KR20200051485A

KR20200051485A - 감속기 시스템, 구동 유닛으로의 지령값의 보정 방법, 보정 데이터의 생성 방법 및 감속기 시스템의 제조 방법

Info

Publication number: KR20200051485A
Application number: KR1020190136056A
Authority: KR
Inventors: 가즈히코 사쿠라이
Original assignee: 나부테스코 가부시키가이샤
Priority date: 2018-11-05
Filing date: 2019-10-30
Publication date: 2020-05-13
Also published as: JP7185495B2; CN111136652A; DE102019216974A1; JP2020075304A; TW202019640A

Abstract

공작 기계의 개체차와 사용 조건에 기초하는 보정 데이터가 미리 설정되어, 초기 기동(초기의 세팅)을 조기에 행할 수 있는 공작 기계, 공작 기계의 구동 유닛 및 제어부, 이들의 보정 방법, 및 이들 보정 데이터의 작성 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 출원은, 본 발명의 일 실시 형태에 관한 공작 기계에서는, 당해 공작 기계의 제조 시의 당해 공작 기계의 개체마다의 위치 오차에 관한 개체차와, 당해 공작 기계의 사용 조건에 따른 보정 데이터가 입력되도록 구성되어 있다.

Description

감속기 시스템, 구동 유닛으로의 지령값의 보정 방법, 보정 데이터의 생성 방법 및 감속기 시스템의 제조 방법{DECELERATOR SYSTEM, CORRECTION METHOD OF COMMAND VALUE TO DRIVE UNIT, CORRECTION DATA GENERATION METHOD AND METHOD FOR MANUFACTURING DECELERATOR SYSTEM}

본 발명은, 감속기 시스템, 구동 유닛으로의 지령값의 보정 방법, 보정 데이터의 생성 방법, 및 감속기 시스템의 제조 방법에 관한 것이다.

종래부터, 예를 들어 레이저 용접 용도나 플라스마 용접 용도의 로봇(공작 기계)을 수평면 상에서 직선 동작시켰을 때, 중력 방향의 굴곡 등이 발생하여 가공 정밀도에 악영향을 미치는 것을 알고 있다. 당해 굴곡은 로봇의 손끝 위치를 중력 방향으로 변화시키는 축에 설치된 감속기의 각도 전달 오차에 의해 발생하는 것이라고 여겨져, 지금까지 감속기의 입력측과 출력측에 회전 속도 검출 수단을 마련하여 각도 전달 오차를 개체마다 직접 계측하는 방법 등 다양한 방법이 제안되어 왔다.

조립된 로봇에 대해, 작업 공간이 좁은 로봇 가동 현장에 있어서, 인위적 조정 수단을 필요로 하는 일 없이 각도 전달 오차의 보정 파라미터를 동정하는 장치로서, 특허문헌 1이 알려져 있다. 특허문헌 1은, 각 관절부에서 회전 구동하는 모터와, 모터에 연결된 감속기와, 감속기에 연결되는 로봇 암을 구비하는 로봇에 있어서, 로봇의 손끝 위치의 궤적 오차를 보정하기 위해, 각 모터에 대한 각도 지령에 가산되는 보정값의 파라미터를 동정하는 장치이며, 당해 모터에 대한 토크 지령이 최대가 되는 링크 각도에 있어서 최댓값을 취하는, 토크 지령과 동일 주기의 사인파의 위상에 기초하여, 보정값의 위상 파라미터를 동정하고, 또한 동정된 위상 파라미터 및 임의의 진폭 파라미터를 사용하여 계산되는 보정값과 각도 지령의 합계에 대해 순운동학 계산을 행함으로써 얻어지는 로봇의 손끝 위치와 로봇의 현재의 손끝 위치의 차분에 대해 로봇의 동작 시간 내에서의 적분값을 계산하고, 당해 적분값이 최소가 되는 진폭 파라미터를 보정값의 진폭 파라미터로서 동정하는 수단을 구비한 로봇 암 위치 보정 파라미터의 동정 장치를 개시하고 있다.

일본 특허 공개 제2011-212823호 공보

그러나 특허문헌 1에 개시된 장치에서는, 로봇(공작 기계)의 개체차인 각도 전달 오차의 보정 파라미터를 동정하기 위해 시간이 걸려, 보정 파라미터를 작성하는 동안, 공장 설비의 정지가 필요해져, 생산성이 저하된다고 하는 문제가 있었다. 또한, 로봇의 개체차에 관한 보정 파라미터에 불과하므로, 로봇의 최종 조정을 행할 필요가 있다고 하는 문제가 있었다. 또한, 당해 보정 파라미터는 로봇의 개체차에 관한 것이며, 로봇의 사용 조건에 따른 것은 아니므로, 로봇의 동작의 정밀도가 반드시 충분하다고는 하기 어려웠다.

본 발명의 목적 중 하나는, 초기 기동(초기의 세팅)을 조기에 행할 수 있는 감속기 시스템, 구동 유닛으로의 지령값의 보정 방법, 보정 데이터의 생성 방법, 및 감속기 시스템의 제조 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 실시 형태에 의한 감속기 시스템은, 감속기와, 상기 감속기의 위치 오차에 관한 개체 정보, 및 상기 감속기가 사용되는 사용 조건에서의 보정 정보에 기초하는 보정 데이터를 기억한 메모리를 구비한다.

본 발명의 일 실시 형태에 의한 감속기 시스템에 있어서는, 상기 보정 데이터가 상기 사용 조건에 있어서의 상기 감속기의 사용으로부터 수집된 위치 데이터에 기초하여 생성된다.

본 발명의 일 실시 형태에 의한 감속기 시스템에 있어서는, 상기 감속기가 사용되는 로봇의 구동 유닛에 상기 보정 데이터가 입력된다.

본 발명의 일 실시 형태에 의한 감속기 시스템에 있어서는, 상기 감속기가 사용되는 로봇의 구동 유닛의 제어부에 상기 보정 데이터가 입력된다.

본 발명의 일 실시 형태에 의한 감속기 시스템에 있어서는, 상기 보정 데이터에 의해 상기 제어부가 상기 구동 유닛으로의 지령값을 보정한다.

본 발명의 일 실시 형태에 의한 감속기 시스템에 있어서, 상기 위치 오차는, (a) 상기 감속기의 각도 전달 오차, (b) 비틀림 오차, 및 (c) 마찰 오차 중 적어도 하나를 포함한다.

본 발명의 일 실시 형태에 의한 감속기 시스템에 있어서, 상기 사용 조건은, (a) 상기 감속기의 종류, (b) 상기 감속기가 사용되는 로봇의 종류, (c) 상기 감속기가 사용되는 로봇의 용도, (d) 상기 감속기가 사용되는 로봇이 취급하는 대상물의 중량, (e) 상기 감속기가 사용되는 로봇이 취급하는 대상물의 이동 거리, 및 (f) 상기 감속기가 사용되는 로봇이 취급하는 대상물의 속도 중 적어도 하나를 포함한다.

본 발명의 일 실시 형태에 의한 감속기 시스템은, 구동 유닛과, 상기 메모리에 기록한 상기 보정 데이터를 사용하여 상기 구동 유닛의 보정을 행하는, 상기 구동 유닛의 제어부를 포함한다.

본 발명의 일 실시 형태에 의한 로봇은, 상기한 감속기 시스템 중 어느 하나를 포함한다.

본 발명의 일 실시 형태에 의한 보정 방법은, 감속기의 위치 오차에 관한 개체 정보, 및 상기 감속기가 사용되는 사용 조건에서의 보정 정보에 기초하여 보정 데이터에 의해 구동 유닛으로의 지령값을 보정한다.

본 발명의 일 실시 형태에 의한 보정 데이터의 생성 방법은, 감속기의 위치 오차에 관한 개체 정보, 및 상기 감속기가 사용되는 사용 조건에서의 보정 정보에 기초하여 보정 데이터를 생성하고, 상기 보정 데이터를 메모리에 기록한다.

본 발명의 일 실시 형태에 의한 감속기 시스템의 제조 방법은, 감속기와 메모리로 이루어지는 감속기 시스템의 제조 방법이며, 상기 감속기의 위치 오차에 관한 개체 정보, 및 상기 감속기가 사용되는 사용 조건에서의 보정 정보에 기초하여 보정 데이터를 생성하고, 상기 보정 데이터를 상기 메모리에 기록하고, 상기 감속기와 상기 메모리를 조합한다.

초기 기동(초기의 세팅)을 조기에 행할 수 있는 감속기 시스템, 구동 유닛으로의 지령값의 보정 방법, 보정 데이터의 생성 방법, 및 감속기 시스템의 제조 방법이 제공된다.

도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 있어서의 감속기 시스템을 구비하는 로봇의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 형태에 있어서의 보정 데이터를 모식적으로 설명하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 형태에 있어서의 보정 데이터의 전달 방법을 설명하는 도면이다.

도 1은, 본 발명의 일 실시 형태에 있어서의 감속기 시스템을 구비하는 공작 기계의 개략도를 도시한다. 공작 기계에는, 로봇, 머시닝센터, 포지셔너 등이 포함된다. 본 명세서에서는, 공작 기계로서 로봇(100)이 사용되는 실시 형태에 대해 주로 설명한다.

도시하는 바와 같이, 일 실시 형태에 있어서의 로봇(100)은, 감속기 시스템(1)과, 이 감속기 시스템(1)으로부터 공급되는 구동력에 의해 구동되는 암(6)을 구비한다. 감속기 시스템(1)은, 로봇(100)을 제어하기 위한 제어부(2)와, 구동 유닛(3)과, 감속기(4)를 구비한다. 제어부(2)는, 예를 들어 도시하지 않은 컴퓨터 프로세서와, 메모리(5)를 구비한다. 컴퓨터 프로세서는, 감속기(4)를 제어하기 위한 제어 프로그램 또는 그 이외의 프로그램을 로드하고, 로드한 프로그램에 포함되는 명령을 실행하는 연산 장치이다. 메모리(5)는, 컴퓨터 프로세서에 의해 액세스되는 기억 장치이다. 메모리(5)는, 예를 들어 자기 디스크, 광 디스크, 반도체 메모리, 또는 데이터를 기억 가능한 상기 이외의 각종 기억 장치이다.

구동 유닛(3)은, 예를 들어 전동 모터이다. 감속기(4)는, 구동 유닛(3)으로부터 입력된 구동력을 감속하여 암(6)에 전달한다. 암(6)은, 감속기(4)로부터의 구동력에 의해 구동된다. 메모리(5)는, 후술하는 보정 데이터를 기억한다. 제어부(2)는, 로봇(100)의 외부에 마련되어도 된다. 일 양태에 있어서, 제어부(2)는, 로봇(100)의 외부에, 구동 유닛(3)과 통신 가능하게 마련된다. 구동 유닛(3)은, 감속기(4)를 포함하도록 구성해도 된다. 또한, 메모리(5)에 기억되어 있는 보정 데이터는, 구동 유닛(3)에 입력되어도 된다.

제어부(2)는, 로봇(100)에 대한 동작 지령을 생성하고, 당해 동작 지령에 기초하여, 로봇(100)의 각 축(예를 들어, 관절)에 탑재한 구동 유닛(3)을 제어하도록 구성된다. 예를 들어, 제어부(2)는, 로봇(100)에 대한 동작 지령을 나타내는 지령값(지령 신호)을 생성하고, 이 지령값을 구동 유닛(3)에 입력함으로써 구동 유닛(3)을 제어한다. 구동 유닛(3)에 의한 구동력은 감속기(4)에 입력되고, 그 출력에 의해 암(6)이 구동된다. 도시하지 않았지만, 로봇(100)의 구동 유닛(3)에는, 위치 검출기, 각도 검출기, 인코더 및 이들 이외의 센서가 적절하게 마련된다.

다음으로, 도 2를 참조하여, 보정 데이터(11)를 더 상세하게 설명한다. 보정 데이터(11)의 생성을 위해, 먼저, 로봇(100)의 제조 시에 있어서의 당해 로봇(100)의 개체마다의 위치 오차에 관한 개체차를 나타내는 개체 정보(9)를 준비한다. 본 발명의 일 실시 형태에 있어서, 개체 정보(9)는, 예를 들어 로봇(100) 또는 감속기(4)의 각도 전달 오차, 비틀림 오차, 마찰 오차, 및 이들 이외의 위치 오차 정보를 포함한다.

또한, 로봇(100)의 사용 조건에 관한 보정 정보(10)를 준비한다. 본 발명의 일 실시 형태에 있어서, 보정 정보(10)는, 감속기(4)의 종류, 로봇(100)의 종류, 로봇(100)의 용도, 로봇(100)이 취급하는 대상물의 중량, 로봇(100)이 취급하는 대상물의 이동 거리, 및 로봇(100)이 취급하는 대상물의 속도, 및 이들 이외의 로봇(100)의 사용 조건에 관한 정보 중 적어도 하나를 포함한다.

본 발명의 일 실시 형태에 있어서, 보정 데이터(11)는, 이 개체 정보(9)와 보정 정보(10)에 기초하여 생성된다. 보정 데이터(11)는, 개체 정보(9) 및 보정 정보(10) 이외의 정보에 더 기초하여 생성되어도 된다.

본 발명의 일 실시 형태에 있어서, 로봇(100)에는, 보정 데이터(11)가 입력된다. 제어부(2)는, 보정 데이터(11)에 기초하여 구동 유닛(3)을 구동하기 위한 지령값을 보정하도록 구성된다. 상기한 바와 같이, 로봇(100)에 입력되는 보정 데이터(11)는, 로봇(100)의 개체차를 나타내는 개체 정보(9)와 로봇(100)의 사용 조건에 관한 보정 정보(10)에 기초하여 생성되므로, 로봇(100)의 초기 기동(초기 세팅)보다 전에 보정 데이터(11)를 준비하고, 이 보정 데이터를 로봇(100)에 입력함으로써, 초기 기동을 단시간에 행하는 것이 가능해진다.

본 발명의 일 실시 형태에 있어서는, 구동 유닛(3)에 보정 데이터(11)가 입력되어도 된다. 보정 데이터(11)는, 메모리(5)에 기억되어 있어도 된다. 메모리(5)로부터 판독된 보정 데이터(11)가 구동 유닛(3)에 입력되어도 된다. 일 실시 형태에 있어서는, 구동 유닛(3)에 의해, 제어부(2)로부터의 지령값이 보정 데이터(11)에 기초하여 보정되어도 된다.

본 발명의 일 실시 형태에 있어서는, 제어부(2)에 보정 데이터(11)가 입력되어도 된다. 메모리(5)로부터 판독된 보정 데이터(11)가 제어부(2)에 입력되어도 된다.

본 발명의 일 실시 형태에 관한 보정 방법에 있어서는, 개체 정보(9) 및 보정 정보(10)에 기초하여 보정 데이터(11)를 생성하는 스텝과, 이 보정 데이터(11)에 기초하여 제어부(2)로부터 구동 유닛(3)으로의 지령값을 보정하는 스텝을 구비한다. 일 실시 형태에 있어서의 보정 방법은, 보정 데이터(11)에 기초하여 보정된 지령값이 구동 유닛(3)에 입력되어도 된다. 보정 데이터(11)에 기초하여 보정된 지령값은, 제어부(2)에 입력되어도 된다.

본 발명의 일 실시 형태에 관한 보정 데이터(11)의 생성 방법에서는, 개체 정보(9)와 보정 정보(10)에 기초하여 보정 데이터(11)를 생성하는 스텝과, 생성된 보정 데이터(11)를 메모리(5)에 기억하는 스텝을 구비한다. 보정 데이터의 생성 방법은, 보정 정보(10)를 수집하는 스텝을 더 구비해도 된다. 보정 정보(10)는, 로봇(100)마다 수집되어도 된다. 하나의 로봇(100)에 대해 수집되는 보정 정보는, 다른 로봇(100)에 대해 수집되는 보정 정보와 상이한 것이어도 된다. 하나의 로봇(100)에서 사용되는 보정 데이터(11)는, 당해 하나의 로봇(100)에 대해 수집된 보정 정보(10)와, 당해 로봇(100)의 개체 정보(9)에 기초하여 생성되어도 된다.

다음으로, 도 3을 참조하여, 보정 데이터(11)의 전달 방법에 대해 설명한다.

감속기(4)의 제조자 M은, 제조한 감속기(4)마다 제조 시의 위치 오차를 계측하고, 이 위치 오차를 개체 정보(9)로서 기록한다. 또한, 제조자 M은, 감속기(4)(또는 당해 로봇(100))의 사용 시에, 당해 감속기(4)(또는 당해 로봇(100))에 대한 보정 정보(10)를 감속기(4)(또는 로봇(100))의 사용자로부터 수집한다. 제조자 M은, 개체 정보(0)와 보정 정보(10)에 기초하여 보정 데이터(11)를 생성한다.

제조자 M은, 보정 데이터(11)를 축적하고 있으므로, 감속기(4)를 고객에게 제공할 때, 감속기(4)와 함께 당해 감속기(4)에 관한 보정 데이터(11)도 제공할 수 있다. 감속기(4)의 이용자(고객 A∼고객 D)는, 제조자 M으로부터 제공된 보정 데이터(11)에 기초하여 초기 기동(초기 세팅)을 행할 수 있다. 이에 의해, 감속기(4)의 이용자는, 초기 기동을 단시간에 행할 수 있다

보정 데이터(11)는, 제조자 M으로부터 고객(예를 들어, 고객 A)에 대해 유선 통신 또는 무선 통신에 의해 송신되어도 된다. 이 유선 또는 무선의 통신로에는, 시큐리티 게이트가 설정될 수 있다. 이 시큐리티 게이트에 의해, 안전성을 확보한 후 보정 데이터(11)가 송수신될 수 있다. 보정 데이터(11)는, 메모리에 기억되어도 된다. 제조자 M은, 보정 데이터(11)를 기억한 메모리를 감속기(4)에 조합해도 된다. 이 경우, 보정 데이터(11)는, 감속기(4)와 함께 제조자 M으로부터 고객(예를 들어, 고객 B)에 대해 제공된다. 보정 데이터(11)는, 감속기(4)와는 별체의 기억 매체에 기록되어도 된다. 이 경우, 제조자 M으로부터 고객(예를 들어, 고객 C)에 대해 보정 데이터(11)가 기억된 기억 매체가 제공된다. 즉, 제조자 M으로부터 고객에게 기억 매체를 제공함으로써, 당해 기억 매체에 기억된 보정 데이터(11)를 고객에게 제공할 수 있다. 보정 데이터(11)는, 종이 매체에 기록되어 있어도 된다. 이 경우, 제조자 M으로부터 고객(예를 들어, 고객 D)에 대해 보정 데이터(11)가 기억된 종이 매체가 제공된다. 이와 같이 하여, 감속기(4)와 함께 보정 데이터(11)도 제공하는 것이 가능해진다.

상술한 실시 형태의 원리는, 로봇(100) 등의 공작 기계에 한정되지 않고, 다양한 작동 장치, 이동 장치 및 이들 이외의 장치에 적용될 수 있다.

1: 로봇(공작 기계)
2: 제어부
3: 구동 유닛
4: 감속기
5: 메모리
6: 암
9: 개체 정보
10: 보정 정보
11: 보정 데이터

Claims

감속기와,
상기 감속기의 위치 오차에 관한 개체 정보, 및 상기 감속기가 사용되는 사용 조건에서의 보정 정보에 기초하는 보정 데이터를 기억한 메모리를
구비한, 감속기 시스템.
제1항에 있어서,
상기 보정 데이터가 상기 사용 조건에 있어서의 상기 감속기의 사용으로부터 수집된 위치 데이터에 기초하여 생성되는, 감속기 시스템.
제1항에 있어서,
상기 감속기가 사용되는 로봇의 구동 유닛에 상기 보정 데이터가 입력되는, 감속기 시스템.
제1항에 있어서,
상기 감속기가 사용되는 로봇의 구동 유닛의 제어부에 상기 보정 데이터가 입력되는, 감속기 시스템.
제4항에 있어서,
상기 보정 데이터에 의해 상기 제어부가 상기 구동 유닛으로의 지령값을 보정하는, 감속기 시스템.
제1항에 있어서,
상기 위치 오차는,
(a) 상기 감속기의 각도 전달 오차,
(b) 비틀림 오차, 및
(c) 마찰 오차
중 적어도 하나를 포함하는, 감속기 시스템.
제1항에 있어서,
상기 사용 조건은,
(a) 상기 감속기의 종류,
(b) 상기 감속기가 사용되는 로봇의 종류,
(c) 상기 감속기가 사용되는 로봇의 용도,
(d) 상기 감속기가 사용되는 로봇이 취급하는 대상물의 중량,
(e) 상기 감속기가 사용되는 로봇이 취급하는 대상물의 이동 거리, 및
(f) 상기 감속기가 사용되는 로봇이 취급하는 대상물의 속도,
중 적어도 하나를 포함하는, 감속기 시스템.
제1항에 있어서,
구동 유닛과,
상기 메모리에 기록한 상기 보정 데이터를 사용하여 상기 구동 유닛의 보정을 행하는, 상기 구동 유닛의 제어부를 포함하는, 감속기 시스템.
제1항에 기재된 감속기 시스템을 포함하는, 로봇.
감속기의 위치 오차에 관한 개체 정보, 및 상기 감속기가 사용되는 사용 조건에서의 보정 정보에 기초하여 보정 데이터에 의해, 구동 유닛으로의 지령값을 보정하는 것을 특징으로 하는, 보정 방법.
감속기의 위치 오차에 관한 개체 정보, 및 상기 감속기가 사용되는 사용 조건에서의 보정 정보에 기초하여 보정 데이터를 생성하고,
상기 보정 데이터를 메모리에 기록하는,
보정 데이터의 생성 방법.
감속기와 메모리로 이루어지는 감속기 시스템의 제조 방법이며,
상기 감속기의 위치 오차에 관한 개체 정보, 및 상기 감속기가 사용되는 사용 조건에서의 보정 정보에 기초하여 보정 데이터를 생성하고,
상기 보정 데이터를 상기 메모리에 기록하고,
상기 감속기와 상기 메모리를 조합하는, 감속기 시스템의 제조 방법.