本發(fā)明是關于機械手的偏移自動調(diào)整裝置及機械手的偏移自動調(diào)整方法。
背景技術:
一般而言,在半導體處理設備中搬送半導體晶圓、顯示面板用的玻璃基板等時,使用連桿(link)系的水平多關節(jié)型搬送機械手。連桿系的搬送機械手在直線動作時,會發(fā)生相對于機械手的動作軌跡的橫方向偏移(以下也稱為橫偏移)。
對于連桿系的搬送機械手而言,手部的動作是由用以對各關節(jié)軸的動作進行控制的多種參數(shù)決定。因此,以往使用測量器,借由人手而手動地對直線動作模式全部的參數(shù)進行調(diào)整,從而調(diào)整機械手的橫偏移。
技術實現(xiàn)要素:
發(fā)明要解決的問題:
然而,以往的方法在測量器的調(diào)整或測量方面需要專技知識(know-how)或熟練度,根據(jù)作本領域人員的能力,作業(yè)時間存在偏差,有時也缺乏準確度。此種問題為進行直線動作的機械手整體共通的問題。而且,此種問題為包含上述橫偏移及縱方向、斜方向的機械手偏移整體共通的問題。
因此,本發(fā)明的目的在于容易地對機械手的偏移進行自動調(diào)整。
解決問題的手段:
本發(fā)明的一個形態(tài)的機械手的偏移自動調(diào)整裝置是自動地對具備機械臂的機械手的該機械臂的梢端部的規(guī)定部位直線移動時的偏移進行調(diào)整的裝置,上述機械臂具有多個關節(jié)軸;上述機械手的偏移自動調(diào)整裝置具備:記憶部,其預先記憶有使上述規(guī)定部位直線移動的目標軌跡、及用以對上述機械臂的各軸的動作進行控制以使上述規(guī)定部位根據(jù)上述目標軌跡而直線移動的多個控制參數(shù);控制參數(shù)設定部,其分別設定上述多個控制參數(shù)的值;機械手控制部,其根據(jù)上述目標軌跡及上述已設定的多個控制參數(shù),對上述機械臂的各軸的動作進行控制,以使上述規(guī)定部位直線移動;偏移取得部,其分別取得與上述直線移動中的一個以上的時刻分別對應的上述目標軌跡上的點及上述規(guī)定部位的上述直線移動時的軌跡上的點的、上述規(guī)定部位的軌跡相對于上述目標軌跡的偏倚量作為上述偏移;判定部,其判定上述偏移取得部所取得的偏移或該偏移的加權后的值即偏移評價值是否為規(guī)定的閾值以下;以及參數(shù)最佳化部,其在上述偏移評價值大于上述規(guī)定的閾值的情形時,使上述控制參數(shù)設定部重新設定上述多個控制參數(shù)中的任一個控制參數(shù),且反復地分別使上述控制參數(shù)設定部、上述機械手控制部、上述偏移取得部及上述判定部重新設定上述控制參數(shù)、使上述規(guī)定部位直線移動、取得上述偏移及進行上述判定,直至上述偏移評價值成為上述規(guī)定的閾值以下為止,使上述多個控制參數(shù)的組合最佳化。
此處所謂偏移,是指規(guī)定部位的位置相對于直線移動的規(guī)定部位的目標軌跡的偏倚量。即,偏移包含相對于目標軌跡的橫方向、縱方向及斜方向中的至少一個方向的偏移。
根據(jù)上述結構,借由徹底地反復變更多個控制參數(shù),能夠使直線移動的規(guī)定部位(例如末端執(zhí)行器)的偏移處在特定范圍內(nèi),因此,能夠決定最佳的控制參數(shù)的組合。其結果,能夠不借助于以往的人手而對機械手的規(guī)定部位的控制參數(shù)進行自動調(diào)整。
也可以是,上述機械臂具備分別驅(qū)動上述多個關節(jié)軸的伺服馬達;上述參數(shù)最佳化部優(yōu)先地變更與上述各軸的伺服馬達的轉子的速度及角速度相關的控制參數(shù)。
根據(jù)上述結構,由于優(yōu)先地變更對于直線移動軌跡的偏移的幫助大的控制參數(shù),故而能夠較佳地使偏移收斂。
上述判定部也可在上述偏移評價值成為上述規(guī)定的閾值以下之后,判定上述偏移取得部所取得的偏移評價值是否為小于上述規(guī)定的閾值的第二閾值以下;上述參數(shù)最佳化部在上述偏移評價值大于上述第二閾值的情形時,使上述控制參數(shù)部重新設定上述多個控制參數(shù)中的任一個控制參數(shù),且反復地分別使上述控制參數(shù)設定部、上述機械手控制部、上述偏移取得部及上述判定部重新設定上述控制參數(shù)、使上述規(guī)定部位直線移動、取得上述偏移及進行上述判定,直至上述偏移評價值成為上述第二閾值以下為止,使上述多個控制參數(shù)的組合最佳化。
根據(jù)上述結構,將閾值分為多個階段而逐步減小閾值,借此,容易收斂至更穩(wěn)定的解。
也可根據(jù)測量治具與距離傳感器而取得上述規(guī)定部位的軌跡的偏倚量,上述測量治具具備與上述規(guī)定部位的目標軌跡平行的面,上述距離傳感器配置在上述規(guī)定部位且測量上述規(guī)定部位相對于上述測量治具的距離。
根據(jù)上述結構,能夠較佳地測量出動作軌跡的偏倚量。
上述機械手也可為水平多關節(jié)型機械手。上述規(guī)定部位也可為安裝在上述機械手的上述機械臂梢端的末端執(zhí)行器。上述偏移取得部也可分別取得與上述末端執(zhí)行器的上述直線移動中的一個以上的時刻分別對應的上述目標軌跡上的點及上述末端執(zhí)行器的上述直線移動時的軌跡上的點的、與上述目標軌跡正交的橫方向的上述末端執(zhí)行器的軌跡相對于上述目標軌跡的偏倚量作為橫偏移。
本發(fā)明的其它形態(tài)的機械手的偏移自動調(diào)整方法是由如下裝置執(zhí)行的方法,該裝置自動地對具備多個關節(jié)軸的機械手的該機械臂梢端部的規(guī)定部位直線移動時的偏移進行調(diào)整,上述機械手的偏移自動調(diào)整方法具備如下步驟:預先記憶使上述規(guī)定部位直線移動的目標軌跡、及用以對上述機械臂的各軸的動作進行控制以使上述規(guī)定部位根據(jù)上述目標軌跡而直線移動的多個控制參數(shù);分別設定上述多個控制參數(shù)的值;根據(jù)上述目標軌跡及上述已設定的多個控制參數(shù),對上述機械臂的各軸的動作進行控制,以使上述規(guī)定部位直線移動;分別取得與上述直線移動中的一個以上的時刻分別對應的上述目標軌跡上的點及上述規(guī)定部位的上述直線移動時的軌跡上的點的、上述規(guī)定部位的軌跡相對于上述目標軌跡的偏倚量作為上述偏移;判定上述已取得的偏移或該偏移的加權后的值即偏移評價值是否為規(guī)定的閾值以下;以及在上述偏移評價值大于上述規(guī)定的閾值的情形時,重新設定上述多個控制參數(shù)中的任一個控制參數(shù),且反復地分別進行重新設定上述控制參數(shù)、使上述規(guī)定部位直線移動、取得上述偏移及進行上述判定,直至上述偏移評價值成為上述規(guī)定的閾值以下為止,使上述多個控制參數(shù)的組合最佳化。
上述規(guī)定部位也可為安裝在上述機械手的上述機械臂梢端的末端執(zhí)行器。在取得上述偏移的步驟中,也可分別取得與上述末端執(zhí)行器的上述直線移動中的一個以上的時刻分別對應的上述目標軌跡上的點及上述末端執(zhí)行器的上述直線移動時的軌跡上的點的、與上述目標軌跡正交的橫方向的上述末端執(zhí)行器的軌跡相對于上述目標軌跡的偏倚量作為橫偏移。
發(fā)明效果:
根據(jù)本發(fā)明,能夠容易地對機械手的偏移進行自動調(diào)整。
參照附圖,根據(jù)以下的較佳實施形態(tài)的詳細說明,使本發(fā)明的上述目的、其它目的、特征及優(yōu)點變得明確。
附圖說明
圖1是表示一個實施形態(tài)的機械手的偏移自動調(diào)整系統(tǒng)的結構的概略圖;
圖2是表示圖1的機械手的控制裝置的結構的方塊圖;
圖3是表示圖2的控制裝置的一部分的結構例的方塊圖;
圖4是表示機械手的橫偏移自動調(diào)整處理的一例的流程圖;
圖5是表示橫偏移的測定結果的一例的曲線圖。
具體實施方式
以下,一面參照圖,一面說明本發(fā)明的實施形態(tài)。以下,在全部圖中,對同一或相當?shù)囊貥擞浵嗤柷沂÷灾貜驼f明。
圖1是表示一個實施形態(tài)的機械手的偏移自動調(diào)整系統(tǒng)的結構的概略圖。如圖1所示,機械手的偏移自動調(diào)整系統(tǒng)(偏移自動調(diào)整裝置)100具備控制裝置2、測量治具3及距離傳感器4。附圖標記1為作為偏移調(diào)整對象的機械手。再者,以下,示例機械手1的“橫偏移”作為機械手1的“偏移”,但也能夠與以下的示例同樣地適當調(diào)整機械手1的“偏移”。
機械手1例如具備具有多個關節(jié)軸的機械臂6、與設置在機械臂6梢端部的末端執(zhí)行器15。機械手1只要為具備具有多個關節(jié)軸的機械臂的機械手,則無特別限定。此處“關節(jié)軸”為所謂的接頭(joint),其包含進行旋轉運動的旋轉接頭、與進行直進運動的直進接頭。因此,機械手1除了包含所謂的多關節(jié)機械手之外,也包含直動系的機械手。在本實施形態(tài)中,該機械手1為水平多關節(jié)型搬送用機械手。機械手1例如在半導體處理設備中搬送半導體晶圓、顯示面板用的玻璃基板等。此處,機械手1的機械臂6是由設置在基臺10的升降軸11、設置在升降軸11的第一連桿12、設置在第一連桿12之梢端部的第二連桿13、設置在第二連桿13之梢端部的第三連桿14、及設置在第三連桿14之梢端的末端執(zhí)行器15構成。在機械臂6的關節(jié)軸(未圖示)中,分別裝入有驅(qū)動用的伺服馬達及能夠檢測關節(jié)的角度的角度檢測器的一例即編碼器等(均未圖示)。末端執(zhí)行器15例如為手部。搬送時,手部持握半導體晶圓等基板(未圖示),此處取而代之持握測定用的距離傳感器4。
控制裝置2對機械臂6的各軸的動作進行控制,以使末端執(zhí)行器15根據(jù)目標軌跡5而直線移動,該目標軌跡5為使末端執(zhí)行器15直線移動的軌跡。末端執(zhí)行器15的目標軌跡5為由連結點p1與點p2的虛線所示的直線,其是由自點p1至點p2為止的去程、與自點p2至點p1為止的返程構成。即,借由使機械臂6進行伸縮動作,末端執(zhí)行器15在自起點p1(待機位置)至點p2(教導位置)為止的去程中直線移動,然后,在自點p2至點p1為止的返程中直線移動,從而返回原來的待機位置。在圖1中僅表示了一個目標軌跡5,但在搬送時,對于foup等位置、高度不同的多個連接端口分別設定目標軌跡。
測量治具3具備沿著末端執(zhí)行器15的目標軌跡5配置且與該目標軌跡5平行的壁面3a。
距離傳感器4配置在末端執(zhí)行器15且受到持握。在本實施形態(tài)中,距離傳感器4具備感測頭、感測放大器等結構要素。將紅外線自感測頭照射至測量治具3的壁面3a,測定距離傳感器4與測量治具3的壁面3a之間的距離。在機械手1的動作過程中進行該測定,借此測定橫偏移。此處所謂橫偏移,是指與直線移動中的一個以上的時刻分別對應的目標軌跡5上的點及末端執(zhí)行器15直線移動時的軌跡上的點的、與該目標軌跡5正交的橫方向的末端執(zhí)行器15的軌跡相對于該目標軌跡5的偏倚量(偏差)。即,偏移包含相對于目標軌跡5的橫方向、縱方向及斜方向中的至少一個方向的偏移,但在本實施形態(tài)中,測定與目標軌跡5正交的橫方向的偏移。
距離傳感器4是以如下方式構成,即,借由無線或有線通訊而將測定結果輸出至控制裝置2。
圖2是表示控制裝置2的結構的方塊圖。如圖2所示,控制裝置2具備運算部21、伺服控制部22、記憶部23及通訊接口(interface)(未圖示)??刂蒲b置2是經(jīng)由控制線(未圖示)而與機械手1連接,且具備例如微控制器等計算機的機械手控制器。在本實施形態(tài)中,控制裝置2具備自動地對機械手1的橫偏移進行調(diào)整的功能??刂蒲b置2不限于單一的裝置,也可由后述的多個裝置構成,上述多個裝置包含具備偏移自動調(diào)整功能的裝置。此處,一邊對內(nèi)置于機械臂6的各關節(jié)軸的多個伺服馬達20進行位置控制,一邊借由伺服馬達20驅(qū)動機械臂6。
記憶部23預先記憶有控制裝置2的基本程序、機械手的動作程序、目標軌跡5及控制參數(shù)。
運算部21是執(zhí)行用于機械手控制的各種運算處理的運算裝置,其執(zhí)行控制裝置2的基本程序、機械手的動作程序及偏移自動調(diào)整程序而生成機械手的控制指令,且將該機械手的控制指令輸出至伺服控制部22。又,運算部21是以實現(xiàn)各功能塊(作為各功能塊而進行動作)的方式構成,各功能塊包含控制參數(shù)設定部24、偏移取得部25、判定部26及參數(shù)最佳化部27。
控制參數(shù)設定部24分別設定多個控制參數(shù)的值。此處所謂控制參數(shù),是指用以對機械臂6的各軸的動作進行控制,以使末端執(zhí)行器15根據(jù)目標軌跡5而直線移動的多個調(diào)整參數(shù)。再者,控制參數(shù)只要為對機械手1的“偏移”產(chǎn)生影響的調(diào)整參數(shù)即可,可為任何參數(shù)。
伺服控制部22根據(jù)目標軌跡5及已設定的多個控制參數(shù),對機械臂6的各軸的動作進行控制,以使末端執(zhí)行器15直線移動。
偏移取得部25取得偏移或該偏移的加權后的值即偏移評價值。具體而言,自距離傳感器4獲取與偏移相關的測定數(shù)據(jù),根據(jù)該測定數(shù)據(jù)而算出偏移評價值。
判定部26判定偏移取得部25所取得的偏移或該偏移的加權后的值即偏移評價值是否為規(guī)定的閾值以下。
參數(shù)最佳化部27在偏移評價值大于規(guī)定的閾值的情形時,使控制參數(shù)設定部24重新設定多個控制參數(shù)中的任一個控制參數(shù),且反復地分別使控制參數(shù)設定部24、伺服控制部22、偏移取得部25及判定部26重新設定控制參數(shù)、使末端執(zhí)行器15直線移動、取得偏移、及進行判定,直至偏移評價值成為規(guī)定的閾值以下為止,使多個控制參數(shù)的組合最佳化。
圖3是表示控制裝置2中的控制參數(shù)設定部24及伺服控制部22的一部分的結構例的方塊圖。在圖3中僅表示了圖1的第三連桿14的關節(jié)軸(以下稱為a軸)與末端執(zhí)行器(手部)15的關節(jié)軸(以下稱為b軸)的馬達控制,但對于其它關節(jié)軸而言也相同,因此省略其說明。
如圖3所示,控制參數(shù)設定部24具備數(shù)字濾波器部31、32;加法器33、34;速度及加速度的參數(shù)設定部40~45以及a軸及b軸的馬達控制部50、51。此處,速度及加速度為a軸及b軸的伺服馬達20的轉子的速度及角速度??刂茀?shù)例如為a軸的速度前饋增益kv1、a軸的加速度前饋增益ka1、用以使a軸的動作作用于b軸的速度前饋增益kv2、用以使a軸的動作作用于b軸的加速度前饋增益ka2、b軸的速度前饋增益kv3、b軸的加速度前饋增益ka3。
數(shù)字濾波器部31對自運算部21輸入的a軸位置指令信號實施濾波處理,將實施濾波處理后的a軸位置指令信號輸出至加法器33、速度參數(shù)設定部40、加速度參數(shù)設定部41、速度參數(shù)設定部42及加速度參數(shù)設定部43。數(shù)字濾波器部31例如為fir濾波器。
速度參數(shù)設定部40將速度前饋增益kv1加權至自數(shù)字濾波器部31輸入的濾波后的a軸位置指令信號,且將運算結果輸出至加法器33。加速度參數(shù)設定部41將加速度前饋增益ka1加權至自數(shù)字濾波器部31輸入的濾波后的a軸位置指令信號,且將運算結果輸出至加法器33。
加法器33將自數(shù)字濾波器部31、速度參數(shù)設定部40及加速度參數(shù)設定部41輸入的各個運算結果相加,且將相加后的運算結果輸出至馬達控制部50。如此,在a軸的位置控制的前段,將速度及加速度的控制參數(shù)與a軸位置指令信號相加,借此進行前饋補償。
馬達控制部50根據(jù)自加法器33輸入的前饋補償后的a軸位置指令,對a軸的伺服馬達20的動作進行反饋控制。
速度參數(shù)設定部42將速度前饋增益kv2加權至自數(shù)字濾波器部31輸入的a軸位置指令信號,且將運算結果輸出至加法器34。
加速度參數(shù)設定部43將加速度前饋增益ka2加權至自數(shù)字濾波器部31輸入的a軸位置指令信號,且將運算結果輸出至加法器34。
數(shù)字濾波器部32對自運算部21輸入的b軸位置指令信號實施濾波處理,將實施濾波處理后的b軸位置指令信號輸出至加法器34、速度參數(shù)設定部44、加速度參數(shù)設定部45。數(shù)字濾波器部32例如為fir濾波器。
速度參數(shù)設定部44將速度前饋增益kv3加權至自數(shù)字濾波器部32輸入的濾波后的b軸位置指令信號,且將運算結果輸出至加法器34。
加速度參數(shù)設定部45將加速度前饋增益ka3加權至自數(shù)字濾波器部32輸入的濾波后的b軸位置指令信號,且將運算結果輸出至加法器34。
加法器34將自速度參數(shù)設定部42、加速度參數(shù)設定部43、數(shù)字濾波器部32、速度參數(shù)設定部44、及加速度參數(shù)設定部45輸入的各個運算結果相加,且將相加后的運算結果輸出至b軸的馬達控制部51。如此,在b軸的位置控制之前段,將關于a軸的速度及加速度的控制參數(shù)及關于b軸的速度及加速度的控制參數(shù)、與b軸位置指令信號相加,借此進行前饋補償。
馬達控制部51根據(jù)自加法器34輸入的前饋補償后的b軸位置指令,對b軸的伺服馬達20的動作進行反饋控制。
在本實施形態(tài)中,借由控制參數(shù)設定部24實施前饋補償之后,借由伺服控制部22進行通常的位置控制,從而對各軸的伺服馬達20進行控制。
而且,圖3所示的控制參數(shù)設定部24分別設定上述控制參數(shù)的值,借此,形成第三連桿14的動作作為對于手部動作的位置指令的前饋控制。即,對于各軸的位置指令信號,將控制參數(shù)的值設定為適當?shù)闹?,借此,能夠一面維持末端執(zhí)行器15的目標軌跡5(圖1),一面彼此變更機械臂6的各軸的角度、位置。
在本實施形態(tài)中,利用如上所述的機理,自動地對末端執(zhí)行器15直線移動時的橫偏移進行調(diào)整。以下,使用圖4的流程圖來說明控制裝置2對于機械手1的橫偏移自動調(diào)整處理。
首先,最初進行初始設定(步驟s1)。具體而言,使距離傳感器4歸零,及調(diào)整距離傳感器4與測量治具3之間的距離的偏移(offset)。由于已預先根據(jù)規(guī)格而決定了距離傳感器4的測定范圍,故而在測定之前對兩者的位置進行修正,以使位置進入至測定范圍內(nèi)。
其次,變更控制參數(shù)(步驟s2)??刂茀?shù)設定部24分別設定或變更多個控制參數(shù)的值。最初設定預定的值作為初始值。再者,關于控制參數(shù)的設定,優(yōu)先地變更圖3所示的與各軸的伺服馬達20的轉子的速度及角速度相關的控制參數(shù)。這些控制參數(shù)對于直線移動軌跡的橫偏移的幫助大,因此,能夠較佳地使橫偏移收斂。
其次,測定橫偏移(步驟s3)。伺服控制部22根據(jù)目標軌跡5及在步驟s2中設定的多個控制參數(shù),對機械臂6的各軸的動作進行控制,以使末端執(zhí)行器15直線移動。借由使機械臂6進行伸縮動作,末端執(zhí)行器15在自點p1至點p2為止的去程中直線移動,然后,在自點p2至點p1為止的返程中直線移動,從而返回至原來的待機位置(參照圖1)。在該動作中,借由距離傳感器4來測定橫偏移,偏移取得部25自距離傳感器4獲取與橫偏移相關的測定資料。
圖5是表示橫偏移的測定結果的一例的曲線圖。同曲線圖的橫軸表示時間,縱軸表示測量治具3與距離傳感器4之間的距離。再者,測定值的中心值會因距離傳感器4或測量治具3的安裝誤差而產(chǎn)生偏差,但此處所示的測定值借由數(shù)字處理而經(jīng)過了修正。此處,max是以中心值mid為基準的正方向的最大值。min是以中心值mid為基準的負方向的最小值。
如圖5所示,橫偏移中有從目標軌跡5上的中心值mid(點劃線)朝向正方向的橫偏移與朝向負方向的橫偏移。橫偏移為與末端執(zhí)行器15直線移動中的一個以上的時刻分別對應的目標軌跡5上的點、及末端執(zhí)行器15直線移動時的軌跡上的點的與該目標軌跡5正交的橫方向的末端執(zhí)行器15的軌跡相對于該目標軌跡5的偏倚量。
其次,判定距離的振幅是否已減少(步驟s4)。判定部26使用橫偏移或該橫偏移的加權后的值即橫偏移評價值進行判定。因此,在本實施形態(tài)中,偏移取得部25算出橫偏移的加權后的值即橫偏移評價值。橫偏移評價值的計算式任意。只要為如下計算式即可,該計算式使得橫偏移的測定值越靠近中心,則評價值越低,且收斂在閾值以下。此處,如圖5所示地設定評價線,若低于正方向的評價線,或超過負方向的評價線,則以使橫偏移評價值降低的方式進行加權。
而且,判定部26判定橫偏移評價值是否為規(guī)定的閾值以下。
對于參數(shù)最佳化部27而言,若與上一次測量時的評價值相比較,評價值減少,則前進至下一步驟s5。另一方面,若評價值與上一次的值相同或已增加,則返回至步驟s2。
其次,判定評價值是否已滿足瞬間閾值(步驟s5)。在本實施形態(tài)中,使用瞬間閾值與穩(wěn)定閾值進行判定。例如在第一階段,使用瞬間閾值a1與穩(wěn)定閾值b1,穩(wěn)定閾值b1被設定為大于瞬間閾值a1的值。判定部26判定評價值是否已滿足瞬間閾值,參數(shù)最佳化部27在評價值已滿足瞬間閾值的情形時,前進至下一步驟,在評價值未滿足瞬間閾值的情形時,返回至步驟s2。
參數(shù)最佳化部27進而執(zhí)行5次橫偏移測量(步驟s6)。接著,判定部26判定上述測定所得的評價值是否已滿足穩(wěn)定閾值(步驟s7)。如此,最初利用值小的瞬間閾值進行判定,僅在已滿足該瞬間閾值的情形時,進行大穩(wěn)定閾值的判定,借此,能夠除去干擾(noise)的影響。參數(shù)最佳化部27在評價值已滿足穩(wěn)定閾值的情形時,前進至下一步驟,在評價值未滿足穩(wěn)定閾值的情形時,返回至步驟s2。
其次,參數(shù)最佳化部27確定步驟s7中所使用的穩(wěn)定閾值是否為最終閾值(最終階段的穩(wěn)定閾值)(步驟s8)。若穩(wěn)定閾值并非為最終閾值,則設定下一階段的閾值(步驟s9),且返回至步驟s2。在本實施形態(tài)中,設定3個階段的瞬間閾值與穩(wěn)定閾值。在第一階段設定瞬間閾值a1與穩(wěn)定閾值b1,在第二階段設定瞬間閾值a2與穩(wěn)定閾值b2,在第三階段設定瞬間閾值a3與穩(wěn)定閾值b3。在第三階段設定為b3。各閾值滿足以下的關系式(1):
a1<b1、a2<b2、a3<b3、a1>a2>a3、b1>b2>b3…(1)
根據(jù)關系式(1),以如下方式進行設定,即,每當階段增加,使瞬間閾值與穩(wěn)定閾值減小。如此,將閾值分為多個階段而逐步減小閾值,借此,容易收斂至更穩(wěn)定的解。
而且,參數(shù)最佳化部27在評價值為最終閾值的情形時,保存控制參數(shù)并結束(步驟s10)。如上所述,參數(shù)最佳化部27分別反復地重新設定控制參數(shù)、使末端執(zhí)行器15直線移動、測定(取得)橫偏移及進行判定,直至橫偏移評價值成為最終閾值以下為止,使多個控制參數(shù)的組合最佳化。
根據(jù)本實施形態(tài),借由徹底地反復變更多個控制參數(shù),能夠使末端執(zhí)行器15的橫偏移處在特定范圍內(nèi),因此,能夠決定最佳的控制參數(shù)的組合。其結果,能夠不借助于以往的人手而對機械手1的末端執(zhí)行器15的控制參數(shù)進行自動調(diào)整。
再者,在本實施形態(tài)中,說明了關于一個目標軌跡5(圖1)而對橫偏移進行自動調(diào)整的情形,但也可對于位置、高度不同的多個連接端口分別設定目標軌跡5,對各連接端口進行橫偏移的自動調(diào)整處理。例如在對于全部24個連接端口中的各連接端口設定了目標軌跡5的情形時,也可利用第一階段的閾值(瞬間閾值及穩(wěn)定閾值),自1連接端口至24連接端口為止依序進行調(diào)整,其次利用第二階段的閾值,自1連接端口至24連接端口為止依序進行調(diào)整,利用最后的第三階段的閾值,自1連接端口至24連接端口為止依序進行調(diào)整。借此,相較于由機械手1對于同一連接端口反復地進行相同動作而進行調(diào)整,能夠除去干擾的影響,容易收斂為最佳解。又,在各階段,最初利用值小的瞬間閾值進行判定,僅在已滿足該瞬間閾值的情形時,進行大穩(wěn)定閾值的判定,借此,能夠有效果地除去干擾的影響。
再者,在本實施形態(tài)中,借由具備與末端執(zhí)行器15的目標軌跡5平行的面5a的測量治具3、及距離傳感器4而測量末端執(zhí)行器15的橫偏移,但并不限定在此。例如也可借由其它加速度傳感器、gps而測量相對于目標軌跡5的橫方向、縱方向及斜方向中的至少一個方向的偏移。
再者,在本實施形態(tài)中,在借由控制參數(shù)設定部24實施前饋補償之后,借由伺服控制部22進行通常的位置控制,從而對各軸的伺服馬達20進行控制,控制參數(shù)設為各軸的速度及角速度的前饋增益,但只要為對機械手1的偏移產(chǎn)生影響的控制參數(shù),則并不限定于此。
再者,在本實施形態(tài)中,機械手1設為水平多關節(jié)型搬送用機械手,但只要為能夠進行直線移動的機械手整體,則并不限定在此。例如也可為具備直動機構的機械手。原因在于:此種機械手會相對于直線移動的目標軌跡而產(chǎn)生任何方向的偏移。又,目標軌跡不限于二維平面上,可為三維空間上的任意軌跡,也可為曲線而并非為直線。
根據(jù)上述說明,對于本領域人員而言,本發(fā)明的大量改良或其它實施形態(tài)顯而易見。因此,上述說明應僅解釋為示例,且是為了將執(zhí)行本發(fā)明的最佳形態(tài)告知本領域人員而提供的說明。在不脫離本發(fā)明的精神的范圍內(nèi),能夠?qū)嵸|(zhì)性地變更本發(fā)明的構造及功能中的一方或雙方的詳情。
工業(yè)應用性:
本發(fā)明對于能夠進行直線移動的機械手整體有用。
符號說明:
1機械手
2偏移自動調(diào)整裝置(控制裝置)
3測量治具
4距離傳感器
5目標軌跡
10基臺
11升降軸
12第一連桿
13第二連桿
14第三連桿
15末端執(zhí)行器(手部)
20伺服馬達
21運算部
22伺服控制部
23記憶部
24控制參數(shù)設定部
25偏移取得部
26判定部
27參數(shù)最佳化部
31、32數(shù)字濾波器部
33、34加法器
40速度參數(shù)設定部(a軸)
41加速度參數(shù)設定部(a軸)
42速度參數(shù)設定部(a軸~b軸)
43加速度參數(shù)設定部(a軸~b軸)
44速度參數(shù)設定部(a軸)
45加速度參數(shù)設定部(a軸)
50馬達控制部(a軸)
51馬達控制部(b軸)
100偏移自動調(diào)整系統(tǒng)。