KR20230122647A - 스프링 정수 보정 장치 및 그 방법 및 기록 매체 - Google Patents

스프링 정수 보정 장치 및 그 방법 및 기록 매체 Download PDF

Info

Publication number
KR20230122647A
KR20230122647A KR1020237024856A KR20237024856A KR20230122647A KR 20230122647 A KR20230122647 A KR 20230122647A KR 1020237024856 A KR1020237024856 A KR 1020237024856A KR 20237024856 A KR20237024856 A KR 20237024856A KR 20230122647 A KR20230122647 A KR 20230122647A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
articulated robot
tip
spring constant
posture
end point
Prior art date
Application number
KR1020237024856A
Other languages
English (en)
Inventor
다카시 야마다
요시하루 니시다
요시히사 다마세
나오키 기다
겐이치로 가나오
Original Assignee
가부시키가이샤 고베 세이코쇼
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 가부시키가이샤 고베 세이코쇼 filed Critical 가부시키가이샤 고베 세이코쇼
Publication of KR20230122647A publication Critical patent/KR20230122647A/ko

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16—Programme controls
    • B25J9/1628—Programme controls characterised by the control loop
    • B25J9/1633—Programme controls characterised by the control loop compliant, force, torque control, e.g. combined with position control
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/10—Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J13/00—Controls for manipulators
    • B25J13/08—Controls for manipulators by means of sensing devices, e.g. viewing or touching devices
    • B25J13/088—Controls for manipulators by means of sensing devices, e.g. viewing or touching devices with position, velocity or acceleration sensors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J13/00—Controls for manipulators
    • B25J13/08—Controls for manipulators by means of sensing devices, e.g. viewing or touching devices
    • B25J13/088—Controls for manipulators by means of sensing devices, e.g. viewing or touching devices with position, velocity or acceleration sensors
    • B25J13/089—Determining the position of the robot with reference to its environment
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16—Programme controls
    • B25J9/1628—Programme controls characterised by the control loop
    • B25J9/1641—Programme controls characterised by the control loop compensation for backlash, friction, compliance, elasticity in the joints
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16—Programme controls
    • B25J9/1656—Programme controls characterised by programming, planning systems for manipulators
    • B25J9/1664—Programme controls characterised by programming, planning systems for manipulators characterised by motion, path, trajectory planning
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/39—Robotics, robotics to robotics hand
    • G05B2219/39186—Flexible joint

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Manipulator (AREA)
  • Numerical Control (AREA)

Abstract

본 발명의 스프링 정수 보정 장치 및 해당 방법은, 다관절 로봇이 탄성 변형이 보상된 상태로 동작되고 있을 때에, 상기 다관절 로봇의 선단의 위치 및 자세를 계측하고, 상기 선단의 위치 및 자세의 계측 값과 그러한 목표 값을 비교하고, 이 비교의 결과에 근거하여, 스프링 정수를 보정한다. 이 보정 시에, 소정의 위치에 있어서, 상기 계측된 상기 자세에 근거하는 단부점 자세의 각도, 상기 선단의 상기 단부점 자세의 토크, 상기 선단의 목표 자세에서의 각도, 및 상기 선단의 상기 목표 자세에서의 토크 중 적어도 3개에 근거하여 상기 스프링 정수가 보정된다. 본 발명의 기록 매체에는, 이러한 방법의 프로그램이 기록된다.

Description

스프링 정수 보정 장치 및 그 방법 및 기록 매체
본 발명은 감속기가 스프링 요소로서 작용하여 탄성 변형하는 다관절 로봇에 적용되고, 상기 스프링 요소의 스프링 정수를 보정하는 스프링 정수 보정 장치 및 스프링 정수 보정 방법에 관한 것이다. 본 발명은 스프링 정수 보정 프로그램을 기록한 기록 매체에 관한 것이다.
아크 용접에 의해 복수의 모재를 용접할 때에는, 용접 전극을 용접 방향으로 나아가게 하면서, 용접선의 좌우 방향으로 정현파 형상의 위빙 동작을 실시하면서 용접하는 위빙 용접이 이용되는 일이 많다. 이 위빙 용접은 일반적으로, 용접 토치 자체를 좌우로 요동시키는 것에 의해서, 또는 용접 토치 자체를 중심으로 하여 좌우로 경동(傾動)시키는 것에 의해서 실시되어 있다. 이러한 위빙 용접을 다관절 로봇에 실시시키는 경우에, 높은 궤적 정밀도가 요구된다. 예를 들어, 특허문헌 1에 개시된 다관절 로봇의 스프링 정수 보정 장치에 의해서, 로봇의 동력 전달계에 있어서의 감속기의 탄성 변형을 고려하여 높은 궤적 정밀도가 실현되고 있다.
본 특허문헌 1에 개시된 다관절 로봇의 스프링 정수 보정 장치는, 감속기가 스프링 요소로서 작용하여 탄성 변형하는 다관절 로봇에 적용되는 스프링 정수 보정 장치이며, 상기 다관절 로봇은 로봇 컨트롤러에 포함되는 탄성 변형 보상부에 의해 상기 스프링 요소의 스프링 정수에 근거하여 탄성 변형이 보상된 상태로 동작되고, 상기 스프링 정수 보정 장치는 상기 다관절 로봇이 상기 탄성 변형이 보상된 상태로 동작되고 있을 때에 센서에 의해 계측된 상기 다관절 로봇의 선단의 위치 및 자세의 계측 값과, 상기 다관절 로봇의 선단의 위치 및 자세의 목표 값을 비교하는 비교부와, 상기 비교부에 의해 비교된 결과를 이용하여, 상기 스프링 정수를 보정하는 보정부를 포함하고, 상기 보정부는 상기 비교부에 의해 비교된 결과인 선단의 위치 및 자세의 오차를 로봇 관절 각도 오차로 변환하여, 위빙 선단 위치에서의 추정 토크를 다관절 로봇의 모델에 의해 산출하여, 상기 로봇 관절 각도 오차와 추정 토크의 관계에 근거하여 스프링 정수 오차를 산출하여, 상기 산출된 스프링 정수 오차를 이용하여 스프링 정수를 보정한다.
그런데, 특허문헌 1에 개시된 다관절 로봇의 스프링 정수 보정 장치는, 위빙 동작의 단부점 위치에서의 아암 토크와 그 목표 단부점 위치에서 필요하게 되는 토크의 차이가 커짐에 따라서 보정 정밀도가 저하하기 시작하기 때문에, 개선의 여지가 있다.
일본 특허 제 6091272 호 공보(일본 특허 공개 제 2014-180726 호 공보)
본 발명은 상술의 사정에 비추어 이루어진 발명이며, 그 목적은 보정 정밀도를 보다 향상시킬 수 있는 스프링 정수 보정 장치 및 스프링 정수 보정 방법을 제공하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은 스프링 정수 보정 프로그램을 기록한 기록 매체를 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 스프링 정수 보정 장치 및 스프링 정수 보정 방법은, 다관절 로봇이 탄성 변형이 보상된 상태로 동작되고 있을 때에, 상기 다관절 로봇의 선단의 위치 및 자세를 계측하고, 상기 계측한 상기 다관절 로봇의 선단의 위치 및 자세의 계측 값과, 상기 다관절 로봇의 선단의 위치 및 자세의 목표 값을 비교하고, 이 비교의 결과에 근거하고, 스프링 정수를 보정한다. 이 보정 시에, 소정의 위치에 있어서, 상기 계측한 상기 다관절 로봇의 선단의 자세에 근거하는 단부점 자세의 각도, 상기 다관절 로봇의 선단의 상기 단부점 자세의 토크, 상기 다관절 로봇의 선단의 목표 자세에서의 각도, 및 상기 다관절 로봇의 선단의 상기 목표 자세에서의 토크 중 적어도 3개에 근거하여 상기 스프링 정수가 보정된다. 본 발명에 따른 기록 매체에는, 이러한 스프링 정수 보정 방법의 프로그램이 기록된다.
상기 및 그 외의 본 발명의 목적, 특징 및 이점은 이하의 상세한 기재와 첨부 도면으로부터 명확해질 것이다.
도 1은 실시형태에 있어서의 스프링 정수 보정 장치가 적용되는 다관절 로봇의 구성을 도시하는 모식도이다.
도 2는 상기 다관절 로봇에 있어서의 1개의 관절축의 모델을 도시하는 모식도이다.
도 3은 상기 스프링 정수 보정 장치를 포함한, 상기 다관절 로봇의 제어 장치의 구성을 도시하는 블럭도이다.
도 4는 상기 다관절 로봇의 위빙 검사 처리 및 상기 스프링 정수 보정 장치에 의해서 실행되는 스프링 정수 보정 처리를 나타내는 플로우 차트이다.
도 5는 도 4에 나타내는 플로우 차트의 처리(S5)를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 위빙 동작의 단부점에 있어서의 모터 각도, 실제의 아암 각도, 아암 목표 각도, 실제의 아암 토크 및 아암 목표 각도에서 필요하게 되는 토크의 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 변형 형태에 있어서, 위빙 동작의 단부점에 있어서의 모터 각도, 실제의 아암 각도, 아암 목표 각도, 및 보정 후의 스프링 정수에 있어서 아암 각도가 아암 목표 각도가 되기 위해서 필요한 모터 각도의 관계를 설명하기 위한 도면이다.
이하, 도면을 참조하여, 본 발명의 하나 또는 복수의 실시형태가 설명된다. 그렇지만, 발명의 범위는 개시된 실시형태에 한정되지 않는다. 또한, 각 도면에 있어서 동일한 부호를 부여한 구성은 동일한 구성인 것을 나타내고, 적절하게, 그 설명을 생략한다. 본 명세서에 있어서, 총칭하는 경우에는 첨자를 생략한 도면 부호로 나타내고, 개별의 구성을 가리키는 경우에는 첨자를 부여한 도면 부호로 나타낸다.
실시형태에 따른 스프링 정수 보정 장치는, 감속기가 스프링 요소로서 작용하여 탄성 변형하는 다관절 로봇에 적용되고, 상기 스프링 요소의 스프링 정수를 보정하는 장치이다. 상기 다관절 로봇은 로봇 컨트롤러에 포함되는 탄성 변형 보상부에 의해 상기 스프링 요소의 스프링 정수에 근거하여 탄성 변형이 보상된 상태로 동작된다. 이러한 다관절 로봇에 대해, 스프링 정수 보정 장치는 상기 다관절 로봇이 상기 탄성 변형이 보상된 상태로 동작되고 있을 때에, 상기 다관절 로봇의 선단의 위치 및 자세를 계측하는 계측부와, 상기 계측부에서 계측된 상기 다관절 로봇의 선단의 위치 및 자세의 계측 값과, 상기 다관절 로봇의 선단의 위치 및 자세의 목표 값을 비교하는 비교부와, 상기 비교부에 의해 비교된 결과에 근거하여, 상기 스프링 정수를 보정하는 보정부를 구비한다. 그리고, 상기 보정부는 소정의 위치에 있어서, 상기 계측부에서 계측된 상기 다관절 로봇의 선단의 자세에 근거하는 단부점 자세의 각도, 상기 다관절 로봇의 선단의 상기 단부점 자세의 토크, 상기 다관절 로봇의 선단의 목표 자세에서의 각도, 및 상기 다관절 로봇의 선단의 상기 목표 자세에서의 토크 중 적어도 3개에 근거하여 상기 스프링 정수를 보정한다. 이하, 이러한 스프링 정수 보정 장치 및 이에 실장되는 스프링 정수 보정 방법 및 스프링 정수 보정 프로그램에 대해서, 보다 구체적으로 설명한다.
도 1은 실시형태에 있어서의 스프링 정수 보정 장치가 적용되는 다관절 로봇의 구성을 도시하는 모식도이다. 도 2는 상기 다관절 로봇에 있어서의 1개의 관절축의 모델을 도시하는 모식도이다. 도 3은 상기 스프링 정수 보정 장치를 포함한, 상기 다관절 로봇의 제어 장치의 구성을 나타내는 블럭도이다.
(전체의 구성)
실시형태에 있어서의 스프링 정수 보정 장치가 적용되는 다관절 로봇(1)은, 소위 수직 다관절형이며, 6개의 제 1 관절 내지 제 6 관절(JT1 내지 JT6)을 구비하고, 자유도 6의 6축 로봇이다. 제 1 관절 내지 제 6 관절(JT1 내지 JT6) 각각은 관절로서 기능하도록 액추에이터를 구비한다. 상기 액추에이터는 본 실시형태에서는, 예를 들면, 모터(15)(15-1 내지 15-6)이다. 제 6 관절(JT6)의 축의 선단에는, 도구의 일례로서 용접 토치가 마련되고, 다관절 로봇(1)은 용접 토치로부터 보내지는 용접 와이어에 의해 아크 용접으로 용접할 수 있다. 다관절 로봇(1)은 사전결정된 용접 개시점과 용접 종료점 사이가 용접 작업 구간에서 있어서, 용접 개시점과 용접 종료점을 연결하는 용접선 방향으로 이동하면서, 용접 와이어를 사전결정된 진폭 및 주파수로 경동하는 동작(위빙 동작)을 실행하도록 셋팅되어 있다. 또한, 본 실시형태에서는, 스프링 정수 보정 장치가 적용되는 다관절 로봇은, 용접 용도의 로봇이지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 제 6 관절(JT6)의 축의 선단에는, 용접 토치 대신에, 다관절 로봇(1)의 용도에 응한 적절한 도구가 마련되어도 좋다.
본 다관절 로봇(1)의 하나의 관절축은 도 2에 도시하는 바와 같이, 모델화할 수 있다. 보다 구체적으로는, 1개의 관절축을 나타내는 모델은 모터(2)와, 모터(2)에 구비되고, 모터(2)의 회전 각도를 계측하는 각도 계측부의 일례로서의 엔코더(3)와, 모터(2)에 의해 회동되는 아암(4)과, 모터(2)와 아암(4)을 접속하는 감속기(5)를 구비하여 구성된다. 감속기(5)는 스프링 요소(탄성 요소)로서 모델화할 수 있으므로, 이 스프링 정수를 K로 하고, 모터(2)측의 회전 각도를 θm으로 하고, 아암(4)측의 회전 각도를 θl로 했을 경우, 아암(4)측의 토크(τl)는 τl=K·(θl-θm)으로 나타낸다.
(제어 장치; 그 일례의 로봇 컨트롤러)
본 다관절 로봇(1)은 그 제어 장치의 일례인 로봇 컨트롤러(10)로 제어된다. 로봇 컨트롤러(10)에는, 도 3에 도시되는 바와 같이, 계측 센서(12), 및 다관절 로봇(1)에 있어서의 제 1 관절 내지 제 6 관절(JT1 내지 JT6)의 각 축의 모터(15)(15-1 내지 15-6) 각각이 접속된다. 계측 센서(12)는 다관절 로봇(1)의 선단의 위치 및 자세를 계측하는 센서이다. 다관절 로봇(1)은 후술하는 바와 같이, 탄성 변형이 보상된 상태로 동작되므로, 계측 센서(12)는 다관절 로봇(1)이 상기 탄성 변형이 보상된 상태로 동작되고 있을 때에, 상기 다관절 로봇(1)의 선단의 위치 및 자세를 계측한다. 계측 센서(12)는 그 계측 결과를 로봇 컨트롤러(10)에 출력한다. 다관절 로봇(1)에 있어서의 제 1 관절 내지 제 6 관절(JT1 내지 JT6)의 각 축의 모터(15)는 본 로봇 컨트롤러(10)에 의해서 제어(예를 들면, 서보 제어 등)된다. 본 제어에는, 공지의 상투 수단이 이용되므로, 도 3에는, 이 제어를 위한 제어 블록은 상세하게는 기재되지 않았다.
로봇 컨트롤러(10)는 예를 들면, 컴퓨터 및 소위 교시 팬던트를 구비하여 구성된다. 상기 컴퓨터는 예를 들면, 입력 장치, 출력 장치, 메모리, 인터페이스 장치, 이들을 각각 제어하고, 소정의 정보 처리를 실행하는 CPU(Central Processing Unit) 및 이러한 주변 회로 등을 구비하여 구성된다. 로봇 컨트롤러(10)는 다관절 로봇(1)을 동작시키는데 있어서 필요한 각종의 소정의 프로그램 및 각종의 소정의 데이터를 그 메모리에 기억한다. 이 각종의 소정의 프로그램에는, 예를 들면, 제어 처리 프로그램이 포함되고, 상기 제어 처리 프로그램에는, 예를 들면, 계측 센서(12)를 제어하여 계측 결과를 취득하고, 상기 각 축의 모터(15)각각을 서보 제어하는 제어 프로그램이나, 상기 스프링 요소의 스프링 정수(K)에 근거하여 탄성 변형이 보상된 상태로 다관절 로봇(1)을 동작시키는 탄성 변형 보상 프로그램이나, 계측 센서(12)로 계측된 다관절 로봇(1)의 선단의 위치 및 자세의 계측 값과, 다관절 로봇(1)의 선단의 위치 및 자세의 목표 값을 비교하는 목표 위치 비교 프로그램이나, 상기 비교 프로그램에 의해 비교된 결과에 근거하여 상기 스프링 정수를 보정하는 스프링 정수 보정 프로그램 등이 포함된다. 상기 각종의 소정의 데이터에는, 예를 들면, 스프링 정수(K)나 스프링 정수(K)의 초기값이나 교시 프로그램 등이 포함된다. 이러한 소정의 프로그램 및 소정의 데이터는 일례에서는, 이들 소정의 프로그램 및 소정의 데이터를 기록한 기록 매체(예를 들면, USB 메모리나 CD-ROM 등)로부터 상기 컴퓨터에 읽혀져서 상기 메모리에 기억되어도 좋다.
로봇 컨트롤러(10)에는, 상기 제어 프로그램의 실행에 의해서, 탄성 변형 보상부(11)가 기능적으로 구성되고, 목표 위치 비교부(13) 및 스프링 정수 보정부(14)가 기능적으로 구성된다.
로봇 컨트롤러(10)는 다관절 로봇(1)에 마련된 용접 토치를, 사전 교시한 교시 프로그램에 따라서, 용접선을 따라 위빙 동작하여 이동하도록, 다관절 로봇(1)을 제어한다. 상기 교시 프로그램은 예를 들면, 로봇 컨트롤러(10)에 접속된 상기 교시 팬던트를 사용하여 사전 작성되어도 좋고, 또는 상기 상위의 컴퓨터를 이용한 오프라인 교시 시스템을 사용하여 사전 작성되어도 좋다.
실시형태에 있어서의 스프링 정수 보정 장치는 이 로봇 컨트롤러(10)로 실현되고 있다. 또한, 본 실시형태에서는, 스프링 정수 보정 장치는 로봇 컨트롤러(10)로 실현되었지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 스프링 정수 보정 장치는 로봇 컨트롤러(10)에 접속된 상위의 컴퓨터로 실현되어도 좋다.
본 탄성 변형 보상부(11)는 계측 센서(12)로 계측된 다관절 로봇(1)의 선단(본 실시형태에서는 용접 토치의 선단)의 예를 들면, XY평면 좌표계에 있어서의 위치 및 자세의 계측 값과, 상기 위치 및 자세의 목표 값을 비교하는 목표 위치 비교부(13)와, 목표 위치 비교부(13)에 의해 비교된 결과에 근거하여 상기 스프링 정수(본 실시형태에서는, 모델화된 감속기(5)의 스프링 정수)(K)를 보정하는 스프링 정수 보정부(14)를 포함하고, 이 스프링 정수 보정부(14)에 의해 보정된 스프링 정수(K)를 이용하여 탄성 변형 보상부(11)가 탄성 변형을 보상하면서, 로봇 컨트롤러(10)가 다관절 로봇(1)에 있어서의 각 축의 각 모터(15)(15-1 내지 15-6)를 제어한다.
(위빙 검사 처리 및 스프링 정수 보정 처리)
도 4는 상기 다관절 로봇의 위빙 검사 처리 및 상기 스프링 정수 보정 장치에 의해서 실행되는 스프링 정수 보정 처리를 나타내는 플로우 차트이다. 도 5는 도 4에 나타내는 플로우 차트의 처리(S5)를 설명하기 위한 도면이다. 도 6은 위빙 동작의 단부점에 있어서의 모터 각도, 실제의 아암 각도, 아암 목표 각도, 실제의 아암 토크 및 아암 목표 각도로 필요하게 되는 토크의 관계를 설명하기 위한 도면이다.
이러한 로봇 컨트롤러(10)에 의해 그 동작이 제어되는 다관절 로봇(1)은 예를 들면, 제조 후의 제품 출하 전에, 출하 검사가 실시된다. 본 출하 검사 중 하나로서 좌우 위빙 검사가 있다. 본 좌우 위빙 검사에 있어서, 감속기(5)의 스프링 정수(K)가 초기값으로부터 보정된다.
이 좌우 위빙 검사에서는, 도 4에 있어서, 탄성 변형 보상부(11)는 좌우 위빙 검사 처리를 실행한다(S1). 예를 들어, 로봇 컨트롤러(10)가 검사 모드로 설정되고, 서보 제어가 수동으로 실시되고, 다관절 로봇(1)의 아암 선단이 좌우로 위빙 동작된다. 본 경우에, 도 5에 도시되는 바와 같이, 위빙 선단 위치의 좌표 데이터(예를 들면, 수직 방향(Z방향), 수평 방향(X방향))가 취득되고 기억된다. 또한, 본 명세서에서는, 6축 중 1축에 대해서 설명한다.
다음에, 탄성 변형 보상부(11)는 합격 여부를 판정한다(S2). 예를 들어, 편차(목표 값과 계측값의 차이)가 사전결정된 문턱값(합격 여부 판정 문턱값) 이하인 경우에는, 탄성 변형 보상부(11)는 합격으로 판정하고, 상기 편차가 상기 합격 판정 문턱값을 넘는 경우에는, 탄성 변형 보상부(11)는 합격으로 판정하지 않는다(불합격). 본 판정의 결과, 합격의 경우(예)에는, 탄성 변형 보상부(11)는 다음에, 처리(S3)를 실행하고, 또한, 불합격의 경우(아니오)에는, 탄성 변형 보상부(11)는 스프링 정수 보정 처리를 실행하기 위해서, 다음에, 처리(S4)를 실행한다.
본 처리(S3)에서는, 탄성 변형 보상부(11)는 합격 판정 처리를 실행한다. 본 합격 판정 처리는 예를 들면, 스프링 정수(K)를 확정시켜서 메모리에 기억시키거나 로봇 컨트롤러(10)를 검사 모드로부터 통상 모드로 이행시키거나 하는 처리이다.
상기 처리(S4)에서는, 탄성 변형 보상부(11)는 다관절 로봇(1)의 각종 로봇 파라미터를 취득한다. 예를 들어, 로봇 컨트롤러(10)나 그 상위 컴퓨터에 기억된, 다관절 로봇(1)의 각 축에 있어서의 관성항(J), 비선형항(C), 중력항(G) 및 보정 전의 스프링 정수(K)가 취득된다. 또한, 스프링 정수(K)는 반복 처리의 각 과정에 있어서 덮어쓰기되므로, 본 처리(S4)에서는, 전회의 스프링 정수 보정 처리에 의해 계산되어서 기억된 스프링 정수(K), 또는 스프링 정수(K)의 초기값이 취득된다.
다음에, 탄성 변형 보상부(11)는 목표 위치 비교부(13)에 의해서, 위빙 동작의 단부점 위치에서의 오차를 구한다(S5). 도 5에 도시되는 바와 같이, 점선으로 나타내는, 다관절 로봇(1)의 선단의 위치의 이상 파형과 계측 센서(12)에 의해 계측된 계측 파형의 차이가 오차로서 구해진다. 상기 이상 파형은 수평 방향의 각 점에 있어서, 수직 방향의 각 값이 소정의 일정 값이다. 계측 파형(X￣)은 다음 식 (1)로 나타나고, 오차(dX)는 다음 식 (2)로 나타난다. 또한, 글 중의 기재에서는, "X"의 바로 위에 "￣"을 부여할 수 없기 때문에, 바로 위에 "￣"을 부여한 "X"는, 편의상 "X￣"라고 기재하는 것으로 한다. 후술의 바로 위의 "＾"이나 "·"이나 "··"의 경우도 마찬가지이다.
[수식 (1)]
식 (1):
[수식 (2)]
식 (2):
본 식 (2)에 있어서, x, y, z는 다관절 로봇(1)에 있어서의 아암 선단의 위치의 좌표이며, α, β, γ는 상기 아암 선단의 자세 각도(오일러 각 또는 롤·피치·요각)이다.
본 명세서에서, 이들 6개의 자유도(x, y, z, α, β, γ) 모두를 계측할 수 있는 것이 바람직하지만, 상기 6개의 자유도(x, y, z, α, β, γ) 중 적어도 2개의 자유도(예를 들면, 좌우 모습의 위빙인 경우에는 주요한 동작 방향인 수평 방향 및 수직 방향의 2개)만이 계측되고, dα, dβ 및 dγ가 0으로 가정되고, dx 또는 d가 0으로 가정되어도 좋다. 이에 의해 다관절 로봇(1)에 있어서의 아암 선단의 위치(또는 자세)를 계측하기 위한 센서가 2개의 경우에서도, 본 실시형태에 있어서의 스프링 정수 보정 방법을 실시할 수 있다. 또한, 스프링 정수 보정 방법은 이러한 가정에 한정되는 것은 아니다.
다음에, 탄성 변형 보상부(11)는 다음 식 (3)에 나타내는 바와 같이, 야코비 행렬을 이용하여 상기 위치의 오차를 관절(JT)의 각도 오차(dθ)로 변환한다(S6).
[수식 (3)]
식 (3):
(θ0: 위빙 중심 위치일 때의 각 축 각도)
스프링 정수(K)의 보정(갱신) 시에, 먼저, 목표 위치 비교부(13)에 의해 비교된 비교 결과인 다관절 로봇(1)의 선단의 위치 및 자세의 오차가, 야코비 행렬을 이용하여 관절(JT)의 각도 오차(dθ)로 변환된다.
다음에, 탄성 변형 보상부(11)는 스프링 정수 보정부(14)에 의해서, 스프링 정수(K)를 보정(갱신)하고, 처리를 처리(S1)에 되돌린다(S7). 보다 구체적으로는, 스프링 정수(K)는 다음과 같이 보정된다.
1개의 관절(JT)의 축으로 대해서, 위빙 동작의 단부점 위치에 있어서의, 모터 각도(θm), 실제의 아암 각도(θl), 아암 목표 각도(θd), 실제의 아암 토크(τl), 아암 목표 각도(θd)에서 필요하게 되는 토크(τd)의 물리적인 관계성은 도 6과 같이 나타난다. 또한, 각 관절(JT)은 회전운동하지만, 도 6에서는, 간단화를 위해, 회전 각도는 직동 스프링에 의한 직선 거리로 변환하여 도시되어 있다. 후술의 도 7도 마찬가지이다.
로봇 컨트롤러(10)는 모터(15)(2)를 제어할 때에, 현재의 스프링 정수(Kold)에 근거하여 아암 각도가 아암 목표 각도(θd)가 되는 모터 각도(θm)를 결정한다. 이러한 관계는 다음 식 (4)로 주어진다.
[수식 (4)]
식 (4):
한편, 아암 목표 각도(θd)에서 필요하게 되는 토크(τd)는, 다음 식 (5)에 나타내는 다관절 로봇(1)의 운동 방정식으로부터 구할 수 있다. 여기서, τd＾는, 각 축의 토크를 성분으로 하는 벡터로 나타내진 토크이며, τd는, τd＾에 있어서의 1성분이다. θD, θD ·및 θD ··은, 각각, 위빙 동작의 단부점 위치에 있어서의 목표 자세에서의 각 축의 각도, 각속도 및 각가속도이다.
[수식 (5)]
식 (5):
: 위빙 단부점 목표 자세에서의 각 축의 각도, 각속도, 각가속도
보정 후(갱신 후, 참값)의 스프링 정수(Knew)로 하면, 현재의 스프링 정수(Kold)는 보정 후의 스프링 정수(Knew)에 대해, 오차(dθ)를 포함하기 때문에, 실제의 아암 각도(θl)와 아암 목표 각도(θd) 사이에는, 오차(dθd)=θl-θd가 생긴다. 오차(dθd)는 벡터의 오차(dθ)의 1성분이다. 모터(15)(2)의 각도가 모터 각도(θm)로 제어되고 있다고 하면, 이러한 관계는 다음 식 (6)으로 주어진다.
[수식 (6)]
식 (6):
한편, 실제의 아암 토크(τl)는 다음 식 (7)에 나타내는 다관절 로봇(1)의 운동 방정식으로부터 구할 수 있다. 여기서, τl＾는, 각 축의 토크를 성분으로 하는 벡터로 나타내진 토크이며, τl은, τl＾에 있어서의 1성분이다. τ￣, τ￣· 및 τ￣··은 각각, 위빙 동작의 단부점 위치(X￣)에서의 각 축의 각도, 각속도 및 각가속도이다.
[수식 (7)]
식 (7):
상기 식 (4) 및 상기 식 (6)에서, 다음 식 (8)을 얻을 수 있다.
[수식 (8)]
식 (8):
상기 식 (8)에 있어서의 우변에 있어서의 각 변수는, 모두, 기존 또는 기존의 데이터로부터 구할 수 있기 때문에, 상기 식 (8)을 이용하는 것에 의해서, 현재의 스프링 정수(Kold)는 보정 후의 스프링 정수(Knew)에 보정(갱신)할 수 있다.
즉, 스프링 정수 보정부(14)는 소정의 위치에 있어서, 계측부(12)에서 계측된 다관절 로봇의 선단의 자세에 근거하는 단부점 자세의 각도(θl), 상기 다관절 로봇의 선단의 상기 단부점 자세의 토크(τl), 상기 다관절 로봇의 선단의 목표 자세에서의 각도(θd), 및 상기 다관절 로봇의 선단의 상기 목표 자세에서의 토크(τd) 중 적어도 3개에 근거하여 스프링 정수(K)를 보정한다. 보다 구체적으로는, 본 실시형태에서는, 보정 후의 스프링 정수(Knew)는 위빙 동작의 단부점 위치에 있어서, 상기 다관절 로봇의 선단의 상기 단부점 자세의 토크(τl), 상기 다관절 로봇의 선단의 목표 자세에서의 각도(θd), 및 상기 다관절 로봇의 선단의 상기 목표 자세에서의 토크(τd)를 이용하는 함수 식 (8)로 나타낸다. 상기 소정의 위치는 상술의 예에서는, 위빙 동작의 단부점 위치이지만, 위빙 동작에 있어서의 다른 위치여도 좋다.
이러한 식 (8)을 이용하여 스프링 정수(K)의 보정 처리(S7)가 실시된다.
또한, 보정 후의 스프링 정수(Knew)는 상기 소정의 위치에 있어서, 계측부(12)에서 계측된 다관절 로봇(1)의 선단의 자세에 근거하는 단부점 자세의 각도(θl), 상기 다관절 로봇(1)의 선단의 상기 단부점 자세의 토크(τl), 상기 다관절 로봇(1)의 선단의 목표 자세에서의 각도(θd), 및 상기 다관절 로봇(1)의 선단의 상기 목표 자세에서의 토크(τd) 중 적어도 3개를 이용하는 함수 식으로 나타내고, 스프링 정수 보정부(14)는 상기 함수 식에 대한 최소제곱법을 이용하여 상기 스프링 정수를 보정해도 좋다. 이러한 스프링 정수 보정 장치는 최소제곱법을 이용하므로, 해당 스프링 정수 보정 장치를 적용하는 다관절 로봇(1)에 따라 함수 식을 커스터마이징할 수 있어서, 상기 다관절 로봇(1)에 대해서 최적인 보정 정밀도로 스프링 정수를 보정할 수 있다.
예를 들어, 다관절 로봇(1)에 복수의 위빙 동작을 실시시키는 것에 의해서, 복수의 데이터가 수집되고, 이러한 수집한 복수의 데이터를 상기 식 (8)에 적용시키는 것에 의해서, 최소 제곱해로서, 보정 후의 스프링 정수(Knew)가 구해진다. 여기서, 상기 식 (8)을 변형한 다음 식 (9)에 대해서 복수의 데이터가 피팅되고, 최소 제곱해로서, 보정 후의 스프링 정수(Knew)가 구해져도 좋다. 최소제곱법에는, 가중 최소제곱법이 이용되어도 좋다.
[수식 (9)]
식 (9):
이상 설명한 바와 같이, 실시형태에 있어서의 스프링 정수 보정 장치 및 이에 실장된 스프링 정수 보정 방법 및 스프링 정수 보정 프로그램은, 소정의 위치(상술의 예에서는, 위빙 동작의 단부점 위치)에 있어서, 계측부(12)에서 계측된 다관절 로봇(1)의 선단의 자세에 근거하는 단부점 자세의 각도(θl), 상기 다관절 로봇(1)의 선단의 상기 단부점 자세의 토크(τl), 상기 다관절 로봇(1)의 선단의 목표 자세에서의 각도(θd), 및 상기 다관절 로봇(1)의 선단의 상기 목표 자세에서의 토크(τd) 중 적어도 3개에 근거하여 상기 스프링 정수를 보정하기 때문에, 위빙 동작의 단부점 위치에서의 아암 토크와 그 목표 단부점 위치에서 필요하게 되는 토크의 차이와 관계없이, 스프링 정수를 보정할 수 있다. 따라서, 상기 스프링 정수 보정 장치, 스프링 정수 보정 방법 및 스프링 정수 보정 프로그램은 보정 정밀도를 보다 향상할 수 있다.
상기 특허문헌 1에서는, 다음 식 (10)에 의해서, 보정 후의 스프링 정수(Knew)가 구해지고 있다(상기 특허문헌 1의［0032］단락). 본 식 (10)의 관점으로부터 상기 식 (8)을 변형하면, 다음 식 (11)과 같이 변형할 수 있다고 하는 지견이 이번에 얻어지고, 상기 식 (10)은 상기 식 (11)에 있어서의 τl=τd의 경우에 상당하고 있다고 하는 지견이 이번에 얻어진다. 따라서, 특허문헌 1에 개시된 다관절 로봇의 스프링 정수 보정 장치는, 위빙 동작의 단부점 위치에서의 아암 토크(τl)와 그 목표 단부점 위치에서 필요하게 되는 토크(τd)의 차이가 커짐에 따라서 보정 정밀도가 저하하기 시작해버린다고 하는, 지금까지의 경험과 합치한다. 본 실시형태에 있어서의 스프링 정수 보정 장치 등은 상술된 바와 같이, 위빙 동작의 단부점 위치에서의 아암 토크(τl)와 그 목표 단부점 위치에서 필요하게 되는 토크(τd)의 차이와 관계없이, 스프링 정수를 보정할 수 있으므로, 상기 보정 정밀도의 저하의 점이 개선되고 있다.
[수식 (10)]
식 (10):
[수식 (11)]
식 (11):
본 실시형태에 의하면, 일 태양의 함수 식 (8)을 이용하는 스프링 정수 보정 장치, 스프링 정수 보정 방법 및 스프링 정수 보정 프로그램을 제공할 수 있다.
또한, 상술의 실시형태에서는, 스프링 정수(K)는 위빙 동작의 단부점 위치에 있어서, 상기 다관절 로봇의 선단의 상기 단부점 자세의 토크(τl), 상기 다관절 로봇의 선단의 목표 자세에서의 각도(θd), 및 상기 다관절 로봇의 선단의 상기 목표 자세에서의 토크(τd)를 이용하는 함수 식 (8)(제 1 함수)로 나타냈지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
예를 들어, 스프링 정수(K)는 위빙 동작의 단부점 위치에 있어서, 상기 계측부에서 계측된 상기 다관절 로봇의 선단의 자세에 근거하는 단부점 자세의 각도(θl), 상기 다관절 로봇의 선단의 목표 자세에서의 각도(θd), 및 상기 다관절 로봇의 선단의 목표 자세에서의 토크(τd)를 이용하는 후술의 함수 식 (15)(제 2 함수 식)로 나타내도 좋다.
또는, 예를 들면, 스프링 정수(K)는 위빙 동작의 단부점 위치에 있어서, 계측부(12)에서 계측된 상기 다관절 로봇의 선단의 자세에 근거하는 단부점 자세의 각도(θl), 상기 다관절 로봇의 선단의 상기 단부점 자세의 토크(τl), 및 상기 다관절 로봇의 선단의 목표 자세에서의 각도(θd)를 이용하는 후술의 함수 식 (16)(제 3 함수 식)으로 나타내도 좋다.
도 7은 변형 형태에 있어서, 위빙 동작의 단부점에 있어서의 모터 각도, 실제의 아암 각도, 아암 목표 각도, 및 보정 후의 스프링 정수에 있어서 아암 각도가 아암 목표 각도가 되기 위해서 필요한 모터 각도의 관계를 설명하기 위한 도면이다.
본 변형 형태에서는, 도 7에 도시되는 바와 같이, 보정 후의 스프링 정수(Knew)인 경우에 있어서, 아암 각도가 아암 목표 각도(θd)가 되기 위해서 필요한 모터 각도(θx)를 고려한다. 이러한 관계는 다음 식 (12)로 주어진다.
[수식 (12)]
식 (12):
여기서, 모터(15)(2)와 아암(4)이 선형 스프링으로 접속되어 있는 경우, 모터 각도의 진폭과 아암 각도의 진폭의 비는, 진동 주파수(위빙 주파수)에만 의존한다. 이 때문에, 같은 주파수에서의 동작에 대해, 다음 식 (13)이 성립된다.
[수식 (13)]
식 (13):
상기 식 (6), 식 (12) 및 식 (13)으로부터, 다음 식 (14)가 얻어진다. 본 식 (14)를 이용하여 상기 식 (8)로부터 τl을 소거함으로써, 다음 식 (15)가 얻어지고, 상기 식 (14)를 이용하여 상기 식 (8)로부터 τd를 소거함으로써, 다음 식 (16)이 얻어진다.
[수식 (14)]
식 (14):
[수식 (15)]
식 (15):
[수식 (16)]
식 (16):
또한, 상술의 실시형태에서는, 다관절 로봇(1)의 운동 방정식으로부터 상기 단부점 자세의 토크(τl)가 구해졌지만, 상기 다관절 로봇(1)의 선단의 상기 단부점 자세의 토크를 계측하는 제 2 계측부(제 2 계측 센서)를 더 구비할 수 있어도 좋다. 다관절 로봇(1)은 탄성 변형이 보상된 상태로 동작되므로, 이러한 제 2 계측 센서는 다관절 로봇(1)이 상기 탄성 변형이 보상된 상태로 동작되고 있을 때에, 상기 다관절 로봇(1)의 선단의 상기 단부점 자세의 토크를 계측한다. 그리고, 상기 제 2 계측 센서는 그 계측 결과를 로봇 컨트롤러(10)에 출력한다.
본 명세서는 상기와 같이 여러 태양의 기술을 개시하고 있지만, 그 중 주요 기술을 이하에 정리한다.
일 태양에 따른 스프링 정수 보정 장치는, 감속기가 스프링 요소로서 작용하여 탄성 변형하는 다관절 로봇에 적용되는 스프링 정수 보정 장치이며, 상기 다관절 로봇은 로봇 컨트롤러에 포함되는 탄성 변형 보상부에 의해 상기 스프링 요소의 스프링 정수에 근거하여 탄성 변형이 보상된 상태로 동작되고, 상기 스프링 정수 보정 장치는, 상기 다관절 로봇이 상기 탄성 변형이 보상된 상태로 동작되고 있을 때에, 상기 다관절 로봇의 선단의 위치 및 자세를 계측하는 계측부와, 상기 계측부에서 계측된 상기 다관절 로봇의 선단의 위치 및 자세의 계측 값과, 상기 다관절 로봇의 선단의 위치 및 자세의 목표 값을 비교하는 비교부와, 상기 비교부에 의해 비교된 결과에 근거하여, 상기 스프링 정수를 보정하는 보정부를 구비하고, 상기 보정부는 소정의 위치에 있어서, 상기 계측부에서 계측된 상기 다관절 로봇의 선단의 자세에 근거하는 단부점 자세의 각도, 상기 다관절 로봇의 선단의 상기 단부점 자세의 토크, 상기 다관절 로봇의 선단의 목표 자세에서의 각도, 및 상기 다관절 로봇의 선단의 상기 목표 자세에서의 토크 중 적어도 3개에 근거하여 상기 스프링 정수를 보정한다. 바람직하게는, 상술의 스프링 정수 보정 장치에 있어서, 상기 스프링 정수 보정부는 상기 다관절 로봇의 운동 방정식으로부터 상기 단부점 자세의 토크를 구한다. 바람직하게는, 상술의 스프링 정수 보정 장치에 있어서, 상기 다관절 로봇이 상기 탄성 변형이 보상된 상태로 동작되고 있을 때에, 상기 다관절 로봇의 선단의 상기 단부점 자세의 토크를 계측하는 제 2 계측부를 더 구비한다.
이러한 스프링 정수 보정 장치는 소정의 위치에 있어서, 상기 계측부에서 계측된 상기 다관절 로봇의 선단의 자세에 근거하는 단부점 자세의 각도, 상기 다관절 로봇의 선단의 상기 단부점 자세의 토크, 상기 다관절 로봇의 선단의 목표 자세에서의 각도, 및 상기 다관절 로봇의 선단의 상기 목표 자세에서의 토크 중 적어도 3개에 근거하여 상기 스프링 정수를 보정하기 때문에, 위빙 동작의 단부점 위치에서의 아암 토크와 그 목표 단부점 위치에서 필요하게 되는 토크의 차이와 관계없이, 스프링 정수를 보정할 수 있다. 따라서, 상기 스프링 정수 보정 장치는 보정 정밀도를 보다 향상할 수 있다.
다른 일 태양에서는, 상술의 스프링 정수 보정 장치에 있어서, 상기 스프링 정수는 상기 소정의 위치에 있어서, 상기 계측부에서 계측된 상기 다관절 로봇의 선단의 자세에 근거하는 단부점 자세의 각도, 상기 다관절 로봇의 선단의 상기 단부점 자세의 토크, 상기 다관절 로봇의 선단의 목표 자세에서의 각도, 및 상기 다관절 로봇의 선단의 상기 목표 자세에서의 토크 중 적어도 3개를 이용하는 함수 식으로 나타내고, 상기 보정부는 상기 함수 식에 대한 최소제곱법을 이용하여 상기 스프링 정수를 보정한다.
이러한 스프링 정수 보정 장치는 최소제곱법을 이용하므로, 해당 스프링 정수 보정 장치를 적용하는 다관절 로봇에 따라 함수 식을 커스터마이징할 수 있고, 상기 다관절 로봇에 대해서 최적인 보정 정밀도로 스프링 정수를 보정할 수 있다.
다른 일 태양에서는, 이러한 상술의 스프링 정수 보정 장치에 있어서, 상기 소정의 위치는 위빙 동작의 단부점 위치이며, 상기 스프링 정수는 상기 소정의 위치에 있어서, 상기 다관절 로봇의 선단의 상기 단부점 자세의 토크, 상기 다관절 로봇의 선단의 목표 자세에서의 각도, 및 상기 다관절 로봇의 선단의 상기 목표 자세에서의 토크를 이용하는 함수 식으로 나타낸다. 바람직하게는, 상술의 스프링 정수 보정 장치에 있어서, 상기 함수 식은 식 (8)이다. 이에 의하면, 일 태양의 함수 식을 이용하는 스프링 정수 보정 장치를 제공할 수 있다.
다른 일 태양에서는, 이러한 상술의 스프링 정수 보정 장치에 있어서, 상기 소정의 위치는 위빙 동작의 단부점 위치이며, 상기 스프링 정수는 상기 소정의 위치에 있어서, 상기 계측부에서 계측된 상기 다관절 로봇의 선단의 자세에 근거하는 단부점 자세의 각도, 상기 다관절 로봇의 선단의 목표 자세에서의 각도, 및 상기 다관절 로봇의 선단의 상기 목표 자세에서의 토크를 이용하는 함수 식으로 나타낸다. 바람직하게는, 상술의 스프링 정수 보정 장치에 있어서, 상기 함수 식은 식 (15)이다. 이에 의하면, 다른 일 태양의 함수 식을 이용하는 스프링 정수 보정 장치를 제공할 수 있다.
다른 일 태양에서는, 이러한 상술의 스프링 정수 보정 장치에 있어서, 상기 소정의 위치는 위빙 동작의 단부점 위치이며, 상기 스프링 정수는 상기 소정의 위치에 있어서, 상기 계측부에서 계측된 상기 다관절 로봇의 선단의 자세에 근거하는 단부점 자세의 각도, 상기 다관절 로봇의 선단의 상기 단부점 자세의 토크, 및 상기 다관절 로봇의 선단의 목표 자세에서의 각도를 이용하는 함수 식으로 나타낸다. 바람직하게는, 상술의 스프링 정수 보정 장치에 있어서, 상기 함수 식은 식 (16)이다. 이에 의하면, 다른 일 태양의 함수 식을 이용하는 스프링 정수 보정 장치를 제공할 수 있다.
다른 일 태양에 따른 스프링 정수 보정 방법은, 감속기가 스프링 요소로서 작용하여 탄성 변형하는 다관절 로봇에 적용되는 스프링 정수 보정 방법이며, 상기 다관절 로봇은 로봇 컨트롤러에 포함되는 탄성 변형 보상부에 의해 상기 스프링 요소의 스프링 정수에 근거하여 탄성 변형이 보상된 상태로 동작되고, 상기 스프링 정수 보정 방법은, 상기 다관절 로봇이 상기 탄성 변형이 보상된 상태로 동작되고 있을 때에, 상기 다관절 로봇의 선단의 위치 및 자세를 계측하는 계측 공정과, 상기 제 1 계측 공정에서 계측된 상기 다관절 로봇의 선단의 위치 및 자세의 계측 값과, 상기 다관절 로봇의 선단의 위치 및 자세의 목표 값을 비교하는 비교 공정과, 상기 비교 공정에 의해 비교된 결과에 근거하여, 상기 스프링 정수를 보정하는 보정 공정을 구비하고, 상기 보정 공정은 소정의 위치에 있어서, 상기 계측 공정에서 계측된 상기 다관절 로봇의 선단의 자세에 근거하는 단부점 자세의 각도, 상기 다관절 로봇의 선단의 상기 단부점 자세의 토크, 상기 다관절 로봇의 선단의 목표 자세에서의 각도, 및 상기 다관절 로봇의 선단의 상기 목표 자세에서의 토크 중 적어도 3개에 근거하여 상기 스프링 정수를 보정한다.
다른 일 태양에 따른 스프링 정수 보정 프로그램은, 감속기가 스프링 요소로서 작용해 탄성 변형하는 다관절 로봇에 적용되어 컴퓨터에 의해서 실행되는 스프링 정수 보정 프로그램이며, 상기 다관절 로봇은 로봇 컨트롤러에 포함되는 탄성 변형 보상부에 의해 상기 스프링 요소의 스프링 정수에 근거하여 탄성 변형이 보상된 상태로 동작되고, 상기 스프링 정수 보정 프로그램은, 상기 다관절 로봇이 상기 탄성 변형이 보상된 상태로 동작되고 있을 때에, 상기 다관절 로봇의 선단의 위치 및 자세를 계측하는 계측 공정과, 상기 제 1 계측 공정에서 계측된 상기 다관절 로봇의 선단의 위치 및 자세의 계측 값과, 상기 다관절 로봇의 선단의 위치 및 자세의 목표 값을 비교하는 비교 공정과, 상기 비교 공정에 의해 비교된 결과에 근거하여, 상기 스프링 정수를 보정하는 보정 공정을 구비하고, 상기 보정 공정은 소정의 위치에 있어서, 상기 계측 공정에서 계측된 상기 다관절 로봇의 선단의 자세에 근거하는 단부점 자세의 각도, 상기 다관절 로봇의 선단의 상기 단부점 자세의 토크, 상기 다관절 로봇의 선단의 목표 자세에서의 각도, 및 상기 다관절 로봇의 선단의 상기 목표 자세에서의 토크 중 적어도 3개에 근거하여 상기 스프링 정수를 보정한다.
이러한 스프링 정수 보정 방법 및 스프링 정수 보정 프로그램은, 소정의 위치에 있어서, 상기 계측 공정에서 계측된 상기 다관절 로봇의 선단의 자세에 근거하는 단부점 자세의 각도, 상기 다관절 로봇의 선단의 상기 단부점 자세의 토크, 상기 다관절 로봇의 선단의 목표 자세에서의 각도, 및 상기 다관절 로봇의 선단의 상기 목표 자세에서의 토크 중 적어도 3개에 근거하여 스프링 정수를 보정하기 때문에, 위빙 동작의 단부점 위치에서의 아암 토크와 그 목표 단부점 위치에서 필요하게 되는 토크의 차이와 관계없이, 스프링 정수를 보정할 수 있다. 따라서, 상기 스프링 정수 보정 방법 및 스프링 정수 보정 프로그램은 보정 정밀도를 보다 향상할 수 있다.
다른 일 태양에 따른 기록 매체는 상술의 스프링 정수 보정 프로그램을 기록한다. 이에 의하면, 상술의 스프링 정수 보정 프로그램을 기록한 기록 매체를 제공할 수 있다.
본 출원은 2021년 2월 19일에 출원된 일본 특허 출원 제 2021-024925 호를 기초로 하는 것이면, 그 내용은 본원에 포함되는 것이다.
본 발명을 표현하기 위해서, 상술에 있어서 도면을 참조하면서 실시형태를 통해 본 발명을 적절하게 또한 충분히 설명했지만, 당업자이면 상술의 실시형태를 변경 및/또는 개량하는 것은 용이하게 할 수 있는 것이라고 인식해야 한다. 따라서, 당업자가 실시하는 변경 형태 또는 개량 형태가 청구범위에 기재된 청구항의 권리 범위를 이탈하는 레벨의 것이 아닌 한, 해당 변경 형태 또는 해당 개량 형태는 해당 청구항의 권리 범위에 포괄된다고 해석된다.
본 발명에 의하면, 스프링 정수 보정 장치 및 해당 방법 및 기록 매체를 제공할 수 있다.

Claims (7)

  1. 감속기가 스프링 요소로서 작용하여 탄성 변형하는 다관절 로봇에 적용되는 스프링 정수 보정 장치에 있어서,
    상기 다관절 로봇은 로봇 컨트롤러에 포함되는 탄성 변형 보상부에 의해 상기 스프링 요소의 스프링 정수에 근거하여 탄성 변형이 보상된 상태로 동작되고,
    상기 스프링 정수 보정 장치는,
    상기 다관절 로봇이 상기 탄성 변형이 보상된 상태로 동작되고 있을 때에, 상기 다관절 로봇의 선단의 위치 및 자세를 계측하는 계측부와,
    상기 계측부에서 계측된 상기 다관절 로봇의 선단의 위치 및 자세의 계측 값과, 상기 다관절 로봇의 선단의 위치 및 자세의 목표 값을 비교하는 비교부와,
    상기 비교부에 의해 비교된 결과에 근거하여, 상기 스프링 정수를 보정하는 보정부를 구비하고,
    상기 보정부는, 소정의 위치에 있어서, 상기 계측부에서 계측된 상기 다관절 로봇의 선단의 자세에 근거하는 단부점 자세의 각도, 상기 다관절 로봇의 선단의 상기 단부점 자세의 토크, 상기 다관절 로봇의 선단의 목표 자세에서의 각도, 및 상기 다관절 로봇의 선단의 상기 목표 자세에서의 토크 중 적어도 3개에 근거하여 상기 스프링 정수를 보정하는
    스프링 정수 보정 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 스프링 정수는, 상기 소정의 위치에 있어서, 상기 계측부에서 계측된 상기 다관절 로봇의 선단의 자세에 근거하는 단부점 자세의 각도, 상기 다관절 로봇의 선단의 상기 단부점 자세의 토크, 상기 다관절 로봇의 선단의 목표 자세에서의 각도, 및 상기 다관절 로봇의 선단의 상기 목표 자세에서의 토크 중 적어도 3개를 이용하는 함수 식으로 나타내고,
    상기 보정부는 상기 함수 식에 대한 최소제곱법을 이용하여 상기 스프링 정수를 보정하는
    스프링 정수 보정 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 소정의 위치는 위빙 동작의 단부점 위치이며,
    상기 스프링 정수는 상기 소정의 위치에 있어서, 상기 다관절 로봇의 선단의 상기 단부점 자세의 토크, 상기 다관절 로봇의 선단의 목표 자세에서의 각도, 및 상기 다관절 로봇의 선단의 상기 목표 자세에서의 토크를 이용하는 함수 식으로 나타내는
    스프링 정수 보정 장치.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 소정의 위치는 위빙 동작의 단부점 위치이며,
    상기 스프링 정수는, 상기 소정의 위치에 있어서, 상기 계측부에서 계측된 상기 다관절 로봇의 선단의 자세에 근거하는 단부점 자세의 각도, 상기 다관절 로봇의 선단의 목표 자세에서의 각도, 및 상기 다관절 로봇의 선단의 목표 자세에서의 토크를 이용하는 함수 식으로 나타내는
    스프링 정수 보정 장치.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 소정의 위치는 위빙 동작의 단부점 위치이며,
    상기 스프링 정수는, 상기 소정의 위치에 있어서, 상기 계측부에서 계측된 상기 다관절 로봇의 선단의 자세에 근거하는 단부점 자세의 각도, 상기 다관절 로봇의 선단의 상기 단부점 자세의 토크, 및 상기 다관절 로봇의 선단의 목표 자세에서의 각도를 이용하는 함수 식으로 나타내는
    스프링 정수 보정 장치.
  6. 감속기가 스프링 요소로서 작용하여 탄성 변형하는 다관절 로봇에 적용되는 스프링 정수 보정 방법에 있어서,
    상기 다관절 로봇은 로봇 컨트롤러에 포함되는 탄성 변형 보상부에 의해 상기 스프링 요소의 스프링 정수에 근거하여 탄성 변형이 보상된 상태로 동작되고,
    상기 스프링 정수 보정 방법은,
    상기 다관절 로봇이 상기 탄성 변형이 보상된 상태로 동작되고 있을 때에, 상기 다관절 로봇의 선단의 위치 및 자세를 계측하는 계측 공정과,
    상기 제 1 계측 공정에서 계측된 상기 다관절 로봇의 선단의 위치 및 자세의 계측 값과, 상기 다관절 로봇의 선단의 위치 및 자세의 목표 값을 비교하는 비교 공정과,
    상기 비교 공정에 의해 비교된 결과에 근거하여, 상기 스프링 정수를 보정하는 보정 공정을 구비하고,
    상기 보정 공정은, 소정의 위치에 있어서, 상기 계측 공정에서 계측된 상기 다관절 로봇의 선단의 자세에 근거하는 단부점 자세의 각도, 상기 다관절 로봇의 선단의 상기 단부점 자세의 토크, 상기 다관절 로봇의 선단의 목표 자세에서의 각도, 및 상기 다관절 로봇의 선단의 상기 목표 자세에서의 토크 중 적어도 3개에 근거하여 상기 스프링 정수를 보정하는
    스프링 정수 보정 방법.
  7. 감속기가 스프링 요소로서 작용하여 탄성 변형하는 다관절 로봇에 적용되고, 컴퓨터에 의해서 실행되는 스프링 정수 보정 프로그램을 기록한 기록 매체에 있어서,
    상기 다관절 로봇은 로봇 컨트롤러에 포함되는 탄성 변형 보상부에 의해 상기 스프링 요소의 스프링 정수에 근거하여 탄성 변형이 보상된 상태로 동작되고,
    상기 스프링 정수 보정 프로그램은,
    상기 다관절 로봇이 상기 탄성 변형이 보상된 상태로 동작되고 있을 때에, 상기 다관절 로봇의 선단의 위치 및 자세를 계측하는 계측 공정과,
    상기 제 1 계측 공정에서 계측된 상기 다관절 로봇의 선단의 위치 및 자세의 계측 값과, 상기 다관절 로봇의 선단의 위치 및 자세의 목표 값을 비교하는 비교 공정과,
    상기 비교 공정에 의해 비교된 결과에 근거하여, 상기 스프링 정수를 보정하는 보정 공정을 구비하고,
    상기 보정 공정은, 소정의 위치에 있어서, 상기 계측 공정에서 계측된 상기 다관절 로봇의 선단의 자세에 근거하는 단부점 자세의 각도, 상기 다관절 로봇의 선단의 상기 단부점 자세의 토크, 상기 다관절 로봇의 선단의 목표 자세에서의 각도, 및 상기 다관절 로봇의 선단의 상기 목표 자세에서의 토크 중 적어도 3개에 근거하여 상기 스프링 정수를 보정하는 프로그램이며,
    상기 스프링 정수 보정 프로그램을 기록한 컴퓨터에 판독 가능한
    기록 매체.
KR1020237024856A 2021-02-19 2022-01-13 스프링 정수 보정 장치 및 그 방법 및 기록 매체 KR20230122647A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2021-024925 2021-02-19
JP2021024925A JP2022127016A (ja) 2021-02-19 2021-02-19 バネ定数補正装置、該方法および該プログラム
PCT/JP2022/000958 WO2022176456A1 (ja) 2021-02-19 2022-01-13 バネ定数補正装置および該方法ならびに記録媒体

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20230122647A true KR20230122647A (ko) 2023-08-22

Family

ID=82930786

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020237024856A KR20230122647A (ko) 2021-02-19 2022-01-13 스프링 정수 보정 장치 및 그 방법 및 기록 매체

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20240083024A1 (ko)
JP (1) JP2022127016A (ko)
KR (1) KR20230122647A (ko)
CN (1) CN116887953A (ko)
CA (1) CA3206826A1 (ko)
WO (1) WO2022176456A1 (ko)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6091272B2 (ja) 2013-03-19 2017-03-08 株式会社神戸製鋼所 多関節ロボットのバネ定数補正装置

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0760667A (ja) * 1993-08-31 1995-03-07 Komatsu Ltd ロボットのウィービング制御装置
SE0401542D0 (sv) * 2004-06-14 2004-06-14 Abb Ab A method and a device for providing feedback on weaving parameters
JP4498061B2 (ja) * 2004-08-18 2010-07-07 株式会社ダイヘン 溶接ロボット制御装置
JP5374613B2 (ja) * 2012-05-30 2013-12-25 株式会社神戸製鋼所 多関節ロボットの弾性変形補償制御装置および制御方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6091272B2 (ja) 2013-03-19 2017-03-08 株式会社神戸製鋼所 多関節ロボットのバネ定数補正装置

Also Published As

Publication number Publication date
WO2022176456A1 (ja) 2022-08-25
CA3206826A1 (en) 2022-08-25
JP2022127016A (ja) 2022-08-31
US20240083024A1 (en) 2024-03-14
CN116887953A (zh) 2023-10-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10618164B2 (en) Robot system having learning control function and learning control method
US7212886B2 (en) Robot control apparatus and method
KR101864062B1 (ko) 로봇의 제어 장치
KR101713326B1 (ko) 머니퓰레이터를 작동시키기 위한 방법 및 장치
JP7135408B2 (ja) ロボット制御装置およびロボットシステム
KR101688344B1 (ko) 다관절 로봇의 위빙 제어 장치
US10646995B2 (en) Robot that carries out learning control in applications requiring constant speeds, and control method thereof
JP2021098268A (ja) 駆動装置、ロボット装置、物品の製造方法、制御方法、制御プログラム、記録媒体
JP2010058256A (ja) アーム位置調整方法及び装置並びにロボットシステム
JP2002307344A (ja) ロボット制御装置
JP6044511B2 (ja) ロボットの制御方法及びロボットシステム
JP2019181610A (ja) モータエンコーダ及びセンサを用いて学習制御を行うロボットシステム
JP2017209762A (ja) ロボット装置、ロボット制御方法、プログラム、記録媒体及び物品の製造方法
US11141855B2 (en) Robot system, method of controlling robot arm, recording medium, and method of manufacturing an article
JP2020044590A (ja) ロボット装置
JP6091272B2 (ja) 多関節ロボットのバネ定数補正装置
JP2019188500A (ja) ロボットの制御方法
CN110871456B (zh) 机器人
JP7165951B2 (ja) ロボットの制御方法
KR20230122647A (ko) 스프링 정수 보정 장치 및 그 방법 및 기록 매체
JP5433304B2 (ja) ロボット制御装置及び方法
CN112512758B (zh) 挠曲量推断装置、机器人控制装置以及挠曲量推断方法
JP6814441B2 (ja) 駆動機械の学習制御装置及び学習制御方法
JP2019141983A (ja) ロボット制御装置
US11926054B2 (en) Robot control method