CN109129414A - 控制装置、机器人以及机器人系统 - Google Patents

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Abstract

一种控制装置、机器人以及机器人系统，考虑空转、齿隙确定传送驱动力的传送部的校正值。机器人具有第一可动部，由第一驱动部经由第一传送部驱动。控制装置包括：接收部，接收指示第一处理的信号，该第一处理导出用于提高第一可动部的位置精度的参数；以及控制部，若接收部接收信号，则控制第一驱动部使第一可动部进行第一特定动作。第一特定动作包括：第一动作元素，使第一可动部从第一位置向第二位置动作；以及第二动作元素，使第一可动部向与第一动作元素相反的方向动作。控制部在执行第一动作元素和第二动作元素时，使用第一输入位置检测部检测第一传送部的输入侧的动作位置；使用第一输出位置检测部检测第一传送部的输出侧的动作位置。

Description

控制装置、机器人以及机器人系统
技术领域
本发明涉及提高机器人的动作精度的技术。
背景技术
以往，在机器人的技术领域中，使用波齿减速器作为减速器。波齿减速器在其原理上包括角度传动误差。专利文献1提出了减少波齿减速器的角度传动误差的控制方法。在专利文献1的技术中，假定马达与减速器成为一体的装置作为控制对象。在将这样的装置作为控制对象的情况下，能够用如下所述的方法减少该装置的角度传动误差。即，在完成装置之后，同时进行装置的输入和输出的测量来算出传动误差。然后，基于该传动误差确定装置用校正值，并使用该校正值来控制该装置。
但是，如机器人那样，在使用多组马达和减速器的装置中，在完成装置并设置于工厂等之后进行维护时，有时需更换一部分减速器。在这样的情况下，在完成装置之后进行使用了设定的校正值的控制，也无法以装置整体的方式减少角度传动误差。
对于这样的装置，在更换了一部分减速器的情况下，可在更换后重新进行装置的输入和输出的测量，从而确定该装置用新的校正值。但是，根据设置装置的环境，有时在包括减速器的装置的周围设置有供给该装置要处理的构件的供给装置、将包括减速器的装置处理过的构件输送到下一工序的输送装置、其它加工装置等。在这样的情况下，进行用于确定新的减速器用校正值的测量不得干扰这些周围的装置。在这样的情况下，测量时的装置的动作范围变小，因此存在无法以足够的精度确定校正值的情况。
另外，为了充分地确保测量时的装置的动作范围，也可以将包括减速器的装置移动到周围没有干扰物的环境之后，再进行用于确定新的减速器用校正值的测量。但是，在这样的情况下，与不进行移动设置的情况相比，导致该装置所进行的生产中断的时间变长。
作为用于解决这样的问题的技术，在专利文献2中提出了如下的技术：从转矩指令、马达角度、手指位置求出机器人整体以及机器人的各关节中的角度传动误差的校正值。在专利文献2的技术中，为了确定校正参数，使机器人做出水平面上的单向的直线动作来进行测量。
但是，在专利文献2中，并没有考虑在测量角度传动误差时能够提高校正值的测量精度的动作。例如，对于在专利文献2中实施的水平面上的直线动作，还同时驱动设置有要确定校正值的减速器的关节以外的关节。因此，在测量值中包括其它关节引起的误差。另外，在专利文献2的技术中，使关节朝单向活动来进行测量。因此，在专利文献2的技术中，没有考虑减速器的空转(静摩擦力、轴的弹性扭转引起的关于动作方向的非对称位置误差)、齿隙(传送驱动力的结构要素彼此的间隙引起的位置误差)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2008-90692号公报
专利文献2：日本特开2011-212823号公报。
发明内容
本发明是为了解决上述课题中的至少一部分做出的，能够以以下形态或应用例的形式实现。
(1)本公开的一方案提供控制机器人的控制装置。所述机器人具有第一可动部，由产生驱动力的第一驱动部经由第一传送部。所述控制装置包括：接收部，接收指示第一处理的信号，所述第一处理导出用于提高所述第一可动部的位置精度的参数；以及控制部，若所述接收部接收到所述信号，则控制所述第一驱动部使所述第一可动部进行第一特定动作。所述第一特定动作包括：第一动作元素，使所述第一可动部从第一位置向第二位置动作；以及第二动作元素，使所述第一可动部向与所述第一动作元素相反的方向动作。所述控制部在执行所述第一动作元素和所述第二动作元素时：使用检测所述第一传送部的输入侧的动作位置的第一输入位置检测部检测所述第一传送部的所述输入侧的动作位置；使用检测所述第一传送部的输出侧的动作位置的第一输出位置检测部检测所述第一传送部的所述输出侧的动作位置。
根据这样的方案，能够检测进行第一动作元素时的第一传送部输入侧的动作位置和输出侧的动作位置。而且，能够检测进行与第一动作元素相反方向的第二动作元素时的第一传送部输入侧的动作位置和输出侧的动作位置。因此，能够得到进行相反方向的两个移动的情况下的、从输入侧的动作位置理论计算出的输出侧的理想的动作位置与测量的输出侧动作位置的偏差。因此，能够基于这些测量值并考虑空转、齿隙来确定用于提高第一可动部的位置精度的参数。
(2)可以是如下的方案：在上述方案的控制装置中，所述第一动作元素和所述第二动作元素是旋转，所述第一传送部的所述输入侧的所述动作位置是角位置，所述第一传送部的所述输出侧的所述动作位置是角位置。根据这样的实施方式，能够高精度地确定用于消除传送旋转运动的第一传送部的角度传动误差的校正值。
(3)可以是如下的方案：在上述方案的控制装置中，所述第一动作元素和所述第二动作元素的移动速度均为100°/秒以下。根据这样的方案，与第一动作元素和第二动作元素的移动速度大于100°/秒的方案相比，能够减少第一可动部的惯性引起的振动等对第一传送部的输出侧和输入侧的动作位置产生的影响来进行测量。
(4)可以是如下的方案：在上述方案的控制装置中，所述第一传送部对来自所述第一驱动部的连续恒定的输入产生周期性的传动误差，所述第一位置与所述第二位置之间的角度范围包括产生一个周期的所述传动误差的角度范围。根据这样的方案，与第一位置与所述第二位置之间的角度范围小于产生一个周期的传动误差的角度范围的方案相比，能够以更高的精度测量第一传送部的角度传动误差。
(5)可以是如下的方案：在上述方案的控制装置中，所述第一传送部包括减速器，所述减速器将旋转输入转换为旋转输出，所述旋转输出具有的转速低于所述旋转输入的转速。
(6)可以是如下的方案：在上述方案的控制装置中，所述第一输出位置检测部能够检测所述第一传送部的输出轴的动作位置。根据这样的方案，与测量由第一传送部的输出而被驱动的下游结构的动作位置的方案相比，能够准确地检测第一传送部的输出位置。
(7)可以是如下的方案：在上述方案的控制装置中，所述第一输出位置检测部是惯性传感器，所述惯性传感器能够检测所述第一可动部的角速度以及加速度中的至少一项。根据这样的方案，在用于检测第一可动部的角速度的惯性传感器设置于第一可动部的情况下，能够有效地利用所述惯性传感器检测第一传送部的输出位置。
(8)可以是如下的方案：在上述方案的控制装置中，所述参数包括减少所述第一传送部的传动误差的校正值。根据这样的方案，能够基于进行第一动作元素和第二动作元素时得到的测量值，考虑空转、齿隙来确定用于减少第一传送部的传动误差的校正值。
(9)可以是如下的方案：在上述方案的控制装置中，所述参数包括用于导出减少所述第一传送部的传动误差的校正值的参数。根据这样的方案，能够基于进行第一动作元素和第二动作元素时得到的测量值，考虑空转、齿隙来确定用于减少第一传送部的传动误差的参数。
(10)可以是如下的方案：在上述方案的控制装置中，所述第二动作元素是使所述第一可动部从所述第二位置向所述第一位置动作的动作。根据这样的方案，能够对相反方向的两个移动，以同等程度的精度来确定用于提高第一可动部的位置精度的参数。
(11)可以是如下的方案：在上述方案的控制装置中，所述第一特定动作包括所述第一动作元素和所述第二动作元素的多个组合。根据这样的方案，与仅进行一次作为第一特定动作的第一动作元素与第二动作元素的组合的方案相比，能够对相反方向的两个移动以更高精度来确定用于提高第一可动部的位置精度的参数。
(12)可以是如下的方案：在上述方案的控制装置中，所述接收部能够接收表示应执行所述第一处理的指令的信号作为指示所述第一处理的信号。根据这样的方案，用户能够使用指令详细地指定自身需要的内容来检测关节的减速器输入侧的动作位置和输出侧的动作位置。
(13)可以是如下的方案：在上述方案的控制装置中，所述机器人具有2个以上的可动部，由分别产生驱动力的驱动部经由传送部在关节中驱动所述可动部，指示所述第一处理的信号包括如下的信息：所述信息表示所述2个以上的可动部中作为所述第一可动部的一个可动部的所述关节的指定。根据这样的方案，能够反映用户的想法对与指定的关节对应的可动部进行第一处理，从而检测所述第一传送部输入侧的动作位置和输出侧的动作位置。
(14)可以是如下的方案：在上述方案的控制装置中，所述机器人还具有第二可动部，由产生驱动力的第二驱动部经由第二传送部驱动；所述接收部能够接收指示进行第二处理的信号，所述第二处理导出用于提高所述第一可动部的位置精度的所述参数，并且导出用于提高所述第二可动部的位置精度的参数；在所述控制装置中：若所述接收部接收到指示所述第二处理的信号，则控制所述第一驱动部使所述第一可动部进行所述第一特定动作，并控制所述第二驱动部使所述第二可动部与所述第一特定动作的至少一部分并行地进行第二特定动作；所述第二特定动作包括：第三动作元素，使所述第二可动部从第三位置向第四位置动作；以及第四动作元素，使所述第二可动部向与所述第三动作元素相反的方向动作；在所述控制部中：在执行所述第一动作元素和所述第二动作元素时，使用所述第一输入位置检测部检测所述第一传送部的所述输入侧的动作位置，并且使用所述第一输出位置检测部检测所述第一传送部的所述输出侧的动作位置；在执行所述第三动作元素和所述第四动作元素时：使用检测所述第二传送部输入侧的动作位置的第二输入位置检测部检测所述第二传送部的所述输入侧的动作位置；使用检测所述第二传送部输出侧的动作位置的第二输出位置检测部检测所述第二传送部的所述输出侧的动作位置。
根据这样的方案，与依次进行关于第一传送部的测量和关于第二传送部的测量的方案相比，能够以短时间确定用于提高第一可动部和第二可动部的位置精度的参数。
(15)可以是如下的方案：在上述方案的控制装置中，所述第一动作元素至所述第四动作元素是旋转；所述第一传送部的所述输入侧的所述动作位置、所述第一传送部的所述输出侧的所述动作位置、所述第二传送部的所述输入侧的所述动作位置以及所述第二传送部的所述输出侧的所述动作位置均为角位置；所述第一可动部的旋转轴和所述第二可动部的旋转轴互相垂直。这样应对时，能够不互相影响来得到由第一特定动作和第二特定动作带来的测量结果。
(16)可以是如下的方案：在上述方案的控制装置中，所述机器人具有3个以上可动部，由产生驱动力的驱动部经由传送部在关节中驱动所述可动部；指示所述第二处理的信号包括如下的信息：所述信息表示所述3个以上可动部中作为所述第一可动部的一个可动部的所述关节的指定，和作为所述第二可动部的另一个可动部的所述关节的指定。这样应对时，用户容易地下达应对两个可动部进行第二处理来检测这些传送部输入侧的动作位置和输出侧的动作位置的指示。
(17)根据本公开的其它方案，提供由上述方案的任一控制装置控制的机器人。
(18)根据本公开的其它方案，提供具有上述方案的任一控制装置以及由所述控制装置控制的所述机器人的机器人系统。
上述本公开的各方案所具有的多个结构要素并非所有都是必须的，为了解决上述课题的一部分或全部或者为了实现本说明书中记载的效果的一部分或全部，可适当地对所述多个结构要素的一部分结构要素进行其变更、删除、与新的其它结构要素进行替换、删除限定内容的一部分。另外，为了解决上述课题的一部分或全部或者为了实现本说明书中记载的效果的一部分或全部，可将上述本公开的一方案中包括的技术特征的一部分或全部与上述本公开的其它方案中包括的技术特征的一部分或全部组合起来而成为本公开的独立的一个方案。
附图说明
图1是表示第一实施方式的机器人系统1的说明图。
图2是表示机器人控制装置300的控制部309的结构要素与机器人100所具有的伺服马达410及马达角度传感器420、减速器510以及输出侧角度传感器520的关系的框图。
图3A示出伺服马达410的输出轴410o以恒定速度旋转时的、减速器510的输入轴510i的角位置Di0。
图3B示出从伺服马达410的输出轴410o连续以恒定速度输入时的、减速器510的输出轴510o的角位置的一例Do0。
图4A示出从减速器510的输出轴510o连续以恒定速度输出时的、减速器510的输入轴510i的角位置的一例Di1。
图4B示出从减速器510的输出轴510o连续以恒定速度输出时的、减速器510的输出轴510o的角位置Do1。
图5是表示导出用于提高臂110的位置精度的参数的设定步骤的流程图。
图6是表示使臂110朝某方向动作时的角位置误差的图表。
图7是表示第二实施方式的机器人100b的说明图。
图8是表示在第二实施方式中的图5的步骤S100中显示在设定装置600的显示器602上的用户界面UI01的图。
图9是表示执行图5的步骤S200时、显示在设定装置600的显示器602上的用户界面UI02的图。
图10是表示在图5的步骤S400中存储在ROM302中的校正值表的图。
图11是表示在第三实施方式中的图5的步骤S100中显示在设定装置600的显示器602上的用户界面UI03的图。
图12是表示在图5的步骤S200中用于使关节J1以角度范围10°进行特定动作的指令和附属参数的图。
图13是表示在图5的步骤S200中用于使关节J1、J2分别以角度范围10°进行特定动作的多个指令以及附属参数的图。
符号的说明
100、100b…机器人；110、110a…臂；110b～110g…臂单元；300…机器人控制装置；301…RAM；302…ROM；303…CPU；307…接收部；309…控制部；310…控制信号生成部；320…位置控制部；330…速度控制部；365…校正部；410、410b、410c…伺服马达；410o…输出轴；420、420b、420c…马达角度传感器；510、510b、510c…减速器；510i…输入轴；510o…输出轴；520…输出侧角度传感器；600…设定装置；602…显示器；604…键盘；605…鼠标；610…CPU；614…参数确定部；612…命令生成部；630…ROM；640…RAM；710、720…惯性传感器；Di0…减速器510的输入轴510i的角位置；Di1…减速器510的输入轴510i的角位置；Do0…减速器510的输出轴510o的角位置；Do1…减速器510的输出轴510o的角位置；A1～A360…校正值；AB…臂110a整体的固定端；F100…机架；G0…表示停止校正部365的功能而使臂110进行动作时的角位置误差的图表；G1…表示使校正部365发挥作用而使臂110进行动作时的角位置误差的图表；J1～J6、X11…关节；Me1、Me11…第一动作元素；Me2、Me12…第二动作元素；Me21…第一动作元素(第三动作元素)；Me22…第二动作元素(第四动作元素)；P1、P11…第一位置；P2、P12…第二位置；P21…第一位置(第三位置)；P22…第二位置(第四位置)；SS…指示参数导出处理的信号；SS2…指示多个关节的参数导出处理的信号；T11…与第一动作元素Me1的方向相对应的校正值的表；T12…与第二动作元素Me2的方向相对应的校正值的表；UI01…用户界面；UI02…用户界面；UI03…用户界面；UI12…处理开始按钮；UI13…设定角度显示；UI44…进度显示；UI45…取消按钮；UI91…输入窗口；UI91a～UI91f…输入部；UI92…输入窗口；UI92a～UI92f…输入窗口
具体实施方式
A.第一实施方式：
A1.机器人系统的结构：
图1是表示第一实施方式的机器人系统1的说明图。本实施方式的机器人系统1具有：机器人100、机器人控制装置300以及设定装置600。
机器人100是具有臂110的单轴机器人，该臂110具有转动关节X11。关节X11是扭转关节。机器人100通过使关节X11旋转，能够将臂110配置在三维空间中的指定位置。需要说明的是，在第一实施方式中，为了容易地理解技术，示出仅具有一个转动关节X11的机器人作为例子。但是，本公开能够适用于具有多个关节的多轴机器人。
机器人100还具有伺服马达410、减速器510、马达角度传感器420、输出侧角度传感器520以及机架F100。臂110、伺服马达410、减速器510、马达角度传感器420以及输出侧角度传感器520安装在机架F100上。
伺服马达410从机器人控制装置300供给得到电流而产生驱动力。更具体地，伺服马达410供给得到电流而使该输出轴410o旋转。马达角度传感器420检测输出轴410o的角位置。马达角度传感器420检测到的输出轴410o的角位置被发送到机器人控制装置300。
减速器510具有输入轴510i和输出轴510o。减速器510将对输入轴510i的旋转输入转换成转速低于旋转输入的旋转输出，从输出轴510o输出。减速器510具体地是波齿减速器。
减速器510的输入轴510i与伺服马达410的输出轴410o连接。而且，输入轴510i的角位置与伺服马达410的输出轴410o的角位置相同。因此，能够检测伺服马达410的输出轴410o的角位置的马达角度传感器420成为在检测减速器510的输入轴510i的角位置。
减速器510对来自伺服马达410的输出轴410o的连续恒定的输入产生周期性的传动误差。即，对于来自伺服马达410的输出轴410o的连续的恒定速度的旋转输入，减速器510的输出轴510o的转速以及角位置包括周期性的偏差。
臂110被固定在减速器510的输出轴510o上。其结果，臂110利用输出轴510o的旋转并借助减速器510在关节X11上进行旋转。
输出侧角度传感器520夹持臂110而配置在与减速器510相反的一侧。减速器510的输出轴510o贯通臂110。输出侧角度传感器520检测减速器510的输出轴510o的角位置。即，马达角度传感器420检测减速器510输入侧的动作位置，与此相对，输出侧角度传感器520检测减速器510的输出侧的动作位置。
需要说明的是，在本说明书中，在传送驱动力的传送部(本实施方式中为减速器510)中，将接收输入的驱动力的构件(在本实施方式中为输入轴510i)的动作位置记载为“输入侧的动作位置”。在传送驱动力的传送部中，将输出的驱动力传送到其它结构的构件(在本实施方式中为输出轴510o)的动作位置记载为“输出侧的动作位置”。
输出侧角度传感器520具体为光学回转式编码器。其中，输出侧角度传感器520是能够检测绝对角位置的编码器。通过设置检测减速器510的输出轴510o的角位置的回转式编码器，与测量利用减速器510的输出驱动的靠下游的结构(例如，末端执行器)的动作位置的方案相比，能够准确地检测减速器510的输出位置。输出侧角度传感器520检测到的输出轴510o的角位置被发送到机器人控制装置300。
机器人控制装置300是用于控制机器人100的控制装置。机器人控制装置300与机器人100连接。机器人控制装置300是具有RAM301、ROM302、CPU303的计算机。CPU303使RAM301加载并执行存储在ROM302中的计算机程序，从而实现后述各种功能。
设定装置600对机器人控制装置300设定机器人100进行动作时所使用的参数。设定装置600是具有起到输出装置功能的显示器602以及起到输入装置功能的键盘604及鼠标605的计算机。设定装置600还具有CPU610、ROM630以及RAM640。CPU610使RAM640加载并执行存储在ROM630中的计算机程序，从而实现后述各种功能。
设定装置600与机器人控制装置300连接。设定装置600基于来自机器人控制装置300(具体地，马达角度传感器420和输出侧角度传感器520等)的输出信息来确定机器人100进行动作时所使用的参数。而且，设定装置600在机器人控制装置300的ROM302中存储该参数。机器人控制装置300使用该参数来生成输出到机器人100的控制信号。将基于这些参数生成控制信号来控制机器人100的CPU303的功能部作为“控制部309”示于图1。
图2是表示机器人控制装置300的控制部309的结构要素与机器人100所具有的伺服马达410及马达角度传感器420、减速器510以及输出侧角度传感器520的关系的框图。机器人控制装置300的控制部309具有控制信号生成部310、位置控制部320、速度控制部330以及校正部365。
控制信号生成部310生成表示臂110应位于的目标位置的位置控制信号，输出到位置控制部320。
位置控制部320从控制信号生成部310接收位置控制信号。位置控制部320从机器人100的马达角度传感器420接收伺服马达410的角位置作为位置反馈。位置控制部320基于这些信息生成机器人100的伺服马达410的速度控制信号，输出到速度控制部330。
速度控制部330从位置控制部320接收速度控制信号。另外，速度控制部330接收对从马达角度传感器420输出的伺服马达410的角位置进行微分而得到的信号、即转速的信号作为速度反馈。在图2中将表示角位置的微分的模块用带有“S”的模块表示。速度控制部330基于来自位置控制部320的速度控制信号和伺服马达410的转速生成并输出转矩控制信号。其后，基于转矩控制信号确定供给到伺服马达410的电流量，并将确定的电流量的电流供给到伺服马达410。
校正部365从马达角度传感器420接收输出轴410o的角位置(与减速器510的输入轴510i的角位置相同)的信号。校正部365由输出轴410o的最新角位置的信号以及之前的角位置的信号确定伺服马达410的旋转的方向，并根据旋转的方向和最新角位置生成校正信号。然后，校正部365将校正信号输出到位置控制部320。其结果，位置控制部320接收来自马达角度传感器420的伺服马达410的角位置与来自校正部365的校正信号相加而成的信号。
而且，校正部365将对校正信号进行微分而得到的信号输出到速度控制部330。其结果，速度控制部330接收对伺服马达410的角位置进行微分而得到的速度信号与对来自校正部365的校正信号进行微分而得到的信号相加而成的信号。
图3A示出伺服马达410的输出轴410o以恒定速度旋转时的伺服马达410的输出轴410o(即，减速器510的输入轴510i)的角位置Di0。图3B示出从伺服马达410的输出轴410o连续以恒定速度输入时的、减速器510的输出轴510o的角位置的一例Do0。但是，图3B所示的输出轴510o的角位置Do0的比例与图3A所示的输入轴510i的角位置Di0的比例不同。图3A和图3B分别表示假定校正部365不输出校正值时的输入轴510i的角位置Di0和输出轴510o的角位置Do0。
如前所述，减速器510对来自伺服马达410的输出轴410o的连续恒定的输入产生周期性的传动误差。因此，与减速器510的输入轴510i的角位置Di0随时间成比例地增大相对，减速器510的输出轴510o的角位置Do0相对于对时间的比例值(用虚线表示)包括周期性的偏差。
图4A示出本实施方式中从减速器510的输出轴510o连续以恒定速度输出时的、减速器510的输入轴510i的角位置的一例Di1。图4B示出本实施方式中从减速器510的输出轴510o连续以恒定速度输出时的、减速器510的输出轴510o的角位置Do1。但是，图4B所示的输出轴510o的角位置Do1的比例与图4A所示的输入轴510i的角位置Di1的比例不同。图4A和图4B表示使校正部365发挥作用而在减速器510的输出轴510o中进行连续的恒定速度的输出时的、理想的输入轴510i的角位置Di1和输出轴510o的角位置Do1。需要说明的是，为进行参考，将图3A所示的输入轴510i的角位置Di1在图4A以虚线表示。
如前所述，位置控制部320接收来自马达角度传感器420的伺服马达410的角位置与来自校正部365的校正信号相加而成的信号作为位置反馈(参照图2)。速度控制部330接收对伺服马达410的角位置进行微分而得到的速度信号与对来自校正部365的校正信号进行微分而得到的信号相加而成的信号作为速度反馈。当位置控制部320基于这样的位置反馈生成速度控制信号、速度控制部330基于这样的速度反馈生成转矩控制信号时，伺服马达410的输出轴410o的角位置、即减速器510的输入轴510i的角位置Di1如图4A所示，相对于对时间成比例的值(参照图4A的虚线)具有周期性的偏差。
当输入轴510i接收用于实现图4A所示的角位置Di1的输入时，输出轴510o的角位置Do1如图4B所示，变成对时间成比例的直线。校正部365基于这样的原理起到提高输出轴510o的角位置Do1的精度的功能(参照图2)。
假定从校正部365应输出到位置控制部320的周期性的校正信号为正弦(sin)乘以与位置对应的规定系数的值时，从校正部365输出到速度控制部330的校正信号的微分值变成余弦(cos)乘以与速度对应的规定系数的值(参照图2)。作为校正信号的微分值，与利用基于上一次获取的伺服马达410的角位置的校正信号与基于最新角位置的校正信号的差分算出的值相比，公式性地将余弦(cos)乘以与速度对应的系数而算出的值的延时更少。因此，根据本实施方式能够进行高精度的校正。
A2.用于提高位置精度的参数的设定：
图5是表示导出用于提高臂110的位置精度的参数的设定步骤的流程图。图5的处理利用设定装置600、机器人控制装置300以及机器人100来执行。
在步骤S100中，用户指示开始进行导出用于提高臂110的位置精度的参数的处理。具体地，用户利用键盘604以及鼠标605对设定装置600指示处理开始的时间(参照图1)。在将指示输入到设定装置600时，该设定装置600将信号SS发送到机器人控制装置300，所述信号SS指示进行导出用于提高臂110的位置精度的参数的处理。将生成这种信号的设定装置600的CPU610的功能部在图1中表示为“命令生成部612”。另外，将机器人控制装置300中起到接收该信号的功能的功能部在图1中表示为“接收部307”。
在图5的步骤S200中，由于接收部307接收到指示进行导出用于提高臂110的位置精度的参数的处理的信号SS，因此机器人控制装置300的控制部309驱动机器人100的伺服马达410使臂110进行特定动作。
具体地，在步骤S220中，控制部309使臂110从预先规定的角位置、即第一位置P1(参照图1)旋转运动至同样预先规定的角位置、即第二位置P2。此时的移动速度为100°/秒以下。将该动作在本说明书中称为“第一动作元素Me1”或“前移”。
第一位置P1与第二位置P2间的角度范围在本实施方式中是：产生周期性的传动误差的减速器510产生一个周期的传动误差的变化且不产生四个周期以上的传动误差的变化的角度范围。由于减速器510为波齿减速器，因此在输入轴510i每次进行半旋转时，输入轴510i与输出轴510o之间的角度传动误差发生一个周期的变化。因此，第一位置P1与所述第二位置P2之间的角度范围是在输入轴510i的角度范围内大于半个周期且小于两个周期的角度范围。
在执行第一动作元素Me1期间，机器人控制装置300的控制部309使用马达角度传感器420来检测减速器510输入侧的动作位置、即输入轴510i的角位置(参照图1)。另外，在执行第一动作元素Me1期间，机器人控制装置300的控制部309使用输出侧角度传感器520来检测减速器510的输出侧的动作位置、即输出轴510o的角位置。检测到的各个角位置被发送到机器人控制装置300，经由机器人控制装置300被发送到设定装置600。
在步骤S240中，控制部309使臂110从第二位置P2旋转运动至第一位置P1。即，在该动作中，臂110朝着与第一动作元素Me1相反的方向动作。此时的移动速度也是100°/秒以下。将该动作在本说明书中称为“第二动作元素Me2”或“退回”。
通过将第一动作元素Me1和第二动作元素Me2的移动速度设为如上所述的较低值，能够减少臂110的惯性引起的振动(包括臂110的移动中的振动和停止指示后的臂110的残余振动)对减速器510的输出侧和输入侧的动作位置产生的影响。
在执行第二动作元素Me2期间，机器人控制装置300的控制部309使用马达角度传感器420来检测减速器510输入侧的动作位置、即输入轴510i的角位置。另外，在执行第二动作元素Me2期间，机器人控制装置300的控制部309使用输出侧角度传感器520来检测减速器510的输出侧的动作位置、即输出轴510o的角位置。检测到的各个角位置被发送到机器人控制装置300，经由机器人控制装置300还被发送到设定装置600。
通过进行这样的处理，能够检测进行第一动作元素Me1时的减速器510输入侧的动作位置和输出侧的动作位置(参照图5的S220)。而且，能够检测进行与第一动作元素Me1相反方向的第二动作元素Me2时的减速器510输入侧的动作位置和输出侧的动作位置(参照图5的S240)。因此，能够得到进行相反方向的两个移动的情况下的、从输入侧的动作位置计算出的理论上的输出侧的理想的动作位置与测量的输出侧动作位置的偏差(参照图3B)。因此，设定装置600基于这些测量值能够确定考虑了空转、齿隙的用于提高臂110的位置精度的参数。
在步骤S200中，数次反复进行步骤S220、S240的处理。即，在步骤S200中，执行包括第一动作元素Me1和第二动作元素Me2的多个组合的特定动作。
通过进行这样的处理，不使臂110大幅动作而得到高精度的校正用参数。因此，即使在将机器人100设置在工厂之后更换机器人100的减速器510的情况下，也无需使机器人100从设置场所移动出来，并且不对周围的结构物产生干扰，就得到高精度的校正用参数。
在图5的步骤S300中，设定装置600的CPU610基于在步骤S200中得到的各个动作元素中的臂110的角位置的测量结果来计算校正参数的值。设定装置600的CPU610更具体地对各个动作元素计算从输入侧的动作位置计算出的理论上的输出侧的理想的动作位置与测量的输出侧动作位置的偏差。然后，以能够消除关于各个动作元素的偏差的方式计算校正值。将这样的设定装置600的CPU610的功能部在图1中表示为参数确定部614。
参数确定部614首先得到第一动作元素Me1中的、实际的输出轴510o的角位置相对于从输入轴510i的角位置得到的理想的输出轴510o的角位置的偏差、即角度传动误差的、随输入轴510i角位置的变化。然后，用正弦波逼近该角度传动误差。用式(1)表示该近似式。
α：角度传动误差
θ：减速器510的输入轴510i的角位置
A：振幅(第一设定参数)
n：与角度传动误差的周期对应的系数
相位校正量(第二设定参数)
此处，n是在减速器的输入轴旋转1次期间，输入轴与输出轴之间的角度传动误差引起的变化的周期数。n的值由减速器510的结构确定。在本实施方式中由于减速器510是波齿减速器，因此在输入轴510i每次进行半旋转时，输入轴510i与输出轴510o之间的角度传动误差发生一个周期的变化。即，在本实施方式中，n是2及其倍数。
基于在步骤S220中得到的第一动作元素Me1中的臂110的角位置的多组测量结果，参数确定部614利用多元回归分析来计算上述式(1)的振幅A和相位校正量将振幅A也称为“第一校正参数”。将相位校正量也称为“第二校正参数”。第一校正参数和第二校正参数是用于导出减少减速器510的传动误差的校正值的参数。将与第一动作元素Me1对应的振幅A和相位校正量分别设为振幅A1和相位校正量
通过同样的处理，基于在步骤S240中得到的第二动作元素Me2中的臂110的角位置的多组测量结果，参数确定部614计算上述式(1)的振幅A和相位校正量将与第二动作元素Me2对应的振幅A和相位校正量分别设为振幅A2和相位校正量
在图5的步骤S400中，设定装置600的参数确定部614将振幅A1与相位校正量的组合以及振幅A2与相位校正量的组合分别与第一动作元素Me1的方向和第二动作元素Me2的方向对应起来存储在机器人控制装置300的ROM302中。另外，这些参数显示在设定装置600的显示器602上。
在使用机器人100时，在伺服马达410朝着与第一动作元素Me1的方向相同的方向旋转的情况下，控制部309的校正部365使用振幅A1和相位校正量作为校正参数，并基于式(1)计算与减速器510的输入轴510i的角位置θ对应的角度传动误差α。然后，将用于消除得到的角度传动误差α的校正量“-α”与对位置控制部320的位置反馈相加(参照图2)。另外，将该校正量“-α”的微分值与对速度控制部330的速度反馈相加。通过进行这样的处理，能够对输入侧的任意的动作位置确定合适的校正值。
在伺服马达410朝着与第二动作元素Me2的方向相同的方向(与第一动作元素Me1的方向相反的方向)旋转的情况下，控制部309的校正部365使用振幅A2和相位校正量作为校正参数，并基于式(1)来计算与减速器510的输入轴510i的角位置θ对应的角度传动误差α。然后，将消除得到的角度传动误差α的校正量“-α”与对位置控制部320的位置反馈相加(参照图2)。另外，将该校正量“-α”的微分值与对速度控制部330的速度反馈相加。通过进行这样的处理，能够对输入侧的任意的动作位置确定合适的校正值。
另外，如上所述，根据动作方向对处理进行切换，能够进行诸如消除减速器的空转、齿隙的高精度的角度传动误差的校正(参照图3A～图4B)。
图6是表示使臂110朝某方向动作时的角位置误差的图表。图表G0是表示使校正部365的功能停止而使臂110动作时的角位置误差的图表。图表G1是表示使校正部365发挥作用而使臂110动作时的角位置误差的图表。由图6可知，用通过如上所述的处理确定的校正值进行校正，从而显著地提高了臂110的位置精度。
需要说明的是，本实施方式中的伺服马达410也被称为“第一驱动部”。减速器510也被称为“第一传送部”。臂110也被称为“第一可动部”。机器人控制装置300也被称为“控制装置”。马达角度传感器420也被称为“第一输入位置检测部”。输出侧角度传感器520也被称为“第一输出位置检测部”。关于关节X11的图5的步骤S200～S400起到“导出用于提高第一可动部的位置精度的参数的第一处理”的功能。
B.第二实施方式：
图7是表示第二实施方式的机器人100b的臂110a的说明图。在第二实施方式中，机器人100b的结构与第一实施方式的机器人100不同。另外，在第二实施方式中，代替第一实施方式中作为公式(1)的参数的第一校正参数A以及第二校正参数预先存储有与输入轴的角位置对应的校正值本身。而且，在使用机器人100时，使用该校正值来进行校正。第二实施方式的其它方面与第一实施方式相同。
机器人100b是具有臂110a的6轴机器人，该臂110a具有6个转动关节J1～J6。即，机器人100b具有臂110a，该臂110a由分别利用伺服马达经由减速器来驱动转动关节的6个臂单元110b～110g构成。关节J1、J4、J6是扭转关节。关节J2、J3、J5是弯曲关节。机器人100b用伺服马达使6个关节J1～J6分别旋转，从而能够将安装在臂110a末端部的末端执行器以指定姿态配置在三维空间中的指定位置。需要说明的是，为了容易地理解技术，在图7中省略了末端执行器的图示。
机器人100b对于各关节与第一实施方式的机器人100同样地具有：伺服马达，用于驱动关节；减速器，使伺服马达的旋转输出减速；以及马达角度传感器，用于检测伺服马达的输出轴的角位置(参照图1)。需要说明的是，机器人100b对于各关节不具有检测减速器的输出轴的角位置的编码器(图1的输出侧角度传感器520)。
在图7中，为了容易地理解技术，示出关节J1所具有的伺服马达410b、马达角度传感器420b以及减速器510b；关节J3所具有的伺服马达410c、马达角度传感器420c以及减速器510c。关节J1的旋转轴与关节J2以及J3的旋转轴是互相垂直的。
机器人100b在各臂单元110b～110g具有惯性传感器。在图7中，为了容易地理解技术，示出关节J1与关节J2之间的臂单元110b所具有的惯性传感器710、关节J3与关节J4之间的臂单元110d所具有的惯性传感器720。
惯性传感器710、720能够测量并输出以X轴、Y轴、Z轴方向为旋转轴的角速度。由惯性传感器710、720测量的测量值被发送到机器人控制装置300，经由机器人控制装置300还被发送到设定装置600。
对于第二实施方式的机器人系统，也根据图5的处理来进行校正参数的设定。
图8是表示在第二实施方式中的图5的步骤S100中显示在设定装置600的显示器602上的用户界面UI01的图。用户界面UI01具有输入窗口UI91、UI92；处理开始按钮UI12以及设定角度显示UI13。
输入窗口UI91选择成为导出用于提高位置精度的参数的处理对象的关节。输入窗口UI91能够选择性地输入关节J1～J6中的一个。在图8中，在输入窗口UI91指定关节J1。
输入窗口UI92用于输入特定动作中的振幅(即，规定动作元素两端的第一位置与第二位置之间的角度范围的1/2)的大小。输入窗口UI91默认地预先输入有数值。用户在要变更该数值的情况下，利用鼠标605以及键盘604将数值输入到输入窗口UI92。在图8中，在输入窗口UI92指定了“10°”。
对于第二实施方式的机器人100b的各关节的减速器而言，“10°”对于产生一个周期的传动误差的变化是充分的角度范围。在第二实施方式中，各关节的减速器的减速比为1/80。因此，在输入轴旋转(半旋转)180°期间，输出轴旋转2.25°(＝180°/80)。因此，振幅10°的旋转运动、即两端间为20°的旋转运动包括进行8次(20°/2.25°)输入轴的半旋转。换言之，在振幅10°的动作元素中，减速器的传动误差发生8个周期以上的变化。
设定角度显示UI13是对各关节J1～J6将机器人100b当前姿态中的角位置、第一位置以及第二位置分别用绝对角位置表示的表。
在图8的例子中，关节J1当前为10°的角位置(参照UI13)，将在关节J1中进行特定动作(参照图5的S200)时的振幅指定为10°(参照UI92)。因此，在关节J1中，第一位置P11和第二位置P12分别为20°([当前位置10°]+[振幅10°])和0°([当前位置10°]-[振幅10°])的角位置(参照UI13)。其结果，第一位置P11与第二位置P12之间的角度范围为20°。需要说明的是，在用户变更了输入窗口UI92的角度范围的情况下，基于用户输入的角度范围和当前位置来变更第一位置和第二位置。
规定各个关节的特定动作中的振幅以及第一位置和第二位置需满足以下条件。即，规定振幅和第一位置和第二位置，以使成为对象的关节具有以当前位置为中心的第一位置与第二位置之间的任意的角位置，也不对周围的结构物产生干扰。
在本实施方式中，以当前的角位置为中心规定特定动作的角度范围。因此，用户能够容易地规定不干扰机器人100b周围的结构的特定动作。
在图7中，作为典型实例，示意性地示出用关节J1旋转的臂单元110b的第一位置P11和第二位置P12以及用关节J3旋转的臂单元110d的第一位置P21和第二位置P22。在图7中，为了容易地理解技术，将第一位置P11和第二位置P12显示在分别表示第一动作元素Me11和第二动作元素Me12的不同的箭头上。对于用关节J3旋转的臂单元110d的第一位置P21和第二位置P22也是同样的。
图8的处理开始按钮UI12用于使设定装置600、机器人控制装置300以及机器人100b进行图5的步骤S200以下的处理。在开启处理开始按钮UI12时，由设定装置600的命令生成部612生成信号SS，从设定装置600发送到机器人控制装置300，所述信号SS指示进行导出用于提高位置精度的参数的处理。指示进行处理的信号SS包括如下的信息：该信息表示关节J1～J6中的作为测量对象的关节的指定。
在本实施方式中，各臂单元利用对应的伺服马达经由减速器驱动关节。即，一个关节的旋转使基部与该关节连接的一个臂单元旋转移动。因此，指示进行导出用于提高位置精度的参数的处理的信号SS实质上包括如下的信息：该信息表示多个臂单元110b～110g中作为测量对象中的一个臂单元的指定。需要说明的是，在本说明书中，臂单元的“基部”是沿臂观察时，臂单元的两端中靠近臂整体的固定端AB侧的一端。
在第二实施方式中的图5的步骤S100中，图8所示的用户界面UI01显示在设定装置600的显示器602上。用户经由输入窗口UI91输入关节J1～J6中的一个，作为导出用于提高位置精度的参数的处理对象。然后，用户经由输入窗口UI92输入特定动作的振幅的大小。然后，按压处理开始按钮UI12根据输入的设定内容进行图5的步骤S200以下的处理。
通过进行这样的处理，例如在更换机器人100b的任一关节的减速器的情况下，用户能够指定经由更换的减速器而驱动的关节(参照图8的UI91)。其结果，能够以简单的操作进行导出用于提高一端与该关节连接的臂单元的位置精度的参数的处理。
图9是表示执行图5的步骤S200时、显示在设定装置600的显示器602上的用户界面UI02的图。用户界面UI02具有进度显示UI44和取消按钮UI45。
进度显示UI44是表示步骤S200的处理的进度的条形图。随着步骤S200的处理的进行，条形图从左向右延伸。在条形图的前端以数字显示有进度率。在图9中进度率为30％。
取消按钮UI45是用于强制结束通过用户界面UI01(参照图8)进行的处理的按钮。
在图5的步骤S200中，数次反复进行步骤S220、S240的处理。因此，有时直至处理结束需要较长的时间。在步骤S200中，通过显示用户界面UI02(参照图9)，用户能够掌握处理的进度。另外，在无法等待处理结束的情况下，通过用户利用鼠标605按压取消按钮UI45能够强制性地结束处理。其结果，能够减少等待处理结束所引发的用户的焦躁。
在第二实施方式中的图5的步骤S300中，基于在第一动作元素中计量的以X轴、Y轴、Z轴方向为旋转轴的角速度，控制部309计算第一动作元素中的、以指定的关节为中心的惯性传感器的角位置。然后，控制部309基于第一动作元素中的惯性传感器的角位置，计算以指定的关节为中心的臂单元的角位置(与减速器的输出轴的角位置相同)。即，惯性传感器虽然不直接检测臂单元的角位置，但能够获取与臂单元的角位置相同的信息。因此，广义上可以说臂单元的输出侧的动作位置能够由惯性传感器检测。
根据基于惯性传感器的检测值得到的第一动作元素中的臂单元的角位置(与减速器的输出轴的角位置相同)以及减速器的输入轴的角位置、即由第一动作元素中的马达角度传感器测量的测量值，设定装置600的参数确定部614计算近似式(1)的第一校正参数A和第二校正参数
在第二实施方式中，其后，参数确定部614还将第一校正参数A1以及第二校正参数设定为近似式(1)，对减速器的输入轴的多个角位置θ(例如，1度间隔的360个角位置)计算角度传动误差α。然后，参数确定部614基于角度传动误差α计算与各个角位置θ对应的校正值。
基于第二动作元素中的惯性传感器以及马达角度传感器的测量值来进行同样的处理。
图10是表示在图5的步骤S400中利用参数确定部614存储在ROM302中的校正值表的图。在步骤S400中，在步骤S300中计算的消除减速器的传动误差的校正值与各个角位置对应起来以表的形式存储在ROM302中。制作与第一动作元素Me1的方向对应起来的校正值A1～A360的表T11以及与第二动作元素Me2的方向对应起来的校正值的表T12这2种表，将它们保存在ROM302中。
在使用机器人100时，在伺服马达410朝着与第一动作元素Me1的方向相同的方向旋转的情况下，控制部309的校正部365将参照表T11而得到的作为校正参数的校正值与对位置控制部320的位置反馈相加(参照图2)。更详细地，对于校正值，使用存储在表T11中的、与最接近输入轴510i的角位置的两个角位置对应的两个校正值进行补充处理来进行确定。另外，校正部365将该校正值的微分值与对速度控制部330的速度反馈相加。
在伺服马达410朝着与第二动作元素Me2的方向相同的方向旋转的情况下，控制部309的校正部365将参照表T12而得到的作为校正参数的校正值与对位置控制部320的位置反馈相加(参照图2)。另外，校正部365将该校正值的微分值与对速度控制部330的速度反馈相加。
通过进行这样的处理，在使用机器人100时，与基于式(1)计算校正值的方案相比，能够以小负荷进行诸如消除减速器的空转、齿隙的高精度的角度传动误差的校正(参照图3A～图4B)。
需要说明的是，本实施方式中的关节J1的伺服马达410b也被称为“第一驱动部”。减速器510b也被称为“第一传送部”。臂单元110b也被称为“第一可动部”。马达角度传感器420b也被称为“第一输入位置检测部”。臂单元110b的惯性传感器710也被称为“第一输出位置检测部”。关于关节J1的图5的步骤S200～S400起到“导出用于提高第一可动部的位置精度的参数的第一处理”的功能。
本实施方式中的各臂单元110b～110g也被称为“可动部”。驱动各臂单元110b～110g的伺服马达也被称为“驱动部”。与各臂单元110b～110g连接的减速器也被称为“传送部”。
C.第三实施方式：
在第三实施方式中的图5的步骤S100中，显示在设定装置600的显示器602上的用户界面与第二实施方式不同。而且，在第三实施方式中，对于旋转轴的方向互相垂直的多个关节，同时实施特定动作。第三实施方式的其它方面与第二实施方式相同。
图11是表示在第三实施方式中的图5的步骤S100中显示在设定装置600的显示器602上的用户界面UI03的图。用户界面UI03具有输入部UI91a～UI91f、输入窗口UI92a～UI92f以及处理开始按钮UI12。
输入部UI91a～UI91f是用于选择作为导出用于提高位置精度的参数的处理对象的1个以上的关节的选择框。输入部UI91a～UI91f能够输入对关节J1～J6中的一个以上的指定。在图11的例子中，在输入部UI91a～UI91f中指定有关节J1～J3。
通过进行这样的处理，对2个以上的关节进行特定动作以及特定动作中的动作位置的测量，从而用户能够容易地下达应检测这些关节的减速器输入侧的动作位置和输出侧动作位置的旨意的指示。
输入窗口UI92a～UI92f用于输入特定动作中的振幅(第一位置与第二位置之间的角度范围的1/2)的大小。在用户输入角度范围的数值的情况下，利用鼠标605和键盘604向输入窗口UI92a～UI92f输入数值。在用户变更了输入窗口UI92的角度范围的情况下，基于用户输入的角度范围以及关节(减速器的输出轴)的当前位置来变更第一位置和第二位置。在图11中，在输入部UI91a～UI92c中指定有“10°”。
处理开始按钮UI12的功能是用于使设定装置600、机器人控制装置300以及机器人100b进行图5的步骤S200以下的处理的按钮。在开启处理开始按钮UI12时，生成信号SS，从设定装置600发送到机器人控制装置300，所述信号SS指示进行导出用于提高位置精度的参数的处理(参照图2)。
由设定装置600的命令生成部612生成指示进行导出用于提高位置精度的参数的处理的信号SS。更具体地，命令生成部612进行以下的处理。命令生成部612选择利用用户界面UI03指定的关节中的旋转轴互相垂直的关节。然后，命令生成部612生成信号SS，所述信号SS表示应开始进行包括这些关节的信息以及关于各个关节的第一位置和第二位置的信息的处理。
如此生成的信号SS指示进行如下的处理。即，该处理导出用于提高与指定的关节中的一个连接的臂单元(例如，基部与关节J1连接的臂单元110b)的位置精度的参数，并且与该处理并行地导出用于提高与指定的关节中的另一个连接的臂单元(例如，基部与关节J3连接的臂单元110d)的位置精度的参数。指示进行这样的处理的信号SS如前所述，包括如下的信息：该信息表示机器人100b所具有的3个以上的臂单元中的、测量对象中的一个臂单元的关节的指定以及作为测量对象中的另一个臂单元的关节的指定。将这种指示进行关于多个关节的并行的处理的信号SS特别标记为“信号SS2”。
命令生成部612其后从利用用户界面UI03指定的关节中的还没有被选择的关节中选择旋转轴互相垂直的关节。然后，生成信号SS，所述信号SS表示应开始包括这些关节的信息以及对各个关节预先规定的第一位置和第二位置的信息的处理。
需要说明的是，当在利用用户界面UI03指定的关节中的还没有被选择的关节的中不存在旋转轴互相垂直的多个关节的情况下，命令生成部612选择一个关节。
通过反复进行这样的处理，命令生成部612对利用用户界面UI03指定的所有关节生成表示应开始导出用于提高位置精度的参数的处理的信号SS。这些信号从设定装置600依次被发送，由机器人控制装置300的接收部307接收。
在接收部307接收信号SS时的处理与第二实施方式相同，所述信号SS指示进行导出用于提高一个臂单元的位置精度的参数的处理。
在接收部307接收到信号SS2的情况下，机器人控制装置300的控制部309由于接收到信号SS2，因此在图5的步骤S200中进行以下的处理，所述信号SS2指示进行导出用于提高多个臂单元的位置精度的参数的处理。
即，控制部309控制机器人100b的伺服马达，从而使与指定的关节中的一个连接的臂单元进行特定动作(以下，也称为“第一特定动作”)，并且与第一特定动作并行地使与指定的关节中的另一个连接的臂单元也进行特定动作(以下，也称为“第二特定动作”)。此处，控制部309控制使关节J1动作的伺服马达410b而使臂单元110b进行第一特定动作，并控制使关节J3动作的伺服马达410c而使臂单元110d进行第二特定动作。
特定动作的内容如在第一实施方式中说明的那样。需要说明的是，关节J1中的第一特定动作的旋转轴与关节J3中的第二特定动作的旋转轴是互相垂直的。而且，对于关节J1中的第一特定动作，第一动作元素Me11和第二动作元素Me12的振幅为10°(参照图11)。对于关节J3中的第二特定动作，第一动作元素Me21和第二动作元素Me22的振幅为10°(参照图11)。
在接收部307接收到信号SS2的情况下，如上述那样操作，对多个关节同时执行特定动作，对前移和退回测量各关节的减速器输入侧的动作位置和输出侧的动作位置，所述信号SS2指示进行导出用于提高多个臂单元的位置精度的参数的处理。
通过进行这样的处理，与前后依次进行对各关节的减速器的测量的方案相比，能够以短时间确定用于提高与各关节连接的臂单元的位置精度的参数。
另外，在本实施方式中，并行地进行特定动作和误差测量的关节的旋转轴是互相垂直的。因此，能够对彼此的测量结果不产生影响而得到基于第一特定动作和第二特定动作的准确的测量结果。
在本实施方式中，对预先指定的多个关节自动地执行特定动作。因此，用户为了使多个关节进行特定动作并对其进行测量，无需对机器人系统1下达数次执行指示(图11的UI12)。
需要说明的是，本实施方式中的关节J1的伺服马达410b也被称为“第一驱动部”。减速器510b也被称为“第一传送部”。臂单元110b也被称为“第一可动部”。马达角度传感器420b也被称为“第一输入位置检测部”。臂单元110b的惯性传感器710也被称为“第一输出位置检测部”。关于关节J1的图5的步骤S200～S400起到“导出用于提高第一可动部的位置精度的参数的第一处理”的功能。
需要说明的是，本实施方式中的关节J3的伺服马达410c也被称为“第二驱动部”。减速器510c也被称为“第二传送部”。臂单元110d也被称为“第二可动部”。马达角度传感器420c也被称为“第二输入位置检测部”。臂单元110d的惯性传感器720也被称为“第二输出位置检测部”。关于关节J3的图5的步骤S200～S400起到“导出用于提高第二可动部的位置精度的参数的第二处理”的功能。
对于用关节J3旋转的臂单元110d的第一位置P21，为了将其与同时被驱动的臂单元110b的第一位置相区别，也被称为“第三位置”。对于臂单元110d的第二位置P22，为了将其与同时被驱动的臂单元110b的第二位置相区别，也被称为“第四位置”。
关于关节J3，对于使臂单元110d从第一位置P21移动到第二位置P22的第一动作元素Me21，为了将其与同时被驱动的臂单元110b的第一动作元素相区别，也被称为“第三动作元素”。关于关节J3，对于使臂单元110d从第二位置P22移动到第一位置P21的第二动作元素Me22，为了将其与同时被驱动的臂单元110b的第二动作元素相区别，也被称为“第四动作元素”。
D.第四实施方式：
在上述实施方式中，用户利用设定装置600的显示器602进行输入，命令生成部612根据该输入生成对机器人控制装置300的命令。但是，用户也可以直接输入指令而使机器人控制装置300的控制部309进行特定动作。在第四实施方式中，在生成信号SS方面与第二实施方式不同，所述信号SS指示进行导出用于提高臂单元的位置精度的参数的处理。第四实施方式的其它方面与第二实施方式相同。
图12是表示在图5的步骤S200中用于使关节J1以角度范围10°进行特定动作的指令和附属参数的图。利用被称为“Measure”的指令指示实施特定动作(参照图5的S200)。利用指令“Measure”之后的最初的参数“J1”指定在特定动作中活动的关节。此处，指定有关节“J1”(参照图7)。利用指令“Measure”之后的第二个参数“10”指定在特定动作中使关节活动时的振幅。此处，指定有“10°”(参照图8的UI92)。需要说明的是，图12中示出的指令和参数的例子指定了与图8中示出的用户界面UI01的例子相同的内容(参照图8的UI91以及UI92)。
利用键盘604将这样的指令输入到设定装置600。设定装置600的命令生成部612基于输入的指令，制作表示应开始图5的步骤S200以下的处理的信号SS，并发送到机器人控制装置300。机器人控制装置300的接收部307接收信号SS，所述信号SS表示应开始导出参数的处理的指令。
根据这样的方案，用户使用指令详细地指定自身需要的处理内容，从而能够检测关节的减速器输入侧的动作位置以及输出侧的动作位置。
图13是表示在图5的步骤S200中用于使关节J1、J2分别以角度范围10°进行特定动作的多个指令和附属参数的图。利用被称为“Go”的指令，指示机器人100b采取特定姿态。利用指令“Go”之后的参数“P1d”指定特定姿态。在机器人100b由“P1d”采取特定姿态之后，以此时的关节J1的角位置为中心，利用指令“Measure(J1、10)”对关节J1以10°的振幅执行特定动作。
其后，同样地，利用被称为“Go P2d”的指令，在机器人100b采取由“P2d”规定的姿态之后，以此时的关节J2的角位置为中心，利用指令“Measure(J2、10)”对关节J2以10°的振幅执行特定动作。
图13所示的多个指令也被键盘604输入到设定装置600。作为设定装置600的CPU610的功能部的命令生成部612基于输入的多个指令制作信号SS，发送到机器人控制装置300。机器人控制装置300的接收部307接收信号SS，所述信号SS表示应开始导出参数的处理的指令。
根据这样的方案，用户能够对指定的关节按照自身需要的顺序检测这些关节的减速器输入侧的动作位置和输出侧的动作位置。
例如，对于由参数“P1d”指定的特定姿态，即使将关节J1以振幅10°活动，机器人100b也对其它设备不产生干扰，对于由参数“P1d”指定的特定姿态，将关节J2以振幅10°活动时，有时对其它设备产生干扰。根据本实施方式，用户使用指令能够使各个关节以利用特定动作使机器人的姿态变化到不干扰其它设备的动作位置的方式进行特定动作。
E.其它实施方式：
E1.其它实施方式1：
(1)在上述第一实施方式中，在伺服马达410的输出轴410o连接有减速器510的输入轴510i，伺服马达410的输出轴410o的角位置与减速器510的输入轴510i的角位置相同(参照图1的410o、510i)。但是，也可以在产生驱动力的驱动部与传送部之间设置其它的齿轮机构、带及带轮等改变转速的机构。将这样的机构的减速比设为Np、将驱动部的输出轴的角位置设为θo时，减速器的输入轴的角位置θ由θ＝Np×θo得到。
(2)在上述第一实施方式中，作为第一输入位置检测部的马达角度传感器420检测作为第一驱动部的伺服马达410的输出轴410o的角位置(参照图1)。但是，检测第一传送部输入侧的动作位置的第一输入位置检测部也可以测量第一传送部的输入。
(3)在上述第一实施方式中，机器人控制装置300被设置成与机器人100分开的结构(参照图1)。但是，控制装置也可以被设置成与机器人一体的形态。另外，也可以是控制装置与机器人分开地设置并且以有线或无线与机器人连接的方案。
在上述第一实施方式中，设定装置600被设置成与机器人控制装置300以及机器人100分开的结构(参照图1)。但是，设定装置也可以设置成与控制装置和/或机器人一体的形态。另外，也可以是设定装置与控制装置分开地设置并且以有线或无线与控制装置连接的方案。
另外，其它装置也可以具有机器人控制装置300或设定装置600的部分功能部。例如，机器人控制装置300也可以具有上述第一实施方式中设定装置600所具有的参数确定部614等部分或全部功能。
另外，在上述实施方式中，可以将由硬件实现的结构的一部分替换为软件，相反地，也可以将由软件实现的结构的一部分替换为硬件。例如，在上述实施方式中，作为控制部309的CPU读取并执行计算机程序来实现各种功能。但是，控制部实现的功能的一部分或全部也可以通过硬件电路来实现。控制部也可以被构成为实现某些处理的处理器。
E2.其它实施方式2：
在上述第一实施方式中，第一动作元素Me1以及第二动作元素Me2是旋转的(参照图1)。但是，第一动作元素Me1和第二动作元素Me2也可以是直线移动。另外，在上述第一实施方式中，第一位置P1以及第二位置P2是角位置。但是，第一位置以及第二位置也可以是直线上的位置。
驱动部也可以是例如输出为旋转运动的马达。另外，驱动部也可以是输出为直线运动的直线电动机、气缸。
E3.其它实施方式3：
在上述第一实施方式中，第一动作元素Me1和第二动作元素Me2的移动速度均为100°/秒以下。但是，第一动作元素和第二动作元素的移动速度也可以是150°/秒、300°/秒等大于100°/秒。
E4.其它实施方式4：
在上述第一实施方式中，由第一位置和第二位置规定的角度范围是减速器510产生一个周期以上的传动误差的变化且不产生四个周期以上的传动误差的变化的角度范围。另外，在上述第二实施方式中，由第一位置和第二位置规定的角度范围是产生减速器的传动误差为8个周期以上的变化的角度范围。
但是，由第一位置和所述第二位置规定的角度范围也可以设成其它的角度范围。例如，由第一位置和所述第二位置规定的角度范围也可以设成比产生一个周期的传动误差的角度范围小的角度范围(例如，包括半个周期的角度范围)。在这样的方案中，也能够基于得到的测量值来估算1个周期的传动误差。
E5.其它实施方式5：
在上述第一实施方式中，传送驱动力的传送部为减速器510。但是，作为减少传动误差的对象的传送部也可以是将旋转输入转换为转速更高的旋转输出的结构，也可以是旋转输入与旋转输出大体一致的结构。
传送部更具体地可以是带和带轮、齿轮机构或接头。带和带轮以及齿轮机构也可以是将旋转输入转换为转速更高的旋转输出的结构，也可以是将旋转输入转换为转速更低的旋转输出的结构，也可以是旋转输入与旋转输出大体一致的结构。
E6.其它实施方式6：
在上述第一实施方式中，输出侧角度传感器520检测作为第一传送部的减速器510的输出轴510o的角位置。但是，检测第一传送部的输出侧动作位置的第一输出位置检测部也可以测量第一传送部的输出，也可以测量由第一传送部的输出而被驱动的下游结构的动作位置。作为测量由第一传送部的输出而被驱动的下游结构的动作位置的结构，例如有第二实施方式的惯性传感器710、720。另外，例如，也可以将关节J3固定而使关节J2进行特定动作，使用比连接关节J2的臂单元110c靠下游的臂单元110d所具有的惯性传感器720得到测量值来确定关节J2的校正值。
另外，靠近臂整体的固定端(参照图7的AB)的关节的动作位置误差对臂末端的末端执行器的位置产生的影响比远离固定端AB的(即，靠近臂的末端)关节的动作位置误差对末端执行器的位置产生的影响大。这是因为对于靠近臂整体的固定端的关节，从其旋转轴到臂末端的距离变长。因此，也可以是具有如下惯性传感器的方案：该惯性传感器用于仅对机器人具有的所有关节中的、靠近臂整体的固定端的一部分关节测量动作位置误差并对其进行校正。例如，对于第二实施方式的机器人100b中的仅校正关节J1～J6中的关节J1～J3的方案，也可以是在第二实施方式的机器人100b中仅具有设置在各臂单元110b～110g的惯性传感器中的设置在臂单元110b、110d上的惯性传感器710、720的形态。
E7.其它实施方式7：
在上述第二实施方式中，使用陀螺传感器作为惯性传感器(参照图7的710、720)。但是，作为检测传送部的输出侧动作位置的输出位置检测部，可使用其它的各种传感器。例如，作为输出位置检测部，可采用IMU(惯性测量单元：Inertial Measurement Unit)，其能够检测X、Y、Z轴方向的加速度和角速度。另外，作为输出位置检测部，可采用加速度传感器，其能够检测X、Y、Z轴向中1个以上方向的加速度。而且，作为输出位置检测部，可采用惯性传感器，其能够检测X、Y、Z轴方向中的1个以上方向的加速度以及X、Y、Z轴方向中的1个以上方向的角速度。即，第一输出位置检测部可以是惯性传感器，其能够检测第一可动部的角速度和加速度中的至少一项。另外，作为输出位置检测部，可采用能够检测传送部的输出侧动作位置的激光位移计、摄像机等。在测量时安装在测量对象上的传感器可以是预先组装在装置上的传感器，也可以是为进行测量而安装在装置上的传感器。
E8.其它实施方式8：
在上述第二实施方式中，对1度间隔的360个角位置计算校正值，以表T11、T12的形式进行存储(参照图10)。但是，预先存储的校正值也可以是与输入侧的其它的动作位置对应的校正值。另外，预先存储的校正值也可以是与互不为等间隔的多个动作位置对应的校正值。
E9.其它实施方式9：
在上述第一实施方式中，预先存储有用于确定校正值的式(1)所包括的校正参数A、但是，预先存储的参数也可以是用于确定校正值的其它式子的系数，也可以是用于适当地选择预先准备的校正值组的参数。
E10.其它实施方式10：
在上述第一实施方式中，第一动作元素是使臂110从第一位置P1朝第二位置P2活动的动作，第二动作元素是使臂110从第二位置P2向第一位置P1活动的动作。因此，第一动作元素和第二动作元素的动作区间相同。但是，第一动作元素和第二动作元素也可以是在不同的动作区间执行的动作。另外，第一动作元素的动作区间和第二动作元素的动作区间也可以是一部分重复的动作区间。例如，第一动作元素和第二动作元素也可以是角度范围和位相中的至少一项不同的方案。
E11.其它实施方式11：
(1)在上述实施方式中，多组测量值在为了确定式(1)而进行的多元回归分析中使用。但是，多组测量值也可以用其它的方法在校正值的确定中使用。例如，能够从由特定动作得到的多组测量值计算出平均值。而且，能够基于该平均值确定用于确定校正值的式子的系数。
(2)在上述实施方式中，进行数次图5的步骤S220、S240的处理。但是，也可以仅进行一次用于测量传送部输入侧的动作位置和输出侧动作位置的处理。
E12.其它实施方式12：
在上述第四实施方式中，对指示关于一个关节的特定动作的指令进行了说明(参照图12和图13)。但是，也可以采用如下的指令：指示在重复至少一部分关于多个关节的特定动作的时间区间中执行。
E13.其它实施方式13：
在上述第二实施方式中，将本公开以6轴机器人为例进行了说明。但是，本公开还可以适用于4轴机器人、具有其它数量关节的机器人。但是，本公开优选适用于具有2个以上关节的装置，更优选适用于具有3个以上关节的装置。
E14.其它实施方式14：
(1)在上述第二实施方式中，并行地进行关于关节J1的测量处理以及关于具有与关节J1垂直的旋转轴的关节J3的测量处理。但是，关于多个关节的测量能够在一部分或全部不同的时间区间中执行。但是，优选在至少一部分重复的时间区间中进行关于不同关节的测量。
(2)另外，并行地进行传动误差测量的关节也可以不是动作轴互相垂直的关节。例如，也可以对彼此的动作轴位于扭转的位置的多个关节，在至少一部分重复的时间区间中进行传动误差的测量。另外，即使是动作轴平行的多个关节，对于假定在使用时经常同步活动的关节，可在至少一部分重复的时间区间中进行传动误差的测量。
E15.其它实施方式15：
在上述第二实施方式中，并行地进行关于扭转关节J1的测量处理和关于扭转关节J3的测量处理。但是，并行地进行传动误差的测量的关节不限于转动关节，也可以是直行关节。
E16.其它实施方式16：
在上述第三实施方式中，根据来自用户的输入来确定设定装置600的命令生成部612同时进行传动误差测量的关节(参照图11)。但是，也可以是如下的方案：预先规定同时进行传动误差测量的关节的组合，并存储在ROM等存储部中，用户从通过用户界面预先存储的关节的组合中选择1个以上的组合。
E17.其它实施方式17：
(1)在上述实施方式中，以机器人为例说明了本公开。但是，在本说明书中公开的技术不限于机器人，可适用于打印机、放映机等利用传送驱动力的传送部来进行控制而使物理状态发生变化的各种机械。例如，能够将在本说明书中公开的技术应用到打印机的打印头的动作、打印介质的输送动作来提高头部与打印介质的相对位置的精度。
(2)本公开不限于上述实施方式，能够在不脱离其主旨的范围内以各种方案来实现。例如，为解决上述课题的一部分或全部或者为实现上述效果的一部分或全部，与记载在发明内容中的各方案中的技术特征对应的实施方式中的技术特征可适当地进行替换、组合。另外，除非该技术特征在本说明书中作为必须的特征进行说明，否则可适当地删除。

Claims (18)

1.一种控制装置，其特征在于，是控制机器人的控制装置，
所述机器人具有第一可动部，由产生驱动力的第一驱动部经由第一传送部驱动，
所述控制装置包括：
接收部，接收指示第一处理的信号，所述第一处理导出用于提高所述第一可动部的位置精度的参数；以及
控制部，若所述接收部接收到所述信号，则控制所述第一驱动部使所述第一可动部进行第一特定动作，
所述第一特定动作包括：第一动作元素，使所述第一可动部从第一位置向第二位置动作；以及第二动作元素，使所述第一可动部向与所述第一动作元素相反的方向动作，
所述控制部在执行所述第一动作元素和所述第二动作元素时，
使用检测所述第一传送部的输入侧的动作位置的第一输入位置检测部检测所述第一传送部的所述输入侧的动作位置，
使用检测所述第一传送部的输出侧的动作位置的第一输出位置检测部检测所述第一传送部的所述输出侧的动作位置。
2.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，
所述第一动作元素和所述第二动作元素是旋转，
所述第一传送部的所述输入侧的所述动作位置是角位置，
所述第一传送部的所述输出侧的所述动作位置是角位置。
3.根据权利要求2所述的控制装置，其特征在于，
所述第一动作元素和所述第二动作元素的移动速度均为100°/秒以下。
4.根据权利要求2或3所述的控制装置，其特征在于，
所述第一传送部对来自所述第一驱动部的连续恒定的输入产生周期性的传动误差，
所述第一位置和所述第二位置之间的角度范围包括产生一个周期的所述传动误差的角度范围。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的控制装置，其特征在于，
所述第一传送部包括减速器，所述减速器将旋转输入转换为旋转输出，所述旋转输出具有的转速低于所述旋转输入的转速。
6.根据权利要求2至5中任一项所述的控制装置，其特征在于，
所述第一输出位置检测部能够检测所述第一传送部的输出轴的动作位置。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的控制装置，其特征在于，
所述第一输出位置检测部是惯性传感器，所述惯性传感器能够检测所述第一可动部的角速度以及加速度中的至少一项。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的控制装置，其特征在于，
所述参数包括减少所述第一传送部的传动误差的校正值。
9.根据权利要求1至7中任一项所述的控制装置，其特征在于，
所述参数包括用于导出减少所述第一传送部的传动误差的校正值的参数。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的控制装置，其特征在于，
所述第二动作元素是使所述第一可动部从所述第二位置向所述第一位置动作的动作。
11.根据权利要求10所述的控制装置，其特征在于，
所述第一特定动作包括所述第一动作元素和所述第二动作元素的多个组合。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的控制装置，其特征在于，
所述接收部能够接收表示应执行所述第一处理的指令的信号作为指示所述第一处理的信号。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的控制装置，其特征在于，
所述机器人具有2个以上的可动部，由分别产生驱动力的驱动部经由传送部在关节中驱动所述可动部，
指示所述第一处理的信号包括如下的信息：所述信息表示所述2个以上的可动部中作为所述第一可动部的一个可动部的所述关节的指定。
14.根据权利要求1至12中任一项所述的控制装置，其特征在于，
所述机器人还具有第二可动部，由产生驱动力的第二驱动部经由第二传送部驱动，
所述接收部能够接收指示第二处理的信号，所述第二处理导出用于提高所述第一可动部的位置精度的所述参数，并且导出用于提高所述第二可动部的位置精度的参数，
在所述控制装置中，
若所述接收部接收到指示所述第二处理的信号，则控制所述第一驱动部使所述第一可动部进行所述第一特定动作，并控制所述第二驱动部使所述第二可动部与所述第一特定动作的至少一部分并行地进行第二特定动作，
所述第二特定动作包括：第三动作元素，使所述第二可动部从第三位置向第四位置动作；以及第四动作元素，使所述第二可动部向与所述第三动作元素相反的方向动作，
在所述控制部中，
在执行所述第一动作元素和所述第二动作元素时，使用所述第一输入位置检测部检测所述第一传送部的所述输入侧的动作位置，并且使用所述第一输出位置检测部检测所述第一传送部的所述输出侧的动作位置，
在执行所述第三动作元素和所述第四动作元素时，
使用检测所述第二传送部的输入侧的动作位置的第二输入位置检测部检测所述第二传送部的所述输入侧的动作位置，
使用检测所述第二传送部的输出侧的动作位置的第二输出位置检测部检测所述第二传送部的所述输出侧的动作位置。
15.根据权利要求14所述的控制装置，其特征在于，
所述第一动作元素至所述第四动作元素是旋转，
所述第一传送部的所述输入侧的所述动作位置、所述第一传送部的所述输出侧的所述动作位置、所述第二传送部的所述输入侧的所述动作位置以及所述第二传送部的所述输出侧的所述动作位置均为角位置，
所述第一可动部的旋转轴和所述第二可动部的旋转轴互相垂直。
16.根据权利要求14或15所述的控制装置，其特征在于，
所述机器人具有3个以上可动部，由产生驱动力的驱动部经由传送部在关节中驱动所述可动部，
指示所述第二处理的信号包括如下的信息：所述信息表示所述3个以上可动部中作为所述第一可动部的一个可动部的所述关节的指定，和作为所述第二可动部的另一个可动部的所述关节的指定。
17.一种机器人，其特征在于，通过权利要求1至16中任一项所述的控制装置进行控制。
18.一种机器人系统，其特征在于，包括：
权利要求1至16中任一项所述的控制装置，以及
通过所述控制装置控制的所述机器人。
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