CN108326876B - 机器人控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种机器人控制装置(1)，其能够提高对多关节机器人进行示教时的示教操作性。所述机器人控制装置(1)具备：位置精度信息存储部(11)，其对多个分割点的位置精度信息进行存储，所述多个分割点是在将多关节机器人(2)的动作区域空间以网格状分割成多个区域时所划分的；位置精度计算部(12)，其根据所述位置精度信息以及所述多关节机器人的当前的手指尖位置，计算出所述手指尖位置的位置精度；以及位置精度输出部(13)，其将计算出的所述位置精度输出到外部。

Description

机器人控制装置
技术领域
本发明涉及机器人控制装置。
背景技术
一直以来，已知通过使用三维位置测量仪等，在多个测量点对多关节机器人的前端位置信息进行测量，并对包含连杆长度的D-H(Denavit-Hartenberg)参数等进行校正，或者计算出作用于各旋转关节的电机的负载转矩所产生的挠度，并将其加入到电机指令来校正挠度量，从而提高多关节机器人前端的绝对精度。
例如，在专利文献1中，公开了一种针对多关节机器人计算出指示的位置与实际的位置之间的错位量并进行校正的技术。另外，在专利文献2中，公开了一种通过使用学习模型对关节的挠度所导致的错位量进行预测并校正的技术。
现有技术文献
专利文献
专利文献1日本特开2014-65100号公报
专利文献2日本特开平6-83427号公报
发明内容
发明要解决的问题
然而，即使如上述那样校正了错位量，也存在由于在奇异点附近而不能校正错位量的情况、或者因姿态而使精度变差的可能。因此，存在不能使在多关节机器人的所有的动作区域中的精度均匀的问题。
本发明是鉴于上述情况而做出的，目的在于提供一种机器人控制装置，其能够提高对多关节机器人进行示教时的示教操作性。
用于解决问题的方案
为了达到上述目的，本发明提供以下的方案。
本发明的第一方案是一种机器人控制装置，其具备：存储部，其对多个分割点的位置精度信息进行存储，所述多个分割点是在将多关节机器人的动作区域空间以网格状分割成多个区域时所划分的；位置精度计算部，其根据所述位置精度信息以及所述多关节机器人的当前的手指尖位置，计算出所述手指尖位置的位置精度；以及输出部，其将计算出的所述位置精度输出到外部。
根据上述第一方案所涉及的机器人控制装置，由位置精度计算部根据预先存储在存储部中的多个分割点的位置精度信息和多关节机器人的当前的手指尖位置，计算出该手指尖位置的位置精度。并且由输出部将计算出的位置精度输出到外部。
通过如此，能够将多关节机器人的当前的手指尖位置的位置精度当即提示给示教人员，因此能够提高示教人员的示教操作性。示教人员根据提示的位置精度的信息而判断出示教位置的精度不好时，通过更改工件的位置或更改多关节机器人的设置场所，能够避开精度不好的位置而进行示教。另外，对于判断为精度不好的区域，示教人员能够再次实施校准作业。
在上述第一方案所涉及的机器人控制装置中，所述输出部可以是将存储在所述存储部中的多个所述位置精度信息的分布输出为地图的构成。
通过如此，示教人员能够俯瞰多关节机器人的动作区域空间中的位置精度信息的分布，因此能够进一步提高示教人员的示教操作性。
本发明的第二方案是一种机器人控制装置，其具备：存储部，其对多个分割点的位置精度信息进行存储，所述多个分割点是在将多关节机器人的关节角度空间进行分割时所划分的；位置精度计算部，其根据所述位置精度信息以及所述多关节机器人的当前的关节角度，计算出所述关节角度的位置精度；以及输出部，其将计算出的所述位置精度输出到外部。
根据上述第二方案所涉及的机器人控制装置，由位置精度计算部根据预先存储在存储部中的对关节角度空间进行分割时所划分的多个分割点的位置精度信息和多关节机器人的当前的手指尖位置，计算出该手指尖位置的位置精度。并且，由输出部将计算出的位置精度输出到外部。
如此，由于存储在存储部中的位置精度信息是基于关节角度空间的信息，且根据该位置精度信息而计算出的多关节机器人的当前的手指尖位置的位置精度信息能够提示给示教人员，因此示教人员能够避开精度下降的奇异点附近而进行示教。其结果是，能够提高示教人员的示教操作性。
在上述任一个方案所涉及的机器人控制装置中，所述位置精度信息可以是预先测量出的所述多关节机器人的实际的位置与已指令的位置之间的差值。
发明效果
根据本发明，取得如下效果：能够提高对多关节机器人进行示教时的示教操作性。
附图说明
图1是表示本发明实施方式所涉及的机器人控制装置的构成示意图。
图2是表示图1的机器人控制装置所具备的位置精度信息存储部中所存储的位置精度信息的一个例子的图表。
图3是对位置精度信息的地图显示进行说明的图。
图4是对图1的机器人控制装置所具备的位置精度输出部所输出的显示进行说明的图。
图5是表示图1的机器人控制装置所具备的位置精度信息存储部中所存储的位置精度信息的一个例子的图表。
图6是表示在图1的机器人控制装置中执行的处理的流程图。
附图标记的说明：
1：机器人控制装置
2：多关节机器人
11：位置精度信息存储部(存储部)
12：位置精度计算部
13：位置精度输出部(输出部)
具体实施方式
(第一实施方式)
下面参照附图，对本发明一个实施方式所涉及的机器人控制装置进行详细说明。
本实施方式的机器人控制装置1具备：经由总线相互连接的未图示的CPU(中央处理器(Central Processing Unit))、ROM(只读储存器(Read Only Memory))、RAM(随机存取存储器(Random Access Memory))等主存储装置；HDD(硬盘驱动器(Hard Disk Drive))等辅助存储装置；供示教器等的输入输出装置连接的输入输出接口；以及与机器人等的外部设备之间进行各种数据交换的外部接口等。在辅助存储装置中存储有各种程序，CPU通过将程序从辅助存储装置读取到RAM等的主存储装置中，且执行程序，从而实现各种处理。
如图1所示，本实施方式所涉及的机器人控制装置1作为由CPU执行的功能块，具备位置精度信息存储部(存储部)11、位置精度计算部12、以及位置精度输出部(输出部)13。
位置精度信息存储部11与位置精度计算部12和位置精度输出部13连接。位置精度计算部12与多关节机器人2、位置精度信息存储部11、以及位置精度输出部13连接。位置精度输出部13与位置精度信息存储部11、位置精度计算部12、以及多关节机器人2连接。另外，位置精度输出部13上连接有具有显示部的示教器(未图示)。
位置精度信息存储部11构成为，由上述的主存储装置或辅助存储装置的一部分构成，并对每个网格点(分割点)的位置精度数据(位置精度信息)进行存储，该网格点是通过将多关节机器人2的所有的动作区域分割成网格状所划分的。如图2所示，位置精度数据存储为位置数据和精度数据相对应的位置精度表。位置数据是以固定在多关节机器人2上的机器人坐标系为基准的各网格点的三维坐标值。精度数据是在将一个网格点作为指令位置时，从按照指令移动的多关节机器人2的实际的手指尖位置减去指令位置后的值、即差值，并对所有的网格点预先计算出该精度数据，并将其存储在位置精度表中。此外，多关节机器人2的实际的手指尖位置能够由三维测量传感器测量出。
更具体而言，各网格点的位置精度数据(Ax、Ay、Az)根据对多关节机器人2的指令位置(Cx、Cy、Cz)和三维测量传感器的输出(Mx、My、Mz)，通过以下的公式(1)～(3)计算出。
Ax＝Mx－Cx (1)
Ay＝My－Cy (2)
Az＝Mz－Cz (3)
此外，各网格点之间的间隔可以不是相等的间隔。例如，在精度数据变化很大的区域中，可以使网格间隔密集，在精度数据变化很小的区域中，可以增大网格之间的间隔。通过如此，能够抑制位置精度信息存储部11的存储容量，并精确地求出位置精度数据。
位置精度计算部12根据从多关节机器人2接收到的当前的手指尖位置的信息和存储在位置精度信息存储部11中的位置精度数据，计算出多关节机器人2的当前的手指尖位置的位置精度。当前的手指尖位置的位置精度能够通过一般公知的插值方法，根据相邻的网格点的位置精度数据而计算出。例如，能够通过线性插值，根据当前的手指尖位置附近的八个网格点的位置精度数据而计算出。
位置精度输出部13构成为，将从多关节机器人2接收到的当前位置的信息、位置精度计算部12所计算出的多关节机器人2的当前位置的位置精度、以及存储在位置精度信息存储部11中的各网格点的位置精度数据输出到示教器的显示部(未图示)上。
如图3所示，位置精度输出部13构成为，根据存储在位置精度信息存储部11中的各网格点的位置精度数据，将多关节机器人2的动作区域空间分成“精度良好区域”、“精度一般区域”以及“精度不良区域”这三个区域而进行输出。
在图3所示的例子中，细点图案的区域表示“精度良好区域”；粗点图案的区域表示“精度一般区域”；剖面线区域表示“精度不良区域”。
另外，如图4所示，本实施方式的位置精度输出部13是将多关节机器人2的当前位置的各轴的角度、当前位置所对应的误差值以及平均值和最大值、根据每个精度将位置精度数据的分布分成三个区域的整个动作范围的地图、以及表示这三个区域中的当前的手指尖位置的位置精度所属区域的字符串，显示在示教器上的显示部上。在图4所示的例子中，由于多关节机器人2的手指尖位置在“精度良好区域”的范围内，因此，显示出“精度良好”的字符串。
接下来，参照图1以及图6，对在具备上述构成的机器人控制装置1中执行的处理进行说明。此外，在执行以下的处理之前，预先对多关节机器人2进行校准，从而预先提高绝对位置精度。
首先，在位置精度计算部12中，根据存储在位置精度信息存储部11中的位置精度数据，计算出示教人员所示教的、多关节机器人2的当前的手指尖位置的位置精度(图6的步骤S1)。
而且，在位置精度输出部13中，将当前位置、在位置精度计算部12中所计算出的当前位置的位置精度、以及存储在位置精度信息存储部11中的位置精度数据的地图显示输出到示教器的显示部(图6的步骤S2)。
如此，根据本实施方式所涉及的机器人控制装置1，由于能够将多关节机器人2的当前位置的精度信息当即提示给示教人员，因此提高了示教人员的示教操作性。示教人员根据提示的位置精度的信息而判断出示教位置的精度不好时，通过更改工件的位置或更改多关节机器人2的设置场所，能够避开精度不好的位置而进行示教。另外，对于判断为精度不好的区域，示教人员能够再次实施校准作业。
(第二实施方式)
接下来，对第二实施方式进行说明。在第二实施方式中，在将多关节机器人2的关节角度空间进行分割时所划分的多个分割点的位置精度数据存储在位置精度信息存储部11中的这一点上，与第一实施方式不同。下面，以与第一实施方式不同的点为中心进行说明。
如图5所示，存储在本实施方式的位置精度信息存储部11中的位置精度数据存储为关节角度空间中的分割点的位置数据与精度数据相对应的位置精度表。位置数据以多关节机器人2的关节轴J1～J6的关节角度来表示。精度数据是在将一个分割点作为指令角度时，从按照指令移动的多关节机器人2的实际的手指尖位置减去指令角度所确定的手指尖位置后的数值，并对所有的分割点预先计算出该精度数值，并将其存储在位置精度表中。
此外，在图5中，由所有的关节轴J1～J6构成的关节角度空间中的各分割点的位置精度数据保存在位置精度表中，但可以省略精度数据变化小的要素。例如，在关节轴J4～J6的姿态对精度的影响很小的情况下，将由关节轴J1～J3构成的关节角度空间分割成网格状，仅将各分割点的位置精度数据预先保存在位置精度表中，从而能够抑制位置精度信息存储部11的存储容量。
本实施方式的位置精度计算部12构成为，根据从多关节机器人2接收到的当前的关节角度的信息和存储在位置精度信息存储部11中的位置精度数据，计算出多关节机器人2的当前位置的精度信息。当前位置的精度信息能够通过一般公知的插值方法，根据相邻的分割点的位置精度数据而计算出。
如此，在本实施方式中，存储在位置精度信息存储部11中的位置精度数据是基于关节角度空间的数据，并且根据该位置精度数据而计算出的多关节机器人2的当前位置的精度信息能够提示给示教人员，因此示教人员能够避开精度下降的奇异点附近而进行示教。
以上参照附图对本发明的实施方式进行了详细说明，但具体的构成并不限于这些实施方式，还包含在不脱离本发明的主旨的范围内的设计更改等。
例如，在上述实施方式中，可以由X、Y、Z的每个成分来保存位置精度表中的精度数据，但并不限于此，还可以以其他的形式保存。
另外，在上述实施方式中，将示教器的显示部作为位置精度输出部13输出位置精度的输出目的地，但并不限于此，还可以是能够与机器人控制装置1连接的其他外部输出装置。

Claims (3)

1.一种机器人控制装置，其特征在于，具备：
存储部，其对多个分割点的位置精度信息进行存储，该多个分割点是在将多关节机器人的动作区域空间以网格状分割成多个区域时所划分的；
位置精度计算部，其根据所述位置精度信息以及所述多关节机器人的当前的手指尖位置，计算出所述手指尖位置的位置精度；以及
输出部，其将所述位置精度输出到显示部，
所述输出部将存储在所述存储部中的多个所述位置精度信息的分布输出为地图。
2.一种机器人控制装置，其特征在于，具备：
存储部，其对多个分割点的位置精度信息进行存储，该多个分割点是在将多关节机器人的关节角度空间进行分割时所划分的；
位置精度计算部，其根据所述位置精度信息以及所述多关节机器人的当前的关节角度，计算出所述关节角度的位置精度；以及
输出部，其将所述位置精度输出到显示部，
所述输出部将存储在所述存储部中的多个所述位置精度信息的分布输出为地图。
3.根据权利要求1或2所述的机器人控制装置，其特征在于，
所述位置精度信息是预先测量出的所述多关节机器人的实际的位置与已指令的位置之间的差值。
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