CN117584115A - 控制方法以及机器人系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种具有高的位置精度的控制方法以及机器人系统。控制方法包含：获取三个以上的点在实际空间中的实际基准位置的实际基准位置获取步骤、将机器人设为第一姿态，获取在控制点位于各实际基准位置时的机器人控制坐标系中的控制点的位置即第一控制基准位置的第一控制基准位置获取步骤、将机器人设为第二姿态，获取在控制点位于各实际基准位置时的机器人控制坐标系中的控制点的位置即第二控制基准位置的第二控制基准位置获取步骤、获取实际空间中的控制点的目标位置的目标位置获取步骤、以及基于实际基准位置、第一控制基准位置以及第二控制基准位置确定控制位置的控制位置确定步骤。

Description

控制方法以及机器人系统

技术领域

本发明涉及控制方法以及机器人系统。

背景技术

例如，专利文献1中记载的机器人系统为在机器人作业环境内设定多个作业原点，基于相机的拍摄图像针对多个作业原点分别获取测量位置，通过基于测量位置校正各作业原点的位置信息，提高机器人的动作精度的构成。

日本特开2018-134695号公报

但是，在专利文献1的机器人系统中，没有考虑机器人作业中的机器人的姿态的变化。因此，在机器人作业中机器人的姿态发生变化的情况下，机器人的动作精度的提高的效果有可能降低。

发明内容

本发明的控制方法是确定相对于机器人的目标位置的控制位置的控制方法，包含：

获取三个以上的点在实际空间中的实际基准位置的实际基准位置获取步骤、

将所述机器人设为第一姿态，获取在所述机器人的控制点位于各所述实际基准位置时的机器人控制坐标系中的所述控制点的位置即第一控制基准位置的第一控制基准位置获取步骤、

将所述机器人设为相对于所述第一姿态绕预定的轴旋转的第二姿态，获取在所述控制点位于各所述实际基准位置时的机器人控制坐标系中的所述控制点的位置即第二控制基准位置的第二控制基准位置获取步骤、以及

基于所述实际基准位置、所述第一控制基准位置以及所述第二控制基准位置确定所述控制位置的控制位置确定步骤。

本发明的机器人系统是具有机器人、控制所述机器人的驱动的控制装置，所述控制装置确定相对于所述机器人的目标位置的控制位置的机器人系统，

所述控制装置，

获取三个以上的点在实际空间中的实际基准位置，

将所述机器人设为第一姿态，获取在所述机器人的控制点位于各所述实际基准位置时的机器人控制坐标系中的所述控制点的位置即第一控制基准位置，

将所述机器人设为相对于所述第一姿态绕预定的轴旋转的第二姿态，获取在所述控制点位于各所述实际基准位置时的机器人控制坐标系中的所述控制点的位置即第二控制基准位置，

基于所述实际基准位置、所述第一控制基准位置以及所述第二控制基准位置确定所述控制位置。

附图说明

图1是优选的实施方式涉及的机器人系统的构成图。

图2是示出架台的使用方法的图。

图3是示出架台的变形例的图。

图4是控制装置的框图。

图5是示出机器人的位置控制的误差的图。

图6是示出机器人的位置控制的误差的图。

图7是示出控制方法的流程图。

图8是示出机器人动作的一例的图。

图9是示出控制位置确定用的图形的图。

图10是示出控制位置确定用的图形的图。

图11是示出控制位置确定用的图形的图。

附图标记说明

1…机器人系统、2…机器人、21…基台、22…机器人臂、221…臂、222…臂、223…臂、224…臂、225…臂、226…臂、23…末端执行器、3…控制装置、31…处理器、310…控制位置确定部、32…存储器、33…接口电路、34…输入设备、35…显示部、5…架台、51…定位夹具、53…定位夹具、531…基板、532…壁部、54…定位辅助件、CD…控制位置校正数据、CP1…第一控制基准位置、CP11…第一控制基准位置、CP12…第一控制基准位置、CP13…第一控制基准位置、CP14…第一控制基准位置、CP2…第二控制基准位置、CP21…第二控制基准位置、CP22…第二控制基准位置、CP23…第二控制基准位置、CP24…第二控制基准位置、CP3…第三控制基准位置、G…图形、G1…图形、G2…图形、J1…关节、J2…关节、J3…关节、J4…关节、J5…关节、J6…关节、MP…动作程序、Q1…目标位置、Q2…目标位置、Q3…目标位置、RP…实际基准位置、RP1…实际基准位置、RP2…实际基准位置、RP3…实际基准位置、RP4…实际基准位置、S1…实际基准位置获取步骤、S2…第一控制基准位置获取步骤、S3…第一变换函数获取步骤、S4…第二控制基准位置获取步骤、S5…第二变换函数获取步骤、S6…第三控制基准位置获取步骤、S7…第三变换函数获取步骤、S8…目标位置获取步骤、S9…控制位置确定步骤、S10…机器人控制步骤、TCP…控制点。

具体实施方式

以下，基于附图所示的实施方式对本发明的控制方法以及机器人系统进行详细说明。

图1是优选的实施方式涉及的机器人系统的构成图。图2是示出架台的使用方法的图。图3是示出架台的变形例的图。图4是控制装置的框图。图5以及图6分别是示出机器人的位置控制的误差的图。图7是示出控制方法的流程图。图8是示出机器人动作的一例的图。图9至图11分别是示出控制位置确定用的图形的图。

图1所示的机器人系统1具有：机器人2、控制机器人2的驱动的控制装置3、架台5。需要说明的是，在图1中，图示规定三维空间的正交坐标系的三个轴即X轴、Y轴、Z轴。X轴以及Y轴是水平方向的轴，Z轴是铅直方向的轴。以下，也将该三维空间称为“实际空间”。

如图1所示，机器人2是具有六个驱动轴的六轴垂直多关节机器人。机器人2具有：基台21、转动自如地与基台21连结的机器人臂22、安装在机器人臂22的前端的末端执行器23。此外，机器人臂22是多个臂221、222、223、224、225、226转动自如地连结而成的机械臂，具备六个关节J1、J2、J3、J4、J5、J6。此外，在这六个关节J1～J6中，关节J2、J3、J5分别为弯曲关节，关节J1、J4、J6分别为扭转关节。

在关节J1、J2、J3、J4、J5、J6分别设置有电机和编码器。控制装置3在机器人系统1的运行中，对各关节J1～J6执行使编码器的输出所示的关节的旋转角度与控制位置一致的伺服控制(反馈控制)。由此，能够使机器人2为期望的姿态。

末端执行器23可以根据使机器人2进行的作业适当选择。此外，在末端执行器23的前端部设定有机器人2的控制点TCP。控制点TCP的位置可以任意地设定，但为了使用后述的定位夹具51确定控制点TCP的位置，优选如本实施方式将控制点TCP设定在末端执行器23的前端部。

以上，对机器人2进行了说明，但机器人2的构成，没有特别地限定。例如，也可以是SCARA机器人(水平多关节机器人)、具备两根上述的机器人臂22的双臂机器人等。此外，也可以是基台21未固定的自走式的机器人。

架台5是在获取用于降低机器人2的位置偏移的第一变换函数以及第二变换函数时使用的，在机器人作业中不使用。

对机器人2的位置偏移进行简单地说明，在机器人系统1中，控制装置3基于从未图示的主计算机等受理的目标位置来控制机器人2的驱动。具体而言，控制装置3基于各臂221～226的长度、各关节J1～J6的旋转轴原点、各关节J1～J6的平行度以及正交度等的设计上的机构参数算出控制点TCP的位置，以控制点TCP与目标位置一致的方式控制机器人2的驱动。

但是，存在由于零件偏差、组装偏差等，实际的机构参数相对于设计上的机构参数偏移的情况。这样，当实际的机构参数产生偏移时，由于计算上的控制点TCP的位置从实际的控制点TCP的位置偏移，因此即使在控制上使控制点TCP与目标位置一致，实际上控制点TCP从目标位置偏移。需要说明的是，以下，该偏移也称为“位置控制的误差”。

因此，在机器人系统1中，如上所述，构成为获取用于降低位置控制的误差的第一变换函数以及第二变换函数，架台5是利用于第一变换函数以及第二变换函数的获取的道具。如图1所示，架台5具有四个定位夹具51。各定位夹具51是在进行控制点TCP的定位时使用的夹具。需要说明的是，定位夹具51的数量只要为三个以上，就没有特别地限定。

此外，在定位夹具51的前端设定有第一实际基准位置RP1。需要说明的是，实际空间中的第一实际基准位置RP1的三维位置预先测定。然后，如图2所示，通过使机器人2的控制点TCP与实际基准位置RP接触，能够获取此时的机器人控制坐标系中的控制位置作为与实际基准位置RP对应的控制基准位置。

需要说明的是，作为定位夹具，没有特别地限定，例如，也可以使用图3所示的定位夹具53。定位夹具53具有平板状的基板531、设置在基板531上的L字状的壁部532。壁部532呈直角弯曲，在壁部532的弯曲部与基板531的表面相接的点设定有实际基准位置RP。另一方面，在机器人臂22的前端连接有定位辅助件54。该定位辅助件54具有长方体状的形状，在其底面的顶点设定有控制点TCP。

通过使控制点TCP与定位夹具53的实际基准位置RP接触，能够获取此时的机器人控制坐标系的控制位置作为与实际基准位置RP对应的控制基准位置。此外，在定位夹具53与定位辅助件54在三个面上互相接触的状态下，也唯一确定机器人2的控制点TCP的姿态，因此能够获取此时的机器人控制坐标系的控制姿态，作为与实际基准位置RP处的实际姿态对应的控制基准姿态。

需要说明的是，也可以不使用上述的定位夹具51、53，而使用三维测定器获取机器人控制坐标系的第一实际基准位置和控制基准位置。在这种情况下，首先，使用机器人控制坐标系的控制基准位置CP1定位机器人2的控制点TCP，在该状态下，用三维位置测定器测定控制点TCP的实际空间中的三维位置作为实际基准位置RP。

控制装置3控制机器人2的驱动。如图4所示，控制装置3例如由计算机构成，具有：处理器31、存储器32、接口电路33、与接口电路33连接的输入设备34以及显示部35。

处理器31作为确定机器人2的控制位置的控制位置确定部310发挥功能。控制位置确定部310的功能通过处理器31执行存储器32中存储的计算机程序来实现。但是，也可以用硬件电路实现控制位置确定部310的功能的一部分或者全部。

在存储器32中，存储有控制位置校正数据CD、动作程序MP。此外，控制位置校正数据CD包含后述的图形G、第一、第二变换函数。此外，动作程序MP由使机器人2动作的多个动作命令构成。

接着，基于图5以及图6对机器人2的位置控制的误差进行说明。图5的左侧示出机器人控制坐标系中的控制位置，右侧示出实际空间中的位置控制的误差。“机器人控制坐标系”是表达在用于控制机器人2的动作命令中使用的机器人2的位置、姿态的坐标系。

在图5的例子中，假设在机器人控制坐标系中在X方向以及Y方向以30mm间隔设定控制位置的状态，在实际空间中描绘的箭头示出位置控制的误差。即，箭头的起点为目标位置，箭头的前侧为包含误差的控制点TCP。但是，为了便于图示，将误差量设为200倍来描绘箭头的长度。

此外，图6的左侧示出在控制点TCP的姿态(绕X轴的旋转角[°]，绕Y轴的旋转角[°]，绕Z轴的旋转角[°])为(0，0，0)时的实际空间中的位置控制的误差，右侧示出在控制点TCP的姿态为(0，0，180)时的实际空间中的位置控制的误差。由此可知，根据控制点TCP的姿态，误差的情况也不同。需要说明的是，在图6的例子中，假设在机器人控制坐标系中在X方向以及Y方向以50mm间隔设定控制位置的状态，在实际空间中描绘的箭头示出位置控制的误差。即，箭头的起点为目标位置，箭头的前侧为包含误差的控制点TCP。但是，为了便于图示，将误差量设为50倍来描绘箭头的长度。

为了降低这样的位置控制的误差，控制装置3如下控制机器人2的驱动。

如图7所示，机器人2的控制方法包含：实际基准位置获取步骤S1、第一控制基准位置获取步骤S2、第一变换函数获取步骤S3、第二控制基准位置获取步骤S4、第二变换函数获取步骤S5、第三控制基准位置获取步骤S6、第三变换函数获取步骤S7、目标位置获取步骤S8、控制位置确定步骤S9、以及机器人控制步骤S10。以下，对这些各步骤按顺序进行说明。

需要说明的是，以下，为了便于说明，作为使机器人2进行的机器人动作，如图8所示，列举使控制点TCP绕目标位置Q1、Q2、Q3一周的动作为一例进行说明。在目标位置Q1、Q2、Q3中，控制点TCP分别朝向铅直方向下侧。此外，控制点TCP的姿态在目标位置Q1为(0，0，45)，在目标位置Q2为(0，0，135)，在目标位置Q3为(0，0，90)。也就是说，在该机器人作业中，通过使关节J6转动，一边使控制点TCP绕Z轴旋转，一边绕目标位置Q1、Q2、Q3一周。但是，作为机器人动作，没有特别地限定。

实际基准位置获取步骤S1

在第一实际基准位置获取步骤S1中，控制位置确定部310获取三个以上的点在实际空间中的实际基准位置RP。如前所述，在本实施方式中，架台5具有四个定位夹具51，在其前端设定有实际基准位置RP。因此，在本实施方式中，如图9所示，控制位置确定部310获取四个实际基准位置RP1、RP2、RP3、RP4。

第一控制基准位置获取步骤S2

在第一控制基准位置获取步骤S2中，控制位置确定部310首先将控制点TCP设为第一姿态(0，0，n1)。绕Z轴的旋转角n1可以任意地设定，但在本实施方式中n1＝0。因此，当使第一姿态的控制点TCP绕Z轴旋转时，与目标位置Q1、Q2、Q3处的控制点TCP的姿态一致。

接着，控制位置确定部310获取在控制点TCP位于实际基准位置RP时的控制点TCP在机器人控制坐标系中的位置即第一控制基准位置CP1。具体而言，首先，控制位置确定部310使控制点TCP保持为第一姿态并位于实际基准位置RP1。接着，控制位置确定部310获取在控制点TCP位于实际基准位置RP1时的控制点TCP在机器人控制坐标系中的位置即第一控制基准位置CP11。控制位置确定部310对其他的实际基准位置RP2、RP3、RP4也进行同样的作业，获取第一控制基准位置CP12、CP13、CP14。如上所述，控制位置确定部310获取四个第一控制基准位置CP11、CP12、CP13、CP14。

第一变换函数获取步骤S3

在第一变换函数获取步骤S3中，如图9所示，控制位置确定部310首先将以三个实际基准位置RP为顶点的三角形的图形G设定在实际空间内。需要说明的是，如前所述，由于在实际基准位置获取步骤S1中获取了四个实际基准位置RP1～RP4，所以在本实施方式中，被四个实际基准位置RP1～RP4包围的区域被分割为两个三角形的图形G1、G2。作为分割方法，例如，可以使用Delaunay三角形分割等的任意的分割方法。

接着，如图10所示，控制位置确定部310求出表示各图形G1、G2内的实际位置与控制位置的对应关系的第一变换函数A1。基于图形G1的顶点即实际基准位置RP1、RP2、RP3和与它们对应的第一控制基准位置CP11、CP12、CP13的差，求出图形G1中的第一变换函数A1。此外，基于图形G2的顶点即实际基准位置RP2、RP3、RP4和与它们对应的第一控制基准位置CP12、CP13、CP14的差，求出图形G2中的第一变换函数A1。第一变换函数A1，例如可以用以下的式表示。

【数学式1】

Pctrl＝A1·Preal ……(1)

需要说明的是，式(1)中的Pctrl是机器人控制坐标系中的第一姿态下的控制位置，Pceal是实际空间中的实际位置。此外，Xctrl是机器人控制坐标系中的第一姿态下的控制位置的X坐标，Yctrl是机器人控制坐标系中的第一姿态下的控制位置的Y坐标。此外，Xreal是实际空间中的实际位置的X坐标，Yreal是实际空间中的实际位置的Y坐标。此外，A1为第一变换函数，是表示仿射变换的变换式。此外，a11、a12、a21、a22、b1、b2分别是系数，按图形G1、G2不同。通过使用这样的第一变换函数A1，能够容易地将实际位置Preal变换为第一姿态中的控制位置Pctrl。

需要说明的是，图形G的形状也可以不是三角形，第一变换函数也可以不是仿射变换。例如，也可以将图形G设为四边形，将第一变换函数设为投影变换。此外，也可以分割为混合了多个种类的多边形的状态，对各个图形G改变第一变换函数。此外，也可以将图形G设为立体图形。第一变换函数可以构成为变换式，也可以以查找表这样的其他形式构成。

第二控制基准位置获取步骤S4

在第二控制基准位置获取步骤S4中，控制位置确定部310首先将控制点TCP设为第二姿态(0，0，n2)。绕Z轴的旋转角n2为n2≠n1，可以任意地设定，但在本实施方式中n2＝180。因此，当使第二姿态的控制点TCP绕Z轴旋转时，与目标位置Q1、Q2、Q3处的控制点TCP的姿态一致。也就是说，目标位置Q1、Q2、Q3处的控制点TCP的姿态位于第一姿态与第二姿态之间。

接着，控制位置确定部310获取在控制点TCP位于实际基准位置RP时的控制点TCP在机器人控制坐标系中的位置即第二控制基准位置CP2。具体而言，首先，控制位置确定部310使控制点TCP保持为第二姿态并位于实际基准位置RP1。接着，控制位置确定部310获取在控制点TCP位于实际基准位置RP1时的控制点TCP在机器人控制坐标系中的位置即第二控制基准位置CP21。控制位置确定部310对其他的实际基准位置RP2、RP3、RP4也进行同样的作业，获取第二控制基准位置CP22、CP23、CP24。如上所述，控制位置确定部310获取四个第二控制基准位置CP21、CP22、CP23、CP24。

需要说明的是，第二控制基准位置CP21、CP22、CP23、CP24可能与第一控制基准位置CP11、CP12、CP13、CP14相同，也可能因为控制点TCP的姿态的不同而不同。

第二变换函数获取步骤S5

在第二变换函数获取步骤S5中，如图9所示，控制位置确定部310首先将以三个实际基准位置RP为顶点的三角形的图形G设定在实际空间内。需要说明的是，如前所述，由于在实际基准位置获取步骤S1中获取了四个实际基准位置RP1～RP4，所以在本实施方式中，被四个实际基准位置RP1～RP4包围的区域被分割为两个三角形的图形G1、G2。作为分割方法，例如，可以使用Delaunay三角形分割等的任意的分割方法。

接着，如图11所示，控制位置确定部310求出表示各图形G1、G2内的实际位置与控制位置的对应关系的第二变换函数A2。基于图形G1的顶点即实际基准位置RP1、RP2、RP3和与它们对应的第二控制基准位置CP21、CP22、CP23的差，求出图形G1中的第二变换函数A2。此外，基于图形G2的顶点即实际基准位置RP2、RP3、RP4和与它们对应的第二控制基准位置CP22、CP23、CP24的差，求出图形G2中的第二变换函数A2。第二变换函数A2，例如可以用以下的式表示。

【数学式2】

PctrlA2·Preql(5)

需要说明的是，式(5)中的Pctrl是机器人控制坐标系中的第二姿态下的控制位置，Preal的实际空间中的实际位置。此外，Xctrl是机器人控制坐标系中的第二姿态下的控制位置的X坐标，Yctrl是机器人控制坐标系中的第二姿态下的控制位置的Y坐标。此外，Xreal是实际空间中的实际位置的X坐标，Yreal是实际空间中的实际位置的Y坐标。此外，A2为第二变换函数，是表示仿射变换的变换式。此外，a11、a12、a21、a22、b1、b2分别是系数，按图形G1、G2不同。通过使用这样的第二变换函数A2，能够容易地将实际位置Preal变换为第二姿态下的控制位置Pctrl。

需要说明的是，图形G的形状也可以不是三角形，第二变换函数也可以不是仿射变换。例如，也可以将图形G设为四边形，将第二变换函数设为投影变换。此外，也可以分割为混合了多个种类的多边形的状态，对各个图形G改变第二变换函数。此外，也可以将图形G设为立体图形。第二变换函数可以构成为变换式，也可以以查找表这样的其他形式构成。

第三控制基准位置获取步骤S6

在第三控制基准位置获取步骤S6中，控制位置确定部310首先将控制点TCP设为第三姿态(0，0，n3)。绕Z轴的旋转角n3为n3≠n1、n3≠n2，可以任意地设定，但在本实施方式中n3＝90。

接着，控制位置确定部310获取在控制点TCP位于实际基准位置RP时的控制点TCP在机器人控制坐标系中的位置即第三控制基准位置CP3。第三控制基准位置CP3的获取方法与前述的第一、第二控制基准位置CP1、CP2是同样的。因此，省略说明。

第三变换函数获取步骤S7

在第三变换函数获取步骤S7中，控制位置确定部310求出表示图形G内的实际位置与控制位置的对应关系的第三变换函数A3。第三变换函数A3的求出方法与前述的第一、第二变换函数是同样的。因此，省略说明。

以上的实际基准位置获取步骤S1至第三变换函数获取步骤S7成为用于降低机器人作业中的位置控制的误差的准备工序。在该准备工序中得到的第一变换函数A1、第二变换函数A2以及第三变换函数A3分别存储于控制位置校正数据CD。此外，在该准备工序中得到的第一姿态、第二姿态以及第三姿态分别作为测量姿态存储于控制位置校正数据CD。需要说明的是，实际上，不仅是第一姿态、第二姿态以及第三姿态这三个，互相姿态不同的多个姿态作为测量姿态存储于控制位置校正数据CD。由此，测量姿态的选择项增加，能够更可靠地并且高精度地确定相对于目标位置的控制位置。

需要说明的是，如果能够获取第一、第二、第三变换函数A1、A2、A3，则实际基准位置获取步骤S1至第三变换函数获取步骤S7的顺序，没有特别地限定。例如，也可以按照实际基准位置获取步骤S1、第一控制基准位置获取步骤S2、第二控制基准位置获取步骤S4、第三控制基准位置获取步骤S6、第一变换函数获取步骤S3、第二变换函数获取步骤S5、第三变换函数获取步骤S7的顺序进行。

目标位置获取步骤S8

在目标位置获取步骤S8中，控制位置确定部310受理控制点TCP的目标位置的输入。控制点TCP的目标位置是想要移动控制点TCP的实际空间内的点的三维位置。例如，作业者可以使用输入设备34输入控制点TCP的目标位置。需要说明的是，作业者生成动作程序MP，在其中的动作指令中记述了控制点TCP的目标位置的情况下，控制位置确定部310可以通过获取动作程序MP的动作指令中包含的目标位置来执行本步骤。以下，对接受目标位置Q1、Q2、Q3作为目标位置的情况进行说明。

控制位置确定步骤S9

在控制位置确定步骤S9中，控制位置确定部310基于实际基准位置RP、第一控制基准位置CP1以及第二控制基准位置CP2，确定相对于目标位置Q1、Q2、Q3的控制位置。具体而言，控制位置确定部310使用在第一变换函数获取步骤S3中基于实际基准位置RP和第一控制基准位置CP1获取的第一变换函数A1和在第二变换函数获取步骤S5中基于实际基准位置RP和第二控制基准位置CP2获取的第二变换函数A2，确定相对于目标位置Q1、Q2、Q3的控制位置。

以下，对代表确定相对于目标位置Q1的控制位置的工序进行说明。首先，控制位置确定部310获取目标位置Q1中的控制点TCP的姿态。如前所述，目标位置Q1中的控制点TCP的姿态为(0，0，45)。接着，控制位置确定部310从测量姿态中任意地选择两个当绕预定的轴旋转时与目标位置Q1处的控制点TCP的姿态一致的姿态。在本实施方式中，由于在测量姿态中包含当绕Z轴旋转时与目标位置Q1处的控制点TCP一致的第一姿态、第二姿态以及第三姿态，因此从它们中选择任意的两个。以下，对选择了第一姿态以及第二姿态的情况进行说明。

接着，控制位置确定部310从图8所示的图形G选择包含目标位置Q1的对象图形。在本实施方式中，由于目标位置Q1位于图形G1内，因此选择图形G1作为对象图形。

接着，控制位置确定部310使用与图形G1对应的第一变换函数A1，算出第一姿态下的相对于目标位置Q1的控制位置(以下，称为第一控制位置。)。例如，在上述的式(1)中，通过对Preal输入目标位置Q1的坐标值，能够算出Pctrl作为第一控制位置。接着，控制位置确定部310使用与对象图形即图形G1对应的第二变换函数A2，算出第二姿态下的相对于目标位置Q1的控制位置(以下，称为第二控制位置。)。例如，在上述的式(5)中，通过对Preal输入目标位置Q1的坐标值，能够算出Pctrl作为第二控制位置。

接着，控制位置确定部310基于第一控制位置以及第二控制位置确定相对于目标位置Q1的控制位置p。具体而言，在将第一控制位置设为pa，将第一姿态下的控制点TCP绕Z轴的旋转量设为θa，将第二控制位置设为pb，将第二姿态下的控制点TCP绕Z轴是旋转量设为θb，将目标位置Q1的姿态下的控制点TCP绕Z轴的旋转量设为θ时，与目标位置Q1对应的控制位置p能够由以下的式(9)确定。由此，能够容易并且高精度低确定控制位置p。

【数学式3】

如上所述，确定相对于目标位置Q1的控制位置p。控制位置确定部310通过同样的顺序，确定相对于目标位置Q2、Q3的控制位置p。

需要说明的是，在本实施方式中，由于目标位置Q1、Q2、Q3处的控制点TCP的姿态位于第一姿态与第二姿态之间，因此能够有效地降低从第一姿态和第二姿态降低目标位置Q1处的位置控制的误差。进而，在本实施方式中，基于绕Z轴180°姿态不同的第一姿态和第二姿态，确定控制位置p。通过这样选择角度差大的两个测量姿态，能够对应更大范围的姿态。

接着，控制位置确定部310使用相对于各目标位置Q1、Q2、Q3的控制位置p来生成动作指令。需要说明的是，在预先生成包含动作指令的动作程序MP的情况下，能够通过将包含在动作指令中的目标位置Q1、Q2、Q3置换为控制位置p，执行该处理。

机器人控制步骤S10

在机器人控制步骤S10中，控制位置确定部310使用包含生成的动作指令的动作程序MP来控制机器人2的驱动。由此，能够提高机器人2的位置控制的精度。根据以上的控制方法，由于基于绕相同的轴的第一姿态和第二姿态确定目标位置Q1、Q2、Q3中的控制位置p，因此在控制位置p反映每个姿态的误差的不同。因此，能够降低位置控制的误差，成为具有优异的位置精度的机器人系统1。此外，由于根据两个测量姿态求出与目标位置对应的控制位置，因此即使不预先知道目标位置，也能够确定相对于该目标位置的控制位置p。

以上，对机器人系统1进行了说明。如前所述，应用于这样的机器人系统1的控制方法是确定相对于机器人2的目标位置的控制位置p的控制方法，包含：获取三个以上的点在实际空间中的实际基准位置RP的实际基准位置获取步骤S1、将机器人2的控制点TCP设为第一姿态，获取在机器人2的控制点TCP位于各实际基准位置RP时的机器人控制坐标系中的控制点TCP的位置即第一控制基准位置CP1的第一控制基准位置获取步骤S2、将机器人2的控制点TCP设为相对于第一姿态绕预定的轴即Z轴旋转的第二姿态，获取在控制点TCP位于各实际基准位置RP时的机器人控制坐标系中的控制点TCP的位置即第二控制基准位置CP2的第二控制基准位置获取步骤S4、以及基于实际基准位置RP、第一控制基准位置CP1以及第二控制基准位置CP2确定控制位置p的控制位置确定步骤S9。

根据这样的控制方法，由于基于绕预定的轴的第一姿态和第二姿态确定目标位置中的控制位置p，因此在控制位置p反映每个姿态的误差的不同。因此，能够降低位置控制的误差，成为具有优异的位置精度的机器人系统1。此外，由于根据两个测量姿态求出与目标位置对应的控制位置，因此即使不预先知道目标位置，也能够确定相对于该目标位置的控制位置p。

此外，如前所述，第二姿态是使第一姿态绕Z轴旋转180°后的姿态。由此，能够进行与更广的范围的姿态对应的校正。

此外，如前所述，目标位置处的姿态位于第一姿态与第二姿态之间。由此，能够有效地降低目标位置处的位置控制的误差。因此，能够更高精度地算出控制位置p。

此外，如前所述，控制方法还包含：将机器人2设为从第一姿态绕Z轴旋转后的第三姿态，获取在控制点TCP位于各实际基准位置RP时的机器人控制坐标系中的控制点TCP的位置即第三控制基准位置CP3的第三控制基准位置获取步骤S6。由此，选择项增加，能够容易并且高精度地确定控制位置p。

此外，如前所述，控制方法还包含：第一变换函数获取步骤S3，所述第一变换函数获取步骤S3在第一控制基准位置获取步骤S2后进行，将以三个以上的实际基准位置RP为顶点的至少一个图形G设定在实际空间内，并且求出表示第一姿态下的各图形G内的实际位置与控制位置的对应关系的第一变换函数A1、第二变换函数获取步骤S5，所述第二变换函数获取步骤S5在第二控制基准位置获取步骤S4后进行，将以三个以上的实际基准位置RP为顶点的至少一个图形G设定在实际空间内，并且求出表示第二姿态下的各图形G内的实际位置与控制位置的对应关系的第二变换函数A2。此外，控制位置确定步骤S9从图形G中选择用于算出控制位置p的对象图形，基于与对象图形对应的第一变换函数A1以及第二变换函数A2确定控制位置p。由此，能够容易并且高精度地确定控制位置p。

此外，如前所述，控制位置p由上述的式(9)确定。由此，够容易并且高精度地确定控制位置p。

此外，如前所述，机器人系统1是具有机器人2、控制机器人2的驱动的控制装置3，控制装置3确定相对于机器人2的目标位置的控制位置p的机器人系统，控制装置3获取三个以上的点在实际空间中的实际基准位置RP，将机器人2的控制点TCP设为第一姿态，获取在机器人2的控制点TCP位于各实际基准位置RP时的机器人控制坐标系中的控制点TCP的位置即第一控制基准位置CP1，将机器人2的控制点TCP设为相对于第一姿态绕预定的轴即Z轴旋转的第二姿态，获取在控制点TCP位于各实际基准位置RP时的机器人控制坐标系中的控制点TCP的位置即第二控制基准位置CP2，基于实际基准位置RP、第一控制基准位置CP1以及第二控制基准位置CP2确定控制位置p。

根据这样的构成，由于基于绕预定的轴的第一姿态和第二姿态确定目标位置中的控制位置p，因此在控制位置p反映每个姿态的误差的不同。因此，能够降低位置控制的误差，成为具有优异的位置精度的机器人系统1。此外，由于根据两个测量姿态求出与目标位置对应的控制位置，因此即使不预先知道目标位置，也能够确定相对于该目标位置的控制位置p。

以上，基于图示的实施方式对本发明的控制方法以及机器人系统进行了说明，但本发明不限定于此。各部分的构成可以置换为具有同样的功能的任意的构成。此外，也可以在本发明中附加其他任意的构成物。

Claims (7)

1.一种控制方法，其特征在于，

是确定相对于机器人的目标位置的控制位置的控制方法，包含：

获取三个以上的点在实际空间中的实际基准位置的实际基准位置获取步骤、

将所述机器人设为第一姿态，获取在所述机器人的控制点位于各所述实际基准位置时的机器人控制坐标系中的所述控制点的位置即第一控制基准位置的第一控制基准位置获取步骤、

将所述机器人设为相对于所述第一姿态绕预定的轴旋转的第二姿态，获取在所述控制点位于各所述实际基准位置时的机器人控制坐标系中的所述控制点的位置即第二控制基准位置的第二控制基准位置获取步骤、以及

基于所述实际基准位置、所述第一控制基准位置以及所述第二控制基准位置确定所述控制位置的控制位置确定步骤。

2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，

所述第二姿态是使所述第一姿态绕所述轴旋转180°后的姿态。

3.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，

所述目标位置处的姿态位于所述第一姿态与所述第二姿态之间。

4.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，

所述控制方法还包含：

将所述机器人设为从所述第一姿态绕所述轴旋转后的第三姿态，获取在所述控制点位于各所述实际基准位置时的机器人控制坐标系中的所述控制点的位置即第三控制基准位置的第三控制基准位置获取步骤。

5.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，

所述控制方法还包含：

第一变换函数获取步骤，所述第一变换函数获取步骤在所述第一控制基准位置获取步骤后进行，将以三个以上的所述实际基准位置为顶点的至少一个图形设定在所述实际空间内，并且求出表示所述第一姿态下的各所述图形内的实际位置与控制位置的对应关系的第一变换函数、以及

第二变换函数获取步骤，所述第二变换函数获取步骤在所述第二控制基准位置获取步骤后进行，将以三个以上的所述实际基准位置为顶点的至少一个图形设定在所述实际空间内，并且求出表示所述第二姿态下的各所述图形内的实际位置与控制位置的对应关系的第二变换函数，

在所述控制位置确定步骤中，从所述图形中选择用于算出所述控制位置的对象图形，基于与所述对象图形对应的所述第一变换函数以及所述第二变换函数确定所述控制位置。

6.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，

在将所述第一姿态下的所述控制位置设为pa，绕所述轴的旋转量设为θa，

将所述第二姿态下的所述控制位置设为pb，绕所述轴的旋转量设为θb，

将所述目标位置的姿态下的绕所述轴的旋转量设为θ时，

与所述目标位置对应的所述控制位置p由以下的式(1)确定。

7.一种机器人系统，其特征在于，

是具有机器人、控制所述机器人的驱动的控制装置，所述控制装置确定相对于所述机器人的目标位置的控制位置的机器人系统，

所述控制装置，

获取三个以上的点在实际空间中的实际基准位置，

将所述机器人设为第一姿态，获取在所述机器人的控制点位于各所述实际基准位置时的机器人控制坐标系中的所述控制点的位置即第一控制基准位置，

将所述机器人设为相对于所述第一姿态绕预定的轴旋转的第二姿态，获取在所述控制点位于各所述实际基准位置时的机器人控制坐标系中的所述控制点的位置即第二控制基准位置，

基于所述实际基准位置、所述第一控制基准位置以及所述第二控制基准位置确定所述控制位置。