機(jī)器人控制方法、機(jī)器人裝置、程序和記錄介質(zhì)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及機(jī)器人控制方法、機(jī)器人裝置、程序和記錄介質(zhì)?？刂蒲b置使得機(jī)器人手夾持用于測(cè)量的工件。在使得被機(jī)器人手夾持的用于測(cè)量的工件的外周F3抵靠在參考夾具上的情況下使機(jī)器人臂的端部圍繞端軸旋轉(zhuǎn)的同時(shí)，控制裝置控制機(jī)器人臂的操作以使得機(jī)器人臂保持將用于測(cè)量的工件抵靠在參考物上的力恒定?？刂蒲b置獲取當(dāng)機(jī)器人臂的端部旋轉(zhuǎn)時(shí)由各關(guān)節(jié)的編碼器檢測(cè)到的檢測(cè)結(jié)果?？刂蒲b置通過使用編碼器檢測(cè)結(jié)果基于中心軸相對(duì)于端軸的偏心來計(jì)算軌跡數(shù)據(jù)的校正量，并基于該校正量校正軌跡數(shù)據(jù)。
【專利說明】
機(jī)器人控制方法、機(jī)器人裝置、程序和記錄介質(zhì)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及用于控制多關(guān)節(jié)機(jī)器人臂的操作的機(jī)器人控制方法、機(jī)器人裝置、程序和記錄介質(zhì)。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，對(duì)于諸如電子裝備之類的具有較小尺寸和復(fù)雜結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品的裝配，增加了對(duì)自動(dòng)化的要求。這些產(chǎn)品需要通過小型機(jī)器人用較高的速度并根據(jù)精細(xì)的力控制來精確地裝配。
[0003]出于這個(gè)原因，當(dāng)使用機(jī)器人時(shí)，需要將操作精確地校準(zhǔn)，并且提出了各種校準(zhǔn)裝置(校準(zhǔn)夾具)和校準(zhǔn)方法。例如，公開了一種校準(zhǔn)裝置，其使用兩個(gè)微位移測(cè)量裝置和柱狀?yuàn)A具，從而旋轉(zhuǎn)機(jī)器人的端軸，讀出微位移測(cè)量裝置的信號(hào)，并基于讀出的信息來校準(zhǔn)機(jī)器人的端軸(參見日本專利申請(qǐng)?zhí)亻_N0.HOl-58490)。
[0004]另外，近年來，需要將生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)轉(zhuǎn)換成單元(cell)，以提高生產(chǎn)效率，并且設(shè)置有能夠執(zhí)行多個(gè)操作步驟的機(jī)器人手的機(jī)器人裝置被廣泛使用。這樣的機(jī)器人裝置因?yàn)槭沟脵C(jī)器人手執(zhí)行各種操作步驟而需要具有高的操作精度，并需要有與高的操作精度相關(guān)聯(lián)的高的校準(zhǔn)精度。在機(jī)器人手具有多個(gè)(例如，三個(gè))爪的情況下，在機(jī)器人手夾持工件時(shí)，被夾持工件的中心軸的位置由多個(gè)爪的位置中的每個(gè)爪的位置來確定，并因此需要預(yù)先校準(zhǔn)該多個(gè)爪的偏心。
[0005]另一方面，公開了一種校準(zhǔn)方法，該校準(zhǔn)方法校準(zhǔn)機(jī)器人的端軸的偏心，其中機(jī)器人手夾持被彈性軸可旋轉(zhuǎn)地支撐的球形部件，彈性軸被固定在其上安裝工件的支架上(參見日本專利申請(qǐng)?zhí)亻_N0.2014-058003)。
[0006]然而，在日本專利申請(qǐng)?zhí)亻_N0.H01-58490中所描述的校準(zhǔn)裝置中，微位移測(cè)量裝置對(duì)于測(cè)量是必要的。另一方面，日本專利申請(qǐng)?zhí)亻_N0.2014-058003提出了一種在不使用微位移測(cè)量裝置的情況下校準(zhǔn)機(jī)器人手的爪的位置的方法。然而，在日本專利申請(qǐng)?zhí)亻_N0.2014-058003中的方法中，對(duì)于基于由力傳感器檢測(cè)到的力來計(jì)算對(duì)于校準(zhǔn)多個(gè)爪的中心軸的偏心所需的校準(zhǔn)量，和使得多個(gè)爪相對(duì)于機(jī)器人臂移動(dòng)所計(jì)算出的校準(zhǔn)量從而校準(zhǔn)位置，需要非常復(fù)雜的調(diào)整操作。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0007]本發(fā)明的一個(gè)目的是在不使用諸如微位移測(cè)量裝置之類的特殊測(cè)量?jī)x器以及在不執(zhí)行用于機(jī)器人手的復(fù)雜調(diào)整操作的情況下校準(zhǔn)機(jī)器人手的位置。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，一種機(jī)器人控制方法，其中，機(jī)器人手被附連到具有多個(gè)關(guān)節(jié)的機(jī)器人臂的端部，機(jī)器人臂的各關(guān)節(jié)具有包含馬達(dá)和檢測(cè)關(guān)節(jié)角度的關(guān)節(jié)角度檢測(cè)單元的關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)裝置，以及基于用于執(zhí)行操作的軌跡數(shù)據(jù)來控制機(jī)器人臂的操作的控制裝置，所述方法包括:夾持，其中控制裝置使機(jī)器人手夾持具有相對(duì)于中心軸旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的這樣形狀的對(duì)稱形狀的構(gòu)件;操作，其中在使得被機(jī)器人手夾持的對(duì)稱形狀的構(gòu)件的外周抵靠在參考構(gòu)件上的情況下使機(jī)器人臂的端部圍繞端軸旋轉(zhuǎn)的同時(shí)，控制裝置控制機(jī)器人臂的操作以使得機(jī)器人臂保持將對(duì)稱形狀的構(gòu)件抵靠在參考構(gòu)件上的力恒定;獲取，其中控制裝置在機(jī)器人臂的端部在所述操作中轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)獲取已經(jīng)由各關(guān)節(jié)的關(guān)節(jié)角度檢測(cè)單元檢測(cè)到的檢測(cè)結(jié)果；以及校正，其中控制裝置通過使用控制裝置在所述獲取中所獲取的檢測(cè)結(jié)果基于所述中心軸相對(duì)于所述端軸的偏心來計(jì)算軌跡數(shù)據(jù)的校正量，并基于所述校正量校正軌跡數(shù)據(jù)。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的機(jī)器人控制方法從各關(guān)節(jié)的角度基于偏心來計(jì)算校正量，并基于校正量校正機(jī)器人臂的軌跡數(shù)據(jù);并因此可以在不使用諸如微位移測(cè)量裝置之類的特殊測(cè)量?jī)x器的情況下校準(zhǔn)機(jī)器人手的位置。此外，機(jī)器人控制方法通過校正機(jī)器人臂的軌跡數(shù)據(jù)來校準(zhǔn)機(jī)器人手的位置，并因此不需要為機(jī)器人手執(zhí)行復(fù)雜的調(diào)整操作。
[0010]本發(fā)明的進(jìn)一步的特征從以下參考所附附圖對(duì)示例性實(shí)施例的描述將變得清楚。
【附圖說明】
[0011 ]圖1是根據(jù)第一實(shí)施例的示出了機(jī)器人裝置的透視圖。
[0012]圖2是根據(jù)第一實(shí)施例的示出了機(jī)器人裝置的機(jī)器人臂的關(guān)節(jié)的局部剖視圖。
[0013]圖3是根據(jù)第一實(shí)施例的示出了機(jī)器人裝置的控制裝置的結(jié)構(gòu)的框圖。
[0014]圖4是根據(jù)第一實(shí)施例的示出了機(jī)器人裝置的主要部分的結(jié)構(gòu)的功能框圖。
[0015]圖5是根據(jù)第一實(shí)施例的示出了機(jī)器人裝置的機(jī)器人的透視圖。
[0016]圖6是根據(jù)第一實(shí)施例的示出了機(jī)器人控制方法的流程圖。
[0017]圖7是根據(jù)第一實(shí)施例的示出了機(jī)器人控制方法的流程圖。
[0018]圖8A是第一實(shí)施例中的示出了機(jī)器人臂的關(guān)節(jié)Jl的角度相對(duì)于關(guān)節(jié)J6的角度的變化的曲線圖。圖SB是第一實(shí)施例中的示出了機(jī)器人臂的關(guān)節(jié)J2的角度相對(duì)于關(guān)節(jié)J6的角度的變化的曲線圖。圖SC是第一實(shí)施例中的示出了機(jī)器人臂的關(guān)節(jié)J3的角度相對(duì)于關(guān)節(jié)J6的角度的變化的曲線圖。圖8D是第一實(shí)施例中的示出了機(jī)器人臂的關(guān)節(jié)J4的角度相對(duì)于關(guān)節(jié)J6的角度的變化的曲線圖。圖SE是第一實(shí)施例中的示出了機(jī)器人臂的關(guān)節(jié)J5的角度相對(duì)于關(guān)節(jié)J6的角度的變化的曲線圖。
[0019]圖9A是第一實(shí)施例中的示出了關(guān)于機(jī)器人臂的端部的抵靠方向的位移相對(duì)于機(jī)器人臂的端部的旋轉(zhuǎn)角度的估計(jì)值的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的曲線圖。圖9B是第一實(shí)施例中的示出了將機(jī)器人臂的端部的抵靠方向的位移相對(duì)于機(jī)器人臂的端部的旋轉(zhuǎn)角度的估計(jì)值與其測(cè)量值作比較的實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)的曲線圖。
[0020]圖1OA是示出了當(dāng)機(jī)器人臂的端部的旋轉(zhuǎn)角度為O度的時(shí)候用于測(cè)量的工件的位置的示例性視圖。圖1OB是示出了當(dāng)機(jī)器人臂的端部的旋轉(zhuǎn)角度為90度的時(shí)候用于測(cè)量的工件的位置的示例性視圖。圖1OC是示出了當(dāng)機(jī)器人臂的端部的旋轉(zhuǎn)角度為180度的時(shí)候用于測(cè)量的工件的位置的示例性視圖。圖1OD是示出了當(dāng)機(jī)器人臂的端部的旋轉(zhuǎn)角度為270度的時(shí)候用于測(cè)量的工件的位置的示例性視圖。
[0021 ]圖11是根據(jù)第二實(shí)施例的示出了機(jī)器人手和機(jī)器人臂的端部的透視圖。
[0022]圖12是根據(jù)第三實(shí)施例的示出了機(jī)器人裝置的透視圖。
[0023]圖13是根據(jù)第三實(shí)施例的示出了機(jī)器人裝置的主要部分的結(jié)構(gòu)的功能框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]現(xiàn)在將根據(jù)附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。
[0025][第一實(shí)施例]
[0026]圖1是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的示出了機(jī)器人裝置的透視圖。機(jī)器人裝置100包括機(jī)器人200、控制機(jī)器人200的操作的控制裝置300和示教板400，該示教板400通過用戶的操作用作用于示教機(jī)器人200的操作的示教部分。
[0027]機(jī)器人200具有垂直的多關(guān)節(jié)類型的機(jī)器人臂201，以及用作附連到機(jī)器人臂201的端部的末端執(zhí)行器的機(jī)器人手202。此外，機(jī)器人200具有被布置在機(jī)器人臂201和機(jī)器人手202之間的力傳感器260，并且該力傳感器260是檢測(cè)要被施加到機(jī)器人手202上的力的力傳感器。換句話說，機(jī)器人手202通過力傳感器260附連到機(jī)器人臂201的端部。
[0028]力傳感器260分別檢測(cè)在機(jī)器人臂201的端部中，S卩，在機(jī)器人手202中的坐標(biāo)系(工具坐標(biāo)系)2:中的彼此垂直的三個(gè)軸向方向上的力和三個(gè)軸周圍的力矩。在下文中，由這個(gè)力傳感器260檢測(cè)出的力和力矩簡(jiǎn)稱為“力”。該力傳感器260在裝配操作(諸如安裝操作)時(shí)被用于控制裝配，即，用于控制柔順性。
[0029]在機(jī)器人臂201中，傳遞位移和力的多個(gè)連桿211至216在關(guān)節(jié)Jl至J6處與固定到工件臺(tái)的基座部分(基座末端連桿)210相連，以便能夠彎曲(回旋)或旋轉(zhuǎn)。在第一實(shí)施例中，機(jī)器人臂201由六軸的關(guān)節(jié)Jl至J6構(gòu)成，該六軸是彎曲的三個(gè)軸和旋轉(zhuǎn)的三個(gè)軸。這里，彎曲是指兩個(gè)連桿在其連接部的某點(diǎn)處彎曲，而旋轉(zhuǎn)是指兩個(gè)連桿圍繞在其長(zhǎng)度方向上延伸的旋轉(zhuǎn)軸相對(duì)地旋轉(zhuǎn);并且這二者被分別稱為彎曲部分和旋轉(zhuǎn)部分。機(jī)器人臂201由六個(gè)關(guān)節(jié)Jl至J6構(gòu)成，其中，關(guān)節(jié)Jl、J4和J6是旋轉(zhuǎn)部分，而關(guān)節(jié)J2、J3和J5是彎曲部分。
[0030]機(jī)器人手202具有多個(gè)指狀物(例如，爪)220，并且通過力傳感器260附連至機(jī)器人臂201的端部，具體地，被附連至連桿(末端連桿)216的端部。該多個(gè)指狀物220由手基座支撐，以便在將中心軸作為中心的徑向方向上相對(duì)于手基座朝向內(nèi)側(cè)和外側(cè)移動(dòng)。當(dāng)被操作使得關(guān)閉時(shí)(在徑向方向上朝向內(nèi)側(cè)操作)，該多個(gè)指狀物220可以抓住工件Wl (其為第一工件)，并且當(dāng)被操作以使得打開時(shí)(在徑向方向上朝向外側(cè)操作)，該多個(gè)指狀物220可以使得工件Wl的抓住被釋放。通過使用該多個(gè)指狀物220來抓住工件Wl，機(jī)器人手202可以執(zhí)行如下的安裝操作:將作為第一工件的工件(安裝部件)Wl安裝到作為第二工件的工件(要被安裝的部件)W2。
[0031]機(jī)器人臂201被分別設(shè)置在關(guān)節(jié)Jl至J6之上，并且分別具有用于驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)Jl至J6的多個(gè)(6個(gè))關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)裝置230。附帶地，在圖1中，為了方便起見，僅在關(guān)節(jié)J2上示出了關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)裝置230，且省略了在Jl和J3至J6的其它關(guān)節(jié)上的關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)裝置的示出，但在Jl和J3至J6的其它關(guān)節(jié)中，也布置了具有類似結(jié)構(gòu)的關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)裝置230。
[0032]圖2是示出了機(jī)器人臂201的關(guān)節(jié)J2的局部剖視圖。以下將代表性地描述作為示例的關(guān)節(jié)J2。關(guān)于Jl和J3至J6的其它關(guān)節(jié)的描述將被省略，因?yàn)槠渌年P(guān)節(jié)具有類似的結(jié)構(gòu)。
[0033]關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)裝置230具有旋轉(zhuǎn)馬達(dá)(以下稱為“馬達(dá)”)231和減速器233，旋轉(zhuǎn)馬達(dá)231為電動(dòng)馬達(dá)，而減速器233使得馬達(dá)231的旋轉(zhuǎn)軸232的旋轉(zhuǎn)減速。關(guān)節(jié)J2具有編碼器235，該編碼器235是檢測(cè)馬達(dá)231的旋轉(zhuǎn)軸232(減速器233的輸入軸)的旋轉(zhuǎn)角度的馬達(dá)角度檢測(cè)單元。關(guān)節(jié)J2還具有編碼器236，其為檢測(cè)連桿212相對(duì)于連桿211的角度(減速器233的輸出軸的旋轉(zhuǎn)角度)的關(guān)節(jié)角度檢測(cè)單元。換言之，編碼器236檢測(cè)關(guān)節(jié)J2的角度(關(guān)節(jié)角度)。馬達(dá)231是伺服馬達(dá)，并且是，例如，無電刷直流(DC)伺服馬達(dá)或交流(AC)伺服馬達(dá)。
[0034]編碼器235希望的是絕對(duì)型旋轉(zhuǎn)編碼器，其被構(gòu)造成具有一周的絕對(duì)角度編碼器、用于計(jì)數(shù)絕對(duì)角度編碼器中的旋轉(zhuǎn)總數(shù)的計(jì)數(shù)器以及向計(jì)數(shù)器供給電力的備用電池。即使供給到機(jī)器人臂201的電力被關(guān)斷，只要該備用電池是有效的，旋轉(zhuǎn)總數(shù)就會(huì)保持在計(jì)數(shù)器中，而不管供給到機(jī)器人臂201的電力的打開和關(guān)閉。因此，機(jī)器人臂201的姿態(tài)可以被控制。附帶地，編碼器235被附連到旋轉(zhuǎn)軸232，但也可以附連到減速器233的輸入軸。
[0035]編碼器236是檢測(cè)兩個(gè)相鄰連桿之間的相對(duì)角度的旋轉(zhuǎn)編碼器。在關(guān)節(jié)J2中，編碼器236是檢測(cè)連桿211和連桿212之間的相對(duì)角度的旋轉(zhuǎn)編碼器。編碼器236具有如下的結(jié)構(gòu):其中，編碼器刻度被設(shè)置在連桿211上且檢測(cè)頭被設(shè)置在連桿212上，或者具有相反的結(jié)構(gòu)。
[0036]此外，連桿211和連桿212通過交叉滾子軸承237可旋轉(zhuǎn)地連接。馬達(dá)231被馬達(dá)蓋238覆蓋和保護(hù)。在馬達(dá)231和編碼器235之間設(shè)置有未示出的制動(dòng)單元。制動(dòng)單元的主要功能是當(dāng)電源被關(guān)斷時(shí)保持機(jī)器人臂201的姿態(tài)。
[0037]在第一實(shí)施例中，減速器233是具有波動(dòng)齒輪的減速器，其尺寸小且重量輕，并具有大的減速比。減速器233具有網(wǎng)狀發(fā)生器(web generator)241和圓形花鍵242，該網(wǎng)狀發(fā)生器241是輸入軸并與馬達(dá)231的旋轉(zhuǎn)軸232相連，該圓形花鍵242是輸出軸并被固定到連桿212。附帶地，圓形花鍵242被直接連接到連桿212，但也可以與連桿212—體地形成。
[0038]另外，減速器233被布置在網(wǎng)狀發(fā)生器241和圓形花鍵242之間，并設(shè)置有固定到連桿211的柔性花鍵243。柔性花鍵243相對(duì)于網(wǎng)狀發(fā)生器241的旋轉(zhuǎn)按照減速比N被減速，并相對(duì)于圓形花鍵242旋轉(zhuǎn)。因此，在減速器233中按照減速比1/N被減速的馬達(dá)231的旋轉(zhuǎn)軸232的旋轉(zhuǎn)使得固定有圓形花鍵242的連桿212的相對(duì)于固定有柔性花鍵243的連桿211相對(duì)地旋轉(zhuǎn)，并使關(guān)節(jié)J2彎曲。
[0039]圖3是示出了機(jī)器人裝置100的控制裝置300的結(jié)構(gòu)的框圖?？刂蒲b置300具有主控制單元330，以及多個(gè)(其數(shù)量對(duì)應(yīng)于關(guān)節(jié)的數(shù)量:在第一實(shí)施例中為6個(gè))關(guān)節(jié)控制單元340。
[0040]主控制單元330由計(jì)算機(jī)構(gòu)成，并設(shè)置有用作算術(shù)運(yùn)算單元的CPU(中央處理單元)301。主控制單元330還具有作為存儲(chǔ)單元的ROM(只讀存儲(chǔ)器)302、RAM(隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)303和HDD (硬盤驅(qū)動(dòng)器)304。主控制單元330還具有磁盤驅(qū)動(dòng)器305、各種接口 311至313以及應(yīng)力計(jì)算器343。
[0041 ] ROM 302、RAM 303、HDD 304、磁盤驅(qū)動(dòng)器305、各種接口311至313和應(yīng)力計(jì)算器343通過總線連接到CPU 301 οROM 302在其中存儲(chǔ)諸如B1S之類的基本程序。RAM 303是在其中臨時(shí)存儲(chǔ)諸如CPU 301的算術(shù)處理的結(jié)果之類的各種數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)設(shè)備。
[0042]HDD 304是存儲(chǔ)設(shè)備，其存儲(chǔ)CPU 301的算術(shù)處理的結(jié)果，以及從外部獲得的各種數(shù)據(jù)等;HDD 304也是記錄設(shè)備，其在其中記錄用于使CPU 301執(zhí)行后面將描述的算術(shù)處理的程序320XPU 301基于記錄(存儲(chǔ))在HDD 304中的程序320執(zhí)行機(jī)器人控制方法中的每個(gè)步驟。
[0043]磁盤驅(qū)動(dòng)器305能夠讀出已被記錄在記錄盤321中的各種數(shù)據(jù)、程序等等。附帶地，所示出的諸如可重寫非易失性存儲(chǔ)器和外部HDD之類的外部存儲(chǔ)設(shè)備可以連接到主控制單元330。
[0044]作為示教部分的示教板400連接到接口311。示教板400是如下的部分:該部分通過用戶的輸入操作，指定示教板示教機(jī)器人200的示教點(diǎn)，S卩，指定關(guān)節(jié)Jl至J6中的每個(gè)關(guān)節(jié)的目標(biāo)關(guān)節(jié)角度(關(guān)節(jié)Jl至J6中的每個(gè)關(guān)節(jié)的馬達(dá)231的目標(biāo)旋轉(zhuǎn)位置)。示教點(diǎn)的數(shù)據(jù)通過接口 311和總線被輸出到HDD 304。
[0045]HDD 304可以在其中存儲(chǔ)已被示教板400指定的示教點(diǎn)數(shù)據(jù)。CPU 301可以讀出已被設(shè)置(存儲(chǔ))在HDD 304中的示教點(diǎn)的數(shù)據(jù)。
[0046]顯示設(shè)備(監(jiān)視器)500是連接到接口312的顯示單元，并在CPU 301的控制下顯示圖像。
[0047]力傳感器260被連接到應(yīng)力計(jì)算器343。應(yīng)力計(jì)算器343基于從力傳感器260發(fā)送的信號(hào)來確定力(三個(gè)軸的力和三個(gè)軸的力矩)，并將表示所確定的力的信號(hào)輸出到CPU 301。
[0048]關(guān)節(jié)控制單元340被連接到接口313。附帶地，在第一實(shí)施例中，機(jī)器人臂201具有六個(gè)關(guān)節(jié)Jl至J6，并且相應(yīng)地，控制裝置300具有六個(gè)關(guān)節(jié)控制單元340;但在圖3中，僅示出了一個(gè)關(guān)節(jié)控制單元340，并省略對(duì)其它五個(gè)關(guān)節(jié)的示出。關(guān)節(jié)控制單元340中的每一個(gè)被布置在控制裝置300的殼體中。附帶地，關(guān)節(jié)控制單元340中的每一個(gè)被布置的位置并不局限于殼體的內(nèi)部，并且可以被布置在例如機(jī)器人臂201中。
[0049]CPU 301根據(jù)預(yù)先設(shè)置的示教點(diǎn)來計(jì)算機(jī)器人臂201的軌跡，并且以預(yù)定的時(shí)間間隔將指示馬達(dá)231的旋轉(zhuǎn)軸232的目標(biāo)旋轉(zhuǎn)位置(旋轉(zhuǎn)角度的控制量)的位置指令的信號(hào)輸出到各關(guān)節(jié)控制單元340。
[0050]關(guān)節(jié)控制單元340具有CPU 351、用作存儲(chǔ)單元的EEPROM 352和RAM 353、接口361、檢測(cè)電路362和363以及馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路365;并且被配置成使得部件通過總線彼此連接。
[0051 ] CPU 351根據(jù)程序370執(zhí)行運(yùn)算處理。EEPROM 352是在其中存儲(chǔ)程序370的存儲(chǔ)設(shè)備。RAM 353是在其中暫時(shí)存儲(chǔ)諸如CPU 351的運(yùn)算處理的結(jié)果之類的各種數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)設(shè)備。
[0052]主控制單元330具有多個(gè)(6個(gè))接口 313(盡管在圖3中只示出了 I個(gè))。接口 313中的每一個(gè)通過電纜等連接到關(guān)節(jié)控制單元340中的每一個(gè)的接口 361，并且信號(hào)可以在主控制單元330和各關(guān)節(jié)控制單元340之間傳遞和接收。
[0053]編碼器235被連接到檢測(cè)電路362，而編碼器236被連接到檢測(cè)電路363。指示所檢測(cè)的角度的檢測(cè)值的脈沖信號(hào)從編碼器235和236中的每個(gè)輸出。
[0054]檢測(cè)電路362和363分別從編碼器235和236獲取脈沖信號(hào)，將該信號(hào)轉(zhuǎn)換成可以由CPU 351獲取的信號(hào)，并將所得的信號(hào)輸出到CPU 351。
[0055]馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路365是例如在其中具有半導(dǎo)體開關(guān)元件的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器，并且響應(yīng)于輸入電流指令，將具有經(jīng)脈寬調(diào)制的三相交流電流的HVM波形的電壓輸出到馬達(dá)231，并由此向馬達(dá)231供給電流。
[0056]各關(guān)節(jié)控制單元340的CPU351計(jì)算要被輸出到馬達(dá)231以使馬達(dá)231的旋轉(zhuǎn)位置(旋轉(zhuǎn)角度)接近由主控制單元330的CPU 301輸入且被CPU 351接收到的位置指令的電流的量(電流指令)，并且將所計(jì)算的電流指令輸出到馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路365。
[0057]該馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路365將對(duì)應(yīng)于由CPU351輸入且被馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路365接收的電流指令的電流提供給馬達(dá)231。然后，馬達(dá)231從馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路365接收電力供給以產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)扭矩，并將該扭矩傳遞到作為減速器233的輸入軸的網(wǎng)狀發(fā)生器241。在減速器233中，作為輸出軸的圓形花鍵242以網(wǎng)狀發(fā)生器241的旋轉(zhuǎn)的1/N的轉(zhuǎn)數(shù)旋轉(zhuǎn)。從而，連桿212相對(duì)于連桿211相對(duì)旋轉(zhuǎn)。
[0058]這樣，關(guān)節(jié)控制單元340中的每個(gè)向馬達(dá)231供給電流使得馬達(dá)231的旋轉(zhuǎn)位置接近由主控制單元330輸入且被關(guān)節(jié)控制單元接收到的位置指令，并控制關(guān)節(jié)Jl至J6中的每個(gè)關(guān)節(jié)的關(guān)節(jié)角度。
[0059]附帶地，在第一實(shí)施例中，將描述其中計(jì)算機(jī)可讀記錄介質(zhì)是HDD304和EEPR0M352，且程序320和370被存儲(chǔ)在HDD 304和EEPROM 352中的情況，但本發(fā)明并不局限于該情況。程序320和370可以被記錄在任何記錄介質(zhì)中，只要該記錄介質(zhì)可以由計(jì)算機(jī)讀出。例如，在圖3中示出的記錄盤321、未示出的外部存儲(chǔ)設(shè)備等可以用作用于提供程序320和370的記錄介質(zhì)。如果描述記錄介質(zhì)的具體示例，可用的示例包括軟盤、硬盤、光盤、光磁盤、CD-ROM、CD-R、磁帶、非易失性存儲(chǔ)器和ROM。
[0060]圖4是根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的示出了機(jī)器人裝置的主要部分的結(jié)構(gòu)的功能框圖。在圖4中，基于程序320的CPU 301的功能被細(xì)分成塊，并且這些塊被示出；且基于程序370的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路365的功能和CPU 351的功能被細(xì)分成塊，并且這些塊被示出。在機(jī)器人200中，機(jī)器人臂201的關(guān)節(jié)Jl被細(xì)分成塊，并且這些塊被示出。
[0061 ] 控制裝置300具有主控制單元330和對(duì)應(yīng)于關(guān)節(jié)Jl至J6中的每個(gè)的關(guān)節(jié)控制單元340。在圖4中，只有關(guān)節(jié)Jl和對(duì)應(yīng)于關(guān)節(jié)Jl的關(guān)節(jié)控制單元340被示出，雖然未示出，但控制裝置300具有分別對(duì)應(yīng)于其它關(guān)節(jié)J2到J6的多個(gè)關(guān)節(jié)控制單元340。
[0062]主控制單元330包括軌跡計(jì)算單元331、加壓控制單元332、工件位置偏移計(jì)算單元334、末端位置計(jì)算單元335、連桿參數(shù)存儲(chǔ)單元336以及校正量計(jì)算單元337。關(guān)節(jié)控制單元340中的每個(gè)包括馬達(dá)控制單元341和輸出軸角度計(jì)算單元342。
[0063]主控制單元330的CPU 301根據(jù)程序320用作軌跡計(jì)算單元331、加壓控制單元332、工件位置偏移計(jì)算單元334、末端位置計(jì)算單元335和校正量計(jì)算單元337。連桿參數(shù)存儲(chǔ)單元336是例如HDD 304。
[0064]另外，各關(guān)節(jié)控制單元340的馬達(dá)控制單元341具有通過程序370操作的CPU 351和馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路365的功能。輸出軸角度計(jì)算單元342具有通過程序370操作的CPU 351的功會(huì)K。
[0065]首先，以下將描述主控制單元330的控制操作。
[0066]軌跡計(jì)算單元331基于示教點(diǎn)的數(shù)據(jù)來計(jì)算機(jī)器人臂201的操作(軌跡)。示教點(diǎn)通過作業(yè)者操作的示教板400被設(shè)置為在關(guān)節(jié)空間或任務(wù)空間上的點(diǎn)。
[0067]顯示了機(jī)器人臂201的自由度的參數(shù)應(yīng)由關(guān)節(jié)角度來表示，且機(jī)器人臂201的關(guān)節(jié)?11到16的關(guān)節(jié)角度分別由91到96來表不。機(jī)器人臂201的結(jié)構(gòu)由(01，02，93，04，95，06)表達(dá)，并且可以被看作在關(guān)節(jié)空間中的一個(gè)點(diǎn)。因此，當(dāng)表達(dá)機(jī)器人臂201的自由度的參數(shù)(例如，關(guān)節(jié)角度以及伸展和收縮的長(zhǎng)度)被確定為是在坐標(biāo)軸上的值時(shí)，機(jī)器人臂201的結(jié)構(gòu)可以表達(dá)為關(guān)節(jié)空間上的點(diǎn)。換言之，關(guān)節(jié)空間是機(jī)器人臂201的關(guān)節(jié)角度對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)軸上的空間。
[0068]另外，在機(jī)器人手202中已經(jīng)設(shè)置了工具中心點(diǎn)(TCP)JCP由三個(gè)參數(shù)(X，Y，Z)和三個(gè)參數(shù)(α，β，γ )來表達(dá)，其中(Χ，Υ，Ζ)表達(dá)在基礎(chǔ)坐標(biāo)系Σ2中的位置，且(α，β，γ )表達(dá)姿態(tài)(旋轉(zhuǎn))，換句話說，TCP由六個(gè)參數(shù)(X，Y，Z，α，β，γ )來表達(dá)，并且可以被看作是在任務(wù)空間中的一個(gè)點(diǎn)。換句話說，任務(wù)空間是由這六個(gè)坐標(biāo)軸規(guī)定的空間。
[0069]軌跡計(jì)算單元331根據(jù)預(yù)定的插值方法(例如，線性插值、圓弧插值、聯(lián)合插值等)來生成機(jī)器人臂201的路徑，該機(jī)器人臂201的路徑連接多個(gè)設(shè)置的示教點(diǎn)。然后，軌跡計(jì)算單元331根據(jù)生成的機(jī)器人臂201的路徑生成機(jī)器人臂201的軌跡。
[0070]這里，機(jī)器人臂201的路徑是在關(guān)節(jié)空間或在任務(wù)空間中有序的點(diǎn)的集合。在第一實(shí)施例中，機(jī)器人臂201的軌跡是如下的軌跡:其通過使用時(shí)間段作為參數(shù)而示出路徑，并且在每個(gè)時(shí)刻處是用于關(guān)節(jié)Jl至J6中的每個(gè)關(guān)節(jié)的馬達(dá)231的位置指令的集合。
[0071]在機(jī)器人臂201操作之前，預(yù)先計(jì)算出該軌跡數(shù)據(jù)，并且存儲(chǔ)(設(shè)置)在存儲(chǔ)單元中，例如，在HDD 304中。
[0072]附帶地，以下將描述軌跡數(shù)據(jù)由主控制單元330的CPU301計(jì)算的情況，但是軌跡數(shù)據(jù)可以由未示出的另一計(jì)算機(jī)計(jì)算，并且被預(yù)先存儲(chǔ)(設(shè)置)在主控制單元330的存儲(chǔ)單元中，例如，在HDD 304中。
[0073]加壓控制單元332獲取由力傳感器260通過應(yīng)力計(jì)算器343檢測(cè)出的力檢測(cè)結(jié)果，并且執(zhí)行使得力保持恒定的柔順性控制處理。在執(zhí)行柔順性控制的同時(shí)，加壓控制單元332通過使用由軌跡計(jì)算單元331計(jì)算出的結(jié)果使機(jī)器人臂用固定的力將用于測(cè)量的工件W3(將在后面描述)壓靠(抵靠)在參考夾具W4(將在后面描述)上，工件W3是對(duì)稱形狀的構(gòu)件，并且被機(jī)器人手202抓住，工件W4是參考構(gòu)件。
[0074]機(jī)器人臂201的連桿參數(shù)被預(yù)先存儲(chǔ)(設(shè)置)在連桿參數(shù)存儲(chǔ)單元336中。機(jī)器人臂201的連桿參數(shù)是如下的參數(shù):其表達(dá)構(gòu)成機(jī)器人臂201的各連桿210至216的長(zhǎng)度和關(guān)節(jié)Jl至J6中的每個(gè)關(guān)節(jié)之間的位置關(guān)系。
[0075]末端位置計(jì)算單元335從控制各關(guān)節(jié)Jl到J6(在圖4中為關(guān)節(jié)Jl)的驅(qū)動(dòng)的關(guān)節(jié)控制單元340的輸出軸角度計(jì)算單元342獲取已經(jīng)由編碼器236檢測(cè)出的關(guān)節(jié)角度的數(shù)據(jù)。末端位置計(jì)算單元335還讀出存儲(chǔ)在連桿參數(shù)存儲(chǔ)單元336中的機(jī)器人臂201的連桿參數(shù)。
[0076]然后，末端位置計(jì)算單元335基于這些輸入數(shù)據(jù)(信息)根據(jù)機(jī)器人臂201的正向運(yùn)動(dòng)學(xué)來計(jì)算，并計(jì)算出機(jī)器人臂201的端部(連桿216的端部)的位置(端部位置)。
[0077]工件位置偏移計(jì)算單元334計(jì)算當(dāng)機(jī)器人手202旋轉(zhuǎn)時(shí)發(fā)生的用于測(cè)量的工件W3的中心軸的位置偏移，即，當(dāng)機(jī)器人手202夾持要實(shí)際裝配的工件時(shí)所發(fā)生的多個(gè)指狀物220的中心軸的位置偏移。
[0078]校正量計(jì)算單元337在實(shí)際操作時(shí)基于從工件位置偏移計(jì)算單元334發(fā)送的位置偏移的數(shù)據(jù)(偏心)來計(jì)算軌跡數(shù)據(jù)的校正量。
[0079]在實(shí)際的裝配操作時(shí)，校正量計(jì)算單元337將在校正量計(jì)算單元337中計(jì)算出的校正量增加到從軌跡計(jì)算單元331發(fā)送的位置指令(軌跡數(shù)據(jù))，并將所得到的值作為新的位置指令輸出到各關(guān)節(jié)控制單元340的控制每個(gè)馬達(dá)231的位置的馬達(dá)控制單元341。
[0080]接著，將在下面描述各關(guān)節(jié)控制單元340。馬達(dá)控制單元341接收如下的位置指令:該位置指令顯示從軌跡計(jì)算單元331發(fā)送的位置指令已經(jīng)被增加到校正量計(jì)算單元337的校正量的值。如上所述的，從軌跡計(jì)算單元331發(fā)送的位置指令是基于示教點(diǎn)計(jì)算的位置指令。馬達(dá)控制單元341參照輸入位置指令和編碼器235的值為馬達(dá)231執(zhí)行位置控制(反饋控制)，以使馬達(dá)231的旋轉(zhuǎn)位置接近位置指令。輸出軸角度計(jì)算單元342基于顯示編碼器236的角度檢測(cè)結(jié)果的值來計(jì)算關(guān)節(jié)角度的值。
[0081]接著，下面將描述校準(zhǔn)機(jī)器人臂201的操作的情況，S卩，校準(zhǔn)機(jī)器人手202的位置的情況。圖5是根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的示出了機(jī)器人裝置的機(jī)器人的透視圖。作為參考構(gòu)件的參考夾具W4被可移動(dòng)地固定在固定機(jī)器人臂201的工件臺(tái)上。換句話說，參考夾具W4被固定在工件臺(tái)上，以便不相對(duì)于機(jī)器人臂201移動(dòng)。在用于校準(zhǔn)的測(cè)量時(shí)，用于測(cè)量的工件W3被機(jī)械人手202抓住。
[0082]用于測(cè)量的工件W3是對(duì)稱形狀的構(gòu)件，其具有相對(duì)于中心軸B旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的形狀。在第一實(shí)施例中，用于測(cè)量的工件W3具有這樣的圓筒形狀(圓柱形狀):其中用于測(cè)量的工件W3被高精度地加工成具有高圓度的橫截面。
[0083]機(jī)器人臂201的連桿216圍繞端軸A相對(duì)于連桿215旋轉(zhuǎn)。換言之，端軸A是連桿216的旋轉(zhuǎn)的中心軸。在第一實(shí)施例中，中心軸B到端軸A的梯度應(yīng)為容許值或更小的值。
[0084]參考夾具W4具有平的表面(參考平面)F4。參考夾具W4的平的表面F4被形成為已被精加工而具有高的精度的精密表面。機(jī)器人臂用固定的力將用于測(cè)量的工件W3的外周F3(其表面已經(jīng)被高精度地精加工)抵靠在參考夾具W4的平的表面F4上，并因此機(jī)器人裝置可以高精度地測(cè)量被機(jī)器人手202抓住的用于測(cè)量的工件W3的中心軸B(即，機(jī)器人手202的中心軸)。
[0085]接著，將在下面描述控制裝置300控制機(jī)器人200的操作的機(jī)器人控制方法，S卩，校準(zhǔn)機(jī)器人手202的位置的方法。圖6是根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的示出了機(jī)器人控制方法的流程圖。在第一實(shí)施例中，機(jī)器人200的校正操作是將用于測(cè)量的工件W3壓靠在參考夾具W4上的軸向?qū)?zhǔn)操作。
[0086]首先，CPU301將機(jī)器人臂201的控制模式設(shè)置為軸向?qū)?zhǔn)模式(SI)。軸向?qū)?zhǔn)模式是當(dāng)機(jī)器人手202已被更換時(shí)首先執(zhí)行的校正操作。具體地，當(dāng)機(jī)器人手202被附連到機(jī)器人臂201時(shí)，機(jī)器人手202的中心軸B(即，工件的中心軸)偶然地從機(jī)器人臂201的端軸A偏離，并且需要校準(zhǔn)。因此，在第一實(shí)施例中，緊接著機(jī)器人手202被附連至機(jī)器人臂201之后，機(jī)器人裝置在軸向?qū)?zhǔn)模式中校準(zhǔn)機(jī)器人200的位置。具體地，機(jī)器人裝置校正軌跡數(shù)據(jù)，并校準(zhǔn)機(jī)器人手202的位置。
[0087]CPU 301控制機(jī)器人臂201和機(jī)器人手202的操作，以使機(jī)器人手202夾持用于測(cè)量的工件W3(S2:夾持步驟)。
[0088]接著，CPU301控制機(jī)器人臂201的操作，以使得夾持用于測(cè)量的工件W3的機(jī)器人手202移動(dòng)到參考夾具W4的位置(用于測(cè)量的工件的壓靠位置，S卩，軸向?qū)?zhǔn)的位置)(S3)。
[0089]接著，CPU301控制機(jī)器人臂201的操作，以使得機(jī)器人臂201用固定的力將用于測(cè)量的工件W3的外周F3抵靠在參考夾具W4的平的表面F4上(S4)。在這種情況下，CPU 301基于由力傳感器260檢測(cè)的信息控制該操作，以使得機(jī)器人臂201用固定的力壓靠用于測(cè)量的工件W3 ο此時(shí)，力傳感器260檢測(cè)施加在機(jī)器人手202上的力，并且因此，CPU 301獲取由力傳感器260檢測(cè)的作為用來將用于測(cè)量的工件W3抵靠在參考夾具W4上的力的力的結(jié)果。
[0090]接著，CPU301在將用于測(cè)量的工件W3抵靠在參考夾具W4上的情況下使得關(guān)節(jié)J6旋轉(zhuǎn)(S5:操作)。具體地，在使得用于測(cè)量的工件W3(其被機(jī)器人手202夾持)的外周F3抵靠在參考夾具W4的平的表面F4上的情況下，CI3U 301使機(jī)器人臂201的連桿216圍繞端軸A旋轉(zhuǎn)。此時(shí)，在CPU 301控制機(jī)器人臂201的各關(guān)節(jié)Jl到J5的操作，以使得用于測(cè)量的工件W3的外周F3抵靠在參考夾具W4上的力保持固定(S6:操作)。
[0091]此外，CPU 301獲取各關(guān)節(jié)Jl到J6的編碼器236的值(由各編碼器236檢測(cè)的關(guān)節(jié)角度)(S7:獲取)。
[0092]接著，CPU 301確定關(guān)節(jié)J6(連桿216)是否已轉(zhuǎn)了360度(S8:確定)<XPU 301基于由關(guān)節(jié)J6的編碼器236檢測(cè)出的關(guān)節(jié)角度來執(zhí)行此確定。
[0093]CPU 301繼續(xù)步驟S5到S7的處理，直到連桿216 (用于測(cè)量的工件W3)在步驟S8中旋轉(zhuǎn)360度為止。
[0094]當(dāng)已經(jīng)確定機(jī)器人手202在步驟S8中已經(jīng)到達(dá)旋轉(zhuǎn)的結(jié)束位置(S8:是)，則CPU301使機(jī)器人臂201的操作停止。
[0095]接著，CPU301計(jì)算關(guān)于用于測(cè)量的工件W3的中心軸B相對(duì)于連桿216的端軸A的偏心的信息(S9)。這里，關(guān)于偏心的信息(軸偏移信息)是中心軸B相對(duì)于端軸A的偏心方向(軸偏移方向)，以及中心軸B相對(duì)于端軸A的偏心量(軸偏移量)。
[0096]CPU 301基于中心軸B相對(duì)于端軸A的偏心來計(jì)算用于軌跡數(shù)據(jù)的校正量，并將該計(jì)算出的校正量記錄在存儲(chǔ)單元中(例如，HDD 304)(S10)。具體地，CPU 301計(jì)算這樣的軌跡數(shù)據(jù)的校正量(用于各馬達(dá)231的位置指令):該校正量使得基于校準(zhǔn)前的軌跡數(shù)據(jù)的機(jī)器人臂201的端部的位置(端部位置)向與偏心方向相反的方向移動(dòng)與偏心量相同的量。由此，形成校準(zhǔn)數(shù)據(jù)的操作結(jié)束。
[0097]接著，以下將描述在生產(chǎn)線中操作機(jī)器人臂201的情況。圖7是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的示出了機(jī)器人控制方法的流程圖。
[0098]當(dāng)在生產(chǎn)步驟中使機(jī)器人臂201根據(jù)軌跡數(shù)據(jù)進(jìn)行操作時(shí)，CPU301讀出已經(jīng)存儲(chǔ)在諸如HDD 304的存儲(chǔ)單元中的軌跡數(shù)據(jù)(用于各馬達(dá)231的位置指令)和校準(zhǔn)量(S11)。然后，CPU 301執(zhí)行將校正量增加到軌跡數(shù)據(jù)的校正(S12)。如以上所描述的，軌跡數(shù)據(jù)通過在步驟S9至SI2中的處理被校準(zhǔn)(校準(zhǔn))。
[0099]CPU 301將已經(jīng)校正的軌跡數(shù)據(jù)(用于各馬達(dá)231的位置指令)輸出到各關(guān)節(jié)控制單元340，并從而控制機(jī)器人臂201，以便根據(jù)校正的軌跡數(shù)據(jù)進(jìn)行操作(S13)。
[0100]在第一實(shí)施例中，機(jī)器人裝置校正當(dāng)機(jī)器人臂201被操作時(shí)其移動(dòng)所依賴的軌跡數(shù)據(jù)，并因此不需要為機(jī)器人手202執(zhí)行復(fù)雜的調(diào)整操作。此外，機(jī)器人裝置基于中心軸B相對(duì)于端軸A的偏心從機(jī)器人臂201的各關(guān)節(jié)的角度來計(jì)算校正量、基于校正量校正軌跡數(shù)據(jù)、并因此可以校準(zhǔn)機(jī)器人手202的位置而無需使用特殊的測(cè)量?jī)x器，諸如微位移測(cè)量裝置。
[0101]另外，在第一實(shí)施例中，機(jī)器人裝置通過力傳感器260檢測(cè)施加在機(jī)器人手202上的力，即，用來將用于測(cè)量的工件W3抵靠在參考夾具W4上的力。另外，機(jī)器人裝置不通過檢測(cè)細(xì)小的力的變化來測(cè)量機(jī)器人手202的位置偏移，而是控制機(jī)器人臂201以使得要被檢測(cè)的力變得恒定，并基于各關(guān)節(jié)的關(guān)節(jié)角度來測(cè)量機(jī)器人臂201的末端位置的偏差。
[0102]力傳感器260的檢測(cè)精度和剛性有折衷的關(guān)系；且在第一實(shí)施例中，力傳感器260的檢測(cè)精度可具有檢測(cè)固定力的水平，而不需要具有檢測(cè)細(xì)小的力的水平。此外，即使當(dāng)編碼器236的分辨率被提高時(shí)，機(jī)器人臂201的剛性也不會(huì)降低。因此，即使力傳感器260的剛性被提高，機(jī)器人裝置也可以高精度地測(cè)量機(jī)器人臂201的末端位置。因此，在第一實(shí)施例中，機(jī)器人裝置可以通過校正軌跡數(shù)據(jù)來高精度地校準(zhǔn)機(jī)器人手202的位置。
[0103]附帶地，以上已經(jīng)描述了當(dāng)操作機(jī)器人臂201時(shí)順序地校正軌跡數(shù)據(jù)的情況，但本發(fā)明并不局限于這種情況。機(jī)器人裝置可以在軌跡數(shù)據(jù)按照校正量被校正的校正處理之后將軌跡數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在諸如HDD 304的存儲(chǔ)單元中。相應(yīng)地，當(dāng)操作機(jī)器人臂201時(shí)，CPU 301可僅讀出已經(jīng)被存儲(chǔ)在諸如HDD 304的存儲(chǔ)單元中的校正處理之后的軌跡數(shù)據(jù)，而不需要按順序執(zhí)行校正計(jì)算。
[0104]這里，下面將具體描述用于計(jì)算被機(jī)器人手202夾持的用于測(cè)量的工件W3的中心軸B相對(duì)于機(jī)器人臂201的端軸A的偏心的方法。
[0105]圖8A至圖SE是各自示出各關(guān)節(jié)Jl到J5的關(guān)節(jié)角度相對(duì)于機(jī)器人臂201的端部(關(guān)節(jié)J6)的旋轉(zhuǎn)角度的變化的曲線圖。具體地，圖8A是示出了關(guān)節(jié)Jl的角度相對(duì)于關(guān)節(jié)J6的角度的變化的曲線圖。圖SB是示出了關(guān)節(jié)J2的角度相對(duì)于關(guān)節(jié)J6的角度的變化的曲線圖。圖SC是示出了關(guān)節(jié)J3的角度相對(duì)于關(guān)節(jié)J6的角度的變化的曲線圖。圖8D是示出了關(guān)節(jié)J4的角度相對(duì)于關(guān)節(jié)J6的角度的變化的曲線圖。圖SE是示出了關(guān)節(jié)J5的角度相對(duì)于關(guān)節(jié)J6的角度的變化的曲線圖。在圖8A到圖SE中示出的曲線圖各自示出了當(dāng)在橫軸處設(shè)置關(guān)節(jié)J6的輸出軸角度(其已經(jīng)由輸出軸角度計(jì)算單元342從編碼器236的值計(jì)算出)時(shí)和在縱軸處設(shè)置各關(guān)節(jié)Jl到J5的輸出角度值時(shí)的變化。
[0106]圖9A是示出了關(guān)于機(jī)器人臂201的末端(連桿216)相對(duì)于關(guān)節(jié)J6的旋轉(zhuǎn)角度的抵靠方向上的位移估計(jì)值的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的曲線圖。圖9B是示出了將機(jī)器人臂201的末端(連桿216)相對(duì)于關(guān)節(jié)J6的旋轉(zhuǎn)角度的抵靠方向上的位移的估計(jì)值與其測(cè)量值作比較的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的曲線圖。從圖9B中所示的估計(jì)值和測(cè)量值之間的比較結(jié)果可以理解，實(shí)際位移可以從各關(guān)節(jié)Jl至J6的輸出角度值來估計(jì)。
[0107]CPU 301通過使用機(jī)器人臂201的關(guān)節(jié)Jl到J6的關(guān)節(jié)角度和連桿參數(shù)來求解正向運(yùn)動(dòng)學(xué)，并因此計(jì)算機(jī)器人臂201的末端的位置。當(dāng)關(guān)節(jié)J6(連桿216)在用于測(cè)量的工件W3在步驟S5到S7中用固定的力抵靠在參考夾具W4上的情況下旋轉(zhuǎn)時(shí)的抵靠方向的位移相對(duì)于關(guān)節(jié)J6的旋轉(zhuǎn)顯示了在圖9A和圖9B中示出的關(guān)系。
[0108]這里，端軸A是關(guān)節(jié)J6(連桿216)的旋轉(zhuǎn)的中心軸，而中心軸B是用于測(cè)量的工件W3的中心軸(手部的中心軸)。中心軸B相對(duì)于端軸A的偏心量由△ (z)表示，并且用于測(cè)量的工件W3的半徑由R表示。
[0109]圖1OA至圖1OD是示出了用于測(cè)量的工件W3相對(duì)于關(guān)節(jié)J6的旋轉(zhuǎn)角度在用于測(cè)量的工件W3用固定的力抵靠在參考夾具W4上的情況下的位置的說明性視圖。下面將具體描述該圖。圖1OA是示出當(dāng)關(guān)節(jié)J6的旋轉(zhuǎn)角度為O度時(shí)的用于測(cè)量的工件W3的位置的說明性視圖。圖1OB是示出當(dāng)關(guān)節(jié)J6的旋轉(zhuǎn)角度為90度時(shí)的用于測(cè)量的工件W3的位置的說明性視圖。圖1OC是示出當(dāng)關(guān)節(jié)J6的旋轉(zhuǎn)角度為180度時(shí)的用于測(cè)量的工件W3的位置的說明性視圖。圖1OD是示出當(dāng)關(guān)節(jié)J6的旋轉(zhuǎn)角度為270度時(shí)的用于測(cè)量的工件W3的位置的說明性視圖。
[0110]在圖1OA至圖1OD中，關(guān)節(jié)J6的旋轉(zhuǎn)方向應(yīng)是圍繞端軸A的逆時(shí)針方向。當(dāng)關(guān)節(jié)J6的旋轉(zhuǎn)角度為O度時(shí)，端軸A和參考平面F4之間在Z方向(抵靠方向)上的距離為R(圖10A)。當(dāng)關(guān)節(jié)J6的旋轉(zhuǎn)角度為90度時(shí)，端軸A和參考平面F4之間在Z方向上的距離相較于R僅增加了偏心量A (z)(圖10B)。當(dāng)關(guān)節(jié)J6的旋轉(zhuǎn)角度為180度時(shí)，端軸A和參考平面F4之間在Z方向上的距離變?yōu)镽(圖10C)。當(dāng)關(guān)節(jié)J6的旋轉(zhuǎn)角度為270度時(shí)，端軸A和參考平面F4之間在Z方向上的距離相較于R減小了偏心量A (z)(圖10D)。
[0111]因此，如在圖9A中示出的，當(dāng)工件W3的中心軸B相對(duì)于作為關(guān)節(jié)J6的旋轉(zhuǎn)的中心軸的端軸A偏心了偏心量Δ(ζ)時(shí)，位移的估計(jì)值在一轉(zhuǎn)中繪制出近似正弦波曲線，并且上限峰值和下限峰值之間的距離(振幅)的一半表示偏心量A (z)。此外，中心軸的偏心方向是從偏心量△ (Z)和關(guān)節(jié)J6的旋轉(zhuǎn)角度來計(jì)算的。具體地，如在圖1OB中示出的，當(dāng)關(guān)節(jié)J6的旋轉(zhuǎn)角度為90度時(shí)，從參考平面F4朝向端軸A的Z方向被計(jì)算為偏心方向。
[0112]因此，工件位置偏移計(jì)算單元334計(jì)算末端位置計(jì)算單元335的值，并由此機(jī)器人裝置可高精度地確定關(guān)于偏心的信息，該偏心的信息由被工件夾持的中心軸B相對(duì)于作為關(guān)節(jié)J6的旋轉(zhuǎn)的中心軸的端軸A的偏心量和偏心方向構(gòu)成。
[0113][第二實(shí)施例]
[0114]接著，將在下面描述根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的機(jī)器人裝置中的機(jī)器人控制方法。圖11是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的示出了機(jī)器人手202和機(jī)器人臂201的端部的透視圖。
[0115]在第一實(shí)施例中，已經(jīng)描述了用于測(cè)量的工件W3的中心軸B相對(duì)于機(jī)器人臂201的端軸A的梯度是容許值或更小的值的情況，但是梯度偶爾會(huì)超過容許值。在第二實(shí)施例中，下面將描述梯度也被校準(zhǔn)的情況。附帶地，機(jī)器人裝置的結(jié)構(gòu)類似于第一實(shí)施例中的機(jī)器人裝置100的結(jié)構(gòu)，并因此該描述將被省略。
[0116]如圖11所示的，工件的中心軸B(機(jī)器人手的中心軸)偶爾地相對(duì)于用于測(cè)量的工件W3的端軸A傾斜。本示例包括機(jī)器人手202相對(duì)于機(jī)器人臂201(力傳感器260)傾斜的情況，以及被抓住的工件由于多個(gè)指狀物220的位置的分散而傾斜的情況。
[0117]在第二實(shí)施例中，為了校正梯度，力傳感器測(cè)量P點(diǎn)(第一部分:在第二實(shí)施例中，用于測(cè)量的工件W3的外周F3中的末端位置)，并且CPU 301計(jì)算偏移量△ P。接著，力傳感器測(cè)量在端軸A的方向上不同于點(diǎn)P的點(diǎn)Q(第二部分)，并且CPU 301計(jì)算偏移量AQ。點(diǎn)P和點(diǎn)Q之間在端軸A方向上的距離由L表示。CPU 301計(jì)算偏移量△ P和偏移量AQ中的每一個(gè)，并從而確定梯度ΘΒ。在CPU 301基于關(guān)于梯度ΘΒ和偏移量△ P的計(jì)算結(jié)果來校正位置偏移。
[0118]以下將具體描述該過程。CPU301在以下各情況中執(zhí)行步驟S5到S7(參照?qǐng)D6):其中機(jī)器人手使得工件W3的外周F3中的點(diǎn)P抵靠在參考夾具W4上的情況，以及其中機(jī)器人手使得工件W3的外周F3中的點(diǎn)Q抵靠在參考夾具W4上的情況。在第二實(shí)施例中，點(diǎn)P是用于測(cè)量的工件W3的外周F3上的端部，而點(diǎn)Q是用于測(cè)量的工件W3的外周F3中的中間部分。工件W3的點(diǎn)Q在J6的軸向方向上從點(diǎn)P使機(jī)器人臂201的末端移動(dòng)距離L，并由此使得機(jī)器人臂201的端部抵靠在參考夾具W4上。
[0119]在步驟S9中，CPU 301通過利用CPU 301已經(jīng)在步驟S7中獲得的結(jié)果來計(jì)算關(guān)于中心軸B相對(duì)于端軸A的偏心的信息和關(guān)于中心軸B相對(duì)于端軸A的梯度的信息。CPU 301從關(guān)于偏心(偏心方向和偏心量)的信息和關(guān)于梯度(梯度角)的信息來計(jì)算用于在步驟SlO中校正軌跡數(shù)據(jù)中使用的校正量。具體地，CPU 301計(jì)算如下的校正量:該校正量使得機(jī)器人臂201的端部基于軌跡數(shù)據(jù)在與相對(duì)于機(jī)器人臂201的端部的位置偏心方向相反的方向上移動(dòng)與偏心量相同的量，并使得機(jī)器人臂201的端部在與梯度角度相反的方向上移動(dòng)相同的角度。
[0120]下面將詳細(xì)描述該過程。CPU301從以下檢測(cè)結(jié)果確定偏移量Δ P和AQ中的每個(gè):當(dāng)點(diǎn)P在步驟S9中抵靠在參考夾具W4上時(shí)CPU 301所獲得的檢測(cè)結(jié)果，和當(dāng)點(diǎn)Q在步驟S9中抵靠在參考夾具W4上時(shí)CPU 301所獲得的檢測(cè)結(jié)果。此時(shí)，當(dāng)點(diǎn)P和點(diǎn)Q在機(jī)器人臂201的連桿216被設(shè)置在相同的旋轉(zhuǎn)角度處的這種情況下分別抵靠在參考夾具W4上時(shí)，CPU 301確定中心軸B相對(duì)于端軸A的偏移量△ P和△ Q中的每個(gè)。偏移量△ P和△ Q以及偏心方向以類似于第一實(shí)施例的方式來計(jì)算。
[0121]CPU 301從這兩個(gè)偏移量Δ P和AQ以及距離L來確定關(guān)于梯度(梯度角Θ)的信息。關(guān)于梯度的信息變?yōu)榕c三角形成比例，并且由以下表達(dá)式表示。
[0122]Θ =arcTan( ( Δ P+ Δ Q)/L)
[0123]如以上所描述的，根據(jù)第二實(shí)施例的機(jī)器人裝置可以高精度地校準(zhǔn)機(jī)器人臂201的操作，即，機(jī)器人手202的位置，而不需要特殊的測(cè)量?jī)x器，并且不需要調(diào)整機(jī)器人手202的位置(具體地，指狀物220的位置)。此外，根據(jù)第二實(shí)施例的機(jī)器人裝置校正中心軸B相對(duì)于端軸A的偏心和梯度，并因此可以以更高的精度校準(zhǔn)機(jī)器人手202的位置。
[0124][第三實(shí)施例]
[0125]接著，以下將描述根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的機(jī)器人裝置中的機(jī)器人控制方法。圖12是根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的示出了機(jī)器人裝置的透視圖；且圖13是根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的示出了機(jī)器人裝置的主要部分的結(jié)構(gòu)的功能框圖。在圖12和圖13中，與第一和第二實(shí)施例中相同的結(jié)構(gòu)用相同的附圖標(biāo)記指代并且描述將被省略;并且以下將描述不同點(diǎn)。
[0126]在第三實(shí)施例中，在用固定的力將工件壓靠在參考夾具上的步驟中，機(jī)器人裝置不使用力傳感器，而是從由在各關(guān)節(jié)的輸出側(cè)的編碼器236檢測(cè)出的角度信息來計(jì)算各關(guān)節(jié)的扭矩，并且機(jī)器人臂用固定的力將工件壓靠在參考夾具上，這些是與第一和第二實(shí)施例不同的點(diǎn)。
[0127]具體地，機(jī)器人裝置100A具有包含機(jī)器人臂201和機(jī)器人手202的機(jī)器人200A、控制裝置300A和示教板400。機(jī)器人200A與上述第一實(shí)施例中的機(jī)器人不同，并且不具有力傳感器。機(jī)器人手202被直接附連到機(jī)器人臂201的端部，并且在機(jī)器人臂201的端部不設(shè)置力傳感器。
[0128]在第三實(shí)施例中的控制裝置300A是圖3中的控制裝置300中的應(yīng)力計(jì)算器343被省略的控制裝置，并且其它結(jié)構(gòu)與控制裝置300的大致相同。在第三實(shí)施例中，用于主控制單元330A的程序320和用于各關(guān)節(jié)控制單元340A的程序370與第一和第二實(shí)施例中的不同。
[0129]在圖13中，對(duì)于控制裝置300A，基于程序320的CPU301的功能被細(xì)分成塊，并且這些塊被示出；并且基于程序370的CPU 351的功能和馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路365的功能被細(xì)分成塊，并且這些塊被示出。對(duì)于機(jī)器人200A，機(jī)器人臂201的關(guān)節(jié)Jl被細(xì)分成塊，并且這些塊被示出。
[0130]控制裝置300A具有主控制單元330A和對(duì)應(yīng)于各關(guān)節(jié)Jl至J6的關(guān)節(jié)控制單元340A。在圖13中，只示出了關(guān)節(jié)Jl和對(duì)應(yīng)于關(guān)節(jié)Jl的關(guān)節(jié)控制單元340A，但控制裝置300A具有分別對(duì)應(yīng)于其它關(guān)節(jié)J2到J6的多個(gè)關(guān)節(jié)控制單元340A，雖然其示出被省略。
[0? 31 ] 主控制單元330A包括軌跡計(jì)算單元331、加壓控制單元332、工件位置偏移計(jì)算單元334、末端位置計(jì)算單元335、連桿參數(shù)存儲(chǔ)單元336、校正量計(jì)算單元337和力計(jì)算單元353。各關(guān)節(jié)控制單元340A包括馬達(dá)控制單元341、輸出軸角度計(jì)算單元342、扭矩計(jì)算單元351和減速器常數(shù)存儲(chǔ)單元352。
[0132]由于程序320，主控制單元330A的CPU 301用作軌跡計(jì)算單元331、加壓控制單元332、工件位置偏移計(jì)算單元334、末端位置計(jì)算單元335、校正量計(jì)算單元337和力計(jì)算單元353。連桿參數(shù)存儲(chǔ)單元336是例如HDD 304。
[0133]另外，各關(guān)節(jié)控制單元340A的馬達(dá)控制單元341具有由于程序370而操作的CPU351和馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路365的功能。輸出軸角度計(jì)算單元342和扭矩計(jì)算單元351具有通過程序370操作的CPU 351的功能。減速器常數(shù)存儲(chǔ)單元352是例如EEPROM 352。
[0134]第三實(shí)施例不使用力傳感器作為用于力計(jì)算單元353的輸入單元，但是提供有基于編碼器236的值來計(jì)算各關(guān)節(jié)的扭矩的扭矩計(jì)算單元351，這是與上述第一實(shí)施例不同的點(diǎn)。
[0135]各關(guān)節(jié)控制單元340A的扭矩計(jì)算單元351和主控制單元330A的力計(jì)算單元353通過使用編碼器235的角度檢測(cè)結(jié)果和編碼器236的角度檢測(cè)結(jié)果來確定用來將用于測(cè)量的工件W3抵靠在參考夾具W4上的力。
[0136]此時(shí)，各關(guān)節(jié)控制單元340A通過使用各編碼器235的角度檢測(cè)結(jié)果和各編碼器236的角度檢測(cè)結(jié)果來計(jì)算施加在各關(guān)節(jié)Jl至J6上的扭矩。力計(jì)算單元353通過使用各關(guān)節(jié)Jl至J6的扭矩的計(jì)算結(jié)果來確定用來將用于測(cè)量的工件W3抵靠在參考夾具W4上的力。
[0137]以上描述將在以下具體描述。各關(guān)節(jié)控制單元340A的扭矩計(jì)算單元351首先將由編碼器235檢測(cè)出的角度檢測(cè)結(jié)果轉(zhuǎn)換成在減速器233的減速比處的關(guān)節(jié)的角度。具體地，扭矩計(jì)算單元351將編碼器235的角度檢測(cè)結(jié)果除以減速比N(例如，50)。減速器233的減速比N被預(yù)先存儲(chǔ)(設(shè)置)在EEPROM 352中。
[0138]接著，扭矩計(jì)算單元351將角度已被轉(zhuǎn)換的角度信息和從編碼器236發(fā)送的角度信息之間的差與預(yù)先存儲(chǔ)(設(shè)置)在減速器常數(shù)存儲(chǔ)單元352中的減速器233的抗扭剛度(在旋轉(zhuǎn)方向上的彈簧常數(shù))相乘。由此，扭矩計(jì)算單元351計(jì)算出在關(guān)節(jié)處產(chǎn)生的扭矩。扭矩計(jì)算單元351為各關(guān)節(jié)Jl至J6執(zhí)行上述扭矩計(jì)算，并由此計(jì)算出在各關(guān)節(jié)Jl至J6中產(chǎn)生的扭矩。
[0139]力計(jì)算單元353通過使用已經(jīng)從各扭矩計(jì)算單元351發(fā)送的扭矩的計(jì)算結(jié)果來計(jì)算施加在機(jī)器人手202上的力，S卩，用來將用于測(cè)量的工件W3抵靠在參考夾具W4上的力。具體地，力計(jì)算單元353從已經(jīng)從各軸的扭矩計(jì)算單元351發(fā)送的扭矩的計(jì)算結(jié)果和存儲(chǔ)在連桿參數(shù)存儲(chǔ)單元336中的機(jī)器人臂201的連桿參數(shù)來計(jì)算在機(jī)器人手202的任意位置處產(chǎn)生的合力。機(jī)器人臂201的連桿參數(shù)被預(yù)先存儲(chǔ)(設(shè)置)在連桿參數(shù)存儲(chǔ)單元336中。機(jī)器人臂201的連桿參數(shù)是表達(dá)構(gòu)成機(jī)器人臂201的各連桿210至216的長(zhǎng)度和各關(guān)節(jié)Jl至J6之間的位置關(guān)系的參數(shù)。成為計(jì)算的參考的機(jī)器人手202的任意位置應(yīng)例如是機(jī)器人手202的手掌表面的中心。
[OMO]因此，力計(jì)算單元353合成扭矩來計(jì)算要被施加在末端上的力，并且加壓控制單元332可以基于合力來控制末端從而通過阻抗控制來用固定的力將工件壓靠在參考夾具上。
[0141]如上所述，根據(jù)第三實(shí)施例的控制裝置300A可以在校正末端位置時(shí)在不使用力傳感器的情況下校正機(jī)器人臂201的端部位置。因此，控制裝置300A也可以應(yīng)用到?jīng)]有在其中安裝力傳感器的機(jī)器人裝置100A。
[0142]此外，機(jī)器人裝置10A沒有在其中安裝力傳感器，并因此可以使機(jī)器人200A的手腕具有尚的剛性，并且機(jī)器人手202的定位精度被進(jìn)一步提尚。
[0143]附帶地，本發(fā)明并不限定于上述實(shí)施例，而是可以在本發(fā)明的技術(shù)概念的范圍內(nèi)以許多方式進(jìn)行修改。對(duì)于本發(fā)明的實(shí)施例中已經(jīng)描述的效果，由本發(fā)明所創(chuàng)造的最合適的效果只是列舉，并且根據(jù)本發(fā)明的效果不限于已在本發(fā)明的實(shí)施例中描述的效果。
[0144][其它實(shí)施例]
[0145]此外，在第三實(shí)施例中，已經(jīng)描述了各關(guān)節(jié)控制單元340A計(jì)算扭矩的情況，但本發(fā)明并不局限于這種情況，并且主控制單元330A可以計(jì)算各關(guān)節(jié)的扭矩。在這種情況下，在各關(guān)節(jié)Jl至J6中的編碼器235和236中的每個(gè)的檢測(cè)結(jié)果可以被傳遞到主控制單元330A。此夕卜，主控制單元330A中的CPU 301的數(shù)量或者在各關(guān)節(jié)控制單元340A中的CPU 351的數(shù)量不限于一個(gè)，而可以是多個(gè)CPU。
[0146]也可以通過以下來實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的實(shí)施例:系統(tǒng)或裝置的計(jì)算機(jī)，讀出并且運(yùn)行存儲(chǔ)介質(zhì)(其也可以更完整地被稱為“非瞬時(shí)計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)”)上所記錄的計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令(例如一個(gè)或更多個(gè)程序)以執(zhí)行上述實(shí)施例中的一個(gè)或更多個(gè)的功能，并且/或者包括用于執(zhí)行上述實(shí)施例中的一個(gè)或更多個(gè)的功能的一個(gè)或更多個(gè)電路(例如專用集成電路(ASIC));或該系統(tǒng)或裝置的計(jì)算機(jī)所執(zhí)行的方法，該方法通過例如從存儲(chǔ)介質(zhì)讀出并且運(yùn)行計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令以執(zhí)行上述實(shí)施例中的一個(gè)或更多個(gè)的功能和/或控制一個(gè)或更多個(gè)電路以執(zhí)行上述實(shí)施例中的一個(gè)或更多個(gè)的功能來執(zhí)行。該計(jì)算機(jī)可以包括一個(gè)或更多個(gè)處理器(例如中央處理單元(CPU))、微處理單元(MPU)，并且可以包括單獨(dú)計(jì)算機(jī)或單獨(dú)處理器的網(wǎng)絡(luò)，以讀出并且運(yùn)行計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令。該計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令可以例如從網(wǎng)絡(luò)或存儲(chǔ)介質(zhì)提供給計(jì)算機(jī)。存儲(chǔ)介質(zhì)可以包括例如硬盤、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)、只讀存儲(chǔ)器(R0M)、分布式計(jì)算系統(tǒng)的存儲(chǔ)件、光盤(如致密盤(CD)、數(shù)字多功能盤(DVD)或藍(lán)光盤(BD)?)、閃存器件、存儲(chǔ)卡等中的一個(gè)或更多個(gè)。
[0147]雖然已參考示例性實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述，但可以理解的是，本發(fā)明不限于所公開的示例性實(shí)施例。以下權(quán)利要求的范圍應(yīng)被賦予最寬的解釋，以包含所有這樣的修改以及等同結(jié)構(gòu)和功能。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種機(jī)器人控制方法，其特征在于，機(jī)器人手被附連到具有多個(gè)關(guān)節(jié)的機(jī)器人臂的端部，機(jī)器人臂的各關(guān)節(jié)具有包含馬達(dá)和檢測(cè)關(guān)節(jié)角度的關(guān)節(jié)角度檢測(cè)單元的關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)裝置，以及基于用于執(zhí)行操作的軌跡數(shù)據(jù)來控制機(jī)器人臂的操作的控制裝置，所述方法包括: 夾持，其中控制裝置使機(jī)器人手夾持具有相對(duì)于中心軸旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的這樣形狀的對(duì)稱形狀的構(gòu)件； 操作，其中在使得被機(jī)器人手夾持的對(duì)稱形狀的構(gòu)件的外周抵靠在參考構(gòu)件上的情況下使機(jī)器人臂的端部圍繞端軸旋轉(zhuǎn)的同時(shí)，控制裝置控制機(jī)器人臂的操作以使得機(jī)器人臂保持將對(duì)稱形狀的構(gòu)件抵靠在參考構(gòu)件上的力恒定； 獲取，其中控制裝置在機(jī)器人臂的端部在所述操作中轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)獲取已經(jīng)由各關(guān)節(jié)的關(guān)節(jié)角度檢測(cè)單元檢測(cè)到的檢測(cè)結(jié)果；以及 校正，其中控制裝置通過使用控制裝置在所述獲取中所獲取的檢測(cè)結(jié)果基于所述中心軸相對(duì)于所述端軸的偏心來計(jì)算軌跡數(shù)據(jù)的校正量，并基于所述校正量校正軌跡數(shù)據(jù)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)器人控制方法，其中，在所述校正中，控制裝置根據(jù)正向運(yùn)動(dòng)學(xué)從控制裝置在所述獲取中所獲取的由各關(guān)節(jié)的關(guān)節(jié)角度檢測(cè)單元所檢測(cè)的檢測(cè)結(jié)果計(jì)算機(jī)器人臂的端部的位置;從所述計(jì)算結(jié)果確定關(guān)于所述中心軸相對(duì)于所述端軸的偏心的信息;并且從所述關(guān)于偏心的信息計(jì)算校正量。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)器人控制方法，其中 控制裝置在使得在所述端軸方向上的對(duì)稱形狀的構(gòu)件的外周中的第一部分抵靠在參考構(gòu)件上的情況下，以及在使得在所述端軸方向上的對(duì)稱形狀的構(gòu)件的外周的與所述第一部分不同的第二部分抵靠在參考構(gòu)件上的情況下，執(zhí)行所述操作和所述獲取中的每個(gè)；以及 在所述校正中，控制裝置通過使用控制裝置在所述獲取中所獲取的結(jié)果，計(jì)算關(guān)于所述中心軸相對(duì)于所述端軸的偏心的信息和關(guān)于所述中心軸相對(duì)于所述端軸的梯度的信息，并且從關(guān)于偏心的信息和關(guān)于梯度的信息來計(jì)算校正量。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的機(jī)器人控制方法，其中 在所述校正中，控制裝置在機(jī)器人臂的端部被設(shè)置在相同的旋轉(zhuǎn)角度的這種情況下，從控制裝置在所述獲取中在使得第一部分抵靠在參考構(gòu)件上的情況下所獲取的檢測(cè)結(jié)果，以及控制裝置在所述獲取中在使得第二部分抵靠在參考構(gòu)件上的情況下所獲取的檢測(cè)結(jié)果，確定在使得第一部分和第二部分中的每個(gè)部分抵靠在參考構(gòu)件上的情況下所述中心軸相對(duì)于所述端軸的偏移量中的每個(gè)偏移量;以及 從兩個(gè)偏移量和第一部分與第二部分之間在所述端軸方向上的距離來確定關(guān)于梯度的信息。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)器人控制方法，其中 機(jī)器人臂具有布置在該機(jī)器人臂中的用于檢測(cè)施加在機(jī)器人手上的力的力傳感器；以及 在所述操作中，控制裝置獲取由力傳感器檢測(cè)出的作為對(duì)稱形狀的構(gòu)件用來抵靠在參考構(gòu)件上的力的力的檢測(cè)結(jié)果。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)器人控制方法，其中 關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)裝置還具有使得馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)減速的減速器； 機(jī)器人臂的關(guān)節(jié)具有檢測(cè)馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)角度的馬達(dá)角度檢測(cè)單元；以及在所述操作中，控制裝置通過使用各關(guān)節(jié)的馬達(dá)角度檢測(cè)單元所檢測(cè)出的角度的結(jié)果以及關(guān)節(jié)角度檢測(cè)單元所檢測(cè)出的角度的結(jié)果來確定對(duì)稱形狀的構(gòu)件用來抵靠在參考構(gòu)件上的力。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的機(jī)器人控制方法，其中 在所述操作中，控制裝置通過使用各關(guān)節(jié)的馬達(dá)角度檢測(cè)單元的角度檢測(cè)結(jié)果和關(guān)節(jié)角度檢測(cè)單元的角度檢測(cè)結(jié)果來計(jì)算施加在各關(guān)節(jié)上的扭矩；以及 通過使用各關(guān)節(jié)的扭矩的計(jì)算結(jié)果來確定對(duì)稱形狀的構(gòu)件用來抵靠在參考構(gòu)件上的力。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的機(jī)器人控制方法，其中 在所述操作中，控制裝置從已被轉(zhuǎn)換成預(yù)先設(shè)置的減速器的減速比處的關(guān)節(jié)的角度的馬達(dá)角度檢測(cè)單元的角度檢測(cè)結(jié)果和關(guān)節(jié)角度檢測(cè)單元的角度檢測(cè)結(jié)果之間的差，以及從預(yù)先設(shè)置的減速器的抗扭剛度來計(jì)算施加在關(guān)節(jié)上的扭矩；以及 從各關(guān)節(jié)的扭矩的計(jì)算結(jié)果和預(yù)先設(shè)置的機(jī)器人臂的連桿參數(shù)來計(jì)算對(duì)稱形狀的構(gòu)件用來抵靠在參考構(gòu)件上的力。9.一種機(jī)器人裝置，其特征在于，包括: 具有多個(gè)關(guān)節(jié)的機(jī)器人臂； 安裝在機(jī)器人臂的端部上的機(jī)器人手； 控制裝置，被配置成基于用于執(zhí)行操作的軌跡數(shù)據(jù)控制機(jī)器人臂的操作，其中機(jī)器人臂的各關(guān)節(jié)具有包括馬達(dá)和檢測(cè)關(guān)節(jié)角度的關(guān)節(jié)角度檢測(cè)單元的關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)裝置，以及 控制裝置，被配置成執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)器人控制方法。10.—種用于操作計(jì)算機(jī)執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)器人控制方法的程序。11.一種存儲(chǔ)根據(jù)權(quán)利要求10所述的程序的計(jì)算機(jī)可讀記錄介質(zhì)。
【文檔編號(hào)】B25J9/16GK105965505SQ201610139544
【公開日】2016年9月28日
【申請(qǐng)日】2016年3月11日
【發(fā)明人】橫井昭佳
【申請(qǐng)人】佳能株式會(huì)社