CN111819037B - 校正函数生成装置、机器人控制系统及机器人系统 - Google Patents

Abstract

本发明不增加成为位置测量的对象的点，就能够高精度地控制机器人臂的指尖的位置。一种校正函数生成装置(100a)，其生成为了对具有关节的机器人臂的指尖的位置进行控制所使用的校正函数，该校正函数生成装置(100a)具有：信息取得部(110a)，其取得在机器人臂的规定位置处测量出的温度信息、测量出温度信息的时刻的关节的角度、及对测量出温度信息的时刻的指尖的位置进行测量而得到的测量位置；指尖位置推定部(120a)，其基于取得的关节的角度，对取得了温度信息的时刻的指尖的位置进行推定而求出推定位置；以及校正函数决定部(130a)，其基于对测量位置和推定位置进行比较的结果，决定将温度信息设为变量的函数即所述校正函数。

Description

校正函数生成装置、机器人控制系统及机器人系统

技术领域

本发明涉及生成为了对具有关节的机器人臂的指尖的位置进行控制而使用的校正函数的校正函数生成装置、具有该校正函数生成装置的机器人控制系统及机器人系统。

背景技术

在工厂等中，机器人臂用于高精度地进行重复作业的用途。但是，由于用于驱动机器人臂的电动机的发热、周围的温度变化的影响，会产生机器人臂的温度变化的现象。由于机器人臂的温度变化，由此机器人臂热膨胀或热收缩，机器人臂的指尖的位置变化。其结果，发生下述问题，即，机器人控制系统无法高精度地控制机器人臂的指尖的位置。即，发生指尖的定位精度降低这样的问题。例如，在重复靠近规定的位置的作业中，随着机器人臂的温度上升，机器人臂逐渐地伸长。其结果，指尖的位置逐渐地变化，作业精度明显地受损。为了解决该问题，例如在专利文献1中提出了下述方法，即，对期望的控制点间的长度进行测量，求出从基准温度时起的长度的变化，由此求出对期望的控制点间的长度进行校正的校正系数。

专利文献1：日本特开2015－141583号公报

发明内容

在专利文献1所提出的方法中，需要高精度地测量与温度变化相对应的机器人臂的控制点间的长度的变化。控制点间的长度能够通过对各控制点的位置进行测量而求出。但是，存在下述问题，即，如果控制点增加，则成为测量对象的点也增加。其结果，发生下述问题，即，测量时间增大，或测量机复杂化。

本发明就是为了解决上述的问题而提出的，其目的在于，得到一种校正函数生成装置，该校正函数生成装置不增加成为位置测量的对象的点，就能够生成用于高精度地推定机器人臂的指尖的位置的校正函数。另外，目的在于得到具有该校正函数生成装置的机器人控制系统及机器人系统。

本发明中的校正函数生成装置，其生成为了对具有关节的机器人臂的指尖的位置进行控制所使用的校正函数，该校正函数生成装置具有：信息取得部，其取得在机器人臂的规定位置处测量出的温度信息、测量出温度信息的时刻的关节的角度、及对测量出温度信息的时刻的指尖的位置进行测量而得到的测量位置；指尖位置推定部，其基于关节的角度，对取得了温度信息的时刻的指尖的位置进行推定而求出推定位置；以及校正函数决定部，其基于对测量位置和推定位置进行比较的结果，决定将温度信息设为变量的函数即校正函数。

发明的效果

根据本发明的校正函数生成装置，不增加成为位置测量的对象的点，就能够生成用于高精度地控制机器人臂的指尖的位置的校正函数。另外，根据本发明中的机器人控制系统及机器人系统，不增加成为位置测量的对象的点，就能够高精度地控制机器人臂的指尖的位置。

附图说明

图1是表示具有本发明的实施方式1所涉及的校正函数生成装置的机器人系统及机器人控制系统的结构的一个例子的图。

图2是表示本发明的实施方式1所涉及的机器人臂的结构的一个例子的图。

图3是表示用于实现具有本发明的实施方式1所涉及的校正函数生成装置的机器人控制系统的硬件结构的一个例子的图。

图4是表示具有本发明的实施方式1所涉及的校正函数生成装置的机器人控制系统的动作流程的一个例子的图。

图5是表示本发明的实施方式1所涉及的校正函数生成装置的结构的一个例子的图。

图6是表示本发明的实施方式1所涉及的校正函数生成装置的动作流程的一个例子的图。

图7是表示本发明的实施方式1所涉及的校正函数生成装置中的指尖位置推定部及校正函数决定部的动作流程的一个例子的图。

图8是表示本发明的实施方式1所涉及的机器人控制装置的结构的一个例子的图。

图9是表示本发明的实施方式1所涉及的机器人控制装置的动作流程的一个例子的图。

图10是表示具有本发明的实施方式1所涉及的校正函数生成装置的机器人控制系统的动作流程的其他例的图。

图11是表示具有本发明的实施方式2所涉及的校正函数生成装置的机器人系统及机器人控制系统的结构的一个例子的图。

图12是表示具有本发明的实施方式2所涉及的校正函数生成装置的机器人控制系统的动作流程的一个例子的图。

图13是表示本发明的实施方式2所涉及的校正函数生成装置的结构的一个例子的图。

图14是表示本发明的实施方式2所涉及的校正函数生成装置的动作流程的一个例子的图。

图15是表示本发明的实施方式2所涉及的校正函数生成装置中的指尖位置推定部及校正函数决定部的动作流程的一个例子的图。

图16是表示具有本发明的实施方式3所涉及的校正函数生成装置的机器人系统及机器人控制系统的结构的一个例子的图。

图17是表示本发明的实施方式3所涉及的校正函数生成装置的结构的一个例子的图。

图18是表示本发明的实施方式3所涉及的机器人控制装置的结构的一个例子的图。

图19是表示本发明的实施方式4所涉及的机器人系统的结构的一个例子的图。

图20是表示本发明的实施方式4所涉及的机器人系统中的机器人臂的结构的一个例子的图。

图21是表示本发明的实施方式5所涉及的机器人系统的结构的一个例子的图。

图22是表示本发明的实施方式5所涉及的校正函数生成装置的结构的一个例子的图。

图23是表示本发明的实施方式5所涉及的校正函数生成装置的动作流程的一个例子的图。

图24是表示本发明的实施方式5所涉及的校正函数生成装置中的校正函数生成部的结构的一个例子的图。

图25是表示本发明的实施方式5所涉及的校正函数生成装置中的校正函数生成部的动作流程的一个例子的图。

图26是表示本发明的实施方式6所涉及的机器人系统的结构的一个例子的图。

图27是表示本发明的实施方式6所涉及的机器人控制装置的结构的一个例子的图。

图28是表示本发明的实施方式6所涉及的机器人控制系统的动作流程的一个例子的图。

图29是表示本发明的实施方式7所涉及的机器人系统的结构的一个例子的图。

图30是表示本发明的实施方式7所涉及的机器人控制装置的结构的一个例子的图。

图31是表示本发明的实施方式7所涉及的机器人控制装置中的指令值生成部的结构的一个例子的图。

具体实施方式

实施方式1.

图1是表示具有本发明的实施方式1所涉及的校正函数生成装置100a的机器人系统1a及机器人控制系统2a的结构的一个例子的图。机器人系统1a具有：机器人，其具有机器人臂300a；以及机器人控制系统2a。另外，机器人控制系统2a具有校正函数生成装置100a及机器人控制装置200a。此外，在图1中省略了除了机器人臂300a以外的机器人的部位的图示。

在机器人系统1a连接对机器人臂300a的指尖的三维位置进行测量的指尖位置测量装置3a。作为指尖位置测量装置3a，例如使用激光距离传感器、视觉传感器等。在这里，机器人臂300a的指尖为机器人臂300a的前端，是指作用于作业对象物的部位。机器人臂300a的指尖也能够换言为机器人的指尖。作为机器人系统1a，除了工业用机器人以外，还能想到向人提供服务的服务机器人等。作为由工业用机器人进行的作业，考虑部件的输送、组装、加工等。下面，有时将机器人臂300a的指尖简单记载为指尖。另外，下面，有时将指尖的位置记载为指尖位置。机器人臂300a具有大于或等于1个关节。另外，在机器人臂300a中搭载对机器人臂300a的规定位置的温度进行检测的传感器、对机器人臂300a的关节的角度进行检测的传感器等。

图2是表示本发明的实施方式1所涉及的机器人臂300a的结构的一个例子的图。机器人臂300a成为由关节连接第1连杆311、第2连杆312、第3连杆313及第4连杆314的结构。关节的角度通过从机器人控制装置200a输出的动作指令值进行控制。其结果，对通过关节彼此连接的连杆间的角度进行控制。另外，在机器人臂300a中，第1温度传感器321、第2温度传感器322、第3温度传感器323、第4温度传感器324、第5温度传感器325及第6温度传感器326各自搭载于规定的位置。

如上所述，在机器人臂300a中作为4个连杆而具有第1连杆311、第2连杆312、第3连杆313及第4连杆314。另外，在机器人臂300a中，作为6个温度传感器而具有第1温度传感器321、第2温度传感器322、第3温度传感器323、第4温度传感器324、第5温度传感器325及第6温度传感器326。4个连杆各自成为将机器人臂300a分割而得到的部位。在这里，将机器人臂300a分割而得到的各部位设定为在将机器人臂300a拉伸为直线状时，沿将机器人臂300a的两端连结的方向排列。另外，将机器人臂300a分割而得到的各部位设定为不跨越关节。换言之，将机器人臂300a分割而得到的各部位设定为在各部位的端部存在关节，但在各部位的内部不包含关节。

在机器人臂300a中，除了温度传感器以外，还搭载对关节的角度进行检测的传感器等，但省略了图示。机器人臂300a的关节的角度表示彼此连接的连杆间的角度，能够根据驱动关节的电动机的旋转角度等进行检测。此外，图2所示的机器人臂300a的结构为一个例子，连杆的数量、温度传感器的数量、温度传感器的配置等并不限定于图2所示。例如，温度传感器可以设置于任意的位置，也可以有效使用在与对关节进行驱动的伺服电动机物理地连接的编码器中内置的温度传感器。

在机器人臂300a中，第1连杆311的长度成为L1。另外，第2连杆312的长度成为L2。另外，第3连杆313的长度成为L3。另外，第4连杆314的长度成为L4。此外，连杆的长度是在将机器人臂300a拉伸为直线状时，将机器人臂300a的两端连结的方向的各连杆的长度。在连杆的两端存在关节的情况下，连杆的长度由该连杆的两端的关节间的距离表示。关节的位置能够作为关节的旋转轴的位置进行定义。另一方面，在关节仅存在于连杆的一端的情况下，连杆的长度由从该连杆的一端的关节至另一端的前端为止的距离表示。另外，机器人臂300a的指尖成为第4连杆314的前端。即，机器人臂300a的指尖在第4连杆314处，成为没有与第3连杆连接侧的端部。

接下来，对机器人控制系统2a进行说明。图3是表示用于实现具有本发明的实施方式1所涉及的校正函数生成装置100a的机器人控制系统2a的具体的硬件结构的一个例子的图。即，图3是表示用于实现校正函数生成装置100a及机器人控制装置200a的具体的硬件结构的一个例子的图。机器人控制系统2a是由处理器401执行在存储器402中存储的程序而实现的。处理器401和存储器402通过数据总线403连接。作为存储器402具有易失性的存储器及非易失性的存储器，暂时性的信息存储于易失性的存储器。此外，机器人控制系统2a也可以一体地设为图3的结构。或者，也可以将校正函数生成装置100a及机器人控制装置200a设为分体而分别设为图3的结构。例如，校正函数生成装置100a及机器人控制装置200a可以经由网络等连接。在下面的实施方式中，机器人控制系统2a也能够由相同的硬件结构实现。

图4是表示具有本发明的实施方式1所涉及的校正函数生成装置100a的机器人控制系统2a的动作流程的一个例子的图。即，图4是表示校正函数生成装置100a及机器人控制装置200a的动作流程的一个例子的图。首先，在步骤S001a中，机器人控制装置200a取得指尖位置测量装置3a的测量结果、及装载于机器人臂300a的传感器的检测值。更具体地说，在步骤S001a中，机器人控制装置200a从机器人臂300a取得温度信息。温度信息是在机器人臂300a的规定位置处测量出的温度的信息，由搭载于机器人臂300a的6个温度传感器321～326进行测量。

另外，在步骤S001a中，机器人控制装置200a从机器人臂300a取得机器人臂300a的关节的角度。机器人臂300a的关节的角度由搭载于机器人臂的传感器进行测量。机器人控制装置200a取得由温度传感器321～326测量出温度信息的时刻的机器人臂300a的关节的角度。并且，在步骤S001a中，机器人控制装置200a从指尖位置测量装置3a取得测量出温度信息的时刻的测量位置。测量位置是通过指尖位置测量装置3a进行测量而得到的机器人臂300a的指尖的位置。

在这里，机器人控制装置200a优选取得多个时刻下的温度信息、关节的角度及测量位置。使用多个时刻下的温度信息、关节的角度及测量位置而生成校正函数，这样能够得到更高精度的校正效果的可能性高。下面，机器人控制装置200a设为取得多个时刻下的温度信息、关节的角度及测量位置。机器人控制装置200a以使所取得的温度信息、关节的角度及测量位置成为测量时刻同步地测量出的信息的方式，对机器人臂300a及指尖位置测量装置3a进行控制。其结果，机器人控制装置200a能够取得测量出温度信息的时刻的关节的角度及测量出温度信息的时刻的测量位置。此外，对温度信息进行测量的时刻、对关节的角度进行测量的时刻及对指尖的位置进行测量的时刻无需严格地相同，也可以在实际应用上不会对所要求的校正精度造成影响的范围不同。

温度信息、关节的角度及测量位置可以在任意的时刻进行测定，但优选在由于热而机器人臂300a的伸长程度彼此不同的多个状态下进行测定。为此，机器人控制装置200a优选使对机器人臂300a赋予高负荷这样的动作作为暖机动作而执行，在其过程中取得温度信息、关节的角度及测量位置。在实际的作业中使机器人臂300a执行的动作预先决定为1个模式等情况下，只要将该动作作为暖机动作而执行，在其过程对温度信息进行测量即可。其结果，校正函数生成装置能够生成最适于该动作特有的伸长的校正函数。

另外，机器人控制装置200a还对机器人臂300a的测量姿态进行控制。在这里，测量姿态是指测量温度信息时的机器人臂300a的姿态。即，机器人控制装置200a还对测量温度信息时的机器人臂300a的关节的角度进行控制。机器人臂300a的测量姿态是任意的。例如，作为机器人臂300a的测量姿态，考虑对指尖位置测量装置3a的设置容易的姿态进行选择。另外，机器人臂300a的测量姿态也可以是预先决定的恒定的姿态，也可以在每次测量温度信息时为不同的姿态。

在机器人臂300a的测量姿态恒定的情况下，机器人控制装置200a对机器人臂300a进行控制，以使得成为预先存储的关节的角度。在该情况下，机器人控制装置200a并不是必须从机器人臂300a取得关节的角度，只要读出在机器人控制装置200a中预先存储的关节的角度即可。在该情况下，机器人控制装置200a也会从内部的存储器取得关节的角度。本实施方式的机器人控制系统2a构成为从机器人臂300a取得关节的角度。

另外，在机器人臂300a的测量姿态恒定的情况下，指尖位置的变动限定于由温度变化引起的变动，因此指尖的存在范围受到限定。在该情况下，作为指尖位置测量装置3a能够使用简易的测量器，例如能够使用对从基准位置起的位置的变化进行测定的位移传感器。另一方面，在测量位置不恒定的情况下，指尖位置测量装置3a的测量范围变宽，但在使机器人臂进行任意的作业期间中也能够生成校正函数。在本实施方式的机器人系统1a中，指尖位置测量装置3a设为对指尖的绝对位置进行测量。以上是步骤S001a中的机器人控制装置200a的动作。

接下来，在步骤S100a中，校正函数生成装置100a从机器人控制装置200a取得温度信息、关节的角度及测量位置。在这里，校正函数生成装置100a取得多个时刻下的温度信息、关节的角度及测量位置。另外，在步骤S100a中，校正函数生成装置100a基于从机器人控制装置200a取得的信息，生成用于对指尖的位置进行控制而使用的校正函数。生成的校正函数输出至机器人控制装置200a。此外，在本实施方式中，校正函数生成装置100a构成为，经由机器人控制装置200a而取得温度信息、关节的角度及测量位置，但并不限定于该结构。

接下来，在步骤S002中，机器人控制装置200a取得由校正函数生成装置100a生成的校正函数。接下来，在步骤S200中，机器人控制装置200a基于取得的校正函数，生成用于对机器人臂300a的动作进行控制的动作指令值。生成的动作指令值输出至机器人臂300a。机器人臂300a按照动作指令值进行动作。机器人控制装置200a基于校正函数而生成动作指令值，由此机器人控制装置200a能够使指尖高精度地移动至规定的位置。即，通过机器人控制装置200a进行的指尖的定位精度提高。

接下来，在步骤S003中，机器人控制装置200a对是否使机器人臂300a的动作结束进行判定。机器人控制装置200a在完成了预定的作业等情况下使动作结束。在步骤S003中，如果判定为将动作结束，则机器人控制系统2a结束动作。另一方面，在步骤S003中，如果判定为不结束动作，则机器人控制系统2a的动作向步骤S200返回，重复动作指令值的生成。以上为机器人控制系统2a的动作流程。下面，关于步骤S100a及步骤S200中的机器人控制系统2a的动作，更详细地叙述。

首先，关于步骤S100a中的机器人控制系统2a的动作进行叙述。如前所述，在步骤S100a中，校正函数生成装置100a进行动作。图5是表示本发明的实施方式1所涉及的校正函数生成装置100a的结构的一个例子的图。在图5中，校正函数生成装置100a的结构与机器人控制装置200a一起示出。本实施方式的校正函数生成装置100a具有信息取得部110a、指尖位置推定部120a和校正函数决定部130a。另外，指尖位置推定部120a具有候选函数生成部121a和指尖位置运算部122a。另外，指尖位置运算部122a具有连杆长度运算部123a和指尖位置变换部124a。另外，校正函数决定部130a具有指尖位置比较部131a和校正函数评价部132a。

另外，图6是表示本发明的实施方式1所涉及的校正函数生成装置100a的动作流程的一个例子的图。图6示出了图4的步骤S100a中的校正函数生成装置100a的动作流程。使用图5及图6对校正函数生成装置100a的动作进行叙述。首先，在步骤S110a中，信息取得部110a从机器人控制装置200a取得温度信息、关节的角度及测量位置。另外，在步骤S110a中，信息取得部110a从机器人控制装置200a取得基准连杆长度。基准连杆长度是机器人臂300a的4个连杆311～314的标准长度，预先存储于机器人控制装置200a。基准连杆长度例如考虑设为机器人臂300a的设计值、或在规定的条件下预先测量出的值等。此外，在本实施方式中，信息取得部110a构成为从机器人控制装置200a取得基准连杆长度，但并不限定于该结构。例如，校正函数生成装置100a也可以预先存储基准连杆长度。

接下来，在步骤S120a中，指尖位置推定部120a从信息取得部110a取得基准连杆长度、温度信息及关节的角度，基于所取得的信息对测量出温度信息的时刻的机器人臂300a的指尖位置进行推定而求出推定位置。此外，指尖位置表示指尖的位置。另外，推定位置是由指尖位置推定部120a推定出的指尖位置。在这里，温度信息及关节的角度是在多个时刻下测量出的信息，因此推定位置也针对测量出温度信息的多个时刻而分别求出。例如，在将N设为整数，对温度信息及关节的角度进行了N次测定的情况下，求出N个推定位置。

接下来，在步骤S130a中，校正函数决定部130a将从信息取得部110a取得的测量位置和从指尖位置推定部120a取得的推定位置进行比较，基于比较的结果而决定校正函数。此外，如后面所述，根据测量位置和推测位置的比较结果而使处理返回至步骤S120a。即，在测量位置和推测位置的比较结果不满足规定的条件的情况下，校正函数决定部130a向指尖位置推定部120a请求为再实施指尖的位置的推定。在这里，测量位置是在测量出温度信息的多个时刻分别测量出的信息。另外，推定位置是针对测量出温度信息的多个时刻各自而求出的。例如，校正函数决定部130a在测量出温度信息的多个时刻分别对所对应的测量位置及推定位置进行比较。在将N设为整数，对温度信息进行了N次测定的情况下，取得N个测量位置，求出N个推定位置。因此，校正函数决定部130a将测量位置和推定位置的N个组进行比较。

作为其他例，校正函数决定部130a也可以将测量位置的平均值和推定位置的平均值进行比较。由校正函数决定部130a决定的校正函数是将温度信息设为变量的函数。另外，在本实施方式的校正函数生成装置100a中，校正函数是通过温度信息对机器人臂300a的4个连杆311～314的长度进行校正的函数。以上是图4的步骤S100a中的校正函数生成装置100a的动作流程。

接下来，进一步对由指尖位置推定部120a求出推定位置的处理、及由校正函数决定部130a决定校正函数的处理进行叙述。图7是表示本发明的实施方式1所涉及的校正函数生成装置100a中的指尖位置推定部120a及校正函数决定部130a的动作流程的一个例子的图。图7的步骤S121a至步骤S124a是图6的步骤S120a中的指尖位置推定部120a的动作。另外，图7的步骤S131a至步骤S134a是图6的步骤S130a中的校正函数决定部130a的动作。

首先，在步骤S121a中，候选函数生成部121a生成成为校正函数的候选的候选函数。在本实施方式的校正函数生成装置100a中，候选函数与校正函数同样地，是将温度信息设为变量的函数，是基于温度信息对机器人臂300a的4个连杆311～314的长度进行校正的函数。在由候选函数生成部121a生成的候选函数中，次数等的形式不受限定。直至后面记述的校正函数决定部130a中的比较结果满足规定的条件为止，候选函数生成部121a重复进行候选函数的生成。下述的式(1)是由候选函数生成部121a生成的候选函数的一个例子。

[式1]

Lb1_n＝k_1，a×T1_n+k_1，b×T2_n+k_1，c×T3_n+k_1，d×T4_n+k_1，e×T5_n+k_1，f×T6_n+k_1，g+L1

Lb2_n＝k_2，a×T1_n+k_2，b×T2_n+k_2，c×T3_n+k_2，d×T4_n+k_2，e×T5_n+k_2，f×T6_n+k_2，g+L2

Lb3_n＝k_3，a×T1_n+k_3，b×T2_n+k_3，c×T3_n+k_3，d×T4_n+k_3，e×T5_n+k_3，f×T6_n+k_3，g+L3

Lb4_n＝k_4，a×T1_n+k_4，b×T2_n+k_4，c×T3_n+k_4，d×T4_n+k_4，e×T5_n+k_4，f×T6_n+k_4，g+L4

…(1)

在式(1)中，Lb1_n是时刻n下的校正后的第1连杆311的长度。另外，Lb2_n是时刻n下的校正后的第2连杆312的长度。另外，Lb3_n是时刻n下的校正后的第3连杆313的长度。另外，Lb4_n是时刻n下的校正后的第4连杆314的长度。在这里，时刻n表示测量出温度信息的多个时刻中的任意时刻。例如，在将N设为整数，对温度信息进行了N次测定的情况下，时刻n表示测定出温度信息的N个时刻中的任意时刻。另外，在式(1)中，L1是第1连杆311的基准连杆长度。另外，L2是第2连杆312的基准连杆长度。另外，L3是第3连杆313的基准连杆长度。另外，L4是第4连杆314的基准连杆长度。

另外，在式(1)中，T1_n是由第1温度传感器321进行了测量的时刻n下的温度信息。另外，T2_n是由第2温度传感器322进行了测量的时刻n下的温度信息。另外，T3_n是由第3温度传感器323进行了测量的时刻n下的温度信息。另外，T4_n是由第4温度传感器324进行了测量的时刻n下的温度信息。另外，T5_n是由第5温度传感器325进行了测量的时刻n下的温度信息。另外，T6_n是由第6温度传感器326进行了测量的时刻n下的温度信息。

并且，在式(1)中，k_i、j为用于校正的系数。在这里，i为1～4中的任意者，j表示a～g中的任意者。另外，式(1)所示的候选函数也能够如下述的式(2)这样以矩阵形式表示。在式(2)中，K1为将系数k_i、j设为要素的4行7列的矩阵。

[式2]

候选函数生成部121a在每次进行步骤S121a的处理时，使系数k_i、j的值变化，或者使候选函数的形式变化。候选函数的形式并不限定于式(1)或式(2)所示的形式。例如，候选函数也能够设为在温度信息中设置有时间常数的式子。通过如上所述的候选函数，能够进行还反映了温度信息的变化履历的校正，能够期待校正的精度提高。下述的式(3)是在温度信息中设置有时间常数的候选函数的一个例子。在式(3)中，时刻n－1表示时刻n之前的时刻。另外，在式(3)中，K2是将系数设为要素的矩阵。并且，候选函数也能够将式设为一次式以外的形式。下述的式(4)是二次式的候选函数的例子。在式(4)中，K3是将系数设为要素的矩阵。候选函数也可以设为更高次的式子。通过设为高次的候选函数，从而也能够相对于温度信息而应对非线性的连杆长度的变化，能够期待校正的精度提高。

[式3]

[式4]

接下来，在步骤S123a及步骤S124a中，指尖位置运算部122a基于温度信息、关节的角度及候选函数而求出推定位置。首先，在步骤S123a中，连杆长度运算部123a将温度信息及基准连杆长度输入至候选函数，由此对连杆长度进行校正而求出时刻n下的校正后的连杆长度。连杆长度是机器人臂300a的4个连杆311～314各自的长度。接下来，在步骤S124a中，指尖位置变换部124a基于关节的角度和由连杆长度运算部123a求出的校正后的连杆长度，对时刻n下的指尖位置进行推定。即，在步骤S124a中，指尖位置变换部124a求出时刻n下的推定位置Pe_n。推定位置能够通过基于校正后的连杆长度和关节的角度的几何学运算而求出。在多个时刻下测量出温度信息的情况下，连杆长度的校正及指尖位置的推定是针对多个时刻各自而进行的。

如上所述，本实施方式的校正函数生成装置100a使用校正函数对机器人臂300a的4个连杆的长度进行校正，基于校正后的长度对指尖的位置进行推定。因此，机器人臂300a的4个连杆各自能够考虑为用于对指尖的位置进行推定的机器人臂300a的构成单位。此时，校正函数能够考虑为对用于推定指尖的位置的机器人臂300a的构成单位的长度进行校正的函数。另外，如上所述，机器人臂300a的4个连杆各自还是将机器人臂300a分割而得到的部位。如果以上述方式进行考虑，则校正函数成为对将机器人臂300a分割而得到的部位的长度进行校正的函数。以上是步骤S123a及步骤S124a中的指尖位置运算部122a的动作。

接下来，在步骤S131a中，指尖位置比较部131a将由指尖位置推定部120a求出的推定位置和由信息取得部110a取得的测量位置进行比较。即，在步骤S131a中，指尖位置比较部131a将推定出的指尖位置和测量出的指尖位置进行比较。例如在本实施方式的校正函数生成装置100a中，指尖位置比较部131a对测量位置和推定位置之间的距离进行计算，由此将测量位置和推定位置进行比较。如果将时刻n下的推定位置设为Pe_n，将在时刻n下测量出的测量位置设为Pm_n，则指尖位置比较部131a求出推定位置Pe_n和测量位置Pm_n的时刻n下的距离D_n。测量位置和推定位置之间的距离表示推定位置相对于测量位置的误差。

在多个时刻下测量出温度信息的情况下，指尖位置比较部131a在多个时刻分别对测量位置Pm_n和推定位置Pe_n之间的距离D_n进行计算。在该情况下，作为比较结果而求出多个距离。例如，在将N设为整数，对温度信息进行了N次测定的情况下，取得N个测量位置，求出N个推定位置，因此指尖位置比较部131a对N个距离进行计算。另一方面，指尖位置比较部131a也能够对测量位置Pm_n的平均值和推定位置Pe_n的平均值之间的距离进行计算。在该情况下，作为比较结果而求出1个距离。

接下来，在步骤S132a中，校正函数评价部132a对比较结果是否满足规定的条件进行判定。在步骤S132a中，校正函数评价部132a例如对测量位置和推定位置之间的距离是否比规定的距离短进行判定。校正函数评价部132a在测量位置和推定位置之间的距离比规定的距离短的情况下，判定为比较结果满足规定的条件。在步骤S131a中指尖位置比较部131a求出了多个距离的情况下，校正函数评价部132a可以对最大值是否比规定的距离短进行判定，也可以对平均值是否比规定的距离短进行判定。

在步骤S132a中，在判定为比较结果满足规定的条件的情况下，校正函数评价部132a的动作向步骤S133行进。在步骤S133中，校正函数评价部132a将最新的候选函数决定为校正函数，输出至机器人控制装置200a。在这里，最新的候选函数是为了求出满足规定的条件的推定位置所使用的候选函数。即，校正函数评价部132a输出最新的候选函数而作为与满足规定的条件的推定位置相对应的校正函数。另一方面，在步骤S132a中，在判定为比较结果不满足规定的条件的情况下，校正函数评价部132a的动作向步骤S134a行进。在步骤S134a中，校正函数评价部132a向候选函数生成部121a请求候选函数的再生成。然后，校正函数生成装置100a的动作返回至S121a。

如果请求了候选函数的再生成，则候选函数生成部121a在步骤S121a中对候选函数的形式或者系数进行变更，生成新的候选函数。此时，候选函数生成部121a可以与校正函数决定部130a中的测量位置和推定位置的比较结果相应地，决定是使候选函数的系数变化，还是使候选函数的形式变化。例如，在求出测量位置和推定位置之间的多个距离的情况下，考虑在距离的波动大的情况下使候选函数的形式变化，在距离的波动小的情况下使候选函数的系数变化。

此外，在第1次的步骤S121a的动作中，候选函数生成部121a能够生成任意的形式、任意的系数的候选函数。候选函数生成部121a例如能够将在其他产品等中以前求出的校正函数设为初始的候选函数。在该情况下，存在测量位置和推定位置之间的距离更快地收敛、更快地求出校正函数的可能性。步骤S123a及其以后的动作如前述那样。以上是图4的步骤S100a中的机器人控制系统2a的动作。

接下来，对图4的步骤S200中的机器人控制系统2a的动作进行叙述。如前所述，在步骤S200中，机器人控制装置200a进行动作。图8是表示本发明的实施方式1所涉及的机器人控制装置200a的结构的一个例子的图。在图8中，机器人控制装置200a的结构与校正函数生成装置100a、指尖位置测量装置3a及机器人臂300a一起示出。本实施方式的机器人控制装置200a具有测量控制部201a、存储部202、校正函数取得部210、连杆长度校正部220a、目标位置设定部230和指令值生成部240a。

测量控制部201a对指尖位置测量装置3a及机器人臂300a进行控制，取得温度信息、关节的角度及测量位置。该动作如前述那样通过图4的步骤S001a执行。另外，测量控制部201a在后面记述的机器人控制装置200a的动作中，也从机器人臂300a取得温度信息。另外，存储部202存储有基准连杆长度。另外，校正函数取得部210取得由校正函数生成装置100a生成的校正函数。该动作如前述那样通过图4的步骤S002执行。

另外，图9是表示本发明的实施方式1所涉及的机器人控制装置200a的动作流程的一个例子的图。此外，图9示出了图4的步骤S200中的机器人控制装置200a的动作流程。图4的步骤S001a、步骤S002及步骤S003中的机器人控制装置200a的动作如前述那样。使用图8及图9，对机器人控制装置200a的动作进行叙述。首先，在步骤S201中，测量控制部201a从机器人臂300a取得最新的温度信息。接下来，在步骤S220中，连杆长度校正部220a向由校正函数取得部210取得的校正函数中输入由测量控制部201a取得的最新的温度信息、及在存储部202中存储的基准连杆长度，对机器人臂300a的4个连杆311～314各自的连杆长度进行校正，求出校正后的连杆长度。

接下来，在步骤S230中，目标位置设定部230对成为使机器人臂300a的指尖移动的目的地的目标位置进行设定。此外，在目标位置中还包含成为目标的指尖的朝向。目标位置设定部230的结构可想到各种结构。例如，目标位置设定部230读出预先存储的目标位置。另外，作为其他例，目标位置设定部230根据预先存储的动作指令值而求出关节的角度，基于求出的关节的角度和基准连杆长度对目标位置进行计算。

接下来，在步骤S240中，指令值生成部240a基于校正后的连杆长度，将为了使指尖到达目标位置的机器人臂300a的关节的角度作为目标角度进行计算。并且，在步骤S240中，指令值生成部240a生成动作指令值，以使得机器人臂300a的关节的角度成为目标角度，输出至机器人臂300a。以上是图4的步骤S200中的机器人控制系统2a的动作。此外，图9所示的机器人控制装置200a的动作流程为一个例子，也能够对一部分的动作的顺序等进行变更。

在这里，在图4所示的动作中，机器人控制系统2a在重复动作指令值的生成的期间持续使用同一校正函数。在该情况下，在使机器人臂300a开始规定的作业前，机器人控制系统2a生成校正函数而作为准备作业。与此相对，在使机器人臂300a实施规定的作业的期间，机器人控制系统2a也可以适当更新校正函数。图10是表示具有本发明的实施方式1所涉及的校正函数生成装置100a的机器人控制系统2a的动作流程的其他例的图。与图4所示的动作流程相比较，图10所示的动作流程具有步骤S004，这一点上不同。下面，仅对差异点进行叙述。

如果步骤S200的动作完成，则机器人控制系统2a的动作向步骤S004行进。在步骤S004中，机器人控制装置200a对是否需要校正函数的更新进行判定。如果判定为需要更新，则机器人控制系统2a的动作返回至步骤S001a，再次取得温度信息、关节的角度及测量位置，基于取得的信息而再次生成校正函数。另一方面，如果判定为不需要更新，则机器人控制系统2a的动作向步骤S003行进。

在步骤S004中，机器人控制装置200a按照规定的条件对是否需要校正函数的更新进行判定。作为规定的条件，考虑到达规定的时刻的情况、从机器人臂300a取得的温度信息大幅地变化的情况、从外部接收到对校正函数进行更新的指示的情况、或由机器人臂300a进行的作业中发生了失败的情况等。根据图10所示的动作流程，在机器人臂300a持续作业的过程中，机器人控制系统2a也能够根据需要对校正函数进行更新。其结果，机器人控制系统2a能够更高精度地校正连杆长度，能够更高精度地控制机器人臂300a的指尖的位置。因此，机器人控制系统2a能够使机器人臂300a执行更高精度的作业。

本实施方式的校正函数生成装置100a、机器人控制系统2a及机器人系统1a按照以上方式进行动作。本实施方式的校正函数生成装置100a如果对机器人臂300a的指尖的位置进行测量，则能够生成校正函数。因此，根据本实施方式的校正函数生成装置100a，不增加成为位置测量的对象的点，就能够生成用于高精度地对机器人臂300a的指尖的位置进行控制的校正函数。另外，根据本实施方式的机器人控制系统2a及机器人系统1a，不增加成为位置测量的对象的点，就能够高精度地控制机器人臂300a的指尖的位置。

实施方式2.

本实施方式的校正函数生成装置对指尖的位置的从基准位置起的位移进行评价而生成校正函数。图11是表示具有本发明的实施方式2所涉及的校正函数生成装置100b的机器人系统1b及机器人控制系统2b的结构的一个例子的图。机器人系统1b具有：机器人，其具有机器人臂300a；以及机器人控制系统2b。另外，机器人控制系统2b具有校正函数生成装置100b及机器人控制装置200b。在机器人系统1b连接指尖位置测量装置3b。在图11所示的机器人系统1b中，除了机器人控制系统2b和指尖位置测量装置3b以外的其他结构与图1所示的实施方式1中的机器人系统1a相同。下面，对与实施方式1中的校正函数生成装置100a、机器人系统1a及机器人控制系统2a的差异点进行叙述。

首先，对指尖位置测量装置3b进行叙述。图1所示的指尖位置测量装置3a对机器人臂300a的指尖的绝对位置进行测量。另一方面，图11所示的指尖位置测量装置3b将机器人臂300a的指尖的位置作为从基准位置起的位移进行测量。如在实施方式1中所述那样，指尖位置测量装置3b无需能够对指尖的绝对位置进行测量。指尖位置测量装置3b只要将规定的基准时间的指尖的位置作为基准位置而能够对从该基准位置起的位移进行测量即可。从基准位置起的位移能够换言为从基准位置起的相对位置。因此，实施方式1中的校正函数生成装置100a基于指尖的绝对位置而生成校正函数，与此相对，本实施方式中的校正函数生成装置100b基于指尖的相对位置而生成校正函数。

指尖位置测量装置3b例如能够使用从三个方向对在指尖安装的标记的位置进行测量的激光距离传感器而实现。标记设为立方体的块体形状，设为不易由于周围温度的变化而引起形状变化的材料。指尖位置测量装置3b可以使用视觉传感器、接触式的位置传感器而实现。指尖位置测量装置3b只要能够对从基准位置起的相对位移进行测定即可。因此，在指尖位置测量装置3b中，与对绝对位置进行测量的情况相比较，测量装置的设置作业变得简易。为了对指尖的绝对位置进行测量，需要预先取得机器人和测量装置的位置关系。另一方面，在对指尖的相对位置进行测量的情况下，只要对任意地选择出的基准时刻下的指尖位置进行测量而设为基准位置，将在各时刻下测量出的指尖位置与基准位置相比较即可，因此无需预先取得机器人和测量装置的位置关系。

接下来，对机器人控制系统2b进行叙述。图12是表示具有本发明的实施方式2所涉及的校正函数生成装置100b的机器人控制系统2b的动作流程的一个例子的图。图12所示的动作流程与图4所示的动作流程相比较，以下3点不同。第1点是图12所示的动作流程具有步骤S005的动作。第2点是图12的步骤S001b的动作与图4的步骤S001a的动作局部地不同。第3点是图12的步骤S100b的动作与图4的步骤S100a的动作局部地不同。此外，图12所示的动作流程例示为对图4所示的动作流程进行变更的动作流程，但也可以对图10所示的动作流程进行变更。下面，与实施方式1相比以动作不同的点为中心，对本实施方式的机器人控制系统2b的动作流程进行叙述。

首先，在步骤S005中，机器人控制装置200b从机器人臂300a取得基准时刻下的温度信息及关节的角度。基准时刻可以是预定的时刻，也可以是表示预定温度信息的温度的时刻。另外，如果从温度信息所示的温度稳定的时间起选择基准时刻，则能够期待得到可更高精度推测指尖位置的校正函数。例如，考虑到如果将机器人臂300a在恒温状态的环境条件下放置一段时间，则温度信息所表示的温度稳定。另外，在步骤S005中，机器人控制装置200b将基准时刻下的指尖的位置作为基准位置而存储于指尖位置测量装置3b。此外，机器人控制装置200b对机器人臂300a进行控制，以使得在基准时刻下机器人臂300a成为预定的测量姿态。

接下来，在步骤S001b中，机器人控制装置200b从机器人臂300a取得测量时刻下的温度信息及关节的角度。测量时刻是与基准时刻不同的时刻，优选为多个时刻。另外，在步骤S001b中，机器人控制装置200b作为测量位置而从指尖位置测量装置3b取得测量时刻下的测量位移。测量位移是通过指尖位置测量装置3b测量的从指尖位置的基准位置起的位移。此外，机器人控制装置200b对机器人臂300a进行控制，以使得测量时刻下的机器人臂300a的测量姿态与基准时刻下的测量姿态变得相同。

接下来，在步骤S100b中，校正函数生成装置100b从机器人控制装置200b取得温度信息、关节的角度及测量位移。另外，在步骤S100b中，校正函数生成装置100b基于从机器人控制装置200b取得的信息而生成校正函数。步骤S002及其以后的机器人控制系统2b的动作与实施方式1中的机器人控制系统2a的动作相同。以上为机器人控制系统2b的动作流程。下面，关于步骤S100b中的机器人控制系统2b的动作更详细地进行叙述。如前所述，在步骤S100b中，校正函数生成装置100b进行动作。

图13是表示本发明的实施方式2所涉及的校正函数生成装置100b的结构的一个例子的图。在图13中，校正函数生成装置100b的结构与机器人控制装置200b一起示出。本实施方式的校正函数生成装置100b具有信息取得部110b、指尖位置推定部120b和校正函数决定部130b。另外，指尖位置推定部120b具有候选函数生成部121a和指尖位置运算部122b。另外，指尖位置运算部122b具有连杆长度运算部123b和指尖位置变换部124b。另外，校正函数决定部130b具有指尖位置比较部131b和校正函数评价部132a。在图13中，对与图5所示的部分相同的部分标注相同的标号，省略与它们有关的详细说明。

另外，图14是表示本发明的实施方式2所涉及的校正函数生成装置100b的动作流程的一个例子的图。图14示出了图12的步骤S100b中的校正函数生成装置100b的动作流程。使用图13及图14，对校正函数生成装置100b的动作进行叙述。首先，在步骤S110b中，信息取得部110b从机器人控制装置200b取得温度信息、关节的角度及测量位置。在这里，信息取得部110b取得基准时刻下的信息、测量时刻各自的信息。另外，在步骤S110b中，信息取得部110b从机器人控制装置200b取得基准连杆长度。

接下来，在步骤S120b中，指尖位置推定部120b从信息取得部110b取得基准连杆长度、温度信息及关节的角度，基于所取得的信息对测量出温度信息的时刻的机器人臂300a的指尖位置进行推定而求出推定位置。此外，指尖位置推定部120b作为从基准位置起的位移而求出推定位置。具体地说，指尖位置推定部120b基于基准时刻下的温度信息和关节的角度而求出基准时刻下的推定位置。另外，指尖位置推定部120b基于测量时刻下的温度信息和关节的角度而求出测量时刻下的推定位置。并且，指尖位置推定部120b求出基准时刻下的推定位置和测量时刻下的推定位置之间的位移，作为最终的推定位置而输出。

接下来，在步骤S130b中，校正函数决定部130b将从信息取得部110b所取得的测量位移和在指尖位置推定部120b中作为从基准位置起的位移而求出的推定位置进行比较，基于比较的结果而决定校正函数。此外，与图6同样地，根据测量位移和推测位置的比较结果，处理返回至步骤S120b。以上为图12的步骤S100b中的校正函数生成装置100b的动作流程。接下来，进一步对由指尖位置推定部120b求出推定位置的处理、及由校正函数决定部130b决定校正函数的处理进行叙述。

图15是表示本发明的实施方式2所涉及的校正函数生成装置100b中的指尖位置推定部120b及校正函数决定部130b的动作流程的一个例子的图。图15的步骤S121a至步骤S124b是图14的步骤S120b中的指尖位置推定部120b的动作。另外，图15的步骤S131b至步骤S134a是图14的步骤S130b中的校正函数决定部130b的动作。

首先，在步骤S121a中，候选函数生成部121a生成成为校正函数的候选的候选函数。该动作与图7的步骤S121a中的动作相同。接下来，在步骤S123b中，连杆长度运算部123b将基准时刻下的温度信息及基准连杆长度输入至候选函数，由此求出基准时刻下的连杆长度。另外，在步骤S123b中，连杆长度运算部123b将测量时刻各自的温度信息及基准连杆长度输入至候选函数，由此求出测量时刻各自的连杆长度。

接下来，在步骤S124b中，指尖位置变换部124b基于基准时刻下的关节的角度和基准时刻下的连杆长度，对基准时刻下的指尖位置进行推定。另外，在步骤S124b中，指尖位置变换部124b基于测量时刻各自的关节的角度和测量时刻各自的连杆长度，对测量时刻各自的指尖位置进行推定。并且，在步骤S124b中，指尖位置变换部124b求出基准时刻下的指尖位置和测量时刻各自的指尖位置之间的位移，设为测量时刻各自的最终的推定位置。以上为步骤S123b及步骤S124b中的指尖位置运算部122b的动作。

接下来，在步骤S131b中，指尖位置比较部131b将由指尖位置推定部120b作为位移而求出的推定位置和由信息取得部110b取得的测量位移进行比较。例如，指尖位置比较部131b对推定位置和测量位移之间的差分进行计算，由此将推定位置和测量位移进行比较。接下来，在步骤S132a中，校正函数评价部132a对比较结果是否满足规定的条件进行判定。在步骤S132a中，校正函数评价部132a例如对推定位置和测量位移之间的差分是否小于规定的值进行判定。校正函数评价部132a在推定位置和测量位移之间的差分小于规定的值的情况下，判定为比较结果满足规定的条件。步骤S133及步骤S134a中的校正函数评价部132a的动作与图7的步骤S133及步骤S134a中的动作相同。以上为图12的步骤S100b中的机器人控制系统2b的动作。图12的步骤S002、步骤S200及步骤S003的动作与图4的步骤S002、步骤S200及步骤S003的动作相同。

本实施方式的校正函数生成装置100b、机器人控制系统2b及机器人系统1b按照以上方式进行动作。根据本实施方式的校正函数生成装置100b、机器人控制系统2b及机器人系统1b，能够使用可简易地设置的指尖位置测量装置3b而高精度地控制机器人臂300a的指尖的位置。另外，本实施方式的校正函数生成装置100b、机器人控制系统2b及机器人系统1b也具有在实施方式1中叙述的效果。

实施方式3.

实施方式1所涉及的校正函数生成装置100a及实施方式2所涉及的校正函数生成装置100b，构成为基于由在机器人臂300a中搭载的温度传感器321～326测量出的温度信息而生成校正函数。与此相对，本实施方式的校正函数生成装置100c还使用机器人臂300a的周围的环境温度而生成校正函数。

图16是表示具有本发明的实施方式3所涉及的校正函数生成装置100c的机器人系统1c及机器人控制系统2c的结构的一个例子的图。机器人系统1c具有：机器人，其具有机器人臂300a；以及机器人控制系统2c。另外，机器人控制系统2c具有校正函数生成装置100c及机器人控制装置200c。在机器人系统1c连接指尖位置测量装置3a及环境温度测量装置4。在图16所示的机器人系统1c中，除了机器人控制系统2c以外的其他结构与图1所示的实施方式1中的机器人系统1a相同。此外，图16所示的机器人系统1c对实施方式1中的机器人系统1a的结构的一部分进行了变更，但也能够对其他实施方式的机器人系统的结构的一部分进行变更。下面，对实施方式1中的机器人控制系统2a与本实施方式中的机器人控制系统2c的差异点进行叙述。首先，对校正函数生成装置100c进行叙述。

图17是表示本发明的实施方式3所涉及的校正函数生成装置100c的结构的一个例子的图。在图17中，校正函数生成装置100c的结构与机器人控制装置200c一起示出。本实施方式的校正函数生成装置100c具有信息取得部110c、指尖位置推定部120c和校正函数决定部130a。另外，指尖位置推定部120c具有候选函数生成部121c和指尖位置运算部122c。另外，指尖位置运算部122c具有连杆长度运算部123c和指尖位置变换部124a。另外，校正函数决定部130a具有指尖位置比较部131a和校正函数评价部132a。在图17中，对与图5所示的部分相同的部分标注相同的标号，省略与它们有关的详细说明。

图17所示的校正函数生成装置100c的结构与图5所示的校正函数生成装置100a的结构相比较，仅信息取得部110c、候选函数生成部121c及连杆长度运算部123c不同。首先，对信息取得部110c进行叙述。信息取得部110c从机器人控制装置200c取得温度信息、关节的角度、测量位置及基准连杆长度，并且从机器人控制装置200c还取得由环境温度测量装置4测量出的环境温度。取得的环境温度是测量出温度信息的时刻的机器人臂300a的周围环境的温度。

接下来，对候选函数生成部121c进行叙述。候选函数生成部121c生成候选函数。在本实施方式的校正函数生成装置100c中生成的候选函数是将温度信息及环境温度设为变量的函数。下述的式(5)是由候选函数生成部121c生成的候选函数的一个例子。在式(5)中，T0_n是环境温度测量装置4进行了测量的时刻n下的环境温度。另外，在式(5)中，k_i、j是用于校正的系数。在这里，i为1～4中的任意者，j表示a～h中的任意者。并且，在式(5)中，K4是将系数k_i、j设为要素的4行8列的矩阵。式(5)中的其他符号与式(2)中的符号相同。

[式5]

接下来，对连杆长度运算部123c进行叙述。连杆长度运算部123c向由候选函数生成部121c生成的候选函数中输入温度信息、基准连杆长度及环境温度，由此对连杆长度进行校正而求出时刻n下的连杆长度。校正函数生成装置100c中的其他模块的动作与实施方式1相同。

接下来，对本实施方式的机器人控制装置200c与实施方式1中的机器人控制装置200a的差异点进行叙述。图18是表示本发明的实施方式3所涉及的机器人控制装置200c的结构的一个例子的图。在图18中，机器人控制装置200c的结构与校正函数生成装置100c、指尖位置测量装置3a、环境温度测量装置4及机器人臂300a一起示出。本实施方式的机器人控制装置200c具有测量控制部201c、存储部202、校正函数取得部210、连杆长度校正部220c、目标位置设定部230和指令值生成部240a。

图18所示的机器人控制装置200c的结构与图8所示的机器人控制装置200a的结构相比较，仅测量控制部201c及连杆长度校正部220c不同。下面，仅关于测量控制部201c及连杆长度校正部220c的动作对差异点进行叙述，关于其他模块的动作而省略说明。测量控制部201c在指尖位置测量装置3a、机器人臂300a的基础上还对环境温度测量装置4进行控制，取得温度信息、关节的角度、测量位置及环境温度。另外，连杆长度校正部220c使用由校正函数生成装置生成的将温度信息及环境温度设为变量的校正函数，对连杆长度进行校正，求出与最新的测量值相对应的连杆长度。机器人控制装置200c的其他模块的动作与在实施方式1中叙述的动作相同。

本实施方式的校正函数生成装置100c、机器人控制系统2c及机器人系统1c按照以上方式进行动作。根据本实施方式的校正函数生成装置100c、机器人控制系统2c及机器人系统1c，还反映了机器人臂300a的周围环境的影响，能够更高精度地对机器人臂300a的指尖的位置进行控制。在机器人臂300a的动作缓慢的情况等机器人臂300a的负载小的情况下，与由机器人臂300a的动作引起的温度变化相比，由环境温度引起的温度变化处于支配地位。本实施方式的校正函数生成装置100c、机器人控制系统2c及机器人系统1c在如上所述的情况下特别有效。

并且，在机器人臂300a中，考虑到在电动机等发热源不存在于附近的部位的温度会大幅地受到周围环境的温度的影响。如果对周围环境的温度进行测量，则无需在如上所述的部位必须安装温度传感器。因此，根据本实施方式的校正函数生成装置100c、机器人控制系统2c及机器人系统1c，能够使在机器人臂300a安装的温度传感器的数量减少。另外，本实施方式的校正函数生成装置100c、机器人控制系统2c及机器人系统1c还具有在实施方式1或实施方式2中叙述的效果。

实施方式4.

实施方式1所涉及的校正函数生成装置100a、实施方式2所涉及的校正函数生成装置100b及实施方式3所涉及的校正函数生成装置100c生成对连杆311～314各自的长度进行校正的校正函数。但是，还考虑将连杆311～314各自分割为更多个部位的情况。本实施方式的校正函数生成装置生成对将连杆311～314各自进一步分割而得到的每个部位的长度进行校正的校正函数。

图19是表示本发明的实施方式4所涉及的机器人系统1d的结构的一个例子的图。本实施方式的机器人系统1d具有：机器人，其具有机器人臂300d；以及机器人控制系统2a。另外，本实施方式的机器人系统1d与指尖位置测量装置3a连接。机器人控制系统2a及指尖位置测量装置3a的结构与实施方式1中的结构相同，仅是由机器人控制系统2a生成的候选函数及校正函数不同。下面，仅对差异点进行说明。此外，在图19中，机器人系统1d作为具有实施方式1中的机器人控制系统2a的结构而进行例示，但也能够设为具有实施方式2中的机器人控制系统2b、或实施方式3中的机器人控制系统2c的结构。

图20是表示本发明的实施方式4所涉及的机器人系统1d中的机器人臂300d的结构的一个例子的图。在图20中，对与图2所示的部分相同的部分标注相同的标号。在图20所示的机器人臂300d中，第1连杆311、第2连杆312及第3连杆313各自分割为多个部位。具体地说，第1连杆311分割成长度为L11的部位3111和长度为L12的部位3112。在这里，考虑为第1连杆311分割成部位3111和部位3112，但并非必须物理地分割成部位3111和部位3112。这一点对于其他连杆也是同样的。另外，第2连杆312分割成长度为L21的部位3121和长度为L22的部位3122。另外，第3连杆313分割成长度为L31的部位3131、长度为L32的部位3132和长度为L33的部位3133。

在机器人臂300d中，部位3111、部位3112、部位3121、部位3122、部位3131、部位3132、部位3133及第4连杆314是将机器人臂300d分割而得到的部位，是用于对指尖的位置进行推定的机器人臂300d的构成单位。在机器人臂300d中，各部位是温度传感器的设置位置，或者对关节的位置进行划分而分割。图20所示的各部位的数量及位置为一个例子，但各部位设定为不跨过关节。

校正函数生成装置100a生成对以上述方式设定的各部位的长度进行校正的校正函数。下述的式(6)是由校正函数生成装置100a生成的校正函数的一个例子。在式(6)中，Lb11_n、Lb12_n、Lb21_n、Lb22_n、Lb31_n、Lb32_n、Lb33_n、Lb4_n是时刻n下的校正后的各部位的长度。另外，在式(6)中，L11、L12、L21、L22、L31、L32、L33、L4是成为各部位的基准的长度，是各部位的校正前的长度。并且，在式(6)中，K5是将系数k_i、j设为要素的8行7列的矩阵。式(6)中的其他符号与式(2)中的符号相同。

[式6]

本实施方式的机器人系统1d的其他动作与实施方式1的机器人系统1a相同。根据本实施方式的校正函数生成装置100a、机器人控制系统2a及机器人系统1d，设定将机器人臂300d的连杆内分割的部位，生成对每个部位的长度进行校正的校正函数，因此能够更高精度地控制机器人臂300d的指尖的位置。本实施方式的校正函数生成装置100a、机器人控制系统2a及机器人系统1d在机器人臂300d的连杆内存在相对于温度变化的伸缩程度局部地不同的部位的情况下特别有效。例如，如果与其他部位相比使用了不同的材料的部位、构造不同的部位存在于连杆内，则该部位的伸缩程度有可能局部地不同。例如，机器人臂300d根据对关节进行驱动的电动机的安装方法、内部的构造，在连杆内局部地热膨胀的倾向有可能不同。

实施方式5.

实施方式1所涉及的校正函数生成装置100a、实施方式2所涉及的校正函数生成装置100b及实施方式3所涉及的校正函数生成装置100c，首先生成候选函数，将满足规定的条件的候选函数设为校正函数。与此相对，本实施方式的校正函数生成装置，首先生成连杆长度的候选，使用满足规定的条件的连杆长度的候选而生成校正函数。

图21是表示本发明的实施方式5所涉及的机器人系统1e的结构的一个例子的图。本实施方式的机器人系统1e具有：机器人，其具有机器人臂300a；以及机器人控制系统2e。另外，机器人控制系统2e具有校正函数生成装置100e和机器人控制装置200a。另外，本实施方式的机器人系统1e与指尖位置测量装置3a连接。本实施方式的机器人系统1e的结构除了校正函数生成装置100e以外与实施方式1中的结构相同。下面，仅对差异点即校正函数生成装置100e进行说明。此外，在图21中，机器人系统1e例示为从实施方式1中的机器人系统1a置换了校正函数生成装置的结构，但也能够设为从实施方式2中的机器人系统1b、实施方式3中的机器人系统1c、或实施方式4中的机器人系统1d置换了校正函数生成装置的结构。

图22是表示本发明的实施方式5所涉及的校正函数生成装置100e的结构的一个例子的图。在图22中，校正函数生成装置100e的结构与机器人控制装置200a一起示出。本实施方式的校正函数生成装置100e具有信息取得部110a、指尖位置推定部120e和校正函数决定部130e。另外，指尖位置推定部120e具有候选连杆长度生成部125和指尖位置运算部122e。另外，校正函数决定部130e具有指尖位置比较部131a、连杆长度评价部135和校正函数生成部136。此外，在图22中，对与图5中的模块相同的模块标注相同的标号，省略详细的说明。

另外，图23是表示本发明的实施方式5所涉及的校正函数生成装置100e的动作流程的一个例子的图。除了校正函数生成装置100e的动作以外，机器人控制系统2e的动作流程与图4所示的机器人控制系统2a的动作流程相同。图23示出了图4的步骤S100a中的校正函数生成装置100e的动作流程。使用图22及图23对校正函数生成装置100e的动作进行叙述。首先，在步骤S110a中，信息取得部110a取得温度信息、关节的角度、测量位置及基准连杆长度。

接下来，在步骤S125中，候选连杆长度生成部125生成成为测定出温度信息的时刻的连杆长度的候选的候选连杆长度。更具体地说，如果在时刻n测量出温度信息，则候选连杆长度生成部125生成与时刻n相对应的第1连杆311的候选连杆长度La1_n、第2连杆312的候选连杆长度La2_n、第3连杆313的候选连杆长度La3_n及第4连杆314的候选连杆长度La4_n。直至后面记述的校正函数决定部130e中的比较结果满足规定的条件为止，候选连杆长度生成部125重复进行候选连杆长度的生成。

在这里，在在多个时刻测量了温度信息的情况下，候选连杆长度也相对于测量出温度信息的多个时刻而各自生成。例如，在将N设为整数，对温度信息进行了N次测定的情况下，生成N组候选连杆长度。候选连杆长度生成部125例如将候选连杆长度的初始值作为基准连杆长度，然后在每次重复动作时使值变化而进行候选连杆长度的生成。候选连杆长度生成部125作为对将机器人臂300a分割而得到的多个部位各自的长度进行推定的长度推定部起作用。

接下来，在步骤S122e中，指尖位置运算部122e基于候选连杆长度及关节的角度而求出推定位置。更详细地说，指尖位置运算部122e基于与时刻n相对应的候选连杆长度及在时刻n下测量出的关节的角度而求出时刻n下的推定位置Pe_n。如前所述，推定位置是推定出的指尖位置。推定位置能够通过基于候选连杆长度和关节的角度的几何学运算而求出。在多个时刻下测量出温度信息的情况下，指尖位置的推定针对多个时刻而各自进行。例如，在将N设为整数，对温度信息进行了N次测定的情况下，求出N个推定位置。

接下来，在步骤S131a中，指尖位置比较部131a将由指尖位置推定部120e求出的推定位置和由信息取得部110a取得的测量位置进行比较。例如，指尖位置比较部131a对时刻n下的测量位置和时刻n下的推定位置之间的距离D_n进行计算，由此将测量位置和推定位置进行比较。在多个时刻下测量出温度信息的情况下，指尖位置比较部131a在多个时刻分别对测量位置和推定位置之间的距离进行计算。在该情况下，作为比较结果而求出多个距离。例如，在将N设为整数，对温度信息进行了N次测定的情况下，取得N个测量位置，求出N个推定位置，因此指尖位置比较部131a对N个距离进行计算。

接下来，在步骤S135中，连杆长度评价部135对比较结果是否满足规定的条件进行判定。在步骤S135中，连杆长度评价部135例如对测量位置和推定位置之间的距离是否比规定的距离短进行判定。连杆长度评价部135在测量位置和推定位置之间的距离比规定的距离短的情况下，判定为比较结果满足规定的条件。在步骤S131a中指尖位置比较部131a求出了多个距离的情况下，连杆长度评价部135在多个距离全部满足规定的条件的情况下，判定为比较结果满足规定的条件。另一方面，在多个距离中的至少1个不满足规定的条件的情况下，连杆长度评价部135判定为比较结果不满足规定的条件。

在步骤S135中，在判定为比较结果满足规定的条件的情况下，校正函数决定部130e的动作向步骤S136行进。在步骤S136中，连杆长度评价部135将最新的候选连杆长度La1_n、La2_n、La3_n及La4_n输出至校正函数生成部136。在这里，最新的候选连杆长度成为为了求出满足规定的条件的推定位置而使用的候选连杆长度。另外，在步骤S136中，校正函数生成部136基于从连杆长度评价部135输出的候选连杆长度和由信息取得部110a取得的温度信息及基准连杆长度而生成校正函数，输出至机器人控制装置200a。因此，校正函数生成部136生成与满足规定的条件的推定位置相对应的校正函数。

另一方面，在步骤S135中，在判定为比较结果不满足规定的条件的情况下，校正函数决定部130e的动作向步骤S137行进。在步骤S137中，连杆长度评价部135向候选连杆长度生成部125请求候选连杆长度的再生成。然后，校正函数生成装置100e的动作返回至S125。在多个时刻下测量出温度信息的情况下，候选连杆长度生成部125无需始终生成与全部时刻相对应的候选连杆长度，在步骤S135中只要仅再生成不满足规定的条件的候选连杆长度即可。例如，在将N设为整数，对温度信息进行了N次测定的情况下，生成N组候选连杆长度。如果在N组候选连杆长度中仅是时刻n1下的候选连杆长度在步骤S135中不满足规定的条件，则候选连杆长度生成部125只要仅再生成时刻n1下的候选连杆长度即可。以上是校正函数生成装置100e的动作。

接下来，进一步对图23的步骤S136中的校正函数生成部136的动作详细地进行叙述。图24是表示本发明的实施方式5所涉及的校正函数生成装置100e中的校正函数生成部136的结构的一个例子的图。在图24中，校正函数生成部136的结构与信息取得部110a、连杆长度评价部135及机器人控制装置200a一起示出。校正函数生成部136具有候选函数生成部121a、连杆长度运算部123a、连杆长度比较部138和校正函数评价部132b。此外，候选函数生成部121a及连杆长度运算部123a与实施方式1中的结构相同。另外，图25是表示本发明的实施方式5所涉及的校正函数生成装置100e中的校正函数生成部136的动作流程的一个例子的图。使用图24及图25对校正函数生成部136的动作进行叙述。

首先，在步骤S121a中，候选函数生成部121a生成成为校正函数的候选的候选函数。候选函数生成部121a例如生成通过上述的式(2)、式(3)或式(4)表示的候选函数。直至后面记述的连杆长度比较部138中的比较结果满足规定的条件为止，候选函数生成部121a重复进行候选函数的生成。接下来，在步骤S123a中，连杆长度运算部123a将由信息取得部110a取得的温度信息及基准连杆长度输入至候选函数，由此对连杆长度进行校正而求出时刻n下的连杆长Lb1_n、Lb2_n、Lb3_n及Lb4_n。时刻n表示测量出温度信息的时刻。在多个时刻下测量出温度信息的情况下，连杆长度的校正是针对多个时刻各自进行的。例如，在将N设为整数，对温度信息进行了N次测定的情况下，求出N组连杆长度。

接下来，在步骤S138中，连杆长度比较部138将2种连杆长度进行比较。在这里，2种连杆长度中的一者为在连杆长度运算部123a中使用候选函数而求出的连杆长度Lb1_n、Lb2_n、Lb3_n及Lb4_n。另外，2种连杆长度中的另一者为从连杆长度评价部135输出的连杆长度La1_n、La2_n、La3_n及La4_n。例如，连杆长度比较部138对2种连杆长度之间的差分进行计算。另外，连杆长度比较部138针对机器人臂300a所具有的每个连杆而对2种连杆长度进行比较。

更具体地说，连杆长度比较部138将Lb1_n和La1_n的差分dL1_n作为相对于时刻n下的第1连杆311的差分进行计算。另外，连杆长度比较部138将Lb2_n和La2_n的差分dL2_n作为相对于时刻n下的第2连杆312的差分进行计算。另外，连杆长度比较部138将Lb3_n和La3_n的差分dL3_n作为相对于时刻n下的第3连杆313的差分进行计算。另外，连杆长度比较部138将Lb4_n和La4_n的差分dL4_n作为相对于时刻n下的第4连杆314的差分进行计算。

在多个时刻下测量出温度信息的情况下，连杆长度比较部138在多个时刻，分别对所对应的2组连杆长度进行比较。例如，在将N设为整数，对温度信息进行了N次测定的情况下，连杆长度比较部138计算N组由差分dL1_n、dL2_n、dL3_n及dL4_n构成的组。接下来，在步骤S132b中，校正函数评价部132b对连杆长度比较部138中的比较结果是否满足规定的条件进行判定。在步骤S132b中，校正函数评价部132b例如对由连杆长度比较部138求出的差分dL1_n、dL2_n、dL3_n及dL4_n的全部是否小于规定的值进行判定。校正函数评价部132b在差分dL1_n、dL2_n、dL3_n及dL4_n的全部小于规定的值的情况下，判定为比较结果满足规定的条件。另一方面，校正函数评价部132b在差分dL1_n、dL2_n、dL3_n及dL4_n中的至少1个大于规定的值的情况下，判定为比较结果不满足规定的条件。

在步骤S138中，在连杆长度比较部138求出了N组差分的情况下，校正函数评价部132b求出针对各连杆的N个差分的最大值或者平均值，只要对求出的最大值或者平均值是否小于规定的值进行判定即可。在该情况下，校正函数评价部132b在求出的平均值或者最大值的全部小于规定的值的情况下，判定为比较结果满足规定的条件。在步骤S132b中，在判定为比较结果满足规定的条件的情况下，校正函数评价部132b的动作向步骤S133行进。在步骤S133中，校正函数评价部132b将最新的候选函数决定为校正函数，输出至机器人控制装置200a。

另一方面，在步骤S132b中判定为比较结果不满足规定的条件的情况下，校正函数评价部132b的动作向步骤S134b行进。在步骤S134b中，校正函数评价部132b向候选函数生成部121a请求候选函数的再生成。然后，校正函数生成部136的动作返回至S121a。如果请求了候选函数的再生成，则候选函数生成部121a在步骤S121a中对候选函数的形式或者系数进行变更，生成新的候选函数。此时，候选函数生成部121a可以仅对与判定为差分大于规定的值的连杆相对应的系数进行变更。

本实施方式的校正函数生成装置100e按照以上方式进行动作。根据本实施方式的校正函数生成装置100e，不增加成为位置测量的对象的点，就能够生成用于高精度地对机器人臂300a的指尖的位置进行控制的校正函数。另外，根据本实施方式的机器人控制系统2e及机器人系统1e，不增加成为位置测量的对象的点，就能够高精度地控制机器人臂300a的指尖的位置。

实施方式6.

考虑机器人臂相对于温度变化的伸缩根据动作条件而具有不同的特征。例如，考虑根据动作条件，机器人臂的进行伸缩的部位变化，或伸缩的程度变化。作为动作条件，考虑机器人臂的动作路径、动作速度、动作加速度、周围环境的温度或者进行设置的台的构造等各种条件。将机器人臂的动作路径、动作速度或动作加速度称为机器人臂的动作内容。在本实施方式的机器人控制系统及机器人系统中，机器人控制装置存储针对每个动作条件而生成的多个校正函数，与使机器人臂进行作业时的动作条件相应地对校正函数进行选择，由此实现更高精度的作业。

图26是表示本发明的实施方式6所涉及的机器人系统1f的结构的一个例子的图。本实施方式的机器人系统1f具有：机器人，其具有机器人臂300a；以及机器人控制系统2f。另外，机器人控制系统2f具有校正函数生成装置100a和机器人控制装置200f。另外，本实施方式的机器人系统1f与指尖位置测量装置3a连接。本实施方式的机器人系统1f的结构除了机器人控制装置200f以外与实施方式1中的机器人系统1a相同。下面，仅关于差异点即机器人控制装置200f进行说明。此外，在图26中，机器人系统1f例示为从实施方式1中的机器人系统1a置换了机器人控制装置的结构，但也能够设为是从实施方式2中的机器人系统1b、实施方式3中的机器人系统1c、实施方式4中的机器人系统1d、或实施方式5中的机器人系统1e置换了机器人控制装置的结构。

图27是表示本发明的实施方式6所涉及的机器人控制装置200f的结构的一个例子的图。在图27中，机器人控制装置200f的结构与校正函数生成装置100a、指尖位置测量装置3a及机器人臂300a一起示出。本实施方式的机器人控制装置200f具有测量控制部201f、存储部202、校正函数取得部210、校正函数存储部250、校正函数选择部260、连杆长度校正部220a、目标位置设定部230和指令值生成部240a。图27所示的机器人控制装置200f除了测量控制部201f、校正函数存储部250和校正函数选择部260以外，是与图8所示的机器人控制装置200a相同的结构。

图28是表示本发明的实施方式6所涉及的机器人控制系统2f的动作流程的一个例子的图。在图28中，对与图4所示的机器人控制系统2a的动作相同的动作标注相同的标号。下面，使用图28，以相对于图8所示的机器人控制装置200a的差异点为中心对图27所示的机器人控制装置200f的动作进行叙述。首先，在步骤S011中，测量控制部201f从机器人臂300a的多个动作条件中选择1个动作条件，对选择出的动作条件进行设定。例如，如果动作条件为机器人臂300a的动作内容，则测量控制部201f准备成为其动作内容的机器人臂300a的动作指令值。另外，例如如果动作条件为机器人臂300a的周围环境的温度，则测量控制部201f直至周围环境成为其温度为止使机器人臂300a的动作等待。

接下来，在步骤S001a中，测量控制部201f对机器人臂300a的测量姿态进行控制，并且取得多个时刻下的温度信息、关节的角度及测量位置。步骤S001a中的机器人控制装置200f的动作与实施方式1中的机器人控制装置200a的动作相同。但是，在取得温度信息的多个时刻的期间，测量控制部201f使机器人臂300a进行与所设定的动作条件吻合的动作。另外，测量控制部201f对周围环境与动作条件吻合进行确认。

接下来，在步骤S100a中，校正函数生成装置100a从机器人控制装置200f取得温度信息、关节的角度及测量位置。另外，在步骤S100a中，校正函数生成装置100a基于从机器人控制装置200f取得的信息而生成校正函数。生成的校正函数输出至机器人控制装置200f。步骤S100a中的校正函数生成装置100a的动作与实施方式1中的校正函数生成装置100a的动作相同。

接下来，在步骤S012中，校正函数取得部210取得从校正函数生成装置100a输出的校正函数。另外，在步骤S012中，校正函数存储部250将取得的校正函数与动作条件相关联地存储。校正函数存储部250对在彼此不同的动作条件中生成的多个校正函数进行存储。接下来，在步骤S013中，测量控制部201f判定针对需要生成校正函数的全部动作条件，是否完成了校正函数的生成。如果针对全部动作条件而完成了校正函数的生成，则机器人控制系统2f的动作向步骤S014行进。另一方面，在存在还未生成校正函数的动作条件的情况下，机器人控制系统2f的动作向步骤S011返回。步骤S011至步骤S013是由机器人控制系统2f生成校正函数的动作。

步骤S014及其以后的动作是机器人控制系统2f基于校正函数而生成动作指令值的动作。在步骤S014中，校正函数选择部260从在校正函数存储部中存储的多个校正函数中，对与使机器人臂300a进行作业时的动作条件相匹配的校正函数进行选择。接下来，在步骤S200中，机器人控制装置200f基于选择出的校正函数，生成用于对机器人臂300a的动作进行控制的动作指令值。生成的动作指令值输出至机器人臂300a。步骤S200中的机器人控制装置200f的动作与实施方式1中的机器人控制装置200a的动作相同。

接下来，在步骤S003中，机器人控制装置200f对是否使机器人臂300a的动作结束进行判定。如果在步骤S003中判定为使动作结束，则机器人控制系统2f结束动作。另一方面，如果在步骤S003中判定为仍不结束动作，则机器人控制系统2f的动作向步骤S200返回，重复动作指令值的生成。以上是机器人控制系统2f的动作流程。

本实施方式的机器人控制系统2f及机器人系统1f按照以上方式进行动作。根据本实施方式的机器人控制系统2f及机器人系统1f，在预先决定了多个动作条件的情况下，能够更高精度地控制机器人臂300a的指尖的位置。例如，在机器人臂300a进行预定的动作模式下的连续运转的情况、进行冷库、常温环境等多个种类的温度条件下的连续运转等情况，本实施方式的机器人控制系统2f及机器人系统1f是有效的。

实施方式7.

在实施方式1的机器人控制系统2a中，机器人控制装置200a构成为基于使用校正函数进行校正后的连杆长度而求出机器人臂300a的关节的角度的目标值。并且，机器人控制装置200a构成为根据求出的关节的角度的目标值而求出机器人臂300a的动作指令值。但是，在机器人臂300a收缩的情况下，不存在使指尖到达设为目标的位置的机器人臂300a的姿态，有可能发生机器人控制装置200a无法计算关节的角度的目标值的情况。即，在机器人臂300a收缩的情况下，有可能设为目标的位置处于机器人臂300a的动作范围外。

另外，在机器人控制装置200a中，连杆长度校正部220a对连杆长度进行了校正，其结果，由目标位置设定部230生成的目标位置有可能成为特异点。此外，特异点是指无法根据指尖的位置及朝向而唯一地决定关节的角度的指尖的位置及朝向。本实施方式的机器人系统及机器人控制系统具有机器人控制装置，该机器人控制装置具有对计算出的关节的角度进行评价的功能。

图29是表示本发明的实施方式7所涉及的机器人系统1g的结构的一个例子的图。本实施方式的机器人系统1g具有：机器人，其具有机器人臂300a；以及机器人控制系统2g。另外，机器人控制系统2g具有校正函数生成装置100a和机器人控制装置200g。另外，本实施方式的机器人系统1g与指尖位置测量装置3a连接。本实施方式的机器人系统1g的结构除了机器人控制装置200g以外与实施方式1中的机器人系统1a相同。下面，仅对差异点即机器人控制装置200g进行说明。

此外，在图29中，机器人系统1g例示为从实施方式1中的机器人系统1a置换了机器人控制装置的结构，但也能够设为从实施方式2中的机器人系统1b、实施方式3中的机器人系统1c、实施方式4中的机器人系统1d、或实施方式5中的机器人系统1e置换了机器人控制装置的结构。另外，机器人系统1g与实施方式6中的机器人系统1f同样地，也能够设为在生成动作指令值时，从存储的多个校正函数中选择1个而使用的结构。

图30是表示本发明的实施方式7所涉及的机器人控制装置200g的结构的一个例子的图。在图30中，机器人控制装置200g的结构与校正函数生成装置100a、指尖位置测量装置3a及机器人臂300a一起示出。本实施方式的机器人控制装置200g具有测量控制部201a、存储部202、校正函数取得部210、连杆长度校正部220a、目标位置设定部230和指令值生成部240g。图30所示的机器人控制装置200g除了指令值生成部240g以外，是与图8所示的机器人控制装置200a相同的结构。

图31是表示本发明的实施方式7所涉及的机器人控制装置200g中的指令值生成部240g的结构的一个例子的图。在图31中，指令值生成部240g的结构与存储部202、连杆长度校正部220a、目标位置设定部230及机器人臂300a一起示出。指令值生成部240g具有第1角度计算部241、第2角度计算部242、关节角度评价部243、第3角度计算部244和指令值输出部245。第1角度计算部241基于在存储部202中存储的基准连杆长度和从目标位置设定部230输出的目标位置，将用于使指尖到达目标位置的机器人臂300a的关节的角度作为第1目标角度θ1_q进行计算。此外，在目标位置还包含成为目标的指尖的朝向。第1目标角度θ1_q是机器人臂300a的各连杆的长度为基准连杆长度的情况下的关节的目标角度。此外，q为用于对机器人臂300a的关节进行识别的标识符。

第2角度计算部242基于从连杆长度校正部220a输出的校正后的连杆长度和从目标位置设定部230输出的目标位置，将用于使指尖到达目标位置的机器人臂300a的关节的角度作为第2目标角度θ2_q进行计算。第2目标角度θ2_q是机器人臂300a的各连杆的长度为校正后的连杆长度的情况下的关节的目标角度。关节角度评价部243对第2目标角度θ2_q是否接近不期望的角度进行评价，生成校正系数a1。

在这里，不期望的角度是指机器人臂300a的姿态接近特异点这样的关节的角度。另外，大量的关节完全伸展这样的关节的角度也成为不期望的角度。关节的角度成为不期望的角度这样的机器人臂300a的姿态成为不容许的姿态。不期望的关节的角度也能够换言为不容许的关节的角度。不期望的关节的角度作为与关节的角度相关的限制条件而预先设定。因此，关节角度评价部243通过将第2目标角度θ2_q和预先设定的限制条件进行比较，从而对第2目标角度θ2_q是否接近不期望的角度进行评价。

在由第2目标角度θ2_q表示的机器人臂300a的姿态接近不容许的姿态的情况下，关节角度评价部243将校正系数a1设为0。另外，随着由第2目标角度θ2_q表示的机器人臂300a的姿态从不容许的姿态远离，关节角度评价部243逐渐地增大校正系数a1。而且，在由第2目标角度θ2_q表示的机器人臂300a的姿态从不容许的姿态充分远离的情况下，关节角度评价部243将校正系数a1设为1。第3角度计算部244通过使用第1目标角度θ1_q、第2目标角度θ2_q、校正系数a1的下述的式(7)的运算，对第3目标角度θ3_q进行计算。

[式7]

θ3_q＝(1-a1)×θ1_q+a1×θ2_q…(7)

指令值输出部245生成动作指令值，以使得机器人臂300a的关节的角度成为第3目标角度θ3_q，输出至机器人臂300a。指令值生成部240g按照以上方式进行动作。在机器人控制装置200g中，除了指令值生成部240g以外的动作与实施方式1中的机器人控制装置200a的动作相同。根据本实施方式的机器人控制系统2g及机器人系统1g，能够防止机器人臂300a成为不容许的姿态。

例如，如果机器人臂300a的姿态落入特异点，则为了继续动作而机器人臂300a需要将姿态大幅地变更。其结果，机器人臂300a难以实现平滑的动作。根据本实施方式的机器人控制系统2g及机器人系统1g，还能够一边使机器人臂300a继续平滑的动作，一边更高精度地控制机器人臂300a的指尖的位置。另外，例如考虑到如果机器人臂300a收缩而设为目标的位置成为机器人臂300a的指尖无法到达的位置，则机器人臂的动作停止。根据本实施方式的机器人控制系统2g及机器人系统1g，还能够不使机器人臂300a的动作停止，一边稳定地继续动作，一边更高精度地控制机器人臂300a的指尖的位置。

标号的说明

1a、1b、1c、1d、1e、1f、1g机器人系统，2a、2b、2c、2e、2f、2g机器人控制系统，3a、3b指尖位置测量装置，100a、100b、100c、100e校正函数生成装置，110a、110b、110c信息取得部，120a、120b、120c、120e指尖位置推定部，121a、121c候选函数生成部，122a、122b、122c、122e指尖位置运算部，123a、123b、123c连杆长度运算部，124a、124b指尖位置变换部，125候选连杆长度生成部，130a、130b、130e校正函数决定部，131a、131b指尖位置比较部，132a、132b校正函数评价部，135连杆长度评价部，136校正函数生成部，138连杆长度比较部，200a、200c、200f、200g机器人控制装置，201a、201c、201f测量控制部，202存储部，210校正函数取得部，220a、220c连杆长度校正部，230目标位置设定部，240a、240g指令值生成部，241第1角度计算部，242第2角度计算部，243关节角度评价部，244第3角度计算部，245指令值输出部，250校正函数存储部，260校正函数选择部，300a、300d机器人臂，311第1连杆，312第2连杆，313第3连杆，314第4连杆，321第1温度传感器，322第2温度传感器，323第3温度传感器，324第4温度传感器，325第5温度传感器，326第6温度传感器，4环境温度测量装置，401处理器，402存储器，403数据总线，3111、3112、3121、3122、3131、3132、3133部位。

Claims (16)

1.一种校正函数生成装置，其生成为了对具有关节的机器人臂的指尖的位置进行控制所使用的校正函数，

该校正函数生成装置具有：

信息取得部，其取得在所述机器人臂的规定位置处测量出的温度信息、测量出所述温度信息的时刻的所述关节的角度、及对测量出所述温度信息的时刻的所述指尖的位置进行测量而得到的测量位置；

指尖位置推定部，其基于所述关节的角度，对取得了所述温度信息的时刻的所述指尖的位置进行推定而求出推定位置；以及

校正函数决定部，其基于对所述测量位置和所述推定位置进行比较的结果而决定所述校正函数，该所述校正函数是将所述温度信息作为变量而对将所述机器人臂分割而得到的多个部位各自的长度进行校正的函数，

所述指尖位置推定部校正或推定所述多个部位各自的长度，基于校正或推定出的所述多个部位各自的长度和所述关节的角度而求出所述推定位置，

所述校正函数决定部在对所述测量位置和所述推定位置进行比较的结果满足规定的条件的情况下，输出与所述推定位置相对应的所述校正函数。

2.根据权利要求1所述的校正函数生成装置，其中，

所述温度信息、所述关节的角度及所述测量位置是在多个时刻分别取得的，

所述指尖位置推定部求出所述多个时刻各自的所述推定位置，

所述校正函数决定部基于对所述多个时刻各自的所述测量位置和所述推定位置进行比较的结果，决定所述校正函数。

3.根据权利要求1或2所述的校正函数生成装置，其中，

所述测量位置作为从规定的基准位置起的位移而被取得。

4.根据权利要求1或2所述的校正函数生成装置，其中，

所述校正函数决定部在对所述测量位置和所述推定位置进行比较的结果不满足所述规定的条件的情况下，向所述指尖位置推定部请求，以使得再实施所述指尖的位置的推定。

5.根据权利要求1或2所述的校正函数生成装置，其中，

所述指尖位置推定部具有：

候选函数生成部，其生成候选函数，该候选函数成为所述校正函数的候选；以及

指尖位置运算部，其基于所述温度信息及所述候选函数对所述多个部位各自的长度进行校正，基于校正后的所述多个部位各自的长度及所述关节的角度而求出所述推定位置。

6.根据权利要求5所述的校正函数生成装置，其中，

所述校正函数决定部在对所述测量位置和所述推定位置进行比较的结果满足所述规定的条件的情况下，将为了求出所述推定位置所使用的所述候选函数作为所述校正函数进行输出。

7.根据权利要求5所述的校正函数生成装置，其中，

所述候选函数是将所述机器人臂的周围环境的温度设为变量的函数。

8.根据权利要求5所述的校正函数生成装置，其中，

所述多个部位各自所存在的范围不跨过所述关节。

9.根据权利要求1或2所述的校正函数生成装置，其中，

所述指尖位置推定部具有：

长度推定部，其对所述多个部位各自的长度进行推定；以及

指尖位置运算部，其基于所述关节的角度及推定出的所述多个部位各自的长度，求出所述推定位置。

10.根据权利要求9所述的校正函数生成装置，其中，

所述校正函数决定部在对所述测量位置和所述推定位置进行比较的结果满足所述规定的条件的情况下，基于为了求出所述推定位置所使用的所述多个部位各自的长度和所述温度信息而生成所述校正函数。

11.一种机器人控制系统，其具有权利要求1至10中任一项所述的校正函数生成装置和机器人控制装置，

在该机器人控制系统中，

所述机器人控制装置具有：

校正函数取得部，其从所述校正函数生成装置取得所述校正函数；

连杆长度校正部，其使用所述校正函数及所述温度信息，对所述多个部位各自的长度进行校正；以及

指令值生成部，其基于校正后的所述多个部位各自的长度而生成用于对所述机器人臂进行控制的动作指令值，以使得所述指尖到达目标位置。

12.根据权利要求11所述的机器人控制系统，其中，

所述机器人控制装置具有：

校正函数存储部，其对在所述机器人臂的彼此不同的动作条件下分别由所述校正函数生成装置生成的多个所述校正函数进行存储；以及

校正函数选择部，其基于所述机器人臂的所述动作条件，对由所述校正函数存储部存储的多个所述校正函数中的1个所述校正函数进行选择，

所述连杆长度校正部使用由所述校正函数选择部选择出的所述校正函数和所述温度信息，对所述多个部位各自的长度进行校正。

13.根据权利要求11或12所述的机器人控制系统，其中，

所述指令值生成部具有：

第1角度计算部，其基于成为基准的所述多个部位的长度，将用于使所述指尖到达所述目标位置的所述关节的角度作为第1目标角度进行计算；

第2角度计算部，其基于校正后的所述多个部位的长度，将用于使所述指尖到达所述目标位置的所述关节的角度作为第2目标角度进行计算；

关节角度评价部，其对所述第2目标角度和预先设定的限制条件进行比较而生成校正系数；以及

第3角度计算部，其基于所述第1目标角度、所述第2目标角度和所述校正系数，对第3目标角度进行计算，

基于所述第3目标角度而生成所述动作指令值。

14.一种机器人控制系统，其具有校正函数生成装置和机器人控制装置，该校正函数生成装置生成校正函数，该校正函数用于对具有关节的机器人臂的指尖的位置进行控制，

在该机器人控制系统中，

所述机器人控制装置具有：

校正函数取得部，其从所述校正函数生成装置取得所述校正函数；

连杆长度校正部，其使用所述校正函数及在所述机器人臂的规定位置处测量出的温度信息，对将所述机器人臂分割而得到的多个部位各自的长度进行校正；

指令值生成部，其基于校正后的所述多个部位各自的长度而生成用于对所述机器人臂进行控制的动作指令值，以使得所述指尖到达至目标位置；

校正函数存储部，其对在所述机器人臂的彼此不同的动作条件各自下由所述校正函数生成装置生成的多个所述校正函数进行存储；以及

校正函数选择部，其基于所述机器人臂的所述动作条件，对由所述校正函数存储部存储的多个所述校正函数中的1个进行选择，

所述连杆长度校正部使用由所述校正函数选择部选择出的所述校正函数和所述温度信息对所述多个部位各自的长度进行校正。

15.一种机器人控制系统，其具有校正函数生成装置和机器人控制装置，该校正函数生成装置生成校正函数，该校正函数用于对具有关节的机器人臂的指尖的位置进行控制，

在该机器人控制系统中，

所述机器人控制装置具有：

校正函数取得部，其从所述校正函数生成装置取得所述校正函数；

连杆长度校正部，其使用所述校正函数及在所述机器人臂的规定位置处测量出的温度信息，对将所述机器人臂分割而得到的多个部位各自的长度进行校正；以及

指令值生成部，其基于校正后的所述多个部位各自的长度而生成用于对所述机器人臂进行控制的动作指令值，以使得所述指尖到达至目标位置，

所述指令值生成部具有：

第1角度计算部，其基于成为基准的所述多个部位的长度，将所述指尖用于到达至所述目标位置的所述关节的角度作为第1目标角度进行计算；

第2角度计算部，其基于校正后的所述多个部位的长度，将所述指尖用于到达至所述目标位置的所述关节的角度作为第2目标角度进行计算；

关节角度评价部，其对所述第2目标角度和预先设定的限制条件进行比较而生成校正系数；以及

第3角度计算部，其基于所述第1目标角度、所述第2目标角度和所述校正系数，对第3目标角度进行计算，

基于所述第3目标角度而生成所述动作指令值。

16.一种机器人系统，其具有权利要求11至15中任一项所述的机器人控制系统、和由所述机器人控制系统控制的所述机器人臂。

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