JP6383146B2 - Accuracy acquisition device - Google Patents
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Description
本発明は、2個のエンコーダを用いて減速機の精度に関する情報を取得する精度取得装置に関する。 The present invention relates to an accuracy acquisition device that acquires information related to the accuracy of a reduction gear using two encoders.
産業用ロボットにおいては、モータが減速機を介して駆動対象に動力を伝える。そして、エンコーダによって検出されたモータの位置を用いて、出力軸の位置が演算される。 In an industrial robot, a motor transmits power to a drive target via a reduction gear. Then, the position of the output shaft is calculated using the position of the motor detected by the encoder.
なお、関連した従来技術として、2個のエンコーダを用いることにより、精度の高い位置検出を行うものが知られている(例えば、特許文献1,2参照)。 As a related prior art, there is known a technique for performing position detection with high accuracy by using two encoders (see, for example, Patent Documents 1 and 2).
従来は、減速機のガタや滑りが一定であるとして、駆動対象の位置を演算していた。一方、経年劣化等に応じて、減速機のガタや滑りが増大する可能性がある。減速機のガタ等が増大した場合には、モータの動力が出力軸に適切に伝わらず、エンコーダから演算した位置と、出力軸の位置に誤差が生じることになる。また、その誤差が増大すれば、ロボットを正しい位置に制御することができなくなるという問題があった。 Conventionally, the position of the drive target is calculated on the assumption that the backlash and slip of the speed reducer are constant. On the other hand, there is a possibility that backlash and slippage of the speed reducer will increase according to aging degradation and the like. When the reduction gear backlash increases, the motor power is not properly transmitted to the output shaft, and an error occurs between the position calculated from the encoder and the position of the output shaft. Further, if the error increases, there is a problem that the robot cannot be controlled to a correct position.
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、減速機の精度に関する情報を取得することができる精度取得装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide an accuracy acquisition device that can acquire information related to the accuracy of a reduction gear.
上記目的を達成するため、本発明による精度取得装置は、産業用ロボットにおける駆動対象を駆動するモータと、モータの位置を取得する第1のエンコーダと、モータの回転を駆動対象に伝える第1の減速機と、第1の減速機の駆動対象側の位置を取得する第2のエンコーダと、第1のエンコーダが取得した位置と、第2のエンコーダが取得した位置とを用いて、第1の減速機の精度に関する情報である精度情報を取得する精度取得部と、を備えたものである。
このような構成により、第1の減速機のモータ側と駆動対象側との位置を用いることによって、その第1の減速機の精度に関する精度情報を取得できる。その結果、例えば、経年劣化等によって第1の減速機の精度が低下してきたことなどを検出することができる。
To achieve the above object, an accuracy acquisition apparatus according to the present invention includes a motor that drives a drive target in an industrial robot, a first encoder that acquires the position of the motor, and a first encoder that transmits the rotation of the motor to the drive target. Using the speed reducer, the second encoder that acquires the position on the drive target side of the first speed reducer, the position acquired by the first encoder, and the position acquired by the second encoder, And an accuracy acquisition unit that acquires accuracy information that is information related to the accuracy of the reduction gear.
With such a configuration, by using the positions of the first reduction gear on the motor side and the drive target side, it is possible to obtain accuracy information regarding the accuracy of the first reduction gear. As a result, for example, it can be detected that the accuracy of the first speed reducer has decreased due to aging or the like.
また、本発明による精度取得装置では、第1のエンコーダは、インクリメンタルエンコーダであり、第2のエンコーダは、アブソリュートエンコーダであり、第1の減速機の駆動対象側の位置のフルレンジを、アブソリュートエンコーダのフルレンジとするように、第1の減速機の駆動対象側の回転を、第2のエンコーダに伝える第2の減速機をさらに備えてもよい。
このような構成により、パルス数を記憶したり、原点復帰を行ったりすることなく、第2のエンコーダによって、第1の減速機の駆動対象側の全範囲の位置を取得することができるようになる。
Further, in the accuracy acquisition apparatus according to the present invention, the first encoder is an incremental encoder, the second encoder is an absolute encoder, and the full range of the position on the drive target side of the first reduction gear is obtained from the absolute encoder. You may further provide the 2nd speed reducer which transmits the rotation by the side of the drive object of a 1st speed reducer to a 2nd encoder so that it may be set as a full range.
With such a configuration, the position of the entire range on the drive target side of the first speed reducer can be acquired by the second encoder without memorizing the number of pulses or performing origin return. Become.
また、本発明による精度取得装置では、精度情報は、第1の減速機のモータ側と、駆動対象側との違いを示す相違度であってもよい。
このような構成により、この相違度によって、例えば、第1の減速機の経年劣化等に応じた精度の低下を知ることができるようになる。
In the accuracy acquisition device according to the present invention, the accuracy information may be a degree of difference indicating a difference between the motor side of the first reduction gear and the drive target side.
With such a configuration, it becomes possible to know a decrease in accuracy according to, for example, aged deterioration of the first reduction gear, based on the degree of difference.
また、本発明による精度取得装置では、精度取得部が取得した相違度が大きい場合に警告を出力する警告出力部をさらに備えてもよい。
このような構成により、例えば、出力された警告に応じて第1の減速機を交換することができ、産業用ロボットのメンテナンスのタイミングを容易に知ることができるようになる。
The accuracy acquisition device according to the present invention may further include a warning output unit that outputs a warning when the degree of difference acquired by the accuracy acquisition unit is large.
With such a configuration, for example, the first reduction gear can be replaced according to the output warning, and the maintenance timing of the industrial robot can be easily known.
また、本発明による精度取得装置では、第1の減速機の駆動対象側の位置と、位置に対応する基準となる相違度である基準相違度とを対応付ける対応情報が記憶される対応情報記憶部をさらに備え、警告出力部は、対応情報を用いて警告を出力してもよい。
このような構成により、基準相違度を用いたより精度の高い警告の出力を行うことができるようになる。
Further, in the accuracy acquisition device according to the present invention, the correspondence information storage unit that stores the correspondence information that associates the position of the first reduction gear on the drive target side with the reference dissimilarity that is the reference dissimilarity corresponding to the position. The warning output unit may output a warning using the correspondence information.
With such a configuration, it is possible to output a warning with higher accuracy using the reference dissimilarity.
また、本発明による精度取得装置では、警告出力部は、精度取得部が取得した相違度が、その相違度の取得で用いられた、第1の減速機の駆動対象側の位置に対応情報によって対応付けられている基準相違度に応じた閾値より大きい場合に、警告を出力してもよい。
このような構成により、例えば、産業用ロボットの構造や、第2のエンコーダの特性等も考慮した警告の出力が可能となる。
In the accuracy acquisition device according to the present invention, the warning output unit uses the correspondence information based on the difference degree acquired by the accuracy acquisition unit according to the position on the drive target side of the first speed reducer used in the acquisition of the difference degree. A warning may be output when the threshold value is larger than the threshold corresponding to the associated standard difference degree.
With such a configuration, for example, it is possible to output a warning in consideration of the structure of the industrial robot, the characteristics of the second encoder, and the like.
また、本発明による精度取得装置では、精度取得部が取得した相違度に応じて、モータの位置を補正する位置補正部をさらに備えてもよい。
このような構成により、産業用ロボットのより正確な制御が可能となり、例えば、干渉の発生等を回避することができる。
The accuracy acquisition device according to the present invention may further include a position correction unit that corrects the position of the motor according to the degree of difference acquired by the accuracy acquisition unit.
With such a configuration, more accurate control of the industrial robot is possible, and for example, occurrence of interference can be avoided.
本発明による精度取得装置によれば、減速機の精度に関する精度情報を取得でき、例えば、経年劣化等による減速機の精度の低下を検出することができる。 According to the accuracy acquisition device of the present invention, accuracy information regarding the accuracy of the speed reducer can be acquired, and for example, a reduction in accuracy of the speed reducer due to deterioration over time can be detected.
以下、本発明による精度取得装置について、実施の形態を用いて説明する。なお、以下の実施の形態において、同じ符号を付した構成要素は同一または相当するものであり、再度の説明を省略することがある。 Hereinafter, an accuracy acquisition apparatus according to the present invention will be described using embodiments. Note that, in the following embodiments, the components given the same reference numerals are the same or equivalent, and repetitive description may be omitted.
本発明の実施の形態による精度取得装置について、図面を参照しながら説明する。本実施の形態による精度取得装置は、産業用ロボットの減速機に関する精度を取得するものである。 An accuracy acquisition apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The accuracy acquisition device according to the present embodiment acquires accuracy related to a reduction gear of an industrial robot.
図1は、本実施の形態による精度取得装置1の構成を示すブロック図である。本実施の形態による精度取得装置1は、モータ11と、第1のエンコーダ12と、第1の減速機13と、駆動対象14と、第2の減速機15と、第2のエンコーダ16と、精度取得部17と、蓄積部18と、対応情報記憶部19と、警告出力部20と、位置補正部21とを備える。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an accuracy acquisition apparatus 1 according to this embodiment. The accuracy acquisition device 1 according to the present embodiment includes a
モータ11は、産業用ロボットにおける駆動対象14を駆動する駆動モータである。そのモータ11は、サーボモータであってもよい。その産業用ロボットの軸数や、種類は問わない。その産業用ロボットは、例えば、搬送ロボットであってもよく、溶接ロボットであってもよく、組立ロボットであってもよく、塗装ロボットであってもよく、その他の種類の産業用ロボットであってもよい。また、その産業用ロボットは、垂直多関節ロボットであってもよく、水平多関節ロボットであってもよく、その他の産業用ロボットであってもよい。また、その産業用ロボットは、後述する以外の構成要素を有していてもよいことは言うまでもない。例えば、マニピュレータやサーボコントローラ等を有していてもよい。駆動対象14は、産業用ロボットにおける駆動の対象となる部材であり、例えば、アームであってもよく、手先効果器(ハンド)であってもよく、ステージ等であってもよい。
The
第1のエンコーダ12は、モータ11の位置を取得する。その位置は、回転角度であってもよい。第1のエンコーダ12によって取得された位置は、精度取得部17に渡される。
The
第1の減速機13は、モータ11の回転を駆動対象14に伝える減速機である。すなわち、第1の減速機13の入力側はモータ11に接続されており、第1の減速機13の出力側は駆動対象14に接続されている。なお、第1の減速機13の駆動対象側は、第2の減速機15の駆動対象側にも接続されている。
The
第2の減速機15は、第1の減速機13の駆動対象側の回転を第2のエンコーダ16に伝える減速機である。すなわち、第2の減速機15の出力側は第1の減速機13の駆動対象側に接続されており、第2の減速機15の入力側は第2のエンコーダ16に接続されている。なお、入力側、出力側は便宜上のものであり、入力側に対して出力側が減速されていなくてもよい。例えば、第2の減速機15の入力側の回転数に対する出力側の回転数の比は、1より大きくてもよく、1より小さくてもよい。また、第2のエンコーダ16がアブソリュートエンコーダである場合に、第2の減速機15は、第1の減速機13の駆動対象側の位置のフルレンジを、そのアブソリュートエンコーダのフルレンジとするように、第1の減速機13の駆動対象側の回転を、第2のエンコーダ16に伝えてもよい。フルレンジとは、最小値から最大値までのレンジ幅のことである。したがって、アブソリュートエンコーダのフルレンジとは、アブソリュートエンコーダの1回転のことであってもよい。このようにすることで、第2のエンコーダ16によって、パルス数を記憶したり、原点復帰を行ったりすることなく、第1の減速機13の駆動対象側の全範囲の位置を取得することができるようになる。
The
第1の減速機13及び第2の減速機15は、それぞれ独立して、歯車式の減速機であってもよく、ベルト式の減速機であってもよく、チェーン式の減速機であってもよく、その他の方式の減速機であってもよい。
The
第2のエンコーダ16は、第1の減速機13の駆動対象側の位置を、第2の減速機15を介して取得する。すなわち、第2のエンコーダ16は、第2の減速機15のエンコーダ側の位置を取得するものである。その位置は、回転角度であってもよい。第2のエンコーダ16によって取得された位置は、精度取得部17、蓄積部18、及び警告出力部20に渡される。
The
なお、第1及び第2のエンコーダ12,16は、それぞれ独立して、インクリメンタルエンコーダであってもよく、アブソリュートエンコーダであってもよい。すなわち、第1のエンコーダ12及び第2のエンコーダ16の組み合わせは、インクリメンタルエンコーダとインクリメンタルエンコーダであってもよく、インクリメンタルエンコーダとアブソリュートエンコーダであってもよく、アブソリュートエンコーダとインクリメンタルエンコーダであってもよく、アブソリュートエンコーダとアブソリュートエンコーダであってもよい。なお、本実施の形態では、第1のエンコーダ12がインクリメンタルエンコーダであり、第2のエンコーダ16がアブソリュートエンコーダである場合について主に説明する。また、第1及び第2のエンコーダ12,16は、それぞれ独立して、光学式のエンコーダであってもよく、磁気式のエンコーダであってもよい。また、第1及び第2のエンコーダ12,16は、それぞれ独立して、ロータリエンコーダであってもよく、リニアエンコーダであってもよい。
Note that the first and
精度取得部17は、第1のエンコーダ12が取得した位置と、第2のエンコーダ16が取得した位置とを用いて、第1の減速機13の精度に関する情報である精度情報を取得する。その精度情報は、第1の減速機13の追従性を示す情報であってもよい。追従性を示す情報とは、入力に対して出力がどれぐらい追従しているのかを示す情報である。その追従性を示す精度情報は、例えば、第1の減速機13のモータ側と、駆動対象側との違いを示す相違度であってもよい。その場合には、相違度が小さいほど追従性が高いことになる。すなわち、第1の減速機13が理想的に動作している場合には、相違度が0になるものとする。本実施の形態では、精度取得部17が相違度である精度情報を取得する場合について主に説明する。第1の減速機13のモータ側と駆動対象側との違いとは、両者の差であってもよい。なお、その相違度は、第1の減速機13の減速比を考慮したものであってもよい。すなわち、第1のエンコーダ12の取得した位置、及び第2のエンコーダ16の取得した位置を、第1の減速機13のモータ側または駆動対象側に換算したものの差であってもよい。そのようにすることで、理想的な場合に相違度が0になるようにすることができる。具体的には、精度取得部17は、第1の減速機13のモータ側の位置と、駆動対象側の位置とを次のようにして算出してもよい。なお、次式では、各位置を駆動対象側の位置に換算している。
モータ側の位置 =X1×N1×T1
駆動対象側の位置=X2×N2×T2
The
Motor side position = X1 x N1 x T1
Drive target side position = X2 × N2 × T2
ここで、X1,X2はそれぞれ、第1及び第2のエンコーダ12,16によって取得された位置である。また、N1,N2はそれぞれ、第1及び第2の減速機13,15の減速比である。また、T1,T2はそれぞれ、第1及び第2の減速機13,15の伝達率である。なお、減速比は、出力側の回転数/入力側の回転数であるとしている。また、第1の減速機13の入力側はモータ11側であるとしており、第2の減速機15の入力側は第2のエンコーダ16側であるとしている。また、伝達率は、減速機によって回転が伝達される割合のことであり、通常は「1」であるが、減速機のガタや滑り等の要因で「1」にならない場合がある。
Here, X1 and X2 are positions acquired by the first and
したがって、相違度は、例えば、次のように算出することができる。なお、ここでは、相違度が、モータ側及び駆動対象側の位置の差の絶対値であるとしているが、そうでなくてもよい。絶対値でない場合には、相違度の正負によって、どちらの値が大きいのかが分かることになる。
相違度=|モータ側の位置−駆動対象側の位置|
Accordingly, the degree of difference can be calculated as follows, for example. Here, the degree of difference is assumed to be the absolute value of the difference in position between the motor side and the drive target side, but this need not be the case. If the value is not an absolute value, it can be determined which value is greater depending on whether the difference is positive or negative.
Difference = | Motor side position−Drive target side position |
なお、精度取得部17が取得した精度情報は、図示しない記録媒体で記憶されてもよい。また、精度取得装置1は、その記録媒体で記憶された精度情報を出力する図示しない出力部を備えていてもよい。その出力部は、例えば、精度情報を送信してもよく、精度情報を他の構成要素に引き渡してもよく、精度情報に関するその他の出力を行ってもよい。
The accuracy information acquired by the
蓄積部18は、対応情報を対応情報記憶部19に蓄積する。その対応情報は、第1の減速機13の駆動対象側の位置と、その位置に対応する基準相違度とを対応付ける情報である。第1の減速機13の駆動対象側の位置は、第2のエンコーダ16によって取得された位置に応じたものであればよく、例えば、第2のエンコーダ16によって取得された位置そのものであってもよく、その位置を第1の減速機13の駆動対象側の位置(第2の減速機15の駆動対象側の位置)に換算した値であってもよい。また、基準相違度は、精度取得部17によって取得された基準となる相違度であり、例えば、第1の減速機13等を含む産業用ロボットが完成した際や、出荷される際、工場等において設置された際に取得された相違度であってもよい。ここで、「第1の減速機13の駆動対象側の位置と、その位置に対応する基準相違度とを対応付ける」とは、位置から基準相違度を取得できればよいという意味である。したがって、対応情報は、位置と基準相違度とを組として含む情報を有してもよく、位置と基準相違度とをリンク付ける情報であってもよい。本実施の形態では、前者の場合について説明する。また、対応情報は、通常、第1の減速機13の駆動対象側の位置と、基準相違度との組を2以上有している情報である。具体的には、産業用ロボットの完成時等において、モータ11が駆動対象14を駆動した場合に、蓄積部18は、第1の減速機13の駆動対象側の位置と、基準相違度とを順次、対応情報記憶部19に蓄積してもよい。第2のエンコーダ16がアブソリュートエンコーダであり、第2の減速機15が、第1の減速機13の駆動対象側のフルレンジを、そのアブソリュートエンコーダのフルレンジとするものである場合には、蓄積部18は、そのアブソリュートエンコーダのフルレンジに応じた各位置と、その各位置に対応する基準相違度とを対応情報記憶部19に蓄積してもよい。
The
対応情報記憶部19では、蓄積部18によって蓄積された対応情報が記憶される。なお、対応情報記憶部19での記憶は、RAM等における一時的な記憶でもよく、または長期的な記憶でもよい。対応情報記憶部19は、所定の記録媒体(例えば、半導体メモリや磁気ディスク、光ディスクなど)によって実現されうる。
In the correspondence
警告出力部20は、精度取得部17が取得した相違度が大きい場合に警告を出力する。警告出力部20は、例えば、相違度が閾値よりも大きい場合に、警告を出力してもよい。なお、相違度が閾値より大きいとは、相違度の絶対値が閾値より大きいという意味であると考えてもよい。したがって、相違度が0以上の値である場合には、相違度と閾値とをそのまま比較すればよいが、相違度が負の値も取り得る場合には、相違度の絶対値と0より大きい値である閾値とを比較してもよい。その閾値は、あらかじめ決められた値であってもよく、対応情報を用いて決められた値であってもよい。後者の場合には、警告出力部20は、対応情報を用いて警告を出力することになる。その対応情報を用いて決められる閾値は、第1の減速機13の駆動対象側の位置に依存する閾値であってもよく、またはそうでなくてもよい。第1の減速機13の駆動対象側の位置に依存する閾値は、例えば、ある相違度が取得された場合に、その相違度の取得で用いられた、第1の減速機13の駆動対象側の位置に対応情報によって対応付けられている基準相違度に応じた閾値であってもよい。相違度の取得で用いられた、第1の減速機13の駆動対象側の位置とは、相違度の算出で用いられた、第2のエンコーダ16の取得した位置に応じた第1の減速機13の駆動対象側の位置のことである。その第1の減速機13の駆動対象側の位置は、前述のように、例えば、第2のエンコーダ16によって取得された位置そのものであってもよく、その位置を第2の減速機15の駆動対象側の位置に換算した値であってもよい。また、基準相違度に応じた閾値とは、例えば、基準相違度の絶対値にあらかじめ決められた正の値を加算した値であってもよく、基準相違度の絶対値と、あらかじめ決められた1より大きい値との積の値であってもよい。閾値が、第1の減速機13の駆動対象側の位置に依存する場合には、警告出力部20は、精度取得部17が取得した相違度が、その相違度の取得で用いられた、第1の減速機13の駆動対象側の位置に対応情報によって対応付けられている基準相違度に応じた閾値より大きいときに、警告を出力することになる。また、第1の減速機13の駆動対象側の位置に依存しない閾値は、例えば、対応情報に含まれる基準相違度の絶対値の最大値に応じた閾値であってもよい。基準相違度の絶対値の最大値に応じた閾値とは、例えば、その最大値にあらかじめ決められた正の値を加算した値であってもよく、その最大値と、あらかじめ決められた1より大きい値との積の値であってもよい。また、例えば、モータ11が動作している場合に、精度取得部17による相違度の取得が継続して行われてもよい。そして、警告出力部20は、第2のエンコーダ16の取得した位置に応じた基準相違度を対応情報記憶部19から読み出し、取得された相違度と、読み出した基準相違度との比較結果に応じて、適宜、警告を出力してもよい。なお、警告出力部20による警告の出力に応じて、産業用ロボットが非常停止されてもよい。第1の減速機13の精度の低下に応じて干渉等の発生する可能性があるからである。
The
警告出力部20が、警告を出力する方法は問わない。その出力は、例えば、表示デバイス(例えば、CRTや液晶ディスプレイなど)への表示でもよく、所定の機器への通信回線を介した送信でもよく、プリンタによる印刷でもよく、スピーカによる音声出力でもよく、警告灯の点灯でもよく、記録媒体への蓄積でもよく、他の構成要素への引き渡しでもよい。なお、警告の出力が、記録媒体への蓄積や他の構成要素への引渡である場合には、最終的に、ユーザ等が警告の発せられていることを知ることができるようにしてもよく、そうでなくてもよい。後者の場合としては、例えば、前述のように、警告をロボットの非常停止のために用いる場合等がある。また、警告出力部20は、出力を行うデバイス(例えば、表示デバイスやスピーカなど)を含んでもよく、あるいは含まなくてもよい。また、警告出力部20は、ハードウェアによって実現されてもよく、あるいは、それらのデバイスを駆動するドライバ等のソフトウェアによって実現されてもよい。
There is no limitation on the method in which the
位置補正部21は、精度取得部17が取得した相違度に応じて、モータ11の位置を補正する。相違度に応じて位置を補正するとは、相違度分の違いを考慮した補正を行うことである。すなわち、この補正により、相違度に応じた違いが埋め合わされることが好適である。この位置補正部21による補正を行う場合には、精度情報である相違度は、絶対値でないことが好適である。すなわち、相違度の正負によって、第1の減速機13のモータ側と駆動対象側とのうち、どちらが大きいのか分かるようになっていることが好適である。また、その補正を行う場合に、精度情報である相違度を、モータ11の位置の情報、すなわち第1の減速機13のモータ側の情報となるように変換してから、補正を行ってもよい。例えば、精度情報である相違度が次式のように取得されたとすると、第1の減速機13の駆動対象側の位置に対応する第1のエンコーダ12の取得する本来の位置は、X1−相違度/N1となる。すなわち、ある相違度が精度取得部17によって取得された時点の第1の減速機13の駆動対象側の位置は、相違度=0であるとしたと仮定したときに第1のエンコーダ12が取得する位置「X1−相違度/N1」に対応したものとなる。
相違度=X1×N1−X2×N2
したがって、位置補正部21は、第1のエンコーダ12の位置が、X1+相違度/N1となるように、モータ11の位置を補正してもよい。すなわち、モータ11の指令位置がX1であるとすると、位置補正部21は、その指令位置X1が、X1+相違度/N1となるように補正してもよい。そのようにすることで、駆動対象14の位置は、本来の指令位置X1に対応する位置となる。なお、ここでは、相違度/N1だけモータ11の位置を変化させた場合に発生する第1の減速機13による相違については無視しているが、それも考慮して補正を行ってもよい。
The
Dissimilarity = X1 × N1-X2 × N2
Therefore, the
なお、位置補正部21による補正は、精度取得部17が取得した精度情報の示す精度が低くなった場合、例えば、相違度が閾値より大きくなった場合にのみ行われてもよい。精度が高い場合には、位置の補正を行う必要がないからである。また、そのように、精度が低くなった場合に補正を開始する際に、いきなり補正を開始すると、モータ11の位置が大きく変化することになりうる。したがって、補正の開始時には、例えば、補正の影響が少しずつ大きくなるようにしてもよい。具体的には、モータ11の指令位置に加算する補正値に0以上1以下の係数を掛けた値を用いて、補正を行ってもよい。その補正値は、上述した相違度/N1であってもよい。そして、その係数の値を、補正の開始時には0に設定し、その時点からの時間の経過に応じて徐々に1に近づくように変化させ、最終的に1にしてもよい。
The correction by the
また、本実施の形態では、1個の減速機について精度情報を取得する場合について説明したが、産業用ロボットに含まれる複数の減速機のそれぞれについて精度情報を取得してもよいことは言うまでもない。 Moreover, although this Embodiment demonstrated the case where accuracy information was acquired about one reduction gear, it cannot be overemphasized that accuracy information may be acquired about each of several reduction gears contained in an industrial robot. .
次に、本実施の形態による精度取得装置1について、具体例を用いて説明する。図2は、本実施の形態による精度取得装置1の機械的な構成の一例を示す斜視図である。図2において、第1の減速機13は、モータ11によって回転されるプーリ13aと、プーリ13aの回転力を伝達するベルト13bと、ベルト13bの回転に応じて回転されるプーリ13cと、プーリ13cに固定されており、プーリ13cの回転に応じて回転するボールネジ13dとを備える。そのボールネジ13dは、駆動対象14である昇降プレート14aに設けられた図示しないナットと螺合している。したがって、ボールネジ13dの回転に応じて、昇降プレート14aが鉛直方向に移動されることになる。また、第2の減速機15は、昇降プレート14aとは別に独立して固定されているラックギア15aと、昇降プレート14aと一緒に昇降するピニオンギア15bとを備えている。ラックギア15aとピニオンギア15bとは噛合されており、昇降プレート14aが鉛直方向に移動されると、ピニオンギア15bが回転する。そのピニオンギア15bの角度が、第2のエンコーダ16によって取得されることになる。なお、昇降プレート14aは、例えば、搬送ロボットにおけるマニピュレータの基端側を鉛直方向に昇降させるステージであってもよい。
Next, the accuracy acquisition apparatus 1 according to the present embodiment will be described using a specific example. FIG. 2 is a perspective view showing an example of a mechanical configuration of the accuracy acquisition apparatus 1 according to the present embodiment. In FIG. 2, the
図2で示される機構を有する産業用ロボットが製造されると、出荷前にモータ11によって昇降プレート14aが駆動され、そのときの第2のエンコーダ16の値に応じた昇降プレート14aの高さと、相違度とが図3で示されるように、対応情報記憶部19に蓄積されたものとする。なお、図3において、相違度は、第1のエンコーダ12の値及び第2のエンコーダ16の値を昇降プレート14aの高さに変換し、第1のエンコーダ12の値に応じた昇降プレート14aの高さから、第2のエンコーダ16の値に応じた昇降プレート14aの高さを減算したものである。図3で示されるように、昇降プレート14aの高さに応じて、相違度は周期的に変化している。例えば、昇降プレート14aが195.0mmの高さである場合には、図3の対応情報で対応付けられる相違度は、0.87mmとなる。したがって、例えば、第2のエンコーダ16によって取得された昇降プレートの高さが195.0mmであるとすると、警告出力部20は、精度取得部17によって取得される精度情報である相違度の絶対値が、相違度0.87mmに、あらかじめ決められた0.3mmを加算した閾値1.17mmよりも大きい場合に警告を出力するものとする。このように、第1及び第2の減速機13,15や、第1及び第2のエンコーダ12,16の特性に応じた閾値を用いることにより、より厳密に警告を出力することができるようになる。例えば、図3で示される特性がある場合に、昇降プレートの高さに依存しない閾値を用いるとすると、その閾値は1.0mm以上でなければならず、昇降プレートの高さが0〜60mm程度の範囲では、警告を出力する条件が非常に緩くなってしまう。一方、昇降プレートの高さに応じた閾値を用いることにより、より適切に閾値を設定することができ、エンコーダ等の特性に応じた適切な警告の出力が可能となる。
When the industrial robot having the mechanism shown in FIG. 2 is manufactured, the
なお、図3では、第1の減速機13の駆動対象側の値に応じて相違度が周期的に変化する場合について示しているが、そのようにならない場合もある。例えば、第1の減速機13の駆動対象側の値に応じて相違度が線形に変化する場合や、その他の変化を示す場合などがありうる。
Although FIG. 3 shows the case where the degree of difference periodically changes according to the value on the drive target side of the
以上のように、本実施の形態による精度取得装置1によれば、第1の減速機13のモータ側の位置と駆動対象側の位置とを用いることによって、第1の減速機13の精度に関する精度情報を取得することができる。そして、その精度情報に応じて、適宜、警告を出力することができるため、例えば、経年変化等によって、第1の減速機13の精度が低下してきた場合には、そのことを知ることができるようになる。そして、その第1の減速機13を交換したり、修理したりすることができ、産業用ロボットの精度を高い状態で維持することができるようになる。
As described above, according to the accuracy acquisition device 1 according to the present embodiment, the accuracy of the
なお、本実施の形態では、精度情報が相違度である場合について説明したが、そうでなくてもよい。例えば、精度情報は、第1の減速機13の伝達度であってもよい。その場合には、精度取得部17は、例えば、次式を用いて、第1の減速機13の伝達度T1を算出してもよい。次式は、モータ側または駆動対象側に換算した前述のモータ側の位置と駆動対象側の位置とが等しいとして第1の減速機13の伝達度T1を算出する式である。
T1=X2×N2/(X1×N1)
In the present embodiment, the case has been described in which the accuracy information is the degree of difference, but this need not be the case. For example, the accuracy information may be the degree of transmission of the
T1 = X2 × N2 / (X1 × N1)
また、本実施の形態では、第1の減速機13の駆動対象側と、第2のエンコーダ16との間に第2の減速機15が存在する場合について説明したが、そうでなくてもよい。第1の減速機13の駆動対象側の位置を直接、第2のエンコーダ16によって取得するようにしてもよい。その場合には、前述の式において、N2=1,T2=1とした場合と同じになる。
Further, in the present embodiment, the case where the
また、本実施の形態では、蓄積部18が、精度取得装置1において取得された対応情報を対応情報記憶部19に蓄積する場合について説明したが、そうでなくてもよい。蓄積部18は、他の装置で取得された対応情報を対応情報記憶部19に蓄積してもよい。また、他の装置で取得された対応情報の記憶された着脱可能な記録媒体が精度取得装置1に装着されることによって対応情報記憶部19が構成される場合には、精度取得装置1は、蓄積部18を備えていなくてもよい。なお、上述の「他の装置」は、精度取得装置1と同様の機構(減速機やエンコーダ等)を有するものであることが好適である。
Further, in the present embodiment, the case where the
また、本実施の形態では、警告出力部20が対応情報を用いて警告を出力する場合について説明したが、そうでなくてもよい。警告出力部20が対応情報を用いない場合には、精度取得装置1は、蓄積部18や対応情報記憶部19を備えていなくてもよい。
Moreover, although the case where the
また、本実施の形態では、警告出力部20が警告を出力する場合について説明したが、そうでなくてもよい。警告を出力しない場合には、精度取得装置1は、警告出力部20を備えていなくてもよい。その警告の出力を行わない場合には、例えば、精度取得部17が取得した精度情報が図示しない記録媒体で記憶されており、精度取得装置1を備えた産業用ロボットのオペレータ等が、その記録媒体で記憶されている精度情報を見ることによって、第1の減速機13の精度を確認するようにしてもよい。
Moreover, although the case where the
また、本実施の形態では、位置補正部21による位置の補正を行う場合について説明したが、そうでなくてもよい。位置の補正を行わない場合には、精度取得装置1は、位置補正部21を備えていなくてもよい。
In the present embodiment, the case where the
また、上記実施の形態において、各処理または各機能は、単一の装置または単一のシステムによって集中処理されることによって実現されてもよく、あるいは、複数の装置または複数のシステムによって分散処理されることによって実現されてもよい。 In the above embodiment, each process or each function may be realized by centralized processing by a single device or a single system, or may be distributedly processed by a plurality of devices or a plurality of systems. It may be realized by doing.
また、上記実施の形態において、各構成要素間で行われる情報の受け渡しは、例えば、その情報の受け渡しを行う2個の構成要素が物理的に異なるものである場合には、一方の構成要素による情報の出力と、他方の構成要素による情報の受け付けとによって行われてもよく、あるいは、その情報の受け渡しを行う2個の構成要素が物理的に同じものである場合には、一方の構成要素に対応する処理のフェーズから、他方の構成要素に対応する処理のフェーズに移ることによって行われてもよい。 In the above embodiment, the information exchange between the components is performed by one component when, for example, the two components that exchange the information are physically different from each other. It may be performed by outputting information and receiving information by the other component, or when two components that exchange information are physically the same, one component May be performed by moving from the phase of the process corresponding to to the phase of the process corresponding to the other component.
また、上記実施の形態において、各構成要素が実行する処理に関係する情報、例えば、各構成要素が受け付けたり、取得したり、選択したり、生成したり、送信したり、受信したりした情報や、各構成要素が処理で用いる閾値や数式等の情報等は、上記説明で明記していなくても、図示しない記録媒体において、一時的に、あるいは長期にわたって保持されていてもよい。また、その図示しない記録媒体への情報の蓄積を、各構成要素、あるいは、図示しない蓄積部が行ってもよい。また、その図示しない記録媒体からの情報の読み出しを、各構成要素、あるいは、図示しない読み出し部が行ってもよい。 In the above embodiment, information related to processing executed by each component, for example, information received, acquired, selected, generated, transmitted, or received by each component In addition, information such as threshold values and mathematical formulas used by each component in the processing may be temporarily or for a long time held in a recording medium (not shown), even if not specified in the above description. Further, the storage of information in the recording medium (not shown) may be performed by each component or a storage unit (not shown). Further, reading of information from the recording medium (not shown) may be performed by each component or a reading unit (not shown).
また、上記実施の形態において、各構成要素等で用いられる情報、例えば、各構成要素が処理で用いる閾値や数式、各種の設定値等の情報がユーザによって変更されてもよい場合には、上記説明で明記していなくても、ユーザが適宜、それらの情報を変更できるようにしてもよく、あるいは、そうでなくてもよい。それらの情報をユーザが変更可能な場合には、その変更は、例えば、ユーザからの変更指示を受け付ける図示しない受付部と、その変更指示に応じて情報を変更する図示しない変更部とによって実現されてもよい。その図示しない受付部による変更指示の受け付けは、例えば、入力デバイスからの受け付けでもよく、通信回線を介して送信された情報の受信でもよく、所定の記録媒体から読み出された情報の受け付けでもよい。 Also, in the above embodiment, when information used by each component, for example, information such as threshold values and mathematical formulas, various setting values used by each component may be changed by the user, Even if it is not specified in the description, the user may be able to change the information as appropriate, or may not be so. If the information can be changed by the user, the change is realized by, for example, a not-shown receiving unit that receives a change instruction from the user and a changing unit (not shown) that changes the information in accordance with the change instruction. May be. The change instruction received by the receiving unit (not shown) may be received from an input device, information received via a communication line, or information read from a predetermined recording medium, for example. .
また、上記実施の形態において、各構成要素は専用のハードウェアにより構成されてもよく、あるいは、ソフトウェアにより実現可能な構成要素については、プログラムを実行することによって実現されてもよい。例えば、ハードディスクや半導体メモリ等の記録媒体に記録されたソフトウェア・プログラムをCPU等のプログラム実行部が読み出して実行することによって、各構成要素が実現され得る。その実行時に、プログラム実行部は、記憶部や記録媒体にアクセスしながらプログラムを実行してもよい。そのプログラムは、サーバなどからダウンロードされることによって実行されてもよく、所定の記録媒体(例えば、光ディスクや磁気ディスク、半導体メモリなど)に記録されたプログラムが読み出されることによって実行されてもよい。また、そのプログラムは、プログラムプロダクトを構成するプログラムとして用いられてもよい。また、そのプログラムを実行するコンピュータは、単数であってもよく、複数であってもよい。すなわち、集中処理を行ってもよく、あるいは分散処理を行ってもよい。 In the above embodiment, each component may be configured by dedicated hardware, or a component that can be realized by software may be realized by executing a program. For example, each component can be realized by a program execution unit such as a CPU reading and executing a software program recorded on a recording medium such as a hard disk or a semiconductor memory. At the time of execution, the program execution unit may execute the program while accessing the storage unit or the recording medium. The program may be executed by being downloaded from a server or the like, or may be executed by reading a program recorded on a predetermined recording medium (for example, an optical disk, a magnetic disk, a semiconductor memory, or the like). The program may be used as a program constituting a program product. Further, the computer that executes the program may be singular or plural. That is, centralized processing may be performed, or distributed processing may be performed.
また、本発明は、以上の実施の形態に限定されることなく、種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることは言うまでもない。 Further, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications are possible, and it goes without saying that these are also included in the scope of the present invention.
以上より、本発明による精度取得装置によれば、減速機の精度に関する情報を取得できるという効果が得られ、例えば、産業用ロボットの精度に関する警告を出力する装置として有用である。 As described above, according to the accuracy acquisition device of the present invention, it is possible to acquire information relating to the accuracy of the reduction gear, and for example, it is useful as a device that outputs a warning regarding the accuracy of an industrial robot.
1 精度取得装置
11 モータ
12 第1のエンコーダ
13 第1の減速機
14 駆動対象
15 第2の減速機
16 第2のエンコーダ
17 精度取得部
18 蓄積部
19 対応情報記憶部
20 警告出力部
21 位置補正部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (3)
前記モータの位置を取得する第1のエンコーダと、
前記モータの回転を前記駆動対象に伝える第1の減速機と、
前記第1の減速機の駆動対象側の位置を取得する第2のエンコーダと、
前記第1のエンコーダが取得した位置と、前記第2のエンコーダが取得した位置とを用いて、前記第1の減速機のモータ側と、駆動対象側との違いを示す相違度を取得する精度取得部と、
前記精度取得部が取得した相違度が大きい場合に警告を出力する警告出力部と、
前記第1の減速機の駆動対象側の位置と、当該位置に対応する基準となる相違度である基準相違度とを対応付ける対応情報が記憶される対応情報記憶部と、
前記モータによる前記駆動対象の駆動に応じて、前記対応情報を前記対応情報記憶部に蓄積する蓄積部と、を備え、
前記警告出力部は、前記精度取得部が取得した相違度が、当該相違度の取得で用いられた、前記第1の減速機の駆動対象側の位置に前記対応情報によって対応付けられている基準相違度に応じた閾値より大きい場合に、警告を出力する、精度取得装置。 A motor for driving an object to be driven in an industrial robot;
A first encoder for obtaining a position of the motor;
A first speed reducer that transmits the rotation of the motor to the drive target;
A second encoder for acquiring a position on a drive target side of the first reduction gear;
Using the position acquired by the first encoder and the position acquired by the second encoder, the accuracy of acquiring the degree of difference indicating the difference between the motor side of the first reducer and the drive target side An acquisition unit;
A warning output unit that outputs a warning when the degree of difference acquired by the accuracy acquisition unit is large;
A correspondence information storage unit that stores correspondence information that associates a position on the driving target side of the first reduction gear with a reference dissimilarity that is a reference dissimilarity corresponding to the position;
A storage unit that stores the correspondence information in the correspondence information storage unit according to the driving of the drive target by the motor ;
The warning output unit is a reference in which the degree of difference acquired by the accuracy acquisition unit is associated with the position on the driving target side of the first reducer used in the acquisition of the degree of difference by the correspondence information. An accuracy acquisition device that outputs a warning when the difference is larger than a threshold corresponding to the degree of difference.
前記第2のエンコーダは、アブソリュートエンコーダであり、
前記第1の減速機の駆動対象側の位置のフルレンジを、前記アブソリュートエンコーダのフルレンジとするように、前記第1の減速機の駆動対象側の回転を、前記第2のエンコーダに伝える第2の減速機をさらに備えた、請求項1記載の精度取得装置。 The first encoder is an incremental encoder;
The second encoder is an absolute encoder;
Second rotation that transmits the rotation on the drive target side of the first speed reducer to the second encoder so that the full range of the position on the drive target side of the first speed reducer is the full range of the absolute encoder. The accuracy acquisition apparatus according to claim 1, further comprising a reduction gear.
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