フィルタ切替信号（Ｆｌｔ＿Ｃｈｎｇ）を出力する。フィルタ切替信号（Ｆｌｔ＿Ｃｈｎｇ）は、補正量の周波数成分を変更するために、低周波フィルタ又は高周波フィルタの何れを選択するのかを示す信号である。

具体的に、フィルタ切替信号（Ｆｌｔ＿Ｃｈｎｇ）は、低周波フィルタを選択する場合は「１」、高周波フィルタを選択する場合は「０」となる。フィルタ切替信号（Ｆｌｔ＿Ｃｈｎｇ）は、フィルタ処理ブロック６５に入力される。

ここで、低周波数とは、所定の閾値よりも低い周波数である。また、高周波数とは、低周波数よりも高い周波数である。本実施形態では、関節部Ｊ１の共振周波数（例えば、１０Ｈｚ）を閾値とし、低周波数を５Ｈｚ、高周波数を５０Ｈｚとしている。

フィルタ処理ブロック６５では、補正量θ１ＢＬ０と、フィルタ切替信号（Ｆｌｔ＿Ｃｈｎｇ）に基づいて、補正量の周波数成分を変化させる。

具体的に、フィルタ切替信号（Ｆｌｔ＿Ｃｈｎｇ）に基づいて、高周波フィルタ（例えば、５０Ｈｚ）が選択された場合には、補正量が急峻に変化する（図１１Ｃ参照）。

一方、低周波フィルタ（例えば、５Ｈｚ）が選択された場合には、補正量が緩やかに変化する（図１２Ｃ参照）。

フィルタ処理ブロック６５は、周波数成分を変化させた補正量θ１ＢＬを出力する。

そして、メイン制御部２２から第１のサーボ制御部２３に送られる位置指令θ１ｃに、バックラッシュ補正ブロック２５で演算された補正量θ１ＢＬが加味された新たな位置指令が第１のサーボ制御部２３に入力され、第１のサーボ制御部２３によって第１のモータ１２の駆動が制御される。

以下、関節部Ｊ１が反転する前に、関節部Ｊ１が無停止状態か停止状態かを判定して、補正量の周波数成分を変更する理由について説明する。

図１０Ａに示す例では、ロボットアーム２の先端部をＸ方向（図１参照）に１３００ｍｍの位置まで伸ばした位置で停止している。そして、関節部Ｊ１に対して、Ｘ方向に１２００ｍｍの位置まで縮退させるように軌跡指令を与えている。

図１０Ｂに示すように、旋回軸である関節部Ｊ１の回転速度は、停止状態から徐々に速度が上がるように変化している。このとき、関節部Ｊ１のバックラッシュ補正が行われていない（図１０Ｃ参照）。

そのため、図１０Ａに示すように、関節部Ｊ１を停止状態から反転させると、ロボットアーム２の先端部の実軌跡が、バックラッシュ誤差によってＹ方向（図１参照）に大きくずれた後、徐々に軌跡指令に沿うように変化することとなる。

次に、図１１Ａに示す例では、関節部Ｊ１を停止状態から反転させる場合に、バックラッシュ補正量を急峻に変化させるようにしている（図１１Ｃ参照）。そのため、図１１Ｂに示すように、関節部Ｊ１の回転速度は、停止状態から急峻に上がった後で再び下がり、その後、徐々に速度が上がってから一定速度となるように変化している。

そのため、図１１Ａに示すように、関節部Ｊ１を停止状態から反転させると、ロボットアーム２の先端部の実軌跡がＹ方向にずれた後、徐々に軌跡指令に沿うように変化することとなる。

次に、図１２Ａに示す例では、関節部Ｊ１を停止状態から反転させる場合に、バックラッシュ補正量を緩やかに変化させるようにしている（図１２Ｃ参照）。そのため、図１２Ｂに示すように、関節部Ｊ１の回転速度は、停止状態から上がった後で再び下がり、その後、徐々に速度が上がってから一定速度となるように変化している。

そのため、図１２Ａに示すように、関節部Ｊ１を停止状態から反転させると、ロボットアーム２の先端部の実軌跡が、図１１Ａに示す例よりも小さい変動幅でＹ方向にずれた後、徐々に軌跡指令に沿うように変化することとなる。

このように、ロボットアーム２を停止状態から反転させる場合には、バックラッシュ補正量を緩やかに変化させるのがよい。これにより、関節部Ｊ１で大きな変動が生じてロボットアーム２が振動して軌跡誤差が大きくなってしまうのを抑えることができる。

一方、ロボットアーム２を無停止状態から反転させる場合には、バックラッシュ補正のタイミングが遅れないように、バックラッシュ補正量を急峻に変化させるのがよい。

そのため、本実施形態では、関節部Ｊ１が反転する前に、関節部Ｊ１が無停止状態か停止状態かを判定して、補正量の周波数成分を変更するようにしている。

図１３Ａは、反転タイミングｄｉｒ、停止フラグ信号（Ｓｔｏｐ＿Ｆｌｇ）、スタートエッジ信号（Ｓｔａｒｔ＿Ｅｄｇ）、フィルタ切替信号（Ｆｌｔ＿Ｃｈｎｇ）の切り替えタイミングを示している。

図１３Ｂに示すように、関節部Ｊ１が停止している間、停止フラグ信号（Ｓｔｏｐ＿Ｆｌｇ）が「１」となる。そして、反転タイミングｄｉｒに基づいて、関節部Ｊ１の反転が検出されると、フィルタ切替タイマを起動し、所定の設定時間内に、フィルタ切り替えが行われる。

このとき、関節部Ｊ１は、停止状態から反転が行われるので、設定時間内は、低周波フィルタが選択される。図１３Ｃに示すように、補正量の周波数成分を低周波数（５Ｈｚ）に変更すると、補正量が緩やかに変化する。

そして、ロボットアーム２を円軌道で移動させると、関節部Ｊ１が無停止状態から反転するので、高周波フィルタが選択される。図１３Ｃに示すように、補正量の周波数成分を高周波数（５０Ｈｚ）に変更すると、補正量が急峻に変化する。

次に、ロボットアーム２の別の動作例として、関節部Ｊ１の反転前に、関節部Ｊ１を一旦停止させる場合について、説明する。

図１４Ａでは、反転タイミングｄｉｒ、停止フラグ信号（Ｓｔｏｐ＿Ｆｌｇ）、スタートエッジ信号（Ｓｔａｒｔ＿Ｅｄｇ）、フィルタ切替信号（Ｆｌｔ＿Ｃｈｎｇ）の切り替えタイミングを示している。

図１４Ｂに示すように、関節部Ｊ１が停止している間、停止フラグ信号（Ｓｔｏｐ＿Ｆｌｇ）が「１」となる。そして、反転タイミングｄｉｒに基づいて、関節部Ｊ１の反転が検出されると、フィルタ切替タイマを起動し、所定の設定時間内に、フィルタ切り替えが行われる。

このとき、関節部Ｊ１は、停止状態から反転が行われるので、フィルタ切替時間内に、低周波フィルタが選択される。図１４Ｃに示すように、補正量の周波数成分を低周波数（５Ｈｚ）に変更すると、補正量が緩やかに変化する。

そして、ロボットアーム２を円軌道で移動させ、次の反転動作前に、関節部Ｊ１を一旦停止させている。そのため、関節部Ｊ１は、停止状態から反転が行われるので、フィルタ切替時間内に、低周波フィルタが選択される。図１４Ｃに示すように、補正量の周波数成分を低周波数（５Ｈｚ）に変更すると、補正量が緩やかに変化する。

以上のように、本実施形態に係るロボット制御装置２０によれば、関節部Ｊ１を動作途中で反転させる場合には、バックラッシュ補正のタイミングが遅れないように、補正量の周波数成分を高くすることで、補正量を急峻に変化させることができる。

一方、関節部Ｊ１を停止状態から反転させる場合には、補正量の周波数成分を低くすることで、関節部Ｊ１に大きな変動が生じてロボットアームが振動しないように、補正量を緩やかに変化させることができる。

これにより、ロボットアームの軌跡誤差を低減することができる。

《その他の実施形態》
前記実施形態については、以下のような構成としてもよい。

本実施形態では、垂直多関節６軸のロボット１を例にとって説明したが、特にこれに限定されない。ロボットの関節部の数は６つに限られず、ロボットの仕様等によって適宜変更されうる。

以上説明したように、本開示は、ロボットアームの軌跡誤差を低減することができるという実用性の高い効果が得られることから、きわめて有用で産業上の利用可能性は高い。

２ ロボットアーム
２０ ロボット制御装置
６３ 停止・起動検出ブロック（判定部）
６５ フィルタ処理ブロック（周波数変更部）
Ｊ１～Ｊ６ 関節部

Claims (4)

1. 複数の関節部を有するロボットアームの動作を制御するためのロボット制御方法であって、
   前記複数の関節部のうち、補正対象の該関節部の回転方向が反転する前に、該関節部が停止状態であるかを判定するステップと、
   前記関節部が停止状態と判定された場合に、該関節部でバックラッシュを補正するための補正量の周波数成分を、所定の閾値よりも低い低周波数に変更するステップとを備えたことを特徴とするロボット制御方法。
2. 請求項１において、
   前記複数の関節部のうち、補正対象の該関節部の回転方向が反転する前に、該関節部が動作途中であるかを判定するステップと、
   前記関節部が動作途中と判定された場合に、前記補正量の周波数成分を、前記低周波数よりも高い高周波数に変更するステップとを備えたことを特徴とするロボット制御方法。
3. 複数の関節部を有するロボットアームの動作を制御するためのロボット制御装置であって、
   前記複数の関節部のうち、補正対象の該関節部の回転方向が反転する前に、該関節部が停止状態であるかを判定する判定部と、
   前記関節部が停止状態と判定された場合に、該関節部でバックラッシュを補正するための補正量の周波数成分を、所定の閾値よりも低い低周波数に変更する周波数変更部とを備えたことを特徴とするロボット制御装置。
4. 請求項３において、
   前記判定部は、前記複数の関節部のうち、補正対象の該関節部の回転方向が反転する前に、該関節部が動作途中であるかを判定し、
   前記周波数変更部は、前記関節部が動作途中と判定された場合に、前記補正量の周波数成分を、前記低周波数よりも高い高周波数に変更することを特徴とするロボット制御装置。

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